JP2766075B2 - 支持プレート点検装置 - Google Patents

支持プレート点検装置

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JP2766075B2 JP5518418A JP51841893A JP2766075B2 JP 2766075 B2 JP2766075 B2 JP 2766075B2 JP 5518418 A JP5518418 A JP 5518418A JP 51841893 A JP51841893 A JP 51841893A JP 2766075 B2 JP2766075 B2 JP 2766075B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、原子力発電所点検装置の分野に向けられて
いる。特に、本発明は、原子力発電所の蒸気発生器点検
の分野に向けられている。
発明の背景 原子力発電所は、図１に示すように、３つの主な構成
要素:1以上の蒸気発生器に搬送される過熱水を生じさせ
る原子炉、電力を発生させる蒸気によって駆動される出
力タービンを備えているのが典型的である。
過熱水は、チューブシートによって蒸気発生器に搬送
される。原子力蒸気発生器におけるチューブシートは、
レーンによって隔てられ、一定の間隔を隔てた複数の支
持プレートによって一緒に保持された一対のチューブ部
材又はチューブの列を形成しているのが典型的である。
各チューブ列の高さは、975.36cm（32フィート）を越
え、各々91.44〜182.88cm（３〜６フィート）の間隔で
水平に隔てられた６〜８以上の支持プレートを備えてい
る。蒸気発生器において、過熱水を搬送するチューブシ
ートは冷水で急冷され、これがタービンを駆動させる蒸
気を生じさせる。水は、各レーンの下部に位置する複数
のアクセス口を通って出ていく。
この蒸気発生法は、幾つかの問題を引き起こす。第一
に、チューブシートを急冷するのに用いる水は近くの川
又は貯水場から直接供給される。斯かる水は、蒸気発生
器及び支持プレートの何れかにも穴をあけ、それらを腐
蝕することのある不純物又は化学物質を有していること
が多い。原子力蒸気発生器の稼働に伴う明らかな安全性
の理由からそれらの定期点検が必要であり、そして、蒸
気発生器の清浄性が、斯かるパイプの腐蝕及び損傷に起
因する問題となっている。蒸気発生器の高い腐蝕性環境
が、世界中で稼働中の多くの古い原子炉にとって特に問
題となる。
従来、これらの蒸気発生器のチューブ及び支持プレー
トを目視検査することは困難であった。チューブ及び支
持プレートの全ての部分を充分には点検することのでき
ない繁雑なシステムによって情報は収集されていた。パ
イプの高い放射性環境と熱のために直接人間による点検
は、６ヵ月周期につき一人あたり３〜５分の間に限定さ
れるのが普通であた。この時間では、腐蝕、穴及び漏れ
を注意深く点検するのに充分な機械が得られない。チュ
ーブシート部材を隔てるレーンの熱、放射能及び狭さ、
並びにアクセス口が小さいことにより、狭いレーン内及
び支持プレートにおけるチューブを点検することは、特
に困難である。
機械的な蒸気発生器の点検及び補修装置に関して多く
の特許が付与されている。例えば、米国特許第4,673,02
7号は、原子炉の蒸気発生器のチューブを点検し補修す
るための装置を開示している。この装置は、チャンバー
に挿入可能でありかつ遠隔的に制御及び監視される装置
内の点検機器を支持するためにチューブシートにロック
することのできるマニプレータを備えている。このマニ
プレータは、軸方向に長さを調節することのできる支持
脚、支持脚に連結され支持脚に対して可動なメインアー
ム、及びメインアームに連結された器材キャリヤーを備
えている。
米国特許第4,653,971号は、孔あきプレート上を移動
する搬送体によって運ばれる器具を選択的に位置決めす
るための装置を開示しており、この装置は、その位置で
入れ子式アームを旋回させるエルボを利用している。同
様に、米国特許第4,945,979号は、チューブの接続（plu
gging）作業を行なうための改良されたロボット式アー
ムを開示している。このシステムは、エルボ制御機構も
