JP6268018B2 - 放射線遮蔽体 - Google Patents

Description

本発明は、放射線遮蔽体に関し、特に、沸騰水型原子力プラントにおいて炉内機器や燃料を搬出する際に用いられる袋状の放射線遮蔽体に関する。

本技術に関連する背景技術として特許文献１に記載された技術がある。特許文献１には、原子力発電に用いられた原子炉圧力容器に対して、取り替え工事等のために原子炉圧力容器をその据付場所から移動するような大規模な工事において、放射化された炉内構造物からのγ線等の放射線を遮蔽するための放射線遮蔽方法が記載されている。この方法では、原子炉圧力容器を搬出する前に充填時には流動性を有し時間の経過と共に固化する遮蔽材を原子炉圧力容器内の底部空間に充填し、原子炉圧力容器搬出時の放射線を遮蔽することが記載されている。

非特許文献１には、沸騰水型原子力プラントにおける燃料デブリの取出し方法が記載されている。この非特許文献１では、原子炉格納容器内部を水張りし、燃料デブリ取出しを実施するために、予め原子炉格納容器内部の漏洩箇所調査を実施して、特定された漏洩箇所に対して補修して止水を行い、その後、原子炉格納容器内部を水張りして炉心を冠水させて、調査等を実施してから燃料デブリを搬出する方法が記載されている。

特許文献２には、遮蔽液体を袋体内に入れて使用する放射線遮蔽体が記載されている。

特開２０００−１５５１９５号公報 特開平９−２３００９０号公報

"東京電力（株）福島第一原子力発電所１〜４号機の廃止措置等に向けた中長期ロードマップ（概要版）"、［online］、平成23年12月16日、経済産業省、［平成26年2月17日検索］、インターネット＜http://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/pdf/111221_01a.pdf＞

原子炉圧力容器をその据付場所から移動するような大規模な工事では、原子炉圧力容器に設けられている原子炉圧力容器の上蓋、ＲＰＶ保温材、原子炉圧力容器内部に設けられている気水分離器と蒸気乾燥器等を個別に搬出することが必要な場合がある。原子炉圧力容器内部に設けられている気水分離器と蒸気乾燥器等を個別に搬出する場合には、非特許文献１に記載のように原子炉格納容器内部を水張り可能な状態にして、予め水張りを行うことで放射線遮蔽効果を持たせてから取出すことが必要になるが、原子炉格納容器内部に水の漏洩箇所がある場合には水張りのための準備に多くの時間を要するため、本技術においても更なる改良の余地がある。

沸騰水型原子炉プラントにおける炉内機器の搬出を効率的に行うためには、特許文献２に記載されたような設置が容易な放射線遮蔽体を用いる方法も考えられる。しかし、特許文献２に記載の放射線遮蔽体など、従来の放射線遮蔽体は、このような作業で要求される設置場所や作業工程に十分に対応できるものではなく、作業員や周辺環境にとって十分に安全な作業環境を提供しつつ、作業を効率的に行うことができるものであるとは限らない。

本発明は、沸騰水型原子炉プラントにおける炉内機器の搬出を効率的に行うことを可能にする放射線遮蔽体を提供することを目的とする。

本発明による放射線遮蔽体は、次のような特徴を備える。互いに接続され支持部材に固定された複数の放射線遮蔽袋を備え、複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、前記放射線遮蔽袋の上下方向又は横方向の一方側と前記一方側に対向する他方側とを接続し伸縮可能な部材を内部に備える。複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、放射線の遮蔽効果を有する液体が注入されると膨張し、前記液体が排出されると前記伸縮可能な部材に案内されて縮小する。

本発明による放射線遮蔽体を用いると、沸騰水型原子炉プラントにおける炉内機器の搬出を効率的に行うことができる。

沸騰水型原子力プラントの概要を表す図。 実施例１による放射線遮蔽体を示す図。 実施例１による放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の注液時の正面図。 実施例１による放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の排液時の正面図。 実施例１による別の構成の放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の注液時の正面図。 実施例１による別の構成の放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の排液時の正面図。 実施例２による放射線遮蔽体の上面図。 実施例２による放射線遮蔽体の各部分がシールドプラグに置き換えられて設置される様子を示した正面図。 実施例２による放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の注液時の正面図。 実施例２による放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の排液時の正面図。 シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 実施例３による放射線遮蔽体をＤＳＰから原子炉ウエル上に展開した状態を示す図。 放射線遮蔽体をＤＳＰから原子炉ウエル上に展開する手順を説明する図。 放射線遮蔽体をＤＳＰから原子炉ウエル上に展開する手順を説明する図。 放射線遮蔽体をＤＳＰから原子炉ウエル上に展開する手順を説明する図。 放射線遮蔽体をＤＳＰから原子炉ウエル上に展開する手順を説明する図。 放射線遮蔽体をＤＳＰから原子炉ウエル上に展開する手順を説明する図。 放射線遮蔽体をＤＳＰから原子炉ウエル上に展開する手順を説明する図。 実施例４による放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の排液時の正面図。 実施例４による放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の注液時の正面図。 実施例４において、シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 実施例４において、シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 実施例４において、シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 実施例４において、シールドプラグを放射線遮蔽体に置き換える手順を説明する図。 実施例４において、原子炉ウエルとＤＳＰの上面図。 本発明の実施例による放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の素材について説明する図。 本発明の実施例による放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の別の素材について説明する図。

