JPH0636075B2 - 廃炉解体用円筒水槽 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子炉の圧力容器の水張り装置に係り、特に廃
炉の解体を行うのに効果的な水張り装置に関する。

〔従来の技術〕

我が国は多数の原子力発電所が設置され、そのうちの初
期のものは近い将来その耐用年限を迎えることになる。
特に我が国の場合、種々の条件により原子力発電所の設
置場所は制限されているため、新たな設置場所を確保す
るのは非常に困難になっており、廃炉となった原子炉を
解体撤去し、その場所に新たな原子炉を設置することが
望まれている。このため早急に廃炉の解体技術を確立す
る必要がある。廃炉は高濃度の放射能を帯びているた
め、その解体においては細心注意が必要であり、高濃度
の汚染物質を周囲に飛散するのを防止するため、この廃
炉を水に浸漬し、解体作業を水中で行う方法が提案され
ている。

第９図及び第１０図は従来の廃炉解体技術を示す。同図
に示す圧力容器（ＲＰＶ）は１１００ＭＷ級のものを示
す。図中符号１は原子炉シールド（ＲＳＷ）、２は圧力
容器、３は圧力容器２及び原子炉シールド１の周囲に形
成した原子炉格納容器（ＰＣＶ）である。第９図中斜線
を施した部分は水没部を示す。水没に際しては圧力容器
２に接続していた配管類を全て撤去し、この配管接続部
の原子炉シールド貫通部を全て水シール体２３で目張り
する。２４は原子炉格納容器３と原子炉シールド１との
間に配置した水シール壁、２５は圧力容器支持スカー
ト、２６は別の水シール体である。

この構成においては、注水を行うと、その水が直接原子
炉シールド１に接触するため、この原子炉シールド１の
内面は金属（鋼）によりライニングする必要がある。こ
れは原子炉シールド１自体はコンクリート製であるた
め、直接水が接触すると、高濃度放射能に汚染された水
がコンクリートに滲み込み、この原子炉シールド自体が
放射能汚染物となって以後の解体処理を著しく困難にす
るからである。このため従来から原子炉シールド１と汚
染水が直接接触するのを防止する手段がとられている。

即ち、第１０図に示すように原子炉シールド１にライニ
ングが施されていない場合においては同図（Ａ）の如
く、オペレーションフロア９からワイヤ２８を介して図
示しない天井走行クレーンにより吊り下げられた鋼製円
筒２７ａを圧力容器２に挿通し、圧力容器２の胴フラン
ジ部２ａに仮固定する。この後、（Ｂ）に於いて２段目
の円筒２７ｂを第１段目の円筒２７ａの上部に配置し、
この第１段目の円筒２７ａと第２段目の円筒２７ｂとを
溶接することにより接続し、溶接が完了したならば仮固
定材２を取り外し、２段目の円筒２７ｂを圧力容器２の
胴フランジ部２ａに改めて仮固定する。この作業を順次
繰り返すことより連接した円筒状物を圧力容器２に沿っ
て下降させ、第１段の円筒２７ａを支持スカート２５に
溶接固定し、最終的にはこれら分割円筒により構成され
た円筒状物の内部に圧力容器２を収納した状態とする。
このようにすれば、原子炉シールド１の内面にライニン
グを施していなくても汚染水が直接原子炉シールド１に
接触するのを防止することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の従来技術は比較的良好な結果を得ることができる
反面、次のような問題点も指摘されており、その解決が
望まれている。

先ず、各円筒の溶接作業は圧力容器２の上部の狭い空間
において行わねばならず、作業性が悪い。

また円筒の連接個数が増加するに従って連接を完了した
円筒の重量が増加し、仮止め部に対する荷重も数十トン
にもなり仮止め部材の強度をかなり高くしておく等の手
段をとる必要が生る。このため取り扱いが大掛かりにな
る。

更に最下段の円筒とスカート部とを溶接する際には極め
て狭い場所での作業となるので分割円筒相互の溶接の場
合よりも更に作業環境は悪く、溶接に長時間を要するこ
とになる。因みに、１１００ＭＷ級の圧力容器に使用す
る場合、一つの円筒直径は約７ｍ、その高さが約３ｍと
なり、肉厚３mmの鋼板でもその重量は約３トンにもな
る。圧力容器を収納する円筒水槽の全高ｈは約３０ｍも
あるので、円筒体の全重量は４５トン程度にもなり、そ
の取り扱いは大掛かりなものとなる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した問題点に鑑みて構成されたものであ
り、解体すべき原子炉圧力容器と、この圧力容器の周囲
に形成した原子炉格納容器との間に円筒水槽を配置し、
圧力容器解体時にこの円筒水槽内に水張りするようにし
た廃炉解体用円筒水槽を対象とするものである。

