JP2008157798A - 原子炉構造物の切断設備 - Google Patents

Abstract

【課題】切断作業の中断を伴うことなく作業工程を短期化することができる原子炉構造物の切断設備を提供する。
【解決手段】プール１３内の水中に被切断物１５を仮置きし、水中で切断作業を行う原子炉内構造物１５の切断設備で、切断台車１９から吊支された切断ヘッドを、プール１３内切断作業領域の任意の位置に移動可能とする。また、第１の揚重機２０からそれぞれ吊支された保持具及び回収装置２３をプール１３内の任意の位置に移動可能とする。保持具は、切断作業時に、被切断物１５の切断部分を保持する。回収装置２３は、切断部近くに配置され切断作業に伴い二次的に生じる物質を回収する。プール１３内には、切断された切断片を保管する保管容器２２及び回収装置２３により回収された物質を貯留する回収タンク２４をそれぞれ設ける。回収タンク２４の近傍には、この回収タンクを、適宜、移動させることができる第２の揚重機２７を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子炉の炉内構造物、例えばシュラウドなどを、プールの水中に仮置きして、水中で切断する原子炉構造物の切断設備に関する。

近年、原子力発電所では経年劣化等による設備のリプレースが発生している。その中で原子炉内構造物であるシュラウドについても数プラントで取替工事が行われており、この取替工事に関する発明も種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような取替工事の際には、原子炉の構造上、他の炉内構造物についても取り外しが必要となる。取り外した炉内構造物は処分する必要がある。これらは高放射性であるため廃棄物保管容器に収納する方法が一般的であり、そのためには廃棄物保管容器に収納可能な大きさに切断する必要がある。この切断作業は、切断対象物が高放射性であることから、作業エリアの放射線線量の上昇を抑制するために、優れた放射線遮蔽物である水の中で行われる。

原子力発電所等では原子炉に隣接して高放射性機器を仮置するための機器仮置用のプールが設置されている。このため、切断作業は切断対象物を原子炉内から機器仮置プールへ移送し、そこで廃棄物保管容器に収納可能な大きさに切断する方法が一般的に行われている。

この切断作業時、炉内構造物を切断した際に切削粉や切断時に使用した研磨剤（グリッド）が二次的に発生する。これらの物質も高放射性物質であるため回収する必要がある。粒径の比較的小さいものについてはフィルタ及びグリッド回収タンクを用いる方法が一般的であり、回収の際、必要に応じて移動させて使用したり、満杯になった場合は交換が必要になる。

ここで、機器仮置プールのレイアウトはプラントにより異なるが、フィルタ及びタンクの移動（交換作業を含む）手段として、建屋に常設されているクレーンが使用できる場合には切断作業を行いながら、フィルタ及びタンクを移動することが可能となる。このように切断作業を妨げないようにフィルタ及びタンクを移動・配置できる場合には問題はないが、機器仮置プールのレイアウトによっては切断作業に使用する建屋常設の天井クレーンとフィルタ及びタンク移動に用いる揚重機の軌跡が交錯する場合がある。この場合には切断作業を続けながらフィルタ及びタンクを移動することができないため、切断作業を中断する必要があり、作業工程が長くなる欠点がある。
特開２００１−２１６８９号公報

このように、回収タンクを移動（交換）させるために、切断作業を中断しなければならないことは、作業工程を長期化させてしまう。そして、作業工程の長期化に伴い発電所の運転再開時期が遅延する。また作業員については延べ被曝量の増大といった問題が生じる。

本発明の目的は、切断作業の中断を伴うことなく作業工程を短期化することができる原子炉構造物の切断設備を提供することにある。

本発明による原子炉構造物の切断設備は、プールの水中に被切断物を仮置きし、前記水中にて被切断物に対する切断作業を行う原子炉構造物の切断設備であって、前記被切断物を切断可能な切断ヘッドを、前記プール内における切断作業領域の任意の位置に移動可能な切断台車と、切断作業時に、前記プール内における前記被切断物の切断部分を保持する保持具、及び前記切断部近くに配置され切断作業に伴い二次的に生じる物質を回収する回収器具を、それぞれ前記プール内の任意の位置に移動可能な第１の揚重機と、前記プール内に設置され、前記第１の揚重機の前記保持具により搬入される切断片を保管する保管容器、及び前記回収器具により回収された切断作業により二次的に生じる物質を貯留する回収タンクと、この回収ダンクの近傍に配置され、この回収タンクを、適宜、移動させることができる第２の揚重機とを備えたことを特徴とする。

