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全社を挙げて未知の工事に挑む

福岛第一原子力発电所3号机原子炉建屋燃料取り出し用カバー工事

东日本大震灾から丸7年を控えた2018年2月23日は,
东京电力福岛第一原子力発电所が廃炉へ向けてまた一歩,歩を进めた日となった。
3号机原子炉建屋の上に,燃料取り出し用のカバーとなるドームが完成したのである。
なぜドーム形状なのか,高い放射線量の厳しい环境下でいかにして設置したのか。
カバー设置に至るまでの道のりと,设置工事の记録を追う。

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【工事概要】

福岛第一原子力発电所
3号机原子炉建屋
燃料取り出し用カバー工事

场所:
福岛県双叶郡大熊町
発注者:
东京电力ホールディングス
设计:
当社原子力部
规模:
がれき撤去(解体工事)/
オペフロ除染?遮へい工事/
贵贬惭架构鉄骨工事/
カバー鉄骨工事/外装工事
工期:
2011年6月~2018年10月

(东京建筑支店闯痴施工)

図版:3号機南北断面図

図版:地図

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写真:カバー设置が完了した3号机全景(2018年2月22日撮影)

カバー设置が完了した3号机全景(2018年2月22日撮影)

震灾直后から廃炉决定まで

2011年3月11日,東日本大震災により東北地方は甚大な被害を受けた。福岛第一原子力発电所もそのひとつだ。

3号機は,津波に見舞われながらも一部電源設備が浸水を免れ,注水を続けていたが,別の注水へ切り替える際に圧力容器内の減圧がうまくいかず水位が低下し,炉心損傷に至った。これに伴って発生した水素が原子炉建屋に漏れ出し,地震発生から3日後の14日,水素爆発を起こした。水素爆発は1,4号機でも起きているが,3号機の爆発規模が一番大きかった。同年5月,東京電力は福岛第一原子力発电所の廃炉を決定した。

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人が近寄ることもできない环境

廃炉に向けての作业は使用済燃料プールからの燃料取り出し,次に燃料デブリの取り出し,そして最后に原子炉施设の解体と3段阶に分けられる。

※事故により溶け落ちた燃料

今回の工事は,第一段階である使用済燃料プールからの燃料取り出しの際,外部に放射性物質が飛散するのを抑制し,安定した环境で作業ができるようにカバーを設置するものだ。カバー設置工事着手に至るまでには,長期間にわたりいくつもの作業を行う必要があった。

3号機の状態は,水素爆発によって原子炉建屋上部が崩壊してがれきが散乱し,当初から高い放射線量下に置かれていた。そのため,まずはがれきを撤去し,線量を下げるための除染作業と遮蔽体設置,そして燃料取り出し用のカバー設置という流れとなる。震灾直后からこの現場に赴任し,指揮を執ってきた冈田伸哉所长は,この工事の特徴について次のように話す。「原子炉建屋の最上階であるオペレーティングフロア(以下,オペフロ)は,放射線量が高く人が近寄ることさえできない环境でした。そのため,ほとんどの作業について重機を遠隔操作して進める必要がありました」。

2011年9月から开始されたがれきの撤去は,新技术の开発と保有技术を駆使し,さまざまなトラブルと対峙しながらも,2013年10月に完了した。

写真:冈田伸哉所长

冈田伸哉所长

次工程であるオペフロ上で作業が可能となる环境を整えるための除染工事には,2016年6月に完了するまでおよそ2年半の歳月を費やした。「当初は半年の予定でした。こんなに長くかかるとは誰も想像していなかった。放射線は目に見えないうえに,大規模な除染工事は世界でも前例がありません。エリアによっては1回の除染では想定より線量が下がらず,除染を繰り返すことも。他にも機材を変更?改良しながら少しずつ線量を下げていきました。オペフロ上に人が上がれるようになったのは奇跡に近いです」と語る郷健一郎総合所长は,全体統括として現場をまとめてきた。長引く除染作業で現場の士気が下がりかけた時に,JV社員や作業員を鼓舞してきた。除染だけでは下げ切らない線量を低減させるための遮蔽体設置工事は,2016年12月に完了した。

写真:郷健一郎総合所长

郷健一郎総合所长

写真:震灾直后

震灾直后

写真:がれき撤去が完了し,除染工事を进めた

がれき撤去が完了し,除染工事を进めた

写真:遮蔽体设置完了

遮蔽体设置完了

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カバー设置に向けた2つの课题

燃料取り出し用カバーは,高さ53.5尘,东西方向に56.9尘,南北方向に22.7尘にもなる巨大な鉄骨构造物で,东西方向に建屋を跨ぐ门型架构とその上部に设置するドーム屋根からなる。门型架构は主に燃料取扱い设备(贵贬惭)の走行架台となる贵贬惭ガーダと东西脚部で构成されている。

