JP2529994B2 - 原子炉内検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は沸騰水型原子炉（以下BWRという）の内部に
収容される炉心支持板等炉内構造物の探傷等の検査を行
なうのに好適な原子炉内検査装置に係り、特に、炉心支
持板等の炉内構造物の検査を自動的に行なうことができ
るようにした原子炉内検査装置に関する。

（従来の技術） 一般に、BWRは第８図に示すように構成され、原子炉
圧力容器１内には炉心２が冷却材３により冠水された状
態で収容され、炉心２は炉心支持構造物４により支持さ
れている。

炉心２は図示しない複数の燃料集合体および制御棒等
から構成されており、制御棒は制御棒駆動機構５によっ
て炉心２内へ挿入度が調節され、それによって炉心出力
が制御される。

冷却材３は炉心２を図中上方に向って昇流し、その昇
流の際に炉心２の核反応熱を冷却する一方で加熱されて
昇温する。昇温した冷却材３は水と蒸気との二相流とな
って、炉心２の上方に設置された気水分離器６内に導入
される。

この気水分離器６内にて液相と分離された蒸気はその
上方に設置された蒸気乾燥器７内に導入されて乾燥蒸気
となる。

この乾燥蒸気は原子炉圧力容器１に接続された主蒸気
配管８を介して図示しないタービン系の蒸気タービンに
移送されて発電に供される。

蒸気タービンで仕事をした蒸気は図示しない復水器内
に導入されて凝縮・液化されて復水となる。この復水は
復水浄化系（図示せず）を介して再度原子炉圧力容器１
内に戻される。

一方、気水分離器６で分離された水は原子炉圧力容器
１内のダウンカマ部を流下して上記給水と混合した状態
で再度炉心２の下方に供給される。以下これらの作用が
繰返される。

ところで、上記炉心支持構造物４は第９図に示すよう
に構成され、上部格子板９の複数の格子目内に複数の燃
料集合体を垂直方向にそれぞれ挿通して、各燃料集合体
の上部の位置決めを行なう。

上部格子板９の下方に配置された炉心支持板10は複数
の燃料集合体の下部を支持して位置決めを行なってい
る。これら上部格子板９および炉心支持板10は円筒状の
炉心シュラウド11内に収容されている。

炉心支持板10は第10図に示すように構成され、円筒状
の胴12内にはその直径方向に複数の補強板13,13…がほ
ぼ平行に並設されて胴12が補強され、各補強板13,13…
同士は接続棒14,14により接続されて固定され、胴12の
開口上端には円形の上板15が周溶接16により溶着され、
上板15には図示しない燃料集合体の支持金具の下部を嵌
入させて支持する支持用嵌合穴15aを複数配設してい
る。

上記周溶接16や胴12の継目の縦溶接17等の溶接部およ
びその周辺部には長年の原子炉運転により応力腐食割れ
が発生するおそれがあり、この応力腐食割れが発展する
と亀裂を発生せしめ、炉心支持板10に損傷を与える場合
がある。

この場合には炉心支持板10による燃料集合体の支持機
能が害され、原子炉運転に支障を来たすおそれがあると
共に、二次災害を招くおそれもある。

したがって、炉心支持板10は勿論のこと、原子炉圧力
容器１内の炉心構造物や各種炉内機器の各種点検や検査
が極めて重要な意義を有する。

しかし、原子炉圧力容器１内は高い放射線線量下にあ
るので、作業員が炉内構造物や各種炉内機器に直接接近
して各種点検や検査を行なうことは不可能である。

そこで、従来の炉内構造物等の点検等では原子炉圧力
容器１内に立入らずに、その上方から検査機器を吊り下
げて行なっている。

例えば炉心支持板10を検査する場合には、検査機器を
先端に取付けた長尺のポールを原子炉圧力容器１内にそ
の上方から挿入して行なうことが一般的である。

しかし、このような検査方法では炉心支持板10の上方
に上部格子板９があるので、この上部格子板９が上記長
尺ポールと干渉するおそれがある。

したがって、良好な点検作業性を確保するためには、
上部格子板９を原子炉圧力容器１より取外す必要があ
る。

しかしながら、この上部格子板９の取外しは、全ての
燃料集合体および制御棒の取外しを意味し、その着脱作
業に困難を要することはもとより、作業に長時間を要し
てしまう。

さらに、上部格子板９を取外した後、再度原子炉圧力
容器１内に取付ける場合には芯出し等の問題も発生し、
仮に正確な芯出しを行なわない場合には、制御棒の挿入
特性を損うことも予想される。これらの点を考慮する
と、上部格子板９の取外しは極力避けるべきである。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように従来の炉芯支持板10の検査方法では検
査作業が非常に困難であり、しかも、上部格子板９を原
子炉圧力容器１より取り外す作業が必要となり、極めて
困難であるという課題がある。

