(57)【要約】【課題】原子力プラントの解体に際して、原子炉圧力容器を切断するときに用いられる、原子炉圧力容器の解体用切断補助装置において、容易且つ低コストで、しかも切断作業を適切に支援し、同作業の安全性と安定性を高めることのできるものを提供することを課題とする。【解決手段】原子炉圧力容器を内側から切断する際、同圧力容器の鏡部を下方から支持する支持装置を設け、同支持装置を３組以上のピストン・シリンダー装置よりなり相互にバランス調整を図って制御されるパラレルリンク機構で構成し、切断片を同パラレルリンク機構で水平度を保持して支持することにより、同切断片を下方のものから上方のものへと位置を崩さずに水平度を保って順次積み上げ、切断面で滑りやずれを生じることなく、作業の安全性、安定性を格段に高めるようにした。【選択図】　　　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器の縦軸に水平方向で直交し、同縦軸方向に平行な複数の切断面に沿って移動して同原子炉圧力容器を内側から切断する切断装置と、前記原子炉圧力容器の軸方向下部に配置され、圧力容器の鏡部を下方から支持する支持装置とを有し、同支持装置は相互にバランス調整を図って制御される３組以上のピストン・シリンダー装置よりなるパラレルリンク機構で構成したことを特徴とする原子炉圧力容器の解体用切断補助装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は原子力プラントの解体等に際して、同原子力プラントの中枢機器として使用に供された原子炉圧力容器を切断するときに用いられる、原子炉圧力容器の解体用切断補助装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力の平和利用の典型例として開発された原子力発電プラントは、我が国においては商業ベースとして実用に供される様になってから３０年余、４０年未満（日本原子力発電東海発電所殿：１９６６年７月商業運転開始）であり、この間運転が終了された例も少なく、かつ、解体に際しては運転終了後一定の冷却期間を要することから、実際に解体に至った例は未だ存在しない。
【０００３】
しかし、この分野で我が国に先行する欧米では、解体の実例も出現し始めており、特に重量構造物に当たる圧力容器の処理として、同圧力容器内部にコンクリート等を充填した後、これを地中深く埋める方法、または同圧力容器を複数片に切断したのち前記同様に地中に埋める方法等が取られている。
【０００４】
これらの方法のうち、切断処理について見ると、縦方向に延びて立設された圧力容器に対して、その底部にターンテーブルを設置すると共に、同立設された圧力容器の側方空間位置に切断装置を配置し、圧力容器をターンテーブルで回転しながら側方の周面から切断装置を作用させ、縦軸周りに回転するワークの周面からバイトで切り込む切削装置のイメージにより、前記圧力容器をその縦軸に直角な水平面に沿って輪切りにするものがある。
【０００５】
また、他の切断処理方法としては、前記縦方向に延びて立設された圧力容器の内部に、アーク切断装置、又はプラズマ切断装置を取り込んで設置し、これらの切断装置を前記圧力容器の縦軸に直角な水平面で同圧力容器の内周面に沿って移動させ、前記同様に輪切りにするものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、欧米において先行している前記圧力容器の輪切り状切断方法のうち、ターンテーブルで圧力容器を回転させながら切断するものでは、圧力容器に対して各種コンヂットを接続するために同圧力容器の下方に設けられた狭い空間から部品を搬入してターンテーブルを組み立て、これにより圧力容器を下面から支持する様に据え付けを行うという超限定空間での難行な作業を求められるものであり、膨大な労力及び作業被ばく、コストを伴う準備作業が必要である。
【０００７】
また、圧力容器の内部からアーク切断装置、又はプラズマ切断装置等の熱的切断工法により切断するものでは、切断ガスやヒューム及び溶融残渣が大量に発生することとなり、放射性物質がこれらのガスやヒュームに混入、付着して飛散、拡散しない様な配慮が求められるために、例えば粒子状物質の除去フィルターと分子状物質の除去フィルターがそれぞれ必要になる、という様に安全上特別の廃ガス処理装置等を必要とし、コストアップにならざるを得ないものである。
