(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心を垂直にして固定設置される円筒部品の周壁を周方向に沿って水中で連続的に切削加工するための円筒部品の加工装置であって、前記円筒部品内の下部に水平に固定設置される固定フレームと、この固定フレームに搭載され、前記円筒部品の軸心と同一軸心上で回転駆動される旋回フレームとを備え、前記固定フレームはレベル調整が可能な複数本の脚を有し、これらの脚によるレベル調整で水平度を設定できる構成とされる一方、前記旋回フレームはこれと一体に旋回動作する昇降軸駆動部と、この昇降軸駆動部に設けられ横方向への伸縮動作を行う伸縮軸駆動部と、この伸縮軸駆動部に設けられた切削用工具ユニットとを有することを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の円筒部品の加工装置において、固定フレームの脚は、その固定フレームの中心部を囲む位置に垂下して個々の伸縮により前記固定フレーム全体の水平レベルを調整し、かつ内部への水の侵入を防止する構造を有する複数のレベル調整脚であることを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項３】
請求項１記載の円筒部品の加工装置において、固定フレームは、その周縁部から放射状に突出して、先端部が円筒部品の内周面に当接することにより、その円筒部品に固定フレームを固定させる複数のジャッキを有することを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項４】
請求項１記載の円筒部品の加工装置において、旋回フレームの昇降軸駆動部、伸縮軸駆動部および工具ユニットは、固定フレーム上で旋回駆動機構により一体で旋回し、かつ電気計装ケーブルの接続部に捩れ防止用のスリップリングを有するとともに、内部への水の侵入を防止する構造を有することを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項５】
請求項４記載の円筒部品の加工装置において、昇降軸駆動部は伸縮軸駆動部および工具ユニットを搭載し、かつその工具ユニットの上下方向の位置調整を可能とする構成とされていることを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項６】
請求項４記載の円筒部品の加工装置において、伸縮軸駆動部は工具ユニットを搭載し、かつこの工具ユニットの半径方向の位置調整を可能とする構成とされていることを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置において、工具ユニットは、円筒部品の周壁を上下に分断する切断加工用工具を有することを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項８】
請求項１から６までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置において、工具ユニットは円筒部品の上端面を平坦に切削加工する端面加工用工具を有することを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項９】
請求項７または８記載の円筒部品の加工装置において、切断加工用工具または端面加工用工具は、ターレット機能を有する工具台を介して伸縮軸駆動部に自動的しに選択使用可能に取り付けられていることを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置において、工具ユニットに付属させて、円筒部品の切削屑を回収する回収装置を設けたことを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の円筒部品の加工装置において、回収装置は切削屑を周囲の水と同時に回収するポンプと、切削屑を周囲の水から分離させるためのフィルタとを備えていることを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置に加え、工具ユニットに平坦度測定装置を設け、この平坦度測定装置は円筒部品の切削面の表面高さ位置を測定する測定ヘッドと、この測定ヘッドを前記切削面に近接および離間させる測定ヘッド駆動機構とを備えたことを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項１３】
請求項１から１１までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置に加え、工具ユニットに円筒部品の内径を測定する内径測定装置を設け、この内径測定装置は、前記円筒部品の内周面の位置を測定する測定ヘッドと、この測定ヘッドを前記円筒部品の内周面に近接および離間させる測定ヘッド駆動機構とを備えたことを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置において、当該切断加工の対象となる円筒部品は原子炉の炉心シュラウドであり、その切断部位は前記炉心シュラウドの中間および前記炉心シュラウド下端の対シュラウドサポートシリンダ接続部位であることを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項１５】
