高速実験炉「常陽」の原子炉容器内観察・補修技術開発; 炉心上部機構の交換作業

高松 操; 川原 啓孝; 伊藤 裕道; 宇敷 洋; 鈴木 信弘; 佐々木 純; 大田 克; 奥田 英二; 小林 哲彦; 長井 秋則; et al.

日本原子力学会和文論文誌, 15(1), p.32 - 42, 2016/03

https://doi.org/10.3327/taesj.J15.003

高速実験炉「常陽」では、平成19年に「計測線付実験装置との干渉による回転プラグ燃料交換機能の一部阻害」が発生し、原子炉容器内において、計測線付実験装置(以下、MARICO-2(MAterial testing RIg with temperature COntrol 2nd))試料部が炉内ラック内の移送用ポットから突出した状態で変形していること、MARICO-2試料部と炉心上部機構(以下、UCS(Upper Core Structure))の接触により、UCS下面に設置されている整流板等が変形していることが確認された。当該燃料交換機能復旧作業の一環として、「常陽」では、平成26年5月よりUCS交換作業を開始し、同年12月に終了した。高放射線・高温環境のSFRにおける原子炉容器内補修(観察を含む)には、軽水炉にはない技術開発が必要であり、その技術レベルを高め、供用期間中の運転・保守に反映することはSFRの信頼性の向上に寄与することができる。SFRにおけるUCSの交換実績は世界でも数少なく、30年以上使用した原子炉容器内の大型構造物の交換作業の完遂により蓄積された経験・知見は、「常陽」のみならず、SFRにおける原子炉容器内観察・補修技術開発に大きく資するものと期待される。

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; 高速炉における原子炉容器内観察技術開発,2

奥田 英二; 佐々木 純; 鈴木 信弘; 高松 操; 長井 秋則

JAEA-Technology 2015-005, 36 Pages, 2015/03

JAEA-Technology-2015-005.pdf:44.42MB

高速炉における原子炉容器内観察技術は、観察装置等を高温・高放射線・ナトリウム環境といった過酷な条件で使用することから、当該技術の信頼性を担保するために、実機環境下での機能確認が重要な役割を担う。高速実験炉「常陽」では、炉心上部機構嵌合部観察治具を開発し、実機への適用性を確認した。本技術開発を通じて得られた成果を以下に示す。(1)観察画像の画質・鮮明度向上:観察ツールとしてビデオスコープを適用した炉心上部機構嵌合観察治具により、実機環境下において、最小5mmのギャップを明瞭に観察できることを実証した。(2)高線量率・高温環境下におけるビデオスコープの破損防止:耐放射線性・耐熱性に劣るビデオスコープが、高線量率・高温環境下で破損することを防止するため、カバーガスバウンダリを確保した上で、観察時のみに、ビデオスコープを冷却ガスとともに原子炉容器内に挿入する手法を開発し、実機環境下において、当該手法が適切に機能することを実証した。炉心上部機構嵌合部観察治具は、世界的にも例の少ない大規模な炉内補修作業である「炉心上部機構交換作業」において想定されたリスクの回避に資する有用な情報を提供し、当該作業の安全な推進に大きく貢献した。また、ここで蓄積された経験やデータは、稀少な知見として、今後のナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内観察技術の開発に資するものと期待される。

高速実験炉「常陽」の回転プラグ上バウンダリ構成機器の撤去

奥田 英二; 鈴木 寿章; 藤中 秀彰

JAEA-Technology 2013-038, 42 Pages, 2014/01

JAEA-Technology-2013-038.pdf:82.62MB

高速実験炉「常陽」では、計測線付実験装置不具合に起因した燃料交換機能の一部阻害に係るトラブルを一つの契機として、ナトリウム冷却型高速炉における原子炉容器内保守・補修技術の開発及び実機適用経験の蓄積を進めている。本作業は、当該トラブルの復旧措置として実施する炉心上部機構交換作業の際に、干渉物となる燃料交換機孔ドアバルブ、旧ホールドダウン軸駆動箱や炉内検査孔(A)ドアバルブを一時撤去するものである。これらは、「常陽」建設以来30年以上据え付けられている設計上交換することが想定されていないバウンダリ構成機器である。本作業を通じ、原子炉容器カバーガス中の放射能濃度が放射線業務従事者の線量限度内に収まることを条件とした原子炉容器での合理的な保守方策を確立した。具体的には、小回転プラグ上面に仮設グリーンハウスを設け、当該雰囲気を負圧とし、原子炉容器カバーガスに不純物混入を防止する手法を開発した。本作業により蓄積された稀少な経験、知見は、ナトリウム冷却型高速炉における原子炉容器内保守・補修技術に大きく資するものと期待される。

