(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉格納容器内に設置された原子炉容器内の炉心構造物を外部に搬出するに際し、
前記原子炉容器から炉心構造物を取り出して筒状の輸送保管容器内に収納し、
前記輸送保管容器を密閉し、
該輸送保管容器の一端又は両端に複数の延長ビームを連結して一体化運搬物とし、
前記原子炉格納容器の機器搬入口内外に設置された複数の摺動支持部材上に前記一体化運搬物を載せて牽引し、
該一体化運搬物を前記摺動支持部材上で滑らせて移動することを特徴とする照射済み原子炉炉心構造物の搬出方法。
【請求項２】
原子炉格納容器内に設置された原子炉容器内の炉心構造物を外部に搬出するに際し、
前記原子炉格納容器内のフロアに、架構本体と牽引装置とを備える門形のクレーンである揚重装置を準備し、
前記原子炉容器の上蓋を外して、胴と取り外し自在の底板及び上部蓋とで形成された保管容器の前記上部蓋を前記原子炉容器内の搬出すべき前記炉心構造物に固定し、
前記揚重装置で前記保管容器の前記胴を吊り下げながら前記原子炉容器の上に置き、前記牽引装置を用いて前記炉心構造物を前記上部蓋と共に前記胴内に吊り上げて固定し、
前記上部蓋を前記胴の上部に、前記保管容器の前記底板を前記胴の下部に取り付けて、前記炉心構造物を前記保管容器に収納することを特徴とする照射済み原子炉炉心構造物を保管容器に収納する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉の保守方法に関し、特に原子炉容器内で一旦使用に供され放射能を帯びた炉心構造物の搬出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉例えば商業用原子炉として広く使用されている軽水冷却型原子炉において、原子炉容器（原子炉圧力容器とも称する。）内には炉心構造物が設けられ、所定の目的例えば原子炉燃料の支持等の為に使用されている。よく知られているように原子炉燃料は所定の燃焼を終えれば所謂使用済み燃料として原子炉容器から出されるのであるが、炉心構造物は今まで交換されることもなくそれぞれの原子炉において運転当初からそのまま使用されている。これは炉心構造物が元々原子炉燃料のように消耗品でなく、長期の使用を想定して設計製作されたものであり、その機能を発揮し続けてきたからである。しかしながら、数十年に亙る長期使用において設計時には想定しなかった事象が生じたり、或いは想定使用期間を越えて引き続き運転を続行する場合には、運転において高い安全性を維持するため炉心構造物を新品に取り替えることが好ましい場合が生じつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、炉心構造物は従来取り替えを想定していなかったので、実際的な取り替えのための搬出技術は提案されていなかった。更に炉心構造物は、それまでの運転において中性子等の照射を受けて放射能を帯びると共に原子炉燃料に比べ重量が極めて大きく且つ大型の構造物であるため、単なる運搬技術ではこれらの放射性炉心構造物を安全に搬出することはできない。尚、ある種の原子炉において炉心構造物を入れたまま原子炉容器を取り替えることも提案されているが、これは原子炉容器の原子炉冷却材配管等からの切断、分離等を必要とし、原子炉炉心構造物のみの搬出への適用には向いていない。
従って、本発明は放射能を帯びた所謂照射済み原子炉炉心構造物を安全に且つ効率的に原子炉容器及び原子炉格納容器から搬出し得る照射済み原子炉炉心構造物の搬出方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の原子炉格納容器内に設置された原子炉容器内の炉心構造物を搬出する方法によれば、キャビティ内の原子炉容器から炉心構造物を吊り上げて取り出し、これを予め持ち込んだ輸送保管容器内に収納し、輸送保管容器を密閉する。前記原子炉格納容器の機器搬入口内外即ち下方が壁構造物に支持された床部分に複数の摺動支持部材を予め固定し、その摺動支持部材上に載せた複数の継合延長ビームの一端に前述の輸送保管容器を連結して一体化運搬物とする。次いでこの一体化運搬物を牽引し、摺動支持部材上を滑らせて原子炉格納容器外まで移動し、最後にその輸送保管容器を延長ビームから分離する。前記炉心支持構造物を含む輸送保管容器の重量と延長ビームの重量が、一般には２個以上ある摺動支持部材に適切に配分されるように延長ビームを適宜継ぎ足し或いは取外し、固定された牽引装置例えばウインチとの牽引可能配置を保持する。
又、本発明の照射済み原子炉炉心構造物を保管容器に収納する方法によれば、原子炉格納容器内に設置された原子炉容器内の炉心構造物を外部に搬出するに際し、前記原子炉格納容器内のフロアに架構本体と牽引装置とを備える門形のクレーンである揚重装置を準備し、前記原子炉容器の上蓋を外して、胴と取り外し自在の底板及び上部蓋とで形成された保管容器の前記上部蓋を前記原子炉容器内の搬出すべき前記炉心構造物に固定し、前記揚重装置で前記保管容器の前記胴を吊り下げながら前記原子炉容器の上に置き、前記牽引装置を用いて前記炉心構造物を前記上部蓋と共に前記胴内に吊り上げて固定し、前記上部蓋を前記胴の上部に、前記保管容器の前記底板を前記胴の下部に取り付けて、前記炉心構造物を前記保管容器に収納する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
