IRIDシンポジウム2021
研究成果報告１号機 ＰＣＶ内部調査に向けた準備作業状況
2021/12/08
技術研究組合 国際廃炉研究開発機構
日立GEニュークリア・エナジー株式会社

岡田 聡※本事業は，廃炉・汚染水対策事業費補助金にて実施したものである。
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

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目次

１．１号機PCV内部調査の概要
２．潜水機能付ボートによる調査
３．アクセスルート構築

４．まとめ©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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1.1 PCV内部調査の背景
1号機の炉内の状況※1

これまでの解析と調査に基づく現状の推定

原子炉建屋

原子炉圧力容器(RPV)

ペデスタル

原子炉格納容器(PCV)

原子炉格納容器(PCV)
所員用エアロック地下階ペデスタル開口(作業員アクセス口)
ペデスタル外への
燃料デブリの広がり

ペデスタル※1 出典：「東京電力ホールディングス（株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン2018」、NDF、2018年10月2日

CRD系の脱落多量の堆積物の存在

1号機PCV内部調査の背景
これまでの調査（2017年３月時のペデスタル外調査)によりPCV地下階には堆積物が存在していることが分かっており、今後の燃料デブリ取り出しに向けて、堆積物を含む地下階の詳細な状況の確認が必要となっている。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホームページ掲載資料より引用 https://www.tepco.co.jp/decommission/information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d211125_09-j.pdf

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1.2 2017年３月時のペデスタル外調査概要【調査計画】:ペデスタル外地下階への燃料デブリ広がり状況及びPCVシェルへの燃料デブリの到達有無を確認する。
自走式調査装置を投入し，ペデスタル外の１階グレーチングからカメラ及び線量計を吊り下ろし，ペデスタル外地下階と開口部近傍の状況を確認する。
開口部
１階グレーチング

格納容器貫通孔（X-100Ｂペネ）

原子炉格納容器(PCV)

自走式調査装置
CRDレール

開口部

PCV水位

ペデスタル

線量計＆水中カメラ
調査範囲
ペデスタル外調査範囲

燃料デブリの広がり(ｲﾒｰｼﾞ)：アクセスルート©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

IRIDホームページ掲載資料より抜粋・表現修正
https://irid.or.jp/wp-content/uploads/2018/06/20170000_11.pdf

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資料提供：国際廃炉研究開発機構（IRID）

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1.3 2017年３月時のペデスタル外調査で得られている知見©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東電HD掲載資料より引用//www.tepco.co.jp/decommission/information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d211028_08-j.pdf

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1.4 PCV内部調査の目的

1号機PCV内部調査においては，X-2ペネからPCV内地下階に水中ROVを投入し，ペデスタル外の広範囲とペデスタル内の調査を行い、堆積物回収手段・設備の検討や堆積物回収、落下物解体・撤去などの工事計画に係る情報などの情報収集を目指す

水A

ペデスタル外～作業員アクセス口（図中のA)
ペデスタル内（図中のB)

堆積物BA

取得したい情報

調査方法

・堆積物回収手段・設備の検討に係る情報（堆積物の量，由来など）
・堆積物回収，落下物解体･撤去などの計画に係る情報（堆積物下の状況，燃料デブリ広がりなど）

・計測
・堆積物サンプリング
・カメラによる目視・堆積物回収、落下物解体･撤去などの計画に係る情報（ペデスタル内部の作業スペースとCRDハウジングの脱落状況に係る情報）・カメラによる目視・計測©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホームページ掲載資料より引用 https://www.tepco.co.jp/decommission/information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d211125_09-j.pdf

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61.5 ROV現地実証の全体計画

図 調査ステップ例
IRIDホームページ掲載資料より
https://irid.or.jp/_pdf/20180000_10.pdf©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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目次

１．１号機PCV内部調査の概要
２．潜水機能付ボートによる調査
３．アクセスルート構築

４．まとめ©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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2.1 調査装置概要

