JP2015059765A - 排気塔の解体方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】排気塔を効率よくかつ安全に解体し、処理することのできる排気塔の解体方法を提供すること。
【解決手段】汚染された排気塔を解体する排気塔の解体方法であって、解体装置を排気塔に固定する固定工程と、解体装置で排気塔を除染する第1除染工程と、解体装置で排気塔を切断する切断工程と、排気塔から切断された廃棄物を搬送する搬送工程と、搬送した廃棄物を除染する第2除染工程と、除染した廃棄物の線量を測定する測定工程と、測定した線量がしきい値の線量以下であった廃棄物を加工し、再利用または廃棄する加工工程と、測定した線量がしきい値の線量より高かった廃棄物を分解し、第2除染工程に移行させる処理、測定工程に移行させる処理または加工し長期保管用の容器に収容する処理を行う工程と、を含む。
【選択図】図5

Description

本発明は、汚染された排気塔の解体方法に関するものである。
原子力発電プラントにて、過酷事故(シビアアクシデント)が発生した場合、施設の各部が放射性物質に汚染された状態となる。汚染される設備の一つとして、原子力発電プラントからの排気を排出する排気塔がある。排気塔は、鉛直方向の上側に延びたアスペクト比が高い設備である。通常時は、メンテナンスを定期的に行い、設備を維持することができるが、汚染されているとメンテナンスが困難となる。そのため、設備を維持することができず、また現状の状態を正確に把握することが困難である。そのため、老朽化による倒壊など排気塔が周囲の施設に影響を与える恐れを低減するために、排気塔を解体することが検討されている。
ここで、特許文献1から3には、排気塔のような塔を解体するために塔を切断する装置が記載されている。
特開平3−290566号公報 特開昭64−6470号公報 特開昭64−14473号公報
ここで、排気塔は、放射性物質に汚染された状態であるため、排気塔を特許文献1から3に記載の装置で解体すると、周囲へ放射性物質の影響が分散する恐れがある。
本発明は、上述した課題を解決するものであり、排気塔を効率よくかつ安全に解体し、処理することのできる排気塔の解体方法を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明は、汚染された排気塔を解体する排気塔の解体方法であって、解体装置を前記排気塔に固定する固定工程と、前記解体装置で前記排気塔を除染する第1除染工程と、前記解体装置で前記排気塔を切断する切断工程と、前記排気塔から切断された廃棄物を搬送する搬送工程と、搬送した前記廃棄物を除染する第2除染工程と、除染した前記廃棄物の線量を測定する測定工程と、測定した線量がしきい値の線量以下であった前記廃棄物を加工し、再利用または廃棄する加工工程と、測定した線量がしきい値の線量より高かった前記廃棄物を分解し、前記第2除染工程に移行させる処理、前記測定工程に移行させる処理または加工し長期保管用の容器に収容する処理を行う工程と、を含むことを特徴とする。
排気塔の解体方法は、除染を適切に実行することができるため、排気塔の汚染が他へ広がることを抑制することができる。これにより、排気塔を効率よくかつ安全に解体し、処理することができる。
また、前記解体装置は、前記固定工程と、前記第1除染工程と、前記切断工程と、を一台で実行することが好ましい。
また、前記解体装置は、前記固定工程と、前記第1除染工程と、前記切断工程と、を遠隔操作で実行することが好ましい。
また、前記加工工程は、前記廃棄物を溶融、圧縮及び細断の少なくとも一つの処理を行うことが好ましい。
本発明によれば、排気塔を効率よくかつ安全に解体し、処理することができる。
図1は、汚染施設及び排気塔解体システムの概略構成を示す模式図である。 図2は、塔解体装置の概略構成の一例を示す模式図である。 図3は、鉄骨解体装置の概略構成の一例を示す模式図である。 図4は、処理設備の概略構成を示すブロック図である。 図5は、排気塔解体システムの処理動作の一例を示すフローチャートである。 図6は、塔解体装置の解体動作の一例を示すフローチャートである。
