(57)【要約】【課題】原子炉圧力容器内の保全工事を行う場合に、原子炉圧力容器内に設置され、原子炉圧力容器の内径を計測する原子炉圧力容器内径計測装置を提供する。【解決手段】本発明による原子炉圧力容器内径計測装置１０は、外周に位置する任意のＣＲＤハウジング３５に対応して設けられた中心軸体４３と、中心軸体４３に取り付けられ、距離センサ２２を有する計測ユニット２１とを備えている。中心軸体４３の上端部は炉心支持板３４の開口部３４ａに係合され、中心軸体４３の下端部がＣＲＤハウジング３５に係合されている。計測ユニット２１の距離センサ２２は、ＣＲＤハウジング３５を基準として原子炉圧力容器３８の内壁までの距離を計測する。これにより、原子炉圧力容器３８の内径を計測することができる。【選択図】図１
2008216202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器内の保全工事を行う場合に、内部にシュラウドと、シュラウド下部に位置するとともに開口部を有する炉心支持板と、底部に位置する多数のＣＲＤハウジングとが取り付けられた原子炉圧力容器内に設置され、原子炉圧力容器の内径を計測する原子炉圧力容器内径計測装置において、
外周に位置する任意のＣＲＤハウジングに対応して設けられ、上端部が炉心支持板の開口部に係合され、下端部がＣＲＤハウジングに係合された中心軸体と、
中心軸体に取り付けられ、距離センサを有する計測ユニットと、を備え、
計測ユニットは、当該ＣＲＤハウジングを基準として原子炉圧力容器の内壁までの距離を計測することを特徴とする原子炉圧力容器内径計測装置。
【請求項２】
距離センサは、低線量区域に設置された表示器に接続され、この表示器に計測した距離が表示されることを特徴とする請求項１に記載の原子炉圧力容器内径計測装置。
【請求項３】
中心軸体は、上端部が上部フランジを介して炉心支持板の開口部に係合され、下端部がハウジングガイドを介してＣＲＤハウジングに係合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の原子炉圧力容器内径計測装置。
【請求項４】
中心軸体は、炉心支持板とＣＲＤハウジングとに対して回動自在に取り付けられ、中心軸体は、回転駆動機構により回転駆動されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の原子炉圧力容器内径計測装置。
【請求項５】
中心軸体は、炉心支持板とＣＲＤハウジングとに対して回動自在に取り付けられ、中心軸体は、手動操作により回動自在とされることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の原子炉圧力容器内径計測装置。
【請求項６】
請求項１に記載の原子炉圧力容器内径計測装置を用いた原子炉圧力容器内径計測方法において、
外周に位置する任意のＣＲＤハウジングに対応して中心軸体を設置するとともに、中心軸体の上端部を炉心支持板の開口部に係合し、中心軸体の下端部をＣＲＤハウジングに係合する工程と、
中心軸体に取り付けられた計測ユニットの距離センサにより原子炉圧力容器の内壁までの距離を計測する工程と、
予め求められた当該ＣＲＤハウジングの位置と、距離センサで計測した原子炉圧力容器の内壁までの距離とに基づいて、原子炉圧力容器を基準とした原子炉圧力容器の内径を求める工程と、を備えたことを特徴とする原子炉圧力容器内径計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉圧力容器内の保全工事を行う場合に、原子炉圧力容器内に設置され、原子炉圧力容器の内径を計測する原子炉圧力容器内径計測装置および原子炉圧力容器内径計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、原子力発電所において、原子炉圧力容器内に設けられた原子炉内構造物の溶接部およびこの近傍のうち、溶接施工時に熱影響を受けた部位において応力腐食割れが発生している。この応力腐食割れは、経年劣化や環境条件などの影響によりポテンシャルが高くなることが知られている。そこで、原子力発電所の寿命を長くさせるために、定期点検工事の際、原子炉内構造物の溶接部の応力除去、既存の原子炉内構造物への追加加工、補強部材の取り付け、あるいは原子炉内構造物の交換など、原子炉圧力容器内の保全工事の需要が高まっている。
【０００３】
一方で、数十年前に建設された原子力発電所では、据付後に原子炉圧力容器および原子炉圧力容器内に取り付けられた原子炉内構造物の寸法検査を実施していない場合がある。この場合には、原子炉圧力容器内の保全工事を行う際、原子炉圧力容器および原子炉内構造物の寸法がわからないことから、原子炉圧力容器内の保全工事に支障を来たすことがある。そこで、原子炉圧力容器の内径寸法を計測するために、コンパスのような治具の先端に距離センサなどを取り付けて回転させて、原子炉圧力容器の内径寸法を計測する方法が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した方法により原子炉圧力容器の内径寸法を計測する際には、原子炉圧力容器内から多くの原子炉内構造物を撤去させるとともに、原子炉圧力容器内に満たされていた冷却水を取り除いて、原子炉圧力容器内を気中環境にしなければならない。このため、原子炉圧力容器内の保全工事に、非常に長い工期と莫大な費用とが必要となる。
