(57)【要約】【課題】放射性物質の処理設備において、原子炉内部の放射性物質を安全に搬出することで作業の安全性の向上を図る。【解決手段】原子炉建屋１３における地面Ｇと同じ高さのグランドレベルにある部屋５１に、周囲が放射線遮へい壁により気密に形成される処理用セル６１を設置し、この処理用セル６１を原子炉格納容器１１の機器ハッチ５４に連結する。【選択図】図１
2015010947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉建屋におけるグランドレベルの部屋に周囲が放射線遮へい壁により気密に形成される処理用セルが設置され、
前記処理用セルが原子炉格納容器の機器ハッチに連結される、
ことを特徴とする放射性物質の処理設備。
【請求項２】
前記処理用セルは、複数のモジュールが連結されて構成されることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質の処理設備。
【請求項３】
前記複数のモジュールは、少なくとも、メンテナンス用モジュールと、放射性物質収納用モジュールと、除染及び検査用モジュールとを有することを特徴とする請求項２に記載の放射性物質の処理設備。
【請求項４】
前記メンテナンス用モジュールと前記放射性物質収納用モジュールと前記除染及び検査用モジュールは、直列に連結され、前記メンテナンス用モジュールに機材搬入用モジュールが連結され、前記除染及び検査用モジュールに機材搬出用モジュールが連結されることを特徴とする請求項３に記載の放射性物質の処理設備。
【請求項５】
前記機材搬入用モジュールから前記機材搬出用モジュールまでの間に機材を搬送する搬送装置が設けられることを特徴とする請求項４に記載の放射性物質の処理設備。
【請求項６】
前記各モジュール間に気密性を有する開閉扉が設けられることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一つに記載の放射性物質の処理設備。
【請求項７】
前記放射性物質収納用モジュールに排気装置が設けられ、前記機材搬入用モジュール内及び前記機材搬出用モジュール内が圧力制御されることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか一つに記載の放射性物質の処理設備。
【請求項８】
前記メンテナンス用モジュールと前記放射性物質収納用モジュールと前記除染及び検査用モジュールは、外部から内部での各種処理作業を遠隔操作可能な遠隔操作型マニピュレータが設けられることを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか一つに記載の放射性物質の処理設備。
【請求項９】
原子炉圧力容器の下方に放射性物質としての溶融燃料を破砕する破砕機が設けられると共に、原子炉圧力容器の下方からペデスタル開口部を通して前記機器ハッチまで破砕された溶融燃料を搬出する搬出経路が設けられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一つに記載の放射性物質の処理設備。
【請求項１０】
前記破砕機は、水平をなして設けられると共に端部が原子炉格納容器の内壁に支持されたガイドレールに沿って移動自在に支持され、前記原子炉格納容器の下部にある溶融燃料、または、前記原子炉圧力容器の下部にある溶融燃料に対してアクセス可能であることを特徴とする請求項９に記載の放射性物質の処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉格納容器や原子炉圧力容器にある各放射性物質を搬出するための放射性物質の処理設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントとして、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）や沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）などがある。加圧水型原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。一方、沸騰水型原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、この軽水を炉心で沸騰させて蒸気を発生させ、この蒸気を直接タービン発電機に送って発電するものである。
【０００３】
このような原子炉にて、原子炉格納容器は、岩盤等の堅固な地盤上に立設され、鉄筋コンクリートなどにより内部に複数のコンパートメントが区画されている。そして、このコンパートメントを画成する筒形状をなすコンクリート構造物により、中心部に原子炉圧力容器が垂下して支持され、その下方にキャビティが画成されている。この原子炉は、原子炉圧力容器内に複数の燃料棒と所定数の制御棒が格子状に配列されて格納されている。
【０００４】