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
排気塔(排気筒)15は、ダクト14と接続され、ダクト14から供給された排気を排出する。排気塔15は、ダクト14と接続された塔16と、塔16を支持する鉄骨18と、を有する。塔16は、鉛直方向下側の端部がダクト14に接続されており、鉛直方向上側の端部が大気に開放されている。塔16は、例えば、高さが約120m、外径の直径が約3mで、金属で形成されている。
汚染施設10は、通常時は、発電設備12で発電を行うが、本実施形態の発電設備12で過酷事故(シビアアクシデント)が発生し、ダクト14及び排気塔15に放射性物質が付着し、汚染され、発電機能が停止している。
排気塔解体システム20は、塔16と鉄骨18が組み合わされた排気塔15を解体するシステムであり、解体装置22と、クレーン車24と、トラック26と、処理設備28と、を有する。図1では、クレーン車24とトラック26をそれぞれ1台のみ示したが、複数台備えていてもよい。クレーン車24は、解体装置22を支持したり、排気塔15の塔16や鉄塔18が切断され解体されることで生じる廃棄物を搬送したりする。トラック26は、解体装置22で解体され、クレーン車24で地上に降ろされた廃棄物を処理設備28に搬送する。なお、クレーン車24とトラック26は、遠隔で操作するようにしても良いし、鉛等の放射線を遮蔽する部材を設置し、放射線が届きにくい状態の運転席で運転するようにしてもよい。
次に、図1から図3を用いて解体装置22について説明する。図2は、塔解体装置の概略構成の一例を示す模式図である。図3は、鉄骨解体装置の概略構成の一例を示す模式図である。解体装置22は、排気塔15を除染し、かつ解体する装置であり、図2示す塔解体装置30と、図3に示す鉄骨解体装置31と、を有する。
塔解体装置30は、クレーン車24のワイヤ32に支持されており、クレーン車24により塔16の内部に移動される。塔解体装置30は、塔16の内部から除染を行い、切断を行う装置であり、固定機構34と、除染機構36と、切断機構38と、線量測定装置39と、を有する。
除染機構36は、移動部44と、除染部46と、を有する。移動部44は、中心側の部分が固定機構34の基部40に対して固定されており、外側の部分が、除染部46を基部40に対して移動させる。具体的に移動部44は、除染部46を回転させたり、上下方向に移動させたりする。除染部46は、塔16の内壁58を除染する。除染部46は、ワイヤブラシによる研磨と吸引機構による研磨により内壁58から離れた物質の吸引とを組み合わせた構造、ショットブラスト、洗浄液等を用いた洗浄、飛散防止用の塗装等を用いることができる。除染部46は、放射性物質を除去する処理や、放出される放射線を低減させる処理、放射性物質が飛散しない状態とする処理のいずれも除染処理として用いることができる。
切断機構38は、移動部51と、切断部52と、を有する。移動部51は、中心側の部分が固定機構34の基部40に対して固定されており、外側の部分が、切断部52を基部40に対して移動させる。具体的に移動部51は、切断部52を回転させたり、上下方向に移動させたりする。切断部52は、塔16を切断する機能を備えている。本実施形態の切断部52は、切断線59を切断する。切断部52は、種々の切断機構を用いることができ、例えばワイヤソー、ガス溶断、レーザ溶断等を用いることができる。
線量計測装置39は、除染機構36の除染部46の近傍に配置されている。線量計測装置39は、塔解体装置30が配置されている位置の放射線量を計測する。
