(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の炉心部を格納する圧力容器と、この圧力容器を格納する格納容器と、前記格納容器を囲む原子炉キャビティとを備え、前記格納容器の上端の格納容器ヘッドの上方がシールドプラグによって覆われている原子炉における、前記圧力容器の下部及び前記格納容器の底部に溜まった燃料デブリの取出方法であって、前記原子炉格納容器、前記原子炉圧力容器、これらの内側に配置された炉内構造物と、前記原子炉圧力容器内又はペデスタル内外に漏出した燃料デブリと、を穿孔、切断して、原子炉オペレーティングフロア上の高さまで吊上げ、取出す燃料デブリ取出方法であって、
穿孔又は切断工程の前に、穿孔又は切断の対象物の上方空間における前記原子炉格納容器、原子炉圧力容器及び前記炉内構造物のうち少なくとも１つの上端面に、磁性中実鋼球、磁性中空鋼球、直径が前記磁性中空鋼球の直径の２乃至４倍の大径磁性中空鋼球、前記磁性中実鋼球を詰めた布袋からなる楕円体形状遮蔽袋のいずれかからなる遮蔽材を載置して遮蔽層を形成する工程と、
前記対象物における穿孔又は切断予定箇所の上側位置の前記遮蔽材を、電磁石により吸着して、前記遮蔽層から吊上げ分離して、穿孔又は切断のための作業空間を形成する工程と、
前記形成された作業空間を通って、上方から前記対象物を穿孔又は切断する作業工程と、
前記穿孔による穿孔削又は切断された前記対象物の切片を吊上げて取出す工程と、
前記対象物の側面を囲む環状空間に、前記遮蔽材を充填して環状遮蔽層を形成する工程と、
前記対象物の切断作業の終了後に、前記環状遮蔽層を構成する遮蔽材を電磁石により吸着して吊上げ、取出す工程と、
を有してなり、
前記遮蔽層を形成する工程は、前記格納容器上端部と原子炉キャビティの内周面との間に、前記磁性中空大鋼球を投下して格納容器上端部遮蔽層を形成する工程、及び、前記格納容器上端部遮蔽層の上に、前記楕円体形状遮蔽袋からなる遮蔽材を単に袋ごと敷設して、頂部遮蔽層を形成する工程を含み、
前記環状遮蔽層を形成する工程は、充填場所が狭い環シュラウド隙間に、重さによってシュラウドが内側に塑性変形する限界値以内となるように磁性中空小鋼球を遮蔽材として充填してシュラウドヘッド遮蔽層を形成する工程を含む、
ことを特徴とする燃料デブリ取出方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記対象物の穿孔後に、穿孔により形成された孔から除染水を噴霧して、前記対象物及びこれよりも下方にある原子炉構造物を除染する工程を有することを特徴とする燃料デブリ取出方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記磁性中空鋼球の直径は、複数の磁性中空鋼球が相互に接しているとき、これらの隙間に前記磁性中実鋼球が落下することなく留まる大きさとされたことを特徴とする燃料デブリ取出方法。
【請求項４】
原子炉の炉心部を格納する圧力容器と、この圧力容器を格納する格納容器と、前記格納容器を囲む原子炉キャビティとを備え、前記格納容器の上端の格納容器ヘッドの上方がシールドプラグによって覆われている原子炉における、前記圧力容器の下部及び前記格納容器の底部に溜まった燃料デブリの取出方法であって、
前記シールドプラグの上側から下側に貫通する複数の作業用孔を穿孔する工程と、
前記作業用孔から、少なくとも前記格納容器の上端の前記格納容器ヘッド、前記圧力容器の上端の圧力容器ヘッドを貫通して、前記圧力容器内におけるシュラウド上端のシュラウドヘッドの上方位置までの炉心部上部構造物に上方から貫通孔を穿孔する工程と、
除染水ノズルを、前記作業用孔を通して前記シールドプラグの下側に、更に、前記貫通孔を通って、前記格納容器内及び前記圧力容器内に突出させて除染水を散布して、少なくとも前記シールドプラグ下側面、前記原子炉キャビティ上部内周面、前記格納容器ヘッドの内外面、前記圧力容器ヘッドの内外面を除染する上部除染工程と、
前記貫通孔から遮蔽材投下管を垂下し、下端から磁性鋼球からなる遮蔽材を投下して、前記シュラウドの外周面と前記圧力容器の内周面との間の環シュラウド隙間に充填し、且つ、前記シュラウドヘッドの上面を覆うシュラウドヘッド遮蔽層を形成する工程と、
前記貫通孔を通して、複数の磁性鋼球を入れた遮蔽袋を投下して、前記シュラウドヘッド上方の、炉心部上部構造物の最上位置の上面を覆って上部遮蔽層を形成する工程と、
前記貫通孔を通して、前記圧力容器上端部とその周囲の原子炉キャビティの内周面との間に磁性鋼球からなる遮蔽材を投下して、前記圧力容器ヘッドの頂部を除く前記圧力容器上端部を遮蔽する圧力容器上端部遮蔽層を形成する工程と、
前記圧力容器ヘッドの頂部と前記圧力容器上端部遮蔽層の上面に前記と同様の遮蔽袋を投下して、前記頂部及び前記遮蔽材の上面を遮蔽して頂部遮蔽層を形成する工程と、
前記シールドプラグを吊上げて除去する工程と、
マニプレータにより、前記格納容器ヘッドを切取る格納容器ヘッド切取り工程と、
前記格納容器ヘッド切取り工程の前に、前記切取り作業の切断線上の、前記遮蔽袋及び前記圧力容器上端部遮蔽層を除去する工程と、
前記格納容器ヘッド切取り工程後に、前記切取られた格納容器ヘッド上の前記遮蔽袋及び前記圧力容器上端部遮蔽層を除去する工程と、
前記切取られた前記格納容器ヘッドの取出工程と、
前記取出工程の後に、前記格納容器ヘッドと圧力容器ヘッドとの間の位置にある保温カバー上に前記と同様の遮蔽袋を投下して、保温カバー遮蔽層を形成する工程と、
前記保温カバーに接続しているダクトを切断してから、該保温カバーを吊上げて除去する保温カバー除去工程と、
前記圧力容器ヘッドの上部外周に設けられたフランジの前記格納容器内周に連結しているフランジボルトワッシャ部を切断するフランジボルトワッシャ切断工程と、
前記圧力容器ヘッドを吊上げて除去する圧力容器ヘッド除去工程と、
前記貫通孔を通り、更に、前記シュラウドヘッド遮蔽層を通って、前記シュラウドヘッドに炉心貫通孔を形成する工程と、
前記炉心貫通孔を通して、炉心内に、多数の磁性鋼球からなる遮蔽物を充填すると共に、前記と同様の遮蔽袋を投下して、炉心上端面上に、炉心上端面遮蔽層を形成する工程と、
前記シュラウドヘッド遮蔽層を除去する工程と、
燃料デブリ及び炉内構造物を上方から切出し、且つ、前記遮蔽物を上方から吸着するマニプレータを備えた燃料デブリ取出装置により、炉心内で、最上部にある前記遮蔽材を吸着し、炉内構造物及び燃料デブリを上側から切出して、吸着した遮蔽材及び切出した燃料デブリ、炉内構造物を吊上げて除去する工程と、
を有してなる燃料デブリ取出方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記上部除染工程の後に、高圧水管を、前記貫通孔から圧力容器ヘッドを貫通して、その下側の蒸気乾燥器まで通して、除染水により前記蒸気乾燥器を除染する工程と、
を有することを特徴とする燃料デブリ取出方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記上部遮蔽層を形成する工程の後に、前記作業用孔を通して、前記と同様の複数の遮蔽袋を投下して、前記蒸気乾燥器の上面を覆って遮蔽する蒸気乾燥器遮断層を形成する工程、
を有することを特徴とする燃料デブリ取出方法。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかにおいて、
前記シュラウドヘッドを除去する工程の後に、
気水分離器の前記圧力容器への固定ボルトを除去する工程と、
前記気水分離器を吊上げ除去する工程と、
を有することを特徴とする燃料デブリ取出方法。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれかにおいて、
前記シールドプラグを除去する工程の後に、オペレーティングフロアに、前記シールドプラグを除去した開口を覆う遮蔽位置と前記オペレーティングフロア上に退避した退避位置との間で移動自在で、上部構造物撤去用マニプレータを着脱自在に備えたスライド遮蔽板を設置する工程と、
