JP7053143B2

JP7053143B2 - 原子炉の検査装置

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Publication number: JP7053143B2
Application number: JP2016242822A
Authority: JP
Inventors: ウィリアム・アーロン・モリソン
Original assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Current assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2036-12-15
Also published as: TWI702616B; MX2016017076A; EP3188192A1; US10290380B2; JP2017120256A; US20170186504A1; TW201729217A

Description

例示的な実施形態は、原子炉の溶接部を検査するための装置及びその使用方法に関する。

図１Ａは、原子炉圧力容器（ＲＰＶ：ｒｅａｃｔｏｒｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌ）４内の炉心隔壁２の一般的な構成を示す。給水は、給水入口（図示せず）及び給水スパージャ６を介して原子炉圧力容器（ＲＰＶ）４に導入され、給水スパージャ６は、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）内の給水を円周方向に分配するための適当な開口部を有する、リング状パイプである。スパージャ６からの給水は、炉心隔壁２と原子炉圧力容器（ＲＰＶ）４との間の環状領域である下降管環状部８を通って下方に流れる。

炉心隔壁２は、核燃料炉心を取り囲むステンレス鋼の円筒であり、その位置は、図１Ａにおいて参照番号１０で全体的に示される。炉心は、複数の燃料バンドル組立体から構成されている。燃料バンドル組立体の各アレイは、上部が上ガイドによって、下部が炉心プレート（そのうちのいずれも図示せず）によって支持される。炉心上ガイドは、燃料集合体の上部を横方向に支持し、制御棒の挿入を可能にする燃料流路間隔を正しく維持する。

水は、隔壁の下縁の周りの下降管環状部８を通って炉心下部プレナム１２に流れる。その後、水は燃料集合体に入り、そこで沸騰境界層が確立される。水と蒸気との混合物は、隔壁ヘッド１６の下の炉心上部プレナム１４に入る。次いで、蒸気－水混合物は、隔壁ヘッドの上の鉛直スタンドパイプ（図示せず）を通って流れ、蒸気分離器（図示せず）に入り、蒸気分離器は蒸気から液体水分を分離する。液体水分は、その後、混合プレナム内の給水と混合され、混合物は、その後、下降管環状部を介して炉心に戻る。蒸気は、蒸気出口を介して原子炉圧力容器（ＲＰＶ）から抜き出される。

沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：ｂｏｉｌｉｎｇｗａｔｅｒｒｅａｃｔｏｒ）は、要求される出力密度を達成するのに必要な炉心を通る強制対流を提供する冷却剤再循環システムをも含む。水の一部は、再循環水出口（図１Ａには見えない）を介して下降管環状部８の下端から吸い込まれ、遠心式再循環ポンプ（図示せず）によって再循環水入口２０を介してジェットポンプ組立体１８（そのうちの２つが図１Ａに示されている）の中に強制されて入る。沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）は２つの再循環ポンプを有し、その各々は複数のジェットポンプ組立体のための駆動流れを提供する。ジェットポンプ組立体は、炉心隔壁２の周りに円周方向に分配される。

図１Ｂに示すように、炉心隔壁２は、隔壁ヘッド１６を支持する隔壁ヘッドフランジ２ａと、隔壁ヘッドフランジ２ａに上端が溶接された円筒状上隔壁壁部２ｂと、上隔壁壁部２ｂの下端に溶接された環状上ガイド支持リング２ｃと、上端部が上ガイド支持リング２ｃに溶接され、中間隔壁取付溶接部Ｗによって結合された上側シェル部２ｄ及び下側シェル部２ｅとからなる円筒形中間隔壁壁部と、中間隔壁壁部の下端部及び下隔壁壁部２ｇの上端部に溶接された環状炉心プレート支持リング２ｆと、を備える。隔壁全体は、下隔壁壁部２ｇの下部に溶接された隔壁支持体２２によって支持され、かつ、内径で隔壁支持体２２に、外径で原子炉圧力容器（ＲＰＶ）４に溶接された環状ジェットポンプ支持プレート２４によって支持される。

隔壁及び関連する溶接の材料は、炭素含有量が低減されたオーステナイト系ステンレス鋼である。中間隔壁取付溶接部を含む隔壁胴回り（girth）溶接部の熱影響部は、残留溶接応力を有する。従って、中間隔壁取付溶接部Ｗ及び他の胴回り溶接部には粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ：ｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｒａｃｋｉｎｇ）の影響を受けやすいメカニズムが存在する。

任意の隔壁胴回りシーム溶接部の熱影響部における応力腐食割れによって、炉心上ガイド及び隔壁ヘッドを鉛直方向及び水平方向に支持する隔壁の、構造上の完全性が低下する。特に、ひび割れ隔壁によって、冷却材損失事故（ＬＯＣＡ：ｌｏｓｓ－ｏｆ－ｃｏｏｌａｎｔａｃｃｉｄｅｎｔ）又は地震荷重（ｓｅｉｓｍｉｃｌｏａｄ）によって引き起こされる危険性が増大する。冷却材損失事故（ＬＯＣＡ）の間の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）から冷却材が損失すると、隔壁ヘッドの上方に圧力の損失が生じ、隔壁内部の圧力すなわち隔壁ヘッドの下の圧力が増大する。その結果、隔壁ヘッド及び隔壁ヘッドがボルト締めされた隔壁の上部に、持上げ力が増大する。炉心隔壁において胴回り溶接が完全にひび割れしていると、冷却材損失事故（ＬＯＣＡ）の間に発生する持上げ力によって、隔壁が割れの領域に沿って分離し、芳しくない原子炉冷却材の漏れが生じる可能性がある。また、応力腐食割れにより隔壁溶接部が破損すると、地震荷重から位置ずれしたり炉心及び制御棒の部品が損傷したりする危険があり、それらは制御棒の挿入及び安全シャットダウンに悪影響を及ぼすおそれがある。

