JP3679881B2 - スタッドボルト取扱装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧容器等のフランジ接合などに使用されるスタッドボルトの捩じ込みや取り外し等の作業を行うためのスタッドボルト取扱装置に関し、特に原子炉圧力容器の蓋を固定するためのスタッドボルトを遠隔的に取扱うための取扱装置に関するものである
【0002】
【従来の技術】
高圧容器に着脱自在に蓋を取り付ける場合、容器本体のフランジにスタッドボルトを捩じ込んで植え込み、これに螺合するナット締め付けて蓋を高圧容器に固定している。而して、高圧容器が大形で内部の圧力も大きいものになると、スタッドボルトの径も大きくなり、ナットの締め付けを人力で行うのは極めて困難になる。例えば、図10に示される加圧水型原子炉において、原子炉容器1は、原子炉容器蓋3によって上部開口閉じられて圧力容器を形成している。原子炉圧力容器内の冷却材圧力は相当の値になるから、これを受けるスタッドボルト5の径も大きくなり、更にこれに螺合して原子炉容器蓋3を締付けるナット7の締付けトルクも大きなものとなる。従って、ナット7の締付或いは弛緩、更にはスタッドボルト5の取外しは、従来次の様にして行われていた。即ち、原子炉容器蓋3の上部に林設された制御棒駆動装置9を取り囲む一体化構造物(図示しない)の外周部のホイストにボルトテンショナを取付け、これによりスタッドボルト5に引張力を加える。こうすると、スタッドボルト5は伸びるから、ナット7は原子炉容器蓋3から離れ比較的小さな力で緩められる。ナット7が緩められると、スタッドボルト5のねじ部に作用する引張軸力が減ってスタッドボルト5と原子炉容器1との間のねじ面の摩擦トルクも小さくなる。このような状態で、作業員が電動工具を用いてスタッドボルト5を回して取外しを行い、運び出している。スタッドボルト5の取付けやナット7の締付けはその手順を遡行して行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、大型高圧容器のスタッドボルトを扱う取扱装置においては、ボルトテンショナを使用することにより、ナットの締付・弛緩は容易にできるものの、スタッドボルトの取り付け取外しは、電動工具を用いる作業員手作業となり、スタッドボルトが重量物であること、又その数が多いこと、更には作業する足場が不安定で狭いこと等から厳しい作業であって、且つ長い作業時間を要していた。更に大型高圧容器が前述のように原子炉容器である場合には、作業環境が高放射線雰囲気とな、作業員の健康保持のために多数の作業員による頻繁な交代を必要としていた。従って、本発明は、作業員の手による作業を排し、遠隔的操作によりスタッドボルト機械的取扱うことができるスタッドボルト取扱装置を提供することを課題とするものである
【0004】
【課題を解決するための手段】
如上の課題を解決するために、本発明によれば、スタッドボルトの列に沿う走行レールを備えた、概略コ字形断面の弧状フレーム構造体と、走行レール上に移動自在に設けられたボルト着脱装置及びボルト引張装置とからなる複数のボルト取替装置を円周状に配設したスタッドボルト取扱装置において、前記ボルト着脱装置からスタッドボルト受け取り、そのボルト着脱装置にスタッドボルトを引き渡ための手段を有するボルト格納装置を弧状フレーム構造体内にスタッドボルト毎に設けたものである。なお、各ボルト取替装置の弧状フレーム構造体が、互いにその円周端を隣接して配置され、全体として環状フレーム構造体を形成するのがよい。あるいは、各ボルト取替装置の弧状フレーム構造体が、環状フレーム構造体を構成することなく、個別に配置されているようにすることもできる。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。尚、前述の従来技術に関する図面を含め全図に亘り同一部分には同一の符号を付すこととする。
先ず、図1は本発明に係るスタッドボルト取扱装置10の全体配置を一部省略して示している。スタッドボルト取扱装置10は、図示から容易に推測できるように4個の同一構造のボルト取替装置11を円周状に配置して構成されるが、手前(図面において)のボルト取替装置11の図示が省略されている。勿論、ボルト取替装置11の数は4に限定されるものではなく、スタッドボルトの配列の大きさ等により適宜、増減されるものと理解すべきである。4個のボルト取替装置11の構造は前述の通り同一であるから、主として向かい側(図面において)のボルト取替装置11について説明する。
【0006】
