(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状をなす本体部に設けられ前記本体部の軸心のまわりに回転する回転胴から横方向に張り出された伸展アームを備え沸騰水型原子炉の圧力容器の上部から挿入され炉心支持板と制御棒駆動機構ハウジングの間に設置される搬送装置と、前記圧力容器の上部から挿入され前記伸展アームの先端に設けられた着脱機構に着脱され前記圧力容器下部に設けられているシュラウドサポートレグに取り付けられてシュラウドサポートレグあるいはその近傍の検査補修を行う作業装置とを備え、前記作業装置は、前記伸展アームの着脱機構に着脱する着脱部と、シュラウドサポートレグを挟み込む保護ケースと、水平方向移動手段と、上下方向移動手段と、シュラウドサポートレグへの固定手段と、作業対象部位に対して検査または補修を行う作業機器とを備えていることを特徴とする炉内検査補修装置。
【請求項２】
前記作業装置は、前記作業機器の作業対象部位への位置決めを確認する監視カメラを備えていることを特徴とする請求項１記載の炉内検査補修装置。
【請求項３】
前記作業装置は複数の作業機器を備え、作業機器ごとに水平方向移動機構と上下方向移動機構を備えていることを特徴とする請求項１記載の炉内検査補修装置。
【請求項４】
沸騰水型原子炉の圧力容器内下部に設けられているシュラウドサポートレグを挟み込む保護ケースと、プロペラ式の水平方向移動手段と、プロペラ式の上下方向移動手段と、前記シュラウドサポートレグへの固定手段と、前記シュラウドサポートレグあるいはその近傍の検査補修を行う作業機器と、前記圧力容器の上部から吊りおろすケーブルとを備えたことを特徴とする炉内検査補修装置。
【請求項５】
沸騰水型原子炉の炉心支持板と制御棒駆動機構ハウジングとの間に設置されている制御棒案内管を取り外し移動する工程と、筒状をなす本体部に設けられ前記本体部の軸心まわりに回転する回転胴から横方向に張り出された伸展アームを備え沸騰水型原子炉の圧力容器の上部から挿入され炉心支持板と制御棒駆動機構ハウジングの間に設置される搬送装置を前記制御棒案内管のあった位置に挿入し設置する工程と、前記伸展アームの先端に設けた着脱機構に着脱する着脱部、シュラウドサポートレグを挟み込む保護ケース、水平方向移動手段、上下方向移動手段、シュラウドサポートレグへの固定手段並びに作業対象部位に対して検査または補修を行う作業機器を備えた作業装置を原子炉圧力容器上部から圧力容器内に吊り下ろす工程と、前記作業装置を前記搬送装置に設けた伸展アームの着脱機構で受け取る工程と、前記搬送装置の回転胴を回転させ前記伸展アームにより前記作業装置を原子炉圧力容器内下部のシュラウドサポートレグに設置する工程と、前記作業装置の作業対象部位への位置決めを前記作業装置に設けられた監視カメラを用いて確認する工程と、前記作業装置に設けられたシュラウドサポートレグへの固定手段により前記作業装置を前記シュラウドサポートレグに固定し前記伸展アームの前記着脱機構から分離する工程と、前記作業装置に設けられた作業機器により前記シュラウドサポートレグあるいはその近傍の検査補修を行う工程とを備えたことを特徴とする炉内検査補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉の圧力容器内に設置されたシュラウドサポートレグあるいはその近傍の検査、補修および保全等の各種作業を行う炉内検査補修装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軽水炉、例えば沸騰水型原子炉の炉内構造物は高温高圧環境下において十分な強度と耐久性を有する材料、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】
しかしながら、炉内構造物のうち交換困難な部材については、これらの部材がプラントの長期に及ぶ運転により厳しい環境に曝され、また、中性子照射の影響もあり、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張り残留応力の影響で潜在的な応力腐食割れの危険性を有している。
