JP4755536B2 - 原子炉内の楔支持構造物の取外し方法および楔支持構造物取外し装置 - Google Patents

Description

本発明は、原子力プラントにおける炉内構造物の予防または事後保全技術に必要な遠隔の楔支持構造物取外し方法および楔支持構造物取外し装置に関する。

近年、既設の原子力プラントでは、安全運転の維持・継続のため、特に炉内構造物を中心に材料対策および構造物の強度などの健全性維持を念頭に大型の予防保全または事後保全工事などが推進されている。
図４に炉内構造物の保全工事の作業環境の例を示す。これは、図１に示す沸騰水型原子炉において原子炉圧力容器蓋８を外して、炉内構造物であるドライヤ９、シュラウドヘッド５と一体のセパレータ１０を原子炉圧力容器１内から取り出し、さらに炉心３から燃料集合体３ａを取り出した後の状態である。

炉内構造物の保全工事を行う場合、当該の炉内構造物は放射能を帯びて高放射線を放っているので作業者が接近して工事を行うことができない。そこで、原子炉圧力容器１内と、その上に設けられた原子炉ウエル１０３内に純水を張り、炉内構造物からの放射線を遮る。そして、原子炉ウエル１０３が設けられた床面にレールを敷設し、その上を移動するブリッジ型の作業台車１０４に作業者１００が乗り、水面上から水深約２５ｍ下の当該の炉内構造物を対象とした遠隔・水中作業を行う。
このような遠隔・水中の保全工事の中には、既設の炉内構造物を取り外し、新しい炉内構造物と交換する作業などがある。そのような作業に用いられる装置の例として、例えば特許文献１に記載された原子炉内大径ボルト取外し装置が知られている。
特開２００３−２３２８８２号公報（図１０）

ところで、炉内構造物として単品の炉内機器を原子炉圧力容器１内に固定する場合、楔を用いて固定することがある。その場合、固定に用いている楔が抜け落ちないようにさらに楔の抜け防止用の押さえ金具をボルトで固定する楔支持構造が用いられている。
前記特許文献１の従来技術では、ボルトを緩めて取り外すことはできても、取り外したボルト、押さえ金具をそれぞれ別個に別の回収器具を用いて回収する必要があり、取り外した押さえ金具、ボルトを炉内構造物の狭小な箇所に落としてしまう可能性があった。
そこで、本発明では、前記楔支持構造物を取り外す場合に、前記取り外したボルト、押さえ金具をそのまま一緒に回収することができる楔支持構造物の取外し方法および楔支持構造物取外し装置を提供することにある。

本発明は、原子力発電プラントにおける原子炉内に設けられた炉内機器のうち、原子炉内に楔を用いて固定され、楔には抜け防止用の押さえ金具がボルトを締めることでまたはナットを締めることで固定された楔支持構造物を原子炉内から取り外すための楔支持構造物取外し装置であって、ボルトまたはナットを回動させるソケットと、ソケットに回転トルクを伝える回転軸と、回転軸またはソケットを収容している外筒に固定された、押さえ金具を把持するための把持機構部と、を備え、把持機構部は、伸縮可能な駆動軸と、駆動軸に固定された把持プレートと、を有し、ソケットの先端をボルトの頭またはナットに取り付けるとき、先に把持プレートを押さえ金具の下側に挿入してから取り付け、ボルトまたはナットを緩めるためソケットを回動中、ソケット側に把持プレートを引き寄せ、ボルトまたはナットが外れたとき、押さえ金具とボルトまたはナットをともにソケットの先端と把持プレートとで挟んで保持することを特徴とする。

本発明によれば、取り外したボルトまたはナットと押さえ金具を同時に、また、容易に、かつ、確実に回収することができる。

《第１の実施の形態》
以下、本発明に係る楔支持構造物の取外し方法および楔支持構造物取外し装置の第１の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態が適用される楔支持構造物を含む炉内構造物などの説明）
先ず、図１から図３を参照しながら本実施の形態が適用される楔支持構造物を含む炉内構造物などを説明する。図１は沸騰水型原子炉の縦断面模式図である。
沸騰水型原子炉では、原子炉圧力容器１内には、冷却材および炉心３が収容されており、この炉心３は燃料集合体３ａ、図示しない制御棒などから構成され、炉心シュラウド２内に収容されている。
炉心シュラウド２は、原子炉圧力容器１の底部に溶接され立ち上がっているシュラウドサポート４によって、軸方向荷重を支えられているとともに、径方向にも原子炉圧力容器１の内周面に保持されている。
燃料集合体３ａは、炉心３下部の炉心支持板６と上部の上部格子板１１により、所定の間隔に水平方向の位置決めをされて、炉心シュラウド２内に林立している。

炉心３の上方には、炉心３で加熱され水と蒸気の二相流状態となった冷却材を水と蒸気に分離するセパレータ１０が設置されている。さらに、その上方にセパレータ１０で分離された蒸気の湿分を除去するドライヤ９が設置されている。さらに、その上方を取外し可能な原子炉圧力容器蓋８が蓋っている。
なお、炉心シュラウド２の上部を蓋うシュラウドヘッド５は、セパレータ１０と一体にシュラウドヘッド５に林立したスタンドパイプを介して接続されており、炉心シュラウド２の上部フランジ２ａ（図３参照）とフランジ構造で脱着可能に接続されている。

図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視の上部格子板と炉心シュラウド上部の平面図であり、図３は、図２におけるＢ−Ｂ矢視の一部拡大縦断面図である。
炉心シュラウド２は、図３に示すように炉心３（図１参照）の周囲を囲う中間胴２ｄの上に上部格子板１１を支える中間フランジ２ｃが接続し、さらに上方に上部胴２ｂが接続して延び、その上端にシュラウドヘッド５の図示しないフランジと組み合わされる上部フランジ２ａが接続している構成を有している。

