(57)【要約】【課題】作業負担を軽減させるとともに作業時間を短縮させることができる制御棒駆動機構の保全技術を提供する。【解決手段】制御棒駆動機構１の保全器具４２は、閉塞部４３に回転可能に支持されるとともに少なくとも上部が閉塞部４３に収容される垂直方向に延びるシャフト部５４と、シャフト部５４を昇降させる操作に用いる第１操作部４４と、中空ピストン１５の下部に設けられた第１バックシート部１２に下方から接触し、シャフト部５４の昇降により第１バックシート部１２を昇降させる第１連係部６３と、シャフト部５４を回転させる操作に用いる第２操作部４５と、シャフト部５４の回転により中空ピストン１５の駆動スピンドル１３を回転させて、制御棒２の下部に設けられた第２バックシート部１７を昇降させる第２連係部６４を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御棒を昇降させる中空ピストンを収容するアウタチューブの下端に設けられたスプールピース用の取付部に取り付けられる閉塞部と、
前記閉塞部に回転可能に支持されるとともに少なくとも上部が前記閉塞部に収容される垂直方向に延びるシャフト部と、
前記シャフト部を昇降させる操作に用いる第１操作部と、
前記シャフト部の上端に設けられ、前記中空ピストンの下部に設けられた第１バックシート部に下方から接触し、前記シャフト部の昇降により前記第１バックシート部を昇降させる第１連係部と、
前記シャフト部を回転させる操作に用いる第２操作部と、
前記シャフト部の上部に設けられ、前記シャフト部の回転により前記中空ピストンの駆動スピンドルを回転させて、前記制御棒の下部に設けられた第２バックシート部を昇降させる第２連係部と、
を備える制御棒駆動機構の保全器具。
【請求項２】
前記閉塞部に設けられ、この閉塞部の内部と外部とで流体を通過させる流路部を備える請求項１に記載の制御棒駆動機構の保全器具。
【請求項３】
前記流路部から気体を前記閉塞部の内部に導入するバブリング装置を備える請求項２に記載の制御棒駆動機構の保全器具。
【請求項４】
前記閉塞部は、前記取付部と接する部分に樹脂製の摺動部を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制御棒駆動機構の保全器具。
【請求項５】
前記第１操作部がネジの要素に基づく回転操作により前記シャフト部を昇降させる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制御棒駆動機構の保全器具。
【請求項６】
前記閉塞部に螺合されて回転操作により昇降されるスラスト部を備え、
前記シャフト部が前記スラスト部の少なくとも上昇時に前記スラスト部により押し上げられる請求項５に記載の制御棒駆動機構の保全器具。
【請求項７】
前記スラスト部が外周面にネジが形成された筒状を成し、このスラスト部の中空部に前記シャフト部が配置される請求項６に記載の制御棒駆動機構の保全器具。
【請求項８】
前記第１操作部は、回転操作に用いる第１ハンドルレバーが設けられるとともに前記スラスト部の下端に設けられた第１連結部に着脱自在に連結される第１着脱器具から成り、
前記第２操作部は、回転操作に用いる第２ハンドルレバーが設けられるとともに前記シャフト部の下端に設けられた第２連結部に着脱自在に連結される第２着脱器具から成る請求項６または請求項７に記載の制御棒駆動機構の保全器具。
【請求項９】
前記第１操作部は、前記閉塞部を前記取付部に固定するボルトから成り、前記ボルトの回転操作により前記閉塞部および前記シャフト部を昇降させる請求項５に記載の制御棒駆動機構の保全器具。
【請求項１０】
前記第１操作部は、前記シャフト部を昇降させるトグルクランプから成る請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制御棒駆動機構の保全器具。
【請求項１１】
前記第１操作部は、前記シャフト部を昇降させるリフタから成る請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制御棒駆動機構の保全器具。
【請求項１２】
制御棒を昇降させる中空ピストンを収容するアウタチューブの下端に設けられたスプールピース用の取付部に閉塞部を取り付けるステップと、
前記閉塞部に回転可能に支持されるとともに少なくとも上部が前記閉塞部に収容される垂直方向に延びるシャフト部を昇降させる第１操作部の操作を行うステップと、
前記シャフト部の上端に設けられた第１連係部が、前記中空ピストンの下部に設けられた第１バックシート部に下方から接触し、前記シャフト部の昇降により前記第１バックシート部を昇降させるステップと、
前記シャフト部を回転させる第２操作部の操作を行うステップと、
前記シャフト部の上部に設けられた第２連係部を用いて、前記シャフト部の回転により前記中空ピストンの駆動スピンドルを回転させて、前記制御棒の下部に設けられた第２バックシート部を昇降させるステップと、
を含む制御棒駆動機構の保全方法。
【請求項１３】
前記閉塞部の内部と外部とで流体を通過させる流路部から排出される水の量に基づいて前記第２バックシート部に異物が挟まっているか否かを推定するステップと、
前記異物が挟まっていると推定した場合に、気体を前記流路部から前記閉塞部の内部に導入してバブリング処理を行うステップと、
を含む請求項１２に記載の制御棒駆動機構の保全方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、沸騰水型原子炉の圧力容器の底部に設けられた制御棒駆動機構の保全技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御棒駆動機構の下部からモータユニットとスプールピースを取り外した後に、この制御棒駆動機構の下部に閉塞部材を取り付けて、制御棒の引き抜けを防止するとともに炉水漏洩を防止する取扱治具がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１６０１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
