JPH1177444A - 円筒部品の加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】炉心シュラウドやシュラウドサポートシリンダ
のような円筒部品の切断や端面加工を現地にて、遠隔作
業により、自動的に、かつ能率よく、しかも高精度で、
容易に行うことができる円筒部品の加工装置を提供す
る。 【解決手段】軸心を垂直にして固定設置される円筒部品
２の周壁を周方向に沿って水中で連続的に切削加工する
ための円筒部品の加工装置であって、円筒部品内の下部
に水平に固定設置される固定フレーム５と、固定フレー
ムに搭載され、円筒部品の軸心と同一軸心上で回転駆動
される旋回フレーム６とを備え、固定フレームはレベル
調整が可能な複数本の脚８を有し、これらの脚によるレ
ベル調整で水平度を設定できる構成とされる一方、旋回
フレームはこれと一体に旋回動作する昇降軸駆動部１０
と、昇降軸駆動部に設けられ横方向への伸縮動作を行う
伸縮軸駆動部１１と、伸縮軸駆動部に設けられた切削用
工具ユニット１２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば沸騰水型原
子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器内に設けられる炉心シ
ュラウド等の切断または端面切削加工等に適用される円
筒部品の加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントが建設後、長期間に
亘って運転された場合には、安全性確保等の見地から定
期点検時のデータ等に基づいて各種部品の交換が行なわ
れ、それにより健全性を維持して継続的な運用が図られ
る。

【０００３】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設け
られる部品のうち、着脱可能な構成のものは比較的容易
に交換することが可能であるが、固定装置型の部品につ
いては一部を切断し、切断後に端面加工等により開先を
形成して新部品を溶接等により固定する必要がる。

【０００４】この場合、原子炉圧力容器内は運転時の放
射線照射によって放射化されているため、切断、端面加
工および溶接等の作業は遠隔操作により行うことが望ま
れる。特に切断、端面加工は被曝低減の観点から可能な
限り水中で行うことが望ましい。

【０００５】円筒部品である炉心シュラウドは、原子炉
圧力容器の炉心部に固定設置されており、高放射化され
ている。この炉心シュラウドは、原子炉圧力容器内の底
部から立上る円筒部品であるシュラウドサポートシリン
ダに下端部が溶接により接続されている。この炉心シュ
ラウドを交換する場合には、下端部のシュラウドサポー
トシリンダとの接合部位を切断して、一旦撤去する必要
があるが、炉心シュラウドの高さが高いため、最初に炉
心シュラウドの中間部で切断し、次に下端部のシュラウ
ドサポートシリンダとの接合部位を切断することが望ま
しい。

【０００６】その後、残ったシュラウドサポートシリン
ダ部位の上端面を端面加工して開先形成を行う必要もあ
る。しかる後に新炉心シュラウドをシュラウドサポート
シリンダに溶接することになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】運転後のシュラウド交
換は現地（サイト）で行われ、特定の限られた空間内
で、しかも放射化された雰囲気の下で行われるため、汎
用の機械設備を使用することはできない。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、炉心シュラウドやシュラウドサポートシリンダ
のような円筒部品の切断や端面加工を現地にて、遠隔作
業により、自動的に、かつ能率よく、しかも高精度で、
容易に行うことができる円筒部品の加工装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、軸心を垂直にして固定設置
される円筒部品の周壁を周方向に沿って水中で連続的に
切削加工するための円筒部品の加工装置であって、前記
円筒部品内の下部に水平に固定設置される固定フレーム
と、この固定フレームに搭載され、前記円筒部品の軸心
と同一軸心上で回転駆動される旋回フレームとを備え、
前記固定フレームはレベル調整が可能な複数本の脚を有
し、これらの脚によるレベル調整で水平度を設定できる
構成とされる一方、前記旋回フレームはこれと一体に旋
回動作する昇降軸駆動部と、この昇降軸駆動部に設けら
れ横方向への伸縮動作を行う伸縮軸駆動部と、この伸縮
軸駆動部に設けられた切削用工具ユニットとを有するこ
とを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。

【００１０】また、請求項２の発明では、請求項１記載
の円筒部品の加工装置において、固定フレームの脚は、
その固定フレームの中心部を囲む位置に垂下して個々の
伸縮により前記固定フレーム全体の水平レベルを調整
し、かつ内部への水の侵入を防止する構造を有する複数
のレベル調整脚であることを特徴とする円筒部品の加工
装置を提供する。

【００１１】また、請求項３の発明では、請求項１記載
の円筒部品の加工装置において、固定フレームは、その
周縁部から放射状に突出して、先端部が円筒部品の内周
面に当接することにより、その円筒部品に固定フレーム
を固定させる複数のジャッキを有することを特徴とする
円筒部品の加工装置を提供する。

【００１２】また、請求項４の発明では、請求項１記載
の円筒部品の加工装置において、旋回フレームの昇降軸
駆動部、伸縮軸駆動部および工具ユニットは、固定フレ
ーム上で旋回駆動機構により一体で旋回し、かつ電気計
装ケーブルの接続部に捩れ防止用のスリップリングを有
するとともに、内部への水の侵入を防止する構造を有す
ることを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。

【００１３】また、請求項５の発明では、請求項４記載
の円筒部品の加工装置において、昇降軸駆動部は伸縮軸
駆動部および工具ユニットを搭載し、かつその工具ユニ
ットの上下方向の位置調整を可能とする構成とされてい
ることを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。