図２に示すように上部胴２ｂの内周面から径方向内方に向けて周方向に等間隔に設けた上部胴ブラケット１３が突き出ている。上部胴ブラケット１３の先端の端面は径方向内方に向けて下り斜面のテーパ面をなしている。図３に示すように上部格子板１１の周面と上部胴ブラッケット１３の先端との間には隙間が設けられていて、この隙間に楔１４を上方から差し込み、上部格子板１１の水平方向の位置決めを行い、上部格子板１１の矢印Ｘ方向の荷重を上部胴２ｂに伝える。
上部格子板１１の上面の周縁部の前記上部胴ブラケット１３に対応する位置には、上面から所定高さを有する雌ねじを切られた固定ボルト取付け座１７が設けられている。そして、Ｌ字型の押さえ板（押さえ金具）１５を用いて、その一端を楔１４の上端面と当接させ、他端を固定ボルト（ボルト）１６によって固定ボルト取付け座１７に締め付けて固定した後、その固定ボルト１６ボルトを押さえ板１５に回り止め溶接することにより、楔支持構造物２０として構成している。

なお、上部フランジ２ａの内周面上部からシールプレート１８が立ち上がり、シュラウドヘッド５の図示しないフランジの内周面に沿う構造となっている。
また、上部胴２ｂの内周面に沿って図３に示すように上下２段に高圧炉心スプレイヘッダ１９Ａと低圧炉心スプレイヘッダ１９Ｂが配置されており、特に低圧炉心スプレイヘッダ１９Ｂが楔支持構造物２０に接近して存在している。従って、楔支持構造物２０を極めて狭小な空間で取り扱うことになり、押さえ板１５、固定ボルト１６を取り外した後、それらを誤って上部格子板１１の外周面と上部胴２ｂ内周面との間に落とし込むと、上部フランジ２ａ、高圧炉心スプレイヘッダ１９Ａ、低圧炉心スプレイヘッダ１９Ｂが上方からの作業の邪魔になり極めて回収しづらい周囲環境である。

（楔支持構造物取外し方法と楔支持構造物取外し装置）
次に、図４から図９を参照しながら本実施の形態における楔支持構造物取外し方法と楔支持構造物取外し装置を説明する。
本実施の形態では、以下の手順で押さえ板１５と固定ボルト１６を取り外し、回収する。
（工程Ａ）固定ボルト１６の回り止め溶接の破断。
（工程Ｂ）押さえ板１５の把持および固定ボルト１６の緩め。
（工程Ｃ）押さえ板１５と固定ボルト１６の原子炉圧力容器１からの取り出し。
（工程Ｄ）廃棄用キャスク１１１への収納。

図４は、本実施の形態における作業環境を示す図である。図５は回り止め溶接破断装置の概略構造を示す縦断面図であり、図６は回り止め溶接破断装置の上部の手動操作ハンドル部を示す斜視図である。図７は押さえ金具取外し装置の概略構造を示す部分縦断面図であり、図８の（ａ）は図７におけるＣ矢視部分側面図、（ｂ）は図７におけるＤ−Ｄ矢視平面図である。
工程Ａでは、回り止め溶接破断装置を用い、工程Ｂから工程Ｄでは押さえ金具取外し装置を用いる。

（回り止め溶接破断装置）
図４から図６を参照しながら回り止め溶接破断装置について説明する。
作業者１００は、図４に示すように、例えば、作業台車１０４に乗り、作業台車１０４上から長い主軸３２の下方に設けた回り止め溶接破断装置３０本体を操作する。原子炉ウエル１０３の底には、取り外した押さえ板１５と固定ボルト１６を収納するための廃棄用キャスク１１１が前もって設置されている。
なお、水深約２５ｍ下の作業が監視できるように図示しない水中カメラが設置され、作業台車１０４には図示しないモニタが設置され、作業者１００は、モニタを見ながら作業を進める。また、回り止め溶接破断装置３０を設置する操作に用いられるロープ６１（図５参照）、主軸３２上端のハンドル６０（図６参照）、および回転操作中のハンドル６０を安定させるためのロープ６２（図６参照）は、図４では図示を省略してある。

図５に示すように回り止め溶接破断装置３０の主軸３２は、アルミニウムパイプ製のパイプの接続組み立て構造であり、定尺のパイプを接続して長尺の主軸３２を組み立て、主軸３２の下端が図５に示す回り止め溶接破断装置３０の本体に接続される。回り止め溶接破断装置３０の本体は、主に減速機３３、ソケット３５などから構成され、主軸３２からの回転トルクを減速機３３で増幅して、ソケット３５に伝える。

減速機３３は、本発明のトルク増幅手段を構成し、例えば、倍力レンチで構成され、胴３１ａ、上部フランジ３１ｂ、下部フランジ３１ｃで構成された水密の、例えば、ＳＵＳ製の減速機筐体３１に収容され、下部フランジ３１ｃにボルト固定されている。減速機３３は、あらかじめ想定される回り止め溶接破断トルクに合わせ、減速比の大きいもの、小さいものを状況に応じて選択して、下部フランジ３１ｃにボルト固定できる構成としている。

図５に示すように上部フランジ３１ｂには、主軸３２と減速機３３の図示しない入力軸とを繋ぐ接続軸３４ａを、水密軸受け構造で収容する接続部３４が水密のフランジ構造でボルト固定されている。そのため、接続部３４および上部フランジ３１ｂは、斜線部で示したベアリング４６または摺動部品を有し、接続軸３４ａは、主軸３２側がシール３７で水密シールされている。接続部３４、接続軸３４ａは、例えば、ステンレス鋼で構成されている。

