JP2010266301A - 原子炉内におけるボルトの撤去方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉内で使用されたボルトを、ボルトの緩め可能か否かを問わず、撤去可能とする。
【解決手段】原子炉内の水中に存在する位置決めボルト１０が螺合する雌ネジの径より大きな径を有する中実円柱形状の放電加工用電極１５と、前記放電加工用電極１５を前記電極の円柱形状中心軸延長方向へ移動自在とする前後駆動手段１９と、前記放電加工用電極１５を前記円柱形状中心軸の周りに回転させるモータ２６とを備えて遠隔操作自在な放電加工装置４０と、前記水中のディフューザ８の上端に固定されて前記放電加工装置４０の上下左右方向の位置を調整する位置決め装置３９とを備えた原子炉内におけるボルトの撤去装置。
【選択図】 図５

Description

本発明は、原子力発電プラントにおける原子炉内の構造物に装備されたボルトの撤去技術に係り、特に、ボルトの損傷等により、緩めてこれを撤去することが困難、または困難と推定されるボルトに対する撤去作業に好適な技術に関する。

近年、既設の原子力発電プラントの使用期間の延長等を目的に、原子炉内の構造物に予防保全あるいは事後保全技術が多数適用され、その工事が推進されている。

原子炉内の構造物の一つにジェットポンプが存在している。そのジェットポンプには、ジェットポンプのインレットミキサの据付に際して位置を決めに用いる位置決めボルトが存在する。その位置決めボルトは、ジェットポンプのライザー管に固定されているライザーブラケットにねじ込まれている。

その位置決めボルトが損傷したり、既存の位置決めボルトに代えて、特開２０００−１９３７８５号公報に掲載された補助くさびを用いた位置決め手段を採用したい場合には、既存の位置決めボルトを撤去する必要がある。

原子炉内の構造物は高放射線量および高放射能濃度を有しており、人が接近して撤去作業をすることが不可能なため、その作業環境は、原子炉とその上部に構成される原子炉ウェル内に純水を満水にはって、原子炉内の構造物からの放射線や放射性物質をさえぎり、その水面の上方から作業台車を用い水深約２５ｍ下の位置決めボルトをねらった高度な遠隔・水中作業が要求される。

その位置決めボルトを撤去するに際して、その位置決めボルトが健全である場合には、その位置決めボルトを遠隔操作で緩めて引き抜くことが行われる。位置決めボルトが相手側の雌ネジに噛んで緩めることができない場合には、一例として、放電加工装置の中空円筒状の電極でネジを溶融除去する方法と装置が特許文献１によって知られている。

特開２００１−５１０９２号公報

しかしながら、従来技術で雄ネジと雌ネジとが噛んで緩めることができない場合に、放電加工装置の中空円筒状の電極によるネジを溶融除去する方法と装置を位置決めボルトに適用した場合、中空円筒形状の放電加工電極の内面と加工対象である位置決めボルトがその内面で接触しない様に、高精度の位置決めが必要である上、位置決めボルトが損傷等でガタついた状態にあったり、位置決めボルトに曲がりがあった場合は対応できない。

したがって、位置決めボルトを撤去するに際して、ライザーブラケットの雌ネジに位置決めボルトの雄ネジ部が噛んだり、位置決めボルトが曲がる、あるいはガタ付きのある状態など、多様な位置決めボルトの損傷等に対応して位置決めボルトを撤去するに好適な技術は確立されていなかった。

本発明の目的は、放電加工装置を用いての原子炉内におけるボルトの撤去に関し、多様な位置決めボルトの損傷等に対応できる方法およびその装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、放電加工装置によって原子炉内のボルトの雄ネジと、その雄ネジと螺合し合う雌ネジとを遠隔操作によって加工除去する方法において、前記放電加工装置の放電加工用電極として前記雌ネジの径より大きな径を有する中実円柱形状の電極を用い、その電極をその円柱中心軸周りに回転および前記中心軸方向に進めることにより、前記ボルトの先端から前記雌ネジに螺合している領域の前記ボルト自身全体と、前記ボルトが螺合している雌ネジ部分を放電加工除去する原子炉内におけるボルトの撤去方法が採用される。

その撤去方法を実施するために、本発明は、原子炉内の水中に存在する撤去対象のボルトが螺合する雌ネジの径より大きな径を有する中実円柱形状の放電加工用電極と、前記放電加工用電極を前記電極の円柱形状中心軸延長方向へ移動自在とする駆動手段と、前記放電加工用電極を前記円柱形状中心軸の周りに回転させる駆動手段とを備え、遠隔操作自在な放電加工装置と、前記水中の構造物に固定されて前記放電加工装置の位置を調整する位置決め装置とを備えた原子炉内におけるボルトの撤去装置を提供する。