このように構成された原子力発電プラントにて、過酷事故（シビアアクシデント）が発生した場合、緊急炉心冷却装置が作動し、原子炉容器の内部の炉心を冷却することで発生する熱を十分に除去する。ところが、この緊急炉心冷却装置が故障すると、炉心を冷却することができず、原子炉圧力容器の内部の炉心が溶融し、溶融した燃料などの溶融物がキャビティへ落下する。そして、この溶融物は、キャビティで受け止められ、冷却水により冷却して安全性が確保される。その後、冷却されて固化し、所定温度まで低下した溶融物は、専用の収納容器などに収納されて外部に搬出される。
【０００５】
原子炉格納容器内で燃料が溶融したとき、作業者が内部にアクセスする技術として、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された原子炉格納容器内部の遠隔作業方法は、作業空間におけるハッチの周囲に第１隔壁を気密に設け、第１隔壁の外側に第２隔壁を気密に設け、ハッチの蓋を取外して取り外しパスにより作業機器をＣＲＤ収納空間まで移動し、各種の作業を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１１７４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の原子炉格納容器内部の遠隔作業方法では、作業空間におけるハッチの周囲に第１隔壁を気密に設け、第１隔壁の外側に第２隔壁を気密に設け、第１隔壁の内側で各種の作業を行うものである。しかし、原子炉格納容器内にある溶融物は、放射線を出しており、２重の隔壁を気密に設けても、例えば、作業者が長時間近づいて作業することが出来ないなど、十分な安全性を確保するのは困難である。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するものであり、原子炉内部の放射性物質を安全に搬出することで作業の安全性の向上を図る放射性物質の処理設備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】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の放射性物質の処理設備は、原子炉建屋におけるグランドレベルの部屋に周囲が放射線遮へい壁により気密に形成される処理用セルが設置され、前記処理用セルが原子炉格納容器の機器ハッチに連結される、ことを特徴とするものである。
【００１０】
従って、原子炉建屋におけるグランドレベルの部屋に放射線遮へい壁により気密に形成される処理用セルを設置することで、外部から各種の機材を搬入してこの処理用セルを短時間で容易に設置することができる。また、処理用セルを機器ハッチに連結することで、外部と遮へい状態にある処理用セルから機器ハッチを通して原子炉格納容器内にアクセスすることが可能となり、原子炉格納容器内にある放射性物質を安全に処理することができる。その結果、原子炉内部の放射性物質を安全に搬出することで作業の安全性の向上を図ることができる。
【００１１】
本発明の放射性物質の処理設備では、前記処理用セルは、複数のモジュールが連結されて構成されることを特徴としている。
【００１２】
従って、処理用セルが複数のモジュールを連結して構成されることで、原子炉建屋におけるグランドレベルにて、外部から内部の部屋に複数のモジュールを順次搬入して組み立てることとなり、放射線遮へい壁により気密に形成される処理用セルを容易に設置することができる。
【００１３】
本発明の放射性物質の処理設備では、前記複数のモジュールは、少なくとも、メンテナンス用モジュールと、放射性物質収納用モジュールと、除染及び検査用モジュールとを有することを特徴としている。
【００１４】
従って、メンテナンス用モジュールと放射性物質収納用モジュールと除染及び検査用モジュールを設けることで、放射性物質を適正に容器に収納し、安全に外部に搬出することができ、作業の安全性を向上することができる。
【００１５】
本発明の放射性物質の処理設備では、前記メンテナンス用モジュールと前記放射性物質収納用モジュールと前記除染及び検査用モジュールは、直列に連結され、前記メンテナンス用モジュールに機材搬入用モジュールが連結され、前記除染及び検査用モジュールに機材搬出用モジュールが連結されることを特徴としている。
【００１６】
従って、３個のモジュールを直列に連結することで、部屋内のスペースを効率的に使用することができる。また、機材搬入用モジュールからメンテナンス用モジュールを通して放射性物質収納用モジュールに放射性物質の収納容器を搬入し、ここで、収納容器に放射性物質を収納した後、除染及び検査用モジュールで除染及び検査を行い、機材搬出用モジュールから搬出することとなり、放射性物質の搬出作業を効率良く行うことができる。更に、メンテナンス用モジュールを設けることで、各モジュール内の機器に故障などが発生した場合、このメンテナンス用モジュールに搬送して修理などを行うことが可能となり、機器の管理コストを低減することができる。
