JP2016173339A - 炉底外構造物の解体回収工法と解体回収設備 - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉圧力容器の炉底外構造物を、短期間に解体撤去して固着した燃料デブリを回収することができ、かつ必要機器の設置も短期間にできる炉底外構造物の解体回収設備と解体回収工法を提供する。【解決手段】生体遮蔽壁１ａの外側からペデスタル開口１３ａまで延びるガイドレール２６と、ガイドレール２６に案内され解体片Ｙ又は燃料デブリを搬送可能な搬送装置２８と、ペデスタル開口１３ａまで移動可能なマニピュレータ３０とを準備する。マニピュレータ３０は、解体ツール３２と、解体ツール３２をペデスタル開口１３ａからペデスタル内の底面と原子炉圧力容器２の下面まで３次元的に移動可能な多関節アーム３４とを有する。マニピュレータ３０により、炉底外構造物Ｘを下部から順に解体片Ｙに解体し、搬送装置２８により、解体片Ｙ又は燃料デブリをペデスタル内から生体遮蔽壁外まで搬送する。【選択図】図３

Description

本発明は、原子炉圧力容器の炉底外構造物を、解体し回収する炉底外構造物の解体回収設備と解体回収工法に関する。

破損した原子炉圧力容器のペデスタル内には、原子炉から溶融落下した燃料デブリ等が存在する可能性がある。
そこで、ペデスタル内の燃料デブリ等を回収する手段として、特許文献１が提案されている。

特許文献１の「燃料デブリ回収方法及び装置」では、溶融落下した燃料デブリの形状を撮影した形状データと、燃料デブリ各部の放射線量を計測した放射線データとから、燃料デブリの微小領域ごとの形状データと放射線データを得る。次いで、放射線量の大きさに応じて燃料デブリを細分化する微小領域の順番を定めた回収計画を策定する。策定した順番に従い燃料デブリの細分化とその後の回収処理を行い、細分化、回収処理後の燃料デブリの微小領域ごとの形状データと放射線データを再取得して回収計画に反映し、細分化、回収処理を繰り返す。

特開２０１４−４８０４１号公報

特許文献１に記載の工法は、ペデスタル内の床面に落下した燃料デブリ等の回収のみを対象としている。
しかし、ペデスタル内の上部には原子炉圧力容器の炉底外構造物（例えばＣＲＤハウジングやインコアハウジング）が存在する。この炉底外構造物に原子炉から溶融落下した燃料デブリ等が固着している可能性がある。しかし、従来の工法では、炉底外構造物に固着した燃料デブリは回収できなかった。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、原子炉圧力容器の炉底外構造物を、短期間に解体撤去して固着した燃料デブリを回収することができ、かつ必要機器の設置も短期間にできる炉底外構造物の解体回収設備と解体回収工法を提供することにある。

本発明によれば、原子炉圧力容器の炉底外構造物の解体回収工法であって、
前記原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁の外側からペデスタル開口まで延びるガイドレールと、
前記ガイドレールに案内され、ペデスタル内から生体遮蔽壁外まで、前記炉底外構造物を解体した解体片又は燃料デブリを搬送可能な搬送装置と、
前記ガイドレールに案内され、前記ペデスタル開口まで移動可能なマニピュレータと、を準備し、
前記マニピュレータは、その先端に設けられた解体ツールと、前記解体ツールを前記ペデスタル開口から前記ペデスタル内の底面と前記原子炉圧力容器の下面まで３次元的に移動可能な多関節アームと、を有し、
前記マニピュレータにより、前記炉底外構造物を下部から順に前記解体片に解体し、
前記搬送装置により、前記解体片又は前記燃料デブリを前記ペデスタル内から前記生体遮蔽壁外まで搬送する、ことを特徴とする炉底外構造物の解体回収工法が提供される。

前記炉底外構造物は、前記原子炉圧力容器に直接固定され鉛直下方に延びる複数のＣＲＤハウジング及び複数のインコアハウジングと、
前記原子炉圧力容器の下方に設置され前記ＣＲＤハウジングを支持するため格子を形成する複数のサポート部材と、を有する。

（Ａ）前記解体片又は前記燃料デブリの落下動線が前記多関節アームと交わらないように前記マニピュレータを制御し、前記解体ツールにより、前記ペデスタル開口から最も離れた最遠部から順に、前記サポート部材を撤去するサポート部材撤去工程と、
（Ｂ）前記解体ツールにより、前記ペデスタル開口に最も近い最近部から順に、かつ下端から上部に、前記ＣＲＤハウジング、前記インコアハウジング、及びハンガーロッドを切断し撤去するハウジング撤去工程と、を有する。

