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JP3829271B2 - Reactor internal structure unloading method and metal powder recovery device - Google Patents
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JP3829271B2 - Reactor internal structure unloading method and metal powder recovery device - Google Patents

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JP3829271B2 JP2000049413A JP2000049413A JP3829271B2 JP 3829271 B2 JP3829271 B2 JP 3829271B2 JP 2000049413 A JP2000049413 A JP 2000049413A JP 2000049413 A JP2000049413 A JP 2000049413A JP 3829271 B2 JP3829271 B2 JP 3829271B2
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力プラントの炉内構造物等を切断した際に発生する金属粉の回収技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
BWR発電プラントにおける原子炉内構造物においては、新材料等への取替、もしくは耐用年数経過後の処分が検討されている。既設の原子炉では炉内構造物自身が放射化または、放射性クラッドが付着しているため、被ばく低減の観点から取替や解体に伴う切断は主に水中で実施されている。例えば、原子炉シュラウド等の構造物は原子炉内で切断されて、原子炉内から保管プールへ搬送され、この保管プール内で減容のための細断が行われ、その後、搬出される。切断方法としては、カッターや助材入りの水ジェットによる機械的切断、またはプラズマや放電による熱的切断がある。
【0003】
構造物を切断すると金属粉が発生する。金属粉の大きいもの(粒径数mm)は底部に堆積するが、小さいもの(数μm)は水中に浮遊している。このような金属粉を回収する方法として、例えば特開平10−123285号公報には、金属粉をポンプで水と共に吸引し、その後、フィルタ濾過で回収することが提案されている。
【0004】
構造物の切断は上記のように主に水中で実施されるが、気中における切断も可能である。気中で切断を行った場合は、気中に浮遊する金属粉はエアーフィルタを用い回収される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般にフィルタ濾過装置は、ポンプや配管、及び架台等を備えており、大きなスペースを必要とする上、金属粉回収後のフィルタ及びフィルタ容器は高線量となっており、それ自身が放射性廃棄物となる。
【0006】
また、フィルタ濾過装置のメンテナンス時、特にフィルタ交換作業時に被ばくすることも懸念される。
【0007】
本発明の課題は、原子炉内構造物を切断して搬出する際に、切断により発生する金属粉を、放射性廃棄物の増加や被ばくといった問題が生じることなく回収することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の金属粉回収装置は、原子炉内構造物をプラズマガス切断して搬出するにあたって、前記原子炉内構造物のうち非磁性金属材料をプラズマガス切断して発生した金属粉、磁石に吸着させて回収することを特徴としている。
【0009】
本発明は、発明者等による次のような新たな知見に基づいている。原子炉内構造物は主にオーステナイトステンレス鋼、ニッケル基合金製であり、非磁性である。しかしながら、例えば、ステンレス鋼をプラズマガスにより熱的切断すると、切断金属粉が磁性を有することが判明した。この理由は、次のように考えられる。すなわち、切断時の熱により沸点の低いCrの蒸発が起きて、冷却過程でCrが再凝縮する。Cr含有量が増えるとオーステナイト相からフェライト相(磁性体)へ相変化するため、オーステナイトステンレス鋼の切断金属粉は磁性を有するようになる。このとき、金属粉は金属粉全体がフェライト化したものや、フェライト化した金属が一部付着したものも含まれている。また、切断部は高温となるため、図7のラマンスペクトル測定結果に示すように、切断金属粉の表面には磁性体のFe酸化物が生成する。相変化及び酸化物の生成で金属粉の全体もしくは表面に磁性を持つことから、元来の性状は非磁性体である材料の切断時金属粉を、磁石により回収することが可能となる。
【0010】
上記構成によれば、放射性廃棄物となるのは金属粉を直接吸着した部分のみであるから、放射性廃棄物の増加を抑えることができる。また、金属粉を直接吸着した部分は使用後は廃棄すればよいので、被ばくすることもない。
【0015】
また、本発明は、オーステナイトステンレス鋼又はニッケル基合金の非磁性金属材料をプラズマガス切断したとき発生する金属粉を、磁気により吸着して回収する金属粉回収装置であって、内部に磁石が移動自在に収納された磁石収納容器と、前記磁石を前記磁石収納容器の内壁面に接近させたり離間させたりする駆動手段とを備え、前記磁石は前記磁石収納容器の内壁面に接近したときに当該容器の外壁面に前記金属粉を吸着し、前記磁石収納容器の内壁面から離間したときに前記金属粉の吸着を解くことを特徴としている。
【0016】
さらに、本発明は、オーステナイトステンレス鋼又はニッケル基合金の非磁性金属材料をプラズマガス切断したとき発生する金属粉を、磁気により吸着して回収する金属粉回収装置であって、内部に磁石が収納された磁石収納容器と、前記磁石の極性を反転させる磁極反転手段とを備え、前記磁石はある極性のときに前記磁石収納容器の外壁面に前記金属粉を吸着し、前記極性が反転したときに前記金属粉の吸着を解くことを特徴としている。
