(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器内で炉心シュラウドを切断する工程と、この炉心シュラウドを前記原子炉圧力容器から取出す工程と、新規炉心シュラウドを形成する上部胴、中間胴および下部胴の最下部に位置し、この下部胴のよりも短尺なリングを原子炉圧力容器内に吊り込み、シュラウドサポートシリンダの上端と前記リングの下端とを内周側と外周側との両面から溶接して据付ける工程と、前記リング以外の新規炉心シュラウドを原子炉圧力容器外で組立て、前記リングの上部に据付ける工程と、この新規炉心シュラウドに炉心支持板及び上部格子板据付ける工程とを有する炉心シュラウドの取替方法。
【請求項２】
前記リングはリングの下部がシュラウドサポートシリンダと同じ材質で構成され、上部は炉心シュラウド下部胴と同じ材料で構成されている請求項１記載の炉心シュラウド取替方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉内に設置される炉内構造物を、供用期間中に取り替える工法に係わり、特にオペレーションフロアに設置される天井クレーンの揚程等に制限のある原子炉の炉心シュラウドを取り替えるのに好適な取替工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、沸騰水型原子炉において、炉心を取り囲む炉心シュラウドを、供用期間中に取り替える工法においては、原子炉建屋の搬入口の大きさの制限から炉心シュラウドを一体で搬入することが出来ず、複数に分割して原子炉建屋に搬入している。原子炉建屋内に搬入し炉心シュラウドは原子炉圧力容器内での作業を減らし被曝低減の目的からオペレーションフロア等の場所で溶接またはボルト締結して組み立て、一体にして、遮蔽体を据え付けた原子炉圧力容器内に吊り込んで、据え付けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の技術においては、炉心シュラウドを一体にするためのスペースを有する原子力発電プラントでは適用可能であるが、一体にするためのスペースを有さない原子力発電プラントでは適用出来ないものであった。
【０００４】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、原子炉圧力容器外で出来る限り炉心シュラウドを組立て、最終的には原子炉圧力容器内で一体化する炉心シュラウドの取替方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、原子炉圧力容器内で炉心シュラウドを切断する工程と、この炉心シュラウドを前記原子炉圧力容器から取出す工程と、新規炉心シュラウドを形成する上部胴、中間胴および下部胴の最下部に位置し、この下部胴よりも短尺なリングを原子炉圧力容器内に吊り込み、シュラウドサポートシリンダの上端と前記リングの下端とを内周側と外周側との両面から溶接して据付ける工程と、前記リング以外の新規炉心シュラウドを原子炉圧力容器外で組立て、前記リングの上部に据付ける工程と、この新規炉心シュラウドに炉心支持板及び上部格子板据付ける工程とを備えた。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る炉内構造物の取替方法の第１の実施の形態を図３の手順に基づき説明する。
【０００７】
図１，２に、請求項１乃至６記載の新規シュラウドの分割および組み立て方法の一例を示す。図１は分割された新規シュラウドを溶接して一体とするもので、上段の図が上部胴／中間胴／下部胴とリングが分離されて搬入される場合を示し、中段の上図が上部胴と中間胴／下部胴とリングとが分離されて搬入される場合を示し、中段の下図が上部胴／中間胴と下部胴とリングとが分離されて搬入される場合を示し、下段の図が上部胴，中間胴，下部胴及びリングに分割されて搬入される場合を示す。図２はリング以外の分割された新規シュラウドをボルトで締結して一体とするもので、上段の図が上部胴と中間胴／下部胴とリングとが分離されて搬入される場合を示し、中段の図が上部胴／中間胴と下部胴とリングとが分離されて搬入される場合を示し、下段の図が上部胴，中間胴，下部胴及びリングに分割されて搬入される場合を示す。
【０００８】
図４は本発明方法の対象となる原子炉圧力容器の構成を示す断面図であり、図５〜図３２は取替作業を順次に示す構成図である。
【０００９】
まず、図４によって原子炉圧力容器の構成を説明する。
原子炉圧力容器１内に炉心シュラウド２が配置され、この炉心シュラウド２がシュラウドサポートシリンダ３によって支持されている。シュラウドサポートシリンダ３は、シュラウドサポートレグ４によって原子炉圧力容器１との底部に支持されている。炉心シュラウド２の上部には上部格子板５が設けられ、下部には炉心支持板６が設けられている。炉心シュラウド２の外周側にはジェットポンプ７が設けられ、このジェットポンプ７は大別して、ジェットポンプディフューザ７ａ，ジェットポンプライザ管７ｂ，ジェットポンプインレットミキサ７ｃにより構成されている。ジェットポンプ７の下方にはバッフルプレート８が設けられている。
【００１０】
また、炉心シュラウド２内には、制御棒９および燃料１０が設けられ、炉心シュラウド２の上方には、炉心スプレイ配管１２，蒸気乾燥器１５，気水分離器兼シュラウドヘッド１６等の、下方には制御棒案内管１１，差圧検出・ホウ酸水注入配管１４等の機器が設けられている。
【００１１】
次に、このような構成の原子炉圧力容器１における炉内構造物の交換方法について工程順に説明する。
