JP2013117491A - Remote operation method inside reactor containment vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シビアアクシデントが発生した場合の原子炉格納容器内部の遠隔作業方法に関する。 The present invention relates to a remote working method inside a reactor containment when a severe accident occurs.
炉心溶融等のシビアアクシデントが発生した原子炉においては、プラント状況を早急に把握する必要があり、原子炉格納容器(PCV)の内部調査が求められる。しかし、炉心溶融物が原子炉圧力容器(RPV)外に漏出した場合やPCV内に核生成物質が飛散している場合など、PCV内へのアクセスが困難な状況が想定される。
また、PCVは核生成物質の放散防止機能(閉じ込め機能)を有していることから、調査にあたる場合も、この閉じ込め機能を維持する必要がある。
In a nuclear reactor where severe accidents such as core melting have occurred, it is necessary to quickly grasp the plant status, and an internal investigation of the reactor containment vessel (PCV) is required. However, it is assumed that access to the PCV is difficult, for example, when the core melt leaks out of the reactor pressure vessel (RPV) or when the nucleation material is scattered in the PCV.
Further, since PCV has a function of preventing the release of nucleation substances (confinement function), it is necessary to maintain this confinement function even in the case of investigation.
平常時におけるPCV内部の定期検査は、作業員がこの内部にアクセスする作業が可能である。しかし、シビアアクシデント発生後は、すべての作業を遠隔で行う必要があるが、従来においてそのような状況は想定されていない。 The regular inspection inside the PCV at normal times allows the worker to access the inside. However, after a severe accident occurs, it is necessary to perform all operations remotely, but such a situation has not been assumed in the past.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、原子炉格納容器における放射性物質の放散防止機能を維持しつつその内部の遠隔作業を実施する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for performing remote work inside the reactor containment vessel while maintaining the function of preventing radioactive material from being released.
本発明の実施形態に係る原子炉格納容器内部の遠隔作業方法は、制御棒駆動機構の収容空間に通じるパスの出入口となるよう原子炉格納容器に設けられたハッチの周囲に第1隔壁を気密に設ける工程と、前記第1隔壁の外側に第2隔壁を気密に設ける工程と、前記ハッチの蓋を取り外し前記パスに沿って前記第1隔壁の内側から前記収容空間まで作業機器を移動させる工程と、前記収容空間における作業の終了後に前記作業機器を前記第1隔壁の内側に戻して前記ハッチを蓋で閉止する工程と、を含むことを特徴とする。 According to an embodiment of the present invention, the remote operation method inside the reactor containment vessel is such that the first bulkhead is hermetically sealed around a hatch provided in the reactor containment vessel so as to be an entrance / exit of a path leading to the accommodation space of the control rod drive mechanism. A step of airtightly providing a second partition wall outside the first partition wall, a step of removing the hatch cover and moving the work equipment from the inside of the first partition wall to the accommodation space along the path And a step of returning the work device to the inside of the first partition wall after the work in the storage space is finished and closing the hatch with a lid.
