JP2001296385A - 作業装置および作業方法 - Google Patents
作業装置および作業方法Info
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Abstract
よび保全作業の効率向上 【解決手段】 炉心支持板8とCRDハウジング6との
間に設置されている制御棒案内管9を取り外しそこに収
納容器10をに設置する。収納容器10に設けられたパ
ンタグラフ機構11により移動体20を外に出し、シュ
ラウドサポートレグ5間を通してバッフルプレート3の
下方に移動させる。上下方向移動機構12によりパンタ
グラフ機構11を移動させて、移動体20をバッフルプ
レート3の下面に押し付ける。移動体20に設けられた
複数の車輪付き腕(シリンダロッド)を圧力容器1およ
びシュラウドサポート4に向けて伸ばして移動体20を
仮固定し、移動体20をパンタグラフ機構11から分離
する。移動体に設けられた推進機により移動体20をバ
ッフルプレート3の円周方向に沿って作業対象の位置ま
で移動させ、そこでシリンダロッドによる押圧力を増し
て、移動体20を作業対象位置に強固に固定する。その
後、移動体20に設けられた作業機器30により所定の
作業が行われる。
Description
電所プラントにおける原子炉圧力容器内に設置されたシ
ュラウドサポートおよびバッフルプレートの検査、補修
および保全等の各種作業を行う方法および当該方法の実
施に適した装置に係り、特に原子炉圧力容器内の冷却水
の水中環境下で、炉内構造物であるシュラウドサポート
とバッフルプレート溶接部の下部、シュラウドサポート
シリンダのバッフルプレート下外面の溶接部に対して補
修および保全等の各種作業を行うに適した方法および装
置に関する。
造物は高温高圧環境下において十分な耐食性と高温強度
を有する材料、例えばオーステナイトステンレス鋼また
はニッケル基合金によって構成されている。
難な部材についてはこれらの部材がプラントの長期に及
ぶ運転により厳しい環境に曝され、また中性子照射の影
響も有り材料劣化の問題が懸念される。特に炉内構造物
の溶接部近傍は溶接入熱による材料の鋭敏化および引張
り残留応力の影響で潜在的な応力腐食割れの危険性を有
している。
は同様の懸念があるが、特にシュラウドサポートのバッ
フルプレート下の部位(プレート下面、シリンダ外面、
レグ外側面)の検査、補修、保全作業を行う場合には、
制御棒案内管を取外すか、インレットミキサを取外す必
要があり、事前の準備作業に多大の時間が掛る事が予想
される。特に広範囲の部位の施工には取外し本数が増え
るため時間がかかる。
前準備としての制御棒案内管の取り外し本数を最小とす
ることができ、バッフルプレートの下部のシュラウドサ
ポートとの溶接部や、圧力容器との溶接部およびジェッ
トポンプディフーザの溶接部等の検査、補修および保全
作業を効率良く行うことができる作業方法ならびにその
装置を提供することを目的としている。
め、筒状の収納容器と、前記収納容器内に収納された状
態と前記収納容器外に展開した状態とをとることができ
る平行リンクを含むパンタグラフ機構と、前記パンタグ
ラフ機構を上下に移動させる上下方向移動機構と、前記
平行リンクの先端側のリンクに設けられた保持部と、前
記保持部に分離可能に搭載された移動体と、前記移動体
に設けられるとともに、先端に車輪が設けられた伸縮自
在な複数の支持部材を有する位置決め機構と、前記移動
体を少なくとも水平方向に移動させることができる移動
手段と、前記移動体に設けられ、作業対象部位に対して
所定の作業を行う作業機器とを備えた作業装置を提供す
る。
動体全体に働く重力が移動体全体に働く浮力よりわずか
に大きくなるように設計されることが好適である。
び/または前記車輪を駆動する装置により構成すること
ができる。
リンダ等のシリンダ装置により構成することができる。
Dハウジングとの間に設置されている制御棒案内管を取
り外す工程と、移動体が格納された収納容器を前記制御
棒案内管のあった位置に設置する工程と、前記収納容器
に設けられたパンタグラフ機構により移動体を収納容器
外に出すとともに、シュラウドサポートレグ間を通して
バッフルプレートの下方に移動させる工程と、前記収納
容器に設けられた上下方向移動機構によりパンタグラフ
機構を移動させて、前記移動体をバッフルプレートの下
面に押し付ける工程と、前記移動体に設けられるととも
に先端に車輪が設けられた複数の支持部材を、前記圧力
容器およびシュラウドサポートに向けて伸ばして前記圧
力容器およびシュラウドサポートを押圧して、前記移動
