JP2008256586A - ジェットポンプのライザ管部作業におけるアクセス装置、アクセス装置の使用方法およびアクセス装置回転補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉圧力容器と炉心シュラウドとで形成される狭隘なダウンカマ部に設けられたジェットポンプのライザ管について、ジェットポンプのインレットミキサを取外さずに遠隔からライザ管のエルボ部等へ接近できるライザ管部作業におけるアクセス装置およびアクセス方法を提供する。
【解決手段】本発明にかかるアクセス装置は、位置決めストッパ２０を持つ上部ガイド２１と、位置決めや固定をするクランプ用固定機構２２を持つクランプ機構２３と、このクランプ機構２３に取付けられ、点検や補修などの作業を行う機器や機材である作業ヘッド２４と、この上部ガイド２１を一端に、クランプ機構２３を他端に支持するクランプ支持部材２５とを備え、原子炉圧力容器１内のさまざまな原子炉内構造物を回避しつつ原子炉圧力容器１に設けられたジェットポンプ４を構成するライザ管５のエルボ部５ａへ配置可能に構成されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、原子炉圧力容器の内部に設けられたジェットポンプの溶接線を対象とした検査や補修などの作業において、特にジェットポンプのライザ管の溶接部に検査や補修などの作業を行う機器や機材を配置させるアクセス装置、アクセス装置の使用方法およびアクセス装置回転補助装置に関する。

原子力発電所の停止期間中に原子炉内構造物の点検等の作業を実施する場合、原子炉内を水で満水にした状態でウェル上部に据え付けられた作業台車上から機器や機材を吊下ろして作業目的部位に接近させるのが通常の手段である。

しかしながら、原子炉圧力容器と炉心シュラウドとで形成される狭隘なダウンカマ部に設けられたジェットポンプは、構造物そのものの配置と形状が複雑で、点検等の作業を実施する場合には機器や機材を接近させることが非常に困難である。

特に、ジェットポンプのライザ管は、このライザ管を挟み込んで並設された２式で一対のインレットミキサと、このインレットミキサ下方に設けられたディフューザとによって遮られているため、インレットミキサを取外した上で点検等の作業用の機器や機材を接近させることが多かった。そうすると、ライザ管に極短期間の点検や補修等の作業を実施するに際してもインレットミキサを取外す必要が生じる。しかしながら、インレットミキサの取外しは準備から復旧まで相当の期間を要し、定期検査期間の長期化の一因となっている。

しかしながら、原子力発電所の運用効率に鑑みれば、原子炉内構造物の点検等の作業を実施するに際して原子力発電所の停止期間を可能な限り短くする必要があるにもかかわらず、上述のようにジェットポンプのライザ管の点検等の作業にはジェットポンプのインレットミキサの取外し、復旧を伴い、点検等の作業期間が長期化し、この結果、原子力発電所の停止期間が長期化する問題がある。

また、ジェットポンプのライザ管のうち下方に位置するエルボ近傍では、インレットミキサを取外さずに点検等の作業用の機器や機材を接近させる場合、ダウンカマ部の非常に狭隘な空間から機器や機材を接近させる必要があり、機器や機材は複数の駆動軸を有する装置類のように大型の機器や機材では、物理的に接近不可能または接近できても使用後や緊急時の回収が困難になる恐れがある。

本発明はこれらの課題を解決するためになされたものである。

原子炉圧力容器と炉心シュラウドとで形成される狭隘なダウンカマ部に設けられたジェットポンプのライザ管について、ジェットポンプのインレットミキサを取外さずに遠隔からライザ管のエルボ部等へ接近できるライザ管部作業におけるアクセス装置およびアクセス方法を提供することにある。

上述の課題を解決するため本発明では、原子炉圧力容器内部の原子炉構造物を点検、補修する作業を行う機器や機材を所要の作業場所へ配置するアクセス装置において、原子炉圧力容器に設けられたライザーブレースに着脱可能な上部ガイド部材と、前記原子炉圧力容器と炉心シュラウドとの間隙に設けられたジェットポンプのライザ管に着脱可能なクランプ部材と、一端に前記上部ガイド部材が設けられ、他端に前記クランプ部材が設けられた柱状の支持部材とを備え、前記ジェットポンプが備えるインレットミキサを取り付けた状態で前記原子炉圧力容器と前記ジェットポンプとの間隙に配置と離脱が可能なことを特徴とするアクセス装置を提供する。

