(57)【要約】反応炉ヘッドの内面上に取り付けられた管状構成部材の非破壊検査を行う際に使用される反応炉ヘッド検査システムを開示する。この検査システムは、上昇アームと上昇アームの遠位端に取り付けられた検査装置とを含む可動台車組立体を含む。検査装置は、カラーの内面を管状構成部材の外面の極めて近くに位置させるのを可能にするのに十分な内部寸法の内面を有するC字形またはU字形カラーを含み、かつ磁気センサおよび／または渦電流センサを含む。複数のビデオ・カメラおよび光源もカラーの遠位端に設けられ、したがって、カラーが上昇アーム上に取り付けられたときに、カラーを制御可能に反応炉ヘッドの管状構成部材の極めて近くに隣接して位置させ、管状構成部材の表面の360°表示および検査を行うことができる。
2006526785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む、反応炉ヘッドの内面上に取り付けられた管状の構成部材を検査する反応炉ヘッド検査システムであって、
位置決め装置および開口カラーが、上昇アーム上に取り付けられ、カラーを管状構成部材の極めて近くに隣接して位置させ、検査装置の位置決め中および管状構成部材の検査中に管状構成部材の外面の360°表示を行うのを可能にし、
位置決め装置が、検査プローブを管状構成部材の長手方向軸の周りを円弧状に漸進的に移動させ、かつ検査プローブを管状構成部材に沿って垂直方向に往復移動させて管状構成部材の内部の360°検査を行う、反応炉ヘッド検査システム：
上昇アームを含む可動台車組立体；ならびに
管状構成部材の外面の極めて近くにカラーの内面を位置させるのを可能にするのに十分な寸法の開口端部を有する開口カラー、
開口カラーの開口端部に隣接して位置する、管状構成部材の位置決めおよび検査表示をもたらす複数のビデオ・カメラ、
カラー上の各ビデオ・カメラに隣接して位置する、光を投影する少なくとも1つの光源、
管状構成部材の内面および／または外面を非破壊的に検査する検査プローブ、および
開口カラーに取り付けられ、検査プローブを操る位置決め装置、
を含む、上昇アームの遠位端に取り付けられた検査装置。
【請求項２】
開口カラーが、C字形またはU字形である、請求項1記載の反応炉ヘッド検査システム。
【請求項３】
開口カラーのビデオ・カメラが、管状構成部材の非破壊検査ももたらす、請求項1記載の反応炉ヘッド検査システム。
【請求項４】
非破壊検査装置が、磁界センサおよび渦電流センサからなる群から選択される検知プローブを含む、請求項1記載の反応炉ヘッド検査システム。
【請求項５】
光源が、発光ダイオードである、請求項1記載の反応炉ヘッド検査システム。
【請求項６】
上昇アームがテレスコーピングアームセグメントを含み、検査装置が1つのアームセグメントの遠位端上に取り付けられる、請求項1記載の反応炉ヘッド検査システム。
【請求項７】
検査プローブが、磁界センサおよび渦電流センサからなる群から選択される検知プローブを遠位端に取り付けられた細長いブレードの形をしている、請求項1記載の反応炉ヘッド検査システム。
【請求項８】
検査プローブが、磁界センサと渦電流センサの両方を含む検知プローブが遠位端に取り付けられた細長いブレードの形をしている、請求項1記載の反応炉ヘッド検査システム。
【請求項９】
以下を含む、反応炉ヘッドの内面上に取り付けられた管状構成部材を検査する検査装置であって、
位置決め装置と開口カラーは協働して、カラーを管状構成部材の極めて近くに隣接して位置させることを可能にし、検査装置を位置させかつ管状構成部材を検査するため管状構成部材の外面の360°表示をもたらし、
位置決め装置が、検査プローブを管状構成部材の長手方向軸の周りを円弧状に漸進的に移動させ、かつ検査プローブを管状構成部材に沿って垂直方向に往復移動させて管状構成部材の内部の360°非破壊検査を行う、検査装置：
遠位面および近位面を有する開口カラーを含む管状構成部材の内面を非破壊に検査する検査プローブ；
カラーの遠位面から延びる視界を提供し、管状構成部材の外面の360°の非破壊表示をもたらす複数のビデオ・カメラ；
各ビデオ・カメラに隣接して位置させられ、カラーの遠位面からの光を投影する少なくとも1つの光源；ならびに
検査プローブを操る位置決め装置。
【請求項１０】
開口カラーが、C字形またはU字形である、請求項9記載の検査装置。
【請求項１１】
開口カラーのビデオ・カメラが、管状構成部材の非破壊検査ももたらす、請求項9記載の検査装置。
【請求項１２】
光源が、発光ダイオードである、請求項9記載の検査装置。
【請求項１３】
非破壊検査装置が、磁界センサおよび渦電流センサからなる群から選択される検知プローブを含む、請求項9記載の検査装置。