制御棒駆動機構（ＣＲＤ）の内部には、長年の使用により微細なゴミが溜まる。そのため、モータユニットとスプールピース、ＣＲＤを順次取り外して、中空ピストンなどの清掃を行う必要がある。ここで、これらの部材を取り外していく際に水密性を保つための部材同士の間に異物が挟まっている場合に、その部材同士の間から炉水が漏洩してしまう。
【０００５】
従来の作業では、モータユニットとスプールピースを取り外した後に、異物の挟まりに起因する炉水の漏洩が発見された場合に、再びモータユニットとスプールピースを、または、スプールピースに代えて蓋となる治具を取り付けて部材を駆動させる。そして、挟まった異物を一時的に部材同士の間から遠ざけるようにしている。
【０００６】
しかし、スプールピースまたは治具を取り付ける際に、人力で取り付けることは困難なため専用のＣＲＤ交換機を用いる必要があるが、ＣＲＤ交換機を用いた作業は作業時間を多く要する、他の制御棒駆動機構の取り外し作業も停滞する、といった作業時間が過大になってしまう課題がある。
【０００７】
本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、作業負担を軽減させるとともに作業時間を短縮させることができる制御棒駆動機構の保全技術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】
本発明の実施形態に係る制御棒駆動機構の保全器具は、制御棒を昇降させる中空ピストンを収容するアウタチューブの下端に設けられたスプールピース用の取付部に取り付けられる閉塞部と、前記閉塞部に回転可能に支持されるとともに少なくとも上部が前記閉塞部に収容される垂直方向に延びるシャフト部と、前記シャフト部を昇降させる操作に用いる第１操作部と、前記シャフト部の上端に設けられ、前記中空ピストンの下部に設けられた第１バックシート部に下方から接触し、前記シャフト部の昇降により前記第１バックシート部を昇降させる第１連係部と、前記シャフト部を回転させる操作に用いる第２操作部と、前記シャフト部の上部に設けられ、前記シャフト部の回転により前記中空ピストンの駆動スピンドルを回転させて、前記制御棒の下部に設けられた第２バックシート部を昇降させる第２連係部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態により、作業負担を軽減させるとともに作業時間を短縮させることができる制御棒駆動機構の保全技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】制御棒駆動機構を示す断面図。
【図２】第１実施形態の保全器具を示す断面図。
【図３】閉塞部が取り付けられた状態を示す断面図。
【図４】第１バックシート部を上昇させた状態を示す断面図。
【図５】第２バックシート部を上昇させた状態を示す断面図。
【図６】第１および第２バックシート部を降下させた状態を示す断面図。
【図７】アウタチューブおよび中空ピストンを取り外した状態を示す断面図。
【図８】制御棒駆動機構の保全方法を示すフローチャート。
【図９】第２実施形態の保全器具を示す断面図。
【図１０】第３実施形態の保全器具を示す断面図。
【図１１】第４実施形態の保全器具を示す断面図。
【図１２】第５実施形態の保全器具を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第１実施形態の制御棒駆動機構の保全器具について図１から図８を用いて説明する。図１の符号１は、制御棒駆動機構である。なお、制御棒駆動機構１は、複雑な機構を有する装置であるが、理解を助けるために、制御棒駆動機構１の一部の部品を省略して図示している。
【００１２】
制御棒駆動機構１（ＣＲＤ）は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の圧力容器の下部に設けられる。この制御棒駆動機構１の駆動力によって制御棒２が上昇または下降される。制御棒駆動機構１は、制御棒２を昇降させることで、原子炉の反応度（炉出力）を制御する装置であり、原子力プラントの運転および安全に関わる重要な装置となっている。なお、圧力容器の下部には、複数本の制御棒駆動機構１が設けられている。そして、制御棒駆動機構１の保全を行うときには、圧力容器の下部の狭い空間で作業者が作業を行う。
【００１３】
図１に示すように、鉛直方向に延びる制御棒２は、圧力容器の内部に配置された制御棒案内管３に収容される。制御棒案内管３は、制御棒２の全体を収容可能な角筒形状を成す管である。この制御棒案内管３の上端は、制御棒２を出し入れするために開口されている。つまり、制御棒案内管３の内部４は、圧力容器の内部に通じており、炉水で満たされている。
【００１４】
この制御棒案内管３の下端には、ハウジング部５が固定されている。ハウジング部５は、円筒形状を成す管である。このハウジング部５は、圧力容器の底部を貫通し、この底部に固定（溶接）されている。つまり、ハウジング部５の上部は、圧力容器の内部に配置されるとともに、ハウジング部５の下部は、圧力容器の下部に露出されている。制御棒案内管３は、ハウジング部５を介して圧力容器に固定される。
【００１５】
圧力容器の底部から下方に向かって延びるハウジング部５の内部に、アウタチューブ６が配置される。アウタチューブ６は、円筒形状を成す管である。アウタチューブ６の上端には、制御棒案内管３の下端に設けられた被係合部７に対して係合される係合部８が設けられる。つまり、このアウタチューブ６の上端は、制御棒案内管３の下端に着脱自在に取り付けられる。なお、ハウジング部５の内部９とアウタチューブ６の内部１０は、制御棒案内管３から浸入する炉水で満たされる。
【００１６】
アウタチューブ６の下端（底部）には、第１開口部１１が形成されている。この第１開口部１１には、第１バックシート部１２が配置される。この第１バックシート部１２には、駆動スピンドル１３が固定されている。また、駆動スピンドル１３に螺合される駆動ナット１４が設けられている。駆動ナット１４には、中空ピストン１５が固定されている。この中空ピストン１５は、アウタチューブ６の内部１０に配置される。
