(57)【要約】【課題】反射体交換プラグのような大重量の大型機器構造物のメインテナンスに際し、取り扱い作業の簡素化及び利便性を追及した移送キャスク設備を提供する。【解決手段】本発明に係る大型機器構造物１を移送するための移送キャスク設備１００は、該大型機器構造物１を収容し得る移送キャスク本体１１と、該移送キャスク本体１１の上部に配設され、前記大型機器構造物１を着脱する掴み機構１３を該移送キャスク本体１内側で昇降動させる巻上機構１５と、前記移送キャスク本体１１を移動させるために吊り下げる吊り具接続機構１２とを備え、前記巻上機構１５は、複数個の小型巻上手段を備え、該複数個の小型巻上手段に対応する複数本の吊り具により前記掴み機構を昇降動させるように構成されている。【選択図】　　　　図１
2004045146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型機器構造物を移送するための移送キャスク設備であって、
該大型機器構造物を収容し得る移送キャスク本体と、
該移送キャスク本体の上部に配設され、前記大型機器構造物を着脱する掴み機構を該移送キャスク本体内側で昇降動させる巻上機構と、
前記移送キャスク本体を移動させるために吊り下げる吊り具接続機構とを備え、
前記巻上機構は、複数個の小型巻上手段を備え、該複数個の小型巻上手段に対応する複数本の吊り具により前記掴み機構を昇降動させるように構成されている、大型機器構造物の移送キャスク設備。
【請求項２】
前記複数個の小型巻上手段に対応する前記複数本の吊り具は、前記掴み機構の長手方向軸線を中心とした同心円状において周方向に等間隔に配設されている請求項１に記載の移送キャスク設備。
【請求項３】
前記吊り具は、さらに、前記掴み機構の前記長手方向軸線上にも配設されている請求項２に記載の移送キャスク設備。
【請求項４】
前記複数個の小型巻上手段は、同期制御される請求項１乃至３の内のいずれか１項に記載の移送キャスク設備。
【請求項５】
前記掴み機構には、昇降動する際の振動防止のために遊動防止機構が配設されている請求項１に記載の移送キャスク設備。
【請求項６】
前記遊動防止機構は、放射状に複数方向へ突出したガイドローラ用ラグと、該ガイドローラ用ラグの先端に回転可能に配設されると共に前記移送キャスク本体の内壁を移動できるガイドローラとを備える請求項５に記載の移送キャスク設備。
【請求項７】
前記移送キャスク本体の内部には、長手方向に沿って複数個のガイドロッドが配設されており、前記ガイドローラ用ラグの先端に配設された前記ガイドローラは、各々前記ガイドロッドと係合する請求項６に記載の移送キャスク設備。
【請求項８】
前記掴み機構は、前記大型機器構造物の上方に配設された係合部と連結／離脱する複数個の係合爪を有しており、該係合爪の各々には、誤落下防止のために前記係合部と結合する機械的な凹凸部が設けられている請求項１に記載の移送キャスク設備。
【請求項９】
前記掴み機構は、さらに、電源喪失事象等に伴って前記大型機器構造物の前記係合部から前記係合爪の離脱動作が生じないようにする制御回路を備えている請求項８に記載の移送キャスク設備。
【請求項１０】
前記大型機器構造物は、高放射化されており、前記移送キャスク本体の内部にコンファイメントバウンダリーを形成するために、該移送キャスク本体の底部にドアバルブが配設されている請求項１乃至９の内のいずれか１項に記載の移送キャスク設備。
【請求項１１】
高放射化された前記大型機器構造物は、該大型機器構造物を収容し得る凹部を備える収容施設に設置されており、該収容施設の天井に画成された該大型機器構造物の出入用開口部を塞いでコンファイメントバウンダリーを形成するように、前記移送キャスク本体の底部に配設された前記ドアバルブを積層配置可能な第二ドアバルブが配設されている請求項１０に記載の移送キャスク設備。
【請求項１２】
前記収容施設の天井に画成された前記出入り用開口部の周囲には、前記移送キャスク本体を前記ドアバルブ及び前記第二ドアバルブを介して前記大型機器構造物に軸芯を合わせて積層配置したときに、前記移送キャスク本体の内部に配設された前記ガイドロッドと位置的に整合する可動案内レールが配設されている請求項１１に記載の移送キャスク設備。
【請求項１３】
前記収容施設は、中性子散乱施設であり、高放射化された前記大型機器構造物は、反射体交換プラグである請求項１１に記載の移送キャスク設備。
【請求項１４】
使用済みの反射体交換プラグを収容すると共に、交換用の新しい反射体交換プラグを収容する反射体交換プラグメインテナンス室の個々の出入用開口部には、前記移送キャスク本体の底部に配設された前記ドアバルブを積層配置可能なドアバルブが配設されている請求項１３に記載の移送キャスク設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中性子ビームポートから陽子ビームが入射される中性子散乱施設（ターゲットステーション）の中心部構造を形成する反射体交換プラグ（反射体容器）の保守・交換等のメインテナンスに際し、その高放射化された大型機器構造物を遠隔操作で取り扱うことが可能な移送キャスク設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＦＢＲプラント等では、放射化された炉心燃料集合体等の炉心構成要素を炉心から引き抜き交換する取扱いシステムとして、原子炉上部に配置する燃料交換装置があった。このような燃料交換装置は、小型軽量物に属する炉心構成要素を取り扱う設備で、一例として、ＦＢＲもんじゅが約ＨＥＸ５１１０ｍｍ×Ｌ４２００ｍｍで、重量約０．５トンの構造物であるが、このような小型・軽量物等を取り扱う設備である。
【０００３】
