JP2007017418A - レーザ保全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉内管状構造物の内面の非破壊探傷検査と材料表面の応力改善などの予防保全に装置の大部分を共用させ得るレーザ保全装置を提供する。
【解決手段】本発明のレーザ保全装置１０は、原子炉内管状構造物１２の対象部位を検査、計測、改質、加工するためのレーザ光源および光学系から構成されるレーザシステム２０と、このレーザシステム２０から発振したレーザ光を対象部位近傍まで伝送する１本または複数本の光伝送手段２５と、この光伝送手段２５で伝送されたレーザ光を原子炉内管状構造物１２の対象部位に照射するレーザ照射手段と、光伝送手段２５およびレーザ照射手段を原子炉内管状構造物１２の対象部位まで搬送するとともに、対象部位の任意の範囲で走査するための搬送・走査機構２３と、この搬送・走査機構２３の走査動作を制御・監視する操作盤２２と、搬送・走査機構２３を炉容器上部から原子炉内管状対象構造物１２に対して１次元または２次元的に走行して位置決めし、吊設支持する作業台車１９とを備えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ超音波非破壊検査とレーザ予防保全を共用できるレーザによる探傷検査・予防保全技術に係り、特に、装置を入れ替えることなく探傷検査と予防保全を実施できるレーザ保全装置に関する。

原子炉内管状構造物の継続的な健全性を確保する一つの考え方は、まず構造物にひびの発生や材料的な劣化などがないことを非破壊的に検査・計測し、次に構造物のひびや劣化の発生を未然に防止するための改質・加工技術を適用することである。

以下、代表的な原子炉内管状構造物として炉内計装筒を取り上げて説明する。

炉内計装筒は、加圧水型原子力発電プラントの原子炉炉心付近の中性子束等を計測するセンサを炉外から炉心に導く案内管であり、原子炉容器底部を貫通して溶接接合されている。炉心の中性子束は原子炉の運転状況を直接的に示すパラメータであり、この測定に関わる炉内計装筒の健全性を確保することはプラントの安定的な運転の観点から重要である。

炉内計装筒の非破壊検査装置については実用新案登録第２５９０２８３号公報（特許文献１）に提案されている（図１８，図１９参照）。本装置は原子炉容器１内の底部に位置した炉内計装筒２を検査するための昇降可能な非破壊検査装置３であって、細長い筒状の本体部４を備える。この本体部４内に、先端部に炉内計装筒２の検査用センサ５を有する案内装置６と、検査用センサ５を炉内計装筒２に対して挿入・引抜きするためのセンサ挿入・引抜装置７と、検査用センサ５を炉内計装筒２内で旋回するための旋回装置８とが設けられると共に、本体部４の下端に炉内計装筒２のクランプ装置９が設けられている、炉内計装筒２の非破壊検査装置３である。

一方、レーザ技術は、その高いエネルギー密度、ピークパワー、可干渉性、コヒーレントな直進性などの特徴を利用することで、構造物のひび検出、ひび寸法計測、応力計測、材料組成計測、距離計測、振動計測、形状計測、温度計測等の原子炉内材料の検査・計測、あるいは、材料表面の応力改善、溶体化処理、クラッディング、付着物除去、研磨、ひび除去、ひび封止、溶接、切断等の原子炉内材料の改質・加工に利用できる（例えば「佐野氏他：“レーザを使用した原子炉の水中メインテナンス技術”、溶接技術、平成１７年５月号、Ｐ．７８−８２（２００５）」；非特許文献１）。

これらレーザ技術は、原理的に、対象物が高温、高所、高放射線場、複雑形状部などアクセスが困難であったり、アクセス性が悪く遠隔非接触の手法が求められる部位であったりする場合に有効な手法である。また、狭あい部、遮蔽物の内側、配管内面など、レーザビームを対象部位まで空間的に伝送することが難しい部位への適用も光ファイバー技術の利用（依田氏他：“光ファイバによる２０ＭＷレーザパルスの伝送とその応用”、レーザ研究、第２８巻、Ｎｏ．５、Ｐ．３０９−３１３（２０００）；非特許文献２）により、効率的に実現可能であることが示されている。

特に、レーザ技術を用いた非破壊検査手法としてレーザ超音波法がある。このレーザ技術はパルスレーザ光を構造材の材料に照射した際に発生する歪みを利用して超音波を送信し、別途構造材の材料に照射した受信用のレーザ光の干渉効果を用いて、その超音波を振動信号として計測するものであり、例えば「山脇氏：“レーザ超音波と非接触材料評価”、溶接学会誌、第６４巻、Ｎｏ．２、Ｐ．１０４−１０８（１９９５）」；非特許文献３などで知られている。このように送受信された超音波は、通常の接触型の素子で送受信した超音波と同じように、構造物の種々のひび検査や材料計測に用いることができる。

また、レーザ超音波法を用いた欠陥探傷方法としては、特開２０００−１８０４１８号公報（特許文献２）に開示された表面検査装置が既に知られている。この表面検査装置は、励起した超音波が構造材のひびにより反射された反射エコーから計測対象である構造材のひびを見つける方法であったり、見つけた構造材のひびに対してレーザの送受信位置を挟み込むようにレーザを照射し、励起した超音波伝播特性からひびの深さを計測できる技術に関するものである。

レーザ超音波法を用いた炉内の管状構造物の非破壊検査手法として特開２００５−４０８０９号公報（特許文献３）のレーザ照射装置が知られている。このレーザ照射装置は、図２０に示されるように、検査対象である管状構造物に対して超音波送信用レーザ光（以後、送信レーザ光Ｌ_１という。）と超音波受信用レーザ光（以後、受信レーザ光Ｌ_２という。）の２本のレーザ光を照射し、励起された超音波信号を利用して対象部位のひびを検査するものである。
実用新案登録第２５９０２８３号公報 特開２０００−１８０４１８号公報 特開２００５−４０８０９号公報 佐野、牧野、落合、山本："レーザを使用した原子炉の水中メインテナンス技術"、溶接技術、平成１７年５月号、Ｐ．７８−８２（２００５） 依田、佐野、向井、Ｓｃｈｍｉｄｔ−Ｕｈｌｉｇ，Ｔ．，Ｍａｒｏｗｓｋｙ，Ｇ．："光ファイバによる２０ＭＷレーザパルスの伝送とその応用"、レーザー研究、第２８巻、Ｎｏ．５、Ｐ．３０９−３１３（２０００） 山脇："レーザ超音波と非接触材料評価"、溶接学会誌、第６４巻、Ｎｏ．２、Ｐ．１０４−１０８（１９９５）

炉内計装筒の非破壊検査装置は、実用新案登録第２５９０２８３号公報でも述べられている通り、公知の構造の検査用センサ５を用いて炉内計装筒の非破壊検査を容易に実現することが可能である。

