JPH0318797A - プラズマアーク切断技術による原子炉炉内構造物解体システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プラズマアーク切断技術を用いて原子炉炉内
構造物を解体するシステムに関するものである． （従来技術） 原子力発電プラントは、長期使用の後、寿命を迎え原子
炉炉内Ｉ！ｌ！造物も他の機器と共に解体する必要が生
じる．解体する技術は、いくつか存在するが、プラズマ
アーク切断技術もその内の１つである． プラズマアーク切断技術は、従来原子炉炉内構造物の主
要構或材料であるステンレス鋼及び非鉄金属等を切断す
る技術として利用されてきたが、放射｛ヒした原子炉炉
内構造物の解体用としての技術でなかったため、原子炉
炉内ｒ！！造物からの放射能被曝低減及び切断時に発生
するカス及び放射化切断粉を回収する等のシステム化は
考慮されていない． （発明が解決しよ−うとする課題） 原子炉炉内構造物は、放射化あるいは放射能汚染してい
るため、解体作業を進める場合、作業員の放射ｍ被曝低
減のため解体する炉内構造物を水中でしかも遠隔で解体
作業が必要となる。また、プラズマアーク切断技術で水
中切断を行うと切断のために供給するカス及び水分解に
よって発生する水素等のガスか水面に上昇するのにとも
なって炉内構造物の切断粉の一部が水面がらでて気中浮
遊物となる．また、切断粉の一部は水中に残り水中浮遊
物となり、一部はドロスとなって原子炉圧力容器の底部
に落下する．これら切断に伴う副次生戊物の対策等が必
要になる。そこで、原子炉炉内梢遣物をプラズマアーク
切断技術を用いて解体する場合、これら切断副次生戒物
の回収を含む問題点を解決するジステムが必要となる。

原子炉炉内構造物を解体するジステムを考える場合、原
子炉施設という限られたスペースで必要な機能を有した
各機器を効率よく配置することおよび全体の効率をあげ
るため、各装置にどのような方式を採用するかが重要に
なってくる．例えば、トーチを保持し炉内構造物を切断
する切断駆動装置において、切断対象が上部から下部の
炉内楕造物に移るに従って切断位置は、下方に移る．こ
の場合トーチの移動ストロークが短い装置であれば、短
いストロークをカバーするため、クレーン等で切断駆動
装置全体を下げて切断位置にトーチを設定する方式の場
合、■移動の都度、切断駆動装置と炉内構造物の相対位
置か変わり移動後の両者の相対位置の確認が難しい、従
って炉内構造物に沿わせてトーチを移動する切断動作を
行わせることが困難となる、■切断駆動装置全体が作業
員と切断対象物の間になり、作業員が切断位置等を観察
するのに、視界が切断駆動装置で範囲が狭くなる、■切
り離された炉内Ｗ４造物は、切断駆動装置を回避して、
原子炉圧力容器から取り出すことはできず、切断駆動装
置を一度引き上げ移動する作業が伴う． （課題を解決するための手段） 本発明は、プラズマアーク切断技術を用いて原子炉炉内
構造物を安全かつ効率よく解体するジステムを提供する
ものである． 本発明によるプラズマアーク切断技術による原子炉炉内
ｍ造物解体ジステムは、原子炉圧力容器の上部に設置し
た走行及び横行駆動が可能な装置の上部に旋回ならびに
昇降可能な昇降軸の下端にトーチを収り付けた切断駆動
装置、放射化した炉内構造物を切断する際に発生する放
射性の気中浮遊物を含んだ発生カスを回収する発生ガス
回収処理装置、放射性の落下ドロス及び水中浮遊固形物
を回収処理する水浄化装置及び切断する際に炉内楕造物
を保持固定するとともに切断後には切り離された炉内構
造物を搬送する切断物保持固定搬送装置からなっている
。またこれらを用いて原子炉炉内構造物を解体する作業
等を監視する監視カメラを有している． 従って、第１〜６図のようなジステムが必要となる． 切断駆動装置３は、圧力容器１内より広い開口部を有す
る作業床と同じレベルに設置し、長い昇降軸２１を有す
る方式として切断片を取り出す際には昇降軸２１を分割
上昇しウエル部８７まで移動じ、切断装置全体を動かす
ことなく切断片取り出し作業が実施できるようにして、
作業の効率化円滑化を図る． 切断時に発生する副次生戒物はできるだけ発生場所で回
収し、既設系統への放射能汚染拡大を防止する方式を採
用している． 切断時に発生する気中浮遊固形物及び水素ガスを回収す
る発生ガス回収処理装置４については、原子炉上部の開
口部に設置し、その内側径は、原子炉圧力容器の外徨よ
り大きく、切断駆動装置３の切断動作及び切り離された
炉内構造物２を搬出する際の妨げとならないようにして
いる．また本装置は、給気系統及びフィルターを通過し
て排気する系統を有するエアーカーテン方式を採用して
できるだけ放射性の気中浮遊固形物がエアーカーテンよ
り上部に拡散することを防止し、汚染機器の減少を図っ
ている． 切断時に発生する水中浮遊物及び落下ドロスを回収する
水浄化装置については、梢＊ａａ器のポンプ、ストレー
ナ、フィルターを一体に組み込んだ機器及び水中浮遊固
形物及び落下ドロスを回収時に使用するホースなどは、
切断駆動装置の切断動作を妨げないようにウエル部に設
置または仮置し、水中浮遊物等で満杯になったストレー
ナ及びフィルターは、作業員の被曝低減を考慮止して遠
隔で交換できる方式を採用している． 切断終了時の切り離された炉内楕遣掬の落下を防止する
ための保持固定と取り出し機能を兼ねた切断物保持固定
搬送装置７については、同装置を炉内構造物２に設定す
る際には炉内構造物２を内側に置き切断物保持固定搬送
装置７を炉内構造物２の外聞に置くように設定し、狭い
原子炉圧力容器１と炉内槽３ａ物２の間を避けて切断対
象の炉内構３ａ物２の内測から切断動作か行える方式を
採用している。