（１）蒸気乾燥器およびシュラウドヘッドの取外し、ならびに燃料移動工程（図４、図５）
この工程では、通常の定期検査時と同様に、図４に示した状態の原子炉圧力容器１から、原子炉圧力容器上蓋１７および蒸気乾燥器１５を原子炉建屋（図示せず）の天井クレーン（図示せず）により取外す。この時、炉水は原子炉圧力容器１のフランジ下部に維持される。次いで、原子炉ウェル１８を満水とし、天井クレーンにより気水分離器兼シュラウドヘッド１６を取外し、この後、炉心部から燃料１０を全数燃料プールに移動して、炉水水位レベルを原子炉圧力容器１のフランジ下部に戻す。
【００１２】
この工程においては、蒸気乾燥器１５および気水分離器兼シュラウドヘッド１６を原子炉ウェル内の通常の設置場所へ移動するが、この場合、図示しない蒸気乾燥器仮置架台を気水分離器兼シュラウドヘッド１６の上部に設置し、蒸気乾燥器１５を移動して重ね置きする。また、蒸気乾燥器１５の上にはシールドを設置する。
【００１３】
このように、気水分離器兼シュラウドヘッド１６と蒸気乾燥器１５とを重ね置きすることにより、作業スペースを広く確保することができ、作業効率の向上が図れる。
【００１４】
蒸気乾燥器１５を気水分離器兼シュラウドヘッド１６の上方に重ねる場合には、機器貯蔵プール内に組込んだ支持部材によって、原子炉内における組立てと同様な高さおよび同心的配置とすることが望ましい。これにより蒸気乾燥器１５が原子炉内の設置状態と同様の支持状態となり、破損防止等が有効に図れる。
【００１５】
（２）ドライチューブ・ＬＰＲＭ検出器集合体、制御棒駆動機構、制御棒、制御棒案内管、燃料支持金具取外し工程（図５）
この工程では、インコアハウジング２５内を通って上部格子板５と炉心支持板６との間を占めているドライチューブ・ＬＰＲＭ検出器集合体２２を取外し、上部格子板５と炉心支持板６との間を空にする。なお、以上の手順は、炉心シュラウド２を取外した後に上方へ撤去する空間を確保するために行うもので、順序は前後してもよい。
【００１６】
この状態から、燃料支持金具１０ａ，制御棒９および制御棒案内管１１を図示しない同時つかみ具で取外し、燃料プールへ移動する。なお、制御棒案内管１１を取外す際には、ペデスタル室１９より、制御棒駆動機構２０および図示しないサーマルスリーブを制御棒駆動機構ハウジング２１から引抜いておく必要がある。取外した制御棒駆動機構２０およびサーマルスリーブは収納箱に収納し、ペデスタル室１９から燃料交換作業フロア等の保管エリアに移動し、保管しておく。あるいは制御棒案内管１１を取外した後に、制御棒駆動機構ハウジング２１の中に戻しておくこともできる。
【００１７】
（３）炉内の化学除染工程（図６）
この工程では、原子炉圧力容器１内に化学薬剤を注入し、再循環ポンプ６３及びジェットポンプ７を利用して炉内で循環させることで、作業員が炉内に入ることができるレベルまで放射線量率を低減させる。つまり、炉心シュラウド２の撤去および炉水位の低下時の放射線被曝を低減するため、炉心シュラウド２の内側，外側および原子炉圧力容器１の内面部、原子炉圧力容器１の炉底部等の洗浄を行う。
【００１８】
原子炉圧力容器１上部にスプレイリング６４を取付けた状態で、原子炉圧力容器１内に接続した薬液注入装置６５から薬液を注入し、再循環入口ノズルからジェットポンプ７により炉内に薬液を流入させ炉内で循環させる。この液は過マンガン酸及びシュウ酸を交互に循環するもので、原子炉圧力容器１内の放射化されている酸化物等を溶解、除去し、制御棒駆動機構ハウジング２１から炉外に排出され、外部に取付けられた循環ポンプ６６により循環される。そして、スプレイリング６４を通って再び炉内に戻される。また、制御棒駆動機構ハウジング２１から炉外に排出され、浄化系ポンプ６９により循環された放射性物質はイオン交換樹脂装置６７により除去される。この過程を何度か繰返すことにより、炉内の各機器および圧力容器内表面についた放射化物質を安全に除去し、これにより炉内の放射線量を飛躍的に低減できる。廃ガスは、廃ガス装置６８によって処理する。なお、この他に炉内の放射線雰囲気の線量を下げるため適宜に炉内構造物の表面のブラシ洗浄あるいはクラッド吸引洗浄を行ってもよい。
【００１９】
例えばシュラウドサポートリング３のレベルにおける開先加工、手動溶接には一定以上の時間を要する。このレベルの雰囲気線量当量率が１ｍＳｖ／ｈの場合、約１時間の作業が可能である。炉内化学除染とその後に放射化炉内構造物を遮蔽体等で遮蔽することにより、炉底部分の気中線量当量率は０．１ｍＳｖ／ｈ以下にすることができる。したがって、原子炉圧力容器１内での作業被曝を低く抑え、長時間の作業が可能となる。また、放射化した腐食生成物が除去されることから、乾燥して大気を汚染するダストの問題が軽減され、作業員の内部被曝防護の観点でも安全性を高めることとができる。また、この化学除染においては、既存の原子炉再循環ポンプ６３系およびジェットポンプ７などを主に使用することで、大規模なポンプ類を設置する必要がなく、また炉水全体を容易に循環させることができるので、作業効率を向上することができる。そして、炉内において作業員の被曝低減が確実に図れ、作業員の炉内へのアクセスが可能となる。
【００２０】
（４）再循環水入口ノズル及び炉心スプレイノズルのセーフエンドおよびサーマルスリーブの切断、取外し、給水スパージャ、炉心スプレイ配管および案内棒の取外し工程（図７）
この工程では、炉水を再循環水入口ノズル７０下の水位とし、再循環入口ノズル７０のセーフエンド７１およびサーマルスリーブ７２及び炉心スプレイノズル１２ａのセーフエンドおよびサーマルスリーブを炉外から切断する。切断後、再循環入口ノズル７０に仮閉止蓋８０を、炉心スプレイノズル１２ａに仮閉止蓋８０を溶接により取付ける。
