JPH0387694A - 制御棒案内管検査装置 - Google Patents

制御棒案内管検査装置

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JPH0387694A
JPH0387694A JP2154138A JP15413890A JPH0387694A JP H0387694 A JPH0387694 A JP H0387694A JP 2154138 A JP2154138 A JP 2154138A JP 15413890 A JP15413890 A JP 15413890A JP H0387694 A JPH0387694 A JP H0387694A
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ジェフリー・アール・ハイデマン
Edward H Smith
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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】 免艷曵宜遣 本発明は、原子炉の制御棒案内管内に設けられている案
内プレートの検査に関し、特に、検査されるべき各案内
プレート(以下、「被検査案内プレートともいう」)の
穴の一つの上方にCCTV (閉回路テレビ)カメラを
配置するための送り工具に関するものである。
発電に用いられる型式の最新式原子炉の炉心は、一般に
、下部炉心槽の上方に配置された上部炉内構造物組立体
を含んでいる。下部炉心槽は所定配列の燃料集合体を囲
繞し、これらの燃料集合体は、個々の燃料棒内にある酸
化ウランで生ずる制御核分裂反応の結果として、熱を発
生する。燃料集合体で発生された熱を熱交換器に伝え、
最終的にこの熱を非放射性の有用な蒸気に変換するため
に、冷却水が下部炉心槽から上部炉内構造物を通り、上
部炉心槽の壁体に設けられた出口ノズルから流出するよ
う常時循環されている。
燃料集合体で生ずる核分裂反応の割合は制御棒組立体に
より調整される。各制御棒組立体は、銀、インジウム又
はカドミウム等の中性子吸収体をそれぞれ収容したステ
ンレス鋼管の配列から形成されている。このようなステ
ンレス鋼管(「ロッドレット(rodlet) Jとし
て周知〉はスパイダ状ブラケラトから吊り下げ(、れて
いる。スパイダ状プ′うrツト・には往復動可能な!l
!!!動棒が連結さil、制御棒組立体の目ツドレット
を各燃f1集合体内に深・く挿入1.或はそこから引き
扶き、その燃料集合体により発生される熱電を調節する
よう(1°なりている。
」二部炉内11造杓組立体は、原j′炉♂〕ト部炉心槽
と直列状に配列された上部炉心槽を罰んでいる。
−」二部炉心槽の天井部は土部支持板から形成されてい
る。この友持板の周縁は上部力U ray槽の1−”縁
に油)て着座されている。十部女持板と、そのF制に位
置する上部炉心板とは、燃料集合体から流出する高温加
圧水の流れt!−熱交換器(、ご導くたゐ、そし。
て各燃料集合体に列して制御棒案内管を出し入れするた
ν)の複数f)穴を有り、、 =Cいる。L部友持板及
び」4部炉心板0ri、いに祭列さhた穴(下部炉心槽
内の対応の燃料束1)・体とも整列されでいろ)間には
、それぞれ案内管が設けられ°ζいる。これ九の案内管
は、制御棒組立体の比較的に柔軟j′長い1iiiii
2ツドレツ1〜を特定の燃F4集合体内に整列さ+!、
案内づることを[1的とする。更に、下部炉心槽内に装
荷された燃料集合体のL方で+0部炉心板を吊−4i:
 、、、、fるために、L部支持板とそのFの上部jF
心板、I−の間には個々独)ケ1、また女持柱が連結さ
ノ1ている。
或z1原f−炉で用いられる制御棒においマ゛は、摩耗
0形態をとる題名な機械的劣化(かかる劣11′、はほ
んの数燃料サイクルの後に・隼1゛る場詐がある)が見
屯れることが認識され゛こいる6また、この′1フ化は
、炉心内に各制御棒を案内する案内グ1.−1・と制御
棒εの間のスアーッビ、・・グ摩耗やフ1.・・・、・
