JP3731344B2 - 原子炉圧力容器の搬出方法及び搬出用開閉装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所の原子炉建屋内に収納されている原子炉圧力容器等の大型機器を建屋外に搬出するための搬出方法及び搬出用開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉圧力容器(以下、ＲＰＶと称す)は原子力発電所の最重要機器であり、原子力発電所の供用期間は、一般にＲＰＶ及び原子炉内外の付帯機器の供用期間に依存している。近年、原子力プラントの寿命を延ばし、現在稼働している経年原子力発電所の供用期間を延長することが、重要課題となってきている。経年原子力発電所の供用期間を延長するためには、原子炉内外の付帯機器を含んだＲＰＶの取替えが必要となってきた。
【０００３】
ＲＰＶ取替えに伴う原子炉建屋からのＲＰＶ搬出方法には、ＲＰＶを原子炉建屋内で細断し保管容器に収納して搬出する第１の方法と、ＲＰＶを一体のまま原子炉建屋から搬出する第２の方法とがある。保管設備の容量を大きくしないためには、第２の方法が有利である。
【０００４】
ＲＰＶを一体で搬出する従来技術としては、例えば特開平8−262190 号公報に、原子炉建屋を跨いで架台を設け、この架台上にエアロックやクレーン等を装備した格納設備を設け、建屋からこの格納設備内にＲＰＶを移動させて搬出する技術が記載されている。同公報には、この装置を用いてＲＰＶを搬出することにより、原子炉建屋からの放射性物質の放出を防止できることも記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば出力７８０ＭＷｅ規模の原子炉では、ＲＰＶは直径約６ｍ，長さ約２２ｍ，重さ約５３０トンにも及ぶため、上記従来技術では、ＲＰＶを収納する格納設備やその架台はかなり大規模なものとなる。これに伴いコストも増大する。
【０００６】
本発明の目的は、原子炉建屋からＲＰＶを一体で搬出する場合でも、比較的簡易な設備で、既設の建屋内空調設備を用いて建屋からの放射性物質の放出を防止できるＲＰＶの搬出方法及び搬出用開閉装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための第１の発明は、原子力発電所の原子炉建屋内に収納されている原子炉圧力容器を一体で原子炉建屋の外部に搬出する原子炉圧力容器の搬出方法において、原子炉建屋の天井に搬出用の仮開口部と開閉可能な扉を設ける第１ステップ、原子炉圧力容器の周りに放射線を遮蔽する遮蔽体を設ける第２ステップ、前記扉を吊りワイヤが通過可能な大きさに開いた状態で、前記原子炉圧力容器を前記扉の直下まで吊り上げる第３ステップ、前記扉を前記原子炉圧力容器が通過可能な大きさまで開けて前記扉の直下にある原子炉圧力容器を外部に搬出する第４ステップ、及び前記原子炉圧力容器を前記扉の外部に搬出した直後に前記扉を閉じる第５ステップ、を備える。
【０００８】
第２の発明は、原子力発電所の原子炉建屋内に収納されている原子炉圧力容器を一体で原子炉建屋の外部に搬出する原子炉圧力容器の搬出方法において、原子炉建屋の天井に搬出用の仮開口部と開閉可能な扉を設ける第１ステップ、子炉圧力容器の周りに放射線を遮蔽する遮蔽体を設ける第２ステップ、前記仮開口部の内側に前記原子炉圧力容器を収納するためのシールカーテンを設ける第３ステップ、前記シールカーテン内に前記原子炉圧力容器を収納後に、前記扉を開けて前記原子炉圧力容器を外部に搬出する第４ステップ、及び前記原子炉圧力容器を前記扉の外部に搬出後に前記扉を閉じる第５ステップ、を備える。
【０００９】
第３の発明は、原子力発電所の原子炉建屋内に収納されている原子炉圧力容器を一体で原子炉建屋の外部に搬出する原子炉圧力容器の搬出方法において、原子炉建屋の天井に搬出用の仮開口部と開閉可能な扉を設ける第１ステップ、原子炉圧力容器の周りに放射線を遮蔽する遮蔽体を設ける第２ステップ、前記仮開口部の下側に、該仮開口部と前記原子炉建屋内部とを区切るためのエアカーテンを形成する第３ステップ、前記扉を開けて前記原子炉圧力容器を外部に搬出する第４ステップ、及び前記原子炉圧力容器を前記扉の外部に搬出後に前記扉を閉じる第５ステップ、を備える。
【００１０】
第４の発明は、原子力発電所の原子炉建屋から原子炉圧力容器を一体で搬出するために用いる搬出用開閉装置において、前記原子炉建屋の天井に形成され、周りに放射線を遮蔽するための遮蔽体が設けられた原子炉圧力容器を通過させるための仮開口部と、該仮開口部の上部に設けられる扉とを備え、該扉は前記仮開口部の中心軸に対して互いに反対方向にスライド可能な上扉と下扉からなる２重構造を有し、該上扉及び該下扉はそれぞれ前記仮開口部の中心軸側に断面が半円状の切欠部を有し、それぞれの切欠部にシール部材を備える。
【００１１】
第５の発明は、原子力発電所の原子炉建屋から原子炉圧力容器を一体で搬出するために用いる搬出用開閉装置において、前記原子炉建屋の天井に形成され、周りに放射線を遮蔽するための遮蔽体が設けられた原子炉圧力容器を通過させるための仮開口部と、該仮開口部の上部に設けられ開閉可能な扉と、前記仮開口部の内側に設けられ前記遮蔽体が設けられた原子炉圧力容器をその内部に収納するためのシールカーテンと、を備える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１６を用いて、本発明による原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の原子炉建屋外への搬出方法の第１実施例を説明する。図１は第１実施例の搬出手順を示すフローチャート、図２は本実施例の搬出方法が適用される原子炉建屋の概略縦断面図、図３は図２の原子炉格納容器（以下、ＰＣＶと称す）周りの概略縦断面図、図４〜図１６は図１の主な作業ステップにおけるＰＣＶ周りの状態を示す概略縦断面図である。本実施例は、ＲＰＶを一体で原子炉建屋より搬出し、一時保管設備へ輸送するまでの手順を示している。
【００１３】
図２に示すように、原子炉建屋４内にはＰＣＶ３があり、ＲＰＶ１が収納されている。ＲＰＶ１内には、炉内構造物２が収納されている。原子炉建屋４の上部領域には、ＰＣＶ３の上側に原子炉ウェル９が、原子炉ウェル９に隣接して使用済燃料プール１９が設けてある。原子炉ウェル９には、燃料交換時や炉内構造物２の取出し時に水が張られる。
【００１４】
図３に示すように、ＲＰＶ１は基礎となるＲＰＶペデスタル５にＲＰＶ基礎ボルト６で固定されている。ＲＰＶ１の外周には、ＲＰＶ保温材７及び放射線を遮蔽するγ線遮蔽体（以下、ＲＳＷと称す）８が設けてある。ＰＣＶ３上部には、原子炉ウェル９とＰＣＶ３内を仕切る燃料交換ベローズ１０とバルクヘッドプレート１１が設けてある。
【００１５】
ＲＰＶ１には、主蒸気ノズル１２，給水ノズル１３，再循環入口ノズル１４，再循環出口ノズル１５などが設けられており、主蒸気配管２２，給水配管２３，再循環入口配管２４，再循環出口配管２５などの各系統配管に接続されている。ＲＰＶ１の上部には原子炉圧力容器蓋(以下、ＲＰＶトップヘッドと称す)１６が、ＲＰＶ１の底部には制御棒駆動装置（以下、ＣＲＤと称す）を収納するＣＲＤハウジング１７や中性子束検出器（以下、ＩＣＭと称す）を収納するＩＣＭハウジング１８が設けてある。
