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発明の名称 制御棒駆動機構脱着装置、制御棒駆動機構脱着用アタッチメント、制御棒駆動機構の取り外し方法および取り付け方法
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2007−10612(P2007−10612A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−195023(P2005−195023)
出願日 平成17年7月4日(2005.7.4)
代理人 【識別番号】100093492
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 市郎
発明者 村岡 克英 / 板垣 昌利 / 泉 清志 / 鈴木 正憲
要約 課題
モータブラケットを装着した状態でスプールピースをCRDハウジングに対して一体的に取り付け、取り外すことが容易に行えるようにする。

解決手段
スプールピース12の外径より大径のモータブラケット13を使用してモータユニット10が取り付けられているスプールピースをCRDハウジング6から脱着する制御棒駆動機構脱着装置において、前記モータブラケット13を迂回してスプールピース12をCRDハウジング6に締結しているボルト19にアクセス可能なユニバーサルジョイントからなるボルトレンチ18を設けた。この場合、モータブラケット13をボルトレンチ18の先端部18aが通過する際には、モータブラケット13の外周部よりボルトレンチ18の先端部18aを広げ、通過後、ボルト19の頭部に嵌合できるまでボルトレンチ18の先端部18aを狭め、嵌合後、ボルト19を緩めてスプールピース12とモータブラケット13を一体的にCRDハウジング6から取り外す。
特許請求の範囲
【請求項1】
制御棒駆動機構ハウジング内に設置される制御棒駆動機構本体と、
この制御棒駆動機構本体の下端に設けられたスプールピースと、
このスプールピースの下端にこのスプールピースの外径より大寸の外形を有するモータブラケットを介して取り付けられたモータユニットと、
を備えた駆動棒制御機構を前記制御棒駆動機構ハウジングから脱着する制御棒駆動機構脱着装置において、
先端部が前記モータブラケットの外周部を回避してスプールピースの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの下端部とを締結するボルトの頭部に嵌合し、前記先端部が前記ボルトの頭部に嵌合したときに前記モータブラケットの外周部と干渉しない形状に設定された複数の操作手段と、
前記操作手段のそれぞれを正逆方向に回転駆動する駆動手段と、
前記操作手段のそれぞれを前記軸線方向に沿って移動させる軸方向移動手段と、
前記障害物の外側と前記ボルトの軸線上の位置との間で前記操作手段を移動させる径方向移動手段と、
を備えていることを特徴とする制御棒駆動機構脱着装置。
【請求項2】
前記操作手段がユニバーサルジョイントからなるボルトレンチであることを特徴とする請求項1記載の制御棒駆動機構脱着装置。
【請求項3】
前記径方向移動手段が、前記ボルトレンチの基端部を支持し、当該基端部を径方向に移動させる移動機構を備えていることを特徴とする請求項2記載の制御棒駆動機構脱着装置。
【請求項4】
前記操作手段及び前記径方向移動手段が1つのアタッチメントとして構成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の制御棒駆動機構脱着装置。
【請求項5】
前記駆動手段がエアモータからなり、前記アタッチメントが前記エアモータを備えた着脱ヘッドに搭載されることを特徴とする請求項4記載の制御棒駆動機構脱着装置。
【請求項6】
前記軸方向移動手段が前記着脱ヘッドを介して前記アタッチメントを前記軸線方向に沿って移動させる制御棒駆動機構取扱装置からなることを特徴とする請求項5記載の制御棒駆動機構脱着装置。
【請求項7】
制御棒駆動機構ハウジング内に設置される制御棒駆動機構本体と、この制御棒駆動機構本体の下端に設けられたスプールピースと、このスプールピースの下端にこのスプールピースの外径より大寸の外形を有するモータブラケットを介して取り付けられたモータユニットとを備えた駆動棒制御機構を前記制御棒駆動機構ハウジングから脱着するために制御棒駆動機構取扱装置の着脱ヘッドに取り付けて使用されるアタッチメントにおいて、