一方、図１１は、中性子散乱施設の概念斜視図であるが、この中性子散乱施設の中心部に配置構成された反射体交換プラグ１は、減速材容器及び反射体等を内包した反射体容器２を反射体交換プラグ１の本体下端部に装備し、本体上部内遮蔽体層と一体化成形されている。また、反射体交換プラグ１は、内部に鉄遮蔽体層を保有したヘリウムベッセル４の内部に軸芯を合わせて、挿入／引き抜きが可能な構造で据え付けられている。さらに、ヘリウムベッセル４の外面周包囲には、生体鉄遮蔽体５が配置されている。このような構成の反射体交換プラグ１の反射体容器２の内部構造物は、中性子ビームポート３から照射される陽子ビームの入射に伴い核破砕により、その構造材料の照射劣化・損傷等が生じ、反射体交換プラグ１を引き抜き、交換（再組立）等のメインテナンスを行う必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この反射体交換プラグ１は、その形状が約Φ１５００ｍｍ×Ｌ７５００ｍｍで、重量が約８０トンになる大重量であり、且つ高レベルに放射化された大型機器構造物であり、上記の小型軽量物用の燃料交換装置では、取り扱うことができないという問題点があった。すなわち、大重量且つ高レベルに放射化された大型機器構造設備を取り扱う交換装置は、原子力発電プラント等には存在しないことが知られていた。
【０００５】
従って、本発明は、上述した従来の技術の問題を解決するためになされたもので、例えば反射体交換プラグのような大重量且つ高レベルに放射化された大型機器構造物のメインテナンスに際し、作業員被曝対策等の安全性を講じ、且つ引き抜き交換（再組立）等の取り扱い作業の簡素化及び利便性を追及した移送キャスク設備を提供することを主な目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載の本発明は、大型機器構造物を移送するための移送キャスク設備であって、該大型機器構造物を収容し得る移送キャスク本体と、該移送キャスク本体の上部に配設され、前記大型機器構造物を着脱する掴み機構を該移送キャスク本体内側で昇降動させる巻上機構と、前記移送キャスク本体を移動させるために吊り下げる吊り具接続機構とを備え、前記巻上機構は、複数個の小型巻上手段を備え、該複数個の小型巻上手段に対応する複数本の吊り具により前記掴み機構を昇降動させるように構成されている大型機器構造物の移送キャスク設備を提供するものである。
【０００７】
前記複数個の小型巻上手段に対応する前記複数本の吊り具は、前記掴み機構の長手方向軸線を中心とした同心円状において周方向に等間隔に配設されているか、あるいは、さらに、前記掴み機構の前記長手方向軸線上にも配設されているのが好ましい。また、前記複数個の小型巻上手段を同期制御するのも望ましい。
【０００８】
また、前記掴み機構には、昇降動する際の振動防止のために遊動防止機構が配設されているのが好ましい。前記遊動防止機構は、放射状に複数方向へ突出したガイドローラ用ラグと、該ガイドローラ用ラグの先端に回転可能に配設されると共に前記移送キャスク本体の内壁を移動できるガイドローラとを備える。また、前記移送キャスク本体の内部に、長手方向に沿って複数個のガイドロッドを配設し、前記ガイドローラ用ラグの先端に配設された前記ガイドローラが各々前記ガイドロッドと係合するようにすることもできる。
【０００９】
さらに、前記掴み機構は、前記大型機器構造物の上方に配設された係合部と連結／離脱する複数個の係合爪を有しており、該係合爪の各々には、誤落下防止のために前記係合部と結合する機械的な凹凸部が設けられているのが望ましい。さらに、前記掴み機構に、電源喪失事象等に伴って前記大型機器構造物の前記係合部から前記係合爪の離脱動作が生じないようにする制御回路を設けることもできる。
【００１０】
また、本発明は、高放射化された大型機器構造物を取り扱うのに適しており、その場合には、前記移送キャスク本体の内部にコンファイメントバウンダリーを形成するために、該移送キャスク本体の底部にドアバルブを配設する。また、高放射化された前記大型機器構造物が該大型機器構造物を収容し得る凹部を備える収容施設に設置されている場合には、該収容施設の天井に画成された該大型機器構造物の出入用開口部を塞いでコンファイメントバウンダリーを形成するように、前記移送キャスク本体の底部に配設された前記ドアバルブを積層配置可能な第二ドアバルブを配設することが望ましい。なお、前記収容施設の天井に画成された前記出入り用開口部の周囲に、前記移送キャスク本体を前記ドアバルブ及び前記第二ドアバルブを介して前記大型機器構造物に軸芯を合わせて積層配置したときに、前記移送キャスク本体の内部に配設された前記ガイドロッドと位置的に整合する可動案内レールを配設することもできる。
【００１１】
本発明が適用される装置として特に適しているのは、前記収容施設が中性子散乱施設であり、高放射化された前記大型機器構造物が反射体交換プラグである。また、使用済みの反射体交換プラグを収容すると共に、交換用の新しい反射体交換プラグを収容する反射体交換プラグメインテナンス室の個々の出入用開口部には、前記移送キャスク本体の底部に配設された前記ドアバルブを積層配置可能なドアバルブが配設されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を、添付図面を参照しながら説明するが、図中、同一符号は、同一又は対応部分を示すものとする。最初に、図１乃至図６を用いて、本発明に係る移送キャスク設備１００の概要を説明する。図１に示すように、反射体容器２のメインテナンスを必要とする反射体交換プラグ１は、先に説明したように、内部に鉄遮蔽体層を保有したヘリウムベッセル４の内部に軸芯を合わせて、挿入／引き抜きが可能な構造で据え付けられている。また、ヘリウムベッセル４の外面周包囲には、生体鉄遮蔽体５が配置されている。
