JP2011247791A - 炉内作業用架台 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料交換などの取替作業を含むオペレーティングフロア上の作業と、炉内作業を並行して実施可能な炉内作業用架台を提供する。
【解決手段】原子炉ウェルの上方においてオペレーティングフロア３から作業用架台本体１が設置され、原子炉圧力容器の上方に作業用架台本体１の開口部が形成されている。作業用架台本体１は、複数の架台ユニット４，５，６，７に分離および組み合せ可能に構成され、複数の架台ユニット４，５，６，７のうち、燃料交換機９の移動経路に配置された架台ユニット７を取外し可能としたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、原子炉ウェルの上方に設置される炉内作業用架台に関する。

昨今の化石燃料価格の高騰により、比較的安価に電力を発電することの可能な原子力発電所に対する発電需要が年々高まっている。その一方で日本国では、１３ヶ月の運転期間を経た後は、プラントの運転を停止し、定期検査を行うことが定められている。そのため、海外の原子力発電所のように定期検査期間を短くすることで、発電所の稼働率を向上させることが至上命題となっている。

国内の原子力発電所における沸騰水型原子炉では、定期検査毎に原子炉を開放し、燃料の交換およびシャフリング（燃料配置替え）を行う必要がある。また、原子炉内構造物の健全性を確認するため、水中カメラなどを用いて定期的な周期で目視検査を実施する必要がある。

そこで、例えば特許文献１に記載された技術では、炉内作業と、オペレーティングフロア上の他の作業を並行して実施することにより、定期検査期間を大幅に短縮することが可能であるため、プラント稼働率の向上に貢献することができる。

具体的には、特許文献１に記載された技術は、原子炉ウェルに水張りした状態で、原子炉ウェル上方に円形の作業架台を設置し、燃料交換機がその作業架台を跨いで走行することにより、炉内作業などのルーチン外作業と、燃料交換機による燃料移動などのルーチン作業を並行して実施することが可能となる。

特開平７−１１３８９６号公報

ところで、上述した背景技術では、以下のような課題がある。

すなわち、第１の課題としては、炉内作業などのルーチン外作業を実施する際、通常は原子炉ウェルの上方に作業台車を移動し、水中カメラ、作業ポールなどを用いて炉内点検や炉内作業を実施することとなる。

しかしながら、作業台車と燃料交換機は、同じ走行レールを使用するため、移動経路上で互いに干渉することとなり、燃料貯蔵プール内に設置された燃料ラックへの燃料の出し入れなどの作業を、炉内作業と並行して実施することが困難となる。その結果、それぞれの作業を別の日程で実施する必要があり、定期検査期間の短縮化への妨げとなる。

第２の課題としては、炉内構造物であるジェットポンプなどの目視点検作業において、作業台車を用いた点検方法では、作業台車上における作業スペースが限られており、また対象とする点検箇所の上方に作業台車を停止させるため、その他の点検箇所に対しては真上から点検箇所を捉えることができない。水中カメラなどを用いる現状の点検方法では、点検箇所まで水中カメラを誘導することができないため、複数の点検箇所を同時に作業することは困難である。これにより、点検作業を順次完了させる必要があるため、作業時間を長くさせる要因となる。

第３の課題としては、定期検査におけるルーチン作業である燃料交換中に、炉内作業などのルーチン外作業を並行して実施することができれば、定期検査期間の短縮化に大きく貢献することができる。

しかしながら、燃料交換中のオペレーティングフロア上の作業では、燃料交換機のマストが原子炉ウェル上に設置された作業台車に干渉することとなり、炉内作業との並行作業は困難となる。そのため、炉心上から燃料貯蔵プールカナルを通過し、燃料貯蔵プールまで燃料が移動する経路を確保する必要があり、作業架台自体に燃料交換機のマストが通過するスリットが必要となる。

第４の課題としては、定期検査におけるルーチン作業である局部出力領域モニタ（以下、ＬＰＲＭという）、起動領域中性子モニタ（以下、ＳＲＮＭという）および制御棒（以下、ＣＲという）の取替作業を、並行して実施することで定期検査期間の短縮に貢献することができるが、上述した第３の課題と同様に、ＬＰＲＭ、ＳＲＮＭおよびＣＲ自体が作業架台と干渉し、炉内作業との並行作業は困難となる。そのため、炉心上から機器貯蔵プールまでの移動経路を確保する必要があり、作業架台自体にＬＰＲＭ、ＳＲＮＭおよびＣＲを通過させるスリットが必要となる。