水中ROVは6種類（A/A2/B/C/D/E）を準備し、調査を行う5種類(A2/B/C/D/E)とケーブル引掛りの事前対策用のROV-Aがある。
①ROV-A（ガイドリング取付用）②ROV-A2（詳細目視調査用）
・有線型水中ロボットの遊泳機能（スラスタによる推進/旋回/潜航）を阻害する要因は自身の動力・通信ケーブルの構造物等への引掛りが支配的である。
・ケーブルがPCV地下階で自由に動いて構造物などに引っ掛からないように、ガイドリング（輪っか）をROVが通過することでケーブルの自由度を制限する。
・ROV-Aはガイドリングをジェットデフに取付ける水中ROVである。

・カメラにより映像を取得
・6種類のROVの中で唯一ペデスタル内部に侵入するROV・ペデスタル開口部の侵入スペースが不明であるため、極力小型化した設計としている
縦17.5cm×横20cm×長さ45cm

直径25cm×長さ111cm＜計測器＞γ線量計，中性子検出器＜計測器＞γ線量計

ガイドリング③ROV-B/C/D/E（各調査用）

北回りルート・ROV腹部に各調査用センサ類を搭載したROV

水中ROV投入位置

X-2ペネ
ジェットデフ＜計測器＞参考ページ参照

ペデスタル開口部
ROV①④①～④：ガイドリング
資料提供：国際廃炉研究開発機構（IRID）

直径25cm×長さ109cm②③

南回りルート

項目

計測方法

B

堆積物3Dマッピング

走査型超音波距離計

C

堆積物厚さ測定

高出力超音波D

燃料デブリ検知

核種分析/中性子束測定

E

堆積物サンプリング

吸引式サンプリング

8©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホームページ掲載資料より引用 https://www.tepco.co.jp/decommission/information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d211125_09-j.pdf

892.2 潜水機能付ボートのラインナップ
調査装置として，６種類の潜水機能付ボート、小型ROVを製作

IRIDホームページより引用
https://irid.or.jp/_pdf/20180000_09.pdf©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

9102.3 調査装置詳細 ROV-A＿ガイドリング取付用
調査装置

計測器

ROV-A
ガイドリング取付

ROV保護用（光ファイバー型γ線量計※）※：ペデスタル外調査用と同じ

実施内容
ケーブルの構造物との干渉回避のためジェットデフにガイドリング(内径300mm(設計値))を取付ける

員数：北用1台、南用1台 航続可能時間：約80時間/台
比較的硬いポリウレタン製ケーブル(φ24mm)を採用

最初に投入されるROVであるため低摩擦で©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホームページより引用 https://www.tepco.co.jp/decommission/information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d211125_09-j.pdf

10112.4 調査装置詳細 ROV-A2＿詳細目視調査用
調査装置

ROV-A2
詳細目視計測器

実施内容

ROV保護用（光ファイバー型γ線量計※，改良型小型B10検出器）

地下階の広範囲とペデスタル内（※）のCRDハウジ
ングの脱落状況などカメラによる目視調査を行う（※ｱｸｾｽできた場合）※：ペデスタル外調査用と同じ

員数：2台 航続可能時間：約80時間/台のケーブル(φ23mm)を採用

調査のために細かく動くため、柔らかいポリ塩化ビニル製©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホームページより引用 https://www.tepco.co.jp/decommission/information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d211125_09-j.pdf

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2.5 調査装置詳細 ROV-B～E（各調査用）
調査装置

