JP2796468B2 - 保守作業用装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、核燃料再処理施設のセ
ル、核融合炉の真空容器、大型タンカーの船槽、大型タ
ンクなどにおいて内部の点検、補修、解体などの保守作
業に適用される保守作業用装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の核燃料再処理施設のセルの
説明図である。図において、核燃料再処理施設において
は核***生成物などの高放射性物質を処理、収納、保管
などする直径、高さともに数ｍの大型容器９０が厚いコ
ンクリートで囲まれたセル１と呼ばれる部屋に閉じ込め
られている。この大型容器９０は、核燃料再処理施設が
一旦運転状態に入ってしまうと、高放射線環境におかれ
るために作業員などの接近は不可能となる。このため、
大型容器９０、配管等はメンテナンスが不要なように材
質、設計、加工などを十分に検討、管理されて製作され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、核燃料
再処理施設においては核***生成物などの高放射性物質
を処理、収納、保管などする大型容器９０、配管等はメ
ンテナンスが不要なように材質、設計、加工などが十分
に検討、管理されて製作されているが、核燃料再処理施
設の稼動期間内にこれら大型容器、配管などから高放射
性物質を含んだ溶液の漏洩等のトラブルを生じた場合に
は、徹底的な除染を行うとともにセル１の側壁９１、天
井壁９２などの一部を破壊しないとセル１内に作業員が
立ち入ることができず、保守作業には多くの年月と多大
な作業員の労力を必要とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る保守作業用
装置は上記課題の解決を目的にしており、室の天井に穿
設された第一の開口部に外側から嵌入されて塞ぎ保守用
工具が装備され遠隔操作により保守作業を行うゴンドラ
を索体を介して昇降自在に吊持する第一のプラグと、上
記室の天井に穿設された第二の開口部に外側から嵌入さ
れて塞ぎ索体を介して上記ゴンドラを横方向へ牽引する
第二のプラグとを備えた構成を特徴とする。

【０００５】

【作用】即ち、本発明に係る保守作業用装置において
は、室の天井に穿設された第一の開口部に第一のプラグ
が外側から嵌入されて塞ぎ索体を介して昇降自在に吊持
する保守用工具が装備され遠隔操作により保守作業を行
うゴンドラを室の天井に穿設された第二の開口部に第二
のプラグが外側から嵌入されて塞ぎ索体を介して横方向
へ牽引するようになっており、保守用工具が装備された
ゴンドラを第一のプラグが吊持して昇降させるとともに
第二のプラグが横方向へ牽引することにより室内任意の
被保守個所へゴンドラを近付かせて室内外を遮断したま
ま遠隔操作により保守作業を行うことができる。

【０００６】

【実施例】図１乃至図６は本発明の一実施例に係る保守
作業用装置の説明図である。図において、本実施例に係
る保守作業用装置は核燃料再処理施設のセル内部の点
検、補修、解体などの保守作業に適用されるもので、核
燃料再処理施設においては核***生成物などの高放射性
物質を処理、収納、保管などする直径、高さともに数ｍ
の大型容器が厚いコンクリートで囲まれたセル１と呼ば
れる部屋に閉じ込められている。この大型容器は、核燃
料再処理施設が一旦運転状態に入ってしまうと、高放射
線環境下に置かれるために作業員などの接近は不可能と
なる。このため、本装置は作業員に代わってセル１の内
部全域を移動して被保守個所へ接近し、遠隔操作により
保守作業を行うようになっており、従来のセル１の構造
に変更などのインパクトを与えることなく、また建設費
も殆ど増加させることなく、またメンテナンスの必要な
マニピュレータ、レール等の機器をセル１内に据え付け
る必要もなく、従ってセル１内における機器類の配置変
更も不要である。

【０００７】即ち、図１に示すようにセル１の天井壁９
２のコーナに近い４隅に１つづつ開口部１５，１６が設
けられており、これら開口部１５，１６にはそれぞれ放
射線遮蔽用のプラグ９３，９４が備えられている。この
うち１つの開口部１５は作業用のゴンドラ２を吊り降ろ
すために他の３つの口径が約２００ｍｍ程度の開口部１
６に比べて口径が約５００〜１０００ｍｍと大きく、プ
ラグ９３も大径で他のプラグ９４は小径である。但し、
これらの寸法は作業の目的、手法で変わり、必ずしも限
定されたものではない。各プラグ９３，９４の上部には
プラグ９３，９４自体の移動、据付けのために吊り具９
５が、また下部にはワイヤ３の一端を取付けて固定する
止め具８６が取付けられており、各ワイヤ３は一端を各
小径のプラグ９４の止め具８６に、また他端は総て大径
のプラグ９３の止め具８６に弛ませた状態で取付けられ
ている。

