JP2018017622A - 廃棄物解体設備と方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁に設けられた解体用開口を用いて原子炉圧力容器のペデスタル内の廃棄物を解体することができる廃棄物解体設備と方法を提供する。【解決手段】原子炉圧力容器２を囲む生体遮蔽壁１ａに設けられた解体用開口１６からペデスタル開口１３ａまで延びる搬送レール２０と、搬送レール２０に沿って、生体遮蔽壁１ａの外側からペデスタル１３の内側まで解体用開口１６を通過できる姿勢に折畳んだ状態で移動可能な解体回収装置３０とを備える。搬送レール２０は、幅方向に一定の間隔を隔てた１対のガイドレール２２を有する。解体回収装置３０は、１対のガイドレール２２に沿って移動するトロリ移動装置３２を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、原子炉圧力容器のペデスタル内の廃棄物を解体するための廃棄物解体設備と方法に関する。

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１，２が提案されている。

特許文献１の「放射性物質の処理設備」では、原子炉建屋における地面と同じ高さのグランドレベルにある部屋に、周囲が放射線遮蔽壁により気密に形成される処理用セルを設置し、この処理用セルを原子炉格納容器の機器ハッチに連結する。

特許文献２の「原子炉格納容器内部の遠隔作業方法」は、作業空間におけるハッチの周囲に第１隔壁を気密に設ける工程と、第１隔壁の外側に第２隔壁を気密に設ける工程と、を有する。特許文献２の方法は、さらに、ハッチの蓋を取り外し、パスに沿って第１隔壁の内側からＣＲＤ収容空間まで作業機器を移動させる工程と、ＣＲＤ収容空間における作業の終了後に作業機器を第１隔壁の内側に戻してハッチを蓋で閉止する工程と、を有する。

特開２０１５−１０９４７号公報 特開２０１３−１１７４９１号公報

沸騰水型原子力プラントの原子炉建屋には、原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁に遮蔽壁開口が設けられており、この遮蔽壁開口は、開閉可能なハッチで通常は閉じられている。
また、遮蔽壁開口は、原子炉圧力容器のペデスタルに設けられた開口（ペデスタル開口）に対向して位置しており、その間に、遮蔽壁開口とペデスタル開口を連結するスロープ（レールとも呼ばれる）が設けられている。

上述した特許文献１、２では、既設の遮蔽壁開口（以下、「既設開口」と呼ぶ）に設けられたハッチを介して、破砕機、作業機器、などの解体回収装置をペデスタル内まで搬送している。

しかし、既設開口の寸法は小さく（内径約５５０ｍｍの円形穴）、遮蔽壁からペデスタルまでの距離は長い（約８ｍ）。そのため、既設開口を通し、既設のスロープを利用してペデスタル内まで解体回収装置を搬送するためには、解体回収装置を非常に小型化する必要があった。

また、このような小型の解体回収装置では、ペデスタル内の床面に落下した燃料デブリ等と、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）に固着した燃料デブリとを解体し回収するのは、非常に困難である。また、仮に可能であっても解体期間が長期化する可能性がある。

さらに、既設のハッチとスロープは、ペデスタル内の点検、調査や、ペデスタル内から廃棄物（燃料デブリ等）を搬出するために用いられる。そのため、解体回収装置の設置のためだけに、既設のスロープを長期間用いることはできなかった。

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、原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁に設けられた解体用開口を用いて原子炉圧力容器のペデスタル内の廃棄物を解体することができる廃棄物解体設備と方法を提供することにある。

本発明によれば、原子炉圧力容器のペデスタル内の廃棄物を解体するための廃棄物解体設備であって、
前記原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁に設けられた解体用開口からペデスタル開口まで延び、幅方向に一定の間隔を隔てた１対のガイドレールを有する搬送レールと、
１対の前記ガイドレールに沿って移動するトロリ移動装置を有し、前記搬送レールに沿って、前記生体遮蔽壁の外側から前記ペデスタルの内側まで前記解体用開口を通過できる姿勢に折畳んだ状態で移動可能な解体回収装置と、を備える廃棄物解体設備が提供される。

前記解体用開口を囲む前記生体遮蔽壁の外面に気密に設置され、その外方端から内方端まで前記解体回収装置を搬送する中間搬送装置を内部に有する固定遮蔽室と、
前記解体用開口に対向する前記固定遮蔽室の外方端に着脱可能かつ気密に設置され、前記解体回収装置をその外方端から内方端まで移動可能に収容する移動遮蔽室と、を備える。

前記ガイドレールは、それぞれ、前記解体用開口を水平に通る上部水平レールと、前記ペデスタル開口を水平に通る下部水平レールと、前記上部水平レールと前記下部水平レールを連結しかつ傾斜した中間傾斜レールと、を有し、
前記解体回収装置は、前記トロリ移動装置に固定され水平に延びるベースマストと、前記ベースマストに末端部が固定され前記解体用開口を通過できる姿勢に折畳み可能なマニピュレータと、を有する。

前記移動遮蔽室は、その外方端から内方端まで水平に延び、前記ガイドレールと整合して位置する１対の水平保持レールを有し、
前記中間搬送装置は、前記固定遮蔽室の外方端から内方端まで水平移動可能な移動台車と、前記移動台車に固定され前記ガイドレールと整合して位置する１対の水平支持レールとを有する。