しかしながら、実際の炉内計装筒の非破壊検査において構造材にひびが発見されなかった場合にも、将来にわたり構造材のひびの発生を防止する予防保全を行なうことが望ましいことがある。例えば構造材の材料表面の応力改善などの予防保全にレーザ技術を適用することはごく一般的になっている（レーザピーニング技術：［非特許文献１］参照）が、公知の構造の検査用センサ５を使用する炉内計装筒２の非破壊検査装置３では、非破壊検査装置３とは別にレーザ保全装置を準備し、検査作業や保全作業の都度装置を入れ替えて作業を実施する必要がある。作業の都度、非破壊検査装置とレーザ保全装置の入替えを実施することは、検査から予防保全までの作業全体を考えた場合、作業工程が長期化し、ひいてはコストアップにつながる問題点があった。

一方、レーザ超音波探傷装置については、基本的な装置構成や探傷手法、炉内計装筒の円筒内面の探傷検査に用いる要素技術の提案はなされているものの、レーザによる予防保全と組み合わせた炉内計装筒の非破壊検査装置としての全体システムは提案されていない。

本発明は上述した事情を考慮してなされたものであり、レーザ超音波探傷などの非破壊検査と、レーザによる材料表面の応力改善などの予防保全とに装置の大部分を共用可能な、レーザ保全装置を提供するものである。

本発明のレーザ保全装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、レーザ光源および光学系から構成されレーザ光を発振するレーザシステムと、このレーザシステムから発振したレーザ光を伝送する光伝送手段と、この光伝送手段で伝送されたレーザ光を対象部位に照射するためのレーザ照射手段とを備え、前記レーザシステムがレーザ光の照射条件を変更できることを特徴とするレーザ保全装置を備えたことを特徴とするものである。

本発明のレーザ保全装置は、検査作業や保全作業の都度の装置の入替え作業を不要とし、検査作業および保全作業を効率よく能率的に実施でき、作業工程の短期化、ひいてはコストダウンを図ることができる。

本発明のレーザ保全装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明のレーザ保全装置の第１実施形態を示す全体構成図である。

このレーザ保全装置１０は、沸騰水型原子炉や加圧水型原子炉の原子炉管状構造物などの炉内計装筒の探傷検査や材料表面の応力改善などの予防保全に共用可能に適用される装置である。図１は、原子炉管状構造物のレーザ保全装置１０を沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器１１内の炉内計装筒１２に適用した例を示す。加圧水型原子炉の原子炉容器内の炉内計装筒にも同様に適用することができる。

原子炉圧力容器１１は、原子炉建屋１４内に収容され、この原子炉圧力容器１１の上方に原子炉ウェル１５が形成される。この原子炉ウェル１５および原子炉圧力容器１１内に原子炉水１６が張られている。原子炉ウェル１５の上方にオペレーションフロア１８が形成され、このオペレーションフロア１８上に作業台車１４が一次元あるいは二次元移動自在に設けられる。

また、原子炉建屋１４内のオペレーションフロア１８上にレーザ超音波センシングシステムを構成する保全用または検査・保全用のレーザシステム２０が設置される。このレーザシステム２０は原子炉内管状構造物の対象部位を検査、計測、改質、加工するためのレーザ光源および光学系を構成している。このレーザシステム２０によって受信された探傷信号の処理、表示、解析、記録などの処理を行なう探傷信号処理システム２１および搬送・走査機構２２の走査動作を制御・監視する操作盤２３がオペレーションフロア１８上に設けられる。保全用レーザシステム２０は、超音波送信用レーザ光源（以後、送信レーザ光源という。）、超音波受信用レーザ光源（以後、受信レーザ光源という。）、超音波受信用用干渉計等のレーザ超音波法による超音波信号の送受信に必要な要素を備える。

さらに、原子炉ウェル１５および原子炉圧力容器１１は原子炉水１６で満たされており、原子炉圧力容器１１の下部（下鏡部）に原子炉内管状構造物としての炉内計装筒１２が設置されている。炉内計装筒１２は図示しない中性子計装管等を案内するもので、例えば約９．５ｍｍ、１５．２ｍｍなどの細い内径ｄを有する。炉内計装筒１２は、図２に示すように、原子炉圧力容器１１の下鏡部１１ａへの固定や管（筒）接続に全周接続Ｗが用いられる。

保全用レーザシステム２０は、光伝送手段として１本あるいは複数本の光ファイバ２５を介して搬送・走査機構２３に接続される一方、この搬送・走査機構２３は動力・信号用電気ケーブル群２６を介して操作盤２２と接続される。保全用レーザシステム２０と探傷信号処理システム２１との間も動力・信号用電気ケーブル群２６により接続される。

保全用レーザシステム２０に光ファイバ２５を介して接続される搬送・走査機構２３は、一次元または二次元的に走行可能な作業用台車１９の昇降機構２７から吊設される吊設ワイヤあるいはケーブル２８により昇降自在に吊設支持される。作業用台車１９は、炉内計装筒１２の内面探傷検査や材料表面応力改善などの予防保全専用の台車であっても、また、燃料交換のため、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１１の上方に設置された燃料交換用設備で代用してもよい。

保全用レーザシステム２０から発振された送信レーザ光Ｌ_１は、光ファイバ２５に導かれ、その出口端から搬送・走査機構２３に伝達され、原子炉内管状構造物の内面探傷検査や予防保全に用いられる。保全用レーザシステム２０に含まれる送信レーザ光源としては、例えばＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｍｍ）を使用することが可能である。このレーザ光源は、発振エネルギ、走査条件等を調整するだけで、そのまま、予防保全を兼ねるレーザピーニング用光源として活用することができる。レーザ光源は、発振エネルギや走査条件等の調整により、探傷検出用光源として、また、予防保全用光源として共用させることができる。具体的には、発振エネルギを探傷検時は３０ｍｊ、予防保全時は６０ｍｊとする。

保全用レーザシステム２０内で発振した送信レーザ光Ｌ_１は、光ファイバ２５に導かれてファイバ出口端から搬送・走査機構２３に光伝送される。搬送・走査機構２３の詳細な構造は図３に示される。

搬送・走査機構２３は、少なくとも一側面が開放された矩形（多角形）の長尺状あるいはボックス状の本体ケーシング３０と、本体ケーシング３０の下部に設けられる着座台３１とを主たる構造物とする機構である。本体ケーシング３０内には挿入管３２が設置されており、この挿入管３２は、上下動駆動機構３３および回転駆動機構３４により上下動自在かつ回転駆動自在に設けられる。

