JP2006194750A - Device for measuring installation core position - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は構造物の鉛直方向据付け精度を測定するための据付け芯位置計測装置に係り、特に原子炉の炉内構造物や炉心シュラウド交換工事等における据付け精度の計測に好適な据付け芯位置計測装置に関する。 The present invention relates to an installation core position measuring apparatus for measuring the vertical installation accuracy of a structure, and more particularly to an installation core position measuring apparatus suitable for measuring installation accuracy in a reactor internal structure or core shroud replacement work. About.
従来、構造物の据付け、例えば原子炉の炉内構造物や炉心シュラウド交換工事等のように、遠隔操作による据付け工事においては、鉛直方向での芯位置測定を行うために下げ振りが使用されている(例えば、特許文献1,2参照)。
Conventionally, in installation of a structure, for example, in-reactor installation such as in-reactor structure of a nuclear reactor or replacement of a core shroud, a downward swing is used to measure the core position in the vertical direction. (For example, see
また、自動鉛直装置にカメラを取付け、このカメラによってターゲットを確認する構造も提案されている(例えば、特許文献3参照)。 In addition, a structure in which a camera is attached to an automatic vertical device and a target is confirmed by the camera has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
しかしながら、これらの方法では下げ振りの振れ止めに時間を要するうえ、測定部の位置関係によって接近が困難となり、芯位置測定が困難な場合もある。さらに、その測定精度も±0.5mm程度が限界であり、高い据付け精度が要求される場合には適用に不向きであった。
上述の従来の技術においては、高精度の測定が不可能なため、光学系を用いたテレスコープなどを用い、高精度水準器にて精度よく鉛直に視軸をあわせるなどの手段により測定を実施してきた。 The above-mentioned conventional technology cannot measure with high accuracy. Therefore, use a telescope that uses an optical system, etc. I have done it.
しかし、テレスコープによる測定は測定者の技量により精度がばらつくうえ、高精度水準器による鉛直出しが全ての測定精度に影響するため、熟練者による測定が必要であった。 However, the accuracy of the telescope measurement varies depending on the skill of the measurer, and the vertical measurement by the high-precision level affects all the measurement accuracy, so measurement by an expert is necessary.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、特に熟練を必要とすることなく、簡便に高精度の測定、検査が実施できる据付け芯位置計測装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an installation core position measuring apparatus that can easily perform highly accurate measurement and inspection without requiring skill.
前記の目的を達成するために、請求項1に係る発明では、構造物の据付時における鉛直方向の芯位置を測定する据付け芯位置計測装置であって、前記構造物の据付け位置に挿入される下げ振りと、この下げ振りの下部に一体に設けられた芯ズレ量測定用スケール付き透過型ターゲットと、これら下げ振りおよびターゲットの下方に一体に設けられたカメラとを備え、前記構造物の基準部および測定部に前記下げ振りおよび前記ターゲットを取付け、前記カメラで前記ターゲットのスケールと前記下げ振りの先端位置とを同時に観察することにより、据付け芯位置の遠隔計測を可能としたことを特徴とする据付け芯位置計測装置を提供する。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an installation core position measuring device for measuring a vertical core position at the time of installation of a structure, which is inserted into the installation position of the structure. The structure includes a downward swing, a transmission target with a scale for measuring the amount of misalignment integrally provided at a lower portion of the downward swing, and a camera integrally provided below the downward swing and the target. Mounting the downward swing and the target on the measurement unit and the measurement unit, and simultaneously observing the scale of the target and the tip position of the downward swing with the camera, thereby enabling remote measurement of the installation core position, An installation core position measuring device is provided.
請求項2に係る発明では、前記下げ振りからターゲットまでの全体を筒体によって密閉構造とし、かつ前記筒体の内部に透明液体を充填させた据付け芯位置計測装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an installation core position measuring device in which the entire structure from the downward swing to the target is sealed with a cylindrical body, and the inside of the cylindrical body is filled with a transparent liquid.
