JP2013140043A

JP2013140043A - 気中環境創出機構

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Publication number: JP2013140043A
Application number: JP2011289945A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sugiura; 篤杉浦; Ken Onishi; 献大西; Tadahiko Nishiwaki; 忠彦西脇
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: JP6045151B2

Abstract

【課題】管内で固定可能とすると共に局所的な気中環境において作業効率の向上を可能とする気中環境創出機構を提供する。
【解決手段】気中環境創出機構１は、外フレーム部２と、内フレーム部３と、第１シール部５Ａと、第２シール部５Ｂと、押圧手段６０と、排出手段７０とを含む。第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂは、円環状であって外フレーム部２に固定され、外フレーム部２を管台１３の内部に挿入する軸方向に距離を隔てて配置されている。内フレーム部３は、円筒を含み、外フレーム部２内で前記軸方向に円筒をスライドして第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂ間を開閉する。押圧手段６０は、管台１３の内部の壁面に、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂを押圧する。排出手段７０は、第１シール部５Ａ、第２シール部５Ｂ及び内フレーム部３との間に存在する冷却媒体を排出する。
【選択図】図７

Description

本発明は、原子炉容器の内外に貫通する管内で気中環境を創出する気中環境創出機構に関する。

例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。

このような加圧水型原子炉に用いられる原子炉容器は、十分な安全性や信頼性を確保するために、保守点検作業を行う。原子炉容器の保守点検作業は、検査装置により管台を検査した後、必要に応じて所定の箇所を補修する必要がある。そして、この保守点検作業としては、除染作業、遮蔽作業、検査作業、切削作業、溶接作業などがあり、多種類の作業装置を用いて行われる。

このような原子炉容器の保守点検作業を行うものとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された原子炉容器の管台作業システムは、原子炉容器の上方から内部に延出して管台に連通するアクセス窓を有する架台と、この架台内部に設置される移動装置と、この移動装置に装着されて管台内部へ進出して各種の作業を行う作業装置とを設けたものである。

また、特許文献２には、作業用開口部及び排水口が開設されたチャンバーと、当該チャンバー内に収納された溶接トーチと、前記チャンバーを水中の作業面に固定する吸着パッドと、前記チャンバー内に外部からガスを供給するガス供給ラインとを備えた水中溶接装置において、前記チャンバーの外面の前記作業用開口部を取り囲む位置に透水性及び弾力性を有するシールパッキンを設け、前記吸着パッドにより前記チャンバーを前記作業面に固定し、かつ前記ガス供給ラインから前記チャンバー内に所要のガスを導入したとき、前記チャンバー内に侵入した水を前記排水口及び前記シールパッキンを通して外部に排出する水中溶接装置が記載されている。

特開２０１１−０１７６７０号公報特開２００８−１８８６５０号公報

特許文献１に記載の技術では、この点検作業や補修作業などの保守点検作業は、作業者が架台からアクセス窓を通して原子炉容器の管台にアクセスすることで行われる。このため、特許文献１に記載の技術では、管台内の排水量が多く、設備が大型になると共に排水管理の高コスト化を招くことから、より作業効率を高める気中環境創出機構が望まれている。

特許文献２に記載の技術では、作業用開口部に溜まった水を完全に排出することができて、床面を含む任意の作業面の溶接が可能な水中溶接装置を提供する。しかしながら、シールパッキンの他に、吸着パッドのような固定機構が必要であるが、管内周のような曲面の固定には課題があった。また、チャンバー内に供給するガスが、継続的に水中に流出することになる。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、管内で固定可能とすると共に局所的な気中環境において作業効率の向上を可能とする気中環境創出機構を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、気中環境創出機構は、原子炉容器の内外に貫通する管台の内部に挿入できる外フレーム部と、円環状であって前記外フレーム部に固定され、前記外フレーム部を前記管台の内部に挿入する方向である軸方向に距離を隔てて配置された一対のシール部と、前記一対のシール部と水密に接する円筒を含み、前記外フレーム部内で前記軸方向に前記円筒をスライドして前記一対のシール部間を開閉する内フレーム部と、前記管台の内部の壁面に前記シール部を押圧する押圧手段と、前記一対のシール部間を前記内フレームが閉鎖した状態で前記一対のシール部と前記内フレーム部との間に存在する前記原子炉容器の冷却媒体を排出する排出手段と、を含むことを特徴とする。

