JP3767376B2

JP3767376B2 - In-reactor inspection equipment

Info

Publication number: JP3767376B2
Application number: JP2000372913A
Authority: JP
Inventors: 正博藤間; 誠妹尾; 勇人森; 尚幸河野; 正浩小池
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2020-12-04
Also published as: JP2002168991A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉圧力容器内を水中ビークルを用いて検査する原子炉内検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所などに採用されている原子炉は、原子炉圧力容器内に炉心が存在し、原子炉圧力容器内は高放射線環境状態にある。その原子炉圧力容器内をカメラで撮像して観察するなどの原子炉内検査は、シュラウドサポートレグやそのレグに支持されたシュラウドサポート及びシュラウドや、それらに装備された上部格子板や下部格子板が原子炉圧力容器内に残した状態で行うことが考えられている。
【０００３】
その考えに沿った検査作業内容が特開平７−２１８６８１号公報にて開示されている。その開示内容によると、原子力発電所の原子炉内検査ではカメラや照明装置を搭載した水中ビークルが用いられている。その水中ビークルの取扱い方式は、ランチャー方式とうい一般的な方法が用いられている。
【０００４】
従来例では、その水中ビークルをケーシング（容器）内に収納して水中ビークルが上部格子板や下部格子板等の障害物に直接に衝突することを防止しながら原子炉圧力容器内底部に水中ビークルを到達させている。
【０００５】
そのケーシングは原子炉圧力容器内底部において下部格子板とＣＲＤ（制御棒駆動機構）ハウジングに支持させて置く。そして、ケーシングの側面に設けた開口から水中ビークルが自身の推進力でシュラウドの内側から外側に向かってシュラウドの下側をくぐりぬけて推進し、検査目的の高さヘ向かって浮上方向に推進する。そして、目的検査部位に移動した水中ビークルは照明装置で照らし出した検査部位をカメラで撮像して遠隔地点の検査員に撮像した映像を供給することが可能となる。
【０００６】
検査作業後には、前述とは逆の手順でケーシングに水中ビークルを収納してケーシングごと引き上げる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
原子炉内検査装置に用いられる水中ビークルは自力で原子炉圧力容器内のシュラウド下方をくぐりぬけてシュラウドと原子炉圧力容器の内壁の間の空間下方にに到達し検査部位の高さに向かう。その際に、水中ビークルは遠隔制御によって操縦されて移動するが、シュラウドの下方をくぐりぬける際には、そのくぐりぬける隙間が狭いので、水中ビークルの接触事故を起こし易い上、慎重に操縦しようとすれば、水中ビークルが原子炉圧力容器内で放射線を受ける時間が長くなって好ましくない。
【０００８】
原子力発電所の原子炉内検査では水中ビークルが大量の放射線を浴びるため、水中ビークル内の制御電子回路系や炉内観察のためのカメラ系等が放射線損傷により破壊され故障する恐れがある。実際に、放射線集積線量がある閾値を越えると電子回路やカメラ等は放射線損傷により故障することを実験的に確認している。
【０００９】
このように放射線損傷により故障した水中ビークルは自走できなくなるため、原子炉圧力容器外への撤収が困難となる恐れがある。水中ビークルが撤収できなくなった場合、水中ビークルを回収するのに原子炉圧力容器内の構造物の追加撤去等が必要となり時間と多額の追加費用がかかるという課題があった。
【００１０】
また、水中ビークルが浴びる放射線集積線量は水中ビークルの設置および撤収作業や検査作業に要する時間と水中ビークルの滞在場所により大きく変化する。原子炉内の各場所における線量率は解析等により算出され、各場所における滞在時間を考慮して集積線量が評価される。
【００１１】
しかし、各場所における推定線量率は評価誤差が大きいと考えられるため、水中ビークルを使用する放射線集積線量の閾値は実験等で求めた実際の閾値より約１桁程度小さくする必要がある。このため、まだ使用可能な水中ビークルでも放射線集積線量が規定の閾値に達したと推定された時点で作業を中止し水中ビークルを新品と交換する必要がある。したがって、水中ビークルの交換周期が短く、交換に要する時間がかかるとともに、交換用の水中ビークルの台数が増加するため費用が増加するという課題があった。
【００１２】
本発明の目的は、水中ビークルが浴びる放射線集積線量を最小にするため、水中ビークルの設置および撤収作業や検査作業に要する時間を短くすることにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、水中ビークルの放射線集積線量を実測して、放射線集積線量の評価精度を向上させて、使用可能な規定の閾値を実際の閾値に近い値に設定することができ、交換に要する時間と、装置コストを低減することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する発明の第１の特徴は、水中ビークルの設置および撤収作業に要する時間を短くするため、水中ビークルを収納する容器の形状が上部格子板と下部格子板間の距離より長くすることで上部格子板と下部格子板への挿入に要する位置合わせの時間が短くすることができる。また、水中ビークルを保持し、容器および障害となる構造物を回避するための回転着脱アーム構造を持たせることで、水中ビークルが容器外部に出るのに要する時間を短くすることができる。
【００１５】
前記目的を達成する発明の第２の特徴は、検査作業に要する時間を短くするため、水中ビークルの位置評定をカメラとモニターを用いた画像による位置評定機構と超音波送受信器による距離測定機構を用いて行い、目的検査部位に最短時間で到達させるとともに、検査部位の検査の重複を防止することで検査作業に要する時間を短くすることができる。
【００１６】
前記目的を達成する発明の第３の特徴は、水中ビークルに放射線集積線量計を装着し、実際の放射線集積線量を実測して、使用可能な閾値と比較しながら水中ビークルを使用することで水中ビークルの交換に要する時間と、装置コストを低減することができる。
【００１７】
