(57)【要約】【課題】円筒構造物の周方向に沿って複数のガイド治具を順次取り付けて構成されるガイド治具装置を利用し、案内されるグラインダを用いて円筒構造物の上端面に精度のよい滑らかな端面加工を施す円筒構造物の端面加工技術。【解決手段】本発明は、原子炉容器１１内に設けられた円筒構造物１３上に他の円筒構造物１２を溶接にて据え付けるために、円筒構造物１３の上端面を端面加工する円筒構造物の端面加工方法である。円筒構造物１３の周方向に、平面視弧状のガイド治具１８を複数個順次取り付けたガイド治具装置２０を設け、ガイド治具装置２０の頂部に形成されるフランジガイド２１上に、グラインダを保持した保持機構を周方向に移動自在に設置し、縦軸廻りに回転駆動されるグラインダの砥石車をガイド治具装置２０に案内されて周方向に移送させることにより、円筒構造物１３の上端面に研削による端面加工を行ない成型加工する方法である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉容器内に設けられた円筒構造物上に他の円筒構造物を溶接にて据え付けるために、前記円筒構造物の上端面を端面加工する円筒構造物の端面加工装置において、
前記円筒構造物に平面視弧状のガイド治具を複数個周方向に順次取り付けたガイド治具装置が設けられ、
前記ガイド治具装置のフランジガイド上に保持される保持機構が周方向に移動自在に設けられ、
前記保持機構に、縦軸廻りに回転駆動される砥石車を備えたグラインダが設けられ、
前記グラインダの砥石車を、前記フランジガイドに倣って移送させることにより、前記円筒構造物の上端面に周方向の端面加工が施されて成型加工されたことを特徴とする円筒構造物の端面加工装置。
【請求項２】
前記保持機構は、ガイド治具装置のフランジガイドに沿うように倣って移送ガイド装置により移送自在に設けられた請求項１に記載の円筒構造物の端面加工装置。
【請求項３】
前記円筒構造物の中央部に設けられた取付脚の縦軸廻りに測定装置が旋回可能に設けられ、
前記測定装置は、前記各ガイド治具の内周側にそれぞれ形成されたターゲットの目印の高さ位置を全周に亘って揃えるように測定可能に設けられた請求項１に記載の円筒構造物の端面加工装置。
【請求項４】
前記ガイド治具装置は、平面視弧状のガイド治具が円筒構造物の周方向に沿って複数個順次取り付けられて平面視リング状に固定され、
前記ガイド治具装置の頂部のフランジガイドは、前記円筒構造物の内周側と外周側にそれぞれ対応して設けられた請求項１に記載の円筒構造物の端面加工装置。
【請求項５】
前記グラインダは、縦軸廻りに砥石車がモータ駆動により回転自在に設けられた請求項１に記載の円筒構造物の端面加工装置。
【請求項６】
前記グラインダを保持する保持機構は、円筒構造物の上端面に砥石車が一定の押圧力で押圧するように、定圧力押圧機構が構成され、
この定圧力押圧機構により、前記円筒構造物の上端面を一定の押圧力で、しかも前記円筒構造物の周方向および放射方向に２次元移動自在に保持された請求項１に記載の円筒構造物の端面加工装置。
【請求項７】
原子炉容器内に設けられた円筒構造物上に他の円筒構造物を溶接にて据え付けるために、前記円筒構造物の上端面を端面加工する円筒構造物の端面加工方法において、
前記円筒構造物の周方向に、平面視弧状のガイド治具を複数個順次取り付けたガイド治具装置を設け、
前記ガイド治具装置の頂部に形成されるフランジガイド上に、グラインダを保持した保持機構を周方向に移動自在に設置し、
縦軸廻りに回転駆動される前記グラインダの砥石車を前記ガイド治具装置に案内されて周方向に移送させることにより、
前記円筒構造物の上端面に研削による端面加工を行ない成型加工することを特徴とする円筒構造物の端面加工方法。
【請求項８】
前記円筒構造物の上端面を端面加工する前に、前記円筒構造物の中央部に測定装置と縦軸廻りに旋回可能に設置し、
前記測定装置により、前記ガイド治具装置の平面視弧状のガイド治具の内周側に形成されたターゲットの目印を周方向に測定する請求項７に記載の円筒構造物の端面加工方法。
【請求項９】
前記円筒構造物の端面加工に用いられるグラインダは、保持機構により周方向に移動自在に保持され、
前記グラインダの砥石車が縦軸廻りに回転自在でかつガイド治具装置のフランジガイドに倣って周方向に移送自在に案内されて前記円筒構造物の上端面を溶接開先可能に端面加工する請求項７に記載の円筒構造物の端面加工方法。