う−イング摩耗により生ずる。:とち分か・っている。
各案内管は多数の案内プレートを被包j24、′″、 
1+らの案内グレー1−は案内管の長手り向軸線に′l
i L、て直角に配置されてい、も。各案内プレーl−
Iこは、所定配列の直径的0.42in、(1,07c
m)の貫通穴か形j戊されζお1ツ、これらの霞通穴は
制御棒を往復動可能に骨(・)入れ、同制御3¥I捧δ
・案内I7で制心にン・IL。
て出し、入れできるようにする。4:れらの案内フ”I
・−トは案内管の軸線に沿〉“ζ−・定間隔に;没けら
れ、案内管117)L部部分内では10.57in、(
26,85c++)間隔。
1部部分じ・は11.57in、(?、9.39em)
間隔とな一、−Cいる。更に、各案内プ1./ −)−
は直径2.3in、(5,84cm)の中央穴を有し、
個々の案内プL・・−1・に接近できるようにしCいる
。所定の室内管内に最大12枚の案内グレートを設ける
こヒができ、また、各案内プレー−・l・には最大24
個の穴が設けられる。
制御棒が早期摩耗を生ずる場合があるので、個々の案内
プレー〇・・における穴の摩耗特性を得”ζ、そのデー
タが制御棒摩耗損傷と相7Lに関連イ1けらiするよう
にすることが望まれCいる。制御棒及び案内プレートに
関連される摩耗の問題を解決4″るために、保守技術者
は、摩耗特性のデータを得るこ辷で摩耗のメカニズムの
モデルを作ることができる。従−)で、案内ブI/−1
〜の各人を検査し1、そのデータを利用可能な形に変換
オる検査装置かう・急、必要ヒされでいる。
種/Zの管状部材の内部機番用装置とし、て現在知I3
れているものは、内壁面の検査4行うためのものであり
、管状部材内のプL−−)−の検査を行うも的ではない
。このような従来の4!!査装置の例は、米m特許第4
 、255 、762号及び水田特許第4,424.5
3]号明細書に開示されCいる。こ!1わσ)装置はそ
hぞれ、外部のコンl−tコール用二゛ンタ〜・に被+
*査〒1:・り)壁面の画像倉伝通ずるためのカメラを
用(1′どおり、管内でり)装置の相対的配置を決定す
るためのセ〉すを備えている。12かしながら、これら
の1.j、q ;7は、管内に直径jfj−向に配置さ
れノ゛、!プレー1へ0面47)穴り検査・5゛ること
はで・きない。
同様に、ドイツ民4:、共和国(東ドイツ)特。1第2
.08,884号明細訂(、゛開示され六・遠隔検査装
置は、原子炉圧力容器の内部を検査゛7′きる。この装
置は画像を記録苧−るたぬのモー;ターとテレビカメラ
とを備えているが、細長い前向に横向きに配置されたブ
レ 1・の而の穴を検査することはて゛きない。
発−、!!IJ−ぐ)−鷹−栗 概略的に述べるならば、本耗明は、制御棒案内管の内部
に”配置された案内グレートの摩耗を・挟在づるための
横着装置である。より計測には、本発明は、案内プレー
トの検査結果が、制御棒の渦電流試験から得られたデー
タと(1互に関(系f−fけらhた場^に、案内管内の
制御棒の動きに関連される摩耗モデルを形成することの
できる検査装置を提供するものである。この相互関係及
びモデルは、案内プレー1〜及び制御棒の摩耗及びそれ
に関連される問題点をより一層理解させるのに役立つ。
好適な実施態様による制御棒案内管検査装置はカメラ送
り工具から成り、これは、案内管の案内プレー1〜の直
径2.3in、(5,84cm)の開口を通して下降さ
れ、検査されるべき六の上方にカメラを配置する。カメ
ラは水中CCTVカメラである。更に、検査装置は、案
内プレートの摩耗の定量的データを得るために、カメラ
からのビデオ出力を用いる画像強調システムを備えてい
る。また、送り工具には、カメラから被検査案内プレー
トまでの距離を測定するための超音波測定器が設けられ
る。
このカメラ送り工具によって、オペレータは、水中の深
度30〜40ft、(9,14〜12.19m>の位置
にある案内管を遠隔的に検査できる。送り工具の下部1
5ft、(4,572m)の部分は、外径2.25in
、(5,7L5cm)の管状ハウジング内で囲まれ、案
