JP6369791B1 - トーラス室内機器の解体工法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率良く、かつ短時間でトーラス室内機器を解体できる解体装置及び解体工法を提供する。【解決手段】本発明のトーラス室内機器の解体装置８０は、原子炉建屋１のトーラス室１０１内で組み立て可能とし、前記トーラス室１０１内に収容されるサプレッションチェンバ６の内部に挿入してケーシング又は内部構造物の解体作業を行う張り出し足場８３０を有する解体架台８２を備えたことを特徴としている。【選択図】図１

Description

本発明は、原子炉建屋のトーラス室に設けた室内機器の解体装置及び解体工法に関する。

耐久年数の経過した原子力発電所は所定の廃止措置がとられる。廃炉作業（廃止措置）において、建屋内の構造物（トーラス室内機器等）は大型のため、所定の大きさに切断しなければ外部へ運び出すことができない。このとき切断時に発生する切り粉（ドロス）等の放射性物質の拡散防止ならびに作業者の被ばくを防止することが求められている。

特許文献１に開示の原子炉の撤去工法は、サプレッションチェンバが収容されたトーラス室を有する原子炉の撤去工法であって、サプレッションチェンバを含んだトーラス室内の構造物を部分的に解体する第１工程と、解体物をサプレッションチェンバの筐体によって囲まれた空間若しくは筐体によって囲まれていた空間の少なくとも一部を用いて保管する第２工程を有している。

特開２０１５−１５２３８７号公報

しかしながら、特許文献１に開示の撤去工法は、解体物や細断装置をトーラス室内で移動させるために天井にレール及び揚重機をサプレッションチェンバのリング周方向に沿って設置しているが、設置のためには、作業足場を設置してあらかじめ天井に配設された配管等の構造物を撤去しなければならない。このため、作業足場の取り付け又は撤去に時間と労力を必要として効率的でない。
またトーラス室内の構造物を部分的に解体し室内に仮置きすることを前提としているため、解体物を室内の別の場所に移動させて荷崩れしないように積み上げて保管する作業を繰り返し行わなければならず、狭隘な場所での煩雑な作業は作業者の負担が大きい。

上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は、効率良く、かつ短時間でトーラス室内機器を解体できる解体装置及び解体工法を提供することにある。

上記課題を解決するための第１の手段において、本発明は原子炉建屋のトーラス室内で組み立て可能とし、作業足場を多層階に組み上げた架台本体と、前記架台本体の中間層から先端を水平方向に突出させて前記トーラス室内に収容されるサプレッションチェンバの内部に挿入してケーシング又は内部構造物の解体作業を行う張り出し足場と、前記架台本体の上部に前記トーラス室内の天井部配管及び構造物の撤去作業を行う上部足場と、前記トーラス室内を移動可能な車輪を有する解体架台を備えたことを特徴とするトーラス室内機器の解体装置を提供することにある。
上記第１の手段によれば、サプレッションチェンバの一部を撤去する作業ごとに作業足場の組立て又は撤去の必要がない。これにより、効率的かつ短時間で解体作業を行うことができる。

上記課題を解決するための第２の手段において、本発明は、上記第１の手段において、前記解体架台は、
前記上部足場に先端を水平方向に突出させたモノレールと、
前記モノレール上を進退移動して解体物を吊上げる吊上げ部と、
を備えたことを特徴とするトーラス室内機器の解体装置を提供することにある。

上記第２の手段によれば、トーラス室内の天井部配管及び構造物と、サプレッションチェンバのケーシング及び内部構造物の撤去作業を並行して行うことができる。これにより、効率的かつ短時間で解体作業を行うことができる。

上記課題を解決するための第３の手段において、本発明は、上記第１又は第２の手段において、前記トーラス室内を移動可能な車輪を備えて解体物を収容箱に吊り下す吊り架構を備えたことを特徴とするトーラス室内機器の解体装置を提供することにある。
上記第３の手段によれば、トーラス室内に解体物を搬送するレールを敷設することなく、解体物を収容箱まで移動して箱詰めし、仮開口まで搬送することができる。

