JPH0387696A - 原子炉圧力容器内の補修溶接方法及び装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は併用期間中の原子炉圧力容器において、補修溶
接を実施する場合に作業者の受ける線量当量低減に好適
な補修溶接方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

原子炉圧力容器の補修溶接対象の一例として円筒管の貫
通部を取上げ説明する。沸騰水型原子炉圧力容器を第５
図に示す。原子炉圧力容器は胴体ＩＦ、下鏡ＩＡ、上蓋
ＩＧから構成されており、支持スカートＩＨによって原
子炉格納容器のペデスタル（図示せず）上に固設されて
いる。原子炉圧力容器は燃料集合体１８よりなる炉心、
炉心支持構造物１９．制御棒２０．気水分離器２１．蒸
気乾燥器２２等を内蔵している。

原子炉圧力容器は炉心上部の気水分離器２１゜蒸気乾燥
器２２が取り除かれ、燃料集合体１８も取りはずして交
換される構造であるが、定期検査時において、第６図及
び第７図に示すように炉心支持構造物１９．制御棒駆動
機構ハウジング２３等の内部構造物は原子炉圧力容器に
溶接構造で接続されているため、原子炉圧力容器の下部
に上方から接近しようとする場合は、干渉物が多く、接
近が困舞な部分が多い、さらに、原子炉圧力容器は高放
射線環境であり、定期検査時は放射線量を低下させるた
めに通常、水で満たされており、補修する機器の接近性
は益々悪くなっている。

ここで補修溶接機のように水中での使用が不可能な機器
については、使用時に容器内を水抜きすることが必要と
なる。しかしながら、容器下部を補修する場合には炉心
領域も水抜きする必要が生しるが、炉心領域の構造物は
放射線量が高いため放射化しており、燃料を全て取りは
ずした場合でも、作業員の容器内部への接近は勿論、容
器上部からの遠隔操作も不可能となってくる。

容器内の水抜きをした状態で容器上部から作業をするた
めには、少なくとも原子炉圧力容器の上］ｉ１Ｇ、ある
いは上蓋の厚さに相当する遮蔽用鉄板を容器の上に仮置
きして遮蔽をすることにより、容器上部の操作作業員の
受ける線量当量を低減することが必要となってくる。こ
の場合、補修溶接機は上部より遠隔にて操作する。

しかし、この方法は既に溶接対象領域に据付けられた溶
接機を上ＩＥＩＧで遮蔽をした容器の外側から操作する
という場合には可能であるが、溶接機を容器に搬入し据
付けする場合、あるいは使用後に溶接機を搬出する場合
には上蓋Ｇを遮蔽した状態で操作を行うことは困難であ
る。

第８図〜第１０図は従来技術による遠隔自動溶接機を上
記のような原子炉圧力容器の高放射線環境下で使用する
例を示している。第９図は第８図におけるｂ部詳細を示
す。第８図、第９図は水封装２２５を用いて補修溶接部
の炉水２６を排除し、乾燥した気中条件として溶接を実
施しようというものである。

この方法では、水圧に耐える強固な水袋装置２５を補修
溶接部に設置し、水封装置２５と水封装置２５を設置し
た下鏡ＩＡの内表面との隙間は水が入り込まないように
シール構造とする必要がある。水封装置２５を用いれば
、作業員が上方から補修溶接機２４を搬入据付する際に
も、炉水２６の効果により作業員が受ける線量当量を小
さく抑えることができる。ただし、この方法は水封装置
２５が適用可能な場所であることが条件となり、例えば
原子炉容器の下鏡ＩＡの任意の場所に水封装Ｗ２５を設
置することは炉内構造物と干渉するため不可能である。

