JP3075952B2

JP3075952B2 - シュラウド検査装置

Info

Publication number: JP3075952B2
Application number: JP07068820A
Authority: JP
Inventors: 順一高林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 2000-08-14
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: JPH08240690A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉圧力容器内に設
置されている炉心シュラウドの母材及び溶接部と、その
近傍の溶接熱影響部に対し、超音波探傷試験（ＵＴ）を
主とした非破壊検査を行い、炉心シュラウドの健全性確
認を行うためのシュラウド検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、図４１および図４２を参照して沸
騰水型原子炉と定期検査中の状態を説明する。

【０００３】図４１に示すように、原子炉圧力容器１内
には炉心シュラウド２がシュラウドサポートシリンダ３
およびシュラウドサポートレグ４を介して立設されてい
る。炉心シュラウド２内には燃料集合体５が装荷される
炉心６が配置され、炉心６内には制御棒７が上下方向に
挿抜自在に設けられている。

【０００４】制御棒７は制御棒案内管８内に挿通して設
けられ、制御棒案内管８は制御棒駆動機構ハウジング９
に接続している。また、制御棒案内管８の上部には図示
しない燃料支持金具が組み込まれ、燃料集合体５の４本
を支持している。

【０００５】燃料集合体５は上部が上部格子板１０で支
持され、下部は炉心支持板１１により横方向を支持して
いる。燃料集合体５の荷重支持は燃料支持金具で受け持
ち、制御棒案内管８および制御棒駆動機構ハウジング９
で支持される。

【０００６】炉心シュラウド２と原子炉圧力容器１との
間にはジェットポンプ１２が設けられている。このジェ
ットポンプ１２は原子炉圧力容器１に溶接されたライザ
ブレース１８で支えられている。炉心シュラウド２の上
方にはシュラウドヘッド１３が設けられ、シュラウドヘ
ッド１３の上部にはスタンドパイプ１４を介して気水分
離器１５が設けられ、気水分離器１５の上方には蒸気乾
燥器１６が設けられている。炉心シュラウド２の外側面
には炉心スプレイ配管１７が接続されている。

【０００７】図４２は原子炉の定検時の原子炉圧力容器
１内の状態の一例を示している。原子炉圧力容器１の上
方には燃料交換機１９が設置されている。図６に示した
原子炉圧力容器１の上部蓋は取外され、蒸気乾燥器１
６、気水分離器１５とシュラウドヘッド１３が除去され
ている。

【０００８】原子炉圧力容器１内には円筒状炉心シュラ
ウド２と、この炉心シュラウド２内において炉心６とこ
の炉心６内の燃料集合体５の上部を支持する上部格子板
１０と燃料集合体５の下端横方向を支持する炉心支持板
１１およびジェットポンプ１２等の原子炉内構造物が設
置された状態で残っている。

【０００９】一般に原子炉内構造物はオーステナイト鋼
で構成されており、オーステナイト系ステンレス鋼等の
金属材料は水中に置かれた場合、その金属材料の溶接部
またはその近傍において応力腐蝕割れ（ＩＧＳＣＣ）が
発生することが知られている。応力腐食割れの発生の要
因は材料、応力、環境の三因子が重畳した条件下で生じ
るとされている。

【００１０】応力腐食割れが発生する材料因子としては
Ｃｒ炭化物が結晶粒界へ析出してその周囲に耐蝕性の劣
るＣｒ欠乏層が形成されることによる鋭敏化、応力因子
は溶接や加工によって材料内部に残留する引張残留応
力、環境因子は高温水中の溶存酸素量などが挙げられ
る。

【００１１】応力腐食割れはこれらの三因子が重畳した
条件下で発生するため、これらの三因子の中から一つの
因子を取り除くことにより防止することが可能である。

【００１２】このように溶接部またはその近傍に応力腐
食割れの発生する可能性のある部分に対し、検査、点検
を正確に実施し、その健全性を確認して予防保全を行う
ことが応力腐食割れを防止する一手段といえる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】原子炉内構造物の炉心
シュラウドは燃料集合体を収容している筒で、万一この
炉心シュラウドに応力腐食割れが発生し、取換工事を行
う場合は長期を要するという問題があった。

【００１４】またＳＣＣの発生した表面に高いエネルギ
ーのビーム（レーザービーム）を照射することによって
部材表面の鋭敏化部を溶体化温度以上に加熱し、脱鋭敏
化を図る方法が例えば特開昭６０−１６５３２３号公
報、特開昭６１−５２３１５号公報、特開昭６１−９６
０２５号公報、および特開昭６１−１７７３２５号公報
に開示されている。