【０００５】
さらに、原子炉圧力容器内の保全工事を行う際、作業者は、原子炉圧力容器内に入って、距離センサなどの取り付け、取り外し、および距離センサの表示の読み取りなどの作業をしなければならない。このため、高線量区域での作業となり、作業者は被爆線量が多くなるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、高線量でかつ水中環境である原子炉圧力容器内に設置され、原子炉圧力容器内から撤去される原子炉内構造物を最小限に留め、原子炉圧力容器の内径を容易かつ正確に計測することができる原子炉圧力容器内径計測装置および原子炉圧力容器内径計測方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、高線量でかつ水中環境に耐えられる電装部品を原子炉圧力容器内径計測装置に搭載し、また距離センサで計測した距離および原子炉圧力容器内径計測装置の取付回転方向位置を、低線量区域に設置された制御盤の表示器で表示させることにより、作業者の被爆線量を低減させることができる原子炉圧力容器内径計測装置および原子炉圧力容器内径計測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】
【０００８】
本発明は、原子炉圧力容器内の保全工事を行う場合に、内部にシュラウドと、シュラウド下部に位置するとともに開口部を有する炉心支持板と、底部に位置する多数のＣＲＤハウジングとが取り付けられた原子炉圧力容器内に設置され、原子炉圧力容器の内径を計測する原子炉圧力容器内径計測装置において、外周に位置する任意のＣＲＤハウジングに対応して設けられ、上端部が炉心支持板の開口部に係合され、下端部がＣＲＤハウジングに係合された中心軸体と、中心軸体に取り付けられ、距離センサを有する計測ユニットと、を備え、計測ユニットは、当該ＣＲＤハウジングを基準として原子炉圧力容器の内壁までの距離を計測することを特徴とする原子炉圧力容器内径計測装置である。
【０００９】
本発明は、距離センサは、低線量区域に設置された表示器に接続され、この表示器に計測した距離が表示されることを特徴とする原子炉圧力容器内径計測装置である。
【００１０】
本発明は、中心軸体は、上端部が上部フランジを介して炉心支持板の開口部に係合され、下端部がハウジングガイドを介してＣＲＤハウジングに係合されていることを特徴とする原子炉圧力容器内径計測装置である。
【００１１】
本発明は、中心軸体は、炉心支持板とＣＲＤハウジングとに対して回動自在に取り付けられ、中心軸体は、回転駆動機構により回転駆動されることを特徴とする原子炉圧力容器内径計測装置である。
【００１２】
本発明は、中心軸体は、炉心支持板とＣＲＤハウジングとに対して回動自在に取り付けられ、中心軸体は、手動操作により回動自在とされることを特徴とする原子炉圧力容器内径計測装置である。
【００１３】
本発明は、中心軸体の外面および計測ユニットの内面にキー溝を形成し、各キー溝間にキーを配置し、中心軸体の外面にＴスロット溝を設け、計測ユニットに固定ボルトを設けるとともに、固定ボルトに、Ｔスロット溝に係合するＴスロットナットを取り付けたことを特徴とする原子炉圧力容器内径計測装置である。
【００１４】
本発明は、中心軸体の外面に計測ユニットを案内するガイドレールが設けられ、計測ユニットは駆動機構によりガイドレールに沿って上下動することを特徴とする原子炉圧力容器内径計測装置である。
【００１５】
本発明は、中心軸体は、上部中心軸体と、下部中心軸体とからなり、上部中心軸体と下部中心軸体とは継手機構により連結されていることを特徴とする原子炉圧力容器内径計測装置である。
【００１６】
本発明は、中心軸体の中心線から計測ユニットの距離センサの外縁までの距離は、炉心支持板の対応する開口部の半径より小さいことを特徴とする原子炉圧力容器内径計測装置である。
【００１７】
本発明は、距離センサは、気中用センサからなることを特徴とする原子炉圧力容器内径計測装置である。
【００１８】
本発明は、原子炉圧力容器内径計測装置を用いた原子炉圧力容器内径計測方法において、外周に位置する任意のＣＲＤハウジングに対応して中心軸体を設置するとともに、中心軸体の上端部を炉心支持板の開口部に係合し、中心軸体の下端部をＣＲＤハウジングに係合する工程と、中心軸体に取り付けられた計測ユニットの距離センサにより原子炉圧力容器の内壁までの距離を計測する工程と、予め求められた当該ＣＲＤハウジングの位置と、距離センサで計測した原子炉圧力容器の内壁までの距離とに基づいて、原子炉圧力容器を基準とした原子炉圧力容器の内径を求める工程と、を備えたことを特徴とする原子炉圧力容器内径計測方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、外周に位置する任意のＣＲＤハウジングに対応して設けられた中心軸体の上端部を炉心支持板の開口部に係合させて保持し、中心軸体の下端部をＣＲＤハウジングに係合させて保持し、原子炉圧力容器内に原子炉圧力容器内径計測装置の中心軸体および計測ユニットを設置する。次に、この中心軸体に取り付けられた計測ユニットの距離センサを用いて、当該ＣＲＤハウジングを基準とした原子炉圧力容器の内壁までの距離を計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
