JP2008261748A

JP2008261748A - 原子炉内施工装置

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Publication number: JP2008261748A
Application number: JP2007105091A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Miyagawa; 信一宮川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2008-10-30

Abstract

【課題】原子炉圧力容器内で所要の炉内作業を行う施工装置として、炉内構造物の狭隘な部分で容易に設置できる原子炉内施工装置を提案する。
【解決手段】原子炉内施工装置６は、炉心支持板４や炉心下部プレナム８の底部の形状にあわせて配置が可能なベースユニット１０と、このベースユニットと着脱可能に構成され、１軸以上の駆動軸を有する中間関節ユニット１１と、この中間関節ユニット１１と着脱可能に構成され、所要の炉内作業を行う施工機器を着脱可能な端末作業ユニット１２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子炉圧力容器内における補修や点検などの所要の作業を行う原子炉内施工装置に関する。

原子炉圧力容器内において補修や点検などの所要の炉内作業を行う原子炉内施工装置（原子炉内作業装置）には、原子炉圧力容器に収容された炉心シュラウドの上部格子板や燃料支持金具の貫通口などの炉内構造物の狭隘な部分で取り回しができ、かつ炉内構造物を損傷させることなく取り扱い得るように小型化が要求されている。

一方、原子炉圧力容器底部付近は、制御棒駆動機構ハウジングなどの炉内構造物が多数存在する入り組んだ構造になっている。このような場所では原子炉内施工装置を原子炉圧力容器の上方から吊り下ろして設置する際の運搬経路は狭く、制限を受ける。また、このような場所で使用される原子炉内施工装置は、多数の炉内構造物を避けながら所要の場所へスムーズに接近できるように多自由度かつ多軸の駆動軸を必要とし、大型化する傾向にある。さらに、このような場所で原子炉内施工装置が故障した際には、回収が非常に困難になる恐れがある。

炉心シュラウド内面の施工時には、ベースユニットと施工ヘッド部とを上部格子板の別々の格子枠を通過させて、通過させた後にベースユニットと施工ヘッド部とを炉内で着脱する機構を有する装置が提案されている。炉心シュラウドの壁面や原子炉圧力容器底部の補修や点検などの所要の炉内作業には有効な原子炉内装置である。
特開平５−３３３１８８号公報

従来の原子炉内施工装置では、ベースユニットと施工ヘッド部とを炉心シュラウドの上部格子板の別々の格子枠を通過させ、その後にベースユニットと施工ヘッド部とを炉内で着脱する方法で設置と除去とを可能にしている。

しかし、従来の原子炉内施工装置では、ベースユニットと施工ヘッド部とを着脱させる姿勢に種々の制約があり、原子炉圧力容器底部などの狭隘な場所へは接近できないなどの課題があった。

狭隘な場所へ原子炉内施工装置を送り込むには、原子炉内施工装置の自由度と駆動軸が増加し、装置が大型化する傾向がある。この場合、炉内構造物を損傷させずに原子炉内施工装置を設置する必要から、ハンドリングには作業者の習熟が求められる。そうすると、このような場所における所要の炉内作業は、作業者の技能に依るところが大きく、作業者のスキルに基づいて作業にバラツキが生じ、作業の特殊性が生じるなどの課題があった。

また、上部格子板下で炉心シュラウドへ所要の炉内作業を行う原子炉内施工装置が大型化すると、原子炉内施工装置が故障した場合には容易に取り出せなくなる恐れがあり、原子炉内施工装置の回収には多くの困難が生じることになる。

すなわち、狭隘部に入り込み所要の炉内作業を行うための原子炉内施工装置として、多関節アームが有用であり、かつ原子炉内施工装置を設置する際に炉内構造物に干渉しない寸法でコンパクトに構成され、また作業者の習熟訓練を要せずに容易に所要の作業場所へアクセスして設置できる原子炉内施工装置が望まれる。

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、炉内構造物の狭隘な部分にも容易にアクセスして設置でき、原子炉圧力容器内で所要の炉内作業を円滑に行うことができ、かつ炉内構造物を損傷させることなく取り扱うことが容易で、また故障した際の回収が容易な原子炉内施工装置を提案することを目的とする。

