JP7843903B1 - 上部炉心構造物の解体方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業性を向上する。
【解決手段】上部炉心構造物の解体方法は、上部炉心板及び上部炉心支持板を連結する複数の上部炉心支持柱とを備える上部炉心構造物の解体方法であって、内部に水が貯留された原子炉容器内に前記上部炉心構造物が配置された状態で、前記上部炉心支持板に対して前記上部炉心支持柱を連結する連結部の回り止めが除去される工程と、前記上部炉心支持板を持ち上げることで、前記連結部を介して前記上部炉心支持板に連結された前記上部炉心支持柱、及び、前記上部炉心支持柱に連結された上部炉心板と共に、前記原子炉容器の外部の作業スペースに前記上部炉心構造物が移動される工程と、前記作業スペースで、前記連結部が除去される工程と、前記上部炉心支持板が前記上部炉心支持柱から分離させて運搬される工程と、を含む。
【選択図】図６

Description

本開示は、上部炉心構造物の解体方法に関する。

特許文献１には、廃止措置が決定した原子力プラントの解体方法が記載されている。この解体方法では、作業用プールに水を張っている期間を抑えるために、炉内構造物の取出し及び解体作業が、燃料貯蔵プールからの燃料の搬出完了前に開始されている。

特開２０１７－６７７２８号公報

ところで、原子炉は、内部の構造物である炉内構造物を含め、放射線量（線量）の高い部材を多く有している。そのため、原子炉を解体する際には、線量の高い部材に触れることが多くなり、作業時間や作業場所の制限が多くなってしまう。そこで、放射線の影響を抑えて、原子炉を解体する際には、作業性を向上することが望まれている。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、放射線の影響を抑えて、作業性を向上することが可能な上部炉心構造物の解体方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係るに上部炉心構造物の解体方法は、上部炉心板と、前記上部炉心板に対して鉛直方向の上方に配置された上部炉心支持板と、前記上部炉心板及び前記上部炉心支持板を連結する複数の上部炉心支持柱とを備える上部炉心構造物の解体方法であって、内部に水が貯留された原子炉容器内に前記上部炉心構造物が配置された状態で、前記上部炉心支持板に対して前記上部炉心支持柱を連結する連結部の回り止めが除去される工程と、前記上部炉心支持板を持ち上げることで、前記連結部を介して前記上部炉心支持板に連結された前記上部炉心支持柱、及び、前記上部炉心支持柱に連結された前記上部炉心板と共に、前記原子炉容器の外部の作業スペースに前記上部炉心構造物が移動される工程と、前記作業スペースで、前記連結部が除去される工程と、前記上部炉心支持板が前記上部炉心支持柱から分離させて運搬される工程と、を含む。

本開示の上部炉心構造物の解体方法によれば、放射線の影響を抑えて、作業性を向上することができる。

実施形態に係る加圧水型原子炉を表す縦断面図である。 実施形態に係る内部に水が貯留され状態で原子炉容器蓋が外された加圧水型原子炉が原子炉建屋内プール内に配置された様子を示す模式図である。 実施形態に係る上部炉心構造物を示す斜視図である。 実施形態に係る上部炉心構造物を示す縦断面図である。 実施形態に係る上部炉心支持板及び上部炉心板に対する上部炉心支持柱の位置関係を示す図である。 実施形態に係る上部炉心構造物の解体方法を示すフロー図である。 実施形態に係る上部炉心構造物を移動する前に、原子炉建屋の水位を上げた状態を示す図である。 実施形態に係る上部炉心構造物を移動する後に、原子炉建屋の水位を下げた状態を示す図である。 実施形態の上部炉心支持柱を引き上げる装置の構成の一例を示す図である。である。

以下、添付図面を参照して、本開示による上部炉心構造物の解体方法を実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。

＜実施形態＞
（原子炉）
図１は、実施形態に係る解体対象である原子炉である加圧水型原子炉１を表す縦断面図である。原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により、蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉１（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。

図２に示すように、加圧水型原子炉１は、原子炉建屋内プール１００内に配置されている。原子炉建屋内プール１００内には、冷却水（水）を貯留可能な空間が形成されている。本実施形態の原子炉建屋内プール１００は、空間として、加圧水型原子炉１が配置される第一キャビティ１１０と、第一キャビティ１１０に隣接して配置された第二キャビティ１２０とを有している。第一キャビティ１１０は、作業員が歩行可能な第一床面１１１が形成されている。第一床面１１１には、加圧水型原子炉１が収容される凹部が形成されている。第二キャビティ１２０は、第一床面１１１から窪む第二床面１２１を有している。つまり、第二床面１２１は、第一床面１１１に対して鉛直方向Ｄｖの下方に位置している。これにより、第二キャビティ１２０は、第一キャビティ１１０よりも鉛直方向Ｄｖの下方に窪んだ空間として形成されている。また、第一キャビティ１１０及び第二キャビティ１２０には、加圧水型原子炉１を解体する際に部品を配置可能な作業スペースが配置されている。具体的には、第一床面１１１の一部や、第二床面１２１の一部によって作業スペースは、形成されている。

本実施形態の加圧水型原子炉１は、図１及び図２に示すように、原子炉容器２と、制御棒駆動装置３と、上部炉心構造物５と、下部炉心構造物６とを備えている。

原子炉容器２は、内部に炉内構造物が挿入できるように、原子炉容器本体２１と、原子炉容器蓋２２（上鏡）とを有している。原子炉容器２は、第一床面１１１に対して窪むように形成された穴の内部に配置されている。原子炉容器２は、第一床面１１１から一部（具体的には原子炉容器蓋２２）が突出した状態で配置されている。