【００１３】
一方、反射体交換プラグ１の上方には、この反射体交換プラグ１の内部に装備した冷却配管等（図示せず）の接続／切り離し作業等のために、一時的に立ち入りが可能なコンファイメントバウンダリーを成す反射体交換プラグ取扱室６が設置されている。反射体交換プラグ取扱室６の内部には、反射体交換プラグ１の真上に可動コンクリート遮蔽体７が配置されている。この図１に示した状態は、中性子散乱設備の運転時の配置位置を示したもので、反射体交換プラグ１の交換時には、可動コンクリート遮蔽体７は、反射体交換プラグ１の挿入／引き抜きの障害にならないような位置に移動させることができるようになっている。なお、反射体交換プラグ取扱室６には、入退出扉８が二個設置されているが、何れの入退出扉８も、バウンダリー形成が図れるように気密扉を使用する。
【００１４】
上述したような中性子散乱施設で、大重量且つ高レベルに放射化された大型機器構造物である反射体交換プラグ１を取り扱う移送キャスク設備１００は、反射体交換プラグ１に収容された反射体容器２を交換可能にする装置であり、図１乃至図３から明らかなように、常設ドアバルブ９、可動ドアバルブ１０、移送キャスク本体１１、吊り具接続機構１２、掴み機構１３、巻上機構１５、及び可動案内レール１９等を備えている。
【００１５】
常設ドアバルブ９は、反射体交換プラグ取扱室６の天井６ｂに画成された上部開口６ａを塞ぐように取り付けられている。可動ドアバルブ１０は、常設ドアバルブ９の上に、反射体交換プラグ１に軸芯を合わせて積層配置されている。
【００１６】
移送キャスク本体１１の内部には、反射体交換プラグ１を交換するために、引き抜き／挿入ができるような掴み機構１３が配設されている。掴み機構１３には、反射体交換プラグ１と係合するグリッパ部１４が一体的に形成されている。掴み機構１３は、移送キャスク本体１１の上方に配設された巻上機構１５により、吊りワイヤ１２２（図２参照）を介してガイドロッド２０に沿って昇降動可能になっている。そして、遠隔操作により掴み機構１３を昇降動させることにより、反射体交換プラグ１を移送キャスク本体１１の内部に適宜引き抜き／保持、降下／離脱が図れるように構成されている。
【００１７】
一方、移送キャスク本体１１の外側には、移送キャスク本体１１の内部の目視観察が可能な視野角の異なる監視窓２１及び２２が周方向に複数個配置されている。図３では、周方向に二個配設された監視窓２２が見て取れるが、監視窓の数はこれに限定されるものではなく、三個、四個、あるいはそれ以上の数を、任意にあるいは周方向等間隔に、適宜使用状態に合わせて設置することができる。また、移送キャスク本体１１の保守や点検をするために、メインテナンス用タラップ及びステージ２３も、移送キャスク本体１１の周方向の一部を囲うように配設されている。
【００１８】
吊り具接続機構１２は、移送キャスク本体１１の移動動作に際し、建屋天井走行クレーン１６と移送キャスク本体１１の頂部フランジ１１０との間に独立部材として介在しており、各々を吊りワイヤ１７１を介して連結して一体化を図ることができる接続機構を形成する。
【００１９】
移送キャスク設備１００の主要構成要素をさらに詳述する。最初に、図２及び図３を参照しながら、移送キャスク本体１１を説明する。移送キャスク本体１１は、構造強度、製作性等を踏まえ円筒形状としてある。この実施形態においては、鉛直方向に二分割された上部円筒状部材１１１と下部円筒状部材１１２とから構成されている。上部円筒状部材１１１の上方には、頂部フランジ１１０が設けられており、反対側の下方には、中間フランジ１１５が設けられている。頂部フランジ１１０には、移送キャスク本体１１の短尺化を図るためのドラム式の巻上機構１５と、吊り具接続機構１２が配設されている。下部円筒状部材１１２の上方には、上部円筒状部材１１の中間フランジ１１５と対向する中間フランジ１１４が設けられており、これらの中間フランジ１１４及び１１５を互いにボルト留めすることにより、移送キャスク本体１１が構成される。
【００２０】
なお、この実施形態においては、移送キャスク本体１１を二分割したが、一体形成しても、あるいは三分割以上の複数個に分割することもできる。また、下部円筒状部材１１２の下方には、底部フランジ１１３が設けられており、この底部フランジ１１３を適宜ボルト留めすることにより、可動ドアバルブ１０を接続し一体化することができる。なお、移送キャスク本体１１と可動ドアバルブ１０を接続する場合には、図示しないガイドキー等の位置決め手段により、適宜位置決めされ接続する。
【００２１】
次に、図２乃至図４を参照しながら、常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０を説明する。最初に、図４を参照するが、常設ドアバルブ９と可動ドアバルブ１０とは、その基本的構成を同じくするので、便宜上、常設ドアバルブ９について説明する。常設ドアバルブ９の外部輪郭は、二個のほぼ正方形を組み合わせた矩形であり、その内部には、反射体交換プラグ１を引き抜き交換する際に、気密バウンダリーを確保する水平動弁体９３が配設されている。水平動弁体９３は、リンク、バネ等を備えており、上下２層化されている。一方の正方形部分である弁座体９０には、開口部９２が設けられており、他方の正方形部分である弁本体９１は、開口部９２を開閉する水平動弁体９３が開弁状態にある場合に、水平動弁体９３を収容できる形状になっている。この水平動弁体９３には、複数個のローラ９４が移動方向両側に取り付けられている。水平動弁体９３の開閉動は、外側に配設されたハンドル等から構成される操作部９５によって図示しない弁棒を駆動することにより行われる。この開閉動を詳述するに、通常状態（開動作）では、上下２層化された水平動弁体９３は、水平方位に僅かな偏芯位相状態を維持し、閉動作の水平ストロークエンド時における押し込み力によって、上下２層化された水平動弁体が同芯且つ僅かな上下動作する。なお、ドアバルブとしては、諸タイプのものが知られているが、気密バウンダリーを確保できるものであれば、本実施形態のものに限定されることなく、既知の如何なるドアバルブも使用することができる。
