JP4491381B2 - Structure cutting method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、切断助剤が混合されたウォータージェットによる構造物の切断方法に係り、特に放射化した炉内構造物を切断するのに好適な構造物の切断方法に関する。 The present invention relates to a method of cutting a structure with a water jet mixed with a cutting aid, and more particularly to a method of cutting a structure suitable for cutting a activated in-furnace structure.
原子力発電プラントにおける原子炉内構造物について、新材料等への取り替え,耐用年数経過後の処分が検討されている。原子炉内構造物の取り替えや解体に際しては、これを切断する作業が必要となる。切断方法のひとつに、水流に切断助剤を混合するウォータージェット法がある(特許文献1参照)。ここで、切断助剤を混合したウォータージェット法により構造物を切断するためには、多量の切断助剤を構造物に衝突させる必要があり、衝突により粉砕した切断助剤は水中に浮遊する発明者が、切断助剤を混合したウォータージェット法の原子炉内構造物への適用を検討した結果、原子炉内構造物への施工により放射化した切断助剤が噴射ノズルや周辺装置に付着し、二次汚染を生ずる可能性があることを見出した。 For nuclear power plants, the construction of reactor internals is being considered for replacement with new materials and disposal after the end of their useful lives. When replacing or dismantling the reactor internal structure, it is necessary to cut it. One of the cutting methods is a water jet method in which a cutting aid is mixed in a water stream (see Patent Document 1). Here, in order to cut the structure by the water jet method in which a cutting aid is mixed, it is necessary to make a large amount of the cutting aid collide with the structure, and the cutting aid pulverized by the collision floats in water. As a result of studying the application of the water jet method mixed with cutting aid to the reactor internal structure, the cutting aid activated by the construction of the reactor internal structure adheres to the injection nozzle and peripheral equipment. It was found that there is a possibility of causing secondary contamination.
切断助剤を混合したウォータージェット法を原子炉内構造物へ施工するに際して、炉内構造物への施工により放射化した切断助剤による二次汚染を防止する方法を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a method for preventing secondary contamination by a cutting aid activated by the construction of the reactor internal structure when the water jet method mixed with the cutting assistant is applied to the reactor internal structure. .
切断助剤が混合され且つ加圧された液体をノズルから噴射し、放射化した構造物を切断する。切断助剤として酸化アルミニウムを用いる。 A liquid, mixed with a cutting aid and pressurized, is jetted from a nozzle to cut the activated structure. Aluminum oxide is used as a cutting aid.
酸化アルミニウム(アルミナ)は、腐食反応に不可欠である酸化反応が起きず、水酸化物が生成しない。従って、切断助剤を混合したウォータージェット法を原子炉内構造物へ施工する場合にも、施工により放射化した酸化アルミニウムが錆として周辺機器に付着することを防止でき、その結果、放射能の付着、つまり二次汚染を防止することができる。さらに、水の透明度の確保が容易となり、作業性を向上することができる。
Aluminum oxide (alumina) does not undergo an oxidation reaction that is essential for a corrosion reaction, and does not produce a hydroxide. Therefore, even when the water jet method mixed with cutting aid is applied to the reactor internal structure, it is possible to prevent the activated aluminum oxide from adhering to the peripheral equipment as rust. Adhesion, that is, secondary contamination can be prevented. Furthermore, it becomes easy to ensure the transparency of water, and workability can be improved.
