JPH02264890A - 制御棒駆動機構ハウジングの頂部の位置を正確に決定する整列装置、鉛直方向整列状態を測定する方法、溶接補修装置、及び制御棒駆動機構ハウジングをスタブチューブに水中で溶接する方法 - 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】 発明の背景 本発明は沸騰水型原子炉の補修に関するものである。更
に詳しく言えば本発明は、遠隔の水中環境において所要
の正確な傾斜角を付与しながらスタブチューブ内の制御
棒駆動機構ハウジングの溶接、補修または交換を行うた
めの方法に関する。

問題点の記述 沸騰水型原子炉においては、制御棒駆動機構ハウジング
の補修および（または）交換が必要となることがある。

数多くの理由により、かかる制御棒駆動機構ハウジング
は沸騰水型原子炉内において最も遠隔に位置する補修の
困難な部品の１つを成している。それらの難点の少なく
とも一部を理解するため、以下に３つの要因を要約して
述べることにする。第一に、制御棒駆動機構ハウジング
の組立ておよび原子炉の他の構成部品との関係が説明さ
れる。第二に、炉心の支持に関与する制御棒駆動機構ハ
ウジングの９機能が説明される。！＆後に、原子炉のか
かる構造部材に関する正確な位置決めの必要性が説明さ
れる。

制御棒駆動機構ハウジングと炉心の残部との関係につい
て述べれば、制御棒駆動機構ハウジングは原子炉の炉心
支持に関与するという点で構造部材を成すことが理解さ
れるべきである。通例、原子炉は円筒形の容器から成っ
ていて、それの底部には下部鏡板が配置されている。こ
の下部鏡板を貫通して直立したスタブチューブが設置さ
れている。この場合、各々の制御棒駆動機構ハウジング
に対して１本のスタブチューブが存在している。

制御棒駆動機構ハウジングは炉心に対する支持部材であ
る。かかる制御棒駆動機構ハウジングはいわゆるスタブ
チューブに固定されていて、下部鏡板の底から６インチ
ないし４フイートの距離だけ上方に伸びている。制御棒
駆動機構ハウジングは、上方に位置する制御棒案内管お
よび燃料支持金具を順次に支持している。それらの各々
はまた、上方に位置する４本の燃料バンドルを支持して
いる。各々の燃料バンドルは炉心の一部を構成するが、
かかる炉心は多数（５００〜６００程度）の燃料バンド
ルから成るのが通例である。

当然のことながら、制御棒駆動機構ハウジングの補修を
行うためには、上方に支持されたこれらの部品の全てを
取除かなければならない、しかるに、制御棒駆動機構ハ
ウジングが再び取付けられた場合には、上方に位置する
所要の部品を支持するのに十分な強度を達成しなければ
ならないことを記憶するのが重要である。

制御棒駆動機構ハウジングの上方には炉心支持板が存在
することが理解されよう、この炉心支持板は炉心の底部
に位置していて、マトリクス状を成して正確に位置決め
された円形の開口を有している。かかる円形開口の１つ
が各々の制御棒駆動機構ハウジングおよび各々のスタブ
チューブの上方に位置している。通例、制御棒駆動機構
ハウジングによって支持された制御棒案内管がこの円形
開口を貫通し、そしてそれを塞いでいる。このように、
制御棒案内管との協力下で炉心支持板は、蒸気発生用の
核反応が起こる炉心と原子炉容器の底部に隣接したブレ
ナムとの間の流体隔壁を成している。

制御棒駆動機構ハウジングの上方に位置する炉心支持板
およびそれの正確に位置決めされた開口はまた、整列機
能をも有している。簡単に述べれば、典型的な正方形横
断面の燃料バンドルはその下端において燃料支持金具に
より正確に直立した状態で支持されているが、かかる燃
料支持金具の各々は４本の燃料バンドルを支持している
。全ての燃料バンドルの上端は、「上部案内板Ｊとして
知られる上方の金属格子によって支持されている。

燃料バンドルの下端を燃料支持金具に対して位置合せし
、かつ燃料バンドルの上端を上部案内板に対して位置合
せすることにより、正方形横断面の燃料バンドルの間に
は正確な空隙寸法を維持することができる。このように
燃料バンドル間に正確な空隙寸法が維持されることによ
り、全ての燃料バンドル間には十字形横断面の開口が規
定されることになる。かかる十字形の開口内において対
応する十字形横断面の制御棒を運動させることにより、
原子炉の制御が行われるわけである。

制御棒が下方から炉心内に進入し得るためには、燃料支
持金具もまた十字形の開口を規定することが必要である
。燃料支持金具に設けられたかかる補足的な十字形横断
面の開口は、上方に位置する燃料バンドル間の寸法に等
しい正確な寸法を有している。

反応制御のために制御棒が炉心内に進入する際には、制
御棒の正確な運動が要求されることが理解されよう、制
御棒は制御棒駆動機構ハウジングに固定された駆動機構
によって運動させられるから、ハウジングの整列状態は
制御棒駆動機構の整列状態に影響を及ぼし、また制御棒
駆動１ｇを介して制御棒の運動に影響を及ぼす、それ故
、制御棒駆動機構ハウジング内における制御棒駆動機構
の配置状態により、制御棒の整列状態が決定されること
になる。

制御棒は、制御棒案内管内の収納位置から燃料支持金具
を通過して炉心内に進入した反応制御位置にまで、約１
６５インチにわたって移動しなければならないことが知
られている。炉心内に進入した場合には、制御棒は燃料
バンドル間の空隙内に位置し、中性子を吸収し、そして
炉心の反応を低減させる。制御棒駆動機構ハウジングが
適正な整列状態にない場合には、制御棒駆動機構が伸長
すると、長さ１６５インチの腕を持ったてこの作用によ
って位置狂いが増幅されることになる。その結果、燃料
支持金具中および燃料バンドル間に形成された十字形の
開口内において、制御棒と周囲の燃料バンドルチャネル
との間において衝突が起こることがある。

