JPH0448569B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は原子炉に連設された主蒸気管に設け
られた主蒸気隔離弁の弁箱に弁体を締着させてい
るボルト及びナツトのうちナツトを着脱させる主
蒸気隔離弁のナツト着脱装置係り、特にナツトの
着脱を自動的に行ない得るようにしたものに関す
る。

［発明の技術的背景及びその問題点］ 一般に原子力発電所において、原子炉内で発生
した高温高圧蒸気をタービン等に移送するための
主蒸気管には、危急時等この蒸気の流れを塞止し
あるいは流量を制御するため弁体がこの主蒸気管
に略45度の角度でもつて傾斜させて取付けられて
いる主蒸気隔離弁（以下MSIVと略記する）が設
けられている。

ところで、このMSIVはその建全性を維持すべ
く定期的に分解されて検査及びすり合せ調整され
ることになるが、この分解に先立ちMSIVの弁体
を弁箱に結合しているすべてのナツトを取り外す
必要がある。

従来はこのナツトの取り外しを１本づつ手作業
で行つていた。しかし、ナツト数が多いので煩雑
で時間がかかり、放射線の被曝線量も多くなると
いう不都合があつた。また、MSIVの組立最終に
行なうナツトの締付けにおいても同様の不都合が
あつた。

［発明の目的］ この発明は上記問題点に鑑みてこれを有効に解
決するために創案されたものであり、その目的と
するところはナツトの締付へ・緩め工程を自動的
に行なうことができるMSIVの弁体の締付ナツト
着脱装置を得ることである。

［発明の概要］ 上記目的を達成すべくこの発明は原子炉に連設
された主蒸気管に一体的に設けられた弁箱の開口
部に弁箱側フランジを形成すると共に、該弁箱側
フランジにボルトを複数立設し、他方、上記弁箱
内に着脱自在に収容される主蒸気隔離弁の弁体に
弁体側フランジを形成し、上記弁箱の開口部を通
して上記弁体を挿入すると共に該弁体側フランジ
を上記弁箱側フランジに当接し、上記ボルトに締
付ナツトを着脱させるための主蒸気隔離弁の締付
ナツト着脱装置において、上記弁箱側フランジに
一体的に設けられた固定フレームと、上記弁箱の
開口部付近に昇降移動自在に吊設されると共に、
上記固定フレームに着脱自在に係止される移動フ
レームと、該移動フレームに設けられ、上記ボル
トを加熱膨張させると共に、上記ナツトを回転さ
せるナツトランナと、上記移動フレームに走行自
在に設けられ、上記ナツトランナを支承しつつナ
ツトランナを移動させて上記ボルトに締着離脱す
るための走行部材とを備えたことを特徴とする。
これにより安定した状態でナツトを自動締着・離
脱できるようにし、ナツトの脱着に時間がかかる
ために、作業に従事する者が、大量の放射線被曝
線を受けないようにしたものである。

［発明の実施例］ 以下、この発明の好適一実施例を添付図面に基
づいて説明する。

第１図及び第２図に示す如くこの発明のMSIV
の締付ナツト着脱装置は、弁箱１に設けられた固
定フレーム２と、この固定フレーム２に係止連結
される移動フレーム３と、移動フレーム３上をこ
れに沿つて昇降移動するナツトランナ４を有する
走行部材５とから構成されている。

上記固定フレーム２を設ける弁箱１は一端が原
子炉（図示せず）に、他端が、原子炉格納容器外
のタービン（図示せず）に連結されている。この
中を移送される高温高圧蒸気を制御するために傾
斜させた弁体６が取付けられている。具体的に
は、弁体６の一端に形成された弁体側フランジ７
と弁箱１側に形成された弁箱側フランジ８とがボ
ルトナツト９で連結されている。第１０図に示す
如く、上記ボルトは弁箱側フランジ８に設けたス
タツドボルト９ａである。このスタツドボルト９
ａに弁体側フランジ７を挿通させナツト９ｂを緊
締することにより弁体６を弁箱１に装着してい
る。このスタツドボルト９ａの軸芯にはこれに後
述する棒状ヒータ１０を挿込むための貫通孔１１
が設けられている。