発明者は、酸化アルミニウムのろ過性能についても検討したので、以下に検討結果を示す。切断助剤を混合させるウォータージェット法では構造物の切断や加工時に大量の切断助剤を衝突させる。このため、切断助剤の破片を浄化するための回収フィルタの寿命が短縮することになる。また、粉砕した切断助剤は水中に浮遊し、濁りが発生するという問題が生じる。プール水が濁ると、水中に設置した機器を作業者が操作する際に視認性低下を引き起こす。そのため、切断時に噴射された切断助剤は極力吸引し、フィルタろ過することで水の透明度を維持する必要がある。しかし、破砕した切断助剤は広範囲の粒径が存在するが、5μm以下はフィルタのろ過抵抗が大きく、ろ過性能が悪くなる。さらにこのような破砕した切断助剤は遠心分離でも除去しにくいため、小さい破片が多い場合はフィルタの寿命を短縮することになる。また、破砕した切断助剤が水酸化物に化学形態が変化している場合、ろ過抵抗はさらに大きくなり、フィルタ寿命が大きく短縮される。多量のフィルタを用いることは、コストや交換作業の増加を招くとともに、構造物の切断片をもろ過していることから放射能を含んだ廃棄物を増加させることにもなる。遠心分離が困難でありフィルタのろ過抵抗が大きい粒径5μm未満の粒子が少ないければ、フィルタの寿命を延長することができ、フィルタの廃棄量を低減することができる。そして、発明者が検討した結果、このようなフィルタの廃棄物量低減という観点からも、切断助剤として酸化アルミニウムが適していることを新たな知見として得たので、その内容を以下に説明する。 Since the inventor also examined the filtration performance of aluminum oxide, the examination results are shown below. In the water jet method in which a cutting aid is mixed, a large amount of cutting aid is collided during cutting or processing of a structure. For this reason, the lifetime of the recovery filter for purifying the fragments of the cutting aid is shortened. In addition, the pulverized cutting aid floats in water, causing a problem of turbidity. When pool water becomes cloudy, it causes a drop in visibility when an operator operates equipment installed in the water. Therefore, it is necessary to maintain the transparency of water by sucking the cutting aid sprayed at the time of cutting as much as possible and filtering it. However, the crushed cutting aid has a wide range of particle diameters, but if it is 5 μm or less, the filtration resistance of the filter is large, and the filtration performance deteriorates. Furthermore, since such a crushed cutting aid is difficult to remove even by centrifugation, the life of the filter is shortened when there are many small pieces. Further, when the chemical form of the crushed cutting aid is changed to hydroxide, the filtration resistance is further increased, and the filter life is greatly shortened. The use of a large amount of filter causes an increase in cost and replacement work, and also increases the amount of waste containing radioactivity because the cut pieces of the structure are filtered. If there are few particles having a particle size of less than 5 μm, which makes centrifugal separation difficult and the filtration resistance of the filter is large, the life of the filter can be extended, and the amount of discarded filter can be reduced. As a result of investigation by the inventor, it was obtained as a new finding that aluminum oxide is suitable as a cutting aid from the viewpoint of reducing the amount of waste of such a filter, and the contents thereof will be described below.
切断助剤として酸化アルミニウムを用いてウォータージェット法によりステンレス鋼を切断したときに、水中に浮遊する破砕片の粒径分布を図2に示す。図2は、切断を実施したプール水を採取し、その採取したプール水を目開きが10μmのフィルタでろ過し、通過したろ液を5μmフィルタに通水し、そのろ液をさらに3μmフィルタへ通水し、と順次ろ液を小さい目開きのフィルタへ通水したときに、通水前後における各フィルタの重量変化を測定したものである。また、図2は、同じ切断条件で切断助剤として鋳鋼を用いた場合の測定結果もあわせて示している。被切断材質はステンレス鋼であり、被切断材板厚は10mmであり、切断速度は10mm/min であり、切断助剤供給量は400g/min である。切断助剤として酸化アルミニウムを用いた場合は、5μmフィルタでほぼ全量が捕集されており、5μm以上の粒子が多いことがわかる。一方、切断助剤として鋳鋼を用いた場合は、0.45μm から3μmという小さい破砕片が存在していることがわかる。酸化アルミニウムの5μm以下の重量割合は全浮遊物重量の0.05% であるのに対し、鋳鋼のそれは1.78%であった。 FIG. 2 shows the particle size distribution of crushed pieces floating in water when stainless steel is cut by a water jet method using aluminum oxide as a cutting aid. Fig. 2 shows the sampled pool water, filtered the collected pool water through a filter with an opening of 10 µm, passed the filtrate through a 5 µm filter, and passed the filtrate through a 3 µm filter. When the water was passed through and the filtrate was passed through a filter having a small mesh, the change in the weight of each filter before and after the water flow was measured. FIG. 2 also shows the measurement results when cast steel is used as a cutting aid under the same cutting conditions. The material to be cut is stainless steel, the thickness of the material to be cut is 10 mm, the cutting speed is 10 mm / min, and the supply amount of cutting aid is 400 g / min. When aluminum oxide is used as a cutting aid, almost the entire amount is collected by a 5 μm filter, and it can be seen that there are many particles of 5 μm or more. On the other hand, when cast steel is used as the cutting aid, it can be seen that small fragments of 0.45 μm to 3 μm exist. The proportion by weight of aluminum oxide of 5 μm or less was 0.05% of the total suspended matter weight, whereas that of cast steel was 1.78%.
