(57)【要約】【課題】原子力プラントの解体等に際し、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装置において、容易且つ低コストで、前記切断を安全、かつ安定して行う様にしたものを提供することを課題とする。【解決手段】原子炉圧力容器の内部に配置され、この圧力容器を所定の横切断面、又は縦切断面に沿って内側から切断する切断装置において、前記横切断面切断用の横切断刃又は縦切断面切断用の縦切断刃をそれぞれ選択的に着脱可能とし、重量構造物の圧力容器を簡便な構成の下で、横切断面に沿った輪切り状の切断と、同横切断面に直交する縦切断面に沿った切断を適宜選択して行い、圧力容器を所望の形状に切断処理可能とした。【選択図】　　　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器の内部に設置され、同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横切断面、又は同原子炉圧力容器の縦軸方向に延びる複数の縦切断面に沿って同原子炉圧力容器を内側から切断する切断装置を有し、同切断装置は前記横切断面を切断する横切断刃と、縦切断面を切断する縦切断刃を選択的に着脱可能に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装置。
【請求項２】
前記横切断刃と縦切断刃は、それぞれ炭化物又は窒化物等の硬質コーティング刃物で構成したことを特徴とする請求項１に記載の原子炉圧力容器の解体用切断装置。
【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、その労力、コストは計り知れないものがある。
【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、前記圧力容器の切断を安全、かつ安定して行い得る、有益で実現性に富んだ原子炉圧力容器の解体用切断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、その第１の手段として、原子炉圧力容器の内部に設置され、同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横切断面、又は同原子炉圧力容器の縦軸方向に延びる複数の縦切断面に沿って同原子炉圧力容器を内側から切断する切断装置を有し、同切断装置は前記横切断面を切断する横切断刃と、縦切断面を切断する縦切断刃を選択的に着脱可能に構成した原子炉圧力容器の解体用切断装置を提供するものである。
【００１０】
すなわち、同第１の手段によれば、原子炉圧力容器の内部に配置されて、この圧力容器を所定の横切断面、又は縦切断面に沿って内側から切断する切断装置は、前記横切断面切断用の横切断刃又は縦切断面切断用の縦切断刃をそれぞれ選択的に着脱可能としているので、重量構造物の圧力容器を簡便な構成の下で横切断面に沿った輪切り状の切断と、同横切断面に直交する縦切断面に沿った切断を適宜選択して組合せ、同圧力容器を所望の形状に切断処理し、効率的な解体処理を図ることが出来る様にしたものである。
【００１１】
また、本発明は第２の手段として、前記第１の手段において、前記横切断刃と縦切断刃は、それぞれ炭化物又は窒化物等の硬質コーティング刃物で構成した原子炉圧力容器の解体用切断装置を提供するものである。
【００１２】
すなわち、同第２の手段によれば、原子炉圧力容器の内部に配置され、この圧力容器を所定の横切断面、又は縦切断面に沿って内側から切断する切断装置に採用されてこの圧力容器を横切断面に沿って切断する横切断刃と、縦切断面に沿って切断する縦切断刃は、それぞれ炭化物又は窒化物等の硬質コーティング刃物で構成しているので、耐熱性に優れ、強度も高いコーティング刃物の採用により、切断作業時における刃物冷却設備の併設も不要であり、また、切断作業の途中で刃物交換の必要が生じることが大幅に減少し、安定性、安全性に富み、この種解体作業に使用するのに好適な切断装置を得る様にしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１及び図２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切断装置を用いて切断を予定する原子炉圧力容器を概略的に説明する説明図、図２は原子炉圧力容器の切断装置の概要を示す説明図である。
【００１４】
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。
【００１５】
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、後者はこれが無い点で両者は支持構造を相違することになる。
【００１６】
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、沸騰水型の原子炉圧力容器を直接の対象とし、加圧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。
【００１７】
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を下部空間６の上方位置で支持スカート５により支持され、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。
【００１８】
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、燃料棒や同燃料棒の制御を行う装置等を除去して、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。
【００１９】
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。
【００２０】
図２には前記圧力容器１を切断線２に沿って切断する切断装置を示しており、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。
【００２１】
支持台１３は、圧力容器１の軸線を中心として９０°間隔で放射状に延びる４本の腕状部材で構成され（同４本の腕状部材を同一平面上に一体化した円盤状の部材であってもよい）、各腕状部材の先端に当たる同支持台１３の４ヵ所にはそれぞれクランプ１４が設けられている。
【００２２】
従って前記ホイスト１１で支持台１３を昇降し、圧力容器１の上下方向所定位置で前記４ヵ所のクランプ１４を作動して圧力容器１の内部で支持台１３を所望位置に固定的に停止し、切断面２に対する水平度を保持することが出来る。
【００２３】
また支持台１３は、回転して圧力容器１の壁面を横切断面に沿って切断するサイドカッタ１５、同サイドカッタ１５を回転駆動する主駆動モータ１９、圧力容器１の周面で前記横切断面に沿ってサイドカッタ１５を移動させる旋回モータ１６、切断面２に対する位置調整を図るため、同サイドカッタ１５を上下に移動可能とした昇降モータ１７、同サイドカッタ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、更に前記サイドカッタ１５に代えて圧力容器１の壁面を軸線と平行な縦切断面に沿って切断可能なエンドミルを取付けることの出来るエンドミル取付部２０等を支持している。
