(57)【要約】【課題】所望の保全対象部位へのアクセスが容易な原子炉圧力容器の保全作業装置を提供する。当該保全作業装置を用いてアニュラス部内の保全作業を高能率に行う作業方法を提供する。【解決手段】原子炉圧力容器１のアニュラス部８内に搬入されバッフルプレート６上を移動する作業ヘッド搭載台車１８と、当該作業ヘッド搭載台車１８を牽引するロープ状の牽引部材２０，２１と、アニュラス部８内の所要の位置に固定される牽引部材２０，２１の案内部材１６，１７と、原子炉圧力容器１の上方に配置され牽引部材２０，２１の一端が巻回されるリール２４，２５と、作業ヘッド搭載台車１８に着脱可能に搭載される作業ヘッド３０とをもって原子炉圧力容器の保全作業装置を構成する。【選択図】図４
2007309788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器のアニュラス部に搬入され、当該アニュラス部を構成する原子炉圧力容器、炉心シュラウド、シュラウドサポートシリンダ及びバッフルプレートについての検査、予防保全及び補修の全部又は一部を行う原子炉圧力容器の保全作業装置であって、
前記原子炉圧力容器と前記バッフルプレートに取り付けられたジェットポンプディフューザとの間隙部及び前記シュラウドサポートシリンダと前記ジェットポンプディフューザとの間隙部を移動可能なサイズに形成され、前記バッフルプレート上を移動する作業ヘッド搭載台車と、
当該作業ヘッド搭載台車に着脱可能に搭載される検査用作業ヘッド、予防保全用作業ヘッド及び補修用作業ヘッドの全部又は一部と、
前記原子炉圧力容器の上方に配置されたリールに巻回され、一部に前記作業ヘッド搭載台車が連結されたロープ状の牽引部材と、
前記リールを回転駆動して前記牽引部材の巻き取り及び送り出しを行うリール駆動手段と、
前記アニュラス部内の所要の部位に着脱可能に設定され、前記牽引部材及び前記作業ヘッド搭載台車を所望の前記間隙部に沿って案内する案内部材
とを備えたことを特徴とする原子炉圧力容器の保全作業装置。
【請求項２】
前記作業ヘッド搭載台車を所望の作業対象部位に固定するためのクランプ手段を、前記作業ヘッド搭載台車に備えたことを特徴とする請求項１に記載の原子炉圧力容器の保全作業装置。
【請求項３】
前記バッフルプレート上における前記作業ヘッド搭載台車の移動を円滑化するための抵抗力低減手段を、前記作業ヘッド搭載台車に備えたことを特徴とする請求項１に記載の原子炉圧力容器の保全作業装置。
【請求項４】
前記検査用作業ヘッドが目視検査装置、超音波検査装置、渦電流探傷検査装置及び浸透探傷検査装置から選択されるいずれかの装置であり、前記予防保全用作業ヘッドがウォータージェットピーニング装置及びレーザピーニング装置から選択されるいずれかの装置であり、前記補修用作業ヘッドが研磨装置、溶接装置及び放電加工装置から選択されるいずれかの装置であることを特徴とする請求項１に記載の原子炉圧力容器の保全作業装置。
【請求項５】
前記作業ヘッド搭載台車を、所望の作業対象部位の近傍に固定される固定部と、当該固定部が固定されたときにも遠隔操作により前記間隙部に沿う方向に自動走行可能な自走部とから構成し、前記固定部に固定用のクランプ手段を備えると共に、前記自走部に作業ヘッドを搭載することを特徴とする請求項１に記載の原子炉圧力容器の保全作業装置。
【請求項６】
原子炉圧力容器とバッフルプレートに取り付けられたジェットポンプディフューザとの間隙部及びシュラウドサポートシリンダと前記ジェットポンプディフューザとの間隙部を移動可能なサイズに形成され、前記バッフルプレート上を移動する作業ヘッド搭載台車と、当該作業ヘッド搭載台車に着脱可能に搭載される検査用作業ヘッド、予防保全用作業ヘッド及び補修用作業ヘッドの全部又は一部と、前記原子炉圧力容器の上方に配置されたリールに巻回され、一部に前記作業ヘッド搭載台車が接続されたロープ状の牽引部材と、前記リールを回転駆動して前記牽引部材の巻き取り及び送り出しを行うリール駆動手段と、前記アニュラス部内の所要の部位に着脱可能に設定され、前記牽引部材及び前記作業ヘッド搭載台車を所望の前記間隙部に沿って案内する案内部材とを備えた原子炉圧力容器の保全作業装置を用い、
前記案内部材にて一方向に案内された前記牽引部材及び前記作業ヘッド搭載台車を所望の前記間隙部に沿って配置し、かつ前記牽引部材を前記原子炉圧力容器の上方に配置された前記リールに連結した後、前記リール駆動手段により前記リールを回転駆動して前記リールへの前記牽引部材の巻き取り又は前記リールからの前記牽引部材の送り出しを行い、前記作業ヘッド搭載台車を前記所望の間隙部に沿って移動させ、所望の作業対象部位に位置付けることを特徴とする原子炉圧力容器の保全作業方法。
【請求項７】
前記リールを回転駆動する前後の前記リールへの前記牽引部材の巻き取り量又は前記リールからの前記牽引部材の送り出し量に基づいて前記作業ヘッド搭載台車が所望の作業対象部位に達したか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載の原子炉圧力容器の保全作業方法。
【請求項８】
前記作業ヘッド搭載台車が前記バッフルプレート上に配置されている状態で、前記原子炉圧力容器の上方からの遠隔操作により、前記作業ヘッド搭載台車に対する作業ヘッドの交換作業を行うことを特徴とする請求項６に記載の原子炉圧力容器の保全作業方法。
【請求項９】
前記作業ヘッド搭載台車を所望の作業対象部位に固定した後に、当該作業ヘッド搭載台車に搭載された作業ヘッドを起動して、所要の作業を実行することを特徴とする請求項６に記載の原子炉圧力容器の保全作業方法。
【請求項１０】
