JP6652635B2 - 原子炉容器の分割のためのシステムおよび方法 - Google Patents

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Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１５年５月１２日に出願された、「APPARATUS FOR SEGMENTING RADIOACTIVE AND NON-RADIOACTIVE REACTOR VESSELS AND INTERNALS FROM NUCLEAR POWER PLANTS OR OTHER TYPES OF REACTORS AND OTHER ASSOCIATED EQUIPMENT INCLUDING SPENT NUCLEAR FUEL DRY STORAGE CANISTERS（放射性および非放射性の原子炉容器および炉内構造物または他の種類の原子炉ならびに使用済核燃料貯蔵容器を含む他の関連機器の分割のための装置）」と題された米国仮特許出願第６２／１６０２５０号に基づく優先権を主張する非仮出願であって、前記米国仮特許出願の内容全体を引用により本明細書の一部とする。
本発明は、材料の「分割（切断またはセグメント化）」の技術分野に属し、特に、危険な材料の分割および／または危険な環境における材料の分割の技術分野（例えば、原子力発電所の構成要素および装置の解体、または金属構成要素を除去および処分するための分割の用途）に属する。より具体的には、本発明は、放射性および非放射性の原子炉容器および炉内構造物ならびに全ての関連する構成要素（配管およびタンク、容器および使用済核燃料貯蔵容器など）のリモートでの分割の技術分野に属する。本発明は、一般的に原子炉容器および内部要素に見られる炭素鋼およびステンレス鋼またはステンレス鋼被覆炭素鋼の、空気中または水中での分割に適用可能である。
［分割技術の歴史］
以前の分割作業は、主に電気プラズマアーク切断トーチ、放電加工（ＥＤＭ）、または機械式の円形ソー（丸鋸）またはバンドソー（帯鋸）切断、および高圧アブレイシブウォータージェット（ＡＷＪ）切断装置に依存していた。これらの電気的および機械的ツールは遅く、厚い材料を切断する能力に限界があり、水素を含む爆発性ガスを発生させ、「ドロス」（「カーフ（切り口または切断溝）」から除去された非常に細かい微粒子−実際の切断の場合）から二次的な廃棄物の流れを生成し、それにより分割を達成するために必要な水中の透明性および視界が損なわれる。微粒子状ドロスは非常に放射性が高く、水中切断用のプールや容器に吊り下げられているため、切断プールの上でツール位置を制御している作業者に許容できない放射線暴露が生じる。
円形ソーまたはバンドソーの機械的切断工具は、２平方インチ（１９．９０３２平方センチメートル）／分（厚さ×長さ／分）未満の切断速度を有し、あらゆる切断方法の中で最も遅い。機械的切断は、一般的に大きな粒子「切り屑」（機械切削の切り溝から取り除かれた材料）の形態で二次廃棄物を発生させ、これは供給源で捕捉することが困難であることが判明している。切り屑を収集して処分するためには、例えば別に後続の水中吸引システムが必要であった。歯が磨耗したり鈍ったりすると、円形ソーおよびバンドソーの寿命は短くなり、頻繁なブレードの交換が必要になり。ブレードの交換には１回の交換で１〜３時間かかる。工具の反作用力と工具のがたつきもまた、ブレードをカーフに正確に位置決めして保持するために、頑丈な支持システム（マニピュレータ）が必要となるという大きな問題である。大きな金属物体を切断するために鋸での機械的切断を利用しようとする初期の試みは、面倒で、遅くて時間がかかり、切断工具、通常はソーブレード（鋸刃）またはフライスカッターを急速に消費するものであった。その結果、機械的なソーブレードまたはフライスカッターでの分割は非常に高価である。以前の研磨鋸またはカットオフホイールを使用した場合は同様に遅く、また研磨ホイールが切断を達成するために必要な高速で破損して飛び散り、作業者にダメージを与える可能性があるので危険であることが判明した。
酸素−アセチレン、酸素−プロパン、または酸素−ガソリントーチまたはバーナーを使用する火炎切断はより速いが、ステンレス鋼材料に効果的に浸透するのに十分なほど高温にはならない。原子炉容器のような放射性物質で汚染された物質や活性物質を切断する際には、制御しなければならない大量のガスが発生する。同様に、高温プラズマアーク切断トーチが使用されており、不活性ガスと結合された高電圧アークが高温プラズマを生成して、カーフから金属を溶融させる。これらのプラズマアークトーチは、機械的またはＡＷＪ切断よりも速い（毎分５〜１２平方インチ（毎分３２．２５８〜７７．４１９２平方センチメートル））が、水素および汚染されたガスが大量に生成され、カーフからの微粒子が切断プールの水を濁らせ視界を妨げる。
ＥＤＭは、アークソーと同様に金属を溶融するために集束電気アークを使用するが、アークビームは十分に強力ではなく、原子炉解体で遭遇するはるかに大きな金属厚さに使用するのに十分速いものでもない。切断速度は１分あたり１平方インチ（１分あたり６．４５１６平方センチメートル）未満である。
比較的最近になって原子炉業界で原子炉容器および炉内構造物を解体するために適用された別の技術は、高圧ＡＷＪ切断である。このプロセスでは、高圧ポンプ（インテンシファイアと呼ばれる）を使用して、４００００〜６００００ポンド／平方インチ（２７５．７９〜４１３．６８Ｍｐａ）の水圧を発生させ、ガーネットのような研磨グリット（砥粒）を高圧空気によって注入する。水圧とグリットを組み合わせることで、カーフの金属が削られる。この方法は、炭素鋼およびステンレス鋼の両方の原子炉容器および炉内構造物の両方に使用されている。しかし、このプロセスは、２分の１平方インチ（３．２２５８平方センチメートル）未満の材料では非常に遅く（せいぜい機械的な切断の場合に匹敵する程度）、カーフから取り除かれた放射性物質と混合された、汚染された水およびグリットの形態の膨大な量の二次廃棄物を生成する。一例として、典型的なＡＷＪは、水１ガロン（３．７８５リットル）当たり約５〜８ガロン（約１８．９２７〜３０．２８３リットル）、水１ガロン（３．７８５リットル）当たりグリット１〜２ポンド（０．４５４〜０．９０７キログラム）を消費し、その結果、１分切削する毎に５〜１６ポンド（２．２７〜７．２６キログラム）の量のグリットが生成される。２インチ（５．０８センチメートル）の厚さのプレートを１２インチ（３０．４８センチメートル）の長さに切断すると、１２分かかり、６０〜９６ガロン（２２７．１２〜３６３．４０リットル）の水と６０〜１９２ポンド（２７．２２〜８０．０９キログラム）のグリットが生ずることになる。炭素鋼および１／８インチ（３．１８ミリメートル）幅のカーフの場合、これらのグリットの体積はカーフから取り除かれた材料の量の７０倍から２３３倍となる。使用済みグリットはカーフの放射性切り屑と混じり合っており、許可された放射性廃棄物処理施設への輸送および廃棄のための特別なパッケージングが必要となる。グリットはリサイクルできない。カーフから発生するＡＷＪグリットは、水中の透明度および視界を低減させ不明瞭にする微粒子へと崩壊し、プールまたは容器フィルタリングシステムが水をクリーニング可能とするための分割操作を頻繁に停止する必要がある。この放射性グリットがカーフを出るときの制御および収集は、原子炉産業にとって深刻な問題であり、切削プールまたは原子炉の大量の後処理収集およびクリーニングが必要である。ＡＷＪの反力は機械的な切断の場合ほど大きくはないが、ツールは依然としてカーフにジェットを位置させ、そこに維持するために剛性の高い支持マニピュレータを必要とする。
