(57)【要約】【課題】沸騰水型原子炉のＣＲＤスタブチューブの溶接部の検査方法及び装置を提供する。【解決手段】沸騰水型原子炉１における下鏡５内面に溶接したＣＲＤスタブチューブ２３の溶接部２１を検査する方法において、下鏡５の下側において、ＣＲＤスタブチューブ２３を貫通したＣＲＤハウジング１５を囲撓するリングレール４１を配置する工程と、ＣＲＤスタブチューブ２３の溶接部２１に生じたクラックを検出するためのセンサ４９を、リングレール４１に沿って移動すると共に、下鏡５の下面に沿って上下動する工程と、下鏡５の下面に沿ってのセンサ４９の移動時に、センサ４９によってＣＲＤスタブチューブ２３の溶接部２１に生じたクラックを検出する工程、の各工程よりなる検査方法である。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉における下鏡内面に溶接したＣＲＤスタブチューブの溶接部を検査する方法において、
（ａ）前記下鏡の下側において、前記ＣＲＤスタブチューブを貫通したＣＲＤハウジングに、当該ＣＲＤハウジングを囲撓するリングレールを配置する工程、
（ｂ）前記下鏡の下面に接触自在かつ前記ＣＲＤスタブチューブの溶接部に生じたクラックを検出するためのセンサを、前記リングレールに沿って移動すると共に、前記下鏡の下面に沿って上下動する工程、
（ｃ）前記リングレールに沿っての前記センサの移動及び前記下鏡の下面に沿っての前記センサの移動時に、前記センサによって前記ＣＲＤスタブチューブの溶接部に生じたクラックを検出する工程、
の各工程よりなることを特徴とする沸騰水型原子炉のＣＲＤスタブチューブ溶接部の検査方法。
【請求項２】
沸騰水型原子炉における下鏡内面に溶接したＣＲＤスタブチューブの溶接部を検査する装置において、前記ＣＲＤスタブチューブを貫通したＣＲＤハウジングの、前記下鏡より下側位置を囲繞自在のリングレールと、前記リングレールに沿って移動自在のセンサ支持部材と、前記センサ支持部材に上下動可能に支持され、前記下鏡の下面に接触して前記ＣＲＤスタブチューブの溶接部に生じたクラックを検出するためのセンサと、を備えたことを特徴とする沸騰水型原子炉のＣＲＤスタブチューブ溶接部検査装置。
【請求項３】
沸騰水型原子炉における下鏡内面に溶接した複数のＣＲＤスタブチューブの溶接部を検査する装置において、前記下鏡の下方位置において所望のＣＲＤスタブチューブに対応した位置へ移動位置決め自在の支持台と、この支持台に上下動可能に支持され、かつ前記所望のＣＲＤスタブチューブを貫通したＣＲＤハウジングを囲撓自在のリングレールと、前記リングレールに沿って移動自在のセンサ支持部材と、前記センサ支持部材に支持され前記下鏡の下面に接触して前記ＣＲＤスタブチューブの溶接部に生じたクラックを検出するためのセンサと、を備えたことを特徴とする沸騰水型原子炉のＣＲＤスタブチューブ溶接部検査装置。
【請求項４】
沸騰水型原子炉における下鏡内面に溶接した複数のＣＲＤスタブチューブの溶接部を検査する装置において、前記下鏡の下方位置において所望のＣＲＤスタブチューブに対応した位置へ移動位置決め自在の支持台と、この支持台に支持されかつ前記所望のＣＲＤスタブチューブを貫通したＣＲＤハウジングを囲撓自在のリングレールと、リングレールに沿って移動自在のセンサ支持部と、前記センサ支持部材に支持され前記下鏡の下面に接触して前記ＣＲＤスタブチューブの溶接部に生じたクラックを検出するためのセンサと、前記支持台を上下動するための支持台上下動手段と、を備えたことを特徴とする沸騰水型原子炉のＣＲＤスタブチューブ溶接部検査装置。
【請求項５】
請求項２，３又は４に記載のＣＲＤスタブチューブ溶接検査装置において、前記リングレールは、円弧状のベース部材と、このベース部材に開閉可能に支持された円弧状の開閉部材とを備えた構成であることを特徴とする沸騰水型原子炉のＣＲＤスタブチューブ溶接検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉における半球形状の下鏡内面に溶接した多数のＣＲＤスタブチューブ溶接部を検出する方法及び装置に係り、さらに詳細には、前記下鏡の外側すなわち下側から前記溶接部の検査を行う方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に係る先行例として、例えば特開平９−２９２３７３号公報がある。