(57)【要約】【課題】待機ロスを無くし、ノズルの研磨中には研磨材が飛散しないようにすると共に、研磨後の研磨材を回収することで、効率の良い研磨作業を行うことにある。【解決手段】火力発電プラントや原子力発電プラントの建屋内にノズルを格納するノズルラックおよびノズルの搬入エリアと該ノズルに研磨材を投射して研磨する研磨装置が設備される研磨エリアをライン状に配置し、これら各エリア間に跨って前記ノズルの運搬および反転・組立作業が可能な門型クレーンを設置し、この門型クレーンにより各エリア間の前記ノズルの搬送を可能とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火力発電プラントや原子力発電プラントの建屋内にノズルを格納するノズルラックおよびノズルの搬入エリアと該ノズルに研磨材を投射して研磨する研磨装置が設備される研磨エリアをライン状に配置し、これら各エリア間に跨って前記ノズルの運搬および反転・組立作業が可能な門型クレーンを設置し、この門型クレーンにより各エリア間の前記ノズルの搬送を可能としたことを特徴とする発電プラントの現地研磨作業システム。
【請求項２】
請求項１記載の発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、前記研磨エリアの周囲を防塵壁で覆って防塵室を形成し、研磨材の外部への飛散を防止する専用研磨エリアとしたことを特徴とする発電プラントの現地研磨作業システム。
【請求項３】
請求項２記載の発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、前記研磨エリア外でノズルの運搬・設置作業を行う搬送台車を備え、前記防塵壁に設けられた防塵壁シャッターを開閉して前記搬送台車により前記ノズルを前記研磨エリア内外に搬出入することを特徴とする発電プラントの現地研磨作業システム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、前記研磨エリアに設備される研磨装置は、ターンテーブルと、このターンテーブル上に載置されたノズルを回転させ、且つ前記ノズルの形状に対して適当な位置及び角度に調整しながら研磨材を投射する研磨ヘッドと、この研磨ヘッドを遠隔操作するマニュプレータと、研磨後の研磨材を回収して前記研磨ヘッドに供給する搬送ラインを形成してなる研磨材搬送手段とを備え、連続的に研磨作業を可能としたことを特徴とする発電プラントの現地研磨作業システム。
【請求項５】
請求項４記載の発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、前記ターンテーブルは前記研磨エリア外でノズルの運搬・設置作業を行う搬送台車に搭載されていることを特徴とする発電プラントの現地研磨作業システム。
【請求項６】
請求項４記載の発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、研磨材搬送手段は、研磨後に回収された研磨材を複数の搬送ラインに均一に搬送可能な振動コンベアを備えたことを特徴とする発電プラントの現地研磨作業システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、前記搬送エリアに隣接する位置にノズルを反転させる反転装置を設置したことを特徴とする発電プラントの現地研磨作業システム。
【請求項８】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、前記門型クレーンにフックを介して滑車及びワイヤを用いた反転装置を直接取付け、この反転装置のワイヤに前記ノズルを吊して空中で反転作業を可能としたことを特徴とする発電プラントの現地研磨作業システム。
【請求項９】
請求項１記載の発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、研磨可動率を向上する施策として前記ノズルの研磨中にこれとは別のノズルの搬送が２方向に移動可能な搬送エリアを設けて、一方のノズルが研磨中に前記別のノズルの運搬および組立等の段取り作業を可能としたことを特徴とする現地研磨作業システム。
