JP6672086B2 - Inspection apparatus and inspection method for core tank - Google Patents
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Description
本開示は、原子炉の炉心槽の検査装置および検査方法に関する。 The present disclosure relates to an inspection device and an inspection method for a reactor core tank of a nuclear reactor.
一般に、原子炉の健全性を評価する検査の一つとして、炉心槽の溶接部の状態を検査することが要求される。炉心槽は、通常、複数の板材が溶接されて円筒形状に形成されているが、過酷な環境下で使用されることによって他の部位よりも脆弱な溶接部にき裂や破損等の不具合が発生しやすい。そこで、炉心槽の検査においては、溶接部を重点的に検査することが求められている。 Generally, as one of inspections for evaluating the soundness of a nuclear reactor, it is required to inspect the state of a welded portion of a reactor core vessel. The core tank is usually formed by welding a plurality of plates into a cylindrical shape.However, when used in a harsh environment, defects such as cracks and breakage can occur in welds that are more vulnerable than other parts. Likely to happen. Therefore, in the inspection of the core tank, it is required to mainly inspect the welded portion.
従来、炉心槽の検査においては、原子炉から取り出した炉心槽を直立姿勢の状態とし、遠隔操作されるカメラを用いて炉心槽の視認検査を行っている。この際、炉心槽の上方からクレーン等によって吊り下げたカメラを炉心槽内に導入し、遠隔操作によりカメラを溶接部に接近させて撮像することが一般的であった。 2. Description of the Related Art Conventionally, in inspection of a core tank, a core tank removed from a nuclear reactor is placed in an upright posture, and a visual inspection of the core tank is performed using a remotely operated camera. At this time, it has been common to introduce a camera suspended from above the core tank by a crane or the like into the core tank and bring the camera closer to the welded portion by remote control to take an image.
近年、カメラの移動速度や撮影範囲についての要求が厳しくなりつつあり、この要求に対応した構成として、例えば特許文献1には、カメラを含む検査装置を炉心槽の外周面に沿って移動させる移動機構が開示されている。
また、炉心槽の検査においては、狭隘部における検査の実施も求められる場合があり、例えば特許文献2及び3では、狭隘部において溶接部を検査する方法が開示されている。この方法では、炉心槽の外周側に配置された熱遮へい体の上端部に沿って移動する走行ローラにファイバスコープ及びUTプローブを垂下させ、ファイバスコープによって溶接部の目視検査を行うと共に、UTプローブを用いて溶接部の非破壊検査を行うようになっている。
In recent years, requirements regarding the moving speed and photographing range of a camera have become strict, and as a configuration corresponding to this requirement, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 discloses a moving apparatus that moves an inspection apparatus including a camera along the outer peripheral surface of a core tank. A mechanism is disclosed.
Further, in the inspection of the core tank, it may be required to perform an inspection in a narrow portion. For example,
しかしながら、撮像ユニットを用いた炉心槽の溶接部の観察によって溶接部の検査を行う場合、炉心槽の経年変化によりスケール等が付着して溶接部の視認性が低下し、溶接部ではない箇所の画像に基づいて誤った検査を行ってしまう可能性がある。
この点、特許文献1〜3においては、炉心槽の経年変化により溶接部の視認性が低下した場合において、撮像ユニットを用いた溶接部の検査を適切に行うための手法について開示がない。
However, when inspecting the welded portion by observing the welded portion of the core bath using the imaging unit, scale and the like adhere to the core bath due to aging, and the visibility of the welded portion is reduced. Incorrect inspection may be performed based on the image.
In this regard, Patent Literatures 1 to 3 do not disclose a method for appropriately performing an inspection of a welded portion using an imaging unit when the visibility of the welded portion is reduced due to aging of the core bath.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、経年変化により視認性が低下した炉心槽においても適切に溶接部の検査を行うことができる炉心槽の検査装置および検査方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least some embodiments of the present invention provide an inspection apparatus and an inspection method for a core tank that can appropriately perform an inspection of a welded part even in a core tank whose visibility is reduced due to aging. The purpose is to provide.
(1)本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る炉心槽の検査装置は、
原子炉の炉心槽の周方向に沿って延在する溶接ビードを検査するための装置であって、
前記溶接ビードを検出するためのビードセンサと、
前記溶接ビードを撮像するための撮像ユニットと、
前記ビードセンサ及び前記撮像ユニットを支持するとともに、前記炉心槽の前記周方向に移動可能に構成されたキャリアと、
前記ビードセンサによる前記溶接ビードの検出中において、前記ビードセンサ及び前記撮像ユニットを前記炉心槽の軸方向に沿って移動させるように構成された第1アクチュエータと、
前記撮像ユニットによる前記溶接ビードの撮像中において、前記ビードセンサによる前記溶接ビードの検出位置にて前記キャリアを前記周方向に移動させるように構成された第2アクチュエータと、
を備える。
(1) A core tank inspection apparatus according to at least some embodiments of the present invention includes:
An apparatus for inspecting a weld bead extending along a circumferential direction of a core tank of a nuclear reactor,
A bead sensor for detecting the weld bead,
An imaging unit for imaging the weld bead,
Supporting the bead sensor and the imaging unit, a carrier configured to be movable in the circumferential direction of the core vessel,
During the detection of the weld bead by the bead sensor, a first actuator configured to move the bead sensor and the imaging unit along the axial direction of the core bath,
A second actuator configured to move the carrier in the circumferential direction at a position where the bead sensor detects the weld bead during imaging of the weld bead by the imaging unit;
Is provided.
上記(1)の炉心槽の検査装置は、溶接ビードを検出するためのビードセンサと、溶接ビードを撮像するための撮像ユニットとを備えている。そして、ビードセンサによる溶接ビードの検出位置において撮像ユニットによって溶接ビードを撮像するようになっている。これにより、経年変化により視認性が低下した炉心槽においても溶接ビードを見逃すことなく、適切に撮像することができる。
また、ビードセンサ及び撮像ユニットの移動機構として、ビードセンサによる溶接ビードの検出中において、ビードセンサ及び撮像ユニットを軸方向に沿って移動させるように構成された第1アクチュエータと、撮像ユニットによる溶接ビードの撮像中において、ビードセンサによる溶接ビードの検出位置にてキャリアを周方向に移動させるように構成された第2アクチュエータと、を備えている。第1アクチュエータにより軸方向に移動されるビードセンサによって溶接ビードの高さ方向位置を検出し、その高さ方向位置において第2アクチュエータにより撮像ユニットをキャリアとともに周方向に移動させることによって、例えば炉心槽の水平方向に延在する溶接ビードのように、炉心槽に水平方向に沿って延在する長尺な溶接ビードを確実に検出し、適切に撮像することができる。
The core tank inspection apparatus of (1) includes a bead sensor for detecting a weld bead, and an imaging unit for imaging the weld bead. Then, the welding bead is imaged by the imaging unit at the position where the bead sensor detects the welding bead. This makes it possible to appropriately image the welding bead without overlooking the weld bead even in the core tank in which the visibility is reduced due to aging.
Further, as a moving mechanism of the bead sensor and the imaging unit, a first actuator configured to move the bead sensor and the imaging unit along the axial direction during detection of the weld bead by the bead sensor, and during imaging of the welding bead by the imaging unit. And a second actuator configured to move the carrier in a circumferential direction at a position where a bead sensor detects a weld bead. The bead sensor moved in the axial direction by the first actuator detects the position of the weld bead in the height direction, and the imaging unit is moved in the circumferential direction together with the carrier by the second actuator at the height position, so that, for example, Like a weld bead extending in the horizontal direction, a long weld bead extending in the core tank along the horizontal direction can be reliably detected and appropriately imaged.
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記炉心槽の半径方向に関して位置決めされた状態で、前記周方向に沿って前記炉心槽に取り付けられた走行レールをさらに備え、
前記キャリアは、前記走行レールに沿って走行可能に構成される。
(2) In some embodiments, in the configuration of the above (1),
In a state positioned in the radial direction of the core tank, further comprising a traveling rail attached to the core tank along the circumferential direction,
The carrier is configured to be able to travel along the travel rail.
