JPH0675086A - インターナルポンプ用ロックスリーブの脱着機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】視界の届かないケーシング内で、ロックスリー
ブの脱着を確実に行って、インターナルポンプの分解組
立を円滑にする。 【構成】脱着機フランジ58の上面のガイドローラ57を有
する支柱26が立設され、この支柱26に支持板28を介して
エアモータ27とカップリング30が取り付けられる。カッ
プリング30上にはトルク変換器31と歯車系列群32および
フランジ55が取り付けられ、フランジ55にはサポート54
を介してロックスリーブ25が取り付けられる。歯車系列
群32はレンチ36を回転するギヤ39，40および歯車41，42
を有している。レンチ36はエアシリンダ33の駆動により
上下動してロックスリーブ25に螺合する締付ボルト50の
レンチ孔51に挿入、引抜できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は改良型沸騰水型原子炉に
採用されているインターナルポンプのロックスリーブを
締付ける締付ボルトを脱着するためのインターナルポン
プ用ロックスリーブの脱着機に関する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲと記す）
では炉心から熱を有効に取り出し蒸気を発生しやすくす
るため、冷却材を炉内に強制的に循環させている。この
ため、従来型ＢＷＲでは外部に設けられた２台の冷却材
再循環ポンプおよび炉内のジェットポンプを採用し、改
良型ＢＷＲでは例えば10台の原子炉内蔵型冷却材再循環
ポンプ、つまりインターナルポンプを採用している。

【０００３】図10により従来のインターナルポンプにつ
いて説明する。図10において、符号１はインターナルポ
ンプを示しており、インターナルポンプ１はケーシング
２と、ケーシング２内に挿着された水浸形モータ３と、
このモータ３で回転するシャフト４と、このシャフト４
の先端部に取着されたインペラ５と、このインペラ５を
包囲するディフューザ６が主な構成要素である。インペ
ラ５とディフューザ６は原子炉圧力容器７内に配設され
る。

【０００４】符号８はモータカバーとも称されるケーシ
ングカバーで、ケーシング２の下面に衝合し、スタッド
ボルト９に螺装されたナット10によって締付け固定さ
れ、液密を維持するとともに水浸モータ３をケーシング
２に固定する。モータ３とインペラ５とはシャフト４で
連結され、このシャフト４を介してインペラ５が回転す
る。

【０００５】ケーシング２はモータ３を収容する大径部
２ａと、原子炉圧力容器７の下鏡から隆起したスタブチ
ューブ11に溶接される縮径部２ｂとからなっている。デ
ィフューザ６は原子炉圧力容器７の下鏡に設けられたシ
ュラウドサポート12から立設したシュラウド13の外側に
接し、かつ原子炉圧力容器７の内側に接している。

【０００６】ケーシング２の縮径部２ｂ内にはストレッ
チチューブ14が挿入され、このストレッチチューブ14の
上端部からディフューザ６のボス部６ａとスタブチュー
ブ11の上端面とをパッキング（図示せず）を介して押圧
し、水密にシールする。

【０００７】ストレッチチューブ14の下端は縮径部２ｂ
の下部内面に締付ナット24にねじ込まれて固定される。
なお、締付ナット24にはフランジを有し、そのフランジ
上面に接してロックスリーブ25をねじ込んで、締付ナッ
ト24の回り止めに利用する。

【０００８】したがって、スタブチューブ11の上面とデ
ィフューザ６のボス部６ａの下面とはストレッチチュー
ブ14により下方に押圧され水密シール面を形成する。デ
ィフューザ６とストレッチチューブ14とは一体構成とな
り、出し入れは一緒に行われる。

【０００９】ストレッチチューブ14の下端より下方には
高圧水管15に接続する二次シール16が設けられている。
また、高圧水管15より下方のケーシング２の側面には冷
却水管17が設けられている。二次シール16はシャフト４
の外周との間で回転シールを行い、冷却水管17はケーシ
ング２内のモータ３を冷却する。