【請求項１０】
請求項１記載の発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、研磨能力を向上する施策として複数台の研磨エリアと搬送エリアを持ちクレーンを共用することを特徴とする発電プラントの現地研磨作業システム。
【請求項１１】
火力発電プラントや原子力発電プラントの建屋内にノズルを格納するノズルラックとノズルに研磨材を投射して研磨する研磨装置が設備される研磨エリアをライン状に配置すると共に前記ノズルの運搬および反転・組立作業が可能な門型クレーンを設置し、且つ前記研磨エリアの周囲を防塵壁で覆って上部を開放式にすると共に、前記研磨装置で使用される研磨材搬送手段の構成要素となる垂直コンベアを移動可能な構造とし、前記門型クレーンにより前記研磨エリア上部からノズルを搬送可能としたことを特徴とする発電プラントの現地研磨作業システム。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、研磨装置に研掃材を供給してホーニング作業を行った後に、研掃材に替えて研磨材を供給することで、ホーニング作業と研磨作業との両方を行い得るようにしたことを特徴とする発電プラントの現地研磨作業システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電プラントや原子力発電プラントにおける蒸気タービンのノズルを現地にて研磨可能な発電プラントの現地研磨作業システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蒸気タービンの羽根およびノズルにおいては、その蒸気通路部の表面粗さがタービン性能の重要な影響因子であることがわかってきた。火力発電プラントならびに原子力発電プラントにおいても定熱運転によりプラント性能が重視されるようになり、性能向上を目的とするタービン取替え工事等が計画されている。
【０００３】
一方、タービン部品のリプレイスにより性能を経年的に維持するには、蒸気通路部の表面性状を維持あるいは改善する表面研磨技術開発が不可欠である。既に、火力発電プラントでは、工場での蒸気タービンの羽根及びノズルの蒸気通路部の研磨技術は確立されている（特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、火力発電プラントにおいて、タービン部品を工場に持ち帰らずに現地で研磨作業を行うことができれば、定検工事期間を短縮できる利点があり、また原子力発電プラントの定検工事では、管理区域のタービン部品を建屋外に持ち出すことが困難であるため、建屋内で研磨作業を実施する必要がある。
【特許文献１】特開２００６−０３５３４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、火力発電プラントならびに原子力発電プラントの現地建屋内は、スペースの制限があり、更に原子力発電プラントにおいては線量や作業時間等の制約もあり、短期間で効率良く研磨作業を行うことが不可欠である。
【０００６】
しかしながら、火力発電プラントならびに原子力発電プラントの定検工事においては、他作業と同時に作業することがあり、他作業で建屋内のクレーンを占有されてしまうとノズルの運搬作業または反転作業ができず、致命的な工程遅延を招く可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、ノズルの運搬作業または反転作業を効率良く行えるようにして待機ロスを無くし、ノズルの研磨中には研磨材が飛散しないようにすると共に、研磨後の研磨材を回収することで、効率の良い研磨作業を行うことができる発電プラントの現地研磨作業システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するため、火力発電プラントや原子力発電プラントの建屋内にノズルを格納するノズルラックおよびノズルの搬入エリアと該ノズルに研磨材を投射して研磨する研磨装置が設備される研磨エリアをライン状に配置し、これら各エリア間に跨って前記ノズルの運搬および反転・組立作業が可能な門型クレーンを設置し、この門型クレーンにより各エリア間の前記ノズルの搬送を可能とする。