そして、再び第１図及び第２図に示す如く上記
弁箱側フランジ８には、弁体６の締付ナツト着脱
装置の移動フレーム３を着脱自在に係止するため
の一対の固定フレーム２が、このフランジ８の径
方向外方へ幾分張り出すとともに弁体６の軸方向
外方へ延出させて一体的に設けられている。固定
フレーム２は上記フランジ８の両側に相対向して
設けられると共に、移動フレーム３の先端を下方
と前方とで係止するためのＬ字状の凹部１２を有
している。この凹部１２は後述するナツト引抜き
のときに生じる反力受けになる。また、上記凹部
１２壁には、移動フレーム３の先端が係止された
ときその先端に設けられた孔１３と重合する通し
孔１４が設けられている。なお、固定フレーム２
はナツト着脱時に取付けるようにしてもよい。

上記固定フレーム２に係止連結される移動フレ
ーム３は、第１図、第２図に示す如く、下方に開
放したコ字形状をしていて、弁体の軸方向Ａと平
行な角度に保持されつつ垂直昇降移動自在に吊設
されている。この吊設手段はコ字形の移動フレー
ム３を跨ぐ如く配設された２つの門型吊フレーム
１４，１５より成つている。１つは移動フレーム
３のほぼ重心位置上に垂下する主吊フレーム１４
であり、その両側に同期した電動機１６，１６に
駆動される主ねじジヤツキ１７，１７が備えら
れ、この主ねじジヤツキ１７，１７が移動フレー
ム３を枢支してこの荷重を支えるようになつてい
る。他の１つは移動フレーム３の上記重心位置に
主吊フレーム１４より幾分開いた角度で固定され
た副吊フレーム１５であり、この中央部が上記主
吊フレーム１４から横に伸びたアーム１８に支持
されると共に、電動機１９に駆動される副ねじジ
ヤツキ２０に枢支され、移動フレーム３の弁体の
軸方向Ａと平行な角度に保持している。そして、
これらのねじジヤツキ１７，１７及び２０を同期
して作動させることにより移動フレーム３を上記
角度に保持しつつ昇降移動自在となしている。

また、主吊フレーム１４は旋回揺動自在な自在
継手２１を介してモノレール２２に軸架されてい
る。その軸架部は電動機２３を駆動源とする走行
装置２４にて構成され、移動フレーム３を支持し
たままモノレール２２上を水平走行移動するよう
になつている。上記アーム１８と反対側に位置す
る主吊フレーム１４部分からバランスアーム２５
が延出され、これの先端を支えることにより移動
フレーム３の抑動を揺制するようになつている。
また、上記移動フレーム３をジヤツキ１７，１７
及び２０，２０によりそのまま下降移動させれ
ば、移動フレーム３が固定フレーム２に係止連結
するように、上記モノレール２２は固定フレーム
２から所定距離だけ離間した位置に配設されてい
る。

このように吊設された移動フレーム３は、第３
図乃至第５図に示す如く固定フレーム２に係合連
結すべくその凹部１２に係合する凸部２７をその
先端に有している。そしてこの移動フレーム３の
先端の凸部２７には既述した如く固定フレーム２
側の通し孔１４と重合する孔１３が設けられる。
この孔１３にアクチユエータ、例えばエアシリン
ダ２８によつて進退駆動されるロツクピン２９が
挿通され、その後退により固定フレーム２側の通
し孔１４に挿抜して移動フレーム３を固定フレー
ム２に対して固定又は解放できるようにしてあ
る。

また、第４図に示す如くコ字形状の移動フレー
ム３が形成する空間には、後に詳述する走行部材
５が該フレーム３に沿つて昇降移動自在に設けら
れる。この走行部材５を該フレーム３に沿つて昇
降移動自在とするために、移動フレーム３の相対
向する平行部材３ａに、第５図に示す如くデユア
ルレール３０，３０が設けられている。そして、
このデユアルレー３０，３０間にその長手方向に
沿つて走行部材５を送り移動させるためのスクリ
ユーロツド３１が第４図に示す如く配設されてい
る。このスクリユーロツド３１はその一端が軸受
３２に支持され、他端が動力分配器（電動機）３
３より駆動されるウオーム減速機３４に連結され
て、スクリユーロツド３１を回転させることによ
りその中間に螺着した移動子３５を進退自在とな
している。

