令和2年度開始「廃炉・汚染水対策事業費補助金」「燃料デブリ・炉内構造物の取り出し規模の更なる拡大に向けた技術の開発（燃料デブリ取り出し作業時の安全確保に関わる技術開発） 」

2020年度実施分成果
2021年9月
技術研究組合 国際廃炉研究開発機構(IRID)
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

No.1

目次
１． 「燃料デブリ・炉内構造物の取り出し規模の更なる拡大に向けた技術の開発 （燃料デブリ取り出し作業時の安全確保に関わる技術開発）」の目的と目標
２． 2017～18年度・2019～20年度実施事業の実績
３． 本事業の概要
４． 本事業の実施スケジュール
５． 本事業の実施体制
６． 本事業の実施内容
１）大型搬出容器の気密機構の開発
２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発
７． まとめ８． 実施目的を達成するための具体的目標©International Research Institute for Nuclear Decommissioning１．「燃料デブリ・炉内構造物の取り出し規模の更なる拡大に向けた技術の開発（燃料デブリ取り出し作業時の安全確保に関わる技術開発）」の目的と目標

No.2【燃料デブリ・炉内構造物の取り出し規模の更なる拡大に向けた技術の開発の目的】
東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所（1F）では、核燃料が炉内構造物とともに溶融し、燃料デブリとして原子炉圧力容器（RPV）内及び原子炉格納容器（PCV）内に存在していると考えられる。
RPV及びPCV内部の燃料デブリは、現在未臨界状態にあると考えられるが、事故によって原子炉建屋（R/B）、
RPV、PCV等が損傷している等、プラント自体が当初設計とは異なる不安定な状態に置かれているため、燃料デブ
リを取り出して燃料デブリの未臨界状態を維持し、放射性物質の拡散を防止して安定な状態にする必要がある。
上記の背景のもと、本事業は、「東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた中長期ロードマップ」（以降、中長期ロードマップ）に基づき、東京電力ホールディングス株式会社が実施するエンジニアリングやプロジェクト管理と連携しながら、大規模な燃料デブリ取り出し作業を実現することを目標に検討を実施する。本事業での開発成果は、東京電力ホールディングス株式会社が行うエンジニアリングに活用する。
本事業は、1Fの廃炉・汚染水対策に資する技術の開発を支援する事業を、中長期ロードマップ及び「２０２０年度
廃炉研究開発計画」（廃炉・汚染水対策チーム会合／事務局会議（第７５回））に基づき行うことで、1Fの廃炉・汚染水対策を円滑に進めるとともに、我が国の科学技術の水準の向上を図ることを目的とする。
「燃料デブリ取り出し作業時の安全確保に関わる技術開発」においては、燃料デブリ取り出し作業時における公衆、作業員の安全を確保するために重要となる放射性物質の閉じ込め、作業員の被ばく線量の低減に関わる各要素技
術について、開発を実施する。

【 開発全体の目標】
中長期ロードマップに基づき、更なる規模を拡大した燃料デブリ取り出し作業を実現することを目標に検討を実施する。
【 実施期間】 2020年12月～2022年3月（16ヶ月）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning２．2017～18年度・2019～20年度実施事業の実績

No.3

本事業に関わる過去の補助事業の実績を以下に整理した。
（１）上アクセス大型一体搬出工法【燃料デブリ・炉内構造物の取り出し基盤技術の高度化 (以降、基盤技術高度化：2017-18年度実施)
での主な検討成果】

上部コンテナ••

アクセスルート構築（干渉物撤去）イメージを作成し、炉底部について模
擬構造体を用いた要素試験を実施して撤去手順の実現性を検証。
切り出し単位、切断部分の形状・厚さ、切断方法など手順の想定を行い、取り出し期間（スループット）の試算を実施。

コンテナクレーン

燃料デブリ
取り出しセル

燃料デブリ取り出しセル
クレーン

機器搬入などCRDハウジング
クランプ部

DSP
ウェル

専用キャスク

収納缶
原子炉内

AWJノズル

炉底部の大型構造物の撤去

PCV内で構造物を細断し、ユニット缶に収納して搬出する方法は、
作業性・作業時間の観点から難易度が高い

RPV

遮蔽容器

UC

PCV
燃料デブリ

【燃料デブリ・炉内構造物の取り出し規模の更なる拡大に向けた技術の開発(以降、取り出し規模の更なる拡大：2019-20年度実施)での実施内容】
構造物をできるだけ大きく搬出し別建屋で細断する工法の実現性確認©International Research Institute for Nuclear Decommissioning２．2017～18年度・2019～20年度実施事業の実績

No.4（１）上アクセス大型一体搬出工法【新規上アクセス工法(構造物一体撤去・搬出)の概念】「取り出し規模の更なる拡大」にて検討した構造物一体撤去・搬出工法の概念を以下に示す。
✓ 構造物単位で一体で搬出。
✓ 炉心部は複数単位に分割、炉底部は下鏡を一体でRPVから切り離しを実施。
✓ 搬出対象物の遮蔽・気密は容器、アクセスルートまたはそれらの組合せにて対応。
✓ 取り出した構造物の細断、容器への収納はR/Bから離れた建屋にて実施。

【「取り出し規模の更なる拡大」での検討内容】
19-20年度の補助事業(取り出し規模の更なる拡大)において以下を検討した。
✓ 一体搬出工法(搬出ルート)の検討。
✓ 炉底部解体方法の検討・要素試験。

R/B
原子炉建屋
揚重機
連絡通路

切断ツール
搬送装置

増設建屋

容器の気密機構は
詳細未検討⇒新規開発[6.1) 参照]

取り出し装置
搬送台車

回収容器
搬送装置

接続
スリーブ

補助アーム

二重蓋
(開放中のため図示せず)

RPV下鏡

大型搬出容器(輸送専用容器)

グレーチング
保温材
切断ツール(把持と切断機能あり)
CRD.Hサポート
ビーム、ブラケット

HCU配管

信号ケーブル類

検討中の一体搬出工法(搬出ルート)

炉底部干渉物撤去作業イメージ©International Research Institute for Nuclear Decommissioning２．2017～18年度・2019～20年度実施事業の実績

No.5（１）上アクセス大型一体搬出工法【 「取り出し規模の更なる拡大」で検討した構造物の一体搬出工法での主な課題】「取り出し規模の更なる拡大」事業において検討を実施した主な課題について①～⑤に示す。
検討結果は「取り出し規模の更なる拡大」2020年度実施分最終報告(2021年8月)参照。
課題④：臨界管理

課題③：揚重機

・容器収納までの臨界管
理方法

・大型構造物の取扱方法
・揚重機のメンテナンス 原子炉建屋
R/B
課題②：
連絡通路の遮蔽・気密・建屋負荷(オペフロ上の荷重)も考慮し、連絡通路の質量低減も踏まえた遮蔽厚・構造物搬出時の気密確保
課題①：
炉底部撤去方法

揚重機
連絡通路

搬送台車
接続
スリーブ

切断ツール
搬送装置
回収容器
搬送装置
補助アーム

RPV下鏡

取り出し装置【本事業で新規開発】
・容器蓋の気密機構
増設建屋 ・容器収納後、移送中の臨界管理方法

二重蓋(開放中のため図示せず)
大型搬出容器(輸送専用容器)

グレーチング
保温材
切断ツール(把持と切断機能あり)

課題⑤：冷却・水素

CRD.Hサポート
ビーム、ブラケット

HCU配管

信号ケーブル類

・搬出時の冷却方法(冷却の必要性)・搬出時の水素対策©International Research Institute for Nuclear Decommissioning２．2017～18年度・2019～20年度実施事業の実績

No.6（２）アクセストンネル【燃料デブリ・炉内構造物の取り出し工法・システムの高度化(以降、工法・システム高度化：2017-18年度実施)
での主な検討成果】•

