(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に収納可能であるとともに本体に対して繰り出し、繰り込み可能であるノズルヘッドを昇降移動させるノズル駆動部昇降機構と、本体をノズルヘッド昇降軸の周りに回転可能にする回転機構とを上部に搭載し、上部格子板に係合可能な上部アタッチメントと、下部に着座機構を備えた下部アタッチメントと、前記上部アタッチメントと下部アタッチメントを連結するフレームと、ノズルをノズルヘッド昇降軸と平行な軸の周りに回転可能に支持する支持機構とを備えたウォータージェットピーニング装置を、 シュラウドサポートレグと、シュラウドサポートシリンダと、シュラウドとを有し、原子炉圧力容器内に収容されている円筒状構造物の外周部内面側へ前記格子板に設けられた穴を通して挿入・設置した後に、前記ノズルヘッドを繰り出して、前記ノズルヘッドに設けられ溶接線上を接触して走査できる接触型差動トランス式の溶接線検知および位置決めセンサによりジェット水を噴射せずに施工対象範囲を前以て走査し、施工位置と溶接線を検出して、ピーニング経路およびピーニング経路走行中の噴射距離と姿勢を決め、しかる後に前記ノズルからジェット水を噴射しながら前記施工対象範囲を走査し、施工して、前記円筒状構造物の溶接部における引っ張り残留応力を低減し、施工後、前記ノズルヘッドを本体に繰り込み、前記格子板に設けられた穴を通して取り出すことを特徴とする原子炉内に設置された円筒状構造物の予防保全方法。
【請求項２】
本体に収納可能であるとともに本体に対して繰り出し、繰り込み可能であるノズルヘッドを昇降移動させるノズル駆動部昇降機構と、本体をノズルヘッド昇降軸の周りに回転可能にする回転機構とを上部に搭載し、上部格子板に係合可能な上部アタッチメントと、下部に着座機構を備えた下部アタッチメントと、前記上部アタッチメントと下部アタッチメントを連結するフレームと、ノズルをノズルヘッド昇降軸と平行な軸の周りに回転可能に支持する支持機構とを備えるウォータージェットピーニング装置を、シュラウドサポートレグと、シュラウドサポートシリンダと、シュラウド等から構成され、原子炉圧力容器内に収容されている円筒状構造物の外周部内面側へ前記格子板に設けられた穴を通して挿入し、設置した後に、前記ノズルヘッドを繰り出して、前記ノズルヘッドに設けられ溶接線上を接触して走査できる接触型差動トランス式の溶接線検知および位置決めセンサにより設定経路と設定噴射距離を確認しつつ、前記ノズルからジェット水を噴射し、施工対象範囲を走査、施工し、前記円筒状構造物の溶接部における引っ張り残留応力を低減し、施工後、前記ノズルヘッドを本体に繰り込み、前記格子板に設けられた穴を通して取り出すことを特徴とする原子炉内に設置された円筒状構造物の予防保全方法。
【請求項３】
請求項１、または、２において、前記ノズルヘッドの上部、下部、中間部にノズルと溶接線検知・位置決めセンサを設け、選択したノズルからジェット水を噴射する原子炉内に設置された円筒状構造物の予防保全方法。
【請求項４】
請求項１、または、２、において、前記ノズル駆動部昇降機構により昇降可能に支持されたエレベータに昇降可能にノズル駆動ベースを設け、一端が前記ノズルヘッドに、他端が前記ノズル駆動ベースに回転可能に係合された揺動平行リンクの揺動と、前記エレベータの昇降との組み合わせ動作によって前記ノズルヘッドの前後進及び昇降、本体に対する繰り出し、繰り込みを行う原子炉内に設置された円筒状構造物の予防保全方法。
【請求項５】
請求項４において、前記揺動平行リンクとエレベータを係合する小リンクを設け、しかる後に、前記ノズル駆動ベースの昇降によって揺動平行リンクを揺動させ、これと前記エレベータの昇降とを組み合わせることによって、ノズルヘッドの前後進及び昇降を行わせる原子炉内に設置された円筒状構造物の予防保全方法。
【請求項６】
請求項１、または２において、前記位置・溶接線センサとして、位置センサと溶接線センサを連結した連結型溶接線検知・位置決めセンサ、または単一のセンサで位置と溶接線の検出が可能な単一型溶接線検知・位置決めセンサの何れかを有するノズルヘッド用いる原子炉内に設置された円筒状構造物の予防保全方法。
【請求項７】