また、図3は、図2の実験結果について各切断助剤の重量を個数換算したグラフである。粒子数は、各フィルタで捕集された重量がすべて各目開き径を直径とする球形粒子であるとして計算した(式(1))。さらに、図3は、一般的な切断助剤として、ガーネットや炭化ケイ素,鋳鉄を用いた場合の結果も追加している。 FIG. 3 is a graph in which the weight of each cutting aid is converted into the number of the experimental results of FIG. The number of particles was calculated on the assumption that all the weights collected by each filter were spherical particles having a diameter of each opening diameter (formula (1)). Furthermore, FIG. 3 also adds results when garnet, silicon carbide, or cast iron is used as a general cutting aid.
粒子数=フィルタの捕集重量÷密度÷(4/3π(フィルタの目開き/2)3)
…(1)
ここで、「5μm以上」は5μmと10μmのフィルタで捕集された粒子数の和であり、「5μm未満」は3μmと1.2μmと0.45μmのフィルタで捕集された粒子数の和である。酸化アルミニウムは5μm以上に比べ5μm未満の個数が少ないが、鋳鋼その他の切断助剤では逆に5μm未満のほうが多い。
Number of particles = Filter collected weight ÷ Density ÷ (4 / 3π (filter opening / 2) 3 )
... (1)
Here, “5 μm or more” is the sum of the number of particles collected by the 5 μm and 10 μm filters, and “less than 5 μm” is the sum of the number of particles collected by the 3 μm, 1.2 μm and 0.45 μm filters. It is. The number of aluminum oxides is less than 5 μm compared with 5 μm or more, but cast steel and other cutting aids are less than 5 μm.
図4は、図3と同様に各切断助剤の重量を個数換算したグラフである。「10μm以上」は10μmのフィルタで捕集された粒子数であり、「10μm未満」は5μmと3μmと1.2μmと0.45μmのフィルタで捕集された粒子数の和である。10μm以上と
10μm未満でそれぞれ捕集された粒子数を比較した場合も、図3の実験結果と同様の傾向が得られた。つまり、酸化アルミニウムは10μm以上に比べ10μm未満の個数が少ないが、鋳鋼等切断助剤では10μm未満のほうが多い結果となった。
FIG. 4 is a graph in which the weight of each cutting aid is converted into a number in the same manner as in FIG. “10 μm or more” is the number of particles collected by a 10 μm filter, and “less than 10 μm” is the sum of the numbers of particles collected by a 5 μm, 3 μm, 1.2 μm, and 0.45 μm filter. When the numbers of particles collected at 10 μm or more and less than 10 μm were compared, the same tendency as the experimental result of FIG. 3 was obtained. In other words, the number of aluminum oxides is less than 10 μm compared to 10 μm or more, but the cutting aid such as cast steel has more results of less than 10 μm.
上述の実験結果から、同じ条件で切断を行っても、切断助剤により、破砕片の大きさが異なることが明らかになった。図5は、ろ過対象と平均比抵抗の関係を示した図であり、[杉本泰治、「新版 ろ過のメカニズム」、地人書館、1982]から引用した。図5によれば、破砕片の粒径が大きい場合はフィルタろ過を行う際のろ過抵抗が小さいことがわかる。例えば、10μmの球形粒子のろ過抵抗は6×109m/kg であるが、1μmの球形粒子のろ過抵抗は10μmの球形粒子に対して2桁大きい。切断助剤をろ過する場合、ろ過抵抗が小さいほうがフィルタの圧力損失が小さくなるため、粒径が大きいほうが多くの重量を捕集することができる。また、鋳鋼は含有する鉄が水酸化第二鉄となることから、ろ過抵抗は1.5×1013m/kg程度と見積もることができる。 From the above experimental results, it became clear that even if the cutting was performed under the same conditions, the size of the fragments was different depending on the cutting aid. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the subject of filtration and the average resistivity, and is cited from [Taiji Sugimoto, “New Edition Filtration Mechanism”, Jinshokan, 1982]. According to FIG. 5, when the particle size of a crushing piece is large, it turns out that the filtration resistance at the time of filter filtration is small. For example, the filtration resistance of 10 μm spherical particles is 6 × 10 9 m / kg, but the filtration resistance of 1 μm spherical particles is two orders of magnitude greater than 10 μm spherical particles. When filtering the cutting aid, the smaller the filtration resistance, the smaller the pressure loss of the filter. Therefore, the larger the particle size, the more weight can be collected. Moreover, since cast iron contains ferric hydroxide, the filtration resistance can be estimated to be about 1.5 × 10 13 m / kg.