Ｒ/Ｂ外の増設建屋とＰＣＶを遮蔽機能を持ったアクセルトンネルで接続し、搬出入ルートを構築する。
•
１階床荷重制限を守るため、アクセストンネルの荷重はR/B外壁と生体遮蔽壁で受ける。
•
作業員の被ばく低減のため、R/B外で組立を行い、遠隔で挿入して設定する。
以上について検討し、形状寸法を模擬した送り出しに関する要素試験を実施して実現性を確認した。

増設建屋

PCV

生体遮蔽開口

R/B外壁位置

アクセストンネル

アクセストンネルの概要
生体遮蔽開口アクセストンネル（実外形）

スライド部

机上検討
スライド部については荷重を模擬した検討が必要(新規開発[6.2)①参照])

要素試験実施状況©International Research Institute for Nuclear Decommissioning２．2017～18年度・2019～20年度実施事業の実績

No.7（２）アクセストンネル【「取り出し規模の更なる拡大」(19-20年度実施)での実施内容：① アクセストンネルスリーブ(ATスリーブ)の接続方法の検討】••

複数の溶接接続構造案を検討し、比較評価を実施。下記ケース1を主案として検討した。
ATスリーブの構造検討後、溶接接続に関する試験を実施した。

断面図

機器ハッチへのATスリーブ溶接イメージ©International Research Institute for Nuclear Decommissioning２．2017～18年度・2019～20年度実施事業の実績

No.8（２）アクセストンネル【 「取り出し規模の更なる拡大」(19-20年度実施)での実施内容：② ATスリーブ構造の検討】••

PCVとアクセストンネルをATスリーブで接続する。ATスリーブはアクセストンネルの荷重を支持すると共に、PCV側に設けた変位吸収機
構により地震時の変位を吸収する。
変位吸収機構も含めてATスリーブについて検討実施。
⇒地震時の変位量を考慮すると水平方向に±12.5mmの変位量の確保*が必要。
適用部分での面間距離は350mm程度。
ベローズ構造等の既存技術での対応は困難のため、新規構造の検討を実施。
PCV側
12.5mm

アクセストンネル
変位吸収機構

スリーブ

PCV
生体遮蔽壁
(BSW)

約350mm

摺動部
荷重支持点

スリーブ(トンネル)側
検討中の変位吸収機構の構造案

変位吸収構造詳細

約1800mm(BSW厚さ)アクセストンネルとPCVとの接続部構造の一例[補足] トンネルとスリーブは固定されており、地震時はR/Bと一体で動く。
(地震時の変位は変位吸収機構で吸収)「取り出し規模の更なる拡大」事業において、変位吸収機構について詳細検討まで実施。
⇒変位吸収機構の具体化(試作)・要素試験による実現性の確認が必要。(新規開発[6.2)②参照])©International Research Institute for Nuclear Decommissioning*平成２７年度補正予算 廃炉・汚染水対策事業費補助金事業「圧力容器／格納容器の耐震性・影響評価手法の開発」での報告内容より設定(オペフロ付加設備：6100ton、地震動：900Gal)

３．本事業の概要
３．１ 他事業との連携

No.9

燃料デブリ・炉内構造物の取り出し規模の更なる拡大に向けた技術の開発➢ 燃料デブリ取り出し工法の開発➢ 燃料デブリ取り扱い技術の開発

内部調査
原子炉圧力容器内部調査技術の開発

性状把握
燃料デブリ取り出し作業時の安全確保に関わる技術開発

原子炉格納容器内部
詳細調査技術の開発

段階的に規模を拡大した取り出し
燃料デブリの段階的に規模を拡大した取り出し技術の開発

分析のニーズ／結果の共有

技術課題の共有調査のニーズ／結果の共有

燃料デブリの性状把握のための分析・推定技術の開発
収納／移送と工法の連携

燃料デブリ取り出し作業時の安全確保に関わる技術開発

・安全シナリオの共有・作業ステップの連携

・分析のニーズ
・結果の共有ダスト集塵
燃料デブリのダスト集塵システムの技術開発

本事業では上記事業と連携し、必要に応じて合同会議を実施。

収納・移送
・保管技術
燃料デブリ収納・移送・保管技術の開発
回収／移送と工法の連携

固体廃棄物
固体廃棄物の処理・処分に関する研究開発©International Research Institute for Nuclear Decommissioning３．本事業の概要

No.10

３．２ 公募の開発項目と実施方針

公募の開発項目
１）大型搬出容器の気密機構の開発

２）アクセス用重量構造物の接続構築
技術及び接続部の閉じ込め構造の開発

実施方針（案）

該当頁

燃料デブリ・炉内構造物の取り出しに関しては、上アクセス工法のスループット向上のため大型一体搬出工法について２０１９年度からの開発で検討を実施中である。大型構造物を搬出するためには、汚染拡大防止機能及び高線量の収納物に対する遮蔽機能を有する大型搬出容器について開発する必要がある。
大型搬出容器の前提条件と必要開発項目を検討した上で、大型搬出容器蓋部の気密・機構の開発を実施する。また、構造物収納後から保管するまでの臨界管理方法の検討を行う。

No. 14～32① アクセス用重量構造物の接続構築技術
Ｒ／Ｂに設置するアクセス用の新設設備（アクセストンネル、セル等）は数百トン規模の重量構造物であるため、重量構造物の遠隔でのＰＣＶとの接続構築技術の開発を実施する。

No. 35～43②接続部の閉じ込め構造
新設設備は接続部の閉じ込め機能を保持するとともに地震時の変位を吸収する機能を設ける必要があるため、ＰＣＶ接続部の変位吸収構造の開発を実施する。

No. 44～49©International Research Institute for Nuclear Decommissioning３．本事業の概要

No.11

３．３ 本プロジェクトを進めるうえでの留意事項
本事業における計画を遂行するにあたり、留意事項について以下に記載する。
【留意事項】

大規模な燃料デブリ取り出し作業時における公衆、作業員の安全を確保するために重要となる、構造物を搬出するための大型搬出容器の気密機構およびＰＣＶに接続するアクセス用の新設設備の遠隔接続・接続部の閉じ込め技術について検討を実施する。
検討に際し、以下について遠隔で扱う装置の取り扱い性、保守方法を考慮した開発を行う。
・高線量エリアに設置することから、遠隔での保守が原則となる。
・装置の汚染と必要な除染に配慮する必要がある。
・保守を行うための作業エリアが限られる。
・保守作業によって発生する廃棄物を極力抑える必要がある。
・臨界監視装置の設置、取り扱いに配慮する必要がある。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

４．本事業の実施スケジュール

No.12

燃料デブリ・炉内構造物の取り出し規模の更なる拡大に向けた技術の開発（燃料デブリ取り出し作業時の安全確保に関わる技術開発） 実施スケジュール

大分類

小分類

１. 大型搬出容器の気密機構の開発

2020年度
2021年度4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月

備考

【凡例】
：計画

概念検討
a. 概念検討
要素試験計画
b. 要素試験計画：前倒し着手を検討：実績

試験準備/試験装置試作

c. 試験準備/
試験装置試作
d. 要素試験

要素試験

臨界管理方法検討

e. 臨界管理方法の検討

まとめ
f. まとめ2. アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発① アクセス用重量構造物の接続構築技術概念検討
a. 概念検討

要素試験計画
b. 要素試験計画

試験準備/試験装置試作

c. 試験準備/
試験装置試作
d. 要素試験

要素試験
まとめ

e. まとめ概念検討
a. 概念検討② 接続部の閉じ込め構造
b. 要素試験計画

要素試験計画
試験準備/試験装置試作

c. 試験準備/
試験装置試作
d. 要素試験

要素試験

まとめ
e. まとめ主要なマイルストン

年度報告

中間報告

最終報告
実績報告書提出©International Research Institute for Nuclear Decommissioning５．本事業の実施体制