【０００８】
本発明はこの様な状況下において、近い将来我が国においてもその必要性が一段と高まることが予想される圧力容器の解体処理に際して、欧米で先行している切断手法の様に、難易度が高く且つコストアップに直結するものに代えて、容易且つ低コストで、しかも切断作業を適切に支援し、同作業の安全性と安定性を高めることのできる、有益で実現性に富んだ原子炉圧力容器の解体用切断補助装置を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決すべくなされたもので、原子炉圧力容器の縦軸に水平方向で直交し、同縦軸方向に平行な複数の切断面に沿って移動して同原子炉圧力容器を内側から切断する切断装置と、前記原子炉圧力容器の軸方向下部に配置され、圧力容器の鏡部を下方から支持する支持装置とを有し、同支持装置は相互にバランス調整を図って制御される３組以上のピストン・シリンダー装置よりなるパラレルリンク機構で構成した原子炉圧力容器の解体用切断補助装置を提供するものである。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、原子炉圧力容器の内側に、切断面に沿って移動して同原子炉圧力容器を内側から切断する切断装置を有すると共に、この原子炉圧力容器の軸方向下部には圧力容器の鏡部を下方から支持する支持装置を有し、かつ、この支持装置は、３組以上のピストン・シリンダー装置よりなり相互にバランス調整を図って制御されるパラレルリンク機構で構成されているので、圧力容器の縦軸に水平方向で直交し、同縦軸方向に平行な複数の切断面を下方の切断面から上方のものへと切断していく際に、切断を終わった切断面で原子炉圧力容器から分離した切断片は、パラレルリンク機構で水平度を調整、制御されて所定の位置で支持され、下方のものから上方のものへと位置を崩さずに水平度を保って順次積み上げられ、切断された切断面で滑りやずれを生じることなく、作業の安全性、安定性を格段に高めるようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１乃至図３に基づいて説明する。
図１は本実施の形態に係る原子炉圧力容器の解体用切断補助装置の概要を概略的に説明する説明図、図２は切断に直接用いる切断装置を概念的に説明する説明図、図３は図１に概略的に示した支持リフターを含む解体用切断補助装置を詳細に示す説明図である。
【００１２】
商業用として実用されている原子炉は、冷却材として水（Ｈ２Ｏ）を用いた、いわゆる軽水炉が主流を占めているが、同軽水炉は更に沸騰水型と加圧水型のものに２分される。
【００１３】
この沸騰水型の原子炉圧力容器と加圧水型の原子炉圧力容器とは、原子炉圧力容器が共に上下方向を長くして立設されている基本構造は共通しているものの、後者は圧力容器の外部に一次冷却材を循環させるため、その出入口が管台状に膨出し、ここに圧力容器の支持部を形成出来るが、前者はスカートを介して支持する構造となっている点で両者は支持構造を相違することになる。
【００１４】
前記の様な差異は有るが、両者は共に近い将来解体の場に晒される可能性があり、共に効率的な解体の手法が求められることになるものであるが、本実施の形態においては、加圧水型の原子炉圧力容器を直接の対象とし、沸騰水型の原子炉圧力容器はその応用変形として対応し得るものとして以下説明する。
【００１５】
すなわち、本実施の形態において、１は原子炉の圧力容器で、下方の鏡部１ａを支持リフター３で支持され、周囲をコンクリート等の区画壁８で囲まれた据付空間４内に設置されている。
【００１６】
なお、ここで圧力容器１は、例えば３０年間というように定められた一定の期間の商業運転終了後に、放射能の減衰期間を考慮して更に５〜１０年の一定の冷却期間を経た後、燃料棒や制御棒を除去して、同圧力容器１自体の解体作業に入る状況をイメージしたものとして示している。
【００１７】