前述の切削技術のいずれも、原子炉容器および炉内構造物の分割において頻繁に遭遇する複数の異なる厚さの部分を効果的に切断することができない。プラズマアークトーチおよびＥＤＭは、短い距離および厚さにわたってのみそれらのアークを維持することができ、複数の異なる厚さを有する材料を貫通することはできない。円形ソーまたはバンドソーは、ブレードの鋭利さと工具歯の急速な喪失を引き起こす工具のがたつきに遭遇する。ＡＷＪカッターのカーフからの放出スプレーは、遭遇した第１の材料の厚さから扇状に広がって、ジェットを集中させて第２またはそれ以上の厚さの切れ目を貫通する能力を失う。
［アークソー開発の歴史］
アークソーはもともと１９３５年の米国特許第２０１５４１５号明細書（特許文献１）、１９３６年の米国特許第２０５９２３６号明細書（特許文献２）、１９４４年の米国特許第２３５５８３８号明細書（特許文献３）（表面仕上げ／加工装置）、米国特許第４２４３８６２号明細書（特許文献４）（円弧型（アーク）切断装置）、および１９８６年の特許第４６０８４７７号明細書（特許文献５）（手持ち式電気アークソー装置）において、機械加工ツールとして様々な形で提案され、特許取得されていた。後者の手持式アークソーは、原子炉容器、炉内構造物、または同様に放射能の構成部品の高放射性要素には、作業者が過剰な放射線被ばくを被ることになるので適していない。
最近特許されたアークソー特許（出願人が知っているもの）は、米国特許第４４０１８７５号明細書（特許文献６）および米国特許第４４６３２４２号明細書（特許文献７）（両方ともカリフォルニア州ユカイアのリテック（Ｒｅｔｅｃｈ）社に譲渡されているので、以下、「リテック特許」と称する）には、標準的なアークソーの実際の動作、必要な電圧と電流、カーフの品質などについて詳細に記載されている。
リテック特許に記載されているアークソーは、シャフト（アーバー）上に支持され、油圧モータによって駆動される歯のない炭素鋼円形ブレードを含む。ブレードは、ブレード回転ヘッドに取り付けられたコミュテータ（整流子）を介して、低電圧、高電流電源に接続される。電源は、切断される材料（以下、「ワークピース」という）を溶融させるために、２５ボルト〜５０ボルトの直流（ＤＣ）および１５０００〜２５０００アンペアの電流をブレードに供給する。ブレードはワークピースに接触しておらず、サーボモータは８分の１から１６分の１インチ（３．１８〜１．５９ミリメートル）のギャップを維持するために使用されるが、この際、ワークピースに対する一定のアンペア数を維持することに基づいて、電気フィードバック制御回路と対向力サーボモータ（緩みをなくすため）を使用する。ブレードを冷却するために使用される水をブレードが通過するときのわずかな摩擦以外に、ブレードとワークピースとの間には実質的に抗力はない。リテック特許のブレードは、実際には、ブレードのワークピースへのサイドアーキングによる問題に遭遇し、サイドアークからの加熱および高電流からの磁気歪みに起因するブレードの急速な劣化、場合によってはブレードの歪みを引き起こした。
リテック特許の著者（発明者）は、試作のためのプロトタイプを作成し、切断される材料の厚さに対する切断のための電流の経験的な関係、および切断の速度を経験的に設定した。本発明者が開発した最終的な式は以下の通りである。
ｖ＝［Ｉ／ｓ−Ｊ０］１／Ｍ
式中
ｖ＝切断速度（ｍ／秒）、
Ｉ＝切断電流（アンペア）、
ｓ＝ｗ×ｌ／ｍ２＝カーフまたはカット部の有効表面積（＝幅×長さ）、
Ｊ０＝閾値電流密度＝ａ×１０６アンペア／平方メートル、但しａ＝２〜６、
Ｍ＝電流密度の変化／速度の変化
である。
リテック特許の元々の２人の発明者は、これらの切断パラメータと切断速度の関係を開発するために、アークソーを６００回以上テストした。彼らの発見は、アークソーの設計で一般的に受け入れられている。
以下の例では、リテック特許のアークソーの性能を示す。約１／４インチ（約６．３５ミリメートル）の厚さのブレードと２５ボルトの動作電圧を使用して、１３０００アンペアの切断電流（Ｉ）で、炭素鋼では１分当たり約２７９平方インチ（約１８００平方センチメートル）の切断速度が達成され、アルミニウムでは１分当たり７７５平方インチ（１分あたり５０００平方センチメートル）の切断速度が達成された。鋼でのこれらの切断速度は、機械的切断、プラズマアークまたはＡＷＪ切断よりも５０倍から１４０倍速い。より高い切断電流のアンペア数を使用してより高い速度を達成することができる。
リテック特許は、アークソーの切断作用を維持できないこと、予期せぬ電流サージおよび電圧変動によって切断速度の信頼性が下がるなどの以前の課題のいくつかを克服している。リテック特許はまた、ブレードからの切削屑（ドロス）の除去を可能にするために、ブレード周囲に谷部を含めるようにブレードの構成を設計していた。これらの谷部はまた、水に浸したときにブレードを冷やすのに有用であった。しかし、ブレードのワークピースに対するサイドアークは、ブレードの磨耗および消費が速い場合には依然として問題であった。このアークソーは、ドロスの冷却および除去のために、ブレードを水中に完全に浸漬することを必要とした。冷却なしの空気中切断は、ブレードを急速に劣化させて歪ませ、ブレードの寿命が短くなり、ブレードの取り替えが頻繁になる。リテック特許のブレードの材料は炭素鋼であり、これは、コストが小さくなるが、特に炭素鋼を切断する際に、ワークピースとブレードとの間の高電流に起因する磁気的な歪み（曲げ）を受ける。この歪みもブレードの寿命を短くする一因であった。この設計では、原子炉容器および炉内構造物の分割に有利な急速なブレードの交換ができなかった。
リテック特許のアークソーの発明は、原子炉廃炉産業での限定的に受け入れられたが、日本ではその原理を「日本動力試験原子炉」の分割に適用し、米国のアルゴンヌ国立研究所（西）では、輸送と廃棄の準備のために核燃料集合体の一部を分割するためにその原理を使用した。機械的または電気的分割サービスを提供している他の企業は、アークソーをよく知らず、これらの技術を最もよく知っていた前述の他の技術者・団体に、財務的に、および技術的人材に関する委託を既に行っていた。また、企業は新技術を利用しようと思っていたようではあるが、アークソーがうまく使えそうな場合について十分に時間をかけて研究していなかった。企業はまた、既存のアークソーによって生成される「ラフカット（ラフ切断）」表面に関する報告があったので、それについても懸念していた。
米国特許第２０１５４１５号明細書 米国特許第２０５９２３６号明細書 米国特許第２３５５８３８号明細書 米国特許第４２４３８６２号明細書 米国特許第４６０８４７７号明細書 米国特許第４４０１８７５号明細書 米国特許第４４６３２４２号明細書
本願の特許請求の範囲の各請求項に記載のような原子炉容器の分割のためのシステムおよび方法を提供する。
本明細書に記載された実施形態およびそれに付随する多くの利点や効果は、添付の図面とともに以下の詳細な説明を参照することによって容易に理解されよう。
