JPH02107997A - 原子炉容器の蓋領域監視方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子炉容器に関し、さらに詳細には原子炉容器
の蓋領域の監視システムに関する。

典型的な原子力発電プラントでは、原子炉容器を用いて
熱を発生させ蒸気を生成させるとともに発電を行なう、
かかる発電プラントの原子炉容器は、原子燃料で構成さ
れた炉心と典型的には硼酸水である冷却材とを封じ込め
る圧力容器である、圧力容器内の作動条件に関するデー
タを発生させる手段として、計測装置が容器のポートあ
るいは貫通部を介して炉心内に挿入される。これらの貫
通部には原子炉容器の蓋を貫通するものがある、蓋には
制御棒駆動装置用の貫通部もあり、これにより炉心で発
生する原子核反応の速度、従って発電プラントの発電出
力を制御される。

これらのポートは原子炉容器から冷却材が不不用意に漏
洩しないように機械的に密封されているが、原子炉圧力
容器の作動条件によりさらに別の安全措置が必要である
。圧力容器の内部では典型的には冷却材が約１５ＭＰａ
（２２５０ｐｓｉ）の内部圧力で約３１５℃（６００°
Ｆ）の温度に維持される。かかる大きな内部圧力の存在
により、原子炉の冷却材はこれらの貫通部の機械的接合
部分からあるいは制御棒を引抜く際に漏洩することがあ
る。

原子炉容器内の冷却材は硼酸が溶解されているため僅か
に酸性で、高い腐食性を持つ。硼酸は原子炉の長期運転
にわたり反応速度を変化させる制御手段として用いられ
る中性子吸収材である。

原子炉容器から放出される冷却材の許容量には規制によ
る制限があるが、原子炉容器の蓋の外側にそれに極く近
接して設けた構成成分を定期的に点検して冷却材が放出
されているか否かをチエツクする必要がある。

運転中の原子炉は被爆環境を生じるため、原子炉容器の
蓋領域の点検および／または保守は、例えば炉心の燃料
交換時のような通常の点検あるいは保守手順の一部とし
て原子炉の運転を停止する際行なうのが普通である。こ
の領域の漏洩の存在を示す明らかな徴候として、普通原
子炉容器の蓋の上に堆積する白色の硼酸結晶がある。考
えられる漏洩源の存否をチエツクするため幾つかの方法
の使用が考えられるが、漏洩の存否の検証、その大きさ
の評価、並びにその位置の特定は視覚で行なうのが最も
良い、一般的に、制御棒駆動装置および計測ポートは冷
却用シュラウドで取囲まれている。このシュラウドは駆
動装置だけでなくポートの周りに空気の流れを導いてポ
ートおよび駆動装置を自然循環により冷却する手段とな
る。これによりこの領域に硼酸水の冷却材が存在するか
否かを視覚によりチエツクすることが益々難しくなる。

従って、本発明の目的は原子炉容器の蓋の周りの領域に
つき硼酸水の冷却材の存否をチエツクするため遠隔装置
により監視する手段を提供することにある。

本発明の利点のひとつは監視装置を原子炉の運転中に遠
隔操作により作動することが可能である点である。

上記の目的は、簡単に説明すると、複数のポートが貫通
する着脱可能な蓋と、複数の開口を備えポートを取囲ん
で上方に延びる冷却用シュラウドとを有する原子炉圧力
容器においてシュラウドの開口に隣接して取付けた一連
のビデオカメラを有する本発明の原子炉容器の蓋領域監
視装置により達成される。

本発明の種々の他の目的、特徴および利点については、
当業者であれば例示の目的だけで示した添付図面に関す
る本発明の以下の詳細な説明を読めば明らかになるであ
ろう。

図面を参照して、第１図は典型的な原子炉圧力容器ｌＯ
の部分側立面図である。圧力容器ｌＯは蓋１３とその上
方に延びる冷却用シュラウド１Ｂを有する。冷却用シュ
ラウド１６には複数の開口１８が設けられ、それらはそ
の周面の周りに位置してアクセス用ドアあるいはのぞき
窓として用いられる。冷却用シュラウド１Ｂの上方には
制御棒駆動装置および計測ポート（図示せず）を保護す
るためのミサイル遮蔽手段２２が設けられている。

冷却用シュラウド１６には原子炉容器の蓋領域を視認す
るための本発明による原子炉容器の蓋領域監視装置２５
が取付けられている（第２および３図参照）。監視装置
２５は、好ましくは冷却用シュラウド１６の周面開口１
８に隣接した領域に取付けられている。監視装置２５は
シュラウド１８に取付けたビデオカメラ２８を有する。