体を仮固定する工程と、前記移動体を前記パンタグラフ
機構から分離する工程と、前記移動体に設けられた移動
手段により、前記移動体を前記バッフルプレートの円周
方向に沿って作業対象の位置まで移動させる工程と、前
記支持部材による押圧力を増して、前記移動体を前記作
業対象位置に固定する工程と、前記移動体に設けられた
作業機器により作業対象に対して所定の作業を行う工程
と、を備えたバッフルプレート下部に対して作業を行う
方法が提供される。
ポンプのインレットミキサから監視カメラを挿入し、ジ
ェットポンプディフーザを通してバッフルプレート下部
まで移動させる工程と、前記監視カメラにより、前記移
動体または移動体の作業機器を監視する工程とを更に備
えていることが好適である。
づいて説明する。
作業対象部位およびその近傍の部材について簡単に説明
しておく。図1は、沸騰水型原子炉の断面を示してお
り、圧力容器1の下部にはシュラウドサポートレグ5が
溶接されており円筒状のシュラウドサポート4を支えて
いる。シュラウドサポート4と圧力容器1の間には、ド
ーナツ状にバッフルプレート3が溶接され、その上には
ジェットポンプ2が設置されている。圧力容器1中心部
には炉心を構成する上部格子板7と炉心支持板8があ
り、炉心支持板8と炉下部のCRDハウジング9間に通
常時は制御棒案内管9が設置されている。なお、本発明
による作業装置は、特にバッフルプレート3の下部にあ
る部材に対して、検査、補修および保全等の各種作業を
行う用途に適したものである。
よる作業装置の構成について説明する。図2および図3
に示すように、作業装置は、円筒状の収納容器10を有
している。収納容器10内の下部には、パンタグラフ機
構11が格納されている。
有しており、このベース板110に平行リンク110A
が取り付けられている。
111(図2では手前側のものしか見えない)と、一対
の第2リンク112(図2では手前側のものしか見えな
い、図3では見えない)と、一対の第3リンク113
(図2では手前側のものしか見えない)とおよび1つの
第4リンク114とを有する。第1リンク111および
第4リンク114が、平行四辺形の短辺を構成し、第2
リンク112および第3リンク113が平行四辺形の長
辺を構成する。
けられたリニアガイド110aに沿って上下動可能にベ
ース板110に取り付けられている。各第2リンク11
2および各第3リンク113のそれぞれの一端は、対応
する第1リンク111の上端部および下端部にそれぞれ
枢着されている。各第2リンク112および第3リンク
113のそれぞれの他端は、対応する第4リンク114
の上部および下部に枢着されている。
10Aの短辺をなすとともに後述する移動体20を保持
する役割を果たすため、以下、本明細書においては「保
持部114」とも言うこととする。
5リンク115を有しており、各第5リンク115の一
端はベース板110の上端部に枢着されている。
ク113の略中央部に枢着されている。すなわち、各第
5リンク115の他端同士は、連結棒116により連結
されている。この連結棒116は、各第3リンク113
の略中央部同士も連結している。各第5リンク115の
他端および各第3リンク113の第3リンク113の略
中央部は連結棒116に対して回転可能に取り付けられ
ている。
ンタグラフ機構を動作させるためのエアシリンダ117
を有している。エアシリンダ117のケースの基端部は
ベース板110に枢着され、エアシリンダ117のロッ
ドの先端部は連結棒116に枢着されている。
機構11を上下動させるための上下方向移動機構12が
設けられている。上下方向移動機構12は、エアシリン
ダ120と、一対のプーリ121,122と、ワイヤロ
ープ123と、リニアガイド124とから構成されてい
る。
下方向に延びるリニアガイド124が取り付けられてい
る。リニアガイド124にはパンタグラフ機構11のベ
ース板110が係合しており、ベース板110はリニア
ガイド124に沿って上下方向に移動可能となってい
る。
の一端が固定されている。一方、収納容器10内の上部
には、エアシリンダ120が取り付けられている。エア
シリンダ120のロッドの先端には、ワイヤロープ12
3の他端が取り付けられている。ワイヤロープ123
は、収納容器10内の略中央部に設けられた支持板に取
り付けられた第1プーリ121および第2プーリ122
に掛けられている。従って、エアシリンダ120を動作
させることにより、ベース板116はリニアガイド12
4に沿って上下動することができる。
14に装着可能な移動体20について説明する。図2に