請求項１から１３までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置において、当該端面切断加工の対象となる円筒部品は、原子炉の炉心シュラウドを下方から支えるシュラウドサポートシリンダであることを特徴とする円筒部品の加工装置。
【請求項１６】
請求項１４または１５記載の円筒部品の加工装置において、固定フレームの脚を着座する部位は、炉底部から立ち上がり制御棒が引き抜かれた状態の制御棒駆動機構ハウジングであることを特徴とする円筒部品の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器内に設けられる炉心シュラウド等の切断または端面切削加工等に適用される円筒部品の加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラントが建設後、長期間に亘って運転された場合には、安全性確保等の見地から定期点検時のデータ等に基づいて各種部品の交換が行なわれ、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、切断後に端面加工等により開先を形成して新部品を溶接等により固定する必要がる。
【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等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】
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、次に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ポ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。しかる後に新炉心シュラウドをシュラウドサポートシリンダに溶接することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
運転後のシュラウド交換は現地（サイト）で行われ、特定の限られた空間内で、しかも放射化された雰囲気の下で行われるため、汎用の機械設備を使用することはできない。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、炉心シュラウドやシュラウドサポートシリンダのような円筒部品の切断や端面加工を現地にて、遠隔作業により、自動的に、かつ能率よく、しかも高精度で、容易に行うことができる円筒部品の加工装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１の発明では、軸心を垂直にして固定設置される円筒部品の周壁を周方向に沿って水中で連続的に切削加工するための円筒部品の加工装置であって、前記円筒部品内の下部に水平に固定設置される固定フレームと、この固定フレームに搭載され、前記円筒部品の軸心と同一軸心上で回転駆動される旋回フレームとを備え、前記固定フレームはレベル調整が可能な複数本の脚を有し、これらの脚によるレベル調整で水平度を設定できる構成とされる一方、前記旋回フレームはこれと一体に旋回動作する昇降軸駆動部と、この昇降軸駆動部に設けられ横方向への伸縮動作を行う伸縮軸駆動部と、この伸縮軸駆動部に設けられた切削用工具ユニットとを有することを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００１０】
また、請求項２の発明では、請求項１記載の円筒部品の加工装置において、固定フレームの脚は、その固定フレームの中心部を囲む位置に垂下して個々の伸縮により前記固定フレーム全体の水平レベルを調整し、かつ内部への水の侵入を防止する構造を有する複数のレベル調整脚であることを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００１１】
また、請求項３の発明では、請求項１記載の円筒部品の加工装置において、固定フレームは、その周縁部から放射状に突出して、先端部が円筒部品の内周面に当接することにより、その円筒部品に固定フレームを固定させる複数のジャッキを有することを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００１２】
また、請求項４の発明では、請求項１記載の円筒部品の加工装置において、旋回フレームの昇降軸駆動部、伸縮軸駆動部および工具ユニットは、固定フレーム上で旋回駆動機構により一体で旋回し、かつ電気計装ケーブルの接続部に捩れ防止用のスリップリングを有するとともに、内部への水の侵入を防止する構造を有することを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００１３】
また、請求項５の発明では、請求項４記載の円筒部品の加工装置において、昇降軸駆動部は伸縮軸駆動部および工具ユニットを搭載し、かつその工具ユニットの上下方向の位置調整を可能とする構成とされていることを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００１４】
また、請求項６の発明では、請求項４記載の円筒部品の加工装置において、伸縮軸駆動部は工具ユニットを搭載し、かつこの工具ユニットの半径方向の位置調整を可能とする構成とされていることを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００１５】
