(57)【要約】【課題】  原子力発電プラントの炉内構造物の芯計測に関して、信頼性を向上することにある。【解決手段】  原子力発電プラントの炉内構造物点検または炉内構造物取替として炉内構造物の据付芯計測を行う原子炉炉内構造物の芯計測方法において、芯計測の基準の炉内構造物にターゲットを取り付け、該芯計測を行う炉内構造物に下げ振り式芯計測装置を取り付け、下げ振り先端の初期位置からターゲット中心位置に移動して合わせる作業を水中カメラで確認し、該下げ振りワイヤを吊っているＸＹテーブルの移動量により炉内構造物の芯計測を行う。【効果】  芯計測の信頼性を向上。【選択図】図２
2010085141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラントの炉内構造物点検または炉内構造物取替として炉内構造物の据付芯計測を行う原子炉炉内構造物の芯計測方法において、
芯計測の基準の炉内構造物にターゲットを取り付け、該芯計測を行う炉内構造物に下げ振り式芯計測装置を取り付け、下げ振り先端の初期位置からターゲット中心位置に移動して合わせる作業を水中カメラで確認し、該下げ振りワイヤを吊っているＸＹテーブルの移動量により炉内構造物の芯計測を行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の芯計測方法。
【請求項２】
原子力発電プラントの供用期間中に実施する原子炉圧力容器内の炉内構造物点検または、炉内構造物取替として炉内構造物の据付芯計測を行う際、芯計測の基準の炉内構造物に遠隔でターゲットを取り付け、芯計測を行う炉内構造物に下げ振り式芯計測装置を遠隔で取り付けて下げ振り先端の初期位置からターゲット中心位置に移動して合わせる作業を水中カメラで遠隔目視確認して、下げ振りワイヤを吊っているＸＹテーブルの移動量により炉内構造物の芯計測を行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の芯計測方法。
【請求項３】
原子力発電プラントの炉内構造物点検または炉内構造物取替として炉内構造物の据付芯計測を行う原子炉炉内構造物の芯計測装置において、
芯計測の基準であり、該炉内構造物に取り付けられたターゲットを備え、該芯計測を行う該炉内構造物に取り付けられた下げ振り式芯計測装置であって、下げ振り先端の初期位置から該ターゲット中心位置に移動して合わせる作業確認可能な水中カメラとを備えたことを特徴とする原子炉炉内構造物の芯計測装置。
【請求項４】
請求項３記載の芯計測装置において、下げ振り先端とターゲット位置を直角２方向から該水中カメラにて遠隔目視確認が可能なことを特徴とする芯計測装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４記載の芯計測装置において、下げ振りワイヤ位置が炉内構造物の中心位置となる調芯固定機構を備えていることを特徴とする芯計測装置。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５の何れかに記載の芯計測装置は、遠隔自動ＸＹ駆動機構により下げ振りワイヤの平面位置（ＸＹ方向）をターゲット中心位置または、任意の位置に遠隔移動した移動量とその移動量から芯ずれ量計算処理して表示することを特徴とする芯計測装置。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６の何れかに記載の芯計測装置は、下げ振りワイヤ長さを遠隔で任意に変えることが可能な遠隔自動ワイヤ長さ調整機構を備えていることを特徴とする芯計測装置。
【請求項８】
請求項３乃至請求項７の何れかに記載の芯計測装置は、分割式パイプ内径に下げ振りワイヤを通すことにより、下げ振りワイヤの損傷防止および下げ振りワイヤが原子炉内炉水流動の影響を受けない構造を特徴とする芯計測装置。
【請求項９】
請求項７記載の芯計測装置は、分割式パイプの最下端部に下げ振りを回収する機構と回収状況を監視する水中カメラを備えていることを特徴とする芯計測装置。
【請求項１０】
