(57)【要約】【課題】本発明は、原子炉容器の管台と、管台に接続する出、入口管との溶接部のＵＴ検査を、気中状態で、迅速かつ容易に行い得るＵＴ検査方法、および、気中状態で該溶接部のＵＴ検査を行い得る低コストのＵＴ検査装置を提案することを目的とする。【解決手段】  原子炉容器１の側面に設けられている管台２と、同管台２に接続されている出、入口管２ａとの溶接部ｍをＵＴ検査する原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査方法において、少なくとも管台２の下方位置まで冷却水を排水した状態の原子炉容器１内に、管台２の位置に合わせた開口部３ａを側面に有す架台３を設置し、次に、前記開口部３ａから管台２内に円筒状の遮蔽体（４、５）を挿入設置した後、管台２内にＵＴ検査装置６を挿入して前記溶接部ｍをＵＴ検査するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉容器の側面に設けられている管台と、同管台に接続されている出、入口管との溶接部をＵＴ検査する原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査方法において、少なくとも管台の下方位置まで冷却水を排水した状態の原子炉容器内に、管台の位置に合わせた開口部を側面に有す架台を設置し、次に、前記開口部から管台内に円筒状の遮蔽体を挿入設置した後、管台内にＵＴ検査装置を挿入して前記溶接部をＵＴ検査することを特徴とする原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査方法。
【請求項２】
管台内周下部にＵＴ検査時に用いる媒体を貯留する堰を設置し、前記堰に貯留する媒体を吸引排出しながらＵＴ検査を行うことを特徴とする請求項１に記載の原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査方法。
【請求項３】
原子炉容器の側面に設けられている管台と、同管台に接続されている出、入口管との溶接部をＵＴ検査する原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査装置において、軸方向探傷プローブおよび周方向探傷プローブとを有す探傷部と、同探傷部を管台の軸方向に移動する軸方向駆動部と、前記探傷部を管台の周方向に移動する周方向駆動部と、ＵＴ検査対象部に媒体を供給するカプラント供給装置とを具えたことを特徴とする原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力圧力容器の側部に設けられている管台と、同管台に接続されている出、入口管との溶接部をＵＴ検査する原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所ではその安全性や信頼性を確保するために定期的に、配管や圧力容器の検査が行われており、同検査には超音波を用いた非破壊検査（以下ＵＴ：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｅｓｔｉｎｇ）が適用されている。
従来の原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査方法の概要を第９図に示す。
従来のＵＴ検査方法は、原子炉容器（５０）を包含するキャビティ（図示していない）に冷却水（ホウ酸水）をはった状態で行っていたため、すべての作業を遠隔操作で行わなければならず、管台（５１）内周面のＵＴ探傷を実施するために、探傷部（５２）を先端に保持したロボットアーム（５３）の操作を必要としていた。
ＵＴ検査そのものは、管台（５１）内周面に対して、軸方向、周方向に該探傷部を送るだけでよいにも拘らず、その手段として、ロボットアームを採用しているため、動きが複雑であり、これに伴う制御は尚更に複雑であった。
又、該ロボットアーム先端には、周方向、軸方向のいずれか一方の探傷部しか保持することができず、このことにより必要に応じてアタッチメントの取替えをしなければならなかった。これらのことから、ＵＴ検査そのものの作業時間が長く掛かっていた。
更に、大きな課題として、探傷部を含むロボットアームの全体は、遠隔操作される水中台車（５４）に連結されており、ＵＴ検査に先立って該水中台車を検査対象管台（５１）の近傍の原子炉容器内周面（５５）に位置決め、固定しなくてはならず、その誘導のために、原子炉容器フランジ面（５６）上のガイドスタッド（５７）を利用して、複数の位置標定装置（５８）の据付が必要である。また、上記ロボットアーム（５３）、水中台車（５４）、位置標定装置（５８）は、大掛かり且つ複雑な構造であるため据付に時間が掛かるばかりでなく、装置製作コストも非常に高価であった。
