JPH09159789A - 圧力容器貫通ハウジングのブラッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原子炉圧力容器の底部に立設された圧力容器
貫通ハウジングおよびこれに溶接されたスタブチューブ
の外面を炉上部からの遠隔操作によって確実に磨くこと
が出来るブラッシング装置を提供する。 【解決手段】 圧力容器貫通ハウジング７ｂの上部開孔
に挿入される下部ガイド51と、上方にある炉心支持板43
に形成された貫通孔に挿入して支持される上部ガイド52
とを連結ポール53で連結する。連結ポール53には保持部
材57を介して電動モータ54が取り付けられており、この
電動モータ54の下側にはこの電動モータ54と連結して回
転するブラシ59が取付けられている。また連結ポール53
には保持部材58を介して水中テレビカメラ56が取付けら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は沸騰水型原子炉（Ｂ
ＷＲ）の使用期間中に原子炉圧力容器内の底部に固定支
持される圧力容器貫通ハウジングおよびスタブチューブ
の表面に発生した錆、汚れなどを磨き、目視検査などの
非破壊検査を正確に行える状態とする圧力容器貫通ハウ
ジングのブラッシング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型原子炉は、例えば図５および図
６に示すように構成されたものがある。図５は図６の下
部を拡大して示したものである。この図６において、原
子炉１は密閉された円筒状の原子炉圧力容器２がその長
手方向に直立に設置され、この原子炉圧力容器２内には
上部より蒸気乾燥器３、気水分離器４、燃料集合体５，
５…、制御棒６，６…および制御棒駆動機構（ＣＲＤ）
７，７…が配置されて構成される。

【０００３】燃料集合体５はその内部に二酸化ウランが
封入された柱状部材であり、これらがその長手方向に互
いに所定の間隔をおいて配列されている。燃料集合体５
の隙間にはその長手方向に移動自在の制御棒６，６…が
挿入され、これら制御棒６，６…はロッド７ａ，７ａ…
を介して原子炉圧力容器２の下部に設けられた制御棒駆
動機構７，７…により上下方向に移動できるようになっ
ている。原子炉圧力容器２内には、燃料集合体５，５…
の上方まで水８が満たされており、この水８は原子炉１
の減速材および冷却材の機能を有している。そして、燃
料集合体５の二酸化ウランの核分裂によって発生した熱
は水８に伝達される。この水８は沸騰し、気水分離器４
で水蒸気と水に分離され、蒸気乾燥器３で乾燥された後
蒸気出口２ａを経て図示しないタービンへ送られる。ま
た、炉心に対し制御棒６，６…を制御棒駆動機構７，７
…により挿入・引き抜きを行うことで、制御棒６，６…
は核分裂によって放出された中性子を適宜吸収すること
によって原子炉１の出力を制御している。制御棒駆動機
構７は、原子炉圧力容器２の下部から貫通して延びた円
筒状のハウジング（圧力容器貫通ハウジング）７ｂ，７
ｂ…内に設けられたロッド７ａ，７ａ…を液圧により上
下移動させる。

【０００４】制御棒駆動機構７の下部には制御棒駆動機
構本体を取り付けるために、ハウジング７ｂの外径より
も太いフランジ７ｃが形成されている。図７は圧力容器
貫通ハウジングであるハウジング７ｂを原子炉圧力容器
２の底部に固定支持した状態で示す断面図である。図７
に示すように原子炉圧力容器２の内面にステンレス肉盛
部９が溶接により形成され、鏡面仕上げされている。原
子炉圧力容器２の貫通孔２ａの傾斜部には、耐熱、耐食
合金であるインコネル材の溶接部11によりスタブチュー
ブ10を溶接し、このスタブチューブ10で台を形成する。

