JP3250811B2 - 蒸気発生器の上側チューブ束のクリーニング・検査・補修のための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 関連出願 この出願は、1994年５月６日に出願された米国特許出
願第08/239,378号（米国特許明細書第5,564,371号）の
一部継続出願である。この出願は、また、米国特許出願
第08/239,378号の一部継続出願である米国特許出願第08
/682,645号に関連している。

発明の属する技術分野 本発明は、原子力発電プラントにおける蒸気発生器の
ための上側チューブ束のクリーニングや検査や補修のた
めの装置に関するものである。

発明の背景 蒸気発生器は、原子力発電プラント一次系と二次系と
を隔離状態に維持するために、一次系からの熱を、二次
系における蒸気へと変換する。典型的な蒸気発生器は、
直立型のシリンダであり、蒸気発生器の床面あるいは
「チューブ受けシート」を起点として延在している多数
のＵ字形チューブから構成されている。原子炉からの高
温高圧の流体は、チューブ内を流通し、蒸気発生器内に
おいてチューブの周囲を包囲している供給水ブランケッ
トへとエネルギを伝達する。そして、蒸気を発生させ、
以降の工程においてこの蒸気がタービン中に導入される
ことにより、最終的には電力を作り出す。

蒸気発生器は、40年間以上にわたって作動するように
設計されているけれども、実際には、そのような期間に
わたって信頼性高く作動するものではない。問題点は、
供給水中からの微粒子状不純物により、チューブ表面に
析出物が形成されることにある。形成された析出物は、
蒸気発生器の効率にかなりの影響をもたらし、そして、
チューブ内に割れを引き起こすといった程度にまで、チ
ューブの性能低下をもたらすことさえあり得る。仮にチ
ューブ内の放射性の一次流体が二次系に漏れた場合に
は、災害につながるかもしれない。析出物によってもた
らされたそのような損傷を塞ぐことあるいは補修するこ
とは、時間を要するものであり、また、不経済な停止時
間をもたらすものである。そして、停止時間中において
は、高価な他のエネルギ源から電力を得なければならな
い。

蒸気発生器の底部近傍のチューブをクリーニングする
方法は、柔軟なランス（lances）あるいは類似物を利用
した方法が公知である。柔軟なランスあるいは均等物
は、圧力のかかった水によりチューブのクリーニングを
行う。しかしながら、典型的な蒸気発生器は、高さが30
フィートであるので、ウォータジェットを利用してチュ
ーブの上部に位置する析出物を除去することは困難であ
る。そこで、化学的なクリーニングが使用されることに
なるが、化学的なクリーニングには、いくつかの欠点が
ある。まず、化学的なクリーニングは、非常に高価であ
り（１回の使用ごとに＄5,000,000ないし＄10,000,000
がかかる）、そして、事故率を高めることになる。同様
に、クリーニング中において、使用している溶媒によ
り、蒸気発生器内部が腐食されることになる。加えて、
大量の危険かつ放射可能性のある廃棄物ができてしまう
ことになる。このような廃棄物の廃棄は、とても高価な
ものである。化学的なクリーニングに関しては、多くの
利用が考慮されているけれども、上記理由により、実際
に化学的クリーニングを実施しているプラントは少な
い。

一方、他のクリーニング方法の開発に向けては、技術
的に厳しい課題が残されている。典型的な蒸気発生器の
熱伝達面積は、約50,000平方フィートである。チューブ
束は、直径が約10フィートであり、高さが30フィートで
ある。しかしながら、チューブ束の中心に位置するアク
セス通路は、わずか約3.5インチの幅にしかすぎず、し
かも約４フィートごとに支持プレートにより遮られてい
る。支持プレートには、支持プレートを貫通している流
通スロットが存在するものの、典型的には2.75インチ×
15インチといったように、サイズの非常に小さなもので
ある。加えて、蒸気発生器内へのアクセスは、６インチ
のハンドホールからしか行えないという制限がある。最
後に、チューブ間の間隔は、わずか0.406インチ幅であ
って、より小さなものである。

したがって、典型的な蒸気発生器の本来的な設計パラ
メータは、上側チューブ束に関して、ランスからのウォ
ータジェットによって析出物を除去するような技術の適
用を困難としている。一方、このような技術は、蒸気発
生器において最も下に位置するチューブ受けシートの高
さのチューブをクリーニングすることに関しては適切で
ある。これについては、米国特許第4,700,662号、第4,9
80,120号、第4,887,555号、第4,676,201号、第4,769,08
5号明細書を参照されたい。さらに、蒸気発生器内の密
集した内部空間が、蒸気発生器の上側領域近傍における
個々のチューブの検査および／または補修を非常に困難
なものとしている。

発明の概要 よって、本発明の目的は、蒸気発生器の上側チューブ
束のクリーニング・検査・補修のための装置を提供する
ことである。

本発明の他の目的は、上から下へとクリーニングを行
うことにより、クリーニング過程において付着物を下方
へと洗い流す、蒸気発生器の上側チューブ束のクリーニ
ング・検査・補修装置を提供することである。

本発明の他の目的は、化学的なクリーニング手法を不
要として化学的クリーニングが本来的に有する欠点を克
服し得る、蒸気発生器の上側チューブ束のクリーニング
装置を提供することである。あるいは、化学的なクリー
ニング手法と併用し得る、蒸気発生器の上側チューブ束
のクリーニング・検査・補修装置を提供することであ
る。

本発明の他の目的は、蒸気発生器のチューブの狭隘空
間内においてさえも、圧力のかかった水を利用して蒸気
発生器の上側チューブ束を適切にクリーニングし得る、
蒸気発生器の上側チューブ束のクリーニング・検査・補
修装置を提供することである。

本発明の他の目的は、十分な水のエネルギをスケール
を除去するためにうまく配布し、また、チューブ束全体
にわたってこのエネルギを効率よく分散させる、蒸気発
生器の上側チューブ束のクリーニング・検査・補修装置
を提供することである。

本発明の他の目的は、遠隔的にクリーニングを達成す
ることにより、作業者に対する放射線被曝量を低減する
とともに蒸気発生器の制限区域内へのアクセスを可能と
する、蒸気発生器の上側チューブ束のクリーニング・検
査・補修装置を提供することである。

本発明の他の目的は、水の使用量を最小としてクリー
ニング効率を最大とする、蒸気発生器の上側チューブ束
のクリーニング・検査・補修装置を提供することであ
る。

本発明の他の目的は、クリーニング・検査・補修過程
において移動する装置の数を最小とすることにより、ク
リーニング時間、言い換えれば停止時間を短縮する、蒸
気発生器の上側チューブ束のクリーニング・検査・補修
装置を提供することである。

本発明の他の目的は、チューブ間の検査およびクリー
ニングおよび補修のために、バルククリーニング・検査
・補修ヘッドと剛直ランスとの両方を使用する、蒸気発
生器の上側チューブ束のクリーニング・検査・補修装置
を提供することである。

本発明の他の目的は、蒸気発生器の上部狭隘空間に対
してさえも、検査用カメラ、ドリル、グリッパー、およ
び、溶接デバイスやカットデバイスを搬送し得るよう
な、蒸気発生器のクリーニング・検査・補修装置を提供
することである。

本発明によれば、蒸気発生器の支持プレートの流通ス
ロットを挿通させて伸縮アームまたはフレキシブルアー
ムを延出し、さらに、蒸気発生器のチューブどうしの間
の所定位置へとアームを回転させ、そして、ドリルやグ
リッパーや溶接機やカットデバイスといったツールを延
出したり、多数のクリーニングノズルを配置したり、あ
るいは、バーやブラケットや検査・クリーニング・補修
の対象をなす個々のチューブに対するクランプといった
補修材料を配置したりすることにより、蒸気発生器の上
側チューブ束であっても、容易に検査し、クリーニング
し、補修することができる。

本発明は、気発生器の上側チューブ束のクリーニング
・検査・補修のための装置に関するものである。蒸気発
生器内に収納可能とされた延出支持デバイスであるとと
もに、蒸気発生器の前記上側チューブ束にまで、延出支
持デバイスの先端を上昇させて位置させる手段を備えて
いる延出支持デバイスが設けられる。延出支持デバイス
の先端に取り付けられた回転機構と、この回転機構に対
して取り付けられたアームと、が設けられる。ノズルの
ようなクリーニングデバイス、カメラのような検査デバ
イス、および／または、１つまたは複数のツールが、ア
ームに対して取り付けられる。