この構成により、気中環境創出機構は、局所的な気中環境を創出し、排水量を抑制することができる。このため、気中環境創出機構は、排水した冷却媒体の管理負担を軽減し、作業効率を高めることができる。また、一対のシール部は、冷却媒体のシールと共に管台または管の内壁で固定機構として機能する。このため、気中環境創出機構は、安定して気中環境を創出することができる。その結果、気中環境創出機構は、管内で固定可能とすると共に局所的な気中環境において作業効率を向上できる。

本発明の望ましい態様として、前記シール部は、環状の環状支持部材と、前記環状支持部材の外周に設けられる弾性材料で構成され、かつ前記弾性材料で囲まれた空間または前記弾性材料と前記環状支持部材との間で囲まれた空間のいずれかの前記空間への流体の流入量に応じて変形する弾性体とを含み、前記押圧手段は、前記空間に前記流体を吐出し、前記弾性体を変形させることにより、前記管台の内部の壁面に、前記弾性体を突出させてシールすることが好ましい。

この構成により、気中環境創出機構は、管台の内径に合わせて、シール部を突出させることができる。また、気中環境創出機構は、押圧手段が押圧した圧力を把握することにより、シール部が加えている圧力を推定することができる。また、気中環境創出機構は、消耗品となる弾性体の交換が容易である。

本発明の望ましい態様として、前記シール部は、環状の環状支持部材と、前記環状支持部材の外周に設けられた弾性体とを含み、前記押圧手段は、前記軸方向の前記弾性体の形状を変形させることにより、前記管台の内部の壁面に、前記弾性体を突出させてシールすることが好ましい。

この構成により、気中環境創出機構は、管台の内径に合わせて、シール部を突出させることができる。また、気中環境創出機構は、軸方向のシール部の厚みを薄くすることができるので、小型にすることができる。その結果、気中環境創出機構は、安価とすることができる。

本発明の望ましい態様として、前記シール部は、帯状の板材である支持部材と、前記支持部材を環状にして端部同士を連結する連結部と、前記支持部材及び前記連結部の外周に連続して設けられた弾性体とを含み、前記押圧手段は、前記連結部において前記端部同士の距離を広げることにより、前記支持部材の直径を広げてシールすることが好ましい。

この構成により、気中環境創出機構は、管台の内径に合わせて、シール部を押圧することができる。また、気中環境創出機構は、軸方向のシール部の厚みを薄くすることができるので、小型にすることができる。その結果、気中環境創出機構は、安価とすることができる。

本発明によれば、管内で固定可能とすると共に局所的な気中環境において作業効率の向上を可能とする気中環境創出機構を提供することができる。

図１は、保守点検作業などを行う原子炉の状態を説明する概略図である。図２は、実施形態１に係る気中環境創出機構の一例を示す概略図である。図３は、実施形態１に係る気中環境創出機構のシール部の概略を示す模式図である。図４は、実施形態１に係る気中環境創出機構のシール部の一例を示す断面図である。図５は、実施形態１に係る気中環境創出機構のシール部の一例を示す断面図である。図６は、実施形態１に係る気中環境創出機構の動作を説明するためのフローチャートである。図７は、実施形態１に係る気中環境創出機構の動作を示す概略図である。図８は、実施形態１に係る気中環境創出機構の動作を示す概略図である。図９は、実施形態２に係る気中環境創出機構のシール部の一例を示す断面図である。図１０は、実施形態２に係る気中環境創出機構のシール部の動作を示す断面図である。図１１は、実施形態３に係る気中環境創出機構のシール部の一例を示す断面図である。図１２は、実施形態３に係る気中環境創出機構のシール部の動作を示す断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
実施形態１について、図面を参照して説明する。図１は、実施形態１に係る補修時の原子炉の概略図である。原子炉１００は、原子炉容器１０と、原子炉容器１０を格納する原子炉格納容器１５とを有している。原子炉格納容器１５には、キャビティ１５ａが形成されており、キャビティ１５ａの底部近傍に原子炉容器１０が配置されている。キャビティ１５ａには、水Ｗが満たされている。

