JPH11505601A - 核施設の要素の剪断による切断方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、解体される核プラントの要素を剪断する方法に関する。本発明はまた、例えば切断エッジを有する剪断ブレード（７）のような工具によって該方法を実施する装置に関する。剪断される要素は、例えばシリンダを含む装備によって側方から保持され、ブレードの方へ押付けられ、その後に取外される。ブレード（７）は、例えば複動シリンダ（６）によって駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】 核施設の要素の剪断による切断方法および装置 本発明は、核施設の建造に使用されていた要素の剪断による切断に関し、特に 溶融ポット（ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｔｓ）の切断に関する。 核施設の解体は、核の安全性と防護に責任ある当局および核プラントの作業員 にとって心配な特別の問題になっている。これまで数１０年の間に多くの解体手 段が開発されてきたが、それでもなお、既存の解体装置の改良あるいはそのため の新規な装置の創出が必要であることを経験が示している。多くの国々がそれに 関連する研究と開発プログラムを始めている。 核施設は寸法や型式が様々に異なるから、その解体作業を行うためには非常に 多種多様な手段を必要とする。解体は一般的に、在来の多くの方法、すなわち、 加熱法、電気加熱法、火工法、機械的な方法等のうちの１つを用いて切断するこ とにより行われる。 どの切断方法を選択するかは、様々な判断基準、すなわち、切断効率、コスト 使用上の制約、放射線汚染レベル、および切断される材料に応じて決められる。 円形ソー、往復ソー、研削ディスク、ケーブルおよびホィール、および孔明け 切削（ｂｏｒｉｎｇ ｃｕｔｔｉｎｇ）工具を使用して機械的な切断を行うこと が知られている。これらの工具は、その重量と全体的な寸法のために、遠隔操作 が難しい。 核施設の構成要素の幾つかは切断が特に困難である。これは、それらを形成す る材料の性質、その厚さ、および状態によるものであろう。このことは特に、イ ンコネル６０１のようなニッケルとクロムと鉄の合金で作られた、約１０mmの厚 さがある溶融ポットの場合にいえる。さらに、使用済みの溶融ポットは内面に残 留ガラス堆積物があり、これが切断の困難を一層大きくする。このため、現在で は、それらポットの切断は実際上不可能である。往復ソーによる試験では、その ようなポットを切断するのにはほぼ２カ月が必要であることと判っている。 本発明は、解体作業に関連する新規な切断方法、すなわち剪断によって切断を 行う方法を開発することにより、上記のような困難を解消できるようにするもの である。この方法、および、核施設の要素を受取る適当な装置への方法の適用は 、切断効率を著しく向上させる。このような向上は従来は全く期待されていなか ったものである。インコネル６０１の使用済み溶融ポットの切断には、現在の方 法である往復ソーを使用した場合２カ月かかったのに対し、剪断の試験はわずか ２４時間であることを示している。 そこで本発明は、核施設を解体するためその施設の建造に使用されていた要素 を切断する方法において、 −作業位置にある剪断工具の切断エッジの前に該要素を設置し保持する段階と 、 −同時に該要素を前記切断エッジの方へ押付け且つ前記工具を操作して該要素 に対する第１の剪断作業を行う段階と、 −第１剪断作業の終了と共に前記剪断工具から該要素を解放し、前記工具を作 業位置へ戻す段階と、 −場合に応じて上記各段階を繰返して必要な回数の剪断作業を行う段階と、 を含むことを特徴とする方法を提供する。 本発明はまた、上記方法を実施する装置を提供し、この装置は、制御手段によ り制御可能な剪断工具を組込まれた、要素を受け入れるための支持具、前記剪断 工具の切断エッジの前に該要素を保持するための手段、前記工具の切断エッジの 方へ該要素を押付ける手段、そして、前記剪断工具から該要素を解放するための 手段を備えることを特徴とする。 好適には、剪断工具は支持具を横切るブレードであり、このブレードの切断エ ッジに対向する支持具の一部分がカウンタブレードとして作用する。 ブレードの切断エッジに対向する支持具のこの部分は取外し可能な摩耗部材を 備えるようにしてもよく、こうすれば切断作業で損傷したその支持具部分の交換 を迅速に行うことができよう。 この摩耗部材には、ブレードが支持具を貫通できるようにするスロットを備え ることができる。 