この先行例においては、沸騰水型原子炉における下鏡内面に溶接したＣＲＤスタブチューブの溶接部の検出を行うとき、このＣＲＤスタブチューブを貫通して、前記ＣＲＤスタブチューブの先端部に溶接したＣＲＤハウジングの外周面と前記ＣＲＤスタブチューブの内周面との間のギャップ内にカプラントを封入し、前記ＣＲＤハウジング内に超音波深傷装置を配置して、ＣＲＤハウジングの内部から前記ＣＲＤスタブチューブの溶接部の検査を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のごとき従来の構成においては、炉内から燃料棒、制御ロッド等を抜き取った後にＣＲＤハウジング内に超音波深傷装置を降下しなければならず、多数のＣＲＤスタブチューブの溶接部の検査を繰り返し行う場合に多大な労力と時間を要すると共に、例えば各種配管の検査等の炉内の作業時には、炉内作業に影響されて溶接部の検査を行うことができないことがあるなど、種々の問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、沸騰水型原子炉における下鏡内面に溶接したＣＲＤスタブチューブの溶接部を検査する方法において、前記下鏡の下側において、前記ＣＲＤスタブチューブを貫通したＣＲＤハウジングに、当該ＣＲＤハウジングを囲撓するリングレールを配置する工程と、前記下鏡の下面に接触自在かつ前記ＣＲＤスタブチューブの溶接部に生じたクラックを検出するためのセンサを、前記リングレールに沿って移動すると共に、前記下鏡の下面に沿って上下動する工程と、前記リングレールに沿っての前記センサの移動及び前記下鏡の下面に沿っての前記センサの移動時に、前記センサによって前記ＣＲＤスタブチューブの溶接部に生じたクラックを検出する工程、の各工程よりなる沸騰水型原子炉のＣＲＤスタブチューブ溶接部の検査方法である。
【０００５】
請求項２に係る発明は、沸騰水型原子炉における下鏡内面に溶接したＣＲＤスタブチューブの溶接部を検査する装置において、前記ＣＲＤスタブチューブを貫通したＣＲＤハウジングの、前記下鏡より下側位置を囲繞自在のリングレールと、前記リングレールに沿って移動自在のセンサ支持部材と、前記センサ支持部材に上下動可能に支持され、前記下鏡の下面に接触して前記ＣＲＤスタブチューブの溶接部に生じたクラックを検出するためのセンサと、を備えた構成である。
【０００６】
請求項３に係る発明は、沸騰水型原子炉における下鏡内面に溶接した複数のＣＲＤスタブチューブの溶接部を検査する装置において、前記下鏡の下方位置において所望のＣＲＤスタブチューブに対応した位置へ移動位置決め自在の支持台と、この支持台に上下動可能に支持され、かつ前記所望のＣＲＤスタブチューブを貫通したＣＲＤハウジングを囲撓自在のリングレールと、前記リングレールに沿って移動自在のセンサ支持部材と、前記センサ支持部材に支持され前記下鏡の下面に接触して前記ＣＲＤスタブチューブの溶接部に生じたクラックを検出するためのセンサと、を備えた構成である。
【０００７】
請求項４に係る発明は、沸騰水型原子炉における下鏡内面に溶接した複数のＣＲＤスタブチューブの溶接部を検査する装置において、前記下鏡の下方位置において所望のＣＲＤスタブチューブに対応した位置へ移動位置決め自在の支持台と、この支持台に支持されかつ前記所望のＣＲＤスタブチューブを貫通したＣＲＤハウジングを囲撓自在のリングレールと、リングレールに沿って移動自在のセンサ支持部と、前記センサ支持部材に支持され前記下鏡の下面に接触して前記ＣＲＤスタブチューブの溶接部に生じたクラックを検出するためのセンサと、前記支持台を上下動するための支持台上下動手段と、を備えた構成である。
【０００８】
請求項５に係る発明は、請求項２，３又は４に記載のＣＲＤスタブチューブ溶接検査装置において、前記リングレールは、円弧状のベース部材と、このベース部材に開閉可能に支持された円弧状の開閉部材とを備えた構成である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１，図２を参照するに、沸騰水型原子炉１は、円筒形状の胴本体３の下部に半球形状（ドーム状）の下鏡５を一体に溶接し、上記胴本体３の上部にドーム状の上鏡（図示省略）を備えた構成である。前記胴本体３の内部に備えた上部格子板７と下方の炉心支持板９との間には多数の燃料棒を集合して備えた多数燃料集合体１１が配置してあり、上記各燃料集合体１１の間には、断面形状が十字形状の制御棒１３が上下動自在に配置してある。
【００１０】
