JP2530015B2 - 原子炉内構造物の検査装置 - 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）の炉内構
造物の探傷等の検査を行なう原子炉内構造物の検査装置
に係り、特に炉心支持板を固定するスタッドボルトの検
査を行なうのに好適な原子炉内構造物の検査装置に関す
る。

（従来の技術） 一般に、BWRの構成は第６図に示すように原子炉圧力
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によって支持され
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内への挿入度が調節され、それによって炉心出
力が制御される。

冷却材３は炉心２を図の上方に向かって昇流し、この
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。以下これら作用が繰
返される。

ところで、上記炉心支持構造物４は第７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っている。

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内に収納されている。

炉心支持板10は炉心シュラウド11のフランジ部12に着
座し、機械的に接続されている。この部分の詳細は第８
図に拡大して示す様に、棒の両端にねじ部を有するスタ
ッド13を、炉心支持板10に設けられた貫通孔及び炉心シ
ュラウド11のフランジ部12に設けられた貫通孔をそれぞ
れ貫通させ、座金16を上下に介してナット14で締付け、
上部ではキーパ15により回り止めを実施し、下部ではナ
ット14とスタッド13を溶接している。

（発明が解決しようとする課題） 上記したスタッド13は、強い引張力により締付けてい
るため、長年の原子炉の運転により応力腐食割れ等によ
り亀裂が発生する可能性がある。この亀裂が進展すると
スタッド13の破損が生ずる場合がある。

この現象が生じると、炉心支持板10による燃料集合体
の支持機能が害され、原子炉の運転に支障を来す。した
がって、原子炉圧力容器１内の炉内構造物や各種炉内機
器を点検し検査することは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、従来は炉内構造物等の検査は原子炉圧力容器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。

たとえば、炉心支持板10のスタッド13を検査する場合
には、検査機器を先端に取り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のが一般
的である。

しかしこの様な検査方法では、炉心支持板10の上方に
設置してある上部格子板９と検査装置との干渉による操
作上の制約及びスタッド13の取付部の環境的制約により
炉心支持板10から上に飛び出ている部分のみが水中テレ
ビカメラ等の光学的手法によって検査可能であった。こ
のため微細な亀裂は発見できず、大きな欠陥しか発見で
きないという問題があった。又、超音波探傷によりスタ
ッド13を検査しようとしても、回り止め用のキーパ15に
より超音波が乱れ検査不可能であった。

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、炉内構造物の検査作業を容易化し、その作業効
率を向上させると共に、微細な欠陥も発見可能で原子炉
の信頼性を向上させることが出来る原子炉検査装置を提
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） 本発明においては、原子炉圧力容器内に設置されてい
る炉内構造物を、原子炉圧力容器の上方から接近して検
査を行なう原子炉構造物の検査装置において、原子炉圧
力容器内に設置された炉心支持板に既設されている貫通
孔に挿通し、炉心支持板に着脱自在とされた位置決め部
と、この位置決め部から下方に伸縮可能に設けられ、且
つ位置決め部に対して回動可能とされたケースと、検査
用機器が取付けられてケースに出入可能に設けられた保
持部とを具備させた。

（作用） 検査装置の位置決め部を炉心支持板に装着すると、ケ
ースは炉心支持板の下方に設置される。そこでケースか
ら保持部を出せば、検査用機器は炉心支持板の下方に位
置する炉内構造物に接近してその検査を行なうことがで
きる。保持部は、ケースからの延伸量、ケースの位置決
め部に対する回動角度および伸縮量を調節することによ
って、炉内構造物の特定の部分に接するようにすること
ができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図乃至第５図を参照して
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図であり、第１
図において、炉心シュラウド11のフランジ部12に炉心支
持板10がその縁を接して搭載され、炉心支持板10とフラ
ンジ部12の間にはスタッド13が架設されてこれらを圧着
固定している。炉心支持板10の制御棒案内管を取外した
後の孔に円筒状のケース20が挿通され、ケース20の上部
に連なる位置決め部21によって炉心支持板10に固定され
ている。位置決め部21の上方には駆動部22が連結されて
いる。またケース20にはリンク24を介して保持部23が取
付けられている。

ケース20内の詳細は第２図に示すように、ケース20に
収納されたモータ30と、このモータ30に連結されたボー
ルねじ31と、このボールねじ31と螺合させた従動ギヤ32
と、この従動ギヤ32と保持部23とをピン接合によって連
結するシャフト35が設けられ、ケース20と２本のリンク
24,24によって連結された保持部23が鉛直面内にて回動
できるようにされている。またケース20内には保持部23
の動きを監視するための水中TVカメラ34と水中ライト33
が取付けられている。

位置決め部21と駆動部22の詳細は第３図に拡大して示
すように、ほぼ円筒形の位置決め部21の外側に段部が形
成され、これによって縮径された部分の外径が、炉心支
持板10の制御棒案内管の挿入孔の内径とほぼ一致するよ
うにされている。段部形成面には制御棒案内位置決め用
ピンに係合される位置決め孔47が穿孔されている。