第１の実施の形態
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１乃至図４、および図１０は、本発明による原子炉圧力容器内径計測装置の第１の実施の形態を示す図である。このうち図１は、原子炉圧力容器内径計測装置の基本構成図であり、図２は、手動により計測ユニットの固定高さを変更するための構造を示す図であり、図３は、原子炉圧力容器内径計測装置のシステム構成を示す図であり、図４は、原子炉圧力容器内径計測方法の概念を示す図である。また、図１０は、原子炉圧力容器内部の原子炉内構造物の取付状態を示す図である。
【００２１】
本実施の形態による原子炉圧力容器内径計測装置１０は、原子炉圧力容器３８内の保全工事を行う場合に、原子炉圧力容器３８内に設置され、原子炉圧力容器３８の内径を計測するためのものである。
【００２２】
まず、図１０により、原子炉圧力容器３８内の構造について説明する。原子炉圧力容器３８の内部には、シュラウド４１と、シュラウド４１上部に位置するとともに開口部４２ａを有する上部格子板４２と、シュラウド４１下部に位置するとともに開口部３４ａを有する炉心支持板３４とが取り付けられている。さらに、原子炉圧力容器３８の底部には、多数のＣＲＤハウジング３５が取り付けられている。そして、これらシュラウド４１と、上部格子板４２と、炉心支持板３４と、ＣＲＤハウジング３５とによって、原子炉内構造物が構成される。通常は、上述した原子炉内構造物の多くを撤去して原子炉圧力容器３８の内径を計測しているが、本実施の形態では、原子炉圧力容器３８内から撤去される原子炉内構造物を最小限に留めて、原子炉圧力容器３８の内径を計測することができる。
【００２３】
次に、原子炉圧力容器３８内に設置される本発明による原子炉圧力容器内径計測装置１０について述べる。図１に示すように、原子炉圧力容器内径計測装置１０は、外周に位置する任意のＣＲＤハウジング３５に対応して設けられ、上端部が炉心支持板３４の開口部３４ａに係合され、下端部がＣＲＤハウジング３５に係合された中心軸体４３と、中心軸体４３に取り付けられ、距離センサ２２を有する計測ユニット２１とを備えている。このうち、計測ユニット２１が有する距離センサ２２は、当該ＣＲＤハウジング３５を基準として原子炉圧力容器３８の内壁までの距離を計測することができる。ここで、図４に示すように、原子炉圧力容器３８の底部には多数のＣＲＤハウジング３５が取り付けられており、このうち原子炉圧力容器３８の内壁に隣接する、すなわち最も近いＣＲＤハウジング３５が、外周に位置するＣＲＤハウジング３５となっている。
【００２４】
また、図１に示すように、中心軸体４３は、上端部が上部フランジ１１を介して炉心支持板３４の開口部３４ａに係合され、下端部がハウジングガイド３１を介してＣＲＤハウジング３５に係合されている。また、中心軸体４３は、炉心支持板３４とＣＲＤハウジング３５とに対して回動自在に取り付けられている。この場合、上部フランジ１１に、中心軸体４３の上端部を回動自在に保持する支持板ガイド１２が連結され、中心軸体４３の下端部はハウジングガイド３１により回動自在に保持される。
【００２５】
また、中心軸体４３は、上下に２つに分割自在となっており、上部中心軸体１７と、下部中心軸体２０とからなり、上部中心軸体１７と下部中心軸体２０とは継手機構４５により連結されている。この継手機構４５は、上部中心軸体１７の下端に形成されている上部中心軸体フランジ１７ａと、下部中心軸体２０の上端に形成されている下部中心軸体フランジ２０ａと、上部中心軸体フランジ１７ａと下部中心軸体フランジ２０ａとを連結させるための中心軸体連結ボルト１９と、上部中心軸体１７と下部中心軸体２０との回転方向を拘束させるためのキー１８とを有している。
【００２６】
ところで、中心軸体４３は、回転駆動機構４４により回転駆動される。この回転駆動機構４４は、上部フランジ１１および支持板ガイド１２に取り付けられた回転駆動モータ１３と、回転駆動モータ１３の出力軸に連結された回転駆動歯車１６と、この回転駆動歯車１６と係合されるように上部中心軸体１７に取り付けられた中心軸体歯車１５とを有している。これにより、回転駆動モータ１３の回転が、上部中心軸体１７に伝達され、上部中心軸体１７が回転する。さらに、継手機構４５のキー１８を介して、上部中心軸体１７の回転は下部中心軸体２０へ伝達され、下部中心軸体２０に固定された計測ユニット２１が回転する。
【００２７】
次に、原子炉圧力容器内径計測装置１０の水平方向位置および回転方向位置の位置決め構造について説明する。中心軸体４３の上端部を回動自在に保持する支持板ガイド１２は円筒形状を有しており、支持板ガイド１２の外径は、炉心支持板３４の円形形状の開口部３４ａの内径に対応している。このため、支持板ガイド１２を炉心支持板３４の開口部３４ａに挿入させることにより、支持板ガイド１２を炉心支持板３４に係合させて固定することができる。他方、中心軸体４３の下端部と連結されるハウジングガイド３１は円筒形状を有しており、ハウジングガイド３１の外径は、ＣＲＤハウジング３５の貫通穴３５ａの内径に対応している。さらに、ハウジングガイド３１の外径は、ＣＲＤハウジング３５の貫通穴３５ａの上部のテーパ形状部３５ｂの内径にも対応している。このため、ハウジングガイド３１をＣＲＤハウジング３５の貫通穴３５ａに挿入させることにより、ハウジングガイド３１をＣＲＤハウジング３５に係合させて回動自在に保持することができる。また、支持板ガイド１２に連結された上部フランジ１１はＵ溝形状部１１ａを有しており、Ｕ溝形状部１１ａの溝幅は、炉心支持板３４に設けられたガイドピン３３の外径に対応している。このため、このＵ溝形状部１１ａに炉心支持板３４のガイドピン３３を挿入させることで、上部フランジ１１をガイドピン３３に係合させて炉心支持板３４に固定させることができる。