【００１０】シャフト４の下端はカップリングスタッド
18を介してスラストディスク19が接続している。スラス
トディスク19の周囲には推力軸受ハウジング20が設けら
れている。推力軸受ハウジング20の下面に当接してケー
シングカバー８が取り付けられ、ケーシングカバー８に
は貫通孔21が形成されている。この貫通孔21を密閉する
ための補助フランジ22がケーシングカバー８の下面にボ
ルト23により固定されている。

【００１１】ロックスリーブ25は薄肉環状体で、その外
面を一部押圧して締付ナット24に食い込ませ、締付ナッ
ト24をロックする。また、ロックスリーブ25は締付ボル
トでフランジ部をケーシング２に締付けて成り立ってい
るので、ロックスリーブ25自身の脱着時は締付ボルトを
脱着しなければならない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このロックスリーブ25
の脱着に必要な脱着機は自動脱着機で目視のきかない範
囲でも機能を果たすことが要求される。

【００１３】ところが、従来使用されているいわゆるボ
ルト脱着機は視界の届く範囲で行われるのが一般の常識
である。前述したようにインターナルポンプのケーシン
グの場合、数メートルの奥深さを持つ径大なケーシング
２の大径部２ａ内に水浸形モータ３を収容し、奥が細ま
っている縮径部２ｂにシャフト４を収納している。

【００１４】また、ディフューザ６はスタブチューブ11
とシャフト４との間に介挿されていて、その端末の締付
ナット24は径大なケーシング２の奥の行き止まり部に位
置しているので、ケーシング２の開口端からは工具を使
うと目視がきかない。

【００１５】特に定期検査の際には開口端付近に長時間
作業員が立ち止まることは好ましくない。したがって、
このような状況に見合うためには位置決めの確かな自動
調整の脱着機を使用する必要がある。

【００１６】自動脱着機を採用する場合、機械の初期の
位置付けが重要であるが、このためにスクリューロッド
により脱着機の取り付け、取り外しを行うのがよい。し
たがって、自動脱着機をスクリューロッドと関連して使
用することが課題となる。付随的に脱する時には径が小
さい締付ボルトの頭とレンチ先端部との嵌合を考慮しな
ければならない課題がある。

【００１７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、目視のきかないケーシング内で締付ボルトお
よびロックスリーブの脱着を確実に行ってインターナル
ポンプの分解、組立作業を円滑に行うことができるイン
ターナルポンプ用ロックスリーブの脱着機を提供するこ
とにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は支柱と、この支
柱に取着したモータと、このモータに接続するトルク変
換器と、このトルク変換器の出力端側に設けた歯車系列
群と、この歯車系列群の終端に設けたレンチギヤと、前
記支柱に取着したエアシリンダと、このエアシリンダに
接続したクラッチと、このクラッチに設けたレンチピニ
オンと、このレンチピニオンの回転により駆動するレン
チと、このレンチの上端部に設けたボールロックにより
屈伸するステムと、このステムの先端部と係合するロッ
クスリーブの締付ボルトと、この締付ボルトの回転トル
クを自動制御する計算機および制御盤とを具備したこと
を特徴とする。

【００１９】

【作用】両端にスクリューロッドに螺合し得るブロック
を有する脱着機フランジ上に支柱を固定する。この支柱
にエアモータにカップリングで直結するトルク変換器を
介して歯車系列群を組立てる。この歯車系列群の末端の
レンチギヤのシャフト上のレンチピニオンを原動車とし
て遊星歯車を内歯歯車上に遊転させ、レンチを回転す
る。

【００２０】このレンチの端末にボールロック方式で屈
伸するステムと、このステム上のボールで締付ボルトの
頭部のレンチ孔と容易に係合し、締付ボルトを正転また
は逆転する。前記レンチがレンチギヤに係合するか否か
はスプライン上のクラッチにより行う。その操作はエア
シリンダで行う。

【００２１】先ずスクリューロッドの回転で脱着機フラ
ンジが上昇または下降し、ケーシング開口端から進入し
てケーシングフランジと脱着機フランジが接面するまで
行い脱着機の位置決めを行う。トルク変換器と操作室内
の計算機とを接続する。

【００２２】次に、エアモータの正転逆転、出力トルク
の増減とレンチの作動停止等がエア切換弁およびエア圧
力調整器等を介して自動的に行う。始動時にはクラッチ
を解除して始動テストを行うことも自由である。なお、
スクリューロッドを下底の減速機で駆動すると脱着機は
上昇または下降する。