【００１４】また、請求項６の発明では、請求項４記載
の円筒部品の加工装置において、伸縮軸駆動部は工具ユ
ニットを搭載し、かつこの工具ユニットの半径方向の位
置調整を可能とする構成とされていることを特徴とする
円筒部品の加工装置を提供する。

【００１５】また、請求項７の発明では、請求項１から
６までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置におい
て、工具ユニットは、円筒部品の周壁を上下に分断する
切断加工用工具を有することを特徴とする円筒部品の加
工装置を提供する。

【００１６】また、請求項８の発明では、請求項１から
６までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置におい
て、工具ユニットは円筒部品の上端面を平坦に切削加工
する端面加工用工具を有することを特徴とする円筒部品
の加工装置を提供する。

【００１７】また、請求項９の発明では、請求項７また
は８記載の円筒部品の加工装置において、切断加工用工
具または端面加工用工具は、ターレット機能を有する工
具台を介して伸縮軸駆動部に自動的しに選択使用可能に
取り付けられていることを特徴とする円筒部品の加工装
置を提供する。

【００１８】また、請求項１０の発明では、請求項１か
ら９までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置におい
て、工具ユニットに付属させて、円筒部品の切削屑を回
収する回収装置を設けたことを特徴とする円筒部品の加
工装置を提供する。

【００１９】また、請求項１１の発明では、請求項１０
記載の円筒部品の加工装置において、回収装置は切削屑
を周囲の水と同時に回収するポンプと、切削屑を周囲の
水から分離させるためのフィルタとを備えていることを
特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。

【００２０】また、請求項１２の発明では、請求項１か
ら１１までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置に加
え、工具ユニットに平坦度測定装置を設け、この平坦度
測定装置は円筒部品の切削面の表面高さ位置を測定する
測定ヘッドと、この測定ヘッドを前記切削面に近接およ
び離間させる測定ヘッド駆動機構とを備えたことを特徴
とする円筒部品の加工装置を提供する。

【００２１】また、請求項１３の発明では、請求項１か
ら１１までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置に加
え、工具ユニットに円筒部品の内径を測定する内径測定
装置を設け、この内径測定装置は、前記円筒部品の内周
面の位置を測定する測定ヘッドと、この測定ヘッドを前
記円筒部品の内周面に近接および離間させる測定ヘッド
駆動機構とを備えたことを特徴とする円筒部品の加工装
置を提供する。

【００２２】また、請求項１４の発明では、請求項１か
ら１３までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置にお
いて、当該切断加工の対象となる円筒部品は原子炉の炉
心シュラウドであり、その切断部位は前記炉心シュラウ
ドの中間および前記炉心シュラウド下端の対シュラウド
サポートシリンダ接続部位であることを特徴とする円筒
部品の加工装置を提供する。

【００２３】また、請求項１５の発明では、請求項１か
ら１３までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置にお
いて、当該端面切断加工の対象となる円筒部品は、原子
炉の炉心シュラウドを下方から支えるシュラウドサポー
トシリンダであることを特徴とする円筒部品の加工装置
を提供する。

【００２４】また、請求項１６の発明では、請求項１４
または１５記載の円筒部品の加工装置において、固定フ
レームの脚を着座する部位は、炉底部から立ち上がり制
御棒が引き抜かれた状態の制御棒駆動機構ハウジングで
あることを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る円筒部品の加
工装置の一実施形態について、図面を参照して説明す
る。

【００２６】本実施形態は、沸騰水型原子炉の原子炉圧
力容器内に設けられる炉心シュラウドの交換に際し、そ
の切断加工および炉心シュラウドを支持するためのシュ
ラウドサポートシリンダの上端面切削加工を行うための
装置に適用したものである。

【００２７】図１は本実施形態による円筒部品の加工装
置の全体構成を示す正面図である。なお、この図１にお
いては、炉心シュラウドの下端の対シュラウドサポート
シリンダ接続部位またはシュラウドサポートシリンダの
切断加工の状態を示している。

【００２８】この図１に示すように、原子炉圧力容器１
の底部には、円筒部品であるシュラウドサポートシリン
ダ２が軸心を垂直にして固定設置されており、本実施形
態では例えばこのシュラウドサポートシリンダ２の周壁
を周方向に沿って連続的に切削加工する。なお、シュラ
ウドサポートシリンダ２の下方には、多数の制御棒駆動
機構ハウジング（ＣＲＤハウジング）３が立設してあ
る。

【００２９】本実施形態の加工装置４は概略的に、シュ
ラウドサポートシリンダ２内の下部に水平に固定設置さ
れる固定フレーム５と、この固定フレーム５に搭載さ
れ、シュラウドサポートシリンダ２の軸心と同一軸心上
で回転駆動される旋回フレーム６とを備えている。

【００３０】固定フレーム５は周縁部から下方に延びる
複数本、例えば３本の脚７，８を有し、このうちの１本
の脚が固定用の基準脚７とされ、他の２本の脚がレベル
調整可能なレベル調整脚８とされている。これらのレベ
ル調整脚８によるレベル調整によって、固定フレーム５
の水平度を設定できるようになっている。なお、これら
の脚７，８の構成については、後に詳説する。

【００３１】また、図１に示すように、固定フレーム５
には三次元的な水平度を検出するための、例えば電子的
手段を有する構成の水準器９が防水構造として取り付け
られている。

