(57)【要約】【課題】  検査精度と予防保全効率の向上が図れるようにした原子炉の検査予防保全方法を提供すること。【解決手段】  炉内構造物の表面に沈降堆積又は付着している腐食生成物をウォータジェットピーニングして取り除く第１のピーニングからなる処理１と、目視検査により炉内構造物の被施工面を評価する処理２、それに炉内構造物の表面を再びウォータジェットピーニングして炉内構造物の表面の残留応力を圧縮側に変化させる第２のピーニングからなる処理３を実行するようにした原子炉の検査予防保全方法において、炉内構造物の表面の残留応力を圧縮側に変えるのに必要なピーニング施工時間が、処理１の第１のピーニングによる施工時間と、処理３の第２のピーニングによる施工時間の合計になるようにしたもの。【選択図】  図１
2005233838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の検査と予防保全の対象となる被施工面の検査を目視検査で施工し、前記被施工面の予防保全をウォータジェットピーニングによる表面応力の改善により施工するようにした原子炉の検査予防保全方法において、
前記被施工面にピーニングを施す第１の処理を実行した後、前記被施工面を目視検査する第２の処理を実行し、該第２の処理による目視検査の結果に応じて前記被施工面に再度ピーニングを施す第３の処理を実行するようにし、
前記被施工面に対する表面応力の改善が、前記第１の処理によるピーニング処理時間と、前記第３の処理によるピーニング処理時間を合計したピーニング処理時間により与えられるようにしたことを特徴とする原子炉の検査予防保全方法。
【請求項２】
原子炉の検査と予防保全の対象となる被施工面の検査を目視検査で施工し、前記被施工面の予防保全をウォータジェットピーニングによる表面応力の改善により施工するようにした原子炉の検査予防保全装置において、
前記原子炉の圧力容器内に上から挿入可能にした処理機構部を設け、
前記処理機構部に、前記被施工面を目視検査するためのテレビジョンカメラと、前記ウォータジェットのノズルの双方が取付けられていることを特徴とする原子炉の検査予防保全装置。
【請求項３】
請求項２に記載の原子炉の検査予防保全装置において、
前記ノズルによるウォータジェットピーニング処理が、前記テレビジョンカメラによる目視検査の施工の前後に分けて施工されることを特徴とする原子炉の検査予防保全装置。
【請求項４】
請求項２に記載の原子炉の検査予防保全装置において、
前記処理機構部が案内部材を備え、
前記案内部材が前記圧力容器内にある部材に着座することにより、前記処理機構部の接近用経路に対する案内が得られることを特徴とする原子炉の検査予防保全装置。
【請求項５】
請求項２に記載の原子炉の検査予防保全装置において、
前記処理機構部が少なくとも２台、纏められていることを特徴とする原子炉の検査予防保全装置。
【請求項６】
請求項２に記載の原子炉の検査予防保全装置において、
前記圧力容器内の冷却水を吸引し、前記冷却水に浮遊している腐食生成物を回収する手段が設けられていることを特徴とする原子炉の検査予防保全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉圧力容器及び炉内構造物の非破壊検査と予防保全に係り、特に被検査面の表面処理にピーニング技術を適用した検査予防保全方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所には冷却水に接している機器が数多くあり、これらから発生した腐食生成物が原子炉内に取込まれてしまうので、長時間運転していると、放射能を帯びた腐食生成物が原子炉圧力容器及び炉内構造物の表面に付着し堆積する。
【０００３】
ここで、以下、原子炉圧力容器及び炉内構造物については、炉内構造物と略記する。
【０００４】
ところで、原子力発電所では、定期的な原子炉圧力容器周辺の点検、補修が必要で、このとき目視検査(ビジュアルテスト：ＶＴ)が欠かせないが、検査対象の表面に腐食生成物が付着、堆積している状態では、欠陥の判別が困難であり、従って、従来は、遠隔操作によりブラッシングするなど、付帯作業に大きな労力と時間を要していた。
【０００５】
しかし、これらの腐食生成物は、原子炉圧力容器内で放射化され、放射能を帯びているので、たとえ目視検査(ＶＴ)にテレビジョンカメラと画像モニタを用いたとしても、原子炉圧力容器周辺の点検、補修時における作業員の放射線被ばく量を増大させる原因の一つとなっている。
【０００６】
そこで、このように炉内構造物の表面に付着し、放射能化した腐食生成物を、当該原子炉圧力容器内に水(冷却水)を保持した状態で除去する方法が従来から種々提案されている。
【０００７】
そして、第１の技術として、ウォータジェットを利用したキヤビテーション気泡の崩壊により発生する衝撃圧力を利用し、腐食生成物(酸化スケール)を除去する技術がある(例えば、特許文献１参照。)。
【０００８】
一方、ウォータジェットを利用したキヤビテーション気泡の崩壊により発生する衝撃圧力を利用し、当該原子炉圧力容器内に水を保持した状態で、炉内構造物表面の応力状態を引張側から圧縮側に改善し、応力腐食割れを予防する技術が第２の技術として従来から知られている(例えば、特許文献２参照。)。
【０００９】
また、冷却水に浸漬された構造物の表面にある残留応力の改善、又は亀裂の補修、更にはクラッドの除去のため、可視領域の波長を持つ高出力、短パルスのレーザービームを照射する水中レーザ加工技術が第３の技術)として従来から提案されている(例えば、特許文献３参照。)。
【００１０】
更に、同じく原子炉圧力容器内に冷却水を満たした状態で、炉内構造物を点検するため、予め炉内構造物の点検対象となる表面を清掃し、それと同時に清掃面に圧縮の残留応力を付与する技術が第４の技術として従来から提案されている(例えば、特許文献４参照。)。
【００１１】
ここで、この第４の技術では、清掃手段として、高圧水によるキヤビテーション気泡の崩壊圧だけではなく、超音波やレーザの照射によるキヤビテーション気泡の崩壊圧を利用する方法や、フラッパ(回転ブラシの一種)又はブラシを利用する方法についても開示している。
