JP4599443B2

JP4599443B2 - 炉内検査装置

Info

Publication number: JP4599443B2
Application number: JP2008259326A
Authority: JP
Inventors: 裕戸賀沢; 勝彦佐藤; 哲夫山本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2024-02-19
Also published as: JP2009014741A

Description

本発明は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設置されたシュラウド壁の検査、補修および保全等の各種作業を行なう炉内検査装置に関する。

軽水炉、例えば沸騰水型原子炉の炉内構造物は高温高圧環境下において十分な耐久性と高温強度を有する材料、例えばオーステナイトステンレス鋼またはニッケル基合金によって構成されている。

しかしながら、炉内構造物のうち、交換困難な部材についてはこれらの部材がプラントの長期に及ぶ運転により厳しい環境に曝され、また、中性子照射の影響もあり材料劣化の問題が懸念される。
特に、炉内構造物の溶接部近傍は溶接入熱による材料の鋭敏化および引張り残留応力の影響で潜在的な応力腐食割れの危険性を有している。

炉心支持構造物であるシュラウドについても同様の懸念があり、特にシュラウド壁の溶接線の検査、補修、保全作業を行なう場合には、燃料集合体と制御棒案内管を炉心から取り外す必要がある。

炉心側からの検査を行なうには、炉心から取り外した制御棒案内管から水中カメラにて目視検査等は実施できるが、補修および保全作業を行う場合には施工装置と、この施工装置を補修、保全施工個所まで移動させる搬送装置が必要になってくる。

しかしながら、施工装置と搬送装置は炉内構造物の形状（寸法制限）により一体化が困難な場合がある。
よって、施工個所および施工装置の種類により、施工装置と搬送装置の遠隔着脱作業が頻繁に発生し、その作業には、多大の時間が掛かることが予想される。

そこで、本発明では、施工装置と搬送装置との遠隔着脱作業が円滑にでき、シュラウド壁の検査および補修作業を効率よく行うことのできる炉内検査装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、原子炉内で検査補修を行う施工装置と、炉心支持板に着脱可能に設置される筒状ガイドパイプと、炉心支持板に設置された炉内検査補修装置と、を備えた炉内検査装置において、前記筒状ガイドパイプは、吊り金具が取り付けられた第１のプレートと、前記筒状ガイドパイプの内部に取り付けられた第２のプレートの下部に取り付けられ前記施工装置の掴み放しをおこなう掴み部と、前記施工装置をガイドするガイドレールと、前記筒状ガイドパイプの位置決めガイドと、を有し、前記炉内検査補修装置の近傍の炉心支持板に設置された前記筒状ガイドパイプの前記掴み具の掴み離し操作により、前記施工装置の前記炉内検査補修装置への受け取り受け渡しをおこなうことを特徴とする。

本発明の炉内検査装置によれば、施工装置と搬送装置との遠隔着脱作業が円滑にでき、シュラウド壁の検査および補修作業を効率よく行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図１により本発明による炉内検査装置の作業対象箇所およびその近傍の構造物について説明する。
図１は沸騰水型原子炉の縦断面図を示しており、原子炉圧力容器１の内部には、円筒状のシュラウド胴２が設けられている。

このシュラウド胴２は図示しない燃料集合体を支えるための複数の四角い格子空間が形成された上部格子板３と、制御棒を収納できる図示しない筒状の制御棒案内管を支持する炉心支持板４を備えている。

原子炉圧力容器１の底部には、図示しない制御棒駆動機構を収納装着できる制御棒駆動機構ハウジング５が原子炉圧力容器１の底部を貫通し、林立した状態で据え付けられている。

図中６は本発明による炉内検査補修装置である。
このような構成において、シュラウド胴２の内部から炉内の検査または補修作業を行う場合は、燃料集合体や制御棒案内管の１部をシュラウド胴２内から取り外して行う。

図１に示す炉内検査補修装置６は、一部の部品を交換することにより、上部格子板３および炉心支持板４と、制御棒駆動機構ハウジング５を利用してシュラウド胴２内に搬入し設置することができる。

シュラウド胴２内に設置された炉内検査補修装置６は、オペレーションフロア上から遠隔操作で吊下ろされた図示しない施工装置を受け取り、シュラウド胴２および炉底部の検査補修などの施工を行うことができる。

次に、本発明による炉内検査装置の具体例を図面に基づいて説明する。
まず、図２は本発明の第1の実施の形態による炉内検査補修装置を示す図である。
図２において、符号７は炉内検査補修装置６の上部に設けられ、上部格子板３に当接し固定できるように形成された十字型のプレートである。なお、上部格子板３に当接できる形状であれば、プレート７は十字型である必要はない。