【００１７】
第１バックシート部１２が最下方位置に配置されると、第１バックシート部１２により第１開口部１１が閉塞される（図２参照）。この第１バックシート部１２で第１開口部１１を閉塞することで、アウタチューブ６の内部１０の水を下方に流出させないようにできる。
【００１８】
制御棒案内管３の下端（底部）には、第２開口部１６が形成されている。この第２開口部１６から中空ピストン１５の上部が上方に突出している。この中空ピストン１５の上端には、第２バックシート部１７を介して制御棒２の下端が固定される。なお、第２バックシート部１７は、制御棒２の下端に固定された部材である。
【００１９】
第２バックシート部１７が最下方位置に配置されると、第２バックシート部１７により第２開口部１６が閉塞される（図６参照）。この第２バックシート部１７で第２開口部１６を閉塞することで、制御棒案内管３の内部４の水を下方に流出させないようにできる。
【００２０】
第１バックシート部１２を上昇させて第１開口部１１を開放した状態で、第１バックシート部１２を垂直軸周りに回転させると、駆動スピンドル１３が回転をして駆動ナット１４を昇降させることができる。この駆動ナット１４の昇降に応じて中空ピストン１５も昇降される。つまり、駆動スピンドル１３を回転させると、制御棒２が昇降される。
【００２１】
中空ピストン１５の上端には、第２バックシート部１７に設けられた被係合部１８に対して係合される係合部１９が設けられる。つまり、中空ピストン１５の上端は、第２バックシート部１７に着脱自在に取り付けられる。なお、制御棒駆動機構１の清掃および補修を行う際には、アウタチューブ６および中空ピストン１５をハウジング部５から取り外すことができる（図７参照）。
【００２２】
ハウジング部５の下端周縁には、フランジ部２０が設けられる。また、アウタチューブ６の下部の周縁にもフランジ部２１が設けられる。これらのフランジ部２０，２１は、互いに接合され、図示しないボルトで固定される。なお、これらのフランジ部２０，２１の間には、図示しないシール部（Ｏリング）が設けられ、水密性が保たれる。
【００２３】
アウタチューブ６の下端には、スプールピース２２が取り付けられる。スプールピース２２は、カップ形状（有底円筒形状）を成す部材である。なお、アウタチューブ６の下端縁には、傾斜面２３が形成されている。そのため、スプールピース２２を下方から取り付け易くなっている。また、アウタチューブ６の下部の外周面２４は、鉛直方向に延びる平滑面となっている。この外周面２４にスプールピース２２が嵌るようになる。なお、アウタチューブ６において、フランジ部２１と傾斜面２３と外周面２４とで、スプールピース２２の取付部２５が構成される。
【００２４】
スプールピース２２の上端周縁には、フランジ部２６が設けられる。このフランジ部２６が、アウタチューブ６のフランジ部２１に下方から接合される。なお、これらのフランジ部２１，２６の間には、図示しないシール部（Ｏリング）が設けられ、水密性が保たれる。
【００２５】
また、スプールピース２２のフランジ部２６に形成された挿通孔２７に取付ボルト２８が挿入される。この取付ボルト２８は、アウタチューブ６のフランジ部２１に形成された挿通孔２９を介して、ハウジング部５のフランジ部２０の雌ネジ孔３０に螺合される。なお、複数本の取付ボルト２８がフランジ部２０，２１，２６の周方向に均等（等間隔）に配置される。これらの取付ボルト２８によりスプールピース２２がアウタチューブ６の下端の取付部２５に固定される。
【００２６】
スプールピース２２がアウタチューブ６の下端に取り付けられ、第１開口部１１および第２開口部１６が開放された状態では、制御棒案内管３の内部４の水が外部に流出しない。
【００２７】
スプールピース２２の内部３１には、垂直方向に延びる棒状（円柱状）を成す駆動用シャフト部３２が収容される。また、第１バックシート部１２の下部には、底面視で円形状を成す凹部３３が形成されている。この凹部３３に駆動用シャフト部３２の上部が挿入される。
【００２８】
駆動用シャフト部３２の上端には、第１バックシート部１２を押し上げる押上連係部３４が設けられる。この押上連係部３４は、第１バックシート部１２の凹部３３の天井面（奥面）に設けられた小径凹部３５に下方から接触する。
【００２９】
スプールピース２２をアウタチューブ６の取付部２５に取り付けて、取付ボルト２８を締め付けると、駆動用シャフト部３２の押上連係部３４が、第１バックシート部１２の小径凹部３５を下方から押し上げる。すると、第１バックシート部１２が上昇し、第１開口部１１が開放された状態となる。
【００３０】
駆動用シャフト部３２の上部の外周面には、歯を有する円柱形状を成す駆動ギヤで構成された昇降連係部３６が設けられる。この昇降連係部３６は、第１バックシート部１２の凹部３３の内周面に設けられた従動部３７（図２参照）に噛合される。この従動部３７は、昇降連係部３６（駆動ギヤ）が噛み合う歯を有するアウターギヤとなっている。駆動用シャフト部３２の上部が第１バックシート部１２の凹部３３の挿入されたときに、昇降連係部３６が従動部３７に噛み合う。
【００３１】
駆動用シャフト部３２を軸回りに回転させると、昇降連係部３６を介して回転力が第１バックシート部１２に加わる。そして、駆動スピンドル１３が回転をし、駆動ナット１４を昇降させることができる。なお、駆動用シャフト部３２を正回転させると駆動ナット１４が上昇する。一方、駆動用シャフト部３２を逆回転させると駆動ナット１４が下降する。
【００３２】
また、スプールピース２２の下部には、モータユニット３８が取り付けられる。このモータユニット３８の駆動軸３９がマグネットカップリング４０を介して、スプールピース２２の駆動用シャフト部３２に回転駆動力を伝達する。
【００３３】
原子炉の通常運転時において、制御棒２の昇降をさせる場合には、モータユニット３８の駆動力を用いて駆動スピンドル１３を回転させる。すると、駆動ナット１４および中空ピストン１５が昇降し、これらの昇降に伴って制御棒２が昇降される。