本発明によって、水中ビークルの設置と撤収作業および検査作業に要する時間が短くできる。また水中ビークルの交換が適切に行えるため、水中ビークルの交換頻度を低くできる。この結果、最終的に作業に要する時間と装置コストを低減できる効果がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面に基づき説明する。原子力発電所で採用されている沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器１３内の構造物を検査する際には、原子炉圧力容器１３内の蒸気乾燥器や気水分離器やシュラウドヘッドや炉心燃料等炉心構成要素やジェットポンプ等の炉内構造物が原子炉圧力容器１３外へ取出されて必要に応じて検査され、検査後の再組み付けまで保管される。
【００１９】
原子炉圧力容器１３外へ取出して検査することが困難なシュラウドサポート
３５やシュラウド３６やフローバッフル１７、及びシュラウドサポート３５やシュラウド３６に支えられた上部格子板１２や下部格子板１１は、原子炉圧力容器１３内の底部に据え付けられた状態のまま残されている。
【００２０】
そのシュラウドサポート３５の検査に際しては原子炉圧力容器１３内とウエルプール内に水を張って原子炉圧力容器１３内からオペレーションフロアー９側空間への放射線の到来を水で遮蔽した状態で実施される。そのために、原子炉圧力容器１３内の水中をカメラら照明装置を搭載して推進する水中ビークル１が用いられる。
【００２１】
原子炉圧力容器１３内壁面とシュラウドサポート３５外周面との狭隘な部位に水中ビークルを到達させてシュラウドサポート３５（目的検査部位）を下側から観察して検査する場合には、上方から水中ビークル１を降下させて原子炉圧力容器１３内壁面とフローバッフル１７の外周面との狭隘な部位に到達させることは困難であり、実行出来るとしても時間がかかりすぎて高放射線環境下である原子炉圧力容器１３内に水中ビークル１が滞在する時間が長くなる。
【００２２】
そのため、図２のように、水中ビークル１は容器５内の下部領域に実線表示の状態で収納され、その状態の容器５が上部格子板１２と下部格子板１１との各格子を上方から下方へ通って、フローバッフル１７やシュラウドサポート３５やシュラウド３６の内側に通されることで原子炉圧力容器１３の底部に吊り降ろされる。吊り降ろされた容器５は下端が原子炉圧力容器１３底部から上方へ突き出た制御棒駆動機構ハウジング１８に支持されて下方向と水平方向への動きが拘束される。また、容器５の上部は下部格子板１１の格子内に嵌まって水平方向の動きが拘束されている。これによって、容器５は、容器５の下部に設けられた水中ビークル１の出入口が図２の右方向、即ち原子炉圧力容器１３の内壁面に対向して開口する姿勢に保持される。
【００２３】
目的検査部位の近傍で水中ビークル１は図２の実線で示す状態から二点鎖線で示す状態に回転駆動された回転着脱アーム３３によりフローバッフル１７の下方を潜り抜けさせて原子炉圧力容器１３内壁面とフローバッフル１７外周面との狭隘な部位の下方に水中ビークルを到達させる。
【００２４】
その狭隘な部位下方に回転着脱アーム３３の回転作用で送り出された水中ビークル１は回転着脱アーム３３から離脱して浮上方向に推進されてシュラウドサポート３５に接近するように制御される。その接近状態で目的検査部位を水中ビークル１に搭載した照明２３で照らし出し、カメラで撮影して目視確認を実施する。この目視確認により、シュラウドサポート３５の亀裂等の異常を発見し、検査点検を行う。
【００２５】
水中ビークル１には信号ケーブル２が接続されており、水中ビークル制御装置（目的検査部監視モニタをも含む）４からの制御信号を信号ケーブル２を通して水中ビークル１に伝送する。水中ビークル１で得られたカメラによる目的検査部位の映像信号は信号ケーブル２を通して水中ビークル制御装置４内の目的検査部監視モニタで画像にされて観測出来るようにする。
【００２６】
水中ビークル１が収納される容器５はワイヤロープ６に接続してあり。上下移動機構７を用いて容器５を上下させる。また容器５を前後左右に移動させる時にはオペレーションフロアー９に設置してある燃料取扱機８に上下移動機構７を搭載した状態で燃料取扱機８を平面二次元方向へ移動させることで実施する。
【００２７】
容器５を上部格子板１２と下部格子板１１との格子を通過させるには、燃料取扱機８を平面二次元方向へ移動させることで通過させようとする格子の上方に容器５を合わせる。次にその容器５を上下移動機構７で吊り降ろし方向に移動させて格子に通し、制御棒駆動機構ハウジング１８上に着地させる。その際には、信号ケーブル２を、燃料取扱機８に装備されて上下移動機構７と同様に平面二次元方向へ移動させる事の出来る信号ケーブル巻き取り装置３から繰り出して、容器５の移動に追従させる。このようにして、原子炉圧力容器１３の底部への容器５の吊り降ろしが達成される。
【００２８】
その容器５は、上部格子板１２と下部格子板１１の間の距離より長いものを用いているので、容器５を吊り降ろす際に上部格子板１２の格子を通過させれば、上部格子板１２がガイドとなり下部格子板１１の格子に容器５を通しやすくなる。
【００２９】
また、この実施例では、原子炉圧力容器１３内壁面とフローバッフル１７外周面との狭隘な部位の下方に水中ビークル１を位置させることを、回転着脱アーム３３の回転作用で水中ビークル１をその位置に送り出すことで迅速に出来る。そのため、水中ビークル１の推進制御によって狭隘なフローバッフル１７の下方を潜り抜けさせるという難しい水中ビークル１の運転を省略出来る。
【００３０】
回転着脱アーム３３の回転作用で容器５の外側へ水中ビークル１を送り出す機構は、図２及び図３に示されている。それによれば、容器５が移動中には、水中ビークル１は回転着脱アーム３３に取り付けられた永久磁石１４に吸着されて位置Ａに保持される。原子炉圧力容器１３内の底部に到着した後、水中ビークル１は回転着脱アーム３３の回転作用により障害物のない位置Ｂに移動され、水中ビークル１を保持していた永久磁石１４の磁場を打ち消す電磁石１５を励磁して水中ビークル１を水中へ開放する。
【００３１】
その電磁石１５も回転着脱アーム３３に取り付けられている。信号ケーブル２とは別に他のケーブル（図示せず）をケーブル巻き取り装置に巻きかけ、そのケーブル巻き取り装置を燃料取扱機８に搭載して水平二次元方向へケーブル巻き取り装置を移動自在とする。そのケーブル巻き取り装置で繰り出したり巻き込んだりして水中ビークル１の移動にケーブルを追従させる。他のケーブルを通じて電磁石１５に電力を与えて電磁石１５を励磁したり、電力を遮断して非励磁にしたりしている。その電磁石１５の励磁と非励磁はオペレーションフロア９におかれた専用の制御装置に備わるスイッチの切替で切替えてもよいし、水中ビークル制御装置４に電磁石１５の励磁と非励磁を切替えるためのスイッチを設けてそのスイッチによって切替えてもよい。
