(57)【要約】【課題】簡易構成で取扱い易く、蒸気発生器の小径のマンホールから大径の管台溶接部への検査・予防保全・改造などの作業時に蒸気発生器内に人が立ち入ることなく、簡便かつ確実に、蒸気発生器管台の内面の予防保全、改造等の施工等のアクセス性を向上させる。【解決手段】ヘッド支持アーム３により支持される固定形状の施工用ヘッド２と、マンホール１０３から水室１０２の内部に向って傾斜状に配置される直線状の第１アーム４、第１アームから鈍角をもって折曲し水室の下面に沿って蒸気発生器管台の奥側に直線状に延びる第２アーム５、第２アームから鈍角をもって蒸気発生器管台内部側に向って折曲する第３アームからなるヘッド支持用の第３アーム６を備え、第１，第２，第３アームをマンホールから蒸気発生器管台１０４の奥側までに略台形状に屈曲する一体形の構成体とし、一定の固形状態で水室１０２内に挿脱可能とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧水型原子炉の蒸気発生器下端部に設けられた下面側が半球形をなす水室内にマンホールを介して挿入され、蒸気発生器管台の内部検査、予防保全および改造の少なくともいずれかの施工を行う施工用ヘッドを有する蒸気発生器管台の検査・施工装置であって、前記施工用ヘッドは固定形状のヘッド支持アームにより支持され、このヘッド支持アームは、前記マンホールから前記水室の内部に向って傾斜状に配置される直線状の第１アームと、この第１アームから鈍角をもって折曲し前記水室の下面に沿って前記蒸気発生器管台の奥側に直線状に延びる第２アームと、この第２アームからさらに鈍角をもって前記蒸気発生器管台内部側に向って折曲する第３アームとからなるヘッド支持用の第３アームとを備え、前記第１，第２および第３アームを前記マンホールから前記蒸気発生器管台の奥側までに亘って略台形状に屈曲する一体形の構成体とし、一定の固形状態で前記水室内に挿脱可能としたことを特徴とする蒸気発生器管台の検査・施工装置。
【請求項２】
前記３アーム先端のヘッドに複数種類の施工用機器が備えられている請求項１記載の蒸気発生器管台の検査・施工装置。
【請求項３】
前記第３アームには前記施工用機器と反対の側に、前記蒸気発生器管台の内面と当接して前記ヘッド側の施工荷重を支持する施工用機器または支柱が設けられている請求項１または請求項２記載の蒸気発生器管台の検査・施工装置。
【請求項４】
前記第１アームは前記マンホールに嵌合される機器支持用のアダプタを備え、このアダプタに前記第１アームの基端部を固定した請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蒸気発生器管台の検査・施工装置。
【請求項５】
前記蒸気発生器管台の先端部の内面側に、気体圧により膨縮できるバルーンを設け、このバルーンの膨縮により前記蒸気発生器管台の奥側内部を開閉可能とした請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の蒸気発生器管台の検査・施工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加圧水型原子炉の蒸気発生器における管台部位の検査、予防保全、改造等の施工に適用する蒸気発生器管台の検査・施工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子炉の蒸気発生器の管台溶接部近傍において、応力腐食割れが確認されており、蒸気発生器管台部の検査・予防保全・改造などが盛んに提案されている。
【０００３】
蒸気発生器の管台溶接部に対して、検査・施工を行う際、蒸気発生器に既設のマンホールからアクセスするが、蒸気発生器内を通りマンホールと蒸気発生器管台とに角度が付いているため、アクセス性が悪くまた線量も高い。
【０００４】
従来、伝熱細管などの蒸気発生器内部構造物にアクセスをする場合は、人間が蒸気発生器に入り機材をセッティングしていたが、蒸気発生器内部は線量が高いため短時間しか作業することができず、被爆の観点でも課題となる。
