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発明の名称 サプレッションチェンバのメンテナンス方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−198839(P2007−198839A)
公開日 平成19年8月9日(2007.8.9)
出願番号 特願2006−16338(P2006−16338)
出願日 平成18年1月25日(2006.1.25)
代理人 【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール特許業務法人
発明者 菅野 正広 / 大坂 雅昭
要約 課題
本発明は、部分的な補修塗装作業を毎年のように繰り返し実施することなく、S/Cの塗装面の保全を図ることができるサプレッションチェンバのメンテナンス方法を提供することを目的とする。

解決手段
本発明は、プール水が溜った状態でサプレッションチェンバの水没面の補修塗装を行うサプレッションチェンバのメンテナンス方法において、サプレッションチェンバ内の沈殿物や壁面に付着する付着物を除去する沈殿付着物除去工程と、沈殿付着物除去工程後にプール水を吸引加圧して壁面に噴射するウォータジェット洗浄工程と、ウォータジェット洗浄工程後に塗料を壁面に塗装する塗装工程とを有することを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
プール水が溜った状態でサプレッションチェンバの水没面の補修塗装を行うサプレッションチェンバのメンテナンス方法において、
前記サプレッションチェンバ内の沈殿物や壁面に付着する付着物を除去する沈殿付着物除去工程と、
前記沈殿付着物除去工程後に前記プール水を吸引加圧して前記壁面に噴射するウォータジェット洗浄工程と、
前記ウォータジェット洗浄工程後に塗料を前記壁面に塗装する塗装工程とを有することを特徴とするサプレッションチェンバのメンテナンス方法。
【請求項2】
プール水が溜った状態でサプレッションチェンバの水没面の補修塗装を行うサプレッションチェンバのメンテナンス方法において、
前記サプレッションチェンバ内の沈殿物や壁面に付着する付着物を除去する沈殿付着物除去工程、
前記沈殿付着物除去工程後に前記プール水を加圧して前記壁面に噴射するウォータジェット洗浄工程と、
前記ウォータジェット洗浄工程後またはウォータジェット洗浄工程と併せて前記壁面の保存状態を検査する壁面検査工程と、
前記壁面検査工程で検知された損傷部の切削加工工程と、
前記切削加工工程後または切削加工工程と前記壁面に塗装する塗装工程とを有することを特徴とするサプレッションチェンバのメンテナンス方法。
【請求項3】
請求項1または2に記載されたサプレッションチェンバのメンテナンス方法において、
前記各工程をダイバまたはロボットあるいはダイバおよびロボットで実行することを特徴とするサプレッションチェンバのメンテナンス方法。
【請求項4】
請求項2に記載したサプレッションチェンバのメンテナンス方法において、
前記切削加工工程ではグラインダ、ワイヤブラシを含めた切削加工具を用いることを特徴とするサプレッションチェンバのメンテナンス方法。
【請求項5】
請求項1に記載したサプレッションチェンバのメンテナンス方法において、
前記沈殿付着物除去工程ではプール水に浮遊する浮遊物の除去も含むことを特徴とするサプレッションチェンバのメンテナンス方法。
【請求項6】
請求項1に記載したサプレッションチェンバのメンテナンス方法において、
前記プール水の加圧に高圧ポンプを、ウォータジェットの噴射にウォータジェット噴射ガンを使用したことを特徴とするサプレッションチェンバのメンテナンス方法。
【請求項7】
請求項1に記載したサプレッションチェンバのメンテナンス方法において、
前記沈殿付着物除去工程で用いる沈殿付着物除去の吸い込みストレーナ、吸い込み用の水中ポンプ、沈殿付着物除去の水中ポンプは、前記プール水中に水没させた状態で使用することを特徴とするサプレッションチェンバのメンテナンス方法。
【請求項8】
請求項1に記載したサプレッションチェンバのメンテナンス方法において、
前記塗装工程では、塗布する塗料を送る塗料ポンプ、ハケないし塗装用のローラを含む塗布具、塗料の供給を制御する塗料供給制御手段を用いることを特徴とするサプレッションチェンバのメンテナンス方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、原子力発電所のサプレッションチェンバのメンテナンス工法に関する。