剪断作業時にブレードが支持具に対し直角に走査される場合、該ブレードの切 断エッジは支持具に対し傾斜していることが好適である。 ブレード制御手段はジャッキとすることができ、このジャッキのピストンがブ レードに取外し可能に結合される。 保持手段、解放手段、および押付け手段は好適には、それぞれジャッキによっ て制御されるストップを備える。 以下、発明を限定するものではない実施例および添付図面と関連して、本発明 をさらに詳細に説明する。それら図面において、 第１図は、本発明の剪断による切断装置の全体図である。 第２図は、剪断工具制御部材を示す、本発明による切断装置の細部の断面図で ある。 第３図は、第２図に示した本発明による装置の細部の分解図である。 第４図は、本発明による装置の違う角度から見た図である。 第５図は、本発明による装置の部分平面図である。 第１図に示した装置は、剪断される要素の支持具として働くテーブル１を備え る。テーブル１には、相互に直角に配置された４つのジャッキ２，３，４，５が それぞれクランプ１２，１３，１４，１５によって固定される。これら４つのジ ャッキは同じストローク、例えば５００mmのストロークを有する。装置はまた、 第１図では見られないが、切断作業時に生ずる切れ端を回収するためのシュート とタンクをテーブルの下に備えている。テーブルの下に切断ジャッキ６が設置さ れ、２つのピンによってテーブルの平面に対して直角に保持される。切断ジャッ キ６は剪断工具の変位を制御する。剪断工具は本例ではブレード７で構成され、 該ブレードは、スロット８により、テーブル１を横切って、切断エッジ７１を有 している。 ジャッキ３と５が、ストップ２３と２５の変位を制御する。これらストップは ブレード７に平行で、剪断する要素を保持するのに使われる。切断する要素の寸 法に応じて、ジャッキ３と５は、クランプ１３と１５の固定要素を通す１１のよ うなスロットによって、ブレードの平面を通るテーブル１の軸心に対し様々な距 離に設定することができる。 ストップ２３と２５は、これらスロットの図示していない突出部を２３１，２ ３２，２５１，２５２のような案内スロットに嵌込むことによって、並進状に案 内される。ジャッキ３と５については、作業圧力が約３０バールとされよう。 ジャッキ４は、切断する要素をブレード７の方へ押付けるのに使用される。ジ ャッキ４はクランプ１４を用いてテーブル１に恒久的に固定される。あるいはま た、ジャッキ４も、押圧パッド２４の案内に用いているスロット２４１と２４２ にクランプ１４の固定要素を通すことによって、ブレードに対し位置調整可能に できよう。押圧パッド２４はストップ２３と２５のようには幅広くなく、Ｕ形の 形状であり、スロット２４１と２４２に嵌込まれる突出部（図示されない）を備 えている。ジャッキ４の作業圧力は１００バールにされる。 ジャッキ２は、切断する要素の切断が完了してブレード７が最低位置にある時 に、該要素を引戻すのに使われる。その場合、ジャッキ２のロッドに結合されて いるストップ２２はブレードの上を通る。ジャッキ２は、テーブルに恒久的に固 定されるものとして図示しているが、テーブルにスロットを設ければ、他のジャ ッキと同じ様に変位可能にすることができる。同じことが、本例ではテーブルの スロットにより案内されていないストップ２２についても言える。しかしストッ プ２２の機能は、切断する要素に対し、他の押圧および保持システムほど高い変 位精度を必要としない。 ジャッキ２，３，４，５は好適には、油／水交換器を有する液圧ステーション に接続される。このステーションは、次の連続した切断作業、すなわち、 −切断する要素を保持ストップ２３，２５によって保持すること、 −上昇位置にあるブレード７へ向けて要素を押圧ストップ２４により押付ける こと、 −押圧力を維持した状態でブレード７を降下させることにより要素を切断する こと、 −押圧ストップを戻し、ストップ２２を前進させて切断された要素を解放し、 必要に応じて切断サイクルを再開始すること を連鎖状に行うことができるようにする。 テーブルはカウンタブレード９を備える。このカウンタブレードの中に、取外 し交換可能な摩耗部材１０が取り付けられる。摩耗部材には、ブレード７を通す スロット８が設けられている。カウンタブレードは窒化処理された鋼で作ること が好適である。 第２図と第３図はブレード７の特徴を示し、該ブレードの作動を理解させるも のである。 ジャッキ６は複動ジャッキである。ジャッキ６は本体６０を備え、この本体は 伸張用の流体取入れオリフィス６１と引込め用の流体取入れオリフィス６２を有 する。流体は例えば水である。ジャッキ６には下部密封プラグ６３と上部密封プ ラグ６４が設けられ、これら両プラグの間でピストン６５が動く。