内管が上部炉内構造物組立体にある場合又は案内管貯蔵
スタンドにある場合のいずれであっても、下部部分を案
内管内に完全に挿入できる。
送り工具が案内管の中央穴内に挿入された場合、案内プ
レートの穴の上方にカメラを配置するために2つのi構
が用いられる。第1の機構は、枢動してハウジングの外
面から突出する支持脚要素を備えており、カメラにより
検査される被検査案内プレートの直下の案内プレート上
に送り工具を載置できる。第2の機構は直線運動リンク
機構がら形成され、このリンクn構は、カメラを横方向
に移動させてハウジングの外面から突出させ、カメラは
案内プレートに形成された穴を真下に見ることができる
。前述した如く、案内プレートは案内管の上部部分にお
いて等間隔に配置され、案内管の上部部分内においては
10.57in、(26,85in、)間隔であり、下
部部分では11.57in、(29,39cm)間隔で
ある。被検査案内プレートの下側の案内プレートに送り
工具を載置することにより、カメラは、被検査案内プレ
ートから一定距離だけ離れて配置される。
カメラは標準的な水中CCTVカメラであり、ビデオ信
号を画像強調システムに送る。画像強調システムはパー
ソナルコンピュータのアドオンとしても良く、この場合
、ビデオ信号をデジタル化し、画像を強調し案内プレー
トの穴の定性測定値を得るために用いられる種々の特徴
を提供することができる。更に、得られるデータの適正
な特性表示を確保するために、標準的な超音波厚さ計が
カメラの面に取り付けられ、観察中におけるカメラから
案内プレートまでの距離を測定するために用いられる。
これにより、画像強調システムオペレータは、所定の値
からの距離の変動に基づく修正スケールを利用できる。
送り工具が案内管内に挿入される前に、超音波厚さ計は
既知の距離に対して較正され、カメラは既知の直径の穴
に焦点を合わせる。これは単一の較正基準を用いて行わ
れる。また、画像強調システムが既知の直径に対して較
正される。次いで、送り工具は、その外面のマークが案
内管の頂部と並ぶまで、案内管内に挿入される。この位
置において、支持脚が単動式シリンダ(そのロッドはラ
ック・ビニオン機構に接続されている)によってハウジ
ングから突出される。ラックは支持脚に取り付けられた
1対の平歯車に噛み合っている。ラック・ビニオン機構
が油圧シリンダにより上方に移動された場合、支持脚は
その中心を通るピンの回りで枢動し、工具の中心線に直
角な位置へと外方に枢動する。この後、送り工具は下降
され、支持脚は被検査き案内プレートの下側の案内プレ
ート上に載置され、送り工具全体を支持する。この支持
脚は底面に2つのローラを有しており、これらのローラ
は、案内プレートに形成されたスロットに嵌まり込むま
で、工具を回転させる。支持脚はカメラと整列されてい
るため、カメラはスロットと整列され、従って案内プレ
ートの穴に整列される。
この後、カメラは、工具の上部フランジに取り付けられ
た直流24V電動モータによりハウジングから突出され
る。モータは、工具の内側を通ってカメラハウジングま
で延びている長いシャフトを回転させ、このシャツ1−
はカメラバ1′″7ジングにおいて親わじ装置に取り付
けられている。シャフトが同転すると、リンク機構はカ
メラホルダーをハウジングから外力に直線的に移動させ
る。
リンク機構を操作することにより、カメラは内方及び外
方に移動され、送り工具は案内管内で更に回転され得る
。これにより、案内プレートの実質的に全ての穴を検査
できる。この後、以1;の手順が、検査されるべき案内
プレートの各々について繰り返され、その結果は、制御
棒の渦電流試験のデータの結果と関連付(すられ、案内
管内の現状を表すモデルを作ることができる。
適t   の・ プ 第1図は、本発明の好適な実施例に従った制御棒案内管
検査装置を示している。制御棒案内管検査装置は、制御
棒案内管内の案内プレートに形式された貴通穴を検査す
るための種々のサブアセンブリを含む送り王n1がら主
に成る。送り下部1は、r、Plの有効長さを変えるた
