JP3779416B2 - 原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備 - Google Patents
原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備に係わり、特に、原子炉の金属部材に液体のジェットを噴射することにより、金属材料に存在する引っ張り残留応力を圧縮方向へ改善して応力腐食割れの発生を防止する原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開昭６２−６３６１４号公報には、応力腐食割れ発生の要因となる溶接部等の残留応力を緩和する方法が開示されており、これは残留応力改善対象物である熱交換器等の管の内部に、高圧液体ジェットを噴出する回転ノズル部を有する高圧水ショットピーニング装置を挿入し、ジェットそのものの軸動圧エネルギ（ジェット噴流の軸方向動圧エネルギー）で前記管内面をピーニングすることにより、前記管に存在していた引張残留応力を圧縮残留応力に転化するものである。
【０００３】
また、特開平５−７８７３８号公報には、原子炉圧力容器上部に移動台車を設置し該移動台車に上下方向駆動装置を設置して、該上下方向駆動装置に上部マスト、下部マストを取り付け、さらに下部マスト先端にウオタージェット噴出ヘッドを設け、ウオタージェット噴出ヘッドの噴出ノズルから高圧ジェットを噴出させることによりキャビテーション気泡を発生させ、該キャビテーション気泡をシュラウド表面に衝突させて、表面応力状態を改善する技術が開示されている。
【０００４】
さらにまた、特開平６−６２４１５号公報には、ＣＲＤハウジング上部に上部アタッチメント、下部アタッチメント、噴射ノズルの駆動機構を持ったノズルユニット、および装置本体より構成される予防保全装置を取り付け、前記噴射ノズルから高圧ジェットを噴射させることによりキャビテーション気泡を発生させ、該キャビテーション気泡をシュラウド下部胴、シュラウドサポートシリンダ等の表面に衝突させて、表面残留応力を改善する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開昭６２−６３６１４号公報に開示される従来技術は、熱交換機等の残留応力を改善する方法としては有効な方法であるが、水噴流の軸動圧力を有効に利用できるのは大気中の作業であり、この技術を水中水噴流として使用するには、周囲水の抵抗、および同じ液相であるため噴流軸動圧力の減衰が大きく、ピーニング効果を有効に得難く、大気中噴流と同等の軸動圧力を得るには超高圧でのウオータージェット噴出が必要となりポンプおよび関連機器のコスト面で不利である。
【０００６】
さらに、大気雰囲気施工のため炉内構造物の炉心シュラウド等に適用することは、適用部位下部まで炉水位を下げる必要があり、炉水位の低下は周囲放射線量率の上昇につながることから困難である。
【０００７】
また、特開平５−７８７３８号公報に開示される従来技術は、シュラウド等の炉内構造物の残留応力を改善する方法としては有効であるが、原子炉圧力容器上方に移動台車を設置し、該移動台車にマストを取り付けるため、シュラウド下部胴、シュラウドサポートシリンダ等に適用する場合、マストは長尺となり装置の取り扱いが困難であり、作業性の観点から好ましいとは言えない。
【０００８】
また、特開平６−６２４１５号公報に開示される従来技術は、特開平５−７８７３８号公報の問題点である作業性の改善を計った有効な技術であるが、シュラウド外面に適用することはできない。
【０００９】
本発明は、上記の種々の問題点に鑑みて、水中雰囲気での施工が可能で、シュラウド内外面、シュラウドサポートプレート、シュラウドサポートシリンダ、シュラウドサポートレグ、ジェットポンプディフューザ等の溶接部の応力腐食割れの要因となる表面残留応力を効率良く改善することのできる原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
少なくとも噴射ノズルを備え、原子炉圧力容器内の水中において、前記噴射ノズルから前記原子炉圧力容器内の炉内構造物に対してキャビテーション気泡の発生を伴う高圧水を噴射して、前記原子炉内構造物の応力を改善する予防保全装置を備える原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備において、
前記予防保全装置は、
前記原子炉圧力容器内のシュラウド上部に設置されたリング状で且つヒンジにより複数に分割されている定着固定体と、
該定着固定体上を旋回走行可能に設けられたベースを備える予防保全装置本体と、
該予防保全装置本体から垂直方向に装着されたポールと、
該ポールに装着された前記噴射ノズルと、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記噴射ノズルは、一定角度で噴射するように前記ポールに装着されていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記予防保全装置本体は、前記ベース上を回転する回転機構を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記定着固定体は、回転防止機構を備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、前記ポールは、前記予防保全装置本体から水平方向に移動可能に設けられたアームの先端部に、垂直方向に装着されていることを特徴とする。
【００１６】
また、前記ポールは、上下に移動する移動機構を備えていることを特徴とする。
【００１７】
また、前記噴射ノズルは、自在継手を介して前記ポールに装着されていることを特徴とする。
【００１８】
また、前記ポールは、クランク形状に構成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、前記ポールは、複数段に分割され、各段は上下に伸縮する伸縮機構を備えていることを特徴とする。
【００２０】
また、前記ポールは、多関節アームから構成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、前記ポールは、複数本装着されていることを特徴とする。
【００２２】
また、前記複数のポールに装着された各噴射ノズルは、それぞれ異なる角度で噴射するように前記各ポールに装着されていることを特徴とする。
【００２３】
また、前記複数のポールを、前記シュラウド内面と前記シュラウドの外面に分けて配置したことを特徴とする。
【００２４】
また、予防保全状況を映し出す監視カメラを備えていることを特徴とする。
【００２５】
また、前記予防保全装置の近傍に、前記原子炉圧力容器外に設置された吸引装置の吸引口が配備されていることを特徴とする
また、炉水の水面近傍に、原子炉圧力容器外に設置される排気ダクトに連通する集気カバーが配備されていることを特徴とする。
【００２６】
また、前記予防保全装置の上部に、前記噴射ノズルへ高圧水を供給する高圧ホースを保持する高圧ホース旋回テーブルが配備されていることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明に係わる第１の実施形態を図１〜図５を用いて説明する。
【００２８】
図１は本実施形態に係わるシュラウド上に設置された予防保全装置の全体構成図である。
【００２９】
図において、１は予防保全装置、１ａは予防保全装置本体、２は原子炉圧力容器、３は原子炉圧力容器２内に取り付けられたシュラウド、４はシュラウド３の上フランジ、５は上フランジ４上に設置されるリング状の定着固定体、６は定着固定体５上を旋回するベース、７はベース６上で回転する回転ボックス、８は予防保全装置本体１ａから水平方向に伸縮自在に伸び、先端部においてポールを支持するアーム、９はアームから上下方向に移動可能に装着され、先端部において噴射ノズルを備えるポール、１０はシュラウド３に高圧水を噴射する噴射ノズル、１１，１２はラグ、１３はラグ１１，１２間を締結することにより、上フランジ４上に定着固定体５を固定するボルト、１４は、ベース６および回転ボックス７を含む予防保全装置本体１ａを旋回走行させるために、定着固定体５上に設けられた凸型状レール、１５はベース６に設けられレール１４上を走行する車輪、１６はボックス６上に設けられた円周状ギャラック、２２はポール９の下部に設置され、予防保全対象および噴射ノズル１０を監視する監視カメラ、２３は予防保全装置１から独立して設けられ、予防保全対象を監視する監視カメラ、２７は監視カメラ２２からモニタに接続されるモニタ用ケーブル、２８は監視カメラ２３からモニタに接続されるモニタ用ケーブル、５１は監視カメラ２３を操作するケーブルである。
【００３０】
なお、回転ボックス６上面の円周状ラックギヤ１６により、回転ボックス７に内蔵された図示されていないモータによりギヤを介し予防保全装置１全体が回転できる構造となっている。
【００３１】