【００３２】
図２のように、回転着脱アーム３３は概ねＬの字状に曲がった形状をしており、容器５の内壁面に固定されたブランケット４６へ一端が回転軸４１で垂直面で回転自在に取り付けられる。その回転着脱アーム３３には、回転軸４２でリンク４３の一端が垂直面で回転自在に連結され、リンク４３の他端にはリンク４４の一端が回転軸４５で垂直面で回転自在に連結される。そのリンク４４の他端は回転軸４８で垂直面で回転自在にブランケット４６へ取り付けられる。
【００３３】
容器５の内壁面に固定された他のブランケット４７にはエアーシリンダ１６のシリンダが回転軸４９で垂直面で回転自在に連結され、そのエアーシリンダ１６のピストンロッドは回転軸４５に垂直面で回転自在に連結される。
【００３４】
このようなリンク機構とエアーシリンダ１６の組み合わせで、回転着脱アーム３３はエアーシリンダ１６のピストンロッドをそのシリンダにたいして出入りする方向に空気圧で駆動することで、図２の実線表示状態の位置Ａと二点鎖線表示状態の位置Ｂとの状態間で往復回転駆動される。これにより、水中ビークル１を運転制御する必要無く、フローバッフル１７を潜り抜けて位置Ａと位置Ｂの間を往来出来る。その際、水中ビークル１を運転制御する必要が無いので、運転ミスなどによる衝突事故を起こすことなく安全にしかも迅速に容器５内の位置Ａから位置Ｂにて示す原子炉圧力容器１３内壁面とフローバッフル１７外周面との狭隘な部位の下方に水中ビークル１を移動させることが出来る。
【００３５】
エアーシリンダ１６を駆動するための空気圧の制御はエアーシリンダ１６に接続された空気圧の供給ホースと排気ホースとを通じて行われ、それら各ホースはホース巻き取り装置に巻き取り繰り出し自在に装備される。そのホース巻き取り装置は燃料取扱機８に搭載されて水平二次元方向に移動出来る。その移動とホース巻き取り装置による供給ホースと排気ホースの巻き取り繰り出し作用によって容器５の移動に供給ホースと排気ホースを追従させる。エアーシリンダー１６への空気圧の供給と逆の排気とは、それらの給気と排気を制御する弁を操作して供給ホースと排気ホースを通じて行われる。それらの弁はコンプレッサ等の空気圧発生装置とともにオペレーションフロア９に置かれても良く、燃料取扱機８に搭載されていても良い。
【００３６】
図３のように、回転着脱アーム３３は水中ビークル１の位置を評定するためのカメラ１９が２台、回転着脱アーム３３と水中ビークル１の距離を測定するための超音波測距装置の超音波送信器２０、および照明２１が２台設置してある。
【００３７】
図４のように、水中ビークル１には目的検査部位監視用カメラ２２と照明２３が装備されており、目的検査部位監視用カメラ２２は監視方向を変化出来る可動式である。水中ビークル１は上下用スラスタ２４と前後進旋回用スラスタ２５を回転させて目的検査部位の近傍まで上下及び前進後進並びに左右旋回自在で、その動きは水中ビークル制御装置４の制御盤上での操作で制御出来る。
【００３８】
水中ビークル１の特徴は、水中ビークル１本体に水中ビークル１の位置を評定しやすくするため、周囲が暗くても水中ビークル１の位置が目視で確認出来るように位置評定用電灯２６と超音波測距装置の超音波受信器２７を設置した。その上、放射線集積線量を正確に評価するために水中ビークル１に放射線集積線量計２８を装着した。但し、放射線集積線量計は水中ビークルを収納する容器に装着してあっても良い。
【００３９】
水中ビークル１の位置評定を行うと目的検査部位へ到着するのに要する時間を最短にできるとともに、検査部位の検査の重複を防止することができるため検査作業に要する時間を最短にすることができる。即ち、放射線集積線量を最小にすることが可能となる。
【００４０】
水中ビークル１の位置評定は回転着脱アーム３３に設置されたカメラ１９を２台用いて三角測定法を用いることで達成できる。この三角測定法に加えて、回転着脱アーム３３に設置された超音波送信器２０と水中ビークル１本体に設置した超音波受信器２７を用いて回転着脱アーム３３と水中ビークル１の間の距離を超音波の伝搬時間より高精度に求めてこの距離を位置評定演算に用いることで三角測定法のみの時に比べて位置評定精度を向上させることができる。さらに、カメラ１９が１台故障した場合、または障害物によりカメラ１９の映像が１台しか得られない場合でも、カメラ１９の１台と超音波による距離測定を組み合わせることで水中ビークル１の位置評定をおこなうことができる。カメラ１９の映像信号や超音波受信に係る信号は信号ケーブル２を通じて水中ビークル制御装置４に送られて信号処理された上でモニタに表示される。
【００４１】
以上のこと、およびカメラに比べて超音波送受信器の耐放射線性能が高いことから、カメラ１９が２台と超音波送受信器を組み合わせた本実施例はカメラを２台のみ使用する場合に比べて、位置評定精度が高く、耐放射線性能にも優れている。
【００４２】
水中ビークル１が自力で推進し移動する際に必要となる、信号ケーブル２の容器５から水中ビークル１への送り出し機構は、エアーシリンダ１６よりも上方の容器５内空間に装備されている。即ち、図５のようにワイヤケーブル６で保持された容器５内に引き込まれた信号ケーブル２は容器５内を上下に移動自在な移動プレート３０を貫通して水中ビークル１に接続されている。
【００４３】
その移動プレート３０は容器５に固定されたモータ３１で回転駆動されるネジ軸３２に螺合している。そのため、モータ３１でネジ軸３２を回転駆動すると、その回転の方向に応じて移動プレート３０が上下に移動出来る。その移動を確実に行うために、移動プレート３０と容器内壁面との間には移動プレート３０のネジ軸３２との共回りを防止する回り止めが装備されている。
【００４４】
ネジ軸３２の周囲に存在する信号ケーブル２はコイルバネ状にされ、そのコイル状のコイルバネ部２９は移動プレート３０の上下動に応じて伸縮して、信号ケーブル２が損傷することを防止している。そのモータ３１が電動の場合には電力ケーブルで電力をモータ３１に供給する。またその電力ケーブル及びモータ３１の制御信号を伝えるケーブルもケーブル巻き取り装置で巻き取り繰り出し自在とし、その巻き取り装置を燃料取扱機８で水平二次元方向へ移動自在に支持する。そのことによって、容器５の移動に電力ケーブル及びモータ３１の制御信号を伝えるケーブルを追従させる。モータ３１の制御信号を伝えるケーブルに接続されるモータ３１の制御装置や電力ケーブルに接続される電源は燃料取扱機８に搭載しても、オペレーションフロア９に設置しても良い。
