(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御棒駆動機構を収容する分解水槽と、前記分解水槽内に設けられて前記制御棒駆動機構を分解して洗浄する装置とを備えた制御棒駆動機構の補修設備であって、
制御棒駆動機構に内蔵されたインデックスチューブをクランプして電動機により制御棒駆動機構の軸線方向に引き出すインデックスチューブ引抜装置と、
制御棒駆動機構を一対のローラを介して手動回転可能に水平方向に支持するＣＲＤ支持装置と、
前記分解水槽に水を供給する給水ライン、前記分解水槽から水を排水する排水ラインおよび前記排水ラインに設けられた排水ポンプと、
を備えたことを特徴とする補修設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は制御棒を原子炉の炉心に挿入したり、あるいは炉心から引き抜くための動作を水圧により行う制御棒駆動機構（以下、本明細書においては「ＣＲＤ」と呼ぶこととする）の補修設備に係り、定期点検時にＣＲＤを原子炉から取り外した後、分解および洗浄するために使用するＣＲＤの補修設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＲＤは、図６に概略的に示されるように多重管構造をとり、その軸線方向を垂直にして原子炉圧力容器の下部にそのフランジ部１０８を固定して立設される。ＣＲＤのシリンダーチューブ１０５に内装されたインデックスチューブ１０４が駆動水圧により上下方向に駆動される。インデックスチューブ１０４の先端には、カップリングスパッド１００がねじ結合されている。カップリングスパッド１００は制御棒の下端に嵌合している。カップリングスパッド１００はインデックスチューブ１０４の上下動に伴い移動して、これにより制御棒の炉心への挿入および引抜が行われる。インデックスチューブ１０４内にはピストンチューブ１０３等が内装されている。
【０００３】
ＣＲＤは上記の通り原子炉圧力容器の下部に設置されるととともにそのインデックスチューブ１０４が原子炉の炉心に出入りするものである。従って、ＣＲＤは放射性物質を含む炉水および炉水中のスラッジ（泥、微小金属、水垢等からなる）により汚染されている。このため、ＣＲＤの分解洗浄作業は、スラッジおよびその他の放射性物質から作業員の放射線被曝を防止するため、水を充満した水槽内で行われる。
【０００４】
従来のＣＲＤ補修設備について、図７乃至図１２を参照して説明する。図１２に示すようにＣＲＤ補修設備は、ＣＲＤ分解洗浄槽１を備えている。ＣＲＤ分解洗浄槽１内には、図７乃至図１０に示すように、ＣＲＤの分解および洗浄に関連した複数の工程を実行するための複数の装置が組み込まれている。
【０００５】
これら複数の装置には、主として、フランジ固定具２、インデックスチューブ支持台３、フィルタ洗浄装置４、インデックスチューブ引抜装置１０、ピストンチューブ把持装置２０、ドライブピストン分解装置３０、ＣＲＤ支持装置４０，５０が含まれる。
【０００６】
特に図７に詳細に示されるように、インデックスチューブ引抜装置１０は、インデックスチューブ１０４を把持可能な保持機構１２を有する本体１１と、本体１１をＣＲＤの軸線方向に移動可能に案内するチェーン１３と、チェーン１３が巻き掛けられた複数のスプロケット１４と、駆動側のスプロケットを回転駆動する水圧モータ１５とを有する。保持機構１２は、インデックスチューブを把持する図７左右方向に開閉可能な一対のクランプ１２ａ，１２ａを有している。
【０００７】
ピストンチューブ把持装置２０は、ＣＲＤ分解洗浄槽１の後端に固定されており、ピストンチューブ１０３を把持する図７左右方向に開閉可能な一対のクランプ２１，２１を有している。
【０００８】