上記(2)の構成によれば、炉心槽の半径方向に関して位置決めされた状態で、周方向に沿って炉心槽に取り付けられた走行レールを備えているので、この走行レールに沿ってキャリアを正確に移動させることができる。 According to the configuration (2), since the traveling rails are attached to the core tank along the circumferential direction while being positioned in the radial direction of the core tank, the carrier can be accurately aligned along the traveling rail. Can be moved.
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、
前記走行レールは、前記炉心槽の上部フランジに取り付けられている。
(3) In some embodiments, in the configuration of the above (2),
The traveling rail is attached to an upper flange of the core tank.
上記(3)の構成によれば、炉心槽の上部フランジに走行レールが取り付けられているので、走行レールの脱着が容易である。また、通常、炉心槽の上部フランジは概ね正確に水平方向に延在しているため、これに沿わせることで走行レールを水平方向に沿って適正に設置することができる。 According to the above configuration (3), since the traveling rail is attached to the upper flange of the core tank, the traveling rail can be easily attached and detached. In addition, since the upper flange of the core tank generally extends in the horizontal direction almost exactly, the running rail can be properly installed in the horizontal direction by following the upper flange.
(4)幾つかの実施形態では、上記(2)又は(3)の構成において、
前記走行レールは、前記炉心槽に形成された複数の位置決め用の凸部又は凹部とそれぞれ嵌合可能な嵌合部を複数有する。
(4) In some embodiments, in the configuration of the above (2) or (3),
The traveling rail has a plurality of fitting portions that can be respectively fitted to a plurality of positioning protrusions or recesses formed in the core bath.
上記(4)の構成によれば、走行レールの設置時、凸部又は凹部と嵌合部とを嵌合させることによって、炉心槽に対して走行レールを正確に位置決めすることができる。これにより、キャリアやビードセンサ及び撮像ユニットを適正に移動させることができる。 According to the configuration of the above (4), when the traveling rail is installed, the traveling rail can be accurately positioned with respect to the core tank by fitting the convex portion or the concave portion with the fitting portion. Thereby, the carrier, the bead sensor, and the imaging unit can be appropriately moved.
(5)幾つかの実施形態では、上記(2)乃至(4)の何れかの構成において、
前記走行レールは、
前記周方向に連続した環状レール部と、
前記環状レール部に交差するように設けられた少なくとも一本のブリッジ部と、
を含む。
(5) In some embodiments, in any of the above configurations (2) to (4),
The traveling rail is
An annular rail portion continuous in the circumferential direction,
At least one bridge portion provided so as to cross the annular rail portion,
including.
上記(5)の構成によれば、環状レール部に交差するように、少なくとも一本のブリッジ部が設けられているので、環状レール部の強度を確保でき、キャリアの移動時においても環状レール部を安定的に支持できる。 According to the above configuration (5), since at least one bridge portion is provided so as to cross the annular rail portion, the strength of the annular rail portion can be secured, and the annular rail portion can be secured even when the carrier moves. Can be stably supported.
(6)一実施形態では、上記(5)の構成において、
前記走行レールは、前記環状レール部又は前記ブリッジ部の少なくとも一方に設けられたリブをさらに含む。
(6) In one embodiment, in the configuration of the above (5),
The traveling rail further includes a rib provided on at least one of the annular rail section and the bridge section.
上記(6)の構成によれば、環状レール部の強度をより一層向上させることができるので、キャリアやビードセンサ及び撮像ユニットの荷重を受けても環状レール部が撓んでしまうことを防止でき、キャリアを適正に移動させることができる。 According to the configuration (6), since the strength of the annular rail portion can be further improved, the annular rail portion can be prevented from bending even under the load of the carrier, the bead sensor, and the imaging unit, and the carrier can be prevented. Can be moved appropriately.
(7)幾つかの実施形態では、上記(5)又は(6)の構成において、
前記環状レール部の中心上において前記少なくとも一本のブリッジ部に回動可能に一端が固定され、他端が前記キャリアに連結された走行ガイドロッドをさらに備える。
(7) In some embodiments, in the configuration of the above (5) or (6),
A traveling guide rod further has one end rotatably fixed to the at least one bridge portion on the center of the annular rail portion and the other end connected to the carrier.
上記(7)の構成によれば、キャリアを炉心槽の半径方向に関して正確に位置決めすることができ、キャリアを環状レール部において適正に移動させることができる。 According to the configuration (7), the carrier can be accurately positioned in the radial direction of the core tank, and the carrier can be appropriately moved on the annular rail portion.
(8)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの構成において、
前記ビードセンサと、前記撮像ユニットと、前記キャリアの少なくとも一部とが、前記炉心槽の外周側に設けられた熱遮へい体と前記炉心槽との間の隙間内にアクセス可能に構成される。
(8) In some embodiments, in any one of the above configurations (1) to (7),
The bead sensor, the imaging unit, and at least a part of the carrier are configured to be accessible in a gap between a heat shield provided on an outer peripheral side of the core tank and the core tank.
上記(8)の構成によれば、炉心槽と熱遮へい体との間の狭隘部における溶接ビードを確実に検出し、溶接ビードを適切に撮像することができる。 According to the configuration of (8), it is possible to reliably detect a weld bead in a narrow portion between the core bath and the heat shield, and appropriately image the weld bead.
(9)一実施形態では、上記(8)の構成において、
前記検査装置は、前記隙間内の前記溶接ビードを検査するための狭隘部検査用キャリアと、前記熱遮へい体によって覆われていない領域における前記溶接ビードを検査するための非狭隘部検査用キャリアと、を含む複数の前記キャリア間で交換可能に構成される。
(9) In one embodiment, in the configuration of the above (8),
The inspection device, a narrow portion inspection carrier for inspecting the weld bead in the gap, and a non-narrow portion inspection carrier for inspecting the weld bead in an area not covered by the heat shield. Are configured to be exchangeable among a plurality of the carriers including:
上記(9)の構成によれば、狭隘部検査用キャリアと非狭隘部検査用キャリアを含む複数種のキャリアを交換可能としているため、検査する対象部位によって適切なキャリアを選択することによって、炉心槽の大部分の領域を適切に検査することができる。 According to the configuration of the above (9), a plurality of types of carriers including a narrow portion inspection carrier and a non-narrow portion inspection carrier can be exchanged. Most areas of the tank can be properly inspected.
(10)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(9)の何れかの構成において、
前記第1アクチュエータは、前記第2アクチュエータによる前記キャリアの移動中、前記炉心槽の外周側に設けられた熱遮へい体と前記炉心槽との間の隙間内における少なくとも一本のピンが位置する周方向位置範囲に前記撮像ユニットが差し掛かったとき、前記少なくとも一本のピンを前記撮像ユニットが回避するように前記撮像ユニットを前記軸方向に移動させるように構成される。
(10) In some embodiments, in any of the above configurations (1) to (9),
The first actuator is configured such that during movement of the carrier by the second actuator, at least one pin is located in a gap between the heat shield provided on the outer peripheral side of the core tank and the core tank. When the imaging unit approaches a directional position range, the imaging unit is configured to move in the axial direction such that the at least one pin is avoided by the imaging unit.
上記(10)の構成によれば、例えば熱遮へい体の取付ピンなどの炉心槽の外周側にピンが設けられている場合、撮像ユニットがピンを回避するように撮像ユニットを軸方向に移動させることにより、撮像ユニットとピンとの干渉を防止しながら炉心槽に沿ってキャリアを円滑に移動させることができる。よって、検査における作業の効率化が図れる。 According to the above configuration (10), for example, when a pin is provided on the outer peripheral side of the core tank such as a mounting pin of a heat shield, the imaging unit is moved in the axial direction so that the imaging unit avoids the pin. This makes it possible to move the carrier smoothly along the core tank while preventing interference between the imaging unit and the pins. Therefore, the efficiency of inspection work can be improved.
(11)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(10)の何れかの構成において、
前記キャリアに取り付けられたカウンタウェイトをさらに備える。
(11) In some embodiments, in any one of the above configurations (1) to (10),
The apparatus further includes a counterweight attached to the carrier.
