基準線設定方法、基準線設定装置
【課題】振動防止バーを精度良く、安定に、短時間で取り付けるために用いる基準線を設定する方法を提供することを目的とする。
【解決手段】蒸気発生器の胴体２の一端２ａに設けられた管板５と、管板５の表面の法線２ｘとの交点を原点とする座標系において、法線２ｘの周囲であって原点よりも胴体２の他端２ｂの位置に、３以上の複数の基準点５０を設定し、座標系における基準点５０の座標を測定する工程と、複数の基準点５０の座標に基づいて、法線２ｘの上の点であって他端２ｂに位置するものの座標を規定し、該座標と重なり法線２ｘと直交する線を基準線として、基準線と重なる２点の座標を算出する工程と、２点の座標を通過するレーザー光を射出させる工程と、を有する。
【解決手段】蒸気発生器の胴体２の一端２ａに設けられた管板５と、管板５の表面の法線２ｘとの交点を原点とする座標系において、法線２ｘの周囲であって原点よりも胴体２の他端２ｂの位置に、３以上の複数の基準点５０を設定し、座標系における基準点５０の座標を測定する工程と、複数の基準点５０の座標に基づいて、法線２ｘの上の点であって他端２ｂに位置するものの座標を規定し、該座標と重なり法線２ｘと直交する線を基準線として、基準線と重なる２点の座標を算出する工程と、２点の座標を通過するレーザー光を射出させる工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準線設定方法および基準線設定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントでは、原子炉において発生したエネルギーによって一次冷却材を加熱し、蒸気発生器において加熱された一次冷却材と二次冷却材との熱交換を行うことでタービンに供給するための蒸気を生成している。
【０００３】
加圧水型原子炉（Pressurized Water Reactor：PWR）で用いられる蒸気発生器は、一次冷却材の流路となるＵ型の伝熱管を複数備えている。この伝熱管には高温かつ高圧の一次冷却材が流れることから、一次冷却材の移動によって伝熱管が振動する。そのため、従来、このような伝熱管の振動を抑制する目的で、複数の伝熱管同士を連結して固定する振動防止バー（Anti-Vibration Bar：AVB）が用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４９９４号公報
【特許文献２】特開平７−１５１４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、蒸気発生器の製造工程において、このような振動防止バーを筒状の胴体内に設置する際は、胴体の一方の開口部（すなわち、振動防止バーの挿入口）を横切る紐やワイヤーなどの糸状の部材を張り、この糸状部材を基準線として、振動防止バーと基準線との相対位置を計測することにより、振動防止バーが所定の空間位置に配置されたかどうかを判断していた。そのため、振動防止バーの設置時に振動防止バーと基準線である糸状部材が干渉する場合には、基準線として用いる糸状部材を一度外して再設置する必要が生じることから、時間と労力とが掛かり、作業が煩雑になっていた。
【０００６】
また、近年の蒸気発生器の大型化に伴って伝導管の数が増えたことにより、伝導管の配置自由度が小さくなり、あわせて伝導管同士を連結する振動防止バーの設置にも、ずれ量がコンマ数ｍｍ以内といった高い精度が要求されるようになっている。このような要求に対し、上述のような糸状部材を用いる設置方法では、基準線の位置が変動してしまうおそれがあり、精度を担保しにくい。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、振動防止バーを精度良く、安定に、短時間で取り付けるために用いる基準線を設定する方法を提供することを目的とする。また、上述の方法に好適に用いられる基準線設定装置を提供することをあわせて目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の基準線設定方法は、蒸気発生器の胴体の一端に設けられた管板と、前記管板の表面の法線との交点を原点とする座標系において、前記法線の周囲であって前記原点よりも前記胴体の他端側の位置に、３以上の複数の基準点を設定し、前記座標系における前記基準点の座標を測定する工程と、前記複数の基準点の座標に基づいて、前記法線の上の点であって前記他端側に位置するものの座標を規定し、該座標と重なり前記法線と直交する線を基準線として、前記基準線と重なる２点の座標を算出する工程と、前記２点の座標を通過するレーザー光を射出させる工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、管板を基準とした座標系において各座標を規定し基準線を設定することが可能となる。そのため、該基準線を用いて取り付ける振動防止バーの座標は、管板を基準としたものとなり、位置精度が高くなる。また、基準線をレーザー光を用いて設定することができるため、例えば糸状部材のような実体のある部材を用いる場合と比べ、繰り返し取り外す必要がなく、高い位置精度を保ち安定に取り付けることが可能となる。さらに、実体のある部材を用いる場合と比べ、繰り返し取り外す必要がないため、作業時間が短縮できる。
【００１０】
これらにより、この方法によれば、振動防止バーを精度良く、安定に、短時間で取り付けるために用いる基準線を設定することが可能となる。
【００１１】
本発明においては、前記２点の座標で示される点が、前記基準線と前記法線とを含む面に含まれ、該面の面方向が重力方向に設定されていることが望ましい。
この方法によれば、レーザー光を射出する装置および受光する装置について、重力方向への位置ズレを考慮する必要がなく、高い精度で基準線を設定することができる。
【００１２】
本発明においては、前記レーザー光を射出させる工程では、予め、前記レーザー光を射出する射出部に対して、相対位置が既知の２点以上の射出側基準点と、前記レーザー光を受光する受光部に対して、相対位置が既知の２点以上の受光側基準点と、を設定し、 前記射出側基準点および前記受光側基準点と、前記２点の座標で示される点と、の相対位置に基づいて、前記射出部と前記受光部との配置位置を調節し、前記レーザー光を射出することが望ましい。
この方法によれば、レーザー光を射出する装置の射出部や受光する装置の受光部の位置を直接測定することができなくても、精度良く配置することが可能となる。
【００１３】
本発明においては、前記レーザー光として、可視光領域の波長の光を用いることが望ましい。
この方法によれば、基準線として用いるレーザー光のビームスポットを目視確認することができるため、振動防止バーの取り付け作業において、基準線の位置を確認しやすくなる。
【００１４】
また、本発明の基準線設定装置は、基準点を形成する３以上の基準材と、前記基準材の空間座標を光学的に測定する座標測定器と、を含む座標測定装置と、レーザー光を射出するレーザー発振器と、前記レーザー光を射出するレーザー受信器と、前記基準材と前記レーザー発振器とを載置する第１載置台を含む第１保持具と、前記基準材と前記レーザー受信器とを載置する第２載置台を含む第２保持具と、を含み、前記第１戴置台および前記第２戴置台は、第１直交３軸周りに回動可能であり、且つ前記第１戴置台および前記第２戴置台の各々の面方向の直交２軸方向に平行移動可能であることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１保持具および第２保持具の空間座標について、座標測定装置を用いて精度良く測定しながら配置することができ、さらに、第１保持具および第２保持具が有するレーザー発振器およびレーザー受信器の空間座標については、第１戴置台および第２戴置台の回動運動および平行移動により、微調節が可能である。したがって、レーザー光を、所望の空間位置に設定すべき基準線と重ねて射出することが容易となる。
【００１６】
本発明においては、前記第１載置台は、前記レーザー発振器を配置する面内方向において、前記レーザー発振器の前記レーザー光を射出する射出部を挟んで両側に、前記基準材が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、レーザー発振器の位置を直接測定することができなくても、間接的に位置を知ることができ、レーザー発振器を精度良く配置することが可能となる。
【００１７】