先端部が前記モータブラケットの外周部を回避してスプールピースの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの下端部とを締結する複数のボルトの頭部に嵌合し、前記先端部が前記ボルトの頭部に嵌合したときに前記モータブラケットの外周部と干渉しない形状に設定された複数の操作部材を有する操作部と、
前記操作部を支持し、前記脱着ヘッドから伝達される回転トルクにより前記操作部材を回転駆動する支持部と、
前記着脱ヘッドに取り付けられる本体部と、
を備えていることを特徴とする制御棒駆動機構脱着用アタッチメント。
【請求項8】
前記支持部が前記操作部材を半径方向に移動させる移動機構を備えていることを特徴とする請求項7記載の制御棒駆動機構脱着用アタッチメント。
【請求項9】
制御棒駆動機構ハウジング内に設置される制御棒駆動機構本体と、
この制御棒駆動機構本体の下端に設けられたスプールピースと、
このスプールピースの下端にこのスプールピースの外径より大寸の外形を有するモータブラケットを介して取り付けられたモータユニットと、
を備えた駆動棒制御機構を前記制御棒駆動機構ハウジングから取り外す制御棒駆動機構の取り外し方法において、
前記モータブラケットの外周部を回避してスプールピースの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの下端部とを締結するボルトの頭部に嵌合する先端部と、この先端部が前記ボルトの頭部に嵌合したときに前記モータブラケットの外周部と干渉しない形状に設定された本体部とを有する複数の操作手段の前記先端部が前記モータブラケットの外周部より外側に位置するように前記本体部を広げる第1の工程と、
前記第1の工程で前記本体部を広げた状態で前記操作手段及び当該操作手段を支持する支持手段を前記制御棒駆動機構の軸線方向に沿って当該制御棒駆動機構側に移動させる第2の工程と、
前記第2の工程で前記先端部が前記ボルトの頭部手前近傍に達した時点で操作手段及び前記支持手段の移動を停止させる第3の工程と、
前記第3の工程終了後、前記先端部が前記ボルトの頭部の軸線の延長上に位置するまで前記本体部を径方向に移動させる第4の工程と、
前記第4の工程終了後、前記操作手段及び前記支持手段を前記ボルトの頭部の軸線の延長線に沿って移動させて前記先端部を前記頭部に嵌合させる第5の工程と、
前記第5の工程終了後、前記操作手段のそれぞれを前記ボルトを緩める方向に回転させてボルトを緩める第6の工程と、
を含み、前記モータブラケットが装着された状態で前記駆動棒制御機構を前記制御棒駆動機構ハウジングから取り外すことを特徴とする制御棒駆動機構の取り外し方法。
【請求項10】
制御棒駆動機構ハウジング内に設置される制御棒駆動機構本体と、
この制御棒駆動機構本体の下端に設けられたスプールピースと、
このスプールピースの下端にこのスプールピースの外径より大寸の外形を有するモータブラケットを介して取り付けられたモータユニットと、
を備えた制御棒駆動機構を前記制御棒駆動機構ハウジングに取り付ける制御棒駆動機構の取り付け方法において、
前記モータブラケットの外周部を回避してスプールピースの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの下端部とを締結するボルトの頭部に嵌合する先端部と、この先端部が前記ボルトの頭部に嵌合したときに前記モータブラケットの外周部と干渉しない形状に設定された本体部とを有する複数の操作手段の前記先端部が前記モータブラケットの外周部より外側に位置するように前記本体部を広げる第7の工程と、
前記本体部を広げた状態で前記操作手段を支持する支持手段の前記操作手段が装着された面に前記制御棒駆動機構を前記制御棒駆動機構ハウジングのボルト孔と位置合わせして載置する第8の工程と、
前記先端部のそれぞれに前記制御棒駆動機構を前記制御棒駆動機構ハウジングに取り付けるためのボルトを装着する第9の工程と、
前記第9の工程終了後、前記操作手段及び前記支持手段を前記制御棒駆動機構ハウジングの軸線方向に沿って当該制御機構ハウジング側に移動させる第10の工程と、
前記ボルトのねじ部が前記制御棒駆動機構のボルト孔に挿入され、所定の深さまで達した時点で前記第10の工程における前記操作手段及び前記支持手段の移動を停止させる第11の工程と、
前記第11の工程終了後、前記制御棒駆動機構、前記操作手段及び前記支持手段を前記制御棒駆動機構ハウジングの軸線に沿って当該制御棒駆動機構ハウジングに近接する方向に移動させ、前記ボルトのねじ部が前記制御棒駆動機構ハウジングのねじ孔に挿入された時点で停止させる第12の工程と、
