高速炉大型ナトリウム機器の解体・洗浄 50MW中間熱交換器(IHX)の解体・洗浄

Dismantling and sodium removal of the large sodium equipment for FBR; Dismantling and sodium removal of the intermediate heat exchanger of the 50MW steam generator test facility

軍司 稔; 山本 晋平; 小野島 貴光

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高速炉は冷却剤として金属ナトリウムを使用しているため、その機器の解体に当たってはナトリウムの洗浄が必要となる。中間熱交換器(IHX)は1次系ナトリウムと2次系ナトリウムの熱交換器であり、外胴内面、伝熱管内外面ともナトリウムに浸漬されていること、カバーガス空間を有していること、ナトリウムが完全にドレンできない等の構造上の特徴を有しており、その解体・洗浄は困難である。上記特徴を有する交換熱量50MWのIHXの解体・洗浄を行った。解体・洗浄においては、解体に伴うナトリウム発火の防止、水蒸気洗浄時の大規模なナトリウムと水の反応防止に留意する必要がある。また、解体・洗浄に長期間要することから、解体途中における安全な保管や、効率的な解体・洗浄が求められる。試験施設に設置した状態で、炭酸ガスによる安定化処理を行い、その後、内胴と外胴に分離し、それぞれナトリウム洗浄を行う施設に輸送し、大気開放状態で蒸気と窒素との混合ガスによる洗浄と解体を行った。以下に本解体・洗浄作業で得られた結果の要点を示す。(1)ナトリウム機器の解体時にナトリウム固着部分を引き抜く際のナトリウム剪断力は約3.0kg/cm2とすることが妥当である。(2)炭酸ガスによる付着ナトリウムの安定化処理は、万一のナトリウム発火を防止する上で有効な手段であった。(3)ナトリウムの付着量や状態が完全に目視確認できないような場所をスチームで洗浄する場合、蒸気と窒素ガスの混合中の蒸気量を少なくし、蒸気とナトリウムの反応状態を慎重に確認しながら作業を進めることが重要である。また、蒸気注入後ナトリウムと蒸気の反応が始まるのに時間遅れがあり、洗浄状況観察の際にはその時間遅れを考慮する必要がある。(4)IHX洗浄のナトリウム処理量は約60kgであり、ナトリウム中の直管型伝熱管のナトリウム付着量は約0.23mg/cm2乗、カバーガス部の付着量は約13.7mg/cm2乗であった。(5)内胴を回転させながらの洗浄・解体作業法や伝熱管内面を同時に多数本洗浄できる治具の採用により作業の安全性および効率が大幅に向上できた。

Fast breeder reactors use metallic sodium as a coolant, therefore, sodium removal is necessary in the dismantling. An intermediate heat exchanger (IHX) exchanges heat between primary and secondary sodium. The dismantling and sodium removal of IHX is difficult because of the future of IHX such as residing of sodium on both primary and secondary surface, existing of the cover gas region, large amount of bulk residual sodium. In the dismantling and sodium removal of the 50MWt IHX, the effective and safe procedure of dismantling and sodium removal was carefullny examined to prevent of sodium ignition and large sodium water reaction and to store safely during the dismantling. Sodium carbonation had been carried out by introducing carbon dioxide in the IHX at the 50MW Steam Generator Test Facility (50MWSGTF) to prevent sodium ignition. After separation to inner shroud and outer shell, each part was transported to the sodium processing facility where each part was dismantled and sodium was removed by steam cleaning device in the atmosphere. Followings are the major results of this experience. (1)Expelimentally obtained sodium shearing force of 0.3 MPa was confirmed by the separation of inner shroud and outer shell (2)No sodium ignition was observed during the dismantling. Therefore introducing carbon dioxide to IHX could be effective. (3)When quantity and condition of residual sodium cannot be confirmed visually, it is important to control steam volume in nitrogen gas and control reaction between sodium and steam. And also it is important to avoid quick approach for the sodium removal observation due to time delay of sodium and steam reaction after steam injection. (4)Sodium removal weight was about 60kg. The residual sodium of the sodium dipped area was about 0.23mg/cm and it was about l3.7mg/cm in the cover gas region. (5)The tube bundle rotation was effective for the improvement in safety and efficiency of the cleaning and decommissioning. A newly ...