【００２２】
常設ドアバルブ９は、図３から明らかなように、この常設ドアバルブ９の下側に固着された二重フランジ９ａ及び９ｂをボルト留めすることにより、反射体交換プラグ取扱室６の天井６ｂに画成された移送キャスク本体１１の出入り口である上部開口６ａを塞ぐように取り付けられている。なお、二重フランジは、常設ドアバルブと一体成形することもできる。一方、可動ドアバルブ１０は、開口部を有する正方形部側に接合部（図示せず）が設けられており、この接合部に移送キャスク本体１１の底部フランジ１１３をボルト留めできるようになっている。
【００２３】
常設ドアバルブ９と可動ドアバルブ１０とは、反射体交換プラグ取扱室６の上方において、反射体交換プラグ１に軸芯を合わせて積層配置されている。常設ドアバルブ９の上に可動ドアバルブ１０を積層配置する場合には，図示しない位置決め手段により適宜正確な位置合わせを行った後、図４から分かるように、弁座体９０の両端部に各々４個ずつ配設された切欠部９６を用いて通しボルト結合する。気密を図るには、弁座体９０の接続面に配設された溝部９７にＯリング（図示せず）を装着することにより行われる。なお、移送キャスク本体１１と結合される可動ドアバルブ１０は、上述したように、常設ドアバルブ９の上に積層配置できるので、既存の設備の反射体交換プラグ取扱室６の上部ドアを、本発明に係る常設ドアバルブ９に交換するだけで、既存設備を利用することができる。また、ドアバルブとしては、常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０の他に、中性子散乱施設内に別途配置された反射体交換プラグメインテナンス室５０の上側に、常設ドアバルブ１７及び１８が二基個別に配設されている（図１０参照）。
【００２４】
次に、図２、図３及び図５を参照しながら、掴み機構１３を昇降動させる巻上機構１５を説明する。上述したように、巻上機構１５によって掴み機構１３をガイドロッド２０に沿って昇降動させることにより、反射体交換プラグ１を掴んで引き抜くことができる。この巻上機構１５は、移送キャスク本体１１の頂部フランジ１１０に取着されており、電動モータによりドラムを回転させて、吊りワイヤ２７ａ及び２７ｂを巻き取り、巻き降ろすことにより掴み機構１３の昇降動作を行うことができる。しかしながら、巻上機構は、約８ｍの長尺で且つ約８０トンの大重量である反射体交換プラグ１、すなわち大型機器構造物を取り扱うため、巻上機構自体の大型化が懸念される。もし巻上機構が大型化すると、移送キャスク本体１１の上部が大型化し、ひいては移送キャスク設備１００の全高の長尺化、施設建屋の増大化を招くことになる。
【００２５】
そのため、この実施形態においては、大型化を回避するために、巻上機構１５は、掴み機構１３の本体１３０の上部に配設された一基の主巻上治具２５と、主巻上治具２５の周囲に配設された三基の副巻上治具２６との都合四基の巻上治具を備え、吊りワイヤ２７ａ及び２７ｂと相俟って、各々分散・小型化した電動モータ及び巻取りドラム（図示せず）等の小型化した部材を用いることにより、コンパクトな巻上機構１５を構成している。すなわち、これらの小型化した電動モータ、巻取りドラムなどの小型化した部材は、この巻上機構１５の小型巻上手段を構成する。また、主巻上治具２５は、掴み機構１３の本体１３０の軸線上に位置しており、三基の副巻上治具２６は、本体１３０の長手方向軸線を中心とした同心円状において周方向に等間隔に配設されている。
【００２６】
なお、巻上治具及びワイヤの対組は、三基あるいは五基など、適宜使用条件に応じて設定することができる。また、主及び副巻上治具に対応する電動モータ及び巻取りドラムは、図示しない制御装置に各々接続されており、掴み機構１３の昇降動に際して同期制御される。このような同期制御を行うことにより、偏吊りを防止することができ、取扱対象物である反射体交換プラグ１の健全なる円滑昇降動を達成することができる。また、偏吊りなどを起因とする吊りワイヤの破断・破損を防止することもできる。なお、この実施形態においては、掴み機構１３を吊り下げるのにワイヤを使用したが、チェーンを使用してもよい。
【００２７】
掴み機構１３の本体１３０の外側には、円周放射状三方位に外向きに突出するガイドローラ用ラグ２４が配設されている。この実施形態では、ガイドローラ用ラグ２４は、掴み機構１３の本体１３０と別体に形成され、適宜既知の手段を用いて、本体１３０に結合されているが、本体１３０と一体成形することもできる。各ガイドローラ用ラグ２４の先端には、移送キャスク本体１１の内部に配設されたガイドロッド２０と係合するガイドローラ２４０が回転自在に取り付けられている。ガイドローラ２４０とガイドロッド２０とが係合することにより、掴み機構１３を昇降動させる際に、滑らかな動作が得られると共に、掴み機構１３を中心として放射状三方位に配設されているので、昇降動中の遊動防止すなわち制振を図ることができる。すなわち、ガイドロッド２０とガイドローラ２４０を備えたガイドローラ用治具２３とで、遊動防止機構を構成する。
【００２８】
上述したように制振を図ることができれば、ガイドローラ２４０を備えたガイドローラ用治具２４とガイドロッド２０との対組の個数は、三個には限られず、二個、四個、あるいはそれ以上であってもよいが、小型化、小重量化のためには、三個が最適である。なお、この実施形態では、ガイドローラ２４０に係合するガイドロッド２０を設けたが、ガイドローラを移送キャスク本体の内壁に沿って駆動させることもでき、その場合には、ガイドローラとガイドローラ用治具とで遊動防止機構を構成する。
