JP3890239B2 - 原子炉内の水中遠隔表面調査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントの供用期間中に原子炉内面または原子炉内構造物の表面に発生したクラック、腐食などの表面検査を高精度で行うことができる原子炉内の水中遠隔表面調査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に沸騰水型原子炉の一例を示している。この沸騰水型原子炉１は原子炉容器である原子炉圧力容器２を備えている。この原子炉圧力容器２の内部には、上部より蒸気乾燥器３、気水分離器４、燃料集合体５、５…５が順次配置されている。各燃料集合体５は複数の細長の燃料棒（図示を省略）を備えた柱状部材であり、各燃料棒は複数の二酸化ウランペレットを燃料被覆管で覆うようにして構成されている。燃料集合体５同士の間隙にはその長手方向に移動可能な制御棒６、６…６が挿入されており、これらの制御棒６、６…６は液圧等によって駆動されるロッド７ａ、７ａ…７ａを介して、原子炉圧力容器２の下部に設けられた制御棒駆動機構７、７…７により上下方向に駆動される。
【０００３】
制御棒駆動機構７は、原子炉圧力容器２の下部から原子炉圧力容器２を貫通して延びる円筒状のＣＲＤハウジング７ｂ、７ｂ…７ｂを備えており、ロッド７ａ、７ａ…７ａはＣＲＤハウジング７ｂ、７ｂ…７ｂ内に挿入されている。ＣＲＤハウジング７ｂの外径よりも太いフランジ７ｃが形成されている。
【０００４】
原子炉圧力容器２の内部は燃料集合体５，５…５が十分に冠水する位置まで炉水（軽水）８で満たされており、この炉水８は原子炉１の減速材及び冷却材として機能する。そして、燃料集合体５における核分裂反応によって発生した熱は炉水８に伝達され、伝達された熱によって炉水８が沸騰する。沸騰した炉水８は気水分離器４で水蒸気と水とに分離された後、蒸気出口２ａを経由して蒸気タービン（図示を省略）へ送られる。また、原子炉１の出力制御は、複数の燃料集合体５、５…５で構成された炉心に対して制御棒駆動機構７、７…７により制御棒６、６…６を挿入し又引き抜くことによって行われる。
【０００５】
図７は沸騰水型原子炉の下部構造を示しており、この沸騰水型原子炉は原子炉容器である原子炉圧力容器２を備えている。この原子炉圧力容器２は、支持スカート１７を介して支持ペデスタル１６上に支持されている。
【０００６】
原子炉圧力容器２の下部（下鏡）には、原子炉の炉心（図示を省略）に対して制御棒（図示を省略）の挿入・引き抜きを行う制御棒駆動機構（ＣＲＤ）７が多数本林立状態で垂設されている。これらの制御棒駆動機構７は、ステンレス鋼で形成された円筒状のＣＲＤハウジング７ｂを備えており、このＣＲＤハウジング７ｂは、原子炉圧力容器２の下部から原子炉圧力容器２を貫通して延び、原子炉圧力容器２の下鏡によって固定されている。
【０００７】
また、各制御棒駆動機構７同士の間隙には複数の中性子束検出装置２１が適宜配設されており、これらの中性子束検出装置２１は長尺ハウジングである中性子束モニタ案内管２２及び中性子モニタハウジング（インコアモニタハウジング：ＩＣＭハウジング）２３を備えている。中性子モニタハウジング２３の上部は、炭素鋼を母材とする原子炉圧力容器２の貫通孔に挿通され、原子炉圧力容器２の内側から溶接によって固定されている。
【０００８】
以下の説明においては、ＣＲＤハウジング７ｂ及び中性子モニタハウジング２３を総称して原子炉容器貫通ハウジング２５と言う。
【０００９】
図８は、原子炉容器貫通ハウジング２５の１つであるＣＲＤハウジング７ｂを原子炉圧力容器２の底部に固定支持した状態を示す断面図である。図８に示したように原子炉圧力容器２の内面にはステンレス肉盛部９が溶接によって形成され、鏡面仕上げされている。また、原子炉圧力容器２の貫通孔２ｂの傾斜部には、耐熱・耐食合金であるインコネル材の溶接部１１によってスタブチューブ１０が溶接されており、このスタブチューブ１０は、ＣＲＤハウジング７ｂを原子炉圧力容器２の底部に固定するための台を形成している。スタブチューブ１０の頂部には開先部が形成され、この開先部もインコネル材などで形成された溶接部１２を介してＣＲＤハウジング７ｂに固定され、シールされている。このスタブチューブ１０の溶接部１２により、ＣＲＤハウジング７ｂは原子炉圧力容器２内の下方に位置するプレッシャバウンダリ１３から区画され、炉水環境から隔離されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような原子炉圧力容器２の内面または炉内構造物の表面について点検、検査を行う場合、水深が２０数メ−トルと深く、また、狭い場所での水中遠隔作業となるため作業性が悪く、その作業に長時間を要するという課題がある。
【００１１】
すなわち、例えば原子炉内および炉内構造物の応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）等を発見するためには、原子炉圧力容器２の内面または炉内構造物表面部の点検、検査を正確に、かつ短時間で行うことが要請される。
【００１２】
このような事情の下で従来、レプリカ採取手段を活用して制御棒駆動機構ハウジングの据付部等の寸法や形状を測定することを提案している（特開平７−２７０５８１号公報）。この技術を応用することにより、上記要請に対応することが可能と考えられる。
【００１３】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、原子炉内面および炉内構造物表面の点検、検査を正確に、かつ短時間で行うことができる原子炉内の水中遠隔表面調査装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するため、請求項１に係る発明は、水張りされた原子炉内に吊下げられる装置本体と、この装置本体に組込まれ、被検査面である原子炉内面または原子炉内構造物の表面欠陥を検査する検査装置と、この検査装置を前記原子炉内に位置決めする位置決め機構とを備え、前記検査装置は、被検査面に圧接シールされる開口部を有するシールチャンバと、このシールチャンバに薬液を供給して被検査面をエッチングするエッチング手段と、シールチャンバから前記薬液を排出する薬液排出手段と、薬液が排出された前記シールチャンバにレプリカ剤を供給し、被検査面の表面状態を採取するレプリカ採取手段と、シールチャンバに接続されて水面上に延びて配設されたレプリカ剤の充填確認用の透明ホースとを備え、薬液排出手段は圧縮空気をシールチャンバ内の上部に供給する空気供給ホースと、シールチャンバ内の薬液を薬液回収タンクに回収する薬液排出ホースとから構成したことを特徴とする水中遠隔表面調査装置を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。なお、本実施形態では沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内および炉内構造物を検査対象とするので、以下の説明においては図６〜図８も参照する。また、図１〜図５における説明中、図６〜図８と同一構成部分についてはこれらの図に示した符号と同一の符号を使用する。
【００２１】
図１は、本実施形態による原子炉内の水中遠隔表面調査装置全体を示す構成図であり、原子炉圧力容器２の炉壁内面に設けられたステンレス肉盛部９と、ＣＲＤハウジング７ｂの周囲のスタブチューブ１０とのインコネル溶接部１１（ステンレス肉盛部９上に同材製の溶接板９ａを設けた例）を検査対象として例示している。
【００２２】
また、図２は図１の下側部詳細を示す説明図であり、図３は図１の上側部詳細を示す説明図である。
【００２３】
