JP2001242289A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】 床面（１１０）と側壁（１１２）とを有する水のプール内に位置させた原子炉構造構成要素を水中切断するための切断装置（１０）であって、
前記プール床面上に支持されるように構成された多軸マニピュレータ（１４）と、
前記マニピュレータ（１４）に結合された超高圧研磨・ウオータジェット切断ノズル（１６）と、
回収スタンド組立体（１８）と、
前記回収スタンド組立体（１８）に移動可能に結合された回収フード（２０）と、
を含むことを特徴とする切断装置（１０）。
【請求項２】 前記多軸マニピュレータ（１４）は、４軸マニピュレータを含むことを特徴とする請求項１に記載の切断装置（１０）
【請求項３】 前記マニピュレータ（１４）は、
前記プール床面（１１０）上に支持されるように構成された基部アクチュエータ（２８）と、
前記基部アクチュエータ（２８）に移動可能に結合され、前記基部アクチュエータ（２８）に実質的に垂直に延び、また、前記基部アクチュエータ（２８）の長手方向の軸線に沿って移動可能である垂直アクチュエータ（３０）と、
前記垂直アクチュエータ（３０）に移動可能に結合され、前記垂直アクチュエータ（３０）に実質的に垂直に延び、前記垂直アクチュエータ（３０）の長手方向の軸線に沿って移動可能であり、また、それ自体の長手方向の軸線に沿っても移動可能である水平アクチュエータ（３２）と、
前記水平アクチュエータ（３２）の第１の端部（３６）に結合され、前記切断ノズル（１６）が前記水平アクチュエータ（３２）の前記第１の端部（３６）の周りを円弧を描いて動くことが可能であるように前記切断ノズル（１６）が結合された回転マニピュレータ（３４）と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の切断装置（１０）。
【請求項４】 前記回収スタンド組立体（９０）は、
前記プール床面（１１０）と前記プール壁面（１１２）のうちの少なくとも１つの上に支持されるように構成された支持台（９２）と、
前記支持台（９２）に移動可能に結合され、前記垂直支持台（９２）の長手方向の軸線に沿って移動可能である支持枠（９４）と、
第１の端部（１０４）で前記支持枠（９４）に結合されかつ第２の端部（１０６）で前記回収フード（２０）に結合された少なくとも１つの位置決めシリンダ（１０２）と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の切断装置（１０）。
【請求項５】 前記回収スタンド組立体（９０）は、前記支持枠（９４）に結合された枢軸ピン（８２）をさらに含み、前記回収フード（２０）は、前記枢軸ピン（８２）に枢着されることを特徴とする請求項４に記載の切断装置（１０）。
【請求項６】 前記基部アクチュエータ（２８）は、直線状枠（３８）と前記直線状枠（３８）に移動可能に結合された支持板（４０）とを含み、
前記支持板（４０）は、前記直線状枠（３８）に沿って移動可能であり、
前記垂直アクチュエータ（３０）は、前記基部アクチュエータ支持板（４０）に結合されることを特徴とする請求項３に記載の切断装置。
【請求項７】 前記垂直アクチュエータ（３０）は、
直線状枠（４６）と、前記垂直アクチュエータ直線状枠（４６）に移動可能に結合された支持板（４８）とを含み、
前記垂直アクチュエータ支持板（４８）は、前記垂直アクチュエータ直線状枠（４６）に沿って移動可能であり、前記水平アクチュエータ（３２）は、前記垂直アクチュエータ支持板（４８）に結合されることを特徴とする請求項６に記載の切断装置（１０）。
【請求項８】 前記水平アクチュエータ（３２）は、
直線状枠（５４）と、
前記水平アクチュエータ直線状枠（５４）に移動可能に結合された支持板（５６）とを含み、
前記水平アクチュエータ直線状枠（５４）は、前記水平アクチュエータ支持板（５６）に対して前記水平アクチュエータ（３２）の長手方向の軸線に沿って移動可能であり、前記水平アクチュエータ支持板（５６）は、前記垂直アクチュエータ支持板（４８）に結合されることを特徴とする請求項７に記載の切断装置（１０）。
【請求項９】 前記基部アクチュエータ（２８）は、前記基部アクチュエータ直線状枠（３８）に結合され、かつ前記基部アクチュエータ支持板（４０）に作動的に結合されたモータ（４２）をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の切断装置（１０）。