先ず本発明方法の実施に使用する機器について説明するが、原子炉の炉心構造物（上部・下部）を収納する輸送保管容器即ち保管容器は、図１，図２及び図３に示すように構成されている。図において、炉心構造物１をすっぽりと包み込む保管容器１０は、胴１１と取外し自在の底板１３及び上部蓋１５とから主として形成され、これらは炉心構造物１から出る放射線を十分遮蔽するようになっている。胴１１の外面には、取外しができる運搬用トラニオン１６が配置され、更に上部蓋１５及び底板１３の外面には、図２及び図３に示すように吊り上げ用フック１７及び反転用フック１９が配置固定されている。
【０００６】
前述の炉心構造物１を内包する原子炉容器が設置された原子炉格納容器の中には、通常の作業を行うポーラークレーン等の揚重装置が設けられているが、炉心構造物１を収納した保管容器１０の重量は極めて大きいので、図４，図５及び図６に示すような揚重設備２０が組み立てて使用される。図から判るように揚重装置２０は門形のクレーンであり、架構本体２１と天井部に揚重荷重に対応して適宜な容量の牽引装置２５が配設されている。
【０００７】
次に保管容器１０の搬出時に継ぎ足して使用される延長ビーム４０の構造を説明する。図７には適切な長さを持つように構成された３個の延長ビーム４０が継ぎ足されて保管容器１０に連結されて示されているが、これらは後述するように作業状態に合わせて適当な数の延長ビーム４０が追加され、或いは除去されて使用される。個々の延長ビーム４０は、図８及び図９を併せ参照するように円筒形の主ビーム４１と、その端部の取付けフランジ４３及び補強フランジ４４に円周状に配設された取付けボルト４５，締付ナット４７及びロックナット４９とから構成されている。そして、保管容器１０と連結するときは図８に示すように、延長ビーム４０同士が連結されるときは図９に示すように固定される。前述の図１，図２及び図３には明記しなかったが、保管容器１０の底板１３及び上部蓋１５には、延長ビーム４０の取付けボルト４５を締め込むねじ穴が穿設されていると理解されたい。
【０００８】
更に、取り替えるために搬出すべき炉心構造物１の入っている原子炉容器を含む原子炉格納容器の内外の平面配置を図１０に示す。原子炉容器５１は、原子炉格納容器５３の中のフロア５４に形成された凹所乃至キャビテイ５５の底部に設けられている。原子炉格納容器５３は外部遮蔽壁５７に囲まれていて、両者には建設時及び通常の保守時の機器搬入用として機器搬入口５９が設けられているので、炉心構造物１の搬出にもこれを利用する。フロア５４及びこれに続く外部フロアは、鉄筋等で補強されたコンクリート床であるが、その下方に壁構造物のある大強度部分に揚重装置２０と摺動支持部材６１を配置し、固定する。摺動支持部材６１は、図１１に示すように上面が円弧状に形成されていてテフロンライニング６３が施されている。尚、図１０において符号６５は、原子炉容器５１と共に原子炉冷却材循環系を構成する蒸気発生器である。
【０００９】
以上説明したような各種機器を使用して本発明により炉心構造物１を原子炉容器５１から原子炉格納容器５３の外に搬出する要領を以下に説明する。
先ず図１２に示すように、原子炉容器５１の上蓋を取り外した後に予め持ち込んだ保管容器１０の上部蓋１５をポーラークレーン６６で吊り降ろし、炉心構造物１を構成する上部炉心構造物及び下部炉心構造物と共にボルト等で固定する。この時キャビテイ５５内の水は取り除かれているが、原子炉容器５１から出る放射線は、保管容器上部蓋１５により遮蔽されている。
その後図１３に示すように揚重装置２０とレール２９を設ける。そして図１０に示した配置に摺動支持部材６１を固定する。
次に図１４に示すように空の保管容器１０の前部に延長ビーム４０，４０をそれぞれ連結し、摺動支持部材６１の上に載せ原子炉格納容器５３のフロア５４の上に仮設したウインチ７１により引っ張る。このように機器搬入口５９を通して図示のように搬入する。そして保管容器１０から前部の延長ビーム４０を分離し、保管容器１０を揚重装置２０で吊り上げ、鉛直状態まで立て起こし、保管容器１０の底板１３を取り外す。取り外した保管容器底板１３は図１５に示すように反転架台２７に支えられ、待機している。
【００１０】
そして揚重装置２０に吊り下げられたままになっている保管容器胴１１は、原子炉容器５１に取り付けられた保管容器上部蓋１５に向かって吊り降ろされ、鉛直状態で原子炉容器５１の直上に置く（図１６）。更に揚重装置中央の牽引装置２５を利用し、炉心構造物１を保管容器上部蓋１５と共に胴１１の中に吊り上げ固定すると図１７に示すようになる。この固定には、胴１１に螺合された据え付けボルト１８が利用される。据え付けボルト１８は、据え付け完了後外部突出部分が切断除去される。炉心構造物１の胴１１内への据え付けが完了したら、保管容器胴１１を揚重装置両端の牽引装置２５で吊り上げ、待機させている保管容器底板１３を保管容器胴１１の直下に移動させ、胴１１を吊り降ろして取付けボルト１４で固定する。