請求項3に係る発明では、前記筒体の外周側の少なくとも下部を外筒で囲み、前記筒体を前記外筒に対して水平方向に位置調整可能とした請求項2記載の据付け芯位置計測装置を提供する。
In the invention according to claim 3, the installation core position measurement according to
請求項4に係る発明では、前記下げ振りの前記カメラ側を向く中心点を示す部位を平面とし、この平面に中心点を示すマークを施した請求項1記載の据付け芯位置計測装置を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the installation core position measuring device according to the first aspect, wherein a part indicating the center point of the downward swing facing the camera side is a plane, and a mark indicating the center point is provided on the plane. .
請求項5に係る発明では、前記ターゲットのスケール表示は、前記カメラの視野角に基づく前記ターゲット上のスケール読み値と実際のスケール位置との間に生じるズレ量を補正した表示とした請求項1記載の据付け芯位置計測装置を提供する。
In the invention according to
請求項6に係る発明では、前記構造物における基準部および測定部への位置決め部をアダプタ構造とした据付け芯位置計測装置を提供する。 In the invention which concerns on Claim 6, the installation core position measuring apparatus which used the positioning part to the reference | standard part and measurement part in the said structure as an adapter structure is provided.
本発明によれば、基準となるスケールを施した透過型のターゲットを下げ振り下部に配置し、このターゲットの下方からカメラでターゲットのスケールと下げ振り先端位置を同時に観察することにより、カメラの映像系による拡大観察が可能となる。したがって、映像上から精度よく芯ズレ量を読み取ることができ、構造物の据付に対して高精度で芯位置を測定することができ、特に熟練を必要とすることなく簡便に高精度の測定、検査が実施できるようになる。 According to the present invention, a transmissive target with a reference scale is placed at the bottom of the lower swing, and the scale of the target and the tip of the lower swing are simultaneously observed with the camera from below the target. Magnified observation by the system is possible. Therefore, the amount of misalignment can be accurately read from the image, and the position of the center can be measured with high accuracy for the installation of the structure. Inspection can be performed.
以下、本発明に係る据付け芯位置計測装置の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図1は、本実施形態による据付け芯位置計測装置を沸騰水型原子炉(以下、「BWR」という。)の制御棒駆動機構ハウジング(以下、「CRDハウジング」という。)の炉心支持板に対し、芯位置測定のために据付けた状態を示す説明図である。また、図2は、CRDハウジングを含むBWRの原子炉圧力容器全体の概要を示す構成図である。 Hereinafter, an embodiment of an installation core position measuring apparatus according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the installation core position measuring apparatus according to the present embodiment with respect to a core support plate of a control rod drive mechanism housing (hereinafter referred to as “CRD housing”) of a boiling water reactor (hereinafter referred to as “BWR”). It is explanatory drawing which shows the state installed for the core position measurement. FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the entire BWR reactor pressure vessel including the CRD housing.