【０００９】
また、本発明は、上記発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、前記研磨エリアの周囲を防塵壁で覆って防塵室を形成し、研磨材の外部への飛散を防止する専用研磨エリアとする。
【００１０】
さらに、本発明は、上記発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、前記研磨エリア外でノズルの運搬・設置作業を行う搬送台車を備え、前記防塵壁に設けられた防塵壁シャッターを開閉して前記搬送台車により前記ノズルを前記研磨エリア内外に搬出入する。
【００１１】
また、本発明は、上記発電プラントの現地研磨作業システムにおいて、前記研磨エリアに設備される研磨装置は、ターンテーブルと、このターンテーブル上に載置されたノズルを回転させ、且つ前記ノズルの形状に対して適当な位置及び角度に調整しながら研磨材を投射する研磨ヘッドと、この研磨ヘッドを遠隔操作するマニュプレータと、研磨後の研磨材を回収して前記研磨ヘッドに供給する搬送ラインを形成してなる研磨材搬送手段とを備え、連続的に研磨作業を可能とする。
【００１２】
さらに、本発明は、火力発電プラントや原子力発電プラントの建屋内にノズルを格納するノズルラックとノズルに研磨材を投射して研磨する研磨装置が設備される研磨エリアをライン状に配置すると共に前記ノズルの運搬および反転・組立作業が可能な門型クレーンを設置し、且つ前記研磨エリアの周囲を防塵壁で覆って上部を開放式にすると共に、前記研磨装置で使用される研磨材搬送手段の構成要素となる垂直コンベアを移動可能な構造とし、前記門型クレーンにより前記研磨エリア上部からノズルを搬送可能とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ノズルの運搬作業または反転作業を効率良く行えるようにして待機ロスを無くし、効率の良い研磨作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は本発明による発電プラントの現地研磨作業システムの第１の実施形態を示すレイアウトの平面図、図２は同実施形態における現地ノズル研磨装置の搬送台車の構成図、図３は同実施形態における現地ノズル研磨装置の基本構成図である。
【００１６】
火力発電プラントならびに原子力発電プラントの定検工事においては、他作業と同時に作業することがあり、他作業で建屋内のクレーンを占有されてしまうとクレーン作業待ちが発生してしまい致命的な工程遅延を招いてしまう可能性がある。
【００１７】
そこで、第１の実施形態では、図１に示すようにノズルラック１および搬入エリア２と研磨エリア３をライン状に配置し、これらを挟んで各作業エリアにノズル１０を搬送及び反転・組立作業が可能な門型クレーン４を設置する。
【００１８】
ここで、ノズルラック１は発電プラントの各段落のノズルを収納する整理ラックで、これら各ノズルはまとめて研磨作業エリア内に配置される。
【００１９】
また、搬入エリア２には搬送台車１２が待機し、この搬送台車１２上に水平回転可能に取付けられたターンテーブル１１の上面にクレーン４によりノズルラック１より取出されたノズル１０が載置される。この場合、ターンテーブル１１及び搬送台車１２は、骨組み構造物で、且つ重量物の荷重に耐え得る構造となっている。
【００２０】
さらに、研磨エリア３には四方及び上面が防塵壁２０で囲まれた防塵室２０ａが形成され、その搬入エリア２側には図２に示すように搬送台車１２の出入口が設けられると共に、この出入口を開閉する防塵室シャッタ２１が取付けられる。
【００２１】
一方、防塵室２０ａには、図３に示すように床下に研磨材１９を回収するホッパー１３が配設され、その上面開口部を覆うように研磨材１９が通過し得る網目状の床部材が設けられる。また、ホッパー１３の捕集出口に対応させて振動コンベア１４が配置され、この振動コンベア１４により搬送された研磨材１９を防塵壁２０の外面に沿って上方に搬送する複数の垂直コンベア１５ａが配置されると共に、その上端部より防塵室２０ａ上面部の防塵壁２０の外面に沿って水平コンベア１５ｂが配置される。