ドライブピストン分解装置３０は、ドライブピストン１０７をクランプする図７左右方向に開閉可能な一対のクランプ３１，３１を有している。両クランプ３１，３１にはそれぞれドライブピストン１０７の外周面と当接するローラ３２が装着されている。また、一方のクランプ３１には、そこに装着されたローラ３２を回転駆動する水圧モータ３３が設けられている。
【０００９】
ＣＲＤ支持装置４０，５０は、ＣＲＤの軸線を水平方向に向けてＣＲＤを支持することができる。ＣＲＤ支持装置４０は、分解洗浄槽１の横断方向（図７左右方向）に移動可能な架台４１と、この架台４１に設けられＣＲＤをその軸線を中心として回転駆動する回転機構とを有している。この回転機構は一対の駆動ローラ４２と、駆動ローラ４２を回転駆動する水圧モータ４３と、水圧モータ４３から駆動ローラ４２への動力伝達をなす伝動装置（図示せず）とから構成されている。ＣＲＤ支持装置５０は、そのローラ５２を駆動する水圧モータが設けられていない点を除いて、ＣＲＤ支持装置４０とほぼ同一の構成を有している。すなわち、ＣＲＤ支持装置５０におけるローラ５２はアイドルローラである。
【００１０】
フランジ固定具２、インデックスチューブ支持台３およびフィルタ洗浄装置４の構成、並びにインデックスチューブ引抜装置１０、ドライブピストン分解装置３０、ＣＲＤ支持装置４０，５０のさらなる詳細な構成については、特開昭５７−４２８９５号、特開昭５７−４４８８９号、特開昭５７−４６１９４号および特開昭５７−４９８８４号等に開示されており、また、これら装置の細部は本発明の要旨とは直接関係ないため、ここではこれ以上詳細には説明しない。
【００１１】
次に、ＣＲＤの点検補修作業について説明する。定期点検をするために図示しない原子炉圧力容器下部から取り外されたＣＲＤは、図１２に示すＣＲＤ補修室９０内のハッチ９５まで搬入された後、水を張ったＣＲＤ一時保管水槽９２内に一時的に保管され、その後ＣＲＤ分解洗浄槽１内で分解洗浄される。以下にＣＲＤ分解洗浄槽１内で行われるＣＲＤの分解洗浄の手順を、図１３に示すフローチャートを参照して、主要な工程のみ抜粋して説明する。
【００１２】
まず、ＣＲＤ一時保管水槽９２から取り出されたＣＲＤは、図８に示すように、ＣＲＤ分解洗浄槽１内のフランジ固定具２の位置にフランジ部１０８を合わせた状態で、ＣＲＤ支持装置４０，５０のローラ４２，５２の上に置かれる（ステップＳ１０１）。
【００１３】
次にフィルタ洗浄装置４をＣＲＤ上端部のアウターフィルタ１０１とインナーフィルタ１０２に嵌合し、フィルタ洗浄装置４より洗浄水を噴出してアウターフィルタ１０１とインナーフィルタ１０２を洗浄する。この時にフィルタを均等に洗浄するために、水圧モータ４３を使ってＣＲＤ支持装置４０の駆動ローラ４２を回転させて、駆動ローラ４２およびＣＲＤ支持装置５０のアイドルローラ５２の上に載置されたＣＲＤを回転させる（ステップＳ１０２）。
【００１４】
フィルタ洗浄後、小ねじによりアウターチューブ１０６先端に固定されたアウターフィルター１０１と、インデックスチューブ１０４先端にねじ締結されたカップリングスパッド１００とを専用工具を使って分解して取り外す。更に、ピストンチューブ１０３下端にねじ締結されたリングフランジナット１１０と、フランジ部１０８下端にボルトにより固定されたリングフランジ１０９とを専用工具を使って分解して取り外す（ステップＳ１０３）。
【００１５】
その後、ＣＲＤの上部（図６における左側、図７乃至図１１における下側）からインデックスチューブ１０４をピストンチューブ１０３とともに押し出す（ステップＳ１０４）。
【００１６】
この状態で、図９に示すように、インデックスチューブ引抜装置１０の本体１１をＣＲＤの下部（図６における右側、図７乃至図１１における上側）に接近させる。そして、保持機構１２によりインデックスチューブ１０４を掴んだ後、本体１１を移動させインデックスチューブ１０４およびピストンチューブ１０３を同時にＣＲＤ内から引き抜く（ステップＳ１０５）。なお、インデックスチューブ１０４およびピストンチューブ１０３を引き抜く過程において、その途中からインデックスチューブ支持台３を起立させ、インデックスチューブ支持台３のローラ３ａにより、インデックスチューブ１０４およびピストンチューブ１０３が撓まないように支持する。
