JP3679899B2 - 大口径円筒部品の加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器内に設けられる炉心シュラウド等の切断または端面切削加工等に適用される大口径円筒部品の加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラントが建設後、長期間に亘って運転された場合には、安全性確保等の見地から定期点検時のデータ等に基づいて各種部品の交換が行なわれ、それにより健全性を維持して継続的な運用が図られる。
【０００３】
沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられる部品のうち、着脱可能な構成のものは比較的容易に交換することが可能であるが、固定装置型の部品については一部を切断し、切断後に端面加工等により開先を形成して新部品を溶接等により固定する必要がる。
【０００４】
この場合、原子炉圧力容器内は運転時の放射線照射によって放射化されているため、切断、端面加工および溶接等の作業は遠隔操作により行うことが望まれる。
【０００５】
大口径円筒部品である炉心シュラウドは、原子炉圧力容器の炉心部に固定設置されており、高放射化されている。この炉心シュラウドは、原子炉圧力容器内の底部から立上る同円筒部品であるシュラウドサポートシリンダに下端部が溶接により接続されている。この炉心シュラウドを交換する場合には、下端部のシュラウドサポートシリンダとの接合部位を切断して、一旦撤去する必要がある。その後、残ったシュラウドサポートシリンダ部位の上端面を端面加工して開先形成を行う必要もある。しかる後に新炉心シュラウドをシュラウドサポートシリンダに溶接することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
初めて原子炉を建設する場合には、シュラウドサポートシリンダの端面加工は工場において汎用の大型のターニングセンタを利用して行われる。
【０００７】
しかしながら、運転後のシュラウド交換は現地（サイト）で行われ、特定の限られた空間内で、しかも放射化された雰囲気の下で行われるため、汎用の機械設備を使用することができない。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、炉心シュラウドやシュラウドサポートシリンダのような大口径円筒部品の切断や端面加工を現地にて、遠隔作業により、自動的に、かつ能率よく、しかも高精度で、容易に行うことができる大口径円筒部品の加工装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１の発明では、軸心を垂直にして固定設置される大口径円筒部品の周壁を周方向に沿って連続的に切削加工するための大口径円筒部品の加工装置であって、前記大口径円筒部品内の下部に水平に固定設置される固定フレームと、この固定フレームに搭載され、前記大口径円筒部品の軸心と同一軸心上で回転駆動される旋回フレームとを備え、前記固定フレームはレベル調整が可能な複数本の脚を有し、これらの脚によるレベル調整で水平度を設定できる構成とされる一方、前記旋回フレームはこれと一体に旋回動作する、切削用工具ユニット、切削時に発生する除去用のバリ取り装置および切削面の平坦度測定用の平坦度測定装置を有することを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００１０】
また、請求項２の発明では、請求項１記載の大口径円筒部品の加工装置において、固定フレームの脚は、その固定フレームの中心部から垂下して基準高さ位置を設定するための１本の基準脚と、この基準脚の周囲に垂下して個々の伸縮により前記固定フレーム全体の水平レベルを調整するための複数のレベル調整脚とからなることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００１１】
また、請求項３の発明では、請求項１または２記載の大口径円筒部品の加工装置において、固定フレームは、その周縁部から放射状に突出して、先端部が大口径円筒部品の内周面に当接することにより、その大口径円筒部品に前記固定フレームを固定させるラジアルジャッキを有することを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００１２】
また、請求項４の発明では、請求項１から３までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、旋回フレームは固定フレームに対して前記旋回フレームの旋回軸心を中心とするリング状のベアリングによって支持されるとともに、そのベアリングの前記旋回側連結用のシェルに形成したギアを介して駆動用モータにより回転可能とされ、かつ前記固定フレームと旋回フレームとの間に一定以上の圧接力により前記ギアの噛合部のバックラッシュを抑制するバックラッシュ抑制装置を設けたことを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００１３】