上述の課題を解決するため本発明では、原子炉圧力容器内で所要の作業を行う原子炉内施工装置において、前記作業を行う場所に設置可能な取着機構を一端に、他端側に駆動用アクチュエータを備えたベースユニットと、前記ベースユニットに着脱可能に結合され、駆動用アクチュエータを有する中間関節ユニットと、前記中間関節ユニットの着脱可能に結合され、所要の施工ヘッドを備えた施工ヘッド保持機構が設けられた端末作業ユニットとを備え、前記原子炉圧力容器内で前記ベースユニットと前記中間関節ユニットと前記端末作業ユニットとを着脱可能に結合して多関節アームを構成する一方、前記多関節アームを結合解除して前記ベースユニットと前記中間関節ユニットと前記端末作業ユニットとに分解して前記原子炉圧力容器外へ取出し可能に構成したことを特徴とする原子炉内施工装置を提供する。

本発明に係る原子炉内施工装置によれば、炉内構造物の狭隘な部分にも容易にアクセスして設置でき、原子炉圧力容器内で所要の炉内作業を円滑に行うことができ、かつ炉内構造物を損傷させることなく取り扱うことが容易で、また故障した際の回収が容易な原子炉内施工装置を提供することができる。

本発明に係る原子炉内施工装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は沸騰水型原子炉の保守点検、補修時における炉心の状態、すなわち燃料棒および制御棒が抜き外された炉心とその付属設備等とを示している。

原子炉圧力容器１内に設置された炉心シュラウド２の上下部に、上部格子板３および炉心支持板４が設けられ、この上部格子板３および炉心支持板４によって図示しない燃料集合体が支持され、原子炉炉心が構成される。炉心支持板４の下方には、制御棒駆動機構ハウジング１ａの上端部が臨んでいる。

この原子炉圧力容器１の上部、すなわち原子炉ピット１ｂの床面に、炉心シュラウド２に臨む配置で作業足場５が設けられている。作業足場５は水平面上での移動が可能である。

図１から図３に原子炉内施工装置６の一構成例を示す。

この原子炉内施工装置６は、用途に応じて適宜の駆動軸を有する作業用マニピュレータを備える。原子炉内施工装置６は分割、結合ができ、分割した各々の部位は定期点検時に燃料が取り出された原子炉炉心７部で使用されるものは上部格子板３の開口部３ａ（格子枠）に挿通し得る大きさとされ、炉心下部プレナム８で使用されるものは炉心支持板４の開口部４ａに挿通し得る大きさとされる。

図２に示すように、原子炉内施工装置６は、炉心支持板４や炉心下部プレナム８の底部の形状にあわせて配置が可能であり、１軸以上の駆動軸を有するベースユニット１０と、このベースユニット１０と着脱可能に構成され、１軸以上の駆動軸を有する中間関節ユニット１１と、この中間関節ユニット１１と着脱可能に構成され、所要の炉内作業を行う炉内作業機器を着脱可能な端末作業ユニット１２とを備える。

図１は原子炉内施工装置６を炉心支持板４の下方の炉心下部プレナム８の底部に設置した例を示す。

図１および図２に示した原子炉内施工装置６は、ベースユニット１０と、中間関節ユニット１１と、端末作業ユニット１２とをそれぞれ１個ずつ使用した場合である。原子炉内施工装置６は、所要の炉内作業を実施する場所に応じて、中間関節ユニット１１を複数連結した構成とすることができる。

図３（Ａ）に示したベースユニット１０は、原子炉内施工装置６を炉心支持板４や炉心下部プレナム８の底部の形状にあわせて配置と取り付けとが可能な形状を有するアジャスタ部１５と、一端がアジャスタ部１５に設けられ、他端に駆動軸数に応じた駆動用アクチュエータＡ１６が設けられたアーム部材１７と、この駆動用アクチュエータＡ１６の駆動に応じて回転移動する中間関節ユニット１１または端末作業ユニット１２を結合する隣接ユニット結合部Ａ１８と、原子炉内施工装置６の動力信号やセンサ信号などの信号伝達を行う信号線１９とを備える。

アジャスタ部１５は、原子炉内施工装置６の配置に際して、配置場所の形状に倣って適宜変形する可撓性の部材と、磁力等で配置場所へ取着する取着手段とで構成することもできる。配置場所の形状の微妙な変化によらず原子炉内施工装置６を炉内作業場所に円滑に設置することができる。