請求項３乃至請求項７の何れかに記載の芯計測装置は、分割式パイプを取り外した短尺状態の芯計測装置で、下げ振り中心位置および調芯固定機構と遠隔自動ＸＹ駆動機構および遠隔自動ワイヤ長さ調整機構の調整を調整架台により可能にしたことを特徴とする芯計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラント供用期間中に実施する定期検査時に、原子炉圧力容器内の炉内構造物据付芯計測を行う際、基準となる炉内構造物と芯計測対象の炉内構造物の芯ずれ量を計測するための芯計測方法および芯計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントにおける原子炉炉内構造物の据付芯計測方法としては、アライメントテレスコープを使用する光学的方法や、特開２００２−３９７３５号公報に示された芯計測装置を用いた方法がある。
【０００３】
特開２００２−３９７３５号公報の方法は、離間した第１の位置と第２の位置との間の距離が既知であって、その第１と第２の位置間に亘って設置する直線状に形成された基準棒の傾斜量を測定し前記第１と第２位置間の芯ずれ量を計測する方法である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３９７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術におけるアライメントテレスコープを用いた光学的な方法は、主に原子力発電プラントの建設工事（供用期間前）において実施されていた。
【０００６】
しかし、原子力発電プラントの供用期間中に炉内構造物の据付芯計測を行う際は、作業員の被ばく線量低減のために原子炉圧力容器内は満水状態となり、アライメントスコープ（気中）と水の境界部で屈折が起こり正確な芯計測ができない。
【０００７】
一方、特開２００２−３９７３５号公報に示されている、離間した第１と第２の位置間に亘って設置する直線状に形成された基準棒の傾斜量を測定し前記第１と第２の位置の芯ずれ量を計測する方法では、基準棒の長さを第１と第２の位置の距離以上とする必要が有る。例えば、炉心支持板の芯ずれ量を測定する際には第１の位置が炉心支持板の孔で第２の位置がＣＲＤハウジング孔となるが、２点間の距離は約４ｍ有るため芯計測装置の長さは４ｍ以上の大型なものになり、保管場所が制限される上、原子炉建屋オペレーティングフロアで行う炉内搬入前精度確認校正試験では大型試験架台を用いて行う必要が有る。
【０００８】
また、炉心支持板付近は高線量部位のため、傾斜計内の電気回路が放射線により誤作動あるいは破損する可能性がある。仮に放射線により傾斜計に誤作動が生じ、それを基に芯計測値が算出された場合、表示された芯計測値を検証することができないという課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、原子力発電プラントの炉内構造物の芯計測に関して、信頼性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
原子力発電プラントの炉内構造物点検または炉内構造物取替として炉内構造物の据付芯計測を行う原子炉炉内構造物の芯計測方法において、下げ振り式を採用することにある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、原子力発電プラントの炉内構造物の芯計測に関して、信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
原子力発電プラントの供用期間中に炉内構造物の据付芯計測を行う際、下げ振り先端とターゲットの芯ずれ量を水中カメラで確認する簡易な方法であり、下げ振りは炉水温度のバラツキや高放射線量の影響を受けることなく必ず鉛直下を示すため計測装置の調整の手間を省き、計測に熟練を必要とせず芯計測値の信頼性が高い。
【００１３】
また、ターゲットに下げ振り先端が指す芯ずれ量を水中カメラを介してＴＶモニタで確認し、ＸＹテーブルの移動量で芯計測することから容易である。
【００１４】
また、下げ振り先端とターゲットを直角２方向の至近距離から水中カメラで遠隔目視確認するため、芯ずれ量を判別できる。
【００１５】