また、請求項５の発明では、請求項１から４までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、工具ユニットは、大口径円筒部品の上端面を平坦に切削加工する端面加工用工具を有するものであることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００１４】
また、請求項６の発明では、請求項１から４までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、工具ユニットは、大口径円筒部品の周壁を上下に切断加工する切断加工用工具を有するものであることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００１５】
また、請求項７の発明では、請求項５記載の端面加工用工具および請求項６記載の切断加工用工具は、ターレット機能を有する工具台を介して旋回フレームに自動的に選択使用可能に取り付けられていることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００１６】
また、請求項８の発明では、請求項１から７までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、バリ取り装置は大口径円筒部品の切削面の内周側または外周側の角部に接し、前記大口径円筒部品の内周側または外周側に発生する切削加工時のバリを個別に、または同時に切除する機能を有することを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００１７】
また、請求項９の発明では、請求項１から８までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、工具ユニットまたはバリ取り装置に付属して、大口径円筒部品の切削屑または削り取られたバリを収容する回収パレット、または切削水、切削屑、バリ等の飛散を防止するカバーを設けたことを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００１８】
また、請求項１０の発明では、請求項９記載の大口径円筒部品の加工装置において、回収パレットは、切削屑およびバリを切削水から分離させるためのフィルタを備えるとともに、大口径円筒部品の内周面または外周面に固定手段によって密接していることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００１９】
また、請求項１１の発明では、請求項１から１０までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、平坦度測定装置は大口径円筒部品の切削面の表面高さ位置を測定する測定ヘッドと、この測定ヘッドを前記切削面に近接および離間させる測定ヘッド駆動機構とを備えたことを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００２０】
また、請求項１２の発明では、請求項１から１１までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置に加え、旋回フレームに大口径円筒部品の内径を測定する内径測定装置を設け、この内径測定装置は、前記大口径円筒部品の内周面の位置を測定する測定ヘッドと、この測定ヘッドを前記大口径円筒部品の内周面に近接および離間させる測定ヘッド駆動機構とを備えたことを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００２１】
また、請求項１３の発明では、請求項１から１２までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、当該端面切断加工の対象となる大口径円筒部品は原子炉の炉心シュラウドを下方から支えるシュラウドサポートシリンダであることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００２２】
また、請求項１４の発明では、請求項１から１２までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、当該切断加工の対象となる大口径円筒部品は原子炉の炉心シュラウドであり、その切断部位は前記炉心シュラウド下端の対シュラウドサポートシリンダ接続部位であることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００２３】