【０００８】また、図３および図６に示すようにこれら
のプラグ９３，９４の代わりに開口部１５，１６に差し
込まれる仮設用のプラグ１９，２０が備えられている。
プラグ２０は小径のプラグ９４の代わりに小さな開口部
１６に差し込まれるもので、その外形、寸法などは小径
のプラグ９４と同じである。この仮設用小径のプラグ２
０は２重の筒構造をなしており、内側の回転筒２５は外
筒３２の上下に取り付けられて固定されている軸受２６
により回転自在に支持されている。回転筒２５の上部に
はフランジ２４が取付けられており、その上面にワイヤ
ドラム２３及びそのワイヤドラム２３を回転させる駆動
部２２が取付けられている。この駆動部２２には図示し
ないモータ、ブレーキ、ワイヤドラム２３の回転位置及
び速度の検出器などが内蔵されている。ワイヤドラム２
３に巻かれたワイヤ４０は回転筒２５下部に取付けられ
たボックス２８に回転自在に支持されている対向する２
つのプーリ３０，３１によりルーズに挟み込まれてお
り、プーリ３０，３１の転動面から外れないようにガイ
ドされている。ボックス２８には２つのばね２９の一端
が取付けられ、ばね２９の他端は対向する外筒３２にそ
れぞれ取付けられている。なお、外筒３２は鉛製又は鉄
鋼製で放射線遮蔽能力を有しており、天井壁９２外側上
面の放射線の線量率が最少限の上昇で抑えられる。プラ
グ２０の頂部にはプラグ２０自体の移動、据付けのため
の吊り輪２１が取付けられている。プラグ１９は大径の
プラグ９３の代わりに大きな開口部１５に差し込まれる
もので、その構造、機構などは仮設用小径のプラグ２０
と同様であるが、駆動部２２ａにはゴンドラ２との信号
および電力伝送用に図示しないスリップリングが装着さ
れている。

【０００９】ゴンドラ２には図４に示すように大型容器
の解体、補修などを行う目視カメラ５が取付けられ６自
由度の１対のマニピュレータ４、その制御用信号、電力
をプラグ１９を介して外部のコントローラ４９へ伝送す
る伝送装置１１、保守作業に必要な切断、溶接、その他
を行う工具１４などが取付けられており、さらにゴンド
ラ２中央には解体後の切断片を収納する収納容器１２が
吊りワイヤ１３により上下できるように巻取りドラム９
及び巻取りドラム９を回転させる駆動部１０などが取付
けられている。マニピュレータ４は上方に振り上げて収
縮した状態とすることにより、大きな開口部１５に差し
込まれるプラグ１９の外形寸法以下の円内に収納できる
ように軸状に構成されており、ゴンドラ２が開口部１５
を干渉することなく上下に通過することができる。ゴン
ドラ２の頂部には吊り部８が設けられており、ワイヤ３
９と多数のワイヤ４０が接続、固定されるとともに、ワ
イヤ３９，４０に対して旋回することができるように旋
回機構７が取付けられている。なお、ワイヤ３９は他の
ワイヤ４０と異なりマニピュレータ４の制御用、駆動部
１０用、工具１４用等ゴンドラ２に必要な電力線、信号
線を複合化したワイヤケーブルである。

【００１０】通常、核燃料再処理施設の運転中は各開口
部１５，１６には放射線遮蔽用のプラグ９３，９４が装
着されているが、大型容器、配管などから高放射性物質
を含んだ溶液の漏洩等のトラブルが生じた場合には、図
２および図５に示すように放射線の遮蔽体５１が装備さ
れて外部と遮断されているグリーンハウス４１を開口部
１５，１６の周りを覆うように設置する。このグリーン
ハウス４１には、レール４２、レール４２でガイドされ
て走行するキャリッジ４３、マスタースレーブ型のマニ
ピュレータ５２、内部観察用の遮蔽窓４８などが取付け
られている。キャリッジ４３には先端にフック４７が装
着されてワイヤ４６を巻き取るドラム４４及びその駆動
用モータ４５が取付けられている。グリーンハウス４１
の内部には予め仮設用大径のブラグ１９用の架台と大径
のプラグ９３用の架台５０ａとを、大きな開口部１５の
中心を通る直線上の対向する位置に設置し、そ直線上を
通るようにレール４２を配置する。これは、グリーンハ
ウス４１内のレール４２を一本のみとして一方向に移動
するキャリッジ４３を用いるためで、グリーンハウス４
１の若干の大型化が許される場合には移動用のレール、
キャリッジなどを２方向に配置してもよく、何れの使用
も制限されるものではない。さらに、ゴンドラ２と仮設
用大径のプラグ１９の駆動部２２ａ用の電力線、信号線
をグリーンハウス４１外部へ引き出し、外部のコントロ
ーラ４９へ接続する。