本発明により、原子炉格納容器における放射性物質の放散防止機能を維持しつつその内部の遠隔作業を実施する方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a method for performing remote work inside a nuclear reactor containment while maintaining the function of preventing radioactive material from being diffused.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示す様に、正常状態(シビアアクシデントの発生前)を示す原子炉10は、核燃料が保持されている炉心12と、この炉心12及びその冷却水を密閉収容する圧力容器11と、収容空間38に設置された制御棒駆動機構(CRD;Control Rod Drive)及び圧力容器11等を密閉収容する格納容器13と、この格納容器13を密閉保持し各種作業空間20等が設けられる建屋19とから構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, a
この格納容器13には、圧力容器11及びCRD収容空間38の外周を覆う放射能遮蔽壁14と、この収容空間38に通じるパス18の出入口となるように設けられたハッチ16と、が設けられている。
The containment vessel 13 is provided with a
このハッチ16に設けられる着脱自在の蓋17は、定期点検時に制御棒駆動機構の収容空間38にアクセスするために外される場合の他は、装着されている。
パス18の一端はハッチ16側に固定され、他端は放射能遮蔽壁14の開口部15を貫通してCRD収容空間38に位置している。
The
One end of the
本発明に係る原子炉格納容器内部の遠隔作業方法の実施形態は、図2(A)に示す様に、作業空間20におけるハッチ16の周囲に第1隔壁21を気密に設ける工程と、この第1隔壁21の外側に第2隔壁22を気密に設ける工程と、図2(B)に示す様にハッチ16の蓋17を取り外しパス18に沿って第1隔壁21の内側からCRD収容空間38まで作業機器30を移動させる工程と、図3(E)(F)に示す様にCRD収容空間38における作業の終了後に作業機器30を第1隔壁21の内側に戻してハッチ16を蓋17で閉止する工程と、を含む。
As shown in FIG. 2A, the embodiment of the remote operation method inside the reactor containment vessel according to the present invention includes a step of airtightly providing a
図2(A)に示す様に、第1隔壁21は、その縁端を作業空間20の側面とフロア面に密着させることで気密性と耐圧性を有し、開閉扉21aが作業機器30等を搬入・搬出するために設けられている。
この第1隔壁21の内側には、作業機器30を無線操作するためのアンテナ25と、作業機器30に付着した放射性物質を除染するためのスプレー24(例えば、洗浄水を噴出する)と、作業監視カメラ26とが設けられている。
As shown in FIG. 2 (A), the
Inside the
第1隔壁21の内側は、ハッチの蓋17が取り外されると、大気圧よりも高圧である格納容器13の内部圧力と同じ圧力となる。そして、この格納容器13の内部に放射性物質が存在していればこの放射性物質が第1隔壁21の内側に侵入する。
この第1隔壁21の内側に侵入した放射性物質は局所排風設備(図示略)により除去され、スプレー24により除染された放射性物質を含む廃液は排水管(図示略)を経由して外部に排出される。
なお、ハッチの蓋17の取り外し及び取り付け作業は、詳細な説明を省略するが、専用機器を用いて遠隔操作により自動的に行われる。
When the
The radioactive material that has entered the inside of the
Although detailed description of the removal and attachment of the
第2隔壁22は、その縁端を作業空間20の側面とフロア面に密着させることで第1隔壁21と形成する空間の気密性と耐圧性を維持し、開閉扉22aが作業機器30等を搬入・搬出するために設けられている。
この第2隔壁22には、その内側圧力を第1隔壁21の内側圧力よりも高く設定する圧力調整部23が設けられている。
これにより、第1隔壁21の内側に侵入した放射性物質を閉じ込めて、外部漏洩することを防止する。
The
The
Thereby, the radioactive substance that has entered inside the
作業機器30は、固定レール32及びパス18上の敷設レール41に沿って移動する移動体31と、多関節アームから構成されるマニピュレータ33と、このマニピュレータ33の先端に設けられ作業目的に応じて交換可能なエンドエフェクタ34と、無線操作するための電波を受信するアンテナ35と、を搭載している。具体的にエンドエフェクタ34は、炉心溶融物12aを採取したり、障害物を切断等したりするツールである。
The
これにより、作業機器30は、図2(B)に示す様に、レール41を敷設してパス18を自走することができる。
なお、作業機器30は、図示した実施形態に限定されるものではなく、ハッチの蓋17を取り外した後に、パス18に沿って第1隔壁21の内側からCRD収容空間38まで移動可能なものであればよい。
As a result, the
The
さらに作業機器30は、バッテリー(図示略)を積載し、そのエネルギーによりパス18を移動し、図3(D)に示す様に、第1隔壁21の内側には、バッテリーの充電器42が設けられている。
Further, the
なお、マニピュレータ33及びエンドエフェクタ34の操作は、これらに設置された作業カメラ(図示略)又はこれらにより格納容器13の内壁に設置された作業カメラ(図示略)の映像を監視しながら実施する。
作業機器30の制御は、マスタロボットである操縦装置をオペレータが操作し、スレーブロボットである作業機器30がその動きに倣って作業するマスタスレーブ制御を採用することができる。
The
The control of the
図4のフローチャートに基づいて、原子炉格納容器内部の遠隔作業方法の作業手順を説明する(適宜、図1,図2,図3参照)。
原子炉建屋の作業空間20におけるハッチ16の周囲に第1隔壁21を気密に設ける(S11)。続いて、この第1隔壁21の外側に第2隔壁22を気密に設ける(S12)。
Based on the flowchart of FIG. 4, the work procedure of the remote working method inside the reactor containment vessel will be described (see FIGS. 1, 2 and 3 as appropriate).