【００２３】ロックスリーブ取付け時は脱着機のレンチ
先端に締付ナットとロックスリーブの締付ナット孔を係
合させておく。取外し時はレンチのみでレンチの先端を
ロックスリーブの締付ボルトのレンチ孔に合せる。

【００２４】脱着機フランジがケーシングフランジに接
面したら止めて、クラッチを外し、エアモータを駆動し
て確かめ、クラッチを入れて、レンチを回す。取付け時
は締付ボルトを締込み方向に進め、取外し時は締付ボル
トを緩み方向に戻す。

【００２５】以下、自動運転で負荷が規定トルクで締込
み完了、負荷が零負荷で緩み完了、でいずれもクラッチ
を切りエアモータを止めて作業は終り、スクリューロッ
ドを利用して脱着機を下降させケーシングフランジの開
口部から目視確認する。

【００２６】

【実施例】図１から図７を参照しながら本発明に係るイ
ンターナルポンプ用ロックスリーブの着脱機の一実施例
を説明する。なお、図１は本実施例の全体構成図で、ロ
ックスリーブの締付ボルトに対してレンチを始動する直
前状態で示している。図２は図１のＡ−Ａ矢視方向正面
図、図３は図１におけるＢ−Ｂ矢視方向正面図、図４は
図１におけるＣ−Ｃ矢視断面図、図５は図４におけるＡ
−Ａ矢視断面図、図６は図１におけるロックスリーブを
示す正面図、図７は図１のＤ−Ｄ矢視方向から見たロッ
クスリーブ背面図、図８は図１の自動調整シーケンスを
示している。

【００２７】図１において、ケーシング２内に本実施例
に係るロックスリーブの脱着機が挿着されている。すな
わち、図中符号58は脱着機の基台となる脱着機フランジ
で、この脱着機フランジ58の中央部から立設した円筒状
支柱26にエアモータ27が支持板28を介して取着されてい
る。支柱26の下端は脱着機フランジ58に溶接等で固定さ
れ、支持板28はボルト締めにより支柱26に固定され、支
持板28上にエアモータ27の出力軸29に直結してカップリ
ング30が設けられている。

【００２８】このカップリング30の他端にはトルク変換
器31の入力軸が直結され、このトルク変換器31の出力端
側に歯車系列群32が設けられている。歯車系列群32は図
２に示したように１個の駆動ピニオン38、４個のアイド
ルギヤ39および４個のレンチギヤ40が噛合されたものか
らなっている。

【００２９】支持板28上にはエアシリンダ33が固定さ
れ、このエアシリンダ33にスプラインを介してマグネッ
トクラッチ等のクラッチ34が接続されている。このクラ
ッチ34にはレンチピニオン35が設けられ、このレンチピ
ニオン35には回転により駆動するレンチ36が継手37を介
して設けられている。

【００３０】レンチピニオン35は図３に示したように遊
星歯車41および内歯歯車42を有している。レンチギヤ40
の共通軸上のレンチピニオン35の回りには遊星歯車41が
回動し、内歯歯車42はフランジ55側に固定される遊星歯
車41の支受レバーを介してレンチ36が回転し、締付ボル
ト50を緩める。

【００３１】レンチ36の上端部は図４に示したようにス
リーブ43が溶接され、このスリーブ43内には盲栓44を介
してコイルばね45および小フランジ46を有する細棒状ス
テム47が挿入され屈伸自在となっており、盲栓44はコイ
ルばね45を支持する。

【００３２】スリーブ43の先端部外周面にはボール48が
嵌め込まれており、スリーブ43の下部側面にはコイルば
ね45の屈伸のために呼吸孔49が穿設されている。ボール
48はステム47が動くとスリーブ43の外側面に半球分だけ
突出する。

【００３３】したがって、図５に示したように四角形状
のレンチ孔51に丸い外側を有するスリーブ43からボール
48が突出してレンチ孔51のコーナーで係合し、その結
果、ステム47は挿入し易くなり、自動的にロックし易く
なる。つまり、ステム47の先端部は締付ボルト50の四角
形状のレンチ孔51内に突入する。

