JP2009524802A

JP2009524802A - 原子炉圧力容器の密封部位における損傷箇所を加工する工具

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Publication number: JP2009524802A
Application number: JP2008551666A
Authority: JP
Inventors: ギューゲル、ジークフリート; アダムス、ヘルマー; ベーゲ、デトレフ
Original assignee: Areva GmbH
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2026-12-21
Also published as: ES2369293T3; BRPI0621256B1; KR100996792B1; EP1977429A1; KR20080086509A; ATE518617T1; EP1977429B1; DE102006003656A1; BRPI0621256A2; DE102006003656B4; WO2007085295A1; JP5137851B2

Abstract

本発明は、原子炉圧力容器（１）とその蓋（３）との間に存在する密封部位（８）における損傷箇所を手動加工する工具に関する。この工具は、本発明に基づいて、少なくとも１つのグリップ（１２）を備えた本体（１０）を有し、この本体（１０）の片側面に、密封部位（８）の被加工面に当接支持するために用いられ且つ両者間に中間室（９）を空けている２つのすべり要素（１４）が存在し、両すべり要素（１４）の先端面（３２）が平らに形成され、共通平面内を延び、前記中間室（９）内に、切削加工するための切除手段が、該切除手段がすべり要素（１４）の先端面（３２）から本質的に突出しないように配置されている。
れている。
【選択図】図３

Description

本発明は、原子炉圧力容器とその蓋との間に存在する密封部位における損傷箇所を加工する工具に関する。

原子炉の圧力容器は端面側フランジを有し、このフランジ上に蓋の対向フランジが載り、そこで両フランジがねじ結合されている。その対向フランジに、半径方向に間隔を隔てて２つの（環状）シール溝が配置され、これらのシール溝にそれぞれ金属Ｏリングが配置されている。組立状態において、それらのＯリングは軸方向に圧縮されている。Ｏリングと溝底ないし容器フランジとの間の接触部位は、密封部位あるいは支持部位を形成している。密封部位における漏れは実際には、例えばＯリングの交換中にその密封部位が機械的に傷つけられるか、あるいは例えば塩化物の濃度増大によって引き起こされるか助長された局所的に限られた腐食によって傷つけられる、ことでしか生じない。密封部位における最大深さ約０．０５ｍｍの損傷箇所は、研摩手段による切除およびＯリングの交換によって修復される。深い大きな領域にわたって延びる損傷は、まず損傷箇所が場所的に切削加工され、続いて、切除済み部位が肉盛り溶接され、最後に、その肉盛り溶接箇所が切削加工によって切除され平滑にされることによって修復される。

上述の修復処理は放射能から作業員を完全防護して行われる。被曝線量をできるだけ少なくするために、修復処理はできるだけ迅速に実施されねばならない。

本発明の課題は、容器フランジの加工および容器蓋に存在する（環状）シール溝の特に溝底の加工が迅速に行え、加工中における密封部位における損傷が十分に防止される、工具を提案することにある。

この課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載の工具によって解決される。この工具は、少なくとも１つのグリップを備えた本体を有し、この本体の片側面に、密封部位の被加工面に当接支持するために用いられ且つ両者間に中間室を空けている２つのすべり要素が存在している。その中間室内に、切削加工するための切除手段が、この切除手段がすべり要素の先端面から本質的に突出しないように配置されている。損傷箇所の加工時、工具は、平らに形成され共通平面内を延びる両すべり要素の先端面で、圧力容器フランジあるいは蓋フランジの面に当接支持される。切除手段が両側をすべり要素で挟まれていることによって、密封部位の面の意図しない損傷が実質的に回避される。切除手段がすべり要素の先端面から本質的に突出していないので、損傷箇所の部位において必要以上に多量の材料が切除され、これにより、フランジの母材に窪みが形成される、ことが防止される。

特に有利な実施態様において、両すべり要素は両側に位置する外側側面を有し、この両外側側面間の距離は蓋に存在するシール溝の幅より小さい。かかる工具は溝底の加工に適している。両すべり要素は、工具の往復運動時、レールのように作用する溝内を案内され、これにより、溝側壁および特に溝底に損傷を生じさせる恐れなしに、大きな加工速度が可能とされる。シール溝内における工具の支障のない運動が、すべり要素の外側面が被加工シール溝の溝壁に相当する曲率を有している、ことによって一層助長される。