そしてこの圧力容器１は、その軸線に直交する水平面に沿って複数に切断されることを予定された状態であり、同切断を予定された切断面の位置に、複数の切断線２（切断線は切断面に含まれる。なお本明細書において、切断面は切断予定の面と切断された面の両方を総称する。）を平行に示している。
【００１８】
また、圧力容器１はその上部を上端支持部７で支持されると共に、下部は、下部空間６に適宜の手段で設置した支持リフター３により支持されている。
【００１９】
図２には前記圧力容器１を切断線２に沿って刃物で切断する切断装置を概念的に示しており、１０はこの切断作業のために圧力容器１の上部に設置された上部架台、１１は上部架台１０に載置したホイストで、同ホイスト１１はカバー１２で覆われた索条により圧力容器１内に配置された支持台１３に連結され、同支持台１３を上下方向に移動可能にしている。
【００２０】
支持台１３は、回転して圧力容器１の壁面を切断する切断刃１５と、同切断刃１５を回転駆動する主駆動モータ１９と、圧力容器１の周面に沿って切断刃１５を移動させる旋回モータ１６と、同切断刃１５を上下に移動可能とした昇降モータ１７と、更に同切断刃１５を圧力容器１の壁面に向けて半径方向に送り、同壁面に対する切り込み、切断を行う径送りモータ１８等を支持している。
【００２１】
なお、支持台１３は、圧力容器１の軸線を中心とした円盤状又は放射腕状の部材で形成され、外周円上に３ヵ所以上の位置、好ましくは９０°間隔に４ヵ所にクランプ１４を備えており、圧力容器１に対して支持台１３の位置を固定可能とし、切断面の水平度が保たれるように配慮されている。
【００２２】
図３には、図１に概略的に示した支持リフター３の詳細と、同支持リフター３を含めて前記切断装置による切断時に共働する切断補助装置を示している。
すなわち、支持リフター３は複数の腕部材を端部で順次ピン連結し、蛇腹状に上下方向に伸縮して上面に設置したパラレルリンク３６を上下方向に昇降可能に構成している。
【００２３】
パラレルリンク３６は４組のピストン・シリンダーで構成され、同ピストン・シリンダーは一端を支持リフター３に、他端を受け台３１に連絡し、図示省略の検知装置によりピストンの伸縮状況を検知し、図示省略の制御装置によりそれぞれのピストン・シリンダーの伸縮を相互に調整し、前記受け台３１が水平に保持されるように構成されている。
【００２４】
なお、受け台３１はその上部先端に環状に支持部３２を設けており、同支持部３２を介して圧力容器１を支持しているので、前記の様にパラレルリンク３６で受け台３１が水平度を制御されることにより、圧力容器１も水平度を維持して支持されることになる。
【００２５】
また、受け台３１はホッパー３３、同ホッパー３３と連通する切屑排出管３４を有すると共に、同ホッパー３３の底面と係合して同ホッパー３３に振動を与える加振装置３５を有しており、圧力容器１の切削、切断に際してホッパー３３に切屑２ａ等を集め、切屑排出管３４を介して外部へ確実に排出できる様になっている。
【００２６】
なおまた、支持リフター３は下部に移動輪３７を設けており、受け台３１を含めて同支持リフター３を圧力容器１の支持位置に移動し、設定する便を図っているが、同支持リフター３が予定位置に設置された後は、適宜のロック装置によりその位置を変えない様に構成されている。
【００２７】
上記の様に構成された本実施の形態において、圧力容器１の切断に際して、支持リフター３は圧力容器１の下部に配置され、同圧力容器１を安定して支持出来る位置を定めて設置され、受け台３１を介して圧力容器１を支持する。
【００２８】
次いで図２に示した様に、切断装置を圧力容器１の内部に設置し、予定の切断線２に対してクランプ１４により支持台１３の位置決めを行い、昇降モータ１７等を用いて切断線２に切断刃１５が適合する位置を定めて圧力容器１の切断を開始する。
【００２９】
圧力容器１は１００〜２５０ｍｍ程度の厚みを有し、他方、径送りモータ１８で厚み方向、すなわち圧力容器１の径方向に切り込まれる切断刃１５の切り込みは、１ストローク当たり１０〜２０ｍｍ程度であるので、同切断刃１５は前記径送りモータ１８に加えて旋回モータ１６を駆使し、厚み方向への切り込みと周方向への切断を繰り返し行い、前記切断線２に沿って切断が進行される。
【００３０】