前記作業ヘッド搭載台車を前記バッフルプレート上に配置する以前の準備段階において、前記牽引部材の一端に取り付けられた自走台車を前記原子炉圧力容器の上方より前記バッフルプレート上の第１の位置に吊り降ろし、次いで前記リールから前記牽引部材を送り出しつつ前記自走台車を遠隔操作により自動走行させて前記自走台車を所望の間隙部に沿って前記バッフルプレート上の第２の位置まで移動し、次いで前記リールから前記牽引部材を送り出しつつ前記バッフルプレート上の第２の位置に停止している前記自走台車を所要の吊り上げ用具を用いて前記原子炉圧力容器の上方に吊り上げた後、所要の吊り下げ用具を用いて前記案内部材を前記原子炉圧力容器の上方より前記バッフルプレート上の第１及び第２の位置に吊り降ろして前記バッフルプレートの近傍の所要の位置に固定すると共に前記自走台車によって引き回された前記牽引部材を前記各案内部材に係合させることを特徴とする請求項６に記載の原子炉圧力容器の保全作業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉圧力容器の保全作業装置及び保全作業方法に係り、特に、沸騰水型軽水炉における原子炉圧力容器と炉心シュラウドとシュラウドサポートシリンダとバッフルプレートとで形成される円環状の空間、即ち、アニュラス部の保全作業に適用する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントに適用される沸騰水型軽水炉における原子炉圧力容器のアニュラス部は、原子炉圧力容器、炉心シュラウド、シュラウドサポートシリンダ及びバッフルプレートをもって構成されており、原子炉圧力容器とバッフルプレート、バッフルプレートとシュラウドサポートシリンダ、シュラウドサポートシリンダと炉心シュラウドとは、それぞれ溶接により組み立てられる。また、シュラウドサポートシリンダは、複数個の円弧状の部材から成り、これらのシュラウドサポートシリンダを構成する各部材も溶接により組み立てられる。
【０００３】
アニュラス部内の各溶接部に、仮に応力腐食割れ等の欠陥の発生が確認された場合には、超音波探傷検査等の欠陥の非破壊検査や溶接及び放電加工等の補修が行われる。さらに、欠陥がない場合にも、必要に応じてウォータージェットピーニングなどの予防保全処置がとられる。
【０００４】
従来より、アニュラス部の検査・補修方法としては、所要の検査装置又は補修装置を、原子炉圧力容器の上方に配置された燃料交換台車又は作業台車から原子炉圧力容器とアニュラス部内に設置される各種の炉内機器、即ち、ジェットポンプ、ジェットポンプディフューザ、ライザ管、ジェットポンプ流量計測配管等との間の狭隘な間隙部又はシュラウドサポートシリンダと前記炉内機器との間の狭隘な間隙部を通して所望の対象部位に位置付け、必要な検査や補修を行うという方法が一般的にとられてきたが、かかる検査・補修方法は、狭隘な間隙部を通して所要の検査装置又は補修装置を所望の対象部位にアクセスしなくてはならないので装置サイズが著しく制約される、対象部位の視認性が悪いので所望の対象部位に検査装置又は補修装置を高能率にアクセスすることが困難で作業性が低い、炉内機器の配列によっては検査装置又は補修装置をアクセスできない部位を生じる、作業ヘッドの交換が必要になったときに検査装置又は補修装置をいちいち原子炉容器の上部に引き上げなくてはならないので作業工程が煩雑で作業が長期化する等の種々の問題点があった。
【０００５】
近年、かかる従来技術の問題点を解決するものとして、遠隔操作により自動走行する自走式の検査装置を、原子炉圧力容器の上方に配置された燃料交換台車から、マンホールが設置されるためにジェットポンプ等の炉内機器が設置されない原子炉方位０°の位置又は１８０°の位置に形成される空間部を通してバッフルプレート上に水平に降ろし、検査装置を自動走行させて原子炉圧力容器とジェットポンプディフューザとの間の間隙部又はシュラウドサポートシリンダとジェットポンプディフューザとの間の間隙部中を走行させ、これにより検査装置を所望の位置に位置付けて、必要な検査を行うものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００６】
引用文献１，２に開示の技術によれば、炉内機器が設置されない空間部を通して検査装置をバッフルプレート上に降ろすので、装置サイズの制約を緩和できると共にバッフルプレート上に検査装置を降ろすまでの作業を効率化することができる。さらには、検査装置を自走式にしたので、検査装置をアクセスできない部位を生じない。
【特許文献１】特開平１１−１０９０８２号公報
【特許文献２】特開平１１−１７４１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１，２に開示の技術は、自走式の検査装置を用いるので、必然的に検査装置が大型化、複雑化し、所望の検査対象部位へのアクセスが困難になると共に、故障により自走ができなくなった場合、最悪検査装置の回収ができなくなるおそれがある。また、燃料交換台車からの視認性が悪いバッフルプレート上で装置を自走させるので、装置の現在位置を確認することが困難で、所望の検査対象部位に検査装置を迅速かつ正確にアクセスすることが難しい。さらに、作業ヘッドの交換が必要になったときに検査装置をいちいち原子炉容器の上部に引き上げなくてはならないので、所要の保全作業を高能率に行うことが難しいという問題もある。