JPS6395392A - インタ−ナルポンプのメインフランジ取付ナツト着脱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は新型沸騰水型原子炉（Ａ−ＢＷＲ）に使用され
ているインターナルポンプの定期点検の際に、ポンプケ
ーシングの下端開口部を閉塞しているメインフランジの
取付ナツトを着脱するインターナルポンプのメインフラ
ンジ取付ナツト着脱装置に関する。

（従来の技術） 一般に、従来の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）は原子炉圧力
容器外に設けられた再循環ポンプと原子炉圧力容器内に
設けられたジェットポンプとの間で冷却材を強制循環さ
せるこにより冷却材を炉心部へ送り込んでいるが、この
ような外部再循環系は構造が１１雑となるばかりでなく
、ジェットポンプがキャビテーションを起しやすく、さ
らに原子炉圧力容器と再循環ポンプとの間を接続する再
循環配管は冷却材のバウンダリとなるため何らかの事故
によって再循環配管が破断した場合、冷却材喪失の可能
性がある。そこで、このような冷却材喪失事故を防止す
るために冷却材を原子炉圧力容器内で強制循環させる新
型沸騰水型原子炉（Ａ−ＢＷＲ）が開発されている。

第６図はその一例を示すＡ−８ＷＲの断面図で、図中符
号１は原子炉圧力容器である。この原子炉圧力容器１内
には多数の燃料集合体および制御棒等からなる炉心２が
円筒状のシュラウド３内に収容されて設置されている。

炉心２の上方には給水管４に接続された給水スパージャ
５が設けられ、さらにその上方には気水分離器６および
蒸気乾燥器７が設けられている。また、原子炉圧力容器
１の下鏡部には複数のインターナルポンプ８が設けられ
ている。これらのインターナルポンプ８は第７図に示す
ようにポンプ部１１とモータ部１２とから構成され、モ
ータ部１２でポンプ部１１を駆動することにより原子炉
圧力容器１内の冷却材を強制循環させるようになってい
る。上記ポンプ部１１はインペラ１３、ディフューザ１
４、ストレンチチューブ１５、二次シール１６等から構
成され、インペラ１３は駆動軸１７を介してモータ部１
２に連結されている。また、上記ディフューザ１４は原
子炉圧力容器１の下鏡部に設けられたノズル１８の上端
に設けられ、ストレッチチューブ１５によって固定され
ている。ストレッチチューブ１５はポンプケーシング２
０内の上部に設けられ、ストレッチチューブナツト１９
によって固定されている。また、二次シール１６はスト
レッチチューブナツト１９の下方に設けられ、インター
ナルポンプ看脱時の冷却材の流出を防止している。

一方、前記モータ部１２はロータ２１及びステータ２２
等から構成され、ポンプケーシング２０内に収容されて
いる。このポンプケーシング２ｏの下端にはポンプケー
シング２０の下端開口部を閉塞するメインフランジ２３
がポンプケーシング２ｏの下端に突設された複数のメイ
ン７ランジ取付用スタツドボルト（以下、メインフラン
ジスタッドという）２４とこれらメインフランジスタッ
ド２４に螺合するメインフランジ取付用ナツト２５（以
下、取付ナツトという）とにより強固に固定されている
。また、上記ポンプケーシング２０の上部と下部には冷
却水循環配管２６が接続され、ポンプケーシング２０内
に冷却水を循環させモータ部１２の焼損を防止している
。

このようなインターナルポンプ８は水密性に優れたポン
プケーシング２０内に収容されているので廖勤型の軸封
装置を必要とせず、また構造が簡単で炉水漏洩の可能性
も少ないので保守性および信頼性に優れている。したが
って、Ａ−８ＷＲは従来のＢＷＲのように外部再循環系
を必要としないため、原子炉格納容器内の配管スペース
を大幅に削減できると共に非常用炉心冷却系の容器も小
さくでき、安全性および信頼性に優れているという利点
がある。