【００２１】
このように、予め炉外より再循環入口ノズル７０のセーフエンド７１およびサーマルスリーブ７２を切断することによりライザ管７ｂの下端の固定が解除され、後のライザ管７ｂ切断撤去の際、炉内からのライザブレースアーム７３のみの切断作業となるので、作業効率の向上が図れる。また、仮閉止蓋８０を設置することにより、炉内に水を張ることが可能となり、工程を短縮することができる。なお、切断方法としては、例えば１０本設置されている再循環入口ノズル７０を炉外より、１つおきに５本同時に切断する。これにより、切断作業の効率を向上することができる。
【００２２】
次に、原子炉ウェルに水張りを行い、炉心シュラウド２の上方に設置されている給水スパージャ２６の取外し、炉心スプレイ系配管１２の切断撤去、原子炉圧力容器１内壁のブラケットから吊り下がり、炉心シュラウドのブラケットの穴に差し込まれている案内棒２７の切断撤去等を行う。これらの取外しや切断撤去の操作は、遠隔操作装置およびダイバーを併用して行う。
【００２３】
（５）上部格子板およびジェットポンプインレットミキサの取外し工程（図８）この工程では、図８に示すように、上部格子板５を吊り具１００により吊上げて取外す。上部格子板５は炉心シュラウド２の上端リングの段差部に上部格子板取付け板５ａを介して載置固定され、ブラケットおよび楔によって周囲を固定されている。また、Ｌ形のストッパが、上部格子板５上面に固定したスタッドに螺合したボルトに溶接部を介して固着されている。そこで、上部格子板５を取外す場合には、オペレーションフロア上の燃料交換装置上からねじ切り治具を使用して上部格子板のボルトをねじ切り、ボルトおよび楔の回収を行い、その後上部格子板５を炉心シュラウド２の上方に吊り上げる。このようにして取外した上部格子板５は、満水状態とした原子炉ウェル１８を経由して、原子炉ウェル１８に隣接する機器貯蔵プールに移動し、放電加工あるいはプラズマ切断等の方法により、小さなセグメントに細断して、保管容器に詰めて保管場所に保管する。
また、ジェットポンプ７のインレットミキサ７ｃの取外しを行う。
【００２４】
（６）炉心支持板のスタッドボルト切断および炉心シュラウドの上部切断工程（図９）
この工程では、炉心支持板６のスタッドボルトを切断する。具体的な方法としては、炉心支持板６は、炉心シュラウド２の下部段差部のフランジにスタッドボルトおよびナットを介して固定され、ナットに被せたコ字形キャップがボルト端部にブロックを介して溶接部により固着されている。そこで、この工程では炉心支持板６を撤去するために、燃料交換機上からの操作によってスタッドボルトをねじ切り治具によるねじ切りあるいは放電加工装置により切断する。
その後、炉心シュラウドの上部切断を行う。炉心シュラウドの切断は、例えば機械加工（ロール型の歯による押し切り技術等）、放電加工またはウォータジェット加工により、炉心シュラウド２を上方から順に例えば２つの短かい筒状セグメントに切断、あるいは細かく細断しながら撤去する。
【００２５】
図９は、その切断を行うためのシュラウド切断装置および切断作用を示している。シュラウド切断装置は図９に示すように、シュラウド吊り具１０４、機械加工（ロール型の歯による押し切り技術等），放電加工あるいは高圧水ジェット方式のシュラウド上部切断装置１０６、放電加工あるいは高圧水ジェット方式の場合に必要となる切断粉回収装置、シュラウド上部切断定盤１０８等を備えている。
シュラウド上部切断装置１０６および切断粉回収装置は、シュラウド上部切断定盤１０８上で周方向に走行しながら、炉心シュラウド２の上部切断および切断粉回収を行うようになっている。このシュラウド上部切断装置１０６および切断粉回収装置を遠隔操作して炉心シュラウド２の上部切断を行う。
【００２６】
（７）炉心シュラウドおよび炉心支持板の一体搬出、インコア案内管およびインコアスタビライザの取外し、ならびに差圧検出・ホウ酸水注入配管の切断、取外し工程（図９）
この工程では、前記（６）工程で切断分離した炉心支持板６および炉心シュラウド２の上部切断部分２ａを、吊り具１０４によって吊り上げる。
切断した炉心シュラウド上部切断部分２ａおよび炉心支持板６は機器貯蔵プール等への分散または積層状態での収納が各種選択でき、保管も容易に行うことができる。
【００２７】
次に、インコア案内管８１およびインコアスタビライザ２８の取外しを行う。この場合、炉内のインコアハウジング２５の上部ならびにインコアスタビライザ２８の全部または一部を切断撤去するとともに、インコア案内管８１を撤去する。  また、原子炉圧力容器１の底部を貫通して炉心シュラウド２の内壁に沿って立ち上がっている差圧検出・ホウ酸水注入配管１４も切断撤去する。
【００２８】
（８）炉心シュラウド下部の切断、取外し工程（図１０）
この工程では、シュラウド吊り具１０４、シュラウド下部切断装置１１１、切断粉回収装置１１２、シュラウド下部切断定盤１１３等を使用して、炉心シュラウド２下部の切断および取外しを行う。
【００２９】
炉心シュラウド２の切断に際しては、炉心シュラウド２とシュラウドサポートシリンダ３との溶接部近傍での切断位置を、溶接による熱影響を受けるシュラウドサポートレグ４上端側部位、例えば５mmを除いた高さ位置とする。これにより、シュラウドサポートシリンダ３の溶接部近傍が熱影響によって変質している可能性を考慮し、交換後の炉心シュラウド２の強度的な信頼性を得ることができる。例えば炉心シュラウド２がＳＵＳ３０４鋼製、シュラウドサポートシリンダ３がインコネル製である場合、異なる素材の溶接により撤去されずに残存するシュラウドサポートシリンダ３の溶接部の熱影響部（約５mm程度）では応力腐食割れの可能性がある。この応力腐食割れの可能性のある部分を全て撤去することで、例えば新シュラウド２を溶接固定する場合の再加熱による熱影響を防止して、新シュラウドの耐用寿命を長期化することができる。
