JP5665594B2 - 容器本体と蓋部との接合部における作業方法 - Google Patents

Description

本発明は、上部に開口を有する容器本体と、容器本体の上部開口を閉塞する蓋部とを有する原子炉容器の容器本体の蓋部との接合部で作業を行うための方法に関する。

従来、原子炉容器は、胴部と蓋部とから形成されている。この胴部は、蓋部に密着することにより、原子炉容器の内部を密閉して高圧に保持している。そして、胴部は、平坦である胴側フランジシート面を有している。蓋部には、原子炉容器の内部を囲むように配置される円形の内側溝と、さらに内側溝の外側を囲むように配置される円形の外側溝と、が形成されており、それぞれにＯリングが設けられている。

このような原子炉発電所では、安全性や信頼性を確保するために定期的に定期検査が行われている。その定期検査は、プラントの稼働率を向上させるため、および作業者の外部被爆の線量当量を低減するために、より早く、且つ効率的な検査が行われていた。そして、上述した胴側フランジシート面においても、そのシール性を確保するために定期検査を行ってシール面の傷の有無が点検され、補修が行われている。

ところで、原子炉容器において気中環境下で行う作業について、例えば特許文献１に開示されている。
特許文献１は、管台の下方位置まで冷却水を排水した状態の原子炉容器内に、管台の位置に合わせた開口部を側面に有する架台を設置し、次に開口部から管台内に円筒状の遮蔽体を挿入した後、管台内に切削装置を挿入して溶接部を切削する作業について記載したものである。

特開２００６−３４９５９６号公報

しかしながら、従来のキャビティ内での作業においては、以下のような問題があった。
すなわち、原子炉容器の胴部におけるフランジシート面においては、そのシール性を確保するため、補修を行う必要があり、定期的に点検を行っているが、手作業で行っている現状があった。しかし、この作業は被爆量が多いことから、限られた時間内での作業となっており、時間がかかり、作業効率が低いという問題があった。
また、従来は、特許文献１のような円筒形の遮蔽体を原子炉容器に設け、遮蔽体および原子炉容器の内部を気中環境とし、その内部をキャビティの水と遮蔽することが行われているが、大掛かりな作業となり、この作業にかかる時間もかかっていた。
そのため、効率よく、簡単な方法によりキャビティ内の気中環境を形成することができ、且つその気中環境下で専用の補修装置を用いた作業方法が求められていたが、好適な工法がなく、その点で改良の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、キャビティ内を効率よく気中環境に形成することができ、キャビティ内での作業効率の向上が図れる容器本体と蓋部との接合部における作業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、本発明に係る容器本体と蓋部との接合部における作業方法では、上部に開口を有する容器本体と、該容器本体の上部開口を閉塞する蓋部とを有する原子炉容器の容器本体の蓋部との接合部で作業を行う方法であって、水が溜められた状態のキャビティの水中環境下で蓋部を取り外す工程と、前記水中環境に上部開口を有する燃料棒収容箱を前記キャビティの底部に載置する工程と、前記燃料棒を前記燃料棒収容箱に挿入する工程と、前記燃料棒収容箱の上部開口を水密に閉塞する工程と、前記キャビティ内の水を排水し、前記キャビティ内を気中環境とする工程と、前記気中環境で前記接合部における作業を実施する工程と、を備えることを特徴としている。

本発明では、水中環境下にあるキャビティ内で燃料棒収容箱に燃料棒を収容し、これを水密に閉塞することで、燃料棒収容箱の外部を内部空間から遮蔽することができる。そのため、キャビティ内を排水することにより、効率よく、且つ容易にキャビティ内を気中環境とすることができる。したがって、原子炉容器の容器本体の蓋部との接合部において、気中環境でしか駆動できない装置を用いた作業を行うことが可能となり、作業の効率化を図ることができる。

また、本発明に係る容器本体と蓋部との接合部における作業方法では、前記接合部での作業は、シール面の表面加工であることが好ましい。

本発明では、平面加工精度が要求されるシール面の表面加工の作業を気中環境下で行えるので、作業中の検査も水中環境下による作業と比較して容易に且つ高い精度で行なうことができる。

また、本発明に係る容器本体と蓋部との接合部における作業方法では、前記接合部での作業工程の前に、前記容器本体の上部開口を閉塞する工程を備えることがより好ましい。

この場合、接合部の作業中に容器本体の上部開口が閉塞されているので、作業中に容器本体内に器具や工具等を落下させてしまう不具合を防止することができ、確実且つ効率の良い施工を行うことができる。

本発明の容器本体と蓋部との接合部における作業方法によれば、水中環境下にあるキャビティ内で燃料棒収容箱に燃料棒を水密に封じ込め、その燃料棒収容箱の内外を遮蔽することで、キャビティ内を排水して効率よく気中環境を形成することができ、これにより原子炉容器の容器本体の蓋部との接合部の作業を気中環境下で効率良く、且つ高精度で行うことができる。

