平成25年度実績概要

原子炉圧力容器
内部調査技術の開発
平成26年7月31日
技術研究組合 国際廃炉研究開発機構
無断複製・転載禁止 技術研究組合 国際廃炉研究開発機構©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

１. 全体計画(ＲＰＶ内部調査の目的)

2
ＰＣＶヘッド【 ＲＰＶ内部調査の目的（平成２５年度計画時） 】
ＲＰＶ内部調査では、ＲＰＶ内部の燃料デブリの位置、炉内構造物の損傷状態、ＲＰＶ内の温度、線量等を取得することを目的とする。

ＲＰＶ保温材ＲＰＶヘッド【 技術開発の目標（平成２５年度計画時） 】
ＲＰＶ内部の燃料デブリの位置、炉内構造物の損傷状態、ＲＰＶ内の温度、線量等の取得を可能にする技術の開発を目標とする。
蒸気乾燥器
ＲＰＶ本体
気水分離器

燃料デブリ・炉内構造物取出しの装置開発は平成２６年度から開始される計画であり、取出し装置開発ＰＪからの調査のニーズとＲＰＶ内部調査の計画をすり合わる必要がある。また、他の関連ＰＪの進展により生じる新たなニーズの取り込みも必要。

RPV内の燃料デブリの想定位置

平成２６年度は、関連ＰＪからのニーズに基づき調査の優先度を定め、実現可能な調査内容と時期を検討し、必要に応じてＲＰＶ内部調査計画を見直す。

【炉心損傷状態の推定】

２号機の状態出展：東京電力(株)殿 Webページ（http://www.tepco.co.jp/cc/press/betu13_j/images/131213j0102.pdf)©International Research Institute for Nuclear Decommissioning２. 全体スケジュール（案）

3
年度事項

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

（前）

2018

2019

2020

（中）

(1) 計画立案

2021

（後）

ＲＰＶ内部調査方法の確定▽(2) 主要装置の開発① アクセス技術の開発② 調査技術の開発
位置付け整理③ サンプリング技術の開発

配管経由調査１
配管経由調査２▽
上部穴あけ調査▽(3) 実機適用性評価試験▽
燃料デブリ取出し方法の確定 燃料デブリ取出し開始▽▽

燃料デブリ取出し工法・装置開発中長期ロードマップ *1

装置設置 炉内調査・サンプリング*1：福島第一原子力発電所1～4号機の廃止措置等に向けた中長期ロードマップ

燃料デブリ取出し

中長期ロードマップ：2019年度の炉内調査・サンプリングに向けて、既存の配管、穴開けによる新規ルートの構築により、事前に、早期にＲＰＶ内部の情報を取得する計画を立案©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

３. Ｈ２５年度成果

4（１） ＲＰＶ内部調査計画の立案• 2019年度の炉内調査・サンプリングに向けて、既存の配管、穴開けによる新規ルートの構築により、事前にＲＰＶ内部の情報を取得する計画を立案。
• まずはＲＰＶ内部の環境条件を早期に入手するため、既存配管を経由した調査を計画。
（2015年度末、及び2017年度）• 既存の配管経由の調査では調査対象が限定されるため、ＲＰＶ上部から穴開け加工によりアクセスルートを構築した調査を計画。 （2018年度）
調査時期（目標）
番号

調査項目

12

RPV内部の状態

347

燃料デブリの状態

配管経由
2次調査（2017年度）上部穴開け

原子炉開放後調査（2018年度）

調査（2019年度）

目視

耐放カメラ

△注1

○

○

○

温度

熱電対

○

○

○

○

線量

線量計

○

○

○

○

○

○

耐放カメラ

－

△注2

位置・分布

可視化機器
（例：耐放カメラ、線量計、超音波、サーモカメラ等）

－

△注2

○

○

形状

可視化機器
（例：線量計、超音波、サーモカメラ、レーザ等）

－－

○

○

性状（U,Puの有無等）

サンプリング装置－－－○

炉内構造物の状態

5

6

調査機器

配管経由
1次調査
（2015年度末）○：原則調査対象とする。
△：原則調査対象とするが、目視及び測定が限定及び困難な可能性がある。
注1：配管径や施工状態により、カメラ等の機器が入らない可能性がある。
注2：調査状況により、目視及び測定範囲が限定される可能性がある。
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning３. Ｈ２５年度成果

配管アクセス

上部穴あけ
アクセス

原子炉開放後アクセス（１） ＲＰＶ内部調査計画の立案• 既存配管からのアクセスルートの検討

5

CS配管からアクセスする例
給水Ａ系（給水ノズルＮ４Ａ，Ｂ）
OP26601

炉心スプレイ（ＣＳ）Ａ系（ＣＳノズルＮ５Ａ）
OP26131

OP17673
ジェットポンプ計装（ジェットポンプ計装ノズルＮ８）
OP14320（Vessel0）

選定結果（3号機の例）•選定フローに従い、候補となる配管を選定•RPVに開口部を有する系統として、ジェットポンプ計装ライン、給水系配管、コアスプレイ系配管などを抽出©International Research Institute for Nuclear Decommissioning•系統配管の曲り、弁の開閉状態等、装置概念設計に応じた通過可能寸法の確保有無等が課題•装置設計に合わせ更なる絞り込みを実施予定

