JP3342956B2 - 制御棒駆動機構ハウジング据付部の寸法・形状測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は原子炉内における制
御棒駆動機構ハウジング据付部の寸法・形状測定装置に
係り、特に被測定部として原子炉圧力容器の下鏡部に据
え付けられる制御棒駆動機構ハウジング、このハウジン
グを溶接固定するためのスタブチューブおよび下鏡部に
形成されるインコネル肉盛溶接部の、それぞれの位置お
よび形状等を三次元測定するための寸法・形状測定装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】軽水炉としての沸騰水型原子炉（以下、
ＢＷＲという。）には、原子炉圧力容器の下部に制御棒
駆動機構ハウジング（以下、ＣＲＤハウジングとい
う。）が吊設状態で据え付けられており、このＣＲＤハ
ウジングに原子炉の起動・停止や炉出力を制御する制御
棒駆動機構（以下、ＣＲＤという。）が設けられる。上
記ＣＲＤハウジングは原子炉圧力容器の下鏡部にスタブ
チューブを介して据え付けられる。

【０００３】上記ＣＲＤハウジングの据付には、原子炉
圧力容器のＣＲＤハウジング貫通部にインコネル肉盛溶
接とその後の成形加工によりスタブチューブ取付用開先
を形成し、このスタブチューブ取付用開先にスタブチュ
ーブを溶接にて固定する。スタブチューブ頂部にはＪ開
先が成形加工されており、このスタブチューブのＪ開先
にＣＲＤハウジングを下方から挿入して溶接にて固定
し、据え付ける。

【０００４】一方、原子炉圧力容器内のＣＲＤハウジン
グやスタブチューブ等を交換する場合には、それらの位
置および形状が水中テレビカメラ等で目視により確認さ
れる程度であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、原子炉圧力
容器内のＣＲＤハウジングやスタブチューブ等を交換し
ようとする時、それらの位置および形状を三次元的に測
定する場合、原子炉運転前ではその部位へ作業員が接近
できるため、ノギスやマイクロメータ等のゲージで測定
することは容易であるが、運転後では原子炉圧力容器に
炉水が充水されていたり、炉内の放射線量が高いため、
作業員が接近することが不可能で測定することができな
い。

【０００６】そのため、上記のように原子炉圧力容器の
ＣＲＤハウジング、このハウジングを溶接固定するため
のスタブチューブ、下鏡部に形成されるインコネル肉盛
溶接部の、それぞれの位置および形状を測定するには、
水中テレビカメラ等で遠隔にて行う必要がある。このよ
うに、従来では、水中テレビカメラで各部の位置および
形状を測定しているため、直接的且つ三次元的に形状測
定および位置の確認を行うことが不可能であった。

【０００７】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、原子炉圧力容器の制御棒駆動機構ハウジングや
スタブチューブ等を交換する場合、それらの位置および
形状を機械的に単純な機構で直接的且つ三次元的に測定
可能な制御棒駆動機構ハウジング据付部の寸法・形状測
定装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１は、原子炉圧力容器内に設置
された炉心支持板の開口部に着脱自在に保持される回転
プラグと、この回転プラグに一端が支持されるシャフト
と、このシャフトの他端に設けられ制御棒駆動機構ハウ
ジングに位置決めされる芯出ヘッドと、前記シャフトに
回転自在に設けられた複数の位置調整板と、これらの位
置調整板に取り付けられ、制御棒駆動機構ハウジング据
付部の表面に接触して上下動可能な複数のスケールロッ
ドと、これらのスケールロッドに目盛られたスケールを
読み取る読取手段と、前記制御棒駆動機構ハウジングの
底部側から挿入された押上ロッドと、前記芯出ヘッドが
前記押上ロッドに近接したことを検知する位置検出手段
とを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する請求項１においては、シャ
フトの半径方向に列状に配列された複数のスケールロッ
ドを原子炉圧力容器の下鏡部の被測定部表面に接触さ
せ、そのスケールロッドに目盛られたスケールを読取手
段にて読み取る構成にしたので、被測定部の形状等を直
接的且つ三次元的に、容易かつ確実に把握することがで
きる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１１】図３は沸騰水型原子炉の下部構造を示す構
成図である。図３に示すように、ＢＷＲは原子炉圧力容
器１を備え、この原子炉圧力容器１はその支持ペデスタ
ル２上に支持スカート３を介して支持される。原子炉圧
力容器１の下部（下鏡部）には、ＢＷＲの炉心に制御棒
の挿入・引き抜きを行う制御棒駆動機構（ＣＲＤ）４が
多数本林立状態で垂設されている。

