JP2014231779A - 蒸気タービンの使用済みノズルダイアフラムの解体方法および解体装置並びに廃止処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)切断前:半円形(180度)のノズルダイアフラム1は耐用寿命の到来等により使用を終えて蒸気タービンから外された、切断前の上半部または下半部のノズルダイアフラムを構成するもので、使用中は蒸気タービン内で、対となる下半部または上半部のノズルダイアフラムと組み合わされて、円形の1枚のノズルダイアフラムを構成していたものである。ノズルダイアフラム1には内周側から内輪2、ノズル板3、外輪4が同心状に配置されている。内輪2の最内周の端面には内輪側ラビリンス5が配置されている。外輪4の側面には外輪側ラビリンス6が配置されている。
(ii)四半円形部分への切断:半円形のノズルダイアフラム1は、最初に、直線切り用バンドソー装置を用いて、ノズルダイアフラム1の中心軸を通る面(半径方向の切断線)で放射状に半割りに切断されて、四半円形(90度)の大きさの2個の扇形の部分7,7に周方向に二等分割される。
(iii)細い扇形部分への切断:各四半円形の部分7は、さらに、直線切り用バンドソー装置を用いて、四半円形の部分7の中心軸を通る面(半径方向の切断線)で放射状に切断(角度切り)されて、細い扇形の数個(図1の例では8個)の部分8,8,・・・に周方向に分割される。
(iv)径方向の複数の部分への切断:細い扇形の部分8,8,・・・は、さらに、直線切り用バンドソー装置を用いて周方向の直線状の切断線で切断されて、径方向に内輪2、ノズル板3、外輪4に分割される。このとき、内輪2とノズル板3とは内輪2の外周側箇所(内輪2とノズル板3の境界箇所よりも内輪2側に寄った箇所)で切断され、外輪4とノズル板3とは外輪4の内周側箇所(ノズル板3と外輪4の境界箇所よりも外輪4側に寄った箇所)で切断される。これにより、ノズル板3は内輪2の外周側部分2aおよび外輪4の内周側部分4aとつながった状態で内輪2および外輪4から分離される。扇形の部分8,8,・・・は細い(つまり扇の角度が小さい)ので、直線状の(つまり円弧状でない)切断線で切断しても、内輪2の外周側部分2aおよび外輪4の内周側部分4a(つまりノズル板3とともに放射性廃棄物として廃棄される部分)を内輪2および外輪4から薄く切り離すことができ、放射性廃棄物として廃棄する量を少なくすることができる。さらに、内輪2、外輪4からは、直線切り用バンドソー装置を用いて、内輪側ラビリンス5、外輪側ラビリンス6がそれぞれ切断され分離される。
・バンドソー移動ベース16の左側分割ベース16L
・バンドソー移動ベース16の右側分割ベース16R
・バンドソー支持構造体18の左側支柱18L
・バンドソー支持構造体18の右側支柱18R
・バンドソー支持構造体18の上部連結梁18U
・バンドソー支持構造体18の下部連結梁18B
・バンドソー装置(切断ヘッドユニット)20
・切断ヘッドバランス油圧シリンダ51
・油圧ユニット52
・電源盤58
・前部スライド架台21F
・後部スライド架台21R
・非旋回テーブル兼台車22
・旋回テーブル搭載台車23
解体装置12をこれら各パーツに分解した状態でトラックに積載して発電所に搬入し、該発電所内のノズルダイアフラム1の切断を行う場所で解体装置12を組み立ててノズルダイアフラム1の切断を行い、該切断を終了後に、解体装置12を再度分解してトラックに積載して該発電所から搬出する。これにより1台の解体装置12を各地の発電所に搬送してノズルダイアフラムの切断を行うことができる。以下図5の各パーツについて説明する。
バンドソー移動ベース16を図6に分解して示す。バンドソー移動ベース16は左右方向の中央位置で左右の部分16L,16Rに分割可能な構造を有する。左側分割ベース16Lは駆動機構付きである。右側分割ベース16Rは駆動機構を持たない。左側分割ベース16Lは、4本の鋼材30L1,30L2,30L3,30L4を矩形の枠状に組んで溶接した本体部30Lを有する。本体部30Lの外側の長辺30L1の上面には、スライド架台21(図4等)のリニアレール17L,17Rと平行に2本のリニアレール32L,32Lが水平に敷設されている。リニアレール32L,32Lの間にはボールねじ33Lが敷設されている。ボールねじ33Lはモータ34L(ギヤドモータ)の回転が伝達されて回転駆動される。リニアレール32L,32Lには左側支柱取付座38Lがリニアレール32L,32Lに沿って移動自在に支持されている。左側支柱取付座38Lにはボールねじ33Lが螺合している。左側支柱取付座38Lはボールねじ33Lの回転に従動してリニアレール32L,32Lに沿って移動する。本体部30Lの短辺30L3,30L4の上面にはスライド架台21の中央寄りの位置の左側の支持脚36a,36b(図5)を固定支持する支持脚座44a,44bが固定装着されている。