前記サポート部材は、前記原子炉圧力容器の下方に水平に延び両端が固定された複数のレストレイントビームと、
前記レストレイントビームに上端が固定され鉛直下方に延びる複数の前記ハンガーロッドと、
前記ハンガーロッドの下端に螺合されたダブルナットで固定され、前記ＣＲＤハウジングを支持する複数のサポートブロック及びグリッドプレートと、を有する。

前記サポート部材撤去工程において、ハンガーロッドの先端に固定されたダブルナットを機械的又は熱的に撤去し、次いで、サポートブロック、及びグリッドプレートを順に撤去する、または、サポートブロック直上でハンガーロッドを機械的または熱的に切断し、ナットを撤去することなく、サポートブロック、及びグリッドプレートを撤去する。

前記ハウジング撤去工程は、
（Ａ）レストレイントビームの高さまで、前記ＣＲＤハウジング、前記インコアハウジング、及び前記ハンガーロッドを切断し撤去する下部撤去工程と、
（Ｂ）前記レストレイントビームを解体し撤去するビーム撤去工程と、を有し、
前記ビーム撤去工程において、両端支持された前記レストレイントビームの中央部を切断し、次いで片持ち梁状態の自由端からトリミングして全体を解体し撤去する。

前記ハウジング撤去工程は、さらに、
（Ｃ）前記原子炉圧力容器の下面近傍まで、前記ＣＲＤハウジング及び前記インコアハウジングを切断し撤去する上部撤去工程を有する。

前記搬送装置は、搬送容器を有しており、
前記マニピュレータにより、前記ペデスタル内に落下した前記解体片又は前記燃料デブリを搬送容器内に回収し、
前記搬送装置により、前記搬送容器を前記生体遮蔽壁外まで搬送する。

また、本発明によれば、原子炉圧力容器の炉底外構造物の解体回収設備であって、
前記原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁の外側からペデスタル開口まで延びるガイドレールと、
前記ガイドレールに案内され、ペデスタル内から生体遮蔽壁外まで、前記炉底外構造物を解体した解体片又は燃料デブリを搬送可能な搬送装置と、
前記ガイドレールに案内され前記ペデスタル開口まで移動可能なマニピュレータと、を備え、
前記マニピュレータは、その先端に設けられた解体ツールと、前記解体ツールを前記ペデスタル開口から前記ペデスタル内の底面と前記原子炉圧力容器の下面まで３次元的に移動可能な多関節アームと、を有し、
前記マニピュレータにより、前記炉底外構造物を下部から順に前記解体片に解体する、ことを特徴とする炉底外構造物の解体回収設備が提供される。

前記多関節アームは、前記ガイドレールに案内され、生体遮蔽壁外から前記ペデスタル開口まで移動可能なベース部と、
前記ベース部から順に揺動、旋回、又は伸縮可能に取り付けられ、かつ折畳み可能な複数のアームと、を有する。

前記解体ツールは、切断装置又は把持装置であり、
前記切断装置は、機械的切断装置、水ジェット切断装置、又はレーザ切断装置を含む熱的切断装置である。

上記本発明によれば、多関節アームが、解体ツール（切断装置又は把持装置）をペデスタル開口からペデスタル内の底面と原子炉圧力容器の下面まで３次元的に移動可能であり、この解体ツールにより、炉底外構造物を下部から順に解体片に解体することができる。

また、ガイドレールに案内された搬送装置により、解体ツールで解体した解体片又は燃料デブリを、ペデスタル内から生体遮蔽壁外まで搬送することができる。

さらに、本発明によれば、ペデスタル開口を利用して、解体した解体片又は燃料デブリを、生体遮蔽壁外まで搬送するので、原子炉建屋に設ける開口を少なくでき、必要機器の設置が容易かつ短期間にできる。