【００１７】
インデックスチューブ１０４およびピストンチューブ１０３が取り外されたＣＲＤは、その後の作業の邪魔にならないように、ＣＲＤをＣＲＤ支持装置４０，５０のローラ４２，５２の上に置いたまま架台４１，５１を移動することにより、図１０に示すようにＣＲＤ分解洗浄槽１の端に移動される（ステップＳ１０６）。
【００１８】
次に引き抜かれたピストンチューブ１０３の下端をピストンチューブ把持装置２０のクランプ２１，２１により把持するとともに、インデックスチューブ１０４をインデックスチューブ引抜装置１０の保持機構１２により把持して、この状態でインデックスチューブ引抜装置１０の本体１１を後退（図１０下側に移動）させ、これにより、インデックスチューブ１０４をピストンチューブ１０３の下端から少し引き離した状態とする（ステップＳ１０７）。
【００１９】
この状態で、専用工具を使ってドライブピストン１０７とインデックスチューブ１０４とのねじ締結部の初期緩めを行う（ステップＳ１０８）。
【００２０】
次いで、ドライブピストン分解装置３０のクランプ３１を閉じ、ローラ３２によりドライブピストン１０７を挟持する。この状態でドライブピストン分解装置３０の水圧モータ３３により、ローラ３２を介してドライブピストン１０７を回転させ、ねじを更に緩めてドライブピストン１０７をインデックスチューブ１０４から取り外す（ステップＳ１０９）。
【００２１】
ＣＲＤの各部品は分解作業の途中および分解後のフラッシング、超音波洗浄あるいはブラシを使って洗浄が行われる（ステップＳ１１０）。
【００２２】
次にＣＲＤ補修設備の全体の構成について図１１および図１２を参照して説明する。図１１は、従来のＣＲＤ補修設備の全体の水システムの概略構成を示す配管計装線図である。
【００２３】
このシステムは、ＣＲＤ分解洗浄水槽１内に配置された各種装置（インデックスチューブ引抜装置１０等）に設けられた水圧モーターに駆動水を供給する駆動水ライン７５、駆動水給水タンク７３および駆動水ポンプ７４と、ポンプの運転により温度上昇した駆動水およびＣＲＤ分解洗浄水槽１内の水を冷却する冷却水ライン８１、駆動水冷却装置７９および冷却水循環ポンプ８０と、ＣＲＤ分解洗浄水槽１内の水温上昇を抑えるために駆動水タンク７３との間で水を循環させるための循環ライン７２および循環ポンプ７１と、さらには、ＣＲＤ分解洗浄水槽１内に水を供給する給水ライン８５、部品を洗浄するために使用する洗浄ライン７６、ＣＲＤ分解洗浄水槽１内の水を排水する排水ライン８６および排水ポンプ８４等を備えて構成される。
【００２４】
また、図１２は、ＣＲＤ補修室９０内のＣＲＤ補修設備の概略配置を示している。このＣＲＤ補修室９０内には、プラントの定検時にメンテナンスのためにＣＲＤを合理的に分解洗浄再組立てできるように、その中にＣＲＤ補修設備一式が設置されている。ＣＲＤ補修室９０内には、前述したＣＲＤ一時保管水槽９２、ＣＲＤ分解洗浄水槽１および駆動水給水タンク７３の他、部品の洗浄を行う超音波洗浄槽９４、ＣＲＤを再組み立てするＣＲＤ作業架台９３、メンテナンスを終えたＣＲＤを保管するＣＲＤ保管棚９１等が設置されている。また、騒音が発生する駆動水ポンプ７４、循環ポンプ７１、冷却水循環ポンプ８０、排水ポンプ８４等については、作業環境を考慮し、ＣＲＤ補修室９０に隣接して設けられたＣＲＤ補修設備ポンプ室９９内に隔離されている。なお、符号９５はハッチを、符号９６，９７は天井クレーンを示す。
【００２５】
