特許 6876164 原子炉圧力容器解体装置および原子炉圧力容器解体方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6876164

(24)【登録日】2021年4月27日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】原子炉圧力容器解体装置および原子炉圧力容器解体方法

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/30 20060101AFI20210517BHJP

   G21C 19/02 20060101ALI20210517BHJP

   G21F 9/02 20060101ALI20210517BHJP

   E04G 23/08 20060101ALI20210517BHJP

【ＦＩ】

   G21F9/30 535F

   G21F9/30 531E

   G21F9/30 535C

   G21C19/02 050

   G21C19/02 140

   G21F9/02 Z

   E04G23/08 J

【請求項の数】16

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2020-10721(P2020-10721)

(22)【出願日】2020年1月27日

【審査請求日】2020年1月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】390014568

【氏名又は名称】東芝プラントシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(74)【代理人】

【識別番号】100120385

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 健之

(72)【発明者】

【氏名】吉田 貴史

(72)【発明者】

【氏名】西崎 雅則

(72)【発明者】

【氏名】進藤 大和

(72)【発明者】

【氏名】富田 文夫

(72)【発明者】

【氏名】加茂 勇樹

【審査官】 大門 清

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０６１３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９３１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３７４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−０３２２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０９０４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／００９８４８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６０８７５４６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｆ ９／３０

Ｇ２１Ｃ １９／０２

Ｇ２１Ｆ ９／０２

Ｅ０４Ｇ ２３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも部分的に原子炉圧力容器の内部に位置した状態で前記原子炉圧力容器を吊り上げるロッド部材と、
前記吊り上げられた原子炉圧力容器の上端部を切断する切断装置と、
前記原子炉圧力容器の上端部を上方から覆う上壁部および部分的に前記上壁部を開放する扉部を有する蓋部材と、を備え、
前記切断装置は、前記扉部によって前記上壁部が閉鎖された状態において、前記上端部に、上下方向に沿った直線状の切り込みと、前記上下方向および前記原子炉圧力容器の周方向に沿ったＬ字状の切り込みであって前記直線状の切り込みの下端近傍に至るＬ字状の切り込みとを形成し、前記直線状の切り込みおよび前記Ｌ字状の切り込みを形成した後に、前記扉部によって前記上壁部が開放された状態において、前記直線状の切り込みと前記Ｌ字状の切り込みとが繋がるように前記周方向に沿った仕上げ切断を行って前記上端部から切断片を切り離し、
前記切断片は、前記上壁部の開放によって形成された開口部を通して前記蓋部材の外部に取り出される、原子炉圧力容器解体装置。

【請求項2】

前記切断装置は、前記切断片が取り出された後に、前記扉部によって再び前記上壁部が閉鎖された状態において、前記上端部に、前記切断片の取り出しによって前記上端部に形成された切欠き部の近傍に至る新たなＬ字状の切り込みを形成し、前記新たなＬ字状の切り込みを形成した後に、前記扉部によって再び前記上壁部が開放された状態において、前記切欠き部と前記新たなＬ字状の切り込みとが繋がるように前記周方向に沿った仕上げ切断を行って前記上端部から新たな切断片を切り離し、前記上壁部の開放によって形成された前記開口部を通して前記新たな切断片が取り出された後に、新たなＬ字状の切り込みの形成および新たな切断片の切り離しを繰り返す、請求項１に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項3】

前記切断装置は、前記上下方向および前記周方向に沿って移動可能に前記蓋部材の上壁部に配置され、下方向への移動にともなう前記原子炉圧力容器の上端部への上下方向に沿った切り込みの形成と、前記周方向に沿った移動にともなう前記上端部への前記周方向に沿った切り込みの形成とを連続して行うことで、前記上端部に前記Ｌ字状の切り込みを形成する、請求項１または２に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項4】

前記蓋部材の上壁部は、前記周方向に回転可能であり、
前記切断装置は、前記上壁部の回転にともなって前記Ｌ字状の切り込みの形成位置を前記周方向に変更する、請求項３に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項5】

前記切断片を把持する把持装置を更に備え、
前記把持装置は、前記Ｌ字状の切り込みが形成された後に、前記上壁部の開放によって形成された前記開口部を通して前記原子炉圧力容器の上端部のうちの前記開口部の直下に位置する取り出し対象部分まで下降して前記取り出し対象部分を把持し、
前記切断装置は、前記取り出し対象部分に形成されたＬ字状の切り込みが前記直線状の切り込みまたは前記切欠き部と繋がるように前記周方向に沿った仕上げ切断を行うことで、前記取り出し対象部分を前記把持装置で把持されたまま切断片として前記上端部から切り離し、
前記把持装置は、前記切断片を把持しながら前記開口部を通して前記蓋部材の上方に上昇することで前記切断片を取り出す、請求項２に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項6】

