JP4178027B2 - 原子炉炉内構造物の保全方法 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、原子力発電プラントの供用期間中に、既設の炉内構造物（原子炉圧力容器内の構造物）の保全作業を行う方法に関する。
背景技術
本明細書における保全作業とは、対象となる炉内構造物に対する点検（検査）作業，加工作業，溶接作業，残留応力の改善作業，表面改質作業などを含む。これらの保全作業のうち、点検作業，加工作業及び溶接作業は、一般に補修作業として知られている。
原子炉圧力容器（ＲＰＶ）からシュラウドを取り外し、ＲＰＶ内の除染や炉心領域への放射線遮蔽体の設置などを実施した後で、気中雰囲気で炉内構造物の検査，加工，設置などを行う技術が、特開昭６３−３６１９５号公報，特開平８−６８８８９号公報，特開平８−２９７１９２号公報，特開平１０−１３２９８５号公報，特開平１０−１４２３７６号公報，特開平１０−１５３６８２号公報，特開平１０−２６０２９０号公報，特開平１０−２８２２９０号公報に記載されている。
これらの従来技術の場合、水中雰囲気で炉内構造物の保全作業を行う場合に比べて、保全作業を効率良く行うことができる。しかし、これらの従来技術は、シュラウドが設置された状態では適用できない。
また、水シールチャンバをシュラウドの上に設置し、水シールチャンバより下部を気中雰囲気にして、シュラウド内面の予防保全処理を行う技術が、特開平５−８０１８６号公報，特開平５−３１２９９２号公報に記載されている。更に、防水型溶接装置をＲＰＶ内に設置してＲＰＶの上蓋を閉じた後で、ＲＰＶ内の水を抜いてＲＰＶ内の補修溶接を行う技術が、特開平３−８７６９６号公報に記載されている。しかし、これらの従来技術では、水シールチャンバや溶接装置の構造が複雑になる。
発明の開示
本発明の目的は、原子炉圧力容器内にシュラウドが設置された状態でも、比較的簡単な構造の装置を用いて、既設の炉内構造物の保全作業を短期間で効率良く実施できる保全方法を提供することにある。
本発明では、原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体にガイドパイプを取り付け、該ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて、炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行う。
他の本発明では、原子炉ウェルを水抜きして原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入するためのガイドパイプを前記放射線遮蔽体に取り付け、前記原子炉圧力容器内を水抜きして前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて前記保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行う。
他の本発明では、原子炉ウェルを水抜きして原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入するためのガイドパイプを前記放射線遮蔽体に取り付け、前記原子炉圧力容器内を水抜きして前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて前記保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該保全装置を用いてシュラウドサポートの保全作業を行い、該保全作業の終了後に前記保全装置を前記原子炉圧力容器から取り出し、前記原子炉圧力容器内を水張りして前記ガイドパイプ及び前記放射線遮蔽体を取り外し、前記原子炉ウェルを水張りする。
他の本発明では、原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体に曲り部を有するガイドパイプを取り付け、該ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて、炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で前記保全装置を用いてシュラウドと前記原子炉圧力容器との間であるアニュラス部に位置する炉内構造物の保全作業を行う。
他の本発明では、原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体に複数のガイドパイプを取り付け、各ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて、炉内構造物の保全作業に用いる複数の保全装置をそれぞれ前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該複数の保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行う。
発明を実施するための最良の形態
本発明を沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）における原子炉圧力容器（ＲＰＶ）内の構造物（炉内構造物）の保全方法に適用した一実施例を、図面を用いて説明する。
第２図は、本発明の保全方法を適用するＢＷＲのＲＰＶ１の概略縦断面図である。ＲＰＶ１内には、ドライヤ（蒸気乾燥器）２，セパレータ（気水分離器）３，シュラウド４などが据え付けられている。シュラウド４には、燃料集合体を支持するための上部格子板５，炉心支持板６などが取り付けられている。
炉内検出器（ＩＣＭ）ハウジング７及び制御棒駆動機構（ＣＲＤ）ハウジング８が、ＲＰＶ１の底部を貫通して、ＲＰＶ１に溶接により取り付けられている。ＩＣＭ案内管９が、ＩＣＭハウジング７の上部に溶接により取り付けられている。
ＲＰＶ１の内部に設置される構造物（燃料集合体，制御棒等は除く）は、炉内構造物と呼ばれる。具体的には、ドライヤ２，セパレータ３，シュラウド４，上部格子板５，炉心支持板６，ＩＣＭ案内管９などが、炉内構造物である。これらの炉内構造物と、燃料集合体，制御棒等を合せて、炉内機器と呼ぶ。
以下、第１図を用いて、本発明をＢＷＲにおける炉内構造物の保全方法に適用した第１実施例を説明する。本実施例では、保全対象は炉底部に位置する炉内構造物で、保全作業は補修作業である。第１図は、第１実施例の保全方法を示すフローチャートである。
初めに、ステップＳ１において、ＲＰＶ１の上部に位置する原子炉ウェルに水を満たした状態で、原子炉圧力容器蓋（ＲＰＶ蓋）１ａを取り外し、炉内機器を順次取り外す。具体的には、セパレータ３，ドライヤ２，燃料集合体，制御棒，炉内検出器（ＩＣＭ），燃料支持金具，制御棒駆動機構（ＣＲＤ），制御棒案内管等を順次取り外す。
次に、ステップＳ２において、原子炉ウェル１０に水を満たした状態で、上部格子板５の上に放射線遮蔽体２１ａを設置し、シュラウド４の上にも放射線遮蔽体２１ｂを設置する（第３図参照）。上部格子板５に設置する放射線遮蔽体２１ａは、後述するガイドパイプ２４が通過可能な開口部を備え、ガイドパイプ２４を設定する位置（ＲＰＶの径方向及び周方向における位置）に対応させて設置する。シュラウド４に設置する放射線遮蔽体２１ｂは、シュラウド４の上面全体を覆い、ガイドパイプが通過可能な開口部を、ガイドパイプ２４を設定する位置に備えている。
次に、ステップＳ３で、原子炉ウェル１０の水抜きを行い、水位をＲＰＶフランジ１ｂ下まで下げる。ステップＳ４では、ＲＰＶフランジ１ｂの上に放射線遮蔽体２１ｃを設置する。この放射線遮蔽体２１ｃは、ガイドパイプが通過可能な開口部を、ガイドパイプ２４を設定する位置（ＲＰＶの径方向及び周方向における位置）に備えている。
放射線遮蔽体２１ｃに設ける開口部としては、例えば第４Ａ図のように、ガイドパイプが通過可能な円形断面を有する開口部３７ａを、ＲＰＶの径方向及び周方向における複数の位置に設ける。複数の開口部３７ａのうち、ガイドパイプ２４を設定しない位置の開口部には、放射線遮蔽蓋３８を取り付ける。
第４Ｂ図のように、ガイドパイプが通過可能なスリット状断面を有する開口部３７ｂを放射線遮蔽体２１ｃに設けても良い。この場合、開口部３７ｂのうちガイドパイプ２４が挿入されていない部分には放射線遮蔽蓋（図示せず）を取り付ける。
放射線遮蔽体２１ｃは、第４Ａ図及び第４Ｂ図のような一体構造に限定されず、分割構造でも良い。例えば、第４Ｃ図のように、円盤状の放射線遮蔽体３６ｂと、この外側を覆う放射線遮蔽体３６ａとに分割した構造を用いることができる。放射線遮蔽体３６ｂは、ガイドパイプ２４が通過可能な円形断面を有する開口部３７ａを備えている。放射線遮蔽体３６ｂの直径は、放射線遮蔽体２１ｃの直径よりも小さく、放射線遮蔽体２１ｃの半径よりも大きく構成されている。
放射線遮蔽体３６ａと３６ｂとは、隙間から放射線が漏れないように嵌合（接続）され、放射線遮蔽体３６ｂは回転可能に構成されている。例えば、第４Ｄ図のように、放射線遮蔽体３６ａと３６ｂの接続部を互いにＬ字形構造とし、下側からの放射線が直接漏洩する隙間をなくす。第４Ｄ図では、更に放射線遮蔽体３６ａと３６ｂの接続部の下側に放射線を遮蔽するブロック３６ｃをネジ３６ｄで固定し、放射線に対する十分な遮蔽厚さを確保している。
上記した複数の開口部３７ａを有する放射線遮蔽体２１ｃ、またはスリット状の開口部３７ｂを有する放射線遮蔽体２１ｃを、ＲＰＶの周方向に回転させることにより、ＲＰＶ１内の様々な位置の炉内構造物に対して、ガイドパイプ２４を介して補修作業を行うことができる。尚、第４Ａ図及び第４Ｂ図において、符合３１ａは、放射線遮蔽体２１ｃをＲＰＶフランジ１ｂに固定するために、ＲＰＶの周方向に設けられた複数の孔である。
次に、ステップＳ５において、ＲＰＶ１内に水を満たした状態で、ガイドパイプ２４を取り付ける。第３図に示すように、原子炉ウェル１０の上部からＲＰＶ１の底部までの距離は、約２５〜３０ｍになる。このため、ガイドパイプ２４は、作業性を考慮して、長さ方向（ＲＰＶの軸方向）に複数分割した構造を採用している。放射線遮蔽体２１ｃ上で分割構造のガイドパイプ２４を継ぎ足しながら天井クレーンで吊り下し、放射線遮蔽体２１ｃの開口部，放射線遮蔽体２１ｂの開口部，放射線遮蔽体２１ａの開口部，上部格子板５，炉心支持板６を貫通させる。こうして、ガイドパイプ２４の下端が補修対象である炉底部近傍に位置するように、ＲＰＶの軸方向におけるガイドパイプ２４の位置決めを行う。
次に、ガイドパイプ２４の構造を説明する。第５図は、ガイドパイプ２４の概略横断面図である。同図に示すように、円筒状のガイドパイプ２４の内面には、ＲＰＶの軸方向に長く伸びたレール２４ａが設置されている。補修装置を取り付け可能な構造を有する台車２４ｂがレール２４ａの上に設置されており、台車２４ｂはレール２４ａに沿って昇降する。即ち、補修装置は、台車２４ｂと共にＲＰＶ内に挿入される。従って、レール２４ａが、台車２４ｂに取り付けられた補修装置のＲＰＶの周方向における位置決めを行う。
また、ガイドパイプ２４の外面には、４個の突起部２４ｄが設置されている。突起部２４ｄは、周方向に対称な４箇所に設けられており、後述するシム２１ｇと係合してガイドパイプ２４を据え付けるために使われる。台車２４ｂの下端にはストッパ２４ｅが設けられており、ストッパ２４ｅの長さを変えることにより、補修装置の上下方向（ＲＰＶの軸方向）における据付け位置を調整することができる。更に、レール２４ａの下端にストッパを設け、補修装置据付時の上下方向における位置決めを行うこともできる。
