JP2002148385A - 原子炉内配管検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】原子炉内の狭隘部となっているヘッダと円環状
配管との溶接部およびその近傍に対して前面的に非破壊
検査を実施し、割れ等の欠陥の有無を正確に検査できる
ようにする。 【解決手段】原子炉の炉内に突出するヘッダ５ａと、炉
壁内面に沿って配置される円環状配管５ｂとの連結部分
を炉内にて検査する原子炉内配管検査装置である。原子
炉の上方から炉内に吊下され、ヘッダ５ａを基準として
位置決め固定される固定手段１２と、この固定手段１２
に設けられ、円環状配管５ｂの軸方向および周方向に沿
う走査を行なうスキャナ手段１３と、このスキャナ手段
１３に支持され、円環状配管５ｂとヘッダ５ａとの連結
部を非破壊検査する検査ヘッド１４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば沸騰水型原
子力発電プラントにおける炉心スプレイスパージャ、炉
心スプレイライン、給水スパージャ等の原子炉内配管に
おけるヘッダと円環状配管との連結部分全体の非破壊検
査を可能とした原子炉内配管検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば沸騰水型原子力発電プラントの停
止期間中に、原子炉圧力容器内の点検を行う場合、原子
炉圧力容器内を満水状態とし、原子炉ウェルの上方に据
え付けられている燃料交換機上より点検器材を吊り下ろ
し、目的部位に接近させるのが通常の手段である。

【０００３】ところで、原子炉内構造物である例えば炉
心スプレイスパージャは、原子炉圧力容器の炉壁を貫通
し、または炉内に突出するヘッダと、このヘッダに連結
され、炉壁内面に沿って配置される半周に亘る円環状配
管とを溶接により連結し、これを２組、炉内の周方向全
体に亘って配置した構成となっている。そして、この炉
心スプレイスパージャは、炉心シュラウドの上部胴に例
えば上下２段構成として隣接配置で据え付けられてお
り、しかも上部胴の上側にはシュラウド上部リングが覆
い被さり、下側には上部格子板が設置されている。

【０００４】このため、炉心スプレイスパージャの周囲
部分は極めて狭隘な空間となっており、上述した点検器
材の吊り下ろしによる接近は、極めて困難となってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】炉心スプレイスパージ
ャは上述したように、炉心シュラウドの上部に配置され
て特に放射線照射を多く受ける炉内構造物である。その
うちでも、最近の観察により、ヘッダと円環状配管との
溶接部が脆化の影響を受け易いと考えられ、当該部分の
健全性確認の必要性が認められている。

【０００６】ところが、上述の如く炉心スプレイスパー
ジャのヘッダと円環状配管との溶接部の周囲は狭隘空間
で点検器材の接近が困難であり、通常手段では原子炉圧
力容器の中心側からから接近できる範囲しか点検するこ
とができなかった。

【０００７】したがって、従来の技術においては、接近
可能な範囲における原子炉内の中心側の面（正面）にお
ける表面に対してのみ、水中ＴＶカメラを使用した遠隔
目視検査による点検が行える状況であり、その点検によ
り一部についても万一欠陥が発見されたとしても、他の
部位、特に円環状配管の炉壁側（背面側）の溶接部まで
に亘る全体の詳細な状況確認を実施することは極めて困
難であった。

【０００８】なお、炉心スプレイスパージャ以外の炉内
配管、例えば炉心スプレイライン、給水スパージャ等に
ついても、その周囲は狭隘な空間となっており、炉心ス
プレイスパージャの場合と略同様の問題があった。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、炉心スプレイスパージャ等の炉内配管の健
全性確認について、正面側からの接近によりパイプと炉
心シュラウドや上部格子板等の障害物との狭隘な隙間を
通過させて確実に検査手段を接近させ、遠隔自動にて背
面側までに亘って全体的に連続した検査が実施できる原
子炉内配管検査装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明では、原子炉の炉壁を貫通し、
または炉内に突出するヘッダと、このヘッダに連結さ
れ、炉壁内面に沿って配置される円環状配管との当該連
結部分を、炉内にて検査するための原子炉内配管検査装
置であって、前記原子炉の上方から炉内に吊下され、前
記ヘッダを基準として位置決め固定される固定手段と、
この固定手段に設けられ、前記円環状配管の軸方向およ
び周方向に沿う走査を行なうスキャナ手段と、このスキ
ャナ手段に支持され、前記円環状配管と前記ヘッダとの
連結部を非破壊検査する検査ヘッドとを備えたことを特
徴とする原子炉内配管検査装置を提供する。

