WO2007083401A1

WO2007083401A1 - 原子炉建屋に設置された熱交換器の解体方法

Info

Publication number: WO2007083401A1
Application number: PCT/JP2006/308088
Authority: WO
Inventors: Hideaki Kimura; Kiyoshi Tokieda; Satsuki Takenaka; Seiichiro Yamazaki; John Blight
Original assignee: The Japan Atomic Power Company; Kawasaki Plant Systems, Ltd.
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2007-07-26
Also published as: EP1993104B1; EP1993104A1; JP2007192644A; EP1993104A4; JP4418434B2

Abstract

【課題】原子炉建屋に設置された熱交換器の解体に際し、汚染管理区域を最小化する。【解決手段】原子炉建屋内の一部の区域を汚染管理区域とし、原子炉建屋に設けられたジャッキダウンユニットにより熱交換器（１００）を原子炉建屋につり下げて、熱交換器の一部を降下させて汚染管理区域内に導入する導入工程と、汚染管理区域内の第１の切断エリアに設けられた第１の切断ユニット（３００）により、つり下げられた熱交換器の一部を切断して、分割切断物を分離する第１の切断工程と、搬送ユニット（５００）により、第１の切断エリアから汚染管理区域内の第２の切断エリアへ、分割切断物を搬送する搬送工程と、第２の切断エリアに設けられた第２の切断ユニット（４００）により、搬送された分割切断物を細断する第２の切断工程と、細断された分割切断物を容器に充填して汚染管理区域から搬出する搬出工程とを有する。

Description

明細書

原子炉建屋に設置された熱交換器の解体方法

技術分野

[0001] 本発明は、原子炉建屋に設置された熱交^^の解体方法に関し、特に、解体に際し汚染管理区域を最小化することのできる原子炉建屋に設置された熱交換器の解体方法に関するものである。

背景技術

[0002] 近年、経済性の観点から原子力発電所の廃止措置工事が検討されて!、る。

[0003] 解体工事に係る作業は、放射能レベルが高ヽ原子炉本体やその周辺設備が対象となるので、作業に伴い受ける放射線量や高所作業などの潜在的危険要因に十分配慮した解体技術及び工法を採用する必要がある。

[0004] 解体手順は、まず、原子炉圧力容器等の解体に先立ち、燃料取替機、熱交翻等の放射能レベルの比較的低ヽ付属設備を先行して解体撤去し、作業スペースを確保する。次に、原子炉圧力容器など中心部の解体を進めていくことで検討されている

[0005] 具体的な解体工法を検討するにあたっては、以下に示す安全確保のための留意事項や技術の進歩を踏まえて検討を進めていく必要がある。

[0006] (1)解体に際して、既存の構造物を、放射性物質の外部への漏洩を防止するための障壁及び放射線遮蔽体として利用する。

[0007] (2)機器'構造物の高放射化した部分の切断を行う場合は、粉塵等二次生成物の発生の抑制及び除去を考慮した工法を採用する。

[0008] (3)放射線レベルの高、場所における作業及び高放射化部の機器や構造物の解体を行う場合等には、遮蔽や遠隔操作装置を活用する。

[0009] (4)必要に応じて、仮設の汚染拡大防止囲いや集塵装置の設置等を行う。

[0010] (5)解体作業で発生する切断物の取扱い、搬送、保管を適切に行い、汚染拡大の防止及び従事者の被ばくの防止を図る。

[0011] 上述したように、解体手順としては、まず、燃料取替機や、熱交翻等の放射能レベルの比較的低い付属設備を先行して解体撤去することとなる。

[0012] 図 7は、原子力発電設備に用いられる熱交換器 (以下、 SRUともいう）の構造の一例を示す図である。

[0013] SRU100は、原子炉建屋の南北に 2基ずつ、合計 4基設置されており、ホットガスダクト 140、本体 120、コールドガスダクト 150、ガス循環機などカゝら構成されている。 SRU1基の大きさは、高さ約 25m、直径約 6m、重量約 750t (ガスダクト、ガス循環機は除く）で、原子力発電所に設置された機器の中では大型機器である。 SRU本体部 120の構造は、上力も卜ップヘッド 110、ティア 7〜1 (127〜121)、ボトムヘッド 130 に分かれており、このうちティア 2 (122)〜ティア 7 (127)には、伝熱管が収められている。

[0014] このように、 SRUは大型機器であるため、解体撤去時に汚染管理区域を拡大することなく解体撤去可能な方法が要求されて、る。

[0015] このような、大型機器の解体法としては、ジャッキダウン法が良く知られている。例えば、特許文献 1には、火力発電所のボイラーを、ジャッキダウン工法を用いて解体する方法が開示されている。