円筒状のガイドパイプ２４は、その上端部及び下端部に切欠き部を備える。この上端切欠き部は、補修装置およびチェーン付きケーブルを台車２４ｂに取り付ける際の作業空間として利用される。下端切欠き部は、補修装置をガイドパイプ２４内から炉底部に繰り出すために利用される。
ＲＰＶの径方向及び周方向におけるガイドパイプ２４の位置決めは、例えば、ガイドパイプ外面の所定位置に位置決め用の孔部又は溝部を有する部材を設け、この孔部又は溝部を炉内構造物の所定位置に位置する突起部に嵌合させて行えば良い。このような炉内構造物の突起部としては、例えば炉心支持板の燃料サポート位置決めピンが利用できる。
次に、ガイドパイプ２４の芯出し調整方法を説明する。ガイドパイプ２４は、取付治具により放射線遮蔽体２１ｃ上に据え付けられる。この取付治具は、ガイドパイプ２４の中心軸位置を、第６図の横方向に調整するための位置調整機構２１ｄと、第６図の紙面に垂直方向に調整するための位置調整機構２１ｅとを備える。これらの位置調整機構２１ｄ及び２１ｅを用いてガイドパイプ２４の芯出し調整を行い、ガイドパイプ２４の吊下げ部（図示せず）を固定する。尚、位置調整機構２１ｄ及び２１ｅは放射線遮蔽体の機能も有し、これも作業者の被曝低減に寄与する。
次に、ガイドパイプ２４の上下方向の調整方法を説明する。ガイドパイプ２４は、突起部２４ｄを取付治具のシム２１ｇ上に載せることにより据え付ける構造となっており、このシム２１ｇの厚さを変えることにより、ガイドパイプ２４の上下方向の位置調整を行うことができる。以上のようにして、ガイドパイプの取付作業は終了する。
次に、ステップＳ６で、ＲＰＶ１の水抜きを行い、ＲＰＶ内を気中雰囲気にする。以下のステップでは、ＲＰＶ内を気中雰囲気にした状態で補修装置をＲＰＶ内に搬入することにより、防水構造が不要となるので、比較的簡単な構造の補修装置を用いることができる。
ステップＳ７では、補修装置及びチェーン付きケーブルを台車２４ｂに取り付ける。まず、ガイドパイプ２４の上端切欠き部の下側を放射線遮蔽蓋２１ｆで覆い、作業者の被曝防止を図る。次に、原子炉建屋のオペレーションフロアに設置された作業台車９１に、ケーブル処理装置９２を取り付ける。次に、作業者は、放射線遮蔽体２１ｃから所定距離離れた作業台３０上で、吊り具等を用いて補修装置２９を台車２４ｂに接近させ、位置決めピン（図示せず）で位置を合わせ、ボルト等で補修装置２９を台車２４ｂに固定する。補修装置２９を台車２４ｂに固定することにより、補修装置２９は、レール２４ａと取り合うために必要な精密な機構が不要となる。
次に、専用吊具（図示せず）を用いて、チェーン付きケーブル２５をケーブル処理装置９２に組み付ける。チェーン付きケーブル２５は、動力ケーブル及び信号ケーブル（以下、単にケーブルという）にチェーンが縛着されたものであり、第７Ａ図及び第７Ｂ図に示す構造を備えている。第７Ａ図はチェーン付きケーブル２５の概略構成図、第７Ｂ図はチェーン付きケーブル２５の概略横断面図である。チェーン付きケーブル２５は、ケーブル２５ｂの両側にチェーン２５ａを有し、このチェーン２５ａを連結するサポート２５ｃがケーブル２５ｂを固定するクランプの機能を備えている。
次に、補修装置２９から吊り具等を外し、ケーブル２５ｂを補修装置２９に接続すると共に、チェーン２５ａの一端を補修装置２９及び台車２４ｂに取り付ける。更に、チェーン付きケーブルのチェーン２５ａの他端を、制御盤２８に取り付ける。第３図はこのようにしてチェーン付きケーブル２５を取り付けた状態を示す作業要領図、第６図は第３図の作業台３０周りの詳細図である。
制御盤２８から伸びたチェーン付きケーブル２５は、駆動部無しのスプロケット９２ａ、及び駆動部付きのスプロケット９２ｂを介して、補修装置２９に接続されている。チェーン付きケーブル２５は、動力ケーブル及び信号ケーブル（以下、単にケーブルという）にチェーンが縛着されたものである。
ケーブル処理装置９２のスプロケット９２ｂを正転（第３図で右回転）することにより、チェーン付きケーブル２５を送り込み、補修装置２９を下降することができる。また、スプロケット９２ｂを逆転（第３図で左回転）することにより、チェーン付きケーブル２５を引き込み、補修装置２９を上昇することができる。
チェーン付きケーブル２５のチェーンの巻き取り及び繰り出しを行うスプロケット９２ｂには、これを駆動するためのモータ（図示せず）が接続されている。ケーブル処理装置９２は、補修装置２９に対してねじれ無く取り付ける必要があるため、張力調整及び水平レベル調整などの微調整機能、並びにクランプ機能を兼ね備えている。
以上説明したケーブル処理装置９２及びチェーン付きケーブル２５を用いることにより、ケーブルの繰り出し（送り込み）及び引き込みを、滑りが無く、精度良く、且つ素早く行える。このため、補修装置の昇降速度と、ケーブルの繰り出し速度及び引き込み速度とを同期させることが容易となるため、補修装置の原子炉内への挿入（搬入）及び取出しを高速で行うことができる。
補修装置２９を炉底部まで下降させるためには、ケーブル２５ｂは全長約４０ｍ、総重量約２４０ｋｇにも達する。これに対して、上記したように、チェーン２５ａでケーブル２５ｂの重量および補修装置２９の重量を支える構造を採用したことにより、ケーブル２５ｂの健全性を維持しつつ、補修装置２９を確実に昇降させることができる。即ち、チェーン２５ａは、ケーブル２５ｂの重量および補修装置２９の重量を支持可能な保持手段として機能する。
次に、ステップＳ８で、補修装置２９を炉底部まで下げる。まず、作業者は、台車２４ｂの昇降固定具を取り外し、作業台３０から退避する。作業者が安全な場所（放射線被曝の恐れがない場所）に退避したことを確認後、放射線遮蔽蓋２１ｆを遠隔操作により開き、補修装置２９をＲＰＶ内に下降させる。
補修装置２９の下降は、次のように行う。ケーブル処理装置９２のスプロケット９２ｂを正転することにより、チェーン付きケーブル２５をＲＰＶ内に送り込み、補修装置２９を下降させる。この時、図示していない制御装置により、スプロケット９２ｂを駆動するモータの回転速度を制御して、補修装置２９の下降速度を調整する。
即ち、補修装置２９が上部格子板５と炉心支持板６の間の炉心領域に至るまでは、例えば３ｍ／分程度の相対的に遅い速度で補修装置２９を下降させる。補修装置２９が炉心領域を通過する間は、例えば１５ｍ／分程度の相対的に速い速度で補修装置２９を下降させる。補修装置２９が炉心領域を通過した後は、再び相対的に遅い速度で補修装置２９を下降させる。
このように補修装置２９の下降速度を制御することにより、放射線量が高い炉心領域における補修装置２９への放射線の影響を極力抑えることができる。即ち、放射線による補修装置２９の機能低下（機能劣化）を極力抑えることができる。
以上のようにして下降された補修装置２９は、ＣＲＤハウジング８の上で停止され、この位置から先端に作業ヘッドを備えたアームを繰り出すことにより、次のステップの補修作業が行われる。作業ヘッドとしては、溶接トーチヘッド，ＶＴ（目視検査）ヘッド，加工ヘッド，ＰＴ（浸透探傷）ヘッド，ＵＴ（超音波探傷）ヘッドなどを用いることができる。これらの作業ヘッドを取替え可能な構造とすることにより、様々な補修作業に対応できる。第８図に、補修装置２９を炉底部に下した後の状態を示す。
上記したように、補修装置２９をガイドパイプ２４のレール２４ａに沿って下降させることにより、ＲＰＶ内に設置されている炉内構造物と干渉することなく、短時間で補修装置２９をＲＰＶ内に据え付けることができる。
次に、ステップＳ９で、補修装置２９を用いて炉内構造物の補修作業を行う。まず、補修作業前に、補修対象である炉内構造物（以下、補修対象物という）の周辺に位置するＣＲＤハウジングなどを通して、作業状況をモニターするためのカメラをＲＰＶ１の下側から挿入する。
補修作業に使用する補修装置２９の一例を、第９図を用いて説明する。第９図は、１０軸の多関節機構を備えた補修装置の概略構成図である。フレーム２９ａがガイドパイプの台車２４ｂに固定されており、第１関節２９ｂがフレーム２９ａに対して上下方向（ＲＰＶの軸方向）に移動する。
第２関節２９ｃ，第４関節２９ｅ，第５関節２９ｆ及び第７関節２９ｈは、第９図の紙面に垂直な軸を中心に回転する。第３関節２９ｄ，第６関節２９ｇ及び第８関節２９ｉは、第９図の上下方向の軸を中心に回転する。この回転方向は、ＲＰＶの周方向に対応する。第９関節２９ｋは、先端に設置した補修治具（溶接トーチ等）２９ｍを図中の矢印方向に揺動する。アーム２９ｊは取り外し可能で、その長さを変えることによって様々な箇所に対応できる。
第９図に示す多関節型の補修装置を用いて炉底部の溶接部にアクセスし、溶接部の補修を行う方法について、第１０図により説明する。補修装置が備える複数の関節のうち、例えば第１関節２９ｂの軸方向移動軸，第５関節２９ｆ及び第７関節２９ｈの回転軸，第３関節２９ｄの周方向回転軸，第９関節２９ｋの揺動軸を駆動して、第１０図のように姿勢制御することにより、補修治具２９ｍの先端を、ＣＲＤハウジング８とスタブチューブ８０の溶接部及びスタブチューブ８０とＲＰＶ下鏡１ｃの溶接部に接近させる。
各関節の駆動は、カメラ４０ａでモニターしながら、補修装置とその周りの炉内構造物とが干渉しないように遠隔で制御する。このための制御装置及びモニター用ディスプレイは、例えば、オペレーティングフロア上の制御盤２８内に設置すれば良い。このようにして溶接部に接近させた補修治具２９ｍを用いて、カメラ４０ａでモニターしながら、溶接部の補修を行う。補修作業終了後には、カメラ４０ａにより補修状況を確認する。
第１０図は、補修装置の補修治具２９ｍの先端をスタブチューブ８ａとＲＰＶ下鏡１ｃの溶接部に接近させた状態を示す作業要領図である。
同図では、ＣＲＤハウジング８に隣接するＣＲＤハウジング８ａに設置したカメラ４０ａを多関節アーム４０ｂにより姿勢制御する例を示している。カメラ４０ａ及び多関節アーム４０ｂを制御する制御装置も、制御盤２８内に設置すれば良い。
このように、補修装置とは別に、カメラ４０ａをＲＰＶ１の下側から設置することにより、補修装置を他の作業用の装置と交換する場合に、カメラ４０ａを用いて炉底部の作業状況を確認しながら実施できるので、作業の信頼性が向上する。
なお、第１０図では、補修対象物に隣接する１つのＣＲＤハウジング８ａにのみカメラ４０ａを設置した例を示したが、これに限定されない。即ち、補修対象物周辺の複数のＣＲＤハウジングにカメラを設置して、モニターする範囲を分担させても良い。また、補修治具２９ｍに超小型カメラを設置して、この超小型カメラで補修治具２９ｍの先端の作業状況をモニターし、カメラ４０ａで補修治具２９ｍ周りの状況をモニターするようにしても良い。
ここで、第１１図を用いて、ＩＣＭハウジングの溶接部、又は狭隘部であるシュラウドサポートの溶接部を補修する例を説明する。同図は、ＩＣＭハウジング７の溶接部、シュラウドサポートレグ１１０とＲＰＶ下鏡１ｃの溶接部、又はシュラウドサポートシリンダ１１１とバッフルプレート１１２の溶接部に第９図の補修装置を適用した例を、便宜上一つの図に一緒に示している。但し、第１０図で示したガイドパイプ２４，カメラ４０ａなどは省略している。