従って、炉心隔壁は、その構造的完全性及び修復の必要性を決定するのに定期的に検査される必要がある。超音波検査は、原子炉部品の亀裂を検出するための公知の技術である。主に対象となる検査領域は、水平の中間隔壁取付溶接部における円筒形炉心隔壁の外側表面である。しかし、炉心隔壁はアクセスするのが難しい。設置へアクセスするのは、隣接するジェットポンプ間の隔壁の外側と原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の内側との間の環状空間に限られる。走査動作アクセスは、隔壁とジェットポンプとの間の狭い空間内にさらに制限されており、一部の場所では幅が約０.５インチである。検査領域は放射能が高く、操作者の作業プラットフォームの５０～６５フィートより深い水の中に設置される場合がある。従って、動作中の原子炉における炉心隔壁の検査には、遠隔に設置され狭く制限された空間内で動作可能なロボット走査装置が必要である。

しかしながら、ロボット走査装置（例えば、遠隔操作車両（ＲＯＶ：ｒｅｍｏｔｅｌｙｏｐｅｒａｔｉｖｅｖｅｈｉｃｌｅ））スキャナは、ローラを用いて隔壁の外径の周りを移動するが、水平溶接走査中に水平に留まる及び／又は走査される溶接部上に留まるのが困難である。さらに、遠隔操作車両（ＲＯＶ）スキャナは、中立して浮力を保ち、水平レベルで一定に保つために、大量の浮遊チャンバを必要とする。

他の関連技術では、遠隔操作車両（ＲＯＶ）スキャナはテザーを使用してツールを上方に引っ張ってもよい。しかしながら、このために、操作者が工具全体を動かして走査プローブを前進させなければならないという問題が生じる。さらに、これらのタイプの遠隔操作車両（ＲＯＶ）スキャナは、非常に大きく、重く、剛性で、操作が難しく、設置及び操作がより困難で複雑である。

例示的な実施形態は、原子炉内の溶接部を検査するための装置を開示する。装置は、本体と、本体上の回転可能なパッドと、装置を鉛直方向に動かすための一対の反対側にある水平パッドと、装置を水平方向に動かすための一対の反対側にある鉛直パッドと、検査装置と、を備えてもよい。

さらなる例示的な実施形態では、回転可能なパッドは本体の中央部分に配置されて、装置を回転させてもよい。

さらに別の例示的な実施形態では、装置の回転は９０度単位の増分であってもよい。

さらなる例示的な実施形態では、脚は本体の各側に取り付けられてもよい。

さらに別の例示的な実施形態において、脚はステム部材によって本体に取り付けられてもよい。

さらに別の例示的な実施形態において、脚は実質的にＹ字形又はＵ字形であり得る。

さらなる例示的な実施形態では、装置はフォーク状アームを備えてよい。

さらに別の例示的な実施形態では、各パッドはフォーク状アームに取り付けられてもよい。

さらに別の例示的な実施形態において、フォーク状アームは実質的にＹ字形又はＵ字形でよい。

さらなる例示的な実施形態では、支持部材がフォーク状アームに取り付けられてもよい。支持部材は、シャフトを挿入しパッドをそれぞれ水平又は鉛直方向に動かす孔を備えてよい。

さらなる例示的な実施形態において、一対の反対側にある水平及び鉛直パッドは、シャフトのそれぞれの軸方向に摺動してよい。

さらに別の例示的な実施形態では、シャフトは、回転運動を直線運動に変換するボールねじであってもよい。

さらなる例示的な実施形態では、検査装置は脚に取り付けられてもよい。

さらに別の例示的な実施形態では、検査装置は超音波プローブであってもよい。

さらに別の例示的な実施形態では、超音波プローブはジンバル（ｇｉｍｂａｌ）センサに取り付けられてもよい。

さらなる例示的な実施形態では、検査装置は支持アームによって支持されてもよい。

さらなる例示的な実施形態において、真空システムは、パッドを制御して炉心隔壁の表面に粘着させる又は押し付けてもよい。

例示的な実施形態は、原子炉の炉心隔壁における溶接部を検査する方法を開示する。この方法には、検査装置を炉心隔壁の壁に沿って移動させ、一対の反対側にある水平パッドを付着させて鉛直方向に移動させ、一対の反対側にある水平パッドを解放し、一対の反対側にある鉛直パッドを付着させて水平方向に移動させ、一対の反対側にある鉛直パッドを解放し、炉心隔壁の表面に中央パッドを付着させ、中央パッドを回転させる、ことが含まれてよい。

別の例示的な実施形態では、方法には、検査ツールを装置に取り付けることが含まれてよい。

さらなる例示的な実施形態では、検査ツールを移動して、検査ツールを測定及び検査すべき溶接部に向けて位置合わせさせてもよい。

本明細書における非限定的な実施形態の様々な特徴及び利点は、添付の図面と併せて詳細な説明を検討することでより明らかになるであろう。添付の図面は、単に説明のために提供されたものであり、特許請求の範囲を限定すると解釈されるものではない。添付の図面は、明確に記載されていない限り、縮尺通りに描かれているとは見なされない。明確にするために、図面の様々な寸法は誇張された場合もある。

従来の原子炉の関連部分の立面図の概略図である。図１Ａに示された従来の原子炉の炉心隔壁の一部の断面図である。例示的な実施形態による、原子炉の溶接部を検査するための装置の斜視図である。例示的な実施形態による、原子炉の溶接部を検査するための装置の側面断面の概略図である。例示的な実施形態による、原子炉の溶接部を検査するための装置の背面の概略図である。例示的な実施形態による、図４Ａと比較して９０度回転した、原子炉の溶接部を検査するための装置の背面の概略図である。例示的な実施形態による、中央吸引パッドの分解斜視図である。例示的な実施形態による、図５の中央吸引パッドの断面図である。例示的な実施形態による、溶接走査システムの分解斜視図である。例示的な実施形態による、原子炉内の溶接部の検査方法を示すフローチャートである。