【００２８】
次に、図２により、中心軸体４３に対する計測ユニット２１の固定高さを調整する構造について説明する。中心軸体４３の外面および計測ユニット２１の内面には、予め設定した計測ユニット２１の固定高さの範囲において、中心軸体４３の長手方向に沿ってキー溝２３ａが形成され、これら各キー溝２３ａ間にキー２３が配置されている。さらに、中心軸体４３の外面には、予め設定した計測ユニット２１の固定高さの範囲において、中心軸体４３の長手方向に沿ってＴスロット溝２５ａが設けられている。また、Ｔスロット溝２５ａ内には、Ｔスロット溝２５ａと係合するＴスロットナット２５が取り付けられている。そして、計測ユニット２１の固定ボルト２４が、Ｔスロットナット２５に取り付けられる。これにより、計測ユニット２１が中心軸体４３に固定される。
【００２９】
次に、図３により、原子炉圧力容器内径計測装置１０のシステム構成について説明する。上述のように計測ユニット２１は距離センサ２２を有し、この距離センサ２２に、距離センサ２２により計測した距離を表示させるための距離センサ表示器３７が接続され、この距離センサ表示器３７は低線量区域に設置されている。また、同様に、回転駆動モータ１３に、原子炉圧力容器内径計測装置１０の回転方向位置を表示させるための計測装置制御盤３６が接続され、この計測装置制御盤３６は低線量区域に設置されている。
【００３０】
なお、本実施の形態では、計測ユニット２１の距離センサ２２は、被計測物である原子炉圧力容器３８の内壁を非接触で計測することができるものとする。また、本実施の形態では、原子炉圧力容器３８内から撤去される原子炉内構造物を最小限に留めることを目的としており、そのために距離センサ２２は高線量かつ水中環境に耐えられるものとする。ただし、原子炉内構造物の全てを撤去し、原子炉圧力容器３８内の冷却水を取り除いて、原子炉圧力容器３８内に原子炉圧力容器内径計測装置１０を設置して使用する場合には、原子炉圧力容器３８内は気中環境となるため、距離センサ２２には気中用センサを用いることとする。これにより、原子炉圧力容器内径計測装置１０に汎用性を持たせることができる。
【００３１】
また、中心軸体４３の中心線から計測ユニット２１の距離センサ２２の外縁までの距離は、上部格子板４２および炉心支持板３４の開口部３４ａ、４２ａの半径より小さくなるように形成されている。このため、原子炉圧力容器内径計測装置１０の円形断面形状は、上部格子板４２および炉心支持板３４の開口部３４ａ、４２ａの半径より小さい。これにより、原子炉圧力容器内径計測装置１０は全体として、上述した開口部３４ａ、４２ａを通過することのできる円形断面形状を有している。
【００３２】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
まず、原子炉圧力容器内径計測装置１０の中心軸体４３と計測ユニット２１とを、原子炉圧力容器３８内に設置させる手順について述べる。
まず、原子炉圧力容器３８の底部に取り付けられた多数のＣＲＤハウジング３５の中から、外周に位置するＣＲＤハウジング３５を特定する。次に、原子炉圧力容器内径計測装置１０を構成する中心軸体４３と計測ユニット２１とを原子炉圧力容器３８内に吊り下げて送り込む。この場合、原子炉圧力容器内径計測装置１０の中心軸体４３と計測ユニット２１とを、特定したＣＲＤハウジング３５に対応する上部格子板４２の開口部４２ａ、および炉心支持板３４の開口部３４ａを通過させる。次に、特定したＣＲＤハウジング３５に対応して原子炉圧力容器内径計測装置１０の中心軸体４３を設置する。具体的には、中心軸体４３の一方を構成する上部中心軸体１７の上端部を、上部フランジ１１を介して炉心支持板３４の開口部３４ａに挿入させて係合させる。また、中心軸体４３の他方を構成する下部中心軸体２０の下端部を、ＣＲＤハウジング３５の貫通穴部３５ａおよびテーパ形状部３５ｂに挿入させて係合させる。さらに、上部中心軸体フランジ１７ａおよび下部中心軸体フランジ２０ａを、中心軸体連結ボルト１９およびキー１８により接合させて、上部中心軸体１７と下部中心軸体２０とを連結させる。これにより、中心軸体４３は、炉心支持板３４およびＣＲＤハウジング３５に対して、回動自在に組み立てられる。
【００３３】
次に、中心軸体４３に取り付けられた計測ユニット２１の距離センサ２２の向きを定める。まず、図１に示すように、回転駆動機構４４の回転駆動モータ１３により、回転駆動歯車１６および中心軸体歯車１５を介して上部中心軸体１７が回転する。そして、上部中心軸体１７とキー１８を介してフランジ接合された下部中心軸体２０が回転する。これにより、下部中心軸体２０に固定された計測ユニット２１の距離センサ２２が、中心軸体４３の中心軸を中心にして回転する。
【００３４】