補修装置が備える複数の関節のうち、例えば第１関節２９ｂの軸方向移動軸，第５関節２９ｆ及び第７関節２９ｈの回転軸，第８関節２９ｉの周方向回転軸，第９関節２９ｋの揺動軸を駆動し、第１１図のように姿勢制御することにより、補修治具２９ｍの先端を、ＩＣＭハウジング７の溶接部に接近させることができる。
また、例えば第２関節２９ｃ，第４関節２９ｅ及び第５関節２９ｆの回転軸，第３関節２９ｄ及び第６関節２９ｇの周方向回転軸，第９関節２９ｋの揺動軸を駆動し、第１１図のように姿勢制御することにより、補修治具２９ｍの先端を、シュラウドサポートレグ１１０とＲＰＶ下鏡１ｃの溶接部、又はシュラウドサポートシリンダ１１１とバッフルプレート１１２の溶接部に接近させることができる。
以上のようにして各溶接部に接近させた補修治具２９ｍを用いて、図示していないカメラでモニターしながら、各溶接部の補修を行う。補修作業終了後には、カメラにより補修状況を確認する。このようにして、ステップＳ９の補修作業を終了する。尚、第１１図では、１０軸の多関節型補修装置を用いた例を示したが、例えば７軸の多関節型補修装置を用いることもできる。
次に、ステップＳ１０で、ケーブル処理装置９２のスプロケット９２ｂを逆転することにより、補修装置２９を炉底部から放射線遮蔽蓋２１ｆの上側まで上昇させ、放射線遮蔽蓋２１ｆを遠隔操作により閉じる。補修装置２９の上昇速度は、ステップＳ８の下降速度と同様に制御する。
即ち、補修装置２９が炉心領域に至るまでは、例えば３ｍ／分程度の相対的に遅い速度で補修装置２９を上昇させる。補修装置２９が炉心領域を通過する間は、例えば１５ｍ／分程度の相対的に速い速度で補修装置２９を上昇させる。補修装置２９が炉心領域を通過した後は、再び相対的に遅い速度で補修装置２９を上昇させる。
次に、ステップＳ１１で補修装置２４及びチェーン付きケーブル２５を取り外し、ステップＳ１２でＲＰＶ１の水張りを行う。補修装置２４及びチェーン付きケーブル２５の取外し作業は、ステップＳ７の取付け作業と逆の手順で行う。
次に、ステップＳ１３においてステップＳ５と逆の手順でガイドパイプ２４を取り外す。ステップＳ１４では、ステップＳ４と逆の手順でＲＰＶフランジの放射線遮蔽体２１ｃを取り外す。ステップＳ１５では、ステップＳ３と逆の手順で原子炉ウェル１０の水張りを行う。
ステップＳ１６では、ステップＳ２と逆の手順で、シュラウド４の放射線遮蔽体２１ｂ及び上部格子板５の放射線遮蔽体２１ａを取り外す。ステップＳ１７では、ステップＳ１と逆の手順で炉内機器を復旧する。以上の手順により、炉底部の炉内構造物の補修作業を終了する。
なお、上記実施例では炉底部の炉内構造物を補修する場合について説明したが、炉心領域のシュラウド４を補修する場合には、例えばガイドパイプ２４の下端を炉心支持板６の位置に位置決めし、上記した多関節型の補修装置２９を用いることにより、同様にしてシュラウド４の溶接部を補修できる。
また、上記実施例では補修作業のみを行う例を説明したが、複数の作業を同じ炉内構造物に適用する場合には、次のように実施する。即ち、第１図のステップＳ１１において補修装置のみを取り外し、再度ステップＳ７に戻って、次の作業を行う装置を取り付けて、ステップＳ８〜ステップＳ１０を繰り返す。更に次の作業を行う場合には、同様に、ステップＳ１１における装置取外し作業の後に、ステップＳ７〜ステップＳ１０を繰り返す。
また、ガイドパイプの設置位置を移動させ新たな位置の炉内構造物に補修作業を適用する場合には、次のように実施する。即ち、第１図のステップＳ１４の後に、シュラウドの放射線遮蔽体２１ｂを周方向に回転させると共に、上部格子板の放射線遮蔽体２１ａを移動させて、放射線遮蔽体２１ｂの開口部及び放射線遮蔽体２１ａの開口部を、ガイドパイプの新たな設置位置に合わせる。次に、ステップＳ４に戻って、新たな設置位置にガイドパイプを取り付けて、ステップＳ５〜ステップＳ１４を繰り返す。
この際、ガイドパイプの新たな設置位置に対応させて、予め放射線遮蔽体２１ｂに開口部を設けておくことにより、上記した放射線遮蔽体２１ｂの回転作業を省略できる。また、ガイドパイプの新たな設置位置に対応させて、予め放射線遮蔽体２１ａを設置しておくことにより、上記した放射線遮蔽体２１ａの移動作業を省略できる。これらの作業の省略は、作業期間の短縮に寄与する。
新たな設置位置にガイドパイプを取り付ける方法としては、例えば次の２つを用いることができる。第１の方法は、ＲＰＶフランジの放射線遮蔽体２１ｃは動かさず、第４Ａ図又は第４Ｂ図に示したように、放射線遮蔽体２１ｃに設けてある他の開口部（新たな設置位置）にガイドパイプを取り付ける方法である。第２の方法は、第４Ａ図又は第４Ｂ図のような開口部を備えた放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させたり、第４Ｃ図の放射線遮蔽体３６ａ及び３６ｂを周方向に回転させて、新たな設置位置にガイドパイプを取り付ける方法である。
放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させる場合、例えば第１２Ａ図及び第１２Ｂ図に示す回転機構を用いることができる。第１２Ａ図はこの回転機構の概略構成図、第１２Ｂ図は第１２Ａ図の回転機構に放射線遮蔽体２１ｃを設置した状態を示す部分縦断面図である。
この場合、４個のブラケット３２がＲＰＶフランジ１ｂ上に直接設置されており、ブラケット３２同士が梁３３で接続されている。放射線遮蔽体２１ｃはブラケット３２および梁３３の上に搭載され、ブラケット３２を周方向に移動させることにより、放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させる。
梁３３は、ガイドパイプの設置位置を塞がないように取り付けられる。ブラケット３２および梁３３は、放射線遮蔽体２１ｃにガイドパイプが設置された場合に、これらの荷重に耐えられる機械強度を備える。放射線遮蔽体２１ｃの位置決め用穴３１ａにＲＰＶフランジ１ｂ上のガイドピン３１を挿入することによって、放射線遮蔽体２１ｃの周方向の位置決めを行う。第１２Ｂ図において、ガイドピン３１は、放射線遮蔽体２１ｃのみを貫通し、ブラケット３２は貫通しない。 放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させる他の回転機構として、第１３Ａ図及び第１３Ｂ図に示す回転機構も用いることができる。第１３Ａ図はこの回転機構の概略構成図、第１３Ｂ図は第１３Ａ図の回転機構に放射線遮蔽体２１ｃを設置した状態を示す部分縦断面図である。
この回転機構の場合、ブラケット３２は固定し、ブラケット３２の上に設けたレール３５の上で放射線遮蔽体２１ｃを回転させる。４個のブラケット３２がＲＰＶフランジ１ｂに固定され、リング状の架台３４がブラケット３２の上に設置されている。リング状のレール３５が架台３４の上に設置され、放射線遮蔽体２１ｃがこのレール３５の上を回転する。放射線遮蔽体２１ｃは、図示しない固定部材により、所望の周方向位置で、レール３５又は架台３４に固定される。この回転機構によれば、周方向の任意の位置に放射線遮蔽体２１ｃを位置決めできる。
以上説明した第１２Ａ図及び第１３Ａ図の回転機構は、シュラウドの放射線遮蔽体２１ｂを周方向に回転させる場合にも、用いることができる。もちろん、第４Ａ図〜第４Ｃ図で説明した構造を放射線遮蔽体２１ｂに用いることもできる。
また、上記実施例では、１本のガイドパイプから１台の補修装置を導入する例を説明したが、複数のガイドパイプを用いて複数の補修装置を一緒に用いることも可能である。例えば、第４Ｂ図に示したスリット状の開口部３７ｂの両端部に２本のガイドパイプを取り付け、各ガイドパイプに補修装置を導入しても良い。この場合、異なる２箇所の炉内構造物に対して、一緒に（又は同時に）補修作業を適用でき、作業期間を短縮できる。
また、上記実施例では、上部格子板５及びシュラウド４に放射線遮蔽体を設置した後に原子炉ウェル１０の水抜きを行う例を説明したが、この順番は逆にすることもできる。即ち、第１図のステップＳ２で原子炉ウェル１０の水抜きを行い、ステップＳ３で上部格子板５及びシュラウド４に放射線遮蔽体を設置しても良い。この場合、第１図のステップＳ１５で上部格子板５及びシュラウド４の放射線遮蔽体を取り外し、ステップＳ１６で原子炉ウェル１０の水張りを行えば良い。
また、上部格子板５に放射線遮蔽体を設置しなくても作業者の被曝低減が十分に図れる場合には、上部格子板５への放射線遮蔽体の設置を省略することができる。もちろん、上部格子板５に放射線遮蔽体を設置する代わりに、他の炉内構造物に放射線遮蔽体を設置しても良い。この場合、他の炉内構造物に設置する放射線遮蔽体が、ガイドパイプ２４が通過可能な開口部を備えていれば良い。
また、上記実施例では、ＲＰＶ１に放射線遮蔽体２１ｃを設置した後にガイドパイプ２４の取付けを行う例を説明したが、この順番は逆にすることもできる。即ち、第１図のステップＳ４でガイドパイプ２４の取付けを行い、ステップＳ５でＲＰＶ１に放射線遮蔽体２１ｃを設置しても良い。この場合、第１図のステップＳ１３で放射線遮蔽体２１ｃを取り外し、ステップＳ１４でガイドパイプ２４の取外しを行えば良い。
次に、本発明をＢＷＲにおける炉内構造物の保全方法に適用した第２実施例を説明する。本実施例では、保全対象はアニュラス部に位置する炉内構造物で、保全作業は補修作業である。
本実施例の作業手順の大部分は第１図に示した第１実施例と同じであり、ステップＳ２及びステップＳ１６が第１実施例と異なる。他のステップは第１実施例と同じであるので、ここでは説明を省略する。以下、第１４図を用いて、本実施例の補修方法を説明する。
アニュラス部４１はシュラウド４とＲＰＶ１の隙間部分であり、炉心スプレイ配管４２及び給水スパージャがアニュラス部４１の上側に存在する。このため、ガイドパイプ２４をアニュラス部４１に真っ直ぐに下ろすことは困難である。
このため、ステップＳ２において、シュラウド４に放射線遮蔽体２１ｂを設置するとともに、ガイドパイプ２４の先端をアニュラス部４１に導くための円筒状のガイド部材２４ｃを取り付ける。ガイド部材２４ｃの取付け位置は、補修対象であるアニュラス部４１の周方向位置に対応させる。ガイド部材２４ｃの形状としては、円筒状の他に、へら状等の様々な形状が使用できる。この場合、ガイドパイプ２４はシュラウド４内に挿入されないので、上部格子板５に放射線遮蔽体を設ける必要はない。
このように、予めガイド部材２４ｃを取り付けておくことにより、ステップＳ５でガイドパイプ２４を設置する際に、ガイドパイプ２４の先端をアニュラス部４１に容易に挿入できる。このようにガイドパイプ２４の一部を曲げてアニュラス部４１に挿入するためには、ガイドパイプ２４のうち、少なくともガイド部材２４ｃよりも下側の部分を、フレキシブルパイプ等の曲がり易い（屈曲可能な）構造にした方が良い。ガイドパイプ２４全体をフレキシブルパイプで構成した方が、更に好ましい。
第１４図は、ステップＳ８で、補修装置２９をガイドパイプ２４を通してアニュラス部４１に下した状態を示す作業要領図である。第１４図の状態で、第１実施例と同様に、多関節型の補修装置２９を遠隔制御することにより、アニュラス部４１に位置する炉内構造物の補修作業を行う。
一例として、第１５Ａ図及び第１５Ｂ図を用いて、ジェットポンプディフューザ周りの溶接部の補修作業を説明する。第１５Ａ図はこの補修作業時における補修装置の設置状態を示す概略横断面図、第１５Ｂ図はこの補修作業時における補修装置の設置状態を示す概略縦断面図である。
