JP5140551B2 - インターナルポンプ及びインターナルポンプのモータ搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、インターナルポンプ及びインターナルポンプのモータ搬送方法に係り、特に、改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲという）に用いるのに好適なインターナルポンプ及びインターナルポンプのモータ搬送方法に関する。

ＡＢＷＲにおいては、原子炉圧力容器内の炉水に冷却水を供給するために、インターナルポンプが原子炉圧力容器の底部に複数台設置されている。インターナルポンプは、ケーシング、水中モータ、水中モータに連結されるシャフト、シャフトの先端部に取り付けられたインペラ、及びインペラを内包するディフューザを有する。水中モータ及びシャフトはケーシング内に配置される。インペラ及びディフューザは原子炉圧力容器内に設置される。ケーシングは、原子炉圧力容器の底部に溶接にて取り付けられ、原子炉圧力容器から下方に向かって伸びている。水中モータの下方に位置するモータカバーが、ケーシングの底部にスタッドボルト及びナットによって取り付けられる。

水中モータは、ＡＢＷＲの運転停止後に、保守点検のためにケーシングから取り外される。この水中モータの取り外し作業は、モータ取り扱い装置を用いて行われる。モータ取り扱い装置の例が、特公平５−３１９５９号公報、特公平５−３１９５６号公報及び特開平４−３６１１９７号公報に記載されている。

特公平５−３１９５９号公報及び特公平５−３１９５６号公報に記載されたモータ取り扱い装置は、一対のネジ棒、各ネジ棒に噛み合うナット及び各ネジ棒に連結される各ネジ棒駆動機構を有する。水中ポンプに設置されたモータカバー（フランジ）に取り付けられた一対のラグ（ブラケット）に各ナットを取り付ける。モータカバーとケーシングを締結するボルトが取り外される。ケーシングに取り付けられた各ネジ棒駆動機構を駆動し、それぞれのネジ棒が回転される。水中ポンプがケーシングから下方に引き抜かれる。

特開平４−３６１１９７号公報に記載されたモータ取り扱い装置も、一対のネジ棒、各ネジ棒に噛み合うナット及び各ネジ棒に連結される各ネジ棒駆動機構を有する。ラグを有するガイドスクリュウサポートがボルトによりモータケーシングに取り付けられている。ネジ棒の上端部はこのガイドスクリュウサポートによりモータケーシングに保持される。

また、特開平４-１６９８９６号公報は、水中モータをモータケーシングから引き抜くときに、水中モータに設けられたラグと、ネジ棒に噛み合うナットを結合することを記載している。このラグは水中モータと一体化されている。

特公平５−３１９５９号公報 特公平５−３１９５６号公報 特開平４−３６１１９７号公報 特開平４-１６９８９６号公報

特公平５−３１９５９号公報、特公平５−３１９５６号公報及び特開平４-１６９８９６号公報に記載されたように、ネジ棒と噛み合うナットを取り付ける一対のラグがモータカバーと一体になっている。このため、一対のラグを有するモータカバーの形状が複雑になるので、素材の物量が多くなり、加工に多くの時間を有していた。

本発明の目的は、モータカバーの製造に要する時間を短縮でき、ポンプ駆動モータを上下動させるネジ棒に噛み合うナット部材に伝えられるモータの荷重のうちモータカバーに取り付けられるネジ部材に掛かる負荷を低減でき、モータ搬送装置を小型化できるインターナルポンプ及びインターナルポンプのモータ搬送方法を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、モータカバーの側面に第１突起部及び第１溝部のいずれかが形成されており、昇降装置のネジ棒と噛み合うナット部材と着脱自在に結合される、第１突起部と噛み合う第２溝部及び第１溝部と噛み合う第２突起部のいずれかを有する接続部材が、溝部と突起部を噛み合せた状態で接続部材に形成された貫通孔内に挿入されたネジ部材によりモータカバーの側面に着脱自在に取り付けられていることにある。