めに分離できる分離型管状ハウジング2と、その中の特
定のすブアセンブリとから成る。第1図に示すように、
ザブアセンブリ4.6が嵌込み式連結部8により送り工
具1の端部に連結されており、これらのザブアセンブリ
は容易に送り工具1に取り付けられるようになっている
。サブアセンブリ4.6は、外径2.25in、(5,
715e泊)の管状ハウジングにより囲まれ、送り工具
1の下部部分を案内管に完全に挿入することができる。
この送り工具1により、オペレータは深度9.14〜1
2.19m(30〜40ft、)の水中で案内管を遠隔
的に検査することができるが、案内管は、原子炉の上部
炉内組立体にある場合、或は貯蔵スタンドにある場合、
いずれの場合であっても検査され得ることに注意され/
ごい。
サブアセンブリ4.6を含む送り工具1の下部は、約1
5fi(4,572m)の長さで延びている。この下部
延長部の上部部分には開[110があり、この間口10
からケーブル12を送り工具1−内に挿入でき、サブア
センブリに電力を供給すると共に、サブアセンブリで得
たデータを伝送することができる。
送り工具1のこの下部延長部はフランジ部材14.16
により送り工具]−の」二部延長部に連結されている。
これらのフランジ部材14.16は取外し可能な取付具
18により写いに固定されている。この取f=を具18
は、第1図に示すようにナツトとボルトの組きぜでも良
いが、他0取外し、可能な固定要素でありてし良い。第
1図には取付具18が1個だけ示されているが、このよ
うな取付(118が複数、フランジ部材の周に沿−)て
設けられている。
更に、第1図に示ずように、フランジ部材14.16を
々=いに固定することて、送りτ具1の下部延長部と上
部延長部との間には回転可能なm手2oが形式される。
この継手20は −Y−及びスロットの形式であり、そ
の同りを囲むスリーブを備えた一般的な形態で、連続的
な回転可能なシャフト24を形成する。更に、 A−一
・スリーブ形の継手22が、サブアセンブリ6と送り1
.貝1の下部延長部との間の嵌込み式連結部の領域にち
設けられている。
これらの継手20.22の各々は、送り工具1の上部延
長部の上方に配置されたモータ26により生ぜられるシ
ャフト−24の同・耘運動をサブアセンブリ6に伝動す
る。この回転運動については以下でより詳細に説明する
第1図から分かるように、上部延長部には上部セクショ
ン28がある。この上部セクション28は、送り工具1
の上部延長部と下部延長部との間Ly1連結と同様に、
上部延長部の下部セクションに連結されている。この連
結部は前記継手20と同一の継手30を含んでいる6制
御棒案内管内の所望の位置にサブアセンブリを配置する
ために、送り工具1を十分な長さとするよう、これらの
セフシー1〉・の数は任意である。
前述したように、モータ26は、」二部延長部の上部セ
クション28の端部部分の−L部フランジ32に取り付
けられている。ブラケット34がモータ26及び中間継
手36を収容するために設けられている。中間継手36
は電動モータ26がらシャフト24に回転運動を伝え、
また、過度の力により案内管8o内のカメラ含すンクf
i横58.60が故障するのを防止するために、この継
手36はスリップ・クラッチIf’がら形成されている
。送り工具1のこの部分を保護するために、また、オペ
レータがこの送り工具1に十分に接近してこれを取り扱
うことができるようにするために、U字状バー38が設
けられている。
U字状バー38は上部フランジ32に固定されており、
送り工具が制御棒案内管内に配置された場合に、オペレ
ータが送り工具を操作することができるようになってい
る。この特徴は以下で詳細に述べる。
また、オペレータが電動モータ26を正逆いずれかの方
向に作動させるための駆動制御装置40が設けられてお
り、オペレータはサブアセンブリ6内のカメラ台42に
配置されたカメラく検査手段)43の動作を完全に制御
できる。
次に、第2図を9照してサブアセンブリ4について詳細
に説明する。送り工具1の最下部部分に嵌込み式に配置