【００１２】
なお、炉内構造物の表面を点検し検査する方法としては、上記したＶＴ(目視検査)以外にも、ＰＴ(浸透探傷試験)、ＭＴ(磁粉探傷試験)、ＲＴ(放射線透過試験)があるが、ここで、ＰＴとＭＴは、気中環境のみ適用可能な検査なので、原子炉水を抜く必要が生じ、このため高放射線下での作業となり、作業員及び検査機器への放射線被ばく量の観点から得策ではない。
【００１３】
また、ＲＴについてはバックグラウンドが高く検出誤差が大きくなることが考えられ、原子炉圧力容器などの放射線下での検査としては不適当であり、これも得策とは言えず、従って、一般には目視検査(ＶＴ)が採用されているのである。
【特許文献１】特開平８−７９７００９号公報
【特許文献２】特開平５−７８７３８号公報
【特許文献３】特開平８−２０６８６９号公報
【特許文献４】特開２００３−３３７１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記従来技術は、原子炉の検査精度と予防保全効率の向上に配慮がされているとは言えず、信頼性の確保に必要な労力と時間の軽減に問題があった。
【００１５】
原子力発電所による電力の安定供給と健全性維持及び信頼性の確保には設備の適切な点検と補修、それに予防保全が欠かせないが、特に原子力発電所の主機である炉内構造物(原子炉圧力容器及び炉内構造物)に対しては、定期的な点検と、計画的な予防保全、不具合時の補修が必要不可欠で、このため常に適切な準備のもとで、原子力発電所の稼働率に影響しないよう効率的に実施する必要がある。
【００１６】
ここで、点検技術については、上記したように、テレビジョンカメラによる目視検査(ＶＴ)が従来から適用されているが、この場合、腐食生成物が検査面に沈降堆積又は付着していると、割れなどの欠焔が腐食生成物に覆い隠され、欠陥の判別が困難になってしまう。
【００１７】
しかし、このとき遠隔操作によりブラッシングするなどの方法によったのでは、これも上記したように、付帯作業に大きな労力と時間が費やされてしまう。
【００１８】
ここで、このときウォータジェットを利用した第１の従来技術と、レーザを利用した第３の従来技術があるが、しかし、前者は、原子炉圧力容器周辺の点検、補修時の作業員の放射線被ばく量低減のための洗浄方法で、後者は、クラッド除去を行いながら材料表面の応力改善を行うための技術であり、従って、検査精度を向上させるため、腐食生成物の除去方法を組合わせた検査方法は知られていなかった。
【００１９】
一方、第４の従来技術では、予めウォータジェット、レーザ等を利用して点検対象面の清掃を実施し、清掃と同時に、清掃面の残留応力を圧縮残留応力に改善し、効率的な予防保全と点検方法について提案している。
【００２０】
しかし、この第４の従来技術では、検査対象面の欠陥の有無にかかわらず予防保全が実行されてしまうので、万一、検査対象面に欠陥が存在した場合、予防保全が施されてしまうことによる欠陥への影響、例えば欠陥開口部を閉止してしまうなどの影響が現われてしまい、欠焔の検出精度が低下するなどが懸念されてしまう。
【００２１】
また、上記したことに加え、原子炉の検査予防保全作業においては、各種の作業のための装置を原子炉底部に吊り降ろして設定する必要がある。そして、このためには、炉内構造物である上部格子板と炉心支持板の孔を通過させて内部に装置を挿入させる必要がある。
【００２２】
ここで、この装置を挿入させる作業では、挿入されす装置と炉内構造物が干渉しないことを確認しながらの作業となるため、かなりの時間を要し、このため、従来技術では、原子力発電所の定期点検工程の短縮を考える上で大きな問題になっていた。
【００２３】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、検査精度と予防保全効率の向上が図れるようにした原子炉の検査予防保全方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的は、原子炉の検査と予防保全の対象となる被施工面の検査を目視検査で施工し、前記被施工面の予防保全をウォータジェットピーニングによる表面応力の改善により施工するようにした原子炉の検査予防保全方法において、前記被施工面にピーニングを施す第１の処理を実行した後、前記被施工面を目視検査する第２の処理を実行し、該第２の処理による目視検査の結果に応じて前記被施工面に再度ピーニングを施す第３の処理を実行するようにし、前記被施工面に対する表面応力の改善が、前記第１の処理によるピーニング処理時間と、前記第３の処理によるピーニング処理時間を合計したピーニング処理時間により与えられるようにして達成される。
【００２５】
同じく上記目的は、原子炉の検査と予防保全の対象となる被施工面の検査を目視検査で施工し、前記被施工面の予防保全をウォータジェットピーニングによる表面応力の改善により施工するようにした原子炉の検査予防保全装置において、前記原子炉の圧力容器内に上から挿入可能にした処理機構部を設け、前記処理機構部に、前記被施工面を目視検査するためのテレビジョンカメラと、前記ウォータジェットのノズルの双方が取付けられていることによっても達成される。
【００２６】
このとき、前記ノズルによるウォータジェットピーニング処理が、前記テレビジョンカメラによる目視検査の施工の前後に分けて施工されることによっても上記目的を達成することができる。
【００２７】
同じくこのとき、前記処理機構部が案内部材を備え、前記案内部材が前記圧力容器内にある部材に着座することにより、前記処理機構部の接近用経路に対する案内が得られるようにしても上記目的を達成することができる。
【００２８】
更に、このとき、前記処理機構部が少なくとも２台、纏められていることによっても上記目的を達成することができ、前記圧力容器内の冷却水を吸引し、前記冷却水に浮遊している腐食生成物を回収する手段が設けられていることによっても上記目的を達成することができる。
【００２９】