【００３４】
なお、原子炉の運転中において、緊急停止（スクラム）を行う場合には、中空ピストン１５の内部に、図示しない水圧源から水供給ラインを介して駆動用の水が供給される。この水の圧力により中空ピストン１５を急激に伸長させる。そして、この中空ピストン１５の伸長により制御棒２を早急に上昇させる。
【００３５】
また、中空ピストン１５の内部には、図示しないバネが設けられている。このバネにより中空ピストン１５が常に伸長する方向に付勢力が加えられている。さらに、中空ピストン１５には、上方から制御棒２の荷重が加わっている。つまり、中空ピストン１５の下部に設けられた第１バックシート部１２が、第１開口部１１を閉鎖する方向に荷重が加わる。
【００３６】
図２に示すように、スプールピース２２をアウタチューブ６から取り外すと、第１バックシート部１２が降下して第１開口部１１が自動的に閉鎖される。そのため、スプールピース２２が取り外されても、アウタチューブ６の内部１０の水が流出しないようになっている。
【００３７】
ハウジング部５の内部９とアウタチューブ６の内部１０には、長年の使用により微細なゴミが溜まる。このゴミは、主に圧力容器の水に含まれていたものが沈殿したものである。そのため、定期的に、アウタチューブ６および中空ピストン１５をハウジング部５から取り外して清掃を行う。このときに、中空ピストン１５などの各部品の補修も行う。
【００３８】
なお、スプールピース２２をアウタチューブ６から取り外すときには、予め駆動ナット１４を最下方位置まで移動させる。そして、第２バックシート部１７により第２開口部１６を閉塞する。しかしながら、第２バックシート部１７と制御棒案内管３の底面との間に、異物４１が挟まってしまう場合がある。このような場合には、第２バックシート部１７により第２開口部１６を閉塞することができず、制御棒案内管３の内部４の水がアウタチューブ６の内部１０に漏れ出してしまう。
【００３９】
この状態でアウタチューブ６および中空ピストン１５をハウジング部５から取り外してしまうと、炉水が圧力容器外へ流出し続けてしまう。そこで、本実施形態では、保全器具４２を用いて、第２バックシート部１７における異物４１の挟まりの有無を推定する。異物４１の挟まりが有る場合には、これを除去する作業を行う。
【００４０】
次に、第１実施形態の保全器具４２について説明する。図５に示すように、保全器具４２は、スプールピース２２の取付部２５に取り付けられる閉塞部４３と、第１バックシート部１２の昇降操作を行うときに用いる第１着脱器具４４（第１操作部）と、第２バックシート部１７の昇降操作を行うときに用いる第２着脱器具４５（第２操作部）と、気体４６（例えば空気）を閉塞部４３の内部４７に導入するバブリング装置４８とを備える。
【００４１】
図２に示すように、閉塞部４３は、その上部がカップ形状（有底円筒形状）を成す部材である。この閉塞部４３は、アウタチューブ６の下端の取付部２５に取り付けられる。閉塞部４３の上端周縁には、フランジ部４９が設けられる。このフランジ部４９が、アウタチューブ６のフランジ部２１に下方から接合される。
【００４２】
また、閉塞部４３のフランジ部４９に形成された挿通孔５０に取付ボルト５１が挿入される。この取付ボルト５１は、アウタチューブ６のフランジ部２１に形成された挿通孔２９を介して、ハウジング部５のフランジ部２０の雌ネジ孔３０に螺合される。なお、複数本の取付ボルト５１がフランジ部２０，２１，４９の周方向に均等に配置される。これらの取付ボルト５１により閉塞部４３がアウタチューブ６の下端の取付部２５に固定される。
【００４３】
なお、閉塞部４３は、その内周面において取付部２５と接する部分に樹脂製（非金属製）の摺動部５２を備える。閉塞部４３を取付部２５に取り付けるときには、摺動部５２が取付部２５の傾斜面２３に接触する。さらに、摺動部５２が取付部２５の外周面２４に沿って上下方向に摺動される（図３参照）。
【００４４】
このようにすれば、閉塞部４３と取付部２５との位置合わせ（調芯）が容易になり、取付時間を短縮させることができる。さらに、閉塞部４３を取付部２５に接触させても取付部２５を疵付けることがなくなる。また、閉塞部４３の摺動部５２には、シール部５３（Ｏリング）が設けられ、水密性を保ちつつ、閉塞部４３を上下方向に摺動させることができる。
【００４５】
閉塞部４３には、垂直方向に延びる棒状（円柱状）を成す保全用シャフト部５４が回転可能に支持される。この保全用シャフト部５４は、その上部が閉塞部４３の内部４７に収容される。また、閉塞部４３において、保全用シャフト部５４が軸支される部分には、シール部５５（Ｏリング）が設けられ、水密性が保たれる。なお、保全用シャフト部５４の下端は、閉塞部４３の外部に露呈する位置まで延びている。
【００４６】
閉塞部４３の下部には、この閉塞部４３に螺合されて回転操作により昇降されるスラスト部５６が設けられる。このスラスト部５６は、円筒形状を成す部材である。閉塞部４３の下部には、凹部５７が設けられ、この凹部５７の内周面に雌ネジ部５８が形成されている。そして、スラスト部５６の外周面には、閉塞部４３の雌ネジ部５８に螺合される雄ネジ部５９が形成されている。
【００４７】
また、雌ネジ部５８および雄ネジ部５９は、ネジ山およびネジ溝の断面形状が台形を成す台形ネジで構成される。なお、雌ネジ部５８および雄ネジ部５９の替りに、ストロークロータリブッシングなどの部品を用いて、スラスト部５６を昇降させても良い。
【００４８】
スラスト部５６の軸部分には、上下方向に貫通される円形の孔である中空部６０が形成されている。この中空部６０には、保全用シャフト部５４の下部が配置される。このようにすれば、スラスト部５６が保全用シャフト部５４を回転可能に支持しつつ、保全用シャフト部５４とスラスト部５６とをコンパクトに配置することができる。
【００４９】