上記課題を解決するための第４の手段において、本発明は、原子炉建屋のトーラス室内に収容されるサプレッションチェンバの内部に挿入してケーシング又は内部構造物の解体作業を行う張り出し足場と、前記トーラス室内の天井部配管及び構造物の撤去作業を行う上部足場を有する解体架台を前記トーラス室内で準備する工程と、
前記解体架台の前記上部足場で前記トーラス室内の天井部配管及び構造物の撤去作業を行い、前記張り出し足場で前記サプレッションチェンバのケーシング又は内部構造物の解体作業を行う工程と、
を有することを特徴とするトーラス室内機器の解体工法を提供することにある。
上記第４の手段によれば、トーラス室内の天井部配管及び構造物と、サプレッションチェンバのケーシング及び構造物の撤去作業を並行して行うことができる。これにより、効率的かつ短時間で撤去作業を行うことができる。また各撤去作業時において作業足場の組立又は撤去作業が必要なく、効率的、かつ短時間で解体作業を行うことができる。

上記課題を解決するための第５の手段において、本発明は、上記第４の手段において、前記トーラス室内から前記原子炉建屋の上階に通じる仮開口を設けて、解体物の収容箱を搬入又は搬出することを特徴とするトーラス室内機器の解体工法を提供することにある。
上記第５の手段によれば、原子炉建屋の屋内クレーンを用いて収容箱をトーラス室内から外部へ逐次搬出できる。

上記課題を解決するための第６の手段において、本発明は、上記第５の手段において、前記仮開口付近にある前記サプレッションチェンバから輪切りして分割し、小片化して解体し撤去することを特徴とするトーラス室内機器の解体工法を提供することにある。
上記第６の手段によれば、トーラス室内の仮開口付近にスペースを最初に確保でき、空容器の仮置き又は箱詰めした収容箱の搬出作業を効率良く行うことができる。

上記課題を解決するための第７の手段において、本発明は、上記第４ないし第６のいずれか１の手段において、前記トーラス室内の前記サプレッションチェンバを撤去した後、移動式作業足場を準備する工程と、
前記移動式作業足場でベント管を切断する工程と
前記ベント管を小片化して解体し撤去する工程と、
を有することを特徴とするトーラス室内機器の解体工法を提供することにある。
上記第７の手段によれば、サプレッションチェンバなどの構造物を撤去して空いたトーラス室内で移動式作業足場又は解体架台を自由に移動させることができ、ベント管の撤去作業を効率良く行える。

本発明によれば、サプレッションチェンバの一部を撤去する作業ごとに作業足場の組立て又は撤去の必要がない。これにより、効率的かつ短時間で撤去作業を行うことができる。

解体架台の説明図である。 本発明のトーラス室内機器の解体工法の処理フロー図である。 ステップ１の説明図である。 ステップ２の説明図である。 ステップ３の説明図である。 ステップ４の説明図である。 ステップ５の説明図である。 ステップ６の説明図である。 ステップ７の説明図である。 ステップ８の説明図である。 原子炉建屋の内部構造を示す概略説明図である。

本発明のトーラス室内機器の解体装置及び解体工法の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

＜トーラス室内機器＞
まず本発明の解体工法の対象となるトーラス室内機器について説明する。
図１１は原子炉建屋の内部構造を示す概略説明図である。図示のように原子炉建屋１は、原子炉圧力容器２と、原子炉圧力容器２を収納する原子炉格納容器３を備えている。原子炉格納容器３は、ドライウェル４、ベント管５、サプレッションチェンバ（以下、単にＳ／Ｃということあり）６を有し、内部の圧力を保持すると共に、外部と放射性物質を遮断している。ドライウェル４はベント管５を介して原子炉の圧力上昇を抑制するサプレッションチェンバ６と連接している。サプレッションチェンバ６は、原子炉格納容器３の周囲で円環状に配設された構造物である。サプレッションチェンバ６は原子炉建屋１の地下階のトーラス室１０１に支持脚６０１を介して設置している。ベント管５は端部（サプレッションチェンバ６の内部）にベントヘッダ７とダウンカマー８を有している。ベントヘッダ７は、サプレッションチェンバ６の内部で環状に形成されて、複数のベント管５と接続している。ダウンカマー８はベントヘッダ７より分岐してサプレッションチェンバ６内の水中に開口するように設けられている。また、トーラス室１０１の天井には天井部配管及び構造物１０２がサプレッションチェンバ６の周方向に形成されている。