本実施形態においては、原子炉圧力容器２内に吊下げられる装置本体として、本体部ポール３０が設けられ、この本体部ポール３０の下端部に位置決め機構としてのフランジ３１が設けられている。フランジ３１は、ＣＲＤハウジング７ｂの上面部に着座する。このフランジ３１の中心部下方には、ＣＲＤハウジング７ｂの上端開口部から内部下方に挿入される縦長なガイドロッド３２が取付けられている。このガイドロッド３２は、ＣＲＤハウジング７ｂの上端リング３３に周辺部が係止されて安定に支持されている。
【００２４】
一方、本体部ポール３０の上端部分には、図３に示すように、十字ブレード状のガイド部材３４が取付けられ、このガイド部材３４が炉心支持板１５の制御棒挿通孔１５ａ部分に挿入されている。そして、本体部ポール３０は、ガイド部材３４のさらに上端側に設けられた吊り部３５を有し、この吊り部３５を介して図示省略のクレーンワイヤ等によって上方から吊下げられるようになっている。これにより、本体部ポール３０は、上端のガイド部材３４によって炉心支持板１５にガイドされて昇降し、下端に設けられた位置決め機構としてのフランジ３１等によってＣＲＤハウジング７ｂに位置決めされる。
【００２５】
なお、本体部ポール３０の上端に設けられたガイド部材３４のブレード部の側部には、水平方向で対向する１対の縦板等からなる方位用ガイド３６が取付けられ、この方位用ガイド３６が、炉心支持板１５の上面に突出した位置決めピン１６と係合し、本体部ポール３０の方位を定めることができるようになっている。これにより、本体部ポール３０の上端側にも位置決め機構が構成されている。
【００２６】
次に、本体部ポール３０に設けられる水中遠隔表面調査用機器としての検査装置３７の構成について説明する。
【００２７】
検査装置３７は大別して、原子炉内または原子炉内構造物の表面に圧接シールされて局部空間を形成する開口部を有するシールチャンバ３８と、このシールチャンバ３８に導電性の薬液を供給する薬液供給手段３９と、原子炉内構造物であるインコネル溶接部１１の表面をエッチングするエッチング手段４０と、エッチング後にシールチャンバ３８から薬液を排出する薬液排出手段４１と、薬液が排出されたシールチャンバ３８にレプリカ剤を供給し、インコネル溶接部１１の表面状態を採取するためのレプリカ採取手段４２とを備える。なお、これらの機器からなる検査装置３７はカバー４３によって被覆されている。
【００２８】
まず、シールチャンバ３８は、図２に拡大して示したように、本体部ポール３０の下端部近傍に取り付けられた固定プレート４４から下方に延びるアーム４５の下端に取り付けられた押え金具４６により形成される。なお、固定プレート４４は、本体部ポール３０の内部に固定された支持柱４７に締付具４８を介して固定されている。押え金具４６は、インコネル溶接部１１の周囲を覆う円弧板状の主部材４６ａと、この主部材４６ａの上下位置に付設されてインコネル溶接部１１の外周面の上下方向に沿う一定領域を被覆する補助部材４６ｂ，４６ｃとからなっている。そして、これら各部材４６ａ，４６ｂ，４６ｃにより、インコネル溶接部１１の表面に向く開口部を有するシールチャンバ３８が、インコネル溶接部１１の被検査部位に形成される。
【００２９】
なお、シールチャンバ３８の周枠部となる補助部材４６ｂ，４６ｃの先端部にはシール材４９が設けられ、このシール材４９が被検査部となるインコネル溶接部１１の表面に圧接することにより、シールチャンバ３８の開口部が被検査部表面に対する圧接シールが行われるようになっている。シール材４９としては、シールチャンバ３８の開口部に面する先端側に柔軟性の大きいゴム材を配した２層のゴム材が適用され、その周囲を非金属、例えばナイロン樹脂製の固定板で囲んだ構成のものが採用されている。これにより、シールチャンバ３８を形成する各部材４６ｂ，４６ｃはインコネル溶接部１１の表面に対して電気的絶縁性を保持した状態で圧接し、シールチャンバ３８内を密閉状態とすることができる。
【００３０】
また、シールチャンバ３８の上下位置調節および被検査面への圧接シール用の圧接力調節等を行う各調節機構５０，５１が、固定プレート４４、アーム４５およびこれらに設けた駆動部等によって構成されている。上下位置調節機構５０は、図２に示すように、固定プレート４４にエアシリンダ５２を取付け、このエアシリンダ５２の下向きの駆動ロッド５３をピン５４によって上述したアーム４５の上端に連結することにより構成されている。すなわち、エアシリンダ５２の駆動ロッド５３を下方に向けて出没させることにより、駆動ロッド５３に連結したアーム４５を昇降させ、このアーム４５の下端に設けた押え金具４６、ひいてはシールチャンバ３８の上下位置を調節することができる。
【００３１】
また、圧接力調節機構５１は、前記のピン５４を支点としてアーム４５の下端側をスタブチューブ１０に対して接離する方向に回動できるようにし、このアーム４５を楔機構５５によってスタブチューブ１０側に押動する構成とされている。すなわち、楔機構５５は、アーム４５の反スタブチューブ１０側の面に設けられた楔斜面が上向きの固定楔５６と、この固定楔５６の楔斜面と対向する楔斜面を有する移動楔５７とを備え、移動楔５７をエアシリンダ５８によって上下動させることにより固定楔５６を押圧して、アーム４５をスタブチューブ１０側に移動させるようになっている。
【００３２】
エアシリンダ５８は、固定プレート４４の先端側にカバー４３の位置で連結された縦長な支持板５９にブラケット６０を介して取付けられており、このエアシリンダ５８の下向きの駆動ロッド６１に、移動楔５７の上面から突出する楔ロッド６２が水平なピン６４を介して連結されている。そして、移動楔５７が、カバー４３の下端位置に設けられた楔ガイド６３により固定楔５６と反対側の面を鉛直方向に沿って上下に案内され、下方への移動時に固定楔５６を介してアーム４５をスタブチューブ１０側に押動する。これにより、押え金具４６ひいてはシールチャンバ３８がスタブチューブ１０側に移動して、シールチャンバ３８のシール性が高まるものである。なお、楔ガイド６３は、エアシリンダ５２の駆動ロッド５３のピン５４に、例えば引張ばね６３ａによりシールチャンバ３８側に付勢するようにしてもよい。また、シール性を低下させる場合には、エアシリンダ５８の駆動ロッド６１を上昇させ、前記と逆の操作を行えばよい。
【００３３】
次に、図１および図４を参照して薬液供給手段３９、エッチング手段４０および薬液排出手段４１について説明する。図１は、これらの手段３９，４０，４１を構成する主要部材の配置等を示し、図４は詳細な系統構成を示している。
【００３４】
薬液供給手段３９は、シールチャンバ３８にエッチング用の薬液を圧縮空気により供給するものであり、図４に示すように、一定量の導電性の薬液（例えば１０％シュウ酸）６５を収容した薬液タンク６６を備え、この薬液タンク６６から薬液６５がシールチャンバ３８に薬液供給ホース６７を介して供給されるようにになっている。薬液供給ホース６７には逆止弁６８が設けられ、シールチャンバ３８側から薬液タンク６６側への逆流が防止されるようになっている。薬液タンク６６からシールチャンバ３８への薬液６５の供給は圧縮空気により行われる。すなわち、図示省略のコンプレッサ等の空気供給源と、この空気供給源から供給される圧縮空気を調整するレギュレータ６９、圧力計７０等を有する圧力調整機構７１とが備えられ、これに接続された流量制御弁７２を有する空気供給ホース７３を介して薬液タンク６６に圧縮空気が供給されるようになっている。この供給された圧縮空気により、薬液タンク６６内の薬液６５が押圧され、空気供給ホース７３を介してシールチャンバ３８へ供給される。なお、薬液タンク６６は原子炉圧力容器２に張られた水７４中に配置され、空気供給源は原子炉圧力容器２上方の気中に配置される。
