JP3261153B2 - 管束内の異物探査及び回収装置 - Google Patents
管束内の異物探査及び回収装置Info
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Description
ラントや近づきにくい他の構造物に役立つロボット装置
に関する。特に、原子力発電プラントの蒸気発生器の管
束内のように、近づきにくい構造物に不慮に導入された
異物の位置決めをし、取り除くことができる装置に関す
る。
発電設備は、原子炉及び蒸気発生器の2つの主要な部分
からなる。蒸気発生器は、要約すれば、間隔をあけずに
稠密状に配列された管群の束からなる熱交換器を有す
る。管同士の間隔は、1.27センチ(0.5 インチ)以下
で、管の高さは、数フィートに及ぶ。高温原子炉冷却水
は、管を通して液送され、冷却水は、今度は加圧下、水
を沸点より数百度上まで、加熱し、かくして蒸気を発生
させる。
中、修理及び保守技術者は、種々の領域に入り、その中
の1つに蒸気発生器がある。このような立ち入り中、溶
接棒、ワッシャー、ねじ等の部品を不慮に落とすことが
ある。このような部品は、もし回収されないとすれば、
薄肉の管壁に損傷を引き起こす可能性がある。損傷した
管の修理、交換及びプラグは、必要な労働及び要求され
る原子炉停止期間の両方の観点から、非常にコストがか
かる。今日まで、蒸気発生器の幾何学的制限及び放射線
の存在のために、このような部品の回収は不可能であっ
た。
特許第4638667 号は、可撓性テープを有する遠隔探査位
置決め装置を開示し、該テープは、テープの長さを走行
する光学的ファイバーケーブルと、テープの遠位端に回
収器とを有する。しかし、回収器の構造及び動作につい
ての詳細は、与えられていない。従って、原子力発電プ
ラント蒸気発生器の形状及びそれに似た近づきにくい形
状の必要に対処する異物の除去装置を提供するために、
さらなる開発が要求される。
的は、原子力発電プラント蒸気発生器の管束内のよう
に、近づきにくい領域の異物を発見し、回収する装置を
提供することである。本発明の別の目的は、遠隔操作に
よって作動して異物を発見し、回収する装置を提供する
ことである。
づきにくい個所の内側に正確に制御を行うようにされた
装置を提供することである。これらの及び関連した目的
は、ここに開示した新規な、異物探査及び回収装置の使
用によって達成される。本発明による異物探査及び回収
装置は、遠位端を有する可撓性部材を有する。光学的ケ
ーブルは、可撓性部材の中を長さ方向に沿って延びる。
ビデオケーブル及び可撓性部材の遠位端でビデオケーブ
ルに連結されたビデオカメラは、ビデオケーブルによる
伝送によって可撓性部材の遠位端からの見える場面の画
像を形成する。回収器は、可撓性部材の遠位端に取り付
けられる。少なくとも1つの回収器用作動ケーブルが、
可撓性部材の中を長さ方向に沿って延びる。可撓性部材
は、近づきにくい個所に挿入するような形態とする。位
置決めハンドルは、回収器用の少なくとも1つの作動ケ
ーブルに連結されている。本発明の1つの形態では、位
置決めハンドルは、ジョイスティック機構を有し、少な
くとも1つの回収器用作動ケーブルは、ジョイスティッ
ク機構及び回収器に連結された複数の可撓性操縦ケーブ
ルを有する。
物の位置決め及び近づきにくい所から異物を取り除く装
置10が示される。装置10は、ケーブル16で数珠つ
なぎにされた個々のサポート部品14によって形成され
た可撓性ランス12を利用し、その長さに沿って可撓性
で、その長さに対して横の方向に非常に剛性の構造を与
える。1対のフィンガー状の多くの突起体式回収器22
が、ランス12のノズルブロック20の作動チャンネル
18から延びている。小型ビデオ探査カメラ24が、2
つの回収器22の間でノズルブロック20の中に設けら
れる。回収器はそれぞれ、可撓性ランス12を通して手
動制御器28まで延びる作動ケーブル26に連結され
る。カメラ24は、ケーブル30で適当なビデオ処理回