３. Ｈ２５年度成果

配管アクセス

上部穴あけ
アクセス

原子炉開放後アクセス（１） ＲＰＶ内部調査計画の立案• 上部からのアクセスルートの検討
図１． 候補経路の評価方針

ＲＰＶ上部アクセス調査

シールドプラグ
シールドプラグ下方のＰＣＶ外側でバウンダリ再形成必要か。
（例：原子炉ウェル）

有難易度「６」
ウェル※ プラントで実施可能か早急に調査が必要
PCVヘッドマンホールカバー、RPVヘッドスプレイノズル閉止板を想定。
（例：RPVヘッド内は、ベントノズルから蒸気ドーム内を確認する等）

無

経路上に狭隘部で挿入機材の位置や方向制御が必要な機器があるか。（例：アニュラス）

有難易度「５」※ 蒸気乾燥器やシュラウドの側面狭隘部が必要
遠隔操作装置、技術が必要。

無RPV上部アクセス調査 候補外
経路上に挿入機材で貫通が必要な支持構造物があるか。
（例：シュラウドヘッド）

有難易度「４」※ 炉内構造物の健全性、状態への影響僅少化を考慮

無経路上に挿入機材で貫通が必要な機器があるか。
（例：蒸気乾燥器）

有難易度「３」※ 蒸気乾燥器の底板に穴開け、気水分離器入口管のインレットの開口部拡大が必要
バウンダリを再形成するので、回収・保管が困難な大きな切屑、撤去物を発生させない技術が必要

無その他の制約・課題

蒸気乾燥器ルート

気水分離器ルート

有難易度「２」
２A： 技術開発に関する課題・制約あり（例：曲がり、狭隘部通過、作業状態監視）

無難易度「１」

２Ｂ： その他課題・制約あり（例：プラント監視、窒素ガス封入、注水等で使用）

RPV上部アクセス調査 候補©International Research Institute for Nuclear Decommissioning6３. Ｈ２５年度成果

7（２）技術開発計画の立案•••

カメラ、線量計について、既存技術を調査し、ＲＰＶ内部の線量を暫定的に1000Gy/hと想定して適用可能な技術を抽出。
デブリサンプリング前に、サンプリング対象物にU、Puが含まれていることを確認するための検知技術を調査。
デブリサンプリングに関して、ＲＰＶ上部および側面からのサンプリング方法を検討。

サンプリングシステムの構成イメージ©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

４. Ｈ２６年度計画

8（１） ＲＰＶ内部調査計画の立案
 Ｈ２５年度は、アクセス性の観点から候補ルート、アクセス方法、調査方法を検討して調査計画を立案。
 Ｈ２６年度は、関連するプロジェクト（「デブリ・炉内構造物取出し」「デブリ収納・移送・保管」「臨界管理」「デブリ処理・処分」）とすり合わせを行い、調査対象部位、取得する情報、必要な時期を整理。
 実現可能な調査内容と時期を検討し、平成２５年度に立案した調査計画に反映。
 上記の検討にあたっては、調査結果の代表性、有効性、及び中長期ロードマップとの整合性を総合的に評価・検証。
 燃料デブリサンプリングに関しては、目的及び位置付けを整理し、他の関連するプロジェクトとの役割分担を明確化。
（２） 調査装置の開発計画の立案
 （１）項の調査計画に基づき、調査対象部位へのアクセス技術、調査技術の開発計画を立案。
 Ｈ２５年度に本ＰＪで調査した技術、「ＰＣＶ内部調査」で開発されている技術、平成２５年度にＩＲＩＤが実施したＲＦＩの公開情報に加えて、新たに技術調査を実施し、ＲＰＶ内部調査への適用性を検討。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning４. Ｈ２６年度計画（３） 調査装置の開発
 早期にＲＰＶ内部へアクセスし情報を取得するための調査装置を並行して開発。
【既存配管からのアクセスの例】

9【穴開け加工等によるアクセスの例】（上部から穴を開ける例）
高線量環境

シールドプラグ・全 3 段・各約 600mm 厚

オペレーションフロア

ＰＣＶヘッド

ＲＰＶ保温材ＲＰＶヘッドアクセスルートの寸法が制限される
ＰＣＶヘッド・デブリを内包するバウンダリを構成
ＲＰＶヘッド・オペレーションフロアから約 4m 下・板厚：約 80mm

高線量、降水／多湿、暗闇等の環境が想定される

蒸気乾燥器／気水分離器
・複雑形状

蒸気乾燥器

気水分離器

＜主な課題＞
異径管走行技術分岐部走行技術
配管内移動・把持・エントリ・回収技術
配管内の遠隔操作・監視技術
高線量下での調査装置の耐放射線技術 等＜主な課題＞
遠隔での穴あけ加工（ブレ防止、軸の継ぎ足し等）
複雑形状の構造物の穴あけ加工
飛散防止のバウンダリを維持した状態での加工
高線量のオペフロでの作業高線量下での調査装置の耐放射線技術 等©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

５. Ｈ２６年度スケジュール
事項(1) RPV内部調査計画の立案

6月

7月

108月

9月

10月

11月

12月

1月

2月

3月

調査要求のまとめ▽(2)調査装置の開発計画の立案(3) 調査装置の開発①既存配管からのアクセス

全体試験計画▽▽装置概念・構成図
構成検討、基本設計
▽基本仕様
詳細設計

詳細仕様
▽

・アクセス技術／調査技術
要素試作・試験②穴開け加工等によるアクセス・アクセス技術／調査技術

要素試験結果▽全体試験計画▽▽装置概念・構成図
構成検討、基本設計▽基本仕様
要素試作・試験

要素試験結果▽©International Research Institute for Nuclear Decommissioning