(57)【要約】蒸気発生器の管板管束内領域を検査する遠隔検査装置（1）。装置は、蒸気発生器の管束領域の所で管の端部に容易にかつ迅速に取り付けられるレール・システム（9）と、可とう性のテープ状棒を管内に送り込むようにレール・システム（9）上を移動可能なキャリッジ（10）と、可とう性のテープ状棒の端部に取り付けられ、検査動作を実行するプローブ（11）とを含む。可とう性の金属合金で構成された可とう性のテープ状棒は、プローブ（11）用のケーブルを受け入れる管路および非円形部の各側の互いに向かい合う平坦なウィングを形成する非円形部を有する。各ウィングは、中央部から離れた位置に位置し、キャリッジの送り輪（21）との係合を可能にする1列の送り孔を有する。
2005515489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール組立体が、レールの縦方向軸に揃った位置からレールの縦方向軸に対して横向きの位置までピボット運動可能のため遠位端に取り付けられたキックスタンドを有する細長いレールを含み、
細長い可とう性の棒が、プローブ・ケーブルを受け入れる細長い内側の管路、および、ウィングの各々が非円形部から離れたところに位置し、そこに形成される縦方向の一列の割出し穴を有する非円形部のそれぞれの側に2つの向かい合い縦方向に延びる平坦なウィングを含み、
キャリッジ手段が、細長い可とう性の棒の第2の端部を受け入れ、かつ、レールの縦方向軸に沿った方向からレールの縦方向軸に対して横向きの方向まで可とう性の棒の割出し運動の駆動手段を含む、管を遠隔検査する装置であって、以下を含む装置：
近位端および遠位端を有する縦方向に延びているレール組立体；
レール組立体の近くに取り付けられた作業現場取付け手段；
レール組立体に沿って導かれた細長い可とう性の棒；
細長い可とう性の棒の一方の端部を巻き取って支持する作業現場取付け手段に取り付けられた巻取り式レール；
レール組立体に沿った縦方向運動のため取り付けられたキャリッジ手段；ならびに
細長い可とう性の棒の第2の端部に取り付けられた検査プローブ。
【請求項２】
可とう性の棒を割出し運動の駆動手段が、縦方向に延びている平坦なウィングの割出し穴に係合する少なくとも1組の周辺に間隔を置いて配置された割出しピンを有する割出し輪に連結された割出しモータを含む、請求項1記載の装置。
【請求項３】
細長い可とう性のウェブが、可とう性の金属片で作られている、請求項1記載の装置。
【請求項４】
細長い可とう性のウェブが、Nitinol(商標)または400シリーズ・ステンレス・スチール片で作られている、請求項3記載の装置。
【請求項５】
キャリッジが、レール内をその縦方向軸に沿って延びている駆動ロッド機構に連結されたキャリッジに固定されたキャリッジ・ムーバを含む、請求項1記載の装置。
【請求項６】
プローブが、光ファイバ・ビデオ・プローブである、請求項1記載の装置。
【請求項７】
プローブが、トランスジューサを含む、請求項1記載の装置。
【請求項８】
プローブが、渦電流センサを含む、請求項1記載の装置。
【請求項９】
U字形またはL字形の構成のレールおよびキャリッジおよび細長い可とう性の棒が、レール内に支持されている、請求項1記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、開示全体が参照として本明細書に組み入れられる仮出願第60/347,334号に、米国特許法119(e)の下で関する。
【０００２】
発明の背景
発明の分野
本発明は、管板の上方の蒸気発生器の管束内領域を検査する装置に関する。管束内領域は、管の第2の列から管の最後の列を越えてチューブレーンの各側の環体内まで延びる2つの半球状領域で構成されている。管板上の管束内領域を遠隔検査できるようにすることは、あらゆる蒸気発生器メンテナンス計画の重要な要素である。管束内領域を検査する主要な理由には、スラッジ・ランシング工程の効果を監視し、管板および管表面の汚染動向を判定し、渦電流検査計画を通じて識別された場合によっては緩んだ部分を確認し、異物を探して取り込む必要があることが含まれる。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