備えている。
米国特許第4,205,939号は、蒸気発生器のチューブを
遠隔的に補修するための装置を開示している。この装置
は、カラムに枢着されたブーム、及びカラムとともにブ
ームを回転させるシステムを備えている。開示された装
置は、チューブ上で作動可能な器具を備えている。
米国特許第4,231,419号は、熱交換器のチューブを点
検し補修するためのマニプレータを開示している。点検
アームが、引き込みノズルを通して挿入及び取り外しさ
れ、旋回アームが、チューブの開口に整合させることの
できるマウスピースを有する伸縮可能なマウスピースキ
ャリヤーを担持している。最後に、米国特許第4,919,19
4号は、原子力プラント内の作動を点検し維持するため
のロボットを配置する方法を開示している。
上記の機構の各々は、原子力蒸気発生器を点検及び／
又は補修するのい利用され、ロボット式のマニプレータ
又はアームを使用しているが、何れも、蒸気チューブ束
の外径又は支持プレートを点検するのに満足した状態で
は利用されていない。上記の装置はその何れもが、チュ
ーブに隣接して位置する直径2.54cm（１インチ）、5.08
cm（２インチ）、10.16cm（４インチ）又は15.24（６イ
ンチ）の孔に入ることができない。例えば、米国特許第
4.673,027号に開示された装置は、通常主チャンネルヘ
ッドと呼ばれるマンホールを通して蒸気発生器に入るよ
うに説明されている。
蒸気発生器のアクセス口を通して挿入することがで
き、かつ、チューブ列間のレーン内に位置するチューブ
及び支持プレートを完全に点検し得る、蒸気発生器のチ
ューブシート及び支持プレート点検システムに対する久
しい待望があった。更に、蒸気発生器の裏側（rear）の
点検及び洗浄を容易にし、かつ、蒸気発生器の最も小さ
なアクセス口を通じて挿入することのできる支持プレー
ト点検及び洗浄装置に対する久しい待望があった。
発明の概要 この久しい待望に鑑み、本発明は、原子力蒸気発生器
のチューブシートを隔てるレーン内を点検するための支
持プレート点検装置及び方法を開示する。本発明の装置
は、原子力蒸気発生器のチューブシート及び支持プレー
トの点検、特に、チューブの間に位置するレーン内の点
検を容易にする。好ましい実施態様では、この装置は、
蒸気発生器のアクセス口内及び二列のチューブ部材を隔
てるレーン内に演出可能なブーム手段であって前記レー
ン内で直立可能なブーム手段と、前記レーン内でチュー
ブ部材及び支持プレートを点検するための前記ブーム手
段に取り付けられたビデオカメラとを備えている。
より好ましい実施態様では、本発明は、支持プレート
点検装置であって、回転可能なコネクタによって第二の
ブームに連結された第一のブームを備え、前記第一及び
第二のブームは、蒸気発生器のアクセス口を通じて二列
のチューブ部材の間のレーン内に挿入可能であり、前記
回転可能なコネクタは、前記第二のブームが前記チュー
ブレーンを通して蒸気発生器のチューブ部材及び支持プ
レートに近接して直立することができるように、第二の
ブームの回転運動を容易にし、前記第二のブーム手段は
そこに取り付けられた電荷結合素子（CCD）ビデオカメ
ラを有し、前記CCDビデオカメラは、チューブ及び支持
プレートを前記CCDビデオカメラで点検することができ
るように、蒸気発生器の支持プレートに対して直立させ
かつ近接して位置決めすることができるように前記第二
のブーム手段に取り付けられていることを特徴とする装
置を指向している。
より好ましい実施態様では、第二のブームは、標準的
な蒸気発生器のチューブの高さである約975.36cm（32フ
ィート）の長さまで最大限延ばすことができる複数の入
れ子式部材を備えている。CCDビデオカメラは、遠隔操
作棒の制御下にあるパン及びティルト手段に取り付けら
れているのが好ましい。更に、CCDビデオカメラは、自
動合焦機構を備えているのが好ましい。更になお好まし
い実施態様では、本発明はチューブ及び支持プレートを
洗浄するための手段を備えている。
本発明は、原子力蒸気発生器の支持プレート及びチュ
ーブシートの点検方法にも向けられている。この方法
は、前記発生器のアクセス口を通してかつ二つのチュー
ブシートを隔てるレーン内に、CCDビデオカメラを装着