を有することを特徴とする燃料デブリ取出方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記圧力容器ヘッドの前記フランジが固定されていた前記格納容器内周の取付座に、炉心部上方を開閉する、遮蔽材付きのフランジ蓋を設置する工程と、
を有することを特徴とする燃料デブリ取出方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記マニプレータを吊下げて、これを昇降させるクレーン装置と、前記クレーン装置を支持すると共に、前記オペレーティングフロア上の退避位置及び前記フランジ蓋上方の作業位置との間で移動可能な台車と、を有してなる燃料デブリ取出装置を設置する工程と、
前記台車を前記作業位置に移動させて、前記フランジ蓋を開き、前記燃料デブリ取出装置を降下させる工程と、
を有することを特徴とする燃料デブリ取出方法。
【請求項１１】
請求項４乃至１０のいずれかにおいて、
前記頂部遮蔽層を形成する磁性鋼球を、中空の強磁性ステンレス鋼ボールとし、その総重量が前記圧力容器ヘッドの塑性変形限界値未満となるようにすることを特徴とする燃料デブリ取出方法。
【請求項１２】
請求項４乃至１０のいずれかにおいて、
前記マニプレータは磁性鋼球を吸着する磁気吸着部を備え、該磁気吸着部により前記遮蔽材及び遮蔽袋を吸着して吊上げることを特徴とする燃料デブリ取出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉心溶融を起した原子炉から、燃料デブリ等の放射線源の形状と線量に柔軟に対応して遮蔽できる遮蔽材を用いて放射線を遮蔽しつつ、気中にて原子炉圧力容器内及びペデスタル内外にある燃料デブリ及び炉内構造物を取出すことができる燃料デブリ取出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、原子炉圧力容器底部及び原子炉格納容器底部に溜まった溶融燃料を、水中で遠隔操作により安全に取出すことができる溶融燃料取出装置が提案されている。
【０００３】
しかしながら、該溶融燃料取出装置は、気中での取出しに適用できず、また作業時に、オペレーティングフロアの中心を開口しなければならないので、圧力容器から放射性物質が気体とともに上昇して、オペレーティングフロア上にまで放射性物質が充満してしまうという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９５３０９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、原子炉上部からアクセスし、放射線源の形状と線量に応じて柔軟に遮蔽できる遮蔽材を用いて放射線を遮蔽しつつ、気中にて燃料デブリを取出すことができる方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、（１）原子炉の炉心部を格納する圧力容器と、この圧力容器を格納する格納容器と、前記格納容器を囲む原子炉キャビティとを備え、前記格納容器の上端の格納容器ヘッドの上方がシールドプラグによって覆われている原子炉における、前記圧力容器の下部及び前記格納容器の底部に溜まった燃料デブリの取出方法であって、前記原子炉格納容器、前記原子炉圧力容器、これらの内側に配置された炉内構造物と、前記原子炉圧力容器内又はペデスタル内外に漏出した燃料デブリと、を穿孔、切断して、原子炉オペレーティングフロア上の高さまで吊上げて、取出す燃料デブリ取出方法であって、穿孔又は切断工程の前に、穿孔又は切断の対象物の上方空間における前記原子炉格納容器、原子炉圧力容器及び前記炉内構造物のうち少なくとも１つの上端面に、磁性中実鋼球、磁性中空鋼球、直径が前記磁性中空鋼球の直径の２乃至４倍の大径磁性中空鋼球、前記磁性中実鋼球を詰めた布袋からなる楕円体形状遮蔽袋のいずれかからなる遮蔽材を載置して遮蔽層を形成する工程と、前記対象物における穿孔又は切断予定箇所の上側位置の前記遮蔽材を、電磁石により吸着して、前記遮蔽層から吊上げ分離して、穿孔又は切断のための作業空間を形成する工程と、前記形成された作業空間を通って、上方から前記対象物を穿孔又は切断する作業工程と、前記穿孔による穿孔削又は切断された前記対象物の切片を吊上げて取出す工程と、前記対象物の側面を囲む環状空間に、前記遮蔽材を充填して環状遮蔽層を形成する工程と、前記対象物の切断作業の終了後に、前記環状遮蔽層を構成する遮蔽材を電磁石により吸着して吊上げ、取出す工程と、を有してなり、前記遮蔽層を形成する工程は、前記格納容器上端部と原子炉キャビティの内周面との間に、前記磁性中空大鋼球を投下して格納容器上端部遮蔽層を形成する工程、及び、前記格納容器上端部遮蔽層の上に、前記楕円体形状遮蔽袋からなる遮蔽材を単に袋ごと敷設して、頂部遮蔽層を形成する工程を含み、前記環状遮蔽層を形成する工程は、充填場所が狭い環シュラウド隙間に、重さによってシュラウドが内側に塑性変形する限界値以内となるように磁性中空小鋼球を遮蔽材として充填してシュラウドヘッド遮蔽層を形成する工程を含む、ことを特徴とする燃料デブリ取出方法により、上記課題を解決するものである。
【０００７】
又、本発明は、（２）原子炉の炉心部を格納する圧力容器と、この圧力容器を格納する格納容器と、前記格納容器を囲む原子炉キャビティとを備え、前記格納容器の上端の格納容器ヘッドの上方がシールドプラグによって覆われている原子炉における、前記圧力容器の下部及び前記格納容器の底部に溜まった燃料デブリの取出方法であって、前記シールドプラグの上側から下側に貫通する複数の作業用孔を穿孔する工程と、前記作業用孔から、少なくとも前記格納容器の上端の前記格納容器ヘッド、前記圧力容器の上端の圧力容器へッドを貫通して、前記圧力容器内におけるシュラウド上端のシュラウドヘッドの上方位置までの炉心部上部構造物に上方から貫通孔を穿孔する工程と、除染水ノズルを、前記作業用孔を通して前記シールドプラグの下側に、更に、前記貫通孔を通って、前記格納容器内及び前記圧力容器内に突出させて除染水を散布して、少なくとも前記シールドプラグ下側面、前記原子炉キャビティ上部内周面、前記格納容器ヘッドの内外面、前記圧力容器ヘッドの内外面を除染する上部除染工程と、前記貫通孔から遮蔽材投下管を垂下し、下端から磁性鋼球からなる遮蔽材を投下して、前記シュラウドの外周面と前記圧力容器の内周面との間の環シュラウド隙間に充填し、且つ、前記シュラウドヘッドの上面を覆うシュラウドヘッド遮蔽層を形成する工程と、前記貫通孔を通して、複数の磁性鋼球を入れた遮蔽袋を投下して、前記シュラウドヘッド上方の、炉心部上部構造物の最上位置の上面を覆って上部遮蔽層を形成する工程と、前記貫通孔を通して、前記圧力容器上端部とその周囲の原子炉キャビティの内周面との間に磁性鋼球からなる遮蔽材を投下して、前記圧力容器ヘッドの頂部を除く前記圧力容器上端部を遮蔽する圧力容器上端部遮蔽層を形成する工程と、前記圧力容器ヘッドの頂部と前記圧力容器上端部遮蔽層の上面に前記と同様の遮蔽袋を投下して、前記頂部及び前記遮蔽材の上面を遮蔽して頂部遮蔽層を形成する工程と、前記シールドプラグを吊上げて除去する工程と、マニプレータにより、前記格納容器ヘッドを切取る格納容器ヘッド切取り工程と、前記格納容器ヘッド切取り工程の前に、前記切取り作業の切断線上の、前記遮蔽袋及び前記圧力容器上端部遮蔽層を除去する工程と、前記格納容器ヘッド切取り工程後に、前記切取られた格納容器ヘッド上の前記遮蔽袋及び前記圧力容器上端部遮蔽層を除去する工程と、前記切取られた前記格納容器ヘッドの取出工程と、前記取出工程の後に、前記格納容器ヘッドと圧力容器ヘッドとの間の位置にある保温カバー上に前記と同様の遮蔽袋を投下して、保温カバー遮蔽層を形成する工程と、前記保温カバーに接続しているダクトを切断してから、該保温カバーを吊上げて除去する保温カバー除去工程と、前記圧力容器ヘッドの上部外周に設けられたフランジの前記圧力容器外周に連結しているフランジボルトワッシャ部を切断するフランジボルトワッシャ切断工程と、前記圧力容器ヘッドを吊上げて除去する圧力容器ヘッド除去工程と、前記貫通孔を通り、更に、前記シュラウドヘッド遮蔽層を突き通して、前記シュラウドヘッドに炉心貫通孔を形成する工程と、前記炉心貫通孔を通して、炉心内に、多数の磁性鋼球からなる