(57)【要約】【課題】原子炉圧力容器内のアニュラス部とも称される狭隘部の点検作業や補修作業を、安全かつ効率よく行えるようにする。【解決手段】原子炉圧力容器１内に冷却水がある水中状態で、原子炉圧力容器フランジ１４上に遮蔽体１５を設置し、冷却水を原子炉圧力容器フランジ１４下まで下げて、前記原子炉圧力容器１とシュラウド５間のジェットポンプ７が林立しているバッフルプレート６上のアニュラス部８にガイドパイプ１７を挿入し、原子炉圧力容器１内の冷却水を排出し、気中状態で補修装置１３をガイドパイプ１７内に挿入して前記アニュラス部８に送り込み、バッフルプレート６上で補修装置１３を自走させてアニュラス部８に隣接した部材の検査及び補修を行う。【選択図】　　　　図４
2004037087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉圧力容器の内側とシュラウドの外側との間の空間部に設置され、当該空間に隣接する部材の検査及び／又は補修を行う原子炉狭隘部の補修装置において、
対象となる部材に対して所定の検査または補修を行うツールを装着する装着手段と、
対向する一方の部材をクランプして装置本体の姿勢を保持するクランプ手段と、
装置本体を前記部材に沿って水平方向に移動させる駆動手段と、
前記クランプ手段と前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする原子炉狭隘部の補修装置。
【請求項２】
前記クランプ手段は並列に２段にわたって設けられ、前記制御手段は、前記一方のクランプ手段によってクランプした状態で他方のクランプ手段のクランプ状態を解除し、前記駆動手段を駆動させて装置本体を移動させることを特徴とする請求項１記載の原子炉狭隘部の補修装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、移動方向に２段にわたって設けられた伸縮機構からなることを特徴とする請求項１または２記載の原子炉狭隘部の補修装置。
【請求項４】
前記２段にわたるクランプ手段は前記伸縮機構のそれぞれに１段ずつ設けられていることを特徴とする請求項３記載の原子炉狭隘部の補修装置。
【請求項５】
前記クランプ手段は、ジェットポンプに対してクランプすることを特徴とする請求項１または２記載の原子炉狭隘部の補修装置。
【請求項６】
前記装着手段には、溶接、研磨、研削、液体浸透探傷及び観察の少なくとも１つに用いられるツールの装着部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の原子炉狭隘部の補修装置。
【請求項７】
前記ヘッド部を昇降させる昇降駆動手段、旋回させる旋回駆動手段、及び前後移動させる前後移動駆動手段の少なくとも１つの手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の原子炉狭隘部の補修装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の補修装置と、
沸騰水型原子炉圧力力容器フランジ上に設置された遮蔽体と、
前記遮蔽体から前記沸騰水型原子炉圧力容器の内側とシュラウドの外側との間の空間部に挿入され、前記補修装置が挿入されるガイドパイプと、
を備え、前記補修装置を前記ガイドパイプを介して前記空間部に設置し、当該空間に隣接する部材の検査及び／又は補修を行うことを特徴とする原子炉狭隘部の補修システム。
【請求項９】
前記ガイドパイプの先端に方向転換部を有し、前記バッフルプレート上に前記補修装置を水平に位置させることを特徴とする請求項８記載の原子炉狭隘部の補修システム。
【請求項１０】
前記方向転換部を形成するために前記バッフルプレート上で直管部を屈曲させる曲げ手段を備えていることを特徴とする請求項９記載の原子炉狭隘部の補修システム。
【請求項１１】
前記ガイドパイプが所定長さに分割され、前記空間部への挿入時に接続され、１本のガイドパイプを構成することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に原子炉狭隘部の補修システム。
【請求項１２】
前記ガイドパイプが所定長さに分割されて小単位のガイドパイプを構成し、各ガイドパイプが蝶番で接続され、前記空間部への挿入時に伸長して固定することにより１本のガイドパイプを構成することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の原子炉狭隘部の補修システム。
【請求項１３】
前記ガイドパイプ内で前記補修装置を前記バッフルプレート上に移動させる駆動ベルトを備えていることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の原子炉狭隘部の補修システム。
【請求項１４】
前記駆動ベルトがガイドパイプ上端からガイドバイプ下端まで一本のベルトで構成されていることを特徴とする請求項１３記載の原子炉狭隘部の補修システム。
【請求項１５】
前記駆動ベルトがガイドパイプ毎に独立して設けられていることを特徴とする請求項１３記載の原子炉狭隘部の補修システム。
【請求項１６】
前記補修装置は、駆動ベルトに係合して当該駆動ベルトと一体に移動する係合手段を備えていることを特徴とする請求項１４または１５記載の原子炉狭隘部の補修システム。
【請求項１７】
前記遮蔽体上に設けられ、前記ガイドパイプを支持するとともに、当該ガイドパイプを前記空間部に送り込むためのガイドパイプ支持手段を備えていることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の原子炉狭隘部の補修システム。
【請求項１８】
