(57)【要約】【課題】圧力容器に設けられる複数のノズルの溶接継手部を短期間で保全できる溶接継手部の保全装置及び保全方法を提供する。【解決手段】原子炉の圧力容器１に複数設けられたノズル３と配管４との間に形成される溶接継手部５の内面に肉盛溶接をする溶接継手部５の保全装置６において、圧力容器１の上方に圧力容器１の中心軸回りに回転可能な構造体７を配置し、構造体７に圧力容器１内に上下に離間して配置される一対の基部９、１０を吊設し、これら基部９、１０に、ノズル３内に挿入されると共に溶接継手部５の内面に開先加工し、かつ、肉盛溶接するノズルプラグ装置１３、１４をレール部材１１、１２を介して径方向に移動可能に、かつ、基部９、１０間に位置するように設けると共に、一方のノズルプラグ装置１３が圧力容器１の中心部にあるとき他方のノズルプラグ装置１４を圧力容器１の外周部に退避させるように他方のレール部材１２が一方のノズルプラグ装置１３の移動方向と交差する方向に移動可能に設けられたものである。【選択図】図１
2010125482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の圧力容器の円筒状の側壁に周方向に沿って複数設けられたノズルと該ノズルに溶接にて接続された配管との間に形成される溶接継手部を保全すべく溶接継手部の内面に肉盛溶接をする溶接継手部の保全装置において、上記圧力容器の上方に圧力容器の中心軸回りに回転可能な構造体を配置し、該構造体に上記圧力容器内に上下に離間して配置される一対の基部を吊り部材を介して吊設し、これら基部に、上記ノズル内に挿入されると共に上記溶接継手部の内面に開先加工し、かつ、肉盛溶接するノズルプラグ装置をレール部材を介して径方向に移動可能に、かつ、基部間に位置するように設けると共に、一方のノズルプラグ装置が圧力容器の中心部にあるとき他方のノズルプラグ装置を圧力容器の外周部に退避させるように、他方のノズルプラグ装置を支持するレール部材が上記基部に一方のノズルプラグ装置の移動方向と交差する方向に移動可能に設けられたことを特徴とする溶接継手部の保全装置。
【請求項２】
上記他方のノズルプラグ装置をレール部材を介して支持する基部は、一方のノズルプラグ装置の移動方向に対して他方のノズルプラグ装置を支持するレール部材を斜めにガイドする横行レールを有する請求項１記載の溶接継手部の保全装置。
【請求項３】
上記構造体が上記圧力容器の側壁の上端に圧力容器の中心軸回りに回転自在に設けられた請求項１又は２記載の溶接継手部の保全装置。
【請求項４】
上記吊り部材がジャッキからなる請求項１〜３のいずれかに記載の溶接継手部の保全装置。
【請求項５】
上記基部には、基部を固定すべく圧力容器の側壁に当接するストッパが径方向外方に伸長可能に、かつ、周方向に複数設けられた請求項１〜４のいずれかに記載の溶接継手部の保全装置。
【請求項６】
原子炉の圧力容器の円筒状の側壁に周方向に沿って複数設けられたノズルと該ノズルに溶接にて接続された配管との間に形成される溶接継手部を保全すべく溶接継手部の内面に肉盛溶接をする溶接継手部の保全装置において、上記圧力容器の上方に圧力容器の中心軸回りに回転可能な構造体を配置し、該構造体に上記圧力容器内に上下に離間して配置される一対の基部を吊り部材を介して吊設し、これら基部に、上記ノズル内に挿入されると共に上記溶接継手部の内面に開先加工し、かつ、肉盛溶接するノズルプラグ装置をレール部材を介して径方向に移動可能に、かつ、基部間に位置するように設けると共に、一方のノズルプラグ装置が圧力容器の中心部にあるとき他方のノズルプラグ装置を圧力容器の外周部に退避させるように、他方のノズルプラグ装置を支持するレール部材が上記基部に一方のノズルプラグ装置の移動方向と交差する方向に移動可能に設けられ、圧力容器の中心部に位置される一方のノズルプラグ装置をノズルに挿入したのち、他方のレール部材を上記中心部に移動させて他方のノズルプラグ装置を上記中心部に移動させ、該ノズルプラグ装置を一方のノズルプラグ装置が挿入されたノズルとは別のノズルに挿入し、これらノズルプラグ装置で２つの溶接継手部の内面に同時に開先加工すると共に肉盛溶接することを特徴とする溶接継手部の保全方法。
【請求項７】
原子炉の圧力容器の円筒状の側壁に周方向に沿って複数設けられたノズルと該ノズルに溶接にて接続された配管との間に形成される溶接継手部を保全すべく溶接継手部の内面に肉盛溶接をする溶接継手部の保全装置において、上記圧力容器の上方に圧力容器の中心軸回りに回転可能な構造体を配置し、該構造体に上記圧力容器内に上下に離間して配置される一対の基部を吊り部材を介して吊設し、これら基部に、上記ノズル内に挿入されると共に上記溶接継手部の内面に開先加工し、かつ、肉盛溶接するノズルプラグ装置をレール部材を介して径方向に移動可能に、かつ、基部間に位置するように設けると共に、一方のノズルプラグ装置が圧力容器の中心部にあるとき他方のノズルプラグ装置を圧力容器の外周部に退避させるように、他方のノズルプラグ装置を支持するレール部材が上記基部に一方のノズルプラグ装置の移動方向と交差する方