(57)【要約】【課題】原子炉内の如き水中を自由に移動する水中ビークルの垂直方向の位置ずれを確実に防止することができる水中移動補修検査装置を得ること。【解決手段】水中を自由に移動するための浮力を発生する浮力発生装置１２と、遊泳および壁面吸着用装置１４ａ、１４ｂと、少なくとも１つの走行車輪１８、１９が設けられた水中ビークル６を有し、その水中ビークル６に、作業ツール７が装着されるとともに、被検査対象構造物の下面に接触するガイドローラ２２が設けられている。【選択図】図２
2007212393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中を自由に移動するための浮力を発生する浮力発生装置と、遊泳および壁面吸着用装置と、少なくとも１つの走行車輪が設けられた水中ビークルを有し、その水中ビークルに、作業ツールが装着されるとともに、被検査対象構造物の下面に接触するガイドローラが設けられていることを特徴とする水中移動補修検査装置。
【請求項２】
水中を自由に移動するための浮力を発生する浮力発生装置と、遊泳および壁面吸着用装置と、少なくとも１つの走行車輪が設けられるとともに、被検査対象構造物の下面に接触するガイドローラが設けられた中継ボックスと、遊泳および壁面吸着用装置及び少なくとも１つの走行車輪が設けられるとともに、作業ツールが装着された水中ビークルとを有し、上記水中ビークルが上記中継ボックスにケーブルにより連結されていることを特徴とする水中移動補修検査装置。
【請求項３】
浮力発生装置は、注排水により浮力を調整することができるバラストタンクであることを特徴とする、請求項１または２記載の水中移動補修検査装置。
【請求項４】
浮力発生装置は、プロペラ等の推進機、水ジェット噴射機、浮力材、もしくはウエイト等の単独或いは複数の組合わせにより構成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の水中移動補修検査装置。
【請求項５】
ガイドローラは、水中ビークルまたは中継ボックスに浮力が作用している状態で、炉内構造物の下面に機械的に転動可能に接触することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の水中移動補修検査装置。
【請求項６】
ガイドローラは、水中ビークルまたは中継ボックスの下端部に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の水中移動補修検査装置。
【請求項７】
ガイドローラは、水中ビークルまたは中継ボックスの上端部に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の水中移動補修検査装置。
【請求項８】
遊泳および壁面吸着用装置は、プロペラ等の推進機、水ジェット噴射機或いは吸盤であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の水中移動補修検査装置。
【請求項９】
作業ツールは、目視検査、超音波探傷試験、渦電流探傷試験、フェライトチェック、レーザ超音波探傷試験、ブラッシング、クリーニング、水洗浄、レーザピーニング、ウォータジェットピーニング、ショットピーニング、ＥＤＭ加工、レーザ溶接、機械加工等が行えるものであることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の水中移動補修検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水が満たされている装置内を移動してその装置内の点検、補修等を行う水中移動補修検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば原子炉、特に沸騰水型原子炉の炉内構造物は、高温高圧の環境下において十分な耐久性および高温での強度を有する材料、例えばオーステナイト・ステンレス鋼またはニッケル基合金によって構成されている。
【０００３】
この炉内構造物のうち、交換困難な部材については、これらの部材が長期に及ぶプラントの運転によって、厳しい環境に曝され、また、中性子照射の影響もあることから、材料劣化の問題が懸念される。特に炉内構造物の溶接部近傍は、溶接入熱による材料の鋭敏化および引っ張り残留応力の影響で潜在的な応力腐食割れの危険性がある。原子炉内の主要な構造物であるシュラウド等にも同様な懸念があり、特に溶接線近傍の点検、検査、補修が必要である。
【０００４】