【背景技術】
【0002】
原子力発電プラントには、万一の事態に際しても常に確実に安全性を保持するための装備が幾重にも施されている。特に沸騰水型原子力発電プラントでは、格納容器にサプレッションチェンバ(S/C:Suppression Chamber)が装備されている。
【0003】
このS/Cは、水を蓄えた一種の容器で、万一、原子炉の一次冷却系の破損事故により、原子炉格納容器内で大量の蒸気漏洩が発生した場合、その蒸気をS/C内の水中に噴出することで凝縮させ、一時的に発生する格納容器内の圧力上昇を抑制する働きをするものである。
【0004】
そして、このS/Cとして従来から用いられている形式にMark1型があり、これは図5に示すように、ドーナツ型の容器からなるS/C1を用い、これがベント管36により原子炉格納容器37に接続されているもので、原子炉格納容器37の中に原子炉圧力容器38が収容されているものである。
【0005】
また、他の形式としてMark2型があり、これは図6に示すように、原子炉格納容器37の下部に設置され、原子炉格納容器内と排気管39で連結された円筒形の容器からなるS/C1で構成されているもので、機能的には図5の場合と同様である。
【0006】
ところで、このS/Cは、通常、炭素鋼で作られる。30年以上の耐用年数を維持するため、その内表面(内壁面)を亜鉛保護材で覆い、更に、この保護材の表面にエポキシ系塗料による膜(塗膜)が施される。
【0007】
ところが、このS/C内面の塗装は、経年劣化により局部的に亜鉛保護材面から剥離を生じ、ブリスタと呼ばれる凸状の膨らみが発生することがあり、このまま放置すると、やがて、そこに破損が生じ、亜鉛保護材に直接、水が接触した状態になると腐食が進んでしまう。
【0008】
そこで、このS/Cについては、予防保全の観点から、約10年を目途に点検と補修塗装を実施し、破損したブリスタを発見した場合、それを削除し、その後、部分的に補修塗装を実施する必要がある。
【0009】
ここで、このS/C内壁面の塗膜検査と補修には、S/C内の水を抜いた後、人手により補修塗装作業をする方法が従来から用いられているが、S/Cに水を張った状態のままダイバにより作業する方法も提案されている(非特許文献1)/(特許文献1)。
【0010】
【非特許文献1】Charles O. Stuart :「Underwater coating repair cuts nuclear maintenance costs」,Power Engineering VOL.97, No.7, pp.31−34,(1993)
【特許文献1】特開2003−255076号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
上記のS/Cに水を張った状態のままダイバが行う補修塗装作業は、あくまでも部分的な補修塗装作業の繰り返しであった。
【0012】
すなわち、ダイバが新たに破損したブリスタの存在有無を確認し、その破損個所を部分的に補修塗装するものである。このため、S/Cの壁面塗装の保全維持には、定期的(例えば1年毎)な検査/補修を繰り返し実施しなければならなく、専門技術を有するダイバに頼るので多くの費用が掛かる。
【0013】
本発明は、上記の問題に対処し、部分的な補修塗装作業を毎年のように繰り返し実施することなく、S/Cの塗装面の保全を図ることができるサプレッションチェンバのメンテナンス方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、プール水が溜った状態でサプレッションチェンバの水没面の補修塗装を行うサプレッションチェンバのメンテナンス方法において、サプレッションチェンバ内の沈殿物や壁面に付着する付着物を除去する沈殿付着物除去工程と、沈殿付着物除去工程後にプール水を吸引加圧して壁面に噴射するウォータジェット洗浄工程と、ウォータジェット洗浄工程後に塗料を壁面に塗装する塗装工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、沈殿付着物除去工程、ウォータジェット洗浄工程により、S/Cの水没した壁面の全面的な再塗装を容易に行うことができる。
【0016】