沸騰水型原子炉圧力容器内に冷却水がある水中状態で、原子炉圧力容器フランジ上に遮蔽体を設置し、
その後、冷却水を前記原子炉圧力容器フランジ下まで下げて、前記原子炉圧力容器とシュラウド間のジェットポンプが林立しているバッフルプレート上の空間部にガイドパイプを挿入し、
前記原子炉圧力容器内の冷却水を排出し、
気中状態で補修装置をガイドパイプ内に挿入して前記空間部に送り込み、
前記空間部で前記補修装置を移動させて前記空間部に隣接した部材の検査及び補修を行うことを特徴とする原子炉狭隘部の補修方法。
【請求項１９】
前記補修装置が請求項１ないし７のいずれか１項に記載の補修装置であることを特徴とする請求項１８記載の原子炉狭隘部の補修方法。
【請求項２０】
前記制御手段は、前記補修装置を遠隔操作により駆動すること特徴とする請求項１９記載の原子炉狭隘部の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントの供用期間中に、例えばシュラウドの外側と圧力容器の内側の空間部などの狭隘部を点検し、補修するための補修装置及び補修システム並びに前記補修装置を使用した補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型の原子炉の圧力容器とシュラウドの間にはジェットポンプが林立しており、バッフルプレート上の前記圧力容器と前記シュラウドの間の空間部、所謂アニュラス部の点検作業や補修作業は、ジェットポンプが設置されていないスペースや、ジェットポンプとジェットポンプの間のスペースから、点検や補修のための装置、あるいは水中ＴＶカメラなどをアクセスして作業している。また、ジェットポンプが設置されている場所の、シュラウドや原子炉圧力容器とのスペースは狭隘部であり、そういった狭隘部に装置や水中ＴＶカメラを挿入し、点検や補修作業することは装置構造に制約されるところが大きく、点検は困難であり補修ができなかった。
【０００３】
一方、炉内構造物を補修する方法として例えば（１）特開平５−３１２９９２号公報記載の発明が公知である。この発明は、シュラウドフランジ上に水シールチャンバを設置し、シュラウド内全面を気中状態に保持して炉内構造物の補修や予防保全作業を実施できるようにした炉内構造物の補修方法に関するものである。また、（２）特開２００１−１４７２８７に記載の発明も公知である。この発明は、点検対象部位近くまでガイドレールを布設し、ガイドレール内に駆動装置によって挿入装置を挿入して、挿入装置に設けられた把持機構、吸着機構、着脱機構などを遠隔操作し、点検個所の点検及び補修を行う点検システムに関するものである。更に、実用新案登録第２５０８５５１号公報記載の発明も公知である。この発明は、筒状の直管部材と屈管部材を連結してガイド部材とし、さらにガイド部材を接続してガイドレールを構成し、このガイドレールに沿って移動台車を移動自在としたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来においては、前述のようにアニュラス部に対して点検は困難であり補修ができなかった。すなわち、アニュラス部にはジェットポンプが林立しており、またジェットポンプが設置されている場所は、シュラウドとの隙間が狭隘部であり、その狭隘部に装置を通して周方向に移動させながら作業することは困難であるためである。このようにアニュラス部では、装置をアクセスする場所は、ジェットポンプが設置されていないスペースや、狭いジェットポンプ間のスペースしかないというのが実情である。
【０００５】
一方、前記（１）ないし（３）の公知例では、いずれも原子炉内を気中雰囲気にし、あるいは原子炉内にガイドレールを挿入して原子炉内での補修作業や点検作業を行うように意図しているが、アニュラス部では装置をアクセスする個所がジェットポンプが設置されていないスペースや、狭いジェットポンプ間のスペースしかなく、また、圧力容器の内壁とシュラウドの外壁との間は６０〜７０ｍｍ程度しか間隙がないことから、作業をするためには、各ジェットポンプ間の間隙１つ１つにガイドパイプを挿入しなければならず、その工数は多大なものとなる。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、原子炉圧力容器内のアニュラス部とも称される狭隘部の点検作業や補修作業を、安全かつ効率よく簡単に行える補修装置及び補修システム並びに補修方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、沸騰水型原子炉圧力容器の内側とシュラウドの外側との間の空間部に設置され、当該空間に隣接する部材の検査及び／又は補修を行う原子炉狭隘部の補修装置において、対象となる部材に対して所定の検査または補修を行うツールを装着する装着手段と、対向する一方の部材をクランプして装置本体の姿勢を保持するクランプ手段と、装置本体を前記部材に沿って水平方向に移動させる駆動手段と、前記クランプ手段と前記駆動手段の動作を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
この場合、前記クランプ手段は並列に２段にわたって設けられ、前記制御手段は、前記一方のクランプ手段によってクランプした状態で他方のクランプ手段のクランプ状態を解除し、前記駆動手段を駆動させて装置本体を移動させる。また、前記駆動手段は、移動方向に２段にわたって設けられた伸縮機構から構成され、前記２段にわたるクランプ手段は、前記伸縮機構のそれぞれに１段ずつ設けられ、ジェットポンプに対してクランプする。前記装着手段には、溶接、研磨、研削、液体浸透探傷及び観察の少なくとも１つの作業に用いられるツールの装着部が設けられ、さらに、前記ヘッド部を昇降させる昇降駆動手段、旋回させる旋回駆動手段、及び前後移動させる前後移動駆動手段を備え、これにより前記装着部に装着されたツールを目的の個所に移動させて作業を行うことができる。
