(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのジェットポンプ（３４）を具備し、各ジェットポンプは、係合部（９０）が設けられたジェットポンプビーム（８６）と、前記ジェットポンプビーム（８６）のビーム方向と直交する方向に伸びるジェットポンプビームボルト（９４）とを具備する原子炉（１０）のジェットポンプビーム（８６）を検査する検査装置（１３０）において、
第１の側面部分（１３４）と、この第１の側面部分に対向する第２の側面部分（１３６）と、ジェットポンプビームボルト（９４）を受け入れる大きさに形成されたビームボルト開口部（１４２）とを有し、前記ジェットポンプビームボルト（９４）が前記ビームボルト開口部（１４２）に受けられると、このジェットポンプビーム（８６）をまたぐように装着可能であるベース（１３２）と、
前記ベース（１３２）の前記第１の側面部分（１３４）に結合され変換器ホルダであって、本体（１４８）と、検査用変換器（１５２，１５４）と、この検査装置の前記ベース（１３２）が前記ジェットポンプビーム（８６）に装着されて作動されて前記検査用変換器（１５２，１５４）の位置を調整する調整シリンダ（１６４）とを有する第１の変換器ホルダ（１４８）と、
前記ベース（１３２）の前記第２の側面部分（１３６）に結合され変換器ホルダであって、本体（１５０）と、検査用変換器（１５６，１５８）と、この検査装置の前記ベース（１３２）が前記ジェットポンプビーム（８６）に装着されると作動されて前記検査用変換器（１５６，１５８）の位置を調整する調整シリンダ（１６６）とを有する第２の変換器ホルダ（１５０）とを具備し、
前記調整シリンダ（１６４，１６６）の各々は、作動されたときに、ジェットポンプビーム（８６）の前記係合部（９０）に向けて延びて係合することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
各変換器ホルダ（１４８、１５０）の検査用変換器は、ジェットポンプビーム（８６）を検査するための少なくとも１つの超音波変換器（１５２〜１５６）を具備する請求項１記載の検査装置（１３０）。
【請求項３】
各変換器ホルダ（１４８、１５０）は、前記第１の変換器ホルダの超音波変換器が前記第２の変換器ホルダの超音波変換器に対向して配置されるようにジェットポンプビーム（８６）を検査するために位置決めされた２つの超音波変換器（１５２〜１５６）を具備する請求項２記載の検査装置（１３０）。
【請求項４】
前記ベース（１３２）の第３の側面部分（１３８）に回動自在に装着された少なくとも１つの浸漬超音波変換器（１７４）と、前記ベース（１３２）の第４の側面部分（１４０）に回動自在に装着された少なくとも１つの浸漬超音波変換器（１８２、１８４）とを更に具備する請求項１記載の検査装置（１３０）。
【請求項５】
前記第３の側面部分（１３８）に回動自在に装着された１つの浸漬超音波変換器（１７４）と、前記第４の側面部分（１４０）に回動自在に装着された２つの浸漬超音波変換器（１８２、１８４）とを具備する請求項４記載の検査装置（１３０）。
【請求項６】
前記ベース（１３２）の前記第３の側面部分（１３８）に回動自在に結合された第１の装着部材（１６８）と、前記ベース（１３２）の前記第４の側面部分（１４０）に回動自在に結合された第２の装着部材（１７０）とを更に具備する請求項４記載の検査装置（１３０）。
【請求項７】
前記装着部材（１６８、１７０）の各々はそれを貫通する少なくとも１つの孔（１７２）を具備し、前記孔の各々は浸漬超音波変換器（１７４、１８２、１８４）を受け入れる大きさに形成されている請求項６記載の検査装置（１３０）。
【請求項８】
この検査装置（１３０）を昇降するために、外部のリフト手段に係止するためのリフト部材（１９６）であって、前記ベース（１３２）に結合されたリフト部材（１９６）を更に具備することを特徴とする請求項１記載の検査装置（１３０）。
【請求項９】
前記調整シリンダ（１６４、１６６）は空気圧調整シリンダである請求項１記載の検査装置（１３０）。