【００１６】
始めに、図１のステップＳ１で、発電機を解列して原子力発電所の運転を停止する。ステップＳ２では、ＲＰＶトップヘッド１６を開けて、原子炉開放作業を行う。原子炉開放作業では、ＲＰＶトップヘッド１６を取外す作業，炉内構造物２の一部を取出す作業などが実施される。ステップＳ３では、全燃料を炉心内から取出し、原子炉建屋４内の使用済燃料プール１９へ移動する。
【００１７】
ステップＳ３の燃料取出作業中のＰＣＶ周りの状態を図４に示す。ＲＰＶ１及び炉内構造物２を搬出する場合、燃料２０が放射線源であるため、燃料２０を装荷した状態でＲＰＶ１及び炉内構造物２を原子炉建屋外に搬出すると、大気中の放射能汚染の可能性がある。従って、ＲＰＶ１の表面線量を下げるためにも、炉心内から全ての燃料２０を取出す作業が実施される。
【００１８】
次に、ステップＳ４で、ＲＰＶ１の各ノズルと配管を切断する作業や、ＲＰＶ基礎ボルト６を外して、ＲＰＶペデスタル５からＲＰＶ１を切り離す作業を行い、ＲＰＶを解体する。図５に、ＰＣＶ３のバルクヘッドプレート１１，ＰＣＶスタビライザ２１，ＲＰＶ１の各ノズルに接続された配管などを撤去する位置を破線で示している。図５で、ＰＣＶスタビライザ２１はＰＣＶ３とＲＳＷ８を接続する耐震サポート、２６は配管２２〜２５の切断時に炉水の漏れを防ぐためのプラグである。
【００１９】
このステップでは、まずバルクヘッドプレート１１を切断撤去してから、PCVスタビライザ２１を切断撤去してＰＣＶ３内の撤去物の搬出用スペースを確保する。次に、ＲＰＶノズル１２〜１５にプラグ２６を取付け、ＲＰＶノズル１２〜１５と配管２２〜２５の切断撤去を行い、ＲＰＶ周辺の解体を完了する。
【００２０】
この時、ステップＳ５で、ステップＳ４の作業と並行して、ＲＰＶ１を原子炉建屋４から搬出するために用いる大型揚重機２９を原子炉建屋４近傍に設置する。図６は、原子炉建屋４近傍に大型揚重機２９を設置した状態を示す図である。次に、ステップＳ６で、原子炉建屋４の天井にＲＰＶ搬出用の仮開口部及び扉を設ける。図７に、原子炉建屋４の天井にＲＰＶ搬出用の仮開口部３１を、その屋上に開閉可能な扉３２を設けた状態を示す。扉３２は、断面が円形状の仮開口部３１の中心軸に対して互いに反対方向にスライド可能な（開閉可能な）上扉
３２ａと下扉３２ｂを備えている。図８に、大型揚重機２９の吊りフック２９ａを扉３２の直上に位置決めした状態を示す。
【００２１】
次に、ステップＳ７で、大型揚重機２９の吊りフック２９ａを搬入できるスペース分だけ、仮開口部３１の上側の扉３２を開く。ステップＳ８では、大型揚重機の吊りフック２９ａを搬入する。図９に、扉３２の一部を開けて、大型揚重機２９の吊りフック２９ａを原子炉建屋内に搬入する状態を示す。
【００２２】
以下、上扉３２ａと下扉３２ｂが上下２重構造になっている扉３２が開く様子を図１０を用いて説明する。扉３２が閉状態では、図１０（ａ）に示すように、上扉３２ａと下扉３２ｂが完全に重なっている。扉３２は、仮開口部３１の中心軸に対して上扉３２ａと下扉３２ｂが互いに反対方向に且つ同時にスライドする（開閉する）構造を有している。扉３２の一部が開いた状態を図１０（ｂ）に示す。上扉３２ａ及び下扉３２ｂは、仮開口部３１の中心軸側に断面が半円状の切欠部を有する。上扉３２ａと下扉３２ｂの切欠部には、ゴム又はシート等のシール部材３２ｃが取付けられている。扉３２の全開状態を図１０（ｃ）に示す。
【００２３】
ここで、仮開口部３１の開口面積の目安について説明する。原子炉建屋内に設置されている既設の換気（空調）設備で建屋内の負圧管理を行うためには、原子炉建屋４の仮開口部３１からの空気流出量と、既設の換気設備の容量とを比較し、ＲＰＶ搬出時に許容される仮開口部３１の開口面積を決める必要がある。
【００２４】
建屋外の風による換気力Ｐ1(kgｆ／ｍ2)は、一般に次式で与えられる。
【００２５】
【数１】
Ｐ1 ＝Ｃ・γ・ｖ1 2／２ｇ …（数１）
ここで、Ｃは風圧係数、γ(kgｆ／ｍ3）は外気の比重量、ｖ1(ｍ／ｓ）は建屋上空の風速、ｇ＝９.８（ｍ／ｓ2）は重力の加速度である。建屋屋上では、Ｃ＝−０.９ となる。ここで、負の風圧係数は屋内から屋外へ向かう吸引力を意味する。
【００２６】
一方、発生差圧による建屋内空気の単位開口面積当たりの流出量Ｐ0(kgｆ／ｍ2）は、一般に次式で与えられる。
【００２７】
【数２】
Ｐ0 ＝γ・ζ0・ｖ0 2／２ｇ …（数２）
ここで、ζ0 は開口部の流出損失係数、ｖ0(ｍ／ｓ）は開口部の流出空気流速である。
【００２８】
いま、ζ0 を見積もってみる。簡単のために、管の出口に設けたオリフィスから管内の空気が大気中に流出するモデルを考える。この場合、管内径ｄとオリフィス径ｄ0 の比ｄ0／ｄ と、空気がオリフィスを出る時の流出損失係数ζ0 との間には、図２２のような関係がある。従って、例えば管内径ｄに相当する原子炉建屋の平均内径を４０ｍ，オリフィス径ｄ0 に相当する仮開口部の内径を１０ｍとすると、ｄ0／ｄ ＝０.２５となり、図２３からζ0 ＝２.７となる。仮開口部の内径が１０ｍよりも小さくなる分には、図２３からζ0 ＝２.７ が維持されることが判る。
【００２９】
一方、数２から次式が得られる。
【００３０】
【数３】
ｖ0 ＝(２ｇ・Ｐ0／(γ・ζ0))0.5 …（数３）
いま、Ｐ1(建屋外の風による換気力）とＰ0(発生差圧による空気流出量）がバランスした（Ｐ1＝Ｐ0）と仮定すると、数１及び数３から次式が得られる。
【００３１】
【数４】
ｖ0 ＝ｖ1(Ｃ／ζ0)0.5 …（数４）
開口部からの単位面積当たりの空気流出量Ｑ0(ｍ3／ｈ／ｍ2）とｖ0 との間には、Ｑ0 ＝３６００ｖ0の関係が成り立つので、数４から次式が得られる。
【００３２】
【数５】
Ｑ0 ＝３６００ｖ1(Ｃ／ζ0)0.5 …（数５）
通常、大型揚重機は屋外風速１０ｍ／ｓ以下の条件下で使用される。従って、屋外風速１０ｍ／ｓの条件下でも原子炉建屋内を負圧に維持するために必要な屋内への取込必要風量Ｑ1 は、数５から次式のようになる。
【００３３】
【数６】
Ｑ1 ＝３６００×１０×(０.９／２.７)0.5 ＝２０７８５(ｍ3／ｈ／ｍ2）…（数６）
ところで、出力７８０ＭＷｅ規模の原子力発電所における原子炉建屋のオペレーティングフロアでの換気風量Ｑ2 は、約５１０００(ｍ3／ｈ）である。従って、この条件において仮開口部に許容される許容開口面積Ｓ(ｍ2）は次式で与えられる。
【００３４】
【数７】
Ｓ＝Ｑ2／Ｑ1＝５１０００／２０７８５＝２.５ …（数７）
つまり、原子炉建屋内の放射性物質を含む空気が建屋外に流出することを防ぐためには、ＲＰＶ搬出時の仮開口部の開口面積を２.５ｍ2以下にすれば良い。
【００３５】
ＲＰＶ搬出時の仮開口部の開口面積を２.５ｍ2以下にできない場合には、仮設の吸排気設備を設けて、原子炉建屋内への取込風量を増加させる必要がある。
【００３６】
以上の理由から、本実施例では、ＲＰＶが仮開口部３１を通過する際に、RPVを覆う遮蔽体（詳細は後述する）と仮開口部３１の隙間の開口面積が２.５ｍ2以下となるように、仮開口部３１を構成する。例えば、ＲＰＶを覆う遮蔽体の外径が約１０ｍの場合、仮開口部３１の内径を約１０.１６ｍ 以下とすれば良い。尚、上記見積りは屋外風速１０ｍ／ｓの条件下で行っているため、屋外風速がもっと弱い条件でＲＰＶ搬出を行う場合には、上記隙間の開口面積を２.５ｍ2より大きくすることも許容される。