前記蓋部材の上壁部は、前記周方向に回転可能であり、
前記蓋部材は、前記上壁部を回転させることで前記取り出し対象部分を変更する、請求項５に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項7】

前記原子炉圧力容器の内部を排気する排気装置を更に備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項8】

前記ロッド部材を包囲するように前記ロッド部材の外側に配置され、前記原子炉圧力容器の内部および前記排気装置と連通する筒状体を更に備え、
前記排気装置は、前記筒状体を通して前記原子炉圧力容器の内部を排気する、請求項７に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項9】

前記原子炉圧力容器の内底部側に位置し、前記原子炉圧力容器の切断で生じた落下物を収集する収集容器を更に備える請求項１〜８のいずれか１項に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項10】

前記収集容器は、上方に開口され、平面視において略扇形状を有する請求項９に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項11】

前記収集容器は、持ち手を有する請求項９または１０に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項12】

前記ロッド部材は、
前記原子炉圧力容器の上端部側から前記内底部側にわたって延びるロッド本体部と、
前記ロッド本体部の下端側において前記ロッド本体部から前記原子炉圧力容器の内周面側に向かって放射状に延び、前記内周面側の端部において前記内周面に設けられた構造物に係合して前記原子炉圧力容器の吊り上げを可能にする複数のアーム部と、を有し、
前記収集容器は、前記周方向において隣り合う前記アーム部同士の間において当該アーム部から垂れ下がるように前記ロッド部材に保持される、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項13】

前記アーム部は、前記収集容器の開口部よりも上方に突出した凸部を有し、前記凸部は、前記収集容器の開口部から前記周方向に離れるのにしたがって上方に向かって傾斜した傾斜面が設けられている、請求項１２に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項14】

前記切断装置は、前記原子炉圧力容器を熱切断する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項15】

前記ロッド部材を吊り上げるクレーンを更に備える請求項１〜１４のいずれか１項に記載の原子炉圧力容器解体装置。

【請求項16】

原子炉圧力容器を吊り上げる工程と、
前記原子炉圧力容器の上端部を上方から覆う上壁部および部分的に前記上壁部を開放する扉部を有する蓋部材によって前記上端部を覆いながら前記吊り上げられた原子炉圧力容器の上端部を切断する工程と、
前記上端部の切断片を取り出す工程と、を備え、
前記上端部を切断する工程は、
前記扉部によって前記上壁部が閉鎖された状態において、前記上端部に、上下方向に沿った直線状の切り込みと、前記上下方向および前記原子炉圧力容器の周方向に沿ったＬ字状の切り込みであって前記直線状の切り込みの下端近傍に至るＬ字状の切り込みとを形成することと、
前記直線状の切り込みおよび前記Ｌ字状の切り込みを形成した後に、前記扉部によって前記上壁部が開放された状態において、前記直線状の切り込みと前記Ｌ字状の切り込みとが繋がるように前記周方向に沿った仕上げ切断を行って前記上端部から前記切断片を切り離すことを含み、
前記切断片を取り出す工程は、
前記上壁部の開放によって形成された開口部を通して前記蓋部材の外部に前記切断片を取り出すことを含む、原子炉圧力容器解体方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明による実施形態は、原子炉圧力容器解体装置および原子炉圧力容器解体方法に関する。

【背景技術】

【0002】

原子力発電所の廃止措置においては、放射線量が高い原子炉圧力容器（ＰＲＶ）を遠隔操作によって切断して解体することが行われている。原子炉圧力容器は原子炉建屋内の狭いスペースに設置されているため、原子炉圧力容器の解体は、原子炉圧力容器の設置箇所近傍の狭い作業スペースで行うことが求められる。これまでにも、狭い作業スペースで原子炉圧力容器の解体を行うための技術が提案されている。

【0003】

しかしながら、従来は、狭い作業スペースにおける原子炉圧力容器の解体作業を放射性物質の飛散を抑制しながら効率的に行うことについて有効な提案がなされていないのが実情であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭６０−６５７００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、狭い作業スペースにおける原子炉圧力容器の解体作業を放射性物質の飛散を抑制しながら効率的に行うことができる原子炉圧力容器解体装置および原子炉圧力容器解体方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本実施形態による原子炉圧力容器解体装置は、少なくとも部分的に原子炉圧力容器の内部に位置した状態で原子炉圧力容器を吊り上げるロッド部材と、吊り上げられた原子炉圧力容器の上端部を切断する切断装置と、原子炉圧力容器の上端部を上方から覆う上壁部および部分的に上壁部を開放する扉部を有する蓋部材と、を備える。切断装置は、扉部によって上壁部が閉鎖された状態において、上端部に、上下方向に沿った直線状の切り込みと、上下方向および原子炉圧力容器の周方向に沿ったＬ字状の切り込みであって直線状の切り込みの下端近傍に至るＬ字状の切り込みとを形成する。直線状の切り込みおよびＬ字状の切り込みを形成した後に、切断装置は、扉部によって上壁部が開放された状態において、直線状の切り込みとＬ字状の切り込みとが繋がるように周方向に沿った仕上げ切断を行って上端部から切断片を切り離す。切断片は、上壁部の開放によって形成された開口部を通して蓋部材の外部に取り出される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、狭い作業スペースにおける原子炉圧力容器の解体作業を放射性物質の飛散を抑制しながら効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態による原子炉圧力容器解体装置を示す縦断面図である。