しかしながら上述した従来のＣＲＤ補修設備に於いては、ＣＲＤ分解洗浄槽１内に配置される各種装置の動力源に水圧モータを使用しているためにその付帯設備として、駆動水ライン７５、戻りライン７８、駆動水ポンプ７４、駆動水給水タンク７３、循環ポンプ７１、循環ライン７２、駆動水冷却装置７９、冷却水循環ポンプ８０、冷却ライン８１等が必要となる。このため上記の付帯設備一式についてのメンテナンスに多くの作業者と作業時間を必要とするという問題がある。また、上記各ポンプのために、縦約５ｍ、横約４ｍのＣＲＤ補修設備ポンプ室９９が余計に必要となる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、ＣＲＤ自体の補修点検作業においては従来の作業性を維持したうえで、ＣＲＤ補修設備のメンテナンス作業を大幅に削減でき、ＣＲＤ補修設備の占有面積を削減できるＣＲＤ補修設備を提供することを目的としている。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、制御棒駆動機構を収容する分解水槽と、前記分解水槽内に設けられて前記制御棒駆動機構を分解して洗浄する装置とを備えた制御棒駆動機構の補修設備において、制御棒駆動機構に内蔵されたインデックスチューブをクランプして電動機により制御棒駆動機構の軸線方向に引き出すインデックスチューブ引抜装置と、
制御棒駆動機構を一対のローラを介して手動回転可能に水平方向に支持するＣＲＤ支持装置と、前記分解水槽に水を供給する給水ライン、前記分解水槽から水を排水する排水ラインおよび前記排水ラインに設けられた排水ポンプとを備えたことを特徴としている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、図１乃至図５において、従来技術に係る図７乃至図１２に示す構成要素と同一のものについては、同一符号を付して重複説明は省略する。
【００３１】
［第１の実施形態］
まず、図１および図２を参照して、ＣＲＤ補修設備の分解洗浄槽１内に配置される各装置について説明する。
【００３２】
本実施形態においてはインデックスチューブ引抜装置１０の動力源として、従来技術で用いられていた水圧モータ１５に代えて、電動モータ１６が用いられている。電動モータ１６は、信頼性向上の観点から、ＣＲＤ分解洗浄槽１の外部に設けられており、例えばオイルシール等を使って回転軸のシールを行う構造としている。
【００３３】
また、従来技術におけるＣＲＤ支持装置４０，５０に代えて、一対のＣＲＤ支持装置５０が設けられている。ＣＲＤ支持装置５０は、分解洗浄槽１を横断する方向に移動可能な架台５１と、架台５１に回転可能に取り付けられた一対のローラ５２を有している。ＣＲＤ回転装置５０は、ローラ５２を回転駆動するための動力源を持っていない。各ローラ５２はＣＲＤの軸線方向と平行な回転軸を有しており、この回転軸を中心として自由に回転可能なアイドルローラである。ＣＲＤの外周面を両ローラ５２，５２上に載置することにより、ＣＲＤを手作業でスムーズに回転させることが可能である。
【００３４】
また、本実施形態においては、従来技術において設けられていたドライブピストン分解装置３０は設けられていない。従って、本実施形態においては、ＣＲＤ補修設備には、分解洗浄槽１内に配置される各種装置の動力源としての水圧モータは全く設けられていない。
【００３５】
なお、通常、分解洗浄槽１内に配置される各種装置の動力源（例えばインデックスチューブ引抜装置１０の保持機構１２のクランプ／アンクランプ動作のため）として水圧シリンダも用いられているが、水圧シリンダもエアシリンダ等に変更することが好適である。
【００３６】
なお、以上の記載よりわかるように、本明細書において、「水圧モータ」なる用語は、当業者が通常使用する意味の用語、すなわち供給される加圧水により回転軸に回転駆動力を出力するモータのみを意味する用語として用いられる。すなわち、「水圧モータ」なる用語は、「モータ」という用語を最も広義に解釈した場合のモータ全てを意味するものではなく、この用語には「水圧シリンダ」は含まれない。