運転休止状態にある原子炉容器は、放射能の存在のため
にほぼ満水状態に保っておかなければならない０通例は
、少なくとも上部案内板の位置から原子炉容器の底まで
が水で満たされている。かかろ水の存在により、原子炉
上で仕事をする作業員達は放射線から保護されるわけで
ある。

制御棒駆動機構ハウジングおよびそれを取付けたスタブ
チューブは、原子炉の最下部に位置することを理解すべ
きである。その深さは、通常は水中に位置する上部案内
板の上面から測って６０フイ一ト程度である。

以上の説明により、制御棒駆動機構ハウジングは遠隔の
位置にあり、正確な整列状態を必要とし、かつ炉心の支
持および適正な反応制御を確保するのに十分なだけの剛
性を有していなければならないことが理解されよう。

本発明は、このような制御棒駆動ｆｉ楕ハウジングの補
修または交換を行うための装置および方法を提供しよう
とするものである。

発明の要約 本発明に従えば、炉心、燃料支持金具および制御棒案内
管を取除いて炉心支持板を露出させた開放状態かつ運転
休止状態の沸騰水型原子炉において、原子炉容器の底部
に位置する制御棒駆動機構ハウジングの補修または交換
を水中で行うための装置および方法が開示される。本発
明の整列装置は上部案内板を通して降下させられ、そし
て炉心支持板の１つの開口内に配置される。かがる整列
装置は、それぞれの制御棒駆動機構ハウジングの上方に
おいて炉心支持板に設けられた開口に対する嵌合を可能
にする（通例は４枚の）突出した羽根を含んでいる。か
かる羽根から制御棒駆動機構ハウジングの上端にまで軸
が伸びている。１枚の羽根は炉心支持板から突出した位
置決めピンと係合し、それによって制御棒駆動機構ハウ
ジングの上端の正確な位置に対する再現可能な傾斜角を
もって整列装置の着脱を可能にする。全ての羽根には炉
心支持板の上面に接触する止めねじが設けられている結
果、整列装置を取除いた場合でも、正確な再現性をもっ
て整列装置の再設置を行うことができる。軸の下端に設
けられた制御棒駆動機構ハウジング嵌合ジグが制御棒駆
動機構ハウジングの上端に正確にはまり込む。かかる整
列装置はまた、水中で使用し得るように密封された直交
状態の電子式水準器をも含んでいる。これらの水準器は
、付属のケーブルを通じて、制御棒駆動機構ハウジング
の上端と炉心支持板の対応する開口との間の正確な傾斜
角を遠隔的に伝達する。本発明の溶接補修方法を実施す
るためには、かかる整列装置の軸の下端部を包囲して円
筒形の溶接室が装着される。この溶接室は下方に伸びて
制御棒駆動機構ハウジングを包囲し、そして該制御棒駆
動機構ハウジングの挿入されたスタブチューブ上にかぶ
さる。整列装置の軸上の所定の位置には、気密状態をも
たらす第１の柔軟な封止材が設置されており、それによ
って水中に沈めた場合に溶接室をガスで満たすことが可
能となる。所望に応じ、スタブチューブへの取付けのた
めに役立つ第２の柔軟な封止材を溶接室の下端部に設置
することもできる１本明細書中に記載される実施の態様
においては、制御棒駆動機構ハウジングの側面とスタブ
チューブの上端との間に規定された溶接経路に沿ってテ
ィグ溶接装置を移動させるための回転機構が溶接室内に
設けられている。補修に際して制御棒駆動機構ハウジン
グの交換が必要となる場合には、先ず最初に溶接室を取
付けない整列装置を使用することにより、炉心支持板の
対応する開口に対する現存の制御棒駆動機構ハウジング
の正確な傾斜角が測定される。次いで、その制御棒駆動
機構ハウジングが取外され、そしてスタブチューブに栓
が施される。その後、溶接室を取付けな整列装置を水中
に沈め、そして溶接室内が十分な量のガスで満たされる
。すなわち、外部の静水圧に等しいガス圧を加えること
によって溶接室の内部が乾燥状態に保たれるのである。

かがる溶接室の上端が柔軟な封止材によって整列装置の
軸に封止される一方、溶接室の下端は対応するスタブチ
ューブ上にかぶせられる。その後、制御棒駆動機構ハウ
ジングが原子炉の下方から挿入される。挿入された制御
棒駆動機構ハウジングが整列装置の軸の下端に設けられ
たジグに対して位置決めされたならば、整列状態を絶え
ず監視しながらスタブチューブの上端と制御棒駆動機構
ハウジングの側面との間の溶接を行うことができる。そ
の際には、新しい制御棒駆動機構ハウジングについて特
定順序の溶接および最終の位置決めを行うことにより、
以前の制御棒駆動機構ハウジングに関する高さおよび傾
斜角を正確に再現することができるのである。

発明の目的、特徴および利点 本発明の目的の１つは、正確に位置決めされた状態で炉
心支持板に設けられた対応する開口に対して制御棒駆動
１１１楕ハウジングの上端を正確に位置決めするための
整列装置を提供することにある。

詳しく述べれば、かかる整列装置は細長い懸垂軸を含ん
でいる。かかる軸の下端には、制御棒駆動機構ハウジン
グの上端に嵌合するジグが設けられている。かかる軸は
また、それの上端に近接しかつ炉心支持板と同じ高さの
位置において４枚の羽根を具備している。これらの羽根
は正確な寸法を持った炉心支持板の開口内にはまり込み
、そして整列装置を炉心支持板の開口の中心に配置する
。

再現性を確保するため、少なくとも１枚の羽根には溝穴
が設けられていて、その溝穴が炉心支持板の各開口に近
接して設けられた位置決めピンと係合する。上記の軸に
はまた、直交状態の電子式水準器が固定されている。こ
れらの水準器は水中環境において使用し得るように密封
されており、そして監視中の作業員に軸の正確な傾斜角
を遠隔的に知らせる。重要な整列機能は、精密に測定さ
れた傾斜角と整列装置の既知の長さとを組合わせて使用
することにより、炉心支持板の開口の鉛直中心線に対す
る制御棒駆動機構ハウジングの上端の相対水平方向位置
を決定することによって達成される。好ましくは、炉心
支持板に対する止めねじおよび長さ測定装置が羽根に装
備され、それにより炉心支持板のみを規準として用いて
制御棒駆動機構ハウジングと炉心支持板の開口との整列
状態を再現することができる。

