JP4158657B2

JP4158657B2 - 生体遮蔽壁の解体方法

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Publication number: JP4158657B2
Application number: JP2003316944A
Authority: JP
Inventors: 省一後藤
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2023-09-09
Also published as: JP2005083923A

Description

本発明は、原子力施設の原子炉格納容器において原子炉を収納する生体遮蔽壁の解体方法に関し、特に、生体遮蔽壁の原子炉を囲む放射化した部分を解体して撤去するのに有効な生体遮蔽壁の解体方法に関するものである。

一般に、原子力発電所等の原子力施設には、鋼製あるいはコンクリート構造体からなる原子炉格納容器が設けられ、この原子炉格納容器内の底部に設けられている生体遮蔽壁内に原子炉が収納されている。このような構成の原子力施設は、原子炉を囲んでいる生体遮蔽壁の部分が放射化して放射能レベルが高くなっているため、廃止措置等によって解体処理する場合、解体作業中に作業者が被爆するのを防止しなければならない。

このため、従来より、生体遮蔽壁内に設置した切断装置を遠隔から操作し、生体遮蔽壁の放射化されている部分を切断して複数のブロックに分割し、各ブロックを生体遮蔽壁の上方に設置した搬出装置により搬出し、その後に放射能レベルの低い原子炉格納容器の各部を爆破、機械的な破砕等によって解体することが行なわれている（例えば、特許文献１や特許文献２を参照）。
特開２００２−３４１０８９号公報特開２００３−１４８９１号公報

しかしながら、上記のような従来の解体方法にあっては、生体遮蔽壁の形状に応じた遠隔操作可能な生体遮蔽壁に専用の切断装置を設計、製作しなければならないため、設備費が高く付き、解体費が高く付いてしまう。

また、切断装置を仮設するための床、作業空間、クリーンハウス等が必要になるため、仮設費が高く付き、これによっても解体費が高く付いてしまう。

さらに、生体遮蔽壁内の狭く限られた場所に大型の切断装置を設置し、狭い空間内で放射化されている部分を複数方向（例えば周方向、鉛直方向、水平方向）から切断しなければならないため、それらの切断作業を並行して進めることができず、放射化されている部分の撤去作業に長時間を要し、原子力施設全体の解体に長時間を要してしまう。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、既存の切断装置を利用することにより、設備費を大幅に削減して解体費を抑えることができるようにすることを目的とするものである。

上記のような課題を解決するために、本発明は、原子炉格納容器内に設けられた生体遮蔽壁の内面側の放射化された部分を切断手段によって鉛直方向、水平方向、及び周方向の３方向から切断して複数のブロックに分割する生体遮蔽壁の解体方法であって、鉛直方向の切断を、前記生体遮蔽壁の外面から、その内面まで貫通する上下２本の横孔を穿設し、前記生体遮蔽壁の外側から、ワイヤソーのワイヤを、上側の前記横穴、前記生体遮蔽壁の内面側、及び下側の前記横穴を挿通するように設置し、このワイヤを駆動して前記生体遮蔽壁を切断することにより行い、水平方向の切断を、前記生体遮蔽壁の外面から、前記放射化された部分を囲むように、互いに連通する３本の横孔を穿設し、前記生体遮蔽壁の外側から、ワイヤソーのワイヤを前記３本の水平孔を一巡して挿通するように設置し、このワイヤを駆動して前記生体遮蔽壁を切断することにより行う、ことを特徴とする。

本発明による生体遮蔽壁の解体方法によれば、生体遮蔽壁の外側の作業空間内に切断手段を設置し、この作業空間内において作業者が切断手段を直接操作することにより、生体遮蔽壁の放射化されている部分の少なくとも水平方向及び鉛直方向の切断作業を行なうことができる。

本発明によれば、生体遮蔽壁の外側の作業空間を利用し、この空間内に既存の切断手段を設置し、この作業空間から作業者が切断手段を操作することにより、生体遮蔽壁の放射化されている部分の少なくとも１方向の切断作業を行なうことができる。従って、生体遮蔽壁の形状に応じた切断手段を設計、製作する必要がないので、切断手段の設計、製作に要する費用を大幅に削減することができ、解体費用を大幅に削減することができる。

また、切断手段を遠隔操作する必要がなく、作業者が直接操作することができるので、これによっても切断手段の設計、製作に要する費用を大幅に削減することができ、解体費用を大幅に削減することができる。