この再塗装により、損傷が生じる前に全体的に塗り替えられるので、損傷が生じ難く、塗り替補修の頻度を大幅に少なくできる。これにより、S/Cの壁面塗装の保全維持費を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明の実施形態に係わる実施例について図面を引用して説明する。
【0018】
図1及び図2を引用して説明する。
【0019】
S/C1内の補修塗装は概ね次のようにして行われる。
【0020】
(1).S/C(サプレッションチェンバ)1の水没壁面部のスラッジ回収、(2).補修塗料の準備、(3).補修塗装面の表面処理、(4).補修塗料の塗布、(5).補修塗装の検査、の手順で行う。
【0021】
図1は、S/C1の水没壁面部のスラッジ回収及び同時に実施されるプール水2の浄化の説明図である。このスラッジ回収、プール水2の浄化を含めて沈殿付着物除去工程と言う。
【0022】
まず、補修塗装に有害なS/C1の水没壁面部に堆積、沈殿物あるいは付着しているスラッジ及び異物(付着物)を下記の方法にて回収する。ダイバ3が水中にてスラッジ回収治具4を操作し、ホース5及び吸込みストレーナ6を介して、スラッジをプール水2と共に水中ポンプ7にて吸引し、水中フィルタ8にて固液分離し、水はプール水2としてS/C1に戻る。
【0023】
沈殿付着物除去工程では、スラッジ回収治具4、ホース5、吸込みストレーナ6、水中ポンプ7、水中フィルタ8をプール水2内に水没させた状態で行う。これにより、沈殿付着物の除去が水中で行われるので、汚染は空中に拡散しない。
【0024】
このスラッジの回収は、ダイバ3がS/C1の壁面の塗膜面を目視で確認できる程度まで繰り返し実施する。この作業に用いられるスラッジ回収治具4の先端には、回収操作によるS/C1表面の損傷を防止するため、ナイロン製のブラシを設置している。
【0025】
また、水中フィルタ8にはスラッジの集積による放射線線量率の増加を監視するため、水中線量率計9を備えている。また、吸込みストレーナ6、水中ポンプ7及び水中フィルタ8は、吊りロープ12によってキャットウォーク10の手すり11に吊り下げられ保持される。
【0026】
前記スラッジ回収作業と同時に、微小スラッジ回収装置によりS/C1プール水2中を浮遊する微小なスラッジ(浮遊物)も回収する。微小スラッジ回収装置は、前述のスラッジ回収に用いる装置構成からスラッジ回収治具4を除いた構成である。これによりプール水2の浄化が図られ、透明度が改善される。
【0027】
次にS/Cの水没壁面部の洗浄について説明する。
【0028】
この洗浄では図4に示すウォータージェット装置によるウォータージェット洗浄が行われる。このウォータージェット洗浄をウォータージェット洗浄工程と言う。
【0029】
図4に示すように、ウォータージェット装置は、ウォータージェット噴射ガン34、高圧ポンプ31、圧力計32、流量計30、低圧ホース29、高圧ホース33を有する。
【0030】
高圧ポンプ31の運転により、供給水28(プール水)が吸い込まれ、ウォータージェット噴射ガン34からウォータージェット35が噴射される。ウォータージェット35は、ウォータージェット噴射ガン34の引き金を引いたときに噴射される。引き金の引きを止めると、噴射は止む。
【0031】
ウォータージェット35の噴射圧力は強く、S/C1の変形を伴わないものの接着力が低下した塗膜は剥離される程度に調整される。
【0032】
供給水28は低圧ホース29及び流量計30を介して高圧ポンプ31に送られ、高圧ポンプ31により加圧された水が、圧力計32及び高圧ホース33を通ってウォータージェット噴射ガン34に導かれ、ダイバ3の操作によりウォータージェット35として放出される。
【0033】
S/Cの水没壁面部の全域に亘りウォータージェット35の噴射を行う。これにより、破損、損傷した壁面の塗膜は吹き飛んで除去される。古い接着力の劣化した塗膜や接着力の弱い塗膜も吹き飛ばされて除去される。
【0034】
ウォータージェット35の噴射により良く洗浄された壁面は、塗料が良く接着する塗装下地面に仕上がる。
【0035】
この塗装下地面を作るのにウォータージェット35を利用すると、ワイヤブラシを使うのに比べ遥かに能率が良く、S/Cの水没壁面部の全域を短時間(ワイヤブラシに比べ)に洗浄することができる。これにより、S/Cの水没壁面部の全域を容易に塗装できるのである。
【0036】
また、錆の伴う損傷個所には、グラインダ、ワイヤブラシを含む切削加工具を用いて錆びを落とし、塗装下地面を仕上げる。この切削加工具による塗装下地面の仕上を切削加工工程と言う。
【0037】