【００１１】なお、給水スパージャの場合には、円環状
配管がティ継手により連結されるが、本明細書において
は、このようなティ継手等も含めてヘッダ配管と表現す
る。

【００１２】請求項２に係る発明では、請求項１記載の
原子炉内配管検査装置において、固定手段は、ヘッダの
炉内中心側の表面に向って配置される基体と、この基体
から突出し、前記ヘッダの上下面に当接して前記基体を
当該ヘッダに着脱可能に固定するクランプ機構と、前記
基体に設けられ、前記ヘッダの炉内中心側の表面に吸着
できる吸着盤を有する吸着機構とを備えたことを特徴と
する原子炉内配管検査装置を提供する。

【００１３】請求項３に係る発明では、請求項１または
２記載の原子炉内配管検査装置において、スキャナ手段
は、固定手段に送り機構を介して円環状配管の軸方向に
沿う移動を行なう軸方向移動体と、この軸方向移動体に
回転機構を介して支持され、前記円環状配管の外周面に
沿って移動する周方向移動体とを備えたことを特徴とす
る原子炉内配管検査装置を提供する。

【００１４】請求項４に係る発明では、請求項３記載の
原子炉内配管検査装置において、周方向移動体は円環状
配管の外径より若干大径な円弧状のレールであり、この
レールの一端側が軸方向移動体に回転機構を介して支持
されるとともに、このレールの他端側が前記管状配管の
炉壁側外周面まで回動可能とされ、かつ前記レールの他
端側の内周面には、前記円環状配管の外周面との間に配
置される肉薄な検査ヘッドが組み込まれていることを特
徴とする原子炉内配管検査装置を提供する。

【００１５】請求項５に係る発明では、請求項１から４
までのいずれかに記載の原子炉内配管検査装置におい
て、検査ヘッドは超音波探傷用センサ、渦電流探傷用セ
ンサまたは外観観察用カメラからなる検査子を有し、こ
の検査子は、ヘッダと円環状配管との連結部である二つ
の円筒形状が交差する三次元的形状の溶接線の全幅を観
察し得る設定とされていることを特徴とする原子炉内配
管検査装置を提供する。

【００１６】請求項６に係る発明では、上記請求項５記
載の超音波探傷用センサは、複数の微細振動子を組み合
わせたアレイ型探触子とし、前記各微細振動子は、励起
タイミングのコントロールによりヘッダおよび円環状配
管の材料中に入射する超音波の屈折角を任意に設定でき
るものであることを特徴とする原子炉内配管検査装置を
提供する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。なお、本実施形態は沸騰水
型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられる炉心スプレイ
スパージャを検査対象とする炉心スプレイ検査装置とし
て実施した場合について説明する。

【００１８】まず、図１〜図５によって検査対象となる
原子炉内配管構造を説明する。

【００１９】図１は、沸騰水型原子炉の定期検査時にお
ける原子炉圧力容器内の状況を示す概略図であり、図２
は、図１のＡ部、すなわち炉心周囲部分を拡大して示す
図である。

【００２０】これらの図１および図２に示すように、定
期検査時には原子炉圧力容器１の上部蓋、気水分離器等
の所要の機器が取外され、原子炉圧力容器１内には、炉
心シュラウド２、ジェットポンプ３、上部格子板４、炉
心スプレイスパージャ５、給水スパージャ６、炉心支持
板７、炉心スプレイライン８等が存置されている。原子
炉圧力容器１内は、その上方の原子炉ウェル１ａととも
に炉水９により満水状態とされ、上方のオペレーション
フロアに設置した燃料交換機１０から、吊下具１０ａを
介して各種点検基材が機器が吊り下ろされる。

【００２１】図３は図２のＢ部、すなわち炉心スプレイ
スパージャ５部位をさらに拡大して示す図であり、図４
は同部分を示す斜視図である。図５は、図４のＣ部、す
なわち炉心スプレイスパージャ５のヘッダ５ａと円環状
配管（以下、本実施形態においては「パイプ」と称す
る）５ｂとの連結部分を拡大して示す図である。

