JP2007163285A - 圧力容器の遠隔取扱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】狭隘な領域や袋小路領域等移動の難しい領域であっても進入、昇降、横移動が自由にして容易にでき、溶接構造物の溶接部分等の検査、補修等の施工作業を確実に行い得るようにする圧力容器の遠隔取扱装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置は、圧力容器１の上部フランジ９の周方向に沿って走行移動する走行台車１０に設けられた旋回アーム１１およびマスト１２を介装して工具を収容するツールヘッド１４を備え、このツールヘッド１４を検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マスト１２にケーブル１３を介装させて前記ツールヘッド１４を接続する構成にした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば原子力発電プラントの原子炉圧力容器の遠隔取扱装置に係り、特に圧力容器および圧力容器内に設けた構造物の検査、予防保全および補修等の作業を容易、かつより早く行い得るように改善を加えた圧力容器の遠隔取扱装置に関する。

例えば、原子炉圧力容器では、原子炉圧力容器の安定運転のため、予防保全対策として遠隔取扱装置に種々の検査等の施工工具を取り付け、溶接施工部分の、例えば非破壊検査、あるいは容器表面の予防保全施工や補修施工等を行い、長期に亘る安定運転の維持に努めている。

このように、長期に亘る安定運転の維持に努める技術には、シュラウドの胴壁やシュラウドと原子炉圧力容器との間の狭隘領域に配置された配管や付属構造物等を適用対象とし、各種の施工を行う特許文献１が開示されている。

この特許文献１は、シュラウドの上部フランジに設置され、その周方向を位置決めする走行台車と、この走行台車に支持され、底部に向って懸垂される構造物部材の先端部に検査、予防保全および補修のための各種の工具を取り付け、これら工具を用いて検査や補修等の施工作業を行い、容器壁や付属構造物等の健全性の確認、確保を行うものである。
特開２０００−２５８５８７号公報

最近の原子力発電プラントでは、より一層長期に亘る安定運転確保の強化見直しが行われており、その一つに予防保全対策がある。

この予防保全対策に上述特許文献１に開示された遠隔取扱装置の適用が考えられる。

しかし、上述した特許文献１に開示された遠隔取扱装置においては、原子炉圧力容器のシュラウドに備える付属構造物等への移動に際し、狭隘な領域や、あるいはその周辺が袋小路になっている領域に走行台車を挿入、移動させようとしても自ずと限界が出ている。このため、狭隘な領域や袋小路領域の検査、補修等を行うとき、作業員により多くの労力負担が強いられていた。

このような状況の下、予防保全対策を実行するには、狭隘な領域や袋小路領域があっても容易にして、かつ簡易に検査、補修等の施工が行し得る新たな遠隔取扱装置の開発が求められていた。

本発明は、このような要望に基づいてなされたものであり、狭隘な領域や袋小路領域等移動の難しい領域であっても進入、昇降、横移動が自由にして容易にでき、溶接構造物の溶接部分等の検査、補修等の施工作業を確実に行い得るようにする圧力容器の遠隔取扱装置を提供することを目的とする。

本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置は、上述の目的を達成するために、圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられた旋回アームおよびマストを介装して工具を収容するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストにケーブルを介装させて前記ツールヘッドを接続する構成にしたものである。

また、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置は、上述の目的を達成するために、圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられ、旋回アームおよびマストを介装して工具を接続するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストに設けた少なくとも２個以上のケーブル巻取装置のそれぞれからのケーブルを前記ケーブル巻取装置の個数に対応するツールヘッドに接続するとともに、前記ツールヘッドの個数に対応して設けられ、前記マストと前記ツールヘッドとを互いに接離自在にする接手を備えたものである。

また、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置は、上述の目的を達成するために、圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられ、旋回アームおよびマストを介装して工具を接続するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストにケーブルを介装させて前記ツールヘッドに接続するとともに、前記ケーブルを把持する把持具を前記マストに設けたものである。

本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置は、ツールヘッドを狭隘領域や袋小路に進入させ、検査・補修対象部分に配置する際、遠隔取扱装置のマストとツールヘッドとを可撓性部材で作製されたケーブルで接続し、ツールヘッドを自由自在に走行移動させる構成にしたので、ツールヘッドを検査・補修対象部分の施工作業をより早く行うことができ、作業者の労力負担をより一層軽減させることができる。