前記トロリ移動装置は、１対の前記ガイドレールの長さ方向にそれぞれ間隔を隔てて位置する上面駆動ローラと下面駆動ローラを有し、前記上部水平レールと前記下部水平レールに沿って前記解体回収装置を水平に移動する。

前記マニピュレータは、前記ベースマストと同軸に位置しその軸心を中心に旋回可能な旋回マストと、前記旋回マストと同軸に位置し軸線方向に伸縮可能な伸縮マストと、前記伸縮マストの先端部に固定された多関節アームとを有する。

前記多関節アームは、中間アーム、先端アーム、リスト、及びツールチェンジャを有し、
前記中間アームの末端部は、前記伸縮マストの先端部にその軸線に直交し互いに平行な１対の第１軸を中心に旋回可能な第１関節で連結され、
前記先端アームの末端部は、前記中間アームの先端部にその軸線に直交し互いに平行な１対の第２軸を中心に旋回可能な第２関節で連結され、
前記リストの末端部は、前記先端アームの先端部にその軸線に直交する第３軸を中心に旋回可能な第３関節と、前記リストの軸線に直交する第４軸を中心に旋回可能な第４関節とで連結されている。

また、本発明によれば、原子炉圧力容器のペデスタル内の廃棄物を解体するための廃棄物解体方法であって、
（Ａ）前記原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁に設けられた解体用開口からペデスタル開口まで延び、幅方向に一定の間隔を隔てた１対のガイドレールを有する搬送レールを設置するレール設置ステップと、
（Ｂ）１対の前記ガイドレールに沿って移動するトロリ移動装置を有する解体回収装置を、前記搬送レールに沿って、前記生体遮蔽壁の外側から前記ペデスタルの内側まで前記解体用開口を通過できる姿勢に折畳んだ状態で移動する装置移動ステップと、を有する廃棄物解体方法が提供される。

（Ａ）前記解体用開口を囲む前記生体遮蔽壁の外面に固定遮蔽室を気密に設置する固定室設置ステップと、
（Ｂ）前記解体用開口に対向する前記固定遮蔽室の外方端に着脱可能かつ気密の移動遮蔽室を準備する移動室準備ステップと、
（Ｃ）前記解体回収装置を、前記移動遮蔽室に収容する装置収容ステップと、
（Ｄ）前記移動遮蔽室を前記固定遮蔽室の前記外方端に気密に連結する移動室連結ステップと、
（Ｅ）中間搬送装置により、前記外方端から前記解体用開口まで前記解体回収装置を搬送する装置搬送ステップと、を有する。

前記ペデスタル内において前記解体回収装置を折畳んだ状態から使用状態に展開し、前記解体回収装置により前記廃棄物を切断、撤去、又は回収する解体回収ステップを有する。

本発明によれば、レール設置ステップにおいて、原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁に設けられた解体用開口からペデスタル開口まで延び、幅方向に一定の間隔を隔てた１対のガイドレールを有する搬送レールを設置する。また、装置移動ステップにおいて、１対のガイドレールに沿って移動するトロリ移動装置を有する回収装置を、搬送レールに沿って、生体遮蔽壁の外側からペデスタルの内側まで解体用開口を通過できる姿勢に折畳んだ状態で移動する。

従って、原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁に設けられた解体用開口からペデスタルの内側まで解体用開口を通過できる姿勢に折畳んだ状態で解体回収装置を移動し、ペデスタル内において解体回収装置を折畳んだ状態から使用状態に展開し、解体回収装置により、ペデスタル内の廃棄物を切断、撤去、又は回収することができる。

また、解体回収装置で解体し回収された廃棄物（燃料デブリ等）を、既設開口を利用して並行して生体遮蔽壁外に移送することができる。
従って、ペデスタル内での解体、回収と、生体遮蔽壁外への移送を並行して実施することができ、解体、回収、移送の作業効率を高め、工期を短縮することができる。

本発明が対象とする原子炉建屋の概略図である。 図１の部分拡大図（Ａ）と、その平面図（Ｂ）である。 本発明による廃棄物解体設備の全体構成図である。 本発明の搬送レールを設置した状態を示す、図２（Ｂ）と同様の平面図である。 図４のＡ−Ａ矢視図である。 搬送レールの平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。 解体回収装置の構成図である。 解体回収装置により廃棄物を切断、撤去、又は回収する状態を示す図である。 中間搬送装置の全体構成図である。 本発明の廃棄物解体方法の全体フロー図である。 本発明の廃棄物解体方法の説明図である。

以下、本発明の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、本発明が対象とする原子炉建屋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ＰＣＶ３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。さらに、１４は原子炉圧力容器２を囲む生体遮蔽壁１ａに設けられた既設の遮蔽壁開口（既設開口）、１５は、既設開口１４とペデスタル開口１３ａを連結するスロープである。

図２は、図１の部分拡大図（Ａ）と、その平面図（Ｂ）である。
図２（Ａ）に示すように、既設開口１４は、原子炉圧力容器２のペデスタル１３に設けられたペデスタル開口１３ａに対向して位置しており、その間に、既設開口１４とペデスタル開口１３ａを連結するスロープ１５が設けられている。

