JP2000019295A

JP2000019295A - インターナルポンプ研磨装置

Info

Publication number: JP2000019295A
Application number: JP10182872A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sakamaki; 巻和雄酒
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】インターナルポンプのインペラ或はディフュ
ーザの研磨を遠隔作業で確実に行うことができ、作業員
の放射線被曝を大幅に低減でき、インターナルポンプの
健全性を確保できるようにすること。【解決手段】インペラ／シャフト吊り具４０にフレー
ム４２を上下動及び旋回可能に装着し、そのフレーム４
２に、インペラ／シャフト吊り具４０によって吊り上げ
られたインペラ２６の外周面に係合し、当該外周面の研
磨を行う研磨部材４７を上下動及び回転可能に取り付け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子炉内
に設置されている原子炉内蔵型ポンプ（以下インターナ
ルポンプという）の点検、保修に際し、炉心部からイン
ターナルポンプを引き上げた状態で点検、保修できるよ
うにしたインターナルポンプ研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、改良型沸騰水型原子炉は、図４
に示すように構成されている。すなわち、原子炉圧力容
器１の上方に敷設されたオペレーションフロア２に使用
済燃料プール３と機器貯蔵プール４が配設され、これら
のプール３，４間には円形の原子炉ウェル５が設置され
ている。

【０００３】この原子炉ウェル５内には、原子炉圧力容
器１がサポート６によって支持されている。上記原子炉
圧力容器１内には円筒状シュラウド７が設けられ、この
シュラウド７の上部にはシュラウドヘッド８が設けら
れ、さらにその上方には気水分離器９及び蒸気乾燥器１
０が順次上方に設けられている。さらに、原子炉圧力容
器１内には複数台のインターナルポンプ１１が垂直状態
に設けられており、その下半部のモータケース部が上記
原子炉圧力容器１の底壁部を貫通し下方に突設されてい
る。これらインターナルポンプ１１は、シュラウド７の
外周面と原子炉圧力容器１の内周面で構成される環状空
間１２に、例えば１０台が円周方向に等ピッチで環状に
配設され、原子炉圧力容器１内の下部で炉水を強制循環
するようになっている。

【０００４】また、各インターナルポンプ１１の据付位
置上のシュラウド７の外周面にはガイドレール１３が付
設され、一方オペレーティングフロア２上にはプラット
ホーム１４が原子炉ウェル５の上端開口周縁部を走行し
得るように配設され、プラットホーム１４にはプラット
ホーム１４上を横行するトロリー１５が搭載され、この
トロリー１５には吊持ロープ１６を巻装する巻上げ機１
７が設けられている。なお、図中符号１８は原子炉圧力
容器ヘッドであり、１９は格納容器ヘッドを示す。

【０００５】このような原子炉に設置されるインターナ
ルポンプ１１は、通常図５に示すように、主にポンプ部
１１ａとモータ部１１ｂとから構成されている。すなわ
ち、原子炉圧力容器１の底部開口スリーブ１ａ内にモー
タ部１１ｂのモータケース２０が挿入され、その上端部
が開口スリーブ１ａに溶接され、モータケース２０の下
半部が原子炉圧力容器１の外部に吊設されている。この
モータケース２０には上下方向に切離し自在にキー止め
されたモータシャフト２１及びポンプシャフト２２が回
転自在に同軸状に収容されている。上記モータシャフト
２１の外周にはローター２３が一体に固着され、ロータ
ー２３の外周には所定のギャップをおいてステータ２４
が配設されている。

【０００６】一方、ポンプ部１１ａは、ポンプシャフト
２２とこのポンプシャフト２２の上端部に掴みボルト２
５でねじ結合されたインペラ２６とからなっている。こ
のインペラ２６の外周にはディフューザ２７が同心状に
設けられ、このディフューザ２７の下端部にストレッチ
チューブ２８の上端部を係合し、このストレッチチュー
ブ２８にストレッチチューブナット２９を結合すること
によって、ディフューザ２７が開口スリーブ１ａに固定
されている。なお、ディフューザ２７とストレッチチュ
ーブ２８は開口スリーブ１ａにキー止めされており、回
転が防止されている。また、図中符号３０はモータケー
ス２０の下端を閉塞する閉止カバー、３１は二次シール
である。

