JP2007160406A - Cutter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、切断装置に係り、特に狭隘領域に配置されている機器類の取替えや補修等の工事を伴って容器を貫装して配置される配管を切断する際、位置決め、セット等の準備時間に長時間を要することなく、迅速にして容易に配管の切断を行い得る切断装置に関する。 The present invention relates to a cutting device, and in particular, positioning, setting, etc., when cutting a pipe arranged through a container with work such as replacement or repair of equipment arranged in a narrow area The present invention relates to a cutting apparatus that can quickly and easily cut a pipe without requiring a long time.
例えば、原子力発電プラントに適用する原子炉圧力容器の場合、容器に貫装して配置されるか、または容器に形成されたノズルを介して容器に貫装して配置される配管等は、容器内の限られたスペースをより広く確保する必要上、容器内に入った配管を急激に折り曲げてレイアウトする場合が多い。 For example, in the case of a reactor pressure vessel applied to a nuclear power plant, piping or the like that is arranged to penetrate the vessel or to be arranged to penetrate the vessel through a nozzle formed in the vessel In order to secure a wider space inside the container, the piping inside the container is often bent and laid out in many cases.
このような配管のレイアウトにおいて、機器類の取替えや補修等の工事に伴って配管を切断する場合、容器の外側から切断し、残った配管を容器内に引き出す工法や、配管の内部に切断装置を挿入して配管を切断する等の工法が用いられていた。 In such a piping layout, when cutting pipes due to equipment replacement or repair work, cutting from the outside of the container and drawing the remaining piping into the container, or a cutting device inside the pipe A method of cutting pipes by inserting a pipe was used.
また、圧力容器に貫装して接続される配管を切断する場合、まず、容器内の冷却材を外部に排出させ、空間にむき出しになった配管を切断した後、切断した部分に止め栓を施工し、再び冷却材を容器内に充水させる工程を行っていた。 Also, when cutting a pipe that penetrates and connects to a pressure vessel, first discharge the coolant in the vessel to the outside, cut the pipe that is exposed to the space, and then attach a stopper to the cut portion. It was constructed and the process of filling the container with water again was performed.
なお、原子炉圧力容器の高所に位置する配管を切断する技術には、例えば、特許文献1が開示されている。
For example,
また、配管の切断には、放電電極を用いることが多いが、この放電電極を用いた技術には、例えば特許文献2に見られるように、原子炉圧力容器の狭隘領域に補修用として適用する場合もある。
上述のように、圧力容器に貫装して配置され、容器内で急に折り曲げてレイアウトする配管を切断する場合、容器内の冷却材を外部に排出させ、空間にむき出しになった配管を切断後、切断部分に止め栓を施工し、再び冷却材を容器内に充水させる工程を採っていたのでは、扱う冷却材の流量が多量であるが故に作業時間が長時間を要し、作業者に多くの労力負担を強いていた。 As described above, when cutting a pipe that is placed in a pressure vessel and bent suddenly in the container, the coolant in the container is discharged to the outside, and the pipe that is exposed in the space is cut. After that, a stopper was installed at the cut part and the process of filling the container again with the coolant took a long time due to the large amount of coolant flow. Imposed a lot of labor on the workers.
また、圧力容器への冷却材の注水、排水が繰返し行われると、作業者により一層の労力の負担が加わっていた。 In addition, when the coolant was poured into and discharged from the pressure vessel repeatedly, an additional burden on the worker was added.
また、狭隘領域にレイアウトされた配管の切断工事は、工事時間に長時間を要するが、時間経過が経れば経る程、次の工程に支障を与える。 In addition, the pipe cutting work laid out in the narrow area takes a long time, but the longer the time elapses, the more trouble the next process has.
したがって、狭隘領域にレイアウトされた配管の切断工事に際し、より一層の工事時間の短縮化が求められていた。 Therefore, when cutting a pipe laid out in a narrow area, further reduction in construction time has been demanded.
本発明は、このような要請に基づいてなされたもので、狭隘領域にレイアウトされた配管の切断作業にあたり、作業時間のより一層の短縮化を図った切断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on such a demand, and an object of the present invention is to provide a cutting device that further shortens the working time in cutting work of piping laid out in a narrow area.