【請求項１０】 前記基部アクチュエータモータ（４２）は、駆動ベルト（６０）またはボールねじ（４４）で前記基部アクチュエータ支持板（４０）に作動的に結合されることを特徴とする請求項９に記載の切断装置（１０）。
【請求項１１】 前記垂直アクチュエータ（３０）は、前記垂直アクチュエータ直線状枠（４６）に結合され、かつ前記垂直アクチュエータ支持板（４８）に作動的に結合されたモータ（５０）をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の切断装置（１０）。
【請求項１２】 前記垂直アクチュエータモータ（５０）は、駆動ベルト（６０）またはボールねじ（４４）で前記垂直アクチュエータ支持板（４８）に作動的に結合されることを特徴とする請求項１１に記載の切断装置（１０）。
【請求項１３】 前記水平アクチュエータ（３２）は、前記水平アクチュエータ直線状枠（５４）に結合され、かつ前記水平アクチュエータ支持板（５６）に作動的に結合されたモータ（５８）をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の切断装置（１０）。
【請求項１４】 前記水平アクチュエータモータ（５８）は、駆動ベルト（６０）またはボールねじ（４４）で前記水平アクチュエータ支持板（５６）に作動的に結合されることを特徴とする請求項１１に記載の切断装置（１０）。
【請求項１５】 前記切断ノズル（１６）は、前記回収フード（２０）と整合していて、前記切断装置（１０）は、前記切断ノズル（１６）が切断される前記構成要素の１つの側に配置され、前記回収フードが切断される前記構成要素の反対側に設置されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の切断装置（１０）。
【請求項１６】 切断される前記構成要素を支持し、前記構成要素を前記切断ノズル（１６）と前記回収フード（２０）とに対して移動させるように構成されたターンテーブル（２２）をさらに含み、
前記ターンテーブル（２２）は、非可動の中央部分（２６）と可動の外側部分（２４）とを含み、
前記多軸マニピュレータ（１４）は、前記ターンテーブル（２２）の前記非可動の中央部分（２６）上に支持されることを特徴とする請求項１５に記載の切断装置（１０）。
【請求項１７】 多軸マニピュレータ（１４）と、前記マニピュレータ（１４）に結合された超高圧研磨・ウオータジェット切断ノズル（１６）と、回収スタンド（１８）と、前記回収スタンド（１８）に移動可能に結合された回収フード（２０）とを含み、前記切断ノズル（１６）が切断される構造構成要素の１つの側に設置され、前記回収フード（２０）が切断される前記構造構成要素の反対側に設置され、また前記切断ノズル（１６）が前記回収フード（２０）と整合するように構成される超高圧研磨・ウオータジェット切断装置（１０）を用いて、原子炉の構造構成要素を水中切断する方法であって、
水のプール（１０８）内に切断される前記構造構成要素を位置決めする第１位置決め段階と、
前記多軸マニピュレータ（１４）を前記プールの床面（１１２）に取り付ける取付段階と、
前記切断ノズル（１６）が前記構造構成要素の１つの側に位置合わせされ、また前記回収フード（２０）が前記切断ノズル（１６）と整合して前記構造構成要素の反対側に位置合わせされるように、前記切断装置（１０）を水のプール（１０８）内に位置める第２位置決め段階と、
前記構造構成要素を前記切断ノズル（１６）で切断する切断段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】 前記多軸マニピュレータ（１４）は、
プール床面（１１０）上に支持されるように構成された基部アクチュエータ（２８）と、
前記基部アクチュエータ（２８）に移動可能に結合され、前記基部アクチュエータ（２８）に実質的に垂直に延び、前記基部アクチュエータ（２８）の長手方向の軸線に沿って移動可能な垂直アクチュエータ（３０）と、
前記垂直アクチュエータ（３０）に移動可能に結合され、前記垂直アクチュエータ（３０）に実質的に垂直に延び、前記垂直アクチュエータ（３０）の前記長手方向の軸線に沿って移動可能であり、また、それ自体の長手方向の軸線に沿っても移動可能である水平アクチュエータ（３２）と、
