JP2001051091A - 原子炉格納容器の水中溶接加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】サプレッションチェンバ内の除染、溶接、切断
作業、非破壊検査等に関し、サプレッションプール水中
での作業による除染、溶接、切断、異物吸引、水処理、
非破壊検査工事等を行うことにより、定検日数の短縮、
コストの低減が図れ、それに合わせて任意の工事範囲及
び工事計画が可能な原子炉格納容器の水中溶接加工法を
提供する。 【解決手段】原子力発電所におけるサプレッションチェ
ンバ３内のサプレッションプール６の水位を維持したま
ま、サプレッションプール６内の透明度改善および除染
を行う。この後、潜水士１２によるサプレッションプー
ル６の水中作業により、サプレッションプール内構造
物、配管類、機器もしくは配管サポート類、またはサプ
レッションチェンバ本体の溶接を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所にお
けるメンテナンス技術に係り、特に原子炉格納容器サプ
レッションプール水中に没水している構造物、配管類、
機器もしくは配管サポート類、またはサプレッションチ
ェンバ本体の溶接および切断作業を対象とする原子炉格
納容器の水中溶接加工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所の原子炉建屋には、原子炉
一次系の万一の破損事故に際し、炉心から露出した放射
線物質を系内に封じ込め、外部に放射線を放出させない
ように原子炉格納容器を設けている。

【０００３】沸騰水型原子炉の原子炉格納容器はすべて
圧力抑制式で、このような沸騰水型原子炉の原子炉格納
容器はドライウェルおよびサプレッションチェンバを備
えた構成となっている。ドライウェルには原子炉圧力容
器、再循環系機器配管、蒸気系配管、弁等原子炉圧力バ
ウンダリに属する設備のほか、原子炉圧力容器基礎台
（ペデスタル）、遮へい等の格納容器内部構造物、空調
設備が収納され、サプレッションチェンバには、蒸気凝
縮させるために、水が張られており、内部構造物とし
て、ベント管、ベント管ブレーシング、ダウンカマ、プ
ラットフォーム、ラダー等が収納されている。

【０００４】図４はこのような沸騰水型原子炉の原子炉
格納容器の一例を示す概略断面図である。原子炉格納容
器１はドライウェル２とサプレッションチェンバ３とを
備え、ドライウェル２の内部中央には原子炉圧力容器基
礎台（ペデスタル）４に支持されて原子炉圧力容器５が
設置される。また、サプレッションチェンバ３内にはサ
プレッションプール６が設けられ、このサプレッション
プール６には常時水が張られている。

【０００５】ドライウェル２とサプレッションチェンバ
３とはベント管７で連通している。このベント管７はサ
プレッションチェンバ３内でダウンカマ８に接続され、
このダウンカマ８は先端部でサプレッションプール６の
プール水中に開口している。

【０００６】図５は図４とは別の型式の沸騰水水型原子
炉の原子炉格納容器を示す概略断面図である。この原子
炉格納容器１もドライウェル２とサプレッションチェン
バ３とを備え、ドライウェル２の内部中央には原子炉圧
力容器基礎台（ペデスタル）４に支持されて原子炉圧力
容器５が設置される。また、サプレッションチェンバ３
内にはサプレッションプール６が設けられ、このサプレ
ッションプール６には常時水が張られている。

【０００７】ドライウェル２とサプレッションチェンバ
３とはベント管７で連通し、このベント管７は先端部で
サプレッションチェンバ３内のサプレッションプール６
水中に開口している。なお、サプレッションチェンバ３
内には、ベント管ブレーシング９、プラットフォーム１
０、ラダー１１等が収納されている。

【０００８】これら図４および図５に示したサプレッシ
ョンチェンバ３は鋼板を使用して構成されており、この
鋼板は設計上腐れ代を取っていないため、耐食性、耐水
性および耐除染性の観点から鋼板面に塗装を施してい
る。

【０００９】従って、サプレッションチェンバ３の鋼板
に塗布されている塗膜が寿命に達する前にサプレッショ
ンプール水を全排水し、鋼板面及び内部構造物の除染を
プール水の排水と同時進行で実施後、足場の設置、旧塗
膜の除去、再塗装を実施している。

