JP2000035496A

JP2000035496A - 配管内機器据付装置

Info

Publication number: JP2000035496A
Application number: JP10203790A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sakamaki; 巻和雄酒
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】配管内で作業を実施する際に、配管内の所望
の位置に作業用機器を迅速かつ的確に据え付けることが
できる配管内機器据付装置を提供する。【解決手段】配管内に挿入される第１本体部６０Ａ
と、第１本体部６０Ａと共に配管内に挿入される第２本
体部６０Ｂとが伸縮駆動手段６３によって連結されてい
る。伸縮駆動手段６３は、両本体部６０Ａ、６０Ｂ間の
離間距離を変更することができる。第１本体部６０Ａ及
び第２本体部６０Ｂは、それぞれ、配管の内壁面に押し
付けて本体部６０Ａ、６０Ｂを配管内に固定するための
可動押付部材６４Ａ、６４Ｂと、可動押付部材６４Ａ、
６４Ｂを進退駆動するための押付駆動手段６１Ａ、６１
Ｂと、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管内の所望の位
置に作業用機器を据え付けるための配管内機器据付装置
に係わり、特に、沸騰水型原子炉（以下「ＢＷＲ」と言
う。）の予防保全や検査を実施する際に、ＢＷＲの配管
内の所望の位置に作業用機器を搬送して据え付けるのに
適した配管内機器据付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７はＢＷＲの原子炉圧力容器及びその
内部構造の概略構成を示した縦断面図である。原子炉圧
力容器１の内部には冷却材２が存在し、冷却材２の中に
炉心３が没している。炉心３は図示しない複数の燃料集
合体から構成されており、炉心シュラウド１０内に収容
されている。

【０００３】冷却材２は炉心３を上方に向かって流通
し、その際、炉心３の核反応熱により昇温して、水と蒸
気の二相流状態となる。二相流となった冷却材２は、炉
心３の上方に設置された気水分離器４内に流入し、そこ
で水と蒸気とに分離される。このうち、蒸気は気水分離
器４の上方に設置された蒸気乾燥器５内に導入され、乾
燥されて乾燥蒸気となる。この乾燥蒸気は原子炉圧力容
器１に接続された主蒸気管６を介して、図示しない蒸気
タービンに移送され、発電に供される。

【０００４】一方、分離された水は、炉心３と原子炉圧
力容器１との間のダウンカマ部７を介して炉心３の下方
に流下する。炉心３の下方には複数の制御棒案内管８が
設置されており、これらの制御棒案内管８を介して制御
棒（図示せず）が炉心３の内部に挿入され、或いは引き
抜かれる。

【０００５】制御棒案内管８の下方には制御棒駆動機構
９が設置されており、この制御棒駆動機構９により制御
棒の炉心３への挿入及び引抜動作の制御が行われる。ダ
ウンカマ部７内には、複数のジェットポンプ１１が原子
炉の周方向に沿って等間隔で設置されている。

【０００６】原子炉圧力容器１の外部には図示しない原
子炉再循環ポンプが設置されており、原子炉再循環ポン
プ、ジェットポンプ１１、及びこれらの間に配設される
原子炉再循環配管（図示せず）により、原子炉再循環系
が構成されている。すなわち、原子炉再循環ポンプによ
りジェットポンプ１１の駆動水が供給され、ジェットポ
ンプ１の作用により冷却材２が炉心３内に強制循環され
る。

【０００７】図８は原子炉圧力容器１内のジェットポン
プ１１の部分を示した斜視図であり、図９はトランジシ
ョンピース及びエルボの部分を示した図である。図８及
び図９に示したようにジェットポンプ１１は中央にライ
ザ管１２を有し、ライザ管１２は原子炉再循環ポンプか
ら供給される冷却材を再循環入口ノズル１３を介して原
子炉圧力容器１内に導入するようになっている。

【０００８】ライザ管１２の上部にはトランジションピ
ース１４を介して一対のエルボ１５Ａ、１５Ｂが接続さ
れている。これら一対のエルボ１５Ａ、１５Ｂには、一
対の混合ノズル１６Ａ、１６Ｂを介して一対のインレッ
トスロート１７Ａ、１７Ｂが接続されている。

【０００９】これらのインレットスロート１７Ａ、１７
Ｂの下部にディフューザ１８Ａ、１８Ｂがそれぞれ接続
され、上部の混合ノズル１６Ａ、１６Ｂから冷却材２が
噴射された際、周囲から炉水を巻き込むようになってい
る。