向に移動可能に設けられ、上記ノズルプラグ装置の溶接機を、溶接トーチと、該溶接トーチに溶接ワイヤを供給する溶接ワイヤ供給部と、上記溶接トーチで形成した肉盛溶接部を磁気撹拌する磁気撹拌部とを備えるものとし、上記溶接機で肉盛溶接をするとき上記溶接トーチに溶接ワイヤを供給して溶接ワイヤを溶融させながら磁気撹拌部で上記肉盛溶接部の溶湯を撹拌することを特徴とする溶接継手部の保全方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉の圧力容器に設けられたノズルとノズルに接続される配管との間に形成される溶接継手部を保全する溶接継手部の保全装置及び保全方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型軽水炉（PWR）の異材溶接継手部において、１次冷却水中の環境下における応力腐食割れ（PWSCC: Primary Water Stress Corrosion Cracking）が発生している。これにより、類似環境にある異材溶接継手部、例えば、圧力容器（RV）に設けられたノズルの溶接継手部に対しては保全処置が施工されている。
【０００３】
溶接継手部の保全の方法としては、
(a)溶接継手部外面に機械的に圧縮応力をかけてPWSCCの発生を抑制する機械的応力改善プロセス（MSIP: Mechanical Stress Improvement Process）や、
(b)熱的に溶接継手部表層部に圧縮応力をかける高周波誘導加熱応力改善（IHSI: Induction Heating Stress. Improvement）や、
(c)溶接継手部を配管外面より溶接金属で肉盛りし配管の必要肉厚を担保する溶接肉盛り（SWOL: Structural Weld Overlay）が一般的に採用されている。
【０００４】
ただし、ノズルと配管との溶接継手部は、コンクリート壁貫通部近傍にあり、保全工事に供することができるスペースが限られていること、また、溶接継手部へのアクセス性が悪いことより、上述の保全工法(a)、(b)及び(c)の適用困難な箇所が存在する。
【０００５】
このような施工困難な箇所には、配管内面より溶接継手部にアクセスし、必要に応じて溶接継手部の内表面を削って溝を作成し、この溝を溶接金属で盛ることにより、溶接継手部の耐PWSCC性を向上する保全工法(d)が採用されている。特にこの保全工法(d)は、圧力容器内から溶接継手部にアクセスするため、原子炉を停止する定期点検期間中に上蓋を開放した状態で施工する必要があり、高線量環境下での作業となる。このため、完全遠隔施工、極力作業員を線源から隔離した施工、もしくは充分な放射線遮へい環境下での施工が求められる。また、昨今定期検査期間の短期間化が推し進められているところ、溶接欠陥の発生等、定期検査作業に起因する後戻り作業が発生しないような適用技術の選定及び施工管理をすることが求められている。
【０００６】
また、この保全工法(d)においては、作業員が遮へい体を隔てて施工対象箇所近傍にアクセスする工法が採用されており、高線量下作業であることや、遮へい体等の大型装置の格納容器内への搬入及び原子炉容器上への設置などの作業が発生するなどの問題点がある。また、補修溶接においては、異材溶接継手部の母材の化学成分に起因する溶接欠陥の発生が報告されている。特に、ステンレス鋼とニッケル基合金等の組み合わせの異材溶接継手部では、直接Alloy52/152の溶接金属で異材溶接継手部を盛ると、高温割れ等の溶接割れが発生している。この溶接割れの防止方法としては、初層のみをAlloy82/182もしくはER309Lの溶接金属で盛る、残層（初層以外）とは異なる特別なプロセスであるHigh sulfur mitigation layerが採用されている。また、大口径配管においては、定期検査日数の短期間化の観点より、溶接効率の向上が求められている。
【０００７】
また、上述のように施工困難な箇所を保全する保全装置としては特許文献１に記載のものが知られている。
【０００８】
図１２に示すように、この保全装置６０は、圧力容器２内に炉水を満たした状態で使用されるものであり、ノズル３内に挿入されると共に溶接継手部５の内面に肉盛溶接するノズルプラグ装置６１を備える。
【０００９】
図１３に示すように、ノズルプラグ装置６１は、ノズル３に接続された配管４を閉塞する第一シール部材６２とノズル３を閉塞する第二シール部材６３とを有し、第一シール部材６２と第二シール部材６３とで配管４とノズル３の接続部に作業域Ａを区画するようになっている。ノズルプラグ装置６１を用いて溶接継手部を保全する場合、作業域Ａ内の炉水を排出すると共に作業域Ａ内に空気を供給して気体雰囲気を形成し、ノズルプラグ装置６１に具備されている補修・保全用装置６４にて、気体雰囲気内で所定の補修・保全を行っていた。また、図１２に示すように、ノズルプラグ装置６１は、梁構造の構造体６５上に直線方向運動（直動）ガイドレール（図示せず）を介して設置されている。構造体６５はクレーンなどに吊持されており、圧力容器２内に降下されるようになっている。ノズルプラグ装置６１は、構造体６５に搭載された状態で圧力容器２内に導入され、直動ガイドレールに沿って移動してノズル３に挿入される構造となっている。この保全装置６０によれば、保全作業を遠隔操作にて安全に行うことができると共に、高品質の溶接を行うことができる。
