▶ コリア ハイドロ アンド ニュークリアー パワー カンパニー リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-06
(45)【発行日】2022-09-14
(54)【発明の名称】原子力施設の解体方法
(51)【国際特許分類】
G21F 9/30 20060101AFI20220907BHJP
E04G 23/08 20060101ALI20220907BHJP
G21C 11/02 20060101ALI20220907BHJP
G21C 13/00 20060101ALI20220907BHJP
【ＦＩ】
G21F9/30 535C
E04G23/08 J
G21C11/02 100
G21C13/00 100
G21F9/30 535F
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021550027
(86)(22)【出願日】2020-03-05
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-04-20
(86)【国際出願番号】 KR2020003107
(87)【国際公開番号】W WO2020184897
(87)【国際公開日】2020-09-17
【審査請求日】2021-08-26
(31)【優先権主張番号】10-2019-0027065
(32)【優先日】2019-03-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】518442000
【氏名又は名称】コリア ハイドロ アンド ニュークリアー パワー カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100121382
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 託嗣
(72)【発明者】
【氏名】ファン，ヨン ファン
(72)【発明者】
【氏名】ファン，ソク－ジュ
(72)【発明者】
【氏名】イ，ミ－ヒョン
(72)【発明者】
【氏名】キム，チョン－ウ
【審査官】大門 清
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２０／００９４７６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開昭６０－０９３３９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１２０３５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０９８１６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２４８８８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０００４４９８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００５－３０８６２６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ２１Ｆ ９／３０
Ｅ０４Ｇ ２３／０８
Ｇ２１Ｃ １１／０２
Ｇ２１Ｃ １３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
半球の形態の下部、およびフラット（ｆｌａｔ）な上部を含む原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器が配置されるキャビティ、及び前記キャビティと隣り合う箇所の上部面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、前記原子炉圧力容器を前記キャビティ上にフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させる段階と、
前記原子炉圧力容器の上部が下部に比べて前記生体保護コンクリートと近接するように前記原子炉圧力容器を回転させる段階と、
前記生体保護コンクリートにおける前記隣り合う箇所の上部面に前記原子炉圧力容器の上部を据え付ける段階と、
前記隣り合う箇所の上部面に据え付けられた前記原子炉圧力容器を切断および解体する段階と、を含む、原子力施設の解体方法。
【請求項2】
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る第１クレーン（ｃｒａｎｅ）をさらに含み、前記原子炉圧力容器を前記キャビティ上にフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させる段階は前記第１クレーンを用いて行う、請求項１に記載の原子力施設の解体方法。
【請求項3】
前記原子炉圧力容器を前記キャビティ上にフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させる段階は、前記原子炉圧力容器の上部に前記第１クレーンを連結する段階と、
前記第１クレーンを用いて前記原子炉圧力容器を前記生体保護コンクリートから引き上げる段階と、を含む、請求項２に記載の原子力施設の解体方法。
