(57)【要約】  【課題】  原子炉圧力容器の搬出の安全性を十分に確保することができる原子炉施設を提案する。  【解決手段】  原子炉圧力容器４を吊り上げた門型クレーン１３が運転床１１を走行可能に構成された原子炉建屋２を有する原子炉施設１において、運転床１１の機器プール７側に配置された側壁２ａの一部に、門型クレーン１３が通過可能であると共に、第１気密扉４１を有する第１開口部４２が設けられるようにした。  【選択図】  図１
2005308624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器を吊り上げた門型クレーンが運転床を走行可能に構成された原子炉建屋を有する原子炉施設において、
前記運転床の機器プール側に配置された側壁の一部に、前記門型クレーンが通過可能であると共に、第１気密扉を有する第１開口部が設けられることを特徴とする原子炉施設。
【請求項２】
前記原子炉圧力容器を地上階から前記運転床まで昇降可能な付属棟が、前記第１開口部に直接或いは渡り通路を介して接続されることを特徴とする請求項１に記載の原子炉施設。
【請求項３】
前記付属棟の地上階には、前記原子炉圧力容器が通過可能であると共に、前記第１気密扉と同時に開扉しない第２気密扉を有する第２開口部が設けられることを特徴とする請求項２に記載の原子炉施設。
【請求項４】
前記渡り通路に前記門型クレーンを横移動させる横行機構が設けられることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の原子炉施設。
【請求項５】
前記付属棟は、原子炉圧力容器の搬出の際に原子炉ウェル内又は前記原子炉圧力容器内から取り外される機器を収容する機器収容領域を有することを特徴とする請求項２から請求項４のうちいずれか一項に記載の原子炉施設。
【請求項６】
前記機器収容領域は、前記機器を原子炉ウェル内又は前記原子炉圧力容器内から取り外された順に、積み重ねるように収容する複数の階層を備えることを特徴とする請求項５に記載の原子炉施設。
【請求項７】
前記階層の床面は、開閉可能に構成されることを特徴とする請求項６に記載の原子炉設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉建屋内に据え付けられた原子炉圧力容器を原子炉建屋から搬出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所は、原子炉圧力容器を交換することにより、原子力発電所の延命化（長寿命化）を図ることができる。原子炉圧力容器の原子炉建屋からの搬出、及び原子炉建屋への搬入に関しては、原子炉建屋の屋根に開口部を設置し，この開口部を通して原子炉圧力容器を搬出搬入する方法が提案されている（特許文献１参照）。
また、原子炉建屋外に配置した原子炉圧力容器を横臥状態に吊り上げて運搬し、格納容器の開口部上方において圧力容器を起立させて格納容器内に搬入する方法と、逆の手順で原子炉圧力容器を原子炉建屋外に搬出する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２１５２９４号公報
【特許文献２】特開昭５７−１５１８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前者の技術では、縦長の原子炉圧力容器を起立させた状態で搬出入するため、原子炉建屋を跨ぐ形の巨大な門型支持構造体を設ける必要がある。また、原子炉圧力容器の吊り下げ時に使用済燃料プール側に落下しないような措置を建屋内に施す必要があるが、措置を施すと建屋内天井クレーンが走行できなくなり、付帯工事が遅れてしまうという問題がある。