換言すれば、上記目的は、炉内構造物に沈降堆積又は付着している腐食生成物を、ピーニング技術を応用した技術で除去後に検査を行い、欠陥の無いことを確認した後、ピーニングによる予防保全を行う効率的で確実な検査と予防保全方法と装置を提供することによって達成され、更に上記目的は、原子炉内を水中環境とし、装置に遮へい体が無くても取付けられる案内機構を持たせ、定期点検工程に影響の少ない効率的な検査予防保全装置を提供することによって達成される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、原子炉圧力容器と炉内構造物に沈降堆積し付着している腐食生成物があっても、それらを取り除いた状態で、当該原子炉圧力容器と炉内構造物が検査できるので、検査精度を向上させることができ、且つ原子炉の検査精度と予防保全効率の向上が図れ、信頼性の確保に必要な労力と時間が軽減できる。
【００３１】
また、本発明によれば、炉内構造物に沈降堆積又は付着している腐食生成物除去のためのピーニング時間が、予防保全に必要なピーニング時間に累積した時間として扱えるので、工程の簡略化と工事期間の短縮化を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明による原子炉の検査予防保全方法及び装置について、図示の実施形態により詳細に説明する。
【００３３】
ここで、図１は本発明による原子炉の検査予防保全方法の一実施形態による動作を説明するためのフロー図で、以下、この図により、この実施形態による動作について説明する。
【００３４】
まず、始めに、ウォータジェットによる処理について、ピーニングによる応力改善が得られる条件にするか、ピーニングによる応力改善が得られない条件の何れかの条件に設定する。
【００３５】
ここではピーニングによる応力改善が得られる条件に設定し、この処理条件により、炉内構造物３(図２)の被施工面、つまり炉内構造物３の表面で検査を施工し、予防保全を施工しようとしている面(原子炉の検査対象と予防保全対象となる被施工面という)に沈降堆積又は付着している腐食生成物１を取り除く表面処理を行う(処理１)。
【００３６】
この処理１によるピーニングは第１のピーニングと定義され、これにより炉内構造物３の被施工面からソフトクラッド１、すなわち腐食生成物１が除去される。
【００３７】
ここで、この実施形態が対象としている腐食生成物について、図２により説明すると、この腐食生成物とは、図示のソフトクラッド１のことであり、これは、同じく図示のように、ハードクラッド２の上に積層した形で炉内構造物３の表面に沈降堆積又は付着しているものである。
【００３８】
このときハードクラッド２は炉内構造物３の表面に生成された酸化被膜であるが、これは極めて薄く、且つ硬質でほとんど母材の一部になっているので、通常は除去対象にはしないものである。
【００３９】
なお、以下の説明では、腐食生成物についても符号１を使用する。つまり、ソフトクラッド１という語句と腐食生成物１という語句を併用する。
【００４０】
図１に戻り、処理１で腐食生成物を取り除く際には、図示のように、直前、又は同時、或いは直後から、周囲の冷却水５の吸引回収を行い、取り除かれた腐食生成物が冷却水５と共に吸引回収されるようにし、これにより、冷却水５の清浄度と透明度を確保すると共に、検査用機器部材の放射線照射による劣化が抑えられるようにする。
【００４１】
次いで目視検査(ＶＴ)により炉内構造物３の被施工面を評価する(処理２)。このとき処理１の第１のピーニングにより、炉内構造物３の被施工面から腐食生成物１が除去されている。
【００４２】
従って、クラックなどの欠陥４が存在した場合は、それ(欠陥４)が露出されていることになり、この結果、検査精度が向上し、信頼性が高まる。
【００４３】
そして、この処理２の目視検査(ＶＴ)において、被施工面にクラックなどの欠陥４が検出されなかったら、次いで炉内構造物３の表面を再びピーニングし、これにより炉内構造物３の表面の残留応力を圧縮側に変化させ、応力の改善を図る(処理３)。
【００４４】
この処理３におけるピーニングは第２のピーニングと定義され、これにより炉内構造物３の応力腐食割れ(ＳＣＣ)の予防が得られるようにすることができる。
【００４５】
そして、このとき、この実施形態では、炉内構造物３の表面の残留応力を圧縮側に変えるのに必要なピーニング施工時間が、処理１の第１のピーニングによる施工時間と、処理３の第２のピーニングによる施工時間の合計になるようにしてある。
【００４６】
ここで、ウォータジェットを利用したピーニングの特性について図３により説明すると、このウォータジェットを利用したピーニングは、施工回数(Number of repeat(回))を変化させても、総施工時間(Total Peening time(min／m))が同じであれば、それによる残留応力改善効果はほとんど変わり無く、ほぼ等しくなるのが特徴である。
【００４７】
図３において、−○−線は、連続して１回、ピーニングした場合の特性で、−●−線は２回に分けた場合、−◇−線は３回、そして−◆−は５回に分けた場合の特性であり、何れもほとんど同じ特性を示していることが判る。
【００４８】
しかも、このウォータジェットによるピーニングの場合、更に総施工時間が或る程度を越えると残留応力改善効果に飽和が現われるのが特徴で、このことは、図３の特性では、総施工時間が３Ｔから４Ｔを越えたときに残留応力改善効果が一定となっていることから明らかである。
【００４９】
つまり、ウォータジェットによるピーニングの場合、総施工時間以外のピーニング条件、すなわち、図６に示した噴射距離Ｌ／ｄ、噴射角度θ、噴射流量Ｑ、水温ｔ、ノズル走行方向Ｆが同じであれば、残留応力改善効果は、ピーニング施行時間が連続しているか否かに関係なく、端に施工時間の累計だけで決められることになる。
【００５０】