本発明では、第２の揚重機は、吊上げ用のアームとこのアームの一端を保持する基部とからなるジブクレーンであり、その基部を、前記プールの、切断作業領域に隣接する仮置き領域の上面を遮蔽する遮蔽体に取り付けて固定した。

また本発明では、第２の揚重機であるジブクレーンの基部を、前記プールの、切断作業領域に隣接する仮置き領域内に設けられた仮置き用の支持架台に取り付けて固定してもよい。

また本発明では、第２の揚重機であるジブクレーンの基部を、前記プールの縁部上面に設置された、切断台車用レールのサポート部材に取り付けて固定してもよい。

また本発明では、第２の揚重機であるジブクレーンの基部を、前記プールの内壁面に取り付けて固定してもよい。

さらに本発明では、第２の揚重機であるジブクレーンの基部を、前記プールの縁部床面上に立設して固定してもよい。

本発明によれば、炉内構造物の切断作業を中断することなくフィルタ及びグリッド回収タンクの移動が可能となることから、切断作業時間を短縮することが可能となる。また、本作業は高放射線領域での作業となるため、作業時間が短縮されることから作業員の被曝低減が図れることが期待できる。さらに全体工期の短縮によりプラントの運転再開早期化に寄与することができる。

以下、本発明による原子炉構造物の切断設備の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１、図２．図３は、一般的な原子力発電設備の原子炉及びその関連施設を示しており、図１は斜視図、図２は平面図、図３は正面図である。

これらの図において、１１は円筒状を成す炉心の外郭部分（以下、炉心外郭）で、図示していないが、その内側下部には、シュラウドなどの炉内構造物１５が設けられ、また、上部にはセパレータやドライヤなどの機器１４が設置されている。１２は燃料プール、１３は仮置き用のプール（以下、ＤＳプール）で、炉心外郭１１の両側に隣接されており、それらの内部には、優れた放射線遮蔽物である水が収容されている。

上記ＤＳプール１３内には、設備のリプレースに伴う取替工事のために炉心外郭１１内から取り出された機器が仮置きされる。図の例では、右側の部分に、炉心上部のセパレータやドライヤなどの機器１４が仮置きされている。これらの機器１４は、下部の炉心機器を取り出すために一旦取り出され、仮置きされている。

これに対し、図示左側の部分には、切断対象となる炉内構造物１５が炉心外郭１１から取り出され、仮置きされている。この炉内構造物１５は、取り外した後、廃棄処分されるが、高放射性であるため、廃棄物保管容器に収納する必要があり、そのために、廃棄物保管容器に収納可能な大きさに切断する。

この切断作業は、ＤＳプール１３の水中にて行う。すなわち、被切断物である炉内構造物（以下、シュラウドとして説明する）１５を、ＤＳプール１３の図示左側部分に仮置きし、水中にて被切断物に対する切断作業を行う。したがって、ＤＳプール１３のこの部分（図示左側部分）を切断作業領域と呼ぶ。これに対し、切断作業が行われず、単に機器１４の仮置きに使用されている部分（ＤＳプール１３の図示右側部分）を仮置き領域と呼ぶ。この仮置き領域に相当するＤＳプール１３の図示右側部分の内部には、仮置きされた機器１４を受ける支持架台１６が設けられ、また、上面には、外部との遮蔽体１７が設けられている。

ここで、図１は内部を透視した状態で描かれているため、外郭形状は不明であるが、実際には、円筒状を成す炉心外郭１１、燃料プール１２、ＤＳプール１３は、それぞれ分厚いコンクリート壁により外殻が形成されている。したがって、ＤＳプール１３の周辺部上面（いわゆる、縁部）には、かなりの幅寸法を有する床面が形成される。

このＤＳプール１３の幅方向両側の、上記縁部の床面には台車用のレール１８が設置されており、このレール１８上には切断台車１９及び第１の揚重機２０が、それぞれレール１８の布設方向に沿って移動可能に載置されている。

切断台車１９は、ＤＳプール１３を横断する移動架台を有し、この移動架台により、図示していないが、被切断物１５を切断する切断ヘッドを上下動可能に吊支している。この切断ヘッドは、移動架台の長さ方向に沿って走行可能に構成されており、移動架台自体の移動方向（レール１８の布設方向）と相俟って、切断ヘッドを、ＤＳプール１３内における切断作業領域の任意の位置に移動させることができる。