技術研究組合 国際廃炉研究開発機構➢ 全体計画の策定と技術統括のとりまとめ➢ 技術開発の進捗などの技術管理のとりまとめ

日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社【要素試験・技術開発】(1) 大型搬出容器の気密機構の開発(2) アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発

No.13

東京電力ホールディングス株式会社➢ 現場適用性の観点での諸調整連携する開発プロジェクトチーム
燃料デブリ・炉内構造物の取り出し規模の更なる拡大に向けた技術の開発

燃料デブリの段階的に規模を拡大した取り出し技術開発

燃料デブリ・炉内構造物の取り出しに向けた技術の開発（燃料デブリのダスト集塵システムの技術開発）

原子炉圧力容器内部調査技術の開発

原子炉格納容器内部詳細調査技術の開発（X-6ペネトレーションを用いた内部詳細調査技術の現場実証）
原子炉格納容器内部詳細調査技術の開発（堆積物対策を前提とした
内部詳細調査技術の現場実証）

燃料デブリの性状把握のための分析・推定技術の開発
燃料デブリ収納・移送・保管技術の開発
固体廃棄物の処理・処分に関する研究開発©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.14１）大型搬出容器の気密機構の開発
燃料デブリ・炉内構造物の取り出しに関しては、上アクセス工法のスループット向上のため大型一体搬出工法について２０１９年度からの開発で検討を進めている。
その成立のためには、構造物の原子炉からの切り離しと大型構造物の搬出が必要になるが、後者に用いる大型搬出容器について、汚染拡大防止機能及び高線量の収納物に対する遮蔽機能を有するものとして開発する必要がある。
大型搬出容器の前提条件と必要開発項目を検討したうえで、大型搬出容器蓋部の気密・遮蔽構造の開発、漏洩率の評価（必要に応じて評価方法の調査）、大型搬出容器によるＲ／Ｂ（又は増設建屋）からの搬出システムの概念検討を行う。また、
蓋部気密構造に関する要素試験を実施し、技術の成立性を確認する。併せて、燃料デブリが付着した大型構造物を一体で収納する大型搬出容器の臨界安全の確保についても検討を行う。これらの検討、開発を踏まえて大型搬出容器の現場適用性に関する評価と課題整理を行う。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.15１）大型搬出容器の気密機構の開発
基盤技術高度化(2017-18年度実施)【PCV内細断工法の検討】➢ 炉底部構造物模擬体を用いた要素試験の実施➢ スループット試算、課題の抽出

CRDハウジング
クランプ部

AWJノズル

炉底部の大型構造物の撤去

R/B
原子炉建屋
揚重機

取り出し規模の更なる拡大(2019-20年度実施)

連絡通路

取り出し装置

増設建屋

搬送台車【一体搬出工法の検討】➢ 炉底部解体に関する要素試験の実施➢ 大型搬出容器に関する概念検討➢ 容器収納までの臨界管理方法の検討

接続
スリーブ

二重蓋
(開放中のため図示せず)
大型搬出容器(輸送専用容器)

本開発での要素試験対象
可動フランジ

上蓋

今回実施【大型搬出容器蓋の実現性確認】➢ 容器蓋の気密機構の開発・要素試験➢ 容器収納後(移送中)の臨界管理方法の検討

下蓋

輸送専用容器

今後の検討項目➢➢

大型搬出容器本体の実現性確認(製作性等)
大型切断工法、搬送装置の実現性確認 等
大型搬出容器(輸送専用容器)概念©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.16１）大型搬出容器の気密機構の開発【課題】• 大型搬出容器蓋部分の遮蔽を考慮した気密構造の概念検討。
• 検討した蓋部分の気密構造の実現性確認。
• 燃料デブリ付着構造物を大型搬出容器に収納し、別建屋に移送して保管するまでの臨界管理方法。
【実施内容】• 大型構造物や高線量の汚染物を搬出するための、大型搬出容器に関する汚染拡大防止機能(気密構造)の検討を行う。
• 高線量の構造物が収納されることを考慮し、大型搬出容器の遮蔽構造の検討を行う。
• 蓋部分の漏洩率の評価（必要に応じて調査）を行うために概念検討を実施し、試験条件を検討したうえで試験計画を立案する。
• 要素試験を行い、検討した蓋部分の気密構造の実現性を確認する。
(試験では、下蓋表面汚染防止のための上蓋－下蓋接続状態での気密性および下蓋－容器接続状態での蓋部分の気密性について確認する計画)本開発での要素試験対象
可動フランジ

上蓋

下蓋

輸送専用容器•

燃料デブリが付着した構造物を容器に収納し、別建屋に移送して保管するまでの臨界管理方法の検討を行う。
【得られる成果】• 大型搬出容器蓋部分の遮蔽を考慮した気密構造の提示。
• 構造物収納後、保管するまでの臨界管理方法の提示。

大型搬出容器(輸送専用容器)の概念©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.17
本開発での要素試験対象

１）大型搬出容器の気密機構の開発
上蓋【輸送専用容器の適用方法】

取り出し装置下蓋
輸送専用容器二重蓋構造(案)

増設建屋

参考：容器本体のイメージ

重量：約390ton

Φ8m

搬送台車

容器イメージ

二重蓋(開放中のため図示せず)

7.5m

大型搬出容器(輸送専用容器)

炉底部燃料デブリ

構造物収納後上下蓋を降下(容器と接続)

上下蓋
降下

Φ6m
Φ7m
主要寸法

炉底部回収イメージ・既存技術でΦ6mの二重蓋はない⇒シール性等の課題があるため新規開発。

検討中の一体搬出工法

容器が大型であり、汚染拡大防止のためのオーバーパックが困難⇒二重蓋を用いることで容器表面の汚染が防止でき、オーバーパック不要

上下蓋と
容器を接続

上蓋と下蓋
の接続解除

容器
搬出

輸送専用容器の搬出手順(案)©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.18１）大型搬出容器の気密機構の開発【臨界管理方法の検討】
燃料デブリ付着構造物を大型搬出容器に収納し、別建屋に移送して保管するまでの臨界管理方法を検討する

臨界管理方法に関する本事業での検討範囲
搬送容器の使用範囲
受入れセル

細断セル

R/B
原子炉建屋

新設建屋

保
管
施
設
へ

揚重機
連絡通路

取り出し装置

増設建屋

搬送台車
接続
スリーブ

二重蓋
(開放中のため図示せず)
大型搬出容器(輸送専用容器)

細断

収納缶

移送容器

構内輸送

基本方針：現状形状維持による未臨界維持⇒課題を抽出し、対応策を検討する (2021年度に検討)©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.19１）大型搬出容器の気密機構の開発【大型搬出容器に関する基本方針・仕様】
・収納する構造物に関係なく、共通仕様の容器を用いる。
・構造物(線量)に応じ、追加遮蔽体を設置する。
・容器は輸送専用として、繰り返し使用する。⇒輸送時の振動等を考慮し、ゴム系のOリングを使用。
項目

容器仕様

備考

用途

構内輸送容器

搬送対象物

ドライヤ、セパレータ、上部格子板、炉心部、炉底部 他

概算寸法

Φ6000×H7500[mm]

概算重量

390[ton]

容積

220m3

内容物最大線量率

1000Sv/h

上部格子板

遮蔽厚(γ線)

280[mm]

別途追加遮蔽体130mm

遮蔽厚(中性子線)100[mm]

燃料デブリ線源で評価

セル内圧力-100 [Pa]

容器設置の部屋に対して容器表面設計温度

130℃

パッキン

主材質

低合金鋼

使用回数

未定

No.20参照

容器本体のみ(構造物、蓋含まず)

複数回使用を検討©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.20１）大型搬出容器の気密機構の開発【大型搬出容器での搬出対象(1/2)】
大型搬出容器で搬出する対象を下表に示す。(一体搬出工法で撤去する構造物全て)
搬出対象物

No.