【００３０】
炉心シュラウド２の切断に際しては、サポートシリンダ３との溶接部近傍での切断位置を、溶接による熱影響を受けるシュラウドサポートレグ４上端側部位、例えば３０〜１５０mmを除いた高さ位置とする。これにより、シュラウドサポートシリンダ３の溶接部近傍が熱影響によって変質している可能性を考慮し、交換後のシュラウドの強度的な信頼性を得ることができる。
【００３１】
切断した炉心シュラウド２のセグメントは、取外した炉内構造物と機器貯蔵プール等に収容する。これにより、機器貯蔵プール内のスペースを有効に利用して、蒸気乾燥器１５、気水分離器兼シュラウドヘッド１６および切断した炉心シュラウド２等を効率よく保管することができる。
なお、炉心シュラウド２とシュラウドサポートシリンダ３の切断では、精度良く切断することが出来れば、後述（１３）工程のシュラウドサポートシリンダの開先加工を省略でき、工程短縮及び作業員の被曝低減を図ることが出来る。
【００３２】
（９）ジェットポンプのライザブレースの切断、取外し、並びにライザ管取外し工程（図１１）
この工程では、水中遠隔操作でジェットポンプ７のライザ管７ｂおよびライザブレース７３を切断して取外し、吊り具１１４で一旦炉底部に設置した仮設保管ラックに仮置きした後、炉外に移送する。このジェットポンプ取外しの工程では、例えばライザ管１０本とディフューザ２０本は切断後、炉内に予め設置した保管用ラックに収納し、ライザ管とディフューザの全ての切断作業後、保管用ラックを炉外に吊り出す。これにより、移動の時間が短縮でき、機器等保管用プールでの除却作業がスムーズ化される。
【００３３】
（１０）センシングラインおよびディフューザの切断、取外し工程（図１２）
この工程では、吊り具１１５およびディフューザ切断装置１１６を使用して、例えば２０体のディフューザ７ａに取付けられているセンシングラインを切断するとともに、２０体のディフューザ７ａを複数個同時に切断して、炉外に取り外す。この場合、ジェットポンプ７のディフューザ７ａの切断は、水中遠隔にて切断装置をディフューザ下端から挿入し、ジェットポンプ付け根部近傍を切断することで行う。また、ディフューザ７ａを複数個同時に切断し、切断したディフューザ７ａを炉底部に一時保管することにより、作業時間を短縮することができる。
【００３４】
（１１）ライザ管およびディフューザの炉外移動、炉内清掃、ならびに全ドレンフラッシング工程（図１２）
この工程では、炉底部に一時保管していたライザ管７ｂおよびディフューザ７ａを除去する。例えばライザ管１０本およびディフューザ２０本を一度に除去用の機器貯蔵プールに移動する。これにより、炉底部に一時保管したライザ管とディフューザとをまとめて一度に移動することにより、工程の短縮が図れる。
以上により全ての切断が終了するので、炉内の清掃を水洗によって行い、炉水ドレンを行いながら、炉内をフラッシングする。
【００３５】
（１２）原子炉圧力容器フランジ下レベルまでの水張り、並びに原子炉圧力容器内壁遮蔽体の取付け工程（図１３）
この工程では、新炉内構造物据え付け復旧作業開始前に、炉内が水中環境の時点で、炉壁のほぼ全面に遮蔽体１１７を設置する。
遮蔽体１１７は炉心部近傍の炉壁全面に設置するが、その遮蔽体１１７の厚さは原子炉の運転年数等により放射線線量が異なることから、事前に検討して決める必要がある。遮蔽体１１７を設置することにより、炉内線量等量率を１ｍＳｖ／ｈ以下とすることができ、これにより、炉内において作業員の被曝低減が確実に図れ、作業員の炉内へのアクセスが可能となり、新炉内構造物の据付けの作用が実現できる。遮蔽体１１７の設置は、水中遠隔およびダイバーを炉底部に配し、遮蔽体設置の微調整を行うことが出来る。
（１３）炉水の水抜き、シュラウドサポートシリンダ開先加工工程（図１３）
この工程では、原子炉圧力容器内の水抜きを行って気中とした後、シュラウドサポートシリンダ３を開先加工機を設置して、研削加工を行う。
【００３６】
（１４）炉内足場設置及び炉心シュラウドのリング搬入、リング外側溶接（図１３）
この工程では図１３に示すように、炉内に予め炉心シュラウドのリング２ｄを組み込んだ足場１１９を設置し、昇降装置１２０及び原子炉圧力容器内で構造物，機器等を吊るためのリングガーダ１０９を据付け作業員が炉内に入って作業を行う環境を作る。
その後、作業員が炉内に入り、まずリング２ｄをシュラウドサポートシリンダにフィットアップし、新シュラウド外側溶接機１２８を据付ける。この新シュラウド外側溶接機１２８を据付けた後、遠隔操作によってシュラウドサポートシリンダ３の上端とリング２ｄの下端とを外周側から自動溶接する。
そして溶接後に、作業員が再び炉内に入り、溶接部の検査および溶接機の取外しを行う。
【００３７】
（１５）リング内側溶接、ライザ管の取付け、再循環水入口ノズルのセーフエンドおよびサーマルスリーブの溶接復旧工程（図１４）
この工程では、作業員が炉内に入り、新シュラウド内側溶接機１３０を据付ける。この新シュラウド内側溶接機１３０を据付けた後、遠隔操作によってシュラウドサポートシリンダ３の上端とリング２ｄの下端とを内周側から自動溶接する。
【００３８】
