(57)【要約】【課題】従来、原子炉格納容器圧力抑制室を形成するシェル鋼板の板圧を超音波探傷器を用いて測定する場合、測定用足場などを設けて、複数の測定作業員の人手による作業で測定し、点検を行っている。このため測定作業が短時間で容易に行え、作業コストを低減し、測定信頼性の高い超音波板厚測定装置が望まれている。【解決手段】原子炉格納容器圧力抑制室を形成するシェル鋼板５の被測定面に張り付いてその面上を遠隔操作により移動可能な測定台車２１を設け、この測定台車２１上に、超音波探傷器７と、測定媒体供給機構１７と、測定媒体回収機構１８とを搭載し、測定台車２１を制御用パソコン１５などにより制御する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象である鋼板の表面に超音波を照射する超音波探触子を備えた超音波探傷器と、前記超音波探触子とシェル鋼板被測定面との隙間に測定媒体を供給する測定媒体供給機構と、前記供給された測定媒体を回収する測定媒体回収機構と、前記鋼板との間に吸引力を発生させる吸引手段と、前記鋼板上を移動する移動手段とからなることを特徴とする超音波板厚測定装置。
【請求項２】
測定媒体が水であることを特徴とする請求項１記載の超音波板厚測定装置。
【請求項３】
超音波探触子を複数個配置したことを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の超音波板厚測定装置。
【請求項４】
前記鋼板上にマーキングを付けるマーキング機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波板厚測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントにおける原子炉格納容器圧力抑制室の超音波板圧測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラントにおける原子炉格納容器圧力抑制室には、原子炉に万が一事故が発生した場合に生ずる高温、高圧の蒸気を抑制するためのプール水が貯えられている。
この原子炉格納容器圧力抑制室は鋼板で形成され、鋼板の表面には腐食防止を目的として塗装が施されている。
【０００３】
しかしながら、時間の経過とともに鋼板表面の塗膜が経年劣化し、最悪の場合鋼板腐食に至ると貯えられていたプール水が圧力抑制室から漏れ出すなどして更に大きな事故に発展する恐れもある。
このため、定期的に原子炉格納容器圧力抑制室を形成するシェル鋼板の表面から超音波板厚測定装置によってシェル鋼板の板圧を測定し、点検を行っている。
一般に、従来の原子炉格納容器圧力抑制室のシェル鋼板表面からの超音波板厚測定は、被測定面であるシェル鋼板表面に測定媒体であるグリセリン等を塗布した後、超音波探傷器を用いてシェル鋼板に超音波を照射し、測定作業員が超音波探触子を手動によって走査しながら測定を行っている。
【０００４】
また、測定作業員の手の届かない高所については、測定用の足場を設置し、この足場の上に測定作業員が乗って測定を行うようにしている。
測定の結果、孔食などが発見された場合は作業員が記録用紙などに孔食の深さ、位置等の必要情報を記録している。
【０００５】
図１０、１１を参照して従来の原子炉格納容器圧力抑制室のシェル鋼板表面からの板厚測定手段の一例について説明する。
図１０において、１は原子炉の圧力容器２を格納する原子炉格納容器３の圧力抑制室で、この原子炉格納容器圧力抑制室１内にプール水４が貯えられている。
【０００６】
次に図１１を参照して、プール水４に面した圧力抑制室１のシェル鋼板５対し、シェル鋼板表面からの板厚測定手段について説明する。
従来の原子炉格納容器圧力抑制室１のシェル鋼板５の板厚測定は、多くの場合、圧力抑制室１の周囲に測定用足場６を設置した後、測定用足場６上に超音波探傷器７を設置すると共に被測定面であるシェル鋼板５の表面に測定媒体であるグリセリン８等を塗布しておく。その後、測定作業員９が超音波探傷器７の超音波探触子１０を手で持ち、シェル鋼板５に塗布したグリセリン８上を滑らすように走査しながらシェル鋼板５の表面に超音波を照射し、シェル鋼板５の板厚を測定する。
【０００７】
