(57)【要約】【課題】  バンドソーの交換を遠隔で実施できる原子力機器のバンドソー切断装置及びその切断方法を提供する。【解決手段】  原子力機器のバンドソー切断装置１は、被切削材である原子力機器２を載置し旋回するターンテーブル３と、ターンテーブル３に搭載された原子力機器２をバンドソー１１にて切断するバンドソーユニット１０と、バンドソーユニット１０を着脱自在に取り付ける昇降台車６と、昇降台車６を昇降自在に取り付け原子力機器２の近辺に設置する垂直コラム４と、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力機器を搭載し旋回するターンテーブルと、
このターンテーブルに搭載された原子力機器をバンドソーにて切断するバンドソーユニットと、
このバンドソーユニットを着脱自在に取り付ける昇降台車と、
この昇降台車を昇降自在に取り付け前記原子力機器の近辺に設置する垂直コラムと、
を有することを特徴とする原子力機器のバンドソー切断装置。
【請求項２】
前記バンドソーユニットは、前記バンドソーを巻架しループ状に形成する複数のガイドリールと、前記バンドソーに回転力を伝達する駆動リールと、この駆動リールを回転させる駆動モータと、を有することを特徴とする請求項１記載の原子力機器のバンドソー切断装置。
【請求項３】
前記バンドソーユニットは、前記バンドソーの刃先を縦方向又は横方向に切り替えるバンドソー方向転換機構を設けること、を特徴とする請求項１又は２記載の原子力機器のバンドソー切断装置。
【請求項４】
前記バンドソーユニットは、前記バンドソーが前記原子力機器を切断するときこのバンドソーの刃の通過数をカウントして刃の損耗を検知する刃損耗検知センサを設けること、を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の原子力機器のバンドソー切断装置。
【請求項５】
前記バンドソーユニットは、前記バンドソーに付着する切り粉を吹き飛ばす水を噴出する切り粉除去ノズルを設けること、を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の原子力機器のバンドソー切断装置。
【請求項６】
前記昇降台車は、前記バンドソーユニットの位置決めをする位置決め機構と、この位置決め機構で位置決めされたバンドソーユニットを遠隔操作にて着脱するクランプ機構と、を有することを特徴とする請求項１記載の原子力機器のバンドソー切断装置。
【請求項７】
前記バンドソーユニットは、前記バンドソーを巻架しループ状に形成する複数のガイドリールと、前記バンドソーに前記昇降台車に設けられた駆動モータにより回転力を伝達する駆動リールと、を有することを特徴とする請求項１記載の原子力機器のバンドソー切断装置。
【請求項８】
前記ターンテーブル及び前記垂直コラムは、原子炉建屋のプールの底部に設置すること、を特徴とする請求項１記載の原子力機器のバンドソー切断装置。
【請求項９】
原子力機器をターンテーブルに搭載し旋回する原子力機器搭載工程と、
このターンテーブルに搭載され旋回された原子力機器の切断箇所にバンドソーユニットに取り付けられたバンドソーの位置を合わせるバンドソー位置決め工程と、
この位置決めされたバンドソーの刃先を下向き又は上向きに切り替えて前記原子力機器を縦切断する縦切断工程と、
前記位置決めされたバンドソーの刃先を横向きに切り替えて前記原子力機器を横切断する横切断工程と、
このバンドソーユニットのバンドソーの駆動時にこのバンドソーの刃の通過数を刃損耗検知センサにてカウントして刃の損耗を検知する刃損耗検知工程と、
この刃損耗検知工程でバンドソーの刃の損耗を検知したバンドソーユニットを昇降台車から取り外して刃の損耗していないバンドソーに取り替えたバンドソーユニットを取り付けるバンドソーユニット着脱工程と、
を有することを特徴とする原子力機器のバンドソー切断方法。
【請求項１０】
前記縦切断工程は、前記バンドソーユニットが取り付けられた昇降台車を昇降して縦切断するものであること、を特徴とする請求項９記載の原子力機器のバンドソー切断方法。
【請求項１１】
前記横切断工程は、前記原子力機器を搭載したターンテーブルを旋回して横切断するものであること、を特徴とする請求項９記載の原子力機器のバンドソー切断方法。
【請求項１２】
前記縦切断工程及び横切断工程は、原子炉建屋のプール内に張られた水中で切断作業を実施するものであること、を特徴とする請求項９記載の原子力機器のバンドソー切断方法。
【請求項１３】