そして溶接後に、作業員が再び炉内に入り、溶接部の検査および溶接機の取外しを行う。この後、必要によりシュラウドサポートシリンダ３とリング２ｄの内外溶接部の応力改善処理を行うことが出来る。なお、この応力改善処理作業は、この後に行うジェットポンプの溶接箇所とあわせて行うことにより更なる作業の簡素化、工程短縮を図ることが出来る。
【００３９】
シュラウドサポートシリンダ３とリング２ｄの外周側の応力改善処理作業は、従来の炉心シュラウドの取替工法では一体化した炉心シュラウドをシュラウドサポートに溶接するため、遠隔装置を用いて遠隔操作で行う必要があった。本取替工法のリングを最初に溶接することにより、シュラウドサポートシリンダ３とリング２ｄの外側溶接部に簡単にアクセスする事ができ、遠隔で作業をする必要がなくなり、作業の効率化向上及び工程短縮を図ることが出来る。これは、シュラウドサポートシリンダ３と新炉心シュラウドを溶接する場合には、内側及び外側の溶接が必要であるものの、リング２ｄをまず溶接する場合には、リング２ｄと新シュラウドは内側のみの溶接で済むからである。シュラウドはその健全性維持のため、シュラウドサポートシリンダ３上に完全溶け込み溶接される必要がある。リング２ｄを予めシュラウドサポートシリンダ３上に溶接した場合には、リング２ｄは真円とすることが可能であるため、その上部に設置される新炉心シュラウドとはリップ付きの開先がとれ、従ってアクセス容易な内側からの溶接だけで新炉心シュラウドの設置が可能となる。しかし、リング２ｄなしで一体化された新炉心シュラウドを設置する場合には、シュラウドサポートシリンダ３は真円でないためリップ付き開先がとれず、従って高いシュラウドでは原子炉圧力容器との間で形成されるアクセス性の悪いアニュラス部で外側溶接を実施する必要がある。
【００４０】
次にライザ管７ｂの取付けを、ディフューザ７ａの取付けと並行して行う。即ち、遮蔽体１１７の一部を開口させ、炉内に吊り下ろしたライザ管７ｂの下端部を再循環水入口ノズル７０に挿入し、炉外においてサーマルスリーブ７２とセーフエンド７１との溶接を行う。
【００４１】
例えば１０本のライザ管７ｂを１つおきに５本づつのグループとし、ディフューザ７ａの据付け作業と並行して、前記のライザ管取付け作業を炉内で気中にて行うことにより、工程の短縮が図れるものである。
（１６）ライザーブレースの開先合わせ、ライザブレースアームの取付け溶接、ならびにライザブレースヨークの取付け工程（図１５）
【００４２】
この工程では、パット表面の仕上げ装置を用いてパット表面の仕上げ作業を行うとともに、溶接部検査装置を用いて溶接部の検査および厚さ確認、開先合わせ等を行った後、ライザブレースアーム溶接装置１２１を用いてライザブレースアーム７３の取付け溶接を行う。なお、この工程においては前述した遮蔽体の作業部を開口させて行う。
【００４３】
本工程では、作業員が炉内にてパット表面の仕上げ装置、ライザブレースアーム溶接装置１２１等を使用して作業を行うので、微調整および施工が確実となり、作業の信頼性が向上できるとともに、工程の短縮が図れる。
この作業においては、例えば１０本のライザ管７ｂに対し、複数個同時に行うようにする。このように、複数のライザ管７ｂに対し、同時に溶接作業を行うことにより、工程短縮が図れるものである。
【００４４】
（１７）バッフルプレートの開先加工、ディフューザの据付け工程（図１６）
この工程では、バッフルプレート８に開先加工機を設置して、研削加工を行う。
次に、ディフューザ溶接機１２３を使用してディフューザ７ａをバッフルプレート８に溶接する。
【００４５】
ディフューザ７ａの取付けは、２０体を炉内に順次吊り込み、据付け調整後に順次に取付け溶接を行う。この作業と平行して、ライザ管１０本を１つとびに２つのグループに分け、再循環出口ノズル復旧時にグループ単位にライザ管の据付け作業を行う。
これにより、据付け効率を向上させることができる。また、作業員が炉内にてディフューザ溶接機１２３の据付けを行うことにより、据付け精度の向上が図れる。また、複数個のディフューザ７ａを同時に溶接するため、工程の短縮が図れる。
【００４６】
（１８）ジェットポンプのインレットミキサの取付け・調整、センシングラインの取付け工程（図１７）
この工程では、インレットミキサ７ｃを、前記（１６）の工程で据付けたディフューザ７ａの上端と（１４）の工程で据付けたライザ管７ｂの上端とに吊り降ろし、これらを連結するものである。
次に、例えば２０体のジェットポンプ７のディフューザ７ａの全てを据付けた後、計装系配管であるセンシングラインの取付けを炉内の気中にて、作業員によるマニュアル溶接または自動溶接機による自動溶接で行う。
これにより、センシングラインの取付けが高能率で、確実に行えるようになる。以上の工程によってジェットポンプの据付けを終了する。
【００４７】
（１９）ジェットポンプインレットミキサ取り外し、ディフューザシールプラグ取り付けおよび炉内足場撤去（図１８）
この工程では、前記（１７）工程で取り付けたインレットミキサ７ｃを取り外し、ディフューザ７ａの上端にシールプラグ１２２を取り付ける。ここで、（１７）工程で一旦インレットミキサ７ｃを取り付けたのは、仮合わせのためである。シールプラグ１２２は後記（２０）工程で、新炉心シュラウド２ｎを取り付けた後、原子炉圧力容器１と炉心シュラウド２の間に水を張ることにより、炉内における更なる作業員の被曝低減が確実に図れる。水が放射線の遮蔽体として作用するからである。
このあと、新炉心シュラウドを吊り込むため、ジェットポンプの据付に使用した炉内足場１１９を原子炉圧力容器１内から撤去する。
【００４８】
（２０）新シュラウドの吊り込み前炉内準備、ならびに新シュラウド吊り込み、フィットアップ工程（図１９）
