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発明の名称 原子炉内作業架台
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−178334(P2007−178334A)
公開日 平成19年7月12日(2007.7.12)
出願番号 特願2005−378714(P2005−378714)
出願日 平成17年12月28日(2005.12.28)
代理人 【識別番号】100078765
【弁理士】
【氏名又は名称】波多野 久
発明者 畠 晴彦 / 広瀬 金三 / 山口 修 / 須藤 和雄 / 安田 年廣 / 油 晶紀 / 上野 健一
要約 課題
ジェットポンプ取替え時に遠隔操作のみに依存することなく、しかも被曝の問題も生じることがなく、効率よく元のジェットポンプ構造に復旧できるようにする。

解決手段
作業床3,4,5,6は原子炉圧力容器内の炉底部、ジェットポンプの再循環ノズル部、ライザブレース部およびジェットポンプ上方に配置され、このうちジェットポンプ上方に配置される最上部の作業床6は周方向に分割された複数の開閉可能なセグメントを有して任意の周方向位置が開放可能な構成とし、ライザブレース部に配置される作業床5は柱の周囲に沿って回転できる回転テーブル25およびこの回転テーブルを駆動する回転駆動機構26を有する構成とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
円筒状構造物を軸方向に複数本連結して内部を作業員の昇降用通路とした柱と、この柱の外周側に組立てられる複数の放射線遮蔽機能を有する作業床とを有し、原子炉圧力容器の開蓋、炉内設備撤去および除染後に炉内に導入設置される原子炉内作業架台であって、前記作業床は少なくとも前記原子炉圧力容器内の炉底部、ジェットポンプの再循環ノズル部、ライザブレース部およびジェットポンプ上方に配置され、このうちジェットポンプ上方に配置される最上部の作業床は周方向に分割された複数の開閉可能なセグメントを有して任意の周方向位置が開放可能な構成とし、前記ライザブレース部に配置される作業床は前記柱の周囲に沿って回転できる回転テーブルおよびこの回転テーブルを駆動する回転駆動機構を有する構成としたことを特徴とする原子炉内作業架台。
【請求項2】
ライザブレース部に配置される前記作業床上に移動可能な溶接機を搭載し、この溶接機により、前記原子炉圧力容器の炉壁側での溶接を可能とした請求項1記載の原子炉内作業架台。
【請求項3】
前記回転テーブルの周縁側に開口部を形成し、この開口部の周方向位置を前記回転テーブルの回転により変化させてライザブレースおよびディフューザの炉内への吊り込み位置を選択可能とした請求項1記載の原子炉内作業架台。
【請求項4】
前記円筒状構造物の周壁に、前記作業床に通じる作業員出入口用の開口部を形成し、雰囲気線量の高い部位に面する前記開口部に放射線遮蔽用の扉を設けた請求項1記載の原子炉内作業架台。
【請求項5】
前記各円筒状構造物と前記各作業床とを、着脱可能な構成とした請求項1記載の原子炉内作業架台。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は沸騰水型原子力発電プラントの点検・補修等の際に原子炉圧力容器の開蓋、炉内設備撤去および除染を行った後、炉内に導入してジェットポンプの取替作業等を行うための原子炉内作業架台に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、沸騰水型原子力発電プラントでは、運転開始から長年経過したプラントについて原子炉圧力容器内の統合保全が必要となってきている。この統合保全の一環として、ジェットポンプ等の取替が計画されている。ただし、運転開始から長年経過したプラントでは、炉壁が放射化しているため高線量の環境となっていることが予想される。このため、ジェットポンプ等の取替に際しては、原子炉建設時に適用した被曝考慮の必要がない足場を用いて新たなジェットポンプ等の取付け作業を行うことは困難と考えられ、ジェットポンプ等取替用の新たな原子炉内作業架台が求められている。
【0003】
なお、ジェットポンプは原子炉圧力容器の炉壁と炉心シュラウドとの間の環状空間に周方向に沿って例えば20台配置されるため、ジェットポンプ取替用の原子炉内作業架台としては、原子炉圧力容器内の中央部に配置して炉壁側に向って作業ができる架台とすることが望ましい。
【0004】