前記バンドソーユニット着脱工程は、前記バンドソーユニットを天井クレーンを使用して前記昇降台車に着脱するものであること、を特徴とする請求項９記載の原子力機器のバンドソー切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力機器のバンドソー切断装置及びその切断方法に係り、特に原子力機器の解体に使用される原子力機器のバンドソー切断装置及びその切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所では近年、その設備の老巧化が進み、その設備の一部分の交換、廃棄、廃炉などの工事が実施又は予定されている。この中で原子炉炉内構造物の解体作業は、放射性物質による従業員の放射性被曝の低減の観点から、被切断材を原子炉建屋内の水を張ったプール内に配置し、それをプラズマ切断方法あるいは高圧水切断方法による切断を実施している。
【０００３】
従来、金属材料の丸棒、鋼管、型鋼等の切断にバンドソー切断装置が使用されていることは一般的に知られている。このバンドソー切断装置はループ状に配置されたバンドソーがモータ等により駆動されて被切断材を切断している。しかし、通常のバンドソー切断装置は一般的に装置が大規模となり、バンドソーの交換が困難であり、切断時間が長くかかること等の短所がある。このような短所の少ないプラズマ切断あるいは高圧水切断が使用されるようになっている。
【０００４】
しかし、このプラズマ切断、高圧水切断の両切断方法では、被切断材の内部に隙間がある２重構造部分については一体で切断ができない。また、プラズマ切断では切断ヒューム、ドロスが発生し、この発生物の回収等の処理が難しい。また、高圧水切断では高圧水に含まれる砥粒が切断作業で使用される原子炉建屋内の水を張ったプール内に飛散し、この砥粒の回収が困難であることが分ってきた。
【０００５】
このため、被切断材の内部に隙間がある２重構造部分を一体で切断が可能で、この切断に発生する切り粉の処理が簡単なバンドソー切断装置の適用が見直されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２９６７８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来のバンドソー切断装置においては、原子炉炉内構造物等の被切断材が放射化しているために従業員の放射性被曝低減の観点から、原子炉建屋内の水を張ったプール内で遠隔操作により被切断材の切断作業を実施している。このため、バンドソー切断装置のバンドソーの刃先が損耗し交換が必要となった場合でもバンドソーの刃先の損耗状態を把握し難いという課題があった。
【０００７】
また、従来のバンドソー切断装置のバンドソーにおいては、バンドソーのガイドリールの位置を調整し、バンドソーの張力を緩和してループ化したバンドソーを一体で交換を実施する必要がある。このバンドソーの交換作業を遠隔操作で実施しようとするときは、このバンドソーには剛性がないので、この位置及び姿勢の制御が難しいのでバンドソーの遠隔交換作業は困難であるという課題があった。
【０００８】
さらに、原子炉炉内構造物等の被切断材は放射化しているために切断の際に発生する切り粉は放射性物質により汚染されている可能性がある。従来のバンドソー切断装置に使用されているブラシ式の切り粉除去方法では、ブラシに付着した切り粉によってこのブラシの放射線量が高くなってしまい、その取り扱いが非常に困難であるという課題があった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、バンドソーの交換を遠隔で実施できる原子力機器のバンドソー切断装置及びその切断方法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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の原子力機器のバンドソー切断装置においては、原子力機器を搭載し旋回するターンテーブルと、このターンテーブルに搭載された原子力機器をバンドソーにて切断するバンドソーユニットと、このバンドソーユニットを着脱自在に取り付ける昇降台車と、この昇降台車を昇降自在に取り付け前記原子力機器の近辺に設置する垂直コラムと、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明の原子力機器のバンドソー交換方法においては、原子力機器をターンテーブルに搭載し旋回する原子力機器搭載工程と、このターンテーブルに搭載され旋回された原子力機器の切断箇所にバンドソーユニットに取り付けられたバンドソーの位置を合わせるバンドソー位置決め工程と、この位置決めされたバンドソーの刃先を下向き又は上向きに切り替えて前記原子力機器を縦切断する縦切断工程と、前記位置決めされたバンドソーの刃先を横向きに切り替