また、下部フランジ３１ｃには、減速機３３の出力軸３３ａにつながるソケット３５の接続側端を、水密軸受け構造で収容するソケット接続部３６が、水密フランジ構造でボルト固定されている。そのため、ソケット接続部３６の上下端側には、それぞれ斜線部で示したベアリング４６または摺動部品を有し、ソケット接続部３６の下端側のベアリング４６または摺動部品の下方で、シール３７により水密シールされている。

ソケット３５は、接続フランジ３５ｃで先端部３５ａと根元部３５ｂに分割可能な構造であり、先端部３５ａは固定ボルト１６のサイズに合わせて、また、下部フランジ３１ｃ下面から先端部３５ａの下端までの長さＬを調節するため交換可能である。
なお、先端部３５ａの下端は固定ボルト１６の頭の形状に適合した６角面または挿入性を考慮した多角面の内面を有したボックス構造である。
なお、ソケット３５、ソケット接続部３６は、例えば、ステンレス鋼で構成されている。

また、下部フランジ３１ｃは、下面側から下方に伸びる２本の短尺の支持ピン３８Ａと、２本の長尺の支持ピン３８Ｂを有している。これら４本の支持ピン３８Ａ、３８Ｂは、図５に示すように２本の短尺の支持ピン３８Ａがシールプレート１８の外側に、２本の長尺の支持ピン３８Ｂがシールプレート１８の内側に位置し、シールプレート１８を挟み込んで、ソケット３５で固定ボルト１６に回転トルクを加えたときの反力を受ける構造となっている。
短尺の支持ピン３８Ａは、下部フランジ３１ｃ下面にシールプレート１８の上端が当接したとき、短尺の支持ピン３８Ａの下端が上部フランジ２ａの上面に当らないような長さに設定されている。

さらに、胴３１ａの外周面には、作業台車１０４からの２本のロープ６１を通すための吊り耳３１ｄが、互いに対向する位置に設けられ、減速機筐体３１が２本のロープ６１で吊り下げられる。そして、先端部３５ａの先端を固定ボルト１６の位置に設定する作業が、作業台車１０４の位置、ロープ６１の作業台車１０４上の吊り位置および引き伸ばし長さを調整することにより行われる。このとき、ソケット３５の先端の位置の微調整は、荷重をほとんど受けていない主軸３２の上端を作業者１００が操作することにより行われる。
主軸３２の上端は、Ｔ字型のハンドル６０に接続している。図６に示すようにハンドル６０の中央には、開口６５を有し、円盤状の平坦面の荷重受座６３が設けられ、吊り金具６４の図示しない下端が開口６５余に径の大きい円盤状になっていて荷重受座６３の下面と摺動可能な構造となっている。

作業者１００は、前記モニタを見ながら、作業台車１０４の位置調整、およびロープ６１の吊り位置を調整しながら回り止め溶接破断装置３０を原子炉圧力容器１内の目的の箇所に下ろしていき、先端部３５ａの先端を固定ボルト１６の頭に被せる。このとき支持ピン３８Ａ、３８Ｂが前記のようにシールプレート１８を挟み込むようにする。
その後、ハンドル６０を回転操作しやすいように吊り金具６４にロープ６２が通されて、ハンドル６０が作業台車１０４の適当な箇所、例えば、チェンブロックから吊り下げられる。その上で、作業者１００がハンドル６０を左回りに回動すると、減速機筐体３１は支持ピン３８Ａ、３８Ｂにより回転しないようにシールプレート１８に支持されているので、主軸３２の回転トルクは、減速機３３で増幅されてソケット３５に伝わり、固定ボルト１６の回り止め溶接を破断する。
作業者１００は、固定ボルト１６の回り止め溶接が破断され、固定ボルト１６が固定ボルト取付け座１７内で回るようになったことを前記モニタで確認したら、ロープ６１を引っ張って回り止め溶接破断装置３０を上方に移動させ、作業台車１０４を移動させるなり、作業台車１０４上の位置を移動して、次の固定ボルト１６の回り止め溶接破断作業を続ける。

（楔構造物取外し装置）
すべての固定ボルト１６の回り止め溶接破断作業が終わると、次に固定ボルト１６の緩め作業と、押さえ板１５および固定ボルト１５の回収作業を行う。
図７および図８を参照しながら（適宜図４、図６を参照）本実施の形態における楔支持構造物取外し装置である押さえ金具取外し装置４０について説明する。
作業者１００は、例えば、作業台車１０４に乗り、作業台車１０４上から長い主軸４１の下方に設けた、押さえ金具取外し装置４０本体を操作する。

図７に示すように押さえ金具取外し装置４０の主軸４１は、アルミニウムパイプ製のパイプの接続組み立て構造であり、定尺のパイプを接続して長尺の主軸４１を組み立て、主軸４１の下端が図７に示す押さえ金具取外し装置４０の本体に接続される。押さえ金具取外し装置４０の本体は、主にステンレス鋼製の内軸４２と、内軸４２を収容するステンレス鋼製の外筒４３、内軸４２の下端に取り付けられたソケット４５、外筒４３に設けられた取付け座４８に取り付けられた把持機構部５０などから構成される。
押さえ金具取外し装置４０の主軸４１の上部のハンドルは、回り止め溶接破断装置３０の主軸３２の上部のハンドルと同様に図６に示したものである。

