(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器の内面に形成した肉盛座を貫通し且つ前記肉盛座に取付け溶接され、その上部が中性子計測案内管に溶接されている円筒状の中性子計測ハウジングの取替方法において、
前記原子炉圧力容器の下方から前記中性子計測ハウジング内に加工機を挿入し、前記中性子計測ハウジングの内面から、前記取付け溶接部および前記取付け溶接部よりも上部の前記中性子計測ハウジングまたは前記中性子計測案内管を切断し、前記中性子計測ハウジングを前記原子炉圧力容器の外に搬出し、
その後、新規の中性子計測ハウジングを前記原子炉圧力容器の下方から搬入し、前記原子炉圧力容器の下方から前記新規の中性子計測ハウジング内に溶接機を挿入して、前記新規の中性子計測ハウジングの内面から前記新規の中性子継続ハウジングと既設の中性子計測ハウジングまたは中性子計測案内管とを溶接し、さらに前記原子炉圧力容器の上方から前記原子炉圧力容器内に溶接機を挿入して、前記新規の中性子計測ハウジングの外面から前記新規の中性子ハウジングを前記肉盛座に溶接により取付けることを特徴とする中性子計測ハウジングの取替方法。
【請求項２】
請求項１に記載の中性子計測ハウジングの取替方法において、前記取付け溶接部よりも下側の中性子計測ハウジングを切断して前記原子炉圧力容器の下方に引き抜き、その後、前記取付け溶接部よりも上側の中性子計測ハウジングまたは中性子計測案内管を切断し、該切断部よりも上側の前記中性子計測ハウジングまたは前記中性子計測案内管と治具により固定し、その後に前記取付け溶接部を切断することを特徴とする中性子計測ハウジングの取替方法。
【請求項３】
請求項１に記載の中性子計測ハウジングの取替方法において、前記取付け溶接部よりも上側の中性子計測ハウジングまたは中性子計測案内管を切断し、該切断部よりも上側の中性子計測ハウジングまたは中性子計測案内管と治具により固定し、その後、前記取付け溶接部よりも下側の中性子計測ハウジングを切断して前記原子炉圧力容器の下方に引き抜き、その後に前記取付け溶接部を切断することを特徴とする中性子計測ハウジングの取替方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の中性子計測ハウジングの取替方法において、既設の中性子計測ハウジングおよび中性子計測案内管の切断は、炉水を抜いて前記原子炉圧力容器の下方から実施することを特徴とする中性子計測ハウジングの取替方法。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れかに記載の中性子計測ハウジングの取替方法において、既設の中性子計測ハウジングおよび中性子計測案内管の切断、並びに新規の中性子計測ハウジングと既設の中性子計測ハウジングまたは中性子計測案内管との溶接は、炉水を抜いて前記原子炉圧力容器の下方から実施することを特徴とする中性子計測ハウジングの取替方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の中性子計測ハウジングの取替方法において、前記原子炉圧力容器内に炉水が存在する状態で、原子炉圧力容器フランジ面に、前記新規の中性子ハウジングを前記肉盛座に溶接する前記溶接機を挿入するためのガイドパイプ及び据付治具を備えた遮蔽体を設置し、
