(57)【要約】【課題】  原子炉（１０）内でジェットポンプビーム（８６）を検査する方法（１４６）が提供される。【解決手段】  原子炉は、少なくとも１つのジェットポンプ組立体（４４）を含み、各ジェットポンプ組立体は、少なくとも１つのジェットポンプビームを含む。各ジェットポンプビームは、ビームボルト開口部（１０６）、第１アーム（１３０）、第２アーム（１３２）、上面（１５８）、及び底面（１５２）を含む。例示的な実施形態では、本方法は、ジェットポンプビームの底面に隣接して、少なくとも１つの超音波整相アレープローブ（１５０）を配置する段階（１４８）と、少なくとも１つの超音波整相アレープローブでジェットポンプビームを走査する段階（１５４）とを含む。【選択図】      図５
2004151097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉（１０）内でジェットポンプビーム（８６）を検査する方法（１４６）であって、前記原子炉が、少なくとも1つのジェットポンプ組立体（４４）を含み、各ジェットポンプ組立体が少なくとも1つのジェットポンプビームを含み、各ジェットポンプビームが、ビームボルト開口部（１０６）、第１アーム（１３０）、第２アーム（１３２）、上面（１５８）、及び底面（１５２）を含んでおり、該方法が、
前記ジェットポンプビームの底面に隣接して、少なくとも１つの超音波整相アレープローブ（１５０）を配置する段階（１４８）と、
前記少なくとも１つの超音波整相アレープローブで前記ジェットポンプビームを走査する段階（１５４）と、
を含むことを特徴とする方法（１４６）。
【請求項２】
少なくとも１つの超音波整相アレープローブ（１５０）を配置する前記段階（１４８）が、前記ジェットポンプビームの第１アーム（１３０）の底面（１５２）に隣接して、第１の超音波整相アレープローブを配置する段階を含み、該方法が、
前記第１の超音波整相アレープローブで前記ジェットポンプビームの第１アームを走査する段階と、
前記ジェットポンプビームの第２アーム（１３２）の底面に隣接して、前記第１の超音波整相アレープローブを再配置する段階と、
前記第１の超音波整相アレープローブで前記ジェットポンプビームの第２アームを走査する段階と、
を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法（１４６）。
【請求項３】
少なくとも１つの超音波整相アレープローブ（１５０）を配置する前記段階（１４８）が、
前記ジェットポンプビームの第１アーム（１３０）の底面（１５２）に隣接して、第１の超音波整相アレープローブを配置する段階と、
前記ジェットポンプビームの第２アーム（１３２）の底面に隣接して、第２の超音波整相アレープローブを配置する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法（１４６）。
【請求項４】
前記ジェットポンプビーム（８６）を走査する前記段階（１５４）が、
前記第１の超音波整相アレープローブ（１５０）で前記ジェットポンプビームの第１アーム（１３０）を走査する段階と、
前記第２の超音波整相アレープローブで前記ジェットポンプビームの第２アーム（１３２）を走査する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法（１４６）。
【請求項５】
各ジェットポンプ組立体（４４）が、第１ジェットポンプビーム（８６）と第２ジェットポンプビームとを含んでおり、前記ジェットポンプビームの底面（１５２）に隣接して、少なくとも１つの超音波整相アレープローブ（１５０）を配置する前記段階（１４８）が、
前記第１ジェットポンプビームの第１アームの底面に隣接して、第１の超音波整相アレープローブを配置する段階と、
前記第２ジェットポンプビームの第１アームの底面に隣接して、第２の超音波整相アレープローブを配置する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法（１４６）。
【請求項６】
前記ジェットポンプビーム（８６）を走査する前記段階が、