また、本発明では前記アクセス装置を前記原子炉圧力容器と前記ジェットポンプとの間隙へ配置し、離脱するに際して、一端を前記炉心シュラウドの上部へ着脱可能な固定機構を有する柱状の着座部材と、前記着座部材の他端に設けられ、前記アクセス装置の吊り具と前記原子炉内構造物との接触を回避する前記アクセス装置の吊り具を保持するアームを伸縮可能に設けられたアーム伸縮機構と、前記着座部材の他端に設けられ、操作に使用される操作ポールとを備え、前記炉心シュラウドの外周面に沿って前記アクセス装置を移動可能なアクセス装置回転補助装置を提供する。

さらに、本発明では、前記原子炉圧力容器と炉心シュラウドとの間隙に設けられた炉内構造物の点検および補修をするアクセス装置の使用方法であって、点検や補修作業を行う機器や機材を備え、前記原子炉圧力容器とジェットポンプとの間隙に配置し得る大きさに構成したアクセス装置およびその補助装置を用意しておき、まずアクセス装置およびその補助装置を前記原子炉圧力容器の上方から前記原子炉圧力容器と炉心シュラウドとの間隙に吊り下げてアクセス装置を設置した後、その前記アクセス装置が備える点検や補修作業を行う機器や機材を使用して前記ジェットポンプの点検および補修を行い、その際、前記アクセス装置、その補助装置を前記原子炉圧力容器の上方から前記原子炉圧力容器と炉心シュラウドとの間隙に吊り下げてアクセス装置を設置する工程において、前記ジェットポンプのインレットミキサを取り付けた状態で並設する２つのジェットポンプの間へ吊下ろされ、前記ジェットポンプのジェットポンプブラケットよりも下方の位置で前記炉心シュラウドの円周方向へ回転移動することにより、前記ライザ管の側方から前記ライザ管の所要の位置へ設置されることを特徴とするアクセス装置の使用方法を提供する。

本発明によれば、原子炉圧力容器と炉心シュラウドとで形成される狭隘なダウンカマ部に設けられたジェットポンプのライザ管について、ジェットポンプのインレットミキサを取外さずに遠隔からライザ管のエルボ部等へ接近できるライザ管部作業におけるアクセス装置およびアクセス方法を提供することができる。

以下、本発明に係るジェットポンプのライザ管部作業におけるアクセス装置およびアクセス方法の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１から図３は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器と炉心シュラウドとで形成されるダウンカマ部に設けられた冷却水循環用のジェットポンプ周辺の原子炉内構造物の配置を示す図である。

図１から図３に示された１１０ＭｅＷ級の沸騰水型原子炉では、原子炉圧力容器１と炉心シュラウド２とで形成されるダウンカマ部３に略３０°毎にジェットポンプ４が１０体、設けられている。このジェットポンプ４の給水路であるライザ管５は、原子炉圧力容器１の内壁に設けられたライザーブレース１１によりサポートされている。このライザーブレース１１はライザ管５の略配管外径程度に離隔して２体が一対に設けられている。また、このライザ管５は、原子炉圧力容器１に設けられた再循環入口ノズル１ａからライザ管５のエルボ部５ａを介してインレットミキサ７へ循環冷却水を上昇させる。このインレットミキサ７はライザ管５の頂部に設けられ、循環冷却水を炉心シュラウド２の円周方向へ沿って２方向へと分流して流れの方向を下方へ変更する。この分流されたそれぞれの循環冷却水は、ジェットポンプノズル部で周囲の水をさらに吸い込んで下方のディフューザ８へ給水する。