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、小型軽量にして装置構成を簡略化し、作業ヘッドの交換をアニュラス部内で容易に行うことができ、かつ所望の検査対象部位又は補修対象部位へのアクセスが容易な原子炉圧力容器の保全作業装置を提供すること、及び、当該保全作業装置を用いてアニュラス部内の保全作業を高能率に行う原子炉圧力容器の保全作業方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため、本発明は、原子炉圧力容器の保全作業装置に関して、第１に、原子炉圧力容器のアニュラス部に搬入され、当該アニュラス部を構成する原子炉圧力容器、炉心シュラウド、シュラウドサポートシリンダ及びバッフルプレートについての検査、予防保全及び補修の全部又は一部を行う原子炉圧力容器の保全作業装置であって、前記原子炉圧力容器と前記バッフルプレートに取り付けられたジェットポンプディフューザとの間隙部及び前記シュラウドサポートシリンダと前記ジェットポンプディフューザとの間隙部を移動可能なサイズに形成され、前記バッフルプレート上を移動する作業ヘッド搭載台車と、当該作業ヘッド搭載台車に着脱可能に搭載される検査用作業ヘッド、予防保全用作業ヘッド及び補修用作業ヘッドの全部又は一部と、前記原子炉圧力容器の上方に配置されたリールに巻回され、一部に前記作業ヘッド搭載台車が連結されたロープ状の牽引部材と、前記リールを回転駆動して前記牽引部材の巻き取り及び送り出しを行うリール駆動手段と、前記アニュラス部内の所要の部位に着脱可能に設定され、前記牽引部材及び前記作業ヘッド搭載台車を所望の前記間隙部に沿って案内する案内部材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
このように、作業ヘッド搭載台車を自動走行させるのではなく、牽引部材によって牽引する構成にすると、作業ヘッド搭載台車に自動走行用の装備を搭載する必要がないので、作業ヘッド搭載台車の小型化、簡略化を図ることができる。また、自動走行装置の故障があり得ないので、作業ヘッド搭載台車の耐久性の向上が図れると共に、牽引部材を引くことによりアニュラス部内に搬入された作業ヘッド搭載台車を随時原子炉圧力容器の上方に引き上げることができるので、アニュラス部内からの作業ヘッド搭載台車の回収を確実に行うことができる。また、リールへの牽引部材の巻き取り量又はリールからの牽引部材の送り出し量を測定することにより予め定められた基準位置からの作業ヘッド搭載台車の移動方向及び移動量を知ることができるので、所望の作業対象部位への作業ヘッド搭載台車のアクセス性の改善を図ることができる。さらに、作業ヘッド搭載台車に各種検査ヘッドを着脱可能に搭載する構成にすると、アニュラス部内において遠隔操作により作業ヘッドの交換が可能になるので、各種の保全作業を連続的に行うことができ、作業性の改善を図ることができる。
【００１１】
第２に、本発明は、前記第１の原子炉圧力容器の保全作業装置において、前記作業ヘッド搭載台車を所望の作業対象部位に固定するためのクランプ手段を、前記作業ヘッド搭載台車に備えたことを特徴とする。これにより、例えば研磨作業など作業に伴う反力が作業ヘッド搭載台車に作用する作業の実施中においても作業ヘッド搭載台車を安定に保持することができるので、作業の迅速化及び適正化を図ることができる。
【００１２】
第３に、本発明は、前記第１の原子炉圧力容器の保全作業装置において、前記バッフルプレート上における前記作業ヘッド搭載台車の移動を円滑化するための抵抗力低減手段を、前記作業ヘッド搭載台車に備えたことを特徴とする。これにより、バッフルプレート上における作業ヘッド搭載台車の移動を円滑化することができ、作業の迅速化を図ることができる。
【００１３】
第４に、本発明は、前記第１の原子炉圧力容器の保全作業装置において、前記検査用作業ヘッドが目視検査装置、超音波検査装置、渦電流探傷検査装置及び浸透探傷検査装置から選択されるいずれかの装置であり、前記予防保全用作業ヘッドがウォータージェットピーニング装置及びレーザピーニング装置から選択されるいずれかの装置であり、前記補修用作業ヘッドが研磨装置、溶接装置及び放電加工装置から選択されるいずれかの装置であることを特徴とする。これにより、原子炉圧力容器の保全に必要な作業を行うことができる。
【００１４】
第５に、本発明は、前記第１の原子炉圧力容器の保全作業装置において、前記作業ヘッド搭載台車を、所望の作業対象部位の近傍に固定される固定部と、当該固定部が固定されたときにも遠隔操作により前記間隙部に沿う方向に自動走行可能な自走部とから構成し、前記固定部に固定用のクランプ手段を備えると共に、前記自走部に作業ヘッドを搭載することを特徴とする。これにより、固定部を所望の作業対象部位の近傍に固定した状態で、作業ヘッドを搭載した自走部をその可動範囲内で自走させることができるので、自走部の可動範囲内で所要の保全作業を連続的に行うことができ、作業効率のより一層の改善を図ることができる。
【００１５】
一方、本発明は、原子炉圧力容器の保全作業方法に関して、第１に、原子炉圧力容器とバッフルプレートに取り付けられたジェットポンプディフューザとの間隙部及びシュラウドサポートシリンダと前記ジェットポンプディフューザとの間隙部を移動可能なサイズに形成され、前記バッフルプレート上を移動する作業ヘッド搭載台車と、当該作業ヘッド搭載台車に着脱可能に搭載される検査用作業ヘッド、予防保全用作業ヘッド及び補修用作業ヘッドの全部又は一部と、前記原子炉圧力容器の上方に配置されたリールに巻回され、一部に前記作業ヘッド搭載台車が接続されたロープ状の牽引部材と、前記リールを回転駆動して前記牽引部材の巻き取り及び送り出しを行うリール駆動手段と、前記アニュラス部内の所要の部位に着脱可能に設定され、前記牽引部材及び前記作業ヘッド搭載台車を所望の前記間隙部に沿って案内する案内部材とを備えた原子炉圧力容器の保全作業装置を用い、前記案内部材にて一方向に案内された前記牽引部材及び前記作業ヘッド搭載台車を所望の前記間隙部に沿って配置し、かつ前記牽引部材を前記原子炉圧力容器の上方に配置された前記リールに連結した後、前記リール駆動手段により前記リールを回転駆動して前記リールへの前記牽引部材の巻き取り又は前記リールからの前記牽引部材の送り出しを行い、前記作業ヘッド搭載台車を前記所望の間隙部に沿って移動させ、所望の作業対象部位に位置付けることを特徴とする。