挿入管３２の先端には特開２００５−４０８０９号公報（特許文献３）に開示された構成を有するレーザ照射ヘッド３５がレーザ照射手段として取り付けられる。本体ケーシング３０の一側方が矩形に開放されているのは、内部設置の上下動駆動機構３３、回転駆動機構３４、昇降および回転可能な挿入管３２およびレーザ照射ヘッド３５のメンテナンスを考慮したものである。搬送・走査機構２３には炉内ＴＶカメラ等が炉内観察手段が備えられる。炉内ＴＶカメラ等が設けられることで、実際運用時における原子炉圧力容器１１内の炉内物（内在物）の動作を観察できるようになっている。

図３に示された搬送・走査機構２３は、上下動駆動機構３３の下降動作により、挿入管３２およびレーザ照射ヘッド３５が原子炉内管状構造物としての炉内計装管１２内に充分に挿入された状態を示す。挿入管３２およびレーザ照射ヘッド３５が最上部まで引き上げられた場合、すなわち、初期状態においては、挿入管３２およびレーザ照射ヘッド３５は炉内計装管１２の最頂部から完全に上方に引き抜かれた状態に保持される。

挿入管３２は、回転駆動機構３４により回転自在に支持され、かつ、回転駆動機構３４が上下動駆動機構３３により昇降自在に支持されることで、レーザ照射ヘッド３５は、炉内計装筒１２内で回転自在かつ昇降自在に位置決めでき、レーザ照射ヘッド３５は原子炉内管状構造物としての炉内計装筒１２内で挿入・引抜き自在に支持される。原子炉内管状構造物は、炉内計装筒以外にも種々考えられる。

レーザ超音波探傷に使用する送信レーザ光Ｌ_１および受信レーザ光Ｌ_２を伝送する光ファイバ２５は、図３に示すように、搬送・走査機構２３の上部からケーブルトレイ３６に案内される。挿入管３２は、光ファイバ２５の外径よりも太い内径を有する。光ファイバ２５は挿入管３２内を経由して、挿入管３２の先端部に設けられるレーザ照射ヘッド３５と光学的に接続されるように、光ファイバ２５の先端部が光学的に適切な位置関係となるよう固定される。

次に、レーザ保全装置の作用を説明する。

作業台車１９から吊設ワイヤ２８で吊り下げられた搬送・走査機構２３は、作業台車１９に備えられる昇降機構２７の動作と吊設ワイヤ２８の操作により、図１に点線矢印に示すような昇降経路で原子炉圧力容器１１の炉底部に設けられた炉内計装筒１２に着座される。

搬送・走査機構２３が炉内計装筒１２に確実に着座したことは着座検出手段としての着座センサ３７で検出され、ケーブル２６を介して操作盤２２に着座完了信号として送られる。操作盤２２で着座完了信号が確認されると、駆動固定機構としての流体シリンダ３８の作動によって支持機構（作動ロッド）３９が炉内計装筒１２に押し付けられ、搬送・走査機構２３が炉内計装筒１２に固定される。

搬送・走査機構２３が炉内計装筒１２に固定された状態で、操作盤２２により駆動力および駆動信号が動力・信号用電気ケーブル群２６を介して上下動駆動機構３３に伝送され、挿入管３２およびその先端のレーザ照射ヘッド３５が炉内計装筒１２内に挿入される。上下動駆動機構３３に備えられる上下位置センサにより所定の上下位置にレーザ照射ヘッド３５が設置されると、保全用レーザシステム１０から送信レーザ光Ｌ_１および受信レーザ光Ｌ_２が発振し、光ファイバ２５およびレーザ照射ヘッド３５を介して、適切な照射条件で炉内計装筒１２内面の対象部位に照射され、探傷検査が開始される。

探傷検査が開始されると、再び、操作盤２２より駆動力およぴ駆動信号が図３に示される上下動駆動機構３３および回転駆動機構３４に伝送され、レーザ照射ヘッド３５が所定の位置で螺旋走査、軸方向走査、あるいは回転走査され、炉内計装筒１２の対象部位の検査が行なわれる。

炉内計装筒１２内面の所定の検査範囲の探傷走査が完了した後には、上下動駆動機構３３によりレーザ照射ヘッド３５が引抜き位置まで上昇し、次の炉内計装筒１２へ移動、または作業開始とほぼ逆の操作（作業）手順で搬送・走査機構２３の収納作業が実施される。

搬送・走査機構２３を走査盤２２の制御により作動させることで、炉内計装筒１２の内面において、所望の非破壊検査を容易に実現することができるばかりでなく、例えば非破壊による探傷検査が完了し、その探傷検査の結果、炉内計装筒１２内面にひびが検出されなかった場合など、送信レーザ光Ｌ_１の照射条件を変更するだけ、あるいは上述の構成要素のいずれか一部を変更・追加するだけで、レーザによる計測、改質、加工応力改善等の予防保全作業に移行することができる。

図４は、本発明のレーザ保全装置の第１実施形態の第１変形例を示すものである。

このレーザ保全装置１０の全体的な構成は、第１実施形態に示された保全装置と挿入管を除いて異ならないので、同じ構成には同一符号を用いて図示ならびに説明を省略する。

第１変形例に示されたレーザ保全装置１０は、ポリカーボネイト等の樹脂製の挿入管３２ａを用いたものである。この保全装置１０は、挿入管３２ａが樹脂製であることを特徴とするものである。

原子炉内管状構造物としての炉内計装筒１２は、図４（Ａ）に示すように、原子炉圧力容器１１の下鏡部１１ａ（図２参照）に溶接固定される。炉内計装筒１２は、溶接時の入熱により、図４（Ｂ）に示すように、長尺物が“く”の字型、あるいは図４（Ｃ）に示すように“Ｓ”の字型に内径が湾曲する可能性がある。炉内計装筒１２の曲がり領域ＢＡは、炉内計装筒１２の機能や強度としては問題がないが、炉内計装筒１２の内面に挿入管３２ａを挿入していくことを考えれば後述のような問題が生じ得る。すなわち、炉内計装筒１２が標準的な直管状態（図４（Ａ））である場合、挿入管３２は金属製等であっても挿入・引抜きは可能である。

しかしながら、炉内計装筒１２が曲がっている状態で金属製等の挿入管３２を用いると、図４（Ｂ）に模式的に示すように、炉内計装筒（管）１２の曲がり部近傍にレーザ照射ヘッド３５が到達した際、挿入管３２ａと炉内計装筒１２が干渉し、挿入・引抜が困難となる。ここで挿入管３２ａがポリカーボネイト等の樹脂製である場合、支持強度を保持しつつ曲がり部に柔軟に対応するので、曲がり管でも容易に炉内計装筒１２内への挿入・引抜が容易でかつ可能となる。