前記第12の工程で停止した位置で前記操作手段を回転させ、前記ボルトを前記制御棒駆動機構ハウジングのボルト孔に螺合させて締め付け、前記制御棒駆動機構を前記制御棒駆動機構ハウジングに取り付ける第13の工程と、
前記第13の工程で締め付けが完了した時点で、前記操作手段及び前記支持手段を少なくとも前記先端部が前記ボルトの頭部から離脱する位置まで後退させる第14の工程と、
前記第14の工程終了後、前記先端部が前記モータブラケットの外周部に干渉しない位置まで前記本体部を広げる第15の工程と、
前記第15の工程終了後、前記操作手段を初期位置まで後退させる第16の工程と、
を含み、前記モータブラケットが装着された状態で前記駆動棒制御機構を前記制御棒駆動機構ハウジングに取り付けることを特徴とする制御棒駆動機構の取り付け方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、原子炉圧力容器の下部に設けられるモータ駆動式の制御棒駆動機構の分解、組立あるいは交換に際しての制御棒駆動機構の脱着装置、この脱着装置に使用されるアタッチメント、前記脱着装置を使用した制御棒駆動機構の取り外し方法、及び取り付け方法に関する。
【背景技術】
【0002】
沸騰水型原子炉には原子炉圧力容器の底部に制御棒駆動機構(以下、「CRD」と称す)が設けられており、プラントの定期点検時には圧力容器下部に設置されるCRD交換装置によってCRDの取り外し、及び取り付けを行い、CRDの保守点検を行うようになっている。
【0003】
図4は従来から実施されている沸騰水型原子炉圧力容器の一部を断面して示す図である。沸騰水型原子炉1は原子炉圧力容器2に原子炉の各構成機器が設置されている。原子炉圧力容器2と一体のシュラウド3には炉心支持板4が設けられ、また、原子炉圧力容器2の底面、いわゆる下鏡にはCRD5が設けられている。CRD5は前記下鏡を貫通して固定されたCRDハウジング6と、このCRDハウジング6内に下方から挿入され、固定されるCRD本体7とからなり、CRD本体7の先端部に制御棒(以下、CRと称す)11が接続されている。CR11は燃料集合体の間に挿入、引き抜き自在に設置され、炉心支持板4の下方に上下動可能に設けられたCRD5の中空ピストン8に接続されている。
【0004】
中空ピストン8は上端でカップリング部材を介してCR11に接続され、CR11の駆動が可能となっている。また、中空ピストン8内には、ボールねじのねじ軸9が貫通し、このねじ軸9にモータユニット10の回転駆動力が伝達できるように、モータユニット10がCRDハウジング6の下端にスプールピース12(図5参照)を介して取り付けられている。前記ねじ軸9には、図示しないボールナットが螺合し、前記ねじ軸9をモータ10で回転駆動することによりボールナットを上昇下降させ、これによりCR7を上昇下降させることになる。
【0005】
このようなCRD5の取扱に関する技術としては、例えば特許文献1あるいは2に記載された発明が知られている。これらの公報には、CRD本体、スプールピース、モータブラケット、モータユニットなどのCRD構成部品が開示されている。
【0006】
また、特許文献3には、従来技術としてアタッチメントを使用してCRDの取り付け、取り外しを行う例が記載されている。ここには、原子炉圧力容器にボルトで固定されているCRDを取り外す場合、このCRDに、ボルトを緩める機能を持つボルト脱着装置をセットする。この場合、ボルト脱着装置を支持し位置決めする機能を有するCRD交換機によってボルト脱着装置を旋回及び走行させ、これを所定位置に位置決めする。次に、ボルト脱着装置を上昇させて、CRDのボルト近傍まで接近させる。その後、六角穴付ボルトとボルト脱着装置に内蔵されているボルトレンチを嵌合させるため、作業員が関与し、さらに、作業員の指示によりボルト脱着装置を旋回モータにて旋回させて芯出しを行い嵌合させていた。
【0007】
CRDを取り扱う小レンチとスプールピースを取り扱う大レンチとを有するボルト脱着機を使用し、取り付け作業は、まずCRDを取り付け、次いでスプールピースを取り付ける。逆に、取り外しはこの逆の手順となる。スプールピースを取扱う場合には、ボルト脱着機に装着された大レンチでそのまま大ボルトの締め付け・緩めを行う。、CRDを取扱う場合には、レンチサイズを変更するためアタッチメントをボルト脱着機に搭載し、大レンチの回転力を小レンチヘ伝達して小ボルトの締め付け・緩めを行っていた。