ある実施形態においては、延出支持デバイスは、回転
コネクタを介して互いに接続された第１ブームと第２ブ
ームとを備え、第１ブームおよび第２ブームおよび回転
コネクタは、蒸気発生器のアクセスポート内に挿入可能
であるとともに、チューブ群を２列に分割しているレー
ン内に挿入可能であり、その結果、第２ブームがレーン
内に配置される。

回転機構は、好ましくは、アームを、蒸気発生器内に
おいて、水平方向と鉛直方向との双方に回転させる。あ
る実施形態においては、アームは、１組の伸縮部材を備
えており、他の実施形態においては、アームは、フレキ
シブルな材料から形成されている。これに代えて、アー
ムの先端だけを、フレキシブルな材料から形成すること
ができる。

他の実施形態においては、延出支持システムは、蒸気
発生器のチューブ受けシートの近傍の蒸気発生器壁にお
けるアクセス路を通して供給可能である伸長体を備えて
いる。伸長体は、蒸気発生器の内部の支持プレートにお
ける流通スロットを挿通しての上方延出箇所において曲
がり得るためにある姿勢においてはフレキシブルであ
り、かつ、クリーニング／検査／ツールデバイスを蒸気
発生器の上側チューブ束付近にまで蒸気発生器内の内部
上方へと配置しかつ支持するために他の姿勢においては
剛直である。また、伸長体を支持プレートを挿通させて
上方へと駆動し、また、伸長体を支持プレートを挿通さ
せて下方へと引き戻すよう駆動するための駆動手段が設
けられている。

伸長体は、１本の剛直チェイン、１対の剛直チェイ
ン、曲げ可能な多数のリンク、剛直な多数のリンク、あ
るいは、チューブを形成するよう自己バイアスされた材
料、とすることができる。

好ましい実施形態の説明 他の目的、特徴点、および利点は、以下の好ましい実
施形態の説明および添付図面により、当業者に理解され
るであろう。

図１は、原子力発電プラントにおける典型的な蒸気発
生器を一部を破断して概略的に示す図である。

図２は、図１に示す蒸気発生器内の異なる高さ位置に
おいて様々なクリーニングヘッドを延出しかつ支持する
ために使用される延出サブシステムを概略的に示す図で
ある。

図３は、本発明のバルククリーニングヘッドサブシス
テムを概略的に示す図であって、バルククリーニングヘ
ッドサブシステムは、蒸気発生器のチューブ支持プレー
トの流通スロットから水を導くために使用される。

図４は、図３と同様に本発明のバルククリーニングヘ
ッドサブシステムを概略的に示す図であって、流通スロ
ット内の所定位置に配置されてチューブの列間に水を導
く様子が示されている。

図5A〜図5Cは、図３および図４に示すバルククリーニ
ングヘッドサブシステムを使用した場合における、典型
的な蒸気発生器内でのある高さ位置の様々な領域をクリ
ーニングする方法を斜め上方から示す図である。

図６は、バルククリーニングヘッドサブシステムの様
々な構成部材を概略的に示す図であって、効果的な噴霧
角度制御機構、および噴霧ノズルアームのスイング機構
を示している。

図7A〜図7Dは、本発明の剛直ランスクリーニングヘッ
ドサブシステムを概略的に示す図であって、チューブ間
内に挿入されることにより、チューブ間から蒸気発生器
のチューブ間内へと圧力水を導くのに使用される。

図8A〜図8Cは、図7A〜図7Cに示す剛直ランスを概略的
に示す図であって、蒸気発生器のある高さ位置における
様子を示している。

図９は、共に本発明によるバルククリーニングヘッド
サブシステムと剛直ランスとの両方を使用した場合にお
いて、チューブ支持プレートのカバー率を概略的に示す
図である。

図10A〜図10Dは、図６および図７に示す剛直ランスを
使用した場合の、チューブ束の検査、クリーニング、ス
ケール除去に対する様々な位置を概略的に示す図であ
る。

図11は、本発明の支持サブシステムを概略的に示す斜
視図であって、支持サブシステムは、あるクリーニング
ヘッドに高圧流体が適用された際に、そのクリーニング
ヘッドを定位置に維持するためのものである。

図12A〜図12Cは、支持サブシステムを概略的に示す正
面図であって、典型的な蒸気発生器の支持プレートを通
り抜けて最終的には係合する様子が示されている。

図13は、本発明のプロセスシステムを概略的に示す図
であって、プロセスシステムは、本発明のクリーニング
ヘッドに供給される水、および本発明のクリーニングヘ
ッドに組み付けられるビデオのためのものである。

図14は、本発明の制御サブシステムを概略的に示す図
であって、クリーニングに際して蒸気発生器内において
本発明のクリーニングヘッドを延出して操作するために
使用される。

図15は、ドリルアセンブリを延出している、本発明に
よる伸縮アームサブシステムを概略的に示す図である。

図16は、グリッパーアセンブリを延出している、図15
の伸縮アームサブシステムを概略的に示す図である。

図17は、鋸アセンブリを延出している、図15の伸縮ア
ームサブシステムを概略的に示す図である。

図18は、溶接機を延出している、図15の伸縮アームサ
ブシステムを概略的に示す図である。

図19〜22は、本発明によるフレキシブルランスサブシ
ステムの様々な実施形態を概略的に示す図である。

図23は、本発明によって蒸気発生器内に延出されたフ
レキシブルランスサブシステムを概略的に示す図であ
る。

図24は、本発明による延出システムを概略的に示す図
であって、この延出システムは、ある姿勢ではフレキシ
ブルであり、また、他の姿勢では剛直な伸長体を使用し
ている。

図25は、図24に示す伸長体における剛直チェインの実
施形態を概略的に示す図である。

図26は、本発明における、背中合わせ型の剛直チェイ
ンを備えた実施形態を概略的に示している。

図27は、典型的なチェイン結合を示す正面図である。

図28は、本発明の延出システムにおいて使用される剛
直チェインを示す正面図である。

図29は、本発明の延出システムにおいて背中合わせに
配置された２つの剛直チェインを示す正面図である。

図30および図31は、本発明の延出システムにおいて使
用される異なるタイプの剛直チェインを概略的に示す図
である。

図32は、本発明の延出システムにおいて使用される剛
直チェインのさらに異なるタイプの剛直チェインを概略
的に示す図である。

図33は、スプリングにより付勢された本発明の剛直チ
ェインを概略的に示す図である。

図34は、磁気的に付勢された本発明の剛直チェインを
概略的に示す図である。

図35は、マグネットとスプリングとの両方が組み込ま
れた剛直チェインを概略的に示す図である。

図36は、本発明による他のタイプの剛直チェインを示
す正面図である。

図37は、１つずつの関節凹所を備えた本発明の一連の
結合リンクを概略的に示す図である。

図38は、二重関節凹所を備えた本発明の一連の結合リ
ンクを概略的に示す図である。

図39は、本発明の延出システムにおいて使用される自
己バイアス型マストを概略的に示す図である。

図40は、駆動手段を備えた本発明の他の自己バイアス
型マストを概略的に示す図である。

図41は、本発明の延出システムを概略的に示す図であ
って、マスト材料と剛直リンク構造との両方が使用され
ている。

図１に、蒸気発生器10を概略的に示す。蒸気発生器10
には、チューブ支持プレート14、16、18、20、22、24、
26により、区分して隔離された熱交換用チューブ12が設
けられている。各々のチューブ支持プレートには、第１
のチューブ支持プレート14について示すように、多数の
流通スロット28、30が設けられている。

Westinghouse社のW44型およびW51型の蒸気発生器は、
蒸気発生器の最大の市場占有率を有している。W51型の
寸法は、W44型の寸法と同程度である。W44型の蒸気発生
器においては、116インチの直径のチューブ支持プレー
トが、チューブ受けシート32の上方において、51インチ
ごとの等間隔で使用されている。図１に示すハンドホー
ル36のような２つのハンドホールが、チューブ受けシー
ト32の高さ位置において、3.5インチ径のブローダウン
レーン38（blow down lane）の各端部に設けられてい
る。各々のチューブ支持プレートには、４インチの間隔
をおいて大きさ２〜2.75インチ×15インチの３つの流通
スロットが、中心連結ロッド40の両側に各々設けられて
いる。流通スロットは、互いに一直線上に揃えられてお
り、その結果、ブローダウンレーン38から、最上部チュ
ーブ支持プレート26の上方のチューブのＵ字形曲がり部
41までが、明瞭に「見通しの利く」縦通路となってい
る。

