(57)【要約】【課題】原子力関連構造物を安全かつ容易にハンドリングすること。【解決手段】保管容器１４の上部を吊り上げ、第一開放軸受け２１を中心として保管容器１４を起立させ始める。第一開放軸受け２１を中心とした起立動作中は、保管容器１４の重心ＣＧが第一開放軸受け２１の図中左側に位置する。引き続き保管容器１４を吊り上げてゆくと、当該保管容器１４の重心ＣＧが第一開放軸受け２１の直上に位置し、そのとき保管容器１４の第二ピボット軸２５がピボット架台２０の第二開放軸受け２２により支持される。そして、引き続き保管容器１４を吊り上げることで、第一開放軸受け２１による支持から解放され、重心ＣＧが第二開放軸受け２２で支持され、支持点Ｐ２の図中左側に位置した状態で、最終的に起立状態となる。【選択図】            図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内構造物その他の原子力関連構造物の一端を吊ることで起立または横倒しを行うハンドリング方法において、
原子力関連構造物の他端に、当該原子力関連構造物の支持点を異なる高さで少なくとも２つ形成し、各支持点にて原子力関連構造物を支持するとき、原子力関連構造物の重心が現在の支持点を境に反対側に移る前に、高さの異なる別の支持点により原子力関連構造物を支持し、当該支持点を境に前記重心側と同じ側に新たな重心が位置するようにすることを特徴とする原子力関連構造物のハンドリング方法。
【請求項２】
炉内構造物その他の原子力関連構造物の一端を吊り上げて起立を行うハンドリング方法において、
原子力関連構造物をその他端で支持する第一支持点と、この第一支持点より高い位置に形成した第二支持点を形成し、
まず、原子力関連構造物を第一支持点で支持しつつ吊り上げ、当該原子力関連構造物の重心が第一支持点直上に位置する時点かその前に、前記第二支持点で原子力関連構造物を支持して吊り上げを行い、原子力関連構造物の起立を行うことを特徴とする原子力関連構造物のハンドリング方法。
【請求項３】
炉内構造物その他の原子力関連構造物の一端を吊り下げて横倒しを行うハンドリング方法において、
原子力関連構造物をその他端で支持する第一支持点と、この第一支持点より高い位置に形成した第二支持点を形成し、
まず、原子力関連構造物を第二支持点で支持しつつ吊り下げ、当該原子力関連構造物の重心が第一支持点直上に位置する時点かそれを過ぎた後に、前記第一支持点で原子力関連構造物を支持して吊り下げを行い、原子力関連構造物の横倒しを行うことを特徴とする原子力関連構造物のハンドリング方法。
【請求項４】
原子力関連構造物を支持する支持点を、異なる高さで且つ原子力関連構造物の起立または横倒し方向に少なくとも２つ設けたことを特徴とする原子力関連構造物のピボット架台。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、炉内構造物等の原子力関連構造物を安全かつ容易にハンドリングできる原子力関連構造物のハンドリング方法およびピボット架台に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）において、原子炉容器内には炉内構造物が設けられており、例えば原子炉燃料の支持その他諸目的の為に使用される。原子炉燃料は所定の燃焼を終えれば使用済燃料として原子炉容器から搬出されるが、炉内構造物は交換されず、原子炉内で運転当初からそのまま使用されている。これは炉内構造物が元々原子炉燃料のように燃焼が終了すれば取り替えられるべきものではなく、恒久的な構成部材として長期の耐久性を持たせて設計製作されたものだからである。ところが、数十年の長期使用において設計時には想定しなかった事態が発生したり、或いは設計上の使用期間を越えて原子炉の運転を継続する場合、安全性を維持するために当該炉内構造物を新品に取り替えることが望ましい場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、炉内構造物は、取替えを前提として設計されていないので、実際に原子炉内から炉内構造物を搬出するための技術は余り提案されていない。また、炉内構造物は原子炉の運転により中性子等の照射を受けて放射能を帯びているため、安全に搬出することは勿論、搬出作業が簡単に行えるものである必要がある。更に、炉内構造物は、燃料棒に比べて重量が大きく且つ大型であるため、通常の大型構造物の搬出作業に比べて極めて困難なものとなる。