（発明の効果） 本発明は、放射線量率の高い炉内構造物を水中で切断解
体することから作業員の被曝の低減ｆヒ、発生した放射
性の副次生戒物を解体場所で回収する機能を有すること
から既設処理系への放射能汚染拡大防止及び原子炉上部
に設置した切断駆動装置を移動しないで切断物を搬出で
き、また、原子炉圧力容器の下部に設置されている炉内
梢遣物を切断する際に長く継ぎ足した昇降軸を分割して
引き上げないで損傷したトーチを交換できるなどの解体
作業の効率化を考慮した装置で原子炉炉内構造物を安全
に解体するのに効果的なシステムである。

（実施例） 次に本発明の一実施例について説明する．第１図は、プ
ラズマアーク切断技術による原子炉炉内構造物を解体す
るシステムの全体図であって、原子炉圧力容器１内に設
置されている炉内構造物２を切断駆動装置３で切断し、
切断時に発生するカス及び気中浮Ｍ物は、発生ガス回収
処理装置４で回収し、水中浮遊物及び蕩下ドロスは、水
浄ｆヒ装置５で回収する．切断片６は、切断片保持固定
搬送装置７で切断中は保持固定し、切断後は保持固定搬
送装置７と共にクレーン８で搬出する。

なお、原子炉圧力容器１の上部には、覆いつかあって、
発生カス回収処理装置４で回収できない発生カス及び気
中浮遊物の拡散を防止している。

第２図は、切断駆動装置３を示す図であり、これには水
平面を駆動する駆動用の走行駆動装置１０（走行駆動機
ｆｆ１１１と走行ガイドレール１２からなる）と、走行
ガイドレール１２の上に走行駆動装置１０と直交する駆
動を行う横行駆動装置１３（横行駆動機構１４と横行カ
イドレール１５からなる）と、横行駆動装’Ｉｔ　１　
３の上部にある旋回駆動装置１６（旋回駆動機構１７と
旋回テーブル１８からなる）とかあって、旋回テーブル
１８と共に昇降駆動装置１９（昇降駆動機？１１２０、
昇降軸２１及び昇降ガイドレール２２からなる）全体を
旋回する．昇降駆動ａ楕２０は、昇降軸２１を昇降し、
昇降軸の先端部２６にはトーチ２３を取り付けてあって
トーチ２３により炉内構造物２を切断する．各々の駆動
＠構については、走行駆動ｔｌｌ構１１と横行駆動機構
１４はポールスクリュウ２４・ボールナット２５駆動で
あり、旋回駆動Ｒ構１７はピニオン・ギャー駆動であり
、昇降駆動機楕２０はピニオン・ラック駆動であり、そ
れぞれモータによって駆動する．各駆動装置は、数値制
御方式を採用し速度と位置を任意に制御でき、制御する
駆動装置の組合せによって炉内構造物２を切断する場合
の切断経路及び速度を任意に選択することができる．昇
降軸２１は、すでに提出している特許出願にかかる分割
繋ぎ足し方式である．なおトーチ２３を取り付けている
昇降軸先端部２６は、作業床から遠隔で取り外し、引き
上げてトーチ２３を交換することができる． 第３図は、トーチ２３を取り付けている昇降軸先端部２
６を作業床から遠隔で取り外す機構を示す図であって、
昇降軸先端部２６取り外し機構全体２７は、ワイヤー２
８で吊下げられており、昇降軸２１をガイドとして切断
駆動装置上部に設置してある手巻ウインチ２９によって
巻き上げ及び巻下げを行う。

昇降軸先端部取り外し機構全体２７を所定の位置まで巻
下げた後、ボール３０をピン３１にセット回転するとロ
ツド３２を中心として矢印３３の方向に爪３４が旋回、
爪３４は昇降軸先端部２６にセットされる．さらにポー
ル３０をビン３５にセットし、ボール３０を回転すると
ピン３５を中心として矢印３６の方向に爪先端部３７が
回り昇降軸先端部２６をつかむ．エアージリンダ−３８
にエアーを供給すると、エアージリンダ−３８内のピス
トン３９とピストン３９に連結しているロッド４０及び
ロッド４０と連結しているブロック４１か上昇する．ブ
ロソク４１には４涸のピン４２かあり、ビン４２らブロ
ツ，ク４１ととらに上昇する．ピン４２が爪４３の長孔