また、請求項１５の発明では、請求項１３または１４記載の大口径円筒部品の加工装置において、固定フレームの脚を着座する部位は炉底部から立上り制御棒が引き抜かれた状態の制御棒駆動機構ハウジングであることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置を提供する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る大口径円筒部品の加工装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられる炉心シュラウドの交換に際し、その切断加工および炉心シュラウドを支持するためのシュラウドサポートシリンダの上端面の端面切削加工を行うための装置に適用したものである。
【００２５】
図１は本実施形態による大口径円筒部品の加工装置の全体構成を示す正面図であり、図２は図１の平面図である。なおこれらの図においては、炉心シュラウド切断撤去後におけるシュラウドサポートシリンダの上端面切削加工の状態を示している。
【００２６】
これらの図に示すように、原子炉圧力容器１の底部には、大口径円筒部品であるシュラウドサポートシリンダ２が軸心を垂直にして固定設置されており、本実施形態ではこのシュラウドサポートシリンダ２の周壁の上端を周方向に沿って連続的に切削加工する。なお、シュラウドサポートシリンダ２の下方には、多数の制御棒駆動機構ハウジング（ＣＲＤハウジング）３が立設してある。
【００２７】
本実施形態の加工装置１０は概略的に、シュラウドサポートシリンダ２内の下部に水平に固定設置される固定フレーム１１と、この固定フレーム１１に搭載され、シュラウドサポートシリンダ２の軸心と同一軸心上で回転駆動される旋回フレーム１２とを備えている。
【００２８】
固定フレーム１１はレベル調整が可能な複数本の脚１３を有し、これらの脚１３によるレベル調整で水平度を設定できる構成とされている。
【００２９】
また、旋回フレーム１２は、これと一体に旋回動作する、切削用工具ユニット１４、切削時に発生する除去用のバリ取り装置１５および切削面の平坦度測定用の平坦度測定装置１６を有している。
【００３０】
詳述すると、図１および図２に示すように、固定フレーム１１は垂直筒状の中心フレーム部材１７と、この中心フレーム部材１７の上方に突出する吊上げ用の支柱１８と、この支柱１８の上端に設けられた吊り耳１９とを有している。また、中心フレーム部材１７の周囲部には放射状に複数本（８本）の支持ロッド２０が連結されており、この各支持ロッド２０の先端側に中心フレーム部材１７を囲む多角形状の基台２１が連結されている。この基台２１上に沿ってベアリング２２が取り付けられ、このベアリング２２上に旋回フレーム１２が旋回可能に支持されている。
【００３１】
また、各支持ロッド２０の先端部には、それぞれ先端部がシュラウドサポートシリンダ２の内周面に当接することにより、そのシュラウドサポートシリンダ２に固定フレーム１を固定させるラジアルジャッキ２３が取り付けられている。ラジアルジャッキ２３は、図１および図２に示すように、油圧シリンダ２４の駆動ロッドに圧接子２５を設けたものである。なお、圧接子２５は、ねじ機構によっても支持されており、ハンドル２６を軸心回りに回転操作することにより手動でも突出位置が調整できるようにしてある。
【００３２】
一方、旋回フレーム１２は多数の井桁状の上下部フレーム部材２７，２８とそれらの接続用フレーム部材２９とを有する構成とされており、下部フレーム部材２８がベアリング２２に支持されている。この下部フレーム部材２８の各先端に、前述した工具ユニット１４、バリ取り装置１５および平坦度測定装置１６等が取り付けられている。
【００３３】
なお、固定フレーム１１には三次元的な水平度を検出するための、例えば電子的手段を有する構成の水準器３０が取り付けられている。
【００３４】
図３〜図６は前述した固定フレーム１１の脚１３の構成および作用を示している。このうち、図３および図４は下記の基準脚１３ａを示し、図５および図６は下記の調整脚１３ｂを示している。
【００３５】
即ち、固定フレーム１１の脚１３は、その固定フレーム１１の中心部から垂下して基準高さ位置を設定するための１本の基準脚１３ａと、この基準脚１３ａの周囲に垂下して個々の伸縮により固定フレーム１１全体の水平レベルを調整するための複数（例えば４本）のレベル調整脚１３ｂとからなっている。
【００３６】
基準脚１３ａは図３および図４に示すように、固定フレーム１１の中心フレーム部材１７の下端に設けられた支持穴３１付きのシェル３２とこれに係合する可動部材３３とからなる自在継手状の連結部材３４を有し、この連結部材３４の可動部材３３の下端にボルト３５等により挿脱自在なスペーサ３６を介し、脚本体部３７を垂下させたものである。スペーサ３６としては、各種上下厚さのものが具備される。
【００３７】
脚本体部３７は、垂直な筒状ケーシング３８と、この筒状ケーシング３８の下端に設けられたフランジ３９と、このフランジ３９に下向きに取付けられた油圧シリンダ４０と、この油圧シリンダ４０のロッド先端に形成された板状の押動子４１とを有する。また、この脚本体部３７は、フランジ３９の下方に突出するコーン形のガイド４２と、このガイド４２に取付けられた一対の係止用フック４３とを有する。
【００３８】