シュラウドサポートレグ、シュラウドサポートシリンダおよびシュラウド下部胴の内表面側の周溶接及び縦溶接の予防保全において、下フランジに取り付けられた炉心支持板の外周側の円孔から予防保全装置を挿入し、下部アタッチメントをＣＲＤハウジングの上端に着座させ、上部アタッチメントを炉心支持板に載せて、しかる後にジェット水を噴射しない状態で、 本体に収納可能であるとともに、本体に対して繰り出し、繰り込み可能であるノズルヘッドを繰り出し、それに設けられていて、溶接線上を接触して走査できる接触型差動トランス式の溶接線検知・位置決めセンサの先端が施工対象の内表面に接触するまで前進させ、接触後は接触状態を維持しつつ、施工対象範囲に対してノズルヘッドを昇降または回転させて溶接位置を確認し、その後噴射距離、ノズル姿勢、噴射領域を決定して、選択したノズルからジェット水を噴射することを特徴とする原子炉内に設置された円筒状構造物の予防保全方法。
【請求項８】
下フランジ、シュラウド中間胴および中間フランジの内表面側の周溶接及び縦溶接の予防保全方法において、中間フランジに取り付けられた上部格子板の外周の格子から予防保全装置を挿入し、制御棒案内管上端に着座させ、上部アタッチメントを上部格子板に載せて、しかる後にジェット水を噴射しない状態で、前記予防保全装置の本体に収納可能であるとともに、本体に対して繰り出し、繰り込み可能であるノズルヘッドを繰り出し、それに設けられていて、溶接線上を接触して走査できる接触型差動トランス式の溶接線検知・位置決めセンサの先端が施工対象の内表面に接触するまで前進させ、接触後は接触状態を維持しつつ、施工対象範囲に対してノズルヘッドを昇降または回転させて溶接位置を確認し、その後噴射距離、ノズル姿勢、噴射領域を決定して、選択したノズルからのみジェット水を噴射することを特徴とする原子炉内に設置された円筒状構造物の予防保全方法。
【請求項９】
請求項１において、異なる経路から制御弁を介して導かれた高圧水を異なる方向に噴射する噴射口を設け、それぞれの噴射口からの噴射時間と噴射圧力のいずれかを制御して、間歇的噴射又は連続的噴射を行う原子炉内に設置された円筒状構造物の予防保全方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉構造金属部材へ液体ジェットを噴射することにより、金属部材に存在する引張り残留応力を軽減し、応力腐食割れを防止する予防保全装置、特に運転を開始した原子力発電プラントの炉内構造物であるシュラウド中間胴、シュラウド下部胴、シュラウドサポートシリンダ、及びシュラウドサポートレグ等の狭隘部、隅角部及び干渉物を有する円筒状構造物の溶接部及び溶接熱影響部に存在する引張り残留応力を軽減し、圧縮残留応力へ変化させるのに好適な予防保全方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉の炉内構造物の応力腐食割れの発生原因となる溶接部の引張り残留応力を軽減する方法として、特開平５−７８７３８号（特願平３−２４１６７８号）に開示された方法がある。特願平５−７８７３８号は、センタポールである上部マストにアームと下部マストを設けている。そして、この下部マストの先端に取り付けたウォータージェット噴出ヘッドを施工対象とするシュラウド内面に向け、ウォータージェット噴出ノズルから高圧ジェットを噴出させ、シュラウド内表面に衝突させて、最初に存在していた引張り残留応力を圧縮残留応力に転化するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平５−７８７３８号に示された技術は、原子炉内の円筒状構造物の中心位置にセットしたマストを回転させることが必要となる。そのため、シュラウド中間胴内面に適用する場合には中性子検出器を全数取り外す必要があり、シュラウド下部胴、シュラウドサポートシリンダ及びシュラウドサポートレグに適用するためには、制御棒、燃料支持金具及び制御棒案内管を全数取り外す必要がある。噴射終了後は取外したものを再度取付けるか、取り外すと再使用できない場合は、取外したものと同等品を取り付けて復旧させる必要がある。
【０００４】
また、シュラウド中間胴の上部に設けられている上部格子板と、シュラウド中間胴とで構成される鈎型の隅角部、シュラウド中間胴の下部に設けられている炉心支持板及び中間フランジとシュラウド中間胴とで構成される側溝状の狭隘部、シュラウド下部胴の上部に設けられている下フランジとシュラウド下部胴とで構成される鈎型の隅角部の溶接部に対して、ウォータージェット噴出ヘッドを接近させることが困難であり、また、施工対象部位を特定することも困難である。
【０００５】
