JPH0197575A - スタッドボルト着脱移送装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器のスタ
ッドボルトの着脱および保管場所との間の移送等に適用
されるスタッドボルト着脱移送装置に係り、特に固着状
態となったスタッドボルトの取外しおよびその後の移送
等が良好に行えるスタッドボルト着脱移送装置に関する
。

〔従来の技術〕

一般に沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器は第９図に示す
ように、上鏡１と胴体２とをそれらのフランジ１ａ、２
ａ部においてスタッドボルト３で接続することにより、
全体として密閉構成とされている。このスタッドボルト
３による接続状態の詳細を第１０図に示す、即ち、胴体
２のフランジ２ａ上面にはねじ穴２ｂが周方向に間隔的
に多数（約９０個所）刻設されており、この各ねじ穴２
ｂに対応して上鏡１のフランジｌａに同数上下方向に沿
う貫通孔１ｂが突設されている。スタッドボルト３は、
その一端（上端）が上鏡１のフランジ１ａ上方に突出す
る状態で貫通孔１ｂに挿入され、他端（下端）のねじ部
３ａが胴体２のフランジ２ａのねじ穴２ｂに螺合されて
いる。そして、このスタッドボルト３の上端突出部分の
ねじ部３ｂにナツト４がワッシャ５を介して取り付けら
れ、そのナツト４の締付力により、上鏡ｌと胴体２とが
接続されている。なお、スタッドボルト３に取付けたナ
ツト４およびワンシャ５は、上鏡ｌのフランジｌａ上で
周方向に沿い、はとんど接触する程近接して配置される
。

ところで、原子炉圧力容器では、燃料交換等のため例え
ば年−回の定期検査が行われ、その際、上鏡１の開閉が
行われる。上鏡ｌの解放時には、スタッドボルト３に取
付けられているナツト４およびワッシャ５が一旦、全数
取外しされ、これらは燃料交換等の後の再閉塞時に再び
スタッドボルト３に取付けられる。また、前記のナンド
取外しおよび取付けに付随して、スタッドボルト３の抜
取りおよび取付けも行われる。即ち、スタッドボルト３
は燃料交換用の通路部に当たるもの、および法令により
義務付けられている非破壊検査（供用期間中検査：ｌ５
Ｉ）でその健全性を確認するもの等、全体の約１／３程
度が抜取られる。

一方、定期検査期間中に行われる燃料交換の際、被爆低
減の目的で、例えば第１１図に示すように、ドライウェ
ル６、機器プール７および燃料ブール８には水張りが行
われる。これにより、スタッドボルト３は水没状態とな
る。

スタッドボルト３および胴体２のフランジ２ａは一般に
フェライト係合金鋼で製作されているため、定期検査期
間中の水没により錆が発生する。

特に、＋３１は１０年間で全数行うよう規定さているた
め、スタッドボルト３は水没の期間が長く、しかも胴体
２のフランジ２ａとスタッドボルト３との接続部は第１
０図のＢ部に示すようにねじ穴２ｂ内に隙間が形成され
ていて、その部分に水が溜まり易くなっており、鯖の発
生が著しい。

このように胴体２ａのフランジ２ａのねじ穴２ｂとスタ
ッドボルト３のねじ部３ａとが錆付いている場合、スタ
ッドボルト３の抜取りには非常に大きい労力が必要とな
る。このため従来では、まず第１２図に示すように、ス
タッドボルト３の頂部にボルトレンチ９を取付け、ボル
トレンチ９のレバー９ａをハンマーで打撃して錆付きを
解除している。即ち、静的な回転トルクを加える場合に
は極めて大きいトルクが必要であるため、ハンマーで打
撃することにより、スタッドボルト３に回転トルクを加
えるとともに、錆付部に振動を与えて鯖を解放すること
により、比較的小さな力でスタッドボルト３を回転しよ
うとするものである。

そして、この後、第１３図に示すように、スタッド取扱
具１０に付は変えてスタッドボルト３の抜取りを行う。

なお、スタッドボルト３は直径が約１５０ｍｍ。

長さが約１８００ｍｍあり、重量は約２５０ｋｇもなる
。このため、スタッド取扱具１０には、スプリング１１
が内蔵されており、天井クレーン等で吊り上げて操作す
ることにより、スタッドボルト３の自重を打消し、ねじ
部３ａの摩擦力を軽減し、スタッドボルト３を回転する
ためにハンドル１２に加える力を制限される。これらの
操作は全て作業員が手作業で行っている。また、上鏡フ
ランジ１ａの近辺は高放射能区域であり、作業員は全員
、被曝防止用のマスクおよび防塵用の服を着用する必要
がある。