各係止用フック４３は同一高さ位置に設けられた軸４４に回動自在に支持されており、一端が油圧シリンダ４０の押動子４１に係合し、他端がＣＲＤハウジング３の内部上端に形成された段部４５に係合する。そして、各フック４３はスプリング４６によってそれぞれ他端がＣＲＤハウジング３の段部４５との係合が外れる方向（図３の矢印ａ方向）に付勢されており、油圧シリンダ４０の押動子４１によって一端側が押下げ力を受けた場合に、図４に示すように、スプリング４６の付勢力に抗して開き動作し、他端側をＣＲＤハウジング３の段部４５の下面に係合して上方への抜止め状態となるものである。この図４に示した状態により、固定フレーム１１の中心位置における基準高さ位置が設定されていいる。なお、この基準高さの調整は、前述したスペーサ３５の種類を変更することによって行え、これにより所定の基準位置設定がなされるものである。
【００３９】
また、図１、図５および図６に示すように、レベル調整脚１３ｂは、中心フレーム部材１７から側方に延びた支持部材４７から下方に突出した垂直な筒状ケース４８と、この筒状ケース４８内で昇降できる可動ロッド４９と、この可動ロッド４９を昇降駆動する駆動機構５０とを有している。
【００４０】
可動ロッド４９は上下に長く、その外周面にねじ部５１が刻設されるとともに、下端部にはＣＲＤハウジング３の挿入用のコーン形のガイド５２が設けられている。この可動ロッド４９のねじ部５１に、筒状ケース４８内に支持されて回転できるナット５３が螺合している。なお、可動ロッド４９は筒状ケース４８の内周部の溝４８ａに挿入した昇降可能なキー５４によって回り止めされている。
【００４１】
駆動機構５０は、このナット５３を回転させることにより可動ロッド４９をねじ部５１を介して昇降駆動するものであり、ステップモータ５５と、このステップモータ５５の軸５６に連結されてベアリング５７により支持されたウォーム５８とにより構成されている。
【００４２】
ウォーム５８が、ナット５３の外周に形成したギア５９と噛み合い、ナット５３を回転させ、ひいては可動ロッド４９を昇降駆動させるものである。
【００４３】
可動ロッド４９は、初め上方に配置しており、図５に矢印ｂで示したように、駆動機構５０によって次第に下降する。そして、ガイド５２がＣＲＤハウジング３内に挿入され、そのガイド５２の上端部に形成されたフランジ部６０がＣＲＤハウジング３の上端に当接する。この後、さらに可動ロッド４９を下降させれば、固定フレーム１１の当該部位は相対的に上昇し、高さレベルの調整が行える。なお、可動ロッド４９の下端部のフランジ部６０には着座確認用のセンサ６１が設けられており、このセンサ６１によってＣＲＤハウジング３への着座が確認された後の可動ロッド４９の下降量によってレベル調整量が確認できるものである。
【００４４】
そして、複数の調整脚１３ｂによってレベル調整を行い、水準器３０によって固定フレーム１１の水平度を確認する。なお、複数の調整脚１３ｂをレベル調整する際に、基準脚１３ａとの間で応力が発生する可能性があるが、この応力は連結部材３４における支持穴３１と可動部材３３との自在継手的動作によって吸収することができる。
【００４５】
以上の操作で固定フレーム１１の水平度が出た後、各ラジアルジャッキ２３の油圧シリンダ２４を駆動して、各圧接子２５をシュラウドサポートシリンダ２の内周面にそれぞれ圧接させる。これにより、固定フレーム１１をシュラウドサポートシリンダ２に固定設置することができる。
【００４６】
図７は固定フレーム１１上で旋回フレーム１２を旋回させるためのベアリング２２の構成を拡大して示している。
【００４７】
この図７に示すように、旋回フレーム１２は固定フレーム１１に対して旋回フレーム１２の旋回軸心を中心とするリング状のベアリング２２によって支持されている。このベアリング２２は、固定フレーム側シェル６２と旋回フレーム側シェル６３との間にボール６４を介在させた構成となっている。固定フレーム側シェル６２はブッシュ６５を介して１１に接合され、ボルト６６によって一体的に組立てられている。また旋回フレーム側シェル６３はブッシュ６７を介して旋回フレーム１２に接合され、ボルト６８によって一体的に組立てられている。ベアリング２２の旋回フレーム側シェル６３にはギア６９が形成され、このギア６９が駆動用モータ７０のギア７１に噛合し、これにより回転可能とされている。なお、この駆動用モータ７０は水圧モータである。
【００４８】
図８は、バックラッシュ抑制装置７２の構成を示している。即ち、前記のギア６９，７１の噛合の下で、工具ユニット１４による切削加工を行う場合、ギア６９，７１間で大きいバックラッシュが発生する可能性がある。そこで、固定フレーム１１と旋回フレーム１２との間に一定以上の圧接力をかけ、ギア６９，７１の噛合部のバックラッシュを抑制するバックラッシュ抑制装置７２を設けたものである。このバックラッシュ抑制装置７２は、旋回フレーム１２に設けた油圧シリンダ７３と、この油圧シリンダ７３の動作ロッド７４の先端に設けた圧接子７５とからなり、この圧接子７５が油圧シリンダ７３の一定加圧力で固定フレーム１１に圧接するようにしたものである。これにより、バックラッシュが抑制され、旋回フレーム１２の旋回時および工具ユニット１４による加工時に衝撃等が発生することを防止して円滑な運転が可能となる。
