(57)【要約】【課題】原子炉内水中などの狭隘な環境で正確な位置決めと点検センサなどの作業機器の複雑なスキャンが可能で、短時間で広範囲の作業範囲を確保できる作業装置を提供する。【解決手段】構造物に対する作業機器２３を搭載し、作業機器２３を構造物に対して能動的に動かす動作機構２１と、動作機構２１に結合され構造物に吸着し作業装置の自重を構造物に負荷し構造物上を走行移動し位置決めする吸着走行モジュール２２とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に対して作業を行なう移動式の作業装置であって、
前記構造物に対向して作業を行なう作業機器と、
前記作業機器を搭載し前記作業機器を前記構造物に対して能動的に動かす動作機構と、
前記動作機構に結合され前記構造物に吸着し当該作業装置の自重を前記構造物に負荷し前記構造物上を走行移動し位置決めする吸着走行モジュールと、
を備えていることを特徴とする作業装置。
【請求項２】
前記構造物は原子炉圧力容器内の構造物であって、前記原子炉圧力容器内に水を入れた状態でその水中で動作させるものであることを特徴とする請求項１に記載の作業装置。
【請求項３】
前記動作機構は１台、前記吸着走行モジュールは２台備えられ、１台の前記動作機構の両側部に各１台の前記吸着走行モジュールが結合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の作業装置。
【請求項４】
前記作業機器は、目視検査用カメラ、体積検査用超音波センサ、渦流探傷用センサ、水洗浄用のノズル、みがき作業用のブラシ、研磨治具、レーザーピーニングヘッドの内から選択された少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の作業装置。
【請求項５】
前記構造物の前記作業の対象となる部分がほぼ水平な線上に延びており、
前記動作機構は、
前記作業機器を支持し前記作業機器を前記水平な線に平行な水平軸まわりに回転させる回転機構と、
前記回転機構を支持し前記回転機構を前記水平な線に平行な水平軸まわりに揺動させる揺動機構と、
前記揺動機構を支持し前記揺動機構を上下移動させる上下移動機構と、
を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の作業装置。
【請求項６】
前記回転機構は、回転モータとタイミングベルトとプーリを備えていることを特徴とする請求項５に記載の作業装置。
【請求項７】
前記回転機構は回転モータと直動機構とリンクとを備え、前記直動機構と前記リンクがスライダクランク機構を構成していることを特徴とする請求項５に記載の作業装置。
【請求項８】
前記吸着走行モジュールは、
当該吸着走行モジュールを構造物の壁面に吸着させるスラスタと、
当該吸着走行モジュールを水平に走行させる走行車輪と、
走行距離の計測機構と、
底面に取り付けられたボールキャスタと、
を備え、
自重を前記ボールキャスタで受け、水中で構造物の壁面に前記スラスタで吸着し前記走行車輪を前記壁面に押し付けて回転駆動することにより走行駆動力を得て、前記壁面に沿いながら水平に走行移動し、その移動距離が測定可能であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の作業装置。
【請求項９】
高分子樹脂材料を用いた機構構成部材または強度保持部材を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の作業装置。
【請求項１０】
作業機器を搭載した動作機構および吸着走行モジュールを備えた作業装置を設置し、
前記吸着走行モジュールによって構造物の壁面に吸着して自重を構造物に負荷し、
前記壁面に沿って走行移動し、
壁面に対する相対移動量を計測し、
前記動作機構によって前記作業機器を前記構造物に対してスキャン動作させることにより、前記構造物に対して作業を行なう、
ことを特徴とする作業方法。
【請求項１１】