【0017】
上記各構成によれば、金属粉に直接接触するのは磁石収納容器だけであるから、放射性廃棄物の増加を抑えることができる。また、使用後の磁石収納容器は廃棄すればよいので、被ばくすることもない。
【0020】
また本発明は、水中でオーステナイトステンレス鋼又はニッケル基合金の非磁性金属材料をプラズマガス切断したとき発生する金属粉を水と共に吸引する吸引ポンプと、前記水を取り込んで当該水の中から前記金属粉を磁石により磁気吸着して回収する磁気回収手段とを備えたことを特徴としている。
【0021】
吸引ポンプで吸引した水の中に含まれる金属粉を回収するには、通常、フィルタが使用されている。しかし、金属粉濃度が高いとフィルタが短時間で詰まってしまい、交換しなければならなくなるが、このとき被ばくの可能性がある。上記構成によれば、磁気回収手段によって金属粉が吸着されて金属粉濃度が低くなるので、磁気回収手段の後段に設けられるフィルタの交換頻度を低減でき、被ばくを抑えることができる。
【0022】
上記の金属粉回収装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【0023】
(1)前記磁石は鉄、コバルト、サマリウム、ネオジム、ボロン、プラセオジムのいずれかを含む磁性材料または電磁石である。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明に係る金属粉回収装置によって金属粉の回収作業を行っている様子を示した概念図である。作業ピット15には水が張ってあり、この作業ピット15内には架台12が設置され、この架台12の上に被切断材である原子炉構造物1が載置されている。構造物1は非磁性金属(例えば、オーステナイトステンレス鋼またはインコネル鋼)で形成されている。なお、作業ピット15には水が張ってなくて、気中であっても良い。
【0025】
作業ピット15内にはその上方からは切断装置2が吊設されて、構造物1の切断すべき箇所に対向配置されている。切断装置2はガス、放電またはレーザによる切断装置で構造物1を熱的切断する。構造物1を熱的切断したとき、構造物1からは金属粉7が発生し、この金属粉7は作業ピット15の底部に堆積する。作業ピット15の上方には作業台車13が設けられ、作業者14は作業台車13上から、先端に磁石3が取り付けられた回収用ガイド8を作業ピット15内で操作して、金属粉7の回収作業を行う。
【0026】
図2は、回収用ガイド8先端の磁石3取付部分の詳細構造を示したものである。図に示すように、磁石3は直方体形状の磁石収納容器9内に収納されている。回収用ガイド8はレバーロックカプラ17を介して磁石収納容器9の上面に接続されている。磁石収納容器9内には駆動シリンダ18が設けられ、この駆動シリンダ18の下部先端に磁石3が固定されている。駆動シリンダ18にはガス供給・排気ライン16が接続され、ガス供給・排気ライン16を介して加圧ガスが供給または排気されることによって駆動シリンダ18は駆動される。
【0027】
次に、原子炉内構造物を切断したときに発生する金属粉を、上記構成の金属粉回収装置によって回収する作業について説明する。図6は、金属粉の回収作業を含めて、原子炉内構造物の搬出についての一連の作業工程を示している。
【0028】
まず、構造物1を切断する際には、図1に示すように、構造物1を作業ピット15内の架台12に載置して、構造物1の切断すべき箇所に切断装置2を位置させ、構造物1に対して熱的切断を行う(ステップS1:以下、ステップ番号は図6についてのものである)。このとき、切断に伴って金属粉7が発生する。作業者14は回収用ガイド8を操作して、磁石収納容器9を金属粉7が堆積している場所へ移動させる(ステップS2)。そして、図2に示すように、ガス供給・排気ライン16の供給ライン側に図2の矢印のように高圧ガスを供給し、磁石3を下方向に移動させて磁石収納容器9の底面に接近させる。すると、磁石3の磁気吸着力が磁石収納容器9底面の板越しに作用して、磁石収納容器9の底面には金属粉7が吸着される。このとき、作業者14は回収用ガイド18を上下左右に操作して、磁石収納容器9の底面に金属粉7を十分に吸着させる(ステップS3)。
【0029】
次に、作業者14は、磁石収納容器9の底面に金属粉7が吸着された状態で回収用ガイド18を操作して、図1において、磁石収納容器9を上方向へ、さらに右方向へと移動させる。そして、図3に示すように、作業ピット15の底部に設置された回収用容器4の上方に磁石収納容器9を位置させる(ステップS4)。この状態で、駆動シリンダ18に供給されていた高圧ガスを、図4の矢印で示すように、ガス供給・排気ライン16の排気ライン側を介して排気し、磁石3を上方向に移動させて磁石収納容器9の底面から離間させる。すると、磁石収納容器9底面の板越しに作用していた磁石3の磁気吸着力は距離の2乗に反比例するため、吸着力は低下し、磁石収納容器9の底面に吸着されていた金属粉7が該底面から離れ回収用容器4内に落下する(ステップS5)。
【0030】
上述した回収作業を繰り返すことにより、堆積した金属粉7を回収用容器4内に全て回収することができる(ステップS6)。そして、回収作業終了時は、図5に示すように、回収用ガイド8と磁石収納容器9との接続部に設けたレバーロックカプラ17を、作業者14がレバー開閉治具19で操作して、磁石収納容器9を回収用ガイド18から分離する。このとき、ガス供給・排気ライン16も途中で切り離される。これにより、磁石収納容器9のみ廃棄することができる(ステップS7)。そして、切断された構造物1は作業ピット15に一定期間保管した後に搬出する(ステップS8)。
【0031】
本実施の形態によれば、廃棄物としては、金属粉7と磁石収納容器9のみが追加されるだけであるので、廃棄物の増加を抑えることができる。
【0032】
また、構造物1が原子炉内構造物の場合は、切断で生じた金属粉7は放射性物質を含んでいるが、本実施の形態によれば、回収用ガイド8の長さを変更する、あるいは磁石収納容器9の表面を水洗浄することにより、放射線量の許容できる位置からの遠隔操作での回収が可能である。