【００１６】
このように、案内部材にて牽引部材及び作業ヘッド搭載台車を一方向に案内すると、これら牽引部材及び作業ヘッド搭載台車を容易に所望の間隙部に沿って配置することができると共に、リールを回転駆動してリールへの牽引部材の巻き取り又はリールからの牽引部材の送り出しを行うことにより、作業ヘッド搭載台車を所望の間隙部に沿って任意の方向に任意の距離だけ移動させることができる。よって、自走式の作業ヘッド搭載台車を用いる必要がないので、作業ヘッド搭載台車の小型化、簡略化及び耐久性の向上を図ることができると共に、所望の作業対象部位への作業ヘッド搭載台車のアクセス性を良好なものにすることができる。
【００１７】
第２に、本発明は、前記第１の原子炉圧力容器の保全作業方法において、前記リールを回転駆動する前後の前記リールへの前記牽引部材の巻き取り量又は前記リールからの前記牽引部材の送り出し量に基づいて前記作業ヘッド搭載台車が所望の作業対象部位に達したか否かを判定することを特徴とする。原子炉圧力容器を構成する各部のサイズ及び各炉内機器の配列は既知であるので、リールを回転駆動する前後のリールへの牽引部材の巻き取り量又はリールからの牽引部材の送り出し量に基づいて原子炉圧力容器内における作業ヘッド搭載台車の現在位置を知ることができ、これにより作業ヘッド搭載台車が所望の作業対象部位に達したか否かを判定することができる。
【００１８】
第３に、本発明は、前記第１の原子炉圧力容器の保全作業方法において、前記作業ヘッド搭載台車が前記バッフルプレート上に配置されている状態で、前記原子炉圧力容器の上方からの遠隔操作により、前記作業ヘッド搭載台車に対する作業ヘッドの交換作業を行うことを特徴とする。これにより、各種の保全作業を高能率に行うことができる。
【００１９】
第４に、本発明は、前記第１の原子炉圧力容器の保全作業方法において、前記作業ヘッド搭載台車を所望の作業対象部位に固定した後に、当該作業ヘッド搭載台車に搭載された作業ヘッドを起動して、所要の作業を実行することを特徴とする。これにより、例えば研磨作業など作業に伴う反力が作業ヘッド搭載台車に作用する作業の実施中においても作業ヘッド搭載台車を安定に保持することができるので、作業の迅速化及び適正化を図ることができる。
【００２０】
第５に、本発明は、前記第１の原子炉圧力容器の保全作業方法において、前記作業ヘッド搭載台車を前記バッフルプレート上に配置する以前の準備段階で、前記牽引部材の一端に取り付けられた自走台車を前記原子炉圧力容器の上方より前記バッフルプレート上の第１の位置に吊り降ろし、次いで前記リールから前記牽引部材を送り出しつつ前記自走台車を遠隔操作により自動走行させて前記自走台車を所望の間隙部に沿って前記バッフルプレート上の第２の位置まで移動し、次いで前記リールから前記牽引部材を送り出しつつ前記バッフルプレート上の第２の位置に停止している前記自走台車を所要の吊り上げ用具を用いて前記原子炉圧力容器の上方に吊り上げた後、所要の吊り下げ用具を用いて前記案内部材を前記原子炉圧力容器の上方より前記バッフルプレート上の第１及び第２の位置に吊り降ろして前記バッフルプレートの近傍の所要の位置に固定すると共に前記自走台車によって引き回された前記牽引部材を前記各案内部材に係合させることを特徴とする。このように、作業ヘッド搭載台車をバッフルプレート上に配置する以前の準備段階で牽引部材をアニュラス部内の所望のルートに沿って引き回しておくと、回収された自走台車に代えて作業ヘッド搭載台車を牽引部材に連結することにより、作業ヘッド搭載台車を牽引部材の引き回しルートに沿って移動できるので、作業ヘッド搭載台車に自走装置を搭載する必要がない。なお、自走台車には牽引部材が連結されているので、仮に自走台車が故障により走行できなくなった場合にも、牽引部材を牽引することにより容易に回収することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の原子炉圧力容器の保全作業装置及び方法によれば、牽引部材を牽引することにより作業ヘッド搭載台車を所望の間隙部に沿って移動させ、かつ所望の作業対象部位に位置付けることができるので、狭隘なアニュラス部の保全作業を高能率かつ高精度に実施することができる。また、作業ヘッド搭載台車に作業ヘッドを着脱可能に搭載するので、アニュラス部内での作業ヘッドの交換が可能であり、この点からもアニュラス部の保全作業を高能率に行うことができる。さらに、作業ヘッド搭載台車の回収作業が容易で、原子炉圧力容器内に作業ヘッド搭載台車が取り残されるなどの不都合が生じ得ないので、信頼性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係る原子炉圧力容器の保全作業装置及び保全作業方法の説明に先立ち、本発明の    適用対象である沸騰水型軽水炉における原子炉圧力容器の構造を図１乃至図３に基づいて説明する。図１は原子炉圧力容器とその内部構造物とを示す縦断面図、図２は図１のＡ―Ａ断面図、図３は図１のＢ部拡大断面図である。
【００２３】
図１に示すように、原子炉圧力容器１の中には、蒸気乾燥機２、汽水分離器３、炉心シュラウド４、シュラウドサポートシリンダ５、バッフルプレート６が据え付けられており、原子炉圧力容器１の上部には、原子炉圧力容器１を密封する原子炉圧力容器上蓋７が設置されている。原子炉圧力容器１と炉心シュラウド４とシュラウドサポートシリンダ５とバッフルプレート６とで囲まれたアニュラス部８には、ジェットポンプ９、ジェットポンプディフューザ９ａ、ジェットポンプ９に原子炉水を供給するライザ管１０、ジェットポンプディフューザ９ａに備えられる図示しないジェットポンプ流量計測配管等の炉内機器が設置されている。ジェットポンプディフューザ９ａの一端はジェットポンプ９に接続され、他端はバッフルプレート６に取り付けられる。