例示的な実施形態の詳細な説明を本明細書に開示する。特定の構造的及び機能的な詳細もまた本明細書に開示されるが、例示的な実施形態を説明する目的のための単なる代表例である。例えば、例示的な実施形態は原子力発電所を参照して説明することができるが、例示的な実施形態は他のタイプの産業設備においても使用可能であり得ることが理解される。これらの設備は、現場機器のための結線の２地点間の接続をなくす必要があるものの、安全機能を備えた堅牢なデジタルシステムを必要とする。例示的な実施形態は、多くの代替形態で例示されてもよく、本明細書に記載の特定の例示的な実施形態に限定されると解釈されるべきではない。

ある要素又は層が別の要素又は層に対し、「上に」、「接続されている」、「結合している」又は「覆っている」と言及されているとき、他の要素若しくは層の直接的に上にあるか、接続されているか、結合しているか、又は他の要素若しくは層を覆っているか、又は介在する要素若しくは層が存在してもよいと理解されるべきである。対照的に、ある要素が他の要素又は層に対し、「直接的に上に」、「直接的に接続されている」、又は「直接的に結合している」と言及されている場合、介在する要素又は層は存在しない。同様の参照番号は、本明細書を通して同様の要素を指す。本明細書で使用される場合、用語「及び／又は」は、１つ又は複数の関連するリストされた項目の任意の及びすべての組み合わせを含む。

第１、第２、第３などの用語は、本明細書では様々な要素、構成要素、領域、層及び／又は区分を説明するために使用されてよいが、これらの要素、構成要素、領域、層及び／又は区分はこれらの用語によって制限されるべきではないことが理解されるべきである。これらの用語は、ある要素、コンポーネント、領域、層、又は区分を別の領域、層、又は区分と区別するためにのみ使用される。従って、以下に説明する第１の要素、構成要素、領域、層、又は区分は、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層又は区分と呼ぶことができる。

空間的に相対的な用語（例えば、「ｂｅｎｅａｔｈ」、「ｂｅｌｏｗ」、「ｌｏｗｅｒ」、「ａｂｏｖｅ」、「ｕｐｐｅｒ」など）は、図に示すように、１つの要素又は特徴の、他の要素又は特徴との関係を説明するのに説明を容易にするために、本明細書で用いられる場合がある。空間的に相対的な用語は、図面に描かれている向きに加えて、使用又は動作中の装置の異なる向きを包含することが意図されていることを理解されたい。例えば、図中の装置がひっくり返されている場合、他の要素又は特徴の下方（「ｂｅｌｏｗ」又は「ｂｅｎｅａｔｈ」）と記載された要素は、他の要素又は特徴の上方（「ａｂｏｖｅ」）に向けられる。従って、下方（「ｂｅｌｏｗ」）という用語は、上方及び下方の両方向を包含してもよい。この装置は、それ以外の方向に向けられてもよく（９０度回転される、又は他の方向に回転される）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子はそれに応じて解釈される。

本明細書で使用される用語は、様々な実施形態を説明することのみを目的としており、例示的な実施形態を限定することを意図するものではない。本明細書で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、別段文脈によって明確に示されない限り、複数形も含むことが意図される。本明細書で使用される場合、用語「ｉｎｃｌｕｄｅ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」及び／又は「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又は要素の存在を特定するが、１つ若しくは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではないことがさらに理解される。

例示的な実施形態は、例示的な実施形態の理想化された実施形態（及び中間構造体）の概略図である断面図を参照して本明細書に記載される。このように、例えば製造技術及び／又は公差の結果としての図の形状からの変動が予想される。従って、例示的な実施形態は、本明細書に例示される領域の形状に限定されると解釈されるべきではなく、例えば製造から生じる形状の偏差を含むものとする。例えば、長方形として図示されている注入領域は、典型的には、寧ろ、丸みを帯びた若しくは湾曲した特徴及び／又はそのエッジに注入濃度の勾配を有し、注入された領域から注入されていない領域への２値変化でない。従って、図面に示された領域は本質的に概略的であり、その形状は装置の領域の実際の形状を示すことを意図するものではなく、例示的な実施形態の範囲を限定することを意図するものではない。

他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術的及び科学的用語を含む）は、例示的な実施形態が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。さらに、一般に使用される辞書に定義されている用語を含む用語は、関連技術の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書でそうと明示的に定義されない限り、理想化された又は過度に形式的な意味で解釈されないことが理解される。

少なくとも１つの例示的な実施形態は、原子炉内の溶接部を検査するための装置を開示する。装置は、本体と、本体上の回転可能なパッドと、装置を鉛直方向に動かすための一対の反対側にある水平パッドと、装置を水平方向に動かすための一対の反対側にある鉛直パッドと、検査装置と、を含んでもよい。

少なくとも１つの例示的な実施形態は、原子炉の炉心隔壁における溶接部を検査する方法を開示する。この方法は、炉心隔壁の壁に中央パッドを付着させ、装置を回転させ、一対の反対側にある鉛直パッドを介して装置を水平方向に移動させて水平溶接部を検査し、一対の反対側にある水平パッドを介して装置を鉛直方向に移動させて鉛直溶接部を検査し、並びに、反対側にある水平及び鉛直パッドの対を炉心隔壁の壁に付着させる、ことを含んでもよい。