また、下げ振り式芯計測装置を炉内構造物孔に設置する際、調芯固定機構を遠隔操作することで、下げ振りワイヤ位置が芯計測する炉内構造物孔の中心位置となるように下げ振り式芯計測装置を固定できる。
【００１６】
また、下げ振り式芯計測装置には、遠隔自動ＸＹ駆動機構により下げ振りワイヤの平面位置（ＸＹ方向）をターゲット中心位置または、任意の位置に遠隔移動し、その移動量から芯ずれ量を計算処理して表示することができるため、芯計測作業が容易に行える。
【００１７】
また、下げ振り式芯計測装置には、遠隔自動ワイヤ長さ調整機構により下げ振りワイヤを任意の長さに変えることができるため、据付基準と計測対象の炉内構造物間の距離が相違する複数の炉内構造物や据付寸法が相違する他プラントでの芯計測にも共用使用できるため汎用性が高い。
【００１８】
また、装置保管時および精度確認校正試験時には下げ振りワイヤ長さを必要最小限にすることで、大きな保管エリアの確保が不要となり、校正試験架台構造および構成試験作業の簡素化を図れる。
【００１９】
また、下げ振り式芯計測装置には、分割式パイプ内径に下げ振りワイヤを通すことにより、下げ振りワイヤの損傷防止および原子炉内炉水流動の影響を受けない。
【００２０】
また、原子力発電プラント供用期間中に原子炉炉内構造物の据付芯計測を行う際は、原子炉圧力容器内は満水状態で、さらに原子炉圧力容器に接続している浄化系の炉水は流動しているが、下げ振りワイヤは分割式パイプ内側を通っているため、ワイヤが炉水流動で振れることが無くなり、下げ振り先端が安定してターゲット上を指し示すことが可能になる。
【００２１】
また、下げ振り式芯計測装置には、分割式パイプの最下端部に下げ振り固定機構（以下シャッターという）を備えていることで、原子炉内への設置および取外し作業の際に下げ振りワイヤの破断等を回避し、下げ振りのシャッター内への出し入れは水中カメラで監視できる。
【００２２】
下げ振り式芯計測装置から分割式パイプの最下端部以外を取外した短尺状態とし、遠隔自動ワイヤ長さ調整機構で下げ振りワイヤ長さを必要最小限にすることで、調芯固定機構，遠隔自動ＸＹ駆動機構，下げ振りシャッターの調整・動作確認を簡易調整架台により可能にした。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明による芯計測装置により、原子炉炉内構造物の芯計測をしている状態を示す断面図である。
【００２５】
なお、図１は原子力発電所における供用期間中検査において、原子炉圧力容器１内の制御棒駆動機構ハウジング（以下、ＣＲＤハウジング）孔２を基準に炉心支持板３の芯計測を実施する場合に適用した例を示す。
【００２６】
供用期間中検査内で炉内構造物芯計測を行うには、原子炉圧力容器上蓋（図示せず）を開放した後、原子炉ウェル４を満水にして蒸気乾燥器，汽水分離器，燃料，制御棒，制御棒案内管，燃料支持金具（いずれも図示せず）を遠隔で取外した状態で、原子炉建屋オペレーティングフロア５（以下、オペフロ）にある作業台車または燃料交換用台車６上から作業員がロープとフックを用い、ターゲット７をＣＲＤハウジング孔２に遠隔で設置する。
【００２７】
次に作業台車または燃料交換用台車６のクレーン８により下げ振り式芯計測装置９（以下、芯計測装置９と略す）を遠隔で原子炉炉内に吊り降して、ターゲット７が設置されたＣＲＤハウジング孔２の真上の炉心支持板孔３−１に設置する。
【００２８】
この芯計測装置９にはケーブル１０およびエアホース１０が接続され、これらケーブル１０およびエアホース１０を通して芯計測装置９の機能に必要な電力および圧縮空気が供給される。
【００２９】
なお、芯計測装置９と接続されているこのケーブル１０およびエアホース１０はオペフロ５上に設置された遠隔操作盤１１に接続されている。
【００３０】
図２は図１の芯計測装置９およびターゲット７の詳細を示す図である。
【００３１】
芯計測装置９は、調芯固定機構１２，遠隔自動ＸＹ駆動機構１３（以下、ＸＹテーブル１３と略す），下げ振りワイヤ１４，遠隔自動ワイヤ長さ調整機構１５（以下、ワイヤ長さ調整機構１５と略す）から構成されている。また、芯計測装置９には分割式パイプ１６が取り付いている。
【００３２】