【００４５】
水中ビークル１が移動して信号ケーブル２を引く場合にはモータ３１を駆動させ、ネジ軸３２を回転させて移動プレート３０を下方向に移動させる。これにより移動プレート３０とともに信号ケーブル２が下方向に移動するため水中ビークル１が上方に移動できる。
【００４６】
検査後に水中ビークル１を回収する場合には、水中ビークル１を下方に推進移動するとともに、モータ３１でネジ軸３２を逆方向に回転駆動して移動プレート３０を上昇させて信号ケーブル２を容器内に引き込む。水中ビークル１が検査位置から下降して回転着脱アーム３３に極めて接近したことをカメラ１９や超音波測距装置で検知したら、電磁石１５を非励磁状態に切替えて永久磁石１４に水中ビークル１を磁力により吸着する。
【００４７】
次に、エアーシリンダ１６のピストンロッドを縮めて回転着脱アーム３３を図２の二点鎖線表示の状態から実線表示の状態に回転軸４１を中心にして回転させ、容器５内に水中ビークル１をフローバッフル１７の下を潜らせて移動させる。
【００４８】
このようにして水中ビークル１が容器５内に収まったなら、ワイヤケーブル巻き取り装置７にワイヤケーブル６を巻とることで容器５を下部格子板１１と上部格子板１２の各格子を通過させて引き上げる。その際には、他のケーブルやホースも巻き上げて容器５の移動に追従させる。
【００４９】
放射線集積線量計２８からの計測信号を信号ケーブル２を通じて水中ビークル制御装置４に受信して水中ビークル１が受けた放射線の集積線量を確認し、まだ水中ビークル１の交換が必要とされる放射線の集積線量に到達していない場合には、次の検査部位に近い位置へ向けて容器５の位置を、燃料取扱機８の移動で、変位させ、検査を繰り返す。水中ビークル１の交換が必要とされる放射線の集積線量に到達していた場合には、水中ビークル１の全交換又はカメラ２２等を交換対象とする部分交換を実施して検査を続行する。これらの交換時期には、カメラ１９についても交換の要否を検討する。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、水中ビークルの設置と撤収作業および検査作業に要する時間が短くできる。
【００５１】
また水中ビークルまたは、水中ビークルを収納する容器に放射線集積線量計を装着してある本発明の原子炉内検査装置にあっては、実際の放射線集積線量に基づき水中ビークルの交換を適切に行えるため、水中ビークルの交換頻度を低くできる。この結果、最終的に作業に要する時間と装置コストを低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による原子炉内検査装置の原子炉圧力容器内への適用を示した原子炉圧力容器内の縦断面図。
【図２】本発明の実施例における水中ビークルの送り出し機構（回転着脱アーム近傍の構造）の立面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】本発明の実施例による水中ビークルを示す図であって、（ａ）図は水中ビークルの側面図であり、（ｂ）図は水中ビークルの底面図である。
【図５】本発明の実施例における水中ビークルへの信号ケーブルの送り出し機構の概要図である。
【符号の説明】
１…水中ビークル、２…信号ケーブル、３…信号ケーブル巻き取り装置、４…水中ビークル制御装置、５…容器、６…ワイヤケーブル、７…ワイヤケーブル巻き取り装置、８…燃料取扱機、９…オペレーションフロアー、１０…ＣＲＤハウジング、１１…下部格子板、１２…上部格子板、１３…原子炉圧力容器、１４…永久磁石、１５…電磁石、１６…エアーシリンダ、１７…フローバッフル、１８…制御棒駆動機構ハウジング、１９…カメラ、２０…超音波送信器、２１…照明、２２…目的検査部位監視用カメラ、２３…照明、２４…上下用スラスタ、２５…前後進旋回用スラスタ、２６…位置評定用電灯、２７…超音波受信器、２８…放射線集積線量計、２９…コイルバネ部、３０…移動プレート、３１…モータ、３２…ネジ軸、３５…シュラウドサポート、３６…シュラウド。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an in-reactor inspection apparatus that inspects a reactor pressure vessel using an underwater vehicle.
[0002]
[Prior art]
Reactors employed in nuclear power plants and the like have a core in the reactor pressure vessel, and the reactor pressure vessel is in a high radiation environment. In-reactor inspections, such as observing the reactor pressure vessel with a camera, are performed using the shroud support leg, the shroud support and shroud supported by the leg, and the upper and lower grid plates mounted on them. Is considered to be performed in a state where it remains in the reactor pressure vessel.
[0003]
The contents of the inspection work in accordance with the idea is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-218682. According to the disclosure, underwater vehicles equipped with cameras and lighting devices are used for in-reactor inspections at nuclear power plants. As a method for handling the underwater vehicle, a general method such as a launcher method is used.