また、測定の際には常に超音波探傷器７に孔食等の異常と考えられる波形が現れないかを上記測定作業員９とは別の監視員１１が監視している。万一、孔食等の異常と考えられる波形が確認された場合は、監視員１１が記録用紙に孔食の深さ、位置等の必要情報を記録すると共に、測定作業員９が異常と考えられる当該位置にマーキング１２を行う。
【０００８】
また、測定作業終了後は、シェル鋼板５の表面に付着しているグリセリン８の拭き取り作業を行い、その後、測定用足場６等の撤去を行ない板厚測定作業が完了する。
【０００９】
なお、マーキング位置の再測定の必要が生じた場合は、監視員１１が記録した位置情報を基に、また足場が必要であれば足場設置後、マーキング１２を目視にて探し再度測定を行うといった手順を踏んでいる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来の板厚測定手段においては、測定用足場６の設置や、板厚測定後の測定媒体８の拭き取り作業等の板厚測定に必要な付帯作業及び工事物量が多く作業が面倒で時間がかかっていた。
【００１１】
また測定作業員が手動で測定することから測定むらなどによる孔食の見落としの可能性や検査時間の増大といった恐れがあり、測定信頼性が低いという問題点があった。
更に、工事物量及び作業員の人数が多く、これに伴って作業コストも大きくなるといった問題点もあった。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、測定信頼性を向上させ、工事物量及び作業コストを低減し、短時間で容易に測定作業が行える超音波板厚測定装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、測定対象である鋼板の表面に超音波を照射する超音波探触子を備えた超音波探傷器と、前記超音波探触子とシェル鋼板被測定面との隙間に測定媒体を供給する測定媒体供給機構と、前記供給された測定媒体を回収する測定媒体回収機構と、前記鋼板との間に吸引力を発生させる吸引手段と、前記鋼板上を移動する移動手段とからなることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態による超音波板厚測定装置について図１乃至図６を参照して説明する。なお、従来の技術と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１５】
図１は被測定面であるシェル鋼板５を展開した一部分を示すものである。プール水に接したシェル鋼板５の板厚測定する場合、図示するようにあらかじめ決められたある範囲Ｌ１のシェル鋼板５に対し溶接線１３を基準にして縦、横方向に超音波探触子１０を移動させ、その範囲Ｌ１の測定が終了したら次の範囲Ｌ２、Ｌ３…へと順次測定範囲を移動させ、測定をしていく。
【００１６】
図２は超音波探傷器７、超音波探触子１０からなる超音波板厚測定装置１４を含めた測定システムの構成を示したものである。制御用パソコン１５からの指示により超音波板厚測定装置１４に搭載した複数個の超音波探触子１０がシェル鋼板の表面に超音波を照射して走査を開始し、超音波探触子１０から得られる板厚データは板厚表示用パソコン１６に取り込まれる。
【００１７】
板厚表示用パソコン１６に取り込まれた板厚データは測定後即座に板厚表示用パソコン１６に表示される構成となっている。表示方法として、板厚の数値表示の他、測定範囲全体の板厚マップ表示が行えるように構成することが可能である。
【００１８】
また、制御用パソコン１５からの指示に伴う板厚測定開始と同時に制御用パソコン１５からの指示により超音波探触子１０とシェル鋼板５の測定面との隙間に測定媒体である水を供給できる水供給機構を備えた水供給ライン１７、及び供給された水を回収する水回収機構を備えた水回収ライン１８、超音波板厚測定装置１４の旋回駆動用のエアーを供給するエアー供給ライン１９が設けられている。
【００１９】
このような本実施の形態によれば、従来、板厚測定完了後、測定媒体であるグリセリンの拭き取り作業を作業員によって実施していたが、測定媒体として水を使用し、この水供給機構とこの水を回収する水回収機構とを超音波板厚測定装置に搭載したことにより測定媒体の拭き取り作業の手間を削除することができる。また、測定媒体として水を使用することにより万一若干の回収もれがあっても時間の経過とともに蒸発するため従来のような拭き取り作業時の拭き取り漏れがあっても問題ない。なお、制御用パソコン１５と板厚表示用パソコン１６は、同一のパソコンであっても良い。