【００１１】このようにグリーンハウス４１を開口部１
５，１６の周りを覆うように設置した後、マニピュレー
タ５２により小径のプラグ９４の吊り具９５にフック４
７を掛けてプラグ９４を吊り上げ、この吊り上げた状態
で小径のプラグ９４下部の止め具８６から他端が大径の
プラグ９３下部の止め具８６に取付けられているワイヤ
３の一端をマニピュレータ５２により外し、架台５０ｂ
上の仮設用小径のプラグ２０のワイヤ４０の他端に継
ぐ。そして、小径のプラグ９４を架台５０ｃに収納した
後、マニピュレータ５２によりフック４７を外して仮設
用小径のプラグ２０の吊り輪２１に掛け小さな開口部１
６へ吊り降ろす。架台５０ｂは開口部１６側が開放され
ているので、ワイヤ３、４０は架台５０ｂに巻き付くこ
となく移動する。このようにして３つの仮設用小径のプ
ラグ２０をそれぞれ小さな開口部１６へセットした後、
大径のプラグ９３も同じようにしてグリーンハウス４１
内で吊り上げた状態でプラグ９３下部の止め具８６に取
付けられている３本のワイヤ３をマニピュレータ５２で
たぐり寄せる。このとき、各仮設用小径のプラグ２０の
駆動部２２を稼働させ、順次たぐり寄せるワイヤ３の量
だけワイヤ４０を送りだす。このようにしてマニピュレ
ータ５２により各仮設用小径のプラグ２０からのワイヤ
４０をゴンドラ２頂部の吊り部８に固定する。そして、
大径のプラグ９３を架台５０ａに設置した後、仮設用大
径のプラグ１９を大きな開口部１５へ吊り降ろす。さら
に、各仮設用小径のプラグ２０のワイヤ４０を巻き取っ
てワイヤ４０が張られた状態とし、この状態をゴンドラ
２の作業座標の原点とする。

【００１２】このようにプラグ１９，２０、ワイヤ４０
などの準備を終えた後、ゴンドラ２を保守作業が必要な
箇所へ移動させるが、例えば小径のプラグ９４ａの方向
へゴンドラ２を水平に移動させる場合は、その小径のプ
ラグ９４ａの代わりに設置された仮設用小径のプラグ２
０ａのワイヤ４０のみを巻き取り、その巻き取った量と
同じ量だけ仮設用大径のプラグ１９のワイヤ３９を送り
出す。なお、他の２つの仮設用小径のプラグ２０のワイ
ヤ４０もゴンドラ２の移動に合わせて巻き取る。このと
き、ゴンドラ２が移動するのに従ってプーリ３０，３１
により回転筒２５が回転し、ワイヤ４０の捩れやプーリ
３０，３１の転動面からの外れを防止してワイヤ４０が
途中で弛まないようにすることによりゴンドラ２の移動
制御を安定させることができる。即ち、ゴンドラ２の移
動制御はゴンドラ２の初期位置を原点とする作業座標が
判っているので、移動させようとする目標の座標位置を
開口部１５，１６を基準とする座標で与えるだけで各ワ
イヤ３９，４０の巻き取り、巻き戻し量が総てコントロ
ーラ４９で自動的に計算されて制御される。また、ゴン
ドラ２の垂直方向の移動制御も同様な移動座標を与える
だけで可能である。

【００１３】このようにしてセル１の内部全域にわたっ
てゴンドラ２を接近させることができ、また旋回機構７
により方向を設定することができるので、ゴンドラ２に
搭載されているマニピュレータ４、工具１４などを遠隔
操作することによりセル１の内部における保守作業が可
能である。特に、解体時においても切断片を逐一セル１
の外部へ持ち出さずに収納容器１２内へ収納して作業を
継続することができるので、作業時間が短くなり能率が
良い。なお、収納容器１２内が満杯になった場合には、
適宜セル１内からグリーンハウス４１内へ収納容器１２
を移動してマニピュレータ５２により新しい収納容器と
交換することもできる。また、保守作業の終了後は上述
の手順と逆の手順で容易に元の状態へ戻すことができ
る。なお、仮設用小径のプラグ２０を引き抜くときには
ワイヤ４０が弛められた状態で、ボックス２８は２本の
ばね２９により挿入時と同じ位置に戻されているので、
小さな開口部１６と干渉することなくプラグ２０を引き
抜くことができる。