【0008】
このようにアタッチメントをボルト脱着機へ搭載したり切離しする作業が必要なため手間がかかり、この作業のために全体の作業時間のうちの大部分を使わざるをえなかったとして、特許文献3では、制御棒駆動機構の原子炉からの取付け、取り外し時に作業員が関与することなく遠隔操作により高精度な作業が可能なボルト脱着装置を提供することを目的として、制御棒駆動機構を原子炉容器に設けられた制御棒駆動機構ハウジングにボルトで固定するための制御棒駆動機構のフランジ部と、このフランジ部に対向して配設されたボルト脱着装置とを有し、このボルト脱着装置は、フランジ部に対向して配設され、フランジ部に対して軸方向に離接可能であるとともに回動可能に配設されたボルト脱着機本体と、このボルト脱着機本体のフランジ部に対向する対向部に設けられ、ボルトを回転させるボルトレンチと、ボルト脱着機本体の対向部に設けられたレーザ測距機と、このレーザ測距機によって測定されたボルト脱着機本体とフランジ部との距離に基づき、ボルト脱着機本体をフランジ部に対して軸方向に離接させる脱着機本体軸方向駆動装置とを備えた発明が開示されている。
【特許文献1】特開平8−160175号公報
【特許文献2】特開平11−264890号公報
【特許文献3】特開平11−166994号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
図5はCRD本体7をCRDハウジング6内に挿入して取り付ける場合、及びCRD本体7を取り外す場合の一般的な作業手順を示す図である。同図(a)はモータユニット10がスプールピース12を介してCRDハウジング6に取り付けられ、ボールねじのねじ軸9がモータユニット10によって回転駆動可能な状態、言い換えればCR11の昇降動作が可能な状態を示している。この状態からCRD本体7を取り外す際には、まず、図5(b)に示すようにモータユニット10をスプールピース12下端のモータブラケット13に連結している8個のボルトを取り外し、モータユニット10をモータブラケット13から離脱させる。次いで、図5(c)に示すようにモータブラケット13を固定している8個のボルトを取り外してモータブラケット13をスプールピース12から離脱させ、さらに、スプールピース12の上端のフランジ12aとCRDハウジング6の下端のフランジ6aとを連結している8個のボルトを取り外し、スプールピース12をCRDハウジング6から離脱させる。そして、最後に、図5(d)に示すようにCRD本体7をCRDハウジング6から下方に引き抜き、CRD本体7をCRDハウジング6から離脱させる。CRD本体7をCRDハウジング6に取り付ける場合には、図5(d)から(a)への逆の工程をたどって装着することになる。
【0010】
このように図5から分かるようにCRD本体7をCRDハウジング6から取り外す際に、従来では、モータユニット10、モータブラケット13、スプールピース12を個々に取り外していた。これは、アタッチメントが前述の特許文献3に記載されているように直線状のものであり、円筒の外径にブラケットやフランジがあるとこれらが障害となって目的とするスプールピース12の上端のフランジ12aに工具、ここでは、ボルトレンチを直接アクセスすることができないからである。そのため、図5における(b)と(c)の工程が必要であり、それぞれ8個のボルトの取り外し及び取り付け操作を行う必要があった。その際、前記特許文献3に記載されているような専用のアタッチメントを用意し、作業内容に応じてアタッチメントを装着し直し、次の工程に移ることになる。CRD5の数は多数に上り、そのうちのいくつかを点検し、あるいは交換するといった場合でも、1本々々この作業を行う必要があることから、作業効率が非常に悪いものとなっていた。
【0011】
また、8本のボルトを同時にボルトレンチによって締めるあるいは緩めるが、位置決めの最終工程は作業者が介在し、目視で確認するので、作業者の被爆時間をできるだけ少なくするという要求がある。
【0012】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、その目的は、モータブラケットを装着した状態でスプールピースをCRDハウジングに対して一体的に取り付け、また、取り外すことが容易に行える装置、この装置に使用されるアタッチメント及び前記装置を使用した取り付け、取り外し方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