【００１０】
【特許文献１】国際公報第２００７／１１６５３２号パンフレット
【特許文献２】特開平７−１２９７８号公報
【特許文献３】特許第３９１８２１７号公報
【特許文献４】特開平１−８３３７８号公報
【特許文献５】特開平１０−２５８３６４号公報
【特許文献６】特開昭６１−３８７８０号公報
【特許文献７】特開平９−８５４４０号公報
【特許文献８】特開２０００−３１２９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、ノズルプラグ装置は、上述した第一シール部材と第二シール部材の他に、圧力容器内からノズルを塞ぐ第三シール部材を有し、これら３つのシール部材で作業領域のシール性を担保する構造となっている。このため、ノズルプラグ装置は、圧力容器の内壁面から溶接継手部までの距離よりも長い構造になっており、その長さは、圧力容器内の半径より大きくなっていた。また、ノズルプラグ装置は、上述したように直動ガイドレールに沿って挿入される構造であり、炉内径と装置全長との相対的なスペースの観点より、ノズルプラグ装置を１基のみ圧力容器内に導入し、１ノズルずつ補修・保全するものとなっていた。これより、ノズル毎の施工時間と、ノズルプラグ装置を順次他のノズルに移設する時間とを考慮すると、全ノズルの補修・保全を完了させるためには長い期間を要するという課題があった。
【００１２】
一方、ノズルの補修・保全作業含む定期点検の実施期間については、施設稼働率向上の観点より、短期間化することが求められているが、本技術を適用した場合、上述した補修・保全作業に起因して通常より定期点検期間を延長しなければならず、定期点検期間の短期間化は困難であった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、圧力容器に設けられる複数のノズルの溶接継手部を短期間で保全できる溶接継手部の保全装置及び保全方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明は、原子炉の圧力容器の円筒状の側壁に周方向に沿って複数設けられたノズルと該ノズルに溶接にて接続された配管との間に形成される溶接継手部を保全すべく溶接継手部の内面に肉盛溶接をする溶接継手部の保全装置において、上記圧力容器の上方に圧力容器の中心軸回りに回転可能な構造体を配置し、該構造体に上記圧力容器内に上下に離間して配置される一対の基部を吊り部材を介して吊設し、これら基部に、上記ノズル内に挿入されると共に上記溶接継手部の内面に開先加工し、かつ、肉盛溶接するノズルプラグ装置をレール部材を介して径方向に移動可能に、かつ、基部間に位置するように設けると共に、一方のノズルプラグ装置が圧力容器の中心部にあるとき他方のノズルプラグ装置を圧力容器の外周部に退避させるように、他方のノズルプラグ装置を支持するレール部材が上記基部に一方のノズルプラグ装置の移動方向と交差する方向に移動可能に設けられたものである。
【００１５】
上記他方のノズルプラグ装置をレール部材を介して支持する基部は、一方のノズルプラグ装置の移動方向に対して他方のノズルプラグ装置を支持するレール部材を斜めにガイドする横行レールを有するとよい。
【００１６】
上記構造体が上記圧力容器の側壁の上端に圧力容器の中心軸回りに回転自在に設けられるとよい。
【００１７】
上記吊り部材がジャッキからなるとよい。
【００１８】
上記基部には、基部を固定すべく圧力容器の側壁に当接するストッパが径方向外方に伸長可能に、かつ、周方向に複数設けられるとよい。
【００１９】
また、原子炉の圧力容器の円筒状の側壁に周方向に沿って複数設けられたノズルと該ノズルに溶接にて接続された配管との間に形成される溶接継手部を保全すべく溶接継手部の内面に肉盛溶接をする溶接継手部の保全装置において、上記圧力容器の上方に圧力容器の中心軸回りに回転可能な構造体を配置し、該構造体に上記圧力容器内に上下に離間して配置される一対の基部を吊り部材を介して吊設し、これら基部に、上記ノズル内に挿入されると共に上記溶接継手部の内面に開先加工し、かつ、肉盛溶接するノズルプラグ装置をレール部材を介して径方向に移動可能に、かつ、基部間に位置するように設けると共に、一方のノズルプラグ装置が圧力容器の中心部にあるとき他方のノズルプラグ装置を圧力容器の外周部に退避させるように、他方のレール部材が上記基部に一方のノズルプラグ装置の移動方向と交差する方向に移動可能に設けられ、圧力容器の中心部に位置される一方のノズルプラグ装置をノズルに挿入したのち、他方のレール部材を上記中心部に移動させて他方のノズルプラグ装置を上記中心部に移動させ、該ノズルプラグ装置を一方のノズルプラグ装置が挿入されたノズルとは別のノズルに挿入し、これらノズルプラグ装置で２つの溶接継手部の内面に同時に開先加工すると共に肉盛溶接するものである。