本発明による放射線遮蔽体は、特に、沸騰水型原子力プラントにおいて炉内機器や燃料を搬出する際に用いられる。本発明による放射線遮蔽体は、互いに接続され、注液及び排液により上下方向又は横方向に伸縮可能な複数の放射線遮蔽袋（以下、単に「遮蔽袋」とも称する）を備える。遮蔽袋のそれぞれは、支持部材に固定されて配列され、互いに接続される。遮蔽袋のそれぞれは、遮蔽を行うための液体を収容可能であり、注液されると注液圧により膨張し、排液すると縮小して、上下方向又は横方向に伸縮可能である。遮蔽袋のそれぞれは、内部に、遮蔽袋の上下方向又は横方向の一方側とこの一方側に対向する他方側とを接続し伸縮可能な部材を備える。この伸縮可能な部材は、例えば、棒状部材、又は巻き上げバネと線状部材との組み合わせで構成され、遮蔽袋が上下方向又は横方向に縮小するのを案内する。伸縮可能な部材を構成する棒状部材としては、例えば、シリンダやバネを用いることができ、線状部材としては、例えば、テンションワイヤーを用いることができる。

また、遮蔽袋のそれぞれは、外面に形状維持部材を備える。この形状維持部材は、例えば金属の線若しくは板、又は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で構成され、遮蔽袋の膨張方向以外の方向の形状を維持し、遮蔽袋が膨張方向以外の方向に膨張するのを抑制する。本発明による放射線遮蔽体は、遮蔽袋を上下方向又は横方向に伸縮させることにより、放射線遮蔽体の設置と撤収が容易にでき、沸騰水型原子炉プラントにおける炉内機器の搬出を効率的に行うことができる。

遮蔽袋の内部に収容する液体としては、水などの、放射線の遮蔽効果を有する液体を用いることができる。水以外にも、例えば、常温で流動性があり、放射線に対する十分な遮蔽性を確保するために少なくともコンクリートの比重（２．１５ｇ／ｃｍ^３）以上の比重を持つ材料を用いることができる。例えば、硫酸バリウムを溶液に分散させた材料は、医療材等として使われており人体への害はなく、また常温で液体になり、比重も４．５ｇ／ｃｍ^３程度を有しており、遮蔽材として適している。

遮蔽袋の内部の液体は、原子炉格納容器（ＰＣＶ）の内部に排出してもよい。遮蔽袋から液体を排出することで、炉内から搬出する機器の重量を軽減可能であり、これにより作業の効率化が図れる。

以下、本発明の実施例による放射線遮蔽体を説明する。なお、以下の説明において、同一の要素には同一の符号を付け、それらの繰り返しの説明は省略する場合がある。

初めに、本発明の実施例による放射線遮蔽体が用いられる沸騰水型原子力プラントの概略構造を、図１を用いて説明する。

図１は、沸騰水型原子力プラントの概要を表す図である。沸騰水型原子力プラント１は、原子炉２及び原子炉格納容器（以下、ＰＣＶ３という）を備える。ＰＣＶ３は、原子炉建屋４内に設置されて、上端部にＰＣＶ上蓋５が取り付けられて密封されている。ＰＣＶ３は、内部に形成されたドライウエル６、及び冷却水が充填された圧力抑制プールが内部に形成された圧力抑制室７を有する。ドライウエル６に連絡されるベント通路８の一端が、圧力抑制室７内の圧力抑制プールの冷却水中に浸漬されている。ＰＣＶ上蓋５の真上に、複数に分割された放射線遮へい体であるシールドプラグ９が配置され、これらのシールドプラグ９が、原子炉建屋４の運転床に設置されている。

原子炉２は、ＲＰＶ上蓋１０が取り付けられて構成される原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶ１１という）、核燃料物質を含む複数の燃料集合体が装荷された炉心１２、気水分離器１３及び蒸気乾燥器１４を備える。炉心１２、気水分離器１３及び蒸気乾燥器１４は、ＲＰＶ１１内に配置される。ＲＰＶ１１内に設置された炉心シュラウド１５が、炉心１２を取り囲んでいる。炉心１２内に装荷された各燃料集合体１６は、下端部が炉心支持板１７によって支持され、上端部が上部格子板１８によって保持される。気水分離器１３は、炉心１２の上端部に位置する上部格子板１８よりも上方に配置される。蒸気乾燥器１４は、気水分離器１３の上方に配置される。

複数の制御棒案内管１９が炉心１２の下方に配置され、炉心１２の下方は、複数の制御棒案内管１９とシュラウドサポートシリンダにより構成されている。炉心１２内の燃料集合体１６間に出し入れされて原子炉出力を制御する制御棒２０が、各制御棒案内管１９内に配置されている。複数の制御棒駆動機構ハウジング２１が、ＲＰＶ１１の下鏡２２に取り付けられている。制御棒駆動機構（図示せず）が、それぞれの制御棒駆動機構ハウジング２１内に設置され、制御棒案内管１９内の制御棒２０と連結されている。ＲＰＶ１１内に設置された気水分離器１３、蒸気乾燥器１４、炉心シュラウド１５、上部格子板１８、炉心支持板１７、サポートシリンダ、制御棒案内管１９、及び炉心シュラウド下部胴は、炉内構造物である。

ＲＰＶ１１は、ＰＣＶ３内の底部に設けられたコンクリートマット２３上に設けられた筒状のペデスタル２４上に据え付けられている。筒状のγ線遮蔽体２５が、ペデスタル２４の上端に設置され、ＲＰＶ１１を取り囲んでいる。

原子炉建屋４には、原子炉ウエル２６を挟んで、ドライヤ・セパレータ貯蔵プール（以下、「ＤＳＰ」２７という）及び使用済みの燃料を一時的に保管する使用済燃料貯蔵プール（以下、「ＳＦＰ」２８という）が設けられている。ＤＳＰ２７は、定期検査時に気水分離器１３や蒸気乾燥器１４といった炉内構造物を仮置きする場所として使われる。また、ＲＰＶ上蓋１０の上部には、ＲＰＶ保温材が設けられている。