図１では、保守点検作業のため上蓋がオペレーションフロアと呼ばれる保管場所へ移動され、炉内構造物がキャビティ１５ａ内へ吊り上げられ移動された後の原子炉容器１０が記載されている。図１では、原子炉容器１０は原子炉容器胴部１１と、原子炉容器胴部１１に接続され原子炉容器１０の底部である半球形状に形成された下部鏡１２とを有している。下部鏡１２には、半球凹形状の内面を有する原子炉容器１０の内外に貫通して管台１４が複数取り付けられている。管台１４は、本実施形態では、例えば、原子炉容器１０の炉内の中性子束を計測する検出器を挿入して装着するための炉内計装管として作用する。

原子炉容器１０は、円筒形状をなし、入口ノズル、出口ノズルまたは注水ノズル等を構成する複数の管台１３が周方向に沿って入口管台、出口管台または注水管台として間隔をあけて設けられている。管台１３は、入口管台、出口管台または注水管台の同じ機能の管台が周方向に沿って２以上設けられていてもよい。この場合、入口管台、出口管台、注水管台は、原子炉容器１０の高さ方向において、ほぼ同位置に設けられていることが好ましい。

原子炉容器１０は、母材が炭素鋼又は低合金鋼で形成されている。原子炉容器１０の下部鏡１２には、管台１４を取り付ける位置に、管台１４を貫通させる貫通孔が垂直に設けられている。そして貫通孔は、原子炉容器１０の内側に開口する部分に、溶接部が設けられている。

管台１３、管台１４及びこれらに通ずる配管は、原子炉冷却材（高温高圧の水）が存在する腐食環境において、引張応力の作用により、応力腐食割れ等が発生するおそれがある。原子炉容器１０の保守点検作業は、検査装置により管台１３、管台１４及びこれらに通ずる配管を検査した後、必要に応じて所定の箇所を補修する必要がある。この場合、この点検作業や補修作業などの保守点検作業は、作業者が遠隔装置を使用して原子炉容器１０の管台１３及び管台１４にアクセスすることで行われる。そして、この保守点検作業としては、除染作業、遮蔽作業、検査作業、切削作業、溶接作業などがあり、多種類の作業装置を用いて行われる。作業装置が行う検査作業、溶接作業などでは、水中の作業ができず乾燥した空気中の環境（気中環境）が必要な場合がある。

図２は、本実施形態に係る気中環境創出機構の一例を示す概略図である。図３は、シール部の概略を示す模式図である。図４及び図５は、実施形態１に係る気中環境創出機構のシール部の一例を示す断面図である。

図２に示すように、気中環境創出機構１は、外フレーム部２と、内フレーム部３と、第１シール部５Ａと、第２シール部５Ｂと、押圧手段６０と、排出手段７０と、制御装置８０とを含む。本実施形態では、気中環境創出機構１が管台１３の内部の保全する対象である保全対象領域１３Ｘに気中環境を創出する。

外フレーム部２は、原子炉容器１０の内外に貫通する管台１３の内部に挿入できる外形を有している。外フレーム部２は、空気が通気するまたは空気を保持する空間を維持できる容器である。外フレーム部２は、例えば金属製の筒状体である。外フレーム部２は、筒状体とすることで水圧に耐えることができる。