【００３５】
図１には、これらの薬液タンク６６、薬液供給ホース６７、空気供給ホース７３等の本体部ポール３０への取付け構成等が示されている。この図１に示すように、薬液タンク６６は本体部ポール３０のシールチャンバ３８上方位置に、支持具１０１を介して支持されている。この薬液タンク６６から導かれた薬液供給ホース６７がアーム４５を経て垂下し、押え金具４６に接続される。押え金具４６内には、図４に拡大して示すように、薬液供給ホース６７に連通する薬液供給孔７５が設けられ、薬液６５はこの薬液供給孔７５を介してシールチャンバ３８に導入される。この場合、薬液６５はシールチャンバ３８内で下方から上方に向って流れる。
【００３６】
エッチング手段４０は、シールチャンバ３８内に被検査面と非接触状態で配置された電極７７と、この電極７７に気中側から電流を供給する電源装置７８とにより構成されている。電極７７は耐食性金属、例えば白金板等によって構成され、被検査面となるインコネル溶接部１１の表面に対向する状態で設けられている。電源装置７８は、例えば商用電源に接続された整流盤７９を備え、この整流盤７９からの直流電流を、押え金具４６を介して電極７７に接続された一方のエッチング用ケーブル８０と、シールチャンバ３８の外側、すなわち原子炉圧力容器２の炉壁または炉内構造物としてのスタブチューブ１０等に接続された他方のエッチング用テーブル８１とにより通電するようになっている。
【００３７】
このエッチング手段４０では、上述した薬液供給手段３９によってシールチャンバ３８内に薬液を供給するとともに電極７７に通電を行うことにより、被検査面であるインコネル溶接部１１を腐食させるものである。この場合、本実施形態においては、電源装置７８に設けられた制御装置により、薬液供給と通電とを関連させて、エッチング作用を能率よく、かつ確実に行えるようになっている。
【００３８】
すなわち、制御装置はエッチング開始確認用回路部を有している。このエッチング開始確認用回路部においては、薬液６５の供給にあたり、予め電源装置７８の電源をＯＮに設定するスイッチ部と、このスイッチ部により通電が開始された際に、電極７７に数ボルトの小電流を供給する状態とする電圧設定部とを備えている。そして、薬液６５がシールチャンバ３８に供給されると同時に、自動的に小電流の通電が行われ、これにより薬液６５がシールチャンバ３８に供給され、インコネル溶接部１１のエッチングを開始したことが確認されるようになっている。
【００３９】
また、制御装置は、エッチング開始確認後のエッチング作用を制御するエッチング用回路部を備えている。このエッチング用回路部は、エッチングの開始が確認された後に、エッチング用電流としての所定電圧の電流供給への切替を行う電流切替部と、電流切替後に、被検査面の素材に対応したエッチング時間を設定するタイマ部とを備えている。これにより、所定の電圧の電流により必要なエッチングが自動的に、確実に行われる。
【００４０】
薬液排出手段４１は、シールチャンバ３８からエッチング終了後の薬液を圧縮空気力によって排出するものである。すなわち、図４に示すように、この薬液排出手段４１は、薬液供給手段３９で適用した圧力調整機構７１から圧縮空気をシールチャンバ３８に供給する空気供給ホース８２を有し、この空気供給ホース８２には逆止弁８３が設けられている。また、シールチャンバ３８から気中側にエッチング終了後の薬液を排出する薬液排出ホース８４を有し、この薬液排出ホース８４は薬液回収タンク８５に接続されている。なお、薬液排出ホース８４には逆止弁８６が設けられている。そして、前述したエッチング終了後に、空気供給ホース８２から供給される圧縮空気をシールチャンバ３８内の上部に供給して加圧することにより、シールチャンバ３８内の薬液が薬液排出ホース８４を介して排液回収タンク８５に収容される。
【００４１】
なお、薬液排出手段４１には、薬液タンク６６内が空の状態となった後、薬液タンク６６内にさらに洗浄水を送水してタンク内洗浄を行い、その後、気中の排水タンクに使用済の洗浄液を排出する系統を設けることもできる。
【００４２】
次に、図１および図５に参照してレプリカ採取手段４２について説明する。図１は、レプリカ採取手段４２を構成する主要部材の配置等を示し、図４は詳細な系統構成を示している。
【００４３】
このレプリカ採取手段４２は、上述したエッチング手段４０によってエッチングしたインコネル溶接部１１の表面腐食部材をレプリカ剤によって採取するものである。図５に示すように、レプリカ採取手段４２は、レプリカ剤を収容するレプリカ剤収容体８７と、このレプリカ剤収容体８７からレプリカ剤を押出すエアシリンダ装置８８と、押出されたレプリカ剤を混合するミキサ８９と、このミキサ８９からシールチャンバ３８にレプリカ剤を供給するレプリカ剤供給ホース９０と、レプリカ剤がシールチャンバ３８内に充填されたことを確認するための透明な充填確認用ホース９１および水中カメラ９２とを備えている。
【００４４】
レプリカ剤収容体８７は２液を個別に収容する並列な２列の縦筒状の収容部を有する構成のものであり、エアシリンダ装置８８は同一のエアシリンダ９３に２本の下向きの駆動ロッド９４，９５を並列に備えた構成とされている。エアシリンダ９３には、気中側からエア供給ホース９６，９７を介して駆動用エアが供給され、これにより各駆動ロッド９４，９５が下降してレプリカ剤収容体８７から２液のレプリカ剤がミキサ８９に押出されるようになっている。
【００４５】
ミキサ８９は１本の螺旋管等により構成されており、その内部を２液のレプリカ剤が通過する間に混合される。そして、混合されたレプリカ剤は、レプリカ剤供給ホース９０によりシールチャンバ３８に供給される。なお、レプリカ剤供給ホース９０は透明ホースとして構成され、外部からレプリカ剤の状態を確認することができる。
【００４６】
シールチャンバ３８を構成する押さえ金具４６には、例えば高さの異なる２つのレプリカ剤通路９８，９９が形成されており、レプリカ剤供給ホース９０は、シールチャンバ３８の下部に連通する低所側のレプリカ剤通路９８に接続されている。これにより、レプリカ剤はシールチャンバ３８内の下部側から次第に収容されていく。シールチャンバ３８の上部に連通するレプリカ剤通路９９に充填確認用ホース９１が接続されている。
【００４７】
充填確認用ホース９１は、例えばシールチャンバ３８から気中まで延びる透明ホースとして構成されている。そして、シールチャンバ３８内にレプリカ剤が充満した後にレプリカ剤が供給されると、余剰分が充填確認用ホース９１に流れ込む。
【００４８】
水中カメラ９２は、透明な充填確認用ホース９１を観察できる位置に配設されており、観察結果はケーブル１００を介して図示しない制御室等のモニタ等に表示され、これによりレプリカ剤の充填を確認することができる。
【００４９】
上述したレプリカ剤収容体８７およびエアシリンダ装置８８等は、図１に示したように、本体部ポール３０の薬液タンク６６下側位置に例えば同一の支持具１０２を介して支持されている。
【００５０】
次に作用を説明する。図１〜図３に示したように、本実施形態による原子炉内の水中遠隔表面調査装置においては、装置本体としての本体部ポール３０に全ての構成部材が配置されているので、この本体部ポール３０を原子炉圧力容器２の上部から吊り降ろし、その本体部ポール３０の下端部に設けられた位置決め機構としてのフランジ３１およびガイドロッド３２を、ＣＲＤハウジング７ｂの上端部に位置決めするとともに、その上部のガイド部材３４を炉心支持板の制御棒案内管１５ａに位置決め固定することができる。この場合、図３（Ｂ）に示したように、スタブチューブ１０の中心と本体部ポール３０の中心とが一致する。
【００５１】
