(57)【要約】      （修正有）【課題】原子炉上方からの遠隔操作によって容易、迅速に、かつ正確に位置決めを行ない、確実にレーザ光の照射による原子炉内構造物の予防保全、補修を行なう。【解決手段】炉心シュラウド２内の加工位置への工具アクセス用としてのアクセス装置５とこのアクセス装置に着脱可能に取付けられる放電加工機６とを備える。アクセス装置５は、上部格子板の格子間隙部又は炉心支持板の燃料支持用孔部に固定される上端固定部７と、制御棒駆動機構ハウジング４の上端部に固定される下端固定部１１と、これらの間に連結され、垂直軸心回りに回転し得る回転ロッド９と、この回転ロッドの側部に進退可能に取付けられ、水平位置および高さ位置が可変な放電加工機取付け用チャック２２とを有する。放電加工機６は、アクセス装置のチャックに係止される係止部２５と、この係止部に連結され、加工位置にて放電加工を行なう放電加工用本体部６ａとを有する。【選択図】  図１
2004317180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉における炉心シュラウドの内面またはシュラウド内構造物の補修、サンプリング等を行なうための炉心シュラウド内放電加工装置であって、前記炉心シュラウド内の加工位置への工具アクセス用として、前記炉心シュラウドに設けられた上部格子板または炉心支持板と前記原子炉の内底部から立上る制御棒駆動機構ハウジングとの間に垂直に配置される長尺ロッド状のアクセス装置と、このアクセス装置に着脱可能に取付けられる放電加工機とを備え、前記アクセス装置は、前記上部格子板の格子間隙部もしくは前記炉心支持板の燃料支持用孔部に固定される上端固定部と、前記制御棒駆動機構ハウジングの上端部に固定される下端固定部と、これら上端固定部と下端固定部との間に連結され、垂直軸心回りに回転し得る回転ロッドと、この回転ロッドの側部に進退可能に取付けられ、水平位置および高さ位置が可変な放電加工機取付け用チャックとを有し、前記放電加工機は、前記アクセス装置のチャックに係止される係止部と、この係止部に連結され、前記加工位置にて放電加工を行なう放電加工用本体部とを有することを特徴とする炉心シュラウド内放電加工装置。
【請求項２】
前記チャックは、支持される前記放電加工機の方位を調整する方位調整用回転機構を有する請求項１記載の炉心シュラウド内放電加工装置。
【請求項３】
前記放電加工機の放電加工用本体部は、加工部位における表面位置に対する距離を測定する超音波距離センサを有する請求項１記載の炉心シュラウド内放電加工装置。
【請求項４】
前記放電加工用本体部は、放電工具を前記加工部位に対して３次元動作する工具駆動機構を有する請求項１記載の炉心シュラウド内放電加工装置。
【請求項５】
前記放電加工機は、放電加工部に水を噴射する噴射装置、および放電加工時の発生物等を外部に排出する吸引装置の少なくともいずれか一方を有する請求項１記載の炉心シュラウド内放電加工装置。
【請求項６】
請求項１記載のアクセス装置を、垂直な姿勢で、かつ前記アクセス装置のチャックを回転ロッド側に後退させた状態で、前記原子炉上方から吊下ろし、前記炉心シュラウドの上部格子板の格子間隙部または炉心支持板の燃料支持用孔部を介して前記炉心シュラウド内に導入する工程と、前記アクセス装置の上端固定部を前記上部格子板の格子間隙部もしくは前記炉心支持板の燃料支持孔部に固定するとともに、前記下端固定部を前記制御棒駆動機構ハウジングの上端部に固定する工程と、前記アクセス装置のチャックを前記回転ロッドの外側方に進出させる工程と、前記放電加工機を前記原子炉上方から吊下して前記炉心シュラウドの上部格子板の格子間隙部または炉心支持板の燃料支持用孔部を介して前記炉心シュラウド内に導入する工程と、前記放電加工機を前記チャックに装着する工程と、前記回転ロッドの回転および前記チャックの移動により前記放電加工機を前記炉心シュラウド内の加工位置に移動させる工程と、前記放電加工機の放電加工用本体部への通電により、前記炉心シュラウドの内面またはシュラウド内構造物の補修、サンプリング等の放電加工を行なうことを特徴とする炉心シュラウド内放電加