【0033】
(実施の形態2)
図8〜図10は本発明を実施の形態2を示している。本実施の形態では、磁石収納容器9内に板状の磁石20が、水平に配置された支持軸21を中心に回動自在に設けられている。磁石20には操作ロープ10が接続され、この操作ロープ10を操作することにより磁石3は回転する。ここで、操作ロープ10を操作しない状態のときは、磁石20はN極が磁石収納容器9の底面に接近した位置にくるように構成されている。
【0034】
上記構成において、操作ロープ10を操作しない状態のときは、磁石20のN極が磁石収納容器9の底面に接近した位置にあり、磁石収納容器9の底面に金属粉7が吸着される。操作ロープ10を引っ張り上げると、図10の矢印のように磁石20が回動してN極が磁石収納容器9の底面から離れ吸着力が低下し、さらに、S極が接近することにより、金属粉7は磁石収納容器9の底面から離れ、回収用容器4内へ落下する。
【0035】
その後、操作ロープ10を戻すと、磁石20は逆方向に回動してN極が磁石収納容器9底部に位置する。これにより、金属粉7を再度回収することができる。また、S極により吸着できる金属粉7に対しては、操作ロープ10を引っ張ったままで、S極を磁石収納容器9底部に位置させておき、金属粉7を回収後、回収用容器4の上部で操作ロープ10を戻せば、回収及び再利用が可能である。
【0036】
参考例1)図11〜図12は本発明の参考例 1を示している。本参考例では、回収用ガイド8先端の磁石チャック8Aに棒状または板状の磁石30が係止されている。また、磁石チャック8Aには操作ロープ10が取り付けられ、この操作ロープ10を引っ張り上げると、磁石チャック8Aの磁石30の係止を解除するようになっている。
【0037】
上記構成において、金属粉7が堆積した場所で、回収用ガイド8を図11の矢印のように操作して磁石30に金属粉7を吸着させる。その状態で、磁石30を回収用容器4の上方に持っていき、操作ロープ10を引っ張り上げると、磁石チャック8Aは磁石30の係止を解除し、磁石30は金属粉7を吸着したまま回収用容器4内へ落下する。これによって、金属粉7を回収用容器4内に回収することができる。
【0038】
本実施の形態では、磁石30に金属粉7を直接接触させるため、磁石30は1回毎に使い捨てとなるが、磁石30のみで回収部分が構成されているので、狭隘部に堆積した金属粉7を回収するのに便利である。
【0039】
参考例2)図13〜図16は本発明の参考例2を示している。本参考例では、円筒形状の磁石40が設けられ、この磁石40の両端にはタイヤ41が取り付けられている。タイヤ41の中心軸には支持部材42が取り付けられ、タイヤ41は支持部材42に支持されて回転し、このタイヤ41の回転に伴って磁石40も回転する。さらに、支持部材42には回収用ガイド8の先端が固定されている。
【0040】
また、磁石40の円筒面に対向して、箱形の回収用容器43が設けられ、この回収用容器43はタイヤ41の回転軸に支持されている。回収用容器43の開口部は磁石40の円筒面に対向しており、また、回収用容器43の開口部上部には、先端部が常に磁石40の円筒面に接触している剥ぎ取り部材44が取り付けられている。回収用容器43には、小径のタイヤ45が回転自在に取り付けられている。
【0041】
上記構成において、金属粉回収装置を作業ピット15の底部に設置して、図15のように回収用ガイド8を水平方向に操作すると、タイヤ41が作業ピット15の底部上を回転しながら移動し、これによって磁石40が回転する。このとき、作業ピット15の底部に金属粉7が堆積していれば、磁石40はその円筒面に金属粉7を吸着しながら回転する。そして、円筒面に吸着された金属粉7は、剥ぎ取り部材44によって磁石40の円筒面から剥ぎ取られ、回収用容器43に回収される。
【0042】
一定量の金属粉7を回収すると剥ぎ取り部材44及びその周辺にのみ金属粉7が堆積して回収用容器43へ取り込まれず、容器外へこぼれる恐れがある。その場合は、図16のように回収用ガイド8を上方へ引き上げて、回収用容器43を縦向きにすることで、回収用容器43の底部へ金属粉7は落下し、再度回収作業が可能となる。
【0043】
本実施の形態によれば、切断部が広範囲で金属粉7が作業ピット15の底部の広い範囲に飛散しても、金属粉7を容易に回収することができる。
【0044】
(実施の形態)図17は本発明を実施の形態を示している。本実施の形態は、構造物1の切断時に水中に拡散した粒径の小さい金属粉7を回収するためのもので、取水口50、吸引ポンプ51、回収用容器52および浄化フィルタ53を備えている。また、回収能容器52の内部には棒状または板状の磁石54が複数個設置されている。
【0045】
上記構成において、金属粉7は水と共に取水口50から吸引され、配管55を介して回収用容器52内に導入される。回収用容器52の内部には複数個の磁石54が設置されているので、水の中の金属粉7は回収用容器52を通過する間に、磁石54に吸着される。回収用容器52を通過した水は、浄化フィルタ53に導入され、ここで、残存する金属粉7が回収される。一般的には、吸引ポンプ51から直接浄化フィルタ53へ導入するが、本実施の形態のように、浄化フィルタ53の前段に回収用容器52を設置しておくことにより、浄化フィルタ53へ導入される金属粉濃度が大きく低減されるため、浄化フィルタ53の消費量が大きく低減され、ひいては廃棄物の発生を大幅に抑制できる。
【0046】
本実施の形態によれば、上方に拡散する粒径の小さい金属粉7も、下部に堆積する粒径の大きいもの金属粉7と同様、容易に回収することが可能となる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、非磁性金属材料プラズマガス切断で磁性化することを利用して、原子炉構造物等の非磁性金属材料の切断時に発生する金属粉を、放射性廃棄物を増加させることなく回収することができる。
【0048】