前記目的を達成するため、本発明は、スプールピースの外径より大径のモータブラケットを使用してモータユニットが取り付けられている制御棒駆動機構を制御棒駆動機構ハウジングから脱着する制御棒駆動機構脱着装置において、前記モータブラケットを迂回してスプールピースを制御棒駆動機構ハウジングに締結しているボルトにアクセス可能な操作手段を設けたことを特徴としている。
【0014】
この場合、前記操作手段をユニバーサルジョイントからなるボルトレンチから構成し、前記モータブラケットを前記ボルトレンチの先端部が通過する際には、前記モータブラケットの外周部より前記ボルトレンチの先端部を広げ、通過後、前記ボルトの頭部に嵌合できるまで前記ボルトレンチの先端を狭め、嵌合後、ボルトを緩めてスプールピースとモータブラケットを一体的に前記制御棒駆動ハウジングから取り外す。
【0015】
具体的には、先端部が前記モータブラケットの外周部を回避してスプールピースの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの下端部とを締結するボルトの頭部に嵌合し、前記先端部が前記ボルトの頭部に嵌合したときに前記モータブラケットの外周部と干渉しない形状に設定された複数の操作手段と、前記操作手段のそれぞれを正逆方向に回転駆動する駆動手段と、前記操作手段のそれぞれを前記軸線方向に沿って移動させる軸方向移動手段と、前記障害物の外側と前記ボルトの軸線上の位置との間で前記操作手段を移動させる径方向移動手段とを備え、径方向移動手段と軸方向移動手段の駆動により、ボルトの頭部に操作手段の先端部を嵌合させ、ボルトの回転操作が行えるようにした。なお、前記操作手段及び前記径方向移動手段は1つのアタッチメントとして構成される。て
アタッチメントは、例えば、先端部が前記モータブラケットの外周部を回避してスプールピースの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの下端部とを締結する複数のボルトの頭部に嵌合し、前記先端部が前記ボルトの頭部に嵌合したときに前記モータブラケットの外周部と干渉しない形状に設定された複数の操作部材を有する操作部と、前記操作部を支持し、前記脱着ヘッドから伝達される回転トルクにより前記操作部材を回転駆動する支持部と、前記着脱ヘッドに取り付けられる本体部とを備えたものである。
【0016】
このような脱着装置を使用して駆動棒制御機構を前記制御棒駆動機構ハウジングから取り外す場合には、前記モータブラケットの外周部を回避してスプールピースの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの下端部とを締結するボルトの頭部に嵌合する先端部と、この先端部が前記ボルトの頭部に嵌合したときに前記モータブラケットの外周部と干渉しない形状に設定された本体部とを有する複数の操作手段の前記先端部が前記モータブラケットの外周部より外側に位置するように前記本体部を広げる第1の工程、前記第1の工程で前記本体部を広げた状態で前記操作手段及び当該操作手段を支持する支持手段を前記制御棒駆動機構の軸線方向に沿って当該制御棒駆動機構側に移動させる第2の工程、前記第2の工程で前記先端部が前記ボルトの頭部手前近傍に達した時点で操作手段及び前記支持手段の移動を停止させる第3の工程、前記第3の工程終了後、前記先端部が前記ボルトの頭部の軸線の延長上に位置するまで前記本体部を径方向に移動させる第4の工程、前記第4の工程終了後、前記操作手段及び前記支持手段を前記ボルトの頭部の軸線の延長線に沿って移動させて前記先端部を前記頭部に嵌合させる第5の工程、及び前記第5の工程終了後、前記操作手段のそれぞれを前記ボルトを緩める方向に回転させてボルトを緩める第6の工程の各工程を経て、前記モータブラケットが装着された状態で前記駆動棒制御機構を前記制御棒駆動機構ハウジングから取り外す。
【0017】