これは、被施工面において、ピーニングによる応力改善を得るには不充分ではあるが、腐食生成物１を取り除くには充分であるとする条件として、例えば施工時間が１ｍ当たり１Ｔのウォータジェットを適用させた後、日視検査を行い、更にその後、ピーニングによる応力改善を得るのに充分な条件として、例えば施工時間が１ｍ当たり３Ｔのウォータジェットを適用させたとすると、被施工面に対するウォータジェットの総施工時間が１ｍ当たり４Ｔとなり、この場合も、応力を改善するのに充分な総施工時間が得られることを意味する。
【００５１】
そして、このことは、まさに図１の実施形態において、腐食生成物１を取り除くための第１のピーニングによる処理１と、応力を改善するための第２のピーニングによる処理３を設け、炉内構造物３の表面の残留応力を圧縮側に変えるのに必要なピーニング施工時間が、処理１の第１のピーニングによる施工時間と、処理３の第２のピーニングによる施工時間の合計になるようにしたことにより具現されていることになる。
【００５２】
そして、この結果、図１の実施形態によれば、目視検査(ＶＴ)のための第１のピーニングによる腐食生成物１の除去処理が、第２のピーニングによる応力改善のための本来の処理に含まれた形で、同じく応力改善のための処理としても働いていることになる。
【００５３】
つまり、上記実施形態よれば、炉内構造物に沈降堆積又は付着している腐食生成物除去のためのピーニング時間が、予防保全に必要なピーニング時間に累積した時間として扱えることになる。
【００５４】
従って、この図１の実施形態によれば、夫々の目的のために作業を追加する必要が無くなるので、検査と予防保全に必要な処理を一連の作業シーケンスとして行うことができ、極めて効率的な作業を実現することができる。
【００５５】
この結果、上記実施形態によれば、点検保守工期が短縮できるので、原子力発電所による電力の安定供給が図れ、且つ検査精度が向上するので、原子力発電所による電力の供給に健全性と信頼性を持たせることができる。
【００５６】
ところで、以上は、図１に示した処理１において、ピーニングによる応力改善が得られる条件に設定した場合の実施形態について説明したが、ここで、次にピーニングによる応力改善が得られない条件に設定した場合について説明する。従って、この場合は、炉内構造物(原子炉圧力容器及び炉内構造物)３に沈降堆積又は付着している腐食生成物１を取り除くことだけが目的となる。
【００５７】
既に説明したように、ウォータジェットを利用したウォータジェットピーニングの管理項目は、図４に示すように、噴射距離Ｌ／ｄ、噴射角度θ、噴射流量Ｑ、噴射時間Ｔ、水温ｔ、ノズル走行方向Ｆがある。
【００５８】
そこで、この場合は、これらの管理項目を、ピーニングによる応力改善が得られる条件のときより弱くし、炉内構造物３に沈降堆積又は付着している腐食生成物１の取り除きだけが得られるようにする。
【００５９】
具体的に説明すると、図４の下の図において、まず、図２で説明した炉内構造物３の被施工面を２７とし、これからノズル６ａまでの距離をＬとする。そして、この距離Ｌをノズル６ａの噴射口径φｄで除算し無次元化した噴射距離Ｌ／ｄを１００以下とする。
【００６０】
次に、被施工面２７とノズル６ａの軸がなす角度を噴射角度θとし、これを９００以下とする。ここで、被施工面が球面、Ｒ面などの曲面被施工面２８であった場合は、夫々の法線２９とノズル６ａの軸がなす角度を噴射角度βとし、同じく９００以下とする。
【００６１】
ここで、ノズル６ａに供給される高圧水の流量Ｑは１分当たり４９リットル以下とし、被施工面２７、曲面被施工面２８にウォータジェットを当てている時間(噴射時間Ｔ)は、ノズル６ａを動かしながら腐食生成物１を取り除く場合は１ｍ当り２０分以下とする。また、ノズル６ａを停止した状態で腐食生成物１を取り除く場合は２分以下とする。
【００６２】
このとき、ノズル６ａの走行方向Ｆは任意でよく、ウォータジェットが噴射される周囲にある冷却水５(図２)の温度は６０℃以下とする。
【００６３】
以上の条件によりウォータジェットを利用し、処理１における第１のピーニングを行えば、炉内構造物３に沈降堆積又は付着している腐食生成物１を取り除くことができる。
【００６４】
ところで、以上は、本発明を方法として具現した場合、つまり本発明に係る原子炉の検査予防保全方法の実施形態について説明したものであるが、次に本発明を装置として具現した場合、つまり本発明に係る原子炉の検査予防保全装置の実施形態について説明する。
【００６５】
図５は、本発明に係る原子炉の検査予防保全装置の実施形態で、腐食生成物の除去手段となるピーニング処理機構と検査手段となる目視検査(ＶＴ)機構の２種の機構を１台の処理機構部６に装備させるようにした場合の一実施形態である。
【００６６】
そして、以下の説明では、この実施形態を原子炉の圧力容器２０とＣＲＤ(制御棒駆動機構)ハウジング２１とＣＲＤスタブチューブ２２の溶接部を対象として目視検査と予防保全を行うものとする。
【００６７】
ここで、処理機構部６は、上記したように、水中ＴＶカメラによる目視検査機構と腐食生成物を取り除く機構、この実施形態ではウォータジェットピーニング機構の双方を備えた部分であり、その詳細は図６に示されている。
【００６８】
この図６において、同図の(a)は処理機構部６の全体図で、同図の(b)はＡ部拡大図、そして同図の(c)は矢印Ｂ方向からみた図(Ｂ矢視図)であり、このとき、この処理機構部６は円筒部材を容器とし、全体が円柱形に作られている。
【００６９】
そして、この処理機構部６は、図５に示されているように、オペレーティングフロア７に設置されている台車(作業台車又は燃料交換台車)８のホイストクレーン９からホイストワイヤ１０により吊下げ、これにより圧力容器２０内に上から挿入可能になっている。
【００７０】
従って、台車８をオペレーティングフロア７上で縦方向と横方向に移動させ、ホイストクレーン９で処理機構部６を昇降させることにより、当該処理機構部６を圧力容器２０内で所定の位置に設定させることができる。なお、図示は省略するが、この処理機構部６は、天井クレーン１１によりハンドリング(取り扱い)することもできる。
【００７１】