【００３７】
以上述べたように、ＲＰＶを覆う遮蔽体と仮開口部３１の隙間の開口面積を ２.５ｍ2以下にした上で、更に図１０(ｃ)に示したように、上扉３２ａと下扉３２ｂの切欠部にシール部材３２ｃを設けることにより、仮開口部３１からRPVを搬出する際に、ＲＰＶを覆う遮蔽体と上扉３２ａ及び下扉３２ｂとの間隙を十分に小さくできるので、既設の原子炉建屋内の空調設備でも建屋内を負圧に維持できる。これにより、原子炉建屋内の放射性物質を含んだ空気の建屋外部への流出を防止できる。
【００３８】
次に、ステップＳ９で、放射能が高いＲＰＶ１に遮蔽体を取付ける。本ステップでは、図１１に示すように、まずＲＰＶ１を吊り上げる前に遮蔽体２７をRSW8の上側に仮置きし、吊り天秤３３をＲＰＶ１に取付け、大型揚重機２９の吊りフック２９ａを吊り天秤３３に取付ける。その後、ＲＰＶ１を吊り天秤３３と一緒に吊り上げ、吊り天秤３３の下端部に遮蔽体２７を取付ける。このようにして、ＲＰＶ１の全周に遮蔽体２７を設けた状態で、ＲＰＶ１を移動することができる。
【００３９】
次に、ステップＳ１０で、大型揚重機２９を用いてＲＰＶ１を吊り上げる。図１２に、ＲＰＶ１を吊り上げた状態を示す。同図では、ＲＰＶ１及び遮蔽体２７は吊り天秤３３を介して吊りフック２９ａで吊り上げられている。ステップＳ11では、更に、ＲＰＶ１の下側のＣＲＤハウジングやＩＣＭハウジングにも遮蔽体２８を設ける。図１３に、遮蔽体２８を設けてＲＰＶ１を原子炉建屋４の天井近くまで吊り上げた状態を示す。この状態では、原子炉建屋４の屋上の上扉３２ａと下扉３２ｂは、大型揚重機２９の吊りワイヤ２９ｂが通過できる分だけ開いている。こうして、原子炉建屋内の放射性物質を含んだ空気が建屋外に流出しないようにしている。
【００４０】
次に、ステップＳ１２で、ＲＰＶ１の吊上げに合わせて扉３２を徐々に開きながら、ＲＰＶ１を原子炉建屋外に搬出する。即ち、本ステップでは、ＲＰＶ１を吊り上げてその上端が扉３２に接近した時点で扉３２を開き、ＲＰＶ１に仮開口部３１及び扉３２を通過させ、通過完了直後に扉３２を閉じる。こうしてＲＰＶの搬出を完了する。図１４に仮開口部３１をＲＰＶ１が通過している状態を、図１５にＲＰＶ１を原子炉建屋の外に搬出した状態を、それぞれ示す。
【００４１】
前述したように、本実施例では、図１４に示すＲＰＶ搬出時の遮蔽体２７と仮開口部３１との隙間の開口面積が２.５ｍ2以下となるようにしていると共に、
ＲＰＶ１を原子炉建屋外に搬出した直後に上扉３２ａ及び下扉３２ｂを閉じることにより、原子炉建屋４内を負圧に維持して、原子炉建屋４内の放射性物質を含んだ空気が外部に流出することを防いでいる。
【００４２】
次に、ステップＳ１３で、原子炉建屋４の近傍に予め配置した大型トレーラにＲＰＶ１を積み込んで、一時保管設備へＲＰＶ１を輸送する。図１６に、原子炉建屋４から搬出したＲＰＶ１を、大型揚重機２９による吊り上げ状態から、大型トレーラ３５上に設置されたＲＰＶ輸送用スキッド３４により横倒しして、一時保管設備へ輸送する前の状態を示す。
【００４３】
以上説明したように、本実施例によれば、仮開口部の上部に簡単な構造の扉を設けるだけで、原子炉建屋からＲＰＶを一体で搬出する際に、既設の原子炉建屋内空調設備を用いて原子炉建屋内を負圧に保つことができる。従って、比較的簡易な設備で、原子炉建屋内の放射性物質を含む空気が外部に流出することを防ぐことができる。これに伴い工事コストを低減できる。また、既設の空調設備以外の大規模な吸排気設備を必要としないので、これもコスト低減に寄与する。更に、ＲＰＶを一体で搬出できるので、ＲＰＶ取替工事の工程を大幅に短縮できる。
尚、本実施例では、ＲＰＶ１に遮蔽体２７及び２８を設けて移動する例を説明したが、除染することでＲＰＶの表面線量を環境へ影響しない程度まで低減することにより、ＲＰＶの遮蔽体を簡略化したり、遮蔽体を取付けずに移動することも可能である。この場合、ＲＰＶの搬出作業を無人化したり、遠隔監視することも可能で、更にコストを低減できる。
【００４４】
また、本実施例ではＲＰＶの取替作業に本発明によるＲＰＶの搬出方法を適用した例について説明したが、廃炉工事に対しても、２枚の扉を重ねた２重構造の扉を用いてＲＰＶなどの大型機器を一体で搬出・解体する作業に適用できることは言うまでもない。
【００４５】
次に、図１７〜図２０を用いて、本発明によるＲＰＶの搬出方法の第２実施例を説明する。図１７は第２実施例の搬出手順を示すフローチャート、図１８〜図２０は図１７の主な作業ステップにおけるＲＰＶ周りの状態を示す概略縦断面図である。本実施例は、ＲＰＶ搬出時にシールカーテンを用いる例である。図１７におけるステップＴ１〜Ｔ１１は第１実施例のステップＳ１〜Ｓ１１と同じであるので、ここでは説明を省略する。本実施例では、ステップＴ１２以降が第１実施例と異なる。
【００４６】
図１７のステップＴ１２で、仮開口部３１の内側にＲＰＶ１を収納するための円筒状のシールカーテン３６ａを取付ける。シールカーテン３６ａは仮開口部３１の内面に設置され、設置部分にしっかりと目張りを施して、原子炉建屋内の空気がこの設置部分からシールカーテン３６ａ内に入り込まないようにする。シールカーテンとしては、工事用の防炎シートや、これに準ずるもので空気を通し難いものを用いることができる。ステップＴ１３では、ＲＰＶ１がシールカーテン３６ａ内に入る位置までＲＰＶ１を吊り上げる。図１８に、ステップＴ１３終了後の状態を示す。
【００４７】
次に、ステップＴ１４で、シールカーテン３６ａの内部にＲＰＶ１を収納するように、シールカーテン３６ａの底部を塞ぐ。図１９に、ステップＴ１４終了後の状態を示す。同図では、シールカーテンの底部を３６ｂで示している。このようにシールカーテンを構成することにより、原子炉建屋内の空気と、シールカーテン内の空気が遮断される。
【００４８】
次に、ステップＴ１５で、ＲＰＶ１の搬出を行う。本ステップでは、まず仮開口部３１の上扉３２ａ及び下扉３２ｂを開く。このように仮開口部３１の扉３２を全開にしても、シールカーテンの遮断作用によって、原子炉建屋の空気が建屋外に流出することを防ぐことができる。扉３２の全開後に、ＲＰＶ１を原子炉建屋４から搬出する。図２０に、ＲＰＶ１を搬出している状態を示す。ＲＰＶ１の搬出終了後、仮開口部３１の上扉３２ａ及び下扉３２ｂを閉じて、ＲＰＶ搬出作業が終了する。次に、ステップＴ１６で、図１のステップＳ１３と同じようにして、ＲＰＶ１の輸送作業を行う。
【００４９】
本実施例でも、仮開口部に簡単な構造の扉とシールカーテンを設けるだけで、既設の原子炉建屋内空調設備を用いて原子炉建屋内を負圧に保ち、気密を維持できる。従って、比較的簡易な設備で、放射性物質を含む原子炉建屋内の空気が外部に流出することを防止できる。これに伴い工事コストを低減できる。また、既設の空調設備以外の大規模な吸排気設備を必要としないので、これもコスト低減に寄与する。更に、ＲＰＶを一体で搬出できるため、ＲＰＶ取替工事の工程を大幅に短縮できる。
【００５０】
次に、図２１を用いて、本発明によるＲＰＶの搬出方法の第３実施例を説明する。本実施例は、仮開口部にエアーカーテンを設けることにより、原子炉建屋内を負圧に維持しつつ、ＲＰＶを搬出する例である。図２１は、本実施例の搬出方法を行うための原子炉建屋内設備の概略構成図である。
【００５１】