路(図示せず)に接続され、ビデオディスプレイ32に
画像を生じさせる。ケーブル30は又、ランス12で作
業の行われる領域に光を運ぶ光学繊維束を収容する。可
撓性ランス12は、運搬器34を貫通して延び、ランス
12のノズルブロック端を蒸気発生器の一部或いは他の
近づきにくい物に対して位置決めする。運搬器34は、
運搬レール36に沿って移動し、ランス12のノズルブ
ロック端を所定位置に移動させる。次いでランス12
は、サポート部品14の間に噛み合う歯を有するスプロ
ケットドライブ37によって、運搬器34の中を通して
進められ、ノズルブロック端を近づきにくい所に移動さ
せ、近づきにくい所からノズルブロック端を引き抜くた
めに引っ込められる。
ルブロック端20を、蒸気発生器の管40に希望通りに
位置決めした後に、回収器22を作動して溶接棒38の
ような異物を回収する方法を示す。回収器22の1つの
作動ケーブル26を、ノズルブロック20から延ばし、
回収器22は、溶接棒38を掴むことができる。次い
で、作動ケーブルを矢印42によって指示した方向に回
転させ、図4に示す位置まで溶接棒38を立てる。次い
で、他の作動ケーブル26を延ばし、他の回収器22が
溶接棒38を掴む。次いで、矢印44で示すように可撓
性ランス12を管束40から引き、かくして溶接棒38
を取り除く。
づきにくい、即ち蒸気発生器52のような所から異物を
取り除く別の装置50を示す。装置50では、可撓性ラ
ンス54は、ハンドホール60を貫通し、リール62及
び緊張リール64を回って、マニプレータハンドル66
まで延びる。リール62及び64は、ハンドルホール6
0に位置決めされた「ゴールポスト」サポート68に取
り付けられる。ロボット駆動用電力供給及び制御器70
は、マニプレータハンドル66の所で可撓性ランス54
に接続される。ビデオモニター72は、サポート68に
取り付けられ、可撓性ランス54のノズルブロック76
内の小型ビデオ探査カメラ74からの画像を受けるよう
に接続される。可撓性ランス54は、作動ケーブル80
に連結されたフィンガー状の多くの突起体式回収器78
と、作動ケーブル84に連結された異なる形態の別のフ
ィンガー状の多くの突起体式回収器82とを有する。回
収すべき異物の性質に応じて、種々の回収器の形態を可
撓性ランス54とともに採用することができる。ポータ
ブルバケット86をハンドホール60に隣接した蒸気発
生器52の内部に位置決めする。
が、ロボット制御器70の位置につき、マニプレータハ
ンドル66の位置に別のオペレータ一人が、つく。ビデ
オカメラ74は、90°の視野を有する。両方のオペレ
ータが、可撓性ランス54のノズルブロック76の端を
正確に、しかも順序よく位置決めし、異物を回収するた
めに、それぞれカメラを使用する。ロボット制御器70
のオペレータは、可撓性ランス54が、2つの管88列
の間の個所と向かい合うようにロボットシリンダー56
を位置決めし、ランス54を延ばし、ワッシャー90の
ような異物を探す。もしなにも発見されなかったら、ラ
ンス54を引っ込め、シリンダー56を矢印92によっ
て指示した方向に回転させ、この作業を繰り返して、ト
ラック58と反対側を調べる。
位置についたオペレータは、適当な工具78或いは82
を異物90の方に差し向けて、異物を回収する。次い
で、ロボット制御器70のオペレータは、ランスを引っ
込め、シリンダー56を回転させ、ノズルブロック76
を下に向かせる。次いで、シリンダー56を、バケット
86の真上の位置まで引っ込める。異物90をバケット
86の中へ解放し、探査作業を継続する。所望なら、制
御器70の運転後にマニプレータ66の運転をすること
で、上述の作業を一人のオペレータで行うことも可能で
ある。変形例として、マニプレータ66をモータ及び適
当な制御器の装置に置き換えることができ、一人のオペ
レータが、探査及び回収を遠隔操作することができる。
この実施例は、人体への放射線照射を最小にする。
6の詳細を示す。別個のマニプレータハンドル66は、