一方、駆動棒制御機構を前記制御棒駆動機構ハウジングに取り付ける場合には、前記モータブラケットの外周部を回避してスプールピースの上端部と前記制御棒駆動機構ハウジングの下端部とを締結するボルトの頭部に嵌合する先端部と、この先端部が前記ボルトの頭部に嵌合したときに前記モータブラケットの外周部と干渉しない形状に設定された本体部とを有する複数の操作手段の前記先端部が前記モータブラケットの外周部より外側に位置するように前記本体部を広げる第7の工程、前記本体部を広げた状態で前記操作手段を支持する支持手段の前記操作手段が装着された面に前記制御棒駆動機構を前記制御棒駆動機構ハウジングのねじ孔と位置合わせして載置する第8の工程、前記先端部のそれぞれに前記制御棒駆動機構を前記制御棒駆動機構ハウジングに取り付けるためのボルトを装着する第9の工程、前記第9の工程終了後、前記操作手段及び前記支持手段を前記制御機構ハウジングの軸線方向に沿って当該制御機構ハウジング側に移動させる第10の工程、前記ボルトのねじ部が前記スプールピースのボルト孔に挿入され、任意の深さまで達した時点で前記第10の工程における前記操作手段及び前記支持手段の移動を停止させる第11の工程、前記第11の工程終了後、前記制御棒駆動機構、前記操作手段及び前記支持手段を前記制御棒駆動機構ハウジングの軸線に沿って当該制御棒駆動機構ハウジングに近接する方向に移動させ、前記ボルトのねじ部が前記制御棒駆動機構ハウジングのねじ孔に挿入された時点で停止させる第12の工程、前記第12の工程で停止した位置で前記操作手段を回転させ、前記ボルトを前記制御棒駆動機構ハウジングのねじ孔に螺合させて締め付け、前記制御棒駆動機構を前記制御棒駆動機構ハウジングに取り付ける第13の工程、前記第13の工程で締め付けが完了した時点で、前記操作手段及び前記支持手段を少なくとも前記先端部が前記ボルトの頭部から離脱する位置まで後退させる第14の工程、前記第14の工程終了後、前記先端部が前記モータブラケットの外周部に干渉しない位置まで前記本体部を広げる第15の工程、及び前記第15の工程終了後、前記操作手段を初期位置まで後退させる第16の工程を経て、前記モータブラケットが装着された状態で前記駆動棒制御機構を前記制御棒駆動機構ハウジングに取り付ける。
【0018】
なお、後述の実施形態において、制御棒駆動機構ハウジングはCRDハウジング6に、制御棒駆動機構本体はCRD本体7に、スプールピースは符号12に、モータブラケットは符号13に、モータユニットは符号10に、操作手段はボルトレンチ18に、先端部は符号18aに、駆動手段はエアモータに、軸方向移動手段はCRD取扱装置15に、径方向移動手段はボルトレンチ支持機構20と押し上げ機構21に、アタッチメントは符号17に、ボルトは符号19に、脱着ヘッドは符号16に、操作部材は個々のボルトレンチ18に、操作部はボルトレンチの集合体に、支持部はボルトレンチ支持機構20に、本体部はボルトレンチ18及びボルトレンチ支持機構20を除くアタッチメント17にそれぞれ対応している。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、モータブラケットをスプールピースに取り付けた状態で、制御棒駆動機構ハウジングから一体的に取り付け、取り外すことが可能となる。これにより効率的に処理することができ、作業時間も少なくて済み、その分、被爆時間の短縮化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0021】
図1は本発明の実施形態に係るCRD(制御棒駆動機構)交換装置全体の構成を示す説明図である。
同図において、CRD交換装置は旋回式のプラットホーム14と走行式CRD取扱装置15から構成され、プラットホーム14の旋回動作とCRD取扱装置15の前進・後退動作とによってCRD本体7に対する位置決めを行い、CRD本体7に対するアクセスが可能となっている。CRD本体7に対する位置座標は、プラットホーム14の旋回動作とCRD取扱装置15の前進・後退動作を行わせる図示しない制御装置に記憶されており、作業毎に更新される。
【0022】
CRD取扱装置15は、着脱ヘッド16とアタッチメント17とを備えている。着脱ヘッド16にはエアモータが設けられ、8個のボルトを同時に、あるいは並行に、あるいは順次締めあるいは緩めるための回転トルクを発生させる。一方、アタッチメント17には、図2の側面図に示すようなボルトレンチ18が各ボルト毎に設けられており、前記着脱ヘッド16で発生した回転トルクを前記ボルトレンチ18に伝達する。ボルトレンチ18はユニバーサルジョイントによって構成され、アタッチメント17に基端部が取り付けられ、先端部18aがスプールピース12先端のフランジ12aを締結するボルト19の頭部に嵌合する。これにより、前記エアモータからの回転トルクをボルト19に伝達し、ボルト19を締め、あるいは緩めることができる。なお、ボルトレンチ18は図2では1個しか描かれていないが、ボルト19の本数分、この実施形態では8本分のボルトレンチ18が設けられ、同時に8本のボルト19に対してアクセスすることができる。また、エアモータも各ボルトレンチ18毎に設けられており、各ボルト19を独立してアクセスすることができる。