【００１０】この場合、旧塗膜の除去後に鋼板面の腐食
による局部的な減肉が発見されたときには、鋼板面への
肉盛り溶接や溶接後の非破壊検査を実施し、その後再塗
装、足場の撤去等を行い、工事を完了している。また、
内部構造物、配管類、または機器もしくは配管サポート
類の撤去や取替え工事の必要性が発生した場合について
も、サプレッションプール水を全排水した後、除染し、
その後に足場を設置して気中での切断作業あるいは溶接
作業、溶接後の非破壊検査等を実施している。前記のい
ずれの場合においても、サプレッションプール水を全排
水した大掛かりな工事となり、大幅な工期及びコストが
必要となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述したサプレッショ
ンチェンバ３の鋼板および内部構造物、配管類、または
機器もしくは配管サポート類への溶接や切断作業を伴う
工事は、サプレッションチェンバ３からの水抜きを行
い、除染工事、足場設置工事、溶接や切断工事、溶接部
非破壊検査、作業足場撤去工事等を実施していた。

【００１２】しかしながら、サプレッションチェンバ３
からの水移送に伴う多大な作業量と期間、コスト増、被
ばく量のアップにつながるという課題があった。

【００１３】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、サプレッションチェンバ内の除
染、溶接、切断作業、非破壊検査等に関し、サプレッシ
ョンプール水中での作業による除染、溶接、切断、異物
吸引、水処理、非破壊検査工事等を行うことにより、定
検日数の短縮、コストの低減が図れ、それに合わせて任
意の工事範囲及び工事計画が可能な原子炉格納容器の水
中溶接加工法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、請求項１の発明では、原子力発電所におけるサプ
レッションチェンバ内のサプレッションプールの水位を
維持したまま、前記サプレッションプール内の透明度改
善および除染を行い、前記サプレッションプールの水中
作業により、前記サプレッションプール内構造物、配管
類、機器もしくは配管サポート類、またはサプレッショ
ンチェンバ本体の溶接を行うことを特徴とする原子炉格
納容器の水中溶接加工法を提供する。

【００１５】本発明によれば、長い工期、高いコスト、
多量の廃棄物、作業員の多量の放射線被ばくを伴うサプ
レッションプール水抜き状態における溶接作業を伴う工
事を実施しなくても良く、また、任意の工期に合わせて
作業計画ができる。

【００１６】請求項２の発明では、請求項１記載の原子
炉格納容器の水中溶接加工法であって、サプレッション
プール内の構造物、配管類、機器もしくは配管サポート
類、またはサプレッションチェンバ本体の溶接後の非破
壊検査を、サプレッションプールでの水中作業により行
うことを特徴とする原子炉格納容器の水中溶接加工法を
提供する。

【００１７】本発明によれば、水中除染、溶接作業後に
併せて水中にて実施することにより作業員の放射線被ば
く量を低減することができる。

【００１８】請求項３の発明では、請求項１記載の原子
炉格納容器の水中溶接加工法であって、サプレッション
プールでの水中作業により、サプレッションプール内構
造物、配管類、または機器もしくは配管サポート類の切
断作業を行うことを特徴とする原子炉格納容器の水中溶
接加工法を提供する。

【００１９】本発明によれば、長い工期、高いコスト、
多量の廃棄物、作業員の多量の放射線被ばくを伴うサプ
レッションプール水抜き状態における溶接作業を伴う工
事を実施しなくても良く、また、任意の工期に合わせて
作業計画ができる。

【００２０】請求項４の発明では、請求項３記載の原子
炉格納容器の水中溶接加工法であって、サプレッション
プールでの水中作業により、サプレッションプール内構
造物、配管類、または機器もしくは配管サポート類の切
断作業を、溶断にて行うことを特徴とする原子炉格納容
器の水中溶接加工法を提供する。

【００２１】本発明によれば、請求項３記載の発明の効
果と同様、長い工期、高いコスト、多量の廃棄物、作業
員の多量の放射線被ばくを伴うサプレッションプール水
抜き状態の溶断作業を伴う工事を実施しなくても良く、
また、任意の工期に合わせて作業計画ができる。