また、アーム８の内部には図示されていないがシリンダが内蔵されており、シリンダの伸縮によって、アーム８が水平方向にスライドする構造となっている。なお、この伸縮動作はモータの回転をギヤにより伝達させることによりアーム８をスライドさせてもよい。
【００３２】
また、噴射ノズル１０は予防保全装置１が設定された上フランジ４に対し昇降および回転し、さらに噴射ノズル１０は噴射方向を変えられるようスイング可能に取り付けられている。 なお、噴射ノズル１０のスイング動作は、ポール９の先端に図示を省略したモータの回転軸を、噴射ノズル１０を取り付けた図示を省略したスイングアームに固定し、モーターを正転、逆転することにより行う。
【００３３】
さらにまた、上記のスイング動作をする噴射ノズル１０に代えて、噴射ノズル１０をポール９にネジ等により一定の角度で固定し、噴射ノズル１０をシュラウド３および上フランジ４に対して常に一定角度で噴射するように構成してもよい。
【００３４】
この場合は、噴射ノズル１０の角度を制御することなくピーニングすることができるので、施工時の制御不良による不安を解消でき、安定した施工条件を提供することができる。
【００３５】
本実施形態において、上フランジ４上への予防保全装置１の設置は、はじめに、ラグ１１，１２間をボルト１３によって上フランジ４とリング状の定着固定体５を締結して固定し、次に、定着固定体５上に予防保全装置本体１ａ、回転ボックス７、ベース６を一体となして、上方より図示されていないクレーンを使用して吊り降ろし着座させる。
【００３６】
次に予防保全装置１の動作について説明する。
【００３７】
予防保全装置１には、予防保全装置１の各部を駆動するモータおよびポテンショメーター等の速度および回転位置を検出する検出器が設けられており、検出された信号は制御ケーブルを介して図示を省略した制御盤に伝送され、予防保全施工に際し、噴射ノズル１０の走行速度、噴射位置（昇降位置、回転位置、スイング角度）を最適な条件下で各モータ等を制御する。
【００３８】
図示を省略した高圧ポンプで昇圧された水は、高圧ホースを介して予防保全装置１に導かれ噴射ノズル１０から噴射される。
【００３９】
その際、周囲水(炉水)と噴射水流との圧力差、せん断作用等によりキャビテーション気泡を発生させ、このキャビテーション気泡が上フランジ４の表面およびその近傍において崩壊するときに発生する衝撃圧力により、上フランジ４全般およびその下部のシュラウド３上部全般をピーニングして残留応力を改善する。
【００４０】
なお、シュラウド３の内面をピーニングする場合は、ポール９を上限まで上げ、回転ボックス７を回転することによりシュラウド内面の施工を行うことができる。 このように、本実施形態によれば、水中でシュラウド上部胴フランジに定着した定着固定体に対して、ベースを旋回させ、さらにはポールを上下させて一定位置において予防保全対象に噴射ノズルからの高圧水ジェットを噴射し、発生したキャビテーション気泡を予防保全対象に衝突させ、前記予防保全対象の応力状態を改善する。
【００４１】
次に、本実施形態に係わる予防保全装置を、運転運転開始後の原子力プラントに適用する場合の設備について図２を用いて説明する。
【００４２】
図２は予防保全装置を運転開始後の原子力プラントに適用する場合の設備の全体構成図である。
【００４３】
なお、図において、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図において、１７は高圧ポンプから噴射ノズル１０に高圧水を供給する高圧ホース、１８は炉水、１９は原子炉建屋オペレーティングフロア、２０は燃料交換台車、２１はホイストクレーン、２４は制御盤と予防保全装置１間に接続される制御ケーブル、２５は、原子炉建屋オペレーティングフロア１９に設置され、予防保全装置１および高圧ポンプ２９を遠隔制御する制御盤、２６は監視カメラ２２，２３からの映像を表示するモニタ、２９は原子炉建屋オペレーティングフロア１９に設置される原子炉水相当の水を高圧で予防保全装置１に供給する高圧ポンプ、３０は制御盤２５から予防保全装置１に送風するためのエアホース、３１は制御盤２５と高圧ポンプ２９間に接続される制御ケーブル、３２はエアを制御盤２５に送風するためのエアホース、３３は高圧ポンプ２９に給水するための低圧ホース、３４は炉水１８を高圧ポンプ２９に給水するためのホース、３５は炉水を濾過するフィルタ、３６は炉水１８を高圧ポンプ２９に給水する循環ポンプ、３７はシュラウドフランジ部、３８は高圧水の噴出時に発生するクラッドを含む炉水を吸引する吸引口、３９はクラッド回収装置、４０はクラッド移送ホース、４１クラッド移送ポンプ、４２はクラッドを濾過するフイルタ、４３は吐出口、４４は燃料プール、４５は炉水面、４６は集気カバー、４７は移送ホース、４８は局所排気装置、４９は換気空調用排気ダクト、５０はフイルタである。
【００４５】
次に、予防保全装置１を運転開始後の原子力プラントに設置する設置方法について説明する。
【００４６】
はじめに、図示を省略した、原子炉圧力容器上蓋、蒸気乾燥器、気水分離器、シュラウドヘッド、燃料集合体等を順次取り外す。
【００４７】
次に、予防保全装置１は、原子炉建屋オペレーティングフロア１９に設置されている燃料交換台車２０に取り付けられたホイストクレーン２１より図示されていないワイヤーロープにより降下して、予防保全装置１を上フランジ４上に予め取り付けてある定着固定体５上に設置する。
【００４８】
予防保全装置１の設置作業は、該装置１に取り付けた監視カメラ２２および該装置１と独立した監視カメラ２３からの映像を各々監視しながら実施する。
【００４９】
該装置１に取付けた監視カメラ２２の映像はケーブル２７を介して制御盤２５に伝送され、制御盤２５の近傍に設置したモニタ２６に映し出され、該装置１と他の炉内構造物との位置関係や該装置１の昇降および回転位置を確認する。監視カメラ２３の移動操作は、操作員が燃料交換台車２０上で監視カメラ２３のケーブル２８と監視カメラ２３の先端に取り付けたケーブル５１を操作することにより行う。
【００５０】
このように監視カメラ２２，２３を利用することにより、予防保全装置１の脱着さらには予防保全状況を容易に監視できる。
【００５１】
次に、予防保全装置１を運転開始後の原子力プラントに適用するための設備について説明する。
【００５２】
予防保全装置１を遠隔操作する制御盤２５および原子炉相当の水を高圧で供給すうる高圧ポンプ２９は、原子炉建屋オペレーティングフロア１９に設置する。なお、これらの設備は原子炉建屋内の空きスペースに設置することも可能である。その際、高圧ポンプ２９は、高圧ポンプ２９と予防保全装置１を繋ぐ高圧ホース１７を延長させる必要がある。
【００５３】
制御盤２５には、予防保全装置１を遠隔操作する電気信号を送受信する制御ケーブル２４、予防保全装置１を遠隔操作するエアーを供給するエアーホース３０、および高圧ポンプ２９を遠隔操作する電気信号を送受信する制御ケーブル３１が接続される。
【００５４】
遠隔操作は手動または自動モードの選択が可能であり、基本的に施工は自動で実施し、噴射ノズル１０の位置調整等は手動で実施する。また、制御盤２５から、噴射ノズル１０の昇降、回転、スイングの各動作速度、およびピッチを施工に際し最適な値に調整できる。
【００５５】
予防保全装置１を遠隔操作する操作用エアーは、原子炉建屋のエアー供給源からエアーホース３２を介して制御盤２５へ導かれ、制御盤２５内のバルブを制御することにより予防保全装置１を遠隔操作する。なお、エアーは、原子炉建屋のエアー供給源以外にコンプレッサーを設け、エアーホース３２にエアーを供給することも可能である。
【００５６】
予防保全装置１に高圧水を供給する高圧ポンプ２９は、原子炉建屋およびその近傍の水供給源から低圧ホース３３によって原子炉水相当の水が供給され昇圧する。
【００５７】
なお、高圧ポンプ２９に供給する水は、原子炉建屋およびその近傍の水供給源以外に、通常の水を原子炉内に入れても問題とならない水質に調整する純水製造装置を使用して、純水を供給してもよい。
【００５８】
また、炉水１８をホース３４および炉水に浮遊しているクラッド等を除去するフィルタ３５を介し、循環ポンプ３６によって高圧ポンプ２９に供給することも可能である。この場合、炉水１８は高圧ポンプ２９によって昇圧後、噴射ノズル１０から噴射され再び炉内に戻る循環システムを構成する。
【００５９】
高圧水は、高圧ホース１７を介して予防保全装置１に導かれ、予防保全装置１に取付けられた噴射ノズル１０から噴射され、キャビテーション気泡を発生する。
【００６０】
高圧水の噴射は、キャビテーション気泡の崩壊圧力、および高圧水噴射による水流の巻き上げにより、シュラウドフランジ部３７に沈降堆積していた放射能を帯びた酸化鉄を主成分とするクラッドを発生し、雰囲気線量の増大等を引き起こす。クラッドは、予防保全装置１付近に設けられた吸引口３８からクラッド回収装置３９により回収する。該装置３９は、吸引口３８、クラッド移送ホース４０、クラッド移送ポンプ４１を備え、炉水１８と共に吸引されたクラッドは、クラッド回収装置３９内のフィルタ４２に捕獲され、クラッド捕獲後の炉水は、吐出ホース４３を介し使用済み燃料プール４４に戻される。