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉における原子炉圧力容器内の炉心シュラウド内壁またはシュラウド内側構造物を対象として放電加工による補修、サンプリング等を行なう場合に適用される炉心シュラウド内加工装置、および同装置を用いる炉心シュラウド内加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所要の運転期間が経過した沸騰水型原子炉プラントにおいては、原子炉圧力容器内の炉心シュラウド内壁またはシュラウド内側構造物を補修したり、これらの構造物からサンプリングすること等が行なわれている。この加工の具体例としては、シュラウド欠陥除去、溶接欠陥除去、シュラウドサンプル採取、溶接部サンプル採取等が挙げられる。
【０００３】
そして、このような炉心シュラウド内壁またはシュラウド内側構造物の補修等を原子炉外からの遠隔操作によって行なうための装置は、従来種々提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、従来の装置においては、加工装置にクランプ機構を取付け、加工対象となる放電位置の近傍に存在している炉内構造物を利用して、クランプ機構と炉内構造物との反力作用により固定している場合が多い。
【０００５】
このような従来の装置を使用して加工を行なう場合には、炉内構造物などを反力受けとして利用することから、構造物の破損や変形を招く可能性がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２７１２５０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来技術においては、加工装置にクランプ機構を取付け、加工対象となる放電位置の近傍に存在している炉内構造物を利用し、炉内構造物などを反力受けとして利用しているため、構造物の破損や変形を招く可能性がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、構造物の破損や変形を招くことなく健全な状態を維持したまま、簡便に、かつ能率よく放電加工を行なうことができる炉心シュラウド内加工装置および炉心シュラウド内加工方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明では、原子炉における炉心シュラウドの内面またはシュラウド内構造物の補修、サンプリング等を行なうための炉心シュラウド内放電加工装置であって、前記炉心シュラウド内の加工位置への工具アクセス用として、前記炉心シュラウドに設けられた上部格子板または炉心支持板と前記原子炉の内底部から立上る制御棒駆動機構ハウジングとの間に垂直に配置される長尺ロッド状のアクセス装置と、このアクセス装置に着脱可能に取付けられる放電加工機とを備え、前記アクセス装置は、前記上部格子板の格子間隙部もしくは前記炉心支持板の燃料支持用孔部に固定される上端固定部と、前記制御棒駆動機構ハウジングの上端部に固定される下端固定部と、これら上端固定部と下端固定部との間に連結され、垂直軸心回りに回転し得る回転ロッドと、この回転ロッドの側部に進退可能に取付けられ、水平位置および高さ位置が可変な放電加工機取付け用チャックとを有し、前記放電加工機は、前記アクセス装置のチャックに係止される係止部と、この係止部に連結され、前記加工位置にて放電加工を行なう放電加工用本体部とを有することを特徴とする炉心シュラウド内放電加工装置を提供する。
【００１０】
請求項２に係る発明では、前記チャックは、支持される前記放電加工機の方位を調整する方位調整用回転機構を有する請求項１記載の炉心シュラウド内放電加工装置を提供する。
【００１１】
請求項３に係る発明では、前記放電加工機の放電加工用本体部は、加工部位における表面位置に対する距離を測定する超音波距離センサを有する請求項１記載の炉心シュラウド内放電加工装置を提供する。
【００１２】
請求項４に係る発明では、前記放電加工用本体部は、放電工具を前記加工部位に対して３次元動作する工具駆動機構を有する請求項１記載の炉心シュラウド内放電加工装置を提供する。
【００１３】