溶接ビードの検出時または撮像時においては、ビードセンサ及び撮像ユニットの重心が、走行レールとキャリアとの接点である支持点から離れて位置する。そのため、上記(11)の構成のように、カウンタウェイトによりキャリアにおける重量バランスを調節することによって、安定してキャリアを移動させることができる。 When a weld bead is detected or an image is taken, the center of gravity of the bead sensor and the imaging unit is located away from a support point that is a contact point between the traveling rail and the carrier. Therefore, the carrier can be stably moved by adjusting the weight balance of the carrier by the counter weight as in the configuration (11).
(12)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(11)の何れかの構成において、
前記ビードセンサは、前記撮像ユニットに対してずれた位置において前記キャリアに取り付けられている。
(12) In some embodiments, in any of the above configurations (1) to (11),
The bead sensor is attached to the carrier at a position shifted from the imaging unit.
上記(12)の構成によれば、ビードセンサと撮像ユニットの位置を異ならせているため、それぞれの角度を調節することによって、略同一の面を監視(検出又は撮像)することができる。 According to the configuration (12), since the positions of the bead sensor and the imaging unit are different, it is possible to monitor (detect or image) substantially the same surface by adjusting the respective angles.
(13)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(12)の何れかの構成において、
前記検査装置は、
前記ビードセンサに接続されるセンサ送りケーブルと、
前記撮像ユニットに接続される撮像ユニット送りケーブルと、をさらに備え、
前記キャリアは、前記センサ送りケーブル及び前記撮像ユニット送りケーブルが挿通されるガイド管を含み、
前記第1アクチュエータは、前記ガイド管内において前記センサ送りケーブル及び前記撮像ユニット送りケーブルを進退させて、前記ビードセンサ及び前記撮像ユニットを前記軸方向に沿って移動させるように構成される。
(13) In some embodiments, in any one of the above configurations (1) to (12),
The inspection device,
A sensor feed cable connected to the bead sensor,
An imaging unit feed cable connected to the imaging unit,
The carrier includes a guide tube through which the sensor feed cable and the imaging unit feed cable are inserted,
The first actuator is configured to advance and retreat the sensor feed cable and the imaging unit feed cable within the guide tube to move the bead sensor and the imaging unit along the axial direction.
上記(13)の構成によれば、ガイド管に挿通されたケーブル(センサ送りケーブル及び撮像ユニット送りケーブル)を介してビードセンサ及び撮像ユニットを軸方向に移動可能であるから、ビードセンサ及び撮像ユニットから離れた場所に第1アクチュエータに配置することができる。よって、ビードセンサ及び撮像ユニットの近傍の狭隘なスペースではなく、例えば炉心槽の上方空間のような比較的広いスペースを利用して第1アクチュエータを設置することが可能となる。 According to the above configuration (13), the bead sensor and the imaging unit can be moved in the axial direction via the cables (the sensor feed cable and the imaging unit feed cable) inserted through the guide tube. At the first actuator. Therefore, it is possible to install the first actuator using a relatively large space, for example, a space above the core tank, instead of a narrow space near the bead sensor and the imaging unit.
(14)一実施形態では、上記(13)の構成において、
前記ガイド管の先端部は、前記炉心槽の外周側に設けられた熱遮へい体と前記炉心槽との間の隙間内に挿入可能に構成されており、
前記ビードセンサ及び前記撮像ユニットは、それぞれ、前記ガイド管内を延在する前記センサ送りケーブル及び前記撮像ユニット送りケーブルによって、前記ガイド管の前記先端部の下方に垂下されている。
(14) In one embodiment, in the configuration of the above (13),
The distal end portion of the guide tube is configured to be insertable into a gap between the heat shield and the core tank provided on the outer peripheral side of the core tank,
The bead sensor and the imaging unit are respectively suspended below the distal end of the guide tube by the sensor feed cable and the imaging unit feed cable extending inside the guide tube.
上記(14)の構成によれば、ガイド管の先端部を熱遮へい体と炉心槽との間の環状隙間に挿入した状態で検査を行えば、第1アクチュエータによってビードセンサ及び撮像ユニットを軸方向沿って移動させる際、ビードセンサ及び撮像ユニットの隙間内への侵入が容易になる。 According to the above configuration (14), if the inspection is performed in a state where the tip of the guide tube is inserted into the annular gap between the heat shield and the core tank, the bead sensor and the imaging unit are moved along the axial direction by the first actuator. When moving the bead sensor and the imaging unit, it is easy to enter the gap between the bead sensor and the imaging unit.
(15)本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る炉心槽の検査方法は、
原子炉の炉心槽の周方向に沿って延在する溶接ビードを検査する方法であって、
ビードセンサを前記炉心槽の軸方向に移動させながら、前記ビードセンサにより前記溶接ビードを検出するステップと、
前記ビードセンサによる前記溶接ビードの検出位置にて撮像ユニットを前記周方向に移動させながら、前記撮像ユニットにより前記溶接ビードを撮像するステップと、
を備える。
(15) An inspection method of a core tank according to at least some embodiments of the present invention includes:
A method for inspecting a weld bead extending along a circumferential direction of a core tank of a nuclear reactor,
Detecting the welding bead by the bead sensor while moving the bead sensor in the axial direction of the core bath;
While moving the imaging unit in the circumferential direction at the detection position of the welding bead by the bead sensor, imaging the welding bead by the imaging unit,
Is provided.
上記(15)の炉心槽の検査方法によれば、ビードセンサを炉心槽の軸方向に移動させながら、ビードセンサにより溶接ビードを検出し、その検出位置にて撮像ユニットを周方向に移動させながら、撮像ユニットにより溶接ビードを撮像するようになっている。これにより、経年変化により視認性が低下した炉心槽においても溶接ビードを見逃すことなく、溶接ビードを適切に撮像することができる。
また、炉心槽の軸方向に移動させたビードセンサによって溶接ビードの高さ方向位置を検出し、その高さ方向位置において撮像ユニットを周方向に移動させて撮像することによって、例えば炉心槽の水平方向に延在する溶接ビードのように、炉心槽に水平方向に沿って延在する長尺な溶接ビードを確実に検出し、適切に撮像することができる。
According to the core tank inspection method of the above (15), the welding bead is detected by the bead sensor while moving the bead sensor in the axial direction of the core tank, and the imaging is performed while the imaging unit is moved in the circumferential direction at the detected position. The unit images the weld bead. This makes it possible to appropriately image the weld bead without overlooking the weld bead even in the core tank whose visibility has been reduced due to aging.
Also, by detecting the position of the weld bead in the height direction by a bead sensor moved in the axial direction of the core tank, and moving the imaging unit in the circumferential direction at the height direction position to take an image, for example, in the horizontal direction of the core tank, It is possible to reliably detect a long weld bead extending in the core tank along the horizontal direction like a weld bead extending to the core tank, and appropriately image the weld bead.
本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、経年変化により視認性が低下した炉心槽においても溶接ビードを見逃すことなく、溶接ビードを適切に撮像することができる。また、例えば炉心槽の水平方向に延在する溶接ビードのように、炉心槽に水平方向に沿って延在する長尺な溶接ビードを確実に検出し、適切に撮像することができる。 According to at least some embodiments of the present invention, a weld bead can be appropriately imaged without overlooking the weld bead even in a core tank whose visibility has been reduced due to aging. Further, for example, a long weld bead extending in the core tank along the horizontal direction, such as a weld bead extending in the horizontal direction of the core tank, can be reliably detected and appropriately imaged.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention thereto, but are merely illustrative examples. Absent.