本発明の目的は、炉水で満たされた原子炉内の円筒状構造物中で施工可能で鈎型の隅角部や側溝状の狭隘部における溶接部を探知し、溶接部の引張り残留応力を低減して圧縮残留応力に転換、改善するのに好適な予防保全方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、装置本体を原子炉内の円筒状構造物の中心位置にセットせず、外周部設置型とし、本体から繰り出される平行リンクに溶接部探知機能と位置決め機能を持たせた複数のセンサと、複数のノズルを備えた縦型のノズル駆動部を連結することにより、鈎型の隅角部や側溝状の狭隘部における溶接部にノズルを簡単に接近せしめ、ウォータージェットピーニング施工を可能にしている。
【０００７】
また、縦軸に対して回転可能な複数のノズルをノズル駆動部に設けることにより、好適な噴射角度を維持できるようにしている。
【０００８】
さらに、上部アタッチメントと下部アタッチメントの間隔を可変に連結し、これにより、寸法諸元の異なる機器に対する共用化が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態を示す構成図で、運転開始後の原子力発電プラントの炉内に配置した、シュラウドサポートレグ４３、シュラウドサポートシリンダ４２、シュラウド下部胴２８−２、シュラウド中間胴２８−１等の円筒胴３９の内面に予防保全を実施する際の装置の構成例であり、シュラウド中間胴２８−１に予防保全装置１をセットした状態を示す。
【００１０】
予防保全装置１にはノズルに高圧水を供給するための高圧ホース１７の一端が接続され、他端は高圧ポンプ１６に接続されている。高圧ポンプ１６には水を供給する低圧ホース２３が接続されている。高圧ポンプ１６と予防保全装置１は制御ケーブル１８を介して制御盤９につながれている。低圧ホース２３には原子炉６、燃料プール２の炉水、または図示していないが純水タンクの純水等が供給される。
【００１１】
図２は、予防保全装置１をセットした上部格子板１１を上方から見た図を示す。予防保全装置１は上部格子板１１の外周側の格子穴に挿入され、場所を変えながら、シュラウド中間胴２８−１の内面３６０°の施工が行われる。
【００１２】
図３は、本発明を実施する際のシーケンス示すもので、実施に際しては図示を省略したが圧力容器の蓋、蒸気乾燥器及び気水分離器等のシュラウドヘッドを取り外し、さらに、燃料棒、制御棒も順次取り外す。次に、図１に示すように予防保全装置１を燃料交換台車３のホイスト４にワイヤロープ５で吊り下げて、図２に示すように、外周部の選定された格子、例えば格子穴１１−１を通して予防保全装置１を吊り降ろし、図４に示すように炉心支持板１２の上面にある制御棒案内管１３の頂部に下部アタッチメント２０の着座部１９を着床させる。
【００１３】
同時に、上部アタッチメント１５は、上部格子板１１に係合される。その後、ノズルヘッド８と単一型溶接線検知・位置決めセンサ３８を繰り出して施工対象範囲を広めに走査する。走査結果を基に溶接線４５位置を検出し、溶接線４５を中心として最大でも±１００ｍｍ程度の帯状領域を施工範囲として決定する。
【００１４】
次に、噴射距離、昇降走査速度、旋回走査速度、昇降走査範囲、旋回走査範囲、繰返し回数、施工ピッチ等の施工条件を設定する。その後高圧ポンプ１６の圧力を昇圧し、噴射を開始する。
【００１５】
ノズルを施工対象部に接近させ、昇降走査または旋回走査させて施工範囲を噴射し終えたら、噴射を停止し、高圧ポンプ１６を降圧し、ノズルヘッド８を繰込み、上部アタッチメント１５の係合を解除し、予防保全装置１を吊り揚げる。
【００１６】
次に、図２に示す別の格子穴１１−２、１１−３……に挿入し、前述と同様に施工する。溶接線全周を施工すると、周方向溶接線の施工が完了する。縦溶接線に対しても同様であるが、一本の溶接線に対しては差し替えは不要となる。
【００１７】
図５は予防保全装置１の詳細図である。予防保全装置１は、上部に本体回転機構７とノズルヘッド８を水平方向に伸縮（横向き矢印方向）及び上下方向に昇降（上下矢印方向）可能に搭載したエレベータ１０を昇降させる昇降機構１４を備えた上部アタッチメント１５、下部に着座部１９を備えた下部アタッチメント２０、上部アタッチメント１５と下部アタッチメント２０を連結するフレーム２１からなっている。
【００１８】
そして、炉内円筒胴にウォータージェットピーニング（ＷＪＰ）を施工する。この予防保全装置１のノズルヘッド８には施工面とノズルの間隔を測定し、溶接線検出が可能な溶接線検知・位置決めセンサ２２が設けてあり、予防保全装置１を動かして施工対象範囲を走査して位置と溶接線を検出してピーニング経路及び、ピーニング経路走行中の噴射距離と姿勢を決め、それに従ってノズル２４を走査しながらノズル２４からジェット２５を噴射する。