【請求項１０】
前記円筒構造物の端面加工に用いられるグラインダは、定圧力押圧機構により前記円筒構造物の周方向および放射方向に一定の押圧状態で２次元移動自在に設けられ、
この定圧力押圧機構により、前記円筒構造物の上端面に円周方向の凹凸を抑制する端面加工を形成する請求項７に記載の円筒構造物の端面加工方法。
【請求項１１】
前記保持機構に前記円筒構造物の端面加工により発生する粉塵および切削の飛散を防止する局所カバーを設け、
この局所カバーの開口部分からの粉塵および切削を局所廃棄設備により回収する請求項７に記載の円筒構造物の端面加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒構造物の端面加工技術に係り、特にシュラウドサポートシリンダのような大型円筒構造物の上端面を開先加工する円筒構造物の端面加工装置およびその端面加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントを建設後、長期間に亘って運転した場合には、安全性や信頼性の確保などの見地から定期点検時のデータなどに基づいて各種部品の交換が行われ、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、切断後に端面加工などにより開先を形成して新部品を溶接などにより固定する必要がある。
【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など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】
大型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同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特許文献１〜３で示される大型で複雑な円筒構造物の加工装置を用いて切断して、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、次いで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ボ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、新炉心シュラウドをシュラウドサポートシリンダ上に溶接することになる。
【０００７】
シュラウドサポートシリンダのように円筒構造物の上端面の開先加工は、機械加工で実施することが効率よく、精度も確保されることから一般的である。特に、大型円筒構造物を端面加工する場合、寸法精度を維持するために、専用研削盤等の大型の工作機械で機械加工される。
【０００８】
円筒構造物を工作機械で機械加工する場合、円筒構造物に対し工作機械を相対的に移動させる必要がある。円筒構造物に対し工作機械を相対的に移動できなければ、相対的に移動可能な専用の大型工作機械を製作する必要がある。
【０００９】
しかしながら、専用の工作機械は大型で複雑であるため、取付に多大な労力と時間を要する他、工作機械を据え付ける装置は大掛りで、複雑かつ高価なものとなり、工作機械の取扱いに高度の専門性や熟練性などの労力が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−７１２０１号公報
【特許文献２】特開平１１−７７４４４号公報
【特許文献３】特開平１１−１９８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
円筒構造物を機械で加工するためには、工作機械上に円筒構造物を載せて旋回させる必要があり、円筒構造物が移動できない据付型設置である場合には、専用の大型工作機械を製作し、円筒構造物内に据え付ける必要がある。
【００１２】
工作機械は、一般に固定部分と回転部分とに分かれ、加工振動が寸法加工精度に影響を与えないように、機械的、物理的に大きな剛性を持たせて固定させる必要がある。そのため、工作機械は大型の重量物となり、据付構造が複雑となって安定した据付が困難となったり、また、工作機械の製作や現地の据付が複雑で困難となり、長時間の作業を要する原因となっていた。
【００１３】