【０００３】
また、原子炉圧力容器から炉内構造物を取出さなくても容易にノズル溶接部等の超音波探傷検査を行い得るようにするものとして、溶接部検査装置前進方向Ｄ前方に位置する枠体の後方に枠体との間の間隔を調整し得るようにした枠体を配設し、枠体に原子炉圧力容器内やノズル内を撮影するための工業用カメラを設け、枠体に回転可能に支持させた枠体に、溶接部Ｗの非破壊検査を行う超音波探触子を設けた溶接部検査装置が提案されている（特許文献１参照方）。
【特許文献１】特開２０００−３２１２５５公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、原子炉容器の管台と、管台に接続する出、入口管との溶接部のＵＴ検査を、気中状態で、迅速かつ容易に行い得るＵＴ検査方法、および、気中状態で該溶接部のＵＴ検査を行い得る低コストのＵＴ検査装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するために、以下の（１）〜（３）の手段を採用する。
（１）第１の手段は、原子炉容器の側面に設けられている管台と、同管台に接続されている出、入口管との溶接部をＵＴ検査する原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査方法において、少なくとも管台の下方位置まで冷却水を排水した状態の原子炉容器内に、管台の位置に合わせた開口部を側面に有す架台を設置し、次に、前記開口部から管台内に円筒状の遮蔽体を挿入設置した後、管台内にＵＴ検査装置を挿入して前記溶接部をＵＴ検査することを特徴とするものである。
（２）第２の手段は前記手段（１）に係る原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査方法において、管台内周下部にＵＴ検査時に用いる媒体を貯留する堰を設置し、前記堰に貯留する媒体を吸引排出しながらＵＴ検査を行うことを特徴とするものである。
（３）第３の手段は、原子炉容器の側面に設けられている管台と、同管台に接続されている出、入口管との溶接部をＵＴ検査する原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査装置において、軸方向探傷プローブおよび周方向探傷プローブとを有す探傷部と、同探傷部を管台の軸方向に移動する軸方向駆動部と、前記探傷部を管台の周方向に移動する周方向駆動部と、ＵＴ検査対象部に媒体を供給するカプラント供給装置とを具えたことを特徴とするものである。
上記媒体は通常は水であるが、本願の原子炉容器の検査用途では純水を用いる。  
【発明の効果】
【０００６】
第１の手段よりなる請求項１に記載の原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査方法によれば、従来のように大掛かりな遠隔位置決め装置などを用いることなく、原子炉容器内に架台を設置することにより、ＵＴ検査装置の管台内への搬入がクレーン操作や作業者により安全容易に行うことができる。また、遮蔽体を管台内に挿入することで、開口部などから洩れる放射線の遮蔽および開口部隙間からの異物の飛散落下防止が図れると共に、ＵＴ検査装置の管台内へのスライド案内が容易に行い得る。
第２の手段よりなる請求項２に記載の原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査方法によれば、上記手段（１）の作用効果を奏すると共に、ＵＴ検査時の媒体および発生異物を系外に排出できるので、原子炉容器内の環境品質が保たれる。
第３の手段よりなる請求項３に記載の原子炉容器の管台溶接部のＵＴ検査装置によれば、ＵＴ検査対象部である管台溶接部の軸方向および周方向のＵＴ検査が行い得、従来のように他の大掛かりな遠隔位置決め装置を用いることなく、装置コストの低減化効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１ないし図８は本発明に係る実施例図であり、図１は原子炉容器に架台を設置した状態を示す断面図、図２は管台内にＵＴ検査装置を挿入した状態を示す斜視図である。図３は管台内にＵＴ検査装置を設置した状態の作業概念図、図４はＵＴ検査装置の断面図、図５の（ａ）は図４のＰ−Ｐ矢視図、（ｂ）は（ａ）中のＢ部分の拡大図である。図６は図４のＱ−Ｑ矢視図、図７は図４のＲ−Ｒ矢視図、図８は図５のＳ−Ｓ矢視図である。