図2に示すように、原子炉圧力容器1の炉心シュラウド2に取付けられている上部格子板3と炉心支持板4との間に、燃料集合体5が燃料支持金具6を介して設置されている。燃料集合体5の核反応は制御棒7を制御棒駆動機構(以下、「CRD」という。)9で燃料5間に挿入することによって制御される。この挿入をスムーズに実施するため、CRD9を収納するCRDハウジング8を炉心支持板4に対して高い芯位置精度で据付ける必要がある。
As shown in FIG. 2, a
図1に示すように、本実施形態の据付け芯位置計測装置10は、筒体である外筒11および内筒12を有し、これらがCRDハウジング8の炉心支持板4に対する芯位置測定のために据付けられるようになっている。すなわち、据付け芯位置計測装置10の上部には炉心支持板アダプタ13が取付けられ、炉心支持板4の燃料支持金具6据付け用開口部4bに挿入、位置決めされている。
As shown in FIG. 1, the installation core
また、この炉心支持板アダプタ13の切り欠き部13aがガイドピン4aとかみ合っているため、回転方向も同時に位置決めされる。炉心支持板4の上面レベルに当たる位置にワイヤ固定具21により下げ振り用ワイヤ16の固定点が一致する設計としてあり、測定すべき基準点が炉心支持板4レベルと一致するようになっている。
Further, since the notch 13a of the core
据付け芯位置計測装置10の下部にはCRDハウジングアダプタ14が取付けられている。このCRDハウジングアダプタ14下部は、球面座14aとなっているため、円錐面状のCRDハウジング8の頂部8aに、この部分が着座することにより、自動的にターゲット17部がCRDハウジング8センターに位置決めされる。
A
下げ振り15は、ワイヤ16を介してワイヤ固定具21により固定され、このワイヤ固定具21が内筒12に取付けられている。内筒12の下端部は透明になっており、その中央にターゲット17が固定されている。内筒12内には、透明な液体である低粘度のシリコンオイル19が充填され、この液体によるダンパ効果で下げ振り15のゆれが即座に収拾される。
The
また、内筒12の上端部は、外筒11に固定され、内筒12の下端部は、調整ねじ20により径方向の位置調整が可能な状態で外筒11に固定される。内筒12の下側にはカメラ18が固定され、ターゲット17を介して下げ振り15を観察している。カメラ18で撮影した下げ振り15位置の映像はカメラ18に接続されたケーブル23を介し、モニタ52で直接確認されるとともに、画像解析器51でターゲットに対する下げ振り位置が計算され、表示される。
Further, the upper end of the
図3(A)、(B)は、炉心支持板アダプタ13による炉心支持板4の燃料支持金具6据付け用開口部4bでの位置決め状態を示している。炉心支持板4の燃料支持金具6据付け用開口部4bの内周面に、炉心支持板アダプタ13に設けた2箇所のガイド32が接触し、また、プランジャ31が開口部4bの反対を押すことにより、常に三点支で装置を炉心支持板4の燃料支持金具6据付け用の開口部4bの中心に位置決めすることができる。また、炉心支持板アダプタ13のピンガイド溝33が炉心支持板4のガイドピン4aにかみ合っている。これにより、据付け芯位置計測装置10の回転方向が拘束され、回転方向の位置決めがされる。なお、ケーブル23は、ケーブルコネクタ24により炉心支持アダプタ13に支持されている。
FIGS. 3A and 3B show a positioning state of the
図4(A)、(B)は、カメラ18による視認性を向上する手段、すなわち下げ振り15の先端の中心位置識別パターンの構成を示している。この図4(A)、(B)に示すよいに、下げ振り15先端15aは平坦となっており、この平坦な部位にセンター指示パターン35が表示されている。このセンター指示パターン35の表示により、通常の下げ振りの頂点部より、はるかにカメラ18による下げ振り15指示位置の識別性が向上する。
FIGS. 4A and 4B show the configuration of the center position identification pattern of the means for improving the visibility by the
図5(A)、(B)は、ターゲット17に施されるスケール17aを示している。この図(A)、(B)に示すように、本実施形態ではスケール17aを方眼タイプのスケールとすることにより、モニタ52表示の目視による下げ振り15の位置確認精度を向上することが可能となる。
5A and 5B show a
実際の下げ振り15の先端位置は、ターゲット17の表面と同一とすることができず、必ず隙間が必要となる。このため、通常のカメラ18はレンズの画角により、図6に示すように、下げ振り15の中心からのズレ量tと、カメラ18によりターゲット17のスケール17a上に映る下げ振り15位置との間には、ズレΔtが生じる。このズレΔtは中心からのズレ量tと比例することから、カメラ18とターゲット17と下げ振り15との距離関係を一定とし、ターゲット17のスケール17aを予めズレの比率に合わせて表示することにより、実際の下げ振り15位置を直接読み取ることが可能となる。
The actual tip position of the
次に、本実施形態における炉心支持板4に対するCRDハウジング8の芯位置測定手順について説明する。