第１の揚重機２０も、ＤＳプール１３を横断する移動架台を有しており、この移動架台には、図示していないが、その長さ方向に沿って走行自在な２つの吊支部が設けられている。これら吊支部の一つは、切断作業時に、ＤＳプール１３内における被切断物１５の切断部分を保持する保持具を、上下動可能に吊支している。また、他の吊支部は、前記切断部近くに配置され、切断作業に伴い二次的に生じる物質（切削粉や切断に使用した研磨剤など）を回収するための回収器具を、上下動可能に吊支している。これら、保持具及び回収器具は、第１の揚重機２０の移動方向及びその移動架台での各吊支部の移動方向とにより、それぞれＤＳプール１３内の任意の位置に移動させることができる。

２２は保管容器で、ＤＳプール１３内に設置され、切断作業により被切断物１５から切断された切断片を保管する。この切断片は、切断作業時、第１の揚重機２０から吊支された前記保持具に保持されており、切断後、この切断片を保持している保持具の移動により搬入される。２３は回収装置、２４は回収タンクで、これらもそれぞれＤＳプール１３内に設置され、切断作業に伴い二次的に生じる物質（切削粉や切断に使用した研磨剤など）を回収する。すなわち、切断時、切断箇所近くには、前述のように、第１の揚重機２０から吊支された回収器具が配置されており、回収装置２３は、この回収器具と図示しない吸引ホースで連結されており、この回収器具を介して、切削粉や切断に使用した研磨剤などを吸引回収し、回収タンク内２４に貯留する。

なお、図２及び図３において、２６は大形の天井走行クレーンで、発電所建屋の天井部に設置され、炉心機器などの大形重量物の搬送に用いられる。

このような原子力設備において、本発明では、図４で示すように、前記回収タンク２４近傍に第２の揚重機２７を配置し、この回収タンク２４や回収装置２３を、適宜、移動させることができるように構成した。

この第２の揚重機２７としては、吊上げ用のアーム２７ａとこのアーム２７ａの一端を保持する基部２７ｂとからなるジブクレーンを用いる。図４の例では、このジブクレーン２７の基部２７ｂを、ＤＳプール１３の、仮置き領域の上面を遮蔽する遮蔽体１７の側面部に一体的に取り付けて固定している。

ここで、ジブクレーン２７は、基部２７ｂが固定され、アーム２７ａとなるＩ型ビームが片端を中心に旋廻する構造となっている。そして、基部２７ｂを遮蔽体１７の側面に固定することにより、上部にある門形支持の架台を有する第１の揚重機２０や切断台車１９の軌道を妨害することなく、ＤＳプール１３内の物を、任意適宜に移動させることができる。このジブクレーン２７を使用することにより、第１の揚重機２０と切断台車１９を用いて作業する炉内構造物１５の切断作業を中断することなく、回収装置２３や回収タンク２４を、切断箇所近傍の任意の位置に移動させたり、回収タンク２４を交換させたりすることが可能となる。

上記構成において、原子炉の炉内構造物１５の取替工事を行う場合は、炉心外郭１１内の上部機器１４（ドライヤやセパレータなど）を図２及び図３で示す天井クレーン２６で取り出し、ＤＳプール１３内の図示右側の仮置き領域内に仮置きする。これら上部構造物も、高放射性であるため、優れた放射線遮蔽物である水の中に設置すると共に、この仮置き領域の上面には遮蔽体１７を、やはり天井クレーン２６を用いて設置し、外部との間を遮蔽する。

次に、切断対象の炉内構造物１５、例えば、シュラウドを、炉心外郭１１の下部から天井クレーン２６を用いて取り出し、ＤＳプール１３の水中に仮置きする。このシュラウド１５は、廃棄処分するために細かな単位に切断する。このため、ＤＳプール１３内の切断作業領域（図示左側部分）に被切断物１５として仮置きする。

切断作業に当っては、先ず、第１の揚重機２０を操作し、その移動架台から吊支されている保持具により、被切断物１５の切断部分を保持する。次に、同じく第１の揚重機２０を操作して、回収器具を切断部分の近くに配置する。この回収器具は、扁平なフード状に形成され、その中心部に回収装置２３からの吸引ホースが接続されている。このため、切断部分近くに対向配置すれば、後述する切断時に生じる切削粉や切断に使用した研磨剤などの物質を効率的に捕捉し回収することができる。

次に、切断台車１９を操作し、水中に垂下した切断ヘッドを、被切断物１５の切断対象部分に対向させる。切断ヘッドは、被切断物１５を直接的に切断する器具を装着したものであり、例えば、高圧水を切断用研磨剤と共に切断される部分に噴きつけ、対象部分を切断するノズル状のものを用いる。勿論、ノズル状の切断ヘッドに限らず、水中でシュラウドなどの被切断物１５を切断できる器具であればなんでもよい。