示すパンタグラフ機構の構成から明らかなように、保持
部114の上面114aは、パンタグラフ機構11の状
態(展開状態または格納状態)に関わらず、常に真上を
向いている。この保持部114の上面114aには、移
動体20が搭載されている。
載した状態で、炉水中で移動体20全体に働く重力が移
動体20全体に働く浮力よりわずかに大きくなるように
設計されている。浮力の調節は、例えば移動体20の筐
体内に適当な容積の空気室を設けることにより行うこと
ができる。なお、炉水中内で移動体20の姿勢(特に上
下関係)が変化しにくいように、重量バランスを考慮し
て移動体20を設計することが好ましい。
のハウジング内には、鉛直方向移動用の上下推進機21
と、2つ(3つ以上でもよい)の水平方向移動用の水平
推機22とが収容されている。
プーリ211および第2プーリ212と、ベルト213
と、かさ歯車組214(第1かさ歯車214a,第2か
さ歯車214b)と、シャフト215と、プロペラ(ス
クリュ)216と、シャフト217とを備えて構成され
ている。
の出力軸に第1プーリ211が固定され、第1プーリ2
11の下方に第2プーリ212が設けられている。第1
プーリ211および第2プーリ212との間にはベルト
213が掛け渡されている。
ング内下部に設けられた軸受けにより水平に支持された
シャフト215の一端に固定されている。シャフト21
5の中央部には第1かさ歯車214aが設けられてい
る。
により支持され鉛直方向に延びるシャフト217が設け
られており、シャフト217の上端に第1かさ歯車21
4aとかみ合う第2のかさ歯車214bが設けられてい
る。シャフト217には、プロペラ216が取り付けら
れている。
り、プロペラ216を回転させることができ、これによ
り移動体20を上昇させることができる。なお、プロペ
ラ216の回転を止めると、移動体20は炉水中を緩や
かに沈降してゆくことになる。
の筐体内には一対の水平推進機22が設けられている。
各水平推進機22はそれぞれ、モータ220と、モータ
220の水平方向を向いた出力軸に固定されたプロペラ
221とを有している。
推進機21のモータ210を挟んで対称位置に設けられ
ている。
て設けられており、両水平推進機22の動作状態を適宜
調節することにより、移動体を任意の水平方向に移動さ
せることができる。
互いに反対方向を向き、かつ両プロペラ221の軸線が
ずれているため、水平推進機22の駆動により移動体2
0をその場で回転させることも可能である。
は、移動体20の上下方向の幅の削減を図る等の目的に
より、2つのモータ220とモータ210とを水平に3
つ並列に並べているが、寸法的に許されるならモータ2
10を縦置きにして、プロペラをモーター210の出力
軸と直結して駆動するようにしても構わない。
体20の上面には位置決め機構23が設けられている。
位置決め機構23は、水平方向を向いた第1エアシリン
ダ230、第2エアシリンダ231、第3エアシリンダ
232および第4エアシリンダ233と、第2〜第4エ
アシリンダ231,232,233先端の車輪235
と、リニアガイド230a,236とを備えて構成され
る。
スは、移動体20のハウジングの上面に固定されてお
り、第1のエアシリンダ230のケースの上部には、リ
ニアガイド230aが設けられている。第1のエアシリ
ンダ230の上部には、その一端側にリニアガイド23
0aと係合する係合子を有するとともにその他端側が第
1のエアシリンダ230のロッドの先端部に固定された
水平スライダ230bが設けられている。水平スライダ
230bの上には第2エアシリンダ231が取り付けら
れている。
は、第1および第2エアシリンダ230,231を両側
から挟む位置に、第1および第2エアシリンダ230,
231と反対方向を向いた第3エアシリンダ232およ
び第4エアシリンダ233が取り付けられている。第3
および第4エアシリンダ232,233は、第1エアシ
リンダ230を介することなく移動体20の上面に取り
付けられているが、第3および第4エアシリンダ23
2,233の高さは第2エアシリンダ231と等しい。
1,232,233のケースの上部には、リニアガイド
236が設けられている。各エアシリンダ231,23
2,233の上部には、その一端側にリニアガイド23
6と係合する係合子を有するとともにその他端側が同じ
エアシリンダ231,232,233のロッドの先端部
に固定された水平スライダ237が設けられている。各
エアシリンダ231,232,233のロッドの先端に
は、鉛直方向を向いた軸線まわりに回転できる車輪23