本体部ポール３０が位置決め固定された後、楔機構５５等の操作によってシールチャンバ３８のスタブチューブ１０側への圧接シールを行い、被検査部であるインコネル溶接部１１の表面にシールチャンバ３８を圧接シール手段とする。
【００５２】
この状態で、まず、図４に示したように、薬液供給手段３９の薬液タンク６６から薬液供給ホース６７を介して導電性の薬液をシールチャンバ３８に供給すると同時に、エッチング手段４０の白金板等からなる電極７７に電流を供給して炉内構造物であるインコネル溶接部１１の表面を腐食させる。
【００５３】
この場合、上述したように、電源装置７８のエッチング開始確認用回路部、電圧設定部等により、必要なエッチングが自動的に、確実に行える。
【００５４】
エッチング終了後は、エッチング液を排出し、その後続けて、もしくはレプリカ採取手段４２用の他のシールチャンバ３８と交換して、レプリカ採取を行う。すなわち、エアシリンダ装置８８によりレプリカ剤収容体８７からレプリカ剤を混合させてシールチャンバ３８に供給するとともに、水中カメラ９２により充填確認を行い、レプリカ剤によりインコネル溶接部１１の表面状態を採取する。その後、一定時間経過後に、本体部ポール３０を気上に引上げ、レプリカ剤を取出してホットラボに移動し、顕微鏡で材料の組織部を観察することにより、健全性の確認を行う。
【００５５】
以上の実施形態によれば、原子炉圧力容器２内に吊下げられる装置本体としての本体部ポール３０に、原子炉内構造物としてのＣＲＤハウジング７ｂ部のインコネル溶接部１１の表面欠陥を調査する検査装置３７を設け、この検査装置３７のシールチャンバ３８の開口部により局部空間を形成し、導電性の薬液をシールチャンバ３８内に供給すると同時にシールチャンバ３８内の電極７７に電流を供給してインコネル溶接部１１の表面をエッチングさせ、この状態でレプリカ剤をシールチャンバ３８内に供給して、表面腐食状態を採取するようにしたことにより原子炉内構造物としてのインコネル溶接部１１の表面欠陥の調査などの保守点検作業を正確に、かつ短時間で行うことができる。
【００５６】
また、本体部ポール３０に設置した薬液タンク６６には所定容量の薬液を予め供給しておき、気中まで延長した空気供給ホース７３より圧縮空気を供給し、シールチャンバ３８の内面に薬液が到達したら、電圧を調節し一定の電流を数分間通電させ、シールチャンバ３８内の被検査面をエッチングし、エッチングが完了したら薬液タンク６６内に圧縮空気を供給して薬液容器内を空の状態にし、さらに必要に応じて洗浄水を送水して薬液排出ホース８４を気上まで導き、薬液回収タンク８５内に回収可能としたことにより、欠陥調査などの保守点検作業を安全かつ正確に行うことができる。
【００５７】
また、シールチャンバ３８の圧接シールに使用しているシール材４９は、円筒状の２層構造で先端部に軟らかい硬度のゴム材とし、本体部には強度の高い硬いゴム材とし、この２層構造シール材を非鉄材、例えばナイロン材の固定板により周囲を囲んで固定した構造とし、シールチャンバ３８の内部に電極７７を取付けた構成としたことにより、表面欠陥の調査などの保守点検作業を確実なシールの下で安全に、かつ短時間で行うことができる。
【００５８】
また、レプリカ剤をシールチャンバ３８内に供給し、被検査面の表面腐食状態を採取した後、装置全体を引上げてシールチャンバ３８内からレプリカ剤を取出し、ホットラボに移動して顕微鏡により材料の組織部を観察することにより、健全性の確認を確実に行える。
【００５９】
なお、導電性の薬液がシールチャンバ３８内に供給されると同時にシール内面に形成された電極７７に電流を供給して、被検査面をエッチングさせるための装置と、レプリカ剤をシールチャンバ３８内に供給して表面腐食状態を採取する装置とを、各々別の装置とすることにより、原子炉内構造物表面欠陥の調査などの保守点検作業を安全かつ正確に行うことができる。
【００６０】
また、導電性の薬液がシールチャンバ３８内に供給されると、配管部および排水用配管部にはそれぞれ逆止弁が組込まれ薬液が配管内に残らない構造としたため、原子炉内構造物表面欠陥の調査などの保守点検作業が安全かつ確実に行うことができる。
【００６１】
また、導電性の薬液がシールチャンバ３８内に供給されるシール部は薬液が下方から上方へと流れる通路としたことにより、原子炉内構造物表面欠陥の調査などの保守点検作業が正確かつ確実に行うことができる。
【００６２】
また、導電性の薬液がシールチャンバ３８内に供給されたことの確認方法として、予め電源装置の電源をＯＮにしておき、電圧を数ボルトに設定しておくことにより、薬液がシールチャンバ３８内に供給されると同時に、自動的に電流が供給され、原子炉内構造物の表面エッチングが開始することが確認でき、所定の電流を一定時間流すことにより確実に原子炉内構造物の表面エッチングが行えるため、原子炉内構造物表面欠陥の調査などの保守点検作業が短時間かつ正確に行うことができる。
【００６３】
さらに、レプリカ剤をシールチャンバ３８内に供給し、表面腐食状態を採取した後に、装置全体を引上げてシールチャンバ３８内からレプリカ剤を取出す配管部には、透明ホースを組込み、レプリカ剤がシールチャンバ３８内に供給されたことを水中カメラ９２を通して目視確認可能としたため、原子炉内構造物表面欠陥の調査などの保守点検作業を正確かつ確実に行うことができる。
【００６４】
なお、上記実施形態においては、検査対象を、原子炉圧力容器２のＣＲＤハウジング７ｂにおけるスタブチューブ１０のインコネル溶接部としたが、本発明はこれに限らず、原子炉圧力容器２の炉壁内面、または上記以外の炉内構造物の表面を検査対象とすることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、原子炉内および炉内構造物表面部の点検、検査を正確に、かつ短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す原子炉内構造物の水中遠隔表面調査装置全体構成図。
【図２】図１の下側部詳細を示す説明図。
【図３】（Ａ）は図１の上側部詳細を示す説明図、（Ｂ）はエアシリンダと薬液タンクの配置関係を示す説明図。
【図４】水中エッチングの回路図。
【図５】水中遠隔レプリカの回路図。
【図６】沸騰水型原子炉の概略構成図。
【図７】沸騰水型原子炉の下部構造を示した概略構成図。
【図８】原子炉圧力容器の底部に固設された原子炉容器貫通ハウジングの溶接部を示した縦断面図。
【符号の説明】
１ 沸騰水型原子炉
２ 原子炉圧力容器
７ｂ ＣＲＤハウジング
８ 炉心
９ ステンレス肉盛部
１０ スタブチューブ
１１ インコネル溶接部
１２ 溶接部
３０ 本体部ポール
３１ フランジ
３２ ガイドロッド
３７ 検査装置
３８ シールチャンバ
３９ 薬液供給手段
４０ エッチング手段
４１ 薬液排出手段
４２ レプリカ採取手段
４４ 固定プレート
４５ アーム
４６ 押え金具
４９ シール材
５５ 楔機構
６６ 薬液タンク
６７ 薬液供給ホース
７３ 空気供給ホース
７７ 電極
８２ 空気供給ホース
８３ 逆止弁
８４ 薬液排出ホース
８６ 逆止弁
８７ レプリカ剤収容体
８８ エアシリンダ装置
８９ ミキサ
９０ レプリカ剤供給ホース
９１ 充填確認用ホース
９２ 水中カメラ
９６ 供給エアホース