従来、原子炉圧力容器や炉内構造物各部等の点検、検査、補修を行うために、各種装置や治工具を搭載して水中を遊泳移動するか、または壁面に吸着しながら水中を移動する装置が開発されている。すなわち、各種装置や治工具を搭載したケーシング内の上部に浮遊部としての密閉タンクを設け、装置自体が水中にて垂直に立った状態で浮遊するようにし、スラストファンの回転により装置を垂直な壁面に対して近づけてその壁面に吸着させ、そのとき壁面に接する駆動輪により壁面上を直進または旋回走行させ、溶接部の点検等を行うことができるようにしたものが提案されている（特許文献１および特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−５８５８６号公報
【特許文献２】特開２００３−４０１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述のように検査装置自体が水中にて垂直に立った状態で浮遊するようにしたものにおいては、走行中に装置本体の自重やケーブル等の様々な要因によって検査装置に垂直方向の位置ずれが生ずる。この垂直方向の位置ずれは走行方向に対して垂直方向であるため、このずれを修正することが困難であり、検査装置を検査すべき垂直壁面に沿って横方向に正確に走行させることができず、被検査対象部に沿って検査装置を正しく走行させることができない等の問題がある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑み、水中を自由に移動する水中ビークルの垂直方向の位置ずれを確実に防止することができる水中移動補修検査装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、水中を自由に移動するための浮力を発生する浮力発生装置と、遊泳および壁面吸着用装置と、少なくとも１つの走行車輪が設けられた水中ビークルを有し、その水中ビークルに、作業ツールが装着されるとともに、被検査対象構造物の下面に接触するガイドローラが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、水中を自由に移動するための浮力を発生する浮力発生装置と、遊泳および壁面吸着用装置と、少なくとも１つの走行車輪が設けられるとともに、被検査対象構造物の下面に接触するガイドローラが設けられた中継ボックスと、遊泳および壁面吸着用装置及び少なくとも１つの走行車輪が設けられるとともに、作業ツールが装着された水中ビークルとを有し、上記水中ビークルが上記中継ボックスにケーブルにより連結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
浮力を発生する浮力発生装置により水中ビークル或いは中継ボックスに浮力が作用している状態で、ガイドローラを被検査対象構造物の下面に機械的に転動可能に接触させることにより、水中ビークルの自重やケーブル等の様々な外乱要因によって水中ビークルが垂直方向に位置ずれすることが確実に防止され、水中ビークルを上記被検査対象構造物の下面に沿って安定して走行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は、原子炉内補修検査装置を沸騰水型原子炉に適用した際のシステム構成図であり、原子炉圧力容器１内には円筒形状のシュラウド２が同心状に配設されている。そして、このシュラウド２と圧力容器１との環状間隙内には周方向に複数のジェットポンプ３が配設されている。上記シュラウド２内にはその下部に炉心支持板４が設けられ、上記シュラウド２内の上部には燃料集合体の上部を支持する上部格子板５が設けられている。また、図中符号６は後述する水中ビークルであって、その水中ビークル６には作業ツール７が装着されるとともに、オペフロ８上若しくは燃料交換機上に設置された制御装置９および処理装置１０に複合ケーブル１１によって接続されている。しかして、上記原子炉のシュラウド２の下部胴および炉下部の点検対象部位にアクセスする場合には、上記水中ビークル６を上部格子板５および炉心支持板４を通過させて上記点検対象部位に到達させ、また、シュラウド２の外面を検査する場合にはアニュラス部よりアクセスし、シュラウド２およびジェットポンプ３の間隙内を通過させる。
【００１２】
図2は本発明の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は上記水中ビークル６の側面図、（ｂ）はその背面図である。上記水中ビークル６のケーシング内にはその上部にバラストタンク１２が設けられており、そのバラストタンク１２内にチューブ１３を介して空気或いは水を給排することにより、水中に垂直状態に浮いている水中ビークル６の水中における浮力の調整を行うことができるようにしてある。
【００１３】