本発明においては、前記第２載置台は、前記レーザー受信器を配置する面内方向において、前記レーザー受信器の前記レーザー光を受信する受信部を挟んで両側に、前記基準材が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、レーザー受光器の位置を直接測定することができなくても、間接的に位置を知ることができ、レーザー受光器を精度良く配置することが可能となる。
【００１８】
本発明においては、前記第１載置台、または前記レーザー発振器の少なくともいずれか一方は、前記レーザー発振器から射出される前記レーザー光の射出方向を調整する調整機構を有することが望ましい。
この構成によれば、レーザー発振器から射出されるレーザー光の射出方向をさらに精度良く調節することが可能となる。
【００１９】
本発明においては、 前記レーザー光が、可視光領域の波長の光であることが望ましい。
この構成によれば、基準線として用いるレーザー光のビームスポットを目視確認することができるため、振動防止バーの取り付け作業において、基準線の位置を確認しやすくなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の装置および方法を用いれば、振動防止バーを精度良く、安定に、短時間で取り付けるために用いる基準線を設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】蒸気発生器の製造の様子を示す概略斜視図である。
【図２】設定された基準線を示す説明図である。
【図３】本実施形態の基準線設定装置に含まれる第１保持具を示す図である。
【図４】本実施形態の基準線設定装置に含まれる第１保持具を示す図である。
【図５】本実施形態の基準線設定装置に含まれる第１保持具を示す図である。
【図６】本実施形態の基準線設定装置に含まれる第１保持具を示す図である。
【図７】本実施形態の基準線設定方法を説明する説明図である。
【図８】本実施形態の基準線設定方法を説明する説明図である。
【図９】本実施形態の基準線設定方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１〜図９を参照しながら、本発明の実施形態に係る基準線設定方法および基準線設定装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【００２３】
図１は、蒸気発生器の製造の様子を示す概略斜視図である。本実施形態の蒸気発生器は、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）に用いられる。
【００２４】
図に示すように、蒸気発生器１は、両端が開口した筒状の胴体２、大きさの異なる複数の伝熱管３、伝熱管３が挿通され伝熱管３を支持する複数の伝熱管支持板４、胴体２の一端２ａを密封するとともに、伝熱管３と連通する複数の貫通孔（不図示）を有する管板５、複数の伝熱管３を連結し固定する複数の振動防止バー（振動防止部材）６を有している。
【００２５】
以下の説明においては、ｘｙｚ直交座標系を設定し、このｘｙｚ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。本実施例の場合、管板５の面内であって胴体２の延在方向と直交する方向（胴体２の中心軸と直交する方向）をｘ軸方向、管板５の面内であってｘ軸と直交する方向をｙ軸方向、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち導体２の中心軸方向）をｚ方向とする。
【００２６】
複数の伝熱管３はＵ字形状を有し、円弧部を胴体２の他端２ｂ側に向けて、胴体２の内部に挿入されている。胴体２の一端２ａ側では、伝熱管３の端部が管板５の複数の貫通孔にシール溶接されている。また、伝熱管３は、複数の伝熱管支持板４に非接触状態で挿通されている。
【００２７】
振動防止部材６は、伝熱管３の円弧部において複数の伝熱管３を連結し、伝熱管３内に流体が流れる際の伝熱管３の円弧部での振動等を防ぐために設けられている。振動防止部材６は、図１に示すように、Ｖ字形状を有しており、配置箇所に応じてＶ字の開度が異なる構成となっている。
【００２８】
このような振動防止部材６は、ｚ軸方向において所定の位置に配置されることで、確実に伝熱管３を固定することができる。また、ｘｚ平面内において所定の姿勢で配置されることで、図１において波線で囲む箇所のように、ｙ軸方向に積み重なる複数の振動防止部材６の端部同士を連結して固定し、一層強固に伝熱管３を固定することができる。
【００２９】
以下に説明する本実施形態の基準線設定装置は、振動防止部材６の取付時に振動防止部材６の相対位置の基準となる基準線Ｌを設定し、振動防止部材６の取付作業を精度良く行うことを可能とするものである。すなわち、本実施形態の基準線設定装置を用いると、図２に示すように、胴体２の端部を横切る基準線Ｌを設定することができる。そのため、当該基準線Ｌから振動防止部材６までのｚ軸方向における奥行き寸法（図中、符号Ｃで示す）と、基準線Ｌから振動防止部材６の両端までの弦寸法（図中、符号Ｄで示す）と、を測定することで、振動防止部材６を所定の位置に精度良く配置することを可能となる。
【００３０】
本実施形態の基準線設定装置は、基準点を形成する３以上の基準材と、基準材の空間座標を光学的に測定する座標測定器と、を含む座標測定装置と、レーザー光を射出するレーザー発振器と、レーザー光を射出するレーザー受信器と、基準材と前記レーザー発振器とを載置する第１載置台を含む第１保持具と、基準材とレーザー受信器とを載置する第２載置台を含む第２保持具と、を有する。第１載置台および第２載置台は、直交３軸周りに回動可能であり、且つ第１戴置台および第２戴置台の各々の直交２軸方向に平行移動可能である。
【００３１】
以下の説明においては、まず、第１保持具および第２保持具について説明し、次いで、座標測定装置を含めた基準線設置装置の使用法を説明しながら、本実施形態の基準線設定方法について説明する。
【００３２】
図３〜６は、本実施形態の基準線設定装置に含まれる第１保持具１０と第２保持具２０とを示す図であり、図３は第１保持具１０、図４は第１保持具１０が有する載置台の平面図、図５は第１保持具１０が有する第２位置調節部の概略斜視図、図６は第２保持具２０、をそれぞれ示している。また、図３，図６において、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。
【００３３】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、第１保持具１０は、レーザー光を射出するレーザー発信器３０を載置する載置部１１０と、載置部１１０の空間位置を制御する第１位置制御部１２０および第２位置制御部１３０と、載置部１１０、第１位置制御部１２０、第２位置制御部１３０を胴体２の端部に取り付けるための取り付け部１４０と、を有している。
【００３４】
図に示すように、載置部１１０は、レーザー発信器３０を載置する板状の載置台（第１載置台）１１１と、載置台１１１を第１位置制御部１２０に接続する接続軸１１２と、を有している。
【００３５】
載置台１１１は、ｙ軸方向から見て矩形の板状部材であり、胴体２に取り付けた状態でｚ軸方向に延在するように設けられている。載置台１１１には、ｙ軸方向に貫通する貫通孔１１３が設けられており、この貫通孔１１３に、レーザー発信器３０が有する凸状の射出部３１が、上方側（＋ｙ側）から嵌合している。
【００３６】
また、載置台１１１の下方側（−ｙ側）の面には、２箇所に磁石１１５が埋め込まれている。磁石１１５は、それぞれ球状の基準材５０を取り付けるために用いる。基準材５０は、後述する座標測定装置により座標（射出側基準点）を検出するために用いる部材である。
【００３７】
図４に示すように、２つの磁石１１５は、ｚ軸方向に設定された配列軸αに沿って貫通孔１１３を挟んで設けられている。また、磁石１１５の中心と貫通孔１１３の中心とは、配列軸α上に配列している。これにより、載置台１１１においては、レーザー発振器３０を配置する面内方向において、レーザー発振器３０のレーザー光を射出する射出部３１を挟んで両側に、基準材５０が設けられている。すなわち、磁石１１５を用いて取り付けられる球状の基準材５０の中心と、貫通孔１１３に嵌合する射出部３１の中心と、が配列軸α上に配列することとなる。
【００３８】
図３に戻って、接続軸１１２は、胴体２に取り付けた状態でｙ軸方向に延在するように設けられている。また、接続軸１１２は、ｙ軸周りを回動自在に設けられており、接続軸１１２が回動することにより、載置台１１１をｙ軸周りに回動させる構成となっている。接続軸１１２の回動角度は、調節つまみ１１７により調節可能となっている。