【００１０】噴射された冷却材２及び巻き込まれた炉水
は、インレットスロート１７Ａ、１７Ｂ内にて混合さ
れ、その後ディフューザ１８Ａ、１８Ｂにて静水頭の回
復がなされる。

【００１１】上記構成において、原子炉再循環ポンプか
ら送り込まれる冷却材の流れにより、流体振動が発生す
るので、これに対処するため、ライザ管１２はその下端
が再循環入口ノズル１３に溶着されており、またその上
端がライザブレース２０を介して原子炉圧力容器１に固
定されている。なお、図８において符号３６はライザブ
ラケットである。

【００１２】インレットスロート１７Ａ、１７Ｂは上端
が混合ノズル１６Ａ、１６Ｂ及びベント１５Ａ、１５Ｂ
を介してトランジションピース１４に機械的に接続され
ると共に、下端がディフューザ１８Ａ、１８Ｂの上端に
挿入されている。このように、ライザ管１２及びインレ
ットスロート１７Ａ、１７Ｂは、共に流体振動の発生を
考慮して構成されており、流体振動に十分対処可能な構
成となっている。

【００１３】図１０はライザ管１２の付近の構成を示し
た斜視図であり、図１０に示したように原子炉圧力容器
１の内壁にはパッド３９が形成されている。パッド３９
に４枚の薄板４０が溶接されており、薄板４０の板厚は
１０ｍｍ前後である。４枚の薄板の先端は、ブロック４
１を介して互いに一体に構成されており、ライザ管１２
はブロック４１の内側（原子炉圧力容器１の内壁面側）
に溶接されている。

【００１４】また、ライザブレース２０は、ライザ管１
２に発生する原子炉運転中の流体振動を抑制すると共
に、炭素鋼である原子炉圧力容器１とオーステナイト系
ステンレス鋼であるライザ管１２との間の熱膨張差を吸
収するものである。したがって、原子炉運転中には、前
記熱膨張差を吸収した変形状態にある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成において、
例えばライザ管１２の内面に何らかの原因により錆やク
ラックなどが発生する場合がある。また、ライザ管１２
の材料として主にオーステナイト系ステンレス鋼管を使
用しているので、応力、腐食環境、材料（クロム欠乏
層）の３つの条件が成立すると応力腐食割れ（ＳＣＣ）
が発生し、ライザ管１２が損傷する恐れがある。

【００１６】応力腐食割れは、上述した３つの条件のう
ち、１つでも欠落すれば発生しないので、応力腐食割れ
を防止するためには、上記３条件を考慮して種々の対策
を講じる必要がある。

【００１７】また、ジェットポンプ１１の表面に何らか
の原因により錆やクラックが発生した場合、これらを放
置しておくとクラックが進行し、ジェットポンプ１１に
亀裂が生じたりすることがある。原子炉の出力を制御す
るジェットポンプ１１がそのような状態になることは、
他の構造物にも悪影響を与えることも考えられるので、
そのようなジェットポンプ１１の損傷は避けなければな
らない。

【００１８】本発明は上述した事情を考慮してなされた
ものであって、配管内で作業を実施する際に、配管内の
所望の位置に作業用機器を迅速かつ的確に据え付けるこ
とができる配管内機器据付装置を提供することを目的と
する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明による配管内機器
据付装置は、配管内に挿入される第１本体部と、前記第
１本体部と共に配管内に挿入される第２本体部と、前記
第１本体部と前記第２本体部とを連結すると共に前記両
本体部間の離間距離を変更するための伸縮駆動手段と、
を備え、前記第１本体部及び前記第２本体部は、それぞ
れ、配管の内壁面に押し付けて前記本体部を配管内に固
定するための可動押付部材と、前記可動押付部材を進退
駆動するための押付駆動手段と、を有することを特徴と
する。

【００２０】また、前記可動押付部材は、前記本体部の
周囲に等角度間隔で複数配置されていることが好まし
い。

【００２１】また、前記伸縮駆動手段は、流体圧シリン
ダを有することが好ましい。

【００２２】また、前記流体圧シリンダは、複数のスト
ロークを有することが好ましい。

【００２３】また、配管内に据え付ける作業用機器を前
記第１又は第２本体部に連結するための機器連結部材を
さらに有し、前記機器連結部材は可撓性を有することが
好ましい。