なお、保全用シャフト部５４の上下方向の中央部には、スラスト部５６の中空部６０の内径よりも大径を成す受け部６１が設けられている。スラスト部５６が上昇されるときに、スラスト部５６の押上力が受け部６１に加わり、保全用シャフト部５４が上昇される。つまり、スラスト部５６が有するネジ５９の要素に基づく回転操作により保全用シャフト部５４を押し上げることができる。このようにすれば、手動操作によって保全用シャフト部５４を昇降させることができる。
【００５０】
なお、保全用シャフト部５４の受け部６１の下端、つまり、受け部６１においてスラスト部５６と接触する部分には、スラスト軸受部６２が設けられる。このスラスト軸受部６２は、玉軸受、または、ころ軸受から成り、回転体の軸方向に働く力を受け止める軸受である。このスラスト軸受部６２により、保全用シャフト部５４を軸回りに回転可能にしつつ、押上方向に加わる力を受けることができる。
【００５１】
図３に示すように、閉塞部４３がアウタチューブ６の下端の取付部２５に取り付けられると、保全用シャフト部５４の上部が第１バックシート部１２の凹部３３に挿入される。保全用シャフト部５４の上端には、第１バックシート部１２を押し上げる第１連係部６３が設けられる。この第１連係部６３は、第１バックシート部１２の小径凹部３５に下方から接触する。
【００５２】
なお、閉塞部４３に螺合されたスラスト部５６を正回転させると、スラスト部５６が上昇するとともに保全用シャフト部５４が上昇する。一方、閉塞部４３に螺合されたスラスト部５６を逆回転させると、スラスト部５６が下降するとともに、保全用シャフト部５４が中空ピストン１５から加わる荷重により下降される。
【００５３】
保全用シャフト部５４の上部の外周面には、歯を有する円柱形状を成す駆動ギヤで構成された第２連係部６４が設けられる。この第２連係部６４は、第１バックシート部１２の凹部３３の従動部３７（図２参照）に噛合される。保全用シャフト部５４の上部が第１バックシート部１２の凹部３３の挿入されたときに、第２連係部６４が従動部３７に噛み合う。
【００５４】
保全用シャフト部５４を軸回りに回転させると、第２連係部６４を介して回転力が第１バックシート部１２に加わる。そして、駆動スピンドル１３が回転をし、駆動ナット１４を昇降させることができる。なお、保全用シャフト部５４を正回転させると駆動ナット１４が上昇し、保全用シャフト部５４を逆回転させると駆動ナット１４が下降する。
【００５５】
スラスト部５６の下端には、第１着脱器具４４が着脱自在に取り付けられる第１連結部６５が設けられる。また、保全用シャフト部５４の下端には、第２着脱器具４５が着脱自在に取り付けられる第２連結部６６が設けられる。
【００５６】
第１連結部６５は、底面視で正六角形を成し、ボルト頭のような形状を成している。また、第２連結部６６は、第１連結部６５よりも小径を成し、第１連結部６５の中央部から下方に突出されている。この第２連結部６６も、底面視で正六角形を成し、ボルト頭のような形状を成している。
【００５７】
図４に示すように、第１着脱器具４４（第１操作部）は、第１連結部６５に連結されて平面視で正六角形を成す第１嵌合穴６７が形成された第１嵌合部６８と、第１嵌合部６８から下方に延びる棒部６９と、この棒部６９の下端に設けられてスラスト部５６の回転操作に用いる第１ハンドルレバー７０とを備える。
【００５８】
図５に示すように、第２着脱器具４５（第２操作部）は、第２連結部６６に連結されて平面視で正六角形を成す第２嵌合穴７１が形成された第２嵌合部７２と、第２嵌合部７２から下方に延びる棒部７３と、この棒部７３の下端に設けられて保全用シャフト部５４の回転操作に用いる第２ハンドルレバー７４とを備える。
【００５９】
このようにすれば、スラスト部５６の回転操作または保全用シャフト部５４の回転操作のそれぞれの作業内容に応じて、第１着脱器具４４または第２着脱器具４５を取り付けて作業を行うことができる。また、これらの作業を行わないときには、第１着脱器具４４および第２着脱器具４５を取り外しておくことができるので、原子炉の圧力容器の下部の狭い空間で作業を行い易くなる。
【００６０】
また、閉塞部４３は、その内部４７と外部との間で流体を通過させる流路部７５を備える。流路部７５には、手動により開閉操作が可能な弁７６が設けられる。また、この流路部７５の外側端部には、バブリング装置４８が接続可能な接続部７７が設けられる。
【００６１】
この流路部７５は、閉塞部４３の内部４７の水７８を外部に排出させることができる（図４参照）。このようにすれば、流路部７５から流出する水７８の量により、第２バックシート部１７に異物が挟まることに起因する炉水の漏洩があるか否かの確認をすることができる。
【００６２】
さらに、この流路部７５にバブリング装置４８を接続することで、閉塞部４３の内部４７に気体４６を導入させることができる（図５参照）。このようにすれば、閉塞部４３の内部４７に気体４６を導入してバブリング洗浄、つまり、異物４１を第２バックシート部１７に挟みこまれる位置から排除することができる。
【００６３】
次に、制御棒駆動機構１の保全方法について図８のフローチャートを用いて説明する。なお、図１から図７を適宜参照する。以下のフローチャートの各ステップの説明にて、例えば「ステップＳ１１」と記載する箇所を「Ｓ１１」と略記する。この保全方法は、アウタチューブ６および中空ピストン１５をハウジング部５から取り外すことを目的としている。
【００６４】
図８に示すように、まず、モータユニット３８とスプールピース２２がアウタチューブ６の下端の取付部２５に取り付けられた状態（図１参照）で、作業者が事前操作を行う（Ｓ１１）。この事前操作では、モータユニット３８を駆動して駆動ナット１４を下降させる。この操作により、第１バックシート部１２および第２バックシート部１７が下降される。
【００６５】
次に、モータユニット３８をスプールピース２２から取り外すとともに、スプールピース２２をアウタチューブ６の下端の取付部２５から取り外す（Ｓ１２）。スプールピース２２が取り外されると、第１バックシート部１２が第１開口部１１を閉塞する（図２参照）。
【００６６】
次に、作業者は、閉塞部４３をアウタチューブ６の下端の取付部２５に取り付ける（Ｓ１３）。閉塞部４３は、取付ボルト５１によりアウタチューブ６の下端の取付部２５に固定される（図３参照）。
