(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製機器１の内部に水を注入して凍結させ、次いで金属製機器１を外部からワイヤソー８で切断することを特徴とする金属製機器の切断方法。
【請求項２】
金属製機器１の外側をシール体で覆い、該シール体内に水を注入して凍結させ、次いでその凍結体２１と共に金属製機器１を外部からワイヤソー８で切断することを特徴とする金属製機器の切断方法。
【請求項３】
金属製機器１の内部に水を注入すると共に外部をシール体で覆って該シール体内に水を注入し、それらの水を凍結させてからその凍結体２１と共に金属製機器１を外部からワイヤソー８で切断することを特徴とする金属製機器の切断方法。
【請求項４】
金属製機器１の外側または金属製機器１の外側の凍結体２１に切込部２４を設け、該切込部２４にワイヤソー８を掛合させて金属製機器１を切断する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の金属製機器の切断方法。
【請求項５】
金属製機器１の両側に一対の移動プーリー１５を配置し、それら移動プーリー１５にワイヤソー８をガイドさせて周回させつつ移動プーリー１５を移動して金属製機器１を外部から切断する請求項１〜請求項４のいずれかに記載の金属製機器の切断方法。
【請求項６】
金属製機器１が熱交換器もしくはタンク類、または配管収容部１９とそれに収容された金属製配管２０である請求項１〜請求項３のいずれかに記載の金属製機器の切断方法。
【請求項７】
金属製機器１がケーブルラックもしくはケーブルトレイ２２と、それに収容されたケーブル２３である請求項２に記載の金属製機器の切断方法。
【請求項８】
金属製機器１が放射線領域２５内に配置され、該放射線領域２５の周辺部に設けた放射線遮蔽物２６の外側から水の注入、凍結および切断を遠隔操作で行うようにした請求項１〜請求項７のいずれかに記載の金属製機器の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタンクや熱交換器、あるいは原子炉容器などの大型の金属製機器を効率よく切断する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、使用済の原子炉容器を解体除去するために、ワイヤソーで原子炉容器を複数部分に切断する技術が知られている。（例えば特開平６−１２３１７８号公報、特開平６−２９９７０９号公報、特開平７−１６４４２９号公報、特開平７−１６４４３０号公報等）
上記各公報に記載された方法は、いずれも原子炉容器の内部もしくは外部をコンクリートで固め、そのコンクリート体の外側からワイヤソーで金属製の原子炉容器を切断するものである。ワイヤソーはエンドレス状のワイヤの外周に例えば砥粒としてダイヤモンドビーズを固着させたもので、回転駆動装置により駆動されるワイヤソーを原子炉容器の外側に接触させ周回しながら切断する。原子炉容器の内部は配管などが複雑に配置されているが、それらを原子炉容器と共にコンクリートで一体的に固めることにより、切断に際して外部に放射性物質などが飛散することを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように切断対象をコンクリートで固める方法は、重量の大きなコンクリートによる建物躯体構造への影響を考慮する必要があり、全体重量が許容値を越えるような場合には実施が困難になる。また、コンクリートはワイヤソーをガイドする効果はあるが、摩擦抵抗が大きいため駆動装置の動力が大きくなるという問題がある。さらにコンクリートは切断により温度上昇するワイヤソーに対する冷却効果が極めて低い。
そこで本発明は、このような問題を解決する金属製機器の切断方法を提供することを課題とするものである。なお本発明において金属製機器とは、熱交換器もしくはタンク類、配管収容部とそれに収容された金属製配管類、ケーブルトレイとそれに収容されたケーブル、原子炉容器、原子力発電設備における金属製の周辺機器類などを含むことを意味する。
【０００４】
前記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、金属製機器の内部に水を注入して凍結させ、次いで金属製機器を外部からワイヤソーで切断することを特徴とする金属製機器の切断方法である。
上記切断方法によれば、コンクリート体と同様に水の凍結体により金属製機器を固定できると共に、氷の比重がコンクリートより著しく小さいので建物躯体構造への影響は殆ど問題にならない。また、氷はワイヤソーに対する潤滑性が高いので駆動装置の動力をコンクリートの場合に比べて低くすることができる。さらに氷の大きい冷却効果により切断時のワイヤソーの温度上昇を効率よく抑制することができる。