【００１７】
本発明の放射性物質の処理設備では、前記機材搬入用モジュールから前記機材搬出用モジュールまでの間に機材を搬送する搬送装置が設けられることを特徴としている。
【００１８】
従って、機材搬入用モジュールと機材搬出用モジュールとの間で搬送装置により機材の搬送が可能となり、放射性物質の収納容器だけでなく、各種の機材を搬送することができ、作業性を向上することができる。
【００１９】
本発明の放射性物質の処理設備では、前記各モジュール間に気密性を有する開閉扉が設けられることを特徴としている。
【００２０】
従って、放射性物質収納用モジュールで放射性物質を収納容器に収納する作業を行うとき、気密性を有する開閉扉により他のモジュールへの放射性物質の漏洩を極力抑制することができ、安全性を向上することができる。
【００２１】
本発明の放射性物質の処理設備では、前記放射性物質収納用モジュールに排気装置が設けられ、前記機材搬入用モジュール内及び前記機材搬出用モジュール内が圧力制御されることを特徴としている。
【００２２】
従って、排気装置により機材搬入用モジュール内及び機材搬出用モジュール内を圧力制御することで、機材搬入用モジュールからの機材の搬入時や機材搬出用モジュールからの機材の搬出時に、外部への放射性物質の漏洩を防止することができる。
【００２３】
本発明の放射性物質の処理設備では、前記メンテナンス用モジュールと前記放射性物質収納用モジュールと前記除染及び検査用モジュールは、外部から内部での各種処理作業を遠隔操作可能な遠隔操作型マニピュレータが設けられることを特徴としている。
【００２４】
従って、各モジュールにて、外部から遠隔操作型マニピュレータを用いて内部での各種処理作業を遠隔操作可能であり、作業者は、安全に放射性物質の搬出作業を行うことができる。
【００２５】
本発明の放射性物質の処理設備では、原子炉圧力容器の下方に放射性物質としての溶融燃料を破砕する破砕機が設けられると共に、原子炉圧力容器の下方からペデスタル開口部を通して前記機器ハッチまで破砕された溶融燃料を搬出する搬出経路が設けられることを特徴としている。
【００２６】
従って、破砕機により原子炉格納容器の底部に堆積した溶融燃料や原子炉圧力容器の下部に堆積した溶融燃料を破砕することができ、破砕した溶融燃料を搬出経路によりペデスタル開口部を通して機器ハッチから放射性物質収納用モジュールに容易に搬送することができる。
【００２７】
本発明の放射性物質の処理設備では、前記破砕機は、水平をなして設けられると共に端部が原子炉格納容器の内壁に支持されたガイドレールに沿って移動自在に支持され、前記原子炉格納容器の下部にある溶融燃料、または、前記原子炉圧力容器の下部にある溶融燃料に対してアクセス可能であることを特徴としている。
【００２８】
従って、破砕機は、ガイドレールにより水平方向に沿って移動することができ、原子炉格納容器の下部にある溶融燃料や原子炉圧力容器の下部にある溶融燃料に対してアクセス可能であり、この溶融燃料を外部に搬送可能な大きさに破砕することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の放射性物質の処理設備によれば、原子炉建屋におけるグランドレベルの部屋に周囲が放射線遮へい壁により気密に形成される処理用セルを設置し、この処理用セルを原子炉格納容器の機器ハッチに連結するので、原子炉内部の放射性物質を安全に搬出することで作業の安全性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本実施例の放射性物質の処理設備を表す概略断面図である。
【図２】図２は、放射性物質の処理設備を表す概略平面図である。
【図３】図３は、放射性物質の処理設備における処理用セルの詳細を表す概略図である。
【図４】図４は、本実施例の放射性物質の処理設備における変形例を表す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る放射性物質の処理設備の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例】
【００３２】
図１は、本実施例の放射性物質の処理設備を表す概略断面図、図２は、放射性物質の処理設備を表す概略平面図、図３は、放射性物質の処理設備における処理用セルの詳細を表す概略図である。
【００３３】
本実施例の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、この軽水を炉心で沸騰させて蒸気を発生させ、この蒸気を直接タービン発電機に送って発電する沸騰水型原子炉である。
【００３４】