一方、第１０図は原子炉容器の水抜きを実施した後、補
修溶接部の貫通孔ＩＪの下側から補修溶接機２８を搬入
し据付する方法である。下鏡ＩＡの下方からの補修溶接
機２８の搬入は、水抜き時でも下鏡１Ａによる放射線遮
蔽効果があるため作業員の受ける線量当量を小さく挿え
ることができる。ただし、この方法は下鏡ＩＡにおいて
いる貫通孔ＩＪは、クランプ装置２９を備えた補修溶接
機２８をとおすのに十分なスペースを有することが条件
となり、例えば原子炉圧力容器の下鏡の■ＣＭハウジン
グ貫通孔などは狭隘であり、この方法では不可能である
。このように第８図〜第１０図に示すような従来技術に
よる遠隔自動溶接機の適用では、原子炉圧力容器の補修
を部分的には達成できても、あらゆる部分に通用して補
修溶接を完遂することはできない。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、−船釣に補修溶接機が水中では使用で
きないという前提があることから、原子炉圧力容器の下
部を補修溶接するような、放射線被曝を考慮しなければ
ならない特殊使用条件である点についての配慮がなされ
ておらず、溶接機の自動化、遠隔操作化という観点のみ
では溶接の実施が困難となる問題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、原
子炉圧力容器の溶接の場合、放射線被曝を防止しつつ、
狭隘な領域における溶接を可能とした溶接方法及び溶接
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、補修溶接機を防水構造とし、溶接機の据付
、！出入は容器に水を入れた状態で実施し、溶接機の据
付後、容器に上蓋を載せて遮蔽し、水抜きを行い、遠隔
操作にて溶接を実施する溶接方法により達成され、また
、原子炉圧力容器の下鏡貫通孔に挿入可能に構成される
と共に前記下鏡貫通孔に対するクランプ機構を有するガ
イドロッドと、該ガイドロッドに固定され、溶接ヘッド
の旋回及び位置決めを行う旋回駆動機構及び溶接半径の
位置決めを行う半径軸駆動機構を内蔵する第１の耐水ケ
ースと、第１の耐水ケースよりも、該ガイドロッドの軸
方向に対し前記クランプ機構側に、少な（ともン容接ト
ーチと、溶接トーチの（頃き及び高さを制御する溶接ト
ーチ駆動機構、溶接用フイラワイヤ及びワイヤリールと
その送給モータを内蔵し、前記溶接トーチをケースより
取り出し及びケースに収納するための開閉部を有する第
２の耐水ケースと、を設けた防水型溶接装置により達成
される。

〔作用〕

本発明の補修溶接機は、溶接時には乾燥状態であること
が必要となるトーチ、溶接ワイヤ、溶接リールなどを全
て耐水ケースの中に収納できる構造となっている。した
がって、溶接機の据付、搬出入時には、トーチ、ワイヤ
、リールは乾燥状態で耐水ケースの中に保管され、水中
を移送される。

作業者はこの間、容器上部より装置の移送据付を上部か
ら遠隔にて操作するが、容器には水が満たされているた
め、線量当量は低く抑えることができ作業が可能となる
。

溶接機を適切な位置に据付けた後、上蓋を遮蔽用として
容器に載せ、容器の水抜きを行う。補修溶接箇所を乾燥
状態とし、補修溶接機を遠隔で操作して溶接を実施する
。乾燥状態を必要とするトーチ、ワイヤ、リール等は、
容器の水抜き後、耐水ケースより取り出され使用される
ので、湿分により溶接が不可能になることはない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第４図を参照して説明
する。

第１図は本発明の補修溶接機をＩ　ＣＭ／＼ウジング２
の肉盛溶接を行うために据付けた状態を示している。溶
接装置はＩＣＭハウジング貫通孔ＩＢに取付けられたガ
イドロッド５を中心軸として貫通孔上部に据付けられる
。ガイドロッド５は貫通部に設けられたクランプ装置６
で固定されているので、溶接装置の位置決め及び据付が
可能となる。