炉内機器と燃料を搬出する作業を実施する前の準備作業として、各種装置を設けるための領域である作業ハウスを、原子炉の運転床上に設置する。本実施例では、この作業ハウス内に設置する放射線遮蔽体について説明する。

図２、図３Ａ、及び図３Ｂを用いて、本実施例による放射線遮蔽体を説明する。図２は、本実施例による放射線遮蔽体１００を示す図である。図２の上図は、放射線遮蔽体１００の上面図であり、下図は、放射線遮蔽体１００の排液時の正面図である。図３Ａは、放射線遮蔽体１００を構成する遮蔽袋１０１の注液時の正面図であり、図３Ｂは、遮蔽袋１０１の排液時の正面図である。

本実施例による放射線遮蔽体１００は、互いに接続された複数の遮蔽袋１０１を備える。遮蔽袋１０１のそれぞれは、ボルト等で支持部材１０７に直接固定される。遮蔽袋１０１のそれぞれは、内部に液体を収容可能であり、注液されると注液圧により上方向に膨張し、排液されると下方向に縮小して、上下に伸縮可能である。遮蔽袋１０１のそれぞれは、内部に、遮蔽袋１０１の上部と下部を接続し伸縮可能な棒状部材１０２と、伸縮可能で注液及び排液のための給排液管１０４と、水中ポンプ１０５を備える。棒状部材１０２は、例えばシリンダ又はばねで構成されて伸縮可能であり、遮蔽袋が上下方向に膨張と縮小するのを案内する。給排液管１０４は、樹脂からなる管状部材をらせん状にしたものであり、全体として伸縮可能である。給排液管１０４に用いる樹脂としては、耐放射線性を考慮し、例えば、ポリウレタン樹脂、及びポリアミド樹脂（ナイロン）を用いることができる。また、遮蔽袋１０１のそれぞれは、外側面（上面と下面を含まず）に形状維持部材１０３を備える。形状維持部材１０３は、例えば金属の線若しくは板、又は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で構成され、遮蔽袋の横方向の形状を維持し、遮蔽袋が横方向に膨張するのを抑制する。

放射線遮蔽体１００は、支持部材１０７の上に載置され、上部に上蓋１０６が設置される。また、複数の遮蔽袋１０１は、一部に空隙１０８が設けられて、互いに接続される。この空隙は、吊上げ天秤１０９のワイヤロープを通すためのものである。

図３Ａに示すように、給排液管１０４は、図示しない外部ポンプに接続され、外部ポンプにより圧送された液体が流れる。遮蔽袋１０１は、給排液管１０４から液体が注入されると、注液圧により膨張する。このとき、遮蔽袋１０１は、形状維持部材１０３により横方向の膨張が抑制され、棒状部材１０２に案内されて上方向に膨張する。この放射線遮蔽体１００により、放射線の遮蔽効果が得られる。

図３Ｂに示すように、遮蔽袋１０１の内部の液体が水中ポンプ１０５により圧送されて給排液管１０４を通して排出されると、遮蔽袋１０１は、内圧が低下し、棒状部材１０２に案内されて下方向に縮小する。遮蔽袋１０１には折り目があるが、棒状部材１０２は、例えばシリンダ又はばねで構成されているので、排液にあわせて強制的に遮蔽袋１０１を縮小させることができる。遮蔽袋１０１を下方向に縮小することで、炉内機器を吊り上げたときに、放射線遮蔽体１００と天井クレーンとの隙間を狭くすることができ、吊り揚程をできるだけ確保することができる。

図４Ａ及び図４Ｂを用いて、本実施例による放射線遮蔽体の別の構成を説明する。図４Ａは、放射線遮蔽体１００を構成する遮蔽袋１５１の注液時の正面図であり、図４Ｂは、遮蔽袋１５１の排液時の正面図である。遮蔽袋１５１は、内部に給排液管１０４と水中ポンプ１０５を備えず、下面に給排液穴１１０を備える。また、支持部材１０７は、遮蔽袋１５１の給排液穴１１０に接続するマニホールド１１１を備える。さらに、遮蔽袋１５１の底部には、マニホールド１１１に接続された排液ポンプ１１２が設置され、排液ポンプ１１２には給排液管１１３が接続される。給排液管１１３には、図示しない外部ポンプが接続される。

図４Ａに示すように、図示しない外部ポンプによって給排液管１１３を通してマニホールド１１１へ液体が注入されると、遮蔽袋１５１は、マニホールド１１１から液体が注入され、注液圧により上方向に膨張する。

図４Ｂに示すように、排液ポンプ１１２がマニホールド１１１内の液体を給排液管１１３へ排液すると、遮蔽袋１５１の内部の液体がマニホールド１１１を通して排出され、遮蔽袋１５１は、内圧が低下し、棒状部材１０２に案内されて下方向に縮小する。

図４Ａ及び図４Ｂに示す構成のように、遮蔽袋１５１の内部に給排液管１０４と水中ポンプ１０５を設けないと、遮蔽袋１５１の構造を簡素化でき、遮蔽袋１５１の重量を低減できるという効果がある。

炉内機器と燃料を搬出する作業では、作業ハウスを原子炉の運転床上に設置した後、シールドプラグ９を搬出する。本実施例では、シールドプラグ９の搬出作業で用いられ、シールドプラグ９と置き換えるための放射線遮蔽体について説明する。