【０００７】ところで、このように構成されたインター
ナルポンプ１１をプラント運転開始後に点検する際に
は、インターナルポンプ１１の各構成部品を遠隔で分解
し、点検終了後再び組立て据付ける必要がある。

【０００８】その作業にあたっては、まず図６に示すよ
うに、原子炉ウェル５内の上部を水張りして放射線を遮
蔽し、図４に示した格納容器ヘッド１９、原子炉圧力容
器ヘッド１８、蒸気乾燥器１０、気水分離器９及びシュ
ラウドヘッド８が順次それぞれ取外される。次いで、プ
ラットホーム１４の走行とトロリー１５の横行とで吊持
ロープ１６の先端に結着された取扱具１６ａの位置決め
が行われ、巻上げ機１７による鉛直移動と合わせ、ガイ
トレール１３に沿って取扱具１６ａによるポンプ各部品
の上下移動が行われる。このようにして、インターナル
ポンプ１１の分解作業が始められ、一方点検後再び組立
てられる。

【０００９】インターナルポンプ１１の分解手順は、初
めに図４に示した原子炉圧力容器１内から図５に示すポ
ンプ部１１ａのインペラ２６とポンプシャフト２２が水
中で上方に引上げられて取外される。次いで、インペラ
２６を取外した後に、通常は炉水の漏れを防ぐため上部
プラグが嵌め込まれ、モータケース２０内と原子炉圧力
容器１とを水密に遮断した後、下部側のモータ部１ｂの
分解作業が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】インターナルポンプは
原子炉運転中にインペラとディフューザ部との隙間部に
付着物が入り込み、インペラの回転がスムーズになら
ず、インターナルポンプの性能に影響が出て来る可能性
がある。そのため、定期的にインペラとディフューザの
健全性を確認する必要がある。万一、ポンプ部に異常等
が発生した場合には、炉上部から遠隔操作によって点検
修理を行わねばならず、狭い場所での遠隔操作による作
業のために、復旧作業が困難で長時間を要する作業とな
り、作業員が多量の放射線被曝を受ける可能性がある等
の問題がある。

【００１１】すなわち、インターナルポンプの分解、組
立て作業において、これらを引上げて点検検査を行う
が、特にインペラの外面、ディフューザの内面には付着
物が着きやすく、入念な点検除去作業が必要であり、作
業時間に長時間を要し、万一インペラ、ディフューザの
点検が不十分で且つ未点検等があると健全性が確認でき
なくなる等の問題がある。

【００１２】本発明はこのような点に鑑み、インターナ
ルポンプのインペラ及びディフューザの研磨を遠隔作業
で確実に行うことができ、作業員の放射線被曝を大幅に
低減でき、インターナルポンプの健全性を確保できるよ
うにしたインターナルポンプ研磨装置を得ることを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
インペラ／シャフト吊り具にフレームを上下動及び回動
可能に装着し、そのフレームに、上記インペラ／シャフ
ト吊り具によって吊り上げられたインペラの外周面に係
合し当該外周面の研磨を行う研磨部材を上下動及び回転
可能に取り付けたことを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、フレームには、上記インペラ／シャフト吊
り具によって吊り上げられたインペラの外周面に当接す
る複数個のローラと、上記インペラの外周面に当接或は
それから離間するようにインペラの径方向に移動可能
で、且つインペラの軸線に平行な軸線回りに回動可能な
少なくとも１個の位置決め用ローラとが設けられ、上記
位置決め用ローラを上記インペラの外周面に係合した状
態で旋回させることにより、上記フレームが回動される
ことを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、前記フレームには、研磨部材によ
る研磨部の目視検査を行うための水中ＴＶカメラが設け
られていることを特徴とする。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれかの発明において、研磨部材の近傍には、研磨時
に発生する研磨粉を回収する吸引装置が設けられている
ことを特徴とする。