また、金属粉回収装置の構造も簡単であり、回収作業が終了したときに廃棄しても無駄にはならない。そのため、作業者の被ばくを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による金属粉回収装置に金属粉を吸着させている様子を示した図である。
【図2】図1における磁石取付部分の拡大斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態1による金属粉回収装置で金属粉を回収用容器に回収している様子を示した図である。
【図4】図3における磁石取付部分の拡大斜視図である。
【図5】磁石取付部分を回収用ガイドから分離したときの様子を示した斜視図である。
【図6】原子炉内構造物の搬出作業手順を示したフローチャートである。
【図7】ラマンスペクトル測定結果に示した図である。
【図8】本発明の実施の形態2による金属粉回収装置に金属粉を吸着させる様子を示した斜視図である。
【図9】図8の金属粉回収装置に吸着させた金属粉を回収用容器に回収する様子を示した図である。
【図10】磁石収納容器内の磁石の挙動を説明した図である。
【図11】本発明の参考例1による金属粉回収装置に金属粉を吸着させる様子を示した斜視図である。
【図12】図11の金属粉回収装置に吸着させた金属粉を回収用容器に回収する様子を示した図である。
【図13】本発明の参考例2による金属粉回収装置に金属粉を吸着させる様子を示した斜視図である。
【図14】図13の金属粉回収装置のうち金属粉を吸着する部分の拡大斜視図である。
【図15】金属粉回収装置を水平方向に移動させて金属粉を回収している様子を示した図である。
【図16】金属粉回収装置を上方向に移動させて金属粉を回収している様子を示した図である。
【図17】本発明の実施の形態による金属粉回収装置の構成を示した図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for recovering metal powder generated when a nuclear plant internal structure or the like is cut.
[0002]
[Prior art]
In the reactor internal structure in the BWR power plant, replacement with new materials or the like, or disposal after the end of its useful life is under consideration. In existing reactors, the reactor structure itself is activated or attached with radioactive cladding, and therefore, cutting for replacement and dismantling is mainly performed in water from the viewpoint of reducing exposure. For example, a structure such as a reactor shroud is cut in the reactor, transported from the reactor to a storage pool, shredded for volume reduction in the storage pool, and then transported. As a cutting method, there are mechanical cutting with a cutter or a water jet containing an auxiliary material, or thermal cutting with plasma or electric discharge.
[0003]
When the structure is cut, metal powder is generated. Large metal powder (particle diameter of several mm) is deposited on the bottom, but small powder (several μm) is floating in water. As a method for recovering such metal powder, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-123285 proposes sucking the metal powder together with water with a pump and then recovering it with filter filtration.
[0004]
Cutting of the structure is mainly performed in water as described above, but cutting in the air is also possible. When cutting in the air, the metal powder floating in the air is collected using an air filter.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in general, filter filtration devices are equipped with pumps, pipes, mounts, etc., require a large space, and the filters and filter containers after metal powder recovery have a high dose, which themselves are radioactive waste. It becomes a thing.
