JP5778555B2 - 予防保全装置および配管内面の予防保全方法 - Google Patents

Description

本発明は、予防保全装置および配管内面の予防保全方法に係り、特に、原子力プラントの原子炉圧力容器に接続された配管内の予防保全に適用するのに好適な予防保全装置および配管内面の予防保全方法に関する。

原子力プラントの原子炉圧力容器に接続された配管内の点検および予防保全について、幾つかの案が提案されている。

特開平８−５７７３号公報は、沸騰水型原子炉において、原子炉圧力容器を貫通して原子炉圧力容器内に達しているライザー管の内面の除染、洗浄および内面改質を行う予防保全装置及び予防保全方法を記載している。この予防保全装置は、原子炉圧力容器内で上方よりライザー管内の所定の位置まで吊り降ろされ、予防保全装置に設けられた固定脚をライザー管内面に押し付けてライザー管内に保持される。予防保全装置としては、内面加工装置、内面洗浄装置、内面改質装置および内面検査装置が用いられる。これらの装置を固定脚によりライザー管内に保持し、ライザー管内面の加工、洗浄、改質および検査が行われる。

ヘッド部、ヘッド回転駆動部、屈曲駆動ユニット及び走行駆動ユニットを備えた配管内作業装置が、特開２００８−１４４４７号公報に記載されている。ヘッド回転駆動部のボディーにアームが回転可能に取り付けられ、屈曲駆動ユニットの一端部がアームに回転可能に取り付けられる。走行駆動ユニットの一端部が屈曲駆動ユニットの他端部に回転可能に取り付けられる。ヘッド部がヘッド回転駆動部のボディーの前面に取り付けられる。配管内作業装置が原子炉圧力容器内に設けられたライザー管内に上端から挿入される。ヘッド部に取り付けられたウォータジェットピーニング用の噴射ノズルを取り付け、ライザー管内面のウォータジェットピーニングを行う。

特開２００１−２６４４８２号公報は、配管の内面検査装置を記載している。この内面検査装置は、原子炉圧力容器内に設けられて原子炉圧力容器を貫通するライザー管内に原子炉格納容器の外から挿入され、ライザー管内を下方から上方に向かって移動させる。内面検査装置には、蛍光浸透探傷ヘッドが設けられる。

特開平８−５７７３号公報 特開２００８−１４４４７号公報 特開２００１−２６４４８２号公報

特開平８−５７７３号公報および特開２００８−１４４４７号公報には、予防保全装置を、原子炉圧力容器の軸方向に沿って配置されて原子炉圧力容器に設けられた配管の上端に形成された開口から配管内に挿入し、配管内を上方から下方に向かって移動させることを記載している。しかしながら、それらの公開公報に記載された技術は、配管の上端部側から予防保全装置を配管内の所定の位置に移動させる方法であり、配管上端部側からのアクセスが不可能な場合、その予防保全装置を配管下端部側から配管内にアクセスさせることが困難である。

また、特開２００１−２６４４８２号公報に記載された技術は、内面検査装置を配管下端部側から配管内にアクセスする方法であるが、この方法は配管下端部側が気中に存在する場合での方法であり、配管下端部側が水中に存在する場合で内面検査装置を配管内にアクセスさせるには困難である。

本発明の目的は、水で満たされた配管内面に対する予防保全作業を容易に実施することができる予防保全装置および配管内面の予防保全方法を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、ベースボディーと、ベースボディーに設置されてベースボディーを前進させる推進装置と、ベースボディーに設置されたウォータジェットピーニング装置と、ベースボディーの先端部及び後部にそれぞれ設置された複数の浮力体と、ベースボディーに設置され、配管内でベースボディーを保持するときに配管の内面に接触する複数のクランプ装置と、ベースボディーに設置されたカメラとを備えたことにある。

ベースボディーの先端部及び後部にそれぞれ設置された複数の浮力体を有するので、推進装置、ウォータジェットピーニング装置、複数の浮力体、複数のクランプ装置、及びカメラを設置したベースボディーを、水で満たされた原子炉圧力容器に接続されて内部が水で満たされた配管内に、原子炉圧力容器内に開放された、その配管の開口部を通して容易に挿入することができ、曲り管部及びこれにつながる垂直管部を有するその配管の垂直管部内に下部よりそのベースボディーを挿入することができる。このため、そのベースボディーを上部よりその配管内に挿入することができない場合であっても、配管内面に対して予防保全作業、すなわち、ウォータジェットピーニングを容易に実施することができる。