請求項５に係る発明では、前記放電加工機は、放電加工部に水を噴射する噴射装置、および放電加工時の発生物等を外部に排出する吸引装置の少なくともいずれか一方を有する請求項１記載の炉心シュラウド内放電加工装置を提供する。
【００１４】
請求項６に係る発明では、請求項１記載のアクセス装置を、垂直な姿勢で、かつ前記アクセス装置のチャックを回転ロッド側に後退させた状態で、前記原子炉上方から吊下ろし、前記炉心シュラウドの上部格子板の格子間隙部または炉心支持板の燃料支持用孔部を介して前記炉心シュラウド内に導入する工程と、前記アクセス装置の上端固定部を前記上部格子板の格子間隙部もしくは前記炉心支持板の燃料支持孔部に固定するとともに、前記下端固定部を前記制御棒駆動機構ハウジングの上端部に固定する工程と、前記アクセス装置のチャックを前記回転ロッドの外側方に進出させる工程と、前記放電加工機を前記原子炉上方から吊下して前記炉心シュラウドの上部格子板の格子間隙部または炉心支持板の燃料支持用孔部を介して前記炉心シュラウド内に導入する工程と、前記放電加工機を前記チャックに装着する工程と、前記回転ロッドの回転および前記チャックの移動により前記放電加工機を前記炉心シュラウド内の加工位置に移動させる工程と、前記放電加工機の放電加工用本体部への通電により、前記炉心シュラウドの内面またはシュラウド内構造物の補修、サンプリング等の放電加工を行なうことを特徴とする炉心シュラウド内放電加工方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る炉心シュラウド内加工装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１〜図４は本発明の一実施形態を示している。図１は、本発明に係るシュラウド内壁およびシュラウド内側構造物の放電加工方法と放電加工装置の一実施形態を示す全体構成図である。図２は、図１に示した一実施形態における放電加工機を示す拡大図であり、図３は、図２に示した放電加工機の左側面図であり、図４は、図２に示した放電加工機の要部断面図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の放電加工装置は、原子炉圧力容器１の炉心シュラウド２内の加工位置への工具アクセス用として、炉心シュラウド２に設けられた炉心支持板３と原子炉圧力容器１の内底部から立上る制御棒駆動機構ハウジング４との間に垂直に配置される長尺ロッド状のアクセス装置５と、このアクセス装置５に着脱可能に取付けられる放電加工機６とを備えている。
【００１８】
アクセス装置５は、炉心支持板３の燃料支持用孔部に固定される上端固定部７と、この上端固定部７に軸受８を介して連結された回転ロッド９と、この回転ロッド９の下端に軸受１０を介して連結された下端固定部１１とを有する。
【００１９】
上端固定部７の下端には下部が小径となるテーパが形成されており、これにより炉心支持板３の燃料支持用孔部に円滑に導入される。したがって、炉心支持板３には過度の荷重が作用しない。
【００２０】
一方、下端固定部１１は、大径部１１ａとその下方に突出する小径部１１ｂとを有し、この小径１１ｂが制御棒駆動機構ハウジング４の孔内に挿入され、大径部１１ａが制御棒駆動機構ハウジング４の上端に搭載される状態となり、これによりアクセス装置５が位置決めされ、安定的に固定されるようになっている。制御棒駆動機構ハウジング４には、アクセス装置５の荷重のみが負担されるだけであり、過度の荷重による変形等の虞はない。なお、放電加工は原子炉圧力容器１内を水張りした状態で行なわれるので、アクセス装置５の荷重は浮力によっても低減する。
【００２１】
回転ロッド９は、例えば半割円筒状の中空ロッドとして構成されており、その平坦な側面側に、放電加工機取付け用チャック２２が進退可能に取付けられるようになっている。そして、アクセス装置５を炉内に導入したり、引き抜く場合には、このチャック２２が回転ロッド９の平坦な側面部に後退した状態となり（仮想線の位置参照）、上部格子板の格子間隙や、炉心支持板３の燃料支持用孔等に引掛かることなく、これらを通過できるようになっている。
【００２２】