ところで、このように安全性および信頼性に優れたＡ−
ＢＷＲの採用に伴い、インターナルポンプ８の保守点検
作業も定期的に行う必要がある。

インターナルポンプ８の保守検作業は、まず原子炉の運
転を停止して原子炉圧力容器１内に水を満たして放射線
を遮蔽してから原子炉圧力容器１の炉１１ａを取外し、
さらに図示しない原子炉ウェル内にも水を満たして蒸気
乾燥器７、気水分離器６、シュラウドヘッド３８等を取
外した後にインターナルポンプ８を取外す。インターナ
ルポンプ８の取外作業は、原子炉圧力容器１の上方およ
び下方より行われるが、その作業手順は次の通りである
。

まず、二次シール１６によりポンプケーシング２０と駆
動軸１７との間をシールし、原子炉圧力容器１内の炉水
を遮断してから、ポンプケーシング２０内の水を排水す
る。その後取付はナツト２５をメインフランジスタッド
２４から取外し、ポンプケーシング２０の下方よりモー
タ部１２をメインフランジ２３と共に取外す、次にポン
プケーシング２０の下端に図示しない閉止フランジをメ
インフランジスタッド２４を使用して取付けた後、補給
水をポンプケーシング２０の内部に満たし、二次シール
１６を解除する。この状態で、原子炉圧力容器１の上方
よりインペラ１３を駆動軸１７と共に取外す。次に原子
炉圧力容器１の上方よりディフューザ１４の開口部を上
部閉止板（図示せず）で閉塞し、ポンプケーシング２０
内の水を排出する。この状態でポンプケーシング２ｏの
下方から閉止フランジを外し、ポンプケーシング２０内
より二次シール１６及びストレッチチューブナツト１９
を取外す。再度ポンプケーシング２０の下端に閉止フラ
ンジを取付けた後補給水を満たす。この状態で原子炉圧
力容器１の上方より上部閉止板、ディフューザ１４、及
びストレッチチューブ１５を取外す。その後各部品を整
（１！施設で点検・整備した侵、逆の手順で組立てる。

しかしながら上記構成によると以下のような問題がある
。すなわちインターナルポンプ８の取付および取外作業
は狭い場所での作業のため困難が予想される。特にイン
ターナルポンプ８のモータ部１２をポンプケーシング２
０の下方よりメインフランジ２３を取外してから引き複
く場合、原子炉圧力容器１の下部には制御棒駆動機構ハ
ウジング９が密に林立して設けられ、さらに配管類が右
方左方に介在しているため非常に狭い場所での作業とな
る。しかもメインフランジ２３を固定している取付ナツ
ト２５は大きなトルクで締付けられているため、着脱装
置を使用してもその取外しに長時間を要することが予想
される。このためインターナルポンプ８の点検整備に長
時間を要し、原子炉の運転停止期間を長期化させること
になり、その結果として原子炉の稼働率を低下させると
ともに、作業員の放射線被曝が懸念されていた。

（発明が解決しようとする問題点） このようにインターナルポンプの着脱作業、特にメイン
フランジ取付はナツトの着脱作業は困難であるとともに
作業に長時間を要し、その結果プラントの稼働率の低下
及び作業員の被曝が懸念されるという問題があり、本発
明はこのような点に基づいてなされたもので、その目的
とするところはインターナルポンプの保守点検の際にメ
イン７ランジを固定する取付ナツトの着脱作業を遠隔操
作により容易に短時間で行なえるインターナルポンプの
メインフランジ取付ナツト＠脱装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわち本発明によるインターナルポンプのメインフラ
ンジ取付ナツト＠脱装置は、インターナルポンプのポン
プケーシング下部に取付けられたブラケットを介して鉛
直下方に延長配置された複数本のガイドスクリュと、こ
のガイドスクリュに連結されガイドスクリュの回転によ
り上記ポンプケーシング下方にて昇降する基台と、この
基台に取付けられ先端に取付けられた支持板により上記
ポンプケーシング下端開口を閉塞しているメインフラン
ジを下方から支持するボールスプラインと、このボール
スプラインの上部に回転かつ上下動可能に取付けられた
ナツト着脱具本体と、このナツト着脱具本体の周囲に複
数取付けられ上記ポンプケーシング下端に突設されたメ
インフランジ取付用スタッドボルトに引張り荷重を与え
るとともに上記メインフランジ取付用スタッドボルトに
螺合するメインフランジ取付用ナツトを回転させる＠脱
ユニットと、上記支持板又はナツト着脱具本体または着
脱ユニットに形成された嵌合部と、上記メインフランジ
に形成され上記嵌合部に嵌合する被嵌合部とを具備した
ことを特撮とするものである。