本発明は、放電加工によって、螺合しあう雌ネジと雄ネジと雄ネジが切られたボルト自身とを中実円柱状の電極で同時に除去して、撤去対象のボルトが如何様な損傷状態であっても効率よくボルト撤去作業が成し遂げられるという効果を奏する。

本発明の実施列に係る原子炉内におけるボルトの撤去方法の実施状況を示す原子炉内の縦断面とその周辺の構成を示す全体図である。 図１における原子炉内のジェットポンプの説明図にして、（ａ）図は分解前のジェットポンプの全体立面図であり、（ｂ）図はＡ部の拡大詳細図であり、（ｃ）図はＢ−Ｂ矢視断面図である。 本発明の実施列に係る位置決めボルト部分の説明図にして、（ａ）図はその縦断面図であり、（ｂ）図は（ａ）図の右側面図である。 本発明の実施例に係る放電加工用電極と位置決めボルトの上下位置関係を示す説明図である。 本発明の実施列に係るボルト撤去に用いる加工装置を示す図にして、（ａ）図はその上平面図であり、（ｂ）図はその装置側面から立面図であり、（ｃ）図は（ｂ）図右側から見た正面立面図である。 本発明の実施例に係る位置決め装置を示す図にして、（ａ）図はその上平面図であり、（ｂ）図はその装置側面から立面図であり、（ｃ）図は（ｂ）図右側から見た正面立面図である。 本発明の実施列に係るボルト撤去に用いる加工装置の放電加工装置部分の説明図にして、（ａ）図はその上平面図であり、（ｂ）図はその装置側面から立面図であり、（ｃ）図は（ｂ）図右側から見た正面立面図である。 本発明の実施例に係る磨き装置を示す図にして、（ａ）図はその装置側面から見た立面図であり、（ｂ）図は（ａ）図の右側から見た装置正面の立面図である。

以下に本発明の実施例を説明する。

既設の原子力発電プラントでは、安全運転の維持・継続および将来的なプラント運転の長寿命化を目的に、特に原子炉内の構造物を中心に材料対策および構造物の強度等の健全化を念頭に大型の予防保全あるいは事後保全技術が多数適用され、その工事が急速に推進されている。

図１に原子炉内構造物１の保全技術工事の作業環境を示す。原子力発電プラントの原子炉建屋内には、原子炉２と呼称されている原子炉圧力容器が格納されている。その原子炉２は原子炉建屋の運転階床５５に設けられている原子炉ウェル３と呼称されるプールに上部が開放できるように配備されている。原子炉運転時にはその開放部は上部蓋によって閉じられて用いられる。

そのような原子炉内には、復数種の原子炉内構造物１が内蔵されている。ジェットポンプ５やその位置決めボルト１０とライザーブラケット９の組立構造物は、原子炉内構造物１の一つである。

その原子炉内構造物１の保全技術を推進するにあたっては、原子炉運転後の既設の原子炉内構造物１が高放射線量および高放射能濃度を有していることから、人が接近して作業をすることが不可能である。そのため、その作業環境は、原子炉の上部蓋を外して原子炉２とその上部に構成される原子炉ウェル３内に純水を満水にはる。このことにより、原子炉内構造物１からの放射線や放射性物質をさえぎり、その水面の上方から運転階床上を走行移動可能な作業台車４を用いて水深約２５ｍ下の作業対象物にたして遠隔・水中作業にて保全作業を施す。

その原子炉内構造物１の保全技術において、既設の構造物が損傷し当初の機能を発揮できなくなった場合に、この損傷部材を撤去して新たな部材を設置しその機能を代替させる補修が適用されている。既存の構造物の撤去に関する例として、原子炉内のボルトの撤去が想定され、その一例としてジェットポンプ５の位置決めボルト１０がある。

図２および図３にジェットポンプ５の構造概要と位置決めボルト１０とライザーブラケット９の組立構造物の構成を示す。

図２において、ジェットポンプ５の主要な構成は、ライザー管６とインレットミキサ７およびディフューザ８からなり、ライザー管６のライザーブラケット９に位置決めボルト１０がライザーブラケット９に加工した雌ネジ５８に位置決めボルト１０の雄ネジが螺合して組み付けられ、その位置決めボルト１０の先端がインレットミキサ７側に突き出てインレットミキサ７の位置を決める機能を発揮することが可能となる。

位置決めボルト１０は、ライザーブラケット９に２箇所設置されており、水中・遠隔でインレットミキサ７のディフューザ８などの隣接部材と取り外しおよび再取り付けする際の水平方向の位置決めに使用する。

