(57)【要約】【課題】  ひびの位置と大きさの計測に関して、必要な計測精度と簡便性とを併せ持った炉内位置計測装置を提供する。【解決手段】  この炉内位置計測装置３は、原子炉圧力容器内の炉心シュラウド１のインディケーションの大きさと位置を計測する炉内位置計測装置であって、カメラ４を保持してそのカメラ４の方位及び位置を制御及び計測できる装置本体５と、カメラ４からの映像情報とカメラの位置情報とを同時に取り込むようになされた装置制御盤６と、この装置制御盤６からのデータを処理して一定の倍率でインディケーションを作図出来るようにしたデータ処理ＰＣ装置８とを備えている。【選択図】  図２
2005308459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器内の炉心シュラウドのインディケーションの大きさと位置を計測する炉内位置計測装置であって、
カメラを保持してそのカメラの方位及び位置を制御及び計測できる装置本体と、
カメラからの映像情報とカメラの位置情報とを同時に取り込むようになされた装置制御盤と、
この装置制御盤からのデータを処理して一定の倍率でインディケーションを作図出来るようにしたデータ処理ＰＣ装置と、
を備えたことを特徴とする炉内位置計測装置。
【請求項２】
前記装置本体は、前記炉心シュラウドの炉心上部格子板に装着され、この炉心上部格子板からシュラウド内部に突出して設けられ、その先端部にカメラを保持するようになされたものであって、前記装置本体は、
この装置本体を炉心上部格子に固定する装置固定機構と、
前記カメラを前記装置本体の突出する方向の第１の軸線周りに回動させる旋回機構と、
前記カメラを前記装置本体の突出方向と略直交する第２の軸線周りに回動させるチルト機構と、
前記カメラを前記第２の軸線から離接する方向に移動させる直動機構と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の炉内位置計測装置。
【請求項３】
前記装置本体は、
前記旋回機構による旋回角度を計測するとともに、その計測結果を前記装置制御盤に出力する旋回角度計測装置と、
前記チルト機構によるチルト角度を計測するとともに、その計測結果を前記装置制御盤に出力するチルト角度計測装置と、
前記直動機構による直動距離を計測するとともに、その計測結果を前記装置制御盤に出力する直動距離計測装置と、
をさらに備え、前記カメラの原点位置からの変位およびその方向を計測できるようになされたことを特徴とする請求項２に記載の炉内位置計測装置。
【請求項４】
前記装置本体は、
前記カメラが撮影する対象を照明する水中照明装置と、
この水中照明装置をカメラの近傍に保持するとともに、この水中照明装置を前記カメラの光軸に対して直交方向に移動できる照明保持装置と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の炉内位置計測装置。
【請求項５】
前記装置本体は、前記装置固定機構と前記旋回機構との間に、前記装置本体の前記シュラウド内への突出量を増加させる延長パイプを装着可能であることを特徴とする請求項２に記載の炉内位置計測装置。
【請求項６】
前記チルト機構はクラッチ機構を有し、このクラッチ機構によって前記チルト機構を解除することによって、前記カメラを前記装置本体の突出方向に位置せしめ、前記装置本体を前記炉心上部格子板から取り外しできるようしたことを特徴とする請求項２に記載の炉内位置計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は沸騰水型原子炉圧力容器内のシュラウド等の機器の健全性を評価するためのひび等のインディケーションの位置と大きさを計測する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シュラウド内面のひびの位置と大きさを計測する場合、水中にカメラと照明を投下し、別にスケールを対象物に当てることでひびの位置と大きさをスケールと対比して読み取りを行ってきた。しかしながら、この方法は、作業性が悪い上に読み取り精度が極めて悪い。さらに、ひびの大きさの作図は手作業で行われるため、時間がかかる上に個人差の出やすい不正確なものとなっていた。また、後で実施するフェイズドアレイＵＴとの位置情報のずれが生じてしまい問題となっていた。
【０００３】