A
開閉扉21a,21bを開放して作業機器30等を搬入し設置する(S13)。開閉扉21a,21bを閉鎖し(S14)、第2隔壁22の内側でかつ第1隔壁21の外側の空間を昇圧し、第1隔壁21の内側よりも高圧に設定する(S15)。
ハッチの蓋17を取り外して(S16)、作業機器30を格納容器13に挿入し(S17)、パス18上にレール41を敷設する(S18)。
The open /
The
このレール敷設の過程で、パス18上に障害物が存在する場合は(S19;Yes)、作業機器30を第1隔壁21の内側に戻し、マニピュレータ33に取り付けるエンドエフェクタ34を障害物撤去用のものに交換し(S20)、この障害物を撤去する(S21)。そして、再び第1隔壁21の内側に戻ってレール敷設用のエンドエフェクタ34に交換してレール敷設を再開する。
In the course of this rail laying, if an obstacle is present on the path 18 (S19; Yes), the
パス18に沿って作業機器30をCRD収容空間38に移動させ各種作業を実行させる(S22)。なお、作業中に、作業機器30のバッテリー残量が少なくなった場合は、第1隔壁21の内側に戻して充電器42で充電する。
そして、CRD収容空間38における作業が終了した後は、作業機器30を第1隔壁21の内側に撤収させて(S23)、ハッチ16を蓋17で閉止する(S24)。
そして、スプレー24により作業機器30を除染してから(S25)、開閉扉21a,21bを開放して作業機器30等を搬出する(S26)。
The
After the work in the
And after decontaminating the
以上述べた少なくともひとつの実施形態の原子炉格納容器内部の遠隔作業方法によれば、ハッチの外側に気密性かつ耐圧性を有する二重の隔壁を設置することにより、PCV内部の汚染物質を建屋内に拡散させることなく遠隔操作によりPCV内部の状況調査及び作業が可能となる。 According to the remote operation method inside the reactor containment vessel according to at least one embodiment described above, the contaminants inside the PCV are built by installing the airtight and pressure resistant double partition wall outside the hatch. The situation investigation and work inside the PCV can be performed by remote control without spreading indoors.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…原子炉、11…圧力容器、12…炉心、12a…炉心溶融物、13…格納容器、14…放射能遮蔽壁、15…開口部、16…ハッチ、17…蓋、18…パス、19…建屋、20…作業空間、21…第1隔壁、21a…開閉扉、22…第2隔壁、22a…開閉扉、23…圧力調整部、24…スプレー、25…アンテナ、26…作業監視カメラ、30…作業機器、31…移動体、32…固定レール、33…マニピュレータ、34…エンドエフェクタ、35…アンテナ、38…CRD収容空間、41…レール、42…充電器。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1隔壁の外側に第2隔壁を気密に設ける工程と、
前記ハッチの蓋を取り外し前記パスに沿って前記第1隔壁の内側から前記収容空間まで作業機器を移動させる工程と、
前記収容空間における作業の終了後に前記作業機器を前記第1隔壁の内側に戻して前記ハッチを蓋で閉止する工程と、を含むことを特徴とする原子炉格納容器内部の遠隔作業方法。 A step of airtightly providing a first partition wall around a hatch provided in the reactor containment vessel so as to be an entrance / exit of a path leading to a storage space of the control rod drive mechanism;
Providing a second partition airtightly outside the first partition;
Removing the hatch cover and moving the work equipment from the inside of the first partition wall to the accommodation space along the path;
And a step of returning the work equipment to the inside of the first partition wall after the work in the accommodating space and closing the hatch with a lid.
前記作業機器は、マニピュレータを搭載し、前記パスに自走するためのレールを敷設することを特徴とする原子炉格納容器内部の遠隔作業方法。 In the remote operation method inside the reactor containment vessel according to claim 1,
The work equipment includes a manipulator and lays a rail for self-propelled in the path.
前記マニピュレータは、作業目的に応じてエンドエフェクタを交換することを特徴とする原子炉格納容器内部の遠隔作業方法。 In the remote operation method inside the reactor containment vessel according to claim 2,
The manipulator replaces the end effector according to the work purpose, and the remote working method inside the reactor containment vessel.
前記作業機器は、積載したバッテリーのエネルギーにより前記パスを移動し、
前記第1隔壁の内側には、前記バッテリーの充電器が設けられていることを特徴とする原子炉格納容器内部の遠隔作業方法。 In the remote operation method inside the reactor containment vessel according to any one of claims 1 to 3,
The work equipment moves the path by the energy of the loaded battery,
The remote working method inside a reactor containment vessel, wherein the battery charger is provided inside the first partition wall.
前記第1隔壁の内側には、前記作業機器を無線操作するためのアンテナが設けられていることを特徴とする原子炉格納容器内部の遠隔作業方法。 In the remote operation method inside the reactor containment vessel according to any one of claims 1 to 4,
A remote working method inside a reactor containment vessel, wherein an antenna for wirelessly operating the work equipment is provided inside the first partition wall.
前記第1隔壁の内側には、前記作業機器に付着した放射性物質を除染するためのスプレーが設けられていることを特徴とする原子炉格納容器内部の遠隔作業方法。 In the remote operation method inside the reactor containment vessel according to any one of claims 1 to 5,
A remote operation method inside a reactor containment vessel, wherein a spray for decontaminating radioactive material attached to the work equipment is provided inside the first partition wall.
前記第2隔壁の内側の圧力を前記第1隔壁の内側の圧力よりも高く設定することを特徴とする原子炉格納容器内部の遠隔作業方法。 In the remote operation method inside the reactor containment vessel according to any one of claims 1 to 6,
A remote working method inside a reactor containment vessel, wherein the pressure inside the second partition is set higher than the pressure inside the first partition.
前記マニピュレータの操作をマスタスレーブ制御で行うことを特徴とする原子炉格納容器内部の遠隔作業方法。 In the remote operation method inside the reactor containment vessel according to any one of claims 2 to 7,
A remote operation method inside a reactor containment vessel, wherein the manipulator is operated by master-slave control.
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