溶接装置は上部、下部に分かれ、第１の耐水ケースとし
ての上部耐水ケース７には旋回駆動用モータ９及び左右
移動用モータ１０を配備し、第２の耐水ケースとしての
下部耐水ケース８の中に組込まれている溶接トーチ１１
の位置決めを行う、下部耐水ケース８には溶接トーチ１
１．溶接ワイヤ１２、溶接リール１３及びトーチ上下用
モータ１４、トーチ傾斜用モータ１５が内蔵されている
。

これらの内蔵物は搬入、据付時には全て耐水ケースの中
に納められており、水中での据付作業時にも乾燥状態を
保っている。

第３図は、沸騰水型原子炉圧力容器の下鏡ＩＡに取付＜
ＩＣＭハウジング貫通孔ＩＢの補修前の断面図を示す。

ＩＣＭハウジング貫通孔ＩＢは本発明の補修溶接機の適
用の一例として示すもので、補修溶接対象はその他の部
位であってもよい。■ＣＭハウジング２は製作時には、
原子炉圧力容器下鏡ＩＡの内面の肉盛座ＬＤと部分溶造
溶接３により原子炉容器内部から溶接される。しかし、
このような溶接は無放射線下で炉内に大接近可能な場合
の溶接方法であり、供用期間中に当該部を補修するには
遠隔自動溶接機の導入が必要となる。

第４図は、当該溶接部を補修するため、既設ハウジング
を取り除き、旧部分溶込溶接３および旧肉盛座１Ｄの一
部を除去したものである。第４図の状態より新ＩＣＭハ
ウジングを取付は形状的に元に復旧するためには、下鏡
内面を仕上げた後、遠隔自動溶接機で肉盛溶接を行い、
その後、肉盛溶接に開先加工をして、再び遠隔自動溶接
機でハウジングとの溶接を行う必要がある。

第２図は本発明の補修溶接機の肉盛溶接時の状態を示し
たものである。下部耐水ケース８内に納められていた溶
接トーチ１１はトーチ上下用モータ１４により所定の位
置にまで降ろされる。その際、下部耐水ケース８の開閉
シャッタ１６はトーチ上下用モータ１４に連動して開放
される。さらに、溶接トーチ１１はトーチ傾斜用モータ
１５により下鏡の傾斜確度に合わせて溶接に適した条件
となるように傾けられ溶接が実施される。

これらの一連の作業は、補修溶接機の据付後、容器の水
抜きをして当該補修部を乾燥させてから行うので、溶接
機あるいは当該補修部に湿分が混入して溶接作業に支障
をきたすことを防止できる。

溶接は上部耐水ケース７及び下部耐水ケース８内に組込
まれた各種駆動モータを駆使して所定の肉盛溶接を実施
していく、肉盛溶接終了後、溶接トーチ１１は再び下部
耐水ケース８の中に納められ、開閉シャッタ１６が閉じ
、乾燥状態を保ったまま、容器に水を入れ、上蓋１Ｇを
取りはずして容器上部へと搬出される。

本発明による補修溶接機によれば、放射線量の高い原子
炉圧力容器内部において遠隔自動により補修溶接を行う
ことが可能になる。これは、溶接機を使用する場合は大
気中で、さらに溶接機も当該溶接部も乾燥状態であるこ
とを必要とするが、原子炉圧力容器内部の補修では容器
の水抜きをすると作業員が容器上部近傍においてすらも
容易に接近できなくなるという困難な点を解決したもの
である。

すなわち、作業員がどうしても容器上部に接近しなけれ
ばならず、また、遮蔽効果のある上蓋も取り除く必要が
ある。溶接機の据付、搬出入時においては、容器に水を
入れ遮蔽効果を持たせる。

この際、溶接機は耐水ケースの中に主要部分を納めて移
送を行い、溶接機に湿分が混入するのを防止する。そし
て、溶接機の据付後、上蓋を設置し遮蔽した後、水を抜
いて、トーチを耐水ケースから遠隔操作により取り出し
て、同じく遠隔操作により補修溶接を実施するものであ
る。