本発明に係る切断装置は、上述の目的を達成するために、容器を貫装し、かつ容器内壁に沿って配置された配管を切断する際、前記容器内壁と前記配管との間に切断手段本体を配置し、前記配管を切断する切断装置において、前記切断手段本体は、前記配管の形状に沿って切断手段本体を位置決めさせ、かつ移動させる手段と、切断する前記配管を把持支持する手段と、電極から切断する前記配管に放電加工を行う際、前記電極を切断する前記配管に向って送り込む手段とを備えたものである。 In order to achieve the above-described object, the cutting device according to the present invention cuts a pipe between the container inner wall and the pipe when the pipe is inserted and the pipe arranged along the container inner wall is cut. In the cutting apparatus for disposing the main body and cutting the pipe, the cutting means main body positions and moves the cutting means main body along the shape of the pipe, and means for gripping and supporting the pipe to be cut When the electric discharge machining is performed on the pipe that cuts from the electrode, a means for feeding the pipe toward the pipe that cuts the electrode is provided.
本発明に係る切断装置は、狭隘領域にレイアウトされている配管を切断する際、狭隘領域の配管の形状に沿って切断装置本体を位置決めさせ、かつ移動させる手段と、切断する配管を挟持支持する手段と、配管に電極からの放電加工によって切断を行う際、配管に向って電極を送り込む手段を備えたので、狭隘領域にレイアウトされた配管であっても、より早く、より的確に切断作業を行うことができ、作業者の労力負担をより一層軽減させることができる。 When cutting a pipe laid out in a narrow area, the cutting apparatus according to the present invention sandwiches and supports means for positioning and moving the main body of the cutting apparatus along the shape of the pipe in the narrow area and the pipe to be cut When cutting by means of electric discharge machining from the electrode to the pipe, it has a means to feed the electrode toward the pipe, so that even a pipe laid out in a narrow area can be cut faster and more accurately. This can be done and the labor burden on the operator can be further reduced.
以下、本発明に係る切断装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a cutting device according to the present invention will be described with reference to the drawings and reference numerals attached to the drawings.
図1は、本発明に係る切断装置を原子炉圧力容器に例示として適用する場合の原子炉圧力容器の一部切欠概念図である。 FIG. 1 is a partially cutaway conceptual view of a reactor pressure vessel when the cutting device according to the present invention is applied to a reactor pressure vessel as an example.
全体を符号1で示す原子炉圧力容器は、上方に鏡板を配した長筒円筒状に形成されている。
The reactor pressure vessel generally indicated by
この長筒円筒状に形成される原子炉圧力容器1は、底部側に制御棒駆動機構部2を備え、中間部分に冷却材の給排を行うノズル3a,3bを備えている。例えば、原子炉再循環系を例に採ると、原子炉格納容器(図示せず)内に配設された生体遮蔽壁40から延びるノズル3aを介して配管が原子炉圧力容器1を貫装して内部に入るとき、エルボ5を介して急に折り曲げられ、立上り配管(具体的には、ジェットポンプライザ管等)6に接続する構成にしている。