以上の検討結果から、酸化アルミニウムは破砕後の濁りがひどく従来は適用を敬遠されていたが、ろ過性能が高い物質であることが明らかになった。酸化アルミニウムを切断助剤に使用した場合、5μm以上の粒子が全浮遊物量の0.1% 以下であり、フィルタろ過する際のろ過抵抗は保守的に見積もっても6×109m/kg となるため、捕集できる破砕片の重量が多く、フィルタ廃棄量を大幅に低減できると考えられる。さらには、ろ過が容易であるため水の透明度の確保が容易となり、作業性を向上することができる。つまり、5μm以上の破砕片が多い酸化アルミニウムを切断助剤として用いることで、ろ過可能な重量が増加し、フィルタ廃棄物量を低減することができる。 From the above examination results, it became clear that aluminum oxide is a substance with high filtration performance, although the turbidity after crushing was severely avoided in the past. When aluminum oxide is used as a cutting aid, particles of 5 μm or more are 0.1% or less of the total suspended solids, and the filtration resistance during filter filtration is 6 × 10 9 m / kg even if conservatively estimated. Therefore, it is thought that the weight of the crushed pieces that can be collected is large and the amount of filter waste can be greatly reduced. Furthermore, since filtration is easy, it becomes easy to ensure transparency of water, and workability can be improved. That is, by using aluminum oxide having a large amount of crushed pieces of 5 μm or more as a cutting aid, the filterable weight increases and the amount of filter waste can be reduced.
以下、本発明の第1の実施例を図1,図6及び図7を用いて説明する。本実施例は、切断助剤として酸化アルミニウムを混合したウォータージェット法を用いて原子炉内構造物である炉心シュラウド1を切断する実施例である。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the
図1は、本実施例の作業手順を示すフローチャートである。まず、原子炉を停止し
(S1)、圧力容器を開放する(S2)。次に、切断作業に干渉する炉内機器や燃料を取り出す(S3)。取り出された炉内機器及び燃料は、それぞれ機器プール及び燃料プールに保管する。その後、炉心シュラウドを切断する切断加工装置20を原子炉圧力容器内に設置する(S4)。
FIG. 1 is a flowchart showing the work procedure of the present embodiment. First, the reactor is stopped (S1), and the pressure vessel is opened (S2). Next, in-furnace equipment and fuel that interfere with the cutting operation are taken out (S3). The extracted in-furnace equipment and fuel are stored in the equipment pool and the fuel pool, respectively. Thereafter, the cutting
その後、切断加工装置を用いて、切断助剤を混合したウォータージェットによりシュラウドを切断する(S5)。シュラウドの切断作業(S5)について説明する。図6は、本実施例におけるシュラウド1の切断作業状況を示す概略図である。作業プール11として水が満たされている原子炉圧力容器を用いる。炉内構造物は運転中に中性子照射されるため構造材中に放射化したコバルトを含有する。また、構造材の表面には放射能を有している酸化物が付着している。そのため、作業者の被ばくを防止する観点から、切断加工作業は水中で実施することが望ましい。