えて前記原子力機器を横切断する横切断工程と、このバンドソーユニットのバンドソーの駆動時にこのバンドソーの刃の通過数を刃損耗検知センサにてカウントして刃の損耗を検知する刃損耗検知工程と、この刃損耗検知工程でバンドソーの刃の損耗を検知したバンドソーユニットを昇降台車から取り外して刃の損耗していないバンドソーに取り替えたバンドソーユニットを取り付けるバンドソーユニット着脱工程と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、バンドソーの交換を遠隔で実施することができるので、原子力機器の解体作業に伴う従業員の放射線被曝の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る原子力機器のバンドソー切断装置及びその切断方法の実施の形態について、図１乃至図８を参照して説明する。ここで、互いに同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の原子力機器のバンドソー切断装置を示す正面図であり、図２は、本発明の実施形態の原子力機器のバンドソー切断装置を示す平面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、原子力機器のバンドソー切断装置１は、被切断材である原子力機器２を搭載し旋回するターンテーブル３を有する。この原子力機器２は、円筒状の被切断材からなり、ターンテーブル３の上に搭載され、被切断材２の軸線を中心に旋回可能に搭載されている。この被切断材２として、ここでは、一例として、原子力機器のうち原子炉内部構造物を想定している。この原子炉内部構造物は、放射性物質の汚染拡大防止及び従業員の被曝低減のために、原子力機器のバンドソー切断装置１による原子力機器の解体作業は、原子炉建屋のプールＡに水を張りこの水中おいて遠隔操作にて実施される。
【００１６】
この被切断材である原子力機器２の近辺で、原子炉建屋のプールＡの底部には垂直コラム４が建立される。
【００１７】
この垂直コラム４には、直線軸受５が取り付けられ、この直線軸受５の上端には昇降台車６が配置される。この昇降台車６に設置された昇降駆動機構７により、昇降台車６は垂直コラム４に沿って上下方向に移動できる。
【００１８】
この昇降台車６には、エアシリンダ８により作動するクランプ９が配置されて、このクランプ９によりバンドソーユニット１０が昇降台車６に遠隔操作により取り付けられる。
【００１９】
図３は、図１のバンドソーユニット１０を拡大して示す正面図であり、図４は、図２のバンドソーユニット１０及び昇降台車６を拡大して示す平面図である。    
図３及び図４に示すように、バンドソーユニット１０には駆動リール１２が１個及びガイドリール１３が３個、バンドソーユニットフレーム１４に配置される。バンドソー１１がこれらの４個のリール１２，１３に巻架されている。
【００２０】
ガイドリール１３の一つには張力調整ネジ１５が配設され、この張力調整ネジ１５によりバンドソー１１の張り具合を調整可能としている。
【００２１】
駆動リール１２の後方には水圧モータ１６が直結されている。バンドソー１１はこの水圧モータ１６により４個のリール１２，１３で構成されたループ状に、しかも図３中において反時計方向に回転できる構成となっている。
【００２２】
バンドソー１１は駆動モータ１７により動作するバンドソー方向切替機構１８によりバンドソー１１の刃を図３中において下向き（場合によっては上向き）及び横向きの２方向に切替が可能な構造となっている。すなわち、バンドソー方向切替機構１８により、被切削材である原子力機器２の縦切断及び横切断を実施することができる構成となっている。この２個設けられているバンドソー方向切替装置１８の中間部で原子力機器２の切断を行う。
【００２３】
この原子力機器２を切断したバンドソー１１には切り粉が付着してくるが、切り粉は放射能に汚染されている可能性がある。この切り粉がバンドソーユニット１０の内部に巻き込まれるとバンドソーユニット１０の放射線量が上昇し従業員が近付くことができなくなる可能性が高い。そこで切断した後にガイドリール１３に巻き付かれる直前部において、高圧水をバンドソー１１に噴射する切り粉除去ノズル１９が配置されている。このノズル１９からの噴流にて切り粉をバンドソー１１から分離できる構造となっている。さらに、被切削材２から分離された切り粉を吸引装置とフィルタとから成る回収機構（図示せず）で回収し、切り粉の飛散防止を図ることも可能である。
【００２４】
バンドソー１１の切断が進行してくると、バンドソー１１の刃先の損耗が生じたり、切断条件によっては刃先が折れてしまう恐れがある。この損耗を検知するために刃損耗検知センサ２０が配置されている。