【請求項4】
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、前記第１クレーンと隣り合う第２クレーンをさらに含み、前記原子炉圧力容器を回転させる段階は、前記第１クレーンおよび前記第２クレーンを用いて行う、請求項２に記載の原子力施設の解体方法。
【請求項5】
前記原子炉圧力容器を回転させる段階は、前記原子炉圧力容器の下部に前記第２クレーンを連結する段階、および
前記第１クレーンを用いて前記原子炉圧力容器の上部を前記生体保護コンクリートにおける前記隣り合う箇所の上部面の上に配置させる段階、
前記第２クレーンを用いて前記原子炉圧力容器の下部を引き上げる段階、および
前記第２クレーンを用いて前記原子炉圧力容器の下部を前記生体保護コンクリートにおける前記隣り合う箇所の上部面の上に配置させる段階を含む、請求項４に記載の原子力施設の解体方法。
【請求項6】
前記原子炉圧力容器を回転させる段階は、前記原子炉圧力容器を１８０度回転させて行う、請求項１に記載の原子力施設の解体方法。
【請求項7】
前記原子力施設は、前記原子炉圧力容器に直接連結された複数の配管をさらに含み、前記キャビティを形成している前記生体保護コンクリートの内壁を拡張する段階と、
前記複数の配管を前記原子炉圧力容器から分離する段階と、をさらに含む、請求項１に記載の原子力施設の解体方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、原子力施設の解体方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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、および、原子炉圧力容器を包み込む生体保護（遮蔽）コンクリートを含む。
【0003】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、生体保護コンクリートから分離された原子炉圧力容器を、容易に切断および解体する原子力施設の解体方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明の一側面は、半球の形態の下部、およびフラット（ｆｌａｔ）な上部を含む原子炉圧力容器と、前記原子炉圧力容器が配置されるキャビティ、および前記キャビティと隣り合う上部面を含む生体保護コンクリートとを含む原子力施設を解体する方法において、前記原子炉圧力容器を前記キャビティ上にフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させる段階と、
前記原子炉圧力容器の上部が下部に比べて前記生体保護コンクリートに近接するように前記原子炉圧力容器を回転させる段階と、前記生体保護コンクリートの前記隣り合う上部面に前記原子炉圧力容器の上部を据え付ける段階と、前記隣り合う上部面に据え付けられた前記原子炉圧力容器を切断および解体する段階と、を含む原子力施設の解体方法を提供する。
前記原子炉圧力容器の上部が下部に比べて前記生体保護コンクリートに近接するように前記原子炉圧力容器を回転させる段階と、前記生体保護コンクリートの前記隣り合う上部面に前記原子炉圧力容器の上部を据え付ける段階と、前記隣り合う上部面に据え付けられた前記原子炉圧力容器を切断および解体する段階と、を含む原子力施設の解体方法を提供する。
【0006】
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る第１クレーン（ｃｒａｎｅ）をさらに含み、前記原子炉圧力容器を前記キャビティ上にフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させる段階は前記第１クレーンを用いて行ってもよい。
【0007】
前記原子炉圧力容器を前記キャビティ上にフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させる段階は、前記原子炉圧力容器の上部に前記第１クレーンを連結する段階と、前記第１クレーンを用いて前記原子炉圧力容器を前記生体保護コンクリートから引き上げる段階と、を含む。
【0008】
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、前記第１クレーンと隣り合う第２クレーンとをさらに含み、前記原子炉圧力容器を回転させる段階は、前記第１クレーンおよび前記第２クレーンを用いて行ってもよい。
【0009】
前記原子炉圧力容器を回転させる段階は、前記原子炉圧力容器の下部に前記第２クレーンを連結する段階、前記第１クレーンを用いて前記原子炉圧力容器の上部を前記生体保護コンクリートの前記隣り合う上部面上に配置させる段階、前記第２クレーンを用いて前記原子炉圧力容器の下部を引き上げる段階、および前記第２クレーンを用いて前記原子炉圧力容器の下部を前記生体保護コンクリートの前記隣り合う上部面上に配置させる段階を含む。
【0010】
前記原子炉圧力容器を回転させる段階は、前記原子炉圧力容器を１８０度回転させて行われる。
【0011】