最初に、図1を参照して、本実施形態における検査対象である炉心槽30を備える原子炉1について説明する。なお、図1は、一実施形態に係る原子炉1の側断面図である。
First, with reference to FIG. 1, a description will be given of a nuclear reactor 1 including a
図1に例示的に示すように、幾つかの実施形態に係る原子炉1は、核分裂反応で発生する熱エネルギーにより蒸気を生成するように構成されている。図1に例示的に示す実施形態において、原子炉1は、加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)である。他の実施形態では、原子炉1は沸騰水型原子炉(BWR:Boiling Water Reactor)であってもよく、あるいは、加圧水型原子炉及び沸騰水型原子炉を含む軽水炉とは異なり、減速材又は冷却材として軽水以外の物質を用いるタイプの原子炉であってもよい。 As exemplarily shown in FIG. 1, a nuclear reactor 1 according to some embodiments is configured to generate steam by thermal energy generated in a fission reaction. In the embodiment exemplarily shown in FIG. 1, the reactor 1 is a pressurized water reactor (PWR: Pressurized Water Reactor). In other embodiments, the reactor 1 may be a boiling water reactor (BWR), or, unlike light water reactors, including pressurized water reactors and boiling water reactors, moderators or A nuclear reactor of a type using a substance other than light water as a coolant may be used.
原子炉1は、原子炉容器2と、炉心槽30と、燃料集合体15と、制御棒16と、を備える。
具体的には、原子炉容器2は、原子炉容器本体3と、原子炉容器本体3と、開閉可能な原子炉容器蓋(上鏡)4とを含む。
原子炉容器本体3は、下部が半球形状をなす下鏡5により閉塞された円筒形状となっている。そして、原子炉容器本体3は、上部に一次冷却水としての軽水(冷却材)を供給する冷却材入口部(入口管台)6と、軽水を排出する冷却材出口部(出口管台)7とが形成されている。また、原子炉容器本体3は、冷却材入口部6及び冷却材出口部7とは別に、図示しない注水ノズル(注水管台)が形成されている。
The nuclear reactor 1 includes a
Specifically, the
The reactor vessel body 3 has a cylindrical shape whose lower part is closed by a
原子炉容器本体3の内部には、冷却材入口部6及び冷却材出口部7より上方に上部炉心支持板8が固定されており、下方の下鏡5の近傍に位置するように下部炉心支持板9が固定されている。上部炉心支持板8及び下部炉心支持板9は、円板形状をなしており、図示しない多数の連通孔が形成されている。そして、上部炉心支持板8の下方には、複数の炉心支持柱10を介して、図示しない多数の連通孔が形成された上部炉心板11が連結されている。
Inside the reactor vessel body 3, an upper
炉心槽30は、円筒形状を有している。また、炉心槽30は、原子炉容器本体3の内部において、該原子炉容器本体3の内壁面と所定間隔をもって配置されている。炉心槽30は、上部が上部炉心板11に連結され、下部に下部炉心板12が連結されている。下部炉心板12は、円板形状をなし、図示しない多数の連通孔が形成されており、下部炉心支持板9に支持されている。また、炉心槽30は、その外周側が熱遮へい体40(図2、図3参照)によって覆われていてもよい。
The
炉心13は、上部炉心板11と炉心槽30と下部炉心板12により形成されている。
炉心13の内部には、多数の燃料集合体15及び多数の制御棒16が配置されている。多数の制御棒16は、上端部がまとめられて制御棒クラスタ17となり、燃料集合体15内に挿入可能となっている。上部炉心支持板8には、該上部炉心支持板8を貫通するように、多数の制御棒クラスタ案内管18が固定されている。各制御棒クラスタ案内管18は、下端部が燃料集合体15内の制御棒クラスタ17まで延出されている。
The
A large number of
燃料集合体15は、複数の燃料棒が格子状に配列された状態で支持板(不図示)に支持されている。燃料集合体15に含まれる複数の燃料棒における核分裂反応は、複数の制御棒16を備える制御棒クラスタ17により制御されるようになっている。制御棒クラスタ17は制御棒駆動装置19により駆動されて、制御棒クラスタ17の備える複数の制御棒16が燃料集合体15の内部において上下に移動するようになっている。
The
原子炉容器2を構成する原子炉容器蓋4は、上部が半球形状をなし、磁気式ジャッキの制御棒駆動装置19が設けられており、原子炉容器蓋4と一体をなすハウジング21内に収容されている。多数の制御棒クラスタ案内管18は、上端部が制御棒駆動装置19まで延出され、該制御棒駆動装置19から延出された制御棒クラスタ駆動軸20が、制御棒クラスタ案内管18内を通って燃料集合体15まで延出され、制御棒クラスタ17を把持可能に構成されている。制御棒駆動装置19は、上下方向に延設されて制御棒クラスタ17に連結され、制御棒クラスタ駆動軸20を上下動させることで、原子炉1の出力を制御している。
The reactor vessel lid 4 constituting the
上記構成を有する原子炉1においては、制御棒駆動装置19により制御棒クラスタ駆動軸20を移動して燃料集合体15から制御棒16を所定量引き抜くことで、炉心13内での核分裂を制御し、発生した熱エネルギーにより原子炉容器2内に充填された軽水が加熱され、高温の軽水が冷却材出口部7から排出され、不図示の蒸気発生器に送られる。すなわち、燃料集合体15を構成する原子燃料が核分裂することで中性子を放出し、減速材及び一次冷却水としての軽水が、放出された高速中性子の運動エネルギーを低下させて熱中性子とし、新たな核分裂を起こしやすくするとともに、発生した熱を奪って冷却する。一方、制御棒16を燃料集合体15に挿入することで、炉心13内で生成される中性子数を調整し、また、制御棒16を燃料集合体15に全て挿入することで、原子炉を緊急に停止することができる。
In the reactor 1 having the above configuration, the control
また、上述の原子炉1は、原子力プラント(不図示)に設けられていてもよい。原子力プラントは、原子炉1と、原子炉1で生成された蒸気により駆動される蒸気タービンと、蒸気タービンの回転軸の回転により駆動される発電機と、を備える。 Further, the above-described nuclear reactor 1 may be provided in a nuclear power plant (not shown). The nuclear power plant includes a nuclear reactor 1, a steam turbine driven by steam generated in the nuclear reactor 1, and a generator driven by rotation of a rotating shaft of the steam turbine.
