(57)【要約】【課題】加圧水型原子炉の炉内構造物である中性子反射体のタイロッドの増し締めを信頼性良く且つ遠隔的に行う。【解決手段】タイロッド用の遠隔締付装置２０は、本体ブロック２１、本体ブロック２１に互いに平行に貫設された回転自在の回転軸２３とソケット３３、回転軸２３に連結され上方へ延びる回転操作軸２７、ソケット３３に連結され上方へ延びるソケット操作軸２９、本体ブロック２１の上部に設けられソケット３３を上向きに引き上げるピストンシリンダ機構、及びソケット３３の下部に嵌合された第１歯車４９を含み回転軸２３に連絡したナット駆動機構を有して構成され、ソケット３３は締付対象のタイロッド１１に螺合するねじ面を下部内周面に有する。【選択図】        図３
2009241253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面にはガイドブロックが設けられ、そのガイドブロックに並んでガイドピンが突設されている本体ブロック、同本体ブロックに互いに平行に貫設された回転自在の回転軸と前記ガイドブロックにより下端部が囲まれたソケット、前記回転軸に連結され上方へ延びる回転操作軸、前記ソケットに連結され上方へ延びるソケット操作軸、前記本体ブロックの上部に設けられ前記ソケットを上向きに引き上げるピストンシリンダ機構、及び前記ソケットの下部に嵌合された歯車を含み前記回転軸に連絡したナット駆動機構を有し、平面形状を持つ板状構造体を多数積み重ねて構成され、これらに貫通されたタイロッドがナットにより締め付けられて一体化され、下部炉心板に固定されるようにされた中性子反射体を含む炉内構造物において、
前記ソケットは締付対象ねじ部材である前記タイロッドの上端のねじ部に螺合するねじ面を下部内周面に有し、前記中性子反射体に穿設されているフローホールに前記ガイドピンが挿入されて位置決めされると共に、
前記回転軸と前記回転操作軸とを連結するユニバーサル継手を有することを特徴とする原子炉炉内構造物のねじ部材遠隔締付装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ピストンシリンダ機構が、
前記ソケットのシャンク部を取り囲んで設けられ、前記本体ブロックの上面に固定されるシリンダブロックと、
該シリンダブロックの内側には２段のシリンダ空間が画成され、この中にタンデム状態で配置される２つのピストンと、
一方のピストンを前記ソケットに固定するロックナットと、からなり、
前記ソケットが、ピストンストロークの範囲内で前記本体ブロックに対し軸方向に相対変位可能であることを特徴とする原子炉炉内構造物のねじ部材遠隔締付装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記回転軸の下端に取りつけられる第３歯車と、
該第３歯車と噛み合う第２歯車と、
更に第２歯車と噛み合い、前記ソケットの下端部に嵌合され、更に上部が前記本体ブロックの下面空所乃至前記ガイドブロックに支持されている第１歯車と、
を有し、
前記第１歯車の下端部は、前記タイロッドに螺合した前記ナットの上部に嵌合可能であることを特徴とする原子炉炉内構造物のねじ部材遠隔締付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造物の締結に使用されるねじ部材の締付装置に関し、特に原子炉炉内構造物のねじ部材の遠隔締付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械構造物において、構成部材間の締結にボルトや少なくとも一端部にねじ加工されたタイロッド等が使用される例が多い。而して、このようなボルトやタイロッドでは、ナット等の締め付けによって発生した引張応力に応じた力により、部材同士を締結するものであるが、長期間使用すると応力緩和現象が生じて初期締付力が低下することがある。最近の加圧水型原子炉において、組立構造の中性子反射体の使用が提案されている。而して、このような組立構造の中性子反射体において、締結に使用されるタイロッドは中性子の照射を受け、高温条件下で使用されるので、その傾向は著しいものがある。従って、適宜増し締めを行って初期の締付力を回復し、維持する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
而して、上述のような中性子反射体は、原子炉容器内の炉心を取り囲む炉内構造物の一部として構成されているから、原子炉の運転開始後はそれ自体放射化している可能性がある。このため、周囲は高放射線雰囲気となり、被爆防止の観点から作業員の接近は難しく、その増し締め作業は簡単には実施できない。又、炉内構造物を原子炉容器外に出すとしても、作業員の放射線被曝を効果的に防ぐ意味から、相当の水深の遮蔽水内に保持してロッド類の増し締めを行う必要がある。しかしながら、このような水中で増し締め作業を信頼性良く遠隔的に行える装置が未だ開発されていなかった。