したブームを挿入する工程と、前記CCDビデオカメラが
前記チューブシート及び支持プレートに近接して保持さ
れ、前記チューブシート及び支持プレートを前記CCDビ
デオカメラによって点検することができるように、前記
レーン内で前記ブーム手段を直立させる工程とを、含ん
でいる。
本発明のこれら及び他の利点及び特徴は、以下に続く
詳細な説明から明らかになろう。
図面の簡単な説明 図１は、原子力発電所の構成要素の図である。
図２は、本発明の支持プレート点検装置の透視図であ
り、点検装置が回転可能なことを示している。
図３は、図２の線３−３に沿う支持プレート点検装置
の透視図である。
図４は、本発明の支持プレート点検装置の立面図であ
る。
図５は、本発明の支持プレート点検装置の入れ子式第
二ブーム部材の分離図である。
図６は、本発明の支持プレート点検装置のCCDビデオ
カメラの傾斜能を示している。
図７は、本発明の支持プレート点検装置のCCDビデオ
カメラのパン撮り能を示している。
図7Aは、本発明の支持プレート点検装置の洗浄手段の
取り付けを示している。
好適な実施態様の詳細な説明 本発明を添付図面を参照して説明する。なお、図面に
おいて同じ参照番号を付することができる場合にはそれ
を用いた。図２は本発明の支持プレート点検装置10を示
している。本発明が原子力蒸気発生器の支持プレート及
びチューブの容易で迅速な点検を促進するのに利用され
るであろうことは当業者に容易に理解されよう。チュー
ブは、通常のようにレーン21によって隔てられたチュー
ブ部材24、24aの列を形成し、複数の支持プレート26に
よって所定の位置に保持されている。各レーンの下部
は、通常のように１以上のアクセス口18を備えており、
アクセス口を通って急冷水が発生器を出る。この水は、
チューブシートのパイプを腐蝕し又はパイプに穴をあけ
放射性過熱水の漏れに帰着することのある不純物を含有
していることがある。斯かる漏れは、人間の目では見る
ことができないことがほとんどてある。また、アクセス
口が限られているため、パイプの点検を人間が直接行な
うことも困難である。
本発明の支持プレート点検装置10は、好適な実施態様
においては、蒸気発生器のアクセス口18内、及び二つの
チューブシート部材24、24a隔てているレーン21内に延
出させるためのブーム手段12を備えている。ブーム手段
はレーン21内で直立可能である。前記ブーム手段を直立
させた時にレーン21内でチューブ部材24、24a及び支持
プレート26を点検するため、ビデオカメラ手段30がブー
ム手段に取り付けられている。
より好適な実施態様ではブーム手段12は多節になって
おり、第一のブーム手段14と第一のブーム手段に回転可
能に連結された第二のブーム手段16とを備えている。ブ
ーム手段14、16は、ナックル継手等の回転可能な継手又
はコネクタ手段20によって接合されている。回転可能な
コネクタ20は手動クランクを介して又は空圧又は油圧ア
クチベータによって機械的に作動させることができる。
図２に示すように、回転可能なコネクタ手段20は、レ
ーン21内での第一のブーム手段14に対する第二のブーム
手段16の選択的な垂直方向の回転を容易にしている。本
発明を回転可能なナックル継手を用いる態様について説
明してきたが、第一のブーム手段に対して第二のブーム
手段を上方に回転させる即ち操縦するための任意の装置
を用いて本発明を実施できることは理解されよう。
第一及び第二のブーム手段14、16は、一実施態様にお
いては円筒状のブーム部材であり、蒸気発生器の壁23の
アクセス口18を通って蒸気発生器に入り、二列のチュー
ブ部材24、24aを隔てるレーン21内に延出する。壁23は
スチールから構成されているのが普通である。アクセス
口18は通常直径が2.54cm（１インチ）、5.08cm（２イン
チ）、10.16cm（４インチ）又は15.24（６インチ）であ
る。本発明の点検装置が2.54cm（１インチ）又は5.08cm
（２インチ）のアクセス口を通してアクセスできるよう
にすることにより、本発明は、チューブシート及び支持
プレートの二次サイド全体の点検を可能とする。
図３、図４及び図５に示すように、第二のブーム手段
16は、空圧式又は油圧式に伸ばすことのできる複数の入