そこで本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
その目的は炉心支持板等炉内構造物の検査作業を容易化
し、その作業効率の向上を図ることができる原子炉内検
査装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は炉心支持板等炉内構造物の検査作業を自動的
に行なうことができるようにした原子炉内検査装置に関
するものである。

すなわち本発明は、原子炉内の炉内構造物を検査する
検査機器を伸縮自在のアーム先端部にそのアーム軸に対
し直角方向の軸周りに回転自在で、かつその軸方向に往
復動自在に保持する保持部と、上記アームを本体ケース
内にその側方に傾動自在に収納する本体と、この本体を
支持部ケースによりその軸周りに旋回自在に支持すると
共に、この支持部ケースの側方に開脚して上記炉内構造
物上に立脚する開閉自在の複数の支持脚を備える支持部
と、この支持部を上記炉内構造物上に起立させる起立位
置の位置決めを行なう位置決め部とを有し、上記保持部
による検査機器の回転および往復動操作と上記アームの
傾動収納および伸縮操作と上記支持部による支持脚の開
閉操作とを遠隔操作自在に構成したことを特徴とする。

（作用） 原子炉内検査装置が炉内構造物上に降下されると、こ
の炉内構造物上の原子炉内検査装置の設置箇所が位置決
め部により位置決めされ、支持部の各支持脚が遠隔操作
により支持部ケースの側方に開脚して本体を支持する。

さらに、遠隔操作によりアームが本体の側方に傾動す
ると共に、本体の軸周りに旋回し、伸縮アームが伸縮
し、検査機器が炉内構造物の検査対象箇所ないし近傍に
移動する。

ここで、保持部の適宜遠隔操作により検査機器を回転
あるいは昇降させ、検査機器により所要の検査を行な
う。

したがって本発明によれば、炉内構造物の検査を遠隔
操作により行なうことができるので、その検査の作業効
率の向上と、検査員の放射線被曝線量の低減とを図るこ
とができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図〜第７図に基づいて説明
する。なお、第１図〜第７図中、第８図〜第10図で示す
部分と共通する部分には同一符号を付している。

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図で
あり、角筒状の本体20はこの本体20と同形同大で軸長が
若干短かい角筒状の支持部30によりその軸周りに旋回自
在に支持され、この本体20と支持部30とは第９図で示す
上部格子板９の格子板同士の間隙である格子目を垂直方
向に挿通する寸法と形とに形成されている。

本体20はその角筒状の本体ケース21の上端と一側面を
開口させた縦溝の収納溝22内に伸縮自在のアーム40を本
体20の側方（水平方向）に傾動自在に収納し、アーム40
の先端部に保持部50を取付けており、保持部50には炉心
支持板10を検査する検査機器60を回転自在かつ昇降自在
に設けている。

上記支持部30の下端には位置決め部70の円盤状の大径
端部71が同軸状に固着され、この大径端部71にはこれよ
り小径の挿入用円筒72が一体に連成されている。

なお、第１図中、符号80は図示しない給電線やエアー
ホース等を内蔵するホースであり、81,82は水中TVカメ
ラ、83は図示しない吊りロープのフック等を引掛ける吊
り耳である。

挿入用円筒72は第２図および第３図に示すように炉心
支持板10における円板状の上板15の中心部にある複数の
支持用嵌合穴15a、もしくは図示しない制御棒案内管の
開口端部内に挿脱自在に挿入され、大径端部71がその支
持用嵌合穴15aもしくは制御棒案内管の開口端周縁部上
に密着されて、本体20の位置決めを行なう。

また、支持部30は第１図に示すように四角筒状の支持
部ケース31の各面に例えば４脚の支持脚32a,32b,32c,32
dを支持部ケース31の側方に開脚するように開閉自在に
それぞれ配設している。

すなわち、各支持脚32a〜32dは脚ロッド32a₁,32b₁,32
c₁,32d₁の先端部に円盤状の脚端32a₂,32b₂,32c₂,32d₂の
上面中心部を揺動自在に連結し、これら脚端32a₂〜32d₂
の下面には第２図および第３図で示す炉心支持板10の支
持用嵌合穴15a内に挿脱自在に嵌入される嵌入円盤32a₃,
32b₃,32c₃,32d₃が同軸状に突設され、各支持脚32a〜32d
が炉心支持板12の上板15上に確実に立脚できるようにな
っている。

