JPH09189402A - 蒸気発生器内作業装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸気発生器の内部の狭隘部に、その内部空間
を利用して作業工具を確実に案内する。 【解決手段】 持上機構４０を有する作業装置は、持上
機構４０の伸長体の先端に枢着され多段の伸縮アーム５
１〜５５を有する伸縮機構５０と、その伸縮機構５０の
先端に取着された送給機構６０と、持上機構４０と伸縮
機構５０に沿って移動自在に配置され前端に先端工具８
１を備えた弾性帯状部材８０とを更に有し、そしてその
送給機構６０は、弾性帯状部材８０を長手方向に駆動す
る駆動装置、曲げガイド６１及びシリンダ６３を含む曲
げ機構、並びに旋回機構６５とを備えている。更に送給
機構６０は、伸縮機構５０と協働する開閉自在の支持脚
６７をも備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、狭隘部に外部から
送り込まれる作業装置に関し、特にシェルアンドチュー
ブ式熱交換器型蒸気発生器の伝熱管束の中に送り込まれ
る作業装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機器の内部等の狭隘部に目視検査装置や
清掃装置等を送り込むには、その機器本来の機能を損な
わないようにしなければならない。例えば、原子力発電
所でしばしば使用されるシェルアンドチューブ式熱交換
器においては、細い伝熱管を小間隔で多数配置し、伝熱
管束を構成しているが、熱交換に供される熱媒体の持ち
込むスラッジ等の異物やそれ自体が発生するスラッジ等
が伝熱管の間の間隙に堆積する恐れがあるので、点検し
たり清掃したりすることが求められている。これをシェ
ルアンドチューブ式熱交換器の一つである竪型蒸気発生
器について説明する。

【０００３】図１５は、竪型蒸気発生器１の内部構造を
概念的に示したものであるが、外胴即ちシェル３と一体
的に形成された管板５に多数の逆Ｕ字形伝熱管７の両端
が挿入・接合されている。そして高温の加熱流体９が水
室１１に流入し、この加熱流体９が伝熱管７を貫流し、
後述するように熱を与えて低温になり、水室１３から流
出する。加熱流体９は、例えば原子炉冷却材である。種
々の曲げ半径を有する多数の伝熱管７は伝熱管束を形成
し、これはラッパー筒１５によって囲まれると共に多数
の管支持板１７により横方向に支持されている。そし
て、給水ノズル１９を通って流入した給水２１は、ラッ
パー筒１５とシェル３の間を流れ下り、管板５の上面で
反転して伝熱管７に沿って上昇する。その際、熱交換に
より加熱流体９から熱を奪い、昇温し、沸騰し、蒸気に
なる。その蒸気２３は、蒸気ノズル２５から流出し、例
えば蒸気タービンに向かう。管支持板１７は、伝熱管７
を適切に支持し得る剛性、機械的強度を持つと共に上昇
する給水２１の流れを少ない抵抗で通さなければならな
い。給水用の穴の形状は種々のものがあるが伝熱管７を
通す穴と一体化された所謂クローバリーフ型のものも使
用され、更に最小曲げ半径の伝熱管７の直線状脚部に囲
まれた部分には図１６に示すように概して長方形のフロ
ースロット２７が形成され、給水をよく流すようにして
いる。このフロースロット２７の実機での寸法は、４５
mm×３８０mmの程度であり、管支持板１７の使用数は１
０枚前後であり、蒸気発生器１の高さは相当なものであ
る。