図５Ａは、本実施例による放射線遮蔽体２００の上面図である。本実施例による放射線遮蔽体２００は、第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃという３つの部分からなる。第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃは、いずれも複数の遮蔽袋２０１を備える。上方から見ると、第１遮蔽体２００Ａと第３遮蔽体２００Ｂは円弧と直線で囲まれた形状であり、第２遮蔽体２００Ｃは２辺が円弧からなる四角形状であり、第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃを合わせると円形になる。第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃは、それぞれの形状に対応した平板を支持部材２０７として使用し、この平板の下面に吊り具で固定される。

図５Ｂは、シールドプラグ９が搬出された後、放射線遮蔽体２００の各部分がシールドプラグ９に置き換えられて設置される様子を示した正面図である。シールドプラグ９は、ＰＣＶの正面に向かって右側部、中央部、及び左側部の３つの部分に分けられ、各部分がシールドプラグ引上げジャッキにて原子炉ウエル２６の上面まで引上げられて搬出される。引上げたシールドプラグ９の位置に、放射線遮蔽体２００が設置される。第１遮蔽体２００Ａは、シールドプラグ９の右側部の位置に、第２遮蔽体２００Ｂは、シールドプラグ９の左側部の位置に、第３遮蔽体２００Ｃは、シールドプラグ９の中央部の位置に、それぞれ設置される。放射線遮蔽体２００の設置に際しては、シールドプラグ引上げジャッキに設けられた引き込み装置を用いる。

図６Ａは、放射線遮蔽体２００を構成する遮蔽袋２０１の注液時の正面図であり、図６Ｂは、遮蔽袋２０１の排液時の正面図である。遮蔽袋２０１は、図３Ａと図３Ｂに示した遮蔽袋１０１と同様に、形状維持部材１０３、給排液管１０４、及び水中ポンプ１０５を備える。放射線遮蔽体２００は、上部に上蓋１０６が設置される。上蓋１０６には、巻き上げバネ２０２が設置され、巻き上げバネ２０２には、線状部材であるテンションワイヤー２０５が接続される。テンションワイヤー２０５は、一端が巻き上げバネ２０２に接続され、他端が遮蔽袋２０１の下部に接続される。巻き上げバネ２０２とテンションワイヤー２０５は、遮蔽袋２０１の一方側とこの一方側に対向する他方側とを接続する伸縮可能な部材を構成し、遮蔽袋２０１が縮小するのを案内する。また、放射線遮蔽体２００は、上蓋１０６の上面に設けられた突出部によって、支持部材２０７に設けられた吊り具２０３から吊り下げられる。支持部材２０７は、着座リング２０４を有し、シールドプラグ９が設置してあった位置、すなわち、原子炉ウエル２６の円周（外周面）に、着座リング２０４を介して設置される。

図６Ａに示すように、給排液管１０４は、図示しない外部ポンプに接続され、外部ポンプにより圧送された液体が流れる。遮蔽袋２０１は、給排液管１０４から液体が注入されると、注液圧により膨張する。このとき、遮蔽袋２０１は、形状維持部材１０３により横方向の膨張が抑制され、液体の重量により下方向に膨張する。この放射線遮蔽体２００により、シールドプラグ９を取り外しても、放射線の遮蔽効果が得られる。

図６Ｂに示すように、遮蔽袋２０１の内部の液体が水中ポンプ１０５により圧送されて給排液管１０４を通して排出されると、遮蔽袋２０１は、内圧が低下する。すると、遮蔽袋２０１は、排液による液体の重量の低減にあわせて、巻き上げバネ２０２の弾性力の作用で強制的に上方向に縮小する。テンションワイヤー２０５は、遮蔽袋２０１の下部を引上げ、遮蔽袋２０１が上方向に縮小するのを案内する。巻き上げバネ２０２のバネ定数は、遮蔽袋２０１に注入する液体の重量に応じて定める。

図７Ａ〜図７Ｉを用いて、シールドプラグ９を放射線遮蔽体２００に置き換える手順を説明する。放射線遮蔽体２００（第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃ）の設置には、シールドプラグ引上げジャッキに設けられた引き込み装置を用いる。

図７Ａに示すように、シールドプラグ９の右側部２０６Ａを、図示しないシールドプラグ引上げジャッキで原子炉ウエル２６の上面まで引上げた後、放射線遮蔽体２００の第１遮蔽体２００Ａを、引上げたシールドプラグ９の右側部２０６Ａのあった位置に挿入する。

次に、図７Ｂに示すように、第１遮蔽体２００Ａを、シールドプラグ９の右側部２０６Ａが設置してあった位置（原子炉ウエル２６の外周面）に着座させる。

次に、図７Ｃに示すように、第１遮蔽体２００Ａの内部に注液し、第１遮蔽体２００Ａを下方向に膨張させ、第１遮蔽体２００Ａによる遮蔽を実施する。これにより、シールドプラグ９の右側部２０６Ａを取り外しても、放射線の遮蔽効果が得られる。

次に、図７Ｄに示すように、シールドプラグ９の左側部２０６Ｂを、図示しないシールドプラグ引上げジャッキで原子炉ウエル２６の上面まで引上げた後、放射線遮蔽体２００の第２遮蔽体２００Ｂを、引上げたシールドプラグ９の左側部２０６Ｂのあった位置に挿入する。

次に、図７Ｅに示すように、第２遮蔽体２００Ｂを、シールドプラグ９の左側部２０６Ｂが設置してあった位置（原子炉ウエル２６の外周面）に着座させる。

次に、図７Ｆに示すように、第２遮蔽体２００Ｂの内部に注液し、第２遮蔽体２００Ｂを下方向に膨張させ、第２遮蔽体２００Ｂよる遮蔽を実施する。これにより、シールドプラグ９の左側部２０６Ｂを取り外しても、放射線の遮蔽効果が得られる。