前記第１の超音波整相アレープローブ（１５０）で前記第１ジェットポンプビームの第１アーム（１３０）を走査する段階と、
前記第２の超音波整相アレープローブで前記第２ジェットポンプビームの第１アームを走査する段階と、
前記第１ジェットポンプビームの第２アーム（１３２）の底面に隣接して、前記第１の超音波整相アレープローブを再配置する段階と、
前記第２ジェットポンプビームの第２アームの底面に隣接して、前記第２の超音波整相アレープローブを再配置する段階と、
前記第１及び第２の超音波整相アレープローブでそれぞれ前記第１及び第２ジェットポンプビームの第２アームを走査する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法（１４６）。
【請求項７】
各ジェットポンプ組立体（４４）が、第１ジェットポンプビーム（８６）と第２ジェットポンプビームとを含んでおり、前記ジェットポンプビームの底面（１５２）に隣接して、少なくとも１つの超音波整相アレープローブ（１５０）を配置する前記段階（１４８）が、
前記第１ジェットポンプビームの第１アーム（１３０）の底面に隣接して、第１の超音波整相アレープローブを配置する段階と、
前記第１ジェットポンプビームの第２アーム（１３２）の底面に隣接して、第２の超音波整相アレープローブを配置する段階と、
前記第２ジェットポンプビームの第１アームの底面に隣接して、第３の超音波整相アレープローブを配置する段階と、
前記第２ジェットポンプビームの第２アームの底面に隣接して、第４の超音波整相アレープローブを配置する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法（１４６）。
【請求項８】
前記ジェットポンプビーム（８６）を走査する前記段階が、
前記第１の超音波整相アレープローブ（１５０）で前記第１ジェットポンプビームの第１アーム（１３０）を走査する段階と、
前記第２の超音波整相アレープローブで前記第１ジェットポンプビームの第２アーム（１３２）を走査する段階と、
前記第３の超音波整相アレープローブで前記第２ジェットポンプビームの第１アームを走査する段階と、
前記第４の超音波整相アレープローブで前記第２ジェットポンプビームの第２アームを走査する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法（１４６）。
【請求項９】
前記ジェットポンプビーム（８６）を走査する前記段階（１５４）は、該ジェットポンプビームの走査されたボリューム（１５６）が、前記ボルト開口部（１０６）から該ビームの第１アーム（１３０）の端部まで延びかつ該ビームの上面（１５８）から少なくとも部分的に該ビームの底部（１５２）に向かって延びる区域を含むように、前記少なくとも１つの超音波整相アレープローブ（１５０）で該ジェットポンプビームを走査する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法（１４６）。
【請求項１０】
前記ジェットポンプビーム（８６）を走査する前記段階（１５４）は、該ジェットポンプビームの走査されたボリューム（１５６）が、前記ボルト開口部（１０６）から該ビームの第２アーム（１３２）まで延びかつ該ビームの上面（１５８）から少なくとも部分的に該ビームの底部（１５２）に向かって延びる区域を更に含むように、前記少なくとも１つの超音波整相アレープローブ（１５０）で該ジェットポンプビームを走査する段階を更に含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法（１４６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に原子炉の検査に関し、より具体的には、原子炉圧力容器内部でのジェットポンプビームの超音波探傷検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は、一般的にほぼ円筒形の形状を有しており、両端を、例えば底部ヘッドと取外し可能な上部ヘッドとにより閉鎖される。上部ガイドが、一般的にＲＰＶ内部で炉心プレートの上方に間隔を置いて配置される。炉心シュラウド又はシュラウドが、一般的に炉心を囲み、かつシュラウド支持構造体により支持される。具体的には、シュラウドは、ほぼ円筒形の形状を有しており、炉心プレート及び上部ガイドの両方を囲む。円筒形の原子炉圧力容器と円筒形状のシュラウドとの間には、空間すなわちアニュラスが設けられる。