上記発明の背景の項において説明したように、蒸気発
生器の底部におけるチューブ受けシート32と第１のチュ
ーブ支持プレート14との間の領域を散水によりクリーニ
ングするための装置は、公知である。しかし、蒸気発生
器の上側チューブ束が非常に狭隘な空間であることが、
相対的に上方に位置するチューブ支持プレート16〜26の
近傍のチューブをクリーニングすることを困難としてい
る。これについては、例えば、米国特許第5,265,129号
明細書を参照されたい。

本発明においては、ハンドホール36から中心連結ロッ
ド40に向けてブローダウンレーン38に沿って、さらに、
各々の支持プレートにおける一直線上に位置する流通ス
ロット28、30等を上方に向けて通り抜け、ついには蒸気
発生器の頂部42へと達するアクセス通路34を設ける構成
が実現されている。そして、もし蒸気発生器の頂部42に
まで１つのまたは複数のクリーニングヘッドが延出する
ことができたならば、蒸気発生器は、上から下へとクリ
ーニングされ得ることになり、これにより、クリーニン
グ過程において付着物を下方へと洗い流すことが実現で
きる。この場合の技術的な課題は、蒸気発生器内部の狭
隘空間内に適合するようなクリーニングヘッドを製作す
ることであり、また、チューブを徹底的にクリーニング
するために十分に圧力のかかった水を分配するようなク
リーニングヘッドを製作することであり、さらに、蒸気
発生器内部に引っ掛かってしまわないクリーニングヘッ
ドを製作することである。

本発明のクリーニング装置は、以下の４つの主要なサ
ブシステムあるいは構成部材を備えている。すなわち、 （ａ）図２に示すようなクリーニングヘッド延出支持装
置と、 （ｂ）クリーニングヘッド延出支持装置に取付可能であ
って、流通スロットからチューブの間隙内へと流体を導
くとともに、噴霧角度を変化させる手段、および、図３
〜図７に示すように同じ高さ位置において隣接している
流通スロット近傍のチューブをクリーニングする手段を
有するバルククリーニングヘッドと、 （ｃ）同様にクリーニングヘッド延出支持装置に取付可
能であって、図７〜図10に示すように、チューブ間内へ
と伸長してチューブ間の間隙から流体を導く剛直ランス
と、 （ｄ）いずれのタイプのクリーニングヘッドをも着脱可
能に固定し、かつ、噴霧時には所定位置に支持するもの
であって、また、仮に発生すればクリーニング過程に深
刻な影響を与え得るとともに停止時間をもたらしてしま
う設備の引っ掛かりをうまく阻止する支持機構と、 である。蒸気において、“上側チューブ束”とは、蒸気
発生器内において第１のチューブ支持プレート14よりも
上方に位置しているチューブを指すものと定義する。以
下、各サブシステムについて、順次説明する。

延出／支持サブシステム 図２に示す延出サブシステム50は、直線移動用レール
52、レール支持体54、回転ステージ56、直線移動カート
58、および、液圧式シリンダ62、64、66を有する鉛直方
向位置サブシステム60を備えている。延出サブシステム
50は、アクセスされるべきチューブ支持プレートの高さ
まで、蒸気発生器内において噴霧ヘッドを鉛直方向に延
出させるために使用される機構である。鉛直方向位置サ
ブシステム60は、回転ステージ56の頂部に搭載されてい
る。ここで、回転ステージ56は、直線移動カート58上に
載っている。蒸気発生器の外部に配置された動力手段を
利用することにより、直線移動カート58は、ハンドホー
ルを挿通して延出しているレール52上をブローダウンレ
ーンの下部において移動する。

このような構成は、6546 Pound Road,Williamson,New
York,14589 USA所在のR.Brooks Associatesによる
「第二次検査装置（Secondary Inspection Device,SI
D）」と称される公知の構成が適用される。これは、９
段のエアシリンダから構成されるものであり、現在では
蒸気発生器のブローダウンレーンの上方にビデオカメラ
を搬送するために使用されている。したがって、蒸気発
生器のハンドホールおよび流通スロットを挿通するのに
適したサイズとされている。しかしながら、それの標準
的な構成において、第二次検査装置には、いくつかの重
大な欠点がある。第１の欠点は、制御性が欠如している
ことである。通常行われている制御方法は、伸長させる
場合には、シリンダの空気圧を増加させ、引っ込ませる
場合あるいは伸長させるのを停止する場合のいずれかの
場合には、シリンダの空気圧を減少させるという方法で
ある。段間の封止に重大な漏れがあることにより、安定
した位置決めが行えないことがしばしばである。また、
段間の摩擦が平衡位置の決定に際して影響を与えるの
で、段間の摩擦を変化させるもの、例えば振動のような
ものがあるだけで、システムの平衡位置がずれてしまう
ことになる。

他の大きな欠点は、有効負荷能力が不十分なことであ
る。段間の封止に漏れがあることの結果として、また、
圧力調整器および供給ホースの通路が小さいことの結果
として、実際のシリンダ圧力は、圧力空気供給源の圧力
にまで達することは決してあり得ず、有効負荷は、約５
ポンドに制限されている。したがって、本発明のクリー
ニングヘッドを支持するためには、この有効負荷能力
は、５〜10倍程度増大するよう改善されなければならな
い。シリンダの内部にケーブルを組み込み、かつ、ケー
ブルの繰出し・巻取りを制御するためにケーブルリール
を設けるという改良がなされている。シリンダ内部の圧
力は、シリンダの伸長にとって十分なだけの高い圧力に
一定に維持されている。ただし、シリンダの伸長は、ケ
ーブルによって阻止された状態にある。張力ケーブルを
繰り出すことにより、シリンダの伸長が許容され、ま
た、ケーブルを巻き取ることにより、シリンダは引っ込
められる。シリンダが引っ込む際には、シリンダ圧力
は、逃がされる。ケーブルリールには、エンコーダが設
けられており、このエンコーダにより、鉛直方向位置に
関する情報が与えられることになる。有効負荷能力を改
良するために、内部圧力の増大化、シリンダの軽量化の
うち一方または両方の対策が講じられている。段間の封
止は、漏れを格段に低減させるよう改良されており、圧
力付与は、空気よりもむしろ水によりなされている。圧
力付与媒体として水を使用することにより、圧縮性媒体
を使用した場合のように爆発の危険性を伴うことなく、
内部圧力を数百psiとすることが可能である。また、鋼
製よりもむしろアルミニウム製のシリンダを使用するこ
とにより、シリンダ自身の重量を約３分の２に低減する
ことができる。制御システムについては、図14を参照し
て後述する。

バルククリーニングヘッドサブシステム 図３に示すバルククリーニングヘッドサブシステム70
は、図２に示す延出支持サブシステム50の最上部シリン
ダ66に取り付けられている。そして、バルククリーニン
グヘッドサブシステム70には、回転式支持体74を起点と
して延在するアーム72が設けられている。図３に示す本
発明のバルククリーニングヘッドサブシステム70は、流
通スロットからチューブ間の間隙内へと流体を導くもの
である。バルククリーニングヘッド70は、例えば図４に
示す流通スロット71のような流通スロットに沿って延在
しており、流通スロット71からチューブ78、80間の間隙
内へと流体を導く。また、図３に示すアーム72は、矢印
82で示す方向に回転し、対向するノズル84、86、88、90
の角度配向を変化させる。これにより、２つの支持プレ
ートの間における、同様に、２つの支持プレートの面間
におけるチューブの長さ方向にわたってのクリーニング
がもたらされる。ノズル84、88は、図示のようにノズル
86、90に対して反対側に配置されている。これは、チュ
ーブのクリーニングを流通スロット71の両側において行
うことを目的としたものであり、また、ノズルにより分
配される高圧水によってアーム72が受けるスラスト力を
均衡化させることを目的としたものである。ノズル86、
90は、図４に示すように、ノズル86、90がチューブ78、
80間の間隙に対して適宜一直線上に位置するように配置
されている。

アーム72は、また、符号92で示す交替位置へとスイン
グ式に移動し、流通スロットに隣接する場所近傍のチュ
ーブのクリーニングをもたらす。よって、クリーニング
ヘッドを一旦引っ込ませて、その後、流通スロットに隣
接する位置へと延出させる必要がない。