一方、特許文献１に記載された作業架台は、架台の高さをオペレーティングフロアに立設された手摺より低く設計しているため、オペレーティングフロア上を走行する燃料交換機が作業架台を跨いで走行することが可能であり、燃料貯蔵プールにおける燃料移動作業と炉内作業を並行して実施することができる架台である。また、炉心円周の上方に作業スペースを確保することができるため、ジェットポンプなどの点検作業においては、複数個所の同時作業が可能となり、工程短縮に貢献することができる。

しかしながら、特許文献１に記載された作業架台は、第３の課題および第４の課題で説明したように燃料交換中、ＬＰＲＭ、ＳＲＮＭおよびＣＲ取替作業中の炉内作業においては、燃料交換機マスト、ＬＰＲＭ、ＳＲＮＭおよびＣＲが作業架台と干渉するため、並行作業は困難となる。

本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、燃料交換などの取替作業を含むオペレーティングフロア上の作業と、炉内作業を並行して実施可能な炉内作業用架台を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る炉内作業用架台は、原子炉ウェルの上方においてオペレーティングフロアから作業用架台本体が設置され、原子炉圧力容器の上方に前記作業用架台本体の開口部が形成された炉内作業用架台であって、前記作業用架台本体は、複数の架台ユニットに分離および組み合せ可能に構成され、前記複数の架台ユニットのうち、燃料交換機の移動経路に配置された架台ユニットを取外し可能としたことを特徴とする。

本発明によれば、燃料交換などの取替作業を含むオペレーティングフロア上の作業と、炉内作業を並行して実施することができるため、定期検査期間を大幅に短縮させ、プラントの稼働率を向上させることができる。

本発明に係る炉内作業用架台の第１実施形態の設置状態を一部切り欠いて示す斜視図である。 図１の炉内作業用架台を示す平面図である。 図２の架台ユニットの接合状態を示す部分拡大断面図である。 図２の架台ユニットを支持する支持アームを示す斜視図である。 図２の架台ユニットを押える押え部材を示す斜視図である。 図２の炉内作業用架台の設置状態を示す立断面図である。 図６の炉内作業用架台の一部を示す拡大断面図である。 図７の炉内作業用架台の手摺に取り付けられるワーククレーンを示す斜視図である。 図２の炉内作業用架台において架台ユニットの一部を取り外した状態を示す平面図である。 本発明に係る炉内作業用架台の第２実施形態において段付部を示す部分断面拡大図である。 図１０の走行レールを示す部分拡大図である。

以下に、本発明に係る炉内作業用架台の各実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
（構成）
図１は本発明に係る炉内作業用架台の第１実施形態の設置状態を一部切り欠いて示す斜視図である。図２は図１の炉内作業用架台を示す平面図である。図３は図２の架台ユニットの接合状態を示す部分拡大断面図である。図４は図２の架台ユニットを支持する支持アームを示す斜視図である。図５は図２の架台ユニットを押える押え部材を示す斜視図である。

図１および図２に示すように、作業用架台本体としての作業用架台１は、原子炉ウェル２の上方においてオペレーティングフロア３上から設置される。作業用架台１は、独立した板状の４つの架台ユニット４，５，６，７に分離可能に構成され、これらが組み合わされて全体として図２に示すように平面略円環状に形成される。具体的には、作業用架台１は、設置状態において原子炉ウェル２の上方に図示しない原子炉圧力容器と同位置となるように開口部１ａが形成されることで、平面略円環状に形成される。開口部１ａの径は、上記原子炉圧力容器の内径と略同寸法に設定されている。

また、作業用架台１の外形寸法は、オペレーティングフロア３上に敷設された走行レール８，８の間隔より小さく設定されている。つまり、作業用架台１は、走行レール８，８に沿って移動する燃料交換機９と干渉しないような外形寸法および高さに設定されている。