その後、前記原子炉圧力容器内から炉水を抜いた後に、前記新規の中性子ハウジングを前記肉盛座に溶接することを特徴とする中性子計測ハウジングの取替方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントの供用期間中に原子炉圧力容器（ＲＰＶ）内の中性子計測（ＩＣＭ）ハウジングを新規製作のものと取替える取替工法に係り、特に炉水位の上げ下げ作業回数を減らし作業時間の短縮，作業者の被ばく低減に好適なＩＣＭハウジングの取替方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラントの供用期間中にＲＰＶ内のＩＣＭハウジングを新規製作のものと取替える取替工法については、特許第2544074 号公報にて提案された技術がある。
【０００３】
特許第2544074 号公報によれば、新規ＩＣＭハウジングをＲＰＶへ取付け溶接を行う際に、ＲＰＶ底部に肉盛座を形成し、形成した肉盛座とＩＣＭハウジングを取付け溶接（以下、Ｊ溶接と略す）して取付ける手順となっている。施工にあたっては、溶接は気中で行い、溶接装置の取付け，取外し作業は水中で行う手順となっている。また、肉盛座を形成するためには、肉盛溶接した後、放電加工機を挿入して新規ＩＣＭハウジングを取付けるための穴加工と外側加工を水中で行う必要があった。
【０００４】
中性子計測（ＩＣＭ）案内管と新規ＩＣＭハウジングの接続は形状記憶合金を用いた継ぎ手に蒸気を適用して締結していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術を供用期間中におけるＩＣＭハウジング取替作業に適用した場合、ＩＣＭハウジングをＲＰＶに取付け溶接する肉盛座を形成するための高精度な肉盛溶接装置が必要である。更には、水中でＥＤＭ装置を挿入して肉盛座を整形する作業を行うことから、多数の装置が必要である。施工にあたっては肉盛溶接及び新規ＩＣＭハウジングのＪ溶接は気中で行い、溶接装置の取付け，取外し作業は水中で行う手順となっている。ＲＰＶに炉水を満水状態にする作業及び排水する作業はかなりの時間を要することから、ＩＣＭハウジング取替工程を長期化させる問題もある。
【０００６】
また、ＩＣＭ案内管と新規ＩＣＭハウジングの接続は、形状記憶合金を用いたカップリングに蒸気を適用して締結するために、高温でしかも多量の蒸気を必要とする問題もあった。
【０００７】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、供用期間中にＩＣＭハウジングを取替える必要が生じた場合に、短期間で効率良く取替えができる方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、先ずＲＰＶ内の機器を取外した後に、ＲＰＶ下方よりＩＣＭハウジング内に加工機を挿入し、ＩＣＭハウジング内面よりＪ溶接部及びＩＣＭ案内管を切断してＩＣＭハウジングをＲＰＶ外に搬出する。次に、新規ＩＣＭハウジングをＲＰＶ下方より搬入し、既設のＩＣＭハウジングまたはＩＣＭ案内管、及び肉盛座に溶接して取付ける。
【０００９】
以上のように本発明によれば、新たにＲＰＶ内面に肉盛座を形成することなく、また、形状記憶合金の継ぎ手を使用しないことにより短期間で効率よく行うことができる。
【００１０】
炉水位の上げ下げの作業回数が減らせることから期間短縮が期待できる。
【００１１】
炉水位の上げ下げの作業が不要となることから更なる期間短縮が期待できる。
【００１２】
狭隘なＲＰＶ底部においてＩＣＭハウジングをＪ溶接するためのＪ開先加工を容易に行うことができる。
【００１３】
狭隘なＲＰＶ底部においてＩＣＭ案内管とＩＣＭハウジングを接続した後、馬蹄形の溶接ヘッドとしたことによりＩＣＭハウジングをＲＰＶに取付け溶接を行うことができる。
【００１４】
装置をＲＰＶ底部に据付ける際、線量の高い炉心領域を短時間で通過させることができることから、装置の放射線劣化を低減することができる。また、ガイドパイプに挿入用レールを備えたことにより、ＲＰＶ上部において装置の周方向の位置決めが行えるため、