【０００５】
そこで、蒸気発生器管台の溶接部へ簡易な装置によって、人間が入ることなくアクセスすることができれば、被爆の観点から効果的な検査を実施することができる。被爆量が低減し、作業員が安全かつ長時間作業することができれば、工数の低減や工期短縮にもつながり非常に有効である。
【特許文献１】特開平７−１２９８３号公報
【特許文献２】特開平７−１８１２８５号公報
【特許文献３】特開平９−１８９４０２号公報
【特許文献４】特開平１０−２３０５号公報
【特許文献５】特開２００７−１８１９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の従来技術においては種々の課題がある。例えば特許文献１に記載された技術では、細管閉止プラグの検査装置であり管台溶接部は検査することはできない。
【０００７】
また、特許文献２に記載された技術では、細管内部へのアクセス・補修装置であり、管台溶接部はアクセスすることができない。
【０００８】
特許文献３に記載された技術では、非放射性二次冷却水側の細管狭隘部の作業装置であり、管台溶接部へアクセスすることができない。
【０００９】
特許文献４に記載された技術では、細管内部へのアクセス装置であり、管台溶接部へアクセスすることができない。
【００１０】
特許文献５に記載された技術では、管台溶接部へのアクセス装置であり、蒸気発生器内へ人が入ることなく作業が可能であるが、施工マニプレータの支点が蒸気発生器内であり、また多くの稼動部分を持っているため機構が非常に複雑である。
【００１１】
公知技術が示すように、蒸気発生器内部のアクセス装置として細管部へのアクセス装置は多数発明されているが、これらはどれも管台溶接部へアクセスすることはできない。
【００１２】
なお、特許文献５に記載された技術では、蒸気発生器に人が入ることなく、管台溶接部へアクセスすることができるが、装置に駆動部が多数あり、煩雑である。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、極めて簡易な構成で軽量かつ取扱い易く、蒸気発生器の小径のマンホールから大径の管台溶接部への検査・予防保全・改造などの作業時に蒸気発生器内に人が立ち入ることなく、簡便かつ確実な操作を行うことができ、蒸気発生器管台の内面の予防保全、改造等の施工等のアクセス性を従来装置に比して大幅に向上できる蒸気発生器管台の検査・施工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成するために、本発明では、加圧水型原子炉の蒸気発生器下端部に設けられた下面側が半球形をなす水室内にマンホールを介して挿入され、蒸気発生器管台の内部検査、予防保全および改造の少なくともいずれかの施工を行う施工用ヘッドを有する蒸気発生器管台の検査・施工装置であって、前記施工用ヘッドは固定形状のヘッド支持アームにより支持され、このヘッド支持アームは、前記マンホールから前記水室の内部に向って傾斜状に配置される直線状の第１アームと、この第１アームから鈍角をもって折曲し前記水室の下面に沿って前記蒸気発生器管台の奥側に直線状に延びる第２アームと、この第２アームからさらに鈍角をもって前記蒸気発生器管台内部側に向って折曲する第３アームとからなるヘッド支持用の第３アームとを備え、前記第１，第２および第３アームを前記マンホールから前記蒸気発生器管台の奥側までに亘って略台形状に屈曲する一体形の構成体とし、一定の固形状態で前記水室内に挿脱可能としたことを特徴とする蒸気発生器管台の検査・施工装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１，第２および第３アームをマンホールから蒸気発生器管台の奥側までに亘って略台形状に屈曲する一体形の構成体とし、一定の固形状態で水室内に挿脱可能としたことにより、蒸気発生器の小径のマンホールから大径の管台溶接部への検査・予防保全・改造などの作業について、極めて簡易な構成で軽量かつ取扱い易く、蒸気発生器の小径のマンホールから大径の管台溶接部への検査・予防保全・改造などの作業時に蒸気発生器内に人が立ち入ることなく、簡便かつ確実な操作を行うことができ、蒸気発生器管台の内面の予防保全、改造等の施工等のアクセス性を従来装置に比して大幅に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る蒸気発生器管台の検査・施工装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