回収器78及び82にそれぞれ連結される。マニプレー
タハンドル66を、フィンガー状の多くの突起体式回収
器78に関して説明するが、マニプレータハンドル66
は、回収器82及び他の回収器と同様な仕方で機能す
る。マニプレータハンドル66は、第1ハンドル部分1
00と、第1ハンドル部分100に摺動可能に取り付け
られた第2ハンドル部分102とを有する。マニプレー
タハンドル66は、ベース板組立体104に固定され
る。ベース板組立体104は、カバーケージ108の剛
性ジョイント106に、軸109によって取り付けられ
る。カバーケージ108は、ベース板組立体104の突
起110に係合し、マニプレータハンドル66を使用
中、回転させたとき、ベース板組立体104の回転を防
止する。矢印112で指示したマニプレータハンドル6
6の回転に加え、マニプレータハンドル66は、図8に
仮想線で示すようにジョイスティックの仕方で、移動可
能である。ジョイスティック運動リミッター114は、
軸109に取り付けられ、中央圧縮バネ116によって
ベース板組立体104に連結される。4つの操縦ケーブ
ル118(そのうちの2つを図6Aに示す)は、ベース
板組立体104の頂側、底側、右側及び左側に連結され
る。
を貫通して延び、フィンガー状の多くの突起体式グリッ
パー78に連結される。作動ケーブル80がノズルブロ
ック76(図4)から延ばされたとき、マニプレータハ
ンドル66のジョイスティック運動は、1つ或いは複数
の操縦ケーブルを引っ張り、作動ケーブル80の延長端
を上方、下方、左、或いは右に移動させてグリッパー7
8を位置決めする。ハンドル66を、例えば図8の仮想
線に示したように位置決めしたとき、ベース板組立体1
04は、下部操縦ケーブル118、操縦グリッパー78
を下方に引っ張る。
細を図10、図11及び図12に示す。作動ケーブル8
0は、バネ状のジャケット122内に収納された多ルー
メン可撓性プラスティック押し出し物120からなる。
操縦ケーブル118は、同様に押し出し物120に沿っ
て長さ方向にに延び、その中で自由に動くことができ
る。焼き戻しバネ工具作動ワイヤ124及び一対の工具
回転ケーブル126も又、押し出し物120に沿って長
さ方向に延びる。操縦ケーブル118は、金属インター
フェイス128を貫通して延び、グリッパー78のハウ
ジング130に取り付けられる。上部操縦ケーブル11
8を引っ張れば、グリッパー78が下方に曲がり、下部
操縦ケーブル118を引っ張れば、グリッパー78が上
方に曲がることがわかる。左及び右操縦ケーブル118
も同様の仕方で作動する。工具ワイヤ124も又、イン
ターフェイス128を貫通して延び、グリッパー78の
フィンガー状の突起体132に取り付けられる。フィン
ガー状の突起体132は、通常は閉じられ、ハウジング
130内に引っ込められている。工具ワイヤ124を押
せば、フィンガー状の突起体132は、ハウジング13
0を越えて延ばし、開かせることができる。次いで、工
具ワイヤ124を引っ張って、異物を囲んでフィンガー
状の突起体132を閉じ、フィンガー状の突起体を部分
的にハウジング130に戻し、これらを閉じる。工具回
転ケーブル126も又、作動ケーブル80内で自由に動
き、フィンガー状の多くの突起体式回収器78に連結さ
れ、ケーブル126を引っ張って、回収器を時計まわり
及び反時計まわりに回転させることができる。
に連結する仕方を含め、回収器82の詳細を示す。図示
したように、工具回転ケーブル126は、部分的に回収
器82のまわりに延びるので、工具回転ケーブル126
を引っ張れば、回収器を時計まわりに回転させることが
できる。別の工具回転ケーブル126は、回収器82の
反対側に連結され、この工具回転ケーブル126を引っ
張れば、回収器を反時計まわりに回転させることができ
る。又、操縦ケーブル118が、どのように押し出し物
120から延びる一連のアルミニウム或いはプラスティ
ック製ビード138を貫通し、回収器のハウジング14
0に固着されているかが示される。上部操縦ケーブル1