この観点から従来では種々の作業用架台が提案されており、例えば原子炉圧力容器内構造物の補修作業を迅速かつ安全に実施する補修装置として、円筒状構造物をフランジ結合により複数連結して一体化した作業塔を適用することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この提案では、内部構造物撤去後の原子炉圧力容器に作業塔を吊り下して上端部をオペレーションフロアに支持させるとともに、途中部分を原子炉圧力容器の上端部に固定し、この作業塔内に設置されるエレベータをオペレーショフロア上から昇降可能に吊下げ、このエレベータにより人員や機材を炉内に搬入し、炉心シュラウド内面等を加工するようにしている。
【0005】
また、ジェットポンプ補修用の作業架台として、円筒構造の作業架台も提案されている(例えば、特許文献2参照)。この提案では、縦長な筒状構造物を軸方向に複数本連結して内部を作業員の昇降用通路とした柱と、この柱の外周側に組立てられる複数の作業床とを有し、作業床にジェットポンプを操作する作業アームおよび芯出し機構を設けた構成が開示されている。
【特許文献1】特開平8−189992号公報
【特許文献2】特許第3413752号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
原子力発電プラントの統合保全の際には、上述のように予め原子炉圧力容器を開蓋し、炉内設備の撤去および除染が行われた後、炉内に作業員が立ち入って取替用の新たなジェットポンプ等を取付ける作業等を行うことが提案されている。ただし、施工に際しては、原子炉内の除染が十分に行われた後でも、炉内構造物自体が幾分放射化していること、また洗浄によっても除去できない放射性物質が若干残ることがあり、作業員が施工場所に接近して作業する場合には、被曝防止用の安全対策が万全であること、施工時間をできる限り短縮して能率よく作業できること、および溶接が正確に行われること等が必要である。
【0007】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ジェットポンプ等の取替え時に遠隔操作のみに依存することなく、かつ被曝に対する安全性が高く、しかもジェットポンプ等の溶接施工を正確に行うことができ、効率よく短時間で元の構造に復旧することができる原子炉内作業用足場を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するため、本発明では、円筒状構造物を軸方向に複数本連結して内部を作業員の昇降用通路とした柱と、この柱の外周側に組立てられる複数の放射線遮蔽機能を有する作業床とを有し、原子炉圧力容器の開蓋、炉内設備撤去および除染後に炉内に導入設置される原子炉内作業架台であって、前記作業床は少なくとも前記原子炉圧力容器内の炉底部、ジェットポンプの再循環ノズル部、ライザブレース部およびジェットポンプ上方に配置され、このうちジェットポンプ上方に配置される最上部の作業床は周方向に分割された複数の開閉可能なセグメントを有して任意の周方向位置が開放可能な構成とし、前記ライザブレース部に配置される作業床は前記柱の周囲に沿って回転できる回転テーブルおよびこの回転テーブルを駆動する回転駆動機構を有する構成としたことを特徴とする原子炉内作業架台を提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ジェットポンプ等の取替え時に遠隔操作のみに依存することなく、かつ被曝に対する安全性が高く、しかもジェットポンプ等の溶接施工を正確に行うことができ、効率よく短時間で元の構造に復旧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明に係る原子炉内作業架台の一実施形態について図面を参照して説明する。
【0011】
図1は、沸騰水型原子炉の点検・補修等の際に原子炉圧力容器内に原子炉内作業架台を設置した状態を示している。図1に示すように、原子炉圧力容器101は開蓋状態にあり、炉内機器は撤去され、炉内は除染処理が施されている。すなわち、炉心シュラウド102の上部は切断撤去されており、炉心シュラウド102の下端部およびバッフルプレート103部分は残された状態となっている。原子炉圧力容器101の炉内底部側には、制御棒駆動機構ハウジング(CRDハウジング)104、シュラウドサポートシリンダ105およびサポートレグ106等が残存している。炉壁107の内周面には放射線防護壁108が全周に亘って設置され、炉内底部等にも図示省略の防護壁が設置されている。この状態で、本実施形態の原子炉内作業架台1が原子炉圧力容器101内に導入設置されている。
【0012】
原子炉内作業架台1は、原子炉圧力容器101内の中心位置に設置される縦長な中空円筒状の柱2を有し、この柱2は原子炉圧力容器101の内底部からジェットポンプの上方位置までの高さを有している。この柱2の外周側には複数段、例えば上下4段の作業床3,4,5,6が水平に突出している。