【００２０】
また、原子炉の圧力容器の円筒状の側壁に周方向に沿って複数設けられたノズルと該ノズルに溶接にて接続された配管との間に形成される溶接継手部を保全すべく溶接継手部の内面に肉盛溶接をする溶接継手部の保全装置において、上記圧力容器の上方に圧力容器の中心軸回りに回転可能な構造体を配置し、該構造体に上記圧力容器内に上下に離間して配置される一対の基部を吊り部材を介して吊設し、これら基部に、上記ノズル内に挿入されると共に上記溶接継手部の内面に開先加工し、かつ、肉盛溶接するノズルプラグ装置をレール部材を介して径方向に移動可能に、かつ、基部間に位置するように設けると共に、一方のノズルプラグ装置が圧力容器の中心部にあるとき他方のノズルプラグ装置を圧力容器の外周部に退避させるように、他方のレール部材が上記基部に一方のノズルプラグ装置の移動方向と交差する方向に移動可能に設けられ、上記ノズルプラグ装置の溶接機を、溶接トーチと、該溶接トーチに溶接ワイヤを供給する溶接ワイヤ供給部と、上記溶接トーチで形成した肉盛溶接部を磁気撹拌する磁気撹拌部とを備えるものとし、上記溶接機で肉盛溶接をするとき上記溶接トーチに溶接ワイヤを供給して溶接ワイヤを溶融させながら磁気撹拌部で上記肉盛溶接部の溶湯を撹拌するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、圧力容器に設けられる複数のノズルの溶接継手部を短期間で保全できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【００２３】
図１は圧力容器に設置した保全装置の側面図であり、図２は圧力容器に設置した保全装置の平面図である。図３は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図４は図３の上側レール部材と上側レール部材に吊持される第一ノズルプラグ装置の平面図である。図５は図１のＢ−Ｂ線矢視断面図であり、図６は図５の下側レール部材と下側レール部材上に設けられる第二ノズルプラグ装置の平面図である。
【００２４】
図１及び図２に示すように、加圧水型軽水炉の圧力容器１の円筒状の側壁２には、圧力容器１内から外部へ、又は外部から内部に炉水を通すためのノズル３が周方向に沿って複数設けられている。ノズル３には、圧力容器１内へ冷却水を供給する給水管や、圧力容器内で加熱された高温水を蒸気発生器（図示せず）に導入するための導入管等の配管４が溶接にて接続されている。
【００２５】
圧力容器１は、低合金鋼（例えば、Ｐ−３等）からなる。圧力容器１は、その内壁面がステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０８等）からなるクラッド層により形成される。
【００２６】
配管４は、ステンレス鋼（例えば、Ｐ−８等）からなる。配管４は、ニッケル基合金（例えば、インコネル（登録商標）８２或いはインコネル１８２等）からなる溶接継手部５を介在させてノズル３に接続される。
【００２７】
保全装置６は、溶接継手部５の内面に肉盛溶接をして溶接継手部５を保全するものである。保全装置６は、上蓋（図示せず）を外した圧力容器１の側壁２の上端に圧力容器１の中心軸回りに回転自在に設けられた構造体７と、構造体７に吊り部材８を介して吊設され圧力容器１内に上下に離間して配置される一対の基部９、１０と、これら基部９、１０にレール部材１１、１２を介して径方向に移動可能に、かつ基部９、１０間に位置するように設けられた一対のノズルプラグ装置１３、１４とを備えて構成されている。
【００２８】
構造体７は、直径方向に延びるフレーム枠状に形成されており、圧力容器１の上端に沿って仮設された環状レール１５上に走行可能に設けられている。構造体７の両端部には、環状レール１５上で走行する車輪１６が複数設けられている。また、構造体７には、構造体７を環状レール１５に沿って走行させるための駆動装置１７が設けられている。駆動装置１７は電動モータ１８の駆動軸にピニオンギヤ１９を設けてなるものである。ピニオンギヤ１９は、環状レール１５の内周に設けられた環状のラックギヤ２０に噛合されており、電動モータ１８が回転駆動されることでラックギヤ２０から反力をとるようになっている。
【００２９】
基部９、１０は、ノズル３の上方に配置される上側基部９と、ノズル３の下方に配置される下側基部１０とからなる。
【００３０】
図１及び図３に示すように、上側基部９は、構造体７と同方向に延びる矩形枠状に形成されており、四隅を吊り部材８で吊られるようになっている。吊り部材８は、油圧ジャッキからなり、吊り部材８が伸縮することで上側基部９の高さを調整できるようになっている。また、上側基部９には、上側基部９を固定すべく圧力容器１の側壁２に当接するストッパ２１が径方向外方に伸長可能に、かつ、周方向に複数設けられている。ストッパ２１は、油圧ジャッキ２２の一端に圧力容器１の側壁２に当接されるパッド２３を設けてなる。ストッパ２１は上側基部９の四隅に設けられており、それぞれのストッパ２１が伸長して圧力容器１の側壁２に当接することで圧力容器１に上側基部９を固定するようになっている。また、上側基部９は、短手方向に延びる上側横行レール２４を有する。上側横行レール２４は、上側基部９の底部に形成されており、上側レール部材１１を上側基部９の短手方向にスライド可能に吊持するようになっている。横行レール２４及び２９には垂直方向（上下方向）の調整が可能なジャッキ（図示せず）が具備されており、ノズルプラグ装置１３及び１４の機軸とノズル３の軸が合致するように微調整ができるようになっている。