そして前記円筒水槽を複数の円筒に分割し、各分割円筒
の上部端縁付近に例えば通常の環状の溝あるいは環状の
受け皿部などからなる溝部を形成して、その溝部に例え
ば樹脂、セメント、塗料材などのシール材を注入し、 圧力容器の下部側から各分割円筒を積み上げることによ
り圧力容器を収納する円筒水槽を構成するとともに、 前記溝部に上側の分割円筒の下部を係合したことを特徴
とするものである。

〔作用〕

本発明は以上のように分割した円筒体を圧力容器の下側
から積み上げることにより円筒水槽を構成するようにし
たので、作業性を大幅に向上させることができる。

〔実施例〕

また各分割円筒間は、溝部に注入されたシール材と、そ
の溝部に係合され分割円筒の自重が加わった上側分割円
筒の下部とによって水密かつ緊密にシールされているか
ら、漏水の心配がないなどの特長を有している。

以下本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

先ず本発明に係る水張り装置の組み立て手順の概略を第
１図を用いて説明し、次に各部材の構成に付いて具体的
に説明する。

第１図（Ａ）において、オペレーションフロア９には円
筒水槽を構成する素材たる分割鋼製円筒４を搬入し、図
示しない天井走行クレーンにより吊り装置５を介してこ
の鋼製円筒４ａを吊り上げ、圧力容器２の上部から下降
させて圧力容器２の基礎コンクリート５０上にセットす
る。この円筒の上部端縁部対しては係合用の溝が形成し
てあり、この円筒の上部に配置した他の円筒の下部端縁
と密着係合するように構成してある。なおこの溝部に対
しては予め樹脂を注入しておき、円筒相互の接続が水密
状態となるようにしておく。つぎに（Ｂ）において、最
下段の円筒４ａの上部に対して円筒４ｂを下降配置し、
最下段の円筒４ａの上部端縁に形成した溝に対して円筒
４ｂの下部端縁を嵌挿配置し、溝内に予め注入しておい
た樹脂により両円筒４ａ、４ｂを液密に接続する。
（Ｃ）において相互に接続した二つの円筒４ａ、４ｂの
うち、最下段の円筒４ａと圧力容器２の間空間部に対し
ては樹脂注入装置６により樹脂注入ホース７を介して樹
脂を注入する。この樹脂の注入により水張りした際の水
シールと、組み立て後に圧力容器２を収納した状態とな
る円筒水槽の固定を行うことができる。また円筒の組み
立て途中で樹脂注入を行うのは、組み立てが完了した円
筒は３０メートル程度もあり、樹脂注入の状態を確認す
るのが困難になるからである。以後第３段目以降の分割
円筒を順次組み立て、（Ｄ）に示すよな円筒水槽を圧力
容器２の周囲に形成する。なお最上段の円筒の上部端縁
に対しては溝部は形成せずにその端縁に沿ってフランジ
状にプレートを取りつけておき、原子炉格納容器３側の
バルクヘッドプレートと溶接し、水封を確実にする。

以下、各部の構成をより詳細に説明する。

第２図は鋼製円筒４の接続部の構成を示す。鋼製円筒４
の上部端縁に対しては溝１０が形成してあり、この溝１
０内には樹脂１２が注入してある。このようにして構成
した各円筒を順次下側から積み上げて行くわけである
が、溝１０内に注入してある樹脂は上段の円筒の荷重に
より上段の円筒の下部端縁の両側に押し退けられ、これ
により上下の円筒の接続部をシールする状態となる。な
お符号１１は円筒４を吊り下げるラグである。

第３図は最上段の円筒の構成を示す。最上段の円筒４の
上部端縁に対してはフランジ１４が形成してあるが、こ
のフランジ１４に対しては予めリング状の当て板１５を
溶接しておき、この最上段の円筒をセットした際に際上
段円筒と原子炉格納容器３と間に形成される環状の空間
を閉塞するよう構成する。なお液密性を完全にするた
め、当て板１５と原子炉格納容器３のバルクヘッド１３
相互も溶接する。