図１は、従来の原子炉容器分割システムの斜視図である。 図２Ａは、いくつかの実施形態による原子炉容器分割システムの斜視図である。 図２Ｂは、いくつかの実施形態による図２Ａの原子炉容器分割システムの部分拡大斜視図である。 図２Ｃは、いくつかの実施形態による図２Ａの原子炉容器分割システムの部分拡大斜視図である。 図２Ｄは、いくつかの実施形態による図２Ａの原子炉容器分割システムの部分拡大斜視図である。 図２Ｅは、いくつかの実施形態による図２Ａの原子炉容器分割システムの部分拡大斜視図である。 図３Ａは、いくつかの実施形態による改変されたアークソーブレードの上面図である。 図３Ｂは、いくつかの実施形態による図３Ａの改変されたアークソーブレードの部分断面図である。 図４Ａは、いくつかの実施形態による磁性廃棄物分離システムの側面組立図である。 図４は、図４Ｂは、いくつかの実施形態による図４Ａの磁性廃棄物分離システムの斜視図である。 図５は、いくつかの実施形態による原子炉容器分割システムの上方斜視図である。
Ｉ．［序論］
本発明の実施形態は、一般的に、ワークピースに狭いカーフを溶融して形成することによって金属物体を切断またはスリット形成するための電気アークソーシステムおよび電気アークソー（電気アーク鋸）を操作する方法を含む。いくつかの実施形態では、アークソーは、原子炉容器および炉内構造物、使用済み燃料乾燥キャスクキャニスタ、または放射性または非放射性要素の導電性金属部品を、例えば耐用年数の終わりにこれらの構成要素を解体する過程において切断するのに理想的に好適である。
原子力発電用原子炉容器および炉内構造物は、一般に、設計された火力発電容量に応じて直径および長さが異なる。典型的なサイズは、直径が約４〜約２２フィート（１．２２〜６．７４メートル）、高さが約１２〜約６５フィート（３．６６〜１９．８１平方メートル）である。反応炉容器および／または炉内構造物の金属厚さは、約３〜約１７インチ（約７．６２〜約４３．１８センチメートル）の範囲である。原子炉容器は、典型的にはステンレス鋼で内面が覆われた炭素鋼で作られている。原子炉容器の炉内構造物は、多くの場合主としてステンレス鋼で構成される。耐用年数の終わりに、これらの容器および内部構造体は、パッケージングおよび管理された（すなわち安全な）廃棄のために分割されなければならない。いくつか場合では、使用済み燃料キャニスタは、使用済み核燃料を乾燥した貯蔵庫に保管するための容器として利用される。使用済燃料貯蔵施設（ＳＦＰＩ）は原子力発電所施設の現場に設けられることが多い。場合によっては、連邦貯蔵所への燃料移送前にこれらのコンテナを開封する必要がある場合があり、そのため、燃料は認可済みの輸送キャスクおよび廃棄キャスクに再パッケージングされ、貯蔵庫に最終処分される。
本発明の実施形態は、原子炉容器廃炉の分野においてアークソー技術を利用する以前の試みの適用で遭遇する様々な困難を排除するように適合される。いくつかの実施形態では、例えば、本発明のシステムは、ブレードと加工物との間の電圧差が低く、非常に高いアンペア数である円形のステンレススチール製歯なしソーブレードを利用する。高電流はカーフから金属を溶かし、ブレードは、そのブレードに沿った一連の放射状スリットによってドロスを除去することができる。いくつかの実施形態におけるアークソーブレードおよび駆動ヘッドは、油圧式の、空気式の、および／または電気的に制御されるマニピュレータによって支持される。ドロスの除去は、電磁粒子分離システムおよび／または従来の巻回フィルタ（wound filter）を使用して達成することができる。いくつかの実施形態によれば、改善されたアークソーブレードは、複数の一体的な半径方向のスリット（例えば、ブレードの周りおよび／またはブレードの中心から半径方向に離間した間隔で設けられる）；ブレード寿命を改善するための側部絶縁体（改善は、例えばデジタルフィードバックコンピュータシステムを用いた、半径方向、垂直方向および／または円周方向のブレード前進の制御で行われる）；、空気中での切断を可能にするブレード側部水スプレー；ブレードを回転させるための油圧モータ、油圧モータ、水圧モータ、または空気動力モータと、クイックチェンジ（迅速交換）ブレードアーバー（ブレードシャフト）；および／またはドロスを収集システムに送るためのブレードシュラウドを含み得る。
ＩＩ．［従来技術の分割システム］
最初に図１を参照すると、従来技術の原子炉容器分割システム１００の斜視図が示されている。従来技術の原子炉容器分割システム１００は、例えば、原子炉キャビティ１０４などの内部容積を画定する原子炉容器（例えば圧力容器）１０２を備えることができる。原子炉容器１０２は、典型的には（例えば、原子炉容器１０２の外部の領域における放射能曝露を最小にするために）コンクリートシールド１０６内に配置される。原子炉容器１０２（および／または説明を容易にするために図示していない内部構造体または関連要素）の廃止、解体、および／または他の分割のためには、原子炉容器１０２の複数の部分が、一般に原子炉容器１０２から切断され、（例えば、放射性廃棄物の貯蔵および／または輸送のために）容器１０８に入れられる。従来技術のシステム１００では、分割に利用される切断システム１１０は、複数（例えば、３つ）のマストスナバ１１４（マスト緩衝器）によって安定化された中央マスト１１２を含んでいた。また切断システム１１０は、垂直またはマストリフト機構１１６およびマスト回転機構１１８を含んでいた。マストリフト機構１１６およびマスト回転機構１１８は、例えばブレード機構１２０を上昇させ、下降させ、位置付けるために利用された。
ブレード機構１２０は、（リテック特許に記載されているものと同様の）アークソーブレード１６０と、リモート位置決め／視認用のカメラ１７０と、原子炉容器１０２の分割された部分を原子炉キャビティ１０４から取り除くための保持／移送ユニット１７２とを備えていた。カメラ１７０は、リモート制御コンソール１８０と連携して利用され、様々な要素への電力は、電力供給源１８２および水力発電ユニット１８４によって供給されていた。このようにして、原子炉廃炉のためにアークソーブレード１６０を利用する利点のいくつかが実現された。しかし、業界での受け入れは限定的であったので、他のより従来から使用される分割方法において、図１の従来技術の原子炉容器分割システム１００によって例示されるようなアークソー技術が採用されてきた。
ＩＩＩ．［改善された分割システム］
ここで図２Ａとともに、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、および図２Ｅを参照すると、いくつかの実施形態による原子炉容器分割システム２１０の、（第１の）部分拡大斜視図、（第２の）部分拡大斜視図、（第３の）部分拡大斜視図、および（第４の）部分拡大斜視図がそれぞれ示されている。