【００３９】
第１位置制御部１２０は、ｘ軸方向に平行移動可能なｘステージ１２１と、ｙ軸方向に平行移動可能なｚステージ１２２と、を有している。ｘステージ１２１の移動量は、ｘステージ１２１に設けられた調節つまみ１２３により調節可能となっており、また、ｚステージ１２２の移動量は、ｚステージ１２２に設けられた調節つまみ１２４により調節可能となっている。
【００４０】
ｚステージ１２２は、プレート１２５に取り付けられており、プレート１２５には載置部１１０の接続軸１１２が接続されている。そのため、ｘステージ１２１およびｚステージ１２２を移動させることで、接続軸１１２を介して載置台１１１をｘ軸方向およびｚ軸方向に平行移動させる構成となっている。
【００４１】
第２位置制御部１３０は、第１基台１３１と、第２基台１３２と、第１基台１３１および第２基台１３２に挟持され、これらを接続する円柱状の接続部１３３および一対のコイルばね（弾性部材）１３４と、一対のコイルばね１３４の内部にそれぞれ挿通される凸状部１３５と、一端が凸状部１３５に当接するように設けられた一対の調節ねじ１３６と、を有している。また、第２基台１３２には、ｘ軸方向の両端に、第１保持具１０の運搬に用いる運搬用ハンドル１３９が設けられている。
【００４２】
図５に示すように、第１基台１３１および第２基台１３２は、ｙ軸方向から見て矩形の板状部材である。第１基台１３１には、上述の第１位置制御部１２０に含まれるｘステージ１２２が接続され、第２基台１３２には、後述の取り付け部１４０が接続されている。
【００４３】
接続部１３３は、第１基台１３１と第２基台１３２との−ｚ側の端部でこれらを接続しており、一対のコイルばね１３４は、ｘ軸方向に配列して設けられ、第１基台１３１と第２基台１３２との＋ｚ側の端部でこれらを接続している。また、コイルばね１３４は、ｙ軸方向に収縮する方向の力が付勢された状態で、第１基台１３１と第２基台１３２とを接続している。
【００４４】
このような第２位置制御部１３０では、調節ねじ１３６の挿入量を調節することにより、調節ねじ１３６の先端が凸状部１３５を押し下げ、第１基台１３１と第２基台１３２との離間距離を変化させる。そのため、一対の調節ねじ１３６の挿入量をそれぞれ独立に変化させると第１基台１３１がｚ軸周りに回動し、一対の調節ねじ１３６の挿入量をそれぞれ同量変化させると、第１基台１３１がｘ軸周りに回動する。
【００４５】
これにより、調節ねじ１３６の挿入量を調節することで、接続軸１１２および第１位置制御部１２０を介して、載置台１１１をｘ軸周りおよびｚ軸周りに回動させる構成となっている。
【００４６】
なお、第１基台１３１と第２基台１３２との離間距離の変化は、第１基台１３１の変形により生じることとしてもよく、接続部１３３の変形により生じることとしてもよく、両者が同時に起こることとしてもよい。
【００４７】
図３に戻って、取り付け部１４０は、胴体２の端部に引っかかるフック１４１ａを有する取り付け部本体１４１と、取り付け部本体１４１との間で胴体２を挟み込むクランプ１４２と、取り付け部本体１４１とクランプ１４２が胴体２を挟み込んだ状態でクランプ１４２を固定する固定部１４３と、固定部１４３と連動し固定部１４３を介してクランプ１４２の開閉状態を変更するレバー１４４と、を有している。
【００４８】
このような取り付け部１４０では、胴体２にフック１４１ａを当接させた状態で、レバー１４４を操作し固定部１４３を回動させると、固定部１４３に当接したクランプ１４２が胴体２に引っかかり、自身を胴体２に固定する。これにより、第１保持具１０を胴体２の所望の位置に固定する。
【００４９】
一方、図６（ａ）（ｂ）に示すように、第２保持具２０は、レーザー光を受光するレーザー受光器４０を載置する載置部１１０と、載置部１１０の空間位置を制御する第１位置制御部１２０および第２位置制御部１３０と、載置部１１０、第１位置制御部１２０、第２位置制御部１３０を胴体２の端部に取り付けるための取り付け部１４０と、を有している。
【００５０】
本実施形態の第１保持具１０と第２保持具２０とは、レーザー光の射出装置を保持するか、または受光装置を保持するか、という点が異なり、その他の構成は共通している。第２保持具２０が有する載置台１１１は、本発明における第２載置台に該当する。また、第２保持具２０が有する基準材５０は、本発明における受光側基準点に該当する。
【００５１】
第２保持具２０の載置部１１０が有する載置台（第２載置台）１１１には、ｙ軸方向に貫通する貫通孔１１３が設けられており、この貫通孔１１３に、レーザー受光器４０が有する凸状の受光部４１が、下方側（−ｙ側）から嵌合している。すなわち、第２保持具２０、載置台１１１において、レーザー受光器４０は、胴体２に取り付けられた際に、第１保持具１０のレーザー発信器３０の射出部に面するように設けられている。
【００５２】
これらに加えて、本実施形態の基準線設定装置は、座標測定装置を有する。座標測定装置は、複数の基準材と、基準材の空間座標を測定する座標測定器と、を含むものである。座標測定装置としては、例えば、光反射性を有する球状の基準材（リフレクタ）の座標をレーザー光線を用いて測定する３次元レーザー計測器を用いることができる。
本実施形態の基準線設定装置は、以上のような構成となっている。
【００５３】
次に、本実施形態の基準線設定方法を説明する。図７〜９は、本実施形態の基準線設定方法を説明する説明図である。
【００５４】
本実施形態の基準線設定方法では、蒸気発生器の胴体２の一端に設けられた管板５と、管板５の表面の法線２ｘとの交点を原点とする座標系において、法線２ｘの周囲であって原点よりも胴体２の他端２ｂ側の位置に、３以上の複数の基準点５０を設定し、座標系における基準点５０の座標を測定する工程と、複数の基準点５０の座標に基づいて、法線２ｘの上の点であって他端２ｂ側に位置するものの座標を規定し、該座標と重なり法線２ｘと直交する線を基準線として、基準線と重なる２点の座標を算出する工程と、２点の座標を通過するレーザー光を射出させる工程と、を有する。以下、順に説明する。
【００５５】
まず、図７に示すように、胴体２の一端２ａに設けられた管板５と同一の平面をｘｙ平面とし、ｘｙ平面と胴体２の中心軸２ｘの延在方向をｚ軸方向として、管板５と胴体２の中心軸２ｘとの交点を原点（０，０，０）としたｘｙｚ座標系を設定する。
【００５６】
そして、胴体２の周囲に３以上の基準材５０（図中、基準材５０ａ、５０ｂ、５０ｃとして示す）を配置し、座標測定器６０を用いて、胴体２の一端２ａ側から各々の基準材５０の座標を測定する。測定する座標は、上述の座標系における座標である。
【００５７】
ここで、胴体２のｚ軸方向の寸法Ａは既知の値である。また、胴体２の他端２ｂに設けられた第１保持具１０における、胴体２からレーザー発信器までの距離（図３（ｂ）に符号ｘで示す）も既知の値である。そのため、第１保持具１０から射出されるレーザー光を基準線Ｌとする場合の、基準線Ｌと中心軸２ｘとの交点Ｐの座標は、（０，０，Ａ＋ｘ）として算出することができる。
【００５８】
したがって、座標測定装置６０を用いて胴体２の他端２ｂ側から測定し、基準材５０ａ、５０ｂ、５０ｃの座標に基づいた第１保持具１０および第２保持具２０の座標を規定することで、第１保持具１０から射出されたレーザー光が基準線Ｌと重なるように、射出部３１および受光部４１が配置されるべき２点の座標を算出することができる。
【００５９】
ここで、射出部３１および受光部４１が配置されるべき２点の座標は、法線２ｘを含む平面であって、面方向が鉛直方向に設定されている面に含まれることが望ましい。具体的には、第１保持具１０が胴体２の上方、第２保持具２０が胴体２の下方に配置され、レーザー光を鉛直方向に射出するように基準線を設定することが好ましい。これにより、第１保持具１０および第２保持具２０の重力方向への位置ズレを考慮する必要がなくなり、設置が容易となる。
【００６０】
次に、図８に示すように、第１保持具１０および第２保持具２０は、各々有する基準材５０の座標に基づいて配置することができる。
【００６１】
ここでは、予め、レーザー光を射出する射出部３１に対して、相対位置が既知の２点以上の基準材５０（射出側基準点）と、レーザー光を受光する受光部４１に対して、相対位置が既知の２点以上の基準材５０（受光側基準点）と、を設定し、射出側基準点および受光側基準点と、射出部３１および受光部４１が配置されるべき座標として算出される２点と、の相対位置に基づいて、射出部３１と受光部４１との配置位置を調節し、レーザー光を射出する。
