JP2016057107A

JP2016057107A - 観測機器挿入装置取付け方法

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Publication number: JP2016057107A
Application number: JP2014182076A
Authority: JP
Inventors: 達也中道; Tatsuya Nakamichi
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2014-09-08
Filing date: 2014-09-08
Publication date: 2016-04-21
Anticipated expiration: 2034-09-08
Also published as: JP6341009B2

Abstract

【課題】原子炉格納容器内の状況が不明な場合であっても、バウンダリを確保しつつ観測機器を挿入する為の観測機器挿入装置を取付け可能な観測機器挿入装置取付け方法を提供する。【解決手段】原子炉格納容器２の外部に延出する配管５に設けられたバルブ６の前記原子炉格納容器より離反する側にフラッシング装置７を取付け、該フラッシング装置より清浄水１１を供給し前記配管内を清浄水で満たす工程と、前記原子炉格納容器と前記バルブとの間の配管に凍結装置８を取付け、該凍結装置により前記配管内の清浄水を凍結させる工程と、凍結確認後に前記凍結装置よりも前記原子炉格納容器より離反する側の清浄水を排水する工程と、前記凍結装置の前記原子炉格納容器より離反する側で前記配管を切断する工程と、該配管の切断部に前記観測機器挿入装置を取付け、該観測機器挿入装置と前記配管とを溶接する工程とを有する。【選択図】図６

Description

本発明は、原子炉圧力容器に対し、バウンダリを確保しつつ観測機器を挿入する為の観測機器挿入装置を設置する観測機器挿入装置取付け方法に関するものである。

通常、原子炉圧力容器（ＲＰＶ：ＲｅａｃｔｏｒＰｒｅｓｓｕｒｅＶｅｓｓｅｌ）内の状況は、温度計やカメラ等の各計測機器により把握可能となっている。

従来、ＲＰＶバウンダリを確保する既設配管を切断し、撤去する配管工事を行う場合には、以下の２つのうちいずれかの方法がとられていた。

１つ目は、原子炉圧力容器内から燃料棒を取出し、配管のバルブを開放して原子炉圧力容器内の水を排水した後、配管を切断、撤去する配管工事を行う方法となっている。２つ目は、原子炉圧力容器内から燃料棒を取出し、原子炉格納容器（ＰＣＶ：ＰｒｉｍａｒｙＣｏｎｔａｉｎｍｅｎｔＶｅｓｓｅｌ）内で配管の一部を凍結させた後、バルブを開放して凍結部分より原子炉格納容器から離反する側の配管内の水を排水し、空となった配管を切断、撤去する配管工事を行う方法となっている。

然し乍ら、過酷事故等の発生により原子炉格納容器が損傷し、更に各種計測機器が損傷し、原子炉格納容器内の状況が不明となる様な状況では、配管工事を行なう際に、上記した２つのいずれの方法もとることはできなかった。

炉内の状況を把握する方法として、既設の配管を切断、撤去し、配管を利用して原子炉圧力容器内に温度計やカメラ等の観測機器を挿入することが考えられる。然し乍ら、工事対象の配管内に汚染水やデブリ等の高汚染物質があるかどうかが確認できず、汚染拡大防止及び被爆量低減の観点から、高汚染物質拡散防止の為のＲＰＶバウンダリを維持する必要がある。更に原子炉格納容器内の状況も同様に不明であり、配管工事は原子炉格納容器の壁面迄しか行うことができない等の制約条件があることから、観測機器を挿入する方法については確立されていなかった。

尚、特許文献１には、配管が原子炉格納容器を貫通する部位に隔離弁が設置され、前記配管の前記原子炉格納容器に対して外側に外側弁が設置され、該外側弁の外側にアクセス口が設置されており、検査装置を前記アクセス口から前記配管内に投入した後前記アクセス口を閉鎖し、前記検査装置を前記隔離弁と前記外側弁との間に移動させ、前記外側弁を閉鎖した後前記隔離弁を開放し、前記検査装置を原子炉圧力容器内に移動させ、炉心を検査し、検査後は前記検査装置を前記隔離弁と前記外側弁の間に移動させ、前記隔離弁を閉鎖し、外側弁を開放して前記検査装置を回収する原子炉内検査工法が開示されている。

特開２０１３−１５３７３号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、原子炉格納容器内の状況が不明な場合であっても、バウンダリを確保しつつ観測機器を挿入する為の観測機器挿入装置を取付け可能な観測機器挿入装置取付け方法を提供するものである。