＜トーラス室内機器の解体装置８０＞
本発明のトーラス室内機器の解体装置８０は、原子炉建屋１のトーラス室１０１内で組み立て可能とし、トーラス室１０１に収容されるサプレッションチェンバ６の内部に挿入してケーシング又は内部構造物の解体作業を行う張り出し足場を有する解体架台８２と、トーラス室１０１内を移動可能な車輪を備えて解体物を収容箱に吊り下す吊り架構６２を備えている（図９参照）。

（解体架台８２）
図１は解体架台の説明図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は平面図である。図示のように解体架台８２は、架台本体８２０と、架台本体８２０にトーラス室１０１内を移動可能な車輪８２２と、架台本体８２０から先端を水平方向に突出させた張り出し足場８３０と、架台本体８２０の上部にトーラス室１０１内の天井部配管及び構造物１０２の撤去作業を行う上部足場８３２と、上部足場８３２に先端を水平方向に突出させたモノレール８４０と、モノレール８４０上を進退移動して解体物を吊上げる吊上げ部８４２を備えている。

架台本体８２０は、作業足場を多層階（本実施形態では４階）に組み上げてあり、上部足場８３２から天井部配管及び構造物１０２の撤去作業が行える高さに設定している。また上部足場８３２には、モノレール８４０及び吊上げ部８４２を取り付けている。モノレール８４０は先端を架台本体８２０から水平方向に突出させている。また吊上げ部８４２は、一例としてトーラス室内機器や解体物を吊上げるチェーンブロックなどを用い、モノレール８４０の長手方向に沿って進退移動可能に構成している。

架台本体８２０の中間層には、先端を水平方向に突出させた（モノレール８４０の先端と同じ側）張り出し足場８３０を設けている。張り出し足場８３０は、サプレッションチェンバ６の内部に挿入可能な大きさ（所定の挿入幅及び挿入長さ寸法）に設定し、足場上から、サプレッションチェンバ６のケーシング又は内部構造物の撤去作業を行うことができる。この張り出し足場８３０は、トーラス室内機器と干渉する場合には取り外し又は、スライド式又は開閉式で移動可能に構成している。なお上部足場８３２にも張り出し足場８３０Ａを取り付ける構成としても良く（図１（Ａ）及び（Ｃ）参照）、サプレッションチェンバ６のケーシングと干渉する場合には、同様に取り外し又は移動可能な構成としている。
架台本体８２０は下面に車輪８２２を取り付けてトーラス室１０１内を電動又は手動で自由移動できるように構成し、背面に各階へ移動するための階段を備えている。

このような構成の解体架台８２は、後述する仮開口１０（図３参照）から構成パーツを搬入し、トーラス室内機器を一部撤去して空いたスペースで組み立てることができる。また解体架台８２は組み立て式のため、トーラス室内機器と干渉しないように任意に変形自在（例えば、張り出し足場の取り付け位置を変更、張り出し足場を架台本体からスライド式又は開閉式に移動等）に構成している。そして各作業足場を利用して、天井部配管及び構造物１０２の撤去、サプレッションチェンバ６（ケーシング及び内部構造物）の撤去を並行して行うことができる。

（吊り架構６２）
吊り架構６２は、架構本体６２１と、吊上げ部６２２と車輪６２３を備えている（図９参照）。架構本体６２１は１つ以上の側面開口を有し（本実施形態では一対の側面に２箇所）、側面開口は収容箱６０よりも大きい長さ寸法に設定している。架構本体６２１の上部には吊上げ部６２２を取り付けて解体物を吊上げて収容箱６０に吊り下すように構成している。また架構本体６２１の下面には車輪６２３を取り付けてトーラス室１０１内を電動又は手動で自由移動できるように構成している。