【００４９】
なお、図２に示すように、駆動用モータ７０の対向位置にはエンコーダ７０ａが設けられている。このエンコーダ７０ａも旋回フレーム側シェル６３のギア６９に噛合して回転検出を行うものである。
【００５０】
また、図９は抑制装置７２の変形例を示したもので、スプリング７６と、スプリング強弱調整機構７７とにより、弾性力で圧接子７５を固定フレーム１１に圧接するようにしてある。このような構成でもバックラッシュを有効に抑制することがてきる。
【００５１】
図１０〜図１５は工具ユニット１４の構成を詳細に示したものである。
【００５２】
図１０は本実施形態で使用するシュラウドサポートシリンダ２の端面加工用の工具ユニット１４を示す正面図であり、図１１および図１２はそれぞれ図１０の平面図および側面図である。
【００５３】
これらの図１０〜図１３に示すように、この工具ユニット１４は、シュラウドサポートシリンダ２の上端面を平坦に切削加工する端面加工用工具７８を有する。
【００５４】
この端面加工用工具７８を用いる工具ユニット１４は、取付台７９に取付けたステップモータからなる上下送りモータ８０によってスピンドルハウジング８１を昇降できるようになっている。このスピンドルハウジング８１内にテーパベアリング８２を介してスピンドル８３が回転自在に設けられ、このスピンドル８３は水圧モータ８４によって回転駆動される構成とされている。スピンドル８３の先端に前述した端面加工用工具７８が一体回転可能に取付けてあり、水平軸回りの端面加工用工具７８の回転によって端面加工が行える。シュラウドサポートシリンダ２に対する周方向の送りは旋回フレーム１２によって行える。
【００５５】
なお、端面加工用工具７８は切削用工具であり、研磨用工具に比して端面加工速度を高めることができる。試験結果によれば研磨用工具に比して数倍〜十数倍程度の加工速度向上が図れることが確認されている。切削量は、上下送りモータ８０の駆動によりスピンドルハウジング８１の押下げ量を変化させることで調整できるものである。また、回転速度は水圧モータ８４の制御により行える。これらの制御は、遠隔配置の図示しない制御盤によって行える。
【００５６】
図１３および図１４は垂直軸心回りの回転式工具８５を用いた変形例を示している。この回転式工具８５は、固定ベース８６に上下用モータ８７を設け、ブラケット８８を昇降させるようにしてある。ブラケット８８には縦軸の旋回モータ８９が取付けられ、この旋回モータ８９の軸９０に回転式工具８５が連結されている。このような構成のものでも、前記同様に高能率の端面切削加工が行える。
【００５７】
また、図１５は切断用工具９１の例を示している。この切断用工具９１は縦軸９２回りに回転するものであり、刃物面９１ａを被処理物に押圧することにより切断することができる。なお、図示しないが９２は横方向の送り動作が可能な駆動構成とする。このような切断用工具９１を工具ユニット１４に適用すれば、図示しない炉心シュラウドの下端部（シュラウドサポートシリンダ２の上端との接続部）の切断に使用することができる。
【００５８】
また、図示しないが、これらの端面切削加工用工具７８，８５や切断加工用工具９１は、ターレット機能を有する工具台を介して旋回フレーム１２に自動的に選択使用可能に取り付けることができる。こにより端面加工および切断加工の両機能をもつ装置を提供することができる。
【００５９】
図１６は、バリ取り装置１５の構成を拡大して示したものである。
【００６０】
即ち、旋回フレーム１２に設けた横向きの油圧シリンダ９３によって可動子９４をシュラウドサポートシリンダ２の内周面に近接および離間できるようになっている。この可動子９４の先端にガイドローラ９５が設けられている。また、可動子９４には、刃物台９６を介して非回転のチップからなるカッタ９７が取付けられており、このカッタ９７は、例えばシュラウドサポートシリンダ２の上端面と内周面との隅角部３ａに傾斜した配置となっている。なお、図示しないがシュラウドサポートシリンダ２の外周面側の隅角部３ｂにも対応するカッタを設け、両面を同時にバリ取りできるようにしてもよい。
【００６１】
このようなカッタ９７を旋回フレーム１２の動作によって、シュラウドサポートシリンダ２の周方向に移動させることで、工具ユニット１４の加工時に発生したバリを能率よく、確実に除去することができる。
【００６２】
図１７は、切削屑（バリを含む）や切削水の飛散防止ならびに回収等を行うための装置構成を示している。
【００６３】
即ち、本実施形態では、工具ユニット１４またはバリ取り装置１５に付属して切削屑または削り取られたバリを収容する回収パレット９８と、切削水、切削屑、バリ等の飛散を防止するカバー９９とがを設けられている。
【００６４】
即ち、回収パレット９８はシュラウドサポートシリンダ２の内外周側に配置されており、、切削屑およびバリを切削水から分離させるためのメッシュ１００と、バグフィルタ１０１とを備えている。この回収パレット９８は、シュラウドサポートシリンダ２の内周面および外周面に図示ない固定手段によって密接している。