【０００４】
炉心支持構造物であるシュラウドサポートについても同様の懸念があるが、特にシュラウドサポートのバッフルプレート下の部位（シュラウドサポートレグ）の検査、補修、保全作業を行う場合には、制御棒案内管を取り外すか、インレットミキサを取り外す必要がある。炉心側からの検査を行うには、取り外した制御棒案内管から水中カメラにて目視検査等は実施できるが、シュラウドサポートレグの原子炉圧力容器側の検査、補修、保全作業は困難である。
また、バッフルプレート側からの検査を行うには、インレットミキサを外すといった準備作業に多大の時間が掛かることが予想される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、シュラウドサポートレグとシュラウドサポートとの溶接部およびシュラウドサポートレグと圧力容器との溶接部あるいはそれら溶接部近傍の検査および補修作業を効率よく安全確実に行うことのできる炉内検査補修装置および方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明の炉内検査補修装置は、筒状をなす本体部に設けられ前記本体部の軸心のまわりに回転する回転胴から横方向に張り出された伸展アームを備え沸騰水型原子炉の圧力容器の上部から挿入され炉心支持板と制御棒駆動機構ハウジングの間に設置される搬送装置と、前記圧力容器の上部から挿入され前記伸展アームの先端に設けられた着脱機構に着脱され前記圧力容器下部に設けられているシュラウドサポートレグに取り付けられてシュラウドサポートレグあるいはその近傍の検査補修を行う作業装置とを備え、前記作業装置は、前記伸展アームの着脱機構に着脱する着脱部と、シュラウドサポートレグを挟み込む保護ケースと、水平方向移動手段と、上下方向移動手段と、シュラウドサポートレグへの固定手段と、作業対象部位に対して検査または補修を行う作業機器とを備えている構成とする。
【０００７】
本発明の炉内検査補修装置は搬送装置と作業装置を備えるので、シュラウドサポートレグとシュラウドサポートとの溶接部およびシュラウドサポートレグと圧力容器との溶接部あるいはそれら溶接部近傍の検査および補修作業を効率よく安全確実に行うことができる。
また、作業装置をシュラウドサポートレグ上の任意の位置に移動し固定して検査補修を行うことができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、作業装置は、作業機器の作業対象部位への位置決めを確認する監視カメラを備えた構成とする。
本発明によれば、作業機器をシュラウドサポートレグ上の所定の位置に正確に設定することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、作業装置は複数の作業機器を備え、作業機器ごとに水平方向移動機構と上下方向移動機構を備えた構成とする。
本発明によれば、炉内検査補修にかかる複数の作業を同時並行してあるいは連続して行うことができる。
【００１３】
請求項４の発明は、沸騰水型原子炉の圧力容器内下部に設けられているシュラウドサポートレグを挟み込む保護ケースと、プロペラ式の水平方向移動手段と、プロペラ式の上下方向移動手段と、前記シュラウドサポートレグへの固定手段と、前記シュラウドサポートレグあるいはその近傍の検査補修を行う作業機器と、前記圧力容器の上部から吊りおろすケーブルとを備えた構成とする。
本発明の炉内検査補修装置は、いわば搬送装置と作業装置が一体となった構成であるので、安価であり安易に操作することができる。
【００１４】