前記構造物は原子炉圧力容器内の構造物であって、前記原子炉圧力容器内に水を入れた状態でその水中で前記作業装置を動作させるものであることを特徴とする請求項１０に記載の作業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉内構造物などの構造物に対して検査や加工等の作業を行なう移動式の作業装置および作業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子炉内作業装置が、原子炉圧力容器内や炉内構造物の点検、検査および予防保全といった炉内作業に用いられている。特に沸騰水型原子炉の圧力容器内壁とシュラウドに挟まれたアニュラス部の底部に存在する溶接線を対象とした場合に、当該部へ到達することが困難であることや狭隘な場所であることから、作業領域が限定されるといった課題や、多くの作業時間を要するといった課題がある。これに対し短時間でなるべく広範囲の作業範囲を確保するために種々の原子炉内作業装置が提案されている。
【０００３】
このような原子炉内作業装置の第１の例として、装置本体を薄型の自走式の装置とし、原子炉圧力容器やシュラウドサポートシリンダやジェットポンプの壁面に吸着して沿いながらシュラウドサポートプレート上を移動してアニュラス部底部に存在する各溶接線の検査を行なう装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
この装置では検査機構部を、浮力による姿勢維持用の気密室と、スラスタの水流による壁面押付け手段と、クローラなどの走行手段および、各種センサによる検査手段から構成し、壁面に吸着し壁面をガイドとして沿いながら装置底部のクローラにより走行移動する。また、この装置では装置側面に搭載した非接触距離計により検査装置からジェットポンプディフューザ側面までの距離を計測して相対位置を特定するとともに、クローラによる走行距離からシュラウドサポートプレート上の絶対位置を特定している。
【０００５】
また原子炉内作業装置の第２の例として、シュラウドサポートプレート上において、シュラウドサポートシリンダとジェットポンプアダプタの間を、一対のクローラにより走行移動しながら、溶接線の検査や当該部の洗浄を行なう装置が知られている（特許文献２から４参照）。
【０００６】
特許文献２の装置では、狭隘部を通過可能な寸法に走行機構部を形成し、検査用カメラや超音波探触子を検査ユニットとして独立させ、走行機構部に連結して牽引し検査を行なう。また特許文献３および４の装置では、同様に狭隘部を通過可能な寸法に走行機構部を形成し、搭載した吸引洗浄用のノズルによりシュラウドサポートプレート上を移動して洗浄作業を行なう。これらの装置ではジェットポンプアダプタに挟まれたジェットポンプライザー管の真下の領域を洗浄することができる。
【０００７】
また、原子炉内作業装置の第３の例として、アニュラス部底部のジェットポンプアダプタ下端の溶接部の超音波探傷検査を行なうために、ジェットポンプディフューザ外面の曲率に合わせたガイド部と、原子炉圧力容器側に押出部材を押出して前記ガイド部に反力を与えることにより装置を固定する位置決め機構とを備えた装置が知られている（特許文献５参照）。
【０００８】
この装置は、上記移動式の検査装置と異なりジェットポンプディフューザに検査装置を固定設置し、搭載のヘッド移動機構により超音波探傷試験を行なう検査ヘッドを走査する。この装置は、検査装置を確実に固定することができ、検査ヘッドの走査精度が向上するので検査精度を向上させることができる。
【特許文献１】特開平１１−１７４１９２号公報
【特許文献２】特開平１１−１０９０８２号公報
【特許文献３】特開平１０−２２１４８４号公報
【特許文献４】特開平９−１５３７６号公報
【特許文献５】特開平１１−３２６２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来公知の原子炉内作業装置では、原子炉内水中においてシュラウド等炉内構造物の溶接線の超音波検査を行なう場合、例えば壁面に吸着して走行移動するビークルに、フェーズドアレイ超音波プローブ等を搭載して溶接線に沿って移動し、プローブの搬送、位置決めを行ない点検を行なう。またプローブの設置位置や姿勢を遠隔で調整するために、調整自由度を備えたスキャン機構を用いてこれをビークルに搭載し検査を行なうことが可能である。
