比較すると、統合型原子炉主ナット垂直洗浄機の最適な方式が提案されています。主ボルトとボルトは、一度だけ点検および給油できます。原理原理は、スプレッダーを使用してボルトを垂直に持ち上げてロードおよびアンロード機能に投入します。ナットはアクティブ原理に従って動作します。検出して検出し、ねじ山展開図を生成します。製品は放射性廃棄物が少なく、占有面積も小さくなります。この装置は原子力発電分野で成功裏に適用されており、原子炉圧力容器の主ボルトのニーズを完全に満たすことができます。
代表的な既存の RPV メインボルトとナット清掃機器は以下のとおりです。
（１）CNNC武漢核動力運営技術有限公司（以下、CNPOと称する）の第一世代洗濯機は横型を採用している。
（２）中国科学院光電子技術研究所は水平洗浄を採用しており、装置は一体化されている。
（３）中国原子力発電研究設計院は垂直洗浄を採用している。
1. 研究課題
原子力発電所の原子炉圧力容器が一定期間稼働した後、油汚れやその他の不純物がメインボルト高温高圧環境下では、ボルトとナットが固着していることがあります。これらを適時に洗浄しないと、一方ではねじ山の焼き付きを引き起こす可能性があり、他方ではその後の運転中の検査の実施に影響を与え、信号異常や誤判定につながる可能性があります。原子炉圧力容器のメインボルトとナットの洗浄は、原子炉圧力容器のメインボルトが長期間安全かつ信頼できる状態であることを保証する作業の1つです。したがって、原子炉圧力容器のメインボルトとナットを効率的に洗浄する必要があります。
洗浄機の効率を向上させ、設置面積の縮小、廃液量の削減、高い安全性といった発電所のニーズを満たすため、総合的な比較検討の結果、高度に統合されたシステムを備えた垂直型洗浄機が最適なソリューションであると結論付けられました。
こうした状況を踏まえ、当社は自動化の度合いを高めた原子炉圧力容器（RPV）主ボルト・ナット垂直洗浄機を独自に開発しました。この洗浄機は、ナットの自動積載・荷降ろし、ボルト・ナットの洗浄・乾燥、ねじ切り加工機による目視検査、ボルトへの給油を一度の吊り上げで完了させることができます。
2．主な問題点
この研究では、水平洗浄機の共通技術と知識の成果を継承し、洗浄効果を確保することに基づいて、洗浄プロセスを最適化し、RPVメインボルトとナット垂直より高度な自動化を実現した清掃機を設計・開発し、具体的には以下の点を特徴としている。
（１）ボルトアセンブリの吊り上げ方法の設計。
（２）ナットの自動積載および荷降ろしを実現する方法の設計。
（３）ボルトとナットの同時垂直洗浄の実現方法設計。
（４）糸加工機の視覚検査を実現する方法の設計。
（５）制御システムの実装設計
3．研究プロセスと方法
主となるボルト・ナット垂直洗浄機は、ナットの自動装填・排出、ねじ山洗浄、送風乾燥、ボルトねじ山の機械目視検査、および給油の機能を備えています。
洗浄機システムは高度に統合されており、主なレイアウトは次のとおりです。ボルトとナットの洗浄ユニットは洗浄機の中央に配置され、廃液抽出用のギアポンプは下部に配置され、洗浄液循環システムの液体貯蔵タンクとフィルターはそれぞれ左側のボックスに設置されています。磁気ポンプ、廃液タンク、空気供給および排気システムのファンとフィルター。ねじの機械視覚検査のために、ボルト洗浄ボックスの外側に画像取得コンポーネントが設置されています。キャビネットの上部に片持ち梁構造が設置され、片持ち梁の端に設置されたディスプレイ画面は装置の操作に使用されます。ボルト洗浄ボックスの後部には制御コンポーネントが設置されています。ボルト洗浄ボックスの前には密閉ドアが設置され、洗浄状態の観察を容易にするためにドアにガラスが設置されています。密閉ドアは3点で押圧され、密閉効果を確保します（下図参照）。
この清掃機の主な利点は以下のとおりです。
（１）全ての機能は一度の吊り上げで完了できます。