例示的な実施形態は、本明細書では、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の炉心隔壁の文脈で記載されている。しかしながら、例示的な実施形態が他の水中構造を含む他の状況においても適用可能であることは、当業者には明らかであろう。本明細書に記載された例示的な実施形態は、構造の外面又は外径に関して構成されているが、本明細書の教示は構造の内面又は内径に適用することができる。

図２は、例示的な実施形態による、原子炉の溶接部を検査するための装置の斜視図である。より詳細には、検査装置１０は、（図１Ａに示すような）炉心隔壁２の外面の輪郭に一致し、炉心隔壁２の外面に付着され、炉心隔壁２の外面に沿って移動し、炉心隔壁２の溶接を検査するように構成されてよい。

図２に示すように、検査装置１０は、本体１００と、回転可能な吸着パッド１０５と、一対の反対側にある水平吸着パッド１１０ａ、１１０ｂと、一対の反対側にある鉛直吸着パッド１２０ａ、１２０ｂと、検査ツール２００と、を含んでもよい。本体１００は実質的に矩形でよい。本体１００は、約１インチの厚さであってもよい。装置の機能を維持しながら、本体の他の寸法が利用できることを理解されたい。

吸着パッド１０５は、本体１００の中心に位置し、検査装置１０を回転させてもよい。回転は、３６０度の全範囲を有する９０度単位であってもよい。吸引パッド１０５は、ウォームと、検査装置１０の本体１００の内部に組み込まれたウォーム及びウォームギア（図示せず）を用いて回転して、吸引パッド１０５を回転させてもよい。他のタイプのギアが吸着パッド１０５を回転させるのに用いられてよいことを理解されたい。

脚１３０は、本体１００の各側面に取り付けられてもよい。この例示的な実施形態では、４つの脚１３０がある。脚１３０は、本体１００の各辺の中心に取り付けられたステム１３５を含んでもよい。ステム１３５及び脚１３０は、一片又は２つの別々のピースとして構築されてもよいことを理解されたい。脚１３０は、実質的にＹ字形又はＵ字形であってもよい。脚の機能から逸脱することなく、他の形状を採用してもよいことを理解されたい。

各吸着パッド１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂは、フォーク状アーム１４０に取り付けられてもよい。フォーク状アーム１４０は、実質的にＹ字形又はＵ字形でよい。アーム部材が、吸引パッド１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂを支持する限り、他の形状で実施されてよいことを理解されたい。フォーク状アーム１４０は、支持部材１４５に取り付けられてもよい。フォーク状アーム１４０及び支持部材１４５は、１つのユニット又は２つの別個のユニットであってもよいことを理解されたい。支持部材１４５は、シャフト１５５を挿入し、吸着パッド１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂをそれぞれ水平又は鉛直方向に移動させるための孔１４７を含んでよい。

例示的な実施形態では、シャフト１５５は、ボールねじであってもよい。ボールねじは、回転運動をほとんど摩擦なく直線運動に変換する機械的リニアアクチュエータでよいことを、当業者であれば理解するであろう。さらに、シャフト（ボールねじ）１５５は、ボールベアリングのための螺旋状の軌道が精密なねじとして働き得るように螺刻されていてもよいことを理解されたい。ねじ付きシャフトがねじである一方、ボール組立体はナットとして作用してもよい。さらに、シャフト１５５（ボールねじ）は、内部摩擦を最小にして、高いスラスト荷重を加えたり耐えたりすることができる。また、シャフト（ボールねじ）１５５は、公差に近づけられることにより、高精度を達成することができる。

図２に示すように、シャフト（ボールねじ）１５５は脚１３０の各端部にて支持されてよい。シャフト（ボールねじ）１５５の動きは、ベルト１６２を介して接続されたモータ１６０によって制御されてよい。他の構成がシャフト（ボールねじ）１５５を移動させるのに利用されてもよいことを理解されたい。

フォーク状アーム１４０は、吸着パッド１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂをそれぞれ水平又は鉛直方向に移動させてもよい。例示的な実施形態では、本体１００の各側に４つの吸引パッドがある。４つのうち、反対側にある対の吸引パッド１１０ａ、１１０ｂを使用して、装置１０を鉛直方向又は炉心隔壁２の長手方向軸に沿って移動させてもよく、反対側にある対の吸着パッド１２０ａ、１２０ｂを用いて、装置１０を水平方向又は炉心隔壁２の周囲に移動させてもよい。

動作の水平走行モードの間、反対側にある対の吸着パッド１２０ａ、１２０ｂは炉心隔壁２の表面に接触し、反対側にある対の吸着パッド１１０ａ、１１０ｂは炉心隔壁２の表面に接触しないように後退され（又は解放され）てもよい。動作の鉛直走行モードの間、反対側にある対の吸引パッド１１０ａ、１１０ｂは炉心隔壁２の表面に接触するように伸張し、反対側にある対の吸引パッド１２０ａ、１２０ｂは解放され、反対側にある対の吸着パッド１２０ａ、１２０ｂは炉心隔壁２０の表面と接触しないようにしてもよい。吸着パッド１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂは、制御ユニット（図示せず）によって制御される空気ピストン１５６の作動によって伸張されてもよい。吸引パッド１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂは、引っ張りばね１６７を介してさらに後退され（又は解放され）てもよい。真空付着力を利用する他の引き込み装置が使用されてもよいことを理解されたい。

図５に示すように、回転可能な吸着パッド１０５は、炉心隔壁２の表面に制御可能に付着する又は押し付けるように構成されてもよい真空システム１２５の要素を含んでもよい。同様の真空システムは、吸着パッド１０５の他に、吸引パッド１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂに採用されてもよいことを理解されたい。