【００６１】
なお、クラッドを捕獲したフィルタ４２は高放射性廃棄物として遮蔽付きドラム缶等の容器に詰め、原子力プラント内に保管する。
【００６２】
このように、クラッドを捕獲することにより、原子炉圧力容器底部から炉水の水面にまで自由に放射化されたクラッドが舞い上がってくることを抑制し、炉水水面上方にまで放射線汚染が拡大することを抑制することができる。
【００６３】
また、高圧水噴射により発生したキャビテーション気泡の内、崩壊しないで炉水面４５にまで到達するものは、前記した放射能を帯びたクラッドを抱込み、炉水面４５で崩壊する際、汚染拡大の恐れがあるため、炉水面４５を覆う集気カバー４６で集気する。集気は移送ホース４７を介して局所廃棄装置４８で原子炉建屋に設置されている換気空調用排気ダクト４９から排気される。局所排気装置４９には、ダスト、ミストを捕獲するフィルタ５０が組み込まれており、汚染物質はここで捕獲される。なお、図示は省略されているが、ダスト、ミストを捕獲したフィルタ５０は放射性廃棄物としてドラム缶等の容器に詰め、原子力プラント内に保管する。
【００６４】
このような集気手段を設けることにより、予防保全作業で原子炉圧力容器内で発生した気泡が炉水の水面に浮上してくると、その浮上気体は集気カバーで補集されて排気ダクトに通され、炉水水面からの放射線汚染を抑制することができる。
【００６５】
次に各実施形態に係わる予防保全装置のベースおよび回転ボックスの詳細構造について図３を用いて説明する。
図３はベース上に設けられる回転ボックスの回転機構図であり、図において、６はベース、６１はベース６上に設けられる輪状溝、６２はスラスト軸受け、７は回転ボックス、７１はモータ、７２，７３はギア、７４はギア７３に結合されるシャフト、７５はキー、７６はシャフト７４に直角に結合されるシャフト、７７はシャフト７６の両端に図示されていない軸受けを介して取り付けられる車輪である。
【００６６】
この回転機構は、モータ７１の回転力がギヤ７２，７３を介してシャフト７４に伝達し、キー７５を介してシャフト７４と連動し回転力を発生し、その結果、回転ボックス７のシャフト７４はスラスト軸受け６２を介してベース６に支持され、車輪７７がベース６の輪状溝６１上を回転走行する。
【００６７】
予防保全装置１にこのような回転機構を設けることにより、異なった場所の予防保全対象箇所を施工する場合、予防保全装置１を脱着をすることなくピーニングが可能となり、施工時間の短縮が計れる。
【００６８】
次に各実施形態に係わる予防保全装置の定着固定体の詳細構造について図４を用いて説明する。
【００６９】
図４は定着固定体の上フランジへの設置およびその回転防止構造を示す図であり、図において、２は原子炉圧力容器、４は上フランジ、５は定着固定体、５２は上フランジ４上に設置される分割タイプのリング、５３はリング５２間を結合するヒンジ、５４はリング締結部で、５５は定着固定体の外面に固着されたラグ、５６は原子炉内に取り付けられたガイドロッドである。
【００７０】
定着固定体５の設置は、設置前の状態では、各々のリング５２はヒンジ５３を介し結合されており、リング５２の中心側に向けて折り畳まれており、原子炉内への搬入時には、折り畳んだ状態で、図２に示すクレーン２１によりワイヤーロープおよび吊り金具を介して上フランジ４の上方近傍まで吊り降ろされる。吊り降ろされた定着固定体５は、リング５２を図示の状態まで広げ、締結部５４で固定し円周状のリング５２を形成する。
【００７１】
定着固定体５の外面のラグ５５は、ガイドロッド５６にはめ込まれ、定着固定体５が水平回転しようとすると、ラグ５５がガイドロッド５６に接触し回転が防止される。
【００７２】
予防保全装置の定着固定体をこのように構成することにより、図示されていない、主蒸気ラインプラグ等の機器と干渉することなくシュラウド上フランジに容易に設定することができ、さらに定着固定体が複数に分割されているので運搬等の取扱いが容易となる。また、定着固定体がシュラウド上フランジに設定された状態では回転が防止されるので、予防保全装置を安定して動作させることができる。
次に各実施形態に係わる予防保全装置のアームおよびポールの詳細構造について図５を用いて説明する。
【００７３】
図５はアームに対するポールの上下動機構を示す図であり、１ａは予防保全装置本体、８はアーム、８１はアーム８に取り付けられたモータ、８２はアーム８取り付けられた取付板、８３はモータ８を取付板８２に取り付けるボルト、ナット、８４は取付板８２をアーム８に取り付けるボルト、ナット、８５はモータ８１の先端に取り付けられたギア、８６はギア８５の回転により回転するギア、９はポール、９１はポール９に取り付けられギア８６によって回転されるラックギアである。
【００７４】
モータ８１の回転力はギヤ８５およびギヤ８６を介して、ラックギヤ９１に伝えられ、ポール９は上下方向に移動する。ポール９の先端には噴射ノズル１０が取り付けてあり、上下方向の移動が可能となる。
【００７５】
アームおよびポールをこのように構成することにより、異なった場所で予防保全対象箇所を施工する場合、予防保全装置を脱着をすることなくピーニングが可能となり、施工時間の短縮が計れる。
【００７６】
次に、本発明に係わる第２の実施形態を図６を用いて説明する。
【００７７】
図６はポールと噴射ノズルとの間に自在継手を備えた予防保全装置の全体構成図である。
【００７８】
なお、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、９２はポール９の先端に取り付けられたモータ、９３は噴射ノズル１０が取り付けられる自在継ぎ手である。
【００７９】
噴射ノズル１０のスイング動作は、モータ９２を回転することにより、モータ９２の回転軸を自在継ぎ手９３に固定し、モータ９２を正転、逆転することにより行う。
【００８０】
本実施形態によれば、噴射ノズル１０の噴射角度を所望する位置に設定できるので、所定位置での広範囲な施工が可能となる。
【００８１】
次に、本発明に係わる第３の実施形態を図７を用いて説明する。
【００８２】
図７はクランク形状のポールを備えた予防保全装置の全体構成図である。
【００８３】
なお、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、９４は先端部にアームが結合されているポール、９５は先端部に噴射ノズル１０が取り付けられているポール、９６はアームである。
【００８４】
ポール８２とポール８３はアーム８４を介してクランク形状に構成されており、このクランク形状は、シュラウド３のクランク形状に予め合わせてあり、シュラウド３の外面と噴射ノズル１０間の距離を一定に保つ構造となっている。
【００８５】
本実施形態によれば、シュラウド中間胴外面を施工する場合、噴出ノズルとシュラウド間の距離を適切な値とすることができる。
【００８６】
次に、本発明に係わる第４の実施形態を図８を用いて説明する。
【００８７】
図８は複数段のポールを備えた予防保全装置の全体構成図である。
【００８８】
なお、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、９７はポールの伸縮を駆動するシリンダ、９８は各々外径が異なる円筒状の管からなる複数段のポールである。
【００８９】
各ポールはアーム８の上部に取付けたシリンダ８１の駆動力により、外径の大きい側のポール９８に内部外径の小さい側のポール９８が格納または突出される。ポール９８の先端には噴射ノズル１０が取り付けられており、ポール９８の伸縮により噴射ノズル１０の上下方向の位置が定められる。
【００９０】
本実施形態によれば、複数段の伸縮ポールを縮めた状態で予防保全装置をシュラウド上部胴フランジ面に設定することにより、長尺ポールを有する場合に比べ予防保全装置の設定が容易にできる。また、シュラウド下部、シュラウドサポートレグ等シュラウド上部胴フランジ面から離れた箇所への施工が容易となり、また、異なった場所の予防保全対象箇所を施工する場合、予防保全装置１を脱着をすることなくピーニングが可能であり、施工時間の短縮が計れる。
【００９１】
次に、本発明に係わる第５の実施形態を図９を用いて説明する。
【００９２】
図９は多関節アームのポールを備えた予防保全装置の全体構成図である。
【００９３】
なお、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、９９は先端部に多関節アームが結合されるポール、１００はポールおよび各アームを結合するギヤヒンジ、１０１は多関節アームである。
各多関節アーム１０１は、図示を省略した多関節アーム１０１に内蔵されているモータによりギヤヒンジ１００を介して屈折する。多関節アーム１０１の先端部には噴射ノズル１０が取り付けられており、多関節アーム１０１の屈折により狭隘部への接近が容易となる。
【００９４】
本実施形態によれば、シュラウド上フランジの予防保全対象箇所において、狭隘部の所望する部分をピーニングが容易となる。