図３において、位置決めボルト１０は、雄ネジ加工されたネジ加工部５６と抜け防止のために四角形状に加工された面加工部５７からなる。位置決めボルト１０のネジ加工部は、ライザー管６に装備されたライザーブラケット９の雌ネジ部５８にねじ込まれており、この抜け防止として面加工部に回り止めナット１１を挿入して、回り止めナット１１をライザーブラケット９に溶接固定することで、位置決めボルト１０の回転を拘束し抜け防止をしている。

本発明の実施例では、その位置決めボルト１０に関する撤去方法およびその装置を提供せんとするものである。位置決めボルト１０が健全で、位置決めボルト１０を緩めることが可能な場合は、回り止めナット１１の溶接部５９を除去して、回り止めナット１１による回転方向の拘束を解除し、次に作業台車から下端にボルトを回転操作する治具を取り付けた操作ポール水中に下ろして、位置決めボルト１０を緩めて撤去する方法が採用される。

しかし、位置決めボルト１０が損傷またはその他の理由により、緩めてこれを撤去することが困難、または困難と推定される場合、そのような撤去方法が採用できない。そのため、以下のような撤去装置と撤去作業とが採用される。

即ち、位置決めボルト１０の撤去装置は以下のとおりである。位置決めボルト１０を放電加工により撤去するための加工装置１２は、水中・遠隔での加工装置１２や放電加工用電極１５の位置設定を容易にするため位置決め装置３９を備える。位置決め装置３９には、原子炉内構造物に据えるガイド機構１３や、加工装置１２を固定するための固定機構１４を備えている。

位置決め装置３９は放電加工装置４０の放電加工用電極１５の位置を位置決めボルト１０と上下方向の位置合せをするための上下駆動装置１６と、左右方向の位置合せをするための左右駆動装置１７とを備える。また、位置決め装置３９上に搭載される放電加工装置４０には、放電加工用電極１５を連続的に回転駆動するための回転駆動装置の回転軸１８と、放電加工位置を前後進させるために放電加工用電極１５をその軸方向に移動させるための前後駆動装置１９とを備えている。さらには、放電加工装置４０には、運転階５５に配備された放電加工用電源３４から放電加工用電極１５に電力を供給するための給電機構２０が備えられている。放電加工用電源３４は電力の給電および停止ならびに調整を行える操作盤を備えている。

以下、上記各装置および機構について説明する。まず初めに、位置決め装置３９について説明する。図６に位置決め装置３９の構成例を示す。ジェットポンプ５のインレットミキサ７とその上方の部品を分解撤去した後に原子炉内に残存するディフューザ８の上端に開口した円筒状の開口部内に収まる大きさのガイド機構１３を備える。そのガイド機構１３にはディフューザ８の開口内径よりも大径のつば部６０が設けられ、そのつば部６０がディフューザ８の上端面に搭載できるように構成される。

ガイド機構１３の内側には水平なシリンダ２１が装備され、そのシリンダ２１の伸縮端部にはディフューザ８の内周面に押し付けられる押し付け部材が設けられている。その押し付け部材をシリンダ２１の伸縮によりディフューザ８の内周面に押し付けたり押し付けを解除したりすることができる。そのシリンダ２１は作業台車４上のシリンダ操作盤２２からの遠隔操作によって成されるように構成されている。

位置決め装置３９に装備されている上下駆動装置１６は次のとおりである。即ち、ガイド機構１３の内側に上下動自在に装備されたフレーム６１を備える。そのフレーム６１はガイド機構１３に装備された遠隔ボルトヘッド２３の回転を上下方向の直線運動に変換する機構を介して遠隔ボルトヘッド２３と接続されている。そのため、遠隔ボルトヘッド２３を回転させるとフレーム６１が回転方向に対応して上下方向に移動できる。

位置決め装置３９に装備されている左右駆動装置１７は次のとおりである。即ち、フレーム６１上に固定された固定フレーム６２には、放電加工用電極１５の中心軸方向と水平面内で直交する方向（左右方向という。）へ移動できるように左右移動フレーム６３を設ける。固定フレームには遠隔ボルトヘッド３８が回転自在に装備される、その遠隔ボルトヘッド３８は、遠隔ボルトヘッド３８の回転を左右方向の直線運動に変換する機構を介して左右移動フレーム６３に接続されている。そのため、遠隔ボルトヘッド３８を回転させると左右移動フレーム６３が回転方向に対応して左右方向に移動できる。