真空システム１２５によって、空隙１２６内に低圧又は真空空間が形成されてよい。空隙１２６は、シールリング１３２によって画定され取り囲まれてもよい。シールリング１３２は、炉心隔壁２の表面に対してシールするように構成されて、空隙１２６内の圧力を減少させ得るか又は他の方法で、検査装置１０を炉心隔壁２の表面に粘着するように制御し得るように、空隙１２６を環状部から隔離してもよい。シールリング１３２は、炉心隔壁２の表面の障害物を越えて移動するように構成されてもよい。例示的な実施形態では、シールリング１３２は、丸みを帯びた輪郭を有し可撓性材料から形成されてもよく、その結果、検査装置１０が溶接クラウンなどの表面変動を越えて移動できる。

図６に示すように、シールリング１３２は、独立気泡発泡リング２３０又はカバー２３２で包まれ得るスカートを含んでもよい。カバー２３２は、例えば、限定するものではないが、ネオプレン－コーティングされたナイロンで形成されてよいことを理解されたい。リング状のプレート２３４は、胴体にボルト止めされて、カバー２３２の内側及び外側縁部を胴体に保持し、カバー２３２を発泡リング２３０の上に保持してよい。発泡リング２３０は、圧縮、維持されて、依然として真空シールを維持しつつ障害物を越えて移動してもよい。さらに、発泡リング２３０は、折り畳まれたり吸引を失ったりすることなく障害物を越えて移動してもよいことを理解されたい。カバー２３２は、シールリング１３２が高耐久性かつ堅牢であるように発泡リング２３０を保護してもよい。

他の例示的な実施形態では、１つのシールリングが妨害物又は障害物の上を移動して吸引を失った場合、検査装置１０が表面に付着されたままであるように複数のシールリング１３２を使用してもよいことが理解される。

再び図５に示すように、真空システム１２５は、ベンチュリバルブ１３４、ポンプ１３６又は他の加圧水供給源、及びポンプ１３６をベンチュリバルブ１３４に接続し得るホース１３８を含んでもよい。制御ユニット（図示せず）は、ポンプ１３６を制御するように構成されてよい。ポンプ１３６は、環状部から水を引き出し、ベンチュリバルブ１３４に水を供給してよい。ポンプ１３６は、例えば、燃料補給フロア上の水位より上の炉心隔壁２の頂部に配置されてよい。ポンプ１３６は、検査装置１０内に既に存在する水を再循環させるように構成されてもよい。

ベンチュリバルブ１３４は、ポンプ１３６によって供給される水圧の関数として、空隙１２６から水を移動させるように構成されてもよい。チャネル１４０は、空隙１２６を流路１４２に接続してよい。ベンチュリバルブ１３４の流路１４２は狭くてもよく、その後、ポンプ１３６によってベンチュリバルブ１３４に供給される加圧水がベンチュリバルブ１３４の低圧位置１４４にて低圧を生成するように流れ方向に拡がってもよい。チャネル１４０は、低圧位置１４４にて流路１４２に接続されてよい。このように、ベンチュリバルブ１３４を介してポンプ１３６によって供給される加圧水は、空隙１２６からベンチュリバルブ１３４の流路１４２に水を引き込み、空隙１２６内の圧力を低下させてもよい。ベンチュリバルブ１３４は部品を移動して空隙１２６の圧力を低下させる必要がない場合がある。従って、ベンチュリバルブ１３４は、真空システム１２５の破壊のリスクを低減し、破片が検査装置１０にもたらされるのを低減してよい。ベンチュリバルブ１３４は、ポンプを使用して空隙１２６から水を直接ポンピングすることと比較して、真空力のより大きな制御を可能にし得る。ベンチュリバルブ１３４によって提供される真空力は、加圧された水又はポンプ１３６からのポンプ流れの関数として制御されてもよい。

再び図２に示すように、検査装置１０は、さらに詳細に後述するように、炉心隔壁２の表面に沿って検査装置１０を移動させて超音波プローブを全地球的に位置決めするように構成されたナビゲーションシステム（図示せず）をさらに含んでもよい。移動するとき、検査装置１０は、検査装置１０の輪郭が炉心隔壁２の表面の輪郭と一致し得るように、炉心隔壁２に対するその向きを維持することができる。検査装置１０は、モータ駆動のホイールを使用して水平方向及び鉛直方向の両方に操作されるように構成されてもよい。さらに、検査装置１０は平行移動してもよく回転してもよい。

図２及び図７を参照すると、検査装置１０は、炉心隔壁２の溶接を検査するように構成され得る溶接走査システム１７０を備えてもよい。溶接走査システム１７０は、超音波プローブ１７２、及び超音波プローブ１７２を局所的に位置決めするように構成されたプローブ位置決めシステム１７４を備えて、様々な溶接部を検査してもよい。プローブ位置決めシステム１７４は、超音波プローブ１７２を位置決めするように構成されて、水平溶接部、鉛直溶接部、及び水平と鉛直との間の角度の溶接部を含む様々な向きの溶接部を検査してもよい。プローブ位置決めシステム１７４は、吸引パッド１２０ａの走査アーム１７６及びフォーク状アーム１４０を支持する支持アーム１７１を備えてもよい。フォーク状アーム１４０は、吸着パッド１２０ａをそれぞれ水平又は鉛直方向に移動させるために、支持部材１４５に取り付けられてもよい。