図５および図６は、本発明のレーザ保全装置の第１実施形態の第２変形例を示す説明図である。

この変形例に示されたレーザ保全装置１０は、過負荷防止用インターロック機能を備えたものであり、保全装置の全体的構成は、図１ないし図３に示されたレーザ保全装置１０と異ならないので、同じ構成には同一符号を付して図示ならびに説明を省略する。

図５および図６に示されたレーザ保全装置１０は、挿入管３２を炉内計装筒１２内に過負荷で挿入されることを防止するインターロック機能を備えたものである。すなわち、保全装置１０の搬送・走査機構２３は、挿入管３２およびレーザ照射ヘッド３５の過負荷挿入を防止する過負荷挿入防止手段４９が備えられる。

一方、原子炉内管状構造物としての炉内計装筒１２には、図４（Ｂ）および（Ｃ）に示すような湾曲部あるいは屈曲部が存在する可能性がある。

原子炉内管状構造物である炉内計装筒１２に湾曲部や屈曲部が存在しても、挿入管３２に樹脂製の管を採用することにより、曲がり部ＢＡへの挿入性は充分に確保できる。

しかし、炉内計装筒１２の曲がりが非常に大きいと、挿入管３２の挿入が困難となったり、また、樹脂製の挿入管３２を採用しても、挿入が困難となる。

挿入管３２の炉内計装筒１２への挿入が困難となる場合、通常の挿入管３２の取扱い動作では、挿入管３２およびレーザ照射ヘッド３５の一定以上の挿入が困難となる。所定以上の挿入が困難となるにも拘らず、挿入管３２およびレーザ照射ヘッド３５が所定の位置まで挿入されるように、上下動駆動機構３３の装置側は挿入負荷をかけていくことになる。結果として、挿入管３２およびレーザ照射ヘッド３５の炉内計装筒１２への噛み込み、あるいは、最終的には上下動駆動機構３３の破損につながる懸念がある。

第２変形例のレーザ保全装置１０では、過負荷防止用のインターロック機能を具備した過負荷挿入防止手段４９を有することで、挿入管３２およびレーザ照射ヘッド３５の曲がり部への噛み込み、上下動駆動機構３３等の基礎・走査機構２３の破損を防止するものである。

図５および図６は、図３に示されたＣ部の拡大図であり、搬送・走査機構２３に備えられる上下動駆動機構３３および回転駆動機構３４の部分を示すものである。

回転駆動機構３４は、回転駆動用モータ４０、挿入管案内機構４１および回転駆動台座４２を主たる構成要素とするものである。回転駆動機構３４は、上下動駆動機構３３に自重にてぶら下がる構造に構成される。上下動駆動機構３３は、図３に示された昇降駆動用モータ４５、スクリューシャフトとしてのリードスクリュー４６および４７を主たる構成要素とする。

回転駆動機構３４を上下動駆動機構３３に対し、ぶら下がり構造とすることで、回転駆動機構３４は、上下動駆動機構３３に対し、初期位置から上方向にある範囲Ｈで自由に移動できる。

回転駆動機構３４は、昇降動駆動用モータ４５によりリードスクリュー４６を回転させるとナット４７が上下動し、ナット４６の上下動に追従して回転駆動機構３４全体も上下動する。通常の場合、上下動動作に回転駆動機構３４の回転動作を合わせることで、レーザ照射ヘッド３５は、炉内計装筒１２の内孔内を、任意の上下位置、任意の角度に設定すること、および任意の範囲で連続的な上下・回転駆動（らせん動作を含む）を実現することができる。

挿入管３２を炉内計装筒１２に挿入作動（下方向）中、挿入管３２の先端に取り付けたレーザ照射ヘッド３５が、何らかの理由によりそれ以上挿入困難となった場合、ナット４７は設定値を目指して図５の鎖線で示すように、更に下方向へ移動するものの、回転駆動機構３４は図６に示すように、ぶら下がり構造部（図示せず）によって過負荷によって押し込まれることがなく、ぶら下がり位置で停止する。

上下動駆動機構３３の昇降駆動用モータ４５には、上下動駆動機構３３の上下位置を測定する第１の上下位置計測手段としての図示しない第１の位置検出センサが設けられており、回転駆動機構３４の回転駆動台座４２には、回転駆動機構３４の上下位置を測定する第２の上下位置計測手段としての第２の位置検出センサ４８が設けられ、この第２の位置検出センサ４８で回転駆動機構３４の実際の昇降（上下動）位置を計測し、検出している。

第１および第２の位置検出センサ４８の出力値は、操作盤２２の（図１参照）で常時モニタリングされており、第１の位置検出センサの出力値と第２の位置検出センサ４８の出力値の差が設定値Ｈを超えれば、過負荷挿入防止手段４９は挿入管３２のそれ以上の挿入が不可と検知してその上下駆動を停止するインターロック機能を有する。上下動駆動機構３３および回転駆動機構３４に位置検出センサ４８を設けて、上下動駆動機構３３および回転駆動機構３４の上下位置あるいは相対位置を常時モニタリングすることで、挿入管３２およびレーザ照射ヘッド３５の炉内計装筒１２の曲がり部ＢＡへの噛み込み、搬送・駆動機構２３の破損を未然にかつ確実に防止することができる。

なお、過負荷挿入防止手段４９は、昇降駆動用モータ４５にトルク測定機能を設置し、過負荷による挿入をトルク監視によって防止する機構で構成してもよい。

［第２実施形態］
図７は本発明のレーザ保全装置の第２実施形態を示す全体構成図である。

この実施形態に示されたレーザ保全装置１０Ａは、送信レーザ光Ｌ_１および受信レーザ光Ｌ_２を伝送する１本または複数本の光ファイバ２５に関する取扱性を向上させたことを特徴とするもので、第１実施形態に示されたレーザ保全装置１０と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。

図７に示されたレーザ保全装置１０Ａは、光学的な観点のみから言えば、光ファイバ２５は、保全用レーザシステム２０に接続される入射端から挿入管３２およびレーザ照射ヘッド３５（図３参照）近傍の出力端まで継ぎ目のない一本ものの光ファイバを用いることが望ましい。光ファイバ２５に継ぎ目がある場合、継ぎ目部分でレーザ光エネルギーの一部が反射・散乱され、実効的に伝送できるレーザ光エネルギーが減少することと、継ぎ目の反射・散乱されたレーザ光成分が光ファイバあるいはその他光学素子の損傷の原因となる可能性があるためである。

しかしながら、炉内計装筒１２はオペレーションフロア１８のレベルから約２０ｍ下方に位置するため、光ファイバ２５の全長は最低でも２０ｍ以上の長尺となり、取扱性に問題があることが懸念される。