されたサブアセンブリ4は、制御棒案内管内に送り工具
lを正確に配置するために設けられた配置用支持脚(配
置手段)44を有している。第2図に示すように、配置
用支持脚44はサブアセンブリ4内に軸線46を中心と
して枢動可能に取り付けられている。制御棒案内管内に
送り工具■を配置する場合、配置用支持脚44は引込み
位置、即ち第2図で実線で示される位置に置かれる。
送り工具(が制御棒案内管内の適当な位置に到達したな
らば、油圧シリンダ48が作動されてプレート50を移
動させ、結果的にラック52を移動させる。
この場合、ラック52は、配置用支持脚44に接続され
たビニオン54に噛合されていると、支持脚44を軸線
46を中心として第2図の想像線に示す位置まで回動さ
せる。サブアセンブリ4に対して支持脚44を正確に直
角に向けるために、サブアセンブリ44に対して静止状
態で保持されるロッド50aが設けられており、このロ
ッド50aは、移動されたプレート50と接するストッ
パ50cを備えている。ストッパ50cは、プレート5
0が十分に移動して支持脚44が完全に回動するように
、前以て位置決めされている。この状態となった場合、
送り工具lを被検査案内プレート84bの下側にある案
内プレート84c上に載置することができる。この点に
ついては、第4図に沿って更に詳細に説明する。尚、ラ
ック52及びビニオン54は、より高い安定性と信頼性
を提供する2重型式であることに注意すべきである。ま
た、ロッド50aは同心のコイルばね50bの案内とし
て機能し、このばね50bは、油圧シリンダ4日の引込
み作動時にプレート50を元の位置に積極的に移動させ
、支持脚44をサブアセンブリ4内に収容させる。
また、サブアセンブリ4内には光源56が配置され、こ
の光源56は、配置用支持脚44が載置される案内プレ
ート84cと被検査案内プレート84bとの間の制御棒
案内管の内部空間を照らすために用いられる。この光源
56は、検査されるべき案内プレート84bを十分に照
らすことができ、カメラ43はこの案内プレート84b
に形成された貫通穴を効果的に観察することができる。
サブアセンブリ6は第3図に詳細に示されている。サブ
アセンブリ6はカメラ43を収容し、このカメラ43は
、案内プレート84に形式された貫通穴を観察するため
に、サブアセンブリ6から横方向に動かされるようカメ
ラ台4Zに取り付けられている。送り工具1の挿入中、
送り工具1を制御棒案内管の径5.842cm (2,
3in、 )の中央開口内に挿入できるように、カメラ
43はハウジング2内に配置される。送り工具1が制御
棒案内管80内に配置されたならば、カメラ43とカメ
ラ台42はサブアセンブリ6から横方向に突出される。
この動作は直線運動リンク8!構58.60により得ら
れ、各リンク機構は親ねじ装置により回転可能なシャフ
ト24に取り付けられている。リンク機構58.60の
各々は、可動部材62.62′と枢動部材64.64′
とから成る。
可動部材6Zは左螺旋ナツト66に取り付けられ、可動
部材62′は右螺旋ナツト68に枢動可能に連結されて
おり、伝動シャフト24の回転によってナツト66.6
8は互いに向かって或は互いから離間するよう移動する
。枢動部材、即ち枢動リンク64.64′はそれぞれ静
止部材70.72に枢支されており、可動部材62.6
2′の移動中、これらの枢動リンク64.64′は静止
マウント70.72及び枢支点74.76を中心として
枢動し、カメラ43及びカメラ台42はハウジング2か
ら外方且つ内方に直線的に移動できる。
次に、第4図を参照して、制御棒案内管検査装置の作動
につい”ζ訂Hf1l C’::説明する5、送り]臭
[7が案内管80内に挿入される前、カメラ43に取り
付けられf(S超11波厚さ計が既知の距離(4,″′
肘17て較jEされ、カメラ43は既知の1’ff f
、l (’Q穴に焦点がαわきか。
る。これは単 の軸正基準を用いて行われ、 ′IOj
メ543により集められ画像強(ヒシスアムに伝えらi
するデータが確実11つ適正に相liに関連付けられる