図３に芯計測装置９の調芯固定機構１２の説明図を示す。
【００３３】
調芯固定機構１２は、芯計測装置９の下げ振りワイヤ１４位置が炉心支持板孔３−１の中心位置となるように芯計測装置９平面位置を調芯し、炉心支持板孔３内径に固定するものである。
【００３４】
操作ポール（図示しない）により調整用ボルト１７を遠隔で回転させると、チェーン１８に連動した３個のスプロケット１９が同じ量回転する。各々スプロケット１９の回転によりピン２０を通じて３個の偏芯リング２１が回転する。ピン２０は偏芯リング２１の中心から偏芯量２２を有して取り付いている。偏芯リング２１が回転すると出張り量２３が生じ、炉心支持板孔３−１内径に対して３個の偏芯リング２１で調芯するのと同時に固定される。この際、３個の偏芯リング２１の出張り量２３は同じ量になるように調整しておく。なお、調整用ボルト１７の回転はトルク管理を行う。
【００３５】
図４に芯計測装置９のＸＹテーブル１３の説明図を示す。
【００３６】
ＸＹテーブル１３は下げ振りワイヤ１４の平面位置（ＸＹ方向）を任意位置に遠隔移動させるものである。
【００３７】
ＸＹテーブル１３はＸテーブル２４，Ｙテーブル２５に分かれており、各々Ｘ方向レール２６，Ｙ方向レール２７上を走行できる。
【００３８】
なお、Ｘテーブルには下げ振りワイヤ１４を通したホルダ２８が固定されている。
【００３９】
Ｘテーブル２４，Ｙテーブル２５は電動モータ２９によりボールネジ３０を正転・反転方向に回転させることでＸテーブル２４およびＹテーブル２５がＸレール２６，Ｙレール２７上の任意位置に遠隔移動する。
【００４０】
この際、ボールネジ３０を廻す電動モータ２９の回転制御はオペフロ５に設置した遠隔操作盤１１で行う。なお、ＸＹテーブル１３の移動量は、簡易表示器３１と遠隔操作盤１１に表示される。
【００４１】
図５に芯計測装置本体９のワイヤ長さ調整機構１５の説明図を示す。
【００４２】
電動モータ３２の回転力をウォーム３３およびウォームホイール３４によりドラム回転力に変換してドラム３５を回転させる。なお、電動モータ３２は正転・反転方向回転が可能なため、ドラム３５に巻かれた下げ振りワイヤ１４は任意長さに遠隔調整することができる。
【００４３】
この際、ドラム３５を廻す電動モータ３２の回転制御はオペフロ５に設置した遠隔操作盤１１で行う。なお、下げ振りワイヤ１４長さは遠隔操作盤１１に表示される。
【００４４】
図６に芯計測装置９に取り付け可能な分割式パイプ１６の説明図を示す。
【００４５】
分割式パイプ１６は下げ振りワイヤ１４の損傷防止および原子炉内流動による下げ振りワイヤ１４の振れを防止するために、芯計測装置の炉心支持板孔３−１からＣＲＤハウジング孔２上のターゲット７部の間（約４ｍ間）で下げ振りワイヤ１４を通した状態で取り付いている。
【００４６】
分割式パイプ１６は繋ぎ部３６で分割可能な構造となっている。また、分割パイプ１６下部には下げ振り固定用シャッター３８が取り付いている。シャッター３８はエアシリンダ３９駆動により遠隔開閉が行え、芯計測装置９の炉内着脱作業時にはシャッター３８を閉めて下げ振り３７を固定する。これにより、下げ振りワイヤ１４が万一破断しても、下げ振り３７は分割パイプ１６から脱落して原子炉内に落下することが無くなる。芯計測作業実施時はシャッター３８を開き、ワイヤ長さ調整機構１５によりターゲット７と下げ振り３７先端間距離を芯計測が可能な距離に調整する。
【００４７】
また、分割パイプ下部には芯計測用水中カメラ４０が２台、シャッター３８監視用水中カメラ４１が１台取り付いている。
【００４８】
芯計測用水中カメラ４０は下げ振り３７先端とターゲットを直角２方向から撮影するもので、シャッター３８監視用水中カメラ４１は下げ振りシャッター３８を監視するものであり、各々の映像はオペフロ５に設置された遠隔操作盤１１のＴＶモニタで確認して芯計測を行う。
【００４９】
以上はＣＲＤハウジング孔２を基準に炉心支持板孔３−１の芯計測を実施する際の作業手順について記載した例である。
【００５０】
なお、炉心支持板孔３−１を基準に上部格子板孔３−２の芯計測を行う際は、芯計測装置９の調芯固定機構１２と上部格子板孔３−２用に取替え、ターゲットホール７を炉心支持板孔３−１用に取替えて行う。この際の作業手順は基本的に炉心支持板孔３−１の芯計測と同様となる。