原子炉容器本体２１は、原子炉容器蓋２２を取り外すことで上部が開口可能とされている。原子炉容器本体２１の下部は、半球形状をなす下鏡により閉塞された円筒形状をなしている。原子炉容器本体２１の上部には、一次冷却水（水）としての軽水（冷却剤）を供給する入口ノズル２３（入口管台）と、軽水を排出する出口ノズル２４（出口管台）とが形成されている。また、原子炉容器本体２１は、入口ノズル２３及び出口ノズル２４とは別に、図示しない注水ノズル（注水管台）が形成されている。

原子炉容器蓋２２は、原子炉容器本体２１の上部に装着されている。原子炉容器蓋２２は、原子炉容器本体２１に対して複数のスタッドボルト及びナット（不図示）により開閉可能に固定されている。

上部炉心構造物５は、原子炉容器２の内部に配置されている。上部炉心構造物５は、原子炉容器本体２１に対して鉛直方向Ｄｖの上方に移動されることで、原子炉容器本体２１から抜き出すことが可能とされている。図３及び図４に示すように、本実施形態の上部炉心構造物５は、上部炉心板５１と、上部炉心支持板５２と、上部炉心支持柱５３と、ガイドチューブ５５と、連結部５９と、を有している。

なお、上部炉心構造物５は、上述する構造のみを有するものではない。上部炉心構造物５は、不図示の構成として、例えば、混流器や熱電対引出管等の他の構成を有している。

上部炉心板５１は、上部炉心支持板５２に対して鉛直方向Ｄｖの下方に離れて配置されている。上部炉心板５１では、円板形状をなして多数の貫通孔が形成されている。上部炉心板５１の貫通孔には、ガイドチューブ５５が挿通されている。

上部炉心支持板５２は、上部炉心板５１に対して鉛直方向Ｄｖの上方に離れて配置されている。図１及び図２に示すように、上部炉心支持板５２は、内部にて、入口ノズル２３及び出口ノズル２４より鉛直方向Ｄｖの上方で原子炉容器本体２１に固定されている。図３及び図４に示すように、上部炉心支持板５２は、上部炉心板５１よりも大きな円板形状に形成されている。上部炉心支持板５２では、鉛直方向Ｄｖから見た際に、上部炉心板５１と同じ位置に多数の貫通孔が形成されている。上部炉心支持板５２の貫通孔には、ガイドチューブ５５が挿通されている。また、図２に示すように、本実施形態の上部炉心支持板５２の上面は、上部炉心構造物５が原子炉容器２内に配置された状態で、鉛直方向Ｄｖで第一床面１１１と同じ高さに配置されている。図４に示すように、本実施形態の上部炉心支持板５２は、支持板本体５２１と、補強梁５２２と、を有している。

支持板本体５２１は、円板状に形成されている。補強梁５２２は、支持板本体５２１の剛性を増加させるように形成されている。具体的には、補強梁５２２は、支持板本体５２１に対して鉛直方向Ｄｖの下方に配置されている。補強梁５２２は、ボルト等の締結部材によって、支持板本体５２１と一体となるように固定されている。補強梁５２２は、支持板本体５２１よりも鉛直方向Ｄｖの厚みが大きく形成されている。補強梁５２２は、ガイドチューブ５５が干渉しないように形状に形成されている。

図３及び図４に示すように、複数の上部炉心支持柱５３は、上部炉心支持板５２と上部炉心板５１と連結している。複数の上部炉心支持柱５３は、鉛直方向Ｄｖに直線状に延びている。上部炉心支持柱５３の上端は、上部炉心支持板５２に固定されている。上部炉心支持柱５３の下端は、上部炉心板５１に固定されている。複数の上部炉心支持柱５３は、鉛直方向Ｄｖから見た際に、ガイドチューブ５５に対して、重ならないようにずれて配置されている。本実施形態の上部炉心構造物５は、図４及び図５に示すように、上部炉心支持柱５３として、複数の第一上部炉心支持柱５３Ａと、複数の第二上部炉心支持柱５３Ｂとを有している。

第一上部炉心支持柱５３Ａは、支持板本体５２１と上部炉心板５１と接続している。第一上部炉心支持柱５３Ａは、鉛直方向Ｄｖに延びた円筒状に形成されている。第一上部炉心支持柱５３Ａは、補強梁５２２と重ならない位置に配置されている。つまり、第一上部炉心支持柱５３Ａは、補強梁５２２とは接触せず、支持板本体５２１のみと接触する。第一上部炉心支持柱５３Ａの上端は、支持板本体５２１の下面と接触して固定されている。第一上部炉心支持柱５３Ａの下端は、上部炉心板５１の上面に接触して固定されている。

第二上部炉心支持柱５３Ｂは、支持板本体５２１と上部炉心板５１と接続している。第二上部炉心支持柱５３Ｂは、補強梁５２２と重なる位置に配置されている。つまり、第一上部炉心支持柱５３Ａは、支持板本体５２１と接触する。第二上部炉心支持柱５３Ｂの上端は、支持板本体５２１に固定されている。第二上部炉心支持柱５３Ｂの下端は、上部炉心板５１の上面に接触して固定されている。本実施形態の第二上部炉心支持柱５３Ｂは、支持柱根本部５３１Ｂと、支持柱先端部５３２Ｂとを有している。支持柱根本は、鉛直方向Ｄｖに延びた円筒状に形成されている。支持柱根本部５３１Ｂは、例えば、第一上部炉心支持柱５３Ａと同じ断面形状となるように形成されている。支持柱根本部５３１Ｂの上端は、補強梁５２２の下面と接触している。支持柱根本部５３１Ｂの下端は、上部炉心板５１の上面に接触して固定されている。支持柱先端部５３２Ｂは、支持柱根本部５３１Ｂから鉛直方向Ｄｖの上方に延びた円筒状に形成されている。支持柱先端部５３２Ｂは、支持柱根本に比べて外径が小さく（細く）形成されている。支持柱先端部５３２Ｂは、補強梁５２２を貫通するように配置されている。支持柱先端部５３２Ｂの上端は、支持板本体５２１に対して鉛直方向Ｄｖの上方に突出している。支持柱先端部５３２Ｂの下端は、支持柱根本部５３１Ｂの上端と接続されている。