【００６７】
次に、作業者は、第１着脱器具４４をスラスト部５６の下端の第１連結部６５に連結する（図４参照）。さらに、作業者は、第１ハンドルレバー７０を把持してスラスト部５６を正回転させる操作を行う（Ｓ１４）。この回転操作により、スラスト部５６が上昇されるとともに保全用シャフト部５４が上昇される。そして、保全用シャフト部５４の上端の第１連係部６３が第１バックシート部１２を押し上げることで、第１バックシート部１２が上昇し、第１開口部１１が開放される（Ｓ１５）。
【００６８】
次に、作業者は、流路部７５の弁７６を開放する操作を行う。そして、作業者は、流路部７５から排出される水７８の量の確認を行う（Ｓ１６）。次に、作業者は、流路部７５の排水量に基づいて、第２バックシート部１７に異物４１が挟まっているか否かの判定（推定）を行う（Ｓ１７）。
【００６９】
ここで、第２バックシート部１７に異物４１が挟まっていない場合は、第２バックシート部１７が最下方位置に配置され、第２開口部１６が閉鎖される。そのため、流路部７５から排出される水７８の量は、所定の量に限定される。つまり、アウタチューブ６の内部１０の水７８が全て排出された時点で、流路部７５からの水７８の排出が止まる。
【００７０】
一方、第２バックシート部１７に異物４１が挟まっている場合は、第２バックシート部１７が第２開口部１６を完全に閉鎖することができない（図４参照）。そのため、第２開口部１６を介して圧力容器の水が漏洩し、所定の量を超える水７８が流路部７５から排出され、この水７８の排出が止まることがない。つまり、流路部７５の排水量を確認することで、第２バックシート部１７に異物４１が挟まっているか否かの判定を行うことができる。
【００７１】
この判定において、第２バックシート部１７に異物４１が挟まっていない場合（Ｓ１７がＮＯ）は、後述のＳ２４に進む。一方、第２バックシート部１７に異物４１が挟まっている場合（Ｓ１７がＹＥＳ）は、Ｓ１８に進む。なお、作業者は、判定後に流路部７５の弁７６を閉鎖する操作を行う。
【００７２】
Ｓ１８にて作業者は、第２着脱器具４５を保全用シャフト部５４の下端の第２連結部６６に連結する（図５参照）。さらに、作業者は、第２ハンドルレバー７４を把持して保全用シャフト部５４を正回転させる操作を行う。この回転操作により、保全用シャフト部５４の第２連係部６４を介して第１バックシート部１２が回転される。そして、駆動スピンドル１３が回転をし、駆動ナット１４とともに中空ピストン１５が上昇される。さらに、中空ピストン１５の上昇とともに第２バックシート部１７が上昇され、第２バックシート部１７が第２開口部１６から離間される（Ｓ１９）。
【００７３】
次に、作業者は、流路部７５の接続部７７にバブリング装置４８を取り付ける（Ｓ２０）。次に、作業者は、流路部７５の弁７６を開放する操作を行う。そして、バブリング装置４８を駆動して流路部７５を介して閉塞部４３の内部４７に気体４６を導入するバブリング処理を実行する（Ｓ２１）。閉塞部４３の内部４７に導入された気体４６は、第１開口部１１を介してアウタチューブ６の内部１０に導入される（図５参照）。さらに、気体４６は、アウタチューブ６を上昇し、第２開口部１６から制御棒案内管３の内部４に導入される。この気体４６の流れによって、異物４１を第２開口部１６から離間させることができる。
【００７４】
次に、作業者は、第２ハンドルレバー７４を把持して保全用シャフト部５４を逆回転させる操作を行う（Ｓ２２）。この回転操作により、保全用シャフト部５４の第２連係部６４を介して第１バックシート部１２が回転される。そして、駆動スピンドル１３が回転をし、駆動ナット１４とともに中空ピストン１５が下降される。さらに、中空ピストン１５の下降とともに第２バックシート部１７が下降され、第２バックシート部１７が第２開口部１６を閉塞する（Ｓ２３）。そして、前述のＳ１６に戻る。
【００７５】
なお、第２バックシート部１７を下降させる操作は、バブリング処理を終了させてから行っても良いし、バブリング処理の実行中に行っても良い。また、作業者は、バブリング処理の終了後に、流路部７５の弁７６を閉鎖する操作を行う。そして、流路部７５の接続部７７からバブリング装置４８を取り外す。
【００７６】
また、第２バックシート部１７を下降させたときに、異物４１が第２開口部１６から離間されている場合には、第２バックシート部１７により第２開口部１６を完全に閉鎖することができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、第２バックシート部１７を上昇させたときに、バブリング処理を実行するようにしているが、このバブリング処理を省略しても良い。例えば、第２バックシート部１７を上昇させたときに、自然対流により異物４１が第２開口部１６から離間する場合は、バブリング処理を行わなくても良い。
【００７８】
前述のＳ１７がＮＯの場合に進むＳ２４において、作業者は、第１着脱器具４４をスラスト部５６の下端の第１連結部６５に連結する。さらに、作業者は、第１ハンドルレバー７０を把持してスラスト部５６を逆回転させる操作を行う。この回転操作により、スラスト部５６が下降されるとともに保全用シャフト部５４が下降される（図６参照）。そして、第１バックシート部１２が下降し、第１開口部１１が閉鎖される（Ｓ２５）。
【００７９】
次に、作業者は、アウタチューブ６の下端の取付部２５から閉塞部４３を取り外す（Ｓ２６）。次に、作業者は、アウタチューブ６および中空ピストン１５をハウジング部５から取り外す（Ｓ２７）。図７に示すように、ハウジング部５の内部９の清掃を行うとともに、取り外したアウタチューブ６および中空ピストン１５の清掃および補修を行うことができる。
【００８０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の制御棒駆動機構１の保全器具４２Ａについて図９を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００８１】