従って、本発明の課題は、中性子反射体のタイロッドの様な原子炉炉内構造物のねじ部材を遠隔的に廻して、初期の締付力を回復せしめ得る締付装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の課題を達成するため、本発明によれば、クレーンなどに垂下されるように構成される遠隔締付装置は、下面にはガイドブロックが設けられ、そのガイドブロックに並んでガイドピンが突設されている本体ブロック、同本体ブロックに互いに平行に貫設された回転自在の回転軸と前記ガイドブロックにより下端部が囲まれたソケット、前記回転軸に連結され上方へ延びる回転操作軸、前記ソケットに連結され上方へ延びるソケット操作軸、前記本体ブロックの上部に設けられ前記ソケットを上向きに引き上げるピストンシリンダ機構、及び前記ソケットの下部に嵌合された歯車を含み前記回転軸に連絡したナット駆動機構を有し、平面形状を持つ板状構造体を多数積み重ねて構成され、これらに貫通されたタイロッドがナットにより締め付けられて一体化され、下部炉心板に固定されるようにされた中性子反射体を含む炉内構造物において、前記ソケットは締付対象ねじ部材である前記タイロッドの上端のねじ部に螺合するねじ面を下部内周面に有し、前記中性子反射体に穿設されているフローホールに前記ガイドピンが挿入されて位置決めされると共に、前記回転軸と前記回転操作軸とを連結するユニバーサル継手を有している。
【発明の効果】
【０００５】
以上説明したように本発明によれば、遠隔締付装置をクレーンなどにより垂下して支持し、タイロッドに上方から接近して隣接する所定のフローホールにガイドピンを挿入して位置決めを行い、ソケットをタイロッドに螺合させて引張り、遠隔的に回転される歯車の内面をナットに嵌合させて、回転操作軸を回転してユニバーサル継手を介して回転軸を締付方向に回転すれば良いから、炉内構造物の一部であるタイロッドの増し締めを遠隔的に容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明の装置によりねじ部材の締付が行われる炉内構造物の一例を示す上面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線に沿う部分立断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る遠隔締付装置の主要部を示す部分立断面図である。
【図４】図４は、図３のIV-IV線に沿う部分平断面図である。
【図５】図５は、図３のＶ-Ｖ線に沿う部分平断面図である。
【図６】図６は、図３のVI-VI線に沿う部分立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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。先ず、本実施形態に係る装置によって増し締めが行われる加圧水型原子炉の中性子反射体を含む炉内構造物の構造を図１及び図２を参照して説明する。
図において、炉心槽１は円形の断面をした構造物で、図示しない原子炉容器乃至原子炉圧力容器の中に垂下して保持される。炉心槽１の外側には、環状の原子炉冷却材下降空間所謂ダウンカマーが画成される。炉心槽１の下部は、原子炉容器により横方向に支持されるが、内部には下部炉心板３が横方向に展延して設けられている。炉心槽１の内部の中心部であって下部炉心板３の上方に、図示しない多数の燃料集合体が並べて装荷され、炉心５を形成する。このような炉心を取り囲む中性子反射体７が炉心槽１の内側に設けられ、下部炉心板３に固定、支持される。中性子反射体７の平面形状は、特に図１に示すように炉心５の中心軸を中心にして点対称となっているが、多数のフローホール９が鉛直方向に延びて穿設されている。フローホール９は、前述の冷却材の一部を貫流させるもので、ガンマ加熱などによる温度上昇を抑制する。中性子反射体７は、特に図２で明らかなように、同様な平面形状を持つ板状構造体を多数積み重ねて構成され、これらに貫通された複数のタイロッド１１がナット１３により締め付けられて一体化され、下部炉心板３に固定されている。原子炉の運転時には、上部炉心板１５を含む上部炉内構造物が取り付けられる。
【０００８】