駆動用アクチュエータＡ１６は、アーム部材１７の端部の他に、アーム部材１７を二分する何れかの場所へ設けても良い。

図３（Ｂ）に示した中間関節ユニット１１は、アーム部材２２の一端にベースユニット１０または他の中間関節ユニット１１と結合する隣接ユニット結合部Ｂ２３を有し、他端に駆動軸数に応じた駆動用アクチュエータＢ２４が設けられ、この駆動用アクチュエータＢ２４の駆動に応じて回転移動する中間関節ユニット１１または端末作業ユニット１２を結合する隣接ユニット結合部Ｃ２５とを備える。

駆動用アクチュエータＢ２４は、アーム部材２２の端部の他に、アーム部材２２を二分する何れかの場所へ設けても良い。

図３（Ｃ）に示した端末作業ユニット１２は、ベースユニット１０の有する隣接ユニット結合部Ａ１８または中間関節ユニット１１の有する隣接ユニット結合部Ｃ２５と結合する隣接ユニット結合部Ｄ２８と、施工ヘッド２９を保持可能な施工ヘッド保持機構３０とを備える。

図４（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示した原子炉内施工装置６は、ベースユニット１０と、中間関節ユニット１１Ａと、端末作業ユニット１２Ａとがそれぞれ独立して動力信号やセンサ信号などの信号伝達を行う信号線１９、３３、３４を備える。

図５（Ａ）と（Ｂ）とは、隣接ユニット結合部の結合手段の一例を示す図であり、ベースユニット１０の隣接ユニット結合部Ａ１８と、中間関節ユニット１１の隣接ユニット結合部Ｂ２３とを結合するカップリング機構を代表して示している。

隣接ユニット結合部Ａ１８と、隣接ユニット結合部Ｂ２３または隣接ユニット結合部Ｄ２８とを結合するカップリング機構と、隣接ユニット結合部Ｃ２５と隣接ユニット結合部Ｂ２３または隣接ユニット結合部Ｄ２８とを結合するカップリング機構とは共通の結合機構とすることができる。そうすると、ベースユニット１０と中間関節ユニット１１と端末作業ユニット１２とを互いに自由な組み合わせで連結することが可能となる。

例えば、ベースユニット１０の隣接ユニット結合部Ａ１８に端末作業ユニット１２の隣接ユニット結合部Ｄ２８を結合することで、１軸以上の駆動軸を有する作業用マニピュレータを備えた原子炉内施工装置６を構成することができる。また、ベースユニット１０の隣接ユニット結合部Ａ１８に中間関節ユニット１１の隣接ユニット結合部Ｂ２３を結合し、さらに中間関節ユニット１１の隣接ユニット結合部Ｃ２５に端末作業ユニット１２の隣接ユニット結合部Ｄ２８を結合することで、１軸以上の駆動軸を有する作業用マニピュレータを備えた原子炉内施工装置６を構成することができる。さらに、ベースユニット１０の隣接ユニット結合部Ａ１８に中間関節ユニット１１の隣接ユニット結合部Ｂ２３を結合し、中間関節ユニット１１の隣接ユニット結合部Ｃ２５に他の中間関節ユニット１１の隣接ユニット結合部Ｂ２３を結合して適宜の数の中間関節ユニットを連結し、さらに端末に位置する中間関節ユニット１１の隣接ユニット結合部Ｃ２５に端末作業ユニット１２の隣接ユニット結合部Ｄ２８を結合することで、１軸以上の駆動軸を有する作業用マニピュレータを備えた原子炉内施工装置６を構成することができる。

まず、アジャスタ部１５を介してベースユニット１０を配置する。次いで、ベースユニット１０の有する隣接ユニット結合部Ａ１８を目標に中間関節ユニット１１を接近させる。そして、中間関節ユニット１１の有する隣接ユニット結合部Ｂ２３を結合方向３６からスライドさせて、隣接ユニット結合部Ａ１８に隣接ユニット結合部Ｂ２３を結合させる。そうすると、ベースユニット１０と中間関節ユニット１１とが、隣接ユニット結合部Ａ１８と隣接ユニット結合部Ｂ２３とを介して結合される。この後、同様の方法で他の中間関節ユニット１１を結合させ、または結合させずに端末作業ユニット１２を結合させると原子炉内施工装置６が組み立てられる。