【００２０】
図３乃至６は本実施の形態による超音波板厚測定装置の具体的構成を成す測定台車２１を示すものである。この測定台車２１は、車輪２２と、これを制御用パソコン１５からの指示により回転駆動する駆動用のモータ２３と、この測定台車２１を横移動させるために車輪を旋回させるエアシリンダ２４とからなる移動手段と、シェル鋼板５との間に磁力により吸引力を発生させる吸引手段である永久磁石２５とから構成され、永久磁石２５による吸引力によって鋼製のシェル鋼板５に張り付きながら移動手段によりその面上を遠隔操作により自由に移動が可能である。板厚は、複数個並列配置された超音波探触子１０を図示しない走査装置により上下左右に走査し、一定の範囲を所定の測定ピッチで測定するようにしている。
【００２１】
水供給機構は、図２に示す水供給ライン１７より測定媒体である水２６を制御用パソコン１５からの指示により供給／供給停止を制御できるように構成されている水供給ノズル２７を備えている。
水回収機構は図２に示す水回収ライン１８により測定媒体である水２６を回収する吸水ローラ２８を備えている。
【００２２】
図５に、超音波探触子１０及び水供給ノズル２７の詳細を示す。図５に示すように超音波探触子１０の走査移動方向の前面に水供給ノズル２７より水２６をシェル鋼板５の面上に噴射し、超音波探触子１０とシェル鋼板５の被測定面との隙間に測定媒体を供給する。
【００２３】
また、図６に吸水ローラ２８及び搾り出しローラ２９の詳細を示す。吸水ローラ２８と搾り出しローラ２９とは前記の超音波探触子１０の走査線上に位置するように配置され、超音波探触子１０と共に図面上の左右方向に動く。測定媒体である水２６を回収するには、まず吸水ローラ２８をシェル鋼板５に押しつた状態で走査装置により走査してシェル鋼板５面上を転がし、シェル鋼板５上に散布された水を吸収する。この後、吸水ローラ２８に押しつけられた搾り出しローラ２９により、吸水ローラ２８内に吸収された水を回収し、水回収ライン１８を通して、図示しない回収容器に回収する。
【００２４】
シェル鋼板５上に同定した測定台車２１の位置情報、あるいは孔食等の異常が確認された箇所の位置情報などを制御用パソコン１５に入力し、記録媒体等に記録させておくように構成することが可能である。このようにすることで、孔食等の異常が確認された箇所を後に再測定をする場合などに、超音波板厚測定装置１４を再度位置決めすることが容易に行えるようになる。また、図３および図４に示すようにこの位置決めを確実にするため、異常が確認された時にその箇所に目印を付すためのマーキング装置３０を備えている。
【００２５】
更に、図示しないが、必要に応じて超音波板厚測定装置１４上に、ＴＶカメラ等の撮影装置を備えておけば、シェル鋼板５面をこのＴＶカメラで見てマーキング位置を確認すれば、より確実に位置合わせが行える。
【００２６】
以上のように本発明の第１の実施の形態によれば、シェル鋼板５外面に張り付いてその面上を遠隔操作により移動可能な測定台車２１を設け、この測定台車２１上に各種機構を搭載することにより、従来の測定作業員による手動測定に比べ、制御装置にて遠隔操作及び板厚表示装置で板厚計測結果を確認することができ、作業員による測定作業及び記録取り作業が不要となり、測定作業が容易になると共に測定信頼性が向上する。
【００２７】
また、測定作業員自らの測定及び高所測定用の足場が不要となり、板厚測定装置の故障時や微調節が必要となった時などにも測定台車２１を修理または微調整ができる位置へ自由に操作、移動させることで、修理または微調整を簡単に行うことができる。
【００２８】
また、従来の測定作業員の手動による測定では超音波探触子１０は超音波探傷器１台に対し１個しか接続できず、測定速度も遅く、広い面積の測定には多大な時間を要していた。また、手動で行うため測定もれを起こす恐れもあった。これに対し、超音波探触子１０を複数個並列に配置し、数ｍｍピッチでの連続走査を行うことにより測定もれがなく、高速で広い範囲の測定が可能となり測定の精度も向上する。
【００２９】