【００１２】制御棒駆動機構４のＣＲＤハウジング５
は、原子炉圧力容器１の下鏡部に溶接される。このＣＲ
Ｄハウジング５はステンレス鋼が用いられる。また、原
子炉の出力表示や燃焼度の評価のために、原子炉炉心部
で発生する中性子束は、中性子束検出器６にて検出さ
れ、監視される。

【００１３】図１は本発明に係る制御棒駆動機構ハウジ
ング据付部の寸法・形状測定装置の一実施例を示す断面
図である。この図１に示す実施例では、原子炉圧力容器
１内のＣＲＤハウジング５やスタブチューブ等を交換す
る場合、ＣＲＤハウジング５、スタブチューブおよびイ
ンコネル肉盛溶接部の内、この肉盛溶接部の位置および
形状を三次元測定することを示している。

【００１４】図１において、原子炉圧力容器１の下鏡部
には、インコネル肉盛溶接部７が溶接により形成され、
鏡面仕上げされている。原子炉圧力容器１の下鏡部の傾
斜部には溶接部８によりスタブチューブ９が溶接され
る。このスタブチューブ９の頂部には、Ｊ開先が成形加
工されており、このスタブチューブ９のＪ開先にＣＲＤ
ハウジング５が下方から挿入され、溶接にて固定され
る。

【００１５】測定装置１０は、原子炉圧力容器１内に収
容される炉心支持板１１に着脱自在に保持される。この
炉心支持板１１の開口部には図示しないオペレーション
フロアからチェーン１２により吊り下げられた炉心支持
板プラグ１３が配置され、この炉心支持板プラグ１３
は、保持手段としての回転プラグ１４が収納保持される
収納凹部１３ａが形成されるとともに、炉心支持板１１
の上面に突設されたガイドピン１５により周方向に位置
決めされ、その回転が防止される。

【００１６】測定装置１０の回転プラグ１４は、炉心支
持板プラグ１３の収納凹部１３ａに着脱自在に保持さ
れ、測定装置１０が回転方向に移動する時には収納凹部
１３ａにてその回転が案内され、測定装置１０の位置が
設定された後には位置決め機構１４ａにより位置決めさ
れる。

【００１７】また、回転プラグ１４から下方に延びるシ
ャフト１６の下端には、ＣＲＤハウジング５頂部のシー
ト面５ａに位置決めされる芯出機構１７が取り付けら
れ、この芯出機構１７は先端（下端）に向かって縮径す
る逆円錐体形状の芯出ヘッド１８を有し、この芯出ヘッ
ド１８がＣＲＤハウジング５頂部のシート面５ａに確実
に着座して測定装置１０の上下および横方向の滑りが防
止される。そして、シャフト１６の上端には測定装置１
０を回転方向に移動させるためのハンドル１９が取り付
けられている。

【００１８】さらに、芯出ヘッド１８の下端（先端部）
には、位置検出手段としての近接スイッチ２０が設けら
れる一方、ＣＲＤハウジング５底部からは押上装置２１
の押上ロッド２２が挿入され、この押上ロッド２２の上
端に芯出機構１７の芯出ヘッド１８が到達した時、近接
スイッチ２０の位置検出信号を確認することで、測定装
置１０がセットされたことを確認する。

【００１９】押上装置２１は、上記押上ロッド２２と、
この押上ロッド２２を上下動させる回転ハンドル２３と
を備えており、押上ロッド２２の軸方向にはスケール２
４が付されている。したがって、回転ハンドル２３を操
作して押上ロッド２２を上下させ、近接スイッチ２０の
作動を確認する位置を押上ロッド２２のスケール２４で
読み取ることにより、ＣＲＤハウジング５下部のフラン
ジ面から芯出ヘッド１８の下面までの距離が読み取れ
る。

【００２０】シャフト１６の芯出機構１７の上部には、
スケールロッド取付部２５が固定され、このスケールロ
ッド取付部２５には位置調整機構としての位置調整板２
６，２６…が複数設けられ、これらの位置調整板２６，
２６…のそれぞれに、棒状のロッドにスケール目盛を付
したスケールロッド２７が上下動可能に取り付けられて
いる。これらのスケールロッド２７はシャフト１６の半
径方向に列状に配列され、その先端部が原子炉圧力容器
１の下鏡部の被測定部であるインコネル肉盛溶接部７表
面に接触可能となっている。そして、位置調整板２６は
遠隔操作にてスケールロッド２７をシャフト１６の回転
方向および半径方向に移動可能に構成されている。