さらに、生体遮蔽壁の外側の作業空間内に切断手段を設置しているので、生体遮蔽壁内の空間を広く使うことができる。従って、放射化されている部分を複数方向から切断する場合に、それらの作業を並行して行なうことができるので、放射化されている部分の撤去に要する時間を短縮することができ、原子力施設全体としての解体に要する時間を短縮することができる。

さらに、生体遮蔽壁を放射線の防護壁として利用することができるので、放射化されている部分の撤去作業中に作業者が被爆するのを防止でき、解体作業中の安全を確保することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図７は、本発明による生体遮蔽壁の解体方法の一実施の形態を説明するための図であり、図１は原子力施設の原子炉格納容器の概略平面図、図２は図１の原子炉格納容器の生体遮蔽壁の部分拡大説明図、図３は周方向の切断作業の手順を示した説明図、図４は鉛直方向の切断作業の手順を示した説明図、図５は水平方向の切断作業の手順を示した説明図、図６は、水平方向の切断作業の参考例を示した説明図、図７は３方向からの切断作業によってブロックを撤去した後の生体遮蔽壁を示した説明図である。

原子炉格納容器１は、鋼製あるいはコンクリート構造体からなるものであって、図１に示すように、円筒状の容器本体２内の底部中央部には例えば八角形状の生体遮蔽壁３が設けられている。この生体遮蔽壁３の中心部には、上部が開口する円柱状の空間である収納室４が設けられ、この収納室４内に原子炉（図示せず）が収納されている。生体遮蔽壁３の外面側には、収納室４を中心として対向するように２つの作業空間６、６が設けられている。

上記のような構成の原子炉格納容器１を具えた原子力施設を解体処理するには、まず、原子炉格納容器１の生体遮蔽壁３の原子炉を囲んでいる部分、すなわち収納室４の内面側の放射能を帯びて放射能レベルが高くなっている筒状の部分（以下、「放射化部５」という。）の解体を本発明による生体遮蔽壁の解体方法により行い、その後に他の部分の解体を周知の爆破、機械的な破砕等の解体方法により行なう。

本発明の生体遮蔽壁の解体方法は、切断手段である周知の切断装置を利用し、この切断装置を生体遮蔽壁３の外側の作業空間６、６内及び生体遮蔽壁３の上方に設置し、作業者が切断装置を直接操作することにより、図２に示すように、生体遮蔽壁３の筒状の放射化部５を複数方向（周方向（生体遮蔽壁３の周方向）、鉛直方向（生体遮蔽壁３の軸線方向）、水平方向（生体遮蔽壁３の軸線と直交する方向）の３方向）から切断して複数のブロックに分割し、撤去する方法である。

切断装置としては、例えば、周知のワイヤソー装置、コアボーリング装置、ウォールソー装置等を使用することができる。この実施の形態においては、放射化部５の周方向の切断にコアボーリング装置１５を使用し、鉛直方向及び水平方向の切断にコアボーリング装置１５及びワイヤソー装置１７を使用している。但し、これらに限定することなく、同様の機能を有するものであれば良い。

次に、各方向の切断作業の手順について説明する。なお、周方向、鉛直方向、水平方向の切断順序は問わず、どの順序で切断を行なってもよいし、また、並行して同時に２方向の切断を行なってもよい。

（１）放射化部の周方向の切断作業
放射化部５の周方向の切断作業は、生体遮蔽壁３の上方に設置したコアボーリング装置１５により行なう。コアボーリング装置１５には、コアドリル１６と、コアドリル１６を回転駆動させる駆動源（図示せず）とを具えたタイプのものを使用する。

まず、図３に示すように、コアボーリング装置１５のコアドリル１６を生体遮蔽壁３の放射化部５の外周部の上端面に接触させ、コアドリル１６を高速回転させながら下方に送りをかけることにより、その部分に円形断面の縦孔７を所定の深さで穿設する。そして、このような縦孔７を放射化部５の外周部の全周に渡って連続して穿設する。この場合、周方向に隣接する縦孔７、７同士が互いに連通するように、各縦孔７の穿設位置を調整する。

このようにして、放射化部５の外周部に全周に渡って縦孔７を連続して穿設することにより、放射化部５の外周部が全周に渡って所定の深さで切断され、その部分に筒状の周方向切断面８が形成される。

