JPS62168096A - 炉内作業装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は例えば沸騰水型原子炉（以下Ｂ　’ｉＶ　Ｒと
称す）の原子炉圧力容器内に落下した作業用器具等の落
下位置を探索する為の炉内作業装置に関する。

［発明の技術的背景］ 一般に原子力発電プラントでは定期的に運転。

停止を行ないいわゆる供用（運転停止）期間中検査が施
される。ＢＷＲの原子炉圧力容器における行なわれる。

かかる作業は上記原子炉圧力容器および原子炉ウェル内
に水を充満させ（例えば炉心上に１４７７Ｌ〜１５ｍま
で水を充満させる）この充満させた水面上方より行なっ
ている。

上記供用期間中検査において例えば燃料交換作業を行な
っている時誤操作により作業工具あるいは各様器の部品
等を原子炉圧力容器内に落下させてしまうことがある。

このように作業工具あるいは部品等を落下させた場合に
は水中カメラを炉内に垂下してまず落下場所を発見して
その後その落下した工具等の捕集を行なう。

［背景技術の問題点］ 上記構成において水中カメラを使用できるのは、水中カ
メラを垂直に垂下することができる場所でかつ見通しの
良好な所でなければならず、近傍の構造が複雑で見通し
が悪い所では極めて困難である。一般にＢＷＲの原子炉
圧力容器内には複数の燃料集合体および制御棒等からな
る炉心がその上下端を夫々上部格子板および炉心支持板
により支持されて収容されており、この炉心以外にも各
種の機器が設置されていて？！雑な構成となっている。

特に前記炉心支持板下方には上記制御棒を駆動する制御
棒駆動機構のハウジングあるいはインコアハウジング等
が林立しており、見通しが極めて悪い状況下にある。よ
ってこのような場所に作業工具あるいは部品等が落下し
た場合には上述した水中カメラによる落下場所の探索作
業は極めて困難であり、また仮に可能であったとしても
作業に長時間を要してしまうという不具合があった。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点に基づいてなされたものでその目的は
、原子炉圧力容器内特に炉心支持板より下方に工具等が
落下した場合にもその探索を原子炉圧力容器外部より遠
隔でかつ容易に行なうことを可能とし、作業性の向上お
よび作業時間の短縮を図ることが可能な炉内作業装置を
提供することにある 〔発明の概要〕 すなわち本発明による炉内作業装置は、原子炉圧力容器
内に垂下され任意の制御棒案内管を撤去した後に装着固
定されその下端を開口した外筒と、この外筒内の下方位
置に出没自在に収容されその先端に視覚装置を有するマ
ニプレータ機構と、このマニプレータ機構の上方の上記
外圏内に設置されマニプレータ機構を上下動さるととも
に回転させる駆動機構とを具備した構成である。

〔発明の実施例〕

以下第１図乃至第１２図を参照して本発明の一実施例を
説明する。第１図は上部蓋体を撤去した状態の原子炉圧
力容器１およびその近傍の状態を示す縦断面図である。

上記原子炉圧力容器１はその外周をコンクリート製の壁
体２により包囲されており、このコンクリート製壁体２
の上面はオペレーションフロア２Ａとなっている。また
上記原子炉圧力容器１内にはシュラウド３が原子炉圧力
容器１と同芯状に立設されており、このシュラウド３の
内周側には炉心４が収容されている。上記炉心４はその
上下端を夫々上部格子板５および炉心支持板６により支
持さ６れている。又上記炉心４は複数の燃料集合体７お
よび制御棒等から構成されており、この燃料集合体７は
燃料支持金具９を介して上記炉心支持板５に支持され、
またこの燃料集合体７は格子状（例えば８行×８列）に
配列されている。また上記炉心４の下方には制御棒案内
管１０１制冊捧駆動渫構ハウジング１１、インコア案内
管１２、および差圧検出用のほう醒水注入管１３等が林
立さされているとともに、原子炉圧力容器１の下ｆｆｌ
　１　Ａ　１．：　？Ｉ故のスクラブチューブ１４が溶
接されている。

上記構成の原子炉圧力容器１内には本実施例による炉内
作業装置２１が前記オペレーションフロア２△よりホイ
スト随侮２２を介してワイア２３により垂下されている
。上記ホイスト１ｔｉ２２は例えば燃料交換用のプラッ
トホーム２０Ｃ設置されているホイストを使用する。ま
た図中符号１つは上記オペレーションフロア２Ａ上に設
置された制御型を示しこの制御型１９と上記炉内作業装
置２１とは、ケーブル１８を介して接続されている。