上述のように、中心軸体４３は、上部中心軸体１７と下部中心軸体２０とに分割されることにより、それぞれを人手で運搬することのできる重量とすることができる。一般に、原子炉圧力容器３８内の保全工事においては、他の作業と同時に原子炉圧力容器３８の内径を計測する作業を行うことがあり、原子炉圧力容器内径計測装置１０の中心軸体４３および計測ユニット２１を運搬または吊り下げるなどのためのクレーンを、他の作業で占有されてしまうと、原子炉圧力容器内径計測装置１０の中心軸体４３および計測ユニット２１を運搬または吊り下げる作業などを中断しなければならない。しかし、本実施の形態によれば、中心軸体４３を、上部中心軸体１７と下部中心軸体２０とに分割させるため、上部中心軸体１７と下部中心軸体２０とを人手で運搬することができる。また、上部中心軸体１７と下部中心軸体２０とを取り外しした後、再度取り付ける場合においては、フランジ接合面に設けられたキー１８により、上部中心軸体１７と下部中心軸体２０との回転方向を拘束させることができる。このため、取り外し前と同じ回転方向位置に、上部中心軸体１７と下部中心軸体２０とを拘束させることができるとともに、上部中心軸体１７の回転を、下部中心軸体２０へ伝達させることができる。
【００３５】
次に、原子炉圧力容器内径計測装置１０の中心軸体４３の水平方向位置および回転方向位置を決定する手順について述べる。
図１に示すように、中心軸体４３の上端部を保持する支持板ガイド１２が炉心支持板３４に係合して固定されているため、炉心支持板３４に対する中心軸体４３の上端部の水平方向位置を確実に定めることができる。また、中心軸体４３の下端部と連結されるハウジングガイド３１がＣＲＤハウジング３５に係合して保持されているため、炉心支持板３４に対する中心軸体４３の下端部の水平方向位置を確実に定めることができる。また、中心軸体４３の上端部を保持する上部フランジ１１が炉心支持板３４に設けられたガイドピン３３に係合して固定されているため、炉心支持板３４に対する中心軸体４３の回転方向位置を確実に定めることができる。このようにして、中心軸体４３の水平方向位置および回転方向位置を決めることができる。
【００３６】
なお、原子炉圧力容器３８に取り付けられた炉心支持板３４およびＣＲＤハウジング３５の製作精度は、それぞれ許容値以内に収まっている。このため、原子炉圧力容器３８の中心に対する原子炉圧力容器内径計測装置１０の中心軸体４３の水平方向位置および回転方向位置の精度を、許容値以内に収めることができる。これにより、原子炉圧力容器３８に対して中心軸体４３を精度良く設置することができる。このため、距離センサ２２は、原子炉圧力容器３８の内壁までの距離を精度良く計測することができる。
【００３７】
次に、図２により、計測ユニット２１の固定高さを変更する手順について述べる。
まず、計測ユニット２１を固定させている固定ボルト２４を緩める。次に、下部中心軸体２０外面のＴスロット溝２５ａに挿入されているＴスロットナット２５および固定ボルト２４と共に、計測ユニット２１を、キー２３で係合させながら任意の高さに移動させる。その後、Ｔスロットナット２５に固定ボルト２４を締め付けることにより、計測ユニット２１を下部中心軸体２０に固定させる。これにより、計測ユニット２１を任意の高さに固定させることができる。また、この場合においても、キー２３により回転方向が拘束されるため、計測ユニット２１の回転方向位置を変えることなく、計測ユニット２１の高さを連続的に変更することができる。
【００３８】
次に、距離センサ２２による、距離センサ２２と原子炉圧力容器３８の内壁との距離の計測手順について述べる。
まず、下部中心軸体２０の中心軸と距離センサ２２との距離を調整しておくことにより、計測ユニット２１の距離センサ２２が計測する距離を、下部中心軸体２０の中心軸からの距離となるように予め校正させておく。このことにより、計測ユニット２１の距離センサ２２が計測する距離を、中心軸体４３の中心軸からの距離として扱うことができる。
【００３９】
また、距離センサ２２から原子炉圧力容器３８の内壁までの距離が理論上最小の距離となるように、距離センサ２２を有する計測ユニット２１の取付回転方向位置を決める。ここで、炉心支持板３４に設けられたガイドピン３３は、炉心支持板３４が有している開口部３４ａの中心に対して、全て同一の相対関係を有する位置に設けられている。このため、ガイドピン３３と係合される上部フランジ１１のＵ溝形状部１１ａの取付回転方向位置と、距離センサ２２の取付回転方向位置との関係を予め調整しておく。このようにして、計測ユニット２１の距離センサ２２から原子炉圧力容器３８の内壁までの距離が理論上最小の距離となるように、距離センサ２２を有する計測ユニット２１の取付回転方向位置を決めることができる。このことにより、計測ユニット２１の距離センサ２２による計測作業時間のうち、計測ユニット２１の取付回転方向位置を調整するのに要する作業時間を短縮することができる。
【００４０】