搬送時概略寸法 [m]

概略重量[ton]

検討中

線量率[Sv/h]

備考

1

シールドプラグ

2

PCVヘッド3

RPV保温材4

RPVヘッド検討中

24

30(Cs)

5

ドライヤ

5467×H5474

29.4

400(Cs)6

セパレータ+シュラウドヘッド

5385×H5632

51.8

200(Cs)7

ガイドロッドΦ90×L3.1

0.1

8

給水スパージャ3.6×0.9×t0.5

0.3

9炉心スプレイ配管

3.6×0.9×t1.6

0.3

10

上部格子板（シュラウド上部胴）5487×H1542

15.6

1000(Co)11

炉心部（シュラウド中間胴）Φ4508.2×H4473.6

235.5

350(Co)12

ジェットポンプ

0.5×1.2×t4.3

0.8

13

ICM案内管/スタビライザ

3.2×3.2×3.8

1.2

14

シュラウドサポート(下部胴含む)

Φ5.4×H3.8

11.0

15

炉底部

Φ4900×H5467.7

249

150

ジオポリマーで充填、サポート類含む

16

粒状燃料デブリ 他－－－

小型容器に集め、大型容器で纏めて搬出

検討中

確認中
12

検討中

4(Cs)
4(Cs)

3分割のうち最大の寸法・重量200(Cs)*4分割で取り出し

ジオポリマーで充填
ジェットポンプ上部の寸法・重量200(Cs)*(注記)概略寸法および重量は1F-2/3をベースとし、線量率は1F-1をベースとして検討。
*：セパレータ+シュラウドヘッドと同等と推定**：他と比較して寸法や線量が大きく、容器仕様の設定で特に考慮が必要な構造物：代表構造物**©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.21１）大型搬出容器の気密機構の開発【大型搬出容器での搬出対象(2/2)】
構造物を一体で搬出するため、容器は搬出する構造物を収納可能な寸法(内径)とした。構造物の例として、寸法や重量の大きいドライヤ、セパレータ・シュラウドヘッドおよび炉底部を以下に示す。
構造物の主要寸法
参考：容器本体のイメージ①ドライヤ②セパレータシュラウドヘッド

③炉底部

寸法
[m]

約Φ5.5×H5.5

約Φ5.4×H5.6

約Φ4.9×H5.5

重量
[ton]

約30

約52

約250(充填材含む)

重量：約390ton

Φ8m
容器イメージ

図7.5m

炉底部燃料デブリ

Φ6m
Φ7m
主要寸法

炉底部回収イメージ

必要に応じて追加遮蔽体設置

備考

落下防止のため充填材での固化を検討中©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.22１）大型搬出容器の気密機構の開発【大型一体搬出工法での構造物搬出に関わる概略ステップ(1/2)】
構造物搬出に関わる全体の概略ステップおよび1次バウンダリを以下に示す。
① 容器搬入準備：安全蓋を取り外す【注記】
R：レッド(高汚染)区域
Y：イエロー(中汚染)区域
G：グリーン(低汚染)区域② 容器搬入：大型搬出容器を搬入

R/B
増設建屋

1次バウンダリ(赤線部)

連絡通路

上蓋

1次バウンダリ(赤線部)

上蓋(と安全蓋)で気密をとるため
限りなく「G」に近い「Y」と想定

上蓋

上蓋で気密をとるため
限りなく「G」に近い「Y」と想定
容器(下蓋付)

安全蓋④ 容器開放・構造物収納 (容器開放手順はNo.24以降を参照)③ 容器接続：上蓋と下蓋(容器)を接続※左図において、吊り上げた二重蓋は省略した。

1次バウンダリ(赤線部)

1次バウンダリ(赤線部)
構造物©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.23１）大型搬出容器の気密機構の開発【大型一体搬出工法での構造物搬出に関わる概略ステップ(2/2)】
構造物搬出に関わる全体の概略ステップおよび1次バウンダリを以下に示す。
⑤ 容器切り離し：上蓋と下蓋の連結を解除【注記】
R：レッド(高汚染)区域
Y：イエロー(中汚染)区域
G：グリーン(低汚染)区域⑥ 容器搬出：大型搬出容器を搬出
1次バウンダリ(赤線部)
1次バウンダリ(赤線部)
上蓋

上蓋で気密をとるため
限りなく「G」に近い「Y」と想定⑦ 2次蓋取り付け：構内輸送用に2次蓋を取り付け容器(下蓋付)⑧ 別建屋へ搬送：大型搬出容器を別建屋へ搬送

1次バウンダリ(赤線部)

1次バウンダリ(赤線部)※2次蓋を取り付けた状態で大型搬出容器を別建屋へ搬送 (搬送方法検討中)。

2次蓋

安全蓋
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.24
R

１）大型搬出容器の気密機構の開発

Y(G)*

蓋の取り合い部 拡大図【輸送専用容器 蓋運用概略ステップ（1/2）】① 容器搬入準備
安全蓋を取り外す。
可動フランジ【注記】
R：レッド(高汚染)区域
Y：イエロー(中汚染)区域
G：グリーン(低汚染)区域② 容器搬入可動フランジを上昇させ、容器を可動フランジ直下に位置合わせする。

R

R

上蓋

可動フランジ
上昇

固定フランジ

Y(G)*

下蓋
Y(G)*

安全蓋

③ 容器接続可動フランジを下降させ、容器本体と可動フランジを接続する。

R

可動フランジ下降

容器搬入

G(R)**④ 容器開放上蓋・下蓋連結状態で吊り上げ、容器を開放する。

上蓋/下蓋
上昇

拡大
Y(G)*
フックで下蓋と連結
R

Y(G)*
G(R)**

Y(G)*

Y(G)*

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning*限りなく「G」に近い「Y」と想定 **輸送専用容器の再使用時は、容器内は「G」とはならない可能性がある

６．本事業の実施内容

No.25
【注記】
R：レッド(高汚染)区域
Y：イエロー(中汚染)区域
G：グリーン(低汚染)区域

１）大型搬出容器の気密機構の開発【輸送専用容器 蓋運用概略ステップ（2/2）】⑤ 撤去構造物収納
構造物を容器内に収納する。

⑥ 容器閉
上蓋・下蓋連結状態で吊り下げる。

構造物
下降

上蓋/下蓋
下降

R

R
Y(G)*
Y(G)*

Y(G)*

R

⑦ 容器切り離し上蓋・下蓋の連結を解除し、容器を切り離す。

⑧ 容器搬出容器を搬出する。

R

R

可動フランジ
上昇

Y(G)*R*限りなく「G」に近い「Y」と想定

容器
移動

Y(G)*
R
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.26１）大型搬出容器の気密機構の開発： 気密箇所： バウンダリ： シール部： 部品名【輸送専用容器蓋の構造（1/2）】
主要ステップでの構造を以下に示す(各部品の概要は次頁参照)。
容器は輸送専用であり、繰り返し使用する(開閉回数が多い)ことから、シール部はゴムシールを検討中。
容器接続時
通常状態(構造物搬出等の作業時以外)(ステップ③)シール部③吊り上げフック

シール部③

水シール
シール部①

可動フランジ

シール部⑤

固定フランジ

Hot側
Cold側

上蓋

ベローズ

安全蓋

シール部①

シール部④
シール部⑧

本状態が取り出し期間中最も長いと想定されるため、安全性を考慮して安全蓋を設置

シール部⑥

下蓋

容器本体

シール部②

シール部②は容器接続前に可動フランジが上昇した際にシール部①と同じ役割を果たす。

容器搬出時(ステップ⑧)

容器開放時(ステップ④)

2次蓋
シール部①

シール部⑤
下蓋
シール部④

シール部⑦

シール部⑥

容器本体

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.27１）大型搬出容器の気密機構の開発【輸送専用容器蓋の構造(2/2)】
各部品(機器)の概要を以下に示す。