本発明によれば、水が満たされた原子炉圧力容器に接続されて内部に水が満たされる配管内面への予防保全作業を容易に実施することができる。

本発明の好適な一実施例である予防保全装置の構成図である。 図１に示す予防保全装置の移動体の拡大図である。 図２に示す移動体に設けられたウォータジェットピーニング装置及び移動装置の詳細構成図である。 図１に示すカメラユニットの拡大正面図である。 図２に示す移動体に設けられた浮力体への空気供給装置の詳細構成図である。 図２に示す移動体に設けられたクランプ装置の詳細構成図である。 図２に示す移動体が配管内面にクランプされたときにおける図６に示すクランプ装置の状態を示す説明図である。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の好適な一実施例である予防保全装置を、図１および図２を用いて説明する。

本実施例の予防保全装置１は、移動体２およびウォータジェットピーニング装置３を備えている。移動体２は、推進装置２１、浮力体２５，２６，２７，２８，２９，３０、クランプ装置４８Ａ，４８Ｂ、ベースボディー６２およびカメラユニット６３Ａ，６３Ｂを有する。さらに、ウォータジェットピーニング装置３は、噴射ノズル４Ａ，４Ｂ、キャビテーション発生器（ウォータジェットピーニング気泡生成装置）４、モータ（ノズル旋回装置）７（図３参照）、高圧ポンプ（加圧水供給装置）１７及びノズル移動装置１３（図４参照）を有する。推進装置２１、７個の浮力体（図１、図２および図５では、７個の浮力体のうち、６個の浮力体２５，２６，２７，２８，２９，３０を図示）、３個のクランプ装置（図１および図２では、３個のクランプ装置のうち、２個のクランプ装置４８Ａ，４８Ｂを図示）、キャビテーション発生器４、モータ７及びノズル移動装置１３は、内部に空間が形成される、ベースボディー６２に設置される。ベースボディー６２は、例えば円筒状の側壁を有し、この側壁の両端が封鎖されて内部に空間が形成される。

キャビテーション発生器４が、後述するように、回転可能にベースボディー６２の先端部に取り付けられる。浮力体２５がキャビテーション発生器４の先端面に取り付けられ、浮力体３０が連結部材（例えば、鎖）３１によって浮力体２５の前面に連結される。浮力体２８及び２９がベースボディー６２の後面に取り付けられる。浮力体２６および２７を含む３個の浮力体が、ベースボディー６２の円筒状側壁の外面に周方向において等間隔に取り付けられる。クランプ装置４８Ａ，４８Ｂを含む３個のクランプ装置は、ベースボディー６２の円筒状側壁の外面に、この外面に取り付けられた浮力体の相互間に配置されて周方向において等間隔に設置される。

ウォータジェットピーニング装置３を、図１及び図４を用いて具体的に説明する。キャビテーション発生器４の後面に設けられた回転軸５が、ベースボディー６２の前面からベースボディー６２内に挿入され、ベースボディー６２内に配置されたモータ７の回転軸に連結されている。ベースボディー６２の、回転軸５の貫通部は、シールにより水封構造になっている。ベースボディー６２内に配置されたスライド板１１が、ベースボディー６２の内面に固定された支持部材（図示せず）に、ベースボディー６２の軸方向に移動可能に取り付けられる。モータ７はスライド板１１に固定される。

ベースボディー６２内に配置されるノズル移動装置１３が、モータ１４、ボールネジ１５及びナット１６を有する。ナット保持部材１２がスライド板１１に取り付けられ、ナット１６がナット保持部材１２に取り付けられる。モータ１４がベースボディー６２の内面に取り付けられ、モータ１４の回転軸がボールネジ１５の一端に連結される。ボールネジ１５はナット１６と噛み合い、ボールネジ１５の他端部がベースボディー６２の内面に設置される軸受（図示せず）にて保持される。

１８０°反対方向に配置された噴射ノズル４Ａと噴射ノズル４Ｂが、キャビテーション発生器４に設置される。ウォータジェットピーニング装置３の噴射ノズルは、１個でもよく、また３個以上設けてもよい。水供給通路９が回転軸５内に形成され、この水供給通路９がキャビテーション発生器４内を経て水供給通路１０Ａ，１０Ｂに分岐される。水供給通路１０Ａが噴射ノズル４Ａに接続され、水供給通路１０Ｂが噴射ノズル４Ｂに接続される。環状のチャンバー８が、回転軸５を取り囲んで回転軸５に取り付けられる。チャンバー８内の領域が、回転軸５に形成された複数の開口部６により回転軸５内の水供給通路９に連絡される。チャンバー８がスライド板１１に固定される。