次に、上述のようにして取付回転方向位置を決めた計測ユニット２１の距離センサ２２により、原子炉圧力容器３８の内壁までの距離を計測する。距離センサ２２により原子炉圧力容器３８の内壁までの距離を計測する際、実際は、原子炉内圧力容器３８の内壁に凸凹がある場合、または原子炉内構造物の設置寸法が許容値を超えている場合などが考えられる。この場合には、上述した理論に基づく方法による距離センサ２２を有する計測ユニット２１の取付回転方向位置が、距離センサ２２と原子炉圧力容器３８の内壁との最小距離になるとは限らない。このため、回転駆動モータ１３を駆動させて、距離センサ２２を有する計測ユニット２１の取付回転方向位置付近を一定角度でセンシングする。これにより、距離センサ２２と原子炉圧力容器３８の内壁との最小距離付近における、距離センサ２２と原子炉圧力容器３８の内壁との距離を連続的に採取することができる。このため、距離センサ２２と原子炉圧力容器３８の内壁との最小距離を計測することが可能となる。
【００４１】
次に、図４により、原子炉圧力容器３８の内径を求める方法について説明する。
まず、原子炉圧力容器３８の中心に対して、原子炉圧力容器内径計測装置１０が設置されたＣＲＤハウジング３５の取付位置までの距離は予め求められている。そこで、予め求められた原子炉圧力容器３８の中心とＣＲＤハウジング３５の取付位置との距離と、距離センサ２２で計測した原子炉圧力容器３８の内壁までの距離とに基づいて、原子炉圧力容器３８の中心を基準とした原子炉圧力容器３８の内径を求める。すなわち、原子炉圧力容器３８の中心を基準として、原子炉圧力容器内径計測装置１０が設置されたＣＲＤハウジング３５のＸ寸法およびＹ寸法は、予め明らかである。また、中心軸体４３に取り付けられた計測ユニット２１の回転方向位置は計測制御盤３６により表示されるため、設置角度θも明らかである。これらＸ寸法、Ｙ寸法、角度θ、および距離センサ２２により計測した距離Ｌを用いることにより、原子炉圧力容器３８の中心を基準とした原子炉圧力容器３８の半径寸法Ｒを求めることができる。
【００４２】
一般に、原子炉圧力容器３８の内径は数メートルあるため、原子炉圧力容器３８中心から原子炉圧力容器３８の内径を計測する場合には、原子炉圧力容器３８内に設置されている多くの燃料集合体、制御棒およびＣＲ案内管３９を撤去しなければならない。この場合には、原子炉内構造物の撤去作業などに、非常に長い工期と莫大な費用とが必要となる。しかしながら、本願発明によれば、原子炉圧力容器３８内径を求める場合には、原子炉圧力容器３８の内壁に隣接する原子炉内構造物のみを撤去すればよい。
【００４３】
このように、本実施の形態によれば、原子炉圧力容器３８の内壁に隣接するＣＲＤハウジング３５に対応して設けられた中心軸体４３の上端部を炉心支持板３４の開口部３４ａに係合させて保持し、中心軸体４３の下端部をＣＲＤハウジング３５に係合させて保持し、原子炉圧力容器３８内に原子炉圧力容器内径計測装置１０の中心軸体４３および計測ユニット２１を設置することができる。次に、この中心軸体４３に取り付けられた計測ユニット２１の距離センサ２２を用いて、ＣＲＤハウジング３５を基準とした原子炉圧力容器３８の内壁までの距離を計測することができる。
【００４４】
また、本実施の形態によれば、原子炉圧力容器３８の内壁に隣接する原子炉内構造物のみを撤去すればよいため、原子炉圧力容器３８内の保全工事の工期を短縮でき、費用を低減することができる。さらに、原子炉圧力容器３８内の保全工事を行う際、原子炉圧力容器３８の内径寸法が不明瞭なままで工事を行うことにより発生するトラブルを防止することができる。
【００４５】
また、本実施の形態によれば、計測ユニット２１の距離センサ２２で計測された距離は、図３に示すように、距離センサ２２と接続され、低線量区域に設置された距離センサ表示器３７により表示される。これにより、原子炉圧力容器３８内の保全工事を行う際、作業者の被爆線量を低減させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態によれば、原子炉圧力容器内径計測装置１０の計測ユニット２１の取付回転方向位置は、図３に示すように、回転駆動機構４４の回転駆動モータ１３と接続され、低線量区域に設置された計測装置制御盤３６により表示される。さらに、計測ユニット２１の取付回転方向位置が表示される計測装置制御盤３６により、回転駆動モータ１３は遠隔操作される。これにより、原子炉圧力容器３８内の保全工事を行う際、作業者の被爆線量を低減させることができる。
【００４７】
さらに、本実施の形態によれば、中心軸体４３、計測ユニット２１、回転駆動モータ１３、並びに回転駆動モータ１３と計測装置制御盤３６および距離センサ２２と距離センサ表示器３７とをそれぞれ接続するケーブル類は、上部格子板４２および炉心支持板３４の開口部３４ａ、４２ａの半径より小さくなるように形成されている。これにより、装置が故障した場合、中心軸体４３、計測ユニット２１、回転駆動モータ１３、およびケーブル類を、上部格子板４２および炉心支持板３４の開口部３４ａ、４２ａを介して回収することができる。
【００４８】
第２の実施の形態
次に、図５により、本発明による原子炉圧力容器内径計測装置の第２の実施の形態について説明する。ここで、図５は、原子炉圧力容器内径計測装置の下端部の水平方向位置を決めるための構造を示す図である。
図５に示す第２の実施の形態は、ＣＲＤハウジング３５に対する原子炉圧力容器内径計測装置１０の下端部の水平方向位置を決めるための構造が異なるものであり、他の構成は、図１乃至図４、および図１０に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００４９】
