「常陽」MK-III冷却系改造工事; 1次冷却系機械設備(主中間熱交換器)

JOYO MK-III Heat Transport System Renovation Operation; Primary Heat Transport Mechanical System (IHXs (Intermediate Heat Exchangers))

大嶋 淳; 芦田 貴志 ; 礒崎 和則 ; 住野 公造 ; 山口 明; 坂場 秀男; 小澤 健二; 冨田 直樹

Oshima, Jun; Ashida, Takashi; Isozaki, Kazunori; Sumino, Kozo; Yamaguchi, Akira; Sakaba, Hideo; Ozawa, Kenji; Tomita, Naoki

高速実験炉「常陽」の照射能力の高度化を目的としたMK-III計画では、炉心の高速中性子束を高めることで熱出力がMK-IIの100MWtから140MWtに増大した。冷却系の改造は、除熱能力の向上を目的として大型ナトリウム機器を交換するものであり、1次冷却系では、主中間熱交換器(IHX)及びIHX接続配管の交換を行った。本改造は、既設プラントの冷却系バウンダリを維持した状態で放射性ナトリウムが付着した大型機器を交換する我が国初めての工事であり、さらに限られた作業エリア、高放射線環境下での作業等、多くの制約条件があった。このため、従来の「常陽」における運転・保守に関する経験、知見、ナトリウム取扱技術に関する研究開発成果等を参考にしつつ、工事準備段階で綿密な検討を行い、改造工事を実施した。MK-III冷却系改造のうち、1次冷却系機械設備(主中間熱交換器)の改造工事で得られた成果は以下のとおりである。(1)モックアップ試験による基本工法の確認、最適な作業と作業条件の選定、トレーニングによる作業習熟等を図り、的確な工事方法と作業時間短縮により、作業員の被ばく線量を低減することができた。(2)ナトリウムバウンダリを開放する作業(配管切断、ナトリウム除去・洗浄、配管溶接)時のシールバッグによる雰囲気隔離方法の有効性を実証した。(3)冷却材バウンダリ開放時間を低減する適切な切断順序の策定、各切断部位に応じた適切な切断工法(バイト切断+押切り等)の選定により、内外管を含む計44箇所の配管切断時における異物混入を防止できた。(4)配管切断開口部に取付けた線用の仮閉止治具(閉止キャップ、固定治具、ヘキサプラグ)により、工事期間中、冷却材バウンダリを確実に維持することができた。(5)配管切断部に残留したナトリウムの掻きだし及び内面付着ナトリウムの拭き取り方法の有効性を実証すると共に、効率的な作業方法を見出した。(6)配管溶接時の差圧管理(バックシールガスとシールバッグ内圧)と配管表面温度の監視によるシールバッグ内溶接作業の施工方法を確立した。 1次冷却系機械設備(主中間熱交換器)の改造工事は。2000年10月30日に開始し、大きなトラブルもなしにほぼ計画通り2001年9月21日に完了した。これらの成果は、今後同様な工事を実施する場合に十分反映できるものと考えられる。

The MK-III project to improve the irradiation capability of the experimental fast reactor JOYO have been carried out since 1987.The increase of fast neutron flux and the enlargement of irradiation field increase the reactor thermal power from 100MWt to 140MWt. To accommodate the increased thermal power,the IHXs and the IHX connecting piping were replaced. The IHXs were replaced with securing cooling system boundary in high dose rate surroundings and very limited operation space of the radiation controlled area in the containment vessel. Primary sodium contains radioactive 22Na,24Na and radioactive CPs such as 60Co and 54Mn,and this sodium adhered to the inner surface of IHXs and pipe. Therefore, the renovation procedure and method were carefully examined based on the JOYO operation and maintenance experiences and research and development results on the sodium handling technique.The major results obtained in the primary heat transport mechanical system (IHXs) renovation operation were shown as follows;