【請求項１４】
検査プローブが、磁界センサおよび渦電流センサからなる群から選択される検知プローブを遠位端に取り付けられた細長いブレードの形をしている、請求項9記載の検査装置。
【請求項１５】
検査プローブが、磁界センサと渦電流センサの両方を含む検知プローブを遠位端に取り付けられた細長いブレードの形をしている、請求項9記載の検査装置。
【請求項１６】
検査プローブが、J型溶接部の形状に対して相補的な弧状の外面または傾斜した外面を有し、かつ磁界センサおよび渦電流センサからなる群から選択される検知プローブを遠位端に取り付けられた検査ヘッドを含む、請求項1記載の反応炉ヘッド検査システム。
【請求項１７】
検査プローブが、J型溶接部の形状に対して相補的な弧状の外面または傾斜した外面を有し、かつ磁界センサと渦電流センサの両方を含む検知プローブを遠位端に取り付けられた検査ヘッドを含む、請求項1記載の反応炉ヘッド検査システム。
【請求項１８】
検査プローブが、J型溶接部の形状に対して相補的な弧状の外面または傾斜した外面を有し、かつ磁界センサおよび渦電流センサからなる群から選択される検知プローブを遠位端に取り付けられた検査ヘッドを含む、請求項9記載の検査装置。
【請求項１９】
検査プローブが、J型溶接部の形状に対して相補的な弧状の外面または傾斜した外面を有し、かつ磁界センサと渦電流センサの両方を含む検知プローブを遠位端に取り付けられた検査ヘッドを含む、請求項9記載の検査装置。
【請求項２０】
以下の段階を含む、反応炉ヘッドの内面上に取り付けられた構成部材を検査する方法であって、検査プローブを構成部材の軸の周りを漸進的に移動させる段階が完了したとき構成部材の360°非破壊検査が達成される方法：
検査システムが反応炉ヘッドの下方に接近できるようにするアクセス・ポートを有する支持台上に反応炉ヘッドを配置する段階；
上昇アームを含む可動台車組立体、
管状構成部材の外面の極めて近くにカラーの内面を位置させるのを可能にするのに十分な寸法の開口端部を有する開口カラー、
開口カラーの開口端部に隣接して位置する、管状構成部材の位置決めおよび検査表示をもたらす複数のビデオ・カメラ、
カラー上の各ビデオ・カメラに隣接して位置する、光を投影する少なくとも1つの光源、
管状構成部材の内面および／または外面を非破壊的に検査する検査プローブ、ならびに
開口カラーに取り付けられ、検査プローブを操る位置決め装置を含む、上昇アームの遠位端に取り付けられた検査装置、を含む検査システムをアクセス・ポートを通して反応炉ヘッドの下方の位置へ移動させる段階；
上昇アームを反応炉ヘッドの内側に取り付けられた構成部材の近傍に伸長させる段階；
位置決め装置および開口カラーが構成部材の極めて近くに位置させられて構成部材の検査中に構成部材の外面の360°表示を行うように、検査装置を構成部材に隣接して位置させ、ビデオ・カメラおよび誘導用光源を使用する段階；
検査プローブを構成部材の軸の周りを漸進的に移動させ、かつ検査プローブを管状構成部材に沿って垂直方向に移動させる段階；ならびに
構成部材に沿った検査プローブのそれぞれの移動中検査プローブを使用して構成部材の非破壊検査を行い、構成部材の特定の検知位置に欠陥および／または障害が存在するかどうかを判定する段階。
【請求項２１】
構成部材が反応炉ヘッド内に垂直方向に取り付けられた管状構成部材であり、検査プローブの漸進的な移動が管状構成部材の長手方向軸の周りで行われ、検査プローブの往復移動が管状構成部材の垂直方向範囲に沿って行われる、請求項20記載の構成部材を検査する方法。
【請求項２２】
検査プローブが、管状構成部材の内面の周りを漸進的に移動する、請求項21記載の構成部材を検査する方法。
【請求項２３】
検査プローブが、管状構成部材の外面の周りを漸進的に移動する、請求項21記載の構成部材を検査する方法。
【請求項２４】
管状構成部材が内部反応炉ヘッドに溶接され、検査プローブが漸進的に垂直方向に移動することによって、検査プローブが溶接部に隣接して位置させられ溶接部の360°非破壊検査を行う、請求項21記載の構成部材を検査する方法。
【請求項２５】
検査プローブが、磁界センサおよび渦電流センサからなる群から選択される検知プローブを遠位端に含み、検知プローブが、構成部材の各検知位置ごとに残留磁界または電界を検知するように、漸進的な往復移動によって、細長いブレードの遠位端が構成部材の周りを構成部材に沿って移動する、請求項20記載の構成部材を検査する方法。
【請求項２６】