[0004]
In the conventional example, the underwater vehicle is housed in a casing (container) to prevent the underwater vehicle from directly colliding with obstacles such as the upper lattice plate and the lower lattice plate, and the underwater vehicle is placed at the bottom of the reactor pressure vessel. Has been reached.
[0005]
The casing is placed on the bottom of the reactor pressure vessel and supported by a lower grid plate and a CRD (control rod drive mechanism) housing. Then, the underwater vehicle is propelled by passing through the lower side of the shroud from the inner side of the shroud to the outer side by the propulsion force from the opening provided on the side surface of the casing, and propelled in the flying direction toward the height for inspection. Then, the underwater vehicle that has moved to the target inspection site can supply the image taken to the inspector at a remote location by imaging the inspection site illuminated by the illumination device with the camera.
[0006]
After the inspection work, the underwater vehicle is accommodated in the casing in the reverse procedure to that described above, and the whole casing is pulled up.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The underwater vehicle used in the in-reactor inspection apparatus passes under the shroud in the reactor pressure vessel by itself, reaches the space below between the shroud and the inner wall of the reactor pressure vessel, and reaches the height of the inspection site. At that time, the underwater vehicle is steered and moved by remote control. If this is the case, the time for the underwater vehicle to receive radiation in the reactor pressure vessel is undesirably increased.
[0008]
In an in-reactor inspection of a nuclear power plant, an underwater vehicle is exposed to a large amount of radiation, so there is a risk that a control electronic circuit system in the underwater vehicle, a camera system for in-reactor observation, etc. will be destroyed and damaged due to radiation damage. Actually, it has been experimentally confirmed that when the radiation accumulated dose exceeds a certain threshold, an electronic circuit, a camera, or the like fails due to radiation damage.
[0009]
As described above, the underwater vehicle that has failed due to radiation damage cannot be self-propelled, and thus it may be difficult to withdraw from the reactor pressure vessel. When the underwater vehicle can no longer be withdrawn, there is a problem that additional removal of the structure in the reactor pressure vessel is required to collect the underwater vehicle, which requires time and a large additional cost.
[0010]
In addition, the accumulated radiation dose that the underwater vehicle is exposed to varies greatly depending on the time required for installation, removal and inspection of the underwater vehicle and the place where the underwater vehicle stays. The dose rate at each location in the reactor is calculated by analysis, etc., and the accumulated dose is evaluated in consideration of the residence time at each location.
[0011]
However, since the estimated dose rate at each location is considered to have a large evaluation error, the threshold of the accumulated radiation dose using the underwater vehicle needs to be about an order of magnitude smaller than the actual threshold obtained through experiments. For this reason, it is necessary to stop the operation and replace the underwater vehicle with a new one when it is estimated that the accumulated radiation dose has reached the prescribed threshold even in the still usable underwater vehicle. Therefore, there is a problem that the exchange cycle of the underwater vehicle is short, and it takes time for the exchange, and the number of the underwater vehicles for replacement increases, so that the cost increases.
[0012]
An object of the present invention is to shorten the time required for installation, removal work, and inspection work of the underwater vehicle in order to minimize the radiation dose that the underwater vehicle is exposed to.
[0013]
Another object of the present invention is to actually measure the accumulated radiation dose of an underwater vehicle, improve the evaluation accuracy of the accumulated radiation dose, and set a usable threshold value close to the actual threshold value. It is possible to reduce the time required for replacement and the cost of the apparatus.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A first feature of the invention that achieves the above object is that the shape of the container for storing the underwater vehicle is made longer than the distance between the upper lattice plate and the lower lattice plate in order to shorten the time required for installation and removal of the underwater vehicle. As a result, the alignment time required for insertion into the upper and lower grid plates can be shortened. In addition, the time required for the underwater vehicle to go out of the container can be shortened by holding the underwater vehicle and providing the rotating and detachable arm structure for avoiding the container and the obstructing structure.
[0015]
The second feature of the invention that achieves the above object is that the position of the underwater vehicle is evaluated by an image using a camera and a monitor and a distance measuring mechanism by an ultrasonic transceiver in order to shorten the time required for the inspection work. It is possible to reduce the time required for the inspection work by preventing the duplication of the inspection of the inspection part while making it reach the target inspection part in the shortest time.
[0016]
A third feature of the invention that achieves the above object is that an underwater vehicle is attached to an underwater vehicle, an actual accumulated radiation dose is measured, and the underwater vehicle is used while being compared with a usable threshold. The time required for vehicle replacement and the cost of the apparatus can be reduced.
[0017]
According to the present invention, the time required for installation, removal work and inspection work of the underwater vehicle can be shortened. In addition, since the underwater vehicle can be replaced appropriately, the replacement frequency of the underwater vehicle can be lowered. As a result, there is an effect that the time required for the work and the apparatus cost can be reduced.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. When inspecting the structure in the reactor pressure vessel 13 of the boiling water reactor employed in the nuclear power plant, a steam dryer, a steam separator, a shroud head, or a core in the reactor pressure vessel 13 is used. Reactor core components such as fuel and internal structures such as jet pumps are taken out of the reactor pressure vessel 13 and inspected as necessary, and stored until reassembly after inspection.
[0019]
The shroud support 35, shroud 36, flow baffle 17, and the upper grid plate 12 and the lower grid plate 11 supported by the shroud support 35 and the shroud 36, which are difficult to take out from the reactor pressure vessel 13 and inspect, It remains in the state of being installed at the bottom in the pressure vessel 13.
[0020]
The inspection of the shroud support 35 is performed in a state where water is filled in the reactor pressure vessel 13 and the well pool, and radiation from the reactor pressure vessel 13 to the operation floor 9 side space is shielded with water. . For this purpose, an underwater vehicle 1 that uses a lighting device such as a camera to propel the water in the reactor pressure vessel 13 is used.