塔解体装置30は、クレーン車24によりワイヤ32で吊るされた状態で移動する。塔解体装置30は、塔16の内部まで移動すると、固定機構34の挿入部42を塔16の所定位置に刺し、塔16の内部での位置を固定する。その後、塔解体装置30は、線量計測装置39で計測した放射線量に基づいて、除染機構36で内壁58に対する除染処理を行い、所定の条件を満たしたら、切断機構38により、塔16を切断する。塔解体装置30は、切断機構38により切断線59で塔16の全周を切断したら、切断線59よりも鉛直方向上側の部分(廃棄物)を塔16から分離する。その後、塔解体装置30は、固体機構34が廃棄物に固定された状態で、クレーン車24により移動されることで、塔16から取り外され、地上に搬送される。塔解体装置30は、廃棄物が地上に移動されたら、固定機構34を廃棄物から取り外す。塔解体装置30は、上記処理を繰り返すことで、塔16を鉛直方向上側の端部から順番に切り取ることができる。
鉄骨解体装置31は、クレーン車24のワイヤ32a、32bに支持されており、クレーン車24により鉄骨18の近傍に移動される。鉄骨解体装置31は、鉄骨18の除染を行い、切断を行う装置であり、鉄塔支持機構60と、基部72と、固定機構74と、除染機構76と、切断機構78と、を有する。鉄骨解体装置31は、線量測定装置をさらに備えていてもよい。なお、図3は、鉄骨解体装置31が鉄骨18aと鉄骨18bと鉄骨18cとが繋がった部分の近傍に配置されている場合を示している。
鉄骨解体装置31は、鉄骨支持機構60がワイヤ32aに支持され、固定機構74と除染機構76と切断機構78とが設けられた基部72がワイヤ32bに支持されている。鉄骨支持機構60は、鉄骨解体装置31が切断する対象の鉄骨18bに繋がった鉄骨18aを支持している。鉄骨支持機構60は、磁力や把持力で、鉄骨18aが落下しない状態で支持している。
基部72は、ワイヤ32bに支持されており、固定機構74と除染機構76と切断機構78を支持している。固定機構74は、鉄骨18bに対して固定されている。固定機構74は、鉄骨18bを把持する機構、鉄骨18bに吸着する機構等、対象の鉄骨18bに対する位置が固定できる機構であればよい。固定機構74は、鉄骨解体装置31を鉄骨18の所定位置に固定する。
除染機構76は、基部72に対して固定され、移動可能な除染部を備えている。除染部は、鉄骨18を除染する。除染部は、ワイヤブラシによる研磨と吸引機構による研磨により内壁から離れた物質の吸引とを組み合わせた構造、ショットブラスト、洗浄液等を用いた洗浄、飛散防止用の塗装等を用いることができる。除染部は、放射性物質を除去する処理や、放出される放射線を低減させる処理、放射性物質が飛散しない状態とする処理のいずれも除染処理として用いることができる。
切断機構78は、基部72に対して固定され、移動可能な切断部を備えている。切断部は、種々の切断機構を用いることができ、例えばワイヤソー、ガス溶断、レーザ溶断等を用いることができる。
鉄骨解体装置31は、クレーン車24により鉄骨支持機構60がワイヤ32aで吊るされた状態で移動し、基部72がワイヤ32bで吊るされた状態で移動する。鉄骨解体装置31は、鉄骨支持機構60が対応の鉄骨まで移動すると、鉄骨に連結され、鉄骨を支持した状態となる。鉄骨解体装置31は、基部72が対応の鉄骨まで移動すると、固定機構74により鉄骨18に対する位置を固定する。その後、鉄骨解体装置31は、除染機構76で鉄骨18に対する除染処理を行い、所定の条件を満たしたら、切断機構78により、鉄骨18を切断する。鉄骨解体装置31は、鉄骨支持機構60で支持している鉄骨が分離可能になるまで、基部72の移動と鉄骨18の移動を繰り返す。鉄骨解体装置31は、鉄骨支持機構60で支持している鉄骨が分離可能となったら、クレーン車24により鉄骨支持機構60を移動させ、分離された鉄骨を廃棄物として、地上に搬送する。鉄骨解体装置31は、廃棄物が地上に移動されたら、鉄骨支持機構60を廃棄物から取り外す。鉄骨解体装置31は、上記処理を繰り返すことで、鉄骨18を鉛直方向上側の端部から順番に切り取ることができる。なお、鉄骨解体装置31は、分離した鉄骨18を塔解体装置30によって塔16の一部の廃棄物と一緒に搬送させるようにしてもよい。