従って、本発明によれば、原子炉圧力容器の炉底外構造物を、短期間に解体撤去して固着した燃料デブリを回収することができ、かつ必要機器の設置も短期間にできる。

本発明による解体回収設備を備えた原子炉建屋の概略図である。 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の内部構造図である。 図１の解体回収設備の拡大図である。 図３の平面図である。 マニピュレータの模式的構造図である。 本発明による解体回収工法を示す全体フロー図である。 原子炉圧力容器の下方に設置されＣＲＤハウジングを支持する複数のサポート部材の模式的斜視図である。 サポート部材撤去工程（Ｓ２）が完了した原子炉圧力容器下面の模式図である。 ハウジング撤去工程（Ｓ３）を示す模式図である。 下部撤去工程（Ｓ−１）が完了した原子炉圧力容器下面の模式図である。 回収した解体片と燃料デブリの処理保管方法を示す模式図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明による解体回収設備２０を備えた原子炉建屋１の概略図である。
この図において、原子炉建屋１は、沸騰水型原子力プラントの建屋であり、２は原子炉圧力容器（ＲＰＶ）、３は原子炉格納容器（ＰＣＶ）、５は原子炉格納容器３の上蓋、６はドライウェル、７は圧力抑制室、９はシールドプラグ、１０は原子炉建屋１の運転床である。
さらに、この図において、４は燃料プール、８は機器仮置きプール（ＤＳピット）、１１は原子炉ウエル、１２は天井クレーン、１３はペデスタル、１３ａはペデスタル１３に設けられたペデスタル開口である。

図２は、原子炉圧力容器２（ＲＰＶ）の内部構造図である。
この図において、１４は原子炉圧力容器２の上蓋（ＲＰＶヘッド）、１５ａは蒸気乾燥器、１５ｂは気水分離器、１５ｃはシュラウドヘッド、１６は燃料集合体、１７は制御棒、１８は制御棒駆動機構（ＣＲＤ）のハウジング（ＣＲＤハウジング）、１９はインコアハウジングである。

本発明の解体回収設備２０は、原子炉圧力容器２の炉底外構造物Ｘの解体回収設備である。

本発明において、炉底外構造物Ｘとは、原子炉圧力容器２に直接固定され鉛直下方に延びる複数のＣＲＤハウジング１８及び複数のインコアハウジング１９と、原子炉圧力容器２の下方に設置されＣＲＤハウジング１８を支持するため格子を形成する複数のサポート部材Ｚ（図７参照）と、を意味する。

なお、炉底外構造物Ｘはこれらに限定されず、原子炉圧力容器２を支持するペデスタル１３の内側（ペデスタル内）に存在するその他の構造物を含む。

図３は、図１の解体回収設備２０の拡大図、図４は図３の平面図である。
この例において、本発明の解体回収設備２０は、遮蔽室２２と気密筒２４を備える。

図４において、遮蔽室２２は、この例では、第１遮蔽室２２ａ及び第２遮蔽室２２ｂからなり、それぞれ原子炉格納容器３を囲う生体遮蔽壁１ａの側面にシール材２１ａを介して密着して配置されている。
遮蔽室２２（第１遮蔽室２２ａ及び第２遮蔽室２２ｂ）は、それぞれ放射線を遮蔽できる遮蔽材によって内部を気密に保持できるように構成されている。
また、生体遮蔽壁１ａには、気密筒２４を通す遮蔽壁開口１ｂが形成され、シール材２１ａは遮蔽壁開口１ｂの外縁部と遮蔽室２２との間をシールしている。遮蔽壁開口１ｂは、既設であるのが好ましいが、新たに設けてもよい。

第１遮蔽室２２ａと第２遮蔽室２２ｂは、この例では、隣接して配置されている。しかし、本発明はこの構成に限定されず、例えば、複数のペデスタル開口１３ａを利用して第１遮蔽室２２ａと第２遮蔽室２２ｂを互いに別箇に配置してもよい。なお、ペデスタル開口１３ａは既設であるのが好ましいが、追加して設けてもよい。

気密筒２４は、この例では、第１気密筒２４ａ及び第２気密筒２４ｂからなり、遮蔽壁開口１ｂの内側に位置し、それぞれ原子炉格納容器３の側面にシール材２１ｂを介して密着して配置されている。また、第１気密筒２４ａ及び第２気密筒２４ｂは、それぞれ第１遮蔽室２２ａ及び第２遮蔽室２２ｂの内部と原子炉格納容器３の内側とを連通している。
上述した構成により、遮蔽室２２の内部から、各気密筒２４の内部を介して原子炉格納容器３の内側まで連通する開口部２３が形成されている。

図４において、第１遮蔽室２２ａは、内側遮蔽室２２ａ−１と外側遮蔽室２２ａ−２を有する。また、内側遮蔽室２２ａ−１と第１気密筒２４ａとの境界部に第１遮蔽扉２５ａが設けられ、内側遮蔽室２２ａ−１と外側遮蔽室２２ａ−２の境界部に第２遮蔽扉２５ｂが設けられている。第１遮蔽扉２５ａと第２遮蔽扉２５ｂは、それぞれ開閉可能であり、それぞれ全閉時に放射線を遮蔽する。
上述した構成により、第１遮蔽扉２５ａと第２遮蔽扉２５ｂのいずれか一方を閉じることで、ペデスタル開口１３ａから外側遮蔽室２２ａ−２に入射する放射線を常に遮蔽することができる。また、外側遮蔽室２２ａ−２に格納したマニピュレータ３０（後述する）を、第１遮蔽扉２５ａと第２遮蔽扉２５ｂを介してペデスタル開口１３ａまで移動することができる。