このような作業員が受ける線量当量の低下を配慮して水
中での据付、搬出穴を可能にする本発明による補修溶接
機は、原子炉圧力容器内部のような高放射線下の環境に
おいては、作業者の受ける許容線量当量が法律により制
限されていることを考えれば、溶接不可能箇所の溶接を
可能にしたといえる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、原子炉圧力容器内部のような高放射線
下で補修溶接を必要とする場合において、溶接機の据付
、ｖａ出大人時は容器に水を入れて作業員への遮蔽効果
を高め、また、溶接時には上蓋を容器上部に置くことに
より遮蔽効果を上げる方法を取り、作業員が受ける綿量
当量を著しく減少させることができ、実質的に従来不可
能であった補修溶接の作業を可能とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示し、原子炉圧力容器ＩＣ
Ｍハウジング貫通孔上に据付けた状態の断面図、第２図
は第１図の装置による肉盛溶接を開始した状態を示す断
面図、第３図は原子炉圧力容器ＩＣＭハウジング貫通孔
の補修前状態を示す断面図、第４図は同貫通孔の肉盛補
修作業前の状態を示す断面図、第５図は原子炉圧力容器
炉内構造を部分切欠で示す斜視図、第６図は定期検査時
の原子炉圧力容器の断面図、第７図は第６図におけるａ
部の拡大詳細図、第８図は従来の補修溶接機の適用例を
示す断面図、第９図は第８図におけるｂ部の拡大詳細図
、第１Ｏ図は従来の補修溶接機の他の適用例を示す断面
図である。 １Ａ・・・・・・原子炉圧力容器下鏡、ＩＢ・・・・・
・ＩＣＭハウジング貫通孔、ＩＣ・・・・・・肉盛、Ｉ
Ｅ・・・・・・残された肉盛座、５・・・・・・ガイド
ロッド、６・・・・・・クランプ装置、７・・・・・・
上部耐水ケース、８・・・・・・下部耐水ケース、９・
・・・・・旋回駆動用モータ、１０・・・・・・左右移
動用モータ、１１・・・・・・溶接トーチ、１２・・・
・・・溶接ワイヤ、１３・・・・・・溶接リール、１４
・・・・・・トーチ上下用モータ、１５・・・・・・ト
ーチ傾斜用モータ、Ｉ６・・・・・・開閉シャッタ、 １ ７・・・・・・バッキング装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉圧力容器内の補修溶接方法において、 １）原子炉圧力容器内の水張状態で防水型溶接装置を所
   定箇所に設置する工程と、 ２）前記防水型溶接装置の設置後原子炉圧力容器の上蓋
   を閉じる工程と、 ３）前記原子炉圧力容器の上蓋を閉じた後、原子炉圧力
   容器内の水を抜く工程と、 ４）前記水抜完了後、防水型溶接装置から溶接トーチを
   取出し、所定箇所を溶接する工程と、を有することを特
   徴とする原子炉圧力容器内の補修溶接方法。
2. （２）原子炉圧力容器の下鏡貫通孔に挿入可能に構成さ
   れると共に前記下鏡貫通孔に対するクランプ機構を有す
   るガイドロッドと、該ガイドロッドに固定され、溶接ヘ
   ッドの旋回及び位置決めを行う旋回駆動機構及び溶接半
   径の位置決めを行う半径軸耐水ケースよりも、該ガイド
   ロッドの軸方向に対し前記クランプ機構側に、少なくと
   も溶接トーチと、溶接トーチの傾き及び高さを制御する
   溶接トーチ駆動機構、溶接用フイラワイヤ及びワイヤリ
   ールとその送給モータを内蔵し、前記溶接トーチをケー
   スより取り出し及びケースに収納するための開閉部を有
   する第２の耐水ケースと、を設けた防水型溶接装置を備
   えたことを特徴とする原子炉圧力容器内の補修溶接装置
   。