JP7157883B2 - 原子力施設の複合解体方法 - Google Patents

Description

本発明は、原子力施設の解体方法に関する。

一般に、原子力発電に用いられる原子力施設のうちで、加圧軽水炉型原子力発電所は、原子炉圧力容器と、原子炉圧力容器を包み込む生体保護コンクリートとを含む。

原子力施設の解体の際、原子炉圧力容器を生体保護コンクリートから分離して原子炉圧力容器を切断および解体する必要がある。

しかし、原子炉圧力容器を切断および解体する作業の過程で作業の所要時間が大幅にかかるという問題がある。

本発明の目的は、原子炉圧力容器を、作業の所要時間が節減された状態で安定的に切断および解体することが可能な、原子力施設の複合解体方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、原子炉圧力容器と、記原子炉圧力容器が配置されるキャビティを含む生体保護コンクリートとを含む原子力施設の解体方法において、キャビティの内壁を切断および拡張する段階と、キャビティの内部に、原子炉圧力容器を切断および解体する切断装置を設置する段階と、キャビティの内部にて原子炉圧力容器を、固定器を用いて固定する段階と、キャビティの内部に固定された原子炉圧力容器を、切断装置を用いて切断および解体する段階と、を含む。

切断装置は、キャビティの内壁面の上下方向に設置される第１レールと、キャビティの円周方向にラウンド形状に設置され、第１レールに沿ってキャビティの内部を昇降する第２レールと、第２レールに昇降駆動力を提供する駆動部と、第２レールに沿って移動可能に設置され、原子炉圧力容器を切断および解体する切断機と、を含む。

駆動部は、第１レールに設置されるラックギアと、第２レールに設置され、ラックギアに噛み合わされるピニオンギアと、ピニオンギアに駆動力を提供する駆動モーターと、を含む。

第２レールは、第１レールの上部位置および下部位置にそれぞれ設置され、第１レールに沿って昇降可能に設置される。

固定器は、一端はキャビティの内壁面に接触支持され、他端は原子炉圧力容器の表面に接触支持され、長さが可変する可変ロッドを含んでもよい。

可変ロッドは、キャビティの内壁面に一端が接触支持される第１ロッドと、原子炉圧力容器の表面に一端が接触する第２ロッドと、一端は第１ロッドにねじ結合し、他端は第２ロッドにねじ結合して、第１ロッドと第２ロッドを互いに近接または離隔させる回転ロッドを含んでもよい。

原子力施設は、生体保護コンクリート上に配置されて、原子炉圧力容器をキャビティにて支持するクレーン（ｃｒａｎｅ）をさらに含んでもよい。

本発明の一実施形態によれば、原子炉圧力容器が、生体保護コンクリートのキャビティの内部にて固定器によって固定された状態で、キャビティの内部にて昇降および円周方向に移動可能な切断機によって切断および解体されるので、作業の所要時間が節減された状態で、安定的に切断および解体することが可能である。

本発明の一実施形態による原子力施設の解体方法を概略的に示したフローチャートである。 本発明の一実施形態による原子力施設の一部を概略的に示した要部図である。 図２の原子力施設にて、生体保護コンクリートの内壁を拡張し、配管を原子炉圧力容器から分離した状態を示した要部図である。 本発明の一実施形態による切断装置がキャビティの内部に設置された状態を概略的に示した要部図である。 図４の切断装置がキャビティの内部に設置された状態を概略的に示した要部平面図である。 本発明の一実施形態による原子炉圧力容器が、キャビティの内部に、固定器によって固定された状態を概略的に示した要部平面図である。 図６の固定器を示した図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は様々な異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。図面にて、本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略したのであり、明細書全体にわたって、同一または類似の構成要素に対しては同一の参照符号を付けた。

図１は、本発明の一実施形態による原子力施設の解体方法を概略的に示したフローチャートであり、図２は、本発明の一実施形態による原子力施設の一部を概略的に示した要部図である。

図１および図２に示すように、原子力施設は、原子炉圧力容器１０と、原子炉圧力容器１０に直接連結された複数の配管１３と、原子炉圧力容器１０および配管１３を包み込むとともに原子炉圧力容器１０を支持する生体保護コンクリート２０と、クレーン１６と、を含む。原子力施設は、図２に示す構成に加えて、公知の多様な構成をさらに含む。

