(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタッドボルトの列に沿う走行レールを備えた、概略コ字形断面の弧状フレーム構造体と、この走行レール上に移動自在に設けられたボルト着脱装置及びボルト引張装置とからなる複数のボルト取替装置を円周状に配設したスタッドボルト取扱装置において、前記ボルト着脱装置からスタッドボルトを受け取り、そのボルト着脱装置にスタッドボルトを引き渡すための手段を有するボルト格納装置を弧状フレーム構造体内にスタッドボルト毎に設けたことを特徴とするスタッドボルト取扱装置。
【請求項２】
前記ボルト取替装置の弧状フレーム構造体が、互いにその円周端を隣接して配置され、全体として環状フレーム構造体を形成することを特徴とする請求項１記載のスタッドボルト取扱装置。
【請求項３】
前記ボルト取替装置の弧状フレーム構造体が、環状フレーム構造体を構成することなく、個別に配置されていることを特徴とする請求項１記載のスタッドボルト取扱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧容器等のフランジ接合などに使用されるスタッドボルトの捩じ込みや取り外し等の作業を行うためのスタッドボルト取扱装置に関し、特に、原子炉圧力容器の蓋を固定するためのスタッドボルトを遠隔的に取扱うための取扱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高圧容器に着脱自在に蓋を取り付ける場合、容器本体のフランジにスタッドボルトを捩じ込んで植え込み、これに螺合するナットを締め付けて蓋を高圧容器に固定している。而して、高圧容器が大形で内部の圧力も大きいものになると、スタッドボルトの径も大きくなり、ナットの締め付けを人力で行うのは極めて困難になる。例えば、図１０に示される加圧水型原子炉において、原子炉容器１は、原子炉容器蓋３によって上部開口を閉じられて圧力容器を形成している。原子炉の圧力容器内の冷却材圧力は相当の値になるから、これを受けるスタッドボルト５の径も大きくなり、更に、これに螺合して原子炉容器の蓋３を締付けるナット７の締付けトルクも大きなものとなる。従って、ナット７の締付或いは弛緩、更には、スタッドボルト５の取外しは、従来、次の様にして行われていた。即ち、原子炉容器の蓋３の上部に林設された制御棒駆動装置９を取り囲む一体化構造物（図示しない）の外周部のホイストにボルトテンショナを取付け、これによりスタッドボルト５に引張力を加える。こうすると、スタッドボルト５は伸びるから、ナット７は原子炉容器の蓋３から離れ比較的小さな力で緩められる。ナット７が緩められると、スタッドボルト５のねじ部に作用する引張軸力が減ってスタッドボルト５と原子炉容器１との間のねじ面の摩擦トルクも小さくなる。このような状態で、作業員が電動工具を用いてスタッドボルト５を回して取外しを行い、運び出している。スタッドボルト５の取付けやナット７の締付けはその手順を遡行して行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、大型高圧容器のスタッドボルトを扱う取扱装置においては、ボルトテンショナを使用することにより、ナットの締付・弛緩は容易にできるものの、スタッドボルトの取り付け、取外しは、電動工具を用いる作業員の手作業となり、スタッドボルトが重量物であること、又その数が多いこと、更には、作業する足場が不安定で狭いこと等から厳しい作業であって、且つ、長い作業時間を要していた。更に、大型高圧容器が前述のように原子炉容器である場合には、作業環境が高放射線雰囲気となり、作業員の健康保持のために多数の作業員による頻繁な交代を必要としていた。従って、本発明は、作業員の手による作業を排し、遠隔的な操作によりスタッドボルトを機械的に取扱うことができるスタッドボルト取扱装置を提供することを課題とするものである。
【０００４】
【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、スタッドボルトの列に沿う走行レールを備えた、概略コ字形断面の弧状フレーム構造体と、走行レール上に移動自在に設けられたボルト着脱装置及びボルト引張装置とからなる複数のボルト取替装置を円周状に配設したスタッドボルト取扱装置において、前記ボルト着脱装置からスタッドボルトを受け取り、そのボルト着脱装置にスタッドボルトを引き渡すための手段を有するボルト格納装置を弧状フレーム構造体内にスタッドボルト毎に設けたものである。なお、各ボルト取替装置の弧状フレーム構造体が、互いにその円周端を隣接して配置され、全体として環状フレーム構造体を形成するのがよい。あるいは、各ボルト取替装置の弧状フレーム構造体が、環状フレーム構造体を構成することなく、個別に配置されているようにすることもできる。
【０００５】