このような構成の吊り架構６２は、後述する仮開口１０（図３参照）から構成パーツを搬入し、トーラス室内機器を一部撤去して空いたスペースで組み立てることができる。そして解体架台８２で発生した解体物を吊上げて収容箱６０まで移動し、収容箱６０に解体物を吊り下すことができる。その後、蓋で密閉した収容箱６０を吊上げて仮開口１０まで移動させることができる。

＜トーラス室内機器の解体工法＞
上記トーラス室内機器の解体装置を用いた解体工法について、以下説明する。図２は本発明のトーラス室内機器の解体工法の処理フロー図である。

＜仮開口施工：ステップ１＞
図３はステップ１の説明図であり、（Ａ）は原子炉建屋１Ｆの平面図、（Ｂ）は原子炉建屋のトーラス室の側面断面図である。
１−１．まずサプレッションチェンバ６内の水抜きを行う。サプレッションチェンバ６は接続配管を介して外部タンク（不図示）と接続している。そこでサプレッションチェンバ６内の水を接続配管を介して外部タンクへ排出する。なお必要であればあらかじめ除染作業を行っている。

１−２．原子炉建屋１の１階床面に地下階のトーラス室１０１に通じる仮開口１０を設ける準備として、施工箇所にある天井部配管又は構造物１０２の撤去作業を行う。
ここで、仮開口１０の施工箇所は、原子炉建屋１の屋内クレーン（不図示）の吊架範囲となる上階に設置した上部開口１２と平面視で重なる位置に設けている。これにより屋内クレーンを用いて解体物をトーラス室１０１から外部へ容易に搬出できる。
１−３．切断機を用いて１階床面に仮開口１０を施工する。
このとき仮開口１０は、小片化した細断物を収納可能な収容箱（図９参照）が通過可能な大きさに設定している。

＜ベント管とＳ／Ｃの接続部分の切断：ステップ２＞
図４はステップ２の説明図であり、（Ａ）はトーラス室の平面図、（Ｂ）はトーラス室の側面断面図である。
２−１．ベント管５とサプレッションチェンバ６の接続部分を切断するための作業足場５０１を組み立てる。作業足場５０１は、ベント管５とサプレッションチェンバ６が接続する箇所であって、ベント管５の外周を囲むように組み立てている。

２−２．作業足場５０１上から切断装置を用いて接続部分を切断する。なお最初に切断する接続部分は仮開口１０に最も近い箇所を対象としている。本発明では順次サプレッションチェンバ６の切断毎に接続部分を切断して、後述するステップ３の工程に移行している。
この他、ステップ３の工程に移行する前に、全てのベント管５とサプレッションチェンバ６との接続部分に対して、個別に（又は複数）足場を組んであらかじめ切断しておいても良いが、足場組立の作業が増えることになる。

＜仮開口付近の配管及び構造物解体：ステップ３＞
図５はステップ３の説明図であり、（Ａ）はトーラス室の平面図、（Ｂ）はトーラス室の側面断面図である。
３−１．仮開口１０付近にある天井部配管及び構造物１０２を解体して撤去する。具体的にはサプレッションチェンバ６の上面に上部足場１０３を組立てる。この上部足場１０３上から切断装置を用いて、天井部配管及び構造物１０２を切断して解体する。その後、解体物は仮開口１０から外部へ撤去する。