[0021]
When the underwater vehicle is made to reach a narrow part between the inner wall surface of the reactor pressure vessel 13 and the outer peripheral surface of the shroud support 35 and the shroud support 35 (target inspection part) is observed from below and inspected, the underwater vehicle is viewed from above. 1 is lowered to reach a narrow part between the inner wall surface of the reactor pressure vessel 13 and the outer peripheral surface of the flow baffle 17, and even if it can be executed, it takes too much time and is in a high radiation environment. The time during which the underwater vehicle 1 stays in the pressure vessel 13 becomes longer.
[0022]
Therefore, as shown in FIG. 2, the underwater vehicle 1 is stored in a lower region in the container 5 in a state indicated by a solid line, and the container 5 in this state moves down the grids of the upper grid plate 12 and the lower grid plate 11 from above. Is passed through the flow baffle 17, the shroud support 35, and the shroud 36, and is suspended from the bottom of the reactor pressure vessel 13. The suspended vessel 5 is supported by a control rod drive mechanism housing 18 whose lower end protrudes upward from the bottom of the reactor pressure vessel 13 and is restrained from moving in the downward and horizontal directions. Further, the upper part of the container 5 is fitted into the lattice of the lower lattice plate 11 and the movement in the horizontal direction is restricted. As a result, the container 5 is held in such a posture that the doorway of the underwater vehicle 1 provided at the lower part of the container 5 opens in the right direction in FIG. 2, that is, facing the inner wall surface of the reactor pressure vessel 13.
[0023]
In the vicinity of the target inspection site, the underwater vehicle 1 passes through the lower part of the flow baffle 17 by the rotary attaching / detaching arm 33 which is rotationally driven from the state shown by the solid line in FIG. The underwater vehicle is allowed to reach below a narrow portion between the wall surface and the outer peripheral surface of the flow baffle 17.
[0024]
The underwater vehicle 1 sent out by the rotating action of the rotary attaching / detaching arm 33 below the narrow part is controlled so as to be detached from the rotating attach / detach arm 33 and propelled in the flying direction to approach the shroud support 35. In the approached state, the target inspection site is illuminated by the illumination 23 mounted on the underwater vehicle 1 and photographed with a camera for visual confirmation. By this visual confirmation, an abnormality such as a crack in the shroud support 35 is found, and inspection and inspection are performed.
[0025]
A signal cable 2 is connected to the underwater vehicle 1, and a control signal from an underwater vehicle control device (including a target inspection unit monitoring monitor) 4 is transmitted to the underwater vehicle 1 through the signal cable 2. The video signal of the target inspection site obtained by the camera in the underwater vehicle 1 is made into an image and can be observed through the signal cable 2 on the target inspection unit monitoring monitor in the underwater vehicle control device 4.
[0026]
A container 5 in which the underwater vehicle 1 is stored is connected to a wire rope 6. The container 5 is moved up and down using the vertical movement mechanism 7. Further, when the container 5 is moved back and forth and left and right, it is implemented by moving the fuel handling machine 8 in a two-dimensional direction in a plane with the vertical movement mechanism 7 mounted on the fuel handling machine 8 installed on the operation floor 9.
[0027]
In order to pass the container 5 through the lattice of the upper lattice plate 12 and the lower lattice plate 11, the container 5 is placed above the lattice to be passed by moving the fuel handling device 8 in a two-dimensional direction. Next, the container 5 is moved by the vertical movement mechanism 7 in the hanging direction, passed through the lattice, and landed on the control rod drive mechanism housing 18. In this case, the signal cable 2 is unwound from the signal cable winding device 3 that is mounted on the fuel handling machine 8 and can be moved in the two-dimensional plane as in the vertical movement mechanism 7 to move the container 5. Follow. In this way, the suspension of the vessel 5 to the bottom of the reactor pressure vessel 13 is achieved.
[0028]
Since the container 5 is longer than the distance between the upper lattice plate 12 and the lower lattice plate 11, if the lattice of the upper lattice plate 12 is passed when the container 5 is suspended, the upper lattice plate 12 is used. Becomes a guide and allows the container 5 to be easily passed through the lattice of the lower lattice plate 11.
[0029]
In this embodiment, the underwater vehicle 1 is positioned below the narrow portion between the inner wall surface of the reactor pressure vessel 13 and the outer peripheral surface of the flow baffle 17. It can be done quickly by sending it to the position. Therefore, it is possible to omit the difficult operation of the underwater vehicle 1 such that the propulsion control of the underwater vehicle 1 makes it go under the narrow flow baffle 17.
[0030]
A mechanism for sending the underwater vehicle 1 to the outside of the container 5 by the rotating action of the rotary attaching / detaching arm 33 is shown in FIGS. According to this, while the container 5 is moving, the underwater vehicle 1 is attracted to the permanent magnet 14 attached to the rotary attaching / detaching arm 33 and held at the position A. After arriving at the bottom of the reactor pressure vessel 13, the underwater vehicle 1 is moved to an unobstructed position B by the rotating action of the rotary attaching / detaching arm 33, and cancels the magnetic field of the permanent magnet 14 holding the underwater vehicle 1. The electromagnet 15 is excited to open the underwater vehicle 1 into the water.
[0031]
The electromagnet 15 is also attached to the rotary attaching / detaching arm 33. Separately from the signal cable 2, another cable (not shown) is wound around the cable winder, and the cable winder is mounted on the fuel handling machine 8 so that the cable winder can be moved in the horizontal two-dimensional direction. To do. The cable is taken up or rolled up by the cable winding device so that the cable follows the movement of the underwater vehicle 1. Electric power is supplied to the electromagnet 15 through another cable to excite the electromagnet 15, or the electric power is cut off to be non-excited. Excitation and de-excitation of the electromagnet 15 may be switched by switching a switch provided in a dedicated control device on the operation floor 9, or a switch for switching the electromagnet 15 to excitation and de-excitation in the underwater vehicle control device 4. May be provided and switched by the switch.
[0032]
As shown in FIG. 2, the rotary attaching / detaching arm 33 is bent in an L shape, and is attached to a blanket 46 fixed to the inner wall surface of the container 5 so that one end of the rotary attaching / detaching arm 33 is rotatable on a vertical surface with a rotary shaft 41. It is done. One end of a link 43 is rotatably connected to the rotation attaching / detaching arm 33 by a rotating shaft 42 on a vertical surface, and one end of a link 44 is rotatably connected to a vertical surface by a rotating shaft 45 on the other end of the link 43. The The other end of the link 44 is attached to the blanket 46 so as to be rotatable on a vertical surface by a rotating shaft 48.
