「常陽」MK-III冷却系改造工事-工事管理とプラント管理-

JOYO MK-III Modification work on heat transport system; Work plan and plant control

礒崎 和則 ; 市毛 聡 ; 大嶋 淳; 川原 啓孝 ; 芦田 貴志 ; 齊藤 隆一; 住野 公造 

Isozaki, Kazunori; not registered; Oshima, Jun; not registered; Ashida, Takashi; Saito, Takakazu; Sumino, Kozo

高速実験炉「常陽」では、照射能力の高度化に向けたプロジェクト(MK-III)を進めている。MK-III計画では、炉心の高速中性子束を高めることで熱出力がMK-II炉心の100MWtから140MWtに増大する。冷却系除熱能力を高めるためのMK-III冷却系改造工事実施内容は、主中間熱交換器(IHX)の交換、主冷却器(DHX) の交換、IHX及びDHX接続配管の交換、1次及び2次主循環ポンプモーターの交換である。既存プラントにおける限られたスペースでの大型ナトリウム機器の交換、原子炉に燃料を装荷並びにナトリウムを充填した状態での工事、 1次冷却系では高放射線線量率環境での放射化されたナトリウム取扱作業等、世界でもほとんど経験のないものであった。このため、従来の「常陽」における運転・保守に関する知見、関連するナトリウム取扱技術に関する研究開発成果、先行して実施されたナトリウムを用いた研究開発施設における経験等を参考にしつつ、工事体制、実施方法、安全管理事項を定め工事に着手した。MK-III冷却系改造工事にてその有効性を確認した手法を下記に示す。1)要素モデル及びフルモックアップによる最適作業要領の選定及び作業員に対する訓練による作業時間の短縮化と高線量率域での作業の低減、仮設遮へい体の使用による作業場所の雰囲気線量率の低減による被ばく線量の低減、また、シールバック使用による汚染拡大防止。2)ナトリウムバウンダリを開放する作業におけるシールバックの使用とシールバック内の酸素濃度管理、系統内カバーガス中の窒素濃度管理、極低圧でのカバーガス圧力制御による系統への酸素混入量の抑制。3)系統内への切粉混入防止のためのバイトによる切削及びシールバック内でのローラーカッターによる押切り、系統内への治工具落下防止策による異物混入の防止。4)機械的Na掻き出しとアルコール水によるNaの除去によるNa残留量の低減化。5)構造解析による配管切断時のコールドスプリングの解放評価、仮設サポートによる配管切断後の既設配管移動防止、材料試験による数十年使用した旧配管と新配管溶接部の構造健全性の確認によ工事時の健全性確保。6)配管溶接時におけるバックシールガスに用いる系統内カバーガスの低圧化、残留Naの除去とNa残存部の温度関しによる作業安全性の向上。これらの手法により、冷却系改造工事は平成12年10月30日に開

The MK-III Project to improve the irradiation capability of the experimental fast reactor JOYO have been in underway since 1987. The increase of fast neutron flux and the enlargement of that field increase the reactor thermal rate from 100MWt To 140MWt. To increase cooling capacity of heat transport system, intermediate heat exchangers (IHXs), dump heat exchangers (DHXs), piping connecting to IHXs and DHXs, main motors on Primary and secondary main circulation pumps were replaced. The replacement of these large components was carried out under following hard conditions. (1)Limitation of work space, (2)Fuel subassembly and melten sodium in the reactor vessel, (3)high radiation circumstances for primary cooling system, (4)treatment of radioactive sodium (radioactive sodium and corrosion product such as CO, Mn). There are little experiences of this kind of work in the world. Therefore the organization, workmg plan and safety management points were carefully examined and established, based on the previous experience of JOYO operation and maintenance, research and development results of safety treatment of sodium, experience of previous work on sodium facilities. Following sresults were obtained and effectiveness was confirmed in the work. (1)Development of most suitable working plan derived from elements and full size mock up experiments, reduction of exposure time by workers training, reduction of radiation dose by installation of temporal radiation shielding were useful to reduce radiation dose. The usage of seal bag was useful to prevent the contamination spreading over. (2)The usage of seal bag, oxygen concentration monitoring in the seal bag, nitrogen concentration monitoring in the cooling system cover gas, low pressure control of cover gas were useful to reduce the inflow of oxygen to cooling system. (3)The bite cutting method for piping in air and press down cuttmg by roller cutter in the seal bag to prevent inflow of cutting piece, ...