ここで、図2に例示的に示す実施形態における炉心槽30の具体的な構成について説明する。図2は、一実施形態に係る炉心槽30の側面図である。なお、図2において熱遮へい体40は破線で示している。
Here, a specific configuration of the
一実施形態において、炉心槽30は、円筒形状をなしており、原子炉容器2(図1参照)に収容された状態では、炉心槽30の上端に形成された上部フランジ31が、原子炉容器2(図1参照)の上部に設けられた段部に係合することによって原子炉容器2(図1参照)に支持されるようになっている。
具体的には、炉心槽30は、上部フランジ31を備えた上部構造部32と、燃料集合体15(図1参照)と対向する円筒形状の胴部33と、を含む。
炉心槽30の底面には、上述したように燃料集合体15(図1参照)の荷重を支持する下部炉心支持板9(図1参照)が連結される。
In one embodiment, the
Specifically, the
As described above, the lower core support plate 9 (see FIG. 1) that supports the load of the fuel assembly 15 (see FIG. 1) is connected to the bottom surface of the
炉心槽30の外周側には、炉心槽30を覆うように円筒形状の熱遮へい体40が取り付けられている。熱遮へい体40は、炉心槽30の上部構造部32よりも下方において胴部33を覆うように設けられていてもよい。例えば、熱遮へい体40は、上部構造部32に設けられた入口ノズル37(図3参照)又は出口ノズル38より下方に設けられている。なお、入口ノズル37又は出口ノズル38は、図1に示す冷却材入口部6及び冷却材出口部7に対応して設けられている。なお、他の実施形態では、熱遮へい体40は炉心槽30の周方向において断続的に設けられていてもよい。すなわち、熱遮へい体40は、複数のパネルが周方向において互いに離間するように、炉心槽30の外周に沿って配列された構成であってもよい。
A
熱遮へい体40は、少なくとも一本のピン45によって炉心槽30の外周側に取り付けられる。少なくとも一本のピン45は、炉心槽30と熱遮へい体40と間の環状隙間に放射状に設けられていてもよい。また、少なくとも一本のピン45は、炉心槽30と熱遮へい体40と間の環状隙間のうち上部に設けられていてもよい。
The
胴部33は、上部構造部32および複数の円筒体33A,33Bが鉛直方向に積層されて、互いに溶接されることによって一体に形成されている。そのため、鉛直方向に隣接した上部構造部32および円筒体33A,33Bの接合部には、溶接ビード(溶接線)35A〜35Cが形成されている。これらの溶接ビード35A〜35Cは、炉心槽30の全周に亘って水平方向に沿って形成されている。
また、例えば、上部構造部32および円筒体33A,33Bのそれぞれが板材を曲げ加工して円筒状に成形されている場合、炉心槽30には、鉛直方向の溶接ビード36A〜36Cも形成されている。なお、図2に示す例では、溶接ビード36A〜36Cの周方向位置が互いにずれているが、溶接ビード36A〜36Cの周方向位置は一致していてもよい。
The
Further, for example, when each of the
次に、図3〜図8を参照して、幾つかの実施形態に係る炉心槽30の検査装置50について説明する。図3は、一実施形態に係る検査装置50を炉心槽30に取り付けた状態を示す斜視図である。図4は、一実施形態に係る検査装置50の概略構成を示す斜視図である。図5は、図3のA−A線断面を示す図である。図6は、図4のB部拡大図である。図7は、図4のC部拡大図である。図8は、一実施形態におけるカウンタウェイト78を備えたキャリア70の側面図である。
なお、図3は、検査装置50のうちビードセンサ52及び撮像ユニット54の周辺構造を示すために熱遮へい体40を部分的に切り開いて部分断面斜視図として示している。また、図6は、後述するラック72を示すためにガイド管71を量略している。図7は、図4のC部(ビードセンサ52及び撮像ユニット54)を、炉心槽30側から視た図である。
Next, an
FIG. 3 is a partial cross-sectional perspective view of the
以下の実施形態では、水平方向に延在する溶接ビード35A〜35Cの検査について例示的に説明する。また、以下の説明において、「軸方向」とは炉心槽30の軸方向のことを言い、「周方向」とは炉心槽30の周方向のことを言う。
In the following embodiment, inspection of the
図3及び図4に例示的に示す炉心槽30の検査装置50は、原子炉1(図1参照)の炉心槽30の周方向に沿って延在する溶接ビード35A〜35Cを検査するための装置である。一実施形態として、図示される検査装置50は、炉心槽30の外周面における溶接ビード35A〜35Cを検査するようになっている。
The
幾つかの実施形態では、炉心槽30の検査装置50は、ビードセンサ52と、撮像ユニット54と、キャリア70と、第1アクチュエータ56と、第2アクチュエータ58と、を備える。
In some embodiments, the
ビードセンサ52は、溶接ビード35A〜35Cを検出するように構成されている。例えば、ビードセンサ52として、渦電流センサや赤外線センサ等が用いられる。
撮像ユニット54は、溶接ビード35A〜35Cを撮像するように構成される。すなわち、撮像ユニット54は、溶接ビード35A〜35Cを含む炉心槽30の検査領域の画像を取得するように構成される。撮像ユニット54で撮像された溶接ビード35A〜35Cの画像は、目視検査に用いられたり、画像分析に用いられたりする。
The
The
キャリア70は、ビードセンサ52及び撮像ユニット54を支持するとともに、軸方向および周方向に移動可能に構成される。
第1アクチュエータ56は、ビードセンサ52による溶接ビード35A〜35Cの検出中において、ビードセンサ52及び撮像ユニット54を軸方向に沿って移動させるように構成される。
第2アクチュエータ58は、撮像ユニット54による溶接ビード35A〜35Cの撮像中において、ビードセンサ52による溶接ビード35A〜35Cの検出位置にてキャリア70を周方向に移動させるように構成される。
なお、キャリア70、第1アクチュエータ56及び第2アクチュエータ58の具体的な構成については後述する。
The
The
The
The specific configuration of the
上記検査装置50は、溶接ビード35A〜35Cを検出するためのビードセンサ52と、溶接ビード35A〜35Cを撮像するための撮像ユニット54とを備えている。そして、ビードセンサ52による溶接ビード35A〜35Cの検出位置において撮像ユニット54によって溶接ビード35A〜35Cを撮像するようになっている。これにより、経年変化により視認性が低下した炉心槽30においても溶接ビード35A〜35Cを見逃すことなく、適切に撮像することができる。
また、キャリア70の移動機構として、ビードセンサ52による溶接ビード35A〜35Cの検出中において、ビードセンサ52及び撮像ユニット54を軸方向に沿って移動させるように構成された第1アクチュエータ56と、撮像ユニット54による溶接ビード35A〜35Cの撮像中において、ビードセンサ52による溶接ビード35A〜35Cの検出位置にてキャリア70を周方向に移動させるように構成された第2アクチュエータ58と、を備えている。第1アクチュエータ56により軸方向に移動されるビードセンサ52によって溶接ビード35A〜35Cの高さ方向位置を検出し、その高さ方向位置において第2アクチュエータ58により撮像ユニット54を周方向に移動させることによって、例えば炉心槽30の水平方向に延在する溶接ビード35A〜35Cのように、炉心槽30に水平方向に沿って延在する長尺な溶接ビード35A〜35Cを確実に検出し、適切に撮像することができる。
The
A
図3及び図4に示すように、幾つかの実施形態では、検査装置50は、炉心槽30の半径方向に関して位置決めされた状態で、周方向に沿って炉心槽30に取り付けられた走行レール60をさらに備えており、キャリア70は、走行レール60に沿って走行可能に構成される。
この構成によれば、炉心槽30の半径方向に関して位置決めされた状態で、周方向に沿って炉心槽に取り付けられた走行レール60を備えているので、この走行レール60に沿ってキャリア70を正確に移動させることができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, in some embodiments, the
According to this configuration, the traveling
走行レール60は、炉心槽30の上部フランジ31に取り付けられていてもよい。
例えば、炉心槽30の検査を水中にて行う場合、検査用プールの上方から走行レール60の脱着を行うことができるため、走行レール60の取り付け又は取り外し作業が簡便となる。また、通常、炉心槽30の上部フランジ31は概ね正確に水平方向に延在しているため、これに沿わせることで走行レール60を水平方向に沿って適正に設置することができる。
The traveling
For example, when the inspection of the
走行レール60は、炉心槽30に形成された複数の位置決め用の凸部又は凹部とそれぞれ嵌合可能な嵌合部61を複数有する。図4に示す実施形態では、走行レール60の下面に、軸方向下方に突出した嵌合部61が設けられている。一方、図示は省略するが、炉心槽30の上部フランジ31(図3参照)には、嵌合部61に対応した位置に凹部が設けられている。そして、走行レール60の嵌合部(凸部)61と、上部フランジ31(図3参照)の凹部とを嵌合させることによって、炉心槽30に対して走行レール60を適切に位置決めすることができる。
このように、走行レール60の設置時、炉心槽30(図3参照)の凸部又は凹部と走行レール60の嵌合部61とを嵌合させることによって、炉心槽30(図3参照)に対して走行レール60を正確に位置決めすることができる。これにより、キャリア70やビードセンサ52及び撮像ユニット54(何れも図3参照)を適正に移動させることができる。
The traveling
As described above, when the traveling
図3及び図4に示す実施形態では、走行レール60は、周方向に連続した環状レール部62と、環状レール部62に交差するように設けられた少なくとも一本のブリッジ部63と、を含む。