【０００３】
ＢＷＲでは、シュラウドアニュラスの内部に配置された中空の管状のジェットポンプが、必要とされる炉心水の流量を供給する。入口ミキサとして知られているジェットポンプの上部は、重力作動式の楔により保持ブラケット内の２つの対向する剛性接触部に対して側方で位置決めされかつ支持される。入口ミキサの各々は、その上端部において予荷重を加えられたビームにより所定位置に保持される。組立体を固定するために、ジェットポンプビームは、油圧テンショナを用いてジェットポンプビームボルトを取付けることにより加えられた高い予荷重によって組み立てられる。
【０００４】
原子炉運転の間に受ける振動を含む、ジェットポンプビームに作用する静的及び動的荷重は、場合によっては、ビームの上部中央部分に始まるビーム亀裂を生じさせることが判明した。各ジェットポンプビームは、管エルボを所定位置に保持し、この管エルボが、原子炉水を入口昇水管からジェットポンプノズルに向けて導く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ジェットポンプビーム内の亀裂は、管エルボをその正常位置から逸脱させ、そのことによって適当なジェットポンプ作動を損なうおそれがある。従って、例えば超音波検査によるような正規基準に基づいてジェットポンプビームの物理的な健全性を判断することが望ましい。場合によっては、これは、ジェットポンプビームを原子炉から取外して、それらジェットポンプビームを試験室に運ぶことにより実施されることがある。別の場合には、原子炉容器内部でジェットポンプビームの現場超音波検査が実施される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様では、原子炉内でジェットポンプビームを検査する方法が提供される。原子炉は、少なくとも１つのジェットポンプ組立体を含み、各ジェットポンプ組立体は、少なくとも１つのジェットポンプビームを含む。各ジェットポンプビームは、ビームボルト開口部、第１アーム、第２アーム、上面、及び底面を含む。本方法は、ジェットポンプビームの底面に隣接して少なくとも１つの超音波整相アレープローブを配置する段階と、少なくとも１つの超音波整相アレープローブでジェットポンプビームを走査する段階とを含む。
【０００７】
別の態様では、原子炉内でジェットポンプビームを検査する方法が、提供される。原子炉は、少なくとも１つのジェットポンプ組立体を含み、各ジェットポンプ組立体は、少なくとも１つのジェットポンプビームを含む。各ジェットポンプビームは、ビームボルト開口部、第１アーム、第２アーム、上面、及び底面を含む。各ビームアームは、遷移部分と該遷移部分に隣接して設置された半径付き部分とを有する。本方法は、ジェットポンプビームの底面に隣接して少なくとも１つの超音波整相アレープローブを配置する段階と、少なくとも１つの超音波整相アレープローブで各ジェットポンプビームのアームの遷移部分及び半径付き部分の少なくとも１つを走査する段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、沸騰水型原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１０の一部を切除した断面図である。ＲＰＶ１０は、ほぼ円筒形の形状を有し、一端が底部ヘッド１２により閉鎖され、また他端が取外し可能な上部ヘッド１４により閉鎖される。側壁１６が、底部ヘッド１２から上部ヘッド１４まで延びる。側壁１６は、上部フランジ１８を含む。上部ヘッド１４は、上部フランジ１８に取付けられる。円筒形状の炉心シュラウド２０が、炉心２２を囲む。シュラウド２０は、一端においてシュラウド支持体２４により支持され、他端において取外し可能なシュラウドヘッド２６を含む。アニュラス２８が、シュラウド２０と側壁１６との間に形成される。リング形状をしたポンプデッキ３０が、シュラウド支持体２４とＲＰＶ側壁１６との間で延びる。ポンプデッキ３０は、複数の円形の開口３２を含み、各開口はジェットポンプ３４を収納する。ジェットポンプ３４は、炉心シュラウド２０の周りで円周方向に分散配置される。入口昇水管３６が、遷移組立体３８により２台のジェットポンプ３４に結合される。各ジェットポンプ３４は、入口ミキサ４０とディフューザ４２とを含む。入口昇水管３６及び２台連結式ジェットポンプ３４は、ジェットポンプ組立体４４を形成する。