【０００５】
前記課題を解決するための請求項２に記載の発明は、金属製機器の外側をシール体で覆い、該シール体内に水を注入して凍結させ、次いでその凍結体と共に金属製機器を外部からワイヤソーで切断することを特徴とする金属製機器の切断方法である。
上記切断方法によれば、請求項１に記載の発明と同様に、水の凍結体により金属製機器は外部から固定されると共に、氷による建物躯体構造への影響は殆ど問題にならず、また、氷のワイヤソーに対する高い潤滑性により駆動装置の動力をコンクリートの場合に比べて低くすることができる。さらに氷の大きい冷却効果により切断時のワイヤソーの温度上昇を効率よく抑制することができる。
【０００６】
前記課題を解決するための請求項３に記載の発明は、金属製機器の内部に水を注入すると共に外部をシール体で覆って該シール体内に水を注入し、それら水を凍結させてからその凍結体と共に金属製機器を外部からワイヤソーで切断することを特徴とする金属製機器の切断方法である。
上記切断方法によれば、金属製機器は内部と外部の両方から凍結体でより安定に固定される。また氷のワイヤソーに対する高い潤滑性により駆動装置の動力をコンクリートの場合に比べて低くすることができる。さらに氷の大きい冷却効果により切断時のワイヤソーの温度上昇を効率よく抑制することができる。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、上記方法の好ましい実施の形態であって、金属製機器またはその外側の凍結体に切込部を設け、該切込部にワイヤソーを掛合させてから金属製機器を外部からワイヤソーで切断することを特徴とするものである。この方法によれば、ワイヤソーの巻き付けの位置決めとずれ防止を行い、それと共にワイヤソーの負荷軽減を行うことができる。
請求項５に記載の発明は、上記の方法における好ましい実施の形態であって、金属製機器の両側に一対の移動プーリを配置し、それら移動プーリーにワイヤソーをガイドさせて周回させつつ移動プーリーを移動して金属製機器を外部から切断することを特徴とするものである。この方法によれば、金属製機器に対してワイヤソーを直線状に接触させつつ切断できるので、迅速かつ安全に切断できる。
【０００８】
請求項６および請求項７に記載の発明は、上記の方法において金属製機器が熱交換器もしくはタンク類、または配管収容部とそれに収容された金属製配管類、もしくはケーブルラック（またはケーブルトレイ）とそれに収容されたケーブルであることを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、上記の方法において金属製機器が放射線領域内に配置され、その放射線領域の周辺部に設けた放射線遮蔽物の外側から水の注入、凍結および切断等を遠隔操作で行うようにしたことを特徴とするものである。この方法によれば、操作に際して放射線の照射を回避して安全に切断をすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の切断方法を金属製機器として断面略円形で横に長い熱交換器に適用した例を示す模式的な斜視図である。
切断に先立って金属製機器１の上部に設けられた開口部２に水注入装置３が接続される。水注入装置３は上部から吊り下げられたホッパー４とその底部に連通する配管５、および配管５の途中に設けられた開閉弁６を備えており、配管５の先端部を開口部２に装着した状態で開閉弁６を開け、ホッパー４からの水を金属製機器１の内部に溢れるまで注入して内部空間を充填する。次に図示しない冷媒配管を金属製機器１の外側全体に巻き付けもしくは配置し、その外側を断熱シートで覆い、冷媒配管に液体窒素や液体アンモニアなどの極めて低い温度の冷媒を循環させることによって充填された水を冷却して凍結体とする。
【００１０】
凍結体が完全に形成された後、断熱シートおよび冷媒配管を取り除き、図示のようにワイヤソー装置７のワイヤソー８を金属製機器１の切断部に縦方向に巻き付ける。ワイヤソー装置７はワイヤソー８を周回駆動する電動機などの駆動部９と、その駆動部９の底部に設けた車輪部１０と該車輪部１０をガイドするレール部１１とワイヤソーをガイドするプーリー部１２を備えている。そしてプーリー部１２は床部にボルトなどで固定できるようになされた支柱１３と、その中１３の上下に回転自在に取り付けられた一対のプーリー１４を有している。
【００１１】