【００９５】
次に、本発明に係わる第６の実施形態を図１０を用いて説明する。
【００９６】
図１０は垂直ポールを複数本装着した予防保全装置の全体構成図である。
【００９７】
なお、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、１０２は予防保全装置本体１ａの上部に上フランジ４の内側に向けて取り付けられたアーム、１０３はアーム１０２に取り付けられたポール、１０４はポール１０３に取り付けられた噴射ノズルである。
【００９８】
なお、アーム１０２内には、アーム８と同様に図示されていないがシリンダが内蔵されており、シリンダの伸縮によって、アーム１０２に水平方向にスライドすることができる。
【００９９】
本実施形態によれば、複数の予防保全対象箇所を同時にピーニングすることができ、施工時間の短縮が計れる。
【０１００】
次に、本発明に係わる第７の実施形態を図１１を用いて説明する。
【０１０１】
図１１は一定角度の噴射角で取り付けられた噴射ノズルを備える垂直ポールを複数本装着した予防保全装置の全体構成図である。
【０１０２】
なお、図において図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、１０５はアーム８に取り付けられたポール、１０６は、ポール１０５に取り付けられ、シュラウド３の外面に対して上向きに常に一定角度で取り付けられる噴射ノズルである。
【０１０３】
なお、噴射ノズル１０もシュラウド３の外面に対して下向きに常に一定角度で取り付けられる。
【０１０４】
本実施形態によれば、噴射ノズルが一定の角度で取付けられることにより、噴射ノズルの角度を制御することなくピーニングすることができ、施工時の制御不良による不安を解消して安定した施工条件を提供することができる。
次に、本発明に係わる第８の実施形態を図１２を用いて説明する。
【０１０５】
図１２はシュラウド３の内外面に垂直ポールを複数本装着した予防保全装置の全体構成図である。
【０１０６】
なお、図において図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、１０５はアーム８に取り付けられたポール、１０６はポール１０５に取り付けられた噴射ノズル、１０７は予防保全装置本体１ａに取り付けられたアーム、１０８はアーム１０７に取り付けられたポール、１０９はポール１０８に取り付けられた噴射ノズルである。
【０１０７】
これらの複数の噴射ノズル１０，１０６，１０９によって、シュラウド３の内外面の複数箇所に高圧水を噴射する。
【０１０８】
本実施形態によれば、異なった場所の予防保全対象箇所を施工する場合、予防保全装置を脱着をすることなくピーニングが可能であり、施工時間の短縮が計れる。
【０１０９】
次に、本実施形態に係わる第９の実施形態を図１３を用いて説明する。
図１３は、旋回テーブルが配備された、予防保全装置を運転開始後の原子力プラントに適用するための設備を示す全体構成図である。
【０１１０】
なお、図において図２に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、１１０は予防保全装置１の上方で原子炉ウエルのバルクヘッドプレート上に配置される旋回テーブル、１１１は旋回テーブル１１０の脚、１１２はバルクヘッドプレート、１１３は円盤状で図示されていないころ軸受けを介して旋回テーブル１１０上に着座しているリング、１１４は半割形状のリングから構成されネジ等で結合される固定金具、１１５は原子炉ウエルである。
【０１１１】
固定金具１１４内には、高圧ケーブル等の多種のケーブルが束ねられており、固定金具１１４はリング１１３にネジまたは溶接等により固着されており、リング１１３と連動して水平旋回する。
【０１１２】
予防保全装置１が上フランジ４上を旋回すると、予防保全装置１に取り付けてある多種のケーブルも前記リング１１３と連動して旋回する。
【０１１３】
本実施形態によれば、前記ベースの前記定着固定体上での旋回を容易にすることができるので、ケーブル類のねじれ、絡まり等を防止でき円滑に施工できる。
【０１１４】
【発明の効果】
上記のごとく、本発明は、水中でシュラウド上部胴フランジに定着された定着固定体に対して予防保全装置を旋回させることができるので、原子炉圧力容器内構造物の応力状態の改善を容易かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図２】本発明の各本実施形態に係わる原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備の全体構成図である。
【図３】本発明の各実施形態に係わる予防保全装置の回転機構を示す図である。
【図４】本発明の各実施形態に係わる予防保全装置の定着固定体を示す図である。
【図５】本発明の各実施形態に係わる予防保全装置のポールの移動機構を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図１２】本発明の第８の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図１３】本発明の第９の実施形態に係わる原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備の全体構成図である。
【符号の説明】
１ 予防保全装置
１ａ 予防保全装置本体
２ 原子炉圧力容器
３ シュラウド
４ 上フランジ
５ 定着固定体
６ ベース
７ 回転ボックス
８ アーム
９ ポール
１７ 高圧ホース
１８ 炉水
２２，２３ 監視カメラ
２５ 制御盤
２６ モニタ
２９ 高圧ポンプ
３７ シュラウドフランジ部
３８ 吸水口
３９ クラッド回収装置
４０ クラッド移送ホース
４１ クラッド移送ポンプ
４２ フィルタ
４３ 吐出ホース
４６ 集気カバー
４７ 移送ホース
４８ 局所廃棄装置
４９ 換気空調用排気ダクト
５０ フイルタ
５２ リング
５３ ヒンジ
５４ リング締結部
５５ ラグ
５６ ガイドロッド
６１ 輪状溝
６２ スラスト軸
７１ モータ
７２，７３ ギア
７４，７６ シャフト
７７ 車輪
８１ モータ
８５，８６ ギア
９１ ラックギア
９２ モータ
９３ 自在継手
９４，９５ ポール
９６ アーム
９７ シリンダ
９８ ポール
９９ ポール
１００ ギアヒンジ
１０１ 多関節アーム
１０２ アーム
１０３ ポール
１０４ 噴射ノズル
１０５ ポール
１０６ 噴射ノズル
１０７ アーム
１０８ ポール
１０９ 噴射ノズル
１１０ 旋回テーブル
１１１ 脚
１１２ バルクヘッドプレート
１１３ リング
１１４ 固定金具
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備に係わり、特に、原子炉の金属部材に液体のジェットを噴射することにより、金属材料に存在する引っ張り残留応力を圧縮方向へ改善して応力腐食割れの発生を防止する原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開昭６２−６３６１４号公報には、応力腐食割れ発生の要因となる溶接部等の残留応力を緩和する方法が開示されており、これは残留応力改善対象物である熱交換器等の管の内部に、高圧液体ジェットを噴出する回転ノズル部を有する高圧水ショットピーニング装置を挿入し、ジェットそのものの軸動圧エネルギ（ジェット噴流の軸方向動圧エネルギー）で前記管内面をピーニングすることにより、前記管に存在していた引張残留応力を圧縮残留応力に転化するものである。
【０００３】
また、特開平５−７８７３８号公報には、原子炉圧力容器上部に移動台車を設置し該移動台車に上下方向駆動装置を設置して、該上下方向駆動装置に上部マスト、下部マストを取り付け、さらに下部マスト先端にウオタージェット噴出ヘッドを設け、ウオタージェット噴出ヘッドの噴出ノズルから高圧ジェットを噴出させることによりキャビテーション気泡を発生させ、該キャビテーション気泡をシュラウド表面に衝突させて、表面応力状態を改善する技術が開示されている。
【０００４】
さらにまた、特開平６−６２４１５号公報には、ＣＲＤハウジング上部に上部アタッチメント、下部アタッチメント、噴射ノズルの駆動機構を持ったノズルユニット、および装置本体より構成される予防保全装置を取り付け、前記噴射ノズルから高圧ジェットを噴射させることによりキャビテーション気泡を発生させ、該キャビテーション気泡をシュラウド下部胴、シュラウドサポートシリンダ等の表面に衝突させて、表面残留応力を改善する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開昭６２−６３６１４号公報に開示される従来技術は、熱交換機等の残留応力を改善する方法としては有効な方法であるが、水噴流の軸動圧力を有効に利用できるのは大気中の作業であり、この技術を水中水噴流として使用するには、周囲水の抵抗、および同じ液相であるため噴流軸動圧力の減衰が大きく、ピーニング効果を有効に得難く、大気中噴流と同等の軸動圧力を得るには超高圧でのウオータージェット噴出が必要となりポンプおよび関連機器のコスト面で不利である。