ここで、解体装置22は、遠隔操作で、塔解体装置30及び鉄骨解体装置31を操作できる。従って、解体装置22は、切断と除染を遠隔操作で行うことができる。つまり、作業者は、排気塔に近づかないで、鉄塔の切断、除染作業を行うことができる。
次に図4を用いて処理設備28を説明する。図4は、処理設備の概略構成を示すブロック図である。処理設備28は、トラック26で搬送された放射線に汚染された廃棄物を処理する施設であり、除染手段90と、測定手段92と、加工手段94と、保管手段96と、搬送手段98と、を有する。
除染手段90は、廃棄物に対して除染を行う手段である。除染手段90は、ワイヤブラシによる研磨と吸引機構による研磨により内壁から離れた物質の吸引とを組み合わせた構造、ショットブラスト、洗浄液等を用いた洗浄、飛散防止用の塗装等、種々の除染方法を用いることができる。除染手段90は、放射性物質を除去する処理や、放出される放射線を低減させる処理、放射性物質が飛散しない状態とする処理のいずれも除染処理として用いることができる。
測定手段92は、廃棄物の放射線量を計測する。測定手段92は、廃棄物から放射線量を計測する種々の装置を用いることができる。
加工手段94は、廃棄物に対して種々の加工を行う手段である。加工手段94は、プレス等で廃棄物を圧縮する装置、ワイヤソー、ガス溶断、レーザ溶断などで廃棄物を切断する装置、電気炉、焼却炉等で廃棄物を溶融させる装置などを有する。
保管手段96は、廃棄物を長期保管する機構と、廃棄物を通常の廃棄物として保管する機構と、を備えている。保管手段96は、処理設備28の他の構成から物理的に離れた場所、例えば最終処分場に設けられていてもよい。
搬送手段98は、廃棄物を搬送する手段でありトラックやベルトコンベア等である。搬送手段98は、処理設備28内で廃棄物を搬送する。
次に、図5及び図6を用いて、排気塔解体システムの処理動作の一例について説明する。図5は、排気塔解体システムの処理動作の一例を示すフローチャートである。排気塔解体システム20は、排気塔15の解体処理を行う(ステップS12)。排気塔解体システム20は、解体装置22の塔解体装置30と鉄骨解体装置31を用いて、排気塔15を解体する。
以下、図6を用いて解体処理について説明する。図6は、塔解体装置の解体動作の一例を示すフローチャートである。解体装置22は、塔解体装置30及び鉄骨解体装置31の少なくとも一方(処理装置)を用いて図6に示す処理を実行する。ここで、解体装置22は、遠隔操作で、処理装置を操作できるため、切断と除染を遠隔操作で行うことができる。解体装置22は、塔解体装置30及び鉄骨解体装置31の少なくとも一方(処理装置)を塔16に対して固定する(ステップS50)。解体装置22は、処理装置を固定したら、線量を計測する(ステップS52)。解体装置22は、線量を計測したら除染を実行するかを判定する(ステップS54)。解体装置22は、切断する部分の線量を計測し、その結果に基づいて除染を行う必要があるかを判定する。なお、解体装置22は、最初の計測時は、除染処理を実行するという設定にすることもできる。
解体装置22は、除染を実行しない(ステップS54でNo)と判定した場合、つまり対象の領域の線量が低く除染が必要な線量ではないと判定した場合、ステップS60に進む。解体装置22は、除染を実行する(ステップS54でYes)と判定した場合、除染処理を実行する(ステップS56)。解体装置22は、除染機構36、76を用いて除染処理を行う。解体装置22は、除染処理を行ったら、線量を計測する(ステップS58)。または、解体装置22は、ステップS58で線量を計測したら、またはステップS54でYesと判定したら、切断を実行するかを判定する(ステップS60)。解体装置22は、切断可能な放射線量まで除染を行ったかを判定する。解体装置22は、切断を実行しない(ステップS60でNo)と判定した場合、ステップS54に戻り、上記処理を再び実行する。