【００２２】これらの図に示すように、炉心スプレイス
パージャ５は、炉心スプレイライン８に連結されて炉内
に突出するヘッダ５ａと、このヘッダ５ａに連結され、
炉壁内面に沿って配置される半周に亘るパイプ５ｂとを
溶接部（溶接線）５ｄによって連結した構成とされてい
る。ヘッダ５ａの正面には平坦なカバープレート５ｅが
設けられている。また、パイプ５ｂには多数のノズル５
ｃが配設されている。この半周の炉心スプレイスパージ
ャ５が２組、炉内の周方向全体に亘って配置され、この
全周分のものが炉心シュラウド２の上部胴２ｂに例えば
上下２段構成として、互いに隣接配置で据え付けられて
いる。上部胴２ｂの上側には、シュラウド上部リング２
ａが覆い被さり、下側には上部格子板４が設置されてい
る。

【００２３】炉心スプレイスパージャ５は、人がアクセ
スできる燃料交換機１０上から約２０ｍ下の水中に位置
し、上述したようにシュラウド上部リング２ａと上部格
子板４とに挟まれた狭隘な位置にある。したがって、従
来の点検器材では炉内中心側の面（正面）からアクセス
できるだけであり、パイプ５ｂの背面側まで含めた全周
にわたって当該点検器材を接近させることは困難な構造
となっている。

【００２４】さらに、この炉心スプレイスパージャ５の
設置部位は、図示しないが燃料集合体の直上であるた
め、非常に強い放射線照射を受けており、特にその溶接
部５ｄの近傍は放射線照射による材料劣化に伴う応力腐
食割れ（ＳＣＣ）の感受性が高くなっている。そのう
え、ヘッダ５ａとパイプ５ｂとの溶接部５ｄに関して
は、点検基材を接近させる空間が少ないうえ、その形状
も三次元的に湾曲しているため、従来では欠陥発生の有
無の確認を実施することが非常に困難な場所となってい
る。

【００２５】次に、図６〜図１４によって、炉心スプレ
イ検査装置１１の構成および作用について説明する。図
６および図７は炉心スプレイ検査装置１１の全体構成を
示しており、図６は炉心スプレイスパージャ５への装着
状態を示す側面図であり、図７は図６の平面図である。

【００２６】この炉心スプレイ検査装置１１は基本的
に、原子炉圧力容器１の上方から炉内に吊下され、炉心
スプレイスパージャ５のヘッダ５ａを基準として位置決
め固定される固定手段１２と、この固定手段１２に設け
られ、パイプ５ｂの軸方向および周方向に沿う走査を行
なうスキャナ手段１３と、このスキャナ手段１３に支持
され、パイプ５ｂとヘッダ５ａとの連結部である溶接部
５ｄを非破壊検査する検査ヘッド１４とを備えている。

【００２７】固定手段１２は、ヘッダ５ａの炉内中心側
の表面（正面）に向って配置される基体１５と、この基
体１５から突出し、ヘッダ５ａの上下面に当接して基体
をヘッダ５ａに着脱可能に固定するクランプ機構１６
と、基体１５に設けられ、この基体１５をヘッダ５ａの
カバープレート５ｅの表面に吸着させる吸着機構１７と
を備えて構成されている。

【００２８】図８は、固定手段１２のクランプ機構１６
を拡大して示す側面図であり、図９はクランプ機構１６
の駆動構造および作用を示す説明図である。

【００２９】前記の図７およびこれらの図８、図９示す
ように、クランプ機構は、基体１５の一側面の上部に設
けられた左右１対の固定爪１８と、同じく基体１５の一
側面の下部に設けられた１本または左右１対のクランプ
爪１９とを有している。固定爪１８は、ヘッダ５ａとそ
の両側に連結されたパイプ５ｂとの２箇所の溶接部５ｄ
間隔に対応する間隔で平行に基体１５に固定された平行
棒状のものである。また、クランプ爪１９は複数の上向
きの爪部１９ａを有しており、一端が水平な支点軸２０
を介して基体１５に回動可能に支持されている。このク
ランプ爪１９が、基体１５に設けた駆動機構、例えばエ
アシリンダ２１に連結され、遠隔操作走査にエアシリン
ダ２１の駆動により、図９に示すように上下方向に駆動
できるようになっている。

【００３０】そして、図８に示すように、クランプ機構
１６の固定爪１８をヘッダ５ａの上面に当接させた後、
エアシリンダ２１の駆動によりクランプ爪２３を上向き
に回動させてヘッダ５ａを下側から挟み込むことによ
り、基体１５をヘッダ５ａに取り付けた状態とし、これ
により基体１５ひいては装置全体を炉心スプレイスパー
ジャ５に位置決め固定できるようになっている。

