JP2000338291A - 原子炉内の炉心支持板スタッド検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スタッドに容易かつ確実にアクセスでき、信頼
性の高いスタッド検査装置を提供する。 【解決手段】検査装置本体９にケーブル10を介して制御
装置11，カメラコントローラ12，テレビモニタ13および
超音波探傷器14を接続する。検査装置本体９にシャフト
20を上下動および回転自在に設け、シャフト20の下端部
に伸縮アーム機構部18を取付ける。伸縮アーム機構部18
にパンタグラフ式の伸縮アーム25を取付け、伸縮アーム
25の先端部に超音波探触子28と水中テレビカメラ29を取
付ける。検査装置本体９を炉心支持板４に着座し、伸縮
アーム25をスタッド15の方向に旋回して位置合わせす
る。次に、伸縮アーム25の先端部がスタッド15の真下に
くるまで駆動し、また、上昇してスタッド15の下面に超
音波探触子28を接触させて超音波試験を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は沸騰水型原子炉の原
子炉圧力容器内に設置された炉心支持板を固定している
スタッド検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型原子炉では原子炉圧力容器内に
数百体の核燃料集合体を正方格子状に配置してほぼ円筒
形に構成した炉心が設置されている。この炉心で冷却水
を沸騰させ、発生した蒸気を蒸気出口ノズルから取出し
タービンに導いてタービンと発電機を回転させ、電力を
発生させる。

【０００３】炉心は炉心シュラウドにより数百体の燃料
集合体全体を包んで形成されており、燃料集合体は炉心
支持板と上部格子板により上下両端部が保持されてい
る。炉心支持板はシュラウドの下部にスタッドを介して
固定されており、制御棒案内管と燃料支持金具を介して
燃料集合体を保持している。

【０００４】炉心支持板を固定するスタッドは定期検査
時等に健全性の確認試験、つまり検査を行うが、この検
査手段は水中テレビカメラをその検査部位にアクセスし
て間接的に目視検査を水中遠隔操作により行っている。
従来から、原子炉圧力容器内の水中遠隔点検装置として
超音波探傷装置を使用している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、シュラウドに炉
心支持板を固定するためのスタッドに、超音波探触子を
水中遠隔操作でアクセスさせて超音波探傷検査すること
は非常に困難であり、また、水中テレビカメラを用いた
間接目視検査方法においては十分な検査を行うことがで
きない課題がある。さらに、従来の検査方法では、範囲
を限定した部分的な表面検査しか行うことができない課
題がある。

【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的は被検査部のスタッドに容易かつ確
実にアクセスして健全性確認の検査を行うことができる
とともに、スタッドに対し表面および全体積の非破壊検
査を行うことができる信頼性の高い原子炉内の炉心支持
板スタッド検査装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、炉心
支持板の貫通孔に挿入して着座する検査装置本体と、こ
の検査装置本体に設けた伸縮アームと、この伸縮アーム
に取付けた超音波探触子および水中テレビカメラと、こ
の超音波探触子および水中テレビカメラに上下動および
旋回制御する制御装置と、前記水中テレビカメラを調整
するコントローラと、このコントローラからの映像信号
を受信するテレビモニタと、前記超音波探触子からの超
音波を受信し波形をモニタする超音波探傷器とを具備し
たことを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、前記検査装置本体はケ
ーシングと、このケーシング内に設けられ下端部が前記
ケーシングを突出して回転および上下動自在のシャフト
と、このシャフトの下端部に取着した伸縮アーム機構部
と、この伸縮アーム機構部に設けた方位指示計および前
記伸縮アームとを具備したことを特徴とする。請求項３
の発明は、前記シャフトには上部に回転ギヤと、中間部
に上下動モータのピニオンに噛合するラックが設けられ
ていることを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、前記伸縮アームは一対
のプレートと、この一対のプレートの一端部が前記伸縮
アーム機構部の一端部に固定支柱を介して取付けられ、
前記一対のプレートの他端部が前記伸縮アーム機構部の
下面に設けた溝内を移動する複数の移動支柱に取付けら
れ、前記複数の移動支柱に他の一対のプレートが取付け
られてパンタグラフを構成するものであることを特徴と
する。