また、円筒構造物の端面加工に大型で複雑な工作機械が必要となるため、工作機械の据付や取扱いも複雑となり、取扱いに高度の熟練性と専門性が要求され、高度の専門技術者が必要となるという課題がある。
【００１４】
本発明は、上述した課題を考慮してなされたもので、加工対象物の円筒構造物に簡便に取り付けられるガイド治具装置上のグラインダを用いて円筒構造物の上端面に溶接開先を形成するために、精度のよい滑らかな端面加工を施すことができる円筒構造物の端面加工装置およびその端面加工方法を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明の他の目的は、円筒構造物に据え付けられるガイド治具の取付高さを正確に精度よく位置決めでき、円筒構造物の上端面に、溶接開先に適した端面加工を実施することができる円筒構造物の端面加工装置およびその端面加工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】
【００１６】
本発明に係る円筒構造物の端面加工装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、原子炉容器内に設けられた円筒構造物上に他の円筒構造物を溶接にて据え付けるために、前記円筒構造物の上端面を端面加工する円筒構造物の端面加工装置において、前記円筒構造物に平面視弧状のガイド治具を複数個周方向に順次取り付けたガイド治具装置が設けられ、前記ガイド治具装置のフランジガイド上に保持される保持機構が周方向に移動自在に設けられ、前記保持機構に、縦軸廻りに回転駆動される砥石車を備えたグラインダが設けられ、前記グラインダの砥石車を、前記フランジガイドに倣って移送させることにより、前記円筒構造物の上端面に周方向の端面加工が施されて成型加工されることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明に係る円筒構造物の端面加工方法は、上述した課題を解決するために、請求項７に記載したように、原子炉容器内に設けられた円筒構造物上に他の円筒構造物を溶接にて据え付けるために、前記円筒構造物の上端面を端面加工する円筒構造物の端面加工方法において、前記円筒構造物の周方向に、平面視弧状のガイド治具を複数個順次取り付けたガイド治具装置を設け、前記ガイド治具装置の頂部に形成されるフランジガイド上に、グラインダを保持した保持機構を周方向に移動自在に設置し、縦軸廻りに回転駆動される前記グラインダの砥石車を前記ガイド治具装置に案内されて周方向に移送させることにより、前記円筒構造物の上端面に研削による端面加工を行ない成型加工することを特徴とする端面加工方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る円筒構造物の端面加工装置および端面加工方法は、原子炉容器内に平面視弧状のガイド治具を円筒構造物に周方向に沿って順次取り付けたガイド治具装置を設け、このガイド治具装置のフランジガイド上に周方向に移動自在の保持機構にグラインダを保持させることにより、円筒構造物の上端面を簡素なグラインダにより周方向の端面加工を円滑かつ精度よく施すことができ、大型で複雑な工作機械や加工治具を必要とせず、円筒構造物の上端面の端面加工を滑らかに精度よく施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る円筒構造物の端面加工装置の実施形態を示す取付態様図。
【図２】本発明に係る円筒構造物の端面加工装置に設けられる平面視弧状のガイド治具を示す縦断面図。
【図３】図２に示されたガイド治具装置のフランジガイド上に保持されるグラインダを備えた保持機構を示す図。
【図４】円筒構造物であるシュラウドサポートシリンダ上に据え付けられる炉心シュラウドとシュラウドサポートシリンダの接合状態を示す部分断面図。
【図５】本発明に係る円筒構造物の端面加工装置の第２の実施形態を示す簡略的な部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る円筒構造物の端面加工装置および端面加工方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２１】
