JP2016080579A - 原子炉構造物の遠隔除染装置及び遠隔除染方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】原子炉建屋内に配設された配管等の除染対象物を遠隔除染装置のカバー内に簡便に密封収容することにより、二次汚染を引き起こすことなく、安全かつ効率的に実施できる遠隔除染作業方法を提供する。
【解決手段】2分割できる分割カバー2と、伸縮回動可能な多関節アーム5と、前記各分割カバーの下端部と前記多関節アームの先端部との間に設けられ、前記分割カバーを開閉駆動する開閉部材と、前記カバー内に延在する除染材の噴射ノズル3及び前記噴射ノズルの周囲を覆う回収部4と、を備えた遠隔除染装置1であって、前記各分割カバー2の両側端部は、当該分割カバーの閉止時に除染対象物10に密着する。
【選択図】図1
【解決手段】2分割できる分割カバー2と、伸縮回動可能な多関節アーム5と、前記各分割カバーの下端部と前記多関節アームの先端部との間に設けられ、前記分割カバーを開閉駆動する開閉部材と、前記カバー内に延在する除染材の噴射ノズル3及び前記噴射ノズルの周囲を覆う回収部4と、を備えた遠隔除染装置1であって、前記各分割カバー2の両側端部は、当該分割カバーの閉止時に除染対象物10に密着する。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は放射性物質で汚染された原子炉構造物の遠隔除染装置及び遠隔除染方法に関する。
原子力発電所で大災害が発生した場合、放射性物質が原子炉建屋内に放出され、配管等の原子炉構造物に付着する可能性がある。しかしながら、原子炉建屋内は高放射線環境下にあり、作業員の立入が制限されるため、遠隔で放射性物質で汚染された原子炉構造物の除染作業を行う必要がある。
このような除染作業に用いられる遠隔除染装置として、放射性汚染物が付着した構造材の表面にブラスト材を噴射することで放射性汚染物を研磨除染する手段が提案されている。
このような従来の遠隔除染装置では、配管の外周を筒状のカバー部材で覆い、カバー部材の内部でブラスト材を噴射、吸引することにより配管外面の研磨除染を行っている。また、ブラスト材が飛散しないように配管外面と接触するカバー部材の端部にシール部材が配設されている。
ブラスト材等からなる除染材を用いた除染作業では、除染材や除去された汚染物質を飛散させると二次汚染によって環境が汚染されてしまい、除染作業の安全性及び作業効率が低下する。そのため、除染材や除去された汚染物質を密封する必要があるが、特許文献1に開示された除染手段では、原子炉建屋内に複雑に配置された多数の配管の除染作業には適用できない。また、特許文献2の除染手段は除染対象物が配管であるが、遠隔除染装置を人力で配管に装着する必要があり、遠隔で除染作業を実施することができない。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、原子炉建屋内に配設された配管等の除染対象物を遠隔除染装置のカバー内に簡便に密封収容することにより、二次汚染を引き起こすことなく、安全かつ効率的に遠隔除染作業を実施することができる原子炉構造物の遠隔除染装置及び遠隔除染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に、本実施形態に係る原子炉構造物の遠隔除染装置は、2分割された分割カバーからなるカバーと、伸縮回動可能な多関節アームと、前記各分割カバーの下端部と前記多関節アームの先端部との間に設けられ、前記分割カバーを開閉駆動する開閉部材と、前記カバー内に延在する除染材の噴射ノズル及び前記噴射ノズルの周囲を覆う回収部と、を備えた原子炉構造物の遠隔除染装置であって、前記各分割カバーの両側端部は、当該分割カバーの閉止時に除染対象物に密着することを特徴とする。
また、本実施形態に係る原子炉構造物の遠隔除染装置は、下部カバーと2分割された上部分割カバーとからなるカバーと、前記下部カバーの下端部に取り付けられた伸縮回動可能な多関節アームと、前記カバー内に延在する除染材の噴射ノズル及び前記噴射ノズルの周囲を覆う回収部と、を備えた原子炉構造物の遠隔除染装置であって、前記下部カバーに対し前記上部分割カバーを回動可能に支持する回動支持部材と、前記各上部分割カバーの下端部に設けられ、当該上部分割カバーの内部に延在する開閉レバーと、を有し、前記各上部分割カバーの両側端部は、当該上部分割カバーの閉止時に除染対象物に密着することを特徴とする。
また、本実施形態に係る原子炉構造物の遠隔除染方法は、本実施形態の遠隔除染装置を用いて除染対象物をカバー内に密封収容した状態で、当該除染対象物の長手方向及び周方向を連続的又は間欠的に除染することを特徴とする。
本実施形態によれば、二次汚染を引き起こすことなく、安全かつ効率的に遠隔除染作業を実施することができる。
以下、本発明に係る原子炉構造物の遠隔除染装置及び遠隔除染方法の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では原子炉建屋内に配設されている配管の外面に付着した放射性汚染物を除染する例について説明するが、これに限定されず、他の原子炉構造物や一般の配管等に適用できることはもちろんである。