更に、従来、孔食付近の再測定の必要が生じた場合、計測用足場を再度設置し直し、記録の位置情報を基に目視でマーキング位置を探すといった作業を行う必要があったが、超音波板厚測定装置に搭載するマーキング機構３０及び制御装置内の位置同定機能を使うことにより何時でも位置を同定し再び孔食位置までもどることができる。更にマーキングも自動で行われるため、作業者によるマーキング作業も削除できる。
【００３０】
次に図７乃至９を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、図１乃至図６に示す本発明の第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３１】
図７、８は第２の実施の形態による超音波板厚測定装置１４の測定台車２１を示す平面図及び正面面である。基本的な装置構成は第１の実施の形態と同じであるが、本実施の形態においては、測定媒体である水２６を超音波探触子１０に直接供給するよう構成されている。
【００３２】
図９は超音波探触子１０に直接水を供給する機構の詳細を示しているものであるが、超音波探触子１０のサイズより若干大きな径の探触子用囲い３１を設け、この探触子用囲い３１と超音波探触子１０との隙間に水を供給する注水ノズル３２を設けている。
【００３３】
このような構成とすることにより、測定媒体である水が注水ノズル３２から超音波探傷子１０とシェル鋼板５の測定面との間に効率よく供給されるので板厚測定が容易にかつ確実に行われる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、測定信頼性を向上させ、工事物量及び工事コストを低減し、短時間で容易に板厚測定が行える超音波板厚測定装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による超音波板厚測定装置を説明するためのシェル鋼板の正面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態による超音波板厚測定装置のシステム構成を示す構成図。
【図３】本発明の第１の実施の形態による超音波板厚測定装置の具体的な構成を示す平面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態による超音波板厚測定装置の具体的な構成を示す正面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態による超音波板厚測定装置における超音波探触子及び水供給ノズル部の詳細を示す正面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態による超音波板厚測定装置における吸水ローラ及び搾り出しローラ部の詳細を示す正面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態による超音波板厚測定装置の具体的な構成を示す平面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態による超音波板厚測定装置の具体的な構成を示す正面図。
【図９】本発明の第２の実施の形態による超音波板厚測定装置における超音波探触子の詳細を示す正面図。
【図１０】従来の一般的な原子炉格納容器の概略図。
【図１１】従来の原子炉格納容器圧力抑制室のシェル鋼板の板厚測定手段を説明するための斜視図。
【符号の説明】
１…原子炉格納容器圧力抑制室、２…圧力容器、３…原子炉格納容器、４…プール水、５…シェル鋼板、６…測定用足場、７…超音波探傷器、作業員、８…グリセリン、９…測定作業員、１０…超音波探触子、１１…監視員、１２…マーキング、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…ある範囲、１３…溶接線、１４…超音波板厚測定装置、１５…制御用パソコン、１６…板厚表示用パソコン、１７…水供給ライン、１８…水回収ライン、１９…エアー供給ライン、２１…測定台車、２２…車輪、２３…モータ、２４…エアシリンダ、２５…永久磁石、２６…水、２７…水供給ノズル、２８…吸水ローラ、２９…搾り出しローラ、３０…マーキング装置、３１…探触子用囲い、３２…注水ノズル。
【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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