沸騰水型原子炉１０の原子炉容器としての原子炉圧力容器１１内には、図１に示すように、大型の円筒構造物である炉心シュラウド１２が設けられる。この炉心シュラウド１２は、同じく大型の円筒構造物であるシュラウドサポートシリンダ１３上に設けられ、炉心シュラウド１２はシュラウドサポートシリンダ１３上に溶接等で一体に据え付けられ、接合される。シュラウドサポートシリンダ１３は原子炉圧力容器１１内の底部から立上がる複数のシュラウドサポートレグ１４上に支持される。シュラウドサポートレグ１４は原子炉圧力容器１１内の底部に周方向に所要の間隔をおいて設けられる。
【００２２】
炉心シュラウド１２は原子炉圧力容器１１の炉心部に固定設置されており、炉心シュラウド１２の外周側は、原子炉圧力容器１１の内周壁との間にダウンカマ部１５が形成される。このダウンカマ部１５の下端部はバッフルプレート１６により閉鎖される。バッフルプレート１６は原子炉圧力容器１１内にシュラウドサポートシリンダ１３を安定的に固定保持される。
【００２３】
沸騰水型原子炉１０の原子炉圧力容器１１内に設けられる大型の据付型の円筒構造物であるシュラウドサポートシリンダ１３上の炉心シュラウド１２は現場にて原子炉圧力容器１１内に設けられ、据え付けられる。また、沸騰水型原子炉１０は所要時間運転後に炉心シュラウド１２を交換する場合には、引用文献１ないし３に記載の加工装置で熱劣化の大きな炉心シュラウド１２を切断し、取り除いた後、切断後に据付状態で残されるシュラウドサポートシリンダ１３の上端面を端面加工によって溶接開先を施工し、新しい炉心シュラウド１２をシュラウドサポートシリンダ１３上に溶接で接合できるように、据付け固定させる必要がある。原子炉圧力容器１１下部のシュラウドサポートシリンダ１３は、原子炉の運転に伴う熱劣化が小さいので、再使用に供される固定設置型である。
【００２４】
新しい炉心シュラウド１２と交換する際には、運転時の放射線照射によって原子炉圧力容器１１内は放射化されているために、シュラウドサポートシリンダ１３の端面加工や溶接作業は内部に水を張った状態で遠隔操作により行なわれることが好ましい。
【００２５】
［第１の実施形態］
図１に示すように、炉心シュラウド交換時等には原子炉圧力容器１１内で大型の据付型円筒構造物であるシュラウドサポートシリンダ１３の上端面が端面加工される。シュラウドサポートシリンダ１３の端面加工作業には、高強度鋼製のガイド治具１８が工具鋼として用いられる。ガイド治具１８は、平面視弧状をなし、シュラウドサポートシリンダ１３の周方向に沿って複数個、例えば４個〜８個順次設けられてガイド治具群が形成され、このガイド治具群からガイド治具装置２０が構成される。ガイド治具装置２０の各ガイド治具１８は平面視弧状にそれぞれ形成される。各ガイド治具１８をシュラウドサポートシリンダ１３の周方向に沿って順次密に配設し、据え付けることで、ガイド治具装置２０は頂部や上部にリング状のフランジガイド２１が形成される。
【００２６】
このように、ガイド治具装置２０は、各ガイド治具１８の頂部側に周方向のフランジガイド２１が設けられ、このフランジガイド２１は、シュラウドサポートシリンダ１３の外周側および内周側に周方向に沿って外周フランジ状および内周フランジ状にそれぞれ形成され、外周ガイドフランジ２２ａと内周ガイドフランジ２２ｂとから構成される。
【００２７】
各ガイド治具１８は、内側ガイド２３と、外側ガイド２４と、フランジガイド２１構成用の弧状ガイド２５（２５ａ，２５ｂ）とを有し、平面視弧状にそれぞれ構成される。フランジガイド２１は複数の頂部弧状ガイド２５（２５ａ，２５ｂ）をリング状に連接して構成される。フランジガイド２１を滑らかなリング状に一体的に形成するために、各頂部弧状ガイド２５ａ，２５ｂの周方向位置を凹凸接合してスムーズに連続するように継ぎ合せてもよい。
【００２８】
ガイド治具１８の外側ガイド２４は、図２に示すように、シュラウドサポートシリンダ１３の下方側をブリッジ２７を介して外側ガイド固定部２８に連結され、シュラウドサポートシリンダ１３を両側から挟持している。ブリッジ２７はシュラウドサポートシリンダ１３の下方のシュラウドサポートレグ１４間の開口１４ａを通され、外側ガイド固定部２８を廻り込むように案内している。外側ガイド固定部２８は複数の固定（止め）ねじ・ボルト２９等の固定具でシュラウドサポートシリンダ１３側に押圧され、固定保持される。なお、符号２６は内側ガイド２３や外側ガイド２４を押圧して固定させるための支持治具である。