検査プローブが、磁界センサと渦電流センサの両方を含む検知プローブを遠位端に含み、検知プローブが、構成部材の各検知位置ごとに残留磁界と電界の両方を検知するように、漸進的な往復移動によって、細長いブレードの遠位端が構成部材の周りを構成部材に沿って移動する、請求項20記載の構成部材を検査する方法。
【請求項２７】
検査プローブが、磁界センサおよび渦電流センサからなる群から選択される検知プローブを遠位端に取り付けられた細長いブレードの形をしており、検知プローブが、構成部材の各検知位置ごとに残留磁界または電界を検知するように、漸進的な往復移動によって、細長いブレードの遠位端が構成部材の周りを構成部材に沿って移動する、請求項20記載の構成部材を検査する方法。
【請求項２８】
検査プローブが、磁界センサおよび渦電流センサの両方を含む検知プローブを遠位端に取り付けられた細長いブレードの形をしており、検知プローブが、構成部材の各検知位置ごとに残留磁界と電界の両方を検知するように、漸進的な往復移動によって、細長いブレードの遠位端が構成部材の周りを構成部材に沿って移動する、請求項20記載の構成部材を検査する方法。
【請求項２９】
検査プローブが、溶接部の形状に対して相補的な弧状の外面または傾斜した外面を有し、かつ磁界センサおよび渦電流センサからなる群から選択される検知プローブを遠位端に取り付けられた検査ヘッドを含み、検知プローブが、溶接部の各検知位置および／または反応炉ヘッドの隣接付近において残留磁界または電界を検知するように、漸進的な往復移動によって、細長いブレードの遠位端が構成部材の周りを構成部材に沿って移動する、請求項24記載の構成部材を検査する方法。
【請求項３０】
検査プローブが、溶接部の形状に対して相補的な弧状の外面または傾斜した外面を有し、かつ磁界センサと渦電流センサの両方を含む検知プローブを遠位端に取り付けられた検査ヘッドを含み、検知プローブが、溶接部の各検知位置および／または反応炉ヘッドの隣接付近において残留磁界と電界の両方を検知するように、漸進的な往復移動によって、細長いブレードの遠位端が構成部材の周りを構成部材に沿って移動する、請求項24記載の構成部材を検査する方法。
【請求項３１】
以下の段階をさらに含む、請求項20記載の方法であって、検査プローブが、磁界センサを含み、漸進的な往復移動によって磁界センサが移動して構成部材の各検知位置で残留磁界形跡を検知する方法：
反応炉ヘッドの各構成部材の検査を所定の時間間隔で行い、構成部材の各検知位置の残留磁界形跡のライブラリを累積する段階であって、ライブラリー検知位置に欠陥および／または障害を有する構成部材の検知位置ならびに検知位置に欠陥および／または障害を有さない構成部材の検知位置の残留磁界形跡を含む段階；
最新の検査から得た各検知位置の残留磁界形跡を各検知位置の残留磁界形跡のライブラリと比較し、構成部材の各検知位置での残留磁界形跡の変化を判定する段階；ならびに
特定の検知位置の最新の検知された残留磁界形跡または構成部材の特定の検知位置の残留磁界形跡の変化を、すべての構成部材の残留磁界形跡のライブラリと比較することによって、構成部材の特定の検知位置に欠陥または障害が形成される可能性を求める段階。
【請求項３２】
検査プローブを構成部材の軸の周りを漸進的に移動させ、検査プローブを構成部材に沿って往復移動させる段階、ならびに
検査プローブを構成部材に沿って移動させるたびに検査プローブを使用して構成部材の非破壊検査を行い、構成部材の特定の検知位置に欠陥および／または障害が存在するかどうかを判定する段階を含む、反応炉ヘッドの内面上に取り付けられた構成部材を検査する方法であって、
検査プローブを構成部材の軸の周りを漸進的に移動させる段階が完了したときに、構成部材の360°非破壊検査が達成され、
検査プローブが、磁界センサを含み、漸進的な往復移動によって磁界センサが移動して構成部材の各検知位置で残留磁界形跡を検知し、
反応炉ヘッドの各構成部材の検査を所定の時間間隔で行い、構成部材の各検知位置の残留磁界形跡のライブラリを累積する段階であって、ライブラリー検知位置に欠陥および／または障害を有する構成部材の検知位置の残留磁界形跡ならびに検知位置に欠陥および／または障害を有さない構成部材の検知位置の残留磁界形跡を含む段階、
最新の検査から得た各検知位置の残留磁界形跡を各検知位置の残留磁界形跡のライブラリと比較し、構成部材の各検知位置での残留磁界形跡の変化を判定する段階、ならびに
特定の検知位置の最新の検知された残留磁界形跡または構成部材の特定の検知位置の残留磁界形跡の変化を、すべての構成部材の残留磁界形跡のライブラリと比較することによって、構成部材の特定の検知位置に欠陥または障害が形成される可能性を求める段階をさらに含む方法。
【請求項３３】
検査プローブを構成部材の軸の周りを漸進的に移動させ、検査プローブを構成部材に沿って往復移動させる段階、ならびに
