Deco-BIM(デコビム)で廃止措置エンジニアリングを効率化

~合理的な解体計画によりトータルコストを最小化~

  • エンジニアリング

2022.09.29

清水建設(株)<社長 井上和幸>はこのほど、原子力発電所の廃止措置(廃炉)エンジニアリングの効率化とトータルコストの削減を目的に、BIMの機能を活用して一連のエンジニアリング業務を代替する支援システム「Deco-BIM」を開発しました。

日本国内では、東日本大震災を契機に2012年までに全54基の原子力発電所が運転を停止。その後、安全対策工事などを経て10基が再稼働に至ったものの、24基が廃止措置中または廃止を決定しており、今後、廃止措置が本格化します。一方、廃止措置は使用済燃料の搬出から最終段階の建屋の解体に至るまで30~40年にも及ぶ長い期間を要すため、上流段階で廃止措置エンジニアリングを的確に行い、綿密な計画を立案する必要があります。

当社が担う廃止措置エンジニアリングは、原子炉建屋や原子炉格納容器を構成するコンクリート部材の放射能汚染レベルの評価、汚染レベル別の廃棄物量の算定、解体計画の立案、作業員の被ばく量を勘案した解体工事の工数や工期の算定、廃棄物の処分費用を含むトータルコストの評価など多岐に及びます。一方、原子力発電所建屋は構造が複雑なため、こうしたエンジニアリングを2次元の図面や資料をベースに進めると、膨大な手間と時間を要します。そこで当社は、エンジニアリング業務の効率化と高度化を図るために、BIMの機能を活用したエンジニアリング支援システムを開発しました。

Deco-BIMの適用にあたっては、初めに既存図面を基に作成するBIMモデルと別途計算するコンクリート部材の放射化計算結果とをデータ連動させ、計算結果をBIMの属性情報として取り込みます。続いて、解体工法の基準工数(歩掛)や空間線量率、処分費用の算定式等のパラメータを入力し、システムのデータベースを構築します。最後に技術者が3次元で可視化されたコンクリート部材の汚染の分布やレベルを基に、部材の切断、破砕等の解体工法を選択し、例えばワイヤーソー切断であれば、切断寸法やワイヤーを通す孔の間隔など詳細な解体条件をシステムに入力します。

Deco-BIMは入力情報をもとに、汚染レベル別の廃棄物量や作業員の被ばく量を勘案した解体工事の工数や工期などの諸計算を行い、廃止措置エンジニアリングを代替・支援します。2次元の図面や資料をベースにした検討に要する期間の1/5程度で同レベルの検討が可能であり、同じ検討期間内に圧倒的に多くの解体計画を立案・評価できるので、確実にトータルコストの削減に寄与できます。また、工事段階では、廃棄物に割り振られるIDをBIMデータに紐づけることで、長期に亘り廃止措置のトレーサビリティを確保できます。

当社は今後、電力事業者に対してDeco-BIMを活用して合理的な解体計画を提案していくことで、廃止措置の計画・検討段階からのプロジェクトへの参画を目指します。

以上

≪参 考≫

Deco-BIMによる廃止措置エンジニアリングの流れ

Deco-BIMの概要
Deco-BIMの概要

汚染レベルの評価

コンクリート部材の放射能汚染レベルは、レベルⅡ、レベルⅢ、CL(放射性廃棄物として扱う必要のないもの)に分類される。レベルⅡは300年間、レベルⅢは50年間の保管義務が課せられ、それぞれ特殊な保管の方法や施設が必要になることから、廃止措置コストの削減には汚染レベルを精度良く分類することが重要。110万kW級の沸騰水型(BWR)原子力発電所の廃止措置では2,090m3の放射化コンクリートが発生し、うちレベルⅡが570m3、レベルⅢが1,520m3程度になり、処理・処分費用(解体工事を除く)だけでも50億円に上ると試算されている。

別途計算するコンクリート部材の放射化計算結果

当社が開発したコンクリートの放射化レベルを高精度に評価する廃止措置ソリューションシステムを適用する。原子炉建屋に打設されたコンクリートの放射化レベルの決定因子は、原子炉および建屋の形状、コンクリート中の元素成分で半減期が比較的長いコバルトとユーロピウムなどの含有量、原子炉の運転履歴、炉心での燃料の燃焼度、核分裂の状況(中性子の発生量)、生成した放射性物質の半減期など。本システムは、これらの因子を勘案したうえで、コンクリートの放射化レベルの経時変化を3次元解析する。

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