隣接ユニット結合部間の固定方法の一例を図５（Ｃ）に示す。

隣接ユニット結合部Ａ１８は、ロックピンと、ロックピンの長手軸方向へ移動可能な駆動機構とを有するロックピン機構３７を備え、隣接ユニット結合部Ｂ２３はロックピン溝３８を備える。隣接ユニット結合部Ａ１８の有するロックピン機構３７のロックピンを隣接ユニット結合部Ｂ２３はロックピン溝３８にはめ込み、隣接ユニット間を固定する。

ロックピン機構３７は、ピンの挿入、抜出を手動または自動で行うものである。ロックピン機構３７の動力源には、例えば空気圧を使用することができる。ロックピン機構３７の抜出方向の力を所要に負荷しておくことで、原子炉内施工装置６に異常が生じた際に、ロックピン機構３７へ供給する空気圧を遮断することにより、ロックピン機構３７のピンをロックピン溝３８から抜き出してベースユニット１０と中間関節ユニット１１とを容易に分離して炉外へ取り出すことが可能になる。

なお、ロックピン機構３７とロックピン溝３８とは、結合時に対となる隣接ユニット結合部間でどちらへ設けても良い。

図６は、原子炉内施工装置６を用途に応じた適宜の駆動軸数を有する作業用マニピュレータにするための手順を示すフローチャートである。

図６において、ステップ１では、ベースユニット１０を原子炉圧力容器１内に投入し、上部格子板３の開口部３ａを挿通させて原子炉炉心７へ、または、さらに炉心支持板４の開口部４ａを挿通させて炉心下部プレナム８へ配置する。

ステップ２では、ステップ１で配置したベースユニット１０を原子炉炉心７または炉心下部プレナム８の所要の炉内作業を実施する場所へアジャスタ部１５を介して固定する。

ステップ３では、ステップ２で固定したベースユニット１０の有する隣接ユニット結合部Ａ１８を目標に、中間関節ユニット１１を原子炉圧力容器１内に投入し、上部格子板３の開口部３ａを挿通させて、または、さらに炉心支持板４の開口部４ａを挿通させて接近させる。

ステップ４では、ステップ３で接近させた中間関節ユニット１１の有する隣接ユニット結合部Ｂ２３をベースユニット１０の有する隣接ユニット結合部Ａ１８に結合し、固定する。

ステップ５では、ステップ４で結合されたベースユニット１０と中間関節ユニット１１とが構成する作業用マニピュレータのアーム長さと駆動軸数が、目的とする所要の炉内作業の実施に必要十分か否かを確認する。作業用マニピュレータのアーム長さまたは駆動軸数が十分でない場合は、ステップ３へ戻り、ベースユニット１０に結合済みの中間関節ユニット１１の有する隣接ユニット結合部Ｃ２５に、隣接ユニット結合部Ｂ２３を介して中間関節ユニット１１を結合する。作業用マニピュレータのアーム長さまたは駆動軸数が十分になれば、ステップ６へ移行する。

ステップ６では、ステップ５で結合されたベースユニット１０と、中間関節ユニット１１との有する隣接ユニット結合部Ｃ２５を目標に、施工ヘッド２９を保持した端末作業ユニット１２を原子炉圧力容器１内に投入し、上部格子板３の開口部３ａを挿通させて、または、さらに炉心支持板４の開口部４ａを挿通させて接近させる。

ステップ７では、ステップ６で接近させた端末作業ユニット１２の有する隣接ユニット結合部Ｄ２８を中間関節ユニット１１の有する隣接ユニット結合部Ｃ２５に結合し、固定する。

そうすると、原子炉内施工装置６を用途に応じた適宜の駆動軸数を有する作業用マニピュレータにすることができる。

図７は、ベースユニット１０に中間関節ユニット１１を結合する際の一例を示す図である。

作業者７５が作業足場５に乗り操作ポール７６を使用して、ベースユニット１０に中間関節ユニット１１を結合する。作業者７５は中間関節ユニット１１や端末作業ユニット１２を順次結合して容易に原子炉内施工装置６を組み立てることができる。この原子炉内施工装置６は上部格子板３の開口部３ａや炉心支持板４の開口部４ａを貫いて炉心下部プレナム８へ原子炉内施工装置６を配置することができる。