本発明は、配管内に観測機器を挿入する為の観測機器挿入装置を取付ける観測機器挿入装置取付け方法であって、原子炉格納容器の外部に延出する前記配管に設けられたバルブの前記原子炉格納容器より離反する側にフラッシング装置を取付け、該フラッシング装置より清浄水を供給し前記配管内を清浄水で満たす工程と、前記原子炉格納容器と前記バルブとの間の配管に凍結装置を取付け、該凍結装置により前記配管内の清浄水を凍結させる工程と、凍結確認後に前記凍結装置よりも前記原子炉格納容器より離反する側の清浄水を排水する工程と、前記凍結装置の前記原子炉格納容器より離反する側で前記配管を切断する工程と、該配管の切断部に前記観測機器挿入装置を取付け、該観測機器挿入装置と前記配管とを溶接する工程とを有する観測機器挿入装置取付け方法に係るものである。

又本発明は、前記凍結装置は前記配管に２つ取付けられ、該配管を切断する工程で前記原子炉格納容器より離反する側の前記凍結装置が取外され、前記観測機器挿入装置を取付ける工程で残りの前記凍結装置が取外される観測機器挿入装置取付け方法に係るものである。

更に又本発明は、前記観測機器挿入装置を取付ける工程は、該観測機器挿入装置と前記配管とを溶接する工程と、前記観測機器挿入装置に耐圧試験装置を取付け、溶接部の耐圧試験を行う工程と、残りの前記凍結装置を取外し、仕上げ溶接する工程と、溶接により融解した清浄水を排水する工程とを更に有する観測機器挿入装置取付け方法に係るものである。

本発明によれば、配管内に観測機器を挿入する為の観測機器挿入装置を取付ける観測機器挿入装置取付け方法であって、原子炉格納容器の外部に延出する前記配管に設けられたバルブの前記原子炉格納容器より離反する側にフラッシング装置を取付け、該フラッシング装置より清浄水を供給し前記配管内を清浄水で満たす工程と、前記原子炉格納容器と前記バルブとの間の配管に凍結装置を取付け、該凍結装置により前記配管内の清浄水を凍結させる工程と、凍結確認後に前記凍結装置よりも前記原子炉格納容器より離反する側の清浄水を排水する工程と、前記凍結装置の前記原子炉格納容器より離反する側で前記配管を切断する工程と、該配管の切断部に前記観測機器挿入装置を取付け、該観測機器挿入装置と前記配管とを溶接する工程とを有するので、バウンダリを確保しつつ前記観測機器挿入装置を取付け可能であり、原子炉圧力容器内や前記配管内に高汚染物質が存在した場合であっても、高汚染物質をバウンダリ外に放出させることなく観測機器により前記原子炉圧力容器内を観測することができるという優れた効果を発揮する。

本発明の実施例に係る原子炉を示す概略図である。本発明の実施例に係るフラッシング装置を示す概略図である。本発明の実施例に係る凍結装置を示す概略図である。本発明の実施例に係る観測機器挿入装置を示す概略図である。前記原子炉の配管にフラッシング装置を取付けた状態を示す概略図である。前記原子炉の配管に凍結装置を取付けた状態を示す概略図である。前記原子炉の配管に観測機器挿入装置を取付けた状態を示す概略図である。前記原子炉の配管に耐圧試験装置を取付けた状態を示す概略図である。本発明の実施例に係る観測機器挿入装置の取付け方法を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１に於いて、本発明の実施例に係る原子炉の概略について説明する。尚、本実施例では、原子炉から離反する方向を上流側、原子炉に近接する方向を下流側とする。

原子炉１は原子炉格納容器（ＰＣＶ）２を有し、該原子炉格納容器２内に原子炉圧力容器（ＲＰＶ）３が設けられている。該原子炉圧力容器３内には各種炉内構造物が設けられ、燃料棒等が収納されている。

前記原子炉１に於いては、前記原子炉圧力容器３の蓋体４を取外し、炉心にアクセスすることで、燃料棒の装脱が可能となっている。

又、前記原子炉圧力容器３には、前記原子炉格納容器２内への水の給排を行う為の配管５が接続されている。該配管５は前記原子炉格納容器２を貫通し、上流側に向って下方に傾斜する様延出する。該配管５の前記原子炉格納容器２より上流側にはバルブ６が設けられている。該バルブ６が閉止されることで、前記配管５の前記原子炉圧力容器３側が気密に閉塞され、前記原子炉圧力容器３のＲＰＶバウンダリが確保される様になっている。