【0023】
また、図1において、着脱ヘッド16及びアタッチメント17はCRD取扱装置15によって昇降駆動され、前記位置決めされた位置で着脱ヘッド16及びアタッチメント17を上昇させ、アタッチメント17の先端部のボルト19に対するアクセスを可能にしている。
【0024】
図3は本実施形態に係るアタッチメント17を使用してモータブラケット13が装着されたスプールピース12をCRDハウジング6から取り外すときの動作を示す動作説明図である。ボルトレンチ18は、アタッチメント17の図において上端部に設けられたボルトレンチ支持機構20によって先端側が開閉可能に基端部18bが支持されている。前記ボルトレンチ18の先端部18aの開閉動作は押し上げ機構21の昇降動作に対応しており、押し上げ機構21の上昇動作によってボルトレンチ18の隣接する先端部18aのピッチを縮小し、これによりボルトレンチ18の先端部18aが形成するピッチ円を縮小し、押し上げ機構21の下降動作によって前記先端部18aのピッチ円を拡大することができる。このピッチもしくはピッチ円の縮小拡大動作はボルトレンチ支持機構20が押し上げ機構21によってボルトレンチ18を半径方向に移動させることにより行われる。
【0025】
ボルトレンチ18の基端部18bのボルトレンチ支持機構20への取り付け位置は、図3(d)に示すようにボールレンチ18の先端部18aがボルト19に対するアクセス可能位置にあるときにモータブラケット13と干渉しないモータブラケット13の外周部より外側で、隣接する他のCRD駆動機構とは干渉しない位置に設定されている。
【0026】
このような位置にセットされたボルトレンチ18を拡径状態にし、少なくともボルトレンチ18の先端部18aによって形成されるピッチ円の径をモータブラケット13が通る状態を初期位置(図3(a))とし、この位置を保持した状態でアタッチメント17を上昇させる(図3(b))。そして、ボルトレンチ18の先端部18aがボルト19の頭部近傍で当該頭部の下側の所定位置まで達すると、上昇動作を停止させる。次いで、押し上げ機構21を上昇させ、ボルトレンチ18の先端部18a間のピッチを短縮する方向、言い換えれば前記ピッチ円を縮小させる方向に動作させ、各ボルト19のピッチ円と同等の位置まで先端部18aを移動させる(図3(c))。この状態で、ボルトレンチ18の先端部18aはボルト19の軸線とほぼ一致した位置にある。この位置は、前述のように前回の動作のときの位置を制御装置が記憶しており、その記憶された位置を基準に設定される。
【0027】
そして図3(c)の状態からさらにアタッチメント17を上昇させると、ボルトレンチ18の先端部18aがボルト19の頭部の嵌合溝に滑り込み、嵌合溝の所定の深さまで挿入されると停止する(図3(d))。このとき、スプールピース12の下端はボルトレンチ支持機構20の上端部に当接し、スプールピース12を支持した状態となっている。ボルト頭部の嵌合溝の入口側には傾斜が付けられており、ボルトレンチ18の先端部18aが当接したときには、前記先端部18aを確実に前記嵌合溝に導くことができるようになっている。なお、作業の確実性を確保するため、作業者が前記先端部18aの嵌合溝に対する嵌合状態を監視しており、嵌合できないような状態が発生した場合には、位置補正を行う。なお、前記先端部18aの嵌合溝に対する挿入操作時において、作業者の目視を基準に遠隔操作するのではなく、CCDカメラやレーザ速距装置を使用して遠隔操作することもできることは言うまでもない。
【0028】
このように図3(d)の状態になると、すなわち、ボルトレンチ18の8個の先端部18aが8個のボルト19の頭部の嵌合溝にそれぞれ確実に嵌合したことを確認して、着脱ヘット16のエアモータを駆動してボルトレンチ18をボルト19の締結を解く方向に回転させてボルトを緩めると、スプールピース12はCRDハウジング6の下端から離脱し、ボルトレンチ支持機構20に支持される。この状態でアタッチメント17を下降させると、スプールピース12はボルトレンチ支持機構20に支持され、ボルトレンチ18の先端部18aには締結が解かれたボルト19が嵌合した状態でCRDハウジング6からモータブラケット13とスプールピース12を一体として取り外すことができる。
【0029】