計測器

実施内容

ROV-B
堆積物3Dマッピング

・走査型超音波距離計
・水温計

走査型超音波距離計を用いて堆積物の高さ分布を確認する

ROV-C
堆積物厚さ測定・高出力超音波センサ
・水温計

高出力超音波センサを用いて堆積物の厚さとその下の物体の状況を計測し、デブリの高さ、分布状況を推定する

ROV-D
堆積物デブリ検知

・CdTe半導体検出器
・改良型小型B10検出器

デブリ検知センサを堆積物表面に投下し、核種分析と中性子束測定により，デブリ含有状況を確認する

ROV-E
堆積物サンプリング・吸引式ｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞ装置

堆積物サンプリング装置を堆積物表面に投下し，堆積物表面のサンプリングを行う

員数：各2台ずつ 航続可能時間：約80時間/台 調査のために細かく動くため、柔らかいポリ塩化ビニル製のケーブル(ROV-B：φ33mm、ROV-C：φ30mm、ROV-D：φ30mm、ROV-E：φ30mm)を採用©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホームページより引用 https://www.tepco.co.jp/decommission/information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d211125_09-j.pdf

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2.6 調査装置（ROV）による作業フロー©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

IRIDホームページより引用
https://irid.or.jp/wp-content/uploads/2021/08/2020001taisekibutupcvtyosa.pdf

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2.7 モックアップ試験設備（１／３）◆モックアップ設備全体の構造

目視調査対象物として
CRDハウジング

ROV遊泳移動エリアとしてペデスタル外周部180°模擬

ペデスタル
開口部

遊泳範囲にある干渉物の模擬（概略寸法，摩擦）

ペデスタル内全周模擬

D/W地下階への搬出入エリアの作業スペース，干渉物を模擬
エアロック室内の作業スペース，干渉物を模擬※

手摺
PLR配管（遮蔽付き）
グレーチング

試験用プール
W12ｍ×L16.5ｍ×H2.3ｍ

エアロック

2.3ｍ

ROVインストール関連機器

ラジアルビーム

ジェットデフ

4.5ｍ

作業員アクセス口
干渉物

堆積物※：ケーブルドラムの取付け・取外しのモックアップ試験は床面に設置した類似設備で確認を行う
IRIDホームページより引用
https://irid.or.jp/_pdf/20180000_10.pdf

目視調査対象物（PLR，RCW，ドレンサンプ堆積物，落下物，燃料デブリ等）

落下物
燃料デブリ

ペデスタル内©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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2.8 モックアップ試験設備（２／３）◆モックアップ設備の状況（全景）IRIDホームページより引用
https://irid.or.jp/_pdf/20180000_10.pdf©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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2.9 モックアップ試験設備（３／３）◆モックアップ設備の状況（エアロック周辺）

IRIDホームページより引用
https://irid.or.jp/_pdf/20180000_10.pdf©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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2.10 モックアップ試験（１／２）◆作業手順の確認（インストール）

IRIDホームページより引用
https://irid.or.jp/_pdf/20180000_10.pdf©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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2.11 モックアップ試験（２／２）◆作業手順の確認（調査作業：動画）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

国際廃炉研究開発機構（IRID）ホームページ掲載動画より抜粋
https://irid.or.jp/movie_2021/ のページ内「原子炉格納容器内部詳細調査技術の開発[１号機]」

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目次

１．１号機PCV内部調査の概要
２．潜水機能付ボートによる調査
３．アクセスルート構築

４．まとめ©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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3.1 X-2ペネからのPCV内部調査装置投入に向けた作業◼ 1号機原子炉格納容器（以下，PCV）内部調査は，X-2ペネトレーション（以下，ペネ）からPCV内に投入する計画◼ 調査装置投入に向け， X-2ペネ（所員用エアロック）の外扉と内扉の切削およびPCV内干渉物の切断等を実施◼ 主な作業ステップは以下の通り① 隔離弁設置（3箇所）② 外扉切削（3箇所）③ 内扉切削（3箇所）④ PCV内干渉物切断⑤ ガイドパイプ設置（3箇所）