この工程では、新シュラウド吊り込み用ガイドポール１２４、新シュラウド吊り具１２５、芯計測装置１２６、ジャッキ１２７等を使用する。芯計測装置１２６では、例えば芯計測装置内に内蔵したレーザ装置から垂直下方に照射したレーザ光を制御棒駆動機構ハウジング２１レベル上のターゲットに当て、シュラウドの芯を計測する。
そして、原子炉圧力容器１外で一体化した新炉心シュラウド２ｎを、新シュラウド吊り込み用ガイドポール１２４で案内される新シュラウド吊り具１２５によって、炉内に吊り込む。吊り込まれた新炉心シュラウド２ｎを炉底部に設置したジャッキ１２７で受け、リング２ｄの開先に静かに着座させ、フィットアップさせる。
本工程では、ジャッキ１２７により、新炉心シュラウド２ｎを一時的に受け、リング２ｄに静かに着座させることができるので、新炉心シュラウド２ｎの溶接開先の保護が図れる。
【００４９】
（２１）新炉心シュラウド内側溶接、ならびに溶接後検査工程（図１９）
この工程では、新炉心シュラウド２ｎとリング２ｄとを、シュラウドの内周側から溶接する。作業員が炉内に入り、まず新炉心シュラウド内側溶接機１３０ａを据付ける。
この新シュラウド内側溶接機は予め新炉心シュラウド２ｎに組み込んでおき、一緒に原子炉圧力容器１内に吊り込むこともできる。そうすることにより作業員の被曝低減及び工程短縮を図ることができる。
この新シュラウド内側溶接機１３０ａの据付け後、遠隔操作によって自動溶接を行う。そして溶接中もしくは溶接後に原子炉圧力容器１と炉心シュラウド２ｎの間に水を張る。さらに、溶接後に作業員が再び炉内に入り、溶接部の検査および溶接機の取外しを行う。これにより、炉心シュラウド２が全て溶接固定される。
【００５０】
新炉心シュラウド２ｎとリング２ｄにはリップを有する開先を工場で加工することができ、インサートリング（図示せず）を使った内側からの完全溶け込み溶接することができ、外側溶接は不要である。
新シュラウドの内側溶接の途中で、原子炉圧力容器１と新シュラウド２に挟まれた領域に水を張ることにより、原子炉圧力容器内の作業者の更なる被曝低減が図れる。この後必要により制御棒駆動機構ハウジング２１、制御棒駆動機構ハウジングスタブチューブ（図示せず）の取替を行うことができる。その後、溶接部の応力改善処理を行うことができる。
【００５１】
（２２）差圧検出・ホウ酸水注入配管の復旧、インコア案内管およびインコアスタビライザの復旧工程（図２０）
この工程では、開先加工機１３１、自動溶接装置１３２等を用い、作業員が炉内に入って復旧作業を行う。そして、差圧検出・ホウ酸水注入配管１４、インコア案内管８１、インコアスラビライザ２８を取付ける。この後必要により差圧検出・ホウ酸水注入配管１４、インコア案内管８１の溶接部の応力改善処理を行うことができる。この後炉内足場を撤去する。これにより、シュラウド下部構造が復旧する。
【００５２】
（２３）新炉心支持板の吊込み、インコア案内管挿入ガイドの接続、並びに新炉心支持板の取付け工程（図２１）
この工程では、炉内にシュラウド上作業用プラットホーム１３４を据付け、吊り具１３５によって新炉心支持板６ｎを吊り込む。例えば予めインコア案内管挿入ガイド１３６を取付けた新炉心支持板６ｎを炉内に吊り具１３５によって吊り込み、インコア案内管挿入ガイド１３６を、インコア案内管８１に挿入し、新炉心支持板６ｎを吊り下ろす。
次に、炉心支持板芯調整治具等を用いて、新炉心支持板６ｎの芯合せを行う。そして、スタッドテンショナーおよびタックウェルド装置を使用してスタッドを締付け、新炉心支持板６ｎの取付けを行う。
【００５３】
（２４）新上部格子板据付け工程（図２２）
新上部格子板５ｎを炉内に吊り込み、新炉心シュラウド２ｎに設置する。そして、作業員が炉内に入り、新上部格子板５ｎの楔を締め付けて、据付けを行う。これにより、上部格子板の復旧が行える。なお、取出した上部格子板および炉心支持板の健全性が維持されている場合には、シュラウド上作業用プラットホーム１３４の下に遮蔽体を設置し、遠隔自動のスタッドテンショナー，楔取付け装置，タックウェルド装置，芯計測装置等を使用することにより、再度これら上部格子板および炉心支持板を利用することで低コスト化および廃棄物の低減が図れる。
【００５４】
（２５）原子炉圧力容器内壁シールド取外し、ディフューザシールプラグ取外し、インレットミキサ取付け並びにシュラウド上部部分シールド取付け工程（図２３）
この工程では、シュラウド上端レベルまで水張りして、原子炉圧力容器１内壁に設置した遮蔽体１１７を取り外し、ディフューザシールプラグ１２２を取り外し、インレットミキサ７ｃを取り付ける。
その後、次工程（２６）作業での被曝低減を図るため、シュラウド上部部分にシールド用の遮蔽部材１４６を設置する。
【００５５】
（２６）炉心スプレイ配管、給水スパージャの取付け、ならびにシュラウド上部部分シールド取外し工程（図２３）
この工程では、シュラウド上作業用プラットホーム１３４、シュラウド上部部分用の遮蔽部材１４６、自動溶接機、拘束治具、開先加工機等を使用する。
これらの装置を使用して、作業員により、炉心スプレイ配管１２、給水スパージャ２６の取付けを行い、作業終了後、シュラウド上部部分用の遮蔽部材１４６を取外す。
【００５６】
（２７）案内棒の取付け工程（図２４）
この工程では、作業足場１５１およびタックウェルド装置等を使用する。
これらの装置を使用して、作業員により案内棒２７を取り付ける。
【００５７】
（２８）制御棒案内管、制御棒、燃料支持金具および制御棒駆動機構の据付け、ドライチューブ・ＬＰＲＭ検出器集合体の取付け、シュラウドヘッドの炉内据付け確認、制御棒駆動機構ベント、燃料の装荷、ならびに通常復旧作業工程（図２４）