ボルト取替装置11は、内周側に開口した概略コ字形断面の弧状フレーム構造体20を骨格としており、その上面に弧状の走行レール21が敷設されている。この弧状フレーム構造体20は、図示のように、互いにその円周端を隣接するように4個円周状に並べられると完全な環状フレーム構造体を形成し、従って走行レール21も相互に連続されて円周レールとなる。弧状フレーム構造体20は、取り扱うべきスタッドボルトの周辺に後述する手順で設置されるが下面にレベリングパッド23を備え、上面に据付用ガイドレール25を備えたベースプレート27の上に載せられる。そして走行レール21の上には、台車30が載せられ、更にその上に油圧ユニット31,ボルト着脱装置40、ボルト引張装置50が載設されている。更に、弧状フレーム構造体20の内部には、スタッドボルトの受け取りおよび引き渡しのための手段を有するボルト格納装置60が設けられている。図1において多くのスタッドボルト5がそれぞれナット7と共に図示されているが、これはボルト格納装置60によって格納された状態を示している。
【0007】
次に、ボルト取替装置11を加圧水型原子炉の原子炉圧力容器を形成する原子炉容器蓋3の周りに設置する状態を、図2を参照して説明する。原子炉容器上蓋3の上部には、前述のように多数の制御棒駆動装置が林設されていて、これらを支持する部材や冷却用空気を案内したりする部材が蓋一体化構造物6を形成している。蓋一体化構造物6は外周部にホィスト8を備えており、これを利用して図示のように弧状フレーム構造体20を吊り上げ、スタッドボルト5の円周方向の列に外側から接近して円周方向に並べる。その際、据付用ガイドレール25を適宜利用する。尚、弧状フレーム構造体20は対応するスタッドボルトと同じ数だけのボルト格納装置60を内蔵している。弧状フレーム構造体20の高さの不揃いなどは、レベリングパッド23を調整して処理する。そして、スタッドボルトの列に沿って、平坦に保持された走行レール21の上に、ホィスト8を使用して台車30(図1)を置き、更にその上に同様の要領で油圧ユニット31,ボルト着脱装置40及びボルト引張装置50を載せる。これらの装置は、前述のように弧状フレーム構造体20毎に取り付けられる。
【0008】
次に前述のように原子炉容器上蓋3の周りに設置されたボルト取替装置11を使用してスタッドボルト5を取り外す手順を説明する。先ず図3、図4及び図5に示すように、ボルト引張装置50を使用してナット7を緩める。即ち図3に示すように、ボルト引張装置50の昇降機構51により装置本体53(掴持機構と回転機構を有する)を降ろし、スタッドボルト5の上端を掴持機構で掴持し、図4に矢印で示す方向に引張荷重を作用させる。そうするとスタッドボルト5は伸び、ナット7のねじ面とスタッドボルト5のねじ面との間の軸方向力は減少する。換言すれば、ナット7の弛緩所要力は減少し、図5に示すようにナット5を回転機構により回して緩める。このようにすると、スタッドボルト5の植込みねじ部分と原子炉容器1のフランジのねじ穴のねじ面との間に作用する摩擦抵抗力が減少する。
【0009】
以上のようにしてナット7を一定の高さまで緩めた後で、ボルト引張装置50を台車30により円周方向にずらし、図6,図7及び図8に示すようにスタッドボルト5を取り外す。即ち、ボルト着脱装置40をスタッドボルト5に整列させ、掴持機構及び回転機構を有する装置本体41を昇降機構43により下降させ、掴持機構によりスタッドボルト5の頭部分を掴む。そして特に図7に示すように回転機構によりスタッドボルト5を下端ねじ部が原子炉容器1から抜け出すまで回転させる。しかる後、昇降機構43を上昇させ、装置本体41を昇降ストロークの範囲で上昇させると、図8に示す状態になる。スタッドボルト5を上昇する高さは、後述するようにボルト格納装置60がナット7を受け取れる高さとしている。
【0010】
次に、ボルト格納装置60の構造及び作用を、図9を参照して説明する。図9において、スタッドボルト5毎に対応して弧状フレーム構造体20の内部に設けられたボルト格納装置60は、先端にチャック機構を備えたガイドレール61、このガイドレールを駆動する駆動シリンダ63およびボルト受け65からなるスタッドボルト5の受け取りおよび引き渡しのための手段を備えている。すなわち、このガイドレール61は、駆動シリンダ63により図示のように伸出されたり、引き込まれたりすることができる。前述のようにボルト着脱装置40の掴持機構により抜き出されて保持されたスタッドボルト5に向けてガイドレール61を図示のように伸出し、先端のチャック機構によりナット7の直下でスタッドボルト5を把持する。そして、駆動シリンダ63により、スタッドボルト5を2点鎖線の位置まで引き込み、ボルト受け65の上に載せて格納する。格納されているスタッドボルト5をボルト着脱装置40の掴持機構に引き渡すには、この作業を遡行させればよい。ボルト格納装置60は、図示のようにスタッドボルト5と一対一の関係で設けてもよいが、スタッドボルト5の寸法や取付け間隔との関係で、2連のものとしても良い。このようにして、対応する全部のスタッドボルト5が全部、弧状フレーム構造体20の中に格納されたら、前述のようにホイスト8(図2)等を使用して弧状フレーム構造体20を適当な場所に移動させる。