前記原子力施設は、前記原子炉圧力容器と直接連結された複数の配管をさらに含み、前記キャビティを設ける前記生体保護コンクリートの内壁を拡張する段階と、前記複数の配管を前記原子炉圧力容器から分離する段階と、をさらに含む。
【発明の効果】
【0012】
本発明の一実施形態によれば、生体保護コンクリートから分離された原子炉圧力容器を容易に切断および解体する原子力施設の解体方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施形態による原子力施設の解体方法を示すフローチャートである。
【図2】本発明の一実施形態による原子力施設の解体方法を説明するための図(1)である。
【図3】本発明の一実施形態による原子力施設の解体方法を説明するための図(2)である。
【図4】本発明の一実施形態による原子力施設の解体方法を説明するための図(3)である。
【図5】本発明の一実施形態による原子力施設の解体方法を説明するための図(4)である。
【図6】本発明の一実施形態による原子力施設の解体方法を説明するための図(5)である。
【図7】本発明の一実施形態による原子力施設の解体方法を説明するための図(6)である。
【図8】本発明の一実施形態による原子力施設の解体方法を説明するための図(7)である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
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。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。
【0015】
また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」というとき、これは特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
【0016】
【0017】
以下、原子力施設として加圧軽水炉型（ＰＷＲ）原子力発電所を一例として説明するが、これに限定されず、原子力施設は沸騰軽水炉型（ＢＷＲ）原子力発電所であってもよい。
【0018】
加圧軽水炉型原子力発電所では、冷却材及び減速材として軽水を使用し、核燃料はウラン２３５を約２％～４％に濃縮して使用する。加圧軽水炉型原子力発電所は、原子炉の中で核分裂により発生する熱を蒸気発生器に送って熱交換させる原子炉系統関連施設と、蒸気発生器にて発生した蒸気でもってタービンを回した後、復水器を経て水に還元させた後に、再び蒸気発生器へと循環させるタービンおよび発電機の系統の関連施設とに分けられる。
【0019】
一般に、原子炉系統熱伝達媒体である冷却材（軽水）は、原子炉にて約３２０度まで加熱され、沸騰しないよう約１５３気圧に加圧される。系統を構成する機器としては、一定のエンタルピーを維持するために圧力を調整する加圧器、および、原子炉と蒸気発生器との間にて冷却材を循環させる冷却材ポンプがある。蒸気発生器で発生した蒸気がタービンを回してタービン軸に連結された発電機で電力を生産する系統は、火力発電所の原理と同様である。
【0020】
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示すフローチャートである。
【0021】
【0022】
【0023】
図２は、原子力施設の一部を示す図である。
【0024】
具体的には、図２を参照すると、原子力施設は、原子炉圧力容器１００と、原子炉圧力容器１００と直接連結された複数の配管２００と、原子炉圧力容器１００および配管２００を包み込み、原子炉圧力容器１００を支持する生体保護（遮蔽）コンクリート３００と、第１クレーン５００と、第２クレーン６００と、を含む。原子力施設は、図２に示す構成に加えて、公知となっている多様な構成をさらに含みうる。
【0025】
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。
【0026】
原子炉圧力容器１００は、半球の形態の下部１１０、およびフラット（ｆｌａｔ）な上部１２０を含む。
【0027】
原子炉圧力容器１００の下部１１０には、ＩＣＩノズル（Ｉｎ Ｃｏｒｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｎｏｚｚｌｅ）などの炉心内計測装置が挿入可能な公知の多様な形態のノズル貫通ホールが設けられうる。
【0028】
原子炉圧力容器１００の上部１２０には、原子炉圧力容器１００を覆う圧力容器ヘッドが装着されうるように、スタッドボルト（ｓｔｕｄ ｂｏｌｔ）などの締結手段が挿入される公知の多様な形態のボルト貫通ホールが設けられうる。
【0029】
複数の配管２００は、公知の多様な形態の蒸気発生器に連結される。配管２００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。
【0030】
生体保護コンクリート３００は、原子炉圧力容器１００が配置されるキャビティ３１０と、キャビティ３１０を設けて原子炉圧力容器１００と対向する内壁３０１と、キャビティ３１０と隣り合う上部面３２０と、を含む。生体保護コンクリート３００の隣り合う上部面３２０は、キャビティ３１０と隣り合う生体保護コンクリート３００の公知の多様な形態の上部表面であり得る。
【0031】