このとき、処理機構部６にはウォータジェットピーニングのための高圧水を供給する必要があるが、このため、原子炉水に混入しても問題のない水の供給源となる容器１２を用意し、これからホース１３を介して高圧ポンプ１４に水が供給されている。
【００７２】
この結果、高圧ポンプ１４を働かすことにより、昇圧された水が高圧ホース１５と弁１６を介して処理機構部６に導かれ、そこに取付けられているノズル６ａ(図５、図６)から噴射され、キヤビテーション気泡６ｂを伴いながら被施工面に到達し、被施工面に沈降堆積又は付着している腐食生成物１を炉内構造物３(図２)の表面から取り除く。
【００７３】
このとき、被施工面から取り除かれた腐食生成物１は周囲の冷却水５内に浮遊し、視界不良及び雰囲気線量の増大を引起す。そこで、吸引ホース１７ｄ、フィルター１７ｂ、吸引ポンプ１７ｃ、それに制御装置１７ａを備えた腐食生成物吸引装置１７を設け、これにより、取り除かれて周囲の冷却水５の中に浮遊した腐食生成物１を冷却水５と共に吸引し、フィルター１７ｂにより回収し、冷却水５の清浄度と透明度を確保すると共に、雰囲気線量を低減し、処理機構部６の照射劣化が防止されるようにする。
【００７４】
こうして腐食生成物吸引装置１７により視界を確保した後、処理機構部６の目視検査機構により目視検査を行う。ここで、目視検査を水中ＴＶカメラで行う場合、図６(c)のＢ矢視部に示されているように、水中ＴＶカメラ６ｃを処理機構部６に搭載しておく。
【００７５】
この水中ＴＶカメラ６ｃで撮像した画像信号は、水中ＴＶカメラ制御装置１８ａとモニタ１８ｂを備えたＶＴ装置１８に供給され、ここでモニタされた画像による検査を行い、欠陥の有無などを評価する。このとき、図示は省略してあるが、ＶＴＲなどの映像記録装置をＶＴ装置１８に接続しておけば、検査記録を保管することができる。
【００７６】
従って、この実施形態によれば、腐食生成物１を除去する作業と水中ＴＶカメラ６ｃによる目視検査を並行して行うことができ、この結果、極めて効率的に作業を進めることができる。
【００７７】
ところで、これら高圧ポンプ１４、台車８、ホイストクレーン９、腐食生成物吸引装置１７、それにＶＴ装置１８の動作には電源が必要であるが、このため電源供給設備１９が用意してあり、他の電源が利用できないときにも対応できるようになっている。
【００７８】
ここで、上記したように、処理機構部６による検査対象箇所を原子炉圧力容器２０とＣＲＤスタブチューブ２２の溶接部２５、及びＣＲＤハウジング２１の溶接部２６であるとする。
【００７９】
この場合、まず、処理機構部６は、台車８及びホイストクレーン９によりハンドリングされ、図示のように、ＣＲＤハウジング２１の頂部に着座されられる。
【００８０】
このとき、ＣＲＤハウジング２１の上には上部格子板２３と炉心支持板２４があるので、処理機構部６は、これら上部格子板２３と炉心支持板２４に設けてあるアクセスルート(接近用経路)用の孔を通ってＣＲＤハウジング２１の頂部に着座させなければならない。
【００８１】
このため、ノズル６ａと水中ＴＶカメラ６ｃをアーム６ｄに取付けておき、リンク機構６ｅによりアーム６ｄが処理機構部６の内部に格納できるようにしてあり、これによりアクセスルートか極めて狭隘になっているにもかかわらず、処理機構部６が上部格子板２３と炉心支持板２４に干渉するのが回避できるようになっている。
【００８２】
こうしてＣＲＤハウジング２１の頂部に処理機構部６を着座されたら、次にリンク機構６ｅを作動させ、ノズル６ａ、水中ＴＶカメラ６ｃが取付けられているアーム６ｄを処理機構部６の内部から外部に移動させる。
【００８３】
このとき、ノズル６ａ、水中ＴＶカメラ６ｃは、夫々が矢印方向のスイング機構６ｇ、６ｆを備えていて、それらを駆動させることにより、腐食生成物１を除去し検査を行う箇所である溶接部２５、２６に狙いを定め、腐食生成物１の取り除き作業と目視検査作業を行う。
【００８４】
また、処理機構部６は、ＣＲＤスタブチューブ２２の軸を中心にして当該処理機構部６の全体を旋回させる機能６ｈが設けてあり、これにより、ノズル６ａと水中ＴＶカメラ６ｃを、原子炉圧力容器２０とＣＲＤスタブチューブ２２の溶接部２５、及びＣＲＤハウジング２１とＣＲＤスタブチューブ２２の溶接部２６のような円筒形状の対象物に対して適正な位置に追従させることができるように構成されている。
【００８５】
なお、このため、図６(b)のＡ拡大図には、ノズル６ａとアーム６ｄ及び水中ＴＶカメラ６ｃからなる部分が３箇所に描いてあり、これにより任意の位置がとれることが理解できるようにしてある。
【００８６】
一方、ノズル６ａ、水中ＴＶカメラ６ｃを取付けたアーム６ｄには昇降機構６ｉが備えられている。そこで、この昇降機構６ｉを旋回機構６ｈと同時に制御することにより、原子炉圧力容器２０とＣＲＤスタブチューブ２２の溶接部２５のように、３次元的な形状を有する対象物に対しても、ノズル６ａと水中ＴＶカメラ６ｃを適正な位置に追従させることができるようにする機能を備えている。
【００８７】
従って、この図５で説明した実施形態によれば、図１で説明した実施形態と同じく、夫々の目的のために作業を追加する必要が無くなり、検査と予防保全に必要な処理を一連の作業シーケンスとして行うことができ、極めて効率的な作業を実現することができる。
【００８８】
また、この結果、これも図１で説明した実施形態と同じく、点検保守工期が短縮できるので、原子力発電所による電力の安定供給が図れ、且つ検査精度が向上するので、原子力発電所による電力の供給に健全性と信頼性を持たせることができる。
【００８９】
なお、ここで、図示は省略してあるが、ノズル６ａと水中ＴＶカメラ６ｃのスイング機構６ｇ、６ｆを制御させ、着座させたＣＲＤスタブチューブ２２の外側にノズル６ａと水中ＴＶカメラ６ｃを移動させてやれば、処理機構部６を着座させたＣＲＤスタブチューブ２２の周囲に位置するＩＣＭハウジングと原子炉圧力容器２０の溶接部に対しても、検査と予防保全を一連の作業シーケンスの中で行うことが可能である。
【００９０】