上記炉内作業装置！２１を垂下する場合にはまず４体の
燃料集合体４からなる単位格子を撤去し、かつこの単位
格子に対応した制御棒６および制御棒案内管１０を撤去
する必要がある。そして垂下された炉内作業装置り上は
上記撤去された制御棒案内管１０の位置に設置され、そ
の上端部を前記炉心支持板６により支持されるとともに
その下端を前記制御棒駆動機構ハウジング１１の上端に
当接させて支持される。この状態を第２図に示す。すな
わち炉内作業装置２１の外筒２５の上端側部には突起２
６が突設されており、この突起２６を炉心支持板６より
立設された位置決めビン２７に当接させることによりそ
の位置を決定される。一方上記外筒２５の下端には固定
座２７Ａを有する支持部２７が突出されており、上記固
定座２７Ａを制御棒駆動機構ハウジング１１の上端に当
接させた状態で設置されている。

次に上記炉内作業装置ｍの構成を第３図を参照して詳細
に説明する。すなわち炉内作業装置、２−上は上記外筒
２５、この外筒２５内に収容されたマニプレータ機構３
１およびこのマニプレータ機構３１の上方位置の上記外
筒２５内に収容され上記マニプレータ機構３１を上下動
させる、あるいは回転させる駆動機構３２とから構成さ
れている。

上記外筒２５は前述したようにその下端が開口２５Ａと
なっており、マニプレータ機構３１はこの開口２５Ａを
介して出没可能となっている。また上記マニプレータ機
構３１は支持棒３３を介して上記外筒２５内の中間位置
に設置されたアーム旋回駆動部ベース３４に接続さへい
る。このアーム旋回駆動部ベース３４はその内側に収容
されたアーム旋回用駆動モータ３５により外筒２５の中
心軸回りに回転可能となっている。上記アーム旋回駆動
部ベース３４の中心にはボールネジ軸３６が挿通されて
おり、このボールネジ軸３６は前記支持部２７と外胴２
６の上方に設置されている中間ベース３７との間にベア
リング３８および３９を介して支持されているともに、
上記中間ベース３７上に固定されたアーム上下用水中モ
ータ４０により回転される。また前記アーム旋回駆動部
ベース３４はベアリング４１により固定側３４Ａとこの
固定側３４Ａの外周側に設けられた旋回側３４Ｂとに分
離されており、この内固定側３４Ａにはその内周側にボ
ールナツト４２が取り付けられ、このボールナツト４２
を介して上記ボールネジ軸３６の回転に伴ないアーム旋
回駆動部ベース３４全体を上下動させる。また上記固定
側３４Ａの回り止めとして、リニアボールシャフト４３
Ａおよび４３Ｂが設けられている。これらリニアボール
シャフト４３Ａおよび４３Ｂは上記中間ベース３７およ
び前記支持部２７によりその上下端を支持されている。

そして前述したマニプレータ深溝３１、アーム旋回用水
中モータ４０のケーブル４４は上記ボールネジ軸３６お
よびリニアボールシャフト４３Ａ、４３Ｂの外周にコイ
ル状に巻回され上記アーム旋回駆動部ベース３４から上
記中間ベース３７へと接続されている。このようにケー
ブル４４をコイル状に巻回したのは上記アーム旋回駆動
部ベース３４の上下動を可能かつ円滑なものとする為で
ある。なおこのケーブル４４は前記第１図で示したケー
ブル１８の延長である。

次に上記マニプレータ機構３１の構成について説明する
。マニプレータ憬構３１は４つのアーム４５を関茄部４
５Ａを介して接続した水平型多関茄アームであり、その
先端のアーム４５にはファイバ支持アーム４６が設置さ
れている。そしてこのフィバ支持アーム４６に支持され
てイメージファイバド４８が設置されている。また上記
イメージファイバ４７は前記支持ｆｆ＋３３に設置され
た水中カメラ４９に接続されている。そして上記ファ猜 イバ支持アーム４６の操作によりｖ学ヘッド４８を上下
に振り上げることができ（第４図中下向Ａで示す方向）
、その視線を第４図中下向から横向まで適宜変更するこ
とができるとともに、前記４七 つのアーム４５によりＹ学ヘッド４８を第５図中上下方
向（矢印Ｂで示す方向）に移動させることができる構成
である。なお上記Ｙ学ヘッド４８は対物レンズの他に照
明用ランプを備えた構成となっている。