【００３１】図１０は吸着機構１７の構成を示す拡大図
であり、図１１（Ａ）〜（Ｅ）は吸着機構１７の動作を
示す作用説明図である。

【００３２】この吸着機構１７は、ヘッダ５ａのカバー
プレート５ｅに吸着できる吸着盤２２を基体１５に進退
可能に設けたものである。すなわち、基体１５に上下１
対の水平な往復動作機構、例えばエアシリンダ２３，２
４を設け、下側配置のエアシリンダ２３の駆動ロッド２
３ａの先端を吸着盤２２の中心位置である頂部に連結す
るとともに、上側配置のエアシリンダ２４の駆動ロッド
２４ａの先端を吸着盤２２の周縁部に連結してある。

【００３３】そして、図１１に示すように、両エアシリ
ンダ２３，２４により吸着盤２２を引き戻した状態から
（同図（Ａ））、両エアシリンダ２３，２４により吸着
盤２２をカバープレート５ｅ側に押し出して一端強く圧
着させ（同図（Ｂ））、この後、吸着盤２２の周縁部を
カバープレート５ｅに圧着させたまま、下側のエアシリ
ンダ２３を引き戻し方向に駆動して、吸着盤２２の中心
部のみを所定距離だけ引き戻すと（同図（Ｃ））、吸着
盤２２はヘッダ５ａのカバープレート５ｅにしっかりと
吸着される。これにより、装置全体をヘッダ５ａ側に引
き寄せ、装置前後方向の位置決め固定を行なうことがで
きる。

【００３４】なお、検査終了後等の装置回収時において
は、例えば各エアシリンダ２３，２４による吸着盤２２
の押し付け力を弱め（同図（Ｄ））、この後、上側のエ
アシリンダ２４により吸着盤２２の周縁部を引き戻す一
方、下側のエアシリンダ２３により吸着盤２２の中心部
を押し出し方向に作動させれば（同図（Ｅ））、吸着盤
２２の周縁部がめくれるため、吸着力がなくなり容易に
取り外すことが可能となる。

【００３５】図１２および図１３はスキャナ手段１３の
構成を拡大して詳細に示しており、図１２は側断面図で
あり、図１３は一部断面とした図１２の平面図である。

【００３６】これらの図１２および図１３、ならびに前
述した図６〜図８に示すように、スキャナ手段１３は固
定手段１２の両側部に位置して１対、対象的に配置され
ている。各スキャナ手段１３は、パイプ５ｂの軸方向に
移動可能な軸方向移動体としてのケース体２５をそれぞ
れ有し、これらのケース体２５は基体１５の両側方に延
びる上下配置のガイドシャフト２６，２７によって支持
されている。各ガイドシャフト２６，２７は炉心スプレ
イスパージャ５のパイプ５ｂの曲率に対応して湾曲して
いる。そして、下側配置の各ガイドシャフト２６にはラ
ック２６ａが一体的に組込んであり、このラック２６ａ
が基体１５に設けた軸方向駆動モータ２８に図示しない
ピニオンを介して噛合され、これにより軸方向駆動モー
タ２８の駆動により下側配置のガイドシャフト２６がパ
イプ５ｂの軸方向に移動し、これにより各ケース体２５
が同時に移動するようになっている。なお、上側の各ガ
イドシャフト２７は角棒状の案内専用とされている。

【００３７】軸方向駆動モータ２８の近傍には、軸方向
駆動距離検出器２９が設けられ、この軸方向駆動距離検
出器２９によりガイドシャフト２６の進退距離、ひいて
は各ケース体２５の移動距離を知ることができる。この
検出器２９で検知した移動量に基づき、検査ヘッド１４
の溶接線５ｄに対応する位置を求めることができる。こ
れにより検査部位と検査ヘッド１４の位置との関係を正
しく検知し、図示しない制御装置により演算することが
できる。この演算結果に基づいて軸方向各駆動モータ２
８を制御することにより、ヘッダ５ａとパイプ５ｂとの
円筒形状同士が重なる三次元曲線形状の溶接線５ｄに沿
う検査ヘッド１４の移動を正確に行なうことが可能とな
る。