図９に示すように、第２実施形態の保全器具４２Ａには、閉塞部４３Ａに螺合されたスラスト部５６Ａと一体的に形成されて下方に延びる筒状部７９と、この筒状部７９の下端に設けられてスラスト部５６Ａの回転操作に用いる第１ハンドルレバー７０Ａ（第１操作部）とが設けられる。第１バックシート部１２の昇降操作を行うときに、作業者は、第１ハンドルレバー７０Ａを把持してスラスト部５６Ａを回転させる操作を行う。
【００８２】
また、保全用シャフト部５４Ａが、スラスト部５６Ａおよび筒状部７９の軸部分の中空部６０Ａを通過して下方に延び、その下端に保全用シャフト部５４Ａの回転操作に用いる第２ハンドルレバー７４Ａ（第２操作部）が設けられる。第２バックシート部１７の昇降操作を行うときに、作業者は、第２ハンドルレバー７４Ａを把持して保全用シャフト部５４Ａを回転させる操作を行う。
【００８３】
このようにすれば、第１実施形態で例示した第１着脱器具４４および第２着脱器具４５の着脱操作を行わずに済むので、作業負担を軽減させるとともに作業時間を短縮させることができる。
【００８４】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の制御棒駆動機構１の保全器具４２Ｂについて図１０を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００８５】
図１０に示すように、第３実施形態の保全器具４２Ｂの閉塞部４３Ｂには、保全用シャフト部５４Ｂを昇降させるトグルクランプ８０が設けられる。このトグルクランプ８０は、保全用シャフト部５４Ｂの受け部６１に下方から接触している。そして、トグルクランプ８０の第１ハンドルレバー７０Ｂ（第１操作部）を操作することで、保全用シャフト部５４Ｂを昇降させることができる。
【００８６】
また、保全用シャフト部５４Ｂがトグルクランプ８０を通過して下方に延び、その下端に保全用シャフト部５４Ｂの回転操作に用いる第２ハンドルレバー７４Ｂ（第２操作部）が設けられる。作業者は、第２バックシート部１７の昇降操作を行うときに、第２ハンドルレバー７４Ｂを把持して保全用シャフト部５４Ｂを回転させる操作を行う。
【００８７】
このようにすれば、第１バックシート部１２を押し上げるために必要な荷重をトグルクランプ８０により保全用シャフト部５４Ｂに加えることができる。また、第１バックシート部１２の昇降操作を行うときに回転操作を行わずに済む。なお、第１バックシート部１２の昇降操作（揺動操作）と第２バックシート部１７の昇降操作（回転操作）との態様がそれぞれ異なり、かつハンドルレバー７０Ｂ，７４Ｂの形態も異なるので、一連の操作の習得が容易となり、作業ミスの抑制にも寄与する。
【００８８】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の制御棒駆動機構１の保全器具４２Ｃについて図１１を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００８９】
図１１に示すように、第４実施形態の保全器具４２Ｃの閉塞部４３Ｃは、カップ形状（有底円筒形状）を成す部材である。この閉塞部４３Ｃがアウタチューブ６の下端の取付部２５に取り付けられるときに、複数本の両ネジ取付ボルト８１が用いられる。
【００９０】
両ネジ取付ボルト８１の上部の雄ネジ部８２は、アウタチューブ６のフランジ部２１に形成された挿通孔２９を介して、ハウジング部５のフランジ部２０の雌ネジ孔３０に螺合される。一方、両ネジ取付ボルト８１の下部の雄ネジ部８３は、閉塞部４３Ｃのフランジ部４９の挿通孔５０に挿入される。
【００９１】
また、両ネジ取付ボルト８１の下部の雄ネジ部８３の下端には、操作ナット８４（第１操作部）が螺合される。さらに、閉塞部４３Ｃの内部４７の底面には、第１バックシート部１２の下端に接触する凸部８５が設けられている。なお、第１バックシート部１２の下端には、スラスト軸受部８６が設けられている。
【００９２】
作業者は、閉塞部４３Ｃをアウタチューブ６の下端の取付部２５に取り付けた状態で、複数本の操作ナット８４をそれぞれ少しずつ締め付けてゆく。すると、閉塞部４３Ｃの凸部８５が第１バックシート部１２を押し上げる。そして、第１バックシート部１２が第１開口部１１から離れることで、第１開口部１１が開放される。
【００９３】
また、保全用シャフト部５４Ｃが閉塞部４３Ｃから下方に延び、その下端に保全用シャフト部５４Ｃの回転操作に用いる第２ハンドルレバー７４Ｃ（第２操作部）が設けられる。作業者は、第２バックシート部１７の昇降操作を行うときに、第２ハンドルレバー７４Ｃを把持して保全用シャフト部５４Ｃを回転させる操作を行う。
【００９４】
複数本の両ネジ取付ボルト８１を用いることで、閉塞部４３Ｃを取付部２５に固定するボルト８１と、第１バックシート部１２の上昇操作に用いるボルト８１とを兼用させることができる。なお、ハウジング部５の雌ネジ孔３０に、かじりが発生してしまうと、その補修が困難になる。そこで、両ネジ取付ボルト８１を用いることで、軸力を受けるのみの部分（上部の雄ネジ部８２）と、少しずつ締め付けて第１バックシート部１２を持ち上げる部分（下部の雄ネジ部８３）とに機能的に分離させている。そのため、万が一、第１バックシート部１２を持ち上げるときに下部の雄ネジ部８３で、かじりが発生しても、両ネジ取付ボルト８１を交換する対応で済む。
【００９５】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態の制御棒駆動機構１の保全器具４２Ｄについて図１２を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００９６】
図１２に示すように、第５実施形態の保全器具４２Ｄの閉塞部４３Ｄは、カップ形状（有底円筒形状）を成す部材である。この閉塞部４３Ｄがアウタチューブ６の下端の取付部２５に取り付けられる。
【００９７】