【請求項１０】
少なくとも１つのジェットポンプ（３４）を具備し、各ジェットポンプはジェットポンプビーム（８６）と、ジェットポンプビームボルト（９４）とを具備する原子炉（１０）でジェットポンプビーム（８６）を検査する方法において、
ジェットポンプビーム（８６）に検査装置（１３０）を装着することと、
前記検査装置によってジェットポンプビーム（８６）を走査することとから成り、
前記検査装置は、
ジェットポンプビームボルト（９４）  を受け入れる大きさに形成されたビームボルト開口部（１４２）を具備し、ジェットポンプビーム（８６）をまたぐように装着可能であるベース（１３２）と、
前記ベース（１３２）の第１の側面部分（１３４）に結合された第１の変換器ホルダ（１４８）と、
前記ベース（１３２）の第２の側面部分（１３６）に結合された第２の変換器ホルダ（１５０）とを具備し、前記第１の側面部分（１３４）は前記第２の側面部分（１３６）に対向し、前記ホルダの各々は作動されたときにジェットポンプビーム（８６）と接触するように構成された調整シリンダ（１６４、１６６）とを具備する方法。
【請求項１１】
ジェットポンプビーム（８６）に検査装置（１３０）を装着することは、
ジェットポンプビームボルト（９４）が検査装置のベース（１３２）のボルト開口部（１４２）に受け入れられるようにジェットポンプビーム（８６）上に前記検査装置を位置決めすることと、
走査過程の間に前記検査装置が揺動するのを防止するために、前記調整シリンダ（１６４、１６６）をジェットポンプビーム（８６）と接触するように作動することとから成る請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
各変換器ホルダ（１４８、１５０）は、ジェットポンプビーム（８６）を走査するために位置決めされた少なくとも１つの超音波変換器（１５２〜１５６）を具備する請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
各変換器ホルダ（１４８、１５０）は、前記第１の変換器ホルダの超音波変換器が前記第２の変換器ホルダの超音波変換器に対向して配置されるようにジェットポンプビーム（８６）を走査するために位置決めされた２つの超音波変換器（１５２〜１５６）を具備する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記検査装置（１３０）は、前記ベース（１３２）の第３の側面部分（１３８）に回動自在に装着された少なくとも１つの浸漬超音波変換器（１７４）と、前記ベース（１３２）の第４の側面部分（１４０）に回動自在に装着された少なくとも１つの浸漬超音波変換器（１８２、１８４）とを更に具備する請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
前記検査装置（１３０）は、前記第３の側面部分（１３８）に回動自在に装着された１つの浸漬超音波変換器（１７４）と、前記第４の側面部分（１４０）に回動自在に装着された２つの浸漬自在の超音波変換器（１８２、１８４）とを具備する請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記検査装置（１３０）は、前記ベース（１３２）の前記第３の側面部分（１３８）に回動自在に結合された第１の装着部材（１６８）と、前記ベース（１３２）の前記第４の側面部分（１４０）に回動自在に結合された第２の装着部材（１７０）とを更に具備する請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記装着部材（１６８、１７０）の各々はそれを貫通する少なくとも１つの孔（１７２）を具備し、前記孔の各々は浸漬超音波変換器（１７４、１８２、１８４）を受け入れる大きさに形成されている請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