検査プローブを構成部材に沿って移動させるたびに検査プローブを使用して構成部材の非破壊検査を行い、構成部材の特定の検知位置に欠陥および／または障害が存在するかどうかを判定する段階を含む、構成部材を検査する方法であって、
検査プローブを構成部材の軸の周りを漸進的に移動させる段階が完了したときに、構成部材の360°非破壊検査が達成され、
検査プローブが、磁界センサを含み、漸進的な往復移動によって磁界センサが移動して構成部材の各検知位置で残留磁界形跡を検知し、
各構成部材の検査を所定の時間間隔で行い、構成部材の各検知位置の残留磁界形跡のライブラリを累積する段階であって、ライブラリー検知位置に欠陥および／または障害を有する構成部材の検知位置の残留磁界形跡ならびに検知位置に欠陥および／または障害を有さない構成部材の検知位置の残留磁界形跡を含む段階、
最新の検査から得た各検知位置の残留磁界形跡を各検知位置の残留磁界形跡のライブラリと比較し、構成部材の各検知位置での残留磁界形跡の変化を判定する段階、ならびに
特定の検知位置の最新の検知された残留磁界形跡および／または構成部材の特定の検知位置の残留磁界形跡の変化を、すべての構成部材の残留磁界形跡のライブラリと比較することによって、構成部材の特定の検知位置に欠陥または障害が形成される可能性を求める段階をさらに含む方法。
【請求項３４】
非破壊検査プローブを構成部材に沿って移動させる段階、ならびに
検査プローブを構成部材に沿って移動させるたびに検査プローブを使用して構成部材の非破壊検査を行い、構成部材の特定の検知位置に欠陥および／または障害が存在するかどうかを判定する段階を含む、構成部材を検査する方法であって、
検査プローブが、磁界センサを含み、移動によって磁界センサが移動して構成部材の各検知位置で残留磁界形跡を検知し、
各構成部材の検査を所定の時間間隔で行い、構成部材の各検知位置の残留磁界形跡のライブラリを累積する段階であって、ライブラリー検知位置に欠陥および／または障害を有する構成部材の検知位置の残留磁界形跡ならびに検知位置に欠陥および／または障害を有さない構成部材の検知位置の残留磁界形跡を含む段階、
最新の検査から得た構成部材の各検知位置の残留磁界形跡を各検知位置の残留磁界形跡のライブラリと比較し、構成部材の各検知位置での残留磁界形跡の変化を判定する段階、ならびに
特定の検知位置の最新の検知された残留磁界形跡および／または構成部材の特定の検知位置の残留磁界形跡の変化を、すべての構成部材の残留磁界形跡のライブラリと比較することによって、構成部材の特定の検知位置に欠陥または障害が形成される可能性を求める段階をさらに含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、反応炉容器のヘッドを検査する方法および装置に関する。特に、本発明は、反応炉容器を補修し再充填する期間中に反応炉容器のヘッドの内部に対して現場で遠隔から外部（目視）および内部（たとえば、磁界、渦電流）検査を実行するシステムについて説明する。特に、本発明の方法は、反応炉ヘッド構成部材の傷、すなわち亀裂を見つける能力を含むだけでなく、反応炉ヘッド構成部材の透磁率を監視することによって傷が形成される可能性を予測する能力も含むセンサ・システムを使用する。本発明の目視検査装置は、検査装置を厳密に配置する位置決め装置として働くと共に、反応炉構成部材、たとえば、J型溶接部の表面の360°評価装置としても働く。さらに、本発明の内部検査装置は、反応炉構成部材の360°評価を行う。本発明の輸送システムは、反応炉ヘッド組立体が支持構造上に配置された後で所定の位置に移動させることができ、かつ内部検査装置および外部検査装置を設置できるように厳密に配置することができる遠隔制御台車を含む。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
従来、反応炉の内部構成部材は、構成部材を取り外し、構成部材の遠隔検査を可能にする支持台上に配置することによって検査される。反応炉燃料ロッド構成部材が、反応炉から取り外されて支持ステーションに移され、遠隔カメラを使用して検査装置を支持する台車を位置させることによって検査される米国特許第5,544,205号を参照されたい。支持ステーション組立体は、検査の前に、検査ステーションに水を充填する段階と、補助的なオーバヘッド・マストを検査装置と協働するように位置させる段階とを含む準備行程を経なければならない。遠隔測定センサなどの検査装置、すなわち、反射レーザ光源／光検出器が、反応炉のガイドチューブの内側に垂直に位置させることができるようにオーバヘッド・マストに結合される。米国特許第4,272,781号は、測定プローブの位置を調節するカメラ同様の検査装置を教示している。位置決めカメラおよびプローブはそれぞれ、様々な表面、好ましくは滑らかで湾曲した表面上を移動できるように可動台車上に取り付けられる。米国特許第5,745,387号および第6,282,461号は、ビデオ・カメラがマニピュレータアームの遠位端に取り付けられた検査プローブ用の他のビデオ位置決めシステムを教示している。