【００１９】
さらに、噴射走査中においても、ノズルの動きに追従しながら溶接線検出・位置決めセンサ２２で予め設定した経路と噴射距離を確認しつつ噴射することもできる。
【００２０】
このように本方法によれば、中性子モニタの取外し取付けが不要でかつ、走査経路、噴射距離、噴射角度等の施工条件を適正に保ちながら確実な施工ができる。溶接位置など計画図と異なっている場合でも実態に合わせた精度及び信頼性の高い施工を確保できる。
【００２１】
上述のごとく、上部アタッチメント１５に本体を回転させる機能と、ノズル駆動部を昇降させる機能を設けた、下部アタッチメント２０に着座部１９を設け、原子炉圧力容器内のシュラウドサポートレグ４３、シュラウドサポートシリンダ４２、シュラウド下部胴２８−２、シュラウド中間胴２８−１、シュラウド上部胴等の円筒状構造物の外周側中心から離れた位置に設置することとしたので、装置の着脱とノズルの施工対象部へのアクセスが容易であり、設置位置よりも内周側にある機器や構造物の取り外しが不要となる。
【００２２】
また、ノズルヘッド８に位置及び溶接線を検出する溶接線検知・位置決めセンサ２２を設けたので、予めセンサを走査させて対象とする全施工領域における溶接線を検出し、施工面と装置間の間隔を測定しておくことにより予めピーニング経路及び、ピーニング経路をノズルが走行中する際の噴射距離とノズルの姿勢を決めておくことができ、施工中も動きに追従しながらそれを確認し、修正を加えながら施工できるので必要最小限領域を確実に効率良く予防保全工事を実施できる。
【００２３】
図６は本発明の他の実施の形態を示す。本例が図４、図５と異なるところは、ノズル２４に高圧水５２を弁３１を介して分配する分岐管２７の主軸Ｙ−Ｙを回転させる分岐管回転機構２６によりＹ−Ｙ軸の周りにノズル２４を回転できるようにしていることである。なお、同じ符号は同じ部品を示す。
【００２４】
図７は本例のシュラウド２８の周溶接部に実施している状況を上方から見た図を示す。周溶接部に施工する場合、ノズルヘッド８を旋回角度θで旋回させなければならないが、この旋回は本体回転機構７で行う。旋回角度θに応じて主軸Ｙ−Ｙを回転させてノズル２４が常に円筒胴３９の内面に適正角度で対向するようにしている。そのため残留応力改善効果が高まると共に施工の信頼性も高まる。
【００２５】
なお、図６から分岐管回転機構２６を取り外して図８のようにすることもできる。制御軸数が一軸減るので制御の簡単化が図れる。旋回角度θの旋回は上部アタッチメント１５に取り付けた旋回モータ３６によってフレーム２１を回すことによって行われる。ノズル２４をノズルヘッド昇降軸と平行な軸周りに回転可能に搭載しているので、本体を旋回させた時の噴射角度の変化を旋回角度に応じて修正できる。そのため噴射角度を適正に保持することができる。
【００２６】
図９は本発明のさらに他の実施の形態を示す。本例が先の実施の形態と異なるところは、フレーム２１、上部アタッチメント１５または下部アタッチメント２０のいずれかに上部アタッチメント１５と下部アタッチメント２０のスパンＬを可変に連結できるスパン調整部４０を設けたことである。
【００２７】
図１０は、シュラウド中間胴２８−１に施工するために上部格子板１１と炉心支持板１２の間に予防保全装置１を取付けた状態を示す。上部格子板１１と炉心支持板１２の間隔が異なっても、スパン調整部４０でスパンＬを加減してセットして施工できる。また、図示しないが、炉心支持板１２とＣＲＤハウジング４１の間にセットし、シュラウド下部胴２８−２、シュラウドサポートシリンダ４２及びシュラウドサポートレグ４３の施工にも共用できる炉内円筒胴用ウォータージェットピーニング装置を提供できる。
【００２８】
これによれば、上部アタッチメントと下部アタッチメントの間隔が可変となるので異なる高さのシュラウド中間胴、調整間隔を長くすることによりシュラウド中間胴とシュラウド下部胴に一台で共用可能な炉内円筒胴用ウォータージェットピーニング装置が提供でき、装置製作費が低減される。
【００２９】
図６及び図８においては、ノズルヘッド８の上部、下部、中間部の３箇所にそれぞれノズル２４−１、２４−２、２４−３と施工対象表面の距離、すなわち、噴射距離を測定して更に溶接線を検出する溶接線検知・位置決めセンサ２２−１から２２−３を設けてある。そのためにノズル取付け位置で正確にピーニング経路及び、ピーニング経路走行中の噴射距離と姿勢を決めることができる。