一方、原子炉に対しては、新たな維持基準が設けられ、今後炉内点検の必要性がさらに高まってきている。カメラを用いた目視検査（ＶＴ）でひびが見つかった場合、ひびの位置及び大きさの計測が求められ、また、そのひびの評価として計測精度が要求されるようになってきている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであって、ひびの位置と大きさの計測に関して、必要な計測精度と簡便性とを併せ持った検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明にあっては、原子炉圧力容器内の炉心シュラウドのインディケーションの大きさと位置を計測する炉内位置計測装置であって、カメラを保持してそのカメラの方位及び位置を制御及び計測できる装置本体と、カメラからの映像情報とカメラの位置情報とを同時に取り込むようになされた装置制御盤と、この装置制御盤からのデータを処理して一定の倍率でインディケーションを作図出来るようにしたデータ処理ＰＣ装置とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明にあっては、前記装置本体は、前記炉心シュラウドの炉心上部格子板に装着され、この炉心上部格子板からシュラウド内部に突出して設けられ、その先端部にカメラを保持するようになされたものであって、前記装置本体は、この装置本体を炉心上部格子に固定する装置固定機構と、前記カメラを前記装置本体の突出する方向の第１の軸線周りに回動させる旋回機構と、前記カメラを前記装置本体の突出方向と略直交する第２の軸線周りに回動させるチルト機構と、前記カメラを前記第２の軸線から離接する方向に移動させる直動機構とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明にあっては、前記装置本体は、前記旋回機構による旋回角度を計測するとともに、その計測結果を前記装置制御盤に出力する旋回角度計測装置と、前記チルト機構によるチルト角度を計測するとともに、その計測結果を前記装置制御盤に出力するチルト角度計測装置と、前記直動機構による直動距離を計測するとともに、その計測結果を前記装置制御盤に出力する直動距離計測装置とをさらに備え、前記カメラの原点位置からの変位およびその方向を計測できるようになされたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明にあっては、前記装置本体は、前記カメラが撮影する対象を照明する水中照明装置と、この水中照明装置をカメラの近傍に保持するとともに、この水中照明装置を前記カメラの光軸に対して直交方向に移動できる照明保持装置とをさらに備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明にあっては、前記装置本体は、前記装置固定機構と前記旋回機構との間に、前記装置本体の前記シュラウド内への突出量を増加させる延長パイプを装着可能であることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明にあっては、前記チルト機構はクラッチ機構を有し、このクラッチ機構によって前記チルト機構を解除することによって、前記カメラを前記装置本体の突出方向に位置せしめ、前記装置本体を前記炉心上部格子板から取り外しできるようしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、カメラの位置と方向を移動駆動しかつその移動量を計測できるようにした装置本体と、この位置データとカメラ映像を同時に取り込む装置制御盤と、図面上の寸法関係と対比しながら遠近差によりゆがんだ映像を等距離画像に修正して出力が可能なデータ処理ＰＣ装置を備えているから、特殊な水中カメラ操作などの特殊技量者を含む多人数を要しての煩雑な作業を最小限の作業で行うことができ、かつ位置データと映像の読み取りから画像処理出力までの主要部を機械的に行うことができるから、ひびの位置と大きさを効率よく高精度に特定することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、装置本体は、装置固定機構と、旋回機構と、チルト機構と、直動機構とを有しているから、装置本体を炉心上部格子板に容易に装着することができるとともに、カメラを炉心シュラウド内のいかなる位置にも向けることができ、その映像をすみやかに得ることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、旋回角度計測装置とチルト角度計測装置と直動距離計測装置とを有しているから、カメラの位置が明確となり、図面上からその映像とカメラとの距離が明らかとなって、映像内のインディケーションの位置と大きさを明確にすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、水中照明をカメラの近傍に保持し、この照明具をカメラ軸に対して直交方向に移動できるようにしているから、別途投下照明のようなわずらわしい位置調整を行う必要がなく、ハレーション防止のための電源位置移動調整を容易に行うことができ、電圧による照明強度の調整と合わせて、カメラ映像に敏感に影響する照明調整を簡単かつ容易に行うことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、前記装置本体は、前記装置固定機構と前記旋回機構との間に、前記装置本体の前記シュラウド内への突出量を増加させる延長パイプを装着可能にしているから、シュラウド上の溶接線位置が大きく異なるシュラウド上部位置から中間位置もしくは下部位置の計測に関して、作業を切り替える場合に、切り替え作業を容易に行うことができ作業性を向上させることができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、カメラの軸動フレームのチルト駆動モータもしくは減速機に異常があった時に、モータ軸との動力伝達解除を、外部からのナットゆるめ操作で簡単に出来るようにしているから、万一、モータ電源ケーブルの切断もしくは水の浸入によるモータ動作不能のような時にも、ナットレンチで簡単にチルト軸系の動力伝達を解除できる。従って、カメラ軸を装置収納位置に戻すことができ、炉心上部格子板等の穴を通して装置を回収することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態である炉内位置計測装置を図１ないし図５を参照して説明する。図１は、炉内位置計測装置の全体を示す構成図。図２は、炉内位置計測装置の装置本体の断面図。図３は、図２に示す断面に対して装置本体の垂直軸廻りに９０°回転した位置を示す断面図。図４は、カメラの軸線方向前方から見た正面図。図５は、計測対象位置が異なる場合に延長パイプを取り付けた状態を示す図である。
【００１８】
図１において、符号１は炉心シュラウドを示し、この炉心シュラウド１には炉心上部格子板２が設けられている。この炉心上部格子板２には、炉心位置計測装置３の装置本体５が装着されている。この装置本体５はその先端部に、軸移動、チルト回転、旋回移動が可能なカメラ４を有しており、このカメラ４を位置駆動しその移動量を計測できるようになっている。この装置本体５には、ケーブルを介して装置制御盤６が接続されている。この装置制御盤６は、カメラともケーブル及びホースを介して接続されており、カメラの駆動制御とともにカメラ映像と位置データを同時に取り込めるようになっている。この装置制御盤６には、ケーブルを介してデータ処理ＰＣ装置８が接続されている。このデータ処理ＰＣ装置８は、装置制御盤からのデータ７を処理して等距離に展開表示できるようになっている。そして、これら装置本体５、装置制御盤６、データ処理ＰＣ装置８は炉内位置計測装置３を構成する。なお、装置制御盤６とデータ処理ＰＣ装置８はＡＣ電源に接続されている。
【００１９】
図２および図３において、装置本体５は、この装置本体５を炉心上部格子板２に固定する装置固定機構５Ａと、カメラを垂直軸（第１の軸１０１）周りに旋回させる旋回移動機構５Ｂと、カメラを垂直軸に直交する軸（第２の軸１０２）周りに回動させるチルト方向回転移動機構５Ｃと、カメラを第２の軸１０２軸に離接する方向に移動させる軸方向直動移動機構５Ｄとを有している。そして、これら旋回移動機構５Ｂ、チルト方向回転移動機構５Ｃ、軸方向直動移動機構５Ｄは、それぞれ、旋回移動機構５Ｂによる移動角度を計測する旋回位置計１９、チルト方向回転移動機構５Ｃによる移動角度を計測するチルト位置計２７、軸方向直動移動機構５Ｄによる移動距離を計測する直動位置計３５を有しており、現在のカメラ位置が据え付け時の原点位置からの移動量でわかるようになっている。
【００２０】