蒸気発生器の伝熱管などの導管の外側の壁を検査する装置は、先行技術において、たとえば、開示が参照として本明細書に組み入れられる米国特許第5,982,739号および第5,963,030号で知られている。さらに、蒸気発生器の伝熱管の内側の壁を検査する装置は、先行技術において、たとえば、開示が参照として本明細書に組み入れられる米国特許第6,357,310号、第5,254,944号、第5,313,838号、第4901578号、および第3994173号で知られている。一般に、このような装置は、開示が参照として本明細書に組み入れられる米国特許第5105876号、第5025215号、および第4955235号に示されているように、管の壁に傷がないかどうか検査する超音波プローブおよび／または渦電流プローブを含んでいる。しかし、このような検査装置の目的および作用を完全に理解するには、伝熱管に関連する構造、動作、および腐食劣化問題のいくらかの知識が必要である。
【０００４】
原子蒸気発生器は、二次側、管板、および原子炉から加熱された水を循環させる一次側を含む3つの主要部品で構成されている。発生器の二次側は、複数のU字形伝熱管と、水流を受け入れる入口とを含んでいる。発生器の二次側内のU字管の入口端部および出口端部は、発生器の一次側を水圧によって二次側から分離する管板内に取り付けられている。一次側は、U字形管の入口端部を水圧によって出口端部から分離する仕切りシートを含んでいる。原子炉から流れる湯は、U字形管のすべての入口端部を含む一次側の区間に受け入れられる。この湯は、これらの入口を通り、さらに上方に管板を通って流れ、発生器の二次側内を延びているU字形管の周りを循環する。原子炉からのこの湯は、その熱をU字形伝熱管の壁を通して、発生器の二次側を通って流れる非放射性給水まで伝達し、それによって給水を非放射性蒸気に転換し、さらに発電機のタービンに電力を供給する。原子炉からの湯は、U字形管を循環した後、管板を通り、U字形管の出口を通って、一次側の出口区間内に戻り、そこで原子炉に再循環される。
【０００５】
時間の経過と共に、伝熱管とそれを囲む管板または支持板との間の環状の空間にスラッジが堆積する可能性がある。伝熱管が、Inconel RTM(商標)などの耐腐食合金で形成されているにもかかわらず、このような腐食化学物質と、そのような管の周りを流れる湯とが複合して、いくつかの異なる形態の腐食劣化を生じさせる恐れがある。検査を行わない場合、このような腐食によって最終的に、管の壁に亀裂が生じ、それによってこれらの壁から水漏れが起こる可能性がある。このような漏れによって、蒸気発生器全体の効率が低下するだけでなく、湯によって発生器の一次側から運ばれる放射性要素が二次側の非放射性水を汚染し、それにより、発生器によって生成される蒸気が放射性を帯びる可能性があり望ましくない。
【０００６】
このような腐食劣化によって伝熱管に漏れが起こるのを防止するために、ひどく汚染された管の「スリービング」や「プラギング」のようないくつかの手順が開発されている。腐食のできる限り早い段階で管を修理し、それによって管のプラギングを不要にするために、細長い超音波プローブと渦電流プローブを共に使用して、腐食パターンの開始を示すこのような伝熱管の外側および内側の壁の劣化が検査されている。
【０００７】