【０００４】従来より、給水２１には系統から発生する
錆等からなるスラッジが含まれ、また蒸気発生器１の内
部でスラッジが発生し、これらのスラッジが最下位置に
ある管板５の上に堆積することが予想されていた。そし
て管板５の上のスラッジを除去する装置が種々提案さ
れ、使用されてきた。これらのスラッジ除去装置の蒸気
発生器内の設置は、例えば最下位置の管支持板１７のレ
ベル近傍にある内部アクセス用ハンドホール２９を利用
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】而して、如上のような
蒸気発生器１において、長期間運転を続けると、当初予
想した管板５以外の管支持板１７の上の伝熱管７の周囲
にもスラッジが程度の差こそあれ堆積することが判明
し、このスラッジの除去等が必要になって来た。しかし
ながら、従来の管板３上のスラッジを除去する装置を改
変した程度の装置では、かなりの上方にある管支持板１
７の上のスラッジの除去はできない。従来のハンドホー
ル２９と同様なものを管支持板毎に設けることも着想と
してはあるが、シェルは一種の耐圧容器であると共に実
際には管支持板は数メートルの高さにあるので現実的で
なく、また既に製作、据え付けられている蒸気発生器に
そのようなハンドホールを追加加工することも勿論極め
て困難である。以上のような背景から、従来より在る比
較的下方の位置のハンドホールを利用し、そこから挿入
でき、そして管支持板のフロースロットを利用して、各
管支持板上のスラッジ堆積箇所にアクセスできるスラッ
ジ除去装置が求められていた。同様の理由から、各管支
持板の上の伝熱管束内の狭隘部に挿入できる目視点検保
守装置等に適用できる作業装置が求められていた。従っ
て、本発明の課題は、蒸気発生器等の比較的低位の穴か
ら挿入でき、管支持板の狭い穴を貫通して上方に案内で
き、管支持板上の狭隘部に到達できる案内機構を具えた
内部作業装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
めに、本発明によれば、移動自在の持上機構を有する作
業装置は、前記持上機構の伸長体の先端に枢着され多段
の伸縮アームを有する伸縮機構と、同伸縮機構の先端に
取着された送給機構と、前記持上機構と前記伸縮機構に
沿って移動自在に配置され先端に工具を備えた弾性帯状
部材とを有し、前記送給機構は、前記弾性帯状部材を長
手方向に駆動する駆動装置と曲げ機構と旋回機構とを備
えていることを特徴とする。伸縮機構は、持上機構の長
手軸方向に延びる直線位置からその長手軸に対しほぼ直
角に折れ曲がる直角位置の間で枢動可能であり、持上機
構の持ち上げ作動時には直線位置にあって管支持板のフ
ロースロットを通り、目的とする管支持板の上に達した
ら直角位置に曲げられる。送給機構には、伸縮機構と協
働する開閉自在な支持脚を有し、伸縮機構が伸びると開
いて、送給機構を管支持板の上でしっかりと移動自在に
支持する。送給機構の曲げ機構は、通常時は非作動で先
端の工具を含む弾性帯状部材を直線状に保持し、所定位
置において作動状態になり、弾性帯状部材を直角方向に
案内する。この状態で、駆動機構により弾性帯状部材が
送られると、先端工具は、伸縮機構から直角に伝熱管束
の伝熱管の間の隙間内に送り込まれる。先端の工具に、
小型カメラが内蔵されているときは、その進行方向前方
の状況を映しだして遠隔制御装置の制御盤に映しだし、
更に洗浄用ノズルが含まれているときは、そこから高圧
洗浄液を吹き出して、伝熱管の回りのスラッジを流し出
す。その他の作業工具も、適宜弾性帯状部材の先端に取
付け可能である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施の形態を説明する。先ず図１を参照するに、本発
明による作業装置３０は、基礎部３１の上を移動される
持上機構４０，伸縮機構５０，送給機構６０，及び先端
工具８１を持つ弾性帯状部材８０から主として構成され
ている。基礎部３１は、例えば可搬式レールのようなも
ので、前述（図１５、図１６）したような蒸気発生器１
のシェル３のハンドホール２９を通して内部に搬入さ
れ、最下位置の管支持板１７の上にセットされる。持上
機構４０は、種々の構造のものがあり後述する。