左右移動フレーム６３の上面には、図６のように、上方に突き出たガイドピン４１が二本平行に固定され、放電加工装置４０の搭載位置を決めるために用いられる。また、その左右移動フレーム６３の上面には、雌ネジが加工されたボルト穴を備え、放電加工装置４０の搭載位置を左右移動フレーム６３に固定するために用いられる。

放電加工装置４０の構成は次のとおりである。即ち、図７のように、放電加工装置４０のフレーム６４には遠隔ボルトヘッド４４が回転自在に装備される。その遠隔ボルトヘッド４４には、位置決め装置３９のボルト穴４２の雌ネジに螺合する雄ネジが備えられ、その遠隔ボルトヘッド４４の回転によって、雄ネジ部を雌ネジ部にねじ込んで連結したり、緩めて離脱したりできる。

フレーム６４には、放電加工用電極１５の中心軸方向へ移動自在にＬＭガイド（リニアモーションガイド）を介してスライドフレームが設けれる。そのスライドフレームには、電気的な絶縁体３６を介してボールネジ３２などの回転を放電加工用電極１５の中心軸方向（前後方向という。）の直線運動に変換する機構がフレーム６４の間に設けられている。

スライドフレームには、水平な回転軸１８が回転自在に設けられ、その回転軸１８には電極保持部材２５が設けられている。その電極保持部材２５に放電加工用電極１５が着脱自在に保持され、回転軸１８と放電加工用電極１５の中心軸が一直線に位置するようにされる。さらには、スライドフレームには、放電加工用電極１５等への給電機構２０と給電部材３５が装備される。放電加工用電極１５は、中実の円柱形状で、その円柱の直径は図３の雌ネジ５８の最大直径以上の大きさとされている。但し、過分に放電加工しないようにできるだけ小さい直径に設定される。

放電加工用電極１５への電力の供給は、放電加工用電源３４からの給電ケーブルを給電機構２０に接続し、給電機構２０から電極保持部材２５を介して行う。給電機構２０は、給電部材３５をバネ力により電極保持部材２５に押し当てることで、回転する放電加工用電極１５へ電力を供給する。

スライドフレームには、モータ２６が固定され、モータ２６の回転軸に設けたプーリー２８と回転軸１８に設けたプーリー２９との間にタイミングベルト２７が掛け渡されて設けられる。そのタイミングベルト２７は電気的絶縁性のある部材を用いることが好ましい。このように構成することにより相互の電気的絶縁状態で、モータ２６により回転軸１８や放電加工用電極１５を回転することができる。給電機構２０と電極保持部材２５および放電加工用電極１５は、絶縁体３６とタイミングベルト２７により加工装置１２の本体と電気的に絶縁される構造である。

フレーム６４には固定設置したモータ３１を有し、そのモータ３１の回転軸に設けたプーリーとボールネジ３２に設けたプーリーとの間にタイミングベルトが掛け渡してある。そのタイミングベルトは電気的絶縁性のある部材を用いることが好ましい。このように構成することにより相互の電気的絶縁状態で、モータ３１の回転運動をボールネジ３２に伝達し、その回転をボールネジ３２で直線運動に変換してスライドフレームに伝え、放電加工用電極１５を前後方向に進退移動することができる。この構成においても、前述と同様に、給電機構２０と電極保持部材２５および放電加工用電極１５は絶縁体３６とタイミングベルトにより加工装置１２の本体と電気的に絶縁される構造である。

フレーム６４の左右移動フレーム６３への対向部分にはガイドピン挿入穴４３がガイドピン４１と同じ間隔と配置で上下に開口している。モータ２６は運転階５５床上の電極回転操作盤３０にて操作され、モータ３１は、運転階５５床上に配置された放電加工用電源３４からの動作制御により遠隔にて操作できるように構成される。

フレーム６４には、作業台車４からウインチやチェーンブロックなどの巻き上げ機で上下に移動させるために、その巻き上げ機のロープやチェーンブロックのチェーンとの係合部分として吊環６５が取り付けられている。具体的には、巻き上げ機のロープにつながれたフックが吊環６５に引っ掛けられて吊り降ろしおよび引き上げが可能となる。

放電加工用電極１５の回転操作は、運転階５５床上に配置された電極回転操作盤３０でモータ２６を操作し、放電加工用電極１５の前後進は電極回転操作盤３０でモータ３１を操作して行える。このように放電加工用電極１５の各動きを遠隔で駆動・停止操作も含めて可能である。