【００６５】
そして、メッシュ１００によって切削屑が回収され、さらにバグフィルタ１０１によって微小混合物が回収され、切削水のみが下方に流出する。
【００６６】
また、カバー９９は工具ユニット１４の端面加工用工具７８上方を覆う配置で設けられ、切削水を含めて切削屑等の飛散防止が図られる。なお、図示しないが、バリ取り装置１５に対しても同様のパレット、カバー等を設けることが望ましい。
【００６７】
図１８は平坦度測定装置１６の構成を拡大して示している。
【００６８】
この平坦度測定装置１６は切削面の表面高さ位置を測定する測定ヘッド１０２と、この測定ヘッド１０２を切削面に近接および離間させる測定ヘッド駆動機構１０３とを備えている。駆動機構１０３は例えば油圧シリンダ１０４と、この油圧シリンダ１０４に連結された可動フレーム１０５とを有する。可動フレーム１０５は軸１０６を介して旋回フレーム１２に回動可能とされており、図１８の実線および破線で示す各位置まで回動することができる。旋回フレーム１２には、可動フレーム１０５を各位置で停止させるためのストッパ１０７，１０８が設けてある。
【００６９】
測定ヘッド１０２は、可動フレーム１０５の先端に設けられ、一対の高さ測定用センサ１０９を有し、これらの測定用センサ１０９はシュラウドサポートシリンダ２の上端面に接触して周方向全体に亘る平坦度を検出することができる。
【００７０】
図１９は、シュラウドサポートシリンダ２の内径の変化を測定する内径測定装置１１０を示す正面図であり、図２０はその平面図である。
【００７１】
シュラウドサポートシリンダ２は原子炉運転時の高熱等によって変形する可能性がある。この変形によってシュラウドサポートシリンダ２の径が変化した状態では平坦度測定等に影響を与える可能性がある。
【００７２】
そこで、本実施形態では、測定ヘッド１１１と、この測定ヘッド１１１を駆動する測定ヘッド駆動機構１１２とを有する内径測定装置１１０を設けている。
【００７３】
測定ヘッド１１１はダイヤルゲージ１１３を有し、このダイヤルゲージ１１３はゲージスタンド１１４を横移動させる油圧シリンダ１１５およびストッパ１１６を有する構成となっている。このヘッド駆動機構１１２が取付台１１７を介して旋回フレーム１２に取付けられている。
【００７４】
次に作用を説明する。
【００７５】
まず、吊り耳１９を利用して装置全体を原子炉圧力容器１内に吊り込む。次に、固定フレーム１１の基準脚３ａと、ステップモータ５５により水平レベルを調整する４本のレベル調整脚３ｂと、レベルを確認する電子式の水準器３０とを用いて水平度を出し、その後シュラウドサポートシリンダ２の内面に８本のラジアルジャッキ２３で固定する。
【００７６】
この状態で旋回フレーム１１上の工具ユニット１４の端面加工用工具７８を回転させながら、旋回フレーム１２をベアリング２２上で旋回させることにより、シュラウドサポートシリンダ２の内外に設置された切粉回収パレット９８に切削水とともに落とし込み、メッシュ１００およびバグフィルタ１０１を介して切削屑と切削水とを分離させる。
【００７７】
加工により発生したバリは、旋回フレーム１２に取付けられたバリ取り装置１５を加工部の隅角部に押し当てながら旋回フレーム１２を旋回させ、バリを除去していく。
【００７８】
加工後の平坦度検査は、旋回フレーム１２に取付けられた平坦度測定装置１６の測定ヘッド１０２を加工面に近接させることにより、同時に２個所の高さを測定し、旋回フレーム１２を旋回することで行う。
【００７９】
以上の本実施形態によれば、装置の据付けが遠隔操作により容易に、かつ水平度を確保して行える。また、旋回フレーム１２の旋回動作により、切削加工、バリ取り加工等が高精度で行える。特にシュラウドサポートシリンダ２の端面加工が良好に行えるとともに、切断工具等の並設により炉心シュラウドの切断等にも選択利用することができる。
【００８０】
切断後は、平坦度を測定して一層の加工精度を確保することができる。内径測定も行えば、さらに高精度化が図れる。
【００８１】
また、切削屑等の回収も確実に行え、放射化された物体の飛散防止が有効的に図れる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、炉心シュラウドやシュラウドサポートシリンダのような大口径円筒部品の切断や端面加工を現地にて、遠隔作業により、自動的に、かつ能率よく、しかも高精度で、容易に行うことができる大口径円筒部品の加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る大口径円筒部品の加工装置の一実施形態を示すもので、全体構成を示す正面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】前記実施形態における基準脚の構成を示す拡大図。
【図４】図３に示した基準脚の作用説明図。
【図５】前記実施形態におけるレベル調整脚の構成を示す拡大図。
【図６】図５の部分側面図。
【図７】前記実施形態におけるベアリングの構成を示す断面図。