【００２９】
内側ガイド２３は、周方向に間隔をおいて、平面視で放射状配置の複数の内側ガイド固定ボルト３０により内側ガイド２３がシュラウドサポートシリンダ１３側に押圧され、固定保持される。内側ガイド固定ボルト３０はボルトヘッド３０ａがボルト軸方向に進退可能にねじ結合される。内側ガイド固定ボルト３０や固定（止め）ねじ・ボルト２９は、支持治具２６とともに内側ガイド２３や外側ガイド２４の固定具として機能する。
【００３０】
また、ガイド治具装置２０のフランジガイド２１は、外周ガイドフランジ２２ａと内周ガイドフランジ２２ｂとから構成される。外周ガイドフランジ２２ａは、内側ガイド２３の頂部に設けられる頂部弧状ガイド２５ａを整列配置し、リング状に連接して構成され、内周ガイドフランジ２２ｂは、外側ガイド２４の頂部に形成される頂部弧状ガイド２５ｂを整列配置し、リング状に連接して構成される。
【００３１】
外周ガイドフランジ２２ａと内周ガイドフランジ２２ｂとは頂部（あるいは上部）ガイド面が全周に亘り略等しい面一高さとなるように調整される。具体的には外周ガイドフランジ２２ａの高さ調整がバッフルプレート１６上の内側ガイド調整ボルト３１により行なわれ、外周ガイドフランジ２２ａの高さ調整により、フランジガイド２１は内周ガイドフランジ２２ｂと外周ガイドフランジ２２ａが略面一になるように調整される。
【００３２】
このようにして、内側ガイド２３は、内側ガイド固定ボルト３０を原子炉圧力容器１１に押し付けることにより固定され、内側ガイド２３の高さ調整は、バッフルプレート１６上に接する内側ガイド調整ポルト３１により行なわれる。
【００３３】
また、外側ガイド２４は、シュラウドサポートシリンダ１３を挟み込むように外側ガイド固定部２８により固定される。ガイド治具１８はシュラウドサポートシリンダ１３に強固に取り付けられて固定され、各ガイド治具１８を周方向に整列状態に順次固定して、ガイド治具装置２０が構成される。
【００３４】
ガイド治具１８の位置決めは、図１に示すように、制御棒駆動機構（ＣＲＤ）ハウジング３５に立設された測定装置３６を利用して実施される。測定装置３６は、垂直な縦軸の取付脚３７廻りに旋回自在に設けられる。測定装置３６は、レーザ光を利用した位置指示計でも、また高さ（Ｙ）レベル計を用いてガイド治具１８の取付高さを周方向全体に亘ってそれぞれ確認できる構成としてもよい。
【００３５】
また、ガイド治具１８には、測定装置３６のターゲットとなるケガキ線などの測定用目印を、外側ガイド２４に有する。測定装置３６のターゲットとなる目印を各ガイド治具１８に備えることで、ガイド治具１８は、適切な高さ位置への取付が周方向全体に亘って可能となる。
【００３６】
測定装置３６は、取付脚３７をＣＲＤハウジング３５の頂部に図示しない据付機構を介して据え付け、固定保持される。据付機構は、挿入ガイド、係止フック、油圧シリンダ等からなる公知の機構（特許文献１〜３参照）で構成される。測定装置３６の取付脚３７は、中央のＣＲＤハウジング３５の頂部に据付機構により固定される。測定装置３６は取付脚３７の頂部に鉛直軸方向の取付軸廻りに旋回可能に設けられる。
【００３７】
一方、沸騰水型原子炉では、原子炉建設時や炉心シュラウド交換時には、炉心シュラウド１２の据付作業や交換作業は、現地（サイト）で行なわれる。炉心シュラウド交換作業は、原子炉圧力容器１１内の限られた空間内で、しかも放射化された雰囲気の下で水中で行なわれる。炉心シュラウド１２やシュラウドサポートシリンダ１３のような円筒部品（円筒構造物）の切断や端面加工、溶接加工は現地にて遠隔作業により、自動的にかつ能率よく、しかも高精度に行なう必要がある。
【００３８】
図３は、原子炉圧力容器内設置のシュラウドサポートシリンダ１３に端面加工を実施する説明図を示すものである。
【００３９】
大型の円筒構造物（加工対象物）であるシュラウドサポートシリンダ１３は、例えば回転テーブル型で簡素な構成の平面研削盤等のグラインダ４０を用いて端面加工される。シュラウドサポートシリンダ１３は、直径数ｍφで周方向に１０数ｍ、例えば１５ｍ〜１６ｍ程度の長さを有する。グラインダ４０は、フレーム枠構造の保持機構４１により、ガイド治具装置２０のフランジガイド２１上に移動自在に設けられる。
【００４０】