前記制御棒１３を上下動するために、前記下鏡５には、制御棒駆動機構を内装した制御棒駆動機構ハウジング（以下、ＣＲＤハウジングと称す）１５が多数設けてあり、各ＣＲＤハウジング１５の上部には前記制御棒１３を案内する制御棒案内管１７が設けてある。前記ＣＲＤハウジング１５は、図３に示すように、前記下鏡５の内面に形成した溶接ベース１９に溶接部２１によって垂直に溶接したＣＲＤスタブチューブ２３の上部に溶接部２５でもって一体に溶接してある。
【００１１】
なお、前述したごとき構成の沸騰水型原子炉１の構成は公知であるから、沸騰水型原子炉１のより詳細な構成についての説明は省略する。
【００１２】
前記下鏡５に対する前記ＣＲＤスタブチューブ２３の溶接部の検査を行うために、検査装置２７が設けられている。この検査装置２７は、前記下鏡５の下方位置に設けてある保温材としての円形状の床部材２９上に配置して使用されるものである。なお、上記床部材２９には、前記ＣＲＤハウジング１５が貫通した複数の貫通孔３１が複数行複数列に配置して設けられている。換言すると、前記床部材２９には多数のＣＲＤハウジング１５が縦列、横列に樹立した態様にある。
【００１３】
前記検査装置２７は、前記床部材２９の上面において、樹立した態様のＣＲＤハウジング１５の間を、適宜の押込み手段又は案内手段によって検査すべき所望のＣＲＤスタブチューブ２３に対応したＣＲＤハウジング１５の位置へ位置決めして使用するものである。そして、前記検査装置２７の位置決め動作は、遠隔操作によって行われるものである。
【００１４】
前記検査装置２７を所望の位置へ移動し位置決めするために、本実施形態においては、樹立したＣＲＤハウジング１５の間で前記床部材２９の上面へ配置自在のガイド部材３３が設けられている。このガイド部材３３は、例えばレール状又は溝状等の適宜形状の案内部を備えた構成であって、図１に例示するように、前記床部材２９の直径にほぼ等しい長さに設けることが望ましい。しかし取扱い上の問題を考慮すると、適宜長さの複数の分割ガイド部材を連結自在の構成とすることが望ましい。
【００１５】
図４に詳細に示すように、前記ガイド部材３３には、スライドベース３５が当該ガイド部材３３に沿って移動自在に支持されており、このスライドベース３５には、当該スライドベース３５の移動方向に対して交差する方向、すなわち前記ガイド部材３３の長手方向に対して交差する方向へ移動自在にスライダ３７が支持されている。
【００１６】
前記ガイド部材３３に沿って前記スライドベース３５を移動する構成としては、例えばリニアモータやボールネジ機構などの適宜の移動駆動手段を採用する構成や、例えば前記ガイド部材３３の両端部付近に回転自在に備えたプーリ、スプロケット等の回転体にエンドレス状のロープ、チエン、ベルト等の搬送部材を掛回した構成とし、この搬送部材の１部と前記スライドベース３５とを連結し、手動によって前記回転体を回転する構成とすることも可能である。さらには、例えば伸縮調節可能の棒材のごとき押し引き用具によって前記ガイド部材３３に沿って前記スライドベース３５を押し引きする構成とすることも可能である。
【００１７】
すなわち、前記ガイド部材３３に沿って前記スライドベース３５を移動するための移動手段としては種々の構成を採用することができるものである。
【００１８】
前記スライドベース３５に対する前記スライダ３７の移動は、遠隔操作によって行われるもので、例えば、流体圧シリンダ等のごとき適宜のアクチュエータを採用した構成や、ラック・ピニオン機構のピニオンをフレキシブルシャットを介して回転する構成など、スライドベース３５に対するスライダ３７の移動の遠隔操作を行うための操作手段としては種々の構成を採用することができるものである。
【００１９】
前記スライダ３７には支持台３９が装着してある。この支持台３９は、前記ＣＲＤハウジング１５のほぼ外周の半円に対応するように、断面形状をほぼ半円弧状に形成してあり、この支持台３９の上方には、前記ＣＲＤハウジング１５を囲撓可能のリングレール４１が上下動自在に支持されている。
【００２０】
上記リングレール４１は、上下移動手段の１例としての例えばエアーシリンダ等よりなる適宜の上下動用アクチュエータ４３を介して前記支持台３９に上下動自在に支持されている。より詳細には、前記リングレール４３は、前記上下動用アクチュエータ４３によって上下動される半円弧状のベース部材４５Ａ（図５，６参照）と、このベース部材４５Ａの両側に水平に回動可能に枢着した、すなわち開閉自在に備えた円弧状の開閉部材４５Ｂ，４５Ｃを備えた構成である。