補修装置２９をガイドパイプ２４を介してバッフルプレート１１２上に下ろし、この補修装置２９から固定パッド２９ｎをジェットポンプディフューザ４３の外面及びＲＰＶ１の内面に張り出すことにより、補修装置２９をこの位置に固定する。この状態で、遠隔操作により補修装置２９の各関節の姿勢を制御して、シュラウドサポートシリンダ１１１とバッフルプレート１１２の溶接部、またはジェットポンプディフューザ４３とバッフルプレート１１２の溶接部を補修する。このとき、補修状況は、図示しないカメラを用いて確認する。
次に、補修装置２９を移動して、ジェットポンプディフューザ４３の外面とシュラウドサポートシリンダ１１１の外面との間の位置に固定する。この状態で、遠隔操作により補修装置２９の各関節の姿勢を制御して、ジェットポンプディフューザ４３とバッフルプレート１１２の溶接部のうち、補修されていない部分を補修する。補修対象部が複数ある場合には、補修装置２９の移動を繰り返して補修を行う。
以上のようにして補修作業を実施後、ステップＳ１６において、ステップＳ２で取り付けたガイド部材２４ｃ及び放射線遮蔽体２１ｂを取り外す。最後に、ステップＳ１７において、炉内機器を復旧して、アニュラス部の炉内構造物の補修作業を終了する。
尚、第１４図では、ガイド部材２４ｃを周方向の１箇所に固定する例を説明したが、ガイド部材２４ｃを周方向に回転自在に設置することも可能である。例えば、放射線遮蔽体２１ｂの上にリング状のレールを設置し、ガイド部材２４ｃをこのレールに沿って移動自在に設置すれば良い。この場合、ガイド部材２４ｃを周方向の任意の位置に固定できるので、全ての位置のアニュラス部において、炉内構造物の補修作業を実施できる。
また、上記実施例ではジェットポンプミキサー（図示せず）を取り外さない例を説明したが、ジェットポンプミキサーを取り外す場合には、ステップＳ１において、第１実施例で取り外した炉内機器に加えて、ジェットポンプミキサーも取り外す。その後、ステップＳ１７において、ステップＳ１で取り外した炉内機器（ジェットポンプミキサーも含む）を復旧する。
また、第１４図ではガイドパイプ２４の一部をフレキシブルパイプで構成する例を説明したが、曲り部を有するガイドパイプを用いることもできる。この場合、ガイドパイプは元々曲っているため、ガイド部材２４ｃを用いなくても、ガイドパイプの先端をアニュラス部に挿入できる。もちろん、ガイドパイプの曲り部では、内部のレールも曲り部を有している。
更に、曲り部を有するガイドパイプを用いる場合、ガイドパイプの取付け作業及び取外し作業をより容易にするために、第１図のステップＳ４とＳ５を逆にして、ステップＳ１３とＳ１４も逆にしたほうが良い。即ち、ステップＳ４でＲＰＶに水を満たした状態で曲り部を有するガイドパイプを取り付け、ステップＳ５でＲＰＶフランジの上に放射線遮蔽体２１ｃを設置する。ステップＳ１３ではＲＰＶに水を満たした状態で放射線遮蔽体２１ｃを取り外し、ステップＳ１４でガイドパイプを取り外す。
このようにすることにより、ガイドパイプの曲り部を放射線遮蔽体２１ｃの開口部に挿入する作業，曲り部を放射線遮蔽体２１ｃの開口部から引き抜く作業を省くことができるので、作業性が向上する。また、フレキシブルパイプを用いる場合に比べて、ガイドパイプを介してＲＰＶ内に搬入する保全装置の位置決め精度が向上する。
次に、第１６図を用いて、本発明をＢＷＲにおける炉内構造物の保全方法に適用した第３実施例を説明する。本実施例では、保全対象は炉底部に位置する炉内構造物で、保全作業は点検作業及び溶接作業である。本実施例は、点検で欠陥が検出された場合に、この欠陥を溶接で補修する例である。第１６図は、第３実施例の保全方法を示すフローチャートである。
初めに、ステップＴ１において、補修溶接の施工前検査を行う。本ステップでは、点検装置，加工装置及び溶接装置を備えた補修装置を用いて、第１図のステップＳ１〜Ｓ９を行う。但し、ステップＳ９では、モニタカメラ等の点検装置により保全対象である炉内構造物表面の欠陥を検出する。
次に、ステップＴ２において、点検装置を用いて補修すべき欠陥位置を確認する。ステップＴ３では、加工装置を用いて、位置を確認した欠陥を除去する。ステップＴ４では、溶接装置を用いて、欠陥を除去した部位に対して補修溶接を行う。
次に、ステップＴ５において、点検装置を用いて、補修溶接した部位の施工後検査を行う。この検査により溶接状態に不具合があれば、ステップＴ３に戻ってステップＴ３〜Ｔ５を繰り返す。ステップＴ５の検査により溶接状態が良好であれば、作業を終了する。以上で、第３実施例の保全作業を終了する。
なお、上記実施例では、補修装置が点検装置，加工装置及び溶接装置を備えた例を説明したが、これに限定されない。例えば、点検装置及び加工装置を備えた第１補修装置と、点検装置及び溶接装置を備えた第２補修装置とを用いる場合には、以下の手順で実施する。
初めに、第１補修装置を用いてステップＴ１〜Ｔ３を行う。次に、第１図のステップＳ１０〜Ｓ１１と同様にして第１補修装置を取り外し、第１図のステップＳ７と同様にして第２補修装置を取り付ける。
次に、ステップＴ４で、第１図のステップＳ８と同様にして第２補修装置を下降させ、欠陥を除去した部位に対して補修溶接を行う。ステップＴ５では、第２補修装置の点検装置を用いて、補修溶接した部位の施工後検査を行う。この検査により溶接状態に不具合があれば、ステップＴ３に戻って第２補修装置を第１補修装置に取り替えてステップＴ３〜Ｔ５を繰り返す。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）における炉内構造物の保全方法に適用した第１実施例を示すフローチャートである。
第２図は、本発明の保全方法を適用する原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の概略縦断面図である。
第３図は、第１図のステップＳ７で、補修装置及びチェーン付きケーブルを取り付けた状態を示す作業要領図である。
第４Ａ図は、放射線遮蔽体２１ｃの一例を示す概略上面図である。
第４Ｂ図は、放射線遮蔽体２１ｃの一例を示す概略上面図である。
第４Ｃ図は、分割構造を有する放射線遮蔽体２１ｃにおける接続部の一例を示す概略断面図である。
第５図は、ガイドパイプの概略横断面図である。
第６図は、第３図の作業台周りの詳細図である。
第７Ａ図は、チェーン付きケーブルの概略構成図である。
第７Ｂ図は、チェーン付きケーブルの概略横断面図である。
第８図は、第１図のステップＳ８で、補修装置を炉底部に下した後の状態を示す図である。
第９図は、１０軸の多関節機構を備えた補修装置の概略構成図である。
第１０図は、第１図のステップＳ９で、ＲＰＶ下鏡の溶接部を補修する作業要領図である。
第１１図は、第１図のステップＳ９で、炉内検出器（ＩＣＭ）ハウジングの溶接部又はシュラウドサポートの溶接部を補修する作業要領図である。
第１２Ａ図は、放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させる回転機構の一例を示す概略構成図である。
第１２Ｂ図は、第１２Ａ図の回転機構に放射線遮蔽体２１ｃを設置した状態を示す部分縦断面図である。
第１３Ａ図は、放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させる回転機構の他の一例を示す概略構成図である。
第１３Ｂ図は、第１３Ａ図の回転機構に放射線遮蔽体２１ｃを設置した状態を示す部分縦断面図である。
第１４図は、本発明をＢＷＲの炉内構造物の保全方法に適用した第２実施例において、補修装置をアニュラス部に下した状態を示す作業要領図である。
第１５Ａ図は、ジェットポンプディフューザ周りに補修装置を設置した状態を示す概略横断面図である。
第１５Ｂ図は、ジェットポンプディフューザ周りに補修装置を設置した状態を示す概略縦断面図である。
第１６図は、本発明をＢＷＲにおける炉内構造物の保全方法に適用した第３実施例を示すフローチャートである。
本発明は、原子力発電プラントの供用期間中に、既設の炉内構造物（原子炉圧力容器内の構造物）の保全作業を行う方法に関する。
背景技術
本明細書における保全作業とは、対象となる炉内構造物に対する点検（検査）作業，加工作業，溶接作業，残留応力の改善作業，表面改質作業などを含む。これらの保全作業のうち、点検作業，加工作業及び溶接作業は、一般に補修作業として知られている。
原子炉圧力容器（ＲＰＶ）からシュラウドを取り外し、ＲＰＶ内の除染や炉心領域への放射線遮蔽体の設置などを実施した後で、気中雰囲気で炉内構造物の検査，加工，設置などを行う技術が、特開昭６３−３６１９５号公報，特開平８−６８８８９号公報，特開平８−２９７１９２号公報，特開平１０−１３２９８５号公報，特開平１０−１４２３７６号公報，特開平１０−１５３６８２号公報，特開平１０−２６０２９０号公報，特開平１０−２８２２９０号公報に記載されている。
これらの従来技術の場合、水中雰囲気で炉内構造物の保全作業を行う場合に比べて、保全作業を効率良く行うことができる。しかし、これらの従来技術は、シュラウドが設置された状態では適用できない。
また、水シールチャンバをシュラウドの上に設置し、水シールチャンバより下部を気中雰囲気にして、シュラウド内面の予防保全処理を行う技術が、特開平５−８０１８６号公報，特開平５−３１２９９２号公報に記載されている。更に、防水型溶接装置をＲＰＶ内に設置してＲＰＶの上蓋を閉じた後で、ＲＰＶ内の水を抜いてＲＰＶ内の補修溶接を行う技術が、特開平３−８７６９６号公報に記載されている。しかし、これらの従来技術では、水シールチャンバや溶接装置の構造が複雑になる。
発明の開示
本発明の目的は、原子炉圧力容器内にシュラウドが設置された状態でも、比較的簡単な構造の装置を用いて、既設の炉内構造物の保全作業を短期間で効率良く実施できる保全方法を提供することにある。
本発明では、原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体にガイドパイプを取り付け、該ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて、炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行う。
他の本発明では、原子炉ウェルを水抜きして原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入するためのガイドパイプを前記放射線遮蔽体に取り付け、前記原子炉圧力容器内を水抜きして前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて前記保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行う。
他の本発明では、原子炉ウェルを水抜きして原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入するためのガイドパイプを前記放射線遮蔽体に取り付け、前記原子炉圧力容器内を水抜きして前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて前記保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該保全装置を用いてシュラウドサポートの保全作業を行い、該保全作業の終了後に前記保全装置を前記原子炉圧力容器から取り出し、前記原子炉圧力容器内を水張りして前記ガイドパイプ及び前記放射線遮蔽体を取り外し、前記原子炉ウェルを水張りする。