次に、図７Ｇに示すように、シールドプラグ９の中央部２０６Ｃを、図示しないシールドプラグ引上げジャッキで原子炉ウエル２６の上面まで引上げた後、放射線遮蔽体２００の第３遮蔽体２００Ｃを、引上げたシールドプラグ９の中央部２０６Ｃのあった位置に挿入する。

次に、図７Ｈに示すように、第３遮蔽体２００Ｃを、シールドプラグ９の中央部２０６Ｃが設置してあった位置（原子炉ウエル２６の外周面）に着座させる。

次に、図７Ｉに示すように、第３遮蔽体２００Ｃの内部に注液し、第３遮蔽体２００Ｃを下方向に膨張させ、第３遮蔽体２００Ｃよる遮蔽を実施する。これにより、シールドプラグ９の中央部２０６Ｃを取り外しても、放射線の遮蔽効果が得られる。

図７Ａ〜図７Ｉを用いて説明した以上の手順により、シールドプラグ９を全て取り外しても、放射線遮蔽体２００（第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃ）により遮蔽効果が得られる。

本実施例では、ＰＣＶ上蓋５の搬出作業などに用いる放射線遮蔽体について説明する。本実施例による放射線遮蔽体は、ＤＳＰ２７から原子炉ウエル２６上に展開される、展開式の放射線遮蔽体である。

図８は、本実施例による放射線遮蔽体３００をＤＳＰ２７から原子炉ウエル２６上に展開した状態を示す図である。図８の上図は上面図であり、下図は正面図である。本実施例による放射線遮蔽体３００は、実施例２による本実施例による放射線遮蔽体２００と同様に、第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃという３つの部分からなる。ＤＳＰ２７には、作業領域である補助ハウスが設けられ、補助ハウスに放射線遮蔽体３００が設置される。第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃは、補助ハウスからレールなどのスライド機構３０１を用いて原子炉ウエル２６の内部に挿入され、遮蔽袋２０１に液体が注入される。液体の注入により遮蔽袋２０１が膨張することで、放射線遮蔽体３００は、原子炉２の内部からの放射線を遮蔽することができる。

本実施例による放射線遮蔽体３００では、遮蔽袋２０１のそれぞれは、ボルト等で支持部材３０４の下面に直接固定される。また、本実施例による放射線遮蔽体３００は、図８に示すように、リンク部材であるリンクアーム３０２と、押し出しシリンダ３０３を備える。リンクアーム３０２は、遮蔽袋２０１の上部に設けられ、押し出しシリンダ３０３は、遮蔽袋２０１を固定する支持部材３０４に設けられる。押し出しシリンダ３０３は、支持部材３０４を起点にリンクアーム３０２に押力を加える。

リンクアーム３０２は、第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、第３遮蔽体２００Ｃ、及び原子炉ウエル２６のそれぞれの間の隙間を微調整するためのものであり、複数の板状部材が互いに軸回転可能に接続されて構成される（例えば、複数の板状部材がパンタグラフ形に接続されて構成される）。各板状部材が軸を中心に回転することで、リンクアーム３０２は、全体として伸縮可能である。第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃの遮蔽袋２０１は、注液により伸縮方向（下方向）以外にも多少膨張する。リンクアーム３０２は、この膨張を利用し、遮蔽袋２０１の膨張時の圧力で、遮蔽袋２０１の幅方向（横方向）の変化に合わせて伸長する。リンクアーム３０２は、伸長することで、第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃのそれぞれの遮蔽袋２０１を互いに密着させたり、第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃを互いに密着させたり、第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃを原子炉ウエル２６に密着させたりする。

図９Ａ〜図９Ｆを用いて、放射線遮蔽体３００をＤＳＰ２７から原子炉ウエル２６上に展開する手順を説明する。なお、図９Ａ〜図９Ｆにおいて、上図は原子炉ウエル２６とＤＳＰ２７の上面図であり、下図は正面図である。

図９Ａに示すように、まず、ＤＳＰ２７に放射線遮蔽体３００（第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃ）を設置する。作業の効率化のため、第１遮蔽体２００Ａの下方に第２遮蔽体２００Ｂを、第２遮蔽体２００Ｂの下方に第３遮蔽体２００Ｃを設置する。

次に、図９Ｂに示すように、押し出しシリンダ３０３で、第１遮蔽体２００Ａを原子炉ウエル２６へ移動させる。移動後の第１遮蔽体２００Ａは、原子炉ウエル２６の中央部に位置する。第１遮蔽体２００Ａの移動後、第２遮蔽体２００Ｂをリフトで上昇させ、第１遮蔽体２００Ａがあった位置へ移動させるとともに、第３遮蔽体２００Ｃをリフトで上昇させ、第２遮蔽体２００Ｂがあった位置へ移動させる。

次に、図９Ｃに示すように、押し出しシリンダ３０３で、第１遮蔽体２００Ａを原子炉ウエル２６の一端側へ移動させる。

次に、図９Ｄに示すように、第１遮蔽体２００Ａと同様に、押し出しシリンダ３０３で、第２遮蔽体２００Ｂを原子炉ウエル２６へ移動させ、原子炉ウエル２６の他端側へ移動させる。第２遮蔽体２００Ｂの移動後、第３遮蔽体２００Ｃをリフトで上昇させ、第１遮蔽体２００Ａが当初あった位置へ移動させる。

次に、図９Ｅに示すように、押し出しシリンダ３０３で、第３遮蔽体２００Ｃを原子炉ウエル２６へ移動させる。第３遮蔽体２００Ｃは、第１遮蔽体２００Ａと第２遮蔽体２００Ｂの間に位置する。

