JP4340785B2

JP4340785B2 - ポール装着検査装置

Info

Publication number: JP4340785B2
Application number: JP08767899A
Authority: JP
Inventors: トレヴァー・ジェイムズ・デイヴィス; ロバート・フランシス・グリッジ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: JPH11326581A; CH694676A5; TW419673B; US5898115A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は全般的に原子炉、更に具体的に言えば、原子炉内のシュラウドを検査する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水形原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は典型的には全体として円筒形であって、その両端が、例えば底部ヘッド及び着脱自在の頂部ヘッドによって閉じられている。典型的には、上部案内部がＲＰＶ内の炉心プレートの上方に隔たっている。典型的には炉心シュラウド又はシュラウドが炉心を取囲んでいて、シュラウド支持構造によって支持されている。特にシュラウドは全体として円筒形で、炉心プレート及び上部案内部の両方を取囲んでいる。
【０００３】
結晶粒間応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）は、腐食性環境内で応力を受ける構造部材、シュラウド、配管、結合部材及び溶着部のような原子炉の部品に起る公知の現象である。典型的には、ＩＧＳＣＣは、熱影響部と呼ばれる区域内の溶着部に沿って、基礎材料の割れ目から始まる。原子炉の部品は、例えば、熱膨張の違い、原子炉の冷却水を収納するのに必要な動作圧力、並びに溶接、冷間加工その他の不均質な金属処理による残留応力のようなその他の源に伴う種々の応力を受ける。更に、水の組成、溶接、熱処理及び放射によって、部品内の金属のＩＧＳＣＣの起り易さが高くなることがある。
【０００４】
原子炉の寿命に互って、シュラウドは何回もその完全さを検証する為に検査される。例えば、シュラウド溶着部は結晶粒間応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）が起っているかどうか定期的に検査しなければならない。典型的には、この検査は超音波変換器形の検査工具を用いて実施される。こういう検査に基づいて、シュラウドが修理又は取換えを必要とすることがある。場合によっては、修理又は取換えの判断を下せるようになる前に、シュラウドの円周方向の溶着部をカバーする容積範囲を広くするように１次的な検査工具によって得られたデータを補うことが必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
溶着部をカバーする容積範囲の百分率を高める為に、こじんまりしていて、使い易い、補助的な自動化した超音波検査装置を提供することが望ましい。原子炉の燃料補給プラットホームから、取扱いポールによって適切な溶着部の場所まで送出すことのできる補助的な検査工具を提供することも望ましい。更に、原子炉の空所の近くから遠隔操作されるこのような装置を提供することが望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記並びにその他の目的はポール装着ＸーＹスキャナ検査装置によって達成することができる。この検査装置は基部集成体と、基部集成体に可動に結合されたスキャナ集成体とを含む。基部集成体が、基部集成体の上部に結合された取扱いポール・アダプタを含む。ポール・アダプタは取扱いポールと結合されるように構成されている。取扱いポールを使うことにより、検査装置を原子炉内の所定位置まで下げる。
【０００７】
スキャナ集成体が、基部集成体に可動に結合された取付け板を含む。取付け板は、基部集成体の前側に取付けられた細長い直線軸受又はトラックにのっかるように構成されている。基部集成体の前側とは、検査装置を原子炉内に取付けたとき、シュラウドの方を向く側である。スキャナ集成体の垂直位置が、基部集成体の上部及び下部の間で取付け板を直線軸受に沿って移動することによって制御される。
【０００８】