【００１７】請求項５記載の発明は、原子炉圧力容器内
に設置されたインターナルポンプの研磨装置において、
吊持ロープの下端に設けられた吊り具と、その吊り具に
よって支持され、その下面にインペラが取外されたディ
フューザへの案内を行う挿入用ガイドが設けられたベー
スと、そのベースに上下動及び回転可能に取り付けら
れ、上記デュフューザの内周面に係合し当該内周面の研
磨を行う研磨部材とを有することを特徴とする。

【００１８】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載の発明において、前記ベースには、ディフューザの内
面に当接する複数のローラと、上記ディフューザの内面
に当接或は離間するようにディフューザの径方向に移動
可能で、且つディフューザの軸線に平行な軸線回りに回
転可能な少なくとも１個の位置決め用ローラとが設けら
れ、上記位置決め用ローラをディフューザの内面に係合
した状態で回転させることにより、上記ベースが回動さ
れることを特徴とする。

【００１９】請求項７記載の発明は、請求項５または６
記載の発明において、前記ベースには、研磨部材による
研磨部の目視検査を行うための水平ＴＶカメラが設けら
れていることを特徴とする。

【００２０】請求項８記載の発明は、請求項５乃至７の
いずれかに記載の発明において、挿入用ガイドには、研
磨時に発生する研磨粉を回収する吸引口が形成されてい
ることを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。

【００２２】図１は、本発明に係るインペラ外面研磨用
のインターナルポンプ研磨装置の概略構成を示す図であ
り、図中符号４０はロープ等によって懸吊されたインペ
ラ／シャフト吊り具であって、そのインペラ／シャフト
吊り具４０によって掴みボルト２５を把持することによ
ってインペラ２６及びポンプシャフト２２を吊り下げる
ことができるようにしてある。

【００２３】上記インペラ／シャフト吊り具４０には、
リング状の支持板４１を有するフレーム４２がインペラ
／シャフト吊り具４０に対して上下動スライド及び回動
可能に装着されている。上記フレーム４２の支持板４１
の下面側には、インペラ２６の外周頂端面に着座し、そ
の頂端面上を転動し得る複数個の支持ローラ４３が周方
向に所定間隔をもって装着されている。

【００２４】また、上記支持板４１の下面には、上記イ
ンペラ／シャフト吊り具４０によって懸吊されているイ
ンペラ２６の外周面と係合し、上記インペラ２６の軸線
と平行な軸線回りに回転可能な２個のローラ４４、およ
び駆動モータ４５によって回転駆動されるとともにイン
ペラ２６の半径方向に移動可能な１個のローラ４４ａが
装着されている。

【００２５】すなわち、上記支持板４１の下面には、イ
ンペラ２６の半径方向に進退可能な作動ロッド４６ａを
有するエアシリンダ４６が固着されており、そのエアシ
リンダ４６の作動ロッド４６ａの先端に上記駆動モータ
４５が装着してある。この駆動モータ４５の回転軸は垂
直下方に突出されており、この回転軸に上記ローラ４４
ａが装着され、位置決め用ローラとしてある。

【００２６】上記フレーム４２には、さらに研磨部材を
構成するブラシ４７が上下動及び回転可能に装着してあ
る。すなわち、フレーム４２には、上下方向に延びる筒
状の案内筒４８が固設されており、この案内筒４８内に
回転モータ４９がその案内筒４８に沿って上下動のみ可
能に設けられている。上記回転モータ４９にはネジ部４
９ａが上方に突設されており、上記案内筒４８の上方部
においてそのネジ部４９ａに雌ネジ付歯車５０が螺合さ
れており、この雌ネジ付歯車５０にモータ５１によって
回転駆動される駆動歯車５２が噛合されている。そし
て、上記回転モータ４９の垂直軸線回りに回転する出力
軸にブラシ４７が取り付けられている。