本発明のもう１つの目的は、炉心支持板の開口に対する
制御棒駆動機構ハウジングの上端の整列状態を測定する
ための方法を提供することにある。

詳しく述べれば、炉心支持板および制御棒駆動機構ハウ
ジングを除いた全ての原子炉部品を取除いた後、上記の
ごとき整列装置が上部案内板を通して降下させられる。

この整列装置は炉心支持板の開口を通過した後、制御棒
駆動機構ハウジングの上端に到達する。整列装置の懸垂
軸の下端に設けられた制御棒駆動機構ハウジング嵌合ジ
グが制御棒駆動機構ハウジングの上端にはまり込む。そ
れと同時に、羽根が炉心支持板の対応する開口にはまり
込むが、その際には１枚の羽根が炉心支持板上の位置決
めピンと係合することによって正確に再現可能な傾斜角
が整列装置に付与される。その後、好ましくは止めねじ
および長さ測定装置の使用により、制御棒駆動機構ハウ
ジングの上端と炉心支持板の開口との傾斜角の正確な測
定値が求められる。同様にして、制御棒駆動機構１１ウ
ジングの上端の高さを求めることもできる。

本発明の整列装置の利点は、炉心支持板の開口に対する
制御棒駆動機構ハウジングの上端の位置が正確に決定さ
れることである。その結果、炉心支持板の対応する開口
のみを基準として使用しながら制御棒駆動機構ハウジン
グの上端の位置決めを行うことができる。このような基
準設定方法により、再現可能な位置決めを確実に達成し
ながら制御棒駆動機構ハウジングの補修または交換を行
うことができるのである。

本発明の更にもう１つの目的は、制御棒駆動機構ハウジ
ングの補修または交換を行うために役立つ溶接室を提供
することにある９本発明のこのような側面に従えば、整
列装置の懸垂軸の下部によって円筒形の溶接室が支持さ
れる。かかる溶接室は柔軟な封止材によって整列装置の
軸に対して封止される。かかる溶接室はガスで満たされ
、遠隔溶接装置および監視装置を支持し、かつ整列装置
から懸垂した状態にある。かかる溶接室はまた、スタブ
チューブに対する封止を行うための第２の封止材を有す
ることが好ましい。

上記のごとき溶接室の利点は、整列装置と共にそれを降
下させることにより、制御棒駆動機構ハウジングの補修
および（または）交換を遠隔的に実施し得ることである
。それと同時に、整列装置が制御棒駆動機構ハウジング
の上端に所要の傾斜角を付与するから、補修または交換
の完了後に搏られる制御棒駆動機構ハウジングの傾斜角
は補修または交換前における傾斜角に等しいものとなる
。

本発明の更にもう１つの目的は、制御棒駆動機構ハウジ
ングの補修および（または）交換を行うための方法を提
供することにある。制御棒駆動機構ハウジングの傾斜角
が既に測定済みであると仮定すれば、整列装置に溶接室
が取付けられる。かかる溶接室は、水を排除してその内
部を乾燥状態に維持するのに十分なガスで満たされる。

かかる溶接室は上部案内板および炉心支持板の開口を通
して降下させられ、そして対応するスタブチューブ上に
かぶせられる。このように配置した後、好ましくはスタ
ブチューブに対する封止が行われる。

封止を行った後には、設置されている制御棒駆動機構ハ
ウジングをその場で補修することもできるし、あるいは
新しい制御棒駆動機構ハウジングを挿入して設置するこ
ともできる。

上記のごとき整列装置と溶接室との併用がもたらす利点
は、炉心の支持および挿入される制御棒の位置決めのた
めに必要な剛性および傾斜角を付与しながら制御棒駆動
機構ハウジングの補修および（または）交換を実施し得
ることである。

本発明のその他の目的、特徴および利点は、添付の図面
を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによって自
ら明らかとなろう。

好適な実施の態様の詳細な説明 先ず第１を参照しながら、本発明の方法および装置を用
いて制御棒駆動機構ハウジングの位置決めおよび補修を
行い得るような環境について説明しよう。

第１図には、運転休止に際して原子炉容器１１の底部に
関する作業を行うために開放された沸騰水型原子炉１０
が示されている。かかる原子炉１０からは炉心、燃料支
持金具および燃料棒案内管が取外されており、それによ
って上部案内板１２および炉心支持板１６が露出されて
いる０通常は、原子炉容器１１は水で満たされている。

原子炉容器１１内にはかかる水の一部が残され、そして
放射線被曝から作業員を保護するために使用される。

所望の保護は、水位を作業プラットホームの位置にまで
維持することによって達成される。

上部案内板１２は、マトリクス状に配列された正方形の
開口３０を規定する格子である。

炉心支持板１６はマトリクス状に配列された円形の開口
３２を規定するが、炉心支持板１６の各々の円形開口３
２の中心は上部案内板１２に設けられた直上の対応する
正方形開口３０の中心と一致している。

原子炉容器１１の底部には、マトリクス状に配列された
スタブチューブ１８が存在している。かかるマトリクス
状のスタブチューブ１８は、上方の炉心支持板１６に設
けられたマトリクス状の円形開口３２および上部案内板
１２に設けられたマトリクス状の正方形開口３０に対応
している。このような対応によって所要の整列状態が達
成されるわけである。

溶接室２２の内部に破線で示された制御棒駆動機構ハウ
ジング１４がスタブチューブ１８の内部に挿入され、そ
してスタブチューブ１８の上方に所定の距離だけ突き出
ている。スタブチューブ１８への制御棒駆動機構ハウジ
ング１４の取付けは、スタブチューブ１８の上部の内面
を制御棒駆動機構ハウジング１４の外面に溶接すること
によって達成される。スタブチューブ１８内に挿入され
た制御棒駆動機構ハウジング１４を炉心支持板１６の対
応する開口３２と整列させるため、原子炉の新規の建設
時には光学的整列装置が使用される。