この回転ロッド９は、上端固定部７内に設けられたモータ１２に減速機１３を介して連結され、モータ１２の遠隔操作によって垂直軸心回りに所定角度回転することができるようになっている。
【００２３】
回転ロッド９の側部には、上述したように、放電加工機取付け用チャック２２が進退可能に取付けられ、このチャック２２は回転ロッド９内に設けた駆動機構によって水平位置および高さ位置が可変とされている。すなわち、回転ロッド９内には軸方向（上下方向）に沿ってボールねじ１４が設けられ、このボールねじ１４がモータ１５により正逆回転可能となっている。このボールねじ１４に移動コマ１６が螺合されモータ１５の回転により上下動するようになっている。この移動コマ１６に、縦長なチャック支持板１７が連結され、このチャック支持板１７に、上下１対のアーム１８，１９を介してチャック２２が連結されている。これにより、チャック２２が全体として上下方向に移動できる構成となっている。
【００２４】
各アーム１８，１９の一端は、支点ピン２０ａ，２０ｂを介してチャック支持板１７にそれぞれ連結され、各アーム１８，１９の他端は、支点ピン２１ａ，２１ｂを介してチャック２２に連結されている。
【００２５】
上部アーム１８の一端の支点ピン２０ａは、チャック支持板１７に固定的に配置される一方、下部アーム１９の一端の支点ピン２０ｂは、チャック支持板１７に対して上下動可能とされ、モータを有する昇降機構２３によって上下動できるようになっている。この昇降機構２３の駆動により、下部アーム１９の支点ピン２０ｂ位置が昇降し、これにより両アーム１８，１９は開閉し、回転ロッド９の側方に向って前進したり、後退することができる。このように、チャック２２は、水平位置および高さ位置が可変となっている。
【００２６】
図２には、各アーム１８，１９の他端に連結されたチャック２２を拡大して示している。この図２に示すように、チャック２２は、円錐状の雄側ツールシャンク１３を有する構成とされており、雄側ツールシャンク１３の先端には係止ピン２４が設けられている。このチャック２２の雄側ツールシャンク１３が、雌側ツールシャンクとして構成された放電加工機６の係止部２５と嵌合し、雄側ツールシャンク１３の先端の係止ピン２４の引き上げによりクランプ状態となるようになっている。
【００２７】
また、チャック２２内には、支持される放電加工機６の方位を調整する方位調整用回転機構２２ａとして、モータ等が内装されている。この方位調整用回転機構２２ａの駆動により、雄側ツールシャンク１３が回転し、これにより、雌側ツールシャンクとして構成された係止部２５が雄側ツールシャンク１３を中心として回転し、放電加工機６の向きを調整することができる。
【００２８】
図２、図３および図４には、放電加工機６の構成を詳細に示している。
【００２９】
これらの図に示すように、放電加工機６は、アクセス装置５のチャック２２に対する係止部２５に連結され、加工位置にて放電加工を行なう放電加工用本体部６ａを有する構成となっている。
【００３０】
放電加工用本体部６ａは、外ケース２７の内方にゴム等の干渉部２８および複数のガイド部材３９を介して内ケース２９を配置し、この内ケース２９内に板状の工具取付け部３７を配置した構成となっている。
【００３１】
また、放電加工用本体部６ａは、放電工具を加工部位に対して３次元動作するための工具駆動機構として、左右方向および前後方向移動用のモータ３３，３４が設けられている。そして、これらのモータ３３，３４は、ラック・ピニオン等のギア機構からなる動力伝達部３５，３６を介して、内ケース２９に連結され、この内ケース２９を介して工具取付け部３７を前後左右に３次元的に駆動できるようになっている。
【００３２】
工具取付け部３７には、工具取付け用の孔３８が形成されており、この孔３８には、図４に示すように、プラス電極としてのネジ等の取付け具５０が挿入され、この取付け具５０により放電工具４２が装着される。
【００３３】
