JPH05333187A - 遠隔炉内点検補修装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】原子炉上部室のシュラウドの外面およびその外
側に設置される機器を点検・検査するとともに、障害物
を回避して上記機器およびシュラウド外面の補修対象場
所の補修作業が行える遠隔炉内点検補修装置を提供す
る。 【構成】原子炉容器１のフランジ面２に敷設したレール
３と、このレール３上に走行可能に設置した走行装置１
１と、この走行装置１１から原子炉容器１内に延び伸縮
・折り曲げ自在に構成した多関節腕４０と、この多関節
腕４０に取り付けられ且つ原子炉上部室に設置されるシ
ュラウド４の外面およびその外側の機器を補修する治工
具と、シュラウド４の外面およびその外側の機器を点検
・検査する点検・検査装置９０と、走行装置１１、多関
節腕４０、治工具および点検・検査装置９０を遠隔操作
する操作装置９２とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軽水冷却原子炉などの原
子炉上部室に設置されるシュラウドの外面およびその外
側の機器の健全性を点検・検査するとともに、上記シュ
ラウドの外面およびその外側の機器を補修する遠隔炉内
点検補修装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】軽水冷却原子炉などの原子炉上部室に設
置されるシュラウドの外面およびその外側の機器の健全
性を点検するため、従来ではマストまたは棒の先端に水
中テレビジョンカメラを取り付けた装置や、この装置よ
りも自由度の高い水中遊泳式の点検ロボットが目視点検
用として用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記水
中テレビジョンカメラを取り付けた装置や水中遊泳式の
点検ロボットは、いずれも目視点検用であり、他の方法
による点検・検査や補修作業を行うことができない。す
なわち、シュラウドの外面およびその外側の機器に対し
て、従来ではいずれの場合においても、点検のみが行わ
れており、点検によって発見された不具合箇所の補修ま
でも点検と関連して同時的に実行するような装置は知ら
れていない。

【０００４】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、原子炉上部室のシュラウドの外面およびその外
側に設置される機器を点検・検査するとともに、障害物
を回避して上記機器およびシュラウド外面の補修対象場
所の補修作業が行える遠隔炉内点検補修装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る遠隔炉内点
検補修装置は、上述した課題を解決するために、原子炉
容器のフランジ面に敷設したレールと、このレール上に
走行可能に設置した走行装置と、この走行装置から上記
原子炉容器内に延び伸縮・折り曲げ自在に構成した多関
節腕と、この多関節腕に取り付けられ且つ原子炉上部室
に設置されるシュラウドの外面およびその外側の機器を
補修する治工具と、上記シュラウドの外面およびその外
側の機器を点検・検査する点検・検査装置と、上記走行
装置、多関節腕、治工具および点検・検査装置を遠隔操
作する操作装置とを備えたものである。

【０００６】

【作用】上記の構成を有する本発明においては、原子炉
上部室のシュラウドの外面およびその外側に設置される
機器を点検・検査装置により点検・検査するとともに、
原子炉上部室のシュラウドの外面およびその外側に設置
される機器の補修対象場所に障害物を回避しながら多関
節腕に取り付けた治工具を移動させ、この治工具により
容易に補修作業が行える。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【０００８】図１は本発明に係る遠隔炉内点検補修装置
の一実施例を原子炉容器に据え付けた状態を示す。図１
に示すように、遠隔炉内点検補修装置１０は原子炉容器
１の上端部である原子炉容器フランジ面２に敷設した走
行レール３を有し、この走行レール３上には遠隔炉内点
検補修装置１０をフランジ面２の円周方向に対して旋回
移動自在とした走行装置としての据付装置１１が設けら
れている。

【０００９】また、遠隔炉内点検補修装置１０は据付装
置１１が走行レール３上を移動する際に高精度に位置決
めするための固定装置１２と、据付装置１１が円周方向
に旋回移動する際にアーム１３を介し原子炉容器１の上
端部内面に沿って車輪１４を回転駆動させる駆動機構と
を備えている。このアーム１３は据付装置１１に設けら
れ、アーム１３の先端に車輪１４が取り付けられてい
る。

【００１０】なお、据付装置１１を旋回移動する場合、
走行車輪（図示せず）を用いるだけでは駆動力が過大に
なるため、据付装置１１には空気圧による浮上装置（図
示せず）が内蔵されている。