図２１で、３７は吸気ファン、３８は吐出フィルタ、３９は吐出ダクト、４０は吐出ノズル、４１は排気ファン、４２は吸込フィルタ、４３は吸込ダクト、４４は吸込ノズルである。仮開口部３１の下側において互いに対向している吐出ダクト３９の先端部と吸込ダクト４３の先端部は、それぞれの断面が円環状の形状をしている。この断面が円環状の吐出ダクト３９の先端部に吐出ノズル４０を、断面が円環状の吸込ダクト４３の先端部に吸込ノズル４４を、それぞれ対向させて設けることにより、断面が円形状の仮開口部３１の下側に開口部形状に対応させたエアーカーテンを設けている。
【００５２】
本実施例では、仮開口部３１の上扉３２ａ及び下扉３２ｂを開く前に、吸気ファン３７で吸い込んだ原子炉建屋４内の空気を、吐出フィルタ３８及び吐出ダクト３９を介して吐出ノズル４０から水平方向に放出し、排気ファン４１で吸込ノズル４４から吸い込み、吸込ダクト４３及び吸込フィルタ４２を介して排気ファン４１から原子炉建屋４内に排気する。こうして仮開口部３１の扉３２の下側にエアーカーテンを形成する。図２１には、吐出ノズル４０から吸込ノズル４４への空気の流れを矢印で示している。
【００５３】
本実施例では、このようにして仮開口部３１の扉３２の下側にエアーカーテンを形成した状態で、第１実施例と同じような遮蔽体２７及び２８をＲＰＶ１に取付けてからＲＰＶ１を搬出する。この場合、第１及び第２実施例に比べれば、エアーカーテンを形成するための設備が必要であるが、従来に比べれば、比較的簡易な設備で、既設の原子炉建屋内空調設備を用いて原子炉建屋４内を負圧に維持でき、原子炉建屋内の放射性物質を含んだ空気が建屋外に放出されることを防止できる。これに伴い工事コストを低減できる。また、ＲＰＶを一体で搬出できるため、ＲＰＶ取替工事の工程を大幅に短縮できる。
【００５４】
以上説明したように、第１実施例ではＲＰＶと仮開口部との隙間を極めて小さくすることにより、第２実施例ではシールカーテンを用いることにより、第３実施例ではエアーカーテンを用いることにより、それぞれ比較的簡易な設備を用いて、既設の原子炉建屋内の空調設備で原子炉建屋内を負圧に維持しつつ、ＲＰＶを一体で搬出できる。尚、以上の実施例ではＲＰＶの搬出例を説明したが、RPV以外の原子炉建屋内の大型機器の搬出に対しても本発明は適用できる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、ＲＰＶ等の大型機器を一体で原子炉建屋から搬出する際に、比較的簡易な設備で、既設の原子炉建屋内空調設備を用いて原子炉建屋内を負圧に維持でき、原子炉建屋内の放射性物質を含んだ空気が外部に流出することを防止できる。これに伴い工事コストを低減できる。また、大型機器を一体で搬出できるため、ＲＰＶ取替工事や廃炉工事の工程を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＲＰＶの搬出方法の第１実施例を示すフローチャート。
【図２】本発明の搬出方法は適用される原子炉建屋の概略縦断面図。
【図３】図２のＰＣＶ周りの概略縦断面図。
【図４】図１のステップＳ３の作業中の状態を示す図。
【図５】図１のステップＳ４の作業の適用対象位置を示す図。
【図６】図１のステップＳ５の作業終了時の状態を示す図。
【図７】図１のステップＳ６の作業終了時の状態を示す図。
【図８】図１のステップＳ６の作業終了時の状態を示す図。
【図９】図１のステップＳ８の作業中の状態を示す図。
【図１０】仮開口部の扉の開閉状態の説明図で、（ａ）は扉が閉じている状態を、（ｂ）は扉の一部が開いている状態を、（ｃ）は扉の全開状態を、それぞれ示す。
【図１１】図１のステップＳ９の作業中の状態を示す図。
【図１２】図１のステップＳ１０の作業中の状態を示す図。
【図１３】図１のステップＳ１１の作業終了時の状態を示す図。
【図１４】図１のステップＳ１２の作業中の状態を示す図。
【図１５】図１のステップＳ１２の作業終了時の状態を示す図。
【図１６】図１のステップＳ１３の作業中の状態を示す図。
【図１７】本発明によるＲＰＶの搬出方法の第２実施例を示すフローチャート。
【図１８】図１７のステップＴ１３の作業終了時の状態を示す図。
【図１９】図１７のステップＴ１４の作業終了時の状態を示す図。
【図２０】図１７のステップＴ１５の作業中の状態を示す図。
【図２１】本発明によるＲＰＶの搬出方法の第３実施例を行うための原子炉建屋内設備の概略構成図。
【図２２】空気の流出損失係数とオリフィス径との関係図。
【符号の説明】
１…ＲＰＶ、２…炉内構造物、３…ＰＣＶ、４…原子炉建屋、８…ＲＳＷ、９…原子炉ウェル、１７…ＣＲＤハウジング、１８…ＩＣＭハウジング、１９…使用済燃料プール、２０…燃料、２６…プラグ、２７，２８…遮蔽体、２９…大型揚重機、２９ａ…吊りフック、２９ｂ…吊りワイヤ、３１…仮開口部、３２…扉、３２ａ…上扉、３２ｂ…下扉、３３…吊り天秤、３４…輸送用スキッド、３５…大型トレーラ、３６ａ，３６ｂ…シールカーテン、３７…吸気ファン、３８…吐出フィルタ、３９…吐出ダクト、４０…吐出ノズル、４１…排気ファン、４２…吸込フィルタ、４３…吸込ダクト、４４…吸込ノズル。
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所の原子炉建屋内に収納されている原子炉圧力容器等の大型機器を建屋外に搬出するための搬出方法及び搬出用開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉圧力容器(以下、ＲＰＶと称す)は原子力発電所の最重要機器であり、原子力発電所の供用期間は、一般にＲＰＶ及び原子炉内外の付帯機器の供用期間に依存している。近年、原子力プラントの寿命を延ばし、現在稼働している経年原子力発電所の供用期間を延長することが、重要課題となってきている。経年原子力発電所の供用期間を延長するためには、原子炉内外の付帯機器を含んだＲＰＶの取替えが必要となってきた。
【０００３】
ＲＰＶ取替えに伴う原子炉建屋からのＲＰＶ搬出方法には、ＲＰＶを原子炉建屋内で細断し保管容器に収納して搬出する第１の方法と、ＲＰＶを一体のまま原子炉建屋から搬出する第２の方法とがある。保管設備の容量を大きくしないためには、第２の方法が有利である。
【０００４】
ＲＰＶを一体で搬出する従来技術としては、例えば特開平8−262190 号公報に、原子炉建屋を跨いで架台を設け、この架台上にエアロックやクレーン等を装備した格納設備を設け、建屋からこの格納設備内にＲＰＶを移動させて搬出する技術が記載されている。同公報には、この装置を用いてＲＰＶを搬出することにより、原子炉建屋からの放射性物質の放出を防止できることも記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば出力７８０ＭＷｅ規模の原子炉では、ＲＰＶは直径約６ｍ，長さ約２２ｍ，重さ約５３０トンにも及ぶため、上記従来技術では、ＲＰＶを収納する格納設備やその架台はかなり大規模なものとなる。これに伴いコストも増大する。
【０００６】
