特許 7539334 プラント環境の改善方法

(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】2024-08-15

(45)【発行日】2024-08-23

(54)【発明の名称】プラント環境の改善方法

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/30 20060101AFI20240816BHJP

   G21F 9/28 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

G21F9/30 T

G21F9/30 535A

G21F9/28 501A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021062243

(22)【出願日】2021-03-31

(65)【公開番号】P2022157806

(43)【公開日】2022-10-14

【審査請求日】2023-08-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】南山 彰男

【審査官】坂上 大貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０５２２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０９５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０５９７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５９１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】東京電力株式会社，１～３号機 原子炉建屋１階 除染・遮へい作業の実施について（除染効果の検証を含む），2013年12月26日，https://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/pdf/131226/131226_01qq.pdf，経済産業省 廃炉・汚染水対策チーム会合／事務局会議（第１回） 資料４－６ 燃料デブリ取り出し準備

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｆ ９／００－９／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線によって汚染されたプラント環境の改善方法であって、
建屋内部で、高所から低所にかけて除染を行うステップと、
前記除染が完了した後に、環境の改善度を確認するステップと、
前記環境の改善度を確認した後に、前記建屋内部で低所から高所にかけてプラント機器を撤去するステップと、
を含み、
前記除染を行うステップでは、汚染物質を含む塵埃を蒸気の噴霧によって払拭した後、吸引し、
前記除染を行うステップでは、
配管、及びケーブルの表面に追従するように弾性変形可能なパッドと、
該パッドを介して前記蒸気を前記表面に噴霧する蒸気供給部と、
前記パッドに隣接して設けられ、払拭された前記塵埃を吸引する吸引部と、
を備える除去ツールを用いるプラント環境の改善方法。

【請求項2】

前記環境の改善度を確認するステップでは、前記建屋内部の放射線量を測定し、
前記放射線量が予め定められた閾値以下となった場合に前記プラント機器を撤去するステップを実行する請求項１に記載のプラント環境の改善方法。

【請求項3】

前記プラント機器を撤去するステップでは、前記プラント機器である配管、及びケーブルを下方から支持しつつ、上方から前記配管、及びケーブルを切断する請求項１又は２に記載のプラント環境の改善方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プラント環境の改善方法に関する。

【背景技術】

【0002】

原子力発電プラントで有害事象が発生した場合、当該プラントを撤去する際には、放射線による各部の汚染に考慮して作業を行う必要がある。この種の作業に係る技術として、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に原子炉格納容器の構造物の撤去作業に関する技術が記載されている。この技術では、まず原子炉格納容器の構造物を細断し、細断片を収納容器に入れてプールに保管する。その後、遮蔽容器内に収納容器を密封する。これにより、作業員の被ばく量を低減できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－２１６８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、有害事象が発生したプラントには原子炉格納容器以外にも汚染されている機器や設備が多数配置されている。これら機器や設備を安全に撤去する技術や方法に関しては従来検討されていなかった。

【0005】

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、安全に作業を進めることが可能なプラント環境の改善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】

本開示に係るプラント環境の改善方法は、放射線によって汚染されたプラント環境の改善方法であって、建屋内部で、高所から低所にかけて除染を行うステップと、前記除染が完了した後に、環境の改善度を確認するステップと、前記環境の改善度を確認した後に、前記建屋内部で低所から高所にかけてプラント機器を撤去するステップと、を含み、前記除染を行うステップでは、汚染物質を含む塵埃を蒸気の噴霧によって払拭した後、吸引し、前記除染を行うステップでは、配管、及びケーブルの表面に追従するように弾性変形可能なパッドと、該パッドを介して前記蒸気を前記表面に噴霧する蒸気供給部と、前記パッドに隣接して設けられ、払拭された前記塵埃を吸引する吸引部と、を備える除去ツールを用いる。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、安全に作業を進めることが可能なプラント環境の改善方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施形態に係るプラント環境の改善方法の工程を示すフローチャートである。