【0013】
柱2は、十分な強度および遮蔽機能を有する円筒状構造物を軸方向に複数本連結して構成したものであり、例えば下部円筒7、中間部円筒8および上部円筒9の3本の円筒状構造物が、それらの内周側に設けられたフランジ状の連結部10,11を介して着脱可能に連結されている。そして、柱2の各作業床3,4,5,6に対応する位置に出入口12,13,14,15が設けられ、作業員、装置、治具、通い箱等の出入が可能となっている。雰囲気線量が高い部位の出入口には、遮蔽機能付きの扉が設けられている。なお、下側から2番目と3番目の出入口13,14の部位には踏み台16,17が設けられている。
【0014】
また、図1には取替え用の新たなジェットポンプ201が示されている。このジェットポンプ201の据付け作業に対応する高さ位置に、上記の作業床3,4,5,6が配置されている。これらの作業床3,4,5,6は、放射線遮蔽機能を有する構成とされている。すなわち、作業床3,4,5,6はスチール枠等の表面に例えば鉛、モリブデン等からなる床材を配した構成とされている。
【0015】
そして、ジェットポンプ据付け用の第1ステージとなる最下部の作業床3は炉底部に配置されており、この作業床3は炉底部から炉内に突出する多数のCRDハウジング104の上に搭載されている。この最下部の作業床3は、バッフルプレート103のディフューザ孔加工、バッフルプレート103のディフューザ孔ターゲットの取付け、ディフューザ204の溶接および据付け、センシングライン205の据付け用足場として使用する。また、非常時の待機場所として使用される。
【0016】
次に、下から2段目の第2ステージとなる作業床4は、ジェットポンプ201の再循環ノズル202の取付け作業を行う高さ位置に配置されており、この作業床4は下部円筒7の上端部に支持されている。この作業床4は、例えば作業員が座り、再循環入口ノズル202にアクセスし易い高さとされ、例えばライザ管サーマルスリーブ206の長さ測定、ライザ管207の据付け、ディフューザ204の据付け、センシングライン205の敷設作業場所として使用される。
【0017】
また、下から3段目の第3ステージとなる作業床5は、ジェットポンプ201のライザブレース203の取付け作業位置に配置されており、中間円筒8に支持されている。この作業床5は、作業員が立ってライザブレース203にアクセスし易い高さとされ、ライザ管207の据付け、ライザブレース203の取付け、インレットミキサ208の取付け作業場所として使用される。
【0018】
さらにまた、第4ステージとなる最上部の作業床6はジェットポンプ201の吊り下し作業に対応する位置、すなわちジェットポンプ201の上方に配置されている。この作業床6は上部円筒9の上端部に支持され、周縁部には安全用の柵18が設けられている。この作業床6は、放射化されている原子炉圧力容器101の壁面から十分距離をあけた高さに配置され、作業員の出入り場所、ケーブル類の中継点、機器の吊り込み用チェンブロックの操作場所等として使用される。
【0019】
図2も参照して原子炉内作業架台1の柱2の内部構造、最下端の第1ステージである作業床3の内部構造、および最上端の第4ステージである作業床6の炉内固定手段等の構成について説明する。この図2は、柱2の内部および第1ステージの作業床3の内部構成等を示す縦断面図である。図2に示すように、柱2の内部には、上端部から下端部までに亘って梯子19が設けられている。また、最下端の第1ステージである作業床3は、CRDハウジング104の上に搭載するための複数のジャッキスタンド20の上に配置されている。各ジャッキスタンド20は、それぞれ各CRDハウジング104の内部に挿入され、高さ調整が可能である。これらのジャッキスタンド20は、図1に示したように、カバー23によって被覆されている。さらに、最上端の第4ステージである作業床6の周縁部には、原子炉圧力容器101の炉壁に固定するための複数の張力機構21が設けられている。この張力機構21は、例えば補強部材、バネおよびシリンダ機構等を組合わせた複合構造となっている。また、図1に示すように、柱2の上部には複数の電線支持装置22が設けられている。中間部円筒8および上部円筒9の接合部周囲には、補強用胴体24が設けられている。
【0020】