バンドソー支持構造体18は図5に示すいずれも鋼製の左側支柱18L、右側支柱18R、上部連結梁18U、下部連結梁18Bどうしを、矩形の枠状に組んでボルト締めで相互に連結することにより、分解可能に組み立てられて一体化される。バンドソー支持構造体18は矩形の枠状(箱形のフレーム構造)を有するので、高い剛性を有する。左右支柱18L,18Rを図7に示す。左側支柱18LはL字状に形成されている。L字の下部を構成する横辺部18Laはバンドソー移動ベース16の左側支柱取付座38L(図6)にボルト締めで着脱可能に固定される。横辺部18Laの上面には油圧ユニット52が着脱可能に装着される。油圧ユニット52は図5の切断ヘッドバランス油圧シリンダ51、図8のバンドソー装置20のテンション用油圧シリンダ55等の油圧駆動源である。L字の縦辺部18Lbの前面にはリニアレール54Lが垂直に敷設されている。リニアレール54Lにはバンドソー取付座56Lが昇降自在に装着されている。
バンドソー装置20を図8に示す。バンドソー装置20は下向きC字型のヘッドフレーム129内に駆動用ホイール131、従動用ホイール133,135、テンションホイール137が収容配置され、これらホイール131,133,135,137にエンドレスの帯状の鋸刃(ブレード)139が掛け回されている。駆動用ホイール131はモータ141(サーボモータまたはインバーターモーター)の回転が減速機142を介して伝達されて回転駆動され、鋸刃139をその延在方向に回転させる。テンションホイール137は油圧シリンダ55によって駆動用ホイール131に対して接近・離隔するように水平方向に移動し、鋸刃139のテンションが設定された値になるように調整する。鋸刃139は切断ヘッドフレーム129の下向きの開口部143の下部に水平方向に延在して露出する。鋸刃139は切断ヘッドフレーム129の開口部143の下部の互いに対向する面に設置されたブレードガイド145,147に掛けられて90度回転され、ブレードガイド145,147で挟まれた区間で鋸刃139の面が刃先を下に向けて垂直に立てられる。これにより、鋸刃139をその延在方向に回転駆動しながらバンドソー装置20全体を下降させることにより、ブレードガイド145,147の間で鋸刃139によりノズルダイアフラム1を直線状に切断(直線切り)することができる。
図5において、バンドソー装置20の自重を左右のバンドソー取付座56L,56Rだけで受けるとボールねじ60の負担が大きくなるので、バンドソー装置20のヘッドフレーム129とバンドソー支持構造体18の下部連結梁18Bとの間に切断ヘッドバランス油圧シリンダ51を垂直に連結する。バンドソー装置20の昇降に連動して切断ヘッドバランス油圧シリンダ51を伸縮させることにより、バンドソー装置20の自重の多くの部分を切断ヘッドバランス油圧シリンダ51に負担させる。これによりボールねじ60の負担が軽減される。
図5において、スライド架台21は前部スライド架台21Fと後部スライド架台21Rで構成される。前部スライド架台21Fおよび後部スライド架台21Rは、それぞれ鋼材を組んで溶接して構成される。スライド架台21の延在方向の両端部側の下面には、基礎14に着地して支持される支持脚36eが構成されている。スライド架台21の延在方向の中央部の下面には、バンドソー移動ベース16の支持脚座44a,44b,44c,44dにそれぞれ着地して固定支持される支持脚36a,36b,36c,36dが構成されている。前部スライド架台21Fおよび後部スライド架台21Rの上面の幅方向の両側にはリニアレール17L,17Rが敷設されている。