他の本発明では、原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体に曲り部を有するガイドパイプを取り付け、該ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて、炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で前記保全装置を用いてシュラウドと前記原子炉圧力容器との間であるアニュラス部に位置する炉内構造物の保全作業を行う。
他の本発明では、原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体に複数のガイドパイプを取り付け、各ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて、炉内構造物の保全作業に用いる複数の保全装置をそれぞれ前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該複数の保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行う。
発明を実施するための最良の形態
本発明を沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）における原子炉圧力容器（ＲＰＶ）内の構造物（炉内構造物）の保全方法に適用した一実施例を、図面を用いて説明する。
第２図は、本発明の保全方法を適用するＢＷＲのＲＰＶ１の概略縦断面図である。ＲＰＶ１内には、ドライヤ（蒸気乾燥器）２，セパレータ（気水分離器）３，シュラウド４などが据え付けられている。シュラウド４には、燃料集合体を支持するための上部格子板５，炉心支持板６などが取り付けられている。
炉内検出器（ＩＣＭ）ハウジング７及び制御棒駆動機構（ＣＲＤ）ハウジング８が、ＲＰＶ１の底部を貫通して、ＲＰＶ１に溶接により取り付けられている。ＩＣＭ案内管９が、ＩＣＭハウジング７の上部に溶接により取り付けられている。
ＲＰＶ１の内部に設置される構造物（燃料集合体，制御棒等は除く）は、炉内構造物と呼ばれる。具体的には、ドライヤ２，セパレータ３，シュラウド４，上部格子板５，炉心支持板６，ＩＣＭ案内管９などが、炉内構造物である。これらの炉内構造物と、燃料集合体，制御棒等を合せて、炉内機器と呼ぶ。
以下、第１図を用いて、本発明をＢＷＲにおける炉内構造物の保全方法に適用した第１実施例を説明する。本実施例では、保全対象は炉底部に位置する炉内構造物で、保全作業は補修作業である。第１図は、第１実施例の保全方法を示すフローチャートである。
初めに、ステップＳ１において、ＲＰＶ１の上部に位置する原子炉ウェルに水を満たした状態で、原子炉圧力容器蓋（ＲＰＶ蓋）１ａを取り外し、炉内機器を順次取り外す。具体的には、セパレータ３，ドライヤ２，燃料集合体，制御棒，炉内検出器（ＩＣＭ），燃料支持金具，制御棒駆動機構（ＣＲＤ），制御棒案内管等を順次取り外す。
次に、ステップＳ２において、原子炉ウェル１０に水を満たした状態で、上部格子板５の上に放射線遮蔽体２１ａを設置し、シュラウド４の上にも放射線遮蔽体２１ｂを設置する（第３図参照）。上部格子板５に設置する放射線遮蔽体２１ａは、後述するガイドパイプ２４が通過可能な開口部を備え、ガイドパイプ２４を設定する位置（ＲＰＶの径方向及び周方向における位置）に対応させて設置する。シュラウド４に設置する放射線遮蔽体２１ｂは、シュラウド４の上面全体を覆い、ガイドパイプが通過可能な開口部を、ガイドパイプ２４を設定する位置に備えている。
次に、ステップＳ３で、原子炉ウェル１０の水抜きを行い、水位をＲＰＶフランジ１ｂ下まで下げる。ステップＳ４では、ＲＰＶフランジ１ｂの上に放射線遮蔽体２１ｃを設置する。この放射線遮蔽体２１ｃは、ガイドパイプが通過可能な開口部を、ガイドパイプ２４を設定する位置（ＲＰＶの径方向及び周方向における位置）に備えている。
放射線遮蔽体２１ｃに設ける開口部としては、例えば第４Ａ図のように、ガイドパイプが通過可能な円形断面を有する開口部３７ａを、ＲＰＶの径方向及び周方向における複数の位置に設ける。複数の開口部３７ａのうち、ガイドパイプ２４を設定しない位置の開口部には、放射線遮蔽蓋３８を取り付ける。
第４Ｂ図のように、ガイドパイプが通過可能なスリット状断面を有する開口部３７ｂを放射線遮蔽体２１ｃに設けても良い。この場合、開口部３７ｂのうちガイドパイプ２４が挿入されていない部分には放射線遮蔽蓋（図示せず）を取り付ける。
放射線遮蔽体２１ｃは、第４Ａ図及び第４Ｂ図のような一体構造に限定されず、分割構造でも良い。例えば、第４Ｃ図のように、円盤状の放射線遮蔽体３６ｂと、この外側を覆う放射線遮蔽体３６ａとに分割した構造を用いることができる。放射線遮蔽体３６ｂは、ガイドパイプ２４が通過可能な円形断面を有する開口部３７ａを備えている。放射線遮蔽体３６ｂの直径は、放射線遮蔽体２１ｃの直径よりも小さく、放射線遮蔽体２１ｃの半径よりも大きく構成されている。
放射線遮蔽体３６ａと３６ｂとは、隙間から放射線が漏れないように嵌合（接続）され、放射線遮蔽体３６ｂは回転可能に構成されている。例えば、第４Ｄ図のように、放射線遮蔽体３６ａと３６ｂの接続部を互いにＬ字形構造とし、下側からの放射線が直接漏洩する隙間をなくす。第４Ｄ図では、更に放射線遮蔽体３６ａと３６ｂの接続部の下側に放射線を遮蔽するブロック３６ｃをネジ３６ｄで固定し、放射線に対する十分な遮蔽厚さを確保している。
上記した複数の開口部３７ａを有する放射線遮蔽体２１ｃ、またはスリット状の開口部３７ｂを有する放射線遮蔽体２１ｃを、ＲＰＶの周方向に回転させることにより、ＲＰＶ１内の様々な位置の炉内構造物に対して、ガイドパイプ２４を介して補修作業を行うことができる。尚、第４Ａ図及び第４Ｂ図において、符合３１ａは、放射線遮蔽体２１ｃをＲＰＶフランジ１ｂに固定するために、ＲＰＶの周方向に設けられた複数の孔である。
次に、ステップＳ５において、ＲＰＶ１内に水を満たした状態で、ガイドパイプ２４を取り付ける。第３図に示すように、原子炉ウェル１０の上部からＲＰＶ１の底部までの距離は、約２５〜３０ｍになる。このため、ガイドパイプ２４は、作業性を考慮して、長さ方向（ＲＰＶの軸方向）に複数分割した構造を採用している。放射線遮蔽体２１ｃ上で分割構造のガイドパイプ２４を継ぎ足しながら天井クレーンで吊り下し、放射線遮蔽体２１ｃの開口部，放射線遮蔽体２１ｂの開口部，放射線遮蔽体２１ａの開口部，上部格子板５，炉心支持板６を貫通させる。こうして、ガイドパイプ２４の下端が補修対象である炉底部近傍に位置するように、ＲＰＶの軸方向におけるガイドパイプ２４の位置決めを行う。
次に、ガイドパイプ２４の構造を説明する。第５図は、ガイドパイプ２４の概略横断面図である。同図に示すように、円筒状のガイドパイプ２４の内面には、ＲＰＶの軸方向に長く伸びたレール２４ａが設置されている。補修装置を取り付け可能な構造を有する台車２４ｂがレール２４ａの上に設置されており、台車２４ｂはレール２４ａに沿って昇降する。即ち、補修装置は、台車２４ｂと共にＲＰＶ内に挿入される。従って、レール２４ａが、台車２４ｂに取り付けられた補修装置のＲＰＶの周方向における位置決めを行う。
また、ガイドパイプ２４の外面には、４個の突起部２４ｄが設置されている。突起部２４ｄは、周方向に対称な４箇所に設けられており、後述するシム２１ｇと係合してガイドパイプ２４を据え付けるために使われる。台車２４ｂの下端にはストッパ２４ｅが設けられており、ストッパ２４ｅの長さを変えることにより、補修装置の上下方向（ＲＰＶの軸方向）における据付け位置を調整することができる。更に、レール２４ａの下端にストッパを設け、補修装置据付時の上下方向における位置決めを行うこともできる。
円筒状のガイドパイプ２４は、その上端部及び下端部に切欠き部を備える。この上端切欠き部は、補修装置およびチェーン付きケーブルを台車２４ｂに取り付ける際の作業空間として利用される。下端切欠き部は、補修装置をガイドパイプ２４内から炉底部に繰り出すために利用される。
ＲＰＶの径方向及び周方向におけるガイドパイプ２４の位置決めは、例えば、ガイドパイプ外面の所定位置に位置決め用の孔部又は溝部を有する部材を設け、この孔部又は溝部を炉内構造物の所定位置に位置する突起部に嵌合させて行えば良い。このような炉内構造物の突起部としては、例えば炉心支持板の燃料サポート位置決めピンが利用できる。
次に、ガイドパイプ２４の芯出し調整方法を説明する。ガイドパイプ２４は、取付治具により放射線遮蔽体２１ｃ上に据え付けられる。この取付治具は、ガイドパイプ２４の中心軸位置を、第６図の横方向に調整するための位置調整機構２１ｄと、第６図の紙面に垂直方向に調整するための位置調整機構２１ｅとを備える。これらの位置調整機構２１ｄ及び２１ｅを用いてガイドパイプ２４の芯出し調整を行い、ガイドパイプ２４の吊下げ部（図示せず）を固定する。尚、位置調整機構２１ｄ及び２１ｅは放射線遮蔽体の機能も有し、これも作業者の被曝低減に寄与する。
次に、ガイドパイプ２４の上下方向の調整方法を説明する。ガイドパイプ２４は、突起部２４ｄを取付治具のシム２１ｇ上に載せることにより据え付ける構造となっており、このシム２１ｇの厚さを変えることにより、ガイドパイプ２４の上下方向の位置調整を行うことができる。以上のようにして、ガイドパイプの取付作業は終了する。
次に、ステップＳ６で、ＲＰＶ１の水抜きを行い、ＲＰＶ内を気中雰囲気にする。以下のステップでは、ＲＰＶ内を気中雰囲気にした状態で補修装置をＲＰＶ内に搬入することにより、防水構造が不要となるので、比較的簡単な構造の補修装置を用いることができる。
ステップＳ７では、補修装置及びチェーン付きケーブルを台車２４ｂに取り付ける。まず、ガイドパイプ２４の上端切欠き部の下側を放射線遮蔽蓋２１ｆで覆い、作業者の被曝防止を図る。次に、原子炉建屋のオペレーションフロアに設置された作業台車９１に、ケーブル処理装置９２を取り付ける。次に、作業者は、放射線遮蔽体２１ｃから所定距離離れた作業台３０上で、吊り具等を用いて補修装置２９を台車２４ｂに接近させ、位置決めピン（図示せず）で位置を合わせ、ボルト等で補修装置２９を台車２４ｂに固定する。補修装置２９を台車２４ｂに固定することにより、補修装置２９は、レール２４ａと取り合うために必要な精密な機構が不要となる。
次に、専用吊具（図示せず）を用いて、チェーン付きケーブル２５をケーブル処理装置９２に組み付ける。チェーン付きケーブル２５は、動力ケーブル及び信号ケーブル（以下、単にケーブルという）にチェーンが縛着されたものであり、第７Ａ図及び第７Ｂ図に示す構造を備えている。第７Ａ図はチェーン付きケーブル２５の概略構成図、第７Ｂ図はチェーン付きケーブル２５の概略横断面図である。チェーン付きケーブル２５は、ケーブル２５ｂの両側にチェーン２５ａを有し、このチェーン２５ａを連結するサポート２５ｃがケーブル２５ｂを固定するクランプの機能を備えている。
次に、補修装置２９から吊り具等を外し、ケーブル２５ｂを補修装置２９に接続すると共に、チェーン２５ａの一端を補修装置２９及び台車２４ｂに取り付ける。更に、チェーン付きケーブルのチェーン２５ａの他端を、制御盤２８に取り付ける。第３図はこのようにしてチェーン付きケーブル２５を取り付けた状態を示す作業要領図、第６図は第３図の作業台３０周りの詳細図である。