図７に示された原子炉内管状構造物のレーザ保全装置１０Ａでは、保全用レーザシステム２０と搬送・走査機構２３とを接続する光ファイバ２５に防水型光ファイバコネクタ５０を導入して保全用レーザシステム２０側の長さｌａの光ファイバ２５ａとレーザ照射ヘッド３５（図３参照）側の長さｌｂの光ファイバ２５ｂとを分割可能な構造としたものである。送信レーザ光Ｌ_１および受信レーザ光Ｌ_２を伝送する光ファイバ２５を分割可能な構造とすることで光ファイバ２５の取扱性を向上させたものである。

光ファイバ２５を構成する光ファイバ２５ａと２５ｂの長さの比率は任意であるが、搬送・走査機構２３の取扱性を考慮すると、光ファイバ２５ａのファイバ長ｌａ、光ファイバ２５ｂの
ファイバ長ｌｂがｌａ＞ｌｂでかつｌａ＋ｌｂ≧２０ｍとし、光ファイバ２５ａは光ファイバリール５１で光ファイバの送り出し長さを調整することを可能としている。

光ファイバ２５を防水型光ファイバコネクタ５０で接続すると、コネクタ部でのレーザ光の反射・散乱が発生する。この反射・散乱問題を解決するため、光ファイバ２５ａおよび光ファイバ２５ｂの接続面には反射防止手段を設けて反射防止機能を持たせる。反射防止手段としては、送信レーザ光Ｌ_１および受信レーザ光Ｌ_２のそれぞれのレーザ波長に合わせてチューニングされた光学的な反射防止膜を設置する方法が望ましく、最適である。

光ファイバ２５の反射防止対策として、より簡単には、反射防止手段は光ファイバ２５ｂ側のコネクタ要素を光ファイバ保護管に対して密封型（外部水環境に対しては防水）、光ファイバ２５ａ側のコネクタ要素を光ファイバ保護管に対して非密封型（外部水環境に対しては防水）とし、継ぎ目に水を注入することでもよい。

さらには光ファイバ２５ｂ側の密封型コネクタ要素と、光ファイバ２５ａ側の非密封型コネクタ要素を、水中で接続するだけでも良い。継ぎ目に水を注入することでコネクタ部でのレーザ光の反射・散乱を防止する作用を、図８を用いて説明する。

レーザ光（送信レーザ光Ｌ_１および／または受信レーザ光Ｌ_２）の光の反射はレーザ光が伝播する２媒質に屈折率の差がある場合に発生し、その屈折率の差が大きいほど反射が大きくなることは知られている。光ファイバ２５ａおよび２５ｂのファイバコアの材質が石英ガラスであったとすると、その屈折率は約１．４６であり、周辺雰囲気が空気（屈折率１．００）である場合には垂直入射光の反射率Ｒは

となる。

一方、光ファイバ２５ａ，２５ｂ同士の継ぎ目の周辺を水雰囲気で置換すれば、水の屈折率が１．３３であるため反射率は同様の計算から約０．２％となり、ファイバ端面で反射する光成分を１／１０以下とすることができる。なお、水中で光ファイバ２５ａ，２５ｂを接続する際には図９および図１０に示すような水中接続治具５５を用いる。

図９は水中接続治具５５の側面図、図１０は水中接続治具５５の平面図（上面図）をそれぞれ示すものである。水中接続治具５５は、光ファイバ２５ａあるいは２５ｂを各々内挿する光ファイバ保護管５６ａ，５６ｂを固定する固定台座５７ａ，５７ｂと、固定台座５７ａ，５７ｂの中心軸を保持しつつ図中矢印Ｃ方向にスライドするスライドガイド５８と、それらを水中環境に保持する水槽５９から構成されるもので、水中にて２本の光ファイバ２５ａ，２５ｂを効率的に接続することを可能としたものである。

光ファイバ２５ａ，２５ｂ内を伝送される送信レーザ光Ｌ_１と受信レーザ光Ｌ_２とを比較すると、送信レーザ光Ｌ_１のレーザエネルギーが高い。レーザ超音波探傷だけを考えれば比較的低い送信レーザ光Ｌ_１エネルギーでも十分である。

本実施形態に係るレーザ保全装置１０Ａは、探傷検査の他に予防保全用レーザ技術と共用できる装置を前提としていることから、高いレーザエネルギーでも使用可能な装置仕様である必要がある。［非特許文献２］によれば、例えばレーザピーニング用のレーザ光を伝送するためにはφ１．５ｍｍ以上のコア径を有する光ファイバを使用することが好ましいことが分かる。

第２実施形態においても、非破壊検査と予防保全での装置共用化の観点から、光ファイバ２５のコア径ｄ１はφ１．５ｍｍ以上とする。また、この光ファイバ２５ａに接続される光ファイバ２５ｂのコネクタ側コア径ｄ２は、光ファイバ２５のコネクタ側コア径をｄ１として、コア径ｄ２≧コア径ｄ１とするのが伝送効率上望ましい。更に、光ファイバ２５ａあるいは２５ｂのいずれか一方を入口側から出口側に滑らかにコア径が小さくなるテーパ型の光ファイバ２５ｂとすることも可能である。

さらに、光ファイバ２５ａあるいは２５ｂは電気ケーブルなどよりも比較的大きな曲げでも折損する可能性があるため、運用上、各々光ファイバ保護管５６ａ，５６ｂに挿入して使用する。光ファイバ保護管５６ａ，５６ｂが最小曲げ半径を保証するが、それに加えて、機械的にケーブルトレイ１３が最小曲げ半径以上でしか曲がらない構造を有することで、光ファイバ２５の取り扱いを更に容易にすることができる。

図１２および図１３は、本発明のレーザ保全装置の第２実施形態における変形例を示す説明図である。

この変形例に示されたレーザ保全装置１０Ａは、原子炉圧力容器１１内に設けられる原子炉内管状構造物である炉内計装筒１２内面をレーザ超音波非破壊検査する場合の上下動駆動機構３３および回転駆動機構３４（図２および図５参照）の動作範囲を適切に設定することで、信頼性の高い検査結果を得ることを目的としたレーザ保全装置である。

レーザ超音波非破壊検査における欠陥の検出は、送信レーザ光Ｌ_１を照射した際に、その照射位置を音源として同心円状に広がる表面波を利用し、その表面波が表面開口欠陥によって反射された反射信号を受信レーザ光Ｌ_２で検知することで行なう。

原子炉圧力容器（または原子炉容器）１１内の水中に設置した内径が、例えば９．５ｍｍの炉内計装筒１２（図７参照）を模擬した試験片における図１２に示された実験データによれば、受信レーザ光の照射位置から半径約５ｍｍの範囲が反射信号をＳＮ比よく検出可能な領域であることを知見した。