図２（Ａ）（Ｂ）において、ペデスタル１３は、厚さＴ１のコンクリート製であり、その一部に矩形形状（幅Ｂ１，高さＨ１）のペデスタル開口１３ａが設けられている。
また、生体遮蔽壁１ａは、厚さＴ２のコンクリート壁であり、その内側に原子炉格納容器３（ＰＣＶ）の外壁が近接して位置している。

この例において、ペデスタル１３の厚さＴ１は約９９０ｍｍ、生体遮蔽壁１ａの厚さＴ２は約１７００ｍｍ、生体遮蔽壁１ａの内面とペデスタル１３の外面との水平距離Ｌ１は約６２９０ｍｍである。また、ペデスタル開口１３ａの幅Ｂ１は約７５０ｍｍ，高さＨ１は約２０００ｍｍである。

スロープ１５は、細長い平板からなり、ペデスタル開口１３ａの近傍の下部水平部１５ａと、傾斜部１５ｂと、既設開口１４の近傍の上部水平部１５ｃとからなる。
下部水平部１５ａの内端は、ペデスタル開口１３ａの下端近傍であって、ペデスタル１３の内面付近に位置する。
傾斜部１５ｂは、この例では約１５°（１０〜２０°）の勾配を有する。
上部水平部１５ｃの外端は、既設開口１４の中央付近であって、生体遮蔽壁１ａより外側に位置する。

この例において、既設開口１４は内径が約５５０ｍｍの鋼管で構成され、その外端にはハッチが設けられている。
スロープ１５の幅Ｂ２は、この例では約５００ｍｍである。また、上部水平部１５ｃは、既設開口１４の中心より下側に位置する。

図２（Ａ）において、上部水平部１５ｃと下部水平部１５ａの高さの差（Ｈ２）は、この例では、約１８００ｍｍである。また、上部水平部１５ｃとペデスタル開口１３ａの上端高さは、ほぼ一致している。

本発明では、上述した既設開口１４の他に、原子炉圧力容器２を囲む生体遮蔽壁１ａに新たに設けられた遮蔽壁開口（以下、「解体用開口１６」と呼ぶ。図３参照）から解体回収装置３０（後述する）をペデスタル内に搬送することを想定している。この場合に、既設のスロープ１５の他に、新たに搬送レールを設置する必要がある。

しかし、上述したように、生体遮蔽壁１ａからペデスタル１３までの距離は長く（約８ｍ）、かつ利用できるペデスタル開口１３ａは１つに限られる。そのため、ペデスタル開口１３ａ又はその近傍において、新たな搬送レールにより既設のスロープ１５の機能が制限又は阻害されないようにする必要がある。

図３は、本発明による廃棄物解体設備１００の全体構成図である。この図は、図１、図２とは逆に、ペデスタル開口１３ａを左側に生体遮蔽壁１ａを右側に示している。
本発明の廃棄物解体設備１００は、原子炉圧力容器２のペデスタル１３の内側の廃棄物を解体するための設備である。本発明において、ペデスタル内の廃棄物とは、ペデスタル内に存在する燃料デブリ及びその他の構造物を意味する。

図３において、本発明の廃棄物解体設備１００は、搬送レール２０と解体回収装置３０を備える。

図４は、本発明の搬送レール２０を設置した状態を示す、図２（Ｂ）と同様の平面図である。
この図に示すように、本発明の搬送レール２０は、原子炉圧力容器２を囲む生体遮蔽壁１ａに設けられた解体用開口１６からペデスタル開口１３ａまで延び、幅方向に一定の間隔を隔てた１対のガイドレール２２を有する。
図４の平面図において、搬送レール２０の中心線は直線である。搬送レール２０の中心線は、スロープ１５の中心線とペデスタル開口１３ａの内部で交差している。搬送レール２０とスロープ１５の中心線のなす角度は、平面視で好ましくは、約１０〜３０°である。
また、搬送レール２０の先端部２０ａは、ペデスタル開口１３ａの内部に位置し、スロープ１５の下部水平部１５ａ（図２参照）と干渉しないように、下部水平部１５ａの上方に隙間を隔てて位置する。
なお、この隙間に解体回収装置３０が設置される。

図５は、図４のＡ−Ａ矢視図である。
この図に示すように、搬送レール２０は、解体用開口１６の内部からペデスタル開口１３ａの内部まで達する全長Ｌ（水平長さ）と、解体用開口１６を水平に通過できる全高Ｈを有する。
この例において、解体用開口１６の下端は、ペデスタル開口１３ａの上端より下方に位置し、解体用開口１６の全高は、搬送レール２０の全高Ｈよりも高く設定されている。

解体用開口１６は、この例では、矩形開口である。また解体用開口１６の高さと幅は、搬送レール２０、先端部固定装置２６、及び後述する解体回収装置３０（図７（Ｂ）の折畳んだ状態）が通過できるように設定されている。
言い換えれば、解体用開口１６を通過するのは、搬送レール２０、先端部固定装置２６、及び解体回収装置３０のみである。また、搬送レール２０は解体用開口１６を水平に通過し、解体回収装置３０は折畳んで通過するので、解体用開口１６の大きさをこれらの水平通過に必要な最小限の大きさにすることができる。