【図2】本実施形態による原子炉圧力容器解体装置において、蓋部材および切断装置を示す斜視図である。

【図3】本実施形態による原子炉圧力容器解体装置において、アーム部および収集容器を示す平面図である。

【図4】本実施形態による原子炉圧力容器解体装置の動作例を示すフローチャートである。

【図5】本実施形態による原子炉圧力容器解体装置の動作例を示す側面図である。

【図6】図５に続く本実施形態による原子炉圧力容器解体装置の動作例を示す側面図である。

【図7】図６に続く本実施形態による原子炉圧力容器解体装置の動作例を示す側面図である。

【図8】図７に続く本実施形態による原子炉圧力容器解体装置の動作例を示す側面図である。

【図9】図８に続く本実施形態による原子炉圧力容器解体装置の動作例を示す側面図である。

【図10】図９に続く本実施形態による原子炉圧力容器解体装置の動作例を示す側面図である。

【図11】図１０に続く本実施形態による原子炉圧力容器解体装置の動作例を示す側面図である。

【図12】本実施形態の変形例による原子炉圧力容器解体装置において、アーム部を示す受断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明による実施形態を説明する。実施形態は、本発明を限定するものではない。

【0010】

図１に示すように、本実施形態による原子炉圧力容器解体装置１は、原子炉建屋２内において遠隔操作による原子炉圧力容器３の解体に利用することができる。具体的な構成として、原子炉圧力容器解体装置１は、ロッド部材１１と、切断装置１２と、蓋部材１３と、排気装置１４と、収集容器１５と、クレーンの一例であるポーラークレーン１６と、把持装置４（図７参照）とを備える。以下、これらの原子炉圧力容器解体装置１の構成部について詳細に説明する。

【0011】

（ロッド部材１１）
ロッド部材１１は、少なくとも部分的に原子炉圧力容器３の内部に位置した状態で原子炉圧力容器３を吊り上げる部材である。後述する切断装置１２は、例えば原子炉圧力容器３の上端部３ａの上下方向Ｄ２の幅に相当する所定の移動範囲で上下動する。このように上下方向Ｄ２への移動範囲が規制された切断装置１２に対してロッド部材１１が上方Ｄ２１に原子炉圧力容器３を吊り上げることで、上端部３ａの切断の進行に応じて新たな上端部３ａを切断装置１２による切断位置まで上昇させることができる。

【0012】

また、ロッド部材１１は、建屋躯体２１内の狭い空間に設置された原子炉圧力容器３に対して内部に位置した状態で原子炉圧力容器３を吊り上げることで、狭い作業スペースにかかわらず原子炉圧力容器３の切断を適切に補助することができる。

【0013】

ロッド部材１１の外側には、ロッド部材１１を包囲する筒状体１１ａが配置されている。筒状体１１ａは、原子炉圧力容器３の内部および排気装置１４と連通している。筒状体１１ａが設けられていることで、筒状体１１ａを通して排気装置１４が原子炉圧力容器３の内部を排気することができる。

【0014】

ロッド部材１１は、ロッド本体部１１１と、複数のアーム部１１２とを有する。

【0015】

ロッド本体部１１１は、原子炉圧力容器３の上端部から内底部側にわたって延びている。すなわち、ロッド本体部１１１は、上下方向Ｄ２に長尺に形成されている。ロッド本体部１１１は、円柱形状を有しており、このロッド本体部１１１の外側に、ロッド本体部１１１の長手方向Ｄ２の所定範囲にわたってロッド本体部１１１と同心状の筒状体１１ａが設けられている。筒状体１１ａは、その上端側において排気装置１４の排気管１４１に接続され、その下端において原子炉圧力容器３の内部と連通している。ロッド本体部１１１の上端側には、後述するポーラークレーン１６を接続する接続部１１１１が設けられている。

【0016】

アーム部１１２は、ロッド本体部１１１の下端側においてロッド本体部１１１から原子炉圧力容器３の内周面３ｂ側に向かって放射状に延びている。アーム部１１２は、その内周面３ｂ側の端部において内周面３ｂに設けられた構造物に係合して原子炉圧力容器３の吊り上げを可能にする。より詳しくは、内周面３ｂ側のアーム部１１２の端部には、内周面３ｂから内方に突出する原子炉圧力容器３の突起部３１（すなわち、構造物）を挿入する凹部１１２１が設けられている。突起部３１は、原子炉圧力容器３の周方向Ｄ１に間隔を空けて内周面３ｂに複数設けられている。突起部３１は、原子炉圧力容器３内に収容されていた装置を支持していたものである。アーム部１１２は、複数の突起部３１のそれぞれを挿入できるように突起部３１に対応して設けられている。例えば、アーム部１１２は、突起部３１と同じ周方向Ｄ１の角度間隔で突起部３１と同数設けられている。