モータカバーの側面に第１突起部及び第１溝部のいずれかを形成し、モータカバーの側面に取り付けられる接続部材に第１突起部と噛み合う第２溝部及び第１溝部と噛み合う第２突起部のいずれかを形成しているので、モータカバーの加工に必要な素材の量が少なくモータカバーの加工時間が短縮される。さらに、モータをモータケーシングから引き抜いているときにモータの荷重は突起部及び溝部を介して接続部材に伝えられるので、モータカバーに取り付けられるネジ部材に掛かる荷重を低減することができる。接続部材が、接続部材に形成された貫通孔内に挿入されたネジ部材によりモータカバーの側面に着脱自在に取り付けられているので、ネジ部材を取り外して接続部材をモータカバーから取り外した状態で、モータカバーをモータ搬送装置で搬送することができる。このため、モータカバーを搬送するモータ搬送装置を小型化することができる。

本発明によれば、モータカバーの製造に要する時間を短縮でき、ポンプ駆動モータを上下動させるネジ棒に噛み合うナット部材に伝えられるモータの荷重のうちモータカバーに取り付けられるネジ部材に掛かる負荷を低減することができ、モータ搬送装置を小型化できる。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の好適な一実施例であるインターナルポンプ及びインターナルポンプの搬送方法を、図１〜図７を用いて以下に説明する。

ＡＢＷＲは、インターナルポンプ１及び原子炉圧力容器７を備えている。原子炉圧力容器７はペデスタル５０に据え付けられている。複数台のインターナルポンプ１が、原子炉圧力容器７の底部に設置され、原子炉圧力容器７内に配置される炉心（図示せず）に冷却水を供給する。

インターナルポンプ１は、ポンプケーシング２、水中モータ３、シャフト４、インペラ５及びディフューザ６を有する。ケーシング２は原子炉圧力容器７の底部に設けられ、原子炉圧力容器７より下方に向かって伸びている。水中モータ３及び水中モータ３の回転軸に連結されたシャフト４は、ポンプケーシング２内に配置される。インペラ５及びディフューザ６は原子炉圧力容器７内に配置される。インペラ５はシャフト４に連結されており、ディフューザ６は原子炉圧力容器７に取り付けられている。

水中モータ３の下端部に設置されたモータカバー８がスタッドボルト１０及びナット１１によってポンプケーシング２に取り付けられている。補助カバー９がモータカバー８に取り付けられており、ポンプケーシング２の密封性はモータカバー８及び補助カバー９により補償されている。モータカバー８は、互いに反対方向を向いている２つの側面１３，１５に外側に向かって突出する突起部１４，１６を形成している。これらの突起部１４，１６は、それぞれの側面に沿って水平方向に突出している。これらの突起部１４，１６におけるそれぞれの側面から突出している長さは、後述の接続部材１２の溝３４と噛み合えばよいので、従来のモータカバーと一体化されているラグの、モータカバーの側面から突出している長さよりもかなり短い。

モータ搬送装置２０は、図３に示すように、４つの車輪２６が取り付けられたフレーム２１、２本の支持部材２２、軸受け部材２３及びモータコンテナ２７を有する。２本の支持部材２２は、間隔をあけてフレーム２１上に設置され、フレーム２１から上方に向かって伸びている。一対の軸２５が、モータコンテナ２６の軸心を通ってこの軸心と直交する直線上に並んで反対方向に伸びるように、モータコンテナ２７の外面に取り付けられる。各軸２５は別々の軸受け部材２３に回転可能に支持される。コンテナ受け部材２４は、軸２５から離れた位置である、モータコンテナ２７の一端部に、フレーム２１に向って伸びるように設けられる。コンテナ受け部材２４は横転されたモータコンテナ２７の一端部をフレーム２１上に支持する。モータコンテナ２７は周方向に二分割できる構造となっており、複数のボルトにより分離可能に結合されている。

原子炉格納容器は、原子炉圧力容器７及びペデスタル５０を取り囲んでいる。モータ取り扱い装置３６は、原子炉圧力容器７の下方でペデスタル５０に取り囲まれた領域内に回転可能に設置されたプラットホーム５１に取り付けられている。モータ取り扱い装置３６は、図４及び図６に示すように、昇降装置３７、一対のガイドスキュウリュー３８、一対のナット部材４０及びモータ取り付けナット着脱装置（図示せず）を有する。モータ取り付けナット着脱装置としては、例えば、特公平５−３１９５９号公報に記載されたモータ部取り付けナット着脱装置が用いられる。一対のガイドスキュウリュー３８の下端部は、昇降装置３７の回転装置にそれぞれ連結される。各ナット部材４０はそれぞれのガイドスキュウリュー３８と噛み合っている。