内フレーム部３は、上述した作業装置８を格納することのできる円筒の容器であり、円筒の内部に空気が通気するまたは空気を有する空間（気中空間）３０を維持できる。空間３０は、外フレーム部２の容器内の空間と一体となっている。内フレーム部３は、外フレーム部２内を管台１３の内部に挿入する方向である軸方向にスライド自在なスライド機構４により支持されている。スライド機構４は、制御装置８０の指示に基づいて、内フレーム部３を外フレーム部２内で管台１３の軸方向に移動させることができるモータなどの駆動源と、回転運動を直線運動に変換する変換機構を含む。

第２シール部５Ｂは、外フレーム部２に連結されている。そして、図３に示すように、第２シール部５Ｂは、連結部材２Ａで第１シール部５Ａとの相対的な軸方向の位置関係が固定されている。また、連結部材２Ａは、内フレーム部３が露出するように、第１シール部５Ａと第２シール部５Ｂとを連結している。

図３及び図４に示すように、第１シール部５Ａは、環状の環状支持部材５２と、環状支持部材５２の外周に設けられた弾性体５１を含む。環状支持部材５２は、金属製のリングである。弾性体５１は、ゴムまたはエラストマーで成型された弾性を有する弾性材料で構成されている。

第１シール部５Ａは、環状の環状支持部材５２と弾性体５１との間に、流体を内包できる空間５１Ｐを有する。空間５１Ｐは、環状の環状支持部材５２と弾性体５１とで囲まれた空間である。空間５１Ｐは、弾性体５１の中にチューブ状に形成し、弾性材料で囲まれた空間としてもよい。環状の環状支持部材５２には、空間５１Ｐに連通する流体の流路である流体注入穴５２Ａを備えている。

第１シール部５Ａは、環状支持部材５２の外周に設けられた弾性体５１の位置を規制する規制部材５３及び規制部材５４を備えることが好ましい。本実施形態では、規制部材５３は、水Ｗから内部を隔てる隔壁としても作用する円盤状の壁体である。また、本実施形態では、規制部材５４は、同様に円盤状の壁体であり、流体の通路である流体注入穴５４Ａを備えている。図２に示す流体ポンプ６１は、流路Ａ１を通じて流体注入穴５４Ａへ流体を吐出する。流体注入穴５４Ａを通過した流体は、流体注入穴５２Ａを介して空間５１Ｐに流入し、空間５１Ｐを膨張させる。弾性体５１は、空間５１Ｐの大きさに応じて変形する。弾性体５１は、例えば、径外方向に突出し、例えば、弾性体５１Ａのように変形することができる。

図３及び図５に示すように、第２シール部５Ｂは、上述した環状の環状支持部材５２と及び弾性体５１を含む。第２シール部５Ｂは、第１シール部５Ａと同様に、環状の環状支持部材５２と弾性体５１との間に、流体を内包できる空間５１Ｐを有する。環状の環状支持部材５２には、空間５１Ｐに連通する流体の流路である流体注入穴５２Ａを備えている。

第２シール部５Ｂは、環状支持部材５２の外周に設けられた弾性体５１の位置を規制する規制部材５３Ｂ及び規制部材５４Ｂを備えることが好ましい。図２に示す流体ポンプ６１が流路Ａ１を通じて吐出した流体は、流体注入穴５２Ａを介して空間５１Ｐに流入し、空間５１Ｐを膨張させる。弾性体５１は、空間５１Ｐの大きさに応じて変形する。弾性体５１は、例えば、径外方向に突出し、例えば、弾性体５１Ａのように変形することができる。なお、第１シール部５Ａは、第２シール部５Ｂと同様に、環状支持部材５２の外周に設けられた弾性体５１の位置を規制する規制部材５３Ｂ及び規制部材５４Ｂを備えるようにしてもよい。この場合、気中環境創出機構１は、水Ｗから内部を隔てて水密にする隔壁としても作用する壁体を、第１シール部５Ａとは別に備えることが好ましい。

図２に示すように、気中環境創出機構１は、内フレーム部３と第１シール部５Ａとの間に、オーリング部３Ｐを備えることが好ましい。この構成により、オーリング部３Ｐが内フレーム部３内の気中環境を保持することができる。気中環境創出機構１は、内フレーム部３と第２シール部５Ｂとの間に、オーリング部３Ｑを備えることが好ましい。この構成により、内フレーム部３の円筒は、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂと水密に接することができる。