[0006]
In addition, there is a concern about exposure during maintenance of the filter device, particularly during filter replacement work.
[0007]
An object of the present invention is to recover metal powder generated by cutting without causing problems such as an increase in radioactive waste or exposure when the reactor internal structure is cut and carried out.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the metal powder recovery device of the present invention is configured to perform plasma gas cutting of a nonmagnetic metal material of the reactor internal structure when carrying out plasma gas cutting of the reactor internal structure. The generated metal powder is collected by being attracted to a magnet.
[0009]
The present invention is based on the following new findings by the inventors. The reactor internal structure is mainly made of austenitic stainless steel or nickel-base alloy and is non-magnetic. However, for example, when stainless steel is thermally cut with plasma gas, it has been found that the cut metal powder has magnetism. The reason is considered as follows. That is, Cr having a low boiling point evaporates due to heat at the time of cutting, and Cr is condensed again in the cooling process. When the Cr content increases, the austenite phase changes from a ferrite phase (magnetic body), so that the cut metal powder of austenitic stainless steel has magnetism. At this time, the metal powder includes those in which the entire metal powder is ferritized and those in which a part of the ferritic metal is adhered. Further, since the cut portion becomes high temperature, as shown in the Raman spectrum measurement result of FIG. 7, magnetic Fe 3 O 4 oxide is generated on the surface of the cut metal powder. Since the whole or the surface of the metal powder has magnetism due to the phase change and the generation of oxide, the metal powder can be recovered by a magnet when the material is originally non-magnetic.
[0010]
According to the above configuration, since only the portion that directly adsorbs the metal powder is the radioactive waste, an increase in the radioactive waste can be suppressed. Further, the portion directly adsorbed with the metal powder may be discarded after use, so that it is not exposed.
[0015]
The present invention also relates to a metal powder recovery device for magnetically attracting and recovering metal powder generated when a non-magnetic metal material of austenitic stainless steel or nickel base alloy is cut by plasma gas. A magnet storage container that is freely stored, and a drive unit that moves the magnet closer to or away from the inner wall surface of the magnet storage container. The metal powder is adsorbed on the outer wall surface of the container, and the adsorption of the metal powder is released when the metal powder is separated from the inner wall surface of the magnet storage container.
[0016]
Furthermore, the present invention is a metal powder recovery device for recovering metal powder generated by plasma gas cutting of austenitic stainless steel or nickel-based alloy non-magnetic metal material by magnetism, in which a magnet is housed. When the magnet is attracted to the outer wall surface of the magnet housing container when the magnet has a certain polarity, the polarity is reversed. The feature is that the adsorption of the metal powder is released.
[0017]
According to each said structure, since it is only a magnet storage container that contacts metal powder directly, the increase in radioactive waste can be suppressed. Moreover, since the magnet storage container after use should just be discarded, it is not exposed.
[0020]
The present invention also provides a suction pump for sucking together with water the metal powder generated when plasma gas cutting of a non-magnetic metal material of austenitic stainless steel or nickel base alloy in water, and taking the water into the metal from the water And a magnetic recovery means for recovering powder by magnetic adsorption with a magnet.
[0021]
In order to collect the metal powder contained in the water sucked by the suction pump, a filter is usually used. However, if the metal powder concentration is high, the filter is clogged in a short time and must be replaced. At this time, there is a possibility of exposure. According to the above configuration, the metal powder is adsorbed by the magnetic recovery means and the metal powder concentration is lowered. Therefore, it is possible to reduce the replacement frequency of the filter provided at the subsequent stage of the magnetic recovery means and to suppress the exposure.
[0022]
In constructing the above metal powder recovery device, the following elements can be added.
[0023]
(1) The magnet is a magnetic material or an electromagnet including any of iron, cobalt, samarium, neodymium, boron, and praseodymium.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a state in which metal powder is collected by the metal powder collecting apparatus according to the present invention. The work pit 15 is filled with water, and a gantry 12 is installed in the work pit 15, and the reactor structure 1, which is a material to be cut, is placed on the gantry 12. The structure 1 is made of a nonmagnetic metal (for example, austenitic stainless steel or inconel steel). The work pit 15 may not be filled with water and may be in the air.
[0025]
In the work pit 15, the cutting device 2 is suspended from above, and is disposed opposite to the portion of the structure 1 to be cut. The cutting device 2 thermally cuts the structure 1 with a gas, electric discharge or laser cutting device. When the structure 1 is thermally cut, metal powder 7 is generated from the structure 1, and the metal powder 7 is deposited on the bottom of the work pit 15. A work carriage 13 is provided above the work pit 15, and the operator 14 operates the collection guide 8 with the magnet 3 attached to the tip from the work carriage 13 in the work pit 15, so that the metal powder 7 Perform recovery work.