他の有利な実施態様において、本体のグリップとは反対の側に当接設置面が存在し、この当接設置面からすべり要素が突出し、この当接設置面からすべり要素の先端面までの距離が、本質的に被加工シール溝の深さに相当している。当接設置面は加工時に溝周縁部に接し、これにより、工具の横傾きが防止される。これによって、切除手段例えば平形やすりの作用面が常に溝底に対して平行に向けられる、ことが保証される。

また有利な実施態様において、すべり要素が本体に交換可能に固定されている。被加工シール溝およびその曲率の所定の寸法に応じて、はめ合いすべり要素が選定される。

上述した平形やすりのほかに、特に精密加工するために研摩ベルトが利用される。有利な実施態様において、かかる研摩ベルトの迅速な交換は、両すべり要素間に、研摩ベルトに対する対向面を有する支持体が存在し、すべり要素の長手方向における支持体の両端と本体との間にそれぞれ開口が存在している、ことによって保証される。それらの開口を通して、研摩ベルトの両端がそれぞれ差し込まれ、その研摩ベルトは、支持体の対向面とは反対の側に配置されたスナップ装置により固定される。

以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。

図１に示されているように、原子炉圧力容器１の端面にフランジ２が存在し、このフランジ２上に蓋３の対向フランジ４が載っている。この対向フランジ４に、それぞれ金属Ｏリング６を収容する半径方向に間隔を隔てられた２つの（環状）シール溝５が設けられている。そのＯリング６は原子炉圧力容器１の軸方向に見て僅かに圧縮され、これにより、断面楕円形をしている。Ｏリング６と溝底７ないしフランジ２との接触部位が密封部位８を形成している。そこで例えば機械的損傷あるいは腐食により発生された損傷箇所は、原子炉圧力容器１に漏れを生じさせ、遅くとも定期的点検で修復されねばならない。この目的のために、損傷箇所がまず切削除去され、続いて、その切除済み部位が肉盛り溶接される。これにより形成された肉盛り溶接部３３は、溝底７ないしフランジ２から突出し、切削加工で除去されねばならない。

図２と図３は、シール溝５ないし溝底７を加工するための工具を示している。この工具は主にプレート状本体１０を有している。この本体１０の上側面にＵリンク状グリップ１２が固定されている。本体１０におけるグリップ１２とは反対の側に位置し当接設置面１３を形成する下側面の中央部位に、２個のすべり要素１４が主に直角に突出している。

これらの両すべり要素１４はほぼ壁状に形成され、本体１０の長手方向１５に延び、互いに横方向に間隔を隔てられている。すべり要素１４は無塩化樹脂例えばＰＥで作られている。この両すべり要素１４はねじ１８で本体１０に交換可能に取り付けられる基板１７に成形されている。両すべり要素１４の先端面３２は平面的に形成され、共通平面に配置されている。すべり要素１４で両側を挟まれた中間室１９の中に、平形やすり２０が配置されている。この平形やすり２０は、本体１０並びに基板１７を貫通する２個のクランプ２２で保持されている。それらのクランプ２２はそのねじ部位（２３）が本体１０から突出し、そのねじ部位（２３）にロレット付きねじ２４がねじ込まれている。クランプ２２はその掛け爪２５でやすりの終端凹所２６に係合している。平形やすり２０と基板１７との間に、基板１７に対する距離を調整するシム２７が配置されている。この目的のために、本体１０と基板１７は２個の調整ねじ２８で貫通され、これらの調整ねじ２８は、縮径されたねじ無し終端部２９がシム２７に当てられ作用する。補助工具無しでも、保護手袋を着けた手で可能とされる調整ねじ２８およびロレット付きねじ２４の作動によって、すべり要素１４の先端面３２から平形やすり２０の作用面３０までの距離が変化させられる。即ち、肉盛り溶接部３３が溝底７からかなり突出しているときでも、そのようにして、上述の距離を加工のはじめに増大することが目的に適っている。すべり要素１４の終端部３４は基板１７に向けて傾斜され、これにより、肉盛り溶接部３３に向けての工具９の移動が容易とされる。当接設置面１３からすべり要素１４の先端面３２までの距離ないし突出距離３５は、シール溝５の深さ３６にほぼ相当している。これによって、加工中にシール溝５内においてその長手方向に往復運動される工具９が横に全くあるいはほんの僅かしか傾かないことが保証される。これにより、平形やすり２０あるいは他の切除手段の作用面３０は本質的に溝底７の平面に対して常に平行に延びている。