また、請求項７の発明では、請求項１から６までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置において、工具ユニットは、円筒部品の周壁を上下に分断する切断加工用工具を有することを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００１６】
また、請求項８の発明では、請求項１から６までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置において、工具ユニットは円筒部品の上端面を平坦に切削加工する端面加工用工具を有することを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００１７】
また、請求項９の発明では、請求項７または８記載の円筒部品の加工装置において、切断加工用工具または端面加工用工具は、ターレット機能を有する工具台を介して伸縮軸駆動部に自動的しに選択使用可能に取り付けられていることを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００１８】
また、請求項１０の発明では、請求項１から９までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置において、工具ユニットに付属させて、円筒部品の切削屑を回収する回収装置を設けたことを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００１９】
また、請求項１１の発明では、請求項１０記載の円筒部品の加工装置において、回収装置は切削屑を周囲の水と同時に回収するポンプと、切削屑を周囲の水から分離させるためのフィルタとを備えていることを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００２０】
また、請求項１２の発明では、請求項１から１１までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置に加え、工具ユニットに平坦度測定装置を設け、この平坦度測定装置は円筒部品の切削面の表面高さ位置を測定する測定ヘッドと、この測定ヘッドを前記切削面に近接および離間させる測定ヘッド駆動機構とを備えたことを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００２１】
また、請求項１３の発明では、請求項１から１１までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置に加え、工具ユニットに円筒部品の内径を測定する内径測定装置を設け、この内径測定装置は、前記円筒部品の内周面の位置を測定する測定ヘッドと、この測定ヘッドを前記円筒部品の内周面に近接および離間させる測定ヘッド駆動機構とを備えたことを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００２２】
また、請求項１４の発明では、請求項１から１３までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置において、当該切断加工の対象となる円筒部品は原子炉の炉心シュラウドであり、その切断部位は前記炉心シュラウドの中間および前記炉心シュラウド下端の対シュラウドサポートシリンダ接続部位であることを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００２３】
また、請求項１５の発明では、請求項１から１３までのいずれかに記載の円筒部品の加工装置において、当該端面切断加工の対象となる円筒部品は、原子炉の炉心シュラウドを下方から支えるシュラウドサポートシリンダであることを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００２４】
また、請求項１６の発明では、請求項１４または１５記載の円筒部品の加工装置において、固定フレームの脚を着座する部位は、炉底部から立ち上がり制御棒が引き抜かれた状態の制御棒駆動機構ハウジングであることを特徴とする円筒部品の加工装置を提供する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る円筒部品の加工装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
本実施形態は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられる炉心シュラウドの交換に際し、その切断加工および炉心シュラウドを支持するためのシュラウドサポートシリンダの上端面切削加工を行うための装置に適用したものである。
【００２７】
図１は本実施形態による円筒部品の加工装置の全体構成を示す正面図である。なお、この図１においては、炉心シュラウドの下端の対シュラウドサポートシリンダ接続部位またはシュラウドサポートシリンダの切断加工の状態を示している。
【００２８】
この図１に示すように、原子炉圧力容器１の底部には、円筒部品であるシュラウドサポートシリンダ２が軸心を垂直にして固定設置されており、本実施形態では例えばこのシュラウドサポートシリンダ２の周壁を周方向に沿って連続的に切削加工する。なお、シュラウドサポートシリンダ２の下方には、多数の制御棒駆動機構ハウジング（ＣＲＤハウジング）３が立設してある。