保守点検時に水中モータ３は、モータ取り扱い装置３６によりポンプケーシング２から取り外され、モータ搬送装置２０により原子炉格納容器（図示せず）外の補修室２８まで搬送される。保守点検及び補修が終了した水中モータ３には、補修室２８（図４参照）において、二分割されたモータコンテナ２７が装着される。これらのモータコンテナ２７はボルト及びナットによって結合される。モータコンテナ２７を装着した水中モータ３は、モータ搬送装置２０のフレーム２１上に乗せられる。このとき、水中モータ３は横転されており、モータコンテナ２７に設けられた一対の軸２５が各軸受け部材２３によって支持され、モータコンテナ２７の一端部がコンテナ受け部材２４によって保持されている。モータカバー８はモータコンテナ２７の外部に突出している。モータ搬送装置２０の各車輪２６は、ペデスタル５０内の空間から補修室２８まで伸びるガイドレール２９上に置かれている。モータ搬送装置２０は、ガイドレール２９に沿ってペデスタル５０内まで移動され、プラットホーム５１上に達する。

モータ搬送装置２０がプラットホーム５１に到達した後、モータコンテナ２７は、ペデスタル５０の内面に取り付けられたチェーンブロック３５によって引き起こされるので、モータ搬送装置２０の軸受け部材２３で支持されている軸２５を中心にａの方向（図３(Ｂ)及び図４参照）に９０°回転する。このため、水中モータ３を包囲したモータコンテナ２７が直立状態になる。チェーンブロック３５を操作して水中モータ３を包囲したモータコンテナ２７をさらに吊り上げる。その後、プラットホーム５１に取り付けられた昇降装置３７が吊り上げられた水中モータ３の真下の位置に来るまで、プラットホーム５１を旋回させる。チェーンブロック３５の操作によって、水中モータ３の下端が昇降装置３７の上端に接触するまでモータコンテナ２７を下降させる。水中モータ３が昇降装置３７の上に載せられる。このとき、モータコンテナ２７は水中モータ３から取り外される。

水中モータ３が昇降装置３７の上に載せられた状態で、昇降装置３７に連結された一対のガイドスクリュー３８が、モータケーシング２及び水中モータ３に接続される。水中モータ３とガイドスクリュー３８の結合を、図５及び図６を用いて説明する。水中モータ３に取り付けられたモータカバー８の２つの側面１３，１５に、一対のラグ３１が形成された接続部材１２をそれぞれ取り付ける。側面１３への接続部材１２の取り付けを例にとって説明する。接続部材１２の側面１３と対向する面に溝３４が形成されている。この溝３４内に突起部１４を挿入して接続部材１２を側面１３に接触させる。ボルト３３Ａが、接続部材１２に形成された貫通孔３２Ａを通して、側面１３に形成されたネジ孔３０Ａに噛み合わされる。ボルト３３Ｂが、接続部材１２に形成された貫通孔３２Ｂを通して、側面１３に形成されたネジ孔３０Ｂに噛み合わされる。ボルト３３Ｃが、接続部材１２に形成された貫通孔３２Ｃを通して、側面１３に形成されたネジ孔３０Ｃに噛み合わされる。これらのボルトが締め付けられることによって接続部材１２がモータカバー８の側面１３に取り付けられる。接続部材１２のモータカバー８の側面１５への取り付けも同様に行われる。それぞれのガイドスクリュー３８に噛み合わされた各ナット部材４０は、ボルト３９Ａ，３９Ｂによってそれぞれの接続部材１２に結合される。すなわち、ボルト３９Ａは１つのラグ３１に設けられた貫通孔を通してナット部材４０に形成されたネジ孔に噛み合わされる。ボルト３９Ｂは他のラグ３１に設けられた貫通孔を通して同じナット部材４０に形成されたネジ孔に噛み合わされる。