【０００６】
さらに、大気雰囲気施工のため炉内構造物の炉心シュラウド等に適用することは、適用部位下部まで炉水位を下げる必要があり、炉水位の低下は周囲放射線量率の上昇につながることから困難である。
【０００７】
また、特開平５−７８７３８号公報に開示される従来技術は、シュラウド等の炉内構造物の残留応力を改善する方法としては有効であるが、原子炉圧力容器上方に移動台車を設置し、該移動台車にマストを取り付けるため、シュラウド下部胴、シュラウドサポートシリンダ等に適用する場合、マストは長尺となり装置の取り扱いが困難であり、作業性の観点から好ましいとは言えない。
【０００８】
また、特開平６−６２４１５号公報に開示される従来技術は、特開平５−７８７３８号公報の問題点である作業性の改善を計った有効な技術であるが、シュラウド外面に適用することはできない。
【０００９】
本発明は、上記の種々の問題点に鑑みて、水中雰囲気での施工が可能で、シュラウド内外面、シュラウドサポートプレート、シュラウドサポートシリンダ、シュラウドサポートレグ、ジェットポンプディフューザ等の溶接部の応力腐食割れの要因となる表面残留応力を効率良く改善することのできる原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
少なくとも噴射ノズルを備え、原子炉圧力容器内の水中において、前記噴射ノズルから前記原子炉圧力容器内の炉内構造物に対してキャビテーション気泡の発生を伴う高圧水を噴射して、前記原子炉内構造物の応力を改善する予防保全装置を備える原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備において、
前記予防保全装置は、
前記原子炉圧力容器内のシュラウド上部に設置されたリング状で且つヒンジにより複数に分割されている定着固定体と、
該定着固定体上を旋回走行可能に設けられたベースを備える予防保全装置本体と、
該予防保全装置本体から垂直方向に装着されたポールと、
該ポールに装着された前記噴射ノズルと、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記噴射ノズルは、一定角度で噴射するように前記ポールに装着されていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記予防保全装置本体は、前記ベース上を回転する回転機構を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記定着固定体は、回転防止機構を備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、前記ポールは、前記予防保全装置本体から水平方向に移動可能に設けられたアームの先端部に、垂直方向に装着されていることを特徴とする。
【００１６】
また、前記ポールは、上下に移動する移動機構を備えていることを特徴とする。
【００１７】
また、前記噴射ノズルは、自在継手を介して前記ポールに装着されていることを特徴とする。
【００１８】
また、前記ポールは、クランク形状に構成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、前記ポールは、複数段に分割され、各段は上下に伸縮する伸縮機構を備えていることを特徴とする。
【００２０】
また、前記ポールは、多関節アームから構成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、前記ポールは、複数本装着されていることを特徴とする。
【００２２】
また、前記複数のポールに装着された各噴射ノズルは、それぞれ異なる角度で噴射するように前記各ポールに装着されていることを特徴とする。
【００２３】
また、前記複数のポールを、前記シュラウド内面と前記シュラウドの外面に分けて配置したことを特徴とする。
【００２４】
また、予防保全状況を映し出す監視カメラを備えていることを特徴とする。
【００２５】
また、前記予防保全装置の近傍に、前記原子炉圧力容器外に設置された吸引装置の吸引口が配備されていることを特徴とする
また、炉水の水面近傍に、原子炉圧力容器外に設置される排気ダクトに連通する集気カバーが配備されていることを特徴とする。
【００２６】
また、前記予防保全装置の上部に、前記噴射ノズルへ高圧水を供給する高圧ホースを保持する高圧ホース旋回テーブルが配備されていることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明に係わる第１の実施形態を図１〜図５を用いて説明する。
【００２８】
図１は本実施形態に係わるシュラウド上に設置された予防保全装置の全体構成図である。
【００２９】
図において、１は予防保全装置、１ａは予防保全装置本体、２は原子炉圧力容器、３は原子炉圧力容器２内に取り付けられたシュラウド、４はシュラウド３の上フランジ、５は上フランジ４上に設置されるリング状の定着固定体、６は定着固定体５上を旋回するベース、７はベース６上で回転する回転ボックス、８は予防保全装置本体１ａから水平方向に伸縮自在に伸び、先端部においてポールを支持するアーム、９はアームから上下方向に移動可能に装着され、先端部において噴射ノズルを備えるポール、１０はシュラウド３に高圧水を噴射する噴射ノズル、１１，１２はラグ、１３はラグ１１，１２間を締結することにより、上フランジ４上に定着固定体５を固定するボルト、１４は、ベース６および回転ボックス７を含む予防保全装置本体１ａを旋回走行させるために、定着固定体５上に設けられた凸型状レール、１５はベース６に設けられレール１４上を走行する車輪、１６はボックス６上に設けられた円周状ギャラック、２２はポール９の下部に設置され、予防保全対象および噴射ノズル１０を監視する監視カメラ、２３は予防保全装置１から独立して設けられ、予防保全対象を監視する監視カメラ、２７は監視カメラ２２からモニタに接続されるモニタ用ケーブル、２８は監視カメラ２３からモニタに接続されるモニタ用ケーブル、５１は監視カメラ２３を操作するケーブルである。
【００３０】
なお、回転ボックス６上面の円周状ラックギヤ１６により、回転ボックス７に内蔵された図示されていないモータによりギヤを介し予防保全装置１全体が回転できる構造となっている。
【００３１】
また、アーム８の内部には図示されていないがシリンダが内蔵されており、シリンダの伸縮によって、アーム８が水平方向にスライドする構造となっている。なお、この伸縮動作はモータの回転をギヤにより伝達させることによりアーム８をスライドさせてもよい。
【００３２】
また、噴射ノズル１０は予防保全装置１が設定された上フランジ４に対し昇降および回転し、さらに噴射ノズル１０は噴射方向を変えられるようスイング可能に取り付けられている。 なお、噴射ノズル１０のスイング動作は、ポール９の先端に図示を省略したモータの回転軸を、噴射ノズル１０を取り付けた図示を省略したスイングアームに固定し、モーターを正転、逆転することにより行う。
【００３３】
さらにまた、上記のスイング動作をする噴射ノズル１０に代えて、噴射ノズル１０をポール９にネジ等により一定の角度で固定し、噴射ノズル１０をシュラウド３および上フランジ４に対して常に一定角度で噴射するように構成してもよい。
【００３４】
この場合は、噴射ノズル１０の角度を制御することなくピーニングすることができるので、施工時の制御不良による不安を解消でき、安定した施工条件を提供することができる。
【００３５】
本実施形態において、上フランジ４上への予防保全装置１の設置は、はじめに、ラグ１１，１２間をボルト１３によって上フランジ４とリング状の定着固定体５を締結して固定し、次に、定着固定体５上に予防保全装置本体１ａ、回転ボックス７、ベース６を一体となして、上方より図示されていないクレーンを使用して吊り降ろし着座させる。
【００３６】
次に予防保全装置１の動作について説明する。
【００３７】
予防保全装置１には、予防保全装置１の各部を駆動するモータおよびポテンショメーター等の速度および回転位置を検出する検出器が設けられており、検出された信号は制御ケーブルを介して図示を省略した制御盤に伝送され、予防保全施工に際し、噴射ノズル１０の走行速度、噴射位置（昇降位置、回転位置、スイング角度）を最適な条件下で各モータ等を制御する。
【００３８】
図示を省略した高圧ポンプで昇圧された水は、高圧ホースを介して予防保全装置１に導かれ噴射ノズル１０から噴射される。
【００３９】
その際、周囲水(炉水)と噴射水流との圧力差、せん断作用等によりキャビテーション気泡を発生させ、このキャビテーション気泡が上フランジ４の表面およびその近傍において崩壊するときに発生する衝撃圧力により、上フランジ４全般およびその下部のシュラウド３上部全般をピーニングして残留応力を改善する。
【００４０】