ところで、以上の図５と図６で説明した実施形態では、原子炉圧力容器２０とＣＲＤスタブチューブ２２の溶接部２５などの原子炉底部にある対象物に、処理機構部６をそのまま吊り降ろすようにしているが、このとき、所定の案内機構を用いるようにしてもよい。そこで、以下、この案内機構を用いるようにした本発明の一実施形態について図７により説明する。
【００９１】
この実施形態の場合、まず、処理機構部６は、図７の(a)に示すように、第１の案内部材３０と第２の案内部材３１を備え、このとき、これら第１の案内部材３０と第２の案内部材３１は、何れも断面形状が方形(四角形)になるようにして縦格子構造に作られている。
【００９２】
そして、まず第２の案内部材３１は、内部に処理機構部６が縦に納められる大きさに作られ、そして第１の案内部材３０は、その内部に第２の案内部材３１が納められる大きさに作られている。
【００９３】
このとき、処理機構部６と第２の案内部材３１の間、及び第１の案内部材３０と第２の案内部材３１の間には、各々ローラーなどによるスライド機構が設けてある。
【００９４】
そして、これにより、処理機構部６は第２の案内部材３１に対して長さ方向(縦方向)に移動可能に保持され、同じく第１の案内部材３０は第２の案内部材３１に対して長さ方向に移動可能に保持されている。
【００９５】
ここで、図７の(a)では、処理機構部６が第２の案内部材３１の中に収納され、第１の案内部材３０は、第２の案内部材３１の下端部に位置した状態で吊り下げられている状態が示されている。
【００９６】
そこで、この状態で、図５で示したように、天井クレーン１１や台車８のホイストクレーン９を用い、処理機構部６を第１の案内部材３０と第２の案内部材３１と共に原子炉内の所定の座標に吊り降ろして行き、上部格子板２３のアクセスルートに処理機構部６の吊り降ろし位置が芯合わせさせた状態にする。
【００９７】
そして、この状態で、処理機構部６と第２の案内部材３１の下端に位置している第１の案内部材３０が上部格子板２３上に保持されるようにする。
【００９８】
次に、こうして第１の案内部材３０が芯合わせされ、上部格子板２３上に保持された状態で、更に処理機構部６と第２の案内部材３１を吊り降ろして行くと、上部格子板２３上に保持されている第２の案内部材３１に対して第２の案内部材３０に摺動し、これにより案内された状態になる。
【００９９】
そこで、この状態で更に処理機構部６と第２の案内部材３１を下降させて行くと、やがて下端部が炉心支持板２４の近傍に達し、今度は第２の案内部材３１が炉心支持板２４上に着座し、処理機構部６を吊り降ろす芯が合わされる。
【０１００】
このとき、図示は省略してあるが、炉心支持板２４上には位置決めピンがあり、これにより芯出しされ、第２の案内部材３１が固定されるようになっている。
【０１０１】
そこで、この後、更に処理機構部６を吊り降ろして行けば、今度は処理機構部６が第２の案内部材３１に摺動し、芯合わされた状態で案内されながら更に下降し、最終的には、図７の(b)に示すように、ＣＲＤハウジング２１の頂部に着座させることができる。
【０１０２】
従って、この実施形態によれば、下降の際、まず、上部格子板２３に第１の案内部材３０が着座されるので、処理機構部６と第２の案内部材３１は、この第１の案内部材３０により案内されるようになり、この結果、処理機構部６と第２の案内部材３１が上部格子板２３と干渉するのが回避される。
【０１０３】
また、この後、同じく下降の際、今度は炉心格子板２４に第２の案内部材３１が着座されるので、処理機構部６は、この第２の案内部材３１に案内されて下降して行き、この結果、処理機構部６が炉心支持板２４と干渉するのが回避される。
【０１０４】
よって、この実施形態によれば、処理機構部６が上部格子板２３と炉心支持板２４に干渉しないよう水中ＴＶカメラ等で監視し注意しながら行っていた処理機構部６の吊り降ろし作業が簡略化され、作業時間の短縮と、処理機構部６と炉内構造物の衝突による破損防止が得られることになる。
【０１０５】
また、この実施形態によれば、第１の案内部材３０と第２の案内部材３１を用いることにより、原子炉内から処理機構部６を撤去するときでも、炉心支持板２４と上部格子板２３に対する処理機構部６の干渉に注意を払う必要がなくなるので、同じく短時間で破損の虞れ無く処理機構部６の撤去作業を行うことができる。
【０１０６】
ところで、特に説明しなかったが、図７では処理機構部６が複数台、端的にいえば２台、備えられている。そして、これにより同時に２箇所の処理に対処できるようになっている。
【０１０７】
そこで、このように、処理機構部６を複数台備え、これらを纏めて取り扱う(ハンドリング)ようにした本発明の実施形態について、以下、更に詳しく説明する。
【０１０８】
図８は、１台から複数台の処理機構部６を同時に取り扱うようにした本発明の一実施形態で、ここで、同図の(a)は、処理機構部６が４台の場合で、それらを正方形に配置し、これらを原子炉内に同時に挿入し撤去するようにしたものである。
【０１０９】
ここで、４台の処理機構部６−1〜６−４(添え字は処理機構部６の台数を表わす)は、何れも図７で説明した第１の案内部材３０−１〜３０−４と第２の案内部材３１−１〜３１−４をそれぞれ有し、図７で説明した手順に従って４台の処理機構部６−1〜６−４を同時に原子炉内に挿入し、撤去することができるように構成されている。
【０１１０】
このとき、４台の処理機構部６−1〜６−４と第１の案内部材３０−１〜３０−４、それに第２の案内部材３１−１〜３１−４は、全体として質量が大きく、従って、これを取り扱う台車３２には専用のものを使用することが望ましい。
【０１１１】
また、これと同じ理由で、それらの吊り下げ用には、図８の(イ)部詳細に示すように、２本のチェーン３３が用いられ、これを専用の台車３２に備えられている電動機駆動のスプロケット車３２ａにより繰り出したり、繰り込んだりし、４台の処理機構部６−1〜６−４と第１の案内部材３０−１〜３０−４、それに第２の案内部材３１−１〜３１−４が全体として昇降されるようになっている。
【０１１２】
そして、この専用の台車３２も、図５の実施形態で説明した台車８と同じく原子炉上を縦方向(走行)と横方向(横行)に移動し、処理機構部６−１〜６−４を設定するため、所定の座標に移動させることができるようになっている。