支持脚36a,36b,36c,36dを、左右分割ベース16L,16Rを相互に連結して一体化したバンドソー移動ベース16の支持脚座44a,44b,44c,44dに固定支持し、かつ各支持脚36eを基礎14に支持すると、前部スライド架台21Fと後部スライド架台21Rは概ね隙間なく直線状に繋がった一連のスライド架台21を構成する。このときスライド架台21の上面は水平面を構成する。また、前部スライド架台21Fおよび後部スライド架台21Rのリニアレール17L,17Lは、相互に段差および隙間なく直線状に繋がって、1本の水平なリニアレール17Lを構成し、前部スライド架台21Fおよび後部スライド架台21Rのリニアレール17R,17Rは、相互に段差および隙間なく直線状に繋がって、1本の水平なリニアレール17Rを構成する。
非旋回テーブル兼台車22を図9に示す。非旋回テーブル兼台車22は、鋼材を組んで溶接して平面長四角状に構成したフレーム35の上面全体に鋼板製のワーク用テーブル面37を被せて装着して構成される。フレーム35の左右両側辺の下面には、リニアブロック39が各辺複数個ずつ装着されている。各リニアブロック39はリニアレール17L,17Rに移動可能に装着され、非旋回テーブル兼台車22をリニアレール17L,17Rに沿って移動可能に支持する。ワーク用テーブル面37にはワーク固定用ねじ棒88(図10)の下端部をねじ込んで固定するワーク固定用雌ねじ(ねじ穴)41が縦横に多数形成されている。非旋回テーブル兼台車22には、最初の切断を行う半円形のノズルダイアフラム1(図1(i))が、切断予定位置(四半円形に二等分割する位置)を非旋回テーブル兼台車22の長手方向の中央位置に合わせて載置される。ノズルダイアフラム1の切断を行うときに、ノズルダイアフラム1を載せた非旋回テーブル兼台車22は、ノズルダイアフラム1の切断予定位置がバンドソー装置20の鋸刃139の直下位置に来るように、鋸刃139に対して位置決めされる。この位置決めされた位置で、非旋回テーブル兼台車22を動かないように台車固定具26L,26Rで固定してノズルダイアフラム1の最初の切断を行う。
旋回テーブル搭載台車23を図11に示す。旋回テーブル搭載台車23は、旋回テーブル用台車23Aの上に旋回テーブル23Bを旋回軸46で旋回可能に搭載して構成される。旋回テーブル用台車23Aは鋼材を組んで溶接して平面長四角状に構成したフレーム40の上面全体に鋼板42を被せて装着して構成される。フレーム40の左右両側辺の下面には、リニアブロック43が各辺複数個ずつ装着されている。各リニアブロック43はリニアレール17L,17Rに移動可能に装着され、旋回テーブル用台車23Aをリニアレール17L,17Rに沿って移動可能に支持する。旋回テーブル用台車23Aの上面の長手方向の中央部かつ短手方向の一端部には旋回軸46が上方に向けて突出して固定形成されている。旋回テーブル用台車23Aの上面には、旋回軸46を中心として半円状にリニアレール47が敷設されている。リニアレール47の両端部には旋回ストッパープレート48,48が取り付けられている。旋回テーブル23Bは鋼材を組んで溶接して平面四半円形に構成したフレーム66の上面全体に鋼板製のワーク用テーブル面68を被せて装着して構成される。フレーム66の円弧状の外周縁の下面には、リニアブロック70が複数個装着されている。ワーク用テーブル面68にはワーク固定用ねじ棒96(図12)の下端部をねじ込んで固定するワーク固定用雌ねじ(ねじ穴)71が半径方向および周方向に多数形成されている。旋回テーブル23Bの四半円の要の位置には旋回軸ベアリング72を組み込んだ旋回軸ベアリングハウジング74が配置されている。旋回テーブル23Bは旋回軸ベアリング72に旋回テーブル用台車23A上の旋回軸46を差し込み、リニアブロック70をリニアレール47に移動可能に装着することにより、旋回テーブル用台車23Aの上面に装着される。この状態で、旋回テーブル23Bは旋回軸46を中心に手動で旋回することができる。この旋回は、旋回テーブル23Bの左右側面が旋回ストッパープレート48,48に当接する位置で係止される。旋回テーブル用台車23Aの上面には、半円形のリニアレール47の延在方向の中央位置の外側に旋回テーブル固定具76が配設されている。旋回テーブル固定具76はノズルダイアフラム1の四半円形部分7の切断を行うときに、旋回テーブル23Bの旋回を止めておくためのものである。