カメラ２８は好ましくはアクセス用ドア２８に取付けら
れ、このドアはシュラウド１Ｂの該表面上においてヒン
ジ３０によりシュラウドに連結されている。ドア２８に
は、カメラ２８が冷却用シュラウド１６の内部のビデオ
画像を受信出来るように開口３１が設けられている。こ
のようにしてビデオカメラ２８あるいは他の構成要素に
ついての保守が容易になる。ビデオカメラ２８にはシュ
ラウド領域あるいは原子炉容器の蓋領域の内部からビデ
オ画像を受信出来るように直角のレンズ３２が取付けら
れている。カメラ２８は占有空間を出来るだけ抑えるよ
うに好ましくはシュラウド１６上に鉛直姿勢で取付けら
れるため、広角の視野を持つ直角レンズ３２あるいは他
の適当なレンズにより視野が最大になる。シュラウドの
開口１９のビデオカメラ２８に隣接した所には好ましく
は２つのハロゲンランプよりなる光源３４が取付けられ
ている。

これらのハロゲンランプの強度は後で詳しく説明する理
由により可変である。

カメラ２８を中性子の多い領域に取付ける必要がある場
合には、必要に応じて中性子遮蔽材料で形成したケース
３７内に閉じ込めることが出来る。

ここでも直角で広角のレンズ３２を用いるとカメラの最
も敏感な部分である電子装置４０が第２図の破線４３で
示す通路を通る中性子による被爆から保護されるという
重要な利点が得られる。あるいは、カメラ２８を、イメ
ージング・アンド・センシングΦテクノロジー・コーポ
レーション社製のＥＴＶ−１２５０型テレビカメラのよ
うな放射線に対する耐久性を改善したものにすることが
出来る。

光源３４は好ましくは２つのハロゲンランプ４８．４７
よりなり、一方のランプ４８を主光源、他方のランプ４
７を主光源が故障した場合のバックアップとして用いる
ことが出来る。原子炉の冷却用シュラウド１Ｂの内部領
域は非常に暗いため、ハロゲンランプ４８．４７により
遠隔の監視装置２５ための適当な照明が得られる。カメ
ラ２８および光源３４の電源は好ましくは単一のケーブ
ル５０により供給する。

またビデオカメラ２Ｂおよびランプ４８．４７は保守あ
るいは交換が必要な時迅速に取外すことが出来るように
冷却用シュラウド１６に着脱自在に固定される。

原子炉容器１０の周りの温度は比較的高いためビデオカ
メラ２８の周りに冷却用の空気を供給する手段を設ける
。冷却用空気、好ましくは加圧状態の発電プラントの空
気を、カメラ２日が例え中性子遮蔽材料のケース３７内
に閉じ込められていてもその周りにビデオカメラ２８の
上端部５６近くの入口５３を介して循環させる。空気は
敏感な電子装置部分４０を含むカメラ２８の周りを循環
して下端部６２近くの出口５８から排出される。

以　　下　　余　　白 シュラウド領域の内部だけでなく計測ポートおよび容器
のＭ１３から突出する制御棒駆動装置を全て完全に視認
することが出来るように、かかるビデオカメラ２８およ
び光源３４を複数個冷却用シュラウド１８の周面の周り
に設けるのが好ましい。大抵の発電プラントでは、かか
るカメラ２８を３個設ければ充分に完全な視認を行なう
ことが出来るが、必要であればさらに多くのカメラを設
ける。カメラ２８と光源３４のケーブル５０が急速嵌脱
プラグＢ７によりスイッチング／マルチプレクサユニッ
ト６６に連結されている。マルチプレクサユニット６６
は複数のポート６８を有し、それらのポートにさらに別
の監視装置２５および／またはランプ４８．４７を接続
することができる。スイッチング／マルチプレクサユニ
ット８Ｂによりオペレータは原子炉の蓋の特定領域を点
検するために特定のビデオカメラ２８を選択作動するこ
とが出来る。また、照明を与える特定のランプ４６．４
７を容易に明らかであろう理由により別々に選択作動す
ることが出来る。

複数のケーブル５０を、各ビデオカメラ２８および光源
３４に一木の割合でスイッチング／マルチプレクサユニ
ット８Ｂに接続出来るが、唯−本の電カケープルθ９を
原子力発電プラントの格納容器壁部７２を貫通させてプ
ラント制御室内の制御ユニット７５と接続し、格納容器
壁部７２の貫通部７Ｂが唯ひとつであることが好ましい
。システムの構成要素は殆ど制御室内である格納領域外
に位置させるのが好ましい、このようにすると、もし任
意の構成要素につき保守が必要な場合でも修理要員が格
納建屋の被爆環境内に入る必要がない。また、格納容器
壁部７２に必要な貫通部７６の数を最小限に抑えること
が出来る。