内軸４２は、主軸４１と接続ピン４７で接続されている。図７に示すように外筒４３の上下端部には内軸４２の回転がスムーズに行えるようにベアリング４６または摺動部品を軸受けとして組み込んである。ソケット４５は接続ピン４７で内軸４２に接続され、ソケット４５の下端は固定ボルト１６の頭の形状に適合した６角面または挿入性を考慮した多角面の内面を有したボックス構造である。
なお、ソケット４５は、例えば、ステンレス鋼で構成されている。

把持機構部５０は、外筒４３の下部と平行に取付け座４８に取付け金具４９を介して取り付けられたエアシリンダ筐体５１内にエアシリンダ５２を内挿し（図８の（ａ）参照）、エアシリンダ５２から下方に延びる上下可動の駆動軸５３の下端に取付け座５４（図８の（ａ）参照）を設け、取付け座５４に把持プレート５７をネジ５６で固定したものである。取付け座５４の上面には、駆動軸５３の左右両側に配置され上方に延びるガイドロッド５５が設けられている。
エアシリンダ筐体５１は、取付け座４８に溶接したリブ付のＬ字型の取付け金具４９にボルト固定されている。
エアシリンダ筐体５１の下面には、駆動軸５３の挿通する孔と、その両側にガイドロッド５５の挿通する孔が設けられている。

図８の（ａ）に示すようにエアシリンダ５２の上下端の図示しないノズルには、駆動軸５３に接続している内蔵されたピストンの上側および下側に空気圧を加えるエアホース５２ａが接続され、そのエアホース５２ａは作業台車１０４まで延びている。
図８の（ｂ）に示すように、把持プレート５７は、一端が取付け座５４にネジ５６で固定され、他端が内軸４２の中心線の延長と直交するようにソケット４５の下端側に延びている。把持プレート５７は、２つに分かれたフィンガー部５７ｂを他端側に有し、その間に２段の幅の溝５８を有している。溝５８の開口している側の幅広の部分の幅“Ｗ”は、押さえ板１５（図７参照）の板幅に対応するように設定され、それより狭い根元部分の幅および縁部５７ａの内径は固定ボルト取付け座１７の外径に対応するように設定されている。また、図７に示すように把持プレート５７のフィンガー部５７ｂが、上部格子板１１の径方向外側に向けて、押さえ板１５（図７参照）の下側に挿入され、縁部５７ａにまで固定ボルト取付け座１７が入ったとき、ソケット４５は固定ボルト１６の頭の直上に位置するように、縁部５７ａは設定されている。

作業者１００は、作業台車１０４に載せた図示しない空気圧操作パネルにより、エアホース５２ａへの空気圧を制御する。空気圧制御は、ピストン下面側への加圧、つまり把持プレート５７のソケット４５側への引き寄せ、ピストン上面側への加圧、つまり把持プレート５７の下側への引き離しの２点動作である。空気圧の空気圧操作パネルへの供給は、作業床面に設けられたサービス用の空気圧源ノズルに接続された図示しないエアホースから供給される。
押さえ金具取外し装置４０は、軽量なので、荷重は図６に示すようにハンドル６０に設けられた吊り金具６４に通されたロープ６２だけで荷重を受けることができる。固定ボルト１６の頭へのソケット４５の位置合わせは、作業者１００が作業台車１０４の位置調整、作業台車１０４上のロープ６２の吊り位置調整、ロープ６２の引き伸ばし長さの調整、主軸４１の操作を行うことによりなされる。

図９に、前記回り止め溶接破断装置３０および押さえ金具取外し装置４０を用いた一連の押さえ板１５および固定ボルト１６の取外し作業工程を示す。（ａ）に示すように回り止め溶接破断装置３０を固定ボルト１６に設置して、主軸３２からの入力された回転トルクを減速機３３（図５参照）で増幅し、増幅された回転トルクで回動されるソケット３５で回り止め溶接を破断する。その後、回り止め溶接破断装置３０を引き上げて、（ｂ）に示すように押さえ金具取外し装置４０の把持プレート５７を押さえ板１５の下側に挿入し、位置決めしてソケット４５を固定ボルト１６に被せる。その後、空気圧操作パネルを操作して、把持プレート５７をソケット４５側に引き寄せ状態にし、主軸４１を回動して固定ボルト１６を緩め、固定ボルト取付け座１７から外す。
把持プレート５７はソケット４５側に引き寄せ状態を保っているので、ソケット４５の先端部のボックス内面に固定ボルト１６の頭が入った状態のまま、把持プレート５７とソケット４５の間に挟まれて押さえ板１５、固定ボルト１６は保持されている。

そして、図９の（ｃ）に示すように主軸４１を上方に引っ張り上げて、押さえ金具取外し装置４０の本体を上方に移動させ、（ｄ）に示すように廃棄用キャスク１１１の上方にまで移動させ、ここで空気圧操作パネルを操作してピストン下面側の圧力を抜いて、上面側に圧力を掛けると、把持プレート５７がソケット４５から引き離され、押さえ板１５および固定ボルト１６が廃棄用キャスク１１１内に投入される。

（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、容易に回り止め溶接破断装置３０を用いて固定ボルト１６の回り止め溶接を破断できる。その後、押さえ金具取外し装置４０を用いて、把持機構部５０を操作して、固定ボルト１６と押さえ板１５を保持しながら固定ボルト１６を緩め、そのまま固定ボルト１６と押さえ板１５をともに保持しながら廃棄用キャスク１１１上に移動し、廃棄することができる。