図３及び図４に示すように、ガイドチューブ５５は、上部炉心支持板５２の貫通孔に挿通された状態で、上部炉心支持板５２に固定されている。ガイドチューブ５５は、制御棒クラスタ４の鉛直方向Ｄｖの移動を案内する。ガイドチューブ５５は、内部に制御クラスタが挿入可能とされている。ガイドチューブ５５は、例えば、ステンレス鋼によって形成されている。ガイドチューブ５５は、上部炉心支持板５２の貫通孔及び上部炉心板５１の貫通孔に対して鉛直方向Ｄｖの上方から差し込まれている。つまり、ガイドチューブ５５は、固定が解除されることで、上部炉心支持板５２及び上部炉心板５１に対して鉛直方向Ｄｖの上方に移動可能とされている。具体的には、ガイドチューブ５５の下端部は、上部炉心板５１に連結されている。ガイドチューブ５５の上端部は、上部炉心支持板５２に対して鉛直方向Ｄｖの上方に位置するように配置されている。

図４及び図５に示すように、連結部５９は、上部炉心支持板５２に対して上部炉心支持柱５３を連結している。連結部５９は、一つの上部炉心支持柱５３に対して一つが配置されている。連結部５９は、上部炉心支持板５２と上部炉心支持柱５３とを直接固定している。具体的には、連結部５９は、鉛直方向Ｄｖの上方から上部炉心支持板５２に対して上部炉心支持柱５３を固定している。さらに、連結部５９は、上部炉心支持板５２及び上部炉心支持柱５３に対して回転不能な状態で回り止めが施されている。本実施形態の連結部５９は、第一連結部５９１と、第二連結部５９２とを有している。

第一連結部５９１は、上部炉心支持板５２に対して第一上部炉心支持柱５３Ａを連結している。第一連結部５９１は、鉛直方向Ｄｖの上方から固定されるボルトである。第一連結部５９１は、一つの第一上部炉心支持柱５３Ａに対して複数配置されている。第一連結部５９１は、上部炉心支持板５２を挟み込むように、第一上部炉心支持柱５３Ａの上端及び上部炉心支持板５２に締結されることで、上部炉心支持板５２に第一上部炉心支持柱５３Ａを固定している。第一連結部５９１は、上部炉心支持板５２に対して溶接で固定されている。これにより、第一連結部５９１は、上部炉心支持板５２及び第一上部炉心支持柱５３Ａに対して回り止めが施されている。

第二連結部５９２は、上部炉心支持板５２に対して第二上部炉心支持柱５３Ｂを連結している。第二連結部５９２は、鉛直方向Ｄｖの上方から固定されるナットである。第二連結部５９２は、一つの第二上部炉心支持柱５３Ｂに対して一つのみが配置されている。第二連結部５９２は、上部炉心支持板５２を挟み込むように、支持柱先端部５３２Ｂの上端に締結されることで、上部炉心支持板５２に支持柱先端部５３２Ｂを固定している。第二連結部５９２は、上部炉心支持板５２に対して溶接で固定されている。これにより、第二連結部５９２は、上部炉心支持板５２及び第二上部炉心支持柱５３Ｂに対して回り止めが施されている。

図１及び図２に示すように、下部炉心構造物６は、原子炉容器２の内部に配置されている。下部炉心構造物６は、多くの部材が上部炉心構造物５に対して鉛直方向Ｄｖの下方に配置されている。下部炉心構造物６は、原子炉容器本体２１に対して鉛直方向Ｄｖの上方に移動されることで、原子炉容器本体２１から抜き出すことが可能とされている。下部炉心構造物６は、原子炉容器本体２１の内部で、上部炉心構造物５と分離可能とされている。

（上部炉心構造物の解体方法）
以下、本開示の実施形態に係る上部炉心構造物５の解体方法について説明する。図６は、本開示の実施形態に係る上部炉心構造物５の解体方法を示すフロー図である。

上部炉心構造物５の解体方法は、上部炉心支持柱５３を解体する。上部炉心構造物５の解体方法は、図２に示すように、原子炉建屋内プール１００内に設置された原子炉容器本体２１の内部の部材に接触可能な状態で実施される。つまり、上部炉心構造物５の解体方法は、原子炉容器本体２１に対して原子炉容器蓋２２が外れされた状態で実施される。さらに、上部炉心構造物５の解体方法は、原子炉容器本体２１の内部に、水が貯留された状態で実施される。具体的には、原子炉容器本体２１の内部には、上部炉心支持板５２が配置されている位置まで水が貯留されている。つまり、上部炉心支持板５２の上面は、冷却水の液面に対して鉛直方向Ｄｖの上方に配置されている。上部炉心支持板５２の下面は、冷却水に接していてもよい。また、上部炉心構造物５の解体方法は、ガイドチューブ５５の内部から制御棒クラスタが除去された状態で実施される。

