特開 2025-4891 大型構造体の解体方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025004891

(43)【公開日】2025-01-16

(54)【発明の名称】大型構造体の解体方法

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/30 20060101AFI20250108BHJP

【ＦＩ】

G21F9/30 535C

G21F9/30 531E

G21F9/30 535F

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023104771

(22)【出願日】2023-06-27

(71)【出願人】

【識別番号】000213297

【氏名又は名称】中部電力株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】391019658

【氏名又は名称】株式会社中部プラントサービス

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】高山 克志

(72)【発明者】

【氏名】尾藤 司

(72)【発明者】

【氏名】八木 寿和

(57)【要約】

【課題】大型構造体を簡単且つ効率的に解体できる。
【解決手段】大型構造体１０の解体方法は、吊り具３０を用いて開口部を下にして大型構造体１０を吊るとともに床面４０上に配置された第１スペーサ４１の上に載置する載置工程と、床面４０に立つ作業者の手が届く所定の高さ位置において、第１切断装置を用いて周壁１１を周壁１１の周方向に沿って切断することで大型構造体１０を下部構造体１６と上部構造体１７とに分割する第１切断工程と、第１切断工程の途中において、周壁１１のうち切断により生じる隙間に楔２０を打設する打設工程と、吊り具３０を用いて上部構造体１７を吊り上げる吊り上げ工程と、第２切断装置を用いて下部構造体１６を切断することで周方向において複数に分割する第２切断工程とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

周壁及び前記周壁の縁部により形成される開口部を有し、筒状または逆さ椀状をなす大型構造体の解体方法であって、
吊り具を用いて前記開口部を下にして前記大型構造体を吊るとともに床面の上または前記床面上に配置されたスペーサの上に載置する載置工程と、
前記床面に立つ作業者の手が届く所定の高さ位置において、第１切断装置を用いて前記周壁を前記周壁の周方向に沿って切断することで前記大型構造体を下部構造体と上部構造体とに分割する第１切断工程と、
前記第１切断工程の途中において、前記周壁のうち切断により生じる隙間に楔を打設する打設工程と、
前記吊り具を用いて前記上部構造体を吊り上げる吊り上げ工程と、
第２切断装置を用いて前記下部構造体を切断することで前記周方向において複数に分割する第２切断工程と、を備える、
大型構造体の解体方法。

【請求項2】

前記第１切断工程に先立ち、前記所定の高さ位置において、前記周方向において所定の間隔をあけて複数の貫通孔を前記周壁に形成する貫通孔形成工程を備え、
前記第１切断工程では、複数の前記貫通孔のうちの１つの貫通孔から、当該貫通孔と前記周方向において隣り合う他の前記貫通孔までの部分を、前記第１切断装置を用いて前記周方向に沿って切断する作業を行うとともに、当該作業を前記周壁の全周にわたって繰り返し行う、
請求項１に記載の大型構造体の解体方法。

【請求項3】

前記第１切断工程では、前記大型構造体の内側から前記第１切断装置を用いて前記周壁を切断する、
請求項１に記載の大型構造体の解体方法。

【請求項4】

前記吊り具を用いて前記上部構造体を前記下部構造体と上下方向において重ならない位置の前記床面の上または前記床面上に配置された前記スペーサとは別のスペーサの上に載置し、
前記上部構造体を前記大型構造体とみなすとともに、前記上部構造体に対して、前記第１切断工程、前記打設工程、前記吊り上げ工程、及び前記第２切断工程を行う、
請求項１に記載の大型構造体の解体方法。

【請求項5】

前記大型構造体は、原子炉格納容器の上蓋であり、
前記大型構造体には、前記吊り具を取り付ける取付部が設けられている、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の大型構造体の解体方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、大型構造体の解体方法に関する。

【背景技術】

【0002】

原子力発電所の廃止措置に伴う解体工事においては、解体撤去物が放射性廃棄物となることから、解体撤去物が所定の保管容器に収納されて保管される。解体撤去物は、保管容器に収納するために、例えば１ｍ角の立方体よりも小さい大きさに切断される。

【0003】

放射性廃棄物のうち、放射性物質の放射能濃度が低く、人の健康への影響がほとんどないものについて、国の認可及び確認を得た後に、一般の廃棄物として再利用または処分することができる制度、所謂クリアランス制度がある。