原子炉ｌＯの運転が開始された後に所要の補修を行う際
には、作業員を放射線被曝から保護するために原子炉容
器１１を注水状態に保つ必要がある結果、制御棒駆動機
構ハウジング１４を整列させるために光学的整列装置を
使用することができない、それ故に本発明は、新規の建
設後に原子炉容器内に注水が行われた場合に有用な整列
装置を提供しようとするものである。

制御棒駆動機構ハウジング１４の補修を容易にするため
、本発明によってハウジング整列工具２０が開示される
。かかるハウジング整列工具２０は作業プラットホーム
の下方に存在する遮蔽用の水の中に沈められ、そして上
部案内板１２を通して降下させられる３次いで、ハウジ
ング整列工具２０の下端は炉心支持板１６に設けられた
開口３２を通過する。ハウジング整列工具２０の上部は
、それの下端が通過した開口３２に対して位置合せされ
る。

ハウジング整列工具２０の下端は、開口３２の直下に位
置しかつそれに対応する制御棒駆動機構ハウジング１４
の上端の位置を測定するために使用される。所望ならば
、後述のごとく、ハウジング整列工具２０の下端を包囲
して溶接室２２を設！することができる。この場合には
、溶接室２２の内部から水を排除することにより、制御
棒駆動機構ハウジング１４をスタブチューブ１８に溶接
することが可能になる。

以上のごとくに原子炉１０の環境が説明されたので、次
に第２図を参照しながらハウジング整列工具２０の構造
を説明することにしよう。

ハウジング整列工具２０は、炉心支持板１６の開口３２
との嵌め合いを達成するために役立つ（好ましくは４枚
の）突出した羽根５０を含んでいる。必要な羽根５０の
数は、ハウジング整列工具２０に対して所望される安定
度および正確度に依存する。なお、少なくとも３枚の羽
根が必要であるが、４枚の羽根５０を使用することが好
ましい。

羽根５０から軸５２が懸垂し、そして炉心支持板１６を
貫通して制御棒駆動機構ハウジング１４の上端の直近に
まで伸びている０羽根５０の１者は、各々の開口３２に
対応して炉心支持板１６に設けられた位置決めピン３４
と係合している。このように位置決めピン３４を用いて
ハウジング整列工具２０の位置合せを行うことにより、
再現可能な傾斜角をもって整列装置の着脱を行うことが
でき、その結果として軸５２の下端を制御棒駆動機構ハ
ウジング１４の上端に対して位置合せすることができる
。

各々の羽根５０には、炉心支持板１６の上面に接触する
止めねじ５４が設けられている。その結果、ハウジング
整列工具２０を取除いた場合でも、正確な再現性をもっ
てハウジング整列工具２０を再配置することが可能とな
る。ハウジング整列工具の軸５２の下端には、制御棒駆
動機構ハウジング１４の上端に正確に嵌合するような制
御棒駆動機構ハウジング嵌合ジグ５６が設けられている
。

ハウジング整列工具２０はまた、水中で使用し得るよう
に密封されかつ直交状態で水平に配置された電子式水準
器５８をも含んでいる。かかる電子式水準器５８により
、炉心支持板１６の開口３２の中心とその間口３２の下
方においてそれに対応する制御棒駆動機構ハウジング１
４の上端との間に存在する正確な傾斜角がケーブルを通
じて遠隔的に伝達される。羽根５０の１者の直近には、
制御棒駆動機構ハウジング１４の上端と炉心支持板１６
の上面との間の距離を精密に測定するための高さ測定用
滑り機ｔ１１６０が設けられている。

次の第３図には、上部案内板１２の正方形開口３０を通
してハウジング整列工具２０の配置状態を上方から見た
ところが示されている。ハウジング整列工具２０は４枚
の羽根５０を有している。

羽根５０の１者は炉心支持板の位置決めピン３４と係合
している。４枚の羽根５０から懸垂した軸５２（第３図
には図示せず）は開口３２の中心に配置されている。各
々の羽根５０に１個ずつ設けられた合計４個の止めねじ
５４が炉心支持板１６の上面に接触し、それによってハ
ウジング整列工具２０の再現可能な配置を可能にする°
。高さ測定用滑り機構６０により、制御棒駆動機構ハウ
ジング１４の上端と炉心支持板１６の上面との間の距離
が測定される。また、炉心支持板１６の開口３２とそれ
の下方に位置する制御棒駆動機構ハウジング１４との間
の正確な傾斜角も求められる。

次に、本発明において開示される溶接補修方法を実施す
るための溶接室２２を第４および５図に関連して説明し
よう、溶接室２２はハウジング整列工具２０の軸５２の
下部に装着され、そしてハウジング整列工具２０の下部
を包囲しながら下方に伸びている。更にまた、溶接室２
２はハウジング整列工具２０の下端を越えて伸び、そし
て最終的には制御棒駆動機構ハウジング１４が挿入され
たスタブチューブ１８を包囲している。

軸５２の下端から一定の距離に第１の柔軟な封止材７２
が設置されている。かかる封止材７２は気密状態をもた
らすものであって、溶接室２２を水中に沈めた場合にそ
れをガスで満たすことを可能にする。所望に応じ、スタ
ブチューブ１８への取付けのため、溶接室２２の下端部
に第２の柔軟な封止材７４を設置することもできる。封
止材７２および７４が柔軟である結果、直交状態で水平
に配置された水準器によって測定された所要の整列状態
に適合するように溶接室２２を配置することができるの
である。

下方の柔軟な封止材７４は所望に応じて随意に使用し得
ることを理解すべきである。上方の柔軟な封止材７２は
、溶接室２２内の圧力を調節することによって溶接室２
２の内部から水を排除することを可能にする。このよう
な水の排除は、溶接室２２内のガス圧と原子炉容器１１
内の静水圧とを定常的に釣合わせることによって行うこ
とができる。

第４および５図に示された実施の態様においては、制御
棒駆動機構ハウジング１４の側面とスタブチューブ１８
の上端との間に規定された溶接経路に沿ってティグ溶接
装置（不活性ガス・タングステンアーク溶接装置）を移
動させるため溶接室２２内に回転円筒７６が設置されて
いる。上記の溶接装置は、溶接マニピュレータートーチ
７８、ワイヤ供給装置８０およびワイヤ巻枠８２から成
っている。それによって得られた溶着金属はスタブチュ
ーブ１８との間に５字形の境界を有している。