いくつかの実施形態では、原子炉容器分割システム２１０はブレード機構２２０を備え、ブレード機構２２０は、垂直駆動モータ２２４との動作および／または係合によってケーブル２２２−１を伸長および収縮させるように動作可能な垂直駆動アセンブリ２２２を備える。ケーブル２２２−１は、例えば入れ子式伸縮垂直シャフト２２６に取り付けられおよび／またはこれを上下させるように動作可能である。入れ子式伸縮垂直シャフト２２６（または「マスト」）は、例えば、分割操作のためにブレード機構２２０を垂直に位置決めするように動作可能であり得る。いくつかの実施形態では、入れ子式伸縮垂直シャフト２２６は、第１の／外側入れ子式伸縮シャフト部材２２６−２に結合された回転リングギア２２６−１を含むことができる。第１の外側入れ子式伸縮シャフト部材２２６−２は、第２の入れ子式伸縮部材２２６−３、第３の入れ子式伸縮シャフト部材２２６−４、および／または第４の入れ子式伸縮シャフト部材２２６−５などの複数の内側入れ子式伸縮シャフト部材を収容および／または結合することができる。いくつかの実施形態によれば、入れ子式伸縮垂直シャフト２２６は、ソー支持ロッド２２６−６を備えるか、またはソー支持ロッド２２６−６に結合され得る。様々な入れ子式伸縮シャフト部材２２６−３、２２６−４、２２６−５、２２６−６は、より大きな直径の各部材（例えば、図２Ａに示すように、いくつかの実施形態によれば、第１の／外側入れ子式伸縮シャフト部材２２６−２が最大内径を有するものとなる）のなかに入れ子になってもよい。入れ子式伸縮垂直シャフト２２６は、図２Ａに示されるように複数の構成要素２２６−３、２２６−４、２２６−５、２２６−６とともに示されているが、いくつかの実施形態では、（例えば、ブレード機構２２０の所望の垂直距離に応じて）望ましくまたは実用的であり得るように、より少ないまたはより多くの構成要素２２６−３、２２６−４、２２６−５、２２６−６が入れ子式伸縮垂直シャフト２２６に含まれてもよい。いくつかの実施形態では、入れ子式伸縮垂直シャフト２２６（またはその一部または構成要素）は、（例えば、回転リングギア２２６−１と係合するように結合された）回転駆動モータ２２８の動作および／またはそれとの係合によって垂直軸（図示せず）の周りを回転してもよい。
いくつかの実施形態によれば、原子炉容器分割システム２１０は、入れ子式伸縮垂直シャフト２２６および／またはそのソー支持ロッド２２６−６に結合された回転ブレード取り付けアセンブリ２３０を備えることができる。回転ブレード取り付けアセンブリ２３０は、例えばソー支持ロッド２２６−６（および／または入れ子式伸縮垂直シャフト２２６）の回転が同様の回転または回転力を回転ブレード取り付けアセンブリ２３０に与えるように、ソー支持ロッド２２６−６に固定して結合されてもよい。いくつかの実施形態では、回転ブレード取り付けアセンブリ２３０は、水平並進レール２３２を受け入れるおよび／または結合するハウジングまたはブラケット２３０−１を備えることができる。水平並進レール２３２は、いくつかの実施形態では、ブラケット２３０−１を通っておよび／またはブラケット２３０−１内を（例えば、図示されていないその中のローラまたはガイド上で）摺動するトラックまたはビームを含むことができる。水平並進レール２３２は、例えばブレード機構２２０のワークピース（図２Ａには図示せず）への供給速度を制御するなど、分割動作のためにブレード機構２２０を横方向または半径方向に位置決めするように動作可能であり得る。いくつかの実施形態によれば、水平並進レール２３２は、並進駆動モータ２３４の動作および／または係合によって、回転ブレード取り付けアセンブリ２３０に対して並進および／または移動（例えば、横方向移動）することができる。並進駆動モータ２３４は、例えば並進ギア２３４−１を利用して、水平並進レール２３２と係合し、並進力および／または移動を水平並進レール２３２に与えることができる。いくつかの実施形態によれば、並進駆動モータ２３４は、並進電力リード線２３４−２から電力を受け取ることができる。
いくつかの実施形態では、水平並進レール２３２は、その第１の端部において、釣り合いおもり、即ちカウンタウェイト２３６を備える、および／または結合され得る、および／または水平並進レール２３２は、その反対側の第２の端部にブレード配向アクチュエータ２３８を備える、および／または結合され得る。カウンタウェイト２３６は、例えば水平並進レール２３２の第２の端部に連結され、ブレード配向アクチュエータ２３８の作動によって選択的に配向されたブレード駆動アセンブリ２４０の重量バランスを相殺することができる。いくつかの実施形態では、ブレード駆動アセンブリ２４０は、水平並進レール２３２の第２の端部に結合された（または近接する）ソー取り付けブラケット２４０−１を備えていてもよく、その結果、回転ブレード取り付けアセンブリ２３０のブラケット２３０−１に対する水平並進レール２３２の並進再配置がさらに、ブレード駆動アセンブリ２４０の再配置（例えば、並進移動）を引き起こす。
いくつかの実施形態によれば、ブレード駆動アセンブリ２４０は、ブレード配向アクチュエータ２３８は、駆動シャフト２４０−３を枢動させることのできるピボットピン２４０−２を含むことができる。ブレード配向アクチュエータ２３８は、駆動シャフト２４０−３（および／またはそれに結合された構成要素）を、図２Ａに示すように、第１の向き（例えば、水平）から、図２Ｄに示すような第２の方向（例えば、垂直方向）に再配向および／または再構成させる。いくつかの実施形態では、駆動シャフト２４０−３は、ブレードモータ電源リード２４２−１（例えば、ブレード駆動モータ２４２のタイプに適用可能なワイヤ、ケーブル、ホースなど）を介して（例えば、液圧、空気作動および／または電気モータ用の）動力が供給されるブレード駆動モータ２４２によって回転係合および／または駆動され得る。ブレード駆動モータ２４２が空気作動モータを含む場合は、原子炉容器分割システム２１０は、ブレード駆動モータ２４２から（例えば、大気への）ガスを捕捉して排気する排気部（図示せず）を備えてもよい。いくつかの実施形態によれば、ブレード駆動アセンブリ２４０は、コミュテータ電力リード線を介して電力が供給され、駆動シャフト２４０−３を介して、および／または駆動シャフト２４０−３に電流を与える電力コミュテータ２４４を備えることができる。
いくつかの実施形態では、ブレード駆動アセンブリ２４０は、ブレードシュラウド２５０（第１のドロス出口２５２ａおよび／または第２のドロス出口２５２ｂを有する）、ドロス収集シュラウド２５４、ドロス収集シュラウドアイドラホイール２５６、および／または複数のウォータージェットポート２５８を含む。ブレードシュラウド２５０は、例えば、駆動シャフト２４０−３に取り付けられたソーブレード２６０の少なくとも一部分を部分的に収容、シールド、および／またはカバーすることができる。図２Ａに示すように、ブレードシュラウド２５０は、いくつかの実施形態では、ソーブレード２６０の面積の約５０％をカバーまたは収容することができる（例えば、ブレードシュラウドは、ソーブレード２６０の周方向に約１８０度延在することができる）。いくつかの実施形態によれば、ドロス出口２５２ａ〜２５２ｂは、ブレードシュラウド２５０内からドロスを収集および／または誘導する（例えば、収集されたドロス（図示せず）を、適用された吸引力または真空力などを介して、１つ以上の濾過、分離、および／または収集要素（例えば、本願の図４Ａ及び図４Ｂの磁性廃棄物分離システム４９０）へと誘導する）。いくつかの実施形態では、ドロス収集シュラウド２５４は、ドロス収集を増加させるために、ソーブレード２６０におけるより多くのシュラウド領域を提供するように、ブレードシュラウド２５０から（またはその内部から）延在し得る。いくつかの実施形態によれば、ドロス収集シュラウド２５４は、ブレードシュラウド２５０内に収容され、例えばばねまたは他の付勢機構によってブレードシュラウド２５０から能動的に引き込まれ、それに係合し、かつ／またはそこから押し出される。そのような実施形態では、および／またはドロス収集シュラウドアイドラホイール２５６が利用される場合には、ドロス収集シュラウドアイドラホイール２５６は、分割されるべき部品（例えばワークピース）に沿って乗り出し、および／またはそれと係合して係合部分に付勢力を加えることができる。このような方式で、例えば、ドロス収集シュラウドアイドラホイール２５６は、ドロス収集シュラウド２５４をアクティブカット部（図示せず）の近くに残してドロス収集を増加させることができる。いくつかの実施形態では、ウォータージェットポート２５８は、例えば１つ以上のホースまたはチューブ（図示せず）からの加圧された水（または他の流体）の流れを受容することができ、例えばソーブレード２６０が非水性環境（例えば、水上または空気中切断）で分割または切断するために利用される場合に、ソーブレード２６０に液体冷却を提供することができる。いくつかの実施形態では、ウォータージェットポート２５８は、加圧された水（または他の許容可能な流体）を、ソーブレード２６０の前縁および後縁のいずれかまたは両方に向けるように配置され得る。