ワイヤソー８を図示のように金属製機器１に巻き付けるには、先ずワイヤソー８の一方の端部をプーリー１４の片方にガイドさせて金属製機器１の切断部に周回させ、さらにプーリー１４の他方にガイドさせて駆動部９付近でワイヤソー８の他方の端部に連結する。次にワイヤソー８の弛みをなくすように駆動部９をレール部１１に沿って後退させる。
次に駆動部７によりワイヤソー８を周回駆動させて金属製機器１を外側から切断する。切断の進行と共にワイヤソー８が弛まないように駆動部７をレール部１１に沿って後退させていく。一か所の切断が終了したら、上記と同様の操作を繰り返して順次所望する位置の切断を行う。
【００１２】
図２は本発明の切断方法を金属製機器１として断面円形で縦型のタンクに適用した例を示す模式的な正面図であり、図１の例と同じ部分には同一の符号が付されている。図２の例ではワイヤソー８を金属製機器１に横方向に巻き付けている点が図１の例と異なり、そのほかの部分は同様に構成され、同様に操作される。ただしプーリー部１２の支柱１３における一対のプーリー１４は横方向に所定間隔で設けられる。
【００１３】
図３は本発明の切断方法を金属製機器１として断面円形で縦型のタンクに適用した例を示す模式的な斜視図であり、図２の方法の変形例である。この例では金属製機器１の両側に一対の移動プーリ１５を配置し、それら移動プーリー１５にワイヤソー８をガイドさせて周回させつつ移動プーリー１５を移動し金属製機器１を外部から切断するようになっている。各移動プーリ１５は平面コ字型の基部１６の両端部から立設された一対の支柱１７の頂部にそれぞれ取り付けられ、基部１６はレール部１８によりガイドされて矢印方向の往復移動が自在とされている。
【００１４】
切断操作に先立って、先ず金属製機器１内に水を溢れるまで注入して内部空間を充填すると共に、前述した図２の例と同様にして水を冷却し凍結体とする。次に図示のように金属製機器１の外側にワイヤソー８を巻き付け、ワイヤソー装置７の駆動部９によりワイヤソー８を周回駆動させて金属製機器１を外側から切断していく。その際、切断の進行と共にワイヤソー８が弛まないように駆動部７をレール部１１に沿って後退させていくと、基部１６もレール部１８によりガイドされて移動する。
そして一か所の切断が終了したら、上記と同様の操作を繰り返して順次所望する位置の切断を行う。
【００１５】
図４は本発明の切断方法を金属製機器１として配管収容部１９とそれに収容された金属製配管２０に適用した例を示す模式的な斜視図であり、図１の例と同じ部分には同一の符号が付されている。この例では、建物のパイプスペースやピット等の配管収容部１９に複数の金属製配管２０が収容されており、配管収容部１９を適当に区切って充填材でシールすると共に、上方に開口部を設け、そこから水を注入して内部空間を充填する。次いで図１の例と同様にして内部の水を冷却して凍結体とする。
次に図示のように金属製機器１の外側にワイヤソー８を巻き付け、ワイヤソー装置７の駆動部９によりワイヤソー８を周回駆動させて金属製機器１を外側から切断していく。なお切断の進行と共にワイヤソー８が弛まないように駆動部７をレール部１１に沿って後退させていく。一か所の切断が終了したら、上記と同様の操作を繰り返して順次所望する位置の切断を行う。
【００１６】
図５は本発明の切断方法を金属製機器１として、図１と同様な熱交換器に適用した他の例を示す模式的な斜視図であり、図１の例と同じ部分には同一の符号が付されている。この例は金属製機器１の外側をシール体（図示せず）で覆い、該シール体内に水を注入して凍結させてから切断する方法である。
シール体としては、例えば水圧に耐える厚さを有する木板やプラスチック板、または可撓性のシートなどを組み立てもしくは縫製して金属製機器１の外側を全面的に覆い、間隙をボンドやコーキング材などのシール材でシールして形成することができる。
【００１７】
切断操作に際しては、先ずシール体の上部に設けた開口部から水を注入して内部空間を充填する。それと共に図１と同様な冷媒配管をシール体の外側全体に巻き付けまたは配置し、さらにその外側を断熱シートで覆った状態で冷媒配管に液体窒素などの極めて低温の冷媒を循環させることにより、シール体内に充填された水を冷却して凍結体とする。
次いで断熱シート、冷媒配管およびシール体等を除去して図示のように凍結体２１の周囲にワイヤソー８を巻き付け、図１の例と同様に切断操作を行う。しかし場合によってはシール体を除去することなく、そのまま切断してもよい。なお図５は１回目の切断を終了して２回目の切断を行っている状態を示している。
【００１８】