【００２４】
沸騰水型軽水炉の原子炉圧力容器においては、図２に示すように、バッフルプレート６の原子炉方位０°の位置と１８０°の位置にマンホール６ａが形成されるため、バッフルプレート６上のこれらの方位にはジェットポンプディフューザ９ａ等の炉内機器が設置されない空間部１１が形成されている。
【００２５】
原子炉圧力容器１とバッフルプレート６、バッフルプレート６とシュラウドサポートシリンダ５、シュラウドサポートシリンダ５と炉心シュラウド４、バッフルプレート６とジェットポンプディフューザ９ａとは、それぞれ溶接により組み立てられる。また、シュラウドサポートシリンダ５は、複数個の円弧状の部材を互いに溶接することによりリング状に形成される。本発明の原子炉圧力容器の保全作業装置は、主にこれらの各溶接部の保全に適用される。なお、図３において、符号１２は原子炉圧力容器１とバッフルプレート６の溶接部、符号１３はバッフルプレート６とシュラウドサポートシリンダ５の溶接部、符号１４はシュラウドサポートシリンダ５と炉心シュラウド４の溶接部、符号１５はバッフルプレート６とジェットポンプディフューザ９ａの溶接部を示している。
【００２６】
以下、本発明に係る原子炉圧力容器の保全作業装置の一実施形態を図４乃至図８に基づいて説明する。図４は原子力発電プラントの定期点検時における原子炉圧力容器及びその周囲の状態を示す説明図、図５は図４に示す原子炉圧力容器のアニュラス部を原子炉方位０°〜９０°〜１８０°の範囲で平面展開した展開図、図６は図４に示すアニュラス部の原子炉方位０°〜９０°〜１８０°の範囲の平面図、図７は作業ヘッド搭載台車と作業台車との取付構造の第１例を示す説明図、図８作業ヘッド搭載台車と作業台車との取付構造の第２例を示す説明図である。
【００２７】
図４に示すように、本例の原子炉圧力容器の保全作業装置は、原子炉圧力容器１のアニュラス部８内に搬入されバッフルプレート６上を移動する作業ヘッド搭載台車１８と、当該作業ヘッド搭載台車１８を牽引するロープ状の牽引部材２０，２１と、アニュラス部８内の所要の位置に固定される牽引部材２０，２１の案内部材１６，１７と、原子炉圧力容器１の上方に配置され牽引部材２０，２１の一端が巻回されるリール２４，２５と、作業ヘッド搭載台車１８に着脱可能に搭載される作業ヘッド３０とからなる。
【００２８】
作業ヘッド搭載台車１８は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、原子炉圧力容器１とバッフルプレート６に取り付けられたジェットポンプディフューザ９ａとの間隙部及びシュラウドサポートシリンダ５とジェットポンプディフューザ９ａとの間隙部を移動可能なサイズに形成される。また、本例の作業ヘッド搭載台車１８は、図７及び図８に示すように、バッフルプレート６上における移動を円滑化するための抵抗力低減手段、例えば車輪１９が下面に備えられると共に、作業ヘッド３０の取付位置を規制するための位置決めピン１８ａが上面から上向きに突設されている。
【００２９】
作業ヘッド３０としては、必要に応じて検査用作業ヘッド、予防保全用作業ヘッド又は補修用作業ヘッドが適宜作業ヘッド搭載台車１８に搭載される。検査用作業ヘッドとしては、目視検査装置、超音波検査装置、渦電流探傷検査装置及び浸透探傷検査装置を挙げることができる。また、予防保全用作業ヘッドとしては、ウォータージェットピーニング装置やレーザピーニング装置を挙げることができる。さらに、補修用作業ヘッドとしては、研磨装置、溶接装置及び放電加工装置を挙げることができる。本例の作業ヘッド３０は、図７及び図８に示すように、支持部３０ａを介して作業ヘッド搭載台車１８に搭載される構成になっており、支持部３０ａの所定位置には、作業ヘッド搭載台車１８の上面より突出された位置決めピン１８ａと協働して作業ヘッド搭載台車１８に対する作業ヘッド３０の取付位置を規制するためのピン係合孔３０ｂが形成されている。ピン係合孔３０ｂは、ピン１８ａをやや密に挿入可能な形状及びサイズに形成される。
【００３０】
作業ヘッド搭載台車１８と作業ヘッド３０とは、図７に示すようにボルト４１を用いて一体化することもできるし、図８に示すように作業ヘッド搭載台車１８に搭載された水圧シリンダ４２を用いて一体化することもできる。
【００３１】
ボルト４１を用いて作業ヘッド搭載台車１８と作業ヘッド３０とを一体化する場合においては、図７に示すように、作業ヘッド搭載台車１８にボルト４１を螺合するためのねじ孔１８ｂを形成すると共に、作業ヘッド３０の支持部３０ａのこれと対応する位置にボルト４１を挿通するためのボルト貫通孔３０ｃを開設する。本例の作業ヘッド搭載台車１８及び作業ヘッド３０は、ボルト貫通孔３０ｃに挿入されたボルト４１の先端部をねじ孔１８ｂに螺合することにより一体化される。作業ヘッド搭載台車１８に対する作業ヘッド３０の取り付け取り外しは、図７に示すように、原子炉圧力容器１の上方から先端部にねじ回し用のビット４３ａを備えたボルト操作部材４３をアニュラス部８内に挿入することにより、アニュラス部８内において行うことができる。
【００３２】