残念なことに、各種の外部検査装置および内部検査装置は、この装置を原子蒸気発生器の小径管の適切な個所に容易にかつ効率的に位置決めし、しかも、好ましくは原子蒸気発生器の小径管の腐食によって生じた傷の大きさ、形状、および種類を作業員に知らせる能力が限られている。開示が参照として組み入れられる米国特許第5,279,168号、第5,174,165号、および第5,174,164号に示されているように管の内側を検査する様々な構成の細長い送りケーブルに取り付けられたプローブが公知である。しかし、これらのシステムはそれぞれ、適切な個所に配置するが複雑で面倒な送りケーブル組立体を含んでおり、管束内領域の配管の外側を検査することができない。さらに、原子蒸気発生器内の小径管の遠隔検査構成の基本的な要件は、人間の放射線被爆量を少なくすることである。蒸気発生器手穴の前方からの、検査装置および取込み装置の手動操作は、多量の放射線量を伴う作業である。したがって、放射線被爆量が多いことが予想されるため、サービス・ユーティリティは、その蒸気発生器に異物を残し、その検査計画から管板視覚検査を完全に除外することを決定することが多い。さらに、各検査を1動作サイクルよりも長い間隔で行えるようにする、危険を知らせる渦電流計画を実施する場合、1回または複数のサイクルにわたる渦電流検査を省略するときに緩んだ部分のために起こる管からの漏れに対する規制要件を満たす必要がある。
【０００８】
原子蒸気発生器の伝熱管内の管板内の管の外側を検出するのに使用できるほど小さく、従来よりも正確にかつ確実にこれらの管の壁の傷を検出できる遠隔小径管検査装置が必要であることは明らかである。理想的には、このような装置は、作業現場で組み立てることができ、小径管同士の間に迅速にかつ効率的に位置決めすることができ、形状や向き、壁が腐食によって一様に薄くなっている領域にかかわらずすべての種類の傷を解決することができる。最後に、このような装置は、動作の信頼性が高く、市販の構成要素から製造するのが比較的容易であるべきである。遠隔検査のこれらの様々な制限によって、互いに矛盾する多数の要件が生じ、そのため、上記に示されているように遠隔検査装置はかなり複雑になっている。
【発明の開示】
【０００９】
発明の概要
本発明の目的は、広範囲の遠隔管束内管板上機能検査要件を満たす遠隔検査装置を提供することである。すなわち、本発明の遠隔検査装置は、取扱いが容易であり、かつ作業現場で設置および取外しができるように組み立てるのが容易な装置を提供することである。さらに、本発明の遠隔検査装置はWestinghouse Sludge Lancing Toolから市販されているレールやInstrument Technology, Inc.から市販されているビデオ・ファイバスコープのような従来の市販の部品を利用し、さらに、本発明の遠隔検査装置は防水性であり、運転停止後に蒸気発生器の二次側で使用することができる。本発明の遠隔検査装置は、様々な条件、すなわち、相対湿度0%から100%、温度400Fから1200F、放射線量最大50R/hで動作することもできる。
【００１０】
さらに、本発明の遠隔検査装置の他の目的は、管を損傷せずに、すなわち、引っ掻くこともへこませることもなしに最大検査機能を提供するように効率的に位置させることによって管板における管の外側を遠隔検査できるようにして、高品質の画像を生成することである。
【００１１】
他の目的は、中央控え棒、排出管、乱流遮断装置の必要なしに、正方形配列蒸気発生器と三角形配列蒸気発生器の両方を検査することができ、同時に検査時に見つかった緩んだ物体を取り込むこともできる遠隔検査装置を提供することである。さらに、本発明の遠隔検査装置は、管束内のその位置に関するフィードバックを与え、各構成要素は、メンテナンスおよび交換が容易なように構成されている。遠隔検査装置は、緊急時に、組立体が蒸気発生器から迅速にかつ完全に取り外せるようになる位置まで引き込むように構成されている。
【００１２】
最後に、本発明の好ましい目的は、Westinghouse Model 44F、51F、51A、54F、F蒸気発生器、Frametomeモデル51M、51B、51Bi、47/22、63/19、73/19蒸気発生器、およびBWI交換・CEモデルの管板のような、蒸気発生システムの管板上の管束内領域を視覚的に検査し、この領域から物体を取り込むことのできる装置を提供することである。