【００１１】そして、据付装置１１の上部には図２に示
すように多関節腕収納装置３０内で多関節腕４０を鉛直
方向に移動するための巻き上げ装置２１と、多関節腕４
０を展開した時の反力を多関節腕収納装置３０を介して
受けるガイド機構２２とから構成されるガイド取扱い装
置２０が設置されている。

【００１２】すなわち、このガイド取扱い装置２０には
原子炉容器１内に延びる多関節腕収納装置３０が取り付
けられ、この多関節腕収納装置３０の内部には巻き上げ
装置２１に接続され上下方向に移動可能なワイヤーロー
プ２３が設けられている。このワイヤーロープ２３の下
端には多関節腕４０を連結するための接続機構３１が取
り付けられている。多関節腕４０は配管、機器などの炉
内構造物を回避しつつシュラウド４と原子炉容器１との
間の狭隘部に入り込むことができるように構成されてい
る。

【００１３】図３は図２に示した多関節腕収納装置３０
および多関節腕４０の詳細を示し、図３では多関節腕収
納装置３０の下端にワイヤーロープ２３により接続機構
３１が吊り降ろされている。この接続機構３１の上端に
はワイヤーロープ２３に対して回転自在に結合するため
のリング３２が取り付けられ、このリング３２からワイ
ヤーロープ２３を取り外すことにより、これらが分離可
能である。

【００１４】接続機構３１には多関節腕収納装置３０の
内面を滑らかに昇降させるため、周方向に等分に配置し
た小車輪３３が上端、下端の各々に複数設けられてい
る。そして、接続機構３１の最下端部には凸状のドグ３
４が設けられ、このドグ３４を多関節腕収納装置３０の
小孔に嵌合させる構造として多関節腕４０の根元位置を
回転自在に半固定化している。接続機構３１には回転部
３５を介して多関節腕４０が取り付けられている。

【００１５】多関節腕４０は図３および図４に示すよう
に基本構造としてアーム４１と、このアーム４１の両端
に取り付けられる回転軸４２と、この回転軸４２を回転
駆動させる駆動用モータ４６と、このモータ４６に直結
した駆動量測定用の回転センサ４７とからなるアームユ
ニットを複数個連結している。回転軸４２、駆動用モー
タ４６および回転センサ４７は、駆動伝達系４８を介し
て回転自在に連結されている。この回転部にはブレーキ
４９も内蔵しており、遠隔指令値に従って動作した回転
軸４２を固定することができ、多関節腕４０を図２に示
すような形状に保持することも可能としている。

【００１６】さらに、多関節腕４０の下端には回転軸４
５が取り付けられ、先端取付けアーム４４を作動させて
多関節腕４０を位置決めすることができる。また、多関
節腕４０の下端には原子炉上部室のシュラウド４の外面
およびその外側に設置される機器の各種点検検査・補修
を行う点検検査・補修装置５０と、これを原子炉容器１
とシュラウド４との間の狭隘部に位置決めして保持する
固定装置７０とが設けられている。なお、図３および図
４ではアームユニットを５つ設けているが、この個数に
限定されるものではない。

【００１７】図５は遠隔炉内点検補修装置１０を原子炉
容器１内の狭隘な場所である原子炉容器１とシュラウド
４との間の隙間に挿入する時、短時間で確実且つ安全に
動作させるための説明図であり、狭隘部へ多関節腕４０
を挿入する場合には、テレビジョンカメラや照明装置を
搭載しシュラウド４の外面およびその外側に設置される
機器を点検・検査する点検・検査装置としての水中点検
ロボット９０を多関節腕４０の近傍に位置決めし、周囲
の状況を含めてテレビジョン画像情報としてケーブル９
１を通して操作装置としての操作盤９２に伝送し、ＴＶ
カメラ用ＣＲＴ９５に表示する。

【００１８】この情報に基づいてオペレータは操作盤９
２により据付装置１１を経て多関節腕収納装置３０およ
び多関節腕４０を遠隔操作で制御運転することにより、
周辺の機器、配管（例えば、シュラウド４やスプレイノ
ズル配管）との干渉を回避しながら多関節腕４０を上記
隙間に容易に挿入することが可能となる。