【0004】

こうしたクリアランス制度を受けるために、解体撤去物の放射能濃度の測定、所謂クリアランス測定が行われる。クリアランス測定用容器への収納性及び取り扱いやすさなどを考慮して、上記解体撤去物は、さらに細断される。

【0005】

こうした解体撤去物の１つとして、原子格納容器の上蓋がある（例えば特許文献１参照）。上蓋は、例えば直径８ｍ、高さ４ｍ、厚み３４ｍｍ、重量４０ｔを有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５－２０６７５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本願発明者等は、上蓋の解体方法として以下の方法を開発した。すなわち、上蓋の開口部を下にして上蓋を床面の上に載置する。このとき、上蓋の内部及び外部にそれぞれ足場を組む。次に、上蓋を上から順に切断することで複数の切断片に分割する。しかしながら、上記解体方法の場合、上蓋の内部及び外部に足場を組む必要がある。また、上蓋から切断される切断片も重量物となるため、吊り具を用いて切断片を降下させるために玉掛け作業及びクレーン操作などが切断片毎に必要となる。このため、上蓋の解体作業が煩雑なものとなる。

【0008】

なお、こうした課題は、原子炉格納容器の上蓋に限らず、周壁及び周壁の縁部により形成される開口部を有し、筒状または逆さ椀状をなす大型構造体においては、同様にして生じる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するための大型構造体の解体方法の各態様を記載する。
［態様１］
周壁及び前記周壁の縁部により形成される開口部を有し、筒状または逆さ椀状をなす大型構造体の解体方法であって、吊り具を用いて前記開口部を下にして前記大型構造体を吊るとともに床面の上または前記床面上に配置されたスペーサの上に載置する載置工程と、前記床面に立つ作業者の手が届く所定の高さ位置において、第１切断装置を用いて前記周壁を前記周壁の周方向に沿って切断することで前記大型構造体を下部構造体と上部構造体とに分割する第１切断工程と、前記第１切断工程の途中において、前記周壁のうち切断により生じる隙間に楔を打設する打設工程と、前記吊り具を用いて前記上部構造体を吊り上げる吊り上げ工程と、第２切断装置を用いて前記下部構造体を切断することで前記周方向において複数に分割する第２切断工程と、を備える、大型構造体の解体方法。

【0010】

同構成によれば、吊り具を用いて大型構造体が床面の上またはスペーサの上に載置された状態において、床面に立つ作業者の手が届く所定の高さ位置において、第１切断装置を用いて周壁が周方向に沿って切断される。これにより、大型構造体が、下部構造体と上部構造体とに分割される。

【0011】

第１切断工程の途中において切断長が長くなると、周壁のうち切断により形成された隙間に、大型構造体の上部が落ち込むことで当該隙間の上下幅が小さくなる。その結果、第１切断装置を用いた切断ができなくなるおそれがある。

【0012】

この点、上記構成によれば、第１切断工程の途中において、周壁のうち切断により形成された隙間に楔が打設される。これにより、上記隙間に、大型構造体のうち当該隙間よりも上側の部分が落ち込むことで当該隙間の上下幅が小さくなることを抑制できるので、第１切断装置を用いた切断を円滑に行うことができる。

【0013】

また、床面に立つ作業者の手の届く所定の高さ位置において第１切断装置が用いられる、すなわち第１切断工程が高所作業とならないため、第１切断装置としてワイヤーソーなどの大型の切断装置を用いることが可能となる。これにより、ハンドツールの使用を低減できるので、ハンドツールの使用に伴う災害の発生を抑制できる。また、高所作業を減らすことができるので、足場を低減あるいは廃止できる。

【0014】

次に、吊り具を用いて大型構造体が吊り上げられる。そして、下部構造体が切断されて周方向において複数に分割される。このため、下部構造体を床面の上またはスペーサの上から移動させることなく複数に分割することができる。これにより、作業エリアを小さくできる。

【0015】

したがって、大型構造体を簡単且つ効率的に解体できる。
［態様２］
前記第１切断工程に先立ち、前記所定の高さ位置において、前記周方向において所定の間隔をあけて複数の貫通孔を前記周壁に形成する貫通孔形成工程を備え、前記第１切断工程では、複数の前記貫通孔のうちの１つの貫通孔から、当該貫通孔と前記周方向において隣り合う他の前記貫通孔までの部分を、前記第１切断装置を用いて前記周方向に沿って切断する作業を行うとともに、当該作業を前記周壁の全周にわたって繰り返し行う、態様１に記載の大型構造体の解体方法。