【００６２】
すなわち、第１保持具１０上のレーザー発信器３０の座標や、第２保持具２０上のレーザー受信機４０の座標は、直接測定することはできないが、レーザー発信器３０と第１保持具１０が有する基準材５０との相対位置、および、レーザー受信器４０と第２保持具２０が有する基準材５０との相対位置、はそれぞれ既知である。そのため、第１保持具１０および第２保持具２０が有する基準材５０の座標を確認しながら、レーザー発信器３０から射出されるレーザー光が基準線Ｌと重なるように、第１保持具１０および第２保持具２０の位置を調節する。
【００６３】
第１保持具１０および第２保持具２０の位置調節時には、各々有する第１位置調節部１２０および第２位置調節部１３０を用い、ｘ軸方向、ｚ軸方向、ｘ軸周り、ｙ軸周り、ｚ軸周りの微調節を行う。
【００６４】
さらに、載置台１１１、またはレーザー発振器３０の少なくともいずれか一方は、レーザー発振器３０から射出されるレーザー光の射出方向を調整する調整機構を有することが好ましい。すなわち、載置台１１１、またはレーザー発振器３０の少なくともいずれか一方は、レーザー発振器３０のみ独立して姿勢を調節する機構を有し、レーザー光の射出方向を微調節できる機構を有していることが好ましい。第１保持具１０および第２保持具２０の位置を所望の位置に設置したとしても、レーザー発振器３０から射出されるレーザー光の光線軸が傾いていると、レーザー光を基準線Ｌと重なるように射出することができないためである。
【００６５】
このような機構は、レーザー発振器３０に備わっていることとしてもよく、載置部１１０に備わっていることとしてもよい。このような機構により、第１位置調節部１２０および第２位置調節部１３０を用いて位置調節をした後、さらに精度良くレーザー光の射出方向を調節することが可能となる。
【００６６】
例えば、図９に示すように、載置部１１０の載置台１１１に、レーザー発振器３０の姿勢を調節する複数の調節ねじ１１９が設けられ、調節ねじ１１９の挿入量によってレーザー発振器３０の姿勢の調節を行うこととするとよい。このような構成を有する第１保持具１０に対し、第２保持具２０では、レーザー受信器４０の受光部４１と重なる開口部７０ａを備えたバリア７０を設けることとし、開口部７０ａを通過したレーザー光Ｌｂのみが受光部４１に入射するような構成とする。このようにすると、レーザー光Ｌｂは開口部７０ａを通過することで初めて受光部４１に入射することとなる。
【００６７】
したがって、第１保持具１０および第２保持具２０の位置調節により、予め射出部３１、開口部７０ａ、受光部４１が基準線Ｌ上に配置されるように調節した後、さらに調節ねじ１１９によりレーザー発振器３０の姿勢を制御してレーザー光Ｌｂが受光部４１に入射するように調節することで、レーザー光Ｌｂを基準線Ｌと重なるように射出させることが可能となる。
【００６８】
レーザー発振器３０が射出するレーザー光は、レーザー光やレーザー光のスポットを目視で確認できることから、可視光領域の波長の光であることが好ましい。しかし、例えばＣＣＤイメージセンサ（Charge Coupled Device Image Sensor）のような撮像素子を用いてレーザー光やレーザー光のスポットを確認する場合には、赤外線領域の波長のレーザー光を用いることとしても構わない。
本実施形態の基準線設定方法は、以上のようにして行う。
【００６９】
蒸気発生器の製造時には、以上のようにして設定した基準線を用い、基準線と振動防止バーとの相対位置を確認しながら振動防止バーの設置を行う。これにより、精度良く、振動防止バーの設置を行うことが可能となる。
【００７０】
以上のような基準線設定方法によれば、管板５を基準とした座標系において各座標を規定し基準線Ｌを設定することが可能となる。そのため、該基準線Ｌを用いて取り付ける振動防止バーの座標は、管板５を基準としたものとなり、位置精度が高くなる。
【００７１】
また、基準線Ｌをレーザー光を用いて設定することができるため、例えば糸状部材のような実体のある部材を用いる場合と比べ、繰り返し取り外す必要がなく、高い位置精度を保ち安定に取り付けることが可能となる。
【００７２】
さらに、実体のある部材を用いる場合と比べ、繰り返し取り外す必要がないため、作業時間が短縮できる。
【００７３】
これらにより、本実施形態の方法によれば、振動防止バーを精度良く、安定に、短時間で取り付けるために用いる基準線Ｌを設定することが可能となる。
【００７４】
また、以上のような構成の基準線設定装置によれば、第１保持具１０および第２保持具２０の空間座標について、座標測定装置を用いて精度良く測定しながら配置することができ、さらに、第１保持具１０および第２保持具２０が有するレーザー発振器３０およびレーザー受信器４０の空間座標については、戴置台１１１の回動運動および平行移動により、微調節が可能である。したがって、レーザー光を、所望の空間位置に設定すべき基準線と重ねて射出することが容易となる。
【００７５】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１…蒸気発生器、２…胴体、２…一端、２ｂ…他端、２ｘ…法線、５…管板、１０…第１保持具、２０…第２保持具、３１…射出部、４１…受光部、３０…レーザー発振器、４０…レーザー受信器、５０…基準点、６０…座標測定装置、１１１…載置台（第１載置台、第２載置台）、１１９…調節ねじ（調整機構）、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準線設定方法および基準線設定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントでは、原子炉において発生したエネルギーによって一次冷却材を加熱し、蒸気発生器において加熱された一次冷却材と二次冷却材との熱交換を行うことでタービンに供給するための蒸気を生成している。
【０００３】
加圧水型原子炉（Pressurized Water Reactor：PWR）で用いられる蒸気発生器は、一次冷却材の流路となるＵ型の伝熱管を複数備えている。この伝熱管には高温かつ高圧の一次冷却材が流れることから、一次冷却材の移動によって伝熱管が振動する。そのため、従来、このような伝熱管の振動を抑制する目的で、複数の伝熱管同士を連結して固定する振動防止バー（Anti-Vibration Bar：AVB）が用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４９９４号公報
【特許文献２】特開平７−１５１４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、蒸気発生器の製造工程において、このような振動防止バーを筒状の胴体内に設置する際は、胴体の一方の開口部（すなわち、振動防止バーの挿入口）を横切る紐やワイヤーなどの糸状の部材を張り、この糸状部材を基準線として、振動防止バーと基準線との相対位置を計測することにより、振動防止バーが所定の空間位置に配置されたかどうかを判断していた。そのため、振動防止バーの設置時に振動防止バーと基準線である糸状部材が干渉する場合には、基準線として用いる糸状部材を一度外して再設置する必要が生じることから、時間と労力とが掛かり、作業が煩雑になっていた。
【０００６】
また、近年の蒸気発生器の大型化に伴って伝導管の数が増えたことにより、伝導管の配置自由度が小さくなり、あわせて伝導管同士を連結する振動防止バーの設置にも、ずれ量がコンマ数ｍｍ以内といった高い精度が要求されるようになっている。このような要求に対し、上述のような糸状部材を用いる設置方法では、基準線の位置が変動してしまうおそれがあり、精度を担保しにくい。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、振動防止バーを精度良く、安定に、短時間で取り付けるために用いる基準線を設定する方法を提供することを目的とする。また、上述の方法に好適に用いられる基準線設定装置を提供することをあわせて目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の基準線設定方法は、蒸気発生器の胴体の一端に設けられた管板と、前記管板の表面の法線との交点を原点とする座標系において、前記法線の周囲であって前記原点よりも前記胴体の他端側の位置に、３以上の複数の基準点を設定し、前記座標系における前記基準点の座標を測定する工程と、前記複数の基準点の座標に基づいて、前記法線の上の点であって前記他端側に位置するものの座標を規定し、該座標と重なり前記法線と直交する線を基準線として、前記基準線と重なる２点の座標を算出する工程と、前記２点の座標を通過するレーザー光を射出させる工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、管板を基準とした座標系において各座標を規定し基準線を設定することが可能となる。そのため、該基準線を用いて取り付ける振動防止バーの座標は、管板を基準としたものとなり、位置精度が高くなる。また、基準線をレーザー光を用いて設定することができるため、例えば糸状部材のような実体のある部材を用いる場合と比べ、繰り返し取り外す必要がなく、高い位置精度を保ち安定に取り付けることが可能となる。さらに、実体のある部材を用いる場合と比べ、繰り返し取り外す必要がないため、作業時間が短縮できる。