【０１１３】
また、このとき２本のチェーン３３の間には、同じく図８の(イ)部詳細に示すように、保持部材３６が長さ方向に沿って幾つか設けてあり、これらに、夫々が処理機構部６−１〜６−４に接続されているケーブル３４と高圧水用のホース３５が保持されている。
【０１１４】
ここで、従来技術では、処理機構部６を下降させる際、これらのケーブルやホースは、吊り下げ用のチェーンに順次数１０ｃｍから数ｍのピッチで固定する作業が必要であり、他方、上昇時には固定したケーブルとホースの取外し作業が必要であったが、この実施形態によれば、このような作業は不要であり、従って、効率的に昇降作業を行うことができる。
【０１１５】
次に、図８の(b)は、同じく４台の処理機構部６−１〜６−４を同時に原子炉内に挿入し、撤去するようにした場合の実施形態で、この場合、図８(a)とは処理機構部６−１〜６−４の配置が異なり、正方形に配置するのではなく、４台の処理機構部６−１〜６−４を一列に並べて配置した場合の一実施形態である。
【０１１６】
ここで、図示は省略するが、この図８の(b)の場合も、同じく専用の台車３２とスプロケット車３２ａを用い、ケーブル３４、ホース３５など共に一列に並べた４台の処理機構部６−１〜６−４を取り扱うようにするのが望ましい。
【０１１７】
また、図８の(c)は、２台の処理機構部６−１、６−２を同時に原子炉内に挿入、撤去するようにした場合の一実施形態で、これは図５と図６で説明した実施形態の場合と同じであり、この場合も、同じく専用の台車３２とスプロケット車３２ａを用い、ケーブル３４、ホース３５など共に一列に並べた４台の処理機構部６−１〜６−４を取り扱うようにするのが望ましい。
【０１１８】
ここで、図８(d)は、処理機構部６が１台だけで、これを原子炉内に挿入、撤去するようにした場合の一実施形態であり、従って、これは図５と図６で説明した実施形態の場合と同じであるが、参考のため、ここにも記載したものである。
【０１１９】
そして、この１台の処理機構部６の場合も、同じく専用の台車３２とスプロケット車３２ａを用い、ケーブル３４、ホース３５など共に一列に並べた４台の処理機構部６−１〜６−４を取り扱うようにしてもよいが、この場合は、質量が大きくないいため、図５で説明したように、従来から使用されている台車８とホイストクレーン９により作業することも可能である。
【０１２０】
なお、図８では図示を省略しているが、３台の処理機構部６を纏めて取り扱うようにしてもよいことは無論である。
【０１２１】
次に、上記したように、複数台の処理機構部６を纏めて取り扱うようにした場合の処理について説明すると、このように１台、２台、３台、それに４台の処理機構部６を纏めて取り扱うようにした場合、それらを組合せて使用することにより、原子炉の検査予防保全を更に効率化することができる。
【０１２２】
このとき、上記した組合わせについては、対象となる原子力発電所の定期点検工程や計画、或いは点検予防保全対象箇所の配置に合わせて選択する。
【０１２３】
ここで、図９は、一例として、出力が７８０ＭＷｅ級の原子力発電プラントにおける原子炉圧力容器２０の中の様子を示したものであるが、この場合、ＣＲＤハウジング２１とＣＲＤスタブチューブ２２は１３７体もあり、従って、図６で説明した溶接部２５と溶接部２６も夫々１３７箇所あることになる。
【０１２４】
そして、このように１３７箇所もある溶接部を点検し予防保全する場合、もしも処理機構部６を１台(単体)で取り扱うようにしたとすれば、点検と予防保全対象箇所は、当然のこととして１３７箇所となり、従って、処理機構部６の設定と撤去の回数も対象箇所数と同数の１３７回になってしまう。
【０１２５】
一方、ここで、図８で説明したように、複数台の処理機構部６を纏めて取り扱うようにしてやれば、その台数の組合わせにもよるが、処理機構部６の設定撤去の回数を大幅に削減させることができる。
【０１２６】
図９の例により説明すると、この場合、その配置上の制約から、処理機構部６が１台の場合と、２台の場合、それに４台の場合を組合せ、これらを併用して点検と予防保全を行うようにする。
【０１２７】
このとき図９では、処理機構部６が１台の場合を除き、太線で描いた四角形の枠が組合わせ状態を表わしている。そこで、この場合は、図示のように、１台の処理機構部６のとき３回で、２台のときは１１回、そして４台のとき２８回、夫々処理すればよいことになる。
【０１２８】
従って、この場合、処理機構部の設定と撤去の回数は、３回＋１１回＋２８回となり、全部で４２回で済むことになり、作業ステップを大幅に削減させることができる。
【０１２９】
なお、ここでは図示を省略するが、原子炉圧力容器２０の最外周に配置されるＣＲＤスタブチューブ２２に対して、３台の処理機構部６をＬ型に組合せて点検、予防保全を行うことも可能であり、この場合は更に設定、撤去回数を削減することができる。
【０１３０】
しかも、このとき第１の案内部材３０と第２の案内部材３１を使用することができ、これによれは、更に処理機構部６の設定、撤去作業が簡便化され、且つ作業時間が短縮化されることになり、作業ステップの削減と併せて原子力発電所の定期点検工期の大幅な短縮が図れることになる。
【０１３１】
なお、上記の実施形態では、処理機構部６を４台まで組合せた場合について説明したが、更に処理機構部６の組合せ台数を多くすることも、専用の台車３２の能力増加と工事コストが許されれば、技術的には可能である。
【０１３２】
次に、図１０により、本発明の実施形態における腐食生成物吸引装置１７の詳細について説明する。
【０１３３】
ここで、この腐食生成物吸引装置１７については、既に図５の実施形態において概略説明したように、制御装置１７ａとフィルター１７ｂ、吸引ポンプ１７ｃ、それに吸引ホース１７ｄを備えている。
【０１３４】
しかし、詳細には、更に図１０に示すように、吸引ヘッド１７ｅ、フィルター１７ｂの差圧を監視する圧力計１７ｇ、フィルター１７ｂ周辺の放射線当量率を監視するモニタ１７ｈ、吸引ヘッド１７ｅを操作するポール状の治工具１７ｆとを備えたものとして構成されている。