モータブラケット13とスプールピース12を一体として取り付ける場合には逆の工程をたどる。すなわち、ボルトレンチ18の先端部18aがモータブラケット13の外周部より外側に位置するように前記本体部を広げ、本体部を広げた状態でボルトレンチ支持機構20のボルトレンチ18の基端部が装着された面にスプールピース12を載置する。その際、スプールピース12のフランジ12aとCRDハウジング6の下端のフランジのねじ孔とを位置合わせ(ボルト19が通る軸線を一致させる)しておく必要がある。次いで、先端部18aのそれぞれにスプールピース12をCRDハウジング6に取り付けるためのボルト19を装着し、ボルトレンチ18、ボルトレンチ支持機構20をアタッチメント17と共にCRDハウジング6の軸線方向に沿ってCRDハウジング6側に移動させる(押し上げる)。
【0030】
この移動により、ボルト19のねじ部がスプールピース12のねじ孔に挿入され、所定の深さまで達した時点でアタッチメント17の移動を停止させ、モータブラケット13、スプールピース12、ボルトレンチ18をCRDハウジング6の軸線に沿って当該CRDハウジング6に近接する方向に移動させ、ボルト19のねじ部をCRDハウジング6のねじ孔に挿入する。そして、ボルトレンチ18を回転させてボルト19を前記制御棒駆動機構ハウジングのねじ孔に螺合させて締め付ける。ボルト19の締め付けが完了した時点で、ボルトレンチ18及びボルトレンチ支持機構20を少なくとも前記先端部18aがボルト19の頭部から離脱する位置まで後退させ、ボルトレンチ18の先端部18aがモータブラケット13の外周部に干渉しない位置までボルトレンチ本体部を広げ、初期位置まで後退させる。このようにしてモータブラケット13が装着された状態でスプールピース12をCRDハウジング6に取り付けることができる。
【0031】
なお、CRD交換装置における前記プラットホーム14及び走行式CRD取扱装置15自体は公知の構成であり、位置決め制御やボルトレンチ18のエアモータによる駆動については従来から実施されている事項であるので、この実施形態における詳細な説明は省略する。
【0032】
また、本実施形態では、スプールピース12とモータブラケット13をCRDハウジング6に対して一体として装着し、また、取り外す例について説明しているが、図5の従来例に示したモータユニット10、モータブラケット13及びスプールピース12を一体として取り外すことも可能である。ただし、この場合にはボルトレンチ18のユニバーサルジョイントの形状をモータユニット10の長手方向の寸法に合わせて設定する必要がある。
【0033】
同様に、取り付け、取り外し対象となる部材にアクセスする際に直線状のボルトレンチが使用できない場合には、本実施形態において説明したようなユニバーサルジョイント形式のボルトレンチを採用すれば、スプールピース12のCRDハウジング6に対する取り付け、取り外し作業のみならず種々の適用が可能となる。特に、作業者のアクセスが困難な狭い場所におけるボルトの取扱や遠隔操作が必要なボルトの取扱に好適である。
【0034】
なお、前述の実施形態は、ボルト孔はボルトが挿通する孔をねじ孔はボルトが螺合する雌ねじを備えた孔を指している。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の実施形態に係るCRD交換装置全体の構成を示す説明図である。
【図2】本発明の実施形態に係るアタッチメント、モータブラケット、スプールピース及びユニバーサルジョイントからなるボルトレンチとの関係を示す側面図である。
【図3】本発明の実施形態に係るアタッチメントを使用してモータブラケット及びスプールピースを一体的に取り外すときの動作を示す説明図である。
【図4】従来から実施されている沸騰水型原子炉圧力容器の一部を断面して示す図である。
【図5】CRD本体をCRDハウジング内に挿入して取り付ける場合、及びCRD本体7を取り外す場合の一般的な作業手順を示す図である。
【符号の説明】
【0036】
1 沸騰水型原子炉
2 原子炉圧力容器
5 CRD(制御棒駆動機構)
6 CRDハウジング(制御棒駆動機構ハウジング)
7 CRD本体(制御棒駆動機構本体)
8 中空ピストン
9 ねじ軸
10 モータユニット
11 CR(制御棒)
12 スプールピース
12a フランジ
13 モータブラケット
15 CRD取扱装置
16 脱着ヘッド
17 アタッチメント
18 ボルトレンチ
18a 先端部
19 ボルト
20 ボルトレンチ支持機構
21 押し上げ機構




 

 


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