次に、図1、図3および図4を参照して、ライザブレース203部に配置される第3ステージである作業床5をさらに詳細に説明する。図3は、この作業床5を示す拡大断面図であり、図4は、この作業床5の原子炉圧力容器101内への設置状態を一部断面で示す拡大平面図である。図1、図3および図4に示すように、この作業床5は柱2の周囲に沿って回転できる回転テーブル25、およびこの回転テーブル25を駆動する回転駆動機構26を有する構成となっている。そして、この作業床5上に移動可能な溶接機27が搭載され、この溶接機27により、原子炉圧力容器101の炉壁側での溶接が可能となっている。すなわち、図3および図4に拡大して示すように、作業床5の内周側には多数の支持アーム28が放射状に設けられ、この支持アーム28の外周側に周方向レール29が設けられている。この周方向レール29の外周側の作業床部分が回転テーブル25とされている。回転テーブル25上には図示省略の径方向レールが敷設され、その上に台車30が搭載されている。台車30には溶接機27が搭載され、この溶接機27は作業床5上で移動可能となっている。この溶接機27により、図1に示すように、原子炉圧力容器101の炉壁側での溶接が可能となっている。なお、台車30は、周方向レール29上に搭載された縦長な支持部材29aによって安定に支持されている。
【0021】
また、図3および図4に示すように、回転テーブル25の周縁側にはジェットポンプ201が上下方向に通過できる大きさの開口部38が形成されており、この開口部38の周方向位置を回転テーブル25の回転により変化させてライザブレース203およびディフューザ204の炉内への吊り込み位置が選択可能となっている。さらに、回転テーブル25の開口部38の下側には、ジェットポンプ201の通過がない場合等の他作業を回転テーブル25上で行う際に、開口部38を閉止するための閉止板32が設けられている。この閉止板32は、図4に示すように、例えば左右1対の移動部材として設けられている。そして、閉止板32の支持は、図3に示すように、回転テーブル25の下側に設けられたガイド部材31により行われている。
【0022】
次に、回転テーブル25の駆動機構は、モータおよびギア等によって行われる構成となっている。図3および図4に示すように、回転テーブル25の下側に位置する柱2の外周側にブラケット33を介してモータ34が設けられており、このモータ34の軸に取付けられた駆動ギア35が、回転テーブル25の内周側に設けられた従動ギア36に噛合している。これにより、回転テーブル25を独立して回転できるとともに、任意の位置で停止することができ、開口部38がライザ管207およびディフューザ204を吊り込む回転の方位の設定、ならびに溶接機27の位置等を設定することができる。
【0023】
図5は、第4ステージである最上部の作業床6を原子炉圧力容器101内へ設置する状態を一部断面で示す拡大平面図である。図5に示すように、この作業床6は周方向に分割された複数の着脱可能なセグメント40を有する構成となっており、各セグメント40が任意の位置で開放可能となっている。図5の例では、仮想線で示した3枚のセグメント40を取外し、同部分に空間41が形成された状態を示している。このように、最上部の作業床6は周方向に分割された複数のセグメント40の着脱により、任意の位置を開放可能な構成となっている。
【0024】
なお、本実施形態ではその他に、図1に示すように遠隔監視用のカメラ42が柱2等に設けられ、また図3に示したように、照明具43等が設けられている。さらに、図示しないが、各作業床での雰囲気線量が高い場合には、雰囲気線量の高い作業床の下にすだれ状の遮蔽体が設けられる。
【0025】
図6は、以上の構成のもとで、ジェットポンプ201を取替える場合の作業工程を示すフロー図である。図6に示すように、初めに原子炉圧力容器101内に第1ステージの作業床3と柱(下部円筒7)を吊り込んで設置し(S1)、次に第2〜第4ステージの作業床5,6と柱(中間部円筒8および上部円筒9)を吊り込んで設置する(S2)。その後、上部の張力機構21により作業床と柱とを炉内に固定する(S3)。
【0026】
一方、炉外でジェットポンプ201のサーマルスリーブ206の長さ測定を行った後(S4)、ライザ管207とサーマルスリーブ206とを溶接しておき(S5)、その後にライザ管207とサーマルスリーブ206の吊り込みを行う(S6)。この工程では上述したように、作業床6のセグメント40の取外し、作業床5の回転による開口部38の位置設定等を行う。吊り込んだサーマルスリーブ206については再循環ノズル202に炉外側から溶接する(S7)。
【0027】
また、炉外でライザブレース203について長さ測定(S8)、切断等による長さ設定(S8)を行った後、炉内に吊り込む(S10)。吊り込んだライザブレース203は作業床5上の溶接機27を用いて炉壁に溶接する(S11)。次いで、ライザブレース203とライザ管207とを溶接機27によって溶接する(S12)。
【0028】