本発明の目的は、原子炉建屋からＲＰＶを一体で搬出する場合でも、比較的簡易な設備で、既設の建屋内空調設備を用いて建屋からの放射性物質の放出を防止できるＲＰＶの搬出方法及び搬出用開閉装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための第１の発明は、原子力発電所の原子炉建屋内に収納されている原子炉圧力容器を一体で原子炉建屋の外部に搬出する原子炉圧力容器の搬出方法において、原子炉建屋の天井に搬出用の仮開口部と開閉可能な扉を設ける第１ステップ、原子炉圧力容器の周りに放射線を遮蔽する遮蔽体を設ける第２ステップ、前記扉を吊りワイヤが通過可能な大きさに開いた状態で、前記原子炉圧力容器を前記扉の直下まで吊り上げる第３ステップ、前記扉を前記原子炉圧力容器が通過可能な大きさまで開けて前記扉の直下にある原子炉圧力容器を外部に搬出する第４ステップ、及び前記原子炉圧力容器を前記扉の外部に搬出した直後に前記扉を閉じる第５ステップ、を備える。
【０００８】
第２の発明は、原子力発電所の原子炉建屋内に収納されている原子炉圧力容器を一体で原子炉建屋の外部に搬出する原子炉圧力容器の搬出方法において、原子炉建屋の天井に搬出用の仮開口部と開閉可能な扉を設ける第１ステップ、子炉圧力容器の周りに放射線を遮蔽する遮蔽体を設ける第２ステップ、前記仮開口部の内側に前記原子炉圧力容器を収納するためのシールカーテンを設ける第３ステップ、前記シールカーテン内に前記原子炉圧力容器を収納後に、前記扉を開けて前記原子炉圧力容器を外部に搬出する第４ステップ、及び前記原子炉圧力容器を前記扉の外部に搬出後に前記扉を閉じる第５ステップ、を備える。
【０００９】
第３の発明は、原子力発電所の原子炉建屋内に収納されている原子炉圧力容器を一体で原子炉建屋の外部に搬出する原子炉圧力容器の搬出方法において、原子炉建屋の天井に搬出用の仮開口部と開閉可能な扉を設ける第１ステップ、原子炉圧力容器の周りに放射線を遮蔽する遮蔽体を設ける第２ステップ、前記仮開口部の下側に、該仮開口部と前記原子炉建屋内部とを区切るためのエアカーテンを形成する第３ステップ、前記扉を開けて前記原子炉圧力容器を外部に搬出する第４ステップ、及び前記原子炉圧力容器を前記扉の外部に搬出後に前記扉を閉じる第５ステップ、を備える。
【００１０】
第４の発明は、原子力発電所の原子炉建屋から原子炉圧力容器を一体で搬出するために用いる搬出用開閉装置において、前記原子炉建屋の天井に形成され、周りに放射線を遮蔽するための遮蔽体が設けられた原子炉圧力容器を通過させるための仮開口部と、該仮開口部の上部に設けられる扉とを備え、該扉は前記仮開口部の中心軸に対して互いに反対方向にスライド可能な上扉と下扉からなる２重構造を有し、該上扉及び該下扉はそれぞれ前記仮開口部の中心軸側に断面が半円状の切欠部を有し、それぞれの切欠部にシール部材を備える。
【００１１】
第５の発明は、原子力発電所の原子炉建屋から原子炉圧力容器を一体で搬出するために用いる搬出用開閉装置において、前記原子炉建屋の天井に形成され、周りに放射線を遮蔽するための遮蔽体が設けられた原子炉圧力容器を通過させるための仮開口部と、該仮開口部の上部に設けられ開閉可能な扉と、前記仮開口部の内側に設けられ前記遮蔽体が設けられた原子炉圧力容器をその内部に収納するためのシールカーテンと、を備える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１６を用いて、本発明による原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の原子炉建屋外への搬出方法の第１実施例を説明する。図１は第１実施例の搬出手順を示すフローチャート、図２は本実施例の搬出方法が適用される原子炉建屋の概略縦断面図、図３は図２の原子炉格納容器（以下、ＰＣＶと称す）周りの概略縦断面図、図４〜図１６は図１の主な作業ステップにおけるＰＣＶ周りの状態を示す概略縦断面図である。本実施例は、ＲＰＶを一体で原子炉建屋より搬出し、一時保管設備へ輸送するまでの手順を示している。
【００１３】
図２に示すように、原子炉建屋４内にはＰＣＶ３があり、ＲＰＶ１が収納されている。ＲＰＶ１内には、炉内構造物２が収納されている。原子炉建屋４の上部領域には、ＰＣＶ３の上側に原子炉ウェル９が、原子炉ウェル９に隣接して使用済燃料プール１９が設けてある。原子炉ウェル９には、燃料交換時や炉内構造物２の取出し時に水が張られる。
【００１４】
図３に示すように、ＲＰＶ１は基礎となるＲＰＶペデスタル５にＲＰＶ基礎ボルト６で固定されている。ＲＰＶ１の外周には、ＲＰＶ保温材７及び放射線を遮蔽するγ線遮蔽体（以下、ＲＳＷと称す）８が設けてある。ＰＣＶ３上部には、原子炉ウェル９とＰＣＶ３内を仕切る燃料交換ベローズ１０とバルクヘッドプレート１１が設けてある。
【００１５】
ＲＰＶ１には、主蒸気ノズル１２，給水ノズル１３，再循環入口ノズル１４，再循環出口ノズル１５などが設けられており、主蒸気配管２２，給水配管２３，再循環入口配管２４，再循環出口配管２５などの各系統配管に接続されている。ＲＰＶ１の上部には原子炉圧力容器蓋(以下、ＲＰＶトップヘッドと称す)１６が、ＲＰＶ１の底部には制御棒駆動装置（以下、ＣＲＤと称す）を収納するＣＲＤハウジング１７や中性子束検出器（以下、ＩＣＭと称す）を収納するＩＣＭハウジング１８が設けてある。
【００１６】
始めに、図１のステップＳ１で、発電機を解列して原子力発電所の運転を停止する。ステップＳ２では、ＲＰＶトップヘッド１６を開けて、原子炉開放作業を行う。原子炉開放作業では、ＲＰＶトップヘッド１６を取外す作業，炉内構造物２の一部を取出す作業などが実施される。ステップＳ３では、全燃料を炉心内から取出し、原子炉建屋４内の使用済燃料プール１９へ移動する。
【００１７】
ステップＳ３の燃料取出作業中のＰＣＶ周りの状態を図４に示す。ＲＰＶ１及び炉内構造物２を搬出する場合、燃料２０が放射線源であるため、燃料２０を装荷した状態でＲＰＶ１及び炉内構造物２を原子炉建屋外に搬出すると、大気中の放射能汚染の可能性がある。従って、ＲＰＶ１の表面線量を下げるためにも、炉心内から全ての燃料２０を取出す作業が実施される。
【００１８】
次に、ステップＳ４で、ＲＰＶ１の各ノズルと配管を切断する作業や、ＲＰＶ基礎ボルト６を外して、ＲＰＶペデスタル５からＲＰＶ１を切り離す作業を行い、ＲＰＶを解体する。図５に、ＰＣＶ３のバルクヘッドプレート１１，ＰＣＶスタビライザ２１，ＲＰＶ１の各ノズルに接続された配管などを撤去する位置を破線で示している。図５で、ＰＣＶスタビライザ２１はＰＣＶ３とＲＳＷ８を接続する耐震サポート、２６は配管２２〜２５の切断時に炉水の漏れを防ぐためのプラグである。
【００１９】
このステップでは、まずバルクヘッドプレート１１を切断撤去してから、PCVスタビライザ２１を切断撤去してＰＣＶ３内の撤去物の搬出用スペースを確保する。次に、ＲＰＶノズル１２〜１５にプラグ２６を取付け、ＲＰＶノズル１２〜１５と配管２２〜２５の切断撤去を行い、ＲＰＶ周辺の解体を完了する。
【００２０】
この時、ステップＳ５で、ステップＳ４の作業と並行して、ＲＰＶ１を原子炉建屋４から搬出するために用いる大型揚重機２９を原子炉建屋４近傍に設置する。図６は、原子炉建屋４近傍に大型揚重機２９を設置した状態を示す図である。次に、ステップＳ６で、原子炉建屋４の天井にＲＰＶ搬出用の仮開口部及び扉を設ける。図７に、原子炉建屋４の天井にＲＰＶ搬出用の仮開口部３１を、その屋上に開閉可能な扉３２を設けた状態を示す。扉３２は、断面が円形状の仮開口部３１の中心軸に対して互いに反対方向にスライド可能な（開閉可能な）上扉