ガイドスクリュー３８のモータケーシング２への取り付けを、図６を用いて説明する。一対のラグ４２を形成しているブラケット４１をモータケーシング２に取り付ける。ガイドスクリュー３８に取り付けられたベアリングボックス４３が、ボルト４４Ａ，４４Ｂによってブラケット４１のそれぞれのラグ４２に取り付けられる。他方のガイドスクリュー３８も、同様にして、モータケーシング２の１８０°反対側の面に取り付けられる。前述したボルト３９Ａ，３９Ｂ，４４Ａ，４４Ｂは、それぞれ、ピンに変更してもよい。

水中モータ３をモータケーシング２に向かって上昇させるとき、昇降装置３７内の回転装置が回転される。これによって、一対のガイドスクリュー３８が回転する。ベアリングボックス４３は、これらのガイドスクリュー３８が回転しても上下方向に移動しない。しかしながら、一対のナット部材４０は、ガイドスクリュー３８と噛み合っているので、それらのガイドスクリュー３８の回転によって上昇する。このため、一対のナット部材４０に結合された水中モータ３は上方に向って移動する。水中モータ３がモータケーシング２内に挿入され、モータカバー８の上面がモータケーシング２の下端面に接触する。このとき、昇降装置３７内の回転装置の駆動が停止される。

モータケーシング２に取り付けられた複数のスタッドボルト１０がモータカバー８を貫通している。ナット１１が、モータ取り付けナット着脱装置によって下方よりスタッドボルト１０に取り付けられ、締め付けられる。モータカバー８がモータケーシング２に取り付けられ、水中モータ３がモータケーシング２に装着される。その後、ボルト３９Ａ，３９Ｂが取り外され、ナット部材４０と接続部材１２との結合状態が解除される。さらに、ボルト４４Ａ，４４Ｂが取り外されてベアリングボックス４３とブラケット４１の結合状態が解除される。

プラットホーム５１が旋回され、昇降装置３７が次に取り外すべき他の水中モータ３の真下の位置まで旋回される。それぞれのガイドスクリュー３８の上端部に設けられた各ベアリングボックス４３が、他の水中モータ３が収納されているモータケーシング２に取り付けられた２つのブラケット４１にボルト４４Ａ，４４Ｂによってそれぞれ結合される。それぞれのガイドスクリュー３８に噛み合っている各ナット部材４０が、ボルト３９Ａ，３９Ｂによって、引き抜き対象の水中モータ３のモータカバー８に取り付けられている接続部材１２に結合される。前述した水中モータ３をモータケーシング２から取り外して補修室２８まで移送する手順は、水中モータ３をモータケーシング２に取り付ける手順の逆となる。ガイドスクリュー３８の回転によってモータカバー８が昇降装置３７の上端と接触するまで水中モータ３が下降されたとき、ナット部材４０と接続部材１２との結合状態が解除され、ボルト３３Ａ〜３３Ｃが取り外されて接続部材１２がモータカバー８から取り外される。接続部材１２が付いていない状態で水中ポンプ３がモータ搬送装置２０によって補修室２８まで移送される。

本実施例では、一対のラグ３１を有する接続部材１２がボルトによってモータカバー８に取り付けられる。このため、１８０°反対側の２つの側面１３，１５にそれぞれ突起部を形成しているモータカバー８は、それぞれの側面に一対のラグが一体化されている従来のモータカバーに比べて下降に要する時間が短縮される。各突起部の側面から突出している長さが、従来のラグのその長さよりも短いので、本実施例に用いられるモータカバー８の素材の量が従来のそれよりも少なくて済み、加工時間が短縮される。

本実施例では、さらに、モータカバー８がナット部材４０に取り付けられる接続部材１２の溝３４に噛み合わされる突起部１４を形成しているので、水中モータ３の荷重は突起部１４及び溝３４を介してナット部材４０に伝えられる。したがって、ボルト３３Ａ〜３３Ｃに加わるその荷重を低減することができ、ボルト３３Ａ〜３３Ｃのせん断を防止することができる。突起部１４は、接続部材１２をモータカバー８に取り付ける際の開度の役割を果たし、モータカバー８上での接続部材１２の位置決めを容易に行うことができる。