原子炉圧力容器１０は加圧軽水炉型であってもよいが、これに限定されない。一例として、原子炉圧力容器１０は沸騰軽水炉型であってもよい。原子炉圧力容器１０の内壁からは、公知の多様な形態の炉心を支持する突出部１１が突出している。

複数の配管１３は、公知の多様な形態の蒸気発生器に連結される。配管１３のうちの一配管には温水が通ることができ、他の配管には冷水が通ることができるが、これに限定されない。

生体保護コンクリート２０は、原子炉圧力容器１０が配置されるキャビティ１２と、キャビティ１２を形成して原子炉圧力容器１０と対向する内壁１４とを含む。

クレーン１６は、生体保護コンクリート２０上に配置される。

クレーン１６は、最初の原子力施設の設置時に用いられたクレーン１６であってもよいが、これに限定されない。

生体保護コンクリート２０の内壁１４を拡張する前に、原子炉圧力容器１０を取り囲んでいるインシュレーション（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ）を除去することができる。

次に、キャビティ１２の内壁を切断および拡張する（Ｓ１０）。

図３は、図２の原子力施設で生体保護コンクリートの内壁を拡張し、配管を原子炉圧力容器から分離した状態を示した要部図である。

図３を参照すると、ワイヤーソー（ｓａｗ）または円形ソー(丸鋸)などの切断装置を用いて、キャビティ１２を形成する生体保護コンクリート２０の内壁１４を、切断(cutting)して拡張することができる。

図３では、原子炉圧力容器１０に対応する内壁１４の一部を拡張したが、これに限定されず、配管１３の上部に対応する内壁１４の一部を拡張することができる。

生体保護コンクリート２０の内壁１４を拡張することによって、配管１３が上方へと露出する。

次に、配管１３を原子炉圧力容器１０から分離する。

具体的には、生体保護コンクリート２０における拡張された内壁１４によって露出された配管１３を、配管１３の直径方向に切断し、配管１３を原子炉圧力容器１０から分離する。

配管１３の切断はワイヤーソーを用いて行われるが、これに限定されず、円形ソーなど他の切断装置を使用してもよい。

配管１３が、拡張された内壁１４を通して完全に露出された状態であるので、切断装置を用い、拡張された内壁１４を通して容易に配管１３を切断することができる。

次に、キャビティ１２の縦方向または横方向に移動が行われて、原子炉圧力容器１０を切断および解体する、切断装置３０を設置する（Ｓ２０）。

図４は、本発明の一実施形態による切断装置がキャビティの内部に設置された状態を概略的に示した要部図であり、図５は、図４の切断装置がキャビティの内部に設置された状態を概略的に示した要部平面図である。

図４および図５に示すように、切断装置３０は、キャビティ１２の内壁面の上下方向に設置される第１レール３１と、キャビティ１２の円周方向にラウンド（丸い）形状に設置され、第１レール３１に沿ってキャビティ１２の内部を昇降する第２レール３３と、第２レール３３に沿って移動可能に設置され、原子炉圧力容器１０を切断および解体する切断機３５とを含むのでありうる。

第１レール３１は、キャビティ１２の内壁面の高さ方向に沿って長い長さを有するように設置されうる。

第１レール３１は、キャビティ１２の内壁面の高さ方向に沿って設置され、キャビティ１２の内壁面に対向する位置に一対が設置されうる。

すなわち、第１レール３１にはキャビティ１２の内壁面の対向する両側にそれぞれ設置され、後述する第２レール３３がキャビティ１２の内部で上下方向に移動する経路を提供しうる。

このような第１レール３１には、第２レール３３が上昇または下降可能に設置されうる。

第２レール３３は、ラウンド形状に設置され、キャビティ１２の円周方向の周りに沿ってラウンド形状に設置される。このように、第２レール３３を設けることは、後述する切断機３５が第２レール３３に沿ってキャビティ１２の円周方向に選択的に移動させるためである。これについては以下で切断機３５を説明しながら具体的に説明する。

ここで第２レール３３は、キャビティ１２の上部および下部にそれぞれ設置される。したがって、原子炉圧力容器１０は、キャビティ１２の内部で上下部の切断および解体作用が同時に可能で、迅速な切断および解体作動が行われる。