【００３０】
さらに、ノズルヘッド８の上部と下部にノズル２４−１、２４−２を搭載しているので、図１１に示す鈎型の隅角部２９に対して上部のノズル２２−１を用いて施工できる。このとき、弁３２−１は開くが、弁３１−２と弁３１−３は閉じられる。また、図１２に示す側溝状の狭隘部３０に対して下部のノズル２４−２を用いて施工できる。このとき、弁３１−１と弁３１−３は閉じられる。
【００３１】
この実施の形態おいてはノズルヘッド８の上部と下部にノズルと溶接線検知・位置決めセンサをそれぞれ設けてあるために鈎型の隅角部２９や側溝状の狭隘部３０における施工が容易になる。また、中間部にもノズルと溶接線検知・位置決めセンサを設けてあるために平坦部における施工をノズルやノズルヘッドあるいは装置の交換をせずに容易に行える。
【００３２】
さらに、図６及び図８においてはノズルヘッド８を水平方向（Ｘ−Ｘ方向）に伸縮し、かつ上下方向（Ｙ−Ｙ方向）に昇降可能にするために揺動平行リンク３２を設けている。図１３は下部の揺動平行リンク３２−２をノズル側から見た図であり、揺動平行リンク３２−２を揺動させるリンク駆動モータ３３が歯車３４を介して取り付けられている。
【００３３】
揺動平行リンク３２を揺動させると、揺動に応じてノズルヘッド８は昇降すると共に水平方向に伸縮する。リンク機構では昇降のみ、または伸縮のみという動作ができないので、昇降機構１４を作動させてエレベータ１０の昇降と併用することによって、ノズルヘッド８に昇降のみ、または前後進のみという動作をさせている。
【００３４】
揺動リンク３２の揺動は歯車３４をスプロケットに変え、ねじ棹３５を駆動用チェーンに変えることもでき、さらに、刻み目付きベルト機構に変えることもできる。
【００３５】
上記実施の形態においては、平行リンク機構を用いたので、ノズルヘッド８を水平方向に前後進させ、かつ上下方向に昇降できる。また、リンクの折り畳みによりノズルヘッド２４をコンパクトに収納できるので、装置着脱時における装置の格子板や炉心支持板の円孔に装置の挿入したり、通過させたりする作業を容易に行える。
【００３６】
この実施の形態によれば、チェーン駆動方式としたので、駆動系に噛りの恐れがなく、滑らかな動作を実現できる。非常時の回収も容易である。
【００３７】
図１４に位置測定部３７−１と溶接線４５を検知する溶接線検知部３７−２を一体にした連結型溶接線検知・位置決めセンサ３７を示す。位置測定部３７−１と溶接線検知部３７−２はどちらも差動トランス４６−１と４６−２に連結されている。溶接線検知部３７−２は永久磁石が取り付けてあり、センサがオーステナイト鋼の溶接線４５の上を走査すると磁石が吸引されて差動トランス４６−２の出力が変化することにより溶接線４５が検知される。連結を外して用いることもできる。
【００３８】
この実施の形態においては、ノズルヘッドのノズル近傍に溶接線検知・位置決めセンサ３７を設けたので、溶接線４５を正確に検知して施工対象に対するノズル位置をより正確に測定できる。連結型センサ３７の溶接線検知は磁石の吸引力を利用しており、構造が簡単で信頼性が高い。単一型センサの溶接線検知は自ら作り出した磁界が溶接金属によって乱されることを利用しており、検出感度が高い。また、施工対象部の割れ検出もできる。
以上
【００３９】
図１５は、位置と溶接線の検出が可能な単一型溶接線検知・位置決めセンサの例を示す。図１４の溶接線検知部３７−２の永久磁石に代えて先端部にもコイル４４を設け、コイル４４に一定電流を加えておき、電圧との位相曲線の変化または電圧変化等から溶接線４５を検知すると共に差動トランス４６−３により位置を測定する。
【００４０】
下フランジ４７と、シュラウド下部胴２８−２の溶接部４５に施工する場合の、他の実施の形態を図１６によって説明する。シュラウドサポートレグ４３、シュラウドサポートシリンダ４２、シュラウド下部胴２８−２の内表面側の周溶接及び縦溶接の予防保全において、下フランジ４７に取り付けられた炉心支持板１２の外周側の円孔から予防保全装置１を挿入し、下部アタッチメント１９をＣＲＤハウジング４１の上端に着座させ、上部アタッチメント１５を下フランジ４７に回転可能に載せる。
【００４１】