この後、実際の切断作業に移行する。ノズル状の切断ヘッドを用いた場合は、研磨剤を含む高圧水を被切断箇所に噴きつけながら、前記固定具により固定された部分の周囲を移動させ、被切断物１５の、この移動軌跡に囲まれた部分を切断する。このとき切断箇所からは切削粉や切断に使用した研磨剤などの物質が大量に生じるが、これらは、切断箇所近くに対向配置された回収具により吸引捕捉され、回収装置２３により回収タンク２４内に回収される。また、この切断作業により切断された切断片は、前記保持具に保持されているので、第１の揚重機２０を操作して切断片を保管容器２２内に移送し、保持具による保持を解いて切断片を保管容器２２内に保管させる。

以後、上記操作を繰り返して、被切断物を順次切断し、その切断片を保管容器２２内に保管させる。

このような切断作業中において、切断位置などによっては回収装置２３や回収タンク２４の位置を移動させなければならないことがある。また、回収タンク２４が満杯になった場合は、この回収タンク２４を直ちに交換しなければ切断作業を続けることができなくなる。このような場合、第２の揚重機であるジブクレーン２７を用いることにより、回収装置２３や回収タンク２４の移動、或いは回収タンクの交換などを直ちに行うことができる。

従来は、このジブクレーン２７がなかったため、切断作業をいったん中止し、第１の揚重機２０を操作して、回収装置２３や回収タンク２４の移動、或いは回収タンクの交換などを行わなければ成らない。このように切断作業が中断されると、切断作業再開時においても切断作業用の段取りがさらに必要となるなど、工事期間の長期化が避けられなかった。

これに対し、本発明ではジブクレーン２７を設けたことにより、回収装置２３や回収タンク２４の移動、或いは回収タンクの交換などを直ちに行うことができるので、切断作業を中断することはなく、工事期間の短縮化が可能となる。

次に、図５で示す実施の形態を説明する。この実施の形態は第２の揚重機であるジブクレーン２７の基部２７ｂを、ＤＳプール１３の仮置き領域内に設置された、仮置き機器１４の支持架台１６に取り付けて固定している。すなわち、この支持架台１６は、隣接する切断作業領域内の回収タンク２４の近傍に設置されており、図示のように、この支持架台１６の上部にジブクレーン２７の基部２７ｂを取り付け固定することにより、上部にある門形の支持架台を有する第１の揚重機２０や切断台車１９の軌道を妨害することなく、ＤＳプール１３内の物を移動させることができる。そして、このジブクレーン２７を使用することにより、第１の揚重機２０と切断台車１９を用いて作業する炉内構造物１５の切断作業を中断することなく、回収装置２３や回収タンク２４を、切断箇所近傍の任意の位置に移動させたり、回収タンク２４を交換したりすることが可能となる。

次に、図６で示す実施の形態を説明する。この実施の形態は第２の揚重機であるジブクレーン２７の基部２７ｂを、ＤＳプール１３の縁部床上に布設したレール１８のサポート部材（図示せず）に取り付けて固定している。

このように、ＤＳプール１３の縁部床上におけるレール１８のサポート部材に、ジブクレーン２７の基部２７ｂを取り付け固定したことにより、上部にある門形支持架台を有する第１の揚重機２０や切断台車１９の軌道を妨害することなく、ＤＳプール１３内の物を移動させることができる。そして、第１の揚重機２０と切断台車１９を用いた炉内構造物１５の切断作業を中断することなく、回収装置２３や回収タンク２４を、切断箇所近傍の任意の位置に移動させたり、回収タンク２４を交換したりすることが可能となる。

次に、図７で示す実施の形態を説明する。この実施の形態は第２の揚重機であるジブクレーン２７の基部２７ｂを、ＤＳプール１３の内壁面に取り付けて固定している。すなわち、前述のように、ＤＳプール１３の外郭は分厚いコンクリート壁により構成されているため、そのコンクリート製の壁面にジブクレーン２７の基部２７ｂを取り付けている。

このように構成することにより、上部にある門形支持架台を有する第１の揚重機２０や切断台車１９の軌道を妨害することなく、ＤＳプール１３内の物を移動させることができる。そして、第１の揚重機２０と切断台車１９を用いた炉内構造物１５の切断作業を中断することなく、回収装置２３や回収タンク２４を、切断箇所近傍の任意の位置に移動させたり、回収タンク２４を交換したりすることが可能となる。