【０００５】このスタブチューブ10の頂部に開先部を形
成し、この開先部をインコネルなどで溶接し、この溶接
部12を介してハウジング７ｂをスタブチューブ10に固定
してシールさせる。スタブチューブ10の溶接部12によ
り、ハウジング７ｂは原子炉圧力容器２内の下方に位置
するプレッシャバウンダリ13から区画された炉水環境か
ら隔離している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ハウジング
７ｂの外面に何等かの原因により錆やクラックなどが発
生したり、あるいはシウジング７ｂの材料にはＳＵＳ30
4 などのオーステナイト系ステンレス鋼管を使用してい
るので、応力、腐食環境、材料（クロム欠乏層の生成）
の３つの条件が成立すると、原子炉圧力容器２との溶接
部近傍で応力腐食割れ（Stress Corrosion Crack以下Ｓ
ＣＣという）が発生し損傷する場合が想定される。この
応力腐食割れは上記３つの条件のうち１つでも欠落すれ
ば発生しないので、この応力腐食割れ防止のために、種
々の対策を講じる必要がある。

【０００７】すなわち、圧力容器貫通ハウジングである
ハウジング７ｂは、ステンレス鋼（ＳＵＳ）で形成され
ているため上記応力腐食割れの３条件が成立すると、原
子炉圧力容器２との溶接部分または溶接部近傍のハウジ
ング７ｂの熱影響部で応力腐食割れが発生する恐れがあ
る。

【０００８】この応力腐食割れが生じ、ハウジング７ｂ
に貫通性の欠陥が生じると、原子炉圧力容器２内の炉水
がハウジング７ｂの貫通性欠陥部を通って原子炉圧力容
器２外にリークする恐れがある。すなわち、円筒状のハ
ウジング７ｂを固定支持する原子炉圧力容器２の溶接部
近傍に応力腐食割れが生じ、ハウジング７ｂに割れが発
生すると、この割れがハウジング貫通性欠陥に進展し、
炉水リークを招く恐れがある。また、ハウジング７ｂの
外面に何等かの原因により錆やクラックが発生し、これ
らを放置しておくと、一段と進行しハウジング７ｂに亀
裂が生じたりすることがあり、原子炉の出力を制御する
ための制御棒駆動機構７がそのような状態になることは
好ましくない。しかし、原子炉圧力容器２とハウジング
７ｂとの溶接部近傍に貫通性欠陥が万一生じた場合、炉
水漏洩に対する恒久的な補修方法は従来は未確立であ
り、又、他の構造物にも悪影響を与えることも考えら
れ、好ましくない。

【０００９】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、圧力容器貫通ハウジングの表面およびその溶接
部近傍に欠陥が発生した場合に、炉水を抜かずにハウジ
ングのブラッシングを行え、点検が確実かつ能率よく行
える圧力容器貫通ハウジングブラッシング装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１は原子炉圧力容器の下部に固
定される圧力容器貫通ハウジングおよびこの圧力容器貫
通ハウジングに溶接されたスタブチューブの外表面をブ
ラシ洗浄するブラッシング装置であって、原子炉圧力容
器の上部から鉛直に吊降され、前記圧力容器貫通ハウジ
ングの上部開孔に挿入支持される下部ガイドと、炉心支
持板に形成された貫通孔に挿入支持される上部ガイド
と、これらの下部ガイドおよび上部ガイドを連結する連
結ポールと、これら下部ガイドおよび連結ポールの少な
くとも一方に保持されたブラシ回転手段と、このブラシ
回転手段に連結されて圧力容器貫通ハウジングおよびス
タブチューブの少なくとも一方を磨くブラシとを備えて
なることを特徴とする。

【００１１】また請求項２記載の発明は、下部ガイドは
圧力容器貫通ハウジングの上部開孔に回転可能に載置さ
れ、上部ガイドは炉心支持板に形成された貫通孔に回転
可能に支持したことを特徴とする。

【００１２】また請求項３記載の発明は、連結ポールお
よび下部ガイドの少なくとも一方に保持された水中テレ
ビカメラを備えた事を特徴とする。請求項４記載の発明
は水中テレビカメラは圧力容器貫通ハウジングおよびス
タブチューブの上記水中テレビカメラによる撮映位置を
照明する水中照明具を備えた事を特徴とする。