Thereafter, the shroud is cut with a water jet mixed with a cutting aid using a cutting device (S5). The shroud cutting operation (S5) will be described. FIG. 6 is a schematic view showing a cutting work situation of the
切断加工装置20は切断する場所が任意に設定できる切断加工装置操作機構26に取り付けられる。切断加工装置操作機構26はシュラウド内面周方向に回転可能に切断架台
12上に接続される。切断加工装置20には水供給管27と切断助剤供給管28とが接続されており、それぞれ、水供給装置36と切断助剤供給装置35から水と切断助剤14が供給される。切断加工装置操作機構26で切断位置を決定した後、切断加工装置20に水と切断助剤14の供給を行う。一方、シュラウド1を挟んで切断加工装置20と対向する位置に回収容器21を設置する。この回収装置により、構造物を切断した後の水や気泡,切断助剤14を吸引ポンプ22で吸引する。吸引ポンプ22で吸引された水や気泡,切断助剤14は、気水分離装置23,固液分離装置24及びフィルタ25に通され、気泡や切断助剤14が除去される。気水分離装置23は、吸引ポンプ22で吸引した気体を分離するものである。固液分離装置24は切断助剤14と水を分離するものである。気水分離装置23や固液分離装置24は水に対する密度差を利用しており、例えば遠心分離器を使用することができる。遠心分離器は、水に対し重量が小さい気体を上部から排気し、水に対し重量が大きい切断助剤14を下部より排出する。気水分離装置23等により切断助剤
14等を除去するので、フィルタ25からは清浄な水が排水される。
The cutting
図7は、切断助剤を混合したウォータージェット法を用いて炉心シュラウド1を切断する場合の切断部の断面を示している。ノズル13から水と共に噴射された切断助剤14は、原子炉内構造物であるシュラウド1に衝突し、シュラウド1を研削する。切断助剤14は衝突時に破砕し広範囲の粒径分布を持つ破砕片15となる。この破砕片15は未破砕の切断助剤と共に回収容器21へ吸引されるが、シュラウド1との衝突でノズル13側へ飛散した場合や回収容器21から漏れた場合には、水中に浮遊することとなる。
FIG. 7 shows a cross section of the cut portion when the
水中に浮遊した切断助剤14や破砕片15は、プール内壁面や切断加工装置20等の周辺機器の表面に付着する。切断助剤にFe等が含まれる場合、表面に付着した切断助剤は、プール水中における腐食反応で溶解、あるいは水酸化物への形態変化等の経時変化が進行する。例えば、切断助剤にFeが含まれる場合、Feは水中で式(2)の酸化反応により溶解する。
The cutting
Fe → Fe2+ + 2e- …(2)
酸化反応で生成する電子e- は式(3)及び(4)の還元反応により消費され、水素ガスH2や水酸化物イオンOH-が生成する。
Fe → Fe 2+ + 2e − (2)
Electrons e − generated by the oxidation reaction are consumed by the reduction reactions of the formulas (3) and (4), and hydrogen gas H 2 and hydroxide ions OH − are generated.
2H+ + 2e- → H2 …(3)
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- …(4)
式(2)〜(4)は同時に進行するため、式(5)及び(6)のように示すことができる。
2H + + 2e − → H 2 (3)
O 2 + 2H 2 O + 4e − → 4OH − (4)
Since equations (2) to (4) proceed simultaneously, they can be expressed as equations (5) and (6).
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 …(5)
Fe + 1/2O2 + H2O → Fe2+ + 2OH- …(6)
腐食反応により生成したFe2+やOH-は式(7)に示すように水酸化第一鉄となり、水中に溶存している酸素によって式(8)に示す反応で水酸化第二鉄に変化し、いわゆる赤錆が生成する。
Fe + 2H + → Fe 2+ + H 2 (5)
Fe + 1/2 O 2 + H 2 O → Fe 2+ + 2OH − (6)
Fe 2+ and OH − produced by the corrosion reaction become ferrous hydroxide as shown in formula (7), and change into ferric hydroxide by the reaction shown in formula (8) by oxygen dissolved in water. And so-called red rust is generated.
