JP2677643B2 - 原子炉機器の補修装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は原子炉容器内に水没している中性子照射を受
けた原子炉機器にねじ（めねじ）を加工するための原子
炉機器の補修装置に関する。

（従来の技術） 原子炉機器は中性子照射され機器自体が放射化される
ため原子炉運転後は作業者の放射線被曝量低減のため、
遠隔・水中での取扱が必要である。この原子炉機器を補
修する必要が生じた場合、機器にねじ加工を施すことが
できればねじの締結により、その後の補修および取扱が
容易になることが多い。

ねじ加工を施す方法には、種々の加工方法が存在する
が、水中でのねじ加工は放電加工を使う方法が従来より
知られている。放電加工でねじ加工を施す場合、加工し
ようとするねじの形状に合ったボルト状の電極を用い、
この電極をねじ加工しようとするターゲットに旋回させ
ながら挿入することにより電極の外形形状に合わせてね
じ加工を施すことができる。

（発明が解決しようとする課題） この放電加工によるねじ加工を施す場合には加工する
にしたがって電極が消耗し、電極のねじ山がくずれてく
る。特に原子炉内部のような純水中では消耗が激しいた
め一本の電極で複数個のねじ加工を連続的に行なえず、
定時間ごとに新しい電極と交換する必要が生じてくる。
このような作業は作業時間の増大を招き、その結果放射
線被曝量が増大する。また本作業は原子炉内部の中性子
照射を受けた機器を取扱うため、遠隔走査によらなけれ
ばならないが、このような条件のもとで、その加工装置
は特定のターゲット上に確実に固定されなければならな
い。

このように原子炉容器内部で放電加工によってねじ加
工を施そうとする場合、作業上の制約が厳しいため、そ
の加工手段に関しては技術的に確立されていない課題が
あった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、
原子炉容器内の特殊な環境下で目標とするターゲット上
にねじ加工を容易に施すことができる原子炉機器の補修
装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は筒状フレームと、このフレーム上に固定され
第１のギヤが直結された第１のモータおよび第２のギヤ
が直結された第２のモータと、前記フレーム内に回転可
能に設けられた筒状スリーブと、この筒状スリーブ内の
上端部に設けられた前記第２のギヤと噛合して回転する
上端内歯車および前記筒状スリーブ内の下端部に設けら
れた下端内歯車と、この下端内歯車に噛合して回転し前
記スリーブの底部に設けられた遊星歯車と、この遊星歯
車に貫通孔を設けてその貫通孔に形成しためねじと、こ
のめねじとねじ合わされるおねじを外面に有し、かつ内
部に上端面から下方へ向けて設けた横断面角形の細長い
角形穴を有するねじタップ状放電加工電極と、この放電
加工電極の前記角形穴内に摺動自在に嵌合される横断面
角形のシャフトと、このシャフトの上端部に直結され前
記第１のギヤと噛合して回転する第３のギヤとを具備し
たことを特徴とする。

（作 用） ねじ加工を施そうとする原子炉機器のターゲット上に
本装置を吊り下ろし、原子炉機器上に固定する。ねじ加
工を行なう位置を確認した後穴あけ用防電加工電極を用
いてターゲット上に下穴加工を行なう。次に電極交換機
構によりねじ加工用電極をセットし、ねじ加工を施す。
さらに必要なら仕上加工用放電加工電極をセットし、ね
じ加工を完全に行なう。また作業はオペレーティングフ
ロア上に既設のコントロールボックスを操作することに
より行なう。上述の如く原子炉機器に遠隔操作によりね
じ加工を連続的に施すことが可能となる。

（実施例） 本発明に係る原子炉機器の補修装置の一実施例を第１
図から第４図を参照して説明する。

第１図に示すように本発明に係る原子炉機器の補修装
置１は原子炉圧力容器２内のシュラウドサポートプレー
ト３上に設置され、オペレーションフロア上に既設のコ
ントロールボックス４を操作することでシュラウドサポ
ートブレート３にねじ加工を施すことができる。この補
修装置１は第２図に示すようにねじ加工を施す本体部分
５と、これを特定の場所に設置する保持部分６とからな
っている。本体部分５は円筒状のフレーム７で覆われて
おり、そのフレーム７上には第１および第２のモータ8,
9が固定され、それぞれ第１および第２のギア10,11に直
結している。