【００３４】締付ボルト50はボルト頭52を有し、ロック
スリーブ25内に嵌着し、ボルト頭52は突出する。ロック
スリーブ25の下部には薄肉円筒状の締付ナット24の回り
止め25ａが形成されている。

【００３５】ロックスリーブ25は図６に示したようにほ
ぼ等間隔に４個の締付ボルト50用のリーマ孔53を有し、
図７に示したようにロックスリーブ25の背面はサポート
54を介してフランジ55が接続されている。

【００３６】支柱26の外側にはガイドローラ57が取り付
けられ、このガイドローラ57はケーシング２の内面に接
して回転する。支柱26の下端部には脱着機フランジ58が
取り付けられ、この脱着機フランジ58はケーシングフラ
ンジ59の下面に当接される。脱着機フランジ58とケーシ
ングフランジ59にはそれぞれブロック60，61が取り付け
られ、これらのブロック60，61はスクリューロッド62と
螺合している。

【００３７】次に図８によりエアモータ27およびトルク
変換器31の自動調整シーケンスを説明する。すなわち、
エアモータ27に対しては供給空気源63から圧力調整器64
および切換弁65を通して空気が供給される。圧力調整器
64を流出する空気の圧力は圧力指示計66で検出され、制
御盤67を経て計算機68に入力する。

【００３８】一方、トルク変換器31はトルク指示計69に
接続し、トルク指示計69は計算機68に接続している。計
算機68の出力は制御盤67から切換弁65に入力し、切換弁
65はエアモータ27に入力する。

【００３９】図８において、供給空気源63、例えばコン
プレッサー等から圧力調整器64、例えば電磁調圧弁等を
経て加圧エアが送られる。切換弁65、例えば電磁切換弁
等によりエアモータ27に供給される。エアモータ27はト
ルク変換器31により計算機68判断基準を仰ぎ、前記電磁
切換弁、電磁調圧弁等を制御して、起動、停止、正逆の
回転方向、トルクの増減等を行う。

【００４０】脱着機フランジ58はスクリューロッド62に
よりケーシングフランジ59面に接面している。上側のブ
ロック61は内面はねじ孔となっており、外側はケーシン
グフランジ59からの張出し部にピンジョイントにより固
定される。下側のブロック60は脱着機フランジ58にピン
で固定される。

【００４１】なお、クラッチ34がレンチギヤ40と直結す
ると、軸とギヤは一体で回転する。つまり、このクラッ
チ34によってレンチギヤ40は軸と入・切できる。このク
ラッチ34はボール接手等によりエアシリンダ33のピスト
ン軸に直結し、エアシリンダ33は支持板28に固定され
る。

【００４２】レンチ軸の上方の垂立部に内歯歯車42が設
けられ、レンチ軸上のレンチピニオン35と遊星歯車41が
噛合い遊星歯車41は内歯歯車42と噛合う。内歯歯車42が
フランジ55上に固定されているので、遊星歯車41は自転
するとともに回遊してレンチ軸の出力側を遊星歯車41を
サポートするアームにより回動する。

【００４３】回動の働きは継手37を介してレンチ36に伝
わりレンチ36の先端とボルト頭52と係合するとロックス
リーブ25の締付ボルト50を回すことができる。レンチ36
の先端は、締込みでは送りを、緩めでは引き戻しが必要
なので、レンチ36はばね56により支持されている。

【００４４】レンチ36は通常円周等配で４本設けられ、
これに見合うロックスリーブ25の４本の締付ボルト50を
同時に締付または解き離しを行う。サポート54はロック
スリーブ25を複数箇所、例えば４箇所最初から抑え込み
をするためのもので、取付け時はロックスリーブ25のサ
ポート54の取外し時はロックスリーブ25の支受けに利用
される。

【００４５】次に図９により脱着機をケーシング２内に
挿入する方法を説明する。図９は脱着機が２本のスクリ
ューロッド62に装架され、ケーシング２に対して上昇挿
入または下降取り外しを行う状態を示すスクリューロッ
ド62の全景図である。