【００３２】そして、旋回フレーム６は、これと一体に
旋回動作する昇降軸駆動部１０と、伸縮軸駆動部１１
と、切削工具ユニット１２とを有している。これらの構
成についても後に詳説する。図１では、伸縮軸駆動部１
１と切削用工具ユニット１２とがそれぞれ２組、１８０
度反対側の向きに突出して配置された例を示してある。
なお、これらの伸縮軸駆動部１１と切断工具ユニット１
２とは、それぞれ各１組でもよく、また３組以上でもよ
い。

【００３３】また、固定フレーム５には、それぞれ先端
部がシュラウドサポートシリンダ２の内周面に当接する
ことにより、そのシュラウドサポートシリンダ２に固定
フレーム５を固定させるための水圧式のラジアルジャッ
キ１５が複数本（例えば８本）周方向に等間隔で放射状
に取り付けられている。これにより、固定フレーム５
は、シュラウドサポートシリンダ２の中心側に向って均
等に圧接力を受け、安定した状態で固定される。なお、
ラジアルジャッキ１５の本数は、例えば４，６，８，１
０，１２，１８本等、任意に設定することができる。

【００３４】一方、旋回フレーム６は、昇降軸駆動部１
０、伸縮軸駆動部１１および切削工具ユニット１２を固
定フレーム５に支持するための下部フレーム部材１３を
有するとともに、昇降軸駆動部等を旋回させるための旋
回駆動機構１４を有している。

【００３５】旋回駆動機構１４は後述するように、昇降
軸駆動部９、伸縮軸駆動部１０および切削用工具ユニッ
ト１２を一体で旋回できる構成となっている。即ち、切
削用工具ユニット１２は伸縮軸駆動部１１に固定され、
伸縮軸駆動部１１は昇降軸駆動部１０に固定され、昇降
軸駆動部１０は旋回駆動機構１４に固定されている。

【００３６】また、固定フレーム５の中央下部には工具
位置調整用の測定装置１６が設けられ、固定フレーム５
下部とＣＲＤハウジング３上端との距離を測定できるよ
うになっている。この測定装置１６により、基準高さに
対する固定フレーム５の上下方向のずれ量が検出され、
そのずれ量を昇降軸駆動部１０の移動による工具ユニッ
ト１２の上下方向の位置調整で吸収するようになってい
る。

【００３７】図２〜図４は前述した固定フレーム５の脚
の構成および作用を示している。このうち、図２および
図３は基準脚７を示し、図４は調整脚８を示している。

【００３８】基準脚７は図２および図３に示すように、
固定フレーム５の下端に設けられた支持穴３１付きのシ
ェル３２とこれに係合する可動部材３３とからなる自在
継手状の連結部材３４を有し、この連結部材３４の可動
部材３３の下端にボルト３５等により挿脱自在なスペー
サ３６を介し、脚本体部３７を垂下させたものである。
スペーサ３６としては、各種上下厚さのものが具備され
る。

【００３９】脚本体部３７は、垂直な筒状ケーシング３
８と、この筒状ケーシング３８の下端に設けられたフラ
ンジ３９と、このフランジ３９に下向きに取付けられた
油圧シリンダ４０と、この油圧シリンダ４０のロッド先
端に形成された板状の押動子４１とを有する。また、こ
の脚本体部３７は、フランジ３９の下方に突出するコー
ン形のガイド４２と、このガイド４２に取付けられた一
対の係止用フック４３とを有する。

【００４０】各係止用フック４３は同一高さ位置に設け
られた軸４４に回動自在に支持されており、一端が油圧
シリンダ４０の押動子４１に係合し、他端がＣＲＤハウ
ジング３の内部上端に形成された段部４５に係合する。
そして、各フック４３はスプリング４６によってそれぞ
れ他端がＣＲＤハウジング３の段部４５との係合が外れ
る方向（図２の矢印ａ方向）に付勢されており、油圧シ
リンダ４０の押動子４１によって一端側が押下げ力を受
けた場合に、図３に示すように、スプリング４６の付勢
力に抗して開き動作し、他端側をＣＲＤハウジング３の
段部４５の下面に係合して上方への抜止め状態となるも
のである。この図３に示した状態により、固定フレーム
５の中心位置における基準高さ位置が設定されている。
なお、この基準高さの調整は、前述したスペーサ３５の
種類を変更することによって行え、これにより所定の基
準位置設定がなされるものである。

【００４１】また、図１および図４に示すように、レベ
ル調整脚８は、固定フレーム部材５から下方に突出した
垂直な筒状ケース４８と、この筒状ケース４８の下端に
連結された外筒４９と、この外筒４９内で昇降する内筒
５０とを有している。筒状ケース４８と外筒４９との接
合部はＯリング５１でシールされ、さらに外筒４９と内
筒５０とは防水シール５２で水密にシールされている。

【００４２】筒状ケース４８内にはモータ５３および減
速機５４が設けられ、減速機５４にはボールネジ５５が
連結されて外筒４９の中心部に垂下している。このボー
ルネジ５５に、内筒５０の上端に設けられれたナット５
６が螺合し、ボールネジ５５の回転によってナット５６
を介して内筒５０が昇降できるようになっている。な
お、内筒５０の外周面にはキー溝５７が設けられ、外筒
４９から挿入したキー５８をこのキー溝５７に挿入する
ことにより内筒５０の回り止めがなされている。