【０００４】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、炉内構造物等の原子力関連構造物を安全かつ容易にハンドリングできるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に係る原子力関連構造物のハンドリング方法は、炉内構造物その他の原子力関連構造物の一端を吊ることで起立または横倒しを行うハンドリング方法において、原子力関連構造物の他端に、当該原子力関連構造物の支持点を異なる高さで少なくとも２つ形成し、各支持点にて原子力関連構造物を支持するとき、原子力関連構造物の重心が現在の支持点を境に反対側に移る前に、高さの異なる別の支持点により原子力関連構造物を支持し、当該支持点を境に前記重心側と同じ側に新たな重心が位置するようにすることを特徴とする。なお、この発明に関する先行文献情報は見当たらない。
【０００６】
また、請求項２に係る原子力関連構造物のハンドリング方法は、炉内構造物その他の原子力関連構造物の一端を吊り上げて起立を行うハンドリング方法において、原子力関連構造物をその他端で支持する第一支持点と、この第一支持点より高い位置に形成した第二支持点を形成し、まず、原子力関連構造物を第一支持点で支持しつつ吊り上げ、当該原子力関連構造物の重心が第一支持点直上に位置する時点かその前に、前記第二支持点で原子力関連構造物を支持して吊り上げを行い、原子力関連構造物の起立を行うことを特徴とする。
【０００７】
原子力関連構造物の重心が第一支持点直上に位置する時点かその前に、第二支持点で原子力関連構造物を支持して吊り上げを行うことで常に支持点にて重心が一方側から反対側に移ることがない。このため、原子力関連構造物を安定的にハンドリングできる。なお、前記支持点の構造は、具体的には下記実施の形態に開示のもののほか、原子力関連構造物を支持できるものであれば、それに限定されない。
【０００８】
また、請求項３に係る原子力関連構造物のハンドリング方法は、炉内構造物その他の原子力関連構造物の一端を吊り下げて横倒しを行うハンドリング方法において、原子力関連構造物をその他端で支持する第一支持点と、この第一支持点より高い位置に形成した第二支持点を形成し、まず、原子力関連構造物を第二支持点で支持しつつ吊り下げ、当該原子力関連構造物の重心が第一支持点直上に位置する時点かそれを過ぎた後に、前記第一支持点で原子力関連構造物を支持して吊り下げを行い、原子力関連構造物の横倒しを行うことを特徴とする。
【０００９】
この場合は、原子力関連構造物を横倒しにする場合であるが、第一支持点および第二支持点でいずれの場合も重心が一方向（倒す方向）に位置するため、安定的にハンドリングできる。
【００１０】
また、請求項４に係る原子力関連構造物のピボット架台は、原子力関連構造物を支持する支持点を、異なる高さで且つ原子力関連構造物の起立または横倒し方向に少なくとも２つ設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、所謂当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１２】
図１は、この発明の炉内構造物の搬出方法を示す説明図である。図２は、炉内構造物の搬出搬入時に用いるピボット架台を示す斜視図である。この原子炉１では、外部遮蔽壁２内に格納容器３が設置され、この格納容器３の上部にポーラクレーン４を設置してある。ポーラクレーン４には、周状にレール５が敷設されており、径方向にガータ６が設けられている。このガータ６上には、トロリー６ａが設置されている。また、原子炉１内にて炉内構造物の交換を行う際には、炉内構造物が配置されている上部にフロア７と略面一になるように仮設床８が置かれる。
【００１３】
