(57)【要約】【課題】炉内構造物を原子炉容器に吊り込むにあたり、作業員の被曝を防止しつつ所定の据え付け精度にて炉内構造物を原子炉容器に対して位置決めできる炉内構造物の位置決め方法および位置決め装置を提供すること。【解決手段】炉内構造物４の位置決め方法では、炉内構造物４を原子炉容器１内に挿入するにあたり、まず、炉内構造物４の概略円と原子炉容器１の概略円との芯ずれを検出する。この検出結果に基づき炉内構造物４を水平方向に変位させて、その芯ずれを補正する。そして、補正後の炉内構造物４の概略円と原子炉容器１の概略円との芯ずれの有無を確認する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内構造物を原子炉容器内に挿入するにあたり、
前記炉内構造物の概略円と前記原子炉容器の概略円との芯ずれを検出する芯ずれ検出ステップと、
前記検出結果に基づき前記炉内構造物を水平方向に変位させて前記芯ずれを補正する芯ずれ補正ステップと、
前記補正後の前記炉内構造物の概略円と前記原子炉容器の概略円との芯ずれの有無を確認ステップと、
を含む炉内構造物の位置決め方法。
【請求項２】
炉内構造物を原子炉容器内に挿入するにあたり、
前記炉内構造物の外周面と前記原子炉容器の内周面との隙間を検出する隙間検出ステップと、
前記検出結果に基づき、前記炉内構造物を水平方向に変位させて前記隙間の残量を補正する隙間補正ステップと、
前記補正後の前記炉内構造物の概略円と前記原子炉容器の概略円との隙間の残量の有無を確認する確認ステップと、
を含む炉内構造物の位置決め方法。
【請求項３】
前記芯ずれ検出ステップ、若しくは隙間検出ステップは、
前記原子炉容器の概略円に対して既知の位置に設けられる検出手段により、前記炉内構造物の外周面までの距離を計測する計測ステップと、
前記計測結果に基づき、前記原子炉容器の概略円に対する前記炉内構造物の概略円の位置を算出する算出ステップと、
前記算出結果に基づき、前記芯ずれ若しくは前記隙間を検出する検出ステップと、
を含む請求項１または２に記載の炉内構造物の位置決め方法。
【請求項４】
炉内構造物を原子炉容器内に挿入するにあたり、
前記原子炉容器側の既知の位置に設けられた第１位置決め部に対して、前記炉内構造物側であって前記第１位置決め部に対応する位置に設けられた第２位置決め部を位置合わせることにより、前記炉内構造物の前記原子炉容器に対する回転方向の位置決めを行うステップを含む炉内構造物の位置決め方法。
【請求項５】
原子炉容器の概略円に対して既知の位置に設けられると共に、前記原子炉容器内に炉内構造物を挿入するにあたり、当該炉内構造物の外周面までの距離を計測して、前記炉内構造物の概略円と前記原子炉容器の概略円との芯ずれを検出する芯ずれ検出手段と、
前記検出結果に基づき前記炉内構造物を水平方向に変位させた際の炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との芯ずれの有無を確認する確認手段と、
を含む炉内構造物の位置決め装置。
【請求項６】
原子炉容器の概略円に対して既知の位置に設けられると共に、前記原子炉容器内に炉内構造物を挿入するにあたり、当該炉内構造物の外周面までの距離を計測して、前記炉内構造物の外周面と前記原子炉容器の内周面との隙間を検出する隙間検出手段と、
前記検出結果に基づき前記炉内構造物を水平方向に変位させ際の炉内構造物の外周面と前記原子炉容器の内周面との隙間の残量を確認する確認手段と、
を含む炉内構造物の位置決め装置。
【請求項７】
原子炉容器側の既知の位置に設けられた第１位置決め部と、
炉内構造物側であって前記第１位置決め部に対応する位置に設けられた第２位置決め部と、を備え、