【0011】
以上は、既に原子炉容器に取り付けられているスタッドボルトの取外し作業の説明であるが、スタッドボルトを新たに原子炉容器に取り付けるには前述の作業を遡行すればよい。先ず、スタッドボルトを格納した弧状フレーム構造体20を、その走行レール21がスタッドボルト5の列に沿うように、図2に示した要領で原子炉容器の回りに据え付ける。そしてボルト格納装置60からスタッドボルトを取り出し、ボルト着脱装置40によりスタッドボルトを原子炉容器にねじ込み、最後にボルト引張装置50によりナットを締め付ける。尚、この実施形態において、円周角度が90度の弧状フレーム構造体20を使用したが、その角度を適宜選択し、環状フレーム構造体は構成せずに個別に使用することも本発明の思想に従えば可能である。
【0012】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のボルト取替装置を円周状に配設したスタッドボルト取扱装置において、ボルト着脱装置からスタッドボルトを受け取り、そのボルト着脱装置にスタッドボルトを引き渡すための手段を有するボルト格納装置を弧状フレーム構造体内に設けたので、多数のスタッドボルトを弧状フレーム構造体の中に格納することができ、この弧状フレーム構造体を適当な場所に移動させ、また、容器の回りに据え付けることにより、スタッドボルトの着脱作業を遠隔的且つ機械的に短い時間で行うことができる。
【0013】
更に、ボルト着脱装置からスタッドボルトを受け取り、その着脱装置にスタッドボルトを引き渡すための手段を有するボルト格納装置を弧状フレーム構造体内にスタッドボルト毎に設けたので、作業が安定化すると共に、また、複数のボルト取替装置が円周状に配設されているので、複数のスタッドボルトを同時進行的に取付けまたは取り外すことができ、着脱のための作業時間大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る装置の全体構造を示す一部省略全体斜視図である。
【図2】 前記実施形態に係る装置の据付け手順を示す一部省略全体斜視図である。
【図3】 前記実施形態の要部を示す部分立面図である。
【図4】 前記実施形態の部分的作用を説明する部分断面図である。
【図5】 前記実施形態の部分的作用を説明する部分断面図である。
【図6】 前記実施形態の要部を示す部分立面図である。
【図7】 前記実施形態の部分的作用を説明する部分断面図である。
【図8】 前記実施形態の部分的作用を説明する部分断面図である。
【図9】 前記実施形態の要部を示す斜視図である。
【図10】 本発明に係る装置によってスタッドボルトが着脱される一例である加圧水型原子炉の構造の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 原子炉容器
3 原子炉容器蓋
5 スタッドボルト
6 蓋一体化構造物
7 ナット
8 ホィスト
10 ボルト取扱装置
11 ボルト取替装置
20 弧状フレーム構造体
21 走行レール
23 レベリングパッド
25 ガイドレール
27 ベースプレート
30 台車
31 油圧ユニット
40 ボルト着脱装置
41 装置本体
43 昇降機構
50 ボルト引張装置
51 昇降機構
53 装置本体
60 ボルト格納装置
61 ガイドレール
63 駆動シリンダ
65 ボルト受け

Claims (3)

  1. スタッドボルトの列に沿う走行レールを備えた、概略コ字形断面の弧状フレーム構造体と、この走行レール上に移動自在に設けられたボルト着脱装置及びボルト引張装置とからなる複数のボルト取替装置を円周状に配設したスタッドボルト取扱装置において、前記ボルト着脱装置からスタッドボルトを受け取り、そのボルト着脱装置にスタッドボルトを引き渡すための手段を有するボルト格納装置を弧状フレーム構造体内にスタッドボルト毎に設けたことを特徴とするスタッドボルト取扱装置。
  2. 前記ボルト取替装置の弧状フレーム構造体が、互いにその円周端を隣接して配置され、全体として環状フレーム構造体を形成することを特徴とする請求項1記載のスタッドボルト取扱装置。
  3. 前記ボルト取替装置の弧状フレーム構造体が、環状フレーム構造体を構成することなく、個別に配置されていることを特徴とする請求項1記載のスタッドボルト取扱装置。
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