また、上記水中ビークル６には、水平移動用スラスタ１４ａ、１４ｂが設けられており、駆動モータ１５ａ、１５ｂにより上記水平移動用スラスタ１４ａ、１４ｂを駆動させることにより、水中ビークル６の水平移動を行うことができる。すなわち、上記両水平移動用スラスタ１４ａ、１４ｂを例えば正転或いは逆転させることにより、水中ビークル６を例えばシュラウド２の垂直壁面側に移動させ、その壁面に吸着させ、或いは上記壁面から遠ざけることができる。また、上記両駆動モータ１５ａ、１５ｂの回転速度を制御し、左右の水平移動用スラスタ１４ａ、１４ｂの回転速度を適宜変更することにより、水中ビークル６が水中で垂直に浮遊している状態で上記壁面側或いはその反対側への移動、または転回させることもできる。
【００１４】
さらに、上記水中ビークル６には水中ビークル６が上記シュラウド２の垂直壁面に吸着した時にその壁面に接し、モータ１６、１７により駆動される走行車輪１８、１９及びボールキャスタ２０が取り付けられている。また、上記水中ビークル６には、その下端部に作業ツール７が吊設されている。
【００１５】
一方、上記水中ビークル６の左右下端部には、Ｌ字状に屈曲形成されたレバー２１が下方に突設されており、そのレバー２１の先端部に例えば被検査対象構造物であるシュラウド２に形成されている段部の下面２ａに当接して転動可能なガイドローラ２２が設けられている。
【００１６】
しかして、上記水中ビークル６は作業ツール７を保持した状態で水中移動しながら点検対象部位まで到達する。例えばシュラウド２の下部胴及び炉下部にアクセスする場合には、上部格子板５及び炉心支持板４を通過して点検対象部位に到達する。また、シュラウド２の外面を検査する場合には、アニュラス部よりアクセスし、シュラウド２と原子炉圧力容器１との環状間隙及びジェットポンプ３間の隙間を通過して点検対象部位に到達される。図２（ａ）、（ｂ）はシュラウド２の上部胴及び中間部胴外側にアクセスする場合を想定した水中ビークル６の構成図であり、バラストタンク１２内に空気若しくは水を注入或いは排出することにより浮力を調整し、上記水中ビークル６を点検対象部位近傍まで沈め、水平移動用スラスタ１４ａ、１４ｂを駆動させることにより、シュラウド２の壁面に接する位置まで水中ビークル６を水平移動させる。そこで、バラストタンク１２内に空気を注入して装置全体で浮力が得られる状態とすると、前記ガイドローラ２２がシュラウド２に形成されている段部の下面２ａに当接して水中ビークル６の浮力による上方への移動が阻止され、上記ガイドローラ２２とシュラウド２に形成されている段部の下面２ａとの係合により水中ビークル６の垂直方向の位置ずれが防止される。したがってこの状態で水平移動用スラスタ１４ａ、１４ｂの作動により水中ビークル６を壁面に吸着させ、走行車輪１８、１９により壁面を走行させて点検対象部の点検等を行う。
【００１７】
このように本実施の形態においては、バラストタンク１２の浮力により水中ビークル６に設けられたガイドローラ２２をシュラウド２に形成されている段部の下面２ａに当接係合させるようにしたので、上記水中ビークル６の走行中における垂直方向の位置ずれを防止することができる。
【００１８】
図３は本発明の第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は上記水中ビークル６の側面図、（ｂ）はその背面図であって、例えばシュラウド２の下部胴２ｂと水平段部２ｃの隅角部等を検査することができるように作業ツール７が水中ビークル６の上部に設けられている。上記水中ビークル６の左右上部には、Ｌ字状に屈曲形成されたレバー２１が上方に突設されており、そのレバー２１の先端部に例えば上記シュラウド２に形成されている段部の下面２ａに当接して転動可能なガイドローラ２２が設けられている。その他の点は第１の実施の形態と同一である。
【００１９】
しかして、この実施の形態においても、バラストタンク１２の浮力により水中ビークル６に設けられたガイドローラ２２がシュラウド２に形成されている段部の下面２ａに当接係合され、上記水中ビークル６の走行中における垂直方向の位置ずれが防止される。
【００２０】
図４は本発明の第３の実施の形態を示す図であり、（ａ）は水中ビークル６の側面図、（ｂ）はその背面図であって、第１の実施の形態におけるバラストタンク１２の代わりにプロペラ推進器が設けられている。すなわち、水中ビークル６の左右上部にはモータ２５ａ、２５ｂによって垂直軸線廻りに回転駆動されるプロペラ２６ａ、２６ｂが設けられている。その他の点は第１の実施の形態と同一である。
【００２１】
しかして、この実施の形態においては上記プロペラ２６ａ、２６ｂの回転により水中ビークル６の浮力が調整され、その浮力により前記第１の実施の形態と同様にガイドローラ２２がシュラウド２に形成されている段部の下面２ａに当接係合され、上記水中ビークル６の走行中における垂直方向の位置ずれが防止される。
【００２２】
図５は本発明の第４の実施の形態を示す図であり、（ａ）は水中ビークル６の側面図、（ｂ）はその背面図であって、第１の実施の形態におけるバラストタンク１２の代わりに水ジェット噴射器が設けられている。すなわち、水中ビークル６の左右上部にはノズル２７ａ、２７ｂが設けられており、水圧ホース２８ａ、２８ｂによって供給された圧力水を上記ノズル２７ａ、２７ｂから噴射させることができるようにしてある。その他の点は第１の実施の形態と同一である。