【００３８】そして、ケース体２５には図１２および図
１３に示すように、検査ヘッド１４をパイプ５ｂの外周
面に沿って移動するための周方向移動体として、パイプ
５ｂの外径より若干大径な円弧状、例えば半月状レール
３０が設けられている。この半月状レール３０は例えば
１対のレールエレメント３１，３２により構成され、こ
れらのレールエレメント３１，３２は図示しないリンク
機構により伸縮可能に組合せて構成された多段式レール
３１となっている。このうち、先端側のレール３２の最
先端側の内周面に検査ヘッド１４がパイプ５ｂの外周面
との間に配置される肉薄な構成として組み込まれてい
る。

【００３９】また、基端側のレールエレメント３１の内
周側には、レール回転用の送り機構として、周方向駆動
３３モータおよびギア機構３４が設けられている。ギア
機構３４の回転部には、周方向駆動距離検出器３５が設
けられ、前述した軸方向検出器２９と同様に、周方向移
動距離を検出して検査ヘッド１４の移動を正確に行なえ
るようになっている。

【００４０】そして、例えば、周方向駆動モータにより
前段のレールエレメント３１を繰り出すと、次段のレー
ルエレメント３２および検査ヘッド１４が順次に繰り出
される。これにより、パイプ５ｂに対して上側半周分以
上と下側半周分以上とを１つの周駆動モータ３３により
回転させ、検査ヘッド１４をパイプ５ｂの全周囲に亘っ
て送り出すことが可能となっている。

【００４１】なお、図１４は検査ヘッド１４の構成例を
示している。この検査ヘッド１４は、例えば超音波探傷
用センサといて構成されており、超音波探傷試験（Ｕ
Ｔ）の実施により溶接線５ｄの健全性検査を行なえるよ
うにしてある。すなわち、この検査ヘッド１４は超音波
探触子４１をジンバル機構４２およびスプリング４３を
介してホルダ４４に保持したものである。このような構
成により、ジンバル機構４２が常にスプリング４３によ
って検査面に押し付けられる構造となっている。この超
音波探触子４１は、炉心スプレイスパージャ５のヘッダ
５ａとパイプ５ｂとの連結部である二つの円筒形状が交
差する三次元的形状の溶接線の全幅を観察し得る設定と
されている。

【００４２】すなわち、本実施形態の検査ヘッド１４は
狭隘な部位を検査対象とするため、前記の如く肉薄な構
成とすることから、通常用いられるものより幅の狭い振
動子で構成している。このように、幅の狭い超音波探触
子４１を適用することにより、発進される超音波の指向
角が広がる。したがって、溶接部５ｄの三次元的湾曲の
ため溶接線と超音波探触子４１との位置関係が直交状態
とならない部位でも、この超音波の広がりによってカバ
ーされ、亀裂状欠陥の有無を確実に検出することができ
る。

【００４３】なお、超音波探傷用センサ４１は、複数の
微細振動子を組み合わせたアレイ型探触子とすることが
望ましい。この場合、各微細振動子は、励起タイミング
のコントロールによりヘッダ５ａおよびパイプ５ｂの材
料中に入射する超音波の屈折角を任意に設定することが
できる。このように、超音波探触子４１を、微細な振動
子の組み合わせ構成とし、それぞれの探触子を電気的に
タイミングを変えて励起させることで、発振される超音
波の角度を可変できるアレイ型探触子とすれば、より詳
細な検査が可能となる。

【００４４】これらの検査を実施するに当たっては、イ
ンジケーションの評価を正しく実施するために、検査部
位と超音波探触子４１との位置関係を正しく検知してい
る必要がある。

【００４５】これに対し、本実施形態では前述したよう
に、軸方向周駆動モータ２８と周方向駆動モータ３３の
近傍にそれぞれ設置した軸方向および周方向駆動距離検
出器２９、３５によって検知した移動量を演算し、それ
に基づいて検査ヘッド１４の溶接線５ｄに対する位置を
求めることを可能としている。そこで、本実施形態では
演算結果に基づいて、各駆動モータ２８、３３を制御す
ることにより、正確に三次元曲線形状の溶接線５ｄに沿
って検査ヘッド１４によるスキャンが可能となる。

【００４６】また、超音波探傷試験（ＵＴ）用センサに
代えて、渦電流探傷試験（ＥＣＴ）用センサを適用する
こともできる。渦流探傷用センサとすれば、センサが欠
陥と直交しなくとも、欠陥上を横切って通過することに
よって欠陥を検出できるため、通常用いられるＥＣＴセ
ンサでの対応も可能となる。