れ子部材22を備えていることが好ましい。複数の入れ子
式部材22は、チューブレーン21内で、第二のブーム手段
16の選択的な垂直方向又は長手方向の調節を容易にす
る。入れ子式部材22は、原子炉の支持プレート26及びチ
ューブ部材24、24aの全体的な目視検査を容易にする。
好適な実施態様では、第二のブーム手段は、第二のブー
ム手段16を、最大約975.36cm（32フィート）まで垂直方
向に伸ばすことができるよう、充分な数及び長さの入れ
子式部材22を有すべきである。これは、典型的なチュー
ブの高さであり、チューブシート全体及び全ての支持プ
レートの点検を容易にしする。
支持プレート点検装置10は、更に、第二の入れ子式ブ
ーム手段16の遠位端又はその近くに取り付けられ、蒸気
発生器の外側に配置されたテレビモニターにビデオ画像
を伝送するビデオカメラ30を備えている。好適な実施態
様では、ビデオカメラは、CCD（電荷結合素子）技術を
用い得る。CCD（電荷結合素子）画像変換器の出現が、
テレビカメラを非常に小型に制作することを可能にし
た。CCD検知器アセンブリは、カメラレンズからの光学
画像を受像するように配置されるため、受像した画像の
成分を対応する電気信号に変換することができる。検知
器と連携する電気回路が、画像成分信号を、テレビの受
像機／モニターに用いるための標準ビデオ信号に変換す
る。本発明では、CCD回路は、例えば、ソニーのＡ−756
0−026A型を備えることができ、この型は、レンズアセ
ンブリから受像した光学画像を電気ビデオ信号に変換す
る機能を果たす。好適な実施態様のレンズアセンブリ
は、例えば、ソニーのVCL08SBYAを備えることができ
る。
CCDカメラを支持している第二のブーム手段14の遠位
端は、パン及びティルト（pan and tilt）手段32を更に
組み込んでおり、パン及びティルト手段には、ビデオカ
メラ30が取り付けられている。図６及び図７に示すよう
に、パン及びティルト手段32は、ビデオカメラ30の水平
方向32a垂直方向32bの回転を容易にする。好ましい実施
態様では、ビデオカメラは、359度パンすること及び約1
80度ティルトすることができるべきである。この様にし
て、ビデオカメラ30は、チューブ部材24、24a及び支持
プレートを全体的に点検することができる。好ましい実
施態様では、ビデオカメラ30は、更に自動合焦機構34を
組み込んでいることが好ましく、この機構は、パン及び
ティルト手段32とともに、蒸気発生器の外側の操作棒
（図示せず）を用いてオペレータによって制御される。
図６及び図７は、更に、操作棒からの自動合焦並びに
パン及びティルト機構の遠隔操作を容易にする接続ケー
ブル36を示している。ビデオカメラ30からのケーブル36
は、蒸気発生器の外側に位置する閉回路テレビモニター
につながっている。
最後に、図7Aに示すように、本発明は、更にチューブ
24、24a及び支持プレート26を洗浄するための手段を備
えている。好適な実施態様では、手段38は、熱湯、蒸気
又は化学洗浄剤を噴射してチューブ部材24、24a及び支
持プレート26を洗浄するホース42に取り付けられたノズ
ル40を備えている。
ここで添付図面を参照して、本発明の作用を説明す
る。先に述べたように、本発明は、原子力蒸気発生器の
支持プレート26及びチューブ部材24、24aを点検するの
に利用される。初めに、図２に示すように、支持プレー
ト点検装置10は、蒸気発生器の壁23のアクセス口18を経
て及び二列のチューブ部材24a及び24bを隔てるレーン21
を通して挿入される。取り付けられたCCDビデオカメラ3
0を有する第二の入れ子式部材16を、回転コネクタ接合
手段20を用いて直立させる。回転接合手段20は、機械的
クランクを用いて直立させることができる他、油圧又は
空圧の動力源によっても直立させることができる。入れ
子式の第二ブーム手段16は、支持プレート及びチューブ
シートの点検を容易にするため、レーン21内を上方に延
びる。入れ子式の第二のブーム手段16は、CCDカメラ30
が支持プレート26及び全チューブの余すところのない徹
底した目視検査を行なうことができるよう、長手方向に
調節することができる。入れ子式部材22は、チューブ及