第１クレーン５００は、生体保護コンクリート３００上に配置される。第１クレーン５００は、最初の原子力施設の設置時に用いられたクレーンであってもよいが、これに限定されず、さらに設けられたクレーンであってもよい。
【0032】
第２クレーン６００は、生体保護コンクリート３００上に配置される。第２クレーン６００は第１クレーン５００と隣り合う。第２クレーン６００は、最初の原子力施設の設置時に用いられたクレーンであってもよいが、これに限定されず、さらに設けられたクレーンであってもよい。
【0033】
【0034】
図２および図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３１０を形成する生体保護コンクリート３００の内壁３０１を、切断(cutting)して拡張する。図３では、配管２００と隣り合う、内壁３０１の一部分を拡張したが、これに限定されず、原子炉圧力容器１００に対応する、内壁３０１の他の部分を拡張することができる。
【0035】
生体保護コンクリート３００の内壁３０１を拡張することによって、配管２００が上方へと露出する。
【0036】
一方、生体保護コンクリート３００の内壁３０１を拡張する前に、原子炉圧力容器１００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。
【0037】
次に、配管２００を原子炉圧力容器１００から分離する（Ｓ２００）。
【0038】
具体的には、生体保護コンクリート３００における拡張された内壁３０１によって露出された配管２００を、配管２００の直径方向に切断し、配管２００を原子炉圧力容器１００から分離する。
【0039】
配管２００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。
【0040】
配管２００が、拡張された内壁３０１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３０１を通して容易に配管２００を切断することができる。
【0041】
【0042】
次に、図４を参照すると、原子炉圧力容器１００をキャビティ３１０上にフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させる（Ｓ３０）。
【0043】
具体的には、生体保護コンクリート３００の拡張された内壁３０１を通して配管が切断された、原子炉圧力容器１００を、第１クレーン５００を用いて生体保護コンクリート３００から引き上げて、原子炉圧力容器１００を生体保護コンクリート３００のキャビティ３１０上にフローティングさせる。
【0044】
この際、原子炉圧力容器１００の上部１２０に第１クレーン５００を連結する。一例として、第１クレーン５００を、原子炉圧力容器１００の上部１２０に形成された、スタッドボルトが挿入可能なボルト貫通ホールに連結して、原子炉圧力容器１００の上部１２０に第１クレーン５００を連結することができるが、これに限定されない。
【0045】
そして、第１クレーン５００を用いて原子炉圧力容器１００を生体保護コンクリート３００から引き上げて、原子炉圧力容器１００を生体保護コンクリート３００のキャビティ３１０上にフローティングさせる。
【0046】
原子炉圧力容器１００と連結された配管が、拡張された内壁３０１を通して、切断および分離がされた状態であるので、生体保護コンクリート３００と配管との干渉なしに、生体保護コンクリート３００から、原子炉圧力容器１００を容易に引き上げることができる。
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
具体的には、第１クレーン５００および第２クレーン６００を用いて、原子炉圧力容器１００の上部１２０が、原子炉圧力容器１００の下部１１０に比べて、生体保護コンクリート３００における隣り合う箇所の上部面３２０に近接するように原子炉圧力容器１００を時計方向に１８０度回転させる。
【0051】
まず、図４を参照すると、原子炉圧力容器１００の下部１１０に第２クレーン６００を連結する。
【0052】
一例として、第２クレーン６００を、原子炉圧力容器１００の下部１１０に形成された、ＩＣＩノズルが挿入されうるノズル貫通ホールに連結して、原子炉圧力容器１００の下部１１０に第２クレーン６００を連結することができるが、これに限定されない。
【0053】
次に、図５を参照すると、第１クレーン５００を用いて、原子炉圧力容器１００の上部１２０を、生体保護コンクリート３００における隣り合う箇所の上部面３２０上に配置させる。
【0054】
一例として、第１クレーン５００を、キャビティ３１０上から、隣り合う箇所の上部面３２０上に移動させて、第１クレーン５００に連結された原子炉圧力容器１００の上部１２０を、キャビティ３１０上から、隣り合う箇所の上部面３２０上に移動させることができる。
【0055】
次に、第２クレーン６００は、原子炉圧力容器１００の下部１１０を引き上げる。一例として、上部１２０が、隣り合う箇所の上部面３２０上に移動した原子炉圧力容器１００の下部１１０を、第２クレーン６００を用いてキャビティ３１０上から上側方向へと移動させて、原子炉圧力容器１００を時計方向に９０度回転させることができる。
【0056】
次に、図６を参照すると、第２クレーン６００を用いて、原子炉圧力容器１００の下部１１０を、生体保護コンクリート３００における隣り合う箇所の上部面３２０上に配置させる。