【００１５】しかしながらこのＳＣＣを発見する為には
原子炉圧力容器内の炉心シュラウドの点検検査を正確に
行う必要がある。

【００１６】本発明は上記課題を解決するために成され
たもので、原子炉圧力容器と炉心シュラウドとの間の炉
心シュラウド外周面側より容易にアクセスすることがで
きるとともに、炉心シュラウド内の構造物及び燃料等に
妨害されること無く炉心シュラウド外周面の全面に亘っ
て水中遠隔作業で正確な検査を短時間で行うことができ
るシュラウド検査装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、原子炉圧力容
器内に設けられた炉心シュラウドの上部フランジ部に設
置され、このフランジに沿って周方向に走行する走行台
車と、この走行台車に保持され炉心シュラウドの外側に
配置される昇降レール保持部と、この昇降レール保持部
の下部にリンク機構を介して連結された昇降レールと、
この昇降レールに案内されて上下動する検査ヘッドとを
備え、リンク機構は昇降レールを炉心シュラウドの外周
面に押し付ける機構を有するとともに、昇降レールのリ
ンク機構との接続部よりも上方部位に、炉心シュラウド
側に突出して昇降レール部と炉心シュラウドの外周面と
の間のギャップを保持させるスペーサを設置し、てこの
原理により昇降レール全体を炉心シュラウド壁に押し付
けることを可能としたものである。

【００１８】

【作用】通常の定期検査で取り外す機器を取り外した後
に、炉水を保持した状態で遠隔操作式の炉心シュラウド
検査装置を原子炉圧力容器と炉心シュラウドとの間に吊
り下げる。そして、炉心シュラウドの上部フランジ部に
着座させた後、シュラウド検査装置の昇降レールを押付
ける機構を作動させ、ジェットポンプとジェットポンプ
の間より昇降レール部を炉心シュラウドに押付ける。こ
の場合、昇降レールのリンク機構との接続部よりも上方
部位に、炉心シュラウド側に突出して昇降レール部と炉
心シュラウドの外周面との間のギャップを保持させるス
ペーサを設置し、てこの原理により前記昇降レール全体
を炉心シュラウド壁に押し付けるようにすることで、昇
降レールを炉心シュラウドの外周面に対して殆ど密接す
る状態で配置させて狭い空間での移動を容易に行うこと
ができ、これにより原子炉圧力容器との間に設けられた
ジェットポンプなどの障害を容易に回避して、シュラウ
ド外周面に沿って周方向に円滑に周回させることができ
る。

【００１９】さらに、昇降レール下部の昇降レール下端
押付機構を作動させ、昇降レール全体を炉心シュラウド
に位置決めした後、装置を旋回及び上下動させ、炉心シ
ュラウドに対してＵＴ等非破壊検査を実施する。

【００２０】これにより、特に炉心シュラウドの溶接部
近傍に発生しやすい割れ等の欠陥の有無を正確に検査す
ることで炉心シュラウドの健全性を確認でき、ひいては
原子炉の安全性向上に寄与することができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２２】図１〜図６は本発明の一実施例を示してい
る。

【００２３】これらの図に示すように、本実施例のシュ
ラウド検査装置２０はＢＷＲの定期検査時等に原子炉圧
力容器１内の炉心シュラウド２の外周側に位置するジェ
ットポンプ１２との間の空間に昇降レール２１部が入る
ように、燃料交換機１９の補助ホイスト等により吊り下
ろされ、炉心シュラウド２上部のアランジ面２ａの上に
走行台車２４部分が着座する構成となっている。

【００２４】このシュラウド検査装置２０の装着時には
昇降レール２１が昇降レール保持部２３と上下方向でほ
ぼ一直線となるような状態にしておいて走行台車２４か
ら吊り下ろし、その後回動することで、炉心シュラウド
２とこれよりも上方には配置されている炉心スプレイ配
管１７等の構造物との位置関係による干渉を極力なく
し、スムーズに装着できるようにしている。

【００２５】シュラウド検査装置２０を炉心シュラウド
２上部のフランジ面２ａに着座させた後、昇降レール押
付け機構２５を作動させ、ジェットポンプ１２のウェッ
ジ保持ブラケット１２ａ（図４参照）間を通過できる寸
法にデザインした昇降レール２１を、炉心シュラウド上
部胴２ｂと中間胴２ｃとの間のオーバーハング部をかわ
して炉心シュラウド２壁面に押付けるようになってい
る。なお、検査ヘッド２２はジェットポンプ１２に干渉
しない位置に予め昇降機構２６で逃がしておく。

【００２６】昇降レール押付け機構２５で炉心シュラウ
ド２の壁面に押付けられた昇降レール２１は、図５に示
すように、昇降レール押付け機構２５との連結部よりも
上方に炉心シュラウド２の壁面と昇降レール２１との間
のギャップを保持するための上部ローラ４１を具備して
いる。この上部ローラ４１が支点となり、昇降レール２
１の押付け機構２５との連結部が力点となるため、てこ
の原理により昇降レール２１全体が炉心シュラウド２の
壁面側に押付けられるようになる。

【００２７】しかし、実際には昇降レール２１が完全な
鋼体ではないため、その下端部が完全に炉心シュラウド
２の壁面に押付けられず浮いてしまうことも考えられ
る。これを防ぐ目的で、本実施例では昇降レール２１の
下端部に昇降レール下端押付け機構３０を具備してい
る。そして、この昇降レール下端押付け機構３０を作動
させることにより、昇降レール２１の下端部も炉心シュ
ラウド２壁面に押付け、結果として昇降レール２１全体
が炉心シュラウド２壁面に完全に押付けられるようにな
っている。