【００１３】請求項５記載の発明はブラシ回転手段はモ
ータケース内に収納された電動モータであり、このモー
タケースには圧縮空気を供給する空気供給手段を備えた
事を特徴とする。

【００１４】請求項６記載の発明はブラシは圧力容器貫
通孔の側面を磨く側面用ブラシおよびスタブチューブと
圧力容器底部とのコーナ部を磨くコーナ用ブラシとから
なり、これら両ブラシは上記連結ポールに併用可能に保
持され、これらのブラシは研磨材が接着されているかま
たはブラシ自身がラバー砥石であることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明に係る圧力容器貫通ハ
ウジングブラッシング装置の一実施例を図１〜図４を参
照して説明する。図５は本発明の適用対象である沸騰水
型原子炉の下部構造を示す構成図である。図５に示すよ
うに、沸騰水型原子炉は原子炉圧力容器15を備え、この
原子炉圧力容器15はその支持ペデスタル16上に支持スカ
ート17を介して支持される。原子炉圧力容器15の下部
（下鏡）には、原子炉の炉心に制御棒の挿入・引き抜き
を行う制御棒駆動機構（ＣＲＤ）18が多数本林立状態で
垂設されている。制御棒駆動機構18のＣＲＤハウジング
20は、原子炉圧力容器15の下鏡に溶接されＣＲＤハウジ
ング20にはステンレス鋼が用いられる。

【００１６】また、原子炉の出力表示や燃焼度の評価の
ために、原子炉炉心部で発生する中性子束は中性子検出
器21によって検出され監視される。中性子検出器21は、
各制御棒駆動機構18間における適宜空間に配置されてお
り、その下部側は長尺ハウジングである中性子束モニタ
案内管22や中性子モニタハウジング（インコアモニタハ
ウジング：ＩＣＭハウジング）23を通って下方に延びて
いる。この中性子モニタハウジング23の上部は炭素鋼を
母材とする原子炉圧力容器15の貫通孔を挿通して原子炉
圧力容器15の内側から溶接により固定される。

【００１７】図４は本発明に係る圧力容器貫通ハウジン
グのブラッシング装置の一実施例を原子炉圧力容器15内
に配置した状態で示す一部を側面で示す断面図である。
図４に示すように、原子炉圧力容器15内には、円筒状の
炉心シュラウド41が配置され、この炉心シュラウド41内
においては、図示しない燃料集合体の上端を支持する上
部格子板42と、図示しない燃料支持金具を介して燃料集
合体の下方を支持する炉心支持板43とが配設されてい
る。そして原子炉圧力容器15の上方には燃料交換機44が
配備されている。

【００１８】この燃料交換機44にポール取扱い機構45を
介してポール46が吊降ろされている。即ち、ポール取扱
い機構45は燃料交換機44に設けられているホイスト47
と、このホイスト47に巻回されているワイヤ48とからな
り、このワイヤ48にポール接続部49を介してポール46が
接続されている。ポール46は、一定長さのものが複数
本、ポール継手を介して連結された構成となっており、
このポール46の下端に圧力容器貫通ハウジングブラッシ
ング装置50Ａが接続されハウジング７ｂに載置されてい
る。

【００１９】図１は本発明に係る圧力容器貫通ハウジン
グブラッシング装置に係る全体構成図でハウジング７ｂ
とスタブチューブ10との溶接部12をブラッシングしてい
る状態で示す図で、図２はスタブチューブ10と圧力容器
２底部との溶接部近傍をブラッシングしている状態を示
す図である。