図６は、搬送レール２０の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
この図において、ガイドレール２２は、それぞれ、上部水平レール２３ａ、下部水平レール２３ｂ、中間傾斜レール２３ｃ、及びレール支持フレーム２４を有する。

上部水平レール２３ａは、解体用開口１６を水平に通る。
下部水平レール２３ｂは、ペデスタル開口１３ａを水平に通る。
中間傾斜レール２３ｃは、上部水平レール２３ａと下部水平レール２３ｂを連結しかつ傾斜している。

この例では、１対のガイドレール２２（すなわち１対の上部水平レール２３ａ、下部水平レール２３ｂ、及び中間傾斜レール２３ｃ）が、幅方向に平行に間隔を隔てて位置している。またその全幅Ｂは、ペデスタル開口１３ａの内部に交差して配置できる大きさ（例えば約４００〜６００ｍｍ）に設定されている。

また、この例では、ガイドレール２２（上部水平レール２３ａ、下部水平レール２３ｂ、及び中間傾斜レール２３ｃ）は、それぞれ上下２本のレール２２ａ，２２ｂからなる。上下２本のレール２２ａ，２２ｂは、上部水平レール２３ａと下部水平レール２３ｂでは、互いに密接して平行に位置する。また、中間傾斜レール２３ｃの２本のレール２２ａ，２２ｂは、レールの長さ方向に一定の間隔を隔てて平行に位置する。
２本のレール２２ａ，２２ｂは、この例では円形断面であるがその他の断面形状であってもよい。

この構成により、上部水平レール２３ａ及び下部水平レール２３ｂに沿って解体回収装置３０の姿勢を水平に維持したままで、解体回収装置３０を解体用開口１６からペデスタル開口１３ａまで切れ目なく連続的に案内することができる。

レール支持フレーム２４は、上部水平レール２３ａ、中間傾斜レール２３ｃ、又は下部水平レール２３ｂを支持し、かつ外方端で片持ち支持可能に構成されている。

搬送レール２０の先端部２０ａには先端部固定装置２６が設けられている。先端部固定装置２６は、搬送レール２０の先端部２０ａをペデスタル開口１３ａに固定する機能を有する。

図６において、先端部固定装置２６は、レール固定部２７と下向押付装置２８とを有する。
レール固定部２７は、下部水平レール２３ｂの先端近傍に設けられペデスタル開口１３ａの内面上部に当接するようになっている。
下向押付装置２８は、この例では、下向き鉛直に配置された２本の電動ジャッキであり、下部水平レール２３ｂの中間部に設けられ、ペデスタル１３の外面に設けられた張出部１３ｂ（図５参照）の上面を下向きに押し付けるようになっている。
図４に示すように、この２本の電動ジャッキは、スロープ１５の下部水平部１５ａ又は傾斜部１５ｂ（図２参照）を跨いで位置し、スロープ１５の機能を阻害しないようになっている。

図７は、解体回収装置３０の構成図である。
解体回収装置３０は、搬送レール２０に沿って、生体遮蔽壁１ａの外側からペデスタル１３の内側まで解体用開口１６を通過できる姿勢に折畳んだ状態（図７（Ｂ）参照）で移動可能に構成されている。

この図において、（Ａ）は解体回収装置３０の使用状態、（Ｂ）は折畳み状態、（Ｃ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ矢視図である。
解体回収装置３０は、上述した搬送レール２０を用いて、生体遮蔽壁１ａの外側から原子炉圧力容器２のペデスタル１３の内側まで搬送可能に構成されている。解体回収装置３０は、ペデスタル１３の内側において、解体した廃棄物（燃料デブリ等）を切断、撤去、又は回収する機能を有する。

この例において、解体回収装置３０は、１対のガイドレール２２に沿って移動するトロリ移動装置３２と、トロリ移動装置３２に固定されたベースマスト３３とを有する。ベースマスト３３は、図７（Ａ）において水平に延びる筒型部材である。
トロリ移動装置３２は、１対のガイドレール２２の長さ方向にそれぞれ間隔を隔てて位置する上面駆動ローラ３２ａと下面駆動ローラ３２ｂを有し、上部水平レール２３ａと下部水平レール２３ｂに沿って解体回収装置３０を水平に移動する。

上面駆動ローラ３２ａは、各ガイドレール２２の上面に沿ってベースマスト３３を案内し、下面駆動ローラ３２ｂは、各ガイドレール２２の下面に沿ってベースマスト３３を案内する。上面駆動ローラ３２ａは、ベースマスト３３の前側上部に設けられ、下面駆動ローラ３２ｂはベースマスト３３の後側下部に設けられている。
さらにこの例において、上面駆動ローラ３２ａと下面駆動ローラ３２ｂは、それぞれ幅方向に延びる水平軸を中心に自由に揺動するようになっている。

この構成により、上面駆動ローラ３２ａと下面駆動ローラ３２ｂの間にガイドレール２２を把持した状態で、ベースマスト３３を上部水平レール２３ａ及び下部水平レール２３ｂと平行に保持することができる。
また、上述したように、中間傾斜レール２３ｃの２本のレール２２ａ，２２ｂは、レールの長さ方向に一定の間隔を隔てて平行に位置する。この構成により、中間傾斜レール２３ｃを通過する際も、上面駆動ローラ３２ａと下面駆動ローラ３２ｂが水平軸を中心に揺動することにより、ベースマスト３３をほぼ水平に保持することができる。