装置固定機構５Ａは、炉心上部格子板２上に据え付けられ、炉心上部格子板２に着座する据付上板１１を有している。この据付上板１１には、この据付上板１１から下方に延びて格子内に挿入される２つの固定側ガイド１２、１２と２つの押付け側ガイド１３、１３が設けられている。２つの固定側ガイド１２、１２は軸周りに９０°の位置に配置されているとともに、２つの押付け側ガイド１３、１３は、２つの固定側ガイド１２、１２と反対側の位置に配設されている。そして、これら押付け側ガイド１３、１３には、押付けシリンダ１４によって押圧される押付け板１５が設けられている。そして、これら押付け板１５を格子内壁面に押圧することによって固定側ガイド１２とともに装置本体５を炉心上部格子板２に固定する。このようにして、装置本体５の位置と方位の原点が確定する。
【００２１】
旋回移動機構５Ｂは、据付上板側筒体１１ａ、旋回動モータ１６、旋回胴１７、固定軸１８、旋回位置計１９、プーリ１０Ａ、プーリ１０Ｂ、ベルト２０を有している。
【００２２】
旋回移動機構５Ｂをコンパクト化するために、旋回モータ１６の本体は旋回胴１７内に収納固定されている。また、旋回モータ１６の出力軸は、固定軸１８に取付けられており、固定軸１８は据付上板側筒体１１ａに固定され、この据付上板側筒体１１ａは据付上板１１に固定されている。従って、旋回モータ１６が駆動されると旋回モータ１６の出力軸は回転せず旋回モータ１６の本体が回転する。一方、旋回位置計１９は、旋回胴１７に取付けられており、旋回位置計１９の回転軸はプーリ１０Ｂ、ベルト２０、プーリ１０Ａを介して固定軸１８に接続されている。
【００２３】
このような構成において、旋回モータ１６が駆動されると、旋回モータ１６の出力軸は固定側と連結しているため回転せず、旋回モータ１６の本体側が旋回胴１７と共にモータ軸回転とは逆方向に回転する。また、旋回位置計１９は、旋回胴１７とともに
固定軸１８の周りを周回し、プーリ１０Ｂが旋回位置計１９に対して回転し回転数がカウントされる。
【００２４】
このように旋回モータ１６が固定側ではなく旋回胴１７内に収納されているため、旋回移動機構５Ｂ全体ををコンパクトにすることができる。また、装置固定機構５Ａの据付上板１１周りが駆動部の上方に抜けるように出来るので、図５のように延長パイプ９を取付けることができる。従って、シュラウド中間部以降の観察にも駆動装置の共用使用が可能となる。
【００２５】
従来のモータを固定側に置く配置では、旋回位置計の配置と重なって径方向の寸法も大きくなり、据付上板１１が上下どちらにも簡単には抜けなくなる。その結果、セット換えに分解範囲が多くなり、煩雑な作業となる。また、駆動部が上下に分れることになりケーブルの取扱いが複雑となる。これに対して、上記旋回移動機構５Ｂでは、装置全体をコンパクトにできるとともに、延長パイプの装着も容易に行えるようになっている。
【００２６】
このようにして、旋回モータ１６を駆動することにより旋回胴１７を回転させるとともに、旋回位置計１９の回転軸の回転により、旋回駆動量を計測することができる。
【００２７】
チルト方向回転移動機構５Ｃは、旋回胴１７に固定されたチルトモータ２１を有している。このチルトモータ２１の出力軸であるチルト駆動軸２３には、マイタ歯車２４Ａが固定されており、このマイタ歯車２４Ａにはマイタ歯車２４Ｂがかみ合っている。このマイタ歯車２４Ｂにはチルト出力軸３９が固定されており、このチルト出力軸３９は、キー４２Ａ、クラッチ２８、プーリ２５Ａ、ベルト２６、プーリ２５Ｂ、キー４２Ｃを介してチルトセンター軸２２に連結されている。一方、チルト駆動軸２３は、プーリ３７Ａ、ベルト４３、プーリ３７Ｂを介してチルト位置計２７に接続されている。
【００２８】
このような構成において、旋回移動機構５Ｂの旋回胴１７に固定されているチルトモータ２１を駆動すると、チルト駆動軸２３が回転し、チルト駆動軸２３に取付けられているマイタ歯車２４Ａが，マイタ歯車２４Ｂを駆動しマイタ歯車２４Ｂを固定しているチルト出力軸３９に回転が伝達される。このチルト出力軸３９が回転すると、チルト出力軸３９に取付けられているプーリ２５Ａからベルト２６及びプーリ２５Ｂを介してキー４２Ｃで固定しているチルトセンター軸２２に動力が伝わる。そして、チルトセンター軸２２が回転すると、チルトセンター軸２２にキー４２Ｂを介して固定されている軸方向直動移動機構５Ｄのレールフレーム３０とそれに搭載されているカメラ４がチルト（伏仰）動作を行う。
【００２９】