この沸騰水型原子炉を有する原子力プラントは、図１及び図２に示すように、原子炉格納容器１１と原子炉１２を有している。原子炉格納容器１１は、原子炉建屋１３内に設置されており、上端部に上蓋１４が取付けられることで密封されている。原子炉格納容器１１は、内部に形成されたドライウェル１５と、冷却水が充填された圧力抑制プールが内部に形成される圧力抑制室１６とを有している。そして、ドライウェル１５は、ベント通路１７を介して圧力抑制室１６に連結され、このベント通路１７の先端部が圧力抑制プールの冷却水中に浸漬されている。
【００３５】
原子炉建屋１３は、原子炉格納容器１１を吊下げ支持しており、上蓋１４の上方に複数に分割されて放射線遮へい体として機能するシールドプラグ１８が配置され、これらのシールドプラグ１８により原子炉格納容器１１が密閉保持される。
【００３６】
原子炉１２は、上蓋１９が取付けられて構成される原子炉圧力容器２０、核燃料物質を含む複数の燃料集合体が装荷された炉心２１、気水分離器２２、蒸気乾燥器２３などにより構成されている。この場合、炉心２１、気水分離器２２、蒸気乾燥器２３は、原子炉圧力容器２０内に配置されている。原子炉圧力容器２０は、内部に炉心シュラウド２４が配置され、炉心２１を取り囲んでいる。炉心２１は、内部に複数の燃料集合体が装荷され、この各燃料集合体は、下端部が炉心支持板２５により支持され、上端部が上部格子板（図示略）によって保持されている。気水分離器２２は、この上部格子板よりも上方に配置され、蒸気乾燥器２３がこの気水分離器２２の上方に配置されている。
【００３７】
複数の制御棒案内管２６は、炉心２１の下方に配置され、この各制御棒案内管２６によりサポートシリンダ２７が形成されている。炉心２１は、内部の燃料集合体間に対して出し入れされて原子炉出力を制御する制御棒（図示略）が各制御棒案内管２６内に配置されている。制御棒駆動機構ハウジング２８は、原子炉圧力容器２０の下鏡に取付けられており、制御棒駆動機構（図示略）がこの制御棒駆動機構ハウジング２８内に配置され、制御棒案内管２６内の制御棒に連結されている。
【００３８】
原子炉圧力容器２０は、炉心構造物として、前述した気水分離器２２、蒸気乾燥器２３、上部格子板、炉心シュラウド２４、炉心支持板２５、制御棒案内管２６、サポートシリンダ２７などが内部に配置されている。
【００３９】
原子炉圧力容器２０は、原子炉格納容器１１内の底部に設けられたコンクリートマット２９上に設けられた筒状のペデスタル３０上に据付けられている。そして、筒状のγ線遮蔽体３１が、ペデスタル３０の上端に設置され、原子炉圧力容器２０を取り囲んでいる。
【００４０】
従って、この原子炉１２で生成された蒸気は、図示しないが、冷却水配管を通して蒸気タービンに送られ、この蒸気により蒸気タービンを駆動して発電機により発電を行う。蒸気タービンを駆動した蒸気は、復水器で海水を用いて冷却されて復水となり、冷却水配管を通して原子炉１２に戻される。
【００４１】
ところで、このような原子力発電プラントにて、過酷事故が発生した場合、緊急炉心冷却装置が作動し、原子炉圧力容器２０の内部の炉心２１を冷却することで発生する熱を十分に除去する。ところが、この緊急炉心冷却装置が故障すると、炉心２１を冷却することができず、原子炉圧力容器２０の内部の炉心２１が溶融し、溶融した燃料などの溶融物Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）が原子炉圧力容器２０の底部に堆積したり、コンクリートマット２９に落下したりし、冷却水により冷却されて固化する。
【００４２】
このように炉心２１が溶融し、溶融物Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）が原子炉圧力容器２０の底部やコンクリートマット２９に堆積すると、温度が低下して固化した溶融物Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）を外部に搬出する必要がある。
【００４３】
本実施例の放射性物質の処理設備は、炉心２１が溶融して原子炉圧力容器２０やコンクリートマット２９に堆積した放射性物質としての溶融物Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）を外部に搬出するために使用するものである。本実施例の放射性物質の処理設備は、原子炉格納容器１１内に固化した溶融物Ｍ１，Ｍ２があるとき、原子炉建屋１３内に放射線を遮へいすることができ、且つ、放射性物質が飛散しないように密封できる処理用セル６１を設置して各種の作業を行う。
【００４４】
即ち、原子炉建屋１３は、中央部に原子炉１２（原子炉圧力容器２０）を支持する原子炉格納容器１１が配置され、その外側に外部の地面Ｇとほぼ同じ高さを有する部屋５１が設けられている。この部屋５１は、原子力発電プラントの正常運転時には、作業者が被爆することなく安全に立ち入ることができる空間である。この部屋５１は、機材などを搬入可能な開閉扉５２が設けられている。また、部屋５１は、コンクリート構造壁を貫通して原子炉格納容器１１内に連通する連通路５３が設けられ、この連通路５３は、機器ハッチ５４により開閉可能となっている。