【００１０】
このようなビークルとスキャン機構によれば、シュラウド内側や外側の溶接線のように曲率半径の大きな溶接線に対しては、点検センサの調整量が少ないためスキャン機構自体がシュラウドやジェットポンプなどの炉内構造物と干渉することなく検査が可能である。さらに吸着移動ビークルの下側や上側にスキャン機構を取り付けて、全体寸法が長くなっても炉内構造物と干渉する可能性は小さい。また同様にして、吸着走行ビークルとスキャン機構により検査以外の洗浄作業やみがき作業および、研磨作業、さらに反力の小さいレーザーピーニングによる応力改善施工といった作業も同様に行なうことができる。ここにレーザーピーニング施工とは水中で溶接線近傍にレーザを照射し構造物表面の引張り残留応力を圧縮に変化させる予防保全処置のことである。
【００１１】
しかしながら、アニュラス部底部のような狭隘部に存在するシュラウドサポートシリンダとシュラウドサポートプレートの溶接線および原子炉圧力容器とシュラウドサポートプレートの溶接線の検査やその他の作業を行なう場合、上述したビークルとスキャン機構を適用するためには下記のような課題がある。
【００１２】
例えば検査を行なう場合では、曲率半径が１５ｍｍ程度の隅肉溶接部に沿って点検センサを倣わせる必要があり、プローブの位置や姿勢の変化が大きくなる。しかしスキャン機構を動作させた時に許される寸法は限られているため、点検センサの位置や姿勢を大きく変化させてもジェットポンプアダプタと干渉しないようにスキャン機構の構成、構造、寸法を検討する必要がある。
【００１３】
また、アニュラス部底部のシュラウド側にはシュラウドとジェットポンプ間にセンシングラインが配置されている。シュラウドに沿って周方向に移動した場合、ジェットポンプセンシングラインやその固定用ブラケットと干渉しないように、吸着移動ビークルと搭載するスキャン機構の全長を小さくしなければならない。
【００１４】
また上述した公知技術において、特許文献１に記載されているシュラウドサポート上の絶対位置を特定する方法では、ジェットポンプディフューザのない領域でクローラがスリップした場合に走行誤差が発生することが想定され、ジェットポンプディフーザとシュラウドサポートシリンダや原子炉圧力容器壁との隙間が最も狭い部分では、壁面に沿った移動距離に対する非接触距離計の測定距離の変化が小さいので、検査装置の壁面への密着状態が壁面方向の測定距離の誤差となり、結果的に走行距離の精度が落ちるという状況が懸念される。
【００１５】
特許文献２〜４に記載されている原子炉内作業装置は、狭隘部を移動することが可能であっても、シュラウドサポートプレート上の絶対位置を精度良く特定する手段が必要である。また特許文献５に記載されている原子炉内作業装置において短時間で広範囲の作業範囲を確保するためには、作業機器を搬送、位置決めする装置は自走移動式の装置であることが必要である。
【００１６】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、原子炉内水中などの狭隘な環境において正確な位置決めと点検センサなどの各種の作業機器の複雑なスキャンが可能で、短時間で広範囲の作業範囲を確保でき作業全体の時間短縮が可能な作業装置および作業方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記目的を達成するためのものであって、本発明の一つの態様では、構造物に対して作業を行なう移動式の作業装置であって、前記構造物に対向して作業を行なう作業機器と、前記作業機器を搭載し前記作業機器を前記構造物に対して能動的に動かす動作機構と、前記動作機構に結合され前記構造物に吸着し当該作業装置の自重を前記構造物に負荷し前記構造物上を走行移動し位置決めする吸着走行モジュールと、を備えていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の他の一