【００２８】以上に示すように、シュラウド検査装置２
０を炉心シュラウド２に位置決めした後、検査ヘッド２
２を検査対象箇所に位置決めして検査するため、昇降機
構２６で検査ヘッド２２を昇降レール２１に沿って上下
動させる。また、走行台車２４の走行車輪駆動機構２７
で車輪２８を回転させてシュラウド検査装置２０全体を
炉心シュラウド２の上部フランジ部２ａをガイドにして
周方向に動作させる。

【００２９】昇降レール２１及び検査ヘッド２２は図３
に示すようにジェットポンプ１２の例えばライザブレー
ス１８と炉心シュラウド２との間の最も狭くなっている
部分よりも薄い構造とされている。これにより、本実施
例のシュラウド検査装置はジェットポンプ１２と炉心シ
ュラウド２との間を通過しながら、連続的に周方向移動
して検査をすることが可能となる。

【００３０】次に、昇降レール２１を炉心シュラウド２
の壁面に押付ける昇降レール押付け機構２５について詳
細に説明する。

【００３１】図５および図６に示すように、押付け機構
２５は昇降レール保持部２３の下端に設けられた４本の
リンクアーム４２からなるリンク機構４３を設け、この
リンク機構４３の上部をエアシリンダ４０によって押す
ことで、この部分が炉心シュラウド２から離れる方向に
移動するようにしている。この移動により、反対側に取
付けられている昇降レール２１が炉心シュラウド２の壁
面に押付けられる。そして、このように構成により、万
一エア源が喪失した場合ても、昇降レール２１が自重で
昇降レール保持部２３とほぼ直線状となる装置装着時状
態まで下がり、容易に装置の回収が行えるようになって
いる。

【００３２】図７および図８はモータを利用した昇降レ
ール押付け機構２５の他の構成例を示している。

【００３３】この昇降レール押付け機構２５において
は、昇降レール保持部２３の下端に内蔵されたモータ４
５ａが、昇降レール２１を保持する押付けアーム４６の
ラック４７部分に噛み合されている。

【００３４】そして、昇降レール２１が昇降レール保持
部２３に最も近付いた状態で、シュラウド検査装置を炉
心シュラウド２に装着した後、モータ４５ａを作動させ
て押付けアーム４６を繰出し、昇降レール２１を炉心シ
ュラウド２の壁面に押付けるようになっている。押付け
状態は近接センサ、圧力センサ等を利用した押付けセン
サ４８により確認される。

【００３５】図９および図１０は、さらに異なる昇降レ
ール押付け機構２５を示している。この昇降レール押付
け機構２５においては、あらかじめ設計値もしくは実測
値を基にして長さが定められた回転アーム４９を、昇降
レール保持部２３の下端に内蔵されたモータ４５ｂに連
結している。

【００３６】この回転アーム４９が、炉心シュラウド２
の壁面と平行な状態で装着され、その後モータ４５ｂを
作動させて回転アーム４９を９０゜回すことで、昇降レ
ール２１が炉心シュラウド２壁面に一定距離を保つ状態
で位置決めされるようになっている。

【００３７】これらのモータ４５ａ，４５ｂを利用した
構成においては、万一電源喪失等が起こると昇降レール
２１を炉心シュラウド２のオーバーハング下から抜き出
せなくなる。このため、回収用のスプリング５０等を配
置し、モータ軸との接続を外すこと等の手段を備えてい
る。

【００３８】図１１および図１２は、昇降レール２１の
下端が炉心シュラウド２の壁面から浮上るのを防止する
昇降レール下端押付け機構３０を示している。

【００３９】この昇降レール下端押付け機構３０では、
昇降レール２１に水ジェットノズル５１が設けられ、ホ
ース５７から送水された水を炉心シュラウド２と反対側
に吹き出すようになっている。この吹出し力の反力によ
り、昇降レール２１が炉心シュラウド２側に移動し、結
果として炉心シュラウド２壁面に押付けられる。

【００４０】この水ジェットノズル５１には図示しない
ＭＵＷ等のプラント既設の水源、もしくは高圧水ポンプ
等から、ホース５７を介して水が供給される。昇降レー
ル２１の押付け力は吐出される水の圧力と水量とにより
決定される。

【００４１】また、昇降板２１には吸着盤５２が設けら
れ、この吸着盤５２は、図示しないオペレーションフロ
上に設置された真空ポンプにホース５７で接続されてい
る。このポンプを作動させて吸着盤５２内の水を吸うこ
とにより、吸着盤５２が炉心シュラウド２の壁面に接触
した瞬間から吸着し、昇降レール２１が炉心シュラウド
２壁面に密着するようになっている。

【００４２】なお、吸着盤５２が完全に炉心シュラウド
２壁面に密着すると移動が行なえず、周方向への装置移
動に支障をきたすこととなるので、吸着盤５２はその構
造や材質により、常に炉心シュラウド２壁面との間に僅
かな隙間が発生するようにしてある。