いくつかの実施形態によれば、ソーブレード２６０は、約１２０フィート／秒の速度で回転するようにブレード駆動モータ２４２と係合することができる。いくつかの実施形態では、ソーブレード２６０は、電力コミュテータ２４４および／または駆動シャフト２４０−３を介して電流／電圧（例えば、１５０００〜２５０００アンペアのような高アンペア数、および／または２５〜５０ボルトなどの低電圧）を受け取り、ソーブレード２６０をワークピースに対してアークソーとして作動させるなどができる。いくつかの実施形態では、ソーブレード２６０は、例えばスライドロックナットなどのクイックチェンジ（迅速交換）カップリング（図示せず）を介してブレード駆動アセンブリ２４０および／または駆動シャフト２４０−３に取り付けられ、ソーブレード２６０を容易に（例えば、水中で約３０分）変更可能とすることができる。
いくつかの実施形態では、原子炉容器分割システム２１０および／またはブレード機構２２０の構成要素２２２、２２２−１、２２４、２２６、２２６−１、２２６−２、２２６−３、２２６−４、２２６−５、２２６−６、２２８、２３０、２３０−１、２３２、２３４、２３４−１、２３４−２、２３６、２３８、２４０、２４０−１、２４０−２、２４０−３、２４２、２４２−２、２４４、２４４−１、２５０、２５２ａ−ｂ、２５４、２５６、２５８、２６０のいずれかまたは全ては、本明細書に記載された同様の名称および／または番号の付された構成要素と構成および／または機能が類似のものであってもよい。本明細書に記載の実施形態の範囲から逸脱することなく、原子炉容器分割システム２１０および／またはブレード機構２２０に含まれる構成要素２２２、２２２−１、２２４、２２６、２２６−１、２２６−２、２２６−３、２２６−４、２２６−５、２２６−６、２２８、２３０、２３０−１、２３２、２３４、２３４−１、２３４−２、２３６、２３８、２４０、２４０−１、２４０−２、２４０−３、２４２、２４２−２、２４４、２４４−１、２５０、２５２ａ〜ｂ、２５４、２５６、２５８、２６０（および／またはその一部）の数を増減させること、および／または構成要素２２２、２２２−１、２２４、２２６、２２６−１、２２６−２、２２６−３、２２６−４、２２６−５、２２６−６、２２８、２３０、２３０−１、２３２、２３４、２３４−１、２３４−２、２３６、２３８、２４０、２４０−１、２４０−２、２４０−３、２４２、２４２−２、２４４、２４４−１、２５０、２５２ａ−ｂ、２５４、２５６、２５８、２６０の様々な構成の数を増減させることができる。いくつかの実施形態では、原子炉容器分割システム２１０および／またはブレード機構２２０において、様々な構成要素２２２、２２２−１、２２４、２２６、２２６−１、２２６−２、２２６−３、２２６−４、２２６−５、２２６−６、２２８、２３０、２３０−１、２３２、２３４、２３４−１、２３４−２、２３６、２３８、２４０、２４０−１、２４０−２、２４０−３、２４２、２４２−２、２４４、２４４−１、２５０、２５２ａ−ｂ、２５４、２５６、２５８、２６０のうちの１つ以上が必要でないこと、および／または所望されないことがある。
いくつかの実施形態による原子炉容器分割システム２１０および／またはブレード機構２２０の構成および／または動作を説明するために、例示的な目的で用語「水平」および「垂直」が使用されるが、このような用語は限定的ではない。本発明のいずれかの実施形態の範囲から逸脱することなく、他の基準および／または向きの枠組みを利用することができる。
ＩＶ．［改善されたアークソーブレード］
次に図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、いくつかの実施形態による改善されたアークソーブレード３６０の上面図および部分断面図がそれぞれ示されている。いくつかの実施形態によれば、アークソーブレード３６０は、（例えば、図３Ａまたは図３Ｂには示されていないが、炭素鋼原子炉の要素を分割するための）ステンレス鋼ブレードを含み得る。ステンレス鋼は、オーステナイト（非磁性）であり、これは、炭素鋼の厚い部分を切断する際に磁力によるブレードの歪みに関する、従来の問題を低減することができる。いくつかの実施形態では、アークソーブレード３６０は、直径が１０〜４８インチ（２５．４０〜１２１．９２センチメートル）で、厚さが０．０６０〜０．２５０インチ（１．５２〜６．３５ミリメートル）（直径および厚さは、例えば特定の分割操作またはタスクのために使用されるブレード直径に応じて決まる）である。
いくつかの実施形態では、改変された、すなわち改変型アークソーブレード３６０は、ブレード取り付け孔３６０−１を含む、および／またはそれを画定する。改変型アークソーブレード３６０が円形の構成である場合、ブレード取り付け孔３６０−１を円の中心に位置させることができる。いくつかの実施形態によれば、改変型アークソーブレード３６０は、例えば、主に、改変型アークソーブレード３６０のワークピースおよび／または係合中の冷却および／またはドロス除去のために、複数のスリット３６２ａ〜３６２ｄを含むことができる。複数のスリット３６２ａ〜３６２ｄはまた、分割操作中の加熱からのアークソーブレード３６０の周縁の拡張を許容することができ、もってブレードの歪みの最小化を容易にすることもできる。図示されるように、いくつかの実施形態では、スリット３６２ａ〜３６２ｄは、改変型アークソーブレード３６０の周りで様々なグループをなすように配置されてもよい。いくつかの実施形態では、例えば、複数の一次スリット３６２ａが、改変型アークソーブレード３６０の周りに（例えば、中心からの第１の半径方向距離に）配置され、半径方向内向きに（例えば、中心から第２の半径方向距離まで）第１の長さだけ延びている。図３Ａに示すように、第１の半径方向距離は、改変型アークソーブレード３６０の半径に等しくてもよく（例えば、各一次スリット３６２ａは、改変型アークソーブレード３６０の縁部で開始／終了し得る。）、第２の半径方向距離は、第１のスリット３６２ａの長さに等しい大きさだけ、第１の半径方向距離よりも小さくてもよい。
いくつかの実施形態によれば、改変型アークソーブレード３６０は、複数の二次スリット３６２ｂを含んでいてもよい。複数の二次スリット３６２ｂは、改変型アークソーブレード３６０の領域の周りに（例えば、図示のように、中心からの第２の半径方向距離に）配置され、半径方向内側に第２の長さだけ（例えば、中心から第３の半径方向距離まで）延びることができる。図３Ａに示すように、複数の二次スリット３６２ｂは、複数の一次スリット３６２ａの開始／終了と一致する第２の半径方向距離で開始／終了することができ、第３の半径方向距離は、第２のスリット３６２ｂの長さに等しい大きさだけ、第２の半径距離よりも小さくてもよい。いくつかの実施形態によれば、二次スリット３６２ｂは、スリット分離角３６４だけ一次スリット３６２ａから角度がずれていてもよい。