ピストン６５ からロッド６６が延出し、上部プラグ６４を通って、ネジ付き部分６７で終端し ている。 ロッド６６のネジ付き部分６７に、結合部材３０の下部分に設けられたタップ 孔３１が螺着結合され、ロックナット２０で固定される。結合部材３０の上部分 高位置から最低位置まで駆動することができる。 先に述べたように、ジャッキ６は２つの図示していないピンによりテーブル１ に保持されている。ジャッキ６の上端部は、このジャッキ６とテーブル１との中 間に設けられる全体として円筒形の中空の部材４０に結合される。部材４０はロ ッド６６と結合部材３０を収容する。ジャッキ６と中間部材４０との結合は、交 互溝（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｇｒｏｏｖｅｓ）のシステムを用いて２つの部 品で嵌め合わせて行われる。中間部材４０の下部分は、取外しできる半円筒形の シェル４２を有する。シェル４２がネジ４３によって中間部材４０に固定される と、このシェルは部材４０へのジャッキ６の取り付けを確実にする。シェル４２ が取外され、そしてジャッキ６がテーブル１への固定用のピンから外されると、 ジャッキ６をテーブルの方へ押すことができ、これにより結合部材３０が持ち上 って、部材４０の上部分（カウンタブレード９を構成する）から外れる。そこで ブレード７を外して、もし摩耗していれば交換することができる。 中間部材４０は、ピン４４（第３図参照）のような心決めピンによって、テー ブル１の凹部１６内に心決めされる。次いで、部材４０は、該部材の大きな直径 のリング４５に一連のネジを通すことによって、テーブルに固定される。中間部 材４０は一体にすることもできるし、あるいは２つの部分で構成することもでき る。後者の場合、カウンタブレード９が別個に作られ、部材４０の下部分に溶接 される。この場合カウンタブレードを単独で窒化することができる。 摩耗部材１０は例えば矩形である。この部材のスロット８（第１図参照）は、 ブレード７の通過を可能にするに十分な長さである。摩耗部材１０は、該部材の 周縁をネジで止めることによって、カウンタブレード９に固定される。カウンタ ブレードと摩耗部材とで構成された組立体の上面は、テーブル１の上面と同一平 面である。 ブレード７は、オーベール・エ・デュバル（Ａｕｂｅｒｔ ｅｔ Ｄｕｖａｌ ）社から発売されているニッケル−クロム−モリブデン鋼６０ＮＣＤ１１製であ ることが好ましい。ブレード７のピッチ角度α（第３図参照）は、慎重に決定し なければならない。試験によって、その角度は約３０°にすべきであると判明し ている。その切断エッジには軽くギザギザを付けることが好適である。 第４図と第５図は、本発明をより良く、理解できるようにするため、それぞれ 違った角度から見た本発明の装置を示す。第５図は、切断する要素５０を鎖線の 輪郭で示している。 １０mmの壁厚を有する溶融ポットの半分に対して試験を行った。切断は、溶融 ポットのフィンの間を８０mmの間隔で行った。７分間（取扱い時間を含む）で溶 融ポットに７００mmの長さの切断を行うことができる。 切断する要素は、リフト装置によって所定個所に設置される。要素の心決めジ ャッキ、前進ジャッキ、および引戻しジャッキは最初、引込み位置にある。ブレ ード７のジャッキだけが前方位置にある。すなわちブレードは伸ばされている。 切断する要素をテーブル上に設置した後、２つの側部ジャッキ３と５が作動され て、要素を切断位置へ置く。すなわち、要素が溶融ポットである場合、ブレード が２つのフィンの間に位置するようにされる。 次いで、ジャッキ４が作動されて、要素をブレード７の下へ前進させる。そこ でブレードがジャッキ６により駆動されて、最初の切断を行う。最初の切断が行 われると、ブレードはそのままその最低位置に、ジャッキ２が要素を解放するの に必要な時間とどまる。ストップ２２が引込み位置へ戻ると、ブレードは最高位 置へ戻され、そして切断サイクルを再び始めることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１０月２６日 【補正内容】 請求の範囲 １． 核施設を解体するため該施設の建造に使用されていた金属の要素を剪断 工具によって切断する方法において、 −作業位置にある、剪断工具を構成する、ピッチ角度（α）が約３０°のブレ ード（７）の切断エッジ（７１）の前に前記要素を設置し保持する段階と、 −同時に前記要素を前記切断エッジの方へ押付け且つ前記工具を操作して第１ の要素剪断作業を行う段階と、 −第１剪断作業の終了と共に前記剪断工具から前記要素を解放して前記工具を 作業位置へ戻す段階と、 −場合に応じて上記各段階を繰返して必要な回数の剪断作業を行う段階とを含 むことを特徴とする方法。 ２． 請求の範囲第１項の方法を実施する装置であって、制御手段により制御 可能な剪断工具を構成するブレード（７）を組込まれた、前記要素を受けるため の支持具（１）と、この支持具（１）に対し約３０°の角度（α）で傾斜するよ うにされた前記ブレード（７）の切断エッジ（７１）の前に前記要素を保持する ための手段と、前記工具切断エッジの方へ前記要素を押付けるための手段と、前 記剪断工具から前記要素を解放するための手段とを有することを特徴とする装置 。 ３． 請求の範囲第２項による装置において、前記ブレード（７）が前記支持 具（１）を横切り、前記切断エッジに対向する前記支持具の一部分がカウンタブ レード（９）として作用することを特徴とする装置。 ４． 請求の範囲第３項による装置において、前記切断エッジに対向する前記 支持具の部分が取外し可能な摩耗部材（１０）を備えることを特徴とする装置。 ５． 請求の範囲第４項による装置において、前記摩耗部材（１０）に、前記 ブレードが前記支持具（１）を貫通できるようにするスロット（８）が備えられ ることを特徴とする装置。 ６． 請求の範囲第２項から第５項までのいずれか一項による装置において、 前記ブレードの制御手段がジャッキ（６）を備え、該ジャッキのロッド（６６） が前記ブレード（７）に取外し可能に結合されることを特徴とする装置。 ７． 請求の範囲第６項による装置において、前記ブレード（７）を前記ジャ （７２，３２）が使用されることを特徴とする装置。 ８． 請求の範囲第２項から第７項までのいずれか一項による装置において、 前記保持手段、解放手段、および押付け手段が、ジャッキ（２−５）により制御 されるストップ（２２−２５）を備えることを特徴とする装置。 ９． 請求の範囲第２項から第７項までのいずれか一項による装置において、 前記ブレード（７）の切断エッジ（７１）がギザギザを付けられることを特徴と する装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 核施設を解体するため該施設の建造に使用されていた要素を切断する方 法において、 −作業位置にある剪断工具（７）の切断エッジ（７１）の前に前記要素を設置 し保持する段階と、 −同時に前記要素を切断エッジの方へ押付け且つ前記工具を操作して該要素に 対する第１の剪断作業を行うこと、 −第１剪断作業の終了と共に剪断工具から前記要素を解放して前記工具を作業 位置へ戻す段階と、 −場合に応じて上記各段階を繰返して必要な回数の剪断作業を行う段階とを含 むことを特徴とする方法。 ２． 請求の範囲第１項の方法を実施する装置であって、制御手段により制御 可能な剪断工具を組込まれた、前記要素を受けるための支持具（１）と、前記剪 断工具の切断エッジの前に前記要素を保持するための手段と、前記工具の切断エ ッジの方へ前記要素を押付けるための手段と、前記剪断工具から前記要素を解放 するための手段とを有することを特徴とする装置。 ３． 請求の範囲第２項による装置において、前記剪断工具が前記支持具（１ ）を横切るブレード（７）であり、前記切断エッジに対向する前記支持具の一部 分がカウンタブレード（９）として作用することを特徴とする装置。 ４． 請求の範囲第３項による装置において、前記切断エッジに対向する前記 支持具の部分が取外し可能な摩耗部材（１０）を備えることを特徴とする装置。 ５． 請求の範囲第４項による装置において、前記摩耗部材（１０）に、前記 ブレードが前記支持具（１）を貫通できるようにするスロット（８）が備えられ ることを特徴とする装置。 ６． 請求の範囲第３項から第５項までのいずれか一項による装置において、 剪断作業時に前記ブレード（７）が前記支持具に対し直角に操作される場合、そ の切断エッジ（７１）が前記支持具に対し傾斜していることを特徴とする装置。 ７． 請求の範囲第６項による装置において、前記ブレード（７）の切断エッ ジ（７１）が前記支持具に対し約３０°の角度で傾斜していることを特徴とする 装置。 ８． 請求の範囲第３項から第７項までのいずれか一項による装置において、 前記ブレードの制御手段がジャッキ（６）を備え、該ジャッキのロッド（６６） が前記ブレード（７）に取外し可能に結合されることを特徴とする装置。 ９． 請求の範囲第８項による装置において、前記ブレード（７）を前記ジャ （７２，３２）が使用されることを特徴とする装置。 10． 請求の範囲第２項から第７項までのいずれか一項による装置において、 前記保持手段、解放手段、および押付け手段が、ジャッキ（２−５）により制御 されるストップ（２２−２５）を備えることを特徴とする装置。