具体的には、環状レール部62は、炉心槽30の上部フランジ31に沿って正円形状をなす環状に形成されている。ブリッジ部63は、端部が環状レール部62に接続され、環状レール部62の内周側において直線状に延設されている。一実施形態では、少なくとも一本のブリッジ部63は、炉心槽30の中心軸Oから環状レール部62へ向けて放射状に配置された複数本(図示される例では4本)のブリッジ部63を含む。
このように、環状レール部62に交差するように少なくとも一本のブリッジ部63が設けられているので、環状レール部62の強度を確保でき、キャリア70の移動時においても環状レール部62を安定的に支持できる。
In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the running
Specifically, the
As described above, since at least one
図5に示すように、走行レール60は、環状レール部62又はブリッジ部63の少なくとも一方に設けられたリブ65をさらに含んでいてもよい。例えば、リブ65は、走行レール60の下面に形成される。
これにより、環状レール部62の強度をより一層向上させることができるので、キャリア70やビードセンサ52及び撮像ユニット54(何れも図3参照)の荷重を受けても環状レール部62が撓んでしまうことを防止でき、キャリア70(図3参照)を適正に移動させることができる。
As shown in FIG. 5, the running
Accordingly, the strength of the
図3及び図4に示す実施形態では、検査装置50は、環状レール部62の中心(中心軸O)上において少なくとも一本のブリッジ部63に回動可能に一端が固定され、他端がキャリア70に連結された走行ガイドロッド67をさらに備える。例えば、走行ガイドロッド67は、一端が環状レール部62の中心(中心軸O)においてブリッジ部63に回動可能に取り付けられ、この取り付け部を支点として、他端に連結されたキャリア70が環状レール部62に沿って回動するように構成される。この場合、走行ガイドロッド67の長さは、環状レール部62の半径に概ね一致している。
これにより、キャリア70を炉心槽30の半径方向に関して正確に位置決めすることができ、キャリア70を環状レール部62において適正に移動させることができる。
In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the
Thereby, the
ここで、図3、図4、図6及び図7を参照して、一実施形態におけるキャリア70、第1アクチュエータ56及び第2アクチュエータ58の具体的な構成について説明する。
Here, specific configurations of the
図3、図4及び図6に示すように、キャリア70は、走行レール60に支持され、周方向にのみ移動するように構成された固定フレーム79と、固定フレーム79に取り付けられたガイド管71と、を含む。
固定フレーム79には、第1アクチュエータ56及び第2アクチュエータ58が取り付けられている。
ガイド管71は、鉛直方向に延設されており、その上部で固定フレーム79に取り付けられている。また、ガイド管71は中空構造を有し、ガイド管71の内部をビードセンサ52及び撮像ユニット54が通過可能になっている。図7に示すように、ビードセンサ52はセンサ送りケーブル53に接続されており、撮像ユニット54は撮像ユニット送りケーブル55に接続されている。センサ送りケーブル53及び撮像ユニット送りケーブル55は、それぞれ、ガイド管71内に挿通されている。センサ送りケーブル53及び撮像ユニット送りケーブル55は、それぞれ、第1アクチュエータ56によってガイド管71内を軸方向に沿って進退するようになっている。こうして、第1アクチュエータ56によって、各送りケーブル53,55に接続されたビードセンサ53及び撮像ユニット54がそれぞれ軸方向に移動可能に構成されている。このように、ガイド管71に挿通された送りケーブル53,55を介してビードセンサ52及び撮像ユニット54を軸方向に移動可能とすることで、ビードセンサ52及び撮像ユニット54から離れた場所に第1アクチュエータ56に配置することができる。このため、ビードセンサ52及び撮像ユニット54の近傍の狭隘なスペースではなく、図3に示すように、比較的スペースを確保しやすい炉心槽30の上方空間を利用して第1アクチュエータ56を設置することが可能となる。
As shown in FIGS. 3, 4 and 6, the
The
The
図6に示すように、第1アクチュエータ56は、ラックアンドピニオン機構によって固定フレーム79に対してガイド管71を軸方向に沿って移動させるように構成されている。具体的には、固定フレーム79に、第1アクチュエータ(例えばモータ)56と、第1アクチュエータ56により回転されるピニオン73とが取り付けられている。一方、ガイド管71の内部には、ラック72が設けられている。そして、第1アクチュエータ56が駆動することによってピニオン73が回転し、このピニオン73に歯合したラック72が軸方向に移動するようになっている。ラック72は、センサ送りケーブル53及び撮像ユニット送りケーブル55に接続されており、ビードセンサ52及び撮像ユニット54が、固定フレーム79及びガイド管71に対して(すなわち走行レール60に対して)軸方向に移動するようになっている。このようにして、第1アクチュエータ56によって、ビードセンサ52及び撮像ユニット54が軸方向に移動するようになっている。
As shown in FIG. 6, the
また、ラック72を挟んで第1アクチュエータ56とは反対側に、第1アクチュエータ56からラック72へ作用する応力を受けるための反力受け部74が設けられていてもよい。第1アクチュエータ56の回動力が伝達されるラック72はピニオン73の側面に対して押圧されており、ラック72には第1アクチュエータ56とは反対側へ向かう外力が発生する。そのため、この外力を受ける反力を発生させるための反力受け部74を設けることによって、ラック72及び各送りケーブル53,55を安定して軸方向移動させることができる。
Further, a reaction
第2アクチュエータ(例えばモータ)58は、固定フレーム79と走行レール60(具体的には環状レール部62)の間に設けられた車輪75を回転させるように構成される。車輪75は、固定フレーム79に回転自在に取り付けられている。そして、第2アクチュエータ58が駆動することによって走行レール60上において車輪75が回転し、固定フレーム79がガイド管71とともに周方向に移動する。このようにして、第2アクチュエータ58によって、ビードセンサ52及び撮像ユニット54が周方向に移動するようになっている。
The second actuator (for example, a motor) 58 is configured to rotate a
図3に示すように、ビードセンサ52と、撮像ユニット54と、キャリア70の少なくとも一部とが、炉心槽30の外周側に設けられた熱遮へい体40と炉心槽30との間の隙間内にアクセス可能に構成されてもよい。
これにより、炉心槽30と熱遮へい体40との間の狭隘部における溶接ビード35A〜35Cを確実に検出し、溶接ビード35A〜35Cを適切に撮像することができる。
As shown in FIG. 3, the
Thereby,
例えば、ガイド管71は、鉛直方向に沿って設けられた第1直線部71Aと、第1直線部71Aの下端に設けられた屈曲部71Bと、屈曲部71Bの下端に鉛直方向に沿って設けられた第2直線部71Cとを含む。第1直線部71Aには固定フレーム79が取り付けられる。屈曲部71Bは、炉心槽30の半径方向において上端側よりも下端側が内周側に位置するように形成されている。そのため、第2直線部71Cは第1直線部71Aよりも内周側に位置する。これにより、ビードセンサ52及び撮像ユニット54をより一層炉心槽30の外周面に近づけることができ、炉心槽30と熱遮へい体40との間の狭隘部にビードセンサ52及び撮像ユニット54を円滑に導入することができる。
For example, the
また、第2直線部71Cによって形成されるガイド管71の先端部は、炉心槽30と熱遮へい体40との間の環状隙間に挿入可能な寸法を有する。そして、県装置50による検査時、ビードセンサ52及び撮像ユニット54は、それぞれ、ガイド管71内に挿通された送りケーブル53,55によって、ガイド管71の先端部(第2直線部71C)の下方に垂下されている。
これにより、検査装置50による検査の事前準備として、第1アクチュエータ56によってビードセンサ52及び撮像ユニット54を軸方向沿って環状隙間内まで移動させる際、ビードセンサ52及び撮像ユニット54の環状隙間内に侵入させるのが容易になる。
Further, the distal end portion of the
Thus, when the
さらに、検査装置50は、炉心槽30と熱遮へい体40との間の隙間内の溶接ビード35A〜35Cを検査するための狭隘部検査用キャリアと、熱遮へい体によって覆われていない領域における溶接ビードを検査するための非狭隘部検査用キャリアと、を含む複数種のキャリア70間で交換可能に構成されてもよい。一例として、狭隘部検査用キャリアは、上述したガイド管71が第1直線部71Aと屈曲部71Bと第2直線部71Cとを含む構成とし、ビードセンサ52及び撮像ユニット54を狭隘部に導入しやすい構成となっている。一方、非狭隘部検査用キャリアは、ガイド管71が直線部のみで形成され、ビードセンサ52及び撮像ユニット54と炉心槽30の外周面との間の距離をある程度確保できるようにし、炉心槽30の外周面の凹凸に対応可能な構成としてもよい。
このように、狭隘部検査用キャリアと非狭隘部検査用キャリアを含む複数種のキャリア70を交換可能とすることにより、検査する対象部位によって適切なキャリア70を選択することで、炉心槽30の大部分の領域を適切に検査することができる。
Further, the
In this way, by making a plurality of types of
一実施形態では、第1アクチュエータ56は、第2アクチュエータ58によるキャリア70の移動中、炉心槽30の外周側に設けられた熱遮へい体40と炉心槽30との間の隙間内における少なくとも一本のピン45が位置する周方向位置範囲に撮像ユニット54が差し掛かったとき、少なくとも一本のピン45を撮像ユニット54が回避するように撮像ユニット54(及びビードセンサ52)を軸方向に移動させるように構成される。例えば、検査対象領域よりも上方にピン45が設けられている場合、第2アクチュエータ58によってキャリア70を周方向に移動させる際、ピン45の位置において第1アクチュエータ56によってビードセンサ52及び撮像ユニット54をピン45より上方まで移動させた後、第2アクチュエータ58によってピン45を回避可能な位置まで周方向に移動させる。そして、再度、第1アクチュエータ56によってビードセンサ52及び撮像ユニット54を溶接ビード35A〜35Cの位置まで降ろし、撮像ユニット54による撮像を再開する。