【００１０】本発明によれば、炉心支持板を固定してい
るスタッドに対し健全性確認を行うために、炉心支持板
の貫通孔を利用することで確実な位置決めが行われ、目
的とする検査部位にアームを伸ばして検査装置本体によ
り外観検査および超音波探傷検査を実施する。

【００１１】通常の定期検査では、原子炉圧力容器上の
ウェルに炉水がウェル満水状態のため、燃料交換機を用
いて検査装置本体を炉心支持板の貫通孔に挿入着座させ
る。この場合、検査装置本体は目的とする検査部位の方
向に着座していないため、目的とする検査部位の方向に
旋回駆動させる。

【００１２】その後、スタッドの真下に来るまで伸縮ア
ームを伸ばし上下駆動モータで上昇させることにより伸
縮アームの先端部に取付けた超音波探触子をスタッドの
下端面に接触させて超音波探傷検査を行う。これにより
スタッドの健全性が確認でき、原子炉の安全性に寄与す
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１から図４により本発明に係る
炉心支持板スタッド検査装置の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る炉心支持板スタッド検査装置の一実
施の形態を原子炉圧力容器に導入して炉心支持板を固定
しているスタッドにアクセスする状況を示す断面図であ
る。図１に示すように、定期検査時に炉内構造物の点検
を行うに際しては、原子炉圧力容器１の上方に設置され
ている図示しない原子炉圧力容器蓋、蒸気乾燥器、およ
び気水分離器が取外され、炉内に各種検査治工具類がア
クセスすることができるようになっている。炉心シュラ
ウド２の上部には上部格子板３中央には炉心支持板４で
大略構成されている。

【００１４】原子炉圧力容器１の上方のウェル上周囲に
はオペレーションフロア５が設けられ、このオペレーシ
ョンフロア５上を燃料交換機６が走行自在に走行する。
燃料交換機６に取付けた補助ホイスト７からのケーブル
保持部材８が送り出されたり、巻戻されたりする。ケー
ブル保持部材８の先端部には、本発明の主要構成要素の
検査装置本体９が接続され、検査装置本体９は上部格子
板３の格子穴を通過させ炉心支持板４上に吊り下ろされ
て貫通孔46に着座する。

【００１５】検査装置本体９は信号系，制御系のケーブ
ル10に接続し、ケーブル10はオペレーションフロア５に
設置されている制御装置11，カメラコントローラおよび
超音波探傷器14に接続する。制御装置11は検査装置本体
９の旋回，上下駆動などの制御を行う。

【００１６】カメラコントローラ12は外観検査を行うた
めのライトの照度およびカメラのアイリス，フォーカス
を調整する。カメラコントロール12の出力側はモニタテ
レビ13に接続する。超音波探傷器14はスタッド15の超音
波探傷検査を行うために超音波探触子28に超音波を送，
受信し、波形をモニタする。

【００１７】図２は検査装置本体９の構造と、検査装置
本体９が炉心支持板４に着座してスタッド15に対し超音
波探傷検査を実施している状態を一部側面で示す縦断面
図で、炉心支持板４とシュラウドを破線で示している。
図２により超音波探触子16がスタッド15下端面にアクセ
スするまでの状況を説明する。

【００１８】図２において、符号９ａはケーシング、20
はシャフトで、シャフト20はケーシング内に設けた上部
支持機構47と下部支持機構48およびケーシング９ａの下
端部に設けた底部支持機構49により外周面が回転自在お
よび上下動自在に保持されている。

【００１９】シャフト20の上部には第１のギヤ21が取付
けられ、この第１のギヤ21は旋回駆動モータ22の回転軸
に取付けた第２のギヤ23と噛合し回転するようになって
いる。シャフト20の上部にはストッパ50が取付けられ、
ストッパ50から底部支持機構49の近傍までに至ってラッ
ク26が形成されている。ラック26は下部支持機構48に設
けたピニオン51と噛合して上下動駆動モータ27の駆動に
よりシャフト20は上下動するようになっている。