特許文献 1 :特開平 10— 46838号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0016] 上述したように、原子力発電設備の廃止措置においては、その汚染管理区域を最小限とする必要がある。し力しながら、特許文献 1にはボイラー下部の具体的な切断方法が開示されておらず、放射性物質の外部への漏洩の防止や、粉塵等二次生成物の発生の抑制及び除去等がまったく考慮されて、な、。

[0017] 本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、汚染管理区域を最小化することが可能な原子炉建屋に設置された熱交換器の解体方法を提供しようとするちのである。

課題を解決するための手段

[0018] 本発明の原子炉建屋に設置された熱交換器の解体方法は、原子炉建屋内の一部の区域を汚染管理区域とし、原子炉建屋に設けられたジャッキダウンユニットにより熱交換器を原子炉建屋につり下げて、熱交換器の一部を降下させて汚染管理区域内に導入する導入工程と、汚染管理区域内の第 1の切断エリアに設けられた第 1の切断ユニットにより、つり下げられた熱交換器の一部を切断して、分割切断物を分離する第 1の切断工程と、搬送ユニットにより、第 1の切断エリアから汚染管理区域内の第 2の切断エリアへ、分割切断物を搬送する搬送工程と、第 2の切断エリアに設けられた第 2の切断ユニットにより、搬送された分割切断物を細断する第 2の切断工程と、細断された分割切断物を容器に充填して汚染管理区域カゝら搬出する搬出工程とを有することを特徴とする。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法において用いられるジャッキダウン工法を説明する図である。

[0020] [図 2]本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法にぉ、て用いられる各ユニットの配置を示す斜視図である。

[0021] [図 3]本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法において用いられる各ユニットの汚染管理区域における配置を示す平面図である。

[0022] [図 4]本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法にぉ、て用いられる一次切断ユニットの構成を示す図である。

[0023] [図 5]本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法にぉ、て用いられる二次切断ユニット及び搬送ユニットの構成を示す図である。

[0024] [図 6]本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法における SRUの解体手順を示すフローチャートである。

[0025] [図 7]原子炉建屋に設置される SRUの構造を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、本発明の実施形態である原子炉建屋に設置された SRUの解体方法について、図を参照して詳細に説明をする。

[0027] (1)ジャッキダウン工法

図 1は、本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法にお、て用いられるジャッキダウン工法を説明する図である。 [0028] 本実施形態の SRU解体方法のジャッキダウン工法は、原子炉建屋 10の SRU 100 が設けられて、る建屋の屋上に設置されたトラス 220と、トラス 220に固定された油圧ジャッキ 210と、油圧ジャッキ 210に取付けたストランドケーブル 221と、からなるジャツキダウンユニットにより、 SRU100の本体を吊降ろしながら、原子炉建屋 10の 3階に設定する作業エリア（図の点線で囲まれたエリア：汚染管理区域 10aとする)で解体を行う。

[0029] 汚染管理区域 10a内に位置する SRU100の一部の解体の進行に伴い（図 1 (b) )、油圧ジャッキ 210を動作させ、次に解体を行う SRU100の一部分を汚染管理区域 1 0a内にさらに導入して解体を行!ヽ（図 1 (c) )、最終的に SRU 100全体の解体作業を汚染管理区域 10a内のみで行う（図 1 (d) )。

[0030] ジャッキダウン工法の採用により、汚染管理区域 10aとなる作業エリアを原子炉建屋 10の 3階のエリアに限定することが可能となった。また、解体作業の遠隔解体化を図りやすくなつた。

[0031] (2)遠隔解体操作システム

図 2は、本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法において用いられる各ユニットの汚染管理区域における配置を示す斜視図である。また、図 3は、本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法にお、て用いられる各ュ-ットの汚染管理区域における配置を示す平面図である。

[0032] 遠隔解体操作システムは、 SRU100本体からの環状切断物 100'の切断及び分離を行い、環状切断物 100'を 2分割して分割切断物 100a、 100bへの分割を行う一次切断ユニット 300と、 2分割にされた分割切断物 100a、 100bを細断し、容器への充填を行う二次切断ユニット 400と、一次切断ユニット 300と二次切断ユニット 400との間において、分割切断物 100a、 100bを搬送するための搬送ユニット 500と力もなる

[0033] 一次切断ユニット 300は、ジャッキダウンユニットによりつり下げられた SRU100のほぼ直下に設けられた汚染管理区域 10a内の一次切断エリア 10bに設置されている。また、二次切断ユニット 400は、汚染管理区域 10a内の他の空きスペースの二次切断エリア 10cゝ 10dに設けられている。 [0034] このように、一次切断ユニット 300と二次切断ユニット 400と搬送ユニット 500とは、原子炉建屋 10の 3階に設定された汚染管理区域 10a内にすべて収容されており、汚染管理区域を最小化することを可能として、る。