さらに、本実施例によれば、モータカバー８から接続部材１２を取り外した状態で水中モータ３を、モータ搬送装置２０に乗せて、プラットホーム５１と補修室２８の間を搬送することができる。このため、支持部材２２相互間の間隔を狭くすることができ、フレーム２１の幅も狭くできる。したがって、モータ搬送装置２０は小型化される。従来のように、モータカバー８の１８０°反対側に位置する両側面から突出している長さが長いラグがモータカバー８と一体化されている場合には、支持部材２２相互間の間隔が広くなり、モータ搬送装置のフレームの幅を広くしなければならない。モータ搬送装置の載せられた水中モータ３はプラットホーム１５上でチェーンブロック３５により引き起こす必要がある。従来の水中モータでは、そのときに、両側面に設けられたラグが支持部材２２と干渉しないように支持部材２２の相互間の間隔を広くしている。しかしながら、ラグ３１を有する接続部材１２が取り外されて側面１３，１５からの突出長さが短い突起部１４を有するモータカバー８を用いた水中モータ３では、支持部材２２の相互間の間隔を従来例よりも狭くすることができる。したがって、本実施例では、モータ搬送装置２０を小型化することができる。

上記した実施例では、突起部１４をモータカバー８に形成して溝３４を接続部材１２に形成しているが、逆に、突起部１４を接続部材１２に形成して溝３４をモータカバー８に形成してもよい。これによっても、本実施例で生じる各効果を得ることができる。モータカバー８に突起部１４が形成されないので、支持部材２２相互間の間隔をさらに狭くすることができ、モータ搬送装置２０をより小型化することができる。

本発明の他の実施例であるインターナルポンプ及びインターナルポンプの搬送方法を、図８を用いて以下に説明する。本実施例のインターナルポンプ１は、モータカバー８の両側面１３，１５に突起部１４を形成していない。モータカバー８の両側面１３，１５は平面になっており、ネジ孔４５Ａ，４５Ｂが形成されている。これは、図８に示すナット部材４０Ａを採用しているからである。ナット部材４０Ａは下端部に一方向に突出する突起部４６を有している。突起部４６の上方で、貫通孔４７Ａ，４７Ｂがナット部材４０Ａに形成されている。

ガイドスクリュー３８に噛み合っているナット部材４０Ａは、補修室２８から搬送されて来てモータケーシング２内に装着される水中モータ３のモータカバー８に取り付けられる。ナット部材４０Ａのモータカバー８への取り付けは、ボルト４８Ａを、貫通孔４７Ａを通してネジ孔４５Ａに噛み合わせ、ボルト４８Ｂを、貫通孔４７Ｂを通してネジ孔４５Ｂに噛み合せることによって行われる。ボルト４８Ａ，４８Ｂが完全に締め付けられて、ナット部材４０Ａのモータカバー８への取り付けが終了する。水中モータ３がモータケーシング２内に装着されたとき、ボルト４８Ａ，４８Ｂを緩めてナット部材４０Ａがモータカバー８から取り外される。ブラケット４１とガイドスキュウリュー３８に取り付けられたベアリングボックス４３との結合状態も解除される。

昇降装置３７は、プラットホーム５１の旋回によって、次に取り外すべき水中モータ３の真下まで移動する。この水中モータ３のモータケーシング２に取り付けられているブラケット４１とガイドスクリュー３８に取り付けられたベアリングボックス４３がボルト４４Ａ，４４Ｂによって結合される。ガイドスクリュー３８と噛み合っているナット部材４０Ａが、ボルト４８Ａ，４８Ｂによって、その水中モータ３のモータカバー８Ａに取り付けられる。このとき、ナット部材４０Ａの突起部４６がモータカバー８Ａの下方に位置してモータカバー８Ａの下面が突起部４６の上面に接触している。

モータケーシング２に取り付けられた複数のスタッドボルト１０に装着されている各ナット１１をモータ取り付けナット着脱装置によって取り外す。その後、昇降装置３７の回転装置を駆動させて水中モータ３をモータケーシング２から引き抜く。ナット部材４０Ａとモータカバー８Ａの結合状態を解除し、実施例１と同様に、水中モータ３をモータ搬送装置２０によって補修室２８まで移送する。