【００２１】また、複数のスケールロッド２７は、それ
ぞれ錘２８が取り付けられており、この錘２８を取り付
けたことにより、スケールロッド２７の設置時には駆動
源を設けることなく、自重を利用して下降方向への移動
を補助するとともに、測定時には被測定部に対し適切な
測定面圧が得られる。

【００２２】さらに、複数の位置調整板２６の上面のそ
れぞれには、図２に示すように円筒体の一部に開口窓を
形成した副尺補助スケール２９が固定され、これにより
複数のスケールロッド２７はそれぞれ副尺補助スケール
２９が具備されることとなり、その測定精度を大幅に高
めることができる。

【００２３】スタブチューブ９の外周面にはガイド機構
３０が設けられており、測定装置１０を原子炉圧力容器
１の下鏡部に据え付ける時に、ガイド機構３０により複
数のスケールロッド２７を目的の被測定部に確実に案内
するとともに、測定時にスケールロッド２７の転倒や位
置ずれが防止される。

【００２４】スケールロッド２７に目盛られたスケール
は、測定時に読取手段としてのテレビカメラ３１により
機械的に読み取られ、このテレビカメラ３１は図示しな
いオペレーションフロアからチェーン３２で吊り下げら
れている。また、テレビカメラ３１はケーブル３３を介
して比較・演算処理装置３４に電気的に接続されてい
る。したがって、テレビカメラ３１から得られた各測定
点の数値は、比較・演算処理装置３４で予め基準点から
の変位量として演算処理されるとともに、各測定点の寸
法が比較され、これらの処理結果は記録装置３５にて記
録される。

【００２５】次に、本実施例の作用を説明する。

【００２６】測定装置１０を用いて原子力圧力容器１の
下鏡部のＣＲＤハウジング５、スタブチューブ９および
インコネル肉盛溶接部７の位置および形状を三次元測定
する場合には、初めに、原子力圧力容器１の上部から測
定装置１０の回転プラグ１４を炉心支持板プラグ１３の
収納凹部１３ａに収納保持した状態でオペレーションフ
ロアからチェーン１２により吊り下げ、炉心支持板１１
の開口部に炉心支持板プラグ１３を設置して方位位置決
めするとともに、ＣＲＤハウジング５の頂部のシート面
５ａに芯出機構１７の芯出ヘッド１８を挿入することで
測定装置１０全体の位置決め、芯出しが行われる。

【００２７】測定装置１０を位置決め、芯出した後、複
数のスケールロッド２７の先端部を原子炉圧力容器１の
下鏡部の被測定部であるインコネル肉盛溶接部７表面に
接触させる。次いで、スケールロッド２７に目盛られた
スケールをテレビカメラ３１により機械的に読み取り、
このテレビカメラ３１から得られた各測定点の数値を、
比較・演算処理手段３４で予め基準点からの変位量とし
て演算処理するとともに、各測定点の寸法を比較し、こ
れらの処理結果を記録装置３５にて記録する。そして、
位置調整板２６によりスケールロッド２７をシャフト１
６の回転方向および半径方向に移動させて測定部位を変
えた後、上記と同様の演算処理を行うことによりインコ
ネル肉盛溶接部７の三次元傾斜面形状・寸法の測定がで
きる。

【００２８】このように本実施例によれば、シャフト１
６の半径方向に列状に配列された複数のスケールロッド
２７を原子炉圧力容器１における下鏡部の被測定部表面
に接触させ、そのスケールロッド２７に目盛られたスケ
ールをテレビカメラ３１にて読み取り、このテレビカメ
ラ３１にて得られた数値を予め基準点からの変位量とし
て演算処理することにより、被測定部の位置の寸法を測
定するとともに、各測定点の寸法を比較することによ
り、被測定部の形状等を直接的且つ三次元的に把握する
ことができる。