【００１３】
本発明は、迅速にセットアップできる簡単な構成の装置と、蒸気発生器プラットフォーム上の時間を最短にするように遠隔操作できる検査システムを提供する。本発明の装置は、Westinghouse Sludge Lancing Toolシステムのような他の管束内工具と一体化することができる。
【００１４】
発明の詳細な説明
図1の遠隔検査装置１は、蒸気発生器の手穴に取り付けられ、管同士の間の柱にプローブを位置させて管の外側表面および外側表面と管板との界面を検査する本発明の好ましい態様を示している。装置1は、モータ支持板4上に一対のリール支持ブラケット5を介して取り付けられ、図2に示されている可とう性の棒3用の巻取り式リール2を含んでいる。モータ支持板4は、モータ（図示せず）を支持しており、遠隔検査装置を蒸気発生器の手穴に位置決めする一対の細長い位置合わせピン6を含んでいる。手穴の所に組み立てられると、モータ支持板4がU字形レール支持板7にクランプ止めされる。このクランプ止めは、支持板7の開口部および手穴にロックする細長いロック・ピン8を用いて行われる。支持板7の反対側に、概ねU字形またはL字形であってよいレール9が固定されている。レール9は、図3に詳しく示されており、巻取りレール2から可とう性の棒3を受けるキャリッジ10を支持している。可とう性の棒3の先端に検査プローブ11が取り付けられている。好ましいプローブ11は、図示のカスタム・ハウジング内のビデオ・プローブがある。プローブ11は、可とう性の棒3の管路12に通された光ファイバ・ケーブル（図示せず）も含んでいる。しかし、好ましいビデオ・プローブの代わりに、他の種類のプローブを本発明の遠隔検査装置と一緒に使用することができる。他の種類のプローブの例には、米国特許第4,955,235号に示されているトランスジューサおよび渦電流センサ・プローブ、ならびにInstrument Technology, Inc.から販売されている光ファイバ・ビデオ・プローブがある。レール9の遠位端において、レール9の縦方向軸に揃った位置から、図1に示されている9の縦方向軸から（横方向に）離れた位置までピボット運動するキックスタンド13が、ピン14を介して取り付けられている。管板の上方のチューブレーンに完全に挿入されると、キックスタンド13が管板管束または中央控え棒を囲む管の表面に隣接する横方向位置に落ち込み、したがって、キックスタンド13の遠い端部に位置する導き輪21が管板（図示せず）に接触する。
【００１５】
図3に示されているように、キャリッジ10は、レールに沿って導かれるようにレール9上に位置している。キャリッジ10をレール9上への厳密な位置決めは、キャリッジに固定され、モータ支持板上のモータ（図示せず）に取り付けられた駆動ロッド機構16に取り付けられた、キャリッジ・モータ15によって行われる。本発明で使用できる駆動ロッド機構の例には、ガレージのドア・オープナに用いられる従来技のスクリュー型ロッドがある。可とう性の棒3を管束内領域内の管同士の間を適切に送るために、キャリッジ10は、キャリッジ10上で回転できるように取り付けられた割出し輪18に連結された遠隔制御される割出しモータ17を備えている。割出し輪は、少なくとも1組の周辺に間隔を置いて配置された割出しピン19をその周縁に有している。割出しピンは、プローブ11および可とう性の棒3を管同士の間を厳密に送れるようにする、可とう性の棒3の、図2および4に示されている割出し穴20に係合し嵌る。
【００１６】
図2および4に示されている本発明の可とう性の棒3の好ましい態様は、Nitinol(商標)や400 Series Stainlessのような可とう性の高い金属片（合金）材料で作られている。棒3は、プローブ・ケーブル（図示せず）を受容できる管路12を形成する非円形の中央部を含み、また、非円形の中央部12の各側に、一体的に形成され、縦方向に延び、互いに向かい合う2つの平坦なウィング22を含んでいる。棒3のウィング22は、キャリッジ10の導き管路23内を割出し輪18まで導かれる。各ウィング22は、ウィングの長さに沿って延び、中央部12から離れた位置に位置し、キャリッジ10の割出し輪18の割出しピン19に係合できるようにする1列の送り穴20を有している。