その後、ディフューザ204を炉内に吊り込み(S13)、バッフルプレート103に溶接する(S14)。次に、ディフューザ204等にセンシングライン205を取付ける(S15)。最後に、インレットミキサ208の吊り下し(S16)および据付け(S17)を行い、ジェットポンプ201の据付け完了となる。
【0029】
以上の作業を全てのジェットポンプ201について行った後、上部の張力機構21を外し(S18)、第2〜第4ステージの作業床5,6と柱(中間部円筒8および上部円筒9)を外し(S19)、第1ステージの作業床3と柱(下部円筒7)を取外して(S20)、作業終了となる。
【0030】
なお、本発明の原子炉内作業架台1は、上記作業のみに限らず、ジェットポンプ201の設置工程の前後等において、他の補修作業等を行う場合に適用することができる。
【0031】
以上の実施形態によれば、十分な強度を有する複数の円筒7,8,9を軸方向に連結して内部を作業員の昇降用通路とした柱2と、この柱2の外周側に組立てられる複数の放射線遮蔽機能を有する作業床3,4,5,6とを有し、この作業床のうちジェットポンプ201の上方に配置される最上部の作業床6を周方向に分割された複数の開閉可能なセグメント40を有するものとし、任意の周方向位置が開放可能な構成とし、またライザブレース203部に配置される作業床4は柱2の周囲に沿って回転できる回転テーブル25およびこの回転テーブル25を駆動する回転駆動機構26を有する構成としたことにより、ジェットポンプ構成機器の吊り下し等による搬入を円滑かつ容易に任意位置にて行うことができ、作業が短時間で効率よく行える。
【0032】
また、ライザブレース203部に配置される作業床4上に移動可能な溶接機27を搭載し、この溶接機27により、原子炉圧力容器101の炉壁側での溶接を可能としたので、溶接作業が高精度で確実に行え、高い信頼性を得ることができる。
【0033】
また、転テーブル25の周縁側には開口部38を形成し、この開口部38の周方向位置を回転テーブル25の回転により変化させてライザブレース203およびディフューザ204等の炉内への吊り込み位置を選択可能としたことにより、多数のジェットポンプ設置を任意の位置に正確かつ迅速に設置することができる。また、円筒7,8,9の周壁に、作業床3,4,5,6に通じる作業員出入口用の開口部である出入口12,13,14,15を形成し、雰囲気線量の高い部位に面する出入口には放射線遮蔽用の扉を設ける構成とすることにより、高い安全性を確保することができる。さらに、円筒7,8,9と各作業床3,4,5,6とを着脱可能な構成とすることにより、組立および分解等が容易に行える。したがって、ジェットポンプ等の取替え作業、その他の作業について、遠隔操作のみに依存することなく、かつ被曝に対する安全性が高く、しかもジェットポンプ等の溶接施工を正確に行うことができ、効率よく短時間で元の構造に復旧することができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の一実施形態による原子炉内作業架台を示す全体構成図。
【図2】本発明の一実施形態による柱の内部および作業床の内部構成等を示す縦断面図。
【図3】本発明の一実施形態による作業床を示す拡大断面図。
【図4】本発明の一実施形態による原子炉圧力容器内へのジェットポンプ設置状態を一部断面で示す拡大平面図。
【図5】本発明の一実施形態による作業床を原子炉圧力容器内へジェットポンプ設置する状態を一部断面で示す拡大平面図。
【図6】本発明の一実施形態によるジェットポンプ取替作業工程を示すフロー図。
【符号の説明】
【0035】
1‥原子炉内作業架台、2‥柱、3,4,5,6‥作業床、7‥下部円筒、8‥中間部円筒、9‥上部円筒、10,11‥連結部、12,13,14,15‥出入口、16,17‥踏み台、19‥梯子、20‥ジャッキスタンド、21‥張力機構、22‥電線支持装置、23‥カバー、24‥補強用胴体、25‥回転テーブル、26‥回転駆動機構、27‥溶接機、28‥支持アーム、29‥周方向レール、30‥台車、32‥閉止板、33‥ブラケット、34‥モータ、35‥駆動ギア、36‥従動ギア、38‥開口部、40‥セグメント、42‥カメラ、43‥照明具、101‥原子炉圧力容器、102‥炉心シュラウド、103‥バッフルプレート、104‥制御棒駆動機構ハウジング(CRDハウジング)、105‥シュラウドサポートシリンダ、106‥サポートレグ、107‥炉壁、108‥放射線防護壁、201‥ジェットポンプ、202‥再循環入口ノズル、203‥ライザブレース、204‥ディフューザ、205‥センシングライン、206‥サーマルスリーブ、207‥ライザ管、208‥インレットミキサ。




 

 


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