加工装置１２の位置決め装置３９には、放電加工跡に磨きをかけるための磨き装置４６が放電加工装置４０に代えて搭載することができる。その磨き装置４６の構成は次ぎのとおりである。即ち、フレーム６６の下部部分には、２箇所に遠隔ボルトヘッド５４が回転自在に装備され、その遠隔ボルトヘッド５４が有する雄ネジ部分は、図６に示す位置決め装置３９のボルト穴４２にねじ込んだり緩めたりすることができるように構成されている。また、フレーム６６には、位置決め装置３９のガイドピン４１が挿入できるガイドピン挿入穴５３が上下方向に開口している。

フレーム６６には、前後駆動装置４９が装備されている。その前後とは放電加工装置４０の放電加工用電極１５の軸方向と同じである。前後駆動装置５２は、図８のように、次ぎの構成を有する。即ち、フレーム６６に設けられたＬＭガイドでスライドフレームが前後方向に移動自在にフレーム６６上に装備される。フレーム６６に設けた遠隔ボルトヘッド５１の回転によって駆動され、スライドフレームを前後進させる前後駆動装置４９のボールネジがフレーム６６に装備されている。

そのスライドフレームには、モータ５０と、そのモータ５０の回転をブラシ回転軸４８に伝達する動力伝達機構とを固定搭載してある。そのブラシ回転軸４８には、ブラシ４７が着脱自在に取り付けられている。モータ５０や動力伝達機構は、ケーシングによって囲い覆われている。そのケーシングはスライドフレームに固定設置され、ケーシングの上部には吊環６７が固定設置されている。そのモータ５０も、運転階または作業台車４上の操作盤によって遠隔操作できるように構成される。

以上のような各装置を用いての位置決めボルトの撤去手順を次に説明する。まずは、図２のジェットポンプ５の片側のディフューザ８の上方にあるインレットミキサ７などの上部にあるジェットポンプ部品を撤去する。次に、図６に示す位置決め装置のボルト穴４２にボルトによって専用吊具をあらかじめ固定して、その専用吊具を作業台車４に装備したチェーンブロックで吊って位置決め装置３９とともに原子炉２内の水中に吊り下ろす。

次に、吊られた状態の位置決め装置３９の水平回転位置をチェーンブロック自体あるいはチェーンブロックのチェーンを作業台車上で水平面にて捻るように回転させて、放電加工用電極１５の中心軸心が加工対象の位置決めボルト１０の中心軸心と平行になるように調整する。その調整の後に、位置決め装置３９のガイド機構部分をディフューザ８の上端に開口した円筒状の空間に差し込み、引き続いて、そのつば部６０をディフューザ８の上端面に搭載して安定させる。

次に、シリンダ２１をシリンダ操作盤２２から操作して伸張させ、その伸張力で押し付け部材をディフューザ８の内壁面に押し付ける。その押し付けの反力でガイド機構１３部分もディフューザ８の内壁面に押し付けられる。これにて、位置決め装置３９が原子炉内構造物であるディフューザ８に固定されることになる。

ディフューザ８に位置決め装置３９を固定した後に、専用吊具を位置決め装置３９から外してチェーンブロックで引き上げる。専用吊具を位置決め装置３９から外すには、専用吊具と位置決め装置３９をネジ固定していたボルトを、ソケットポールをつけた操作ポールでそのボルトを緩めて行う。

次に、図７に示す放電加工装置４０を位置決め装置３９上に搭載するために、吊環６５に作業台車４に装備したチェーンブロックのチェーンに係合させる。次に、そのウインチで放電加工装置４０を原子炉２内の水中に吊り下ろして行く。その吊り下ろしの結果、放電加工装置４０のフレーム６４下部が左右移動フレーム６３の上面に近接したら、放電加工用電極１５の中心軸心が加工対象の位置決めボルト１０の中心軸心と平行となる向きに水平回転方向を調整する。その水平回転方向の調整作業は、前述の位置決め装置の場合と同様にして行うことができる。

その後に、左右移動フレーム６３上に放電加工装置４０のフレーム６４下部を着地させて、各ガイドピン４１を各ガイドピン挿入穴４３に通して水平面内の位置を決める。次に、ソケットポール４５を下端に装着した操作ポール３７を作業台車から原子炉２内の水中に差し入れてソケットポール４５付きの操作ポール３７で遠隔ボルトヘッド４４を回転させ、その回転によって遠隔ボルトヘッド４４の雄ネジ部分をボルト穴４２の雌ネジ部分にねじ込んで結合する。これで、放電加工装置４０が位置決め装置３９を介してディフューザ８の上端部分に固定据付されることになる。