一方、後者の技術では、原子炉圧力容器を横臥状態に吊り上げて搬入する際の手順が示されているが、原子炉圧力容器を搬出するために必要な具体的な原子炉設備の構成については提案されていない。すなわち、原子炉圧力容器を搬出する際は、放射性物質の屋外への飛散を未然に防止する必要等があるため、搬入方法の逆の手順で原子炉圧力容器を搬出したのでは安全を十分に確保できないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、原子炉圧力容器を吊り上げた門型クレーンが運転床を走行可能に構成された原子炉建屋を有する原子炉施設において、原子炉圧力容器の搬出の安全性を十分に確保することができる原子炉施設を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る原子炉施設では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明は、原子炉圧力容器を吊り上げた門型クレーンが運転床を走行可能に構成された原子炉建屋を有する原子炉施設において、運転床の機器プール側に配置された側壁の一部に、門型クレーンが通過可能であると共に、第１気密扉を有する第１開口部が設けられるようにした。この発明によれば、原子炉圧力容器の搬出の際に、原子炉圧力容器が使用済み燃料プールを避けて搬送されるので、原子炉圧力容器が使用済燃料プールに落下することを未然に防止することができる。また、門型クレーンが通過する第１開口部に第１気密扉を設けたので、放射性物質の外部放出を防止することができる。
【０００６】
また、原子炉圧力容器を地上階から運転床まで昇降可能な付属棟が第１開口部に直接或いは渡り通路を介して接続されるものでは、原子炉圧力容器を吊り上げた門型クレーンを容易に原子炉建屋外に搬出することができる。
また、付属棟の地上階には、原子炉圧力容器が通過可能であると共に、第１気密扉と同時に開扉しない第２気密扉を有する第２開口部が設けられるものでは、第１開口部と第２開口部とが同時に開放されることがないので、確実に建屋内を負圧に維持することができ、放射性物質の外部放出を防止することができる。
また、渡り通路に門型クレーンを横移動させる横行機構が設けられるものでは、付属棟の配置の制約が少なくなるので、例えば、１つの付属棟に複数の原子炉建屋を接続することができる。これにより、原子炉施設の設備コストを抑えることができる。
また、付属棟が原子炉圧力容器の搬出の際に原子炉ウェル内又は原子炉圧力容器内から取り外される機器を収容する機器収容領域を有するものでは、原子炉ウェル内又は原子炉圧力容器内から取り外される機器が、原子炉圧力容器の搬出作業の邪魔にならないようにように機器収容領域に収容されるので、原子炉圧力容器の搬出作業の安全性を確保することができる。
また、機器収容領域が機器を原子炉ウェル内又は原子炉圧力容器内から取り外された順に、積み重ねるように収容する複数の階層を備えるものでは、例えば、原子炉建屋と付属棟との間の空間を有効に利用することができる。
また、階層の床面が開閉可能に構成されるものでは、床面を下層階から順に閉じることにより、容易に原子炉ウェル内又は原子炉圧力容器内から取り外された機器を積み重ねるように収容することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
本発明は、原子炉圧力容器を吊り上げた門型クレーンが運転床を走行可能に構成された原子炉建屋を有する原子炉施設において、運転床の機器プール側に配置された側壁の一部に、門型クレーンが通過可能であると共に、第１気密扉を有する第１開口部が設けられるようにした。これにより、原子炉圧力容器の搬出の際に、原子炉圧力容器が使用済燃料プールに落下することを未然に防止することができると共に、放射性物質の外部放出を防止することができる。したがって、原子炉圧力容器の搬出時の放射性物質の外部放出を確実に防止して、周辺住民への放射性物質取り込みによる体内被ばくを回避することができる。
また、原子炉圧力容器を地上階から運転床まで昇降可能な付属棟が第１開口部に直接或いは渡り通路を介して接続されるようにしたので、原子炉圧力容器を容易に原子炉建屋外に搬出することができる。
また、付属棟の地上階には、原子炉圧力容器が通過可能であると共に、第１気密扉と同時に開扉しない第２気密扉を有する第２開口部が設けられるようにしたので、確実に建屋内を負圧に維持することができ、放射性物質の外部放出を防止することができる。
また、渡り通路に門型クレーンを横移動させる横行機構が設けられるようにしたので、付属棟の配置の制約が少なくなり、原子炉施設の設備コストを抑えることができる。