高圧ポンプ１７に接続される高圧ホース１８が、浮力体２８と浮力体２９の間を通ってベースボディー６２に取り付けられてベースボディー６２内に達する。弁２０を取り付けた配管１９Ａ及び弁２４を取り付けた配管２３が、高圧ホース１８に接続され、ベースボディー６２内に設置される。可撓性の高圧ホース１９Ｂが、配管１９Ａに接続され、チャンバー８に取り付けられてチャンバー８内の領域に連絡される。

推進装置２１が、噴射ノズル２２、配管２３及び弁２４を有する。噴射ノズル２２は、浮力体２８と浮力体２９の間に配置されてベースボディー６２の後面に取り付けられる。配管２３が噴射ノズル２２に接続される。

弁２０及び２４は、高圧ポンプ１７から吐出された高圧水の噴射ノズル２２への供給及びこの高圧水のキャビテーション発生器４及び噴射ノズル４Ａ，４Ｂへの供給を切り替える切り替え装置である。

カメラユニット６３Ａ，６３Ｂが、１８０°反対方向に配置されてキャビテーション発生器４に取り付けられる。カメラユニット６３Ａが噴射ノズル４Ａ付近に配置され、カメラユニット６３Ｂが噴射ノズル４Ｂ付近に配置される。カメラユニット６３Ａ，６３Ｂは、図４に示すように、カメラ６４およびカメラ６４の側に配置された一対の照明６５Ａ，６５Ｂを有する。

各浮力体に空気を供給する空気供給装置７１を、図１及び図５を用いて説明する。空気供給装置７１は、配管３２，３３，３４，３５および３６、ブロワ４４およびエアホース３７，４５を有する。配管３２，３３，３４，３５および３６が、ベースボディー６２内に配置されてベースボディー６２の内面に設置される。ブロワ４４に接続されたエアホース４５が、浮力体２８と浮力体２９の間を通ってベースボディー６２に取り付けられてベースボディー６２内に達する。弁３８を取り付けた配管３２が、エアホース４５に接続され、さらに、浮力体２５に接続される。弁３９を取り付けた配管３３が、配管３２に接続されて浮力体２８に接続される。弁４０を取り付けた配管３４が、配管３２に接続されて浮力体２９に接続される。弁４１を取り付けた配管３５が、配管３２に接続されて浮力体２６に接続される。弁４２を取り付けた配管３６が、配管３２に接続されて浮力体２７に接続される。弁４７が設けられたエアホース４６がエアホース４５に接続される。図５に図示されていないが、ベースボディー６２の円筒状側壁の外面に設置された残りの１個の浮力体も、弁を設けた配管によって配管３２に接続される。

ベースボディー６２の円筒状側壁の外面に設置された３個のクランプ装置について説明する。これらのクランプ装置は同じ構造であるので、クランプ装置４８Ａを例に挙げて説明する。クランプ装置４８Ａは、図６に示すように、押し付け部材４９、リンク５０Ａ，５０Ｂ，５１、スライド板５２および駆動装置５４を有する。スライド板５２が、ベースボディー６２の外面に固定されてこの外面と平行に配置された支持板（図示せず）に、ベースボディー６２の軸方向に移動可能に取り付けられる。リンク５０Ａとリンク５０Ｂは間をおいて互いに平行に配置され、リンク５０Ａ，５０Ｂのそれぞれの一端部がスライド板５２に回転可能にそれぞれ取り付けられる。リンク５０Ａ，５０Ｂのそれぞれの他端部が押し付け部材４９に回転可能にそれぞれ取り付けられる。リンク５１の一端部がリンク５０Ｂの長手方向の真ん中でリンク５０Ｂに回転可能に取り付けられる。リンク５１の他端部は、ベースボディー６２の外面に取り付けられてキャビテーション発生器４の側面に沿って伸びている支持部材５３に回転可能に取り付けられる。

駆動装置５４は、シリンダ５５、ピストン５６、ピストンロッド５７及び連結部材５８を有する。ピストン５６が内部に配置されたシリンダ５５がベースボディー６２の外面に取り付けられる。連結部材５８は、ピストン５６に取り付けられたピストンロッド５７に連結され、さらにスライド板５２に取り付けられる。連結部材５８はピストンロッド５７に対して直角に配置される。ブロワ５９に接続されたエアホース６０が、ベースボディー６２に取り付けられてベースボディー６２内に配置され、シリンダ５５に接続される。

図示されていないが、モータ７，１４に電力を供給するケーブル、および制御盤６１からの制御指令をベースボディー６２内に設けられた弁またはモータに伝えるケーブルが、ベースボディー６２に接続されている。