なお、ガイド管71の長さは、ガイド管71の先端がピン45よりも上方に位置するように設定されていることが好ましい。この場合、キャリア70を周方向に移動させてもガイド管71とピン45とが干渉することはないため、第1アクチュエータ56によってビードセンサ52及び撮像ユニット54のみを上昇させてピン45を回避すれば足りる。
In one embodiment, during the movement of the
Note that the length of the
この構成によれば、例えば熱遮へい体の取付ピンや上部炉心板案内ピンなどのように炉心槽30の外周側にピン45が設けられている場合、撮像ユニット54がピン45を回避するように撮像ユニット54(及びビードセンサ52)を軸方向に移動させることにより、ピン45の位置においてキャリア70を設置し直すことなく、炉心槽30に沿ってキャリアを移動させることができる。よって、検査における作業の効率化が図れる。
According to this configuration, when the
図7に示すように、キャリア70は、ビードセンサ52及び撮像ユニット54が固定される固定材76をさらに含む。固定材76は、ガイド管71の先端の開口から突出して設けられる。ビードセンサ52は、撮像ユニット54に対してずれた位置において、固定材76に支持される。なお、図3、図4、図8及び図9では、固定材76を省略している。
図示される実施形態では、ビードセンサ52と撮像ユニット54は、水平方向にずれた位置において固定材76に取り付けられている。
図示しない他の実施形態では、ビードセンサ52と撮像ユニット54は、鉛直方向にずれた位置、又は、水平方向及び鉛直方向にずれた位置において、固定材76に取り付けられていてもよい。
この構成によれば、ビードセンサ52と撮像ユニット54の位置を異ならせているため、それぞれの角度を調節することによって、略同一の面を監視(検出又は撮像)することができる。
As shown in FIG. 7, the
In the illustrated embodiment, the
In another embodiment (not shown), the
According to this configuration, since the positions of the
図8に示す実施形態では、検査装置50は、キャリア70に取り付けられたカウンタウェイト78をさらに備える。
溶接ビード35A〜35Cの検出時または撮像時においては、ビードセンサ52及び撮像ユニット54の重心が、走行レール60とキャリア70との接点である支持点Pから離れて位置する。そのため、カウンタウェイト78によりキャリア70における重量バランスを調節することによって、安定してキャリア70を移動させることができる。
具体的には、上述したようにガイド管71が、第1直線部71Aと屈曲部71Bと第2直線部71Cとを含む場合、キャリア70の走行レール60への支持点Pに対してビードセンサ52及び撮像ユニット54の荷重によってガイド管71の下端には外周側へ向かうモーメントM1が作用する。そこで、ビードセンサ52及び撮像ユニット54よりも外周側にカウンタウェイト78を設けることによって内周側へ向かうモーメントM2が発生し、これらのモーメントM1,M2が釣り合うので、ガイド管71を鉛直姿勢に安定して保持することができる。
In the embodiment shown in FIG. 8, the
At the time of detecting or imaging the
Specifically, as described above, when the
次に、図9を参照して、炉心槽30の検査方法について説明する。
幾つかの実施形態において、炉心槽30の検査方法は、原子炉1(図1参照)の炉心槽30の周方向に沿って延在する溶接ビード35A〜35C(図9では35Cは省略)を検査する方法であって、ビードセンサ52を炉心槽30の軸方向に移動させながら、ビードセンサ52により溶接ビード35A〜35Cを検出するステップと、ビードセンサ52による溶接ビード35A〜35Cの検出位置にて撮像ユニット54を周方向に移動させながら、撮像ユニット54により溶接ビード35A〜35Cを撮像するステップと、を備える。
Next, an inspection method of the
In some embodiments, the inspection method of the
上記炉心槽の検査方法によれば、ビードセンサ52を炉心槽30の軸方向に移動させながら、ビードセンサ52により溶接ビード35A〜35Cを検出し、その検出位置にて撮像ユニット54を周方向に移動させながら、撮像ユニット54により溶接ビード35A〜35Cを撮像するようになっている。これにより、経年変化により視認性が低下した炉心槽30においても溶接ビード35A〜35Cを見逃すことなく、溶接ビード35A〜35Cを適切に撮像することができる。
また、炉心槽30の軸方向に移動させたビードセンサ52によって溶接ビード35A〜35Cの高さ方向位置を検出し、その高さ方向位置において撮像ユニット54を周方向に移動させて撮像することによって、例えば炉心槽30の水平方向に延在する溶接ビード35A〜35Cのように、炉心槽30に水平方向に沿って延在する長尺な溶接ビード35A〜35Cを確実に検出し、適切に撮像することができる。
According to the inspection method of the core tank, the
Further, by detecting the height direction positions of the
ここで、炉心槽30の検査方法の一実施形態について具体的に説明する。
この検査方法では、原子炉2(図1参照)から取り出した炉心槽30を直立姿勢の状態として溶接ビード35A〜35C(図9では35Cは省略)を検査する。
最初に、図9(a)に示すように、炉心槽30の上部フランジ31に対して、走行レール60を取り付ける。このとき、図4に示したように走行レール60の嵌合部61を炉心槽30の上部フランジ31の凹部又は凸部に嵌合させて、位置決めしてもよい。
次に、図9(b)に示すように、キャリア70を走行レール60の環状レール部62に取り付ける。このとき、ビードセンサ52及び撮像ユニット54を熱遮へい体40よりも上方に位置させておく。
Here, an embodiment of the method for inspecting the
In this inspection method, the
First, as shown in FIG. 9A, the traveling
Next, as shown in FIG. 9B, the
続いて、図9(b)に示すように、ガイド管71の先端部(第2直線部71C)を炉心槽30と熱遮へい体40との間の隙間に挿入し、第1アクチュエータ56を駆動し、ビードセンサ52及び撮像ユニット54を降下させて炉心槽30と熱遮へい体40との間の隙間に送り込む。このとき、ビードセンサ52によって溶接ビード35A〜35Cを検出する。そして、ビードセンサ52によって検出された高さ方向位置において、第1アクチュエータ56を停止し、撮像ユニット54によって溶接ビード35A〜35Cを含む検査領域を撮像する。また、図9(c)に示すように、撮像ユニット54で溶接ビード35A〜35Cを溶接する際、第2アクチュエータ58によってビードセンサ52及び撮像ユニット54を周方向に移動させ、所望の検査対象領域における撮像を実施する。
Subsequently, as shown in FIG. 9B, the distal end portion (second
ビードセンサ52及び撮像ユニット54がピン45の周方向位置の直前まで到達したら、第1アクチュエータ56を駆動し、ビードセンサ52及び撮像ユニット54をピン45よりも上方まで移動させる。この状態で、第2アクチュエータ58によってガイド管71とビードセンサ52及び撮像ユニット54とを周方向に移動させ、ピン45が設けられていない周方向位置において一旦停止し、第1アクチュエータ56によって再度ビードセンサ52及び撮像ユニット54を下方に移動させる。このとき、ビードセンサ52によって再度溶接ビード35A〜35Cの高さ方向位置を検出した後に撮像ユニット54により溶接ビード35A〜35Cを撮像してもよい。あるいは、前回の溶接ビード35A〜35Cの高さ方向位置を記憶しておき、記憶された高さ方向位置において撮像ユニット54により溶接ビード35A〜35Cを撮像してもよい。
炉心槽30の全周に亘って連続的または断続的に溶接ビード35A〜35Cを検査した後、他の溶接ビード35A〜35Cを検査する場合には、再度、ビードセンサ52によって溶接ビード35A〜35Cの高さ方向位置を検出して撮像ユニット54により溶接ビード35A〜35Cの撮像を行う。溶接ビード35A〜35Cの検査を終了する際には、第1アクチュエータ56を駆動して、ビードセンサ52及び撮像ユニット54を上方に移動させた後、キャリア70および走行レール60を炉心槽30から順に取り外す。
When the
After inspecting the
上述したように、本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、経年変化により視認性が低下した炉心槽30においても溶接ビード35A〜35Cを見逃すことなく、溶接ビード35A〜35Cを適切に撮像することができる。また、例えば炉心槽30の水平方向に延在する溶接ビード35A〜35Cのように、炉心槽30に水平方向に沿って延在する長尺な溶接ビード35A〜35Cを確実に検出し、適切に撮像することができる。
As described above, according to at least some embodiments of the present invention, the
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a form in which the above-described embodiment is modified and a form in which these forms are appropriately combined.