【００２０】これらの図に示すようにハウジング７ｂの
上部開孔穴に挿入し回転自在な下部ガイド51と炉心支持
板43の開孔穴に係合し、回転自在な上部ガイド52が設け
られこれらのガイド51，52は連結ポール53により接続固
定されている。上部ガイド52の上部はポール46と連結さ
れ燃料交換機44上から作業員により旋回（回転）が自由
に行える。そして連結ポール53には保持部材57を介して
ブラシ回転手段として電動モータ54が連結され、この電
動モータ54にはハウジング７ｂとスタブチューブ10との
溶接部表面を磨くブラッシ55が組込まれている。又、連
結ポール53にはブラッシ55の磨き状態を確認するために
水中テレビカメラ56がブラッシ55の横に保持部材58を介
して組込まれている。

【００２１】ブラシ回転手段として本実施例で採用した
電動モータ54は水密密閉構造のモータケースに収納され
図示しない空気圧ホースによりモータケース内に加工空
気が供給され気中状態を形成している。図２は圧力容器
２底部の傾斜面を磨くためのものでブラシ59の形状が半
円状になっており下部球面部を利用して磨く構造とした
ものである。

【００２２】旋回はポール46を操作し、上部ガイド52お
よび下部ガイド51を中心として回転させることにより行
われ、又、ポール46を軸方向に昇降させながら旋回をす
ることにより圧力容器２底部形状に沿ってスタブチュー
ブ10を磨くことができる。

【００２３】次に本実施例の圧力容器貫通ハウジングブ
ラッシング装置を用いて圧力容器貫通ハウジングの点検
・検査を行う場合には、下記の順序に従って行う。まず
原子炉の停止後に、原子炉圧力容器２の上蓋を取り外
す。この後、蒸気乾燥器およびシュラウドヘッドを機器
貯蔵プールに移動しその後に作業を行う。この場合、燃
料交換機44のホイスト47により圧力容器貫通ハウジング
ブラッシング装置を吊り降ろし、圧力容器貫通ハウジン
グ７ｂの上に設置する。この状態で水中テレビカメラ56
の映像を炉上のモニタテレビで監視しながら操作ポール
46をゆっくり旋回させ、上下動を加えて圧力容器貫通ハ
ウジング７ｂの表面およびスタブチューブ10の表面をブ
ラッシングする。

【００２４】このような本実施例によると、ブラシ回転
手段としての電動モータ54およびブラシ55，59を下端に
取付けたポール46を原子炉圧力容器２の上方から吊降ろ
し、原子炉圧力容器貫通ハウジング７ｂに着座させ、ス
タブチューブの表面でブラシ55，59を接触回転させるこ
とにより、圧力容器底部に据付いている貫通ハウジング
を能率よくブラッシングすることができる。又、ブラッ
シングによって生じる研磨屑を図示しない吸引フィルタ
装置によって吸引除去することにより、炉水を浄化する
ことができる。

【００２５】さらに、ブラシ55，59の位置やブラッシン
グ状態またはブラッシング後のスタブチューブ10および
溶接部12の状態をモニタテレビによって観察することが
できるので、ブラッシング作用が確実に行えるととも
に、ブラッシング後の傷等の発生情況の検査を行うこと
ができる。

【００２６】また、操作ポール46の下部にある下部ガイ
ド51を圧力容器貫通ハウジング７ｂの上部開孔穴に挿入
させ、炉心支持板43の開孔穴に上部ガイド52を挿入する
ことにより位置決めすることで、操作ポール46が安定す
るとともに、操作ポールを圧力容器貫通ハウジング７ｂ
の軸心周りに回動させることが出来るのでブラッシング
装置を安定させて、均一にブラッシングすることができ
る。

【００２７】また、ブラシ回転手段を電動モータ54とし
たので、エアモータを用いた場合のような気泡の発生が
なく、ブラッシング中の観察が容易に行える。また電動
モータ54を収納するモータケース内には圧縮空気を供給
するのでモータケース内における電動モータの絶縁状態
を確実に保持することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
力容器貫通ハウジングのブラッシング点検および検査
を、水中にて遠隔操作により、確実かつ短時間で行うこ
とができる。

【００２９】したがって、作業員の放射線被曝量を大幅
に低減させることができる。また、原子炉の健全性を確
認でき、安全に原子炉運転を行えるので、プラントの稼
動率向上等に大きく寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧力容器貫通ハウジングブラッシ
ング装置を使用状態で示す側面図。