一方、第２レール３３には回転ホイール３２が設置される。

回転ホイール３２は、第２レール３３の対向する両側で、一対の第１レール３１に対応する位置にそれぞれ設置される。

したがって、第２レール３３の側面に設置された回転ホイール３２は、第１レール３１に回転可能に接触するので、第２レール３３は、第１レール３１に沿って駆動部３４の駆動力によって選択的に上昇または下降される。

このような第２レール３３は、キャビティ１２の内壁面に設置された第１レール３１に沿って駆動部３４の駆動作動により上昇または下降作動する。

駆動部３４は、第１レール３１に設置されるラックギア３４ａと、第２レール３３に設置され、ラックギア３４ａに噛み合わされるピニオンギア３４ｃと、ピニオンギア３４ｃに駆動力を提供する駆動モーター３４ｂと、を含む。

ラックギア３４ａは、第１レール３１の長さ方向に沿って第１レール３１の側面に設置される。このようなラックギア３４ａは第２レール３３に設置されたピニオンギア３４ｃに噛み合わされる。

ピニオンギア３４ｃはラックギア３４ａに噛合駆動されるので、第２レール３３に設置される駆動モーター３４ｂの駆動軸に回転可能に設置される。

したがって、駆動モーター３４ｂの駆動作動によってピニオンギア３４ｃとラックギア３４ａとの噛合駆動によって第２レール３３が第１レール３１の長さ方向に沿って選択的に上昇または下降可能である。

一方、第２レール３３には切断機３５が移動可能に設置される。

切断機３５は、第２レール３３に沿って選択的に移動可能に設置されるのであって、ラックピニオンギア（図示せず）の駆動により第２レール３３に沿って移動可能であり、駆動ホイール（図示せず）の駆動にしたがい第２レール３３に沿って移動することも可能である。

上述のように、第２レール３３は、第１レール３１に沿ってキャビティ１２の内部で上昇または下降するのであり、切断機３５は、第２レール３３の長さ方向に沿って、キャビティ１２の円周方向に沿って移動可能に設置されうる。

したがって、切断機３５は、キャビティ１２の上下方向への移動、およびキャビティ１２の円周方向への移動が、作業者の選択により可能であるため、キャビティ１２の内部に固定された原子炉圧力容器１０の安定した切断および解体の作動が可能である。

次に、キャビティ１２の内部にて、原子炉圧力容器１０を、固定器４０を用いて固定する（Ｓ３０）。段階（Ｓ３０）にて、キャビティ１２の内壁面と、原子炉圧力容器１０との間に複数個設置される固定器４０を用いて、原子炉圧力容器１０をキャビティ１２の内部に安定的に固定することができる。

このような固定器４０は、一端がキャビティ１２の内壁面に接触支持され、他端が、原子炉圧力容器１０の表面に接触支持されて、長さが可変する可変ロッド４０に適用される。固定器４０は、第２レール３３の移動過程で着脱可能に固定することも可能である。以下、固定器と可変ロッドは同一の参照符号を用いる。

図６は、本発明の一実施形態による原子炉圧力容器がキャビティの内部に固定器によって固定された状態を概略的に示した要部平面図である。図７は、図６の固定器を示した図である。

図６および図７に示すように、可変ロッド４０は、キャビティ１２の内壁面に一端が接触支持される第１ロッド４１と、原子炉圧力容器１０の表面に一端が接触支持される第２ロッド４３と、一端は第１ロッド４１にねじ結合し、他端は第２ロッド４３にねじ結合する回転ロッド４５と、を含みうる。

このような可変ロッド４０は、キャビティ１２の内部にて、原子炉圧力容器１０を中心にしてキャビティ１２の内壁面との間に、放射状に複数個が設置されうる。

したがって、回転ロッド４５を一方向に回転させる場合に、第１ロッド４１と第２ロッド４３は互いに近接する方向に移動するのであって、逆方向に回転させる場合に、第１ロッド４１と第２ロッド４３は互いに離隔する方向に移動するのでありうる。

このように、可変ロッド４０は、回転ロッド４５の一方向または逆方向の回転により、延びる長さ可変が可能であるため、キャビティ１２の内部に短い長さで挿入された状態にて、回転ロッド４５の回転作動により、長い長さに可変作動して原子炉圧力容器１０をキャビティ１２の内部に安定的に固定することが可能である。