に差し込まれており、ビン４２の上昇によって爪４３は
ピン４４を支点として矢印４５の方向に回転し、爪４３
は昇降先端部２６から外れる．爪４３か昇降軸先端部２
６から外れるとブロック４１がリミットスイッチから離
れて作動して、爪４３が昇降軸先端部２６から外れたこ
とをランプで表示する．その後ボール３０をビン３１に
セットし、矢印３３と反対にボールを回しロソド３２を
中心として爪３４及び爪先端部３７で掴んだ昇降軸先端
部２６を昇降軸２１の中心からすらし、昇降軸先端部２
６とともに昇降軸先端部取り外しｔｌ１構２７を手巻ウ
インチ２９で巻き上げる． 第４図は、発生ガス回収処理装置４を示す図であって、
送風系統４９（送風Ｂ＆５０、送風ダクト５１及び送風
ダクト出口５２からなる）と排風系統５３（排風ダクト
人口５４、排風ダクト５５、フィルター５６及び排風機
５７からなる）から梢戒される．送風機５０により送ら
れた空気は、送風ダクト５１を通り送風タクト出口５２
から吹き出される．吹き出された空気は、排風機５７に
より、発生ガス、気中浮遊物及び周囲の空気と共に排風
ダクト人口５４から吸引され発生ガスを痛釈するととも
にこれらの気体の流れにより原子炉上部の開口部にエア
ーカーテンを形或し作業床などへの気中浮遊物の拡散を
減少させる。また、排風タクト人口５４から吸引された
空気及び発生ガス並びに気中浮遊物は、排風ダクト５５
を通りフィルター５６で気中浮遊鞠を回収したのち排風
機５７より原子炉施設の既設排気系統６０へ吸引される
． 第５図は、水浄化装置５を示す図であって、水中浮遊固
形物あるいは、落下ドロスは、ボンプ６１により、大口
径吸引ヘッド６２または、小口径吸引ヘッド６３より水
とともに吸引され、ストレーナゲーシング６４に流入す
る．落下ドロス等の大きな粒子がストレーナ６５でＰ過
された後、べ−ス６６内の通＃１６７を通りボンプ６ｌ
からポンプ出口管６８を経て、フィルタ一人口６９から
フィルター７０に流入する．フィルター７０で水中浮遊
固形物等の小さな粒子が枦過され浄化された水はフィル
ター出口７１から流出する．落下ドロスで満杯になった
ストレーナ６５は、ストレーナゲーシング６４のは７１
をフックなどで開きストレーナ、吊具７２を利用してワ
イヤーを掛け、第１図のクレーン８で吊上げて交換する
．目詰りを起こしたフィルター７０は、ボールをフィル
ターグーシング旋回ピン７３にセットしたフィルターゲ
ージング７４を旋回させる．フィルターゲーシングピン
７５とフィルター固定プレート切り欠き７６が一致した
所でフィルター吊具７７を利用してワイヤーを掛けフィ
ルターゲーシ・ング７４を吊上げて交換する． 第６図は、切断物保持固定搬送装置７を示す図であって
、切断物保持固定搬送装置７の吊具７８にワイヤー７９
を掛け第１図のクレーン８によって炉内構造物２を内側
にして切断物保持固定搬送装置７を降ろす．その後、水
圧で駆動する８本の脚８０を原子炉圧力容器１に押し付
け切断物保持固定搬送装置７を固定した後、水流で回転
するドリル８１をピストン８２で矢印８３の方向に押し
付け炉内構造物２を貫通して炉内構造物２と切断物保持
固定搬送装置７を固定する．炉内構造物２と切断物保持
固定搬送装置７を固定したのち、ワイヤー７９を収り外
し炉内構造物２を第１図の切断駆動装置３で切断する．
切断後ワイヤー７９を吊具７８に掛け吊った後８本の脚
８０を引っ込め切断物保持固定搬送装置７を原子炉圧力
容器１から外し、切り離された炉内Ｗ４遣″＄１２とと
もに切断物保持固定搬送装置７を吊上げる．吊上げ後、
切り離された炉内構造物２と切断物保持固定搬送装置７
は、第１図の水中の通ｌ！？ｔ８　４を通過して第１図
のブール８５に置いた後、ドリル８１を抜いて切断物保
持固定搬送装置７を切断片から取り外し引き上げ、次の
炉内楕遠物を切断する際の保持固定・搬送に再使用する
。