【０００８】次に図２を参照するに、伸縮機構５０は、
５個の互いに摺動自在の伸縮アーム５１〜５５から主と
して形成され、その伸縮アーム５５に送給機構６０が取
着されている。送給機構６０は、後述する駆動装置，曲
げガイド６１、シリンダ６３，旋回機構６５，開閉自在
の支持脚６７，ばね６９，操作用ワイヤロープ７１等を
有する。支持脚６７は、図３に示すように下端に車輪６
８を備えた対称形の脚６７ａ，６７ｂから主として形成
されていて、それらの上端部が枢着されている。更に、
伸縮機構５０及び持上機構４０に沿って弾性帯状部材８
０が延び、その前端の先端工具８１が、曲げガイド６１
の前方に突出している。先端工具８１は、図４に示すよ
うに矩形ブロック板に形成された複数の洗浄液用ノズル
８３と中央部のカメラ８５とを有し、洗浄液用ノズル８
３に連通した高圧ホース及びカメラ８５に連絡したケー
ブル等が帯状に纏められて弾性帯状部材８０となってい
る。

【０００９】以上のように構成される作業装置３０が、
蒸気発生器１内の管支持板１７のフロースロット２７を
通るとき、即ち伸縮機構６０及び送給機構８０が持上機
構４０によってフロースロット２７を通るときは、図５
に示すような姿勢を取る。即ち、伸縮機構５０は、縮退
した形になり、持上機構４０の長手軸と直線状になって
いて、送給機構６０も最後端に位置し、曲げガイド６１
が開いて弾性帯状部材８０を曲げないで直線状に維持し
ている。このようにすると、フロースロット２７を通過
する部分の投影面積が小さくなる。そして支持脚６７
は、前方に跳ね上げられた形になっている。このように
して、持上機構４０が、伸縮機構５０や送給機構６０等
を目標の管支持板１７の上まで上げると、次に図５にお
いて伸縮機構５０等を反時計方向に９０度回転し、持上
機構４０の長手軸に直交する直角位置にする。そして、
伸縮機構５０の下面が管支持板１７の上面に着くように
若干下降させると図６の状態になる。図７は、図６の状
態における支持脚６７の脚６７ａ，６７ｂの状態を示し
ている。

【００１０】更に支持脚６７の取り付け構造について説
明すると図８（ａ），（ｂ）に示すようなカム６５を介
して脚６７ａ，６７ｂが送給機構６０の先端近傍に取り
付けられている。図８（ｂ）は支持脚６７が垂直の姿勢
にある状態の側面図を示し、図８（ｃ）（ｄ）は、支持
脚６７の枢着部の拡大断面を示して前者は支持脚６７が
垂直な姿勢で開脚状態にある状態を、後者が支持脚６７
が前方に倒れて閉脚状態にある状態を示す。支持脚６７
は、常時ばね６９により閉脚の状態となるように前方に
引っ張られていると共に、図５及び図６に示すように伸
縮アームが収縮して持上機構４０が作動している間は、
伸縮機構５０の先で蹴られて機械的にロックされている
ため、直立の姿勢にはならず、支持脚６７は閉脚状態を
維持する。尚、支持脚６７を後方に倒すには、ワイヤロ
ープ７１を連結した外部の操作盤によって行う。

【００１１】図１６から容易に理解できるように多数の
逆Ｕ字形の伝熱管７の幾つかは、同一の面内に位置する
ように配置されて一つの伝熱管列を形成し、この伝熱管
列が所定の間隔を置いて互いに平行に配設されることに
より、全体として伝熱管束を形成している。そして、こ
の伝熱管列はフロースロット２７の長手軸と直角に交差
するようになっているから、伝熱管７の周囲のスラッジ
を除去するには、隣接する伝熱管列の間の隙間に先端工
具８１を送り込んでノズル８３から洗浄液を噴出するこ
とになる。従って、伝熱管列（以下単に伝熱管７とい
う。）の隙間に先端工具８１を送り込むには、伸縮機構
５０を伸ばして先端工具８１を目標の隙間に対応する所
定位置まで移動する必要がある。このために図２に示す
ように、伸縮機構５０の先端を前方に押し出して前述の
機械的ロックを解除し、蒸気発生器１の外部の操作盤に
連結しているワイヤロープ７１を操作して、支持脚６７
を直立の姿勢にして開脚状態にする。このようにする
と、伸縮機構５０が伸長し、送給機構６０が前方に突出
しても、支持脚６７の車輪６８はフロースロット２７の
外側に位置してその中には嵌まり込まずに送給機構６０
をしっかりと、撓みを発生させずに支持する。