次に上記マニプレータ機構３１の駆動部の構成について
説明する。第５図は１つの関節４５Ａの駆動部の構成を
示す断面図である。図中符号５１は減速曙を示し、この
減速機５１にはモータ５２、タコジェネレータ５３、ポ
テンショメータ５４が同軸上に設置されている。そして
上記減速機５１およびポテンショメータ５４には夫々シ
ャフト５５Ａおよび５５Ｂが連結されており、これら各
シャフト５５Ａ、５５Ｂを介してアーム４５．４５本体
に回転可能に連結されている。また図中符号５６はブレ
ーキ機構を示し、このブレーキ開溝５６はコイル５６Ａ
、スプリング５６Ｂおよび一対のブレーキシュー５６Ｃ
，５６０とから構成されている。そして駆動時には上記
コイル５６Ａを励磁して一方のブレーキシュー５６０を
スプリング５６Ｂの付勢力に抗して図中上方に引上げ開
放状態とする。またブレーキをかける場合には上記コイ
ル５６Ａの励磁を解除すればよい。なお図中符号５８Ａ
および５８Ｂは夫々軸受を示すとともに、符号５９Ａお
よび５９Ｂはシールリングを示す。

又他の関節４５Ａの駆動部の構成も上述した構成と同保
である。

次に第７図を参照して前記ファイバ支持アーム４６の駆
動部の構成について説明する。図中符号６１は減速癲を
示し、この減速１６１にはモータ６２、タコジェネレー
タ６３、およびポテンショメータ６４が同軸上に設置さ
れている。また上記モータ６２の外周位Ｈにはブレーキ
機１３１６５が設置されている。このブレーキｌ１ｆｉ
ｔｌ１６５も前記ブレーキ前溝５６と同様コイル６５Ａ
１スプリング６５Ｂおよび一対のブレーキシュ−６５０
，６５Ｄとから構成されている。そして駆動時にはコイ
ル６５Ａを励磁して一方のブレーキシュー６５０をスプ
リング６５Ｂの付勢力に抗して図中上方に引上げ開放状
態とする。またブレーキをかける時には上記コイル６５
Ａの励磁を解除すればよい移。

また前記減速機６１のモータ６２と反対側には一対の傘
歯車６８Ａおよび６８Ｂよりなる傘歯車機構が連結され
ており、この傘歯車機構を介して図印Ｅで示す方向に回
動させる構成である。またファイバ支持アーム４６の図
示しない回動軸にも図示しないシールリングが設置され
ており、駆動部全体の耐水圧性を保持する構成となって
いる。

次に駆動回路の構成について第８図を参照して説明する
。すなわち炉内作業装置二からは動力および信号用の前
記伝送ケーブル４４が配設されており、この伝送ケーブ
ル４４を介して駆動回路７２に接続されている。そして
炉内作業表ｕｌ上は上記駆動回路７２のモータドライブ
回路７３・・・および位置検出回路７４・・・を介し制
御されるとともに、これらモータドライブ回路７３・・
・および位置検出回路７４・・・はインターフェイス７
５を介してマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）７６により制
御される。また図中符号７７は動作状態を表示する状態
表示用ＴＶモニタを示す。そして前記水中カメラ４９の
映像は探索用ＴＶモニタ７８により表示される。なお各
動作指示は操作卓７９を介して行なわれる。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず炉心４から
単位格子を１基撤去し、それに附随した制御ｔｉＪ５よ
び制御棒案内管１０を撤去する。そして炉内作業装置２
１をホイスト１溝２２によりケーブル２３を介して原子
炉圧力容器１内に垂下し、上記撤去した制御棒案内管１
０の位置に設置する。

その際外筒２５側の突起２６および炉心支持板６側の位
置決めビン２７とによりその位置を決定して所定の位置
に固定する。なおその下端は固定座２７Ａを制御捧駆ａ
磯溝ハウジング１１の上端に当接させることにより支持
される（第２図に示す状態である）。またこの詩の外筒
２５内の状態を菓９図に示す。第９図は外筒２５を支持
＋Ｉ　３３の位置で切った横断面図である。すなわちマ
ニプレータ機構３１は外筒２５内に巻回された状態で収
納されており、これによってマニプレータ深溝３１を外
部の炉内構造物から保護している。次に探索動作にはい
る。アーム上下用水中モータ４０を駆動してボールネジ
軸３６およびポールナツト４２を介してアーム旋回駆動
部ベース３４を下降させ鉛直方向の所望の位置にマニプ
レータ機構３１を位置させる。そしてアーム旋回用水中
モータ３５を適宜駆動させて上記アーム旋回駆動部ベー
ス３４の旋回側３４Ｂを回転させて上記マニプレータ１
橋３１を回転させるとともに、このａｆ′Ｉｌ′に同期
さて前記各関節４５Ａおよびファイバ支持アーム４６を
駆動させて探索を行なう。その状態を第１０図に示す。