5が取り付けられている。
適宜伸縮動作させることにより、第2〜第4エアシリン
ダ231〜233のロッド先端に設けられた車輪235
を壁体に押しつけることができ、これにより移動体20
を作業位置に固定することができる(図7参照)。
上部に設けられた水平スライダ237上には、検査、補
修または保全等の各種作業を行うための作業機器、ここ
では作業ユニット30が取り付けられている。
ース40が接続されており、このケーブルおよびホース
40により、移動体20の推進機および位置決め機構2
3を動作させるための加圧空気および電力が供給され
る。このケーブルおよびホース40の他端は、収納容器
10を経て、圧力容器の外部に配備される空気および電
力供給源に接続される。
ジング9間に設置されている制御棒案内管9と、この制
御棒案内管9の上部にある燃料(図示せず)を取り外
す。
ニットを選定し、これを移動体20の位置決め機構23
の水平スライダ237上に取り付ける。
1の保持部114に移動体20をセットする。次に、パ
ンタグラフ機構11により移動体20を収納容器10内
に収納する。なお、移動体20を格納する際には、上下
方向移動機構12によりパンタグラフ機構11のベース
板110を下限位置とする。
交換機の補助ホイスト等で吊り上げ、上部格子板7およ
び炉心支持板8(図1参照)を通過させ、シュラウドサ
ポートレグ5近傍のCRDハウジング6上に設置する。
このとき、パンタグラフ機構11により、パンタグラフ
機構11自体および移動体20は収納容器10内に完全
に格納されているため、収納容器10は炉心支持板8の
孔を容易に通過することができる。なお、収納容器10
の下端をCRDハウジング6に対して位置決めするた
め、収納容器10の下端部はCRDハウジング6に係合
する形状となっている。
動体20を、シュラウドサポートレグ5間の隙間を通し
て図2に示す位置まで移動させる。すなわち、エアシリ
ンダ117のロッドを伸ばした位置から徐々に縮めてゆ
くと、移動体20は平行リンク110Aにより収納容器
10から押し出される。このとき、パンタグラフ機構1
1のベース板110は最下端位置にあるため、移動体2
0も低い位置にある。このため、移動体20は、シュラ
ウドサポート4の下部と干渉せずにバッフルプレート3
の下方に移動することができる。移動体20をバッフル
プレート3の下方に移動させた後に、上下方向移動機構
12を動作させ、パンタグラフ機構11とともに移動体
20を上昇させて移動体20をバッフルプレート3に接
近させる。
いて、作業ユニット30をバッフルプレート3に接触さ
せる。
23の第1〜第4エアシリンダ230〜233を適宜伸
展させて、シュラウドサポート4に第3および第4エア
シリンダ232,233のロッド先端の車輪を、圧力容
器1の内壁に向けて第2エアシリンダ231のロッド先
端の車輪235を前進させて押しつけ、移動体20を図
7左右方向に関して拘束し、移動体20が回転しないよ
うにする。なお、このときには各エアシリンダ230〜
233の圧力を適宜調節して、各車輪235をシュラウ
ドサポート4および圧力容器1に押し付ける圧力は微弱
なものとする。
て、作業対象の位置に向けて、バッフルプレート3の周
方向(図6紙面に対して垂直な方向)へ移動する。目的
の位置まで移動した後、位置決め機構23の車輪235
の押し付け圧力を上げ、シュラウドサポート4と圧力容
器1間に移動体20を突っ張り固定する。
した補修、保全等の施工を作業ユニット30を使用して
行う。作業対象部位が複数の場合には、上記手順による
移動および固定を繰り返しながら作業を行う。
サポート4および圧力容器1に押し付ける圧力を弱めた
後、移動体20を水平推進機21により保持部114が
ある位置まで戻し、ロッド先端の車輪235を後退させ
てシュラウドサポート4および圧力容器1の内壁から離
して格納するとともに移動体20を保持部114に回収
し、パンタグラフ機構11を使用して再び移動体20を
収納容器10に収納して炉上部に回収する。
ば、制御棒案内管の取り外し数を最小限としつつ、広範
囲にわたって、シュラウドサポートとバッフルプレー
ト、圧力容器とバッフルプレート、ジェットポンプディ
フーザの溶接部の検査、補修および保全作業を行うこと
ができる。このため検査、補修および保全作業に先立つ
準備作業の工数を大幅に削減することができ、総作業時
間を大幅に短縮できる。また、発電所の稼働率の維持、
向上にも貢献することができる。
ことにより、同一の収納容器および移動体を使用して多
種の作業を行うことが可能で、作業毎に別個の作業装置