遮蔽物を充填すると共に、前記と同様の遮蔽袋を投下して、炉心上端面上に、炉心上端面遮蔽層を形成する工程と、前記シュラウドヘッド遮蔽層を除去する工程と、燃料デブリ及び炉内構造物を上方から切出し、且つ、前記遮蔽物を上方から吸着するマニプレータを備えた燃料デブリ取出装置により、炉心内で、最上部にある前記遮蔽材を吸着し、炉内構造物及び燃料デブリを上側から切出して、吸着した遮蔽材及び切出した燃料デブリ、炉内構造物を吊上げて除去する工程と、を有してなる燃料デブリ取出方法により、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、原子炉上部から順次炉内構造物を穿孔したり除染するとき、あるいは炉内構造物や燃料デブリを切出す作業の際に、遮蔽材として磁性鋼球を用いて、対象物の形状及び線量に応じて最適に放射線を遮蔽し、作業前に、作業に必要な個所の磁性鋼球を吸着除去し、残りの磁性鋼球で遮蔽しつつ作業をし、作業後は迅速に磁性鋼球を吸着して引き上げを工程を繰返し、燃料デブリを、安全、確実に取出すことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係る燃料デブリの取出方法を実施するための、原子炉の概略構造を示すブロック図
【図２】本発明の実施例に係る燃料デブリ取出方法を実施する対象となる原子炉を模式的に示す断面図
【図３】同燃料デブリ取出方法の実施工程の第１、１／５を示すフローチャート
【図４】同燃料デブリ取出方法の実施工程の第２、１／５を示すフローチャート
【図５】同燃料デブリ取出方法の実施工程の第３、１／５を示すフローチャート
【図６】同燃料デブリ取出方法の実施工程の第４、１／５を示すフローチャート
【図７】同燃料デブリ取出方法の実施工程の第５、１／５を示すフローチャート
【図８】シールドプラグ上に穿孔装置を設置した状態を示す図２と同様の断面図
【図９】穿孔装置によって穿孔された作業用孔を示す平面図
【図１０】作業用孔に除染ノズルを挿入した状態を示す図２と同様の断面図
【図１１】除染装置の高圧水管で炉心部を洗浄する状態を示す図２と同様の断面図
【図１２】遮蔽材充填装置により遮蔽材を投下した状態を示す図２と同様の断面図
【図１３】原子炉内に遮蔽材を敷設した状態を模式的に示す断面図
【図１４Ａ】遮蔽材Ａ〜Ｃを示す正面図
【図１４Ｂ】遮蔽材Ｄを示す一部断面とした正面図
【図１４Ｃ】遮蔽材ＡとＢとの関係を模式的に示す平面図
【図１４Ｄ】３個の遮蔽材Ｂの中心に遮蔽材Ａを載せた状態を示す図２と同様の断面図
【図１５】シュラウド遮蔽層、シュラウドヘッド遮蔽層及び気水分離器遮蔽層を形成した状態を示す図２と同様の断面図
【図１６】蒸気乾燥器遮蔽層及び格納容器上端部遮蔽層、原子炉キャビティ内遮蔽層及び格納容器頂部遮蔽層を形成した状態を示す図２と同様の断面図
【図１７】シールドプラグを吊上げ、スライド遮蔽板上を経て、建屋外へ搬出する状態を示す図２と同様の断面図
【図１８】スライド遮蔽板に上部構造物撤去用マニプレータを設置した状態を示す図２と同様の断面図
【図１９Ａ】上部構造物撤去用マニプレータの構成を示す正面図
【図１９Ｂ】上部構造物撤去用マニプレータの構成を示す側面図
【図１９Ｃ】上部構造物撤去用マニプレータのアーム先端にリフティング電磁石を装着した状態を示す斜視図
【図２０】上部構造物撤去用マニプレータにより、格納容器ヘッドを切断して吊上げた状態を示す図２と同様の断面図
【図２１】スライド遮蔽板に格納容器ヘッド収納箱を設置した状態を示す図２と同様の断面図
【図２２】切断した格納容器ヘッドを吊上げた状態を示す図２と同様の断面図
【図２３】格納容器ヘッドをスライド遮蔽板に乗せて搬出位置に移動させた状態を示す図２と同様の断面図
【図２４】上部構造物撤去用マニプレータにより保温カバーに接続しているダクト等を切断する状態を示す図２と同様の断面図
【図２５】保温カバー収納箱を保温カバー上方に移動させた状態を示す図２と同様の断面図
【図２６】保温カバーを吊上げて保温カバー収納容器内に移動させた状態を示す図２と同様の断面図
【図２７】保温カバー、保温カバー収納箱を吊上げて搬出する状態を示す図２と同様の断面図
【図２８】吊上げ前圧力容器ヘッド遮蔽層を形成し、上部構造物撤去用マニプレータによりフランジボルト等を切断する状態を示す図２と同様の断面図
【図２９】圧力容器ヘッドを圧力容器ヘッド収納箱に収まるまで吊上げる状態を示す図２と同様の断面図
【図３０】蒸気乾燥器収納箱を蒸気乾燥器の真上に移動した状態を示す図２と同様の断面図
【図３１】蒸気乾燥器及び気水分離器の取外しの様子を示す写真
【図３２Ａ】蒸気乾燥器を蒸気乾燥器収納箱に収納されるまで吊上げた状態を示す図２と同様の断面図
【図３２Ｂ】蒸気乾燥器を載せたスライド遮蔽板をＤＳピット上に移動した状態を示す図２と同様の断面図
【図３２Ｃ】除染槽内で除染水により蒸気乾燥器を除染する状態を示す図２と同様の断面図
【図３２Ｄ】ＤＳピット内で除染水により蒸気乾燥器を除染した後に搬出する状態を示す図２と同様の断面図
【図３３】シュラウドヘッドに炉心貫通孔を穿孔する状態を示す図２と同様の断面図
【図３４Ａ】上部構造物撤去用マニプレータにより、気水分離器の圧力容器への固定ボルトを除去する状態を示す図２と同様の断面図
【図３４Ｂ】天井クレーンにより気水分離器を吊上げる過程を示す図２と同様の断面図
【図３５Ａ】気水分離器を吊上げて気水分離器収納箱に収容する状態を示す図２と同様の断面図
【図３５Ｂ】気水分離器を、気水分離器収納箱に収容した状態で除染槽の上方に移動させた状態を示す図２と同様の断面図
【図３６Ａ】気水分離器を、除染槽内で除染する状態を示す図２と同様の断面図
【図３６Ｂ】気水分離器を除染して、気水分離器収納箱と共に吊上げて搬出する状態を示す図２と同様の断面図
【図３７Ａ】炉心部上方を開閉するフランジ蓋を設置した状態を示す図２と同様の断面図
【図３７Ｂ】スライド遮蔽板に燃料デブリ取出装置を設置した状態を示す図２と同様の断面図
【図３７Ｃ】燃料デブリ取出装置とフランジ蓋を示す平面図
【図３８Ａ】フランジ蓋を開き、燃料デブリ取出装置を降下させる直前の状態を示す、図２の一部を拡大したと同様の断面図
【図３８Ｂ】シュラウド遮蔽層の除去開始直前の状態を示す図２と同様の断面図
【図３９Ａ】シュラウド遮蔽層を吸着除去し、炉内構造物、燃料デブリを切出して吊上げる状態を示す図２と同様の断面図
【図３９Ｂ】吊上げた炉内構造物、燃料デブリを移送容器に入れて、機器貯蔵ピットに収容する過程を示す図２と同様の断面図
【図３９Ｃ】燃料デブリ取出装置が、圧力容器下鏡に接近した状態を示す図２と同様の断面図
【図４０】圧力容器下鏡の外周部に、遮蔽材投下用貫通孔を穿孔した状態を示す図２と同様の断面図
【図４１】炉心に、制御棒駆動機構と圧力容器下鏡の一体吊具を設置した状態を示す図２と同様の断面図
【図４２Ａ】圧力容器下鏡の上面と一体吊具との間、ＣＲＤ交換装置、ペデスタル床の上に遮蔽材層を形成した状態を示す図２と同様の断面図
【図４２Ｂ】大型クレーンのワイヤーにより、圧力容器下鏡とＣＲＤを一体で、ＣＲＤ一体収納箱内に吊上げた状態を示す図２と同様の断面図
【図４２Ｃ】燃料デブリ取出装置により、ＣＲＤノズルを囲む外周に貫通孔を形成する状態を示す図２の一部を拡大したと同様の断面図
【図４２Ｄ】燃料デブリ取出装置により、圧力容器下鏡の周囲を切断する状態を示す図４２Ｃと同様の断面図
【図４２Ｅ】圧力容器下鏡を吊上げる吊具を設置した状態を示す図４２Ｃと同様の断面図
【図４３】燃料デブリ取出装置により、燃料デブリ、ＣＲＤ交換装置を切取って吊上げる状態を示す図２と同様の断面図
【図４４】ペデスタル部点検通路から流出した燃料デブリを切取り除去する状態を示す図２と同様の断面図
【図４５】自走マニプレータにより、ペデスタル部点検通路から流出した燃料デブリを切取り除去する状態を示す図２と同様の断面図
【図４６】フランジ蓋、オペフロの中心部、仮開口等を閉じる状態を示す図２と同様の断面図
【図４７】遮蔽材充填装置の構成を模式的に示す正面図
【図４８】燃料デブリ取出装置の一部を構成するマニプレータ装置を拡大して示す断面図
【図４９Ａ】マニプレータアーム及びその先端に取付けられたリフティング電磁石を示す斜視図