解体装置22は、切断を実行する(ステップS60でYes)と判定したら、切断処理を実行する(ステップS62)。解体装置22は、切断機構38、78で塔16または鉄骨18を切断する。解体装置22は、切断処理を行ったら、切断した部分(廃棄物)を搬送し(ステップS64)、図6に示す処理を終了する。解体装置22は、排気塔15を設定した位置まで解体するまで、図6の処理を繰り返し実行する。
図5に戻り、排気塔解体システム20の処理動作の説明を続ける。排気塔解体システム20は、解体処理を行い、排気塔15の一部を切断し、廃棄物としたら、トラック26で廃棄物を処理設備28に搬送する(ステップS14)。
排気塔解体システム20は、廃棄物を処理設備28に搬送したら、除染手段90で廃棄物に対して除染処理を行う(ステップS16)。ここで除染処理は、上述した各種方法で除染を行うことができる。排気塔解体システム20は、除染を行ったら、選別対象物を特定する(ステップS18)。つまり、排気塔解体システム20は、廃棄物の中から選別を行う対象の廃棄物を特定する。
排気塔解体システム20は、廃棄物を特定したら、測定手段92で特定した廃棄物の線量を計測し(ステップS20)、測定した廃棄物の線量がしきい値以下であるかを判定する(ステップS22)。ここで、しきい値の線量は、予め設定しておけばよい。しきい値としては、低レベル放射性廃棄物であるか放射性廃棄物に含まれないか境界となる値がある。
排気塔解体システム20は、測定した廃棄物の線量がしきい値以下である(ステップS22でYes)と判定した場合、つまり線量が低い廃棄物であると判定した場合、当該廃棄物に加工処理を行い(ステップS24)、当該廃棄物を通常廃棄または再利用し(ステップS26)、ステップS40に進む。ここで、ステップS24の廃棄物の加工処理としては、廃棄物の溶解処理、圧縮処理、細断処理等がある。廃棄物を通常廃棄する場合、放射性廃棄物ではない廃棄物と同様の処理を行う。また、廃棄物を再利用する場合、資源として利用する。
排気塔解体システム20は、測定した廃棄物の線量がしきい値より大きい(ステップS22でNo)と判定した場合、つまり線量が高い廃棄物であると判定した場合、当該廃棄物を分解する(ステップS30)。ここで、分解は、加工手段94で行うことができる。分解に用いる法としては、ワイヤソー、ガス溶断、レーザ溶断等がある。
排気塔解体システム20は、廃棄物を分解したら、除染を実行するかを判定する(ステップS32)。排気塔解体システム20は、除染を実行する(ステップS32でYes)と判定した場合、ステップS16に戻り、上述した処理を再び実行する。これにより、分解され、より細かくなった廃棄物のそれぞれに対して、除染、線量計測等の処理を行うことができる。
排気塔解体システム20は、除染を実行しない(ステップS32でNo)と判定した場合、線量を計測するかを判定する(ステップS34)。排気塔解体システム20は、線量の計測を実行する(ステップS34でYes)と判定した場合、ステップS18に戻り、上述した処理を再び実行する。これにより、分解され、より細かくなった廃棄物のそれぞれに対して、線量計測等の処理を行うことができる。
排気塔解体システム20は、線量の計測を実行しない(ステップS34でNo)と判定した場合、加工手段94で加工処理を行う(ステップS36)。例えば、排気塔解体システム20は、これ以上分解できず、除染を実行しても線量を計測しても線量に変化が少ない場合、加工処理を行う。加工処理としては、圧縮処理や細断処理等がある。排気塔解体システム20は、加工処理を行ったら、当該廃棄物を保管手段96の長期保管用の容器に収納し(ステップS38)、長期保管管理に移行する。
排気塔解体システム20は、ステップS26、ステップS38の処理を行ったら、処理終了かを判定する(ステップS40)。排気塔解体システム20は、全ての廃棄物の処理を行ったかを判定する。排気塔解体システム20は、処理終了ではない(ステップS40でNo)と判定した場合つまり処理する廃棄物が残っていると判定した場合、ステップS18に戻り上述した処理を再び実行する。排気塔解体システム20は、処理終了である(ステップS40でYes)と判定した場合、本処理を終了する。