３−２．仮開口１０付近にあるサプレッションチェンバ６の内部に内部足場６０２を組み立てる。この内部足場６０２は、通常サプレッションチェンバ６に設けている内部点検用の開口部（不図示）から足場部品を搬入して図４で切断したベント管５に接続するベントヘッダ７及びダウンカマー８の周囲に組み立てる。この内部足場６０２は、切断装置を用いてサプレッションチェンバ６内のベントヘッダ７及びダウンカマー８などの内部配管及び構造物を切断して解体する際に用いる。
なおサプレッションチェンバ６内の内部配管及び構造物の切断・解体は、スペース、作業内容などを考慮して複数回に分けて行っている。本実施形態では、一例として１／１６に輪切り切断するサプレッションチェンバに相当する箇所を対象とし、後述するサプレッションチェンバ６の輪切り工程毎に行っている。

＜Ｓ／Ｃ輪切り切断：ステップ４＞
図６はステップ４の説明図であり、（Ａ）はトーラス室の平面図、（Ｂ）はトーラス室の側面断面図であり、（Ｂ）中の鎖線で囲った範囲は機械式切断装置の拡大図を示している。
４−１．機械式切断装置５０を用いて、サプレッションチェンバ６を分割する。本実施形態の機器式切断装置５０は、輪切り切断するサプレッションチェンバの外周に沿って支持リングを取り付け、支持リングに沿って周方向に移動する切断装置（一例としてＴｐｉ ＴＯＯＬ社製のミーリングカッター）を用いている。

４−２．一例として１／１６分割したサプレッションチェンバ６内部の内部足場６０２から、切断装置を用いて、サプレッションチェンバ６内のベントヘッダ７及びダウンカマー８などの内部配管及び構造物を切断、及びサプレッションチェンバ６内部から上面、側面、下面の順に切断する。
４−３．切断後、内部足場６０２を解体あるいは移動する。
４−４．サプレッションチェンバ６の内部配管及び構造物と、サプレッションチェンバ６（ケーシング）の上面、側面、下面を必要であれば小片化し、仮開口１０から搬入した収容箱（図９参照）に箱詰めし、屋内クレーンを用いて逐次仮開口１０から外部へ搬出する。

＜解体架台の準備：ステップ５＞
図７はステップ５の説明図であり、（Ａ）はトーラス室の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
５−１．仮開口１０から解体架台８２の構成パーツを搬入する。ステップ４において仮開口１０付近のサプレッションチェンバ６の一部を撤去して生じたスペースで解体架台８２を組み立てて準備する。
５−２．仮開口１０から空いた収容箱６０を搬入して室内に仮置きする。

＜輪切りＳ／Ｃ解体・撤去：ステップ６＞
図８はステップ６の説明図であり、（Ａ）はトーラス室の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
６−１．解体架台８２を輪切りしたサプレッションチェンバ６の端面に移動させて、張り出し足場８３０をサプレッションチェンバ６内に挿入する。そして解体架台８２の上部足場８３２から切断装置を用いて天井部配管及び構造物１０２の撤去作業を行う。

６−２．解体架台８２の張り出し足場８３０から切断装置を用いてサプレッションチェンバ６の内部構造物の撤去作業を行う。
６−３．解体架台８２の張り出し足場８３０から切断装置を用いてサプレッションチェンバ６のケーシングの上面、側面、下面の切断作業を行い撤去する。
ステップ６では、６−１〜６−３の工程を並行して行うことができる。また各工程いずれも解体架台８２上から行うことができ、工程毎に作業足場の組立又は撤去の必要がない。

＜輪切りＳ／Ｃ解体・撤去の繰り返し：ステップ７＞
図９はステップ７の説明図であり、（Ａ）はトーラス室の平面図、（Ｂ）はトーラス室の側面断面図である。
７−１．ステップ６で一部を撤去したサプレッションチェンバ６の新たな端面に解体架台８２を移動させて、張り出し足場８３０をサプレッションチェンバ６内に挿入する。以下、６−１〜６−３の工程を繰り返し行う。なお、必要に応じて、複数（図９では２台）の解体架台８２を設置して解体作業を行っても良い。