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 …(7)
2Fe(OH)2 + H2O + 1/2O2 → 2Fe(OH)3 …(8)
つまり、鉄のような水中で溶解する物質は、腐食反応によって化学形態が経時変化して、錆となってプール内壁面等の表面に付着する。一方、切断対象である構造物(シュラウド1)が放射化している場合には、この放射化した構造物により、切断助剤14や破砕片15も放射化することとなる。そして、原子炉内構造物を切断作業対象とする場合には、切断作業を施工する際に放射化した切断助剤14や破砕片15がプール内壁面や切断加工装置20等の周辺機器の表面に付着し、二次汚染を招く可能性がある。
Fe 2+ + 2OH − → Fe (OH) 2 (7)
2Fe (OH) 2 + H 2 O + 1 / 2O 2 → 2Fe (OH) 3 (8)
That is, a substance that dissolves in water, such as iron, changes its chemical form over time due to a corrosion reaction, and becomes rust and adheres to the surface of the inner wall surface of the pool. On the other hand, when the structure to be cut (the shroud 1) is activated, the cutting
ここで、本発明においては、切断助剤14として酸化アルミニウムを用いる。上述のように、吸引できなかった切断助剤14や破砕片15は水中へ浮遊するが、酸化アルミニウムは水中溶解性が無く(不溶性であり)電気的に絶縁されているため、腐食反応に不可欠である酸化反応が起きず、水酸化物が生成しない。従って、放射化した切断助剤14や破砕片15がプール内壁面等に錆として発生するのを防止でき、二次汚染を抑制することができる。
Here, in the present invention, aluminum oxide is used as the cutting
シュラウド1の切断作業と平行して又は切断作業終了後にまとめて、切断したシュラウドを原子炉圧力容器外へ取り出し、機器プールへ移送する(S5)。
In parallel with the cutting operation of the
シュラウドの切断及び搬出作業(S5)が終了した後、切断加工装置20,加工架台
12及び気水分離装置23等を表面洗浄する(S6)。表面洗浄した後、切断加工装置
20等を撤去する(S7)。次に、プール内の洗浄を行う(S8)。尚、切断加工装置
20等の洗浄(S6)やプールの(S8)は、必要に応じて省略してもよい。
After the shroud cutting and unloading work (S5) is completed, the surface of the cutting
シュラウド内の構造物を全て撤去した後、新規シュラウドを原子炉容器内に搬入し、所定の位置に据え付ける(S10)。新規シュラウドに交換することにより、シュラウドの信頼性向上,長寿命化を達成でき、原子力プラントの長期運転が可能となる。その後、燃料及び炉内機器を再設置し(S10)、圧力容器を閉止して(S11)、原子炉を起動する(S12)。 After removing all the structures in the shroud, the new shroud is carried into the reactor vessel and installed at a predetermined position (S10). By replacing the shroud with a new one, the reliability of the shroud can be improved and the life of the shroud can be increased, and the nuclear plant can be operated for a long time. Thereafter, the fuel and in-reactor equipment are reinstalled (S10), the pressure vessel is closed (S11), and the nuclear reactor is activated (S12).
本実施例においては、切断助剤が混合され且つ加圧された液体をノズルから噴射することにより放射化した構造物(シュラウド1)を切断するが、切断助剤として酸化アルミニウムを用いる。酸化アルミニウムは、腐食反応に不可欠である酸化反応が起きず、水酸化物が生成しない。従って、切断助剤を混合したウォータージェット法を原子炉内構造物へ施工するに際しても、施工により放射化した酸化アルミニウムが錆として周辺機器に付着することを防止でき、その結果、放射能の付着つまり二次汚染を抑制することができる。 In this embodiment, the activated structure (shroud 1) is cut by spraying a pressurized liquid mixed with a cutting aid from a nozzle, and aluminum oxide is used as the cutting aid. Aluminum oxide does not undergo an oxidation reaction that is essential for a corrosion reaction, and does not produce a hydroxide. Therefore, even when the water jet method mixed with cutting aid is applied to the reactor internal structure, it is possible to prevent the activated aluminum oxide from adhering to the peripheral equipment as rust. That is, secondary contamination can be suppressed.