肉盛り溶接部３３を切除するために適した異なった工具９ａが図４に示されている。その本体１０ａはフライス装置３７を収容するほぼ箱型のケースである。このケースの平面は当接設置面１３を形成し、この当接設置面１３から、工具９ａの長手方向１５に延び中間室１９を挟み込む両側のすべり要素１４ａが突出している。それらのすべり要素１４ａは基板１７ａに成形されている。基板１７ａないしすべり要素１４ａは同様に当接設置面１３の中央部位に配置されている。基板１７ａはケース状本体１０ａの内部に向き開いた開口３８が開けられている。この開口３８を通して、すべり要素１４ａで両側を挟まれた中間室１９にフライスヘッド（植刃フライス）３９が突出している。基板１７ａがピン４０とねじ４２で本体１０ａに固定されている。この本体１０ａは両横側グリップ１２ａを有している。フライスヘッド３９は、開口３８に滑り込められた硬質金属ブッシュ４３において案内され、この硬質金属ブッシュ４３は、発生する切削力によるフライスヘッド３９の横変位を防止する。フライスヘッド３９が基板１７ａから突出する距離は、フライス装置３７の相応した可調整性によって変更でき、その突出距離は最大で、肉盛り溶接部３３が約０．１ｍｍの残留突出寸法になるまで切除されるように調整できる。フライス装置３７ないしフライスヘッド３９の軸４４は、十分な表面研削および切削力の低減を得るために、切削方向ないし長手方向３５に対して約３°傾斜されている。工具９ａ並びに前述の工具９においても、両すべり要素１４、１４ａの側面４５はそれぞれ隣接する溝壁の半径に相当した曲率を有している。

肉盛り溶接部３３が約０．１ｍｍの残留突出寸法まで切除されたとき、切除手段として研摩ベルト４６を有する図５〜図８に示された工具９ｂが採用される。この工具９ｂは同様に当接設置面１３付きのプレート状本体１０ｂを有している。すべり要素１４ａは当接設置面１３の中央部位から突出し、このすべり要素１４ｂは両者間に同様に中間室１９を空け、その側面４５は同様に、溝側壁の半径に相当する曲率を有している。また、すべり要素１４ｂは本体１０ｂに解除可能に固定されている。両すべり要素１４ａの両端は横壁４７を介して互いに結合されている。これらの横壁４７の互いに向かい合う内側面４８に、それぞれ中間室１９の幅にわたって延びる開口４９が隣接している。これらの開口４９間に存在する本体１０ｂの部位は支持体５２を支持している。この支持体５２の本体１０ｂとは反対の面は、研摩ベルト４６に対する対向面５３を形成している。支持体５２は長手方向１５に部分的に開口４９の中に延びている。本体１０ｂの上側面に研摩ベルト４６に対するスナップ装置５５が配置されている。このスナップ装置５５はフック５６を有し、このフック５６に研摩ベルト４６の終端ループ５７が掛けられている。フック５６は長手方向１５に延びるロッド５８の一端に固定され、このロッド５８の他端は横方向１６に延びるピン５９に結合されている。スナップ装置５５はさらに締付けレバー６０を有し、この締付けレバー６０は、ピン５９とフック５６との間で本体１０ｂに固定され横方向１６に延びる揺動軸６２に揺動可能に支持されている。締付けレバー６０が図６における締付け状態から出発して矢印６３の方向に本体１０ｂから離れて揺動されたとき、フック５６は例えば矢印６４の方向に移動され、これによって、ループ５７がフック５６から外され、研摩ベルト４６が交換される。研摩ベルト４６の他端は同様にループ５７を有し、このループ５７は本体１０ｂに固く固定されたフック６５（図８参照）に固定されている。研摩ベルトの交換は、補助工具を要せずに保護手袋を着けた手で行える。

肉盛り溶接部の残留突出寸法は工具９ｂによって完全に切除され、その加工終了時、元の損傷箇所は完全に平らに研摩し終えている。研摩ベルト４６が主にすべり要素１４ｂの先端面３２を越えて突出せず、加工時に当接設置面１３が蓋３の対向フランジ４のシール溝を形成する部位に接することによって、必要な寸法を超えた過度の研摩は防止される。

図９と図１０に示された工具９ｃはやすり工具であり、それに応じて平形やすり２０を有している。この工具９ｃは同様にプレート状本体１０ｃを有している。この本体１０ｃの下側面に２つのすべり要素１４ｃが固定され、この両すべり要素１４ｃは互いに平行に長手方向１５に延び、両者間に中間室１９を空けている。この中間室の中央に平形やすり２０が配置され、工具９（図２、図３）に相応した様式で調整可能に固定されている。上述した実施例と異なって、すべり要素１４ｃは幅広くされ、これによって、その先端面３２はほぼ本体１０ｃの側縁６６まで延びている。原子炉圧力容器１のフランジ２に存在する肉盛り溶接部（図９に図示せず）を切削加工する際、すべり要素１４ｃの先端面３２は当接面として用いられ、この先端面３２はフランジ２に接し、フランジ２を損傷する恐れなしに大きな加工速度で、肉盛り溶接部３３の平面切削加工を可能とする。