図１ないし図４により、本実施例に係る出、入口管台内面ＵＴ検査装置（以下ＵＴ検査装置と称する）を用いた作業概要を説明する。図１ないし図４に於いて、原子炉容器（１）の側面外周方向には内側から貫通する中空円筒状の管台（２）が設けられていて、管台（２）には出、入口管（２ａ）が溶接により接続されている。本実施例に係るＵＴ検査装置（６）はこの溶接部（ｍ）のＵＴ検査を行うものである。
【０００８】
ＵＴ検査を行う場合には、次の手順で行う。まず、図１に示すように、原子炉容器（１）内の冷却水（１ａ）は、少なくとも管台（２）よりも水位が下になるように予め排水しておく。原子炉容器（１）内に有底円筒状の作業架台（３）を、ピン（３ｂ）により回り止めを施して載置する。次に、作業架台（３）の開口部（３ａ）に、ノズル遮蔽体（４）および部分遮蔽体（５）よりなる遮蔽体を挿入設置し、それらを図２、４などに示すフランジ（３ｃ）により、作業架台（３）にボルト止めする。また、図１に示すように、出、入口管（２ａ）内に、管台遮へい４８とシールプラグ４９とよりなる止め栓を設置し、放射線遮へいおよびシールを図る。次に、管台（２）内に図４に示すゴムスポンジ製の堰（１２）と、カプラント回収用ホース（１３）を設置した後、管台（２）内にＵＴ検査装置（６）を設置据付固定して、溶接部（ｍ）のＵＴ検査を開始する。
溶接部（ｍ）のＵＴ検査は、図２において、Ｙ矢印方向を調整して探傷部（７）を溶接部（ｍ）位置に対面させる。Ｒ１矢印方向を調節して軸方向探傷プローブ（９）を溶接部（ｍ）の表面に沿わす。Ｙ矢印方向に一定幅、前後移動して、軸方向探傷プローブ（９）により、溶接部（ｍ）の軸方向のＵＴ検査を行う。θ矢印右（又は左）方向に数度、探傷部（７）を回転し、上記と同様に溶接部（ｍ）の軸方向のＵＴ検査を行う。これを繰返し、溶接部（ｍ）全周の、軸方向のＵＴ検査データを得る。
【０００９】
また、溶接部（ｍ）の周方向のＵＴ検査を行う場合には、周方向探傷プローブ（１０）のＲ２矢印方向を調節して周方向探傷プローブ（１０）を溶接部（ｍ）の表面に沿わす。そして、θ矢印右（又は左）方向に周方向探傷プローブ（１０）を一回転して、溶接部（ｍ）の周方向のＵＴ検査データを行う。次に、Ｙ矢印方向に所定寸法、移動して、上記と同様に溶接部（ｍ）の周方向のＵＴ検査を行う。これを繰返し、溶接部（ｍ）及びその両側部分の、周方向のＵＴ検査データを得る。
ＵＴ検査装置（６）から得られた検査データ（欠陥有無データとその位置特定データなど）はパソコンなどの記録手段に入力する。得られた検査データ、例えば、クラックの分布状況やクラックの深さに応じて、その補修要領、クラック欠陥過箇所の切削幅、切削深さなどを決定し、切削後、溶接盛り、仕上げ切削を行い補修を完了する。
【００１０】
以上により、溶接部（ｍ）の切削補修が完了する。なお、上記において、管台（２）内へのＵＴ検査装置（６）の挿入は、クレーン吊したＵＴ検査装置（６）を作業者が押治具などを用いて行うが、その際に、作業架台（３）の床上に管台（２）の高さレベルに合わせた案内台を設けておくことで、管台（２）内へのＵＴ検査装置（６）の挿入作業を容易ならしめている。
また、加圧水型原子炉の原子炉容器（１）の管台（２）は、４ないし８個の偶数個、設けられており、２個またはそれ以上の管台（２）のＵＴ検査を同時に行えば、検査時間の短縮が図れる。
なお、上記ノズル遮蔽体（４）は、その先端にゴムを設けており、主に遮蔽機能を果たすものである。上記部分遮蔽体（５）は開口部（３ａ）と管台（２）間の隙間を埋めること、遮蔽機能、および、各区画を平らにしてＵＴ検査装置（６）の案内を果たすものである。要するに、ノズル遮蔽体（４）および部分遮蔽体（５）よりなる遮蔽体は、空間隙間を塞ぐおよび遮蔽機能を果たすものでよく、ノズル遮蔽体（４）および部分遮蔽体（５）を一体化したものでもよい。また、図１などに示す原子炉容器１はその上蓋を取外した状態のものである。
【００１１】
原子炉容器（１）の内部空間に据え付けられた作業架台（３）には、管台（２）の位置に合わせて開口部（３ａ）（図１、２参照方）が設けられている。該開口部（３ａ）には中空貫通部を有する円筒状のノズル遮蔽体（４）が挿入されており、さらに該ノズル遮蔽体の内周には中空貫通部を有する部分遮蔽体（５）が挿入されており、当該中空貫通部の内周に挿通してＵＴ検査装置（６）が、管台（２）の所期の検査対象部位に適切に位置決めされている。
図４に於いて、ＵＴ検査装置（６）は、ＵＴ検査を行う探傷部（７）並びに該探傷部（７）を管台の軸方向、周方向に移動するための駆動部を収納する胴部（８）で構成されており、該ＵＴ検査装置の外形は、部分遮蔽体（５）の内径より小さく構成されている。