加工対象の位置決めボルト１０の位置は設計図面などによりあらかじめ知られているので、位置決めボルト１０の中心軸が放電加工用電極１５の中心軸とが一直線状に並ぶように放電加工装置４０と位置決め装置３９とを設計しておけば、理論上では以上の据付作業によって位置決めボルト１０の中心軸心が放電加工用電極１５の中心軸心とが一直線状に並ぶ。

次に、放電加工作業を安定的に実施する目的で、加工対象の位置決めボルト１０を剛に固定するためのボルト固定治具を原子炉内に投入し、位置決めボルト１０が放電加工中に振れない様に固定する。

何等かの原因により、位置決めボルト１０の中心軸心が放電加工用電極１５の中心軸心とが正確に一直線状に並ぶことができない場合には、正確に一直線状に並ぶように、位置決め装置３９によって放電加工用電極１５の位置を上下および左右の方向に調整する。その調整作業は次のように行われる。

即ち、上下方向の調整作業は、作業台車４から、ソケットポール４５付きの操作ポール３７で、位置決め装置３９の遠隔ボルトヘッド２３を回転させ、フレーム６１を上下方向に送りさせることによって行う。左右方向の調整作業は、作業台車４から、ソケットポール４５付きの操作ポール３７で、位置決め装置３９の遠隔ボルトヘッド３８を回転させ、左右移動フレーム６３を左右方向に送ることによって行う。

このような位置の調整作業が終了した状態においては、図４のように、放電加工用電極１５と位置決めボルト１０の各中心軸心が一直線上にならび、放電加工用電極１５の先端を位置決めボルト１０の先端に対向するように位置決めされる。この状態から、放電加工用電源３４から給電機構２０や給電部材３５を経由して放電加工用電極１５に給電する。それとともに、電極回転操作盤３０にてモータ２６を回転操作して回転軸１８を回転駆動し、放電加工用電極１５を放電加工用電極１５自身の中心軸心周りに自転させる。

放電加工用電源３４からの動作制御によりモータ３１を駆動しＬＭガイド３３沿いにボールネジ３２でスライドフレームを加工対象の位置決めボルト１０側に前進させる。そのスライドフレームにはモータ２６や回転軸１８や放電加工用電極１５や各プーリー２８，２９やタイミングベルト２７が搭載されているので、放電加工用電極１５は給電を受けながら、および自転しながら位置決めボルト１０の先端に接近して位置決めボルト１０に対する放電加工がなされる。

このように、放電加工用電極１５を回転駆動し、前後駆動装置１９を動作制御して加工対象の位置決めボルト１０に対して放電加工を実施する。放電加工は、位置決めボルト１０の面加工の端部まで実施し、位置決めボルト１０の残存部はボルト固定治具に把持された状態で引き抜き撤去する。

放電加工後には、ライザーブラケット９内の位置決めボルト部分やライザーブラケット９の雌ネジ部５８が加工除去されているので、撤去の対象となった位置決めボルト１０について、緩めの可否、および雄ネジと雌ネジとのかじりの有無、あるいは位置決めボルト１０の曲がりに関わらずその撤去が可能となる。

放電加工用電極１５をその中心軸心廻りに回転駆動させて自転させることにより、放電加工用電極１５の外周面が均一に放電および消耗するので、ライザーブラケット９の雌ネジ５８を放電加工した後の形状が、均一な円形状を形成することが可能である。また、放電加工用電極１５を自転させることで、放電加工により発生する加工屑が局部的に溜まることが防止できるため、放電加工の安定化および加工効率向上に効果がある。

放電加工用電極１５が消耗した時のその電極の交換や、回転軸１８や前後駆動装置１９の万一の故障に伴う装置の回収および再設定が、放電加工装置４０の位置決め装置３９に対する着脱だけで可能であり、位置決め装置３９を再設定する必要がないため、加工基準を変更することなく作業を継続できる。放電加工装置４０の位置決め装置３９からの分離は既述の据付時とは逆手順で、作業台車４上から遠隔にて行われ、分離後の放電加工装置４０は作業台車４上のチェーンブロックによる巻き上げ作用によって作業台車４まで吊り上げられ、必要な補修および点検や電極交換が施される。

このように加工装置１２の機能を、位置決め装置３９と放電加工装置４０に分割し、これを遠隔で着脱可能にすることで、放電加工装置４０の再据付（再設定ともいう。）時の決め精度向上や位置決め作業の効率化に効果がある。

上述のように放電加工を施工して、ライザーブラケット９に放電加工跡として残った加工面を磨く必要がある場合には、以下のような作業を施工する。

即ち、位置決め装置３９がディフューザ８の上端に固定据付されている状態で、放電加工装置４０を位置決め装置３９から分離してチェーンブロックで作業台車４上に引き上げる。その分離後に、作業台車４に備わるチェーンブロックのチェーンを磨き装置４６の吊環６７に連結し、チェーンブロックで磨き装置４６を原子炉２内の水中に吊り下ろす。