いくつかの実施形態では、改変型アークソーブレード３６０は、複数の三次スリット３６２ｃを含んでもよいし、またはそれを代替的に有していてもよい。複数の三次スリット３６２ｃは、改変型アークソーブレード３６０の領域の周りに（例えば、図示のように、中心から第３の半径方向距離に）配置され、半径方向内側に第３の長さだけ（例えば、中心から第４の半径方向距離まで）延びている。図３Ａに示すように、複数の三次スリット３６２ｃは、複数の二次スリット３６２ｂの開始／終了と一致する第３の半径方向距離で開始／終了することができ、第４の半径方向距離は、第３のスリット３６２ｃの長さに等しい大きさだけ、第３の半径距離よりも小さくてもよい。いくつかの実施形態によれば、三次スリット３６２ｃは、スリット分離角３６４だけ二次スリット３６２ａから角度がずれていてもよい。
いくつかの実施形態では、改変型アークソーブレード３６０は、複数の四次スリット３６２ｄを含んでもよいし、またはそれを代替的に有していてもよい。複数の四次スリット３６２ｄは、改変型アークソーブレード３６０の領域の周りに（例えば、図示のように、中心から第４の半径方向距離に）配置され、半径方向内側に第４の長さだけ（例えば、中心から第５の半径方向距離まで）延びている。図３Ａに示すように、複数の四次スリット３６２ｄは、複数の三次スリット３６２ｃの開始／終了と一致する第４の半径方向距離で開始／終了することができ、第５の半径方向距離は、第４のスリット３６２ｄの長さに等しい大きさだけ、第４の半径距離よりも小さくてもよい。いくつかの実施形態によれば、四次スリット３６２ｄは、スリット分離角３６４だけ三次スリット３６２ｃから角度がずれていてもよい。
いくつかの実施形態では、複数のスリット３６２ａ〜３６２ｄの配置は、アークソーブレード３６０の構造的完全性および／または剛性を維持しながら、アークソーブレード３６０の冷却を可能とし、歪みの最小化を可能にすることができる。１つの非限定的な実施例において、３０インチ（７６．２センチメートル）の直径を有するアークソーブレード３６０は、任意の所与のグループのスリット３６２ａ〜３６２ｄ（例えば、１６本の一次スリット３６２ａ）において、１６本のスリット３６２ａ〜３６２ｄを含むことができる。いくつかの実施形態では、一次スリット３６２ａ（および／または他のスリット３６２ｂ〜３６２ｄのいずれかまたは全て）は、０．２〜０．３インチ（５．０８〜７．６２ミリメートル）の幅を有してもよく、および／または第１の長さは、アークソーブレード３６０の半径（または使用可能／切断半径）の約１／４であってよい。
いくつかの実施形態によれば、複数の一次スリット３６２ａ、複数の二次スリット３６２ｂ、複数の三次スリット３６２ｃ、および複数の四次スリット３６２ｄのいずれかまたは全ては、図３Ａに示されるよりも少ないまたは多い数のスリット３６２ａ〜３６２ｄを含み得る。いくつかの実施形態によれば、スリット分離角３６４は、複数の一次スリット３６２ａ、複数の二次スリット３６２ｂ、複数の三次スリット３６２ｃ、および複数の四次スリット３６２ｄのいずれかまたは全ての間で異なる角度であり得る。いくつかの実施形態では、スリット分離角３６４は、スリット３６２ａ〜３６２ｄのグループの中で等しい角度であり得る。いくつかの実施形態では、第１、第２、第３、および／または第４の長さは、スリット３６２ａ〜スリット３６２ｄのグループの間で異なった長さでもよく、他の実施形態では、例えば図３Ａに示すように、第１、第２、第３、および／または第４の長さは等しい長さであってもよい。
いくつかの実施形態によれば、図３Ｂに示すように、改変型アークソーブレード３６０は、２つの絶縁層３６８の間に挟まれたコア材料３６６（例えば、炭素鋼加工片を切断するためのステンレス鋼またはステンレス鋼加工片を切断するための炭素鋼）を含むことができ、２つの絶縁層３６８により、例えば改変型アークソーブレード３６０の側方アーク放電および緩慢な劣化を減らすことができる。いくつかの実施形態によれば、絶縁層３６８は、厚さの０．００２〜０．００５インチ（０．００５０８〜０．０１２７センチメートル）のエポキシ粉末コーティングを含むことができる。いくつかの実施形態では、２つの絶縁層３６８は、図示のように、改変型アークソーブレード３６０の両側にそれぞれ設けられ得る。いくつかの実施形態では、２つの絶縁層３６８のいずれかまたは両方が、改変型アークソーブレード３６０の領域の一部のみを覆うことができる。ある絶縁層３６８は、例えば、その外径に隣接する改変型アークソーブレード３６０の領域の外側部分に配置され、改変型アークソーブレード３６０の残りの部分は絶縁層３６８を含まない。いくつかの実施形態では、改変型アークソーブレード３６０の領域の絶縁層３６８による被覆の程度は、設計上アンペア数または他のワークピース固有のパラメータに基づいて選択され得る。（例えば、異なる構成の絶縁層３６８（複数可）を有する異なる改変型アークソーブレード３６０が、異なる分割ジョブのために使用され得る。）
いくつかの実施形態によれば、改変型アークソーブレード３６０の構成要素３６０−１、３６２−ｂ、３６４、３６６、３６８のいずれかまたは全ては、本明細書に記載された同様の名称および／または番号の付された構成要素と構成および／または機能が類似のものであってもよい。本明細書に記載の実施形態の範囲から逸脱することなく、改変型アークソーブレード３６０に含まれる構成要素３６０−１、３６２−ｂ、３６４、３６６、３６８（および／またはその一部）の数を増減させること、および／または構成要素３６０−１、３６２−ｂ、３６４、３６６、３６８の様々な構成の数を増減させることができる。いくつかの実施形態では、様々な構成要素３６０−１、３６２−ｂ、３６４、３６６、３６８のうちの１つ以上が必要でないこと、および／または所望されないことがある。
Ｖ．［磁気による分離］
ここで図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、いくつかの実施形態による磁性廃棄物分離システム４９０の側面組立図および斜視組立図のそれぞれが示されている。いくつかの実施形態では、磁性廃棄物分離システム４９０は、図示のように鋼製ドラムなどの磁気分離器リザーバ４９２を備えることができる。いくつかの実施形態によれば、本明細書中の図２Ａのドロス出口２５２ａ〜２５２ｂによって供給される流出物などのワークピース分割からの流出物（例えば、ドロスを含む）は、磁気分離器入口４９４ａを介して磁気分離器リザーバ４９２に向けられてもよい。液体真空または他のポンプ（図示せず）は、例えば、（図４Ａまたは図４Ｂには示されていない）および／または分割作業の対象部位（例えば、原子炉プール）から磁気分離器入口４９４ａに廃棄物／ドロスを導く。いくつかの実施形態では、図示されているように、磁気分離器入口４９４ａは、例えば、磁気分離器リザーバ４９２の上部の入口から磁気分離器リザーバ４９２の底部への廃棄物流入を誘導する入口延長部を含むか、またはそれに結合することができる。いくつかの実施形態によれば、磁気分離器出口４９４ｂは、磁気分離器リザーバ４９２からの廃棄物流れを、フィルタシステムまたは装置（例えば、巻回フィルタ装置）などの１つ以上の外部要素（図示せず）に導くことができる。いくつかの実施形態では、磁気分離器入口４９４ａおよび／または磁気分離器出口４９４ｂは、リザーバキャップ４９６上に配置されてもよく、および／またはリザーバキャップ４９６に結合されてもよい。いくつかの実施形態によれば、リザーバキャップ４９６は、磁気分離器リザーバ４９２の開放端をシールする（例えば、こぼれを防止するために）磁気分離器リザーバ４９２内に着座し、および／またはそれに結合することができる。