【００２９】複数のスケールロッド２７はそれぞれ副尺
補助スケール２９を具備したことにより、測定精度を大
幅に高めることができる。また、複数のスケールロッド
２７は、それぞれ位置調整板２６にてシャフト１６の回
転方向および半径方向に移動可能であるので、スケール
ロッド２７の測定位置を自在に移動・調整することがで
きる。複数のスケールロッド２７はそれぞれ錘２８を備
えたことにより、スケールロッド２７を駆動するための
駆動機構を設けることもなく、下降方向への移動を確実
に補助し、自重のみで測定時の適正な測定面圧を得るこ
とができる。

【００３０】さらに、複数のスケールロッド２７がガイ
ド機構３０により被測定部表面に案内されるため、測定
位置が確実に維持されるとともに、測定中のスケールロ
ッド２７の転倒や位置ずれを防止することができる。

【００３１】さらにまた、芯出機構１７の先端部に近接
スイッチ３０を設けたことにより、ＣＲＤハウジング５
の底部側から押上装置２１を挿入し、この押上装置２１
の上面に芯出機構１７が到達した時にその位置検出信号
を確認することで、測定装置１０がセットされたことを
確認することができる。そして、芯出機構１７は先端
（下端）に向かって縮径する逆円錐体形状の芯出ヘッド
１８を有しているので、この芯出ヘッド１８によりＣＲ
Ｄハウジング５の頂部のシート面５ａに確実に着座して
測定装置１０の上下および横方向の滑りが防止され、正
確な測定点を確保することができる。

【００３２】そして、回転プラグ１４は位置決め機構１
４ａを備え、炉心支持板プラグ１３の収納凹部１３ａに
着脱自在に保持され、測定装置１０が回転方向に移動す
る時に収納凹部１３ａにてその回転が案内されるため、
測定位置を容易に回転移動することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御棒駆動機構ハウジング据付部の表面に接触させる進
退可能な複数のスケールロッドと、これらスケールロッ
ドに目盛られたスケールを読み取る読取手段とを備え、
制御棒駆動機構ハウジング据付部の表面測定を簡素・単
純化させる構成にしたので、故障の少ない、安定した測
定を行うことができる。

【００３４】また、本発明によれば、制御棒駆動機構ハ
ウジングの底部側から挿入された押上ロッドと、芯出ヘ
ッドの底部に設けられ、芯出ヘッドが押上ロッドに近接
したことを検知する位置検出手段を備え、この位置検出
手段により押上ロッドと芯出ヘッドとの近接を遠隔的に
検知できるようにしたので、制御棒駆動機構ハウジング
への設置作業の完了を確実に認識させて作業者の不必要
な労力の軽減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る制御棒駆動機構ハウジング据付部
の寸法・形状測定装置の一実施例を示す断面図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】沸騰水型原子炉の下部構造を示す構成図。

【符号の説明】

１ 原子炉圧力容器 ４ 制御棒駆動機構（ＣＲＤ） ５ ＣＲＤハウジング ８ 溶接部 ９ スタブチューブ １０ 測定装置 １１ 炉心支持板 １２ チェーン １３ 炉心支持板プラグ １４ 回転プラグ（保持手段） １６ シャフト １７ 芯出機構 １８ 芯出ヘッド １９ ハンドル ２０ 近接スイッチ（位置検出手段） ２１ 押上装置 ２２ 押上ロッド ２３ 回転ハンドル ２４ スケール ２５ スケールロッド取付部 ２６ 位置調整板（位置調整機構） ２７ スケールロッド ２８ 錘 ２９ 副尺補助スケール ３０ ガイド機構 ３１ テレビカメラ（読取手段） ３４ 比較・演算処理装置（比較・演算処理手段） ３５ 記録装置

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た炉心支持
   板の開口部に着脱自在に保持される回転プラグと、この
   回転プラグに一端が支持されるシャフトと、このシャフ
   トの他端に設けられ制御棒駆動機構ハウジングに位置決
   めされる芯出ヘッドと、前記シャフトに回転自在に設け
   られた複数の位置調整板と、これらの位置調整板に取り
   付けられ、制御棒駆動機構ハウジング据付部の表面に接
   触して上下動可能な複数のスケールロッドと、これらの
   スケールロッドに目盛られたスケールを読み取る読取手
   段と、前記制御棒駆動機構ハウジングの底部側から挿入
   された押上ロッドと、前記芯出ヘッドが前記押上ロッド
   に近接したことを検知する位置検出手段とを備えたこと
   を特徴とする制御棒駆動機機構ハウジング据付部の寸法
   ・形状測定装置。