【００１０】
これらにより、この方法によれば、振動防止バーを精度良く、安定に、短時間で取り付けるために用いる基準線を設定することが可能となる。
【００１１】
本発明においては、前記２点の座標で示される点が、前記基準線と前記法線とを含む面に含まれ、該面の面方向が重力方向に設定されていることが望ましい。
この方法によれば、レーザー光を射出する装置および受光する装置について、重力方向への位置ズレを考慮する必要がなく、高い精度で基準線を設定することができる。
【００１２】
本発明においては、前記レーザー光を射出させる工程では、予め、前記レーザー光を射出する射出部に対して、相対位置が既知の２点以上の射出側基準点と、前記レーザー光を受光する受光部に対して、相対位置が既知の２点以上の受光側基準点と、を設定し、 前記射出側基準点および前記受光側基準点と、前記２点の座標で示される点と、の相対位置に基づいて、前記射出部と前記受光部との配置位置を調節し、前記レーザー光を射出することが望ましい。
この方法によれば、レーザー光を射出する装置の射出部や受光する装置の受光部の位置を直接測定することができなくても、精度良く配置することが可能となる。
【００１３】
本発明においては、前記レーザー光として、可視光領域の波長の光を用いることが望ましい。
この方法によれば、基準線として用いるレーザー光のビームスポットを目視確認することができるため、振動防止バーの取り付け作業において、基準線の位置を確認しやすくなる。
【００１４】
また、本発明の基準線設定装置は、基準点を形成する３以上の基準材と、前記基準材の空間座標を光学的に測定する座標測定器と、を含む座標測定装置と、レーザー光を射出するレーザー発振器と、前記レーザー光を射出するレーザー受信器と、前記基準材と前記レーザー発振器とを載置する第１載置台を含む第１保持具と、前記基準材と前記レーザー受信器とを載置する第２載置台を含む第２保持具と、を含み、前記第１戴置台および前記第２戴置台は、第１直交３軸周りに回動可能であり、且つ前記第１戴置台および前記第２戴置台の各々の面方向の直交２軸方向に平行移動可能であることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１保持具および第２保持具の空間座標について、座標測定装置を用いて精度良く測定しながら配置することができ、さらに、第１保持具および第２保持具が有するレーザー発振器およびレーザー受信器の空間座標については、第１戴置台および第２戴置台の回動運動および平行移動により、微調節が可能である。したがって、レーザー光を、所望の空間位置に設定すべき基準線と重ねて射出することが容易となる。
【００１６】
本発明においては、前記第１載置台は、前記レーザー発振器を配置する面内方向において、前記レーザー発振器の前記レーザー光を射出する射出部を挟んで両側に、前記基準材が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、レーザー発振器の位置を直接測定することができなくても、間接的に位置を知ることができ、レーザー発振器を精度良く配置することが可能となる。
【００１７】
本発明においては、前記第２載置台は、前記レーザー受信器を配置する面内方向において、前記レーザー受信器の前記レーザー光を受信する受信部を挟んで両側に、前記基準材が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、レーザー受光器の位置を直接測定することができなくても、間接的に位置を知ることができ、レーザー受光器を精度良く配置することが可能となる。
【００１８】
本発明においては、前記第１載置台、または前記レーザー発振器の少なくともいずれか一方は、前記レーザー発振器から射出される前記レーザー光の射出方向を調整する調整機構を有することが望ましい。
この構成によれば、レーザー発振器から射出されるレーザー光の射出方向をさらに精度良く調節することが可能となる。
【００１９】
本発明においては、 前記レーザー光が、可視光領域の波長の光であることが望ましい。
この構成によれば、基準線として用いるレーザー光のビームスポットを目視確認することができるため、振動防止バーの取り付け作業において、基準線の位置を確認しやすくなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の装置および方法を用いれば、振動防止バーを精度良く、安定に、短時間で取り付けるために用いる基準線を設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】蒸気発生器の製造の様子を示す概略斜視図である。
【図２】設定された基準線を示す説明図である。
【図３】本実施形態の基準線設定装置に含まれる第１保持具を示す図である。
【図４】本実施形態の基準線設定装置に含まれる第１保持具を示す図である。
【図５】本実施形態の基準線設定装置に含まれる第１保持具を示す図である。
【図６】本実施形態の基準線設定装置に含まれる第１保持具を示す図である。
【図７】本実施形態の基準線設定方法を説明する説明図である。
【図８】本実施形態の基準線設定方法を説明する説明図である。
【図９】本実施形態の基準線設定方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１〜図９を参照しながら、本発明の実施形態に係る基準線設定方法および基準線設定装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【００２３】
図１は、蒸気発生器の製造の様子を示す概略斜視図である。本実施形態の蒸気発生器は、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）に用いられる。
【００２４】
図に示すように、蒸気発生器１は、両端が開口した筒状の胴体２、大きさの異なる複数の伝熱管３、伝熱管３が挿通され伝熱管３を支持する複数の伝熱管支持板４、胴体２の一端２ａを密封するとともに、伝熱管３と連通する複数の貫通孔（不図示）を有する管板５、複数の伝熱管３を連結し固定する複数の振動防止バー（振動防止部材）６を有している。
【００２５】
以下の説明においては、ｘｙｚ直交座標系を設定し、このｘｙｚ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。本実施例の場合、管板５の面内であって胴体２の延在方向と直交する方向（胴体２の中心軸と直交する方向）をｘ軸方向、管板５の面内であってｘ軸と直交する方向をｙ軸方向、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち導体２の中心軸方向）をｚ方向とする。
【００２６】
複数の伝熱管３はＵ字形状を有し、円弧部を胴体２の他端２ｂ側に向けて、胴体２の内部に挿入されている。胴体２の一端２ａ側では、伝熱管３の端部が管板５の複数の貫通孔にシール溶接されている。また、伝熱管３は、複数の伝熱管支持板４に非接触状態で挿通されている。
【００２７】
振動防止部材６は、伝熱管３の円弧部において複数の伝熱管３を連結し、伝熱管３内に流体が流れる際の伝熱管３の円弧部での振動等を防ぐために設けられている。振動防止部材６は、図１に示すように、Ｖ字形状を有しており、配置箇所に応じてＶ字の開度が異なる構成となっている。
【００２８】
このような振動防止部材６は、ｚ軸方向において所定の位置に配置されることで、確実に伝熱管３を固定することができる。また、ｘｚ平面内において所定の姿勢で配置されることで、図１において波線で囲む箇所のように、ｙ軸方向に積み重なる複数の振動防止部材６の端部同士を連結して固定し、一層強固に伝熱管３を固定することができる。