原子炉圧力容器のフランジ部位の部分断面図。平形やすりが装備された工具の底面図。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。切除手段としてフライスヘッドが存在する工具の一部断面側面図。切除手段として研摩ベルトがスナップ装置によって固定して設けられた工具の平面図。図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図。図５の工具の底面図。スナップ装置が除かれた図６に相応した断面図。フランジ加工に適した工具の底面図。図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図。

符号の説明

１原子炉圧力容器
２フランジ
３蓋
４対向フランジ
５（環状）シール溝
６Ｏリング
７溝底
８密封部位
９工具
１０本体
１２グリップ
１３当接設置面
１４すべり要素
１５長手方向
１６横方向
１７基板
１８ねじ
１９中間室
２０平形やすり
２２クランプ
２３ねじ部位
２４ロレット付きねじ
２５掛け爪
２６凹所
２７シム
２８調整ねじ
２９調整ねじ終端部
３０作用面
３２すべり要素先端面
３３肉盛り溶接部
３４すべり要素終端部
３５突出距離
３６深さ
３７フライス装置
３８開口
３９フライスヘッド（植刃フライス）
４０ピン
４２ねじ
４３硬質金属ブッシュ
４４軸
４５外側側面
４６研摩ベルト
４７横壁
４８内側面
４９開口
５２支持体
５３対向面
５５スナップ装置
５６フック
５７ループ
５８ロッド
５９ピン
６０締付けレバー
６２揺動軸
６３矢印
６４矢印
６５フック
６６側縁

Claims

原子炉圧力容器（１）とその蓋（３）との間に存在する密封部位（８）における損傷箇所を手動加工する工具であって、
− 少なくとも１つのグリップ（１２）を備えた本体（１０）を有し、
− 該本体（１０）の片側面に、密封部位（８）の被加工面に当接支持するために用いられ且つ両者間に中間室（９）を空けている２つのすべり要素（１４）が存在し、
− 両すべり要素（１４）の先端面（３２）が平らに形成され、共通平面内を延び、
− 前記中間室（９）内に、切削加工するための切除手段が、該切除手段がすべり要素（１４）の先端面（３２）から本質的に突出しないように配置されている、
ことを特徴とする原子炉圧力容器（１）とその蓋（３）との間に存在する密封部位（８）における損傷箇所を手動加工する工具。
すべり要素（１４、１４ａ、１４ｂ）が両側に位置する外側側面（４５）を有し、該外側側面（４５）間の距離が蓋（３）に存在するシール溝（５）の幅より小さい、ことを特徴とする請求項１に記載の工具。
本体（１０、１０ａ、１０ｂ）のすべり要素を支える側に当接設置面（１３）が存在し、該当接設置面（１３）からすべり要素（１４、１４ａ、１４ｂ）が突出し、当接設置面（１３）からすべり要素の先端面（３２）までの距離（３５）が、本質的に被加工シール溝（５）の深さ（３６）に相当している、ことを特徴とする請求項２に記載の工具。
すべり要素（１４、１４ａ、１４ｂ）の外側側面（４５）が、被加工シール溝（５）の溝壁に相当する曲率を有している、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の工具。
すべり要素（１４）が本体（１０）に交換可能に固定されている、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の工具。
切除手段が本体（１０）に交換可能に固定されている、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の工具。
すべり要素（１４）の先端面（３２）から切除手段までの距離が調整可能である、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の工具。
切除手段として平形やすり（２０）が存在している、ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の工具。
切除手段として研摩ベルト（４６）が存在している、ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の工具。
両すべり要素（１４ｂ）間に、研摩ベルト（４６）に対する対向面（５３）を有する支持体（５２）が存在し、本体（１０ｂ）の長手方向（１５）における支持体（５２）の端部と本体（１０ｂ）との間にそれぞれ開口（４９）が存在し、支持体（５２）の対向面（５３）とは反対の側に、支持体（５２）に固定される研摩ベルト（４６）に対するスナップ装置（５５）が存在している、ことを特徴とする請求項９に記載の工具。
切除手段としてフライスヘッド（３９）が存在している、ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の工具。