予防保全装置１を用いた配管内面の予防保全方法の一例を、図１を用いて以下に説明する。本実施例における保全方法は、原子炉圧力容器６６に接続されて、水平管部６８、曲がり管部６９および垂直管部７０を有する配管６７を、予防保全対象物としている。

配管内面の予防保全方法は、原子力プラントの定期検査の期間中に行われる。或る運転サイクルでの運転が終了した原子力プラントは停止され、運転停止の状態で原子力プラントの定期検査が実施される。原子炉圧力容器６６の上蓋が取り外され、冷却水７２が原子炉圧力容器６６内及び原子炉圧力容器６６の上方に形成されたプール内に充填される。高圧ポンプ１７、ブロワ４４，５９および制御盤６１が、冷却水７２で満たされたプールの上方に位置する床面に設置される。冷却水７２が、配管６７の水平管部６８、曲がり管部６９および垂直管部７０内にも満たされている。

制御盤６１からの制御指令により、弁３９〜４２およびベースボディー６２の円筒状側壁の外面に設置された残りの１個の浮力体に接続された配管に設けられた弁を開いてブロワ４４を駆動する。このとき、弁３８，４３および４７は閉じている。移動体２は上記の床面上に置かれており、ブロワ４４で加圧された空気が、エアホース４５を通してベースボディー６２内に導かれ、配管３２内に達する。さらに、この空気は、配管３３により浮力体２８内に、配管３４により浮力体２９内に、配管３５により浮力体２６内に、配管３６により浮力体２７内に、さらに、上記の残りの浮力体内にそれぞれ供給される。空気の供給により浮力体２６〜２９が膨らみ、これらの浮力体が所定の大きさになったとき、制御盤６１からの制御指令により弁３９〜４２が全閉にされ、ブロワ４４が停止される。空気が供給されない浮力体２５，３０は膨んでいない。

４つの浮力体が膨らんでいる移動体２は、原子炉圧力容器６６が設置される原子力建屋（図示せず）の天井クレーン（図示せず）に吊り下げられて原子炉圧力容器６６内に降ろされる。吊り降ろされる移動体２が、予防保全の対象である配管６７が原子炉圧力容器６６に開口している開口部の高さまで下降したとき、移動体２の下降が停止される。制御盤６１からの制御指令により弁３８，４３が開いてブロワ４４が駆動され、ブロワ４４から吐出された空気が、エアホース４５および配管３２を通して浮力体２５内に、さらに配管３７を通して浮力体３０に供給される。このとき、弁４７は全閉状態になっている。浮力体２５，３０内のそれぞれの圧力が所定圧力になって所定の大きさになったとき、制御盤６１からの制御指令により弁３８，４３が全閉にされ、ブロワ４４が停止される。浮力体２５，３０が膨らむことによって、移動体２の前面部が持ち上げられて移動体２がほぼ水平な状態になる（図１の（Ａ）の状態）。浮力体２５，３０内のそれぞれの圧力は、各浮力体に設けられた圧力センサ（図示せず）によって計測され、圧力計測値は信号線により制御盤６１に伝えられる。浮力体２６〜２９のそれぞれにも、内部の圧力を計測する圧力センサがそれぞれ設けられる。

移動体２の水平状態の姿勢を保つために浮力体２５〜３０内のそれぞれの圧力を調節する必要がある場合には、各浮力体に設けられた圧力センサからの圧力測定値に基づいて、該当する浮力体に接続された配管に設けられた弁、およびエアホース４６に設けられた弁４６の開閉、およびブロワ４６の駆動、停止を行うことにより、その浮力体の圧力を調節する。例えば、浮力体２５内の圧力が低くて移動体２の前面部が下がっている場合には、弁３８を開いてブロワ４４が駆動され、移動体２の前面部が持ち上げられるまで浮力体２５内に空気が供給される。このとき、弁３９〜４３および４７は全閉されている。移動体２の前面部が持ち上げられて移動体２が水平状態になったとき、ブロワ４４が停止され、弁３８が全閉になる。逆に、浮力体２５内の圧力が高くなって移動体２の前面部が上を向いている場合には、ブロワ４４を停止状態にして弁３９〜４３および４７が全閉状態にし、弁３８を開いて弁４７を開く。浮力体２５内の空気が配管３２、エアホース４５および４６を通って外部に放出される。このため、浮力体２５内の圧力が低下して移動体２の前面部が下降し、移動体２が水平状態を保つようになる。移動体２が水平状態になったとき、弁３８，４７が全閉される。浮力体２５以外の各浮力体内の圧力を調節する場合にも、上記した弁の開閉操作等を行う。弁３８〜４３および４７、さらにベースボディー６２の円筒状側壁の外面に設置された残りの１個の浮力体に対応して設けられた弁は、浮力体２５〜３０およびベースボディー６２の円筒状側壁の外面に設置された残りの１個の浮力体のそれぞれの内部の空気圧を調節して移動体２に作用する浮力を調節する浮力調節装置である。