ＲＰＶ底部において装置の周方向の位置調整が不要となることから短時間で装置の据付け作業を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１〜図１０で説明する。図１は、沸騰水型原子炉のＲＰＶ１及び炉内構造物を示し、ＲＰＶ１内にはドライヤ２，セパレータ３，シュラウド４等が据付けられ、シュラウド４には燃料を支持サポートするための上部格子板５，炉心支持板６等が取付けられている。
【００１６】
ＲＰＶ１の底部には、ＩＣＭハウジング７及び制御棒駆動機構（ＣＲＤ）ハウジング８がＲＰＶ１を貫通して溶接により取付けられ、ＩＣＭハウジング７の上部にはＩＣＭ案内管９が溶接により取付けられている。ＩＣＭハウジング７及びＩＣＭ案内管９には、中性子計測器を収容した図示しないＩＣＭモニタ本体がＩＣＭ案内管９の上方より挿通され、ＩＣＭモニタは原子炉の出力を監視する。図２において、１０はＲＰＶ１内面側の貫通孔周縁に高ニッケル鋼（インコネル）で形成した肉盛座、１１は肉盛座の上部に形成した開先、１２は開先に形成した高ニッケル鋼(インコネル)の溶接部である。ＩＣＭハウジング７はＲＰＶ１を貫通し、ＩＣＭハウジング７の上部がＲＰＶ１の内面側でＪ溶接されている。ＩＣＭハウジング７はステンレス鋼で形成されており、特に初期に建設された原子力発電所では炭素量の多いステンレス鋼が採用されているため、ＲＰＶとＩＣＭハウジングとの溶接部近傍のＩＣＭハウジング７、例えば溶接部１２の直上のＩＣＭハウジングには応力腐食割れが発生する恐れがある。
【００１７】
図３は、本発明の主たる部分である炉水を抜いてＲＰＶ上方より装置を設定する場合、ＲＰＶフランジ面に装置を挿入するためのガイドパイプ１３，据付け治具１４及びケーブル処理装置１５を備えた遮蔽体１６を設置してＩＣＭハウジング取替工法を実施する状態を示す。
【００１８】
ガイドパイプ１３は円筒形の分割構造としており、ＲＰＶフランジ面に据付けられた遮蔽体１６からＲＰＶ内の上部格子板５，炉心支持板６を貫通してＣＲＤハウジング上に据付けられる。ガイドパイプ１３の内面には装置据付け時の周方向を合わせるための挿入用レールが取付けられ、ガイドパイプ１３の下端は装置が繰り出せるように半割形状となっている。
【００１９】
図４は、本実施形態に係わるＩＣＭハウジングの取替方法を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１においてＲＰＶ１内に取付けられているドライヤ２，セパレータ３等の炉内機器を取外し、ＲＰＶ１内より搬出して所定の場所に保管し、ＲＰＶ上方よりＲＰＶ底部へのアクセスが可能な状態にする。
【００２０】
次に、ステップＳ２において炉水位をＲＰＶフランジ面直下まで下げ、ガイドパイプ１３，据付け治具１４，ケーブル処理装置１５及び遮蔽体１６を設置した後、ステップＳ３においてＲＰＶ１内部の炉水を全てドレンする。これにより、従来工法では水中で実施していた装置の取付け，取外し作業を気中で行うことが可能となることから、短時間で効率良く行うことができる。
【００２１】
続いて、ステップＳ４においてＲＰＶ１下方よりＩＣＭハウジング７内に加工機を挿入し、ＩＣＭ案内管９を内面より切断する。図５はＩＣＭ案内管を切断した状態を示す。
【００２２】
続いて、ステップＳ５においてＲＰＶ１下方よりＩＣＭハウジング７内に加工機を挿入し、Ｊ溶接部１２の上端部のＩＣＭハウジングを内面より切断する。この時、切断した上方のＩＣＭハウジング７ａは周囲のＣＲＤハウジングにＩＣＭハウジング保持具を介して取付けられ、落下しないように保持される（図示せず）。図６は、ＩＣＭハウジングを切断した状態を示す。