【００１１】
上部蓋１５及び底板１３が取り付けられて密閉された状態の保管容器１０は、中に炉心構造物１を収納している。揚重装置２０により吊り上げられられている保管容器１０（図１８）は反転架台２７に連結され、吊り降ろしと同時に反転架台２７を横引すれば、鉛直状態から水平姿勢への転換は容易であり、その状況を図１９、図２０に示す。次に機器搬入口５９から摺動支持部材６１の上を滑らせて引き入れた２連の延長ビーム４０を保管容器１０の端面に連結する。そして、原子炉格納容器５３の外に固定したウインチ７１により外に向かって引くと図２１のような状態となる。
このように保管容器１０を単体ではなく適当な数の延長ビーム４０を継ぎ足して構成した一体化運搬物として取り扱うので、全体の重量は増えるが複数の摺動支持部材６１の間に重量が分割されて支持される。従って延長ビーム４０の使用数は、それ自体の長さと摺動支持部材６１の個数及び間隔とにより大きく左右される。
【００１２】
図２１のように保管容器１０を延長ビーム４０ごと牽引し、ウインチ７１に近づけば、その牽引を可能にするため手前の延長ビーム４０を取外し、一方別の延長ビーム４０を保管容器１０の後端に連結し、重量の分配、姿勢の安定性を保つ。この操作を２度繰り返すと図２２に示す状態になり、保管容器１０は原子炉格納容器５３の外側に出たことになる。この状態では通常の移動式揚重装置乃至大重量運搬車両の使用が可能であり、保管容器１０はそれらを使用して適所に運ばれる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば放射線遮蔽機能を持つ輸送保管容器に炉心構造物を収納し、その輸送保管容器に適宜延長ビームを継合連結して一体化運搬物として取り扱うので、大きな重量を複数の荷重支持点である摺動支持部材に分割して関連装置を損壊することなく且つ放射線被曝を防止して安全に原子炉格納容器外に搬出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に使用される保管容器１０の全体断面図である。
【図２】本発明の実施に使用される保管容器１０の上面図である。
【図３】本発明の実施に使用される保管容器１０の底面図である。
【図４】本発明の実施に使用される揚重装置２０の平面図である。
【図５】本発明の実施に使用される揚重装置２０の側面図である。
【図６】本発明の実施に使用される揚重装置２０の正面図である。
【図７】本発明の実施に使用される延長ビーム４０の使用状態を示す断面図である。
【図８】図７のVIII部を示す部分拡大図である。
【図９】図７のIX部を示す部分拡大図である。
【図１０】本発明の実施に使用される摺動支持部材６１の配置状態を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施に使用される摺動支持部材６１の正面図である。
【図１２】本発明の方法の実施状態の一段階を示す状態説明図である。
【図１３】本発明の方法の実施状態の一段階を示す状態説明図である。
【図１４】本発明の方法の実施状態の一段階を示す状態説明図である。
【図１５】本発明の方法の実施状態の一段階を示す状態説明図である。
【図１６】本発明の方法の実施状態の一段階を示す状態説明図である。
【図１７】本発明の方法の実施状態の一段階を示す状態説明図である。
【図１８】本発明の方法の実施状態の一段階を示す状態説明図である。
【図１９】本発明の方法の実施状態の一段階を示す状態説明図である。
【図２０】本発明の方法の実施状態の一段階を示す状態説明図である。
【図２１】本発明の方法の実施状態の一段階を示す状態説明図である。
【図２２】本発明の方法の実施状態の一段階を示す状態説明図である。
【符号の説明】
１    炉心構造物
１０  保管容器
１１  保管容器胴
１３  保管容器底板
１４  保管容器底板取付けボルト
１５  保管容器上部蓋
１６  トラニオン
１７  吊り上げ用フック
１８  据え付けボルト
１９  反転用フック
２０  揚重装置
２１  架構本体
２５  牽引装置
２７  反転架台
２９  レール
４０  延長ビーム
４１  主ビーム
４３  取付フランジ
４４  補強フランジ
４５  取付ボルト
４７  締付ナット
４９  ロックナット
５１  原子炉容器
５３  原子炉格納容器
５４  フロア
５５  キャビティ
５７  外部遮蔽壁
５９  機器搬入口
６１  摺動支持部材
６３  テフロンライニング
６５  蒸気発生器
６６  ポーラクレーン
７１  ウインチ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0003801313.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
0003801313.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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