［第１実施形態（図１〜図５）］
図１〜図５は、本発明の第１実施形態による蒸気発生器管台の検査・施工装置を示す説明図である。図１は検査・施工装置を蒸気発生器管台に設置した状態を一部断面として示す構成図であり、図２は検査・施工装置の要部を示す構成図である。図３は部品構成を示す分解斜視図であり、図４および図５は作用説明図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の検査・施工装置１は、加圧水型原子炉の蒸気発生器１０１の下端部に設けられた半球形の水室１０２内に、蒸気発生器内アクセス用マンホール１０３を介して挿入される。この検査・施工装置１により、蒸気発生器管台１０４の内部検査、予防保全および改造の少なくともいずれかの施工が行われる。なお、蒸気発生器管台１０４位置の内部にはホールドダウンリング１０５が配置されている。
【００１９】
検査・施工装置１は、施工用ヘッド２を支持する固定形状のヘッド支持アーム３を備えており、このヘッド支持アーム３は第１アーム４、第２アーム５および第３アーム６からなっている。
【００２０】
第１アーム４は直線状の中空管からなっており、マンホール１０３から水室１０２に装入されて、水室１０２の内部に向って傾斜状に配置される。傾斜角度は例えば鉛直線に対して３０°〜６０°（図示の例では３０°）である。この第１アーム４のマンホール１０３外側の端部には、機器支持・固定用のアダプタ７が設けてあり、このアダプタ７に第１アーム４の基端部が固定されている。そして、このアダプタ７を介して検査・施工用操作装置８が第１アーム４に接続されている。また、検査・施工用操作装置８には、例えばレーザ発振器およびヘッド遠隔操作装置等が設けられている。
【００２１】
水室１０２内に装入された第１アーム４の先端には中空な連結部材（第１の連結部材）９が設けてあり、この第１の連結部材９を介して第１アーム４の先端に第２アーム５が略水平に連結されている。連結部材９は例えば側面視で正六角形状をなす中空なブロック状のものである。ただし、この連結部材９の形状については特に限定する必要はなく、種々の形状とすることができる。この第２アーム５は第１アーム４から鈍角（例えば１２５°）をもって折曲し、水室１０２の下面に沿って蒸気発生器管台１０４の奥側に水平配置で直線状に延びている。そして、第１アーム４と第２アーム５とは中空状であり、これらの内部は互いに連通している。
【００２２】
また、第２アーム５の先端には中空な連結部材（第２の連結部材）１０が設けてある。この第３の連結部材１０を介して第２アーム５の先端に、さらに下向きに鈍角（例えば１２５°）をもって、第３アーム６が下向き傾斜状に連結されている。この第３アーム６の傾斜角度は、例えば水平線に対して１２５°である。このように、第３アーム６の先端は蒸気発生器管台１０４の内部側に折曲し、傾斜状配置となっている。この状態で、第３アーム６の先端が蒸気発生器管台１０４の検査・施工部位に接近した状態となる。第３アーム６も中空状のものであり、第２アーム５と内部にては互いに連通している。
【００２３】
そして、第３アームの先端には、中空な連結部材（第３の連結部材）１１が設けてある。この第３の連結部材１１も例えば側面視で正六角形状をなす中空なブロック状のものであり、第３アーム６と内部にて連通している。
【００２４】
このような構成により、第１アーム４、第２アーム５および第３アーム６がマンホール１０３から蒸気発生器管台１０４の奥側までに亘って略台形状に屈曲する一体形の構成体とされており、一定の固形状態で水室１０２内に挿脱可能となっている。