一方、炉内計装筒１２の内面欠陥の確実な検出の観点からは、同じ位置を複数回（最少２回）以上オーバラップさせて検査することが望ましい。受信レーザ光Ｌ_２の照射位置が炉内計装筒１２の内面において周方向および軸方向の２次元的（らせん状）に走査する場合を考える。

図１２は、炉内計装筒１２の内面展開図（すなわち検査面）であり、○印内に付した符号１〜１２はある範囲における受信レーザ光Ｌ_２の照射位置、点線は反射信号をＳＮ比よく検出可能な領域（すなわち、照射位置を中心とした半径５ｍｍの円）を表したものである。受信レーザ光Ｌ_２の周方向および軸方向の走査ピッチを５ｍｍ以下とすれば、検査面上の任意の点に関し、最少２回以上の検査データが採取できることが分かる。

今、炉内計装筒１２の内径ＩＤとすると、その１周の長さπｐＩＤであるから、検査データ採取間隔をｆ（Ｈｚ）として、周方向の走査速度ｖ_Ｒは

また、１周の周回後の軸方向の移動量が５ｍｍ以下であれば良いことから、軸方向の走査速度ｖ_Ａは

となる。走査速度のｖ_Ｒ、ｖ_Ａの範囲内で、かつ、データ採取のオーバラップ率、検査の所要時間、走査機構の動作限界等を加味して走査速度を設定することにより、同じ位置のデータ採取を複数回実施可能な、信頼性の高い検査結果を得ることができる。

［第３実施形態］
図１４は、本発明のレーザ保全装置の第３実施形態を示す全体構成図である。

この実施形態に示された原子炉内管状構造物のレーザ保全装置１０Ｂは、炉内計装筒１２内面をレーザ超音波非破壊検査する場合のデータ採取の信頼性を向上させることを目的としたレーザ保全装置であり、第１実施形態に示された保全装置１０と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。

図１４に示されたレーザ保全装置１０Ｂは、レーザ超音波探傷に必要な送信レーザ光Ｌ_１および受信レーザ光Ｌ_２は光ファイバ２５で伝送されるが、最終的には、挿入管３２のレーザ超音波照射ヘッド３５から水中雰囲気を伝播して炉内計装筒１２内面に照射される。原子炉水１６は清浄な純水であるが、万が一、何らかの介在物等が光路中に浮遊していると、最悪の場合、送信レーザ光Ｌ_１または受信レーザ光Ｌ_２のいずれか、あるいは両方が炉内計装筒１２の内面に照射される前に浮遊物によって反射・散乱され、検査データの採取ができなくなる可能性がある。

第３実施形態の保全装置１０Ｂは、原子炉水を強制的に循環させる循環清浄化装置６５を清浄水供給手段として備える。この循環清浄化装置６５は、原子炉水１６を汲み上げる第１の水チューブ６６と、介在物を除去し、ポンプ出口側に噴出するフィルタ付きポンプシステム６７と、フィルタ付きポンプシステム６７の出口に接続され、ケーブルトレイを介して搬送・走査機構２３の挿入管３２に接続される第２の水チューブ６８を備えるものである。第２の水チューブ６８から噴射された清浄水は挿入管３２と光ファイバ２５の隙間を通り、最終的にはレーザ超音波照射ヘッド３５のレーザ照射口から噴出される。

原子炉水の循環清浄化装置６５を備えることで、送信レーザ光Ｌ_１および受信レーザ光Ｌ_２の水雰囲気中光路の水を清浄水で置換し、レーザ光の光路の健全性を確保するものである。

このレーザ保全装置１０Ｂは、炉内計装筒１２内面の水雰囲気中に万が一浮遊物が存在する場合でも、通常通り検査データの採取を実施することが可能となる。なお、本実施形態では清浄水として原子炉水１６を用いる場合を想定しているが、もちろん、清浄水を別途準備した清浄水タンク等から供給することも可能である。この場合、炉水位の上昇に留意する必要がある。

図１５は、本発明のレーザ保全装置の第３実施形態の変形例を示すものである。

この変形例に示されたレーザ保全装置１０Ｂは、炉内挿入部品の脱落等が発生しない、機構的な信頼性の高いレーザ保全装置である。

炉内計装筒１２の内面に挿入されるのは、図１５に示す挿入管３２およびレーザ超音波照射ヘッド３５である。

このレーザ保全装置１０Ｂは、炉内計装筒１２用のレーザ非破壊検査装置を兼ね、装置の大部分が探傷検査装置とレーザによる予防保全装置とを兼ねるものである。保全装置１０Ｂが、他のレーザ予防保全技術との組合せ活用を考える場合、挿入管３２は共用が容易であるが、レーザ超音波照射ヘッド３５は、照射条件の違い等から、取替え可能な構造であることが望ましい。

レーザ超音波照射ヘッド３５を挿入管３２に簡単かつ容易に着脱可能とするために、挿入管３２とレーザ超音波照射ヘッド３５をネジ取り合いとすることである。この場合、炉内計装筒１２の内面における周回動作によりネジが緩み、レーザ超音波照射ヘッド３５が炉内計装筒１２内に脱落する懸念がある。

図１５に示されたレーザ保全装置１０Ｂの変形例では、レーザ超音波照射ヘッド３５の炉内計装筒１２内における回転方向Ｄを一方向に固定運用するとともに、挿入管３２とレーザ超音波照射ヘッド３５をネジ取り合いの方向を、周回動作によりより締め込み方向Ｅと一致させたものである。このようにすれば、用途に応じて容易にレーザ超音波照射ヘッド３５を取替え可能であり、かつ、照射ヘッド３５脱落の恐れのない保全装置１０Ｂの搬送・走査機構２３を実現することが可能となる。

［第４実施形態］
図１６は、本発明のレーザ保全装置の第４実施形態を示す全体構成図である。

この実施形態に示された原子炉内管状構造物の保全装置１０Ｃは、炉内計装筒１２内面のレーザ超音波非破壊検査およびレーザ予防保全をより効率的に実現するためのレーザ保全装置である。第１実施形態ないし第３実施形態に示される保全装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。

図１６に示されたレーザ保全装置１０Ｃの動作は第１実施形態ないし第３実施形態のレーザ保全装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）に記載されたものと同じである。

第４実施形態に示されたレーザ保全装置１０Ｃでは、図１６に示すように、探傷信号処理システム２１に１つの特徴を有する。原子炉内管状構造物の保全装置１０Ｃは、複数系統含む探傷信号処理システム２１Ａと、複数の搬送・走査機構２３Ａおよび２３Ｂと、各搬送・走査機構２３Ａ，２３Ｂの各々を操作・監視する操作盤を複数系統含む操作盤２２Ａと、発振した送信レーザ光Ｌ_１および受信レーザ光Ｌ_２を光学的に分岐させ、複数系統の出力光を出力可能な保全用レーザシステム２０Ａと、保全用レーザシステム２０Ａからの出力光を搬送・走査機構２３Ａおよび２３Ｂに各々伝送する１本または複数本の光ファイバ２５Ａ，２５Ｂと、搬送・走査機構２３Ａおよび２３Ｂを作業台車１９から吊設支持するワイヤ（ケーブル）２８Ａおよび２８Ｂで構成される。