回転部材を取付け板に枢着する。細長いラジアル軸受を回転部材に結合する。ラジアル軸受は湾曲した形を持ち、検査しようとするシュラウドの半径と同形になるように構成されている。回転部材が２つの位置の間で回転する。第１の位置すなわち取付けモード位置では、細長いラジアル軸受が直線軸受と平行に位置決めされる。第２の位置すなわち走査モード位置では、ラジアル軸受が直線軸受に対して垂直に位置決めされる。
【０００９】
スキャナ・キャリッジがラジアル軸受に結合され、ラジアル軸受にのっかるように構成されている。キャリッジが細長い走査アームを含む。走査アームの長さはキャリッジの幅よりも長く、この為、走査アームはキャリッジの両端から伸出す。検査プローブが走査アームの各々の端に結合される。走査アームをラジアル軸受と平行になるように位置決めする。検査プローブの水平位置が、ラジアル軸受の両端の間でキャリッジを移動させることによって制御される。キャリッジがラジアル軸受の端にあるとき、走査アームがラジアル軸受の範囲外に伸出し、こうして検査工具の走査範囲を拡げる。
【００１０】
少なくとも１つのジャッキ・シリンダ延長部が基部集成体の裏側に結合される。ジャッキ・シリンダは、検査装置から可動に伸出し、原子炉圧力容器の側壁に係合するように構成されている。この作用により、検査プローブがシュラウドと係合するように移動し、シュラウドの適正な走査を容易にする。ジャッキ・シリンダは、側壁とシュラウドの間の所定の位置に検査工具を割込ませ、シュラウドの正確な走査の為の適正な位置を保つようにしている。
【００１１】
シュラウドを走査する為、更に具体的に言えば、シュラウド溶着部を走査する為、取扱いポールを検査装置に結合し、回転部材を取付けモード位置へ旋回させて、ラジアル軸受を直線軸受と平行にする。取付けモードでは、検査工具は、ジェット・ポンプ、ジェット・ポンプ・ディフューザ及び雑多の配管のような圧力容器の障害物の間に容易に取付けられるようにする幅の狭い輪郭を持っている。
【００１２】
次に取扱いポールを用いて、検査工具を容器の側壁とシュラウドの間にくるように原子炉圧力容器内に手作業で下げる。回転部材を走査モード位置に回転させて、ラジアル軸受を直線軸受に対して垂直に位置決めする。その後、ジャッキ・シリンダを作動し、それらが容器の側壁に係合するようにし、こうして検査プローブをシュラウドと係合させる。ジャッキ・シリンダが容器の側壁と係合し、検査プローブがシュラウドと係合したとき、検査工具を正しく動作する為の適正な位置へ割込ませる。
【００１３】
一旦検査装置が正しく位置決めされたら、スキャナ集成体がシュラウド溶着部を走査する。特に、１実施例では、ラジアル軸受を直線軸受の第１の端又は上端へ移動し、スキャナ・キャリッジをラジアル軸受の第１の端に位置決めする。その後、検査プローブが各々の溶着部に対する完全な走査を実施するとき、キャリッジをラジアル軸受の第１及び第２の端の間で移動させる。次にラジアル軸受を完了した走査の高さに等しい距離だけ直線軸受の第２の端又は下端に向って移動する。ラジアル軸受が直線軸受の下端の近くにくるまで、この走査手順を繰返す。その後、ジャッキ・シリンダを離脱させ、回転部材を取付けモード位置へ旋回させる。次に検査装置を次に走査する区域へ手作業で位置替えすることができる。検査装置を新しい位置で再び取付け、上に述べたような一連の走査をもう一度実施する。
【００１４】
シュラウドの関心のある区域又は全体が走査されるまで、この走査手順を繰返す。走査が完了したら、検査装置を原子炉圧力容器から取出す。具体的に言うと、ジャッキ・シリンダを離脱させ、回転部材を取付けモード位置へ旋回させる。その後、取扱いポールを用いて、検査装置を手作業で容器の外へ持ち上げて出す。こうして得られた走査データを分析して、保守活動が必要かどうかを判断する。
【００１５】