この検査装置（１３０）を昇降するために、外部のリフト手段に係止するためのリフト部材（１９６）であって、前記ベース（１３２）に結合されたリフト部材（１９６）を更に具備ことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１９】
前記調整シリンダ（１６４、１６６）の各々は空気圧調整シリンダである請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、原子炉の検査に関し、特に原子炉圧力容器内部におけるジェットポンプビームの超音波検査に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は通常はほぼ円筒形であり、両端部で、例えばボトムヘッド及び着脱自在のトップヘッドにより密閉されている。通常、ＲＰＶ内部のコアプレートの上方にトップガイドが離間して配置されている。コアシュラウド、又は単にシュラウドは、通常、炉心を包囲し、シュラウド支持構造により支持されている。具体的には、シュラウドはほぼ円筒形であり、コアプレートとトップガイドの双方を包囲している。円筒形の原子炉圧力容器と円筒形のシュラウドとの間には空間、すなわち、環状間隙が配置されている。
【０００３】
ＢＷＲにおいては、シュラウドの環状空間の内部に配置された中空管状のジェットポンプが必要とされる原子炉炉心の水流を供給する。入口ミキサとして知られているジェットポンプの上部は、重力作動楔により拘束ブラケット内部に２つの対向する剛性接点に当接するように側方を位置決めされ且つ支持されている。入口ミキサは上端部で予荷重ビームにより所定の場所にそれぞれ保持されている。アセンブリを確保するために、ジェットポンプビームは油圧締め付け装置によってジェットポンプビームボルトを固定することにより加えられる大きな予荷重を伴って組み立てられる。
【０００４】
原子炉の動作中に加わる振動を含めて、ジェットポンプビームにかかる静的荷重及び動的荷重は、場合によっては、ビームの上部中央部分から始まるビームの亀裂の原因となることがわかっている。各ジェットポンプビームは、原子炉水を入口昇水管からジェットポンプノズルに向かって導くパイプエルボを所定の場所に保持する。
【０００５】
ジェットポンプビームに亀裂が生じると、パイプエルボが正規の位置から外れるおそれがあり、適正なジェットポンプ動作を妨害する可能性もある。従って、例えば、超音波検査などによりジェットポンプビームの物理的一体性を定期的に判定することが望ましい。場合によっては、これはジェットポンプビームを原子炉から取り外し、それらを試験のために試験所へ搬送することにより実施される。また、原子炉容器内部でジェットポンプビームの超音波現場検査を実施する場合もある。
【特許文献１】
米国特許第４５３１６６３号
【０００６】
【発明の概要】
１つの面においては、原子炉のジェットポンプビームを検査するための検査装置が提供される。原子炉は少なくとも１つのジェットポンプを含み、各ジェットポンプはジェットポンプビームと、ジェットポンプビームボルトとを有する。検査装置は、ジェットポンプビームをまたぐように装着可能であるベースを含む。ベースは、ジェットポンプビームボルトを受け入れる大きさに形成されたビームボルト開口部を含む。第１の変換器ホルダはベースの第１の側面部分に結合され、第２の変換器ホルダはベースの第２の側面部分に結合されている。第１の側面部分は第２の側面部分に対向している。各ホルダは、作動されたときにジェットポンプビームに接触するように構成された調整シリンダを含む。
【０００７】