旋回テーブル固定具76は、前述した台車固定具25L,26L,27L,25R,26R,27Rと同様に構成されている。すなわち、旋回テーブル固定具76は、旋回テーブル用台車23Aの上面に固定された支柱78の上部に、旋回軸46に向かう方向に前進後退可能にねじ部材80を螺合し、ねじ部材80の外側の端部にハンドル82を一体に取り付けて構成される。ハンドル82を回してねじ部材80を前進させて、ねじ部材80の先端を旋回テーブル23Bの側面に押圧当接させることにより、その摩擦力で旋回テーブル23Bを旋回テーブル用台車23Aに対して動かないように固定する。
《工程(ii):四半円形部分への切断》
工程(ii)における配置を図15に示す。旋回テーブル搭載台車23はスライド架台21の前端位置に退避して、台車固定具27L,27Rで固定される。旋回テーブル搭載台車23には、必要に応じて、次に工程(iii)の切断を行うワーク7(四半円形部分)が載置して固定支持される。工程(ii)の切断を行うワーク1(ノズルダイアフラム)は非旋回テーブル兼台車22に、ワーク1の長手方向が非旋回テーブル兼台車22の長手方向に一致するように載置して固定支持される。この状態で、非旋回テーブル兼台車22をバンドソー装置20の直下位置に移動し、台車固定具26L,26Rで非旋回テーブル兼台車22の位置を固定する。さらに必要に応じてモータ34L(図6)を駆動して、バンドソー支持構造体18をバンドソー移動ベース16に対して移動させて、ワーク1の切断予定位置が鋸刃139の直下位置に来るように微調整する。次いで、バンドソー装置20を駆動し、鋸刃139に切削油を掛けながら、図16に示すようにバンドソー装置20を下降させてワーク1の切断を行う。これにより半円形のワーク1は四半円形部分7,7に二等分割される。バンドソー装置20の起動はワーク1から離れた位置から遠隔操作で行うことができる。また切断中は作業員はワーク1から離れた位置に待機することができる。なお、この切断工程(ii)は1枚のノズルダイアフラム1ごとに行うほか、図17に示すように、2枚のノズルダイアフラム1,1を重ねて行うこともできる。
工程(iii)における配置を図18に示す。非旋回テーブル兼台車22はスライド架台21の後端位置に退避して、台車固定具25L,25Rで固定される。非旋回テーブル兼台車22には、必要に応じて、次に工程(ii)の切断を行うワーク1(ノズルダイアフラム)が載置して固定支持される。工程(iii)の切断を行うワーク7(四半円形部分)は旋回テーブル搭載台車23の旋回テーブル23Bに載置して固定支持される。この状態で、旋回テーブル搭載台車23をバンドソー装置20の直下位置に移動し、台車固定具26L,26Rで旋回テーブル搭載台車23の位置を固定する。必要に応じてモータ34L(図6)を駆動して、バンドソー支持構造体18をバンドソー移動ベース16に対して移動させて、旋回テーブル搭載台車23の旋回軸46が鋸刃139の直下位置に来るように微調整する。次いで、旋回テーブル23を旋回させて、切断予定位置がが鋸刃139の直下位置に来るように旋回角度を調整し、その位置で旋回テーブル固定具76(図11)により旋回テーブル23の旋回角度を固定する。次いで、鋸刃139を回転駆動し、鋸刃139に切削油を掛けながら、図19に示すようにバンドソー装置20を下降させてワーク7の切断を行う。これによりワーク7から細い扇形の部分8が切り出される。1回の切断が終了したら、旋回テーブル23Bを所定角度旋回させた位置で同様に細い扇形の部分8の切り出しを行う。この操作を繰り返すことにより、ワーク7は細い扇形の部分8,8,・・・に順次切断される。バンドソー装置20の起動はワーク7から離れた位置から遠隔操作で行うことができる。また切断中は作業員はワーク7から離れた位置に待機することができる。なお、この切断工程(iii)は1枚の四半円形部分7ごとに行うほか、図20に示すように、2枚の四半円形部分7,7を重ねて行うこともできる。