燃料交換機９は、例えば燃料貯蔵プール１０内の図示しない燃料貯蔵ラックへの燃料の出し入れや、ＬＰＲＭ、ＳＲＮＭおよびＣＲの取替作業の他、機器貯蔵プール１１内の図示しないドライヤ、セパレータの点検などの作業に用いられる。

４つの架台ユニット４，５，６，７は、図３に示すようにそれぞれの接合部分に段差部が形成されている。例えば、架台ユニット５と架台ユニット７とは、段差部５ａ，７ａが形成され、これらの段差部５ａ，７ａ同士を接合することにより組み合わされる。架台ユニット４，５，６，７におけるその他の組み合わせも同様に接合される。

架台ユニット４，５，６は、支持部材１２および押え部材１８によりオペレーティングフロア３上に固定されている一方、架台ユニット７は、オペレーティングフロア３上に固定されておらず、架台ユニット４，５，６に対して着脱可能に取り付けられている。この架台ユニット７は、図６に示すように燃料交換機９のマスト９ａの走行（移動）経路に配置されている。

また、３つの架台ユニット４，５，６は、図２に示すように支持部材１２および押え部材１８により固定される。なお、図２では、若干数の支持部材１２および押え部材１８を単に例示しただけであり、実際には、より多数のものが設置されている。

支持部材１２は、図４に示すようにプレート１３を有し、このプレート１３は、オペレーティングフロア３上に植設したアンカーボルト１４とナット１５により固定される。また、プレート１３には、予め屋外で溶接されたブロック１６と支持アーム１７が溶接されている。この支持アーム１７は、３つの架台ユニット４，５，６の底面を支持し、これらの架台ユニット４，５，６を原子炉ウェル２の上方に設置している。

押え部材１８は、支持部材１２と同様、図５に示すようにプレート１３を有し、このプレート１３は、オペレーティングフロア３上に植設したアンカーボルト１４とナット１５により固定される。また、プレート１３には、予め屋外で溶接されたブロック１６と押えアーム１９が溶接されている。この押えアーム１９は、架台ユニット４，５，６を上面から押え込むようにして固定している。これにより、架台ユニット４，５，６は、浮き上がりが防止されることで、原子炉ウェル２内に満たされた炉水による浮力の影響を除外することができる。ここで、本実施形態における架台ユニット４，５，６は、設置状態においてそれぞれの底部が炉水に浸漬されている。

支持部材１２および押え部材１８のプレート１３は、それぞれ四隅に長孔２０が形成されている。このようにプレート１３に長孔２０を形成したことで、長孔２０は、オペレーティングフロア３上に植設するアンカーボルト１４に対する設置調整代となる。

次に、炉内作業用の各機器の構成を説明する。

図６は図２の炉内作業用架台の設置状態を示す立断面図である。図７は図６の炉内作業用架台の一部を示す拡大断面図である。図８は図７の炉内作業用架台の手摺に取り付けられるワーククレーンを示す斜視図である。

図６および図７に示すように、作業用架台１における４つの架台ユニット４，５，６，７には、それぞれ開口部１ａ側の内周端に作業エリア２１が設置され、この作業エリア２１は、原子炉ウェル２を満水状態とした場合に水没するように配置されている。しかし、作業エリア２１に対する水位は、作業員が入って炉内作業を行う場合、支障とならないように設定されている。また、作業エリア２１には、手摺２２が取り付けられ、この手摺２２は、原子炉２３の上方に配置される。

作業用架台１における４つの架台ユニット４，５，６，７には、それぞれの手摺２２に走行レール２４を形成する円弧の一部が取り付けられ、作業用架台１の中央部の内側全周に走行レール２４を敷設することができるようにしている。すなわち、４つの架台ユニット４，５，６，７は、それぞれの内周部に手摺２２および走行レール２４が取り付けられ、これらの走行レール２４が全体として平面円形に形成されるように組み合わされる。したがって、走行レール２４に張出架台２５を設置することで、張出架台２５は走行レール２４に沿って作業用架台１の中央部内側を周回することができるようにしている。