【００２０】上部支持機構47と下部支持機構48とは連結
棒52，53によって連結し、また、ストッパ50を貫通して
ストッパ上下動棒54が設けられている。下部支持機構48
には転倒防止アーム16と電磁石17が設けられている。シ
ャフト20の下端部にはジャイロ等の方位指示計19を備え
た伸縮アーム機構部18が取付けられている。図３に拡大
して示したように伸縮アーム機構部18の下部に駆動モー
タ24およびシャフト33の回転により伸縮する伸縮アーム
25が設けられている。なお、伸縮アーム25の動作方法に
ついては後述する。

【００２１】伸縮アーム25は図４に示したように第１の
プレート38および第２のプレート39からなる一対のプレ
ートと、この一対のプレートの一端部が伸縮アーム機構
部18の一端部に固定支柱40を介して取付けられ、一対の
プレートの他端部が伸縮アーム機構部18の下面に設けた
細長い溝45を移動する第１の移動支柱41，第２の移動支
柱42および第３の移動支柱44と、これらの移動支柱41，
42，44に取付けられた他の一対のプレート55を有してパ
ンタグラフ状を形成している。

【００２２】伸縮アーム25の他のプレート55の端部に取
付台座56が設けられ、取付台座56に水中テレビカメラ29
と超音波探触子28が取付けられている。検査装置本体９
のケーシング９ａは炉心支持板４の貫通孔46を利用して
着座する。その後、吊り下ろし時には収納していた転倒
防止用アーム16は、電磁石17に電流を流すことにより90
°回転駆動され、炉心支持板４に接地させられる構造と
なっている。この転倒防止用アーム16は周方向に等間隔
で３個所に組み込まれている。

【００２３】次に、伸縮アーム機構部18に組み込まれて
いる方位指示計19による指示値と、検査対象部となるス
タッド15の据付け方位とを一致させるため、伸縮アーム
機構部18を旋回させる必要がある。旋回させる手段とし
ては伸縮アーム機構部18とシャフト20が連結されてお
り、シャフト20上部には第１のギヤ21が固定されてい
る。第１のギヤ21と旋回駆動モータ22の第２のギヤ23と
が噛合い旋回駆動モータ22を駆動させることにより、伸
縮アーム機構部18は所定の位置へ旋回できる機構となっ
ている。

【００２４】次に、方向が定まれば伸縮アーム機構部18
の駆動モータ24を駆動させることにより伸縮アーム25は
伸長し、その先端部はスタッド15の下部にアクセスして
到達する。シャフト20の中央部にはラック26があり、ラ
ック26は上下駆動モータ27と連結されている。

【００２５】上下駆動モータ27を駆動させると、伸縮ア
ーム機構部18は上昇し、スタッド15の下端面に超音波探
触子28を接触させることができ、これにより超音波探傷
検査でスタッド15の健全性の確認ができる。また、上記
方法により、水中テレビカメラ29により、スタッド15と
ナット30との結合状態などの外観検査を行うことができ
る。

【００２６】図３は伸縮アーム機構部18と伸縮アーム25
の側面図で、図４は伸縮アーム25の動作形態を示した平
面図である。図３および図４により、伸縮アーム25の動
作方法を説明する。

【００２７】伸縮アーム機構部18は下面に駆動用モータ
２４が取付けられており、この駆動モータ24の回転軸に
第４のギヤ32が取付けられている。この第４のギヤ32と
噛合する第３のギヤ31を有する伸縮アーム用シャフト33
が設けられている。伸縮アーム用シャフト33には右ネジ
34と左ネジ36が設けられている。

【００２８】第３のギヤ31と第４のギヤ32が噛合してい
る駆動モータ24を駆動させると伸縮アーム用シャフト33
が回転し、右ネジ34の第１のガイド35は下方向に移動
し、左ネジ36の第２のガイド37は上方向に移動する。こ
の移動形態により第１のプレート38および第２のプレー
ト39は固定支柱40に固定されているため、第１のガイド
35，第２のガイド37と同じ方向に移動する。