気密確認対象機器概要

遮蔽

固定フランジバウンダリを構成する増設建屋に固定されたポート。

有(増設建屋同等)

可動フランジ➢ 容器設置時に可動するフランジで、通常は上蓋と接続し、バウンダリを形成する。
➢ 容器接続時は、容器と接続しバウンダリを形成する。

①

固定フランジ下部②

固定フランジ上部①

固定フランジ下部②

上蓋③

遠隔で着座する部分でありシール性を確認。

容器④

容器の調心が取れていれば、定位置での昇降動作のみとなり、優先度が低いと判断。

可動フランジ③

遠隔で着座する部分でありシール性を確認。

下蓋⑤

遠隔で接合する部分でありシール性を確認。

上蓋

⑤

容器

⑥

遠隔で着座する部分でありシール性を確認。

可動フランジ④

容器との芯が合っていれば、定位置での昇降動作のみとなり、優先度が低いと判断。

下蓋⑥

遠隔で接合する部分でありシール性を確認。

2次蓋

⑦

有

容器

⑦

２次蓋に関する部分であり、容器側での確認対象範囲。

有(増設建屋同等)

固定フランジ⑧

有(増設建屋同等)➢ 可動フランジと接続し、バウンダリを形成する。
➢ 下蓋と接続し、2重蓋の役割を果たす。

無下蓋➢ 上蓋と接続し、2重蓋の役割を果たす。
➢ 容器と接続し、汚染拡散防止および構造物からの線量を遮蔽する。

有容器➢ 可動フランジと接続し、バウンダリを形成する。
➢ 下蓋および2次蓋と接続し、構内輸送容器の役割を果たす。
容器と接続し、輸送時の密封境界となる。

安全蓋

固定フランジと接続し、通常時にバウンダリを構成する。

選定理由

固定フランジ上部

上蓋

2次蓋

気密取合(シールNo)

有

シール性確認試験を実施しない部分については、概念検討を実施する。

固定フランジは建設時に据え付けられ、昇降動作のみで動作も単純なため、優先度が低いと判断。

グリーンエリア内での接続であり、優先度が低いと判断。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.28
R

１）大型搬出容器の気密機構の開発【輸送専用容器 蓋運用時の課題(1/2)】
1. 容器搬入・接続

可動フランジ
下降

ス
テ
ッ
プ
図

R

2. 容器開放【注記】
R：レッド(高汚染)区域
Y：イエロー(中汚染)区域
G：グリーン(低汚染)区域

4. 容器切り離し

R
シール部③

上蓋/下蓋
下降

シール部⑤

Y(G)
下蓋

Y(G)
シール部⑤

3. 容器閉上蓋
可動フランジ

シール部④

蓋の取り合い部 拡大図

上蓋/下蓋
上昇

固定
フランジ

シール部①

Y(G)*

容器本体

Y(G)

R
シール部⑥

Y(G)

シール部⑤

R

内
容

➢ 下蓋が接続された容器本体を搬入し、可動フランジ直下に位置合わせする。
➢ 可動フランジを下降させ、容器本体と可動フランジを接続する。(上蓋と下蓋
も接続)

主
な
課
題

① 容器搬入方法② 容器位置決め方法③ 蓋開閉機構(上蓋と下蓋の接続)④ 接続確認方法(可動フランジと容器本
体、上蓋と下蓋)⑤ シール部の気密性(①④⑤)➢ 上蓋・下蓋を連結した状態で吊り上げ、容器を開放する。

① 吊り上げた際のシール部⑤の気密性➢ 構造物収納後、上蓋・下蓋を連結した状態で吊り下げる。
➢ 上蓋・下蓋の連結を解除し、下蓋を容器本体に着座させ、上蓋を可動フランジに着座させる。

① 蓋開閉機構(上蓋と下蓋の脱着)② 接続確認方法(下蓋と容器本体、上蓋と可動フランジ)③ シール部の気密性(③⑥)➢ 可動フランジを上昇させ、容器を切り離す。

① 容器を切り離して良いかの判断基準② シール部の気密性(②)©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.29

１）大型搬出容器の気密機構の開発【輸送専用容器 蓋運用時の課題(2/2)】
No

課題

内容

検討

試験

備考

1

容器搬入方法

容器は車両に積載した状態で搬入する計画であり、その方法を検討する、〇

ー

既存技術を適用2

容器位置決め方法

容器を積載した車両での位置合わせは困難であるため、車両と容器の間に位置調整機
構を設けることを検討する。

〇

ー

既存技術を適用

3

蓋開閉機構

上蓋と下蓋の接続・脱着方法を検討し、要素試験により実現性を確認する。

〇〇

接続確認方法

遠隔での接続確認方法を検討し、要素試験にて確認する。
⇒案：接続部に目印を付け、それを定点カメラで確認する等[対象]
上蓋と下蓋、下蓋と容器本体、上蓋と可動フランジ

〇

〇

5

シール部の気密性

シール方法について検討し、要素試験によりシール性能を確認する。
試験対象は、遠隔で着座する部分である上蓋および下蓋に関する次の3か所とする。
・シール部③：可動フランジ-上蓋間・シール部⑤：上蓋-下蓋間・シール部⑥：下蓋-容器間

〇

〇

6

吊り上げた際のシール部⑤（上蓋-下蓋間）の気密性

上蓋と下蓋一体で吊り上げた際にシール部の気密性が維持できるようなシール方法を検討する。
⇒下蓋を吊り上げることを検討しており、その場合、吊り上げ前にシール部⑤の気密が保持できていれば吊り上げ時も問題ないと考えられるため、試験は実施しない。

〇

ー

7

容器を切り離して良いかの判断基準

容器を切り離し、搬出して良いかの判断基準を検討し、要素試験で妥当性を確認する。

〇

〇

4

上記No.5で代替⇒No.3～5および7について、要素試験を実施する。
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.30

１）大型搬出容器の気密機構の開発【試験手順】
a.実機構造検討

b.製作性の確認(製造方法)

c.試験モデル設計

d.製作精度/たわみ等の確認

e.製作(試験設備含む)

f.試験

構想図©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.31

１）大型搬出容器の気密機構の開発【試験計画】
項 目

内 容

監視・測定 記録項目

判定基準

１

蓋開閉機構の妥当性⚫ フック操作による蓋開閉機構の動作確認⚫ 下蓋を設置して、フックで上蓋を吊り上げた際の上蓋および下蓋の取り合い確認および隙間等の確認➢ 異音、ガタなど➢ 上蓋と下蓋の取り合い➢ 隙間(Oリングの潰し量)➢ 正常に動作すること。
➢ 寸法通りであること。
➢ Oリングの仕様および設計の範囲内であること。

２

接続確認方法の検証⚫ 上蓋と下蓋、下蓋と容器本体および上蓋と可動フランジが接続できたことを遠隔で確認➢ 隙間(Oリングの潰し量)➢ Oリングの仕様および設計の範囲内である
こと。

３

気密性能

⚫ 各ステップにおける気密性の確認⚫ 対象は、シール部③：可動フランジ-上蓋間、シール部⑤：上蓋-下蓋間、シール部⑥：下蓋-容器間とする。

➢ 隙間(Oリングの潰し量)➢ 圧力➢ Oリングの仕様および設計の範囲内であること。
➢ 漏えい率○○以下
(検討中)

４

再現性の確認⚫ 複数回試験を行い、監視項目について再現があることを確認する。

上記1～3項目と同じ

ー５

容器を切り離して良いかの判断基準⚫ 検討した判断基準について、妥当性を確認する。

No(構造検討後、別途設定)(備考)
・本計画は設計進捗により変更となる可能性あり。
・参考漏えい率(3号機使用済み燃料輸送容器)：9×10-1 ref cm3/s©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.32１）大型搬出容器の気密機構の開発
開発試作対象【機器構成(実機との比較)】
実機仕様(概略寸法)＊

モックアップ仕様(概略寸法) ＊

No.

