JP2020512554A - 蒸気発生器細管の渦電流探傷検査のための位置ベースサンプリング - Google Patents

Abstract

渦電流センサによる蒸気発生器の細管の検査方法であって、渦電流センサの損傷可能性を実質的に減らすように渦電流センサを所定の様式で加速および減速させる方法。プローブにかかる応力の減少により、放射性廃棄物および損傷したプローブの交換に携わる作業員の放射線被曝が減る。渦電流センサが細管に沿って等間隔に離隔した複数の位置に順次到達するたびに渦電流信号が記録されるようにすると、記録されたデータの妥当性を損なわずに渦電流センサの速度を変えることができる。本検査システムは、蒸気発生器の細管内におけるプローブの移動距離の増分に応答して一連の信号を出力するエンコーダを使用する。当該エンコーダからの信号の少なくとも一部に応答して、渦電流センサの信号が記録される。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本願は、参照によって本願に組み込まれる２０１７年３月２９日出願の米国仮特許出願第６２／４７８，２２６号に基づく優先権を主張する。

本願で開示および特許請求する発明は概して蒸気発生器に関し、具体的には、蒸気発生器細管の検査システムおよび関連する検査方法に関する。

原子力発電所などの蒸気発生器の細管の渦電流による探傷検査が知られている。そのような検査の際は、渦電流センサを有するプローブが蒸気発生器の細管中を移動し、渦電流センサからの応答信号が一定の時間間隔でサンプリングされ記録される。プローブは一定速度になるまで加速されるが、この速度は例えば、１インチ当たり２５個、または１インチ当たり４０個ものサンプルが記録されるように設定される。しかし、以前に行われた蒸気発生器の渦電流探傷検査を参考にし、同じ蒸気発生器を再度検査する際には、通常、プローブ速度や測定値を逐次記録する時間間隔を以前の検査パラメータに合わせる設定を行うのが最も一般的である。そのようにするのは、細管の新しい渦電流データと、同じ細管の以前の渦電流データとを、有意義に比較できるようにするためである。そのような渦電流探傷検査は所期の目的達成に概して有効であるが、それなりの制約もある。

関連の技術分野で一般に理解されているように、蒸気発生器の各細管は、管板に取り付けられた一対の直線部と、当該管板の反対側で当該一対の直線部の間にある屈曲部とより成る。細管の渦電流解析を行うには、通常、プローブを当該細管の第１の端部に挿入し、渦電流センサが当該細管の反対側の第２の端部から突き出るまで当該細管中を前進させる。その際に、当該プローブを当該細管の当該第２の開端部からさらに１０〜４０インチ前進させて、当該渦電流センサおよび渦電流センサから延びる通信ケーブルの一部が当該細管の当該第２の端部から突き出るようにするのが一般的である。最初に当該プローブを当該細管の当該第１の端部から当該第２の端部へ前進させる際に、測定は行わない。しかし、そのあと当該プローブを当該細管の当該第２の端部から当該細管の当該第１の端部の方へ引き戻しながら測定を行うため、その行程を検出行程と見做すことができる。検出行程は一定の速度で実行され、所定の一定の時間間隔で渦電流信号が離散的に記録される。

検出行程時に細管内の渦電流センサの速度を一定に保つには、通常、渦電流センサが細管の第２の端部に再び突入する時点までにその一定速度に到達するようプローブを静止状態から急加速する必要がある。そのような加速時に、渦電流センサは、検出行程に向けて細管に突入するところで、往々にして管板のところの細管の第２の端部に衝突し、損傷する可能性がある。また、渦電流センサは、細管の直線部から屈曲部を通って第１の端部に向かう間にその直線的な経路が屈曲部により変化するから、屈曲部を通過する際に損傷する可能性がある。

渦電流センサは１台数千ドルすることがあるので、その損傷は有意なコスト要因となりうる。場合によっては、蒸気発生器一基の検査で十台ないし数十台の渦電流センサが壊れることがある。渦電流センサを交換するだけで実質的な費用がかかる。さらに、壊れた使用済の渦電流センサは放射能を帯びていると考えられるので、かかる渦電流センサの処分には放射性廃棄物向けの特別な手順を経る必要があり、さらに費用が増すことになる。

また、渦電流センサは、最初に管板のところの細管に突入するときなどの或る特定の状況下では所望の一定速度で移動しないことがあるため、一定の時間間隔で記録される渦電流信号は誤った情報を与えることがある。渦電流センサの速度が所望の一定速度より低いと、一定の時間間隔で記録されたデータ点は、細管の他の部分で得られたデータ点に比べて、相対的に間隔が狭い細管位置データを表す可能性がある。現行の検査時に渦電流センサが想定される一定速度で移動しない状況で記録される渦電流センサ信号は、より正確に記録された過去の渦電流センサ信号と簡単に比較できない結果が生じる可能性がある。このため、所与の細管の再検査が必要になり、さらに費用がかさむ可能性がある。したがって、改善が望まれる。

したがって、渦電流センサにより蒸気発生器の細管の渦電流探傷検査を行う改良された方法では、当該渦電流センサが検査過程で損傷する可能性が実質的に低減するように当該渦電流センサを所定の様式で加速および減速する。この損傷が起こる原因（プローブにかかる応力）を取り除くことによって、最終的に放射性廃棄物が減り、損傷したプローブの交換に携わる作業員の放射線被曝が減る。渦電流センサが細管に沿って移動するに当たり等間隔に離隔した複数の位置に順次到達するたびに渦電流センサからの渦電流信号が記録されるようにすると、記録されたデータの妥当性を損なわずに渦電流センサの速度を変えることができる。本願の検査システムは、蒸気発生器の細管に渦電流プローブを出し入れするためのローラに設置されたエンコーダを使用する。このエンコーダは、プローブの移動距離増分に応答して一連の信号を出力する。このエンコーダからの信号の少なくとも一部に応答して、渦電流センサの信号が記録される。