この保全器具４２Ｄでは、保全用シャフト部５４Ｄが閉塞部４３Ｄから下方に延び、その下端に保全用シャフト部５４Ｄの回転操作に用いる第２ハンドルレバー７４Ｄ（第２操作部）が設けられる。作業者は、第２バックシート部１７の昇降操作を行うときに、第２ハンドルレバー７４Ｄを把持して保全用シャフト部５４Ｄを回転させる操作を行う。
【００９８】
また、第５実施形態の保全器具４２Ｄでは、保全用シャフト部５４Ｄを昇降させるリフタ８７（第１操作部）を備える。保全用シャフト部５４Ｄの下端には、リフタ８７と接続されるリフタ接続部８８が設けられる。このようにすれば、保全用シャフト部５４Ｄの上端の第１連係部６３を介して、第１バックシート部１２を押し上げるために必要な荷重をリフタ８７により保全用シャフト部５４Ｄに加えることができる。つまり、リフタ８７により第１開口部１１を開放させることができる。このリフタ８７はＣＲＤ交換機とは異なるものである。リフタ８７は、例えばジャッキ構造により押上げ力を発生するものである。
【００９９】
なお、リフタ８７が接続される部分は、保全用シャフト部５４Ｄに限らない。例えば、閉塞部４３Ｄにリフタ８７を接続し、このリフタ８７により閉塞部４３Ｄを昇降させても良い。このように、リフタ８７により閉塞部４３Ｄを押し上げることで、閉塞部４３Ｄの凸部８５が第１バックシート部１２を押し上げる。そして、第１バックシート部１２が第１開口部１１から離れることで、第１開口部１１が開放される。
【０１００】
リフタ８７は、作業空間においてＣＲＤ交換機とは別個に複数設置・運用することができるため、複数の制御棒駆動機構について平行して作業を行うことが可能であり、機械的に押し上げ力を発生するため、制御棒駆動機構１つあたりに必要な作業員の数を減らすことができる。
【０１０１】
本実施形態に係る制御棒駆動機構の保全器具を第１実施形態から第５実施形態に基づいて説明したが、いずれか１の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。
【０１０２】
以上説明した各実施形態によれば、シャフト部の回転により中空ピストンの駆動スピンドルを回転させて、制御棒の下部に設けられた第２バックシート部を昇降させる第２連係部を備えることにより、作業負担を軽減させるとともに作業時間を短縮させることができる。
【０１０３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【０１０４】
例えば、制御棒駆動機構１の保全方法の実施手順において、第１バックシート部の上昇（Ｓ１５）に次いで流路部の排水量の確認に基づき第２バックシート部への異物挟まりを判定する（Ｓ１７，Ｓ１８）ものとしたが、当該判定の前にバブリング処理を行うための一連の操作（Ｓ１８からＳ２３）を実施するものとしてもよい。バブリング処理未実施の場合に第２バックシート部の異物挟まりが起きることが多い場合、このようにしたほうが全体の作業時間が短くなる場合がある。また、バブリング処理の実施により第２バックシート部の異物挟まりを確実に回避できる場合は、Ｓ２３の処理に次いでＳ２４の処理を行うこととしてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１…制御棒駆動機構、２…制御棒、３…制御棒案内管、４…制御棒案内管の内部、５…ハウジング部、６…アウタチューブ、７…被係合部、８…係合部、９…ハウジング部の内部、１０…アウタチューブの内部、１１…第１開口部、１２…第１バックシート部、１３…駆動スピンドル、１４…駆動ナット、１５…中空ピストン、１６…第２開口部、１７…第２バックシート部、１８…被係合部、１９…係合部、２０…ハウジング部のフランジ部、２１…アウタチューブのフランジ部、２２…スプールピース、２３…傾斜面、２４…外周面、２５…取付部、２６…スプールピースのフランジ部、２７…挿通孔、２８…取付ボルト、２９…挿通孔、３０…雌ネジ孔、３１…スプールピースの内部、３２…駆動用シャフト部、３３…凹部、３４…押上連係部、３５…小径凹部、３６…昇降連係部、３７…従動部、３８…モータユニット、３９…駆動軸、４０…マグネットカップリング、４１…異物、４２（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ）…保全器具、４３（４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ）…閉塞部、４４…第１着脱器具、４５…第２着脱器具、４６…気体、４７…閉塞部の内部、４８…バブリング装置、４９…閉塞部のフランジ部、５０…挿通孔、５１…取付ボルト、５２…摺動部、５３…シール部、５４（５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ）…保全用シャフト部、５５…シール部、５６（５６Ａ）…スラスト部、５７…凹部、５８…雌ネジ部、５９…雄ネジ部、６０（６０Ａ）…中空部、６１…受け部、６２…スラスト軸受部、６３…第１連係部、６４…第２連係部、６５…第１連結部、６６…第２連結部、６７…第１嵌合穴、６８…第１嵌合部、６９…棒部、７０（７０Ａ，７０Ｂ）…第１ハンドルレバー、７１…第２嵌合穴、７２…第２嵌合部、７３…棒部、７４（７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ）…第２ハンドルレバー、７５…流路部、７６…弁、７７…接続部、７８…水、７９…筒状部、８０…トグルクランプ、８１…両ネジ取付ボルト、８２…上部の雄ネジ部、８３…下部の雄ネジ部、８４…操作ナット、８５…凸部、８６…スラスト軸受部、８７…リフタ、８８…リフタ接続部。
【図１】
2018185235.tif 000003
【図２】
2018185235.tif 000004
【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】
2018185235.tif 000011
【図１０】
2018185235.tif 000012
【図１１】
2018185235.tif 000013
【図１２】
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