【００４６】すなわち、一方のスクリューロッド62の出
力端は手動ハンドル70を有する減速機71に直結してお
り、手動ハンドル70の回転によっても回転する。他方の
スクリューロッド62の出力端は電動式減速機72に直結
し、減速機72の回転により回転する。なお、手動ハンド
ル70を有する減速機71は、常時はモータ駆動されてい
る。減速機71，72は、いずれも仲介のチェンまたは歯車
等でいわゆる同期運転ができ、同時にスクリューロッド
62を回転すると脱着機は上昇または下降する。

【００４７】次に本発明に係る脱着機の使用例を説明す
る。定期検査時、インターナルポンプの点検のため分解
する必要がある。当該インターナルポンプの水浸形モー
タを取り外し、次いでプロペラとシャフトを炉上側に引
き抜きディフューザとストレッチチューブを取り外す。

【００４８】ストレッチチューブを取り外すためにロッ
クスリーブの薄肉円筒部を押圧した分を矯正する。その
後ストレッチチューブの締付ナットを取り外してディフ
ューザとストレッチチューブを取り上げる。この締付ナ
ットを取り外した時点で、ロックスリーブを補修する必
要がある場合には交換する。そのため、ロックスリーブ
の締付ボルトを取り外す。

【００４９】ケーシングフランジに架設するスクリュー
ロッド上に脱着機フランジの張出し部分のブロックを螺
合せしめ下部の減速機をモータ運転し脱着機のレンチを
上向きにして、ケーシングフランジの開口部から挿入す
る。

【００５０】途中ケーシング内側とは支柱のガイドロー
ラでガイドされる。ガイドローラはばね支持で円滑に回
る。やがて図１の如くロックスリーブに届き、レンチが
締付ボルトに到着すると図４の如くステム47から挿入さ
れ、四角形状のレンチ孔51に入るとレンチ36がコイルば
ね45を圧してずれを起こし、相対的にステム47上のボー
ル48がステム47のくぼみの傾斜に乗り上げて半分だけボ
ール48は突出する。

【００５１】ボール48が突出しない場合はそのままで釣
合う。しかし、レンチ36の回転がスタートすると殆ど同
時に図５に示したようにボール48がレンチ孔51のコーナ
ーに係合する。したがって、締付ボルト50はレンチ36の
先のステム47と容易に係合する。

【００５２】その後、エアシリンダ33によりクラッチ34
の開を確かめるとともにエアモータ27を制御盤67から駆
動して図８に示したブロックダイヤグラムの矢印に沿っ
て自動運転する。

【００５３】適正回転、適正トルクでレンチ36が複数
（４本）同時に回転し、締付ボルト50を左回りにして締
付ボルト50のねじ部の螺合を解くとともに、レンチ36は
コイルばね45を圧して締付ボルトから引き抜かれる。引
き抜き終るとトルク負荷が激減するので、クラッチを外
しエアモータ27を止める。

【００５４】その後、２本のスクリューロッド62を逆回
転して脱着機をケーシングフランジ59外に取り出す。な
お、サポート54が初期状態からロックスリーブ25の薄肉
円筒部回り止め25ａをサポートしているから締付ボルト
50とロックスリーブ25とがレンチ36およびサポート54の
先端に付着して取り出される。

【００５５】しかして、更に新しいロックスリーブ25を
挿着する時はレンチ36の先のロックスリーブ25を取り換
えて、出てきた状態のように締付ボルトを係合させて新
しいロックスリーブ25を取り付ける。サポート54で把持
された新しいロックスリーブ25と締付ボルト50ごとスク
リューロッド62の動きで、ケーシング２内に再挿入す
る。

【００５６】再び図１の状態になりクラッチ34を取り外
し、エアモータ27を動かし、その後クラッチ34を入れ
て、正規にレンチ36を回し、締付ボルト50をケーシング
２のタップ孔に対してねじ込みトルク最大になってクラ
ッチ34を切り、エアモータ27を切る。

【００５７】その後、脱着機をケーシング２からスクリ
ューロッド62を逆転させ取り外し、ケーシング２の開口
からロックスリーブ25の取り付けを確認して脱着機をス
クリューロッド62から外す。