18を引っ張れば、ビード138を上方に押し、回収器
82を上げる。下部操縦ケーブル118を引っ張れば、
ビード138を下方に押し、回収器82を下げる。左及
び右操縦ケーブルも同様の仕方で作動する。工具ワイヤ
124は、回収器82の引っ掛け式フィンガー状の突起
体142に取り付けられる。作動ワイヤ124を押し、
或いは引っ張れば、フィンガー状の突起体142はハウ
ジング140から延び、或いはハウジング140に引っ
込み、引っ掛け式フィンガー状の突起体142を開き或
いは閉じることができる。引っ掛け式フィンガー状の突
起体142は、ハウジング140に引っ込められる途
中、フィンガー状の突起体142を閉じて、ワッシャー
或いはねじのような異物を離さない。
査及び回収装置における新規性が提供されたことが、当
業者に今や自明である。本装置及び方法は、原子力発電
プラントの蒸気発生器の管束領域内のように、近づきに
くい個所にある異物を発見し、回収する。本装置及び方
法の運転は、遠隔操作される。本装置及び方法の遠隔操
作は、近づきにくい個所の内部で正確に制御できるよう
な形態とされる。
形を成し得るのは、当業者にとって自明である。このよ
うな変形は、請求の範囲の意図及び範囲に属することが
意図されている。
は、図面とともに本発明の以下の詳細な説明を読めば、
当業者にとって容易に明らかになるであろう。
ある。
に一部の斜視図である。
に一部の斜視図である。
例の斜視図とブロック図である。
る。
である。
である。
ある。
ある。
Claims (27)
- 【請求項1】 近づきにくい個所を有する組立体に接近
するための可撓性装置と、該装置は、遠位端を有する可
撓性部材からなり、さらに近づきにくい個所を照明する
ための、前記可撓性部材の中で、それに沿って、長さ方
向に延びた光学的ケーブルと、ビデオケーブルと、前記
ビデオケーブルによる伝送のための、前記可撓性ケーブ
ルの前記遠位端からの見える場面の画像を形成するため
の、前記可撓性ケーブルの前記遠位端で、前記ビデオケ
ーブルに接続されたビデオカメラと、前記可撓性ケーブ
ルの前記遠位端に取り付けられた回収器と、前記可撓性
部材にそってその中を長さ方向に延びる、前記回収器用
の少なくとも1つの作動ケーブルとを組み合わせて有
し、前記可撓性部材は、前記近づきにくい個所に挿入し
得るような形態にされ、剛性ガイドが、前記可撓性部材
の長さ方向に延び、前記可撓性部材は、前記剛性ガイド
に沿って移動可能に取り付けられ、前記剛性ガイドは、
前記可撓性部材が、前記剛性ガイドから前記端を通って
通過するときに、前記可撓性部材の延びた方向に対して
所定の角度に、前記可能撓性部材を回転させるように位
置決めされた端を有し、前記可撓性部材を前記剛性ガイ
ドによって駆動するための駆動装置を有し、さらに前記
組み合わせのための運搬器を有し、前記剛性ガイドは、
前記運搬器の本体と、前記運搬器に取り付けられた少な
くとも1つの運搬器駆動装置を有し、前記可撓性部材
は、前記可撓性部材の長さを走る少なくとも1つの可撓
性ケーブルでつながれた別々の部品を有することを特徴
とする装置。 - 【請求項2】 前記回収器が、フィンガー状の多くの突
起体を有することを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 前記回収器のための少なくとも1つの作
動ケーブルに接続された位置決めハンドルをさらに有す
ることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 【請求項4】 前記位置決めハンドルは、ジョイスティ
ック機構を有し、前記回収器のための前記少なくとも1
つの作動ケーブルは、前記ジョイスティック機構及び前
記回収器に接続された複数の可撓性操縦ケーブルを有す
ることを特徴とする請求項3に記載の装置。 - 【請求項5】 前記回収器は、フィンガー状の多くの突
起体回収器を有し、前記少なくとも1つの作動ケーブル
は、前記フィンガー状の多くの突起体回収器を開閉する