上記移動子３５に固着された走行部材５は第２
図からわかるように箱形状をなし、その両側部に
設けたローラ３６，３６を上記デユアルレール３
０に載せることにより、移動フレーム３が形成す
る空間を走行できるようになつている。第５図に
示す如く上記ローラ３６は上下一対のローラ３
６，３６から成り、これら一対のローラ３６によ
りデユアルレール３０，３０を挟むことによつて
走行部材５がデユアルレール３０，３０上を支承
されつつ安定に走行できるように構成されてい
る。

このような移動フレーム３に沿つて昇降する走
行部材５に上記スタツドボルト９ａを加熱膨脹さ
せナツト９ｂを回転させるためのヒータ１０とソ
ケツトレンチ３９とを備えたナツトランナ４が設
けられている。

第５図に示す如く、ナツトランナ４は弁体側フ
ランジ７のボルトナツト９に対応すべく走行部材
５の断面に環状に配列されている。図示例では10
本のナツト９が配列されているが、その数は弁体
側フランジ７のボルトナツト９の数の半分であ
る。これは走行部材５に設けるナツトランナ４の
数をできるだけ減らして走行部材５の重量を軽減
するとともにその構造の複雑化を避けるためであ
る。したがつて、弁体側フランジ７のナツト９ｂ
のすべてを１回で取外すことができなくなるが、
２回に分けてすべてのナツト９ｂを取り外すべく
環状に配列されたナツトランナ４全体を周方向に
所定角度回転させるためのロータリアクチユエー
タ４０が、走行部材５の後方に設けられる。この
ロータリアクチユエータ４０の駆動によりナツト
ランナ４全体を周方向に僅かにずらし弁体側フラ
ンジ７の残りのボルトナツト９に臨ませ得るよう
になつている。

第６図乃至第１０図に示すごとく、ナツトラン
ナ４はこれを前進させたときスタツトボルト９ａ
に設けた貫通孔１１に挿入される棒状ヒータ１０
を備えている。この棒状ヒータ１０は基端部１０
ａが断熱材を介して例えばエアモータ４１に駆動
される回転軸４２に直結されている。そして、こ
の回転軸４２に設けたスリツプリング４３を介し
て電源供給され棒状ヒータ１０への通電により高
温加熱されるようになつている。

また、上記ヒータ１０と同軸上でこれの基端
部、中間部を囲繞する如くソケツトレンチ３９が
設けられている。このソケツトレンチ３９はスタ
ツドボルト９ａにナツト９ｂを締着離脱するため
のもので、上記回転軸４２に嵌装したスプライン
４５に一体的に設けられ、回転軸４２に沿つて設
けたスプリング４６により常時軸方向外方へ付勢
されるようになつている。

以上の構成よりなるこの実施例の作用について
述べる。

MSIVの組立作業を始めるに際してまずMSIV
の分解組立装置により弁体６を弁箱１１に挿着す
る。その後、第１図及び第２図に示す如く走行部
材５後方端に引き揚げた状態の移動フレーム３を
動かし、弁体６の軸方向Ａと平行になるようにそ
の傾斜角度の調整を行う。この調整は主ねじジヤ
ツキ１７，１７又は副ねじジヤツキ２０のいずれ
か一方を動かすことにより容易に行なえる。この
調整を行つたならば主ねじジヤツキ１７，１７及
び副ねじジヤツキ２０を同時に作動して移動フレ
ーム３を上記傾斜角度を保持しつつ下降し、弁箱
１側に設けた固定フレーム２に係止させ、移動フ
レーム３を弁体６の軸方向Ａに沿つて直線状に連
結する（第４図）。移動フレーム３の連結後、エ
アシリンダ２８を作動させ、その作動により移動
フレーム３側の孔１３と固定フレーム２側の通し
孔１４とにロツクピン２９を前進させて挿入し、
以降の工程で移動フレーム３のガタつきや離脱が
ないように移動フレーム３を固定フレーム２に確
実にロツクする。