制御ユニット７５にはビデオ表示装置７８と共にビデオ
カメラ２８から受信したビデオ画像も再生可能に蓄積す
る手段８１を設ける。蓄積手段８１は好ましくはビデオ
カセットレコーダあるいは原子炉容器の蓋領域の瞬間撮
影を行なうカメラである。このようにして、計測ポート
あるいは制御棒駆動装置に漏洩のあることが検出された
場合、その経時的な状態の変化をビデオテープあるいは
写真な見て比較することにより原子炉容器ｌＯの作動期
間にわたる変化を検出することが出来る。

制御ユニット７５によりオペレータは作動すべきビデオ
カメラ２８を選択出来るだけでなく、各カメラのための
照明用ランプ４８．４７およびその強度を選択出来る。

唯１個のカメラ２８を作動させてビデオ画像を表示装置
７８に送ることが出来るが、２個以上の光源３４を点灯
させて冷却用シュラウド１６の内部領域で特異な照明特
性が得られるようにすることが出来る。

冷却用シュラウド１Ｂの内部領域を適宜且つ広範囲に視
認出来るように、原子炉容器の蓋領域監視装置２５は以
下に述べるように作動するのが好ましい。

原子炉容器の蓋領域を視認したい場合、所望のビデオカ
メラ２８を作動させる直前に冷却用の空気をカメラ２８
の本体の周りに循環させる。これによりカメラの周りの
温度が低下し、特定のカメラ２８が作動されるとその電
子装置４０から熱が放散される。所定の期間経過後、ビ
デオカメラ２８とともに１個または２個以上のハロゲン
ランプ４８．４７を作動させる。オペレータが冷却用シ
ュラウド１６の内部を視認する際、装置の特異な作用に
よりオペレータは３次元画像と同様な画像を見ることが
出来る。オペレータは何れのランプを点灯させるかだけ
でなくその強度についても選択できる。そうすることに
よって言１測ポートおよび制御棒駆動装置のハウジング
の周りにおいて種々の陰パターンが形成される。原子炉
容器の蓋１３の上に硼酸の結晶があれば、これにより異
なる陰パターンが生じるであろう。点灯すべき光源３４
とその強度を選択的に選らぶことによって、如何なる漏
洩が存在してもその大きさを特定のポートの周りの原子
炉容器蓋１３上に蓄積した硼酸の量によって相対的に指
示出来る。

オペレータは特定の領域を効率的に視認し受信されたビ
デオ画像を記録すると、作動する次のカメラ２８と光源
３４を選択する。原子炉容器の蓋領域全体を視認するた
めにシュラウド１８上に設けた全ての監視装置２５につ
き上述の方法を実行する。

領域全体を点検した後、オペレータは漏洩の存否と、そ
して漏洩があれば直ちに何らかの処置を講する必要があ
るか否かを判定する。漏洩の程度が何らかの措置を直ち
に講する必要があるレベル以下であっても、オペレータ
は存在する状態につき警報を与えられたことになる。こ
のようにして、如何なる漏洩でも時間とともに状態が変
化するか否かを入念にチエツク出来る０例えば、プラン
トのオペレータが毎月１回のインターバルで特定のプラ
ントにつきかかる点検を普通性なうとして、もし漏洩が
検知されれば、監視のインターバルを短縮することが出
来る。即ち、監視を毎週あるいは毎日行なうことによっ
て漏洩の大きさが変化すれば必要な保守を行なうための
処置を取ることが出来る。また、プラントのオペレータ
は例えばプラントの燃料交換のような次ぎの定期的保守
のための運転停止時に漏洩個所を補修するための準備を
することが出来る。このようにすると、プラントを計画
外の時点において停止する必要がなくなり、それによっ
てプラントのオペレータは原子炉の運転停止によるコス
トを削減出来る。

任意特定のプラントの冷却用シュラウド１ｅ内の開口１
８がアクセス用ドア２９でなくのぞき窓である場合、監
視装置２５をそれに別の態様で固定することが出来る。

ビデオカメラ２８、ランプ４Ｂ、４？を既存ののぞき窓
の代りのアダプター・プレート（図示せず）の外側表面
上に固定してもよい。

本発明の特定の実施例を詳細に説明したが。

当業者にとっては本明細書の全教示に鑑みて種々の変形
例あるいは設計変更が想到出来るであろう。従って、開
示した特定の構成は例示の目的に限られ、本発明の範囲
を限定する意図はなく、本発明の範囲は頭書した特許請
求の範囲およびその均等の範囲によって判定されるべき
である。