図４において、第２遮蔽室２２ｂは、第３遮蔽扉２５ｃとダブルシールドアシステム２７を有する。第３遮蔽扉２５ｃは、第２気密筒２４ｂとの境界部に設けられ、開閉可能であり、全閉時に放射線を遮蔽する。ダブルシールドアシステム２７は、第２遮蔽室２２ｂと外部との境界部に設けられ、その間のシールを保持したまま、回収バスケット３６（図１１参照）を外部に搬出できるようになっている。
上述した構成により、第２遮蔽室２２ｂを密閉状態に保持したまま、第２遮蔽室２２ｂに回収された回収バスケット３６を外部に搬出することができる。

図３、図４において、本発明の解体回収設備２０は、さらに、ガイドレール２６、搬送装置２８、及びマニピュレータ３０を備える。

ガイドレール２６は、この例では、第１ガイドレール２６ａ及び第２ガイドレール２６ｂからなり、それぞれ生体遮蔽壁１ａの外側の遮蔽室２２の内部からペデスタル開口１３ａ又はその内側まで延び、上述した開口部２３を通してペデスタル開口１３ａにアクセス可能に構成されている。
以下、遮蔽室２２の内部を含む生体遮蔽壁１ａの外側を、特に区別しない限り、単に「生体遮蔽壁外」と呼ぶ。

搬送装置２８は、ガイドレール２６（この例では第２ガイドレール２６ｂ）に案内され、ペデスタル内から生体遮蔽壁外の第２遮蔽室２２ｂまで、炉底外構造物Ｘを解体した解体片Ｙ（図１１参照）又は燃料デブリを搬送可能に構成されている。
搬送装置２８は、搬送容器２８ａを有しており、搬送容器２８ａをペデスタル内から生体遮蔽壁外の第２遮蔽室２２ｂまで搬送する。
搬送装置２８は、例えば第２ガイドレール２６ｂに沿って走行する搬送台車であるのがよい。また、搬送容器２８ａは、回収バスケット３６（図１１参照）であってもよい。

解体片Ｙは、サポート部材Ｚの一部（例えば図７に示すサポートブロックＺ２、グリッドプレートＺ３、など）と、後述するハウジング撤去工程（Ｓ３）で切断した切断片である。
解体片Ｙは、切断しないサポート部材Ｚの最大重量であり、マニピュレータ３０でハンドリングができ、かつ搬送装置２８で搬送できる大きさと重量であるのがよい。

マニピュレータ３０は、ガイドレール２６（この例では第１ガイドレール２６ａ）に案内され、第１遮蔽室２２ａからペデスタル開口１３ａまで移動可能に構成されている。
マニピュレータ３０は、ペデスタル内において、解体片Ｙを把持して搬送容器２８ａに回収する機能を有する。

図５は、マニピュレータ３０の模式的構造図である。
この図において、マニピュレータ３０は、解体ツール３２と多関節アーム３４とを有する。

解体ツール３２は、切断装置又は把持装置であり、多関節アーム３４の先端に設けられる。解体ツール３２は、ツールチェンジャにより交換可能に設けられるのが好ましい。
切断装置は、機械的切断装置、水ジェット切断装置、又はレーザ切断装置等の熱的切断装置である。また、機械的切断装置は、例えば、せん断ツール、ディスクカッタ、などである。
なお、切断装置はこの例に限定されず、その他の加工装置であってもよい。

多関節アーム３４は、解体ツール３２をペデスタル開口１３ａからペデスタル内の底面と原子炉圧力容器２の下面まで３次元的に移動可能に構成されている。
この例において、多関節アーム３４は、ベース部３４ａと、複数（この例で４つ）のアーム３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと、を有する。
ベース部３４ａは、ガイドレール２６（第１ガイドレール２６ａ）に案内され、生体遮蔽壁外からペデスタル開口１３ａまで移動可能に構成されている。また、アーム３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、順にベース部３４ａから揺動、旋回、又は伸縮可能に取り付けられ、かつ折畳み可能に構成されている。
この構成により、マニピュレータ３０は、アーム３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを折り畳んだ状態で、第１遮蔽室２２ａの外側遮蔽室２２ａ−２に格納され、第１遮蔽扉２５ａと第２遮蔽扉２５ｂを介してペデスタル開口１３ａまで移動することができる。