図８および図９は、原子炉内施工装置６を使用する所要の炉内作業の一例を説明する図である。

原子炉内施工装置６を用途に応じた適宜の駆動軸数を有する作業用マニピュレータにすることで、炉心シュラウド２を構成するシュラウドサポートシリンダ２ａの開口をくぐり、炉心シュラウド２を構成するシュラウドサポートプレート２ｂと原子炉圧力容器１との溶接線を施工部位４１として、端末作業ユニット１２の有する施工ヘッド２９を使用して所要の炉内作業を行うことができる。図８および図９はレーザ４０を施工部位４１に照射して応力改善を行う例である。施工ヘッド２９は、使用用途に応じて適宜交換できる。

図１０（Ａ）および（Ｂ）は、原子炉内施工装置６を構成する中間関節ユニット１１Ｂの他の構成の一例を示す側面図および正面図である。

図１０（Ａ）および（Ｂ）に示された中間関節ユニット１１Ｂは、水中で推進力を生じるスクリュ４４と、推進方向を変更する尾翼４５と、推進時の状況を確認する水中カメラ４６とを備える。

中間関節ユニット１１Ｂは、スクリュ４４により水中を遊泳できる。スクリュ４４の姿勢の変更や推進力の方向を変更させる尾翼４５により姿勢変化を行うことができる。

中間関節ユニット１１Ｂの有する隣接ユニット結合部Ｂ２３を、隣接するベースユニット１０の有する隣接ユニット結合部Ａ１８または他の中間関節ユニット１１の有する隣接ユニット結合部Ｃ２５へ、水中カメラ４６の画像を確認しつつ手動で、または、あらかじめ定めたとおり自動で結合することができる。

なお、端末作業ユニット１２も同様に、水中で推進力を生じるスクリュスクリュ４４と、推進方向を変更する尾翼４５と、推進時の状況を確認する水中カメラ４６とを備えた構成とすることができる。

図１１は、ベースユニット１０の他の構成の一例を示す図である。

図１１に示されたベースユニット１０Ａの有する駆動用アクチュエータＡ１６は、複数の隣接ユニット結合部Ａ１８が設けられている。このベースユニット１０Ａであれば、複数の作業用マニピュレータを有する原子炉内施工装置６Ａを構成することができる。

図１２は、中間関節ユニット１１の他の構成の一例を示す図である。

図１２に示された中間関節ユニット１１Ｃの有する駆動用アクチュエータＢ２４は、複数の隣接ユニット結合部Ｃ２５が設けられている。この中間関節ユニット１１Ｃであれば、複数の作業用マニピュレータを有する原子炉内施工装置６Ｂを構成することができる。

図１３は、原子炉内施工装置６により構成される作業用マニピュレータのアーム長を調整する一例を示す図である。

図１３に示された延長ユニット４８は、一端に隣接ユニット結合部Ｂ２３が設けられ、他端に隣接ユニット結合部Ｃ２５が設けられたアーム部材４９を備える。

原子炉内施工装置６により構成される作業用マニピュレータのアーム長が不足する際に、中間関節ユニット１１のような駆動部を有するユニットを使用してアーム長さを延長すると原子炉内施工装置６の信頼度を維持することができない恐れがある。そこで、中間関節ユニット１１に代わり延長ユニット４８を結合して原子炉内施工装置６により構成される作業用マニピュレータのアーム長を所要の長さに調整できる。

延長ユニット４８を連続して結合し、作業用マニピュレータのアーム長を延長することも可能であり、中間関節ユニット１１を隣接して結合することも可能である。

図１４は、上部格子板３の開口部３ａにベースユニット１０を挿通させる状態を示す図である。

ベースユニット１０を極力小さくすることで、上部格子板３の開口部３ａを挿通させる際にベースユニット１０や炉内構造物を損傷させるリスクを低減できる。炉内作業終了後や異常発生時にベースユニット１０を回収する際も同様である。

また、ベースユニット１０だけでなく、中間関節ユニット１１、端末作業ユニット１２、延長ユニット４８について、上部格子板３の開口部３ａや炉心支持板４の開口部４ａを挿通させる際についても同様である。