【０００９】
また、第２の手段に係る補修システムは、第１の手段に係る補修装置と、沸騰水型原子炉圧力力容器フランジ上に設置された遮蔽体と、前記遮蔽体から前記沸騰水型原子炉圧力容器の内側とシュラウドの外側との間の空間部に挿入され、前記補修装置が挿入されるガイドパイプとを備え、前記補修装置を前記ガイドパイプを介して前記空間部に設置して当該空間に隣接する部材の検査及び／又は補修を行うことを特徴とする。
【００１０】
この場合、前記ガイドパイプの先端に方向転換部を有し、前記バッフルプレート上に前記補修装置を水平に位置させる。また、前記方向転換部を形成するために前記バッフルプレート上で直管部を屈曲させる曲げ手段を設ける。ガイドパイプは、所定長さに分割され、前記空間部への挿入時に接続され、１本のガイドパイプを構成する。また、前記ガイドパイプを所定長さに分割して小単位のガイドパイプを構成し、各ガイドパイプを蝶番で接続し、前記空間部への挿入時に伸長して固定することにより１本のガイドパイプを構成するようにすることもできる。
【００１１】
ガイドパイプには、前記ガイドパイプ内で前記補修装置を前記バッフルプレート上に移動させる駆動ベルトが設けられる。この駆動ベルトは、ガイドパイプ上端からガイドバイプ下端まで一本のベルトで構成しても、ガイドパイプ毎に独立して設けるようにしてもよい。さらに、前記補修装置には、駆動ベルトに係合して当該駆動ベルトと一体に移動する係合手段が設けられる。また、前記遮蔽体上に、前記ガイドパイプを支持するとともに、当該ガイドパイプを前記空間部に送り込むためのガイドパイプ支持手段を設けるとよい。
【００１２】
さらに、第３の手段に係る補修方法は、沸騰水型原子炉圧力容器内に冷却水がある水中状態で、原子炉圧力容器フランジ上に遮蔽体を設置する工程と、その後、冷却水を前記原子炉圧力容器フランジ下まで下げて、前記原子炉圧力容器とシュラウド間のジェットポンプが林立しているバッフルプレート上の空間部にガイドパイプを挿入する工程と、前記原子炉圧力容器内の冷却水を排出する工程と、気中状態で補修装置をガイドパイプ内に挿入して前記空間部に送り込む工程と、前記空間部で前記補修装置を移動させて前記空間部に隣接した部材の検査及び補修を行う工程とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
この場合、前記補修装置としては前記第１の手段に係る補修装置が使用でき、前記制御手段は、前記補修装置を遠隔操作により駆動し、自動走行しながら検査及び補修を実行する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係る原子炉圧力容器の炉内構造を示す概略構成図である。
同図において、沸騰水型軽水炉の原子炉圧力容器１（以下、ＲＰＶと称す）内には、ドライヤ２、セパレータ３、シュラウドサポートシリンダ４及びシュラウドサポートシリンダ４に支持された炉心シュラウド５が据え付けられている。ＲＰＶ１と炉心シュラウド５に囲まれた空間にはバッフルプレート６上にジェットポンプ７が取り付けられている。このＲＰＶ１と炉心シュラウド５に囲まれ、ジェットポンプ７が据え付けられた空間がアニュラス部８と称されている。本発明は、このアニュラス部８におけるＲＰＶ１とバッフルプレート６の溶接部、バッフルプレート６とシュラウドサポートシリンダ４の溶接部、炉心シュラウド５とシュラウドサポートシリンダ５の溶接部、バッフルプレート６とジェットポンプ７の溶接部、あるいはその近傍の溶接部を補修するための装置及び方法を提供するものである。
【００１６】
図２は図１のＲＰＶヘッドを外して内部を見たときの平面図である。この図１及び図２を参照して原子炉内アニュラス部へのアクセススペースについて説明する。
ＲＰＶ１と炉心シュラウド５の間のバッフルプレート６上には、原子炉方位の０゜と１８０゜以外には円周方向に等間隔でジェットポンプ７が林立している。また、その上方には炉心スプレイ配管９や給水スパージャ１０が配置され、原子炉内アニュラス部８を補修作業するための補修装置１３のアクセスは、図２の斜線部に示す狭いスペースＳＰからとなる。このスペースは、前記原子炉方位の０°と１８０°の位置に対応し、この位置にはＲＰＶ１からの吐出口１ａが設けられ、ジェットポンプ７は設置されていない。本実施形態では、この狭いスペースＳＰから補修装置１３を挿入し、狭隘部である原子炉内アニュラス部８の補修作業を実施する。
【００１７】
図３は本実施形態に係るアニュラス部８内の補修手順の一例を示すフローチャートである。
本実施形態では、通常定期検査で行う方法で図１に示すＲＰＶヘッド１１を取り外し（ステップＳ１０１）、原子炉ウェル２１に水を張り（ステップＳ１０２）、ドライヤ２、セパレータ３等の炉内機器や燃料１２を取り外す（ステップＳ１０３）。そして、目視検査（ＶＴ）と超音波検査（ＵＴ）を行い（ステップＳ１０４）、ＲＰＶ遮蔽体をＲＰＶフランジ１４上に設置する（ステップＳ１０５）。次いで、ＲＰＶ遮蔽体１５上にガイドバイプ固定治具１６を設置（ステップＳ１０６）した後、そのガイドパイプ固定治具１６にガイドパイプ１７を設置する（ステップＳ１０７）。
【００１８】