ベース部３４ａは、ペデスタル開口１３ａにおいて第１ガイドレール２６ａの先端部に位置決めされ、第１ガイドレール２６ａに沿って移動可能に構成されている。

この構成により、マニピュレータ３０はその先端の解体ツール３２を、ペデスタル内の底面と原子炉圧力容器２の下面まで３次元的に自由な姿勢で位置決めすることができる。
なお、マニピュレータ３０は、この構成に限定されず、解体ツール３２を自由な姿勢で位置決めできるその他の構成であってもよい。また、マニピュレータ３０は、その他に、カメラと照明装置を有するのがよい。

上述した構成により、マニピュレータ３０により、炉底外構造物Ｘを下部から順に解体片Ｙに解体することができる。

本発明による解体回収工法は、上述した解体回収設備２０を準備し、マニピュレータ３０により、炉底外構造物Ｘを下部から順に解体片Ｙに解体し、搬送装置２８により、解体片Ｙ又は燃料デブリをペデスタル内から生体遮蔽壁外まで搬送する。

図６は、本発明による解体回収工法を示す全体フロー図である。
この図に示すように、本発明の解体回収工法は、Ｓ１〜Ｓ４の各工程からなる。

準備工程（Ｓ１）では、上述した解体回収設備２０、すなわち、遮蔽室２２、気密筒２４、ガイドレール２６、搬送装置２８、及びマニピュレータ３０を準備する。
また、この際、必要な場合には、遮蔽壁開口１ｂとペデスタル開口１３ａを設ける。

準備工程（Ｓ１）において、先ず、ペデスタル開口１３ａの下端レベルに落下物受けネットを張る。その後、ＣＲＤハウジング１８およびインコアハウジング１９の下部に設置されているＴＩＰ案内管を、マニピュレータ３０を使って、切断し撤去する。また、ＣＲＤハウジング１８およびインコアハウジング１９の下部および周辺に設置されている信号制御ケーブルを、マニピュレータ３０を使って、切断し撤去する。

図７は、原子炉圧力容器２の下方に設置されＣＲＤハウジング１８を支持する複数のサポート部材Ｚの模式的斜視図である。

また図８は、サポート部材撤去工程（Ｓ２）が完了した原子炉圧力容器下面の模式図である。この図において、Ｚ４はレストレイントビームである。
複数のレストレイントビームＺ４は、原子炉圧力容器２の下方に水平に延び両端がペデスタル１３に固定されている。

図７、図８に示すように、サポート部材Ｚは、この例では、複数のハンガーロッドＺ１、サポートブロックＺ２、グリッドプレートＺ３、及びレストレイントビームＺ４を意味する。
複数のレストレイントビームＺ４は、図８に示すように、原子炉圧力容器２の下方に水平に延び両端が固定されている。
複数のハンガーロッドＺ１は、レストレイントビームＺ４に上端が固定され鉛直下方に延びる。
複数のサポートブロックＺ２及びグリッドプレートＺ３は、図７に示すように、ハンガーロッドＺ１の下端に螺合されたダブルナットＮで固定され、ＣＲＤハウジング１８を支持する。

サポート部材撤去工程（Ｓ２）では、解体片Ｙ（図１１参照）又は燃料デブリの落下動線が多関節アーム３４と交わらないようにマニピュレータ３０を制御し、解体ツール３２（切断装置）により、ペデスタル開口１３ａから最も離れた最遠部から順に、サポート部材Ｚの一部を撤去する。この際、ペデスタル開口１３ａを中心として最遠部から同心円状に解体するのがよい。
サポート部材撤去工程（Ｓ２）において、ハンガーロッドＺ１の先端に固定されたダブルナットＮを機械的又は熱的に撤去し、次いで、サポートブロックＺ２、及びグリッドプレートＺ３を順に撤去する。すなわち、サポート部材Ｚの一部とは、この例では、ハンガーロッドＺ１の先端部、ダブルナットＮ、サポートブロックＺ２、及びグリッドプレートＺ３である。
なお、サポート部材撤去工程（Ｓ２）において、サポートブロック直上でハンガーロッドＺ１を機械的または熱的に切断し、ナットを撤去することなく、サポートブロックＺ２、及びグリッドプレートＺ３を撤去してもよい。