【００２２】請求項５の発明では、請求項１から４まで
のいずれかに記載の原子炉格納容器の水中溶接加工法で
あって、溶接もしくは切断作業に際し、溶接もしくは切
断作業時に発生するスラグ、煙、ガス等の異物もしくは
前記異物が溶解したサプレッションプール水を、回収処
理装置により回収することを特徴とする原子炉格納容器
の水中溶接加工法を提供する。

【００２３】本発明によれば、水中に異物を拡散させず
溶接・切断作業を実施することができる。

【００２４】請求項６の発明では、請求項５記載の原子
炉格納容器の水中溶接加工法であって、回収処理装置と
して、回収治具、回収ホース、気水分離器、回収ポンプ
および異物処理装置を備えた構成のものを使用し、前記
回収治具にて回収した異物および気泡を含んだプール水
を、前記気水分離器で気泡とプール水とに分離し、これ
により異物を含んだプール水を異物処理しするととも
に、浄化されたプール水を再度サプレッションプールに
戻すことで連続的に異物を回収とすることを特徴とする
原子炉格納容器の水中溶接加工法を提供する。

【００２５】本発明によれば、回収治具にて回収した異
物および気泡を含んだプール水を気水分離器で気泡とプ
ール水とに分離し、異物を含んだプール水を異物処理
し、浄化されたプール水を再度サプレッションプールに
戻すことで連続的に異物を回収することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１から図３を参照して説明する。なお、適用する原
子炉格納容器などについては図４および図５をそのまま
参照する。

【００２７】本実施形態では、予めサプレッションプー
ル６内の水面や水中に浮遊する異物を、水面等に設置し
た図示しない循環ポンプ等によって周辺水とともに回収
してプール水を浄化させ、透明度を改善させる。プール
水が浄化され、十分透明になった段階で、潜水士が水中
作業を開始する。

【００２８】図１は、サプレッションチェンバ３におけ
るサプレッションプール６の潜水士１２による水中除染
除去および溶接作業状況等を示した図である。なお、図
１においては、図を効率よく使用する意味で、複数の潜
水士１２が異なる作業を行う状態を示しているが、これ
らの作業は時を異ならせて行うものである。

【００２９】図１に示すように、潜水士１２の一人１２
ａは、例えば回転ブラシ２１を携えてサプレッションプ
ール６に潜水する。回転ブラシ２１は可撓性のバキュー
ムホース２２を介して、サプレッションプール６の水面
上に設けられた吸引ポンプ２３と接続されており、この
回転ブラシ２１は水中移動自在である。吸引ポンプ２３
はプラットフォーム上に設けられた図示しない水処理装
置と接続され、サプレッションプール６の底部内面に堆
積した異物を周辺水とともに吸引する。そして、図示し
ない水処理装置で異物と周辺水とが固液分離され、浄化
された水は、サプレッションプール６に戻され、異物
は、図示しない異物回収槽に回収される。これによりサ
プレッションプール６の底部浄化等により、サプレッシ
ョンチェンバ３内の底板部分あるいは水中据付機器等が
監視カメラ等によって明確に観察できるようになる。

【００３０】また、他の潜水士１２（１２ｂ）は、サプ
レッションプール６内の構造物、配管類、機器もしくは
配管サポート類、またはサプレッションチェンバ３本体
への水中溶接作業を行う。すなわち、潜水士１２ｂは溶
接装置１３を携え、予め図示しない監視カメラその他の
等の検査装置で確認した所要部分に対して溶接を行う。
なお、溶接用のワイヤ等は例えばホース２４を介し、プ
ラットフォーム１０上の補助者２５により支援され、ま
た、溶接用電源等は図示していないが、サプレッション
チェンバ３の外側近傍に位置に配設される。

【００３１】このように、サプレッションチェンバ３内
のサプレッションプール６の水位を維持したままの状態
で、潜水士１２によるサプレッションプール６の浄化作
業や、溶接作業を行う工法を採用することにより、長い
工期、高いコスト、多量の廃棄物、作業員の多量の放射
線被ばくを伴うサプレッションプール水抜き状態におけ
る溶接作業を伴う工事を省略することができ、また、任
意の工期に合わせた作業計画が行えるようになる。