３２ａと下扉３２ｂを備えている。図８に、大型揚重機２９の吊りフック２９ａを扉３２の直上に位置決めした状態を示す。
【００２１】
次に、ステップＳ７で、大型揚重機２９の吊りフック２９ａを搬入できるスペース分だけ、仮開口部３１の上側の扉３２を開く。ステップＳ８では、大型揚重機の吊りフック２９ａを搬入する。図９に、扉３２の一部を開けて、大型揚重機２９の吊りフック２９ａを原子炉建屋内に搬入する状態を示す。
【００２２】
以下、上扉３２ａと下扉３２ｂが上下２重構造になっている扉３２が開く様子を図１０を用いて説明する。扉３２が閉状態では、図１０（ａ）に示すように、上扉３２ａと下扉３２ｂが完全に重なっている。扉３２は、仮開口部３１の中心軸に対して上扉３２ａと下扉３２ｂが互いに反対方向に且つ同時にスライドする（開閉する）構造を有している。扉３２の一部が開いた状態を図１０（ｂ）に示す。上扉３２ａ及び下扉３２ｂは、仮開口部３１の中心軸側に断面が半円状の切欠部を有する。上扉３２ａと下扉３２ｂの切欠部には、ゴム又はシート等のシール部材３２ｃが取付けられている。扉３２の全開状態を図１０（ｃ）に示す。
【００２３】
ここで、仮開口部３１の開口面積の目安について説明する。原子炉建屋内に設置されている既設の換気（空調）設備で建屋内の負圧管理を行うためには、原子炉建屋４の仮開口部３１からの空気流出量と、既設の換気設備の容量とを比較し、ＲＰＶ搬出時に許容される仮開口部３１の開口面積を決める必要がある。
【００２４】
建屋外の風による換気力Ｐ1(kgｆ／ｍ2)は、一般に次式で与えられる。
【００２５】
【数１】
Ｐ1 ＝Ｃ・γ・ｖ1 2／２ｇ …（数１）
ここで、Ｃは風圧係数、γ(kgｆ／ｍ3）は外気の比重量、ｖ1(ｍ／ｓ）は建屋上空の風速、ｇ＝９.８（ｍ／ｓ2）は重力の加速度である。建屋屋上では、Ｃ＝−０.９ となる。ここで、負の風圧係数は屋内から屋外へ向かう吸引力を意味する。
【００２６】
一方、発生差圧による建屋内空気の単位開口面積当たりの流出量Ｐ0(kgｆ／ｍ2）は、一般に次式で与えられる。
【００２７】
【数２】
Ｐ0 ＝γ・ζ0・ｖ0 2／２ｇ …（数２）
ここで、ζ0 は開口部の流出損失係数、ｖ0(ｍ／ｓ）は開口部の流出空気流速である。
【００２８】
いま、ζ0 を見積もってみる。簡単のために、管の出口に設けたオリフィスから管内の空気が大気中に流出するモデルを考える。この場合、管内径ｄとオリフィス径ｄ0 の比ｄ0／ｄ と、空気がオリフィスを出る時の流出損失係数ζ0 との間には、図２２のような関係がある。従って、例えば管内径ｄに相当する原子炉建屋の平均内径を４０ｍ，オリフィス径ｄ0 に相当する仮開口部の内径を１０ｍとすると、ｄ0／ｄ ＝０.２５となり、図２３からζ0 ＝２.７となる。仮開口部の内径が１０ｍよりも小さくなる分には、図２３からζ0 ＝２.７ が維持されることが判る。
【００２９】
一方、数２から次式が得られる。
【００３０】
【数３】
ｖ0 ＝(２ｇ・Ｐ0／(γ・ζ0))0.5 …（数３）
いま、Ｐ1(建屋外の風による換気力）とＰ0(発生差圧による空気流出量）がバランスした（Ｐ1＝Ｐ0）と仮定すると、数１及び数３から次式が得られる。
【００３１】
【数４】
ｖ0 ＝ｖ1(Ｃ／ζ0)0.5 …（数４）
開口部からの単位面積当たりの空気流出量Ｑ0(ｍ3／ｈ／ｍ2）とｖ0 との間には、Ｑ0 ＝３６００ｖ0の関係が成り立つので、数４から次式が得られる。
【００３２】
【数５】
Ｑ0 ＝３６００ｖ1(Ｃ／ζ0)0.5 …（数５）
通常、大型揚重機は屋外風速１０ｍ／ｓ以下の条件下で使用される。従って、屋外風速１０ｍ／ｓの条件下でも原子炉建屋内を負圧に維持するために必要な屋内への取込必要風量Ｑ1 は、数５から次式のようになる。
【００３３】
【数６】
Ｑ1 ＝３６００×１０×(０.９／２.７)0.5 ＝２０７８５(ｍ3／ｈ／ｍ2）…（数６）
ところで、出力７８０ＭＷｅ規模の原子力発電所における原子炉建屋のオペレーティングフロアでの換気風量Ｑ2 は、約５１０００(ｍ3／ｈ）である。従って、この条件において仮開口部に許容される許容開口面積Ｓ(ｍ2）は次式で与えられる。
【００３４】
【数７】
Ｓ＝Ｑ2／Ｑ1＝５１０００／２０７８５＝２.５ …（数７）
つまり、原子炉建屋内の放射性物質を含む空気が建屋外に流出することを防ぐためには、ＲＰＶ搬出時の仮開口部の開口面積を２.５ｍ2以下にすれば良い。
【００３５】
ＲＰＶ搬出時の仮開口部の開口面積を２.５ｍ2以下にできない場合には、仮設の吸排気設備を設けて、原子炉建屋内への取込風量を増加させる必要がある。
【００３６】
以上の理由から、本実施例では、ＲＰＶが仮開口部３１を通過する際に、RPVを覆う遮蔽体（詳細は後述する）と仮開口部３１の隙間の開口面積が２.５ｍ2以下となるように、仮開口部３１を構成する。例えば、ＲＰＶを覆う遮蔽体の外径が約１０ｍの場合、仮開口部３１の内径を約１０.１６ｍ 以下とすれば良い。尚、上記見積りは屋外風速１０ｍ／ｓの条件下で行っているため、屋外風速がもっと弱い条件でＲＰＶ搬出を行う場合には、上記隙間の開口面積を２.５ｍ2より大きくすることも許容される。
【００３７】
以上述べたように、ＲＰＶを覆う遮蔽体と仮開口部３１の隙間の開口面積を ２.５ｍ2以下にした上で、更に図１０(ｃ)に示したように、上扉３２ａと下扉３２ｂの切欠部にシール部材３２ｃを設けることにより、仮開口部３１からRPVを搬出する際に、ＲＰＶを覆う遮蔽体と上扉３２ａ及び下扉３２ｂとの間隙を十分に小さくできるので、既設の原子炉建屋内の空調設備でも建屋内を負圧に維持できる。これにより、原子炉建屋内の放射性物質を含んだ空気の建屋外部への流出を防止できる。
【００３８】
次に、ステップＳ９で、放射能が高いＲＰＶ１に遮蔽体を取付ける。本ステップでは、図１１に示すように、まずＲＰＶ１を吊り上げる前に遮蔽体２７をRSW8の上側に仮置きし、吊り天秤３３をＲＰＶ１に取付け、大型揚重機２９の吊りフック２９ａを吊り天秤３３に取付ける。その後、ＲＰＶ１を吊り天秤３３と一緒に吊り上げ、吊り天秤３３の下端部に遮蔽体２７を取付ける。このようにして、ＲＰＶ１の全周に遮蔽体２７を設けた状態で、ＲＰＶ１を移動することができる。
【００３９】
次に、ステップＳ１０で、大型揚重機２９を用いてＲＰＶ１を吊り上げる。図１２に、ＲＰＶ１を吊り上げた状態を示す。同図では、ＲＰＶ１及び遮蔽体２７は吊り天秤３３を介して吊りフック２９ａで吊り上げられている。ステップＳ11では、更に、ＲＰＶ１の下側のＣＲＤハウジングやＩＣＭハウジングにも遮蔽体２８を設ける。図１３に、遮蔽体２８を設けてＲＰＶ１を原子炉建屋４の天井近くまで吊り上げた状態を示す。この状態では、原子炉建屋４の屋上の上扉３２ａと下扉３２ｂは、大型揚重機２９の吊りワイヤ２９ｂが通過できる分だけ開いている。こうして、原子炉建屋内の放射性物質を含んだ空気が建屋外に流出しないようにしている。
【００４０】
次に、ステップＳ１２で、ＲＰＶ１の吊上げに合わせて扉３２を徐々に開きながら、ＲＰＶ１を原子炉建屋外に搬出する。即ち、本ステップでは、ＲＰＶ１を吊り上げてその上端が扉３２に接近した時点で扉３２を開き、ＲＰＶ１に仮開口部３１及び扉３２を通過させ、通過完了直後に扉３２を閉じる。こうしてＲＰＶの搬出を完了する。図１４に仮開口部３１をＲＰＶ１が通過している状態を、図１５にＲＰＶ１を原子炉建屋の外に搬出した状態を、それぞれ示す。