解体回収装置３０は、さらに、ベースマスト３３に末端部が固定され解体用開口１６を通過できる姿勢に折畳み可能なマニピュレータ３４を有する。
マニピュレータ３４は、旋回マスト３５、伸縮マスト３６、及び多関節アーム３７を有する。
旋回マスト３５は、ベースマスト３３と同軸に位置しその軸心を中心に旋回可能に構成されている。
伸縮マスト３６は、旋回マスト３５と同軸に位置し軸線方向に伸縮可能に構成されている。
多関節アーム３７は、伸縮マスト３６の先端部に固定されている。
この構成により、ベースマスト３３と同軸に位置する伸縮マスト３６の先端部を基準点として、多関節アーム３７を折畳みかつ展開することができる。

多関節アーム３７は、中間アーム３７ａ、先端アーム３７ｂ、リスト３７ｃ、及びツールチェンジャ３８を有する。中間アーム３７ａ、先端アーム３７ｂ、及びリスト３７ｃは、それぞれ細長い筒型部材である。

この例において、中間アーム３７ａの末端部は、伸縮マスト３６の先端部にその軸線に直交し互いに平行な１対の第１軸Ａ１を中心に旋回可能な第１関節３９ａで連結されている。この旋回角度は１８０度以上であるのがよい。
先端アーム３７ｂの末端部は、中間アーム３７ａの先端部にその軸線に直交し互いに平行な１対の第２軸Ａ２を中心に旋回可能な第２関節３９ｂで連結されている。この旋回角度は１８０度以上、好ましくは約３６０度であるのがよい。
リスト３７ｃの末端部は、先端アーム３７ｂの先端部にその軸線に直交する第３軸Ａ３を中心に旋回可能な第３関節３９ｃと、リスト３７ｃの軸線に直交する第４軸Ａ４を中心に旋回可能な第４関節３９ｄとで連結されている。第３軸Ａ３と第４軸Ａ４の旋回角度はそれぞれ１８０度以上であるのがよい。
さらに、リスト３７ｃは、その軸心を中心に旋回可能に構成されている。この旋回角度は１８０度以上、好ましくは３６０度であるのがよい。

第１関節３９ａは、この例では、１対の第１軸Ａ１を有する２軸エルボである。また第２関節３９ｂは、この例では、１対の第２軸Ａ２を有する２軸エルボである。
また、この例において、旋回マスト３５及び伸縮マスト３６と、各軸（第１軸Ａ１〜第４軸Ａ４）は、油圧駆動される。
また、解体回収装置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、図７（Ｂ）に示すように、旋回マスト３５に対して伸縮マスト３６を縮め、かつ旋回マスト３５に対して中間アーム３７ａと先端アーム３７ｂを平行に位置決めした姿勢に折畳むことができる。
この姿勢において、解体回収装置３０の全幅は、１対のガイドレール２２の内側に位置し、その全高は旋回マスト３５、中間アーム３７ａ及び先端アーム３７ｂの直径の和にほぼ等しくなり、解体用開口１６及びペデスタル開口１３ａを水平に通過することができる。
なお、第１関節３９ａ、第２関節３９ｂ等の回転駆動機構および各関節やツールチェンジャ３８に接続される電気ケーブル，ホース類のアーム内敷設については、国際公開公報ＷＯ２０１６／１００９３９に開示されている技術を用いてもよい。

図８は、解体回収装置３０により廃棄物を切断、撤去、又は回収する状態を示す図である。
解体回収装置３０は、マニピュレータ３４を折り畳んだ状態で、搬送レール２０を用いて、生体遮蔽壁１ａの外側から原子炉圧力容器２のペデスタル１３の内側まで搬送する。
次いで、図８に示すように、トロリ移動装置３２を下部水平レール２３ｂに固定した状態で、伸縮マスト３６を伸ばし、伸縮マスト３６の先端部をペデスタル１３の中央部に位置決めする。
さらに、多関節アーム３７を展開することにより、図８に示すように、多関節アーム３７の先端のツールチェンジャ３８をペデスタル１３の内側全域（２つの円弧の内側）に３次元的に移動することができる。

ツールチェンジャ３８には、図示しない解体ツールを交換可能に取り付けることができる。
解体ツールは、レーザ切断装置、ウォータジェット切断装置、機械式切断装置、せん断装置、把持装置、などである。

図３において、本発明の廃棄物解体設備１００は、さらに、固定遮蔽室４２と移動遮蔽室４４を備える。

この図において、固定遮蔽室４２は、原子炉圧力容器２を囲む生体遮蔽壁１ａの外面に気密に設置される。また、固定遮蔽室４２は、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、解体用開口１６は、固定遮蔽室４２の内部に面する生体遮蔽壁１ａに設け、解体用遮蔽扉１７により開閉可能に閉じられている。
さらに、固定遮蔽室４２は、解体用開口１６に対向する反対側（図で右側）に設けられた第１遮蔽扉４２ａを有する。

固定遮蔽室４２の側面には、図示しないマニピュレータが設置され、ツールチェンジャ３８に取付ける解体ツール（レーザ切断装置、ウォータジェット切断装置、機械式切断装置、せん断装置、把持装置）を遠隔操作で交換できるようになっている。