【００４３】内筒５０の下端には、ＣＲＤハウジング３
への挿入用のコーン形のガイド５９が設けられている。
このガイド５９は初め上方に配置しており、図４に矢印
ｂで示したように、次第に下降する。そして、ガイド５
９がＣＲＤハウジング３内に挿入され、そのガイド５９
の上端部に形成されたフランジ部６０がＣＲＤハウジン
グ３の上端に当接する。この後、さらに円筒５０を下降
させれば、固定フレーム５は相対的に上昇し、高さレベ
ルの調整が行える。なお、円筒５０の下端部のフランジ
部６０には着座確認用のセンサ６１が設けられており、
このセンサ６１によってＣＲＤハウジング３への着座が
確認され、その後の円筒５０の下降量によってレベル調
整量が確認できるものである。

【００４４】そして、複数のレベル調整脚８によってレ
ベル調整を行い、水準器９によって固定フレーム５の水
平度を確認する。なお、複数のレベル調整脚８でレベル
調整する際に、基準脚７との間で応力が発生する可能性
があるが、この応力は図３に示した連結部材３４におけ
る支持穴３１と可動部材３３との自在継手的動作によっ
て吸収することができる。

【００４５】以上の操作で固定フレーム５の水平度が出
た後、各ラジアルジャッキ１５の油圧シリンダを駆動し
て、各圧接子をシュラウドサポートシリンダ２の内周面
にそれぞれ圧接させる。これにより、固定フレーム５を
シュラウドサポートシリンダ２に固定設置することがで
きる。

【００４６】図５は測定装置１６の構成を示したもので
ある。

【００４７】この測定装置１６は、固定フレーム５の中
心部から垂下した筒状のセンサ保持脚６２と、このセン
サ保持脚６２の下端に取付けた下向きのセンサ６３とを
有している。また、このセンサ６３が当接する部材とし
て、ＣＲＤハウジング３の上端に予め固定できる基準ベ
ース６４を有している。

【００４８】即ち、この基準ベース６４は中央位置に昇
降動作できる固定用ボルト６５と、ＣＲＤハウジング３
内に挿入できるコーン形の挿入ガイド６６とを有してい
る。この挿入ガイド６６に設けられた一対のフック６７
がスプリング６８によって、それぞれ閉互いに対向する
側に回動するように付勢されるとともに、前記の固定用
ボルト６４に係合して、スプリング６８に抗して左右に
開く方向に回動できるようになっている。

【００４９】基準ベース６４を原子炉圧力容器１の中央
のＣＲＤハウジング３に挿入ガイド６６を利用して挿入
した後、固定用ボルト６５を回転して下降させることに
より、フック６７がＣＲＤハウジング３の内側に張り出
して固定される。固定用ボルト６５を解除した場合に
は、フック６７がスプリング６８により挿入ガイド６６
の内側へ収納される。

【００５０】センサ６３は予め校正しておくことによ
り、ＣＤＲハウジング３に固定した基準ベース６４の上
面に当接する位置に基づいて固定フレーム５の高さを測
定することができる。

【００５１】図６は防水構造の一例を示したものであ
る。

【００５２】即ち、前記旋回駆動機構１４、昇降軸駆動
部１０、伸縮軸駆動部１１はそれぞれモータ等の駆動部
分について外部からの水の侵入を防止する必要がある。

【００５３】そこで、この図６に示したように、モータ
等を有する機器内部側と、水中となっている外部側との
間に存する駆動軸７１の貫通部に、防水構造を設けてあ
る。

【００５４】この図６の例では、駆動軸７１をベアリン
グ７２によって支持するハウジング７３と、ベアリング
７２を保持するフランジ７４との接合面にＯリング７５
を設けるとともに、フランジ７４と駆動軸７１との間に
内外二重構造の防水シール７６を設けた構成になってい
る。

【００５５】これにより、モータ等の機器を有するハウ
ジング７３の内方には水が侵入しないようになってい
る。

【００５６】図７は、旋回フレーム６の旋回駆動機構１
４および昇降軸駆動部１０を詳細に示している。

【００５７】この図７に示すように、旋回フレーム６の
中心部に下部フレーム部材１３から一体に立上る垂直円
筒状の支柱部材８１が設けられている。旋回駆動機構１
４は、この支柱部材８１の周囲にベアリング８２および
防水シール８３を介して同軸的に回転自在に支持された
回転胴８４と、この回転胴８４の上端部に一体回転可能
に連結されたフランジ部材８５と、支柱部材８１の上端
部にブラケット８６を介して取付けられた回転駆動用の
モータ８７と、このモータ８７の出力軸に取付けた駆動
ギヤ８８と、フランジ部材８５に取付けられている駆動
ギヤ８８と噛合する旋回用ギヤ８９とを有する構成とな
っている。

【００５８】これにより、固定支持状態のモータ８７の
回転力が両ギヤ８８，８９を介して回転胴８４に伝達さ
れ、この回転胴８４およびフランジ部材８５に取付けら
れる昇降軸駆動部１０および切削工具ユニット１２等が
支柱部材８１の周囲で水平回転できるようになってい
る。なお、フランジ部材８５の周縁部にはモータ８７を
被覆保護する大径筒状のケース８９ａが一体回転可能に
設けられている。