【００２９】
以下に説明する本実施形態の基準線設定装置は、振動防止部材６の取付時に振動防止部材６の相対位置の基準となる基準線Ｌを設定し、振動防止部材６の取付作業を精度良く行うことを可能とするものである。すなわち、本実施形態の基準線設定装置を用いると、図２に示すように、胴体２の端部を横切る基準線Ｌを設定することができる。そのため、当該基準線Ｌから振動防止部材６までのｚ軸方向における奥行き寸法（図中、符号Ｃで示す）と、基準線Ｌから振動防止部材６の両端までの弦寸法（図中、符号Ｄで示す）と、を測定することで、振動防止部材６を所定の位置に精度良く配置することを可能となる。
【００３０】
本実施形態の基準線設定装置は、基準点を形成する３以上の基準材と、基準材の空間座標を光学的に測定する座標測定器と、を含む座標測定装置と、レーザー光を射出するレーザー発振器と、レーザー光を射出するレーザー受信器と、基準材と前記レーザー発振器とを載置する第１載置台を含む第１保持具と、基準材とレーザー受信器とを載置する第２載置台を含む第２保持具と、を有する。第１載置台および第２載置台は、直交３軸周りに回動可能であり、且つ第１戴置台および第２戴置台の各々の直交２軸方向に平行移動可能である。
【００３１】
以下の説明においては、まず、第１保持具および第２保持具について説明し、次いで、座標測定装置を含めた基準線設置装置の使用法を説明しながら、本実施形態の基準線設定方法について説明する。
【００３２】
図３〜６は、本実施形態の基準線設定装置に含まれる第１保持具１０と第２保持具２０とを示す図であり、図３は第１保持具１０、図４は第１保持具１０が有する載置台の平面図、図５は第１保持具１０が有する第２位置調節部の概略斜視図、図６は第２保持具２０、をそれぞれ示している。また、図３，図６において、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。
【００３３】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、第１保持具１０は、レーザー光を射出するレーザー発信器３０を載置する載置部１１０と、載置部１１０の空間位置を制御する第１位置制御部１２０および第２位置制御部１３０と、載置部１１０、第１位置制御部１２０、第２位置制御部１３０を胴体２の端部に取り付けるための取り付け部１４０と、を有している。
【００３４】
図に示すように、載置部１１０は、レーザー発信器３０を載置する板状の載置台（第１載置台）１１１と、載置台１１１を第１位置制御部１２０に接続する接続軸１１２と、を有している。
【００３５】
載置台１１１は、ｙ軸方向から見て矩形の板状部材であり、胴体２に取り付けた状態でｚ軸方向に延在するように設けられている。載置台１１１には、ｙ軸方向に貫通する貫通孔１１３が設けられており、この貫通孔１１３に、レーザー発信器３０が有する凸状の射出部３１が、上方側（＋ｙ側）から嵌合している。
【００３６】
また、載置台１１１の下方側（−ｙ側）の面には、２箇所に磁石１１５が埋め込まれている。磁石１１５は、それぞれ球状の基準材５０を取り付けるために用いる。基準材５０は、後述する座標測定装置により座標（射出側基準点）を検出するために用いる部材である。
【００３７】
図４に示すように、２つの磁石１１５は、ｚ軸方向に設定された配列軸αに沿って貫通孔１１３を挟んで設けられている。また、磁石１１５の中心と貫通孔１１３の中心とは、配列軸α上に配列している。これにより、載置台１１１においては、レーザー発振器３０を配置する面内方向において、レーザー発振器３０のレーザー光を射出する射出部３１を挟んで両側に、基準材５０が設けられている。すなわち、磁石１１５を用いて取り付けられる球状の基準材５０の中心と、貫通孔１１３に嵌合する射出部３１の中心と、が配列軸α上に配列することとなる。
【００３８】
図３に戻って、接続軸１１２は、胴体２に取り付けた状態でｙ軸方向に延在するように設けられている。また、接続軸１１２は、ｙ軸周りを回動自在に設けられており、接続軸１１２が回動することにより、載置台１１１をｙ軸周りに回動させる構成となっている。接続軸１１２の回動角度は、調節つまみ１１７により調節可能となっている。
【００３９】
第１位置制御部１２０は、ｘ軸方向に平行移動可能なｘステージ１２１と、ｙ軸方向に平行移動可能なｚステージ１２２と、を有している。ｘステージ１２１の移動量は、ｘステージ１２１に設けられた調節つまみ１２３により調節可能となっており、また、ｚステージ１２２の移動量は、ｚステージ１２２に設けられた調節つまみ１２４により調節可能となっている。
【００４０】
ｚステージ１２２は、プレート１２５に取り付けられており、プレート１２５には載置部１１０の接続軸１１２が接続されている。そのため、ｘステージ１２１およびｚステージ１２２を移動させることで、接続軸１１２を介して載置台１１１をｘ軸方向およびｚ軸方向に平行移動させる構成となっている。
【００４１】
第２位置制御部１３０は、第１基台１３１と、第２基台１３２と、第１基台１３１および第２基台１３２に挟持され、これらを接続する円柱状の接続部１３３および一対のコイルばね（弾性部材）１３４と、一対のコイルばね１３４の内部にそれぞれ挿通される凸状部１３５と、一端が凸状部１３５に当接するように設けられた一対の調節ねじ１３６と、を有している。また、第２基台１３２には、ｘ軸方向の両端に、第１保持具１０の運搬に用いる運搬用ハンドル１３９が設けられている。
【００４２】
図５に示すように、第１基台１３１および第２基台１３２は、ｙ軸方向から見て矩形の板状部材である。第１基台１３１には、上述の第１位置制御部１２０に含まれるｘステージ１２２が接続され、第２基台１３２には、後述の取り付け部１４０が接続されている。
【００４３】
接続部１３３は、第１基台１３１と第２基台１３２との−ｚ側の端部でこれらを接続しており、一対のコイルばね１３４は、ｘ軸方向に配列して設けられ、第１基台１３１と第２基台１３２との＋ｚ側の端部でこれらを接続している。また、コイルばね１３４は、ｙ軸方向に収縮する方向の力が付勢された状態で、第１基台１３１と第２基台１３２とを接続している。
【００４４】
このような第２位置制御部１３０では、調節ねじ１３６の挿入量を調節することにより、調節ねじ１３６の先端が凸状部１３５を押し下げ、第１基台１３１と第２基台１３２との離間距離を変化させる。そのため、一対の調節ねじ１３６の挿入量をそれぞれ独立に変化させると第１基台１３１がｚ軸周りに回動し、一対の調節ねじ１３６の挿入量をそれぞれ同量変化させると、第１基台１３１がｘ軸周りに回動する。
【００４５】
これにより、調節ねじ１３６の挿入量を調節することで、接続軸１１２および第１位置制御部１２０を介して、載置台１１１をｘ軸周りおよびｚ軸周りに回動させる構成となっている。
【００４６】
なお、第１基台１３１と第２基台１３２との離間距離の変化は、第１基台１３１の変形により生じることとしてもよく、接続部１３３の変形により生じることとしてもよく、両者が同時に起こることとしてもよい。
【００４７】
図３に戻って、取り付け部１４０は、胴体２の端部に引っかかるフック１４１ａを有する取り付け部本体１４１と、取り付け部本体１４１との間で胴体２を挟み込むクランプ１４２と、取り付け部本体１４１とクランプ１４２が胴体２を挟み込んだ状態でクランプ１４２を固定する固定部１４３と、固定部１４３と連動し固定部１４３を介してクランプ１４２の開閉状態を変更するレバー１４４と、を有している。
【００４８】
このような取り付け部１４０では、胴体２にフック１４１ａを当接させた状態で、レバー１４４を操作し固定部１４３を回動させると、固定部１４３に当接したクランプ１４２が胴体２に引っかかり、自身を胴体２に固定する。これにより、第１保持具１０を胴体２の所望の位置に固定する。
【００４９】
一方、図６（ａ）（ｂ）に示すように、第２保持具２０は、レーザー光を受光するレーザー受光器４０を載置する載置部１１０と、載置部１１０の空間位置を制御する第１位置制御部１２０および第２位置制御部１３０と、載置部１１０、第１位置制御部１２０、第２位置制御部１３０を胴体２の端部に取り付けるための取り付け部１４０と、を有している。
【００５０】
本実施形態の第１保持具１０と第２保持具２０とは、レーザー光の射出装置を保持するか、または受光装置を保持するか、という点が異なり、その他の構成は共通している。第２保持具２０が有する載置台１１１は、本発明における第２載置台に該当する。また、第２保持具２０が有する基準材５０は、本発明における受光側基準点に該当する。