なお、チルトモータ２１の異常等でチルト動作ができなくなり、レールフレーム３０を水平状態から垂直状態にすることができない場合には、プーリ２５Ａの側面にあるチルト出力軸３９にキー４２Ａで固定されているクラッチ２８を解除する。このようにすると、クラッチ２８とプーリ２５Ａ双方の側面に切られた歯のかみ合わせが外れ、プーリ２５Ａがチルト出力軸３９との固定から開放され回転自由となる。これにより、レールフレーム３０がチルトモータ２１の拘束を受けないようになる。この結果、チルトモータ２１が異常等で動かなくなっても、レールフレーム３０は自重により水平状態から垂直状態になり、炉心上部格子板２から容易に抜き出すことができる。
【００３０】
チルト位置計２７は旋回胴１７に取付けられ、チルト位置計２７の回転軸はプーリ３７Ｂ、ベルト４３及びプーリ３７Ａを介してチルト駆動軸２３に接続されている。チルトモータ２１を駆動することにより、チルト駆動軸２３に接続されているチルト位置計２７の回転軸が回転し、チルト駆動量を計測する。
【００３１】
軸方向直動移動機構５Ｄは、チルトセンター軸２２にキー４２Ｂを介して固定されたレールフレーム３０を有している。このレールフレーム３０には、このレールフレーム沿ってスライドガイド３３が設けられており、このスライドガイド３３には、カメラ台３４が移動可能に装着されている。また、レールフレーム３０には、雄ねじからなる駆動ネジ３２が設けられており、この駆動ネジに螺合する雌ねじを有するカメラ台をスライドガイド３３に沿って駆動するようになっている。さらに、レールフレーム３０には、直動モータ３１が設けられており、この直動モータの出力軸と駆動ネジ３２とは、プーリ４０Ａ、ベルト４１、プーリ４０Ｂを介して連結されている。また、レールフレーム３０には、直動位置計３５が設けられており、この直動位置計３５の入力軸と駆動ネジ３２とは、プーリ４４Ｂ、ベルト４５、プーリ４４Ａを介して連結されている。
【００３２】
そして、レールフレーム３０に設けられている直動モータ３１を駆動すると、プーリ４０Ａ、ベルト４１、プーリ４０Ｂを介して、駆動ネジ３２が回転する。この駆動ネジ３２が回転すると、これと螺合している雌ねじ部を有するスライドガイド３３が移動する。そして、スライドガイド３３上のカメラ台３４が軸動を行い、カメラ台に固定されているカメラ４を直動移動させる。また、駆動ネジ３２が回転すると、プーリ４４Ａ、ベルト４５、プーリ４４Ｂを介して直動位置計３５の回転軸が回転し、直動駆動量を計測できるようになっている。
【００３３】
一方、カメラ台３４には、図４に示すように、その中央にカメラ４が装着されている。また、このカメラ台３４には、カメラ４をセンターにし、その左右に水中照明３６Ａ、３６Ｂが２台配置されている。この水中照明３６Ａ、３６Ｂはガイド付きシリンダ３８Ａ、３８Ｂで保持され、シリンダ駆動でカメラ軸と直交水平方向に移動できるようになっている。これにより、照明により起こりうる映像へのハレーションのような外乱を抑え、良好な照明環境での撮影が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る炉内位置計測装置の全体を示す構成図。
【図２】図１における炉内位置計測装置の装置本体の断面図。
【図３】図２に示す断面に対して装置本体の垂直軸廻りに９０°回転した位置を示す断面図。
【図４】図２に示すカメラの軸線方向前方から見た正面図。
【図５】計測対象位置が異なる場合に延長パイプを取り付けた状態を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１  炉心シュラウド
２  炉心上部格子板
３  炉心位置計測装置
４  カメラ
５  装置本体
６  装置制御盤
８  データ処理ＰＣ装置
９  延長パイプ
５Ａ  装置固定機構
５Ｂ  旋回移動機構
５Ｃ  チルト方向回転移動機構
５Ｄ  軸方向直動移動機構
１９  旋回位置計
２７  チルト位置計
２８  クラッチ
３５  直動位置計
３６Ａ  水中照明
３６Ｂ  水中照明
３８Ａ  シリンダ
３８Ｂ  シリンダ
【図１】
2005308459.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005308459.tif 000005
【図４】
2005308459.tif 000006
【図５】
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