本実施例の場合、探傷部（７）には軸方向探傷プローブ（９）並びに周方向探傷プローブ（１０）を具備しており、該探傷部（７）にはカプラント（媒体）供給用のホース（１１）が接合されており、軸方向探傷プローブ（９）並びに周方向探傷プローブ（１０）の全てにカプラントが供給されている。
【００１２】
又、管台（２）の内周下部には該探傷部（７）と部分遮蔽体（５）との間に堰（１２）を設け、該堰（１２）と該探傷部（７）の間の管台（２）内面に先端を接したカプラント回収用ホース（１３）を、ＵＴ検査装置（６）とは、別途独立して装備している。胴部（８）外周にはクランプ部（１４）、車輪（１５）並びにバランスウエイト（１６）を具備している。
胴部（８）は、中間板（１７）の一方の面に締結された上フレーム（１８）並びに下フレーム（１９）によって連結された後部板（２０）で堅牢な後部構造を形成し、他の一方の面に締結されたギヤボックス（２１）の他の一方の面に締結されたスリーブ（２２）で前部構造を形成している。
中間板（１７）並びにギヤボックス（２１）に対し、貫通内在するスプラインナット（２３）は、ベアリングＡ（２４）及び、ベアリングＢ（２５）によって、回転自在に支持されている。スプライン軸（２６）は、スプラインナット（２３）に対し、摺動可能な状態に受容されている。該スプライン軸（２６）の一方の端部には、探傷部（７）と締結できる構造を具備しており、他の一方の端部にはベアリングＣ（２７）によって該スプライン軸（２６）に対し、回転自在にブラケット（２８）が装着されている。
スプラインナット（２３）の外周には、平歯車Ａ（２９）が装着され、該スプラインナット（２３）と同期して回転するべくキー（３０）が介在している。
【００１３】
図５に於いて、平歯車Ａ（２９）には平歯車Ｂ（３１）が噛み合っており、該平歯車Ｂ（３１）を回転させる旋回モータ（３２）が、軸上減速機Ａ（３３）を介して配置されている。尚、ブラケット（２８）には、スプライン軸（２６）と平行にボールねじ（３４）のナット（３５）が挿入されている。尚、該スプライン軸（２６）はスリーブ（２２）に対して、ブシュ（４８）にて摺動可能な状態に受容、支持されている。後部板（２０）の両側には固定ブラケット（３６）が、スプライン軸（２６）と直交する方向に張り出され、部分遮蔽体（５）（一部分のみ図示）にボルト（３７）にて連結、固定されている。スプライン軸（２６）は、スリーブ（２２）を貫通延在し、ベアリングＤ（３８）を介し、該スリーブ（２２）に対し、回転自在に挿入されている。
【００１４】
図６に於いて、軸方向探傷プローブ（９）並びに周方向探傷プローブ（１０）は、管台内周（３９）方向に相互に１８０度隔置して配置されている。両プローブ（９）、（１０）を管台内周（３９）方向に出し入れ可能とするシリンダ（４０）並びに、カメラ（４１）を、スプライン軸（図５参照方）との連結部（４２）と、両プローブ（９）、（１０）との間にそれぞれ具備している。
図７に於いて、後部板（２０）の両側から張り出された固定ブラケット（３６）が、部分遮蔽体（５）にボルト（３７）で締結され、車輪（１５）が該部分遮蔽体（５）内周に当接し、該車輪（１５）が接する方向に対抗してクランプ部（１４）が配置されている。又、バランスウエイト（１６）は、該部分遮蔽体（５）内周の中心を通る垂直線上の位置に配置されている。
図８に於いて、軸方向送りボールねじ（３４）の軸端に、固定ベース（４３）を隔てて装着された平歯車Ｃ（４４）と噛み合う平歯車Ｄ（４５）を回転させる軸方向送りモータ（４６）が、軸上減速機Ｂ（４７）を介して配置されている。
【００１５】
本実施例は、前述のように構成されているため、原子炉容器（１）に設置された作業架台（３）内部よりアクセスできるように部分遮蔽体（５）の内径よりも、最大外形を小さく構成したＵＴ検査装置（６）は、車輪（１５）により、装置全体を管台（２）の所定の位置まで容易に挿入・移動することができる。また、固定ブラケット（３６）並びにクランプ部（１４）により堅固にＵＴ装置（６）全体を管台（２）内に支持できるため、ＵＴ探傷時の押付反力が生じても、ＵＴ装置（６）全体が動くことなく適正な探傷が実施できる。
カプラント供給用ホース（１１）により、探傷時に必要な媒体（純水）を検査対象面に供給でき、部分遮蔽体（５）との間に設けた堰（１２）によって作業架台（３）側への媒体の流出を防げ、カプラント回収用ホース（１３）で媒体を回収できる。