[0026]
FIG. 2 shows the detailed structure of the magnet 3 mounting portion at the tip of the collection guide 8. As shown in the figure, the magnet 3 is housed in a rectangular parallelepiped magnet housing container 9. The collection guide 8 is connected to the upper surface of the magnet storage container 9 via a lever lock coupler 17. A drive cylinder 18 is provided in the magnet storage container 9, and the magnet 3 is fixed to the lower end of the drive cylinder 18. A gas supply / exhaust line 16 is connected to the drive cylinder 18, and the drive cylinder 18 is driven by supplying or exhausting pressurized gas through the gas supply / exhaust line 16.
[0027]
Next, an operation of recovering the metal powder generated when the reactor internal structure is cut by the metal powder recovery apparatus having the above configuration will be described. FIG. 6 shows a series of work steps for carrying out the reactor internal structure including the metal powder recovery work.
[0028]
First, when the structure 1 is cut, as shown in FIG. 1, the structure 1 is placed on the gantry 12 in the work pit 15, and the cutting device 2 is positioned at a position where the structure 1 is to be cut. Then, the structure 1 is thermally cut (step S1: hereinafter, step numbers are those for FIG. 6). At this time, metal powder 7 is generated along with the cutting. The operator 14 operates the collection guide 8 to move the magnet storage container 9 to a place where the metal powder 7 is deposited (step S2). Then, as shown in FIG. 2, high-pressure gas is supplied to the supply line side of the gas supply / exhaust line 16 as indicated by the arrow in FIG. 2, and the magnet 3 is moved downward to approach the bottom surface of the magnet storage container 9. Let Then, the magnetic attraction force of the magnet 3 acts through the plate on the bottom surface of the magnet storage container 9, and the metal powder 7 is adsorbed on the bottom surface of the magnet storage container 9. At this time, the operator 14 operates the collection guide 18 up, down, left, and right to sufficiently adsorb the metal powder 7 on the bottom surface of the magnet storage container 9 (step S3).
[0029]
Next, the operator 14 operates the collection guide 18 in a state where the metal powder 7 is adsorbed on the bottom surface of the magnet storage container 9, and in FIG. 1, the magnet storage container 9 is moved upward and further to the right. And move. Then, as shown in FIG. 3, the magnet storage container 9 is positioned above the collection container 4 installed at the bottom of the work pit 15 (step S4). In this state, the high-pressure gas supplied to the drive cylinder 18 is exhausted through the exhaust line side of the gas supply / exhaust line 16 as shown by the arrows in FIG. 4, and the magnet 3 is moved upward. The magnet storage container 9 is separated from the bottom surface. Then, since the magnetic attraction force of the magnet 3 acting through the plate on the bottom surface of the magnet storage container 9 is inversely proportional to the square of the distance, the attraction force decreases, and the metal powder adsorbed on the bottom surface of the magnet storage container 9 7 leaves the bottom surface and falls into the collection container 4 (step S5).
[0030]
By repeating the recovery operation described above, all the deposited metal powder 7 can be recovered in the recovery container 4 (step S6). At the end of the collection operation, as shown in FIG. 5, the operator 14 operates the lever lock coupler 17 provided at the connection portion between the collection guide 8 and the magnet storage container 9 with the lever opening / closing jig 19. Then, the magnet storage container 9 is separated from the collection guide 18. At this time, the gas supply / exhaust line 16 is also disconnected in the middle. Thereby, only the magnet storage container 9 can be discarded (step S7). Then, the cut structure 1 is stored in the work pit 15 for a certain period and then carried out (step S8).
[0031]
According to the present embodiment, since only the metal powder 7 and the magnet storage container 9 are added as waste, an increase in waste can be suppressed.
[0032]
Moreover, when the structure 1 is a reactor internal structure, the metal powder 7 generated by cutting contains a radioactive substance, but according to the present embodiment, the length of the recovery guide 8 is changed. Alternatively, the surface of the magnet storage container 9 is washed with water, so that it can be recovered by remote control from a position where the radiation dose can be allowed.
[0033]
(Embodiment 2)
8 to 10 show a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, a plate-like magnet 20 is provided in the magnet housing container 9 so as to be rotatable around a support shaft 21 that is disposed horizontally. An operation rope 10 is connected to the magnet 20, and the magnet 3 rotates by operating the operation rope 10. Here, when the operation rope 10 is not operated, the magnet 20 is configured such that the N pole comes close to the bottom surface of the magnet storage container 9.
[0034]
In the above configuration, when the operation rope 10 is not operated, the N pole of the magnet 20 is located close to the bottom surface of the magnet storage container 9, and the metal powder 7 is adsorbed on the bottom surface of the magnet storage container 9. When the operation rope 10 is pulled up, the magnet 20 rotates as shown by the arrow in FIG. 10, the N pole moves away from the bottom surface of the magnet storage container 9, and the attracting force decreases. The powder 7 leaves the bottom surface of the magnet storage container 9 and falls into the collection container 4.