【００２７】また、上記ブラシ４７の近傍部には水中Ｔ
Ｖカメラ５３と図示しない水中照明具が設けられ、さら
にブラシ４７の後方には図２に示すようにインペラ２６
の付着物を吸引する吸引回収部５４が設けられている。

【００２８】しかして、インペラ２６の外周面を研磨す
る場合には、インペラ／シャフト吊り具４０をインペラ
２６の掴みボルト２５に係合し、インペラ／シャフト吊
り具４０によってインペラ２６及びポンプシャフト２２
を吊り上げ、燃料貯蔵プール３内に移動する。そこで、
エアシリンダ４６を作動させることによって、駆動モー
タ４５を介して位置決め用ローラ４４ａをインペラ２６
の外周面側に移動させ、上記位置決め用ローラ４４ａを
インペラ２６の外周面に圧接させる。このようにして、
位置決め用ローラ４４ａをインペラ２６の外面に圧接さ
せると、他のローラ４４もそれぞれインペラ２６の外面
に当接され、各ローラ４４，４４ａによってインペラ２
６が所定位置に位置決めされるとともに、複数のローラ
４３がインペラ２６の上縁面に着座する。

【００２９】そこで、駆動モータ４５を作動させると、
その駆動モータ４５によって位置決め用ローラ４４ａが
回転駆動され、これによって複数のローラ４３を介して
インペラ２６の上縁面に支持されているフレーム４２が
インペラ／シャフト吊り具４０の中心軸線回りに旋回さ
れる。一方、これと同時に回転モータ４９によってブラ
シ４７が回転されるとともに、モータ５１により駆動歯
車５２を介して雌ネジ付歯車５０が回動され、これによ
って回転モータ４９から突設されたネジ部４９ａと雌ネ
ジ付歯車５０との噛合により回転モータ４９及びブラシ
４７が上下動される。

【００３０】このようにしてブラシ４７が、インペラ２
６の外周面に沿って自転しながら上下動されるととも
に、インペラ２６の外周面に沿い周方向に旋回し、イン
ペラ２６の外面が全面にわたって研磨される。

【００３１】また、この研磨によってインペラ２６の外
面から除去された付着物は、ブラシ４７の後方に設けら
れている吸引回収部５４によって吸引され、図示しない
所定位置に排出される。さらに、上記ブラシ４７の近傍
に設けられている水中ＴＶカメラ５３と図示しない水中
照明具によって、インペラ２６の研磨部がその水中ＴＶ
カメラ５２に接続されている表示部５５に写し出され
る。したがって上記研磨部を常時観察しながら研磨する
ことができ、研磨作業を水中で遠隔操作によって正確に
行うことができる。

【００３２】図３は、本発明に係るディフューザ内面研
磨用のインターナルポンプ研磨装置の概略構成を示す図
であって、吊持ロープ１６の下端には吊り具６０が設け
られており、その吊り具６０にハンドル６１を介して板
状のベース６２が支持されている。上記ベース６２上に
支脚６３を介してモータ６４が取り付けられており、そ
のモータ６４にはそのモータ６４によって回転されるネ
ジ軸６５が下方に突設されている。また、上記ベース６
２にはベース６２を貫通し上下動のみ可能に筒状のモー
タ支持筒６６が取り付けられており、そのモータ支持筒
６６の頂部に形成されている雌ネジ６６ａに上記ネジ軸
６５が螺合されている。上記モータ支持筒６６の下端に
は駆動モータ６７が装着されており、その駆動モータ６
７から下方に突出する駆動軸にブラシ６８が装着されて
いる。