第４図は最下段の構成円筒の下部構造を示す。原子炉シ
ールド１の内周面に沿うように最下段円筒４ａが配置し
てあり、この最下段円筒４ａの下部と圧力容器２の間の
環状空間部には樹脂１２の層が形成される。この樹脂層
の厚さ（深さ）は圧力容器基礎コンクリート５０上に数
十センチメートル程度形成すれば充分と考えられる。

シール用の樹脂はエポキシ系樹脂が適当である。この樹
脂の場合、配合剤を調節することにより樹脂の硬化時
間、粘度を調節することが可能である。硬化時間として
は１日から数日が考えられるが、原子炉の解体作業全体
の作業予定期間は通常半年程度で予定されるので、この
程度の硬化時間は作業の進捗上問題となることはない。

また水のシールは樹脂に限定する必要はなく、水密セメ
ントや塗装材等もシール材として考えられる。

第５図（Ａ）、（Ｂ）は鋼製円筒を吊り上げる装置の構
成を示す。

１６はリング状の吊り下げ装置本体、１９はこの本体１
６の直径方向に配置した支持ビーム、１７はこのビーム
１９により装置本体１６のほぼ中心に位置する駆動装
置、１８はワイヤ巻き取り装置、８はワイヤである。こ
の装置により、各鋼製円筒４はその外壁に形成した吊り
ラグ１１を介してワイヤ８により吊り下げられる。この
場合、ワイヤ８に対しては各々巻き取り装置１８設けて
あるので、この装置を用いて各ワイヤを巻き取り若くし
は繰り出すことにより吊り下げた鋼製円筒のバランスを
保つ。このワイヤ巻き取り装置１８はこの他、バランス
を保ちながらワイヤ８を繰り出すことより、本体は１６
は下降せずに吊り下げた鋼製円筒だけを所定の場所に下
降させるのに使用する。

第６図は本発明の第２の実施例を示す。

図中符号２０は鋼製円筒４の上部の端縁部においてこの
円筒の内部壁面側に対して平面環状に突設した受け皿部
であり、円筒本体に対する取りつけ角度αは９０゜以下
とし、この受け皿部２０の円周方向に向かって下降する
よう全体が略漏斗状になるよう形成する。一方円筒の下
部端縁はこのように形成した他の円筒の受け皿部２０に
対応する受け皿部対応リング２１が形成してある。この
受け皿部対応リング２１は下部に位置する他の円筒４の
受け皿部２０に接触することにより自己の荷重を支持す
るので、この受け皿部２０に密着するよう側壁部との成
す角がやはりαとなるよう略漏斗状に形成してある。こ
のように構成した各円筒４の受け皿部２０に対しては樹
脂１２を塗布しておき、受け皿部２０と受け皿部対応リ
ング２１とが接触した際、両円筒接続部が液密と成るよ
にしている。なお、受け皿部２０と受け皿部対抗リング
２１とを漏斗状にテーパーさせたのは上下の円筒の係合
を良好にするためであるが、円筒の製作を簡略化し、前
記角度αをほぼ９０゜としても上記漏斗型の構成には及
ばないもののほぼ目的を達成することが可能である。な
お、分割円筒に対してこのような受け皿及び受け皿係合
用リングを形成することにより、これら受け皿及び受け
皿係合用リングが各分割円筒の支持梁として作用するの
で、分割円筒の強度を向上させることができる。この為
従来よりも薄肉の分割円筒を構成することも可能とな
り、分割円筒の軽量化、取り扱いの簡易化を図ることが
可能となる。

第７図は第３の実施例を示す。この実施例では最上段の
円筒の上部側壁の一部を金属ベロー２２により構成し、
多数の円筒の積み上げ公差により、円筒水槽上部の高さ
と、原子炉格納容器３の上端部に位置するバルクヘッド
プレート１３の上端部との高さが相違した場合、このベ
ロー２２により際上端の円筒の上端部の高さをバルクヘ
ッドプレート１３の上端部に一致させる。この場合、ベ
ロー２２を有するのは円筒水槽の上端部であるため、こ
の部分には余り高い水圧は加わっておらず、ベロー２２
の強度が問題になることはない。

第８図は第４の実施例を示す。この図は鋼製円筒４の最
下段の構成を示している。最下段の鋼製円筒４ａの下部
端縁に対しては鋸状の切り込み２３が形成してあり、こ
の切り込み２３が圧力容器２の基礎コンクリートに接触
するようにしている。圧力容器２の基礎コンクリート上
にはこの圧力容器に接続した配管類を切断する際に発生
した切り屑や圧力容器の外壁に取り付けてあった保温材
（原子炉圧力容器２には断熱のため保温材に包まれた状
態となっている）を取り外す際に落下した屑が残ってい
る可能性がある。この場合最下段の円筒の下部端縁を平
坦に形成しておくとこの落下屑により円筒の座りが悪く
なり、却って液密性を損ねる虞れがあるが、切り込み２
２を形成しておけばこのような問題を回避することがで
きる。また切り込み２３は予め注入しておいた樹脂１２
に食い込む状態となるので、切り込み２３を形成したこ
とにより液密性に問題が生じる虞れはない。