つの態様では、作業方法において、作業機器を搭載した動作機構および吸着走行モジュールを備えた作業装置を設置し、前記吸着走行モジュールによって構造物の壁面に吸着して自重を構造物に負荷し、前記壁面に沿って走行移動し、壁面に対する相対移動量を計測し、前記動作機構によって前記作業機器を前記構造物に対してスキャン動作させることにより、前記構造物に対して作業を行なう、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、原子炉内水中などの狭隘な環境において正確な位置決めと点検センサなどの各種の作業機器の複雑なスキャンが可能で、短時間で広範囲の作業範囲を確保でき作業全体の時間短縮が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る原子炉内作業装置および作業方法の第１および第２の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態を、図１から図４を用いて説明する。本実施の形態では作業の例として超音波探傷検査を行なう場合について説明する。
【００２２】
図１は、沸騰水型原子炉の炉内構造物であるシュラウド中間部胴１およびシュラウド下部胴４と、原子炉圧力容器２壁の間のアニュラス部底部において、超音波探傷検査を行なう場合の原子炉内作業装置２０の設置状態を示す概念図である。探傷検査の対象は、たとえば、シュラウドサポートシリンダ６とシュラウドサポートプレート７の溶接線であるＨ８水平溶接線１０や、原子炉圧力容器２とシュラウドサポートプレート７の溶接線であるＨ９水平溶接線１１である。
【００２３】
図１において、原子炉内作業装置２０は、Ｈ９水平溶接線１１の検査を行なう場合を想定して原子炉圧力容器２内壁に沿ってシュラウドサポートプレート７上に設置されている。原子炉内作業装置２０には、図示しないケーブルが接続されており、オペレーションフロア上や燃料交換機上などに設置された制御・操作部（図示せず）に接続されている。
【００２４】
図２に、原子炉内作業装置２０の構成を示す。図２に示すように、原子炉内作業装置２０は、大別して、探傷プローブ等の作業機器を炉内構造物に対して能動的に動かす動作機構であるスキャン機構２１と、その両脇に配置された吸着走行モジュール２２から構成されている。
【００２５】
スキャン機構２１の中央下部に超音波探傷用センサとして、フェーズドアレイ超音波プローブ２３が配置されている。フェーズドアレイ超音波プローブ２３は、回転軸駆動モータ３０を駆動源としてタイミングベルト３１により水平軸まわりに回転する。プローブ２３および、この回転機構（回転軸駆動モータ３０，タイミングベルト３１）は、揺動中心３３となるピンなどの回転軸心を介して揺動軸ベース３２と連結されており、揺動軸駆動モータ３４を駆動源としてタイミングベルト３５により揺動中心３３のまわりに揺動する。揺動軸ベース３２は、上下軸ベース３６とリニアガイド３７を介して、上下動可能に連結されており、上下軸駆動モータ３８を駆動源としてタイミングベルト３９とボールネジおよびナット４０により上下動する。
【００２６】
吸着走行モジュール２２には、図示しない駆動モータにより回転駆動されるスラスタ４１と、壁面吸着後に壁面に沿って水平に走行移動するための走行車輪４２と、走行車輪４２を駆動するモータ４３およびタイミングベルト４４と、水平方向の移動距離を計測するための距離計測ローラ４５および回転センサ４６と、シュラウドサポートプレート７上で移動する際に自重を支えるボールキャスタ２６を備えている。
【００２７】
スキャン機構２１の上部にはフロート２４が配置され、水中での浮力中心が重心より上部に位置するように構成されており、水中で転倒しないよう姿勢を保持することが可能である。フロート２４の上部には壁面吸着時に壁面と装置間の距離を保つためにボールキャスタ２５が配置されており、このボールキャスタ２５と２つの走行車輪４２の３点で壁面吸着時の反力を受けている。距離計測ローラ４５も同時に壁面に接触しており、図示しないスプリングなどにより適正な押付け力で壁面に接触し水平走行時にローラが回転するよう構成されている。