【００１９】また、多関節腕４０はさらに深い場所に挿
入されると、上記水中点検ロボット９０が多関節腕４０
の先端を監視することが不可能となってしまうので、こ
れを支援するため多関節腕４０の各関節状態をグラフィ
ック用ＣＲＴ９４に表示し、操作器９３を操作すること
により、その状態をオペレータは容易にリアルタイムで
監視可能であり、加えて点検可能範囲を拡大することが
できる。

【００２０】図６は多関節腕４０先端に設けた点検検査
・補修装置５０を操作盤９２により遠隔操作で交換する
作業例を示す。すなわち、図２において説明した巻き上
げ装置２１によりワイヤーロープ２３を通して多関節腕
４０を吊り上げながら収納装置３０に収納する状態に制
御しながら、この収納装置３０に納める。次いで、納め
る作業を終了した後にガイド機構２２を介して旋回さ
せ、さらに図６に示す多関節腕４０の先端部を上方に向
けるように制御する。

【００２１】多関節腕４０はこの状態を保持しながら原
子炉容器１の上端に取り付けた据付装置１１から遠隔着
脱可能な吊り具５２およびワイヤーロープ５３により加
工治具５１を吊り下げて点検検査・補修装置５０に取り
付ける。

【００２２】図７は多関節腕４０の先端部を拡大して示
し、この多関節腕４０に点検検査・補修装置５０の基台
となる取付け架台５４を上部から吊り下げて接近させて
いる状態を示す。多関節腕４０の先端にはこの腕に対し
て回転自在な関節１４４が内蔵されており、その端部に
は取付け座１４５が設けられている。この取付け座１４
５内には図示しない電磁石が内蔵され、この電磁石は遠
隔操作でオン、オフ可能に構成され、取付け座１４５に
接近する磁性材料を吸着することにより、必要な治具を
固定する。

【００２３】次に、取付け座１４５に接合する点検検査
・補修装置５０について説明する。上記のように据付装
置１１からワイヤーロープ５３により吊り下げられた加
工治具５１の下面には図７に示す取付け受座５５が取付
け座１４５に対面するように設けられている。この取付
け受座５５には取付け座１４５に取り付けられているガ
イドピン，ガイド孔１４６に挿入可能なピン５５ａ，ガ
イド孔５５ｂを設け、高精度な位置決めを実現してい
る。

【００２４】取付け架台５４には水平２軸方向に微動可
能なＸ，Ｙ軸駆動機構５６ａ，５６ｂが取り付けられ、
この駆動機構５６ａ，５６ｂを作動することにより各種
加工治具を対象物に接近、接触させることができる。

【００２５】また、固定装置７０には図８に示すように
シリンダ７１が設けられ、このシリンダ７１を作動する
と、左右方向に固定座７２を伸長させて例えば原子炉容
器１とシュラウド４との間に多関節腕４０の先端を固定
することができる（図５に示す）。このような状態で各
種作業を行った後、再びシリンダ７１を作動することに
より固定座７２を引き込み、上記の固定を解除し多関節
腕４０の先端を自由に動作する状態にする。

【００２６】取付け架台５４には２軸の傾斜計５７が設
けられ、この傾斜計５７は多関節腕４０に対する取付け
架台５４の水平度を計測し、この傾斜計測値を所定値以
内に制御するためシリンダ機構５８が４セット設けられ
ている。このシリンダ機構５８は多関節腕４０に固定し
たシリンダ取付け部５９に設けられている。

【００２７】２軸の傾斜計５７の出力信号例を図９
（Ａ），（Ｂ）に示し、多関節腕４０に対する取付け架
台５４の姿勢を傾斜計５７で計測し、図９（Ｃ）に示す
ようにＸ，Ｚ軸が傾斜している場合には、シリンダ５８
ａ，５８ｂと５８ｄ，５８ｃを各一対とするシリンダ長
さを調整する。また、Ｚ，Ｙ軸が傾斜している場合には
シリンダ５８ａ，５８ｄと５８ｂ，５８ｃを各一対とす
るシリンダ長さを調整して水平面を所定値内に制御す
る。

【００２８】また、取付け架台５４上には、図１０に示
すように回転軸６１により治工具台６０が回転自在に取
り付けられ、この治工具台６０は駆動用モータ６５を駆
動させ、この駆動力を歯車などの動力伝達機構６７を介
して治工具台６０に設けた駆動用歯車６８に伝達するこ
とにより回転させることができる。そして、駆動用モー
タ６５はブレーキ機構６６を内蔵し、このブレーキ機構
６６により治工具台６０の回転を任意の位置で停止さ
せ、その位置を保持する。