【００２９】
本実施形態の加工装置４は概略的に、シュラウドサポートシリンダ２内の下部に水平に固定設置される固定フレーム５と、この固定フレーム５に搭載され、シュラウドサポートシリンダ２の軸心と同一軸心上で回転駆動される旋回フレーム６とを備えている。
【００３０】
固定フレーム５は周縁部から下方に延びる複数本、例えば３本の脚７，８を有し、このうちの１本の脚が固定用の基準脚７とされ、他の２本の脚がレベル調整可能なレベル調整脚８とされている。これらのレベル調整脚８によるレベル調整によって、固定フレーム５の水平度を設定できるようになっている。なお、これらの脚７，８の構成については、後に詳説する。
【００３１】
また、図１に示すように、固定フレーム５には三次元的な水平度を検出するための、例えば電子的手段を有する構成の水準器９が防水構造として取り付けられている。
【００３２】
そして、旋回フレーム６は、これと一体に旋回動作する昇降軸駆動部１０と、伸縮軸駆動部１１と、切削工具ユニット１２とを有している。これらの構成についても後に詳説する。図１では、伸縮軸駆動部１１と切削用工具ユニット１２とがそれぞれ２組、１８０度反対側の向きに突出して配置された例を示してある。なお、これらの伸縮軸駆動部１１と切断工具ユニット１２とは、それぞれ各１組でもよく、また３組以上でもよい。
【００３３】
また、固定フレーム５には、それぞれ先端部がシュラウドサポートシリンダ２の内周面に当接することにより、そのシュラウドサポートシリンダ２に固定フレーム５を固定させるための水圧式のラジアルジャッキ１５が複数本（例えば８本）周方向に等間隔で放射状に取り付けられている。これにより、固定フレーム５は、シュラウドサポートシリンダ２の中心側に向って均等に圧接力を受け、安定した状態で固定される。なお、ラジアルジャッキ１５の本数は、例えば４，６，８，１０，１２，１８本等、任意に設定することができる。
【００３４】
一方、旋回フレーム６は、昇降軸駆動部１０、伸縮軸駆動部１１および切削工具ユニット１２を固定フレーム５に支持するための下部フレーム部材１３を有するとともに、昇降軸駆動部等を旋回させるための旋回駆動機構１４を有している。
【００３５】
旋回駆動機構１４は後述するように、昇降軸駆動部９、伸縮軸駆動部１０および切削用工具ユニット１２を一体で旋回できる構成となっている。即ち、切削用工具ユニット１２は伸縮軸駆動部１１に固定され、伸縮軸駆動部１１は昇降軸駆動部１０に固定され、昇降軸駆動部１０は旋回駆動機構１４に固定されている。
【００３６】
また、固定フレーム５の中央下部には工具位置調整用の測定装置１６が設けられ、固定フレーム５下部とＣＲＤハウジング３上端との距離を測定できるようになっている。この測定装置１６により、基準高さに対する固定フレーム５の上下方向のずれ量が検出され、そのずれ量を昇降軸駆動部１０の移動による工具ユニット１２の上下方向の位置調整で吸収するようになっている。
【００３７】
図２〜図４は前述した固定フレーム５の脚の構成および作用を示している。このうち、図２および図３は基準脚７を示し、図４は調整脚８を示している。
【００３８】
基準脚７は図２および図３に示すように、固定フレーム５の下端に設けられた支持穴３１付きのシェル３２とこれに係合する可動部材３３とからなる自在継手状の連結部材３４を有し、この連結部材３４の可動部材３３の下端にボルト３５等により挿脱自在なスペーサ３６を介し、脚本体部３７を垂下させたものである。スペーサ３６としては、各種上下厚さのものが具備される。
【００３９】
脚本体部３７は、垂直な筒状ケーシング３８と、この筒状ケーシング３８の下端に設けられたフランジ３９と、このフランジ３９に下向きに取付けられた油圧シリンダ４０と、この油圧シリンダ４０のロッド先端に形成された板状の押動子４１とを有する。また、この脚本体部３７は、フランジ３９の下方に突出するコーン形のガイド４２と、このガイド４２に取付けられた一対の係止用フック４３とを有する。
【００４０】
各係止用フック４３は同一高さ位置に設けられた軸４４に回動自在に支持されており、一端が油圧シリンダ４０の押動子４１に係合し、他端がＣＲＤハウジング３の内部上端に形成された段部４５に係合する。そして、各フック４３はスプリング４６によってそれぞれ他端がＣＲＤハウジング３の段部４５との係合が外れる方向（図２の矢印ａ方向）に付勢されており、油圧シリンダ４０の押動子４１によって一端側が押下げ力を受けた場合に、図３に示すように、スプリング４６の付勢力に抗して開き動作し、他端側をＣＲＤハウジング３の段部４５の下面に係合して上方への抜止め状態となるものである。この図３に示した状態により、固定フレーム５の中心位置における基準高さ位置が設定されている。なお、この基準高さの調整は、前述したスペーサ３５の種類を変更することによって行え、これにより所定の基準位置設定がなされるものである。
【００４１】
また、図１および図４に示すように、レベル調整脚８は、固定フレーム部材５から下方に突出した垂直な筒状ケース４８と、この筒状ケース４８の下端に連結された外筒４９と、この外筒４９内で昇降する内筒５０とを有している。筒状ケース４８と外筒４９との接合部はＯリング５１でシールされ、さらに外筒４９と内筒５０とは防水シール５２で水密にシールされている。
【００４２】