図１５は、ベースユニット１０を炉内に投入する際にガイドを使用する一例を示した図である。

図１５に示したように、ベースユニット１０にガイドローラ５２を設けて、ガイド５１に沿ってベースユニット１０を炉内に投入することで、ベースユニット１０や炉内構造物を損傷させるリスクを低減できる。また、ベースユニット１０を所要の炉内作業場所へ迅速かつ確実に投入し、配置することができる。

また、ベースユニット１０だけでなく、中間関節ユニット１１、端末作業ユニット１２、延長ユニット４８についても同様である。

図１６は、ベースユニット１０を炉内に投入する際にガイド５１を使用する手順を示すフローチャートである。

図１６において、ステップ１０では、ガイド５１を上部格子板３の開口部３ａや炉心支持板４の開口部４ａを挿通させて、原子炉内施工装置６の所要の使用場所へ送り込む。

ステップ１１では、ステップ１０で配置したガイド５１に沿って、ガイドローラ５２を設けたベースユニット１０を上部格子板３の開口部３ａや炉心支持板４の開口部４ａを挿通させて、原子炉炉心７または炉心下部プレナム８の所要の炉内作業を実施する場所へ配置し、取着する。

ステップ１２では、ステップ１１で固定したベースユニット１０の有するガイドローラ５２からガイド５１を外す。

この後は、同様の手順を繰り返して、中間関節ユニット１１、端末作業ユニット１２、延長ユニット４８を順に投入、配置、結合し、原子炉内施工装置６を組み立てることができる。また、各ユニットをガイド５１に装着したまま原子炉内施工装置６を構成してもよい。

図１７は、原子炉内施工装置６の制御部を説明するブロック図である。

原子炉内施工装置６は、制御用コンピュータ７０を使用して駆動制御される。この制御用コンピュータ７０は、ベースユニット１０の有するサーボドライバＡ６５を介してベースユニット１０の有する駆動用アクチュエータＡ１６の駆動用モータＡ５５を制御する。この際、駆動用モータＡ５５は、位置センサＡ６０により駆動位置が検出され、この位置センサＡ６０の検出する位置信号はサーボドライバＡ６５を介して制御用コンピュータ７０へフィードバックされる。

同様に、この制御用コンピュータ７０は、中間関節ユニット１１の有するサーボドライバＢ６６を介して中間関節ユニット１１の有する駆動用アクチュエータＢ２４の駆動用モータＢ５６を制御する。この際、駆動用モータＢ５６は、位置センサＢ６１により駆動位置が検出され、この位置センサＢ６１の検出する位置信号はサーボドライバＢ６６を介して制御用コンピュータ７０へフィードバックされる。

また、この制御用コンピュータ７０は、端末作業ユニット１２の有するサーボドライバＣ６７を介して端末作業ユニット１２の有する施工ヘッド保持機構３０の駆動用モータＣ５７を制御する。この際、駆動用モータＣ５７は、位置センサＣ６２により駆動位置が検出され、この位置センサＣ６２の検出する位置信号はサーボドライバＣ６７を介して制御用コンピュータ７０へフィードバックされる。

さらに、この制御用コンピュータ７０は、端末作業ユニット１２の有するサーボドライバＤ６８を介して端末作業ユニット１２の有する施工ヘッド保持２９の駆動用モータＤ５８を制御する。この際、駆動用モータＤ５８は、位置センサＤ６３により駆動位置が検出され、この位置センサＤ６３の検出する位置信号はサーボドライバＤ６８を介して制御用コンピュータ７０へフィードバックされる。

図１８は、２台の原子炉内施工装置６を原子炉炉心７の底部に配置した例を示す図である。複数の原子炉内施工装置６を配置して炉内作業を行うものである。

複数の原子炉内施工装置６を協調させて所要の炉内作業を行うために、制御用コンピュータ７０に協調作業用制御手段を有し、互いに近傍へ配置される原子炉内施工装置６の相互干渉を回避させることができる。

図１９は、隣接ユニット結合部間の信号線の接続を説明する図である。

図１９は、代表してベースユニット１０の有する隣接ユニット結合部Ａ１８と中間関節ユニット１１の有する隣接ユニット結合部Ｂ２３との結合における信号線の接続を説明する。