【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形態を説明する。尚、前述の従来技術に関する図面を含め全図に亘り同一部分には同一の符号を付すこととする。
先ず、図１は本発明に係るスタッドボルト取扱装置１０の全体配置を一部省略して示している。スタッドボルト取扱装置１０は、図示から容易に推測できるように４個の同一構造のボルト取替装置１１を円周状に配置して構成されるが、手前（図面において）のボルト取替装置１１の図示が省略されている。勿論、ボルト取替装置１１の数は４個に限定されるものではなく、スタッドボルトの配列の大きさ等により適宜、増減されるものと理解すべきである。４個のボルト取替装置１１の構造は前述の通り同一であるから、主として向かい側（図面において）のボルト取替装置１１について説明する。
【０００６】
ボルト取替装置１１は、内周側に開口した概略コ字形断面の弧状フレーム構造体２０を骨格としており、その上面に弧状の走行レール２１が敷設されている。この弧状フレーム構造体２０は、図示のように、互いにその円周端を隣接するように４個円周状に並べられると完全な環状フレーム構造体を形成し、従って走行レール２１も相互に連続されて円周レールとなる。弧状フレーム構造体２０は、取り扱うべきスタッドボルトの周辺に後述する手順で設置されるが下面にレベリングパッド２３を備え、上面に据付用ガイドレール２５を備えたベースプレート２７の上に載せられる。そして走行レール２１の上には、台車３０が載せられ、更に、その上に油圧ユニット３１，ボルト着脱装置４０、ボルト引張装置５０が載設されている。更に、弧状フレーム構造体２０の内部には、スタッドボルトの受け取りおよび引き渡しのための手段を有するボルト格納装置６０が設けられている。図１において多くのスタッドボルト５がそれぞれナット７と共に図示されているが、これはボルト格納装置６０によって格納された状態を示している。
【０００７】
次に、ボルト取替装置１１を加圧水型原子炉の原子炉圧力容器を形成する原子炉容器蓋３の周りに設置する状態を、図２を参照して説明する。原子炉容器上蓋３の上部には、前述のように多数の制御棒駆動装置が林設されていて、これらを支持する部材や冷却用空気を案内したりする部材が蓋一体化構造物６を形成している。蓋一体化構造物６は外周部にホィスト８を備えており、これを利用して図示のように弧状フレーム構造体２０を吊り上げ、スタッドボルト５の円周方向の列に外側から接近して円周方向に並べる。その際、据付用ガイドレール２５を適宜利用する。尚、弧状フレーム構造体２０は対応するスタッドボルトと同じ数だけのボルト格納装置６０を内蔵している。弧状フレーム構造体２０の高さの不揃いなどは、レベリングパッド２３を調整して処理する。そして、スタッドボルトの列に沿って、平坦に保持された走行レール２１の上に、ホィスト８を使用して台車３０（図１）を置き、更にその上に同様の要領で油圧ユニット３１，ボルト着脱装置４０及びボルト引張装置５０を載せる。これらの装置は、前述のように弧状フレーム構造体２０毎に取り付けられる。
【０００８】
次に、前述のように原子炉容器上蓋３の周りに設置されたボルト取替装置１１を使用してスタッドボルト５を取り外す手順を説明する。先ず図３、図４及び図５に示すように、ボルト引張装置５０を使用してナット７を緩める。即ち図３に示すように、ボルト引張装置５０の昇降機構５１により装置本体５３（掴持機構と回転機構を有する）を降ろし、スタッドボルト５の上端を掴持機構で掴持し、図４に矢印で示す方向に引張荷重を作用させる。そうするとスタッドボルト５は伸び、ナット７のねじ面とスタッドボルト５のねじ面との間の軸方向力は減少する。換言すれば、ナット７の弛緩所要力は減少し、図５に示すようにナット５を回転機構により回して緩める。このようにすると、スタッドボルト５の植込みねじ部分と原子炉容器１のフランジのねじ穴のねじ面との間に作用する摩擦抵抗力が減少する。
【０００９】
以上のようにしてナット７を一定の高さまで緩めた後で、ボルト引張装置５０を台車３０により円周方向にずらし、図６，図７及び図８に示すようにスタッドボルト５を取り外す。即ち、ボルト着脱装置４０をスタッドボルト５に整列させ、掴持機構及び回転機構を有する装置本体４１を昇降機構４３により下降させ、掴持機構によりスタッドボルト５の頭部分を掴む。そして特に図７に示すように回転機構によりスタッドボルト５を下端ねじ部が原子炉容器１から抜け出すまで回転させる。しかる後、昇降機構４３を上昇させ、装置本体４１を昇降ストロークの範囲で上昇させると、図８に示す状態になる。スタッドボルト５を上昇する高さは、後述するようにボルト格納装置６０がナット７を受け取れる高さとしている。
【００１０】