【００２４】また、前記機器連結部材は弾性を有するこ
とが好ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
配管内機器据付装置について図１乃至図６を参照して説
明する。

【００２６】図１は、本実施形態による配管内機器据付
装置５０を用いて、ＢＷＲのライザ管１２内で点検・補
修作業用機器を引き上げている様子を示した図である。

【００２７】図１に示したように配管内機器据付装置５
０の後部には機器連結部材５１によって、点検・補修作
業用機器であるジェットポンプ用レーザ装置５２が連結
されており、さらに、レーザ装置５２の後部には連結ピ
ン５４によって回転自在に押上具５３が連結されてい
る。

【００２８】機器連結部材５１は可撓性を有することが
好ましく、例えば球面部材と連結ワイヤで連結して構成
することができる。このように機器連結部材５１に可撓
性を持たせることによって、曲面やエルボ部においても
レーザ装置５２などの所望の点検・補修作業用機器を円
滑に引き上げることができる。また、機器連結部材５１
に弾性を付与することが好ましく、例えばバネ部材によ
って機器連結部材５１を構成することができる。

【００２９】図２及び図３は本実施形態による配管内機
器据付装置５０の縦断面図であり、図２は装置５０が伸
びた状態を示し、図３は装置５０が縮んだ状態を示して
いる。

【００３０】図２及び図３に示したように配管内機器据
付装置５０は、第１本体部６０Ａ及び第２本体部６０Ｂ
を備え、両本体部６０Ａ、６０Ｂは流体圧シリンダから
なる伸縮シリンダ（伸縮駆動手段）６３によって連結さ
れている。伸縮シリンダ６３は圧縮空気や加圧油等の圧
下流体によって駆動され、伸縮シリンダ６３を駆動する
ことによって両本体部６０Ａ、６０Ｂ間の離間距離を変
更することができる。

【００３１】ここで、伸縮シリンダ６３は複数のストロ
ークを有することが好ましく、複数のストロークを適宜
組み合わせることによって、配管内の自由な位置に点検
・補修作業用機器を据え付けることができる。

【００３２】第１本体部６０Ａ及び第２本体部６０Ｂ
は、それぞれ、ライザ管１２の内壁面に押し付けて本体
部６０Ａ、６０Ｂを配管内で固定するための複数のパッ
ド（可動押付部材）６４Ａ、６４Ｂと、パッド６４Ａ、
６４Ｂを進退駆動するための複数のアーム６２Ａ、６２
Ｂ及び押付シリンダ（押付駆動手段）６１Ａ、６１Ｂ
と、を有する。

【００３３】押付シリンダ６１Ａ、６１Ｂは、それぞ
れ、アーム６２Ａ、６２Ｂの一端に枢着されており、押
付シリンダ６１Ａ、６１Ｂの上下動によってアーム６２
Ａ、６２Ｂが操作され、ひいてはパッド６４Ａ、６４Ｂ
が進退駆動される。

【００３４】第１本体部６０Ａ及び第２本体部６０Ｂの
内部には、それぞれ、案内筒６５Ａ、６５Ｂが設けられ
ており、これらの案内筒６５Ａ、６５Ｂには、配管内機
器据付装置５０を遠隔操作によって自走させるためのエ
アチューブや配線等が組み込まれている。

【００３５】図４は配管内機器据付装置５０の第１本体
部５０Ａ又は第２本体部５０Ｂの横断面図であり、図４
に示したように、第１本体部５０Ａ及び第２本体部５０
Ｂには、それぞれ、パッド（可動押付部材）６４Ａ（６
４Ｂ）及びアーム６２Ａ（６２Ｂ）が等角度間隔で３組
ずつ配設されている。

【００３６】なお、パッド（可動押付部材）６４Ａ（６
４Ｂ）及びアーム６２Ａ（６２Ｂ）の設置数及び配置構
成は図４に示したものに限られるものではなく、要する
に、パッド６４Ａ（６４Ｂ）を配管内面に押し付けたと
きに本体部５０Ａ（５０Ｂ）が安定して固定されるよう
に構成すればよい。