前記原子炉容器内に炉内構造物を挿入するにあたり、前記第１位置決め部に対して、前記第２位置決め部の回転方向の位置合わせが行われる炉内構造物の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、炉内構造物の位置決め方法および位置決め装置に関し、更に詳しくは、炉内構造物を原子炉容器に吊り込むにあたり、作業員の被曝を防止しつつ所定の据え付け精度にて炉内構造物を原子炉容器に対して位置決めできる炉内構造物の位置決め方法および位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加圧水型原子炉などの原子炉は、核燃料を支持等する炉内構造物を原子炉容器内に収容して構成される。従来の原子炉は、恒久的な構造物として設計されていたため、炉内構造物は、メンテナンスにあたり、せいぜいボルト等の部品交換のみが行われていた。しかしながら、近年、原子炉の高い安全性を確保する観点から、老朽化した炉内構造物全体を新規のものに交換すべき要請がある。なお、炉内構造物の交換に関する技術には、特許文献１に記載される技術があるが、かかる交換方法は、未だ世界的にも実施されていない。
【０００３】
【特許文献】
特開２０００−３０４８９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、原子炉の新設時では、炉内構造物を原子炉容器内に吊り込むにあたり、作業員が原子炉容器の開口部付近まで降りて、炉内構造物の外周面と原子炉容器の内周面との隙間を目視により確認しつつ、これらの平面方向および回転方向の位置合わせを行う。しかしながら、現に運転されて放射能汚染された既存の原子炉内にて新設時と同様の吊り込み作業を行うとすると、作業員の被曝が著しく好ましくないという問題点がある。他方、炉内構造物の吊り込み作業にあたっては、炉内構造物と原子炉容器との接触による干渉を防止しつつ、所定の据え付け精度にてこれらの位置決めを行う必要がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、炉内構造物を原子炉容器に吊り込むにあたり、作業員の被曝を防止しつつ所定の据え付け精度にて炉内構造物を原子炉容器に対して位置決めできる炉内構造物の位置決め方法および位置決め装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明にかかる炉内構造物の位置決め方法は、炉内構造物を原子炉容器内に挿入するにあたり、炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との芯ずれを検出する芯ずれ検出ステップと、検出結果に基づき炉内構造物を水平方向に変位させて芯ずれを補正する芯ずれ補正ステップと、補正後の炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との芯ずれの有無を確認ステップとを含む。
【０００７】
この発明では、炉内構造物を原子炉容器内に挿入するにあたり、炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との芯ずれを検出し、この検出結果に基づき炉内構造物を水平方向に変位させてこの芯ずれを補正し、補正後の炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との芯ずれの有無を確認する。これにより、作業員による目視を要することなく、炉内構造物と原子炉容器との干渉を防止できる利点がある。なお、炉内構造物の概略円とは、炉内構造物の水平方向断面の外形にかかる概略円をいうものとする。原子炉容器の概略円についても同様である。これらの概略円は、例えば、原子炉容器のフランジ部や内周面、炉内構造物の外周側面を基準として定められる。
【０００８】
また、この発明にかかる炉内構造物の位置決め方法は、炉内構造物を原子炉容器内に挿入するにあたり、炉内構造物の外周面と原子炉容器の内周面との隙間を検出する隙間検出ステップと、検出結果に基づき、炉内構造物を水平方向に変位させて前記隙間の残量を補正する隙間補正ステップと、補正後の炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との隙間の残量の有無を確認する確認ステップとを含む。
【０００９】
この発明では、炉内構造物を原子炉容器内に挿入するにあたり、炉内構造物の外周面と原子炉容器の内周面との隙間を検出し、この検出結果に基づき、炉内構造物を水平方向に変位させてこの隙間の残量を補正し、補正後の炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との隙間の残量の有無を確認する。これにより、作業員による目視を要することなく、炉内構造物と原子炉容器との干渉を防止できる利点がある。