本実施形態では、図６に示す上部炉心構造物５の解体方法では、最初に、連結部５９の回り止めが除去される工程（ステップＳ１）が実施される。連結部５９に対する回り止めは、上部炉心構造物５が原子炉容器本体２１内に配置された状態で除去される。つまり、上部炉心構造物５は、内部に水が貯留された原子炉容器２の内部に配置されている。したがって、上部炉心板５１及び上部炉心支持柱５３の下部は、水中に配置されている。なお、上部炉心支持柱５３は、全てが水中に配置されていてもよく、下部が水中に配置されて、頂部が気中に配置されていてもよい。

この状態で、溶接等の連結部５９に対する回り止めが鉛直方向Ｄｖの上方から取り外される。その際、回り止めを解除するために、溶接された部分や、連結部５９の一部が、カッターやグラインダ等で切り落とされてもよい。連結部５９は、固着等が解除されて、作業員が容易に取り外し可能な状態まで緩められることが好ましい。連結部５９は回り止めが解除された場合であっても、連結部５９による上部炉心支持板５２及び上部炉心支持柱５３の固定は解除されない。つまり、上部炉心支持板５２に対する上部炉心支持柱５３の接続は、維持されている。

図６に示すように、連結部５９の回り止めが除去された後に、複数の上部炉心支持柱５３の一部と上部炉心支持板５２との連結が解除される工程（ステップＳ２）が実施される。具体的には、回り止めを除去した後であって、上部炉心構造物５を移動する前に、連結部５９の一部が除去される。例えば、本実施形態では、第一連結部５９１の一部と、第二連結部５９２の全てが除去される。第一連結部５９１は、上部炉心支持板５２に対して周方向に離れて配置された一部（例えば、均等に離れて配置された四本）を残して、除去される。

なお、第一連結部５９１の一部と、第二連結部５９２の全てが除去される構成に限定されるものではない。例えば、第一連結部５９１の全てと、第二連結部５９２の一部が除去される構成であってもよい。

連結部５９の回り止めが除去された後に、原子炉容器２の外部の作業スペースに上部炉心構造物５が移動される工程（ステップＳ３）が実施される。具体的には、連結部５９の回り止めが除去された後に、さらに、連結部５９の一部が除去された後に上部炉心構造物５が移動される。上部炉心支持板５２を持ち上げることで、連結部５９を介して上部炉心支持板５２に連結された上部炉心支持柱５３、及び、上部炉心支持柱５３に連結された上部炉心板５１と共に、上部炉心構造物５は移動される。上部炉心構造物５は、原子炉容器本体２１の内部から、第二キャビティ１２０の作業スペースに移動される。第二キャビティ１２０の作業スペースには、上部炉心構造物５を分解する際の足場や部材の切断に使用される切断装置が配置されていてもよい。

上部炉心構造物５が移動される際に、図７に示すように、第一キャビティ１１０及び第二キャビティ１２０に対して、上部炉心構造物５の移動経路と重なる深さまで水が張られる。したがって、第一床面１１１に対して鉛直方向Ｄｖの上方であって、上部炉心構造物５が移動中に水中から出ない位置までキャビティ内に水が張られる。その後、上部炉心構造物５は、水中で、天井クレーン１５０等によって、鉛直方向Ｄｖの上方に引き上げられることで、原子炉容器本体２１から引き抜かれる。原子炉容器本体２１から引き抜かれた上部炉心構造物５は、天井クレーン１５０が水平方向Ｄｈに移動することで、第二キャビティ１２０の作業スペースまで移動される。

なお、上部炉心構造物５は、原子炉容器本体２１の内部から、第二キャビティ１２０の作業スペースに移動される構成に限定されるものではない。上部炉心構造物５は、原子炉容器本体２１の内部から、第一キャビティ１１０の作業スペースに移動されてもよい。

上部炉心構造物５が作業スペースに移動された後に、図８に示すように、水位が下げられる。その際、第一床面１１１が露出し、第二キャビティ１２０の作業スペース上の上部炉心構造物５の少なくとも一部が覆われる深さまでの水位が調整される。具体的には、第一床面１１１と同じ高さまで、水位が下げられる。これにより、第二キャビティ１２０の作業スペースに配置された上部炉心構造物５では、上部炉心板５１及び上部炉心支持柱５３の下方の部分だけが水に浸かった状態となる。なお、上部炉心構造物５の移動の前後で、原子炉容器本体２１の内部には水が張られた状態が維持される。また、上部炉心構造物５の移動後には、原子炉容器本体２１の上端の開口を塞ぐように、仮の蓋２００が配置される。仮の蓋２００は、鉛直方向Ｄｖにおいて、第一床面１１１と同じ高さに配置されている。仮の蓋２００は、原子炉容器本体２１の内部からの放射線の外部への拡散を抑制可能なように、原子炉容器本体２１の開口全体を塞ぐ形状で形成される。

図６に示すように、上部炉心構造物５が作業スペースに移動された後に、作業スペースで、連結部５９が除去される工程（ステップＳ４）が実施される。具体的には、上部炉心構造物５が移動されて水位が下げられた後に、全ての連結部５９が除去される。これにより、連結部５９による上部炉心支持板５２及び上部炉心支持柱５３の固定が解除される。つまり、上部炉心支持板５２に対して上部炉心支持柱５３が接続されておらず、上部炉心支持板５２が鉛直方向Ｄｖの上方に移動可能な状態とされる。

連結部５９が除去された後に、上部炉心支持板５２が上部炉心支持柱５３から分離させて運搬される工程（ステップＳ５）が実施される。上部炉心支持板５２を持ち上げることで、上部炉心支持柱５３から分離されて、上部炉心支持板５２のみが移動される。上部炉心支持板５２は、第二キャビティ１２０の作業スペースから第一キャビティ１１０の作業スペースに移動される。第一キャビティ１１０の作業スペースには、上部炉心支持板５２を分解する際の足場が配置されていてもよい。第一キャビティ１１０の作業スペースに移動された上部炉心板５１では、支持板本体５２１と補強梁５２２とが分離される。