９８，９９ レプリカ剤通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントの供用期間中に原子炉内面または原子炉内構造物の表面に発生したクラック、腐食などの表面検査を高精度で行うことができる原子炉内の水中遠隔表面調査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に沸騰水型原子炉の一例を示している。この沸騰水型原子炉１は原子炉容器である原子炉圧力容器２を備えている。この原子炉圧力容器２の内部には、上部より蒸気乾燥器３、気水分離器４、燃料集合体５、５…５が順次配置されている。各燃料集合体５は複数の細長の燃料棒（図示を省略）を備えた柱状部材であり、各燃料棒は複数の二酸化ウランペレットを燃料被覆管で覆うようにして構成されている。燃料集合体５同士の間隙にはその長手方向に移動可能な制御棒６、６…６が挿入されており、これらの制御棒６、６…６は液圧等によって駆動されるロッド７ａ、７ａ…７ａを介して、原子炉圧力容器２の下部に設けられた制御棒駆動機構７、７…７により上下方向に駆動される。
【０００３】
制御棒駆動機構７は、原子炉圧力容器２の下部から原子炉圧力容器２を貫通して延びる円筒状のＣＲＤハウジング７ｂ、７ｂ…７ｂを備えており、ロッド７ａ、７ａ…７ａはＣＲＤハウジング７ｂ、７ｂ…７ｂ内に挿入されている。ＣＲＤハウジング７ｂの外径よりも太いフランジ７ｃが形成されている。
【０００４】
原子炉圧力容器２の内部は燃料集合体５，５…５が十分に冠水する位置まで炉水（軽水）８で満たされており、この炉水８は原子炉１の減速材及び冷却材として機能する。そして、燃料集合体５における核分裂反応によって発生した熱は炉水８に伝達され、伝達された熱によって炉水８が沸騰する。沸騰した炉水８は気水分離器４で水蒸気と水とに分離された後、蒸気出口２ａを経由して蒸気タービン（図示を省略）へ送られる。また、原子炉１の出力制御は、複数の燃料集合体５、５…５で構成された炉心に対して制御棒駆動機構７、７…７により制御棒６、６…６を挿入し又引き抜くことによって行われる。
【０００５】
図７は沸騰水型原子炉の下部構造を示しており、この沸騰水型原子炉は原子炉容器である原子炉圧力容器２を備えている。この原子炉圧力容器２は、支持スカート１７を介して支持ペデスタル１６上に支持されている。
【０００６】
原子炉圧力容器２の下部（下鏡）には、原子炉の炉心（図示を省略）に対して制御棒（図示を省略）の挿入・引き抜きを行う制御棒駆動機構（ＣＲＤ）７が多数本林立状態で垂設されている。これらの制御棒駆動機構７は、ステンレス鋼で形成された円筒状のＣＲＤハウジング７ｂを備えており、このＣＲＤハウジング７ｂは、原子炉圧力容器２の下部から原子炉圧力容器２を貫通して延び、原子炉圧力容器２の下鏡によって固定されている。
【０００７】
また、各制御棒駆動機構７同士の間隙には複数の中性子束検出装置２１が適宜配設されており、これらの中性子束検出装置２１は長尺ハウジングである中性子束モニタ案内管２２及び中性子モニタハウジング（インコアモニタハウジング：ＩＣＭハウジング）２３を備えている。中性子モニタハウジング２３の上部は、炭素鋼を母材とする原子炉圧力容器２の貫通孔に挿通され、原子炉圧力容器２の内側から溶接によって固定されている。
【０００８】
以下の説明においては、ＣＲＤハウジング７ｂ及び中性子モニタハウジング２３を総称して原子炉容器貫通ハウジング２５と言う。
【０００９】
図８は、原子炉容器貫通ハウジング２５の１つであるＣＲＤハウジング７ｂを原子炉圧力容器２の底部に固定支持した状態を示す断面図である。図８に示したように原子炉圧力容器２の内面にはステンレス肉盛部９が溶接によって形成され、鏡面仕上げされている。また、原子炉圧力容器２の貫通孔２ｂの傾斜部には、耐熱・耐食合金であるインコネル材の溶接部１１によってスタブチューブ１０が溶接されており、このスタブチューブ１０は、ＣＲＤハウジング７ｂを原子炉圧力容器２の底部に固定するための台を形成している。スタブチューブ１０の頂部には開先部が形成され、この開先部もインコネル材などで形成された溶接部１２を介してＣＲＤハウジング７ｂに固定され、シールされている。このスタブチューブ１０の溶接部１２により、ＣＲＤハウジング７ｂは原子炉圧力容器２内の下方に位置するプレッシャバウンダリ１３から区画され、炉水環境から隔離されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような原子炉圧力容器２の内面または炉内構造物の表面について点検、検査を行う場合、水深が２０数メ−トルと深く、また、狭い場所での水中遠隔作業となるため作業性が悪く、その作業に長時間を要するという課題がある。
【００１１】
すなわち、例えば原子炉内および炉内構造物の応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）等を発見するためには、原子炉圧力容器２の内面または炉内構造物表面部の点検、検査を正確に、かつ短時間で行うことが要請される。
【００１２】
このような事情の下で従来、レプリカ採取手段を活用して制御棒駆動機構ハウジングの据付部等の寸法や形状を測定することを提案している（特開平７−２７０５８１号公報）。この技術を応用することにより、上記要請に対応することが可能と考えられる。
【００１３】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、原子炉内面および炉内構造物表面の点検、検査を正確に、かつ短時間で行うことができる原子炉内の水中遠隔表面調査装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するため、請求項１に係る発明は、水張りされた原子炉内に吊下げられる装置本体と、この装置本体に組込まれ、被検査面である原子炉内面または原子炉内構造物の表面欠陥を検査する検査装置と、この検査装置を前記原子炉内に位置決めする位置決め機構とを備え、前記検査装置は、被検査面に圧接シールされる開口部を有するシールチャンバと、このシールチャンバに薬液を供給して被検査面をエッチングするエッチング手段と、シールチャンバから前記薬液を排出する薬液排出手段と、薬液が排出された前記シールチャンバにレプリカ剤を供給し、被検査面の表面状態を採取するレプリカ採取手段と、シールチャンバに接続されて水面上に延びて配設されたレプリカ剤の充填確認用の透明ホースとを備え、薬液排出手段は圧縮空気をシールチャンバ内の上部に供給する空気供給ホースと、シールチャンバ内の薬液を薬液回収タンクに回収する薬液排出ホースとから構成したことを特徴とする水中遠隔表面調査装置を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。なお、本実施形態では沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内および炉内構造物を検査対象とするので、以下の説明においては図６〜図８も参照する。また、図１〜図５における説明中、図６〜図８と同一構成部分についてはこれらの図に示した符号と同一の符号を使用する。
【００２１】
図１は、本実施形態による原子炉内の水中遠隔表面調査装置全体を示す構成図であり、原子炉圧力容器２の炉壁内面に設けられたステンレス肉盛部９と、ＣＲＤハウジング７ｂの周囲のスタブチューブ１０とのインコネル溶接部１１（ステンレス肉盛部９上に同材製の溶接板９ａを設けた例）を検査対象として例示している。
【００２２】
また、図２は図１の下側部詳細を示す説明図であり、図３は図１の上側部詳細を示す説明図である。
【００２３】
本実施形態においては、原子炉圧力容器２内に吊下げられる装置本体として、本体部ポール３０が設けられ、この本体部ポール３０の下端部に位置決め機構としてのフランジ３１が設けられている。フランジ３１は、ＣＲＤハウジング７ｂの上面部に着座する。このフランジ３１の中心部下方には、ＣＲＤハウジング７ｂの上端開口部から内部下方に挿入される縦長なガイドロッド３２が取付けられている。このガイドロッド３２は、ＣＲＤハウジング７ｂの上端リング３３に周辺部が係止されて安定に支持されている。
【００２４】