図5A〜図5Cを参照してさらに詳細に説明すると、図5A
に示すアーム100は、最初、流通スロット104（典型的に
は、蒸気発生器の横側半分につき３つ設けられている流
通スロットのうちの中央に位置する流通スロット）の付
近に配置されており、流通スロット104近傍の領域110内
において水を噴霧している。その後、アームは、流通ス
ロット104内を移動して、図5Bに示すように、領域108内
において水を噴霧する。最後に、アームは、スイング式
に回転して、図5Cに示すように、流通スロット106近傍
の領域112内においてクリーニングを行う。

上記のように、クリーニングヘッド延出支持設備が鉛
直方向において一直線上に揃えられた一連の流通スロッ
トを挿通して延出された状態で、蒸気発生器の一方の完
全な横側半分がクリーニングされる。すなわち、バルク
クリーニングヘッドサブシステムが、図１に示す最上部
支持プレート26内にある流通スロット25にまで延出さ
れ、図5A〜図5Cに示すクリーニング操作が達成される
（このとき、必要に応じて、角度配向の変化が併用され
る）。そして、このような操作が、蒸気発生器のしだい
に下方へと向けて各々の高さ位置においてなされ、第１
のチューブ支持プレート14へと達するまで繰り返され
る。このようにして、頂部から底部へとクリーニングが
なされ、これにより、クリーニング過程において付着物
は、下方へと洗い流される。蒸気発生器の他方の横側半
分についても、同様にしてクリーニングがなされる。

本発明の他の態様においては、最小の水の使用量でも
ってクリーニングの効果を最大とするために、バルクク
リーニングのための特有のノズル構成を採用している。
特に、ノズル84、88等は、まず、チューブ間隙79の一方
の側に揃えられ、その後、チューブ間隙79の他方の側に
揃えられる。これにより、一方の側のチューブのクリー
ニングを行い、引き続いて、他方の側のクリーニングを
行うことになる。テストの結果、この方法によるとクリ
ーニング効果において、大きな成果が得られた。また、
チューブ表面からの析出物の除去量を増加させることに
有効であった。他のテストにおける変更条件は、析出物
の種類、ノズル圧力、ノズル流量、角度の変化速度、バ
ルククリーナーの位置、ノズルの形状、ノズルの配列で
ある。原型をなす構成例においては、ブローダウンレー
ンから水を導いているバルククリーニングヘッドが、チ
ューブ表面の付着物を除去し得ること、また、支持プレ
ートおよび４つ葉（quatrefoils）をクリーニングし得
ることが証明された。本発明のこのようなクリーニング
方法のさらに他の態様においては、クリーニングヘッド
によるクリーニングが上から下に向かってなされるにつ
れて、蒸気発生器内での水位が徐々に下げられる。この
ようにして、付加的な攪拌（agitation）がなされ、蒸
気発生器内でノズルジェットの噴霧が水の表面を衝撃す
ることにより、クリーニング効果が高められている。

図６に、バルククリーニングヘッドサブシステム120
の原型構成例を概略的に示す。ノズルアーム121は、バ
レル部（barrel portion）122を有している。バレル部1
22には、背中合わせに配置されたノズル123、125、12
7、129が設けられており、ノズル123、125、127、129の
角度は、チルトギヤ124がギヤ131を介してチルトモータ
128から動力伝達されることにより可変とされている。
アーム121のスイング運動は、スイングギヤ138がウォー
ムギヤ133を介してスイングモータ130から動力伝達され
ることにより達成されている。水は、アンビリカル供給
源（umbilical source）132から水分岐管134を介して、
ノズル123、125、127、129へと供給されている。操作者
は、カメラ126を利用することにより、位置合わせおよ
び検査を共に行うことができる。カメラ126、モータ13
0、モータ128に対する電力供給は、アンビリカル供給源
132を介してなされている。

剛直ランス 図7Aに示す剛直ランス200は、図２に示す延出支持サ
ブシステム50に取付可能な他のタイプの噴霧ヘッドであ
る。そして、剛直ランス200は、チューブ間からチュー
ブの列間内へと流体を導くために使用される。図7Aに示
すランス部205は、図8Aに示すようにチューブ列207間へ
と延出するような位置へと、図7Bおよび図7Cに示すよう
に回転する。このようにして、図7Aに示すランス部205
は、図8Bに示す流通スロット210を挿通して上方に向け
て延出した時には、支持サブシステムの最上部シリンダ
と一直線をなす位置関係を維持したままである。そし
て、流通スロット210を挿通しての延出後において、ラ
ンス部駆動モータ212により、チューブの所定の列間へ
と延出するように、矢印214で示す方向に回転される。
それから、ジェットノズル216、218、220、222（図8Bお
よび図8Cに図示）は、高圧水供給源224からチューブへ
と流体を導く。

図９に示すように、流通スロットから水を噴霧するバ
ルククリーニングヘッドサブシステム70によってはクリ
ーニングされないチューブの領域は、チューブの列間へ
と挿入可能なランス部205を使用することによりクリー
ニングされる。図7Aに示すように、剛直ランス200の最
上部をなす先端部には、銃弾形ノーズ部201が設けられ
ている。銃弾形ノーズ部201は、矢印180で示すように、
手動操作によってわずかに傾斜させることができる。こ
れにより、一直線に揃っているはずの流通スロットにわ
ずかの位置ずれがあっても、あるいは、図２に示す延出
支持装置の伸縮式シリンダ機構が柔軟性を有していて
も、首振り運動を行うことにより、流通スロットを挿通
して上方へと進むことが可能とされる。銃弾形ノーズ部
201は、オフセットスプリングに抗して作用するケーブ
ル係止体の使用により偏向させられている。回転ステー
ジにより直立軸回りにヘッドを回転させることにより、
ノーズ部の偏向は、どちらの方向を向けることも可能で
ある。剛直ランスサブシステムクリーニングヘッドは、
かなりの量の感覚的なデータが得られなければならない
領域内へと立ち入ることになるので、操作者がヘッド位
置、検査の状況、クリーニングの状況を随時把握するた
めに、ヘッドには視覚手段182、184が備えられることが
不可欠である。

ヘッドがチューブ支持プレートを通り抜けて上方へと
移動するに際して、操作者が、通り抜けるべき流通スロ
ットに対して銃弾形ノーズ部201の位置合わせを行い得
るために、カメラ184として示すように、ヘッド内には
上方を向いてCCDビデオカメラが取り付けられている。
もし適切であるならば、ヘッドには、２つのビデオカメ
ラが、水平方向に反対を向いて取り付けられることにな
り、下方を向いて非チューブ領域を見ること、およびそ
れに引き続いてすぐに現れるチューブを見ることが可能
とされる。チューブ間の領域を観察することを可能とす
るために、図7Dに示すように、ビデオプローブをランス
の先端209上に取り付けることができる。CCDチップは、
隙間領域の検査、および、ウォータジェットの操作状況
の観察を可能とするように配置される。これらのビデオ
プローブのためのケーブルは、ブローダウンレーンカー
ト上の回転ステージを経由してさらにハンドホールの外
部へと配置される。操作者に対するインターフェースを
単純化するために、信号は、遠隔配置された操作者ステ
ーションへと多重送信されることになる。操作者ステー
ションにおいては、ビデオ画像を選択して表示すること
ができる。もしチューブ間の領域のカバー率がわずかに
低下しただけでもチューブ支持プレートにとって受け入
れ得ないものであれば、図7Cに示すようなオフセットに
より形成されたヘッド内の凹所211は、図7Bに示すよう
な、手動に適したような選択的な工具モジュール213の
保持用として機能させることができる。例えば、凹所21
1には、試料収納箱を取り付けることができ、これによ
り、チューブのスケールを、分析のために、蒸気発生器
の外部へと確実に運び出すことが可能とされる。

一般に、本発明のチューブ間用のランスにおいては、
目視検査、隙間のクリーニング、チューブのスケールの
除去、チューブ支持プレートの洗浄、腐食物の試料採
取、他の対象物の捜索や回収が達成される。ランス部20
5は、できるだけ長い方が良いが、チューブ支持プレー
トの鉛直方向間隔、あるいは鉛直方向からの回転に対し
て干渉するような部材の鉛直方向間隔よりも長くするこ
とはできない。W44型およびW51型の両方の蒸気発生器の
チューブ支持プレートの半径は、チューブ支持プレート
の鉛直方向間隔よりも大きいので、図９に示すように、
非チューブ領域から最も遠いところに、剛直ランスが届
き得ない領域が存在する。しかしながら、剛直ランスの
到達可能な範囲の総面積率は、W44型に対して85％を超
え、W51型に対して80％を超えるものが達成されてい
る。