【００３１】
上側レール部材１１は、上側基部９と同方向に延びると共に上側基部９よりも長さを短く形成された矩形枠状のフレーム部２５と、フレーム部２５の下面に設けられ長手方向に延びる直行レール部２６とからなる。直行レール部２６は、後述する第一ノズルプラグ装置１３を長手方向スライド可能に吊持するようになっている。また、上側レール部材１１は、構造体７の一端側に偏って配置されており、一端をノズル３に近づけられるようになっている。
【００３２】
図５に示すように、下側基部１０は、構造体７と同方向に延びる矩形枠状に形成されている。具体的には、下側基部１０は、上側基部９と同形状の基部本体部２７と、基部本体部２７に一側に張り出して設けられた基部拡張部２８とからなり、四隅を吊り部材８で吊られるようになっている。吊り部材８は、油圧ジャッキからなる。基部本体部２７の四隅には、上述と同様のストッパ２１が設けられている。基部拡張部２８は、先端側を窄めるように略台形状に形成されており、圧力容器１に干渉しないようになっている。また、下側基部１０は、短手方向に延びる下側横行レール２９を有する。下側横行レール２９は、下側基部１０の上部に基部本体部２７と基部拡張部２８とに跨って延びるように形成されており、下側レール部材１２を基部本体部２７上と基部拡張部２８上との間でスライド可能に支持するようになっている。これにより、第一ノズルプラグ装置１３が圧力容器１の中心部にあるとき後述する第二ノズルプラグ装置１４を基部拡張部２８上、すなわち、圧力容器１の外周部に退避させるように下側レール部材１２を移動できるようになっている。
【００３３】
下側レール部材１２は、下側基部１０と同方向に延びる矩形枠状のフレーム部３０と、フレーム部３０の上面に設けられ長手方向に延びる直行レール部３１とからなる。直行レール部３１は、後述する第二ノズルプラグ装置１４を長手方向スライド可能に支持するようになっている。また特に、下側横行レール２９は、基部拡張部２８側から基部本体部２７側に向かうにつれて構造体７の他端側に近接するように斜めに配置されており、下側レール部材１２が基部本体部２７上に移動したとき、下側レール部材１２を構造体７の他端側に偏らせるように案内して下側レール部材１２を施工対象のノズル３に近づけると共に、下側レール部材１２が基部拡張部２８上に移動したとき、下側レール部材１２を構造体７の長手方向の中央近傍に移動させるようになっている。これにより、下側レール部材１２や第二ノズルプラグ装置１４が圧力容器１に当たるのを防ぐようになっている。
【００３４】
図１及び図４に示すように、第一ノズルプラグ装置１３は、上側レール部材１１の直行レール部２６に沿って走行する走行部３２と、走行部３２に縦軸回り回動可能に設けられると共に水平軸回り回転自在に設けられ水平軸に沿って延びる基端側軸部３３と、基端側軸部３３の先端に同軸回り回転可能（回転フリー）に設けられた先端側軸部３４と、基端側軸部３３の外周に同軸回り回転可能（回転フリー）に設けられ基端側軸部３３がノズル３内に所定長さ挿入されたとき圧力容器１の側壁２の内面に当接してノズル３を塞ぐ第三シール部材３５と、第三シール部材３５より挿入方向側の基端側軸部３３の外周に同軸回り回転可能（回転フリー）に設けられノズル３内に挿入されたときノズル３の内周面に当接してノズル３内を塞ぐ第二シール部材３６と、第二シール部材３６より挿入方向側の基端側軸部３３に半径方向移動可能かつ軸方向移動可能に設けられたグラインダ３７と、第二シール部材３６より挿入方向側の基端側軸部３３に半径方向移動可能かつ軸方向移動可能に設けられた溶接機３８と、先端側軸部３４に径方向外方に延びて設けられ先端側軸部３４がノズル３又は配管４に挿入されるときノズル３又は配管４の内周面に当接して先端側軸部３４をガイドするガイド輪３９と、ガイド輪３９より挿入方向側の先端側軸部３４に設けられ配管４内に挿入されたとき配管４の内周面に当接して配管４内を塞ぐ第一シール部材４０とを備える。第一ノズルプラグ装置１３を挿入する配管４（ノズル３に接続する配管４）が万一曲がっていたとしても、第一ノズルプラグ装置１３の挿入が可能な様に、先端側軸部３４と後述する閉塞盤４５はユニバーサルジョイント（図示せず）を介して繋がれている。
【００３５】