（作用） つまり支持板又はナツト着脱具本体又はナツト着脱ユニ
ットに嵌合部を形成するとともに、メインフランジに上
記嵌合部に嵌合する被嵌合部を形成し、装置のメインフ
ランジに対する位置を決める際上記嵌合部と被嵌合部に
よる嵌合構造により両者の芯合せを容易かつ迅速になさ
んとするものである。

（実施例） 以下第１図乃至第３図を参照して本発明の第１の実施例
を説明する。尚従来と同一部分には同一符号を付して示
しその説明は省略する。第１図は本発明によるメインフ
ランジ取付ナラト着脱装置の全体側面図である。同図に
示すようにインターナルポンプのポンプケーシング２ｏ
の下部にはブラケット１０１，１０１がそれぞれ両側に
水平方向に突出して設けられている。これらブラケット
１０１．１０１にはガイドスクリュー１０２゜１０２の
上端部が回転自在に保持されており、これらガイドスク
リュー１０２．１０２は下方に設けられた図示しない駆
動装置により回転駆動されるようになっている。また、
上記ガイドスクリュー１０２．１０２にはポンプケーシ
ング２０の下方を昇降する基台１０３のナツト部１０４
゜１０４が螺合されている。これらのナツト部１０４．
１０４は基台１０３の両端部に取付けられ、ガイドスク
リュー１０２が回転すると上下方向に移動して基台１０
３を昇降させる。

上記基台１０３の中央部にはインターナルポンプのメイ
ンフランジ２３を下方より支持するボールスプライン１
０５が設けられている。このボールスプライン１０５は
内部に図示しない油圧シリンダを備え、この油圧シリン
ダによりインターナルポンプのモータ部荷重を先端の支
持板１０６にて支持する。また、ボールスプライン１０
５の上部にはメインフランジ２３の取付ナツト２５を着
脱するナツト着脱具本体１０７が設けられている。

このナット１１２具本体１０７はボールスプライン１０
５に組込まれた上記油圧シリンダによりボールスプライ
ン１０５の上方を上下動し、さらにナツト着脱具本体１
０７の側傍に設けられたサーボモータ１０９により回転
する。上記サーボモータ１０９はナツト着脱具本体１０
７に駆動歯車１１１および回転用歯車１１０介して連結
されており、駆動歯車１１１を回転駆動することにより
ナツト着脱具本体１０７を回転用歯車１１０を介して回
転させる。