（２）放射化部の鉛直方向の切断作業
放射化部５の鉛直方向の切断作業は、生体遮蔽壁３の外側の作業空間６、６内に設置したコアボーリング装置１５及びワイヤソー装置１７により行なう。コアボーリング装置１５には、放射化部５の周方向の切断作業に使用したコアボーリング装置１５と同様の構成のものを横向きにして使用する。ワイヤソー装置１７には、表面にダイヤモンド砥粒層を形成したダイヤモンドワイヤ１８と、ダイヤモンドワイヤ１８を回転駆動又は往復駆動させる駆動源（図示せず）とを具えたものを使用する。

まず、図４に示すように、コアボーリング装置１５のコアドリル１６を生体遮蔽壁３の外面側の縦孔７の上端に対応する部分に接触させ、コアドリル１６を高速回転させながら水平方向に送りをかけることにより、その部分に生体遮蔽壁３を外面側から内面側に水平方向から貫通する円形断面の横孔９を穿設し、この横孔９の内面側開口部と縦孔７の上端開口部とを生体遮蔽壁３の放射化部５の上面側で連通させる。

次に、生体遮蔽壁３の外面側の縦孔７の下端に対応する部分にコアドリル１６を接触させ、コアドリル１６を高速回転させながら水平方向に送りをかけることにより、その部分に生体遮蔽壁３を外面側から内面側に水平方向から貫通する円形断面の横孔９を穿設し、この横孔９の途中に縦孔７の下端を連通させる。

次に、作業空間６内からワイヤソー装置１７のダイヤモンドワイヤ１８を上側の横孔９内に挿入し、上側の横孔９を挿通させて生体遮蔽壁３の内面側に引き出し、放射化部５の上端面を通して、放射化部５の内面を鉛直方向下方に通し、下側の横孔９内に挿入して、下側の横孔９を挿通させて作業空間６内に引き出し、放射化部５に鉛直方向からダイヤモンドワイヤ１８を巻き付ける。

そして、ワイヤソー装置１７の駆動源を作動させて、ダイヤモンドワイヤ１８に作業空間６の方向への張力を加えながら、ダイヤモンドワイヤ１８を高速で回転駆動又は往復駆動させることにより、ダイヤモンドワイヤ１８を巻き付けた放射化部５の部分が鉛直方向に切断され、その部分に鉛直方向を向く鉛直方向切断面１０が形成される。このような鉛直方向の切断作業を放射化部５の全周に渡って所定の間隔ごとに行なうことにより、放射化部５が周方向に所定の間隔ごとに鉛直方向切断面１０によって切断されることになる。

（３）放射化部の水平方向の切断作業
放射化部５の水平方向の切断作業は、図５に平面図を示すように、放射化部５を囲むように、互いに接続される３方向の横穴９を穿設し、この横穴９に、作業空間６内からワイヤソー装置１７（図５には不図示）のダイヤモンドワイヤ１８を挿入し、横穴９を一巡させて、作業空間６内に引き出す。そして、ワイヤソー装置１７の駆動源を作動させて、ダイヤモンドワイヤ１８に作業空間６の方向への張力を加えながら、ダイヤモンドワイヤ１８を高速で回転駆動又は往復駆動させることにより、ダイヤモンドワイヤ１８を巻き付けた放射化部５の部分が水平方向に切断される。このような切断作業を、例えば両側の作業空間６から行うことにより、放射化部５に水平方向を向く水平方向切断面１１が形成されることになる。

なお、図６に、水平方向の切断作業の参考例を示す。同図の参考例では、垂直方向の切断作業で縦孔７の下端に対応する部分に穿設した周方向に隣接する２本の横孔９、９を利用し、作業空間６内からワイヤソー装置１７のダイヤモンドワイヤ１８を一方の横孔９内に挿入し、一方の横孔９を挿通させて生体遮蔽壁３の放射化部５の内面側に引き出し、放射化部５の内面側を通して他方の横孔９内に挿入し、他方の横孔９を挿通させて作業空間６内に引き出し、放射化部５に水平方向からダイヤモンドワイヤ１８を巻き付ける。そして、ワイヤソー装置１７の駆動源を作動させて、ダイヤモンドワイヤ１８に作業空間６の方向への張力を加えながら、ダイヤモンドワイヤ１８を高速で回転駆動又は往復駆動させることにより、ダイヤモンドワイヤ１８を巻き付けた放射化部５の部分が水平方向に切断され、その部分に水平方向を向く水平方向切断面１１が形成されることになる。このような水平方向の切断作業を放射化部５の全周に渡って連続して行なうことにより、放射化部５を水平方向に全周に渡って水平方向切断面１１によって切断するのである。