【００２２】
上記振動コンベア１４は、コンベアに振動を与えることにより、研磨材１９が堆積する山を崩して、研磨材１９が液体のようにコンベアに均一に流れるようにするためのものである。
【００２３】
また、複数の垂直コンベア１５ａは、パケット又は棚状タイプのもので、振動コンベア１４より均一に配分されて流入する研磨材１９を垂直に搬送し、さらに水平コンベア１５ｂにより水平に流れを変えて所定の箇所に搬送する。
【００２４】
さらに、防塵室２０ａ内の上部側面に複数のマニュプレータ１７の一端部が回動可能に取付けられ、その他端部には研磨材１９を投射する研磨ヘッド１８が適当な位置及び角度に調整可能にそれぞれ取付けられている。この場合、研磨ヘッド１８は、マニュプレータ１７により遠隔操作が可能になっている。
【００２５】
そして、これら各研磨ヘッド１８には水平コンベア１５ｂの先端に取付けられたホース１６を通して研磨材１９が供給可能になっている。
【００２６】
このように本発明の第１の実施形態では、火力発電プラントや原子力発電プラントの定検工事において、図１に示すように建屋内にノズルラック１及び搬入エリア２と研磨エリア３をライン状に配置し、ノズル１０の運搬及び反転・組立作業を可能とする門型クレーン４を設置する構成としたので、クレーン作業の待機ロスを無くすことができる。また、ノズルラック１には発電プラントの各段落のノズルが研磨作業エリア内にまとめて整理された状態で格納されているので、従来のようにクレーン待ちによる作業停止を無くすことができる。
【００２７】
また、搬入エリア２と研磨エリア３との間を移動する搬送台車１２上にノズル１０を載置するターンテーブル１１を水平回転可能に取付け、さらに研磨エリア３には、研磨材の飛散を防止するため、図２に示すように防塵壁２０で囲まれた防塵室２０ａを形成し、その搬入エリア２側に設けられた搬送台車１２の出入口を防塵室シャッタ２１で開閉可能な構成としたので、ノズル１０の運搬や組立作業を研磨エリア３の外部で実施することが可能となる。すなわち、防塵室シャッタ２１を開放し、防塵室２０ａからノズル１０を載せた搬送台車１２を引き出すことにより、広い作業エリアでクレーン作業が可能となる。
【００２８】
一方、防塵室２０ａの所定の位置にターンテーブル１１上にノズル１０を載せた搬送台車１２を移動させ、ノズル１０の翼面形状に対して研磨ヘッド１８が適当な位置及び角度になるようにマニュプレータ１７の遠隔操作で調整することにより、研磨材１９が適正な方向に投射され、ノズル１０の翼面が研磨される。この場合、ノズル１０の翼面は円周方向に規則的に配列されているので、ターンテーブル１１を回転することにより、ノズル１０を連続的に研磨することができる。
【００２９】
また、ノズル１０を研磨した後の研磨材１９は、骨組構造のターンテーブル１１及び搬送台車１２の隙間及び網目状の床部材を通して床下に設けられたホッパー１３に回収され、その捕集出口に配置された振動コンベア１４上に落下する。
【００３０】
この振動コンベア１４に落下した研磨材１９は、コンベアの振動により研磨材１９の堆積された山が崩され、液体のようにコンベア上を均一に流れる。そして、この振動コンベア１４より複数の垂直コンベア１５ａに研磨材１９が均一に配分されてパケット又は棚状部に載せられ、これより水平コンベア１５ｂに搬送され、ホース１６を通して研磨ヘッド１８に一定量供給される。これにより、複数の垂直コンベア１５ａ及び水平コンベア１５ｂに配分された一定量の研磨材１９を複数の研磨ヘッド１８に供給できるので、各研磨ヘッド１８に同じ研磨能力を持たせて連続的に効率良く研磨作業を行うことが可能となる。
【００３１】
さらに、研磨エリア３を防塵壁２０で覆い、搬送台車１２の出入口を防塵壁シャッタ２１で被い、研磨中に外部に研磨材１９が飛散しないように密封した専用研磨エリアとすることにより、火力発電プラントならびに原子力発電プラント建屋内を汚染させること無く、また研磨材１９が減少させずに連続的に研磨作業を行うことが可能となる。
【００３２】
（第２の実施形態）