このインレットミキサ７とディフューザ８とは、ライザ管５を挟み込むように並設されている。インレットミキサ７の下方にはジェットポンプブラケット１０が設けられている。また、ジェットポンプ４の上方の原子炉圧力容器１の内壁には、炉心スプレイ配管１２が設けられており、原子炉圧力容器１の内壁とジェットポンプ４との間隙は、原子炉圧力容器１の上方から見通しが利かない。

本実施形態は、原子炉圧力容器１内に設けられたジェットポンプ４が有するライザ管５のエルボ部５ａなどの原子炉内構造物について、溶接部や溶接部近傍に対する検査や補修等の作業を実施するための機器や機材を、ジェットポンプ４のインレットミキサ７を取り付けたままの状態で遠隔操作から容易に配置できるアクセス装置およびその使用方法である。

図４は、本発明の本実施形態におけるアクセス装置１３を原子炉圧力容器１と炉心シュラウド２とで形成されるダウンカマ部３に設けられたジェットポンプ４の有するライザ管５へ配置した一例を示す図である。

図４に示すように、アクセス装置１３は原子炉圧力容器１に設けられ、ライザ管５をサポートするライザーブレース１１と、ライザ管５を構成するエルボ部５ａとを利用して所要の作業場所へ配置される。このアクセス装置１３は操作用吊り具１４により吊り下ろされて、原子炉圧力容器１の上方からジェットポンプ４のライザ管５へ配置や撤去の操作が行われる。また、アクセス装置１３の操作の際に操作用吊り具１４やアクセス装置１３がジェットポンプ４の上方の原子炉圧力容器１の内壁に設けられた炉心スプレイ配管１２や炉心シュラウド２やジェットポンプ４等の原子炉内構造物に接触することのないように、操作用吊り具１４を原子炉圧力容器１の中央方向へ引き込むアクセス装置回転補助装置１７が炉心シュラウド２の上部の外周近傍へ配置される。

図５は、本発明の本実施形態におけるアクセス装置１３の構成を示す図である。

図５に示すように、アクセス装置１３は原子炉圧力容器１の上方からジェットポンプ４のライザ管５へ吊り下げる操作用吊り具１４を取り付ける耳片２７を有している。この耳片２７はストッパ保持部材２６を介してアクセス装置１３の全重量を吊り下げることができる。このストッパ保持部材２６は断面四角形状の棒材等により構成されており、一端に上下方向へ回動可能な位置決めストッパ２０が設けられている。この位置決めストッパ２０はライザーブレース１１にアクセス装置１３の位置決めや固定をするものである。また、ストッパ保持部材２６の下端面は、例えば断面四角形状の棒材等により構成される上部ガイド２１の上端面の長手方向の一端に位置決めストッパ２０が設けられている側面を面一にして設けられている。この上部ガイド２１の下端面は平坦であり、ライザ管５の略配管外径程度に離隔して２体が一対に設けられたライザーブレース１１の上面を包絡する長さに構成されている。なお、耳片２７はストッパ保持部材２６および上部ガイド２１の上面に移設可能で、かつ錘の追加が可能であり、アクセス装置１３全体の水中重心と吊位置とのバランス調整ができる。上部ガイド２１の長手方向の端部のうちストッパ保持部材２６が設けられていない側の端部は、柱状のクランプ支持部材２５の上端部が設けられ、このクランプ支持部材２５はライザーブレース１１からライザ管５のエルボ部５ａの略側面まで伸びている。クランプ支持部材２５の上端に設けられた上部ガイド２１と同じ面の下端にはクランプ機構２３の一端が設けられ、クランプ機構２３の他端には原子炉圧力容器１に設けられた再循環入口ノズル１ａからライザ管５のエルボ部５ａまでの略水平配管を中央部に挿入可能な切欠きが設けられている。この切欠きの入り口近傍には、略水平配管を保持可能な位置にアクセス装置１３の位置決めや固定をするクランプロッド２２ａを突出可能に保持するクランプ用固定機構２２が設けられている。またクランプ機構２３は固定した略水平配管の点検や補修などの作業を行う機器や機材である作業ヘッド２４を備えている。