【００２５】
図５は、本発明の実施形態の刃損耗検知センサの概略構造を示す図で、（Ａ）は図３のＸ部を拡大して示す平面図、（Ｂ）は図５（Ａ）のＹ−Ｙ矢視方向を切断して示す断面図である。図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、近接センサを刃損耗検知センサ２０として採用している。バンドソー１１の駆動時に健全な刃先２１が通過したとき、刃損耗検知センサ２０がＯＮするようになっている。図示したように損耗した刃先２２がセンサ部を通過すると刃損耗検知センサ２０はＯＮしない。バンドソー１１が一周する間の刃損耗検知センサ２０がＯＮする回数を図示しない制御装置でカウントし、健全な刃先の数と比較することでバンドソー１１の損耗具合が検出可能となる。
【００２６】
このように、原子力機器のバンドソー切断装置１は、切断用のバンドソー１１、このバンドソー１１を巻架させバンドソー１１のループを形成している３ガイドリール１３、このバンドソー１１に回転力を伝達する駆動リール１２及び駆動リール１２を回転させる水圧モータ１６を一体に取り付け、カセット化して構成したバンドソーユニット１０を有する。
【００２７】
図７に示すように、このように構成されたバンドソーユニット１０は昇降台車６に設けられた位置決め機構である位置決めピン２４により位置決めされる。クランプ９を遠隔的に開閉することにより、バンドソー１１が消耗して交換する際には遠隔操作によりバンドソーユニット１０の交換を可能としている。
【００２８】
このように構成された本実施の形態において、ターンテーブル３を旋回させて被切削材である原子力機器２の縦切断位置をバンドソー１１の位置に合わせて位置決めする。この縦方向の位置決めした状態で図４に示す水圧モータ１６に駆動水を供給してバンドソー１１を回転させる。このとき、バンドソー方向切替機構１８にてバンドソー１１の刃先は下向きとしておく。昇降駆動機構７により昇降台車６とそれに取り付けられたバンドソーユニット１０を下降させてバンドソー１１と被切削材２を接触させ切断を開始する。被切削材２の切断が進み、バンドソー１１のループの上側が被切削材２の上辺と干渉する前にバンドソーユニット１０の下降を停止させ、昇降台車６とバンドソーユニット１０をいったん上昇させる。この作業により、被切削材２の縦切断が１本施工できる。
【００２９】
なお、場合によって、バンドソー１１の刃先を上向きとし、バンドソーユニット１０を上昇させて縦切断を行ってもよいのはもちろんである。
【００３０】
次にターンテーブル３を旋回させて次の縦切断位置に被切削材２を位置決めする。この縦切断位置を決めた後に、縦切断作業を繰り返し一周完了させる。最後の縦切断のときは、切断完了後の昇降台車６とバンドソーユニット１０の上昇作業を行わずバンドソー方向切替機構１８にてバンドソー１１の刃先を横向きに切り替える。この状態で、バンドソー１１の回転を続けたままターンテーブル２を旋回させて、被切削材２を横に向いたバンドソー１１の刃先に押し付けていき横切断を実施する。この縦切断と横切断を続けることにより被切削材２を分解していくことが可能となる。
【００３１】
切断が進行していくとバンドソー１１の刃先が損耗していく。図５に示す刃損耗検知センサ２０によりその損耗状態が監視可能である。健全な刃先の数が所定数以下すなわちＯＮする回転数が所定値以下となる。予め設定しておいた損耗度合いを超えるとバンドソー１１の交換を推奨するよう制御装置（図示せず）に表示するようにしておく。バンドソー１１交換の際は、バンドソー１１の回転を停止し、バンドソーユニット１０を被切削材２とバンドソー１１が接触しない位置にまで引き上げておく。
【００３２】
この状態で、図６に示す原子炉建屋の天井クレーン２３でバンドソーユニット１０を吊り、この状態で図４に示すエアシリンダ８を伸長させてクランプ９を開放し、バンドソーユニット１０を昇降台車６から切り離す。切り離されたバンドソーユニット１０は水上に引き上げられた後、徐染を実施してから、従業員により図３に示す張力調整ネジ１５を緩めてバンドソー１１の張力を緩和して駆動リール１２及びガイドリール１３からバンドソー１１を取り外して新たなバンドソー１１に交換する。
【００３３】
図７にバンドソーユニット１０を取り外した後の状態を示す。昇降台車６にはバンドソーユニット１０の位置決めのために位置決めピン２４が配置されている。バンドソー１１の交換後、位置決めピン２４に嵌合するようにバンドソーユニット１０を吊り込み、エアシリンダ８を収縮させクランプ９を締め付けることにより、一連のバンドソー１１の交換作業が完了する。
【００３４】
図８は、本発明の実施形態の原子力機器のバンドソー切断方法の手順を示すフロー図である。