超音波プローブ１７２の外縁部において、走査アーム１７６は、超音波プローブ１７２を支持してよい。走査アーム１７６は、互いに対して、実質的に類似し対称的に配向されてもよい。走査アーム１７６は、走査アーム１７６に鉛直に延びるレール１７８と、例えば線形軸受（図示せず）によってレール１７８に取り付けられ得るジンバル１８０と、を備えてもよい。例示的な実施形態として、ジンバル１８０は、約６１センチメートル（約２フィート）の走査長を提供してもよい。リニアベアリングは、信頼性及び最小限の異物（ＦＭ）ポテンシャルに基づいて選択されてよい。動作駆動機構は、ジンバル１８０をシャフト１５５（図２に示す）に沿って移動させるように作動するように構成される。例えば、運動駆動機構は、ボールねじ１５５を駆動するモータ１６０を含んでもよい。モータ１６０は、ベルト１６２（又は歯車列）を使用してボールねじ１５５に結合され、ボールねじ１５５にトルクを伝達してもよい。ボールねじ１５５は、支持部材１４５に結合されてもよい。モータ１６０は、ボールねじ１５５から変位されて、レール１７８に沿ったジンバル１８０の動きを最小限に制限してもよい。

超音波プローブ１７２は、ジンバル１８０に取り付けられてもよい。作動モータ１９２は、ジンバル１８０を動かすように構成されてもよい。信頼性の高い堅牢な回転を達成するために、ウォームギアが使用される。これにより、機構がロープロファイルを維持すると共に高いギア比を達成することができるので、小型モータを使用することができる。ジンバル１８０は、超音波プローブ１７２を炉心隔壁２の表面に付勢するように構成され得るねじりばね（図示せず）を備えてもよい。ねじりばねを覆うために、異物排除（ＦＭＥ：ｆｏｒｅｉｇｎｍａｔｅｒｉａｌｅｘｃｌｕｓｉｏｎ）ガード（図示せず）を使用してもよい。超音波プローブ１７２は、ジンバル１８０に取り付けられ、炉心隔壁２の表面と実質的に平坦な接触で回転することができる。

超音波プローブ１７２は、関連するレール１７８の長さに沿って配置され、１８０度の範囲内で角度的に位置決めされるように構成されて、溶接を検査してもよい。超音波プローブ１７２は、検査装置１０の側面に沿って検査装置１０の上下に水平溶接部及び鉛直溶接部を検査するように配置されてもよい。制御ユニット（図示せず）は、超音波プローブ１７２を位置決めするように、モータ１８４、１９２の作動を制御してもよい。

別の例示的な実施形態で、カバー１９５は脚１３０を囲むか包むのに用いられてもよい。カバー１９５は検査装置１０の４つの脚１３０のすべてを取り囲んでもよいことが理解されるべきである。カバー１９５が用いられて、脚１３０の構成要素を保護してよく、とりわけ、支持部材１４５、シャフト１５５、モータ１６０、及びベルト１６２が含まれ得る。カバー１９５は、例えば、シートメタルから形成されてよい。

図８は、例示的な実施形態による、原子炉内の溶接部の検査方法を示すフローチャートである。各ステップは、制御ユニットによるコンピュータ実行可能命令のソフトウェアモジュールの実行に従って実行されてもよい。ステップＳ１００において、検査装置１０は被検査溶接部近傍の炉心隔壁２上の位置に移動されてもよい。検査装置１０が検査されるべき溶接部の近傍に来ると、真空システムは検査装置１０を起動して炉心隔壁に付着させてもよい。ステップＳ２００において、水平移動のために、真空システムは、反対側にある対の吸着パッド１２０ａ、１２０ｂを、炉心隔壁２の表面に接触させるように動作させ、反対側にある対の吸着パッド１１０ａ、１１０ｂは、炉心隔壁２の表面に接触しないように後退され（又は解放され）てもよい。その後、反対側にある対の吸着パッド１１０ａ、１１０ｂは、炉心隔壁２に沿って水平に移動してもよい。ステップＳ３００において、反対側にある対の吸着パッド１１０ａ、１１０ｂの位置が決まると、反対側にある対の吸着パッド１２０ａ、１２０ｂは解放されて鉛直方向に移動してもよい。ステップＳ４００において、鉛直移動のために、真空システムは、反対側にある対の吸着パッド１１０ａ、１１０ｂを動作させて炉心隔壁２の表面に接触させてもよい。ステップＳ５００において、反対側にある対の吸着パッド１２０ａ、１２０ｂが解放されて、反対側にある対の吸着パッド１２０ａ、１２０ｂが炉心隔壁２の表面と接触しなくてよい。反対側にある対の吸着パッド１２０ａ、１２０ｂは、次いで炉心隔壁２に沿って鉛直に移動してもよい。その後、ナビゲーションシステムは、検査装置１０を炉心隔壁２の表面に沿って移動させ、検査装置１０を全地球的に位置決めしてもよい。プローブ位置決めシステム１７４は、検査装置１０を回転させることによって、測定すべき溶接部又は他の特徴の亀裂に対して、超音波プローブ１７２を局所的に位置決めし配向させてもよい。ステップＳ６００において、中央の吸着パッド１０５を炉心隔壁２の表面に付着させ、検査装置１０を回転させる。ステップＳ７００において、検査装置１０を回転させて、超音波プローブ１７２を測定及び検査される溶接部に向けて位置合わせさせてもよい。

超音波プローブ１７２は、亀裂の長さ及び幅を測定してもよく、測定値は、制御ユニット（図示せず）の記憶装置に記録されてもよいことを理解されたい。さらなる測定を行うために必要に応じて選択されたステップを繰り返すことができることをさらに理解されたい。

いくつかの例示的な実施形態が本明細書に開示されているが、他の変形が可能でもよいことを理解されたい。そのような変形は、本開示の精神及び範囲から逸脱するものと見なされるべきではなく、当業者に明らかであるようなそのような変更のすべては、以下の特許請求の範囲内に含まれることが意図される。