【００５８】最後にケーシングカバー８等でケーシング
２を密閉し清水を入れて炉水の浸入を防止してディフュ
ーザ６とストレッチチューブ14を取り上げる。以上でイ
ンターナルポンプの分解取り出しが終り、かつロックス
リーブの交換も終了する。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、奥深く作業中、視覚の
及ばないケーシング内でロックスリーブの着脱に関する
作業をトルク検知から自動調整で、作業を行うことがで
きる。すなわち、その作業を積極的に確度を高める意味
で、ステムをばね支持でレンチ先のレンチ孔に嵌装が容
易になっているので、特にロックスリーブの取り外し時
に有効である。

【００６０】また、ケーシング内の位置決めはスクリュ
ーロッドの送りによるケーシングフランジと脱着機フラ
ンジとの接面で決まるので作業が簡単である。よって、
インターナルポンプの定期検査時、または補修時等にイ
ンターナルポンプの分解および組立を容易にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインターナルポンプ用ロックスリ
ーブの着脱機の一実施例を一部側面で示す縦断面図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視方向を拡大して示す正
面図。

【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視方向を拡大して示す正
面図。

【図４】図１におけるＣ−Ｃ矢視断面図。

【図５】図４におけるＡ−Ａ矢視方向を切断して示す断
面図。

【図６】図１におけるロックスリーブを示す正面図。

【図７】図１におけるＤ−Ｄ矢視方向から見たロックス
リーブの背面図。

【図８】図１における自動調整のシーケンスを示すブロ
ック図。

【図９】インターナルポンプケーシングに図１の着脱機
がスクリューロッドを介して装架される状態を示す立面
図。

【図１０】インターナルポンプを示す縦断面図。

【符号の説明】 １…インターナルポンプ、２…ケーシング、３…水浸形
モータ、４…シャフト、５…インペラ、６…ディフュー
ザ、６ａ…ボス部、７…原子炉圧力容器、８…ケーシン
グカバー、９…スタッドボルト、10…ナット、11…スタ
ブチューブ、12…シュラウドサポート、13…シュラウ
ド、14…ストレッチチューブ、15…高圧水管、16…二次
シール、17…冷却水管、18…カップリングスタッド、19
…スラストディスク、20…推力軸受ハウジング、21…貫
通孔、22…補助フランジ、23…ボルト、24…締付ナッ
ト、25…ロックスリーブ、25ａ…回り止め、26…支柱、
27…エアモータ、28…支持板、29…出力軸、30…カップ
リング、31…トルク変換器、32…歯車系列群、33…エア
シリンダ、34…クラッチ、35…レンチピニオン、36…レ
ンチ、37…継手、38…駆動ピニオン、39…アイドルギ
ヤ、40…レンチギヤ、41…遊星歯車、42…内歯歯車、43
…スリーブ、44…盲栓、45…コイルばね、46…小フラン
ジ、47…ステム、48…ボール、49…呼吸孔、50…締付ボ
ルト、51…レンチ孔、52…ボルト頭、53…リーマ孔、54
…サポート、55…フランジ、56…ばね、57…ガイドロー
ラ、58…脱着機フランジ、59…ケーシングフランジ、6
0，61…ブロック、62…スクリューロッド、63…供給空
気源、64…圧力調整器、65…切換弁、66…圧力指示計、
67…制御盤、68…計算機、69…トルク指示計、70…手動
ハンドル、71，72…減速機。

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 茂 東京都港区芝４−７−７ アイテル技術サ ービス株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支柱と、この支柱に取着したモータと、
   このモータに接続するトルク変換器と、このトルク変換
   器の出力端側に設けた歯車系列群と、この歯車系列群の
   終端に設けたレンチギヤと、前記支柱に取着したエアシ
   リンダと、このエアシリンダに接続したクラッチと、こ
   のクラッチに設けたレンチピニオンと、このレンチピニ
   オンの回転により駆動するレンチと、このレンチの上端
   部に設けたボールロックにより屈伸するステムと、この
   ステムの先端部と係合するロックスリーブの締付ボルト
   と、この締付ボルトの回転トルクを自動制御する計算機
   および制御盤とを具備したことを特徴とするインターナ
   ルポンプ用ロックスリーブの脱着機。