【００１０】
また、この発明にかかる炉内構造物の位置決め方法は、芯ずれ検出ステップ、若しくは隙間検出ステップは、原子炉容器の概略円に対して既知の位置に設けられる検出手段により、炉内構造物の外周面までの距離を計測する計測ステップと、計測結果に基づき、原子炉容器の概略円に対する炉内構造物の概略円の位置を算出する算出ステップと、算出結果に基づき、芯ずれ若しくは隙間を検出する検出ステップとを含む。
【００１１】
この発明では、原子炉容器の概略円に対して、既知の位置に検出手段を設け、炉内構造物の外周面までの距離を計測する。そして、この計測結果に基づき、原子炉容器に対する炉内構造物の概略円の位置を算出し、炉内構造物の芯ずれ若しくは隙間を検出する。これにより、作業員による目視を要することなく炉内構造物を原子炉容器に対して位置決めできる利点がある。なお、検出手段には、例えば、炉内構造物に接触してその距離を計測する接触式のセンサーや、レーダーにより炉内構造物との距離を計測する非接触式のセンサーが含まれる。
【００１２】
また、この発明にかかる炉内構造物の位置決め方法は、炉内構造物を原子炉容器内に挿入するにあたり、原子炉容器側の既知の位置に設けられた第１位置決め部に対して、炉内構造物側であって第１位置決め部に対応する位置に設けられた第２位置決め部を位置合わせすることにより、炉内構造物の原子炉容器に対する回転方向の位置決めを行うステップを含む。
【００１３】
この発明では、原子炉容器側に第１位置決め部を設け、炉内構造物側に第２位置決め部を設けて、これらを位置合わせすることにより、炉内構造物の原子炉容器に対する回転方向の位置決めを行う。これにより、作業員による目視を要することなく炉内構造物を原子炉容器に対して位置決めできる利点がある。
【００１４】
また、この発明にかかる炉内構造物の位置決め装置は、原子炉容器の概略円に対して既知の位置に設けられると共に、原子炉容器内に炉内構造物を挿入するにあたり、当該炉内構造物の外周面までの距離を計測して、炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との芯ずれを検出する芯ずれ検出手段と、検出結果に基づき炉内構造物を水平方向に変位させた際の炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との芯ずれの有無を確認する確認手段とを含む。
【００１５】
この発明では、炉内構造物を原子炉容器内に挿入するにあたり、炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との芯ずれを検出し、この検出結果に基づき炉内構造物を水平方向に変位させてこの芯ずれを補正し、補正後の炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との芯ずれの有無を確認する。これにより、作業員による目視を要することなく、炉内構造物と原子炉容器との干渉を防止できる利点がある。
【００１６】
また、この発明にかかる炉内構造物の位置決め装置は、原子炉容器の概略円に対して既知の位置に設けられると共に、原子炉容器内に炉内構造物を挿入するにあたり、当該炉内構造物の外周面までの距離を計測して、炉内構造物の外周面と原子炉容器の内周面との隙間を検出する隙間検出手段と、検出結果に基づき炉内構造物を水平方向に変位させ際の炉内構造物の外周面と原子炉容器の内周面との隙間の残量を確認する確認手段とを含む。
【００１７】
この発明では、炉内構造物を原子炉容器内に挿入するにあたり、炉内構造物の外周面と原子炉容器の内周面との隙間を検出し、この検出結果に基づき、炉内構造物を水平方向に変位させてこの隙間の残量を補正し、補正後の炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との隙間の残量の有無を確認する。これにより、作業員による目視を要することなく、炉内構造物と原子炉容器との干渉を防止できる利点がある。
【００１８】
また、この発明にかかる炉内構造物の位置決め装置は、原子炉容器側の既知の位置に設けられた第１位置決め部と、炉内構造物側であって第１位置決め部に対応する位置に設けられた第２位置決め部とを備え、原子炉容器内に炉内構造物を挿入するにあたり、第１位置決め部に対して、第２位置決め部の回転方向の位置合わせが行われる。