ために、前記回収器に接続された工具作動ワイヤを有す
ることを特徴とする請求項4に記載の装置。 - 【請求項6】 前記回収器のための前記少なくとも1つ
の作動ケーブルは、前記回収器に取り付けられた少なく
とも1つの回収工具回転ケーブルを有することを特徴と
とする請求項4に記載の装置。 - 【請求項7】 前記運搬レールと、前記運搬レールに沿
って移動させるために前記レールに取り付けられた運搬
器とをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の
装置。 - 【請求項8】 前記近づきにくい箇所への接近開口の近
くに位置決めされたサポート部材と、前記可撓性部材
が、前記接近開口を通って前記近づきにくい箇所に延び
るように、前記サポート部材に取り付けられた前記可撓
性部材のための巻取りリールとをさらに有する請求項1
に記載の装置。 - 【請求項9】 遠位端を有する可撓性部材と、前記可撓
性ケーブルの中を長さ方向に沿って延びる光学的ケーブ
ルと、ビデオケーブルと、前記ビデオケーブルによって
伝送される前記可撓性ケーブルの前記遠位端からの見え
る場面を画像に形成し、前記可撓性ケーブルの前記遠位
端で、前記ビデオケーブルに連結されたビデオカメラ
と、前記可撓性ケーブルの前記遠位端に取り付けられた
回収器と、前記回収器が、前記可撓性部材の中を長さ方
向に沿って延びるための少なくとも1つの作動ケーブル
を有し、前記可撓性部材は、前記近づきにくい個所に挿
入するような形態にされ、さらに前記回収器用の少なく
とも1つの作動ケーブルに接続された位置決めハンドル
とを有し、前記位置決めハンドルは、ジョイスティック
機構を有し、前記回収器用の前記少なくとも1つの作動
ケーブルは、前記ジョイスティック機構及び前記回収器
に接続された複数の可撓性操縦ケーブルを有する近づき
にくい個所を有する組立体に使用する異物探査及び回収
装置。 - 【請求項10】 前記回収器は、フィンガー状の多くの
突起体を有することを特徴とする請求項9に記載の装
置。 - 【請求項11】 前記回収器のための少なくとも1つの
作動ケーブルに接続された位置決めハンドルをさらに有
することを特徴とする請求項9に記載の装置。 - 【請求項12】 前記位置決めハンドルは、ジョイステ
ィック機構を有し、前記回収器のための前記少なくとも
1つの作動ケーブルは、前記ジョイスティック機構及び
前記回収器に接続された複数の可撓性操縦ケーブルを有
することを特徴とする請求項11に記載の装置。 - 【請求項13】 前記回収器は、フィンガー状の多くの
突起体回収器を有し、前記少なくとも1つの作動ケーブ
ルは、前記フィンガー状の多くの突起体回収器を開閉す
るために、前記回収器に接続された工具作動ワイヤを有
することを特徴とする請求項12に記載の装置。 - 【請求項14】 前記回収器のための前記少なくとも1
つの作動ケーブルは、前記回収器に取り付けられた少な
くとも1つの回収工具回転ケーブルを有することを特徴
ととする請求項11に記載の装置。 - 【請求項15】 前記近づきにくい箇所への接近開口の
近くに位置決めされたサポート部材と、前記可撓性部材
が、前記接近開口を通って前記近づきにくい箇所に延び
るように、前記サポート部材に取り付けられた前記可撓
性部材のための巻取りリールとをさらに有する請求項9
に記載の装置。 - 【請求項16】 遠位端を有する可撓性部材と、さらに
前記可撓性ケーブルの中を長さ方向に沿って延びる光学
的ケーブルと、ビデオケーブルと、前記ビデオケーブル
によって伝送される前記可撓性ケーブルの前記遠位端か
らの見える場面を画像に形成し、前記可撓性ケーブルの
前記遠位端で、前記ビデオケーブルに連結されたビデオ
カメラと、前記可撓性ケーブルの前記遠位端に取り付け
られた回収器と、前記回収器が、前記可撓性部材の中を
長さ方向に沿って延びるための少なくとも1つの作動ケ
ーブルとを有し、前記可撓性部材は、前記近づきにくい
個所に挿入するような形態にされた近づきにくい個所を