[0035] 本実施形態では、 SRU100を一次切断ユニット 300で切断及び分割して、分割切断物 100a、 100bとし、搬送ユニット 500を使って二次切断ユニット 400への移送を行う。分割切断物 100a、 100bは直径約 6mの半円形であり、それを搬送する搬送ユニット 500は、構造上それ以上の大きさ（例えば、 3500mm X 6800mmの大きさ）が必要となる。また、一次切断ユニット 300での分割切断と二次切断ユニット 400 での細断を同時に行いたいという工程の短縮の観点、及び、 SRU100を吊っている状態 (時間）をなるベく少なくしたいという安全上の観点から、本実施形態では、搬送ユニット 500を 3台（500a、 500b, 500c)、？亏染管理区域 10a内に収容するものとする。

[0036] 搬送ユニット 500a、 500b, 500cの 3台により搬送を行うことにより、面積的に狭い二次切断エリア 10c、 10dにおいての、分割切断物 100a、 100bの細断が可能となつている。なお、本実施形態では、 3台の搬送ユニット 500を用いている力台数はこれに限られず、例えば 2台の搬送ユニット 500を用いて搬送を行うことも可能である。

[0037] 尚、一次切断ユニット 300と二次切断ユニット 400とは同時に操作することが可能であり、一次切断ユニット 300と二次切断ユニット 400との並行作業により工程の短縮を図ることが可能である。

[0038] また、一次切断ユニット 300及び二次切断ユニット 400には、多関節マ-ュピレータアームを使用することができる。

[0039] (i)一次切断ユニット

図 4は、本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法において用いられる一次切断ユニットの構成を示す図である。

[0040] 一次切断ユニット 300は、 SRU100をティア単位の環状切断物 100'に切断する環状切断や、環状切断物 100'をさらに分割切断物 100a、 100bへ 2分割するための垂直切断を行うユニットである。切断システムとしては、 SRU100を一周する形で取付けられた環状モノレール 301 (半径約 4m) 1基と、環状モノレール 301に取付けられた切断用アーム 302a、 302b (伸縮アーム、水平スライド、マ-ュピレータアームを備える） 2台とが設置される。

[0041] 2台の切断用アーム 302a、 302bは、遠隔操作による切断用アームの先端ツールの交換が可能になっており、 2台の切断用アーム 302a、 302bの先端ツールの組合せにより、 2ケ所同時に切断作業を行ったり、切断用アーム 302a、 302bの片方で切断片を支えながら切断用アーム 302a、 302bのもう片方で切断を行ったりするなどの作業の組合せが可能である。

[0042] クランプ機構 304は、切断用アーム 302a、 302bで SRU100を切断した切断片をクランプして、別途用意する容器に入れるための機構である。ホイスト 303は、モノレール 301の移動を目的とするものである。ホイスト 303の役割には、位置調整（ジャッキ装置により SRU100を吊り下げる際に、基準点に定置させることは技術的に困難であるため、モノレール 301に位置調整機能を持たせている）の役割、及び、メンテナンス時にモノレール 301を 3階床まで下ろす役割の 2つがある。

[0043] 一次切断ユニット 300の操作方法は、ミニマスターアームを用いて操作する方法や、プログラムを予め入力し自動制御する方法がある。

[0044] 尚、一次切断ユニット 300における切断工法としては、アセチレンガス等の熱的切断や、ダイヤモンドカッター等の機械式切断を採用することができる。

[0045] (ii)二次切断ユニット

図 5は、本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法において用いられる二次切断ユニット及び搬送ユニットの構成を示す図である。

[0046] 二次切断ユニット 400は、環状切断及び 2分割された SRU100である分割切断物 100a, 100bの細断及び容器への収納を行うユニットであり、レール 402上を X—Y 方向に移動可能なガントリー 401が設置され、切断片を取扱う切断用アーム 403が設置される。

[0047] ホイスト 404は、切断用アーム 403で切断した切断片 100cの搬出を行う。具体的には、切断用アーム 403で切断する前に、分割切断物 100bを把持し、その後に切断用アーム 403で切断を行う。そして、切断完了後に、切断片 100cを搬出容器 (不図示）に入れるための搬送を行う。 [0048] 搬送ユニット 500は、分割切断物 100a、 100bを搬送するユニットであり、搬送ュニット 500上には分割切断物 100a、 100bが各々載置される。搬送ユニット 500は、遠隔操作により原子炉建屋のフロアー上の一次切断エリア 10aと二次切断エリア 10b、 10cとの間の移動が可能である。搬送ユニット 500には、エアキャスターを使用することがでさる。