本願で開示および特許請求する発明の一側面は、渦電流センサにより原子力施設の蒸気発生器の複数の細管のうちの１本を検査するための改良された方法を提供することであり、当該渦電流センサは渦電流信号を出力するように構成されており、当該細管は第１の直線部、第２の直線部および当該第１の直線部と当該第２の直線部との間に位置する屈曲部を有する。この方法は概して、当該渦電流センサを加速して、当該第１の直線部の中を第１の速度で当該屈曲部の方向へ移動させるステップと、当該渦電流センサを減速して、当該第１の直線部の中を当該第１の速度より小さい第２の速度で当該屈曲部の方向へ移動させ、当該屈曲部に到達させるステップとを含む。

本願で開示および特許請求する発明の別の側面は、複数の細管を具備する蒸気発生器の検査に使用できる改良された検査システムを提供することである。この検査システムは概して、渦電流信号を出力するように構成された渦電流センサを含む渦電流プローブと、当該渦電流プローブと協働して当該渦電流センサを当該複数の細管のうちの１本に対して移動させる駆動機構と、当該一連の出力を検出して当該渦電流信号を記録するように構成されたコンピュータとを含み、当該駆動機構は概して、各々が当該細管に対する当該渦電流センサの所定の移動距離増分に応答する一連の出力を発生するように構成されたエンコーダを含み、当該コンピュータは概してプロセッサと、多数のルーチンを含む記憶装置とより成るプロセッサ装置を含み、当該多数のルーチンはプロセッサ上で実行されると当該検査システムを動作させ、当該動作には、当該駆動機構を作動して当該渦電流センサを当該細管に対して移動させるステップと、当該エンコーダから当該一連の出力を送出させるステップと、当該コンピュータに当該一連の出力を検出させるステップと、当該一連の出力のうち少なくとも一部の出力に応答して当該コンピュータに当該渦電流信号を保存させるステップとが含まれる。

本願で開示および特許請求する発明の詳細を、添付の図面を参照して以下に説明する。

原子力施設の蒸気発生器で本願で開示および特許請求する発明の検査方法を実施するための、同じく本願で開示および特許請求する発明の改良型検査システムの概略図である。

請求項１の検査システムのプロセッサ装置および当該装置に接続されるデータベースの概略図である。

本願で開示および特許請求する発明の改良された方法の或る特定の局面を示す第１の流れ図である。

本願で開示および特許請求する発明の別の改良された方法の別の特定の局面を示す第２の流れ図である。

本願で使用する同じ参照番号は、同様の部分を指す。

本願で開示および特許請求する発明の改良型検査システム４の概要を図１に示す。この検査システム４は、原子力施設１０の蒸気発生器６の渦電流探傷検査に使用できる。蒸気発生器６は複数の細管１２を含むが、そのうち２本を図１に参照符号１２Ａ、１２Ｂで示す。本願では、これら複数の細管を、集合的にまたは個別に参照符号１２で表すことがある。蒸気発生器６は、図１に明示するよりもはるかに多くの細管１２を含むと考えられる。図１に示す一対の細管の高さ（図中では水平方向に相当）はほぼ等しいが、最も典型的には、屈曲部の半径が大きいほど高さが大きい、寸法の異なる他の細管１２もあり、典型的には、屈曲部の半径が大きめの細管１２が屈曲部の半径が小さめの細管１２に覆いかぶさると考えられる。

検査システム４は、協働可能なコンピュータ１６と検出装置１８とを含むと言える。検出装置１８は無端ベルト２４を含む駆動機構２２を具備し、当該無端ベルトは一対のプーリ２８Ａ、２８Ｂの周りに延びている。駆動機構２２は、プーリ２８Ａに作動的に接続されたモータ３０と、無端ベルト２４に隣接して自由に回転するひと組のローラ３４とをさらに含む。

駆動機構２２は、モータ３０の近傍に設置され、当該モータ３０のシャフト３１の回転を検知するモータエンコーダ３６をさらに含む。駆動機構２２は、ローラ３４のうちの１つの近傍に設置され、当該１つのローラ３４の回転を検知するローラエンコーダ４０をさらに含む。モータエンコーダ３６およびローラエンコーダ４０は、それぞれ、モータシャフト３１および当該１つのローラ３４の回転を検知すると、電子パルスの形態の一連の駆動信号を出力する。モータエンコーダ３６から出力される一連の電子パルスはそれぞれ、モータシャフト３１の回転軸周りの所定の一定の角距離を１単位とするモータシャフト３１の回転増分を表す出力である。同様に、ローラエンコーダ４０から出力される一連の電子パルスはそれぞれ、当該１つのローラ３４の回転軸周りの所定の一定の角距離を１単位とする当該１つのローラ３４の回転増分を表す出力である。

モータエンコーダ３６からの電子パルスを１個出力させるモータシャフト３１の所定の一定の角距離は、ローラエンコーダ４０からの電子パルスを１個出力させる当該１つのローラ３４の所定の一定の角距離と必ずしも同一である必要はなく、むしろ、両者は同距離とならない可能性が高い。モータエンコーダ３６およびローラエンコーダ４０からの一連の電子パルスは、ＬＡＮケーブル（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を介してコンピュータ１６に接続する渦電流探傷検査装置９８が受信するが、当該装置は渦電流信号をコンピュータ１６へ伝送し、コンピュータ１６が渦電流信号を保存する。例示する実施態様において、渦電流探傷検査装置９８は概してリール５２の内部にあり、そのように図１に略示されている。渦電流信号の記録動作はこれらの一連の電子パルスのうちのいずれに応答させてもよいが、例示する実施態様の渦電流探傷検査装置９８は、コンピュータ１６による渦電流信号の記録動作をローラエンコーダ４０からの駆動信号に応答させている。

検出装置１８は、渦電流センサ４６と細長い可撓性の通信ケーブル４８とを具備する渦電流プローブ４２をさらに含み、当該渦電流センサ４６は当該通信ケーブル４８の端部に位置する。通信ケーブル４８それ自体は、繰り出したり巻き取ったりできる可動リール５２に収納されている。当該リールは、渦電流プローブ４２を細管１２から引き抜くときは通信ケーブル４８を繰り込み、また、渦電流プローブ４２を細管１２のうちの１本に挿入するときは通信ケーブル４８を繰り出す。渦電流センサ４６から既知の様式で出力される渦電流信号は、通信ケーブル４８を介して伝送され、渦電流探傷検査装置９８によって受信される。