従来の技術では、固定ボルト１６を緩めて、固定ボルト取付け座１７から外した後、先端にトングを有する回収用の操作ポールを用いて、固定ボルト１６と押さえ板１５を個別に回収して廃棄用キャスク１１１に投入していたものが、本実施の形態によれば押さえ金具取外し装置４０で一度の作業でそのまま廃棄用キャスク１１１に投入できる。
その結果、作業工程が短縮され、さらに固定ボルト１６を完全に緩めて固定ボルト取付け座１７から取り外したときに、その場所から他の場所に転がり落ちたり、回収途中でトングから落としたりという作業ミスを防止できる。
また、ＥＤＭ（Electric Discharge Machining：放電加工）により固定ボルト１６の頭部分を切断して、押さえ板１５を外す方法よりも作業が迅速に行え、ＥＤＭの場合よりも下準備が短くてすむ。
以上のように、本実施の形態によれば、従来の方法よりも確実に押さえ板１５および固定ボルト１６を迅速に取り外し、確実に回収できる。

なお、本実施の形態における押さえ金具取外し装置４０の把持機構部５０のエアシリンダ５２を、例えば、ピストン下面側に所定のばね力のスプリングを内蔵したものとし、把持プレート５７を上方に引き寄せる動作状態の場合は、ピストン下面側の空気圧が空気圧源の故障により空気圧喪失してもばね力により所定の上方側への引き寄せ力を確保し、保持している押さえ板１５および固定ボルト１６を保持し続けることが可能な構成としても良い。このような構成とすることにより、空気圧喪失に対してフェイルセーフな設計となる。
また、本実施の形態において把持機構部５０にエアシリンダ５２を用いる代わりに水圧式のシリンダに変えても良い。
なお、作動流体の漏洩による原子炉圧力容器１内の水を汚染することを防止する点からは、空気圧または水圧による方法が望ましい。

《第２の実施の形態》
次に、図１０を参照しながら本発明の第２の実施の形態の楔支持構造物取外し装置である押さえ金具取外し装置の説明をする。本実施の形態の押さえ金具取外し装置４０Ａは、図１０に示すように、第１の実施の形態の回り止め溶接破断装置３０のソケット接続部３６の下側にさらに外筒４３Ａを取り付ける。外筒４３Ａは、ソケット３５Ａのソケット接続部３６より下側の部分の内、ソケット３５Ａの先端部を除く部分を収容し、それに取付け座４８を設けて、把持機構部５０を取付けてある。
第１の実施の形態と同じ構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態におけるソケット３５Ａは、先端まで一体のものであるところが、第１の実施の形態と異なる。また、外筒４３Ａの下端部には、ソケット３５Ａの回転がスムーズに行えるようにベアリング４６または摺動部品を軸受けとして組み込んである。
以上のように押さえ金具取外し装置４０Ａは、第１の実施の形態における回り止め溶接破断装置３０と押さえ金具取外し装置４０の両方の機能を持ったものである。
なお、第１の実施の形態と同様に、図示しない空気圧操作パネルが作業台車１０４に積載されている。

本押さえ金具取外し装置４０Ａを用いた一連の押さえ板１５および固定ボルト１６の取外し作業工程を示す図は省略するが以下に説明する要領で行われる。
（工程１；ソケットの位置決めと回り止め溶接の破断）
押さえ金具取外し装置４０Ａの把持プレート５７を図１０に示すように押さえ板１５の下側に挿入して位置決めし、第１の実施の形態と同様に図示しない空気圧操作パネルを操作して把持プレート５７をソケット３５Ａ側に引き寄せ、ソケット３５Ａの先端を固定ボルト１６に被せる。
この把持プレート５７の押さえ板１５の下側への挿入および位置合せは、作業台車１０４からの２本のロープ６１により、押さえ金具取外し装置４０Ａ本体が吊り下げられ、作業台車１０４の位置、ロープ６１の作業台車１０４上の吊り位置および引き伸ばし長さを調整することにより行われる。このとき、ソケット３５Ａの先端の位置の微調整は、荷重をほとんど受けていない主軸３２の上端を作業者１００が操作することにより行われる。
次に、作業者１００が主軸３２を手動で回動させ、主軸３２から入力された回転トルクを減速機３３で増幅して、増幅された回転トルクで回動されるソケット３５Ａで回り止め溶接を破断する。

（工程２；回り止め溶接を破断後の固定ボルトの緩め取外し）
その後、把持プレート５７をソケット３５Ａ側に引き寄せ状態にしたまま、主軸３２を回動して固定ボルト１６を緩め、固定ボルト取付け座１７から外す。把持プレート５７はソケット３５Ａ側に引き寄せ状態を保っているので、ソケット３５Ａの先端部のボックス内面に固定ボルト１６の頭が入った状態のまま、把持プレート５７とソケット３５Ａの間に挟まれて押さえ板１５、固定ボルト１６は保持されている。

（工程３；外された固定ボルトと押さえ板の回収）
そして、ロープ６１を上方に引っ張り上げて、押さえ金具取外し装置４０Ａの本体を上方に移動させ、廃棄用キャスク１１１の上方にまで移動させ、ここで空気圧操作パネルを操作してピストン下面側の圧力を抜いて、上面側に圧力を掛けると、把持プレート５７がソケット３５Ａから引き離され、押さえ板１５および固定ボルト１６が廃棄用キャスク１１１内に投入される。
なお、本実施の形態において把持機構部５０のエアシリンダを第１の実施の形態と同様にフェイルセーフの設計としても良いし、エアシリンダを用いる代わりに水圧式のシリンダに変えても良い。
なお、作動流体の漏洩による原子炉圧力容器１内の水を汚染することを防止する点からは、空気圧または水圧による方法が望ましい。