上に述べた装置は、取扱いポールから送出される検査工具を用いて、原子炉シュラウドの検査を容易にする。検査装置はこじんまりしていて、自動化されており、使い易い。検査工具を使って、現存の走査データを補うことができるし、或いは、原子炉シュラウド溶着部を検査する為の主たるスキャナとして使うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１及び図２について説明すると、図１は検査装置２０の平面図であり、図２は検査装置２０の正面図である。検査装置２０が、基部集成体２４に可動に結合されたスキャナ集成体２２を含む。基部集成体２４が第１の端２６、第２の端２８、上部３０及び下部３２を有する。取扱いポール・アダプタ３４が基部集成体の上部３０に結合される。取扱いポール・アダプタ３４は、検査装置２０を原子炉圧力容器内の所定位置に下げるのに使われる取扱いポール（図に示していない）に結合されるように構成されている。細長い直線軸受又はトラック３６が基部２４の第１の端２６に取付けられ、基部集成体２４の上部３０及び下部３２の間を伸びるように配置されている。ねじ駆動部３８が基部集成体の第１の端２６に取付けられ、直線軸受３６と平行に配置される。ねじ駆動ブラケット４０がねじ駆動部３８を基部集成体の端２６と結合する。ステップ・モータ４２が基部集成体の上部３０に取付けられたギア・ボックス集成体４４に結合されている。ギア・ボックス集成体４４がねじ駆動部３８に結合されている。端板離隔部４６Ａ及び４６Ｂが、夫々上部３０及び下部３２で、基部集成体の端２６に取付けられている。少なくとも１つのジャッキ・シリンダ４８（１つだけ示してある）が基部集成体２４の第２の端２８に結合されている。典型的には、検査装置２０は２つのジャッキ・シリンダ４８を持っているが、装置２０は２つより多くのジャッキ・シリンダ４８を持っていてもよい。
【００１７】
スキャナ集成体２２が、基部集成体２４に可動に結合された取付け板５０を含む。取付け板５０は、直線軸受３６にのっかるように構成されている。ねじ駆動部３８が取付け板５０に結合される。スキャナ集成体２２の垂直位置が、直線軸受３６に沿って取付けブラケット５０を移動させることによって制御される。
回転部材５２が取付け部材５０に枢着される。細長いラジアル軸受５４が回転部材５２に結合される。ラジアル軸受５４は第１の端５６及び第２の端５８を持ち、検査される原子炉圧力容器シュラウドの半径と同形になるように構成されている。軸受５９が回転部材５２を２つの位置の間で回転させることができるようにしている。第１の位置すなわち取付けモード位置では、細長いラジアル軸受５４が直線軸受３６と平行に位置決めされる。第２の位置すなわち走査モード位置では、ラジアル軸受５４が直線軸受３６に対して垂直に位置決めされる。
【００１８】
スキャナ・キャリッジ６０が、ラジアル軸受ホイール６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄによってラジアル軸受５４に結合される。キャリッジ６０はラジアル軸受５４にのっかると共に、ラジアル軸受５４の第１の端５６及び第２の端５８の間で移動するように構成されている。細長いスキャナ・アーム６２がキャリッジ６０に結合される。スキャナ・アーム６２は第１の端６４及び第２の端６６を持ち、ラジアル軸受５４と平行に位置決めされる。スキャナ・アーム６２の長さはスキャナ・キャリッジ６０の幅よりも長く、この為走査アーム６２がキャリッジ６０の両端から伸出す。
【００１９】
検査プローブ６８Ａ、６８Ｂが夫々スキャナ・アーム６２の端６４、６６に結合される。プローブ取付けブラケット７０Ａ、７０Ｂがアーム６２の端６４、６６に夫々取付けられる。枢軸ブラケット７２Ａ、７２Ｂが夫々取付けブラケット６８Ａ、６８Ｂに枢着され、夫々検査プローブ６８Ａ、６８Ｂに枢着されている。典型的には、検査プローブ６８Ａ、６８Ｂは超音波変換器形のプローブである。
【００２０】
ステップ・モータ７４が回転部材５２に取付けられる。駆動ベルト７６が駆動滑車７８によってステップ・モータ７４に結合されると共に、キャリッジ６０にも結合される。駆動ベルト７６が、案内ローラ８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、８０Ｅ、８０Ｆの上を通る。駆動ベルトがキャリッジ６０をラジアル軸受５４の第１の端５６及び第２の端５８の間で移動させる。
【００２１】
図３は検査装置２０の正面図で、取付けモード位置に回転した回転部材５２を示す。取付けモード位置では、ラジアル軸受５４及び走査アーム６２が直線軸受３６及びねじ駆動部３８と平行に位置決めされる。
図４は原子炉圧力容器の切欠き平面図で、回転部材５２が取付けモード位置に回転したときの検査装置２０を示している。検査装置２０が原子炉圧力容器の側壁８２と原子炉のシュラウド８４の間に配置されている。検査モード位置により、検査装置をジェット・ポンプ・ディフューザ８６Ａ、８６Ｂの間に取付けることができる。
【００２２】