【０００３】
米国特許第5,078,955号に示されているように、制御ロッドガイドチューブ用の目視検査装置も公知である。このシステムは、ガイドチューブ内に位置させられ、ガイドチューブの開口部を目視検査できる位置に移動させられる内部検査装置を使用する。米国特許第4,729,423号および第5,604,532号は、容器の内側に取り付けられた横方向に調整可能なブームの端部上に取り付けられたカメラを利用して、反応炉チューブの端部または加圧された容器の内側を目視検査する他の方法および装置を教示している。
【０００４】
反応炉チューブ、チューブ・シート、および支持板上の溶接部の内部の検査は、音響センサ、磁界センサ、および電界センサを利用して行うことができる。米国特許第6,624,628号、第6,526,114号、第5,835,547号、および第5,710,378号は、このようなセンサ・プローブを使用して反応炉構成部材の内部を評価することを教示している。さらに、米国特許第5,350,033号、第6,672,413号、および第4,569,230号に記載されたような、反応炉容器内に検査プローブを位置させる可動台車の多数の変形態様が既知である。
【０００５】
反応炉、特に原子炉の場合、反応炉の各構成部材の検査を一定の定期的な保守間隔で行う必要がある。上述のような検査装置は、広範囲の準備手順を必要とせずに反応炉ヘッドの構成部材を検査するようにはなっていない。たとえば、従来の反応炉ヘッドは、所定の位置に溶接されたガイドスリーブが固定された複数の開口部を含むことがある。スリーブは、スリーブ内を厳密な間隔公差に従って反応炉まで所定の距離だけ延びるラック組立体を受けることができる。反応炉ヘッドの各スリーブ構成部材を繰り返し評価して、スリーブ内のラック組立体の公差が許容範囲内であることを判定するだけでなく、各構成部材溶接部の適合性を判定し、すなわち、構成部材の透磁率を検知することによって、構成部材に実際に傷（亀裂）が存在するかどうかを判定し、傷が生じる可能性があるかどうかを予測する信頼できる検査システムが必要である。上述の従来技術の検査システムのうちで、反応炉ヘッド構成部材用の検査機能を実行する丈夫で融通性に富んだ検査装置および／または台車はない。
【０００６】
従来技術の検査システムは、反応炉ヘッドの構成部材を繰り返し検査する要件を満たさないが、これらのシステムはさらにかなり複雑であり、広範囲の製造工程およびかなりのコストが必要である。反応炉ヘッド構成部材の外面を目視検査し、同じ構成部材の内部を非破壊的に検査して、傷が存在するかどうかを判定すると共に傷が形成される可能性のある位置を予測する簡素なシステムが必要である。
【発明の開示】
【０００７】
発明の概要
本発明の主要な目的は、センサ組立体を反応炉ヘッドの内部に輸送し、目視検査プローブおよび／または非破壊検査プローブを反応炉ヘッドの構成部材の極めて近くで構成部材に沿って位置させて構成部材の表面および／または構成部材の内部を検査し、特に、傷が存在するかどうかを判定し、構成部材に傷が形成される可能性を予測すると共に、構成部材の公差が失われているかどうかを判定し、公差が失われる可能性を予測する装置および方法を提供することである。
【０００８】
本発明の目的は、検査プローブを位置させる上昇支持部材を有する可動台車を設け、かつ反応炉ヘッド構成部材の外部および／または内部の360°検査を可能にする簡素なプローブ部材を設けることによって実現される。
【０００９】
本発明の一態様では、プローブは、埋め込みビデオ・カメラと、渦電流測定センサ、超音波センサ、磁界センサなどの非破壊検査装置とを有する開口型検査カラー、たとえば、C字形またはU字形検査カラーとして構成される。好ましい態様では、カラーは、可動台車によって支持されたエレベータアームの端部に取り付けられ、反応炉構成部材の実際の傷の位置を判定し、かつ後で傷が形成される位置を正確に予想できるようにする透磁率センサを有する磁気検査プローブを含む。
【００１０】