【0016】

同構成によれば、上記１つの貫通孔を第１切断装置の切断部を導入するパイロット孔として利用できる。また、貫通孔の各々が、第１切断工程を間欠的に行う際の目標位置となるとともに、楔を打設する位置を決める際の目安となる。したがって、第１切断工程を容易に行うことができる。

【0017】

［態様３］
前記第１切断工程では、前記大型構造体の内側から前記第１切断装置を用いて前記周壁を切断する、態様１または態様２に記載の大型構造体の解体方法。

【0018】

同構成によれば、大型構造体の内側において第１切断装置が用いられるので、第１切断装置が破損した場合に大型構造体が防護壁として機能する。これにより、安全対策のための設備を低減できる。

【0019】

［態様４］
前記吊り具を用いて前記上部構造体を前記下部構造体と上下方向において重ならない位置の前記床面の上または前記床面上に配置された前記スペーサとは別のスペーサの上に載置し、前記上部構造体を前記大型構造体とみなすとともに、前記上部構造体に対して、前記第１切断工程、前記打設工程、前記吊り上げ工程、及び前記第２切断工程を行う、態様１から態様３のいずれか一項に記載の大型構造体の解体方法。

【0020】

同構成によれば、上部構造体を簡単且つ効率的に解体できる。したがって、大型構造体を一層簡単且つ効率的に解体できる。
［態様５］
前記大型構造体は、原子炉格納容器の上蓋であり、前記大型構造体には、前記吊り具を取り付ける取付部が設けられている、態様１から態様４のいずれか一項に記載の大型構造体の解体方法。

【0021】

同構成によれば、原子炉格納容器の上蓋には、当該上蓋を開閉する作業を行う吊り具を取り付けるための取付部が既設されているので、解体のために当該取付部を別途設ける作業が発生しない。このため、原子炉格納容器の上蓋を簡単且つ効率的に解体できる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、大型構造体を簡単且つ効率的に解体できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は、スペーサの上に載置された上蓋を示す側面図である。

【図2】図２（ａ）は、貫通孔形成工程を示す上蓋の側面図であり、図２（ｂ）は、第１切断工程を示す上蓋の側面図であり、図２（ｃ）は、打設工程を示す上蓋の側面図である。

【図3】図３は、下部構造体と、別のスペーサの上に載置された上部構造体とを示す側面図である。

【図4】図４は、第２切断工程を示す下部構造体の側面図である。

【図5】図５は、別のスペーサの上に載置された上部構造体と切断予定線とを示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図１～図５を参照して、大型構造体の解体方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の大型構造体１０は、原子力発電所の原子炉格納容器の上蓋である。
図１に示すように、大型構造体１０は、周壁１１、周壁１１の上部を覆う頂壁１３、及び周壁１１の下縁部により形成される開口部１２を有し、逆さ椀状をなしている。周壁１１の下縁部には、全周にわたってフランジ１１ａが設けられている。頂壁１３の外面には、取付部１４が設けられている。大型構造体１０は、鉄鋼材料により一体形成されている。本実施形態の大型構造体１０は、例えば直径８ｍ、高さ４ｍ、厚み３４ｍｍ、重量４０ｔを有する。

【0025】

以降において、周壁１１の周方向を単に周方向として説明する。
取付部１４は、周方向において等間隔にて複数（本実施形態では４つ）設けられている。取付部１４には、既設のクレーンによって大型構造体１０を移動させるための吊り具３０が取り付けられている。

【0026】

次に、大型構造体１０の解体手順について説明する。なお、図２、図４、及び図５において符号「ＣＬ」は切断予定線である。
まず、図１に示すように、吊り具３０を用いて開口部１２を下にして大型構造体１０を吊るとともに床面４０上に配置された第１スペーサ４１の上に載置する（以上、載置工程）。第１スペーサ４１は、例えば複数本の鉄鋼製の角材により構成される。床面４０とフランジ１１ａとの間には、第１スペーサ４１によって作業員が大型構造体１０の内部に出入りする隙間が形成される。