なお、上部炉心支持板５２が、第一キャビティ１１０の作業スペースに配置されていた場合には、第二キャビティ１２０の作業スペースに移動される。さらに、上部炉心支持板５２が、第一キャビティ１１０と第二キャビティ１２０との間で移動されることに限定されるものではなく、外部の作業スペースに移動されてもよい。

上部炉心支持板５２が上部炉心支持柱５３から分離された後に、上部炉心板５１から上部炉心支持柱５３が引き上げて取り除かれる工程（ステップＳ５）が実施される。第二キャビティ１２０の作業スペースで、上部炉心支持柱５３を持ち上げることで、上部炉心板５１から上部炉心支持柱５３のみが引き抜かれる。上部炉心支持柱５３を持ち上げる前に、上部炉心板５１と上部炉心支持柱５３とを固定しているボルト等の締結部材が、治具等を介して水中で除去される。

具体的には、天井クレーン１５０が上部炉心支持柱５３に取り付けられる。その際、図９に示すように、天井クレーン１５０には、吊上げ治具３００が取り付けられている。吊上げ治具３００は、天井クレーン１５０で上部炉心支持柱５３を吊り上げる際に使用される。本実施形態の吊上げ治具３００は、保護カバー３１０と、ロードセル３２０と、電動ホイスト３３０と、吊り上げ部材２４０とを有している。

保護カバー３１０は、天井クレーン１５０に吊り下げられている。保護カバー３１０は、内部に上部炉心支持柱５３を収容可能とされている。保護カバー３１０は、上部が閉塞されて下部が開放された有底円筒状に形成されている。つまり、保護カバー３１０は、鉛直方向Ｄｖの下端から上部炉心支持柱５３が挿入可能とされている。保護カバー３１０は、上部炉心支持柱５３の全体を収容可能な大きさで形成されている。保護カバー３１０は、内部に収容された上部炉心支持柱５３の放射線の外部への拡散を抑制可能な材料及び大きさで形成されている。ロードセル３２０は、保護カバー３１０の内部に取り付けられている。ロードセル３２０は、電動ホイスト３３０に生じる荷重を測定可能とされている。電動ホイスト３３０は、電力でワイヤーの付いているモーターを動かして、重量物を上げ下げ可能とされている。電動ホイスト３３０は、保護カバー３１０の内部でロードセル３２０に接続されている。電動ホイスト３３０は、ロードセル３２０に対して鉛直方向Ｄｖの下方に配置されている。吊り上げ部材２４０は、電動ホイスト３３０の先端に取り付けられている。吊り上げ部材２４０は、上部炉心支持柱５３の上端に対して着脱可能とされている。

天井クレーン１５０によって、一つの上部炉心支持柱５３に対して鉛直方向Ｄｖの上方から吊り上げ部材２４０が接近し、上部炉心支持柱５３の上端に取り付けられる。吊り上げ部材２４０が取り付けられた上部炉心支持柱５３は、電動ホイスト３３０が鉛直方向Ｄｖの上方に移動することで、上部炉心板５１に対して鉛直方向Ｄｖの上方に引き上げられる。引き上げられている上部炉心支持柱５３は、保護カバー３１０の内部に徐々に収容されていく。その後、天井クレーン１５０が鉛直方向Ｄｖの上方にさらに移動することで、上部炉心支持柱５３の全体が保護カバー３１０に収容される。保護カバー３１０に収容された上部炉心支持柱５３は、天井クレーン１５０が水平方向Ｄｈに移動することで、保護カバー３１０とともに、上部炉心板５１上から取り除かれる。その後、上部炉心支持柱５３及び保護カバー３１０は、水が第一床面１１１の位置まで張られた第二キャビティ１２０内に、横倒しの状態で沈められるように配置される。その後、上部炉心支持柱５３及び保護カバー３１０は、切断装置に直接移動されてもよい。

図６に示すように、上部炉心支持柱５３が取り除かれた後に、上部炉心支持柱５３が複数の切断片となるように切断される工程（ステップＳ７）が実施される。具体的には、引き上げて取り除かれた上部炉心支持柱５３は、不図示の切断装置によって、鉛直方向Ｄｖに分割されように、切断される。また、上部炉心支持板５２や、上部炉心板５１も切断される。

（作用効果）
本実施形態に係る上部炉心構造物５の解体方法では、上部炉心構造物５が原子炉容器本体２１内に配置された状態で連結部５９に対する回り止めが除去されている。原子炉容器本体２１内に配置された上部炉心構造物５は、第二キャビティ１２０の作業スペースに配置された上部炉心構造物５に比べて安定した姿勢を維持しやすくなっている。さらに、原子炉容器本体２１の内部に水が貯留されていることで、放射線の拡散も抑制できている。また、溶接等によって強固な固定となっている連結部５９の回り止めの除去作業には、溶接部分の除去等の複雑な作業が生じてしまう。このような複雑な作業を、放射線の拡散が抑えられた環境下で安定した姿勢が維持されている上部炉心構造物５に対して実施できる。その結果、放射線の影響を抑えて、作業員の作業性を向上することができる。

また、連結部５９の回り止めが除去された後に、複数の上部炉心支持柱５３の一部と上部炉心支持板５２との連結が解除されている。特に、本実施形態では、第一連結部５９１の一部と、第二連結部５９２の全てが除去される。これにより、上部炉心支持板５２を持ち上げて上部炉心構造物５を移動させる際に、必要最小限の数の連結部５９のみによって、上部炉心支持柱５３と上部炉心支持板５２との接続が維持される。つまり、上部炉心支持板５２を持ち上げて上部炉心構造物５を移動させるために必要な荷重を支持する際に、不要となる連結部５９の多くが、上部炉心構造物５を移動させる前に除去できる。そのため、多数の連結部５９を除去する作業を、放射線の拡散が抑えられた環境下で安定した姿勢が維持されている上部炉心構造物５に対して実施できる。その結果、放射線の影響を抑えて、作業員の作業性を向上することができる。