【００３２】次に、サプレッションチェンバ３の水中溶
接後の検査形態を図２に基づき説明する。

【００３３】図２は、サプレッションチェンバ３におけ
るサプレッションプール６の潜水士１２による、水中溶
接作業後の非破壊検査状況を示した図である。

【００３４】図２において、潜水士１２が非破壊検査装
置１４を持ち、非破壊検査を行う。すなわち、予め行わ
れたサプレッションプール６中の浮遊異物及び構造物、
配管類、機器・配管サポート類若しくはサプレッション
チェンバ本体に付着または堆積している異物の除去作
業、構造物、配管類、機器・配管サポート類若しくはサ
プレッションチェンバ本体への溶接作業を実施後、潜水
士１２が水中で非破壊検査装置１４を使用することによ
り、水中にて溶接後の非破壊検査を行う。

【００３５】このような工法を採用することにより、水
中除染や、溶接作業の後に、水中にて溶接部等の検査を
実施することにより、能率よく、かつ作業員の放射線被
ばく量を低減する状態で作業を行うことができる。

【００３６】また、サプレッションチェンバ３の潜水士
１２による、切断作業状況について説明する。この場合
には、図１または図２において、潜水士１２が溶接装置
１３または非破壊検査装置１４の代わりに図示しない切
断装置に持ちかえ、サプレッションプール６内の構造
物、配管類、機器・配管サポート類の切断作業を行う。

【００３７】このような工法を採用することにより、長
い工期、高いコスト、多量の廃棄物、作業員の多量の放
射線被ばくを伴うサプレッションプール水抜き状態にお
ける切断作業を伴う工事を省略することができ、また、
任意の工期に合わせた作業計画ができる。

【００３８】なお、切断装置としては、図示しない溶断
装置を用いて前記と同様の作業を行うことができる。こ
れにより、サプレッションチェンバ３の水中溶断を行
い、前記同様、長い工期、高いコスト、多量の廃棄物、
作業員の多量の放射線被ばくを伴うサプレッションプー
ル水抜き状態における溶断作業を伴う工事を省略するこ
とができ、また、任意の工期に合わせた作業計画ができ
る。

【００３９】次に、サプレッションチェンバ３の内壁等
についての具体的な水中溶接・切断（溶断）工法の実施
形態を図３に基づき説明する。

【００４０】図３は、サプレッションチェンバにおける
水中溶接・切断工法のシステムおよび装置構成を示した
図である。

【００４１】この図３に示す例では、溶接・切断作業
を、より具体的に行う状態を示しており、この時に発生
するスラグ、煙、ガス等の異物若しくは異物が溶解した
サプレッションプール水を、回収治具１５により回収す
る。

【００４２】すなわち、プール水中の溶接部位からその
水上に向って導かれる回収ホース１６、水面またはその
上方位置に設置される気水分離器１７、回収ポンプ１８
および異物処理装置１９等を使用する。また、浄化され
るプール水を再度サプレッションプール６に戻すように
して、連続的に異物を回収可能とする。

【００４３】詳述すると、溶接棒１３ａ、溶接機本体１
３ｂおよび溶接電源ケーブル１３ｃにより構成された溶
接装置１３にて、例えばサプレッションプール６本体に
設置されている配管サポート類２０を溶接する。この場
合、溶接装置１３は、図示しない潜水士により把持操作
される。また、回収ポンプ１８、異物処理装置１９等
は、図示しない吊上装置または図示しない基台によって
支持される。回収治具１５は溶接部を囲んで上下左右等
に分離した構成、または一体に構成され、サプレッショ
ンプール壁に着脱可能に取付けられる。この溶接の際に
発生するスラグ、煙、ガス等の異物もしくはその異物が
溶解したサプレッションプール水を、回収治具１５に設
けた回収口１６ａを介して回収ホース１６により吸収す
る。

【００４４】すなわち、回収治具１５と回収ポンプ１８
との間に設けた気水分離器１７にて、回収治具１５から
気水分離器１７までに溜まる可能性のある、溶接作業時
に発生するスラグ、煙、ガス等の異物若しくは異物が溶
解したサプレッションプール水を、回収ポンプ１８およ
び異物処理装置１９を介して浄化する。そして、プール
水を再度サプレッションプール６に戻すことで、連続的
に異物を回収するものである。