ガイドパイプ１７の設置が完了すると、原子炉内の水を抜き（ステップＳ１０８）、ＲＰＶ１内に前記ガイドパイプ１７を使用して補修装置を設置する（ステップＳ１０９）。補修装置の設置は、ステップＳ１０４で目視（ＴＶ）によりアニュラス部８内の点検を行い、万一欠陥が発見された場合に行われる。補修作業は超音波検査（ＵＴ）による欠陥位置・範囲の確認及び補修作業後の検査（液体浸透探傷検査ＰＴ）、グラインダによる研削、溶接による補修作業を行う（ステップＳ１１０）。補修及び検査が終了すると原子炉のＲＰＶフランジ１４から下に水張りを行う（ステップＳ１１１）。そして、さらに超音波探傷による検査を行い（ステップＳ１１２）、検査に合格すれば、補修装置を引き上げて撤去し（ステップＳ１１３）、ガイドパイプ１７、さらにはガイドパイプ固定治具１６もＲＰＶ遮蔽体１５上から撤去する（ステップＳ１１４）。
【００１９】
前記撤去が完了すると、ＲＰＶフランジ１４の下から原子炉ウェル２１内まで水を張り（ステップＳ１１５）、ＲＰＶ遮蔽体１５を撤去し（ステップＳ１１６）、燃料１２装荷，炉内機器を復旧する（ステップＳ１１７）。続いて、原子炉ウェル２１内の水を抜き（ステップＳ１１８）、ＲＰＶヘッド１１を復旧する（ステップＳ１１９）。
【００２０】
このようにアニュラス部８の補修及び検査は気中雰囲気でＲＰＶ遮蔽体１５の上から行う。これにより、作業効率を向上させた上で、作業者への被曝は最小限に抑えられる。
【００２１】
図４は、前記補修時の原子炉の状態を示す図で、さらに詳しくは、ＲＰＶフランジ１４に設置したＲＰＶ遮蔽体１５上にガイドパイプ固定治具１６を設置し、ガイドパイプ固定治具１６により原子炉アニュラス部８にガイドパイプ１７を挿入し、そのガイドパイプ１７内を通して補修装置１３をバッフルプレート６上に配置した状態を示す。図４ではガイドパイプ１７の曲がり部は炉心方向に向いているが、これは図示の都合上このように図示したもので、前記曲がり部はシュラウド５の円周方向に実際は向いている。
【００２２】
補修装置１３を設置する場合には、ＲＰＶ１内の炉水を排出する前にＲＰＶフランジ１４上にＲＰＶ遮蔽体１５を設置し、気中作業時の作業者への被ばく低減を図る。また、補修装置１３を原子炉アニュラス部８へ設置するためのガイドパイプ固定治具１６が、ＲＰＶ遮蔽体１５設置できるようになっている。ＲＰＶ遮蔽体１５は、補修装置１３を原子炉アニュラス部８へ設置するため位置決めする必要があり、ＲＰＶフランジ１４のスタッドボルト穴１８を利用し、位置決め用の仮スタッドボルト１９を取り付けて、仮スタッドボルト１９を目標に設置する。これにより、ＲＰＶ遮蔽体１５の位置決めが可能となる。なお、ＲＰＶ遮蔽体１５だけでは線量率の低減を図ることが困難な場合は、炉心シュラウド５上に遮蔽体を設置して線量率の低減を図る。シュラウド遮蔽体の設置はドライヤ２、セパレータ３の据え付けに用いるガイドロッド２０を利用して行う。シュラウド遮蔽体に取り付けたガイドプレートをガイドロッド２０にあてがい、ＲＰＶフランジ１４上まで吊り降ろして設置する。
【００２３】
ＲＰＶ遮蔽体１５を設置後、ＲＰＶ１内の炉水をＲＰＶ遮蔽体１５下まで排水し、ＲＰＶ遮蔽体１５へアクセスするための昇降設備を、フロアから原子炉ウェル２１上まで、及び原子炉ウェル２１からＲＰＶ遮蔽体１５上まで設置する。これにより、ガイドパイプ固定治具１６の設置作業が気中で実施でき、作業性の向上を図ることができる。また、ガイドパイプ固定治具１６は、ＲＰＶ遮蔽体１５が位置決めされて設置されているため、所定の場所へ容易に設置することができる。ガイドパイプ固定治具１６は、分割構造のガイドパイプ１７の接続作業と、接続したガイドパイプ１７を原子炉アニュラス部８までの送り込みを行う。ガイドパイプ１７の設置手順については図９で説明するが、ガイドパイプ１７の送り込みはガイドパイプ固定治具１６の上下の掴み具２２，２３によって行う。
【００２４】
ガイドパイプ１７は、補修装置１３を原子炉内アニュラス部８まで設置するためのガイド的な役割をもつ。図８で説明するが、ガイドパイプ１７内には補修装置１３を昇降しやすいように昇降機構を有し、昇降を円滑に行うことができる。
【００２５】
補修装置１３は、燃料交換台車２４又は作業台車２５に設置したケーブル処理機構２６に巻かれたケーブルダクト２７と接続され、ケーブル処理機構２６の巻き取りドラム２８を作動させることにより、原子炉内アニュラス部８への送り込み（設置）、引き戻し（回収）を行う。また、ガイドパイプ１７内を通って原子炉内アニュラス部８へ設置された補修装置１３を、遠隔操作で自動走行させ、原子炉内アニュラス部８におけるＲＰＶ１とバッフルプレート６の溶接部、バッフルプレート６とシュラウドサポートシリンダ４の溶接部、炉心シュラウド５とシュラウドサポートシリンダ４の溶接部、バッフルプレート６とジェットポンプ７の溶接部、あるいはその近傍の溶接部の補修作業が可能となる。前記巻き取りドラム２８は図示しない制御装置によって制御され、また、前記制御装置によって後述のクランプ機構、伸縮機構、補修ヘッド部６５の各種制御が実行される。
【００２６】
なお、図ではバッフルプレート６上に設置された状態を示しているが、ガイドパイプ１７を下ろした位置に応じて後述のクランプ機構が機能するジェットポンプ７の上部までの空間に対して検査及び補修が可能である。
【００２７】
図５は本実施形態に係る原子炉内アニュラス部８に配置された補修装置１３とジェットポンプ７との関係を示す図、図６は補修装置１３の構造を示す図である。
【００２８】
これらの図において、補修装置１３は姿勢を保持するためのクランプ機構と水平移動するための伸縮機構、及び補修作業を行うための作業ツールが取り付けられる補修ヘッドと、作業ツールを駆動する機構から構成されている。補修ヘッド部６５については、図７を参照して後述する。補修装置１３を固定するクランプ機構は、クランプ駆動シリンダ２９、クランプアーム３０，３１，３２，クランプピン３３からなり、クランプ駆動シリンダ２９でクランプアーム３０を押すことによってクランプアーム３１はクランプピン３３が支点となって回転するとともに、クランプアーム３０とクランプアーム３１を接続しているクランクピン３３は、クランプアーム３０がスライドすることによってジェットポンプ７側に突き出してジェットポンプ７をクランプする。クランプ機構は装置が水平移動できるよう上下に配置している。