隣接ユニット結合部Ａ１８はコネクタ７３ａが設けられ、隣接ユニット結合部Ｂ２３はコネクタ７３ｂが設けられる。コネクタ７３ａ、７３ｂは、隣接ユニット結合部Ａ１８と隣接ユニット結合部Ｂ２３とを結合させた際にコネクタ７３ａ、７３ｂが勘合するよう配置する。原子炉内施工装置６は水中で使用されるので、コネクタ７３ａ、７３ｂの近傍をエアパージするなどして、コネクタを勘合する際の水分を除去する。

ベースユニット１０と中間関節ユニット１１と端末作業ユニット１２と延長ユニット４８とが相互に結合される隣接ユニット結合部Ａ１８と隣接ユニット結合部Ｂ２３と隣接ユニット結合部Ｃ２５と隣接ユニット結合部Ｄ２８との間の信号線の接続は、同様の構成にできる。

本発明に係る原子炉内施工装置を炉心下部プレナムの底部に設置した例を示した概略縦断面図。本発明に係る原子炉内施工装置を炉心下部プレナムの底部に設置した例を概略的に示した側面図。（Ａ）は本発明に係る原子炉内施工装置を構成するベースユニットの構成を示した概略説明図、（Ｂ）は本発明に係る原子炉内施工装置を構成する中間関節ユニットの構成を示した概略説明図、（Ｃ）は本発明に係る原子炉内施工装置を構成する端末作業ユニットの構成を示した概略説明図。（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は本発明に係る原子炉内施工装置を構成するベースユニットと、中間関節ユニットと、端末作業ユニットとがそれぞれ独立して信号線を備る状態を示した概略説明図。本発明に係る原子炉内施工装置を構成するベースユニットと、中間関節ユニットと、端末作業ユニットの隣接ユニット結合部の結合方法の一例を示し、（Ａ）、（Ｂ）は斜視図、（Ｃ）は要部断面図。本発明に係る原子炉内施工装置を用途に応じた適宜の駆動軸数を有する作業用マニピュレータにするための手順を示すフローチャート。本発明に係る原子炉内施工装置のベースユニットに中間関節ユニットを結合する際の一例を示す概略説明図。本発明に係る原子炉内施工装置を使用する所要の炉内作業の一例を説明する概略説明図。本発明に係る原子炉内施工装置を使用する所要の炉内作業の一例を概略的に説明する側面図。（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る原子炉内施工装置を構成する中間関節ユニットの構成の一例を示す側面図および正面図。本発明に係る原子炉内施工装置を構成するベースユニットの他の構成の一例を概略的に説明する側面図。本発明に係る原子炉内施工装置を構成する中間関節ユニットの構成の一例を概略的に説明する側面図。本発明に係る原子炉内施工装置により構成される作業用マニピュレータのアーム長を調整する一例を示す概略説明図。本発明に係る原子炉内施工装置を構成するベースユニットを、炉心シュラウドを構成する上部格子板の開口部に挿通させる状態を示す概略説明図。本発明に係る原子炉内施工装置を構成するベースユニットを炉内に投入する際にガイドを使用する一例を示した側面図。本発明に係る原子炉内施工装置を構成するベースユニットを炉内に投入する際にガイドを使用する手順を示すフローチャート。本発明に係る原子炉内施工装置の制御部を説明するブロック図。本発明に係る原子炉内施工装置を炉内に複数配置した例を示す概略説明図。本発明に係る原子炉内施工装置を構成するベースユニットや中間関節ユニットが有する隣接ユニット結合部間の信号線の接続を説明する縦断面図。