本実施例も、実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例では、ナット部材４０Ａの突起部４６が水中モータ３の荷重を受けており、モータカバー８Ａには実施例１のような突起部１４が形成されていない。このため、モータカバー８Ａの素材の量がモータカバー８のそれよりも少なくて済み、加工時間もモータカバー８よりもさらに短縮される。また、支持部材２２相互の間隔をさらに狭くできるので、モータ搬送装置２０を実施例１よりもさらに小型化することができる。

本発明の好適な一実施例である実施例１のインターナルポンプの縦断面図である。 図１に示すポンプカバーの構造図であり、（Ａ）はポンプカバーの縦断面図、（Ｂ）はポンプカバーの平面図である。 モータ搬送装置の構造図であり、（Ａ）はモータ搬送装置の側面図、（Ｂ）はモータ搬送装置の正面図である。 補修室からモータケーシングまでのインターナルポンプの搬送方法を示す説明図である。 インターナルポンプのモータカバーへの接続部材の取り付け状態を示す説明図である。 昇降装置のガイドスクリューに設けられたベアリングボックスとモータケーシングに取り付けられたブラケットとの接続状態、及びガイドスクリューと噛み合っているナット部材とモータカバーに取り付けられた接合部材との接続状態を示す説明図である。 水中モータを昇降装置によってモータケーシングに挿入する作業を示す説明図である。 本発明の他の実施例であるインターナルポンプの搬送方法におけるガイドスクリューと噛み合っているナット部材とモータカバーとの接合状態を示す説明図である。

符号の説明

１…インターナルポンプ、２…ポンプケーシング、３…水中モータ、４…シャフト、５…インペラ、７…原子炉圧力容器、８，８Ａ…モータカバー、１２…接続部材、１４，１６，４６…突起部、２０…モータ搬送装置、２１…フレーム、２２…支持部材、２７…モータコンテナ、３４…溝、３６…モータ取り扱い装置、３７…昇降装置、３８…ガイドスクリュー、４０，４０Ａ…ナット部材、４１…ブラケット、４３…ベアリングボックス。

Claims (3)

1. モータと、前記モータにより回転されるインペラと、前記モータに取り付けられたモータカバーとを備え、
   前記モータカバーの側面に第１突起部及び第１溝部のいずれかが形成されており、昇降装置のネジ棒と噛み合うナット部材と着脱自在に結合される、前記第１突起部と噛み合う第２溝部及び前記第１溝部と噛み合う第２突起部のいずれかを有する接続部材が、前記溝部と前記突起部を噛み合せた状態で前記接続部材に形成された貫通孔内に挿入されたネジ部材により前記モータカバーの側面に着脱自在に取り付けられていることを特徴とするインターナルポンプ。
2. 原子炉容器に設けられたモータケーシングに装着されているインターナルポンプのモータのモータカバーの側面に形成された突起部に、溝部を噛み合せて、形成されている貫通孔内に挿入されたネジ部材により前記モータカバーに着脱自在に取り付けられた接続部材に、昇降装置に連結されたネジ棒に噛み合っているナット部材を結合し、
   その後、前記ネジ棒を回転させることによって前記モータを前記モータケーシングから引き抜き、
   前記モータの引き抜き後、前記接続部材と前記ナット部材との結合状態を解除すると共に前記接続部材を前記モータカバーから取り外し、
   前記接続部材が取り外された前記モータをモータ搬送装置により搬送することを特徴とするインターナルポンプのモータ搬送方法。
3. 原子炉容器に設けられたモータケーシングに装着されているインターナルポンプのモータのモータカバーの側面に形成された溝部に、突起部を噛み合せて、形成されている貫通孔内に挿入されたネジ部材により前記モータカバーに着脱自在に取り付けられた接続部材に、昇降装置に連結されたネジ棒に噛み合っているナット部材を結合し、
   その後、前記ネジ棒を回転させることによって前記モータを前記モータケーシングから引き抜き、
   前記モータの引き抜き後、前記接続部材と前記ナット部材との結合状態を解除すると共に前記接続部材を前記モータカバーから取り外し、
   前記接続部材が取り外された前記モータをモータ搬送装置により搬送することを特徴とするインターナルポンプのモータ搬送方法。

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