ガイド治具装置２０のフランジガイド２１には、外周ガイドフランジ２２ａおよび内周ガイドフランジ２２ｂ上に弧状のレール４４ａ，４４ｂが敷設される。弧状のレール４４ａ，４４ｂは順次連接されてフランジガイド２１上にリング状に設けられる。レール４４ａ，４４ｂ上を保持機構４１の移送ガイド装置４７のスライダ４５ａ，４５ｂがスライド自在に設けられる。保持機構４１は、図示しない走行車輪により、レールに沿って走行自在となるように構成してもよい。保持機構４１は、レール４４ａ，４４ｂおよびスライダ４５ａ，４５ｂまたは走行車輪で構成される移送ガイド装置を備えてもよい。
【００４１】
保持機構４１に取り付けられたグラインダ４０は、砥石車４６を回転駆動自在に支持しており、この砥石車４６により円筒構造物のシュラウドサポートシリンダ１３の上端面を溶接開先に適した加工面となるように端面加工される。
【００４２】
シュラウドサポートシリンダ１３をグラインダ４０を用いて端面加工した場合、被加工物であるシュラウドサポートシリンダ１３の上端面に少なからず凹凸が発生する。シュラウドサポートシリンダ１３の上端面に形成される加工面の凹凸は、グラインダ４０を保持機構４１によりフランジガイド２１上で安定的に移動自在に保持し、砥石車４６を回転しながら走行あるいはスライドさせることにより、改善される。
【００４３】
また、フランジガイド２１上には、ガイド治具１８に付属して研摩機能のない切込み防止カラー４８が設けられる。この切込み防止カラー４８は砥石車４６の摩耗を検知し、ガイド治具１８を削り込まないように取り付けられ、ガイドされる。
【００４４】
シュラウドサポートシリンダ１３に高精度に取り付けられたガイド治具１８を用いて、ガイド治具装置２０を設け、ガイド治具装置２０のフランジガイド２１上に移動可能な保持機構４１を介してグラインダ４０を取り付ける。保持機構４１をフランジガイド２１に案内されて移動させることにより、グラインダ４０の砥石車４６は回転しながらガイド治具装置２０のフランジガイド２１に倣って移動し、シュラウドサポートシリンダ１３の上端面を溶接開先に供する加工面に仕上げることができる。
【００４５】
また、保持機構４１に、グラインダ４０の移動を案内するガイド機構（図示せず）を設けることで、グラインダ４０の砥石車４６による研削施工を自動化あるいは半自動化させることができる。
【００４６】
グラインダ４０の砥石車４６により発生した切粉や粉塵は、図２に示される局所廃棄設備４９により吸引されて回収される。この局所廃棄設備４９を設けることで、回転しながら移動する砥石車４６によるシュラウドサポートシリンダ１３の端面加工で発生した切粉や粉塵を回収することができる。これにより、シュラウドサポートシリンダ１３の上端面に溶接開先に供する加工面を周方向に形成することができる。
【００４７】
シュラウドサポートシリンダ１３の上端面に溶接開先に適する加工面が形成された後、ガイド治具装置２０が取り外される。その後、シュラウドサポートシリンダ１３の上端面上に炉心シュラウド１２が載置され、図示しない溶接装置により炉心シュラウド１２の内周側と外周側から全周に亘って溶接ビード５０が盛られ、炉心シュラウド１２はシュラウドサポートシリンダ１３上に溶接接合される。
【００４８】
次に、円筒構造物の端面加工方法について説明する。
【００４９】
沸騰水型原子炉の炉心シュラウド１２やシュラウドサポートシリンダ１３のような円筒部品の切断や端面加工は、現地（サイト）にて遠隔作業により行なわれる。固定設置型の円筒部品（円筒構造物）、例えばシュラウドサポートシリンダ１３については、一部を切断し、切断後に端面加工等により、シュラウドサポートシリンダ１３の上端面に開先を形成して新しい炉心シュラウド１２を溶接などにより固定する必要がある。
【００５０】
この場合、原子炉圧力容器１１内で軸心を垂直に固定設置されている円筒構造物のシュラウドサポートシリンダ１３上に新しい炉心シュラウド１２を載置して溶接施工を可能とするため、シュラウドサポートシリンダ１３の上端面を開先加工などにより端面加工が行なわれる。
【００５１】
円筒構造物であるシュラウドサポートシリンダ１３上に炉心シュラウド１２を載置して溶接加工を可能にするために、シュラウドサポートシリンダ１３の上端面は端面加工される。
【００５２】