図２に示す押圧手段６０は、エアータンク６２と、エアータンク６２の流体を吐出する流体ポンプ６１と、流体ポンプ６１から吐出した流体の流路Ａ１とを含む。本実施形態では、流体は空気である。流体は、気体に限らず、液体でもよい。

図２に示す排出手段７０は、水Ｗを吸引する排水ノズル７３と、排水ノズル７３で吸引した水Ｗの流路Ｗ１と、排水ノズル７３に流路Ｗ１を介して吸引力を与える流体ポンプ７１と、流体ポンプ７１で吸引した水Ｗを一時保管する排水タンク７２とを含む。図３に示すように、排水ノズル７３は、第１シール部５Ａ、第２シール部５Ｂ及び内フレーム部３で囲まれて存在する冷却媒体を排出するノズルである。このため、排水ノズル７３は、伸縮自在であることがより好ましい。

水Ｗは、原子炉１００の冷却媒体であって、ホウ酸などを含む場合がある。この場合、排水タンク７２に吸引した水Ｗを保管する排水領域と、ホウ酸などを含まない水（真水）を保持する真水領域とを含むことが好ましい。排出手段７０は、流体ポンプ７１により水Ｗを吸引して排水タンク７２の排水領域に吸引した後、流体ポンプ７１により排水タンク７２の真水領域から真水を排水ノズル７３で放出し、保全対象領域１３Ｘを洗浄することができる。

制御装置８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、このＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、記憶装置とを含むコンピュータシステムである。制御装置８０は、キャビティ１５ａの外に設置し、遠隔操作で、スライド機構４、流体ポンプ６１等の押圧手段６０、流体ポンプ７１等の排出手段７０及び作業装置８を制御する。制御装置８０は、外フレーム部２または内フレーム部３内に設置してもよい。

次に、本実施形態に係る気中環境創出機構１の動作を説明する。図６は、本実施形態に係る気中環境創出機構の動作を説明するためのフローチャートである。図７は、本実施形態に係る気中環境創出機構の動作を示す概略図である。図８は、本実施形態に係る気中環境創出機構の動作を示す概略図である。図２及び図６に示すように、気中環境創出機構１は、外フレーム部２内を管台１３の内部に挿入する方向である軸方向に並ぶ、第１シール部５Ａと第２シール部５Ｂとの間に保全対象領域１３Ｘが位置するように、位置決めされる（ステップＳ１）。内フレーム３は、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂと水密に接しており、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂの間を閉鎖した状態としている。

制御装置８０は、押圧手段６０を制御し、シール部５Ａ及びシール部５Ｂを管台１３の内部の壁面（管内周）に接触させる（ステップＳ２）。流体ポンプ６１が吐出した流体は、流体注入穴５２Ａを介して空間５１Ｐに流入し、空間５１Ｐを膨張させる。弾性体５１は、空間５１Ｐの大きさに応じて変形する。シール部５Ａ及びシール部５Ｂの弾性体５１は、例えば、径外方向に突出し、例えば、図４、図５及び図７の弾性体５１Ａのように変形することができる。つまり、押圧手段６０は、管台１３の内部の壁面に弾性体５１を突出させ、管台１３の内部の壁面（管内周）にシール部５Ａ及びシール部５Ｂを押圧する。このため、図７に示すように、第１シール部５Ａ、第２シール部５Ｂ、内フレーム部３との間に存在する水Ｗが隔離される。次に、排出手段７０は、第１シール部５Ａと第２シール部５Ｂとの間にあるシール間の水Ｗを排水する（ステップＳ３）。排出手段７０は、流体ポンプ７１により水Ｗを吸引して排水タンク７２に移送すると、図８に示すように領域Ｋの気中環境が創出される。