【００４５】
そして、放射性物質の処理設備は、原子炉建屋１３におけるグランドレベルの部屋５１に周囲が放射線遮へい壁により気密に形成される処理用セル６１を設置し、この処理用セル６１を原子炉格納容器１１の機器ハッチ５４（連通路５３）に連結している。この場合、処理用セル６１は、鉄筋コンクリートにより製造することが望ましく、その他、タングステン、ステンレス、鉛、劣化ウランなどを材料として使用してもよい。
【００４６】
ここで、処理用セル６１について詳細に説明する。図３に示すように、処理用セル６１は、複数のモジュールが連結されて構成されている。具体的に、処理用セル６１は、メンテナンス用モジュール６２と、放射性物質収納用モジュール６３と、除染及び検査用モジュール６４とを有している。そして、メンテナンス用モジュール６２と放射性物質収納用モジュール６３と除染及び検査用モジュール６４は、直列で、且つ、一直線状に配置されて互いに連結されおり、メンテナンス用モジュール６２に機材搬入用モジュール６５が連結され、除染及び検査用モジュール６４に機材搬出用モジュール６６が連結されている。
【００４７】
メンテナンス用モジュール６２は、各モジュール６２，６３，６４，６５，６６で故障した各種機器の修理や点検を行うための空間を形成するものである。メンテナンス用モジュール６２は、入口側に開閉シャッタ（開閉扉）７１が設けられ、内部に各種機材を搬送する搬送コンベア（搬送装置）７２が設けられている。また、メンテナンス用モジュール６２は、外部の部屋５１から内部での各種処理作業を遠隔操作可能な遠隔操作型マニピュレータ７３が設けられている。
【００４８】
放射性物質収納用モジュール６３は、細かく破砕された溶融物Ｍを収納容器Ｖに収納するための空間を形成するものである。放射性物質収納用モジュール６３は、入口側と出口側に開閉シャッタ（開閉扉）７４，７５が設けられ、内部に各種機材を搬送する搬送コンベア（搬送装置）７６が設けられている。また、放射性物質収納用モジュール６３は、外部の部屋５１から内部での各種処理作業を遠隔操作可能な遠隔操作型マニピュレータ７７が設けられている。
【００４９】
除染及び検査用モジュール６４は、溶融物Ｍが収納されて蓋が取付けられた放射性物質用の収納容器Ｖを除染すると共に、漏洩などを検査するための空間を形成するものである。除染及び検査用モジュール６４は、出口側に開閉シャッタ（開閉扉）７８が設けられ、内部に各種機材を搬送する搬送コンベア（搬送装置）７９が設けられている。また、除染及び検査用モジュール６４は、外部の部屋５１から内部での各種処理作業を遠隔操作可能な遠隔操作型マニピュレータ８０が設けられている。
【００５０】
機材搬入用モジュール６５は、入口部に開閉シャッタ（開閉扉）８１が設けられ、機材搬出用モジュール６６は、出口部に開閉シャッタ（開閉扉）８２が設けられている。
【００５１】
機材搬入用モジュール６５から機材搬出用モジュール６６までの間に機材を搬送する搬送コンベア７２，７６，７９は、連続して各種の機材を搬送可能となっている。なお、搬送装置として、搬送コンベア７２，７６，７９を設けたが、この構成に限るものではなく、例えば、天井クレーンやホイストなどとしてもよい。また、各モジュール６２〜６６間に気密性を有する開閉扉として開閉シャッタ７１，７４，７５，７８，８１，８２を設けたが、この構成に限るものではなく、エアカーテンなどとしてもよい。
【００５２】
また、放射性物質収納用モジュール６３は、遠隔操作型マニピュレータ７７の反対側に対向して原子炉格納容器１１の機器ハッチ５４（連通路５３）に連結する連結路８３が設けられている。原子炉格納容器１１の連通路５３は、機器ハッチ５４により開閉自在である。この機器ハッチ５４は、内側に開口部８４が形成され、補助ハッチ８５により開閉可能となっている。
【００５３】
各モジュール６２〜６６は、個別に外部から部屋５１に搬入され、この部屋５１で組み立てられる。このとき、搬送コンベア７２，７６，７９、開閉シャッタ７１，７４，７５，７８，８１，８２、遠隔操作型マニピュレータ７３，７７，８０は、予め各モジュール６２〜６６内に装着しておくことが望ましい。そして、各モジュール６２〜６６は、部屋５１の所定の位置に設置され、隣接するもの同士が隙間なく、気密が維持されるように連結される。
【００５４】
また、放射性物質収納用モジュール６３は、排気装置として排気ライン８６が設けられ、この排気ライン８６に放射性物質除去フィルタ８７及びブロア８８が設けられている。そのため、ブロア８８を作動し、放射性物質収納用モジュール６３の内部を排気ライン８６から吸引することで、メンテナンス用モジュール６２及び除染及び検査用モジュール６４を介して機材搬入用モジュール６５及び機材搬出用モジュール６６が吸引されることで圧力制御されている。
【００５５】