〔発明が解決しようとする問題点］ 上記の従来技術によると、スタッドボルト３の抜き取り
を上鏡ｌがある状態で行う通常作業時に、ハンマーでボ
ルトレンチ９を打撃する際、足場が安定せず、また、打
撃力を十分に発揮することが出来ない問題がある。また
、スタッドボルトを抜取るために２段階に工具を取変え
る必要があり、作業性が悪い、天井クレーンは通常１台
であり、ボルト取扱具ｌＯを正規に使用してスタッドボ
ルトを抜取る場合、スタッドボルト１本ずつしか取扱い
ができないので、作業性が悪くなる。

さらに、上鏡１の回りは高放射能汚染区域であり、作業
者の被曝防止のためマスクおよび防塵用の服等を着用し
て作業するため、さらに作業性を悪くしている等の問題
がある。

上述の問題を解消するために、スタッドボルト３の抜き
取りあるいは取付けの作業に対しては、スタッドボルト
の着脱装置が既に提案されている（例：実公昭５８−１
７７３７号等）、また、抜き取りあるいは取付けに加え
、数本のスタッドボルト３を同時に運搬できるようにし
たボルト脱着移送装置も提案されている（例：特公昭５
９−４９１４８号および実公昭５９−４９１４８号等）
。

前者のスタッドボルトの着脱装置では、第１２図のボル
ト取扱具と同様、スプリングを内蔵してスタッドボルト
の自重を打消した状態で間欠的衝撃力を加えてスタッド
ボルトを回転させるようになっている。しかし、ボルト
取扱具と同様、天井クレーン等で常時吊り上げておく必
要がある。また、スタッドボルトの回転により生じる軸
方向の移動に合わせて装置も上下させる必要がある。さ
らに、作業員が常時サポートする必要があるとともに、
スタッドボルトを回転させるための間欠的衝撃力を発生
させるための駆動源がスタッドボルトの軸上にないため
、スタッドボルトを回転させるための反力が全て装置を
サポートしている作業員にかかってくるという問題があ
った。

一方、後者のボルト着脱移送は、上鏡フランジ上に自立
し、スタッドボルト頭部と結合してスタッドボルトを回
転させるとともに、抜取ったスタッドボルトをそのまま
装置内に保持（装置内に形成したねじで吊り下げ）し、
数本のスタッドボルトと一緒に天井クレーンで保管場所
へ移動するようになっている。しかし、本装置には、ス
タッドボルトを回転させる時にスタッドボルトの自重を
打消す機構がない、このため、スタッドボルトを回転さ
せるために大きなトルクが必要となるとともに、スタッ
ドボルトのねし山の摩耗或いは端部ねし山を損傷する可
能性がある。また、装置とスタッドボルトの結合はスタ
ッドボルト頭部中央のねじ穴にボルトをねじ込んで行う
構造であり、内部にボルトがあるためスタッドボルトと
の結合に別の治具が必要であるとともに、モータ部を外
す必要があるため作業に長時間を要していた。さらに、
スタッドボルトを吊り上げる構造にねじを採用している
ため、スタッドボルトを装置から外すために巻き戻しの
動作を必要し、この作業にも長時間を要するという問題
があった。

本発明の目的は、スタッドボルトおよび胴体フランジ（
特にねし山）を損傷することなく、複数のスタッドボル
トの抜取り或いは取付けおよび運搬を同時に効率よ〈実
施することができるスタッドボルト着脱移送装置を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明はボルト取付は部上に
載置するフレーム内に、シリンダ構造に基づくスタッド
ボルトの自重を打消す構造部を設けるとともに、スタッ
ドボルトの中心軸延長線上に位置して前記フレームに取
付けた回転駆動機構から間欠的衝撃力をスタッドボルト
に加えるようにし、さらにスタッドボルトとの着脱用と
してチャックを用いたワンタッチ機構を採用している。

