【手続補正書】
【提出日】平成20年12月16日(2008.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉内構造物の表面をショットピーニングによって応力改善するためのショットピーニング施工装置であって、原子炉内に導入可能な超音波発生用制御装置および機器移動用駆動制御装置と、前記超音波発生用制御装置により制御されて施工対象となる原子炉内構造物の表面に超音波ショットピーニングによる応力改善処理を施すピーニングヘッド機構と、前記機器移動用駆動制御装置により移動制御されて前記ピーニングヘッド機構を前記原子炉内構造物の表面に沿って移動する移動機構とを備え、前記ピーニングヘッド機構は、一面が開口する函体でその開口面を前記原子炉内構造物の表面に密着させることにより一定容積の閉じた空間を形成するヘッドカバーと、このヘッドカバーの内部に少なくとも一端が挿入されて超音波振動し、前記ヘッドカバー内を超音波振動させる超音波振動用ホーンと、前記ヘッドカバーに連通する一定容量の空間として形成され、内部にショットを収容して前記ヘッドカバー内への前記ショットの供給および回収を行うショット供給・回収機構とを備えたことを特徴とする原子炉内構造物の超音波ショットピーニング施工装置。
【請求項２】
前記ピーニングヘッド機構のヘッドカバーの壁は、開口面側に向って次第に低くなる傾斜壁とされている請求項１記載の原子炉内構造物の超音波ショットピーニング施工装置。
【請求項３】
前記ピーニングヘッド機構は、前記超音波振動用ホーンから発生する超音波振動を前記ヘッドカバー内で反射する反射板を備えた請求項１記載の原子炉内構造物の超音波ショットピーニング施工装置。
【請求項４】
前記反射板は角度調整可能とされている請求項３記載の原子炉内構造物の超音波ショットピーニング施工装置。
【請求項５】
前記ショット供給・回収機構は、前記ヘッドカバーの一部に連通孔を介して連通接続された一定容量のシリンダ部と、このシリンダ部内で往復移動するピストンと、このピストンを駆動するピストン駆動機構とを有する請求項１記載の原子炉内構造物の超音波ショットピーニング施工装置。
【請求項６】
前記ピーニングヘッド機構のヘッドカバーは、前記超音波振動用ホーンに対して角度調整可能な構成とされている請求項１記載の原子炉内構造物の超音波ショットピーニング施工装置。
【請求項７】
原子炉の開蓋、解体および炉内除染後に、前記原子炉内に請求項１〜６のいずれか一項記載の原子炉内構造物の超音波ショットピーニング施工装置を搬入し、前記原子炉内の表面応力改善対象となる炉心シュラウドおよびその支持構造物、制御棒駆動機構ハウジングまたはインコアモニタハウジングの表面に前記ピーニングヘッドを装着して超音波ショットピーニング施工を行うことを特徴とする原子炉内構造物の超音波ショットピーニング施工方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明では、原子炉内構造物の表面をショットピーニングによって応力改善するためのショットピーニング施工装置であって、原子炉内に導入可能な超音波発生用制御装置および機器移動用駆動制御装置と、前記超音波発生用制御装置により制御されて施工対象となる原子炉内構造物の表面に超音波ショットピーニングによる応力改善処理を施すピーニングヘッド機構と、前記機器移動用駆動制御装置により移動制御されて前記ピーニングヘッド機構を前記原子炉内構造物の表面に沿って移動する移動機構とを備え、前記ピーニングヘッド機構は、一面が開口する函体でその開口面を前記原子炉内構造物の表面に密着させることにより一定容積の閉じた空間を形成するヘッドカバーと、このヘッドカバーの内部に少なくとも一端が挿入されて超音波振動し、前記ヘッドカバー内を超音波振動させる超音波振動用ホーンと、前記ヘッドカバーに連通する一定容量の空間として形成され、内部にショットを収容して前記ヘッドカバー内に前記ショットの供給および回収を行うショット供給・回収機構とを備えたことを特徴とする原子炉内構造物の超音波ショットピーニング施工装置を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、ヘッドカバー９は、一面が開口する函体でその開口面を炉心シュラウド１０６の溶接部１１４表面部分に密着させることにより、一定容積の閉じた空間を形成する構成となっている。このヘッドカバー９の内部には、駆動用本体部８に超音波振動増幅機構１２を介して取付けられた超音波振動用ホーン１３の一端が挿入されて超音波振動する。すなわち、超音波振動増幅機構１２には、超音波発生用制御装置２から導かれた超音波伝達用ケーブル５ｂにより、所定の超音波振動制御信号が送られ、超音波振動用ホーン１３の超音波振動制御が行われる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
このような構成のヘッドカバー９の下壁２３の略中央部に、超音波振動用ホーン１３を挿通するホーン挿通孔２６が開設されている。このホーン挿通孔２６に、ホーン１３の先端面部分である振動面１３が挿入配置されている。そして、超音波増幅機構１２によって増幅された超音波振動がホーン１３に伝達され、このホーン１３の振動面１３ａの超音波振動により、ヘッドカバー９内に超音波振動が発生するようになっている。なお、ホーン１３の軸心は例えば鉛直方向に配置されており、上端の振動面１３ａはヘッドカバー９内で水平面となっている。したがって、ホーン１３の振動方向は上下方向（矢印ａ方向）であり、ヘッドカバー９内に上下方向の振動が発生する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
ヘッドカバー９内におけるホーン１３の上方部位には、ショットを反射するための傾斜状の反射板２７が配置されている。この反射板２７は例えば後壁１９に支持部材２７を介して角度調整可能に支持されている。この反射板２７の傾斜角の調整により、ショットをヘッドカバー９の開口部１８側に的確に反射することができる。例えば反射板２７の傾斜角θを大きくした場合にはホーン１３に衝突したショットは開口部１８の上側に向き、反射板２７の傾斜角θを小さくした場合にはホーン１３に衝突したショットは開口部１８の下側に向くようになる。このように、ホーン１３が超音波振動した場合、ショットは反射板２７で反射し、あるいは左右の側壁２０，２１および上下壁２２，２３等でさらに反射する。そして、ショットは最終的にヘッドカバー９の開口部１８に向う。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
この状態から、図４に仮想線で示すように、昇降ピストン３４を瞬時的に上昇させると、ショット２９がシリンダ３３内からヘッドカバー９内に飛散する。一方、超音波振動用ホーン１３を上下方向（矢印ａ方向）に超音波振動させると、このホーン１３の振動面１３ａの超音波振動によってショットの振動が発生する。発生したショットの振動は反射板２７で反射されるとともに、左右の側壁２０，２１および上下壁２２，２３等でも反射して、図４に矢印ｂで示すように、ヘッドカバー９の開口部１８に向うショットの動きが発生する。この力により、ヘッドカバー９内に飛散したショット２９が施工個所である炉心シュラウド１０６の下端部とショートリング１１３との間の溶接部１１４の表面部分の周囲に衝突し、その衝突エネルギによって材料表面が塑性変形され、引張り残留応力が圧縮応力に変わる。この結果、溶接部近傍の応力腐食割れを防止する表面改質が行える。なお、反射板２７の角度調整を行うことにより、最も効率のよい超音波ショットピーニング状態を得ることができる。このような超音波ショットピーニング作用を行いながら、ガイドレール７に沿ってピーニングヘッド機構６を炉心シュラウド１０６の周囲に沿って連続的に移動させることにより、施工を終了させることができる。