固定遮蔽室４２は、その外方端から内方端まで解体回収装置３０を搬送する中間搬送装置４６を内部に有する。
この構成により、放射線を遮蔽し内部を気密に保持したまま固定遮蔽室４２の外方端から解体用開口１６まで解体回収装置３０を搬送することができる。

図９は、中間搬送装置４６の全体構成図であり、（Ａ）は図３の拡大図、（Ｂ）はその側面図である。
中間搬送装置４６は、移動台車４７ａと１対の水平支持レール４７ｂとを有する。
移動台車４７ａは、固定遮蔽室４２の内部に設置され、固定遮蔽室４２の外方端から内方端まで水平移動可能に構成されている。この水平移動は、固定遮蔽室４２の内部に敷設されたレール上を図示しない駆動装置で移動するようになっている。

１対の水平支持レール４７ｂは、移動台車４７ａの上部に固定され、ガイドレール２２と整合して位置する。水平支持レール４７ｂは、移動台車４７ａより前方から後方まで水平に延びる。
１対の水平支持レール４７ｂの前端は、移動台車４７ａが前方端に位置するときに、１対のガイドレール２２の後端と、断面寸法、高さ、幅が一致する。
この構成により、トロリ移動装置３２は１対の水平支持レール４７ｂに沿って移動することができ、かつ水平支持レール４７ｂとガイドレール２２との間で円滑に乗り移ることができる。

なお図３において、移動台車４７ａが前方端に位置するときに、水平支持レール４７ｂとガイドレール２２との間に、レール連結フレーム４８が設けられている。
レール連結フレーム４８は、ガイドレール２２と整合して位置する１対の水平連結レール４８ａを有し、この水平連結レール４８ａを介して水平支持レール４７ｂとガイドレール２２との間でトロリ移動装置３２が円滑に乗り移れるようになっている。
なお、レール連結フレーム４８を省略し、水平支持レール４７ｂとガイドレール２２とを直接接続してもよい。

図３において、移動遮蔽室４４は、遮蔽材で構成された気密室であり、固定遮蔽室４２に気密かつ直列に連結可能かつ分離可能に構成されている。また、移動遮蔽室４４は、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。
さらに、移動遮蔽室４４は、第１遮蔽扉４２ａに対向する位置（図で左側）に設けられた第２遮蔽扉４４ａを有する。
また、この例において、移動遮蔽室４４は、図示しない機器搬送台車上に設置されており、移動遮蔽室４４を固定遮蔽室４２から分離して自由に搬送できるようになっている。
この構成により、内部に解体回収装置３０を収容した状態で、機器搬送台車により移動遮蔽室４４を移動し、固定遮蔽室４２の外方端に移動遮蔽室４４を気密に連結することができる。

図３において、移動遮蔽室４４は、１対の水平保持レール４４ｂを有する。１対の水平保持レール４４ｂは、移動遮蔽室４４の外方端から内方端まで水平に延び、１対のガイドレール２２と整合して位置する。
１対の水平支持レール４７ｂは、移動台車４７ａが後方端に位置するときに、その後端が水平保持レール４４ｂと整合する。すなわち、１対の水平支持レール４７ｂの後端は、１対の水平保持レール４４ｂの前端と、その断面寸法、高さ、幅が一致する。
この構成により、トロリ移動装置３２は１対の水平保持レール４４ｂに沿って移動することができ、かつ水平保持レール４４ｂと水平支持レール４７ｂとの間で円滑に乗り移ることができる。

図３において、移動遮蔽室４４の内部には、解体回収装置３０に連結したケーブルを収納するケーブル収納装置４５が設けられている。ケーブル収納装置４５は、解体回収装置３０の移動に追従してケーブルを巻上げ又は巻き戻しし、ケーブルを介して動力と制御信号を解体回収装置３０に供給するようになっている。
この構成により、ケーブル収納装置４５を介して解体回収装置３０に動力（電力）を供給し、かつ制御信号を送受信することができる。

また、移動遮蔽室４４の内部には、外部から供給される油圧を解体回収装置３０に供給する油圧ラインが設けられ、解体回収装置３０の油圧装置を自由に制御できるようになっている。

さらに、移動遮蔽室４４の内部には、解体回収装置３０に連結されたワイヤを巻上げるウインチが設けられている。このウインチは、解体回収装置３０の故障時にワイヤを巻上げて、解体回収装置３０を折り畳んだ状態に戻し、かつペデスタル１３の内側から移動遮蔽室４４まで引き上げるようになっている。

図１０は、本発明の廃棄物解体方法の全体フロー図である。
この図において、本発明の廃棄物解体方法は、原子炉圧力容器２のペデスタル内の廃棄物を解体するための方法であり、Ｓ１〜Ｓ８の各ステップ（工程）からなる。

図１１は、本発明の廃棄物解体方法の説明図である。以下、図１０と図１１を用いて、本発明の廃棄物解体方法を説明する。

図１１（Ａ）は、図１０のＳ１、Ｓ２に相当する。
Ｓ１（固定室設置ステップ）では、解体用開口１６を囲む生体遮蔽壁１ａの外面に固定遮蔽室４２を気密に設置する。
Ｓ２（レール設置ステップ）では、原子炉圧力容器２を囲む生体遮蔽壁１ａに設けられた解体用開口１６からペデスタル開口１３ａまで延び、幅方向に一定の間隔を隔てた１対のガイドレール２２を有する搬送レール２０を設置する。