また、上記ナツト着脱具本体１０７の周囲には複数のナ
ツト着脱ユニット１１２が一体に取付けられている。こ
れらナツト着脱ユニット１１２は、例えば第２図に示す
ようにナツト＠脱貝本体１０７の外周にほぼ９０°の間
隔で４個設置されている。各ナツト着脱ニット１１２に
は、第３図に示す如くメインフランジスタッド２４に引
張荷重を与えるボルト引張機構１１３と取付ナツト２５
を回転させるナツト回転機構１１４とがそれぞれ組込ま
れている。上記ボルト引張機構１１３はメインフランジ
スタッド２４の下端に設けられたフラーバ部２４ａに螺
合するネジ部１１５を有し、このネジ部１１５を上記フ
ラーバ部２４ａにネジ込んで（図中二点ｔＡｍで示す）
下方へ引張ることによりメインフランジスタッド２４に
引張荷重を与える。上記ネジ部１１５の下方には油圧シ
リンダ１１６が設けられており、ネジ部１１５はこの油
圧シリンダ１１６により連結棒１１７を介して下方へ引
張られる。また、上記ネジ部１１５は外周面に回転用ギ
ア１１８が形成された回転体１１９内に設けられている
。この回転体１１９は下部のクラッチ１１１Ｍ４１２０
で連結棒１１７と係合し、回転運動が連結棒１１７を介
してねじ部１１５に伝達される。そしてこのクラッチ機
構１２０の係合は回転体１１９が上下動することより可
能となっている。上記回転体１１９の回転用ギア１１８
にはエアモータ１２１とトルクリミッタ１２２を介して
連結した駆動歯車１２３が噛合しており、回転体１１９
は駆動歯車１２３を介してエアモータ１２１により回転
駆動される。また、前記ナツト回転１１９１１４はメイ
ンフランジ２３の取付ナツト２５と係合するナツトソケ
ット１２４を有し、このナツトソケット１２４は回転体
１１９の上端に固定され、上記回転体１１９と一体に回
転する。尚、上記エアモータ１２１及び油圧シリンダ１
１６等は基台１０３の下部に設けられたエア供給及び油
圧制御装置１２５により制御される。また、ナツト着脱
具本体１０７には図示しないパルスエンコーダが取付け
られており、このパルスエンコーダと前記サーボモータ
１０９とにより各ナツト１１１５２ユニツト１１２の位
置の割出しが行なえる。

前記メインフランジ２３の下面には環状凹部１３１が形
成されている。この環状凹部１３１は図にも示すように
二段構成となっており、比較的深い第１の環状凹部１３
１ａと、この第１の環状凹部１３１ａに連続してその外
周側に形成され比較的浅い第２の環状凹部１３１ｂとか
ら構成されている。一方着脱装置側のカバー１３２の上
面には環状凸部１３３が突設されている。上記環状凸部
１３３は上記環状凹部１３１の第１の環状凹部１３１ａ
の内側内周面に沿って嵌合する。つまり油圧シリンダに
よりナツト着脱具本体１０７を上方に押し上げる際、上
記環状凸部１３３が第１の環状凹部１３１ａに嵌合し、
これによって着脱装置側とインターナルポンプ側との芯
合わせをなすものである。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず、ポンプケ
ーシング２０の下部にブラケット１０１゜１０１を取付
け、これらブラケット１０１゜１０１にガイドスクリュ
ー１０２．１０２をそれぞれセットする。そして、ガイ
ドスクリュー１０２．１０２に基台１０３のナツト部１
０４゜１０４を組込んだ後、図示しない駆動装置により
ガイドスクリュー１０２．１０２を回転させて基台１０
３をポンプケーシング２０の下端部まで昇降させ、基台
１０３がポンプケーシング２０の下端部に接近したらガ
イドスクリュー１０２の回転を停止させる。次に、ボー
ルスプライン１０５を油圧シリンダにより上方へ押し上
げ、支持板１０６をメインフランジ２３の下面に当接さ
せてインターナルポンプのポンプ部荷重を支持する。