制御盤２８から伸びたチェーン付きケーブル２５は、駆動部無しのスプロケット９２ａ、及び駆動部付きのスプロケット９２ｂを介して、補修装置２９に接続されている。チェーン付きケーブル２５は、動力ケーブル及び信号ケーブル（以下、単にケーブルという）にチェーンが縛着されたものである。
ケーブル処理装置９２のスプロケット９２ｂを正転（第３図で右回転）することにより、チェーン付きケーブル２５を送り込み、補修装置２９を下降することができる。また、スプロケット９２ｂを逆転（第３図で左回転）することにより、チェーン付きケーブル２５を引き込み、補修装置２９を上昇することができる。
チェーン付きケーブル２５のチェーンの巻き取り及び繰り出しを行うスプロケット９２ｂには、これを駆動するためのモータ（図示せず）が接続されている。ケーブル処理装置９２は、補修装置２９に対してねじれ無く取り付ける必要があるため、張力調整及び水平レベル調整などの微調整機能、並びにクランプ機能を兼ね備えている。
以上説明したケーブル処理装置９２及びチェーン付きケーブル２５を用いることにより、ケーブルの繰り出し（送り込み）及び引き込みを、滑りが無く、精度良く、且つ素早く行える。このため、補修装置の昇降速度と、ケーブルの繰り出し速度及び引き込み速度とを同期させることが容易となるため、補修装置の原子炉内への挿入（搬入）及び取出しを高速で行うことができる。
補修装置２９を炉底部まで下降させるためには、ケーブル２５ｂは全長約４０ｍ、総重量約２４０ｋｇにも達する。これに対して、上記したように、チェーン２５ａでケーブル２５ｂの重量および補修装置２９の重量を支える構造を採用したことにより、ケーブル２５ｂの健全性を維持しつつ、補修装置２９を確実に昇降させることができる。即ち、チェーン２５ａは、ケーブル２５ｂの重量および補修装置２９の重量を支持可能な保持手段として機能する。
次に、ステップＳ８で、補修装置２９を炉底部まで下げる。まず、作業者は、台車２４ｂの昇降固定具を取り外し、作業台３０から退避する。作業者が安全な場所（放射線被曝の恐れがない場所）に退避したことを確認後、放射線遮蔽蓋２１ｆを遠隔操作により開き、補修装置２９をＲＰＶ内に下降させる。
補修装置２９の下降は、次のように行う。ケーブル処理装置９２のスプロケット９２ｂを正転することにより、チェーン付きケーブル２５をＲＰＶ内に送り込み、補修装置２９を下降させる。この時、図示していない制御装置により、スプロケット９２ｂを駆動するモータの回転速度を制御して、補修装置２９の下降速度を調整する。
即ち、補修装置２９が上部格子板５と炉心支持板６の間の炉心領域に至るまでは、例えば３ｍ／分程度の相対的に遅い速度で補修装置２９を下降させる。補修装置２９が炉心領域を通過する間は、例えば１５ｍ／分程度の相対的に速い速度で補修装置２９を下降させる。補修装置２９が炉心領域を通過した後は、再び相対的に遅い速度で補修装置２９を下降させる。
このように補修装置２９の下降速度を制御することにより、放射線量が高い炉心領域における補修装置２９への放射線の影響を極力抑えることができる。即ち、放射線による補修装置２９の機能低下（機能劣化）を極力抑えることができる。
以上のようにして下降された補修装置２９は、ＣＲＤハウジング８の上で停止され、この位置から先端に作業ヘッドを備えたアームを繰り出すことにより、次のステップの補修作業が行われる。作業ヘッドとしては、溶接トーチヘッド，ＶＴ（目視検査）ヘッド，加工ヘッド，ＰＴ（浸透探傷）ヘッド，ＵＴ（超音波探傷）ヘッドなどを用いることができる。これらの作業ヘッドを取替え可能な構造とすることにより、様々な補修作業に対応できる。第８図に、補修装置２９を炉底部に下した後の状態を示す。
上記したように、補修装置２９をガイドパイプ２４のレール２４ａに沿って下降させることにより、ＲＰＶ内に設置されている炉内構造物と干渉することなく、短時間で補修装置２９をＲＰＶ内に据え付けることができる。
次に、ステップＳ９で、補修装置２９を用いて炉内構造物の補修作業を行う。まず、補修作業前に、補修対象である炉内構造物（以下、補修対象物という）の周辺に位置するＣＲＤハウジングなどを通して、作業状況をモニターするためのカメラをＲＰＶ１の下側から挿入する。
補修作業に使用する補修装置２９の一例を、第９図を用いて説明する。第９図は、１０軸の多関節機構を備えた補修装置の概略構成図である。フレーム２９ａがガイドパイプの台車２４ｂに固定されており、第１関節２９ｂがフレーム２９ａに対して上下方向（ＲＰＶの軸方向）に移動する。
第２関節２９ｃ，第４関節２９ｅ，第５関節２９ｆ及び第７関節２９ｈは、第９図の紙面に垂直な軸を中心に回転する。第３関節２９ｄ，第６関節２９ｇ及び第８関節２９ｉは、第９図の上下方向の軸を中心に回転する。この回転方向は、ＲＰＶの周方向に対応する。第９関節２９ｋは、先端に設置した補修治具（溶接トーチ等）２９ｍを図中の矢印方向に揺動する。アーム２９ｊは取り外し可能で、その長さを変えることによって様々な箇所に対応できる。
第９図に示す多関節型の補修装置を用いて炉底部の溶接部にアクセスし、溶接部の補修を行う方法について、第１０図により説明する。補修装置が備える複数の関節のうち、例えば第１関節２９ｂの軸方向移動軸，第５関節２９ｆ及び第７関節２９ｈの回転軸，第３関節２９ｄの周方向回転軸，第９関節２９ｋの揺動軸を駆動して、第１０図のように姿勢制御することにより、補修治具２９ｍの先端を、ＣＲＤハウジング８とスタブチューブ８０の溶接部及びスタブチューブ８０とＲＰＶ下鏡１ｃの溶接部に接近させる。
各関節の駆動は、カメラ４０ａでモニターしながら、補修装置とその周りの炉内構造物とが干渉しないように遠隔で制御する。このための制御装置及びモニター用ディスプレイは、例えば、オペレーティングフロア上の制御盤２８内に設置すれば良い。このようにして溶接部に接近させた補修治具２９ｍを用いて、カメラ４０ａでモニターしながら、溶接部の補修を行う。補修作業終了後には、カメラ４０ａにより補修状況を確認する。
第１０図は、補修装置の補修治具２９ｍの先端をスタブチューブ８ａとＲＰＶ下鏡１ｃの溶接部に接近させた状態を示す作業要領図である。
同図では、ＣＲＤハウジング８に隣接するＣＲＤハウジング８ａに設置したカメラ４０ａを多関節アーム４０ｂにより姿勢制御する例を示している。カメラ４０ａ及び多関節アーム４０ｂを制御する制御装置も、制御盤２８内に設置すれば良い。
このように、補修装置とは別に、カメラ４０ａをＲＰＶ１の下側から設置することにより、補修装置を他の作業用の装置と交換する場合に、カメラ４０ａを用いて炉底部の作業状況を確認しながら実施できるので、作業の信頼性が向上する。
なお、第１０図では、補修対象物に隣接する１つのＣＲＤハウジング８ａにのみカメラ４０ａを設置した例を示したが、これに限定されない。即ち、補修対象物周辺の複数のＣＲＤハウジングにカメラを設置して、モニターする範囲を分担させても良い。また、補修治具２９ｍに超小型カメラを設置して、この超小型カメラで補修治具２９ｍの先端の作業状況をモニターし、カメラ４０ａで補修治具２９ｍ周りの状況をモニターするようにしても良い。
ここで、第１１図を用いて、ＩＣＭハウジングの溶接部、又は狭隘部であるシュラウドサポートの溶接部を補修する例を説明する。同図は、ＩＣＭハウジング７の溶接部、シュラウドサポートレグ１１０とＲＰＶ下鏡１ｃの溶接部、又はシュラウドサポートシリンダ１１１とバッフルプレート１１２の溶接部に第９図の補修装置を適用した例を、便宜上一つの図に一緒に示している。但し、第１０図で示したガイドパイプ２４，カメラ４０ａなどは省略している。
補修装置が備える複数の関節のうち、例えば第１関節２９ｂの軸方向移動軸，第５関節２９ｆ及び第７関節２９ｈの回転軸，第８関節２９ｉの周方向回転軸，第９関節２９ｋの揺動軸を駆動し、第１１図のように姿勢制御することにより、補修治具２９ｍの先端を、ＩＣＭハウジング７の溶接部に接近させることができる。
また、例えば第２関節２９ｃ，第４関節２９ｅ及び第５関節２９ｆの回転軸，第３関節２９ｄ及び第６関節２９ｇの周方向回転軸，第９関節２９ｋの揺動軸を駆動し、第１１図のように姿勢制御することにより、補修治具２９ｍの先端を、シュラウドサポートレグ１１０とＲＰＶ下鏡１ｃの溶接部、又はシュラウドサポートシリンダ１１１とバッフルプレート１１２の溶接部に接近させることができる。
以上のようにして各溶接部に接近させた補修治具２９ｍを用いて、図示していないカメラでモニターしながら、各溶接部の補修を行う。補修作業終了後には、カメラにより補修状況を確認する。このようにして、ステップＳ９の補修作業を終了する。尚、第１１図では、１０軸の多関節型補修装置を用いた例を示したが、例えば７軸の多関節型補修装置を用いることもできる。
次に、ステップＳ１０で、ケーブル処理装置９２のスプロケット９２ｂを逆転することにより、補修装置２９を炉底部から放射線遮蔽蓋２１ｆの上側まで上昇させ、放射線遮蔽蓋２１ｆを遠隔操作により閉じる。補修装置２９の上昇速度は、ステップＳ８の下降速度と同様に制御する。
即ち、補修装置２９が炉心領域に至るまでは、例えば３ｍ／分程度の相対的に遅い速度で補修装置２９を上昇させる。補修装置２９が炉心領域を通過する間は、例えば１５ｍ／分程度の相対的に速い速度で補修装置２９を上昇させる。補修装置２９が炉心領域を通過した後は、再び相対的に遅い速度で補修装置２９を上昇させる。
次に、ステップＳ１１で補修装置２４及びチェーン付きケーブル２５を取り外し、ステップＳ１２でＲＰＶ１の水張りを行う。補修装置２４及びチェーン付きケーブル２５の取外し作業は、ステップＳ７の取付け作業と逆の手順で行う。
次に、ステップＳ１３においてステップＳ５と逆の手順でガイドパイプ２４を取り外す。ステップＳ１４では、ステップＳ４と逆の手順でＲＰＶフランジの放射線遮蔽体２１ｃを取り外す。ステップＳ１５では、ステップＳ３と逆の手順で原子炉ウェル１０の水張りを行う。
ステップＳ１６では、ステップＳ２と逆の手順で、シュラウド４の放射線遮蔽体２１ｂ及び上部格子板５の放射線遮蔽体２１ａを取り外す。ステップＳ１７では、ステップＳ１と逆の手順で炉内機器を復旧する。以上の手順により、炉底部の炉内構造物の補修作業を終了する。
なお、上記実施例では炉底部の炉内構造物を補修する場合について説明したが、炉心領域のシュラウド４を補修する場合には、例えばガイドパイプ２４の下端を炉心支持板６の位置に位置決めし、上記した多関節型の補修装置２９を用いることにより、同様にしてシュラウド４の溶接部を補修できる。
また、上記実施例では補修作業のみを行う例を説明したが、複数の作業を同じ炉内構造物に適用する場合には、次のように実施する。即ち、第１図のステップＳ１１において補修装置のみを取り外し、再度ステップＳ７に戻って、次の作業を行う装置を取り付けて、ステップＳ８〜ステップＳ１０を繰り返す。更に次の作業を行う場合には、同様に、ステップＳ１１における装置取外し作業の後に、ステップＳ７〜ステップＳ１０を繰り返す。
また、ガイドパイプの設置位置を移動させ新たな位置の炉内構造物に補修作業を適用する場合には、次のように実施する。即ち、第１図のステップＳ１４の後に、シュラウドの放射線遮蔽体２１ｂを周方向に回転させると共に、上部格子板の放射線遮蔽体２１ａを移動させて、放射線遮蔽体２１ｂの開口部及び放射線遮蔽体２１ａの開口部を、ガイドパイプの新たな設置位置に合わせる。次に、ステップＳ４に戻って、新たな設置位置にガイドパイプを取り付けて、ステップＳ５〜ステップＳ１４を繰り返す。