び支持プレートの充分な点検を容易にするため、CCDカ
メラが垂直方向に約975.36cm（32フィート）延びること
ができるようにされる。
発生器の外側に位置する操作棒を用いて自動合焦並び
にパン及びティルト手段を調節することにより、CCDカ
メラは、チューブ24、24a及び支持プレート26を充分に
点検することができる。オペレータは、発生器の外側で
安全に、CCDカメラ30と連携して用いる閉回路テレビカ
メラによる点検を監視することができる。入れ子式の第
二の手段16を、最大約975.36cm（32フィート）まで選択
的に延ばすことにより、CCDカメラ30は、各々のチュー
ブシート部材を保持する４〜６個の支持プレートを充分
に点検することができる。チューブ部材24、24a及び支
持プレート26から腐蝕物及び汚れを取り除くための熱
湯、蒸気又は化学洗浄剤を得るのに手段38を利用するこ
とができる。
点検が終了したら、図２に示すように入れ子式部材22
を縮め、第二のブーム手段を下方に回転させる。支持プ
レート点検装置10を、壁23のアクセス口18を通して引き
抜く。次いで、他のアクセス口16に装置を延ばし込むこ
とにより、この手順を、繰り返すことができる。
以上、本発明を添付図面及び上記の詳細な説明に関連
して説明したが、本発明には他に多くの変更及び態様が
あること、及び本発明の範囲は本明細書に記載の請求の
範囲を考慮して決定さるべきことは理解されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァイアー，ブルース エイ. アメリカ合衆国 14519 ニューヨーク 州 オンタリオ， ハレイ ロード 420番地 (72)発明者 マックエンティー，ポール イー. アメリカ合衆国 14624 ニューヨーク 州 ロチェスター，ベルモール ドライ ブ 61番地 (72)発明者 ブラッド，ローレン アメリカ合衆国 14488 ニューヨーク 州 リヴォニア センター， センター ストリート 2832番地 (56)参考文献 特開 昭60−162912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−54090（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−23389（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−53492（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4846573（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21C 17/00 - 17/017 G21C 17/08 G21C 19/02

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回転可能なコネクタによって第二のブーム
    に連結された第一のブームであって、前記第一及び第二
    のブーム及び前記回転可能なコネクタは、蒸気発生器の
    アクセス口及び二列のチューブ部材を隔てるレーン内に
    挿入可能であり、前記回転可能なコネクタは、前記第二
    のブームを、前記レーン内で直立させるようになってい
    る第一のブームと、 前記第二のブームを直立させた時に、前記レーン内でチ
    ューブ部材及び支持プレートを点検するための前記第二
    のブームに取り付けられたビデオカメラとを、 備えていることを特徴とする原子力蒸気発生器の支持プ
    レート及びチューブシートの点検装置。
  2. 【請求項２】前記ブーム手段は、少なくとも二つの入れ
    子式部材を備えていることを特徴とする請求項１記載の
    装置。
  3. 【請求項３】前記ブーム手段は、複数の入れ子式部材を
    備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】前記複数の入れ子式部材は、外側に最大約
    975.36cm（32フィート）まで延びることができることを