仮設床８上には揚重設備９が設けられる。揚重設備９は、２つのガントリ１０の間にクロスメンバ１１を渡した構造であり、このクロスメンバ１１にジャッキシステム１２が載せられている。ジャッキシステム１２は、ワイヤ又は吊治具１３を巻き上げることで炉内構造物の保管容器１４を持ち上げる装置であり、吊治具１３の先端には炉内構造物の保管容器１４の側面に設けたトラニオン１５に係止する吊具１６が設けられている。また、格納容器３および外部遮蔽壁２内には出入口１７が設けられている。出入口１７を境にして内部および外部に渡って、保管容器１４を搬送する仮設床１８が設けられている。
【００１４】
ピボット架台２０は、炉心の上部および前記出入口１７内外の仮設床１８上を移動すると共に、保管容器１４を２ピボットで支持する構造である。ピボット架台２０は、図２に示すように、Ｉ鋼等を組み合わせた構成であり、炉内構造物の保管容器１４の下部に設けたトラニオン１５を支持する低い方の第一開放軸受け２１と、高い方の第二開放軸受け２２とを有している。第一開放軸受け２１及び第二開放軸受け２２は、板材に円形の切り込みを入れて形成しており、この板をフレーム２３に垂直に設けたものである。フレーム２３は、Ｉ鋼等を溶接して製造されており、高い位置の第二開放軸受け２２及び低い位置の第一開放軸受け２１をこのフレーム２３上に設置したものであるが、当該第一開放軸受け２１及び第二開放軸受け２２の位置関係が既述の通りであれば、その他の支持構造はどのようなものでも良い。例えば第二開放軸受け２２自体の高さを大きくして、第一開放軸受け２１の位置より高くするようにしても良い。また、ピボット架台２０の下側には、仮設床１８上を移動するためのキャスターやキャタピラー等が設けられている（図示省略）。
【００１５】
つぎに、この原子炉１の炉内構造物の交換作業について説明する。図３は、原子炉における炉内構造物の取外し搬出工程を示す説明図である。図４は、原子炉における炉内構造物の搬入据付工程を示す説明図である。図３に示すように、この原子炉１において、炉内構造物は保管容器１４内に移された状態で搬送される。炉内構造物の収納は、図示しないが炉内構造物を引き上げると共にその下方に保管容器１４の蓋１９を置き、炉内構造物の上から保管容器１４の本体を被せて当該保管容器１４内に収納する。
【００１６】
この状態で、ジャッキシステム１２により保管容器１４のトラニオン１５に吊治具１３の吊具１６を係止させ、下方に設置したピボット架台２０により保管容器１４を支持する。この保管容器１４は、ピボット架台２０により支持されつつ横倒しされ、これに伴いピボット架台２０自身も移動する。保管容器１４を横倒しにした状態で、出入口１７から炉内構造物を保管容器１４ごと搬出する。なお、ピボット架台の動作は後述する。また、同じく、図４に示すように、炉内構造物を搬入据付する場合、出入口１７から保管容器１４内に収納した炉内構造物を搬入する。このとき保管容器１４はピボット架台２０により横倒し状態となっており、ピボット架台２０のほかに図示しない支持体により保管容器１４の上部（立てた状態における）を支持している。出入口１７から保管容器１４を搬入すると、保管容器１４のトラニオン１５にジャッキシステム１２の吊治具１３を係止し、保管容器１４を起こし、最終的にピボット架台２０による支持から離れ、当該ピボット架台２０は保管容器１４下方から退避される。
【００１７】
図５は、ピボット架台による保管容器の支持作用を示す説明図である。保管容器１４を横倒し状態から起立させるにあたり、まず同図（ａ）に示すように、ピボット架台２０の第一開放軸受け２１と、保管容器１４の上部で支持している支持体２８とにより当該保管容器１４が支持状態となり、その保管容器１４の上部のトラニオン１５に吊治具１３を係止し、ジャッキシステム１２により保管容器１４の上部を吊り上げる。一方、保管容器１４の底になる蓋１９の下面には、足が設けられ、その端部には第一ピボット軸２４および第二ピボット軸２５が設けられている。保管容器１４の上部を吊り上げることで、第一開放軸受け２１を中心として保管容器１４が起立し始める。この第一開放軸受け２１を中心とした起立動作中は、保管容器１４の重心ＣＧが第一開放軸受け２１の図中左側に位置しており、これにより、ジャッキシステム１２による吊り下げは、第一開放軸受け２１により保管容器１４を支持して吊っている状態となり、安定的な吊り上げができている。