破損、損傷、錆び等の確認はダイバの目視、または後述するロボットのカメラ等による検査で検知される。この破損、損傷、錆び等を確認する検査を壁面検査工程と言う。この壁面検査工程は、ウォータージェット洗浄工程後またはウォータージェット洗浄工程と一緒に行う。
【0038】
このウォータージェット洗浄では多量の水を使う。プール水2を吸ってS/C(サプレッションチェンバ)1に戻すので、無駄な水の使用にならない。洗浄後の水をS/C(サプレッションチェンバ)1の外に排水しないので、環境に影響を与えない。
【0039】
ウォータージェット35の噴射はプール水2内で行なわれる。S/Cの水没壁面部に衝突して飛散する水しぶきがプール水2内に散る。S/C内の空気中に飛散しないので、空気に与える影響は少ない。
【0040】
ウォータージェット洗浄では、S/Cの水没壁面部に残存する付着物が剥離してプール水2に混入する。沈殿付着物除去工程をウォータージェット洗浄を併せて行なうことにより、プール水が浄化され透明が維持される。ウォータージェット洗浄後に沈殿付着物除去工程を別途行なうことも可能である。
【0041】
ウォータージェット洗浄工程は、沈殿付着物除去工程を実行してS/Cの水没壁面部の沈殿付着物を除去した後に行う。沈殿付着物が混入して濁るプール水の濁り度合いは、沈殿付着物除去工程を踏まないで、ウォータージェット洗浄を実行する場合に比べ格段に少ない。
【0042】
濁りが少ないので、S/Cの水没壁面部の状況を目視しながらウォータージェット洗浄を行なうことができる。破損、損傷、錆び等を確認する壁面検査工程がウォータージェット洗浄をしながら実行できる。
【0043】
次にS/Cの水没壁面部の補修塗料(塗装工程)について図7を引用して述べる。
【0044】
図7に示される塗料押出し式の装置は、塗料を送る塗料ポンプ70、塗料供給ガン71(塗料供給制御手段)、塗料供給ガン71の先に設けられた回転体72、回転体72に設けたハケ73、ホース74を有する。
【0045】
塗料供給ガン71の引き金を引くと、塗料がハケ73に供給され、引き金を放すと塗料の供給が止む。引き金により塗料の供給が制御される。塗料は、塗料ポンプ70に送られ、ホース74、塗料供給ガン71を経てハケ73から流出する。回転するハケ73をS/Cの水没壁面部に押し当てて塗装を行なう。
【0046】
補修の塗料は2液混合のエポキシ系塗料を用いる。2液混合のエポキシ系塗料は、一方が主剤、もう一方が硬化剤からなり、塗布時に両剤を混合して使用する。共に低分子の化合物であるが、混合を行なった時点から、高分子化が始まる。
【0047】
この反応には水も酸素も必要とせず、両者の反応から不要な副産物が発生することはない。また、本塗料は所定の試験基準に合格したものを使用する。
【0048】
所定の試験基準の一例としては、万一の原子炉一次冷却系の破損事故により、原子炉格納容器37内で大量の蒸気漏洩が発生した場合の、S/C1内の温度、圧力、放射線量等の環境条件を模擬した条件下から決定された試験基準である。
【0049】
また塗料は、水に溶けず、S/Cの水没壁面部の金属面に接着する接着成分を混ぜることで、水中塗装が容易に良く行なわれる。
【0050】
上述したように、S/Cの水没壁面部の塗装保全は、水没壁面部の全域をウォータージェット洗浄により良く洗浄し、全体的な塗装を行なう維持の仕方である。
【0051】
この塗装保全は、損傷が生じる前に全体的に塗り替えられるので、損傷が生じ難く、次の塗り替えまで10年程度持つ。部分的な補修を毎年のように繰り返した従来の仕方に比べ、塗り替補修の頻度を大幅に少なくできる。これにより、S/Cの壁面塗装の保全維持費を抑えることができる。
【0052】
先に述べた錆の切削(錆び落とし)と、塗装について更に説明を加える。
【0053】
S/C1水没部の表面処理は、古い塗膜を、S/C1の金属面が露出するまで剥離する。金属面の露出により発錆が進行していくため、塗料の塗布具及び塗装速度に応じて塗膜を剥離する面積を決定する。
【0054】
表面処理に引き続き、表面錆が現れる前に補修塗料を金属面に塗布する。この塗布作業には、ハケまたはローラ、あるいはポンプを利用した塗料押出し式の装置を用いる。塗料塗布後、塗膜を均一にするためにゴムローラやゴム手袋を利用して不連続が無い一定の厚さに仕上げる。
【0055】
塗布する際は、隣接する健全な塗膜にオーバーラップさせて塗布する。塗膜が硬化した後、補修塗装部の検査を行なう。検査では、塗料の状態、膜厚を確認する。前記一連のステップを繰返しながら、S/C1水没部全面の補修塗装を実施する。