工程(iv)における配置は前述の図13に示したとおりである。この状態で、縦型バンドソー装置104の鋸刃105を回転駆動し、鋸刃105に切削油を掛けながら、図21に示すように縦型バンドソー装置104をバンドソー移動ベース102上で移動させて、鋸刃105をワークテーブル106の切欠107に進入させてワーク8(細い扇形の部分)の切断を行う。これによりワーク8から例えば外輪4が切り出される。同様に内輪2、ノズル板3の切り出しを行う。さらに、縦型バンドソー装置104を用いて内輪2から内輪側ラビリンス5、外輪4から外輪側ラビリンス6の切り出しを行う。バンドソー装置104起動はワーク8から離れた位置から遠隔操作で行うことができる。また切断中は作業員はワーク8から離れた位置に待機することができる。
Claims (13)
- 蒸気タービンのノズルダイアフラムを、バンドソー装置を用いて、周方向の複数の部分に放射状に切断し、該切断された部分を、バンドソー装置を用いて、少なくとも内輪、ノズル板、外輪に切断する解体方法。
- 内輪とノズル板を内輪の外周側箇所で切断し、外輪とノズル板を外輪の内周側箇所で切断する請求項1に記載の方法。
- さらに、バンドソー装置を用いて、内輪から内輪側ラビリンスを切断し、外輪から外輪側ラビリンスを切断する請求項1または2に記載の方法。
- 前記内輪、ノズル板、外輪の切断または前記内輪、ノズル板、外輪、内輪側ラビリンス、外輪側ラビリンスの切断を、前記ノズルダイアフラムの放射状の切断を行う解体装置よりも小型の解体装置を用いて行う請求項1から3のいずれか1つに記載の方法。
- 請求項1から4のいずれか1つに記載の解体方法で解体したノズルダイアフラムの部位のうち、ノズル板またはノズル板と内輪側ラビリンスと外輪側ラビリンスは放射性廃棄物専用ドラム缶に詰めて放射性廃棄物管理設備に貯蔵し、内輪および外輪は除染して非放射性廃棄物として保管しまたは再資源化するノズルダイアフラムの廃止処理方法。
- 基礎上に支持されるバンドソー支持構造体と、
前記バンドソー支持構造体に鋸刃を下方に向けて昇降可能に支持されるバンドソー装置と、
前記バンドソー装置の下方位置に水平方向に旋回可能に配置されて、蒸気タービンのノズルダイアフラムを載置支持する旋回テーブルと
を具える解体装置。 - 前記バンドソー装置の下方位置で前記鋸刃の延在方向と直交する方向に延在して前記基礎上に支持されるスライド架台をさらに具え、
前記旋回テーブルは前記スライド架台の延在方向に移動可能に該スライド架台に載置支持される旋回テーブル用台車上に載置支持される請求項6に記載の解体装置。 - 前記バンドソー装置の下方位置で、蒸気タービンのノズルダイアフラムを水平方向に載置支持する非旋回テーブル兼台車をさらに具え、
前記非旋回テーブル兼台車は前記スライド架台の延在方向に移動可能に該スライド架台に載置支持され、
前記旋回テーブル用台車に前記旋回テーブルを載置支持した旋回テーブル搭載台車および前記非旋回テーブル兼台車は前記スライド架台の延在方向に移動して前記バンドソー装置の直下位置に択一的に位置決め可能に該スライド架台に支持される請求項7に記載の解体装置。 - 前記旋回テーブルおよび/または前記非旋回テーブル兼台車は、スペーサブロックを介して前記ノズルダイアフラムを載置支持する請求項6から8のいずれか1つに記載の解体装置。
- 前記ノズルダイアフラムを前記旋回テーブルおよび/または前記非旋回テーブル兼台車に固定する固定部材をさらに具える請求項6から9のいずれか1つに記載の解体装置。
- 前記基礎上に支持されるバンドソー移動ベースをさらに具え、
前記バンドソー支持構造体が、前記バンドソー移動ベース上に水平方向に移動自在に支持される請求項6から10のいずれか1つに記載の解体装置。 - 請求項8に記載の解体装置を使用して、切断前の半円形のノズルダイアフラムを前記非旋回テーブル兼台車に載置支持して前記バンドソー装置で放射状に半割りに切断し、
該半割りに切断されたノズルダイアフラムを前記旋回テーブル搭載台車に載せ替えて放射状に複数の部分に切断する解体方法。 - 請求項6から11のいずれか1つに記載の解体装置を分解組立可能に構成し、該解体装置を分解して複数のパーツに分けた状態で複数台の車両に積載して発電所に搬入し、使用を終えたノズルダイアフラムの切断を行う場所で該解体装置を組み立てて該ノズルダイアフラムの切断処理を行い、切断処理を終了後に、該解体装置を分解し複数台の車両に積載して該発電所から搬出する解体方法。
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