【図２】本発明に係る圧力容器貫通ハウジングブラッシ
ング装置を圧力容器底部とスタブチューブとの溶接部の
ブラッシング状態で示す側面図。

【図３】図２をＡＡ矢視方向から示す平面図。

【図４】本発明に係る圧力容器貫通ハウジングブラッシ
ング装置を圧力容器内に設置した状態で示す全体側面
図。

【図５】沸騰水型原子炉の下部構造を示す側面図。

【図６】一般の沸騰水型原子炉の圧力容器を示す断面
図。

【図７】圧力容器貫通ハウジングの溶接部を示す断面
図。

【符号の説明】

１…原子炉 ２…原子炉圧力容器 ７ｂ…ハウジング ８…水 ９…ステンレス肉盛部 10…スタブチューブ 11…溶接部 12…溶接部 20…ＣＲＤハウジング 23…中性子モニタハウジング 25…圧力容器貫通ハウジング 41…シュラウド 43…炉心支持板 44…燃料交換機 45…ポール取扱機構 46…ポール 50Ａ…圧力容器貫通ハウジングブラッシング装置 51…下部ガイド 52…上部ガイド 53…連結ポール 54…電動モータ 55，59…ブラシ 56…水中テレビカメラ 57，58…保持部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉圧力容器の下部に固定される圧力
   容器貫通ハウジングおよびこの圧力容器貫通ハウジング
   に溶接されたスタブチューブの外表面をブラシ洗浄する
   ブラッシング装置であって、原子炉圧力容器の上部から
   鉛直に吊降され、前記圧力容器貫通ハウジングの上部開
   孔に挿入支持される下部ガイドと、炉心支持板に形成さ
   れた貫通孔に挿入支持される上部ガイドと、これらの下
   部ガイドおよび上部ガイドを連結する連結ポールと、こ
   れら下部ガイドおよび連結ポールの少なくとも一方に保
   持されたブラシ回転手段と、このブラシ回転手段に連結
   されて圧力容器貫通ハウジングおよびスタブチューブの
   少なくとも一方を磨くブラシとを備えてなる圧力容器貫
   通ハウジングのブラッシング装置。
2. 【請求項２】 上記下部ガイドは圧力容器貫通ハウジン
   グの上部開孔に回転可能に載置され、上記上部ガイドは
   炉心支持板に形成された貫通孔に回転可能に支持したこ
   とを特徴とする請求項１記載の圧力容器貫通ハウジング
   のブラッシング装置。
3. 【請求項３】 上記連結ポールおよび下部ガイドの少な
   くとも一方に保持された水中テレビカメラを備えた事を
   特徴とする請求項１および請求項２記載の圧力容器貫通
   ハウジングのブラッシング装置。
4. 【請求項４】 上記水中テレビカメラは圧力容器貫通ハ
   ウジングおよびスタブチューブの上記水中テレビカメラ
   による撮映位置を照明する水中照明具を備えた事を特徴
   とする請求項３記載の圧力容器貫通ハウジングのブラッ
   シング装置。
5. 【請求項５】 上記ブラシ回転手段はモータケース内に
   収納された電動モータであり、このモータケースには圧
   縮空気を供給する空気供給手段を備えた事を特徴とする
   請求項１ないし請求項３記載の圧力容器貫通ハウジング
   のブラッシング装置。
6. 【請求項６】 上記ブラシは圧力容器貫通孔の側面を磨
   く側面用ブラシおよびスタブチューブと圧力容器底部と
   のコーナ部を磨くコーナ用ブラシとからなり、これら両
   ブラシは上記連結ポールに併用可能に保持され、これら
   のブラシは研磨材が接着されているかまたはブラシ自身
   がラバー砥石であることを特徴とする請求項１ないし請
   求項３記載の圧力容器貫通ハウジングのブラッシング装
   置。