【００１９】
この発明では、原子炉容器側に第１位置決め部を設け、炉内構造物側に第２位置決め部を設ける。そして、原子炉容器内に炉内構造物を挿入するにあたり、第１位置決め部に対して、前記第２位置決め部の回転方向の位置合わせを行う。これにより、作業員による目視を要することなく炉内構造物を原子炉容器に対して確実に位置決めできる利点がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる炉内構造物の位置決め方法および位置決め装置の概要を示す説明図である。同図において、原子炉容器１は、原子炉のキャビティ２内の底部３に埋設される。このキャビティ２内は、原子炉の定期検査時には水が満たされているが、新規の炉内構造物４の据え付け時には水が排水されている。炉内構造物４は、交換対象である古い炉内構造物（図示省略）を搬出した後、キャビティ２上方に設けられたクレーン（図示省略）により吊り下げられて原子炉容器１内に挿入される。このとき、炉内構造物４は、原子炉容器１に対して所定の据え付け精度にて位置決めされつつ、原子炉容器１内に挿入される。なお、この吊り込み作業は、炉内構造物４の最終据え付け前になされる計測のための仮据え付け時に行われる。
【００２２】
炉内構造物４の水平方向の位置決めは、位置決め工具１０を用いて行われる。図２および図３は、図１に記載した位置決め工具１０の配置構成を示す平面図（図２）および拡大側面図（図３）である。位置決め工具１０は、原子炉容器１のフランジ部１ａ上に、炉内構造物４の外周を囲み９０度毎に４基設置される（図１および図２参照）。これにより、位置決め工具１０は、２基が一組となって対向し、各組が相互に直交して配置される。また、各位置決め工具１０は、原子炉容器１の概略円に対して、既知の所定の位置に設置される。なお、この概略円とは、原子炉容器１のフランジ部１ａ内周面にかかる概略円を意味する。また、位置決め工具１０は、原子炉容器１のフランジ部１ａ上に、このフランジ部１ａの表面を保護するシート面保護板１１を敷いて固定される（図３参照）。なお、位置決め工具１０の設置は作業員が行うが、設置自体は短時間で行われるため、作業員の被曝は少ない。
【００２３】
位置決め工具１０は、ローラ部１２と、シリンダ部１３と、制御部１４とを含み構成され、原子炉容器１に対する炉内構造物４の位置を計測する機能と、この計測結果に基づき炉内構造物４を図示しないクレーンなどで水平方向に変位させた後の位置を確認する機能とを有する。ローラ部１２は、炉内構造物４の外周側面に接触して炉内構造物４の下降により回転し、また、炉内構造物４の水平方向の変位によりシリンダ部１３と共に進退変位する。すなわち、ローラ部１２は、炉内構造物に対して常時接触状態にある。シリンダ部１３は、ローラ部１２の進退変位により水平方向に送られてその送り量を計測し、この計測結果を制御部１４に伝達する。制御部１４は、４基の各シリンダ部１３からの計測結果に基づき、さらに既知の位置決め工具１０の設置位置に関する情報を加味して、原子炉容器１の概略円に対する炉内構造物４の概略円の現在位置を算出する。なお、この炉内構造物４の概略円とは、炉内構造物４の外周側面にかかる概略円であり、各ローラ部１２との接触点から算出される。制御部１４で算出された原子炉容器１の概略円に対する炉内構造物４の概略円の現在位置から、これらの概略円が同心円となるように、図示しないクレーンにより、炉内構造物４を水平方向に変位させ、炉内構造物４を案内する位置を確認する。これにより、原子炉容器１に対する炉内構造物４の変位後の位置を確認できるので、作業員の目視を要することなく、炉内構造物４の吊り込み工程におけるこれらの接触を未然に防止できる利点がある。
【００２４】