【００２８】
また、スキャン機構２１には傾斜センサ２７が設けられており、傾斜センサ２７により、吸着した壁面に正対して作業装置背面から見たときの左右方向の傾斜を検出し、フェーズドアレイ超音波プローブ２３の回転軸が水平であるか否かを監視する。
【００２９】
次に、図３を参照して、本実施の形態の原子炉内作業装置２０を、炉内構造物の１つであるシュラウドサポートプレート７へ設置し、例えば検査を行なう手順について説明する。原子炉内作業装置２０は図示しない吊り降ろし装置のケーブルによって原子炉上方から吊り降ろされ、原子炉方位０度および１８０度の２箇所に配置されているアクセスホールカバー１２近傍に設置される。図３では原子炉方位０度近傍に設置する場合を示している。
【００３０】
原子炉内作業装置２０は、給水スパージャを通過しシュラウド上部胴のレベルまで吊り降ろされてアニュラス部に進入すると、２つのスラスタ４１の回転によって発生する推力により、検査を行なう位置に応じてシュラウド中間部胴１側もしくは原子炉圧力容器２壁側のどちらかに寄せられる。Ｈ８水平溶接線１０の検査を行なう場合であれば、原子炉内作業装置２０をシュラウド中間部胴１およびシュラウド下部胴４に沿って吊り降ろしていき、シュラウドサポートリング５をかわしてシュラウドサポートプレート７上へ着床させる。そして２つのスラスタ４１を駆動してシュラウドサポートシリンダ６に吸着させる。
【００３１】
このようにして設置が完了したら、検査開始位置である原点位置へ移動する。シュラウドサポートプレート７上に設置された原子炉内作業装置２０は、シュラウドサポートシリンダ６に接触させた２つの走行車輪４２を回転させることによりシュラウドサポートシリンダ６に対して水平方向の移動駆動力を得て水平に走行する。そしてアクセスホールカバー１２と原子炉内作業装置２０が機械的に接触した位置を原点位置とする。この位置を基準として、図３に示すようにシュラウドサポートシリンダ６に沿ってジェットポンプアダプタ９との隙間を通過し、少なくとも約９０度の範囲を走行移動してＨ８水平溶接線１０の検査を行なう。
【００３２】
ある検査位置において、スキャン機構２１により検査対象のＨ８水平溶接線１０とフェーズドアレイ超音波プローブ２３の相対位置、姿勢を遠隔で調整しながらスキャン動作を行ない、検査作業を行なう。１つのスキャン範囲が終了すると次のスキャン範囲へと周方向に移動して、同様にスキャン動作を行なう。周方向に走行移動した距離は、距離計測ローラ４５によって連続的に計測される。またもしも傾斜センサ２７により原子炉内作業装置２０が背面から見て左右に傾斜している場合には、フェーズドアレイ超音波プローブ２３がシュラウドサポートプレート７と平行でないことになる。その角度が許容範囲を超える場合にはボールキャスタ２６の出っ張り量を調整することにより、許容範囲内に収める。
【００３３】
また原子炉圧力容器２壁側のＨ９水平溶接線１１の検査を行なうのであれば、同様にして原子炉圧力容器２壁側に原子炉内作業装置２０を設置し、図３に示すようにアクセスホールカバー１２に接触する位置を原点位置として、原子炉圧力容器２壁に沿ってジェットポンプアダプタ９との隙間を通過し、少なくとも９０度の範囲を走行移動して検査を行なう。この手順を繰り返すことにより、Ｈ８水平溶接線１０とＨ９水平溶接線１１の検査を合計８箇所への設置で行なう。
【００３４】
次に図４を参照して、フェーズドアレイ超音波プローブ２３によりＨ８水平溶接線１０の検査を行なう場合において、スキャン機構２１の各駆動機構の動作について説明する。図４（ａ）において、フェーズドアレイ超音波プローブ２３は、模式的に示した超音波照射軸５６に沿ってシュラウドサポートシリンダ６上の超音波照射位置５７に超音波を照射している。この時に、プローブ回転中心５５からシュラウドサポートシリンダ６までの距離を、フェーズドアレイ超音波プローブ２３の横に取り付けた図示しない超音波センサなどの距離センサにより計測する。計測方向はフェーズドアレイ超音波プローブ２３による探傷方向と同じとし、図４（ａ）のようにフェーズドアレイ超音波プローブ２３を水平にした状態で計測する。その結果から、必要に応じて揺動軸駆動モータ３４とタイミングベルト３５からなる揺動機構を駆動してプローブ回転中心５５からシュラウドサポートシリンダ６までの距離を調整する。また、プローブの探傷方向（超音波照射軸５６の向き、すなわち超音波の照射方向）を回転軸駆動モータ３０とタイミングベルト３１からなる回転機構で補正し、上下位置を、上下軸駆動モータ３８とタイミングベルト３９とボールネジおよびナット４０からなる上下移動機構で補正する。