【図面の簡単な説明】

第　１図は、典型的な原子炉圧力容器の一部側立面部分
概略図である。 第２図は、本発明のビデオ点検装置の概略図である。 第３図は、冷却用シュラウドに固定されるビデオ監視装
置の部分平面図である。 １０番　・ １３Φ　・ １６・　・ １８・　・ ２５・　・ Ｂ−− ２９・　・ ３０命　・ ３７・　・ ４Ｂ、４７ ６Ｂ・　・ ７２・　・ ７５Φ　Φ ・原子炉圧力容器 ・蓋 ・冷却用シュラウド ・開口 ・原子炉圧力容器の蓋領域監視装置 ・ビデオカメラ ・アクセス用ドア 壷ヒンジ ス ・ケーー ・・ハロゲンランプ ・スイッチング／マルチプレクサユニ ット ・格納容器壁部 ・制御ユニット 出願人：ウェスランプハウス・エレクトリック・コーポ
レーション 代理人：加藤紘一部（ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）複数のポートが貫通する着脱可能な蓋と、複数の
   開口を備えポートを取囲んで上方に延びるシュラウドと
   を有する原子炉圧力容器の蓋領域監視装置であって、冷
   却用シュラウドの１つの開口に隣接して固定されたビデ
   オカメラと、ビデオカメラがシュラウド内の原子炉圧力
   容器の蓋領域のビデオ画像を受けるようにカメラに作動
   的に取付けられたレンズと、シュラウドに取付けられて
   原子炉容器の蓋領域に照明を与える光源とよりなること
   を特徴とする原子炉容器の蓋領域監視装置。 （２）光源が、それぞれシュラウドの周面の周りに取付
   けられて強度が可変の複数のランプと、各ランプを選択
   的に点灯する手段と、点灯されるとランプの強度を変化
   させる手段とよりなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の原子炉容器の蓋領域監視装置。 （３）中性子遮蔽材料で形成したケースがカメラを取囲
   み、ケースに設けた開口によりレンズが開口を通してビ
   デオ画像を受け取ることが出来るように構成された特許
   請求の範囲第１項に記載の原子炉容器の蓋領域監視装置
   。 （４）ビデオカメラの周りに空気の流れを循環させてビ
   デオカメラから熱を放散させる手段を含んで成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の原子炉容器の
   圧力領域監視装置。 （５）ビデオカメラから受信したビデオ画像を表示する
   手段をさらに含んで成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の原子炉容器の蓋領域監視装置。 （６）ビデオカメラから受信したビデオ画像を再生可能
   に蓄積する手段をさらに含んで成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項に記載の原子炉容器の蓋領域監視装
   置。 （７）シュラウドの開口はのぞき窓であり、ビデオカメ
   ラはその外側表面上に原子炉容器の蓋領域のポートのビ
   デオ画像を受信出来るように取付けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の原子炉容器の蓋
   領域監視装置。 （８）複数のポートが貫通する蓋と、複数の開口を備え
   監視されるポートを囲んで上方に延びるシュラウドとを
   有する原子炉圧力容器の蓋領域を監視する方法であって
   、複数のビデオカメラをシュラウド上の開口に隣接して
   配置し、原子炉容器の蓋領域のビデオ画像をビデオカメ
   ラが受信出来るように各ビデオカメラに広角レンズを取
   付け、それぞれ強度が可変の複数のランプをビデオカメ
   ラに隣接して配置してポートに照明を与え、少なくとも
   １つのランプを選択的に点灯し、点灯されたランプの強
   度を選択的に変化させ、原子炉容器の全蓋領域のビデオ
   画像を受けるために各ビデオカメラを別々に作動するス
   テップより成ることを特徴とする蓋領域の監視方法。 （８）各ビデオカメラを、中性子遮蔽材料で形成しビデ
   オカメラがビデオ画像を受信出来るような開口を設けた
   ケース内にシールドするステップを含んで成ることを特
   徴とする特許請求の範囲第１５項に記載の方法。 （１０）各ビデオカメラの周りに空気の流れを導いてビ
   デオカメラから熱を放散させるステップをさらに含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１６項に記載の方法。 （１１）各ビデオカメラにより受信されるビデオ画像を
   表示するステップをさらに含んで成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第１５項に記載の方法。 （１２）各ビデオカメラにより受信されるビデオ画像を
   再生可能に蓄積するステップをさらに含んで成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の方法。 （１３）各ビデオカメラの周りに空気の流れを導いてビ
   デオカメラから熱を放散させるステップをさらに含んで
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の
   方法。