【図2】建屋内部の構成の一例を示す模式図である。

【図3】本開示の実施形態に係る除染ツールの構成を示す平面図である。

【図4】本開示の実施形態に係る除染ツールを配管の表面に追従させた状態を示す断面図である。

【図5】本開示の実施形態に係る除染ツールをケーブルの表面に追従させた状態を示す断面図である。

【図6】本開示の実施形態に係る切断ツールの構成を示す平面図である。

【図7】本開示の実施形態に係る切断ツールの変形例を示す平面図である。

【図8】本開示の実施形態に係る切断ツールによる配管の切断の様子を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（プラント環境の改善方法と建屋の構成）
以下、本開示の第一実施形態に係るプラント環境の改善方法について、図１から図８を参照して説明する。この改善方法は、有害事象が発生した原子力発電プラントの撤去作業（廃炉作業）に特に好適に用いられる。

【0010】

図１に示すように、この改善方法は、建屋内部を除染するステップＳ１と、環境の改善度を確認するステップＳ２と、プラント機器を撤去するステップＳ３と、を含む。

【0011】

ここで、図２に示すように、本実施形態では建屋内部の壁面１を高さごとに３つの区画に分けて作業を行う。建屋内部は１フロアの高さが一例として８ｍ程度である。床面を基準として０～２ｍの領域は「低所」とされる。２ｍ～４ｍの領域は「中所」とされる。さらに、４ｍ～８ｍの領域は「高所」とされる。それぞれの領域には、プラント機器としての配管、及びケーブル（干渉物２と呼ぶ。）が敷設されている。

【0012】

上記の除染を行うステップＳ１では、高所から低所にかけて順次除染を行う。この場合、全ての高所の作業を終えてから中所、低所の除染を行ってもよいし、ある一定のエリアのみを対象に高所から低所にかけて作業した後、他のエリアで再び高所から低所にかけて作業を行ってもよい。

【0013】

（除染ツールの構成）
ステップＳ１で除染を行う際は、図３から図５に示すような除染ツール８０が好適に用いられる。この除染ツール８０は、パッド１０と、蒸気供給部１１と、吸引部１２と、吸引管１３と、除染ツール本体部１４と、を有している。パッド１０は例えばスポンジやウレタンのように弾性変形可能な発泡樹脂で形成されている。パッド１０を干渉物２に押し付けることで、当該パッド１０の裏面１０ａを干渉物２の表面２ａの凹凸に追従させることが可能とされている（図４、又は図５参照）。

【0014】

パッド１０の裏面１０ａとは反対側には、蒸気供給部１１が設けられている。蒸気供給部１１は、外部から導かれた高温高圧の蒸気をパッド１０に供給する。パッド１０の内部の孔を通過した蒸気は、裏面１０ａから干渉物２に向かって噴霧される。噴霧された蒸気は、干渉物２に付着している放射性物質を含む塵埃を捕捉する。

【0015】

吸引部１２、及び吸引管１３は、パッド１０に隣接して設けられている。吸引部１２は、蒸気の噴霧によって払拭された塵埃を負圧によって吸い込む。吸引部１２によって吸い込まれた塵埃は、外部に設けられたフィルター、及びストレーナーによって除去・蓄積される。除染ツール本体部１４は、これらパッド１０、及び吸引部１２を一体に支持している。なお、この除染ツール８０を使用する際には、図３中の矢印で示すように、干渉物２に沿わせた状態で、パッド１０が前方に位置し、吸引部１２が後方に位置するように除染ツール８０を移動させる。これにより、前方のパッド１０によって払拭された塵埃が、後方の吸引部１２によって順次吸引される。

【0016】

また、上記の除染ツール８０による除染作業は、遠隔操作が可能なロボットアームの先端に当該除染ツール８０を取り付けた状態で遠隔地から行われることが望ましい。

【0017】

（環境の改善度の確認）
ステップＳ１の次に、環境の改善度を確認するステップＳ２を実行する。このステップＳ２では、除染後の建屋内部の放射線量を測定する。ステップＳ２で放射線量が予め定められた閾値以下であると認められた場合には、後続のステップＳ３を実行する。一方で、放射線量が閾値以上である場合には、ステップＳ１を再度実行することでさらなる除染を行う。