走行部３２は、矩形枠状に形成された走行部本体４１と、走行部本体４１に上下に延びて設けられた縦軸部４２とを備える。基端側軸部３３は縦軸部４２の軸回りに回動自在に設けられている。第三シール部材３５は、圧力容器１の側壁内面に沿って湾曲する板部４３と、板部４３の挿入方向側の面に環状に設けられたシール材４４とからなる。第一シール部材４０と第二シール部材３６は、円盤状に形成された閉塞板４５と、閉塞盤４５の外周に設けられ拡縮自在なシールチューブ４６とからなる。シールチューブ４６には、空気又は水などの流体を供給する配管４７が接続されている。
【００３６】
図７に示すように、溶接機３８は、溶接トーチ４８と、溶接トーチ４８の先端部に耐ＳＣＣ性かつ耐腐食性の溶接ワイヤ４９を供給する溶接ワイヤ供給部５０と、溶接トーチ４８で形成した肉盛溶接部５１を磁気撹拌する磁気撹拌部５２とを備えて構成されている。磁気撹拌部５２は、溶接トーチ４８の周囲に巻回された磁気コイルからなる。
【００３７】
また、第三シール部材３５と第二シール部材３６には、第一シール部材４０と第二シール部材３６の間に形成される作業域５３内に空気を供給する供給管（図示せず）が挿通されると共に、作業域５３内から水を排出する排水管（図示せず）が挿通される。
【００３８】
第二ノズルプラグ装置１４は、第一ノズルプラグ装置１３と同様の構成となっている。第二ノズルプラグ装置１４の各部に第一ノズルプラグ装置１３と同じ符号を付し説明を省略する。
【００３９】
つぎに保全装置６を用いた溶接継手部５の保全方法と作用について述べる。
【００４０】
溶接継手部５の保全作業を行う場合、原子炉を停止させたのち、圧力容器１の上蓋を外す。この後、図１、図２及び図８に示すように、圧力容器１に保全装置６を設置する。保全装置６の設置作業は、まず、圧力容器１の側壁２の上端に環状レール１５を仮設したのち、環状レール１５上に構造体７を設置することで行う。このとき、構造体７には２基のノズルプラグ装置１３、１４が予め吊持された状態にしておき、圧力容器１の上方から構造体７をクレーン等で吊り下ろす。また、構造体７をクレーン等で吊り下ろすとき、保全するノズル３の位置に第一ノズルプラグ装置１３を合わせるようにする。第一ノズルプラグ装置１３は圧力容器１の中心軸上を降下して炉水が入った圧力容器１内に導入され、第二ノズルプラグ装置１４は圧力容器１の外周部上から降下して圧力容器１内に導入される。この後、吊り部材８たる油圧ジャッキを適宜伸縮させて第一ノズルプラグ装置１３と第二ノズルプラグ装置１４を保全すべきノズル３の高さ位置に移動させる。第一ノズルプラグ装置１３は、保全すべきノズル３と同軸上となり、第二ノズルプラグ装置１４は、保全すべきノズル３に対して水平方向にずれた状態でノズル３と同じ高さとなる。上側基部９と下側基部１０のストッパ２１をそれぞれ伸長させて圧力容器１の側壁２に当接させ、上側基部９と下側基部１０を圧力容器１に固定する。また、構造体７の両側の圧力容器１の開口から圧力容器１内にノズル３の溶接継手部５の保全前の検査及び保全後の検査を行うための検査機器５４を導入する。
【００４１】
しかるのち、図９に示すように、第一ノズルプラグ装置１３を上側レール部材１１に沿って圧力容器１の径方向外方に移動させる。これにより、第一ノズルプラグ装置１３が直線的にノズル３内に挿入され、これまで第一ノズルプラグ装置１３があった位置にブランクスペースが形成される。
【００４２】
この後、図１０に示すように、下側レール部材１２を下側横行レール２９に沿って圧力容器１の中心側に移動させて第二ノズルプラグ装置１４を保全すべきノズル３の軸上に位置させる。圧力容器１の中心部はブランクスペースとなっているため、第一ノズルプラグ装置１３や他の機器が第二ノズルプラグ装置１４に干渉することはない。
【００４３】
しかるのち、図１１に示すように、第二ノズルプラグ装置１４を下側レール部材１２に沿って圧力容器１の径方向外方（第一ノズルプラグ装置１３とは反対方向）に移動させる。これにより、第二ノズルプラグ装置１４が直線的にノズル３内に挿入される。
【００４４】
第一ノズルプラグ装置１３と第二ノズルプラグ装置１４がそれぞれノズル３内に挿入されたら、それぞれのノズル３の溶接継手部５に対して同時に保全作業を行う。
【００４５】
保全作業は、第一シール部材４０と第二シール部材３６の間の作業域５３内を気体雰囲気としたのち、グラインダ３７で開先加工をすると共に被溶接面を研磨して被溶接面に付着したゴミやクラッド等の異物を除去し、作業域５３内の溶接継手部５の内周面に全周に亘って肉盛り溶接を施し、グラインダ３７により肉盛溶接部５１を適宜研磨することで行う。
【００４６】
作業域５３内を気体雰囲気とする作業は、第一シール部材４０と第二シール部材３６のシールチューブ４６内に流体を供給して膨らませ、これによりノズル３と配管４を液密に塞いだ後、作業域５３内に空気を供給すると共に作業域５３内の水を排水することで行う。
【００４７】