以下、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。

図１〜図５は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第１実施形態を示す概念図である。

なお、図１〜図５中、図１は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置を示す正面図であり、図２は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の側面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ矢視方向から見た平面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ矢視方向から見た正面図であり、図５は、図４のＣ−Ｃ矢視方向から見た平面図である。

本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第１実施形態の説明に先立ち、まず、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の適用対象となる、例えば原子炉圧力容器の概略構成を説明する。

図１、図２および図３に示すように、原子炉圧力容器１は、頭部側、低部側のそれぞれに鏡板を備える円筒長筒状の容器内に円筒状のシュラウド２を収容するとともに、シュラウド２の下部胴３、バッフルプレート４および原子炉圧力容器胴壁等で囲われたアニュラス部５の周方向に沿って複数のジェットポンプ６を設置する構成になっている。

また、このアニュラス部５には、ジェットポンプ６のほかに原子炉圧力容器胴壁に設けたノズル７に接続する立上り配管（図示せず）やこれらを支持する取付支持部材等が数多く設けられ、狭隘通路や袋小路通路が数多く形成されている。

このような狭隘通路や袋小路通路を数多く形成するアニュラス部５に挿入し、溶接部等の検査・補修等の施工作業を行う遠隔取扱装置８は、シュラウド２の上部フランジ９に設置され、その周方向に摺動する旋回台車１０と、この旋回台車１０に装着され、懸垂支持された旋回アーム１１と、この旋回アーム１１に支持され、シュラウド２に沿って下方底部側に延びるマスト１２と、このマスト１２にケーブル１３を介装して着脱自在に接続するツールヘッド１４とを備えた構成になっている。

また、旋回台車１０は、シュラウド２の構造物の一つである格子板１５の炉心中心部の位置に設置されたセンターポール１６と、このセンターポール１６に接続された連結フレーム１７と、上部フランジ９上を走行する車輪１８とを備え、モータ等の駆動装置（図示せず）の駆動力によって車輪１８を回転させ、センターポール１６を中心にシュラウド２上を周方向に沿って旋回移動する構成になっている。

さらに、旋回台車１０は、昇降機構１８ａを備え、この昇降機構１８ａが連結フレーム１７上をシュラウド２の半径方向に向って走行できるようにするとともに、昇降機構１８ａに接続する旋回アーム１１およびマスト１２をシュラウド２に沿って進退自在に移動させることができるようになっている。

また、マスト１２は、可撓性部材で作製されたケーブル１３を介装してツールヘッド１４に接続するとともに、ケーブル１３の可撓性を利用してツールヘッド１４を狭隘通路あるいは袋小路の位置に自由に移動させることができるようにしている。

一方、マスト１２を介して昇降機構１８ａによって駆動操作されるツールヘッド１４は、図４および図５に示すように、シュラウド２の下部胴３とバッフルプレート４とで形成する狭隘通路に位置決めし、セットされる。

このツールヘッド１４は、検査・補修等の施工対象位置に走行移動し、施工後、別の対象位置にアクセスする第１動力部１９および第２動力部２０と、対象位置を検査または補修施工を行う検査・補修施工部２１を備えている。

第１動力部１９および第２動力部２０は、モータ等の駆動装置（図示せず）の駆動力によって羽根２２を旋回させ、この旋回に伴って発生する水の噴流をスラストにし、このスラストを利用して車輪２４を下部胴３に押圧当接させるスラスタ２３と、バッフルプレート４に支持されるガイドポール２５と、水や空気からなるバラストの重量を調整し、浮力を適正値に維持させるバラストタンク２６とを備えている。なお、車輪２４は、モータ（図示せず）によって駆動され、下部胴３およびバッフルプレート４上を移動する。

また、検査・補修施工部２１は、例えばレーザ照射溶接装置、ピーニング装置、研磨装置、非破壊検査装置、カメラ等検査・補修に必要なツール２７が自由に交換、取付ができる交換ボックス２８を備えるともに、この交換ボックス２８をフレーム本体２９に着脱自在に接続する、例えばマグネット等の接続装置３０を備えている。