【図４９Ｂ】マニプレータアーム及びその先端に取付けられたコアボーリングを示す斜視図
【図４９Ｃ】燃料デブリ取出装置等の機器を遠隔制御するための運転制御装置を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。
【００１１】
［実施例］
まず、図１を参照して、本発明の実施例に係る燃料デブリの取出方法を実施する対象となる原子炉１０の構成を説明する。
【００１２】
なお、ここでは、原子炉キャビティ、格納容器及びその内側の構造物を含めて「原子炉」とする。
【００１３】
原子炉１０は、地面に設置されたコンクリート基礎上の生体遮蔽壁１２によって囲まれた原子炉格納容器（以下、格納容器又はＰＣＶ）１４と、この格納容器１４の底部に設けられたペデスタル床１６と、該ペデスタル床１６上に立設された円筒状生体遮蔽体１８と、上端部が円筒状生体遮蔽体１８から上方に突出した状態で、格納容器１４によって囲まれた原子炉圧力容器（以下、圧力容器又はＲＰＶ）２０と、圧力容器２０下端の下側で円筒状生体遮蔽体１８により囲まれて設けられた制御棒駆動機構２２と、圧力容器２０内の炉心部２４と、これを囲むシュラウド２６と、シュラウド２６の下側で圧力容器２０の内側下端部に配置された制御棒案内管２８と、シュラウド２６の上方に、下側から順次配置された炉心部上部構造物である、スタンドパイプ３０、気水分離器３２及び蒸気乾燥器３４とから構成されている。
【００１４】
図１の符号１１０は、燃料デブリを示すが、その位置は推定である。
【００１５】
格納容器１４は、下半部が格納容器球殻部１４Ａ、上半部が格納容器円筒部１４Ｂ、上端部が半球形状の格納容器ヘッド１４Ｃとされている。また、圧力容器２０の上端部は、圧力容器ヘッド２０Ａとされている。
【００１６】
格納容器ヘッド１４Ｃの上方の空間は、シールドプラグ３６によって閉塞され、シールドプラグ３６の下面と、格納容器ヘッド１４Ｃとの間の空間は、原子炉キャビティ３８とされている。
【００１７】
また、シールドプラグ３６の周囲は、シールドプラグ３６の上面に連続する水平の、オペレーティングフロア（以下オペフロ）４０とされ、各種作業が行われるようにされている。
【００１８】
オペフロ４０の上方は、図２に示されるように、原子炉建屋４２により覆われ、且つ、原子炉建屋４２の内には、シールドプラグ３６及びオペフロ４０の上方に、天井クレーン４４が配置されている。
【００１９】
天井クレーン４４の下側には、シールドプラグ３６及びオペフロ４０を覆うバリア４６が設けられている。図２の符号４７は、バリア４６の側壁の外側に設けられた周囲遮蔽板を示す。
【００２０】
バリア４６の内側には、その天井近くに、移送容器クレーン４８が配置されている。また、バリア４６の天井には、図２において、シールドプラグ３６の右側のオペフロ４０上方に、バリア開口５０Ａが設けられ、また、シールドプラグ３６中央部の上方位置には、天井クレーン４４のワイヤが通過するための、ワイヤ昇降開口５０Ｂが設けられている。
【００２１】
バリア４６におけるバリア開口５０Ａの真上の原子炉建屋４２の天井部には、バリア開口５０Ａよりも大きくコンテナ仮開口４２Ａが設けられている。
【００２２】
コンテナ仮開口４２Ａと、バリア開口５０Ａは、それぞれ、開閉パネル４２Ｂ及び５０Ｃによって開閉自在とされている。
【００２３】
また、図２において、シールドプラグの３６右側におけるオペフロ４０の下方には、機器貯蔵ピット（以下ＤＳピット）５２が配置され、更に、シールドプラグ３６の左側の下方には、使用済燃料プール５４が配置されている。図２において符号５５は圧力容器ヘッド２０Ａに上方から被せられた保温カバーを示す。
【００２４】
本実施例に係る燃料デブリの取出方法を実施するために、各種の機器、遮蔽材等を用いるが、これらのうち、燃料デブリ取出のための主たる機器・設備について説明する。他の機器及び設備については、燃料デブリ取出工程の説明に沿って順次説明する。
【００２５】
燃料デブリ取出に係る主要な構成機器・装置・設備は；
１．燃料デブリ取出装置、２．燃料デブリ収納缶と移送容器、３．穿孔装置と遮蔽材充填装置、４．上部構造物撤去用マニプレータ、５．自走マニプレータ、６．スライド遮蔽板、７．バリア設備、８．原子炉内空気浄化設備、９．燃料デブリ冷却水浄化設備、１０．その他の設備、である。
【００２６】
１−１．燃料デブリ取出装置の仕様は、次の通りである。
（１）原子炉建屋内で１００ｔｏｎ天井クレーンは使用可能、オペフロからクレーンフックまでの高さは約１２ｍ（桁下は約８ｍ）。
（２）必要な容量の電気、給水（洗浄水、冷却水）、圧縮空気が使用可能とする。
（３）ＤＳピットのゲートプラグが既存原発情報を元に４分割とし、各高さはオペフロより１段目〜３段目は１８２０ｍｍ、４段目は１６００ｍｍ。
（４）前提仕様は、最大昇降距離約３３０００ｍｍ（オペフロからペデスタル床まで）、水平最大稼働半径；約２７８５ｍｍ（原子炉容器内壁まで）。
【００２７】
１−２．基本構造
（１）昇降機構は、張力トラス式クレーン、燃料デブリ取出部は、マニプレータ装置及び切断機器等、外国での原子炉施設での使用実績を踏まえた機器
（２）マニプレータ装置の構造
燃料デブリ取出装置に使用するマニプレータ装置は、金属製ボディで計６軸の関節を有し、先端のチャックにより燃料デブリの把持を行う。なお、可搬重量は約９０ｋｇで、最大リーチは約１６００ｍｍである。
（３）マニプレータ装置の搭載機器
【００２８】
切削機器として、円板カッター、はさみ、のこぎり、コアボーリング等とする。これらは、アタッチメント機構により自動的に着脱可能とされている。
【００２９】
更に、マニプレータ装置には、ＩＴＶなどの監視機器及びそのためのＬＥＤ照明が取付けられていて、遠隔からの監視制御が可能とされている。
【００３０】
１−３．燃料デブリ取出装置として、以下の装置が配備されている。
（１）切削片及び切削粉回収装置は、サイクロン及びバグフィルタ、ブロワ、収納缶保管装置、蓋締め器の構成で切削片等を回収し、サイクロン下にセットした収納缶に切削片等を払い出し、満杯になれば蓋をする。
（２）切削装置は、エンドミルによりデブリの表面を切削する。
（３）掘削装置は、コアボーリングによりデブリを掘削する。
（４）切断装置は、掘削装置によりデブリに孔を開けた後、この孔に円板カッターを挿入し、デブリを水平に切断する。
（５）マニプレータアームは、遮蔽材吸着及び切削等の工具を使用する時に稼働させる。
（６）ウォータージェット切断機は、研磨剤入りの水により対象物を切断する。
（７）自走マニプレータは、ペデスタル外のデブリの回収作業を行う。
【００３１】
２．原子炉容器フランジ蓋
ＲＰＶ内雰囲気を遮断する扉は、ＲＰＶフランジ部に搭載され、気密性を有さず、且つ、スライド遮蔽板がＤＳピットに退避しているときは閉められている。
【００３２】
３．クレーン装置は、昇降部とワイヤ張力監視部から構成され、定格巻き上げ荷重は約５０ｔｏｎ、概略重量は約８０ｔｏｎである。
【００３３】
以下、燃料デブリ取出工程を、図３〜図７のフローチャート及び図２、図８等の原子炉断面図、遮蔽材を示す図面を参照して説明する。図３〜図７においては、左側に主工程（ステップ１０１〜１４０）を示し、右側には、主工程のための準備工程、及び、廃棄物搬出工程からなる副工程（ステップ２０１〜２３１）を示す。
【００３４】
図３に示されるように、ステップ１０１において、シールドプラグ３６に作業用孔を穿孔するが、その前に、ステップ２０１〜２０５の副工程がある。
【００３５】
ステップ２０１では、バリア４６を設置し、ステップ２０２においては、原子炉建屋４２の天井に、コンテナ仮開口４２Ａを設置し、ステップ２０３では、バリア４６内に、移送容器クレーン４８用の水平のレール４８Ａを設置する（図２参照）。
【００３６】
ステップ２０４においては、オペフロ４０上に、中心部にクレーンの吊具等が通されるスライド遮蔽板開口部５７が設けられているスライド遮蔽板５６を設置する。スライド遮蔽板５６は、放射線遮蔽材料からなる遮蔽板にローラを取り付けて構成され、図２に示されるように、オペフロ４０上の待機位置と、シールドプラグ３６除去後の開口を閉塞する位置との間で移動自在とされたものである。