筒状ケース４８内にはモータ５３および減速機５４が設けられ、減速機５４にはボールネジ５５が連結されて外筒４９の中心部に垂下している。このボールネジ５５に、内筒５０の上端に設けられれたナット５６が螺合し、ボールネジ５５の回転によってナット５６を介して内筒５０が昇降できるようになっている。なお、内筒５０の外周面にはキー溝５７が設けられ、外筒４９から挿入したキー５８をこのキー溝５７に挿入することにより内筒５０の回り止めがなされている。
【００４３】
内筒５０の下端には、ＣＲＤハウジング３への挿入用のコーン形のガイド５９が設けられている。このガイド５９は初め上方に配置しており、図４に矢印ｂで示したように、次第に下降する。そして、ガイド５９がＣＲＤハウジング３内に挿入され、そのガイド５９の上端部に形成されたフランジ部６０がＣＲＤハウジング３の上端に当接する。この後、さらに円筒５０を下降させれば、固定フレーム５は相対的に上昇し、高さレベルの調整が行える。なお、円筒５０の下端部のフランジ部６０には着座確認用のセンサ６１が設けられており、このセンサ６１によってＣＲＤハウジング３への着座が確認され、その後の円筒５０の下降量によってレベル調整量が確認できるものである。
【００４４】
そして、複数のレベル調整脚８によってレベル調整を行い、水準器９によって固定フレーム５の水平度を確認する。なお、複数のレベル調整脚８でレベル調整する際に、基準脚７との間で応力が発生する可能性があるが、この応力は図３に示した連結部材３４における支持穴３１と可動部材３３との自在継手的動作によって吸収することができる。
【００４５】
以上の操作で固定フレーム５の水平度が出た後、各ラジアルジャッキ１５の油圧シリンダを駆動して、各圧接子をシュラウドサポートシリンダ２の内周面にそれぞれ圧接させる。これにより、固定フレーム５をシュラウドサポートシリンダ２に固定設置することができる。
【００４６】
図５は測定装置１６の構成を示したものである。
【００４７】
この測定装置１６は、固定フレーム５の中心部から垂下した筒状のセンサ保持脚６２と、このセンサ保持脚６２の下端に取付けた下向きのセンサ６３とを有している。また、このセンサ６３が当接する部材として、ＣＲＤハウジング３の上端に予め固定できる基準ベース６４を有している。
【００４８】
即ち、この基準ベース６４は中央位置に昇降動作できる固定用ボルト６５と、ＣＲＤハウジング３内に挿入できるコーン形の挿入ガイド６６とを有している。この挿入ガイド６６に設けられた一対のフック６７がスプリング６８によって、それぞれ閉互いに対向する側に回動するように付勢されるとともに、前記の固定用ボルト６４に係合して、スプリング６８に抗して左右に開く方向に回動できるようになっている。
【００４９】
基準ベース６４を原子炉圧力容器１の中央のＣＲＤハウジング３に挿入ガイド６６を利用して挿入した後、固定用ボルト６５を回転して下降させることにより、フック６７がＣＲＤハウジング３の内側に張り出して固定される。固定用ボルト６５を解除した場合には、フック６７がスプリング６８により挿入ガイド６６の内側へ収納される。
【００５０】
センサ６３は予め校正しておくことにより、ＣＤＲハウジング３に固定した基準ベース６４の上面に当接する位置に基づいて固定フレーム５の高さを測定することができる。
【００５１】
図６は防水構造の一例を示したものである。
【００５２】
即ち、前記旋回駆動機構１４、昇降軸駆動部１０、伸縮軸駆動部１１はそれぞれモータ等の駆動部分について外部からの水の侵入を防止する必要がある。
【００５３】
そこで、この図６に示したように、モータ等を有する機器内部側と、水中となっている外部側との間に存する駆動軸７１の貫通部に、防水構造を設けてある。
【００５４】
この図６の例では、駆動軸７１をベアリング７２によって支持するハウジング７３と、ベアリング７２を保持するフランジ７４との接合面にＯリング７５を設けるとともに、フランジ７４と駆動軸７１との間に内外二重構造の防水シール７６を設けた構成になっている。
【００５５】
これにより、モータ等の機器を有するハウジング７３の内方には水が侵入しないようになっている。
【００５６】
図７は、旋回フレーム６の旋回駆動機構１４および昇降軸駆動部１０を詳細に示している。
【００５７】
この図７に示すように、旋回フレーム６の中心部に下部フレーム部材１３から一体に立上る垂直円筒状の支柱部材８１が設けられている。旋回駆動機構１４は、この支柱部材８１の周囲にベアリング８２および防水シール８３を介して同軸的に回転自在に支持された回転胴８４と、この回転胴８４の上端部に一体回転可能に連結されたフランジ部材８５と、支柱部材８１の上端部にブラケット８６を介して取付けられた回転駆動用のモータ８７と、このモータ８７の出力軸に取付けた駆動ギヤ８８と、フランジ部材８５に取付けられている駆動ギヤ８８と噛合する旋回用ギヤ８９とを有する構成となっている。
【００５８】
これにより、固定支持状態のモータ８７の回転力が両ギヤ８８，８９を介して回転胴８４に伝達され、この回転胴８４およびフランジ部材８５に取付けられる昇降軸駆動部１０および切削工具ユニット１２等が支柱部材８１の周囲で水平回転できるようになっている。なお、フランジ部材８５の周縁部にはモータ８７を被覆保護する大径筒状のケース８９ａが一体回転可能に設けられている。
【００５９】
このケース８９ａの上方には、図１に示すように、電気計装ケーブル２２１の接続部とし、捩り防止用のスリップリング２２２が設けられている。
【００６０】