【００４３】また、昇降レール下端押付け機構３０はス
クリュー方式の押付け部を有している。即ち、モータ５
４でベルト５５を介して回転させられてスクリュー５３
を備え、これにより炉心シュラウド２と反対側に水流が
発生し、この結果スクリュー５３が炉心シュラウド２側
に推進して、昇降レール２１が炉心シュラウド２壁面に
押付けられるようになっている。

【００４４】さらに、このような構成において、炉心シ
ュラウド２の壁面との接触部に硬質エラスチック等のス
カート５６が設けられている。そして、昇降レール２１
が炉心シュラウド２壁面に押付けられると、スクリュー
５３を囲む空間部内の水が排出されてこの部分が負圧と
なり、スカート５６部が炉心シュラウド２壁面に吸着す
る形となる。これにより、スクリュー５３による推進力
と、スカート５６による吸着力との二重の力が作用し
て、昇降レール２１が炉心シュラウド２壁面より離れな
いように密着するものである。

【００４５】なお、以上に示した昇降レール２１の炉心
シュラウド２壁面への押付け用の各機構は、必要に応じ
て単独または適宜組合わせて使用しても良い。

【００４６】図１３〜図１８は、昇降レール２１に取り
付けられる検査ヘッド２２を昇降させる構成例を示して
いる。

【００４７】図１３および図１４は、最も一般的と考え
られるものである。即ち、昇降レール２１をガイドスク
リュー６１とガイドシャフト６２とによって構成し、検
査ヘッド２２内にはガイドスクリュー６１と噛み合うナ
ット６３及びガイドシャフト６２に対してスムーズに検
査ヘッド２２がスライドできるようにするリニアベアリ
ング６４が組み込まれている。

【００４８】ガイドスクリュー６１の端部にはモータ６
０が連結され、このモータ６０でガイドスクリュー６１
を回転させることで検査ヘッド２２が昇降するようにな
っている。この場合の昇降量の検出は、モータ回転数、
別付のエンコーダ等の回転量検出器（図示せず）により
検出したガイドスクリュー６１の回転数、またはガイド
シャフト６２等に設置したラックに噛み合う検査ヘッド
２２に搭載した回転量検出器（図示せず）の回転数等か
ら算出する。

【００４９】図１５および図１６には異なる構成例を示
している。

【００５０】この構成例においては、昇降レール２１を
プレート状とし、このプレート状の昇降レール２１上に
ラック６５が設置されている。また検査ヘッド２２上に
は、ラック６５とギヤ６７とを介して噛み合うモータ６
６と、ギヤ６９で噛み合う回転量検出器６８とが搭載さ
れている。検査ヘッド２２の昇降は、モータ６６を回転
させることでラック６５に沿って行われ、昇降量は回転
量検出器６８の回転数から算出される。

【００５１】なお、上記に示す構成において図１３およ
び図１４に示すものでは、炉心シュラウド２の検査範囲
をカバーできるだけの長さを持った精度の高いガイドス
クリュー６１及びガイドシャフト６２が必要となる。

【００５２】また図１５および図１６に示す構成例で
は、検査ヘッド２２にモータ６６や回転量検出器６８が
搭載される為、この部分の厚さをジェットポンプ１２と
炉心シュラウド２との間の間隙より薄くすることが難し
い面がある。

【００５３】そこで、このような難点を克服する手段と
して、図１７および図１８に一実施例を示す構成を案出
した。

【００５４】即ち、昇降レール２１上に、ワイヤガイド
７７とガイド車７５により、ワイヤ７４がループ状に配
置されている。このワイヤ７４に、ワイヤクランプ７６
で検査ヘッド２２が固定されている。このワイヤ７４
は、昇降レール２１の上部からワイヤコンジット７３に
より走行台車２４上に設置されたワイヤ巻取機構７０の
リール７２に連結されている。

【００５５】また、検査ヘッド２２はガイドローラ７８
を介して昇降レール２１をガイドとして自由に上下動可
能状態で保持されている。検査ヘッド２２の昇降に当た
っては、ワイヤ巻取機構７０内のモータ７１により、リ
ール７２が回転することで、ワイヤ７４の一端が送り出
されて他端が巻き取られる。

【００５６】このワイヤ７４は昇降レール２１上にガイ
ド車７５を介してループ状に配置されており、一方のワ
イヤ７４が下降側に動くとガイド車７５でワイヤ７４が
折り返し戻される。この為、他方のワイヤ７４は上昇側
に動く。このようにして、一方のワイヤ７４にワイヤク
ランプ７６で固定された検査ヘッド２２が昇降レール２
１に沿って昇降することとなる。

【００５７】このように構成することにより、昇降レー
ル２１及び検査ヘッド２２は昇降のための大きな機構を
設置することも無くなり、簡素化、小型薄型化が可能と
なる。