（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、第１の実施の形態における回り止め溶接破断装置３０と押さえ金具取外し装置４０の機能を１つの押さえ金具取外し装置４０Ａを用いて実現しているので、固定ボルト１６の回り止め溶接を破断後、装置の交換を必要とせず、そのまま固定ボルト１６と押さえ板１５をソケット３５Ａと把持プレート５７で保持しながら固定ボルト１６を緩め、そのまま固定ボルト１６と押さえ板１５をともに保持しながら廃棄用キャスク１１１上に移動し、廃棄することができる。

その結果、第１の実施の形態の場合と同様に、固定ボルト１６を完全に緩めて固定ボルト取付け座１７から取り外したときに、その場所から他の場所に転がり落ちたり、回収中にトングから落としたりという、従来技術の場合の作業ミスを防止できる。また、第１の実施の形態よりもさらに作業工程が短縮される。
以上のように、本実施の形態によれば、従来の方法よりも確実に押さえ板１５および固定ボルト１６を迅速に取り外し、確実に回収できる。

《第３の実施の形態》
次に、図１１を参照しながら本発明の第３の実施の形態の押さえ金具取外し装置の説明をする。本実施の形態の押さえ金具取外し装置４０Ｂは、第２の実施の形態の押さえ金具取外し装置４０Ａが主軸３２を作業者１００が手動で回動させ、減速機３３の入力軸を回動させていたものを、図１１に示すようにエアモータ７３で減速機３３の入力軸を回動させるものである。第２の実施の形態と同じ構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
本押さえ金具取外し装置４０Ｂでは、減速機筐体３１の上に上部フランジ３１ｂを介して固定されたエアモータ７３が取り付けられている。エアモータ７３は、上部フランジ３１ｂに取り付けられたエアモータ筐体７１内に収容されている。エアモータ７３は、後記の空気圧操作パネルからエアホース７２により駆動源の空気圧が供給される。

本実施の形態では、第２の実施の形態の押さえ金具取外し装置４０Ａにおいて、減速機筐体３１に設けられていた吊り耳３１の代わりに、２つの吊り耳７５がエアモータ筐体７１の胴部外周の互いに対向する位置に設けられ、さらに吊り金具７４がエアモータ筐体７１の取付けフランジに設けられている。

また、作業台車１０４には、把持機構部５０のエアシリンダの操作と、エアモータ７３の回転操作のための図示しない空気圧操作パネルを設置する。この空気圧操作パネルには、エアモータ７３の負荷状態を示す流量メータが付いている。
作業者１００は、前記の空気圧操作パネルにより、エアホース５２ａおよびエアホース７２への空気圧を制御する。把持機構部５０のエアシリンダへの空気圧制御は、ピストン下面側への加圧、つまり把持プレート５７のソケット３５Ａ側への引き寄せ、ピストン上面側への加圧、つまり把持プレート５７の下側への引き離しの２点動作である。エアモータ７３への空気圧制御はオン、オフの２点動作である。なお、固定ボルト１６の回り止め溶接破断時は、エアモータ７３の負荷が大きく回転数が低いのでエアモータ７３に供給される空気流量が少なく、回り止め溶接が破断されると、負荷が軽くなり固定ボルト１６を緩める動作なので空気流量が増し、固定ボルト１６が外れると、さらに負荷が減り空気流量が増す。従って、空気圧操作パネルの流量メータの指示を見ることと、水中カメラのモニタでソケット３５Ａの先端部を見ることにより、固定ボルト１６が外れたことを確認できる。
空気圧の空気圧操作パネルへの供給は、作業床面に設けられたサービス用の空気圧源ノズルに接続されたエアホースから供給される。

本押さえ金具取外し装置４０Ｂを用いた一連の押さえ板１５および固定ボルト１６の取外し作業工程を示す図は省略するが以下に説明する要領で行われる。
（工程１；ソケットの位置決めと回り止め溶接の破断）
押さえ金具取外し装置４０Ｂの把持プレート５７を図１１に示すように押さえ板１５の下側に挿入して位置決めし、図示しない空気圧操作パネルを操作して把持プレート５７をソケット３５Ａ側に引き寄せ、ソケット３５Ａを固定ボルト１６に被せる。
この把持プレート５７の押さえ板１５の下側への挿入および位置合わせは、作業台車１０４からの１本のロープ６１Ａにより、押さえ金具取外し装置４０Ｂ本体が吊り下げられ、作業台車１０４の位置、ロープ６１Ａの作業台車１０４上の吊り位置および引き伸ばし長さを調整することにより行われる。このとき、ソケット３５Ａの先端の位置の微調整は、荷重をほとんど受けていない２本のロープ６１を作業者１００が操作することにより行われる。
次に、作業者１００が空気圧操作パネルを操作してエアモータ７３を回動させ、その回転トルクを減速機３３で増幅して、増幅された回転トルクで回動されるソケット３５Ａで回り止め溶接を破断する。

（工程２；回り止め溶接を破断後の固定ボルトの緩め取外し）
その後、把持プレート５７をソケット３５Ａ側に引き寄せ状態にしたまま、さらにエアモータ７３を回動させ続け固定ボルト１６を緩め、固定ボルト取付け座１７から外す。前記の流量メータの指示と水中カメラのモニタによる確認で固定ボルト１６が外れたことを確認して、作業者１００は空気圧操作パネルのエアモータ７３のスイッチをオフし、エアモータ７３を止める。把持プレート５７はソケット３５Ａ側に引き寄せ状態を保っているので、ソケット３５Ａの先端部のボックス内面に固定ボルト１６の頭が入った状態のまま、把持プレート５７とソケット３５Ａの間に挟まれて押さえ板１５、固定ボルト１６は保持されている。