【００１８】
次に、同図（ｂ）に示すように、引き続き保管容器１４を吊り上げてゆくと、当該保管容器１４の重心ＣＧが第一開放軸受け２１の直上に位置し、そのとき保管容器１４の第二ピボット軸２５がピボット架台２０の第二開放軸受け２２により支持される。即ち、重心ＣＧが第一開放軸受け２１の直上に位置し、そのまま起立動作を続けると重心位置が支持点Ｐ１の反対側に移り、保管容器１４がぐらつく等のハンドリンクし難い状態となる。そこで、重心ＣＧが支持点Ｐ１の反対側にくるときに、別の支持点Ｐ２（第二開放軸受け２２及び第二ピボット軸２５）を発生させ、支持点Ｐを移すようにする。これにより、保管容器１４の重心ＣＧが再び支持点Ｐ２を中心とした図中左側に位置することになる（支持点Ｐ２からみて重心ＣＧが位置する側は、支持点Ｐ１の場合と同じく、図中左側である）。このような条件を満たすには、少なくとも、第二開放軸受け２２の高さは、第一開放軸受け２１の高さより高いこと、この高低差により保管容器１４を同時支持した時点の当該保管容器１４の重心ＣＧが第一開放軸受け２１の直上位置より外側（即ち、第一開放軸受け２１と第二開放軸受け２２との間に位置していないこと）になることであり、当該ピボット軸受けの設計はこれを前提として行われる。そして、引き続き保管容器１４を吊り上げることで、第一開放軸受け２１による支持から解放され、同図（ｃ）に示すように、第二開放軸受け２２による第二ピボット軸２５の支持により最終的に起立状態とする。
【００１９】
比較例を図６に示す。同図（ａ）は、支持点Ｐ３を１つにした場合の例である。保管容器５００を一つの支持点Ｐ３（軸受け５０２および軸５０３）により支持すると、チェーン５０１による最初の吊り上げ状態では安定しているが、保管容器５００の重心ＣＧが支持点Ｐ３の直上を過ぎて反対側に移ることになる。このような場合、重心ＣＧが支持点Ｐ３の反対側に移る際に、図中左右どちら側にでも倒れる状態となり、吊り下げ状態が不安定になる。
【００２０】
次に、同図（ｂ）に示すように、重心ＣＧが移らないように当該支持点Ｐ４（軸６０１および軸受け６０２）を保管容器６００の端に設けると、いきおい支持点Ｐ４の高さｈが高くなり、最終的に保管容器６００を吊り上げるための高さＨが高くなる。この場合、原子炉内の揚重設備９の高さなどに制限があり、むやみに高くすると格納容器３内のポーラクレーン４と干渉する等の寸法的問題が発生する。この点、上記実施の形態のピボット架台２０を用いれば、吊り上げ高さを低く抑えることができる。また、保管容器６００の端部に軸６０１を設ける場合、支持点Ｐ４に幅をもたせるために軸６０１を長くする必要があり、吊り上げ時以外においてハンドリングの邪魔になる。
【００２１】
一方、保管容器１４を起立状態から横倒し状態にする場合、上記手順と反対に、まず保管容器１４の第二ピボット軸２５を第二解放軸受け２２に支持させ、重心ＣＧが支持点Ｐ２の一方側（図中左側）に位置するようにして、吊治具１３による吊り状態を維持する（図５（ｃ）参照）。そして、そのまま保管容器１４を横倒しにしてゆき、支持点Ｐ２を第一ピボット軸２４および第一開放軸受け２１で形成する支持点Ｐ１に移す。このとき、保管容器１４の重心ＣＧは第一開放軸受け２１の直上或いは前記同じ側（図中左側）に位置する（図５（ｂ）参照）。そして、そのまま当該支持点Ｐ１を用いて保管容器１４を横倒しする（図５（ａ）参照）。このようにすれば、起立状態から横倒し状態までの間、重心ＣＧの位置が支持点Ｐ１，Ｐ２を境にして同じ側を維持することになり、当該場合においても保管容器１４を安定的にハンドリングすることができる。
【００２２】
以上から、このピボット架台２０を用いた保管容器１４の吊り上げ方法によれば、炉内構造物を収納した保管容器１４を安全かつ容易にハンドリングでき、且つその吊り上げに要する高さも比較的低く抑えることができる。特に、炉内構造物のような大型かつ重量が極めて大きいもののハンドリングには、その対象物のハンドリング時の安定性は重要であり、更に炉内構造物は放射能を帯びているため安全にハンドリングする必要があるところ、この方法によれば極めて安定的に起立動作および横倒し動作が可能であるから、係る炉内構造物等の取り替え作業に極めて好適なものとなる。