次に、図８で示す実施の形態を説明する。この実施の形態は第２の揚重機であるジブクレーン２７の基部２７ｂを、ＤＳプール１３の縁部上面の床面に設置している。すなわち、前述のように、ＤＳプール１３の外郭は分厚いコンクリート壁により構成されているため、ＤＳプール１３の縁部上面にはかなりの幅寸法を有する床面が形成される。そこで、この縁部床面上に、ジブクレーン２７の基部２７ｂを立設して固定した。

このように構成しても、上部にある門形支持架台を有する第１の揚重機２０や切断台車１９の軌道を妨害することなく、ＤＳプール１３内の物を移動させることができる。そして、第１の揚重機２０と切断台車１９を用いた炉内構造物１５の切断作業を中断することなく、回収装置２３や回収タンク２４を、切断箇所近傍の任意の位置に移動させたり、回収タンク２４を交換したりすることが可能となる。

一般的な原子炉施設の構成を透視的に示す斜視図である。 図１の平面図である。 図１の正面図である。 本発明による原子炉構造物の切断設備の一実施の形態を示す斜視図である。 本発明に用いるジブクレーンを仮置き用支持架台に取り付けた実施の形態を示す斜視図である。 本発明に用いるジブクレーンを仮置きプール内壁面に取り付けた実施の形態を示す斜視図である。 本発明に用いるジブクレーンをレールのサポート部材に取り付けた実施の形態を示す斜視図である。 本発明に用いるジブクレーンをプールの縁部上面の床面上に取り付けた実施の形態を示す斜視図である。

符号の説明

１１ 炉心外郭
１２ 燃料プール
１３ 仮置き用のプール（ＤＳプール）
１４ ドライヤ、セパレータ
１５ 被切断物（炉内構造物）
１６ 仮置き用支持架台
１７ 遮蔽体
１８ 台車用のレール
１９ 切断台車
２０ 第１の揚重機
２２ 保管容器
２３ 回収装置
２４ 回収タンク
２６ 天井クレーン
２７ 第２の揚重機
２７ａ アーム部
２７ｂ 基部

Claims (6)

1. プールの水中に被切断物を仮置きし、前記水中にて被切断物に対する切断作業を行う原子炉構造物の切断設備であって、
   前記被切断物を切断可能な切断ヘッドを、前記プール内における切断作業領域の任意の位置に移動可能な切断台車と、
   切断作業時に、前記プール内における前記被切断物の切断部分を保持する保持具、及び前記切断部近くに配置され切断作業に伴い二次的に生じる物質を回収する回収器具を、それぞれ前記プール内の任意の位置に移動可能な第１の揚重機と、
   前記プール内に設置され、前記第１の揚重機の前記保持具により搬入される切断片を保管する保管容器、及び前記回収器具により回収された切断作業により二次的に生じる物質を貯留する回収タンクと、
   この回収タンクの近傍に配置され、この回収タンクを、適宜、移動させることができる第２の揚重機と
   を備えたことを特徴とする原子炉構造物の切断設備。
2. 第２の揚重機は、吊上げ用のアームとこのアームの一端を保持する基部とからなるジブクレーンであり、その基部を、前記プールの、切断作業領域に隣接する仮置き領域の上面を遮蔽する遮蔽体に取り付けて固定したことを特徴とする請求項１に記載の原子炉構造物の切断設備。
3. 第２の揚重機は、吊上げ用のアームとこのアームの一端を保持する基部とからなるジブクレーンであり、その基部を、前記プールの、切断作業領域に隣接する仮置き領域内に設けられた仮置き用の支持架台に取り付けて固定したことを特徴とする請求項１に記載の原子炉構造物の切断設備。
4. 第２の揚重機は、吊上げ用のアームとこのアームの一端を保持する基部とからなるジブクレーンであり、その基部を、前記プールの縁部上面に設置された、切断台車用レールのサポート部材に取り付けて固定したことを特徴とする請求項１に記載の原子炉構造物の切断設備。
5. 第２の揚重機は、吊上げ用のアームとこのアームの一端を保持する基部とからなるジブクレーンであり、その基部を、前記プールの内壁面に取り付けて固定したことを特徴とする請求項１に記載の原子炉構造物の切断設備。
6. 第２の揚重機は、吊上げ用のアームとこのアームの一端を保持する基部とからなるジブクレーンであり、その基部を、前記プールの縁部床面上に立設して固定したことを特徴とする請求項１に記載の原子炉構造物の切断設備。

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