[第1の実施形態]
第1の実施形態に係る原子炉構造物の遠隔除染装置について、図1及び図2により説明する。
第1の実施形態に係る原子炉構造物の遠隔除染装置について、図1及び図2により説明する。
(構成)
本実施形態に係る遠隔除染装置1は、除染対象の配管10を覆う楕円球状のカバー2と、カバー2内に配置され、配管10の外表面に砥粒等のブラスト材からなる除染材を吹き付ける噴射ノズル3と、噴射ノズル3の周囲を覆い、先端が拡開した回収部4と、伸張回動自在な多関節アーム5と、から構成される。
本実施形態に係る遠隔除染装置1は、除染対象の配管10を覆う楕円球状のカバー2と、カバー2内に配置され、配管10の外表面に砥粒等のブラスト材からなる除染材を吹き付ける噴射ノズル3と、噴射ノズル3の周囲を覆い、先端が拡開した回収部4と、伸張回動自在な多関節アーム5と、から構成される。
楕円球状のカバー2は、図2(a)に示すように、2つに分割された分割カバー2a、2bからなり、各分割カバー2a、2bの下端部は、開閉部材6a、6bにより多関節アーム5の端部外周に取り付けられている。この開閉部材6a、6bは、電磁ソレノイドや小型モータ等からなる駆動部材によって駆動され(図示せず)、分割カバー2a、2bを開放状態又は閉止状態に開閉駆動する。
なお、開閉部材6a、6bとして形状記憶合金、小型のマニピュレータ、等を用いてもよい。
なお、開閉部材6a、6bとして形状記憶合金、小型のマニピュレータ、等を用いてもよい。
分割カバー2a、2bの長手方向の両側端部7a、7b、8a、8bは、分割カバー2a、2bの閉止時に配管10に密着できるように弾性材から構成される。これにより、径が異なる配管10に対しても、分割カバー2a、2bの両側端部7a、7b、8a、8bは配管10に密着することができるため、カバー2内を密封することができる。
多関節アーム5は、原子炉建屋内を走行移動する台車17に設置されるとともに、台車17には、除染材を貯留する除染材貯留容器14、除染材を回収する吸引回収装置15、及び電源16が搭載されている。そして、除染材貯留容器14は、可撓性のチューブ18により噴射ノズル3に接続され、吸引回収装置15は可撓性のチューブ19により回収部4に接続されている。その際、可撓性のチューブ18、19はそれぞれ多関節アーム5内の空間を挿通して噴射ノズル3および回収部4に接続される。
(作用)
上記のように構成された遠隔除染装置1を用いて除染対象物である配管10の外表面を除染する工程について説明する。
上記のように構成された遠隔除染装置1を用いて除染対象物である配管10の外表面を除染する工程について説明する。
まず、遠隔除染装置1の分割カバー2a、2bを開放した状態で多関節アーム5を操作し、除染対象の配管10をカバー2a、2b内に収容する(図2(b))。
次に、開閉部材6a、6bを操作し、分割カバー2a、2bを開放状態から閉止状態にする。これにより、分割カバー2a、2bの各分割端面は密着するとともに、分割カバー2a、2bの長手方向の各両側端部7a、7b、8a、8bは配管10の外周に密着し、除染対象の配管10はカバー2内に密封収容される。
次に、除染材貯留容器14から可撓性のチューブ18を介して噴射ノズル3に除染材を供給し、噴射ノズル3から配管10の外面に除染材を吹き付けて除染を行い、使用された除染材は回収部4、チューブ19を介して吸引回収装置15に吸引回収される(図2(c)、(d))。
この除染作業は配管10の長手方向及び外周方向に亘って行われる。その際、配管10をカバー2内に密封収容した状態で、台車17や多関節アーム5を適宜移動、操作することで、遠隔除染装置1を配管10の長手方向又は外周方向に適宜移動させる。
図3(a)、(b)は、カバー2を多関節アーム5により配管10の長手方向に移動させる例を図示している。
なお、遠隔除染装置1を移動しながら、除染作業を継続的に実施してもよいが、適宜中断し除染作業を間欠的に実施してもよい。
なお、遠隔除染装置1を移動しながら、除染作業を継続的に実施してもよいが、適宜中断し除染作業を間欠的に実施してもよい。
また、遠隔除染装置1の移動を円滑に行うために、開閉部材6a、6bを微調整し、分割カバー2a、2bの両側端部7a、7b、8a、8bと配管10との密着性を緩和させるようにしてもよい。
(効果)
本実施形態によれば、遠隔操作で開閉する分割カバー2a、2bを備えた遠隔除染装置1を用いたことにより、原子炉建屋内に配設された配管等の原子炉構造物を、分割カバー2a、2b内に簡便に密封収容することができるため、二次汚染を引き起こすことなく、安全かつ効率的に遠隔除染作業を実施することができる。
本実施形態によれば、遠隔操作で開閉する分割カバー2a、2bを備えた遠隔除染装置1を用いたことにより、原子炉建屋内に配設された配管等の原子炉構造物を、分割カバー2a、2b内に簡便に密封収容することができるため、二次汚染を引き起こすことなく、安全かつ効率的に遠隔除染作業を実施することができる。