次に、キャビティ１２の内部に固定された原子炉圧力容器１０を、切断装置３０を用いて切断および解体する（Ｓ４０）。

段階（Ｓ４０）にて、駆動部３４の駆動作動により第２レール３３が第１レール３１に沿って上昇または下降しながら、切断機３５が第２レール３３に沿って一緒に移動作動して、原子炉圧力容器１０の切断および解体の作動が行われる。

ここで、第２レール３３は、キャビティ１２の内壁面の上部および下部の位置にそれぞれ設置されるので、切断機３５は、キャビティ１２の内部で原子炉圧力容器１０の上部および下部を同時に切断および解体することで、切断および解体の作業過程での所要時間が短縮されて、作業効率を向上させることができる。

上述のように、本実施形態における原子炉圧力容器１０には、キャビティ１２の内部に固定器４０によって固定された状態で、第２レール３３が第１レール３１に沿ってキャビティ１２の内部で上昇または下降するとともに、切断機３５が第２レール３３に沿って移動することで作動しうる。

したがって、切断機３５は、キャビティ１２の内部で上昇または下降しながら、キャビティ１２の円周方向に移動するので、原子炉圧力容器１０をキャビティ１２の内部にて、作業の所要時間が節減された状態で、安定的に切断および解体することが可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これもまた本発明の範囲に属するのは当然である。

１０ 原子炉圧力容器
１１ 突出部
１２ キャビティ
１３ 配管
１４ 内壁
１６ クレーン
２０ 生体保護コンクリート
３０ 切断装置
３１ 第１レール
３３ 第２レール
３４ 駆動部
３４ａ ラックギア
３４ｂ 駆動モーター
３４ｃ ピニオンギア
３５ 切断機
４０ 固定器
４０ 可変ロッド
４１ 第１ロッド
４３ 第２ロッド
４５ 回転ロッド

Claims (7)

1. 原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器が配置されるキャビティを含む生体保護コンクリートとを含む原子力施設の解体方法において、
   前記キャビティの内壁を切断および拡張する段階と、
   前記キャビティの内部に、前記原子炉圧力容器を切断および解体する切断装置を設置する段階と、
   前記キャビティの内部にて前記原子炉圧力容器を、固定器を用いて固定する段階と、
   前記キャビティの内部に固定された原子炉圧力容器を、切断装置を用いて切断および解体する段階と、を含む、原子力施設の複合解体方法。
2. 前記切断装置は、
   前記キャビティの内壁面の上下方向に設置される第１レールと、
   前記キャビティの円周方向にラウンド形状に設置され、前記第１レールに沿って前記キャビティの内部を昇降する第２レールと、
   前記第２レールに昇降駆動力を提供する駆動部と、
   前記第２レールに沿って移動可能に設置され、前記原子炉圧力容器を切断および解体する切断機と、を含む、請求項１に記載の原子力施設の複合解体方法。
3. 前記駆動部は、
   前記第１レールに設置されるラックギアと、
   前記第２レールに設置され、ラックギアに噛み合わされるピニオンギアと、
   前記ピニオンギアに駆動力を提供する駆動モーターと、を含む、請求項２に記載の原子力施設の複合解体方法。
4. 前記第２レールは、前記第１レールの上部位置および下部位置にそれぞれ設置され、前記第１レールに沿って昇降可能に設置される、請求項２に記載の原子力施設の複合解体方法。
5. 前記固定器は、
   一端は前記キャビティの内壁面に接触支持され、他端は前記原子炉圧力容器の表面に接触支持されて、長さが可変する可変ロッドを含む、請求項１に記載の原子力施設の複合解体方法。
6. 前記可変ロッドは、
   前記キャビティの内壁面に一端が接触支持される第１ロッドと、
   前記原子炉圧力容器の表面に一端が接触支持される第２ロッドと、
   一端は前記第１ロッドにねじ結合し、他端は前記第２ロッドにねじ結合して、前記第１ロッドと前記第２ロッドを互いに近接または離隔させる回転ロッドと、を含む、請求項５に記載の原子力施設の複合解体方法。
7. 前記原子力施設は、前記生体保護コンクリート上に配置されて、前記原子炉圧力容器を前記キャビティにて支持するクレーン（ｃｒａｎｅ）をさらに含む、請求項１に記載の原子力施設の複合解体方法。
   

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