前記水平アクチュエータ（３２）の第１の端部（３６）に結合され、前記切断ノズル（１６）が前記水平アクチュエータ（３２）の前記第１の端部（３６）の周りを円弧を描いて動くことが可能なように結合された回転マニピュレータ（３４）、
とを含み、
前記切断ノズル（１６）によって前記構造構成要素を切断する前記切断段階が、
前記水平アクチュエータ（３２）を作動させて、前記切断ノズル（１６）を前記構造構成要素の表面に近接させて位置決めする第３位置決め段階と、
前記切断ノズル（１６）から研磨剤粒子を含む超高圧ウオータジェットを噴出するジェット噴出段階と、
前記垂直アクチュエータ（３０）を作動させて、前記水平アクチュエータ（３２）を前記垂直アクチュエータ（３０）の前記長手方向の軸線に沿って移動させる第１移動段階と、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】 前記切断ノズル（１６）で前記構造構成要素を切断する前記切断段階は、前記基部アクチュエータ（２８）を作動させ、前記垂直アクチュエータ（３０）を前記基部アクチュエータ（２８）の前記長手方向の軸線に沿って移動させる第２移動段階をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】 前記切断ノズル（１６）で前記構造構成要素を切断する前記切断段階は、前記回転マニピュレータ（３４）を作動させ、前記切断ノズル（１６）を円弧を描いて移動させる第３移動段階をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】 前記回収スタンド（９０）は、プール床面（１１０）とプール壁面（１１２）のうちの少なくとも１つの上に支持されるように構成された支持台（９２）と、
前記支持台（９２）に移動可能に結合され、前記垂直支持台（９２）の長手方向の軸線に沿って移動可能である支持枠（９４）と、第１の端部（１０４）で前記支持枠（９４）に結合され、第２の端部（１０６）で前記回収フード（２０）に結合される少なくとも１つの位置決めシリンダ（１０２）、
とを含み、
前記切断装置（１０）を水のプール（１０８）内に位置決めする前記第２位置決め段階が、
前記プール壁面（１１０）と前記プール床面（１１２）のうちの少なくとも１つの上に前記支持台（９２）を支持する支持段階と、
前記回収フード（２０）が前記切断ノズル（１６）と整合するように、前記支持台（９２）の前記長手方向の軸線に沿って前記支持枠（９４）を移動させる第４移動段階と、
少なくとも１つの位置決めシリンダ（１０２）を作動させ、前記構造構成要素の外側表面に近接して前記回収フード（２０）を位置決めする第４位置決め段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。

原子炉の内部のものを切断するための既知の切断装置は、部分的に水中で機能できるマスト／マニピュレータが装着されたガントリー式ブリッジ構造を一般的に含む。そのガントリー式ブリッジ構造と水中で機能できるマニピュレータにより、切断ノズルは３乃至５軸の動きが可能になる。これらの既知の切断装置の欠点は、ガントリー式ブリッジ構造は、原子炉中の既存のレール上に支持されるかあるいは新しいレールが設置されなければならないことである。切断装置は原子炉の内部構成要素の上に支持されるので、原子炉の内部構成要素の切断された断片を取り扱うのにクレーンが用いられる場合には、切断装置が頭上のクレーンのケーブルと干渉する。更に、切断装置は、索具装置やカメラを操作するために切断区域の上方にいる作業者に用いられる作業台と干渉する。その上に、ガントリーがホースや電力ケーブルの上を通過する可能性がある。マスト／マニピュレータが、超高圧ウオータジェットノズルと共に用いられる場合には、超高圧ウオータジェットに対する反作用により受ける力のために、安定性という点で問題がある。
米国特許第２９８５０５０号 発行１９６１年５月 米国特許第４６８６８７７号 発行１９８７年８月 米国特許第５００１８７０号 発行１９９１年３月 米国特許第５０６５５５１号 発行１９９１年１１月 米国特許第５２９５４２５号 発行１９９４年３月 米国特許第５５０３５９１号 発行１９９６年４月 米国特許第５７０４８２４号 発行１９９８年１月 米国特許第５７７８７１３号 発行１９９８年７月 米国特許第６０４９５８０号 発行２０００年４月