第３図から明らかなように、フレーム７の内側には回
転可能で円筒状のスリーブ12が設けられており、このス
リーブ12には上・下端に内歯車13,14を一体化してい
る。上端の内歯車13は、第２のモータ９に接続した第２
のギア11と噛み合っている。一方、第１のモータ８に接
続した第１のギア10と同じ高さに第３のギア15が複数個
設けられており、これらの第３のギア15は円筒状のホル
ダ16上に載置した状態になっている。第３図のギア15に
は断面が正方形のシャフト17が取付けられ、ホルダ16に
挿入されている。ホルダ16の下端は遊星歯車18に固定さ
れている。遊星歯車18はスリーブ12の下端の内歯車14
と、フレーム７と一体の中心歯車19とで噛み合い、スリ
ーブ12がフレーム７の内側で回転することにより遊星歯
車18は中心歯車19のまわりを回転する構造になってい
る。遊星歯車18には貫通孔18aが設けられており、この
貫通孔18aのホルダ16の底にあたる近傍部分にはめねじ1
8bが形成されている。このめねじ18bにおねじ20aを外面
に有するねじタップ状放電加工電極20がねじ込まれる。
放電加工電極20の内部には上端面から下方へ向けて横断
面角形の細長い角形穴20bが形成されている。この角形
穴20b内に横断面角形のシャフト17が軸方向に摺動自在
に嵌合される。

放電加工電極20は上端から角形穴20b内にシャフト17
が差し込まれた嵌合状態となるが、遊星歯車18にあらか
じめ形成された前記めねじ18bに放電加工電極20の外面
に形成したおねじ20aがねじ込まれるため、シャフト17
が回転しない限り放電加工電極20も回転せず、放電加工
電極20は軸方向に保持される。

シャフト17が回転すると、放電加工電極20は回転しな
がら、遊星歯車18のめねじ18bにならって下方（下
降）、または上方（上昇）へ移動する。この際、シャフ
ト17と放電加工電極20が互いに軸方向に摺動できるた
め、シャフト17は同じ高さで回転するにもかかわらず、
放電加工電極20は回転しながら上方または下方へ移動す
ることができる。この場合、シャフト17と放電加工電極
20の角形穴20bの嵌合が浅くなったり、または深くなっ
たりする。

第１のモータ８を駆動することにより第３のギヤ15お
よびシャフト17が回転すると、上記めねじ18bとおねじ2
0aのねじ合わせにより放電加工電極20が回転しながら回
転軸方向に移動するため、下方の原子炉機器にめねじを
加工することができる。第４図に示したようにフレーム
７の外側には保持部分６が取付けられており、エアシリ
ンダ21でアーム22を駆動することが可能である。

次に上記構成に係る補修装置１による補修方法を説明
する。

第１図に示すように本補修装置１はワイヤ24でオペレ
ーションフアから吊りおろし、シュラウドサポトプレー
ト３上のねじ加工を施す位置に装置１の底部を当て、第
２図に示すエアシリンダ21により駆動したアーム22で本
体部分５を原子炉容器２とシュラウド3aの間に対して固
定する。次に第２のモータ９は停止したまま第１のモー
タ８を駆動すると、第３図に示すようにこれに連結して
いる第１のギヤ10,第３のギヤ15,シャフト17,放電加工
電極20が回転する。このとき放電加工電極20は回転する
に従って上昇もしくは下降してこれがターゲットに近づ
き、放電加工により下穴加工を行う。一定時間加工を行
い、下穴を加工した所で、放電加工電極20を完全に上昇
させ、次に第２のモータ９を駆動してスリーブ12を回転
させ、遊星歯車18を回転させながら移動する。このとき
第４図に示すように遊星歯車18の軸とホルダ16の軸が偏
心しているため、放電加工電極20,シャフト17,ギア15も
偏心して、サイコロイド曲線を描きながらフレーム７の
中心軸の回りを回転する。このとき、第１のモータ８は
フレーム７の中心軸上にあるため第１のギア10と第３の
ギア15は噛み合ったりはずれたりを繰り返す。スリーブ
12の回転によりターゲットの真上に電極が設置されたと
きのみ第１のギア10と第３のギア15が噛み合い、しかも
放電加工電極20は穴あけ用からねじ加工用の順になるよ
うに調節している。従って第２のモータ９の駆動のみで
放電加工電極の取り替えができる。本体部分５の上部に
は図では省略する吊り耳が複数個取付けられ、これにワ
イヤ24を吊り耳と同じ数だけ取り付け、本発明補修装置
１を原子炉容器２内に吊り下せるようになっている。ま
たワイヤ24の張り加減によりこの装置の向きを変えるこ
とができる。

このように本実施例によれば、原子炉容器内の水中に
あるアクセスホールにねじ加工を容易に施すことができ
る。

次に第５図および第６図を参照しながら本発明による
原子炉機器の補修装置の他の使用例を説明する。この例
では前述したシュラウドサポートプレート３にみに適用
されるものでなく、例えば炉心支持板のピンや炉内の配
管サポート等にも適用できる。