本発明の検査方法は、ビデオ・カメラを使用して、反応炉ヘッド構成部材の外面および公差の360°ビデオ検査を行うことができるように、ビデオ・カメラを使用して、C字形またはU字形検査カラーを反応炉ヘッド構成部材の極めて近く、たとえば、ガイドスリーブ・ラック組立体に隣接する位置に厳密に位置させる段階を含む。ビデオ・カメラはさらに、内部非破壊検査装置を厳密に位置させるのを可能にし、構成部材の内部の360°非破壊検査、たとえば、構成部材の各溶接部の検査を行うのを可能にする。
【００１１】
本発明について、以下に、各態様および添付の図面を参照して詳しく説明する。
【００１２】
本発明の詳細な説明
図1Aの反応炉ヘッド1は、検査ステーション2上に位置するように示されており、一方、図1Bは、反応炉ヘッドと検査ステーション2の両方の断面図を示している。具体的には、反応炉ヘッド1は、貫通構成部材4が貫通するシェル3を含んでおり、各貫通部材は従来のJ型溶接部によってシェル3に溶接されている。各貫通構成部材2は、同心に延びるラック組立体5を有しており、詳細が図2に示されている、。貫通構成部材4の周りに分散された追加的なコア内貫通構成部材6が示されており、コア内貫通構成部材は、貫通構成部材と同様に本発明の検査システムによって検査される。図2は、同心に組み立てられた貫通構成部材4とラック組立体5の分解図を示している。さらに、ラック組立体の温度から貫通構成部材を絶縁する熱ガイドスリーブ7が、貫通構成部材4とラック組立体5との間に位置している。
【００１３】
検査ステーション2の支持台8は、たとえば4本の支持柱14を含んでおり、支持柱14上に反応炉ヘッドのリム9が位置している。支持台8は、検査プローブ13を含む可動台車12が貫通構成部材を検査できるように位置させられるときに通過するアクセス・ポート11を有するシールド壁10を含んでいる。実際の検査の前に、反応炉ヘッドが反応炉容器から取り外され、支持柱上に配置される。その後、台車12を反応炉ヘッド1の下方に移動させ、検査プロセスを開始することができる。
【００１４】
図5Aおよび5Bは、本発明の可動台車12の一態様を示している。具体的には、可動台車12は、協働して台車を特定の貫通構成部材の下方の概略的な位置に移動させる2つの駆動輪16および2つの多方向輪17を有するフレーム15を含んでいる。検査プローブ13は、伸長可能なブーム18の端部上に、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向に回転移動できるように取り付けられており、図5Aには折畳み状態で、図5Bには伸長状態で示されている。ブーム18を伸長させ折り畳むのに任意の従来の伸長部材、たとえば、親ねじ・モータ組立体、油圧ピストンシャフト構成、ガス・スリーブ構成を使用することができる。
【００１５】
本発明の一態様の検査プローブ13の詳細は図3Aおよび3Bに示されている。検知プローブ13は、検査部プローブ13をブーム18に取り付けるのを可能にし、かつプローブ13がラック組立体の中心軸の周りを回転移動するのを可能にする支持ベース19上に取り付けられている。支持ベース19は、図3Bに示されているように、その一方の端部がブーム上に固定されており、他方の端部の所に、ラック組立体5に隣接して位置させるべきU字形またはC字形カラー20を含んでいる。プローブ13の中心軸の周りでの検知プローブの回転移動は、支持ベース19およびトラック22上のホイール組立体23と検査プローブ上のホイール・ギア組立体24を使用することによって行われる。ホイール・ギア組立体24は、支持ベース19に取り付けられたモータ・ギア25（1つのみが示されている）によって駆動され、モータ・ギア25は、少なくとも1つのモータ・ギア25が常に、ホイール・ギア組立体と噛み合うように検査プローブ上に間隔を置いて位置している。同様に、ホイール・ギア25の端部同士の間の開口部は、U字形またはC字形カラーを形成しており、開口部の寸法は、トラック22の一部が常に支持ベース19上の少なくともホイール23と噛み合うように選択される。このような構成は、検査プローブ13がラック組立体5の軸の中心の周りを360°にわたって弧状に移動するのを可能にする。
【００１６】
X軸方向およびY軸方向の移動は、プローブ・ベース28上のスライド27に沿ってプローブ・ブーム26を移動させることによって行われる。トラック22およびホイール・ギア組立体24が、検査プローブ13の360°の弧状移動を可能にするようにプローブ・ベース28に固定されていることに留意されたい。プローブ・ベース28上に取り付けられたモータ29は、従来のギア（図示せず）を介してプローブ・ブーム26を移動させる。
【００１７】
プローブ・ブーム26上の検知プローブ・ブレード30のZ軸方向（垂直）への移動は、プローブ・ブーム26およびプローブ・ブレード支持体32上に取り付けられたスライド31の協働によって行われる。プローブ・ブーム26上に取り付けられたモータ33は、従来のギア（図示せず）を介してブレード支持体32をやはりスライド上を駆動する。