この工程は最終工程であり、前記（２７）工程で終了した溶接等を伴う主要機器の設置後に、原子炉ウェル１８を満水とし、初めに取り外した制御棒案内管１１、制御棒９、燃料支持金具１０ａおよび制御棒駆動機構２０を据付けるとともに、前記（１９）工程で取り外したインレットミキサ７ｃ、ドライチューブ・ＬＰＲＭ検出器集合体２２の取付け、シュラウドヘッド１６の炉内据付け確認、制御棒駆動機構ベント、燃料の装荷、ならびに通常復旧作業を行うものである。
【００５８】
【発明の効果】
従来、シュラウドは搬入経路の大きさの制限から分割して原子炉建屋に搬入され、オペレーションフロアで一体溶接した後、原子炉圧力容器内に吊り込み、シュラウドサポートシリンダに溶接・復旧している。しかしながら、オペレーションフロアの天井クレーンにシュラウドを一体で吊り上げるための揚程がない原子力プラントにおいては、シュラウドを一体で吊り込むことが出来ない。
【００５９】
分割して原子炉建屋に搬入した炉心シュラウドのうち、最下端のリングを原子炉圧力容器内に据付け、それ以外の炉心シュラウドを原子炉圧力容器外で組立て、先に原子炉圧力容器内に据え付けたリングに最終的に原子炉圧力容器内で一体化することを特徴とするものである。これにより、天井クレーンの揚程に依存することなくシュラウドを吊り込むことを可能とする。
【００６０】
また、必要によりシュラウドサポートシリンダ３とリング２ｄの内外溶接部の応力改善処理を行う場合、従来の炉心シュラウドの取替工法では一体化した炉心シュラウドをシュラウドサポートに溶接するため、溶接箇所との距離が遠くなるため遠隔装置を用いて遠隔操作で行う必要があったが、本取替工法のリングを最初に溶接することにより、シュラウドサポートシリンダ３とリング２ｄの外側溶接部に簡単にアクセスする事ができ、遠隔で作業をする必要がなくなり、作業の効率化向上及び工程短縮を図ることが出来る。また、炉心シュラウドの炉心領域は雰囲気線量率が高く、その場所で応力改善処理等の作業を行うことは被曝低減の観点からは非常に不利であるが、本取替工法では炉心シュラウドの下方での作業となり、雰囲気線量率も格段に下がることから被曝低減を図ることが出来る。
【００６１】
以上説明したように、本発明の炉心シュラウドの取替方法においては、請求項１〜７記載の発明では、最終的に原子炉圧力容器内で炉心シュラウドを一体にするので、天井クレーンの揚程等に制限のある原子力発電プラントにおいても炉心シュラウドの取替をすることができる。また、請求項８記載の発明では、原子力プラントの運転期間中にオペレーションフロアでリング以外の炉心シュラウドを溶接しておくことにより、定期検査中のオペレーションフロアでの他の作業に干渉することなく作業でき、その結果、作業の効率化向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法を説明するための炉心シュラウドの溶接による組立手順図。
【図２】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法を説明するための炉心シュラウドのボルト締結による組立手順図。
【図３】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態を示す手順図。
【図４】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態を説明するための全体断面図。
【図５】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（１），（２）を説明するための断面図。
【図６】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（３）を説明するための断面図。
【図７】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（４）を説明するための断面図。
【図８】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（５）を説明するための断面図。
【図９】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（６），（７）を説明するための断面図。
【図１０】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（８）を説明するための断面図。
【図１１】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（９）を説明するための断面図。
【図１２】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（１０），（１１）を説明するための断面図。
【図１３】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（１２），（１３），（１４）を説明するための断面図。
【図１４】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（１５）を説明するための断面図。
【図１５】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（１６）を説明するための断面図。
【図１６】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（１７）を説明するための断面図。