    特徴とする請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】前記ビデオカメラは、CCDカメラであるこ
    とを特徴とする請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】前記チューブ部材及び支持プレートを洗浄
    するための手段を更に備えていることを特徴とする請求
    項１記載の装置。
  7. 【請求項７】原子力蒸気発生器のチューブシート及び支
    持プレートの点検装置であって、 回転可能なコネクタによって第二のブームに連結された
    第一のブームを備え、前記第一及び第二のブーム及び前
    記回転可能なコネクタは、蒸気発生器のアクセス口を通
    じて二列のチューブ部材を隔てるレーン内に挿入可能で
    あり、前記チューブ部材は、少なくとも一つの支持プレ
    ートによって支持され、前記回転可能なコネクタは、前
    記第二のブームを、前記チューブ部材及び前記少なくと
    も一つの支持プレートに近接した位置に直立させるよう
    になっており、 前記第二のブームは、カメラ又は洗浄手段を有し、前記
    カメラ又は洗浄手段は、前記第二のブームと前記カメラ
    又は洗浄手段とが、前記支持プレート及び前記チューブ
    に近接して直立に回転された時、前記少なくとも一つの
    支持プレート及び前記チューブシート部材を前記カメラ
    又は洗浄手段で目視し、検査することができるように前
    記第二のブーム手段に取り付けられていることを特徴と
    する装置。
  8. 【請求項８】前記CCDカメラは、前記第二のブームに取
    り付けられたパン及びティルト機構に取り付けられてい
    ることを特徴とする請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】前記第二のブームの選択的な長手方向の調
    節ができるよう、前記第二のブーム手段は、長手方向に
    入れ子になることを特徴とする請求項７記載の装置。
  10. 【請求項１０】パン及びティルト手段を制御するための
    手段を更に備えていることを特徴とする請求項８記載の
    装置。
  11. 【請求項１１】前記パン及びティルト手段を制御するた
    めの装置は、操作棒であることを特徴とする請求項10記
    載の装置。
  12. 【請求項１２】前記第二の入れ子式ブームを延び縮みさ
    せるための手段を更に備えていることを特徴とする請求
    項９記載の装置。
  13. 【請求項１３】蒸気発生器のチューブシートを点検する
    方法であって、 前記蒸気発生器のアクセス口を通じて、二列のチューブ
    部材を隔てるレーン内に、取り付けカメラを有するブー
    ムを挿入する工程と、 前記カメラが前記チューブ部材及び支持プレートに近接
    して保持され、これらを前記レーン内で前記カメラによ
    って点検することができるように、前記チューブ部材の
    列を隔てる前記レーン内で前記ブームを直立させる工程
    とを、 含むことを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】CCDカメラを、パン及びティルト手段で
    制御する追加の工程を含むことを特徴とする請求項13記
    載の方法。
  15. 【請求項１５】回転可能なコネクタによって第二のブー
    ムに連結された第一のブームであって、前記第一及び第
    二のブーム及び前記回転可能なコネクタは、蒸気発生器
    のアクセス口内及び二列のチューブ部材を隔てるレーン
    内に挿入可能であり、前記回転可能なコネクタは、前記
    第二のブームを、前記レーン内で直立させるようになっ
    ている第一のブームと、 前記第二のブームを直立させた時に、前記レーン内でチ
    ューブ部材及び支持プレートを点検するための前記第二
    のブームに取り付けられたビデオカメラとを、 備えていることを特徴とする原子力蒸気発生器の支持プ
    レート及びチューブシートの洗浄装置。
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