【００１４】このように、マニピュレータ４、ゴンドラ
２等は必要時にのみセル１内へ挿入されるとともにセル
１外部へ容易に取り出すことができるのでこれら機器の
メンテナンスが可能であり、また通常はワイヤ３のみが
セル１内へ入れられているが必要時にはこのワイヤ３の
交換も容易である。特に、本装置は他のセルにもこのま
ま使用することができるので、複数のセルに対して一式
のみを用意すればよく非常に経済的である。また、ゴン
ドラ２はワイヤ３９，４０の巻き取り、巻き戻しのみに
よりセル１の内部全域へ移動することが可能で、既設の
セル１に対しても開口部１５，１６を設けるだけで装備
することができ、また通常はセル１内へ本装置のための
機器を設置しなくてもよいので、セル１の構造、機構に
及ぼす影響が極めて少なく、セル１の建設費も特に高く
はならない。また、本装置はセル１の平面形状が最も標
準的な四角形以外の形状にも使用することができ、核燃
料再処理施設のセル１の外、核融合炉の真空容器、大型
タンカーの船槽、大型タンクなどにおいて作業員の立ち
入りが困難な内部の点検、補修、解体などの保守作業に
も使用することができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明に係る保守作業用装置は前記のよ
うに構成されており、室内任意の被保守個所へ保守用工
具が装備されたゴンドラを近付かせて室内外を遮断した
まま遠隔操作により保守作業を行うことができるので、
除梁を行うことなく安全、迅速、容易に保守作業が行わ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例に係る保守作業
用装置のプラグの正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）にお
けるｂ矢視図である。

【図２】図２（ａ）はその仮設用大径のプラグの正面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるｂ−ｂ矢視図であ
る。

【図３】図３（ａ）はその仮設用大径のプラグの断面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるｂ矢視図である。

【図４】図４はそのゴンドラの斜視図である。

【図５】図５（ａ）はその仮設用小径のプラグの正面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるｂ−ｂ矢視図であ
る。

【図６】図６（ａ）はその仮設用小径のプラグの断面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるｂ−ｂ断面図であ
る。

【図７】図７は従来の核燃料再処理施設のセルの斜視図
である。

【符号の説明】

１ セル ２ ゴンドラ ３ ワイヤ ４ マニピュレータ ５ 目視カメラ ６ グリップ ７ 旋回機構 ８ 吊り部 ９ 巻取りドラム １０ 駆動部 １１ 伝送装置 １２ 収納容器 １３ 吊りワイヤ １４ 工具 １５ 大きな開口部 １６ 小さな開口部 １９ 仮設用大径のプラグ ２０ 仮設用小径のプラグ ２１ 吊り輪 ２２ 駆動部 ２３ ワイヤドラム ２４ フランジ ２５ 回転筒 ２６ 軸受 ２８ ボックス ２９ ばね ３０ プーリ ３１ プーリ ３２ 外筒 ３９ ワイヤ ４０ ワイヤ ４１ グリーンハウス ４２ レール ４３ キャリッジ ４４ ドラム ４５ 駆動用モータ ４６ ワイヤ ４７ フック ４８ 遮蔽窓 ４９ コントローラ ５０ 架台 ５１ 放射線の遮蔽体 ５２ マニピュレータ ８０ ラック ８１ 電動マニピュレータ ８２ テレスコピックチューブ ８３ キャリッジ ８４ 横行レール ８５ 走行レール ８６ 止め具 ８９ インセルクレーン ９０ 容器 ９１ 側壁（遮蔽体） ９２ 天井壁（遮蔽体） ９３ 大径のプラグ ９４ 小径のプラグ ９５ 吊り具 ９６ スレーブアーム ９７ マスタアーム ９８ 連結管 ９９ 遮蔽窓 １００ マニピュレータ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室の天井に穿設された第一の開口部に外
   側から嵌入されて塞ぎ保守用工具が装備され遠隔操作に
   より保守作業を行うゴンドラを索体を介して昇降自在に
   吊持する第一のプラグと、上記室の天井に穿設された第
   二の開口部に外側から嵌入されて塞ぎ索体を介して上記
   ゴンドラを横方向へ牽引する第二のプラグとを備えたこ
   とを特徴とする保守作業用装置。