また、付属棟が原子炉圧力容器の搬出の際に原子炉ウェル内又は原子炉圧力容器内から取り外される機器を収容する機器収容領域を有するようにしたので、原子炉圧力容器の搬出作業の安全性を確保することができる。
また、機器収容領域が機器を原子炉ウェル内又は原子炉圧力容器内から取り外された順に、積み重ねるように収容する複数の階層を備えるようにしたので、原子炉施設の空き空間を有効に利用することができる。
また、階層の床面が開閉可能に構成されるようにしたので、容易に原子炉ウェル内又は原子炉圧力容器内から取り外された機器を収容することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の原子炉施設の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、沸騰水型原子力発電プラント（ＢＷＲプラント）の一部である原子炉施設１の構成を示す縦断面図である。
原子炉施設１は、原子炉建屋２と、付属棟２０と、原子炉建屋２と付属棟２０とを接続する渡り通路３０から構成される。
【０００９】
原子炉建屋２は、地上に立設され、その内部に原子炉格納容器３（Primary Containment Vessel）を備える。
原子炉格納容器３は、原子炉の安全上、重要な建造物であって、原子炉圧力容器４と冷却系統設備等の構造物を収容する。一般的に、電球形或いは釣鐘形の鋼鉄製又は鉄筋コンクリート造で気密・耐圧構造となっており、原子炉の事故、原子炉冷却系の破損などの異常時に、放射性物質が外部に放出されるのを防ぐ役目をする。なお、本実施形態では、釣鐘形に形成される。
原子炉圧力容器４（Reactor Pressure Vessel）は、上部及び底部が半球状の立型円筒形で原子炉圧力容器上蓋（ＲＰＶ上蓋５３）と原子炉圧力容器胴４ｂとから構成される。原子炉圧力容器４は、ペデスタル９の上に設置され、基礎ボルトで固定されて自立している。なお、ペデスタル９は、原子炉圧力容器４の基礎となるためコンクリートと鉄板枠又は鉄筋の構造物である。
原子炉圧力容器４の外側には、原子炉からの放射線を遮蔽するための原子炉遮蔽壁５が設けられる。原子炉遮蔽壁５は、厚さが６００〜７００mmの鉄板枠のコンクリート構造物である。
原子炉圧力容器４の上蓋であるＲＰＶ上蓋５３は、ボルトにより原子炉圧力容器胴４ｂのフランジ４ｃに固定される。また、原子炉圧力容器４には、主蒸気出口ノズル８０などのノズルが取り付けられており、原子炉圧力容器４外部の配管に接続されている。
【００１０】
原子炉格納容器３の上部には、燃料集合体や原子炉圧力容器４内の構造物（いずれも不図示）を交換或いは取り出す時に、燃料集合体等からの放射線を遮蔽する遮蔽水が張られる原子炉ウェル６が設けられる。原子炉圧力容器４を交換する際には、原子炉ウェル６から原子炉圧力容器４を搬出、搬入する。
【００１１】
図２は、原子炉建屋２の運転床１１の平面配置図である。
原子炉建屋２内の運転床１１には、使用済みの燃料集合体を保管するための使用済燃料プール７と、炉内から取り出した炉内構造物を保管するための機器プール８とが、原子炉ウェル６を挟んで対称的に配置される。使用済燃料プール７には、使用済みの燃料集合体からの放射線を遮蔽するために水が張られる。
【００１２】
運転床１１には、原子炉ウェル６、使用済燃料プール７、機器プール８とを跨ぐように、走行レール１２が敷設される。そして、この走行レール１２上には、原子炉圧力容器４を吊り下げて搬送する門型クレーン１３が載置される。
また、原子炉建屋２の機器プール８側の側壁２ａには門型クレーン１３が通過可能な第１開口部４１が設けられ、更にこの第１開口部４１には第１気密扉４２が設けられる。これにより、門型クレーン１３の通過以外の時に、放射性物質が原子炉建屋２から外部に放出されることが防止される。
【００１３】
図１に戻り、付属棟２０は、渡り通路３０を介して原子炉建屋２に接続される。付属棟２０は、原子炉圧力容器４の搬出搬入に用いられる施設であって、原子炉建屋２と略同一高さに立設し、その内部は空洞となっている。
また、付属棟２０及び渡り通路３０にも、走行レール１２が敷設される。したがって、門型クレーン１３は、原子炉建屋２と付属棟２０との間を渡り通路３０を介して往復移動可能となっている。