請求項５の発明は炉内検査補修方法であり、沸騰水型原子炉の炉心支持板と制御棒駆動機構ハウジングとの間に設置されている制御棒案内管を取り外し移動する工程と、筒状をなす本体部に設けられ前記本体部の軸心まわりに回転する回転胴から横方向に張り出された伸展アームを備え沸騰水型原子炉の圧力容器の上部から挿入され炉心支持板と制御棒駆動機構ハウジングの間に設置される搬送装置を前記制御棒案内管のあった位置に挿入し設置する工程と、前記伸展アームの先端に設けた着脱機構に着脱する着脱部、シュラウドサポートレグを挟み込む保護ケース、水平方向移動手段、上下方向移動手段、シュラウドサポートレグへの固定手段並びに作業対象部位に対して検査または補修を行う作業機器を備えた作業装置を原子炉圧力容器上部から圧力容器内に吊り下ろす工程と、前記作業装置を前記搬送装置に設けた伸展アームの着脱機構で受け取る工程と、前記搬送装置の回転胴を回転させ前記伸展アームにより前記作業装置を原子炉圧力容器内下部のシュラウドサポートレグに設置する工程と、前記作業装置の作業対象部位への位置決めを前記作業装置に設けられた監視カメラを用いて確認する工程と、前記作業装置に設けられたシュラウドサポートレグへの固定手段により前記作業装置を前記シュラウドサポートレグに固定し前記伸展アームの前記着脱機構から分離する工程と、前記作業装置に設けられた作業機器により前記シュラウドサポートレグあるいはその近傍の検査補修を行う工程とを備えた構成とする。
【００１５】
本発明の炉内検査補修方法は、作業機器を備えた作業装置とこの作業装置を搬送する搬送装置を使用するので、シュラウドサポートレグとシュラウドサポートとの溶接部およびシュラウドサポートレグと圧力容器との溶接部あるいはそれら溶接部近傍の検査および補修作業を効率よく安全確実に行うことができる。
【００１６】
【発明の実態の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、本実施の形態の炉内検査補修装置の作業対象箇所およびその近傍の構造物について説明する。図１に沸騰水型原子炉の要部断面を示すように、圧力容器１の下部には、シュラウドサポートレグ２が溶接されており円筒状のシュラウドサポート３を支えている。シュラウドサポート３と圧力容器１の間には、ドーナツ状にバッフルプレート４が溶接され、その上にはジェットポンプ５が設置されている。このジェットポンプ５は、インレットミキサ５ａとディフューザ５ｂで構成されている。圧力容器１の中心部には、炉心を構成する上部格子板７と炉心支持板８が設置され、炉心支持板８の下方には、ＣＲＤ（制御棒駆動機構）ハウジング６が圧力容器１の底部に溶接により設置されている。
【００１７】
本実施の形態の炉内検査補修装置の一つの構成部分である搬送装置９は、圧力容器１の上部の燃料交換機（図示せず）からワイヤーロープ１１ａに吊られて、上部格子板７を通過させ、炉心支持板８とＣＲＤハウジング６の間に着座され設置される。また、炉内検査補修装置の他の一つの構成部分である作業装置１０は、搬送装置９と同様に圧力容器１の上部の燃料交換機からワイヤーロープ１１ｂにより上部格子板７を通過させ、炉心支持板８とＣＲＤハウジング６の間に吊り下げられる。
【００１８】
本実施の形態の炉内検査補修装置の全体の構成を図２に示す。すなわち、搬送装置９は、炉心支持板８の制御棒案内管用の穴とＣＲＤハウジング６の頂部で設置をガイドされ保持される。設置された搬送装置９は、円筒状の本体部と、この本体部に収納した状態から横方向外部に展開できる構造をした伸展アーム１３と、この伸展アーム１３の先端に取り付けられエアシリンダー１５で作動する着脱機構１４で構成されている。
【００１９】
圧力容器１の上部から吊下げられた作業装置１０は、搬送装置９の伸展アーム１３を展開状態にして着脱機構１４で受け取り、搬送装置９の本体部の回転胴を回転させ、作業装置１０をシュラウドサポートレグ２まで搬送して設置される。シュラウドサポートレグ２まで搬送された作業装置１０は、作業装置１０に設けられたエアシリンダー１５を作動することによりシュラウドサポートレグ２に固定される。
【００２０】
本実施の形態の炉内検査補修装置によれば、事前準備としての制御棒案内管の取り外し本数が少なく、バッフルプレート４下部のシュラウドサポートレグ２とシュラウドサポート３との溶接部およびシュラウドサポートレグ２と圧力容器１との溶接部あるいはそれら溶接部近傍の検査および補修作業を効率よく安全確実に行うことができる。
【００２１】