このシュラウドサポートシリンダ１３の端面加工に先立って、円筒構造物であるシュラウドサポートシリンダ１３に複数、例えば４個〜８個のガイド治具１８が順次周方向に取り付けられ、ガイド治具装置２０が設けられる。ガイド治具装置２０には、シュラウドサポートシリンダ１３の内周側と外周側に、平面視弧状のガイド治具１８が順次周方向に取り付けられ、固定ねじやボルトの固定具２９で強固に固定される。複数のガイド治具１８をシュラウドサポートシリンダ１３の内周側と外周側に沿って周方向に取り付け、固定することにより、ガイド治具装置２０は、シュラウドサポートシリンダ１３の内周側と外周側にフランジガイド２１がそれぞれ設けられる。
【００５３】
その際、ガイド治具装置２０は、各ガイド治具１８の外側ガイド２４の内周面に、ターゲットとなるケガキ線等の目印が付されており、この目印を円筒構造物の中央部に設けられる測定装置３６を利用して測定することができる。測定装置３６は、取付脚３７の中心軸廻りに回動自在に設けられ、各ガイド治具１８の高さ位置を測定し、取付高さを調節することができる。ガイド治具１８の高さ位置調整は、内側ガイドボルト３０や固定ねじ、ボルト等の固定具２９を調節することにより、容易に行なうことができる。
【００５４】
測定装置３６は、取付脚３７の縦軸廻りに回動するので、測定装置３６で各ガイド治具１８の高さ位置を測定することにより、ガイド治具装置２０のフランジガイド２１を周方向に亘って均一高さとなるようにし、測定することができる。測定装置３６で、各ガイド治具１８の高さ位置を全周に亘り測定することにより、図１に示すように、ガイド治具装置２０のフランジガイド２１は、シュラウドサポートシリンダ１３の全周に亘り、高さ位置が測定され、フランジガイド２１は全周に亘り面一面を形成するように調整される。
【００５５】
また、ガイド治具装置２０のフランジガイド２１上には、図３に示すように、グラインダ４０を付設した保持機構４１が、移動ガイド装置４７に沿って、図示しないモータ駆動等で移送自在に設けられる。保持機構４１は、移送ガイド装置４７により、フランジガイド２１のレール４４ａ，４４ｂ上を周方向に連続的に、あるいは間欠送りにより移送されるようになっている。
【００５６】
保持機構４１は、砥石車４６を回転駆動させるグラインダ４０を一体に備えており、保持機構４１を移送させつつ、グラインダ４０を駆動させることにより、シュラウドサポートシリンダ１３の上端面は、凹凸が抑制されて研削され、端面加工される。
【００５７】
具体的には、グラインダ４０の駆動により、砥石車４６は回転しながら周方向に移動し、シュラウドサポートシリンダ１３の上端面を周方向に研削しながら成型加工し、端面研削により溶接開先を形成している。このようにして、シュラウドサポートシリンダ１３の上端面は、回転テーブル型研削盤としてのグラインダ４０により、簡単な取付構造のガイド治具装置２０を利用して精度よく端面加工される。
【００５８】
その際、シュラウドサポートシリンダ１３の端面加工は、高硬度鋼（工具鋼）のガイド治具１８を用いたガイド治具装置２０や同じく工具鋼である図３に示す切込み防止カラー４８に案内されてグラインダ４０の研削により端面加工され、精度よく仕上げられる。
【００５９】
また、図３に示される保持機構４１に付帯的に備えられるグラインダ４０は、研削加工により発生する粉塵や切削が周囲に飛散することを防止するために、保持機構４１に研削領域を覆う局所カバー（図示せず）や砥石車を覆う切込み防止カラー４８を設けたり、局所カバーの開口部分から飛散する切削や粉塵を回収するため、図２に示される局所廃棄設備４９が設けられる。この局所廃棄設備４９により、局所カバーの開口部分から洩れる粉塵や切粉を回収することが可能となる。切込み防止カラー４８は砥石車４６の摩耗を検知し、砥石車４６がガイド治具１８を削り込まないように案内しており、研摩機能を備えている。
【００６０】
さらに、図３に示す保持機構４１に作業エリア周辺を覆って仕切る防音仕切板（図示せず）を備えてもよく、この防音仕切板の一部を切込み防止カラー４８に負担させてもよい。
【００６１】
このようにして、円筒構造物であるシュラウドサポートシリンダ１３の上端面に溶接開先を形成する端面加工が行なわれた後、保持機構４１やガイド治具装置２０を取り除き、シュラウドサポートシリンダ１３上に新しい炉心シュラウド１２を図４に示すように載置し、炉心シュラウド１２を載置した状態で継ぎ目の内周側と外周側から図示しない溶接装置で肉盛り溶接等の溶接加工を全周に亘って行ない、円筒構造物である炉心シュラウド１２をシュラウドサポートシリンダ１３上に取り付ける。新しい炉心シュラウド１２をシュラウドサポートシリンダ１３上に溶接に固定設置する一連の炉心シュラウド交換作業は、被曝低減の観点から遠隔操作により水中にて行なわれる。