Restoration for damaged components in reactor vessel of the experimental fast reactor Joyo

奥田 英二; 伊藤 主税; 高松 操; 芦田 貴志; 伊東 秀明; 長井 秋則

no journal, , 

高速実験炉「常陽」では、計測線付実験装置であるMARICO-2試料部が原子炉容器内で屈曲し、燃料交換機能を阻害するとともに、炉心上部機構を損傷させたことが確認されている。「常陽」の復旧作業は、(1)旧炉心上部機構のジャッキアップ、(2)旧炉心上部機構の引抜・収納、(3)MARICO-2試料部の回収、(4)新炉心上部機構の装荷のステップで進められる。炉心上部機構の交換やMARICO-2試料部の回収は、あらかじめ想定されたものではないことに加え、高温・高線量等の高速炉特有の作業環境を考慮して実施する必要がある。現在、2014年に計画されている復旧作業に向け、治具類の設計・製作を進めているところであり、本作業の完遂及び蓄積された経験は、「常陽」の復旧のみならず、稀少な知見として、ナトリウム冷却型高速炉における原子炉容器内保守・補修技術開発に大きく資するものと期待される。

ナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内観察・補修技術の開発,9-6; 炉心上部機構交換作業用原子炉容器内観察システムの開発

佐々木 純; 奥田 英二; 鈴木 信弘; 大田 克; 大和田 良平; 高松 操

no journal, , 

供用中のナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内補修作業においては、高温・高線量率・限定されたアクセスルートの制約により、一般的に、ファイバースコープやペリスコープが作業監視や観察に使用される。高速実験炉「常陽」では、過去に炉心上部機構(UCS)嵌合部や旧UCS下面の観察にファイバースコープを適用しているが、UCS交換作業の成立には、画質・鮮明度の向上が必要不可欠であった。UCS交換作業における観察・監視に供するため、「常陽」では、ビデオスコープを用いた「UCS嵌合部観察装置」及び耐放射線カメラを用いた「旧UCS下面・案内スリーブ観察装置」で構成される原子炉容器内観察システムを開発した。本システムの適用により、画質・鮮明度が向上した原子炉容器内観察・監視を実現し、UCS交換作業の安全な推進に大きく貢献するとともに、高速炉の原子炉容器内観察・補修技術開発に資する稀少な経験を蓄積した。

高速実験炉「常陽」における原子炉容器内補修技術の開発、炉心上部機構の交換

清水 俊二; 奥田 英二; 菊池 祐樹; 川崎 徹; 大和田 良平

no journal, , 

高速実験炉「常陽」では、平成19年に「計測線付実験装置との干渉による回転プラグ燃料交換機能の一部阻害」が発生し、原子炉容器内において計測線付実験装置(以下、MARICO-2)試料部が炉内ラック内の移送用ポットから突出した状態で変形及びMARICO-2と炉心上部機構(以下、UCS)との接触によりUCS下面に設置されている整流板等の損傷が確認された。「常陽」を復旧するためにはUCSの交換及びMARICO-2の回収が必要であったが、UCSを交換した実績が無く、また、交換することを前提とした設計ではなかった。そのため、UCS交換について十分検討し、(1)旧UCSジャッキアップ試験、(2)旧UCS収納作業、(3)新UCS用Oリング設置作業、(4)新UCS挿入作業の段階によりUCSを交換した。UCS交換作業は、平成26年5月7日に旧UCSジャッキアップ試験を開始し、5月22日から6月4日に旧UCS収納作業、11月20日、21日に新UCS挿入作業、12月12日から15日に新UCS据付状況を確認し12月17日に作業を完了した。本発表は、世界的にも例の少ない大型炉内構造物の補修作業であるUCS交換作業について報告するものである。