【図８】前記実施形態におけるバックラッシュ抑制装置の構成を示す断面図。
【図９】図８に示したバックラッシュ抑制装置の変形例を示す図。
【図１０】前記実施形態における工具ユニットの構成を示す正面図。
【図１１】図１０の横断面図。
【図１２】図１０の側面図。
【図１３】図１０に示した工具ユニットの変形例を示す図。
【図１４】図１０に示した工具ユニットで使用する工具を示す図。
【図１５】切断用工具の例を示す図。
【図１６】前記実施形態におけるバリ取り装置の構成を示す拡大図。
【図１７】前記実施形態における回収パレット等の構成を示す拡大図。
【図１８】前記実施形態における平坦度測定装置の構成を示す拡大図。
【図１９】前記実施形態における内径測定装置の構成を示す拡大図。
【図２０】図１９の平面図。
【符号の説明】
１ 原子炉圧力容器
２ シュラウドサポートシリンダ
３ 制御棒駆動機構ハウジング（ＣＲＤハウジング）
３ａ 隅角部
１０ 加工装置
１１ 固定フレーム
１２ 旋回フレーム
１３ 脚
１３ａ 基準脚
１３ｂ 調整脚
１４ 切削用工具ユニット
１５ バリ取り装置
１６ 平坦度測定装置
１７ 中心フレーム部材
１８ 支柱
１９ 吊り耳
２０ 支持ロッド
２１ 基台
２２ ベアリング
２３ ラジアルジャッキ
２４ 油圧シリンダ
２５ 圧接子
２６ ハンドル
２７ 上部フレーム部材
２８ 下部フレーム部材
２９ 接続用フレーム部材
３０ 水準器
３１ 支持穴
３２ シェル
３３ 可動部材
３４ 連結部材
３５ ボルト
３６ スペーサ
３７ 脚本体部
３８ 筒状ケーシング
３９ フランジ
４０ 油圧シリンダ
４１ 押動子
４２ ガイド
４３ 係止用フック
４４ 軸
４５ 段部
４６ スプリング
４７ 支持部材
４８ 筒状ケース
４８ａ 溝
４９ 可動ロッド
５０ 駆動機構
５１ ねじ部
５２ ガイド
５３ ナット
５４ キー
５５ ステップモータ
５６ 軸
５７ ベアリング
５８ ウォーム
５９ ギア
６０ フランジ部
６１ センサ
６２ 固定フレーム側シェル
６３ 旋回フレーム側シェル
６４ ボール
６５ ブッシュ
６６ ボルト
６７ ブッシュ
６８ ボルト
６９ ギア
７０ 駆動用モータ
７０ａ エンコーダ
７１ ギア
７２ バックラッシュ抑制装置
７３ 油圧シリンダ
７４ 動作ロッド
７５ 圧接子
７６ スプリング
７７ スプリング強弱調整機構
７８ 端面加工用工具
７９ 取付台
８０ 上下送りモータ
８１ スピンドルハウジング
８２ テーパベアリング
８３ スピンドル
８４ 水圧モータ
８５ 回転式工具
８６ 固定ベース
８７ 上下用モータ
８８ ブラケット
８９ 旋回モータ
９０ 軸
９１ 切断用工具
９１ａ 刃物面
９２ 縦軸
９３ 油圧シリンダ
９４ 可動子
９５ ガイドローラ
９６ 刃物台
９７ カッタ
９８ 回収パレット
９９ カバー
１００ メッシュ
１０１ バグフィルタ
１０２ 測定ヘッド
１０３ 駆動機構
１０４ 油圧シリンダ
１０５ 可動フレーム
１０６ 軸
１０７，１０８ ストッパ
１０９ 測定用センサ
１１０ 内径測定装置
１１１ 測定ヘッド
１１２ ヘッド駆動機構
１１３ ダイヤルゲージ
１１４ ゲージスタンド
１１５ 油圧シリンダ
１１６ ストッパ
１１７ 取付台

Claims (15)

1. 軸心を垂直にして固定設置される大口径円筒部品の周壁を周方向に沿って連続的に切削加工するための大口径円筒部品の加工装置であって、前記大口径円筒部品内の下部に水平に固定設置される固定フレームと、この固定フレームに搭載され、前記大口径円筒部品の軸心と同一軸心上で回転駆動される旋回フレームとを備え、前記固定フレームはレベル調整が可能な複数本の脚を有し、これらの脚によるレベル調整で水平度を設定できる構成とされる一方、前記旋回フレームはこれと一体に旋回動作する、切削用工具ユニット、切削時に発生する除去用のバリ取り装置および切削面の平坦度測定用の平坦度測定装置を有することを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
2. 請求項１記載の大口径円筒部品の加工装置において、固定フレームの脚は、その固定フレームの中心部から垂下して基準高さ位置を設定するための１本の基準脚と、この基準脚の周囲に垂下して個々の伸縮により前記固定フレーム全体の水平レベルを調整するための複数のレベル調整脚とからなることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
3. 請求項１または２記載の大口径円筒部品の加工装置において、固定フレームは、その周縁部から放射状に突出して、先端部が大口径円筒部品の内周面に当接することにより、その大口径円筒部品に前記固定フレームを固定させるラジアルジャッキを有することを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