【００４７】以上の構成を有する本実施形態の炉心スプ
レイスパージャ検査装置１１を据付ける場合には、まず
オペレーションフロア上の燃料交換機１０等によって炉
内に吊り下ろし、炉心スプレイスパージャ５に接近させ
る。そして、固定手段１２をヘッダ５ａに取り付けた状
態にして、装置全体を位置決めする。

【００４８】この位置決めに当たっては、まずクランプ
機構１６の固定爪１８をヘッダ５ａ上に載せ、エアシリ
ンダ２１によりクランプ爪１９を作動させてヘッダ５ａ
を挟み込む。この後、吸着機構１７のエアシリンダ２
３，２４を同時に押し出し方向に作動させて吸着盤２２
をヘッダ５ａのカバープレート５ｅ表面に押し付ける。
次に、エアシリンダ２３を引くことで吸着盤２２の中心
を引き、吸着盤２２をヘッダ５ａにしっかり吸着させ
る。この後、エアシリンダ２４を吸着盤２２引き戻し方
向に作動させることにより、装置全体をヘッダ５ａ側に
引き寄せ、装置の前後方向の位置決めを完了する。

【００４９】このようにして装置装着することにより、
装置は炉心スプレイスパージャ５にヘッダ５ａを基準と
して正しく位置決めされ、炉心スプレイスパージャ５の
パイプ５ｂ正面にスキャナ手段１３がセットされる。

【００５０】この状態で、軸方向駆動モータ２８および
周方向駆動モータ３３を起動させれば、検査ヘッド１４
が溶接線５ｄに沿って周方向に移動し、前述した溶接状
態の健全性検査を実施することができる。

【００５１】なお、以上の本実施形態ではＵＴ、ＥＣＴ
方式を適用し、電気信号の変化により欠陥の有無を検知
しているため、感覚的には全体像が捕らえにくい。そこ
で、そのような場合には、外観観察用カメラからなる検
査子を適用してもよい。この場合には、検査ヘッド１４
をカメラのような視覚情報を得られる物で構成するるこ
とにより、通常実施される外観検査（ＶＴ）が可能とな
り、全体の視覚的状況の確認が行なえる。

【００５２】但し、当該検査部位は上述したように、狭
隘であるうえ高放射線領域であるため、通常用いられる
小型のカメラでは耐放射線の問題に対応困難である。こ
のため、本発明ではファイバースコープを用いることが
望ましい。これにより、狭隘部でも放射線の影響なくＶ
Ｔが可能となる。さらに、ファイバースコープによる視
認位置の移動量と、映像上の移動に伴う相対位置の変化
量を画像処理して計算することにより、視差を用いた方
法で検査対象個所の三次元的情報を得ることも可能であ
る。例えば、超音波探触子の代わりにファイバースコー
プを取り付ける場合には、外観形状を目視確認しながら
欠陥の有無を検査できるとともに、検査ヘッド位置情報
と一定距離視野範囲が移動したときの画像ずれとによ
り、画像処理によって検査範囲全体の三次元形状を再現
し、欠陥の開口幅等のサイズを検知することができる。

【００５３】以上のように、本実施形態によれば、通常
の定期検査で取外す機器を取外した後に、炉水を保持し
た状態で炉心スプレイスパージャ検査装置１１を炉心ス
プレイスパージャ５の正面に吊下げ、クランプ機構１６
の固定爪１８およびクランプ爪１９によりヘッダ５ａに
着座保持させるとともに、吸着機構１７を作動させてカ
バープレート５ｅに吸着させることで、装置全体をヘッ
ダ５ｂに引き寄せ位置決めさせることができる。そし
て、この後スキャナ手段１３を作動させることにより検
査ヘッド１４を障害物との狭隘な隙間を通過させながら
ヘッダ５ａとパイプ５ｂとの溶接線５ｄに沿って移動さ
せることで、ヘッダ５ａとパイプ５ｂとの溶接部および
その近傍に対して非破壊検査を実施し、割れ等の欠陥の
有無を正確に検査することができ、炉心スプレイスパー
ジャ５の健全性を確認することができ、ひいては原子炉
安全性向上に寄与することができる。