レーザ保全装置１０Ｃを図１６に示すように構成すれば、１個の保全用レーザシステム２０Ａと１台の作業台車１９を用いて、炉内において複数装置による作業を並行して実施することが可能となる。この保全装置１０Ｃでは複数系統の搬送・走査機構２３Ａ，２３Ｂを全てレーザ超音波非破壊検査に用いることも可能であるが、原子炉内管状構造物の保全装置１０Ｃはレーザ探傷技術とレーザ保全技術とを共用可能であることが特徴であり、一部をレーザ超音波非破壊検査に、残りの保全装置１０Ｃの全部または一部を活用して、レーザ予防保全に用いることも可能である。

［第５実施形態］
図１７は、本発明のレーザ保全装置の第５実施形態を示す全体構成図である。

この実施形態に示されたレーザ保全装置１０Ｄは、炉内計装筒１２内面のレーザ超音波非破壊検査およびレーザ予防保全をより効率的に実現するためのレーザ保全装置である。第４実施形態に示された保全装置１０Ｃと同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。

図１７に示されたレーザ保全装置１０Ｄは、原子炉圧力容器１１内に設けられるレーザ保全装置１０Ｄの動作状況を観察するための観察手段として炉内用ＴＶカメラ７０Ａ，７０Ｂを具備し、各炉内用ＴＶカメラ７０Ａ，７０Ｂにより炉内計装筒１２の周辺の炉内状況、レーザ保全装置１０Ｄの炉内計装筒１２への着座状況、レーザ保全装置１０Ｄの内部に設置されている上下動駆動機構３３、回転駆動機構３４、挿入管３２、レーザ照射ヘッド３５（図３参照）の動作状況等を確認可能としている。

第５実施形態のレーザ保全装置１０Ｄは、炉内ＴＶカメラ７０Ａ，７０Ｂを観察手段として設け、炉内ＴＶカメラ７０Ａ，７０Ｂからの出力画像を画像用ケーブル７１Ａ，７１Ｂにより操作盤２２Ａに導き、操作盤２２Ａ付近設置の表示手段（図示せず）で観察可能としておけば、保全装置１０Ｄの搬送・走査機構２３Ａ，２３Ｂ周辺および保全装置１０Ｄに何らかのトラブルが発生した場合でもトラブルを迅速に検知し、炉内計装筒１２の内面のレーザ超音波非破壊検査およびレーザ予防保全をより効率的に実現することができるようになる。

本発明のレーザ保全装置の第１実施形態を示す全体構成図。 図１のＡ部の拡大断面図。 本発明の原子炉内管状構造物の保全装置に備えられる搬送・走査機構の説明図。 （Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は図２のＢ部を拡大した第１実施形態の第１変形例を示す動作説明図。 図３のＣ部を拡大して示すもので、保全装置の第１実施形態の第２変形例の搬送・走査機構を示す図。 図３のＣ部を拡大して示す図５と同様な図で、保全装置の過負荷防止用インターロック機能の説明図。 本発明のレーザ保全装置の第２実施形態を示す全体構成図。 （Ａ）および（Ｂ）は本発明の原子炉内管状構造物の保全装置に備えられる光ファイバの反射特性を示す反射防止機能の動作説明図。 本発明のレーザ保全装置の水中接続治具の構成例を示す側面図。 図９に示された水中接続装置の平面図。 本発明のレーザ保全装置の光ファイバの説明図。 本発明のレーザ保全装置の第２実施形態の変形例を示すレーザ超音波検査の範囲の説明図。 本発明のレーザ保全装置の第２実施形態の変形例を示すレーザ超音波検査の範囲の説明図。 本発明のレーザ保全装置の第３実施形態を示す全体構成図。 本発明のレーザ保全装置の第３実施形態の変形例を示すもので、レーザ照射ヘッドの取付例を示す概念図。 本発明のレーザ保全装置の第４実施形態を示す全体構成図。 本発明のレーザ保全装置の第５実施形態を示す全体構成図。 従来の炉内計装筒の非破壊検査装置の全体構成図。 図１８に示された非破壊検査装置の全体構成を示す斜視図。 管状構造物のレーザ超音波検査用照射ヘッドの構成の一例を示す図。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ レーザ保全装置
１１ 原子炉圧力容器
１２ 炉内計装筒（原子炉内管状構造物）
１４ 原子炉建屋
１５ 原子炉ウェル
１６ 原子炉水
１８ オペレーションフロア
１９ 作業台車
２０，２０Ａ 保全用レーザシステム
２１，２１Ａ 探傷信号処理システム
２２，２２Ａ 操作盤
２３，２３Ａ，２３Ｂ 搬送・走査機構
２５ 光ファイバ（光伝送手段）
２６ 動力・信号用電気ケーブル群
２７ 昇降機構
２８ 吊設ワイヤ
３０ 本体ケーシング
３１ 着座台
３２ 挿入管
３３ 上下動駆動機構
３４ 回転駆動機構
３５ レーザ照射ヘッド（レーザ照射手段）
３６ ケーブルトレイ
３７ 着座センサ（着座検出手段）
３８ 流体シリンダ（駆動固定機構）
４０ 回転駆動用モータ
４１ 挿入管案内機構
４２ 回転駆動台座
４５ 昇降駆動用モータ
４６ リードスクリュー
４７ ナット
４８ 第２の位置検出センサ（第２の上下位置計測手段）
４９ 過負荷挿入防止手段
５０ 防水型光ファイバコネクタ
５１ 光ファイバリール
５５ 水中接続治具
５６ａ，５６ｂ 光ファイバ保護管
５７ａ，５７ｂ 固定台座
５８ スライドガイド
５９ 水槽
６５ 原子炉水の循環清浄化装置
６６ 水チューブ
６７ フィルタ付ポンプシステム
６８ 第２の水チューブ
７０Ａ，７０Ｂ 炉内ＴＶカメラ（観察手段）
７１Ａ，７１Ｂ 画像ケーブル

Claims (19)