【００１８】
図3Aおよび3Bは、伸長可能なブーム18の位置を遠隔制御すると共にラック組立体（図3B）のすぐ隣に検査プローブ13のカラー20を厳密に位置させるのに使用されるビデオ・カメラ35および光源50を支持ベース19上にカラー20に隣接して配置することも示している。カメラ35の代わりにまたはカメラ35に加えて、検査プローブ13を遠隔制御によって厳密に配置し、かつラック組立体5と貫通構成部材4との間の隙間34をビデオによって検査するのも可能にするビデオ・カメラ36を、プローブ・ベース28のU字形またはC字形遠位端に取り付けることができる。
【００１９】
図3Bおよび4A〜4Cは、検知プローブ・ブレード30をスリーブ7と貫通構成部材4との間の隙間34に垂直方向に挿入し出し入れする様々な段階を示している。遠隔制御によって検査プローブ13を特定の貫通構成部材4の下方に配置した後、伸長ブームが伸長され、カメラ35および移動制御回路（図示せず）を介して、ラック組立体5に隣接する位置に導かれる（図3B、4C）。次いで、検知プローブ・ブレード30が上方の隙間34内に移動させられる。プローブ・ブレード30の端部に取り付けられた検知プローブ37は、貫通構成部材4の内部を非破壊的に検査できるように隙間34に入り垂直方向に貫通構成部材4の内部に沿って移動する。
【００２０】
貫通構成部材4を第1の垂直線部に沿って検査した後、プローブ・ブレード30は、下向きに、隙間34から取り出される位置または隙間34の口部のすぐ隣の位置まで引き出される。その後、モータ21が作動することによって、プローブ・ブーム26を含む検査プローブ13がラック組立体5の垂直軸の周りを漸進的に回転移動し、プローブ・ブレード30が隙間34の別の周方向位置に移動し、貫通構成部材の別の垂直線が検査できるようにプローブ・ブレード30の、隙間34内の垂直方向への上昇が、貫通構成部材4の内部の360°の非破壊的な検査の一部または全部が行われるまで繰り返される。
【００２１】
本発明の検査システムでは、各貫通構成部材および各コア内貫通構成部材を検査するプロセスを、従来技術のように垂直の位置決め部材および移動部材を組み立てる必要なしに完了することができる。
【００２２】
検知プローブ37に関して、図6A〜6Cは、貫通構成部材4の内部の非破壊検査を行う検知プローブの好ましい態様を示している。具体的には、検知プローブ37は、貫通構成部材内の残留磁界を周方向および軸方向に測定する隆起部39および磁界センサ40が取り付けられたプリント基板38を含んでいる。プリント基板38には貫通構成部材をさらに非破壊的に検査する渦電流センサ・コイル41も含まれている。
【００２３】
センサ40または41は、上述の装置および方法を使用して、貫通構成部材の障害、すなわち亀裂または割れの存在を検査することができる。しかし、本発明、磁界センサを使用して貫通構成部材における経時的な残留磁界形跡（signature)を検知したときに、貫通構成部材の特定の位置に障害が生じる可能性を予測できるという認識も含んでいる。磁界センサを使用して残留磁界形跡を経時的に測定するこのようなプロセスは、障害が形成された後に障害の存在を判定するに過ぎない上述の従来技術の装置よりもずっと高い予測可能性によって構成部材の補修および交換を計画するのを可能にする。
【００２４】
磁界形跡を経時的に測定すると、なぜ障害が形成される位置の予測が可能になるかについての厳密な理由は完全に理解されていないが、障害が起こる可能性が高い位置の予測は、貫通構成部材上の特定の位置の経時的な残留磁界形跡の変化に基づくものであり、この変化はその特定の位置における炭素含量の変化によって起こるように思われる。炭素含量がこのように変化すると、この特定の位置に腐食酸化物が形成され、したがって、この特定の位置で障害が形成される可能性が示されると思われる。特定の構成部材（または一連の構成部材）についての歴史的データを収集しまとめると、貫通構成部材上の特定の位置についての瞬時磁界形跡測定値を、その歴史的データ、または障害および／もしくは障害形成の実際の位置もしくは考えられる位置を示している同様の貫通構成部材の残留磁界形跡の歴史的変化のインベントリまたはモデルと比較することができ、したがって、ただちにまたは（貫通構成部材に実際に障害が形成される前の）将来のある時点で貫通構成部材を修理または交換することを決定することができる。
【００２５】
反応炉ヘッド構成部材の特定の検知位置に欠陥および／または障害が形成される可能性を判定する方法は以下の段階を含んでいる。