【００２９】
水平移動を行う伸縮機構は、上下の金属ベローズ３５，３６をそれぞれ図示左右伸縮することによって行い、金属ベローズ３５，３６の一方を伸ばし、もう一方を縮めることによって金属ベローズ３５，３６に接続されている補修装置１３のフレーム３７がスライダー３８上をスライドして補修装置１３が移動する。補修装置１３の水平移動手順については、図１０で説明する。
【００３０】
補修装置１３の姿勢保持はクランプ機構によって行うが、吸着パッド３９によりクランプの補助が可能である。吸着は吸引機などにより吸着パッド３９内を負圧にして吸着する。吸引機は作業エリアとなるオペレーティングフロアまたＲＰＶ遮蔽体１５上に設置して吸引を行う。クランプ機構の駆動減となるエアは原子炉建屋内設備のエア取り合い口またはベビコンより供給する。このクランプ機構及び伸縮機構により、狭隘部である原子炉内アニュラス部８を水平（円周）方向に移動することができ、補修作業が可能となる。
【００３１】
図７ないし図９に作業ツールを取り付ける補修装置のヘッド部の構造を示す。
【００３２】
補修装置１３のヘッド部６５には、補修方法の目的に応じ、溶接トーチ４０、グラインダ４１、液体浸透探傷検査の観察光源４２などの作業ツールが取り付けられ、これらを付け替えることによって、溶接、研削、研磨、液体浸透探傷検査などの作業を実施することができる。補修装置のヘッド部６５は、作業ツールを昇降、旋回、前後させることができる。このため、昇降駆動モータ４４、旋回駆動モータ５１及び前後駆動モータ４８が設けられている。また、ヘッド部６５自体を伸縮させることができる。このため、図９に示すように伸縮駆動モータ５４、ギア５５，５６、伸縮駆動ピニオン５７及び伸縮駆動ラック５８が設けられている。図８にヘッド部６５に溶接トーチ４０を取り付けた状態を示し、図９にグラインダ４１と観察光源４２を取り付け、ヘッド部を伸ばした状態の補修装置を示す。
【００３３】
作業ツールの昇降動作は、昇降駆動ボールネジ４３を昇降駆動モータ４４からギア４５とギア４６を介して回転させ、作業ツールを昇降させる。また、昇降動作はガイド４７によりガイドされることで円滑かつ精度良く動作する。前後動作は、前後駆動モータ４８によりギア４９を回転させ、ラック５０を前後方向に移動させて行う。ラック５０は上部にガイド部を持ち、これにより円滑に動作する。旋回動作は、旋回駆動モータ５１により行い、旋回軸に設けている上下のブッシュ５２を軸に旋回動作行う。また、ブッシュ５２にはベアリング５３を設け、動作を円滑にしている。ヘッド部６５を伸縮させるには、補修装置１３内にある上下の伸縮駆動モータ５４を作動させ、ギア５５とギア５６を介して伸縮駆動ピニオン５７を回転させ、フレーム内の伸縮駆動ラック５８を伸縮方向に移動させることによって、ヘッド部６５が伸縮する。このようにヘッド部６５を移動させる機構を設けたことにより、補修目的に応じた作業ツールを各機構を駆動して補修範囲の位置へ移動させ、補修作業を行うことが可能となる。なお、図での説明を割愛するが、ヘッド部は作業ツールが下向きのものに付け替えることで、ＲＰＶ１とバッフルプレート６の溶接部やバッフルプレート６とシュラウドサポートシリンダ４の溶接部の補修作業が可能となる。
【００３４】
図１０は補修装置１３を水平移動させるときの手順を示す動作説明図である。以下、ＳＴＥＰ毎に水平移動の動作について説明する。
補修装置１３の水平移動は、上下の金属ベローズ３５，３６を伸縮させて行う。金属ベローズ３５，３６の駆動はエアを供給し動作させる。まず、ＳＴＥＰ１で補修装置１３を進行側へ移動させるため、補修装置１３を固定している上下のクランプのうち、上クランプを解除する。次に、ＳＴＥＰ２で上金属ベローズ３５を伸縮させて、下クランプが支点となって補修装置１３の上側とヘッド部分６５は前方に押し出され移動する。補修装置１３は下端部に取り付けてあるローラ５９により、スムーズに水平移動する。次にＳＴＥＰ３で上クランプが機能する位置まで前方へ移動させるため、下金属ベローズ３６を伸縮し、補修装置１３とヘッドを更に前方に移動させる。移動後に解除した上クランプを作動させて固定するが、図５で説明しているように吸着が必要な場合は吸着パッド３９によりクランプの補助を行う。
【００３５】
続いてＳＴＥＰ４，５では、上クランプが固定された状態で下クランプを解除し、ＳＴＥＰ１，２と同様に金属ベローズ３５，３６の伸縮を行い、今度は上クランプを支点にして補修装置１３の下側をヘッド側６５に引き寄せ、下クランプをクランプし固定する。この動作を繰り返し、図５に示すように幅６０ｍｍ〜７０ｍｍ程度の狭隘部である原子炉内アニュラス部８をシュラウドサポートシリンダ４の外壁に沿って水平移動し、また逆の手順により補修装置１３を後退させることが可能となる。
【００３６】
図１１及び図１２はガイドパイプの構造と補修装置の設置構造を示す図である。
ガイドパイプ１７は、図４にも示したように補修装置１３を原子炉内アニュラス部８へ設置させるためのガイドであるが、ガイドパイプ１７内部には補修装置１３が降下・上昇しやすいように昇降機構が設けられている。昇降機構は、ベルト６０、回転軸６１及び回転軸６１を回転駆動する回転駆動モータ６２から構成されている。
【００３７】
図１１に示すように補修装置１３の昇降は、回転駆動モータ６２によってベルト６０を駆動することにより行われる。すなわち、補修装置１３のプレート６３と噛み合う歯付形状になっているベルト６０が巻回されている回転軸６１を回転駆動モータ６２によって駆動すると、ベルト６０にプレート６３が噛み合い、補修装置１３がベルト６０と一体に移動し、補修装置１３の昇降が可能になる。