この際、ガイドパイプの新たな設置位置に対応させて、予め放射線遮蔽体２１ｂに開口部を設けておくことにより、上記した放射線遮蔽体２１ｂの回転作業を省略できる。また、ガイドパイプの新たな設置位置に対応させて、予め放射線遮蔽体２１ａを設置しておくことにより、上記した放射線遮蔽体２１ａの移動作業を省略できる。これらの作業の省略は、作業期間の短縮に寄与する。
新たな設置位置にガイドパイプを取り付ける方法としては、例えば次の２つを用いることができる。第１の方法は、ＲＰＶフランジの放射線遮蔽体２１ｃは動かさず、第４Ａ図又は第４Ｂ図に示したように、放射線遮蔽体２１ｃに設けてある他の開口部（新たな設置位置）にガイドパイプを取り付ける方法である。第２の方法は、第４Ａ図又は第４Ｂ図のような開口部を備えた放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させたり、第４Ｃ図の放射線遮蔽体３６ａ及び３６ｂを周方向に回転させて、新たな設置位置にガイドパイプを取り付ける方法である。
放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させる場合、例えば第１２Ａ図及び第１２Ｂ図に示す回転機構を用いることができる。第１２Ａ図はこの回転機構の概略構成図、第１２Ｂ図は第１２Ａ図の回転機構に放射線遮蔽体２１ｃを設置した状態を示す部分縦断面図である。
この場合、４個のブラケット３２がＲＰＶフランジ１ｂ上に直接設置されており、ブラケット３２同士が梁３３で接続されている。放射線遮蔽体２１ｃはブラケット３２および梁３３の上に搭載され、ブラケット３２を周方向に移動させることにより、放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させる。
梁３３は、ガイドパイプの設置位置を塞がないように取り付けられる。ブラケット３２および梁３３は、放射線遮蔽体２１ｃにガイドパイプが設置された場合に、これらの荷重に耐えられる機械強度を備える。放射線遮蔽体２１ｃの位置決め用穴３１ａにＲＰＶフランジ１ｂ上のガイドピン３１を挿入することによって、放射線遮蔽体２１ｃの周方向の位置決めを行う。第１２Ｂ図において、ガイドピン３１は、放射線遮蔽体２１ｃのみを貫通し、ブラケット３２は貫通しない。 放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させる他の回転機構として、第１３Ａ図及び第１３Ｂ図に示す回転機構も用いることができる。第１３Ａ図はこの回転機構の概略構成図、第１３Ｂ図は第１３Ａ図の回転機構に放射線遮蔽体２１ｃを設置した状態を示す部分縦断面図である。
この回転機構の場合、ブラケット３２は固定し、ブラケット３２の上に設けたレール３５の上で放射線遮蔽体２１ｃを回転させる。４個のブラケット３２がＲＰＶフランジ１ｂに固定され、リング状の架台３４がブラケット３２の上に設置されている。リング状のレール３５が架台３４の上に設置され、放射線遮蔽体２１ｃがこのレール３５の上を回転する。放射線遮蔽体２１ｃは、図示しない固定部材により、所望の周方向位置で、レール３５又は架台３４に固定される。この回転機構によれば、周方向の任意の位置に放射線遮蔽体２１ｃを位置決めできる。
以上説明した第１２Ａ図及び第１３Ａ図の回転機構は、シュラウドの放射線遮蔽体２１ｂを周方向に回転させる場合にも、用いることができる。もちろん、第４Ａ図〜第４Ｃ図で説明した構造を放射線遮蔽体２１ｂに用いることもできる。
また、上記実施例では、１本のガイドパイプから１台の補修装置を導入する例を説明したが、複数のガイドパイプを用いて複数の補修装置を一緒に用いることも可能である。例えば、第４Ｂ図に示したスリット状の開口部３７ｂの両端部に２本のガイドパイプを取り付け、各ガイドパイプに補修装置を導入しても良い。この場合、異なる２箇所の炉内構造物に対して、一緒に（又は同時に）補修作業を適用でき、作業期間を短縮できる。
また、上記実施例では、上部格子板５及びシュラウド４に放射線遮蔽体を設置した後に原子炉ウェル１０の水抜きを行う例を説明したが、この順番は逆にすることもできる。即ち、第１図のステップＳ２で原子炉ウェル１０の水抜きを行い、ステップＳ３で上部格子板５及びシュラウド４に放射線遮蔽体を設置しても良い。この場合、第１図のステップＳ１５で上部格子板５及びシュラウド４の放射線遮蔽体を取り外し、ステップＳ１６で原子炉ウェル１０の水張りを行えば良い。
また、上部格子板５に放射線遮蔽体を設置しなくても作業者の被曝低減が十分に図れる場合には、上部格子板５への放射線遮蔽体の設置を省略することができる。もちろん、上部格子板５に放射線遮蔽体を設置する代わりに、他の炉内構造物に放射線遮蔽体を設置しても良い。この場合、他の炉内構造物に設置する放射線遮蔽体が、ガイドパイプ２４が通過可能な開口部を備えていれば良い。
また、上記実施例では、ＲＰＶ１に放射線遮蔽体２１ｃを設置した後にガイドパイプ２４の取付けを行う例を説明したが、この順番は逆にすることもできる。即ち、第１図のステップＳ４でガイドパイプ２４の取付けを行い、ステップＳ５でＲＰＶ１に放射線遮蔽体２１ｃを設置しても良い。この場合、第１図のステップＳ１３で放射線遮蔽体２１ｃを取り外し、ステップＳ１４でガイドパイプ２４の取外しを行えば良い。
次に、本発明をＢＷＲにおける炉内構造物の保全方法に適用した第２実施例を説明する。本実施例では、保全対象はアニュラス部に位置する炉内構造物で、保全作業は補修作業である。
本実施例の作業手順の大部分は第１図に示した第１実施例と同じであり、ステップＳ２及びステップＳ１６が第１実施例と異なる。他のステップは第１実施例と同じであるので、ここでは説明を省略する。以下、第１４図を用いて、本実施例の補修方法を説明する。
アニュラス部４１はシュラウド４とＲＰＶ１の隙間部分であり、炉心スプレイ配管４２及び給水スパージャがアニュラス部４１の上側に存在する。このため、ガイドパイプ２４をアニュラス部４１に真っ直ぐに下ろすことは困難である。
このため、ステップＳ２において、シュラウド４に放射線遮蔽体２１ｂを設置するとともに、ガイドパイプ２４の先端をアニュラス部４１に導くための円筒状のガイド部材２４ｃを取り付ける。ガイド部材２４ｃの取付け位置は、補修対象であるアニュラス部４１の周方向位置に対応させる。ガイド部材２４ｃの形状としては、円筒状の他に、へら状等の様々な形状が使用できる。この場合、ガイドパイプ２４はシュラウド４内に挿入されないので、上部格子板５に放射線遮蔽体を設ける必要はない。
このように、予めガイド部材２４ｃを取り付けておくことにより、ステップＳ５でガイドパイプ２４を設置する際に、ガイドパイプ２４の先端をアニュラス部４１に容易に挿入できる。このようにガイドパイプ２４の一部を曲げてアニュラス部４１に挿入するためには、ガイドパイプ２４のうち、少なくともガイド部材２４ｃよりも下側の部分を、フレキシブルパイプ等の曲がり易い（屈曲可能な）構造にした方が良い。ガイドパイプ２４全体をフレキシブルパイプで構成した方が、更に好ましい。
第１４図は、ステップＳ８で、補修装置２９をガイドパイプ２４を通してアニュラス部４１に下した状態を示す作業要領図である。第１４図の状態で、第１実施例と同様に、多関節型の補修装置２９を遠隔制御することにより、アニュラス部４１に位置する炉内構造物の補修作業を行う。
一例として、第１５Ａ図及び第１５Ｂ図を用いて、ジェットポンプディフューザ周りの溶接部の補修作業を説明する。第１５Ａ図はこの補修作業時における補修装置の設置状態を示す概略横断面図、第１５Ｂ図はこの補修作業時における補修装置の設置状態を示す概略縦断面図である。
補修装置２９をガイドパイプ２４を介してバッフルプレート１１２上に下ろし、この補修装置２９から固定パッド２９ｎをジェットポンプディフューザ４３の外面及びＲＰＶ１の内面に張り出すことにより、補修装置２９をこの位置に固定する。この状態で、遠隔操作により補修装置２９の各関節の姿勢を制御して、シュラウドサポートシリンダ１１１とバッフルプレート１１２の溶接部、またはジェットポンプディフューザ４３とバッフルプレート１１２の溶接部を補修する。このとき、補修状況は、図示しないカメラを用いて確認する。
次に、補修装置２９を移動して、ジェットポンプディフューザ４３の外面とシュラウドサポートシリンダ１１１の外面との間の位置に固定する。この状態で、遠隔操作により補修装置２９の各関節の姿勢を制御して、ジェットポンプディフューザ４３とバッフルプレート１１２の溶接部のうち、補修されていない部分を補修する。補修対象部が複数ある場合には、補修装置２９の移動を繰り返して補修を行う。
以上のようにして補修作業を実施後、ステップＳ１６において、ステップＳ２で取り付けたガイド部材２４ｃ及び放射線遮蔽体２１ｂを取り外す。最後に、ステップＳ１７において、炉内機器を復旧して、アニュラス部の炉内構造物の補修作業を終了する。
尚、第１４図では、ガイド部材２４ｃを周方向の１箇所に固定する例を説明したが、ガイド部材２４ｃを周方向に回転自在に設置することも可能である。例えば、放射線遮蔽体２１ｂの上にリング状のレールを設置し、ガイド部材２４ｃをこのレールに沿って移動自在に設置すれば良い。この場合、ガイド部材２４ｃを周方向の任意の位置に固定できるので、全ての位置のアニュラス部において、炉内構造物の補修作業を実施できる。
また、上記実施例ではジェットポンプミキサー（図示せず）を取り外さない例を説明したが、ジェットポンプミキサーを取り外す場合には、ステップＳ１において、第１実施例で取り外した炉内機器に加えて、ジェットポンプミキサーも取り外す。その後、ステップＳ１７において、ステップＳ１で取り外した炉内機器（ジェットポンプミキサーも含む）を復旧する。
また、第１４図ではガイドパイプ２４の一部をフレキシブルパイプで構成する例を説明したが、曲り部を有するガイドパイプを用いることもできる。この場合、ガイドパイプは元々曲っているため、ガイド部材２４ｃを用いなくても、ガイドパイプの先端をアニュラス部に挿入できる。もちろん、ガイドパイプの曲り部では、内部のレールも曲り部を有している。
更に、曲り部を有するガイドパイプを用いる場合、ガイドパイプの取付け作業及び取外し作業をより容易にするために、第１図のステップＳ４とＳ５を逆にして、ステップＳ１３とＳ１４も逆にしたほうが良い。即ち、ステップＳ４でＲＰＶに水を満たした状態で曲り部を有するガイドパイプを取り付け、ステップＳ５でＲＰＶフランジの上に放射線遮蔽体２１ｃを設置する。ステップＳ１３ではＲＰＶに水を満たした状態で放射線遮蔽体２１ｃを取り外し、ステップＳ１４でガイドパイプを取り外す。
このようにすることにより、ガイドパイプの曲り部を放射線遮蔽体２１ｃの開口部に挿入する作業，曲り部を放射線遮蔽体２１ｃの開口部から引き抜く作業を省くことができるので、作業性が向上する。また、フレキシブルパイプを用いる場合に比べて、ガイドパイプを介してＲＰＶ内に搬入する保全装置の位置決め精度が向上する。
次に、第１６図を用いて、本発明をＢＷＲにおける炉内構造物の保全方法に適用した第３実施例を説明する。本実施例では、保全対象は炉底部に位置する炉内構造物で、保全作業は点検作業及び溶接作業である。本実施例は、点検で欠陥が検出された場合に、この欠陥を溶接で補修する例である。第１６図は、第３実施例の保全方法を示すフローチャートである。