【００２３】
しかして、この実施の形態においては水圧ホース２８ａ、２８ｂによって供給された圧力水を上記ノズル２７ａ、２７ｂから噴射させることにより水中ビークル６の浮力が調整され、その水中ビークル６の浮力により前記第１の実施の形態と同様にガイドローラ２２がシュラウド２に形成されている段部の下面２ａに当接係合され、上記水中ビークル６の走行中における垂直方向の位置ずれが防止される。
【００２４】
また、図６は本発明の第５の実施の形態を示す図であり、（ａ）は水中ビークル６の側面図、（ｂ）はその背面図であって、第１の実施の形態におけるバラストタンク１２の代わりに浮力材３０及びウエイト３１を着脱可能としてある。すなわち、水中ビークル６の上部には浮力材３０が着脱可能に装着されており、水中ビークル６の下部の左右にはウエイト３１、３１が着脱可能に装着されている。その他の点は第１の実施の形態と同一である。
【００２５】
しかして、この実施の形態においては浮力材３０及びウエイト３１を適宜選択して水中ビークル６に装着することにより水中ビークル６の浮力が調整され、その水中ビークル６の浮力により前記第１の実施の形態と同様にガイドローラ２２がシュラウド２に形成されている段部の下面２ａに当接係合され、上記水中ビークル６の走行中における垂直方向の位置ずれが防止される。
【００２６】
ところで、上記浮力調整装置であるプロペラ２６ａ、２６ｂや、水ジェット噴射器のノズル２７ａ、２７ｂ、浮力材３０もしくはウエイト３１等は単独もしくは複数組合わせることによって浮上力を得るようにしてもよい。
【００２７】
図７は本発明の第６の実施の形態を示す図であり、（ａ）は水中ビークル６の側面図、（ｂ）はその背面図であって、第１の実施の形態における水平移動用スラスタ１４ａ、１４ｂの代わりに水ジェット噴射器が設けられている。すなわち、水中ビークル６の背面にはノズル３２が設けられており、水圧ホース３３によって供給された圧力水を上記ノズル３２から噴射させることができるようにしてある。その他の点は第１の実施の形態と同一である。
【００２８】
しかして、この実施の形態においてはノズル３２から圧力水を噴射することにより水中ビークル６をシュラウド２等の壁面側に移動させ、壁面に吸着させることができる。
【００２９】
図８は本発明の第７の実施の形態を示す図であり、（ａ）は水中ビークル６の側面図、（ｂ）はその背面図であって、第１の実施の形態における水平移動用スラスタ１４ａ、１４ｂの代わりに吸盤が設けられている。すなわち、水中ビークル６のシュラウド２の壁面等に対向する面には吸盤３４ａ、３４ｂが設けられており、吸引ホース３５によって吸引することができるようにしてある。その他の点は第１の実施の形態と同一である。
【００３０】
しかして、この実施の形態においては吸盤３４ａ、３４ｂ内の水等を吸引することにより水中ビークル６をシュラウド２等の壁面側に移動させ、壁面に吸着させることができる。
【００３１】
さらに、図９は本発明の第８の実施の形態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）はその背面図であって、図中符号４０は複合ケーブル１１に連結された中継ボックスであって、その中継ボックス４０にケーブル４１を介して水中ビークル４２が連結されている。  すなわち、上記中継ボックス４０にはその上部にバラストタンク４３が設けられており、そのバラストタンク４３内にチューブを介して空気或いは水を給排することにより、水中に垂直状態に浮いている中継ボックス４０の水中における浮力の調整を行うことができるようにしてある。
【００３２】
また、上記中継ボックス４０には、水平移動用スラスタ４４ａ、４４ｂが設けられており、駆動モータにより上記水平移動用スラスタ４４ａ、４４ｂを駆動させることにより、中継ボックス４０の水平移動を行うことができる。すなわち、上記両水平移動用スラスタ４４ａ、４４ｂを例えば正転或いは逆転させることにより、中継ボックス４０を例えばシュラウド２の垂直壁面側に移動させ、その壁面に吸着させ、或いは上記壁面から遠ざけることができる。また、上記両駆動モータの回転速度を制御し、左右の水平移動用スラスタ４４ａ、４４ｂの回転速度を適宜変更することにより、中継ボックス４０が水中で垂直に浮遊している状態で上記壁面側或いはその反対側への移動、または転回させることもできる。
【００３３】
さらに、上記中継ボックス４０には中継ボックス４０が上記シュラウド２の垂直壁面に吸着した時にその壁面に接し、モータにより駆動される走行車輪４５、４６及びボールキャスタ４７が取り付けられている。また、上記中継ボックス４０の左右下端部には、Ｌ字状に屈曲形成されたレバー２１が下方に突設されており、そのレバー２１の先端部に例えば上記シュラウド２に形成されている段部の下面２ａに当接して転動可能なガイドローラ２２が設けられている。