ここでは炉心支持板のピンの補修に関する使用例を説
明する。炉心支持板25にはピン26が取り付けられている
が、このピン26が破損した場合に新しいピン26をねじ締
結によって取り付けるため、本発明による原子炉機器の
補修装置１により炉心支持板25にねじ加工を施す。この
場合本補修装置１を炉心支持板25上に吊りおろした後、
前述のシュラウドサポートプレート３に施したねじ加工
と同じ手順で加工を行うことが可能である。ただし、こ
の補修装置１をターゲット上に固定する保持部分は以下
のようになる。すなわち、この補修装置１を吊り下す
際、アーム22は下向きに伸ばしておく。アーム22の先端
は鉤状に形成されており、燃料支持金具挿入用の穴に引
掛けた後、これを引き上げて本体部分５を炉心支持板25
上に固定する。

この使用例により原子炉容器２内の水中にある炉心支
持板25にねじ加工を容易に施すことができる。

第７図はさらに他の使用例を説明するための斜視図
で、シュラウド胴27にねじ加工を施す場合、本発明補修
装置１をシュラウド胴27と原子炉圧力容器２の間に吊り
おろし、アーム22を原子炉圧力容器２側へ突っ張ること
によりこの装置１を特定の位置へ固定し、その後で前記
使用例と同様の手順によりねじ加工を施す。

この使用例のようにシュラウド胴27にねじ加工を容易
に施すことができる。

第８図は本発明に係る装置１で配管サポート28にねじ
加工を施す使用例を部分的に示している。

他の実施例を第８図に示す。炉内の配管サポート28に
ねじ加工を施す場合、本補修装置１にアダプタ29を取り
付け、これを配管サポート28にかぶせるよう吊りおろし
アダプタ29から配管サポート28に向ってアーム22を突っ
張ることにより装置１を固定し、その後、前記使用例と
同様の手順によりねじ加工を施す。

この使用例により炉内の配管サポート28にねじ加工を
容易に施すことができる。

［発明の効果］ 本発明によれば遠隔かつ水中でのねじ加工を行うこと
ができ、溶接欠陥による機器の破損を未然に防止するこ
とができる。また、たとえ人が接近でき作業できる場所
であっても、本発明に係る原子炉機器の補修装置を使え
ば遠隔操作でも容易に作業できるため、作業者の放射線
被曝低減になる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明に係る装置の一実施例を説明
するためのもので、第１図は原子炉容器内へ本補修装置
を吊りおろす状態を示す外観図、第２図は補修装置全体
を示す斜視図、第３図は第２図における縦断面図、第４
図は第２図の横断面図、第５図から第８図は本発明に係
る装置の使用例を説明するための図で、第５図は炉心支
持板にねじ加工を施す状態を示す斜視図、第６図は第５
図の断面図、第７図はシュラウド胴にねじ加工を施す状
態を示す斜視図、第８図は配管サポートにねじ加工を施
す状態を示す断面図である。 １……原子炉機器補修装置 ２……原子炉圧力容器 ３……シュラウドサポートプレート ４……コントロールボックス ５……本体部分 ６……保持部分 ７……フレーム ８……第１のモータ ９……第２のモータ 10……第１のギア 11……第２のギア 12……スリーブ 13,14……内歯車 15……第３のギア 16……ホルダ 17……シャフト 18……遊星歯車 19……中心歯車 20……放電加工電極 21……エアシリンダ 22……アーム 23……軸受 24……ワイヤ 25……炉心支持板 26……ピン 27……シュラウド胴 28……配管サポート 29……アダプタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状フレームと、このフレーム上に固定さ
   れ第１のギヤが直結された第１のモータおよび第２のギ
   ヤが直結された第２のモータと、前記フレーム内に回転
   可能に設けられた筒状スリーブと、この筒状スリーブ内
   の上端部に設けられた前記第２のギヤと噛合して回転す
   る上端内歯車および前記筒状スリーブ内の下端部に設け
   られた下端内歯車と、この下端内歯車に噛合して回転し
   前記スリーブの底部に設けられた遊星歯車と、この遊星
   歯車に貫通孔を設けてその貫通孔に形成しためねじと、
   このめねじとねじ合わされるおねじを外面に有し、かつ
   内部に上端面から下方へ向けて設けた横断面角形の細長
   い角形穴を有するねじタップ状放電加工電極と、この放
   電加工電極の前記角形穴内に摺動自在に嵌合される横断
   面角形のシャフトと、このシャフトの上端部に直結され
   前記第１のギヤと噛合して回転する第３のギヤとを具備
   したことを特徴とする原子炉機器の補修装置。