溶接室２２は、ハウジング整列工具２０の下部およびそ
れの下端に対して一定の高さに維持されている。このよ
うな一定の高さの維持は、割りクランプ８４の使用によ
って達成される。すなわち、かかる割りクランプ８４か
ら吊り棒およびＵリンク８６が吊下げられ、そして溶接
室２２に取付けられている。軸５２に対する溶接室２２
の取付は方法を見れば、スタブチューブ１８に近接した
溶接室２２の端部は自由に運動し得ることがわかる。

第５図を見ると、溶接マニピュレータートーチ７８に固
定された状態で２台のテレビジョンカメラアセンブリ８
８が設置されており、それによって溶接の前後における
溶接部を監視し得ることがわかる。また、溶接作業以外
の時点においてスタブチューブ１８の上端の監視並びに
溶接マニピュレータートーチ７８の監視を行うこともで
きる。

第４図に関して述べれば、溶接室２２内の回転円筒７６
に歯車電動機９２が取付けられている。

かかる歯車電動機９２は、回転しない静止外筒９４に対
して内側の回転円筒７６を回転させるための手段を提供
する。更にまた、回転に際して静止外筒９４に対する回
転円筒７６の上端部の運動を制御するための粗動案内手
段としてローラ９０が設置されている。かかるローラ９
０は内側の回転円筒７６に取付けられている。

第４図には溶接室２２の下端部およびスタブチューブ１
８に対するそれの取付は状態が示されているが、第６図
を参照しながらそれらを一層詳しく説明しよう。なお、
第６図は制御棒駆動機構ハウジング１４を挿入したスタ
ブチューブ１８に対する溶接室２２の取付は方法の好適
な実施の態様を示している。

第６図を見ると、スタブチューブ１８上に嵌合する円錐
形の静止ノーズピース９６が示されている。かかるノー
ズピース９６には、玉軸受９８の静止内レース１００が
固定状態で取付けられている。固定された静止内レース
１００に対して外レース１０４を回転させるために玉１
０２が設置されている。ハウジング整列工具２０および
それの懸垂軸５２がノーズピース９６の取付けられてい
るスタブチューブ１８中に挿入された制御棒駆動機構ハ
ウジング１４に対して静止しているので、回転円筒７６
はそれらに対しても回転することが理解されよう。

第４および５図に関連して上記に説明した通り、内側の
回転円筒７６には歯車電動機９２が取付けられていて、
静止外筒９４に対して回転円筒７６を回転させる。静止
外筒９４に対する回転円筒７６の回転は、玉軸受９８の
内レース１００およびノーズピース９６に対して固定さ
れたつば歯車１０６によって達成される。つば歯車１０
６はスタブチューブ１８の外周に沿って円周方向に伸び
ている。かかるつば歯車１０６には歯車電動機９２から
の小歯車１０８がかみ合っている。この小歯車１０８は
軸１１０を介して歯車電動機９２に取付けられている。

言うまでもないが、かかる波動歯車軸には位置決め用お
よび位置測定用の手段を動作させるサーボ制御装置が取
付けられている。

その結果、回転円筒７６の回転量に基づき、スタブチュ
ーブ１８および制御棒駆動機構ハウジング１４に対する
それの位置を測定することができる。

更にまた、随意の封止材７４を作動するためにガス通路
１１２およびガス人口１１４が設けられている。ガス通
路１１２は、玉軸受の外レースに沿って設けられた一連
の垂直穴から成っている。

ガス人口１１４は、玉軸受のレースを通して封止材７４
を膨張させるための加圧ガスを導入するために役立つ、
前述の通り、玉軸受９８の外レース１０４は静止状態の
スタブチューブ１８およびノーズピース９６に対して回
転する。それ故、ガス入口１１４から回転する外レース
１０４を通して封止材７４にガスを供給するため、回転
する外レース１０４にガス通路１１２が設けられている
のである。

もし溶接室２２の内側の回転円筒７６を環境から隔離す
る必要がないのであれば、静止外筒９４を取除いてもよ
いことが理解されよう、このように静止外筒９４が存在
しなくても、ハウジング整列工具２０および溶接室２２
は機能する。なお、好適な実施の態様においては静止外
筒９４を設置することが望ましい、また、本発明におい
て所望される回転を達成するために外筒９４を回転させ
得ることも理解されよう。

後述のごとく、制御棒駆動機構ハウジング１４の補修に
際しては、制御棒駆動機構ハウジング１４の側面に沿っ
て相次いで行われる溶接がそれの運動および屈曲をもた
らす、それ故、かかる屈曲を許しながらノーズピース９
６に対して静止外筒９４を封止するために２個のＯリン
グ１１６が設置されている。

次に、第７および８図を参照しながら溶接装置の位置関
係を説明しよう。なお、第７および８図は相異なる高さ
の位置における断面図であることに留意されたい。第７
図は静止外筒９４および回転円筒７６を示していて、回
転円筒７６には歯車電動機９２、ワイヤ供給装置８０．
２台のテレビジョンカメラアセンブリ８８および溶接マ
ニピュレータートーチ７８が取付けられている。

第８図には、テレビジョンカメラアセンブリ８８および
溶接マニピュレータートーチ７８に対するワイヤ巻枠８
２の位置が示されている。

使用に当っては、ハウジング整列工具２０が上部案内板
１２および炉心支持板１６を通して降下させられる。特
定の羽根が位置決めピン３４と係合するようにして、４
枚の羽根５０が炉心支持板１６の開口３２にはまり込む
。軸５２の下端に設けられたジグ５６が、補修または交
換すべき制御棒駆動機構ハウジング１４の上端に再現可
能に嵌合する。高さ測定用滑り機構６０の使用により、
制御棒駆動機構ハウジング１４の上端と炉心支持板１６
の上面との間の距離を精密に測定することができる。ま
た、直交状態で水平に配置された水準器５８の使用によ
り、制御棒駆動機構ハウジング１４の上端に対する炉心
支持板１６の開口３２の傾斜角も精密に測定することが
できる。このようにして制御棒駆動機構ハウジング１４
の高さおよび傾斜角を精密に測定することにより、ハウ
ジング整列工具２０が貫通した開口３２に対する制御棒
駆動機構ハウジング１４の上端の位置を正確に決定する
ことができるのである。