符号の説明

１原子炉圧力容器
１ａ制御棒駆動機構ハウジング
１ｂ原子炉ピット
２炉心シュラウド
２ａシュラウドサポートシリンダ
２ｂシュラウドサポートプレート
３上部格子板
３ａ上部格子板の開口部
４炉心支持板
４ａ炉心支持板の開口部
５作業足場
６、６Ａ、６Ｂ原子炉内施工装置
７原子炉炉心
８炉心下部プレナム
１０、１０Ａベースユニット
１１、１１Ａ、１１Ｂ中間関節ユニット
１２、１２Ａ端末作業ユニット
１５アジャスタ部
１６駆動用アクチュエータＡ
１７アーム部材
１８隣接ユニット結合部Ａ
１９、３３、３４信号線
２２アーム部材
２３隣接ユニット結合部Ｂ
２４駆動用アクチュエータＢ
２５隣接ユニット結合部Ｃ
２８隣接ユニット結合部Ｄ
２９施工ヘッド
３０施工ヘッド保持機構
３６結合方向
３７ロックピン機構
３８ロックピン溝
４０レーザ
４１施工部位
４４スクリュ
４５尾翼
４６水中カメラ
４８延長ユニット
５１ガイド
５２ガイドローラ
５５駆動用モータＡ
５６駆動用モータＢ
５７駆動用モータＣ
５８駆動用モータＤ
６０位置センサＡ
６１位置センサＢ
６２位置センサＣ
６３位置センサＤ
６５サーボドライバＡ
６６サーボドライバＢ
６７サーボドライバＣ
６８サーボドライバＤ
７０制御用コンピュータ
７３ａ、７３ｂコネクタ
７５作業者
７６操作ポール

Claims

原子炉圧力容器内で所要の作業を行う原子炉内施工装置において、
前記作業を行う場所に設置可能な取着機構を一端に、他端側に駆動用アクチュエータを備えたベースユニットと、
前記ベースユニットに着脱可能に結合され、駆動用アクチュエータを有する中間関節ユニットと、
前記中間関節ユニットの着脱可能に結合され、所要の施工ヘッドを備えた施工ヘッド保持機構が設けられた端末作業ユニットとを備え、
前記原子炉圧力容器内で前記ベースユニットと前記中間関節ユニットと前記端末作業ユニットとを着脱可能に結合して多関節アームを構成する一方、前記多関節アームを結合解除して前記ベースユニットと前記中間関節ユニットと前記端末作業ユニットとに分解して前記原子炉圧力容器外へ取出し可能に構成したことを特徴とする原子炉内施工装置。
前記ベースユニットと前記端末作業ユニットとの間に複数の前記中間関節ユニットを連鎖させて連結して多関節アームを構成する一方、前記多関節アームの結合を解除して前記ベースユニットと複数の前記中間関節ユニットと前記端末作業ユニットとに分解して前記原子炉圧力容器外へ取出し可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の原子炉内施工装置。
前記ベースユニットと前記中間関節ユニットとは、それぞれのユニットの駆動用アクチュエータの動力信号と制御用信号との信号伝達系統を有し、
前記端末作業ユニットは、施工ヘッドおよび施工ヘッド保持機構の動力信号と制御用信号との信号伝達系統を有し、
それぞれのユニットが結合された状態で、前記信号伝達系統を通じて動力信号と制御用信号との伝達を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の原子炉内施工装置。
前記中間関節ユニットと前記端末作業ユニットとは、
水中を遊泳する装置と、
前記各ユニットを結合するユニット結合部の結合状態を把握する手段とをさらに備え、
前記中間関節ユニットと前記端末作業ユニットを結合および結合解除できるように構成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の原子炉内施工装置。
前記ベースユニットおよび前記中間関節ユニットのうちの少なくとも１つに着脱可能に結合されるアーム状の延長ユニットを備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の原子炉内施工装置。
前記ベースユニットは、前記中間関節ユニットを結合するユニット結合部が複数設けられ、複数の多関節アームを構成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の原子炉内施工装置。
前記原子炉内施工装置を、前記原子炉圧力容器内に複数設置し、前記複数の原子炉内施工装置を協調して使用する制御手段が備えられ、前記複数の原子炉内施工装置の相互干渉を回避し、所要の作業を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の原子炉内施工装置。
前記ベースユニットと前記中間関節ユニットと前記端末作業ユニットとのうちの少なくとも１つに設けられたガイドローラと、
前記ガイドローラが設けられた前記ベースユニットと前記中間関節ユニットと前記端末作業ユニットのうちの少なくとも１つを前記原子炉圧力容器内に投入するためのガイドとを備え、
前記ガイドに沿って前記ガイドローラが設けられた前記ベースユニットと前記中間関節ユニットと前記端末作業ユニットのうちの少なくとも１つを前記原子炉圧力容器内に投入することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の原子炉内施工装置。