【００５９】このケース８９ａの上方には、図１に示す
ように、電気計装ケーブル２２１の接続部とし、捩り防
止用のスリップリング２２２が設けられている。

【００６０】また、図７に示すように、昇降軸駆動部１
０は、回転胴８４の外周面に上下方向に沿って摺動自在
に嵌合された円筒状の昇降軸９１と、フランジ部材８５
の上部に搭載された回転駆動用のモータ９２および減速
機９３と、この減速機９３の出力軸に連結されて垂下す
るボールネジ９４と、昇降軸９１にブラケット９５を介
して一体的に連結されボールネジ９４に螺合する上下方
向移動用のナット９６とを有する構成となっている。な
お、ボールネジ９４およびナット９６の外周側には、例
えば１対のスライド可能な上下筒体等からなる上下方向
に伸縮できる防水カバー９７によって水密に被覆されて
いる。また、減速機９３の出力軸部分は、フランジ部材
８５に設けた防水シール９８によってさらに封水されて
いる。

【００６１】このような構成により、モータ９２の回転
力が減速機９３を介してポールネジ９４に伝達され、こ
のボールネジ９４の動作がナット９６を介して昇降動作
に変換され、昇降軸９１の昇降動作が行われるものであ
る。この昇降軸駆動部１０に、切削工具ユニット１２が
取付けられ、高さレベルの調整が可能とされている。

【００６２】図８は、昇降軸駆動部１０から水平に延び
て工具ユニット１２を支持する伸縮軸駆動部１１を詳細
に示したものである。なお、図８には伸縮軸駆動部１１
を一体だけ示しているが、例えば昇降軸駆動部１０の径
方向に対称配置で１対設けられるものである。

【００６３】この図８に示すように、伸縮軸駆動部１１
は、前記の昇降軸９１から側方に突出した水平な筒状ケ
ース１０１と、この筒状ケース１０１の先端に連結され
た外筒１０２と、この外筒１０２内で摺動する内筒１０
３とを有している。筒状ケース１０１と外筒１０２との
接合部はＯリング１０３でシールされ、さらに外筒１０
２と内筒１０３とは防水シール１０４で水密にシールさ
れている。

【００６４】筒状ケース１０１内にはモータ１０５およ
び減速機１０６が設けられ、減速機１０６にはボールネ
ジ１０７が連結されて外筒１０２の中心部に延在してい
る。このボールネジ１０７に、内筒１０３の基端に設け
られれたナット１０８が螺合し、ボールネジ１０７の回
転によってナット１０８を介して内筒１０３が水平方向
で伸縮できるようになっている。なお、内筒１０３の外
周面にはキー溝１０９が設けられ、外筒１０２から挿入
したキー１１０をこのキー溝１０９に挿入することによ
り内筒１０２の回り止めがなされている。

【００６５】内筒１０３の先端には工具支持部材１１１
が設けられ、下記の切断加工用工具等が連結されてい
る。

【００６６】図９は、工具ユニット１２の構成を詳細に
示す側断面図であり、図１０は切断状態を示す作用説明
図としての側面図であり、図１１は図１０の平面図であ
る。

【００６７】この工具ユニット１２は、図６で示した複
数のＯリング７５および防水シール７６を適用して軸封
したケース１２１内に複数のモータおよびギヤ等を配
し、このケース１２１にターレット機能を有する工具台
１２２を連結した構成となっている。

【００６８】即ち、ケース１２１上に工具台１２２が搭
載されており、この工具台１２２の中央下部に突出した
垂直円筒状の支軸１２３がベアリング１２４を介してケ
ース１２１内の略中央部に回転自在に支持されている。
この支軸１２３は、ケース１２１内の下側隅部に設けた
工具交換用モータ１２５に、減速機１２６および１対の
ギヤ１２７，１２８を介して連結され、これにより工具
台１２２を任意の回転角度位置で停止できるようになっ
ている。

【００６９】工具台１２２には、例えば円盤形カッタ等
からなる切断加工用工具１２９が支軸１２３の軸心回り
に等間隔で例えば４組設けられ、工具交換用モータ１２
５の駆動によって、自動選択的に各切断加工用工具１２
９が加工位置（例えば図９の右側位置）まで回転移動で
きるようになっている。これにより工具交換が遠隔操作
で自動的に行える。

【００７０】各切断加工用工具１２９は工具台１２２に
垂直な軸１３０を介してそれぞれ支持されている。そし
て、この各軸１３０は、前述した円筒状の支軸１２３内
に設けた工具回転用モータ１３１に、減速機１３２およ
び大小のギヤ１３３，１３４を介して連結され、これに
より切断加工用工具１２９がそれぞれ切断加工のための
回転を行えるようになっている。

【００７１】なお、工具台１２２の工具部位、切断方向
を除いて切断屑の回収装置１３５のカバー１３６で覆わ
れている。

【００７２】このような構成の工具ユニット１２は、前
述した伸縮軸駆動部１１によって原子炉圧力容器１内で
径方向に移動することができるとともに、工具回転用モ
ータ１３１によって切断加工用工具１２９を回転するこ
とができ、さらに旋回駆動機構１４によって原子炉圧力
容器１内の周方向に沿って工具台１２２を旋回させるこ
とでシュラウドサポートシリンダ２に沿う切断作用が行
える。

【００７３】図１０および図１１は以上の構成による工
具ユニット１２でシュラウドサポートシリンダ２を切断
している様子を概略的に示している。これらの図に示す
ように、切断加工用工具１２９がどの位置にあっても、
回収装置１３５のカバー１３６がシュラウドサポートシ
リンダ２に当接し、カバー１３６の底部に設けた吸引口
１３７を通して、切削屑を回収できるようになってい
る。