【００３３】一方、前記ベース６２にはエアシリンダ６
９が固設されており、そのエアシリンダ６９の作動ロッ
ド７０の先端にはローラ支持具７１を介して位置決めロ
ーラ７２が取り付けられており、上記エアシリンダ６９
の作動により位置決めローラ７２がディフューザ２７の
径方向に進退可能としてある。また、上記ローラ支持具
７１には駆動モータ７３が装着してあり、この駆動モー
タ７３により、上記位置決めローラ７２が垂直軸線回り
に回転可能としてある。さらに、ベース６２には、上記
位置決めローラ７２とは別の図示しないローラが周方向
に複数個設けられている。

【００３４】また、上記ベース６２の下面側には、下端
部が円錐状に形成され、ディフューザ２７の中心円筒部
２７ａの内面に係合する挿入用ガイド７４が下方に突設
されており、この挿入用ガイド７４には、前記ブラシ６
８の側面部に開口し、ディフューザ２７の内面に付着し
ていた付着物を吸引する吸引口７５が形成されている。

【００３５】さらに、前記ベース６２には、研磨装置が
ディフューザ２７に取り付けられたとき、そのディフュ
ーザ２７の外周上端面に係合してその外周上端面上を水
平軸線回りに転動する支持ローラ７６が図示しないブラ
ケットを介して取付けられている。

【００３６】しかして、ディフューザ２７の内面研磨の
際には、インペラ及びポンプシャフトを取り除いた後、
吊持ロープ１６の下端に取り付けられている吊り具６０
によって吊設された研磨装置を下降させると、挿入用ガ
イド７４が円錐状に形成されている下端部によって案内
され、ディフューザ２７の中心円筒部２７ａ内に挿入さ
れるとともに、支持ローラ７６がディフューザ２７の外
周上端面上に乗り、ベース６２が所定位置に位置され
る。

【００３７】そこで、エアシリンダ６９が作動され、ロ
ーラ支持具７１を介して位置決めローラ７２が放射方向
外方に移動されてディフューザ２７の内面に圧接され、
その位置決めローラ７２と図示しない他の周方向に設け
られた複数のローラとによって、ベース６２の位置決め
が行われる。

【００３８】このようにして、ベース６２がディフュー
ザ２７の上部に載置されると、駆動モータ７３によって
位置決めローラ７２が回転駆動される。したがって、上
記位置決めローラ７２がディフューザ２７の内面を転動
し、これにより支持ローラ７６により支持されているベ
ース６２が垂直軸線回りに回動させられる。一方、これ
と同時にモータ６４によってネジ軸６５が軸線回りに回
転され、このネジ軸６５に螺合しているモータ支持筒６
６が上下動されるとともに、駆動モータ６７によりブラ
シ６８が回転される。

【００３９】したがって、ブラシ６８は回転しながらモ
ータ６４によって上下動されるとともに、ベース６２の
回転によって公転し、上記ブラシ６８によってディフュ
ーザ２７の内面が全面にわたって研磨される。

【００４０】また、この研磨によってディフューザ２７
の内面から除去された付着物は、ブラシ６８の側面に開
口している吸引口７５によって吸引され、図示しない所
定位置に排出される。さらに、上記ブラシ６８の近傍に
設けられている水中ＴＶカメラ７７及び図示しない水中
照明具によって、その水中ＴＶカメラ７７に接続されて
いる表示部に上記研磨部の様子が写し出され、研磨部の
様子を常時観察しながら研磨することができ、研磨作業
を水中で遠隔操作によって正確に行うことができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
ターナルポンプ研磨装置によれば、インペラ・シャフト
を炉心部から引き上げた状態でインペラ外面或はディフ
ューザ内面の研磨作業を水中遠隔操作によって短時間で
確実に行うことができ、研磨後の状態も水中ＴＶカメラ
を設けるとことによって観察することができる。したが
って、インターナルポンプの点検、保修等の作業能力を
向上することもでき、また作業員の放射線被曝を大幅に
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインペラ外面研磨用のインターナ
ルポンプ研磨装置の概略構成を示す図。