前述したように、渦電流探傷検査装置９８は、ローラエンコーダ４０からの信号に応答して、コンピュータ１６に渦電流センサ４６からの渦電流信号を記録させる。すなわち、ローラエンコーダ４０で発生した電子パルスは、渦電流探傷検査装置９８によって電子的に受信される。エンコーダからのパルスは、通信ケーブル４８を介して渦電流探傷検査装置９８に伝送される。あるいは、渦電流探傷検査装置９８はコンピュータ１６に搭載されるカードでもよい。渦電流探傷検査装置９８が電子パルスの少なくとも一部を受信すると、渦電流センサ４６が、瞬時に発生し、通信ケーブル４８および渦電流探傷検査装置９８を介してコンピュータ１６に伝送中の渦電流信号データがコンピュータ１６へ記録される。

図１からわかるように、通信ケーブル４８は、ベルト２４とローラ３４の間に強く挟まれた状態にある。したがって、モータ３０の作動によりシャフト３１が回転すると、それに応じてベルト２４がプーリ２８Ａ、２８Ｂの周りを移動し、その結果、ローラ３４が回転し、渦電流プローブ４２が細管１２に対して移動する。したがって、シャフト３１が所定の一定の角距離だけ回転すると、それに応じて渦電流プローブ４２が細管１２に沿って所定の直線距離だけ移動することがわかる。よって、モータエンコーダ３６が電子パルスを発生するたびに、細管１２に対する渦電流プローブ４２の移動距離が所定の直線距離だけ増加することがわかる。同様に、当該１つのローラ３４がさらに所定の一定の角距離だけ回転すると、細管１２に対する渦電流プローブ４２の移動距離が所定の直線距離だけ増加することがわかる。同様に、ローラエンコーダ４０が電子パルスを発生するたびに、細管１２に対する渦電流プローブ４２の移動距離がさらに所定の別の直線距離だけ増加することがわかる。モータエンコーダ３６から電子パルスを１個出力させる所定の一定の角距離は、ローラエンコーダ４０から電子パルスを１個出力させる所定の一定の角距離と必ずしも等しいわけではないことがわかる。したがって、モータエンコーダ３６が出力する一連のパルスはパルスごとに渦電流プローブ４２を一定距離だけ移動させるが、その一定の距離増分は、ローラエンコーダ４０が出力する一連のパルスがパルスごとに渦電流プローブ４２を移動させる一定の距離増分とは異なる。

蒸気発生器６の細管１２は、管板５３に取り付けられている。図１に示すように、細管１２Ａは、第１の直線部５４Ａ、屈曲部５８Ａおよび第２の直線部６０Ａを含むと言える。第１の直線部５４Ａと第２の直線部６０Ａの間にあって両直線部に繋がる屈曲部５８Ａは、半径６４Ａを有する。同様に、細管１２Ｂは、第１の直線部５４Ｂ、屈曲部５８Ｂおよび第２の直線部６０Ｂを含み、第１の直線部５４Ｂと第２の直線部６０Ｂの間にあって両直線部に繋がる屈曲部５８Ｂの半径は、６４Ｂである。本願では、第１の直線部５４Ａ、５４Ｂを、集合的にまたは個別に参照符号５４で表すことがある。本願では、屈曲部５８Ａ、５８Ｂを、集合的にまたは個別に参照符号５８で表すことがある。本願では、第２の直線部６０Ａ、６０Ｂを、集合的にまたは個別に参照符号６０で表すことがある。

例示する実施態様において、渦電流プローブ４２は細管１２Ａの内部に位置するように示されている。具体的には、通信ケーブル４８が細管１２Ａの全長を貫通し、管板５３に隣接する第１の直線部５４Ａの開端部の外側に位置する渦電流センサ４６が当該開端部から突き出た通信ケーブル４８の一端から垂れ下がる。渦電流プローブ４２を細管１２Ａから取り出す際、通信ケーブル４８を細管１２Ａから引き抜いていくと、先ず渦電流センサ４６が第１の直線部５４Ａの開端部へ引き込まれる。通信ケーブル４８を引き続き細管１２Ａから引き抜いていくと、渦電流センサ４６は第１の直線部５４Ａに沿って屈曲部５８Ａの方向へ進行し、やがて屈曲部５８Ａに達する。通信ケーブル４８を細管１２Ａからさらに引き抜いていくと、渦電流センサ４６は屈曲部５８Ａを通り抜けたあと、第２の直線部６０Ａを通って、管板５３に隣接する第２の直線部６０Ａの開端部、すなわち渦電流センサ４６が引き込まれた第１の直線部５４Ａとは反対側の細管１２Ａの端部に達する。

また、細管１２Ａは、第１の直線部５４Ａと屈曲部５８Ｂとが繋がる第１の接点６６Ａを有し、当該接点は屈曲部５８Ａの端部を成すと言える。細管１２Ａはさらに、第２の直線部６０Ａと屈曲部５８Ａとが繋がる第２の接点７０Ａを有し、当該接点は屈曲部５８Ａの別の端部を成すと言える。実施態様によるが、細管１２Ａはさらに、第１の直線部５４Ａおよび第２の直線部６０Ａにそれぞれ、第１の接点６６Ａおよび第２の接点７０Ａから、屈曲部５８Ａより離れる方向へ延びる第１の緩衝部７２Ａおよび第２の緩衝部７６Ａを有する。

同様に、細管１２Ｂは、第１の直線部５４Ｂと屈曲部５８Ｂの間、および第２の直線部６０Ｂと屈曲部５８Ｂの間にそれぞれ、第１の接点６６Ｂおよび第２の接点７０Ｂを有する。同様に、細管１２Ｂは、それぞれ第１の接点６６Ｂおよび第２の接点７０Ｂから、屈曲部５８Ｂより離れる方向へ延びる第１の緩衝部７２Ｂおよび第２の緩衝部７６Ｂを含むことができる。