制御棒駆動機構ハウジング１４の補修を行う場合には、
現存する制御棒駆動機構ハウジング１４の傾斜角および
高さがハウジング整列工具２０の使用によって精密に測
定される。制御棒駆動機構ハウジング１４がそれのスタ
ブチューブ１８から取外され、そして新しい制御棒駆動
機構ハウジング１４を設置するまでは原子炉容器１１の
底部の穴に栓が施される。補修の開始に当っては、溶接
室２２を取付けたハウジング整列工具２０が、新しい制
御棒駆動機構ハウジング１４を設置すべきスタブチュー
ブ１８に対応した上部案内板１２の開口３０および炉心
支持板１６の開口３２を通して降下させられる。ハウジ
ング整列工具２０の下端に設けられたジグ５６が、以前
の制御棒駆動機構ハウジングに関して予め測定された位
置に対応する所定の位置に設定される。その結果、補修
作業後における制御棒駆動機構ハウジング１４は以前の
制御棒駆動機構ハウジングと正確に同じ位置を占めるこ
とになる。なお、溶接室２２を取付けたハウジング整列
工具２０を降下させるに従ってガス圧を次第に高めなけ
ればならないことは言うまでもない、溶接室２２は軸５
２に対して所定の関係を有するように装着されている結
果、ハウジング整列工具２０のジグ５６が所定の位置を
占めた場合、溶接室２２の下端はスタブチューブ１８を
包囲し、従って溶接マニピュレータートーチ７８はスタ
ブチューブ１８の上端に到達することになる。所望に応
じて第２の封止材７４が使用される場合には、溶接室２
２およびハウジング整列工具２０を適正に配置した後に
封止材７４を膨張させればよい。

ハウジング整列工具２０は４個の止めねじ５４を介して
炉心支持板１６の上面に配置されかつ位置決めピン３４
によって方位決定されていることを思い起こされたい、
スタブチューブ１８の栓を取除いた後、新しい制御棒駆
動機構ハウジング１４がスタブチューブ１８を通して下
方から挿入され、そしてジグ５６に接触するまで押上げ
られる。

制御棒駆動機構ハウジング１４によってハウジング整列
工具２０の止めねじ５４が持上げられれば、制御棒駆動
機構ハウジング１４は適正な高さに到達したことになる
０次に、直交状態で水平に配置された水準器５８の使用
により、新しい制御棒駆動機構ハウジング１４の上端の
傾斜角が測定される。溶接業界において公知の通り、テ
ィグ溶接の実施に際しては、溶接金属は収縮または膨張
を受け、従って溶接すべき２個の金属部品間における相
対傾斜角は変化する。それ故、制御棒駆動機構ハウジン
グ１４とスタブチューブ１８との相対傾斜角は変動する
から、制御棒駆動機構ハウジング１４の上端を適正に配
置することには困難が伴う。

このように、溶接マニピュレータートーチ７８がスタブ
チューブ１８の外周に沿って移動してスタブチューブ１
８を制御棒駆動機構ハウジング１４に溶接する場合には
、ハウジング整列工具２０によって測定される制御棒駆
動機構ハウジング１４の上端の傾斜角は変化することが
理解されよう。

本発明においては、直交状態で水平に配置された水準器
５８の使用によってかかる傾斜角を監視することができ
る。それ故、適当なタイミングおよびピッチをもって選
択的に溶接を実施すれば、最終回の溶接の完了後には、
炉心支持板１６の開口３２に対する傾斜角および距離に
関して制御棒駆動機構ハウジング１４の上端を正確に位
置決めし得ることが理解されよう。

溶接マニピュレータートーチ７８の動作について述べれ
ば、テレビジョンカメラアセンブリ８８が溶接トーチヘ
ッド１２０の位置および溶接すべき区域を監視する。溶
接を行わない間は、石英照明によって光が供給される。

溶接装置を取付けな内側の回転円筒７６を回転させるこ
とによって溶接すべき所定の位置に溶接トーチヘッド１
２０が正確に到達したならば、溶接が行われる。

前述の通り、サーボ制御された歯車電動機９２の使用に
よってスタブチューブ１８に対する内側の回転円筒７６
の位置がわかるから、溶接すべき所定の位置を正確に知
ることができる。公知のごとく、溶接マこビュレータ７
８は溶接トーチヘッド１２０の先端の位置を正確に制御
することができる。溶接はタングステンアークを用いて
行われるが、その際には機械的なワイヤ供給装置８０が
ワイヤ巻枠８２からワイヤを引出してそれをアーク中に
供給する。

第６図かられかる通り、スタブチューブ１８の上端およ
び制御棒駆動機構ハウジング１４の側面に沿って溶接が
行われるが、そこにはＪ形グループ１１８として知られ
る溶接溝が設けられている。

制御棒駆動機構ハウジング１４の周囲における溶接トー
チヘッド１２０の位置は、歯車電動機９２によって制御
される。スタブチューブ１８の上端におけるＪ形グルー
プ１１８と溶接トーチヘッド１２０との相対寸法を見れ
ば、溶接マニピュレータ７８を制御して振動溶接法を実
施することにより、高品質の溶接部を形成してスタブチ
ューブ１８・を制御棒駆動機構ハウジング１４に固定し
得ることが理解されよう、このようにして、新しい制御
棒駆動機構ハウジング１４が以前の制御棒駆動機構ハウ
ジングと同じく正確かつ恒久的にスタブチューブ１８に
固定される。新しい制御棒駆動機構ハウジング１４の高
さおよび傾斜角は以前のものと正確に同じであるから、
反応制御のために炉心内に挿入された制御棒の位置は以
前の制御棒と正確に同じとなり、従って補修前と同じに
原子炉１０の運転を継続することができるのである。