本体をセット後、ジェット水を噴射しない状態でノズルヘッド８を溶接線検知・位置決めセンサ２２−３がシュラウド下部胴２８−２の内表面に接触するまで前進させ内表面との距離を測り、接触後は接触状態を維持しつつ、溶接線検知・位置決めセンサ２２−１が下フランジ４７の下面に接触するまでノズルヘッド８を上昇させて下フランジ４７の下面との距離を測る。
【００４２】
その位置で、本体１を回転させながら各回転位置でのシュラウド下部胴２８−２の内表面及び下フランジ４７の下面との距離を測る。この場合、溶接部４５はコーナにあることが明らかなので、距離測定のみで噴射距離、ノズル姿勢、噴射領域、ノズルの走査経路を決定することができる。
【００４３】
溶接線検知・位置決めセンサ２２−１を斜角に取付けて溶接部４５を直接検知することもできる。その後、決定した噴射距離、ノズル姿勢、噴射領域、ノズルの走査経路に対応して選択したノズルからのみジェット２５を噴射しながら施工を行うことにより、溶接部の引張り残留応力を低減して圧縮残留応力に改善する。噴射しながらも溶接線検知・位置決めセンサ２２−１と２２−３を働かせて、設定条件を確認し、異なる場合は修正する。
【００４４】
上述の手順によれば、シュラウドサポートレグ、シュラウドサポートシリンダ、シュラウド下部胴の内表面側の周溶接部及び縦溶接部の引張り残留応力を効率良く低減して圧縮残留応力に改善することができる。
【００４５】
下フランジ４７と、シュラウド中間胴２８−１と上部格子板１１で構成される側溝状狭隘部にある溶接部４５に施工する場合について、図１０によって説明する。下フランジ４７の上面、シュラウド中間胴２８−１、中間フランジ４８の溶接部の予防保全において、中間フランジ４８に取り付けられた上部格子板１１の外周側の格子から予防保全装置１を挿入し、下部アタッチメント１９を炉心支持板１２の制御棒案内管の上端に着座させ、上部アタッチメント１５を上部格子板１１の格子に回転可能にセットする。
【００４６】
予防保全装置１をセット後、ジェット水を噴射しない状態でノズルヘッド８を溶接線検知・位置決めセンサ２２−３がシュラウド中間胴２８−１の内表面に接触するまで前進させ内表面との距離を測り、接触後は接触状態を維持しつつ、ノズルヘッド８を溶接線検知・位置決めセンサ２２−２が下フランジ４７の上面に接触するまで下降させて下面との距離を測る。
【００４７】
次にその位置で、本体１を回転させながら各回転位置でのシュラウド中間胴２８−１の内表面及び下フランジ４７の上面との距離を測る。この場合も溶接部４５はコーナにあることが明らかなので、距離測定のみで噴射距離、ノズル姿勢、噴射領域、ノズルの走査経路を決定することができる。溶接線検知・位置決めセンサ２２−２を斜角に取付けて溶接部４５を直接検知することもできる。
【００４８】
その後、決定した噴射距離、ノズル姿勢、噴射領域、ノズルの走査経路に対応して選択したノズルからのみジェット２５を噴射しながら施工を行うことにより、溶接部の引張り残留応力を低減して圧縮残留応力に改善する。噴射しながらも溶接線検知・位置決めセンサ２２−２と２２−３を働かせて、設定条件を確認し、異なる場合は修正する。上述の手順によれば、下フランジ４７、シュラウド中間胴２８−１の内表面側の周溶接部及び縦溶接部の引張り残留応力を効率良く低減して圧縮残留応力に改善することができる。
【００４９】
図１７は、本発明の他の一実施の形態を示すものである。複数の噴射ノズルを持つ噴射ノズル４９は、互いに反対方向に噴射口５０−１と５０−２を備え、異なる経路から制御弁５１−１と５１−２を介して高圧水５２−１と５２−２を導いている。そのために制御弁５１−１と５１−２の開閉により噴射口５０−１と５０−２からの噴射を間歇的に又は交互に行うことができるとともに、連続的にも行うこともできる。
【００５０】
さらに、噴射口５０−１と５０−２から異なる圧力で噴射することもできる。図１８は複噴射ノズル４９の使用状況を示す図で、溝幅が広いＵ型側溝状の狭隘部３０に施工している状況である。一方の側溝状壁面を施工する場合、制御弁５１−１を開き、制御弁５１−２を閉じて噴射口５０−１（図１７）からのみ噴射し、噴射口５０−２からは噴射させない。
【００５１】
他方の側溝状壁面を施工する場合には、制御弁５１−２を開き、制御弁５１−１を閉じて噴射口５０−２からのみ噴射し、噴射口５０−１からは噴射させない。これによればノズルを回転せずに対向する壁面を施工できる。本例は対向する二壁面の例について述べたが、壁面の数に応じて噴射口を増やすことができる。
【００５２】
