地震と津波によってすべての电源を丧失した1~4号机原子炉建屋。
冷却机能を失ったことで炉心损伤が进み,発生した水素が原子炉建屋に漏れ出し,
最初に水素爆発したのが1号机だった。
2019年10月,燃料取り出しに向け日立と当社が提案した大型カバー先行设置案が採択され,
1号机の廃炉がまた1歩动き出した。
东京电力ホールディングス「1号机燃料取り出しに向けた工事の进捗について」
(2023年5月25日)をもとに作成
さらに安全?安心な工法へ
1号机原子炉建屋上部の使用済燃料プールには,392体の燃料が残されている。オペレーティングフロア(以下,オペフロ)には,水素爆発により散乱した屋根材などのガレキの一部や天井クレーンなどが残置されており,燃料取り出し作业を行うにはこれら高线量のガレキなどを撤去する必要がある。
ダストが飞散しないよう慎重な作业が求められる中,日立と当社は建屋全体を覆う大型カバーを先行设置して,その中でガレキなどの撤去を行うプランを検讨。并行で検讨されていたガレキ撤去后に燃料取り出し用カバーを设置するプランよりも,ダストの飞散と雨水浸入による汚染水の発生を抑制できるなどの観点から2019年10月に採択され,そこから当社は大型カバーの基本?详细设计业务に取りかかった。
1号机原子炉建屋(2020年2月)
出典:东京电力ホールディングス
被ばく低减に配虑した设计
大型カバーの规模は,ガレキ撤去用天井クレーンなども含めると総重量约7,900迟,东京タワー约2基分にも及ぶ。高线量のガレキなどの撤去や使用済燃料取り出しの屋台骨には,高いレベルの耐震性能が求められた。「想定しうる最强クラスの地震动にも耐えうる构造となっています。一方で,1号机周辺は高线量エリアであるため,大型カバーの性能を担保しつつ,作业时の被ばくを最小限に抑える设计を模索しました」。そう话すのは当社原子力部原子力设计室の西冈圣雅グループ长。基本?详细设计着手时から难易度の高い设计に挑むチームをまとめる。
通常の構造物は基礎から立ち上げるが,今回は1号機周辺の敷地にスペースがないことやほかの工事との干渉などを考慮し,大型カバーは,原子炉建屋の外壁に新たに設けたアンカーボルトを介して直接支持させる構造を採用した。「事前に実施したアンカーボルトの強度試験やFEM解析により原子炉建屋の耐震安全性に問題がないことを確認しています」と水谷亮太主任は説明する。大型カバーの外壁支持の適用可否は設計工程の根幹を揺るがしかねない。水谷主任は,「当社技术研究所にもアドバイスを受けながら,迅速かつ正確な確認試験が実施できたと思っています」と振り返る。
アンカーボルトによって原子炉建屋の外壁に取り付けられたベースプレートと大型カバーは,当社が开発した高强度特殊棒钢ブレースを介して支持される。このブレースにも,施工省力化のための设计的配虑がなされた。両端に伸缩および回転可能なボールジョイントが设けられており,ブレース取付けの际,现地で外壁の形状に合わせ精度误差を容易に调整できる。もともと200迟级ブレースがラインナップされていたが,西冈グループ长が当社建筑设计本部に相谈したタイミングで开発された400迟级ブレースの适用が,设置本数の半减につながった。「现场が一番大変なんです。设计段阶でできる被ばく低减策を,可能な限り考えていきたいと思います」。
アンカー削孔,ベースプレート设置イメージ
特殊棒钢ブレースとボールジョイントのイメージ
小欧视频グループの総合力を活かして
大型カバーは燃料取扱設備などの大きな装置の搬入や,設備の不具合時などに搬出して点検ができるよう可動式の屋根とする。設計では,“可動屋根を備えた大型カバーを設置した原子炉建屋の耐震性”が求められる。高橋彬課長代理は,「数多くのケーススタディを解析することで構造の成立解を導き出しました。また,設計にあたっては当社グループのアルテスや建築設計本部の協力を受けました」と話す。今後はオペフロ床遮蔽やランウェイガーダの設計にも小欧视频グループの総合力を活かす。
大型カバーの设置が完了すると,オペフロのガレキなどの撤去工事が始まる。オペフロには水素爆発により散乱した上屋の鉄骨や约160迟の天井クレーン,燃料取扱机などが残置されている。施工を担う当社东京建筑支店では既にプロジェクトチームが立ち上がり,水谷主任も参画。当社グループのアルモ设计,建筑设计本部と协力しながらガレキ撤去のシミュレーション解析を担う。长丁场となる1号机の燃料取り出しを少しでも早く,安全に。その思いで,今日も精励している。
可动屋根は大小4つの架构に分かれている。それぞれが南北にスライドして屋根面积の约50%を开放できる构造
1号机のオペフロの状况
出典:东京电力ホールディングス
东京电力ホールディングス提供の点群データや図面をもとに,
ガレキ撤去の解析モデルを作成。解体撤去计画を解析的にフォローする