上部ガイド２１とクランプ機構２３とは、クランプ支持部材２５を介してコの字に配置されており、上部ガイド２１をライザーブレース１１に近づけることで作業ヘッド２４が作業対象となるエルボ部５ａにアクセス可能となる。

クランプ用固定機構２２は、例えばエアシリンダなどを使用して構成することができる。

図６は、本発明の本実施形態におけるアクセス装置回転補助装置１７の構成を示す図である。

図６に示すように、アクセス装置回転補助装置１７は原子炉圧力容器１の上方から炉心シュラウド２の上部まで吊下げることができる昇降用の操作ポール３２を有している。この操作ポール３２は連結部３２ａを有し、複数の操作ポール３２を連結して所定の長さに設定できる。操作ポール３２の上端は原子炉圧力容器１の上方に配置してあり、機械的操作または作業者によって操作できる。この操作ポール３２の下方には連結部材３３が設けられている。この連結部材３３はアーム伸縮機構３１の基台３１ａに固定されている。アーム伸縮機構３１は伸縮可能なアーム３０の先端にアクセス装置１３を吊り下げる操作用吊り具１４を上下に貫通させる孔を備えたワイヤガイド３０ａを有し、アクセス装置１３や操作用吊り具１４が原子炉内構造物と接触することのないように伸縮させることができる。また、アーム伸縮機構３１の基台３１ａの下面には平面内で回転可能な回転機構２９ｂと、下端には炉心シュラウド２の上部に位置決めや固定をするための切欠き２９ａとを有する着座ブロック２９が設けられる。この切欠き２９ａは、炉心シュラウド２の上部の略垂直な板状部分に嵌るもので、固定するための固定パッド２８ａを有する補助装置固定機構２８が設けられている。

補助装置固定機構２８およびアーム伸縮機構３１は、例えばエアシリンダなどを使用して構成することができる。

図７と図８とは、原子炉圧力容器１と炉心シュラウド２とで形成されるダウンカマ部３へアクセス装置１３を配置する手順を示す図である。

まず、アクセス装置１３を原子炉圧力容器１へ吊下ろすに際し、アクセス装置回転補助装置１７が備えるアーム３０の先端に、アクセス装置１３を吊り下げる操作用吊り具１４を保持する。この状態で原子炉圧力容器１と炉心シュラウド２との間にアクセス装置１３を吊下げていく。アクセス装置回転補助装置１７は操作ポール３２で吊り下げて、遠隔で操作可能な状態にする。アクセス装置１３の操作用吊り具１４の操作に同期して、アクセス装置回転補助装置１７を原子炉圧力容器１内へ吊り下げていく。

図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、アクセス装置１３が炉心スプレイ配管１２の下方へ到達するまでは、アクセス装置回転補助装置１７のアーム伸縮機構３１を縮んだ状態にし、アーム３０に保持した操作用吊り具１４が、炉心スプレイ配管１２等の原子炉内構造物に干渉等しないように原子炉圧力容器１の中央方向へ引き込みつつ、アクセス装置１３を原子炉圧力容器１内へ吊下ろす。

つぎに、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、アクセス装置１３の全体が炉心スプレイ配管１２よりも下方へ到達したら、アクセス装置回転補助装置１７のアーム伸縮機構３１を伸ばした状態にして、アクセス装置１３を原子炉圧力容器１とジェットポンプ４との間隙の吊下ろし易い位置へ配置する。さらに、作業対象のライザ管５とアクセス装置１３との位置関係を確認しながら隣接する２つのジェットポンプブラケット１０の間へアクセス装置を吊下ろす。

つぎに、アクセス装置回転補助装置１７が備える着座ブロック２９を炉心シュラウド２に設けられたガイドピン等、方位が定まっている部位を利用して位置合わせをしながら着座させる。

