(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の単列クローラモジュールと、第２の単列クローラモジュールと、前記第１及び第２の単列クローラモジュールをそれぞれの長手方向に連結し、直交する３軸まわりに回転自在な関節機構と、前記関節機構の垂直軸関節機構に設けられた歯車からなりこの垂直軸関節機構を動作させて前記第１及び第２の単列クローラモジュールの接続角度を変化させる回転駆動機構と、この回転駆動機構の駆動源となるモータと、前記第１及び第２の単列クローラモジュールに搭載されたフロートと、を具備したことを特徴とする原子炉内移動装置。
【請求項２】
前記フロートは、内部が気体で満たされ、外圧により縮小し、内圧により膨張することを特徴とする請求項１記載の原子炉内移動装置。
【請求項３】
画像センサとこの画像センサをパン方向及びチルト方向に回転自在な雲台とを前記第１の単列クローラモジュールに搭載したことを特徴とする請求項１記載の原子炉内移動装置。
【請求項４】
ブラシと吸引ノズルを有する吸引洗浄装置とを前記単列クローラモジュールに搭載したことを特徴とする請求項１記載の原子炉内移動装置。
【請求項５】
検査対象部位に倣わせるための超音波探触子を前記単列クローラモジュールに搭載したことを特徴とする請求項１記載の原子炉内移動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲと記す）における原子炉圧力容器内または炉内構造物の点検、検査または洗浄等の保守作業を行うのに好適した移動装置及び原子炉内作業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＢＷＲにおける原子炉圧力容器内に設置される炉内構造物等の機器は図４に示したように配置されている。図４はその要部を部分的に概略図で示したもので、図４中、符号１は下鏡を部分的に示しており、下鏡１は筒状原子炉圧力容器の下鏡開口部を閉塞するものである。下鏡１には多数本のスタブチューブ２が取り付けられ、これらのスタブチューブ２を貫通して制御棒駆動機構（以下、ＣＲＤと記す）ハウジング３が溶接されている。ＣＲＤハウジング３の先端部に制御棒案内管４が据え付けられている。ＣＲＤハウジング３内にはＣＲＤ（図示せず）が設置されている。
【０００３】
制御棒案内管４は炉心支持板５の孔６を貫通し突出して炉心支持板５に支持されており、制御棒案内管４の上部開口部に燃料支持金具７が挿脱自在に設けられている。制御棒案内管４及び燃料支持金具７は炉心支持板５に設けられた位置決めピン（図示せず）にそれぞれのラグが挿入され固定されている。
【０００４】
制御棒案内管４内部には水平断面十字形の制御棒８が昇降自在に設けられ、制御棒８の下端はＣＲＤの上端に連結されており、制御棒案内管４の上端から燃料集合体９同士の間隙に制御棒８を挿入することができる。
【０００５】
燃料支持金具７の上部は４体の燃料集合体９の下部タイプレートを支持し、燃料集合体９の上部は上部格子板10により支持されている。なお、図４中、符号11は下鏡１に取り付けられたインコアハウジング、12はインコア案内管で、炉心支持板５までの間に設けられている。
【０００６】
ところで、原子炉圧力容器の下鏡１を洗浄、点検、検査等の保守作業を行う場合、前述したように下鏡１には多数本のスタブチューブ２やインコアハウジング11が林立し、下鏡１は傾斜した湾曲面であるため、各種の作業装置を搭載した走行台車を使用して作業するには困難を伴う。
【０００７】
そこで、従来、上記保守作業を行う場合には各種の作業装置を長尺のポール先端部に取り付け、作業員がポールを原子炉圧力容器の上方から吊り下ろし、上部格子板10、炉心支持板５の穴６を通過させて操りながら作業員が手作業により行っている。
【０００８】
また、炉心支持板５の穴６が通過可能な長尺の筐体内に、各種の作業装置の移送、位置決めを行うマニピュレータや、送り込み機構を組み込み、この装置を炉心支持板５上やＣＲＤハウジング３上に設置して各種の作業を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、原子炉圧力容器内の各種の作業を作業員の手作業により行う場合は、水中下約25ｍ程度の位置で、長尺のポールを操らなければならないので、非常に作業性が劣り、時間と労力を要する課題がある。
【００１０】