【００４１】
前述したように、本実施例では、図１４に示すＲＰＶ搬出時の遮蔽体２７と仮開口部３１との隙間の開口面積が２.５ｍ2以下となるようにしていると共に、
ＲＰＶ１を原子炉建屋外に搬出した直後に上扉３２ａ及び下扉３２ｂを閉じることにより、原子炉建屋４内を負圧に維持して、原子炉建屋４内の放射性物質を含んだ空気が外部に流出することを防いでいる。
【００４２】
次に、ステップＳ１３で、原子炉建屋４の近傍に予め配置した大型トレーラにＲＰＶ１を積み込んで、一時保管設備へＲＰＶ１を輸送する。図１６に、原子炉建屋４から搬出したＲＰＶ１を、大型揚重機２９による吊り上げ状態から、大型トレーラ３５上に設置されたＲＰＶ輸送用スキッド３４により横倒しして、一時保管設備へ輸送する前の状態を示す。
【００４３】
以上説明したように、本実施例によれば、仮開口部の上部に簡単な構造の扉を設けるだけで、原子炉建屋からＲＰＶを一体で搬出する際に、既設の原子炉建屋内空調設備を用いて原子炉建屋内を負圧に保つことができる。従って、比較的簡易な設備で、原子炉建屋内の放射性物質を含む空気が外部に流出することを防ぐことができる。これに伴い工事コストを低減できる。また、既設の空調設備以外の大規模な吸排気設備を必要としないので、これもコスト低減に寄与する。更に、ＲＰＶを一体で搬出できるので、ＲＰＶ取替工事の工程を大幅に短縮できる。
尚、本実施例では、ＲＰＶ１に遮蔽体２７及び２８を設けて移動する例を説明したが、除染することでＲＰＶの表面線量を環境へ影響しない程度まで低減することにより、ＲＰＶの遮蔽体を簡略化したり、遮蔽体を取付けずに移動することも可能である。この場合、ＲＰＶの搬出作業を無人化したり、遠隔監視することも可能で、更にコストを低減できる。
【００４４】
また、本実施例ではＲＰＶの取替作業に本発明によるＲＰＶの搬出方法を適用した例について説明したが、廃炉工事に対しても、２枚の扉を重ねた２重構造の扉を用いてＲＰＶなどの大型機器を一体で搬出・解体する作業に適用できることは言うまでもない。
【００４５】
次に、図１７〜図２０を用いて、本発明によるＲＰＶの搬出方法の第２実施例を説明する。図１７は第２実施例の搬出手順を示すフローチャート、図１８〜図２０は図１７の主な作業ステップにおけるＲＰＶ周りの状態を示す概略縦断面図である。本実施例は、ＲＰＶ搬出時にシールカーテンを用いる例である。図１７におけるステップＴ１〜Ｔ１１は第１実施例のステップＳ１〜Ｓ１１と同じであるので、ここでは説明を省略する。本実施例では、ステップＴ１２以降が第１実施例と異なる。
【００４６】
図１７のステップＴ１２で、仮開口部３１の内側にＲＰＶ１を収納するための円筒状のシールカーテン３６ａを取付ける。シールカーテン３６ａは仮開口部３１の内面に設置され、設置部分にしっかりと目張りを施して、原子炉建屋内の空気がこの設置部分からシールカーテン３６ａ内に入り込まないようにする。シールカーテンとしては、工事用の防炎シートや、これに準ずるもので空気を通し難いものを用いることができる。ステップＴ１３では、ＲＰＶ１がシールカーテン３６ａ内に入る位置までＲＰＶ１を吊り上げる。図１８に、ステップＴ１３終了後の状態を示す。
【００４７】
次に、ステップＴ１４で、シールカーテン３６ａの内部にＲＰＶ１を収納するように、シールカーテン３６ａの底部を塞ぐ。図１９に、ステップＴ１４終了後の状態を示す。同図では、シールカーテンの底部を３６ｂで示している。このようにシールカーテンを構成することにより、原子炉建屋内の空気と、シールカーテン内の空気が遮断される。
【００４８】
次に、ステップＴ１５で、ＲＰＶ１の搬出を行う。本ステップでは、まず仮開口部３１の上扉３２ａ及び下扉３２ｂを開く。このように仮開口部３１の扉３２を全開にしても、シールカーテンの遮断作用によって、原子炉建屋の空気が建屋外に流出することを防ぐことができる。扉３２の全開後に、ＲＰＶ１を原子炉建屋４から搬出する。図２０に、ＲＰＶ１を搬出している状態を示す。ＲＰＶ１の搬出終了後、仮開口部３１の上扉３２ａ及び下扉３２ｂを閉じて、ＲＰＶ搬出作業が終了する。次に、ステップＴ１６で、図１のステップＳ１３と同じようにして、ＲＰＶ１の輸送作業を行う。
【００４９】
本実施例でも、仮開口部に簡単な構造の扉とシールカーテンを設けるだけで、既設の原子炉建屋内空調設備を用いて原子炉建屋内を負圧に保ち、気密を維持できる。従って、比較的簡易な設備で、放射性物質を含む原子炉建屋内の空気が外部に流出することを防止できる。これに伴い工事コストを低減できる。また、既設の空調設備以外の大規模な吸排気設備を必要としないので、これもコスト低減に寄与する。更に、ＲＰＶを一体で搬出できるため、ＲＰＶ取替工事の工程を大幅に短縮できる。
【００５０】
次に、図２１を用いて、本発明によるＲＰＶの搬出方法の第３実施例を説明する。本実施例は、仮開口部にエアーカーテンを設けることにより、原子炉建屋内を負圧に維持しつつ、ＲＰＶを搬出する例である。図２１は、本実施例の搬出方法を行うための原子炉建屋内設備の概略構成図である。
【００５１】
図２１で、３７は吸気ファン、３８は吐出フィルタ、３９は吐出ダクト、４０は吐出ノズル、４１は排気ファン、４２は吸込フィルタ、４３は吸込ダクト、４４は吸込ノズルである。仮開口部３１の下側において互いに対向している吐出ダクト３９の先端部と吸込ダクト４３の先端部は、それぞれの断面が円環状の形状をしている。この断面が円環状の吐出ダクト３９の先端部に吐出ノズル４０を、断面が円環状の吸込ダクト４３の先端部に吸込ノズル４４を、それぞれ対向させて設けることにより、断面が円形状の仮開口部３１の下側に開口部形状に対応させたエアーカーテンを設けている。
【００５２】
本実施例では、仮開口部３１の上扉３２ａ及び下扉３２ｂを開く前に、吸気ファン３７で吸い込んだ原子炉建屋４内の空気を、吐出フィルタ３８及び吐出ダクト３９を介して吐出ノズル４０から水平方向に放出し、排気ファン４１で吸込ノズル４４から吸い込み、吸込ダクト４３及び吸込フィルタ４２を介して排気ファン４１から原子炉建屋４内に排気する。こうして仮開口部３１の扉３２の下側にエアーカーテンを形成する。図２１には、吐出ノズル４０から吸込ノズル４４への空気の流れを矢印で示している。
【００５３】
本実施例では、このようにして仮開口部３１の扉３２の下側にエアーカーテンを形成した状態で、第１実施例と同じような遮蔽体２７及び２８をＲＰＶ１に取付けてからＲＰＶ１を搬出する。この場合、第１及び第２実施例に比べれば、エアーカーテンを形成するための設備が必要であるが、従来に比べれば、比較的簡易な設備で、既設の原子炉建屋内空調設備を用いて原子炉建屋４内を負圧に維持でき、原子炉建屋内の放射性物質を含んだ空気が建屋外に放出されることを防止できる。これに伴い工事コストを低減できる。また、ＲＰＶを一体で搬出できるため、ＲＰＶ取替工事の工程を大幅に短縮できる。
【００５４】