張出架台２５内には、図８に示すようなワーククレーン２６が収納されている。このワーククレーン２６は、使用時に張出架台２５内から取り出され、作業エリア２１に設置される。このワーククレーン２６は、ベースプレート２７と、このベースプレート２７の底面に取り付けられた複数の車輪２８と、ベースプレート２７に立設された円柱からなる柱部２９と、この柱部２９に一端が固定され他端が鉤状に形成されて作業用架台１の手摺２２に掛止可能な固定アーム３０と、柱部２９に固定され吊下げ作業を行うクレーン部３１とを備えている。したがって、ワーククレーン２６は、複数の車輪２８によって作業エリア２１を走行することで、原子炉２３の全領域にアクセスすることが可能となる。

（作用）
まず、本実施形態で炉内作業を行う場合について説明する。

走行レール２４に張出架台２５を設置することで、原子炉２３における原子炉圧力容器内径部の円周上方からの作業に加え、シュラウド内径部の円周上方に作業者を配備することが可能となる上、張出架台２５が走行レール２４上を周回することで、シュラウド内径部の円周上方の全方位において作業者を配備することができる。

また、作業エリア２１にワーククレーン２６を設置することにより、原子炉ウェル２上方の全エリアにおいて作業ツールを配備することが可能となり、原子炉２３内の全エリアに対してアクセスが可能となる。

次に、燃料交換などの取替作業を含むオペレーティングフロア３上の作業を行う場合を図９に基づいて説明する。図９は図２の炉内作業用架台において架台ユニットの一部を取り外した状態を示す平面図である。

図９に示すように、作業用架台１の架台ユニット７を他の架台ユニット４，５，６から分離して取り外すことにより、原子炉２３の内径上方から燃料貯蔵プール１０まで空間が形成される。このとき、走行レール２４および張出架台２５は、作業用架台１の中央部内側には配備されていないこととする。

燃料交換機９が燃料交換を行うとき、燃料交換機９のマスト９ａは、燃料貯蔵プールカナル１０ａを通過し、燃料貯蔵プール１０と原子炉９の上方エリアとの間を往復する。作業用架台１は、架台ユニット７が取り外され、燃料貯蔵プール１０側に空間を有しているため、燃料交換中の燃料交換機９のマスト９ａとの干渉を未然に回避することができる。

作業用架台１を構成する架台ユニット４，５，６を独立した構造とすることで、オペレーティングフロア３上に容易に搬入することができ、原子炉ウェル２の上方にて組立てが可能となる。

また、燃料交換機９のオペレーティングフロア３との間隔が１２０ｃｍであり、手摺２２の高さが１００ｃｍであり、作業エリア２１は、図７に示すようにオペレーティングフロア３から低い位置に配置されていることにより、燃料交換機９との干渉を回避するとともに、作業エリア２１に作業者がいる条件でも、燃料交換機９が移動することによる作業への影響を除外することができる。

（効果）
このように本実施形態によれば、作業用架台１は、架台ユニット７が取り外され、燃料貯蔵プール１０側に空間を有しているため、燃料交換中の燃料交換機９のマスト９ａとの干渉を回避することができる。これにより、燃料交換中に架台ユニット４，５，６からの原子炉２３の内側壁面へのアクセスが可能となる。以上のことから、燃料交換などの取替作業を含むオペレーティングフロア３上の作業と、炉内作業を並行して実施することが可能となり、定期検査期間を大幅に短縮することができる。

また、本実施形態によれば、ワーククレーン２６が作業エリア２１を走行し、張出架台２５を走行レール２４に沿って作業用架台１の中央部内側を周回することができるようにしているので、原子炉２３内の全エリアにアクセスすることが可能となる。そして、原子炉２３内への複数のアクセスポイントを有することで、炉内作業を同時並行に作業することが可能となり、定期検査期間を大幅に短縮することができる。

（第２実施形態）
図１０は本発明に係る炉内作業用架台の第２実施形態において段付部を示す部分断面拡大図である。図１１は図１０の走行レールを示す部分拡大図である。なお、前記第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

（構成）
図１０および図１１に示すように、本実施形態では、機器貯蔵プールカナル１１ａに走行レール３５が配備されている。この走行レール３５は、機器貯蔵プールカナル１１ａの壁面と、オペレーションフロア３の開口縁に形成された段付部３６に配置される。車輪３７は、図１０に示すように作業用架台１の外周側面と、外周端底部とに取り付けられる。作業用架台１は、前記第１実施形態のように支持部材１２および押え部材１８により支持されるのではなく、上記段付部３６に車輪３７を介して支持される。