【0017】

アーム部１１２の凹部１１２１に突起部３１を挿入する際には、先ず、ポーラークレーン１６によってロッド部材１１を吊り下げ、アーム部１１２が突起部３１と干渉しないようにアーム部１１２の周方向Ｄ１の位置をポーラークレーン１６の回転で調整したうえで、アーム部１１２が突起部３１と同じ高さになるまでロッド部材１１を下降させる。そして、アーム部１１２の凹部１１２１に突起部３１が挿入されるようにポーラークレーン１６によってロッド部材１１を周方向Ｄ１に回転させる。

【0018】

このようにしてアーム部１１２の凹部１１２１に突起部３１が挿入された状態でロッド部材１１をポーラークレーン１６で吊り上げることで、ロッド部材１１は、原子炉圧力容器３の自重によって凹部１１２１の内底面に突起部３１の底面を当接させながら、原子炉圧力容器３を上方Ｄ２１に吊り上げることができる。また、アーム部１１２が原子炉圧力容器３の上端部３ａから下方Ｄ２２に離れたロッド本体部１１１の下端側に設けられていることで、アーム部１１２が原子炉圧力容器３の上端部３ａの切断を邪魔しないようにすることができる。

【0019】

（蓋部材１３）
蓋部材１３は、原子炉圧力容器３の上端部３ａを覆う部材である。蓋部材１３は、原子炉圧力容器３の上端部３ａを上方から覆う上壁部１３１と、上壁部１３１を囲み、原子炉圧力容器３の上端部３ａを側方から覆う筒状の側壁部１３２とを有する。

【0020】

図２に示すように、上壁部１３１は、例えばモータ等の駆動源や歯車等の動力伝達部材で構成される駆動機１３３によって周方向Ｄ１に回転可能に構成されている。一方、図１に示すように、側壁部１３２は、建屋躯体２１の顎部２１ａ上に載置されることで不動状態に設置されている。

【0021】

上壁部１３１には、部分的に上壁部１３１を開放可能な扉部１３４が設けられている。より詳しくは、扉部１３４が開扉することで、上壁部１３１に開口部１３５が形成されて部分的に上壁部１３１が開放され、扉部１３４が閉扉することで、上壁部１３１が閉鎖される。例えば、扉部１３４は、モータ等の動力によって開閉可能な開き戸で構成することができる。

【0022】

上壁部１３１の中央には、上壁部１３１を上下に貫通する貫通孔１３ａが設けられており、この貫通孔１３ａを通してロッド本体部１１１の上端側および接続部１１１１が原子炉圧力容器３の外部に露出している。蓋部材１３によれば、原子炉圧力容器３の上端部３ａを覆うことで、上端部３ａの切断によって発生した切断粉、煙、微粒子などの放射性物質（スラッジと呼ばれることもある）が飛散することを抑制することができる。

【0023】

（切断装置１２）
切断装置１２は、ロッド部材１１で吊り上げられた原子炉圧力容器３の上端部３ａを切断する装置である。

【0024】

切断装置１２は、扉部１３４によって上壁部１３１が閉鎖された状態において、原子炉圧力容器３の上端部３ａに、上下方向Ｄ２に沿った直線状の切り込み３０（図５参照）と、上下方向Ｄ２および周方向Ｄ１に沿ったＬ字状の切り込み３１であって、直線状の切り込み３０の下端近傍に至るＬ字状の切り込み３１（図６参照）と、を形成する。

【0025】

直線状の切り込み３０およびＬ字状の切り込み３１を形成した後に、切断装置１２は、扉部１３４によって上壁部１３１が開放された状態において、直線状の切り込み３０とＬ字状の切り込み３１とが繋がるように周方向Ｄ１に沿った仕上げ切断を行って上端部３ａから矩形状の切断片３２（図８参照）を切り離す。

【0026】

切断片３２は、上壁部１３１の開放によって形成された開口部１３５を通して蓋部材１３の外部に取り出される（図９参照）。

【0027】

切断片３２が蓋部材１３から取り出された後に、切断装置１２は、扉部１３４によって再び上壁部１３１が閉鎖された状態において、上端部３ａに、切断片３２の取り出しによって上端部３ａに形成された切欠き部３ｃの近傍に至る新たなＬ字状の切り込み３１を形成する（図１０参照）。

【0028】

新たなＬ字状の切り込み３１を形成した後に、切断装置１２は、扉部１３４によって再び上壁部１３１が開放された状態において、切欠き部３ｃと新たなＬ字状の切り込み３１とが繋がるように周方向Ｄ１に沿った仕上げ切断を行って上端部３ａから新たな切断片３２を切り離す。