次に、図９Ｆに示すように、第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃのそれぞれの遮蔽袋２０１に注液し、第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃを下方向に膨張させ、放射線遮蔽体３００による遮蔽を実施する。第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃは、リンクアーム３０２により、互いに密着する。また、第１遮蔽体２００Ａ、第２遮蔽体２００Ｂ、及び第３遮蔽体２００Ｃと原子炉ウエル２６も、リンクアーム３０２により、互いに密着する。

これにより、ＰＣＶ上蓋５を搬出するときなどにおいて、原子炉２の内部からの放射線を遮蔽することができる。遮蔽袋２０１の内部の液体は、実施例２で述べたように、水中ポンプ１０５により圧送されて排出することができる。液体を排出して縮小した遮蔽袋２０１は、スライド機構３０１を用いて、ＤＳＰ２７内の補助ハウスに引き戻される。

以上の実施例では、上下方向に伸縮する放射線遮蔽体について説明した。本実施例では、横方向（横方向の一方向）に伸縮するスライド式の放射線遮蔽体４００について説明する。本実施例による放射線遮蔽体４００は、実施例２で述べたシールドプラグ９の搬出作業や、実施例３で述べたＰＣＶ上蓋５の搬出作業などに用いることができる。また、シールドプラグ９と置き換えた後は、随時、ＰＣＶ上蓋５やＲＰＶ上蓋１０等を搬出する際に、原子炉２の内部からの放射線を遮蔽するために用いることができる。本実施例による放射線遮蔽体４００は、複数の遮蔽袋４０１から構成される。

図１０Ａは、本実施例による放射線遮蔽体４００を構成する遮蔽袋４０１の排液時の図であり、図１０Ｂは、遮蔽袋４０１の注液時の図である。図１０Ａと図１０Ｂにおいて、上図は遮蔽袋４０１の正面図であり、下図は遮蔽袋４０１の下面図であり遮蔽袋４０１の支持部材４０４を示す図である。

本実施例での遮蔽袋４０１は、実施例２による放射線遮蔽体２００を構成する遮蔽袋２０１（図６Ａと図６Ｂを参照）において、上下方向と横方向を入れ替えたものに相当する。遮蔽袋４０１は、上面と下面と伸縮方向（横方向）に平行な側面とに形状維持部材１０３を備え、内部に給排液管１０４、水中ポンプ１０５、及び巻き上げバネ２０２を備える。遮蔽袋４０１は、形状維持部材１０３により上下方向と伸縮方向に垂直な方向との膨張が抑制され、後述するリンク機構４０４Ａと走行輪４０４Ｂとに案内されて横方向の一方向に膨張する。巻き上げバネ２０２は、遮蔽袋４０１の横方向（伸縮方向）の一端側に設けられ、遮蔽袋４０１の下部に固定される。巻き上げバネ２０２には、線状部材であるテンションワイヤー２０５が接続される。テンションワイヤー２０５は、一端が巻き上げバネ２０２に接続され、他端が遮蔽袋４０１の横方向の他端側（伸縮方向において巻き上げバネ２０と反対側の側部）に接続される。巻き上げバネ２０２とテンションワイヤー２０５は、遮蔽袋４０１の一方側とこの一方側に対向する他方側とを接続する伸縮可能な部材を構成し、遮蔽袋４０１が縮小するのを案内する。

遮蔽袋４０１は、支持部材４０４上に設置される。支持部材４０４は、底部に、リンク機構４０４Ａと走行輪４０４Ｂを備える。リンク機構４０４Ａは、複数の板状部材が互いに軸回転可能に接続されて構成される（例えば、複数の板状部材がパンタグラフ形に接続されて構成される）。各板状部材が軸を中心に回転することで、リンク機構４０４Ａは、全体として横方向（横方向の一方向）に伸縮可能である。リンク機構４０４Ａは、遮蔽袋４０１の伸縮に合わせて、全体として拡がる又は縮むように動き、走行輪４０４Ｂは、リンク機構４０４Ａの動きに合わせて回転する。遮蔽袋４０１の伸縮方向は、走行輪４０４Ｂの走行方向である。このようにして、遮蔽袋４０１は、横方向へスライドして伸縮する。また、走行輪４０４Ｂは、図示しないモータが連結され、放射線遮蔽体４００の走行部を兼ねている。したがって、本実施例による放射線遮蔽体４００は、走行輪４０４Ｂの回転とリンク機構４０４Ａの動きにより、原子炉ウエル２６上を移動して、目的の位置で遮蔽することができる。

図１１Ａ〜図１１Ｄを用いて、シールドプラグ９を放射線遮蔽体４００に置き換える手順を説明する。

図１１Ａに示すように、放射線遮蔽体４００を、原子炉２の運転床上に設置する。放射線遮蔽体４００は、排液時の状態であり、縮小している。放射線遮蔽体４００は、遮蔽時には、シールドプラグ９の右側部２０６Ａ、左側部２０６Ｂ、及び中央部２０６Ｃに対応する位置に設置する。したがって、予め、３つの放射線遮蔽体４００を、遮蔽時（膨張時）にこれらの位置に設置しやすいような位置に、原子炉２の運転床上に配置しておく。

次に、図１１Ｂに示すように、シールドプラグ９の右側部２０６Ａを、図示しないシールドプラグ引上げジャッキで原子炉ウエル２６の上面まで引上げた後、シールドプラグ９の右側部２０６Ａに対応する位置を遮蔽する放射線遮蔽体４００の遮蔽袋４０１に注液する。遮蔽袋４０１は横方向（原子炉ウエル２６の中央に向かう方向であり、図１１Ｂでは左方向）に膨張してスライドするので、放射線遮蔽体４００は、横方向に膨張して遮蔽を実施する。これにより、シールドプラグ９の右側部２０６Ａを取り外しても、原子炉ウエル２６からの放射線を遮蔽する効果が得られる。