本発明の実施の形態による作業状態の概要を示す側面である。 容器本体のフランジシート面を示す部分斜視図である。 図１に示す燃料棒収容箱の縦断面図である。 フランジシート面のミーリング加工状態を示す斜視図である。 図４のＲ部分を示す図であって、補修装置によるミーリング加工状態を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、作業方法の工程を説明する図である。 図６（ｂ）に続く作業方法の工程を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態による容器本体と蓋部との接合部における作業方法について、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施の形態による容器本体と蓋部との接合部における作業方法は、原子力発電所においてキャビティ２内に配置される原子炉容器１に採用される。
具体的には、原子炉容器１において、上部に開口を有する容器本体１１と、その上部開口を閉塞する蓋部１２と、を備え、容器本体１１と蓋部１２との接合部の図２に示すフランジシート面１１ａ（シール面）を気中環境にて専用の補修装置３（図５参照）を用いてミーリング加工することにより補修する作業を行うものである。
ここで、原子炉容器１が設置されるキャビティ２には、常時、水Ｗが溜められた状態となっている。

図１に示す符号４は作業に原子炉容器１の燃料棒１３（図６（ａ）参照）を一時的に収容し保管するための燃料棒収容箱であって、キャビティ２の底部２ａに載置されて用いられる。
図２に示すように、この燃料棒収容箱４は、有底筒状の下部タンク４１と、有頂筒状の上部タンク４２とが互いの開口４１ａ、４２ａを合わせるようにして上下に水密に係合する構成となっている。つまり、キャビティ２の底部２ａに載置された下部タンク４１の上部開口４１ａは、上部タンク４２によって閉塞されることになる。
下部タンク４１の上縁外周部には、外方に向けて全周にわたって張り出す上縁リブ４１ｂが設けられ、その上縁リブ４１ｂ上に周方向に所定の間隔をもって複数のガイドピン４３、４３、…が立設されている。上部タンク４２の下縁外周部には、外方に向けて全周にわたって張り出すとともに、前記ガイドピン４３を挿通可能に対応する位置に係止穴を有するガイドリング４２ｂが設けられている。また、下部タンク４１の上部開口４１ａには、パッキン（図示省略）が設けられており、下部タンク４１と上部タンク４２との水密性が得られるようになっている。

図４及び図５に示すように、補修装置３は、原子炉容器１の容器本体１１と同軸に且つ回転可能に取り付けられ回転駆動モータが組み込まれた回転部３１と、回転部３１を中心にして半径方向に延びる装置本体３２と、装置本体３２の長手方向の一端に備えた切削部３３と、を備えて概略構成されている。回転部３１には、回転駆動モータの電源と、補修装置３とは別体で設けられた制御盤３４により装置本体３２の回転等を操作するための制御ケーブル３５が外部から供給されるようになっている。

回転部３１は、本実施の形態においては、容器本体１１より燃料棒１３を抜き出した後の上部開口を閉塞する遮蔽プレート５に対して取り付けられるようになっている。そして、切削部３３は、回転部３１が遮蔽プレート５に取り付けられた状態で、容器本体１１のフランジシート面１１ａ上に対向して接面するように装置本体３２の所定位置に配置されている。なお、補修装置３としては、例えばフラマトム社製の装置を用いることができる。

次に、具体的な容器本体と蓋部との接合部における作業方法について、図面に基づいて詳細に説明する。
先ず、図１に示すように、水中環境下のキャビティ２内において、原子炉容器１の蓋部１２を取り外す。これにより、容器本体１１と蓋部１２との接合部に位置するフランジシート面１１ａがキャビティ２内に露出した状態とする。

そして、図６（ａ）に示すように、キャビティ２の所定位置に燃料棒収容箱４の下部タンク４１を配置する。なお、下部タンク４１は、蓋部１２を取り外す前にキャビティ２内に配置してもよい。
続いて、燃料棒１３を容器本体１１から取り出し、下部タンク４１内に挿入する。なお、容器本体１１の上部開口は、図示しない仮蓋によって閉塞される。

そして、図２及び図６（ｂ）に示すように、下部タンク４１のガイドピン４３に対して上部タンク４２のガイドリング４２ｂの係止穴を挿通させて接合する。これにより、その下部タンク４１の上部開口４１ａを水密に閉塞することができ、燃料棒収容箱４の内部に収容された燃料棒１３が外側の水Ｗが遮蔽された状態で保管される。
そして、図７に示すように、燃料棒収容箱４の閉塞状態が確認された後、キャビティ２内の水を排水することで、キャビティ２を気中環境とする。

次に、図４及び図５に示すように、キャビティ２内に形成した気中環境において、補修装置３を使ってフランジシート面１１ａに対して表面加工を施す作業を実施する。
具体的には、先ず、容器本体１１の上部開口を仮に閉塞しておいた仮蓋を取り外し、代わりに補修装置３の回転部３１を取り付け可能な遮蔽プレート５によってその上部開口を閉塞する。その後、補修装置３を気中環境にあるキャビティ２内の遮蔽プレート５に吊り降ろし、容器本体１１と同軸に、且つその中心軸（容器軸）回りに回転可能な状態で設置する（図７参照）。このとき、補修装置３は、制御盤３４がキャビティ２上に配置され、制御盤３４による操作指示などが制御ケーブル３５によってキャビティ２内の補修装置３へ送られるようになっている。