軸方向送りモータ（４６）を駆動することにより、平歯車Ｄ（４５）を介して、平歯車Ｃ（４４）を回転させ、該平歯車Ｃに連結されたボールねじ（３４）のナット（３５）側を包含するブラケット（２８）を組み込んだスプライン軸（２６）の先端部に締結された探傷部（７）を軸方向に移動することができる。
【００１６】
旋回モータ（３２）を駆動することにより、平歯車Ｂ（３１）を介して、平歯車Ａ（２９）を回転させ、該平歯車Ａ（２９）と同期回転するスプラインナット（２３）に回転方向を拘束されつつ受容されているスプライン軸（２６）の先端部に締結された探傷部（７）を周方向に回転することができる。尚、探傷部（７）は、管台（２）の内周面に対して必要且つ十分な軸方向への移動が可能であり、全周探傷が可能であるようにストロークが決められている。
探傷部（７）の軸方向探傷プローブ（９）並びに周方向探傷プローブ（１０）は、各々独立してシリンダ（４０）により管台（２）の内周面に対し、出し入れできる構造を具備しているため、ＵＴ検査装置（６）全体の据付時には邪魔にならないよう中心側に引き込んでおくことができる。
【００１７】
本発明の実施例に係るＵＴ検査方法および装置は、ＰＷＲ型原子力発電所の原子炉容器の出、入口管台内面をＵＴ検査する方法に関する提案であり、具体的には気中状態で実施できるＵＴ検査装置を提供することである。その為に、ＵＴ検査に必要なカプラント（媒体）をＵＴプローブ部分だけに供給する方式を採用したことものである。
また、他の目的は、既知のＵＴプローブを使用して容易にＰＷＲ型原子力発電所の原子炉容器の出、入口管台内面の任意の位置で、軸方向の必要な範囲及び、周方向の全周をＵＴ検査できるＵＴ検査装置を提供することである。
その為に、装置の全体を管台内部に容易に挿入できる構造を具備し、装置の固定機能及び、検査時の反力に抗して装置を支持できるクランプ機構を具備し、装置の主たる構造を移動させることなく、該構造に対し、管台内面のＵＴ検査できる機構を具備した探傷部のみを回転又は、管台軸方向への前・後進させ軸方向の必要な範囲及び、周方向の全周をＵＴ検査できるＵＴ検査装置を提供することである。
さらに他の目的は、ＵＴ検査装置の据付に、従来方式のように他の大掛かりな遠隔位置決め装置を用いる必要をなくし、迅速、確実な据付ができるＵＴ検査装置を提供することである。また、ＵＴ検査装置の軸方向移動、周方向回転駆動部の構造を簡単化することにより、製作コストはもちろん、検査時間の短縮によるコスト削減が可能なＵＴ検査装置を提供することである。
【００１８】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく必要に応じ、適宜設計変更し得るものである。また、上記実施例における各構成要素には、当業者が容易に想定できるものや、実質的に同一のものが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例に係る原子炉容器に作業架台を設置した状態を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る管台内にＵＴ検査装置を挿入した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係る管台内にＵＴ検査装置を設置した状態の作業概念図である。
【図４】本発明の実施例に係るＵＴ検査装置の断面図である。
【図５】（ａ）は図４のＰ−Ｐ矢視図、（ｂ）は（ａ）のＢ部分の拡大図である。
【図６】図４のＱ−Ｑ矢視図である。
【図７】図４のＲ−Ｒ矢視図である。
【図８】図５のＳ−Ｓ矢視図である。
【図９】従来のＵＴ検査装置による作業の概要を示した概念図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    原子炉容器
２    管台
２ａ  出、入口管
３    作業架台（架台）
３ａ  開口部
４    ノズル遮蔽体
５    部分遮蔽体
６    ＵＴ検査装置
７    探傷部
８    胴部
９    軸方向探傷プローブ
１０  周方向探傷プローブ
１１  カプラント供給用ホース
１２  堰
１３  カプラント回収用ホース
ｍ    溶接部
【図１】
2007003442.tif 000003
【図２】
2007003442.tif 000004
【図３】
2007003442.tif 000005
【図４】
2007003442.tif 000006
【図５】
2007003442.tif 000007
【図６】
2007003442.tif 000008
【図７】
2007003442.tif 000009
【図８】
2007003442.tif 000010
【図９】
2007003442.tif 000011