図１に示すように、渦電流プローブ４２の通信ケーブル４８はベルト２４とローラ３４の間に挟まれている。モータ３０が付勢されるかまたは他の方法によって作動されると、プーリ２８Ａが回転してベルト２４が動き、ベルト２４とローラ３４の間で両者に係合する通信ケーブル４８が、モータ３０が付勢または他の方法で作動される方向に応じて、管板５３の方向またはその反対方向へ移動する。モータ３０のシャフトが回転すると、本願の別の箇所で記述したように、モータエンコーダ３６が一連の電子パルスより成る信号を出力する。そのような電子パルスは、モータ３０のシャフトが所定の角距離回転するたびに１個発生するもので、回転増分を表す。別の実施態様では、プーリ２８Ｂによりベルト２４を動かすか、または他の駆動機構を用いることによって、渦電流プローブ４２を蒸気発生器６に対して移動させることができる。

同様に、プーリ２８Ａを回転させ、それに応じてベルト２４をプーリ２８Ａ、２８Ｂの周りで移動させ、ベルト２４とローラ３４に係合する通信ケーブル４８を移動させて、渦電流プローブ４２を蒸気発生器６に対して移動させると、当該１つのローラ３４が他のローラ３４とともに回転して、ローラエンコーダ４０が別の一連の電子パルスより成る別の信号を出力する。この一連の電子パルスはそれぞれ、当該１つのローラ３４が所定の角距離だけ回転したことを表す。例示する実施態様において、モータエンコーダ３６およびローラエンコーダ４０はそれぞれ、渦電流プローブ４２が管板５３の方向またはその反対方向へ１インチ移動するたびに約４，０００〜５，０００回電子パルスを出力する。モータエンコーダ３６およびローラエンコーダ４０から出力される電子パルスは、相互に同期されておらず、モータ３０のシャフトはローラ３４と同じ角速度で回転するとは限らないので、一般的にパルスレートも等しくない。しかし、渦電流センサ４６が細管１２に沿って所与の速度で移動するときは、モータエンコーダ３６とローラエンコーダ４０からの電子パルスのパルスレートが同一でないとしても、両者のパルスレートはそれぞれ一定で、コンピュータ１６にとって既知の値であると考えられる。

コンピュータ１６に接続されたプローブ移動コントローラ９７（移動制御カード）は、駆動モータ３０を制御し、モータエンコーダ３６およびローラエンコーダ４０の両方から電子パルスを受信する。ここで、パルスレートに予想外の差異があれば検出される。プローブ移動コントローラ９７が、モータエンコーダ３６からの電子パルスのパルスレートとローラエンコーダ４０からの電子パルスのパルスレートの間に予想外の違いを検出した場合、どこかにすべりまたは他の不具合が存在する可能性がある。モータエンコーダ３６およびローラエンコーダ４０の一方または両方で予想外のパルスレートが検出された場合、検出されたデータに信頼性がないことを示す印が付けられ、細管１２は再検査される。例えば、モータエンコーダ３６およびローラエンコーダ４０からの電子パルスのパルスレートの違いが予想通りのものであることを示すデータは、プローブ移動コントローラ９７に保存される。例えば、プローブ移動コントローラ９７は、モータエンコーダ３６からの電子パルスの或る特定のパルスレートに基づいて、ローラエンコーダ４０からの電子パルスのパルスレートがどのような値であるべきかを求めることができ、その逆に、ローラエンコーダ４０からの電子パルスの或る特定のパルスレートに基づいて、モータエンコーダ３６からの電子パルスのパルスレートがどのような値であるべきかを求めることができる。同様に、例えば、プローブ移動コントローラ９７は駆動モータ３０への入力に基づいて、モータエンコーダ３６およびローラエンコーダ４０からの電子パルスのパルスレートがどのような値であるべきかを求めることができる。プローブ移動コントローラ９７が受け取る電子パルスのパルスレートのような入力に予想外のものがあれば、検査システム４の１つ以上の部分にエラーまたは問題があることを示すものと判定され、検出されたデータに信頼性がないことを示す「不合格」の印がつけられて、細管１２は再検査される。入力が予想通りで、プローブ移動コントローラ９７によって検出される、所与の細管１２のデータに他の問題がない場合、当該細管１２のデータには「合格」の印が付けられる。本願で例示する実施態様では、プローブ移動コントローラ９７は駆動モータ３０およびモータエンコーダ３６と共に１つのハウジング内に置かれているので、プローブ移動コントローラ９７はコンピュータ１６に接続されているものとして図１に略示されている。

合格／不合格に関する情報は、プローブ移動コントローラ９７によってコンピュータ１６に伝送される。プローブ移動コントローラ９７は、駆動モータ３０およびモータエンコーダ３６をも収容するハウジング内にある。

渦電流探傷検査装置９８は、ローラエンコーダ４０から電子パルスを受け取るが、例示する実施態様では渦電流をサンプリングする。別の実施態様では、渦電流探傷検査装置９８は、さまざまな時点で渦電流プローブ４２の出力を記録するようコンピュータ１６に指示するだけか、あるいは、ローラエンコーダ４０からの電子パルスの検知に基づいて他の措置を講じることがある。渦電流探傷検査装置９８は、リール５２に取り付けられる。プローブ移動コントローラ９７と渦電流探傷検査装置９８はいずれも、ＬＡＮケーブル（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を介してコンピュータ１６に接続する。プローブ移動コントローラ９７と渦電流探傷検査装置９８のいずれも、コンピュータ１６の専用カードとして実装できるが、例示する実施態様ではコンピュータ１６とは別個の構成機器である。

図２に示すように、コンピュータ１６は、相互に通信するプロセッサ８２および記憶装置８４を具備するプロセッサ装置７８を含む。プロセッサ８２は、非限定的な例としてマイクロプロセッサのような多種多様なプロセッサのうちの任意のものでよい。記憶装置８４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）など多種多様な、揮発性または非揮発性のコンピュータ記憶装置のうちの任意のものでよい。記憶装置８４は多数のルーチン８８を格納しており、それをプロセッサ８２上で実行することにより検査システム４にさまざまな動作を実行させることができる。本願に用いる表現「多数の」およびその変化形は、広義には、ゼロを除き１を含む任意の数量を指す。

コンピュータ１６は、プロセッサ８２に入力信号を提供する入力装置９０と、プロセッサ８２からの出力信号を受け取る出力装置９４とをさらに含む。出力装置９４は、非限定的な例として視覚的出力や電子出力などの出力を提供できる。例えば、出力装置９４の構成機器は、細管１２に対して渦電流プローブ４２を移動させるようにモータ３０を制御するプローブ移動コントローラ９７にインターフェイスする。別の例として、入力装置９０の構成機器は、渦電流センサ４６から出力された渦電流信号を、渦電流探傷検査装置９８から受け取ることができる。入力装置９０の構成機器も同様に、モータエンコーダ３６およびローラエンコーダ４０から出力される一連の電子パルスを受け取ることができる。その他の例も自明であろう。