また、図７に示すように、昇降軸駆動部１０は、回転胴８４の外周面に上下方向に沿って摺動自在に嵌合された円筒状の昇降軸９１と、フランジ部材８５の上部に搭載された回転駆動用のモータ９２および減速機９３と、この減速機９３の出力軸に連結されて垂下するボールネジ９４と、昇降軸９１にブラケット９５を介して一体的に連結されボールネジ９４に螺合する上下方向移動用のナット９６とを有する構成となっている。なお、ボールネジ９４およびナット９６の外周側には、例えば１対のスライド可能な上下筒体等からなる上下方向に伸縮できる防水カバー９７によって水密に被覆されている。また、減速機９３の出力軸部分は、フランジ部材８５に設けた防水シール９８によってさらに封水されている。
【００６１】
このような構成により、モータ９２の回転力が減速機９３を介してポールネジ９４に伝達され、このボールネジ９４の動作がナット９６を介して昇降動作に変換され、昇降軸９１の昇降動作が行われるものである。この昇降軸駆動部１０に、切削工具ユニット１２が取付けられ、高さレベルの調整が可能とされている。
【００６２】
図８は、昇降軸駆動部１０から水平に延びて工具ユニット１２を支持する伸縮軸駆動部１１を詳細に示したものである。なお、図８には伸縮軸駆動部１１を一体だけ示しているが、例えば昇降軸駆動部１０の径方向に対称配置で１対設けられるものである。
【００６３】
この図８に示すように、伸縮軸駆動部１１は、前記の昇降軸９１から側方に突出した水平な筒状ケース１０１と、この筒状ケース１０１の先端に連結された外筒１０２と、この外筒１０２内で摺動する内筒１０３とを有している。筒状ケース１０１と外筒１０２との接合部はＯリング１０３でシールされ、さらに外筒１０２と内筒１０３とは防水シール１０４で水密にシールされている。
【００６４】
筒状ケース１０１内にはモータ１０５および減速機１０６が設けられ、減速機１０６にはボールネジ１０７が連結されて外筒１０２の中心部に延在している。このボールネジ１０７に、内筒１０３の基端に設けられれたナット１０８が螺合し、ボールネジ１０７の回転によってナット１０８を介して内筒１０３が水平方向で伸縮できるようになっている。なお、内筒１０３の外周面にはキー溝１０９が設けられ、外筒１０２から挿入したキー１１０をこのキー溝１０９に挿入することにより内筒１０２の回り止めがなされている。
【００６５】
内筒１０３の先端には工具支持部材１１１が設けられ、下記の切断加工用工具等が連結されている。
【００６６】
図９は、工具ユニット１２の構成を詳細に示す側断面図であり、図１０は切断状態を示す作用説明図としての側面図であり、図１１は図１０の平面図である。
【００６７】
この工具ユニット１２は、図６で示した複数のＯリング７５および防水シール７６を適用して軸封したケース１２１内に複数のモータおよびギヤ等を配し、このケース１２１にターレット機能を有する工具台１２２を連結した構成となっている。
【００６８】
即ち、ケース１２１上に工具台１２２が搭載されており、この工具台１２２の中央下部に突出した垂直円筒状の支軸１２３がベアリング１２４を介してケース１２１内の略中央部に回転自在に支持されている。この支軸１２３は、ケース１２１内の下側隅部に設けた工具交換用モータ１２５に、減速機１２６および１対のギヤ１２７，１２８を介して連結され、これにより工具台１２２を任意の回転角度位置で停止できるようになっている。
【００６９】
工具台１２２には、例えば円盤形カッタ等からなる切断加工用工具１２９が支軸１２３の軸心回りに等間隔で例えば４組設けられ、工具交換用モータ１２５の駆動によって、自動選択的に各切断加工用工具１２９が加工位置（例えば図９の右側位置）まで回転移動できるようになっている。これにより工具交換が遠隔操作で自動的に行える。
【００７０】
各切断加工用工具１２９は工具台１２２に垂直な軸１３０を介してそれぞれ支持されている。そして、この各軸１３０は、前述した円筒状の支軸１２３内に設けた工具回転用モータ１３１に、減速機１３２および大小のギヤ１３３，１３４を介して連結され、これにより切断加工用工具１２９がそれぞれ切断加工のための回転を行えるようになっている。
【００７１】
なお、工具台１２２の工具部位、切断方向を除いて切断屑の回収装置１３５のカバー１３６で覆われている。
【００７２】
このような構成の工具ユニット１２は、前述した伸縮軸駆動部１１によって原子炉圧力容器１内で径方向に移動することができるとともに、工具回転用モータ１３１によって切断加工用工具１２９を回転することができ、さらに旋回駆動機構１４によって原子炉圧力容器１内の周方向に沿って工具台１２２を旋回させることでシュラウドサポートシリンダ２に沿う切断作用が行える。
【００７３】
図１０および図１１は以上の構成による工具ユニット１２でシュラウドサポートシリンダ２を切断している様子を概略的に示している。これらの図に示すように、切断加工用工具１２９がどの位置にあっても、回収装置１３５のカバー１３６がシュラウドサポートシリンダ２に当接し、カバー１３６の底部に設けた吸引口１３７を通して、切削屑を回収できるようになっている。
【００７４】
また、図１２は端面加工用工具１３８の例を示している。この端面加工用工具１３８は、図９に示した工具ユニット１２と略同様の工具台１３９に設けられ、工具回転用モータ１２３によりかさ歯車１４０を介して水平軸に対して回転するようになっている。この端面加工用工具１３８は例えばシュラウドサポートシリンダ２の上端面に押圧することにより例えば開先形成用として切削することができるものである。他の構成については、図９に示したものと略同様であるから、図の対応部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００７５】