【００７４】また、図１２は端面加工用工具１３８の例
を示している。この端面加工用工具１３８は、図９に示
した工具ユニット１２と略同様の工具台１３９に設けら
れ、工具回転用モータ１２３によりかさ歯車１４０を介
して水平軸に対して回転するようになっている。この端
面加工用工具１３８は例えばシュラウドサポートシリン
ダ２の上端面に押圧することにより例えば開先形成用と
して切削することができるものである。他の構成につい
ては、図９に示したものと略同様であるから、図の対応
部分に同一符号を付して説明を省略する。

【００７５】なお、図１２に示した端面加工用工具１３
８についても、工具交換用モータ１２５により複数の工
具を有している工具台１３９を回転させて工具交換が行
えるものである。

【００７６】図１３は、切削屑の回収装置１３５の全体
構成を示している。

【００７７】即ち、本実施形態では、工具ユニット１２
に付属して切削屑を収容するために、切削屑と周囲の水
とを同時に回収するポンプ１４１と、切削屑を周囲の水
から分離するためのフィルタ１４２とが備えられ、ホー
ス１４３でカバー１３６の吸引口１３７に接続されてい
る。なお、工具ユニット１２は回転するため、ポンプ１
４１へ接続されるホース１４３が捩れないように、スイ
ベルシャフト１４４が途中に設けられている。また、フ
ィルタ１４２内には切削屑が収納され、同時に吸引した
周囲の水はフィルタ１４２から原子炉圧力容器１内に戻
される。

【００７８】図１４は切断および端面加工後に使用され
る平坦度測定装置２００の構成を拡大して示している。

【００７９】この平坦度測定装置２００は切削面の表面
高さ位置を測定する測定ヘッド２０２と、この測定ヘッ
ド２０２を切削面に近接および離間させる測定ヘッド駆
動機構２０３とを備えている。駆動機構２０３は例えば
油圧シリンダ２０４と、この油圧シリンダ２０４に連結
された可動フレーム２０５とを有する。可動フレーム２
０５は軸２０６を介して旋回フレーム６に回動可能とさ
れており、図１４の実線および破線で示す各位置まで回
動することができる。旋回フレーム１２には、可動フレ
ーム２０５を各位置で停止させるためのストッパ２０
７，２０８が設けてある。

【００８０】測定ヘッド２０２は、可動フレーム２０５
の先端に設けられ、一対の高さ測定用センサ２０９を有
し、これらの測定用センサ２０９はシュラウドサポート
シリンダ２の上端面に接触して周方向全体に亘る平坦度
を検出することができる。

【００８１】また、図１５は、シュラウドサポートシリ
ンダ２の内径の変化を測定する内径測定装置２１０を示
している。

【００８２】シュラウドサポートシリンダ２は原子炉運
転時の高熱等によって変形する可能性がある。この変形
によってシュラウドサポートシリンダ２の径が変化した
状態では平坦度測定等に影響を与える可能性がある。

【００８３】そこで、本実施形態では、測定ヘッド２１
１と、この測定ヘッド２１１を駆動する測定ヘッド駆動
機構２１２とを有する内径測定装置２１０を設けてい
る。

【００８４】測定ヘッド２１１はダイヤルゲージ２１３
を有し、このダイヤルゲージ２１３はゲージスタンド２
１４を横移動させる油圧シリンダ２１５およびストッパ
２１６を有する構成となっている。このヘッド駆動機構
２１２が取付台２１７を介して旋回フレーム６に取付け
られている。

【００８５】なお、図１中、２２０は作業等監視用のカ
メラであり、このカメラ２２０からの画像情報に基づい
て、図示しないオペレーションフロア上の操作室での遠
隔操作が可能となる。

【００８６】次に作用を説明する。

【００８７】まず、装置全体を原子炉圧力容器１内に吊
り込む。次に、固定フレーム５の基準脚７と、レベル調
整脚８と、レベルを確認する電子式の水準器９とを用い
て水平度を出し、その後シュラウドサポートシリンダ２
の内面に８本のラジアルジャッキ１５で固定する。

【００８８】この状態で固定フレーム５の中央下部に設
けられた工具位置調整用の測定装置１６により固定フレ
ーム５の下部とＣＲＤハウジング３上端との距離を測定
し、基準高さに対してずれた量を昇降軸駆動部１０を移
動させて工具ユニット１２の上下方向の位置を調整す
る。

【００８９】次に工具ユニット１２の切断加工用工具１
２９を回転させながら、伸縮軸駆動部１１により工具ユ
ニット１２を外側に送り込み、さらに旋回駆動機構１４
により工具ユニット１２と伸縮軸駆動部１１を回転させ
てシュラウドサポートシリンダ２を切断していく。

【００９０】切断中に発生する切削屑は回収装置１３５
により周囲の水と同時にポンプ１４１により回収され、
切削屑はフィルタ１４２内に、周囲の水は原子炉に戻さ
れる。

【００９１】以上の実施形態によれば、装置の据付が遠
隔操作により容易に、かつ水平度を確保して行える。ま
た、旋回フレーム６の旋回動作により、切断加工、切削
加工等が高精度で行える。特にシュラウドサポートシリ
ンダ２の切断加工が良好に行えるとともに、端面加工用
工具等の併設により炉心シュラウドの端面加工等にも選
択利用することができる。

【００９２】また、切削屑等の回収も確実に行え、放射
化された物体の飛散防止が有効的に図れる。

【００９３】このように、放射化された原子炉圧力容器
１内で、遠隔作業により、かつ水中作業により切断等を
行う必要のある場合、本実施形態の構成によれば、現地
専用の加工装置として大形であるにも拘らず、十分な防
水性と剛性とを確保して、安全かつ効率よく作業が行え
るようになるという多大な利点を得ることができるもの
である。