【００２９】また、治工具台６０の上面には図１２〜図
１４に示す各工具を取り付けるための治工具取付け座６
２が複数個所設けられ、これらの取付け座６２のそれぞ
れには図１１に示すようにガイドピン６３が植設される
とともに、ボルト孔６４が穿設されている。これによ
り、上記の工具はこの場所に精度よく固定される。ま
た、治工具台６０には各治具の動作状況を目視するテレ
ビジョンカメラ８１がカメラ用雲台８２により視点を変
更できるように設置されている。

【００３０】そして、治工具取付け座６２は治工具台６
０の中心ｏからの距離ａ〜ｄを変更して配することで、
図１２〜図１４に示す各治工具類の位置決めを容易に行
える構成になっている。

【００３１】図１２は溶接加工ユニット１００を示し、
図１１に示す治工具台６０の治工具取付け座６２に設け
たガイドピン６３およびボルト孔６４に溶接加工ユニッ
ト１００の位置決め孔１０１ａおよびボルト用孔１０１
ｂをそれぞれ結合し、ボルト孔６４およびボルト用孔１
０１ｂにボルトを通すことにより、治工具取付け座６２
に溶接加工ユニット１００を位置決めすることができ
る。

【００３２】溶接加工ユニット１００には溶接用トーチ
１０８を旋回させるための旋回機構１０４と、この旋回
機構１０４を駆動させる駆動用モータ１０３が取り付け
られるとともに、上下方向の位置決め用の上下動ガイド
機構１０５が取り付けられている。溶接用トーチ１０８
はトーチ上下動モータ１０２により微小量の移動が可能
である。そして、溶接用トーチ１０８の近傍には対象部
位との位置関係を監視する溶接用トーチ監視カメラ１０
９が配設され、この溶接用トーチ監視カメラ１０９によ
り溶接用ワイヤーを供給するワイヤー供給装置１０７の
状態なども操作盤９２に伝送し、ＴＶカメラ用ＣＲＴ９
５に表示することで、目視にて確認することができる。

【００３３】図１３は図１２と同様に治工具台６０に取
り付けて作業する放電加工ユニット１１０を示し、上下
に微動して位置決めできる機構である上下駆動用モータ
１１２と上下ガイド機構１１５とからなる部分の先端に
は、放電加工電極１１３が種々の形状で取り付けられて
いる。この放電加工電極１１３は対象部位の形状、寸法
などに対応して交換可能である。また、放電加工ユニッ
ト１１０には図１２の溶接加工ユニット１００と同様に
治工具取付け座６２に位置決めするための位置決め孔１
１１ａおよびボルト用孔１１１ｂが穿設されている。

【００３４】図１４は図１２と同様に治工具台６０に取
り付けて作業する砥石研磨ユニット１２０を示し、この
砥石研磨ユニット１２０は上下に微動して位置決めでき
る機構である上下駆動用モータ１２２と、上下ガイド機
構１１５とを有し、これらの先端には砥石回転用モータ
１２４が取り付けられ、その端部に砥石（タップ）１２
３を取り付ける構造になっている。また、砥石研磨ユニ
ット１２０には図１２の溶接加工ユニット１００と同様
に治工具取付け座６２に位置決めするための位置決め孔
１２１ａおよびボルト用孔１２１ｂが穿設されている。

【００３５】次に、本実施例の作用を説明する。

【００３６】狭隘部へ多関節腕４０を挿入する場合は、
水中点検ロボット９０を多関節腕４０の近傍に位置決め
し、周囲の状況を含めてテレビジョン画像情報としてケ
ーブル９１を通して操作盤９２に伝送し、ＴＶカメラ用
ＣＲＴ９５に表示する。

【００３７】この情報に基づいてオペレータは操作盤９
２により据付装置１１を走行レール３上を移動させ、且
つ多関節腕収納装置３０および多関節腕４０を遠隔操作
で制御運転することにより、周辺の機器、配管（例え
ば、シュラウド４やスプレイノズル配管）との干渉を回
避しながら上記狭隘部の補修対象場所に多関節腕４０を
挿入する。