反応炉ヘッドの各構成部材の検査を所定の時間間隔で行い、検知位置に欠陥および／または障害を有する構成部材の検知位置ならびに検知位置に欠陥および／または障害を有さない構成部材の検知位置についての残留磁界形跡を含む残留磁界形跡のライブラリを構成部材の各検知位置ごとに累積する段階と、
最新の検査から得た各検知位置ごとの残留磁界形跡を各検知位置の残留磁界形跡のライブラリと比較し、構成部材の各検知位置での残留磁界形跡の変化を判定する段階と、
特定の検知位置についての最新の検知された残留磁界形跡または構成部材の特定の検知位置についての残留磁界形跡の変化を、すべての構成部材の残留磁界形跡のライブラリと比較することによって、構成部材の特定の検知位置に欠陥または障害が形成される可能性を求める段階。
【００２６】
プローブ・ブレード30は、貫通構成部材4と熱スリーブ7との間の隙間34に挿入できるように示されているが、プローブ・ブレード30およびプローブ・ブレード支持体32をプローブ・ブーム26から取り外し、貫通構成部材4のJ型溶接部48の非破壊検査を行うことのできる他の構成のブレード支持体30'と交換することができる。具体的には、図7Aおよび7Bは、プローブ・ブレード30'を上昇させる軸スライド43と、検査すべき表面、すなわち、J型溶接部48の表面44に整合する曲面または斜面と相補的な形状を有するブレード・ヘッド42とを含むこのようなプローブ・ブレード30'を示している。
【００２７】
J型溶接部48領域を検査することの他に、検知プローブ37を反応炉ヘッド3の内面に向けるようにブレード・ヘッド42の角度位置を単に調整することによってJ型溶接部に隣接する領域において反応炉ヘッド3の内面を検査することにもブレード・ヘッド42を使用できることにも留意されたい。同様に、検知プローブ37を貫通構成部材4の外面に向けるようにブレード・ヘッド42の位置を変更し、ブレード・ヘッド42を貫通構成部材4の外面に沿って垂直方向に移動させることによって、貫通構成部材の非破壊検査を行うこともできる。
【００２８】
図8A〜8Cは、プローブ・ブレード30'のブレード・ヘッド42に取り付けられた図6A〜6Cの検知プローブ37を示している。検知プローブ37のパッド端子の詳細も図8Cに示されている。
【００２９】
障害が形成される可能性の非破壊的予測について、反応炉ヘッドの内部の貫通構成部材の検査に関して説明した。しかし、この技術および本発明のセンサ・ヘッドは、水力発電所、航空機構成部材、造船部材、すなわち、溶接部、スキン・パネル、モータ・ケーシング、流体導管などの構成部材を検査するのに利用することができる。各用途ごとに、プローブ・ヘッドは、検査すべき物体表面に対して相補的になるように再設計され、それによって、障害の存在についての非破壊検査と、将来物体の特定の位置に障害が形成される可能性に関する予測とが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１Ａおよび１Ｂは、検査ステーションで検査すべき反応炉ヘッドおよび構成部材を示す図である。
【図２】反応炉貫通構成部材、および反応炉ヘッドの熱ガイドスリーブ内のラック組立体を詳しく示す、図1Bの部分Aの分解図である。
【図３】図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、本発明の検査装置を示す図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｃは、ラック組立体に隣接して位置させられ、反応炉ヘッドの貫通構成部材を検査する、図3BのU字形またはC字形検査装置を示す図である。
【図５】図５Ａおよび５Ｂは、遠位端上に位置させられた検査装置を有する上昇ブームを使用する、それぞれ折畳み状態および伸長状態の本発明の可動台車を示す図である。
【図６】図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは、検査装置上に取り付けるべき好ましい磁界検知・渦電流検知プローブを示す図である。
【図７】図７Ａおよび７Ｂは、J型溶接部と、反応炉貫通構成部材の反応炉内面および外面を検査する本発明の検査装置の他の態様を示す図である。
【図８】図８Ａ〜８Ｃは、図7Aおよび7Bのブレード・ヘッドと、ブレード・ヘッド上に取り付けられた図6A〜6Cの検知プローブの底面図および斜視図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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