【００３７】
次のステップ２０５では、図８に示されるように、シールドプラグ３６上に、穿孔装置５８を設置し、主工程のステップ１０１において、シールドプラグ３６に、穿孔装置５８のドリルによって作業用孔６０を複数箇所に穿孔する。
【００３８】
なお、穿孔装置５８によって穿孔された作業用孔６０は、図９に示されるように、中心に十字型に５個の中央部孔６０Ａ、外周に同一円周上に８個の外側孔６０Ｂがそれぞれ形成されている。図９においてシールドプラグ３６の右隣には、待機状態のスライド遮蔽板５６が示されている。図９の符号１０３は、上記穿孔装置５８やクレーン、後述の各種制御装置、機器を遠隔制御するための運転制御室を示す。運転制御室１０３には、運転制御装置１０４が備えられている（図４９Ｃ参照）。
【００３９】
ステップ１０２に進み、穿孔装置５８により中央部孔６０Ａから、格納容器ヘッド１４Ｃ、圧力容器ヘッド２０Ａ、シュラウドヘッド２６Ａ上側まで貫通する貫通孔６２を穿孔する。この時、圧力容器ヘッド２０Ａの保温カバー５５も穿孔される。
【００４０】
貫通孔６２は、シールドプラグ３６の中心部の作業用孔６０から穿孔用ドリルを更に降下させてシュラウドヘッド２６Ａ上方のスタンドパイプ３０の、シュラウドヘッド２６Ａ付近まで穿孔される。
【００４１】
この間に、副工程では、ステップ２０６において、シールドプラグ３６上の穿孔装置５８を除染装置６４に交換する。
【００４２】
ステップ１０３に進み、図１０に示されるように、除染装置６４の除染水ノズル６５を、作業用孔６０から原子炉キャビティ３８内に挿入して、除染水ノズル６５の先端（下端）を揺動させることにより、原子炉キャビティ３８上部内周面を除染し、更に貫通孔６２を通って除染水ノズル６５を降下させ、格納容器ヘッド１４Ｃ、保温カバー５５、及び圧力容器ヘッド２０Ａの内外面を、除染水によって除染する。
【００４３】
ステップ１０４に進み、図１１に示されるように、除染装置６４における高圧水管６６を、シールドプラグ３６、格納容器ヘッド１４Ｃ、保温カバー５５、圧力容器ヘッド２０Ａを経て、炉内構造物の最上端にある蒸気乾燥器３４まで通して、高圧水管６６から除染水を噴射して、蒸気乾燥器３４を除染し、高圧水管６６を、更に下側の気水分離器３２、スタンドパイプ３０まで降下させ、除染水を噴射して、これら炉心部２４の構造物を順次除染する。この時、除染水は、シュラウド２６内側の炉心部２４下部に漏れているだろうと推測される燃料デブリ、同様に、ペデスタル床１６上に溶融後硬化したと考えられる燃料デブリに及ぶが、除染水によって、温度上昇を抑制できるので好都合である。
【００４４】
副工程では、ステップ２０７において、シールドプラグ３６上の除染装置６４を遮蔽材充填装置６８に交換し、次に、主工程のステップ１０５に進む。ステップ１０５では、図１２に示されるように、遮蔽材充填装置６８の遮蔽材投下管６９Ａによって、シュラウド２６の外周と圧力容器２０の内周面との間の環シュラウド隙間７０に磁性中空小鋼球７３からなる遮蔽材Ｂを充填し、シュラウドヘッド２６Ａの上面に磁性中実鋼球７２からなる遮蔽材Ａ（シュラウドヘッド遮蔽層７５Ａ）を敷設する（詳細は図１３参照）。図１３の符号７６はジェットポンプ、符号７７は再循環ポンプ入口配管、符号７８は遮蔽材充填用開口部をそれぞれ示す。
【００４５】
遮蔽材投下管６９Ａは、鉛直部分の先端に傾斜した投下筒が設けられ、投下筒を鉛直部分を中心として回転させることにより、遮蔽材を均一に投下するようにされている。
【００４６】
ここで、図１４Ａ〜１４Ｄを参照して、上記の磁性中実鋼球、磁性中空鋼球からなる遮蔽材について説明する。
【００４７】
この実施例において、表１に示されるように、磁性中実鋼球７２からなる遮蔽材Ａ、外径が５０ｍｍの磁性中空小鋼球７３からなる遮蔽材Ｂ、外径が１５０ｍｍの磁性中空大鋼球７４からなる遮蔽材Ｃ、布袋に磁性中実鋼球７２である遮蔽材Ａを詰めた楕円体状の遮蔽袋７５からなる遮蔽材Ｄから構成されている。
【００４８】
これら４種類の遮蔽材Ａ〜遮蔽材Ｄのそれぞれの形状、寸法、重量、体積、平均密度、材質は、表１に示される如くである。
【表１】
0006032689.tif 000002
【００４９】
これらの遮蔽材Ａ〜遮蔽材Ｄは、図１４Ａ及び図１４Ｂに示されている。又、図１４Ｃ及び図１４Ｄには、それぞれ、遮蔽材Ａを遮蔽材Ｂの上に載せた場合の状態を示しているが、遮蔽材Ｂの直径は、複数の遮蔽材Ｂが相互に接触しているとき、これらの隙間に遮蔽材Ａが落下することなく留まって、隙間を埋めて放射線遮蔽効果を高めるように選択されている。
【００５０】
なお、上記遮蔽材Ａ〜遮蔽材Ｄは、遮蔽材Ａがクロムコーティング炭素鋼又はフェライト系ステンレス鋼であり、遮蔽材Ｂ〜遮蔽材Ｄがいずれもフェライト系ステンレス鋼とされているが、本発明はこれに限定されるものでなく、磁力により吸着できる鉄系材料からなるものであればよい。但し、上記クロムコーティング炭素鋼は、所謂パチンコ鋼球とほぼ同一であり、これらは耐摩耗性、防錆性を有している。又、フェライト系ステンレス鋼は、高い耐摩耗性及び防錆性を備えている。錆が特に問題とならない環境では、単純な鋼材からなる磁性鋼球であればよい。
【００５１】
次に、上記遮蔽材Ａ〜遮蔽材Ｄの充填或いは設置場所と、その種類との関係を、表２に示される。
【表２】
0006032689.tif 000003
【００５２】
ここで、磁性中空小鋼球７３からなる遮蔽材Ｂは、ジェットポンプがあるシュラウド外周の隙間（環シュラウド隙間）と再循環系配管の部分に用いられる。これは、充填場所が狭いので、外径の小さな鋼球からなる遮蔽材Ｂを用いたものである。又、中空材としたのは、例えば磁性鋼球の重さによってシュラウドが内側に塑性変形する限界値以内となるようにするためである。
【００５３】
磁性中空大鋼球７４からなる遮蔽材Ｃを用いた場所は、比較的容積が大きく、且つ、塑性変形の限界値が大きくない場合に用いている。遮蔽袋７５からなる遮蔽材Ｄは、例えば、蒸気乾燥器３４の上や、気水分離器３２の上などのように、上方に隙間があって、且つ、水平面に近い箇所に単に袋ごと敷設することが出来る場合に用いている。
【００５４】
図１５に示されるように、ステップ１０５において、遮蔽材充填装置６８により、遮蔽材投下管６９Ａから、磁性中空小鋼球７３を、環シュラウド隙間７０に投下して充填し、シュラウド遮蔽層７１を形成する。
【００５５】
遮蔽材充填装置６８は、図４７に示されるように、遮蔽材投下装置６８Ａと、投下管保管装置６８Ｂと、投下管挿入装置６８Ｃとから構成されている。
【００５６】
投下管保管装置６８Ｂは、複数の遮蔽材投下管６９Ａを鉛直に保持し、且つ、無限軌道６９Ｂにより投下管挿入装置６８Ｃに進退自在に構成されている。
【００５７】
投下管挿入装置６８Ｃは、投下管保管装置６８Ｂから、遮蔽材投下管６９Ａを一本ずつ受け取って、これを、図１２に示されるように、シールドプラグ３６を貫通する孔に順次押し込んで、その上端に次の遮蔽材投下管６９Ａを接続して押し込み、所定の長さの遮蔽材投下管を構成するようにされている。
【００５８】
投下管挿入装置６８Ｃにより挿入、接続が完了した遮蔽材投下管６９Ａの上端に、遮蔽材投下装置６８Ａを接近させ、上端から、図１２、図１５、図１６に示されるように、遮蔽材を投入していく。
【００５９】
遮蔽材投下装置６８Ａは、遮蔽材が収納された遮蔽材容器６９Ｃと、この遮蔽材容器６９Ｃ内の遮蔽材を、フィードスクリュー６９Ｄによって順次切出して、遮蔽材投下管６９Ａの上端から落とし込むシュート管６９Ｅとを備えている。
【００６０】
ステップ１０６に進み、シュラウドヘッド２６Ａの上面に、磁性中実鋼球７２を投下して、シュラウドヘッド遮蔽層７５Ａを形成する。
【００６１】
ステップ１０７では、遮蔽材投下管６９から、磁性中実鋼球７２入りの遮蔽袋７５を投下して、気水分離器３２の上面を被う気水分離器遮蔽層７５Ｂを形成する。
【００６２】
次のステップ１０８では、遮蔽材投下管６９から、磁性中実鋼球７２入りの遮蔽袋（遮蔽材Ｄ）７５を投下し、蒸気乾燥器３４の上面を被う蒸気乾燥器遮蔽層７５Ｃを形成する。
【００６３】