なお、シュラウド３の内面をピーニングする場合は、ポール９を上限まで上げ、回転ボックス７を回転することによりシュラウド内面の施工を行うことができる。 このように、本実施形態によれば、水中でシュラウド上部胴フランジに定着した定着固定体に対して、ベースを旋回させ、さらにはポールを上下させて一定位置において予防保全対象に噴射ノズルからの高圧水ジェットを噴射し、発生したキャビテーション気泡を予防保全対象に衝突させ、前記予防保全対象の応力状態を改善する。
【００４１】
次に、本実施形態に係わる予防保全装置を、運転運転開始後の原子力プラントに適用する場合の設備について図２を用いて説明する。
【００４２】
図２は予防保全装置を運転開始後の原子力プラントに適用する場合の設備の全体構成図である。
【００４３】
なお、図において、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図において、１７は高圧ポンプから噴射ノズル１０に高圧水を供給する高圧ホース、１８は炉水、１９は原子炉建屋オペレーティングフロア、２０は燃料交換台車、２１はホイストクレーン、２４は制御盤と予防保全装置１間に接続される制御ケーブル、２５は、原子炉建屋オペレーティングフロア１９に設置され、予防保全装置１および高圧ポンプ２９を遠隔制御する制御盤、２６は監視カメラ２２，２３からの映像を表示するモニタ、２９は原子炉建屋オペレーティングフロア１９に設置される原子炉水相当の水を高圧で予防保全装置１に供給する高圧ポンプ、３０は制御盤２５から予防保全装置１に送風するためのエアホース、３１は制御盤２５と高圧ポンプ２９間に接続される制御ケーブル、３２はエアを制御盤２５に送風するためのエアホース、３３は高圧ポンプ２９に給水するための低圧ホース、３４は炉水１８を高圧ポンプ２９に給水するためのホース、３５は炉水を濾過するフィルタ、３６は炉水１８を高圧ポンプ２９に給水する循環ポンプ、３７はシュラウドフランジ部、３８は高圧水の噴出時に発生するクラッドを含む炉水を吸引する吸引口、３９はクラッド回収装置、４０はクラッド移送ホース、４１クラッド移送ポンプ、４２はクラッドを濾過するフイルタ、４３は吐出口、４４は燃料プール、４５は炉水面、４６は集気カバー、４７は移送ホース、４８は局所排気装置、４９は換気空調用排気ダクト、５０はフイルタである。
【００４５】
次に、予防保全装置１を運転開始後の原子力プラントに設置する設置方法について説明する。
【００４６】
はじめに、図示を省略した、原子炉圧力容器上蓋、蒸気乾燥器、気水分離器、シュラウドヘッド、燃料集合体等を順次取り外す。
【００４７】
次に、予防保全装置１は、原子炉建屋オペレーティングフロア１９に設置されている燃料交換台車２０に取り付けられたホイストクレーン２１より図示されていないワイヤーロープにより降下して、予防保全装置１を上フランジ４上に予め取り付けてある定着固定体５上に設置する。
【００４８】
予防保全装置１の設置作業は、該装置１に取り付けた監視カメラ２２および該装置１と独立した監視カメラ２３からの映像を各々監視しながら実施する。
【００４９】
該装置１に取付けた監視カメラ２２の映像はケーブル２７を介して制御盤２５に伝送され、制御盤２５の近傍に設置したモニタ２６に映し出され、該装置１と他の炉内構造物との位置関係や該装置１の昇降および回転位置を確認する。監視カメラ２３の移動操作は、操作員が燃料交換台車２０上で監視カメラ２３のケーブル２８と監視カメラ２３の先端に取り付けたケーブル５１を操作することにより行う。
【００５０】
このように監視カメラ２２，２３を利用することにより、予防保全装置１の脱着さらには予防保全状況を容易に監視できる。
【００５１】
次に、予防保全装置１を運転開始後の原子力プラントに適用するための設備について説明する。
【００５２】
予防保全装置１を遠隔操作する制御盤２５および原子炉相当の水を高圧で供給すうる高圧ポンプ２９は、原子炉建屋オペレーティングフロア１９に設置する。なお、これらの設備は原子炉建屋内の空きスペースに設置することも可能である。その際、高圧ポンプ２９は、高圧ポンプ２９と予防保全装置１を繋ぐ高圧ホース１７を延長させる必要がある。
【００５３】
制御盤２５には、予防保全装置１を遠隔操作する電気信号を送受信する制御ケーブル２４、予防保全装置１を遠隔操作するエアーを供給するエアーホース３０、および高圧ポンプ２９を遠隔操作する電気信号を送受信する制御ケーブル３１が接続される。
【００５４】
遠隔操作は手動または自動モードの選択が可能であり、基本的に施工は自動で実施し、噴射ノズル１０の位置調整等は手動で実施する。また、制御盤２５から、噴射ノズル１０の昇降、回転、スイングの各動作速度、およびピッチを施工に際し最適な値に調整できる。
【００５５】
予防保全装置１を遠隔操作する操作用エアーは、原子炉建屋のエアー供給源からエアーホース３２を介して制御盤２５へ導かれ、制御盤２５内のバルブを制御することにより予防保全装置１を遠隔操作する。なお、エアーは、原子炉建屋のエアー供給源以外にコンプレッサーを設け、エアーホース３２にエアーを供給することも可能である。
【００５６】
予防保全装置１に高圧水を供給する高圧ポンプ２９は、原子炉建屋およびその近傍の水供給源から低圧ホース３３によって原子炉水相当の水が供給され昇圧する。
【００５７】
なお、高圧ポンプ２９に供給する水は、原子炉建屋およびその近傍の水供給源以外に、通常の水を原子炉内に入れても問題とならない水質に調整する純水製造装置を使用して、純水を供給してもよい。
【００５８】
また、炉水１８をホース３４および炉水に浮遊しているクラッド等を除去するフィルタ３５を介し、循環ポンプ３６によって高圧ポンプ２９に供給することも可能である。この場合、炉水１８は高圧ポンプ２９によって昇圧後、噴射ノズル１０から噴射され再び炉内に戻る循環システムを構成する。
【００５９】
高圧水は、高圧ホース１７を介して予防保全装置１に導かれ、予防保全装置１に取付けられた噴射ノズル１０から噴射され、キャビテーション気泡を発生する。
【００６０】
高圧水の噴射は、キャビテーション気泡の崩壊圧力、および高圧水噴射による水流の巻き上げにより、シュラウドフランジ部３７に沈降堆積していた放射能を帯びた酸化鉄を主成分とするクラッドを発生し、雰囲気線量の増大等を引き起こす。クラッドは、予防保全装置１付近に設けられた吸引口３８からクラッド回収装置３９により回収する。該装置３９は、吸引口３８、クラッド移送ホース４０、クラッド移送ポンプ４１を備え、炉水１８と共に吸引されたクラッドは、クラッド回収装置３９内のフィルタ４２に捕獲され、クラッド捕獲後の炉水は、吐出ホース４３を介し使用済み燃料プール４４に戻される。
【００６１】
なお、クラッドを捕獲したフィルタ４２は高放射性廃棄物として遮蔽付きドラム缶等の容器に詰め、原子力プラント内に保管する。
【００６２】
このように、クラッドを捕獲することにより、原子炉圧力容器底部から炉水の水面にまで自由に放射化されたクラッドが舞い上がってくることを抑制し、炉水水面上方にまで放射線汚染が拡大することを抑制することができる。
【００６３】
また、高圧水噴射により発生したキャビテーション気泡の内、崩壊しないで炉水面４５にまで到達するものは、前記した放射能を帯びたクラッドを抱込み、炉水面４５で崩壊する際、汚染拡大の恐れがあるため、炉水面４５を覆う集気カバー４６で集気する。集気は移送ホース４７を介して局所廃棄装置４８で原子炉建屋に設置されている換気空調用排気ダクト４９から排気される。局所排気装置４９には、ダスト、ミストを捕獲するフィルタ５０が組み込まれており、汚染物質はここで捕獲される。なお、図示は省略されているが、ダスト、ミストを捕獲したフィルタ５０は放射性廃棄物としてドラム缶等の容器に詰め、原子力プラント内に保管する。
【００６４】
このような集気手段を設けることにより、予防保全作業で原子炉圧力容器内で発生した気泡が炉水の水面に浮上してくると、その浮上気体は集気カバーで補集されて排気ダクトに通され、炉水水面からの放射線汚染を抑制することができる。
【００６５】
次に各実施形態に係わる予防保全装置のベースおよび回転ボックスの詳細構造について図３を用いて説明する。
図３はベース上に設けられる回転ボックスの回転機構図であり、図において、６はベース、６１はベース６上に設けられる輪状溝、６２はスラスト軸受け、７は回転ボックス、７１はモータ、７２，７３はギア、７４はギア７３に結合されるシャフト、７５はキー、７６はシャフト７４に直角に結合されるシャフト、７７はシャフト７６の両端に図示されていない軸受けを介して取り付けられる車輪である。
【００６６】
この回転機構は、モータ７１の回転力がギヤ７２，７３を介してシャフト７４に伝達し、キー７５を介してシャフト７４と連動し回転力を発生し、その結果、回転ボックス７のシャフト７４はスラスト軸受け６２を介してベース６に支持され、車輪７７がベース６の輪状溝６１上を回転走行する。
【００６７】
予防保全装置１にこのような回転機構を設けることにより、異なった場所の予防保全対象箇所を施工する場合、予防保全装置１を脱着をすることなくピーニングが可能となり、施工時間の短縮が計れる。