有する組立体に使用する異物探査及び回収装置。 - 【請求項17】 前記回収器は、フィンガー状の多くの
突起体回収器を有し、前記少なくとも1つの作動ケーブ
ルは、前記フィンガー状の多くの突起体回収器を開閉す
るために、前記回収器に接続された工具作動ワイヤを有
することを特徴とする請求項16に記載の装置。 - 【請求項18】 前記回収器のための前記少なくとも1
つの作動ケーブルは、前記回収器に取り付けられた少な
くとも1つの回収工具回転ケーブルを有することを特徴
とする請求項17に記載の装置。 - 【請求項19】 前記近づきにくい箇所への接近開口の
近くに位置決めされたサポート部材と、前記可撓性部材
が、前記接近開口を通って前記近づきにくい箇所に延び
るように、前記サポート部材に取り付けられた前記可撓
性部材のための巻取りリールとをさらに有する請求項1
6に記載の装置。 - 【請求項20】 管のギャップに近づくための可撓性部
材と、該部材は、遠位端を有し、さらに前記管のギャッ
プの中で前記可撓性装置を移動させるための運搬器と、
近づくための前記可撓性装置は、別個に一体に形成され
た複数のサポートを有し、各々のサポートは、隣接する
サポートの別個の形状に係合する1対の別個の、長さ方
向に延びた形状を有し、合わさって可撓性を構成し、さ
らに長さ方向に延びたストリップと、前記一対の形状を
連結するバーと、前記バーは、前記隣接するサポートの
バーの開口に対して対応して位置決めされた少なくとも
1つの開口を有し、さらに1対の可撓性サポート部材
と、各可撓性サポート部材は、係合する別個の長さ方向
に延びた対の形状のそれぞれに対応して、長さ方向に延
び、さらに近づきにくい個所を照明するための、前記可
撓性部材の中で、それに沿って、長さ方向に延びた光学
的ケーブルと、ビデオケーブルと、前記ビデオケーブル
による伝送のための、前記可撓性ケーブルの前記遠位端
からの見える場面の画像を形成するための、前記可撓性
ケーブルの前記遠位端で、前記ビデオケーブルに接続さ
れたビデオカメラと、前記可撓性ケーブルの前記遠位端
に取り付けられた回収器と、前記可撓性部材にそってそ
の中を長さ方向に延びる、前記回収器用の少なくとも1
つの作動ケーブルとを組み合わせて有することを特徴と
する装置。 - 【請求項21】 前記回収器が、フィンガー状の多くの
突起体を有することを特徴とする請求項20に記載の装
置。 - 【請求項22】 前記回収器のための少なくとも1つの
作動ケーブルに接続された位置決めハンドルをさらに有
することを特徴とする請求項20に記載の装置。 - 【請求項23】 前記位置決めハンドルは、ジョイステ
ィック機構を有し、前記回収器のための前記少なくとも
1つの作動ケーブルは、前記ジョイスティック機構及び
前記回収器に接続された複数の可撓性操縦ケーブルを有
することを特徴とする請求項22に記載の装置。 - 【請求項24】 前記回収器は、フィンガー状の多くの
突起体回収器を有し、前記少なくとも1つの作動ケーブ
ルは、前記フィンガー状の多くの突起体回収器を開閉す
るために、前記回収器に接続された工具作動ワイヤを有
することを特徴とする請求項23に記載の装置。 - 【請求項25】 前記回収器のための前記少なくとも1
つの作動ケーブルは、前記回収器に取り付けられた少な
くとも1つの回収工具回転ケーブルを有することを特徴
とする請求項24に記載の装置。 - 【請求項26】 前記運搬レールと、前記運搬レールに
沿って移動させるために前記レールに取り付けられた運
搬器とをさらに有することを特徴とする請求項20に記
載の装置。 - 【請求項27】 前記近づきにくい箇所への接近開口の
近くに位置決めされたサポート部材と、前記可撓性部材
が、前記接近開口を通って前記近づきにくい箇所に延び
るように、前記サポート部材に取り付けられた前記可撓
性部材のための巻取りリールとをさらに有する請求項1
に記載の装置。
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