図１１（Ｂ）は、図１０のＳ３〜Ｓ５に相当する。
Ｓ３（移動室準備ステップ）では、解体用開口１６に対向する固定遮蔽室４２の外方端に着脱可能かつ気密の移動遮蔽室４４を準備する。
Ｓ４（装置収容ステップ）では、解体回収装置３０を、移動遮蔽室４４に収容する。
Ｓ５（移動室連結ステップ）では、移動遮蔽室４４を固定遮蔽室４２の外方端に気密に連結する。

図１１（Ｃ）は、図１０のＳ６〜Ｓ８に相当する。
Ｓ６（装置移動ステップ）では、１対のガイドレール２２に沿って移動するトロリ移動装置３２を有する解体回収装置３０を、搬送レール２０に沿って、生体遮蔽壁１ａの外側からペデスタル１３の内側まで解体用開口１６を通過できる姿勢に折畳んだ状態（図７（Ｂ）参照）で移動する。
Ｓ７（装置搬送ステップ）は、Ｓ６の一部であり、中間搬送装置４６により、外方端から解体用開口１６まで解体回収装置３０を搬送する。
Ｓ８（解体回収ステップ）では、ペデスタル１３の内側において、解体回収装置３０を折畳んだ状態から使用状態（図７（Ａ）参照）に展開し、解体回収装置３０により、廃棄物を切断、撤去、又は回収する。

本発明によれば、レール設置ステップＳ２において、原子炉圧力容器２を囲む生体遮蔽壁１ａに設けられた解体用開口１６からペデスタル開口１３ａまで延び、幅方向に一定の間隔を隔てた１対のガイドレール２２を有する搬送レール２０を設置する。また、装置移動ステップＳ６において、１対のガイドレール２２に沿って移動するトロリ移動装置３２を有する解体回収装置３０を、搬送レール２０に沿って、生体遮蔽壁１ａの外側からペデスタル１３の内側まで解体用開口１６を通過できる姿勢に折畳んだ状態で移動する。

従って、原子炉圧力容器２を囲む生体遮蔽壁１ａに設けられた解体用開口１６からペデスタル１３の内側まで解体用開口１６を通過できる姿勢に折畳んだ状態で解体回収装置３０を移動し、ペデスタル内において解体回収装置３０を折畳んだ状態から使用状態に展開し、解体回収装置３０により、ペデスタル１３の内側の廃棄物を切断、撤去、又は回収することができる。

また、解体回収装置３０で解体し回収された廃棄物（燃料デブリ等）を、既設開口１４を利用して並行して生体遮蔽壁１ａの外側に移送することができる。
従って、ペデスタル１３の内側での解体、回収と、生体遮蔽壁１ａの外側への移送を並行して実施することができ、解体、回収、移送の作業効率を高め、工期を短縮することができる。

また、気密の移動遮蔽室４４を備えるので、放射線の影響を受けない環境（例えば屋外の工場内）で解体回収装置３０を製造し、移動遮蔽室４４に収容することができる。

また、移動遮蔽室４４は、固定遮蔽室４２の外方端に着脱可能なので、内部に解体回収装置３０を収容した状態で、機器搬送台車により移動遮蔽室４４を移動し、固定遮蔽室４２の外方端に移動遮蔽室４４を気密に連結することができる。

さらに、固定遮蔽室４２は、原子炉圧力容器２を囲む生体遮蔽壁１ａに設けられた解体用開口１６を囲む生体遮蔽壁１ａの外面に気密に設置されており、その内部に中間搬送装置４６が設置されている。従って、放射線を遮蔽し内部を気密に保持したまま固定遮蔽室４２の外方端から解体用開口１６まで解体回収装置３０を搬送することができる。

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。

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、１３ｂ 張出部、
１４ 遮蔽壁開口（既設開口）、１５ スロープ、１５ａ 下部水平部、
１５ｂ 傾斜部、１５ｃ 上部水平部、１６ 解体用開口、
１７ 解体用遮蔽扉、２０ 搬送レール、２０ａ 先端部、
２２ ガイドレール、２２ａ，２２ｂ レール、２３ａ 上部水平レール、
２３ｂ 下部水平レール、２３ｃ 中間傾斜レール、
２４ レール支持フレーム、２６ 先端部固定装置、２７ レール固定部、
２８ 下向押付装置（電動ジャッキ）、３０ 解体回収装置、
３２ トロリ移動装置、３２ａ 上面駆動ローラ、３２ｂ 下面駆動ローラ、
３３ ベースマスト、３４ マニピュレータ、３５ 旋回マスト、
３６ 伸縮マスト、３７ 多関節アーム、３７ａ 中間アーム、
３７ｂ 先端アーム、３７ｃ リスト、３８ ツールチェンジャ、
３９ａ 第１関節、３９ｂ 第２関節、３９ｃ 第３関節、３９ｄ 第４関節、
４２ 固定遮蔽室、４２ａ 第１遮蔽扉、４４ 移動遮蔽室、
４４ａ 第２遮蔽扉、４４ｂ 水平保持レール、４５ ケーブル収納装置、
４６ 中間搬送装置、４７ａ 移動台車、４７ｂ 水平支持レール、
４８ レール連結フレーム、４８ａ 水平連結レール、
１００ 廃棄物解体設備