図５は原子炉圧力容器の切欠き平面図で、回転部材５２が走査モード位置に回転したときの検査装置２０を示している。検査装置２０が原子炉圧力容器の側壁８２と原子炉のシュラウド８４の間に取付けられる。ジャッキ・シリンダ４８が伸出し、側壁８２と係合し、この為、検査プローブ６８Ａ、６８Ｂがシュラウド８４と係合する。
【００２３】
検査装置２０を用いてシュラウド８４を走査する為、取扱いポール（図に示していない）を取扱いポール・アダプタ３４と結合し、回転部材５２を、ラジアル軸受５４が直線軸受３６と平行に位置決めされる取付けモード位置へ回転させる。この取付けモード位置にあるとき、検査装置２０は、ジェット・ポンプ・ディフューザ８６Ａ、８６Ｂのような圧力容器の障害物の間に取付けることのできる幅の狭い輪郭を持っている。
【００２４】
検査工具装置２０を手作業で容器の側壁８２とシュラウド８４の間の区域へ下げる。その後、回転部材５２を走査モード位置へ回転させて、ラジアル軸受５４が直線軸受３６に対して垂直に位置決めされるようにする。回転部材５２の両端に取付けたロープ（図に示していない）を手で操作することにより、回転部材５２を回転させる。離隔部４６Ａ、４６Ｂを使って、走査アーム６２からシュラウド８４までの距離を調節する。次にジャッキ・シリンダ４８を作動して、ジャッキ・シリンダが伸出し、容器の側壁８２と係合するようにする。ジャッキ・シリンダ４８が側壁８２と係合した作用により、検査プローブ６８Ａ、６８Ｂがシュラウド８４と係合する。ジャッキ・シリンダ４８から側壁８２に加わる圧力、並びに検査プローブ６８Ａ、６８Ｂからシュラウド８４に加わる圧力により、検査装置２０が正しい動作位置に割込むようにされる。更に、検査プローブ６８Ａ、６８Ｂが正しく作用するようにするため、それらはシュラウド８４と面間接触するようにすべきである。
【００２５】
一旦検査装置２０が正しく位置決めされたら、スキャナ集成体２２がシュラウド８４を走査する。特に、１実施例では、ラジアル軸受５４を、基部集成体の上部３０に隣接するように、直線軸受３６に沿って移動させる。スキャナ・キャリッジ６０がラジアル軸受５４の第１の端５６に位置決めされる。その後、検査プローブ６８Ａ、６８Ｂがシュラウド８４の完全な走査を実施するとき、キャリッジ６０をラジアル軸受５４の第１の端５６及び第２の端５８の間で移動させる。次に、ラジアル軸受５４を、完了した走査の高さに等しい距離だけ、基部集成体の下部３２に向って直線軸受３６に沿って移動させる。その後、検査プローブ６８Ａ、６８Ｂがシュラウド８４の走査を実施するときに、スキャナ・キャリッジ６０をラジアル軸受５４の第２の端５８及び第１の端５６の間で移動させる。ラジアル軸受４８が基部集成体の下部３２に隣接するところまで移動するまで、この走査手順を繰返す。その後、ジャッキ・シリンダ４８を容器の側壁８２から離脱させ、回転部材５２を取付けモード位置へ旋回させる。次に、検査装置２０を走査しようとするシュラウド８４の次の区域へ手作業で位置替えする。その後、検査装置２０を新しい位置で再び取付け、前に述べたような一連の走査をもう一回実施する。
【００２６】
シュラウド８４の区域の関心が持たれる区域又は全体が走査されるまで、この走査手順を繰返す。シュラウド８４の走査が完了したら、検査装置２０を容器の側壁８２とシュラウド８４の間から取出す。具体的に言うと、ジャッキ・シリンダ４８を離脱させ、回転部材５２を取付けモード位置へ回転させる。その後、取扱いポール（図に示していない）を使って、検査装置２０を容器の外へ持ち上げる。こうして得られた走査データを分析して、保守活動の必要があるかどうかを判断する。
【００２７】
上に述べた検査装置２０は、原子炉のシュラウド８４の検査を容易にする。検査装置２０はこじんまりしていて、自動化されていて使い易く、取扱いポールを用いて所定位置に送出される。検査装置２０を用いて、現存の走査データを補ってもよいし、或いは原子炉シュラウドを走査する為の主たるスキャナとして使うことができる。
【００２８】
本発明の種々の実施例についてこれまで説明したところから、本発明の目的が達成されたことは明らかである。本発明を詳しく説明すると共に図面に示したが、これは例であって、例に過ぎず、本発明を制約するものと解してはならないことを承知されたい。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって制限されることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例による検査装置の平面図である。