【００２５】
そして、第３の連結部材１１に施工用ヘッ２が回動可能に連結されている。この施工用ヘッド２は例えばレーザ光によるショットピーニング処理用ヘッドとされている。なお、施工用ヘッド２には、ショットピーニング処理機能のほか、視覚的検査、レプリカ検査等種々の検査機能も備えるものとすることができる。これら各種機能は施工用ヘッド２に複数部材を設けて選択使用できるものとしてもよく、また必要に応じて、例えば第１アーム４、第２アーム５および第３アーム６を通して着脱するものとしてもよい。このように、施工用ヘッド２には複数種類の施工用機器が備えられている。
【００２６】
図２は検査・施工装置１の要部を単独で示す構成図である。この図２に示すように、検査・施工装置１は、ヘッド支持アーム３、第１アーム４、第２アーム５、第３アーム６、検査施工用操作装置８、第１，第２および第３の連結部材９，１０，１１を一体に組立てた構成となっている。
【００２７】
そして、第３の連結部材１１に施工用ヘッド２が回転可能に連結されている。図２の例では施工用ヘッド２が図１の状態から第３アーム６側に回転し、第３アーム６に施工用ヘッド２が重なる状態、すなわち、不使用状態に保持された状態となっている。
【００２８】
図３には、上述した構成の部品が分解状態で示してある。この図３に示すように、検査・施工用操作装置８は、レーザ発振器１２、レーザ光伝送部材１３，１４等が備えられる。また、施工用ヘッド２への図示省略の光通信線または他の光路、および施工用ヘッド２の三次元動作用機構を備えるフレーム１５，１６，１７等が備えられる。
【００２９】
図４および図５は、検査・施工装置１を水室１０２内に装入した状態を示している。この検査・施工装置１は、第１アーム４、第２アーム５および第３アーム６の順に、マンホール１０３から蒸気発生器管台１０４の奥側に向けて装入することができる。すなわち、第１アーム４、第２アーム５および第３アーム６は上述の角度で略台形状に屈曲する一体形の構成体であるから、最初に施工用ヘッド２を備えた第３アーム６をマンホール１０３を通して水室１０２内に傾斜状態で装入する。次に、第３アーム６を水室１０２で下向きに傾斜させるようにして、第２アーム５をマンホール１０３に装入し、さらに同方向に回転させるようにして、第１アーム４を装入する。
【００３０】
このように、検査・施工用操作装置８を一定の固形状態のままで、簡単な操作で、容易且つ迅速に水室１０２内に装入することができる。また、取外す場合も同様に容易に行うことができる。なお、本実施形態では、マンホール１０３内に縦長なガイド装置１８を使用し、このガイド装置１８とともに検査・施工用操作装置８をアダプタ７によって固定保持する状態を示している。
【００３１】
次に、本実施形態の検査・施工装置１を使用して、管台部位の検査、予防保全、改造等の施工を行う場合の作用について説明する。
【００３２】
図１に示すように、蒸気発生器管台１０４は、水室１０２から突出する短管部１０６に溶接部１０７を介して接続されている。この溶接部１０７に対して腐食の検査を行い、腐食が発生している場合にはショットピーニングによる溶接補修を行う。
【００３３】
検査および溶接補修の際には、図２に示したように施工用ヘッド２を第３アーム６側に配置した収納状態から、図１および図３〜図５に示したように、施工用ヘッド２の検査・施工装置１を遠隔操作し、施工用ヘッド２を蒸気発生器管台１０４の内面に向くように突出させ、蒸気発生器管台１０４の内周面の溶接部１０７に沿って回転させる。そして、検査時に発見される溶接部１０７に対し、ショットピーニングによる溶接補修を行う。
【００３４】
具体的には、検査・施工装置１の投入については、まずアダプタ７を蒸気発生器内アクセス用のマンホール１０３に取付け、その中に施工用ヘッド２が第３アーム６に収納された状態の施工装置投入を行う。
【００３５】
各連結部材９，１０，１１は、施工用ヘッド２が蒸気発生器管台１０４に挿入されるような角度を持っており、連結部材９，１０，１１およびアーム４，５，６が蒸気発生器１０１などに接触しないように挿入する。