（２）ナットは自動的に装着および取り外しが可能である。
（３）ナットと垂直ボルトを同時に清掃します。
（４）ねじ山の機械視覚検査機能を有し、ねじ山展開図を生成する。
これらの主な利点と機能の実装プロセスについては、以下で詳しく説明します。
3.1 ボルトアセンブリの吊り上げ
ボルトとナットのアセンブリは、ボルト保管バスケットから、特殊なC字型のスプレッダー（図2参照）を介して、ボルトとナット洗浄機内部のメインボルトトレイに持ち上げられます。
3.2 ナットの自動積載および荷降ろし
（１）機器構成
ナットの自動装填・排出ユニットは、クリーニングボックス内部に組み込まれています。このユニットは主に、ボルト駆動機構、ナット昇降機構、ボルト締め付け機構で構成されています。
ボルト駆動機構は、主にメインボルトトレイとボルト駆動用ギアモーターで構成されています。
ナット昇降機構は、主にメインナット固定クリップ、駆動スライダー、フォロワースライダー、台形ねじ、ガイド光軸、およびねじ駆動モーターで構成されています。
スタッドクランプ機構は、メインのネジクランプをボックス内に固定するために使用されます。これは2つの半円弧状のクランプ構造で、クリーニングボックスの内枠に取り付けられています。
（２）機能的現実
ナットの装着と取り外しボルト、ナット、ナット、アクティブメカニズムは、機構として機能し、ねじ山が損傷しないことを保証できます。同時に、ユーザーは同時に
ナッツの取り外し手順は以下のとおりです。
メインボルトが反時計回りに回転し、針が回転し、ナットが回転し、針が回転し、円周方向に回転し、回転のみし、回転方向にのみ移動できます。軸に沿って移動しながら、移動ガイドが上昇し、バーが回転を駆動します。モーター モーター モーター モーター モーター スライダー スライダー 1 つを同じに上昇させ、2 つのパッシブ スライダーを回転させ、2 つのスライダーを回転させて、トリップ時にナットの最初のねじ山への衝撃を防ぎます。
ナットがねじ部から外れると、メインボルトが回転し、メインボルトが回転して動き、追従するスライドブロックが接触して押し込まれ、追従するスライドブロックが押し込まれます。ここまでで、メインナットの自動分解動作が完了しました。
プログラムをインストールし、またその逆も同様です。
洗浄は主に、メインナットの内ねじ洗浄とメインボルトの3段階外ねじ洗浄に分けられます。メインナットはメインボルトの真上に位置しているため、洗浄液がメインナットを伝って洗浄対象のボルトを汚染するのを防ぐため、ボルトとナットの洗浄が完了した後、ボルトにはすすぎ工程が追加されます。
（１）ナッツの洗浄
ナッツの洗浄は、主にナッツ洗浄ブラシとナッツ昇降機構の連携によって行われます。ナッツ洗浄ブラシと駆動モーターは、洗浄機の上部カバーに取り付けられています。
ナットクリーニングブラシは、主にクリーニングブラシヘッド、メインシャフト、およびサポートシリンダーで構成されています。クリーニングブラシヘッドは遠心構造になっています。回転していないときは、クリーニングブラシの外径はナットの内径よりも小さくなっています。ブラシヘッドが回転すると、遠心力によってブラシ固定シートが開き、固定シートに取り付けられたナイロンブラシがナットの内ねじ面に密着します。
ナットを清掃する前に、ナット昇降機構を使用してナットを持ち上げ、清掃ブラシヘッドに挿入します。次に、ナット清掃ブラシ駆動モーターを始動して清掃ブラシヘッドを回転させます。ブラシヘッドが回転している間、メインナットは昇降機構の駆動によって上下に移動し、ねじ山全体を清掃します。
（２）ボルトの清掃
ボルトクリーニングユニットは、主にローラーブラシアセンブリ、ローラーブラシ旋回機構、メインボルト固定装置、およびメインボルト駆動装置で構成されています。ローラーブラシアセンブリは、ローラーブラシ旋回ロッドを介して旋回シリンダのピストンロッドに接続されています。ローラーブラシシリンダのピストンロッドが押し出されると、ローラーブラシアセンブリはメインボルトのねじ部に近づき、引き込まれると、ローラーブラシアセンブリはメインボルトから離れます。ローラーブラシ駆動モータは、ベルトプーリーを介してローラーブラシを回転させます。