以上説明したように、第１実施例ではＲＰＶと仮開口部との隙間を極めて小さくすることにより、第２実施例ではシールカーテンを用いることにより、第３実施例ではエアーカーテンを用いることにより、それぞれ比較的簡易な設備を用いて、既設の原子炉建屋内の空調設備で原子炉建屋内を負圧に維持しつつ、ＲＰＶを一体で搬出できる。尚、以上の実施例ではＲＰＶの搬出例を説明したが、RPV以外の原子炉建屋内の大型機器の搬出に対しても本発明は適用できる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、ＲＰＶ等の大型機器を一体で原子炉建屋から搬出する際に、比較的簡易な設備で、既設の原子炉建屋内空調設備を用いて原子炉建屋内を負圧に維持でき、原子炉建屋内の放射性物質を含んだ空気が外部に流出することを防止できる。これに伴い工事コストを低減できる。また、大型機器を一体で搬出できるため、ＲＰＶ取替工事や廃炉工事の工程を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＲＰＶの搬出方法の第１実施例を示すフローチャート。
【図２】本発明の搬出方法は適用される原子炉建屋の概略縦断面図。
【図３】図２のＰＣＶ周りの概略縦断面図。
【図４】図１のステップＳ３の作業中の状態を示す図。
【図５】図１のステップＳ４の作業の適用対象位置を示す図。
【図６】図１のステップＳ５の作業終了時の状態を示す図。
【図７】図１のステップＳ６の作業終了時の状態を示す図。
【図８】図１のステップＳ６の作業終了時の状態を示す図。
【図９】図１のステップＳ８の作業中の状態を示す図。
【図１０】仮開口部の扉の開閉状態の説明図で、（ａ）は扉が閉じている状態を、（ｂ）は扉の一部が開いている状態を、（ｃ）は扉の全開状態を、それぞれ示す。
【図１１】図１のステップＳ９の作業中の状態を示す図。
【図１２】図１のステップＳ１０の作業中の状態を示す図。
【図１３】図１のステップＳ１１の作業終了時の状態を示す図。
【図１４】図１のステップＳ１２の作業中の状態を示す図。
【図１５】図１のステップＳ１２の作業終了時の状態を示す図。
【図１６】図１のステップＳ１３の作業中の状態を示す図。
【図１７】本発明によるＲＰＶの搬出方法の第２実施例を示すフローチャート。
【図１８】図１７のステップＴ１３の作業終了時の状態を示す図。
【図１９】図１７のステップＴ１４の作業終了時の状態を示す図。
【図２０】図１７のステップＴ１５の作業中の状態を示す図。
【図２１】本発明によるＲＰＶの搬出方法の第３実施例を行うための原子炉建屋内設備の概略構成図。
【図２２】空気の流出損失係数とオリフィス径との関係図。
【符号の説明】
１…ＲＰＶ、２…炉内構造物、３…ＰＣＶ、４…原子炉建屋、８…ＲＳＷ、９…原子炉ウェル、１７…ＣＲＤハウジング、１８…ＩＣＭハウジング、１９…使用済燃料プール、２０…燃料、２６…プラグ、２７，２８…遮蔽体、２９…大型揚重機、２９ａ…吊りフック、２９ｂ…吊りワイヤ、３１…仮開口部、３２…扉、３２ａ…上扉、３２ｂ…下扉、３３…吊り天秤、３４…輸送用スキッド、３５…大型トレーラ、３６ａ，３６ｂ…シールカーテン、３７…吸気ファン、３８…吐出フィルタ、３９…吐出ダクト、４０…吐出ノズル、４１…排気ファン、４２…吸込フィルタ、４３…吸込ダクト、４４…吸込ノズル。
Claims (6)
- 原子力発電所の原子炉建屋内に収納されている原子炉圧力容器を一体で原子炉建屋の外部に搬出する原子炉圧力容器の搬出方法において、
原子炉建屋の天井に搬出用の仮開口部と開閉可能な扉を設ける第１ステップ、原子炉圧力容器の周りに放射線を遮蔽する遮蔽体を設ける第２ステップ、前記扉を吊りワイヤが通過可能な大きさに開いた状態で、前記原子炉圧力容器を前記扉の直下まで吊り上げる第３ステップ、前記扉を前記原子炉圧力容器が通過可能な大きさまで開けて前記扉の直下にある原子炉圧力容器を外部に搬出する第４ステップ、及び前記原子炉圧力容器を前記扉の外部に搬出した直後に前記扉を閉じる第５ステップを備え、
前記扉は、前記仮開口部の中心軸に対して互いに反対方向にスライド可能な上扉と下扉からなる２重構造を有し、
前記上扉及び前記下扉はそれぞれ前記仮開口部の中心軸側に断面が半円状の切欠部を有し、それぞれの切欠部にシール部材を備えたことを特徴とする原子炉圧力容器の搬出方法。 - 請求項１において、前記原子炉圧力容器の搬出時に、前記原子炉圧力容器の遮蔽体と前記仮開口部との間の隙間部の断面積が２.５ｍ2以下であることを特徴とする原子炉圧力容器の搬出方法。
- 原子力発電所の原子炉建屋内に収納されている原子炉圧力容器を一体で原子炉建屋の外部に搬出する原子炉圧力容器の搬出方法において、
原子炉建屋の天井に搬出用の仮開口部と開閉可能な扉を設ける第１ステップ、原子炉圧力容器の周りに放射線を遮蔽する遮蔽体を設ける第２ステップ、前記仮開口部の内側に前記原子炉圧力容器を収納するためのシールカーテンを設ける第３ステップ、前記シールカーテン内に前記原子炉圧力容器を収納後に、前記扉を開けて前記原子炉圧力容器を外部に搬出する第４ステップ、及び前記原子炉圧力容器を前記扉の外部に搬出後に前記扉を閉じる第５ステップを備え、
前記扉は、前記仮開口部の中心軸に対して互いに反対方向にスライド可能な上扉と下扉からなる２重構造を有し、
前記上扉及び前記下扉はそれぞれ前記仮開口部の中心軸側に断面が半円状の切欠部を有し、それぞれの切欠部にシール部材を備えたことを特徴とする原子炉圧力容器の搬出方法。 - 原子力発電所の原子炉建屋内に収納されている原子炉圧力容器を一体で原子炉建屋の外部に搬出する原子炉圧力容器の搬出方法において、
原子炉建屋の天井に搬出用の仮開口部と開閉可能な扉を設ける第１ステップ、原子炉圧力容器の周りに放射線を遮蔽する遮蔽体を設ける第２ステップ、前記仮開口部の下側に、該仮開口部と前記原子炉建屋内部とを区切るためのエアカーテンを形成する第３ステップ、前記扉を開けて前記原子炉圧力容器を外部に搬出する第４ステップ、及び前記原子炉圧力容器を前記扉の外部に搬出後に前記扉を閉じる第５ステップを備え、
前記扉は、前記仮開口部の中心軸に対して互いに反対方向にスライド可能な上扉と下扉からなる２重構造を有し、
前記上扉及び前記下扉はそれぞれ前記仮開口部の中心軸側に断面が半円状の切欠部を有し、それぞれの切欠部にシール部材を備えたことを特徴とする原子炉圧力容器の搬出方法。 - 原子力発電所の原子炉建屋から原子炉圧力容器を一体で搬出するために用いる搬出用開閉装置において、
前記原子炉建屋の天井に形成され、周りに放射線を遮蔽するための遮蔽体が設けられた原子炉圧力容器を通過させるための仮開口部と、該仮開口部の上部に設けられる扉とを備え、
該扉は前記仮開口部の中心軸に対して互いに反対方向にスライド可能な上扉と下扉からなる２重構造を有し、
該上扉及び該下扉はそれぞれ前記仮開口部の中心軸側に断面が半円状の切欠部を有し、それぞれの切欠部にシール部材を備えたことを特徴とする搬出用開閉装置。 - 原子力発電所の原子炉建屋から原子炉圧力容器を一体で搬出するために用いる搬出用開閉装置において、
前記原子炉建屋の天井に形成され、周りに放射線を遮蔽するための遮蔽体が設けられた原子炉圧力容器を通過させるための仮開口部と、該仮開口部の上部に設けられ開閉可能な扉と、前記仮開口部の内側に設けられ前記遮蔽体が設けられた原子炉圧力容器をその内部に収納するためのシールカーテンとを備え、
該扉は前記仮開口部の中心軸に対して互いに反対方向にスライド可能な上扉と下扉からなる２重構造を有し、
該上扉及び該下扉はそれぞれ前記仮開口部の中心軸側に断面が半円状の切欠部を有し、それぞれの切欠部にシール部材を備えたことを特徴とする搬出用開閉装置。
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