【００５８】以上の実施例における構成は、炉心シュラ
ウド２の上部胴２ｂと中間胴２ｃとの間のオーバーハン
グ部よりも下側部分に対応するものとして説明した。

【００５９】図１９および図２０は、このオーバーハン
グ部よりも上側部分の検査に対応する構成例を示してい
る。

【００６０】即ち、図１９および図２０に示すように、
前記実施例においては、単に昇降レール２１及び昇降レ
ール押付け機構２５を吊下げ位置決めしていた。これに
対して、昇降レール保持部２３にも昇降レール２１と同
様の機能を持たせ、昇降レール保持部２３をガイドとし
て昇降する上部胴２ｂ検査専用の検査ヘッド２２′を取
り付け、これにより、上側部分の検査を行う構成として
いる。

【００６１】図２１および図２２は、炉心シュラウド２
の検査を行うための検査ヘッド２２の構成を図１３に示
している。

【００６２】先に述べた通り、炉心シュラウド２の材料
であるオーステナイト系ステンレス鋼の、特に溶接部近
傍の熱影響部には、応力腐食割れ等の欠陥が発生する可
能性がある。この欠陥の有無を確認するためには、その
表面部分のみならず、材料内部におけるまで、検査を実
施する必要がある。

【００６３】材料を壊すこと無く内部に存在する欠陥の
有無を確認する一般的方法としては、放射線透過試験
（ＲＴ）及び超音波探傷試験（ＵＴ）が知られている。
しかし運転を開始した後のプラントにおける原子炉内に
は大量の放射線が存在するため、一般的に放射線透過試
験を実施することは不可能となる。

【００６４】したがって本実施例においては、材料内部
及び検査ヘッド２２と反対側の面に発生する可能性のあ
る欠陥の検査方法として超音波探傷試験を採用してい
る。

【００６５】この検査を行うための超音波探傷試験用セ
ンサ８０は、炉心シュラウド２の壁面の曲率やうねりの
影響を受けること無く壁面に押し当てられるように、自
由に首振り可能となるジンバルサポート８１を介してス
プリング８８で炉心シュラウド２壁面に押し当てられる
ようになっている。通常、超音波探傷試験を行う上で必
要となる接触媒質は、回りの炉水がそのまま接触媒質と
なるため改めて供給することはない。

【００６６】本実施例では超音波探傷試験用センサ８０
の検査箇所等に応じて屈折角、周波数、探傷方法等を変
え数個取り付けることとしている。

【００６７】この超音波探傷試験による検査において
は、そのセンサ側の表面の欠陥の検出が困難となる場合
がある。また、表面の状態を確認するには直接その外観
を確認することが望ましい。したがって本実施例におい
ては、超音波探傷試験用センサ８０の他に外観検査用の
小型水中カメラ８３も具備している。

【００６８】これにより、炉心シュラウド２の表面の形
状的異常や、欠陥と考えられる模様の有無の確認が実施
できるうえ、超音波探傷試験用センサ８０の位置決め状
態の確認にも使用できる。

【００６９】この小型水中カメラ８３の回りに、小型水
中ライト８４を複数個配置して、検査時に個々の照度を
変えることにより適性照度が得られる。また、欠陥と考
えられる映像が確認された場合においては、光の当たる
方向を変えることで、影のできるパターンの変化を確認
し、これより欠陥の可否を確認できる。

【００７０】応力腐食割れ等の微細な割れ等について
は、材料表面における開口が非常に狭いため、この外観
検査では極細い線状模様としてしか確認できず、欠陥か
否かの判定が困難となる場合が多い。したがって、この
様な場合においても欠陥の可否の判定をするためには、
表層部の欠陥検出性に優れた渦流探傷試験（ＥＣＴ）用
のセンサ８２を小型水中カメラ８３の横に具備してい
る。線状の模様が確認された場合、ただちにこのセンサ
８２で渦流探傷試験を実施することで、正確な判定が可
能となる。

【００７１】これらの検査を実施するに当たっては、炉
心シュラウド２の表面に付着しているクラッドが影響
し、検査の妨害となる可能性が考えられる。したがって
検査を行うに当たり、炉心シュラウド２表面のクラッド
を除去し、清浄にすることが望ましい。本実施例におい
ては、この目的のため回転するブラシ８７で表面のクラ
ッドを除去するブラッシング装置８６を各センサと共に
具備し、よりいっそうの検査精度の向上を図っている。

【００７２】小型水中カメラ８３による外観検査により
確認された映像において、その寸法を測定する必要が発
生した場合、本装置の小型水中カメラ８３で得られた映
像を基にして、寸法を計りたい部分の一端を画面上のあ
るポイント（画面中央等）に合わせ、そこから計測すべ
き部分の他の一端が画面上の同じポイントに合うまで装
置を駆動し、この時の移動量により寸法を求める事が可
能である。

【００７３】さらに、形状的な三次元寸法（凹凸量）を
測定するには、小型水中カメラ８３の横に配置されたス
リット（グリッド）光発生器８５よりスリット（グリッ
ド）光９１を発生させ、映像上より得られた光の状態よ
り解析することで凹凸量を求めることができる。

【００７４】図２３〜図２４は、上述した原理について
の説明図１４である。

【００７５】いま小型水中カメラ８３の横に配置された
スリット光発生器８５からスリット光９１が小型水中カ
メラ８３の視野範囲９５を斜めに横切るように照射され
ているものとする。