次いで、第３図又は第１１図に示す如く、スク
リユーロツド３１を回転して走行部材５を移動フ
レーム３に沿つて下降させ、走行部材５に設けた
ナツトランナ４の各ヒータ１０を弁体側フランジ
７から突出している各スタツドボルト９ａの貫通
孔１１に挿入する（第６図、第７図）。このヒー
タ１０の貫通孔１１への挿入はナツトランナ４の
周方向回り角度を予め設定することにより自動的
に行われる。この際各スタツドボルト９ａに予め
ナツト９ｂを緩く嵌めておくようにし、ヒータ１
０のスタツドボルト９ａへの挿入後半で、ソケツ
トレンチ３９をナツト９ｂに衝合させる。ソケツ
トレンチ３９がナツト９ｂに衝合後も移動フレー
ム３を所定距離（ナツト９ｂの締込み量と同じ）
更に下降させナツトランナ４を前進させる。この
ナツトランナ４の前進によりナツト９ｂに進路を
阻まれたソケツトレンチ３９はスプリング４６を
圧縮させ、第７図で示す如く軸方向内方へ後退す
る。この圧縮されたスプリング４６の復元力が後
述するソケツトレンチ３９の前進駆動源となる。

このようにスプリング４６が圧縮しソケツトレ
ンチ３９が軸方向内方への後退を完了した時点で
走行部材５の下降が自動的に停止するように設定
される。

そして、第７図に示す如く例えばエアモータ４
１を駆動することによりソケツトレンチ３９を回
転させながらナツト９ｂに噛合わせ、スプリング
４６の復元による前進力でナツト９ｂを回して締
めていく。ナツト９ｂが弁体側フランジ７に着座
するとナツトランナ４の回転を停止するととも
に、ヒータ１０に通電してこれを発熱させる（第
８図）。この発熱によりヒータ１０の表面温度は
600℃位まで上昇し、これを挿入したスタツドボ
ルト９ａは150℃位まで加熱され、その結果軸方
向へ熱膨脹する。スタツドボルト９ａが所定量伸
びるとナツト９ｂと弁体側フランジ７との間に隙
間が形成されるので、またナツトランナ４を回転
させてナツト９ｂを所定の角度回転し、上記隙間
をなくする（第９図）。ナツト９ｂを所定の角度
回転させた後、ヒータ１０への通電を停止し、ソ
ケツトレンチ３９をナツト９ｂから外すとともに
ヒータ１０をスタツドボルト９ａから引き抜く。

これにより一回目のナツト締着が完了するが２
回目のナツト締着を行なうために、一旦後退した
ナツトランナ４を所定角度旋回割り出しして残り
のナツト９ｂにソケツトレンチ３９を臨ませた
後、再び前進させ上述した順序でナツト締着を行
う。第３図及び第１１図がこれら２回にわたるナ
ツト締着を示している装置全体図である。

すべてのナツト締着が完了した後、第１２図に
示す如く走行部材５を、今度は逆に、移動フレー
ム３に沿つて徐々に上昇移動させ、この走行部材
５とともにナツトランナ４のヒータ１０を軸方向
Ａへ引き抜く。この引抜過程において移動フレー
ム３が固定フレーム２にロツクピン２９で確実に
ロツクされているので移動フレーム３のガタつき
や離脱の虞れがなく、これに基因するナツトラン
ナ４の非直線的な移動を防止できる。

そして、ヒータ１０を完全に引抜くまで、所定
の距離だけナツトランナ４を上方へ移動させたな
らば、その移動を停止する。そしてロツクピン２
９を抜き移動フレーム３を固定フレーム２から開
放した後、第１２図及び第１３図に示す如く、主
ねじジヤツキ１７，１７及び副ねじジヤツキ２０
を同時に逆作動して当初降下させた分、逆に移動
フレーム３を上昇させ支承されているナツトラン
ナ４を弁箱１から十分離した後、移動フレーム３
を旋回し、走行装置２４を駆動して締付ナツト着
脱装置をモノレール２２に沿つて搬出する。

かくして、ナツト締着をもつてMSIVの組立作
業を終了するが、これとは逆の分解作業を行う場
合には、上記したナツト締着の順序を逆にしてナ
ツト９ｂの離脱作業を行う。そして、ナツト離脱
後、MSIVの分解装置により弁箱１から弁体を引
き出し所定の作業を行う。

したがつて、上記実施例によれば、移動フレー
ム３の垂直昇降のみでナツト９ｂを締着離脱する
ナツトランナ４を位置決めでき、操作が極めて簡
単となる。しかも、移動フレーム３は弁箱１に一
体的に設けられた固定フレーム２に係止連結さ
れ、ロツクピン２９により確実に固定されるの
で、走行部材５の昇降時や、ナツト９ｂの締着・
離脱時に加わる衝撃があつても、弁体６の軸方向
Ａの位置を常に保持することができる。このため
走行部材５、すなわちナツトランナ４を弁体６の
軸方向Ａに沿つて移動させることができ、弁体６
の締付ナツトの締着・離脱を円滑に行なえる。