前記切断線２は、圧力容器１の縦軸に水平方向で直交し、かつ、同縦軸方向に平行となる複数の面内にそれぞれ切断線２が予定されており、この複数の切断線２のうち下方に位置するものから順次切断が行われる。
【００３１】
従って、圧力容器１の鏡部１ａを含む部位が最初に切断されるが、この部位は前記支持部３２を介して受け台３１で支持され、且つ、パラレルリンク３６により水平度を保持して支持リフター３で所定位置を保持されている。
【００３２】
つぎに、下から２番目に予定された切断線２に沿って切断が行われる。
同切断は前記鏡部１ａを含む部位の切断線２と同様に旋回モータ１６、昇降モータ１７、径送りモータ１８そして主駆動モータ１９を駆使して行われるが、この２番目に予定された切断線２の切断が終了すると、ここで輪切りにされた切断片は前記最初に切断された部片の上に自重で重ねられることになる。
【００３３】
このとき、最初の切断片は前記したようにパラレルリンク３６により水平度を保持されているので、同２番目の切断片はその上に安定して載置され、その状態でパラレルリンク３６により更に調整されて水平度が保持されることになり、以下３番目、４番目の切断片に対しても同様に水平度が維持されることになる。
【００３４】
かくして本実施の形態によれば、予定された切断線２に沿って下方から上方に順次切断された切断片は、下方のものから上方のものへと位置を崩さずに水平度を保って順次積み上げられ、切断された切断面で滑りやずれを生じることなく、作業の安全性、安定性を格段に高めることが出来たものである。
【００３５】
なお、本実施の形態における切断は、前記切断線２に沿って圧力容器１の内部から切断刃１５を用いて気中で実行することにより、切断ガスやヒュームの発生とは無関係となり、放射性物質の飛散、拡散もなく、簡便な装置でコストも低く抑え、安全、確実な切断を行い、圧力容器の解体を効果的に実行することが出来たものである。
【００３６】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上、本出願の発明によれば、原子炉圧力容器の縦軸に水平方向で直交し、同縦軸方向に平行な複数の切断面に沿って移動して同原子炉圧力容器を内側から切断する切断装置と、前記原子炉圧力容器の軸方向下部に配置され、圧力容器の鏡部を下方から支持する支持装置とを有し、同支持装置は相互にバランス調整を図って制御される３組以上のピストン・シリンダー装置よりなるパラレルリンク機構として原子炉圧力容器の解体用切断補助装置を構成しているので、圧力容器の縦軸に水平方向で直交し、同縦軸方向に平行な複数の切断面を下方の切断面から上方のものへと切断していく際に、切断を終わった切断面で原子炉圧力容器から分離した切断片は、パラレルリンク機構で水平度を調整、制御されて所定の位置で支持され、下方のものから上方のものへと位置を崩さずに水平度を保って順次積み上げられ、切断された切断面で滑りやずれを生じることなく、作業の安全性、安定性を格段に高めるようにした、有益で実現性に富んだ原子炉圧力容器の解体用切断補助装置を得ることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る原子炉圧力容器の解体用切断補助装置の概要を概略的に説明する説明図である。
【図２】本実施の形態において、切断に直接用いる切断装置を概念的に説明する説明図である。
【図３】図１に概略的に示した支持リフターを含む解体用切断補助装置を詳細に示す説明図である。
【符号の説明】
１　　　圧力容器
１ａ　　鏡部
２　　　切断線
２ａ　　切屑
３　　　支持リフター
４　　　据付空間
６　　　下部空間
８　　　区画壁
１０　　　上部架台
１１　　　ホイスト
１２　　　カバー
１３　　　支持台
１４　　　クランプ
１５　　　切断刃
１６　　　旋回モータ
１７　　　昇降モータ
１８　　　径送りモータ
１９　　　主駆動モータ
３１　　　受け台
３２　　　支持部
３３　　　ホッパー
３４　　　切屑排出管
３５　　　加振装置
３６　　　パラレルリンク
３７　　　移動輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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