【００３７】
本実施形態では、水圧モータを全廃したため、ＣＲＤ補修設備の全体の水システムを大幅に簡素化できる（従来技術を示す図１１と比較参照）。すなわち、図４に示すように、水供給システムを、ＣＲＤ分解洗浄水槽１内に水を供給する給水ライン８５、部品を洗浄するために使用する洗浄ライン７６、ＣＲＤ分解洗浄水槽１内の水を排水する排水ライン８６、および排水ポンプ８４等により構成できる。このため、ＣＲＤ補修設備のメンテナンス工数を大幅に削減できる。
【００３８】
また、図４から理解できるように、水供給システムに用いられるポンプとして小型で騒音の小さな排水ポンプ８４のみが用いられ、大型で騒音の大きいポンプをシステムから除くことができるため、騒音防止のためにポンプ室を別個に設ける必要がなくなる（図５参照）。このため、ＣＲＤ補修設備全体の占有面積を削減できる。
【００３９】
次に、ＣＲＤ分解洗浄槽１内で行われるＣＲＤの分解洗浄の概略手順を記す。なお、本実施形態においても、工程順序自体は、従来技術で手順を説明するために示したフローチャートに記載されたものと同一である。以下においては、工程の内容が変更された部分についてのみ説明する。
【００４０】
ステップＳ１０１において、ＣＲＤは、水圧モータにより駆動されるＣＲＤ回転装置４０およびＣＲＤ回転装置５０ではなく、動力源を備えていないＣＲＤ回転装置５０，５０のローラ５２上に置かれる。従って、ステップＳ１０２において、ＣＲＤの回転は手作業により行われる。なお、このとき、ＣＲＤは自由に回転できるローラ５２上に載置されるため、回転操作は容易である。
【００４１】
ステップＳ１０３乃至ステップＳ１０８の内容は、従来技術と同一である。
【００４２】
ステップＳ１０９においては、従来技術と異なり、初期緩めされたドライブピストン１０７は、さらに手で回転され、インデックスチューブ１０４から取り外される。なお、ピストンチューブ１０３の下端がピストンチューブ把持装置２０のクランプ２１，２１により把持され、かつ、インデックスチューブ１０４がインデックスチューブ引抜装置１０の保持機構１２により把持される点は従来技術と同一である（図２参照）。ドライブピストンの初期緩めは従来も手で実施しており、その後のドライブピストン１０７の緩めは労力を要しないため、作業性の悪化はない。
【００４３】
また、ステップＳ１１０の内容は、従来技術と同一である。
【００４４】
［第２の実施形態］
次に、図３を参照して、ＣＲＤ補修設備の分解洗浄槽１内に配置される各装置について説明する。
【００４５】
本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、インデックスチューブ引抜装置１０の動力源として、従来技術で用いられていた水圧モータ１５に代えて、電動モータ１６が用いられている。電動モータ１６はＣＲＤ分解洗浄槽１の外部に設けられており、例えばオイルシール等を使って回転軸のシールを行う構造としている。
【００４６】
また、従来技術におけるＣＲＤ支持装置４０の動力源が水圧モータ４１から電動モータ４４に変更されている。その他の点においては、ＣＲＤ支持装置４０，５０の構成は、従来技術と同一である。また、ドライブピストン分解装置３０の駆動用の水圧モータ３３が電動モータ３４に変更されている。従って、本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、ＣＲＤ補修設備に水圧モータは全く設けられていない。
【００４７】