【0018】

（プラント機器の撤去）
ステップＳ３では、配管やケーブルを含む干渉物２を建屋内部から撤去する。干渉物２を撤去するに当たっては、ステップＳ１とは反対に、低所から高所にかけて順次作業を行う。この場合も、全ての低所の作業を終えてから中所、高所の撤去作業を行ってもよいし、ある一定のエリアのみを対象に低所から高所にかけて作業した後、他のエリアで再び低所から高所にかけて作業を行ってもよい。

【0019】

ステップＳ３では、図６と図７に示す切断ツール９０，９０ｂ、及び図８に示す支持装置１００が好適に用いられる。切断ツール９０は、電動機等を収容する切断ツール本体部２０と、この切断ツール本体部２０から突出する一対の切断部２１、及び把持部２２と、を有している。切断部２１は例えばワイヤーソーやバンドソーであり、切断ツール本体部２０内の回転軸を中心として干渉物２に交差する方向（一例として上下方向）に回動可能とされている。把持部２２は、干渉物２を上下方向から把持することが可能である。一対の切断部２１は把持部２２を両側から挟むようにして配置されている。

【0020】

把持部２２によって干渉物２を把持した状態で、一対の切断部２１を回動させることにより、干渉物２の一部分が切断され、撤去される。

【0021】

なお、変形例として示す切断ツール９０ｂのように、一対の把持部２３が１つの切断部２１を挟むように配置されている構成を採ることも可能である。この切断ツール９０ｂは比較的に大径の配管を切断する際に好適に用いられる。また、このように大径の配管を切断する際には、切断時の反力に抗するために、図８に示すような支持装置１００が用いられる。

【0022】

支持装置１００は、床面上に固定された脚部３０と、脚部３０の上端に配置されたベース３１と、このベース３１から上方に向かって突出するとともに干渉物２を直径方向から挟み込むことが可能な支持部３２と、を有している。この支持装置１００によって干渉物２を下方から支持した状態で、上記の切断ツール９０、又は切断ツール９０ｂを用いて、図８中の破線で示す位置で切断作業を行う。これにより、干渉物２の一部分が撤去される。このような作業を連続的に繰り返すことによって干渉物２が撤去される。

【0023】

なお、上記の切断ツール９０，９０ｂによる撤去作業は、遠隔操作が可能なロボットアームの先端に当該切断ツール９０，９０ｂを取り付けた状態で遠隔地から行われることが望ましい（但し、切断ツールの剛性及び重量を考慮し、ロボットアームを介さない可能性もある）。一方で、低所に限っては作業者が直接的に撤去作業を行うことも可能である。

【0024】

（作用効果）

【0025】

上記方法によれば、まず高所から低所にかけて除染を行うことで、放射性物質を含む塵埃を低所に向かって予め払い落とした上で作業を進めることができる。これにより、周囲に飛散する塵埃の量を最小限に抑えることができる。さらに、その後、低所から高所にかけてプラント機器（干渉物２）を撤去することで、作業機器のアクセスのしやすさや作業の効率性を高めることができる。

【0026】

また、除染を行うステップＳ１では、汚染物質を含む塵埃を蒸気の噴霧によって払拭した後、吸引する。

【0027】

上記方法によれば、蒸気の噴霧によって塵埃が干渉物２の表面から浮き上がった状態で払拭・吸引される。このため、汚染物質を含む塵埃を周囲に飛散させることなく払拭・吸引することができる。

【0028】

さらに、上記の除染ツール８０を用いることにより、配管、及びケーブルの表面にパッド１０を追従させながら蒸気を噴霧することで、大きな面積を一度に除染することが可能となる。また、パッド１０が干渉物２の凹凸に追従しやすいことから、塵埃が周囲に飛散する可能性をさらに低減することもできる。

【0029】

また、環境の改善度を確認するステップＳ２では、建屋内部の放射線量を測定し、放射線量が予め定められた閾値以下となった場合にプラント機器を撤去するステップＳ３を実行する。