本発明のプラズマアーク切断技術による原子炉炉内構造
物解体装置は、以上のように放射線量率の高い原子炉炉
内構造物を解体する上で作業員の被曝低減に必要な水深
での切断解体に必要な機能を具備し、また、放射能汚染
拡大防止に必要な機能並びに作業の効率化を図った装置
で原子炉炉内構造物を解体する上で有効な装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プラズマアーク切断技術による原子炉炉内楕
造物解体ジジステム全体図である。 第２図（ａ）及び（ｂ）は、切ＵＩ駆動装置３の全体図
及びその部分詳細図である． 第３図（８１，（ｂ）及び（Ｃ）は、昇降軸先端部の収
り外し機構図及びその部分詳細図である．第４図（ａ）
及び（ｂ）は、発生ガス回収処理装置４の気中浮遊物回
収装置全体の平面及び側面図である． 第５図（ａ），　（ｂ）．　（ｃ）及び（ｄ）は、水浄
化装置５の全体図及びその部分詳細図である。 第６図（ａ）及び（ｂ）は、切断物保持固定搬送装置の
全体図及びその部分断面図である。 １・・・圧力容器　　　　２・・・炉内構造物３・・・
切断駆動装置 ４・・・発生ガス回収処理装置 ５・・・水浄｛ヒ装置　　　６・・・切断片７・・・切
断物保持固定搬送装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電極と対象物の間にアークを発生させ、アークの周囲に
   ガスを供給し、アーク熱によりプラズマ化したガスによ
   って対象物を溶融切断する技術を用いて、原子炉炉内構
   造物を切断解体する装置において、原子炉圧力容器上部
   に設置した走行及び横行可能な装置に旋回と昇降が可能
   な昇降軸を取り付け、その先端にプラズマアークトーチ
   を取り付けた切断駆動装置、切断対象となる炉内構造物
   を保持・固定・搬送するための保持固定搬送装置、切断
   時に発生する気中浮遊物を回収する気中浮遊物回収装置
   、水中浮遊物を回収する水浄化装置及び切断解体作業を
   確認するための監視カメラから成ることを特徴とするプ
   ラズマアーク切断技術による原子炉炉内構造物解体シス
   テム。