駆動部22は位置決め部21の上にベアリング46を介して
回転できるように搭載されている。またケース20は駆動
部22に対して出入し、且つまた回転することができるよ
うにされながら支持されている。すなわち駆動部22には
旋回用モータ40と上下用モータ41が取付けられ、上下用
モータ41に連結されたボールねじ44に螺合された上下用
ナット45にケース20が固定されている。ケース20の外面
には溝48が設けられ、この溝48に駆動部22に設けられた
突起49が係合するようにされ、これによって上下用モー
タ41の回転運動をケース20の上下運動に変換している。
また位置決め部21の内側面を一周してラック43が取付け
られ、このラック43に旋回用モータ40に連結されたピニ
オン42が歯合され、旋回用モータ40を回転させることに
よって駆動部22が位置決め部21に対して回転できるよう
にされている。

保持部23の細部は第４図に拡大して示したように、上
端部には、スタッド13の下端部に締結されているナット
14に外接する内径を有する座ぐり孔55が設けられ、且つ
この座ぐり孔55の底面に超音波探傷用の接触子52をスプ
リング53を介して弾発的に収納したホルダ51が、ベアリ
ング54を介して回転できように挿着され、回転用モータ
50に連結されている。

探触子52は、第４図のＩ−Ｉ線矢視断面図を表す第５
図に示すように、ホルダ51の回転中心から偏心して取付
けられ、ホルダ51を回転しても、スタッド13の下端底部
に残存しているスタッド13の加工用センターホール61に
探触子52が接することがないようにされている。

次にこれの作用について説明する。

検査の実施に先立ち、検査しようとするスタッド13の
近くにある燃料集合体、制御棒、燃料支持金具および制
御棒案内管を、炉心支持板10から取外す。次に保持部23
を内部に収納したケース20と、位置決め部21および駆動
部22を含む検査装置を、図示を省略した天井クレーンか
らロープ等で吊るして原子炉圧力容器１内に吊り下ろ
し、上部格子板９を通過させて炉心支持板10の制御棒案
内管を取外した後の孔に挿入する。

位置決め孔47を制御棒案内位置決め用ピンに挿入させ
て位置決め部21を炉心支持板10に着座すると、検査装置
は炉心支持板10に固定される。

水中ライト33によって照明して水中TVカメラ34で監視
しながらモータ30を回転して保持部23をケース20から延
伸させ、この延伸量とモータ40の回転によるケース20の
回転を併用して、保持部23に検査しようとするスタッド
13の真下の位置をとらせる。ここでモータ41を回転して
ケース20を上昇させ、ホルダ51をナット14に外接するよ
うに適合させながら探触子52をスタッド13の底面に接触
させれば検査の準備が終る。

モータ50を回転すれば、探触子52はスタッド13の底面
で種々の位置を取らせることができ、それぞれの位置で
超音波探傷を行ない、スタッド13の底面からの検査をく
まなく行なうことができる。探触子52はスタッド13の底
面にある加工用センターホール61に接することはないの
で、加工用センターホール61によって生ずる音波の乱れ
を生ずることはない。

検査終了後はケース20を下降させ、保持部23をケース
20内に収容した後、据付け時と逆の手順によって検査装
置を取外すことができる。また検査装置は一箇所の制御
棒案内管を取外した後の孔に固定したまま、ケース20の
回転と保持部23のケース20からの延伸量を加減すること
によって、数箇所のスタッド13に適合させてそれぞれの
検査を行なうことができる。

なお本実施例では、ホルダ51の回転中心から偏心配置
された一個の探触子52を回転用モータ50によって回転
し、各位置で超音波探傷を行なっているが、ホルダ51は
保持部23に固定したままホルダ51に適宜個数の探触子を
配置するようにしてもよい。

また本実施例では、炉心支持板をシュウラドに固定す
るスタッドを、超音波探傷によって検査する装置につい
て説明したが、その他に水中TVカメラ等による検査装置
として構成することもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、炉内構造物特に炉心支持板の下方に
位置する炉内構造物であっても、これらに検査用機器を
接近させて検査することが可能になるので、原子炉の健
全性の確保、検査作業の効率向上ならびに作業員の放射
線被曝線量の低減など顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図のケースの詳細を示す縦断面図、第３図は第１図の位
置決め部と駆動部の詳細を示す縦断面図、第４図は第１
図の保持部の詳細を示す縦断面図、第５図は第４図のＩ
−Ｉ線を矢視した断面図、第６図は沸騰水型原子炉の圧
力容器内の概略を示す断面図、第７図は第６図の炉心構
造物の詳細を示す側面図、第８図は炉心支持板を固定す
るスタッドを示す断面図である。 １……原子炉圧力容器、10……炉心支持板 20……ケース、21……位置決め部 23……保持部、52……探触子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子炉圧力容器内に設置されている炉内構
   造物を前記原子炉圧力容器の上方から接近して検査を行
   なう原子炉内構造物の検査装置において、前記原子炉圧
   力容器内に設置された炉心支持板に既設されている貫通
   孔に挿通し前記炉心支持板に着脱自在とされた位置決め
   部と、この位置決め部から下方に伸縮可能に設けられ且
   つ前記位置決め部に対して回動可能とされたケースと、
   検査用機器が取付けられて前記ケースに出入可能に設け
   られた保持部とを有することを特徴とする原子炉内構造
   物の検査装置。