次に、図２〜図４に於いて、過酷事故等により各種計測機器が損傷し、前記原子炉圧力容器３内の状況が不明になった場合に、該原子炉圧力容器３内を観測する観測機器を該原子炉圧力容器３内に挿入する為に用いられる、フラッシング装置７、凍結装置８、観測機器挿入装置９について説明する。

図２に示される様に、前記フラッシング装置７は、清浄水１１を供給する為の供給配管１２と、該供給配管１２の中途部に接続された排水配管１３とを有している。前記供給配管１２の前記排水配管１３よりも上流側には供給バルブ１４が設けられ、前記排水配管１３よりも下流側には前記供給配管１２内部の圧力を検出する圧力計１５が設けられている。又、前記排水配管１３には排水バルブ１６が設けられている。

更に、前記供給配管１２の下流端には接続部１７が設けられている。該接続部１７は、前記配管５が嵌合可能な円筒状となっており、該配管５を前記接続部１７に挿入し、前記配管５と前記接続部１７とを溶接することで、前記フラッシング装置７が前記配管５に取付けられる。

又、図３に示される様に、前記凍結装置８は、上面が開放された１対の箱体１８，１８により構成される２分割構造となっている。該箱体１８，１８は上下に長い直方体形状であり、狭隘部に設置可能な寸法となっている。該箱体１８，１８の上下方向中央部には半円柱状の凹部１９，１９が形成され、該凹部１９，１９は、前記配管５と同等又は略同等の曲率を有している。又、前記箱体１８，１８の上下にはクリップ２１，２１が設けられ、該クリップ２１，２１により前記凹部１９，１９が対向した状態で前記箱体１８，１８が一体化される。

前記凹部１９，１９に前記配管５を挿通し、前記箱体１８，１８を上下に設けられたクリップ２１，２１により一体化することで、前記配管５を挾持する状態で前記凍結装置８が前記配管５に取付けられる。該配管５に前記凍結装置８が取付けられた際には、前記配管５が略全周に亘って前記凹部１９，１９と接触する様になっている。

又、図４に示される様に、前記観測機器挿入装置９は、カメラや温度計等の観測機器を挿入する為の挿入配管２２と、該挿入配管２２の中途部に接続された排水配管２３とを有している。

前記挿入配管２２の上流側端部には観測機器等を取付ける為のフランジ２４が形成され、前記挿入配管２２の下流側端部には接続部２５が設けられている。該接続部２５は前記配管５が嵌合可能な円筒状となっており、前記接続部２５の内周面にはＯリング２６が設けられている。前記配管５を前記接続部２５に挿入した際には、前記Ｏリング２６により前記配管５と前記接続部２５との間が液密に封止される様になっている。

又、前記挿入配管２２の前記排水配管２３の接続部よりも上流側には封止バルブ２７が設けられ、前記排水配管２３には排水バルブ２８が設けられている。尚、前記封止バルブ２７は、解放時に前記挿入配管２２内への観測機器等の挿入を妨げない様、ボールバルブとするのが望ましい。

次に、図５〜図８及び図９のフローチャートを用い、前記観測機器挿入装置９の前記配管５への取付け方法について説明する。

ＳＴＥＰ：０１先ず、前記バルブ６を閉止し、該バルブ６でＲＰＶバウンダリを確保した状態で、既設の排水機構（図示せず）を用いて前記バルブ６よりも上流側の前記配管５内を排水する。排水後、該配管５の前記バルブ６よりも上流側で前記フラッシング装置７の取付け位置を設定し、該取付け位置にマーキングをし、マーキング位置で前記配管５を切断する。

ＳＴＥＰ：０２該配管５の切断後、図５に示される様に、前記配管５の上流端を前記接続部１７に挿入し、溶接付けすることで前記配管５に前記フラッシング装置７を取付ける。この時、前記供給バルブ１４及び排水バルブ１６は閉状態となっている。

ＳＴＥＰ：０３前記フラッシング装置７の取付け後、前記供給バルブ１４及び前記バルブ６を開放し、前記供給配管１２に前記清浄水１１を供給し、前記供給配管１２を介して前記配管５に前記清浄水１１を供給し、前記配管５内を前記清浄水１１で満たす。