一方、本体部ポール３０の上端部分には、図３に示すように、十字ブレード状のガイド部材３４が取付けられ、このガイド部材３４が炉心支持板１５の制御棒挿通孔１５ａ部分に挿入されている。そして、本体部ポール３０は、ガイド部材３４のさらに上端側に設けられた吊り部３５を有し、この吊り部３５を介して図示省略のクレーンワイヤ等によって上方から吊下げられるようになっている。これにより、本体部ポール３０は、上端のガイド部材３４によって炉心支持板１５にガイドされて昇降し、下端に設けられた位置決め機構としてのフランジ３１等によってＣＲＤハウジング７ｂに位置決めされる。
【００２５】
なお、本体部ポール３０の上端に設けられたガイド部材３４のブレード部の側部には、水平方向で対向する１対の縦板等からなる方位用ガイド３６が取付けられ、この方位用ガイド３６が、炉心支持板１５の上面に突出した位置決めピン１６と係合し、本体部ポール３０の方位を定めることができるようになっている。これにより、本体部ポール３０の上端側にも位置決め機構が構成されている。
【００２６】
次に、本体部ポール３０に設けられる水中遠隔表面調査用機器としての検査装置３７の構成について説明する。
【００２７】
検査装置３７は大別して、原子炉内または原子炉内構造物の表面に圧接シールされて局部空間を形成する開口部を有するシールチャンバ３８と、このシールチャンバ３８に導電性の薬液を供給する薬液供給手段３９と、原子炉内構造物であるインコネル溶接部１１の表面をエッチングするエッチング手段４０と、エッチング後にシールチャンバ３８から薬液を排出する薬液排出手段４１と、薬液が排出されたシールチャンバ３８にレプリカ剤を供給し、インコネル溶接部１１の表面状態を採取するためのレプリカ採取手段４２とを備える。なお、これらの機器からなる検査装置３７はカバー４３によって被覆されている。
【００２８】
まず、シールチャンバ３８は、図２に拡大して示したように、本体部ポール３０の下端部近傍に取り付けられた固定プレート４４から下方に延びるアーム４５の下端に取り付けられた押え金具４６により形成される。なお、固定プレート４４は、本体部ポール３０の内部に固定された支持柱４７に締付具４８を介して固定されている。押え金具４６は、インコネル溶接部１１の周囲を覆う円弧板状の主部材４６ａと、この主部材４６ａの上下位置に付設されてインコネル溶接部１１の外周面の上下方向に沿う一定領域を被覆する補助部材４６ｂ，４６ｃとからなっている。そして、これら各部材４６ａ，４６ｂ，４６ｃにより、インコネル溶接部１１の表面に向く開口部を有するシールチャンバ３８が、インコネル溶接部１１の被検査部位に形成される。
【００２９】
なお、シールチャンバ３８の周枠部となる補助部材４６ｂ，４６ｃの先端部にはシール材４９が設けられ、このシール材４９が被検査部となるインコネル溶接部１１の表面に圧接することにより、シールチャンバ３８の開口部が被検査部表面に対する圧接シールが行われるようになっている。シール材４９としては、シールチャンバ３８の開口部に面する先端側に柔軟性の大きいゴム材を配した２層のゴム材が適用され、その周囲を非金属、例えばナイロン樹脂製の固定板で囲んだ構成のものが採用されている。これにより、シールチャンバ３８を形成する各部材４６ｂ，４６ｃはインコネル溶接部１１の表面に対して電気的絶縁性を保持した状態で圧接し、シールチャンバ３８内を密閉状態とすることができる。
【００３０】
また、シールチャンバ３８の上下位置調節および被検査面への圧接シール用の圧接力調節等を行う各調節機構５０，５１が、固定プレート４４、アーム４５およびこれらに設けた駆動部等によって構成されている。上下位置調節機構５０は、図２に示すように、固定プレート４４にエアシリンダ５２を取付け、このエアシリンダ５２の下向きの駆動ロッド５３をピン５４によって上述したアーム４５の上端に連結することにより構成されている。すなわち、エアシリンダ５２の駆動ロッド５３を下方に向けて出没させることにより、駆動ロッド５３に連結したアーム４５を昇降させ、このアーム４５の下端に設けた押え金具４６、ひいてはシールチャンバ３８の上下位置を調節することができる。
【００３１】
また、圧接力調節機構５１は、前記のピン５４を支点としてアーム４５の下端側をスタブチューブ１０に対して接離する方向に回動できるようにし、このアーム４５を楔機構５５によってスタブチューブ１０側に押動する構成とされている。すなわち、楔機構５５は、アーム４５の反スタブチューブ１０側の面に設けられた楔斜面が上向きの固定楔５６と、この固定楔５６の楔斜面と対向する楔斜面を有する移動楔５７とを備え、移動楔５７をエアシリンダ５８によって上下動させることにより固定楔５６を押圧して、アーム４５をスタブチューブ１０側に移動させるようになっている。
【００３２】
エアシリンダ５８は、固定プレート４４の先端側にカバー４３の位置で連結された縦長な支持板５９にブラケット６０を介して取付けられており、このエアシリンダ５８の下向きの駆動ロッド６１に、移動楔５７の上面から突出する楔ロッド６２が水平なピン６４を介して連結されている。そして、移動楔５７が、カバー４３の下端位置に設けられた楔ガイド６３により固定楔５６と反対側の面を鉛直方向に沿って上下に案内され、下方への移動時に固定楔５６を介してアーム４５をスタブチューブ１０側に押動する。これにより、押え金具４６ひいてはシールチャンバ３８がスタブチューブ１０側に移動して、シールチャンバ３８のシール性が高まるものである。なお、楔ガイド６３は、エアシリンダ５２の駆動ロッド５３のピン５４に、例えば引張ばね６３ａによりシールチャンバ３８側に付勢するようにしてもよい。また、シール性を低下させる場合には、エアシリンダ５８の駆動ロッド６１を上昇させ、前記と逆の操作を行えばよい。
【００３３】
次に、図１および図４を参照して薬液供給手段３９、エッチング手段４０および薬液排出手段４１について説明する。図１は、これらの手段３９，４０，４１を構成する主要部材の配置等を示し、図４は詳細な系統構成を示している。
【００３４】
薬液供給手段３９は、シールチャンバ３８にエッチング用の薬液を圧縮空気により供給するものであり、図４に示すように、一定量の導電性の薬液（例えば１０％シュウ酸）６５を収容した薬液タンク６６を備え、この薬液タンク６６から薬液６５がシールチャンバ３８に薬液供給ホース６７を介して供給されるようにになっている。薬液供給ホース６７には逆止弁６８が設けられ、シールチャンバ３８側から薬液タンク６６側への逆流が防止されるようになっている。薬液タンク６６からシールチャンバ３８への薬液６５の供給は圧縮空気により行われる。すなわち、図示省略のコンプレッサ等の空気供給源と、この空気供給源から供給される圧縮空気を調整するレギュレータ６９、圧力計７０等を有する圧力調整機構７１とが備えられ、これに接続された流量制御弁７２を有する空気供給ホース７３を介して薬液タンク６６に圧縮空気が供給されるようになっている。この供給された圧縮空気により、薬液タンク６６内の薬液６５が押圧され、空気供給ホース７３を介してシールチャンバ３８へ供給される。なお、薬液タンク６６は原子炉圧力容器２に張られた水７４中に配置され、空気供給源は原子炉圧力容器２上方の気中に配置される。
【００３５】
図１には、これらの薬液タンク６６、薬液供給ホース６７、空気供給ホース７３等の本体部ポール３０への取付け構成等が示されている。この図１に示すように、薬液タンク６６は本体部ポール３０のシールチャンバ３８上方位置に、支持具１０１を介して支持されている。この薬液タンク６６から導かれた薬液供給ホース６７がアーム４５を経て垂下し、押え金具４６に接続される。押え金具４６内には、図４に拡大して示すように、薬液供給ホース６７に連通する薬液供給孔７５が設けられ、薬液６５はこの薬液供給孔７５を介してシールチャンバ３８に導入される。この場合、薬液６５はシールチャンバ３８内で下方から上方に向って流れる。