各支持脚32a〜32dは第４図に示すように、各脚ロッド
32a₁〜32d₁が支持ケース31内に挿入されている内端部で
軸ピン33,33…により揺動自在に枢支されると共に、そ
の先端部は閉じスプリング34,34…に連結されて図中上
方に付勢され、各支持脚32a〜32dを図中一点鎖線で示す
ように挿入用円筒72の側面に閉じるようになっている。

また、各脚ロッド32a₁〜32d₁の各内端はワイヤー35,3
5…を介して挿入用円筒72内に同軸状に形成されたシリ
ンダ73内を往復動するピストン74上に立設されたストッ
パ75に結着され、ピストン74より下方のシリンダ73の下
部室内を図示しない排気チューブにより排気することに
より、各戻しばね34,34…のばね力に抗してピストン74
を図中下方へ降下させ、各支持脚32a〜32dを水平方向に
開脚するようになっている。

なお、ストッパ75が図中左右に対向配置された一対の
ローラ76の下面に衝当することによりピストン74の上昇
が規制される。

支持部ケース31の上端には第４図に示すように旋回用
モータ36が固定され、このモータ36の回転軸36aが本体2
0の本体ケース21の底部中心部に固定されており、支持
部ケース31の上端と本体ケース21の下端との間にベアリ
ング37が介在され、旋回用モータ36の駆動により本体20
がその軸周りに旋回するようになっている。

本体20の収納溝22内に傾動自在に収納されるアーム40
は第５図に示すように、主アーム41の基端部41aの中心
部を本体20の収納溝22の下端部に揺動自在に軸支し、基
端部41aの外面に固着された傾動レバー42の外端に、本
体20の軸方向に上下動する操作シリンダのピストン43の
連接棒43aを枢着している。

したがって、ピストン43の上下動によりアーム40が本
体20の側方のほぼ水平方向に傾動すると共に、収納溝22
内に収納される。

アーム40は第６図に示すように構成され、角筒状の主
アーム41内で角筒状の伸縮アーム44を出没自在に支持し
ている。

すなわち、アーム40は主アーム41の基端部41a内に内
蔵して固定した駆動用モータ44の回転軸44aに駆動ギヤ4
4bを固着し、この駆動ギヤ44bに、主アーム41内に同軸
状に内蔵したボールねじ45の一端に嵌合した従動ギヤ45
aを噛み合せている。

ボールねじ45はそのねじ部の図中左端部外周に螺合す
るボールナット46をフランジ46aを介して主アーム41内
に固定し、一方、ねじ部の図中右端部外周に螺合する移
動用ボールナット47を伸縮アーム44の角筒状基端部に固
定し、この角筒状基端部を角筒状の主アーム41内に挿入
することにより移動用ボールナット47の回転を規制して
いる。

したがって、駆動用モータ44を駆動することによりギ
ヤ44b,45aを介してボールねじ45が回転し、移動用ボー
ルナット47がボールねじ45上を軸方向に移動して伸縮ア
ーム44が軸方向に伸縮する。

伸縮アーム44の先端部に固着された保持部50は第７図
に示すように構成され、伸縮アーム44の先端に固着され
た上部ケース51と下部ケース52との間にはベアリング53
が介在されている。

上部ケース51内に内蔵されて固定されたモータ51aの
回転軸51bは下部ケース52の上端部中心部に固着され、
モータ51aの駆動により、その回転軸51b周りに下部ケー
ス52が回転するようになっている。

下部ケース52内には揺動ピストン53を上下動させるシ
リンダ54が形成され、シリンダ54の上部側面に上部孔54
aが、また、その下部側面に下部孔54bがそれぞれ穿設さ
れている。

また、上、下部孔54a,54bには一対のエアーホース55
a,55bが気密に接続され、上部孔54aからシリンダ54の上
部室に圧縮空気を供給することによりピストン53を下方
に押し下げる一方、下部孔54bからシリンダ54の下部室
に圧縮空気を供給することによりピストン53を上方に押
し上げ、ピストン53を上下方向に揺動するようになって
いる。

ピストン53のピストンロッド53aの下端部は下部ケー
ス52の底壁から外部へ延出して検査機器60を内蔵する機
器ケース61に固着され、機器ケース61内には水中ライト
62と水中TVカメラ63等の検査機器が内蔵され、水中TVカ
メラ63の撮影方向を水中ライト62により照明するように
なっている。

なお、水中TVカメラ63は必要に応じて超音波探傷装置
等他の検査機器に置換し、あるいは併設してもよい。

したがって、検査機器60はモータ51aの回転軸51b周り
に回転すると共に、ピストンロッド53aにより上下動す
ることができる。

次に本実施例の作用を説明する。

まず、炉心支持板10において、検査しようとする箇所
の図示しない燃料集合体と制御棒、並びに本実施例の原
子炉内検査装置を設置しようとする箇所の図示しない燃
料支持金具と制御棒案内管を炉心支持板10から取り外
す。