搬送装置９の構成は図３に示すようになっている。すなわち、ＣＲＤハウジング６に着座した搬送装置９は、本体部の上部に設けられた旋回駆動モータ１６を回転しギアー１７とベアリング２２を介して回転胴２４を左右に回転させることができるようになっている。伸展アーム１３は、本体部の下部に設けられた伸展駆動モータ１８を回転させ回転軸１９を介してボールネジ２０を回転しボールネジナット２１を上下に動作して、伸展アーム１３を収納状態にしたり展開状態にすることができるようになっている。着脱機構１４は、着脱ボックス２５にエアシリンダー２６が取り付けられた構造となっている。
【００２２】
図４は搬送装置９の着脱機構１４を示しており、着脱機構１４は伸展アーム１３に左右対称に取り付けられている。着脱ボックス２５には、エアシリンダー２６が取り付けられおり、着脱ボックス２５に作業装置１０の着脱部２７が挿入された後、エアシリンダー２６を作動して作業装置１０を装着するようになっている。左右の着脱機構１４によって隣接するシュラウドサポートレグ２は別々の作業装置１０を取り付ける。
【００２３】
次に、作業装置１０の構成を説明する。図５は、シュラウドサポートレグ２に取り付けられた作業装置１０を上から見た図である。作業装置１０は、シュラウドサポートレグ２を挟み込む構造になっており、保護ケース３４内に設けたエアシリンダー１５を作動してシュラウドサポートレグ２に取り付けられている。シュラウドサポートレグ２に固定された作業装置１０においては、駆動モータ２８を回転させギアボックス２９を介してボールネジ３０を回転しリニアガイド３１を動作させることができるようになっている。リニアガイド３１上にはエアシリンダー３２が取り付けられており、エアシリンダー３２には、例えば超音波探傷やレーザを使用した検査、補修、保全等の施工を行う作業機器３３が取り付けられている。
【００２４】
作業機器３３を作業対象部位に位置合わせをするには、リニアガイド３１を水平方向に移動して位置合わせを行った後、エアシリンダー３２を作動し作業機器３３をシュラウドサポートレグ２に位置合わせを行う。この位置は、作業機器３３に取り付けられた監視カメラで確認する。位置合わせを行う機構である駆動モータ２８、ボールネジ３０、リニアガイド３１、およびエアシリンダー３２はシュラウドサポートレグ２を挟み込む形で左右対称（図５ではみえない）に取り付けられている。
【００２５】
このような構成によって、シュラウドサポートレグ２の内側（炉心側）および外側（圧力容器１側）の検査、補修作業を同時に行うことができるので、検査、補修作業を短時間で行うことできる。
【００２６】
図６を参照して作業装置１０の構成についてさらに説明する。図６は、シュラウドサポートレグ２に取り付けられた作業装置１０を炉心側から見た一部破断側面図を示している。すなわち、作業装置１０は、保護ケース３４内に設置したエアシリンダー１５を作動してシュラウドサポートレグ２に固定する構造となっている。作業機器３３を上下方向に位置合わせをするために、昇降駆動モータ３５を駆動し、ベルト３６を介してボールネジ３７を回転させ、ボールネジナット３８とリニアガイド４０を昇降させて、昇降ステージ３９を上下に動作させる構造としている。昇降ステージ３９には、図５で説明した水平方向に位置合わせするための駆動モータ２８、ボールネジ３０、リニアガイド３１およびエアシリンダー３２が設けられ、作業機器３３の上下方向の位置合わせをする構造となっている。
【００２７】
前記の上下方向の位置合わせをする昇降駆動モータ３５、ベルト３６、ボールネジ３７、ボールネジナット３８、リニアガイド４０、昇降ステージ３９等は反対側の圧力容器１側にも設けられ、シュラウドサポートレグ２の下端に対応する部分の内側と外側には水平駆動モータ４１、ギアボックス４２、ボールネジ４３、リニアガイド４４およびエアシリンダー４５が設けられ、作業機器４６の上下方向の位置合わせを行うようになっている。
【００２８】
このような構成によって、シュラウドサポートレグ２の上下内外４箇所の検査、補修作業を並行してあるいは逐次連続して行うことができ、検査、補修作業を短時間で行うことができる。
【００２９】