図１に示すように、原子炉格納容器１１は、機器ハッチ５４（連通路５３）が設けられ、原子炉圧力容器２０は、ペデスタル３０に機器ハッチ５４と対向して開口部９１が形成されている。そして、原子炉格納容器１１の機器ハッチ５４（連通路５３）からペデスタル３０の開口部９１を通して原子炉圧力容器２０の下方までスロープ９２が架設され、このスロープ９２が各種の機材を原子炉格納容器１１内へ搬入するための搬入経路として機能する。
【００５６】
そして、ペデスタル３０内であって、原子炉圧力容器２０の下方に溶融燃料Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）を破砕する破砕機９３が設けられている。この破砕機９３は、水平をなして設けられると共に端部が原子炉圧力容器２０を通して原子炉格納容器１１の内壁に支持されたガイドレール９４に沿って移動自在に支持されている。そして、破砕機９３は、上方または下方に延出する切削工具９５を有しており、原子炉格納容器１１の下部にある溶融燃料Ｍ１、コンクリートマット２９上にある溶融燃料Ｍ２に対してアクセス可能であり、細かく切削することができる。
【００５７】
なお、図示しないが、部屋５１からスロープ９２を通して破砕機９３まで電源ケーブルと制御ケーブルが布設されており、作業者は、遠隔操作により破砕機９３を操作することができる。また、放射性物質収納用モジュール６３からスロープ９２を通して原子炉圧力容器２０の下方（コンクリートマット２９）まで吸引管９６が延設されており、細かく破砕した溶融燃料Ｍを吸引して放射性物質収納用モジュール６３まで搬送することができる。この吸引管９６が溶融燃料Ｍを搬出する搬出経路として機能する。これらの電源ケーブルや吸引管９６は、補助ハッチ８５を貫通してシールされ、放射性物質収納用モジュール６３まで延出している。
【００５８】
ここで、処理用セル６１の設置方法について説明する。なお、処理用セル６１を設置する部屋５１に放射性物質が付着している場合には、この部屋５１を事前に除染する。図１及び図２に示すように、各モジュール６２〜６６は、個別に図示しない工場で製造組立され、例えば、トラックＡに搭載されて部屋５１に搬入される。そして、この部屋５１にて、まず、原子炉格納容器１１の機器ハッチ５４（連通路５３）に連結するように、放射性物質収納用モジュール６３が設置される。次に、放射性物質収納用モジュール６３に隣接してメンテナンス用モジュール６２と除染及び検査用モジュール６４が設置され、放射性物質収納用モジュール６３に隙間なく、気密が維持されるように連結される。そして、メンテナンス用モジュール６２と除染及び検査用モジュール６４に隣接して機材搬入用モジュール６５と機材搬出用モジュール６６が設置され、隙間なく、気密が維持されるように連結される。このとき、機器ハッチ５４により連通路５３が閉止されていることから、作業者は、部屋５１から各モジュール６２〜６６内に入って各種の作業を行うことができる。
【００５９】
次に、処理用セル６１を用いた溶融物Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）の搬出方法について説明する。図１及び図３に示すように、処理用セル６１が設置されると、作業者は、遠隔操作によりスロープ９２などを通して破砕機９３、ガイドレール９４、吸引管９６などを原子炉格納容器１１内に搬入し、所定の位置に組付ける。この場合、機材ハッチ５４に開口部８４を形成し、この開口部８４に補助ハッチ８５を設ける。そして、補助ハッチ８５を貫通して電源ケーブルや吸引管９６を配置する。このような作業は、遠隔操作により図示しないロボットを用いて行うことが望ましい。
【００６０】
処理用セル６１に続いて破砕機９３や吸引管９６などが設置されると、この状態で、溶融物Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）の搬出を開始する。作業者は、破砕機９３を遠隔操作することで、切削工具９５によりコンクリートマット２９上の溶融燃料Ｍ２を切削して破砕する。コンクリートマット２９上の溶融燃料Ｍ２が破砕されると、この溶融燃料Ｍ２が吸引管９６により吸引され、放射性物質収納用モジュール６３まで搬送される。
【００６１】
処理用セル６１にて、機材搬入用モジュール６５から収納容器Ｖが搬入されると、収納容器Ｖが搬送コンベア７２，７６により放射性物質収納用モジュール６３に搬送され、所定の位置で停止する。ここで、遠隔操作型マニピュレータ７７を用いて溶融燃料Ｍ２を収納容器Ｖに収納する。そして、収納容器Ｖに所定量の溶融燃料Ｍ２が収納されたら、蓋（図示略）を取付けて密閉する。所定量の溶融燃料Ｍ２が収納された収納容器Ｖは、搬送コンベア７６，７９により除染及び検査用モジュール６４に搬送され、ここで、収納容器Ｖの周囲が除染され、漏洩等の検査がなされた後、機材搬出用モジュール６６から搬出される。その後、収納容器Ｖは、図示しないトラックにより保管施設に搬送される。
【００６２】