【００３８】
図１２は補修装置１３を方向転換させる方法を示す。ガイドパイプ１７の下端部は、ガイドパイプ１７内を垂直で挿入した補修装置１３を、原子炉内アニュラス部８のバッフルプレート６上へ送り出すため方向転換できる形状になっている。ここでは、垂直方向から水平方向に曲がった曲がり部が設けられている。この方向転換させる部分にもベルト６０と回転駆動モータ６２が設けられ、回転駆動モータ６２によって回転軸６１を回転させてベルト６０を駆動する。
【００３９】
補修装置１３は、方向転換する部分にくると図１２に示すようにベルト６０から外れるが、補修装置１３の先端部分であるフロントサポート６９とベルト６０が噛み合、また、バックサポートとベルト６０が噛み合うことによって、装置をガイドパイプ１７によって設定された曲率に応じて方向を垂直方向から水平方向に転換させ、バッフルプレート６上へ送り出すことが可能となる。また、補修装置１３を駆動させるケーブルガイド２７にも、ベルト６０と噛みあうスタッド６６（図１１）が設けられており、スタッド６６には原子炉内アニュラス部８上を走行しやすいようにボールベアリング６７が取り付けられている。
【００４０】
ガイドパイプ１７は後述するが、所定長さのパイプを１本ずつ繋ぎながらＲＰＶ遮蔽体１５からアニュラス部８に下ろして行く。そのため、ガイドパイプ１７一本について一本のベルト６０と一台の回転駆動モータ６２が必要となる。そして、補修装置１３は、ＲＰＶ遮蔽体１５からバッフルプレート６上まで各ガイドパイプ１７の各ベルト６０への係合と離脱を繰り返しながら下方に下りて行くことになる。このようにガイドパイプ１７を原子炉内アニュラス部８へ設置し、設置されたガイドパイプ１７を使用して補修装置１３を導入することにより、炉内構造物との干渉確認をすることなく容易に対象個所に設置して作業を行うことができる。また、ガイドパイプ１７内のベルト６０により補修装置１３の送り出し、引き戻しも確実に行える。
【００４１】
図１３は本実施形態におけるガイドパイプ１７の設置手順を示す説明図である。以下、他の図も参照し、ガイドパイプ１７の設置手順について説明する。
ガイドパイプ１７を設置する前に原子炉内アニュラス部８まで設置させるため、図４を参照して説明したようにガイドパイプ固定治具１６をＲＰＶ遮蔽体１５に据え付けておく。ガイドパイプ１７は、補修装置１３をガイドパイプ１７内に通して設置させるため、ＲＰＶフランジ１４から原子炉アニュラス部８まで連なった構造となるが、作業性を考慮し分割構造となっている。
【００４２】
ガイドパイプ１７の設置は、まずガイドパイプ１７内を垂直に降ろした補修装置１３を、バッフルプレート６上に設置する必要から向きを水平にさせるためＬ字になったガイドパイプ１７の先端部を最初に設置する。その際、天井クレーンでガイドパイプ１７を吊り上げ、ガイドパイプ固定治具１６まで吊り降ろし、ガイドパイプ固定治具１６の上掴み具２２でガイドパイプ１７を掴み、天井クレーンを切り離す（図１３（１））。ガイドパイプ固定治具１６の掴み具は２２，２３上下に一つずつあり、上掴み具２２はガイドパイプ１７を下へ送り込ませることができるよう昇降できる（図４）。Ｌ字の部分は、図２に示すアクセススペースＳＰから分かるようにＬ字の曲げられた部分を円周方向に平行に位置させて前記アクセススペースＳＰから下に下ろす。
【００４３】
上掴み具２２で掴んだガイドパイプ１７を昇降機構により下へ送り込んだ後、下掴み具２３でガイドパイプ１７を掴み、上掴み具２２を切り離し元の位置まで上昇させる。続いて、次のガイドパイプ１７を同様の作業で、上掴み具２２で掴み、ガイドパイプ１７を接続できる位置まで下ろしてボルトで締結し、接続する。
【００４４】
ガイドパイプ１７を接続後、下掴み具２３を離して、上掴み具２２でガイドパイプ１７を下へ送り込む（図１３（２））。以降同様の手順を踏んで、Ｌ字の下端部が原子炉内アニュラス部８のバッフルプレート６上へ設置されるまで行う（図１３（３），（４），（５））。ガイドパイプ１７がバッフルプレート６上へ設置された後、下掴み具２３を後退させて、ガイドパイプ１７をシュラウドサポートシリンダ４側へ引き寄せる。本手順は、シュラウドサポートシリンダ４とジェットポンプ７のスペースに補修装置１３を設置させる場合を示すが、ＲＰＶ１とジェットポンプ７のスペースに設置させる場合は、同様の手順でガイドパイプ１７を設置した後、下掴み具２３を前進させてＲＰＶ１側へ寄せる。
【００４５】
補修装置１３はガイドパイプ１７内を挿入し、原子炉内アニュラス部８へ設置する（図１３（６），（７），（８），（９），（１０）、図１１、図１２）が、補修装置１３を駆動させるケーブル及びホース類のケーブルガイド２７は約５０ｍ近くなる。このため、燃料交換台車２４や作業台車２５上に設置するケーブル処理機構２６によって、ケーブルガイド２７の送り込みや引き抜きを行い、取り回しを解消させることが可能となる。このようにして補修装置１３がアニュラス部８に設置された後、シュラウドサポートシリンダ４とジェットポンプ７の間、あるいはＲＰＶ１とジェットポンプ７の間を前述のように円周方向に自動的に移動して所定の検査及び補修を行う。なお、図１３の（１）から（５）までのガイドパイプ１７の設置工程は、水中で行われ、（６）以降の工程はＲＰＶフランジ１５から下の水を抜いて気中で行われる。
【００４６】
原子炉内アニュラス部８への挿入スペースは、ジェットポンプ７が林立していることや、またこの上方には炉心スプレイ配管９や給水スパージャ１０が設置しているため狭く、炉内機器との干渉を確認しながらの作業となり、時間を要することが考えられる。しかし、ガイドパイプ１７を延設し、その中に補修装置１３を挿入して設置することにより補修装置１３と炉内機器との干渉がなくなるので、原子炉内アニュラス部８への補修装置８の設置が容易に行えることになる。