なお、この実施の形態では、位置決め工具１０を４基設置したが、これに限らず、３基としてもよいし、５基以上設置してもよい。また、この実施の形態では、炉内構造物の水平方向の位置合わせにあたり、炉内構造物４の概略円を、原子炉容器１の概略円に対して同心円となるようにその位置を確認したが、これは、これらの概略円の中心を合わせればよいため、位置合わせを的確かつ一義的に行い得る点で好ましい。しかし、これに限らず、これらの概略円の位置関係から原子炉容器１の内周面と炉内構造物４の外周面との隙間ｇの残量を算出し、常時隙間ｇが残るように炉内構造物４の位置を補正し、補正後の炉内構造物４の位置を確認してもよい。かかる補正では、隙間ｇが残っていればよいので、一定の許容幅をもって位置合わせを行える利点がある。また、この実施の形態において、ローラ部１２は、球面構造としてもよい。これにより、炉内構造物４の回転方向の変位に対しても、炉内構造物４の側面に円滑に接触できる利点がある。また、この実施の形態では、ローラ部１２による接触式の位置決め工具１０を用いたが、これは、単一の位置決め工具１０にて、炉内構造物４の位置を計測する機能と、この計測結果に基づき炉内構造物４を補正した後の位置を確認する機能とを実現できる点で好ましい。しかし、これに限らず、こられの機能を異なる位置決め工具にて実現してもよい。例えば、位置の計測をレーダー等の非接触式のセンサーにより行い、この計測結果に基づいて、位置の補正をクレーン以外の他の位置決め工具にて行うこととしてもよい。
【００２５】
次に、炉内構造物４の回転方向の位置決めは、位置決めピン２０を用いて行われる。図４および図５は、図１に記載した位置決めピンの構成を示す側面図（図４）および拡大側面図（図５）である。位置決めピン２０は、数十センチの長さを有する四角形断面の棒状部材から成り、炉内構造物４の外周側面における所定の高さ位置に、計４本が吊り下げられて設置される（図１、図４および図５参照）。一方、原子炉容器１のフランジ部１ａには、キー溝２１が、９０度毎に位置決め工具１０に対して４５度ずつずらして計４本形成される（図２および図５参照）。これらのキー溝２１は、後工程にて炉内構造物４に設けられるキー（図示省略）に対応する位置に設けられ、炉内構造物４が原子炉容器１に挿入されて着座した状態にてこのキーと嵌まり合い、炉内構造物４の回転方向の据え付け位置を規制する（図４および図５参照）。位置決めピン２０は、これらのキーが設けられる位置に設けられる。そして、炉内構造物４の回転方向の位置合わせは、着座した状態にて位置決めピン２０がフランジ部１ａのキー溝２１に差し込まれるように、炉内構造物４を回転変位させて行われる。また、回転方向の位置合わせは、図示しないクレーンにより、水平方向の位置合わせをしつつ炉内構造物４を下降させ、原子炉容器１内に着座する直前に行われる。これにより、回転方向の位置決めを一度で行い得るので、効率的に位置合わせできる利点がある。また、位置決めピン２０は、炉内構造物４を着座させた後に取り外される。なお、この実施の形態では、位置決めピン２０を４本設けたが、これに限らず、位置決めピン２０は、少なくとも１本あれば足りる。また、位置決めピンの形状や長さも、特に限定がなく、棒状部材に限られず単なる突起物であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる炉内構造物の位置決め方法によれば、炉内構造物を原子炉容器内に挿入するにあたり、炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との芯ずれを検出し、この検出結果に基づき炉内構造物を水平方向に変位させて、この芯ずれを補正し、補正後の炉内構造物の概略円と原子炉容器の概略円との芯ずれの有無を確認するので、作業員による目視を要することなく、炉内構造物と原子炉容器との干渉を防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる炉内構造物の位置決め方法および位置決め装置の概要を示す説明図である。
【図２】図１に記載した位置決め工具１０の配置構成を示す平面図である。
【図３】図１に記載した位置決め工具１０の配置構成を示す拡大側面図である。
【図４】図１に記載した位置決めピンの構成を示す側面図である。
【図５】図１に記載した位置決めピンの構成を示す側面図拡大側面図である。
【符号の説明】
１０  位置決め工具
２０  位置決めピン
２１  キー溝
【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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