【００３６】
エッチング手段４０は、シールチャンバ３８内に被検査面と非接触状態で配置された電極７７と、この電極７７に気中側から電流を供給する電源装置７８とにより構成されている。電極７７は耐食性金属、例えば白金板等によって構成され、被検査面となるインコネル溶接部１１の表面に対向する状態で設けられている。電源装置７８は、例えば商用電源に接続された整流盤７９を備え、この整流盤７９からの直流電流を、押え金具４６を介して電極７７に接続された一方のエッチング用ケーブル８０と、シールチャンバ３８の外側、すなわち原子炉圧力容器２の炉壁または炉内構造物としてのスタブチューブ１０等に接続された他方のエッチング用テーブル８１とにより通電するようになっている。
【００３７】
このエッチング手段４０では、上述した薬液供給手段３９によってシールチャンバ３８内に薬液を供給するとともに電極７７に通電を行うことにより、被検査面であるインコネル溶接部１１を腐食させるものである。この場合、本実施形態においては、電源装置７８に設けられた制御装置により、薬液供給と通電とを関連させて、エッチング作用を能率よく、かつ確実に行えるようになっている。
【００３８】
すなわち、制御装置はエッチング開始確認用回路部を有している。このエッチング開始確認用回路部においては、薬液６５の供給にあたり、予め電源装置７８の電源をＯＮに設定するスイッチ部と、このスイッチ部により通電が開始された際に、電極７７に数ボルトの小電流を供給する状態とする電圧設定部とを備えている。そして、薬液６５がシールチャンバ３８に供給されると同時に、自動的に小電流の通電が行われ、これにより薬液６５がシールチャンバ３８に供給され、インコネル溶接部１１のエッチングを開始したことが確認されるようになっている。
【００３９】
また、制御装置は、エッチング開始確認後のエッチング作用を制御するエッチング用回路部を備えている。このエッチング用回路部は、エッチングの開始が確認された後に、エッチング用電流としての所定電圧の電流供給への切替を行う電流切替部と、電流切替後に、被検査面の素材に対応したエッチング時間を設定するタイマ部とを備えている。これにより、所定の電圧の電流により必要なエッチングが自動的に、確実に行われる。
【００４０】
薬液排出手段４１は、シールチャンバ３８からエッチング終了後の薬液を圧縮空気力によって排出するものである。すなわち、図４に示すように、この薬液排出手段４１は、薬液供給手段３９で適用した圧力調整機構７１から圧縮空気をシールチャンバ３８に供給する空気供給ホース８２を有し、この空気供給ホース８２には逆止弁８３が設けられている。また、シールチャンバ３８から気中側にエッチング終了後の薬液を排出する薬液排出ホース８４を有し、この薬液排出ホース８４は薬液回収タンク８５に接続されている。なお、薬液排出ホース８４には逆止弁８６が設けられている。そして、前述したエッチング終了後に、空気供給ホース８２から供給される圧縮空気をシールチャンバ３８内の上部に供給して加圧することにより、シールチャンバ３８内の薬液が薬液排出ホース８４を介して排液回収タンク８５に収容される。
【００４１】
なお、薬液排出手段４１には、薬液タンク６６内が空の状態となった後、薬液タンク６６内にさらに洗浄水を送水してタンク内洗浄を行い、その後、気中の排水タンクに使用済の洗浄液を排出する系統を設けることもできる。
【００４２】
次に、図１および図５に参照してレプリカ採取手段４２について説明する。図１は、レプリカ採取手段４２を構成する主要部材の配置等を示し、図４は詳細な系統構成を示している。
【００４３】
このレプリカ採取手段４２は、上述したエッチング手段４０によってエッチングしたインコネル溶接部１１の表面腐食部材をレプリカ剤によって採取するものである。図５に示すように、レプリカ採取手段４２は、レプリカ剤を収容するレプリカ剤収容体８７と、このレプリカ剤収容体８７からレプリカ剤を押出すエアシリンダ装置８８と、押出されたレプリカ剤を混合するミキサ８９と、このミキサ８９からシールチャンバ３８にレプリカ剤を供給するレプリカ剤供給ホース９０と、レプリカ剤がシールチャンバ３８内に充填されたことを確認するための透明な充填確認用ホース９１および水中カメラ９２とを備えている。
【００４４】
レプリカ剤収容体８７は２液を個別に収容する並列な２列の縦筒状の収容部を有する構成のものであり、エアシリンダ装置８８は同一のエアシリンダ９３に２本の下向きの駆動ロッド９４，９５を並列に備えた構成とされている。エアシリンダ９３には、気中側からエア供給ホース９６，９７を介して駆動用エアが供給され、これにより各駆動ロッド９４，９５が下降してレプリカ剤収容体８７から２液のレプリカ剤がミキサ８９に押出されるようになっている。
【００４５】
ミキサ８９は１本の螺旋管等により構成されており、その内部を２液のレプリカ剤が通過する間に混合される。そして、混合されたレプリカ剤は、レプリカ剤供給ホース９０によりシールチャンバ３８に供給される。なお、レプリカ剤供給ホース９０は透明ホースとして構成され、外部からレプリカ剤の状態を確認することができる。
【００４６】
シールチャンバ３８を構成する押さえ金具４６には、例えば高さの異なる２つのレプリカ剤通路９８，９９が形成されており、レプリカ剤供給ホース９０は、シールチャンバ３８の下部に連通する低所側のレプリカ剤通路９８に接続されている。これにより、レプリカ剤はシールチャンバ３８内の下部側から次第に収容されていく。シールチャンバ３８の上部に連通するレプリカ剤通路９９に充填確認用ホース９１が接続されている。
【００４７】
充填確認用ホース９１は、例えばシールチャンバ３８から気中まで延びる透明ホースとして構成されている。そして、シールチャンバ３８内にレプリカ剤が充満した後にレプリカ剤が供給されると、余剰分が充填確認用ホース９１に流れ込む。
【００４８】
水中カメラ９２は、透明な充填確認用ホース９１を観察できる位置に配設されており、観察結果はケーブル１００を介して図示しない制御室等のモニタ等に表示され、これによりレプリカ剤の充填を確認することができる。
【００４９】
上述したレプリカ剤収容体８７およびエアシリンダ装置８８等は、図１に示したように、本体部ポール３０の薬液タンク６６下側位置に例えば同一の支持具１０２を介して支持されている。
【００５０】
次に作用を説明する。図１〜図３に示したように、本実施形態による原子炉内の水中遠隔表面調査装置においては、装置本体としての本体部ポール３０に全ての構成部材が配置されているので、この本体部ポール３０を原子炉圧力容器２の上部から吊り降ろし、その本体部ポール３０の下端部に設けられた位置決め機構としてのフランジ３１およびガイドロッド３２を、ＣＲＤハウジング７ｂの上端部に位置決めするとともに、その上部のガイド部材３４を炉心支持板の制御棒案内管１５ａに位置決め固定することができる。この場合、図３（Ｂ）に示したように、スタブチューブ１０の中心と本体部ポール３０の中心とが一致する。
【００５１】
本体部ポール３０が位置決め固定された後、楔機構５５等の操作によってシールチャンバ３８のスタブチューブ１０側への圧接シールを行い、被検査部であるインコネル溶接部１１の表面にシールチャンバ３８を圧接シール手段とする。
【００５２】
この状態で、まず、図４に示したように、薬液供給手段３９の薬液タンク６６から薬液供給ホース６７を介して導電性の薬液をシールチャンバ３８に供給すると同時に、エッチング手段４０の白金板等からなる電極７７に電流を供給して炉内構造物であるインコネル溶接部１１の表面を腐食させる。
【００５３】