【0029】

上壁部１３１の開放によって形成された開口部１３５を通して新たな切断片３２が蓋部材１３から取り出された後に、切断装置１２は、新たなＬ字状の切り込みの形成および新たな切断片の切り離しを繰り返す。

【0030】

このように、切断装置１２は、上壁部１３１を閉鎖した状態で直線状の切り込み３０またはＬ字状の切り込み３１を形成し、切断片３２の取り出しのために上壁部１３１を開放した状態で切断片３２を切り離す仕上げ切断を行うことで、上壁部１３１の開放時間を可及的に短縮して放射性物質の飛散を効果的に抑制することができる。また、直線状の切り込み３０または切欠き部３ｃの近傍に至るようにＬ字状の切り込み３１を形成することで、仕上げ切断の時間を短縮して上壁部１３１の開放時間をより効果的に短縮することができる。また、Ｌ字状の切り込み３１の形成および仕上げ切断によって切断片３２を切り離すことで、上端部３ａを少ない工数で効率的に切断することができる。

【0031】

また、切断装置１２は、上下方向Ｄ２および周方向Ｄ１に沿って移動可能に蓋部材１３の上壁部１３１に配置されている。切断装置１２は、下方向Ｄ２２への移動にともなう原子炉圧力容器３の上端部３ａへの上下方向Ｄ２に沿った切り込みの形成と、周方向Ｄ１に沿った移動にともなう上端部３ａへの周方向Ｄ１に沿った切り込みの形成とを連続して行うことで、上端部３ａにＬ字状の切り込み３１を形成する。これにより、上端部３ａの切断をより効率的に行うことができる。

【0032】

また、切断装置１２は、上壁部１３１の回転にともなってＬ字状の切り込みの形成位置を周方向Ｄ１に変更する。

【0033】

また、切断装置１２は、原子炉圧力容器３を熱切断する。熱切断には、例えばプロパンガスや酸素ガスを予熱ガスとして好適に用いることができる。より詳しくは、切断装置１２は、原子炉圧力容器３の上端部３ａに対して原子炉圧力容器３の外側から対向し、原子炉圧力容器３の外側から上端部３ａを熱切断する。さらに詳しくは、切断装置１２は、上端部３ａに酸素を吹き付けながら切断火口１２１から予熱ガスと酸素の反応で生じた高温の火炎を噴射し、火炎によって上端部３ａを燃焼させて溶融させる。そして、切断装置１２は、溶融部分を気流で吹き飛ばして溶融部分を除去することで、上端部３ａを切断する。

【0034】

また、切断装置１２は、図２に示すように、上壁部１３１の外周縁から上方Ｄ２１に突出するように設けられた平面円弧状の支持部１２２に、上下方向Ｄ２および周方向Ｄ１に沿って移動可能に支持されている。上下方向Ｄ２および周方向Ｄ１に沿った切断装置１２の移動は、例えば、モータ等の図示しない動力源の動力によってギアやタイミングベルト等の図示しない動力伝達部材を介して行われる。

【0035】

また、図２に示すように、切断装置１２は、支持部１２２よりも内側の上壁部１３１に設けられた平面円弧状の開口部１３１ａを通して上壁部１３１の下方Ｄ２２まで挿入されており、上壁部１３１の下方Ｄ２２において切断火口１２１を上端部３ａに対向させている。開口部１３１ａを通した放射性物質の飛散を防止するため、開口部１３１ａは、周方向Ｄ１に沿った切断装置１２の移動にともなって周方向Ｄ１に沿って伸縮する蛇腹構造１３１ｂによって閉塞されている。

【0036】

このような上下方向Ｄ２および周方向Ｄ１に沿った切断装置１２の移動にともなう熱切断によれば、狭い作業スペースにかかわらず上端部３ａにＬ字状の切り込みを適切に形成することができる。

【0037】

（把持装置４）
把持装置４は、上端部３ａの切断片３２を蓋部材１３から外部に取り出すために切断片３２を把持する装置である。把持装置４は、Ｌ字状の切り込み３１が形成された後に、上壁部１３１の開放によって形成された開口部１３５を通して原子炉圧力容器３の上端部３ａのうちの開口部１３５の直下に位置する取り出し対象部分３３まで下降して取り出し対象部分３３を把持する（図７参照）。

【0038】

取出し対象部分３３が把持装置４で把持された後に、切断装置１２は、取出し対象部分３３に形成されたＬ字状の切り込み３１が直線状の切り込み３０または切欠き部３ｃと繋がるように周方向Ｄ１に沿った仕上げ切断を行う。これにより、切断装置１２は、取出し対象部分３３を、把持装置４で把持されたまま切断片３２として上端部３ａから切り離す（図８参照）。