次に図３乃至図６を参照して遠隔締付装置２０の構造を説明する。本装置は原子炉の運転開始前の中性子反射体７の組立にも使用できるのであるが、運転開始後の水中での増し締め作業時を中心にして説明する。遠隔締付装置２０の本体ブロック２１には、締付用回転軸２３が回転自在に設けられ、これはユニバーサル継手２５を介して回転操作軸２７に連結されている。回転操作軸２７は、図示しない水面上まで鉛直方向に延び、クレーンなどにより移動可能に支持されている。同様に水面上まで延びたソケット操作軸２９は、カップリング３１を介してソケット３３に連結されている。ソケット３３は、中性子反射体７のタイロッド１１の上端のねじ部に螺合できるようになっており、本体ブロック２１内で回動自在且つ軸方向摺動自在となっている。更に、ソケット３３のシャンク部を取り囲んでシリンダブロック３５が設けられ、これは本体ブロック２１の上面に固定されている。シリンダブロック３５の内側には２段のシリンダ空間が画成され、この中にピストン３７、３９がタンデム状態で配置されている。上方のピストン３９は、ロックナット４１によりソケット３３に固定されているから、ソケット３３はピストンストロークの範囲内で本体ブロック２１に対し軸方向に相対変位可能である。図示されていないが、各シリンダ空間には、高圧水を給排する水圧配管が連絡している。
【０００９】
一方、本体ブロック２１の下面中央部には中間支持軸４３が突設され、これに中間歯車乃至第２歯車４５が回転自在に支持されている。第２歯車４５は、回転軸２３の下端に取りつけられた第３歯車４７と噛み合い、更に第１歯車４９と噛み合っている。第１歯車４９はソケット３３の下端部に嵌合され、更に上部が本体ブロック２１の下面空所乃至後述のガイドブロックに支持されている。第１歯車４９の下端部は又、タイロッド１１に螺合したナット１３の上部に嵌合できるようになっている。図示した状態では、第１歯車４９はナット１３に係合し、回転軸２３の回転は、第３歯車４７、第２歯車４５、第１歯車４９の順に伝えられ、ナット１３を回転できる。更に、特に図６に示すように、本体ブロック２１の下面には、ソケット３３の下端部及び第１歯車４９を囲むガイドブロック５１が設けられ、ガイドブロック５１に並んでガイドピン５３も突設されている。
【００１０】
次に以上のような構成の遠隔締付装置２０の作用を説明する。
前述したように、遠隔締付装置２０は図示しないクレーンなどにより吊り下げられているから、これを操作し、目標とするタイロッド１１に近づけ、隣接する所定のフローホール９にガイドピン５３を挿入するようにして装置本体の概略位置決めを行う。この状態では、遠隔締付装置２０を中性子反射体７から少し浮かせた状態とする。この状態で、第１歯車４９の内面とナット１３をナット１３に設けたキー１７を介して嵌合するため、回転操作軸２７を操作し、回転を回転軸２３、第３歯車４７及び第２歯車４５を介して第１歯車４９に伝え、互いの嵌合部を一致させる。その後遠隔締付装置２０を中性子反射体７の上に着座させ、ソケット操作軸２９を回転して、ソケット３３をタイロッド１１の上端部にねじ込む。その後シリンダ空間に水圧を加えてピストン３７、３９を上昇させ、ロックナット４１で連結したソケット３３を上昇させれば、タイロッド１１に引張り荷重が加わって伸びる。このようにすると、ナット１３は中性子反射体７の上面から離れ、容易に回転し易くなる。この際、引張り荷重を初期締付力に等しくなるように前記水圧を設定することにより、タイロッド１１には初期の締付力と等しい引張り荷重が作用する。
【００１１】
次いで回転操作軸２７を回転させ、ユニバーサル継手２５を介して回転軸２３を締付方向に回転する。この回転角は、第３歯車４７、第２歯車４５を介して第１歯車４９に伝えられ、第１歯車４９がナット１３を回転する。ナット１３の座面が中性子反射体７に接触したとき、回転を止めると共にシリンダ空間に作用させていた水圧を零にする。このようにすると、タイロッド１１には前述の引張り荷重が作用した儘となり、即ち初期の締付力が再び与えられたことになる。この状態で遠隔締付装置２０を上方に引き上げれば、当該タイロッド１１の増し締めが完了したこととなる。増し締めを必要とする他のタイロッド１１に前述の操作を繰り返せば、中性子反射体７のタイロッド１１の増し締めが完了したこととなる。
【符号の説明】
【００１２】
７    中性子反射体
９    フローホール
１１  タイロッド
１３  ナット
２０  遠隔締付装置
２１  本体ブロック
２３  回転軸
２５  ユニバーサル継手
２７  回転操作軸
２９  ソケット操作軸
３３  ソケット
３５  シリンダブロック
３７、３９  ピストン
４１  ロックナット
４３  中間支持軸
４５  第２歯車
４７  第３歯車
４９  第１歯車
５１  ガイドブロック
５３  ガイドピン
【図１】
2009241253.tif 000003
【図２】
2009241253.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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