またこの探索時の状態を第１１図および第１２図にさら
に詳細に示す。第１１図は原子炉圧力容器１の下鏡１Ａ
内をマニプレータは構３１により探索している状態を示
す図であり、第１２図は第１１図のｘ■−ｘｍ断面図で
ある。

また第１２図生得号Ａで示す斜線部はその位置での探索
視野を示す。以上の動作を行なうことにより落下した工
具等の落下場所の探索を行なう。

以上本実施例による炉内作業装置ｍによると、外筒２５
を略制御捧案内管１０と同様の形状として、撤去した制
御棒案内管１０の位置に固定することができるので、そ
の設置および撤去作業に特別な装置あるいは作業を必要
とすることなく、従来と同様の取扱で行なうことができ
るのでその作業性が極めて良好である。またマニプレー
タ機構３１は水平型多関節構造であるので各種の機器が
林立している炉内においても容易に探索を行なうことが
できる。すなわち炉内特に炉心支持板６の下方は前述し
たように制師棒駆動礪構ハウジング１１あるいはインコ
ア案内管１２等が鉛直に林立しており、よってこれらの
障害物を回避する為には二次元上の自由な移動が必要で
ある。本実施例によるマニプレータｔ［３１は水平型多
関節構造であり十分これを満足するものである。さらに
先端の関節４５に設置されたファイバ支持アーム３光 ７により学ヘッド３８を回動させることができるので、
探索視野をより拡張することが可能となる。これらのこ
とよりたとえ炉心支持板６下方に工具等か落下した場合
にも容易にかつ短時間の内にその落下場所を探索するこ
とができ、その結果その後の捕集作業等を迅速に行なう
ことができる。

なお本実施例の炉内作業装！ｔ２１は上述したような探
索のみならず炉内の監視にも使用することができ、その
適用範囲は極めて広範囲にわたる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明による炉内作業装置は、原子
炉圧力容器内に垂下され任意の制御棒案内管を撤去した
後に装着固定されその下端を開口した外筒と、この外局
内の下方位置に出没自在に収容されその先端に視覚装置
を有するマニプレータ機構と、このマニプレータ機構の
上方の上記外筒内に設置されマニプレータ機構を上下動
さるとともに回転させる駆動機構とを具備した構成であ
る。

したがって原子炉圧力容器内特に炉心支持板下方に工具
等を落下させた場合にもその落下場所を容易にかつ短時
間の内に探索することができるとともに、かかる場合の
探索のみならず、炉内構造物の監視等をも容易にかつ高
精度に行なうことが可能な炉内作業装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１２図は本発明の一実流例を示す図で、第
１図は上部蓋体を撤去した状態の原子炉圧力容器の縦断
面図、第２図は炉内作業装置を設置した状態を示す正面
図、第３図は炉内作業装置の内部構造を示す縦断面図、
第４図はマニプレーク瀘構の正面図、第５図は第４図の
ｖ−ｖ矢視図、第６図は関節の駆動部を示す断面図、第
７図はファイバ支持アームの駆動部を示す断面図、第８
図は駆動回路を示す図、第９図は炉内作業装置の横断面
図、第１０図は探索状態のマニプレータ機構を示す平面
図、第１１図は探索状態を示す正面図、第１２図は第１
１図のｘｍ−ｘ■断面図である。 ２１・・・炉内作業装置、２５・・・外胴、３１・・・
マニプレータ機構、３２・・・駆８償構。 第１１コ 第２１」 第３図 第５０ 第９図 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉圧力容器内に垂下され任意の制御棒案内管
   を撤去した後に装着固定されその下端を開口とした外筒
   と、この外筒内の下方位置に出没自在に収容されその先
   端に視覚装置を有するマニプレータ機構と、このマニプ
   レータ機構の上方の上記外筒内に設置されマニプレータ
   機構を上下動さるとともに回転させる駆動機構とを具備
   したことを特徴とする炉内作業装置。
2. （２）上記マニプレータ機構は水平型多関節構造である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の炉内作業
   装置。