この状態でナツトＷＩ］５２具本体１０７をボールスプ
ライン１０５に組込まれた油圧シリンダにより上方へ移
動させ、ナツト着脱ユニット１１２をメインフランジス
タッド２４の先端へ接近させて取付ナツト２５の着脱を
行う。その際環状凸部１３３が第１の環状凹部１３１ａ
に下方から嵌合して、１１１Ｒ装置側とインターナルポ
ンプ側との芯合せが容易になされる。ここで取付ナツト
２５の取外しを行う場合は、まずネジ部１１５をメイン
フランジスタッド２４のフラーバ部２４ａに挿入させて
フラーバ部２４ａの先端に螺合させる。そして次に、フ
ラーバ部２４ａの先端がネジ部１１５に螺合したら、エ
アモータ１２１を駆動してネジ部１１５を所定方向に回
転させる。これによりフラーバ部２４ａはネジ部１１５
にネジ込まれ、ネジ部１１５は回転体１１９と共にフラ
ーバ部２４ａの上部へ移動する（図中二点鎖線で示す）
。そして、ネジ部１１５の先端がフラーバ部２４ａの上
部に達したら、クラッチ機構１２０を作動してネジ部１
１５の回転を停止させる。次に、この状態で油圧シリン
ダ１１６に規定の圧力をかけ、メインフランジスタッド
２４に引張荷重を与える。また、このときナツトソケッ
ト１２４は取付ナツト２５と係合しく図中二点鎖線で示
す）、上記ナツト２５に所定の回転トルクを与える。こ
れにより取付ナツト２５はメインフランジスタッド２４
にテンションをかけた状態で回転トルクを与えられるた
め比較的小さなトルクで暖められ、メインフランジスタ
ッド２４より取外されることになる。

そして、このような操作をナツト着脱具本体１０７を回
転させて全ての取付ナツト２５（通常１６個）に対して
実施することにより、インターナルポンプのモータ部を
ポンプケーシング２０の下方から引出すことが可能とな
る。

以上本実施例によると以下のような効果を秦することが
できる。

■取付ナツト２５の取外作業をメインフランジスタッド
２４にテンションをかけながら行うようにしたので比較
的小さなトルクで簡単にかつ短時間で取外すことができ
る。また、これらの作業はすべて遠隔操作のため狭い場
所でも容易に行うことができる。尚取付ナツト２５をメ
インフランジスタッド２４に取付ける場合も上記と同様
な操作により簡単かつ短時間に行なえ、しかもトルクリ
ミッタ１２２により取付ナツト２５の過度の締付けを防
止できる。

■次に着脱装置側とインターナルポンプ側との芯合せが
容易になされる。すなわち油圧シリンダを駆動させてナ
ツト着脱具本体１０７を上昇させることにより、環状凸
部１３３が第１の環状凹部１３１ａ１．：嵌合し、それ
によって着脱装置側とインターナルポンプ側との芯合せ
が容易になされるものである。したがって以降の作業も
正確かつ迅速に行なうことができ、保守点検作業さのも
のが極めて容易になるとともに、作業時間も大幅に短縮
される。したがってプラントの可動率の向上及び作業員
の被曝低減を効果的に図ることができる。

又上記環状凸部１３３の内側上部はテーパ状に切欠かれ
ているので、着脱装置側とインターナルポンプ側との間
に若干の位置ずれがあっても容易に８号わせがなされる
。

次に第４図を参照して本発明の第２の実施例を説明する
。この第２の実施例は前記第１の実施例における環状凸
部１３３を第１の環状凹部１３１ａの外側内周面に沿っ
て嵌合させるものであり、その他の構成は前記第１の実
施例と同様である。したがって前記第１の実施例と同様
の作用・効果を奏するものである。

次に第５図に示す第３の実施例であるが、この第３の実
施例も環状凸部１３３の位置を変更したもので、第２の
環状凹部１３１ｂの内周面に）ａつて嵌合するように突
設させている。したがってこの場合にも前記第１及び第
２の実施例と同様の作用・効果を秦するものである。内
政上第１乃至第３の実施例において、凸部１３３は環状
である必要はなく、各着脱ユニット１１２のカバー１３
２の上面に円弧状の凸部を形成してもよい。またその際
メインフランジ２３側の凹部も円弧状にすることが考え
られる。

さらに本発明は前記第１乃至第３の実施例に限定される
ものではなく、メインフランジ２３側から環状または円
弧状の凸部を突設させて、着脱装置側に環状又は円弧状
の凹部を形成するような構成でもよい。また環状凹部及
び環状凸部ではなくガイドピン及びガイド穴による案内
構造でもよい。