【0056】
ダイバの装備及び水中作業に係わるスタッフについて図2を用いて説明する。
【0057】
ダイバ3にはエアホース13を介して、給気装置14から空気が供給される。また、ダイバ3はヘッドライト15を装着し、自身の向く方向を照らすことができる。
【0058】
また、水中作業の映像を映し出し記録するため、ダイバ3は頭部付近に水中ビデオカメラ16を備えている。S/C1の外に居る監視人17は、モニター18を通じて、水中の様子を確認することができる。また、ダイバ3は監視人17と有線電話19を通じて通信することができる。
【0059】
水中作業終了後、ダイバ3はS/C1内に設けられたシャワー設備20で除染できる。図1により示したプール水2内での洗浄/塗装作業と併せてダイバ3の被曝防止をより確実なものとすることが可能となる。
【0060】
気中のスタッフは、ダイバ3から配信される映像の監視及び有線電話19の通信相手となる監視人17、エアホース13等のケーブルを気中でコントロールする気中補助作業員21、水中のダイバ3に万一異常があった場合に救助を行う待機ダイバ22及び水中作業全体を指揮、監督する作業監督者23から構成される。
【0061】
作業全体の仕事量を勘案し、それぞれの装置及びスタッフは複数であっても構わない。
【0062】
ロボットを使った水中作業について図3を引用して説明する。
【0063】
S/C1水没部に堆積しているスラッジ及び異物回収を除く水中作業を水中ロボットにより実施する。(例えば、特開2003−255076号公報を参照)
作業員100は、キャットウォーク10に設置された制御装置26を介して水中ロボット本体24と接続された信号線110で送られてくる映像をモニター25で確認しながら、操作機器27を用いて水中ロボット本体24を操作する。
【0064】
水中ロボット本体24は、S/C1水没部内表面の状況を映像化するためのカメラ、塗膜を剥離するためのドリル、補修塗装のための塗料供給ユニットを搭載している。水中ロボットは、S/C1の大きさ、作業工程等から、必要に応じて複数台が用いられてもよい。
【0065】
なお、S/C1水没部に堆積しているスラッジ及び異物回収は、キャットウォーク10上から、スラッジ回収治具4に棒状の取扱治具を取り付け、作業員が回収作業を行う。
【0066】
また、ダイバとロボットが共同して沈殿付着物除去工程、ウォータジェット洗浄工程、壁面検査工程、切削加工工程、塗装工程を実行することにより、サプレッションチェンバのメンテナンスを効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0067】
【図1】本発明の実施例に係わるもので、スラッジ回収及びプール水浄化(沈殿付着物除去工程)を示す図。
【図2】本発明の実施例に係わるもので、ダイバの装備及び水中作業に係わるスタッフを示す図。
【図3】本発明の実施例に係わるもので、水中ロボットの適用例を示す図。
【図4】本発明の実施例に係わるもので、ウォータージェット装置の構成を示す図。
【図5】本発明が対象とするサプレッションチェンバの一例を示す図。
【図6】本発明が対象とするサプレッションチェンバの他の一例を示す図。
【図7】本発明の実施例に係わるもので、塗料押出し式装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【0068】
1…サプレッションチェンバ(S/C)、2…プール水、3…ダイバ、4…スラッジ回収治具、5…ホース、6…吸込みストレーナ、7…水中ポンプ、8…水中フィルタ、9…水中線量率計、10…キャットウォーク、11…手すり、12…吊りロープ、13…エアホース、14…給気装置、15…ヘッドライト、16…水中ビデオカメラ、17…監視人、18…モニター、19…有線電話、20…シャワー設備、21…気中補助作業員、22…待機ダイバ、23…作業監督者、24…水中ロボット本体、25…モニター、26…制御装置、27…操作機器、28…供給水、29…低圧ホース、30…流量計、31…高圧ポンプ、32…圧力計、33…高圧ホース、34…ウォータージェット噴射ガン、35…ウォータージェット、36…ベント管、37…原子炉格納容器、38…原子炉圧力容器、39…排気管、100…作業員、110…信号線。




 

 


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