【００３５】
また、プローブ回転中心５５からシュラウドサポートプレート７までの距離は、図４（ａ）の状態からフェーズドアレイ超音波プローブ２３を回転させて上記距離センサの計測方向を下に向けて計測する。その結果から、必要に応じて上下移動機構を駆動して、プローブ回転中心５５からシュラウドサポートプレート７までの距離を調整する。その後再びプローブ回転中心５５からシュラウドサポートシリンダ６までの距離を測定して確認する。距離がもしも許容範囲を超えていた場合は、上記の調整および補正を繰り返す。このようにしてプローブ回転中心５５からシュラウドサポートシリンダ６までの距離および、プローブ回転中心５５からシュラウドサポートプレート７までの距離を調整する。
【００３６】
次に、図４（ｂ）に示すように、上下移動機構によりフェーズドアレイ超音波プローブ２３を下降させて超音波照射位置５８までスキャンすることにより、シュラウドサポートシリンダ６の超音波探傷を行なう。次に、図４（ｃ）に示すように、プローブ回転中心５５を回転中心として超音波照射軸５６が底面を向くまでフェーズドアレイ超音波プローブ２３を回転させることにより、隅肉溶接部ビード５０の曲率に沿って一定距離を保ちながら溶接部の超音波探傷を行なう。
【００３７】
隅肉溶接ビード５０の表面が１／４円形状をしていなくとも、例えばレーザスリットを投射して表面形状を計測する機構を備えて形状データを取得し、ビード形状に倣うように上下移動機構、揺動機構、回転機構を制御して動作させることにより、隅肉溶接部ビード５０に対して一定距離を保ちながらスキャンすることが可能である。そして図４（ｄ）に示すように、超音波照射軸５６が常にシュラウドサポートプレート７に対して垂直となるよう上下移動機構、揺動機構、回転機構を動作させ、超音波照射位置６０までスキャンすることにより、シュラウドサポートプレート７の超音波探傷を行なう。
【００３８】
本実施の形態の原子炉内作業装置２０によれば、原子炉内構造物の水平溶接線の検査時に点検センサの相対位置と姿勢を遠隔で調整しながら隅肉溶接部に対してもスキャンが可能である。スキャン機構２１の両脇に吸着走行モジュール２２を配置して構成したことにより、水平溶接線に沿って確実にフェーズドアレイ超音波プローブ２３を保持することができ信頼性の高い検査が可能である。さらに、検査装置の高さが低くなるのでシュラウドサポートプレート７上でジェットポンプセンシングライン８０と干渉せずにシュラウド側を移動することができる。また、シュラウドサポートシリンダ６に吸着して走行するので、シュラウド下部胴４が傾斜している原子炉でも構成を変えずにそのまま適用可能である。さらに吸着走行モジュール２２をモジュールとして独立させたことにより、シュラウド側と原子炉圧力容器２側で異なる吸着壁面の凹凸の違いや、原子炉によって異なる曲率の違いに対して、スキャン機構２１と吸着走行モジュール２２の結合角度を変えることによって対応可能である。
【００３９】
スキャン機構２１は簡易な構成であり、狭隘部においてもジェットポンプアダプタ９とスキャン機構２１自体が干渉せずに、隅肉溶接部に沿ってスキャン動作を行なうことが可能である。またフェーズドアレイ超音波プローブ２３の出力に応じて位置と姿勢を調整することも可能であるので、段取りおよび調整時間を短縮し作業時間を短縮することができる。
【００４０】