【００３６】
施工用ヘッド２が管台内部付近に挿入された時点で、検査・施工装置１をアダプタ７に接続して固定し、施工用ヘッド２を確認しながらアダプタ７を微動調整して施工用ヘッド２を蒸気発生器管台１０４の中央に移動する。施工の際には、収納されていた施工用ヘッド２を展開し、レーザピーニング施工を実施する。
【００３７】
レーザピーニングのためのレーザ光の伝送については、例えば導光管およびミラー等を使用してアーム４，５，６および連結部材９，１０，１１の内部に搭載するか、またはファイバーをアーム４，５，６および連結部材９，１０，１１の内部または外部に搭載することにより伝達する。
【００３８】
その他のケーブル類もアーム４，５，６および連結部材９，１０，１１の内部または外部に搭載することにより施工用ヘッド２へ伝達する。施工用ヘッド２はレーザピーニング照射ヘッド以外にも溶接部外観探傷検査（ＶＴ）や渦流探傷検査（ＥＣＴ）などを同時に搭載できる機構とし、検査も実施できるようにすることが望ましい。また、施工用ヘッド２を組替えることにより、ＶＴやＥＣＴなどを実施できる形状とすることが望ましい。
【００３９】
本実施形態によれば、予め計算された角度の連結部材９，１０，１１が設けられているため、人間が蒸気発生器１０１内に入ることなく、管台溶接部１０７にアクセス可能となる。また、各種ケーブル類や導光管などがアーム４，５，６および連結部材９，１０，１１に内蔵または付随しているため、配線などの取り合いが容易となる。さらに、一の検査・施工装置１に複数の施工用ヘッド２を設け、または施工用ヘッド２を組み替えて使用することにより、複数の作業を実施することができる。
【００４０】
すなわち、本実施形態によれば、第１，第２および第３アーム４，５，６をマンホール１０３から蒸気発生器管台１０４の奥側までに亘って略台形状に屈曲する一体形の構成体とし、一定の固形状態で水室１０２内に挿脱可能としたことにより、蒸気発生器１０１の小径のマンホール１０３から大径の管台溶接部１０７への検査・予防保全・改造などの作業について、極めて簡易な構成で軽量かつ取扱い易いものとなる。また、蒸気発生器１０１の小径のマンホール１０３から大径の管台溶接部への検査・予防保全・改造などの作業時に蒸気発生器内に人が立ち入ることなく、簡便かつ確実な操作を行うことができ、蒸気発生器管台の内面の予防保全、改造等の施工等のアクセス性を従来装置に比して大幅に向上することができる。
【００４１】
［第２実施形態（図６）］
図６は、本発明の第２実施形態による蒸気発生器管台の検査・施工装置を蒸気発生器管台に設置した状態を一部断面として示す構成図である。
【００４２】
図６に示すように、本実施形態の検査・施工装置１が第１実施形態と異なる点は、第３アーム６の施工用機器である施工用ヘッド２と反対の側に、蒸気発生器管台１０４の内面に当接してヘッド側の施工荷重を支持する支柱２０、または他の施工用ヘッド２１が設けられていることにある。
【００４３】
すなわち、溶接等の作業等の際には、施工用ヘッド２に作用する反力が大きい超音波探傷検査（ＵＴ）やマイクロレプリカを適用することができる。この際には、施工用ヘッド２が反力により施工用ヘッド２の作用が不安定化する等の可能性がある。
【００４４】
そこで、本実施形態では、図６に示すように、一の施工用ヘッド２の１８０°反対側に支柱２０、または施工用ヘッド２と同様の作業用機構，部材等を搭載した別の施工用ヘッド２１を設けるものである。
【００４５】
この構成によれば、一方の施工用ヘッド２が蒸気発生器管台１０４の溶接部１０７にアクセスする点では第１実施形態と同様であるが、支柱２０または別の施工用ヘッド２１が溶接部１０７に展開後、１８０°反対側の支柱２０または別の施工用ヘッド２１も同様に展開させる点で第１実施形態と異なる。
【００４６】
本実施形態では、両方の施工用ヘッド２，２１、または支柱２０と施工用ヘッド２とが互いに対向する方向から同調する状態で作業を実施することにより、ＵＴやマイクロレプリカなどによる反力を支えることができる。