こうして、図７に示すように、放射化部５が周方向、鉛直方向、及び水平方向の３方向からブロック状に切断されて、図２に示すように、複数のブロック１２、１２……に分割されることになる。そして、各ブロック１２を生体遮蔽壁３の上方に設置されている搬出装置（図示せず）により外部に搬出することにより、１段目の放射化部５の撤去作業が完了する。そして、このような周方向の切断作業、鉛直方向の切断作業、水平方向の切断作業を連続して行なうことにより、放射化部５の全体を複数段に分けて撤去することができる。そして、この後に、周知の爆破、機械的な破砕等の手段によって原子炉格納容器の他の部分を解体することにより、原子炉格納容器全体の解体作業が完了することになる。なお、生体遮蔽壁３の放射化部５の大きさによっては、複数段に分けて撤去する必要はない。

上記のように構成したこの実施の形態による生体遮蔽壁の解体方法にあっては、生体遮蔽壁３の放射化部５を撤去する場合に、既存の切断装置（コアボーリング装置１５、ワイヤソー装置１７）を使用することができるので、原子炉格納容器の形状に応じた切断装置を設計、製作する必要がないので、切断装置の設計、製作に要する費用を大幅に削減することができ、原子力施設全体としての解体費を大幅に削減することができる。

また、既存の作業空間６、６を既存の切断装置（コアボーリング装置１５、ワイヤソー装置１７）の設置場所として利用することができるので、仮設費を大幅に削減することができ、これによっても原子力施設全体としての解体費を大幅に削減することができる。

さらに、放射化されている部分の周方向の切断作業は生体遮蔽壁３の上方に設置した切断装置（コアボーリング装置１５）により行い、鉛直方向及び水平方向の切断作業は作業空間６内に設置した切断装置（コアボーリング装置１５、ワイヤソー装置１７）により行なうことができるので、生体遮蔽壁３の内側の空間を広く使うことができる。従って、各方向の切断作業を並行して行なうことができるので、放射化部５の撤去作業に要する時間を大幅に短縮することができ、原子力施設全体の解体に要する時間を大幅に短縮することができる。

さらに、作業空間６内で切断作業を行なう場合、生体遮蔽壁３を防護壁として利用することができるので、解体作業中に作業者が被爆するのを防止でき、作業者の安全を確保することができる。

図８〜図１１には、生体遮蔽壁の解体方法の参考例が示されていて、この生体遮蔽壁の解体方法は、周方向の切断作業及び鉛直方向の切断作業にコアボーリング装置１５及びウォールソー装置１９を使用したものであって、その他の構成は前記実施の形態に示すものと同様である。

すなわち、放射化部５の外周部を周方向に切断する場合に、まず、図８に示すように、コアボーリング装置（図示せず）により放射化部５の外周部に周方向に所定の間隔ごとに縦孔７を穿設する。そして、この縦孔７にウォールソー装置１９の案内ガイド２２を設置し、駆動源（図示せず）の作動によりブレード２０を回転駆動させながら案内ガイド２２に沿って下降させ、縦孔７の両側の部分を所定の深さまで切断する。この場合、縦孔７がブレード２０の回転軸部２１の逃げ空間として機能することになるので、回転軸部２１によってブレード２０の下降が妨げられるようなことはなく、１回当たりの切断深さを深くとることができる。このようなブレード２０による切断作業を全周に渡って連続して行なうことにより、放射化部５の外周部を全周に渡って切断することができ、その部分に筒状の周方向切断面８を形成することができる。このようなブレード２０による切断作業を全周に渡って行なうことにより、放射化部５を周方向に所定の間隔ごとに鉛直方向切断面１０によって切断することができる。