図8は、本実施例における構造物の切断作業状況を示す概略図である。本実施例においては、構造物の切断作業を作業プール11において実施する。作業プール11は、ドライヤセパレータプールや燃料貯蔵プールの一部を仕切って利用することができる。切断する構造物として、本実施例では、既に原子炉圧力容器内で切断されたシュラウド1を適用する。既に切断されたシュラウド1をさらに切断し、細分化するような場合に、作業プール11を利用することができる。構造物(シュラウド)1は原子炉内から移動させて加工架台12上に固定する。構造物1を原子炉内から作業プール11へ移動させることにより、原子炉内では他の作業を実施することが可能となり、補修や取替工事全体の工程を短縮することができる。また、ドライヤセパレータプールは原子炉内に比べ水深が浅いため、切断加工装置20の走査が容易となる。切断加工装置20を複数使用して、作業を実施することも可能である。
FIG. 8 is a schematic view showing a cutting operation situation of the structure in the present embodiment. In this embodiment, the work for cutting the structure is performed in the
本実施例では、切断加工装置20と回収容器21は構造物(シュラウド)1を挟んで対向する位置に設置される。尚、切断加工装置20と回収容器21の配置は逆であってもよい。切断助剤は吸引ポンプ22により吸引され、気水分離装置23,固液分離装置24及びフィルタ25により除去される。切断加工作業や切断助剤の回収等は、第1の実施例と同様である。作業プール11上に作業台車31が設置してあり、作業者は水中カメラ32や照明33を操作し、モニター34で確認しながら作業を行うことができる。このとき、破砕片の吸引漏れが発生すると、切断助剤14の破砕片15が水中に浮遊するため、プール水の濁りを引き起こし、水中に設置した機器を作業者が操作する際に障害となる。しかし、図2〜図4の説明で述べたように、切断助剤14として酸化アルミニウムを用いることでフィルタへの負荷を小さくすることができるため、迅速なろ過が可能となり、水の透明度を回復することが容易となる。
In the present embodiment, the cutting
図9は本実施例における構造物の切断作業状況を示す概略図である。本実施例では回収系統を簡素化し、実施例1及び2において使用した気水分離装置23やフィルタ25を装備していない。フィルタ25等でろ過する装置を別に準備する場合や、作業プール11に備え付けのろ過装置を用いる場合に適用することができる。固液分離装置24は物質の密度差を利用したもので、重量が大きいものを選択的に廃棄容器29へ収集することができる。密度は物質の重量と粒径によって決定されるため、酸化アルミニウムを用いた場合、5μm以上の大きい粒子が多いことから、遠心分離によって除去できる割合が高いことになる。そのため、前処理として固液分離装置24を用いれば、別に準備したフィルタや備え付けのろ過装置で捕集する量を減らすことができる。このとき、固液分離装置24では、わずかに通過する小粒径の粒子は作業プール11内に浮遊するが、錆を発生させることは無いので、放射能の付着を抑制できる。
FIG. 9 is a schematic view showing a state of cutting the structure in the present embodiment. In this embodiment, the recovery system is simplified, and the steam /
図10は本実施例における構造物の切断作業状況を示す概略図である。図10は回収系統を簡素化し気水分離装置23やフィルタ25を装備しない点では実施例3と同様であるが、回収系統を作業プール11の外側に設置することが実施例3とは異なる。これにより、作業プール11に回収系統を設置する十分なスペースが確保できない場合においても、本発明を適用することができる。
FIG. 10 is a schematic view showing a state of cutting the structure in this embodiment. FIG. 10 is similar to the third embodiment in that the recovery system is simplified and the steam /
尚、上記各実施例においては、二次汚染抑制及びフィルタ廃棄物量低減を考慮して、切断助剤として酸化アルミナを用いたが、他の切断助剤を用いることもできる。図11は、切断助剤の材質と密度,高度,破壊靭性値及び電気伝導率を示している。最右欄の「切断適用性の判定結果」は、硬度や電気伝導率等を考慮し、発明者が切断助剤への適用性を判定した結果である。上述したように、作業プール11等への二次汚染を考慮すると、電気伝導率が低い切断助剤14を選定するのが好ましい。具体的には、酸化アルミニウム(アルミナ)以外にも炭化ケイ素や酸化ジルコニウム(ジルコニア)を用いることができる。また、切断助剤を混合したウォータージェットによる切断方法は、切断助剤14の衝突時に構造物を切削する特性を利用するものであるため、切断助剤14は構造物より硬度が大きいものを選定するのが好ましい。具体的には、酸化アルミニウム以外にも炭化ケイ素や酸化ジルコニウム,酸化チタン(チタニア)を用いることができる。
In each of the above-described embodiments, alumina oxide is used as a cutting aid in consideration of secondary contamination suppression and filter waste reduction, but other cutting aids may be used. FIG. 11 shows the material and density, altitude, fracture toughness value and electrical conductivity of the cutting aid. The “judgment applicability determination result” in the rightmost column is a result of the inventor's applicability to a cutting aid taking into account hardness, electrical conductivity, and the like. As described above, it is preferable to select the cutting