【００４７】
したがって、管台溶接部へのアクセスについては実施例１と同様な効果が期待できるうえ、ＵＴやマイクロレプリカ作業などで大きな反力が生じた際に、１８０°側のヘッド等によってこれを支えることができ、両ヘッド２，２１、または支柱２０の利用により、作業時間の短縮が図れる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、以上の構成および作用以外について第１実施形態と同様であるから、共通の構成および作用については第１実施形態を本実施形態に代え、重複説明を省略する。
【００４９】
［第３実施形態（図７、図８）］
図７は、本発明の第３実施形態による蒸気発生器管台の検査・施工装置を蒸気発生器管台に設置した状態を一部断面として示す使用時における構成図であり、図８は使用前後および不使用時等の状態を示す作用説明図である。
【００５０】
図７に示すように、本実施形態の蒸気発生器管台の検査・施工装置１が前記各実施形態と異なる点は、蒸気発生器管台１０４の開口端である先端部の内面側に、空気等の気体圧により膨縮できるバルーン２３をバルーン接続管２４を介して設けたことにある。
【００５１】
すなわち、上述の各実施形態においては、作業の際に施工用ヘッド２に作用する反力が比較的大きいＵＴまたは配管側にレーザピーニングの放水や異物を落下させることができない場合がある。そこで、本実施形態では、図７および図８に示すように、蒸気発生器管台１０４の先端部位にバルーン２３を搭載するものである。
【００５２】
このバルーン２３は小径のマンホール１０３から大径な蒸気発生器管台１０４の溶接部１０７に施工用ヘッド２が到達した後に展開することができ、作業完了後は再び収縮させることができる。
【００５３】
そして、施工用ヘッド２が管台溶接部にアクセスした後に、バルーン２３を展開させ、蒸気発生器管台１０４の内側全体に張り詰める状態とする。バルーン２３の展開中には、蒸気発生器管台１０４に密着し、例えばレーザピーニングの放水や異物が配管側に入らない状態となる。
【００５４】
本実施形態によれば、蒸気発生器管台１０４の溶接部１０７へのアクセスについては前記実施形態と同様の機能を得ることができ、加えてバルーン２３の展開により、放水や異物の配管側への進入を防ぐことができる。そして、ＵＴ作業などにおいて大きな反力が生じた際には、バルーンの張力でこれを支えることができる。
【００５５】
なお、本実施形態においては、以上の構成および作用以外について第１実施形態と同様であるから、共通の構成および作用については第１実施形態を本実施形態に代え、重複説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る蒸気発生器管台の検査・施工装置の第１実施形態を示す概略構成図。
【図２】図１に示した検査・施工装置の要部構成図。
【図３】図１に示した検査・施工装置の分解斜視図。
【図４】図１に示した検査・施工装置の作用説明図。
【図５】図１に示した検査・施工装置の作用説明図。
【図６】本発明の第２実施形態を示す概略構成図。
【図７】本発明の第３実施形態を示す概略構成図。
【図８】図７における使用前後および不使用時等の状態を示す作用説明図。
【符号の説明】
【００５７】
１‥検査・施工装置、１０１‥蒸気発生器、１０２‥水室、１０３‥マンホール、１０４‥蒸気発生器管台、１０５‥ホールドダウンリング、１０６‥短管部、１０７‥溶接部、１‥検査・施工装置、２‥施工用ヘッド、３‥ヘッド支持アーム、４‥第１アーム、５‥第２アーム６‥第３アーム、７‥アダプタ、８‥検査・施工用操作装置９，１０，１１‥連結部材、１２‥レーザ発振器、１３，１４‥レーザ光伝送部材、１５，１６，１７、１８‥ガイド装置、２０‥支柱、２１‥施工用ヘッド、２３‥バルーン、２４‥バルーン接続管。
【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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