図7A〜図7Cに示すランス200は、細身であって、2.5イ
ンチの直径のハウジングに収納されている。ハウジング
の内部には、回転駆動部（図示せず）が搭載されてお
り、この回転駆動部は、0.25インチのアーム205の位置
決めを行っている。ランスの先端におけるウォータジェ
ットは、チューブ支持プレートの周縁部から破片を移動
させる確実な手段がないという理由から、非チューブ領
域における流通スロットに向けて破片を押し出すような
向きとされている。

図10A〜図10Dは、延出時のランスの角度をヘッドに注
目して示すもので、様々なクリーニング操作もあわせて
示している。図10Aには、延出に際してヘッド215と向き
が揃えられたランス部205を示しており、クリーニング
ヘッドは、チューブ支持プレートのところまで上昇され
ている。図10Bには、ランス205の下方に向けての掃引動
作を示しており、破片は、流通スロット217に向けて洗
い流されている。図10Cには、ランス部205の戻り動作、
および前方に向けてのチューブのスケール除去動作を示
している。一方、図10Dには、チューブ支持プレート219
の下面を検査するに際して所定位置に配置されたランス
部205を示している。

支持機構 鉛直方向への延出支持システムは、チューブ受けシー
トの底部において横方向に支持されている。同様に、延
出された噴霧ヘッド近傍を上部についても横方向の支持
が必要である。蒸気発生器の上部スパンのクリーニング
の際には、鉛直方向への延出支持システムは、25フィー
トを超えて延出されることになる。ジェットを掃引操作
するに際してと同様に、チューブ束内へランスを挿入す
るに際しても、またチューブ束からランスを引っ込める
に際しても、横方向に負荷がかかることになる。本発明
の上部における支持サブシステムは、図11に図示されて
おり、チューブ支持プレート250のようなチューブ支持
プレートに機械的に係合したり、また、チューブ支持プ
レートとの機械的係合を解除したりするものであって、
付加的な駆動源を必要とするものではない。

図12Aに示すように、対象となるチューブ支持プレー
ト250に近づく際には、搭載負荷252（上述の噴霧ヘッド
の１つ）は、フィンガー254、256が図12Bに示すように
開き得るよう、わずかに持ち上げられている。マグネッ
ト258、260は、図12Bに示すような位置関係へと誘導す
るための補助を行っている。フィンガー254、256が開き
位置にある状態で、さらに鉛直方向延出システムが伸長
されると、フィンガーは、図12Cに示すようなロック位
置へと回転する。その後、図２に示す延出サブシステム
の最上部シリンダが鉛直方向に動かされてクリーニング
操作が行われる。このとき、横方向支持システムは、ロ
ック状態にあり、最上部シリンダよりも下方に位置する
シリンダは、静止したままである。係合解除は、上記操
作を逆に行うことにより達成される。下側のシリンダが
引っ込むと、横方向支持システムの回転ピン262が引き
下げられる。すると、流通スロットに押し当てられてい
るパッド部の接触部分により、フィンガー等は、下側シ
リンダが引っ込むにつれて、図12Bに示す位置へと回転
する。そして、独立な上側のシリンダが引っ込んだとき
には、フィンガーは、図12Aに示すような収納位置へと
折り畳まれ、新たな延出位置に向けて流通スロットを挿
通し得る状態とされる。

回収は、蒸気発生器の内部領域に延出されたいかなる
装置にとっても、重要なことである。本発明における非
常回収は、第２段のシリンダに取り付けられたシリンダ
延出制御ケーブルを引っ張ることにより達成される。非
常回収の開始時点において、フィンガーが図12Aに示す
ような収納位置にある場合には、何の障害も発生するこ
とはない。フィンガーが図12Bに示すような待機位置に
ある場合には、下方に位置する各々のチューブ支持プレ
ートに接触することにより、フィンガーは、流通スロッ
トを通り抜けるのに十分なだけ単に内側に回転させられ
ることになる。また、非常回収の開始時点において、も
し、横方向支持システムが図12Cに示すように係合状態
にある場合には、ケーブルに対して、チューブ支持プレ
ートに接触している横方向支持システムにかかっている
摩擦力に打ち勝つような十分な引っ張り力が与えられる
ことになる。そして、搭載負荷が完全に引き下げられて
フィンガー上に位置すると、引き下げ時においてチュー
ブ支持プレートに当接することにより、フィンガーが内
方に回転させられて搭載負荷を持ち上げ、図12Aに示す
ような収納時の構成となる。

他のサブシステム 図13に示すようなプロセスサブシステム300が、設け
られている。プロセスサブシステム300は、各噴霧ヘッ
ドのジェットに対しての高圧水と、鉛直方向延出システ
ムのシリンダに対しての低圧水と、必要に応じた空気お
よび電力と、クリーニングシステムからのビデオフィー
ドバックとを供給している。プロセスサブシステム300
は、また、ランスによる付着物除去の際に水位を定位置
に維持するための蒸気発生器からの抜取用として設けら
れている。抜き取られた水は、クリーニングヘッドのウ
ォータジェット噴霧ノズルに対しての再循環のために十
分に濾過される。プロセスシステムの大部分は、原子炉
格納建造物の外部に位置しているトレーラ302内に配置
されることになる。この構成は、現在使用されている、
チューブ受け用シートのランスによる析出物除去手法に
おいて使用されているものとよく似ている。高圧水は、
各クリーニングヘッドのノズルジェットに対して高圧ポ
ンプ304を介して供給されている。低圧水は、延出支持
サブシステムに対して低圧ポンプ306により供給されて
いる。空気、電気、ビデオ信号は、それぞれライン30
8、310、312を介して伝達されている。抜取ポンプ314
は、ランシングに際して水位を定位置に維持する。フィ
ルタ316、318は、高圧ポンプ304を介してのウォータジ
ェット噴霧ノズルへの再循環のために、ポンプ314から
の水を十分に濾過する。

図14に示す制御サブシステム340には、鉛直方向の延
出支持システムの制御手段、およびチューブ間にアクセ
スされる剛直ランスサブシステムの制御手段のような、
すべてのプロセスシステムの機能を制御する制御手段が
設けられている。すべての主要システムの駆動は、エン
コーダからの位置フィードバックによる閉ループ制御に
よりなされている。符号342で示すコンピュータインタ
ーフェースにより、位置情報、機能情報が得られ、同様
に制御を行うことができる。矢印344で示すチューブ間
隙内でのジェットの掃引、矢印346で示すクリーニング
ヘッドの回転、矢印348で示す延出支持サブシステムの
シリンダの上げ下げ、および矢印350で示す延出サブシ
ステムの直線移動のような、図5A〜図5Cに示した方法に
基づくクリーニングをもたらす相対運動は、自動実行の
ためにプログラムされている。制御用コンソールには、
また、ビデオシステムのためのモニタが設けられてい
る。チューブ間へのアクセスシステムは、0.406インチ
の間隙を通り抜ける必要があり、0.250インチの直径に
特別注文されたWelch Allynのビデオプローブが使用さ
れている。

クリーニング・検査・補修サブアセンブリ 図15に示すように、伸縮アーム402を、図２に示す延
出支持デバイスの最上部の液圧式シリンダ66に対して、
回転ジョイント400を介して取り付けることができる。
回転ジョイント400は、上記'129特許に開示されたエル
ボージョイントと同様のものとすることができる。伸縮
アーム402の先端には、チューブ12や支持プレート26と
して例示されているような上側チューブや支持プレート
近傍におけるドリル動作のためのドリルアセンブリ404
が取り付けられている。回転ジョイント400は、矢印403
で示すように水平面内において、また、矢印405で示す
ように鉛直面内において、アーム402を回転させる。ま
た、図11に示す支持機構248が、上部液圧式シリンダ66
を、プレート26の流通スロットに対しての所定位置に、
維持する。伸縮アセンブリ402およびドリルアセンブリ4
04が支持プレート内の流通スロットを通して所定位置に
まで上昇される際には、伸縮アーム402およびドリルア
センブリ404は、図２に示す延出支持デバイスの上部液
圧式シリンダ66に対して一体化された状態とされる。蒸
気発生器内における所望位置に到達すると、回転機構40
0は、アーム402を矢印405で示すように鉛直面内で回転
駆動し、その後、伸縮アーム402をなす個々の伸縮部材
が、矢印407で示す方向に引き伸ばされる。