また、コンクリートマット２９上の溶融燃料Ｍ２の破砕が終了すると、次に、切削工具９５により原子炉圧力容器２１の下部の溶融燃料Ｍ１を切削して破砕する。原子炉圧力容器２１の下部の溶融燃料Ｍ１が破砕されると、この溶融燃料Ｍ１が吸引管９６により吸引され、放射性物質収納用モジュール６３まで搬送される。そして、処理用セル６１にて、前述と同様に、遠隔操作型マニピュレータ７７を用いて溶融燃料Ｍ１を収納容器Ｖに収納する。
【００６３】
なお、上述の説明では、処理用セル６１として、メンテナンス用モジュール６２と放射性物質収納用モジュール６３と除染及び検査用モジュール６４を直列で、且つ、一直線状に配置し、メンテナンス用モジュール６２に機材搬入用モジュール６５を連結し、除染及び検査用モジュール６４に機材搬出用モジュール６６を連結したが、この構成に限定されるものではない。
【００６４】
図４は、本実施例の放射性物質の処理設備における変形例を表す概略平面図である。図４に示すように、処理用セル１０１として、メンテナンス用モジュール６２と放射性物質収納用モジュール６３と除染及び検査用モジュール６４を直列で、且つ、Ｌ字形状に配置し、メンテナンス用モジュール６２に機材搬入用モジュール６５を連結し、除染及び検査用モジュール６４に機材搬出用モジュール６６を連結してもよい。各モジュール６２〜６６の組合せ形状や配置は、部屋５１の形状や開閉扉５２の位置に応じて適宜設定すればよいものである。
【００６５】
このように本実施例の放射性物質の処理設備にあっては、原子炉建屋１３における地面Ｇと同じ高さのグランドレベルにある部屋５１に、周囲が放射線遮へい壁により気密に形成される処理用セル６１を設置し、この処理用セル６１を原子炉格納容器１１の機器ハッチ５４に連結している。
【００６６】
従って、原子炉建屋１３におけるグランドレベルの部屋５１に放射線遮へい壁により気密に形成される処理用セル６１を設置することで、外部から処理用セル６１のための各種の機材を部屋５１に容易に搬入し、この処理用セル６１を短時間で設置することができる。また、処理用セル６１を機器ハッチ５４に連結することで、外部に対して遮へい状態にある処理用セル６１から機器ハッチ５４を通して原子炉格納容器１１内にアクセスすることが可能となり、原子炉格納容器１１内にある放射性物質としての溶融燃料Ｍを安全に処理することができる。その結果、原子炉内部の放射性物質を安全に搬出することで作業の安全性の向上を図ることができる。
【００６７】
本実施例の放射性物質の処理設備では、複数のモジュール６２〜６６を連結して処理用セル６１を構成している。従って、原子炉建屋１３におけるグランドレベルにて、外部から内部の部屋５１に複数のモジュール６２〜６６を順次搬入して組み立てることとなり、放射線遮へい壁により気密に形成される処理用セル６１を容易に設置することができる。
【００６８】
本実施例の放射性物質の処理設備では、複数のモジュールとしてメンテナンス用モジュール６２と放射性物質収納用モジュール６３と除染及び検査用モジュール６４とを設けている。従って、放射性物質収納用モジュール６３での溶融燃料Ｍの収納容器Ｖへの収納作業、除染及び検査用モジュール６４での収納容器Ｖの除染作業や検査作業を適正に行うことができ、溶融燃料Ｍを安全な状態で安全に外部に搬出することができ、また、メンテナンス用モジュール６２で各種機器のメンテナンスを行うことで、作業の安全性を向上することができる。
【００６９】
本実施例の放射性物質の処理設備では、メンテナンス用モジュール６２と放射性物質収納用モジュール６３と除染及び検査用モジュール６４を直列に連結し、メンテナンス用モジュール６２に機材搬入用モジュール６５を連結し、除染及び検査用モジュール６４に機材搬出用モジュール６６を連結している。従って、３個のモジュール６２，６３，６４を直列に連結することで、部屋５１内のスペースを効率的に使用することができる。また、機材搬入用モジュール６５からメンテナンス用モジュール６２を通して放射性物質収納用モジュール６３に収納容器Ｖを搬入し、ここで、収納容器Ｖに溶融燃料Ｍを収納した後、除染及び検査用モジュール６４でこの収納容器Ｖの除染及び検査を行い、機材搬出用モジュール６６から搬出することとなり、溶融物質Ｍの搬出作業を効率良く行うことができる。更に、メンテナンス用モジュール６２を設けることで、各モジュール６２〜６６内の機器に故障などが発生した場合、このメンテナンス用モジュール６２に搬送して修理などを行うことが可能となり、機器の管理コストを低減することができる。
【００７０】
本実施例の放射性物質の処理設備では、機材搬入用モジュール６５から機材搬出用モジュール６６までの間に機材を搬送する搬送コンベア７２，７６，７９を設けている。従って、機材搬入用モジュール６５と機材搬出用モジュール６６との間で搬送コンベア７２，７６，７９により機材の搬送が可能となり、収納容器Ｖだけでなく、各種の機材を搬送することができ、作業性を向上することができる。
【００７１】