次に、ボルト格納装置６０の構造及び作用を、図９を参照して説明する。図９において、スタッドボルト５毎に対応して弧状フレーム構造体２０の内部に設けられたボルト格納装置６０は、先端にチャック機構を備えたガイドレール６１、このガイドレールを駆動する駆動シリンダ６３およびボルト受け６５からなるスタッドボルト５の受け取りおよび引き渡しのための手段を備えている。すなわち、このガイドレール６１は、駆動シリンダ６３により図示のように伸出されたり、引き込まれたりすることができる。前述のようにボルト着脱装置４０の掴持機構により抜き出されて保持されたスタッドボルト５に向けてガイドレール６１を図示のように伸出し、先端のチャック機構によりナット７の直下でスタッドボルト５を把持する。そして、駆動シリンダ６３により、スタッドボルト５を２点鎖線の位置まで引き込み、ボルト受け６５の上に載せて格納する。格納されているスタッドボルト５をボルト着脱装置４０の掴持機構に引き渡すには、この作業を遡行させればよい。ボルト格納装置６０は、図示のようにスタッドボルト５と一対一の関係で設けてもよいが、スタッドボルト５の寸法や取付け間隔との関係で、２連のものとしても良い。このようにして、対応する全部のスタッドボルト５が全部、弧状フレーム構造体２０の中に格納されたら、前述のようにホイスト８（図２）等を使用して弧状フレーム構造体２０を適当な場所に移動させる。
【００１１】
以上は、既に原子炉容器に取り付けられているスタッドボルトの取外し作業の説明であるが、スタッドボルトを新たに原子炉容器に取り付けるには前述の作業を遡行すればよい。先ず、スタッドボルト５を格納した弧状フレーム構造体２０を、その走行レール２１がスタッドボルト５の列に沿うように、図２に示した要領で原子炉容器の回りに据え付ける。そしてボルト格納装置６０からスタッドボルトを取り出し、ボルト着脱装置４０によりスタッドボルトを原子炉容器にねじ込み、最後にボルト引張装置５０によりナットを締め付ける。尚、この実施形態においては、円周角度が９０度の弧状フレーム構造体２０を使用したが、その角度を適宜選択し、環状フレーム構造体は構成せずに個別に使用することも本発明の思想に従えば可能である。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のボルト取替装置を円周状に配設したスタッドボルト取扱装置において、ボルト着脱装置からスタッドボルトを受け取り、そのボルト着脱装置にスタッドボルトを引き渡すための手段を有するボルト格納装置を弧状フレーム構造体内に設けたので、多数のスタッドボルトを弧状フレーム構造体の中に格納することができ、この弧状フレーム構造体を適当な場所に移動させ、また、容器の回りに据え付けることにより、スタッドボルトの着脱作業を遠隔的且つ機械的に短い時間で行うことができる。
【００１３】
更に、ボルト着脱装置からスタッドボルトを受け取り、その着脱装置にスタッドボルトを引き渡すための手段を有するボルト格納装置を弧状フレーム構造体内にスタッドボルト毎に設けたので、作業が安定化すると共に、また、複数のボルト取替装置が円周状に配設されているので、複数のスタッドボルトを同時進行的に取付けまたは取り外すことができ、着脱のための作業時間も大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る装置の全体構造を示す一部省略全体斜視図である。
【図２】  前記実施形態に係る装置の据付け手順を示す一部省略全体斜視図である。
【図３】  前記実施形態の要部を示す部分立面図である。
【図４】  前記実施形態の部分的作用を説明する部分断面図である。
【図５】  前記実施形態の部分的作用を説明する部分断面図である。
【図６】  前記実施形態の要部を示す部分立面図である。
【図７】  前記実施形態の部分的作用を説明する部分断面図である。
【図８】  前記実施形態の部分的作用を説明する部分断面図である。
【図９】  前記実施形態の要部を示す斜視図である。
【図１０】  本発明に係る装置によってスタッドボルトが着脱される一例である加圧水型原子炉の構造の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１    原子炉容器
３    原子炉容器蓋
５    スタッドボルト
６    蓋一体化構造物
７    ナット
８    ホィスト
１０  ボルト取扱装置
１１  ボルト取替装置
２０  弧状フレーム構造体
２１  走行レール
２３  レベリングパッド
２５  ガイドレール
２７  ベースプレート
３０  台車
３１  油圧ユニット
４０  ボルト着脱装置
４１  装置本体
４３  昇降機構
５０  ボルト引張装置
５１  昇降機構
５３  装置本体
６０  ボルト格納装置
６１  ガイドレール
６３  駆動シリンダ
６５  ボルト受け
【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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【図１０】
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