一方、作業ヘッド搭載台車１８に搭載された水圧シリンダ４２を用いて作業ヘッド搭載台車１８と作業ヘッド３０とを一体化する場合においては、図８に示すように、作業ヘッド３０の支持部３０ａの下面から固定ピン３０ｄを下向きに突設すると共に、作業ヘッド搭載台車１８のこれと対応する位置に固定ピン挿入孔１８ｃを開設し、当該固定ピン挿入孔１８ｃ内には固定ピン３０ｄを保持するための固定ホルダ４４ａを形成する。また、可動部を伸張したときに当該可動部の先端に取り付けられた可動ホルダ４４ｂが固定ホルダ４２ａの形成部と対向する方向から固定ピン挿入孔１８ｃ内に突出するように水圧シリンダ４２を配置する。本例の作業ヘッド搭載台車１８及び作業ヘッド３０は、固定ピン３０ｄを固定ピン挿入孔１８ｃ内に挿入した状態で水圧シリンダ４２を伸張し、固定ホルダ４４ａの保持面と可動ホルダ４４ｂの保持面とで固定ピン３０ｄを保持することにより一体化される。作業ヘッド搭載台車１８に対する作業ヘッド３０の取り付け取り外しは、図８に示すように、ホース４２ａを通して水圧シリンダ４２に水圧を供給したり、或いはホース４２ａを通して水圧シリンダ４２に供給される水圧を遮断することにより、アニュラス部８内において行うことができる。
【００３３】
第１の案内部材１６は、図４に示すように、本体部１６ａと当該本体部１６ａに回転可能に取り付けられた滑車１６ｂと当該本体部１６ａに備えられた固定手段１６ｃとからなり、固定手段１６ｃを遠隔操作によって駆動することにより、アニュラス部８内の所望の位置に固定できるようになっている。一方、第２の案内部材１７は、図４に示すように、本体部１７ａと当該本体部１７ａに回転可能に取り付けられた滑車１７ｂと当該本体部１７ａに備えられた固定手段１７ｃとからなり、固定手段１６ｃを遠隔操作によって駆動することにより、アニュラス部８内の所望の位置に固定できるようになっている。固定手段１６ｃ，１７ｃとしては、水圧シリンダや水圧式の吸盤などの公知に属する所要の手段を用いることができる。また、滑車１６ｂ，１７ｂは、牽引部材２０，２１を巻回可能な所要の形状及びサイズに形成される。
【００３４】
牽引部材２０，２１としては、ワイヤ、ロープ又はチェーンなどを用いることができる。第１の牽引部材２０は、図４に示すように、一端が作業ヘッド搭載台車１８に連結され、他端が第１のリール２４に巻回され、その中間部が第１の案内部材１６の滑車１６ｂに巻回される。一方、第２の牽引部材２１は、一端が作業ヘッド搭載台車１８に連結され、他端が第２のリール２５に巻回され、その中間部が第２の案内部材１７の滑車１７ｂに巻回される。第１の牽引部材２０と作業ヘッド搭載台車１８との連結、及び第２の牽引部材２１と作業ヘッド搭載台車１８との連結は、牽引部材２０，２１の一端に設けられた図示しないフックを作業ヘッド搭載台車１８の両端部に設けられた図示しないフックに係合する等の方法で行うことができる。なお、本実施形態においては２本の牽引部材２０，２１を用いたが、必ずしも２本の牽引部材２０，２１を用いる必要はなく、１本の牽引部材の中間部に作業ヘッド搭載台車１８を取り付けることも勿論可能である。
【００３５】
リール２４，２５は、図４に示すように、原子炉のオペレーションフロア２２に備えられた作業台車又は燃料交換機２３に取り付けられる。これらの各リール２４，２５には、牽引部材２０，２１の巻き取り及び送り出しを行うためのリール駆動手段２４ａ，２５ａが備えられると共に、いずれか一方のリール（図４の例では、リール２４）には、牽引部材２０，２１の巻き取り量及び送り出し量を検出するための操作量検知手段２４ｂが備えられる。リール駆動手段２４ａ，２５ａとしては、手動式のものを用いることもできるし、電動式のものを用いることもできる。また、操作量検知手段２４ｂとしては、牽引部材２０，２１と接して配置され牽引部材２０，２１の走行に伴って回転する補助ローラを備え、当該補助ローラの回転量から牽引部材２０，２１の巻き取り量及び送り出し量を検出するものなどを用いることができる。
【００３６】
次に、本発明に係る原子炉圧力容器の保全作業装置をアニュラス部８の所望の位置に設定する方法を、前出の図６及び図９乃至図１５に基づいて説明する。図９は自走台車をバッフルプレート上に降ろした状態を示すアニュラス部の平面展開図、図１０は自走台車を原子炉圧力容器の反対側まで走行させた状態を示すアニュラス部の平面展開図、図１１は自走台車の走行途中の状態を示すアニュラス部の一部平面図、図１２は自走台車の引き上げ状態を示すアニュラス部の平面展開図、図１３は自走台車を引き上げた段階の牽引部材の引き回し状態を示す原子炉圧力容器の縦断面図、図１４は牽引部材への作業ヘッド搭載台車の連結状態を示す原子炉圧力容器の縦断面図、図１５は保全作業装置が設定された状態を示す原子炉圧力容器の縦断面図である。
【００３７】
まず、図９に示すように、牽引部材２０の一端に連結された牽引部材引き回し用の自走台車３１を原子炉のオペレーションフロア２２から原子炉圧力容器１の原子炉方位が１８０°の位置に吊り降ろし、バッフルプレート６上に載置する。なお、０°側に設置することも可能である。その際、保全作業を行おうとする間隙部がシュラウドサポートシリンダ５とジェットポンプディフューザ９ａとの間隙部である場合には、自走台車３１の先端部を当該間隙部の方向に向け、保全作業を行おうとする間隙部が原子炉圧力容器１とジェットポンプディフューザ９ａとの間隙部である場合には、自走台車３１の先端部を当該間隙部の方向に向ける。自走台車３１には、動力装置３３とフック３４と車輪３５とが搭載されており、動力装置３３を駆動することにより前進するようになっている。動力装置３３としては、水噴射装置、空気噴射装置及びスクリュー駆動装置等を用いることができる。自走台車３１をバッフルプレート６上に載置した後、動力装置３３を駆動すると、自走台車３１は、図１０及び図１１に示すように、これに連結された牽引部材２０と共に所要の間隙部を通って原子炉方位が０°の方向に移動する。
【００３８】