【００３５】
図８に示すように、原子力機器載置工程Ｓ１において、被切削材である原子力機器２を原子炉建屋のプールＡの底部に設置されたターンテーブル３に搭載し旋回して位置決めを行う。
【００３６】
バンドソー位置決め工程Ｓ２においては、このターンテーブル３に載置された原子力機器２にバンドソーユニッ１０のバンドソー１１の位置決めを行う。
【００３７】
縦切断工程Ｓ３においては、この位置決めされたバンドソー１１により前記原子力機器を縦切断する。このとき、バンドソー方向切替機構１８にてバンドソー１１の刃先は下向きとしておく。昇降駆動機構７により昇降台車６とそれに取り付けられたバンドソーユニット１０を下降させてバンドソー１１と被切削材２を接触させ切断する。
【００３８】
横切断工程Ｓ４においては、この縦切断された原子力機器２にバンドソー１１の刃先を接触させて、さらにターンテーブル３で旋回することにより原子力機器２を横切断して、原子力機器２を解体する。このとき、バンドソー方向切替機構１８にてバンドソー１１の刃先は横向きとしておく。
【００３９】
刃損耗検知工程Ｓ５においては、このバンドソーユニット１０のバンドソー１１が切断するときこのバンドソー１１の刃の通過数を刃損耗検知センサ２０にてカウントして刃の損耗を検知する。
【００４０】
バンドソーユニット着脱工程Ｓ６においては、刃損耗検知工程Ｓ５でバンドソー１１の刃の損耗を検知したバンドソーユニット１０を昇降台車６から取り外してバンドソー１１を取り替えたバンドソーユニット１０を取り付ける。このとき、クランプ９を開閉することにより、バンドソーユニット１０を遠隔的に昇降台車６に着脱する。
【００４１】
本実施の形態によれば、バンドソーの損耗状態を遠隔で検出でき更にバンドソーの交換を遠隔で実施することができるので、原子力機器の解体作業に伴う従業員の放射線被曝の低減を図ることができる。
【００４２】
なお、取り外したバンドソーユニット１０からバンドソー１１を交換せず、そのまま廃棄し、新しいバンドソーユニット１０を取り付けることにより、バンドソー１１の交換作業を実施することも考えられる。
【００４３】
さらに、バンドソー切断装置１において、駆動用リール１２と水圧モータ１６を直結せず、この間にスプラインを配置することにより水圧モータ１６と駆動用リール１２を分離可能とすることも考えられる。この場合、水圧モータ１６をバンドソーユニット１０から昇降台車６に配置替えする。この水圧モータ１６の配置替えにより、バンドソーユニット１０の交換のときに、水圧モータ１６は交換しないようにしておく。
【００４４】
本実施の形態によっては、バンドソーユニットの交換を遠隔でかつ短時間で実施することができるので、原子力機器の解体作業に伴う従業員の放射線被曝の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態の原子力機器のバンドソー切断装置を示す正面図。
【図２】本発明の実施形態の原子力機器のバンドソー切断装置を示す平面図。
【図３】図１のバンドソーユニットを拡大して示す正面図。
【図４】図２のバンドソーユニット及び昇降台車を拡大して示す平面図。
【図５】本発明の実施形態の刃損耗検知センサの概略構造を示す図で、（Ａ）は図３のＸ部を拡大して示す正面図、（Ｂ）は図５（Ａ）のＹ−Ｙ矢視方向を切断して示す側断面図。
【図６】図１のバンドソー切断装置においてバンドソーユニットを取り外し中の状態を示す正面図。
【図７】図１のバンドソー切断装置においてバンドソーユニットを取り外した状態を示す正面図。
【図８】本発明の実施形態の原子力機器のバンドソー切断方法の手順を示すフロー図。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・バンドソー切断装置、２・・・被切断材（原子力機器）、３・・・ターンテーブル、４・・・垂直コラム、５・・・直線軸受、６・・・昇降台車、７・・・昇降駆動機構、８・・・エアシリンダ、９・・・クランプ、１０・・・バンドソーユニット、１１・・・バンドソー、１２・・・駆動リール、１３・・・ガイドリール、１４・・・バンドソーユニットフレーム、１５・・・張力調整ネジ、１６・・・水圧モータ、１７・・・駆動モータ、１８・・・バンドソー方向切替機構、１９・・・切り粉除去ノズル、２０・・・刃損耗検知センサ、２１・・・健全な刃先、２２・・・損耗した刃先、２３・・・天井クレーン、２４・・・位置決めピン。
【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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