【００２９】
再び図２を参照しながら、可動案内レール１９について説明する。ガイドロッド２０を備えた移送キャスク本体１１は、交換すべき反射体交換プラグ１の上方で常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０に積層配置される。従って、掴み機構１３を下降させて反射体交換プラグ１を保持／引き抜きするには、掴み機構１３がガイドロッド２０の下端を越えて、さらに可動ドアバルブ１０及び常設ドアバルブ９を通り抜け、反射体交換プラグ取扱室６の内部まで下降できなければならない。そのために、反射体交換プラグ取扱室６の天井６ｂの内側には、ガイドロッド２０の延伸化を図るための可動案内レール１９が配設されている。可動案内レール１９は、天井６ｂに画成された上部開口６ａの周囲三方位に配設されており、移送キャスク本体１１を積層配置した場合に、各々対応するガイドロッド２０と直線的に整合するようになっている。可動案内レール１９は、ガイドロッド２０と同様な円柱状あるいは円筒状のロッド部１９０を備えており、このロッド部１９０の基端部が回動軸１９１を介して天井６ｂに回動可能に固定されている。また、ロッド部１９０は、自動遠隔操作あるいはワンタッチ手動の操作によって、回動軸１９１回りに約９０度回転し得ればよい。このような構成にすることにより、簡単な操作によってロッド部１９０を鉛直方向に９０度回動させるだけで、ガイドロッド２０の伸延化を高精度で所定位置に図ることができる。一方、中性子散乱施設の通常運転時には、反射体交換プラグ１の真上に配置された可動コンクリート遮蔽体７の水平動に干渉しないように、天井に沿って水平方向に据付配置させることができる。
【００３０】
このような可動案内レール１９を反射体交換プラグ取扱室６側に配設することにより、移送キャスク設備１００において、移送キャスク本体１１の内部でガイドロッド２０を延伸させる延伸機構を配設する必要がなくなるので、移送キャスク本体の短尺・縮小化、ひいては移送キャスク設備全体の短尺・縮小化を図ることができる。それにより、施設建屋の増大化を回避でき、製作コスト低減等に大きく作用する。また、反射体交換プラグ１の取り出し／交換に際して、反射体交換プラグ取扱室６の内部まで遊動抑制、すなわち制振機能を保有することになるので、健全且つ円滑な昇降動を図ることができる。
【００３１】
なお、常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０の開口部９２の内面は、ガイドロッド２０及び使用位置における可動案内レール１９と面一になるような寸法にすることにより、掴み機構１３のガイドローラ用治具２４に取り付けられたガイドローラ２４０が滑らかに両ドアバルブ内を通過することができ、滑らかな昇降動を得ることができる。また、反射体交換プラグ取扱室６側に配設された可動案内レール１９のロッド部１９０を入れ子式にすることにより、使用位置からロッド部１９０を上方に延伸させて常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０の内部を通し、移送キャスク本体１１の内部のガイドロッド２０と当接するまで延伸させることもできる。このようにすることにより、掴み機構１３の滑らかな昇降動を得ることができると共に、遊動を抑制することもできる。
【００３２】
次に、図２、図３及び図６を参照しながら、掴み機構１３を詳述する。図６（ａ）は、掴み機構１３の概要を示す一部断面側面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の線分Ａ−Ａに沿った横断面図である。掴み機構１３は、円筒状の本体１３０を有し、その下部には、反射体交換プラグ１の取り出し／交換に際して遠隔操作によって反射体交換プラグ１を着脱するグリッパ部１４が配設されている。グリッパ部１４は、遠隔操作により反射体交換プラグ１の上方に配設されたハンドリングヘッド部１ａと連結／離脱が可能な三枚のグリッパ爪２８を有している。各グリッパ爪２８は、グリッパ部１４の下端において、周方向三方位に等間隔で配置されており、ピン２９によって回動可能に結合されている。
【００３３】
これらのグリッパ爪２８の爪開閉動作は、爪動作給排気系３０から供給される圧縮空気によるシリンダ室３１ａ内のグリッパ操作軸３１の上下動作に連動して行われる。この実施形態においては、グリッパ操作軸３１は、シリンダ方式で作動し、その作動ストロークは、約８０ｍｍである。このように、グリッパ爪２８の駆動源として取扱が容易な圧縮空気を用い、掴み機構１３の本体１３０の内部にシリンダ室３１ａを配設することにより小型化が図れ、遠隔操作に伴う掴み機構１３の昇降動機構、並びに、グリッパ爪２８の爪開閉動作機構を同時に装備することができる。また、移送キャスク本体１１の構造的増大化、長尺化を回避することができる。
【００３４】
また、グリッパ爪２８は、反射体交換プラグ１の取り出し、移動動作時等による安全保護対策の一環として、誤落下防止機構３２を備えている。誤落下防止機構３２は、グリッパ爪２８の先端に設けられており、釣り針状の凸部３２０と、この凸部３２０とグリッパ爪２８との間に画成された凹部３２１とからなる。誤落下防止機構３２は、反射体交換プラグ１の頂部開口の内側において環状に配設された、逆釣り針状のハンドリングヘッド部１ａと協働するようになっている。すなわち、図６（ａ）の左側のグリッパ爪２８は、その開動作状態を示しており、右側のグリッパ爪２８は、その閉動作状態を示しているが、グリッパ爪の開動作状態において、誤落下防止機構３２の凹凸部３２０及び３２１が反射体交換プラグ１のハンドリングヘッド部１ａの凹凸部と係合することにより、移動中の誤落下を防止できるようになっている。