原子炉方位０°の位置に達した段階で動力装置３３を停止し、自走台車３１をその位置に停止させる。そして、図１２に示すように、原子炉圧力容器１の上方よりアニュラス部８内に差し込まれた操作ポール３７の先端部を自走台車３１に設けられた３４に引っ掛けて自走台車３１を原子炉のオペレーションフロア２２まで引き上げ、図１３に示す状態とする。
【００３９】
次いで、牽引部材２０から自走台車３１を取り外し、図１４に示すように、牽引部材２０，２１の各端部を作業ヘッド搭載台車１８に接続する。しかる後に、図１４に示すように、滑車１６ｂに巻回部材２０を巻回した状態で、第１の案内部材１６を原子炉のオペレーションフロア２２から適宜の吊り下げ具を用いて原子炉圧力容器１の原子炉方位が０°の位置から吊り降ろし、固定手段１６ｃを遠隔操作により駆動してバッフルプレート６の近傍の所定の位置に固定する。また、滑車１７ｂに巻回部材２１を巻回した状態で、第２の案内部材１７を原子炉のオペレーションフロア２２から適宜の吊り下げ具を用いて原子炉圧力容器１の原子炉方位が１８０°の位置から吊り降ろし、固定手段１７ｃを遠隔操作により駆動してバッフルプレート６の近傍の所定の位置に固定する。これら第１及び第２の案内部材１６，１７の設定時において、牽引部材２０，２１がシュラウドサポートシリンダ５とジェットポンプディフューザ９ａとの間隙部内に配置されている場合には、図６（ａ）に示すように、滑車１６ｂ，１７ｂがシュラウドサポートシリンダ５側に向くように第１及び第２の案内部材１６，１７が固定される。これに対して、牽引部材２０，２１が原子炉圧力容器１とジェットポンプディフューザ９との間隙部内に配置配置されている場合には、図６（ｂ）に示すように、滑車１６ｂ，１７ｂが原子炉圧力容器１側に向くように第１及び第２の案内部材１６，１７が固定される。なお、固定手段１６ｃ，１７ｃが水圧シリンダ又は水圧式の吸盤である場合には、図示しないホースを通して水圧を供給することにより、これらの固定手段１６ｃ，１７ｃを遠隔操作により駆動できる。
【００４０】
最後に、作業ヘッド搭載台車１８を原子炉のオペレーションフロア２２から適宜の吊り下げ具を用いてバッフルプレート上部に設置し、図１５に示すように、牽引部材２０，２１の各他端をそれぞれ第１及び第２のリール２４，２５に連結することにより、実施形態に係る保全作業装置の設定を完了する。なお、原子炉方位１８０°〜２７０°〜３６０°の範囲についても同様にして保全作業装置の設定を行うことができる。また、保全作業装置の撤去は、前記と逆の手順で実施される。
【００４１】
実施形態に係る保全作業装置は、リール駆動装置２４ａ，２５ａを駆動し、リール２４，２５からの牽引部材２０，２１の繰り出し及びリール２４，２５への牽引部材２０，２１の巻き取りを行うことにより、作業ヘッド搭載台車１８を所望の間隙部に沿って移動する。また、オペレーションフロア２２からの遠隔操作によって作業ヘッド搭載台車１８に搭載された作業ヘッド３０を駆動することにより、所望の保全作業を実施する。作業ヘッド３０を交換する場合には、図７及び図８に示した方法で作業ヘッド搭載台車１８から不必要になった作業ヘッド３０を取り外し、これを原子炉圧力容器１外に搬出した後、図１６に示すように、交換しようとする作業ヘッド３０を適宜の吊り下げ部材２８、例えばワイヤを用いて原子炉圧力容器１の上方の原子炉方位が０°の位置又は１８０°の位置からアニュラス部８内に降ろし、図７及び図８に示した方法で作業ヘッド搭載台車１８に固定する。
【００４２】
図１７により、実施形態に係る保全作業装置を用いて行われるアニュラス部保全作業の手順を説明する。アニュラス部の補修作業は、原子炉圧力容器上蓋７を原子炉圧力容器１から取り外す作業（Ｓ１）から開始する。次に、被爆低減のため、原子炉ウェル内に水を張り（Ｓ２）、蒸気乾燥器２、汽水分離器３などの炉内機器と燃料を原子炉圧力容器から取り出す（Ｓ３）。次に、目視検査等によりアニュラス部８内の点検を行い（Ｓ４）、欠陥が発見された場合（Ｓ５）、本発明のアニュラス部補修装置を用いて補修を実施する。
【００４３】
まず、前述の図９乃至図１２の手法により、アニュラス部８にワイヤを敷設する（Ｓ６）。次に、図１３乃至図１５の手順により、バッフルプレート上に滑車（Ｓ７）、移動台車（Ｓ８）を設置する。その後、移動台車への補修ヘッドの取り付け（Ｓ９）、ワイヤ操作による補修部位への補修ヘッドの移動（Ｓ１０）、補修部位の補修（Ｓ１１）を行い、補修作業後、補修ヘッドを取り外す（Ｓ１２）。
【００４４】
なお、図１７（ａ）の補修作業Ｓ１３においては、必要となる補修ヘッドをその都度交換して施工するが、この補修作業のステップの実施例を図１７（ｂ）に示す。補修は、補修対象部位の研磨（Ｓ１４）を実施し、その後、超音波検査あるいは渦電流探傷検査により欠陥のサイジング及び位置の確認（Ｓ１５）を行う。次に、放電加工あるいは補修溶接により欠陥の補修（Ｓ１６）を行い、補修後の検査（Ｓ１７）、補修部分の残留応力改善（Ｓ１８）を行う。
【００４５】
欠陥の補修終了後、図１３〜図１５の逆の手順により、移動台車の撤去（Ｓ１９）、滑車の撤去（Ｓ２０）、ワイヤの撤去（Ｓ２１）を行う。最後に、燃料や原子炉内構造物を原子炉圧力容器１内に復旧し（Ｓ２２）、ウェル水抜き（Ｓ２３）、原子炉圧力容器上蓋の取り付け（Ｓ２４）を経て補修作業は終了する。
【００４６】