また、作業用架台１は、図示しない駆動機構を駆動させることにより、全体が走行レール３５に沿って原子炉ウェル２の中央を中心として周方向に回転可能となる。なお、作業用架台１の詳細な構造は、前記第１実施形態に示した構造と同様とする。

（作用および効果）
走行レール３５と作業用架台１に設けた複数の車輪３７を用いて図９に示した作業用架台１を、図示しない駆動機構を駆動させて周方向に１８０度回転させることにより、燃料貯蔵プール１０側に配置されていた空間部が、機器貯蔵プール１１側に移動することとなる。

そのため、ＬＰＲＭ、ＳＲＮＭおよびＣＲの取替作業では、原子炉２３の内部から取り出したＬＰＲＭ、ＳＲＮＭおよびＣＲは、原子炉２３の上方から機器貯蔵プール１１までを移動経路とするが、作業用架台１が機器貯蔵プール１１側に空間部を有していることにより、ＬＰＲＭ、ＳＲＮＭおよびＣＲの取替時に、作業架台ユニット４，５，６からの原子炉２３の内側壁面へのアクセスが可能となる。

このように本実施形態によれば、作業用架台１に車輪３７を複数取り付け、作業用架台１全体を原子炉ウェル６の中央を中心として周方向に回転可能に構成したことにより、ＬＰＲＭ、ＳＲＮＭおよびＣＲの取替時に炉内作業を並行して実施することが可能となり、定期検査期間を大幅に短縮することができる。

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、上記第２実施形態では、作業用架台１を周方向に１８０度回転させ、燃料貯蔵プール１０側に配置されていた空間部を機器貯蔵プール１１側に移動させるようにしたが、これに限らず機器貯蔵プール１１側に面した架台ユニットを取外し可能に構成すれば、作業用架台１を周方向に回転させることがなくなる。

１…作業用架台、２…原子炉ウェル、３…オペレーティングフロア、４…架台ユニット、５…架台ユニット、６…架台ユニット、７…架台ユニット、８…走行レール、９…燃料交換機、９ａ…マスト、１０…燃料貯蔵プール、１０ａ…燃料貯蔵プールカナル、１１…機器貯蔵プール、１１ａ…機器貯蔵プールカナル、１２…支持部材、１３…プレート、１４…アンカーボルト、１５…ナット、１６…ブロック、１７…支持アーム、１８…押え部材、１９…押えアーム、２０…長孔、２１…作業エリア、２２…手摺、２３…原子炉、２４…走行レール、２５…張出架台、２６…ワーククレーン、２７…ベースプレート、２８…車輪、２９…柱部、３０…固定アーム、３５…走行レール、３６…段付部、３７…車輪。

Claims (7)

1. 原子炉ウェルの上方においてオペレーティングフロアから作業用架台本体が設置され、原子炉圧力容器の上方に前記作業用架台本体の開口部が形成された炉内作業用架台であって、
   前記作業用架台本体は、複数の架台ユニットに分離および組み合せ可能に構成され、前記複数の架台ユニットのうち、燃料交換機の移動経路に配置された架台ユニットを取外し可能とした、
   ことを特徴とする炉内作業用架台。
2. 前記複数の架台ユニットは、前記オペレーティングフロアに取り付けられた支持部材により支持されていることを特徴とする請求項１に記載の炉内作業用架台。
3. 前記複数の架台ユニットは、前記オペレーティングフロアに取り付けられた押え部材により押え付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の炉内作業用架台。
4. 前記複数の架台ユニットは、前記開口部側の内周端に作業エリアが設置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の炉内作業用架台。
5. 前記複数の架台ユニットは、前記開口部側に全周に亘って走行レールを設置可能であるとともに、この走行レールに張出し架台を設置可能としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の炉内作業用架台。
6. 前記複数の架台ユニットは、前記開口部側に手摺が設置され、この手摺に移動式ワーククレーンを設置可能としたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の炉内作業用架台。
7. 前記作業用架台本体の外周部に車輪を取り付け、前記作業用架台本体を前記原子炉ウェルの中央を中心として周方向に回転可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の炉内作業用架台。

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