制御盤６１から出力された制御指令により高圧ポンプ１７が駆動され、高圧ポンプ１７に供給される水が、高圧ポンプ１７で昇圧されて高圧水として、高圧ホース１８に吐出される。高圧ポンプ１７への水の供給は、水タンク（図示せず）から行われる。高圧水は、高圧ホース１８を通してベースボディー６２内に導かれ、配管２３内に達する。制御盤６１からの制御指令により弁２４が開いている。このとき、弁２０は全閉状態になっている。配管２３内に達した高圧水は、噴射ノズル２２から噴射される。噴射ノズル２２から原子炉圧力容器６６内の冷却水中に噴射された高圧水は、移動体２に推進力を与える。このため、移動体２は、高圧水の噴射方向とは逆方向に前進する。移動体２に設けられた照明６３Ａ，６３Ｂが点灯され、カメラ６４で撮影が行われる。カメラ６４で撮影した映像は、ケーブルを通して上記の床面に設置したモニタ（図示せず）に伝送され、このモニタに表示される。

やがて、移動体２の先頭部、例えば、浮力体３０，２５およびベースボディー６２の先頭部が、配管６７の水平部６８内に入り込む（図１の（Ｂ）の状態）。移動体２は噴射ノズル２２からの高圧水の噴射により水平部６８内を進み、曲がり管部６９に達する。ここで、制御盤６１からの制御指令により弁３８，４３を開いてブロワ４４を駆動し、ブロワ４４から吐出される空気が浮力体２５，３０内に供給される。浮力体２５，３０のそれぞれの浮力が高められ、移動体２の先頭部が浮力体２５，３０により上方に持ち上げられる。浮力体２５，３０の浮力を高めた後、ブロワ４４が停止されて弁３８，４３が閉じられる。制御盤６１からの制御指令により弁３９，４０，４７が開いて浮力体２８，２９内の空気が外部に放出される。このため、噴射ノズル２２から高圧水を噴射している移動体２は、曲がり管部６９内を容易に通過することができる（図１の（Ｃ）の状態）。浮力体２５，３０の浮力が高められた移動体２は、高圧水を噴射しながら垂直管部７０内を上昇する。移動体２が曲がり管部６９を通過したとき、浮力体２５，３０に空気を供給して移動体２に作用する浮力を高める。カメラ６４で撮影された映像をモニタで確認し、移動体２が垂直管部７０内の予防保全施工位置の近くに到達したとき、制御盤６１からの制御指令により高圧ポンプ１７が停止される。制御盤６１からの制御指令により弁３８，３９，４０，４３，４７のそれぞれの開度を制御して浮力体２５，２８，２９，３０内のそれぞれの圧力を調節する。これにより、浮力体２５，２８，２９，３０による浮力が調節され、垂直管部７０内を上昇する移動体２が予防保全施工位置に到達したとき、移動体２の上昇が停止される。その後、移動体２がクランプ装置４８Ａおよび４８Ｂによって垂直管部７０の内面に保持される。クランプ装置４８Ａおよび４８Ｂによる移動体２の保持を、詳細に説明する。

制御盤６１からの制御指令によりブロワ５９が駆動され、ブロワ５９で加圧された空気が、エアホース６０を通って３個のクランプ装置のそれぞれの押し付け部材４９を移動する各駆動装置５４のシリンダ５５内のピストン５６よりも後部側の領域に供給される。加圧空気の作用によりピストンが移動してピストンロッド５７がシリンダ５４から浮力体２５側に押し出され、連結部材５８が浮力体２５に向かって移動する。スライド板５２も連結部材５８の移動とともに同じ方向に移動する。スライド板５２の浮力体２５側への移動に伴って、リンク５０Ａ，５０Ｂ、さらにはリンク５１が立ち上がり（図７参照）、リンク５０Ａ，５０Ｂによって押し付け部材４９が垂直管部７０の内面に押し付けられる。クランプ装置４８Ａおよび４８Ｂのそれぞれの押し付け部材４９が垂直管部７０の内面に押し付けられ、移動体２が垂直管部７０の内面に保持される。移動体２が垂直管部７０の内面に保持されたとき、ブロワ５９の駆動が停止される。垂直管部７０内の移動体２は、３個のクランプ装置によって垂直管部７０の内面に保持される。