いくつかの実施形態では、リザーバキャップ４９６は、複数の磁気要素４９８ａ−ｂを収容するか、あるいはその代わりに複数の磁気要素４９８ａ〜ｂを収容および／またはそれに結合することもできる。リザーバキャップ４９６は、例えば、複数の磁気ロッド４９８ｂを磁化するように結合された複数の磁気コイル４９８ａ（例えば、防水コイル）を収容することができる。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、いくつかの実施形態では、磁気ロッド４９８ｂは、磁気分離器リザーバ４９２のキャビティ内に、例えば、磁気分離器入口４９４ａおよび／またはその入口延長部４９４ａ−１によって提供される廃棄物流れのなかに延び得る。このようにして、例えば、提供された廃棄物流れの鉄要素は磁気ロッド４９８ｂに引き寄せられ、非鉄廃棄物（または非磁性廃棄物）は磁気分離器出口４９４ｂを介して外部に導かれる。アークソー技術（例えば、本明細書に記載されたもの）による原子炉容器の分割の鉄要素（磁化されたステンレス鋼粒子のような鉄ドロス）は、非鉄成分から分離され得る。いくつかの実施形態によれば、磁性廃棄物分離システム４９０に導入されたドロス中のより大きな微粒子（直径約０．０８〜０．２５インチ（約２．０３〜６．３５ミリメートル））が、磁気分離器リザーバ４９２の底部に落ちるか、または沈降し得る。いくつかの実施形態では、中程度の磁気微粒子（直径約０．０１〜０．０３インチ（約０．２５４〜０．７６２ミリメートル））が磁気ロッド４９８ｂに引き付けられて収集され得る。より細かい微粒子は、磁気分離器出口４９４ｂを介して、巻回型（または他の）フィルタシステム（図示せず）に導くことができる。
いくつかの実施形態では、磁性廃棄物分離システム４９０は、本明細書に記載のステンレス鋼原子炉容器分割の副生成物（ドロス）として生じるステンレス鋼廃棄物（例えば、ＳＵＳ３０４、３１６、３２１および／または３４７）を処理／分離するために利用されてもよい。このようなステンレス鋼は、典型的には非磁性である。しかし、出願人は、オーステナイト系ステンレス鋼の金属組織結晶構造は、面心立方晶から体心立方晶に変化し、従って、本明細書に記載のアークソー分割操作を行われると強磁性（例えば、炭素鋼に類似の性質）になると考えている。この現象はこれまで認識されておらず、この現象により、磁性廃棄物分離システム４９０が磁性ステンレス鋼ドロス成分を分割作業廃棄物ストリームから効果的に除去することが可能となり、処理コストを（例えば、少なくともドロスを濾過することができる巻回フィルタの寿命を延ばすことによって）減少させることができる。
いくつかの実施形態によれば、磁性廃棄物分離システム４９０の構成要素４９２、４９４ａ−ｂ、４９４ａ−１，４９６、４９８ａ−ｂのいずれかまたは全ては、本明細書に記載されている同様な名称および／または番号の付されたあらゆる構成要素に対し、構成および／または機能性についての類似性を有し得る。本明細書に記載の実施形態の範囲から逸脱することなく、磁性廃棄物分離システム４９０に含まれる構成要素４９２、４９４ａ−ｂ、４９４ａ−１，４９６、４９８ａ−ｂ（および／またはその一部）の数を増減させること、および／または構成要素４９２、４９４ａ−ｂ、４９４ａ−１，４９６、４９８ａ−ｂの様々な構成の数を増減させることができる。いくつかの実施形態では、磁性廃棄物分離システム４９０において、様々な構成要素４９２、４９４ａ−ｂ、４９４ａ−１，４９６、４９８ａ−ｂのうちの１つ以上が必要でないこと、および／または所望されないことがある。
ＶＩ．［システムの概要］
次に図５参照すると、いくつかの実施形態による原子炉容器分割システム５００の上方斜視図が示されている。いくつかの実施形態では、原子炉容器分割システム５００は、その内部キャビティ５０４の入口付近にフランジ付きリム５０２−１を有する原子炉容器５０２を備えることができる。原子炉容器５０２は、いくつかの実施形態では、コンクリートシールド５０６によって支持され、および／またはコンクリートシールド５０６内に配置されるか、コンクリートシールド５０６に結合され得る。いくつかの実施形態によれば、（例えば、本明細書の実施形態に従って記載されたような）改善されたアークソー切断システム５１０は、原子炉容器５０２の内部キャビティ５０４内に配置され得る。改善されたアークソー切断システム５１０は、例えば、オーバーヘッドトロリー５２２−３上のアンカー５２２−２に結合されたケーブル５２２−１を介して原子炉容器５０２の内部キャビティ５０４内に降ろされたブレード機構５２０を含み得る。いくつかの実施形態では、オーバーヘッドトロリー５２２−３は、いくつかの実施形態では、例えばブレード機構５２０が原子炉容器５０２から取り外されるように、および／またはブレード機構をワークピースの分割のための異なる位置（具体的には示されていないが、例えば、隣接するサービスプール）に配置するために、ブレード機構５２０が横方向に再配置され得るようにレール５２２−４に載って動くことができる。
いくつかの実施形態によれば、ケーブル５２２−１は、ブレード機構５２０の入れ子式伸縮シャフト５２６に結合され得る。入れ子式伸縮シャフト５２６は、いくつかの実施形態では（例えば、ブレード機構５２０が原子炉容器５０２内に配置される場合）、複数の横方向支持部５２６−７に結合されることによって固定および／または位置決めされ得る。いくつかの実施形態によれば、横方向支持部５２６−７は、原子炉容器５０２のフランジ付きリム５０２−１に結合されるか、または原子炉容器５０２のフランジ付きリム５０２−１上に載置されることができる。いくつかの実施形態（例えば、本明細書に記載の様々な実施形態）において、ブレード機構５２０は、ブレード駆動機構、すなわちブレード駆動アセンブリ５４０を備え得る（および／または入れ子式伸縮シャフト５２６がブレード駆動アセンブリ５４０に結合し得る）。ブレード駆動アセンブリ５４０は、例えば入れ子式伸縮シャフト５２６と協働して、原子炉容器５０２の分割を行うためにアークソーブレード５６０（例えば、図３Ａおよび／または図３Ｂのアークソーブレード３６０）を位置決めすることができる。
いくつかの実施形態では、制御システム（図示せず）は、分割作業のためにアークソーブレード５６０を正確に位置決めするべく、ブレード駆動アセンブリ５４０のオーバーヘッドトロリー５２２−３、ケーブル５２２−１、入れ子式伸縮シャフト５２６、および／または他の構成要素を能動的に係合および／または制御するために利用され得る。制御システムは、例えば、ワークピース（例えば、原子炉容器５０２）に対するアークソーブレード５６０の位置を管理するソリッドステート電子制御装置およびフィードバック機構（例えば、センサ）を含むことができる。いくつかの実施形態では、制御システムは、アークソーブレード５６０とワークピースとの間に、例えばラフカット即ち「チョップソー」としての最適なアークソー分割作業のために、０．００８〜０．０１６インチ（０．２０３〜０．４０６ミリメートル）のギャップを維持し得る。いくつかの実施形態では、制御システムは、表示装置および入力装置を含むオペレータコンソールと通信する少なくとも１つのデジタルマイクロプロセッサを備えてもよく、および／またはアークソーブレード５６０の位置決めに関するフィードバックデータを受信することができるカメラおよび／または他のセンサ装置と通信してもよい。