次に、図１１Ｃに示すように、シールドプラグ９の左側部２０６Ｂを、図示しないシールドプラグ引上げジャッキで原子炉ウエル２６の上面まで引上げた後、シールドプラグ９の左側部２０６Ｂに対応する位置を遮蔽する放射線遮蔽体４００の遮蔽袋４０１に注液する。遮蔽袋４０１は横方向（原子炉ウエル２６の中央に向かう方向であり、図１１Ｃでは右方向）に膨張してスライドするので、放射線遮蔽体４００は、横方向に膨張して遮蔽を実施する。これにより、シールドプラグ９の右側部２０６Ｂを取り外しても、原子炉ウエル２６からの放射線を遮蔽する効果が得られる。

次に、図１１Ｄに示すように、シールドプラグ９の中央部２０６Ｃを、図示しないシールドプラグ引上げジャッキで原子炉ウエル２６の上面まで引上げた後、シールドプラグ９の中央部２０６Ｃに対応する位置を遮蔽する放射線遮蔽体４００の遮蔽袋４０１に注液する。遮蔽袋４０１は横方向に（原子炉ウエル２６の中央に向かって）膨張してスライドするので、放射線遮蔽体４００は、横方向に膨張して遮蔽を実施する。これにより、シールドプラグ９の中央部２０６Ｃを取り外しても、原子炉ウエル２６からの放射線を遮蔽する効果が得られる。

図１１Ａ〜図１１Ｄを用いて説明した以上の手順により、シールドプラグ９を全て取り外しても、放射線遮蔽体４００により、原子炉ウエル２６の開放部の全面を遮蔽する効果が得られる。

次に、図１２を用いて、本実施例による放射線遮蔽体４００を、ＰＣＶ上蓋５の搬出作業に用いる例について説明する。

図１２は、原子炉ウエル２６とＤＳＰ２７の上面図である。原子炉ウエル２６の上面に、複数の放射線遮蔽体４００を配置する。放射線遮蔽体４００は、遮蔽袋４０１が膨張すると、原子炉ウエル２６の中央に向かって（図１２の矢印の方向に向かって）スライドするように配置する。放射線遮蔽体４００の遮蔽袋４０１に注液すると、遮蔽袋４０１は、横方向に（原子炉ウエル２６の中央に向かって）膨張してスライドするので、放射線遮蔽体４００は、横方向に膨張して遮蔽を実施する。これにより、原子炉ウエル２６からの放射線を遮蔽する効果が得られる。

本実施例では、本発明による放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の素材について説明する。

図１３は、本発明の実施例による放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の素材について説明する図である。遮蔽袋は、ポリウレタン製のフィルム１１００と、補強材としてのアラミド繊維のシート１１１０とステンレス繊維のシート１１２０とから形成される。図１３に示すように、２枚のポリウレタン製のフィルム１１００の間に２枚のアラミド繊維のシート１１１０を配置し、２枚のアラミド繊維のシート１１１０の間に１枚のステンレス繊維のシート１１２０を配置して、遮蔽袋を形成する。このように形成された遮蔽袋は、放射線に強く、補強材により必要な強度を保つことができ、また、構造物などに接触しても破損することがないという利点を有する。

なお、構造物などに接触する可能性が低い場合には、ステンレス繊維のシート１１２０を用いずに、２枚のポリウレタン製のフィルム１１００と、その間に配置された１枚のアラミド繊維のシート１１１０とから遮蔽袋を形成してもよい。このような構成の遮蔽袋は、重量を低減できるという利点を有する。

図１４は、本発明の実施例による放射線遮蔽体を構成する遮蔽袋の別の素材について説明する図である。遮蔽袋は、ポリウレタン製のゴムシート１１３０と、補強材としてのアラミド繊維のシート１１１０とステンレス繊維のシート１１２０とから形成される。図１４に示すように、２枚のポリウレタン製のゴムシート１１３０の間に２枚のアラミド繊維のシート１１１０を配置し、２枚のアラミド繊維のシート１１１０の間に１枚のステンレス繊維のシート１１２０を配置して、遮蔽袋を形成する。このように形成された遮蔽袋は、図１３に示した遮蔽袋が持つ利点に加えて、伸展性が向上するという利点を有する。

なお、構造物などに接触する可能性が低い場合には、ステンレス繊維のシート１１２０を用いずに、２枚のポリウレタン製のゴムシート１１３０と、その間に配置された１枚のアラミド繊維のシート１１１０とから遮蔽袋を形成してもよい。このような構成の遮蔽袋は、重量を低減できるという利点を有する。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成を追加・削除・置換することが可能である。

１…沸騰水型原子力プラント、２…原子炉、３…原子炉格納容器（ＰＣＶ）、４…原子炉建屋、５…ＰＣＶ上蓋、６…ドライウエル、７…圧力抑制室、８…ベント通路、９…シールドプラグ、１０…ＲＰＶ上蓋、１１…原子炉圧力容器（ＲＰＶ）、１２…炉心、１３…気水分離器、１４…蒸気乾燥器、１５…炉心シュラウド、１６…燃料集合体、１７…炉心支持板、１８…上部格子板、１９…制御棒案内管、２０…制御棒、２１…制御棒駆動機構ハウジング、２２…下鏡、２３…コンクリートマット、２４…ペデスタル、２５…γ線遮蔽体、２６…原子炉ウエル、２７…ドライヤ・セパレータ貯蔵プール（ＤＳＰ）、２８…使用済燃料貯蔵プール（ＳＦＰ）、１００…放射線遮蔽体、１０１…遮蔽袋、１０２…棒状部材、１０３…形状維持部材、１０４…給排液管、１０５…水中ポンプ、１０６…上蓋、１０７…支持部材、１０８…空隙、１０９…吊上げ天秤、１１０…給排液穴、１１１…マニホールド、１１２…排液ポンプ、１１３…給排液管、１５１…遮蔽袋、２００…放射線遮蔽体、２００Ａ…第１遮蔽体、２００Ｂ…第２遮蔽体、２００Ｃ…第３遮蔽体、２０１…遮蔽袋、２０２…巻き上げバネ、２０３…吊り具、２０４…着座リング、２０５…テンションワイヤー、２０６Ａ…シールドプラグの右側部、２０６Ｂ…シールドプラグの左側部、２０６Ｃ…シールドプラグの中央部、２０７…支持部材、３００…放射線遮蔽体、３０１…スライド機構、３０２…リンクアーム、３０３…押し出しシリンダ、３０４…支持部材、４００…放射線遮蔽体、４０１…遮蔽袋、４０４…支持部材、４０４Ａ…リンク機構、４０４Ｂ…走行輪、１１００…ポリウレタン製のフィルム、１１１０…アラミド繊維のシート、１１２０…ステンレス繊維のシート、１１３０…ポリウレタン製のゴムシート。