【0030】

上記方法によれば、放射線量が十分に下がり、安全が確認された後にプラント機器を撤去する。これにより、作業の安全性・効率性をさらに高めることができる。

【0031】

加えて、プラント機器を撤去するステップＳ３では、プラント機器（干渉物２）である配管、及びケーブルを下方から支持しつつ、上方から配管、及びケーブルを切断する。

【0032】

上記方法によれば、配管、及びケーブルを下方から支持しつつ、上方から切断する。これにより、切断時の反力によって配管やケーブルが不安定な状態となることを回避することができる。その結果、作業の安全性・効率性をさらに高めることができる。

【0033】

以上、本開示の実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の方法や構成に種々の変更と改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、床面を基準として０～２ｍの領域は「低所」とし、２ｍ～４ｍの領域は「中所」とし、４ｍ～８ｍの領域は「高所」とした例について説明した。しかしながら、これら高さの分類や基準は一例であり、場所によっては低所と高所の２種類のみに分類してもよいし、高さによって４種類以上の分類を用いることも可能である。また、高さを示す各数値も一例であり、作業の効率性や安全性を考慮して適宜変更することが可能である。

【0034】

＜付記＞
各実施形態に記載のプラント環境の改善方法は、例えば以下のように把握される。

【0035】

（１）第１の態様に係るプラント環境の改善方法は、放射線によって汚染されたプラント環境の改善方法であって、建屋内部で、高所から低所にかけて除染を行うステップＳ１と、前記除染が完了した後に、環境の改善度を確認するステップＳ２と、前記環境の改善度を確認した後に、前記建屋内部で低所から高所にかけてプラント機器を撤去するステップＳ３と、を含む。

【0036】

上記方法によれば、まず高所から低所にかけて除染を行うことで、塵埃を低所に向かって予め払い落とした上で作業を進めることができる。さらに、その後、低所から高所にかけてプラント機器を撤去することで、作業機器のアクセスのしやすさや作業の効率性を高めることができる。

【0037】

（２）第２の態様に係るプラント環境の改善方法において、前記除染を行うステップＳ１では、汚染物質を含む塵埃を蒸気の噴霧によって払拭した後、吸引する。

【0038】

上記方法によれば、蒸気の噴霧によって、汚染物質を含む塵埃を周囲に飛散させることなく払拭・吸引することができる。

【0039】

（３）第３の態様に係るプラント環境の改善方法において、前記除染を行うステップＳ１では、配管、及びケーブルの表面に追従するように弾性変形可能なパッド１０と、該パッド１０を介して前記蒸気を前記表面に噴霧する蒸気供給部１１と、前記パッド１０に隣接して設けられ、払拭された前記塵埃を吸引する吸引部１２と、を備える。

【0040】

上記方法によれば、配管、及びケーブルの表面にパッド１０を追従させながら蒸気を噴霧することで、大きな面積を一度に除染することが可能となる。また、塵埃が周囲に飛散する可能性をさらに低減することもできる。

【0041】

（４）第４の態様に係るプラント環境の改善方法において、前記環境の改善度を確認するステップＳ２では、前記建屋内部の放射線量を測定し、前記放射線量が予め定められた閾値以下となった場合に前記プラント機器を撤去するステップＳ３を実行する。

【0042】

上記方法によれば、放射線量が十分に下がり、安全が確認された後にプラント機器を撤去する。これにより、作業の安全性・効率性をさらに高めることができる。

【0043】

（５）第５の態様に係るプラント環境の改善方法において、前記プラント機器を撤去するステップＳ３では、前記プラント機器である配管、及びケーブルを下方から支持しつつ、上方から前記配管、及びケーブルを切断する。

【0044】

上記方法によれば、配管、及びケーブルを下方から支持しつつ、上方から切断する。これにより、切断時の反力によって配管やケーブルが不安定な状態となることを回避することができる。その結果、作業の安全性・効率性をさらに高めることができる。

【符号の説明】

【0045】

１ 壁面
２ 干渉物
２ａ 表面（干渉物の表面）
１０ パッド
１０ａ 裏面（パッドの裏面）
１１ 蒸気供給部
１２ 吸引部
１３ 吸引管
１４ 除染ツール本体部
２０ 切断ツール本体部
２１ 切断部
２２，２３ 把持部
３０ 脚部
３１ ベース
３２ 支持部
８０ 除染ツール
９０，９０ｂ 切断ツール
１００ 支持装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】