次に図７を参照して搬送装置９の他の構成例について説明する。図７は搬送装置９の上下方向移動機構を横から見た図であり、伸展アーム１３にフレーム４７が取り付けられている。フレーム４７下部には、昇降駆動モータ４８が取り付けられており、昇降駆動モータ４８の駆動によって回転するボールネジ４９がフレーム４７の両端間に設けられ、ボールネジ４９の回転によって昇降するリニアガイド５０がボールネジ４９に取り付けられている。リニアガイド５０には着脱機構１４が取り付けられており、着脱機構１４はリニアガイド５０により昇降する構造となっている。
【００３０】
以上の構成により、着脱機構１４に装着した小型の作業装置１０をシュラウドサポートレグ２の下部から上部にわたる任意の位置に移動し取り付けることができる。
【００３１】
次に図８を参照して、本発明の実施の形態の炉内検査補修装置における作業装置１０の他の構成例について説明する。図８は、小型化された作業装置１０を炉心側から見た図で、シュラウドサポート３とシュラウドサポートレグ２の溶接部の検査補修作業を行う用途に適した作業装置である。すなわち、この作業装置１０は、シュラウドサポートレグ２を挟み込む構造になっており、保護ケース５７に設けたエアシリンダー５６を作動してシュラウドサポートレグ２に固定する構造となっている。
【００３２】
シュラウドサポートレグ２に固定された作業装置１０においては、水平駆動モータ５１を回転させボールネジ５２を回転させることによってリニアガイド５３を水平移動させることができる。リニアガイド５３上にはエアシリンダー５４が取り付けられており、エアシリンダー５４には、超音波やレーザを使用した検査、補修、保全等の施工を行う作業機器５５が取り付けられている。作業機器５５を作業対象部位に位置合わせをするには、リニアガイド５３を水平方向に位置合わせを行った後、エアシリンダー５４を作動し作業機器５５をシュラウドサポートレグ２の対象部位に押し当てる。
【００３３】
この構成例によれば、作業装置１０が小型であるので、据え付け作業を容易に行うことができる。また、シュラウドサポートレグ２の上部と下部でそれぞれ異なった検査、補修作業を行うことができる。
【００３４】
小型化した作業装置１０の更に他の構成例について図９を参照して説明する。図９は、作業装置１０を炉心側から見た図で、圧力容器１とシュラウドサポートレグ２の溶接部の検査補修作業を行う用途に適した作業装置である。すなわち、この作業装置１０は、シュラウドサポートレグ５を挟み込む構造になっており、保護ケース６５に設けたエアシリンダー６４を作動してシュラウドサポートレグ２に固定する構造となっている。
【００３５】
シュラウドサポートレグ２に固定された作業装置１０においては、水平駆動モータ５９を回転させボールネジ６０を回転させることによってリニアガイド６１を水平移動させることができる。リニアガイド６１上にはエアシリンダー６２が取り付けられており、エアシリンダー６２には、超音波やレーザを使用した検査、補修、保全等の施工を行う作業機器６３が取り付けられている。作業機器６３を作業対象部位に位置合わせをするには、リニアガイド６１を水平方向に位置合わせを行った後、エアシリンダー６４を作動し作業機器６３をシュラウドサポートレグ２の対象部位に押し当てる。
【００３６】
この構成例によれば、作業装置１０が小型化されているので、据え付け作業を容易に行うことができる。また、シュラウドサポートレグ２の上部と下部でそれぞれ異なった検査、補修作業を行うことができる。
【００３７】
次に図１０を参照して、本発明の実施の形態の遊泳式にした炉内検査補修装置６７について説明する。この実施の形態は圧力容器１とシュラウドサポートレグ２の溶接部の各種作業を行う用途に適した装置である。この炉内検査補修装置６７は、ケーブル６８により圧力容器１の上部の燃料交換機から炉底部に吊下げられ、シュラウドサポートレグ２を挟み込む構造になっている。また、浮力材７２により重量が軽くなるように構成されている。水平方向移動用の水中ファン６９とシュラウドサポートレグ押え込み用の水中ファン７１を駆動し遊泳させることにより、シュラウドサポートレグ２まで移動し設置することができる。シュラウドサポートレグ２との位置合わせは、水中カメラ７３と水中ライト７４により確認することができる。シュラウドサポートレグ２に炉内検査補修装置６７を設置後、作業対象部位に作業機器５５を位置合わせするため上下方向移動用の水中ファン７０を駆動し水中カメラ７３で位置を確認することができる。