この場合、上述したように、電源装置７８のエッチング開始確認用回路部、電圧設定部等により、必要なエッチングが自動的に、確実に行える。
【００５４】
エッチング終了後は、エッチング液を排出し、その後続けて、もしくはレプリカ採取手段４２用の他のシールチャンバ３８と交換して、レプリカ採取を行う。すなわち、エアシリンダ装置８８によりレプリカ剤収容体８７からレプリカ剤を混合させてシールチャンバ３８に供給するとともに、水中カメラ９２により充填確認を行い、レプリカ剤によりインコネル溶接部１１の表面状態を採取する。その後、一定時間経過後に、本体部ポール３０を気上に引上げ、レプリカ剤を取出してホットラボに移動し、顕微鏡で材料の組織部を観察することにより、健全性の確認を行う。
【００５５】
以上の実施形態によれば、原子炉圧力容器２内に吊下げられる装置本体としての本体部ポール３０に、原子炉内構造物としてのＣＲＤハウジング７ｂ部のインコネル溶接部１１の表面欠陥を調査する検査装置３７を設け、この検査装置３７のシールチャンバ３８の開口部により局部空間を形成し、導電性の薬液をシールチャンバ３８内に供給すると同時にシールチャンバ３８内の電極７７に電流を供給してインコネル溶接部１１の表面をエッチングさせ、この状態でレプリカ剤をシールチャンバ３８内に供給して、表面腐食状態を採取するようにしたことにより原子炉内構造物としてのインコネル溶接部１１の表面欠陥の調査などの保守点検作業を正確に、かつ短時間で行うことができる。
【００５６】
また、本体部ポール３０に設置した薬液タンク６６には所定容量の薬液を予め供給しておき、気中まで延長した空気供給ホース７３より圧縮空気を供給し、シールチャンバ３８の内面に薬液が到達したら、電圧を調節し一定の電流を数分間通電させ、シールチャンバ３８内の被検査面をエッチングし、エッチングが完了したら薬液タンク６６内に圧縮空気を供給して薬液容器内を空の状態にし、さらに必要に応じて洗浄水を送水して薬液排出ホース８４を気上まで導き、薬液回収タンク８５内に回収可能としたことにより、欠陥調査などの保守点検作業を安全かつ正確に行うことができる。
【００５７】
また、シールチャンバ３８の圧接シールに使用しているシール材４９は、円筒状の２層構造で先端部に軟らかい硬度のゴム材とし、本体部には強度の高い硬いゴム材とし、この２層構造シール材を非鉄材、例えばナイロン材の固定板により周囲を囲んで固定した構造とし、シールチャンバ３８の内部に電極７７を取付けた構成としたことにより、表面欠陥の調査などの保守点検作業を確実なシールの下で安全に、かつ短時間で行うことができる。
【００５８】
また、レプリカ剤をシールチャンバ３８内に供給し、被検査面の表面腐食状態を採取した後、装置全体を引上げてシールチャンバ３８内からレプリカ剤を取出し、ホットラボに移動して顕微鏡により材料の組織部を観察することにより、健全性の確認を確実に行える。
【００５９】
なお、導電性の薬液がシールチャンバ３８内に供給されると同時にシール内面に形成された電極７７に電流を供給して、被検査面をエッチングさせるための装置と、レプリカ剤をシールチャンバ３８内に供給して表面腐食状態を採取する装置とを、各々別の装置とすることにより、原子炉内構造物表面欠陥の調査などの保守点検作業を安全かつ正確に行うことができる。
【００６０】
また、導電性の薬液がシールチャンバ３８内に供給されると、配管部および排水用配管部にはそれぞれ逆止弁が組込まれ薬液が配管内に残らない構造としたため、原子炉内構造物表面欠陥の調査などの保守点検作業が安全かつ確実に行うことができる。
【００６１】
また、導電性の薬液がシールチャンバ３８内に供給されるシール部は薬液が下方から上方へと流れる通路としたことにより、原子炉内構造物表面欠陥の調査などの保守点検作業が正確かつ確実に行うことができる。
【００６２】
また、導電性の薬液がシールチャンバ３８内に供給されたことの確認方法として、予め電源装置の電源をＯＮにしておき、電圧を数ボルトに設定しておくことにより、薬液がシールチャンバ３８内に供給されると同時に、自動的に電流が供給され、原子炉内構造物の表面エッチングが開始することが確認でき、所定の電流を一定時間流すことにより確実に原子炉内構造物の表面エッチングが行えるため、原子炉内構造物表面欠陥の調査などの保守点検作業が短時間かつ正確に行うことができる。
【００６３】
さらに、レプリカ剤をシールチャンバ３８内に供給し、表面腐食状態を採取した後に、装置全体を引上げてシールチャンバ３８内からレプリカ剤を取出す配管部には、透明ホースを組込み、レプリカ剤がシールチャンバ３８内に供給されたことを水中カメラ９２を通して目視確認可能としたため、原子炉内構造物表面欠陥の調査などの保守点検作業を正確かつ確実に行うことができる。
【００６４】
なお、上記実施形態においては、検査対象を、原子炉圧力容器２のＣＲＤハウジング７ｂにおけるスタブチューブ１０のインコネル溶接部としたが、本発明はこれに限らず、原子炉圧力容器２の炉壁内面、または上記以外の炉内構造物の表面を検査対象とすることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、原子炉内および炉内構造物表面部の点検、検査を正確に、かつ短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す原子炉内構造物の水中遠隔表面調査装置全体構成図。
【図２】図１の下側部詳細を示す説明図。
【図３】（Ａ）は図１の上側部詳細を示す説明図、（Ｂ）はエアシリンダと薬液タンクの配置関係を示す説明図。
【図４】水中エッチングの回路図。
【図５】水中遠隔レプリカの回路図。
【図６】沸騰水型原子炉の概略構成図。
【図７】沸騰水型原子炉の下部構造を示した概略構成図。
【図８】原子炉圧力容器の底部に固設された原子炉容器貫通ハウジングの溶接部を示した縦断面図。
【符号の説明】
１ 沸騰水型原子炉
２ 原子炉圧力容器
７ｂ ＣＲＤハウジング
８ 炉心
９ ステンレス肉盛部
１０ スタブチューブ
１１ インコネル溶接部
１２ 溶接部
３０ 本体部ポール
３１ フランジ
３２ ガイドロッド
３７ 検査装置
３８ シールチャンバ
３９ 薬液供給手段
４０ エッチング手段
４１ 薬液排出手段
４２ レプリカ採取手段
４４ 固定プレート
４５ アーム
４６ 押え金具
４９ シール材
５５ 楔機構
６６ 薬液タンク
６７ 薬液供給ホース
７３ 空気供給ホース
７７ 電極
８２ 空気供給ホース
８３ 逆止弁
８４ 薬液排出ホース
８６ 逆止弁
８７ レプリカ剤収容体
８８ エアシリンダ装置
８９ ミキサ
９０ レプリカ剤供給ホース
９１ 充填確認用ホース
９２ 水中カメラ
９６ 供給エアホース
９８，９９ レプリカ剤通路
Claims (1)
- 水張りされた原子炉内に吊下げられる装置本体と、この装置本体に組込まれ、被検査面である原子炉内面または原子炉内構造物の表面欠陥を検査する検査装置と、この検査装置を前記原子炉内に位置決めする位置決め機構とを備え、前記検査装置は、被検査面に圧接シールされる開口部を有するシールチャンバと、このシールチャンバに薬液を供給して被検査面をエッチングするエッチング手段と、シールチャンバから前記薬液を排出する薬液排出手段と、薬液が排出された前記シールチャンバにレプリカ剤を供給し、被検査面の表面状態を採取するレプリカ採取手段と、シールチャンバに接続されて水面上に延びて配設されたレプリカ剤の充填確認用の透明ホースとを備え、薬液排出手段は圧縮空気をシールチャンバ内の上部に供給する空気供給ホースと、シールチャンバ内の薬液を薬液回収タンクに回収する薬液排出ホースとから構成したことを特徴とする水中遠隔表面調査装置。
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