また、上部炉心構造物５が移動される際に、第一キャビティ１１０及び第二キャビティ１２０に対して、上部炉心構造物５の移動経路と重なる深さまで水が張られる。そのため、原子炉容器本体２１から引き抜かれて第二キャビティ１２０の作業スペースまで移動する過程で、上部炉心構造物５は、常に水に浸かった状態で移動される。したがって、線量の高い上部炉心板５１を含む上部炉心構造物５を移動させる際に、放射線の拡散を抑制することができる。

また、上部炉心構造物５が作業スペースに移動された後に、第一床面１１１と同じ高さまで、水位が下げられる。そのため、第二キャビティ１２０の作業スペースに配置された上部炉心構造物５の中で、線量の高い上部炉心板５１周辺の領域が、水に浸かった状態で維持される。したがって、第二キャビティ１２０の作業スペースで上部炉心板５１を含む上部炉心構造物５を解体する際に、放射線の拡散を抑制することができる。また、第一床面１１１よりも上に水が無いため、作業員の作業エリアを広く確保でき、作業性を向上できる。したがって、第二キャビティ１２０の作業スペースで作業員が上部炉心構造物５を解体する際の作業時間を確保でき、作業性を向上できる。

また、上部炉心支持柱５３を引き上げて取り除く際に、上部炉心支持柱５３は保護カバー３１０の内部に収容されて引き上げられる。上部炉心構造物５のなかでも比較的線量の高い上部炉心板５１に接触していることで、上部炉心支持柱５３の下部の領域の線量も高くなっている。このような上部炉心支持柱５３を移動させる際に、移動中の上部炉心支持柱５３から放射線が拡散されてしまうことを保護カバー３１０で抑制できる。したがって、作業員が上部炉心支持柱５３を移動させる際の作業時間を確保でき、作業性を向上できる。

また、引き上げて取り除かれ上部炉心支持柱５３が複数の切断片となるように切断される。これにより、長尺の上部炉心支持柱５３を小さくできる。したがって、廃棄物に含まれる放射性物質の量を表す指標である線量レベルに応じた所定のサイズの廃棄容器に合わせた切断片に上部炉心支持柱５３を加工できる。そのため、上部炉心支持柱５３を廃棄することが容易にできる。

また、原子炉容器本体２１の上端の開口を塞ぐように、仮の蓋２００が配置される。そのため、原子炉容器本体２１の内部への異物（切粉）の侵入を抑制できる。その結果、原子炉容器本体２１の内部を経由したプラントシステム全体への異物混入を抑制できる。さらに、作業中に蓋２００で原子炉容器本体２１の上端の開口を塞がれているため、遠隔装置による解体作業を行うスペースを拡張することができる。したがって、その結果、遠隔装置による作業性を向上することができる。

また、上部炉心構造物５は、大型の機器となっており、非常に背の高い機器である(例えば、上部炉心支持板５２から上部炉心板５１までの高さは、約３ｍ程度となる場合もある）。本実施形態では、このような上部炉心構造物５が原子炉容器本体２１に収容されてる状態で、解体作業の多くが実施される。そのため、作業対象である上部炉心支持板５２の上面での作業に対し、第一床面１１１を作業員が通って歩いてアクセスできるようになる。そのため、上部炉心支持板５２の上面での作業に対し、追加の足場の設置などの作業の発生を抑制することができる。

また、上部炉心構造物５のような炉内構造物は、燃料近傍に配置されており、運転中の中性子照射による材料の放射化や放射性生成物の付着等により放射線レベルの高い解体対象機器となっている。そのため、水による遮蔽効果を期待して、通常、水中で取り扱われる機器であるが、水中作業は、防水性のある遠隔作業装置が必要になり、作業効率が悪く、装置故障などの作業的な懸念が大きい。しかしながら、本実施形態の上部炉心構造物５の解体方法によれば、上述したように、作業を簡易化して処理することができる。

また、通常、高線量により水没状態で取り扱われる上部炉心構造物５の放射能レベル（分布）の異なりを考慮して、部分水没工法を適用することで作業員がアクセスでき、複雑な装置制御が省略可能で、遠隔水中解体より信頼性の高い解体手法を選択できる。

また、低放射線レベルの上部炉心支持板５２を遮蔽材として活用することができる。したがって、放射線が拡散されてしまうことを上部炉心支持板５２で抑制できる。したがって、作業員の作業時間を確保でき、作業性を向上できる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、解体対象の上部炉心支持柱５３を有する原子炉は、加圧水型原子炉１に限定されるものではなく、上部炉心構造物５を有していればよい。例えば、原子炉は、沸騰水型原子炉であってもよい。

また、複数の上部炉心支持柱５３の一部と上部炉心支持板５２との連結が解除される工程は実施されなくてもよい。つまり、連結部５９の回り止め除去した後に、全く連結部５９を除去せずに上部炉心構造物５を移動させてもよい。

また、上部炉心構造物５が移動される際に、キャビティでの水位を調整しなくてもよい。例えば、キャビティに一定の量の水を貯留し続けたまま、上部炉心構造物５が移動してもよい。また、上部炉心構造物５の移動後に、図７のように水張りし、上部炉心構造物５を炉内から炉外へ移動及び設置した後に、図８のように水位を再調整しなくてもよい。