【００３４】
しかして、バラストタンク４３内に空気若しくは水を注入或いは排出することにより浮力を調整し、上記中継ボックス４０を所定位置まで沈め、水平移動用スラスタ４４ａ、４４ｂを駆動させることにより、シュラウド２の壁面に接する位置まで中継ボックス４０を水平移動させる。そこで、バラストタンク４３内に空気を注入して装置全体で浮力が得られる状態とすると、前記ガイドローラ２２がシュラウド２に形成されている段部の下面２ａに当接して中継ボックス４０の浮力による上方への移動が阻止され、上記ガイドローラ２２とシュラウド２に形成されている段部の下面２ａとの係合により中継ボックス４０の垂直方向の位置ずれが防止される。したがってこの状態で水平移動用スラスタ４４ａ、４４ｂの作動により中継ボックス４０を壁面に吸着させ、走行車輪４５、４６により壁面を走行させてその移動を行う。
【００３５】
ところで、ケーブル４１を介して上記中継ボックス４０に連結されている水中ビークル４２には水平移動用スラスタ１４ａ、１４ｂ及び走行車輪１８、１９が設けられているとともに、作業ツール７が装着されている。
【００３６】
したがって、上記中継ボックス４０の移動に追従して水中ビークル４２が移動され点検対象部の点検等を行うことができる。しかも、複合ケーブル１１のもつ自重や外乱は中継ボックス４０でキャンセルされ、水中ビークル４２にはケーブル４１の自重が作用するのみとなる。そのため、水中ビークル４２に位置ずれは殆ど発生せず、中継ボックス４０と並走することができ、水中ビークル４２に安定した走行を行わせることができる。
【００３７】
ところで、上記第８の実施の形態においては、中継ボックス４０の左右下端部にＬ字状に屈曲形成されたレバー２１を下方に突設したものを示したが、Ｌ字状に屈曲形成されたレバー２１を中継ボックス４０から上方に突設してもよい。
【００３８】
また、作業ツールとしては、目視検査、超音波探傷試験、渦電流探傷試験、フェライトチェック、レーザ超音波探傷試験、ブラッシング、クリーニング、水洗浄、レーザピーニング、ウォータジェットピーニング、ショットピーニング、ＥＤＭ加工、レーザ溶接、機械加工等が行えるものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】原子炉内補修検査装置を沸騰水型原子炉に適用した際のシステム構成図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施の形態を示す側面図及び背面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施の形態を示す側面図及び背面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明の第３の実施の形態を示す側面図及び背面図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は本発明の第４の実施の形態を示す側面図及び背面図。
【図６】（ａ）、（ｂ）は本発明の第５の実施の形態を示す側面図及び背面図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は本発明の第６の実施の形態を示す側面図及び背面図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は本発明の第７の実施の形態を示す側面図及び背面図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は本発明の第８の実施の形態を示す側面図及び背面図。
【符号の説明】
【００４０】
１  原子炉圧力容器
２  シュラウド
６  水中ビークル
７  作業ツール
１１  複合ケーブル
１２  バラストタンク
１４ａ、１４ｂ  水平移動用スラスタ
１８、１９  走行車輪
２１  レバー
２２  ガイドローラ
２６ａ、２６ｂ  プロペラ
２７ａ、２７ｂ  ノズル
２８ａ、２８ｂ  水圧ホース
３０  浮力材
３１  ウェイト
３２  ノズル
３４ａ、３４ｂ  吸盤
４０  中継ボックス
４１  ケーブル
４２  水中ビークル
４３  バラストタンク
４４ａ、４４ｂ  水平移動用スラスタ
４５、４６  走行車輪
【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】
2007212393.tif 000008
【図７】
2007212393.tif 000009
【図８】
2007212393.tif 000010
【図９】
2007212393.tif 000011