【００３７】次に、本実施形態による配管内機器据付装
置５０の走行動作について図２及び図３を参照して説明
する。

【００３８】図２に示した状態においては、第２本体部
６０Ｂの押付シリンダ６１Ｂが駆動されてパッド６４Ｂ
がライザ管１２の内壁面に押し付けられ、これによって
第２本体部６０Ｂがライザ管１２内に固定されている。
さらに、図２の状態では伸縮シリンダ６３は伸びた状態
にある。

【００３９】図２に示した状態から、第１本体部６０Ａ
の押付シリンダ６１Ａを駆動してパッド６４Ａをライザ
管１２の内壁面に押し付け、これによって第１本体部６
０Ａをライザ管１２内に固定する。

【００４０】次に、図３に示したように第２本体部６０
Ｂの押付シリンダ６１Ｂを駆動してパッド６４Ｂを後退
させて、第２本体部６０Ｂの固定を解除し、しかる後、
伸縮シリンダ６３を縮め、第２本体部６０Ｂを第１本体
部６０Ａの側に引き寄せて上昇させる。

【００４１】続いて、第２本体部６０Ｂの押付シリンダ
６１Ｂを駆動してパッド６４Ｂを前進させ、再び第２本
体部６０Ｂをライザ管１２内に固定する。しかる後、第
１本体部６０Ａの押付シリンダ６１Ａを駆動してパッド
６４Ａを後退させると共に、伸縮シリンダ６３を伸ばし
て第１本体部６０Ａを上昇させる。

【００４２】上述した動作を順次繰り返すことによっ
て、配管内機器据付装置５０はライザ管１２内を自走し
ながら所望の位置まで上昇する。

【００４３】配管内機器据付装置５０を所望の位置まで
走行させた後、両方の押付シリンダ６１Ａ、６１Ｂを駆
動して両方のパッド６４Ａ、６４Ｂを配管内面に押し付
けて装置５０をその位置で固定することもできる。

【００４４】また、配管内機器据付装置５０は、上述し
た動作と逆の動作を行うことによってライザ管１２内を
降下することもできる。

【００４５】次に、本実施形態による配管内機器据付装
置５０を用いてＢＷＲの定期検査を実施する場合につい
て説明する。

【００４６】図５は、ＢＷＲの定期点検において構造物
及びジェットポンプの予防保全を行っている様子を示し
た縦断面図であり、図６は図５のＡ部を拡大して示した
図である。ジェットポンプの保全作業を行う場合には、
最初に気上の燃料交換機８１の補助ホイスト８２のワイ
ヤロープ８０を用いて、ライザ管１２上部の開口部にシ
ールを取り付ける。

【００４７】しかる後、図６に示したように、原子炉圧
力容器１の外側より、原子炉圧力容器１の外部配管の切
断によって開放された再循環入口ノズル１３（図１参
照）を介して原子炉圧力容器１内に配管内機器据付装置
５０を挿入し、上述した走行動作によって自走させてラ
イザ管１２内に挿入移動させる。

【００４８】配管内機器据付装置５０には、図１に示し
たように機器連結部材５１を介してレーザ装置５２等の
点検・補修作業用機器が連結されているので、再循環ノ
ズル１３を介して原子炉圧力容器１内に導入された点検
・補修作業用機器は、配管内機器据付装置５０によって
牽引されてジェットポンプエルボ部４２からライザ管１
２内を上方に向かって搬送される。

【００４９】このとき、図１に示したように、配管内機
器据付装置５０によって上方から引き上げると同時に、
押上具５３によって下方から押し上げることによって、
重量物の点検・補修作業用機器を安全かつ確実に配管内
の所定位置まで搬送することができる。このようにして
点検・補修作業用機器をライザ管１２内の所定の位置ま
で搬送し、所定の作業を実施する。

【００５０】このようにＢＷＲの定期検査において本実
施形態による配管内機器据付装置５０を使用することに
よって、原子炉圧力容器１の内部の炉水を抜くことなく
満水の状態の下で、ライザ管１２等の原子炉圧力容器１
内の配管の内部の保全、検査作業を実施することができ
る。

【００５１】このため、原子炉の健全性、信頼性を向上
させることができると共に、作業員の放射線被曝量を大
幅に低減させることができる。ひいては、原子炉の安全
な運転を維持することができ、原子力発電の稼働率を向
上させることもできる。