次に、制御装置８０は、スライド機構４を制御し、外フレーム部２内を管台１３の内部に挿入する方向である軸方向に、内フレーム部３の円筒を移動させる。これにより、図８に示すように、領域Ｋが内フレーム部３内の空間３０と繋がり、作業空間が形成される（ステップＳ４）。次に、制御装置８０は、作業装置８を作動させ、作業空間で必要な作業を行う（ステップＳ５）。ステップＳ５が終了した場合、制御装置８０は、スライド機構４を制御し、外フレーム部２内を管台１３の内部に挿入する方向である軸方向に、内フレーム部３の円筒を移動させ、第１シール部５Ａ、第２シール部５Ｂ、内フレーム部３との間の空間（作業空間）を閉鎖する（ステップＳ６）。つまり、内フレームは、外フレーム部２を管台１３の内部に挿入する軸方向に移動することで、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂの間を開閉することができる。排出手段７０は、流体ポンプ７１により排水タンク７２から水Ｗを吐出して、図７に示すように水Ｗを戻すことが好ましい。これにより、排水の後処理を省き、作業効率を高めることができる。

制御装置８０は、押圧手段６０を制御し、シール部５Ａ及びシール部５Ｂを管台１３の管内周壁面から非接触にする（ステップＳ７）。流体ポンプ６１が吸引した流体は、流体注入穴５２Ａを介して空間５１Ｐを減少させる。このため、弾性体５１は、空間５１Ｐの大きさに応じて変形する。そして、気中環境創出機構１は、作業を終了する。なお、気中環境創出機構１は、図２のように管台１３内を移動容易となるので、他の保全対象領域を連続して作業することができ、容易に上述したステップＳ１を開始することができる。

上述したように本実施形態に係る気中環境創出機構１は、外フレーム部２と、内フレーム部３と、第１シール部５Ａと、第２シール部５Ｂと、押圧手段６０と、排出手段７０とを含む。外フレーム部２は、原子炉容器１０の内外に貫通する管台１３または管台１４の内部に挿入できる。一対のシール部である、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂは、円環状であって外フレーム部２に固定され、外フレーム部２を管台１３の内部に挿入する方向である軸方向に距離を隔てて配置されている。内フレーム部３は、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂに水密に接する円筒を含み、外フレーム部２内で前記軸方向にスライドして第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂ間を開閉する。押圧手段６０は、内フレーム部３の外側から管台１３または管台１４これら管台に連通する管の内部の内壁に向けて、つまり前記軸方向に交差する径外方向に、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂを押圧する。排出手段７０は、第１シール部５Ａ、第２シール部５Ｂ及び内フレーム部３との間に存在する冷却媒体を排出する。

この構成により、気中環境創出機構１は、局所的な領域Ｋを気中環境とし、排水量を抑制することができる。このため、気中環境創出機構１は、排水した水Ｗの管理負担を軽減し、作業効率を高めることができる。また、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂは、水Ｗのシールと共に管台１３、管台１４またはこれら管台に連通する管の内壁で固定機構として機能する。このため、気中環境創出機構１は、安定して気中環境を創出することができる。その結果、気中環境創出機構１は、管内で固定可能とすると共に局所的な気中環境において作業効率を向上できる。

また、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂは、環状の環状支持部材５２と、環状支持部材５２の外周に設けられ、流体の流入により膨張する空間５１Ｐの大きさに応じて変形する弾性体５１とを含む。そして、押圧手段６０は、空間５１Ｐに流体を吐出し、弾性体５１を膨張させることにより、また、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂの弾性体５１を管台１３、管台１４またはこれら管台に連通する管の径外方向に突出させてシールすることが好ましい。

この構成により、気中環境創出機構１は、管台１３、管台１４またはこれら管台に連通する管の内径に合わせて、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂを管台１３、管台１４またはこれら管台に連通する管の内部の壁面に押圧することができる。また、気中環境創出機構１は、押圧手段６０が押圧した圧力を把握することにより、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂが加えている圧力を推定することができる。また、気中環境創出機構１は、消耗品となる弾性体５１の交換が容易である。