【0057】
一例として、第２クレーン６００をキャビティ３１０上から隣り合う箇所の上部面３２０上に移動させて、第２クレーン６００に連結された原子炉圧力容器１００の下部１１０を、キャビティ３１０上から隣り合う箇所の上部面３２０上に移動させて、時計方向に９０度回転した原子炉圧力容器１００を、再び時計方向に９０度回転させることができる。
【0058】
この際、第２クレーン６００を用いて原子炉圧力容器１００の下部１１０を、隣り合う箇所の上部面３２０の上から上側方向へと移動させ、第１クレーン５００を用いて原子炉圧力容器１００の上部１２０を、隣り合う箇所の上部面３２０の上から下側方向へと移動させることができる。
【0059】
すなわち、第１クレーン５００および第２クレーン６００を用いて、キャビティ３１０上にフローティングされた原子炉圧力容器１００を、時計方向に１８０度回転させて、隣り合う箇所の上部面３２０の上に、逆さに配置する。
【0060】
【0061】
次に、図７を参照すると、生体保護コンクリート３００に原子炉圧力容器１００の上部１２０を据え付ける（Ｓ５００）。
【0062】
具体的には、生体保護コンクリート３００における隣り合う箇所の上部面３２０の上に、ひっくり返して配置された原子炉圧力容器１００を、第２クレーン６００を用いて隣り合う箇所の上部面３２０上に、逆さに据え付ける。
【0063】
この際、生体保護コンクリート３００における隣り合う箇所の上部面３２０に、原子炉圧力容器１００のフラットな上部１２０が安定な状態に据え置かれる。第１クレーン５００は、原子炉圧力容器１００の上部１２０から分離されうるが、これに限定されず、原子炉圧力容器１００の上部１２０に連結された状態を維持することができる。
【0064】
原子炉圧力容器１００におけるフラットな上部１２０が、隣り合う箇所の上部面３２０に据え置かれることによって、原子炉圧力容器１００が動かず、生体保護コンクリート３００における隣り合う箇所の上部面３２０上に支持される。
【0065】
【0066】
次に、図８を参照すると、原子炉圧力容器１００を切断および解体する（Ｓ６００）。
【0067】
具体的には、生体保護コンクリート３００における隣り合う箇所の上部面３２０に据え付けられた原子炉圧力容器１００を、切断および解体する。
【0068】
生体保護コンクリート３００における隣り合う箇所の上部面３２０にひっくり返して据え付けられた原子炉圧力容器１００を、生体保護コンクリート３００上に設置された切断装置１０を用いて、逆さに据え付けられた原子炉圧力容器１００の上側部分から下側部分へと、切断および解体することで、原子炉圧力容器１００を切断および解体することができる。
【0069】
切断装置１０は、レーザ切断機などのカッティング（ｃｕｔｔｉｎｇ）手段と、グリッパー（ｇｒｉｐｐｅｒ）などのグリップ（ｇｒｉｐ）手段を含むエンドエフェクタ（ｅｎｄ ｅｆｆｅｃｔｏｒ）を含みうる。
【0070】
切断装置１０は、原子炉圧力容器１００から切断および解体された圧力容器の小片１０１を規格サイズの包装容器２０に収納することができる。圧力容器の小片１０１が収納された包装容器２０は、密封されて原子力設備の外部に搬出することができる。
【0071】
切断装置１０を用いた原子炉圧力容器１００の切断および解体は、第１クレーン５００および第２クレーン６００が、原子炉圧力容器１００から分離された状態で行うことができるが、これに限定されず、第１クレーン５００および第２クレーン６００が原子炉圧力容器１００に連結された状態で行うこともできる。
【0072】
次に、原子炉圧力容器１００を切断および解体した後、生体保護コンクリート３００を切断および解体することができる。
【0073】
公知の多様な切断装置を用いて、生体保護コンクリート３００を切断および解体することができる。
【0074】
以上のように、本発明の一実施形態による原子力施設の解体方法は、原子炉圧力容器１００を生体保護コンクリート３００のキャビティ３１０から分離した後、別の場所に移動させて原子炉圧力容器１００を切断および解体するのではなく、原子炉圧力容器１００を１８０度回転させて原子炉圧力容器１００のフラットな上部１２０を、隣り合う箇所の上部面３２０に据え付けた後、原子炉圧力容器１００を切断および解体することにより、原子炉圧力容器１００を切断および解体する空間の活用が容易になる。これは、全体的な原子力施設の解体時間および解体費用を節減する要因として作用する。
【0075】
すなわち、生体保護コンクリート３００から分離された原子炉圧力容器１００を、容易に切断および解体する原子力施設の解体方法が提供される。
【0076】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
【符号の説明】
【0077】
１００ 原子炉圧力容器
３００ 生体保護コンクリート
３１０ キャビティ
３２０ 隣り合う箇所の上部面
５００ 第１クレーン
６００ 第２クレーン
３００ 生体保護コンクリート
３１０ キャビティ
３２０ 隣り合う箇所の上部面
５００ 第１クレーン
６００ 第２クレーン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】