【００５２】以上述べたように本実施形態による配管内
機器据付装置によれば、伸縮シリンダ（伸縮駆動手段）
６３及び押付シリンダ（押付駆動手段）６１Ａ、６１Ｂ
を所定のシーケンスにて順次駆動することによって自走
することができるので、配管の内部で点検作業や保全作
業を行う場合に、これらの作業に必要な機器を自走によ
り牽引して配管内の所定の位置まで搬送することがで
き、短時間で機器の据え付け作業を行うことができると
共に、作業員の放射線被曝量の低減を図ることができ
る。

【００５３】なお、上記実施形態においては、点検・補
修作業用機器（レーザ装置５２）の前方に配管内機器据
付装置５０を連結し、配管内機器据付装置５０によって
点検・補修作業用機器を引き上げるようにしたが、例え
ば、点検・補修作業用機器の後方に配管内機器据付装置
５０を設置し、自走する配管内機器据付装置５０によっ
て点検・補修作業用機器を押し上げるようにすることも
できる。

【００５４】また、点検・補修作業用機器の前方及び後
方のそれぞれに配管内機器据付装置５０を設置して、前
方から引き上げると同時に後方から押し上げるようにす
ることも可能である。

【００５５】また、上記実施形態においてはＢＷＲの定
期検査を例に挙げて説明したが、本実施形態による配管
内機器据付装置５０はＢＷＲの配管のみならず、その他
の各種の配管の内部で実施される作業に使用することが
できるものである。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように本発明による配管内機
器据付装置によれば、伸縮駆動手段及び押付駆動手段を
所定のシーケンスにて順次駆動することによって、配管
内を走行して所定の位置まで移動することが可能であ
り、作業用機器を配管内の所望の位置に迅速かつ的確に
据え付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による配管内機器据付装置
を用いてＢＷＲのライザ内で点検・補修作業用機器を引
き上げている様子を示した図。

【図２】本発明の一実施形態による配管内機器据付装置
を示した縦断面図であり、装置が伸びた状態を示した
図。

【図３】本発明の一実施形態による配管内機器据付装置
を示した縦断面図であり、装置が縮んだ状態を示した
図。

【図４】本発明の一実施形態による配管内機器据付装置
の第１本体部又は第２本体部の横断面図。

【図５】ＢＷＲの定期点検において構造物及びジェット
ポンプの予防保全を行っている様子を示した縦断面図。

【図６】図５のＡ部を拡大して示した図。

【図７】ＢＷＲの原子炉圧力容器及びその内部構造の概
略構成を示した縦断面図。

【図８】ＢＷＲの原子炉圧力容器内のジェットポンプの
部分を示した斜視図。

【図９】ＢＷＲのトランジションピース及びエルボの部
分を示した図。

【図１０】ＢＷＲのライザ管の部分の構成を示した斜視
図。

【符号の説明】

５０配管内機器据付装置５１機器連結部材５２レーザ装置（点検・補修作業用機器）５３押上具６０Ａ第１本体部６０Ｂ第２本体部６１Ａ、６１Ｂ押付シリンダ（押付駆動手段）６２Ａ、６２Ｂアーム６３伸縮シリンダ（伸縮駆動手段）６４Ａ、６４Ｂパッド（可動押付部材）６５Ａ、６５Ｂ案内筒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配管内に挿入される第１本体部と、前記第
１本体部と共に配管内に挿入される第２本体部と、前記
第１本体部と前記第２本体部とを連結すると共に前記両
本体部間の離間距離を変更するための伸縮駆動手段と、
を備え、前記第１本体部及び前記第２本体部は、それぞれ、配管
の内壁面に押し付けて前記本体部を配管内に固定するた
めの可動押付部材と、前記可動押付部材を進退駆動する
ための押付駆動手段と、を有することを特徴とする配管
内機器据付装置。
【請求項２】前記可動押付部材は、前記本体部の周囲に
等角度間隔で複数配置されていることを特徴とする請求
項１記載の配管内機器据付装置。
【請求項３】前記伸縮駆動手段は、流体圧シリンダを有
することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配
管内機器据付装置。
【請求項４】前記流体圧シリンダは、複数のストローク
を有することを特徴とする請求項３記載の配管内機器据
付装置。
【請求項５】配管内に据え付ける作業用機器を前記第１
又は第２本体部に連結するための機器連結部材をさらに
有し、前記機器連結部材は可撓性を有することを特徴と
する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の配管
内機器据付装置。
【請求項６】前記機器連結部材は弾性を有することを特
徴とする請求項５記載の配管内機器据付装置。