（実施形態２）
図９は、実施形態２に係る気中環境創出機構のシール部の一例を示す断面図である。図１０は、実施形態２に係る気中環境創出機構のシール部の動作を示す断面図である。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

実施形態２に係る気中環境創出機構１において、第１シール部５Ａまたは第２シール部５Ｂは、環状の環状支持部材５２Ｃと及び弾性体５１Ｃを含む。環状支持部材５２Ｃは、金属製のリングである。弾性体５１Ｃは、ゴムまたはエラストマーで成型された弾性を有する弾性材料で構成されている。なお、第１シール部５Ａは、水Ｗから内部を隔てる隔壁としても作用する壁体を、第１シール部５Ａとは別に備えることが好ましい。弾性体５１Ｃは、流体を内包できる空間５１Ｑを有するチューブ状の弾性体である。空間５１Ｑの流体は、弾性体５１Ｃ内に密閉されている。弾性体５１Ｃは、チューブ状に限られず、例えば空間５１Ｑが弾性体で埋められていてもよい。図９において、弾性体５１Ｃは、外フレーム部２を管台１３の内部に挿入する軸方向の距離Ｄ１、軸方向と交差する径外方向の距離ｔ１を有している。

第１シール部５Ａまたは第２シール部５Ｂは、環状支持部材５２Ｃの外周に設けられた弾性体５１Ｃの位置を規制する規制部材５３Ｃ及び規制部材５４Ｃを備えている。流体ポンプ６１が流路Ａ１を通じて吐出した流体は、図示しない流体シリンダによって、図１０に示す軸方向（矢印Ｘ１方向）へ、弾性体５１Ｃを挟む規制部材５３Ｃ及び規制部材５４Ｃの距離Ｄ２を小さくする。つまり、図９に示す距離Ｄ１が図１０に示す距離Ｄ２に変化する。このため、弾性体５１Ｃは、径外方向の突出量ｔ２を増加させる。つまり、押圧手段６０は、弾性体５１Ｃの軸方向（矢印Ｘ１方向）の形状を変形させることにより、第１シール部５Ａまたは第２シール部５Ｂの弾性体５１Ｃを管台１３の内部の内壁に突出させてシールする。

この構成により、気中環境創出機構１は、管台１３、管台１４またはこれら管台に連通する管の内径に合わせて、第１シール部５Ａ及び第２シール部５Ｂを管台１３、管台１４またはこれら管台に連通する管の内部の壁面に押圧することができる。また、気中環境創出機構１は、軸方向の第１シール部５Ａまたは第２シール部５Ｂの厚みを薄くすることができるので、小型にすることができる。その結果、気中環境創出機構１は、安価とすることができる。

（実施形態３）
図１１は、実施形態３に係る気中環境創出機構のシール部の一例を示す断面図である。図１２は、実施形態３に係る気中環境創出機構のシール部の動作を示す断面図である。次の説明においては、実施形態１及び実施形態２で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１１に示すように、実施形態３に係る気中環境創出機構１において、第１シール部５Ａまたは第２シール部５Ｂは、帯状の板材を輪状にした支持部材５５と、支持部材５５の周方向の端部同士を連結する連結部５６と、支持部材５５及び連結部５６の外周に連続して設けられた弾性体５１Ｄとを含む。支持部材５５及び連結部５６は、金属製である。弾性体５１Ｄは、ゴムまたはエラストマーで成型された弾性を有する弾性材料で構成されている。なお、第１シール部５Ａは、水Ｗから内部を隔てる隔壁としても作用する壁体を、第１シール部５Ａとは別に備えることが好ましい。

押圧手段６０は、図１１に示す流体シリンダ５７を、図２に示す流路Ａ１に接続している。押圧手段６０は、流体ポンプ６１が流体を流体シリンダ５７に吐出する場合、流体シリンダ５７のピストン５７ＳがＭ方向に伸長する。ピストン５７Ｓの先端は、支持部材５５の周方向の一端部に接続部材５５Ａで固定されており、支持部材５５の周方向の他端部は、流体シリンダ５７本体に接続部材５５Ｂで固定されている。このため、ピストン５７Ｓの伸縮に応じて、接続部材５５ＡがＲ１方向へ移動し、接続部材５５ＢがＲ２方向へ移動する。そして、ピストン５７Ｓの伸縮に応じて、支持部材５５の周方向の一端部と他端部との距離が変化する。