また、画像強化ジスデームは既知ρ)直径に対し゛C較
jFされる1、送り]二541の較正が完了したならば
、送り下話1は、各案内7°レート84に)f′3我さ
ハている中央穴82を通しで制御棒案内管80内に挿入
される6送リモ1J1は、ぞのケト而のマークが案内管
80のリム部分86と並ふまで、案内管80内に挿入さ
れる。こ(7)位置に達し、たならば、前述しt・よう
に配置11支持脚44を5’) jjに枢動させるため
に油圧シリ:、・ダ48が作動され、バリE具1は、被
検合案内、7“1=・h 84 bの立子にある案内プ
レート84cの1面(、ご載置される。配置用支持脚4
4は1コーラ88を存し5、送り王呉1を案内)°レー
)−84cに接I−たよま1、同転させる、二ヒができ
、また2、これらの+1−ラ88は案内グL−・〜トの
貴通穴間に形成さ;h ;/:・径方向スV11111
ット・に嵌きする。配置用支持脚44は力5メ743と
整列されているため、カメラ43は案内プレート84b
に形成さtした貫通穴と確実に整列される。
送り王、具】が制御棒案内管内で適正に記動“さ力たな
らば、力、イラ43は、E具の土部ノ〜ノ゛〆:7′3
2i、m取りi−’1(−tられた2 4 V直流電動
上・ 夕26によりハウジング2から突出される。この
モ・〜り26(よ、送り工具の内部を通り、カメラ43
を収容しζいるサブアセンブリ6まで延びているシャフ
ト・24を同転する。シーヤフト24を同転させる4″
lとにより、づツ1〜66.68を乃゛いC:向かう方
向或は離間4゛るノフ向に伴動させC、カメラ含42及
びカメラ43を案内、)Lz −ト84bに形成された
貫通穴の−・つと整列さゼ゛る。
このナラ1へ66.68の往復動作により、力Aう43
はハウジング2に対して接近又は離間”するよう(こ直
線運動することに注、琢されたい。−を分なデ〜りが最
初の貫通穴か八得られたならば、案内プl、−1−84
bに形成された他の貫通穴の上jj゛にカメ″′)43
を配置するよう送り工具1を同転させる。これにより、
事実に、案内プレーl=の穴の全てを検kすることがで
き、摩耗特性のモデルを耶成するのに1−分なデータが
得1′)れる。
所定の案内グl/・−1・の穴の全てが検査されたなI
″、ば、前述したように、カメう43かサブアセンブリ
6内に″7ヒ全に引き入れられると共に配置用支持脚4
4も完全にザブアセンブリ0内に引き入れt、れ、送り
工具1は、別(0案内ア1.、、=−1−七にカメラ4
3を配置・Vるために、案内管内に更(、″挿入され或
はま。
た案内管から引っ張t)れる。E記手順が複数回繰り返
、されることに土り、制御棒案内管内に配置された8、
案内プレー トが′検査さiする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明&)好適な実施例に従−)た制御棒案内
管80内;′ηの送り王。具5.2示ず「4、第21・
1は第1、1’l 1.”)送り丁Uの支持脚を楢す断
面図、第3図は第1図・り)送り王、(1のカメ−>T
r′l扱い部分を示す田1而閏、第、4図は制御棒案内
管内に配置された送りIn只の断面図で1v)る。(・
」中5 1 ・送りモじ    2・ハS7ジング4.6・・・
サブアセンブリ 24・・・シャフト    26・・・モータ43・・
・カメラ(検査手段〉

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  制御棒案内管内における案内プレートの貫通穴の摩耗
    を検査するための制御棒案内管検査装置であって、 前記制御棒案内管内に伸ばすことができる細長い円筒形
    のハウジングと、 前記制御棒案内管内に前記制御棒案内管検査装置を配置
    するための、前記ハウジングから突出可能な配置手段と
    、 前記制御棒案内管内における前記案内プレートの前記貫
    通穴を検査するための検査手段と、を備えている制御棒
    案内管検査装置。
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