The
立上り配管6は、原子炉圧力容器1の壁面に沿って数多く設けられ、数多くの取付金具7によってその壁面で支持されている。
Many rising
このように、原子炉圧力容器1の壁面は、立上り配管6、取付金具7、ノズル3a,3b等の配管が数多くレイアウトされ、狭隘領域に形成されている。
As described above, the wall surface of the
このような狭隘領域にレイアウトされた立上り配管6を、補修等の工事で切断する場合、切断装置8が原子炉圧力容器1の壁面に沿って移動し、予め定められた位置にセットされる。
When the rising
この切断装置8は、例えばオペレーティングフロア床面4を利用して設けられ、レール9a上を摺動するガントリークレーン9に装着するホイスト10によって吊り下げられるとともに、電極駆動ケーブル11および放電加工電源ケーブル12を備え、制御盤および電源盤(共に図示せず)のそれぞれに接続させている。
The cutting device 8 is provided by using, for example, the operating floor 4 and is suspended by a
一方、原子炉圧力容器1と立上り配管6との間の狭隘部にセットされた切断装置8は、図2および図3に示すように、本体フレーム13に組み込まれ、サーボモータ14から与えられる駆動力によって回転駆動されるボールネジ15と、ボールネジ15の回転駆動によって進退移動し、進退移動中に直線軸受16を摺動する送り台車17と、本体フレーム13の底部側に配置される電極18とを備えている。
On the other hand, the cutting device 8 set in the narrow portion between the
電極18は、図3に示すように、切断対象となる管断面Aの直径よりも幅を広くし、銀タングステン等の材料で作製されている。
As shown in FIG. 3, the
尤、電極18は、図3で示すように、電極18の端部を傾斜させる形状にし、相手の傾斜形状のものと接続部19を介して互いを合致させて繋ぎ合わせている。具体的には、接続部19は、ボルトを用いて相手方の電極18に結合されている。
However, as shown in FIG. 3, the
電極18の接続部19を傾斜状の形状に形成したのは、仮に接続部19を垂直状にすると、電極18が管断面Aを上下方向に切断する際、接続部19の隙間部分で放電加工ができず、切断残しが発生することを防止するためである。
The connecting
また、電極18は、両側部の幅を広くし、中間部分の幅を狭くする形状にしている。このように、両側部の幅を広くし、中間部分の幅を狭くするのは、以下の理由に基づく。
Further, the
すなわち、電極18を管断面Aの垂直方向に動作させ電極18からの放電によって、ギロチン状に切断加工するとき、図4に示すように、電極18の単位横幅当たりの切断長さLが異なってくる。ここで、図4は、管断面Aのうち、1/4の断面を表したものであるが、この1/4の断面に対し、電極18の単位横幅当たりの切断長さLは、実線で示すように、側端部分で著しく長くなっている。このため、一つの配管を切断する場合、電極18の消耗量は、場所毎に異なってしまい、消耗個所が配管の場所側端部分に集中するため複数本の配管切断を一つの電極18で行うことが難しくなる。
That is, when the
このような理由から、電極18は、その形状を消耗の激しい両側の幅を広く、中間部の幅を狭くしたものである。
For this reason, the
また、電極18は、管断面Aの両側の外側に配置され、本体フレーム13に組み込まれた接続ロッド20で支持固定されている。
The
また、電極18を支持固定する接続ロッド20を備える送り台車17は、ボールネジ15および直線軸受16を介して進退移動し、この進退移動に伴って電極18も進退移動させ、管断面Aを良好に切断できるようにしている。
Further, the
さらに、送り台車17は、接続ロッド20を微動に揺動させる揺動機構(図示せず)を備え、上述電極18の接続部19と管断面Aの接触位置をずらし、切断残りを防止させるとともに、切断中に発生する切断粉(以下、スワーフと記す)の排出を促進させている。
Further, the
また、切断装置8は、図3に示すように、絶縁されたクランプ21a,21cを備え、管断面Aを挟み込むようにして把持固定する。ここで、クランプ21aは、エアシリンダ22によって管断面Aを把持、非把持の切替が自在にできるようにしている。
Further, as shown in FIG. 3, the cutting device 8 includes
他方、別のクランプ21bは、管断面Aとの接触部分を導電体で構成し、導電体と本体フレーム13との間に絶縁材を介装させている。そして、この導電体に電極18と異なる電位を与えることによって、管断面Aと電極18間に放電が発生し易いようにしている。
On the other hand, the
また、切断装置8は、図2に二点鎖線で示すように、本体フレーム13の背面側に配置する立上り配管6との間に固定リンク用エアシリンダ22とパンタグラフ(ジャッキ機構)23とで構成する固定リンク24を備え、立上り配管6に対し、この固定リンク24によって位置決めさせ、かつ移動させる一方、管断面Aの切断中、本体フレーム13を立ち配管6に対し、固定支持させるとともに、切断後、立上り配管6を原子炉圧力容器1から引き離している。