そして、補修装置３は、切削部３３がフランジシート面１１ａに対向して接面する位置となるようにレベリングおよびセンタリングすることで位置決めされる。その後、装置本体３２を回転させて切削部３３をフランジシート面１１ａ上に沿って回転させることで、そのフランジシート面１１ａの平面加工を行なう。なお、この平面加工として、例えばミーリング加工（一次加工）を行った後、切削部３３の砥石を変えて仕上げ加工（二次加工）が行われる。

補修装置３による加工が終了したら、上述した作業手順の逆の手順により原子炉容器１を運転状態に復帰する。すなわち、容器本体１１の上部開口に設置されている遮蔽プレート５を補修装置３とともにキャビティ２の外方へ搬出し、その上部開口に仮蓋を設置する。次いで、キャビティ２内に水Ｗを入れて満たし、仮蓋を撤去した後、燃料棒収容箱４の上部タンク４２を開けて、燃料棒１３を容器本体１１内へ戻し、蓋部１２を容器本体１１に取り付ける。さらに、使用した燃料棒収容箱４をキャビティ２外へ搬出して、本実施の形態による作業が完了となる。

このように、水中環境下によるキャビティ２内で燃料棒収容箱４に燃料棒１３を収容し、これを水密に閉塞することで、燃料棒収容箱４の外部を内部空間から遮蔽することができる。そのため、キャビティ２内を排水してキャビティ２内を気中環境とすることができる。したがって、原子炉容器１の容器本体１１の蓋部１２との接合部において、気中環境でしか駆動できない装置を用いた作業を行うことが可能となることから、作業の効率化を図ることができる。

そして、平面加工精度が要求されるフランジシート面１１ａの表面加工の作業を気中環境下で行えるので、作業中の検査も水中環境下での作業と比較して容易に且つ高い精度で行なうことができる。
また、接合部の作業中に容器本体１１の上部開口が閉塞されているので、作業中に容器本体１１内に器具や工具等を落下させてしまう不具合を防止することができ、確実且つ効率の良い施工を行うことができる。

上述した本実施の形態による容器本体と蓋部との接合部における作業方法では、水中環境下によるキャビティ２内で燃料棒収容箱４に燃料棒１３を水密に封じ込め、その燃料棒収容箱４の内外を遮蔽することで、キャビティ２内を排水して効率よく気中環境を形成することができ、これにより原子炉容器１の容器本体１１の蓋部１２との接合部の作業を気中環境下で効率良く、且つ高精度で行うことができる。

以上、本発明による容器本体と蓋部との接合部における作業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、容器本体１１のフランジシート面１１ａを補修する作業を対象としているが、この施工に限定されることはなく、容器本体１１と蓋部１２との接合部における作業であれば良いのであって、とくに制限されることはない。そのため、本実施の形態のような専用の補修装置３に関しても、この装置に限定されるものではなく、他の構成の補修装置を用いることも可能であり、また、前記補修装置３も用いずに手作業による補修を行ってもかまわない。

また、燃料棒１３を収容する燃料棒収容箱４の構造は、本実施の形態のような下部タンク４１と上部タンク４２とを接合する構造であることに限定されるものではなく、適宜な構造のものを採用することができる。例えば、有底筒状で燃料棒１３を完全に収容可能な高さ寸法を有するタンクの上部開口を蓋体によって水密に閉塞するような構造であってもかまわない。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施の形態を適宜組み合わせてもよい。

１ 原子炉容器
２ キャビティ
３ 補修装置
４ 燃料棒収容箱
５ 遮蔽プレート
１１ 容器本体
１１ａ フランジシート面（シール面）
１２ 蓋部
１３ 燃料棒
３１ 回転部
３２ 装置本体
３３ 切削部
４１ 下部タンク
４１ａ 上部開口
４２ 上部タンク

Claims (3)

1. 上部に開口を有する容器本体と、該容器本体の上部開口を閉塞する蓋部とを有する原子炉容器の容器本体の蓋部との接合部で作業を行う方法であって、
   水が溜められた状態のキャビティの水中環境下で蓋部を取り外す工程と、
   前記水中環境に上部開口を有する燃料棒収容箱を前記キャビティの底部に載置する工程と、
   前記燃料棒を前記燃料棒収容箱に挿入する工程と、
   前記燃料棒収容箱の上部開口を水密に閉塞する工程と、
   前記キャビティ内の水を排水し、前記キャビティ内を気中環境とする工程と、
   前記気中環境で前記接合部における作業を実施する工程と、
   を備えることを特徴とする容器本体と蓋部との接合部における作業方法。
2. 前記接合部での作業は、シール面の表面加工であることを特徴とする請求項１に記載の容器本体と蓋部との接合部における作業方法。
3. 前記接合部での作業工程の前に、前記容器本体の上部開口を閉塞する工程を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の容器本体と蓋部との接合部における作業方法。

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