例示する実施態様では、コンピュータ１６は、蒸気発生器６の各細管１２の識別情報を含む、蒸気発生器６に固有のデータベース９６にアクセスできるが、当該データベースはさらに、かかる細管１２ごとに、第１の直線部の長さ、第２の直線部の長さ（典型的には第１の直線部の長さに等しい）、および当該第１の直線部と当該第２の直線部の間の屈曲部の半径を含む。各細管１２のそのような寸法を用いて各細管１２に対する渦電流センサ４６の速度プロファイルを決定し、当該速度プロファイルに基づいて検出行程時の当該細管中の当該渦電流センサ４６の移動を指図する。速度プロファイルは、渦電流センサ４６が損傷する可能性を最小限に抑えるように決定する。

具体的には、細管１２Ａのような細管１２の渦電流探傷検査は、まず渦電流プローブ４２を図１に略示するような態様に配置し、渦電流プローブ４２を細管１２Ａに対して静止した状態で開始する。渦電流センサ４６が管板５３のところにある細管の第１の直線部５４Ａの開端部に進入するとき損傷しないように、渦電流センサ４６を緩やかに加速させるべく（例えば２５インチ／平方秒あるいは５０インチ／平方秒）モータ３０を付勢または他の方法で作動する。この点に関して、モータ３０の回転速度は、プローブ移動コントローラ９７が各細管（本例では細管１２Ａ）の速度プロファイルに従って制御するため、渦電流センサ４６は当該速度プロファイルに従った速度および加速度で移動する。

モータ３０による渦電流センサのそのような加速は、第１の直線部５４Ａ中を屈曲部５８Ａに向かって進む渦電流センサ４６の速度が所定の速度に達するまで続けられるが、渦電流センサ４６はその速度に達すると、典型的には加速を中止し、第１の直線部５４Ａの少なくとも一部に沿って所定の速度で移動し続ける。第１の直線部５４Ａにおける渦電流センサ４６の所定の速度は、例えば１２０インチ／秒であるが、それ以外の速度でもよい。

渦電流センサ４６は、屈曲部５８Ａに接近し始めると、例えば１００インチ／平方秒で減速されるため、屈曲部５８Ａに進入してそこを通過するときの速度が適切な低い値に抑えられる。屈曲半径が最も小さい（例えば２．２インチ）細管１２では、渦電流センサ４６は例えば約１８インチ／秒の速度で屈曲部を通過することができる。渦電流センサ４６が屈曲部５８Ａを移動する速度を第１の直線部５４Ａを移動するときよりも比較的低くすることにより、屈曲部５８Ａにおいて渦電流センサ４６と細管１２Ａの内壁とが受ける衝撃が減少し最小となるので、渦電流センサ４６の損傷が最小限に抑えられる。渦電流センサ４６は、屈曲部５８Ａを通り抜けると、例えば１００インチ／平方秒で再び加速され、例えば１２０インチ／秒の速度に到達したあと、第２の直線部６０Ａを屈曲部５８Ａから離れる方向に進む。

その後、必要に応じて、渦電流センサ４６を、例えば１００インチ／平方秒で減速することにより、管板５３に隣接する第２の直線部６０Ａの開端部での速度がゼロになるようにすることができる。渦電流センサ４６を細管１２の端部から取り外すには、そうする必要がある。あるいは、渦電流センサ４６を同じまたは異なる減速度で減速して、管板５３のところの第２の直線部６０Ａから出るときの速度が非常に低くなるようにしてもよい。やはり同様に、渦電流センサ４６が細管１２Ａから出るときに減速せず、第２の直線部６０Ａを通るときと同じ一定の速度のまま細管１２Ａから出るようにしてもよい。

ローラエンコーダ４０は、渦電流センサ４６が細管１２Ａの中を移動する時はいつも一連の電子パルスを出力するが、その各々のパルスは、渦電流センサ４６が細管１２Ａに沿って一定の距離だけ増分移動したことを示す。渦電流探傷検査装置９８は、渦電流センサ４６から渦電流信号を受け取り、コンピュータ１６に伝送するが、このサンプルはローラエンコーダ４０からの電子パルスに応答して記録される。

ルーチン８８の指示に基づいて、コンピュータ１６は、細管１２の長さ沿いに等間隔に離隔した複数の位置の各々で記録された渦電流センサ４６からの渦電流信号サンプルを、ローラエンコーダ４０で発生した電子パルスの少なくとも一部に応答して、記憶装置８４に記録し保存する。すなわち、前述のようにローラエンコーダ４０は、例えば渦電流センサ４６が細管１２Ａに沿って１インチ移動するたびに４，０００個の電子パルスを出力する。蒸気発生器６の検査のために、コンピュータ１６は、渦電流センサ４６が細管１２に沿って１インチ移動するたびに４０個の渦電流測定値を記録することが考えられる。したがって、コンピュータ１６は、例えばローラエンコーダ４０が検出する電子パルス１００個ごとに１個の渦電流サンプル測定値を記憶装置８４に記録し保存することが考えられる。そのような状況下で、プローブ移動コントローラ９７、渦電流探傷検査装置９８、またはコンピュータ１６のその他の構成機器は、例えば、ローラエンコーダ４０（または他の実施態様において例えばモータエンコーダ３６）が出力する各電子パルスを検出し計数することになる。電子パルスの計数値がゼロから９９の間であるとき、コンピュータ１６は渦電流探傷検査装置９８からのデータを記録しない。しかし、電子パルスの計数値が１００に達すると、渦電流探傷検査装置９８はそれに応答して、コンピュータ１６に渦電流探傷検査装置９８から出力された渦電流データを記録させ、細管１２沿いの距離や時間などその他の対応する情報、および／または記録された渦電流データに関するその他の情報も随意的に記録させる。その後、電子パルスの計数値はゼロにリセットされ、検出、計数および記録のプロセスが続けられる。