別の面においては、原子炉のジェットポンプビームを検査する方法が提供される。原子炉は少なくとも１つのジェットポンプを含み、各ジェットポンプはジェットポンプビームと、ジェットポンプビームボルトとを有する。方法は、ジェットポンプビームに検査装置を装着することと、検査装置によってジェットポンプビームを走査することとを含む。検査装置は、ジェットポンプビームをまたぐように装着可能であるベースを含む。ベースは、ジェットポンプビームボルトを受け入れる大きさに形成されたビームボルト開口部を含む。第１の変換器ホルダはベースの第１の側面部分に結合され、第２の変換器ホルダはベースの第２の側面部分に結合されている。第１の側面部分は第２の側面部分に対向している。各ホルダは、作動されたときにジェットポンプビームに接触するように構成された調整シリンダを含む。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、ジェットポンプビームの体積検査及び表面検査を実行する検査装置を更に詳細に説明する。検査装置は自己調整浸漬超音波変換器によってジェットポンプビームのアーム領域を検査すると共に、「ピッチ−キャッチ」モードで動作されることが可能である互いに対向する超音波変換器によってジェットポンプビームの穿孔領域を検査する。
【０００９】
そこで図を参照すると、図１は、沸騰水型原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１０の一部切り欠き断面図である。ＲＰＶ１０はほぼ円筒形であり、一端部でボトムヘッド１２により、他端部で着脱自在のトップヘッド１４により密閉されている。側壁１６はボトムヘッド１２からトップヘッド１４まで延出している。側壁１６はトップフランジ１８を含む。トップヘッド１４はトップフランジ１８に装着されている。円筒形のコアシュラウド２０は原子炉の炉心２２を包囲している。シュラウド２０は一端部でシュラウド支持構造２４により支持され、他端部に着脱自在のシュラウドヘッド２６を含む。シュラウド２０と側壁１６との間に環状間隙２８が形成されている。リング形を有するポンプデッキ３０はシュラウド支持構造２４とＲＰＶ側壁１６との間に延出している。ポンプデッキ３０は複数の円形開口部３２を含み、各開口部は１つのジェットポンプ３４を収容している。ジェットポンプ３４はコアシュラウド２０の周囲に沿って配分されている。入口昇水管３６は接合アセンブリ３８により２つのジェットポンプ３４に結合されている。各ジェットポンプ３４は入口ミキサ４０と、ディフューザ４２とを含む。入口昇水管３６と２つの結合されたジェットポンプ３４がジェットポンプアセンブリ４４を形成している。
【００１０】
核分裂可能な物質から成る燃料束４６を含む炉心２２の内部で熱が発生される。炉心２２を通って上に向かって循環される水の少なくとも一部は蒸気に変換される。蒸気分離器４８は蒸気を水から分離し、水は再循環される。蒸気から蒸気乾燥器５０により残留する水が除去される。蒸気は圧力容器のトップヘッド１４の付近にある蒸気出口５２を通ってＲＰＶ１０を出る。
【００１１】
炉心２２で発生される熱の量は、例えば、ハフニウムなどの中性子吸収物質から成る制御棒５４を挿入し、引き出すことにより調整される。制御棒５４がどの程度まで燃料束４６の中へ挿入されるかに応じて、制御棒５４は中性子を吸収する。吸収されないと、中性子は炉心２２内部で熱を発生する連鎖反応を促進するために利用されることになるであろう。制御棒案内管５６は挿入、引き出し中の制御棒５４の垂直運動を維持する。制御棒駆動装置５８は制御棒５４の挿入と引き出しを実行する。制御棒駆動装置５８はボトムヘッド１２を貫通している。
【００１２】
燃料束４６は炉心２２のベースに配置されたコアプレート６０により整列されている。燃料束４６が炉心２２の内部へ下ろされるとき、トップガイド６２は燃料束４６を整列させる。コアプレート６０とトップガイド６２はシュラウド２０により支持されている。
【００１３】
図２は、ジェットポンプアセンブリ４４の一部切り欠き斜視図である。ジェットポンプアセンブリ４４は、接合アセンブリ３８により一対のジェットポンプ３４に結合された昇水管３６を含む。各ジェットポンプ３４はジェットポンプノズル６４と、吸い込み入口６６と、入口ミキサ４０と、ディフーザ４２（図１に示す）とを含む。ジェットポンプノズル６４は、入口ミキサ４０の第１の端部６８に配置された吸い込み入口６６に配置されている。
【００１４】