を用意することなく共用化が図れる。
0のプロペラ式の水平推進機22を動作させることによ
り移動体20のバッフルプレート3の周方向に沿った移
動を実現しているが、図8に示すように車輪駆動装置5
0を設けることにより上記機能を実現してもよい。
ライダ237上に水平方向に取り付けられたモータ51
と、モータ51の出力軸に取り付けられたかさ歯車およ
び車輪235の上方に延長された鉛直方向の回転軸に取
り付けられたかさ歯車からなるかさ歯車組52とから構
成されている。この場合、プロペラ式の水平推進機22
は設けても設けなくてもよい。
1内壁に押し付けられる車輪は1輪であったが、図9に
示すように、第2エアシリンダ231のロッド先端に、
2つの車輪を対称位置に取り付けることが可能な車輪保
持具238を設け、圧力容器1側にも2つの車輪を押し
つけるようにしてもよい。このように、双方向(シュラ
ウドサポート4側と圧力容器1側)に2輪づつ車輪付き
のロッド(腕)を伸縮させる方式とすることによって、
移動体20をより安定的に移動させることが可能とな
る。
たは保全作業を行う際に、作業ユニット30を搭載した
移動体20を作業対象位置に移動させた後、作業対象位
置近傍のジェットポンプの2インレットミキサ2a(図
1参照)の開口部から水中テレビカメラ60を挿入し
て、ディフューザ2bおよびバッフルプレート3の開口
部を経て、バッフルプレート3の下部を観察できる位置
まで持ってゆき、この水中テレビカメラ60により作業
状態を監視することも好適である。なお、水中テレビカ
メラ60の挿入に際しては、インレットミキサ2aの開
口部に、先端側が拡開した挿入ガイドを事前に設置して
おくことが好ましい。
バッフルプレート下部の部材の検査、補修および保全作
業を効率良く実施することができる。
施に関連する部位を示す図。
って、移動体をバッフルプレート下部に移動させた状態
を示す図。
容器内の状態を示す図。
進機の構成を示す図。
機および水平推進機の配置を示す図。
側面図。
らの平面図。
Claims (4)
- 【請求項1】筒状の収納容器と、 前記収納容器内に収納された状態と前記収納容器外に展
開した状態とをとることができる平行リンクを含むパン
タグラフ機構と、 前記パンタグラフ機構を上下に移動させる上下方向移動
機構と、 前記平行リンクの先端側のリンクに設けられた保持部
と、 前記保持部に分離可能に搭載された移動体と、 前記移動体に設けられるとともに、先端に車輪が設けら
れた伸縮自在な複数の支持部材を有する位置決め機構
と、 前記移動体を少なくとも水平方向に移動させることがで
きる移動手段と、 前記移動体に設けられ、作業対象部位に対して所定の作
業を行う作業機器と、を備えたことを特徴とする作業装
置。 - 【請求項2】前記移動手段は、プロペラ式の推進機また
は前記車輪を駆動する装置を有していることを特徴とす
る、請求項1に記載の作業装置。 - 【請求項3】炉心支持板とCRDハウジングとの間に設
置されている制御棒案内管を取り外す工程と、 移動体が格納された収納容器を前記制御棒案内管のあっ
た位置に設置する工程と、 前記収納容器に設けられたパンタグラフ機構により移動
体を収納容器外に出すとともに、シュラウドサポートレ
グ間を通してバッフルプレートの下方に移動させる工程
と、 前記収納容器に設けられた上下方向移動機構によりパン
タグラフ機構を移動させて、前記移動体をバッフルプレ
ートの下面に押し付ける工程と、 前記移動体に設けられるとともに先端に車輪が設けられ
た複数の支持部材を、前記圧力容器およびシュラウドサ
ポートに向けて伸ばして前記圧力容器およびシュラウド
サポートを押圧して、前記移動体を仮固定する工程と、 前記移動体を前記パンタグラフ機構から分離する工程
と、 前記移動体に設けられた移動手段により、前記移動体を
前記バッフルプレートの円周方向に沿って作業対象の位
置まで移動させる工程と、 前記支持部材による押圧力を増して、前記移動体を前記
作業対象位置に固定する工程と、 前記移動体に設けられた作業機器により作業対象に対し
て所定の作業を行う工程と、を備えたことを特徴とする
作業方法。 - 【請求項4】前記作業対象の近傍ジェットポンプのイン
レットミキサから監視カメラを挿入し、ジェットポンプ
ディフーザを通してバッフルプレート下部まで移動させ
る工程と、 前記監視カメラにより、前記移動体または移動体の作業
機器を監視する工程と、を更に備えたことを特徴とす
る、請求項3に記載の作業方法。
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