いくつかの実施形態によれば、原子炉容器分割システム５００の構成要素５０２、５０２−１、５０４、５０６、５１０、５２０、５２２−１、５２２−２、５２２−３、５２２−４、５２６、５２６−７、５４０、５６０のいずれかまたは全ては、本明細書に記載された同様の名称および／または番号の付された構成要素と構成および／または機能が類似のものであってもよい。本明細書に記載の実施形態の範囲から逸脱することなく、原子炉容器分割システム５００に含まれる構成要素５０２、５０２−１、５０４、５０６、５１０、５２０、５２２−１、５２２−２、５２２−３、５２２−４、５２６、５２６−７、５４０、５６０（および／またはその一部）の数を増減させること、および／または構成要素５０２、５０２−１、５０４、５０６、５１０、５２０、５２２−１、５２２−２、５２２−３、５２２−４、５２６、５２６−７、５４０、５６０の様々な構成の数を増減させることができる。いくつかの実施形態では、原子炉容器分割システム５００において、様々な構成要素５００に含まれる構成要素５０２、５０２−１、５０４、５０６、５１０、５２０、５２２−１、５２２−２、５２２−３、５２２−４、５２６、５２６−７、５４０、５６０のうちの１つ以上が必要でないこと、および／または所望されないことがある。
ＶＩＩ．［結論］
本開示は、当業者に対し、実施可能ないくつかの実施形態および／または発明の説明を提供する。これらの実施形態および／または発明のいくつかは、本出願の特許請求の範囲の請求項に記載されていないが、本出願に基づく優先権を主張する１つ以上の継続出願／分割出願において特許請求の範囲の請求項に記載する可能性がある。本出願人は、ここに公開され実施可能とされているが、本出願では請求項に記載されていない発明に関する特許を求めるために追加の出願をする権利を留保する。

Claims (16)

  1. 原子炉容器分割システムであって、
    入れ子式伸縮垂直シャフトと、
    前記入れ子式伸縮垂直シャフトに動作可能に連結されて回転力を与える回転駆動モータと、
    前記入れ子式伸縮垂直シャフトに結合された回転ブレード取り付けアセンブリと、
    前記回転ブレード取り付けアセンブリに移動可能に結合された水平並進レールと、
    前記水平並進レールに動作可能に結合されて並進力を付与する並進駆動モータと、
    前記水平並進レールの第１の端部に結合されたブレード駆動アセンブリと、
    前記ブレード駆動アセンブリのピボットピンを介して結合され、第１の向きから第２の向きに再配向されるように選択的に動作可能なアークソーブレードと、
    前記アークソーブレードを選択的に再配向させる力を与えるため前記ブレード駆動アセンブリに動作可能に結合された配向アクチュエータと、
    前記アークソーブレードに電気的に接続され、前記アークソーブレードに電流を流す電力コミュテータと、
    前記アークソーブレードの少なくとも一部を収容するブレードシュラウドとを備え、
    前記ブレードシュラウドは、ドロス出口を備えていることを特徴とする原子炉容器分割システム。
  2. 請求項１に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記ドロス出口に結合された廃棄物入口を含む磁性廃棄物分離システムをさらに含むことを特徴とする原子炉容器分割システム。
  3. 請求項２に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記磁性廃棄物分離システムは、
    内部容積を画定し、開放端を有する磁性廃棄物分離器リザーバと、
    前記廃棄物入口を収容するリザーバキャップであって、前記廃棄物入口は前記内部容積と連通し、前記リザーバキャップは、前記磁性廃棄物分離器リザーバに結合されて前記開放端をシールする、該リザーバキャップと、
    前記内部容積内に配置された複数の磁気ロッドとを含むことを特徴とする原子炉容器分割システム。
  4. 請求項３に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記磁性廃棄物分離システムは、前記リザーバキャップに結合され、前記内部容積と連通する廃棄物出口をさらに含むことを特徴とする原子炉容器分割システム。
  5. 請求項４に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記廃棄物出口に連通する少なくとも１つの巻回フィルタをさらに含むことを特徴とする原子炉容器分割システム。
  6. 請求項１に記載の原子炉容器分割システムであって、前記アークソーブレードの周囲に沿って配置され、かつ前記アークソーブレードの中心に向かって半径方向内向きに延びる複数のスリットをさらに含むことを特徴とする原子炉容器分割システム。
  7. 請求項６に記載の原子炉容器分割システムであって、前記複数のスリットは、第１のスリット群と、第２のスリット群とを含み、前記第１のスリット群と前記第２のスリット群とは、半径方向の分離角度だけオフセットされていることを特徴とする原子炉容器分割システム。
  8. 請求項１に記載の原子炉容器分割システムであって、
    加圧された水の流れを前記アークソーブレードの表面に向けるために前記ブレードシュラウドに結合された少なくとも１つのウォータージェットポートをさらに備えることを特徴とする原子炉容器分割システム。
  9. 請求項８に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記少なくとも１つのウォータージェットポートは、前記加圧された水の流れを前記アークソーブレードの前縁および後縁の両方に向けるように結合されていることを特徴とする原子炉容器分割システム。
  10. 請求項１に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記ブレードシュラウドに移動可能に結合され、前記ブレードシュラウドから外向きに付勢されたドロス収集シュラウドをさらに含むことを特徴とする原子炉容器分割システム。
  11. 請求項１に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記アークソーブレードが、絶縁層を含むことを特徴とする原子炉容器分割システム。
  12. 請求項１に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記アークソーブレードはステンレス鋼で作られていることを特徴とする原子炉容器分割システム。
  13. 請求項１に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記アークソーブレードは炭素鋼で作られていることを特徴とする原子炉容器分割システム。
  14. 請求項１に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記アークソーブレードに動作可能に結合され、前記アークソーブレードに回転力を与えるブレード駆動モータをさらに含むことを特徴とする原子炉容器分割システム。
  15. 請求項１４に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記ブレード駆動モータは、双方向回転モータであり、かつ油圧モータ、水圧モータ、空気作動式モータ、および電動モータの少なくとも１つを含むことを特徴とする原子炉容器分割システム。
  16. 請求項１に記載の原子炉容器分割システムであって、
    前記ブレードシュラウドは、前記アークソーブレードの周方向の半分を収容することを特徴とする原子炉容器分割システム。
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