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高速実験炉「常陽」における原子炉容器内保守・補修技術開発; 変形したMARICO-2試料部の回収装置の開発と原子炉容器内からの試料部回収作業

Inspection and repair techniques in reactor vessel of the experimental fast reactor JOYO; Development of devices for retrieving bent MARICO-2 subassembly and completion of retrieval work

芦田 貴志; 中村 俊之*; 伊東 秀明

Ashida, Takashi; Nakamura, Toshiyuki*; Ito, Hideaki

高速実験炉「常陽」では、2007年5月に照射試験を終えた計測線付実験装置(MARICO-2)の試料部を原子炉容器内での切り離しに失敗した状態で回転プラグを回転し、MARICO-2の試料部を損傷・変形させ、変形した試料部との干渉により炉心上部機構を損傷させる結果となった。「常陽」の復旧に向けて損傷した炉心上部機構を交換し、MARICO-2試料部を回収することとしたが、MARICO-2試料部については、変形しているうえにハンドリングヘッドが欠損していることから、通常の取扱い手順・経路で回収することができないことが炉内観察により判明した。このため、専用の装置類を新たに設計・製作してMARICO-2試料部を回収することとした。MARICO-2試料部を回収するための装置は、試料部の変形形状に対応した把持機構、回収軌道を調整するためのパンタグラフ機構や落下防止機構を装備したガイド管、収納キャスクとなる試料部回収装置等で構成される。これらの装置の設計については、原子炉容器外での部分的な要素試験及び装置全体のモックアップ試験を実施するとともに原子炉容器内における機能確認等で妥当性の確認を実施した。MARICO-2試料部は2014年9月に回収装置等を用いて、原子炉容器内から成功裏に取り出され、照射後試験のためのホットセル施設に搬送された。これらの装置は、回収作業においてナトリウム冷却型高速炉の実際の環境条件の下で期待される種々の性能をすべて実証することができた。

In the experimental fast reactor Joyo, the disconnecting of an irradiation test subassembly MARICO-2 (Material Testing Irradiation Rig with Temperature Control) from its holding mechanism was conducted in May 2007. After the operation, the rotating plug was rotated despite the fact that the test subassembly was not disconnected completely. Consequently, top of wrapper tube of the MARICO-2 subassembly was bent onto the in-vessel storage rack. Since the overhanging part of the subassembly was in the height in which contacts with the upper core structure, it had damaged the bottom surface of the upper core structure. As the result, it was necessary to replace the damaged upper core structure and to retrieve the bent MARICO-2 subassembly for Joyo restart. Retrieval devices for MARICO-2 subassembly consist of a gripper mechanism to lift subassembly together with transfer pot, a guide tube built-in a pantograph mechanism to adjust lifting axis and safety mechanisms to prevent or mitigate falling of MARICO-2 subassembly, a retrieval cask and so on. Design of the retrieval devices have been verified in ex-vessel partial or full-scale mock-up tests and in-vessel function tests. In 2014, MARICO-2 subassembly was successfully retrieved from the reactor vessel by applying these retrieval devices. Then, retrieved subassembly was transported to a hot-cell facility for post-irradiation examinations. Devices have demonstrated expected performance under the actual environmental conditions of a sodium cooled fast reactor. This is a synthetic report about the retrieval work of the deformed and irradiated test subassembly in Joyo. This report includes the detail design and fabrication of the special retrieval device, results of tests for confirmation including the mock-up tests in manufacturer's factory, and results of MARICO-2 retrieval work from the reactor vessel.

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