ステップ１０９に進み、図１６に示されるように、格納容器ヘッド１４Ｃ上端部と原子炉キャビティ３８内周面との間に、磁性中空大鋼球（遮蔽材Ｃ）７４を投下して、格納容器上端部遮蔽層７５Ｄを形成する。
【００６４】
ステップ１１０に進み、格納容器ヘッド１４Ｃの頂部の上面の格納容器上端部遮蔽層７５Ｄの上面に、遮蔽袋（遮蔽材Ｄ）７５を投下して、頂部遮蔽層７５Ｅを形成する。
【００６５】
図１７に示されるように、主工程のステップ１１１では、天井クレーン４４により、シールドプラグ３６を吊上げ、副工程では、ステップ２０８において、スライド遮蔽板５６を天井クレーン４４下に移動させて、吊上げたシールドプラグ３６をスライド遮蔽板５６上に下ろす。
【００６６】
次のステップ２０９では、スライド遮蔽板５６を、原子炉建屋４２のコンテナ仮開口４２Ａ及びバリア４６のバリア開口５０Ａの下側、即ち、移動式の大型クレーン（全体図示省略）の吊具４９による吊上げ位置に移動させ、大型クレーンによりシールドプラグ３６を吊上げて、原子炉建屋４２外に搬出する。
【００６７】
図１８に示されるように、副工程では、ステップ２１０において、スライド遮蔽板に上部構造物撤去用マニプレータ８０を設置する。
【００６８】
上部構造物撤去用マニプレータ８０は、図１９Ａ、図１９Ｂに示されるように、回転台８０Ａと、この回転台８０Ａの下側に、図１９Ａにおいて左右方向に一定範囲で移動自在に設けられたスライダー８０Ｂと、このスライダー８０Ｂの下側に設けられた２基のアーム支持台８０Ｃと、このアーム支持台８０Ｃに各々支持された伸縮するアーム８０Ｄとを搭載していて、アーム８０Ｄの先端に格納容器ヘッド用の切断治具８０Ｅを取付けることができるようにされている。スライダー８０Ｂは、支持台８０Ｆに設置した回転台８０Ａ上の昇降装置８１Ａにより基台８１に対して一定範囲で上下動できるようにされている。支持台８０Ｆは、スライド遮蔽板５６上に据え付けられている。
【００６９】
なお、アーム８０Ｄの先端の切断治具８０Ｅは、図１９Ｃに示されるリフティング電磁石８０Ｇその他のツールに交換できる。
【００７０】
主工程に戻り、ステップ１１２では、上部構造物撤去用マニプレータ８０のリフティング電磁石８０Ｇにより吸着して、次工程の切り取り作業の切断線上及びその近傍の遮蔽袋（遮蔽材Ｄ）７５及び磁性中空大鋼球７４を、格納容器上端部遮蔽層７５Ｄから除去する。
【００７１】
ステップ１１３において、図２０に示されるように、上部構造物撤去用マニプレータ８０の切断治具８０Ｅにより、格納容器ヘッド１４Ｃの外周部を切断して、格納容器ヘッド１４Ｃを切り取る。
【００７２】
ステップ１１４では、上部構造物撤去用マニプレータ８０により、切り取られた格納容器ヘッド１４Ｃ上の残りの遮蔽袋（遮蔽材Ｄ）７５、磁性中空大鋼球７４を吊上げ除去する。副工程のステップ２１１では、図２１に示されるように、スライド遮蔽板５６に格納容器ヘッド収納箱８２を設置する。
【００７３】
主工程に戻り、ステップ１１５では、図２２に示されるように、切り取られた格納容器ヘッド１４Ｃを天井クレーン４４により吊上げる。副工程のステップ２１２においては、スライド遮蔽板５６を移動させ、吊上げられた格納容器ヘッド１４Ｃを降ろす。ステップ２１３では、格納容器ヘッド１４Ｃを大型クレーンの吊具４９の下に移動させ（図２３参照）、コンテナ仮開口４２Ａを通って、吊上げて、原子炉建屋４２外に搬出する。
【００７４】
ステップ２１４においては、スライド遮蔽板５６上に上部構造物撤去用マニプレータ８０を設置する。
【００７５】
主工程に戻り、ステップ１１６において、上部構造物撤去用マニプレータ８０のリフティング電磁石８０Ｇにより、保温カバー５５上に、遮蔽袋（遮蔽材Ｄ）７５を投下して、保温カバー遮蔽層７５Ｆを形成する。
【００７６】
主工程のステップ１１７では、上部構造物撤去用マニプレータ８０の切断治具８０Ｅにより、保温カバー５５に接続するダクトなどを切断する（図２４参照）。
【００７７】
副工程のステップ２１５では、上部構造物撤去用マニプレータ８０を保温カバー収納箱８４及びマニプレータ８５に交換し、保温カバー５５上方に移動させ（図２５参照）、主工程のステップ１１８では、図２６に示されるように、天井クレーン４４により保温カバー５５を保温カバー収納箱８４内に納まる位置まで吊上げる。
【００７８】
副工程のステップ２１６では、図２７に示されるように、吊上げた保温カバー５５を収容した保温カバー収納箱８４を、大型クレーンの吊具４９の下に移動させ、コンテナ仮開口４２Ａを通って、吊上げて、原子炉建屋４２外に搬出する。
【００７９】
主工程に戻り、図２８に示されるように、ステップ１１９において、圧力容器ヘッド２０Ａ上に遮蔽袋（遮蔽材Ｄ）７５を投下して、吊上げ前圧力容器ヘッド遮蔽層７５Ｇを形成し、ステップ１２０では、上部構造物撤去用マニプレータ８０の切断治具８０Ｅにより、圧力容器ヘッドフランジを連結するフランジボルト、ワッシャを切断する。
【００８０】
その間に、副工程では、ステップ２１７において、スライド遮蔽板５６に圧力容器ヘッド収納箱８６を設置し、主工程に戻り、ステップ１２１において、図２９に示されるように、天井クレーン４４により、圧力容器ヘッド２０Ａを圧力容器ヘッド収納箱８６に収容されるまで吊上げる。ステップ２１８において、圧力容器ヘッド２０Ａを収納した圧力容器ヘッド収納箱８６を大型クレーンの吊具４９下に移動させ、大型クレーンにより原子炉建屋４２外に搬出する。
【００８１】
ステップ２１９において、スライド遮蔽板５６に蒸気乾燥器収納箱８７を設置して、図３０に示されるように、蒸気乾燥器３４の真上に移動させる。
【００８２】
副工程のステップ２２０では、スライド遮蔽板５６を移動させ、主工程のステップ１２２において、蒸気乾燥器３４を取外してから（図３１参照）、図３２Ａに示されるように、天井クレーン４４により蒸気乾燥器３４を蒸気乾燥器収納箱８７に収容される位置まで吊上げ、吊上げた蒸気乾燥器３４を下ろす。
【００８３】
副工程におけるステップ２２１では、図３２Ｂに示されるように、蒸気乾燥器３４を載せたスライド遮蔽板５６をＤＳピット５２上に移動させる。
【００８４】
ステップ２２２では、図３２Ｃ、図３２Ｄに示されるように、オペフロ４０下側のＤＳピット５２内において、設置された除染槽５２Ａ内で、除染水により蒸気乾燥器３４を除染後に、大型クレーンにより、蒸気乾燥器収納箱８７とともに原子炉建屋４２外に搬出する。ステップ２２３では、スライド遮蔽板５６に、上部構造物撤去用マニプレータ８０を設置する。
【００８５】
主工程のステップ１２３では、穿孔位置のシュラウドヘッド遮蔽層７５Ａを除去して、シュラウドヘッドに炉心貫通孔９０を穿孔する（図３３参照）。シュラウドヘッド遮蔽層７５Ａの除去は、上部構造物撤去用マニプレータ８０のリフティング電磁石８０Ｇにより吸着して行う。
【００８６】
ステップ１２４に進み、炉心貫通孔９０から、炉心内に磁性中空大鋼球７４からなる遮蔽材Ｃを充填し、又、磁性中実鋼球７２の入った遮蔽袋（遮蔽材Ｄ）７５を投下して炉心上端面遮蔽層７５Ｈを形成する。
【００８７】
ステップ１２５では、上部構造物撤去用マニプレータ８０のリフティング電磁石８０Ｇにより、図３４Ａに示されるように、シュラウドヘッド遮蔽層７５Ａを構成する遮蔽袋７５を吸着除去し、ステップ１２６では、上部構造物撤去用マニプレータ８０により、気水分離器３２の、圧力容器２０への固定ボルトを除去する。
【００８８】
副工程のステップ２２４では、スライド遮蔽板５６に、気水分離器収納箱９１を設置し、図３４Ｂに示されるように、気水分離器３２の上方位置に移動する。主工程に戻り、ステップ１２７において、天井クレーン４４により、図３５Ａに示されるように、気水分離器３２を気水分離器収納箱９１に収容される位置まで吊上げ、これを気水分離器収納箱９１に収容し、図３５Ｂに示されるように大型クレーンによる吊下げ位置に移動する。
【００８９】
気水分離器収納箱９１に収容された気水分離器３２は、副工程のステップ２２５において、図３６Ａに示されるように、オペフロ４０下の除染槽５２Ａに入れられて除染され、ステップ２２６において、図３６Ｂに示されるように、除染された気水分離器３２は気水分離器収納箱９１とともに大型クレーンにより吊上げられて、原子炉建屋４２外に搬出される。
【００９０】