このように原子炉２内に吊り下ろされた磨き装置４６は位置決め装置３９上に着地させる。この状態では、ガイドピン４１がガイドピン挿入穴５３に挿入され水平面内の位置が固定されて決められる。次に、ソケットポール４５付きの操作ポール３７を作業台車４上から操作して、遠隔ボルトヘッド５４を回転させ、その遠隔ボルトヘッド５４の雄ネジ部分を位置決め装置３９のボルト穴４２の雌ネジ部分にねじ込んで、放電加工装置４０の代わりに磨き装置４６を位置決め装置３９に据付（設定ともいう。）して一体化する。

その後に、放電加工跡の貫通孔内にブラシ４７が挿入できる位置に、磨き装置４６を位置決め装置３９の上下駆動装置と左右駆動装置で位置調整する。

磨き装置４６は、位置決めボルト１０の撤去後のライザーブラケット９に生じた放電加工面を磨く機能を有する。その磨き作業を行うためには、作業台車４または運転階５５床上に設置した図示していない操作盤でモータ５０を駆動し、そのモータ５０の回転力をブラシ回転軸４８に伝えて、ブラシ４７を自己の回転中心軸周りに自転させる。

また、ソケットポール４５付きの操作ポール３７を作業台車４上から操作して、遠隔ボルトヘッド５１を回転させると、その回転が前後駆動装置４９のボールネジに伝わり、ボールネジによりスライドフレームとともにモータ５０やブラシ回転軸４８やブラシ４７が前進して、ブラシ４７が放電加工跡にできた貫通穴内に進み入り、その貫通穴内面の放電加工面が自転するブラシ４７で磨かれることになる。

ブラシ４７は、ブラシ４７の中心軸に対して毛材が放射状に配置された形状で、これをライザーブラケット９の穴に挿入し回転させることで、放電加工面の磨きを行う。

このようにして、放電加工装置４０による放電加工の後に、放電加工装置４０を位置決め装置３９から取り外して、代わりに磨き装置４６を位置決め装置３９上に設定することで、放電加工装置４０と同一の基準で放電加工後の加工面の磨きが可能である。

このようにして、磨き装置４６を位置決め装置３９上に設定することで、放電加工装置４０と同一の基準で放電加工後の加工面の磨きができ、位置決め精度の向上および位置決め作業の効率化が図れる。

また、磨き装置４６のブラシ４７を交換する場合、前後駆動装置４９でブラシ４７を放電加工跡の貫通穴から抜く方向に後退させ、磨き装置４６を位置決め装置３９から一旦取り外し、チェーンブロックで作業台車４に引き上げ、ブラシ４７を交換した後に磨き装置４６を吊り下ろして位置決め装置３９に再取り付けすることで、先の磨き面と同一の基準で磨きが継続可能である。以上のように、磨き装置４６の位置決め精度向上や位置決め作業の効率化に効果がある。

本発明の実施例によれば、位置決めボルト１０およびライザーブラケット９について、中実の円筒形放電加工電極により位置決めボルト１０の雄ネジを含む部分とライザーブラケット９の雌ネジを含む部分を同時に加工除去することで、位置決めボルト１０の緩めの可否や、ガタの有無およびボルトの曲がりの有無によらずその撤去が可能となる。その撤去跡の加工面を磨き装置４６を簡単に位置決めして磨くことができる。

本発明の実施例では、ジェットポンプ５の位置決めボルト１０についての撤去について例示したが、広範囲のボルトに対して本撤去方法や装置の適用が期待でき、原子力発電プラントの長寿命化のために寄与できる。

本発明は、原子力発電プラントの原子炉内におけるボルトの撤去作業に利用することができる。

１ 原子炉内構造物
２ 原子炉
３ 原子炉ウェル
４ 作業台車
５ ジェットポンプ
６ ライザー管
７ インレットミキサ
８ ディフューザ
９ ライザーブラケット
１０ 位置決めボルト
１１ 回り止めナット
１２ 加工装置
１３ ガイド機構
１４ 固定機構
１５ 放電加工用電極
１６ 上下駆動装置
１７ 左右駆動装置
１８ 回転軸
１９，４９，５２ 前後駆動装置
２０ 給電機構
２１ シリンダ
２２ シリンダ操作盤
２３，３８，４４，５１，５４ 遠隔ボルトヘッド
２４ 上下駆動機構
２５ 電極保持部材
２６，３１，５０ モータ
２７ タイミングベルト
２８，２９ プーリー
３０ 電極回転操作盤
３２ ボールネジ
３３ ＬＭガイド
３４ 放電加工用電源
３５ 給電部材
３６ 絶縁体
３７ 操作ポール
３９ 位置決め装置
４０ 放電加工装置
４１ ガイドピン
４２ ボルト穴
４３，５３ ガイドピン挿入穴
４５ ソケットポール
４６ 磨き装置
４７ ブラシ
４８ ブラシ回転軸