A

A

１号機原子炉建屋１階におけるX-2ペネの位置

X-2ペネ外扉
隔離弁
ｹｰﾌﾞﾙﾄﾞﾗﾑ

X-2ペネ

ｼｰﾙﾎﾞｯｸｽ

X-2ペネ内扉

X-2ペネｶﾞｲﾄﾞﾊﾟｲﾌﾟ

ｲﾝｽﾄｰﾙ装置
調査装置

接続管

内部調査時のイメージ図 (A-A矢視)©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホールディングス ホームページ資料より引用https://www.tepco.co.jp/decommission/
information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d211028_08-j.pdf

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3.2 PCV内部調査装置投入に向けた主な作業ステップ
１. 隔離弁設置（3箇所）2019.5.10完了
X-2ペネ外扉監視用(φ約0.25m)

３. 内扉切削(AWJ)（3箇所）2020.4.22完了
X-2ペネ

X-2ペネ内扉

孔あけ加工機（AWJ）

調査装置投入用(φ約0.33m)

内扉孔あけ時のイメージ図

４. PCV内干渉物切断監視用(φ約0.21m)

2021.9.17完了

X-2ペネ

隔離弁設置時のイメージ図※実際は隔離弁は全閉()内は切削径

２. 外扉切削（3箇所）2019.5.23完了
孔あけ加工機
（コアビット）X-2ペネ外扉
X-2ペネ

干渉物（グレーチング等）

孔あけ加工機（AWJ）
PCV内干渉物切断時のイメージ図

５. ガイドパイプ設置（3箇所）2021.10.14完了
X-2ペネ

ガイドパイプ

外扉孔あけ時のイメージ図

ガイドパイプ設置時のイメージ図©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホールディングス ホームページ資料より引用https://www.tepco.co.jp/decommission/information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d211028_08-j.pdf

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3.3

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ＰＣＶ内干渉物切断（１／３）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホールディングス ホームページ資料より引用 https://www.tepco.co.jp/decommission/ 22
information/committee/ roadmap_progress/pdf/2021/d210427_09-j.pdf

3.4

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ＰＣＶ内干渉物切断（２／３）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホールディングス ホームページ資料より引用 https://www.tepco.co.jp/decommission/ 23
information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d210930_08-j.pdf

3.5

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ＰＣＶ内干渉物切断（３／３）◆ 電線管切断状況◆ 水中ＲＯＶの投入ルート内には４か所の電線管が干渉していることから切断実施©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホールディングス ホームページ資料より引用 https://www.tepco.co.jp/decommission/ 24
information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d210930_08-j.pdf

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3.6 ガイドパイプ設置状況
監視用ガイドパイプ(φ約0.24m)

X-2ペネ内扉監視用(φ約0.25m)

カメラ治具

照明治具

手摺

X-2ペネ
内扉調査装置投入用(φ約0.33m)

架台
監視用(φ約0.21m)
1FLグレーチング

監視用ガイドパイプ(φ約0.18m)

調査装置投入用ガイドパイプ(φ約0.32m)

PCV内から見たX-2ペネ内扉イメージ

ガイドパイプ設置状況※監視用ガイドパイプ(φ約0.24m)
から挿入したカメラ治具により撮影©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

東京電力ホールディングス ホームページ資料より引用 https://www.tepco.co.jp/decommission/ 25
information/committee/roadmap_progress/pdf/2021/d211028_08-j.pdf

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4. まとめPCV内部調査技術の開発に関し、PCV内部調査装置の開発状況、アクセスルート構築技術の現場実証結果について報告した。
（１）PCV内部調査装置の開発状況
・６種類の潜水機能付ボートを開発、モックアップ試験を実施し、トレーニングを含む実機実証準備を完了。
（２）アクセスルート構築技術の現場実証
・新バウンダリ接続及びエアロック外扉・内扉の貫通穿孔を実施。
・ＰＣＶ内干渉物の状況を調査、把握、撤去を実施するとともに、開口部再切断、ガイドパイプを設置し、アクセスルート構築を完了。
【今後の予定】©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

・本年度中に、詳細調査の現場実証に着手する。

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