また、図16に示すようなグリッパーアセンブリ406
を、蒸気発生器の上側チューブ束近傍における対象物を
回収するために、伸縮アーム402に対して取り付けるこ
とができる。切削は、図17に示すような鋸アセンブリ40
8を伸縮アームに取り付けることによって行うことがで
きる。あるいは、電極放電機（Electrode Discharge Ma
chine,EDM）のヘッドをアーム402に取り付けて、他の操
作を行うこともできる。鋸アセンブリ408は、切削動作
をもたらすよう、矢印409で示すように往復駆動するこ
とができる。

また、伸縮アーム402に対しては、図18に示すよう
に、蒸気発生器内において溶接操作を行うための溶接ア
センブリ410を設けることができる。溶接は、電気アー
ク技術を使用して、あるいは、光ファイバによって溶接
箇所にまで導かれたレーザービームを使用することによ
り、行うことができる。

蒸気発生器内において30フィート高さにまで延出され
その後個々のチューブどうしの間へと横方向に延出され
るすべてのデバイスが、一切引っ掛かりを起こすことな
く蒸気発生器内で使用可能とされていることは、非常に
重要なことである。したがって、図19に示すアーム412
は、グラファイトや他の適切なフレキシブル材料から形
成されたフレキシブルランスである。そのため、アーム
は、蒸気発生器の内部からの引抜に関して十分にソフト
である。他の実施形態においては、アーム413は、（図2
0に）図示したように、２つの部分414,415を備えてい
る。アーム部414は、非常にフレキシブルである。これ
に対して、アーム部415は、アーム部414よりは剛性の大
きなものとすることができる。アーム部414は、伸縮シ
リンダや類似機構を使用して矢印417に示す方向に延出
することができる。あるいは、アーム部414は、蒸気発
生器の流通スロットからのコンパクトな延出のために、
アーム部415に対して、矢印419で示す方向に回転可能と
することができる。他の実施形態においては、アーム部
415をよりフレキシブルな材料から形成することがで
き、アーム部414をより剛性の大きな材料から形成する
ことができる。アーム部414は、クリーニングノズル42
1、ビデオカメラ423、および／または、図15に示すよう
なドリルアセンブリ404、図16に示すようなグリッパー
アセンブリ406、図17に示すような鋸アセンブリ408、お
よび／または、図18に示すような溶接機410を備えるこ
とができる。

他の実施形態においては、アーム412は、図21に示す
ように、アーム412をチューブ束どうしの間に配置する
ために使用されるオフセット機構（位置ずらし機構）41
6を使用することによって、回転機構400に対して取り付
けることができる。オフセット機構416は、ブーム66が
支持機構248によって所定位置にロックされたときにア
ーム412を移動可能とするよう、矢印417で示す方向に調
整可能とすることができる。

他の実施形態においては、図22に示すような短アーム
418が、図23に示すように、短いチューブレーンのとこ
ろにチューブをクリーニングし検査しあるいは補修する
ために、使用される。図19に示すアーム412は、蒸気発
生器の長いチューブレーンのところのチューブをクリー
ニングし検査しあるいは補修するために使用され、アー
ム部412,414からなるアーム413は、蒸気発生器の一番奥
深いところのチューブをクリーニングし検査しあるいは
補修するために使用される。図23を参照されたい。

よって、本発明のシステムは、上側チューブ束のクリ
ーニング、検査、補修、あるいは、修復作業を容易とす
ることができる。図16に示すようなグリッパーアセンブ
リ406は、溶接ロッドまたはバーまたはブラケットを保
持するために使用することができ、一方、図18に示すよ
うな溶接機410は、個々のチューブを溶接するために使
用される。図20に示すカメラ423は、プロセス中の作業
の様子を検査し観測することができる。

代替可能な延出サブシステム 図２に示す延出サブシステム50は、図3,6,7,15〜22に
示すような様々なクリーニング・検査・補修デバイスを
延出するために使用することができるけれども、収縮し
た状態では18インチ高さしかなく30フィートにまで上昇
しなければならないブームと伸縮シリンダとの組合せ
（図２）が構成において製造においてまた制御において
困難であることから、他の延出サブシステムを使用する
こともできる。さらに、この構成は、ブーム70が蒸気発
生器内に配置されることを必要とする。

これに対して、本発明は、図24に示すような伸長体48
0を備えている。伸長体480は、蒸気発生器484の外部か
ら、ハンドホール482を通して供給することができる。
伸長体480は、場所486において曲げられて上方移動する
ことに対して十分フレキシブルであり、かつ、符号488
で示すような他の構成においては、クリーニングヘッド
／検査および／または補修デバイスを蒸気発生器内を上
方に向けて移動させて上側チューブ束へと位置させるた
めに、剛直である。

図24に示すように、伸長体480を複数の支持プレート
を挿通して上方へと駆動するための、また、伸長体480
を複数の支持プレートを挿通して下方へと引き戻すため
の手段492が設けられている。

好ましい実施形態においては、図24に示す伸長体480
は、モータ502と駆動アセンブリ503とにより駆動される
図25に示すような「剛直チェイン」500である。駆動ア
センブリ503は、容器506内のスタック504から剛直チェ
イン500を広げるように作用する。ターンシュー508は、
検査／クリーニング／補修ヘッド510を蒸気発生器の２
つの上側チューブ束へと運ぶために、剛直チェイン500
を、上方にターンするように案内する。剛直チェイン50
0は、場所508における曲げに対して十分フレキシブルで
ある。しかしながら、曲がり後の上方への延出に対し
て、また、曲がり箇所508を起点として30フィート高さ
の上側チューブ束付近にまで延出しつつクリーニングお
よび検査装置の支持するに際して十分に剛直である。

しかしながら、伸長体としては、流通スロットを挿通
しての上方延出箇所において曲がるためにある姿勢にお
いてはフレキシブルであり、かつ、クリーニングヘッド
／検査デバイスを蒸気発生器の支持プレートの流通スロ
ットを挿通して上方へと運搬しなおかつ支持するために
他の姿勢においては剛直である限りにおいて、本発明の
範囲内において他の構成が可能である。以下において、
伸長体の様々な実施形態について説明する。

剛直チェイン ある実施形態においては、図26に示す２つの剛直チェ
イン520、522がある。剛直チェイン522は、場所524にお
いて一方向にのみ曲がるよう構成されている。一方、剛
直チェイン520は、場所526において反対方向にのみ曲が
るよう構成されている。背中合わせに配置されたときに
は、これらの組合せ体は、チューブ支持プレート528、5
30、532、等における流通スロットを挿通して上方へと
クリーニングヘッド／検査／補修デバイスを支持しつつ
延出させるのに対して十分に剛直である。剛直チェイン
520は、まず最初に、環状部534内において延ばされ、一
方、剛直チェイン522は、まず最初に、環状部536内にお
いて延ばされる。その後、両方のチェインは、それぞれ
ガイドシュー540、542を介して駆動源538により駆動さ
れる。ビデオ／クリーニング流体／電力アンビリカル
（umbilical）は、テンションアーム546により張られ
る。

図27に示すように、典型的な非剛直チェイン550は、
２つの方向に自由に曲がることができる。しかしなが
ら、図28に示す剛直チェイン552aは、一方向についての
み自由に曲がることができる。図29に示すように、この
ような２つのチェイン552b、552cが背中合わせに配置さ
れたときには、各々が単独では一方向にフレキシブルで
あるようなものを組み合わせることで、剛直な構造が形
成される。

他の剛直チェインを図30に示す。各リンク560は、ビ
デオアンビリカル562、クリーニングスプレーアンビリ
カル564、および電力アンビリカル566を携行するため
に、中空とされている。ピン568は、隣接するリンクど
うしの互いの回転を阻止するために、隣接するリンクを
係合している。ピン568は、また、リンク560に対するリ
ンク572の曲がりを許容するために引っ込む。

この実施形態においては、90゜ターンがなされた後に
剛直な支持を与えるよう係合ピンを押し込むために、図
31に示すピンドライブ573が使用される。ピンドライブ
は、また、蒸気発生器の支持プレートの流通スロットを
挿通させて剛直チェインを下方に引き戻す際には、係合
ピンを引っ張る。ピンドライブ573は、矢印575により示
された方向から押されたときには、孔内に係合されてピ
ン577の頂部に対抗するような板ばねの組のように単純
な構成とすることができる。ピン579が矢印581の方向に
引き戻されたときには、板ばねは、ピンヘッドの下部に
係合し、リンクの孔から係合を解除する。