【００５１】
第２保持具２０の載置部１１０が有する載置台（第２載置台）１１１には、ｙ軸方向に貫通する貫通孔１１３が設けられており、この貫通孔１１３に、レーザー受光器４０が有する凸状の受光部４１が、下方側（−ｙ側）から嵌合している。すなわち、第２保持具２０、載置台１１１において、レーザー受光器４０は、胴体２に取り付けられた際に、第１保持具１０のレーザー発信器３０の射出部に面するように設けられている。
【００５２】
これらに加えて、本実施形態の基準線設定装置は、座標測定装置を有する。座標測定装置は、複数の基準材と、基準材の空間座標を測定する座標測定器と、を含むものである。座標測定装置としては、例えば、光反射性を有する球状の基準材（リフレクタ）の座標をレーザー光線を用いて測定する３次元レーザー計測器を用いることができる。
本実施形態の基準線設定装置は、以上のような構成となっている。
【００５３】
次に、本実施形態の基準線設定方法を説明する。図７〜９は、本実施形態の基準線設定方法を説明する説明図である。
【００５４】
本実施形態の基準線設定方法では、蒸気発生器の胴体２の一端に設けられた管板５と、管板５の表面の法線２ｘとの交点を原点とする座標系において、法線２ｘの周囲であって原点よりも胴体２の他端２ｂ側の位置に、３以上の複数の基準点５０を設定し、座標系における基準点５０の座標を測定する工程と、複数の基準点５０の座標に基づいて、法線２ｘの上の点であって他端２ｂ側に位置するものの座標を規定し、該座標と重なり法線２ｘと直交する線を基準線として、基準線と重なる２点の座標を算出する工程と、２点の座標を通過するレーザー光を射出させる工程と、を有する。以下、順に説明する。
【００５５】
まず、図７に示すように、胴体２の一端２ａに設けられた管板５と同一の平面をｘｙ平面とし、ｘｙ平面と胴体２の中心軸２ｘの延在方向をｚ軸方向として、管板５と胴体２の中心軸２ｘとの交点を原点（０，０，０）としたｘｙｚ座標系を設定する。
【００５６】
そして、胴体２の周囲に３以上の基準材５０（図中、基準材５０ａ、５０ｂ、５０ｃとして示す）を配置し、座標測定器６０を用いて、胴体２の一端２ａ側から各々の基準材５０の座標を測定する。測定する座標は、上述の座標系における座標である。
【００５７】
ここで、胴体２のｚ軸方向の寸法Ａは既知の値である。また、胴体２の他端２ｂに設けられた第１保持具１０における、胴体２からレーザー発信器までの距離（図３（ｂ）に符号ｘで示す）も既知の値である。そのため、第１保持具１０から射出されるレーザー光を基準線Ｌとする場合の、基準線Ｌと中心軸２ｘとの交点Ｐの座標は、（０，０，Ａ＋ｘ）として算出することができる。
【００５８】
したがって、座標測定装置６０を用いて胴体２の他端２ｂ側から測定し、基準材５０ａ、５０ｂ、５０ｃの座標に基づいた第１保持具１０および第２保持具２０の座標を規定することで、第１保持具１０から射出されたレーザー光が基準線Ｌと重なるように、射出部３１および受光部４１が配置されるべき２点の座標を算出することができる。
【００５９】
ここで、射出部３１および受光部４１が配置されるべき２点の座標は、法線２ｘを含む平面であって、面方向が鉛直方向に設定されている面に含まれることが望ましい。具体的には、第１保持具１０が胴体２の上方、第２保持具２０が胴体２の下方に配置され、レーザー光を鉛直方向に射出するように基準線を設定することが好ましい。これにより、第１保持具１０および第２保持具２０の重力方向への位置ズレを考慮する必要がなくなり、設置が容易となる。
【００６０】
次に、図８に示すように、第１保持具１０および第２保持具２０は、各々有する基準材５０の座標に基づいて配置することができる。
【００６１】
ここでは、予め、レーザー光を射出する射出部３１に対して、相対位置が既知の２点以上の基準材５０（射出側基準点）と、レーザー光を受光する受光部４１に対して、相対位置が既知の２点以上の基準材５０（受光側基準点）と、を設定し、射出側基準点および受光側基準点と、射出部３１および受光部４１が配置されるべき座標として算出される２点と、の相対位置に基づいて、射出部３１と受光部４１との配置位置を調節し、レーザー光を射出する。
【００６２】
すなわち、第１保持具１０上のレーザー発信器３０の座標や、第２保持具２０上のレーザー受信機４０の座標は、直接測定することはできないが、レーザー発信器３０と第１保持具１０が有する基準材５０との相対位置、および、レーザー受信器４０と第２保持具２０が有する基準材５０との相対位置、はそれぞれ既知である。そのため、第１保持具１０および第２保持具２０が有する基準材５０の座標を確認しながら、レーザー発信器３０から射出されるレーザー光が基準線Ｌと重なるように、第１保持具１０および第２保持具２０の位置を調節する。
【００６３】
第１保持具１０および第２保持具２０の位置調節時には、各々有する第１位置調節部１２０および第２位置調節部１３０を用い、ｘ軸方向、ｚ軸方向、ｘ軸周り、ｙ軸周り、ｚ軸周りの微調節を行う。
【００６４】
さらに、載置台１１１、またはレーザー発振器３０の少なくともいずれか一方は、レーザー発振器３０から射出されるレーザー光の射出方向を調整する調整機構を有することが好ましい。すなわち、載置台１１１、またはレーザー発振器３０の少なくともいずれか一方は、レーザー発振器３０のみ独立して姿勢を調節する機構を有し、レーザー光の射出方向を微調節できる機構を有していることが好ましい。第１保持具１０および第２保持具２０の位置を所望の位置に設置したとしても、レーザー発振器３０から射出されるレーザー光の光線軸が傾いていると、レーザー光を基準線Ｌと重なるように射出することができないためである。
【００６５】
このような機構は、レーザー発振器３０に備わっていることとしてもよく、載置部１１０に備わっていることとしてもよい。このような機構により、第１位置調節部１２０および第２位置調節部１３０を用いて位置調節をした後、さらに精度良くレーザー光の射出方向を調節することが可能となる。
【００６６】
例えば、図９に示すように、載置部１１０の載置台１１１に、レーザー発振器３０の姿勢を調節する複数の調節ねじ１１９が設けられ、調節ねじ１１９の挿入量によってレーザー発振器３０の姿勢の調節を行うこととするとよい。このような構成を有する第１保持具１０に対し、第２保持具２０では、レーザー受信器４０の受光部４１と重なる開口部７０ａを備えたバリア７０を設けることとし、開口部７０ａを通過したレーザー光Ｌｂのみが受光部４１に入射するような構成とする。このようにすると、レーザー光Ｌｂは開口部７０ａを通過することで初めて受光部４１に入射することとなる。
【００６７】
したがって、第１保持具１０および第２保持具２０の位置調節により、予め射出部３１、開口部７０ａ、受光部４１が基準線Ｌ上に配置されるように調節した後、さらに調節ねじ１１９によりレーザー発振器３０の姿勢を制御してレーザー光Ｌｂが受光部４１に入射するように調節することで、レーザー光Ｌｂを基準線Ｌと重なるように射出させることが可能となる。
【００６８】
レーザー発振器３０が射出するレーザー光は、レーザー光やレーザー光のスポットを目視で確認できることから、可視光領域の波長の光であることが好ましい。しかし、例えばＣＣＤイメージセンサ（Charge Coupled Device Image Sensor）のような撮像素子を用いてレーザー光やレーザー光のスポットを確認する場合には、赤外線領域の波長のレーザー光を用いることとしても構わない。
本実施形態の基準線設定方法は、以上のようにして行う。
【００６９】
蒸気発生器の製造時には、以上のようにして設定した基準線を用い、基準線と振動防止バーとの相対位置を確認しながら振動防止バーの設置を行う。これにより、精度良く、振動防止バーの設置を行うことが可能となる。
【００７０】
以上のような基準線設定方法によれば、管板５を基準とした座標系において各座標を規定し基準線Ｌを設定することが可能となる。そのため、該基準線Ｌを用いて取り付ける振動防止バーの座標は、管板５を基準としたものとなり、位置精度が高くなる。
【００７１】
また、基準線Ｌをレーザー光を用いて設定することができるため、例えば糸状部材のような実体のある部材を用いる場合と比べ、繰り返し取り外す必要がなく、高い位置精度を保ち安定に取り付けることが可能となる。
【００７２】
さらに、実体のある部材を用いる場合と比べ、繰り返し取り外す必要がないため、作業時間が短縮できる。
【００７３】
これらにより、本実施形態の方法によれば、振動防止バーを精度良く、安定に、短時間で取り付けるために用いる基準線Ｌを設定することが可能となる。