なお、望ましくは、上述の可動ユニットを複数個フレー
ム内に組込んで一体力バーし、同時に複数のスタッドボ
ルトを取扱うことを可能とする。

〔作用〕

スタッドボルトを抜取る時には、シリンダ装置によって
スタッドボルトおよび可動部の重量を打ち消す圧力を供
給することにより、スタッドボルトが軸方向のどの位置
にあってもスタッドボルトのねじ部の摩擦力を軽減させ
る。また、スタッドボルトが胴体のフランジから外れる
時にスタッドボルトの自重が端部のねし山にかからない
ので、ねじ山を損傷することがない、スタッドボルトの
取付は時も同様である。さらに、シリンダ装置への供給
圧力を低圧に切替えることにより、ピストン部材は元の
位置に戻るため、ねじの巻戻し動作をすることがない。

回転軸および可動軸は、ピストン部材によりスタッドボ
ルトの引上げ力を切離せるので、回転駆動機構からの回
転トルクの反力を低減することができる。また、回転駆
動機構に間欠的衝撃力を加えることにより、スタッドボ
ルトに振動を与え、錆付によるねじのかじりを解放する
ことができる。

スタッドボルト頭部に対してレバー等で開閉するチャッ
ク機構を構成することにより、スタッドボルトと装置の
着脱をワンタッチで行うことができる。

上述の機構をスタッドボルトの配列に合わせて同一フレ
ーム内に設置することにより、同時に複類のスタッドボ
ルトを取扱うことができるようになる。

Ｃ実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図〜第８図を参照して説
明する。なお、この実施例は沸騰水型原子炉の原子炉圧
力容器上鏡締付は用スタッドボルトを着脱移送するため
のもので、第９図および第１０図も参照して説明する。

第り図はスタッドボルト着脱移送装置全体を示す縦断面
図、第２図はその平面図である。第１図に示すように、
このスタッドボルト着脱移送装置は、原子炉圧力容器の
上鏡１のフランジｌａ上に突出するスタッドボルト３の
抜取りおよび取付はヲ行う複数のユニット３１を１つの
フレーム３２に設けたものである。

第３図は１つのユニット３１の構成を拡大して示した拡
大断面図である。フレーム３２の上端部には、スタッド
ボルト３に間欠的衝撃力を与えるとともに、スタッドボ
ルト３を回転するための回転駆動機構として、インパク
トレンチ３３が設けられている。このインパクトレンチ
３３はスタッドボルト３の中心軸の延長線上に位置して
間欠回転可能に設けられ、その回転力は、スタッドボル
ト３の中心軸延長線上に配置された後述する回転軸３４
ａ、可動軸３４ｂおよび係合レンチ３５を介してスタッ
ドボルト３の頂部に伝達されるようになっている。

回転軸３４ａは継手３３ａを介してインパクトレンチ３
３に上端が連結され、ベアリング３３ｂを介してフレー
ム３２に回転自在に垂下支持されている。この回転軸３
４ａの下端に可動軸３４ｂが同軸上で一体回転可能に、
かつ軸方向に相対スライド可能に設けられている。即ち
、第４図に示すように、回転軸３４ａと可動軸３４ｂと
はスプライン結合とされている。可動軸３４ｂの下端は
、第５図に示すスタッドボルト３の頂部に形成された係
合凹部３ｄに係合して、回転力を付与する凸形の係合レ
ンチ３５とさている。また、可動軸３４ｂの係合レンチ
３５の外周側には、スタッドボルト３の外周部を着脱可
能に把持して吊り上げるチャック３６が設けられている
。このチャック３６は割筒型とされており、周方向に複
数（例えば３分割〜５分割等）に分割されている。この
チャック３６の構成片は径方向にスライド可能とれれて
おり、縮径方向への移動時には、スタッドボルト３の頂
部外周面に形成された多数の環状の平行溝部３Ｃと係合
して、スタッドボルト３を軸方向に一体移動可能に締付
は得る構成とされている。

このチャック３６の外周側に、チャック拡縮用のチャッ
ク駆動部材３７が設けられている。即ち、チャック駆動
部材３７は筒状で、その内周側に凹凸状の係合部３７ａ
を有し、軸方向にスライドすることによりチャック３６
の外周面の凹凸状の係合部３６ａと係合して縮径側に押
付け、または拡径側への移動を許容するようになってい
る。