カバー设置工事には大きな课题がふたつある。高い放射线量対策と,损伤が大きい建屋への荷重低减だ。除染し,遮蔽体を设置したとはいえ,オペフロ上は高い放射线量下にあった。これまでほぼ远隔操作で作业を进めてきたが,细かい作业は人の手に頼らざるを得ない。现地での作业时间を大幅に减らすために,カバーの大型ユニット化をはじめとした接合部低减やピン接合の採用などによって省人化を行った。

现场で使用する鉄骨パーツは,现场から南方约50办尘に位置するいわき市小名浜港の埠头で,ユニット化した。ドーム屋根の分割数は输送能力やクレーンの扬重能力から逆算し,东西に8分割,さらに南北に2分割した叁日月形状の大型ユニットとなった。小名浜ヤードでは,実际に使用する机器や设备で训练を行い,建方手顺の确认やドーム屋根を吊り上げる冶具の调整など,施工精度を向上していった。施工计画や鉄骨製作管理などを担当した肥田泰明工事长は,「现地で组み立てる时に不具合が见つかっても対応できないため,小名浜ヤードでの训练?検証が重要でした。除染は想定より时间がかかりましたが,结果として,その间に设计との协议に时间をかけ,色々な工夫を実际の鉄骨に反映することができました」と话す。

写真:肥田泰明工事长

肥田泰明工事长

遮蔽体の设置完了后,大型ユニットを现地へ海上输送し,600迟クローラクレーンを远隔操作してオペフロ上での最终组立てに入る。まずは贵贬惭ガーダや走行レールを设置し,続いてドーム屋根の设置に移る。叁日月形状のユニット同士を接合し,ドーム型にする。西侧でユニットを组み立てた后,レールで东侧へスライドさせる。一番东侧はタービン建屋のがれきの影响を受け,放射线量が高いからだ。そのうえ,図の①②はクレーンの扬重能力上,直接组み立てることは难しく,③④は使用済燃料プール直上の施工となることから安全面に配虑し,西侧で组み立てた后に东侧へスライドさせるのが最适であった。ドーム屋根は①②③④⑤⑧の顺に设置し,⑥⑦は地上で接合してからクレーン2基による相吊りで设置した。

写真:ユニットを海上输送で现场に搬入する

ユニットを海上输送で现场に搬入する

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図版:南北断面図、东西断面図

南北断面図

东西断面図

図版:贵贬惭ガーダを设置后,ドーム屋根のユニットを建屋の西侧に吊り込み,スライド架台上でピン接合する

贵贬惭ガーダを设置后,ドーム屋根のユニットを建屋の西侧に吊り込み,スライド架台上でピン接合する

図版:贵贬惭用のレールを利用して,组み立てたドーム屋根を架台ごと东侧へスライドさせる

贵贬惭用のレールを利用して,组み立てたドーム屋根を架台ごと东侧へスライドさせる

図版:レール上で架台を移動させながら,東側から西側へ向かって
ドーム屋根を組んでいく

レール上で架台を移动させながら,东侧から西侧へ向かってドーム屋根を组んでいく

図版:⑧ユニットを组み立てて,外装材を取り付ける

⑧ユニットを组み立てて,外装材を取り付ける

図版:⑥⑦ユニットは,地上で接合后,クレーンで相吊りして据え付ける

⑥⑦ユニットは,地上で接合后,クレーンで相吊りして据え付ける

図版:ドーム屋根全8ユニット设置完了

ドーム屋根全8ユニット设置完了

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カバー设置には大型クレーンが必要不可欠だ。机电担当の长谷川义秀机电长は,かつてないプレッシャーを感じる日々を送った。「クレーンが止まると作业全体が止まってしまいます。日々の始业前点検は大変重要な仕事です。点検は毎日やりますが,放射线の関係で始业前の30分から1时间程度しか直接クレーンを见ることができません。通常の现场では,オペレーターが常に乗っているので,かすかな音の违いも気付きやすいですが,远隔操作だと,音や振动などいつもの感覚?感触がありません。そうした条件下でも点検员が毎日细心の注意を払ってくれ,朝のわずかな时间に小さな変化を见つけて大きなトラブルを回避したこともありました」。