【００９４】なお、前記実施形態では本発明に係る加工
装置によってシュラウドサポートシリンダを切断または
端面加工する場合について説明したが、本発明に係る加
工装置は炉心シュラウドの中間高さ位置、または炉心シ
ュラウドとシュラウドサポートシリンダとの接続部位等
の加工についても適用することができる。炉心シュラウ
ドの中間高さ位置の切断加工に際しては、固定フレーム
の脚構造を炉心シュラウドの内周面に突出する部材等に
支持させるように変更等すればよい。

【００９５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、炉心シ
ュラウドやサポシュラウドサポートシリンダのような円
筒部品の切断や端面加工を現地にて、遠隔作業により、
自動的に、かつ能率よく、しかも高精度で、容易に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る円筒部品の加工装置の一実施形態
を示すもので、全体構成を示す図。

【図２】前記実施形態における基準脚の構成を示す拡大
図。

【図３】図２と動作状態を異ならせた図。

【図４】前記実施形態におけるレベル調整脚の構成を示
す拡大図。

【図５】前記実施形態における固定フレームの高さを測
定する装置の構成を示す拡大図。

【図６】駆動部の防水構造を示す拡大図。

【図７】前記実施形態における旋回駆動機構等を示す断
面図。

【図８】前記実施形態における伸縮軸駆動部を示す断面
図。

【図９】前記実施形態における工具ユニットの構成を示
す拡大図。

【図１０】前記実施形態における工具ユニットと回収装
置の構成を示す説明図。

【図１１】図８の平面図。

【図１２】前記実施形態における端面加工用工具の構成
を示す拡大図。

【図１３】前記実施形態における回収装置の構成を示す
図。

【図１４】前記実施形態における平坦度測定装置の構成
を示す拡大図。

【図１５】前記実施形態における内径測定装置の構成を
示す拡大図。

【符号の説明】

１ 原子炉圧力容器 ２ シュラウドサポートシリンダ ３ 制御棒駆動機構ハウジング（ＣＲＤハウジング） ４ 加工装置 ５ 固定フレーム ６ 旋回フレーム ７ 基準脚 ８ レベル調整脚 ９ 水準器 １０ 昇降軸駆動部 １１ 伸縮軸駆動部 １２ 切削用工具ユニット １３ 下部フレーム部材 １４ 旋回駆動機構 １５ ラジアルジャッキ １６ 測定装置 ３１ 支持穴 ３２ シェル ３３ 可動部材 ３４ 連結部材 ３５ ボルト ３６ スペーサ ３７ 脚本体部 ３８ 筒状ケーシング ３９ フランジ ４０ 油圧シリンダ ４１ 押動子 ４２ ガイド ４３ 係止用フック ４４ 軸 ４５ 段部 ４６ スプリング ４８ 筒状ケース ４９ 外筒 ５０ 内筒 ５１ Ｏリング ５２ 防水シール ５３ モータ ５４ 減速機 ５５ ボールネジ ５６ ナット ５７ キー溝 ５８ キー ５９ ガイド ６０ フランジ部 ６１ センサ ６２ センサ保持脚 ６３ センサ ６４ 基準ベース ６５ 固定用ボルト ６６ 挿入ガイド ６７ フック ６８ スプリング ７１ 駆動軸 ７２ ベアリング ７３ ハウジング ７４ フランジ ７５ Ｏリング ７６ 防水シール ８１ 支柱部材 ８２ ベアリング ８３ 防水シール ８４ 回転胴 ８５ フランジ部材 ８６ ブラケット ８７ モータ ８８ 駆動ギヤ ８９ 旋回用ギヤ ９１ 昇降軸 ９２ モータ ９３ 減速機 ９４ ボールネジ ９５ ブラケット ９６ ナット ９７ 防水カバー ９８ 防水シール １０１ 筒状ケース １０２ 外筒 １０３ Ｏリング １０４ 防水シール １０５ モータ １０６ 減速機 １０７ ボールネジ １０８ ナット １０９ キー溝 １１０ キー １１１ 工具支持部材 １２１ ケース １２２ 工具台 １２３ 支軸 １２４ ベアリング １２５ 工具交換用モータ １２６ 減速機 １２７，１２８ ギヤ １２９ 切断加工用工具 １３０ 軸 １３１ 工具回転用モータ １３２ 減速機 １３３，１３４ ギヤ １３５ 切断屑回収装置 １３６ カバー １３７ 吸引口 １３８ 端面加工用工具 １３９ 工具台 １４０ かさ歯車 １４１ ポンプ １４２ フィルタ １４３ ホース １４４ スイベルシャフト ２００ 平坦度測定装置 ２０２ 測定ヘッド ２０３ 測定ヘッド駆動機構 ２０４ 油圧シリンダ ２０５ 可動フレーム ２０６ 軸 ２０７，２０８ ストッパ ２０９ 測定用センサ ２１０ 内径測定装置 ２１１ 測定ヘッド ２１２ 測定ヘッド駆動機構 ２１３ ダイヤルゲージ ２１４ ゲージスタンド ２１５ 油圧シリンダ ２１６ ストッパ ２１７ 取付台 ２２０ カメラ ２２１ 電気計装ケーブル ２２２ スリップリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日高 幸昭 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸心を垂直にして固定設置される円筒部
   品の周壁を周方向に沿って水中で連続的に切削加工する
   ための円筒部品の加工装置であって、前記円筒部品内の
   下部に水平に固定設置される固定フレームと、この固定
   フレームに搭載され、前記円筒部品の軸心と同一軸心上
   で回転駆動される旋回フレームとを備え、前記固定フレ
   ームはレベル調整が可能な複数本の脚を有し、これらの
   脚によるレベル調整で水平度を設定できる構成とされる
   一方、前記旋回フレームはこれと一体に旋回動作する昇
   降軸駆動部と、この昇降軸駆動部に設けられ横方向への