【００４７】
図１１の実施形態では、駆動ベルト６０は垂直部と方向転換部とで分離され、方向転換部と垂直部とで駆動源が別に設けられている。すなわち、方向転換部では、回転駆動モータ６２を備え、この回転駆動モータ６２で方向転換部の駆動ベルト６０を駆動している。垂直部の駆動ベルト６０の駆動は、各ガイドバイプ１７毎に設けられ、補修装置１３はケーブルダクト２７に連結され、前記駆動ベルト６０と係合し、隣接する駆動ベルト６０の継ぎ目を通過しながら下降、上昇動作を行っている。
【００４８】
このように構成すると、各ガイドパイプ１７毎に駆動ベルト６０用の駆動源としてモータが必要となるので、コストが高くなる。また、ＲＰＶ遮蔽体１５から下方に吊り下ろすため重量も増す。そこで、駆動用のモータを１つで駆動ベルト６０を駆動する例を図１４ないし図１９に示す。
【００４９】
図１４は他の実施形態に係るガイドパイプ１７で補修装置１３を昇降させる昇降装置駆動部を示す図である。昇降装置駆動部はガイドパイプ１７内で補修装置１３を昇降させるベルト６０、ベルト６０を駆動させるためのプーリ７２、プーリ７２を駆動させるためのモータ７３から成り、最上部のガイドパイプ１７の上部に前記プーリ７２及びモータ７３が設けられ、ガイドパイプ先端まで伸びる駆動ベルト６０を駆動する。
【００５０】
図１５にガイドパイプ１７内の昇降駆動ベルト６０及びガイドパイプ先端の方向転換機構を示す。本実施形態では、駆動ベルトには歯付きタイミングベルト７５を使用している。タイミングベルト７５には補修装置１３の保持機構が穴に入り込みベルトと同期して昇降できるようにするための送り用穴７６が一定ピッチで設けられている。ガイドパイプ１７には適当な間隔でアイドラー７１を設置し、ベルトが行き帰りで接触しないようにする。ベルトは必ずしも歯付きタイミングベルト７５にする必要はなく、歯付きではないベルトあるいは金属製のベルトでも適用可能である。
【００５１】
ガイドパイプ方向転換機構は、炉上部あるいはガイドパイプ１７内に引上げベルト７４を引っ張る機構を設けて引っ張ることによってガイドパイプ先端を引上げて曲げることによって、ガイドパイプ先端を水平にする機構である。ガイドパイプ曲がり部では、駆動ベルト６０は屈折するが、屈折の内側がたるまないうようにベルト浮き上がり防止のベルトガイド７７を設けて駆動ベルト６０が浮き上がらないようにしている。この駆動ベルト６０に沿って補修装置１３はガイドパイプ１７先端よりアニュラス部８に送り出されるが、ガイドパイプ１７先端には補修装置１３を駆動ベルト６０に押さえ付けるための装置押えガイド７８を設けて、補修装置１３が駆動ベルト７６０同期して移動するようにしている。
【００５２】
図１６には分割ガイドパイプの据付時の接続構造を示す。駆動ベルト６０は、分割にしてつなぐことは困難であり、かつ分割にすると信頼性が低下すると考えられるので、駆動ベルト６０はここでは一本物としている。一本物の駆動ベルト６０は最初に全ての分割ガイドパイプ１７に挿入する。次に上側ガイドパイプ７９と下側ガイドパイプ８０をつなげられる位置に持ってきて、アイドラー７１をベルトの間に差し込み、ベルト６０がアイドラー７１を挟むようにしておく。次に上側ガイドパイプ７９の嵌め合いオス側８１を下側ガイドパイプ８０の嵌め合いメス側８２にはめ合わせた後、ボルト８３で締め付けて固定する。
【００５３】
図１７は、分割ガイドパイプ１７の接続作業時の水平断面を示す図である。最初、分割ガイドパイプ１７の中には駆動ベルト６０が挿入されているのみの状態であり、この状態でベルト６０を内壁側に寄せながらアイドラー７１及びシャフト８５のユニットを穴に差し込み固定する。アイドラー７１はベルト６０がずれないようにするための鍔８４を持ち、シャフト８５にベアリング８６を介して取り付けられたものである。この作業を繰返し、ガイドパイプ１７の中にベルト６０とアイドラー７１を組み立てる。
【００５４】
図１８及び図１９に節根式の分割ガイドパイプの構造を示す。各分割ガイドパイプは蝶番８７でつなげられており、保管時または輸送時は図１８のように折り畳んでおく。ガイドパイプ使用時には、図１９のようにベルト６０が挿入された状態で真っ直ぐにしてつなぎ合わせ、固定用板８８を取付け、固定し、順次この作業を繰返し、アニュラス部８へガイドパイプ１７を据付ける。その際、図１７のようにして駆動ベルト６０をガイドパイプ１７内に配設しておくことは勿論のことである。
【００５５】
このようなガイドパイプ１７を使用すると、設置作業も簡単であり、駆動ベルト６０の重量も最小で済むので、効率的で作業性に優れた補修装置及び補修方法を提供することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、対象となる部材に対して所定の検査または補修を行うツールを装着する装着手段と、対向する一方の部材をクランプして装置本体の姿勢を保持するクランプ手段と、装置本体を前記部材に沿って水平方向に移動させる駆動手段と、前記クランプ手段と前記駆動手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記クランプ手段と前記駆動手段によって自走しながら前記装着手段に装着されたツールを使用して所定の処理を実行できるので、原子力発電プラントの供用期間中に沸騰水型原子炉圧力容器の内側とシュラウドの外側との間の空間部に設置し、当該空間に隣接する部材の検査や補修を広範囲にわたって効率よく行うことができる。その際、広範囲にわたって一度に処理できるので、前記補修装置の設定回数を減らすことができ、作業が簡単になるとともに作業効率も向上させることができる。