【0027】

次に、図２（ａ）に示すように、床面４０に立つ作業者の手が届く所定の高さ位置において、周方向において所定の間隔をあけて複数の貫通孔１５ａ～１５ｄを周壁１１に形成する（以上、貫通孔形成工程）。貫通孔１５ａ～１５ｄは、電動ドリルによって形成される。上記所定の高さ位置は、例えば床面４０からの高さＨが１ｍの位置である。本実施形態では、周方向において２ｍ毎に１つの貫通孔１５ａ～１５ｄを形成する。

【0028】

次に、上記所定の高さ位置において、第１切断装置を用いて周壁１１を周壁１１の周方向に沿って切断することで大型構造体１０を下部構造体１６と上部構造体１７とに分割する（以上、第１切断工程）。本実施形態の第１切断装置は、ダイヤモンドワイヤーソーである。第１切断工程では、大型構造体１０の内側から第１切断装置を用いて周壁１１を切断することが好ましい。

【0029】

詳しくは、図２（ｂ）に示すように、第１切断工程では、複数の貫通孔１５ａ～１５ｄのうちの１つの貫通孔１５ａから、当該貫通孔１５ａと周方向において隣り合う他の貫通孔１５ｂまでの部分を、第１切断装置を用いて周方向に沿って切断する作業を行う。このとき、図２（ｃ）に示すように、周壁１１のうち切断により生じる隙間に楔２０を打設する（以上、打設工程）。続いて、貫通孔１５ｂから当該貫通孔１５ｂと周方向において隣り合う他の貫通孔１５ｃまでの部分を、第１切断装置を用いて周方向に沿って切断する作業を行う。またこのとき、図示は省略するが、貫通孔１５ｂ，１５ｃ同士の間において、周壁１１のうち切断により生じる隙間に楔２０を打設する。本実施形態では、周方向における楔２０同士の間隔が２ｍとなる。こうした作業を周壁１１の全周にわたって繰り返し行う。

【0030】

次に、図３に二点鎖線にて示すように、吊り具３０を用いて上部構造体１７を吊り上げる（吊り上げ工程）。続いて、図３に実線にて示すように、吊り具３０を用いて上部構造体１７を下部構造体１６と上下方向において重ならない位置の床面４０上に配置された第１スペーサ４１とは別の第２スペーサ４２の上に載置する。第２スペーサ４２は、第１スペーサ４１と同様な構成である。

【0031】

次に、図４に示すように、第２切断装置を用いて下部構造体１６を切断することで周方向において複数に分割する（以上、第２切断工程）。第２切断工程では、下部構造体１６を１ｍ角未満の大きさの切断片に分割する。本実施形態の第２切断装置は、バンドソー（セイバーソーともいう）である。

【0032】

また、図５に示すように、上部構造体１７を大型構造体１０とみなすとともに、上部構造体１７に対して、上述した第１切断工程、打設工程、吊り上げ工程、第２切断工程を行う。

【0033】

次に、本実施形態の作用について説明する。
吊り具３０を用いて大型構造体１０が第１スペーサ４１の上に載置された状態で、床面４０に立つ作業者の手が届く所定の高さ位置において、第１切断装置を用いて周壁１１が周方向に沿って切断される。これにより、大型構造体１０が、下部構造体１６と上部構造体１７とに分割される。

【0034】

第１切断工程の途中において切断長が長くなると、周壁１１のうち切断により形成された隙間に、大型構造体１０の上部が落ち込むことで当該隙間の上下幅が小さくなる。その結果、第１切断装置を用いた切断ができなくなるおそれがある。

【0035】

この点、本実施形態によれば、第１切断工程の途中において、周壁１１のうち切断により形成された隙間に楔２０が打設される。これにより、上記隙間に、大型構造体１０のうち当該隙間よりも上側の部分が落ち込むことで当該隙間の上下幅が小さくなることを抑制できるので、第１切断装置を用いた切断を円滑に行うことができる。

【0036】

また、床面４０に立つ作業者の手の届く所定の高さ位置において第１切断装置が用いられる、すなわち第１切断工程が高所作業にならないため、第１切断装置としてワイヤーソーなどの大型の切断装置を用いることが可能となる。これにより、ハンドツールの使用を低減できるので、ハンドツールの使用に伴う災害の発生を抑制できる。また、高所作業を減らすことができるので、足場を低減あるいは廃止できる。