初めに、ステップＴ１において、補修溶接の施工前検査を行う。本ステップでは、点検装置，加工装置及び溶接装置を備えた補修装置を用いて、第１図のステップＳ１〜Ｓ９を行う。但し、ステップＳ９では、モニタカメラ等の点検装置により保全対象である炉内構造物表面の欠陥を検出する。
次に、ステップＴ２において、点検装置を用いて補修すべき欠陥位置を確認する。ステップＴ３では、加工装置を用いて、位置を確認した欠陥を除去する。ステップＴ４では、溶接装置を用いて、欠陥を除去した部位に対して補修溶接を行う。
次に、ステップＴ５において、点検装置を用いて、補修溶接した部位の施工後検査を行う。この検査により溶接状態に不具合があれば、ステップＴ３に戻ってステップＴ３〜Ｔ５を繰り返す。ステップＴ５の検査により溶接状態が良好であれば、作業を終了する。以上で、第３実施例の保全作業を終了する。
なお、上記実施例では、補修装置が点検装置，加工装置及び溶接装置を備えた例を説明したが、これに限定されない。例えば、点検装置及び加工装置を備えた第１補修装置と、点検装置及び溶接装置を備えた第２補修装置とを用いる場合には、以下の手順で実施する。
初めに、第１補修装置を用いてステップＴ１〜Ｔ３を行う。次に、第１図のステップＳ１０〜Ｓ１１と同様にして第１補修装置を取り外し、第１図のステップＳ７と同様にして第２補修装置を取り付ける。
次に、ステップＴ４で、第１図のステップＳ８と同様にして第２補修装置を下降させ、欠陥を除去した部位に対して補修溶接を行う。ステップＴ５では、第２補修装置の点検装置を用いて、補修溶接した部位の施工後検査を行う。この検査により溶接状態に不具合があれば、ステップＴ３に戻って第２補修装置を第１補修装置に取り替えてステップＴ３〜Ｔ５を繰り返す。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）における炉内構造物の保全方法に適用した第１実施例を示すフローチャートである。
第２図は、本発明の保全方法を適用する原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の概略縦断面図である。
第３図は、第１図のステップＳ７で、補修装置及びチェーン付きケーブルを取り付けた状態を示す作業要領図である。
第４Ａ図は、放射線遮蔽体２１ｃの一例を示す概略上面図である。
第４Ｂ図は、放射線遮蔽体２１ｃの一例を示す概略上面図である。
第４Ｃ図は、分割構造を有する放射線遮蔽体２１ｃにおける接続部の一例を示す概略断面図である。
第５図は、ガイドパイプの概略横断面図である。
第６図は、第３図の作業台周りの詳細図である。
第７Ａ図は、チェーン付きケーブルの概略構成図である。
第７Ｂ図は、チェーン付きケーブルの概略横断面図である。
第８図は、第１図のステップＳ８で、補修装置を炉底部に下した後の状態を示す図である。
第９図は、１０軸の多関節機構を備えた補修装置の概略構成図である。
第１０図は、第１図のステップＳ９で、ＲＰＶ下鏡の溶接部を補修する作業要領図である。
第１１図は、第１図のステップＳ９で、炉内検出器（ＩＣＭ）ハウジングの溶接部又はシュラウドサポートの溶接部を補修する作業要領図である。
第１２Ａ図は、放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させる回転機構の一例を示す概略構成図である。
第１２Ｂ図は、第１２Ａ図の回転機構に放射線遮蔽体２１ｃを設置した状態を示す部分縦断面図である。
第１３Ａ図は、放射線遮蔽体２１ｃを周方向に回転させる回転機構の他の一例を示す概略構成図である。
第１３Ｂ図は、第１３Ａ図の回転機構に放射線遮蔽体２１ｃを設置した状態を示す部分縦断面図である。
第１４図は、本発明をＢＷＲの炉内構造物の保全方法に適用した第２実施例において、補修装置をアニュラス部に下した状態を示す作業要領図である。
第１５Ａ図は、ジェットポンプディフューザ周りに補修装置を設置した状態を示す概略横断面図である。
第１５Ｂ図は、ジェットポンプディフューザ周りに補修装置を設置した状態を示す概略縦断面図である。
第１６図は、本発明をＢＷＲにおける炉内構造物の保全方法に適用した第３実施例を示すフローチャートである。
Claims (15)
- 原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体にガイドパイプを取り付け、
炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を、前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する台車に固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行うことを特徴と
する原子炉炉内構造物の保全方法。 - 原子炉ウェルを水抜きして原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入するためのガイドパイプを前記放射線遮蔽体に取り付け、
前記原子炉圧力容器内を水抜きして、前記保全装置を、前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する台車に固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。 - 請求の範囲第２項において、前記保全作業の終了後に前記保全装置を前記原子炉圧力容器から取り出し、前記原子炉圧力容器内を水張りして前記ガイドパイプ及び前記放射線遮蔽体を取り外すことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第２項において、前記保全作業の終了後に前記保全装置を前記原子炉圧力容器から取り出し、前記原子炉圧力容器内を水張りして前記ガイドパイプの取付け位置を移動させ、前記原子炉圧力容器内を水抜きして新たな位置の炉内構造物の保全作業を気中雰囲気で行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第１項乃至第４項の何れかにおいて、前記保全装置を用いて保全作業を行なう炉内構造物は、シュラウドと前記原子炉圧力容器との間であるアニュラス部に位置する炉内構造物、炉底部に位置する炉内構造物及びシュラウドの少なくとも何れかであることを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 原子炉ウェルを水抜きして原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入するためのガイドパイプを前記放射線遮蔽体に取り付け、
前記原子炉圧力容器内を水抜きして、前記保全装置を、前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する台車に固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記保全装置を用いてシュラウドサポートの保全作業を行い、該保全作業の終了後に前記保全装置を前記原子炉圧力容器から取り出し、
前記原子炉圧力容器内を水張りして前記ガイドパイプ及び前記放射線遮蔽体を取り外し、前記原子炉ウェルを水張りすることを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。 - 原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体に曲り部を有するガイドパイプを取り付け、
炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を、前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する台車に固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記保全装置を用いてシュラウドと前記原子炉圧力容器との間であるアニュラス部に位置する炉内構造物の保全作業を行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。 - 原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体に複数のガイドパイプを取り付け、
炉内構造物の保全作業に用いる複数の保全装置を、各ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する台車にそれぞれ固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記複数の保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。 - 請求の範囲第１項，第２項，第６項乃至第８項の何れかにおいて、前記原子炉圧力容器のフランジに設置される放射線遮蔽体は、前記ガイドパイプが挿入可能な開口部を有することを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第１項，第２項，第６項乃至第８項の何れかにおいて、前記保全装置は、該保全装置の重量及び該保全装置に接続されるケーブルの重量を支持可能な構造を有する保持手段に接続された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入されることを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第１項，第２項，第６項乃至第８項の何れかにおいて、前記保全装置は、前記ガイドパイプの上端部に設けられた切欠き部を利用して取り付けられることを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第１項，第２項，第６項乃至第８項の何れかにおいて、前記原子炉圧力容器のフランジへの放射線遮蔽体の設置前に、別の放射線遮蔽体をシュラウドの上に設置することを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第１項，第２項，第６項及び第８項の何れかにおいて、前記原子炉圧力容器のフランジへの放射線遮蔽体の設置前に、別の放射線遮蔽体を上部格子板の上に設置することを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第１項，第２項，第６項乃至第８項の何れかにおいて、前記保全装置は多関節機構を有していることを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体にガイドパイプを取り付け、
炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を、前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する手段に固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
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