[0049] 一次切断ユニット 300で環状切断及び 2分割された分割切断物 100a、 100bは、搬送ユニット 500にて二次切断ユニット 400へ移送された後、二次切断ユニット 400 において伝熱管パネル単位や胴体片である切断片 100cに細断される。その後、ホィスト 404を使用して、搬出口 20から切断片 100cを下ろし、切断片 100cは原子炉建屋の 1階に設置している搬出容器 (不図示）に充填される。

[0050] (3)遠隔操作システムによる解体手順

図 6は、本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法における SRUの解体手順を示すフローチャートである。

[0051] SRU100の解体作業の大きな流れとしては、ステップ 100 (なお、図中ではステツプを Sと略す）では、 SRU100のボトムヘッド 130を、一次切断ユニット 300で環状切断及び 2分割し、 2分割されたボトムヘッド 130を二次切断エリア 10c、 10dへ搬送した後に、ジャッキダウンユニット 210により、 SRU100を所定の量降下させ、汚染管理区域 10a内に、次の切断部分であるティア 1 (121)を導入する。

[0052] 次に、ティア 1 (121)の解体 (ステップ 200)を開始し、ティア 1 (121)を二次切断ェリア 10c、 10dへ搬送した後に、ティア 2 (122)を導入し、ティア 2 (122)の解体 (ステップ 300)を開始する。

[0053] 以後、 SRU100の各部（110〜130)の解体と、 SRU100の各部（110〜130)の汚染管理区域 10a内への導入を繰り返し、 SRU100全体の解体処理を完了する (ステツプ 100〜ステップ 900)。

[0054] 次に、 SRU100の各部（110〜130)の解体の詳細な解体方法を説明する。なお、

SRU100の各部（110〜130)の解体の詳細な解体方法は、同一であるため、ここではボトムヘッド 130の解体方法を代表として説明をする。

[0055] まず、ステップ 110では、汚染管理区域 10a内に導入されたボトムヘッド 130を、一次切断ユニット 300が、環状に切断し、環状切断物 130'を分離する。

[0056] 次に、ステップ 120では、環状に切断されたボトムヘッド 130の環状切断物 130'を

、一次切断ユニット 300が、さらに二分割とする切断を行い、分割切断物 130a、 130 bに分割する。そして、搬送ユニット 500は、環状に切断かつ二分割されたボトムへッド 130の分割切断物 130a、 130bを、二次切断エリア 10c、 10dへ各々搬送する。

[0057] ステップ 130では、二次切断ユニット 400は、ボトムヘッド 130の分割切断物 130a、

130bを細断して、切断片 130cとする。

[0058] ステップ 140では、二次切断ユニット 400は、裁断されたボトムヘッド 130の切断片

130cを、原子炉建屋 10の汚染管理区域 10aの搬出口 20から、原子炉建屋の 1階に設置してヽる所定の容器に充填する。

[0059] ステップ 150では、二次切断ユニット 400は、ボトムヘッド 130の切断片 130cが充填された容器を搬出し、充填された容器は除染設備エリアに搬入される。

[0060] 以上説明したように、本実施形態の原子炉建屋に設置された SRUの解体方法によれば、熱交換器の切断作業及び容器充填作業がすべて原子炉建屋の一部に設定された汚染管理区域にて作業がなされるため、汚染管理区域を最小限とすることが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 原子炉建屋に設置された熱交換器の解体方法であって、

前記原子炉建屋内の一部の区域を汚染管理区域とし、原子炉建屋に設けられたジャッキダウンユニットにより前記熱交換器を原子炉建屋につり下げて、前記熱交換器を降下させることにより、前記熱交換器の一部を前記汚染管理区域内に導入する導入工程と、

前記汚染管理区域内の第 1の切断エリアに設けられた第 1の切断ユニットにより、前記つり下げられた熱交換器の一部を切断して、分割切断物を分離する第 1の切断ェ程と、

搬送ユニットにより、前記第 1の切断エリアから前記汚染管理区域内の第 2の切断エリアへ、前記分割切断物を搬送する搬送工程と、

前記第 2の切断エリアに設けられた第 2の切断ユニットにより、前記搬送された前記分割切断物を細断する第 2の切断工程と、

前記細断された前記分割切断物を容器に充填して前記汚染管理区域から搬出する搬出工程と、

を有することを特徴とする原子炉建屋に設置された熱交換器の解体方法。

[2] 前記第 1の切断工程において、

前記分割切断物は、前記熱交^^の一部を環状切断して、さらに、 2分割されたものであることを特徴とする請求項 1に記載の原子炉建屋に設置された熱交換器の解体方法。