1. レーザ光源および光学系から構成されレーザ光を発振するレーザシステムと、
   このレーザシステムから発振したレーザ光を伝送する光伝送手段と、
   この光伝送手段で伝送されたレーザ光を対象部位に照射するためのレーザ照射手段と
   を備え、
   前記レーザシステムがレーザ光の照射条件を変更できることを特徴とするレーザ保全装置。
2. 前記レーザシステムのレーザ光の照射条件を探傷検査および予防保全ができる照射条件にすることを特徴とする請求項１記載のレーザ保全装置。
3. 前記レーザシステムのレーザ光の照射条件を３０ｍＪ〜６０ｍＪの発振エネルギとすることを特徴とする請求項１記載のレーザ保全装置。
4. 前記光伝送手段およびレーザ照射手段を対象部位まで搬送するとともに、対象部位の任意の範囲で走査する搬送・走査機構と、
   この搬送・走査機構の走査動作を制御・監視する操作盤と、
   上記搬送・走査機構を炉容器上部から対象に対して１次元または２次元的に走行させて位置決めし、吊設支持する作業台車とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレーザ保全装置。
5. 前記搬送・走査機構は、少なくとも一側面が開放された多角形の本体ケーシングと、
   上記搬送・走査機構を対象に着座するための着座台と、
   前記光伝送手段および走査動作のための動力・制御信号を伝送するケーブルを案内する案内機構とを有し、
   前記本体ケーシング内には、その先端に設置された前記レーザ照射手段を対象部位に挿入する挿入管と、
   この挿入管を介して前記レーザ照射手段を昇降および回転動作させる上下動駆動機構および回転駆動機構と、
   前記搬送・走査機構の着座台が対象に着座したことを検知する着座検出手段と、
   着座後に搬送・走査機構を対象に固定する駆動固定機構を備えたことを特徴とする請求項５記載のレーザ保全装置。
6. 前記搬送・走査機構に備えられた挿入管は、中空構造の樹脂製であることを特徴とする請求項４記載のレーザ保全装置。
7. 前記搬送・走査機構は、対象部位に挿入される挿入管の過負荷挿入を防止するための過負荷挿入防止手段を具備することを特徴とする請求項５記載のレーザ保全装置。
8. 前記過負荷挿入防止手段は、前記回転駆動機構が任意の範囲で可動な状態で前記上下動駆動機構に設置されており、
   前記上下動駆動機構の上下位置を測定する第１の上下位置計測手段と、前記回転駆動機構の上下位置を測定する第２の上下位置計測手段と、両上下位置計測手段からの出力値の差分を検出する位置偏差検出手段と、前記位置偏差検出手段の出力信号が特定の範囲を越えた場合に挿入動作異常を検知し、過負荷挿入を防止するインターロック機能を備えたことを特徴とする請求項７記載のレーザ保全装置。
9. 前記過負荷挿入防止手段は、前記回転駆動機構が任意の範囲で可動な状態で前記上下動駆動機構に設置されており、
   前記上下動駆動機構にトルクを監視するトルク測定手段を備え、
   前記トルク測定手段によるトルク監視によって過負荷挿入を防止するインターロック機能を備えたことを特徴とする請求項７記載のレーザ保全装置。
10. 前記光伝送手段は、レーザ光を伝送するための１本または複数本の光ファイバと光ファイバを機械的に保護する光ファイバ保護管とから構成され、
    前記光ファイバおよび前記光ファイバ保護管の最少曲げ半径を保証しつつ前記光ファイバの送り出し長さを調整する光ファイバリールと、この光ファイバリールを介してレーザシステムから前記搬送・走査機構の上部までレーザ超音波探傷送受信用レーザ光を伝送する第１の光ファイバと、前記搬送・走査機構の上部から前記案内機構を介してレーザ照射手段までレーザ光を伝送する第２の光ファイバと、前記第１および第２の光ファイバの接続端に、原子炉水の侵入を防止しつつ光ファイバ同士を光学的に接続する防水機能付きの光ファイバコネクタを有するとともに、前記第１および第２の光ファイバ同士の接続部にレーザ光の反射防止手段とを施したことを特徴とする請求項４記載のレーザ保全装置。
11. 前記第１および第２の光ファイバ同士の接続部にレーザ光の反射防止手段を、前記第１および第２の光ファイバ同士の接続部に屈折率が１．０より大きい液体を封入することによって構成したことを特徴とする請求項１０記載のレーザ保全装置。
12. 前記第１および第２の光ファイバ同士の接続部に屈折率が１．０より大きい液体を封入するために、前記第１の光ファイバ保護管および第２の光ファイバ保護管をそれぞれ固定する第１および第２の固定台座と、第１および第２の固定台座の中心軸を保持しつつ接続方向にスライド可能とするスライドガイドと、前記第１および第２の光ファイバ同士の接続部を水中環境に保持する水槽とから構成される光ファイバ水中接続装置を設けたことを特徴とする請求項１１記載のレーザ保全装置。
13. 前記第１および第２の光ファイバの、少なくともいずれか一方の光ファイバコア口径がφ１．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１０記載のレーザ保全装置。
14. 前記第１の光ファイバは光ファイバコア口径がφ１．５ｍｍ以上であり、かつ、前記第２の光ファイバは光ファイバコア口径が、第１の光ファイバとの接続側において第１の光ファイバコア口径より大きく、前記レーザ照射手段側において前記第１の光ファイバのコア口径より小さいテーパ構造を有することを特徴とする請求項１３記載のレーザ保全装置。
15. 前記回転駆動機構による回転動作速度ｖ_Ｒおよび前記上下駆動機構による上下動作速度ｖ_Ａが、対象部位の内径ＩＤ、データ採取間隔ｆとして
    

    

    で定まる範囲であることを特徴とする請求項５記載のレーザ保全装置。
16. 前記光伝送手段に入射されるレーザ光が複数系統に分岐されており、かつ、前記作業台車は、複数系統の搬送・走査機構を取扱い可能な台車機能を有し、
    探傷信号処理システムと、１本または複数本の光伝送手段と、レーザ照射手段と、搬送・走査機構と、操作盤とを複数系統具備することで、複数のレーザによる対象部位の検査、計測、改質、加工およびそれら組合せを並行して実施可能に構成したことを特徴とする請求項５記載のレーザ保全装置。
17. 光学的な反射・散乱物を内在しない清浄水を供給する清浄水供給手段と、この清浄水供給手段から噴出される清浄水を前記レーザ照射手段まで導く清浄水案内手段をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載のレーザ保全装置。
18. 前記清浄水供給手段は、原子炉水を汲み上げる第１の水チューブと、前記第１の水チューブで炉水を汲み上げ、出口側に噴出するためのポンプ手段と、前記ポンプ手段で汲み上げられた炉水を濾過するフィルタ手段とで構成されることを特徴とする請求項１７記載のレーザ保全装置。
19. 前記保全装置の動作状況あるいは原子炉内の状況を確認するためにＴＶカメラ等の観察手段を１台または複数台設けたことを特徴とする請求項１ないし１８のいずれかに記載のレーザ保全装置。

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