【図２】フレームをインペラの外周頂端面上に支持する
ローラ、位置決めローラ、ブラシ等の配設状態を示す平
面図。

【図３】本発明に係るディフューザ内面研磨用のインタ
ーナルポンプ研磨装置の概略構成を示す図。

【図４】沸騰水型原子炉を示す断面図。

【図５】原子炉のインターナルポンプの断面図。

【図６】定期点検時の沸騰水型原子炉を示す断面図。

【符号の説明】

２６インペラ２７ディフューザ４０インペラ／シャフト吊り具４１支持板４２フレーム４３支持ローラ４４ローラ４５駆動モータ４６エアシリンダ４７ブラシ４９回転モータ４９ａネジ部５０雌ネジ付歯車５１モータ５３，７７水中ＴＶカメラ５４吸引回収部６０吊り具６１ハンドル６２ベース６４モータ６５ネジ軸６６モータ支持筒６７，７３駆動モータ６８ブラシ６９エアシリンダ７２位置決めローラ７４挿入用ガイド７５吸引口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉圧力容器内に配置されたインターナ
ルポンプの研磨装置において、インペラ／シャフト吊り
具と、そのインペラ／シャフト吊り具に上下動及び回動
可能に装着されたフレームと、そのフレームに上下動及
び回転可能に取り付けられ、上記インペラ／シャフト吊
り具によって吊り上げられたインペラの外周面に係合し
当該外周面の研磨を行う研磨部材とを有することを特徴
とする、インターナルポンプ研磨装置。
【請求項２】上記フレームには、上記インペラ／シャフ
ト吊り具によって吊り上げられたインペラの外周面に当
接する複数個のローラと、上記インペラの外周面に当接
或はそれから離間するようにインペラの径方向に移動可
能で、且つインペラの軸線に平行な軸線回りに回動可能
な少なくとも１個の位置決め用ローラとが設けられ、上
記位置決め用ローラを上記インペラの外周面に係合した
状態で回転させることにより、上記フレームが回動され
ることを特徴とする請求項１記載のインターナルポンプ
研磨装置。
【請求項３】前記フレームには、研磨部材による研磨部
の目視検査を行うための水中ＴＶカメラが設けられてい
ることを特徴とする、請求項１または２記載のインター
ナルポンプ研磨装置。
【請求項４】研磨部材の近傍には、研磨時に発生する研
磨粉を回収する吸引装置が設けられていることを特徴と
する、請求項１乃至３のいずれかに記載のインターナル
ポンプ研磨装置。
【請求項５】原子炉圧力容器内に設置されたインターナ
ルポンプの研磨装置において、吊持ロープの下端に設け
られた吊り具と、その吊り具によって支持され、その下
面にインペラが取外されたディフューザへの案内を行う
挿入用ガイドが設けられたベースと、そのベースに上下
動及び回転可能に取り付けられ、上記デュフューザの内
周面に係合し当該内周面の研磨を行う研磨部材とを有す
ることを特徴とする、インターナルポンプ研磨装置。
【請求項６】前記ベースには、ディフューザの内面に当
接する複数のローラと、上記ディフューザの内面に当接
或は離間するようにディフューザの径方向に移動可能
で、且つディフューザの軸線に平行な軸線回りに回転可
能な少なくとも１個の位置決め用ローラとが設けられ、
上記位置決め用ローラをディフューザの内面に係合した
状態で回転させることにより、上記ベースが回動される
ことを特徴とする、請求項５記載のインターナルポンプ
研磨装置。
【請求項７】前記ベースには、研磨部材による研磨部の
目視検査を行うための水平ＴＶカメラが設けられている
ことを特徴とする、請求項５または６記載のインターナ
ルポンプ研磨装置。
【請求項８】挿入用ガイドには、研磨時に発生する研磨
粉を回収する吸引口が形成されていることを特徴とす
る、請求項５乃至７のいずれかに記載のインターナルポ
ンプ研磨装置。