【００２１】
前記開閉部材４５Ｂ，４５Ｃは、例えばロータリーアクチュエータ等のごとき適宜の開閉手段によって水平に回動して開閉されるもので、前記開閉部材４５Ｂ，４５Ｃが閉じたときには、ベース部材４５Ａ及び両開閉部材４５Ｂ，４５Ｃによって前記ＣＲＤハウジング１５を囲撓した円形状のリングレール４１となるものである。
【００２２】
前記リングレール４１上には、当該リングレール４１に沿って移動自在のセンサ支持部材４７が支持されており、このセンサ支持部材４７には、前記下鏡５の下面に接触して前記ＣＲＤスタブチューブ２３の前記溶接部２１に生じたクラックを下側から検出するためのセンサ４９が上下動可能に支持されている。
【００２３】
より詳細には、前記センサ支持部材４７は、前記ベース部材４５Ａ、開閉部材４５Ｂ，４５Ｃに相対した分割片４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃに分割してあり、前記開閉部材４５Ｂ，４５Ｃが閉じたときには、前記各分割片４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃは前記リングレール４１同様に円形状となるものである。そして、前記センサ支持部材４７の各分割片４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃの内面には、前記ＣＲＤハウジング１５の外周面に接触して回転自在のローラ５１が設けてある。
【００２４】
したがって、前記リングレール４１に沿って前記センサ支持部材４７が回転するときには、前記各ローラ５１がＣＲＤハウジング１５の外周面と接触し、センサ支持部材４７の軸心とＣＲＤハウジング１５の軸心とがほぼ一致した状態にあるものである。
【００２５】
なお、前記リングレール４１のベース部材４５Ａ、開閉部材４５Ｂ，４５Ｃの内面に、上記開閉部材４５Ｂ，４５Ｃが閉じて円形になったときに、前記ＣＲＤハウジング１５の外周面に当接してリングベース４１の軸心とＣＲＤハウジング１５の軸心とを一致せしめる構成の場合には、前記センサ支持部材４７に備えたローラ５１を省略することも可能である。
【００２６】
前記リングレール４１に対する前記センサ支持部材４７の回転は、例えば前記リングレール４１側に装着した小型モータ（図示省略）によって回転されるピニオンを前記センサ支持部材４７の外周面に形成した歯車に噛合した構成としており、かつ前記小型モータには前記センサ支持部材４７の回転位置を検出するロータリーエンコーダのごとき回転位置検出センサが設けられている。
【００２７】
前記センサ支持部材４７における分割片４７Ａの上部には、押圧付勢手段５３が設けてあり、この押圧付勢手段５３の上部に前記センサ４９が支持されている。前記押圧付勢手段５３は、前記下鏡５の下面へ前記センサ４９を一定の押圧力で接触するように上方向へ押圧付勢する作用をなすものであって、例えばコイルバネ等の弾性部材を内装して伸縮自在のテレスコピックパイプや、アキュムレータ等から常に一定圧を供給されている流体圧シリンダや、トルクモータの駆動によって上下動されるボールネジ機構などの適宜の機構によって構成してある。そして、この押圧付勢手段５３において上下動可能の上下動部材５５の上端部に、ボールジョイント又はヒンジ部を介して、前記下鏡５の下面形状に倣って傾動できるように前記センサ４９が揺動可能に装着してある。なお、前記センサ４９は、通常の超音波探傷装置同様の超音波センサにより構成してある。
【００２８】
以上のごとき構成において、ＣＲＤスタブチューブ２３の溶接部２１の検査を行うには、前記床部材２９上においてＣＲＤハウジング１５の列の間にガイド部材３３を配置し、このガイド部材３３に沿ってスライドベース３５を、検出すべきＣＲＤスタブチューブ２３に支持されているＣＲＤハウジング１５に対応した位置に位置決めする（図５（ｂ））。その後、スライダ３７を前記ＣＲＤハウジング１５側へ移動すると（図５（ｃ））、上記スライダ３７に装着された支持台３９が前記ＣＲＤハウジング１５の外周面に係合する（図５（ｄ））。
【００２９】
上述のごとくＣＲＤハウジング１５の外周面に前記支持台３９を係合するとき、前記下鏡５の下面の高さ位置に対応して上下動用アクチュエータ４３によってリングレール４１を上下動し、押圧手段５３の上端部に支持されているセンサ４９を下鏡５の下面に接触するように、高さ位置を調節する。また、リングレール４１におけるベース部材４５Ａの両側に備えた開閉部材４５Ａ，４５Ｂを閉じて、前記ＣＲＤハウジング１５を囲撓したリング状に構成すると共に、センサ支持部材４７の分割片４７Ｂ，４７Ｃを閉じてセンサ支持部材４７をリング状に構成する。