【００５１】
このように、ジェットポンプ３−３を含めた他の炉内構造物の芯計測にも応用できることを特徴としている。
【００５２】
図７に芯計測装置９をオペフロ５で調整架台４１を用いて調整・機能確認試験時の説明図を示す。
【００５３】
芯計測装置９を原子炉圧力容器１に挿入して芯計測作業を行う前に芯計測装置各部位の調整・機能確認試験をオペフロ５で行う際は、分割式パイプ１６を必要最小長さになるよう繋ぎ部３６から外した状態で専用の調整架台４２を用いて行うことができる。
【００５４】
ここで、調整・機能確認試験とは、調芯固定機構１２動作確認，ＸＹテーブル１３動作確認，ワイヤ長さ調整機構１５動作確認，シャッター３８動作確認，水中カメラ４０映像確認等である。
【００５５】
調整架台４２は、炉心支持板孔模擬４３，上部格子板孔模擬の取替が可能なため、双方の芯計測装置の調整・機能試験作業に共用できる。
【００５６】
なお、ターゲット７は簡易水槽４４付きのＸＹテーブル４５に設置する。
【００５７】
簡易水槽４４に水を張ることで、ターゲット７と下げ振り３７先端および芯計測用水中カメラ４０先端を実作業と同じ水中条件とすることができる。また、ＸＹテーブル４５によりターゲット７を任意位置に変更させて作業員の芯計測装置操作訓練にも使用できる。
【００５８】
以上に説明したように、本実施例によれば原子力発電プラントの供用期間中に炉内構造物の据付芯計測を行う際、下げ振り先端とターゲットの芯ずれ量を水中カメラで確認する簡易な方法であり、下げ振りは炉水温度のバラツキや高放射線量の影響を受けることなく必ず鉛直下を示すため、芯計測に熟練を必要とせず芯計測値の信頼性が高い。
【００５９】
また、ターゲットに下げ振り先端が示す芯ずれ量を水中カメラを介してＴＶモニタで確認し、ＸＹテーブルの移動量で芯計測することから芯計測作業が迅速かつ容易である。
【００６０】
なお、下げ振り式芯計測装置の分割式パイプは取外し式であり、遠隔自動ワイヤ長さ調整機構で下げ振りワイヤ長さを最小限できるため、装置の保管および調整・機能確認試験を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明による芯計測装置により、原子炉炉内構造物の芯計測をしている状態を示す説明図。
【図２】芯計測装置の詳細構造を示す図。
【図３】芯計測装置の調芯固定機構の詳細を示す図。
【図４】芯計測装置のＸＹテーブルの詳細を示す図。
【図５】芯計測装置の遠隔自動ワイヤ長さ調整機構の詳細を示す図。
【図６】芯計測装置に取り付く分割式パイプの詳細を示す図。
【図７】芯計測装置を調整架台により調整・機能確認作業をする際の説明図。
【符号の説明】
【００６２】
１  原子炉圧力容器
２  ＣＲＤハウジング孔
３−１  炉心支持板孔
３−２  上部格子板孔
３−３  ジェットポンプ
４  原子炉ウェル
５  オペフロ
６  作業台車または燃料交換用台車
７  ターゲット
８  クレーン
９  芯計測装置
１０  ケーブル，ホース
１１  遠隔操作盤
１２  調芯機構
１３，４５  ＸＹテーブル
１４  下げ振りワイヤ
１５  遠隔自動ワイヤ長さ調整機構
１６  分割式パイプ
１７  調整用ボルト
１８  チェーン
１９  スプロケット
２０  ピン
２１  偏芯リング
２２  偏芯量
２３  出張り量
２４  Ｘテーブル
２５  Ｙテーブル
２６  Ｘレール
２７  Ｙレール
２８  ホルダ
２９  電動モータ
３０  ボールネジ
３１  簡易表示器
３２  電動モータ
３３  ウォーム
３４  ウォームホイール    
３５  ドラム
３６  繋ぎ目
３７  下げ振り
３８  シャッター
３９  エアシリンダ
４０  芯計測用水中カメラ
４１  シャッター監視用水中カメラ
４２  調整架台
４３  炉心支持板孔模擬
４４  簡易水槽
【図１】
2010085141.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010085141.tif 000008
【図７】
2010085141.tif 000009