【００３５】
さらに、グリッパ爪２８は、電源喪失に伴う爪閉動作が生じないようにする制御機構（図示せず）を備えている。この制御機構としては、例えば、三方電磁弁の切替等を用いる制御回路構成が考えられる。誤落下防止機構３２に加えて、このような制御機構を備えることにより、取扱作業時の安全性の確保及び取扱対象構造物の担保等に有効に作用し、反射体交換プラグ１の誤落下の防止をより確実なものにできる。
【００３６】
なお、グリッパ部１４を収容する掴み機構１３の本体１３０の内部には、反射体交換プラグ１の着座、停止、離脱等を監視して制御するための位置検出器３３や、グリッパ爪２８の爪開閉動作確認制御用リミットスイッチ（図示せず）が配設されている。また、この実施形態においては、グリッパ部１４を掴み機構１３の本体１３０の内部に配設したが、グリッパ部１４を収容する本体を形成し、適宜既知の手段で掴み機構１３の本体１３０と結合してもよい。しかしながら、グリッパ部１４を掴み機構１３の本体１３０と一体化構造とすることにより、掴み機構１３自体が単一可動構造体となり、小型化が容易で、それにより、移送キャスク本体１１の内部での昇降動が容易で滑らかとなる。
【００３７】
次に、再度図２及び図３を参照しながら、吊り具接続機構１２を説明する。吊り具接続機構１２は、移送キャスク本体１１とは別個独立しており、箱型の形状をした本体１２１を備えている。吊り具接続機構を移送キャスク本体１１と一体化構造にすると、移送キャスク本体１１の上側構造物の増大及び長尺化につながる恐れがあるからである。また、製作、輸送、組立性の観点からも、一体化構造は好ましくないからである。また、吊り具接続機構１２の本体１２１の対向する両短辺には、各々外方に向かってフランジ部１２０が配設されており、移送キャスク本体１１の頂部フランジ１１０に設けられた各一対のワイヤ保持部に架けられた一対のワイヤ１２２を保持懸架するようになっている。このように、一対のワイヤ１２２を介して移送キャスク本体１１を懸架することにより、種々の位置合わせが容易となる。さらに、吊り具接続機構１２の本体１２１の内部には、二本の円筒状部材１２３が長手方向に平行して配設されている。この二本の円筒状部材１２３の間へ、建屋天井走行クレーン１６から懸架された吊りワイヤ１７１の先端に取付けられた二股上鉤フック１７０を係合させることにより、移送キャスク本体１１を移動させることができる。
【００３８】
図７は、移送キャスク設備１００を用いて、反射体交換プラグ１を移送キャスク本体１の内部へ引き抜きする際の操作手順を示す図である。反射体交換プラグ１の引き抜きする場合には、以下の手順（ａ）〜（ｄ）の順序で行い、反射体交換プラグ１を挿入／設置する再組立操作の場合には、これらの手順（ａ）〜（ｄ）の逆操作手順で行うものとする。
【００３９】
図７（ａ）は、準備段階を示す手順（ａ）であり、移送キャスク本体１１、常設ドアバルブ９、可動ドアバルブ１０を反射体交換プラグ１の真上に据付けて積層配備する。また、可動案内レール１９を立脚作動させて、移送キャスク本体１１の内部のガイドロッド２０と相俟って、ガイドロッドの延伸化状態を形成する。
【００４０】
図７（ｂ）は、反射体交換プラグ１を掴む動作の初期状態を示す手順（ｂ）であり、常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０の水平動弁体９３を開弁状態にした後、移送キャスク本体１１の内部に収納されたグリッパ部１４を備える掴み機構１３を、巻上機構１５によりガイドロッド２０に沿って下降させる。
【００４１】
図７（ｃ）は、反射体交換プラグ１を掴む動作を示す手順（ｃ）であり、掴み機構１３をガイドロッド２０から可動案内レール１９に沿って下降させ、反射体交換プラグ１の上部に配設されたハンドリングヘッド部１ａに掴み機構１３のグリッパ部１４を着座（装着）させ、グリッパ爪２８を開動作させる。これにより、反射体交換プラグ１の掴み動作が完了する。
【００４２】
図７（ｄ）は、反射体交換プラグ１を引き抜く動作を示す手順（ｄ）であり、移送キャスク本体１１の上方に配設された巻上機構１５による上昇動作に伴い、反射体交換プラグ１を中性子散乱施設から引き抜き、移送キャスク本体１１の内部に保持する。これら一連の手順（ａ）〜（ｄ）により、移送キャスク本体１１の内部への反射体交換プラグ１の引き抜き作業が完了する。その後、常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０の各々の水平動弁体９３を閉動作させて閉弁状態にする。それから、常設ドアバルブ９と可動ドアバルブ１０とを分離し、反射体交換プラグメインテナンス室５０に、建屋天井走行クレーン１６を用いて反射体交換プラグ１を保持した移送キャスク設備１００を移動させる手順となる。
【００４３】
最後に、図８乃至図１０を参照しながら、移送キャスク設備１００を用いて反射体交換プラグ１の反射体容器２を交換する全交換手順を説明する。図８は、反射体交換プラグ１の引き抜き前準備作業手順、すなわち、初期／運転状態を説明する図である。この図を参照するに、反射体交換プラグ１を収容した生体鉄遮蔽体５の上部開口は、可動コンクリート遮蔽体７で閉じられていると共に、反射体交換プラグ取扱室６の上部に配設された常設ドアバルブ９は、閉弁状態にある。次に、常設ドアバルブ９の上に可動ドアバルブ１０を積層配置する。そして、吊り具接続機構１２を介して建屋天井走行クレーン１６により移送キャスク本体１１を移動させ、可動ドアバルブ１０の上に積層配置する。この準備段階では、常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０の水平動弁体９３は、閉弁状態にある。なお、可動ドアバルブ１０は、予め移送キャスク本体１１と連結して一体化しておくことも可能である。