【００１２】そして、先端工具８１を前方に突出させた
まま送給機構６０が先端工具８１を挿入すべき隙間に対
応する所定の位置まで前進したら、シリンダ６３を伸ば
し、曲げガイド６１を反時計方向に回動して作動位置に
すると、図９に示す状態となる。図示するように、伸縮
機構５０及び送給機構６０はほぼ水平に延び、これに沿
って弾性帯状部材８０が延びているが、先端工具８１は
ほぼ直角に曲げられて下方を向いている。この状態の送
給機構６０の縦断面を図１０に示す。モータ７３は、旋
回機構６５用のもので、図示しない平歯車と組み合わせ
られて後述するように送給機構６０の本体をほぼ９０度
軸回りに回動する。又モータ７５は駆動装置用のもの
で、数対の駆動ローラ７７を駆動して挟まれた弾性帯状
部材８０を長手方向に送る。別の対の案内ローラ７９
が、弾性帯状部材８０を決められた方向に向ける。即
ち、曲げガイド６１が、図２の非作動の位置にあれば帯
状部材８０を曲げないで直線状に送り出し、他方曲げガ
イド６１が図９に示すように作動位置にあれば（図１０
も同じ）直角に曲げて送り出す。

【００１３】そして、旋回機構６５のモータ７３を作動
せしめて図９に示す状態から送給機構６０を９０度回す
と、図１１及び図１２に示すように先端工具８１は水平
方向を向く。即ち、挿入されるべき伝熱管７の間の目標
隙間を指向する。この状態で駆動装置のモータ７５を駆
動すれば、先端工具８１はその隙間を目指して前進し、
隙間の中に入る。この際、カメラ８５は、進行方向の状
態を映しだし、蒸気発生器外に在る操作盤のディスプレ
イ状に映像を表示する。このカメラ８５は、前述以外に
も持上機構４０により送給機構６０を昇降したり、伸縮
機構５０により送給機構６０を水平移動するときも移動
方向の状態を監視し、把握するために使用される。

【００１４】次に箱形リンク式の持上機構４０を使用し
て伸縮機構５０，送給機構６０等を目的の管支持板１７
上に持ち上げる過程を図１３及び図１４を参照して説明
する。先ず、図１３（ａ）に示すようなハンドホール２
９に近い管支持板１７の上に、そのハンドホール２９を
通して搬入した可搬式レールをセットして基礎部３１を
形成する（図１３（ｂ）参照。）。次に、一方のハンド
ホール２９に持上機構４０の湾曲したガイド４１を挿入
して基礎部３１の上にセットし、これに持上機構４０の
箱形リンク４３を通して挿入する（図１３（ｃ））。更
に、別のハンドホール２９を通して伸縮機構５０，送給
機構６０及び弾性帯状部材８０を搬入し、これらを箱形
リンク４３の先端に取り付ける（図１３（ｄ））。しか
る後、ガイド４１の先端を持上げ（図１３（ｅ））、リ
ンク４３の先端及びガイド４１の先端部が垂直になった
状態でリンクサポート４５によりガイド４１を角度的に
固定する（図１３（ｆ））。そして、持上機構４０を通
すべきフロースロット２７の下の所定位置にリンク４３
を基礎部３１の上で移動する。