【００２３】
次に、下方のＩＣＭハウジング７ｂを引き抜きして取外すために、Ｊ溶接部１２の下端部のＩＣＭハウジングを内面から切込み１７を加工する。図７は、ＩＣＭハウジングに切込みを加工した状態を示す。
【００２４】
なお、前述の作業ステップにおいて、先にステップＳ５のＩＣＭハウジング７を切断した後、ステップＳ４のＩＣＭ案内管９を切断することも可能である。
【００２５】
ステップＳ６では、切断した上方のＩＣＭハウジング７ａ及び下方のＩＣＭハウジング７ｂをＲＰＶ下方より強制引き抜きして取外し、ＲＰＶ外へ搬出する。図８はＩＣＭハウジングをＲＰＶ外に搬出した状態を示す。
【００２６】
続いて、ステップＳ７においてＲＰＶ１下方より加工機を挿入してＲＰＶ内のＩＣＭ案内管９下端部の開先１８を加工する。同様に、ステップＳ８においてＲＰＶ１下方より加工機を挿入してＲＰＶ内の肉盛座１０のＪ開先１９を加工する。図９は、ＩＣＭ案内管９に開先１８の加工、及びＲＰＶ１内面の肉盛座１０にＪ開先１９を加工した状態を示す。
【００２７】
なお、前述の作業ステップにおいて、先にステップＳ８の肉盛座１０の開先１９を加工した後、ステップＳ７のＩＣＭ案内管９の開先１８を加工することも可能である。
【００２８】
ステップＳ９では、ステップＳ８で加工した肉盛座１０のＪ開先１９面の浸透探傷検査を行う。ステップＳ１０においてＲＰＶ１下方より開先加工した新規ＩＣＭハウジング２０を挿入してＩＣＭ案内管９と開先合わせを行い、新規ICMハウジング２０下方より内面溶接機を挿入して溶接２１する。図１０にＩＣＭ案内管と新規ＩＣＭハウジングを溶接した状態を示す。
【００２９】
次に、ＲＰＶ１上方から、ＲＰＶフランジ面に装置を挿入するためのガイドパイプ１３，据付け治具１４及びケーブル処理装置１５を備えた遮蔽体１６を使用してＪ溶接機をＲＰＶ１内に挿入し、新規ＩＣＭハウジング２０をＲＰＶ１内の肉盛座１０にＪ溶接２２する。図１１は、新規ＩＣＭハウジングをＲＰＶに溶接した状態を示す。
【００３０】
図１２は、ＲＰＶ下方よりＲＰＶ内に挿入してＲＰＶ１内の肉盛座１０のＪ開先１９を加工する加工ヘッドの構成を示す図である。図１２において、カッタ２３は回転軸２４を介してカサ歯車２５と連結されている。軸受２６は軸３３を介してカサ歯車２７，カサ歯車３２と連結されている。駆動軸２９にはカサ歯車２８，駆動軸３０にはカサ歯車３１が個々に取付けられている。
【００３１】
駆動軸２９，駆動軸３０をそれぞれ同速度で別（反対）方向に回転動作３６，３７させると、カサ歯車２７とカサ歯車３２も別方向に回転することになり、カサ歯車２５に回転動作を与えることができ、回転軸２４を介してカッタ２３が回転動作３４を行うことができる。
【００３２】
一方、駆動軸２９だけに回転動作３６を与え駆動軸３０を固定した場合、カサ歯車３２が回転しないためカサ歯車２５も回転せずに固定状態となる。カサ歯車２７だけが回転するため、軸３３を中心としてカッタ２３，回転軸２４，軸受２６が揺動動作３５できる。また、カッタ２３が回転中においても、駆動軸２９と駆動軸３０の回転数を変えることにより揺動動作３５を行うことができる。
【００３３】
図１３は、ＲＰＶ上方より、ガイドパイプを使用してＲＰＶ内に挿入し、新規ＩＣＭハウジングをＲＰＶ内の肉盛座にＪ溶接する溶接ヘッドの構成を示す図である。図１３において、上部馬蹄形外筒４０はアーム３９により溶接ヘッド据付治具３８と連結されており、アーム３９をスイング動作４７させることにより上部馬蹄形外筒４０の中心をＩＣＭ案内管９の中心位置まで移動できる。上部馬蹄形外筒４０にはクランプ機構部４１，４２が備えられており、上部馬蹄形外筒４０をＩＣＭ案内管９にクランプすることができる。