また、上述した可動軸３４ｂの外周側にはピストン部材
３８が設けられている。このピストン部材３８は可動軸
３４ｂにベアリング３９を介して相対回転自在に、かつ
軸方向に沿って一体移動可能に連結されている。このピ
ストン部材３８はピストン３８ａと、その上下に連結し
た中空なピストンロッド部４１ａ、４１ｂとからなり、
フレーム３２に固定されたシリンダ部材、例えばエアシ
リンダ４０の内面に保持されて、その軸方向に摺動可能
とされている。そして、エアシリンダ４０の下端側に設
けたエア供給口４４から供給される圧縮空気によってピ
ストン３８ａが押上げ可能とされ、これにより可動軸３
４ｂにも押上げ力が付与されるようになっている。

さらに下部のピストンロッド４１ａに、前記のチャ・２
り駆動部材３７が軸方向に摺動可能に嵌合され、このチ
ャック駆動部材３７は、ピストンロッド４１ａの下端部
から突出したブラケット４２を支点として回動するレバ
ーによって軸方向、即ちチャック締付は方向に移動可能
とされている。

以上の構成において、スタッドボルト３の抜取り手順を
第３図および第６図〜第８図によって説明する。

まず、天井クレーン等によりフレーム３２を吊り上げ、
原子炉圧力容器の上鏡に取つけられたスタッドボルト３
上へ移動し、第３図に示すように、上鏡ｌのフランジｌ
ａ上へ吊降して載置する。この場合、レンチ３５はスタ
ッドボルト３上に乗り、これにより可動軸３４ｂを介し
てピストン部材３Ｂが上方に押し上げられ、ピストン３
８ａとエアシリンダ４０の下端面との間には空間が形成
される。この時、チャック３６は解放状態にある。

次に第６図に示すようにレバー４３を上方に引き上げる
。これにより、シリンダ４１から突出したブラケット４
２を支点としてチャック駆動部材３７が押下げられ、チ
ャック３６が係合部３６ａ、３７ａを介して縮径してス
タッドボルト３の平行溝部３ｃとかみ合い、スタッドボ
ルト３とレンチ３５とを係合させることができる。

この状態で、エアシリンダ４０の下端に設けたエア供給
口４４から加圧空気を供給することにより、ピストン３
８ａを上方に押し上げる。この場合、ピストン部材３８
と可動軸３４ｂとは軸方向に一体的に連結されているた
め、係合レンチ３５およびチャック３６を介してスタッ
ドボルト３に引上げ力が生じる。この時、エアシリンダ
４０に供給する空気圧力は、スタッドボルト３、チャッ
ク３６、チャック駆動部材３７、可動軸３４ｂおよびピ
ストンロッド４１ａ、４１ｂ等の可動部の全重量を引上
げる力を発生させる値にすればよい。

スタッドボルト３を引上げた状態で、インパクトレンチ
３３を間欠的に回転させれば固定軸３４ａ、回転軸３４
ｂおよびレンチ３５を介してスタッドボルト３に間欠回
転力、即ち衝撃力を伴う回転力が伝達され、スタッドボ
ルト３は回転する。スタッドボルト３の回転によりスタ
ッドボルト３は第７図に示すように、法外される方向に
スライドし始めるが、エアシリンダ４０のエア供給口４
４から一定圧力の空気を供給し続けることにより、スタ
ッドボルト３と同時に可動部も上下動し、スタッドボル
ト３の自重は常に打消された状態となる。この状態で更
に回転させ、スタッドボルト３が胴体２のフランジ２ａ
のねじ部２ｂから外れた時には、第８図に示すようにス
タッドボルト３および可動部分は、エアシリンダ４０を
介してフレーム３２に支えられた状態となり、スタッド
ボルト３および胴体フランジ２ａのねじ部２ｂの端部の
ねし山にスタッドボルト３の重量が加わるのを防止でき
、これによりねじ山の損傷を防止することができる。

対象となる複数のスタッドボルト３を上述の手順で抜取
り、そのスタッドボルト３を把持した状態でエアシリン
ダ４０内の空気が洩れないようにエア供給口４４のバル
ブを閉じ、スタッドボルト着脱移送装置全体を天井クレ
ーンで吊り上げ、所定の保管場所へ移動させる。保管場
所で所定の保管ラックへ装着し、エアシリンダ４０内の
加圧空気を逃がすことにより、可動軸３４ｂおよびチャ
ック３６を介してスタッドボルト３に加えられていた上
向きの力が消える。そこでレバー４３を押下げてチャッ
ク駆動部材３７を上方に動かし、チャック３６を解放す
れば、スタッドボルト着脱移送装置をスタッドボルト３
から節単に離脱させることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、スタッドボルトの回転
を機械的に行うことにより、例えば高放射能区域でも、
作業員の労力を大幅に改善することができる。また、複
数のスタッドボルトを、工具の交換等の必要なく、同時
に取扱うことができ、作業時間の短縮が図れる。