【００２９】さらに、第１のプレート38は第１の移動支
柱41に、第２のプレート39は第２の移動支柱42に連結さ
れており、第１の移動支柱41および第２の移動支柱42は
第３のプレート43のスリットをガイドに、中央に移動す
るとともに第３の移動支柱44も含め第３のプレート43と
同時に右側にも移動する。さらに第３の移動支柱44には
溝45をガイドに直進する機能となっている。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、炉心構造物における炉
心支持板を固定しているスタッドの検査を遠隔操作によ
り確実にアクセスできるとともに、スタッド全体積の非
破壊検査を行うことでスタッドの健全性を確認でき、原
子炉の安全性に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る炉心支持板スタッド検査装置の一
実施の形態を説明するための装置配置図。

【図２】図１における炉心支持板スタッド検査装置を一
部側面で示す立面図。

【図３】図２における伸縮アーム機構部の側面図。

【図４】図２における伸縮アームの動作形態を示した平
面図。

【符号の説明】

１…原子炉圧力容器、２…炉心シュラウド、３…上部格
子板、４…炉心支持板、５…オペレーションフロア、６
…燃料交換機、７…補助ホイスト、８…ケーブル保持部
材、９…検査装置本体、９ａ…ケーシング、10…ケーブ
ル、11…制御装置、12…カメラコントロール、13…モニ
タテレビ、14…超音波探傷器、15…スタッド、16…転倒
防止用アーム、17…電磁石、18…伸縮アーム機構部、19
…方位指示計、20…シャフト、21…第１のギヤ、22…旋
回駆動モータ、23…第２のギヤ、24…駆動モータ、25…
伸縮アーム、26…ラック、27…上下駆動モータ、28…超
音波探触子、29…水中テレビカメラ、30…ナット、31…
第３のギヤ、32…第４のギヤ、33…シャフト、34…右ネ
ジ、35…第１のガイド、36…左ネジ、37…第２のガイ
ド、38…第１のプレート、39…第２のプレート、40…固
定支柱、41…第１の移動支柱、42…第２の移動支柱、43
…第３のプレート、44…第３の移動支柱、45…溝、46…
貫通孔、47…上部支持機構、48…下部支持機構、49…底
部支持機構、50…ストッパ、51…ピニオン、52，53…連
結棒、54…上下動棒、55…他の一対のプレート、56…取
付台座。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉心支持板の貫通孔に挿入して着座する
   検査装置本体と、この検査装置本体に設けた伸縮アーム
   と、この伸縮アームに取付けた超音波探触子および水中
   テレビカメラと、この超音波探触子および水中テレビカ
   メラに上下動および旋回制御する制御装置と、前記水中
   テレビカメラを調整するコントローラと、このコントロ
   ーラからの映像信号を受信するテレビモニタと、前記超
   音波探触子からの超音波を受信し波形をモニタする超音
   波探傷器とを具備したことを特徴とする原子炉内の炉心
   支持板スタッド検査装置。
2. 【請求項２】 前記検査装置本体はケーシングと、この
   ケーシング内に設けられ下端部が前記ケーシングを突出
   して回転および上下動自在のシャフトと、このシャフト
   の下端部に取着した伸縮アーム機構部と、この伸縮アー
   ム機構部に設けた方位指示計および前記伸縮アームとを
   具備したことを特徴とする請求項１記載の原子炉内の炉
   心支持板スタッド検査装置。
3. 【請求項３】 前記シャフトには上部に回転ギヤと、中
   間部に上下動モータのピニオンに噛合するラックが設け
   られていることを特徴とする請求項２記載の原子炉内の
   炉心支持板スタッド検査装置。
4. 【請求項４】 前記伸縮アームは一対のプレートと、こ
   の一対のプレートの一端部が前記伸縮アーム機構部の一
   端部に固定支柱を介して取付けられ、前記一対のプレー
   トの他端部が前記伸縮アーム機構部の下面に設けた溝内
   を移動する複数の移動支柱に取付けられ、前記複数の移
   動支柱に他の一対のプレートが取付けられてパンタグラ
   フを構成するものであることを特徴とする請求項２記載
   の原子炉内の炉心支持板スタッド検査装置。