（工程３；外された固定ボルトと押さえ板の回収）
そして、ロープ６１Ａを上方に引っ張り上げて、押さえ金具取外し装置４０Ｂの本体を上方に移動させ、廃棄用キャスク１１１の上方にまで移動させ、ここで空気圧操作パネルを操作してピストン下面側の圧力を抜いて、上面側に圧力を掛けると、把持プレート５７がソケット３５Ａから引き離され、押さえ板１５および固定ボルト１６が廃棄用キャスク１１１内に投入される。
なお、本実施の形態において把持機構部５０のエアシリンダを第１の実施の形態と同様にフェイルセーフの設計としても良いし、エアシリンダを用いる代わりに水圧式のシリンダに変えても良い。
なお、作動流体の漏洩による原子炉圧力容器１内の水を汚染することを防止する点からは、空気圧または水圧による方法が望ましい。

（第３の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、第１の実施の形態における回り止め溶接破断装置３０と押さえ金具取外し装置４０の機能を１つの押さえ金具取外し装置４０Ｂを用いて実現しているので、固定ボルト１６の回り止め溶接を破断後、装置の交換を必要とせず、そのまま固定ボルト１６と押さえ板１５をソケット３５Ａと把持プレート５７で保持しながら固定ボルト１６を緩め、そのまま固定ボルト１６と押さえ板１５をともに保持しながら廃棄用キャスク１１１上に移動し、廃棄することができる。

その結果、第２の実施の形態の場合と同様に、固定ボルト１６を完全に緩めて固定ボルト取付け座１７から取り外したときに、その場所から他の場所に転がり落ちたり、回収中にトングから落としたりという従来技術の場合の作業ミスを防止できる。また、手動操作によりソケット３５Ａを回動させる代わりにエアモータ７３を用いているので、固定ボルト１６の回り止め溶接破断後の固定ボルト１６の緩め操作が迅速にでき、第２の実施の形態よりもさらに作業工程が短縮される。
以上のように、本実施の形態によれば、従来の方法よりも確実に押さえ板１５および固定ボルト１６を迅速に取り外し、確実に回収できる。

本実施の形態においては、ソケット３５Ａを回動させるためにエアモータ７３を用いているが、それに限定されるものではない。エアモータ７３の代わりに電動機を用いても良い。

なお、第２の実施の形態の押さえ金具取外し装置４０Ａ、および第３の実施の形態の押さえ金具取外し装置４０Ｂにおいては、ソケット３５Ａの先端部のボックスが固定ボルト１６の形状合うものに交換したり、下部フランジ３１ｃの下面からソケット３５Ａの先端までの長さＬを調整するため異なる長さのソケット３５Ａと交換したりする場合は、ソケット接続部３６を下部フランジ３１ｃに固定しているボルトを外し、ソケット３５Ａを交換することができる。

また、第１の実施の形態から第３の実施の形態の楔支持構造物取外し装置の説明では、楔支持構造物２０は固定ボルト１６を固定ボルト取付け座１７にねじ込み押さえ板１５を固定している構造のものを対象としたが、それに限定されない。逆に植え込みボルトに押さえ板１５をナットで締付け固定する場合も対象にできる。
また、第１の実施の形態から第３の実施の形態の楔支持構造物取外し装置を作業台車１０４上から操作する例で説明したがそれに限定されるものではなく、燃料交換機上から操作しても良い。

本発明が適用される沸騰水型原子炉の縦断面模式図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視の上部格子板と炉心シュラウド上部の平面図である。 図２におけるＢ−Ｂ矢視の一部拡大縦断面図である。 第１の実施の形態における作業環境を示す図である。 第１の実施の形態の回り止め溶接破断装置の縦断面模式図である。 第１の実施の形態の回り止め溶接破断装置および押さえ金具取外し装置の主軸上端のハンドルの斜視図である。 第１の実施の形態の押さえ金具取外し装置の縦断面模式図である。 （ａ）は図７におけるＣ矢視の把持機構部を示す拡大側面図であり、（ｂ）は把持プレートの上面図である。 第１の実施の形態における、回り止め溶接破断装置および押さえ金具取外し装置を用いた押さえ板および固定ボルトの取外し作業工程を示す図である。 第２の実施の形態の押さえ金具取外し装置の縦断面模式図である。 第３の実施の形態の押さえ金具取外し装置の縦断面模式図である。

符号の説明

１ 原子炉圧力容器
２ 炉心シュラウド
２ａ 上部フランジ
２ｂ 上部胴
２ｃ 中間フランジ
２ｄ 中間胴
３ 炉心
３ａ 燃料集合体
４ シュラウドサポート
５ シュラウドヘッド
６ 炉心支持板
１１ 上部格子板
１３ 上部胴ブラケット
１４ 楔
１５ 押さえ板（押さえ金具）
１６ 固定ボルト（ボルト）
１７ 固定ボルト取付け座
１８ シールプレート
２０ 楔支持構造物
３０ 回り止め溶接破断装置
３１ 減速機筐体
３１ａ 胴
３１ｂ 上部フランジ
３１ｃ 下部フランジ
３１ｄ 吊り耳
３２ 主軸
３３ 減速機（トルク増幅手段）
３３ａ 出力軸（回転軸）
３４ 接続部
３４ａ 接続軸
３５、３５Ａ ソケット
３５ａ 先端部
３５ｂ 根元部
３５ｃ 接続フランジ
３６ ソケット接続部
３７ シール
３８Ａ、３８Ｂ 支持ピン
４０、４０Ａ、４０Ｂ 押さえ金具取外し装置（楔支持構造物取外し装置）
４１ 主軸
４２ 内軸（回転軸）
４３、４３Ａ 外筒
４５ ソケット
４７ 接続ピン
４８ 取付け座
４９ 取付け金具
５０ 把持機構部
５１ エアシリンダ筐体
５２ エアシリンダ
５２ａ エアホース
５３ 駆動軸
５５ ガイドロッド
５７ 把持プレート
６０ ハンドル
６１、６１Ａ、６２ ロープ
６３ 荷重受座
６４ 吊り金具
７１ エアモータ筐体
７３ エアモータ
７２ エアホース
１００ 作業者
１０３ 原子炉ウエル
１０４ 作業台車
１１１ 廃棄用キャスク