この時、前記配管５は上流側に向って下方に傾斜しているので、該配管５内が前記清浄水１１で満たされたかどうかは前記圧力計１５の検出圧力により判断することができる。又、前記配管５が上流側に向って下方に傾斜していることで、該配管５が前記原子炉格納容器２内、前記原子炉圧力容器３内で破断している場合であっても、後述する前記凍結装置８の取付けに十分な位置迄前記配管５内を前記清浄水１１で満たすことができる。

尚、前記フラッシング装置７より供給される前記清浄水１１の供給量は、実験等により予め求められるのが望ましい。

ＳＴＥＰ：０４前記配管５内を前記清浄水１１で満たした後、前記供給バルブ１４を閉止し、図６に示される様に、前記配管５の前記原子炉格納容器２の壁面と前記バルブ６の間の部分に前記凍結装置８を２つ取付ける。

この時、前記凍結装置８の前記箱体１８，１８には、例えばドライアイス及びエタノールが供給されており、前記配管５に前記凍結装置８を取付けた状態で、例えば３０分以上保持し、前記配管５内の前記清浄水１１を前記凍結装置８，８間で凍結させる。前記清浄水１１の凍結によって、前記配管５が封止される。

尚、前記配管５への前記凍結装置８の取付け時間、前記凍結装置８，８間の距離、即ち凍結させた前記清浄水１１の軸心方向の長さは、実験等により予め求められるのが望ましい。

ＳＴＥＰ：０５前記清浄水１１の凍結により体積が膨張することで、前記配管５内の圧力が上昇する。前記圧力計１５の検出圧力の上昇を目印として、前記清浄水１１の凍結を確認する。該清浄水１１の凍結確認後、前記排水バルブ１６を開放し、前記凍結装置８よりも上流側の前記清浄水１１を排水する。

ＳＴＥＰ：０６該清浄水１１の排水後、上流側の前記凍結装置８を取外し、前記配管５の前記観測機器挿入装置９の取付け位置にマーキングする。マーキング位置で前記配管５を切断し、前記フラッシング装置７を除去する。この時、凍結した前記清浄水１１により前記配管５内が気密に閉塞され、ＲＰＶバウンダリが確保される。尚、下流側の前記凍結装置８により、前記配管５の冷却は続行される。

ＳＴＥＰ：０７次に、図７に示される様に、前記配管５の切断部を前記接続部２５に挿入し、前記配管５と前記接続部２５とを溶接することで、前記配管５と前記接続部２５とを気密に連結する。この時、前記封止バルブ２７及び前記排水バルブ２８は閉状態となっている。

ＳＴＥＰ：０８次に、図８に示される様に、供給配管２９と圧力計３１とを有する耐圧試験装置３２を、前記フランジ２４を介して前記観測機器挿入装置９に取付ける。尚、前記耐圧試験装置３２には、圧縮空気源（図示せず）が接続されている。該耐圧試験装置３２の取付け後、前記封止バルブ２７を開放し、前記供給配管２９に圧縮空気３３を供給し、前記接続部２５と前記配管５との溶接部に対して耐圧試験を実施する。試験結果は前記圧力計３１の検出圧力により判断することができる。

尚、前記配管５内で凍結した前記清浄水１１は、ＳＴＥＰ：０７の溶接、ＳＴＥＰ：０８の耐圧試験で融解しない軸心方向の長さを有しており、ＳＴＥＰ：０７、ＳＴＥＰ：０８の工程に於いて前記清浄水１１が全て融解することなくＲＰＶバウンダリが確保される。

ＳＴＥＰ：０９耐圧試験の結果が良好であれば、前記封止バルブ２７を閉止し、前記観測機器挿入装置９から前記耐圧試験装置３２を取外すと共に、前記配管５から残りの前記凍結装置８を取外す。

ＳＴＥＰ：１０該凍結装置８の取外し後、前記配管５と前記接続部２５とを仕上げ溶接し、溶接時の熱により前記配管５内で凍結している前記清浄水１１を融解させる。

ＳＴＥＰ：１１最後に、前記排水バルブ２８を開放し、融解した前記清浄水１１を排水した後、前記排水バルブ２８を閉止する。前記封止バルブ２７と前記排水バルブ２８の閉止によって、前記観測機器挿入装置９が取付けられた状態で、前記配管５に対するＲＰＶバウンダリが確保される。