接合アセンブリ３８は土台部分７０と、２つのエルボ７２とを含む。各エルボ７２はジェットポンプノズル６４に結合されている。支持アーム７４、７６、７８及び８０は接合アセンブリの土台部分７０から延出している。クロスビーム８２は支持アーム７４及び７６を結合し、クロスビーム８４（図２では一部切り欠いて示されている）は支持アーム７８及び８０を結合している。ジェットポンプビーム８６は支持アーム７４と支持アーム７８との間に延出している。支持アーム７６と支持アーム８０の間にも同じジェットポンプビーム（図示せず）が延出している。更に図３を参照すると、ジェットポンプビーム８６は隆起した中央部分８８と、トラニオン９０とを含む。ジェットポンプビーム８６の両端部は支持ビーム７４及び７８に配置された切り欠き９２で支持されている。ビームボルト９４は多側面頭部９６と、ねじ山部分９８と、エルボ７２のカウンタボア１０５に嵌め込まれた円板１０４に当接する下部軸受面１０２を含む末端部１００とを含む。ビームボルト９４はジェットポンプビーム８６にあるねじ付きボルト開口部１０６と螺合する。
【００１５】
ロックアセンブリ１１０はビームボルト９４が緩むのを防止する。ロックアセンブリ１１０はロックスリーブ１１２と、ロックプレート１１４とを含む。ロックスリーブ１１２は第１の端部１１８にある土台部分１１６と、第１の端部１１８から第２の端部１２２へ延出する孔１２０とを含む。孔１２０の大きさ及び形状はビームボルト頭部９６とかみ合って、それを受け入れるように定められている。
【００１６】
図４は、本発明の一実施例に従った検査装置１３０の斜視図であり、図５は、検査装置１３０の底面図であり、図６はジェットポンプビーム８６に装着された検査装置１３０の斜視図である。図４、図５及び図６を参照すると、検査装置１３０は、互いに対向する第１の側面部分１３４及び第２の側面部分１３６と、互いに対向する第３の側面部分１３８及び第４の側面部分１４０とを有するベース１３２を含む。ビームボルト開口部１４２はベース１３２を貫通している。ビームボルト開口部１４２はジェットポンプビームボルト９４を受け入れる大きさに形成されており、ベース１３２の底面１４４は、ベース１３２がビーム８６をまたぐ状態で装着できるようにロックスリーブ１１２及びロックプレート１１４を受け入れる大きさの座台１４６を含む。
【００１７】
第１の変換器ホルダ１４８はベース１３２の第１の側面部分１３４に結合され、第２の変換器ホルダ１５０はベース１３２の第２の側面部分１３６に結合されている。第１の変換器ホルダ１４８に超音波変換器１５２及び１５４が装着され、第２の変換器ホルダ１５０には超音波変換器１５６及び１５８が装着されている。変換器１５２、１５４、１５６及び１５８は、第１の変換器ホルダ１４８に装着された変換器が第２の変換器ホルダ１５０に装着された変換器と対向するようにホルダ１４８及び１５０に装着されている。具体的には、変換器１５２は変換器１５８と対向し、変換器１５４は変換器１５６と対向する。この配置により、一方の変換器が超音波信号を送信し、対向する変換器がその信号の一部を受信する「ピッチ−キャッチ」モードの動作が可能になる。
【００１８】
第１の変換器ホルダ１４８は凹部１６０を含み、第２の変換器ホルダ１５０は凹部１６２を含む。凹部１６０及び１６２は、ベース１３２がビーム８６に装着されるときにジェットポンプビームのトラニオン９０を受け入れる大きさに形成されている。第１の変換器ホルダ１４８と第２の変換器ホルダ１５０は空気圧調整シリンダ１６４及び１６６をそれぞれ含む。調整シリンダ１６４及び１６６は、作動されると、それぞれ凹部１６０及び１６２の中へ延出してトラニオン９０と係合し、それにより、検査装置１３０をビーム８６に固着すると共に、検査装置１３０が走査動作中に揺動するのを防止する。別の実施例では、調整シリンダ１６４及び１６６は水圧シリンダである。
【００１９】