【0039】

把持装置４は、上端部３ａから切り離された切断片３２を把持しながら開口部１３５を通して蓋部材１３の上方Ｄ２１に上昇することで、蓋部材１３から切断片３２を取り出す（図９参照）。

【0040】

なお、蓋部材１３は、切断片３２の取り出しの進行に応じて上壁部１３１を扉部１３４とともに周方向Ｄ１に回転させることで、扉部１３４の開扉によって形成される開口部１３５の直下に位置する取り出し対象部分３３を変更する。

【0041】

（排気装置１４）
排気装置１４は、原子炉圧力容器３の内部を排気する装置である。排気装置１４は、ロッド本体部１１１の外側に配置された筒状体１１ａを通して原子炉圧力容器３の内部を排気する。

【0042】

より詳しくは、排気装置１４は、ロッド本体部１１１の上端に接続された排気管１４１を通し筒状体１１ａに連通され、排気管１４１を通して筒状体１１ａ内に負圧を発生させることで、筒状体１１ａに連通された原子炉圧力容器３の内部を排気する。排気装置１４の本体部１４２は、例えば、送風機およびフィルタ等で構成することができる。

【0043】

排気装置１４によれば、原子炉圧力容器３の内部を排気することで、上端部３ａの切断によって発生した放射性物質を吸引して除去することができる。

【0044】

（収集容器１５）
収集容器１５は、原子炉圧力容器３の内底部側に位置し、原子炉圧力容器３の切断で生じた落下物（すなわち、放射性物質）を収集する容器である。収集容器１５は、上方Ｄ２１に開口され、平面視において略扇形状を有する。

【0045】

収集容器１５は、持ち手１５１を有する。持ち手１５１は、例えば、収集容器１５の底面の上方Ｄ２１において水平方向に延びる棒状体で構成することができる。持ち手１５１を有することで、収集容器１５の設置や回収の際における取扱い性を向上させることができる。

【0046】

収集容器１５は、周方向Ｄ１において隣り合うアーム部１１２同士の間においてアーム部１１２から垂れ下がるようにロッド部材１１に保持される。

【0047】

収集容器１５によれば、原子炉圧力容器３の切断で生じた落下物を簡易な構成によって効率的に収集することができる。

【0048】

（ポーラークレーン１６）
ポーラークレーン１６は、ロッド部材１１を吊り上げる装置である。ポーラークレーン１６は、建屋躯体２１の上端部に設置され、ロープ１６１を介して吊り下げられた把持装置１６２によってロッド部材１１の接続部１１１１を把持することで、ロッド部材１１に接続される。ロッド部材１１を接続した状態で図示しない巻上機によってロープ１６１を巻き上げることで、ポーラークレーン１６はロッド部材１１を吊り上げることができる。

【0049】

ロッド部材１１を吊り上げることで、ロッド部材１１は、原子炉圧力容器３を吊り上げることができる。また、ポーラークレーン１６は、図示しないモータ等の動力源によって周方向Ｄ１に回転可能とされている。ロッド部材１１を吊り上げた状態で周方向Ｄ１に回転することで、ポーラークレーン１６はロッド部材１１を周方向Ｄ１に回転させることができる。

【0050】

ロッド部材１１を周方向Ｄ１に回転させることで、ロッド部材１１のアーム部１１２の凹部１１２１に原子炉圧力容器３の突起部３１を挿入することができる。

【0051】

（動作例）
次に、以上のように構成された原子炉圧力容器解体装置１の動作例について説明する。以下の動作は、全て自動で行ってもよく、部分的に手動で行ってもよい。図４に示すように、先ず、ロッド部材１１は、原子炉圧力容器３を吊り上げる（ステップＳ１）。このとき、蓋部材１３の扉部１３４は閉じられている。

【0052】

原子炉圧力容器３を吊り上げた後、切断装置１２は、切断火口１２１から火炎を噴射しながら下方Ｄ２２に移動することで、上端部３ａに上下方向Ｄ２に沿った直線状の切り込み３０を形成する（ステップＳ２，図５）。

【0053】

直線状の切り込み３０を形成した後、切断装置１２は、直線状の切り込み３０の下端近傍に至るＬ字状の切り込み３１を形成する（ステップＳ３，図６）。このとき、切断装置１２は、熱切断によって、下方向Ｄ２２への移動にともなう上端部３ａへの上下方向Ｄ２に沿った切り込みの形成と、周方向Ｄ１に沿った移動にともなう上端部３ａへの周方向Ｄ１に沿った切り込みの形成とを連続して行うことで、上端部３ａにＬ字状の切り込み３１を形成する。これによって、図６に示すように、１つの矩形状の切断片３２の切り出しに必要な切断の殆どを実施して、仕上げ切断のための僅かな未切断箇所のみを残すことができる。このため、扉部１３４の開扉をともなう仕上げ切断の時間を短縮して放射性物質の飛散を効果的に抑制することができる。