【００１５】そして蒸気発生器１の外側に設置した昇降
用駆動装置４７によりリンク４３をガイド４１を通して
送り込むと、その先端及びそこに取り付けた伸縮機構５
０、送給機構６０等はぐんぐんと上昇し、目標とする管
支持板１７の上に首を出す（図１４（ａ））。この状態
が、前述の図５に示す状態に対応し、更に伸縮機構５０
を９０度枢動すると図１４（ｂ）の如くなり、これは図
６に対応する。このようにして、目標とする管支持板１
７の上に水平方向に向いてセットされた伸縮機構５０，
送給機構６０，先端工具８１を含む弾性帯状部材８０
は、前述のように操作されて伝熱管７の回りのスラッジ
を洗浄し、除去する。なお前述の実施態様では、先端工
具８１を洗浄用ノズルとカメラとしたが、例えばカメラ
のみとして点検工具としたり、試料採取装置等を取り付
けたりして、所定の作業を行うことができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、伸
縮機構が送給機構を目標の伝熱管の隙間に対応する位置
まで水平移動し、更に送給機構が軸回りに回転して先端
工具を目標隙間に向け、更に長手方向に駆動して目標隙
間に向かって先端工具を送給するので、所定の作業の円
滑な実施を可能にする。更に送給機構に設けられた開閉
自在の支持脚は、管支持板のフロースロットへのはまり
込みを防止しつつ伸縮機構が伸びたときの伸縮機構及び
送給機構のたわみ変形を防止し、先端工具を所定の姿勢
に維持して狭い隙間への挿入を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す概念的斜視図であ
る。

【図２】前記実施形態の要部を示す部分側面図である。

【図３】図２のIII 方向から見た部分正面図である。

【図４】前記実施形態の一部を示す部分斜視図である。

【図５】前記実施形態の要部の作用説明図である。

【図６】前記実施形態の要部の作用説明図である。

【図７】図６のVII 方向から見た概念的正面図である。

【図８】前記実施形態の一部の作用説明図である。

【図９】前記実施形態の要部の作用説明図である。

【図１０】前記実施形態の要部の部分断面図である。

【図１１】前記実施形態の要部の作用説明図である。

【図１２】図１１のXII 方向から見た部分正面図であ
る。

【図１３】前記実施形態の持上機構の作用を説明する工
程図である。

【図１４】前記実施形態の持上機構の作用を説明する工
程図である。

【図１５】本発明の作業装置が使用される蒸気発生器の
構造の一例を示す概念的立断面図である。

【図１６】図１５の蒸気発生器の概念的平断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 蒸気発生器 ７ 伝熱管 １７ 管支持板 ２７ フロースロット ３０ 作業装置 ３１ 基礎部 ４０ 持上機構 ４１ ガイド ４３ リンク ４５ リンクサポート ５０ 伸縮機構 ６０ 送給機構 ６１ 曲げガイド ６３ シリンダ ６５ 旋回機構 ６７ 支持脚 ７３ モータ ７５ モータ ７７ ローラ ７９ ローラ ８０ 弾性帯状部材 ８１ 先端工具 ８３ ノズル ８５ カメラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動自在の持上機構を有する作業装置に
   おいて、前記持上機構の伸長体の先端に枢着され多段の
   伸縮アームを有する伸縮機構と、同伸縮機構の先端に取
   着された送給機構と、前記持上機構と前記伸縮機構に沿
   って移動自在に配置され先端に工具を備えた弾性帯状部
   材とを有し、前記送給機構は、前記弾性帯状部材を長手
   方向に駆動する駆動装置と曲げ機構と旋回機構とを備え
   ていることを特徴とする蒸気発生器内作業装置。
2. 【請求項２】 前記送給機構は、前記伸縮機構と協働す
   る開閉自在の支持脚を備えていることを特徴とする請求
   項１記載の蒸気発生器内作業装置。