(変形例)
上記実施形態では、楕円球状のカバー2の例について説明したが、本変形例では、図4に示すように、筐体状の分割カバー20a、20bを用いている。その他の構成、作用は上記実施形態と同様であるので、説明を省略する。
上記実施形態では、楕円球状のカバー2の例について説明したが、本変形例では、図4に示すように、筐体状の分割カバー20a、20bを用いている。その他の構成、作用は上記実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本変形例によれば、上記実施形態と同様の作用効果を奏するほか、カバー2を簡便に作製することができる。
[第2の実施形態]
第2の実施形態に係る原子炉構造物の遠隔除染装置について、図5及び図6により説明する。
第2の実施形態に係る原子炉構造物の遠隔除染装置について、図5及び図6により説明する。
上記第1の実施形態では、分割カバーの開閉を開閉部材により行っているが、本実施形態では分割カバーの内部に設けた開閉レバー12a、12bにより開閉を行う構成としている。
本実施形態に係る遠隔除染装置では、図5(a)に示すように、楕円球状のカバー2の上部は2分割され、上部分割カバー2a−1、2b−1と下部カバー2cとから構成される。上部分割カバー2a−1、2b−1は、回動連結部材13a、13bにより、それぞれ下部カバー2cに回動可能に連結され、かつ、上部分割カバー2a−1、2b−1の下端縁部には上部分割カバー2a−1、2b−1内に延在する開閉レバー12a、12bが固設されている。
上記のように構成された遠隔除染装置1において、配管10を上部分割カバー2a−1、2b−1内に収容する際は、上部分割カバー2a−1、2b−1を開放した状態、すなわち、開閉レバー12a、12bが上方に向かって延在している状態で、配管10を上部分割カバー2a−1、2b−1内に収容する(図5(b))。
そして、配管10が開閉レバー12a、12bに当接すると開閉レバー12a、12bが下降しはじめ、それに伴い上部分割カバー2a−1、2b−1が閉止方向に回動する。さらに、配管10がカバー2内の略中心に位置すると、上部分割カバー2a−1、2b−1の分割端面が接触し、閉止状態となる(図5(c))。その際、上部分割カバー2a−1、2b−1の両側端部も配管10の外周に密着する。
本実施形態によれば、電源が必要な開閉部材を使用することなく、配管10と上部分割カバー2a−1、2b−1の相対的な運動のみで配管10をカバー2内に密封収容することができる。
なお、図6に示すように、カバー20が筐体状の場合でも、上部分割カバー20a−1、20b−1の下端部にそれぞれ開閉レバー12a、12bを設けることにより、上記の実施形態と同様な開閉動作を行うことができる(図示せず)。この場合、開閉レバー12a、12bを上部分割カバー20a−1と上部分割カバー20b−1の下端部の長手方向に複数設けてもよい。
[第3の実施形態]
第3の実施形態に係る原子炉構造物の遠隔除染装置について、図7(a)、(b)により説明する。
第3の実施形態に係る原子炉構造物の遠隔除染装置について、図7(a)、(b)により説明する。
本実施形態に係る遠隔除染処置1は、カバー2内に延在する配管22と、配管22の先端部に回動可能に接続され、配管10の周囲を回動する円弧状の配管23と、当該配管23に取り付けられた少なくとも一つの噴射ノズル3及び回収部4とから構成される。
配管22と円弧状の配管23との接続部には、円弧状の配管23を回動させるために、小型モータ等からなる駆動装置が設置され、また、配管22、23の内部には可撓性チューブ18、19が挿通されている(図示せず)。
配管10の外周面の除染作業を行う際は、図7(a)、(b)に示すように、円弧状の配管23を配管22の先端部を中心として適宜回動させることで配管10の外周面の除染を行う。
本実施形態によれば、1又は複数の噴射ノズル3及び回収部4が設けられた円弧状の配管23を連続的又は間欠的に回動させることで、配管10の外表面を効率的に除染することができる。
[第4の実施形態]
第4の実施形態に係る原子炉構造物の遠隔除染装置について、図8により説明する。
本実施形態では、台車17に除染対象の配管10の位置・形状を測定する位置形状測定装置30を備えたことを特徴としている。
第4の実施形態に係る原子炉構造物の遠隔除染装置について、図8により説明する。
本実施形態では、台車17に除染対象の配管10の位置・形状を測定する位置形状測定装置30を備えたことを特徴としている。
本実施形態では、除染作業を行う前に、台車17上に設置した位置形状測定装置30により、除染対象の配管10の3次元的な位置、形状を測定し、多関節アーム5や台車17を操作して、除染対象の配管を分割カバー2a、2b内に収容させる。
また、位置形状測定装置30の測定結果に基づいて、分割カバー2a、2b及び噴射ノズル3の姿勢、位置を制御するとともに、遠隔除染装置1を配管10の長手方向に移動させる場合も、当該測定結果に基づいて多関節アーム5を操作制御する。
位置形状測定装置30はレーザスキャナや3Dカメラ等の3次元形状を測定することができる測定装置が用いられる。