Next, the procedure for measuring the core position of the
まず、炉心支持板4とCRDハウジング8上部との位置関係を模擬した図示しない校正架台に据付け芯位置計測装置10を据付け、下げ振り15の位置を読み取る。次に同校正架台上に据付け芯位置計測装置10を180゜回転させて据付け、再度下げ振り15の位置を読み取り、下げ振り15の位置が正規位置と180゜回転位置との調度中間になるように模擬CRDハウジング上部をX−Yテーブルを動かす。この操作を繰り返すことにより、180゜回転して下げ振り15が同一位置を示すよう調整する。この調整位置が下げ振り15の芯の鉛直が出た状態となるため、調整ねじ20で内筒12を動かし、下げ振り15にターゲット17の0点位置が一致するように調整する。これにより、0点校正が完了する。
First, the installation core
そこで、吊耳22をホイストなどで吊り、炉内へ吊り下ろし、炉心支持板4の燃料支持金具6据付け用開口部6aを通過させてCRDハウジング8頂部に着座させる。この時炉心支持板アダプタ13のピンガイド溝33が炉心支持板4のガイドピン4aにかみ合うようにする。
Therefore, the
以上の操作により、測定準備完了となるので、カメラ18回りに付けられた照明を点灯し、カメラ18を作動させて下げ振り15の影像をモニタ52に写す。
Since the measurement preparation is completed by the above operation, the illumination provided around the
このときの下げ振り15のターゲット17におけるスケール17a上の読み値が、炉心支持板4の燃料支持金具6据付け用開口部に対する、CRDハウジング8頂部の芯ズレ量となる。この影像は画像解析器51により画像処理されることにより、精度良く具体的な芯ズレ量の数値を得ることが可能となる。
The reading on the
以上の実施形態によれば、下げ振り15の下部に芯ズレ量を測定するスケール17a付きの透過型ターゲット17を介してカメラ18が設置されているので、構造物の据付時における鉛直方向芯位置測定を実施する場合には、カメラ18でターゲット17のスケール17aと下げ振り15の先端位置とを同時に観察することにより、遠隔操作により精度の高い据付け芯位置の計測が可能となる。
According to the above embodiment, since the
また、下げ振り15の取付け部からターゲット17およびカメラ18まで一体化されており、下げ振り取付け部およびターゲット取付け部が、据付け構造物における基準部および測定部にガタ無く据付けられる構造となっているので、取付けおよび取外しを繰り返しても、常に同一条件で計測を実施することができる。
Moreover, it is integrated from the attachment part of the
また、下げ振り15の固定部からターゲット17までを密閉構造とし、内部に透明な液体19を充填させることにより、この液体19によるダンパ効果により下げ振り15の振動が抑制され、その結果、精度の高い据付け芯位置の計測が可能となる。
Further, by making the structure from the fixed part of the
なお、液体19として上述した低粘度のオイルを用いることにより、下げ振り15の振れを早期に収拾させることができるとともに、視認性低下の原因となる気泡の発生を回避することができる。
In addition, by using the low-viscosity oil described above as the liquid 19, it is possible to quickly collect the swing of the
また、下げ振り15からターゲット17まで一体型構造とすることにより、下げ振り15の取付け部が基準センターに無く、また下げ振り15の取付け部とターゲット17の0点がズレていても、正確に芯が出ている模擬基準部と模擬測定部とを持つ校正スタンドを用いることにより、真直時のターゲット17の指示位置を真直0点位置とすることにより、精密な装置0点調整が不要となる。
Further, by adopting an integrated structure from the swinging
また、校正スタンドの模擬測定部を可動式とし、0点校正時に一旦装置を据付けてターゲット17の指示値を読み、次に装置を180゜回転させて同様にターゲット17の指示値を読み、この読み値の差の中心となるように模擬測定部を動かすことにより、校正スタンドの正確な真直出しも不要となる。
Further, the simulated measurement part of the calibration stand is made movable, and when the zero point calibration is performed, the apparatus is temporarily installed to read the indicated value of the
さらに、下げ振り15の固定部からターゲット17までの密閉構造の外側に上部位置決め部からカメラ18の取付け部までが一体となる二重構造とし、内側密閉構造部の下部は外側構造部に対して水平面方向位置の調整が可能状態で固定できる構造とすることにより、真直0点校正時にズレたターゲット17の0位置を修正することができる。