溶接作業は、基端側軸部３３を所定の速さで回転させて溶接機３８を周方向に移動させながら、溶接トーチ４８の電極と被溶接面との間にアーク放電させると共に、溶接トーチ４８に溶接ワイヤ４９を供給して溶接ワイヤ４９を溶融させながら磁気撹拌部５２で肉盛溶接部５１の溶湯を撹拌することで行う。すなわち、磁気攪拌溶接法（MSW: Magnetic Stir Welding）にて溶接する。磁気撹拌部５２たる磁気コイルに交流電流を流すことによって発生する磁束と、アーク溶接することによって発生する電流によって、溶湯にローレンツ力が発生し、このローレンツ力によって溶湯が攪拌される。磁力により溶湯が攪拌されることにより、熱伝達性を高くでき、溶接ビード端部（溶湯）の濡れ性を改善でき、溶接入熱を上げることなく、融合不良の発生を低減することができる。同様に、溶接に悪影響を及ぼす化学成分、例えば硫黄等を多く含む異材溶接継手部５の母材においても、融合不良を低減することができ、このような母材を含む異材溶接継手部５においても、適用可能な溶接施工条件範囲を拡大することができる。また、ステンレス鋼とニッケル基合金等の組合せの異材溶接継手部５に対しても、High sulfur mitigation layerを採用することなく、残層と同様、初層にも直接Alloy52/152を溶接金属として盛ることができ、高温割れ等の溶接割れを防止することができる。MSWは、溶湯の濡れ性を改善するため、溶接ワイヤ４９の供給量をTIG溶接より多くしてもビード断面形状をフラットにできる。このため、母材（溶接継手部５）の溶け込みを低減でき、希釈率（肉盛り量に対する溶け込みの深さの割合）を低減でき、溶接条件が同じ場合、TIG溶接（GTAW）に比べて、MSWを適用した場合の方がワイヤ送給量が多い領域でも融合不良が発生することなく溶接することができる。すなわち、MSWは、母材からの硫黄等の不純物の吸い上げを抑えて高温割れを抑えることができる。これより、単位時間当たりの溶接金属の溶着量を増やすことができるので、大口径配管においても比較的短期間に所期の肉盛り溶接施工をすることができる。
【００４８】
また、第二ノズルプラグ装置１４がノズル３内に挿入されたとき、第二ノズルプラグ装置１４があった位置にブランクスペースが形成されるため、このブランクスペースに検査機器５４を移動させ、既に保全作業が終わったノズル３と、次に保全作業を行うノズル３との検査とを行う。これにより、保全作業と検査作業とを同時に行うことができ、保全作業の更なる短縮に寄与できる。
【００４９】
このようにして２つの溶接継手部５の保全作業と検査作業が終了したら、検査機器５４を元の位置に退避させると共に、第一シール部材４０と第二シール部材３６のシールチューブ４６を縮小させて第一シール部材４０と第二シール部材３６をノズル３又は配管４から離間させ、第二ノズルプラグ装置１４を圧力容器１内に移動させてノズル３から抜いたのち、下側レール部材１２を下側横行レール２９に沿って基部拡張部２８上に退避させ、第一ノズルプラグ装置１３を圧力容器１内に移動させてノズル３から抜き、構造体７を圧力容器１の中心軸回りに所定角度回動させて第一ノズルプラグ装置１３を次に保全すべきノズル３の位置に合わせる。以降、上述と同様の作業を繰り返して全てのノズル３の保全作業を行う。
【００５０】
このように、圧力容器１の上方に圧力容器１の中心軸回りに回転可能な構造体７を配置し、構造体７に圧力容器１内に上下に離間して配置される一対の基部９、１０を吊り部材８を介して吊設し、これら基部９、１０に、ノズル３内に挿入されると共に溶接継手部５の内面に肉盛溶接するノズルプラグ装置１３、１４をレール部材１１、１２を介して径方向に移動可能に、かつ、基部９、１０間に位置するように設けると共に、第一ノズルプラグ装置１３が圧力容器１の中心部にあるとき第二ノズルプラグ装置１４を圧力容器１の外周部に退避させるように、下側レール部材１２が下側基部１０に第一ノズルプラグ装置１３の移動方向と交差する方向に移動可能に設けられるものとしたため、圧力容器１内に圧力容器１の半径より長いノズルプラグ装置１３、１４を２基同時に導入できると共に、これらノズルプラグ装置１３、１４をそれぞれノズル３内に挿入でき、溶接継手部５の保全作業を２箇所同時に行うことができ、複数のノズル３の溶接継手部５を短期間で保全できる。
【００５１】
下側レール部材１２を支持する下側基部１０は、第一ノズルプラグ装置１３の移動方向に対して下側レール部材１２を斜めにガイドする下側横行レール２９を有するものとしたため、圧力容器１内で下側レール部材１２を基部本体部２７上と基部拡張部２８上との間で移動させるとき第二ノズルプラグ装置１４が第一ノズルプラグ装置１３や圧力容器１に干渉するのを防ぐことができ、保全作業を安全かつ確実に行うことができる。
【００５２】
構造体７が圧力容器１の側壁２の上端に圧力容器１の中心軸回りに回転自在に設けられるものとしたため、構造体７を安定して支持できると共に、容易に所望の姿勢にでき、ノズル３の位置に第一ノズルプラグ装置１３を合わせる作業を確実かつ迅速に行うことができる。
【００５３】
吊り部材８がジャッキからなるものとしたため、第一ノズルプラグ装置１３及び第二ノズルプラグ装置１４の高さ調節を容易にできる。
【００５４】
基部９、１０には、基部９、１０を固定すべく圧力容器１の側壁２に当接するストッパ２１が径方向外方に伸長可能に、かつ、周方向に複数設けられるものとしたため、圧力容器１の側壁２に基部９、１０を簡単な構造で確実に固定することができ、ノズルプラグ装置１３、１４を安定して移動させることができる。