そして、ウォータジェットピーニング装置３による垂直管部７０の内面に対する予防保全作業、すなわち、残留応力改善作業が実施される。

制御盤６１からの制御指令により弁２４が閉じられて弁２０が開き、高圧ポンプ１７が駆動される。高圧ポンプ１７から吐出された高圧水が、高圧ホース１８、配管１９Ａおよび高圧ホース１９Ｂを通ってチャンバー８内に導かれる。高圧水は、さらに、回転軸５に形成された複数の開口部６を通って回転軸５内の水供給通路９に流入し、キャビテーション発生器４内に供給される。キャビテーション発生器４において高圧水にキャビテーション気泡が生成される。キャビテーション気泡を含む高圧水が、水供給通路１０Ａにより噴射ノズル４Ａに供給され、水供給通路１０Ｂにより噴射ノズル４Ｂに供給される。噴射ノズル４Ａ，４Ｂのそれぞれから噴射されたキャビテーション気泡を含む高圧水が、垂直管部７０の内面における予防保全施工位置に向かって噴射される。高圧水を噴射している噴射ノズル４Ａ，４Ｂがキャビテーション発生器４の回転によってベースボディー６２の中心軸を中心に旋回する。

キャビテーション発生器４の回転について説明する。制御盤６１からの制御指令によりモータ７が回転されて回転軸５が回転し、これに伴ってキャビテーション発生器４が回転される。噴射ノズル４Ａ，４Ｂが垂直管部７０の内面に沿って旋回する。回転軸５がチャンバー８内で回転するため、回転軸６が回転している間でも、チャンバー８内に供給された高圧水が各開口部６を通って回転軸６内に流入する。このため、噴射ノズル４Ａ，４Ｂが旋回しながらキャビテーション気泡を含む高圧水を垂直管部７０の内面に向かって噴射するので、垂直管部７０の内面において周方向の全面に対してウォータジェットピーニングが施される。この結果、垂直管部７０の内面における周方向全面に残留圧縮応力が付与される。

噴射ノズル４Ａ，４Ｂから高圧水が噴射されて垂直管部７０の内面に対してウォータジェットピーニングを施工している間、カメラユニット６３Ａ，６３Ｂのそれぞれにおいて、照明６５Ａ，６５Ｂが付けられ、カメラ６４により噴射ノズル４Ａ，４Ｂからのキャビテーション気泡を含む高圧水の噴射状況を撮影する。各カメラユニットのそれぞれで撮影された高圧水の噴射状況の映像が、前述のモニタに表示され、高圧水の噴射状況を監視することができる。

制御盤６１からの制御指令によりノズル移動装置１３のモータ１４が駆動される。モータ１４の駆動によってボールネジ１５が回転し、ボールネジ１５に噛み合うナット１２が、ベースボディー６２の軸方向に移動する。この結果、スライド板１１もベースボディー６２の軸方向に移動され、高圧水を噴射して旋回している噴射ノズル４Ａ，４Ｂがベースボディー６２の軸方向に移動される。モータ１４の回転によって、移動体２を垂直管部７０の内面に保持した状態で垂直管部７０の軸方向に或る幅を持って垂直管部７０の内面の全周に亘って残留圧縮応力を付与することができる。

垂直管部７０の他の位置に対して残留圧縮応力を付与する予防保全作業を行う必要がある場合には、制御盤６１からの制御指令によりブロワ５９が駆動され、３個のクランプ装置のそれぞれの押し付け部材４９を移動する各駆動装置５４のシリンダ５５内のピストン５６よりも浮力体２５側の領域に供給される。ピストン５６がベースボディー６２の後部側に移動し、連結部材５８がシリンダ５５側に移動される。この結果、リンク５０Ａ，５０Ｂが寝かされ（図６参照）、押し付け部材４９が垂直管部７０の内面から離される。浮力体２５，２８，２９，３０内に加圧空気がブロワ４４から供給され、浮力が増大する。移動体２が垂直管部７０内を上昇し、他の予防保全施工位置まで上昇する。移動体２がこの予防保全施工位置に到達したとき、前述したように、浮力体２５，２８，２９，３０における浮力が調節され、移動体２の上昇が停止される。その後、移動体２はクランプ装置４８Ａおよび４８Ｂによって前述したように垂直管部７０の内面に保持される。噴射ノズル４Ａ，４Ｂからキャビテーション気泡を含む高圧水が噴射され、その位置で垂直管部７０の内面の全周に亘ってウォータジェットピーニングが施される。