なお、本実施形態は、第１動力部１９、第２動力部２０、検査・補修施工部２１を個々に設けて接続させたが、これらを一つの容器に収容させて一体にしてもよい。

このような構成を備える本実施形態に係る圧力容器の遠隔取扱装置において、旋回台車１０に設けた昇降機構１８ａに接続する旋回アーム１１およびマスト１２に可撓性部材で作製されたケーブル１３を介して接続するツールヘッド１４は、徐々に容器底部側に吊り下ろされる。このとき、旋回台車１０は、シュラウド２の上部フランジ９上に、旋回アーム１１とマスト１２は、シュラウド２と原子炉圧力容器１との間の空間部分に、また、ツールヘッド１４は、ジェットポンプ６、バッフルプレート４、下部胴３で囲まれたアニュラス部５にそれぞれ配置される。

アニュラス部５への吊り下ろし後、ツールヘッド１４は、バラストタンク２６内のバラストを調整し、バッフルプレート４上にガイドポール２５が当接する位置まで沈降させ、その後、スラスタ２３を駆動させ、シュラウド２の下部胴３に押圧、当接させる。

この間、マスト１２の懸垂位置と、ツールヘッド１４の位置決め位置は、当初の吊り下ろし位置からずれるが、ケーブル１３が可撓性部材で作製されているので、このずれ位置に基づく検査・補修対象部分への検査・補給施工作業に何らかの影響を与えない。

ツールヘッド１４の対象部分への位置決めが終了すると、検査・補修施工部２１における交換ボックス２８に収容するツール２７、例えばレーザ照射装置は、検査・補修対象部分にレーザ光を照射し、施工を開始し、第１動力部１９、第２動力部２０のそれぞれの車輪２４を駆動させてバッフルプレート４上を移動しながら施工範囲を拡大させて行く。

このとき、旋回台車１０の車輪１８を駆動させ、旋回台車１０、旋回アーム１１およびマスト１２は、シュラウド２の上部フランジ９を周方向に向って移動し、この移動に伴ってツールヘッド１４を追従させる。

このように、本実施形態は、シュラウド２の上部フランジ９上を摺動する旋回台車１０に装着する昇降機構１８ａから旋回アーム１１を介装してシュラウド２の下部胴３に延びるマスト１２とツールヘッド１４との間を可撓性部材で作製されたケーブル１３で接続させ、ツールヘッド１４を自在に移動させる構成にしたので、狭隘な領域や袋小路等アクセスの難しい領域であってもツールヘッド１４を容易に移動させることができ、検査・補修対象部分を確実に施工することができる。

図６および図７は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第２実施形態を示す概念図である。

なお、図６および図７中、図６はマストにツールヘッドが接続されているときの遠隔取扱装置を示す図であり、図７は、マストからツールヘッドが離れて延びたときの遠隔取扱装置を示す図である。

また、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。

本実施形態に係る遠隔取扱装置８は、マストに可撓性部材で作製されたケーブル１３を巻回したケーブル巻取装置３１を設けるとともに、可撓性部材で作製されたケーブル１３がケーブル巻取装置３１から延び、ツールヘッド１４を自由自在に移動させることができるようにマスト１２の端部とツールヘッド１４とのそれぞれに接離自在な接手３２ａ，３２ｂを設けたものである。

このような構成要素を備える遠隔取扱装置８は、ツールヘッド１４をシュラウド２の下部胴３とバッフルプレート４との狭隘領域あるいは袋小路領域に移動させるとき、図６に示すように、マスト１２の接手３２ａとツールヘッド１４の接手３２ｂとを互いに接続させたまま旋回台車１０の車輪１８をシュラウド２の上部フランジ９に沿って摺動させ、ツールヘッド１４が検査・補修対象部分に移動できるようになると、図７に示すように、遠隔操作によってマスト１２の接手３２ａとツールヘッド１４の接手３２ｂとが互いに離れ、ケーブル１３がケーブル巻取装置３１から離れて延長され、シュラウド２の下部胴３とバッフルプレート４との狭隘領域等における検査・補修対象部分にツールヘッド１４を配置させる。