本実施の形態において、図１乃至図４、および図１０に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。図５に示すように、中心軸体４３の下端部と連結されるハウジングガイド４０は円筒形状を有しており、ハウジングガイド４０の内径はＣＲＤハウジング３５の外径に対応している。このため、ＣＲＤハウジング３５をハウジングガイド４０に挿入させることにより、ＣＲＤハウジング３５にハウジングガイド４０を係合させて回動自在に保持することができる。
【００５０】
本実施の形態によれば、図５に示すハウジングガイド４０により、原子炉圧力容器内径計測装置１０の下端部の水平方向位置を定めることができる。
【００５１】
第３の実施の形態
次に、図６により、本発明による原子炉圧力容器内径計測装置の第３の実施の形態について説明する。ここで、図６は、手動操作により中心軸体を回転させる構造を示す図である。
図６に示す第３の実施の形態は、手動操作により中心軸体４３を回転させるものであり、他の構成は、図１乃至図４、および図１０に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００５２】
本実施の形態において、図１乃至図４、および図１０に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。図６に示すように、回転機構４６は、上部フランジ１１および支持板ガイド１２に取り付けられた回転センサ１４と、回転センサ１４の回転軸に連結された回転センサ歯車４７と、この回転センサ歯車４７と係合されるように上部中心軸体１７に取り付けられた中心軸体歯車１５とを有している。また、回転センサ１４に、原子炉圧力容器内径計測装置１０の回転方向位置を表示させるための計測装置制御盤３６が接続され、この計測装置制御盤３６は低線量区域に設置されている。
【００５３】
本実施の形態によれば、手動で上部中心軸体１７を回転させると下部中心軸体２０を介して計測ユニット２１が回転する。同時に、中心軸体歯車１５および回転センサ歯車４７を介して回転センサ１４の回転軸も回転する。このため、回転センサ１４により計測ユニット２１の距離センサ２２の回転角度を検出することができる。さらに、回転センサ１４で検出した回転角度が、低線量区域に設置された計測装置制御盤３６に表示される。これにより、原子炉圧力容器３８内の保全工事を行う際、作業者の被爆線量を低減させることができる。
【００５４】
第４の実施の形態
次に、図７により、本発明による原子炉圧力容器内径計測装置の第４の実施の形態について説明する。ここで、図７は、手動により計測ユニットの固定高さ変更をするための構造を示す図である。
図７に示す第４の実施の形態は、計測ユニット２１の固定高さの変更を手動により段階的に行うものであり、他の構成は、図１乃至図４、および図１０に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００５５】
本実施の形態において、図１乃至図４、および図１０に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。図７に示すように、中心軸体４３の外面および計測ユニット２１の内面には、予め設定した計測ユニット２１の固定高さの範囲において、中心軸体４３の長手方向にキー溝２３ａが形成され、これら各キー溝２３ａ間にキー２３が配置されている。また、中心軸体４３の外面には、計測ユニット２１の固定ボルト２４に対応するねじ穴２４ａが設けられている。
【００５６】
図７により、計測ユニット２１の固定高さを、計測高さ１から計測高さ２に変更する手順について述べる。まず、計測高さ１で固定されている計測ユニット２１の固定ボルト２４を取り外す。次に、計測ユニット２１を、キー２３で係合させながら計測高さ２の高さまで移動させる。その後、固定ボルト２４を締め付けることにより、計測ユニット２１を下部中心軸体２０に固定させる。これにより、計測ユニット２１を、計測高さ１から計測高さ２に変更することができる。さらに、下部中心軸体２０の外面に、固定ボルト２４に対応するねじ穴２４ａを複数設けることにより、計測ユニット２１の固定高さを、段階的に変えることができる。
【００５７】
第５の実施の形態
次に、図８および図９により、本発明による原子炉圧力容器内径計測装置の第５の実施の形態について説明する。ここで、図８は、遠隔操作により計測ユニットの固定高さを変更するための構造を示す図であり、図９は、遠隔操作により計測ユニットの固定高さを変更するための構造を伴う場合における原子炉圧力容器内径計測装置のシステム構成を示す図である。
図８および図９に示す第５の実施の形態は、計測ユニット２１の取り付け高さの変更を遠隔操作により連続的に行うことができるものであり、他の構成は、図１乃至図４、および図１０に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００５８】