機器

①

可動フランジ➢ 直径9300、高さ1600、重量150ton

➢ 検討中

②

固定フランジ➢ 直径11100、厚さ375、重量170ton

➢ 検討中

③

上蓋

➢ 直径6800、高さ800、重量100ton➢ 実機と同じ(一部簡略化)④

下蓋➢ 直径6800、厚さ280、重量100ton➢ 実機と同じ⑤

容器➢ 直径7500、厚さ280、高さ7500、重量390ton⑥

吊り上げフック⑦

試験用容器➢ 直径500、高さ1500

ー
➢ 検討中

ー

➢ 検討中

※寸法は概略寸法を示す。

【機器イメージ＊】①可動フランジ②固定フランジ③上蓋⑥吊り上げフック

⑤容器

④下蓋

*実機仕様、モックアップ仕様および機器イメージは全て計画段階のものであり、変更になる可能性あり。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.33

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発
Ｒ／Ｂに設置するアクセス用の新設設備（アクセストンネル、セル等）について、ＰＣ
Ｖ等の既設構造物との接続部の閉じ込め機能確保のための技術開発として、接続部の構造、工法、検査、保守等の開発課題を検討、整理し、以下を含む必要な要素試験を実施し技術の成立性を確認する。
① アクセス用重量構造物の接続構築技術
アクセス用の新設設備をＰＣＶ接続部（機器ハッチ等）に取付けるには、数百トン
規模の重量構造物をＲ／Ｂ内に移送し精度よくＰＣＶ接続部に位置調整する作業を、作業時の被ばく低減を行い、作業安全を確保して行う必要がある。そのために、Ｒ／Ｂの床等の荷重制限を超えないようにすること、Ｒ／Ｂ内の既存構造物、機器を回避しながら、重量構造物を進行、旋回、位置調整すること、及びＲ／Ｂ内では放射線量が高いため可能な限り作業員は現場に入らず遠隔操作で行うことを考慮した取付けを可能とする接続構築技術（位置調整取り付け）の開発が必要である。橋梁、プラント等の技
術調査を含めて検討し、適用可能な重量構造物の接続構築技術を開発する。また、実重量を模擬したモックアップによる要素試験を実施して現場適用性を確認する。
② 接続部の閉じ込め構造
ＰＣＶに接続するアクセス用の新設設備は、接続部の閉じ込め機能を保持するとともに地震時の変位を吸収する機能を設ける必要がある。Ｒ／Ｂに設置する重量構造物のＰＣＶ 接続部の変位吸収構造について、既存技術の組合せ、改良等も考慮した開発を行い、要素試験を実施して実現性を評価する。
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.34

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発
生体遮蔽開口工法・システム高度化(2017-18年度実施)

アクセストンネル【工法実現性の確認(形状寸法模擬要素試験実施)】➢ トンネルパーツの送り出し➢ 狭隘開口における曲面トンネルの送り出し➢ 遠隔作業監視、位置決め精度

送り出し

アクセストンネル（実外形）

R/B外壁位置

取り出し規模の更なる拡大(2019-20年度実施)
変位吸収機構【接続方法の検証】➢ 上記で抽出した課題の検討➢ BSWとの接続方法(スリーブ溶接試験)➢ スリーブ(変位吸収機構)構造検討
今回実施【試験による実現性確認】➢ 重量物送り出し (質量模擬)➢ 変位吸収機構 (気密機能)

スリーブ

スリーブ

425ton溶接
PCV(機器ハッチ)

今後の検討項目➢

スリーブ遠隔設置・溶接方法の検討 等©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.35

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発① アクセス用重量構造物の接続構築技術【課題】• アクセストンネルの遠隔送り出し作業は形状寸法を模擬した要素試験により実現性の見通しを得た。
• 建屋内スペース条件から、送り出し途中での旋回技術が課題。
【実施内容】• アクセストンネルの旋回部(スライド部)に関して、荷重の影響を考慮
アクセストンネル旋回時の荷重は荷重支持点とスライド部で受ける
して構造検討を行う。
• 検討したスライド部の実現性を確認するために、スライド部の荷重を模擬(旋回時のアクセストンネルユニット実機質量を模擬)
425ton
した試験等の要素試験計画を立案する。
• 要素試験を行い、検討したスライド部の実現性を確認する。
(実現性確認のため、摺動面のトンネル本体への追従性確認等を実施予定)【得られる成果】• 荷重の影響を考慮したアクセストンネルスライド部構造の提示。
アクセストンネルスライド部イメージ

今回実施
カウンターウエイト

生体遮蔽開口

R/B外壁位置

アクセストンネル設置イメージ©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.36

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発① アクセス用重量構造物の接続構築技術

スライド部：ブロックで荷重を受け、ジャッキでアクセストンネル
を旋回させた際にスライド(摺動)させる。

【旋回部(スライド部)の開発が必要な理由】
STEP.1 初期送り出し

STEP.2 旋回送り出し

STEP.3 直線送り出し

STEP.4 X-Y調整

生体遮蔽
開口

R/B外壁位置

ジャッキ

ジャッキ

橋梁の技術
アクセストンネル
荷重

新技術
旋回

直進

ジャッキ(4基)橋梁の技術(応用)

アクセストンネル

荷重

ジャッキ(2基)

荷重

アクセストンネル

直進

荷重

スライド部

荷重

ジャッキ(4基)

X-Y調整ジャッキ(4基)荷重を考慮したスライド部の評価は未実施

18年度までの成果(工法・システム高度化)

本事業

アクセストンネル※接続時の位置合わせの課題有り

形状模擬体にて、ジャッキを使用した狭隘部の送り出しと精度を確認(STEP1,2,3.4共通)
・実機と同容量のジャッキを使用したため、実機質量においても問題ない
・形状模擬では軽量であったため、スライド部の評価は出来ていない
質量模擬体にて、スライド部の機能を確認(STEP2)©International Research Institute for Nuclear Decommissioning※STEP2では、設置スペースの関係で他STEP同様にジャッキを4基設置することは不可。

６．本事業の実施内容

No.37

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発① アクセス用重量構造物の接続構築技術【橋梁で実績のある工法との比較】⚫ 橋梁では一般的に直線的に送り出しを行う。ただし、環境により下図の様にRを付けて送り出す場合もある。
⚫ 作業スペースは十分に確保されていることが多いため、ジャッキを前後に設置(4基以上)して送り出す。
従って、摺動は行わない。
⚫ 送り出す構造物には曲線も含まれるが、曲げ半径が大きく直線に近いため、工法に影響が出る様な偏荷重にはならない。
⇒今回は作業スペースが狭く、狭隘部への送り出し(通過)となるため、摺動を行う必要がある。

送り出しレールを曲げている例

構造物が曲線の例©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.38

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発① アクセス用重量構造物の接続構築技術
18年度までの結果(形状模擬)【アクセストンネルのスライド部】
425ton

スライド部

R/B

荷重支持
ジャッキおよびレール
摺動面

•
•
•
•

送り出し実現性の確認
狭隘開口における曲面形状トンネルの送り出し実現性確認
遠隔作業監視(遠隔据付)
位置決め精度 (±50mm)の確認・損傷したR/Bへの負荷を最小限に留めるため、既存の柱は撤去せずにアクセストンネルを設置する計画である。そのためには、アクセストンネルをR/B近傍で旋回させる必要がある。
・アクセストンネルの後方はレール上をジャッキで旋回可能であるが、前方は旋回用のレールを敷くスペースがないため、スライド部にて荷重を支持しつつ旋回(摺動)させる。
⇒18年度までは形状模擬にてアクセストンネル送り出しに関する実現性を確認した。
アクセストンネルの旋回も試験を実施したが、形状模擬体であり、質量を模擬していないため今回は質量模擬にて確認する。
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.39