ステップ２２７においては、図３７Ａに示されるように、燃料デブリ取出しのための準備が行われる。即ち、機器貯蔵ピット５２には、収納缶置き台９５、保守点検台９６がそれぞれ設置され、使用済燃料プール５４内には、収納缶ラック９５Ａ及び収納缶移送台車９５Ｂがそれぞれ設置される。また、主工程のステップ１２８では、圧力容器ヘッド２０Ａの格納容器１４内周への取り付け部に炉心部上方を開閉するフランジ蓋９４を設置する。
【００９１】
ステップ２２８に進み、スライド遮蔽板５６に、図３７Ｂに示されるように、燃料デブリ取出装置１００が設置される。
【００９２】
フランジ蓋９４は、放射線遮蔽材料を取付けて構成され、図３７Ａ、図３７Ｂの実線で示される状態で、圧力容器２０上端開口を閉じ、図３７Ａ、図３７Ｂの鎖線で示される状態で、上記開口を開き、天井クレーン４４の運動及び上部構造物撤去用マニプレータ８０や燃料デブリ取出装置１００の炉心部２４での作業が可能となるようにしている。図３７Ｃは、フランジ蓋９４や燃料デブリ取出装置１００を示す平面図である。
【００９３】
燃料デブリ取出装置１００は、マニプレータ装置１０１と張力トラスクレーン装置１０２とから構成されている。
【００９４】
張力トラスクレーン装置１０２は、図４８に示されるように、マニプレータ装置１０１をワイヤによって吊下げるものであるが、張力トラスを応用して、マニプレータ装置１０１が搖動しないようにされている。
【００９５】
また、マニプレータ装置１０１は、張力トラスクレーン装置１０２によって吊下げられた回転台１０１Ａと、この回転台１０１Ａの下側に取付けられた切削ツール台１０１Ｂと、切出した燃料デブリを収容する収納缶９５Ｃのための収納缶台１０１Ｃと、マニプレータアーム１０１Ｄと、収納缶昇降機１０１Ｅと、を備えている。
【００９６】
また、図４８において、符号１０１Ｆはウォータージェット用の水タンク、１０１Ｇはフィルタ装置をそれぞれ示す。マニプレータアーム１０１Ｄの先端には、エンドミルなどの切削工具１０１Ｈが取付けられている。
【００９７】
又、切削ツール台１０１Ｂには、マニプレータアーム１０１Ｄの先端の取り替え用工具として、カッター１０１Ｉ、ウォータージェットノズル１０１Ｊが装備されている。これらは、マニプレータアーム１０１Ｄの自らの操作によって、相互に交換可能とされている。
【００９８】
マニプレータアーム１０１Ｄには、上記の他に、図４９Ａに示されるリフティング電磁石１０１Ｋ、あるいは図４９Ｂに示されるコアボーリング１０１Ｌが付け替えられるようになっている。
【００９９】
燃料デブリ取出装置１００は、図４９Ｃに示される運転制御装置１０４により遠隔運転される。運転制御装置１０４は、操作・監視盤１０４Ａ、制御盤１０４Ｂ、電源盤１０４Ｃから構成されている。制御盤１０４Ｂは、複数のサーボ・コントローラ１０４Ｄ、電源部１０４Ｅを有し、燃料デブリ取出装置１００のマニプレータ装置１０１と張力トラスクレーン装置１０２に制御信号と動力電力を送るようにされている。なお、上部構造物撤去用マニプレータ８０等も運転制御室１０３から遠隔運転される。
【０１００】
ステップ１２９に進み、図３８Ａ、図３８Ｂに示されるように、フランジ蓋９４が開かれ、燃料デブリ取出装置１００のマニプレータ装置１０１を降下させる。次のステップ１３０までの間に、副工程のステップ２２８において、機器貯蔵ピット５２に、移送容器９７を準備する。
【０１０１】
主工程のステップ１３０に進み、図３９Ａに示されるように、燃料デブリ取出装置１００により、シュラウド遮蔽層７１を吸着除去し、更に、炉内構造物、燃料デブリ１１０を上側から切出して吊上げる。この切出しは、図３９Ｂの状態から図３９Ｃに示される圧力容器下鏡２０Ｂに接近していく。
【０１０２】
ステップ１３１では、図３９Ｂに示されるように、吊上げた炉内構造物や燃料デブリ１１０を収納缶９５Ｃに入れ、機器貯蔵ピット５２における収納缶置き台９５の移送容器９７に収容する。
【０１０３】
副工程のステップ２２９、２３０では、移送容器９７を移送容器クレーン４８で使用済燃料プールに移送する。
【０１０４】
副工程のステップ２３０において、吊上げた移送容器９７を、使用済燃料プール５４の収納缶ラック９５Ａに収容する。
【０１０５】
ステップ１３２では、圧力容器下鏡２０Ｂの外周部に、遮蔽材投下用貫通孔１１１を穿孔し（図４０参照）、ステップ１３３では、図４１に示されるように、炉心に、制御棒駆動機構２２と圧力容器下鏡２０Ｂの一体吊具９３Ａを設置する。
【０１０６】
ステップ１３４に進み、図４２Ａに示されるように、遮蔽材を遮蔽材投下用貫通孔１１１から投下し、圧力容器下鏡２０Ｂの上面と一体吊具９３Ａとの間、ＣＲＤ交換装置１１２、ペデスタル床１６の上に遮蔽材層７５Ｉを形成する。詳細には上記遮蔽材投下用貫通孔１１１からは、磁性中実鋼球７２（外径約２５ｍｍ、密度７．８ｇ・ｃｍ3）又はこの鋼球を入れた遮蔽袋７５をＣＲＤ交換装置１１２周辺とペデスタル床１６の燃料デブリ１１０上に、約４０ｃｍ厚さまで投入し、放射線を約１／１００にする。又は、ジェットポンプ７６の隙間から回収した磁性中空小鋼球７３（外径約５０ｍｍ、板厚３ｍｍ、密度は水より重い約３ｇ／ｃｍ3）を約７０ｃｍの厚さに投入する。
【０１０７】
ステップ１３５において、フランジ蓋９４を取外し、ヘッドが除去された圧力容器２０上端にＣＲＤ一体収納箱１１３を設置する。
【０１０８】
次のステップ１３６では、図４２Ｂに示されるように、大型クレーンのワイヤにより吊上げ用仮開口であるコンテナ仮開口４２Ａ、ワイヤ昇降開口５０Ｂを通って圧力容器下鏡２０ＢとＣＲＤを一体で吊上げると同時に、一体吊具９３ＡによりＣＲＤ一体収納箱１１３を吊上げる。
【０１０９】
その間に、副工程のステップ２３１において、大型クレーンの吊具４９により、ＣＲＤ一体構造物をＣＲＤ一体収納箱１１３と共に、原子炉建屋４２の天井及びバリア４６の天井の吊上げのバリア開口５０Ａを通って吊上げて搬出する。
【０１１０】
図４２Ｃ〜図４２Ｅに、圧力容器下鏡２０Ｂと、ＣＲＤの一体撤去の作業の過程を示す。
【０１１１】
図４２Ｃの符号１１５はＣＲＤ耐震サポート、１１６はＣＲＤ交換通路をそれぞれ示す。
【０１１２】
上記貫通孔１１１からは、マニプレータ装置１０１におけるレーザカッタ１１７を入れて、ＣＲＤ耐震サポート１１５やインコアモニタケーブル等を切断する。
【０１１３】
図４２Ｄは、マニプレータ装置１０１のカッター１０１Ｉにより圧力容器下鏡２０Ｂの円周を切断している状態を示す。また、図４２Ｅは一体吊具９３Ａのフックを移動式大型クレーンのワイヤ９３Ｂに接続し、吊上げる直前の状態を示している。
【０１１４】
なお、ＣＲＤ一体収納箱１１３は大型クレーンにより一体吊具９３Ａとともに吊降す途中でＲＰＶフランジ部に置かれる。
【０１１５】
主工程のステップ１３７に進み、燃料デブリ取出装置１００により、ＣＲＤ交換装置１１２上の遮蔽材を除去し、燃料デブリ１１０、ＣＲＤ交換装置１１２を切取って吊上げる（図４３参照）。
【０１１６】
主工程のステップ１３８に進み、ペデスタル床１６上の遮蔽材層を除去し、燃料デブリ１１０を切取って吊上げる（図４４参照）。
【０１１７】
ステップ１３９では、図４５に示されるように、自走マニプレータ１１４により、ペデスタル部点検通路から流出した燃料デブリ１１０及びその上の遮蔽材を切取り除去する。
【０１１８】
最後に、図４６に示されるように、フランジ蓋９４を閉じて、更に、スライド遮蔽板５６により、オペフロ４０の中心部を閉じ、オペフロ４０上方の仮開口も閉じて、全ての工程を終了する。
【符号の説明】
【０１１９】
１０…原子炉
１２…生体遮蔽壁
１４…原子炉格納容器（格納容器）
１４Ａ…格納容器球殻部
１４Ｂ…格納容器円筒部
１４Ｃ…格納容器ヘッド
１６…ペデスタル床
１８…円筒状生体遮蔽体
２０…原子炉圧力容器（圧力容器）
２０Ａ…圧力容器ヘッド
２０Ｂ…圧力容器下鏡
２２…制御棒駆動機構
２４…炉心部
２６…シュラウド
２６Ａ…シュラウドヘッド
２８…制御棒案内管
３０…スタンドパイプ
３２…気水分離器
３４…蒸気乾燥器
３６…シールドプラグ
３８…原子炉キャビティ
４０…オペレーティングフロア（オペフロ）
４２…原子炉建屋
４２Ａ…コンテナ仮開口
４２Ｂ、５０Ｃ…開閉パネル