【００２３】
なお、図５（ｃ）に示すように、上記第一開放軸受け２１は、押え金具２６により閉じた状態（第一ピボット軸２４を回転可能に拘束した状態）とし、当該第一開放軸受け２１が第一ピボット軸２４にぶら下がる状態としても良い。また、第二開放軸受け２２及び第二ピボット軸２５により保管容器１４を起立させたとき、第一ピボット軸２４にぶら下がっている第一開放軸受け２１とフレーム２３との間に、自立架台２７を嵌め入れて、ピボット架台２０のみ（ジャッキシステム１２の吊りを行わない状態）により保管容器１４が自立するようにすることもできる。この構成では、第一開放軸受け２１の下面と、ピボット架台２０のフレーム２３上面との両面の間に自立架台２７を挟むだけで良いので、自立架台２７を上下両面で接触するような簡単な構造にすることができる。なお、図示しないが、第一開放軸受け２１から第一ピボット軸２４が解放されるようにし、この第一ピボット軸２４と第一解放軸受け２１の間に支持部材を介在させて、保管容器１４を自立させることもできる。
【００２４】
何れも図示しないが、上記実施の形態の変形例を下記に示す。まず、上記実施の形態では、ピボット架台２０をＩ鋼の溶接構造としたが、特にこれに限定されるものではない。例えば前記ピボット架台２０を鉄筋コンクリートで成形し、第一解放軸受け２１及び第二開放軸受け２２を鉄板で構成し、当該鉄板をコンクリートに埋め込んだような構成であっても良い。また、上記実施の形態では、保管容器１４側にピボット軸２４，２５を設け、ピボット架台２０側に開放軸受け２１，２２を設けて支持点Ｐを構成したが、逆に、保管容器１４側に開放軸受け２１，２２を設け、ピボット架台２０側にピボット軸２４，２５を設けるようにしても良い。更に、上記支持点Ｐは、ピボット軸２４，２５と開放軸受け２１，２２により構成したが、保管容器１４の蓋１９の底面に、高さが異なり、その端部が球状または円形状の足を設け、この足の端部を支持点Ｐとし、所定の床材に対して起立するような構成でもよい。また、ピボット架台２０は一体構造でなく、分割構造であっても良い。また、上記では支持点Ｐを２つにしたが、支持点Ｐを３つ又はそれ以上としても良い（図示省略）。
【００２５】
また、この発明によるハンドリングの対象は、炉内構造物のほか、原子炉容器上蓋、蒸気発生器等の原子力関連構造物を挙げることができる。また、リサイクル燃料集合体の中間貯蔵を行う金属キャスクについても、上記同様の工程によりハンドリングすることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、原子力関連構造物を安全かつ容易にハンドリングできるようになる。特に、この発明は、大型重量物である原子力関連構造物、例えば炉内構造物やキャスクなどに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の炉内構造物の搬出方法を示す説明図である。
【図２】炉内構造物の搬出搬入時に用いるピボット架台を示す斜視図である。
【図３】原子炉における炉内構造物の取外し搬出工程を示す説明図である。
【図４】原子炉における炉内構造物の搬入据付工程を示す説明図である。
【図５】ピボット架台による保管容器の支持作用を示す説明図である。
【図６】この発明に係る実施の形態との比較例を示す説明図である。
【符号の説明】
１          原子炉
４          ポーラクレーン
９          揚重設備
１２      ジャッキシステム
１３      吊治具
１４      保管容器
１５      トラニオン
１６      吊具
１７      出入口
２０      ピボット架台
２１    第一開放軸受け
２２      第二開放軸受け
２３      フレーム
２４      第一ピボット軸
２５      第二ピボット軸
２７      自立架台
ＣＧ      重心
Ｐ１，Ｐ２        支持点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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