例えば、上記実施形態では、図2に示すように炉心槽において水平方向に延在する溶接ビードを検査する場合について説明したが、炉心槽において水平方向以外に延在する溶接ビードを検査する場合にも適用することができる。
また、上記実施形態では、図3に示すように炉心槽30の外周面における溶接ビード35A〜35Cを検査する構成について説明したが、炉心槽30の内周面における溶接ビードを検査するようにしてもよい。
さらに、上記実施形態では、図3に示すように、炉心槽30と熱遮へい体40との間の隙間において検査を実施する場合について説明したが、熱遮へい体40が存在しない場合、あるいは熱遮へい体40で覆われていない検査対象においても適用できる。
さらにまた、上記実施形態では、図2に示すように原子炉1が加圧水型原子炉である場合について説明したが、他の実施形態では、原子炉1は沸騰水型原子炉であってもよい。
For example, in the above embodiment, the case where the weld bead extending in the horizontal direction is inspected in the core tank as shown in FIG. 2 has been described. Can also be applied.
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the
Furthermore, in the above embodiment, as shown in FIG. 3, the case where the inspection is performed in the gap between the
Furthermore, in the above embodiment, the case where the reactor 1 is a pressurized water reactor as shown in FIG. 2 has been described, but in another embodiment, the reactor 1 may be a boiling water reactor. .
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
For example, expressions representing relative or absolute arrangement such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly described. Not only does such an arrangement be shown, but also a state of being relatively displaced by an angle or distance that allows the same function to be obtained.
For example, expressions such as "identical", "equal", and "homogeneous", which indicate that things are in the same state, not only represent exactly the same state, but also have a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained. An existing state shall also be represented.
For example, the expression representing a shape such as a square shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a square shape or a cylindrical shape in a strictly geometrical sense, but also an uneven portion or a chamfer as long as the same effect can be obtained. A shape including a part and the like is also represented.
On the other hand, the expression “comprising”, “including”, or “having” one component is not an exclusive expression that excludes the presence of another component.
1 原子炉
2 原子炉容器
13 炉心
15 燃料集合体
16 制御棒
30 炉心槽
31 上部フランジ
32 上部構造部
33 胴部
33A,33B 円筒体
35A〜35C,36A〜36C 溶接ビード
40 熱遮へい体
45 ピン
50 検査装置
52 ビードセンサ
53 センサ送りケーブル
54 撮像ユニット
55 撮像ユニット送りケーブル
56 第1アクチュエータ
58 第2アクチュエータ
60 走行レール
61 嵌合部
62 環状レール部
63 ブリッジ部
65 リブ
67 走行ガイドロッド
70 キャリア
71 ガイド管
71A 第1直線部
71B 屈曲部
71C 第2直線部
72 ラック
73 ピニオン
74 反力受け部
75 車輪
76 固定材
78 カウンタウェイト
79 固定フレーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
前記溶接ビードを検出するためのビードセンサと、
前記溶接ビードを撮像するための撮像ユニットと、
前記ビードセンサ及び前記撮像ユニットを支持するとともに、前記炉心槽の前記周方向に移動可能に構成されたキャリアと、
前記ビードセンサによる前記溶接ビードの検出中において、前記ビードセンサ及び前記撮像ユニットを前記炉心槽の軸方向に沿って移動させるように構成された第1アクチュエータと、
前記撮像ユニットによる前記溶接ビードの撮像中において、前記ビードセンサによる前記溶接ビードの検出位置にて前記キャリアを前記周方向に移動させるように構成された第2アクチュエータと、
を備え、
前記炉心槽の半径方向に関して位置決めされた状態で、前記周方向に沿って前記炉心槽に取り付けられた走行レールをさらに備え、
前記キャリアは、前記走行レールに沿って走行可能に構成され、
前記走行レールは、
前記周方向に連続した環状レール部と、
前記環状レール部に交差するように設けられた少なくとも一本のブリッジ部と、
を含むことを特徴とする炉心槽の検査装置。 An apparatus for inspecting a weld bead extending along a circumferential direction of a core tank of a nuclear reactor,
A bead sensor for detecting the weld bead,
An imaging unit for imaging the weld bead,
Supporting the bead sensor and the imaging unit, a carrier configured to be movable in the circumferential direction of the core vessel,
During the detection of the weld bead by the bead sensor, a first actuator configured to move the bead sensor and the imaging unit along the axial direction of the core bath,
A second actuator configured to move the carrier in the circumferential direction at a position where the bead sensor detects the weld bead during imaging of the weld bead by the imaging unit;
Equipped with a,
In a state positioned in the radial direction of the core tank, further comprising a traveling rail attached to the core tank along the circumferential direction,
The carrier is configured to be able to travel along the travel rail,
The traveling rail is
An annular rail portion continuous in the circumferential direction,
At least one bridge portion provided so as to cross the annular rail portion,
An inspection apparatus for a core tank , comprising:
前記撮像ユニットに接続される撮像ユニット送りケーブルと、をさらに備え、
前記キャリアは、前記センサ送りケーブル及び前記撮像ユニット送りケーブルが挿通されるガイド管を含み、
前記第1アクチュエータは、前記ガイド管内において前記センサ送りケーブル及び前記撮像ユニット送りケーブルを進退させて、前記ビードセンサ及び前記撮像ユニットを前記軸方向に沿って移動させるように構成されたことを特徴とする請求項1乃至10の何れか一項に記載の炉心槽の検査装置。 A sensor feed cable connected to the bead sensor,
An imaging unit feed cable connected to the imaging unit,
The carrier includes a guide tube through which the sensor feed cable and the imaging unit feed cable are inserted,
The first actuator is configured to advance and retreat the sensor feed cable and the imaging unit feed cable within the guide tube to move the bead sensor and the imaging unit along the axial direction. An inspection apparatus for a core tank according to any one of claims 1 to 10 .
前記ビードセンサ及び前記撮像ユニットは、それぞれ、前記ガイド管内を延在する前記センサ送りケーブル及び前記撮像ユニット送りケーブルによって、前記ガイド管の前記先端部の下方に垂下されていることを特徴とする請求項11に記載の炉心槽の検査装置。 The distal end portion of the guide tube is configured to be insertable into a gap between the heat shield and the core tank provided on the outer peripheral side of the core tank,
The said bead sensor and the said image pick-up unit are each suspended below the said front-end | tip part of the said guide pipe | tube by the said sensor feed cable and the said image pick-up unit feed cable which extend inside the said guide pipe | tube. 12. The inspection apparatus for a core tank according to item 11 .
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