【0054】

Ｌ字状の切り込み３１を形成した後、矩形状の切断片３２を取り出すための仕上げ切断を行うために、蓋部材１３の扉部１３４を開扉する（ステップＳ４）。

【0055】

扉部１３４を開扉した後、クレーンで吊り下げられた把持装置４を、扉部１３４の開扉によって形成された開口部１３５を通して上端部３ａのうちの開口部１３５の直下に位置する取り出し対象部分３３まで下降させ、下降された把持装置４で取り出し対象部分３３を把持する（ステップＳ５，図７）。

【0056】

把持装置４で取り出し対象部分３３を把持した後、切断装置１２は、周方向Ｄ１に沿った移動にともなって、取り出し対象部分３３に形成されたＬ字状の切り込み３１が直線状の切り込み３０と繋がるように周方向Ｄ１に沿った仕上げ切断を行う（ステップＳ６，図８）。仕上げ切断により、把持装置４で把持された状態で、取り出し対象部分３３を矩形状の切断片３２として上端部３ａから切り離す。把持装置４で把持されているので、切断片３２は落下しない。

【0057】

仕上げ切断を行った後、クレーンで把持装置４を引き上げることで、開口部１３５を通して蓋部材１３の外部に切断片３２を取り出す（ステップＳ７，図９）。取り出された切断片３２は、所定の保管場所に移動される。このように、Ｌ字状の切り込み３１を形成する際に閉扉されていた扉部１３４を一時的に開扉して仕上げ切断を行うことで、放射性物質の飛散を可及的に抑制しつつ切断片３２を取り出すことができる。

【0058】

切断片３２を取り出した後、扉部１３４を閉扉することで上壁部１３１を閉鎖する（ステップＳ８）。

【0059】

扉部１３４を閉扉した後、新たな切断片３２の取り出しを行わない場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、処理を終了する。

【0060】

一方、新たな切断片３２の取り出しを行う場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、切断装置１２は、切断片３２の取り出しによって形成された切欠き部３ｃの近傍に至る新たなＬ字状の切り込み３１を形成する（ステップＳ１０，図１０）。それ以降は、ステップＳ４以下の処理を繰り返すことで、新たな切断片３２の取り出しを行う（図１１参照）。

【0061】

以上述べたように、本実施形態によれば、ロッド部材１１が、少なくとも部分的に原子炉圧力容器３の内部に位置した状態で原子炉圧力容器３を吊り上げ、切断装置１２が、扉部１３４によって上壁部１３１が閉鎖された状態において、上端部３ａに、直線状の切り込み３０と、直線状の切り込み３０の下端近傍に至るＬ字状の切り込み３１とを形成し、その後、扉部１３４によって上壁部１３１が開放された状態において、直線状の切り込み３０とＬ字状の切り込み３１とが繋がるように周方向Ｄ１に沿った仕上げ切断を行って切断片３２を切り離すことで、狭い作業スペースにおける原子炉圧力容器３の解体作業を放射性物質の飛散を抑制しながら効率的に行うことができる。

【0062】

また、本実施形態によれば、切断片３２が取り出された後に、切断装置１２が、扉部１３４によって再び上壁部１３１が閉鎖された状態において、上端部３ａに、切断片３２の取り出しによって形成された切欠き部３ｃの近傍に至る新たなＬ字状の切り込み３１を形成し、新たなＬ字状の切り込み３１を形成した後に、扉部１３４によって再び上壁部１３１が開放された状態において、切欠き部３ｃと新たなＬ字状の切り込み３１とが繋がるように周方向Ｄ１に沿った仕上げ切断を行って上端部３ａから新たな切断片３２を切り離す。そして、上壁部１３１の開放によって形成された開口部１３５を通して新たな切断片３２が取り出された後に、切断装置１２が、新たなＬ字状の切り込み３１の形成および新たな切断片３２の切り離しを繰り返す。これにより、放射性物質の飛散を抑制した効率的な解体作業を継続的に行うことができる。

【0063】

また、本実施形態によれば、切断装置１２が、下方Ｄ２２への移動にともなう上端部３ａへの上下方向Ｄ２の切り込みの形成と、周方向Ｄ１への移動にともなう上端部３ａへの周方向Ｄ１の切り込みの形成とを連続して行うことで、Ｌ字形状の切り込み３１の形成を簡便かつ効率的に行うことができる。

【0064】

また、本実施形態によれば、切断装置１２が、下方向Ｄ２２への移動にともなう上端部３ａへの上下方向Ｄ２に沿った切り込みの形成と、周方向Ｄ１に沿った移動にともなう上端部３ａへの周方向Ｄ１に沿った切り込みの形成とを連続して行うことで、上端部３ａにＬ字状の切り込み３１を効率的に形成することができる。

【0065】

また、本実施形態によれば、切断装置１２が、上壁部１３１の回転にともなってＬ字状の切り込み３１の形成位置を周方向Ｄ１に変更することで、簡易な構成によって切断片３２の取出しを周方向Ｄ１に適切に進行させることができる。