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発① アクセス用重量構造物の接続構築技術【スライド部の構成】
アクセストンネル

摺動面

送り出し方向【支承使用例】

支承

支持梁

橋梁では地震時の水平力を複数の下部構造に分散させるために用いられる(伸び/縮み)。

(紙面奥行方向)ゴム

橋梁の支承の技術を応用して、摺動面をアクセストンネル下面に追従させ、なるべく面圧を均一にする。
(偏心荷重＋重心位置移動)

ゴム

送り出し方向送り出し方向アクセス
トンネル

アクセストンネル

推進ジャッキ

ゴム支承(橋梁の例)

支持梁

支承

アクセストンネルの例©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.40

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発① アクセス用重量構造物の接続構築技術
本事業での実施内容
質量を模擬して45度旋回【公募時の実施内容概要】
・実機質量模擬体を製作して試験をするのが望ましいが、部分模擬体を製作する。
・ジャッキによる押し付けにて荷重を模擬し、スライド部に関するデータを取得する。
(取得データ：摺動面のトンネル本体への追従性、摺動面摩擦データおよび重量・重心位置の影響評価等)

・荷重模擬のため、以下の検討等により試験条件を決定する。
・アクセストンネル旋回に伴う重心位置の変化
・荷重の解析⇒ジャッキへの押し付け力の設定
スライド部

設計進捗および専門家のご意見を反映し、質量模擬方法を見直し→案2の実機質量模擬案にて実施※実機模擬体形状については、引き続き検討を実施

重心(初期)

確認項目⚫ 摺動面のトンネル本体への追従性⚫ 摺動面摩擦データ⚫ 重量・重心位置の影響評価
425ton重心(最終)

スライド部

あ案1_重心をジャッキで押す案

あ案2_実機質量模擬案©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.41

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発① アクセス用重量構造物の接続構築技術【試験手順】

内容

イメージ
425tona.実機面圧の解析(送り出し時)b.スライド部の設計

c.実機模擬体の設計

d.実機模擬体
送り出し時の解析※

e.試験※試験前にaと比較、試験後にeと比較することを検討

a.

実機モデルにて、送り出し時にスライド部に与える荷重(面圧)を解析。支承(ゴム)についてもバネとしてモデル化。

b.

実機の解析結果を用いてスライド部構造(材質等)の設計(開発)を行う。
(複数設計を行い、試験パラメータとする)

c.

解析：
実機モデル

実機模擬体の設計を行う。
(右図より簡易的な形状になる予定)d.

実機模擬体形状による解析を実施。面圧やたわみ等を確認。試験前にaと比較、試験後にeと比較。(重量等が変更になっても解析のみで検証出来るようにする)e.

荷重条件と旋回ジャッキの押し出し力より、摩擦係数を算出。この値が摺動面(スライディング
プレート)の適用範囲内、また、旋回ジャッキ推力が能力の範囲内であることを確認する。

425ton解析：
実機模擬体※イメージは今後更新。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.42

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発① アクセス用重量構造物の接続構築技術【試験計画】

開発の目標：旋回ジャッキによる送り出し可能 → 設計通りの面圧 → 支承部が機能している

No

項 目

内 容

監視・測定 記録項目

判定基準

１

実機質量模擬体の送り出し⚫ 実機質量模擬体の送り出し試験を行う。
⚫ 旋回は0～45°を5°毎に行う。

➤旋回ジャッキ推力

送り出しが可能であること。
(旋回ジャッキ推力≦50ton/個)

２

摺動面の摩擦抵抗⚫ 旋回ジャッキの推力から摺動面（スライディングプレート）の摩擦係数を確認する。

➤摩擦係数の算出(仕様との比較)

摺動面の仕様範囲内であること。
(摩擦係数:0.04～0.2)

３

摺動面の追従性⚫ 各計測ポイントを設定し、送り出し前後の模擬アクセストンネルフ
レームの底板と摺動面の隙間およびスライド部の傾き状態を計測する。

➤アクセストンネルフレー
ムと摺動面の隙間➤スライド部傾きー

４

再現性の確認⚫ 複数回試験を行い、監視項目について再現があることを確認する。

上記1～3項目と同じー(備考) 本計画は設計進捗により変更となる可能性あり。

模擬アクセストンネルフレーム

旋回ジャッキ
隙間
旋回軌条

推力

傾き
スライド部

送り出しの方向⚫ 解析結果より、設計を実施、試験により検証⚫ ゴムの積層方法などパラメータとする

監視・測定 記録項目
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.43

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発① アクセス用重量構造物の接続構築技術
開発試作対象【機器構成(実機との比較)】
実機仕様＊

機器

No.

モックアップ仕様＊

アクセストンネル本体➢ 断面寸法：幅4.5×高3.1(m)➢ 遮蔽厚さ：300mm(底面110mm)➢ 旋回ユニット：(アクセストンネル1～5ユニット)➢ 重量：425ton➢ 摺動面：ステンレス磨き加工➢ 断面寸法：幅4.5(m) ※高さ検討中➢ 遮蔽厚さ：未考慮(フレーム構造)➢ 旋回ユニット：(アクセストンネル1～5ユニット)➢ 重量：実機質量をウェイトにより模擬➢ 摺動面：ステンレス磨き加工

②

スライド部

➢ 摺動面：スライディングプレート➢ 許容面圧：49MPa(500kgf/cm2）➢ 許容速度：100m/min➢ 使用温度：-200℃～+260℃➢ 摩擦係数：0.04~0.2

実機仕様と同じ

③

試験設備

①

④

送り出し機構（検討中）―➢ 旋回ジャッキ：能力(押し)約50ton×2基➢ 旋回ジャッキ：ストローク1000(mm)➢ 鉛直ジャッキ：能力 約200ton➢ 鉛直ジャッキ：ストローク 約230(mm)

実機仕様と同じ

425tonイメージ

模擬体イメージ*実機仕様およびモックアップ仕様共に計画段階のものであり、変更になる可能性あり。

支承部©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.44

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発② 接続部の閉じ込め構造【課題】• 閉じ込め機能を保持した状態で地震時等の変位を吸収可能なアクセストンネル接続部の具体化。
• 検討した変位吸収機構の実現性確認。
【実施内容】• アクセストンネルのＰＣＶとの接続部に関して、閉じ込め機能(気密構造)を考慮した地震時等の変位を吸収するための変位吸収機構の具体化を行う。
• 検討した変位吸収機構の実現性を確認するために必要な要素試験計画を立案する。
• 要素試験を行い、検討した変位吸収機構の実現性を確認する。

変位吸収機構スリーブ(実現性確認のため、動作確認や気密性確認を実施予定)【得られる成果】• 閉じ込め機能を保持した状態で地震時等の変位を吸収可能な
アクセストンネル接続部構造(変位吸収機構)の提示。

溶接
PCV(機器ハッチ)

接続部構造の一例©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.45

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発② 接続部の閉じ込め構造
アクセストンネル

スリーブ

変位吸収機構

PCV
生体遮蔽壁
(BSW)

約350mm【変位吸収機構の概要】
・PCVとアクセストンネルを接続するため、スリーブを設ける。
・スリーブとトンネルは固定され、地震時はR/Bと一体で動くため、スリーブのPCV側に変位吸収機構を設ける。
(変位量は最大±12.5mmと想定*)
・スリーブはトンネルの荷重を支持する必要もあるため、生体遮蔽壁の厚さ：約1800mmの中で、荷重支持と変位吸収が必要である。
⇒荷重支持を考慮すると変位吸収機構に使用可能な範囲は約350mm。
ベローズのみで±12.5mmの変位を吸収するには1000mm以上必要なため、新規開発が必要。

荷重支持点

約1800mm(BSW厚さ)変位量の推定
(mm)*

水平

±12.5

鉛直

±0.2

アクセストンネル側

面間距離
(mm)