工具取付け部３７の周囲には、加工部位における表面位置に対する距離を測定するための複数の超音波距離センサ４０が設けられるとともに、放電加工時の発生物等を外部に排出する吸引装置としての複数の吸引孔４３が穿設されている。この吸引孔４３には、外部への吸引ホース４４が接続されている。また、放電加工部を清浄にするために水を噴射する噴射装置として、水噴射用の孔４３ａも設けられている。放電加工用本体部６ａの下部には、放電加工用のマイナス極４１が設けられている。
【００３４】
そして、図４に示すように、マイナス極４１に陰極電源ケーブル５２が接続され、プラス電極としての取付け具５０には、陽極電源ケーブル５１が接続されている。
【００３５】
以上の構成において、放電加工を行なう場合には、図１に示すように、アクセス装置５を、垂直な姿勢で、かつアクセス装置５のチャック２２を回転ロッド９側に後退させた状態で、原子炉圧力容器１の上方から吊下ろす。
【００３６】
そして、炉心シュラウド２の上部格子板の格子間隙部および炉心支持板３の燃料支持用孔部を介して炉心シュラウド２内に導入する。
【００３７】
次に、アクセス装置５の上端固定部７を炉心支持板３の燃料支持孔部に固定するとともに、下端固定部１１を制御棒駆動機構ハウジング４の上端部に固定し、アクセス装置５のチャック２２を回転ロッド９の外側方に進出させる。
【００３８】
一方、放電加工機６を原子炉圧力容器１の上方から吊下し、炉心シュラウド２の上部格子板の格子間隙部および炉心支持板３の燃料支持用孔部を介して炉心シュラウド２内に導入する。
【００３９】
そして、放電加工機６をチャック２２に装着し、回転ロッド９の回転およびチャック２２の移動により、放電加工機６を炉心シュラウド２内の加工位置に移動させる。
【００４０】
この後、図４に示すように、放電加工機６の放電加工用本体部への通電を行ない、放電加工により、例えば炉心シュラウド２の内面を補修したり、サンプリング等を行なう。
【００４１】
放電加工の際には、チャック２２の方位調整用回転機構により、支持される放電加工機６の方位を調整することによって、加工対象部に高精度で工具位置を一致させることができる。
【００４２】
また、放電加工機６の放電加工用本体部６ａに設けた超音波距離センサ４０により、加工部位における表面位置に対する距離を測定することができる。したがって、この測定値に基づいて放電工具４２を加工部位に対して３次元動作させることにより、加工対象部を高精度で加工することができる。
【００４３】
さらに、放電加工機６に水の噴射装置および放電加工時の発生物等を外部に排出する吸引装置等を設けたことにより、加工部を清浄にして、高精度の加工を行なうことができる。
【００４４】
なお、以上の実施形態においては、アクセス装置５の上部を炉心支持板３の燃料支持用孔部に支持させる場合について説明したが、上部格子板の格子間隙に支持させるようにしてもよい。
【００４５】
また、図示しないが、サンプリング用等として、放電加工機６に放電加工位置への位置決め用として、レーザポインタを設ける構成としてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、原子炉内構造物を原子炉上方からの遠隔操作によって容易、迅速に、かつ正確に位置決めを行ない、予防保全または補修を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシュラウド内放電加工装置の一実施形態を示す全体構成図。
【図２】図１に示した一実施形態における放電加工機を示す拡大図。
【図３】図２に示した放電加工機の左側面図。
【図４】図２に示した放電加工機の要部断面図。
【符号の説明】
１  原子炉圧力容器
２  炉心シュラウド
３  炉心支持板
４  制御棒駆動機構ハウジング
５  アクセス装置
６  放電加工機
６ａ  放電加工用本体部
７  上端固定部
８  軸受
９  回転ロッド
１０  軸受
１１  下端固定部
１８，１９  アーム
２２  チャック
３７  工具取付け部
４０  超音波距離センサ
４１  マイナス極
４３  吸引孔
４３ａ  水噴射用の孔
５０  取付け具
【図１】
2004317180.tif 000003
【図２】
2004317180.tif 000004
【図３】
2004317180.tif 000005
【図４】
2004317180.tif 000006