【００３４】
下部馬蹄形外筒４４は回転駆動部４３により上部馬蹄形外筒４０と連結されており、ＩＣＭ案内管９を中心に回転動作が行える。下部馬蹄形外筒４４には溶接トーチ上下駆動部４５が備えられており、溶接トーチ４６の上下動作を行うことができる。また、下部馬蹄形外筒４４を防水機能を有する形状にすれば、水中で装置の据付けを行うこともできる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、原子力発電プラントの供用期間中にＲＰＶ内のＩＣＭハウジングを新規製作のものと取替える場合、特に炉水位の上げ下げ作業回数を減らし作業時間の短縮，作業者の被ばく低減ができる。
【００３６】
更に、本発明の加工機，溶接機によれば狭隘なＲＰＶ底部においても、Ｊ開先加工及び溶接ができるので、効率よく短時間で作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器及び炉内構造物を示す図。
【図２】ＩＣＭハウジング取付け部を示す図。
【図３】炉水を抜いてＲＰＶ上方より装置を設定する状態を示す図。
【図４】本発明の実施形態によるＩＣＭハウジング取替方法のフローチャート。
【図５】ＩＣＭ案内管を切断した状態を示す図。
【図６】ＩＣＭハウジングを切断した状態を示す図。
【図７】ＩＣＭハウジングに切込みを加工した状態を示す図。
【図８】ＩＣＭハウジングをＲＰＶ外に搬出した状態を示す図。
【図９】ＩＣＭ案内管の開先及びＪ開先を加工した状態を示す図。
【図１０】ＩＣＭ案内管と新規ＩＣＭハウジングを溶接した状態を示す図。
【図１１】新規ＩＣＭハウジングをＲＰＶにＪ溶接した状態を示す図。
【図１２】Ｊ開先を加工する加工ヘッドの構成を示す図。
【図１３】ＩＣＭハウジングを溶接するＪ溶接ヘッドの構成を示す図。
【符号の説明】
１…原子炉圧力容器（ＲＰＶ）、２…ドライヤ、３…セパレータ、４…シュラウド、５…上部格子板、６…炉心支持板、７…既設ＩＣＭハウジング、７ａ…切断した上方の既設ＩＣＭハウジング、７ｂ…切断した下方の既設ＩＣＭハウジング、８…ＣＲＤハウジング、９…ＩＣＭ案内管、１１…開先、１２…Ｊ溶接、１３…ガイドパイプ、１４…据付け治具、１５…ケーブル処理装置、１６…遮蔽体、１７…切込み、１８…ＩＣＭ案内管の開先、１９…Ｊ開先、２０…新規ICMハウジング、２１…溶接部、２２…Ｊ溶接部、２３…カッタ、２４…回転軸、２５…カサ歯車、２６…軸受、２７，２８，３１，３２…カサ歯車、２９，３０…駆動軸、３３…軸、３４，３６，３７…回転動作、３５…揺動動作、３８…溶接ヘッド据付治具、３９…アーム、４０…上部馬蹄形外筒、４１，４２…クランプ、４３…回転駆動部、４４…下部馬蹄形外筒、４５…溶接トーチ上下駆動部、４６…溶接トーチ、４７…スイング動作。
【図１】
0003774600.tif 000002
【図２】
0003774600.tif 000003
【図３】
0003774600.tif 000004
【図４】
0003774600.tif 000005
【図５】
0003774600.tif 000006
【図６】
0003774600.tif 000007
【図７】
0003774600.tif 000008
【図８】
0003774600.tif 000009
【図９】
0003774600.tif 000010
【図１０】
0003774600.tif 000011
【図１１】
0003774600.tif 000012
【図１２】
0003774600.tif 000013
【図１３】
0003774600.tif 000014