さらに、スタッドボルトをその自重を打消した状態で回
転させることにより、回転トルクを軽減できるとともに
、スタッドボルトおよびボルト取付は部のねじ山の攬傷
を防止できる等の効果も奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスタッドボルト着脱移送装置の一
実施例を示す縦断面図、第２図は第１図の平面図、第３
図は第１図の要部を拡大して示す拡大断面図、−第４図
は回転軸と可動軸との連結状態を示す横断面図、第５図
はスタッドボルト頂部の平面図、第６図はスタッドボル
トの頂部を把持した状態を示す作用説明図、第７図はス
タッドボルトをボルト取付は部から抜取る途中の状態を
示す作用説明図、第８図はスタッドボルトをボルト取付
は部から完全に抜取った状態を示す作用説明図、第９図
は原子炉圧力容器を示す断面図、第１Ｏ図は第８図のＡ
部拡大断面図、第１１図は原子炉建屋の断面図、第１２
図は従来のスタッドボルト請付解除用のボルトレンチを
示す説明図、第１３図は従来のスタッドボルトの抜取り
、取付けおよび運搬を行うためのスタッド取扱具の説明
図である。 ３・・・・・・スタッドボルト、３１・・・・・・可動
ユニット、３２・・・・・・フレーム、３３・・・・・
・インパクトレンチ、３４ａ・・・・・・回転軸、３４
ｂ・・・・・・可動軸、３５・・・・・・係合レンチ、
３６・・・・・・チャック、３７・・・・・・チャック
駆動部材、３Ｂ・・・・・・ピストン部材、４０・・・
・・・エアシリンダ、４１ａ、４１ｂ・・・・・・ピス
トンロッド、４２・・・・・・ブラケット、４３・・・
・・・レバー、４４・・・・・・エア供給口。 代理人　弁理士　西　元　勝　− 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図　　　　　第１０図 第１１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スタッドボルトが頂部を突出して螺挿されている
   ボルト取付け部上に載置されるフレームと、前記スタッ
   ドボルトの軸心延長線上に位置して前記フレームに回転
   自在に設けられた回転軸と、この回転軸に同軸上で一体
   回転可能に、かつ軸方向に相対スライド可能に連結され
   、その先端が前記スタッドボルト頂部の係合凹部に係合
   してそのスタッドボルトに回転力を付与する凸形の係合
   レンチとされた可動軸と、この可動軸の係合レンチ外周
   側に拡縮可能に設けられ前記スタッドボルトの外周部を
   着脱可能に把持するチャックと、このチャックの外周側
   に設けられチャックに拡縮力をを付与するチャック駆動
   部材と、前記可動軸の外周側に一体的に軸方向移動可能
   に設けられたピストン部材と、このピストン部材を収納
   保持して前記フレームに固定され、ピストン部材に軸方
   向に沿う移動力を付与するシリンダ部材と、前記フレー
   ムに取付けられ前記回転軸、可動軸および係合レンチを
   介して前記スタッドボルトに衝撃および回転力を付与し
   得る回転駆動機構とを具備してなることを特徴とするス
   タッドボルト着脱移送装置。
2. （２）回転軸、可動軸、チャック、チャック駆動部材、
   ピストン部材、シリンダ部材および回転駆動機構からな
   るスタッドボルト着脱移送用の可動ユニットが１つのフ
   レーム内に隣接して複数設けられている特許請求の範囲
   第（１）項記載のスタッドボルト着脱移送装置。
3. （３）スタッドボルトの把持用のチャックは割筒型とさ
   れており、チャック駆動部材はピストン部材に軸方向に
   沿って摺動可能に取付けられ、かつ軸方向移動により前
   記チャックを外周側から締付ける締付け用係合部を有す
   る筒状構成とされており、このチャック駆動部材は前記
   ピストン部材に枢着したレバーによってチャック締付け
   方向に摺動可能とされている特許請求の範囲第（１）項
   記載のスタッドボルト着脱移送装置。