サポートブロックＺ２は、隣接する１対のハンガーロッドＺ１にダブルナットＮで固定されているので、隣接する１対のハンガーロッドＺ１からダブルナットＮを撤去することで、自重により順に落下させることができる。
また、グリッドプレートＺ３は、これを支持しているサポートブロックＺ２を撤去することで、自重により順に落下させることができる。
なお、自重で落下しない場合には、解体ツール３２（把持装置）により、把持して撤去するのがよい。

すなわち、図８に示すペデスタル開口１３ａ（３７°方位）から投入されたマニピュレータ３０を使って、ペデスタル開口１３ａから最遠部のハンガーロッドＺ１（９５本）の先端のダブルナットＮを機械的または熱的に撤去し、引き続き、サポートブロックＺ２を撤去する。
サポートブロック撤去後、グリッドプレートＺ３（オス型とメス型）を撤去する。
ダブルナットＮ、サポートブロックＺ２、グリッドプレートＺ３（オス型とメス型）に撤去時、マニピュレータ３０の上への落下しないよう最遠部から順次解体し、落下動線と多関節アーム３４が交わらないようする。
床面に落下させた解体片Ｙは回収バスケット３６に入れて回収する。

なお、サポート部材撤去工程（Ｓ２）と並行して、搬送工程（Ｓ４）において、マニピュレータ３０により、ペデスタル内に落下した解体片Ｙ又は燃料デブリを搬送容器２８ａ内に回収し、搬送装置２８により、搬送容器２８ａをペデスタル内から生体遮蔽壁外の第２遮蔽室２２ｂまで搬送する。

図８は、上述したサポート部材撤去工程（Ｓ２）が完了した状態を示している。サポート部材撤去工程（Ｓ２）が完了すると、ＣＲＤハウジング１８、インコアハウジング１９の下端部が露出して、マニピュレータ３０によりＣＲＤハウジング１８、インコアハウジング１９の下端部にアクセスできるようになる。

図９は、ハウジング撤去工程（Ｓ３）を示す模式図である。
この図に（Ａ）〜（Ｅ）の順に示すように、ハウジング撤去工程（Ｓ３）では、解体ツール３２により、ペデスタル開口１３ａに最も近い最近部から順に、かつ下端から上部に、ＣＲＤハウジング１８、インコアハウジング１９、及びハンガーロッドＺ１（図示せず、図７参照）を切断し撤去する。

この際、ペデスタル開口１３ａを中心として最近部から同心円状に解体するのがよい。また、切断した切断片、すなわち解体片Ｙは、マニピュレータ３０がハンドリングできる大きさと重量であるのがよい。

ハウジング撤去工程（Ｓ３）は、下部撤去工程（Ｓ３−１）、ビーム撤去工程（Ｓ３−２）、及び上部撤去工程（Ｓ３−３）を有する。

下部撤去工程（Ｓ３−１）では、レストレイントビームＺ４の高さまで、ＣＲＤハウジング１８、インコアハウジング１９、及びハンガーロッドＺ１（図示せず、図７参照）を切断し撤去する。

図１０は、下部撤去工程（Ｓ３−１）が完了した原子炉圧力容器下面の模式図である。
レストレイントビームＺ４は、両端をペデスタル１３に固定（ボルト固定）された両端固定梁である。
ビーム撤去工程（Ｓ３−２）では、レストレイントビームＺ４を解体し撤去する。
ビーム撤去工程（Ｓ３−２）において、両端支持されたレストレイントビームＺ４の中央部を切断し、次いで片持ち梁状態の自由端からトリミング（切り落とし）して全体を解体し撤去する。

次いで、上部撤去工程（Ｓ３−３）では、原子炉圧力容器２の下面近傍まで、ＣＲＤハウジング１８及びインコアハウジング１９を切断し撤去する。
なお、上部撤去工程（Ｓ３−３）は必須ではなく、燃料デブリが固着していない限りこれを省略してもよい。

図１１は、回収した解体片Ｙと燃料デブリの処理保管方法を示す模式図である。
解体片Ｙは、燃料デブリが固着しているものと固着していないものに分類し回収する。固着があるものは燃料デブリ、固着していないものは放射性廃棄物に分類して回収バスケット３６にて搬出する。

この図に示すように、解体片Ｙと燃料デブリの処理保管方法は、ルートＡとルートＢの２ルートに区分されている。

ルートＡでは、燃料デブリ及び燃料デブリが固着した解体片Ｙを回収バスケット３６に入れて回収し、そのまま収納缶ａに入れる。収納缶ａは蓋をして、水を抜き乾燥させた後、燃料プール４内に保管する。