【００３８】次いで、固定装置７０のシリンダ７１を作
動させて、固定座７２を伸長させ原子炉容器１とシュラ
ウド４との間に多関節腕４０を固定させた後、多関節腕
４０に取り付けた溶接加工ユニット１００などの各種治
工具を操作盤９２により遠隔操作することで、原子炉上
部室のシュラウド４の外面およびその外側に設置される
機器の補修作業を行う。

【００３９】すなわち、本実施例では原子炉上部室のシ
ュラウド４の外面およびその外側に設置される機器を水
中点検ロボット９０により点検・検査するとともに、シ
ュラウド４の外面およびその外側に設置される機器の補
修対象場所に障害物を回避しながら多関節腕４０の先端
に取り付けた溶接加工ユニット１００などの各種治工具
を操作盤９２の遠隔操作により移動させ、この治工具に
より容易に補修作業を行うことができる。

【００４０】したがって、操作盤９２は据付装置１１を
経て多関節腕収納装置３０および多関節腕４０を遠隔操
作で制御するとともに、水中点検ロボット９０および各
種治工具など全体の制御操作を行う。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る遠隔
炉内点検補修装置によれば、原子炉容器のフランジ面の
レール上を走行する走行装置から原子炉容器内に延び伸
縮・折り曲げ自在に構成した多関節腕に治工具を取り付
け、この治工具により原子炉上部室に設置されるシュラ
ウドの外面およびその外側の機器を補修するとともに、
点検・検査装置により点検・検査するようにしたので、
原子炉上部室に設置されるシュラウドの外面およびその
外側の機器の健全性を点検・検査および補修することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る遠隔炉内点検補修装置の一実施例
を原子炉容器に据え付けた状態を示す斜視図。

【図２】図１の内部構造を示す構成図。

【図３】図２に示す多関節腕の拡大図。

【図４】図２に示す多関節腕の内部構造を示す詳細図。

【図５】遠隔炉内点検補修装置の一実施例を狭隘な場所
に挿入する作業状態を示す説明図。

【図６】多関節腕の先端に各種治工具を取り付ける作業
状態を示す説明図。

【図７】図６に示す点検検査・補修装置の拡大斜視図。

【図８】取付け架台の傾斜を補正するための機構を示す
説明図。

【図９】（Ａ），（Ｂ）は傾斜計の出力信号例を示す説
明図、（Ｃ）は取付け架台の傾斜を所定値内に制御する
ための説明図。

【図１０】取付け架台に治工具台が取り付けられた状態
を示す説明図。

【図１１】図１０に示す治工具台の平面図。

【図１２】図１１に示す治工具台に取り付けられる溶接
加工ユニットの斜視図。

【図１３】図１１に示す治工具台に取り付けられる放電
加工ユニットの斜視図。

【図１４】図１１に示す治工具台に取り付けられる砥石
研磨ユニットの斜視図。

【符号の説明】

１ 原子炉容器 ２ 原子炉容器フランジ面 ３ 走行レール ４ シュラウド １０ 遠隔炉内点検補修装置 １１ 据付装置（走行装置） ２０ ガイド取扱い装置 ２１ 巻き上げ装置 ２２ ガイド機構 ２３ ワイヤーロープ ３０ 多関節腕収納装置 ３１ 接続機構 ４０ 多関節腕 ５０ 点検検査・補修装置 ５４ 取付け架台 ６０ 治工具台 ６２ 治工具取付け座 ７０ 固定装置 ７２ 固定座 ８１ テレビジョンカメラ ９０ 水中点検ロボット（点検・検査装置） ９２ 操作盤（操作装置） １００ 溶接加工ユニット（治工具） １１０ 放電加工ユニット（治工具） １２０ 砥石研磨ユニット（治工具）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 元比古 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉容器のフランジ面に敷設したレー
   ルと、このレール上に走行可能に設置した走行装置と、
   この走行装置から上記原子炉容器内に延び伸縮・折り曲
   げ自在に構成した多関節腕と、この多関節腕に取り付け
   られ且つ原子炉上部室に設置されるシュラウドの外面お
   よびその外側の機器を補修する治工具と、上記シュラウ
   ドの外面およびその外側の機器を点検・検査する点検・
   検査装置と、上記走行装置、多関節腕、治工具および点
   検・検査装置を遠隔操作する操作装置とを備えたことを
   特徴とする遠隔炉内点検補修装置。