４４…天井クレーン
４６…バリア
４７…周囲遮蔽板
４８…移送容器クレーン
４８Ａ…レール
４９…吊具
５０Ａ…バリア開口
５０Ｂ…ワイヤ昇降開口
５２…機器貯蔵ピット（ＤＳピット）
５２Ａ…除染槽
５４…使用済燃料プール
５５…保温カバー
５６…スライド遮蔽板
５７…スライド遮蔽板開口部
５８…穿孔装置
６０…作業用孔
６０Ａ…中央部孔
６０Ｂ…外側孔
６２…貫通孔
６４…除染装置
６５…除染水ノズル
６６…高圧水管
６８…遮蔽材充填装置
６８Ａ…遮蔽材投下装置
６８Ｂ…投下管保管装置
６８Ｃ…投下管挿入装置
６９Ａ…遮蔽材投下管
６９Ｂ…無限軌道
６９Ｃ…遮蔽材容器
６９Ｄ…フィードスクリュー
６９Ｅ…シュート管
７０…環シュラウド隙間
７１…シュラウド遮蔽層
７２…磁性中実鋼球
７３…磁性中空小鋼球
７４…磁性中空大鋼球
７５…遮蔽袋
７５Ａ…シュラウドヘッド遮蔽層
７５Ｂ…気水分離器遮蔽層
７５Ｃ…蒸気乾燥器遮蔽層
７５Ｄ…格納容器上端部遮蔽層
７５Ｅ…頂部遮蔽層
７５Ｆ…保温カバー遮蔽層
７５Ｇ…吊上げ前圧力容器ヘッド遮蔽層
７５Ｈ…炉心上端面遮蔽層
７５Ｉ…遮蔽材層
７６…ジェットポンプ
７７…再循環ポンプ入口配管
７８…遮蔽材充填用開口部
８０…上部構造物撤去用マニプレータ
８０Ａ…回転台
８０Ｂ…スライダー
８０Ｃ…アーム支持台
８０Ｄ…アーム
８０Ｅ…切断治具
８０Ｆ…回転支持台
８０Ｇ…リフティング電磁石
８１…基台
８１Ａ…昇降装置
８２…格納容器ヘッド収納箱
８４…保温カバー収納箱
８５…マニプレータ
８６…圧力容器ヘッド収納箱
８７…蒸気乾燥器収納箱
９０…炉心貫通孔
９１…気水分離器収納箱
９３Ａ…一体吊具
９４…フランジ蓋
９５…収納缶置き台
９５Ａ…収納缶ラック
９５Ｂ…収納缶移送台車
９５Ｃ…収納缶
９６…保守点検台
９７…移送容器
１００…燃料デブリ取出装置
１０１…マニプレータ装置
１０１Ａ…回転台
１０１Ｂ…切削ツール台
１０１Ｃ…収納缶台
１０１Ｄ…マニプレータアーム
１０１Ｅ…収納缶昇降機
１０１Ｆ…水タンク
１０１Ｇ…フィルタ装置
１０１Ｈ…切削工具
１０１Ｉ…カッター
１０１Ｊ…ウォータージェットノズル
１０１Ｋ…リフティング電磁石
１０１Ｌ…コアボーリング
１０２…張力トラスクレーン装置
１０３…運転制御室
１０４…運転制御装置
１０４Ａ…操作・監視盤
１０４Ｂ…制御盤
１０４Ｃ…電源盤
１０４Ｄ…サーボ・コントローラ
１０４Ｅ…電源部
１１０…燃料デブリ
１１１…遮蔽材投下用貫通孔
１１２…ＣＲＤ交換装置
１１３…ＣＲＤ一体収納箱
１１４…自走マニプレータ
１１５…ＣＲＤ耐震サポート
１１６…ＣＲＤ交換通路
１１７…レーザカッタ
【要約】      （修正有）【課題】原子炉上部からアクセスし、放射線源の形状と線量に応じて柔軟に遮蔽できる遮蔽材を用いて放射線を遮蔽しつつ、気中にて燃料デブリを取出すことができる方法及び装置を提供する。【解決手段】原子炉格納容器１４、圧力容器２０、これらの内側に配置された炉内構造物及び、圧力容器２０内等に漏出した燃料デブリの穿孔又は切断工程の前に、穿孔又は切断の対象物の上方空間における格納容器１４、圧力容器２０及び炉内構造物のうち少なくとも１つの上端面に磁性鋼球からなる遮蔽材を載置して遮蔽層を形成する工程と、対象物における穿孔又は切断予定箇所の上側位置の遮蔽材を電磁石で吸着して、吊上げ分離し、穿孔又は切断のための作業空間を形成する工程と、この作業空間を通って、上方から対象物を穿孔又は切断する作業工程と、穿孔による穿孔削又は切断された対象物の切片を吊上げて取出す工程と、を有してなる。【選択図】図２【図１９Ａ】
0006032689.tif 000004
【図１９Ｂ】
0006032689.tif 000005
【図１９Ｃ】
0006032689.tif 000006
【図４７】
0006032689.tif 000007
【図４８】
0006032689.tif 000008
【図４９Ａ】
0006032689.tif 000009
【図４９Ｂ】
0006032689.tif 000010
【図４９Ｃ】
0006032689.tif 000011
【図１】
0006032689.tif 000012
【図２】
0006032689.tif 000013
【図３】
0006032689.tif 000014
【図４】
0006032689.tif 000015
【図５】
0006032689.tif 000016
【図６】
0006032689.tif 000017
【図７】
0006032689.tif 000018
【図８】
0006032689.tif 000019
【図９】
0006032689.tif 000020
【図１０】
0006032689.tif 000021
【図１１】
0006032689.tif 000022
【図１２】
0006032689.tif 000023
【図１３】
0006032689.tif 000024
【図１４Ａ】
0006032689.tif 000025
【図１４Ｂ】
0006032689.tif 000026
【図１４Ｃ】
0006032689.tif 000027
【図１４Ｄ】
0006032689.tif 000028
【図１５】
0006032689.tif 000029
【図１６】
0006032689.tif 000030
【図１７】
0006032689.tif 000031
【図１８】
0006032689.tif 000032
【図２０】
0006032689.tif 000033
【図２１】
0006032689.tif 000034
【図２２】
0006032689.tif 000035
【図２３】
0006032689.tif 000036
【図２４】
0006032689.tif 000037
【図２５】
0006032689.tif 000038
【図２６】
0006032689.tif 000039
【図２７】
0006032689.tif 000040
【図２８】
0006032689.tif 000041
【図２９】
0006032689.tif 000042
【図３０】
0006032689.tif 000043
【図３１】
0006032689.tif 000044
【図３２Ａ】
0006032689.tif 000045
【図３２Ｂ】
0006032689.tif 000046
【図３２Ｃ】
0006032689.tif 000047
【図３２Ｄ】
0006032689.tif 000048
【図３３】
0006032689.tif 000049
【図３４Ａ】
0006032689.tif 000050
【図３４Ｂ】
0006032689.tif 000051
【図３５Ａ】
0006032689.tif 000052
【図３５Ｂ】
0006032689.tif 000053
【図３６Ａ】
0006032689.tif 000054
【図３６Ｂ】
0006032689.tif 000055
【図３７Ａ】
0006032689.tif 000056
【図３７Ｂ】
0006032689.tif 000057
【図３７Ｃ】
0006032689.tif 000058
【図３８Ａ】
0006032689.tif 000059
【図３８Ｂ】
0006032689.tif 000060
【図３９Ａ】
0006032689.tif 000061
【図３９Ｂ】
0006032689.tif 000062
【図３９Ｃ】
0006032689.tif 000063
【図４０】
0006032689.tif 000064
【図４１】
0006032689.tif 000065
【図４２Ａ】
0006032689.tif 000066
【図４２Ｂ】
0006032689.tif 000067
【図４２Ｃ】
0006032689.tif 000068
【図４２Ｄ】
0006032689.tif 000069
【図４２Ｅ】
0006032689.tif 000070
【図４３】
0006032689.tif 000071
【図４４】
0006032689.tif 000072
【図４５】
0006032689.tif 000073
【図４６】
0006032689.tif 000074