このように上記実施の形態によれば、噴射方向の異なる複数の噴射口を有するノズルにそれぞれ制御弁設けてあるために、それぞれの噴射口からの噴射時間と噴射圧力を制御して間歇的噴射又は連続的噴射が可能となり、Ｕ字型側溝狭隘部の対向する壁面の施工が、ノズル交換やノズルの回転なしで容易に行える。
【００５３】
図１９は、本発明のさらに他の実施形態を示すもので、揺動平行リンク３２−２とエレベータ１０を係合する小リンク５６を設け、ノズル駆動ベース５３の上下端にはチェーン５４−２がつながれ、チェーン５４−２はリンク駆動モータ３３につながれている。リンク駆動モータ３３の回転に応じてノズル駆動ベース５３は昇降し、下降すると小リンク５６と揺動平行リンク３２の拘束運動ためにノズルヘッド８は前進すると共に下降する。
【００５４】
この際、同時に昇降機構１４を作動させて、ノズルヘッド８の下降長さと同じ長さだけエレベータ１０を上昇させてやれば、ノズルヘッド８は下降せず、前進するだけである。この場合も、昇降機構１４によるエレベータ１０の昇降と、揺動平行リンク３２の揺動とを併用することによって、ノズルヘッド８の昇降のみ、または前後進のみ、またはその複合動作を行うことができる。このチェーン方式によれば装置の柔構造化と軽量化と動作の円滑化を実現できる。なお、図１９では高圧水ホースは前述と同様なので詳細な説明を省略した。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明おいては、上部アタッチメントに本体を回転させる機能と、ノズル駆動部を昇降させる機能を設けた、下部アタッチメントに着座部を設け、原子炉圧力容器内のシュラウドサポートレグ、シュラウドサポートシリンダ、シュラウド下部胴、シュラウド中間胴、シュラウド上部胴等の円筒状構造物の外周部に設置することとしたので、装置の着脱とノズルの施工対象部へのアクセスが容易であり、設置位置よりも内周側にある機器や構造物の取り外しが不要となる。
【００５６】
また、ノズルヘッドに位置及び溶接線を検出する溶接線検知・位置決めセンサを設けたので、予めセンサを走査させて対象とする全施工領域における溶接線を検出し、施工面と装置間の間隔を測定しておくことにより予めピーニング経路及び、ピーニング経路をノズルが走行中する際の噴射距離とノズルの姿勢を決めておくことができ、施工中も動きに追従しながらそれを確認し、修正を加えながら施工できるので必要最小限領域を確実に効率良く予防保全工事を実施できる。
【００５７】
さらに、ノズルをノズルヘッド昇降軸と平行な軸周りに回転可能に搭載しているので、本体を旋回させた時の噴射角度の変化を旋回角度に応じて修正できる。そのため噴射角度を適正に保持することができる
請求項２に記載した発明によれば、上部アタッチメントと下部アタッチメントの間隔が可変となるので異なる高さのシュラウド中間胴、調整間隔を長くすることによりシュラウド中間胴とシュラウド下部胴に一台で共用可能な炉内円筒胴用ウォータージェットピーニング装置が提供できる、装置製作費が低減される。
【００５８】
請求項３に記載した発明によれば、ノズルヘッドの上部と下部にノズルと溶接線検知・位置決めセンサをそれぞれ設けてあるために鈎型の隅角部や側溝状の狭隘部における施工が、また、中間部にもノズルと溶接線検知・位置決めセンサを設けてあるために平坦部における施工をノズルやノズルヘッドあるいは装置の交換をせずに容易に行える。
【００５９】
請求項４に記載した発明によれば、平行リンク機構を用いたので、ノズルヘッドを水平方向に前後進させ、かつ上下方向に昇降できる。また、リンクのおり畳みによりヘッドをコンパクトに収納できるので、装置着脱時における装置の格子板や炉心支持板の円孔に装置の挿入したり、通過させたりする作業を容易に行える。
【００６０】
請求項５に記載した発明によれば、チェーン駆動方式としたので、駆動系に噛りの恐れがなく、滑らかな動作を実現できる。非常時の回収も容易である。
【００６１】
請求項６に記載した発明によれば、ノズルヘッドのノズル近傍に溶接線検知・位置決めセンサを設けたので、溶接線を正確に検知して施工対象に対するノズル位置をより測定できる。連結型センサの溶接線検知は磁石の吸引力を利用しており、構造が簡単で信頼性が高い。単一型センサの溶接線検知は自ら作り出した磁界が溶接金属によって乱されることを利用しており、検出感度が高い。また、施工対象部の割れ検出もできる。
【００６２】
請求項７に記載した発明によれば、シュラウドサポートレグ、シュラウドサポートシリンダ、シュラウド下部胴の内表面側の周溶接部及び縦溶接部の引張り残留応力を効率良く低減して圧縮残留応力に改善することができる。