【０００９】
核分裂性物質の燃料集合体４６を含む炉心２２の内部で、熱が発生される。炉心２２を通って上方に循環する水は、少なくとも１部が蒸気に変換される。汽水分離器４８が、水から蒸気を分離し、その水は再循環される。蒸気乾燥器５０によって、残留水が蒸気から除去される。蒸気は、容器上部ヘッド１４付近の蒸気出口５２を通してＲＰＶ１０から流出する。
【００１０】
炉心２２内で発生する熱量は、例えばハフニウムのような中性子吸収材料の制御棒５４を挿入及び引き出すことによって調整される。制御棒５４が燃料集合体４６中に挿入される程度に応じて、制御棒５４は、そうでなければ炉心２２内で熱を発生する連鎖反応を促進するのに利用できる筈であった中性子を吸収する。制御棒案内管５６が、挿入及び引き出しの間に制御棒５４の垂直方向の動きを維持する。制御棒駆動装置５８が、制御棒５４の挿入及び引き出しを行う。制御棒駆動装置５８は、底部ヘッド１２を貫通して延びる。
【００１１】
燃料集合体４６は、炉心２２の基部に設置された炉心プレート６０により整列される。燃料集合体４６が炉心２２中に降ろされるとき、上部ガイド６２が該燃料集合体を整列させる。炉心プレート６０及び上部ガイド６２は、炉心シュラウド２０により支持される。
【００１２】
図２は、ジェットポンプ組立体４４の一部を切除した斜視図である。ジェットポンプ組立体４４は、遷移組立体３８により一対のジェットポンプ３４に結合された昇水管３６を含む。各ジェットポンプ３４は、ジェットポンプノズル６４、吸入口６６、入口ミキサ４０、及びディフューザ４２（図１に示す）を含む。ジェットポンプノズル６４は、入口ミキサ４０の第１の端部６８に設置された吸入口６６内に配置される。
【００１３】
遷移組立体３８は、基台部品７０と２つのエルボ７２とを含む。各エルボ７２は、ジェットポンプノズル６４に結合される。支持アーム７４、７６、７８及び８０が、遷移組立体の基台部品７０から延びる。クロスビーム８２は、支持アーム７４及び７６を連結し、またクロスビーム８４（図２では一部が切除されている）は、支持アーム７８及び８０を連結する。ジェットポンプビーム８６が、支持アーム７４と７８の間で延びる。同一のジェットポンプビーム（図示せず）が、支持アーム７６と８０の間で延びる。図３も参照すると、ジェットポンプビーム８６は、中央隆起部分８８とトラニオン９０とを含む。ジェットポンプビーム８６の端部は、支持ビーム７４及び７８に設けられた切欠き９２内に支持される。ビームボルト９４は、多角頭部９６と、ねじ付き部分９８と、下部座面１０２を備えた突合せ端部１００とを含み、該下部座面１０２は、エルボ７２の座ぐり穴１０５内に嵌め込まれたディスク１０４に対して当接する。ビームボルト９４は、ジェットポンプビーム８６内のねじ付きボルト開口部１０６に螺合する。
【００１４】
ロック組立体１１０が、ビームボルト９４が弛むのを防止する。ロック組立体１１０は、ロックスリーブ１１２とロックプレート１１４とを含む。ロックスリーブ１１２は、第１の端部１１８における基部１１６と該第１の端部１１８から第２の端部１２２まで延びるボア１２０とを含む。ボア１２０は、ビームボルト頭部９６を嵌まった状態で受けるような寸法及び形状にされる。
【００１５】
図４を参照すると、ジェットポンプビーム８６は、第１ビームアーム１３０と第２ビームアーム１３２とを含む。ビームアーム１３０及び１３２は、中央部分８８からそれぞれ延びる遷移部分１３４及び１３６を含む。半径付き部分１３８及び１４０が、それぞれ遷移部分１３４及び１３６から延びており、ビームアーム端部１４２及び１４４をそれぞれ遷移部分１３４及び１３６に接合する。ねじ付きボルト開口部１０６は、中央部分８８を貫通して延びる。