【００７４】
また、以上のような構成の基準線設定装置によれば、第１保持具１０および第２保持具２０の空間座標について、座標測定装置を用いて精度良く測定しながら配置することができ、さらに、第１保持具１０および第２保持具２０が有するレーザー発振器３０およびレーザー受信器４０の空間座標については、戴置台１１１の回動運動および平行移動により、微調節が可能である。したがって、レーザー光を、所望の空間位置に設定すべき基準線と重ねて射出することが容易となる。
【００７５】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１…蒸気発生器、２…胴体、２…一端、２ｂ…他端、２ｘ…法線、５…管板、１０…第１保持具、２０…第２保持具、３１…射出部、４１…受光部、３０…レーザー発振器、４０…レーザー受信器、５０…基準点、６０…座標測定装置、１１１…載置台（第１載置台、第２載置台）、１１９…調節ねじ（調整機構）、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生器の胴体の一端に設けられた管板と、前記管板の表面の法線との交点を原点とする座標系において、前記法線の周囲であって前記原点よりも前記胴体の他端側の位置に、３以上の複数の基準点を設定し、前記座標系における前記基準点の座標を測定する工程と、
前記複数の基準点の座標に基づいて、前記法線の上の点であって前記他端側に位置するものの座標を規定し、該座標と重なり前記法線と直交する線を基準線として、前記基準線と重なる２点の座標を算出する工程と、
前記２点の座標を通過するレーザー光を射出させる工程と、を有することを特徴とする基準線設定方法。
【請求項２】
前記２点の座標で示される点が、前記基準線と前記法線とを含む面に含まれ、該面の面方向が重力方向に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の基準線設定方法。
【請求項３】
前記レーザー光を射出させる工程では、予め、前記レーザー光を射出する射出部に対して、相対位置が既知の２点以上の射出側基準点と、前記レーザー光を受光する受光部に対して、相対位置が既知の２点以上の受光側基準点と、を設定し、
前記射出側基準点および前記受光側基準点と、前記２点の座標で示される点と、の相対位置に基づいて、前記射出部と前記受光部との配置位置を調節し、前記レーザー光を射出することを特徴とする請求項１または２に記載の基準線設定方法。
【請求項４】
前記レーザー光として、可視光領域の波長の光を用いることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基準線設定方法。
【請求項５】
基準点を形成する３以上の基準材と、前記基準材の空間座標を光学的に測定する座標測定器と、を含む座標測定装置と、
レーザー光を射出するレーザー発振器と、
前記レーザー光を射出するレーザー受信器と、
前記基準材と前記レーザー発振器とを載置する第１載置台を含む第１保持具と、
前記基準材と前記レーザー受信器とを載置する第２載置台を含む第２保持具と、を含み、
前記第１戴置台および前記第２戴置台は、直交３軸周りに回動可能であり、且つ前記第１戴置台および前記第２戴置台の各々の面方向の直交２軸方向に平行移動可能であることを特徴とする基準線設定装置。
【請求項６】
前記第１載置台は、前記レーザー発振器を配置する面内方向において、前記レーザー発振器の前記レーザー光を射出する射出部を挟んで両側に、前記基準材が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の基準線設定装置。
【請求項７】
前記第２載置台は、前記レーザー受信器を配置する面内方向において、前記レーザー受信器の前記レーザー光を受信する受信部を挟んで両側に、前記基準材が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の基準線設定装置。
【請求項８】
前記第１載置台、または前記レーザー発振器の少なくともいずれか一方は、前記レーザー発振器から射出される前記レーザー光の射出方向を調整する調整機構を有することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の基準線設定装置。
【請求項９】
前記レーザー光が、可視光領域の波長の光であることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の基準線設定装置。
【請求項１】
蒸気発生器の胴体の一端に設けられた管板と、前記管板の表面の法線との交点を原点とする座標系において、前記法線の周囲であって前記原点よりも前記胴体の他端側の位置に、３以上の複数の基準点を設定し、前記座標系における前記基準点の座標を測定する工程と、
前記複数の基準点の座標に基づいて、前記法線の上の点であって前記他端側に位置するものの座標を規定し、該座標と重なり前記法線と直交する線を基準線として、前記基準線と重なる２点の座標を算出する工程と、
前記２点の座標を通過するレーザー光を射出させる工程と、を有することを特徴とする基準線設定方法。
【請求項２】
前記２点の座標で示される点が、前記基準線と前記法線とを含む面に含まれ、該面の面方向が重力方向に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の基準線設定方法。
【請求項３】
前記レーザー光を射出させる工程では、予め、前記レーザー光を射出する射出部に対して、相対位置が既知の２点以上の射出側基準点と、前記レーザー光を受光する受光部に対して、相対位置が既知の２点以上の受光側基準点と、を設定し、
前記射出側基準点および前記受光側基準点と、前記２点の座標で示される点と、の相対位置に基づいて、前記射出部と前記受光部との配置位置を調節し、前記レーザー光を射出することを特徴とする請求項１または２に記載の基準線設定方法。
【請求項４】
前記レーザー光として、可視光領域の波長の光を用いることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基準線設定方法。
【請求項５】
基準点を形成する３以上の基準材と、前記基準材の空間座標を光学的に測定する座標測定器と、を含む座標測定装置と、
レーザー光を射出するレーザー発振器と、
前記レーザー光を射出するレーザー受信器と、
前記基準材と前記レーザー発振器とを載置する第１載置台を含む第１保持具と、
前記基準材と前記レーザー受信器とを載置する第２載置台を含む第２保持具と、を含み、
前記第１戴置台および前記第２戴置台は、直交３軸周りに回動可能であり、且つ前記第１戴置台および前記第２戴置台の各々の面方向の直交２軸方向に平行移動可能であることを特徴とする基準線設定装置。
【請求項６】
前記第１載置台は、前記レーザー発振器を配置する面内方向において、前記レーザー発振器の前記レーザー光を射出する射出部を挟んで両側に、前記基準材が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の基準線設定装置。
【請求項７】
前記第２載置台は、前記レーザー受信器を配置する面内方向において、前記レーザー受信器の前記レーザー光を受信する受信部を挟んで両側に、前記基準材が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の基準線設定装置。
【請求項８】
前記第１載置台、または前記レーザー発振器の少なくともいずれか一方は、前記レーザー発振器から射出される前記レーザー光の射出方向を調整する調整機構を有することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の基準線設定装置。
【請求項９】
前記レーザー光が、可視光領域の波長の光であることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の基準線設定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１８４９３０（Ｐ２０１２−１８４９３０Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６２０１（Ｐ２０１１−４６２０１）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
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