吸着走行モジュール２２は、スラスタ４１でシュラウドサポートシリンダ６や原子炉圧力容器２壁に吸着して走行車輪４２によって水平方向に走行移動し、距離計測ローラ４５によって壁面に対する相対移動量を直接計測するので、水平溶接線に沿って精度良く連続的な位置決めが可能である。その結果、検査位置の特定が容易であり信頼性の高い検査が可能である。距離計測ローラ４５を２つ配置しているので、片方がスリップした場合でも移動距離を計測することができ、さらに吸着壁面上に縦溶接線などの凹凸がある場合に片方の距離計測ローラ４５がこれに乗り上げて計測量の誤差が発生しても、他方の距離計測ローラ４５により正確な距離を計測することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態は、フェーズドアレイ超音波プローブ２３の代わりに、作業機器として水洗浄用のノズルまたは、みがき用のブラシ、研磨治具、レーザーピーニングヘッドなどを搭載してもよい。これらの作業用の治具またはヘッドにより溶接線などに対し洗浄作業や、みがき作業、研磨作業や応力改善処理を行なうことができる。
【００４２】
本実施の形態によれば、原子炉内水中において原子炉圧力容器内の構造物に対して各種の作業を行なう場合において、特に狭隘なアニュラス部底部に存在する溶接線に対し検査や水洗浄、みがき、研磨、レーザーピーニングなどの作業が可能である。狭隘な環境であっても曲率半径が１５ｍｍ程度の隅肉溶接部にフェーズドアレイ超音波プローブ２３などの点検センサや各種の作業機器を倣わせるといった複雑なスキャンが可能である。したがって、シュラウドサポートプレート７上で円周方向の連続的な位置決めが可能であると共に水平溶接線に対する移動距離を高精度に計測可能であり検査品質を向上させることができる。さらに短時間で広範囲の作業範囲を確保できることから作業全体の時間短縮が可能である。
【００４３】
［第２の実施の形態］
次に本発明に係る原子炉内作業装置の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、スキャン機構２１の回転機構をボールネジなどによる直動機構と２本のリンクによりスライダクランク機構を形成して構成する。図５に、スライダクランク機構を組込んだ構成および作業状況を示す。図５に示すように、フェーズドアレイ超音波プローブ２３はプローブ回転中心５５まわりに回転可能なプローブホルダ６９に取り付けられており、リンク６８を介してナット６７に連結されている。ナット６７は回転軸駆動モータ３０を駆動源としてかさ歯車６５とボールネジ６６により上下に駆動される。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、フェーズドアレイ超音波プローブ２３は、模式的に示した超音波照射軸５６に沿ってシュラウドサポートシリンダ６上の超音波照射位置６１に超音波を照射している。この状態から、図５（ｂ）に示すようにナット６７を上昇させると、リンク６８によりプローブホルダ６９が持ち上げられて、プローブ回転中心５５を回転中心としてフェーズドアレイ超音波プローブ２３が回転し、隅肉溶接部ビード５０の曲率に沿って一定距離を保ちながら超音波探傷を行なう。
【００４５】
本実施の形態によれば、図２に示したようなタイミングベルト３１で回転させる場合と比較して、ボールネジ６６およびナット６７からなる直動機構とリンク６８によってスライダクランク機構を構成したことにより、同じ回転駆動モータ３０の回転角度に対してフェーズドアレイ超音波プローブ２３の回転角度が小さくなる。したがって、フェーズドアレイ超音波プローブ２３の回転バックラッシュを低減し、回転精度を向上させることができる。
【００４６】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態の原子炉内作業装置について説明する。本実施の形態では、上述した各実施の形態における原子炉内作業装置２０やスキャン機構２１および各種作業機器の、機構構成部材や強度保持部材に高分子樹脂材料を用いる。
【００４７】
具体的な材料としては、耐放射線性、吸水性、機械強度、耐熱性の良好な、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、およびポリエーテルサルフォン樹脂であり、これらの材料の一部または全てを、上記の機構構成部材や強度保持部材として適用する。