ルーチン８８は、データベース９６内にある、蒸気発生器６の各細管１２に関する寸法および他のデータから、各細管１２について速度プロファイルを作成する。当該速度プロファイルは、検査速度を最大にしながら渦電流センサ４６の損傷を最小限に抑えるために、当該細管１２（または複数の同様の細管のそれぞれ）について第１の端部とその反対側の第２の端部の間における渦電流センサ４６の加速度、減速度および速度のそれぞれについて期間および大きさを指定したものである。そのような速度プロファイルは、検査対象となる各細管１２の第１の直線部５４および第２の直線部６０の長さと、両直線部の間に位置する屈曲部５８の一定の半径とに基づく。屈曲部５８の半径が小さい細管では、そのような屈曲部５８を通る際の渦電流センサ４６の速度は、半径が大きめの屈曲部５８を通る際の速度より遅くなるのは当然である。

検査速度を最大にしながら渦電流センサ４６の損傷を最小限に抑えるには、渦電流センサ４６が各屈曲部５８の通過に要する時間を一定にするのが望ましいかもしれない。そうするには、半径が小さめの屈曲部５８は低めの速度で、また、半径が大きめの屈曲部５８は高めの速度で渦電流センサ４６を移動させる。

例えば、細管１２Ａに関して、屈曲部５８Ａの一定の半径が２．２インチであれば、屈曲部５８Ａ、第１の緩衝部７２Ａおよび第２の緩衝部７６Ａにおける一定の速度を１８インチ／秒とすると、渦電流センサ４６が、第１の緩衝部７２Ａの始点から、第１の緩衝部７２Ａ、屈曲部５８Ａおよび第２の緩衝部７６Ａを通って、第２の緩衝部７６Ａの終点に到達するまでに要する時間は約１．５秒である。このように、細管１２Ｂの速度プロファイルを計算する際に、ルーチン８８は、渦電流センサ４６が、第１の緩衝部７２Ｂの始点から、第１の緩衝部７２Ｂ、屈曲部５８Ｂおよび第２の緩衝部７６Ｂを通って、第２の緩衝部７６Ｂの終点まで移動する時間が１．５秒になるように速度を決めることができる。あるいは、細管１２Ｂの速度プロファイルは、ルーチン８８が、第１の接点６６Ｂから第２の接点７０Ｂまでに限った渦電流センサ４６の移動時間が１．５秒になる速度を求めることによって計算できる。すなわち、第１の緩衝部７２Ｂを、第１の直線部５４Ｂにおける高めの直線速度から屈曲部５８Ｂにおける低めの速度へ渦電流センサ４６を減速させる区間とし、第２の緩衝部７６Ｂを、屈曲部５８Ｂにおける低めの速度から第２の直線部６０Ｂにおける高めの直線速度へ渦電流センサ４６を加速させる区間とすることが考えられる。第１の直線部５４および第２の直線部６０の一部として追加的に規定されるさまざまな第１の緩衝部７２Ａ、７２Ｂおよび第２の緩衝部７６Ａ、７６Ｂの長さは、さまざまな細管１２の幾何学形状および寸法に応じて変えてもよい。

しかし、屈曲部５８における渦電流センサ４６のそのような速度には限界がある可能性があるので、各屈曲部５８内での渦電流センサ４６の速度を、屈曲部５８に隣接する第１の直線部５４または第２の直線部６０における渦電流センサ４６の速度を超えないように制限するのが望ましい。したがって、非常に大きな半径の屈曲部５８を有する或る特定の細管では、渦電流センサ４６を細管１２の屈曲部を通過する前に減速せず、むしろ、屈曲部５８ならびにそれに隣接する第１の直線部５４および第２の直線部６０を一定の速度を保ちながら通過させることがある。一方、渦電流センサ４６の損傷をさらに極力抑えるために、屈曲部５８に入る前に、例えば第１の緩衝部７２Ａ、７２Ｂやその他の区間で、渦電流センサ４６を少なくとも控え目に減速するのが望ましい場合がある。その後、屈曲部５８から出て第２の緩衝部７６Ａ、７６Ｂまたはその他の区間を移動中に渦電流センサ４６を加速することが多い。この方策はやはり、細管１２の寸法に左右される。

また、第１の緩衝部７２Ａおよび第２の緩衝部７６Ａを屈曲部５８Ａの一部とみなすのが望ましいことがあるが、その場合、渦電流センサ４６は第１の直線部５４Ａ内で減速され、第１の緩衝部７２Ａ、屈曲部５８Ａおよび第２の緩衝部７６Ａのすべてを低めの速度で通過する。その後、第２の緩衝部７６Ａから出た渦電流センサは第２の直線部６０Ａにおいて加速され、第２の直線部６０Ａの残りの部分を高めの速度で通過する。そのような緩衝部の使用は、或る特定の細管１２またはすべての細管１２における渦電流センサ４６の損傷リスクを最小限に抑えるうえで望ましいと考えられる。第１の緩衝部および第２の緩衝部の長さは、例えば１０インチまたはシステムが渦電流センサ４６の損傷リスクを最小限に抑えながら検査速度を最大にする必要性に応じて変わりうる他の適当な値である。

前述のように、データベース９６は蒸気発生器６の各細管１２に関する情報を包有し、かかる情報には例えば、細管１２の識別情報、第１の直線部５４および第２の直線部６０の長さ、屈曲部５８の半径、ならびにその他の可能な情報が含まれる。任意特定の細管１２に関するデータベース９６内の情報は、その細管１２に関する渦電流センサ４６の速度プロファイルを決定するために使用される。任意所与の細管１２の速度プロファイルもまた、将来使用するためにデータベース９６に保管されることがある。その目的は、将来の検査で再利用するためや、「不合格」データの原因が速度プロファイルに何らかの欠陥があるためかどうかについて評価するためなどである。