【００５４】また、原子炉内構造物である上部格子板４
とシュラウド上部リング２ａとの間の狭隘な空間に位置
する炉心スプレイスパージャ５に対して、その炉心スプ
レイスパージャ５のヘッダ部形状を利用して装置全体の
固定を実施し、その固定位置より炉心スプレイスパージ
ャ５のパイプ５ｂの軸方向に移動するとともに、パイプ
５ｂの周方向に沿って検査ヘッド１４を回転させること
により、円筒形状であるヘッダ５ａに同じく円筒形状で
あるパイプ５ｂが接続されている複雑な三次元曲線形状
の溶接部５ｄのほぼ全周に対してスキャンさせることが
可能となり、炉心スプレイスパージャ５の健全性確認を
容易、かつ確実に行なえる。

【００５５】特に、スキャナ手段１３には、炉心スプレ
イスパージャ５のパイプ５ｂの軸方向に沿って検査ヘッ
ド１４を移動させることができる送り機構と、周方向に
沿って検査ヘッドを移動させることができる回転機構を
有し、炉心シュラウド２とパイプ５ｂとの間の狭隘な環
境下においても複雑な三次元曲線形状を持つ溶接部５ｄ
に沿って、ほぼ全周に渡りスキャンすることができる。

【００５６】さらに、スキャナ手段１３における回転機
構を、炉心シュラウド２と炉心スプレイスパージャ５の
パイプ５ｂとの間を通過できる十分薄い構成の半月板状
レール３０とし、このレール先端に同様に薄く構成した
検査ヘッド１４が組み込んで、その半月板状レール３０
をパイプ５ｂの曲率に沿って送り出す構成としたことに
より、パイプ５ｂの一方向から接近させるだけで、炉心
シュラウド２とパイプ５ｂとの間の狭隘な隙間を通過し
てパイプのほぼ全周にわたって検査ヘッドをスキャンさ
せることができる。

【００５７】なお、本実施形態においては、スキャナ手
段１３の送り機構に設けられた軸方向移動距離検出器２
９からの信号と、回転機構に設けられた周方向移動距離
検出器３５からの信号とを演算して、検査ヘッド１４の
位置を検出して制御することにより、正確に三次元曲線
形状の溶接線５ｄに沿って検査ヘッド１４をスキャンさ
せることができる。

【００５８】さらに、本実施形態によれば、固定手段１
２を、炉心スプレイスパージャ５のヘッダ５ａの上面に
乗る固定爪１８と、固定爪着座後にヘッダ５ａを下側よ
り押さえるクランプ爪１９とからなるクランプ機構１６
と、ヘッダ５ａの正面に対して吸着盤２２を押し付けて
吸着固定する吸着機構１７とを有する構成としたことに
より、装置全体を前後方向のずれなく、ヘッダ中心に芯
出し位置決めさせることができる。

【００５９】なお、炉心スプレイスパージャ５にはヘッ
ダ５ａの代りに継手部としてティーを用いるタイプも存
在するが、本発明は前記同様の構成のままで、このよう
に継手部をティータイプとした炉心スプレイスパージ
ャ、あるいはティー構造を有する給水スパージャ６にも
適用することができる。この場合には、溶接は単純な円
形状であるため、吸着機構を円筒面での吸着を可能な構
造とするのみで、本発明をそのまま適用することができ
る。すなわち、炉心スプレイライン８のヘッダ８ａとパ
イプ８ｂとの溶接部は、炉心スプレイスパージャ５と同
様の円筒形状と円筒形状との組み合せによる三次元的な
湾曲を持つため、サイズは異なるが本発明をそのまま適
用することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、原子炉内の障害物のない正面側より装置を吊下げて
設置し、検査ヘッドを障害物のある狭隘な隙間に通過さ
せながら、ヘッダと円環状配管との溶接線に沿って移動
させることにより、ヘッダと円環状配管との溶接部およ
びその近傍に対して非破壊検査を実施し、割れ等の欠陥
の有無を正確に検査することができる。したがって、炉
心スプレイスパージャその他の原子炉内配管の健全性を
確認することができ、ひいては原子炉の安全性向上に寄
与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する原子炉構成を示す図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】図２のＢ部拡大図で、本発明を適用する炉心ス
プレイスパージャ部の詳細を示す図。