Claims (10)

1. 原子炉圧力容器のペデスタル内の廃棄物を解体するための廃棄物解体設備であって、
   前記原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁に設けられた解体用開口からペデスタル開口まで延び、幅方向に一定の間隔を隔てた１対のガイドレールを有する搬送レールと、
   １対の前記ガイドレールに沿って移動するトロリ移動装置を有し、前記搬送レールに沿って、前記生体遮蔽壁の外側から前記ペデスタルの内側まで前記解体用開口を通過できる姿勢に折畳んだ状態で移動可能な解体回収装置と、を備える廃棄物解体設備。
2. 前記解体用開口を囲む前記生体遮蔽壁の外面に気密に設置され、その外方端から内方端まで前記解体回収装置を搬送する中間搬送装置を内部に有する固定遮蔽室と、
   前記解体用開口に対向する前記固定遮蔽室の外方端に着脱可能かつ気密に設置され、前記解体回収装置をその外方端から内方端まで移動可能に収容する移動遮蔽室と、を備える、請求項１に記載の廃棄物解体設備。
3. 前記ガイドレールは、それぞれ、前記解体用開口を水平に通る上部水平レールと、前記ペデスタル開口を水平に通る下部水平レールと、前記上部水平レールと前記下部水平レールを連結しかつ傾斜した中間傾斜レールと、を有し、
   前記解体回収装置は、前記トロリ移動装置に固定され水平に延びるベースマストと、前記ベースマストに末端部が固定され前記解体用開口を通過できる姿勢に折畳み可能なマニピュレータと、を有する、請求項１に記載の廃棄物解体設備。
4. 前記移動遮蔽室は、その外方端から内方端まで水平に延び、前記ガイドレールと整合して位置する１対の水平保持レールを有し、
   前記中間搬送装置は、前記固定遮蔽室の外方端から内方端まで水平移動可能な移動台車と、前記移動台車に固定され前記ガイドレールと整合して位置する１対の水平支持レールとを有する、請求項２に記載の廃棄物解体設備。
5. 前記トロリ移動装置は、１対の前記ガイドレールの長さ方向にそれぞれ間隔を隔てて位置する上面駆動ローラと下面駆動ローラを有し、前記上部水平レールと前記下部水平レールに沿って前記解体回収装置を水平に移動する、請求項３に記載の廃棄物解体設備。
6. 前記マニピュレータは、前記ベースマストと同軸に位置しその軸心を中心に旋回可能な旋回マストと、前記旋回マストと同軸に位置し軸線方向に伸縮可能な伸縮マストと、前記伸縮マストの先端部に固定された多関節アームとを有する、請求項３に記載の廃棄物解体設備。
7. 前記多関節アームは、中間アーム、先端アーム、リスト、及びツールチェンジャを有し、
   前記中間アームの末端部は、前記伸縮マストの先端部にその軸線に直交し互いに平行な１対の第１軸を中心に旋回可能な第１関節で連結され、
   前記先端アームの末端部は、前記中間アームの先端部にその軸線に直交し互いに平行な１対の第２軸を中心に旋回可能な第２関節で連結され、
   前記リストの末端部は、前記先端アームの先端部にその軸線に直交する第３軸を中心に旋回可能な第３関節と、前記リストの軸線に直交する第４軸を中心に旋回可能な第４関節とで連結されている、請求項６に記載の廃棄物解体設備。
8. 原子炉圧力容器のペデスタル内の廃棄物を解体するための廃棄物解体方法であって、
   （Ａ）前記原子炉圧力容器を囲む生体遮蔽壁に設けられた解体用開口からペデスタル開口まで延び、幅方向に一定の間隔を隔てた１対のガイドレールを有する搬送レールを設置するレール設置ステップと、
   （Ｂ）１対の前記ガイドレールに沿って移動するトロリ移動装置を有する解体回収装置を、前記搬送レールに沿って、前記生体遮蔽壁の外側から前記ペデスタルの内側まで前記解体用開口を通過できる姿勢に折畳んだ状態で移動する装置移動ステップと、を有する廃棄物解体方法。
9. （Ａ）前記解体用開口を囲む前記生体遮蔽壁の外面に固定遮蔽室を気密に設置する固定室設置ステップと、
   （Ｂ）前記解体用開口に対向する前記固定遮蔽室の外方端に着脱可能かつ気密の移動遮蔽室を準備する移動室準備ステップと、
   （Ｃ）前記解体回収装置を、前記移動遮蔽室に収容する装置収容ステップと、
   （Ｄ）前記移動遮蔽室を前記固定遮蔽室の前記外方端に気密に連結する移動室連結ステップと、
   （Ｅ）中間搬送装置により、前記外方端から前記解体用開口まで前記解体回収装置を搬送する装置搬送ステップと、を有する、請求項８に記載の廃棄物解体方法。
10. 前記ペデスタル内において前記解体回収装置を折畳んだ状態から使用状態に展開し、前記解体回収装置により前記廃棄物を切断、撤去、又は回収する解体回収ステップを有する、請求項８に記載の廃棄物解体方法。

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