図６は本発明の切断方法を金属製機器１として、ケーブルトレイ（もしくはケーブルラック）２２とそれに収容されたケーブル２３に適用した例を示す模式的な斜視図であり、図５の例と同じ部分には同一の符号が付されている。この例も金属製機器１の外側をシール体（図示せず）で覆い、該シール体内に水を注入して凍結させてから切断する方法である。例えばケーブルトレイ２２とそれに収容されたケーブル２３を適当な間隔でシール材で仕切り、その外周をシール体で覆ってから内部に水を注入して内部空間を充填し、次いで図１と同様な冷媒配管をシール体の外側全体に巻き付けもしくは配置し、さらにその外側を断熱シートで覆った状態で冷媒配管に液体窒素などの極めて低温の冷媒を循環させることにより、シール体内に充填された水を冷却して凍結体とし、図５の例と同様に切断操作を行う。
【００１９】
図７は本発明の切断方法の変形例を示す模式的な部分斜視図である。この例では金属製機器１にワイヤソー８を巻き付けるに先立って、予め金属製機器１の切断部に切込部２４を形成し、巻き付けの位置決めとずれ防止を行い、それと共にワイヤソー８の負荷軽減を行うようにしたものである。なお切込部２４は図５の例における凍結体２１に設けることもできる。
【００２０】
図８は本発明の切断方法の変形例を示す模式的な正面図である。この例では原子力発電所のように金属製機器１が高い放射線レベルにある放射線領域２５内に配置され、該放射線領域２５の境界に設けたコンクリート壁のような放射線遮蔽物２６の外側の低い放射線レベルにある位置から水の注入、凍結および切断の遠隔操作を行うようにしたものである。
水の注入や凍結、ワイヤソー８の巻き付け等の操作はこの分野で慣用されているロボットハンドのようなテレビカメラ付き遠隔操作装置により行うことができる。そしてワイヤソー装置７を放射線遮蔽物２６の外側に配置して図示のように切断操作を行う。なおこの例では放射線遮蔽物２６から金属製機器１までの距離が比較的長いので、放射線遮蔽物２６の内側にもプーリー部１２を追加配置し、放射線遮蔽物２６に設けた貫通孔２７を通してワイヤソー８を内側のプーリー部１２を経由させ金属製機器１に巻き付けるようにしている。この方法によれば、操作に際して放射線の照射を回避して安全に切断をすることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように構成される本発明によれば、コンクリート体と同様に水の凍結体により金属製機器を固定できると共に、氷の比重がコンクリートより著しく小さいので建物躯体構造への影響は殆ど問題にならない。また、氷はワイヤソーに対する潤滑性が高いので駆動装置の動力をコンクリートの場合に比べて低くすることができる。さらに氷の大きい冷却効果により切断時のワイヤソーの温度上昇を効率よく抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の切断方法を金属製機器として断面略円形で横に長い熱交換器に適用した例を示す模式的な斜視図。
【図２】本発明の切断方法を金属製機器１として断面円形で縦型のタンクに適用した例を示す模式的な正面図。
【図３】本発明の切断方法を金属製機器１として断面円形で縦型のタンクに適用した例を示す模式的な斜視図。
【図４】本発明の切断方法を金属製機器１として、配管収容部１９とそれに収容された金属製配管２０に適用した例を示す模式的な斜視図。
【図５】本発明の切断方法を金属製機器１として、図１と同様な熱交換器に適用した他の例を示す模式的な斜視図。
【図６】本発明の切断方法を金属製機器１として、ケーブルトレイ（もしくはケーブルラック）２２とそれに収容されたケーブル２３に適用した例を示す模式的な斜視図。
【図７】本発明の切断方法の変形例を示す模式的な部分斜視図。
【図８】本発明の切断方法の変形例を示す模式的な正面図。
【符号の説明】
１  金属製機器
２  開口部
３  水注入装置
４  ホッパー
５  配管
６  開閉弁
７  ワイヤソー装置
８  ワイヤソー
９  駆動部
１０  車輪部
１１  レール部
１２  プーリー部
１３  支柱
１４  プーリー
１５  移動プーリー
１６  基部
１７  支柱
１８  レール部
１９  配管収容部
２０  金属製配管
２１  凍結体
２２  ケーブルトレイ
２３  ケーブル
２４  切込部
２５  放射線領域
２６  放射線遮蔽物
２７  貫通孔
【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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