【０１３５】
そして、まず吸引ヘッド１７ｅは、取り除かれ周囲の冷却水５に浮遊している腐食生成物１を周囲の冷却水５と共に、且つ効率的に吸引できるように大径の吸引口、或いは末広がりのラッパ状に開口した吸引口、或いはブラシ付きの吸引口、或いは複数の吸引口を備えている。
【０１３６】
そして、この吸引ヘッド１７ｅは、台車８上からポール状の治工具１７ｆにより操作され、所定の場所、例えば処理機構部６のノズル６ａの近傍に位置させられる。
【０１３７】
そこで、吸引ポンプ１７ｃを動作させると、吸引ヘッド１７ｅから、周囲の冷却水５と共に腐食生成物１が吸引され、吸引ホース１７ｄを通ってフィルター１７ｂに導かれ、ここで冷却水５から腐食生成物１が分離される。
【０１３８】
そして、フィルター１７ｂで分離された腐食生成物１はフィルター１７ｂ内に残って回収され、他方、冷却水５は、フィルター１７ｂを透過し、吸引ポンプ１７ｃを経由して圧力容器２０内に戻され、再度、冷却水５として利用される。
【０１３９】
以上の動作は制御装置１７ａにより制御されるが、このときフィルター１７ｂは、動作時間と共に回収した腐食生成物１の量が多くなり、冷却水５が透過する際の抵抗が増加し、且つ腐食生成物１を回収したことにより、フィルター１７ｂの線量当量率が増大してゆく。
【０１４０】
そこで、まず、上記した抵抗の増加を、圧力計１７ｇにより、フィルター１７ｂの入口と出口の差圧として監視し、次に、上記した線量当量率の増加は、モニタ１７ｈにより監視する。
【０１４１】
そして、圧力計１７ｇで監視し検出した差圧の計測値と、モニタ１７ｈで監視し検出した線量当量率の計測値をフィルター１７ｂの交換時期の目安として管理し、必要に応じてフィルター１７ｂの清掃や交換を実施するのである。
【０１４２】
このとき、フィルター１７ｂは、腐食生成物１の回収により線量当量率が増大するため、図示のように、プール内で冷却水５の中に設定し、遮へいすることが望ましい。
【０１４３】
なお、図示は省略してあるが、このとき、鉛、鋼など比重が大きい金属、或いは非鉄金属で作られた容器を準備し、その中にフィルター１７ｂを設置し、更なる遮へいを図るようにいてもよい。
【０１４４】
従って、以上の実施形態によれば、原子炉圧力容器及び原子炉内構造物に沈降堆積又は付着している腐食生成物を取り除いた状態での原子炉圧力容器及び原子炉内構造物の各種検査が可能になり、検査精度を向上させることができる。
【０１４５】
同じく、原子炉圧力容器及び原子炉内構造物に沈降堆積又は付着している腐食生成物除去を目的とした第１のピーニングと、予防保全に必要な第２のピーニングは累積時間として扱えるので、工事工期を短縮させることができる。
【０１４６】
同じく、複数台の装置を同時に取り扱うことが可能になり、且つ案内機構によるガイドが可能になるので、より短時間で効率的な工事がかのになり、原子炉内作業時間の短縮化を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明による原子炉の検査予防保全方法の一実施形態における動作を説明するためのフロー図である。
【図２】本発明が対象としている腐食生成物の一例を示す模式図である。
【図３】ウォータジェットピーニングにおける残留応力改善効果に対する総施工時間の影響を説明するための特性図である。
【図４】ピーニングを目的としない条件についての一例を示した説明図である。
【図５】本発明による原子炉の検査予防保全装置の一実施形態を示す構成図である。
【図６】本発明による原子炉の検査予防保全装置の一実施形態における部分拡大説明図である。
【図７】本発明による原子炉の検査予防保全装置の他の一実施形態を示す部分拡大構成図である。
【図８】本発明による原子炉の検査予防保全装置の更に別の一実施形態を示す部分拡大構成図である。
【図９】本発明による原子炉の検査予防保全装置の更に別の一実施形態による動作を説明するための構成図である。
【図１０】本発明による原子炉の検査予防保全装置の一実施形態における腐食生成物吸引装置の詳細を説明るための構成図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１：腐食生成物(ソフトクラッド)
２：ハードクラッド
３：原子炉圧力容器又は炉内構造物
４：欠陥
５：冷却水
６：処理機構部
６ａ：ノズル
６ｃ：ＴＶカメラ
７：オペレーティングフロア
８：台車(作業台車又は燃料交換台車)
９：ホイストクレーン
１０：ホイストワイヤ
１１：天井クレーン
１２：容器(原子炉内の水に混入しても問題のない水の供給源)
１３：ホース
１４：高圧ポンプ
１５：高圧ホース
１６：弁
１７：腐食生成物吸引装置
１８：ＶＴ装置(目視検査装置)
１９：電源供給設備
２０：原子炉圧力容器
２１：ＣＲＤハウジング(制御棒駆動機構ハウジング）
２２：ＣＲＤスタブチューブ(制御棒駆動機構スタブチューブ）
２３：上部格子板
２４：炉心支持板
２５：溶接部(原子炉圧力容器とＣＲＤスタブチュープの溶接部)
２６：溶接部(ＣＲＤハウジングとＣＲＤスタブチューブの溶接部)
２７：被施工面
２８：曲面
２９：法線
３０：第１の案内部材(上部格子板用案内機構)
３１：第２の案内部材(炉心支持板用案内機構)
３２：専用の台車
３３：チェーン
３４：ケーブル
３５：ホース(高圧水用のホース)
３６：保持部材(ケーブルとホースの保持機構)
【図１】
2005233838.tif 000003
【図２】
2005233838.tif 000004
【図３】
2005233838.tif 000005
【図４】
2005233838.tif 000006
【図５】
2005233838.tif 000007
【図６】
2005233838.tif 000008
【図７】
2005233838.tif 000009
【図８】
2005233838.tif 000010
【図９】
2005233838.tif 000011
【図１０】
2005233838.tif 000012