アクセス装置１３が備えるクランプ機構に設けた作業ヘッド２４がジェットポンプブラケット１０より下方へ到達し、かつアクセス装置１３のクランプ機構２３がエルボ部５ａに嵌る位置にあることを確認した上で、アクセス装置回転補助装置１７を操作ポール３２にて炉心シュラウド２上部の円周上を回転させて、アクセス装置１３をライザ管５の側方からライザ管の近傍へと送り込む。このアクセス装置１３の送り込みは、アクセス装置１３が備える位置決めストッパ２０が原子炉圧力容器１に設けられたライザーブレース１１に沿う位置まで行う。

アクセス装置１３の位置決めが完了したら、アクセス装置１３のクランプ機構２３が備えるクランプ用固定機構２２により、アクセス装置１３をライザ管５のエルボ部５ａに固定してアクセス装置１３の配置が完了する。補助装置固定機構２８は着座ブロック２９が備える補助装置固定機構２８により炉心シュラウド２に固定して配置を完了する。

そうすると、図４に示すように、アクセス装置１３が備える作業ヘッド２４はライザ管５のエルボ部５ａで作業可能に配置される。

本実施形態では、ジェットポンプ４のライザ管５を対象とした作業のアクセス装置の使用方法について述べたが、アクセス装置回転補助装置１７のアーム伸縮機構３１の伸縮量と、原子炉圧力容器１内へ配置するアクセス装置１３の高さ位置を調整することで、炉心スプレイ配管１２と炉心シュラウド２との溶接部近傍、炉心スプレイ配管１２と原子炉圧力容器１とを繋ぐエルボ部（図示省略）などの部位に対しても、同様の方法によりアクセス装置１３の配置が可能となる。

アクセス装置１３によれば、まず、作業位置の検査を実施し、この検査結果から補修が必要と判断された際は、本実施形態のアクセス装置１３を使用して作業ヘッド２４を交換して放電加工や溶接を行う補修用ヘッド（図示省略）を取付けることにより、作業位置の補修作業を実施することができる。この際は、アクセス装置１３は検査時と補修時とで同様に配置できるので、検査結果を利用して補修部の特定や位置決めを容易に実施できる。

本実施形態によれば、原子炉圧力容器１内に設けられたジェットポンプ４の備えるライザ管５の溶接部の検査や補修などの作業を実施する際に、ジェットポンプ４の備えるインレットミキサ７を取外すことなく、目的とする作業部位に検査や補修に使用する機器や機材を容易に配置させることができ、原子力発電所の定期検査に伴う停止期間の短縮に貢献できる。

また、ジェットポンプブラケット１０の下方でアクセス装置１３を原子炉圧力容器１の内面に沿って移動可能であり、２つのジェットポンプ４の間の狭隘な空間と、原子炉圧力容器１の内面とライザ管５との間の狭隘な空間とを利用して、従来はアクセス困難であったライザ管５のエルボ部５ａの近傍へ検査や補修に使用する機器や機材の設置、位置決め、固定をすることができる。

さらに、本実施形態のアクセス装置回転補助装置１７によれば、アクセス装置１３をライザ管４へ配置させるために、ジェットポンプブラケット１０の下方で２つのジェットポンプ４の間からライザ管５の側方へアクセス装置１３を炉心シュラウド２の円周に沿って移動させて、従来はアクセス困難であったライザ管５のエルボ部５ａの近傍へ検査や補修に使用する機器や機材の設置、位置決め、固定をすることができる。

本発明に係るアクセス装置の実施形態を使用する沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器と炉心シュラウドとで形成されるダウンカマ部に設けられた冷却水循環用のジェットポンプ周辺の原子炉内構造物の配置を示す縦断面図。 本発明に係るアクセス装置の実施形態を使用する沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器と炉心シュラウドとで形成されるダウンカマ部に設けられた冷却水循環用のジェットポンプ周辺の原子炉内構造物の配置を示す横縦断面図。 本発明に係るアクセス装置の実施形態を使用する沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器と炉心シュラウドとで形成されるダウンカマ部に設けられた冷却水循環用のジェットポンプ周辺の原子炉内構造物の配置を示す横縦断面図。 本発明に係るアクセス装置の実施形態を原子炉圧力容器内のジェットポンプのライザ管へ配置した一例を示す図。 本発明に係るアクセス装置の実施形態の構成を示す図。 本発明に係るアクセス装置の実施形態を取り扱うアクセス装置回転補助装置の構成を示す図。 本発明に係るアクセス装置の実施形態の使用方法の一例を示す図。 本発明に係るアクセス装置の実施形態の使用方法の一例を示す図。