また、炉心支持板５の穴６が通過可能な長尺の作業装置を炉底部に設置して作業を行う場合は一つの設置位置から作業可能な範囲は限られており、設置位置を変更するには長尺で大型の装置を炉心支持板５の穴６、上部格子板10を通過させて上部格子板10の上に装置全体を吊上げてから次の設置位置に移動しなければならないので、これも時間と労力を要する課題がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、保守作業を効率的に行うことができる移動装置及び原子炉内作業方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、第１の単列クローラモジュールと、第２の単列クローラモジュールと、前記第１及び第２の単列クローラモジュールをそれぞれの長手方向に連結し、直交する３軸まわりに回転自在な関節機構と、前記関節機構の垂直軸関節機構に設けられた歯車からなりこの垂直軸関節機構を動作させて前記第１及び第２の単列クローラモジュールの接続角度を変化させる回転駆動機構と、この回転駆動機構の駆動源となるモータと、前記第１及び第２の単列クローラモジュールに搭載されたフロートと、を具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記フロートは、内部が気体で満たされ、外圧により縮小し、内圧により膨張することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、画像センサとこの画像センサをパン方向及びチルト方向に回転自在な雲台とを前記第１の単列クローラモジュールに搭載したことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、ブラシと吸引ノズルを有する吸引洗浄装置とを前記単列クローラモジュールに搭載したことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、検査対象部位に倣わせるための超音波探触子を前記単列クローラモジュールに搭載したことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１により本発明に係る移動装置の第１の実施の形態を説明する。
図１は本実施の形態に係る移動装置の正面図で、図１中、符号13は第１の単列クローラモジュール、14は第２の単列クローラモジュールである。
【００１７】
第１の単列クローラモジュール13と第２の単列クローラモジュール14とは回転自在な関節機構15によりそれぞれの長手方向に連結されている。回転自在な関節機構15は旋回軸回転関節16と、水平軸回転関節17及び垂直軸回転関節18とからなり、直交する３軸まわりに回転する。そして、垂直軸回転関節18に回転駆動機構を取り付ける。これにより第１の単列クローラモジュール13と第２の単列クローラモジュール14を相対的に水平面上で回転させて全体の姿勢を変えることができる。
【００１８】
すなわち、垂直軸回転関節18には回転駆動機構としての大径歯車19と、大径歯車19に噛合する小径歯車20及び回転モータ21が取り付けられる。小径歯車20は回転モータ21の回転軸に取り付けられている。回転モータ21は第２の単列クローラモジュール14の上板22に取付部材23を介して搭載されている。
【００１９】
第１の単列クローラモジュール13の上板24には雲台25が搭載され、雲台25に照明付きＣＣＤカメラ（画像センサ）26が回転自在に取り付けられている。雲台25は目視点検用の照明付きＣＣＤカメラ26をパン（左右）方向とチルト（上下）方向に向きを変えるためのものである。
【００２０】
本実施の形態によれば、二つの単列クローラモジュール13，14を直交する３軸まわりに回転自在な関節機構15によりそれぞれの長手方向に連結し、各クローラモジュール13，14を関節機構15を介して平面上で回転させて全体の姿勢を変えることによって自在に移動することができる。また、各々の単列クローラモジュール13，14は単列であり、幅を取らないので、細長く構成することができ、狭隘部を通過する場合には、くの字型に変形させることができ、有利な形状となっている。
【００２１】
さらに、クローラモジュールを駆動するモータは回転するクローラベルト27内に配置することができるので、クローラモジュールの重心を低くでき、原子炉圧力容器下面の傾斜した湾曲面を有する下鏡１上でも転倒することなく、十分な駆動力を確保することができる。
【００２２】
つぎに、図２、図３及び図４を参照して本発明に係る原子炉内作業方法の第１の実施の形態を説明する。
本実施の形態は図１で説明した移動装置により原子炉圧力容器内の下鏡１上を移動して原子炉圧力容器内底部の保守作業を行う例である。
【００２３】
図２及び図３は図１に示した構成の原子炉内移動装置が原子炉圧力容器内下鏡上１のスタブチューブ２やインコアハウジング11まわりの狭隘部を移動、つまり走行して作業する状態を模式的に示したもので、図２及び図３は図４中Ａ−Ａ矢視方向から見た概略的上面図である。
【００２４】
本実施の形態ではまず、図４において、燃料集合体９、燃料支持金具７、制御棒８、制御棒案内管４を撤去した後に原子炉圧力容器内上方から原子炉内移動装置を上部格子板10、炉心支持板５を通過させ下鏡１上に設置する。この場合、前進、後進のみの移動であれば第１及び第２の単列クローラモジュール13，14が相対的に直列のままで各クローラモジュールを駆動して移動することができる。