Further, as shown by a two-dot chain line in FIG. 2, the cutting device 8 includes a fixed
また、切断装置8は、立上り配管6にスワーフ回収ホース26とスワーフ回収ノズル27とを配置させ、管断面Aの切断中、発生するスワーフを立上り配管6を介して回収ホース26に吸い込ませ、スワーフの含有量を少なくさせた水流を放電面に通過させ、良好な切断が継続して行い得るようにしている。
Moreover, the cutting device 8 arranges the
さらに、切断装置8は、接続ロッド20の原子炉圧力容器1側に絶縁プレート25を取り付け、電極18の送り動作中に誤って電極18が原子炉圧力容器1に接近し、誤放電、加工をさせないようにしている。
Further, the cutting device 8 has an
このように、本実施形態は、遠隔操作の下、ガントリークレーン9とホイスト10を利用し、立上り配管6と原子炉圧力容器1との間の狭隘領域に誘導し、ここで立上り配管6に対し、固定リンク24で切断装置8を位置決めさせ、かつ固定支持させるとともに、クランプ21a,21b,21cで切断対象としての管断面Aを固定挟持し、電極18の放電加工により管断面Aを切断させる構成にし、自動化を図ったので、配管の切断作業にあたり、原子炉圧力容器内の冷却材の排水、注水の繰返し作業や配管切断部分の止め栓の施工工事を行うことがなく、作業者の労力負担をより一層軽減させることができる。
As described above, the present embodiment uses the
図5は、例示として原子炉圧力容器に適用する本発明に係る切断装置の第2実施形態を示す正面図である。 FIG. 5 is a front view showing a second embodiment of a cutting device according to the present invention applied to a reactor pressure vessel as an example.
なお、第1実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of 1st Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る切断装置8は、第1実施形態に示す構成要素を加えるとともに、さらにこれら構成要素のうち、本体フレーム13の両側に、いわゆるスクリューとして機能する回転羽根29を備えるスラスタ28と、このスラスタ28を駆動するスラスタ回転用モータ30を設け、回転羽根29を回転駆動させることによって推力(噴流力)を発生させ、本体フレーム13を原子炉圧力容器の内壁側に押し付けることができる構成にしたものである。
The cutting device 8 according to the present embodiment adds the constituent elements shown in the first embodiment, and among these constituent elements, a
なお、配管の切断に際し、圧力容器内の冷却材を全部排水しない限り、スラスタ28の噴流により遊泳は可能であり、容器内の移動はできる。
In addition, when the piping is cut, as long as all the coolant in the pressure vessel is not drained, swimming can be performed by the jet of the
また、本実施形態に係る切断装置8は、本体フレーム13の両側に、原子炉圧力容器1の内壁に接することができる走行車輪31を設け、この走行車輪31を駆動する減速機付きモータ32を設けたものである。
Further, the cutting device 8 according to the present embodiment is provided with traveling
このように、本実施形態は、第1実施形態で示した構成要素に加えて、スラスタ28、走行車輪31、およびこれらスラスタ28、走行車輪31のそれぞれを駆動するスラスタ回転用モータ30、減速機付きモータ32を設けたので、スラスタ28の噴流力によって切断装置8を原子炉圧力容器の内壁に当接させることができ、このスラスタ28の噴流力の下、走行車輪31によって切断装置8を原子炉圧力容器1の内壁に沿って移動させることができ、狭隘領域であっても切断装置8を自在に移動させて配管を容易にしてかつ迅速に切断させることができる。
As described above, in this embodiment, in addition to the components shown in the first embodiment, the
図6は、例示として原子炉圧力容器に適用する本発明に係る切断装置の第3実施形態を示す正面図である。 FIG. 6 is a front view showing a third embodiment of a cutting device according to the present invention applied to a reactor pressure vessel as an example.