垂直管部７０の内面に対する予防保全作業が終了した後、浮力体２５，２８，２９，３０内の空気をエアホース４６から外部に放出して、浮力体２５，２８，２９，３０による浮力を低減させ、移動体２を垂直管部７０内で下降させる。移動体２の下降中において、予防保全作業を施した垂直管部７０の内面をカメラ６４で撮影し、映像を前述のモニタに表示する。モニタに表示された映像を見て予防保全作業の施工面でのその施工状態を点検することができる。作業員が前述の床面上で高圧ホース１８、エアホース４５，６０及びケーブルを引っ張り、移動体２を、曲がり管部６９を経て水平管部６８まで移動させる。水平管部６８から原子炉圧力容器６６内に引き出されたときに移動体２が浮き上がるように、水平管部６８内において、浮力体２５，２８，２９，３０内に加圧空気を供給して移動体２の浮力を高める。高圧ホース１８、エアホース４５，６０及びケーブルがさらに引っ張られることにより、移動体２が水平管部６８から原子炉圧力容器６６内の冷却水７２に引き出される。引き出された移動体２は、各浮力体による浮力により冷却水７２の液面に向かって上昇する。冷却水７２の液面に浮上した移動体２は、冷却水７２中より回収される。

以上により、原子炉圧力容器６６に接続されて内部に冷却水７２が満たされた、水平管部６８、曲がり管部６９および垂直管部７０を有する配管６７の内面への予防保全作業が終了する。

本実施例によれば、予防保全装置１の移動体２が浮力体２５，２６，２７，２８，２９および３０等の複数の浮力体を有しているので、冷却水７２が満たされた原子炉圧力容器６６に接続された、水平管部６８、曲がり管部６９および垂直管部７０を有する配管６７内面に対する予防保全作業を容易に施工することができる。特に、配管６７は、下端部が原子力圧力容器６６に接続されて移動体２を上部から配管６７内に挿入することができない状態にある場合でも、移動体２に複数の浮力体が設けられているため、配管６７の下端部に形成されて原子炉圧力容器６６に解放された開口部を通して配管６７内に移動体２を容易に挿入することができる。この結果、その配管６７内面に対する予防保全作業を実施することができる。

本実施例は浮力調節装置を備えているので、浮力体２５，２６，２７，２８，２９，３０のそれぞれの内部の空気圧力を調節することができ、移動体２の配管６７内での移動を容易に制御することができる。特に、移動体２が曲り管部６９に挿入されるときに浮力調節装置により浮力体２５，３０内の空気圧力を高めて移動体２の先端部に作用する浮力を増大させるため、移動体２の曲り管部６９への挿入および曲り管部６９内での移動を円滑に行うことができる。また、移動体２が垂直管部７０内を上昇しているときに浮力調節装置により浮力体２５，２８，２９，３０内の空気圧を調節するので、垂直管部７０内での移動体２の上昇速度を調節することができ、移動体２を垂直管部７０内で予防保全施工位置に停止させることができる。

モータ（ノズル旋回装置）７が移動体２に設置されているので、配管６７内で噴射ノズル４Ａ，４Ｂを配管６７の内面に沿って旋回させることができ、その内面の全周に亘って残留圧縮応力を付与することができる。

弁２０及び２４の開閉を切り替えることにより、高圧ポンプ１７から吐出された高圧水を移動体２の推進時に噴射ノズル２２に、配管６７の内面へのウォータジェットピーニングの施工時に噴射ノズル４Ａ，４Ｂに供給することができる。高圧ポンプ１７をウォータジェットピーニング装置３と推進装置２１で共用することができるため、予防保全装置１の構成を単純化することができる。

また、キャビテーション発生器７に替えて、超音波探傷用ヘッドまたは渦電流探傷用ヘッドをベースボディー６２に取付けることにより、予防保全装置１は配管６７の内面への非破壊検査を行う非破壊検査装置として使用することができる。

１…予防保全装置、２…移動体、３…ウォータジェットピーニング装置、４Ａ，４Ｂ，２２…噴射ノズル、４…キャビテーション発生器、５…回転軸、７，１４…モータ、１３…ノズル移動装置、１７…高圧ポンプ、２１…推進装置、２５，２６，２７，２８，２９，３０…浮力体、３８，３９，４０，４１，４１２，４３，４７…弁、４４，５９…ブロワ、４８Ａ，４８Ｂ…クランプ装置、６１…制御盤、６２…ベースボディー、６３Ａ，６３Ｂ…カメラユニット、６６…原子炉圧力容器、６７…配管、６８…水平管部、６９…曲がり管部、７０…垂直管部、７１…空気供給装置。

Claims (12)