なお、上記実施例において移動フレーム３の水
平走行・昇降移動、走行部材５の昇降移動、ロツ
クピン２９のロツク・解除及びナツトランナ４の
回転・旋回等の一連の作動はすべて電動機等によ
つて駆動されているので、この一連の作動を予め
プログラムされたシーケンス回路により連続して
行うようにしても、あるいはその都度個別的に作
動させるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上要するにこの発明によれば次のような優れ
た効果を発揮する。

(1) 移動フレームとナツトランナの昇降移動によ
りナツトランナのナツトに対する位置決めが行
なえるとともにナツトランナの回転によりナツ
トの締着・離脱が行なえるので、熟練者を必要
としないと共に作業者数を削減し得る。したが
つて、分解組組立作業を容易に且つ短時間で行
なうことができ、作業自体の安全性を可及的に
向上させることができる。

(2) 弁箱に一体的に設けられた固定フレームに移
動フレームが係止連結されるので、移動フレー
ムに沿つてナツトランナが昇降移動する際及び
ナツトランナによつてナツトを締着・離脱する
際等で反力がかかる際にも、移動フレーム位置
を弁体の軸方向に常に保持することができ、
MSIVの締付ナツト締着・離脱時にナツトラン
ナやボルト・ナツトを損傷する虞れがなくナツ
ト締着・離脱作業を確実に行うことができる。

(3) ナツトの締着・離脱の際ヒータでボルトを熱
膨脹させるのでボルトを軸方向に引き伸ばす装
置が不要である。又ボルトが膨脹した後ナツト
を回すので、ナツトの回転トルクは小さくて済
み、それに必要なエアモータ等の駆動機器は小
容量なものでよい。又、トルク反力を受ける部
材の寸法も小さくて済むため、その分だけ同時
に多数のナツトの締緩ができるように機器の数
を増すことができる。

また、所要トルクが小さいので、大トルク発
生に適した油圧機器を必ずしも使用する必要が
なく、油漏れによるトラブルも回避できる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明に係る主蒸気隔離弁の締付けナツ
ト着脱装置の好適一実施例を示す図で、第１図及
び第２図は同装置の概略構造の正面図及び側面
図、第３図は移動フレームと固定フレームとの連
結状態図、第４図は第３図の−線矢視図、第
５図は第３図の−線矢視図、第６図乃至第１
０図はナツトランナによるナツト締着作動説明
図、第１１図乃至第１３図は装置全体の作動説明
図である。 尚、図中１はMSIVの弁箱、２は固定フレー
ム、３は移動フレーム、４はナツトランナ、６は
MSIVの弁体、９ａはスタツドボルト、９ｂはナ
ツト、１０はヒータ、３９はソケツトレンチ、Ａ
は弁体の軸方向である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉に連設された主蒸気管に一体的に設け
   られた弁箱の開口部に弁箱側フランジを形成する
   と共に、該弁箱側フランジにボルトを複数立設
   し、他方、上記弁箱内に着脱自在に収容される主
   蒸気隔離弁の弁体に弁体側フランジを形成し、上
   記弁箱の開口部を通して上記弁体を挿入すると共
   に該弁体側フランジを上記弁箱側フランジに当接
   し、上記ボルトに締付ナツトを着脱させるための
   主蒸気隔離弁の締付ナツト着脱装置において、上
   記弁箱側フランジに一体的に設けられた固定フレ
   ームと、上記弁箱の開口部付近に昇降移動自在に
   吊設されると共に、上記固定フレームに着脱自在
   に係止される移動フレームと、該移動フレームに
   設けられ、上記ボルトを加熱膨張させると共に、
   上記ナツトを回転させるナツトランナと、上記移
   動フレームに走行自在に設けられ、上記ナツトラ
   ンナを支承しつつナツトランナを移動させて上記
   ボルトに締着離脱するための走行部材とを備えた
   ことを特徴とする主蒸気隔離弁の締付ナツト着脱
   装置。