以上、本発明の好適な実施の態様を十分に詳しく説明し
たが、本発明の範囲から逸脱することなしに様々な変更
態様が可能であることは当業者にとって自明であろう、
それ故、本発明は本明細書中に記載された特定の実施の
態様に制限されるものではなく、それの範囲は前記特許
請求の範囲のみによって規定されることを理解すべきで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉内の補修を行うために炉心支持板を通し
て本発明の整列装置および溶接装置を降下させて原子炉
底部のＯタブチューブ上に配置したところを示す目的で
側壁の一部を切欠いた原子炉容器の概略斜視図であり、
第２図は炉心支持板の開口内に配置された整列装置のく
軸の一部を切欠いた）等角斜視図であって、上方に位置
する直交水準器、高さ測定装置、１枚の羽根が炉心支持
板の位置決めピンと係合した状態、および制御棒駆動機
構ハウジングの上端に嵌合するように軸の下端に設けら
れたジグを示しており、第３図は上部案内板を通して整
列装置の配置された炉心支持板を見下ろした図であって
、炉心支持板のみを規準として用いて整列状態を達成す
るため炉心支持板に対して羽根の止めねじが配置された
状態を示しており、第４図は上端においてクランプによ
り整列装置の懸垂軸に支持され、柔軟な封止材によって
整列装置の軸に対して封止され、制御棒駆動機構ハウジ
ングの側面とスタブチューブの上端との間の溶接を行う
ための溶接装置を下部に含み、かつ好適な実施のＢ様に
従ってスタブチューブの側面に嵌合する随意の封止材を
具備した溶接室の側断面図、第５図は溶接室内における
標準的な溶接用部品のレイアウトを示すような第４図と
同様の図であり、第６図はスタブチューブに対する封止
方法およびスタブチューブの上端と制御棒駆動機構ハウ
ジングの側面との間の溶接溝に沿って溶接ヘッドを回転
させる特定の機構を示すような溶接室の下部の側断面図
であり、第７図は溶接ヘッドの位置における部品のレイ
アウトを示すような本発明の溶接装置の横断面図であり
、そして第８図は本発明において使用されるワイヤ巻枠
の中心線の位置における第７図と同様の横断面図である
。 図中、１０は沸騰水型原子炉、１１は原子炉容器、１２
は上部案内板、１４は制御棒駆動機構ハウジング、１６
は炉心支持板、１８はスタブチューブ、２０はハウジン
グ整列工具、２２は溶接室、３０は上部案内板の開口、
３２は炉心支持板の開口、３４は位置決めピン、５０は
羽根、５２は軸、５４は止めねじ、５６はジグ、５８は
電子式水準器、６０は滑り機構、７２は第１の封止材、
７４は第２の封止材、７６は回転円筒、７８は溶接マニ
ピュレータートーチ、８０はワイヤ供給装置、８２はワ
イヤ巻枠、８４は割りクランプ、８６は吊り棒−Ｕリン
ク、８８はテレビジョンカメラアセンブリ、９０はロー
ラ、９２は歯車電動機、９４は静止外筒、９６はノーズ
ピース、９８は玉軸受、１０６はつば歯車、１０８は小
歯車、１１０は軸、１１２はガス通路、１１４はガス入
口、１１６は０リング、１１８はＪ形グループ、そして
１２０は溶接トーチヘッドを表わす。 特許出願人ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ代理
人　　（７６３０）　　生　沼　徳　二ＦＩＧ、Ｊ。 ＦＪＧ、−乙 ＦＩＧ−４゜ ＦＩＧＪ。 ＦＩＧ、ｊ。 ＦＩＧ、Ｊ。 ＦＩＧ、Ｊ。 エ　　ｆ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、沸騰水型原子炉内において上方の炉心支持板に設け
   られた対応する開口および位置決めピンに対して制御棒
   駆動機構ハウジングの上端の位置を正確に決定するため
   の整列装置において、（ａ）前記制御棒駆動機構ハウジ
   ングの上端の近傍から前記炉心支持板の前記開口を貫通
   して上方に伸びるだけの長さを持った軸、（ｂ）前記炉
   心支持板の前記開口に対して前記軸の上部を位置合せす
   るために役立つと共に、前記開口に近接して前記炉心支
   持板に設けられた位置決めピンに対する位置合せを行う
   ための手段をも含む位置合せ手段、（ｃ）前記軸の下端
   に設けられて前記制御棒駆動機構ハウジングの上端に正
   確に嵌合し得るジグであって、前記制御棒駆動機構ハウ
   ジングの上端に嵌合した場合には前記制御棒駆動機構ハ
   ウジングの上端と前記炉心支持板の前記開口との間の傾
   斜角を前記軸に付与するために役立つジグ、並びに（ｄ
   ）重力の作用下で鉛直線に対して前記軸を照合するため
   の照合手段であって、前記炉心支持板の前記開口に対し
   て前記整列装置を垂直に配置した場合には前記炉心支持
   板の前記開口と前記制御棒駆動機構ハウジングの上端と
   の間の傾斜角の測定を可能にし、そして前記傾斜角と前
   記整列装置の既知の長さとを組合わせて使用することに
   よって前記炉心支持板の前記開口に対する前記制御棒駆
   動機構ハウジングの上端の相対水平方向位置を決定する
   ために役立つ照合手段の諸要素から成ることを特徴とす
   る整列装置。 ２、前記位置合せ手段が前記軸の周囲に設けられた少な
   くとも３枚の羽根を含んでおり、かつ前記羽根の各々は
   前記炉心支持板のみを規準として用いて前記軸の再現可
   能な配置を可能にする止めねじを具備している請求項１
   記載の整列装置。 ３、前記位置合せ手段が前記軸上の一点と前記炉心支持
   板の上面との間の距離を測定するための装置を含んでお
   り、それによって前記制御棒駆動機構ハウジングの上端
   と前記炉心支持板との間の鉛直方向寸法を測定すること
   ができる請求項１記載の整列装置。 ４、沸騰水型原子炉内において炉心支持板の開口と対応
