JP5146755B2 - 配管切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、原子力発電所の原子炉本体などの放射線源に連通する配管を切断するための配管切断方法に関する。

従来、原子力発電所の原子炉本体に取り付けられるダクトなどの配管類は、原子炉本体に近いことから、切断によってその切断面から原子炉本体が露出し、極めて高い線量の放射線が放出されることになる。このような切断作業では高い線量の放射線を扱うことになるため、作業員が被爆するおそれがある。そのため、近年ではマニピュレータ等を使用した遠隔操作による切断、解体作業を行う方法があるが、遠隔操作による作業は、特殊且つ高度な技術が必要であり、一般作業員では対応が困難となっている現状がある。

これに対し、遠隔操作によらない方法で、しかも切断面から放射線を放出させずに配管を切断する方法が、例えば特許文献１に開示されている。
特許文献１には、固定ダイスと、この固定ダイスに対して油圧シリンダによって接離する可動ダイスとを備え、それら両ダイスで配管の所定箇所を圧着可能とした圧着処理機を使用し、配管の所定の３箇所を圧着した後、中央の圧着部を切断、分離することで、配管の切断端部が前記中央でない圧着部によって塞がれた状態とした配管の切断方法について記載されている。
特開２０００−１８０５９４号公報

しかしながら、従来の放射線により汚染された配管を切断する方法では以下のような問題があった。
すなわち、上述した原子炉本体に取り付けられている配管では外径寸法が２ｍ程度となるものがあり、このような大口径の配管に上述した特許文献１の圧着処理機を適用すると、その装置が大型となってしまう。つまり、大型の圧着処理機を配管周りに配置することが困難な場合があり、適用可能な配管径寸法が制限されるという問題があった。
また、この圧着処理機は異なる外径寸法や断面形状の配管に適用することが難しいことから、切断する配管形状に合った圧着処理機をその都度製作する必要があり、汎用性といった面で欠点があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、配管の外径寸法、断面形状にかかわらず、簡単な方法により容易に切断することができる配管切断方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る配管切断方法では、放射線源に連通する配管を切断するための配管切断方法であって、配管の切断位置より放射線源側の側面に貫通孔を空けるとともに、貫通孔より伸縮性を有する袋体を配管内に配置する工程と、袋体内に流体を流入させて膨張させ、その袋体を配管内面に全周にわたって液密に接触させて配管通路を閉塞させる工程と、切断位置で配管を切断する工程と、その切断した開口に蓋部材を取り付けるとともに、貫通孔を閉塞する工程とを有することを特徴としている。

本発明では、放射線の漏出が少ない配管側面に袋体が入るだけの小さい貫通孔を空け、配管内に袋体を挿入、配置させ、その袋体内に流体を注入し、袋体を膨張させて配管側面に液密に接触させることで、配管通路を閉塞させることができる。このとき、放射線源から放出される放射線が袋体によって遮蔽されるので、袋体を挟んで放射線源と反対側に放射線を漏出させることなく、配管を切断することができる。このように、配管に貫通孔を形成し、配管内に配置した袋体を膨張させてから、配管を切断するといった簡単な方法であり、大型な装置を用いずに容易に切断作業を行うことができる。

また、本発明に係る配管切断方法では、流体を袋体内に注入するための注入ノズルを、袋体に挿入させることが好ましい。

本発明では、配管内に配置された袋体内に注入ノズルが備えられているので、例えば配管外方の貫通孔付近で袋体を閉止しておくことで、袋体を配管内で確実に且つ効率よく膨張させることができ、袋体と配管内面との密着効果が高まり、配管通路を確実に閉塞することができ、配管を通過する放射線をより確実に遮蔽することができる。

また、本発明に係る配管切断方法では、貫通孔を閉塞するときに、袋体を配管内から取り除くことが好ましい。

本発明では、貫通孔に袋体が介在しないので、貫通孔の閉塞作業時に袋体の閉止処理が不要となり、作業の簡略化を図ることができるうえ、袋体が経年劣化等を起こすことによって内部の流体が配管内に流出するといった不具合を防ぐことができる。

また、本発明に係る配管切断方法では、貫通孔を閉塞するときに、袋体を配管内に残置させておくことが好ましい。

本発明では、膨張した状態を維持させた袋体を配管内に残置させた状態で、貫通孔を閉塞することで、蓋部材と袋体による二重の遮蔽構造となることから、配管内の放射線の漏出をより確実に防止することができる。