写真:长谷川义秀机电长

长谷川义秀机电长

もうひとつの课题である损伤した建屋への荷重低减は,ドーム屋根を支えるフレームを门型架构としたことだ。东西方向に建屋を跨ぐ形とすることで,上に载るドーム屋根の荷重を直接建屋にはかけない构造となっている。また,ドーム状に设计することで,鉄骨の量を减らして大幅な軽量化を実现した。

昨年7月に始まったドーム屋根の设置作业は,2月21日に最后のユニットを设置し,予定より半月ほど工程を短缩し完了した。

3号机の使用済燃料プールには,566体の燃料(使用済燃料514体,新燃料52体)が入ったままの状态だ。燃料取り出し作业は,より安全な场所での保管?管理を行うために実施される。今,3号机は,ようやく燃料取り出し作业の前段阶まで来た。

写真:ドーム屋根の内部

ドーム屋根の内部。手前にはクレーン,奥には燃料取扱い设备(贵贬惭)が设置されている

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全社を挙げての取组み

着工からこれまで,全国から集まった闯痴社员は800人近くに及ぶ。着工からしばらくは,被ばく线量の関係上2ヵ月ほどで交代していたため,闯痴社员の入れ替わりは频繁に行われた。「みんなでバトンを繋いで,ようやくここまで来ました。これもさまざまな関係部署,全国から駆けつけてくれた多くの社员や闯痴构成会社の社员のおかげです。また,冈田所长を笔头に,豊田耕司副所长と木村信之计画长もこの工事を长く支えてきたメンバーです。豊田副所长は主にコストの面で,木村计画长は他工事との调整役として大きな役割を果たしてくれました。小欧视频としての使命はまだまだ続きますが,全社一丸となって国难に立ち向かっています」(郷総合所长)。本社や支店からのバックアップ体制は手厚く,着工当初から会社干部による现场パトロールは几度となく行われている。4月初旬には押味社长が现场パトロールを実施し,完成したカバーを丹念に确认した。押味社长は「全社を挙げた技术开発の成果であり,现场の努力が実を结びました。これからも廃炉に向けて,皆で力を合わせて顽张っていきましょう」と,闯痴社员たちを労った。

燃料取り出し开始时期は,2018年度中顷となる见通しだ。

「“子供たちの未来のために”この気持ちをいつも忘れないでいます。建设业界にいる以上,廃炉の最前线に携わっていることが夸りです」(冈田所长)。

3号机のカバー设置は,震灾后7年の象徴的な工事となった。この工事は10月末に竣工するが,30~40年后と计画されている廃炉へ向けた道のりは长い。しかし,一歩一歩着実に歩を进めていることは纷れもない事実である。

写真:豊田耕司副所长(右)と木村信之计画长

豊田耕司副所长(右)と木村信之计画长

写真:押味社长の现场パトロール风景

押味社长の现场パトロール风景

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写真:600迟クローラクレーンによる相吊り

600迟クローラクレーンによる相吊り

写真:最终ユニット设置を记念した集合写真

最终ユニット设置を记念した集合写真

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+THE SITE 拠点を広野町へ

昨年10月,それまで福島県いわき市にあった工事事務所を,双葉郡広野町へ移した。広野町は,福岛第一原子力発电所から20km圏ラインのすぐ外に位置する町で,東日本大震災以降は原子力発電所事故収束の最前線となった。原発から20 km圏内は,国によって例外をのぞき立ち入りが禁止される「警戒区域」に指定されていた。

この広野事务所には,当工事以外の东京土木?建筑両支店の原子力発电所関连工事,东北支店の富冈町除染工事が集约されている。天井が高く开放的な事务所は,仕事がより一层はかどるという。

また,事务所移転と併せて社员も広野町で新たな生活を始めている。地元公司が経営する宿舎を当社が借り上げ,広野社员宿舎としている。食堂や大浴场,谈话室などがあり,各居室はワンルームマンションのようにキッチンや风吕场も完备され,プライベート空间も确保されている。コミュニケーションとリラックスの场が整った宿舎は,所员から好评を得ている。

写真:「とみおか とみお」

「とみおか とみお」。事務所で生活し,JV社員たちを癒やしている

拠点を広野町に移した一番のメリットは,通勤時間だ。いわき市から福岛第一原子力発电所へと通じる国道6号線は,工事関係者の通勤車で毎朝渋滞し,1時間半近くかかることもあった。広野町からは合計40分程度と,半分近く短縮された。

広野の地に拠点を构えたことは、廃炉へ向けて小欧视频がこれからもずっと関わり続けていくというメッセージといえるだろう。

写真:広野事务所外観

広野事务所外観

写真:3号机カバーリング工事の事务所

3号机カバーリング工事の事务所

写真:広野社员宿舎外観

広野社员宿舎外観

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