他の実施形態においては、剛直チェインのある形態
は、図32に示すリンク600を備えている。リンク600は、
ピン604、606を介して、リンク602と結合している。リ
ンク602の係合ポール608は、リンク600の係合凹所610に
係合する。このようにして、リンク602は、リンク600に
対して状態においてはロックされる。しかしながら、
（図25に示すターンシュー508を通してチェインが押さ
れることにより）十分な曲げ力が印加されたときには、
係合ポール608は、係合凹所610から外れることになる。
これにより、リンク600のリンク602に対する回転が可能
とされる。よって、蒸気発生器内の支持プレートにおけ
る流通スロットを挿通して上方に延出するに際して、所
定箇所における曲げに対してのフレキシブルな構成がも
たらされる。曲げられた後においては、あるリンクの係
合ボールは、隣接するリンクの係合凹所に再度係合す
る。これにより、検査／クリーニングデバイスを蒸気発
生器内にわたって上側チューブ束付近へと配置しかつ支
持するに際しての剛直な構成がもたらされる。

図32に示す構成は、１組のリンクが必要とされた図26
の剛直チェイン対よりも有利な構成である。図32に示す
構成は、また、ピンの係合／引込ドライブが不要である
という点において図30に示すピン構成よりも有利な構成
である。さらに、図32に示す構成においては、リンク60
0、602の中空内部空間を、ノズルに対してクリーニング
用流体を供給し、ツール（溶接機、グリッパー、等）に
対して電力を供給し、ビデオカメラに対してビデオ信号
のやりとりを行うといったような、アンビリカルサブシ
ステムのための通路とすることができる。

他の実施形態においては、図33に示す剛直チェイン62
0は、ボールおよびスプリングアセンブリ626を介して結
合されたリンク622、624を備えている。スプリング628
は、リンク624を、リンク622に対してロックするよう付
勢する。しかしながら、（図25に示すターンシュー508
を通してチェインが押されることにより）十分な曲げ力
が印加されたときには、図１において符号31で示すよう
な90゜ターンをなすために、リンクは、互いに回転す
る。この実施形態に一番近い類似構成は、ポールの中心
を通って張られた弾性「バンジー（bungie）」コードに
より係合された一連のテントポールである。90゜ターン
の後においては、スプリングは、リンクどうしを結合さ
せるよう付勢し、これにより、蒸気発生器内における上
方への延出に対しての剛直な構成がもたらされる。

他の実施形態においては、図34に示すリンク650は、
希土類マグネット652を備えており、これに対して、リ
ンク654は、鉄製プレート656を備えている。リンク650
のマグネット652は、リンク654の鉄製プレート656に引
き付けられる。これにより、リンクどうしは、互いにロ
ックされた位置に付勢されている。しかしながら、十分
な曲げ力が印加されたときには、図32、33における構成
の場合と同様に、リンクは、互いに回転することができ
る。そして、曲げられた後においては、チェインは、再
度係合することになる。図35に示す剛直チェイン660
は、図33に示すスプリングを利用した実施形態と、図34
に示すマグネットを利用した実施形態との両方の組合せ
である。

他の実施形態においては、図36に示す剛直チェイン68
0は、かなり長めのリンク682、684、686を備えている。
各々のリンクは、リンク682に対しては符号690で示すよ
うな延長部690を有している。延長部690は、各々の隣接
するリンクが一方向にしか曲がらないようにしている。
これら長めのリンクは、システムに対して要求される総
リンク数を最小化する。

剛直リンク ある姿勢においてはフレキシブルでありかつ他の姿勢
においては剛直であるような図24に示す伸長体480の他
の実施形態は、図37に示す一連の剛直リンクである。中
空の剛直リンク706、708、710の各々は、隣接するリン
ク706、708、710間に、関節凹所702、704を備えてい
る。この実施形態においては、関節凹所は、各リンクの
一側部側のみに設けられている。回転ピン712および関
節凹所702により、リンク706は、リンク708に対して図
示矢印714方向にわずかに回転することができる。各リ
ンクがわずかに回転できることにより、一連の剛直リン
クは、蒸気発生器のブローダウンレーン（図１参照）を
横切り、かつ、その後に、流通スロットを挿通して上方
に延出するために曲がることができる。この構成におい
ては、「背骨」部716が個々のリンクの矢印718方向の曲
がりを防止するために、全体の剛直さが大きい。

同様の構成は、剛直リンク722、726、728として図38
に示されている。この場合、各リンク722、726、728
は、弾性ヒンジ素子730により隣合うリンクどうしが連
結された中空部材を備えて構成されている。ここで、各
弾性ヒンジ素子の両側に、関節凹所736、738が設けられ
ている。一連のリンクは、ブローダウンレーンを通り、
その後、流通スロットを挿通して上方に延出するために
曲がるよう駆動され得るように、十分曲がることができ
る。各リンク内に形成されたオリフィス333を挿通する
直線化ケーブル732は、リンクを剛直形状にロックする
ために使用されている。水用アンビリカル734および周
辺サービスライン736は、各リンクの中心を挿通してい
る。これらリンクは、任意のフレキシブルなプラスチッ
ク材料から形成することができる。

マストの実施形態 上述の様々な剛直チェインあるいは剛直リンクの実施
形態に対して、代替可能な形態が図39に示されている。
伸長可能なマスト760は、フラットロール764から供給さ
れた場合であっても、符号762で示すようなチューブを
形成し得るよう、常態において自己バイアス型の材料か
ら形成されている。マスト760の材料は、典型的には、S
par Aerospace 9445 Airport Road,Brmpton,Ontario,Ca
nadaとして入手可能な0.010厚さのスプリング鍛錬され
たステンレス鋼である。材料の自然な形態は、多くのオ
ーバーラップを備えた２インチ直径のチューブである。
チューブは、必要に応じて、スリーブ764のようなガイ
ドスリーブにより、長さ方向に沿って補強することがで
きる。

図40に示すように、マスト760は、蒸気発生器の流通
スロットを上方に挿通するジャケット材料776内に収容
された水ライン770および周辺サービスライン772、774
を案内する。モータドライブ778は、流通スロットを上
方に挿通する延出システムのこの実施形態を駆動する。
モータドライブ778は、対向する回転ドラム780、782を
備えている。回転ドラム780、782の各々は、多数のガイ
ドローラ装置784を駆動している。代替可能な形態とし
ては、マスト材料からなる２つのロールを、チューブを
形成するために使用することができる。この場合、各ロ
ールは、格別の剛直さのために、多くの重なりをもって
チューブの半分を形成する。

マスト／剛直リンクの組合せ体の実施形態 図40に示すマストは、図41において、図37に示す剛直
リンク700と組み合わせた例を示すように、剛直リンク
が蒸気発生器の頂部に向かって上方に延出される場合に
付加的な支持を付与するために、上述の任意の剛直チェ
インあるいは剛直リンクと組み合わせて使用することが
できる。図41に示すマスト貯蔵ドラム782は、１つある
いは複数のロールすなわちマスト材料と、剛直リンクを
蒸気発生器のハンドホールの外側から供給し、最終的に
は連続する一連の支持プレートにおける流通スロットを
挿通させて上方へと供給するターニングシュー784と、
を備えている。

本発明の蛇状伸長体のいずれの実施形態においても、
剛直チェイン、剛直リンク、マスト材料実施形態にかか
わらず、また、これらの組合せの実施形態にかかわら
ず、図２に示す従来のブームおよび伸縮シリンダが除去
されており、その代わりに、伸長体は、蒸気発生器のハ
ンドホールの外側から供給されかつ連続する支持プレー
トにおける流通スロットを挿通し得るよう、十分に小さ
なものである。伸長体は、また、システムのいかなる部
分もが蒸気発生器の上部領域に残ってしまうようないか
なるリスクをも避けるために、完全に引き戻し可能なも
のである。伸長体は、連続する支持プレートの流通スロ
ットを挿通して上方に延出され得るためにある場所にお
いて曲げられるようある姿勢においては（ある方向性に
関しては）十分にフレキシブルであり、また、上側チュ
ーブ束付近においてクリーニングヘッド／検査デバイス
を上部に位置させるために他の姿勢においては（他の方
向性に関しては）剛直である。