ルートＢでは、回収バスケット３６に収容した燃料デブリが固着していない解体片Ｙをそのまま廃棄物缶ｂに収容する。
廃棄物缶ｂは、ダブルシールドアシステムを介して、ダブルシール容器ｃに収容し、外部の保管施設に保管する。

上述した処理保管方法により、燃料デブリ及び燃料デブリが固着した解体片ＹをルートＡで燃料プール内に保管することができる。
また、燃料デブリが固着していない解体片ＹをルートＢで外部の保管施設に保管することができる。

上述した本発明によれば、多関節アーム３４が、解体ツール３２（切断装置又は把持装置）をペデスタル開口１３ａからペデスタル内の底面と原子炉圧力容器２の下面まで３次元的に移動できる。従ってこの解体ツール３２により、炉底外構造物Ｘを下部から順に解体片Ｙに解体することができる。

また、ガイドレール２６に案内された搬送装置２８により、解体片Ｙ又は燃料デブリをペデスタル内から生体遮蔽壁外まで搬送することができる。

さらに、本発明によれば、既設のペデスタル開口１３ａを利用して、解体した解体片Ｙ又は燃料デブリを、生体遮蔽壁外まで搬送するので、原子炉建屋１に設ける開口を少なくでき、必要機器の設置が容易かつ短期間にできる。

従って、本発明によれば、原子炉圧力容器２の炉底外構造物Ｘを、短期間に解体撤去して固着した燃料デブリを回収することができ、かつ必要機器の設置も短期間にできる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

ａ 収納缶、ｂ 廃棄物缶、ｃ ダブルシール容器、Ｎ ダブルナット、
Ｘ 炉底外構造物、Ｙ 解体片、Ｚ サポート部材、
Ｚ１ ハンガーロッド、Ｚ２ サポートブロック、
Ｚ３ グリッドプレート、Ｚ４ レストレイントビーム、
１ 原子炉建屋、１ａ 生体遮蔽壁、２ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）、
３ 原子炉格納容器（ＰＣＶ）、４ 燃料プール、
５ 原子炉格納容器の上蓋、６ ドライウェル、７ 圧力抑制室、
８ 機器仮置きプール（ＤＳピット）、９ シールドプラグ、
１０ 原子炉建屋の運転床、１１ 原子炉ウエル、１２ 天井クレーン、
１３ ペデスタル、１３ａ ペデスタル開口、
１４ 原子炉圧力容器の上蓋（ＲＰＶヘッド）、１５ａ 蒸気乾燥器、
１５ｂ 気水分離器、１５ｃ シュラウドヘッド、１６ 燃料集合体、
１７ 制御棒、１８ 制御棒駆動機構のハウジング（ＣＲＤハウジング）、
１９ インコアモニタのハウジング（インコアハウジング）、
２０ 解体回収設備、２１ａ シール材、２１ｂ シール材、
２２ 遮蔽室、２２ａ 第１遮蔽室、２２ａ−１ 内側遮蔽室、
２２ａ−２ 外側遮蔽室、２２ｂ 第２遮蔽室、２３ 開口部、
２４ 気密筒、２４ａ 第１気密筒、２４ｂ 第２気密筒、
２５ａ 第１遮蔽扉、２５ｂ 第２遮蔽扉、２６ ガイドレール、
２６ａ 第１ガイドレール、２６ｂ 第２ガイドレール、
２７ ダブルシールドアシステム、２８ 搬送装置、３０ マニピュレータ、
３２ 解体ツール（切断装置、把持装置）、３４ 多関節アーム、
３４ａ ベース部、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ アーム、
３６ 回収バスケット

Claims (11)