PCV側

約350

スリーブイメージ

変位吸収機構の設置場所は寸法制約が厳しく、また、高線量および狭隘である。19-20年度補助事業の検討結果を踏まえ、変位吸収機構について、設置後のメンテナンス方法(要否/監視方法/点検方法等)を含めて検討し、試作する。
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning*平成２７年度補正予算 廃炉・汚染水対策事業費補助金事業「圧力容器／格納容器の耐震性・影響評価手法の開発」での報告内容より設定(オペフロ付加設備：6100ton、地震動：900Gal)

６．本事業の実施内容

No.46

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発② 接続部の閉じ込め構造【ATスリーブの構造】

矢視X

・変位吸収機構：地震時の変位を吸収
・反力ジャッキ：アクセストンネル接続後の反力を調整
・位置決めジャッキ：スリーブ設置時の位置決め調整
摺動フランジ

リークパス

反力ジャッキ50ton×2基

ベローズ

PCV側

スリーブ側

機器ハッチ
シェル

X軸

Z軸

溶接部
変位吸収機構詳細
変位平面

対応

XY

摺動フランジ

YZ

ベローズ

ZX

ベローズ

・XY平面上の変位は、摺動フランジで対応
・YZ, ZX平面上の変位は、ベローズで対応

Y軸

矢視X

位置決めジャッキ
25ton×4基

PCV側

変位吸収機構©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.47

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発② 接続部の閉じ込め構造【試験手順】
a.変位吸収機構の試作
f.摺動部材料の選定
b.漏えい量の確認

Noe.面圧の調整

No

OK

OK

b.へ
c.変位量の確認

NoOK

d.変位追従性の確認

No

OK

終了
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.48

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発② 接続部の閉じ込め構造【試験計画】
No

項目(注記)

内容

監視・測定 記録項目

判定基準

１

漏えい量
(試験手順(b))⚫ 変位吸収機構の動作の前後で圧力変動が規定値の範囲内であること。

➢ 圧力
➢ 温度
➢ 面圧

所定の範囲内であること。
漏えい率〇〇以下(検討中)２

変位量(試験手順(c))⚫ 変位量を満足できるか確認する。確認はジャッキ等を用いて変位させる。
⚫ 変位の方向はX,Y,Z,Θ。

➢ 変位量を変えるための試験用ジャッキのストローク

所定の変位量を達成すること。
水平±12.5mm以上
鉛直±0.2mm以上

３

変位追従性
(試験手順(d))⚫ 想定される加減速度を与え、変位追従性があることを確認する。動作後、漏えい量の確認を行う。 ➢ 外観(有害な傷等の発生)※加振装置ではなく簡易的な装置(ジャッキ等)を用 ➢ 作動中の音いて行う。変位量は±12.5mmとする。

所定の範囲内であること。
漏えい率〇〇以下(検討中)(備考) 本計画は設計進捗により変更となる可能性あり。
(注記) 「項目」記載内容は前頁の「試験手順」と対応。

締付け力(面圧)
PCV側

スリーブ側

ポンプ

ストローク

装置

圧力

P

温度

T

ジャッキ
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning６．本事業の実施内容

No.49

２）アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発② 接続部の閉じ込め構造
開発試作対象【機器構成(実機との比較)】
実機仕様＊

モックアップ仕様＊

スリーブ➢ 形状：W3730×D2200×H2995➢ 重量：約25ton➢ 反力ジャッキ：50ton×2基(台形ねじ/ロボットによる操作)➢ 位置決めジャッキ：25ton×4基(電動シリンダ)

ー

変位吸収機構➢ 機構：ベローズ(軸方向)＋摺動フランジ➢ 変位量：水平12.5mm、鉛直0.2mm(注記)➢ 変位の方向：X,Y,Z,θ
➢ 摺動フランジ材質：(本事業での成果を反映)

機器

No.

①

②

➢ 機構：ベローズ(軸方向)＋摺動フランジ➢ 変位量：水平12.5mm、鉛直0.2mm(注記)➢ 変位の方向：X,Y,Z,θ
➢ 摺動フランジ材質：検討中

PCV側
PCV側
スリーブ側

イメージ

アクセストンネル側※スリーブ含む※変位吸収機構のみ*実機機仕様およびモックアップ仕様共に計画段階のものであり、変更になる可能性あり。
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning(注記)平成２７年度補正予算 廃炉・汚染水対策事業費補助金事業「圧力容器／格納容器の耐震性・影響評価手法の開発」での報告内容より設定(オペフロ付加設備：6100ton、地震動：900Gal)

７．まとめNo.50(1)大型搬出容器の気密機構の開発➢ 大型構造物を搬出するために必要となる、汚染拡大防止機能及び高線量の収納物に対する遮蔽機能を有する大型搬出容器蓋部の気密機構について検討した。
➢ 大型搬出容器蓋部の気密機構に関する要素試験計画を立案中。今後、要素試験により実現性を確認する。併せて、構造物収納後から保管するまでの臨界管理方法の検討を実施する。

(2)アクセス用重量構造物の接続構築技術及び接続部の閉じ込め構造の開発①アクセス用重量構造物の接続構築技術の開発➢ 重量構造物であるアクセストンネルに関して、遠隔でのPCVとの接続構築技術を検討中。
➢ 重量構造物の接続構築技術に関する要素試験計画を立案中。質量模擬方法については当初検討していたジャッキによる押し付け方法ではなく、実機質量模擬体を製作して模擬する
ことで検討中。今後、要素試験により実現性を確認する。
②)接続部の閉じ込め構造の開発➢ アクセストンネルとPCV接続部に設ける変位吸収機構の具体化を実施中。
➢ 変位吸収機構に関する要素試験計画を立案中。今後、要素試験により実現性を確認する。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

８．実施目的を達成するための具体的目標

No.51(1) 大型搬出容器の気密機構の開発

上アクセス工法における大型搬出容器について、汚染拡大防止機能及び高線量の収納物に対する遮蔽機能を有するものとして検討され、大型搬出容器の前提条件と必要開発項目を検討した上で、大型搬出容器蓋部気密構造に関して要素試験による技術の実現性が確認できていること。また、構造物収納後から保管するまでの臨界管理方法が提示されていること。
（終了時目標ＴＲＬ：レベル３）(2) アクセス用重量構造物の接続構 ① アクセス用重量構造物の接続構築技術
築技術及び接続部の閉じ込め構 Ｒ／Ｂに設置するアクセス用の新設設備（アクセストンネル）について、作業員の被ばく線量低減のため、遠隔操作で行うことを考慮した遠隔での重量構造物の造の開発
接続構築技術に関して要素試験により実現性が示されていること。
（終了時目標ＴＲＬ：レベル３）② 接続部の閉じ込め構造
アクセストンネルとＰＣＶ等の既設構造物との接続部について、閉じ込め機能を確保しつつ地震時の変位を吸収するために必要な変位吸収構造について、要素試験により実現性が示されていること。
（終了時目標ＴＲＬ：レベル４）
TRLレベル

説明

フェーズ

TRL7

実用化が完了している段階。

実運用

TRL6

現場での実証を行う段階。

フィールド実証TRL5

実機ベースのプロト機を製作し、工場等で模擬環境下での実証を行う段階。

模擬実証

TRL4

開発、エンジニアリングのプロセスとして、試作レベルの機能試験を実施する段階。

実用化研究

TRL3

従来の経験を応用、組合せによる開発、エンジニアリングを進めている段階。または、従来経験のほとんど無い領域で基礎データに基づき開発、エンジニアリングを進めている段階。

応用研究

TRL2

従来経験として適用できるものがほとんど無い領域の開発、エンジニアリングを実施し、要求仕様を設定する作業をしている段階。

応用研究

TRL1

開発、エンジニアリングの対象について、基本的内容を明確化している段階。

基礎研究©International Research Institute for Nuclear Decommissioning