4. 請求項１から３までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、旋回フレームは固定フレームに対して前記旋回フレームの旋回軸心を中心とするリング状のベアリングによって支持されるとともに、そのベアリングの前記旋回側連結用のシェルに形成したギアを介して駆動用モータにより回転可能とされ、かつ前記固定フレームと旋回フレームとの間に一定以上の圧接力により前記ギアの噛合部のバックラッシュを抑制するバックラッシュ抑制装置を設けたことを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
5. 請求項１から４までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、工具ユニットは、大口径円筒部品の上端面を平坦に切削加工する端面加工用工具を有するものであることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
6. 請求項１から４までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、工具ユニットは、大口径円筒部品の周壁を上下に切断加工する切断加工用工具を有するものであることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
7. 請求項５記載の端面加工用工具および請求項６記載の切断加工用工具は、ターレット機能を有する工具台を介して旋回フレームに自動的に選択使用可能に取り付けられていることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
8. 請求項１から７までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、バリ取り装置は大口径円筒部品の切削面の内周側または外周側の角部に接し、前記大口径円筒部品の内周側または外周側に発生する切削加工時のバリを個別に、または同時に切除する機能を有することを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
9. 請求項１から８までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、工具ユニットまたはバリ取り装置に付属して、大口径円筒部品の切削屑または削り取られたバリを収容する回収パレット、または切削水、切削屑、バリ等の飛散を防止するカバーを設けたことを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
10. 請求項９記載の大口径円筒部品の加工装置において、回収パレットは、切削屑およびバリを切削水から分離させるためのフィルタを備えるとともに、大口径円筒部品の内周面または外周面に固定手段によって密接していることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
11. 請求項１から１０までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、平坦度測定装置は大口径円筒部品の切削面の表面高さ位置を測定する測定ヘッドと、この測定ヘッドを前記切削面に近接および離間させる測定ヘッド駆動機構とを備えたことを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
12. 請求項１から１１までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置に加え、旋回フレームに大口径円筒部品の内径を測定する内径測定装置を設け、この内径測定装置は、前記大口径円筒部品の内周面の位置を測定する測定ヘッドと、この測定ヘッドを前記大口径円筒部品の内周面に近接および離間させる測定ヘッド駆動機構とを備えたことを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
13. 請求項１から１２までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、当該端面切断加工の対象となる大口径円筒部品は原子炉の炉心シュラウドを下方から支えるシュラウドサポートシリンダであることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
14. 請求項１から１２までのいずれかに記載の大口径円筒部品の加工装置において、当該切断加工の対象となる大口径円筒部品は原子炉の炉心シュラウドであり、その切断部位は前記炉心シュラウド下端の対シュラウドサポートシリンダ接続部位であることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。
15. 請求項１３または１４記載の大口径円筒部品の加工装置において、固定フレームの脚を着座する部位は炉底部から立上り制御棒が引き抜かれた状態の制御棒駆動機構ハウジングであることを特徴とする大口径円筒部品の加工装置。

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