位置形状測定装置30はレーザスキャナや3Dカメラ等の3次元形状を測定することができる測定装置が用いられる。
本実施形態によれば、位置形状測定装置30を用いることで、遠隔除染装置の位置決め、移動操作、等を確実にかつ効率的に実施することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、上記実施形態でカバーの形状が楕円球状又は筐体状の例について説明したが、これに限定されず、球状、半楕円球状等、様々な形状のカバーを用いることができる。また、除染材もブラスト材に限定されず、他の液体状、固形状の除染材を用いることができる。
この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…遠隔除染装置、2…カバー、2a、2b…分割カバー、2a−1、2b−1…上部分割カバー、2c…下部カバー、3…噴射ノズル、4…回収部、5…多関節アーム、6a、6b…開閉部材、7a、7b、8a、8b…分割カバーの側端部、10…配管、12a、12b…開閉レバー、13a、13b…回動連結部材、14…除染材貯留容器、15…吸引回収装置、16…電源、17…台車、18、19…可撓性チューブ、20…カバー、20a、20b…分割カバー、20a−1、20b−1…上部分割カバー、20c…下部カバー、21a、21b…開閉部材、22、23…配管、30…位置形状測定装置。
Claims (9)
- 2分割された分割カバーからなるカバーと、伸縮回動可能な多関節アームと、前記各分割カバーの下端部と前記多関節アームの先端部との間に設けられ、前記分割カバーを開閉駆動する開閉部材と、前記カバー内に延在する除染材の噴射ノズル及び前記噴射ノズルの周囲を覆う回収部と、を備えた原子炉構造物の遠隔除染装置であって、
前記各分割カバーの両側端部は、当該分割カバーの閉止時に除染対象物に密着することを特徴とする原子炉構造物の遠隔除染装置。 - 前記開閉部材は、形状記憶合金又は小型のマニピュレータからなることを特徴とする請求項1記載の原子炉構造物の遠隔除染装置。
- 下部カバーと2分割された上部分割カバーとからなるカバーと、前記下部カバーの下端部に取り付けられた伸縮回動可能な多関節アームと、前記カバー内に延在する除染材の噴射ノズル及び前記噴射ノズルの周囲を覆う回収部と、を備えた原子炉構造物の遠隔除染装置であって、
前記下部カバーに対し前記上部分割カバーを回動可能に支持する回動支持部材と、前記各上部分割カバーの下端部に設けられ、当該上部分割カバーの内部に延在する開閉レバーと、を有し、
前記各上部分割カバーの両側端部は、当該上部分割カバーの閉止時に除染対象物に密着することを特徴とする原子炉構造物の遠隔除染装置。 - 前記カバーの内部に配置された円弧状の第1の配管と、前記円弧状の配管の内周面に設けられ少なくとも一つの前記噴射ノズル及び回収部と、前記円弧状の第1の配管を回動可能に接続する第2の配管と、を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の原子炉構造物の遠隔除染装置。
- 前記分割カバー及び/又は前記上部分割カバーの両側端部は弾性材からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の原子炉構造物の遠隔除染装置。
- 前記多関節アームを台車上に設置するとともに、前記台車上に前記噴射ノズルに供給する除染材が貯留される除染材貯留容器と、前記回収部から除染材を吸引回収する吸引回収装置を設置したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の原子炉構造物の遠隔除染装置。
- 前記台車上に除染対象物の位置及び形状を測定する位置形状測定装置を設置したことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の原子炉構造物の遠隔除染装置。
- 前記カバーは楕円球状、筐体状又は球状であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の原子炉構造物の遠隔除染装置。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の遠隔除染装置を用い、除染対象物をカバー内に密封収容した状態で、当該除染対象物の長手方向及び周方向を連続的又は間欠的に除染することを特徴とする原子炉構造物の遠隔除染方法。
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Cited By (2)
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JP2019168294A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 株式会社Ihi | カバー構造体及び流体噴射装置 |
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