また、上部炉心支持柱５３は、保護カバー３１０に収容されて移動される構成に限定されるものではない。例えば、図７に示すように、第一キャビティ１１０及び第二キャビティ１２０に対して、上部炉心構造物５の移動経路と重なる深さまで水が張られた環境では、下端が高線量である上部炉心支持柱５３であっても、水のみで十分な遮蔽効果を得られる場合がある。このような場合には、保護カバー３１０が使用することなく、上部炉心支持柱５３を移動させてもよい。

＜付記＞
各実施形態に記載の上部炉心構造物５の解体方法は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る上部炉心構造物５の解体方法は、上部炉心板５１と、前記上部炉心板５１に対して鉛直方向Ｄｖの上方に配置された上部炉心支持板５２と、前記上部炉心板５１及び前記上部炉心支持板５２を連結する複数の上部炉心支持柱５３とを備える上部炉心構造物５の解体方法であって、内部に水が貯留された原子炉容器２内に前記上部炉心構造物５が配置された状態で、前記上部炉心支持板５２に対して前記上部炉心支持柱５３を連結する連結部５９の回り止めが除去される工程と、前記上部炉心支持板５２を持ち上げることで、前記連結部５９を介して前記上部炉心支持板５２に連結された前記上部炉心支持柱５３、及び、前記上部炉心支持柱５３に連結された前記上部炉心板５１と共に、前記原子炉容器２の外部の作業スペースに前記上部炉心構造物５が移動される工程と、前記作業スペースで、前記連結部５９が除去される工程と、前記上部炉心支持板５２が前記上部炉心支持柱５３から分離させて運搬される工程と、を含む。

このような構成によれば、原子炉容器２内に配置された上部炉心構造物５は、作業スペースに配置された上部炉心構造物５に比べて安定した姿勢を維持しやすくなっている。さらに、原子炉容器２の内部に水が貯留されていることで、放射線の拡散も抑制できている。また、強固な固定となっている連結部５９の回り止めの除去作業には、複雑な作業が生じてしまう。このような複雑な作業を、放射線の拡散が抑えられた環境下で安定した姿勢が維持されている上部炉心構造物５に対して実施できる。その結果、放射線の影響を抑えて、作業員の作業性を向上することができる。

（２）第２の態様に係る上部炉心構造物５の解体方法は、（１）の上部炉心構造物５の解体方法であって、前記回り止めを除去した後であって、前記上部炉心構造物５を移動する前に、前記連結部５９の一部を除去して、複数の前記上部炉心支持柱５３の一部と前記上部炉心支持板５２との連結が解除される工程をさらに含む。

このような構成によれば、上部炉心支持板５２を持ち上げて上部炉心構造物５を移動させる際に、少ない数の連結部５９によって、上部炉心支持柱５３と上部炉心支持板５２との接続が維持される。つまり、上部炉心支持板５２を持ち上げて上部炉心構造物５を移動させるために必要な荷重を支持する際に、不要となる連結部５９の多くが、上部炉心構造物５を移動させる前に除去できる。そのため、多数の連結部５９を除去する作業を、放射線の拡散が抑えられた環境下で安定した姿勢が維持されている上部炉心構造物５に対して実施できる。その結果、放射線の影響を抑えて、作業員の作業性を向上することができる。

（３）第３の態様に係る上部炉心構造物５の解体方法は、（１）又は（２）の上部炉心構造物５の解体方法であって、前記原子炉容器２は、水を貯留可能な空間が内部に形成された原子炉建屋内プール１００に配置され、前記原子炉建屋内プール１００は、前記空間として、前記原子炉容器２が配置される第一キャビティ１１０と、前記第一キャビティ１１０に隣接した位置で、前記第一キャビティ１１０よりも鉛直方向Ｄｖの下方に窪んで形成された第二キャビティ１２０とを有し、前記作業スペースは、前記第二キャビティ１２０に配置され、前記上部炉心構造物５が移動される際に、前記第一キャビティ１１０及び前記第二キャビティ１２０に対して、前記上部炉心構造物５の移動経路と重なる深さまで前記水が張られる。

このような構成によれば、原子炉容器２から引き抜かれて作業スペースまで移動する過程で、上部炉心構造物５は、常に水に浸かった状態で移動される。したがって、線量の高い上部炉心板５１を含む上部炉心構造物５を移動させる際に、放射線の拡散を抑制することができる。

（４）第４の態様に係る上部炉心構造物５の解体方法は、（３）の上部炉心構造物５の解体方法であって、前記第一キャビティ１１０は、前記原子炉容器２が収容される凹部が形成された第一床面１１１を有し、前記第二キャビティ１２０は、前記第一床面１１１に対して前記鉛直方向Ｄｖの下方に位置し、前記作業スペースが配置された第二床面１２１を有し、前記上部炉心構造物５が前記作業スペースに移動された後に、前記第一床面１１１が露出し、前記作業スペース上の前記上部炉心構造物５の少なくとも一部が覆われる深さまでの水位が調整される。

このような構成によれば、第二キャビティ１２０の作業スペースに配置された上部炉心構造物５の中で、線量の高い上部炉心板５１周辺の領域が、水に浸かった状態で維持される。したがって、第二キャビティ１２０の作業スペースで上部炉心板５１を含む上部炉心構造物５を解体する際に、放射線の拡散を抑制することができる。また、第一床面１１１よりも上に水が無いため、作業員の作業エリアを広く確保でき、作業性を向上できる。したがって、第二キャビティ１２０の作業スペースで作業員が上部炉心構造物５を解体する際の作業時間を確保でき、作業性を向上できる。