1. ベースボディーと、前記ベースボディーの一端部である後部に設置されて前記ベースボディーを前進させる推進装置と、前記ベースボディーの他端部であって前記後部の反対側である先端部に設置されたウォータジェットピーニング装置と、前記ベースボディーの前記先端部及び前記後部にそれぞれ設置された複数の第１浮力体と、前記ベースボディーに設置され、配管内で前記ベースボディーを保持するときに前記配管の内面に接触する複数のクランプ装置と、前記ベースボディーに設置されたカメラと、前記ベースボディーの先端部に設置された前記第１浮力体に可撓性を有する連結部材で結合された第２浮力体とを備えたことを特徴とする予防保全装置。
2. 前記ベースボディーに設けられて前記複数の第１浮力体に空気を供給する空気供給装置と、前記空気供給装置に設けられた前記複数の第１浮力体内のそれぞれの空気圧力を調節する浮力調節装置とを備えた請求項１に記載の予防保全装置。
3. 前記推進装置が加圧された水を噴射する第１噴射ノズルを有し、前記ウォータジェットピーニング装置が、加圧された水中にウォータジェットピーニング気泡を生成するウォータジェットピーニング気泡生成装置、および前記ウォータジェットピーニング気泡を含む加圧された水を噴射する第２噴射ノズルを有する請求項１または２に記載の予防保全装置。
4. 加圧水供給装置、および前記加圧水供給装置に接続されて、前記加圧水供給装置から吐出された加圧水を、前記第１噴射ノズルおよび前記ウォータジェットピーニング気泡生成装置に供給する加圧水供給管路を備え、前記加圧水の前記第１噴射ノズルへの供給と前記加圧水の前記ウォータジェットピーニング気泡生成装置への供給を切り替える切り替え装置を、前記加圧水供給管路に設けた請求項３に記載の予防保全装置。
5. 前記第２噴射ノズルが前記ウォータジェットピーニング気泡生成装置に取り付けられ、前記ウォータジェットピーニング気泡生成装置を回転させるノズル旋回装置を前記ベースボディーに設けた請求項４に記載の予防保全装置。
6. 前記空気供給装置が前記第２浮力体にも空気を供給する空気供給装置であり、前記浮力調節装置が前記第２浮力体内の空気圧力も調節する浮力調節装置である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の予防保全装置。
7. ベースボディーと、前記ベースボディーの一端部である後部に設置されて前記ベースボディーを前進させる推進装置と、前記ベースボディーの他端部であって前記後部の反対側である先端部に設置されたウォータジェットピーニング装置と、前記ベースボディーの前記先端部及び前記後部にそれぞれ設置された複数の第１浮力体と、前記ベースボディーに設置され、配管内で前記ベースボディーを保持するときに前記配管の内面に接触する複数のクランプ装置と、前記ベースボディーに設置されたカメラと、前記ベースボディーの先端部に設置された前記第１浮力体に可撓性を有する連結部材で結合された第２浮力体とを備えた予防保全装置を、原子炉圧力容器内の水中に降下させ、その後、前記予防保全装置を、前記原子炉圧力容器に接続されて内部が水で満たされた配管内に、前記ベースボディーの先端部を前にして、原子炉圧力容器内に開放された、前記配管の開口部を通して挿入し、前記予防保全装置を、前記複数のクランプ装置を前記配管の内面に押しつけて前記配管内で保持し、前記ウォータジェットピーニング装置を用いて前記配管の内面への予防保全作業を実施することを特徴とする配管内面の予防保全方法。
8. 前記予防保全作業が、前記配管の垂直管部の内面に対して行われる請求項７に記載の配管内面の予防保全方法。
9. 前記ベースボディーに設けられた空気供給装置によりそれぞれの前記第１浮力体内に空気を供給し、前記空気供給装置に設けられた浮力調整装置により前記第１浮力体内のそれぞれの空気圧力を調節する請求項７または８に記載の配管内面の予防保全方法。
10. 前記推進装置の第１噴射ノズルノズルへの加圧水供給装置からの加圧水の供給、および前記ウォータジェットピーニング装置の第２噴射ノズルへの前記加圧水供給装置からの前記加圧水の供給を切り替える請求項７ないし９のいずれか１項に記載の配管内面の予防保全方法。
11. 前記第２浮力体に、前記空気供給装置により空気を供給し、前記第２浮力体内の空気圧力を前記浮力調節装置により調節する請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の配管内面の予防保全方法。
12. 前記ベースボディーの前記後部に設置された前記第１浮力体内の空気を外部に排出する請求項１１に記載の配管内面の予防保全方法。

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