本実施例の放射性物質の処理設備では、各モジュール６２〜６６間に気密性を有する開閉シャッタ７１，７４，７５，７８，８１，８２を設けている。従って、放射性物質収納用モジュール６３で溶融燃料Ｍを収納容器Ｖに収納する作業を行うとき、気密性を有する開閉シャッタ７４，７５により隣接するモジュール６２，６４への放射性物質の漏洩を極力抑制することができ、安全性を向上することができる。また、機材搬入用モジュール６５側に２重の開閉シャッタ７１，８１を設けると共に、機材搬出用モジュール６６側に２重の開閉シャッタ７８，８２を設けることで、各モジュール６５，６６にエアロックを構成することとなり、外部への放射性物質の漏洩を抑制することができ、安全性を向上することができる。
【００７２】
本実施例の放射性物質の処理設備では、放射性物質収納用モジュール６３に排気ライン８６を設け、この排気ライン８６に放射性物質除去フィルタ８７及びブロア８８を設けている。従って、ブロア８８を作動し、放射性物質収納用モジュール６３の内部を排気ライン８６から吸引することで、メンテナンス用モジュール６２及び除染及び検査用モジュール６４を介して機材搬入用モジュール６５及び機材搬出用モジュール６６が吸引されて圧力制御することができる。そのため、機材搬入用モジュール６５からの機材の搬入時や機材搬出用モジュール６６からの機材の搬出時に、内部の空気が外部に流出することはなく、外部への放射性物質の漏洩を防止することができる。
【００７３】
本実施例の放射性物質の処理設備では、メンテナンス用モジュール６２と放射性物質収納用モジュール６３と除染及び検査用モジュール６４に、外部から内部での各種処理作業を遠隔操作可能な遠隔操作型マニピュレータ７３，７７，８０を設けている。従って、各モジュール６２，６３，６４にて、外部から遠隔操作型マニピュレータ７３，７７，８０を用いて内部での各種処理作業を遠隔操作可能であり、作業者は、安全に溶融燃料Ｍの搬出作業を行うことができる。
【００７４】
本実施例の放射性物質の処理設備では、原子炉圧力容器２０の下方に溶融燃料Ｍを破砕する破砕機９３を設けると共に、原子炉圧力容器２０の下方からペデスタル３０の開口部９１を通して機器ハッチ５４まで破砕された溶融燃料Ｍを搬出する吸引管９６を設けている。従って、破砕機９３により原子炉格納容器１１の底部に堆積した溶融燃料Ｍ２や原子炉圧力容器２０の下部に堆積した溶融燃料Ｍ１を破砕することができ、破砕した溶融燃料Ｍを吸引管９６により放射性物質収納用モジュール６３に容易に搬送することができる。
【００７５】
本実施例の放射性物質の処理設備では、水平をなして端部が原子炉格納容器１１の内壁にガイドレール９４を架設し、破砕機９３をこのガイドレール９４に沿って移動自在に支持し、原子炉格納容器１１の下部にある溶融燃料Ｍ２、原子炉圧力容器２０の下部にある溶融燃料Ｍ１に対してアクセス可能としている。従って、破砕機９３は、ガイドレール９４により水平方向に沿って移動することができ、原子炉格納容器１１の下部にある溶融燃料Ｍ２や原子炉圧力容器２０の下部にある溶融燃料Ｍ１を外部に搬送可能な大きさに破砕することができる。
【００７６】
なお、上述した実施例では、処理用セル６１，１０１を５つのモジュール６２，６３，６４，６５，６６により構成したが、この数や種類に限定されるものではなく、必要に応じてその数を変更してもよい。
【００７７】
また、上述した実施例では、放射性物質として溶融物Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）を適用して説明したが、原子炉プラントを解体するときに発生する各種部材などとしてもよい。
【００７８】
また、上述した実施例では、本発明の放射性物質の処理設備を沸騰水型原子炉に適用して説明したが、加圧水型原子炉に適用することもでき、軽水炉であれば、いずれの原子炉に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１１  原子炉格納容器
１２  原子炉
１３  原子炉建屋
２０  原子炉圧力容器
２１  炉心
３０  ペデスタル
５１  部屋
５２  開閉扉
５３  連通路
５４  機器ハッチ
６１，１０１  処理用セル
６２  メンテナンス用モジュール
６３  放射性物質収納用モジュール
６４  除染及び検査用モジュール
６５  機材搬入用モジュール
６６  機材搬出用モジュール
７１，７４，７５，７８，８１，８２  開閉シャッタ
７２，７６，７９  搬送コンベア
７３，７７，８０  遠隔操作型マニピュレータ
９１  開口部
９２  スロープ
９３  破砕機
９４  ガイドレール
９６  吸引管（搬出経路）
Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）  溶融物
Ｖ  収納容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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