【００５７】
また、本発明によれば、沸騰水型原子炉圧力力容器フランジ上に設置された遮蔽体と、前記遮蔽体から前記沸騰水型原子炉圧力容器の内側とシュラウドの外側との間の空間部に挿入され、前記補修装置が挿入されるガイドパイプとを備え、前記補修装置を前記ガイドパイプを介してバッフルプレート上に設置して前記空間に隣接する部材の検査や補修を前記補修装置により行うので、炉内構造物との干渉確認をすることなく安全かつ効率的に作業を行うことができる。
【００５８】
さらに本発明によれば、原子炉圧力容器内に冷却水がある水中状態で、原子炉圧力容器フランジ上に遮蔽体を設置し、その後、冷却水を前記原子炉圧力容器フランジ下まで下げて、前記原子炉圧力容器とシュラウド間のジェットポンプが林立しているバッフルプレート上の空間部にガイドパイプ挿入し、前記原子炉圧力容器内の冷却水を排出し、気中状態で補修装置をガイドパイプ内に挿入して前記空間部のバッフルプレート上に送り込み、前記バッフルプレート上で前記補修装置を移動させて前記空間部に隣接した部材の検査及び補修を行うので、安全かつ効率的に作業が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る沸騰水型原子炉圧力容器及び炉内構造物を示す概略構成図である。
【図２】図１のＲＰＶヘッドを外して内部を見たときの平面図で原子炉アニュラス部のアクセススペースを示す。
【図３】本発明の実施形態に係る原子炉アニュラス部補修の補修手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る原子炉アニュラス部の補修実施の原子炉の状態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る原子炉内アニュラス部に配置された補修装置とジェットポンプとの関係を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る補修装置の構造を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る補修装置のヘッド部を示す要部拡大図である。
【図８】本発明の実施形態に係る補修装置のヘッドに溶接トーチを取り付けた状態を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る補修装置のヘッドにグラインダと観察光源を取り付けた状態を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る補修装置を水平移動させるときの手順を示す動作説明図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るガイドパイプの構造と補修装置が降下するときの状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る補修装置を水平方向に方向転換させてアニュラス部に設置するときの状態を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態におけるガイドパイプの設置手順を示す説明図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係るガイドパイプで補修装置を昇降させる昇降装置駆動部を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に係るガイドパイプ内の昇降駆動ベルト及びガイドパイプ先端の方向転換機構を示す図である。
【図１６】本発明の他の実施形態に係る分割ガイドパイプの接続方法を示す図である。
【図１７】図１６に示した分割ガイドパイプの接続作業時の水平断面を示す図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施に係る節根式分割ガイドパイプの構造を示す図である。
【図１９】図１８に示した節根式分割ガイドパイプの組立方法を示す図である。
【符号の説明】
１　原子炉圧力容器
４　シュラウドサポートシリンダ
５　炉心シュラウド
６　バッフルプレート
７　ジェットポンプ
８　アニュラス部
１１　ＲＰＶヘッド
１２　燃料
１３　補修装置
１４　ＲＰＶフランジ
１５　ＲＰＶ遮蔽体
１６　ガイドパイプ固定治具
１７　ガイドパイプ
２０　ガイドロッド
２１　原子炉ウェル
２２　上掴み具
２３　下掴み具
２６　ケーブル処理機構
２７　ケーブルダクト
２８　巻き取りドラム
２９　クランプ駆動シリンダ
３０，３１，３２　クランプアーム
３３　クランプピン
３５　上金属ベローズ
３６　下金属ベローズ
３７　フレーム
３８　スライダー
３９　吸着パッド
４０　溶接トーチ
４１　グラインダ
４２　観察光源
４４　昇降駆動モータ
４８　前後駆動モータ
５１　旋回駆動モータ
５４　伸縮駆動モータ
５７　伸縮駆動ピニオン
５８　伸縮駆動ラック
５９　ローラ
６０　ベルト
６２　回転駆動モータ
６５　補修装置ヘッド部
７２　プーリ
７３　モータ
７４　引上げベルト
７５　タイミングベルト
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004037087.tif 000017
【図１６】
2004037087.tif 000018
【図１７】
2004037087.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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