【００２５】
しかし、図２に示すように下鏡１上でスタブチューブ２に回り込む場合には、回転モータ21を回転し単列クローラモジュール13，14の相対的な向きを変えて移動装置全体がくの字に変形するように制御する。この状態で各クローラモジュール13，14を駆動すれば移動装置は図２の矢印の方向に進みスタブチューブ２に回り込むことができる。また、図３に示すようにインコアハウジング11をかわしながら回り込む場合には上記と同様にして移動装置全体が回転自在な関節機構15を中心軸としてくの字に変形するように制御すれば、移動が容易となる。
【００２６】
また、本実施の形態では目視用の照明付きＣＣＤカメラ26を搭載することにより、下鏡１上の状況や原子炉圧力容器とスタブチューブ２との溶接部や原子炉圧力容器とインコアハウジング11の溶接部の目視検査作業を行うことができる。また、ブラシや吸引ノズルを有する吸引洗浄装置（図示せず）を搭載した場合には、下鏡１上を吸引洗浄作業を行うことができる。また、超音波探触子を搭載し、この超音波探触子を原子炉圧力容器とスタブチューブ２との溶接部や原子炉圧力容器とインコアハウジング11などの検査対象部位に倣わせながら溶接部の超音波探傷検査作業を行うことができる。
【００２７】
本実施の形態によれば、移動装置が小型で自走移動可能なので原子炉圧力容器内下鏡上においてスタブチューブ間やスタブチューブとインコアハウジング間の狭隘部を通過することができる。また、重心が低く構成されているので、傾斜した湾曲面や凹凸面上でも転倒することなく、安定した移動性能を確保することができる。従って、移動装置を下鏡１上の一箇所へ設置して広範囲の洗浄、点検、検査等の保守作業が可能であると共に、短時間で設置位置の変更が可能であり、洗浄、点検、検査といった原子炉圧力容器内底部の保守作業を効率的に行うことができる。
【００２８】
次に本発明に係る移動装置及び原子炉内作業方法の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は第１及び第２のクローラモジュール13，14にフロート（図示せず）を搭載したことにある。フロートとは、内部に空気などの気体を満たした一種の「浮き」であり、移動装置全体に浮力を供給するものである。このフロートにより、原子炉内移動装置の重心位置が高くなった場合、下鏡１の傾斜面や凹凸面上の走行時の転倒を防止することができる。従って、傾斜面や凹凸面上でも安定した駆動力を確保することができる。
【００２９】
また、第１及び第２のクローラモジュール13，14に搭載するフロートを、水中での水圧（外圧）により縮小し空気圧（内圧）を印加することで膨張可能に構成する。例えば膨張した時の形状を保つガイドを備えた水密のジャバラにより構成することもできる。そして、図示しないポンプ等によりフロート内に適量の空気圧が加わるよう制御する。
【００３０】
下鏡１上は水面下約25ｍ程度の位置にあり、通常は水圧によりフロートは縮小している。そして移動装置が傾斜面で転倒した時だけ空気圧を印加してフロートを膨張させ、浮力により移動装置を復帰させクローラの駆動面を下鏡１上へ接触させる。従って、通常時はフロートの浮力による水中重量を減少させないで済むのでクローラモジュールの駆動力を最大限に確保することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、狭隘部での保守作業を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る移動装置の第１の実施の形態を説明するための正面図。
【図２】本発明に係る移動装置の走行状態の第１の例を説明するための図４中Ａ−Ａ矢視方向から見た上面図。
【図３】図２と同じく第２の例を説明するための図４中Ａ−Ａ矢視方向とは異なった方向から見た上面図。
【図４】ＢＷＲの原子炉圧力容器内構造物の配置を示す斜視図。
【符号の説明】
１…下鏡、２…スタブチューブ、３…ＣＲＤハウジング、４…制御棒案内管、５…炉心支持板、６穴、７…燃料支持金具、８…制御棒、９…燃料集合体、10…上部格子板、11…インコアハウジング、12…インコア案内管、13…第１の単列クローラモジュール、14…第２の単列クローラモジュール、15…関節機構、16…旋回軸回転関節、17…水平軸回転関節、18…垂直軸回転関節、19…大径歯車、20…小径歯車、21…回転モータ、22…上板、23…取付部材、24…上板、25…雲台、26…照明付きＣＣＤカメラ（画像センサ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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