【図４】本発明を適用する炉心スプレイスパージャ周り
の状態を示す斜視図。

【図５】図４のＣ部拡大図。

【図６】本発明に係る原子炉内配管検査装置の一実施形
態を示す全体構成図。

【図７】図６の平面図。

【図８】本発明の一実施形態によるクランプ機構を示す
拡大図。

【図９】図８に示すクランプ機構の作用説明図。

【図１０】本発明の位置実施形態による吸着機構を示す
側面図。

【図１１】（Ａ）〜（Ｅ）は吸着機構の作用を示す図。

【図１２】本発明の一実施形態におけるスキャナ機構を
示す側断面図。

【図１３】図１２の平面図で、一部を断面として示す
図。

【図１４】本発明の一実施形態による検査ヘッドを示す
拡大図。

【符号の説明】

１ 原子炉圧力容器 ２ 炉心シュラウド ３ ジェットポンプ ４ 上部格子板 ５ 炉心スプレイスパージャ ５ａ ヘッダ ５ｂ 円環状配管（パイプ） ５ｄ 溶接部（溶接線） ６ 給水スパージャ ７ 炉心支持板 ８ 炉心スプレイライン ８ａ ヘッダ ８ｂ 円環状配管（パイプ） ９ 炉水 １０ 燃料交換機 １２ 固定手段 １３ スキャナ手段 １４ 検査ヘッド １５ 基体 １６ クランプ機構 ２２ 吸着盤 １７ 吸着機構 ２８ 送り機構（軸方向駆動モータ） ２５ 軸方向移動体（ケース体） ３３ 回転機構（周方向駆動モータ） ３０ 周方向移動体（円弧状のレール：半月状レール）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ２１Ｃ 19/02 Ｇ２１Ｃ 19/02 Ｕ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉の炉壁を貫通し、または炉内に突
   出するヘッダと、このヘッダに連結され、炉壁内面に沿
   って配置される円環状配管との当該連結部分を、炉内に
   て検査するための原子炉内配管検査装置であって、前記
   原子炉の上方から炉内に吊下され、前記ヘッダを基準と
   して位置決め固定される固定手段と、この固定手段に設
   けられ、前記円環状配管の軸方向および周方向に沿う走
   査を行なうスキャナ手段と、このスキャナ手段に支持さ
   れ、前記円環状配管と前記ヘッダとの連結部を非破壊検
   査する検査ヘッドとを備えたことを特徴とする原子炉内
   配管検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の原子炉内配管検査装置に
   おいて、固定手段は、ヘッダの炉内中心側の表面に向っ
   て配置される基体と、この基体から突出し、前記ヘッダ
   の上下面に当接して前記基体を当該ヘッダに着脱可能に
   固定するクランプ機構と、前記基体に設けられ、前記ヘ
   ッダの炉内中心側の表面に吸着できる吸着盤を有する吸
   着機構とを備えたことを特徴とする原子炉内配管検査装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の原子炉内配管検
   査装置において、スキャナ手段は、固定手段に送り機構
   を介して円環状配管の軸方向に沿う移動を行なう軸方向
   移動体と、この軸方向移動体に回転機構を介して支持さ
   れ、前記円環状配管の外周面に沿って移動する周方向移
   動体とを備えたことを特徴とする原子炉内配管検査装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の原子炉内配管検査装置に
   おいて、周方向移動体は円環状配管の外径より若干大径
   な円弧状のレールであり、このレールの一端側が軸方向
   移動体に回転機構を介して支持されるとともに、このレ
   ールの他端側が前記管状配管の炉壁側外周面まで回動可
   能とされ、かつ前記レールの他端側の内周面には、前記
   円環状配管の外周面との間に配置される肉薄な検査ヘッ
   ドが組み込まれていることを特徴とする原子炉内配管検
   査装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４までのいずれかに記載の
   原子炉内配管検査装置において、検査ヘッドは超音波探
   傷用センサ、渦電流探傷用センサまたは外観観察用カメ
   ラからなる検査子を有し、この検査子は、ヘッダと円環
   状配管との連結部である二つの円筒形状が交差する三次
   元的形状の溶接線の全幅を観察し得る設定とされている
   ことを特徴とする原子炉内配管検査装置。
6. 【請求項６】 上記請求項５記載の超音波探傷用センサ
   は、複数の微細振動子を組み合わせたアレイ型探触子と
   し、前記各微細振動子は、励起タイミングのコントロー
   ルによりヘッダおよび円環状配管の材料中に入射する超
   音波の屈折角を任意に設定できるものであることを特徴
   とする原子炉内配管検査装置。