JP6788570B2

JP6788570B2 - 原子炉圧力容器の解体方法

Info

Publication number: JP6788570B2
Application number: JP2017239434A
Authority: JP
Inventors: 亨司小畠; 博長瀬; 長瀬　　博
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2037-12-14
Also published as: JP2019105584A

Description

本発明は、原子炉圧力容器の解体方法に関する。

原子力プラントの解体方法に関し、下記特許文献１の要約書には、「原子力プラントの解体方法は、原子炉容器から燃料を取り出して燃料貯蔵プールに貯蔵するステップと、前記燃料貯蔵プールから前記燃料を搬出するステップと、前記原子炉容器からの前記燃料の取出し後、前記原子炉容器の上方に位置するとともに水が貯留された作業用プールに前記原子炉容器内の炉内構造物を取り出し、前記作業用プールに貯留された前記水の中で前記炉内構造物を解体するステップと、解体された前記炉内構造物を前記作業用プールから搬出するステップと、前記炉内構造物の前記作業用プール外への搬出後、前記作業用プールの前記水を抜くステップと、を備え、前記炉内構造物の取出し及び解体作業は、前記燃料貯蔵プールからの前記燃料の搬出完了前に開始する。」と記載されている。

特開２０１７−６７７２８号公報

上記特許文献１には、原子炉圧力容器に収納されている炉内構造物の解体方法について記載されているが、原子炉圧力容器自体の解体方法については特に記載されていない。しかし、原子炉圧力容器は、燃料からの放射線によって放射化するため、その解体にあたっては、作業員の被ばくを抑制することが望ましい。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、作業員の被ばくを抑制できる原子炉圧力容器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本発明の原子炉圧力容器の解体方法は、略円筒状の原子炉圧力容器を設置したリアクターウェルと、物品の通路であるゲートを形成した仕切壁を隔てて前記リアクターウェルに隣接するプールと、作業員が作業を行うオペレーションフロアと、を備えた原子力施設において、前記ゲートを横方向に拡張するゲート拡張工程と、前記原子炉圧力容器を輪切り切断して、輪切り切断片を得る輪切り工程と、前記輪切り切断片を、前記オペレーションフロアのフロアレベルよりも低い位置まで吊り上げる吊上げ工程と、前記輪切り切断片の高さを、前記フロアレベルよりも低い位置に維持しつつ、前記輪切り切断片を前記リアクターウェルから前記プールまで移動する移動工程と、前記プールにおいて前記輪切り切断片を細断する細断工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、作業員の被ばくを抑制できる。

本発明の一実施形態の原子炉圧力容器解体方法に適用される原子力施設の縦断面図である。本実施形態の解体方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態の解体方法を適用中の原子力施設の縦断面図である。比較例の解体方法の手順を示すフローチャートである。比較例の解体方法を適用中の原子力施設の縦断面図である。

〈原子力施設１の構成〉
図１は、原子力施設１（例えば原子力発電所）の縦断面図であり、該原子力施設１は、本発明の一実施形態による原子炉圧力容器解体方法に適用される
図１において、原子力施設１は、リアクターウェル３２と、ドライヤセパレータプール３４（プール）と、使用済燃料貯蔵プール３６（プール）と、原子炉圧力容器１０と、クレーン１４と、オペレーションフロア２６と、を備えている。

本実施形態における原子炉圧力容器１０は、沸騰水型原子炉であり、上下端を閉塞した略円筒状に形成されている。原子炉圧力容器１０は、その内部にドライヤ１１、セパレータ１２、燃料１３等を収納する。リアクターウェル３２は、その内部に原子炉圧力容器１０を収納する構造物である。ドライヤセパレータプール３４は、原子炉圧力容器１０の燃料交換時等に、リアクターウェル３２から取り外したドライヤ１１、セパレータ１２等を収納するためのプールである。