【００６３】
請求項８に記載した発明によれば、下フランジ、シュラウド中間胴の内表面側の周溶接部及び縦溶接部の引張り残留応力を効率良く低減して圧縮残留応力に改善することができる。
【００６４】
請求項９に記載した発明によれば、噴射方向の異なる複数の噴射口を有するノズルにそれぞれ制御弁設けてあるために、それぞれの噴射口からの噴射時間と噴射圧力を制御して間歇的噴射又は連続的噴射が可能となり、Ｕ字型側溝狭隘部の対向する壁面の施工が、ノズル交換やノズルの回転なしで容易に行える。
【００６５】
以上述べたように本発明によれば隅角部や狭隘部における溶接部を正確に検出し、ノズルと噴射距離を正確に測定してから、施工部に確実にアクセスできる装置でウォータージェットピーニングを施工するので、溶接部の引張り残留応力を圧縮残留応力に改善することができる。施工の無駄が省けるので、施工の信頼性及び施工効率も高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す予防保全方法の全体構成図である。
【図２】シュラユドに取付けた予防保全装置を上部格子板から見た図である。
【図３】本発明の一実施の形態の実施シーケンスを示す図である。
【図４】本発明による予防保全装置のシュラユドへの取付状況を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態を示すによる予防保全方法の全体図である。
【図６】本発明の他の実施の形態を示す予防保全方法の全体図である。
【図７】本発明の他の実施の形態を原子炉の上方から見た状況を示す図である。
【図８】本発明のさらに他の実施の形態を示す予防保全方法の全体図である。
【図９】本発明の応用実施例を示す全長可変型の予防保全装置の説明図である。
【図１０】本発明の全長可変型の予防保全装置の取付け状況を示す図である。
【図１１】本発明を隅角部に実施する状況を示す図である。
【図１２】本発明をＵ型側溝状の狭隘部に実施する状況を示す図である。
【図１３】本発明の予防保全装置のリンクの駆動部を説明する図である。
【図１４】本発明の予防保全装置に搭載する連結型の溶接線検知・位置決めセンサを示す断面図である。
【図１５】本発明の予防保全装置に搭載する一体型の溶接線検知・位置決めセンサを示す断面図である。
【図１６】本発明を下部シュラウドに実施している状況を示す図である。
【図１７】本発明の予防保全装置に搭載するに好敵なノズルの部分的な断面を示す図である。
【図１８】本発明のノズルでＵ型側溝状の狭隘部に実施する状況を示す図である。
【図１９】本発明の予防保全装置の応用例の一つの全体図を示す図である。
【符号の説明】
１…予防保全装置、２…燃料プール、３…燃料交換台車、４…ホイスト、５…ワイヤロープ、６…原子炉、７…本体回転機構、８…ノズルヘッド、９…制御盤、１０…エレベータ、１１…上部格子板、１２…炉心支持板、１３…制御棒案内管、１４…昇降機構、１５…上部アタッチメント、１６…高圧ポンプ、１７…高圧ホース、１８…制御ケーブル、１９…着座部、２０…下部アタッチメント、２１…フレーム、２２−１ないし２２−３…溶接線検知・位置決めセンサ、２３…低圧ホース、２４−１ないし２４−３…ノズル、２５…ジェット、２６…分岐管回転機構、２７…分岐管、２８…シュラウド、２８−１…シュラウド中間胴、２８−２…シュラウド下部胴、２９…隅角部、３０…狭隘部、３１−１ないし３１−３…弁、３２…揺動平行リンク、３３…リンク駆動モータ、３４…歯車、３５…ねじ棹、３６…旋回モータ、３７…連結型溶接線検知・位置決めセンサ、３７−１…位置測定部、３７−２…溶接線検知部、３８…単一型溶接線検知・位置決めセンサ、３９…円筒胴、４０…スパン調整部、４１…ＣＲＤハウジング、４２…シュラウト゛サポートシリンタ゛、４３…シュラウト゛サポートレク゛、４４…コイル、４５…溶接線、４６−１ないし４６−３…差動トランス、４７…下フランジ、４８…中間フランジ、４９…複噴射ノズル、５０−１ないし５０−２…噴射口、５１−１ないし５１−２…制御弁、５２−１ないし５２−２…高圧水、５３…ノズル駆動ベース、５４−１ないし５４−２…チェーン、５５−１ないし５５−２…スプロケット、５６…小リンク。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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