   伸縮動作を行う伸縮軸駆動部と、この伸縮軸駆動部に設
   けられた切削用工具ユニットとを有することを特徴とす
   る円筒部品の加工装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の円筒部品の加工装置にお
   いて、固定フレームの脚は、その固定フレームの中心部
   を囲む位置に垂下して個々の伸縮により前記固定フレー
   ム全体の水平レベルを調整し、かつ内部への水の侵入を
   防止する構造を有する複数のレベル調整脚であることを
   特徴とする円筒部品の加工装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の円筒部品の加工装置にお
   いて、固定フレームは、その周縁部から放射状に突出し
   て、先端部が円筒部品の内周面に当接することにより、
   その円筒部品に固定フレームを固定させる複数のジャッ
   キを有することを特徴とする円筒部品の加工装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の円筒部品の加工装置にお
   いて、旋回フレームの昇降軸駆動部、伸縮軸駆動部およ
   び工具ユニットは、固定フレーム上で旋回駆動機構によ
   り一体で旋回し、かつ電気計装ケーブルの接続部に捩れ
   防止用のスリップリングを有するとともに、内部への水
   の侵入を防止する構造を有することを特徴とする円筒部
   品の加工装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の円筒部品の加工装置にお
   いて、昇降軸駆動部は伸縮軸駆動部および工具ユニット
   を搭載し、かつその工具ユニットの上下方向の位置調整
   を可能とする構成とされていることを特徴とする円筒部
   品の加工装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載の円筒部品の加工装置にお
   いて、伸縮軸駆動部は工具ユニットを搭載し、かつこの
   工具ユニットの半径方向の位置調整を可能とする構成と
   されていることを特徴とする円筒部品の加工装置。
7. 【請求項７】 請求項１から６までのいずれかに記載の
   円筒部品の加工装置において、工具ユニットは、円筒部
   品の周壁を上下に分断する切断加工用工具を有すること
   を特徴とする円筒部品の加工装置。
8. 【請求項８】 請求項１から６までのいずれかに記載の
   円筒部品の加工装置において、工具ユニットは円筒部品
   の上端面を平坦に切削加工する端面加工用工具を有する
   ことを特徴とする円筒部品の加工装置。
9. 【請求項９】 請求項７または８記載の円筒部品の加工
   装置において、切断加工用工具または端面加工用工具
   は、ターレット機能を有する工具台を介して伸縮軸駆動
   部に自動的しに選択使用可能に取り付けられていること
   を特徴とする円筒部品の加工装置。
10. 【請求項１０】 請求項１から９までのいずれかに記載
    の円筒部品の加工装置において、工具ユニットに付属さ
    せて、円筒部品の切削屑を回収する回収装置を設けたこ
    とを特徴とする円筒部品の加工装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の円筒部品の加工装置
    において、回収装置は切削屑を周囲の水と同時に回収す
    るポンプと、切削屑を周囲の水から分離させるためのフ
    ィルタとを備えていることを特徴とする円筒部品の加工
    装置。
12. 【請求項１２】 請求項１から１１までのいずれかに記
    載の円筒部品の加工装置に加え、工具ユニットに平坦度
    測定装置を設け、この平坦度測定装置は円筒部品の切削
    面の表面高さ位置を測定する測定ヘッドと、この測定ヘ
    ッドを前記切削面に近接および離間させる測定ヘッド駆
    動機構とを備えたことを特徴とする円筒部品の加工装
    置。
13. 【請求項１３】 請求項１から１１までのいずれかに記
    載の円筒部品の加工装置に加え、工具ユニットに円筒部
    品の内径を測定する内径測定装置を設け、この内径測定
    装置は、前記円筒部品の内周面の位置を測定する測定ヘ
    ッドと、この測定ヘッドを前記円筒部品の内周面に近接
    および離間させる測定ヘッド駆動機構とを備えたことを
    特徴とする円筒部品の加工装置。
14. 【請求項１４】 請求項１から１３までのいずれかに記
    載の円筒部品の加工装置において、当該切断加工の対象
    となる円筒部品は原子炉の炉心シュラウドであり、その
    切断部位は前記炉心シュラウドの中間および前記炉心シ
    ュラウド下端の対シュラウドサポートシリンダ接続部位
    であることを特徴とする円筒部品の加工装置。
15. 【請求項１５】 請求項１から１３までのいずれかに記
    載の円筒部品の加工装置において、当該端面切断加工の
    対象となる円筒部品は、原子炉の炉心シュラウドを下方
    から支えるシュラウドサポートシリンダであることを特
    徴とする円筒部品の加工装置。
16. 【請求項１６】 請求項１４または１５記載の円筒部品
    の加工装置において、固定フレームの脚を着座する部位
    は、炉底部から立ち上がり制御棒が引き抜かれた状態の
    制御棒駆動機構ハウジングであることを特徴とする円筒
    部品の加工装置。