オペレーションフロア２６は、作業員が各種作業を行うフロアである。オペレーションフロア２６の地上からの高さをフロアレベルＨＦと呼ぶ。クレーン１４は、オペレーションフロア２６の上方に設けられ、リアクターウェル３２、ドライヤセパレータプール３４および使用済燃料貯蔵プール３６の間で、種々の物品を運搬する。例えば、クレーン１４は、リアクターウェル３２から取り外したドライヤ１１、セパレータ１２等の各種機器をドライヤセパレータプール３４に運搬する。また、クレーン１４は、原子炉圧力容器１０から取り出した使用済燃料を使用済燃料貯蔵プール３６に運搬する。

リアクターウェル３２と、ドライヤセパレータプール３４との間は、フロアレベルＨＦの高さまで仕切壁３９で仕切られ、この仕切壁には、上方向に開口するように略Ｕ字状に切り欠いた第１ゲート４０（ゲート）が形成されている。この第１ゲート４０（ゲート）は、少なくとも原子炉圧力容器１０の運転中は、第１封鎖部材４２によって封鎖される。また、リアクターウェル３２と、使用済燃料貯蔵プール３６とは、フロアレベルＨＦの高さまで他の仕切壁４３で仕切られ、この仕切壁には、上方向に開口するように略Ｕ字状に切り欠いた第２ゲート４４が形成されている。この第２ゲート４４も、少なくとも原子炉圧力容器１０の運転中は、第２封鎖部材４６によって封鎖される。

第１ゲート４０は、第１封鎖部材４２を開けた際に、リアクターウェル３２から取り外したドライヤ１１、セパレータ１２等が通過できるように、その寸法が設定されている。ドライヤ１１、セパレータ１２等は、一般的には放射能によって汚染され、または放射化しているが、これらの機器は、第１ゲート４０を介して、オペレーションフロア２６よりも低い高さで運搬される。これにより、オペレーションフロア２６で作業する作業員の被ばくを抑制することができる。第２ゲート４４は、第２封鎖部材４６を開けた際に、使用済燃料が通過できるように、その寸法が設定されている。従って、使用済燃料も、オペレーションフロア２６よりも低い高さで運搬される。

〈本実施形態による原子炉圧力容器１０の解体方法〉
原子炉圧力容器１０が寿命を迎えたとき、原子炉圧力容器１０は解体される。図２は、本実施形態の解体方法の手順を示すフローチャートである。図３は、本実施形態の解体方法を適用中の原子力施設１の縦断面図である。
図２に示す解体方法が実行される前に、図１に示すドライヤ１１、セパレータ１２等は、解体される。これらの機器は、ゲート拡張工事（詳細は後述する）を行わなくても、ドライヤセパレータプール３４等に搬送できるためである。また、図２に示す解体方法が実行される前に、ドライヤセパレータプール３４および使用済燃料貯蔵プール３６からは水が抜かれている。

図２のステップＳ１（ゲート拡張工事）においては、第１封鎖部材４２（図１参照）が取り除かれ、第１ゲート４０の拡張工事が行われる。すなわち、リアクターウェル３２とドライヤセパレータプール３４との間の仕切壁３９のうち、第１ゲート４０の横方向に存在していた部分が撤去される。これにより、第１ゲート４０の幅は、少なくとも原子炉圧力容器１０の外径よりも大きくされる。

次のステップＳ２においては、クレーン１４等の機材が点検され、各エリアのエリア整備が行われる。
次のステップＳ４においては、原子力施設１に切断装置２２およびテーブル２０（図３参照）が搬入される。切断装置２２は、原子炉圧力容器１０を輪切り切断する装置であり、テーブル２０は、輪切り切断した輪切り切断片２４をさらに細断する作業台である。
次のステップＳ６においては、原子炉格納容器（図示せず）の上部部材（図示せず）が撤去される。
次のステップＳ８では、先に原子力施設１に搬入された切断装置２２等が、図３に示すように、原子炉圧力容器１０に設置される。また、テーブル２０も、図３に示すように、ドライヤセパレータプール３４に設置される。

次のステップＳ１０では、原子炉圧力容器１０の上部に設けられている各種上部部材（図示せず）が撤去される。
次のステップＳ１２では、原子炉圧力容器１０に接続されている各種ノズル・配管部（図示せず）が切断される。
次のステップＳ１４では、原子炉圧力容器１０が輪切り切断される。これにより、略円環状の輪切り切断片２４（図３参照）が切り出される。