【００３８】
本実施の形態の炉内検査補修装置６７はいわば搬送装置９と作業装置１０が一体化された構成であるので、安価であり容易に操作することができる。そして、搬送装置９を使用せずにシュラウドサポートレグ２に取り付けまたは取り外すことができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の炉内検査補修装置および方法によれば、炉底部のシュラウドサポートレグあるいはその近傍の検査、補修および保全作業を効率よく安全確実に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の炉内検査補修装置の原子炉圧力容器内への設置状態を示す断面図。
【図２】本発明の実態の形態の炉内検査補修装置を示す斜視図。
【図３】本発明の実施の形態の炉内検査補修装置における搬送装置の全体構成を示す図であって、伸展アームを展開した状態を示す縦断面図。
【図４】上記搬送装置の着脱機構の断面図。
【図５】本発明の実施の形態の炉内検査補修装置における作業装置の構成を示す図であって、シュラウドサポートレグに取り付けた状態を示す平断面図。
【図６】上記作業装置の全体構成を示す一部破断側面図。
【図７】本発明の実施の形態の炉内検査補修装置における搬送装置の他の実施例を示す側面図。
【図８】本発明の実施の形態の炉内検査補修装置における作業装置の他の実施例を示す一部破断側面図。
【図９】本発明の実施の形態の炉内検査補修装置における作業装置の更に他の実施例を示す一部破断側面図。
【図１０】本発明の他の実施の形態の炉内検査補修装置を示す斜視図。
【符号の説明】
１…圧力容器、２…シュラウドサポートレグ、３…シュラウドサポート、４…バッフルプレート、５…ジェットポンプ、５ａ…インレットミキサ、５ｂ…ディフューザ、６…ＣＲＤハウジング、７…上部格子板、８…炉心支持板、９…搬送装置、１０…作業装置、１１ａ，１１ｂ…ワイヤーロープ、１２…ガイドピン、１３…伸展アーム、１４…着脱機構、１５…エアシリンダー、１６…旋回駆動モータ、１７…ギアー、１８…伸展駆動モータ、１９…回転軸、２０…ボールネジ、２１…ボールネジナット、２２，２３…ベアリング、２４…回転胴、２５…着脱ボックス、２６…エアシリンダー、２７…着脱部、２８…駆動モータ、２９…ギアボックス、３０…ボールネジ、３１…リニアガイド、３２…エアシリンダー、３３…作業機器、３４…保護ケース、３５…昇降駆動モータ、３６…ベルト３７… ボールネジ、３８…ボールネジナット、３９…昇降ステージ、４０…リニアガイド、４１…水平駆動モータ、４２…ギアボックス、４３…ボールネジ、４４…リニアガイド、４５…エアシリンダー、４６…作業機器、４７…フレーム、４８…昇降駆動モータ、４９…ボールネジ、５０…リニアガイド、５１…水平駆動モータ、５２…ボールネジ、５３…リニアガイド、５４… エアシリンダー、５５…作業機器、５６…エアシリンダー、５７…保護ケース、５８…着脱部、５９…水平駆動モータ、６０…ボールネジ、６１…リニアガイド、６２…エアシリンダー、６３…作業機器、６４…エアシリンダー、６５…保護ケース、６６…着脱部、６７…炉内検査補修装置、６８…ケーブル、６９…水中ファン、７０… 水中ファン、７１…水中ファン、７２…浮力材、７３…水中カメラ、７４…水中ライト。
【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】
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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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