【００１６】
図５、図６及び図７を参照すると、例示的な実施形態では、ジェットポンプビーム８６を検査する方法１４６は、ビーム８６の下面（底面）１５２に隣接して少なくとも１つの超音波整相アレープローブ１５０を配置する段階１４８と、少なくとも１つのプローブ１５０でビーム８６を走査する段階１５４とを含む。
【００１７】
具体的には、超音波整相アレープローブ１５０をビーム８６の下面１５２に配置することによって、中央部分８８とねじ付きボルト開口部１０６と、更にビームアーム１３０及び１３２の遷移部分１３４及び１３６並びに半径付き部分１３８及び１４０との超音波検査が可能になる。図６に示すように、検査されるビーム８６のボリューム１５６は、中央部分８８と遷移部分１３８及び１４０との区域、並びに半径付き部分１３４及び１３６の区域を含み、かつそれらのビーム８６の上面１５８から下面１５２に向かって延びる区域を含む。
【００１８】
超音波整相アレープローブは、標準超音波プローブより優れた利点を示す。整相アレープローブは、単一ハウジング内における変換器素子のアレーで形成される。アレー内の素子は、単一の素子プローブより小さく、このことが、各素子のより大きいビーム開き角をもたらし、また自動集束及びビーム操向を可能にする。更に、アレー内の小型の素子は、励起される質量が小さいことに起因して、エネルギー効率がより優れており、励起するためのエネルギーがより少なくてすみ、またより効率的な受信装置である。アレーを使用する重要な観点は、超音波ビームを動的に合成し、個々の素子の全体的なビームの開きの範囲内において任意の角度の「仮想プローブ」を形成するする能力である。アレー内の各素子を連続して発射させることにより、斜角ビームが形成されて、所望の角度に従った波面を形成する。この角度は、制御装置により電子的に選択されかつ設定されるが、必要に応じて、パルス毎に変更することができる。更に、大型アレーにおける一群の要素を発射させることにより、この「仮想プローブ」により、検査対象物を「掃引」することも可能である。アレーの発射順序及びパルス遅延を選択することにより、この作用を用いて、超音波ビームを動的に集束させることができる。これを、パルス毎を基準に変更して、検査材料を通して焦点を効果的に「掃引」させることができる。ビーム操向と自動集束とを組み合わせて、集束されかつ傾斜されたビームを得ることができる。超音波整相アレープローブは、ペンシルベニア州ルイスタウン所在のＫｒａｕｔｋｒａｍｅｒ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ａｇｆａ  ＮＤＴ，Ｉｎｃ．から購入可能である。
【００１９】
例示的な実施形態では、ビーム８６の下面１５２に隣接して少なくとも１つの超音波整相アレープローブ１５０を配置する段階１４８は、第１ビームアーム１３０に整列した状態で、ビーム８６の下面１５２に隣接して第１の超音波整相アレープローブ１５０を配置する段階と、第２ビームアーム１３２に整列した状態で、ビーム８６の下面に隣接して第２の超音波整相アレープローブ１５０を配置する段階とを含む。
【００２０】
別の実施形態では、ジェットポンプビーム８６の超音波検査は、第１ビームアーム１３０に整列した状態で、ビーム８６の下面１５２に隣接して超音波整相アレープローブ１５０を配置することにより達成される。ビーム８６のねじ付きボルト開口部１０６を含む中央部分８８と第１ビームアーム１３０の遷移部分１３４及び半径付き部分１３８とが、次ぎにプローブ１５０で走査される。次に、プローブ１５０は、第２ビームアーム１３２に整列した状態で、ビーム８６の下面１５２に隣接して再配置される。ビーム８６のねじ付きボルト開口部１０６を含む中央部分８８と第２ビームアーム１３２の遷移部分１３６及び半径付き部分１４０とが、次ぎにプローブ１５０で走査される。
【００２１】