次のステップＳ１６では、クレーン１４によって輪切り切断片２４を吊持し、該輪切り切断片２４をオペレーションフロア２６のフロアレベルＨＦよりも低い位置まで吊り上げる。図３に示す輪切り切断片２４の高さは、このステップＳ１６が実行された状態の高さの一例である。
次のステップＳ１８では、クレーン１４によって、輪切り切断片２４を、リアクターウェル３２の位置からドライヤセパレータプール３４の位置まで移動する。より詳細には、輪切り切断片２４を、テーブル２０の上方に位置させる。輪切り切断片２４の移動における移動ルートＲＴ１は、オペレーションフロア２６のフロアレベルＨＦよりも輪切り切断片２４の上端部が低い位置を維持するように設定される。

次のステップＳ２０では、クレーン１４によって、輪切り切断片２４をテーブル２０まで降下させ、テーブル２０の上面に設置する。
次のステップＳ２２では、テーブル２０において、図示せぬ溶接装置等によって輪切り切断片２４を細断する。細断によって得られた細断片は、保管容器に収納され、原子力施設１の外部に搬出される。
次のステップＳ２４では、原子炉圧力容器１０が未だリアクターウェル３２に残存しているか否かが判定される。ここで「Ｙｅｓ」と判定されると、作業はステップＳ１４に戻り、原子炉圧力容器１０が再び輪切り切断される。
以後、原子炉圧力容器１０が輪切り切断されつつリアクターウェル３２から撤去されるまで、ステップＳ１４〜Ｓ２２の作業が繰り返される。そして、原子炉圧力容器１０がリアクターウェル３２から撤去されると、図２における作業が終了する。

〈比較例〉
次に、本実施形態の効果を明らかにするため、比較例について説明する。本比較例において、対象となる原子力施設１は、図１に示したものと同様である。図４は、比較例の解体方法の手順を示すフローチャートであり、図５は、比較例の解体方法を適用中の原子力施設１の縦断面図である。
図４に示すように、本比較例においては、上述した実施形態におけるステップＳ１（図２、ゲート拡張工事）は実行されず、ステップＳ２の作業（レーン１４等の機材の点検、各エリアのエリア整備）が実行される。

以下、ステップＳ４〜Ｓ１４の作業内容は、上記実施形態のものと同様であり、ステップＳ１４において原子炉圧力容器１０が輪切り切断され、これにより、略円環状の輪切り切断片２４（図５参照）が切り出される。
次のステップＳ３６では、クレーン１４によって輪切り切断片２４を吊持し、該輪切り切断片２４をオペレーションフロア２６のフロアレベルＨＦよりも高い位置まで吊り上げる。図５に示す輪切り切断片２４の高さは、このステップＳ３６が実行された状態の高さの一例である。

次のステップＳ３８では、クレーン１４によって、輪切り切断片２４を、リアクターウェル３２の位置からドライヤセパレータプール３４の位置まで移動する。より詳細には、輪切り切断片２４を、テーブル２０の上方に位置させる。本比較例においては、輪切り切断片２４の移動における移動ルートＲＴ２は、少なくとも第１ゲート４０の箇所において、オペレーションフロア２６のフロアレベルＨＦよりも高くなる。

輪切り切断片２４をフロアレベルＨＦよりも高くする理由は、本比較例では、第１ゲート４０の拡張工事を行っていないためである。すなわち、本比較例においては、第１ゲート４０の幅は輪切り切断片２４の幅よりも狭いままになっており、輪切り切断片２４が第１ゲート４０を通過できなくなっている。
以下、ステップＳ２０〜Ｓ２４の内容は、上記実施形態のものと同様である。すなわち、原子炉圧力容器１０がリアクターウェル３２から撤去されるまで、ステップＳ１４，Ｓ３６，Ｓ３８，Ｓ２０，Ｓ２２の作業が繰り返され、原子炉圧力容器１０がリアクターウェル３２から撤去されると、図４における作業が終了する。