【００６２】
［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態を部分的に示す概略断面図である。
【００６３】
第２実施形態に示された円筒構造物の端面加工装置および端面加工方法は、グラインダ４０を一定圧力で押し付ける定圧力押圧機構５５をガイド治具装置２０のガイドフランジ２１上に備えたものである。定圧力押圧機構５５は、図３に示された保持機構４１に対応しており、この保持機構４１に代えて設けられるもので、他の構成は、第１実施形態に示されるものと実質的に異ならないので、同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００６４】
定圧力押圧機構５５は、ガイド治具装置２０のフランジガイド２１上で周方向および放射方向に２次元移送自在に設けられる。定圧力押圧機構５５は、グラインダ４０を、円筒構造物であるシュラウドサポートシリンダ１３の上端面側に進退自在に保持し、グラインダ４０の下方に設けた砥石車５６をモータ駆動により回転自在に一定の押圧力で押圧するように支持したものである。
【００６５】
定圧力押圧機構５５は、シュラウドサポートシリンダ１３の上端面側に砥石車５６の押付力を付与するために、押付力を働かせるモータ電流値を一定にコントロールしており、このモータの電流を制御により砥石車５６の押圧力を常に一定に保持する機構である。この定圧力押圧機構５５によりグラインダ４０の砥石車５６をシュラウドサポートシリンダ１３の上端面に、押圧力一定に押し付け、しかも、グラインダ４０の砥石車５６を回転自在に、かつフランジガイド２１に案内されて周方向に導かれ、かつ放射方向にも移動自在とすることで、凹凸の少ない仕上げ面を成型加工することができる。
【００６６】
この場合にも、円筒構造物であるシュラウドサポートシリンダ１３の上端面を端面加工し、周方向に凹凸のない溶接開先を形成することができる。
【００６７】
なお、実施形態の説明では、本発明に係る円筒構造物の端面加工装置を沸騰水型原子炉に適用した場合について説明したが、本発明は加圧水型原子炉にも適用することができる。加工水型原子炉に適用する場合には、原子炉容器内に設けられる円筒構造物である下部円環部上に、上部円環部を形成する炉心槽を溶接にて取り付ける場合にも、下部円環部の上端面を、沸騰水型原子炉のシュラウドサポートシリンダの端面加工と同様にして、端面加工により、凹凸面が抑制されて周方向に研削され、成型加工される。円筒構造物である下部円環部上に、溶接開先が端面加工で形成され、上部円環部（上部円筒構造物）である炉心槽が溶接にて一体に据え付けられる。
【符号の説明】
【００６８】
１０  沸騰水型原子炉
１１  原子炉圧力容器
１２  炉心シュラウド
１３  シュラウドサポートシリンダ
１４  シュラウドサポートレグ
１５  ダウンカマ部
１６  バッフルプレート
１８  ガイド治具
２０  ガイド治具装置
２１  フランジガイド
２２ａ  外周ガイドフランジ
２２ｂ  内周ガイドフランジ
２３  内側ガイド
２４  外側ガイド
２５  弧状ガイド
２５ａ，２５ｂ  頂部弧状ガイド
２６  支持治具
２７  ブリッジ
２８  外側ガイド固定部
２９  固定（止め）ねじ（ボルト）
３０  内側ガイド固定ボルト
３０ａ  ボルトヘッド
３１  内側ガイド調整ボルト
３５  制御棒駆動機構（ＣＲＤ）ハウジング
３６  測定装置
３７  取付脚
４０  グラインダ
４１  保持機構
４４ａ，４４ｂ  レール
４５ａ，４５ｂ  スライダ（走行車輪）
４６  砥石車
４７  移送ガイド装置
４８  切込み防止カラー
４９  局所廃棄設備
５０  溶接ビード
５５  定圧力押圧機構
５６  砥石車
【図１】
2011183502.tif 000003
【図２】
2011183502.tif 000004
【図３】
2011183502.tif 000005
【図４】
2011183502.tif 000006
【図５】
2011183502.tif 000007