【００４４】
図９は、反射体交換プラグ１の引き抜き作業の手順を説明する図である。この図を参照するに、まず、生体鉄遮蔽体５の上部開口を塞いでいる可動コンクリート遮蔽体７を退避移動させ、反射体交換プラグ１を露出させる。そして、常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０の水平動弁体９３を開弁状態にし、反射体交換プラグ１を移送キャスク本体１１の内部に引き抜き、保持する。この状態で、常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０の弁体を各々閉弁状態にして、引き抜き作業は、完了する。なお、移送キャスク本体１１の移動に際しては、可動ドアバルブ１０は、移送キャスク本体１１の下側に結合して一体化してあり、常設ドアバルブ９と可動ドアバルブ１０との間で、分離、切り離しが行われる。なお、これらの一連の作業は、総て遠隔操作で行われる。
【００４５】
図１０は、バッチ交換方式による新旧反射体交換プラグの取り扱い作業の手順を説明する図である。この図を参照するに、中性子散乱施設内に別途配設された反射体交換プラグメインテナンス室５０は、使用後の旧反射体交換プラグを収容する第一架構部５１と、交換用の新反射体交換プラグを収容する第二架構部５２とが設けられており、各々の上部開口を塞ぐように、常設ドアバルブ１７及び１８が配設されている。これらの常設ドアバルブ１７及び１８は、上述したように、反射体交換プラグ取扱室６の上側に配設された常設ドアバルブ９と同様のものである。
【００４６】
最初に、移送キャスク本体１１に引き抜き／保持された反射体交換プラグ１を建屋天井走行クレーン１６により、反射体交換プラグメインテナンス室５０の第一収容部５１の常設ドアバルブ１７の上方に位置させてから、常設ドアバルブ１７の上に可動ドアバルブ１０を積層配置させ、可動ドアバルブ１０と常設ドアバルブ１７とを接続する。それから、各々の水平動弁体９３を開弁状態にし、反射体交換プラグ１を移送キャスク本体１１から第一架構部５１へ降下させ、収容する。この状態で、常設ドアバルブ１７及び可動ドアバルブ１０の水平動弁体を各々閉弁状態にして、一連の移動・保管作業は完了する。
【００４７】
一方、新反射体交換プラグ１’の取り出しは、隣接する常設ドアバルブ１８の上に移送キャスク本体１１を移動して、その上に可動ドアバルブ１０を積層配置し、可動ドアバルブ１０と常設ドアバルブ１８とを接続する。その後、各々の水平動弁体９３を開弁状態にした後、新反射体交換プラグ１’を移送キャスク本体１１の内部に引き抜き、保持する。この状態で、常設ドアバルブ１８及び可動ドアバルブ１０の水平動弁体を閉弁状態にして、新反射体交換プラグ１’の取り出し作業は、完了する。
【００４８】
このようなメインテナンス手法・手順により、大重量物且つ高レベルに放射化された大型機器構造設備を安全に取り扱うことが可能となる。なお、生体鉄遮蔽体５内部の中性子ビームポート３への新反射体交換プラグ１’の再組立作業は、上述する作業手順の逆操作手順で行うことができる。
【００４９】
上記のように構成された移送キャスク設備１００は、配置及び揚重設備仕様等を含む施設建屋の幾何学的制約条件や、簡素な操作性及び交換作業の時短等を含む安全性且つ利便性を有している。それは、以下の理由による。
【００５０】
常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０の二基のドアバルブを積層配置することにより、高レベルに放射化された反射体交換プラグ１の引き抜き時における作業員の被曝や周辺エリア等への放射化防止対策としてのコンファイメントバウンダリーを確保することができる。また、常設ドアバルブ９は、反射体プラグ取扱室６の貫通孔バウンダリーを形成する。一方、可動ドアバルブ１０は、移送キャスク本体１１の底部に連結結合して、移送キャスク本体１１の底部開口部のシャッタとして機能し、常設ドアバルブ９とは分離した状態においてバウンダリーを形成することができる。なお、常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０は、各々遠隔操作により水平動弁体の開弁／閉弁動作を行うことができる。従って、常設ドアバルブ９及び可動ドアバルブ１０は、反射体交換プラグ１の取り出し／移送に際し、各ドアバルブの水平動弁体を操作することにより、各々独立したバウンダリーを確保することができる。また、反射体交換プラグメインテナンス室５０（図１０参照）の上側にも、常設ドアバルブ１７及び１８を二基個別に配設してあるので、反射体交換プラグメインテナンス室５０も同様な取扱操作で、コンファイメントバウンダリーを確保することができる。
【００５１】
移送キャスク本体１１は、構造強度、製作性等を踏まえ円筒形状としてある。また、この移送キャスク本体１１の上部には、移送キャスク本体１１の短尺化を図る巻上機構１５及び吊り具接続機構１２が配設されている。一方、移送キャスク本体１１の下部は、可動ドアバルブ１０と接続一体化が図れるフランジ構造とする。このような構造形状により、反射体交換プラグ１の引き抜き／移送時において、可動ドアバルブ１０と相俟って、移送キャスク本体１１単独で、コンファイメントバウンダリーを確保することができる。また、施設建屋の幾何学的制約条件（例えば、配置・揚重設備仕様／フック下１４ｍ以内、容量１００トン以下）及び遠隔操作が可能な掴み機構１３、グリッパ部１４等を内部に配設することにより、建屋・設備仕様を満たす安全且つ利便性のある移送キャスク設備１００になる。