メインボルトを清掃する際は、メインボルト駆動モーターがトレイ上のメインボルトを回転させ、スイングシリンダーがローラーブラシアセンブリをメインボルトの3分割ねじ山に近づけ、ローラーブラシ駆動モーターを始動させ、ローラーブラシがメインボルトの表面に対して回転します。これにより、メインボルトを清掃することができます。
洗浄工程中、洗浄液循環システムが洗浄液を噴霧管に供給し、噴霧管には複数のノズルが設置されており、洗浄液をボルト表面に均一に噴霧する。
4. 問題と解決策
研究開発過程において、装置の性能を検証するために、装置製造後にボルトとナットの模擬体を用いて多数の試験を実施したところ、いくつかの問題点が発見され、それに対して適切な対策が講じられた。
（１）洗浄ボックスからの漏れ
装置は垂直構造であるため、筐体の密閉性にはより高い要求が課せられます。洗浄作業中に、洗浄液の一部が気密扉と枠の内側に飛び散り、そこから流れ落ちて漏れが発生していることが判明しました。これに関して、以下の対策を講じてください。
（２）洗浄および空気乾燥の全工程において、ファンは常に吸引状態にあり、洗浄ボックス内の空気圧が大気圧よりも低く負圧状態になるようにすることで、ボックス内の廃液や廃ガスの溢れ出しを効果的に防止し、作業者の安全を完全に保証します。
（３）洗浄ボックスの密閉ドア内部のステンレス鋼部品の表面には超疎水性コーティングが施され、ドアガラスにも疎水性処理が施されているため、洗浄プロセス中に密閉ドアに飛び散った水滴がドアパネルやガラスに付着せず、ドアパネルに残った水滴が落下する問題が改善されます。
（２）ボルトの滑り現象
当初、メインボルトトレイは、金属部品にゴム板を接着する構造を採用していました。締め付けトルクが大きすぎると、ゴムとボルトの底部が滑り、保護の役割を果たします。
試運転の初期段階では、洗浄媒体として水を使用し、主ボルトの締め付け効果は良好でした。しかし、後期段階で洗浄媒体を原子力発電所で実際に使用されている洗浄液に変更したところ、主ボルトが締め付けられず滑ってしまうことが判明しました。分析の結果、洗浄液の潤滑効果により、従来のボルト締め付け方法は無効であったことが分かりました。
メインボルトトレイの金属部品にゴム板を接着する構造を廃止することで、4つの球面プランジャーをメインボルトトレイに直接取り付けました。メインボルトを駆動する際、2つの球面プランジャーがメインボルト底部の溝にスライドし、メインボルトの駆動を実現します。駆動トルクが大きすぎる場合は、保護機能も備えています。同時に、メインボルト駆動サーボモーターにもトルク保護機能が搭載されており、メインボルト駆動トルクが設定値を超えると、停止して警報を発します。
（４）自然乾燥効果が良くない
デバッグの結果、ボルトが完全に自然乾燥されていなかったことが判明し、その効果を改善する必要があることが分かりました。
装置の空気乾燥プロセスを調査した結果、試運転の初期段階では、ボルトローラーブラシはボルトを洗浄して表面の汚れを除去する際にのみ、ボルトに近づいて高速回転することがわかった。空気乾燥プロセスが開始されると、ボルトローラーブラシはボルトから離れ、ボルトは圧縮空気の高速噴射のみによって空気乾燥される。
このため、著者は空気乾燥工程を改良した。洗浄後、空気乾燥が開始されると、ローラーブラシがボルトに近づき、高速回転して表面の液体を除去する。空気乾燥サイクルの1/3が経過すると、ボルトローラーブラシはボルトから離れて回転を停止し、その後、圧縮空気の高速噴射によってボルトを乾燥させる。
改良後、乾燥効果が大幅に向上したことが実証されている。
投稿日時：2022年11月17日