２炉心隔壁
２ａ隔壁ヘッドフランジ
２ｂ上隔壁壁部
２ｃガイド支持リング
２ｄ上側シェル部
２ｅ下側シェル部
２ｆ炉心プレート支持リング
２ｇ下隔壁壁部
６給水スパージャ
８下降管環状部
１０検査装置
１２、１４プレナム
１６隔壁ヘッド
２２隔壁支持体
２４ジェットポンプ支持プレート
１００本体
１０５吸着パッド
１１０ａ、１１０ｂ水平吸着パッド
１２０ａ、１２０ｂ鉛直吸着パッド
１２５真空システム
１２６空隙
１３０脚
１３２シールリング
１３４ベンチュリバルブ
１３５ステム
１３６ポンプ
１３８ホース
１４０フォーク状アーム
１４０チャネル
１４２流路
１４５支持部材
１４７孔
１５５シャフト
１６０モータ
１６２ベルト
１７０溶接走査システム
１７１支持アーム
１７２超音波プローブ
１７４プローブ位置決めシステム
１７６走査アーム
１７８レール
１８０ジンバル
１８４、１９２モータ
１９５カバー
２３０気泡発泡リング、発泡リング
２３２カバー
２３４プレート
Ｗ隔壁取付溶接部

Claims

原子炉の溶接部（Ｗ）を検査するための装置（１０）であって、
本体（１００）と、
前記本体（１００）の中央部に位置する回転可能なパッド（１０５）と、
前記本体（１００）の外周上の対向する位置にそれぞれ設けられた第１の水平パッド（１１０ａ）および第２の水平パッド（１１０ｂ）によって１つの対を成す水平パッド対と、
前記本体（１００）に接続され、前記本体（１００）を鉛直方向に移動するように構成された第１のシャフト（１５５）および第２のシャフト（１５５）であって、前記第１のシャフト（１５５）には前記第１の水平パッド（１１０ａ）が摺動可能に取り付けられ、前記第２のシャフト（１５５）には前記第２の水平パッド（１１０ｂ）が摺動可能に取り付けられた、第１のシャフト（１５５）および第２のシャフト（１５５）と、
前記本体（１００）の外周上の対向する位置にそれぞれ設けられた第１の鉛直パッド（１２０ａ）および第２の鉛直パッド（１２０ｂ）によって１つの対を成す鉛直パッド対と、
前記本体（１００）に接続され、前記本体（１００）を水平方向に移動するように構成された第３のシャフト（１５５）および第４のシャフト（１５５）であって、前記第３のシャフト（１５５）には前記第１の鉛直パッド（１２０ａ）が摺動可能に取り付けられ、前記第４のシャフト（１５５）には前記第２の鉛直パッド（１２０ｂ）が摺動可能に取り付けられた、第３のシャフト（１５５）および第４のシャフト（１５５）と、
検査装置（２００）と、
を備える装置（１０）。
前記回転可能なパッド（１０５）の回転は９０度単位の増分で行われる、請求項１記載の装置（１０）。
前記本体（１００）の各側面に取り付けられ、前記第１のシャフト（１５５）、前記第２のシャフト（１５５）、前記第３のシャフト（１５５）および前記第４のシャフト（１５５）のそれぞれを保持する脚（１３０）をさらに備える、請求項１記載の装置（１０）。
前記脚（１３０）のそれぞれは、ステム（１３５）部材によって前記本体（１００）に取り付けられている、請求項３記載の装置（１０）。
前記脚（１３０）のそれぞれは実質的にＹ字形又はＵ字形である、請求項３記載の装置（１０）。
原子炉の溶接部（Ｗ）を検査するための装置（１０）であって、
本体（１００）と、
前記本体（１００）に位置する回転可能なパッド（１０５）と、
前記本体（１００）の両側にそれぞれ設けられた第１の水平パッド（１１０ａ）および第２の水平パッド（１１０ｂ）と、
前記本体（１００）に接続され、前記本体（１００）を鉛直方向に移動するように構成された第１のシャフト（１５５）および第２のシャフト（１５５）であって、前記第１のシャフト（１５５）には前記第１の水平パッド（１１０ａ）が摺動可能に取り付けられ、前記第２のシャフト（１５５）には前記第２の水平パッド（１１０ｂ）が摺動可能に取り付けられた、第１のシャフト（１５５）および第２のシャフト（１５５）と、
前記本体（１００）の両側にそれぞれ設けられた第１の鉛直パッド（１２０ａ）および第２の鉛直パッド（１２０ｂ）と、
前記本体（１００）に接続され、前記本体（１００）を水平方向に移動するように構成された第３のシャフト（１５５）および第４のシャフト（１５５）であって、前記第３のシャフト（１５５）には前記第１の鉛直パッド（１２０ａ）が摺動可能に取り付けられ、前記第４のシャフト（１５５）には前記第２の鉛直パッド（１２０ｂ）が摺動可能に取り付けられた、第３のシャフト（１５５）および第４のシャフト（１５５）と、
検査装置（２００）と、
前記本体（１００）の各側面に取り付けられたフォーク状アーム（１４０）をさらに備え、
前記第１の水平パッド（１１０ａ）、前記第２の水平パッド（１１０ｂ）、前記第１の鉛直パッド（１２０ａ）および前記第２の鉛直パッド（１２０ｂ）は、それぞれ、前記各フォーク状アーム（１４０）の１つに取り付けられている、装置（１０）。
前記各フォーク状アーム（１４０）は実質的にＹ字形又はＵ字形である、請求項６記載の装置（１０）。
前記各フォーク状アーム（１４０）に取り付けられた支持部材（１４５）をさらに備え、