【００５５】
また、圧力容器１の中心部に位置される第一ノズルプラグ装置１３をノズル３に挿入したのち、下側レール部材１２を圧力容器１の中心部に移動させて第二ノズルプラグ装置１４を圧力容器１の中心部に移動させ、第二ノズルプラグ装置１４を第一ノズルプラグ装置１３が挿入されたノズル３とは別のノズル３に挿入し、これらノズルプラグ装置１３、１４で２つの溶接継手部５の内面に同時に肉盛溶接するものとしたため、溶接継手部５の保全作業を２箇所同時に行うことができ、複数のノズル３の溶接継手部５を短期間で保全できる。
【００５６】
ノズルプラグ装置１３、１４の溶接機３８を、溶接トーチ４８と、溶接トーチ４８に溶接ワイヤ４９を供給する溶接ワイヤ供給部５０と、溶接トーチ４８で形成した肉盛溶接部５１を磁気撹拌する磁気撹拌部５２とを備えるものとし、溶接機３８で肉盛溶接をするとき溶接トーチ４８に溶接ワイヤ４９を供給して溶接ワイヤ４９を溶融させながら磁気撹拌部５２で肉盛溶接部５１の溶湯を撹拌するものとしたため、溶接ビード端部の濡れ性を改善でき、融合不良の発生を低減することができ、高温割れ等の溶接割れを防止することができる。また、単位時間当たりの溶接金属の溶着量を増やすことができ、母材からの硫黄等の不純物の吸い上げを抑えて高温割れを抑えることができ、大口径配管においても比較的短期間に所期の肉盛溶接をすることができる。
【００５７】
なお、構造体７は、環状レール１５上に走行可能に設けられるものとしたが、これに限るものではない、例えば天井クレーン等により圧力容器１の上方に圧力容器１の中心軸回りに回転可能に支持されるものであってもよい。
【００５８】
上側基部９と下側基部１０は、構造体７に別々の吊り部材８で吊持されるものとしたが、共通の吊り部材（図示せず）で吊持されるものとしてもよい。
【００５９】
また、下側レール部材１２が第一ノズルプラグ装置１３の移動方向と交差する方向に移動可能に設けられ、第一ノズルプラグ装置１３が圧力容器１の中心部にあるとき第二ノズルプラグ装置１４が圧力容器１の外周部に退避されるものとしたが、逆に上側レール部材１１が第二ノズルプラグ装置１４の移動方向と交差する方向に移動可能に設けられ、第二ノズルプラグ装置１４が圧力容器１の中心部にあるとき第一ノズルプラグ装置１３が圧力容器１の外周部に退避されるものとしてもよい。この場合、上側基部９が下側基部１０と同様に基部本体部２７と基部拡張部２８を有し、上側横行レール２４が上側基部９の基部本体部２７下と基部拡張部２８下との間で上側レール部材１１をスライド可能に吊持するものであるとよく、上側基部９と下側基部１０が共通の吊り部材８で吊持されるものであるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す保全装置の側面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３のレール部材に吊持されるノズルプラグ装置の平面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図５のレール部材上に支持されるノズルプラグ装置の平面図である。
【図７】溶接機の概略説明図である。
【図８】圧力容器に設置された保全装置の平面説明図である。
【図９】一方のノズルプラグ装置がノズル内に挿入された平面説明図である。
【図１０】他方のノズルプラグ装置が圧力容器の中心部に移動された平面説明図である。
【図１１】他方のノズルプラグ装置がノズル内に挿入された平面説明図である。
【図１２】従来の保全装置の側断面図である。
【図１３】従来のノズルプラグ装置の側断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  圧力容器
２  側壁
３  ノズル
４  配管
５  溶接継手部
６  保全装置
７  構造体
８  吊り部材
９  上側基部
１０  下側基部
１１  上側レール部材
１２  下側レール部材
１３  第一ノズルプラグ装置
１４  第二ノズルプラグ装置
２１  ストッパ
２９  下側横行レール
３８  溶接機
４８  溶接トーチ
４９  溶接ワイヤ
５０  溶接ワイヤ供給部
５１  肉盛溶接部
５２  磁気撹拌部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010125482.tif 000007
【図６】
2010125482.tif 000008
【図７】
2010125482.tif 000009
【図８】
2010125482.tif 000010
【図９】
2010125482.tif 000011
【図１０】
2010125482.tif 000012
【図１１】
2010125482.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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