出願人は上記構成の円筒水槽の組み立てに要する時間を
試算したところ、本発明によれば従来構成の円筒水槽の
組み立てに比較して約６週間の工期短縮が可能であるこ
とが確認できた。

〔効果〕

本発明は上述の如く、分割した円筒体を圧力容器の下側
から積み上げることにより円筒水槽を構成するようにし
たので、円筒水槽の構成が容易となり従来構成に比較
し、円筒水槽組み立てに要する工期を大幅に短縮するこ
とが可能となった。

また各分割円筒間は、溝部に注入されたシール材と、そ
の溝部に係合され分割円筒の自重が加わった上側分割円
筒の下部とによって水密かつ緊密にシールされているか
ら漏水の心配がないなどの特長を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の円筒水槽の組み立て方法を示す圧力容
器、原子炉格納容器および円筒水槽の断面図であり、同
図（Ａ）〜（Ｄ）は組み立ての進行状況を各々示す、第
２図は上下に位置する円筒の係合状態を示す円筒の斜視
部分図、第３図は最上段の円筒と原子炉格納容器上端と
の係合状態を示す断面図、第４図は最下段の円筒の配置
状態を示す原子炉シールドの一部破断斜視図、第５図
（Ａ）は円筒吊り下げ装置の平面図、同（Ｂ）は同
（Ａ）の側面図、第６図は第３の実施例を示し、上下に
位置する円筒の係合状態を示す円筒の斜視部分図、第７
図は第４の実施例を示し、最上段の円筒と原子炉格納容
器上端との係合状態を示す断面図、第８図は第５の実施
例を示す最下段の円筒の配置状態を示す原子炉シールド
の一部破断斜視図、第９図は従来の円筒水槽における水
シール状態を示す圧力容器、原子炉格納容器および円筒
水槽の断面図、第１０図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は第９
図に示した従来構成における円筒水槽の組み立て状態を
示す圧力容器、原子炉格納容器および円筒水槽の断面図
である。 １……原子炉シールド、２……原子炉圧力容器、３……
原子炉格納容器 ４、４ａ、４ｂ……分割円筒、１０……溝、１２……樹
脂、２０……受け皿部 ２１……受け皿係合リング ２２……ベロー、２３……鋸状部

フロントページの続き (72)発明者 滝本 義範 広島県呉市宝町６番９号 ハブコツク日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 吉田 邦緒 広島県呉市宝町６番９号 ハブコツク日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 浜本 昇 広島県呉市宝町６番９号 ハブコツク日立 株式会社呉工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】解体すべき原子炉圧力容器と、この圧力容
   器の周囲に形成した原子炉格納容器との間に円筒水槽を
   配置し、圧力容器解体時にこの円筒水槽内に水張りする
   ようにした廃炉解体用円筒水槽において、 前記円筒水槽を複数の円筒に分割し、各分割円筒の上部
   端縁付近に環状の溝部を形成して、その溝部にシール材
   を注入し、 圧力容器の下部側から各分割円筒を積み上げることによ
   り、圧力容器を収納する円筒水槽を構成するとともに、 前記溝部と上側の分割円筒の下部とを係合したことを特
   徴とする廃炉解体用円筒水槽。
2. 【請求項２】前記環状の溝部が受け皿部から構成され、
   その受け皿部に係合される分割円筒の下部に受け皿部対
   応リングが形成され、 その受け皿部対応リングが前記受け皿部にシー材を介し
   て係合されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の廃炉解体用円筒水槽。
3. 【請求項３】前記受け皿部及び受け皿部対応リングを略
   漏斗状に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   （２）項記載の廃炉解体用円筒水槽。
4. 【請求項４】最上段に位置する分割円筒の側壁の少なく
   とも一部にベローが設けられ、このベローにより円筒水
   槽の上端部を前記原子炉格納容器の上端部と対応させる
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の廃炉解体用円筒水槽。
5. 【請求項５】最下段に位置する分割円筒の下部端縁を鋸
   歯状に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の廃炉解体用円筒水槽。