[0033]
A cylinder of the air cylinder 16 is connected to another blanket 47 fixed to the inner wall surface of the container 5 so as to be rotatable on a vertical surface by a rotation shaft 49, and a piston rod of the air cylinder 16 rotates on a vertical surface to the rotation shaft 45. Connected freely.
[0034]
With such a combination of the link mechanism and the air cylinder 16, the rotary attaching / detaching arm 33 is pneumatically driven in a direction in which the piston rod of the air cylinder 16 enters and exits the cylinder, so that the position A in the solid line display state in FIG. It is driven to reciprocate between the state with the position B in the dotted line display state. Thereby, it is possible to pass between the position A and the position B through the flow baffle 17 without the need to control the operation of the underwater vehicle 1. At this time, since it is not necessary to control the operation of the underwater vehicle 1, the inner wall surface of the reactor pressure vessel 13 indicated by the position A to the position B in the vessel 5 can be safely and quickly without causing a collision accident due to an operation mistake or the like. The underwater vehicle 1 can be moved below a narrow portion with the outer peripheral surface of the flow baffle 17.
[0035]
Control of the air pressure for driving the air cylinder 16 is performed through a pneumatic supply hose and an exhaust hose connected to the air cylinder 16, and each of these hoses is equipped in a hose winding device so as to be freely wound and unwound. The hose winding device is mounted on the fuel handling machine 8 and can move in a two-dimensional horizontal direction. The supply hose and the exhaust hose are made to follow the movement of the container 5 by the movement and the winding and unwinding action of the supply hose and the exhaust hose by the hose winding device. Exhaust, which is the reverse of supplying air pressure to the air cylinder 16, is performed through a supply hose and an exhaust hose by operating valves that control the supply and exhaust of these air. These valves may be placed on the operation floor 9 together with an air pressure generating device such as a compressor, or may be mounted on the fuel handling machine 8.
[0036]
As shown in FIG. 3, the rotary attachment / detachment arm 33 includes two cameras 19 for evaluating the position of the underwater vehicle 1, and the ultrasonic wave of the ultrasonic distance measuring device for measuring the distance between the rotation attachment / detachment arm 33 and the underwater vehicle 1. Two transmitters 20 and two lights 21 are installed.
[0037]
As shown in FIG. 4, the underwater vehicle 1 is equipped with a target inspection site monitoring camera 22 and an illumination 23, and the target inspection site monitoring camera 22 is movable so that the monitoring direction can be changed. The underwater vehicle 1 rotates up and down thruster 24 and forward and backward turning thruster 25 to freely move up and down, forward and backward, and right and left to the vicinity of the target inspection site, and its movement is operated on the control panel of the underwater vehicle control device 4. Can be controlled.
[0038]
The feature of the underwater vehicle 1 is that the position of the underwater vehicle 1 can be visually confirmed even when the surroundings are dark so that the position of the underwater vehicle 1 can be easily evaluated on the underwater vehicle 1 body. An ultrasonic receiver 27 for the distance device was installed. In addition, an integrated radiation dosimeter 28 was attached to the underwater vehicle 1 in order to accurately evaluate the integrated radiation dose. However, the radiation integrated dosimeter may be attached to a container for storing the underwater vehicle.
[0039]
When the position of the underwater vehicle 1 is evaluated, the time required to arrive at the target inspection site can be minimized, and the time required for the inspection operation can be minimized because the inspection region can be prevented from being duplicated. . That is, the radiation accumulated dose can be minimized.
[0040]
The position evaluation of the underwater vehicle 1 can be achieved by using the triangulation measurement method using two cameras 19 installed on the rotary attaching / detaching arm 33. In addition to this triangulation measurement method, the distance between the rotation attachment / detachment arm 33 and the underwater vehicle 1 is determined using the ultrasonic transmitter 20 installed on the rotation attachment / detachment arm 33 and the ultrasonic receiver 27 installed on the body of the underwater vehicle 1. By obtaining this distance with higher accuracy than the propagation time of the ultrasonic wave and using this distance for the position evaluation calculation, it is possible to improve the position evaluation accuracy as compared with the case of the triangular measurement method alone. Further, even when one camera 19 breaks down or only one image of the camera 19 is obtained due to an obstacle, the position of the underwater vehicle 1 is evaluated by combining one camera 19 and ultrasonic distance measurement. Can be done. A video signal of the camera 19 and a signal related to ultrasonic reception are sent to the underwater vehicle control device 4 through the signal cable 2 and processed on the signal, and then displayed on the monitor.
[0041]
As described above, and the radiation resistance of the ultrasonic transmitter / receiver is higher than that of the camera, this embodiment in which two cameras 19 are combined with the ultrasonic transmitter / receiver is compared with the case of using only two cameras. , Positioning accuracy is high and radiation resistance is excellent.
[0042]
A mechanism for feeding the signal cable 2 from the container 5 to the underwater vehicle 1 required when the underwater vehicle 1 is propelled and moved by itself is installed in the space inside the container 5 above the air cylinder 16. That is, as shown in FIG. 5, the signal cable 2 drawn into the container 5 held by the wire cable 6 passes through the moving plate 30 that can move up and down in the container 5 and is connected to the underwater vehicle 1.
[0043]
The moving plate 30 is screwed onto a screw shaft 32 that is rotationally driven by a motor 31 fixed to the container 5. Therefore, when the screw shaft 32 is rotationally driven by the motor 31, the moving plate 30 can move up and down according to the direction of rotation. In order to ensure the movement, a rotation stopper is provided between the movement plate 30 and the inner wall surface of the container to prevent the rotation of the movement plate 30 with the screw shaft 32.