符号の説明

１ 原子炉圧力容器
１ａ 再循環入口ノズル
２ 炉心シュラウド
３ ダウンカマ部
４ ジェットポンプ
５ ライザ管
５ａ エルボ部
７ インレットミキサ
８ ディフューザ
１０ ジェットポンプブラケット
１１ ライザーブレース
１２ 炉心スプレイ配管
１３ アクセス装置
１４ 操作用吊り具
１７ アクセス装置回転補助装置
２０ 位置決めストッパ
２１ 上部ガイド
２２ クランプ用固定機構
２２ａ クランプロッド
２３ クランプ機構
２４ 作業ヘッド
２５ クランプ支持部材
２６ ストッパ保持部材
２７ 耳片
２８ 補助装置固定機構
２８ａ 固定パッド
２９ 着座ブロック
２９ａ 切欠き
２９ｂ 回転機構
３０ アーム
３０ａ ワイヤガイド
３１ アーム伸縮機構
３１ａ 基台
３１ｂ 固定手段
３２ 操作ポール
３２ａ 連結部
３３ 連結部材

Claims (3)

1. 原子炉圧力容器内部の原子炉構造物を点検、補修する作業を行う機器や機材を所要の作業場所へ配置するアクセス装置において、
   原子炉圧力容器に設けられたライザーブレースに着脱可能な上部ガイド部材と、
   前記原子炉圧力容器と炉心シュラウドとの間隙に設けられたジェットポンプのライザ管に着脱可能なクランプ部材と、
   一端に前記上部ガイド部材が設けられ、他端に前記クランプ部材が設けられた柱状の支持部材とを備え、
   前記ジェットポンプが備えるインレットミキサを取り付けた状態で前記原子炉圧力容器と前記ジェットポンプとの間隙に配置と離脱が可能なことを特徴とするアクセス装置。
2. 前記アクセス装置を前記原子炉圧力容器と前記ジェットポンプとの間隙へ配置し、離脱するに際して、
   一端を前記炉心シュラウドの上部へ着脱可能な固定機構を有する柱状の着座部材と、
   前記着座部材の他端に設けられ、前記アクセス装置の吊り具と前記原子炉内構造物との接触を回避する前記アクセス装置の吊り具を保持するアームを伸縮可能に設けられたアーム伸縮機構と、
   前記着座部材の他端に設けられ、操作に使用される操作ポールとを備え、
   前記炉心シュラウドの外周面に沿って前記アクセス装置を移動可能なアクセス装置回転補助装置。
3. 前記原子炉圧力容器と炉心シュラウドとの間隙に設けられた炉内構造物の点検および補修をするアクセス装置の使用方法であって、点検や補修作業を行う機器や機材を備え、前記原子炉圧力容器とジェットポンプとの間隙に配置し得る大きさに構成したアクセス装置およびその補助装置を用意しておき、まずアクセス装置およびその補助装置を前記原子炉圧力容器の上方から前記原子炉圧力容器と炉心シュラウドとの間隙に吊り下げてアクセス装置を設置した後、その前記アクセス装置が備える点検や補修作業を行う機器や機材を使用して前記ジェットポンプの点検および補修を行い、その際、前記アクセス装置、その補助装置を前記原子炉圧力容器の上方から前記原子炉圧力容器と炉心シュラウドとの間隙に吊り下げてアクセス装置を設置する工程において、
   前記ジェットポンプのインレットミキサを取り付けた状態で並設する２つのジェットポンプの間へ吊下ろされ、
   前記ジェットポンプのジェットポンプブラケットよりも下方の位置で前記炉心シュラウドの円周方向へ回転移動することにより、前記ライザ管の側方から前記ライザ管の所要の位置へ設置されることを特徴とするアクセス装置の使用方法。

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