このように、本実施形態は、マスト１２にケーブル巻取装置３１を設けるとともに、マスト１２とツールヘッド１４とのそれぞれに接手３２ａ，３２ｂを設け、ケーブル巻取装置３１から可撓性部材で作製されたケーブル１３を延ばしてツールヘッド１４を自由に移動させる構成にしたので、ツールヘッド１４を検査・補修対象部分により早く位置決めさせることができる。

図８は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第３実施形態を示す概念図である。

なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。

本実施形態に係る遠隔取扱装置８は、マスト１２に可撓性部材で作製されたケーブル１３を巻回する少なくとも２個以上のケーブル巻取装置３１ａ，３１ｂを設けるとともに、少なくとも２個以上のケーブル巻取装置３１ａ，３１ｂの個数に対応させる少なくとも２個以上のツールヘッド１４ａ，１４ｂを設けたものである。

また、本実施形態に係る遠隔取扱装置８は、可撓性部材で作製されたケーブル１３がそれぞれのケーブル巻取装置３１ａ，３１ｂから延び、それぞれのツールヘッド１４ａ，１４ｂを自由自在に移動させることができるようにマスト１２の端部とツールヘッド１４ａ，１４ｂとのそれぞれに接離自在な接手３２ａ_１，３２ａ_２，３２ｂ_１，３２ｂ_２を設けたものである。

このように、本実施形態は、マスト１２に少なくとも２個以上の可撓性部材で作製されたケーブル１３を巻き取るケーブル巻取装置３１ａ，３１ｂを設け、ケーブル巻取装置３１ａ，３１ｂの個数に対応させてツールヘッド１４ａ，１４ｂを設けたので、検査・補修対象部分の施工時間をより一層少なくさせて作業者の労力負担をより一層少なくさせることができる。

なお、本実施形態は、ケーブル１３を巻き取るケーブル巻取装置３１ａ，３１ｂの個数に対応させてツールヘッド１４ａ，１４ｂを設けたが、この例に限らず、図９に示すように、マスト１２から延びるケーブル１３の一つにツールヘッド１４を接続し、もう一つのケーブル１３にカメラ等の監視装置３３を接続してもよい。ツールヘッド１４の施工作業を監視装置３３で監視しながら行うので、ツールヘッド１４の検査・補修対象部分への施工作業の漏れが無く、きめ細かに行わせることができる。

図１０および図１１は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第５実施形態を示す概念図である。

なお、図１０および図１１中、図１０は、ケーブルに接続するツールヘッドと遠隔取扱装置とを別々に駆動させるときの図であり、図１１は、ツールヘッドを検査・補修対象部分にアクセスさせた後、ケーブルを遠隔取扱装置に接続させた図である。

また、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。

本実施形態は、ツールヘッド１４と遠隔取扱装置８とを別々に駆動操作させるとともに、ツールヘッド１４が検査・補修対象部分に配置されると、ツールヘッド１４に接続するケーブル１３を遠隔取扱装置８のマスト１２に把持させる、例えばチャック等の把持具３４ａ，３４ｂを設けたものである。

本実施形態は、検査・補修対象部分を施工するにあたり、まず、図１０に示すように、ツールヘッド１４およびケーブル１３をクレーン（図示せず）で吊り下げて移動させ、ツールヘッド１４を検査・補修対象部分に位置決めして配置させる。

ツールヘッド１４が検査・補修対象部分に配置されると、本実施形態は、図１１に示すように、遠隔取扱装置８の旋回台車１０をシュラウド２の上部フランジ９に沿って摺動させた後、マスト１２に設けた把持具３４ａ，３４ｂでケーブル１３を把持させる。

このように、本実施形態は、ツールヘッド１４と遠隔取扱装置８とを別々に駆動操作させるとともに、ツールヘッド１４が検査・補修対象部分に位置決め配置されたとき、ツールヘッド１４に接続するケーブル１３を遠隔取扱装置８のマスト１２に設けた把持具３４ａ，３４ｂで把持させる構成にするので、ツールヘッド１４の検査・補修対象部分への位置決め作業の作業性が向上し、ひいては施工作業時間を短縮させることができる。