図４は本発明による発電プラントの現地研磨装置の第２の実施形態を示すレイアウトの平面図である。
【００３３】
火力発電プラントならびに原子力発電プラント建屋内はスペースの制限があり装置据付けエリアが確保できないことが想定される。
【００３４】
そこで、第２の実施形態では、搬送エリアを設置せず、また搬送台車を用いずに、図４に示すようにノズルラック１と研磨エリア３をライン状に配置し、これらを挟んで作業エリアにノズル１０を搬送及び反転・組立作業が可能な門型クレーン４を設置する。
【００３５】
また、研磨エリア３には四方が防塵壁２０で囲まれた防塵室２０ａを形成し、その上面部を開放式として門型クレーン４により防塵室２０ａの上部からノズル１０を搬送可能にし、さらに防塵室２０ａの床面に骨組構造のターンテーブル１１を水平回転可能に支持部材により支持すると共に、垂直コンベア１５ａ及び水平コンベア１５ｂを移動可能な構造とし、研磨作業時のみ所定の位置に据付けて図示していない振動コンベアより受け渡された研磨材を研磨ヘッド側に搬送可能にしたものである。それ以外は図３の構成と同様なので、その説明は省略する。
【００３６】
このような構成とすれば、研磨エリア３を防塵壁２０で囲んで形成された防塵室２０ａの上部から、ノズル１０を搬送可能とし、移動式の垂直コンベア１５ａ及び水平コンベア１５ｂを配置するだけのスペースで、ノズル１０の研磨作業が可能となり、省スペース化を図ることができる。
【００３７】
（第３の実施形態）
図５は本発明による発電プラントの現地研磨作業システムの第３の実施形態を示すレイアウトの平面図、図６は同実施形態における反転装置による反転動作を説明するための図である。
【００３８】
図１に示すレイアウト構成の現地研磨装置において、ノズル１０は半ドーナツ状の構造物であるため、反転作業が難しく反転作業に時間が掛かる。
【００３９】
そこで、第３の実施形態では、図５に示すように搬送エリア２の手前に専用の反転装置５を設置し、反転作業に要する段取り時間を短縮できるようにしたものである。それ以外は第１の実施形態で述べた図２及び図３の構成と同様なので、その説明は省略する。
【００４０】
この反転装置５は、図６（ａ）〜（ｅ）に示すようにほぼＬ字形の受板５ａが支持軸を中心に９０°の回動範囲で正、逆転可能な構成のものであり、受板５ａに載せられたノズル１０を反転させる場合には、まず、（ａ）に示すように受板５ａを９０°正転させて（ｂ）に示すようにノズル１０を水平状態から鉛直状態にし、この状態で（ｃ）に示すように一度ノズル１０をクレーンにより吊上げた状態で受板５ａを９０°逆転させ、この状態でノズル１０を（ｄ）に示すように鉛直に吊下ろした後、（ｅ）に示すように受板５ａを再び９０°正転させる。これにより、ノズル１０の反転作業を安全且つ迅速に行うことができる。
【００４１】
（第４の実施形態）
図７は本発明による発電プラントの現地研磨装置の第４の実施形態におけるクレーン取付け式反転装置による反転動作を説明するための図である。
【００４２】
前述した第３の実施形態では、搬送エリア２の手前に専用の反転装置５を設置するようにしたが、建屋内のスペースの制限から反転装置を設置する作業エリアを確保できない場合がある。
【００４３】
そこで、第４の実施形態では、図７（ａ）〜（ｅ）に示すように門型クレーン４の巻上げ機フック２２に次のような構成の反転装置６を取付けるものである。
【００４４】
この反転装置６は、巻上げ機フック２２に回転自在に支持された滑車２４にワイヤ２５を掛け、このワイヤ２５の両端部をノズル１０の適宜２箇所に取付けられた吊り具２３に結合させて吊上げる構成としたものである。
【００４５】
このような構成の反転装置６において、ノズル１０を反転させるには、図７（ａ）に示すように一方の吊り具２３に結合されたワイヤＡ２５を緩めると同時に他方の吊り具２３に結合されたワイヤＢ２５を巻き上げることにより、同図（ｂ）に示すようにノズル１０が空中で回転する。そして、同図（ｃ）に示すように９０°回転した状態でワイヤＡ２５を吊り具２３から取外し、ノズル１０の裏側にワイヤＡ２５が回るように吊り具２３に掛ける。その後、同図（ｄ）に示すようにワイヤＡ２５を巻き上げると同時にワイヤＢ２５を緩めることにより同図（ｅ）に示すように反転作業が可能となる。この方法により反転作業スペースを  拡げずにかつ迅速にノズル １０の反転作業が可能となる。