本実施の形態において、図１乃至図４、および図１０に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。図８に示すように、計測ユニット２１は、計測ユニット２１を上下に駆動させるための駆動機構４８により上下動する。この駆動機構４８は、昇降駆動モータ２６と、昇降駆動モータ２６の出力軸に連結された昇降駆動歯車３２と、下部中心軸体２０に平行に設けられたねじ軸体２８と、昇降駆動歯車３２と係合されるように、ねじ軸体２８の端部に設けられたねじ軸体歯車２７とを有している。さらに、駆動機構４８は、計測ユニット２１を案内するために、下部中心軸体２０に平行に設けられたガイドレール２９を有している。また、計測ユニット２１には、ガイドレール２９に沿って計測ユニット２１を昇降動作させるためのガイドブロック３０が設けられている。
【００５９】
また、図９に示すように、昇降駆動モータ２６に計測装置制御盤３６が接続され、この計測装置制御盤３６は低線量区域に設置されている。
【００６０】
図８および図９において、遠隔操作により、計測ユニット２１の距離センサ２２の取り付け高さを、連続的に変更することができる。
特に、本実施の形態によれば、計測ユニット２１の固定高さを変更する場合、原子炉圧力容器３８内から原子炉圧力容器内径計測装置１０の中心軸体４３および計測ユニット２１を回収する必要がない。このため、本実施の形態によれば、原子炉圧力容器内径計測装置１０の中心軸体４３および計測ユニット２１を回収したり再設置することなく、計測ユニット２１の固定高さを変更することができるため、原子炉圧力容器３８内の保全工事の工期を短縮することができる。
【００６１】
また、昇降駆動モータ２６は、昇降駆動モータ２６と接続され、低線量区域に設置された計測装置制御盤３６により遠隔操作されるとともに、計測ユニット２１の固定高さが計測装置制御盤３６に表示される。これにより、原子炉圧力容器３８内の保全工事を行う際、作業者の被爆線量を低減させることができる
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態における原子炉圧力容器内径計測装置の基本構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における手動により計測ユニットの固定高さを変更するための構造を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における原子炉圧力容器内径計測装置のシステム構成を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態における原子炉圧力容器内径計測方法の概念を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における原子炉圧力容器内径計測装置の下端部の水平方向位置を決めるための構造を示す図。
【図６】本発明の第３の実施の形態における手動操作により中心軸体を回転させる構造を示す図。
【図７】本発明の第４の実施の形態における手動により計測ユニットの固定高さを変更するための構造を示す図。
【図８】本発明の第５の実施の形態における遠隔操作により計測ユニットの固定高さを変更するための構造を示す図。
【図９】本発明の第５の実施の形態における遠隔操作により計測ユニットの固定高さを変更するための構造を伴う場合における原子炉圧力容器内径計測装置のシステム構成を示す図。
【図１０】原子炉圧力容器内部の原子炉内構造物の取り付け状態を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１０    原子炉圧力容器内径計測装置
１１    上部フランジ
１１ａ  Ｕ溝形状部
１２    支持板ガイド
１３    回転駆動モータ
１４    回転センサ
１５    中心軸体歯車
１６    回転駆動歯車
１７    上部中心軸体
１７ａ  上部中心軸体フランジ
１８    キー
１９    中心軸体連結ボルト
２０    下部中心軸体
２０ａ  下部中心軸体フランジ
２１    計測ユニット
２２    距離センサ
２３    キー
２３ａ  キー溝
２４    固定ボルト
２４ａ  ねじ穴
２５    Ｔスロットナット
２５ａ  Ｔスロット溝
２６    昇降駆動モータ
２７    ねじ軸体歯車
２８    ねじ軸体
２９    ガイドレール
３０    ガイドブロック
３１    ハウジングガイド
３２    昇降駆動歯車
３３    ガイドピン
３４    炉心支持板
３４ａ  開口部
３５    ＣＲＤハウジング
３５ａ  貫通穴
３５ｂ  テーパ形状部
３６    計測装置制御盤
３７    距離センサ表示器
３８    原子炉圧力容器
３９    ＣＲ案内管
４０    ハウジングガイド
４１    シュラウド
４２    上部格子板
４２ａ  開口部
４３    中心軸体
４４    回転駆動機構
４５    継手機構
４６    回転機構
４７    回転センサ歯車
４８    駆動機構
【図１】
2008216202.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008216202.tif 000007
【図６】
2008216202.tif 000008
【図７】
2008216202.tif 000009
【図８】
2008216202.tif 000010
【図９】
2008216202.tif 000011
【図１０】
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