[0044]
The signal cable 2 existing around the screw shaft 32 is formed in a coil spring shape, and the coiled coil spring portion 29 expands and contracts according to the vertical movement of the moving plate 30 to prevent the signal cable 2 from being damaged. . When the motor 31 is electric, electric power is supplied to the motor 31 with a power cable. Further, the power cable and the cable for transmitting the control signal of the motor 31 can be taken up and unwound by the cable take-up device, and the take-up device is supported by the fuel handling machine 8 so as to be movable in the horizontal two-dimensional direction. As a result, the power cable and the cable that transmits the control signal of the motor 31 are caused to follow the movement of the container 5. The control device of the motor 31 connected to the cable for transmitting the control signal of the motor 31 and the power source connected to the power cable may be mounted on the fuel handling machine 8 or installed on the operation floor 9.
[0045]
When the underwater vehicle 1 moves and pulls the signal cable 2, the motor 31 is driven and the screw shaft 32 is rotated to move the moving plate 30 downward. Thereby, since the signal cable 2 moves downward together with the moving plate 30, the underwater vehicle 1 can move upward.
[0046]
When the underwater vehicle 1 is collected after the inspection, the underwater vehicle 1 is propelled downward and the motor 31 rotates the screw shaft 32 in the reverse direction to raise the moving plate 30 to bring the signal cable 2 into the container. Pull in. When the camera 19 or the ultrasonic distance measuring device detects that the underwater vehicle 1 is lowered from the inspection position and is extremely close to the rotary attaching / detaching arm 33, the electromagnet 15 is switched to a non-excited state and the underwater vehicle 1 is magnetically applied to the permanent magnet 14. Adsorbed by
[0047]
Next, the piston rod of the air cylinder 16 is contracted to rotate the rotary attaching / detaching arm 33 from the two-dot chain line display state of FIG. 2 to the solid line display state around the rotation shaft 41, and the underwater vehicle 1 is placed in the container 5. Under the flow baffle 17, it is moved.
[0048]
When the underwater vehicle 1 is thus housed in the container 5, the container 5 is passed through each lattice of the lower lattice plate 11 and the upper lattice plate 12 by winding the wire cable 6 around the wire cable winding device 7. Pull up. At that time, other cables and hoses are also wound up to follow the movement of the container 5.
[0049]
The measurement signal from the integrated radiation dosimeter 28 is received by the underwater vehicle control device 4 through the signal cable 2 to confirm the accumulated dose of radiation received by the underwater vehicle 1, and the radiation that still needs to be replaced by the underwater vehicle 1. If the accumulated dose has not been reached, the position of the container 5 is displaced by the movement of the fuel handling machine 8 toward a position close to the next inspection site, and the inspection is repeated. If the accumulated dose of radiation that requires replacement of the underwater vehicle 1 has been reached, the entire inspection of the underwater vehicle 1 or partial replacement for the camera 22 or the like is performed and the inspection is continued. At these exchange times, the camera 19 is also examined for necessity.
[0050]
【The invention's effect】
According to the present invention, the time required for installation, removal work and inspection work of the underwater vehicle can be shortened.
[0051]
Further, in the in-reactor inspection apparatus of the present invention in which an accumulated radiation dosimeter is attached to an underwater vehicle or a container that houses the underwater vehicle, the underwater vehicle can be appropriately replaced based on the actual accumulated radiation dose. The underwater vehicle replacement frequency can be lowered. As a result, there is an effect that the time required for the work and the apparatus cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a reactor pressure vessel showing an application of an in-reactor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention to the reactor pressure vessel.
FIG. 2 is an elevational view of an underwater vehicle delivery mechanism (a structure in the vicinity of a rotary attaching / detaching arm) in an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2;
4A and 4B are views showing an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a side view of the underwater vehicle, and FIG. 4B is a bottom view of the underwater vehicle.
FIG. 5 is a schematic diagram of a signal cable delivery mechanism to an underwater vehicle in an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Underwater vehicle, 2 ... Signal cable, 3 ... Signal cable winding device, 4 ... Underwater vehicle control device, 5 ... Container, 6 ... Wire cable, 7 ... Wire cable winding device, 8 ... Fuel handling machine, 9 ... Operation floor, 10 ... CRD housing, 11 ... Lower lattice plate, 12 ... Upper lattice plate, 13 ... Reactor pressure vessel, 14 ... Permanent magnet, 15 ... Electromagnet, 16 ... Air cylinder, 17 ... Flow baffle, 18 ... Control rod Drive mechanism housing, 19 ... camera, 20 ... ultrasonic transmitter, 21 ... illumination, 22 ... camera for monitoring target inspection site, 23 ... illumination, 24 ... up / down thruster, 25 ... back and forth turning thruster, 26 ... position rating Electric light, 27 ... Ultrasonic receiver, 28 ... Radiation integrated dosimeter, 29 ... Coil spring part, 30 ... Moving plate, 31 ... Motor, 32 ... Screw shaft, 35 ... Interview loud support, 36 ... shroud.

Claims

An arm detachably equipped with an underwater vehicle used for inspection in a reactor pressure vessel, a container for housing the arm and the underwater vehicle, and driving of the arm for driving the arm inward and outward in the lateral direction of the vessel In-reactor inspection device equipped with a mechanism.

2. The in- reactor inspection apparatus according to claim 1 , wherein the shape of the vessel is longer than a vertical distance between an upper lattice plate and a lower lattice plate in the reactor pressure vessel.

According to claim 1 or claim 2, wherein the arm and the nuclear reactor inspection apparatus, wherein a position confirmation means water vehicle is equipped between the underwater vehicle.

In Claim 3 , The said position confirmation means is equipped with the camera equipped with the said arm, illumination, and an ultrasonic oscillator, The apparatus or reflector and ultrasonic receiver which light-emit to the said underwater vehicle, The said light-emitting apparatus or A position rating mechanism that captures light from the reflecting mirror to the camera and performs position evaluation by an image; and a distance measuring mechanism that receives a sound wave from the ultrasonic oscillator by the ultrasonic receiver and transmits and receives the ultrasonic wave. In-reactor inspection equipment.

The in-reactor inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein an integrated radiation dosimeter is attached to the underwater vehicle or a container that stores the underwater vehicle.