また、付属棟２０の地上階２１には、原子炉圧力容器４を積載した重量物運搬輸送車２２（図８参照）が通過可能な第２開口部４３が設けられ、更にこの第２開口部４３には第２気密扉４４が設けられる。第２気密扉４４は、第１気密扉４２と同時に開放されないようにインターロック制御が施される。これにより、原子炉圧力容器４の搬出時に、原子炉建屋２内を負圧に維持することができ、放射性物質が外部に放出されることが防止される。
【００１４】
原子炉建屋２と付属棟２０とを接続する渡り通路３０の床下、言い換えれば原子炉建屋２と付属棟２０と間の空間には、原子炉圧力容器４の搬出の際に、原子炉ウェル６内又は原子炉圧力容器４内から取り外される機器５０、例えば、ＰＣＶトップヘッド５１、ＲＰＶ上蓋保温材５２、ＲＰＶ上蓋５３等を収容する機器収容領域６０が設けられる。通常、これらの機器５０は、原子炉建屋２の運転床１１に仮置きされるものであるが、原子炉圧力容器４の搬出作業の際に邪魔になってしまう場合が少なくない。このため、搬出作業の安全性を損なう場合がある。そこで、これらの機器５０を機器収容領域６０に収容することにより、搬出作業の安全性を確保する。
機器収容領域６０は、複数の階層６１を備える。そして、各階層６１の床面６２は、開閉可能に構成される。つまり、各階層６１の床面６２を閉じることにより、原子炉ウェル６内又は原子炉圧力容器４内等から取り外された複数の機器５０を積み重ねるように収容することができる。
【００１５】
図３は、渡り通路３０及び横行機構３１を示す図である。図３（ａ）に示すように、渡り通路３０には、門型クレーン１３を横移動させる横行機構３１を設置してもよい。これにより、直線的な走行レール１２を敷設するために、原子炉建屋２と付属棟２０との位置を所定の関係（付属棟２０を原子炉建屋２の側壁２ａ側に建設）にする必要がなくなる。
つまり、渡り通路３０内に横行機構３１を設けることにより、門型クレーン１３を走行レール１２と交差する方向に横移動させることが可能となる。言い換えれば、図３（ｂ）に示すように、原子炉建屋２と付属棟２０との位置関係を任意に選択しても、原子炉建屋２と付属棟２０との間で門型クレーン１３を往復移動させることができる。
また、例えば、複数の原子炉建屋２に対して１つの付属棟２０が接続されるように建設することが可能となり、原子炉施設１の設備コストを抑えることができる。
【００１６】
次に、原子炉圧力容器４の交換作業について図４から図８を用いて説明する。
まず、原子炉圧力容器搬出に先立って、解列、原子炉圧力容器周辺解体が行われる。
解列工程は、ＰＣＶトップヘッド５１、ＲＰＶ上蓋保温材５２、ＲＰＶ上蓋５３等を原子炉ウェル６内又原子炉圧力容器４内から取り外す。
これらの機器は、図４に示すように、原子炉ウェル６内又原子炉圧力容器４内から取り外した順に、機器収容領域６０の下層階から収容する。具体的には、機器収容領域６０における最下位層の床以外の床面６２を開放しておき、ＰＣＶトップヘッド５１を最下位の階層６１に収容する。次に、最下位の階層６１の直上の床面６２を閉じて、ＲＰＶ上蓋保温材５２を収容する。同様にして、ＲＰＶ上蓋５３等を最上階層６１に積み重ねるように収容する。
【００１７】
続いて、原子炉ウェル６と機器プール８に水を張り、蒸気乾燥器やシュラウドヘッド等の炉内構造物を炉内から取り外し、機器プール８に移送する。次いで、使用済燃料プール７のプールゲートを開放し炉内から燃料集合体を取り出し使用済燃料プール７ヘ移送する。
【００１８】
次に、原子炉圧力容器周辺解体工程では、制御棒、制御棒案内管、制御棒駆動機構や中性子束計測モニタ等の炉内構造物（いずれも不図示）を全て取り外す。更に、原子炉圧力容器４に接続する配管や支持構造物を撤去する。
これに前後して、原子炉圧力容器４に吊りピン７１，７２を取り付ける（図５参照）。吊りピン７１，７２は、原子炉圧力容器４の重心の上方と下方にそれぞれ複数設ける。これにより、原子炉圧力容器４を門型クレーン１３で吊り上げつつ横倒しすることが可能となる。
また、原子炉圧力容器４に遮蔽蓋７０を取り付ける。そして、原子炉遮蔽壁５から原子炉圧力容器４を切り離す。
【００１９】