【００１７】
上述の発明の遠隔検査装置1の設置および操作は、以下のとおりである。プローブのケーブルを可とう性の棒3の管路12に通し、棒3を巻取り式レール2上に巻く。次いで、可とう性の棒3の端ををリール2から巻を解き、レール9に通す。次いで、棒3を少なくとも1本の割出しピンがウィング22の位置合わせ穴に係合するようにキャリッジ10に通す。次いで、プローブのケーブルをプローブ11に取り付け、プローブ11を棒3に取り付け固定する。もちろん、これらの段階は、事前に組み立てられたユニットを作業現場に設けるように、現場から離れた位置、すなわち、工場で行うことができる。
【００１８】
その後、蒸気発生器の手穴を通じて、縦方向に位置合わせされたキックスタンド13を有するレール9を管板の上方のチューブレーンに挿入する。レールが管板の最も遠い端部に達すると、キックスタンド13がレールの縦方向軸に対して横方向の位置に落ち込み、したがって、キックスタンド13は、管板管束または中央控え棒の周りを囲む管の表面に隣接して位置する。導き輪21は、キックスタンド13の遠い端部に位置しており、次いで管板に接触する。このプロセスは、レール組立体を管束内領域に迅速に位置させるのを可能にする。
【００１９】
細長い位置合わせピン6を手穴の所の互いに隣接する開口部に配置することによってレール組立体を蒸気発生器の手穴に取り付ける。次いで、モータ支持板4を位置合わせピン6上を滑らせ、その後細長いロック・ピン8をU字形レール支持板7の開口部24に配置し、ロック位置に位置させる。これによってU字形レール支持板7が安全な位置にロックされ、モータ支持板4がU字形レール支持板7にクランプ止めされる。
【００２０】
検査プロセスは、キャリッジ・モータ15を作動させ、プローブが蒸気発生器の管同士の間の列に挿入される位置にキャリッジ10を移動させることによって開始することができる。遠隔制御される割出しモータ17を作動させ、プローブ11を下向きに管同士の間の列に移動させる。次いで、プローブを作動させ、管および（必要に応じて）管板の外側の検査を開始する。検査の完了時に、遠隔制御される割出しピン17はプローブ11を開始位置（図3に示されている）に上昇させ、キャリッジ・ムーバ15は、キャリッジ10を検査が必要な次の位置に移動させる。本発明の検査装置を用いた場合、簡単なレール組立体によってプローブを管束内領域の上方に取り付け固定し、管束内領域の上方から取り外すことができ、一方、別々に移動可能な可とう性のテープ状棒およびキャリッジは、プローブを迅速に開始位置まで再移動させ、その後プローブを位置決めするか、または検査装置を手穴から取り外すことができる。本発明の検査装置は、検査プロセスを上述の先行技術の精密な送り手段や伸長可能なレールの恩恵の必要なしに行うのを可能にする。
【００２１】
当業者には、本明細書の教示を考慮して本発明の他の多くの修正態様および変形態様が可能である。たとえば、プローブを、各管の外側または管同士の間で観測された検出された緩んだ材料を取り除く装置と交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による遠隔検査装置を示す図である。
【図２】本発明の可とう性の棒の図である。
【図３】本発明のキャリッジ組立体の図である。
【図４】本発明の可とう性の棒の断面図である。
【図１】
2005515489.tif 000003
【図２】
2005515489.tif 000004
【図３】
2005515489.tif 000005
【図４】
2005515489.tif 000006
【国際調査報告】
2005515489.tif 000007
2005515489.tif 000008