【００７６】このスリット光９１が壁面９２（（１）〜
（４）へと順に遠くなっていく）に当った時に得られた
光の映像９１′は、これらの図の場合、ＴＶ映像（Ａ）
９３ａとして示すように、小型水中カメラ８３の近くに
ある壁ほど映像中の左に位置し、遠くなるほど右のほう
にシフトする。

【００７７】したがって、実際に溶接ビード９４を観察
した場合には、ＴＶ映像（Ｂ）９３ｂに示すように、ビ
ード９４の出張っている位置におけるスリット光の映像
９１′が左にシフトしているので、この画面を画像処理
し解析することにより、ビード部の凹凸量を求めること
ができる。

【００７８】以上に示したこれらの検査用センサ等をす
べて検査ヘッド２２に具備させると検査ヘッド２２のサ
イズが大きくなりすぎ、実用にそくさなくなる可能性が
ある。したがって、必要に応じて自由に検査用センサや
その他のツールを検査ヘッド２２に接続して使用できる
事を考慮し、図２６および図２７に示すように、検査ヘ
ッド２２部には各種検査用センサやツールを接続するた
めのツール取付用ボルト穴１００のみ設けておく。そし
て、検査用センサやその他のツールをユニットとしてこ
のボルト穴１００に接続することで上記問題は解決され
る。

【００７９】以上、炉心シュラウド２の検査を行うため
の手段を説明したが、本実施例は多少の応用を加えるこ
とで、通常炉内側からの検査が困難であった炉心シュラ
ウド２の外側に位置する部分の原子炉圧力容器１の検査
にも適用可能となる。

【００８０】この原子炉圧力容器１の検査に当っては、
本実施例の特徴である連続して検査を実施することが原
子炉圧力容器１にライザブレース１８が取付けられてい
るため構造的に不可能である。

【００８１】したがって、原子炉圧力容器１の検査を実
施するに当っては、昇降レール２１をジェットポンプ１
２間に位置させて昇降レール押付け機構２５で原子炉圧
力容器１側に押付ける。そこから、図２８および図２５
の一実施例に示す伸縮アーム１０１を、それに取付けら
れたラック１０３に噛み合うモータ１０２を作動させて
伸ばす。そして、ジェットポンプ１２一基分の範囲の検
査を実施する。その後、伸縮アーム１０１を元の位置ま
で縮めるようにする。

【００８２】図２８および図２９は、昇降レール２１を
炉心シュラウド側に昇降レール押付け機構２５で押付け
る様子を示している。即ち、昇降レール２１をジェット
ポンプ１２一基分、周方向に移動し、次のジェットポン
プ１２間から昇降レール２１を原子炉圧力容器１側に押
付け、次の部位の検査を行うものである。

【００８３】これを連続して実施することで、原子炉圧
力容器１の検査が可能となる。

【００８４】本実施例におけるシュラウド検査装置２０
は、その装着段取りの簡便さを図るため、直接炉心シュ
ラウド２の上部フランジ面２ａに設置位置決めすること
を特徴としている。

【００８５】しかし、このような機能では、炉心シュラ
ウド２の上部フランジ面２ａの形状をガイドとして車輪
走行しているため位置決め精度や周移動検出精度が低く
なる可能性がある。

【００８６】そこで、装置装着段取りの簡便さを損なう
こと無く、高精度で位置決めおよび周方向移動量の検出
を行うため、炉心シュラウド２に既設のガイド機能を持
たることを案出した。

【００８７】図３２は、ガイド機能を有する構成例を示
している。即ち、炉心シュラウド２とシュラウドヘッド
１３との間のリークパスを減らすために設けられている
スカート１１０を、検査装置走行用ガイドとなるレール
形状としている。さらに、この部分に装置駆動のための
ラック１１１を設置している。

【００８８】このような構成に対応するシュラウド検査
装置としては、上側のガイドローラ１１４がスカート１
１０に乗るようにシュラウド上部フランジ面２ａに着座
する構成とする。そして、着座後、エアシリンダ１１３
を作動させ、下側のガイドローラ１１４を引上げて走行
のガイドレールとなるスカート１１０をクランプする。
この後、スカート１１０に設置されたラック１１１に噛
み合ったギヤ１１５をモータ１１２で回転させる。これ
により、精度良く検査装置を周方向に移動させることが
可能となる。

【００８９】図３３は、図３２の変形例を示している。
この例では、炉心シュラウド２のスカート部をガイドと
せず、炉心シュラウド２の上部フランジ部の形状を変
え、装置のガイドとなるガイド溝１１６を設けている。
そして、この部分にラック１１１を設置している。

【００９０】このような装置構成とすれば、炉心シュラ
ウドの約１８０゜の範囲を連続して検査可能となるが、
原子炉圧力容器１内に設置された炉心スプレイ配管１７
や、ガイドロッドにより妨害されるため、この部分の検
査が行えなくなって全周の連続検査が困難となる。これ
らの構造的障害物が検査時に簡単に撤去することが可能
となれば上記問題点は解決される。