【００４６】
このように門型クレーン４に反転装置６を取付けることにより、反転作業スペースを拡げずに且つ迅速にノズル１０の反転作業を行うことができる。
【００４７】
（第５の実施形態）
図８は本発明による発電プラントの現地研磨装置の第５の実施形態を示すレイアウトの平面図である。
【００４８】
前述した第１の実施形態においては、研磨後にノズル１０の運搬や反転作業および新しいノズル１０を運搬する作業が発生するとその間は研磨装置が可動できない。
【００４９】
そこで、第５の実施形態では、図８に示すようにノズル１０の運搬や反転作業および新しいノズル１０を運搬する作業を段取りするための搬送台車１２をもう１台準備し、図示しない１台の搬送台車１２を研磨エリアに移動させてノズル１０を研磨しているときにもう１台の搬送台車１２によりノズル１０を運搬し、組立等の作業を行うようにしたものである。
【００５０】
この場合、図示するように２個のノズルラック１と、台車の入替用に２区画の搬送エリア２が必要となる。
【００５１】
このような構成とすれば、段取り作業時間を極力短縮することが可能となり、研磨装置の可動率を向上させることができる。
【００５２】
（第６の実施形態）
図９は本発明による発電プラントの現地研磨装置の第６の実施形態を示すレイアウトの平面図である。
【００５３】
第６の実施形態では、図９に示すように研磨能力を向上する施策として２台の研磨装置を２つの研磨エリア３にそれぞれ設置して研磨能力を２倍に増強し、門型クレーン４を共通に使用して省スペース化を図るようにしたものである。
【００５４】
なお、本実施形態では、搬送台車２台分の搬送エリア２と研磨エリア３を並列配置する場合について述べたが、更に研磨能力を増強する場合には、適宜台数分を増やした搬送エリアと研磨エリアを並列配置することにより研磨能力を向上することが可能である。
【００５５】
また、火力発電プラントならびに原子力発電プラントの定検工事において、ノズルにホーニングを行うことがあるが、本研磨装置にガラスビーズ状の研掃材を供給してホーニング作業を行い、その後に研掃材に替えて研磨材を供給することにより同じ研磨装置でホーニングと研磨の両方の作業が可能であり、作業エリア縮小と工期短縮を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による発電プラントの現地研磨装置の第１の実施形態を示すレイアウトの平面図。
【図２】同実施形態おける現地ノズル研磨装置の搬送台車の構成図
【図３】同実施形態おける現地ノズル研磨装置の基本構成図
【図４】本発明による発電プラントの現地研磨装置の第２の実施形態を示すレイアウトの平面図。
【図５】本発明による発電プラントの現地研磨装置の第３の実施形態を示すレイアウトの平面図。
【図６】同実施形態における反転装置による反転動作を説明するための図。
【図７】本発明による発電プラントの現地研磨装置の第４の実施形態におけるクレーン取付け式反転装置による反転動作を説明するための図。
【図８】本発明による発電プラントの現地研磨装置の第５の実施形態を示すレイアウトの平面図。
【図９】本発明による発電プラントの現地研磨装置の第６の実施形態を示すレイアウトの平面図。
【符号の説明】
【００５７】
１…ノズルラック、２…搬送エリア、３…研磨エリア、４…門型クレーン、５，６…反転装置、１０…ノズル、１１…ターンテーブル、１２…搬送台車、１３…ホッパー、１４…振動コンベア、１５ａ…垂直コンベア、１５ｂ…水平コンベア、１６…ホース、１７…マニュプレータ、１８…研磨ヘッド、１９…研磨材、２０…防塵壁、２１…防塵壁シャッタ、２２…巻上げ機フック、２３…吊り具、２４…滑車、２５…ワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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