７−２．仮開口１０から吊り架構６２の構成パーツを搬入する。逐次サプレッションチェンバ６の一部を撤去して生じたスペースで吊り架構６２を組み立てる。
７−３．切断片は必要であれば切断装置で小片化する。吊り架構６２を用いて解体物を吊上げ収納箱６０に吊り下し箱詰めする。そして蓋を閉じた収容箱６０を吊上げて仮開口１０まで移動する。屋内クレーン１０４を用いて仮開口１０から外部へ搬出する。
以降ステップ６，７の工程は、サプレッションチェンバ６が全て撤去されるまで繰り返し行う。トーラス室１０１内のサプレッションチェンバ６を全て撤去した後は、解体架台８２を撤去する。

＜ベント管撤去：ステップ８＞
図１０はステップ８の説明図であり、（Ａ）はトーラス室の平面図、（Ｂ）はトーラス室の側面断面図である。
８−１．ベント管５を撤去するための移動式作業足場７０を準備する。ここで本実施形態の移動式作業足場７０は、一例として、組み上げた足場の下部に台車を設けた構成であり、手動又は電動でトーラス室１０１内を自由に移動することができる。なお、ステップ７において、サプレッションチェンバ６を全て撤去した後は、解体架台８２を撤去したが、ベント管撤去作業に解体架台８２を用いて行うこともできる。また移動式作業足場７０及び解体架台８２を併用することにより、短時間でベント管を撤去できる。
８−２．移動式作業足場７０上から切断装置を用いてベント管５を切断する。移動式作業足場７０を用いて切断したベント管５を仮開口１０付近に移動して、切断装置を用いて小片化する。解体物を箱詰めした収容箱６０を仮開口１０から外部へ搬出する。

このような本発明のトーラス室内機器の解体工法によれば、サプレッションチェンバの一部を撤去する作業ごとに作業足場の組立て又は撤去の必要がない。これにより、効率的かつ短時間で撤去作業を行うことができる。

本発明は耐用年数の経過した原子力発電所の廃炉作業を行う原子力産業分野において、産業上の利用可能性を有する。

１………原子炉建屋、１０１………トーラス室、１０２………天井部配管及び構造物、１０３………上部足場、１０４………屋内クレーン、
２………原子炉圧力容器、３………原子炉格納容器、４………ドライウェル、
５………ベント管、５０１………作業足場、
６………サプレッションチェンバ、６０１………支持脚、６０２………内部足場、
７………ベントヘッダ、８………ダウンカマー、１０………仮開口、１２………上部開口、
５０………機械式切断装置、
６０………収容箱、６２………吊り架構、６２１………架構本体、６２２………吊上げ部、６２３………車輪、
７０………移動式作業足場
８０………トーラス室内機器の解体装置、
８２………解体架台、８２０………架台本体、８２２………車輪、８３０，８３０Ａ………張り出し足場、８３２………上部足場、８４０………モノレール、８４２………吊上げ部。

Claims (4)

1. 原子炉建屋のトーラス室内に収容されるサプレッションチェンバの内部に挿入してケーシング又は内部構造物の解体作業を行う張り出し足場と、前記トーラス室内の天井部配管及び構造物の撤去作業を行う上部足場を有する解体架台を前記トーラス室内で準備する工程と、
   前記解体架台の前記上部足場で前記トーラス室内の天井部配管及び構造物の撤去作業を行い、前記張り出し足場で前記サプレッションチェンバのケーシング又は内部構造物の解体作業を行う工程と、
   を有することを特徴とするトーラス室内機器の解体工法。
2. 前記トーラス室内から前記原子炉建屋の上階に通じる仮開口を設けて、解体物の収容箱を搬入又は搬出することを特徴とする請求項１に記載のトーラス室内機器の解体工法。
3. 前記仮開口付近にある前記サプレッションチェンバから輪切りして分割し、小片化して解体し撤去することを特徴とする請求項２に記載のトーラス室内機器の解体工法。
4. 前記トーラス室内の前記サプレッションチェンバを撤去した後、移動式作業足場を準備する工程と、
   前記移動式作業足場でベント管を切断する工程と
   前記ベント管を小片化して解体し撤去する工程と、
   を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載のトーラス室内機器の解体工法。

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