【0066】

また、本実施形態によれば、把持装置４が、Ｌ字状の切り込み３１が形成された後に、上壁部１３１の開放によって形成された開口部１３５を通して上端部３ａのうちの開口部１３５の直下に位置する取り出し対象部分３３まで下降して取り出し対象部分３３を把持し、切断装置１２が、取出し対象部分３３に形成されたＬ字状の切り込み３１が直線状の切り込み３０または切欠き部３ｃと繋がるように周方向Ｄ１に沿った仕上げ切断を行うことで、取出し対象部分３３を把持装置４で把持されたまま切断片３２として上端部３ａから切り離す。そして、把持装置４が、切断片３２を把持しながら開口部１３５を通して蓋部材１３の上方に上昇することで切断片３２を取り出す。これにより、放射性物質の飛散を可及的に抑制しつつ切断片３２を取り出すことができる。

【0067】

また、本実施形態によれば、排気装置１４が原子炉圧力容器３の内部を排気することで、上端部３ａの切断によって発生した放射性物質を吸引して除去することができる。

【0068】

また、本実施形態によれば、ロッド部材１１の外側に原子炉圧力容器３の内部および排気装置１４と連通する筒状体１１ａを設け、排気装置１４が、筒状体１１ａを通して原子炉圧力容器３の内部を排気することで、狭い作業スペースでの放射性物質の除去を効率的に行うことができる。

【0069】

また、本実施形態によれば、収集容器１５が、原子炉圧力容器３の内底部側に位置し、原子炉圧力容器３の切断で生じた落下物を収集することで、排気装置１４で除去し切れなかった放射性物質を効率的に回収することができる。

【0070】

また、本実施形態によれば、収集容器１５が、上方に開口され、平面視において略扇形状を有することで、原子炉圧力容器３の内底部側に複数の収集容器１５を隙間少なく敷き詰めることができるので、放射性物質をより適正に回収することができる。

【0071】

また、本実施形態によれば、ロッド部材１１が、原子炉圧力容器３の上端部３ａ側から内底部側にわたって延びるロッド本体部１１１と、ロッド本体部１１１の下端側においてロッド本体部１１１から原子炉圧力容器３の内周面３ｂ側に向かって放射状に延び、内周面３ｂ側の端部において内周面３ｂに設けられた構造物３１に係合して原子炉圧力容器３の吊り上げを可能にする複数のアーム部１１２と、を有し、収集容器１５が、周方向Ｄ１において隣り合うアーム部１１２同士の間においてアーム部１１２から垂れ下がるようにロッド部材１１に保持される。これにより、ロッド部材１１の構造を活用して収集容器１５を適切に保持することができる。

【0072】

また、本実施形態によれば、切断装置１２が原子炉圧力容器３を熱切断することで、Ｌ字状の切り込み３１を効率的かつ適切に形成することができる。

【0073】

（変形例）
次に、本実施形態の変形例による原子炉圧力容器解体装置１について説明する。図６に示すように、本変形例による原子炉圧力容器解体装置１は、上述した構成に加えて、更に、アーム部１１２が、収集容器１５の開口部１５ａよりも上方Ｄ２１に突出した凸部１１２２を有する。凸部１１２２は、開口部１５ａから周方向Ｄ１に沿って離れるのにしたがって上方Ｄ２１に向かって傾斜した傾斜面１１２２ａが設けられている。

【0074】

本変形例によれば、上端部３ａの切断によってアーム部１１２上に落下した落下物を、傾斜面１１２２ａに衝突させて収集容器１５内に落下させることができる。これにより、切断によって生じた落下物をより効率的に収集することができる。

【0075】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

【符号の説明】

【0076】

１ 原子炉圧力容器解体装置
１１ ロッド部材
１２ 切断装置
３ 原子炉圧力容器
３ａ 上端部

【要約】

【課題】狭い作業スペースにおける原子炉圧力容器の解体の作業効率を向上させることができる原子炉圧力容器解体装置および原子炉圧力容器解体方法を提供する。
【解決手段】原子炉圧力容器を吊り上げるロッド部材と、吊り上げられた原子炉圧力容器の上端部を切断する切断装置と、原子炉圧力容器の上端部を上方から覆う上壁部および部分的に上壁部を開放する扉部を有する蓋部材とを備え、切断装置は、上壁部の閉鎖状態において、上端部に上下方向に沿った直線状の切り込みと上下方向および原子炉圧力容器の周方向に沿ったＬ字状の切り込みであって直線状の切り込みの下端近傍に至る切り込みとを形成し、その後、上壁部の開放状態において、直線状の切り込みとＬ字状の切り込みとが繋がるように周方向に沿った仕上げ切断を行って切断片を切り離し、切断片は上壁部の開放によって形成された開口部を通して外部に取り出される。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】