本願の別の箇所で記述したように、所与の細管１２の速度プロファイルは、典型的には、検査速度を最大にしながら渦電流センサ４６が損傷する可能性を最小にするように調整される。しかし、渦電流センサ４６のさまざまな加速度および減速度、ならびにその結果としての渦電流センサ４６の速度は、細管１インチ当たり４０個の測定頻度で渦電流信号を記録する必要性とは無関係に選択できる利点がある。なぜならば、渦電流信号の記録は、前述の様式で、ローラエンコーダ４０から出力される電子パルスに応答して行われるからである。したがって、所与の細管１２の渦電流信号サンプルは、ローラエンコーダ４０から出力される電子パルスに基づいて、細管１２の長さ沿いに等間隔に離隔した複数の位置の各々につき記憶装置８４に記録される。

渦電流プローブ４２の移動により原子力施設１０の蒸気発生器６の検査を行う改良された方法を、図３に示す流れ図で概説する。図３に明示しないが、この方法は概して、図１に示すように渦電流プローブ４２を蒸気発生器６の細管１２内に配置することから開始される。すなわち、渦電流プローブ４２は、第２の直線部６０、屈曲部５８および第１の直線部５４を通り抜け、管板５３の表面で終端する第１の直線部５４の開端部から渦電流センサ４６が突き出た状態にある。本願の方法は、１０４に示すように、渦電流プローブ４２がそのように配置された状態で、第１の直線部５４を第１の速度で屈曲部５８の方向へ移動するように渦電流センサ４６を加速することで開始される。本願の方法は続いて、１０８で示すように、渦電流センサ４６を減速することにより、第１の速度より小さい第２の速度で第１の直線部５４を屈曲部５８の方向へ移動させ、やがて屈曲部５８に到達するようにする。１０４、１０８および本願の他の箇所に示す加速および減速は、モータ３０および駆動機構２２のその他の部分に作動的に接続されたプローブ移動コントローラ９７が渦電流センサ４６に行わせる。

本願の方法は、その後、１１２に示すように、渦電流センサ４６を屈曲部５８の少なくとも一部の区間を第２の速度で移動させる。本願の別の箇所で記述したように、渦電流センサ４６は典型的には、屈曲部５８の全体を第２の速度で移動する。続いて、本願の方法は、１１６に示すように、渦電流センサ４６を加速して、第２の直線部６０を第２の速度より大きい第３の速度で屈曲部５８から離れる方向へ移動させる。そのような加速は、典型的には第２の緩衝部７６で起こる。第３の速度は第１の速度と等しくなる可能性が高いと考えられるが、必ずしも等しくする必要はない。本願の方法はまた、１２０に示すように、渦電流センサ４６からの渦電流信号の少なくとも一部を、渦電流センサ４６が細管１２に沿って等間隔に離隔した複数の位置へ順次移動するたびにその各位置で記録する。

本願の別の箇所で記述したように、そのような渦電流信号の記録は、ローラエンコーダ４０から出力される電子パルスの少なくとも一部に応答して行われる。ただし、そのような記録動作を引き起こすために使用される電子パルスは、特定の実施態様による必要性に応じて、モータエンコーダ３６から検出される場合もある。具体的には、本願の方法は、２０６に示すように、駆動機構２２を作動して、渦電流センサ４６を細管１２に対して移動させる。本願の方法はまた、２１０に示すように、ローラエンコーダ４０（および／または例えばモータエンコーダ３６）から一連の出力（例示する実施態様では電子パルス）を送出させることを含む。本願の方法はまた、２１４に示すように、一連の出力の少なくとも一部を検出することを含む。例示する実施態様では、渦電流試験装置９８が電子パルスを検出し、適宜、コンピュータ１６を作動して渦電流データを記録させる。本願の方法また、２１８に示すように、一連の電子パルスのうち少なくとも一部である各電子パルスに応答してコンピュータ１６を作動することにより、渦電流センサ４６からの瞬時渦電流信号または当該瞬時渦電流信号の少なくとも一部を保存させることを含む。

本発明は、第２のデータ信頼性の点検を行う。任意特定の細管１２に関するデータベース９６内の情報から、当該細管１２内の目印間の距離を求める。目印には、非限定的な例として、第１の接点６６Ａ、６６Ｂ、第２の接点７０Ａ、７０Ｂ、細管の端部、および細管を支持する構造体などが含まれる。この既知の距離に基づいて、目印間の区間のサンプル数を計算する。取得した渦電流信号を用いて、ソフトウェアは目印を特定し、渦電流データで表される目印間のサンプル数を求める。この計算値とデータ内の実際のサンプル数との間に予想外の差異が検出された場合、検出されたデータに信頼性がないことを示す印が付けられ、細管１２は再検査される。

任意特定の細管１２に関するデータベース９６内の情報から、当該細管１２内の目印の幅を求める。この既知の幅に基づいて、目印内のサンプル数を計算する。取得した渦電流信号を用いて、ソフトウェアは目印を特定し、渦電流データで表される目印内のサンプル数を求める。この計算値とデータ内の実際のサンプル数の間に予想外の差異が検出された場合、検出されたデータに信頼性がないことを示す印が付けられ、細管１２は再検査される。

したがって、改良された検査システム４および方法は、渦電流センサ４６の損傷の可能性を低減できるため、渦電流センサ４６の交換費用の節約、放射性の渦電流センサ４６の処分料が不要となることによる費用の節減が可能となる利点を有する。それに加え、細管１２からの渦電流信号の記録データは、経過時間に基づく測定値ではなく、また、渦電流センサが一定速度で移動するという単なる期待に依存するものではなく、細管の長さに沿って等間隔に離隔したさまざまな位置で得られるものであるため、再現性が高くより正確である。このことは、データの精度を高め、細管の再検査を減らす利点につながる。その他の利点も明らかとなるだろう。

本発明の特定の実施態様について詳しく説明してきたが、当業者は、本開示書全体の教示するところに照らして、これら詳述した実施態様に対する種々の変更および代替への展開が可能である。したがって、ここに開示した特定の配置構成は説明目的だけのものであり、本発明の範囲を何ら制約せず、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に記載の全範囲およびその全ての均等物を包含する。

Claims (15)