【００５２】
吊り具接続機構１２は、移送キャスク本体１１とは、別個独立に形成されている。これは、移送キャスク本体１１と一体化構造にすると、移送キャスク本体１１の上側構造物の増大及び長尺化につながる恐れがあるからである。また、製作、輸送、組立性の観点からも、一体化構造にすると、有効に作用しない。吊り具接続機構１２を移送キャスク本体１１と別個独立に形成し、建屋天井走行クレーン１６と移送キャスク本体１１の頂部との間に吊りワイヤを介して連結して一体化を図ることにより、移送キャスク本体１１と相俟って、建屋・設備仕様を満たすことができる。
【００５３】
以上、本発明を、中性子散乱施設における反射体交換プラグを交換する場合について説明したが、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、高放射化された大型機器構造物をハンドリングする際であれば、同様に適用できる。また、放射化されていない大型機器構造物を取り扱うための単なる移送手段としても適用することができる。この場合は、移送キャスク設備の可動ドアバルブなどは、気密バウンダリーを得る必要がなくなるため、他の使用条件に応じて適宜配設しても、あるいは配設しなくてもよく、配設しない場合には、移送キャスク設備のさらなる小型化を図ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明に係る大型機器構造物を移送するための移送キャスク設備は、該大型機器構造物を収容し得る移送キャスク本体と、該移送キャスク本体の上部に配設され、前記大型機器構造物を着脱する掴み機構を該移送キャスク本体内側で昇降動させる巻上機構と、前記移送キャスク本体を移動させるために吊り下げる吊り具接続機構とを備え、前記巻上機構は、複数個の小型巻上手段を備え、該複数個の小型巻上手段に対応する複数本の吊り具により前記掴み機構を昇降動させるように構成したことにより、大型機器構造物を取り扱う移送キャスク本体を小型軽量化することができる。
【００５５】
また、上記移送キャスク設備を高放射化された大型機器構造物を取り扱う際に使用することにより、内部雰囲気を維持すべき場所にコンファイメントバウンダリーを形成できるので、作業員の被曝を回避したり、外部への放射化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る移送キャスク設備の一実施形態を説明する概要図である。
【図２】図１に示した移送キャスク設備の拡大概要図である。
【図３】図２の示した移送キャスク設備の斜視図である。
【図４】移送キャスク設備の主要構成機器であるドアバルブ構造の一実施形態を示す図である。
【図５】移送キャスク設備の主要構成機器である巻上機構の一実施形態を示す図である。
【図６】移送キャスク設備の主要構成機器である掴み機構の構造の一実施形態を示す図である。
【図７】本発明に係る移送キャスク設備を用いて移送キャスク内引き抜き時のメインテナンス手順を示す概要図である。
【図８】本発明に係る移送キャスク設備を用いて反射体交換プラグの反射体容器部交換を可能にするメインテナンス手順の説明図であり、特に、反射体交換プラグの引き抜き前の準備作業手順の説明図である。
【図９】本発明に係る移送キャスク設備を用いて反射体交換プラグの反射体容器部交換を可能にするメインテナンス手順の説明図であり、特に、反射体交換プラグの引き抜き作業手順の説明図である。
【図１０】本発明に係る移送キャスク設備を用いて反射体交換プラグの反射体容器部交換を可能にするメインテナンス手順の説明図であり、特に、バッチ交換方式による新旧反射体交換プラグの取り扱い作業手順の説明図である。
【図１１】一般的な中性子散乱施設の概念的な斜視図である。
【符号の説明】
１…反射体交換プラグ、１ａ…ハンドリングヘッド部、２…反射体容器、３…中性子ビームポート、４…ヘリウムベッセル、５…生体鉄遮蔽体、６…反射体交換プラグ取扱室、６ａ…上部開口、６ｂ…天井、７…可動コンクリート遮蔽体、８…入退出扉、９…常設ドアバルブ、９ａ，９ｂ…二重フランジ、１０…可動ドアバルブ、１１…移動キャスク本体、１２…吊り具接続機構、１３…掴み機構、１４…グリッパ部、１５…巻上機構、１６…建屋天井走行クレーン、１７，１８…常設ドアバルブ、１９…可動案内レール、２０…ガイドロッド、２１，２２…監視窓、２３…メインテナンス用タラップ及びステージ、２４…ガイドローラ用ラグ、２５…主巻上治具、２６…副巻上治具、２７ａ，２７ｂ…ワイヤ、２８…グリッパ爪、２９…ピン、３０…爪動作給排気系、３１…グリッパ操作軸、３１ａ…シリンダ室、３２…誤落下防止機構、３３…位置検出器、５０…反射体交換プラグメインテナンス室、５１…第一架構部、５２…第二架構部、９０…弁座体、９１…弁本体、９２…開口部、９３…水平動弁体、９４…ローラ、９５…操作部、９６…切欠部、９７…溝部、１００…移送キャスク設備、１１０…頂部フランジ、１１１…上部円筒状部材、１１２…下部円筒状部材、１１３…底部フランジ、１１４，１１５…中間フランジ、１２０…フランジ部、１２１…本体、１２２…ワイヤ、１２３…円筒状部材、１３０…本体、１７０…鉤フック、１７１…吊りワイヤ、１９０…円筒状部材、１９１…回動軸、２４０…ガイドローラ、３２０…凸部、３２１…凹部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004045146.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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