[0035]
Thereafter, when the operation rope 10 is returned, the magnet 20 rotates in the reverse direction, and the N pole is located at the bottom of the magnet storage container 9. Thereby, the metal powder 7 can be collected again. Further, for the metal powder 7 that can be adsorbed by the S pole, the S pole is positioned at the bottom of the magnet storage container 9 while the operation rope 10 is pulled, and after the metal powder 7 is recovered, the upper part of the recovery container 4 is recovered. If the operation rope 10 is returned, recovery and reuse are possible.
[0036]
Reference Example 1 FIGS. 11 to 12 show Reference Example 1 of the present invention. In this reference example , a rod-like or plate-like magnet 30 is locked to the magnet chuck 8A at the tip of the collection guide 8. An operation rope 10 is attached to the magnet chuck 8A, and when the operation rope 10 is pulled up, the magnet 30 of the magnet chuck 8A is unlocked.
[0037]
In the above configuration, the metal powder 7 is attracted to the magnet 30 by operating the collection guide 8 as indicated by the arrow in FIG. In this state, when the magnet 30 is brought above the collection container 4 and the operation rope 10 is pulled up, the magnet chuck 8A releases the lock of the magnet 30, and the magnet 30 collects the metal powder 7 while adsorbing it. Falls into the container 4. Thereby, the metal powder 7 can be recovered in the recovery container 4.
[0038]
In the present embodiment, since the metal powder 7 is brought into direct contact with the magnet 30, the magnet 30 is disposable every time, but since the collection part is constituted by only the magnet 30, the metal powder deposited on the narrow part Convenient to recover 7.
[0039]
Reference Example 2 FIGS. 13 to 16 show Reference Example 2 of the present invention. In this reference example , a cylindrical magnet 40 is provided, and tires 41 are attached to both ends of the magnet 40. A support member 42 is attached to the central axis of the tire 41, the tire 41 is supported by the support member 42 and rotates, and the magnet 40 rotates as the tire 41 rotates. Further, the tip of the collection guide 8 is fixed to the support member 42.
[0040]
Further, a box-shaped collection container 43 is provided so as to face the cylindrical surface of the magnet 40, and the collection container 43 is supported on the rotation shaft of the tire 41. The opening of the collection container 43 is opposed to the cylindrical surface of the magnet 40, and the peeling member 44 whose tip is always in contact with the cylindrical surface of the magnet 40 is located above the opening of the collection container 43. Is attached. A small-diameter tire 45 is rotatably attached to the collection container 43.
[0041]
In the above configuration, when the metal powder recovery device is installed at the bottom of the work pit 15 and the recovery guide 8 is operated in the horizontal direction as shown in FIG. 15, the tire 41 moves while rotating on the bottom of the work pit 15. As a result, the magnet 40 rotates. At this time, if the metal powder 7 is deposited on the bottom of the work pit 15, the magnet 40 rotates while adsorbing the metal powder 7 on the cylindrical surface. Then, the metal powder 7 adsorbed on the cylindrical surface is peeled off from the cylindrical surface of the magnet 40 by the stripping member 44 and recovered in the recovery container 43.
[0042]
When a certain amount of the metal powder 7 is collected, the metal powder 7 is deposited only on the stripping member 44 and its periphery, and is not taken into the collection container 43 and may spill out of the container. In that case, as shown in FIG. 16, the collection guide 8 is pulled upward and the collection container 43 is vertically oriented, so that the metal powder 7 falls to the bottom of the collection container 43 and can be collected again. It becomes.
[0043]
According to the present embodiment, the metal powder 7 can be easily recovered even if the cutting portion is wide and the metal powder 7 is scattered over a wide area at the bottom of the work pit 15.
[0044]
( Third Embodiment) FIG. 17 shows a third embodiment of the present invention. The present embodiment is for recovering the metal powder 7 having a small particle diameter diffused into water when the structure 1 is cut, and includes a water intake 50, a suction pump 51, a recovery container 52, and a purification filter 53. Yes. In addition, a plurality of rod-shaped or plate-shaped magnets 54 are installed inside the recoverability container 52.
[0045]
In the above configuration, the metal powder 7 is sucked together with water from the water intake 50 and is introduced into the collection container 52 through the pipe 55. Since a plurality of magnets 54 are installed inside the collection container 52, the metal powder 7 in the water is adsorbed by the magnets 54 while passing through the collection container 52. The water that has passed through the recovery container 52 is introduced into the purification filter 53, where the remaining metal powder 7 is recovered. In general, it is introduced directly from the suction pump 51 into the purification filter 53, but it is introduced into the purification filter 53 by installing a collection container 52 in the preceding stage of the purification filter 53 as in the present embodiment. Therefore, the consumption of the purification filter 53 is greatly reduced, and the generation of waste can be greatly suppressed.
[0046]
According to the present embodiment, the metal powder 7 having a small particle size that diffuses upward can be easily recovered, like the metal powder 7 having a large particle size deposited in the lower part.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the metal powder generated when cutting a nonmagnetic metal material such as a reactor structure is made radioactive by utilizing the fact that the nonmagnetic metal material is magnetized by plasma gas cutting. The waste can be collected without increasing it.