【0037】

次に、吊り具３０を用いて大型構造体１０が吊り上げられる。そして、下部構造体１６が切断されて周方向において複数に分割される。このため、下部構造体１６を第１スペーサ４１の上から移動させることなく複数に分割することができる。これにより、作業エリアを小さくできる。

【0038】

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）大型構造体１０の解体方法は、載置工程と、第１切断工程と、打設工程と、吊り上げ工程と、第２切断工程とを備える。

【0039】

こうした構成によれば、上記作用を奏するので、大型構造体１０を簡単且つ効率的に解体できる。
（２）大型構造体１０の解体方法は、第１切断工程に先立ち、貫通孔形成工程を備える。第１切断工程では、複数の貫通孔１５ａ～１５ｄのうちの１つの貫通孔１５ａから当該貫通孔１５ａと周方向において隣り合う他の貫通孔１５ｂまでの部分を、第１切断装置を用いて周方向に沿って切断する作業を行うようにした。また、こうした作業を周壁１１の全周にわたって繰り返し行うようにした。

【0040】

こうした構成によれば、上記１つの貫通孔１５ａを第１切断装置の切断部を導入するパイロット孔として利用できる。また、貫通孔１５ａ～１５ｄの各々が、第１切断工程を間欠的に行う際の目標位置となるとともに、楔２０を打設する位置を決める際の目安となる。したがって、第１切断工程を容易に行うことができる。

【0041】

（３）第１切断工程では、大型構造体１０の内側から第１切断装置を用いて周壁１１を切断するようにした。こうした構成によれば、大型構造体１０の内側において第１切断装置が用いられるので、第１切断装置が破損した場合に大型構造体１０が防護壁として機能する。これにより、安全対策のための設備を低減できる。

【0042】

（４）吊り具３０を用いて上部構造体１７を下部構造体１６と上下方向において重ならない位置の床面４０上に配置された第１スペーサ４１とは別の第２スペーサ４２の上に載置するようにした。また、上部構造体１７を大型構造体１０とみなすとともに、上部構造体１７に対して、第１切断工程、打設工程、吊り上げ工程、第２切断工程を行うようにした。これにより、上部構造体１７を簡単且つ効率的に解体できる。したがって、大型構造体１０を一層簡単且つ効率的に解体できる。

【0043】

（５）原子炉格納容器の上蓋には、当該上蓋を開閉する作業を行う吊り具３０を取り付けるための取付部１４が既設されているので、解体のために当該取付部１４を別途設ける作業が発生しない。このため、原子炉格納容器の上蓋を簡単且つ効率的に解体できる。

【0044】

（６）ワイヤーソー及びバンドソーによって大型構造体１０を切断するようにした。このため、溶断とは異なり、火や煙が生じることを抑制できる。
＜変更例＞
上記実施形態は、例えば以下のように変更して実施することもできる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0045】

・例えば上部構造体１７の高さ寸法が小さい場合には、上部構造体１７を更に下部構造体１６と上部構造体１７に分割しなくてもよい。
・下部構造体１６を分割して形成される切断片を他の場所に移動させた後に、吊り具３０を用いて上部構造体１７を第１スペーサ４１の上に載置するようにしてもよい。

【0046】

・第１切断工程を大型構造体１０の外側から行うようにしてもよい。
・切断部を導入するためのパイロット孔を必要としない第１切断装置を用いる場合には、貫通孔形成工程を省略することもできる。

【0047】

・第１切断工程においてバンドソーを用いることもできる。
・上記実施形態では、第１スペーサ４１（第２スペーサ４２）の上に大型構造体１０を載置するようにしたが、床面４０の上に直接、大型構造体１０を載置するようにしてもよい。

【0048】

・本開示における大型構造体１０は、原子炉格納容器の上蓋に限定されない。周壁及び周壁の縁部により形成される開口部を有し、筒状または逆さ椀状をなす大型構造体であれば、他の大型構造体の解体においても適用することができる。

【符号の説明】

【0049】

１０…大型構造体
１１…周壁
１１ａ…フランジ
１２…開口部
１３…頂壁
１４…取付部
１５ａ～１５ｄ…貫通孔
１６…下部構造体
１７…上部構造体
２０…楔
３０…吊り具
４０…床面
４１…第１スペーサ
４２…第２スペーサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】