なお、放射化部５を鉛直方向に切断する場合にも、まず、コアボーリング装置（図示せず）により放射化部５に鉛直方向の切断線に沿って所定の間隔ごとに縦孔７を穿設する。そして、この縦孔７にウォールソー装置１９の案内ガイド２２を設置し、駆動源（図示せず）の作動によりブレード２０を回転駆動させながら案内ガイド２２に沿って下降させ、縦孔７の両側の部分を所定の深さまで切断する。この場合、縦孔７がブレード２０の回転軸部２１の逃げ空間として機能することになるので、回転軸部２１によってブレード２０の下降が妨げられるようなことはなく、１回当たりの切断深さを深くとることができる。

上記のように構成したこの実施の形態による生体遮蔽壁の解体方法にあっても、前述した実施の形態に示すものと同様に、生体遮蔽壁３の放射化部５を撤去する場合に、既存の切断装置（コアボーリング装置１５、ウォールソー装置１９）を使用することができるので、原子炉格納容器の形状に応じた切断装置を設計、製作する必要がなく、切断装置の設計、製作に要する費用を大幅に削減することができ、原子力施設全体としての解体費を大幅に削減することができる。

また、既存の作業空間６を既存の切断装置（コアボーリング装置１５）の設置場所として利用することができるので、仮設費を大幅に削減することができ、これによっても原子力施設全体の解体費を大幅に削減することができる。

さらに、放射化部５の周方向の切断作業は生体遮蔽壁３の上方に設置した切断装置（コアボーリング装置１５）及び生体遮蔽壁３内に設置した切断装置（ウォールソー装置１９）により行い、鉛直方向及び水平方向の切断作業は作業空間６内に設置した切断装置（コアボーリング装置１５）及び生体遮蔽壁３の内面側に設置した切断装置（ウォールソー装置１９）により行なうことができるので、生体遮蔽壁３内の空間を広く使うことができる。従って、各方向の切断作業を並行して行なうことができるので、放射化部５の撤去作業に要する時間を大幅に短縮することができ、全体の解体に要する時間を大幅に短縮することができる。

なお、前記各実施の形態においては、本発明による生体遮蔽壁の解体方法を原子炉格納容器の解体に適用したが、その他の構造物に本発明による生体遮蔽壁の解体方法を適用しても良いものであり、その場合にも同様の作用効果を奏するのは勿論のことである。

原子炉格納容器の概略平面図である。図１の原子炉格納容器の生体遮蔽壁の部分拡大説明図である。本発明による生体遮蔽壁の解体方法の一実施の形態を示した説明図であって、周方向の切断作業の手順を示した説明図である。鉛直方向の切断作業の手順を示した説明図である。水平方向の切断作業の手順を示した説明図である。水平方向の切断作業の参考例を示した説明図である。放射化部をブロック状に切断した状態を示す図である。生体遮蔽壁の解体方法の参考例を示した説明図であって、放射化部の部分平面図である。ウォールソー装置と縦孔との位置関係を示した説明図である。ウォールソー装置による切断作業の途中の状態を示した説明図である。ウォールソー装置による切断作業の完了状態を示した説明図である。

符号の説明

１原子炉格納容器
２容器本体
３生体遮蔽壁
４収納室
５放射化部
６作業空間
７縦孔
８周方向切断面
９横孔
１０鉛直方向切断面
１１水平方向切断面
１２ブロック
１５コアボーリング装置
１６コアドリル
１７ワイヤソー装置
１８ダイヤモンドワイヤ
１９ウォールソー装置
２０ブレード
２１回転軸部
２２案内ガイド

Claims

原子炉格納容器内に設けられた生体遮蔽壁の内面側の放射化された部分を切断手段によって鉛直方向、水平方向、及び周方向の３方向から切断して複数のブロックに分割する生体遮蔽壁の解体方法であって、
鉛直方向の切断を、
前記生体遮蔽壁の外面から、その内面まで貫通する上下２本の横孔を穿設し、前記生体遮蔽壁の外側から、ワイヤソーのワイヤを、上側の前記横穴、前記生体遮蔽壁の内面側、及び下側の前記横穴を挿通するように設置し、このワイヤを駆動して前記生体遮蔽壁を切断することにより行い、
水平方向の切断を、
前記生体遮蔽壁の外面から、前記放射化された部分を囲むように、互いに連通する３本の横孔を穿設し、前記生体遮蔽壁の外側から、ワイヤソーのワイヤを前記３本の水平孔を一巡して挿通するように設置し、このワイヤを駆動して前記生体遮蔽壁を切断することにより行う、
ことを特徴とする生体遮蔽壁の解体方法。