【００９１】図３４〜図４０は、以上の点を考慮した炉
内構成例を示している。

【００９２】図３４および図３５は通常状態を示し、図
３９および図４０は検査時の状態を示している。図３６
〜図３８は部品構成を示している。

【００９３】これらの図に示すように、ガイドロッド１
２０は二分割構造となっており、下側ガイドロッド１２
０は上端が原子炉圧力容器１の壁面に取付けられた中間
ガイドロッドブラケット１２４に差し込まれ、下端部が
炉心シュラウド２のガイドロッド取付け用ボルト１２３
で固定されている。したがって、このガイドロッド取付
け用ボルト１２３を取り外すと、下側ガイドロッド１２
０は中間ガイドロッドブラケット１２４より抜けて取り
外すことが可能となる。

【００９４】炉心スプレイ配管１７は、その立下り部か
ら分離できる構造となっており、立下り部の下端部のバ
ヨネット機構となっているインローカプラ１２２で、炉
心シュラウド２に連結され、上端部のねじ込み式のパイ
プジョイント１２１で炉心スプレイ配管１７上部と連結
されている。

【００９５】したがって、このパイプジョイント１２１
を回して、炉心スプレイ配管１７上部との連結を外し、
立下り部を傾けてバヨネットを外し、配管下部を炉心シ
ュラウド２より抜くことで、シュラウド検査装置の走行
の妨害となる部分を除去でき、一回の装置装着で炉心シ
ュラウド２全周の検査が可能となる。

【００９６】

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、昇降レール全体を炉心シュラウド壁に押し付けるよ
うにすることで、昇降レールを炉心シュラウドの外周面
に対して殆ど密接する状態で配置させて狭い空間での移
動を容易に行うことができ、これにより原子炉圧力容器
との間に設けられたジェットポンプなどの障害を容易に
回避して、シュラウド外周面に沿って周方向に円滑に周
回させることができ、検査ヘッドによる超音波探傷試験
等を主とした非破壊検査を水中遠隔作業で確実に、かつ
短時間で効率よく実施することができ、炉心シュラウド
の健全性確認、ひいては原子炉の安全性向上に寄与する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシュラウド検査装置の一実施例を
示す全体構成図。