排気塔解体システム20は、排気塔15の解体、選別、除染、保管等の処理をシステムとして実行することで、排気塔15を安全かつ効率よく解体することができる。また、排気塔解体システム20は、廃棄物の選別、分解、除染、保管等を行うことで、放射性廃棄物として処理する必要がある廃棄物を少なくすることができる。
また、排気塔解体システム20は、排気塔の解体を遠隔操作で行うことができるため、作業員の被ばく量の増加を抑制することができる。また、排気塔解体システム20は、解体時に除染と切断の両方を行うことで、廃棄物から出力される放射線量を少なくすることができる。
ここで、排気塔15の解体時の除染処理は、ワイヤブラシによる研磨と、吸引機構による研磨により内壁から離れた物質の吸引とを組み合わせた処理を用いることが好ましい。これにより、排気塔15から放射性物質が飛散することを抑制できる。また、除染(放射線量を低減する処理)として、放射能物質の飛散防止用塗料を内面に塗布する処理も好適に用いることができる。
また、排気塔解体システム20は、排気塔15を全て解体する必要は無く、少なくとも一部を解体すればよい。排気塔解体システム20は、排気塔15の少なくとも一部を解体することで、排気塔15の倒壊の可能性を低減することができる。また、排気塔15は、鉄骨18を備えない構成としてもよい。また、塔16が金属以外の材料で形成されていてもよい。
また、排気塔解体システム20は、解体途中の排気塔15の頂部にふたを設けてもよい。これにより、排気塔15の内部から放射性物質が飛散することを抑制できる。また、塔解体装置30、鉄骨解体装置31の構造は本実施形態に限定されない。例えば、塔解体装置30、鉄骨解体装置31は、除染する装置と、切断する装置を別々の装置としてもよい。また、塔解体装置30は、塔16の外側から切断を行ってもよい。
10 汚染施設
12 発電施設
14 ダクト
15 排気塔
16 塔
18 鉄骨
20 排気塔解体システム
22 解体装置
24 クレーン車
26 トラック
28 処理設備
30 塔解体装置
31 鉄骨解体装置
32、32a、32b ワイヤ
34、74 固定機構
36、76 除染機構
38、78 切断機構
39 線量計測装置
40、72 基部
42 挿入部
44、51 移動部
46 除染部
52 切断部
58 内壁
59 切断線
60 鉄塔支持機構
90 除染手段
92 測定手段
94 加工手段
96 保管手段
98 搬送手段

Claims (4)

  1. 汚染された排気塔を解体する排気塔の解体方法であって、
    解体装置を前記排気塔に固定する固定工程と、
    前記解体装置で前記排気塔を除染する第1除染工程と、
    前記解体装置で前記排気塔を切断する切断工程と、
    前記排気塔から切断された廃棄物を搬送する搬送工程と、
    搬送した前記廃棄物を除染する第2除染工程と、
    除染した前記廃棄物の線量を測定する測定工程と、
    測定した線量がしきい値の線量以下であった前記廃棄物を加工し、再利用または廃棄する加工工程と、
    測定した線量がしきい値の線量より高かった前記廃棄物を分解し、前記第2除染工程に移行させる処理、前記測定工程に移行させる処理または加工し長期保管用の容器に収容する処理を行う工程と、
    を含むことを特徴とする排気塔の解体方法。
  2. 前記解体装置は、前記固定工程と、前記第1除染工程と、前記切断工程と、を一台で実行することを特徴とする請求項1に記載の排気塔の解体方法。
  3. 前記解体装置は、前記固定工程と、前記第1除染工程と、前記切断工程と、を遠隔操作で実行することを特徴とする請求項1または2に記載の排気塔の解体方法。
  4. 前記加工工程は、前記廃棄物を溶融、圧縮及び細断の少なくとも一つの処理を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の排気塔の解体方法。
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