Claims (8)

1. 原子力発電プラントにおける原子炉内に設けられた炉内機器のうち、前記原子炉内に楔を用いて固定され、前記楔には抜け防止用の押さえ金具がボルトを締めることでまたはナットを締めることで固定された楔支持構造物を前記原子炉内から取り外すための楔支持構造物取外し装置であって、
   前記ボルトまたは前記ナットを回動させるソケットと、
   該ソケットに回転トルクを伝える回転軸と、
   該回転軸または前記ソケットを収容している外筒に固定された、前記押さえ金具を把持するための把持機構部と、
   を備え、
   該把持機構部は、
   伸縮可能な駆動軸と、該駆動軸に固定された把持プレートと、を有し、
   前記ソケットの先端を前記ボルトの頭または前記ナットに取り付けるとき、先に前記把持プレートを前記押さえ金具の下側に挿入してから取り付け、
   前記ボルトまたは前記ナットを緩めるため前記ソケットを回動中、前記ソケット側に前記把持プレートを引き寄せ、
   前記ボルトまたは前記ナットが外れたとき、前記押さえ金具と前記ボルトまたは前記ナットをともに前記ソケットの先端と前記把持プレートとで挟んで保持することを特徴とする楔支持構造物取外し装置。
2. 前記回転軸は、手動で回動させる主軸の回転トルクを増幅させるトルク増幅手段の出力軸であり、
   前記トルク増幅手段は筐体内に収容され、
   該筐体は、増幅された回転トルクの反力を炉内構造物で受けさせるための支持ピンを有していることを特徴とする請求項１に記載の楔支持構造物取外し装置。
3. 前記回転軸は、モータ主軸の回転トルクを増幅させるトルク増幅手段の出力軸であり、
   前記トルク増幅手段は筐体内に収容され、
   該筐体は、増幅された回転トルクの反力を炉内構造物で受けさせるための支持ピンを有していることを特徴とする請求項１に記載の楔支持構造物取外し装置。
4. 前記トルク増幅手段は、倍力レンチであり、
   前記ボルトまたは前記ナットが回り止め溶接されている場合には、該回り止め溶接を増幅された回転トルクで破断することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の楔支持構造物取外し装置。
5. 前記増幅された回転トルクの反力を、前記支持ピンを介して受ける炉内構造物は、炉心シュラウドであることを特徴とする請求項２から請求４のいずれか１項に記載の楔支持構造物取外し装置。
6. 前記ソケットが交換可能、またはソケットの先端側と根元側が分離可能な構成であることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の楔支持構造物取外し装置。
7. 原子力発電プラントにおける原子炉内に設けられた炉内機器のうち、前記原子炉内に楔を用いて固定され、前記楔には抜け防止用の押さえ金具がボルトを締めることでまたはナットを締めることで固定された楔支持構造物を前記原子炉内から取り外すための、前記ボルトまたは前記ナットを回動させるソケットと、該ソケットに回転トルクを伝える回転軸と、該回転軸または前記ソケットを収容している外筒に固定された、前記押さえ金具を把持するための把持機構部と、を備えた楔支持構造物取外し装置を用いて楔支持構造物取外し方法であって、
   前記把持機構部の伸縮可能な駆動軸に固定した把持プレートを前記押さえ金具の下側に挿入してから前記ソケット側に前記把持プレートを引き寄せ、前記ボルトまたは前記ナットを、前記ソケットを回動させて緩める工程Ｂと、
   前記ボルトまたは前記ナットが外れたとき、前記押さえ金具と前記ボルトまたは前記ナットをともに前記ソケットの先端と前記把持プレートとで挟んで保持して回収する工程Ｃを備えることを特徴とする楔支持構造物取外し方法。
8. 原子力発電プラントにおける原子炉内に設けられた炉内機器のうち、前記原子炉内に楔を用いて固定され、前記楔には抜け防止用の押さえ金具がボルトを締めることでまたはナットを締めることで固定された楔支持構造物を前記原子炉内から取り外すための楔支持構造物取外し方法であって、
   前記ボルトまたは前記ナットの回り止め溶接を、手動またはモータで回動させる入力軸の回転トルクをトルク増幅手段で増幅させ、増幅された回転トルクをソケットを介して前記ボルトの頭または前記ナットに伝え、前記ソケットの反力を、前記トルク増幅手段を収容する筐体に設けた支持ピンを用いて炉内構造物で受けさせて破断する工程１と、
   前記増幅手段の出力軸または前記ソケットを収容する外筒に取り付けられた把持機構部の伸縮可能な駆動軸に固定した把持プレートを前記押さえ金具の下側に挿入した状態で前記ソケット側に前記把持プレートを引き寄せ、前記回り止め溶接を破断されたボルトまたは前記ナットを、前記ソケットを回動させて緩める工程２と、
   前記ボルトまたはナットが外れたとき、前記押さえ金具と前記ボルトまたは前記ナットをともに前記ソケットの先端と前記把持プレートとで挟んで保持して回収する工程３を備えることを特徴とする楔支持構造物取外し方法。

Images