次に、図５、６、７に示すように、原子炉圧力容器４の搬出を行う。
まず、門型クレーン１３を付属棟２０から原子炉ウェル６の上部へ移動させる。そして、原子炉圧力容器４に設けた吊りピン７１，７２に門型クレーン１３のワイヤを掛ける。続いて、原子炉圧力容器４を吊り上げてペデスタル９から切り離す（図５参照）。
原子炉圧力容器４を門型クレーン１３の直下まで吊り上げたら、原子炉圧力容器４が干渉物(バルクヘッド開口部、使用済燃料プール７側の原子炉ウェル壁、原子炉建屋天井トラス等)に衝突しないように、門型クレーン１３を移動させつつ機器プール８側に徐々に傾ける（図６参照）。
そして、原子炉圧力容器４が運転床１１に対して略水平（横臥状態）になったら、門型クレーン１３を付属棟２０に向けて走行させる（図７参照）。
【００２０】
次いで、第１開口部４１の第１気密扉４２を開き、門型クレーン１３を通過させて、渡り通路３０に移動させる。第１気密扉４２は、門型クレーン１３の通過後に直ちに閉じて、放射性物質の原子炉建屋２外への拡散を防止する。
なお、渡り通路３０が直線状でない場合には、渡り通路３０に設けた横行機構３１を駆動することにより、門型クレーン１３を横移動させて、原子炉圧力容器４を付属棟２０まで搬送する。
そして、図８に示すように、原子炉圧力容器４を付属棟２０まで移動させたら、再びワイヤを伸ばし、原子炉圧力容器４を横臥状態のまま、地上階２１まで吊り降ろす。
この際、付属棟２０の地上階２１には、重量物運搬輸送車２２を待機させ、吊り降ろした原子炉圧力容器４を搭載させる。
そして、ワイヤを取り外し、原子炉圧力容器４を搭載した重量物運搬輸送車２２を第２開口部４３から付属棟２０外に移動させる。なお、第２開口部４３に設けられた第２気密扉４４は、第１気密扉４２と同時に開放されることがないように、インターロックが施されているので、放射性物質の付属棟２０外への放出が更に防止される。
【００２１】
このように原子炉圧力容器４の搬出が行われた後は、原子炉遮蔽壁内面手入れ、新規原子炉圧力容器搬入、原子炉圧力容器周辺復旧、燃料再装荷の作業が行われ、原子炉圧力容器４の交換が完了する。
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、原子炉圧力容器４の搬出の際に、原子炉圧力容器４が使用済燃料プール７を避けて搬送されるので、原子炉圧力容器４が使用済燃料プール７に落下することを未然に防止できる。
また、門型クレーン１３が通過する第１開口部４１に第１気密扉４２を設けたので、放射性物質の外部放出を防止することができる。したがって、原子炉圧力容器４の搬出時における放射性物質の外部放出を確実に防止して、周辺住民への放射性物質取り込みによる体内被ばくを回避することができる。
【００２３】
なお、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】原子炉施設１の構成を示す縦断面図
【図２】原子炉建屋２の運転床１１の平面図
【図３】渡り通路３０及び横行機構３１を示す図
【図４】原子炉圧力容器４の交換作業を説明する図
【図５】図４に続く交換作業図
【図６】図５に続く交換作業図
【図７】図６に続く交換作業図
【図８】図７に続く交換作業図
【符号の説明】
【００２５】
１    原子炉施設
２    原子炉建屋
２ａ  側壁
４    原子炉圧力容器
６    原子炉ウェル
８    機器プール
１１  運転床
１３  門型クレーン
２０  付属棟
２１  地上階
３０  渡り通路
３１  横行機構
４１  第１開口部
４２  第１気密扉
４３  第２開口部
４４  第２気密扉
５０  機器
６０  機器収容領域
６１  階層
６２  床面
【図１】
2005308624.tif 000003
【図２】
2005308624.tif 000004
【図３】
2005308624.tif 000005
【図４】
2005308624.tif 000006
【図５】
2005308624.tif 000007
【図６】
2005308624.tif 000008
【図７】
2005308624.tif 000009
【図８】
2005308624.tif 000010