【図２】図１に示した検査装置の正面図である。
【図３】取付けモード位置にある図１に示した検査装置の正面図である。
【図４】原子炉圧力容器の切欠き平面図で、取付けモード位置にある図１に示した検査装置を示す。
【図５】原子炉圧力容器の切欠き平面図で、図１に示した検査装置が原子炉容器内に取付けられて、走査モード位置にある状態を示す。
【符号の説明】
２０ポール装着検査装置
２２スキャナ集成体
２４基部集成体
３４取扱いポール・アダプタ
３６直線軸受
３８ねじ駆動部
４０ねじ駆動ブラケット
４２テップ・モータ
４４ギア・ボックス集成体
４８ジャッキ・シリンダ
５０取付け部材
５２回転部材
５４ラジアル軸受
６０キャリッジ集成体
６２スキャナ・アーム
６８検査プローブ
７４モータ集成体
７６駆動ベルト
８２原子炉圧力容器の側壁
８４シュラウド

Claims

取り扱いポールにより原子炉圧力容器の側壁（８２）とシュラウド（８４）との間に下降され前記シュラウド（８４）を検査するポール装着検査装置に於て、
前記圧力容器の周方向の第１の端（２６）と第２の端（２８）と、前記圧力容器の上下方向の上部（３０）と下部（３２）とを有する基部集成体（２４）であって、前記上部（３０）に結合された取扱いポール・アダプタ（３４）と前記第１の端（２６）に取付けられた細長い直線軸受（３６）とを含み、該直線軸受（３６）が前記上部（３０）から前記下部（３２）まで伸びるように配置されている基部集成体（２４）と、
前記基部集成体（２４）に可動に結合されていて、シュラウド溶着部を検査するように構成されたスキャナ集成体であって、前記圧力容器の前記周方向に離間して配置された少なくとも２つのスキャナ（６８Ａ，６８Ｂ）を有するスキャナ集成体とを有するポール装着検査装置であって、
前記スキャナ集成体（２２）が、さらに、
前記基部集成体（２４）の下方向位置において前記直線軸受（３６）を固定する取付け部材（５０）と、
前記取付け部材（５０）に取り付けられ、前記スキャナ集成体を前記圧力容器の半径方向周りに回動自在にする回転部材（５２）と、
前記回転部材を、前記２つのスキャナ（６８Ａ，６８Ｂ）が垂直方向に並ぶ第１の位置と水平に並ぶ第２の位置の２つの位置に回動させる回動手段（７４）と、
を具備することを特徴とするポール装着検査装置。
前記基部集成体（２４）が、更に、該基部集成体（２４）の前記第２の端（２８）に結合され、シリンダ軸方向に伸縮する少なくとも１つのジャッキ・シリンダ（４８）を含み、該ジャッキ・シリンダ（４８）は当該ポール装着検査装置を前記シュラウド（８４）及び前記原子炉圧力容器の前記側壁（８２）の間の所定位置に割込ませるように構成されている請求項１記載のポール装着検査装置。
前記スキャナ集成体（２２）が、更に、
前記取付け部材（５０）に結合され、前記圧力容器の前記周方向に細長く伸びたラジアル軸受（５４）と、
前記ラジアル軸受（５４）に可動に結合され、前記ラジアル軸受（５４）の上に乗るように構成されたキャリッジ集成体（６０）であって、スキャナ・アーム（６２）を含み、前記スキャナ・アーム（６２）の第１の端（６４）に検査プローブ（６８Ａ）が結合され、前記スキャナ・アーム（６２）の第２の端（６６）に検査プローブ（６８Ｂ）が結合されているキャリッジ集成体（６０）、
とを具備することを特徴とする請求項１または２に記載のポール装着検査装置。
前記スキャナ集成体（２２）が更に、前記キャリッジ集成体（６０）に結合されていて、該キャリッジ集成体（６０）の水平位置を制御するように構成されたモータ集成体（７４）を含んでいると共に、該モータ集成体（７４）に結合され且つ前記キャリッジ集成体（６０）に結合された駆動ベルト（７６）を含み、該駆動ベルト（７６）が、前記キャリッジ集成体（６０）を前記ラジアル軸受（５４）の第１の端（５６）及び第２の端（５８）の間で移動させるように構成されている請求項３記載のポール装着検査装置。
前記基部集成体（２４）が更に、
前記取付け部材（５０）に結合され、該取付け部材（５０）の垂直位置を制御するように構成されたモータ集成体（４２）と、
該モータ集成体（４２）と結合され且つ前記取付け部材（５０）に結合された駆動ねじ（３８）とを含み、
前記駆動ねじ（３８）が前記直線軸受（３６）の第１の端及び第２の端の間で前記取付け部材（５０）を移動させるように構成されていることを特徴とする請求項３記載のポール装着検査装置。