前記観測機器挿入装置９の取付け完了後は、前記フランジ２４を介して温度計やカメラ等の観測機器を前記観測機器挿入装置９に取付け、前記封止バルブ２７を開放した後、前記挿入配管２２、前記配管５を介して前記原子炉圧力容器３内に観測機器を挿入することで、ＲＰＶバウンダリを確保しつつ前記原子炉圧力容器３内の観測を行うことができる。

上述の様に、本実施例では、ＲＰＶバウンダリを確保しつつ前記観測機器挿入装置９を取付け可能であり、又該観測機器挿入装置９を介してＲＰＶバウンダリを確保しつつ前記配管５に観測機器を挿入可能である。従って、過酷事故等により炉心が破損し、前記原子炉圧力容器３内や前記配管５内に汚染水やデブリ等の高汚染物質が存在した場合であっても、高汚染物質をＲＰＶバウンダリ外に放出させることなく前記原子炉圧力容器３内を観測することができる。

又、前記配管５にフラッシング装置７を取付け、該フラッシング装置７より前記清浄水１１を供給しているので、前記配管５内が空の場合、汚染水で満たされていた場合の何れの場合であっても、前記清浄水１１で前記配管５内を除染しつつ、前記凍結装置８により前記清浄水１１を凍結させることができ、高汚染物質のＲＰＶバウンダリ外への放出を防止することができる。

又、前記凍結装置８により前記配管５内の前記清浄水１１を凍結させ、凍結させた該清浄水１１により前記配管５内を閉塞しているので、別途バルブを設けることなくＲＰＶバウンダリを確保することができる。

又、前記凍結装置８は、前記凹部１９を有する１対の前記箱体１８，１８からなる２分割構造であるので、前記配管５への取付が容易であり、又前記クリップ２１，２１により容易に組立てることができる。

又、前記凍結装置８を２つ設けているので、前記配管５内で凍結する前記清浄水１１に任意の軸心方向の長さを持たせることができる。従って、溶接や耐圧試験時に、凍結部が全て融解し、ＲＰＶバウンダリが確保できなくなるのを防止することができる。

又、前記観測機器挿入装置９の前記接続部２５の内周面に前記Ｏリング２６を設けているので、溶接時、或は仕上げ溶接時に、融解した前記清浄水１１が前記接続部２５と前記配管５との間から漏出するのを防止することができる。

又、前記封止バルブ２７として、ボールバルブを用いることで、観測機器の挿入が容易となる。

更に、前記フラッシング装置７より供給される前記清浄水１１の供給量、前記凍結装置８を取付けた際の凍結時間、或は前記配管５内で凍結される前記清浄水１１の軸心方向の長さ等は、実験等により事前に求めることができるので、現場での作業時間を短縮することができる。

１原子炉２原子炉格納容器
３原子炉圧力容器５配管
６バルブ７フラッシング装置
８凍結装置９観測機器挿入装置
１１清浄水３２耐圧試験装置

Claims

配管内に観測機器を挿入する為の観測機器挿入装置を取付ける観測機器挿入装置取付け方法であって、原子炉格納容器の外部に延出する前記配管に設けられたバルブの前記原子炉格納容器より離反する側にフラッシング装置を取付け、該フラッシング装置より清浄水を供給し前記配管内を清浄水で満たす工程と、前記原子炉格納容器と前記バルブとの間の配管に凍結装置を取付け、該凍結装置により前記配管内の清浄水を凍結させる工程と、凍結確認後に前記凍結装置よりも前記原子炉格納容器より離反する側の清浄水を排水する工程と、前記凍結装置の前記原子炉格納容器より離反する側で前記配管を切断する工程と、該配管の切断部に前記観測機器挿入装置を取付け、該観測機器挿入装置と前記配管とを溶接する工程とを有することを特徴とする観測機器挿入装置取付け方法。
前記凍結装置は前記配管に２つ取付けられ、該配管を切断する工程で前記原子炉格納容器より離反する側の前記凍結装置が取外され、前記観測機器挿入装置を取付ける工程で残りの前記凍結装置が取外される請求項１の観測機器挿入装置取付け方法。
前記観測機器挿入装置を取付ける工程は、該観測機器挿入装置と前記配管とを溶接する工程と、前記観測機器挿入装置に耐圧試験装置を取付け、溶接部の耐圧試験を行う工程と、残りの前記凍結装置を取外し、仕上げ溶接する工程と、溶接により融解した清浄水を排水する工程とを更に有する請求項１又は請求項２の観測機器挿入装置取付け方法。