プレート７の図中下方には、ここでは十字状に形成され下方に延設されたガイド７ａが接続されている。このガイド７ａの下部には、円筒状のパイプ８を介してグラップル９（掴み部）が取り付けられている。グラップル９には、エアシリンダー１０によって開閉できる外れ止め治具１１が取り付けられている。
また、符号１２は炉内構造物、例えばシュラウド壁の検査、補修を行うための施工装置であり、上部に吊り金具１３を備えている。

このように構成された炉内検査補修装置６においては、施工装置１２は上部に設けられた吊り金具１３を介してグラップル９で掴まれた状態で上部格子板３から吊り下ろされる。そしてプレート７のガイド７ａを利用して上部格子板３から吊設保持される。

このような炉内検査補修装置６であると、施工装置１２を掴んだ状態で、上部格子板３から吊設された状態を維持できるため、炉内検査補修装置６を遠隔操作するだけで施工装置１２の受け取り受け渡しの遠隔着脱作業を短時間で確実に行うことができる。
また、従来、施工装置の着脱時に発生する施工装置の揺れや回転などが抑えられるため施工装置の着脱を確実に行うことができる。

次に、図３および図４を参照して本発明の炉内検査装置の第２の実施の形態について説明する。
図３において、符号１４は図１に示す炉心支持板４の図示しない制御棒案内管の開口部に着脱できるような筒状ガイドパイプで、この筒状ガイドパイプ１４の上部は図１に示す炉心支持板４に着脱できるように本体のパイプ部分に比べて太くなっている。

筒状ガイドパイプ１４には施工装置１２のガイドができるようにガイドレール１５と、炉内に吊下ろすためのプレート１７と、吊り金具１８が取り付けられている。
また、筒状ガイドパイプ１４が図１に示す炉心支持板４内で回転しないように位置決めガイド１６が形成されている。

次に、図４は筒状ガイドパイプ１４の内部構造を示した図であり、筒状ガイドパイプ１４内部には、プレート１９が取り付けられており、プレート１９には、エアシリンダー２１を備えた掴み部２０が取り付けられている。
また、筒状ガイドパイプ１４に備えたガイドレール１５は施工装置１２に取り付けたガイドプレート２２をガイドするように構成されている。

図１に示す炉心支持板４に着脱可能とした形状を施した筒状ガイドパイプ１４内部でエアシリンダー２１を駆動し、掴み部２０により施工装置１２を掴んだ状態で炉内の炉心支持板４に移動着脱する。

このような炉内検査装置であると、施工装置１２を掴んだ状態で、図１に示す炉内検査補修装置６の近傍に固定した状態で維持できるため炉内検査補修装置６を遠隔操作するだけで施工装置１２の受け取り受け渡しの遠隔着脱作業が短時間で確実に行うことができる。

また、筒状ガイドパイプ１４に備えたガイドレール１５に施工装置１２に取りつけたガイドプレート２２を合わせて掴み部２０で掴んだ状態で炉内の炉心支持板４に移動着脱する。
これにより、ガイドレール１５が炉心支持板４の通過時に施工装置１２をガイドするため施工装置１２を炉心支持板４に接触させずに据え付けることができる。

また、炉内検査補修装置６により、施工装置１２を筒状ガイドパイプ１４に受け渡す時、施工装置１２のガイドプレート２２をガイドレール１５に沿わせることにより、確実に掴み部２０で掴むことができる。

次に図５を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。
図５は図４に示す筒状ガイドパイプ１４を９０度位置をずらして内部構造を示した図であり、筒状ガイドパイプ１４内部に取りつけられたプレート１９にはカメラ取り付け金具２３を介して水中カメラ２４が取り付けられている。

筒状ガイドパイプ１４の内部に設置した水中カメラ２４は、施工装置１２を筒状ガイドパイプ１４に受け渡す時、炉内検査補修装置６のアーム２５の先端に設けたオス状着脱部２６と、施工装置１２に設けたメス状着脱部２７が着脱する状態を監視できるように設置されている。
このような炉内検査補修装置であると、施工装置１２の受け取り受け渡しの遠隔着脱作業が水中カメラ１４により目視監視できるため作業の信頼性が向上する。

次に、図６および図７を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。
図６（ａ）に示すように、本実施の形態における炉内検査補修装置は、炉内の炉底部に設置された制御棒駆動機構ハウジング５の開口部に着脱できるように、パイプ３９内の下部にはエアシリンダー４２で駆動するクランプ機構４１と、円錐状のガイド４０が備えられている。