Further, a double structure in which the upper positioning part to the
また、下げ振り15のカメラ18側を向く中心点を示す部位は平面となっており、かつ中心点を明確に示すためのマークが施されていることにより、カメラ18による中心点認識性能を向上することができる。
In addition, the part indicating the center point of the
また、カメラ18には、レンズ回りにリング状に照明を配置したことにより、ターゲット17および下げ振り15の視認性を向上することができる。そして、リング状照明は発熱量の少ないLED照明とすることにより、カメラ18、ターゲット17および装置構造への熱による影響を低減または皆無とすることができる。
Further, the illumination of the
さらにまた、ターゲット17と下げ振り15の間は若干離れているため、カメラ18の視野角によりターゲット17上のスケール17a読み値と実際の下げ振り15移動量にはズレが生じるが、ターゲット17上にこのズレ量をあらかじめ補正したスケール17aを表示させることにより、実際の下げ振り15移動量を正確に読取ることができる。
Furthermore, since the
また、ターゲット17取付けワイヤの長さを調整できる構造を有することにより、ターゲット17と下げ振り15の間の距離を常に一定にすることができる。
Further, by having a structure in which the length of the
また、カメラ18に取付けられるレンズは、テレセントリックレンズとすることにより、視野角による測定値のズレの影響をなくすることができる。
Further, the lens attached to the
また、カメラ18で得た映像をパターン解析し、画素単位で芯位置評価することにより、1/100mm精度で芯ズレ量を測定することができる。
Also, by analyzing the pattern of the video obtained by the
また、上記のように外筒等により一体化構造部分を完全な密閉構造とすることにより、水中での適用も可能となる。 Moreover, application in water is also possible by making the integrated structure part a complete hermetic structure with an outer cylinder or the like as described above.
また、据付構造物における基準部および測定部への位置決め部はアダプタ構造となっていることにより、構造物据付けの各段階で取り合い形状が変化しても同一条件で芯ズレ量を測定することができる。 In addition, the positioning part to the reference part and the measuring part in the installation structure has an adapter structure, so that the amount of misalignment can be measured under the same conditions even if the joint shape changes at each stage of the structure installation. it can.
なお、以上の原子炉圧力容器についての実施形態のほか、本発明は他の各種構造物の据付けに対する芯位置測定を実施する場合に広く適用することができる。 In addition to the above-described embodiments of the reactor pressure vessel, the present invention can be widely applied to the case where the core position is measured for the installation of other various structures.
1 原子炉圧力容器
2 原子炉圧力容器
3 上部格子板
4 炉心支持板
4a ガイドピン
4b 開口部
5 燃料集合体
6 燃料支持金具
7 制御棒
8 CRDハウジング
8a 頂部
9 制御棒駆動機構
10 据付け芯位置計測装置
11 筒体(外筒)
12 筒体(内筒)
13 炉心支持板アダプタ
13a 切り欠き部
14 CRDハウジングアダプタ
16 下げ振り用ワイヤ
14a 球面座
15 下げ振り
16 ワイヤ
17 ターゲット
17a スケール
18 カメラ
19 液体(シリコンオイル)
20 調整ねじ
21 ワイヤ固定具
22 吊耳
23 ケーブル
24ケーブルコネクタ
31 プランジャ
32 ガイド
33 ピンガイド溝
35 センター指示パターン
51 画像解析器
52 モニタ
DESCRIPTION OF
12 cylinder (inner cylinder)
13 Core support plate adapter
20
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