【００２４】
なお、本実施の形態ではサイドカッタ１５の取付部とは別個独立にエンドミルを取り付ける装置構成とし、同エンドミルを取り付ける為のエンドミル取付部２０を設けたものとして示しているが、サイドカッタ１５とエンドミルはそれぞれの回転軸の取付け方向を調整することにより、その取付部を共通とし、取付け、取り外しを交互に行って刃物交換をするものとして対応することも出来る。
【００２５】
また、圧力容器１は１００〜２５０ｍｍ程度の厚みを有しており、これに対して径送りモータ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サイドカッタ１５の切り込みは、実用上１ストローク当たり１０〜２０ｍｍ程度であるので、同サイドカッタ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複数回繰り返し行い、前記切断線２で示す横切断面に沿って圧力容器１の輪切り状の切断が進行されることになる。
【００２６】
他方、エンドミルは、実用上１ストローク当たり３０〜５０ｍｍ程度の切り込みが可能であり、このため、圧力容器１の軸線と平行方向に、いわゆる縦切断面に沿った切断深さが約３０〜５０ｍｍを越える長さとなるときには、複数回に分けて同縦切断面に沿って切断を行うことになる。
【００２７】
なおまた、本実施の形態において、前記サイドカッタ１５、及びエンドミル取付部２０に取付けられるエンドミルは、チタン合金をコーティングしたいわゆるコーティング刃物を採用している。
【００２８】
上記の様に構成された本実施の形態において、横切断面に沿って切断を行う際には、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に沿って切断を行う横切断刃のサイドカッタ１５が横切断面に適合する位置を定め、圧力容器１の切断を開始する。
【００２９】
前記した様に重量構造物の圧力容器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サイドカッタ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、同サイドカッタ１５は前記径送りモータ１８と旋回モータ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切断線２が予定されており、この複数の切断線２のうち一番下方に予定されたものから切断が行われる。
【００３１】
次いで前記と同様な手順により下から２番目に予定された切断線２に沿って切断が行われ、以下同様に３番目、４番目と進んで圧力容器１の輪切り状の切断が行われる。
【００３２】
他方、特に図示していないが、前記横切断面となる切断線２に直交する方向に延びる所定の縦切断面に沿って切断を行う際には、前記サイドカッタ１５に代えてエンドミル取付部２０にエンドミルを取付け、昇降モータ１７によりエンドミルを移動させながら縦切断を行うことが出来る。
【００３３】
なお、エンドミルのストロークは、前記したように実用上は３０〜５０ｍｍ程度であるので、この縦切断面の距離が３０〜５０ｍｍを越える様な場合には、昇降モータ１７を支持する支持台１３の設定位置を調整し、複数回の切断を繰り返して縦切断を行うことになる。
【００３４】
また、この縦切断は前記サイドカッタ１５による横切断面の切断と適宜組み合わせて行うのが好ましく、この結果、前記横切断により輪切り状にされた切断片が周方向で複数に分割され、切断片の取扱いを容易にすることもできる。
【００３５】
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輪切り状に切断された切断片、また、必要に応じて軸線方向に沿って縦切断されて輪切りの周方向で複数に分割された切断片は、その切断を切断刃物により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】
また、この切断に直接あずかるサイドカッタ１５、及びエンドミルは、コーティング刃物を採用することにより、厚さの厚い重量構造物の圧力容器１を狭い作業空間で解体するという特殊作業に対して、同コーティング刃物の特性である耐熱性、高強度性が相乗的に生かされ、切断作業時における刃物冷却設備の併設も不要とし、切断作業の途中で刃物交換等を必要とすることもなく、この種解体作業として好適な切断装置を得ることが出来たものである。
【００３７】
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。
【００３８】
【発明の効果】
以上、本出願の請求項１に記載の発明によれば、原子炉圧力容器の内部に設置され、同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横切断面、又は同原子炉圧力容器の縦軸方向に延びる複数の縦切断面に沿って同原子炉圧力容器を内側から切断する切断装置を有し、同切断装置は前記横切断面を切断する横切断刃と、縦切断面を切断する縦切断刃を選択的に着脱可能にした原子炉圧力容器の解体用切断装置を構成しているので、重量構造物の圧力容器を簡便な構成の下で横切断面に沿った輪切り状の切断と、同横切断面に直交する縦切断面に沿った切断を適宜選択して組合せ、同圧力容器を所望の形状に切断処理し、効率的な解体処理を行う、好適な原子炉圧力容器の解体用切断装置を得ることが出来たものである。
【００３９】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明において、前記横切断刃と縦切断刃は、それぞれ炭化物又は窒化物等の硬質コーティング刃物として原子炉圧力容器の解体用切断装置を構成しているので、原子炉圧力容器の内部に配置され、この圧力容器を所定の横切断面、又は縦切断面に沿って内側から切断する切断装置に採用されてこの圧力容器を横切断面に沿って切断する横切断刃と、縦切断面に沿って切断する縦切断刃は、それぞれ耐熱性に優れ、強度も高いコーティング刃物としたことにより、切断作業時における刃物冷却設備の併設も不要であり、また、切断作業の途中で刃物交換の必要が生じることが大幅に減少し、安定性、安全性に富み、この種解体作業に使用するのに好適な切断装置を得ることが出来たものである。
【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切断装置を用いて切断を予定する原子炉圧力容器を概略的に説明する説明図である。
【図２】原子炉圧力容器の切断装置の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　　圧力容器
１ａ　　鏡部
２　　　切断線
４　　　据付空間
５　　　支持スカート
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　　　サイドカッタ
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
２０　　　エンドミル取付部２０
【図１】
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【図２】
2004061396.tif 000004