別の実施形態では、ジェットポンプ組立体４４の隣接するジェットポンプビーム８６の超音波検査は、第１ビームアーム１３０に整列した状態で、１つのビーム８６の下面１５２に隣接して第１の超音波整相アレープローブ１５０を配置し、かつ第１ビームアーム１３０に整列した状態で、隣接ビーム８６の下面１５２に隣接して第２の超音波整相アレープローブ１５０を配置することにより達成される。隣接ビーム８６のねじ付きボルト開口部１０６を含む中央部分８８と第１ビームアーム１３０の遷移部分１３４及び半径付き部分１３８とが、次ぎにプローブ１５０で走査される。次に、プローブ１５０は、第２ビームアーム１３２に整列した状態で、第１ビーム８６及び隣接ビーム８６の下面１５２に隣接して再配置される。隣接ビーム８６のねじ付きボルト開口部１０６を含む中央部分と第２ビームアーム１３２の遷移部分１３６８８及び半径付き部分１４０とが、次ぎにプローブ１５０で走査される。
【００２２】
更に別の実施形態では、ジェットポンプ組立体４４の隣接するジェットポンプビーム８６の超音波検査は、第１ビームアーム１３０に整列した状態で、１つのビーム８６の下面１５２に隣接して第１の超音波整相アレープローブ１５０を配置し、かつ第２ビームアーム１３２に整列した状態で、ビーム８６の下面１５２に隣接して第２の超音波整相アレープローブ１５０を配置し、かつ第１ビームアーム１３０に整列した状態で、隣接ビーム８６の下面１５２に隣接して第３の超音波整相アレープローブ１５０を配置し、かつ第２ビームアーム１３２に整列した状態で、隣接ビーム８６の下面１５２に隣接して第４の超音波整相アレープローブ１５０を配置することにより達成される。隣接ビーム８６のねじ付きボルト開口部１０６を含む中央部分８８と第１及び第２ビームアーム１３０及び１３２の遷移部分１３４及び半径付き部分１３８とが、次ぎにプローブ１５０で走査される。
【００２３】
超音波整相アレープローブ１５０を用いてジェットポンプビーム８６を検査する上述の方法１４６により、各ビームアーム１３０及び１３２の下方にプローブ１５０を１度配置することで、該ビームアーム１３０及び１３２の遷移部分１３４及び１３６並びに半径付き部分１３８及び１４０を検査することが可能になる。このことにより、ジェットポンプビーム８６のより完全なかつより信頼性のある検査が行えるようになる。
【００２４】
本発明を、様々な特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明が、特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施可能であることは当業者には明らかであろう。特許請求の範囲に示す参照符号は、本発明の技術的範囲を限定するものではなくてそれらを容易に理解することを目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】沸騰水型原子炉圧力容器の一部を切除した断面図。
【図２】図１に示すジェットポンプ組立体の一部を切除した斜視図。
【図３】図２に示すジェットポンプビームの側面図。
【図４】図３に示すジェットポンプビームの斜視図。
【図５】本発明の実施形態によるジェットポンプビームを検査する方法のフローチャート。
【図６】超音波整相アレープローブの配置を示す、図１に示すジェットポンプ組立体の概略側面図。
【図７】図６に示すジェットポンプビームの断面図。
【符号の説明】
【００２６】
３４  ジェットポンプ
３６  昇水管
３８  遷移組立体
４０  入口ミキサ
４４  ジェットポンプ組立体
６４  ジェットポンプノズル
６６  吸入口
７０  基台部品
７２  エルボ
７４、７６、７８、８０  支持アーム
８２、８４  クロスビーム
８６  ジェットポンプビーム
８８  中央隆起部分
９０  トラニオン
９２  切欠き
【図１】
2004151097.tif 000003
【図２】
2004151097.tif 000004
【図３】
2004151097.tif 000005
【図４】
2004151097.tif 000006
【図５】
2004151097.tif 000007
【図６】
2004151097.tif 000008
【図７】
2004151097.tif 000009
【外国語明細書】
2004151097000001.pdf