本発明の配管切断方法によれば、配管内に配置した袋体内に流体を注入することで、配管通路を閉塞して放射線を遮蔽することができ、袋体を挟んで放射線源の反対側の位置で、放射線を漏出させることなく配管を切断するといった簡単な方法により容易に切断作業を行うことができる。そのため、大型な装置を使用することがないうえ、遠隔操作による技術的難易度の高い作業が不要となるので、高度な技術を要しない一般作業員でも配管切断作業を行うことができる。
また、配管の外径寸法、断面形状に合わせて袋体の大きさや、流体の袋体内への注入量を調整することで、いかなる外径寸法、断面形状の配管にも対応すること可能であり、汎用性に優れるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態による配管切断方法について、図１乃至図３に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態による配管切断方法によって切断される配管の一部を示す水平断面図、図２（ａ）〜（ｅ）は配管切断手順を示す図、図３は図２（ｂ）に示すＡ−Ａ線断面図である。

図１の符号１は、本実施の形態による配管切断方法によって切断するための配管を示している。
図１に示すように、この配管１は、原子力発電所に備えられている原子炉本体２（放射線源）の内部に連通して取り付けられており、外径寸法が例えば２ｍ程度の円形断面の鋼管である。原子炉本体２は、内部エネルギーをガンマ線（以下、放射線Ｐという。なお、この放射線Ｐは、アルファ線、ベータ線、中性子線を含む。）として放出しており、この原子炉本体２に連通する配管１内には管軸方向に沿って原子炉本体２側から離れる方向に向かって放射線Ｐが直進した状態となっている。
なお、図１に示す破線は、本実施の形態による配管１の切断位置Ｔを示しており、原子炉本体２の近傍位置となっている。
ここで、配管１において、原子炉本体２側を「上流側」とし、その反対側を「下流側」として以下説明する。

このような配管１を切断位置Ｔで切断する方法について、図２に基づいて説明する。
図２（ａ）に示すように、配管１の側面１ａの切断位置Ｔより上流側の位置に、後述する膨張前の袋体４が入るだけの小さい貫通孔３を空けるとともに、この貫通孔３から伸縮性を有する袋体４を配管１内に挿入する。配管１に形成される貫通孔３の大きさとしては、例えば直径２ｍの配管１において、直径５０ｍｍ程度とされる。なお、本実施の形態の放射線Ｐは上述したように直進性を有するガンマ線であることから、貫通孔３からの配管１の外部に漏出する放射線Ｐの量は直進方向に放出される量に比べて少ない状態となっている。

ここで、袋体４は、伸縮性を有し、内部に流体（後述する放射線遮蔽材６）を流入させることで風船状に膨張可能であり、例えばゴム製の材料からなる。また、袋体４の大きさ、および配管１内への挿入状態は、詳しくは後述するが、配管１内で膨張させたときに、袋体４が配管内面１ｂに隙間なく液密な状態で接触するように設定される。

そして、袋体４の内部に流動性を有する放射線遮蔽材６を注入するための注入ノズル５を、その先端の注入口５ａが配管１の内側に位置するようにして挿入する。なお、注入ノズル５を袋体４内に挿入するタイミングとして、注入ノズル５を入れた状態の袋体４を貫通孔３から配管１内に挿入してもよい。
ここで、放射線遮蔽材６（流体）は、時間の経過に従って硬化することのない流動性を有する材料であって、例えばホウ素、グリセリン、或いは水などの流体を使用することができる。
注入ノズル５は、貫通孔３の孔寸法より小さな管径をなし、その基端側が放射線遮蔽材６を送出するための図示しない注入ポンプに接続されている。

続いて、図２（ｂ）および図３に示すように、注入ノズル５から放射線遮蔽材６を注入して袋体４を膨らませ、その袋体４を配管内面１ｂに全周にわって液密に接触させて配管通路を閉塞させ、注入ノズル５を袋体４から取り出す。このとき、袋体４と貫通孔３との間も隙間なく液密に接触させた状態にしておく。なお、袋体４内への放射線遮蔽材６の注入圧は、袋体４の外周面で配管内面１ｂを押圧する適宜な圧力とされる。そして、袋体４は、所定の注入圧で膨張させた状態で維持させる。
これにより、配管通路が閉塞され、配管１内の放射線Ｐが膨張した袋体４によって遮蔽されるので、袋体４より下流側（切断位置Ｔ側）への漏出が防がれた状態となる。

なお、配管１内に配置された袋体４内に注入ノズル５が備えられているので、例えば配管外方の貫通孔３付近で袋体４を閉止しておくことで、袋体４を配管１内で確実に且つ効率よく膨張させることができ、袋体４と配管内面１ｂとの密着効果が高まり、配管通路を確実に閉塞することができ、配管１を通過する放射線Ｐをより確実に遮蔽することができるようになっている。

次に、図２（ｃ）に示すように、膨張した袋体４の位置（符号Ｒ）より下流側の切断位置Ｔで配管１を例えばガス切断等によって切断し、切り離す。そして、図２（ｄ）に示すように、切断した配管１の開口１ｃに蓋部材７を例えば溶接等の固定手段によって隙間のないように取り付ける。