Claims (10)

1. 放電加工装置によって原子炉内のボルトの雄ネジと、その雄ネジと螺合し合う雌ネジとを遠隔操作によって加工除去する方法において、
   前記放電加工装置の放電加工用電極として前記雌ネジの径より大きな径を有する中実円柱形状の電極を用い、
   その電極をその円柱中心軸周りに回転および前記中心軸方向に進めることにより、前記ボルトの先端から前記雌ネジに螺合している領域の前記ボルト自身全体と、前記ボルトが螺合している雌ネジ部分を放電加工で除去する原子炉内におけるボルトの撤去方法。
2. 請求項１において、前記放電加工用電極の先端を前記ボルトの先端に対向するように位置決めして、且つ前記放電加工用電極を回転させながら前記放電加工を施工することを特徴とする原子炉内におけるボルトの撤去方法。
3. 請求項２において、原子炉内の水中の構造物に固定した位置決め装置に前記放電加工装置を取り付けて、前記位置決め装置で前記水中の前記放電加工装置の位置を移動させることにより前記位置決めを行うことを特徴とする原子炉内におけるボルトの撤去方法。
4. 請求項３において、前記位置決め装置と前記放電加工装置との取り付けを脱着自在とし、前記放電加工装置の補修または点検または前記放電加工用電極の交換時において、前記位置決め装置を前記構造物に固定したまま、前記放電加工装置を前記位置決め装置から分離することを特徴とする原子炉内におけるボルトの撤去方法。
5. 請求項３において、前記位置決め装置と前記放電加工装置との取り付けを脱着自在とし、前記位置決め装置を前記構造物に固定したまま、前記放電加工装置を前記位置決め装置から分離し、前記位置決め装置に前記放電加工の加工跡を磨く磨き装置を取り付け、前記磨き装置で前記放電加工の跡を磨くことを特徴とする原子炉内におけるボルトの撤去方法。
6. 請求項３から請求項５までのいずれか一項において、前記構造物は前記原子炉内のジェットポンプのディフューザであり、前記ボルトは前記ジェットポンプのライナーブラケットに装備された位置決めボルトであることを特徴とする原子炉内におけるボルトの撤去方法。
7. 原子炉内の水中に存在する撤去対象のボルトが螺合する雌ネジの径より大きな径を有する中実円柱形状の放電加工用電極と、前記放電加工用電極を前記電極の円柱形状中心軸延長方向へ移動自在とする駆動手段と、前記放電加工用電極を前記円柱形状中心軸の周りに回転させる駆動手段とを備え、遠隔操作自在な放電加工装置と、
   前記水中の構造物に固定されて前記放電加工装置の位置を調整する位置決め装置とを備えた原子炉内におけるボルトの撤去装置。
8. 請求項７において、前記位置決め装置に前記放電加工装置が脱着自在に取り付けられ、前記取り付けの手段が遠隔で取り付けおよび取り付け解除の操作できる手段であることを特徴とする原子炉内におけるボルトの撤去装置。
9. 請求項８において、
   前記構造物は、原子炉のジェットポンプのディフューザであり、
   前記ボルトは、前記ジェットポンプのライザーブラケットに装備された位置決めボルトであり、
   前記位置決め装置は、
   前記ディフューザの上端開口部に挿入される挿入部分と前記ディフューザの上端に搭載されるつば部とを備えたガイド機構と、
   前記ガイド機構に装備されて前記ディフューザの内面に前記挿入部分を押し付けて固定する手段と、
   前記放電加工装置を上下方向に移動させる上下駆動装置と、
   前記放電加工装置を放電加工用電極の中心軸心延長方向からみて左右方向へ移動させる左右駆動装置と、
   を備えていることを特徴とする原子炉内におけるボルトの撤去装置。
10. 請求項９において、
    前記放電加工装置を取り外したあとの前記位置決め装置に脱着自在かつ遠隔操作自在な磨き装置を備え、
    前記磨き装置は、回転駆動されるブラシと、
    前記ブラシを前記ブラシの回転中心軸延長方向へ移動する前後駆動装置と、
    を備えていることを特徴とする原子炉内におけるボルトの撤去装置。

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