Claims (11)

1. 互いに接続され支持部材に固定された複数の放射線遮蔽袋と、ポンプとを備え、
   複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、前記放射線遮蔽袋の上下方向又は横方向の一方側と前記一方側に対向する他方側とを接続し伸縮可能な部材を内部に備え、
   複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、放射線の遮蔽効果を有する液体が注入されると膨張し、前記ポンプによって前記液体が排出されると前記伸縮可能な部材に案内されて縮小する、
   ことを特徴とする放射線遮蔽体。
2. 前記伸縮可能な部材は、前記放射線遮蔽袋の上部と下部を接続する棒状部材であり、
   複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、伸縮可能な給排液管と、前記ポンプである水中ポンプとを内部にさらに備え、前記支持部材の上に載置され、
   複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、前記給排液管から前記液体が注入されると、上方向に膨張し、前記水中ポンプによって前記給排液管から前記液体が排出されると、前記棒状部材に案内されて下方向に縮小する、請求項１に記載の放射線遮蔽体。
3. 前記放射線遮蔽袋の下方に設置されたマニホールドと、前記ポンプであって前記マニホールドに接続された排液ポンプとをさらに備え、
   前記伸縮可能な部材は、前記放射線遮蔽袋の上部と下部を接続する棒状部材であり、
   複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、給排液穴を下面にさらに備え、前記支持部材の上に載置され、
   前記マニホールドは、前記放射線遮蔽袋のそれぞれの前記給排液穴に接続し、
   複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、前記マニホールドから前記液体が注入されると、上方向に膨張し、前記排液ポンプによって前記マニホールドから前記液体が排出されると、前記棒状部材に案内されて下方向に縮小する、請求項１に記載の放射線遮蔽体。
4. 前記伸縮可能な部材は、前記放射線遮蔽袋の上部に設けられた巻き上げバネと、一端が前記巻き上げバネに接続され他端が前記放射線遮蔽袋の下部に接続された線状部材であり、
   複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、伸縮可能な給排液管と、前記ポンプである水中ポンプとを内部にさらに備え、前記支持部材から吊り下げられ、
   複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、前記給排液管から前記液体が注入されると、下方向に膨張し、前記水中ポンプによって前記給排液管から前記液体が排出されると、前記巻き上げバネの作用により前記線状部材に案内されて上方向に縮小する、請求項１に記載の放射線遮蔽体。
5. 複数の前記放射線遮蔽袋に設けられたリンク部材をさらに備え、
   前記リンク部材は、複数の板状部材が互いに軸回転可能に接続されて構成され、全体として伸縮可能であり、前記放射線遮蔽袋の膨張に合わせて伸長する、請求項４に記載の放射線遮蔽体。
6. 前記伸縮可能な部材は、前記放射線遮蔽袋の横方向の一端側に設けられた巻き上げバネと、一端が前記巻き上げバネに接続され他端が前記放射線遮蔽袋の前記横方向の他端側に接続された線状部材であり、
   複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、伸縮可能な給排液管と、前記ポンプである水中ポンプとを内部にさらに備え、前記支持部材の上に載置され、
   前記支持部材は、前記横方向に伸縮可能なリンク機構を底部に備え、
   前記リンク機構は、複数の板状部材が互いに軸回転可能に接続されて構成され、全体として前記横方向に伸縮可能であり、
   複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、前記給排液管から前記液体が注入されると、前記横方向に膨張し、前記水中ポンプによって前記給排液管から前記液体が排出されると、前記巻き上げバネの作用により前記線状部材に案内されて前記横方向に縮小する、請求項１に記載の放射線遮蔽体。
7. 複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、金属の線若しくは板、又は繊維強化プラスチックで構成された部材を外側面に備える、請求項２から５のいずれか１項に記載の放射線遮蔽体。
8. 複数の前記放射線遮蔽袋のそれぞれは、金属の線若しくは板、又は繊維強化プラスチックで構成された部材を上面と下面と前記横方向に平行な側面とに備える、請求項６に記載の放射線遮蔽体。
9. 前記放射線遮蔽袋は、ポリウレタン製フィルムと、前記ポリウレタン製フィルムの間に配置されたアラミド繊維シートとを備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の放射線遮蔽体。
10. 前記放射線遮蔽袋は、ポリウレタン製ゴムシートと、前記ポリウレタン製ゴムシートの間に配置されたアラミド繊維シートとを備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の放射線遮蔽体。
11. 前記放射線遮蔽袋は、前記アラミド繊維シートの間に配置されたステンレス繊維シートをさらに備える、請求項９又は１０に記載の放射線遮蔽体。

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