なお、図１２に示した端面加工用工具１３８についても、工具交換用モータ１２５により複数の工具を有している工具台１３９を回転させて工具交換が行えるものである。
【００７６】
図１３は、切削屑の回収装置１３５の全体構成を示している。
【００７７】
即ち、本実施形態では、工具ユニット１２に付属して切削屑を収容するために、切削屑と周囲の水とを同時に回収するポンプ１４１と、切削屑を周囲の水から分離するためのフィルタ１４２とが備えられ、ホース１４３でカバー１３６の吸引口１３７に接続されている。なお、工具ユニット１２は回転するため、ポンプ１４１へ接続されるホース１４３が捩れないように、スイベルシャフト１４４が途中に設けられている。また、フィルタ１４２内には切削屑が収納され、同時に吸引した周囲の水はフィルタ１４２から原子炉圧力容器１内に戻される。
【００７８】
図１４は切断および端面加工後に使用される平坦度測定装置２００の構成を拡大して示している。
【００７９】
この平坦度測定装置２００は切削面の表面高さ位置を測定する測定ヘッド２０２と、この測定ヘッド２０２を切削面に近接および離間させる測定ヘッド駆動機構２０３とを備えている。駆動機構２０３は例えば油圧シリンダ２０４と、この油圧シリンダ２０４に連結された可動フレーム２０５とを有する。可動フレーム２０５は軸２０６を介して旋回フレーム６に回動可能とされており、図１４の実線および破線で示す各位置まで回動することができる。旋回フレーム１２には、可動フレーム２０５を各位置で停止させるためのストッパ２０７，２０８が設けてある。
【００８０】
測定ヘッド２０２は、可動フレーム２０５の先端に設けられ、一対の高さ測定用センサ２０９を有し、これらの測定用センサ２０９はシュラウドサポートシリンダ２の上端面に接触して周方向全体に亘る平坦度を検出することができる。
【００８１】
また、図１５は、シュラウドサポートシリンダ２の内径の変化を測定する内径測定装置２１０を示している。
【００８２】
シュラウドサポートシリンダ２は原子炉運転時の高熱等によって変形する可能性がある。この変形によってシュラウドサポートシリンダ２の径が変化した状態では平坦度測定等に影響を与える可能性がある。
【００８３】
そこで、本実施形態では、測定ヘッド２１１と、この測定ヘッド２１１を駆動する測定ヘッド駆動機構２１２とを有する内径測定装置２１０を設けている。
【００８４】
測定ヘッド２１１はダイヤルゲージ２１３を有し、このダイヤルゲージ２１３はゲージスタンド２１４を横移動させる油圧シリンダ２１５およびストッパ２１６を有する構成となっている。このヘッド駆動機構２１２が取付台２１７を介して旋回フレーム６に取付けられている。
【００８５】
なお、図１中、２２０は作業等監視用のカメラであり、このカメラ２２０からの画像情報に基づいて、図示しないオペレーションフロア上の操作室での遠隔操作が可能となる。
【００８６】
次に作用を説明する。
【００８７】
まず、装置全体を原子炉圧力容器１内に吊り込む。次に、固定フレーム５の基準脚７と、レベル調整脚８と、レベルを確認する電子式の水準器９とを用いて水平度を出し、その後シュラウドサポートシリンダ２の内面に８本のラジアルジャッキ１５で固定する。
【００８８】
この状態で固定フレーム５の中央下部に設けられた工具位置調整用の測定装置１６により固定フレーム５の下部とＣＲＤハウジング３上端との距離を測定し、基準高さに対してずれた量を昇降軸駆動部１０を移動させて工具ユニット１２の上下方向の位置を調整する。
【００８９】
次に工具ユニット１２の切断加工用工具１２９を回転させながら、伸縮軸駆動部１１により工具ユニット１２を外側に送り込み、さらに旋回駆動機構１４により工具ユニット１２と伸縮軸駆動部１１を回転させてシュラウドサポートシリンダ２を切断していく。
【００９０】
切断中に発生する切削屑は回収装置１３５により周囲の水と同時にポンプ１４１により回収され、切削屑はフィルタ１４２内に、周囲の水は原子炉に戻される。
【００９１】
以上の実施形態によれば、装置の据付が遠隔操作により容易に、かつ水平度を確保して行える。また、旋回フレーム６の旋回動作により、切断加工、切削加工等が高精度で行える。特にシュラウドサポートシリンダ２の切断加工が良好に行えるとともに、端面加工用工具等の併設により炉心シュラウドの端面加工等にも選択利用することができる。
【００９２】
また、切削屑等の回収も確実に行え、放射化された物体の飛散防止が有効的に図れる。
【００９３】
このように、放射化された原子炉圧力容器１内で、遠隔作業により、かつ水中作業により切断等を行う必要のある場合、本実施形態の構成によれば、現地専用の加工装置として大形であるにも拘らず、十分な防水性と剛性とを確保して、安全かつ効率よく作業が行えるようになるという多大な利点を得ることができるものである。
【００９４】
なお、前記実施形態では本発明に係る加工装置によってシュラウドサポートシリンダを切断または端面加工する場合について説明したが、本発明に係る加工装置は炉心シュラウドの中間高さ位置、または炉心シュラウドとシュラウドサポートシリンダとの接続部位等の加工についても適用することができる。炉心シュラウドの中間高さ位置の切断加工に際しては、固定フレームの脚構造を炉心シュラウドの内周面に突出する部材等に支持させるように変更等すればよい。