【００６８】
次に各実施形態に係わる予防保全装置の定着固定体の詳細構造について図４を用いて説明する。
【００６９】
図４は定着固定体の上フランジへの設置およびその回転防止構造を示す図であり、図において、２は原子炉圧力容器、４は上フランジ、５は定着固定体、５２は上フランジ４上に設置される分割タイプのリング、５３はリング５２間を結合するヒンジ、５４はリング締結部で、５５は定着固定体の外面に固着されたラグ、５６は原子炉内に取り付けられたガイドロッドである。
【００７０】
定着固定体５の設置は、設置前の状態では、各々のリング５２はヒンジ５３を介し結合されており、リング５２の中心側に向けて折り畳まれており、原子炉内への搬入時には、折り畳んだ状態で、図２に示すクレーン２１によりワイヤーロープおよび吊り金具を介して上フランジ４の上方近傍まで吊り降ろされる。吊り降ろされた定着固定体５は、リング５２を図示の状態まで広げ、締結部５４で固定し円周状のリング５２を形成する。
【００７１】
定着固定体５の外面のラグ５５は、ガイドロッド５６にはめ込まれ、定着固定体５が水平回転しようとすると、ラグ５５がガイドロッド５６に接触し回転が防止される。
【００７２】
予防保全装置の定着固定体をこのように構成することにより、図示されていない、主蒸気ラインプラグ等の機器と干渉することなくシュラウド上フランジに容易に設定することができ、さらに定着固定体が複数に分割されているので運搬等の取扱いが容易となる。また、定着固定体がシュラウド上フランジに設定された状態では回転が防止されるので、予防保全装置を安定して動作させることができる。
次に各実施形態に係わる予防保全装置のアームおよびポールの詳細構造について図５を用いて説明する。
【００７３】
図５はアームに対するポールの上下動機構を示す図であり、１ａは予防保全装置本体、８はアーム、８１はアーム８に取り付けられたモータ、８２はアーム８取り付けられた取付板、８３はモータ８を取付板８２に取り付けるボルト、ナット、８４は取付板８２をアーム８に取り付けるボルト、ナット、８５はモータ８１の先端に取り付けられたギア、８６はギア８５の回転により回転するギア、９はポール、９１はポール９に取り付けられギア８６によって回転されるラックギアである。
【００７４】
モータ８１の回転力はギヤ８５およびギヤ８６を介して、ラックギヤ９１に伝えられ、ポール９は上下方向に移動する。ポール９の先端には噴射ノズル１０が取り付けてあり、上下方向の移動が可能となる。
【００７５】
アームおよびポールをこのように構成することにより、異なった場所で予防保全対象箇所を施工する場合、予防保全装置を脱着をすることなくピーニングが可能となり、施工時間の短縮が計れる。
【００７６】
次に、本発明に係わる第２の実施形態を図６を用いて説明する。
【００７７】
図６はポールと噴射ノズルとの間に自在継手を備えた予防保全装置の全体構成図である。
【００７８】
なお、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、９２はポール９の先端に取り付けられたモータ、９３は噴射ノズル１０が取り付けられる自在継ぎ手である。
【００７９】
噴射ノズル１０のスイング動作は、モータ９２を回転することにより、モータ９２の回転軸を自在継ぎ手９３に固定し、モータ９２を正転、逆転することにより行う。
【００８０】
本実施形態によれば、噴射ノズル１０の噴射角度を所望する位置に設定できるので、所定位置での広範囲な施工が可能となる。
【００８１】
次に、本発明に係わる第３の実施形態を図７を用いて説明する。
【００８２】
図７はクランク形状のポールを備えた予防保全装置の全体構成図である。
【００８３】
なお、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、９４は先端部にアームが結合されているポール、９５は先端部に噴射ノズル１０が取り付けられているポール、９６はアームである。
【００８４】
ポール８２とポール８３はアーム８４を介してクランク形状に構成されており、このクランク形状は、シュラウド３のクランク形状に予め合わせてあり、シュラウド３の外面と噴射ノズル１０間の距離を一定に保つ構造となっている。
【００８５】
本実施形態によれば、シュラウド中間胴外面を施工する場合、噴出ノズルとシュラウド間の距離を適切な値とすることができる。
【００８６】
次に、本発明に係わる第４の実施形態を図８を用いて説明する。
【００８７】
図８は複数段のポールを備えた予防保全装置の全体構成図である。
【００８８】
なお、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、９７はポールの伸縮を駆動するシリンダ、９８は各々外径が異なる円筒状の管からなる複数段のポールである。
【００８９】
各ポールはアーム８の上部に取付けたシリンダ８１の駆動力により、外径の大きい側のポール９８に内部外径の小さい側のポール９８が格納または突出される。ポール９８の先端には噴射ノズル１０が取り付けられており、ポール９８の伸縮により噴射ノズル１０の上下方向の位置が定められる。
【００９０】
本実施形態によれば、複数段の伸縮ポールを縮めた状態で予防保全装置をシュラウド上部胴フランジ面に設定することにより、長尺ポールを有する場合に比べ予防保全装置の設定が容易にできる。また、シュラウド下部、シュラウドサポートレグ等シュラウド上部胴フランジ面から離れた箇所への施工が容易となり、また、異なった場所の予防保全対象箇所を施工する場合、予防保全装置１を脱着をすることなくピーニングが可能であり、施工時間の短縮が計れる。
【００９１】
次に、本発明に係わる第５の実施形態を図９を用いて説明する。
【００９２】
図９は多関節アームのポールを備えた予防保全装置の全体構成図である。
【００９３】
なお、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、９９は先端部に多関節アームが結合されるポール、１００はポールおよび各アームを結合するギヤヒンジ、１０１は多関節アームである。
各多関節アーム１０１は、図示を省略した多関節アーム１０１に内蔵されているモータによりギヤヒンジ１００を介して屈折する。多関節アーム１０１の先端部には噴射ノズル１０が取り付けられており、多関節アーム１０１の屈折により狭隘部への接近が容易となる。
【００９４】
本実施形態によれば、シュラウド上フランジの予防保全対象箇所において、狭隘部の所望する部分をピーニングが容易となる。
【００９５】
次に、本発明に係わる第６の実施形態を図１０を用いて説明する。
【００９６】
図１０は垂直ポールを複数本装着した予防保全装置の全体構成図である。
【００９７】
なお、図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、１０２は予防保全装置本体１ａの上部に上フランジ４の内側に向けて取り付けられたアーム、１０３はアーム１０２に取り付けられたポール、１０４はポール１０３に取り付けられた噴射ノズルである。
【００９８】
なお、アーム１０２内には、アーム８と同様に図示されていないがシリンダが内蔵されており、シリンダの伸縮によって、アーム１０２に水平方向にスライドすることができる。
【００９９】
本実施形態によれば、複数の予防保全対象箇所を同時にピーニングすることができ、施工時間の短縮が計れる。
【０１００】
次に、本発明に係わる第７の実施形態を図１１を用いて説明する。
【０１０１】
図１１は一定角度の噴射角で取り付けられた噴射ノズルを備える垂直ポールを複数本装着した予防保全装置の全体構成図である。
【０１０２】
なお、図において図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、１０５はアーム８に取り付けられたポール、１０６は、ポール１０５に取り付けられ、シュラウド３の外面に対して上向きに常に一定角度で取り付けられる噴射ノズルである。
【０１０３】
なお、噴射ノズル１０もシュラウド３の外面に対して下向きに常に一定角度で取り付けられる。
【０１０４】
本実施形態によれば、噴射ノズルが一定の角度で取付けられることにより、噴射ノズルの角度を制御することなくピーニングすることができ、施工時の制御不良による不安を解消して安定した施工条件を提供することができる。
次に、本発明に係わる第８の実施形態を図１２を用いて説明する。
【０１０５】
図１２はシュラウド３の内外面に垂直ポールを複数本装着した予防保全装置の全体構成図である。
【０１０６】
なお、図において図１に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、１０５はアーム８に取り付けられたポール、１０６はポール１０５に取り付けられた噴射ノズル、１０７は予防保全装置本体１ａに取り付けられたアーム、１０８はアーム１０７に取り付けられたポール、１０９はポール１０８に取り付けられた噴射ノズルである。
【０１０７】