その際メインフランジ及び着脱装置側のいずれにガイド
ピンを突設し、いずれにガイド穴を形成するかも任意で
あることはもとよりである。

さらに支持板１０６、ナツト着脱具本体１０７、ＷＩ］
５２ユニット１１２の基板１３４を使用して、メインフ
ランジ２３との間に嵌合構造を構成することも考えられ
る。またメインフランジスタッド２４のフラーバ２４ａ
と連結棒１１７の先端部との間に嵌合構造を形成しても
よい。具体的には例えばフラーバ２４ａ側に穴を形成し
、連結棒１１７の先端にビンを形成することが考えられ
る。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によるインターナルポンプの
メインフランジ取付はナラ１−ＷＩＩＲ装置によると、
メインフランジ取付はナツトの着脱が大幅に容易となり
、それによってインターナルポンプの取扱作業の容易化
及び要する作業時間の短縮化を図ることができ、プラン
トの可動率の向上及び作業員の被曝低減を図る上で極め
て効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至Ｍ３図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図はメインフランジ取付ナツト着脱装置の全体側面図、
第２図はメインフランジ取付ナツト着脱装置の全体平面
図、第３図はナツト着脱ユニットの内部構造を示す断面
図、第４図は第２の実ｔＡ例によるナツト着脱ユニット
の内部構造を示す断面図、第５図は第３の実施例による
ナット着脱ユニットの内部構造を示す断面図、第６図は
インターナルポンプを使用する沸騰水型原子炉の断面図
、第７図はインターナルポンプの断面図である。 ８・・・インターナルポンプ、２３・・・メインフラン
ジ、２４・・・メインフランジスタッド、２５・・・取
付ナツト、１０１・・・ブラケット、１０２・・・ガイ
ドスクリュー、１０３・・・基台、１０５・・・ボール
スプライン、１０７・・・ナツト着脱具本体、１１２・
・・ナツト着脱ユニット、１１３・・・ボルト引張機構
、１１４・・・ナツト回転機構、１３１・・・環状凹部
、１３２・・・カバー、１３３・・・環状凸部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第　２０ 第６０ 第７図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）インターナルポンプのポンプケーシング下部に取
   付けられたブラケットを介して鉛直下方に延長配置され
   た複数本のガイドスクリュと、このガイドスクリュに連
   結されガイドスクリュの回転により上記ポンプケーシン
   グ下方にて昇降する基台と、この基台に取付けられ先端
   に取付けられた支持板により上記ポンプケーシング下端
   開口を閉塞しているメインフランジを下方から支持する
   ボールスプラインと、このボールスプラインの上部に回
   転かつ上下動可能に取付けられたナット着脱具本体と、
   このナット着脱具本体の周囲に複数取付けられ上記ポン
   プケーシング下端に突設されたメインフランジ取付用ス
   タッドボルトに引張り荷重を与えるとともに上記メイン
   フランジ取付用スタッドボルトに螺合するメインフラン
   ジ取付用ナットを回転させる着脱ユニットと、上記支持
   板又はナット着脱具本体または着脱ユニットに形成され
   た嵌合部と、上記メインフランジに形成され上記嵌合部
   に嵌合する被嵌合部とを具備したことを特徴とするイン
   ターナルポンプのメインフランジ取付ナット着脱装置。
2. （２）上記嵌合部は環状又は円弧状の凸部であり上記被
   嵌合部は環状又は円弧状の凹部であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のインターナルポンプのメイ
   ンフランジ取付ナット着脱装置。
3. （３）上記嵌合部は環状又は円弧状の凹部であり上記被
   嵌合部は環状又は円弧状の凸部であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のインターナルポンプのメイ
   ンフランジ取付ナット着脱装置。
4. （４）前記嵌合部はガイドピンであり、前記被嵌合部は
   ガイド穴であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のインターナルポンプのメインフランジ取付ナット
   着脱装置。
5. （５）前記嵌合部はガイド穴であり、前記被嵌合部はガ
   イドピンであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のインターナルポンプのメインフランジ取付ナット
   着脱装置。