【図１７】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（１８）を説明するための断面図。
【図１８】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（１９）を説明するための断面図。
【図１９】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（２０），（２１）を説明するための断面図。
【図２０】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（２２）を説明するための断面図。
【図２１】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（２３）を説明するための断面図。
【図２２】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（２４）を説明するための断面図。
【図２３】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（２５），（２６）を説明するための断面図。
【図２４】本発明に係る炉心シュラウドの取替方法の実施形態のうち工程（２７），（２８）を説明するための断面図。
【符号の説明】
１… 原子炉圧力容器 ２… 炉心シュラウド ２ａ… 炉心シュラウド（上部）
２ｂ… 炉心シュラウド（中間部） ２ｃ… 炉心シュラウド（下部）
２ｄ… リング ２ｅ… 連結ボルト ２ｎ… 新炉心シュラウド
３… シュラウドサポートシリンダ ４… シュラウドサポートレグ
５… 上部格子板 ５ａ… 上部格子板取付け板 ５ｎ… 新上部格子板
６… 炉心支持板 ６ｎ… 新炉心支持板 ７… ジェットポンプ
７ａ… ジェットポンプディフューザ ７ｂ… ジェットポンプライザ管
７ｃ… ジェットポンプインレットミキサ
７ｄ… ジェットポンプ調整ねじブラケット ８… バッフルプレート
９… 制御棒 １０… 燃料 １０ａ… 燃料支持金具 １１… 制御棒案内管
１２… 炉心スプレイ系配管 １２ａ…炉心スプレイノズル
１４… 差圧検出・ホウ酸水注入配管
１５… 蒸気乾燥器 １６… 気水分離器兼シュラウドヘッド
１７… 原子炉圧力容器上蓋 １８… 原子炉ウェル １９… ペデスタル室
２０… 制御棒駆動機構 ２１… 制御棒駆動動機構ハウジング
２２… ドライチューブ・ＬＰＲＭ検出器集合体
２５… インコアハウジング ２６… 給水スパージャ ２７… 案内棒
２８… インコアスタビライザ ６３… 原子炉再循環ポンプ
６４… スプレイリング ６５… 薬液注入装置 ６６… 循環ポンプ
６７… イオン交換樹脂装置 ６８… 廃ガス装置 ６９… 浄化系ポンプ
７０… 再循環入口ノズル ７１… セーフエンド ７２… サーマルスリーブ
７３… ライザブレースアーム ８０…  仮閉止蓋 ８１…  インコア案内管
１００… 吊り具 １０４… シュラウド吊り具
１０６… シュラウド上部切断装置 １０８… シュラウド上部切断定盤
１０９… リングガーダ １１１… シュラウド下部切断装置
１１２… 切断粉回収装置 １１３… シュラウド下部切断定盤
１１４，１１５… 吊り具 １１６… ディフューザ切断装置 １１７… 遮蔽体
１１８… 開先加工機 １１９… 足場 １２０… 昇降装置
１２１… ライザブレースアーム溶接装置 １２２… シールプラグ
１２３… ディフューザ溶接機
１２４… 新シュラウド吊り込み用ガイドポール
１２５… 新シュラウド吊り具 １２６… 芯計測装置 １２７… ジャッキ
１２８… 新シュラウド外側溶接機
１３０、１３０ａ… 新シュラウド内側溶接機 １３１… 開先加工機
１３２… 自動溶接装置 １３４… シュラウド上作業用プラットホーム
１３５… 吊り具 １３６… インコア案内管挿入ガイド １４６… 遮蔽部材
１４７… 作業足場 １４８… 自動溶接機 １４９… 拘束治具
１５０… 開先加工機 １５１… 作業足場
【図１】
0003897928.tif 000002
【図２】
0003897928.tif 000003
【図３】
0003897928.tif 000004
【図４】
0003897928.tif 000005
【図５】
0003897928.tif 000006
【図６】
0003897928.tif 000007
【図７】
0003897928.tif 000008
【図８】
0003897928.tif 000009
【図９】
0003897928.tif 000010
【図１０】
0003897928.tif 000011
【図１１】
0003897928.tif 000012
【図１２】
0003897928.tif 000013
【図１３】
0003897928.tif 000014
【図１４】
0003897928.tif 000015
【図１５】
0003897928.tif 000016
【図１６】
0003897928.tif 000017
【図１７】
0003897928.tif 000018
【図１８】
0003897928.tif 000019
【図１９】
0003897928.tif 000020
【図２０】
0003897928.tif 000021
【図２１】
0003897928.tif 000022
【図２２】
0003897928.tif 000023
【図２３】
0003897928.tif 000024
【図２４】
0003897928.tif 000025