本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第１実施形態を示す正面図。 本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第１実施形態を示す側面図。 図２のＡ−Ａ矢視方向から見た本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置を示す平面図。 図２のＢ−Ｂ矢視方向から見た本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置を示す正面図。 図４のＣ−Ｃ矢視方向から見た本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置を示す部分平面図。 本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第２実施形態を示すもので、マストにツールヘッドが接続されているときの遠隔取扱装置を示す図。 本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第２実施形態を示すもので、マストからツールヘッドが離れて延びたときの遠隔取扱装置を示す図。 本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第３実施形態を示す概念図。 本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第４実施形態を示す概念図。 本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第５実施形態を示すもので、ツールヘッドと遠隔取扱装置とを別々に駆動させるときの図。 本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第５実施形態を示すもので、ツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させた後、ケーブルを遠隔取扱装置に接続させる図。

符号の説明

１ 原子炉圧力容器
２ シュラウド
３ 下部胴
４ バッフルプレート
５ アニュラス部
６ ジェットポンプ
７ ノズル
８ 遠隔取扱装置
９ 上部フランジ
１０ 旋回台車
１１ 旋回アーム
１２ マスト
１３ ケーブル
１４，１４ａ，１４ｂ ツールヘッド
１５ 格子板
１６ センターポール
１７ 連結フレーム
１８ 車輪
１８ａ 昇降機構
１９ 第１動力部
２０ 第２動力部
２１ 検査・補修施工部
２２ 羽根
２３ スラスタ
２４ 車輪
２５ ガイドポール
２６ バラストタンク
２７ ツール
２８ 交換ボックス
２９ フレーム本体
３０ 接続装置
３１，３１ａ，３１ｂ ケーブル巻取装置
３２，３２ａ，３２ｂ 接手
３３ 監視装置
３４ａ，３４ｂ 把持具

Claims (13)

1. 圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられた旋回アームおよびマストを介装して工具を収容するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストにケーブルを介装させて前記ツールヘッドを接続する構成にしたことを特徴とする圧力容器の遠隔取扱装置。
2. 圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられた旋回アームおよびマストを介装させて工具を収容するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストに設けたケーブル巻取装置からのケーブルを前記ツールヘッドに接続するとともに、前記マストと前記ツールヘッドとを互いに接離自在にする接手を備えたことを特徴とする圧力容器の遠隔取扱装置。
3. 前記ツールヘッドは、自身が走行可能な動力部と、検査・補修対象部分を施工する検査・補修施工部とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
4. 前記動力部は、推力を発生させる羽根を備えたスラスタであることを特徴とする請求項３記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
5. 前記動力部は、車輪とガイドポールを備えたことを特徴とする請求項３記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
6. 前記ツールヘッドは、検査・補修対象部分を施工する検査・補修施工部のうち、検査用ツールと補修用ツールとを自在に交換できる交換ボックスを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
7. 前記交換ボックスは、フレーム本体に対し、着脱可能な接続装置を備えたことを特徴とする請求項６記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
8. 前記ツールヘッドは、浮力調整手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
9. 前記浮力調整手段は、水と空気を収容するバラストタンクであることを特徴とする請求項８記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
10. 圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられ、旋回アームおよびマストを介装して工具を接続するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストに設けた少なくとも２個以上のケーブル巻取装置のそれぞれからのケーブルを前記ケーブル巻取装置の個数に対応するツールヘッドに接続するとともに、前記ツールヘッドの個数に対応して設けられ、前記マストと前記ツールヘッドとを互いに接離自在にする接手を備えたことを特徴とする圧力容器の遠隔巻取装置。
11. 圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられ、旋回アームおよびマストを介装して工具を接続するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストに２本のケーブルを備え、２本のケーブルのうち、一つをツールヘッドに接続し、残りを監視装置に接続する構成にしたことを特徴とする圧力容器の遠隔取扱装置。
12. 圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられ、旋回アームおよびマストを介装して工具を接続するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストにケーブルを介装させて前記ツールヘッドに接続するとともに、前記ケーブルを把持する把持具を前記マストに設けたことを特徴とする圧力容器の遠隔取扱装置。
13. 前記ケーブルは、可撓性部材で作製したことを特徴とする請求項１，２，１０，１１，１２記載の圧力容器の遠隔取扱装置。

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