クランプ機構４１の上部には、パイプ３４とパイプ３３を介してカバー２８が取り付けられている。
カバー２８の内部にはエアシリンダー３１を備えた掴み部３０が備えられている。

また、カバー２８には、施工装置１２に備えられたガイドプレート２２をガイドするガイドレール３２が取り付けられている。
また、パイプ３４を切り欠いた内部には、水中カメラ３７を備えたフレーム３６をエアシリンダー３８で駆動する水中カメラ機構３５が備えられている。

図６（ｂ）は前記の水中カメラ機構３５の構造を示した図で、エアシリンダー３８を駆動することにより、水中カメラ３７を取りつけたフレーム３６が前方に倒れる構成になっている。

図７は制御棒駆動機構ハウジング５に施工装置１２を掴んでいる状態を示しており、施工装置１２は掴み部３０とガイドレール３２とにより固定されている。
このような構成において、上部に備えたカバー２８の内部のエアシリンダー３１を備えた掴み部３０で施工装置を掴んだ状態で、炉内検査補修装置を炉底部まで移動し、制御棒駆動機構ハウジングの開口部にエアシリンダー４２で駆動するクランプ機構４１と円錐状のガイド４０とにより、固定する。

また、パイプ３４の切り欠き部の内部に設置した水中カメラ３７を備えた水中カメラ駆動機構３５により、施工装置１２を受け取り受け渡し時は、炉内検査補修装置６のアーム２５の先端に設けたオス状着脱部２６と施工装置１２に設けたメス状着脱部２７が着脱する状態を目視監視するようにしている。

このような炉内点検装置であると、施工装置１２を掴んだ状態で、炉内検査補修装置６の近傍に固定した状態で維持できるため炉内補修装置６を遠隔操作するだけで施工装置１２の受け取り受け渡しの遠隔着脱作業が短時間で確実に行うことができる。

本発明による炉内検査装置の作業対象箇所およびその近傍の構造を示す断面図。本発明の第１の実施の形態を示す斜視図。本発明の第２の実施の形態を示す斜視図。本発明の第２の実施の形態を示す断面図。本発明の第３の実施の形態を示す断面図。本発明の第４の実施の形態を示す断面図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）図をＡ−Ａ線に沿って矢印方向に見た側面図。本発明の第４の実施の形態の他の状態を示す正面図。

符号の説明

１…原子炉圧力容器、２…シュラウド胴、３…上部格子板、４…炉心支持板、５…制御棒駆動機構ハウジング、６…炉内点検補修装置、７…十字型プレート、８…パイプ、９…グラップル、１０… エアシリンダー、１１…外れ止め治具、１２…施工装置、１３…吊り金具、１４…筒状ガイドパイプ、１５…ガイドレール、１６…位置決めガイド、１７、１９…プレート、１８…吊り金具、２０…掴み部、２１…エアシリンダー、２２…ガイドプレート、２３…カメラ取り付け金具、２４…水中カメラ、２５…アーム、２６…オス状着脱部、２７…メス状着脱部、２８…カバー、２９…吊り金具、３０…掴み部、３１…エアシリンダー、３２…ガイドレール、３３…パイプ、３４…パイプ、３５…水中カメラ駆動機構、３６…フレーム、３７…水中カメラ、３８…エアシリンダー、３９…パイプ、４０…ガイド、４１…クランプ機構、４２…エアシリンダー。

Claims

原子炉内で検査補修を行う施工装置と、炉心支持板に着脱可能に設置される筒状ガイドパイプと、炉心支持板に設置された炉内検査補修装置と、を備えた炉内検査装置において、
前記筒状ガイドパイプは、吊り金具が取り付けられた第１のプレートと、前記筒状ガイドパイプの内部に取り付けられた第２のプレートの下部に取り付けられ前記施工装置の掴み放しをおこなう掴み部と、前記施工装置をガイドするガイドレールと、前記筒状ガイドパイプの位置決めガイドと、を有し、
前記炉内検査補修装置の近傍の炉心支持板に設置された前記筒状ガイドパイプの前記掴み具の掴み離し操作により、前記施工装置の前記炉内検査補修装置への受け取り受け渡しをおこなうことを特徴とする炉内検査装置。
前記掴み部はエアシリンダーを備え、前記エアシリンダーにより前記施工装置の掴み放しを行うことを特徴とする請求項１記載の炉内検査装置。
前記筒状ガイドパイプ内に前記施工装置の前記筒状ガイドパイプへの受け取り受け渡し状態を確認するための監視用カメラを設けたことを特徴とする請求項１又２記載の炉内検査装置。