1. 渦電流センサ（４２）を用いて原子力施設（１０）の蒸気発生器（６）の複数の細管のうちの１本の細管（１２）を検査する方法であって、当該渦電流センサは渦電流信号を出力するように構成されており、当該細管は第１の直線部（５４）、第２の直線部（６０）、および当該第１の直線部と当該第２の直線部の間に位置する屈曲部（５８）を有し、当該方法は、
   当該渦電流センサを加速して、当該第１の直線部の中を第１の速度で当該屈曲部の方向へ移動させるステップと、
   当該渦電流センサを減速して、当該第１の直線部の中を当該第１の速度より小さい第２の速度で当該屈曲部の方向へ移動させ、当該屈曲部に到達させるステップと
   から成ることを特徴とする方法。
2. 前記渦電流センサを、前記屈曲部の少なくとも一部の中を前記第２の速度で移動させるステップをさらに含む、請求項１の方法。
3. 前記渦電流センサを加速して、前記第２の直線部の中を前記第２の速度より大きい第３の速度で前記屈曲部から離れる方向へ移動させるステップをさらに含む、請求項２の方法。
4. 前記渦電流センサが前記細管に沿って移動するに当たり等間隔に離隔した複数の位置に順次到達するたびに、前記渦電流センサからの前記渦電流信号の少なくとも一部を記録するステップをさらに含む、請求項３の方法。
5. 前記渦電流センサが前記細管に沿って移動するに当たり等間隔に離隔した複数の位置に順次到達するたびに、前記渦電流センサからの前記渦電流信号の少なくとも一部を記録するステップをさらに含む、請求項１の方法。
6. 請求項１の方法であって
   前記駆動機構（２２）を用いて、前記渦電流センサを、前記第１の直線部、前記屈曲部および前記第２の直線部のそれぞれの少なくとも一部の中を移動させるステップと、
   前記渦電流センサが前記細管に沿って所定の距離だけ移動したことを表す一連の出力を前記駆動機構から受け取るステップと、
   当該一連の出力の少なくとも一部に応答して記録を実行するステップと
   をさらに含む方法。
7. 前記屈曲部は半径（６４）を有し、前記渦電流センサを、前記屈曲部に沿って前記第１の直線部に隣接する前記屈曲部の始点から前記第２の直線部に隣接する前記屈曲部の終点まで、前記第２の速度を含み、前記屈曲部の当該始点から前記屈曲部の当該終点までのその移動に所定の時間がかかるような速度プロファイルに従って移動させるステップをさらに含む、請求項１の方法。
8. 前記複数の細管のうち、別の第１の直線部と、別の第２の直線部と、当該別の第１の直線部と当該別の第２の直線部の間に位置し前記半径とは別の半径を有する別の屈曲部とより成る別の細管を検査し、前記渦電流センサを、別の前記屈曲部に沿って前記別の第１の直線部に隣接する前記別の屈曲部の始点から前記別の第２の直線部に隣接する前記別の屈曲部の終点まで、前記別の屈曲部の当該始点から前記別の屈曲部の当該終点までのその移動に所定の時間がかかるように移動させるステップを含む、請求項７の方法。
9. 複数の細管（１２）を具備する蒸気発生器（６）の検査に用いる検査システム（４）であって、当該検査システムは、
   渦電流信号を出力するように構成された渦電流センサ（４６）を具備する渦電流プローブ（４２）と、
   当該渦電流プローブと協働して、当該渦電流センサを当該複数の細管のうちの１本の細管（１２）に対して移動可能な駆動機構（２２）であって、各々が当該渦電流センサの当該細管に対する所定距離の移動を表す一連の出力を発生するように構成されたエンコーダ（３６、４０）を具備する駆動機構と、
   当該一連の出力を検出し当該渦電流信号を記録するように構成されたコンピュータ（１６）であって、プロセッサ（８２）および当該プロセッサ上で実行されると当該検査システムを動作させる多数のルーチン（８８）が格納された記憶装置（８４）を有するプロセッサ装置（７８）を具備するコンピュータとより成り、当該動作は、
   当該駆動機構を作動させて当該渦電流センサを細管に対して移動させるステップと、
   当該エンコーダから一連の出力を送出させるステップと、
   当該コンピュータに当該一連の出力を検出させるステップと、
   当該一連の出力のうち少なくとも一部の出力の各々に応答して、当該コンピュータに当該渦電流信号を保存させるステップと
   から成ることを特徴とする検査システム。
10. 前記細管は第１の直線部（５４）、第２の直線部（６０）および当該第１の直線部と当該第２の直線部の間に位置する屈曲部（５８）を有する請求項９の検査システムであって、前記動作は、
    当該渦電流センサを加速して、当該第１の直線部の中を第１の速度で当該屈曲部の方向へ移動させるステップと、
    当該渦電流センサを減速して、当該第１の直線部の中を当該第１の速度より小さい第２の速度で当該屈曲部の方向へ移動させ、当該屈曲部に到達させるステップと
    をさらに含むことを特徴とする請求項９の検査システム。
11. 前記動作は、前記渦電流センサを、前記屈曲部の少なくとも一部の中を前記第２の速度で移動させるステップをさらに含む、請求項１０の検査システム。
12. 前記動作は、前記渦電流センサを加速して、前記第２の直線部の中を前記第２の速度より大きい第３の速度で前記屈曲部から離れる方向へ移動させるステップをさらに含む、請求項１１の検査システム。
13. 前記動作は、前記渦電流センサが前記細管に沿って移動するに当たり等間隔に離隔した複数の位置に順次到達するたびに、前記渦電流センサからの渦電流信号の少なくとも一部を記録するステップをさらに含む、請求項１２の検査システム。
14. 前記動作は、前記渦電流センサが前記細管に沿って移動するに当たり等間隔に離隔した複数の位置に順次到達するたびに、前記渦電流センサからの渦電流信号の少なくとも一部を記録するステップをさらに含む、請求項９の検査システム。
15. 請求項９の検査システムにおいて、前記コンピュータは、前記細管の寸法データおよび前記細管における複数の目印に関するデータをさらに含むデータベース（９６）を格納し、前記動作は、
    当該複数の目印のうちの一対の目印の間の距離を求めるステップと、
    当該一対の目印の間における渦電流データの予想サンプル数を計算するステップと、
    前記渦電流信号から当該一対の目印の間で検出されたデータのサンプル数を求めるステップと、
    渦電流データの予想サンプル数と検出されたデータのサンプル数とが不等か否かを判定し、それに応じて、データのサンプル数には信頼性がないと判定するステップと
    をさらに含むことを特徴とする、請求項９の検査システム。