第１の装着部材１６８は第３の側面部分１３８に回動自在に結合され、第２の装着部材１７０は第４の側面部分１４０に回動自在に結合されている。孔１７２は第１の装着部材１６８を貫通している。孔１７２は浸漬超音波変換器１７４を受け入れる大きさに形成されている。固定ねじ１７６は超音波変換器１７４を孔１７２の所定の場所に固着する。２つの孔１７８及び１８０は第２の装着部材１７０を貫通している。孔１７８及び１８０はそれぞれ浸漬超音波変換器１８２及び１８４を受け入れる大きさに形成されている。固定ねじ１８６及び１８８は超音波変換器１８２及び１８４を孔１７８及び１８０の所定の場所にそれぞれ固着する。装着部材１６８及び１７０の回動運動により、浸漬超音波変換器１７４、１８２及び１８４の自己調整及び適正な整列が可能になる。具体的には、装着部材１６８及び１７０をビーム８６と接触する状態に保持することにより、超音波変換器１７４、１８２及び１８４をビーム８６から所定の距離をおいて、ビーム８６と適正に整列された状態に保持するために、位置決めばね１９０が装着部材１６８及び１７０に下向きの力を加える。位置決めばね１９０は、ベース１３２の第１の側面部分１３４及び第２の側面部分１３６に結合されたブラケット１９２及び１９４に装着されている。
【００２０】
ベース１３２にリフト部材１９６が結合されている。リフト部材１９６はベース１３２に結合されたＵ字形ベール１９８と、ベール１９８から延出するコネクタ部材２００とを含む。コネクタ部材２００は操作ポール（図示せず）のエンドコネクタに結合するように構成されている。他の実施例では、コネクタ部材はロープ、クレーン又は自動工具操作装置に結合するように構成されている。
【００２１】
動作中、リフト部材１９６に結合されたサービスポール（図示せず）又は他の何らかの適切なリフト手段を使用して検査装置１３０をジェットポンプビーム８６の上へ降下させる。ビームボルト９４がボルト開口部１０６に受け入れられ且つロックプレート１１４が座台１４６とかみ合うように、検査装置１３０をビーム８６上で位置決めする。検査装置１３０がビーム８６上で位置決めされると、装着部材１６８及び１７０はビーム８６のアームと接触するので、装着部材１６８、１７０は回動し、浸漬超音波変換器１７４、１８２及び１８４はビーム８６と適正に整列される。次に、調整シリンダ１６４及び１６６を作動すると、検査装置１３０がビーム８６にクランプされて、走査中の揺動は防止される。その後、超音波変換器１５２、１５４、１５６及び１５８と、浸漬超音波変換器１７４、１８２及び１８４とを使用してビーム８６を走査する。走査が完了したならば、整列シリンダを停止させ、検査装置１３０をビーム８６から降ろす。
【００２２】
本発明を様々な特定の実施例によって説明したが、特許請求の範囲の趣旨の範囲内で変形を伴って本発明を実施できることは当業者には了承されるであろう。また、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  沸騰水型原子炉圧力容器の一部切り欠き断面図。
【図２】  図１に示すジェットポンプアセンブリの一部切り欠き斜視図。
【図３】  図２に示すジェットポンプビームの側面図。
【図４】  本発明の一実施例に従った検査装置の斜視図。
【図５】  図４に示す検査装置の底面図。
【図６】  ジェットポンプビームに装着された図４に示す検査装置の斜視図。
【符号の説明】
１０…沸騰水型原子炉圧力容器（ＲＰＶ）、３４…ジェットポンプ、８６…ジェットポンプビーム、９４…ジェットポンプビームボルト、１３０…検査装置、１３２…ベース、１３４…第１の側面部分、１３６…第２の側面部分、１３８…第３の側面部分、１４０…第４の側面部分、１４２…ビームボルト開口部、１４８…第１の変換器ホルダ、１５０…第２の変換器ホルダ、１５２、１５４、１５６、１５８…超音波変換器、１６４、１６６…空気圧調整シリンダ、１６８…第１の装着部材、１７０…第２の装着部材、１７２…孔、１７４、１８２、１８４…浸漬超音波変換器、１９６…リフト部材
【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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