【図２】図１の側面図。

【図３】前記実施例における検査内の昇降レール、検査
ヘッド部のジェットポンプと炉心シュラウド間の狭隘部
との寸法的関係を示す図。

【図４】前記実施例における検査装置の昇降レール、検
査ヘッド部のジェットポンプ間の狭隘部との寸法的関係
を示す図。

【図５】前記実施例における昇降レールを押し付ける機
構の構造と作用を説明する図。

【図６】図５の側面図。

【図７】前記実施例におけるモータを使用した昇降レー
ル押付け機構を説明する図。

【図８】図７の側面図。

【図９】前記実施例におけるモータを使用した他のレー
ル押付け機構を説明する図。

【図１０】図８の側面図。

【図１１】前記実施例における昇降レールの下端部を炉
心シュラウドに押付ける機構の構造を説明する図。

【図１２】図１１の側面図。

【図１３】前記実施例における検査ヘッドの昇降を行う
機構を説明する図（ガイドスクリュータイプ）。

【図１４】図１３の側面図。

【図１５】前記実施例における検査ヘッドの昇降を行う
機構を説明する図（昇降レールに取付けたラックに噛み
合うモータで駆動するタイプ）。

【図１６】図１５の側面図。

【図１７】前記実施例における検査ヘッドの昇降を行う
機構を説明する図（ループ状に配置したワイヤで駆動す
るタイプ）。

【図１８】図１７の側面図。

【図１９】前記実施例における炉心シュラウド上部胴を
検査するための構成を示す図。

【図２０】図１９の側面図。

【図２１】前記実施例における検査ヘッド部の構成を示
す図。

【図２２】図２１の平面図。

【図２３】前記実施例におけるスリット光による三次元
形状測定の方法を示す原理図。

【図２４】前記実施例におけるスリット光による三次元
形状測定の方法を示す原理図。

【図２５】前記実施例におけるスリット光による三次元
形状測定の方法を示す原理図。

【図２６】前記実施例における検査ヘッドの汎用化を図
るため検査ヘッド部を取付け用ボルト穴のみとした図。

【図２７】図２６の平面図。

【図２８】前記実施例における検査装置で原子炉圧力容
器側の検査を行うための検査ヘッドを繰り出す機構を示
す図。

【図２９】図２８の平面図。

【図３０】図１６に示す実施例で原子炉圧力容器側の検
査を行うための概念を示す図。

【図３１】前記実施例における原子炉圧力容器側の検査
を行うための概念を示す移動時の図。

【図３２】前記実施例における位置決めおよび駆動のた
めの構造を具備した炉心シュラウド上部の位置実施例を
示す図。

【図３３】図３２の変形例を示す図。

【図３４】前記実施例における検査に障害となる構造物
を取り除ける構造とした場合の通常時の状態を示す図。

【図３５】図３４の平面図。

【図３６】図３４のＡ部拡大図。

【図３７】図３４のＢ部拡大図。

【図３８】図３４のＣ部拡大図。

【図３９】前記実施例における検査に障害となる構造物
を取り除ける構造とした場合の検査状態を示す図。

【図４０】図３９の平面図。

【図４１】沸騰水型原子炉の全体を示す断面図。

【図４２】原子炉の定期検査時の状況を示す断面図。

【符号の説明】

１原子炉圧力容器２炉心シュラウド１２ジェットポンプ２０シュラウド検査装置２１昇降レール２２検査ヘッド２４走行台車２５昇降レール押付け機構３０昇降レール下端押付け機構４０エアシリンダ４３リンク機構４６押付けアーム４９回転アーム５１水ジェットノズル５２吸着盤５３スクリュー５６スカート６１ガイドスクリュー６２ガイドシャフト６５ラック６８回転量検出器７０ワイヤ取巻機構７２リール７３ワイヤコンジット７４ワイヤ８０超音波探傷試験センサ８２ＥＣＴセンサ８３小型水中カメラ８５スリット光発生器８６ブラッシング装置１００ツール取付け用ボルト穴１０１伸縮アーム１１０スカート１１１ラック１１４ガイドローラ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ２１Ｃ 17/00 Ｆ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21C 17/003 G01N 27/90 G01N 29/10 507 G21C 17/08 G21C 19/02 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉圧力容器内に設けられた炉心シュ
ラウドの上部フランジ部に設置され、このフランジに沿
って周方向に走行する走行台車と、この走行台車に保持
され炉心シュラウドの外側に配置される昇降レール保持
部と、この昇降レール保持部の下部にリンク機構を介し
て連結された昇降レールと、この昇降レールに案内され
て上下動する検査ヘッドとを備え、前記リンク機構は前
記昇降レールを前記炉心シュラウドの外周面に押し付け
る機構を有するとともに、前記昇降レールの前記リンク
機構との接続部よりも上方部位に、前記炉心シュラウド
側に突出して前記昇降レール部と前記炉心シュラウドの
外周面との間のギャップを保持させるスペーサを設置
し、てこの原理により前記昇降レール全体を炉心シュラ
ウド壁に押し付けることを可能としたことを特徴とする
シュラウド検査装置。
【請求項２】請求項１記載のシュラウド検査装置にお
いて、スペーサは炉心シュラウドの周方向に沿って転動
するローラであることを特徴とするシュラウド検査装
置。
【請求項３】請求項１記載のシュラウド検査装置にお
いて、昇降レールの下端にはこの昇降レールを炉心シュ
ラウド方向に押付ける水流発生機構を設けたことを特徴
とするシュラウド検査装置。
【請求項４】請求項１から３までのいずれかに記載の
シュラウド検査装置において、昇降レールを炉心シュラ
ウド外周面に押し付ける機構をエアシリンダによって構
成し、動力源喪失の場合においても自重により自動的に
昇降レール部の外しおよび回収を可能としたことを特徴
とするシュラウド検査装置。
【請求項５】請求項１から３までのいずれかに記載の
シュラウド検査装置において、昇降レール下部を炉心シ
ュラウド壁面に吸着させる機構を設けたことを特徴とす
るシュラウド検査装置。
【請求項６】請求項１から５までのいずれかに記載の
シュラウド検査装置において、昇降レールを介して検査
ヘッド部を上下動させる機構として、ガイドスクリュ
ー、昇降レールに設けたラックとこれに噛み合うギヤ、
または走行台車上に回転機構を有するワイヤリールを設
けたことを特徴とするシュラウド検査装置。
【請求項７】請求項１から６までのいずれかに記載の
シュラウド検査装置において、検査ヘッドを屈折角の異
なる複数個の超音波探傷センサまたは電子スキャン式セ
ンサとし、これらを首振自在に炉心シュラウド壁面に押
し付ける手段を具備したことを特徴とするシュラウド検
査装置。
【請求項８】請求項７記載のシュラウド検査装置にお
いて、超音波探傷試験センサ近傍に小型水中ＴＶカメラ
を設置することにより、超音波探傷試験検査位置の確認
と同時に表面状態の確認を可能としたことを特徴とする
シュラウド検査装置。
【請求項９】請求項８記載のシュラウド検査装置にお
いて、水中ＴＶカメラに並列してスリット光を炉心シュ
ラウド内壁面に投射する機構を取付け、スリット光を炉
心シュラウド内壁面溶接部等に投射したときに得られた
映像のスリット光の画面上の位置よりその凹凸量を測定
可能としたことを特徴とするシュラウド検査装置。
【請求項１０】請求項７から９までのいずれかに記載
のシュラウド検査装置において、検査ヘッドを各種ツー
ルが取付けられる結合手段を具備した取付けベースと
し、超音波探傷試験センサ、渦流探傷試験センサ、水中
ＴＶカメラ等の検査ツールの他、ブラシ部その他の作業
ツールを前記取付けベースにユニット的に交換または取
付け可能としたことを特徴とするシュラウド検査装置。