【００４８】
本実施の形態によれば、金属部材を高分子樹脂材料に置き換えることが可能になり、原子炉内作業装置２０やスキャン機構２１および各種作業機器の水中重量を軽減することができる。その結果スキャン機構２１の上部に設けられたフロート２４を小さくすることが可能となり、全体寸法を小さくすることができる。軽量化と小型化が実現されるので、取扱い性の向上とともに、狭隘部を通過し易くなるので作業信頼性も向上させることができる。
【００４９】
さらに、本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００５０】
たとえば、上記の実施の形態では、原子炉内で作業を行なうための原子炉内作業装置およびその作業方法について説明したが、本発明は、より一般的に作業装置および作業方法として適用可能である。
【００５１】
加えて、上記の実施の形態では、主として水中で作業を行う作業装置および作業方法について説明したが、以下のような変形例も考えられる。すなわち、動作機構を構成する吸着走行モジュール２２と付随する機構が内部が水密に保たれたケース状のもので囲繞され、水中で吸着走行動作を行うものの、実際の作業機器は当該動作機構とは別に気中にあって、気中で作業を行う作業装置および作業方法が考えられる。また、例えば、吸着走行モジュール２２のスラスタ４１の形状を大きくし、スラスタの駆動源および駆動機構の規模を大きくすることによって、スラスタ４１の高速回転により気中でも吸着力を発揮するに十分な風量を得られる程度の構成とすることにより、気中において作業を行う作業装置および作業方法としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の原子炉内作業装置の原子炉圧力容器内への設置状態を示す縦断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の原子炉内作業装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の原子炉内作業装置のシュラウドサポートプレート上の走行ルートを示す平面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態の原子炉内作業装置のスキャン動作を説明する概念図。
【図５】本発明の第２の実施の形態の原子炉内作業装置の回転機構の構成およびスキャン動作を示す概念図。
【符号の説明】
【００５３】
１…シュラウド中間部胴、２…原子炉圧力容器、３…ジェットポンプ、４…シュラウド下部胴、５…シュラウドサポートリング、６…シュラウドサポートシリンダ、７…シュラウドサポートプレート、８…ジェットポンプディフューザ、９…ジェットポンプアダプタ、１０…Ｈ８水平溶接線、１１…Ｈ９水平溶接線、１２…アクセスホールカバー、２０…原子炉内作業装置、２１…スキャン機構、２２…吸着走行モジュール、２３…フェーズドアレイ超音波プローブ、２４…フロート、２５…ボールキャスタ、２６…ボールキャスタ、２７…傾斜センサ、３０…回転軸駆動モータ、３１…タイミングベルト、３２…揺動軸ベース、３３…揺動中心、３４…揺動軸駆動モータ、３５…タイミングベルト、３６…上下軸ベース、３７…リニアガイド、３８…上下軸駆動モータ、３９…タイミングベルト、４０…ボールネジおよびナット、４１…スラスタ、４２…走行車輪、４３…走行車輪駆動モータ、４４…タイミングベルト、４５…距離計測ローラ、４６…回転センサ、４７…従動用かさ歯車、５０…隅肉溶接部ビード、５５…プローブ回転中心、５６…超音波照射軸、５７，５８，５９，６０，６１，６２…超音波照射位置、６５…かさ歯車、６６…ボールネジ、６７…ナット、６８…リンク、６９…プローブホルダ、８０…ジェットポンプセンシングライン
【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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