このように、実施形態に係る保全作業装置は、作業ヘッド搭載台車１８を自動走行させるのではなく、牽引部材２０，２１によって牽引するので、作業ヘッド搭載台車１８に自動走行用の装備を搭載する必要がなく、作業ヘッド搭載台車１８の小型化、簡略化を図ることができて、この種の保全作業装置の適用分野を拡大することができる。また、自動走行装置の故障ということがあり得ないので、作業ヘッド搭載台車１８の耐久性の向上が図れると共に、牽引部材２０，２１を引くことによりアニュラス部８内に搬入された作業ヘッド搭載台車１８を随時原子炉圧力容器１の上方に引き上げることができるので、アニュラス部８内からの作業ヘッド搭載台車１８の回収を確実に行うことができる。また、リール２４，２５への牽引部材２０，２１の巻き取り量又はリールからの牽引部材の送り出し量を測定することにより予め定められた基準位置からの作業ヘッド搭載台車の移動方向及び移動量を知ることができるので、所望の作業対象部位への作業ヘッド搭載台車１８のアクセス性の改善を図ることができる。さらに、作業ヘッド搭載台車１８に各種検査ヘッドを着脱可能に搭載できるようにしたので、アニュラス部８内において遠隔操作により作業ヘッド３０の交換が可能になり、各種の保全作業を連続的に行うことができて作業性の改善を図ることができる。
【００４７】
なお、本発明は前記実施形態に開示の技術に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜構成部材の一部を変更可能である。
【００４８】
例えば、図１８に示すように、作業ヘッド搭載台車１８にクランプ手段２８を備え、所望の作業対象部位に作業ヘッド搭載台車１８を固定できるようにすることもできる。クランプ手段２８としては、水圧シリンダや水圧式の吸盤などを用いることができる。このようにすると、例えば研磨作業など作業に伴う反力が作業ヘッド搭載台車１８に作用する作業の実施中においても作業ヘッド搭載台車１８を安定に保持することができるので、作業の迅速化及び適正化を図ることができる。
【００４９】
また、図１９に示すように、作業ヘッド搭載台車１８を、所望の作業対象部位の近傍に固定される固定部１８１と、当該固定部１８１が固定されたときにも遠隔操作により所望の間隙部に沿う方向に自動走行可能な自走部１８２とから構成し、固定部１８１に固定用のクランプ手段を備えると共に、自走部１８２に作業ヘッド３０を搭載することもできる。このようにすると、固定部１８１を所望の作業対象部位の近傍に固定した状態で、作業ヘッド３０を搭載した自走部１８２をその可動範囲Ａ内で自走させることができるので、自走部１８２の可動範囲Ａ内で所要の保全作業を連続的に行うことができ、作業効率のより一層の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】原子炉圧力容器とその内部構造物とを示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ―Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ部拡大断面図である。
【図４】原子力発電プラントの定期点検時における原子炉圧力容器及びその周囲の状態を示す説明図である。
【図５】図４に示す原子炉圧力容器のアニュラス部を原子炉方位０°〜９０°〜１８０°の範囲で平面展開した展開図である。
【図６】図４に示すアニュラス部の原子炉方位０°〜９０°〜１８０°の範囲の平面図である。
【図７】作業ヘッド搭載台車と作業台車との取付構造の第１例を示す説明図である。
【図８】作業ヘッド搭載台車と作業台車との取付構造の第２例を示す説明図である。
【図９】自走台車をバッフルプレート上に降ろした状態を示すアニュラス部の平面展開図である。
【図１０】自走台車を原子炉圧力容器の反対側まで走行させた状態を示すアニュラス部の平面展開図である。
【図１１】自走台車の走行途中の状態を示すアニュラス部の一部平面図である。
【図１２】自走台車の引き上げ状態を示すアニュラス部の平面展開図である。
【図１３】自走台車を引き上げた段階の牽引部材の引き回し状態を示す原子炉圧力容器の縦断面図である。
【図１４】牽引部材への作業ヘッド搭載台車の連結状態を示す原子炉圧力容器の縦断面図である。
【図１５】保全作業装置が設定された状態を示す原子炉圧力容器の縦断面図である。
【図１６】アニュラス部内での作業ヘッドの交換方法を示す説明図である。
【図１７】実施形態に係る保全作業装置を用いて行われるアニュラス部保全作業方法の手順を示すフローチャートである
【図１８】第２実施形態に係る作業ヘッド搭載台車の説明図である。
【図１９】第３実施形態に係る作業ヘッド搭載台車の説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    原子炉圧力容器
２    蒸気乾燥器
３    汽水分離器
４    炉心シュラウド
５    シュラウドサポートシリンダ
６    バッフルプレート
７    原子炉圧力容器上蓋
８    アニュラス部
９    ジェットポンプ
９ａ    ジェットポンプディフューザ
１０    ライザ管
１１    空間部
１２〜１５    溶接部
１６，１７    案内部材
１８    作業ヘッド搭載台車
２０，２１    牽引部材
２２    オペレーションフロア
２３    作業台車
２４，２５    リール
２４ａ，２５ａ    リール駆動装置
３０    作業ヘッド
【図１】
2007309788.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007309788.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2007309788.tif 000017
【図１６】
2007309788.tif 000018
【図１７】
2007309788.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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