次に、本実施例の原子炉内検査装置のアーム40を本体
20の収納溝22内に収納すると共に、支持脚32a〜32dを支
持部ケース31の側面に閉じておく。

しかる後に、原子炉内検査装置の吊り耳83に引掛けた
図示しない吊りロープを介して天井クレーン等により懸
吊して原子炉圧力容器１内に吊り込む。

そして、原子炉内検査装置を上部格子板９の間隙であ
る格子目を挿通させてから、遠隔操作により各支持脚32
a〜32dを開脚させ、炉心支持板10上に降すと、挿入用円
筒72が炉心支持板10の支持用嵌合穴15aもしくは制御棒
案内管の開口端内に挿入されて、位置決めが行なわれ、
第２図および第３図に示すように開脚した各支持脚32a
〜32dにより本体20が確実に自立する。

この後、遠隔操作によりアーム40を第１図〜第３図に
示すようにほぼ水平方向に傾動させてから、支持部30の
駆動モータ36を所要方向に回転させてアーム40を本体20
周りに旋回させ、検査対象箇所の方角にアーム40を移動
させる。

次いで、遠隔操作によりアーム40を伸縮させて検査機
器60を検査対象箇所ないしその近傍に移動させる。

そして、保持部50のモータ51aとピストン53の駆動を
適宜制御して、水中ライト62により照明し、水中TVカメ
ラ63,81,82により検査対象箇所やその他の箇所を撮影
し、図示しないモニターに映し出す。

したがって、モニターを監視することにより炉心支持
板10の検査箇所等を検査することができる。

検査終了後はまず、アーム40の伸縮アーム44を収縮し
て本体ケース21の収納溝22内に収納し、各支持脚32a〜3
2dを支持部ケース31の側面に閉脚させる。

次に、吊りロープを巻き上げ、原子炉内検査装置を上
部格子板９の格子目を挿通させて引き上げる。

したがって本実施例によれば、原子炉内検査装置の遠
隔操作により炉心支持板10の検査を行なうことができる
ので、検査員の被曝線量の低減を図ることができる。

しかも、原子炉圧力容器１内の上部格子板９を取り外
す必要がないので、炉心支持板10の検査作業が著しく容
易となるうえに、検査時間の大幅な短縮を図ることがで
きる等、検査作業の効率を向上させることができる。

なお、本実施例では炉心支持板10を検査する場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば炉心シュラウド11（第９図参照）や上部格子
板９の検査装置として構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、原子炉内に収容
された炉内構造物を遠隔操作により検査することができ
るので、その検査の作業効率の向上と、検査員の放射線
被曝線量の低減とを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図、第
２図は第１図で示す実施例の原子炉内検査装置が炉心支
持板上に立脚している状態を示す部分平面図、第３図は
第２図の一部を縦断面で示す図、第４図は第１図で示す
支持部の部分断面図、第５図は第１図で示すアームの傾
動状態を示す正面図、第６図は第５図の一部を縦断面で
示す図、第７図は第１図で示す保持部の一部を縦断面で
示す図、第８図はBWR型原子炉の一般的構成を示す縦断
面図、第９図は第８図で示す炉心支持構造物の縦断面
図、第10図は第８図で示す炉心支持板の一部を切欠いて
示す一部切欠斜視図である。 20……本体、21……本体ケース、30……支持部、31……
支持部ケース、32a〜32d……支持脚、40……アーム、41
……主アーム、44……伸縮アーム、50……保持部、60…
…検査機器、70……位置決め部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子炉内の炉内構造物を検査する検査機器
   を伸縮自在のアーム先端部にそのアーム軸に対し直角方
   向の軸周りに回転自在で、かつその軸方向に往復動自在
   に保持する保持部と、上記アームを本体ケース内にその
   側方に傾動自在に収納する本体と、この本体を支持部ケ
   ースによりその軸周りに旋回自在に支持すると共に、こ
   の支持部ケースの側方に開脚して上記炉内構造物上に立
   脚する開閉自在の複数の支持脚を備える支持部と、この
   支持部を上記炉内構造物上に起立させる起立位置の位置
   決めを行なう位置決め部とを有し、上記保持部による検
   査機器の回転および往復動操作と上記アームの傾動収納
   および伸縮操作と上記支持部による支持脚の開閉操作と
   を遠隔操作自在に構成したことを特徴とする原子炉内検
   査装置。