前記支持部材（１４５）のそれぞれは、前記第１のシャフト（１５５）、前記第２のシャフト（１５５）、前記第３のシャフト（１５５）および前記第４のシャフト（１５５）の１つをそれぞれ挿入するための孔（１４７）を含み、前記支持部材（１４５）のそれぞれは、前記第１の水平パッド（１１０ａ）、前記第２の水平パッド（１１０ｂ）、前記第１の鉛直パッド（１２０ａ）および前記第２の鉛直パッド（１２０ｂ）を、それぞれ、前記第１のシャフト（１５５）、前記第２のシャフト（１５５）、前記第３のシャフト（１５５）および前記第４のシャフト（１５５）に沿って摺動可能に移動させ、それぞれの水平方向または垂直方向に本体（１００）を移動させるように構成される、請求項６記載の装置（１０）。
前記第１の水平パッド（１１０ａ）、前記第２の水平パッド（１１０ｂ）、前記第１の鉛直パッド（１２０ａ）および前記第２の鉛直パッド（１２０ｂ）は、それぞれ、前記第１のシャフト（１５５）、前記第２のシャフト（１５５）、前記第３のシャフト（１５５）および前記第４のシャフト（１５５）の軸方向に摺動する、請求項８記載の装置（１０）。
原子炉の溶接部（Ｗ）を検査するための装置（１０）であって、
本体（１００）と、
前記本体（１００）に位置する回転可能なパッド（１０５）と、
前記本体（１００）の両側にそれぞれ設けられた第１の水平パッド（１１０ａ）および第２の水平パッド（１１０ｂ）と、
前記本体（１００）に接続され、前記本体（１００）を鉛直方向に移動するように構成された第１のシャフト（１５５）および第２のシャフト（１５５）であって、前記第１のシャフト（１５５）には前記第１の水平パッド（１１０ａ）が摺動可能に取り付けられ、前記第２のシャフト（１５５）には前記第２の水平パッド（１１０ｂ）が摺動可能に取り付けられた、第１のシャフト（１５５）および第２のシャフト（１５５）と、
前記本体（１００）の両側にそれぞれ設けられた第１の鉛直パッド（１２０ａ）および第２の鉛直パッド（１２０ｂ）と、
前記本体（１００）に接続され、前記本体（１００）を水平方向に移動するように構成された第３のシャフト（１５５）および第４のシャフト（１５５）であって、前記第３のシャフト（１５５）には前記第１の鉛直パッド（１２０ａ）が摺動可能に取り付けられ、前記第４のシャフト（１５５）には前記第２の鉛直パッド（１２０ｂ）が摺動可能に取り付けられた、第３のシャフト（１５５）および第４のシャフト（１５５）と、
検査装置（２００）と、
前記本体（１００）の各側面に取り付けられたフォーク状アーム（１４０）であって、前記第１の水平パッド（１１０ａ）、前記第２の水平パッド（１１０ｂ）、前記第１の鉛直パッド（１２０ａ）および前記第２の鉛直パッド（１２０ｂ）は、それぞれ、前記各フォーク状アーム（１４０）の１つに取り付けられている、フォーク状アーム（１４０）と、
前記各フォーク状アーム（１４０）に取り付けられた支持部材（１４５）であって、前記支持部材（１４５）のそれぞれは、前記第１のシャフト（１５５）、前記第２のシャフト（１５５）、前記第３のシャフト（１５５）および前記第４のシャフト（１５５）の１つをそれぞれ挿入するための孔（１４７）を含み、前記支持部材（１４５）のそれぞれは、前記第１の水平パッド（１１０ａ）、前記第２の水平パッド（１１０ｂ）、前記第１の鉛直パッド（１２０ａ）および前記第２の鉛直パッド（１２０ｂ）を、それぞれ、前記第１のシャフト（１５５）、前記第２のシャフト（１５５）、前記第３のシャフト（１５５）および前記第４のシャフト（１５５）に沿って摺動可能に移動させ、それぞれの水平方向または垂直方向に本体（１００）を移動させるように構成される、支持部材（１４５）と、
を備え、
前記第１の水平パッド（１１０ａ）、前記第２の水平パッド（１１０ｂ）、前記第１の鉛直パッド（１２０ａ）および前記第２の鉛直パッド（１２０ｂ）は、回転運動を直線運動に変換して、前記本体（１００）をそれぞれの水平方向または垂直方向に移動するように構成されたボールねじである、装置（１０）。
前記検査装置（２００）は前記脚（１３０）の１つに取り付けられている、請求項３記載の装置（１０）。
前記検査装置（２００）は超音波プローブ（１７２）である、請求項１１記載の装置（１０）。
前記超音波プローブ（１７２）はジンバルセンサ（１８０）に取り付けられている、請求項１２記載の装置（１０）。
前記検査装置（２００）は支持アーム（１７１）によって支持される、請求項１１記載の装置（１０）。
前記第１の水平パッド（１１０ａ）、前記第２の水平パッド（１１０ｂ）、前記第１の鉛直パッド（１２０ａ）および前記第２の鉛直パッド（１２０ｂ）を制御して炉心隔壁（２）の表面に粘着させる又は押し付けるための真空システム（１２５）をさらに備える、請求項１記載の装置（１０）。
前記第１のシャフト（１５５）および前記第２のシャフト（１５５）は、互いにほぼ平行であり、前記第３のシャフト（１５５）および前記第４のシャフト（１５５）は、互いにほぼ平行である、請求項１記載の装置。
前記真空システム（１２５）は、
ベンチュリバルブ（１３４）、
前記ベンチュリバルブ（１３４）に接続されたホース（１３８）、および
前記ホース（１３８）および前記ベンチュリバルブ（１３４）と流体連通しているポンプ（１３６）をさらに備え、
前記ポンプ（１３６）と前記ベンチュリバルブ（１３４）は、前記第１の水平パッド（１１０ａ）、前記第２の水平パッド（１１０ｂ）、前記第１の鉛直パッド（１２０ａ）および前記第２の鉛直パッド（１２０ｂ）を、前記炉心隔壁（２）の表面に粘着させる真空力を生成するように構成される、請求項１５記載の装置。