なお、第1実施形態および第2実施形態に示した構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component shown in 1st Embodiment and 2nd Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る切断装置8は、本体フレーム13から下方に向って延ばす、例えば2本の固定の接続ロッド35を管断面Aの外側に配置し、その下方先端に電極18を設けたものである。
The cutting device 8 according to the present embodiment extends downward from the
また、本実施形態に係る切断装置8は、本体フレーム13に回転羽根29を備えた複数のスラスタ28、これらスラスタ28を駆動するスラスタ回転用モータ30および走行車輪31、この走行車輪31を駆動する減速機付きモータ32をそれぞれ備え、第1実施形態で示した送り台車やボールネジ等の電極送り機構を取り除いたものである。
Further, the cutting device 8 according to the present embodiment drives a plurality of
また、スラスタ28は、第2実施形態で示した構成と同様であるが、走行車輪31は、減速機付きモータ32のほかに、方向転換機構33を備え、縦断方向面内で旋回ができるようになっている。なお、方向転換機構33は減速機付きモータ34によって駆動される。
The
また、本実施形態に係る切断装置8は、図7に示すように、原子炉圧力容器1を貫装し、エルボ5に接続された立上り配管6との隙間の狭隘領域にセットされた本体フレーム13のうち、この背面側に固定リンク用エアシリンダ22とパンタグラフ(ジャッキ機構)23とで構成する固定用リンク24を備えるとともに、図8に示すように、エルボ5および立上り配管6の曲面に沿う形状に形成されたガイドバー36を備え、エルボ5および立上り配管6の形状に沿って上下方向および左右方向に自在に移動でき、また、進路方向、退路方向を自在に方向転換できるようになっている。
Further, as shown in FIG. 7, the cutting device 8 according to the present embodiment includes a main body frame that penetrates the
このような構成を備える切断装置8において、本体フレーム13は、原子炉圧力容器1の内壁に吸着し、その内壁面に沿って走行し、立上り配管6あるいはエルボ5と圧力容器の内壁との間の狭隘領域にセットされると、固定リンク用エアシリング22の駆動力により固定リンク24を伸長させ、ガイドバー36を立上り配管6またはエルボ5に当接させる。
In the cutting device 8 having such a configuration, the
ガイドバー36を立上り配管6等に当接させると、本体フレーム13は、走行車輪31を方向転換機構33の駆動力により立上り配管6等の底部側に向って移動させる。
When the
そして、固定式接続ヘッド35に支持された電極18が管断面Aの縁端に接したとき、放電加工が開始される。管断面Aが電極18の放電加工により切断中、これに伴って走行車輪31が移動し、管断面Aの切断作業が進められる。
When the
このように、本実施形態は、立上り配管6の形状に沿って切断装置8が自在に移動できるように本体フレーム13にガイドバー36を備えるとともに、切断装置8が、進路方向、退路方向のいずれの方向にも自在に移動できるように本体フレーム13に方向転換機構33を備えたので、ガイドバー36や方向転換機構33等の下、電極18の送りを良好に行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the
したがって、本実施形態によれば、狭隘領域であっても、切断装置8を配管の切断個所に的確かつ迅速にセットすることができ、切断作業に要する作業時間をより一層短縮化させることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the cutting device 8 can be accurately and quickly set at the cutting portion of the pipe even in a narrow region, and the working time required for the cutting work can be further shortened. .
なお、上述実施形態において、立上り配管を一例として示したが、狭隘領域にレイアウトされた直管、降下配管に使用しても良いことは勿論であり、さらに、第1実施形態に第2,第3実施形態を補助的に使用することも可能である。 In the above-described embodiment, the rising pipe is shown as an example. However, it is of course possible to use it for a straight pipe and a descending pipe laid out in a narrow area. It is also possible to use the three embodiments supplementarily.
1 原子炉圧力容器
2 制御棒駆動機構部
3a,3b ノズル
4 オペレーティングフロア床面
5 エルボ
6 立上り配管
7 取付金具
8 切断装置
9 ガントリークレーン
9a レール
10 ホイスト
11 電極駆動ケーブル
12 放電加工電源ケーブル
13 本体フレーム
14 サーボモータ
15 ボールネジ
16 直線軸受
17 送り台車
18 電極
19 接続部
20 接続ロッド
21a,21b,21c クランプ
22 固定リンク用エアシリング
23 パンタグラフ
24 固定リンク
25 絶縁プレート
26 スワーフ回収ホース
27 スワーフ回収ノズル
28 スラスタ
29 回転羽根
30 スラスタ回転用モータ
31 走行車輪
32 減速機付きモータ
33 方向転換機構
34 減速機付きモータ
35 固定式接続ロッド
36 ガイドバー
40 生体遮蔽壁
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