このように、本比較例においては、輪切り切断片２４が第１ゲート４０を通過できないため、輪切り切断片２４をフロアレベルＨＦよりも高い位置まで吊り上げて移動させている。輪切り切断片２４は、一般的には放射化しているため、本比較例は、オペレーションフロア２６で作業する作業員の被ばく線量を増加させるという問題が生じる。

〈実施形態の効果〉
以上のように本実施形態によれば、ゲート（４０）を横方向に拡張するゲート拡張工程（Ｓ１）と、原子炉圧力容器（１０）を輪切り切断して、輪切り切断片（２４）を得る輪切り工程（Ｓ１４）と、輪切り切断片（２４）を、オペレーションフロア（２６）のフロアレベル（ＨＦ）よりも低い位置まで吊り上げる吊上げ工程（Ｓ１６）と、輪切り切断片（２４）の高さを、フロアレベル（ＨＦ）よりも低い位置に維持しつつ、輪切り切断片（２４）をリアクターウェル（３２）からプール（３４）まで移動する移動工程（Ｓ１８）と、プール（３４）において輪切り切断片（２４）を細断する細断工程（Ｓ２２）と、を備えることを特徴とする。
これにより、輪切り切断片（２４）の高さを、フロアレベル（ＨＦ）よりも低い位置に維持できるため、作業員の被ばくを抑制できる。

〈変形例〉
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記実施形態の構成に他の構成を追加してもよく、構成の一部について他の構成に置換をすることも可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。

（１）上記実施形態においては、原子炉圧力容器１０として沸騰水型原子炉を適用したが、原子炉圧力容器１０には、他の形式の原子炉、例えば加圧水型原子炉を適用してもよい。

（２）上述したステップＳ１においては、第１ゲート４０を横方向に拡張したが、さらに、仕切壁３９のうち第１ゲート４０の下方の部分を撤去することにより、第１ゲート４０を高さ方向に拡張してもよい。このように、第１ゲート４０を高さ方向に拡張することにより、輪切り切断片２４の高さを高くすることができる。これにより、原子炉圧力容器１０の切断回数を削減でき、解体作業を迅速化できる。

（３）上記実施形態においては、輪切り切断片２４をリアクターウェル３２からドライヤセパレータプール３４に移動したが、これに代えて、輪切り切断片２４をリアクターウェル３２から使用済燃料貯蔵プール３６に移動させてもよい。その場合、ステップＳ１（図２、ゲート拡張工事）においては、第２ゲート４４が拡張されることになる。ドライヤセパレータプール３４および使用済燃料貯蔵プール３６は、共にリアクターウェル３２に近接配置されていることが多いため、他の空間を利用するよりも、原子炉圧力容器１０の解体作業を迅速化できる。

１原子力施設
１０原子炉圧力容器
１４クレーン
２０テーブル
２２切断装置
２４輪切り切断片
２６オペレーションフロア
３２リアクターウェル
３４ドライヤセパレータプール（プール）
３６使用済燃料貯蔵プール（プール）
４０第１ゲート（ゲート）
４４第２ゲート（ゲート）

Claims

略円筒状の原子炉圧力容器を設置したリアクターウェルと、物品の通路であるゲートを形成した仕切壁を隔てて前記リアクターウェルに隣接するプールと、作業員が作業を行うオペレーションフロアと、を備えた原子力施設において、前記ゲートを横方向に拡張するゲート拡張工程と、
前記原子炉圧力容器を輪切り切断して、輪切り切断片を得る輪切り工程と、
前記輪切り切断片を、前記オペレーションフロアのフロアレベルよりも低い位置まで吊り上げる吊上げ工程と、
前記輪切り切断片の高さを、前記フロアレベルよりも低い位置に維持しつつ、前記輪切り切断片を前記リアクターウェルから前記プールまで移動する移動工程と、
前記プールにおいて前記輪切り切断片を細断する細断工程と、
を備えることを特徴とする原子炉圧力容器の解体方法。
前記ゲート拡張工程は、前記ゲートを、横方向に加えて高さ方向にも拡張する過程である
ことを特徴とする請求項１に記載の原子炉圧力容器の解体方法。
前記プールは、ドライヤセパレータプールまたは使用済燃料貯蔵プールである
ことを特徴とする請求項１に記載の原子炉圧力容器の解体方法。