1. 原子炉圧力容器の炉底外構造物の解体回収工法であって、
   前記原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁の外側からペデスタル開口まで延びるガイドレールと、
   前記ガイドレールに案内され、ペデスタル内から生体遮蔽壁外まで、前記炉底外構造物を解体した解体片又は燃料デブリを搬送可能な搬送装置と、
   前記ガイドレールに案内され、前記ペデスタル開口まで移動可能なマニピュレータと、を準備し、
   前記マニピュレータは、その先端に設けられた解体ツールと、前記解体ツールを前記ペデスタル開口から前記ペデスタル内の底面と前記原子炉圧力容器の下面まで３次元的に移動可能な多関節アームと、を有し、
   前記マニピュレータにより、前記炉底外構造物を下部から順に前記解体片に解体し、
   前記搬送装置により、前記解体片又は前記燃料デブリを前記ペデスタル内から前記生体遮蔽壁外まで搬送する、ことを特徴とする炉底外構造物の解体回収工法。
2. 前記炉底外構造物は、前記原子炉圧力容器に直接固定され鉛直下方に延びる複数のＣＲＤハウジング及び複数のインコアハウジングと、
   前記原子炉圧力容器の下方に設置され前記ＣＲＤハウジングを支持するため格子を形成する複数のサポート部材と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の炉底外構造物の解体回収工法。
3. （Ａ）前記解体片又は前記燃料デブリの落下動線が前記多関節アームと交わらないように前記マニピュレータを制御し、前記解体ツールにより、前記ペデスタル開口から最も離れた最遠部から順に、前記サポート部材を撤去するサポート部材撤去工程と、
   （Ｂ）前記解体ツールにより、前記ペデスタル開口に最も近い最近部から順に、かつ下端から上部に、前記ＣＲＤハウジング、前記インコアハウジング、及びハンガーロッドを切断し撤去するハウジング撤去工程と、を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の炉底外構造物の解体回収工法。
4. 前記サポート部材は、前記原子炉圧力容器の下方に水平に延び両端が固定された複数のレストレイントビームと、
   前記レストレイントビームに上端が固定され鉛直下方に延びる複数の前記ハンガーロッドと、
   前記ハンガーロッドの下端に螺合されたダブルナットで固定され、前記ＣＲＤハウジングを支持する複数のサポートブロック及びグリッドプレートと、を有する、ことを特徴とする請求項３に記載の炉底外構造物の解体回収工法。
5. 前記サポート部材撤去工程において、ハンガーロッドの先端に固定されたダブルナットを機械的又は熱的に撤去し、次いで、サポートブロック、及びグリッドプレートを順に撤去する、または、サポートブロック直上でハンガーロッドを機械的または熱的に切断し、ナットを撤去することなく、サポートブロック、及びグリッドプレートを撤去する、ことを特徴とする請求項３に記載の炉底外構造物の解体回収工法。
6. 前記ハウジング撤去工程は、
   （Ａ）レストレイントビームの高さまで、前記ＣＲＤハウジング、前記インコアハウジング、及び前記ハンガーロッドを切断し撤去する下部撤去工程と、
   （Ｂ）前記レストレイントビームを解体し撤去するビーム撤去工程と、を有し、
   前記ビーム撤去工程において、両端支持された前記レストレイントビームの中央部を切断し、次いで片持ち梁状態の自由端からトリミングして全体を解体し撤去する、ことを特徴とする請求項３に記載の炉底外構造物の解体回収工法。
7. 前記ハウジング撤去工程は、さらに、
   （Ｃ）前記原子炉圧力容器の下面近傍まで、前記ＣＲＤハウジング及び前記インコアハウジングを切断し撤去する上部撤去工程を有する、ことを特徴とする請求項３に記載の炉底外構造物の解体回収工法。
8. 前記搬送装置は、搬送容器を有しており、
   前記マニピュレータにより、前記ペデスタル内に落下した前記解体片又は前記燃料デブリを搬送容器内に回収し、
   前記搬送装置により、前記搬送容器を前記生体遮蔽壁外まで搬送する、ことを特徴とする請求項１に記載の炉底外構造物の解体回収工法。
9. 原子炉圧力容器の炉底外構造物の解体回収設備であって、
   前記原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁の外側からペデスタル開口まで延びるガイドレールと、
   前記ガイドレールに案内され、ペデスタル内から生体遮蔽壁外まで、前記炉底外構造物を解体した解体片又は燃料デブリを搬送可能な搬送装置と、
   前記ガイドレールに案内され、前記ペデスタル開口まで移動可能なマニピュレータと、を備え、
   前記マニピュレータは、その先端に設けられた解体ツールと、前記解体ツールを前記ペデスタル開口から前記ペデスタル内の底面と前記原子炉圧力容器の下面まで３次元的に移動可能な多関節アームと、を有し、
   前記マニピュレータにより、前記炉底外構造物を下部から順に前記解体片に解体する、ことを特徴とする炉底外構造物の解体回収設備。
10. 前記多関節アームは、前記ガイドレールに案内され、生体遮蔽壁外から前記ペデスタル開口まで移動可能なベース部と、
    前記ベース部から順に揺動、旋回、又は伸縮可能に取り付けられ、かつ折畳み可能な複数のアームと、を有する、ことを特徴とする請求項９に記載の炉底外構造物の解体回収設備。
11. 前記解体ツールは、切断装置又は把持装置であり、
    前記切断装置は、機械的切断装置、水ジェット切断装置、又はレーザ切断装置を含む熱的切断装置である、ことを特徴とする請求項９に記載の炉底外構造物の解体回収設備。
    

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