【００４５】このような工法を採用することにより、水
中に異物を拡散させず、水中溶接または溶断作業を実施
することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上で説明したように、本発明に係る原
子炉格納容器の水中溶接加工法によれば、長い工期、高
いコスト、多量の廃棄物、作業員の多量の放射線被ばく
を伴うサプレッションプール水抜き状態における溶接ま
たは切断作業等を伴う工事の省略が可能となり、また任
意の工期に合わせて作業計画が行え、工程短縮、コスト
低減等の優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による作業状況を示す説明
図。

【図２】前記実施形態における他の作業状況を示す説明
図。

【図３】前記実施形態における水中溶接、切断作業時の
異物回収システム構成を示す説明図。

【図４】沸騰水型原子炉の原子炉格納容器を示す概略断
面図。

【図５】沸騰水型原子炉の他の原子炉格納容器を示す概
略断面図。

【符号の説明】

１ 原子炉格納容器 ２ ドライウェル ３ サプレッションチェンバ ４ 原子炉圧力容
器基礎台（ペデスタル） ５ 原子炉圧力容器 ６ サプレッショ
ンプール ７ ベント管 ８ ダウンカマ ９ 原子炉建屋 １０ プラットフ
ォーム １１ ラダー １２ 潜水士 １３ 溶接装置（切断・溶断装置） １４ 非破壊検査
装置 １５ 回収治具 １６ 回収ホース １７ 気水分離器 １８ 回収ポンプ １９ 異物処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 政志 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 佐田 康二 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 星野 真一 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 神田 英雄 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 Ｆターム(参考） 2G002 AA03 EA11 EA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子力発電所におけるサプレッションチ
   ェンバ内のサプレッションプールの水位を維持したま
   ま、前記サプレッションプール内の透明度改善および除
   染を行い、前記サプレッションプールの水中作業によ
   り、前記サプレッションプール内構造物、配管類、機器
   もしくは配管サポート類、またはサプレッションチェン
   バ本体の溶接を行うことを特徴とする原子炉格納容器の
   水中溶接加工法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の原子炉格納容器の水中溶
   接加工法であって、サプレッションプール内の構造物、
   配管類、機器もしくは配管サポート類、またはサプレッ
   ションチェンバ本体の溶接後の非破壊検査を、サプレッ
   ションプールでの水中作業により行うことを特徴とする
   原子炉格納容器の水中溶接加工法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の原子炉格納容器の水中溶
   接加工法であって、サプレッションプールでの水中作業
   により、サプレッションプール内構造物、配管類、また
   は機器もしくは配管サポート類の切断作業を行うことを
   特徴とする原子炉格納容器の水中溶接加工法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の原子炉格納容器の水中溶
   接加工法であって、サプレッションプールでの水中作業
   により、サプレッションプール内構造物、配管類、また
   は機器もしくは配管サポート類の切断作業を、溶断にて
   行うことを特徴とする原子炉格納容器の水中溶接加工
   法。
5. 【請求項５】 請求項１から４までのいずれかに記載の
   原子炉格納容器の水中溶接加工法であって、溶接もしく
   は切断作業に際し、溶接もしくは切断作業時に発生する
   スラグ、煙、ガス等の異物もしくは前記異物が溶解した
   サプレッションプール水を、回収処理装置により回収す
   ることを特徴とする原子炉格納容器の水中溶接加工法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の原子炉格納容器の水中溶
   接加工法であって、回収処理装置として、回収治具、回
   収ホース、気水分離器、回収ポンプおよび異物処理装置
   を備えた構成のものを使用し、前記回収治具にて回収し
   た異物および気泡を含んだプール水を、前記気水分離器
   で気泡とプール水とに分離し、これにより異物を含んだ
   プール水を異物処理しするとともに、浄化されたプール
   水を再度サプレッションプールに戻すことで連続的に異
   物を回収とすることを特徴とする原子炉格納容器の水中
   溶接加工法。