したがって、本発明においては、いかなる実施形態に
おいても、蒸気発生器内における30フィート高さにおい
てクリーニングヘッドあるいは検査デバイスを支持し得
るように、曲げ可能でありかつ曲げ後に十分剛直である
ような延出システムを提供するという一見相互に排他的
な目標を達成することができる。

本発明の特徴点は、添付図面に図示されているけれど
も、これは便宜上のためだけであって、各特徴点は、本
発明の任意の他の特徴点、あるいは、すべての他の特徴
点と組み合わせることができる。

当業者であれば、本発明の特許請求の範囲内におい
て、他の実施形態を案出し得るであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロヴェット，ジェイ ティモスィ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02181 ウェレズリー ハイレッジ ア ヴェニュ 69 (72)発明者 フィッシュバッハ，ダン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01824―2163 チェルムズフォード プ リシラ アヴェニュ 25 (72)発明者 ラジエリ，スティーヴン ケイ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01752 マールボロ ゴードン ロード 19 (72)発明者 ブライトマン，アラン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02324 ブリッジウォーター グリーン ストリート 110 (72)発明者 ジェンズ，スティーヴ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02178 ベルモント オークランド ア ヴェニュ 50 アパートメント １ (56)参考文献 特開 平７−103689（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−254790（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−507139（ＪＰ，Ａ) 米国特許5265129（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28G 1/16 F28G 3/16 F28G 9/00 F28G 15/02 F28G 15/04

Claims (28)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気発生器の上側チューブ束のクリーニン
   グ・検査・補修のための装置であって、 前記蒸気発生器内に収納可能とされた延出支持デバイス
   であるとともに、前記蒸気発生器のチューブ受けシート
   （32）の近傍の蒸気発生器壁におけるアクセス路を通し
   て供給可能でありかつ前記蒸気発生器（10）の内部の支
   持プレート（14〜26）における流通スロット（28,30）
   を挿通しての上方延出箇所において曲がり得るためにあ
   る姿勢においてはフレキシブルでありなおかつ前記クリ
   ーニング／検査／ツールデバイスを前記蒸気発生器の前
   記上側チューブ束（42）付近にまで前記蒸気発生器内の
   内部上方へと配置し支持するために他の姿勢においては
   剛直である伸長体（480）を備えている、延出支持デバ
   イス（50）と； 前記伸長体を前記支持プレートを挿通させて上方へと駆
   動し、また、前記伸長体を前記支持プレートを挿通させ
   て下方へと引き戻すよう駆動するための駆動手段（49
   2）と； 前記延出支持デバイスの前記先端に取り付けられた回転
   機構（74,400）と； 該回転機構の第１端部に取り付けられたアーム（72）
   と； 該アームの第２端部に配置された、クリーニングデバイ
   ス（70）および検査デバイス（423）およびツール（40
   4,406,408,410）のうちの少なくとも１つと； を具備することを特徴とする装置。
2. 【請求項２】前記クリーニングデバイスが、複数のノズ
   ル（84〜90,123〜129）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】前記検査デバイスが、前記アーム上に配置
   された検査用カメラ（423）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】前記ツールが、ドリルアセンブリ（404）
   を備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】前記ツールが、グリッパーアセンブリ（40
   6）を備えていることを特徴とする請求項１記載の装
   置。
6. 【請求項６】前記ツールが、鋸アセンブリ（408）を備
   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】前記ツールが、溶接機アセンブリ（410）
   を備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
8. 【請求項８】前記伸長体が、剛直チェイン（500）であ
   ることを特徴とする請求項１記載の装置。
9. 【請求項９】前記伸長体は、各々が一方向にのみ曲げ可
   能でありかつ各々が曲げにより前記蒸気発生器内へと延
   出される一対の剛直チェイン（522,520,552b,552c）を
   具備し、 該一対の剛直チェインは、背中合わせに配置されること
   により、剛直な構成とされて延出されることを特徴とす
   る請求項１記載の装置。
10. 【請求項１０】前記伸長体は、一対の剛直チェイン（52
    0,522,552b,552c）を具備し、 各チェインは、一方向には曲げ自由であり、反対方向に
    は剛直であることを特徴とする請求項１記載の装置。
11. 【請求項１１】さらに、前記一対の剛直チェインを背中
    合わせに配向させるための手段を具備し、 それにより、前記クリーニング／検査デバイスを前記蒸
    気発生器の内部上方へと配置しかつ支持するための剛直
    構造が与えられていることを特徴とする請求項10記載の
    装置。
12. 【請求項１２】前記剛直チェインは、各々のリンクが隣
    接するリンクに対して一方向に回転可能であるような多
    数のリンク（600,602）を備え、 該リンクは、他の方向への回転に関して隣接するリンク
    を解除可能にロックするためのロック手段を備えている
    ことを特徴とする請求項８記載の装置。
13. 【請求項１３】解除可能にロックするための前記ロック
    手段は、連結されたときには前記リンクを互いにロック
    し、かつ、引き戻されたときには前記リンクを解放する
    ための引き抜き可能なピン（604,606）を備えているこ
    とを特徴とする請求項12記載の装置。
14. 【請求項１４】前記駆動手段は、前記ピンを自動的に引
    き戻すための、また、係合させるための手段を備えてい
    ることを特徴とする請求項13記載の装置。
15. 【請求項１５】解除可能にロックするための前記ロック
    手段は、前記リンクの一部に設けられた係合ボール（60
    8）と、前記リンクに隣接するリンクの一部に設けられ
    かつ前記係合ボールに係合する係合凹所（610）とを備
    えていることを特徴とする請求項12記載の装置。
16. 【請求項１６】解除可能にロックするための前記ロック
    手段は、あるリンクを、隣接するリンクに対しての連結
    状態を維持させるよう付勢するスプリング（628）を備
    えていることを特徴とする請求項12記載の装置。
17. 【請求項１７】解除可能にロックするための前記ロック
    手段は、あるリンクを、隣接するリンクに対しての連結
    状態を維持させるよう付勢するマグネット（652）を備
    えていることを特徴とする請求項12記載の装置。
18. 【請求項１８】解除可能にロックするための前記ロック
    手段は、あるリンクを、隣接するリンクに対しての連結
    状態を維持させるよう付勢するためのスプリングとマグ
    ネットとの両方を備えていることを特徴とする請求項12
    記載の装置。
19. 【請求項１９】前記剛直チェインは、複数のリンクを備
    えており、 該リンクの各々は、ヒンジ（730）と、該ヒンジを超え
    て延在するとともに隣接しているリンクの一方向につい
    ての移動を阻止するための部分とを有していることを特
    徴とする請求項８記載の装置。
20. 【請求項２０】前記伸長体は、複数の剛直リンクを備え
    ていることを特徴とする請求項１記載の装置。
21. 【請求項２１】前記リンクは、各々が、ヒンジと、該ヒ
    ンジの近傍に位置するとともに隣接しているリンクの一
    方向についてのみの移動を許容するための少なくとも１
    つの関節凹所（736,738）とを有することを特徴とする
    請求項20記載の装置。
22. 【請求項２２】前記リンクは、前記ヒンジの両側に関節
    凹所を有していることを特徴とする請求項21記載の装
    置。
23. 【請求項２３】前記伸長体は、チューブを形成するため
    に自己バイアスされた材料からなる伸長可能なマスト
    （760）を備えていることを特徴とする請求項１記載の
    装置。
24. 【請求項２４】前記駆動手段は、対向して回転する１対
    のドラム（780,782）を備え、 該ドラムは、該ドラム間に係合された前記マスト材料を
    駆動することを特徴とする請求項23記載の装置。
25. 【請求項２５】前記伸長体は、チューブを形成するため
    に自己バイアスされた材料からなる伸長可能なマストに
    より支持された剛直チェイン（700）を備えていること
    を特徴とする請求項１記載の装置。
26. 【請求項２６】前記伸長体は、チューブを形成するため
    に自己バイアスされた材料からなる伸長可能なマストに
    より支持された一連の剛直リンクを備えていることを特
    徴とする請求項１記載の装置。
27. 【請求項２７】前記駆動手段は、前記チューブ受けシー
    トの近傍位置から前記蒸気発生器の前記上側チューブ束
    に向かう上方延出位置へと、前記伸長体を導くためのタ
    ーニングシュー（784）を備えていることを特徴とする
    請求項１記載の装置。
28. 【請求項２８】さらに、前記アームを前記回転機構に対
    して変位させるためのオフセット機構を備えていること
    を特徴とする請求項１記載の装置。