次いで、図２（ｅ）に示すように、配管１の開口１ｃに蓋部材７を取り付けた後、袋体４内の放射線遮蔽材６を排出して袋体４を収縮させつつ、袋体４を配管１から取り除き、貫通孔３を例えば鋼板からなる閉塞材８を溶接手段等によって配管１に溶接して閉塞する。ここまでの手順により配管１の切断作業が完了となる。
このように、本配管切断方法では、貫通孔３に袋体４が介在しないので、貫通孔３の閉塞作業時に袋体４の閉止処理が不要となり、作業の簡略化を図ることができるうえ、袋体４が経年劣化等を起こすことによって内部の放射線遮蔽材６が配管１内に流出するといった不具合を防ぐことができる。

上述のように本実施の形態による配管切断方法では、配管１内に配置した袋体４内に放射線遮蔽材６を注入することで、配管通路を閉塞して放射線Ｐを遮蔽することができ、袋体４を挟んで図１に示す放射線源２の反対側の位置で、放射線Ｐを漏出させることなく配管１を切断するといった簡単な方法により容易に切断作業を行うことができる。そのため、大型な装置を使用することがないうえ、遠隔操作による技術的難易度の高い作業が不要となるので、高度な技術を要しない一般作業員でも配管切断作業を行うことができる。
また、配管１の外径寸法、断面形状に合わせて袋体４の大きさや、放射線遮蔽材６の袋体４内への注入量を調整することで、いかなる外径寸法、断面形状の配管にも対応すること可能であり、汎用性に優れるという効果を奏する。

次に、本発明の実施の形態の変形例について、添付図面に基づいて説明するが、上述の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、実施の形態と異なる構成について説明する。
図４は実施の形態の変形例による配管切断の完了状態を示す図であって、図２（ｅ）に対応する図である。
図４に示すように、本変形例では、貫通孔３を閉塞するときに、袋体４を配管１内に残置させておく方法である。つまり、膨張した状態を維持させた袋体４を配管１内に残置させた状態で、貫通孔３を閉塞することで、蓋部材７と袋体４による二重の遮蔽構造となることから、配管１内の放射線Ｐの漏出をより確実に防止することができる。

以上、本発明による配管切断方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では配管１が取り付けられる対象を原子力発電所の原子炉本体２としているが、これに限定されることはなく、内部に高い放射線源を有する物体を対象とすることができる。
また、本実施の形態では配管１の断面形状が円形断面をなし、その外径寸法が２ｍ程度としているが、とくに切断対象となる配管の外径寸法、断面形状に制限はなく、例えば矩形状や外径寸法が５０ｃｍ程度の小口径の配管であってもかまわない。

また、本実施の形態では袋体４内に注入ノズル５を挿入し、その注入ノズル５から流体を袋体４内に注入しているが、注入ノズル５を用いない方法であってもかまわない。つまり、袋体４の開口部側を流体の注入管などに接続し、その注入管から直接袋体４内に流体を流入させることもできる。

さらにまた、切断した配管の開口１ｃに取り付けられる蓋部材７や、貫通孔３を閉塞するための閉塞材８の形状、大きさ、材質等の構成、仕様は、閉塞する配管１や貫通孔３の大きさ等の条件に応じて任意に設定することができる。

本発明の実施の形態による配管切断方法によって切断される配管の一部を示す水平断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は配管切断手順を示す図である。 図２（ｂ）に示すＡ−Ａ線断面図である。 実施の形態の変形例による配管切断の完了状態を示す図であって、図２（ｅ）に対応する図である。

符号の説明

１ 配管
１ａ 側面
１ｂ 配管内面
１ｃ 開口
２ 原子炉本体（放射線源）
３ 貫通孔
４ 袋体
５ 注入ノズル
６ 放射線遮蔽材（流体）
７ 蓋部材
８ 閉塞材
Ｐ 放射線
Ｔ 切断位置

Claims (4)

1. 放射線源に連通する配管を切断するための配管切断方法であって、
   配管の切断位置より放射線源側の側面に貫通孔を空けるとともに、該貫通孔より伸縮性を有する袋体を前記配管内に配置する工程と、
   前記袋体内に流体を流入させて膨張させ、その袋体を配管内面に全周にわたって液密に接触させて配管通路を閉塞させる工程と、
   前記切断位置で前記配管を切断する工程と、
   その切断した開口に蓋部材を取り付けるとともに、前記貫通孔を閉塞する工程と、
   を有することを特徴とする配管切断方法。
2. 前記流体を前記袋体内に注入するための注入ノズルを、前記袋体に挿入させることを特徴とする請求項１に記載の配管切断方法。
3. 前記貫通孔を閉塞するときに、前記袋体を前記配管内から取り除くことを特徴とする請求項１又は２に記載の配管切断方法。
4. 前記貫通孔を閉塞するときに、前記袋体を配管内に残置させておくことを特徴とする請求項１又は２に記載の配管切断方法。

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