なお、ドライブピストン分解装置３０およびＣＲＤ支持装置４０の構成は、特開昭５７−４２８９５号、特開昭５７−４４８８９号、特開昭５７−４６１９４号、特開昭５７−４９８８４号等に開示されたものをそのまま用い、水圧モータを電動モータに変更すればよい。しかしながら、信頼性向上の観点からは、ドライブピストン分解装置３０およびＣＲＤ支持装置４０の電動モータ３４，４４は、信頼性の向上の観点から、ＣＲＤ分解洗浄水槽１の外部或いは水面上に位置するように改良を施すことが好適である。
【００４８】
なお、本実施形態においても、分解洗浄槽１内に配置される各装置に水圧シリンダが用いられている場合には、それをエアシリンダ等に変更することが好適である。
【００４９】
本実施形態においても、ＣＲＤ補修設備の全体の構成は第１の実施の形態のＣＲＤ分解洗浄装置と同じで図４に示す通りである。また、ＣＲＤ補修室内のＣＲＤ補修設備の概略配置も第１の実施の形態のＣＲＤ分解洗浄装置と同じで図５の通りである。
【００５０】
本実施形態は、従来技術に対して、ＣＲＤ分解洗浄槽１内に配置される各種装置の動力源が水圧モータから電動機に変更されているのみであるため、ＣＲＤ分解洗浄槽１内で実施される作業の手順は、従来技術と全く同一である。
【００５１】
本実施形態においても、第１の実施形態と略同一の効果を得ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、ＣＲＤ補修設備のメンテナンス工数の大幅な削減、並びにＣＲＤ補修設備の占有面積の削減といった有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＣＲＤ補修設備の第１の実施形態を示す図であって、ＣＲＤ分解洗浄槽内に配置される各種装置の配置および構成を概略的に示す平面図。
【図２】図１の装置によるＣＲＤ分解手順を示す図。
【図３】本発明によるＣＲＤ補修設備の第２の実施形態を示す図であって、ＣＲＤ分解洗浄槽内に配置される各種装置の配置および構成を概略的に示す平面図。
【図４】第１および第２の実施形態に対応する水供給システムの配管計装線図。
【図５】第１および第２の実施形態に対応するＣＲＤ補修設備全体の配置を示す図。
【図６】ＣＲＤの構造を示す軸方向断面図。
【図７】従来のＣＲＤ補修設備を示す図であって、ＣＲＤ分解洗浄槽内に配置される各種装置の配置および構成を概略的に示す平面図。
【図８】従来のＣＲＤ補修設備を用いた場合のＣＲＤの分解手順を示す図。
【図９】従来のＣＲＤ補修設備を用いた場合のＣＲＤの分解手順を示す図。
【図１０】従来のＣＲＤ補修設備を用いた場合のＣＲＤの分解手順を示す図。
【図１１】従来のＣＲＤ補修設備における水供給システムの配管計装線図。
【図１２】  従来のＣＲＤ補修設備全体の配置を示す図。
【図１３】ＣＲＤの分解洗浄の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  水槽（ＣＲＤ分解洗浄水槽）
１０  第１の装置（インデックスチューブ引抜装置）
１１  本体
１２ａ  把持体（クランプ）
１６  電動機
３０  第３の装置（ドライブピストン分解装置）
４０，５０  第２の装置（ＣＲＤ支持装置）
４２，５２  ローラ
４４  電動機
１０１，１０２  フィルタ
１０３  ピストンチューブ
１０４  インデックスチューブ
１０７  ドライブピストン
【図１】
0004316150.tif 000002
【図２】
0004316150.tif 000003
【図３】
0004316150.tif 000004
【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】
0004316150.tif 000009
【図９】
0004316150.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0004316150.tif 000012
【図１２】
0004316150.tif 000013
【図１３】
0004316150.tif 000014