1…構造物、13…ノズル、14…切断助剤、20…切断加工装置、21…回収容器、22…吸引ポンプ、23…気水分離装置、24…固液分離装置、25…フィルタ、35…切断助剤供給装置、36…水供給装置。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記原子炉圧力容器内に切断加工装置を設置し、
酸化アルミニウムを含有する切断助剤が混合され且つ加圧された液体を、前記切断加工装置に設けられたノズルから前記原子炉圧力容器内の放射化した構造物に噴射することにより、前記構造物を切断し、
前記切断された構造物を前記原子炉圧力容器外に搬出し、
前記切断加工装置を前記原子炉圧力容器外に搬出することを特徴とする構造物の切断方法。 After shutting down the reactor, the fuel in the reactor pressure vessel is taken out of the reactor pressure vessel,
A cutting device is installed in the reactor pressure vessel,
By injecting a pressurized liquid mixed with a cutting aid containing aluminum oxide into the activated structure in the reactor pressure vessel from a nozzle provided in the cutting processing apparatus, the structure Cut and
Unloading the cut structure out of the reactor pressure vessel;
A method for cutting a structure, wherein the cutting device is carried out of the reactor pressure vessel.
前記ドライヤセパレータプールにおいて、酸化アルミニウムを含有する切断助剤が混合され且つ加圧された液体を、前記切断された構造物に噴射することにより、前記切断された構造物をさらに切断することを特徴とする構造物の切断方法。 In Claim 2, after carrying out the cut structure out of the reactor pressure vessel, the cut structure is transferred to a dryer separator pool,
Wherein in said dryer separator pool, the cutting aid containing aluminum oxide was pressurized and pressurized mixed fluid, by injecting the truncated structure, further cutting the cut structure A method for cutting a structure.
前記原子炉圧力容器内の放射化した構造物を切断し、
前記切断された構造物を前記原子炉圧力容器外に搬出して、ドライヤセパレータプールに移送し、
前記ドライヤセパレータプールにおいて、酸化アルミニウムを含有する切断助剤が混合され且つ加圧された液体を、前記切断された構造物に噴射することにより、前記切断された構造物をさらに切断することを特徴とする構造物の切断方法。 After shutting down the reactor, the fuel in the reactor pressure vessel is taken out of the reactor pressure vessel,
Cutting the activated structure in the reactor pressure vessel;
Carrying the cut structure out of the reactor pressure vessel and transferring it to a dryer separator pool;
Wherein in said dryer separator pool, the cutting aid containing aluminum oxide was pressurized and pressurized mixed fluid, by injecting the truncated structure, further cutting the cut structure A method for cutting a structure.
前記切断助剤を前記ノズルに供給する切断助剤供給装置と、
前記加圧された液体を前記ノズルに供給する液体供給装置とを具備し、
前記切断助剤は酸化アルミニウムを含有することを特徴とする構造物の切断装置。 A nozzle that mixes a cutting aid and pressurizes the structure against the activated structure to cut the activated structure;
A cutting aid supply device for supplying the cutting aid to the nozzle;
A liquid supply device for supplying the pressurized liquid to the nozzle,
The structure cutting apparatus, wherein the cutting aid contains aluminum oxide .
前記吸引した切断助剤及び液体から切断助剤を除去する固液分離装置又はフィルタを備えたことを特徴とする構造物の切断装置。 8. The cutting aid and the liquid used for cutting according to claim 7 , wherein the cutting aid and the liquid used for the cutting are sucked when the structure is cut, which is installed at a position opposite to a position where the cutting aid is sprayed across the structure. A suction device to
A structure-cutting apparatus comprising a solid-liquid separation device or a filter for removing the cutting aid from the sucked cutting aid and liquid.
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