これらの複数の噴射ノズル１０，１０６，１０９によって、シュラウド３の内外面の複数箇所に高圧水を噴射する。
【０１０８】
本実施形態によれば、異なった場所の予防保全対象箇所を施工する場合、予防保全装置を脱着をすることなくピーニングが可能であり、施工時間の短縮が計れる。
【０１０９】
次に、本実施形態に係わる第９の実施形態を図１３を用いて説明する。
図１３は、旋回テーブルが配備された、予防保全装置を運転開始後の原子力プラントに適用するための設備を示す全体構成図である。
【０１１０】
なお、図において図２に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。図において、１１０は予防保全装置１の上方で原子炉ウエルのバルクヘッドプレート上に配置される旋回テーブル、１１１は旋回テーブル１１０の脚、１１２はバルクヘッドプレート、１１３は円盤状で図示されていないころ軸受けを介して旋回テーブル１１０上に着座しているリング、１１４は半割形状のリングから構成されネジ等で結合される固定金具、１１５は原子炉ウエルである。
【０１１１】
固定金具１１４内には、高圧ケーブル等の多種のケーブルが束ねられており、固定金具１１４はリング１１３にネジまたは溶接等により固着されており、リング１１３と連動して水平旋回する。
【０１１２】
予防保全装置１が上フランジ４上を旋回すると、予防保全装置１に取り付けてある多種のケーブルも前記リング１１３と連動して旋回する。
【０１１３】
本実施形態によれば、前記ベースの前記定着固定体上での旋回を容易にすることができるので、ケーブル類のねじれ、絡まり等を防止でき円滑に施工できる。
【０１１４】
【発明の効果】
上記のごとく、本発明は、水中でシュラウド上部胴フランジに定着された定着固定体に対して予防保全装置を旋回させることができるので、原子炉圧力容器内構造物の応力状態の改善を容易かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図２】本発明の各本実施形態に係わる原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備の全体構成図である。
【図３】本発明の各実施形態に係わる予防保全装置の回転機構を示す図である。
【図４】本発明の各実施形態に係わる予防保全装置の定着固定体を示す図である。
【図５】本発明の各実施形態に係わる予防保全装置のポールの移動機構を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図１２】本発明の第８の実施形態に係わる予防保全装置の全体構成図である。
【図１３】本発明の第９の実施形態に係わる原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備の全体構成図である。
【符号の説明】
１ 予防保全装置
１ａ 予防保全装置本体
２ 原子炉圧力容器
３ シュラウド
４ 上フランジ
５ 定着固定体
６ ベース
７ 回転ボックス
８ アーム
９ ポール
１７ 高圧ホース
１８ 炉水
２２，２３ 監視カメラ
２５ 制御盤
２６ モニタ
２９ 高圧ポンプ
３７ シュラウドフランジ部
３８ 吸水口
３９ クラッド回収装置
４０ クラッド移送ホース
４１ クラッド移送ポンプ
４２ フィルタ
４３ 吐出ホース
４６ 集気カバー
４７ 移送ホース
４８ 局所廃棄装置
４９ 換気空調用排気ダクト
５０ フイルタ
５２ リング
５３ ヒンジ
５４ リング締結部
５５ ラグ
５６ ガイドロッド
６１ 輪状溝
６２ スラスト軸
７１ モータ
７２，７３ ギア
７４，７６ シャフト
７７ 車輪
８１ モータ
８５，８６ ギア
９１ ラックギア
９２ モータ
９３ 自在継手
９４，９５ ポール
９６ アーム
９７ シリンダ
９８ ポール
９９ ポール
１００ ギアヒンジ
１０１ 多関節アーム
１０２ アーム
１０３ ポール
１０４ 噴射ノズル
１０５ ポール
１０６ 噴射ノズル
１０７ アーム
１０８ ポール
１０９ 噴射ノズル
１１０ 旋回テーブル
１１１ 脚
１１２ バルクヘッドプレート
１１３ リング
１１４ 固定金具
Claims (17)
- 少なくとも噴射ノズルを備え、原子炉圧力容器内の水中において、前記噴射ノズルから前記原子炉圧力容器内の炉内構造物に対してキャビテーション気泡の発生を伴う高圧水を噴射して、前記原子炉内構造物の応力を改善する予防保全装置を備える原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備において、
前記予防保全装置は、
前記原子炉圧力容器内のシュラウド上部に設置されたリング状で且つヒンジにより複数に分割されている定着固定体と、
該定着固定体上を旋回走行可能に設けられたベースを備える予防保全装置本体と、
該予防保全装置本体から垂直方向に装着されたポールと、
該ポールに装着された前記噴射ノズルと、
を備えたことを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１の記載において、
前記噴射ノズルは、一定角度で噴射するように前記ポールに装着されていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項２のいずれか１つの請求項記載において、
前記予防保全装置本体は、前記ベース上を回転する回転機構を備えることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項３のいずれか１つの請求項記載において、
前記定着固定体は、回転防止機構を備えていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項４のいずれか１つの請求項記載において、
前記ポールは、前記予防保全装置本体から水平方向に移動可能に設けられたアームの先端部に、垂直方向に装着されていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項５のいずれか１つの請求項記載において、
前記ポールは、上下に移動する移動機構を備えていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項６のいずれか１つの請求項記載において、
前記噴射ノズルは、自在継手を介して前記ポールに装着されていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項７のいずれか１つの請求項記載において、
前記ポールは、クランク形状に構成されていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項７のいずれか１つの請求項記載において、
前記ポールは、複数段に分割され、各段は上下に伸縮する伸縮機構を備えていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項７のいずれか１つの請求項記載において、
前記ポールは、多関節アームから構成されていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項７のいずれか１つの請求項記載において、
前記ポールは、複数本装着されていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１１の記載において、
前記複数のポールに装着された各噴射ノズルは、それぞれ異なる角度で噴射するように前記各ポールに装着されていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１１ないしは請求項１２のいずれか１つの請求項記載において、
前記複数のポールを、前記シュラウド内面と前記シュラウドの外面に分けて配置したことを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項１３のいずれか１つの請求項記載において、
予防保全状況を映し出す監視カメラを備えていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項１４のいずれか１つの請求項記載において、
前記予防保全装置の近傍に、前記原子炉圧力容器外に設置された吸引装置の吸引口が配備されていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項１５のいずれか１つの請求項記載において、
炉水の水面近傍に、原子炉圧力容器外に設置される排気ダクトに連通する集気カバーが配備されていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。 - 請求項１ないしは請求項１６のいずれか１つの請求項記載において、
前記予防保全装置の上部に、前記噴射ノズルへ高圧水を供給する高圧ホースを保持する高圧ホース旋回テーブルが配備されていることを特徴とする原子炉圧力容器内構造物の予防保全設備。
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