【００３０】
その後、リングレール４１に沿ってセンサ支持部材４７を回転すると、センサ４９が下鏡５の下面に接触した状態を保持して前記ＣＲＤハウジング１５の周囲を回転することになる。この際、前記下鏡５の下面が球面形状であることにより、前記ＣＲＤハウジング１５の周囲において前記センサ４９と下鏡５の下面との接触条件が変化することになる。
【００３１】
前記センサ４９は押圧付勢手段５３によって下鏡５の下面に常に一定の付勢力でもって押圧されており、かつ前記押圧付勢手段５３に備えた上下動自在の上下動部材５３の上端部に前記センサ４９が揺動自在に支持されているものであるから、前記センサ４９は、下鏡５の下面との接触条件が変化する場合であっても前記下鏡５の下面形状に倣て接触するものである。したがって、前記ＣＲＤスタブチューブ２３の溶接部２１に仮りにクラックが生じている場合には上記クラックを検出することができるものである。なお、前記センサ支持部材４７の回転位置を回転位置センサにより検出することによって、前記クラックの発生位置を検出することができるものである。
【００３２】
ところで、前記ガイド部材３３を配置した両側のＣＲＤスタブチューブ２３の溶接部の検査を行う場合には、スライダ３７に対して支持台３９を水平に旋回可能に、又はスライドベース３５に対してスライダ３７を旋回可能かつ移動自在に設けること、換言すれば、前記支持台３９の方向性を反転自在に構成することによって容易に実施し得るものである。
【００３３】
図７は第２の実施形態に係るもので、この第２の実施の形態においては、前記上下動用アクチュエータ４３を省略し、下鏡５を支持したスカート部材５７の適宜高さ位置に連結具５９を介して一端部を連結したチエン、ワイヤ、ロープ等の吊上げ部材６１によって前記支持台３９を持上げる構成としたものである。
【００３４】
すなわち、前記吊上げ部材６１は前記ガイド部材３３に沿って配置してあり、常態においては前記ガイド部材３３上又は横に並列に横たわった状態にあり、前記ガイド部材３３に沿ってスライドベース３５を移動し、所望のＣＲＤハウジング１５に対応した位置に位置決めした後に、前記吊上げ部材６１の他端部を持上げて、前記スライドベース３５を上下吊上げ部材６１上に載置して所望高さ位置に持上げるものである。
【００３５】
この構成においては、上下動用アクチュエータ４３を省略して支持台３９とリングレール４１とを一体化することができ、検査装置２７の構成の簡素化及び小型軽量化を図ることができるものである。
【００３６】
【発明の効果】
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば、下鏡の下面側からＣＲＤスタブチューブの溶接部の検査を行うことができるので、ＣＲＤハウジング内を空にする必要がなく、また炉内作業に影響されることなく検査作業を行うことができ、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】沸騰水型原子炉の主要部分の構成を概略的に示し、かつ検査装置の配置例を示した斜視説明図である。
【図２】同上の主要部分の断面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ部分の拡大断面説明図である。
【図４】溶接部検査装置を概念的に示した斜視説明図である。
【図５】センサ部分の支持構成を示す斜視説明図である。
【図６】検査装置の主要部分の動作説明図である。
【図７】第２の実施形態の作用説明図である。
【符号の説明】
１…沸騰水型原子炉
５…下鏡
１５…ＣＲＤハウジング
２１…溶接部
２３…ＣＲＤスタブチューブ
２７…検査装置
２９…床部材
３３…ガイド部材
３５…スライドベース
３７…スライダ
３９…支持台
４１…リングレール
４３…上下動用アクチュエータ
４５Ａ…ベース部材
４５Ｂ，Ｃ…開閉部材
４７…センサ支持部材
４９…センサ
５３…押圧付勢手段
５５…上下動部材
６１…吊上げ部材
【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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