[0048]
Also, the structure of the metal powder recovery device is simple, and it is not wasted if it is discarded when the recovery operation is completed. Therefore, it becomes possible to prevent an operator's exposure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a state in which metal powder is adsorbed by a metal powder recovery apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of a magnet mounting portion in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a state in which metal powder is collected in a collection container by the metal powder collection device according to Embodiment 1 of the present invention.
4 is an enlarged perspective view of a magnet mounting portion in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a state where a magnet mounting portion is separated from a collection guide.
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for carrying out a reactor internal structure.
FIG. 7 is a diagram showing the results of Raman spectrum measurement.
FIG. 8 is a perspective view showing a state in which metal powder is adsorbed by the metal powder recovery device according to Embodiment 2 of the present invention.
9 is a view showing a state in which the metal powder adsorbed by the metal powder recovery device of FIG. 8 is recovered in a recovery container.
FIG. 10 is a diagram illustrating the behavior of a magnet in a magnet storage container.
FIG. 11 is a perspective view showing a state in which metal powder is adsorbed by the metal powder recovery apparatus according to Reference Example 1 of the present invention.
12 is a view showing a state in which the metal powder adsorbed by the metal powder recovery device of FIG. 11 is recovered in a recovery container.
FIG. 13 is a perspective view showing a state in which metal powder is adsorbed by the metal powder recovery device according to Reference Example 2 of the present invention.
14 is an enlarged perspective view of a portion that adsorbs metal powder in the metal powder recovery device of FIG. 13;
FIG. 15 is a diagram showing a state in which the metal powder is recovered by moving the metal powder recovery device in the horizontal direction.
FIG. 16 is a diagram showing a state in which the metal powder is recovered by moving the metal powder recovery device upward.
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a metal powder recovery device according to Embodiment 3 of the present invention.

Claims (4)

オーステナイトステンレス鋼又はニッケル基合金の非磁性金属材料をプラズマガス切断したとき発生する金属粉を、磁気により吸着して回収する金属粉回収装置であって、内部に磁石が移動自在に収納された磁石収納容器と、前記磁石を前記磁石収納容器の内壁面に接近させたり離間させたりする駆動手段とを備え、前記磁石は前記磁石収納容器の内壁面に接近したときに当該容器の外壁面に前記金属粉を吸着し、前記磁石収納容器の内壁面から離間したときに前記金属粉の吸着を解くことを特徴とする金属粉回収装置。A metal powder recovery device that collects metal powder generated by plasma gas cutting of austenitic stainless steel or nickel-based alloy non-magnetic metal material by magnetism, and the magnet is movably stored inside A storage container, and driving means for moving the magnet closer to or away from the inner wall surface of the magnet storage container, and when the magnet approaches the inner wall surface of the magnet storage container, An apparatus for recovering metal powder, wherein the metal powder is adsorbed and desorbed when separated from the inner wall surface of the magnet storage container. オーステナイトステンレス鋼又はニッケル基合金の非磁性金属材料をプラズマガス切断したとき発生する金属粉を、磁気により吸着して回収する金属粉回収装置であって、内部に磁石が収納された磁石収納容器と、前記磁石の極性を反転させる磁極反転手段とを備え、前記磁石はある極性のときに前記磁石収納容器の外壁面に前記金属粉を吸着し、前記極性が反転したときに前記金属粉の吸着を解くことを特徴とする金属粉回収装置。A metal powder recovery device for magnetically attracting and recovering metal powder generated when a non-magnetic metal material of austenitic stainless steel or nickel-base alloy is cut by plasma gas, and a magnet storage container in which a magnet is stored; Magnetic pole reversing means for reversing the polarity of the magnet, and the magnet adsorbs the metal powder on the outer wall surface of the magnet storage container when the magnet has a certain polarity, and adsorbs the metal powder when the polarity is reversed. Metal powder recovery device characterized by unwinding. 水中でオーステナイトステンレス鋼又はニッケル基合金の非磁性金属材料をプラズマガス切断したとき発生する金属粉を水と共に吸引する吸引ポンプと、前記水を取り込んで当該水の中から前記金属粉を磁石により磁気吸着して回収する磁気回収手段とを備えたことを特徴とする金属粉回収装置。A suction pump for sucking together with water the metal powder generated when plasma gas cutting is performed on a non-magnetic metal material of austenitic stainless steel or nickel base alloy in water, and the metal powder is magnetized from the water by a magnet. A metal powder recovery device comprising a magnetic recovery means for adsorbing and recovering. 請求項1〜3のいずれかに記載の金属粉回収装置において、前記磁石は鉄、コバルト、サマリウム、ネオジム、ボロン、プラセオジムのいずれかを含む磁性材料又は電磁石であることを特徴とする金属粉回収装置。The metal powder recovery apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnet is a magnetic material or an electromagnet including any one of iron, cobalt, samarium, neodymium, boron, and praseodymium. apparatus.
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