連結部５６は、支持部材５５の周方向の一端部と他端部との距離が変化できるように、例えばスリット５６Ａで、接続部材５５Ａまたは接続部材５５Ｂの移動を許容している。連結部５６において支持部材５５の周方向の端部同士の距離を広げることにより、支持部材５５の直径ｄ１を例えば直径ｄ２に広げることができる。これにより、弾性体５１Ｄは、管台１３の内壁に押しつけられ、第１シール部５Ａまたは第２シール部５Ｂは、シールすることができる。

以上説明した気中環境創出機構１は、実施形態１から実施形態３の第１シール部５Ａまたは第２シール部５Ｂを組み合わせて構成してもよい。

１気中環境創出機構
２外フレーム部
２Ａ連結部材
３内フレーム部
３Ｐ、３Ｑオーリング部
４スライド機構
５Ａ、５Ｂシール部
８作業装置
１０原子炉容器
１１原子炉容器胴部
１２下部鏡
１３管台
１３Ｘ保全対象領域
１４管台
１５原子炉格納容器
１５ａキャビティ
５１Ｐ、５１Ｑ空間
５１、５１Ａ、５１Ｃ、５１Ｄ弾性体
５２、５２Ｃ環状支持部材
５２Ａ、５４Ａ流体注入穴
５３、５３Ｂ、５３Ｃ、５４、５４Ｂ、５４Ｃ規制部材
５５支持部材
５５Ａ、５５Ｂ接続部材
５６連結部
５６Ａスリット
５７流体シリンダ
５７Ｓピストン
６０押圧手段
６１流体ポンプ
６２エアータンク
７０排出手段
７１流体ポンプ
７２排水タンク
７３排水ノズル
８０制御装置
１００原子炉
Ｗ水

Claims

原子炉容器の内外に貫通する管台の内部に挿入できる外フレーム部と、
円環状であって前記外フレーム部に固定され、前記外フレーム部を前記管台の内部に挿入する方向である軸方向に距離を隔てて配置された一対のシール部と、
前記一対のシール部と水密に接する円筒を含み、前記外フレーム部内で前記軸方向に前記円筒をスライドして前記一対のシール部間を開閉する内フレーム部と、
前記管台の内部の壁面に前記シール部を押圧する押圧手段と、
前記一対のシール部間を前記内フレームが閉鎖した状態で前記一対のシール部と前記内フレーム部との間に存在する前記原子炉容器の冷却媒体を排出する排出手段と、
を含むことを特徴とする気中環境創出機構。
前記シール部は、環状の環状支持部材と、前記環状支持部材の外周に設けられる弾性材料で構成され、かつ前記弾性材料で囲まれた空間または前記弾性材料と前記環状支持部材との間で囲まれた空間のいずれかの前記空間への流体の流入量に応じて変形する弾性体とを含み、
前記押圧手段は、前記空間に前記流体を吐出し、前記弾性体を変形させることにより、前記管台の内部の壁面に、前記弾性体を突出させてシールする請求項１に記載の気中環境創出機構。
前記シール部は、環状の環状支持部材と、前記環状支持部材の外周に設けられた弾性体とを含み、
前記押圧手段は、前記軸方向の前記弾性体の形状を変形させることにより、前記管台の内部の壁面に、前記弾性体を突出させてシールする請求項１に記載の気中環境創出機構。
前記シール部は、帯状の板材である支持部材と、前記支持部材を環状にして端部同士を連結する連結部と、前記支持部材及び前記連結部の外周に連続して設けられた弾性体とを含み、
前記押圧手段は、前記連結部において前記端部同士の距離を広げることにより、前記支持部材の直径を広げてシールする請求項１に記載の気中環境創出機構。