【００９５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、炉心シュラウドやサポシュラウドサポートシリンダのような円筒部品の切断や端面加工を現地にて、遠隔作業により、自動的に、かつ能率よく、しかも高精度で、容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る円筒部品の加工装置の一実施形態を示すもので、全体構成を示す図。
【図２】前記実施形態における基準脚の構成を示す拡大図。
【図３】図２と動作状態を異ならせた図。
【図４】前記実施形態におけるレベル調整脚の構成を示す拡大図。
【図５】前記実施形態における固定フレームの高さを測定する装置の構成を示す拡大図。
【図６】駆動部の防水構造を示す拡大図。
【図７】前記実施形態における旋回駆動機構等を示す断面図。
【図８】前記実施形態における伸縮軸駆動部を示す断面図。
【図９】前記実施形態における工具ユニットの構成を示す拡大図。
【図１０】前記実施形態における工具ユニットと回収装置の構成を示す説明図。
【図１１】図８の平面図。
【図１２】前記実施形態における端面加工用工具の構成を示す拡大図。
【図１３】前記実施形態における回収装置の構成を示す図。
【図１４】前記実施形態における平坦度測定装置の構成を示す拡大図。
【図１５】前記実施形態における内径測定装置の構成を示す拡大図。
【符号の説明】
１  原子炉圧力容器
２  シュラウドサポートシリンダ
３  制御棒駆動機構ハウジング（ＣＲＤハウジング）
４  加工装置
５  固定フレーム
６  旋回フレーム
７  基準脚
８  レベル調整脚
９  水準器
１０  昇降軸駆動部
１１  伸縮軸駆動部
１２  切削用工具ユニット
１３  下部フレーム部材
１４  旋回駆動機構
１５  ラジアルジャッキ
１６  測定装置
３１  支持穴
３２  シェル
３３  可動部材
３４  連結部材
３５  ボルト
３６  スペーサ
３７  脚本体部
３８  筒状ケーシング
３９  フランジ
４０  油圧シリンダ
４１  押動子
４２  ガイド
４３  係止用フック
４４  軸
４５  段部
４６  スプリング
４８  筒状ケース
４９  外筒
５０  内筒
５１  Ｏリング
５２  防水シール
５３  モータ
５４  減速機
５５  ボールネジ
５６  ナット
５７  キー溝
５８  キー
５９  ガイド
６０  フランジ部
６１  センサ
６２  センサ保持脚
６３  センサ
６４  基準ベース
６５  固定用ボルト
６６  挿入ガイド
６７  フック
６８  スプリング
７１  駆動軸
７２  ベアリング
７３  ハウジング
７４  フランジ
７５  Ｏリング
７６  防水シール
８１  支柱部材
８２  ベアリング
８３  防水シール
８４  回転胴
８５  フランジ部材
８６  ブラケット
８７  モータ
８８  駆動ギヤ
８９  旋回用ギヤ
９１  昇降軸
９２  モータ
９３  減速機
９４  ボールネジ
９５  ブラケット
９６  ナット
９７  防水カバー
９８  防水シール
１０１  筒状ケース
１０２  外筒
１０３  Ｏリング
１０４  防水シール
１０５  モータ
１０６  減速機
１０７  ボールネジ
１０８  ナット
１０９  キー溝
１１０  キー
１１１  工具支持部材
１２１  ケース
１２２  工具台
１２３  支軸
１２４  ベアリング
１２５  工具交換用モータ
１２６  減速機
１２７，１２８  ギヤ
１２９  切断加工用工具
１３０  軸
１３１  工具回転用モータ
１３２  減速機
１３３，１３４  ギヤ
１３５  切断屑回収装置
１３６  カバー
１３７  吸引口
１３８  端面加工用工具
１３９  工具台
１４０  かさ歯車
１４１  ポンプ
１４２  フィルタ
１４３  ホース
１４４  スイベルシャフト
２００  平坦度測定装置
２０２  測定ヘッド
２０３  測定ヘッド駆動機構
２０４  油圧シリンダ
２０５  可動フレーム
２０６  軸
２０７，２０８  ストッパ
２０９  測定用センサ
２１０  内径測定装置
２１１  測定ヘッド
２１２  測定ヘッド駆動機構
２１３  ダイヤルゲージ
２１４  ゲージスタンド
２１５  油圧シリンダ
２１６  ストッパ
２１７  取付台
２２０  カメラ
２２１  電気計装ケーブル
２２２  スリップリング
【図１】
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【図２】
0003803469.tif 000003
【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】
0003803469.tif 000008
【図８】
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【図９】
0003803469.tif 000010
【図１０】
0003803469.tif 000011
【図１１】
0003803469.tif 000012
【図１２】
0003803469.tif 000013
【図１３】
0003803469.tif 000014
【図１４】
0003803469.tif 000015
【図１５】
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