（５）第５の態様に係る上部炉心構造物５の解体方法は、（１）から（４）のいずれか一つの上部炉心構造物５の解体方法であって、前記上部炉心支持板５２が前記上部炉心支持柱５３から分離された後に、前記上部炉心板５１から前記上部炉心支持柱５３が引き上げて取り除かれる工程をさらに含み、前記上部炉心支持柱５３を引き上げる際に、内部に前記上部炉心支持柱５３を収容可能な保護カバー３１０を前記上部炉心支持柱５３に対して前記鉛直方向Ｄｖの上方に配置し、前記保護カバー３１０の内部に前記上部炉心支持柱５３を収容するように前記上部炉心支持柱５３が引き上げられる。

このような構成によれば、上部炉心支持柱５３を移動させる際に、移動中の上部炉心支持柱５３から放射線が拡散されてしまうことを保護カバー３１０で抑制できる。したがって、作業員が上部炉心支持柱５３を移動させる際の作業時間を確保でき、作業性を向上できる。

（６）第６の態様に係る上部炉心構造物５の解体方法は、（１）から（５）のいずれか一つの上部炉心構造物５の解体方法であって、引き上げて取り除かれた前記上部炉心支持柱５３が複数の切断片となるように切断される工程をさらに含む。

このような構成によれば、線量レベルに応じた所定のサイズの廃棄容器に合わせた切断片に上部炉心支持柱５３を加工できる。そのため、上部炉心支持柱５３を廃棄することが容易にできる。

１ 加圧水型原子炉
２ 原子炉容器
２１ 原子炉容器本体
２２ 原子炉容器蓋
２３ 入口ノズル
２４ 出口ノズル
３ 制御棒駆動装置
５ 上部炉心構造物
５１ 上部炉心板
５２ 上部炉心支持板
５２１ 支持板本体
５２２ 補強梁
５３ 上部炉心支持柱
５３Ａ 第一上部炉心支持柱
５３Ｂ 第二上部炉心支持柱
５３１Ｂ 支持柱根本部
５３２Ｂ 支持柱先端部
５５ ガイドチューブ
５９ 連結部
５９１ 第一連結部
５９２ 第二連結部
６ 下部炉心構造物
１００ 原子炉建屋内プール
１１０ 第一キャビティ
１１１ 第一床面
１２０ 第二キャビティ
１２１ 第二床面
１５０ 天井クレーン
２００ 蓋
３００ 吊上げ治具
３１０ 保護カバー
３２０ ロードセル
３３０ 電動ホイスト
３４０ 吊り下げ部材
Ｄｖ 鉛直方向
Ｄｈ 水平方向

Claims (6)

1. 上部炉心板と、前記上部炉心板に対して鉛直方向の上方に配置された上部炉心支持板と、前記上部炉心板及び前記上部炉心支持板を連結する複数の上部炉心支持柱とを備える上部炉心構造物の解体方法であって、
   内部に水が貯留された原子炉容器内に前記上部炉心構造物が配置された状態で、前記上部炉心支持板に対して前記上部炉心支持柱を連結する連結部の回り止めが除去される工程と、
   前記上部炉心支持板を持ち上げることで、前記連結部を介して前記上部炉心支持板に連結された前記上部炉心支持柱、及び、前記上部炉心支持柱に連結された前記上部炉心板と共に、前記原子炉容器の外部の作業スペースに前記上部炉心構造物が移動される工程と、
   前記作業スペースで、前記連結部が除去される工程と、
   前記上部炉心支持板が前記上部炉心支持柱から分離させて運搬される工程と、
   を含む上部炉心構造物の解体方法。
2. 前記回り止めを除去した後であって、前記上部炉心構造物を移動する前に、前記連結部の一部を除去して、複数の前記上部炉心支持柱の一部と前記上部炉心支持板との連結が解除される工程をさらに含む請求項１に記載の上部炉心構造物の解体方法。
3. 前記原子炉容器は、水を貯留可能な空間が内部に形成された原子炉建屋内プールに配置され、
   前記原子炉建屋内プールは、前記空間として、前記原子炉容器が配置される第一キャビティと、前記第一キャビティに隣接した位置で、前記第一キャビティよりも鉛直方向の下方に窪んで形成された第二キャビティとを有し、
   前記作業スペースは、前記第二キャビティに配置され、
   前記上部炉心構造物が移動される際に、前記第一キャビティ及び前記第二キャビティに対して、前記上部炉心構造物の移動経路と重なる深さまで前記水が張られる請求項１又は２に記載の上部炉心構造物の解体方法。
4. 前記第一キャビティは、前記原子炉容器が収容される凹部が形成された第一床面を有し、
   前記第二キャビティは、前記第一床面に対して前記鉛直方向の下方に位置し、前記作業スペースが配置された第二床面を有し、
   前記上部炉心構造物が前記作業スペースに移動された後に、前記第一床面が露出し、前記作業スペース上の前記上部炉心構造物の少なくとも一部が覆われる深さまでの水位が調整される請求項３に記載の上部炉心構造物の解体方法。
5. 前記上部炉心支持板が前記上部炉心支持柱から分離された後に、前記上部炉心板から前記上部炉心支持柱が引き上げて取り除かれる工程をさらに含み、
   前記上部炉心支持柱を引き上げる際に、内部に前記上部炉心支持柱を収容可能な保護カバーを前記上部炉心支持柱に対して前記鉛直方向の上方に配置し、前記保護カバーの内部に前記上部炉心支持柱を収容するように前記上部炉心支持柱が引き上げられる請求項１又は２に記載の上部炉心構造物の解体方法。
6. 引き上げて取り除かれた前記上部炉心支持柱が複数の切断片となるように切断される工程をさらに含む請求項１又は２に記載の上部炉心構造物の解体方法。