   する制御棒駆動機構ハウジングの上端との間の鉛直方向
   整列状態を測定するための方法において、（ａ）前記制
   御棒駆動機構ハウジングの上端に嵌合し得る下端部、前
   記炉心支持板の前記開口に嵌合し得る上端部、鉛直線に
   対する傾斜角を読取るために付属している水準器手段、
   および前記炉心支持板上に設けられた位置決めピンと係
   合し得る位置合せ手段を具備した整列装置を用意し、（
   ｉｉｉ）上部案内板の開口および前記炉心支持板の前記
   開口を通して前記整列装置を懸垂状態で降下させ、そし
   て前記制御棒駆動機構ハウジングの上端に嵌合させ、（
   ｃ）前記炉心支持板の前記開口の側面に対して前記整列
   装置の前記上端部の位置合せを行い、（ｄ）前記炉心支
   持板上の前記位置決めピンに前記位置合せ手段を係合さ
   せて前記整列装置に所要の傾斜角を付与し、次いで（ｅ
   ）前記水準器手段により前記炉心支持板の前記開口に対
   して前記制御棒駆動機構ハウジングが成す傾斜角を読取
   る諸工程から成る結果、前記制御棒駆動機構ハウジング
   の上端と前記炉心支持板の前記開口との間の傾斜角を測
   定し得ることを特徴とする方法。 ５、前記制御棒駆動機構ハウジングの上端と前記炉心支
   持板との間の鉛直方向距離を測定する工程が追加包含さ
   れる請求項４記載の方法。 ６、前記炉心支持板の前記開口に対する嵌合を可能にす
   る羽根を前記整列装置の前記上端部に設置し、かつ前記
   羽根と前記炉心支持板との間に鉛直方向基準点を設ける
   工程が追加包含される結果、前記炉心支持板を基準とし
   て使用しながら前記整列装置に再現可能な傾斜角を付与
   することができる請求項４記載の方法。 ７、沸騰水型原子炉内において炉心支持板に設けられた
   対応する開口および位置決めピンに対して制御棒駆動機
   構ハウジングの上端の位置を正確に決定しながら前記制
   御棒駆動機構ハウジングをスタブチューブに溶接するた
   めの溶接補修装置において、（ａ）前記制御棒駆動機構
   ハウジングの上端の近傍から前記炉心支持板の前記開口
   を貫通して上方に伸びる軸、（ｂ）前記炉心支持板の前
   記開口および前記位置決めピンに対して位置合せを行う
   ための位置合せ手段、（ｃ）前記軸の下端に設けられて
   前記制御棒駆動機構ハウジングの上端に正確に嵌合し得
   るジグであって、前記制御棒駆動機構ハウジングの上端
   に嵌合した場合には、前記炉心支持板の前記開口および
   前記位置決めピンに対する前記位置合せ手段と共に前記
   制御棒駆動機構ハウジングの上端と前記炉心支持板の前
   記開口との間の傾斜角を前記軸に付与するために役立つ
   ジグ、（ｄ）重力の作用下で鉛直線に対して前記軸を照
   合するための照合手段であって、前記炉心支持板の前記
   開口に対して前記整列装置を垂直に配置した場合には前
   記炉心支持板の前記開口と前記制御棒駆動機構ハウジン
   グの上端との間の傾斜角の測定を可能にする照合手段、
   （ｅ）前記ジグの上方、周囲および下方に位置するよう
   にして懸垂状態および封止状態で前記軸に取付けられた
   中空円筒形の溶接室であつて、前記ジグよりも下方に伸
   びて前記スタブチューブの上端よりも下方の位置にまで
   達する溶接室、（ｆ）前記軸に対して回転し得るように
   取付けられかつ前記制御棒駆動機構ハウジングの側面と
   前記スタブチューブの上端との接点に配置された溶接ヘ
   ッドを有する回転溶接装置、並びに（ｇ）前記溶接室を
   ガスで満たすことにより、前記溶接室を水中に沈めた場
   合に前記スタブチューブの上端と前記制御棒駆動機構ハ
   ウジングの側面との間の溶接を気体環境中において実施
   することを可能にする手段の諸要素から成ることを特徴
   とする溶接補修装置。 ８、上方の炉心支持板に設けられた対応する開口に対す
   る制御棒駆動機構ハウジングの上端の相対高さおよび傾
   斜角を測定するために役立つ整列装置によって測定され
   た前記制御棒駆動機構ハウジングの上端の所要の高さお
   よび整列状態を維持しながら前記制御棒駆動機構ハウジ
   ングをスタブチューブに水中で溶接するための方法にお
   いて、（ａ）前記整列装置に対して懸垂状態かつ気密状
   態で取付けられ、かつ上端の高さが前記整列装置に対し
   て一定の関係にあるような溶接室を用意し、（ｂ）前記
   溶接室の内部を乾燥状態に維持するのに十分な不活性ガ
   スで前記溶接室を満たし、（ｃ）前記炉心支持板の前記
   開口を通して前記溶接室を降下させ、そして新しい制御
   棒駆動機構ハウジングの高さおよび傾斜角を測定するた
   めの位置を前記整列装置が占めた場合に前記溶接室の下
   端部は溶接すべき前記スタブチューブの上端よりも下方
   にまで伸びるような位置関係をもって前記溶接室を配置
   し、（ｄ）前記スタブチューブを通して新しい制御棒駆
   動機構ハウジングを挿入し、そして前記制御棒駆動機構
   ハウジングの所望される最終位置に対して所定の関係を
   有するように前記制御棒駆動機構ハウジングを配置し、
   （ｅ）前記溶接室内において前記整列装置に対し横断方
   向に回転し得るように取付けられている結果、前記スタ
   ブチューブの上端と前記制御棒駆動機構ハウジングの側
   面との接点に沿つて溶接を施すため正確に位置決めする
   ことのできる溶接装置を用意し、そして（ｆ）前記制御
   棒駆動機構ハウジングの上端の高さおよび傾斜角を監視
   しながら前記スタブチューブの上端と前記制御棒駆動機
   構ハウジングの側面との接点に沿つて溶接を施す諸工程
   から成ることを特徴とする方法。