JP2020076576A - 原子炉圧力容器の点検装置及び点検方法 - Google Patents

Abstract

【課題】給水ノズル部近傍等の検査対象部の非破壊検査を短時間で行うことができるとともに、補修作業を効率的に行うことができる原子炉圧力容器の点検装置及び点検方法を提供する。【解決手段】原子炉圧力容器１の検査対象部の非破壊検査を行う探傷プローブ１１と、直線状のアーム１２と、前記アームを前後移動又は回転駆動させる駆動部１３と、前記駆動部に設けられたベースプレート１４と、前記ベースプレートに設けられ、前記検査対象部近傍に配置されたコアスプレイ配管４を把持する把持固定部１５ａ，ｂと、を有する原子炉圧力容器の点検装置１０において、前記アームの先端部と前記探傷プローブは所定の湾曲度を有する湾曲アームによって接続され、前記アームは着脱可能に前記駆動部に装着されている。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、原子炉圧力容器の点検装置及び点検方法に関する。

一般に、高経年化した原子力発電プラントでは、原子炉圧力容器内のノズルコーナー部等に代表される原子炉炉内構造物の健全性を評価するために、点検装置を用いて表面検査や体積検査等の非破壊検査を実施している。

例えば、図４に示すように、原子炉圧力容器１の炉心５の上方に形成されている給水ノズル２の近傍を点検する際は、オペレーティングフロアから、水が満たされた原子炉圧力容器１の内部に天井クレーン等で点検装置１０を吊下ろし（図示せず）、次いで、給水ノズル２の近傍まで点検装置１０を移動させた後、原子炉圧力容器１内の給水スパージャー３やその直下に配置されたコアスプレイ（ＣＳ）配管４等の炉内構造物を利用して点検装置１０を固定させたり、吸着手段によって点検装置１０を所望の位置に吸着固定させることにより（図示せず）、給水ノズル２のコーナー部等の非破壊検査を実施している。

しかしながら、給水ノズル２のコーナー部等の狭隘部を点検する際は、給水ノズル２内に配置されたサーマルスリーブ１８や給水スパージャー３等が給水ノズル２の近傍に存在するため、点検装置１０が検査対象部へアクセスすることが困難となっている。

そこで、給水ノズル２のコーナー部等のアクセスが困難な狭隘部を非破壊検査するために、複数の駆動部を有する点検装置やオフセットアーム等の検査用アームを有する点検装置が提案されている。

特開２０１５−１０２５２７号公報

上述した従来のオフセットアームを有する点検装置は、原子炉圧力容器１の内周面に設けられた給水スパージャー３等を避けて点検装置の先端に設けられた探傷プローブを狭隘なコーナー部に近接させるために、２つのオフセットアーム、具体的には、シングルオフセットアームとダブルオフセットアームを使用してノズルコーナー部の全周にわたる探傷検査を行っている。

しかしながら、給水ノズル２のコーナー部の全周にわたる探傷検査を行う際には、２つのオフセットアームを交換する必要があり、非破壊検査に要する時間が長期化するという課題があった。

また、非破壊検査後に検査対象部を補修する必要が生じた場合、点検装置１０の代わりに、研磨工具等が取付られた補修装置を用いる必要があり、その交換作業に時間を要するとともに、補修装置を検査対象部に再度位置決めする必要がある等、さらに点検補修作業が長期化するという課題があった。

本発明の実施形態は、上記課題を解決するためになされたもので、給水ノズル部近傍等の狭隘部の非破壊検査を短時間で行うことができるとともに、補修作業が必要となる場合も、該当場所の補修作業を効率的に行うことができる原子炉圧力容器の点検装置及び点検方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本実施形態に係る原子炉圧力容器の点検装置は、原子炉圧力容器の検査対象部の非破壊検査を行う探傷プローブと、直線状のアームと、前記アームを前後移動又は回転駆動させる駆動部と、前記駆動部に設けられたベースプレートと、前記ベースプレートに設けられ、前記検査対象部近傍に配置されたコアスプレイ配管を把持する把持固定部と、を有する原子炉圧力容器の点検装置において、前記アームの先端部と前記探傷プローブは所定の湾曲度を有する湾曲アームによって接続され、前記アームは着脱可能に前記駆動部に装着されていることを特徴とする。

また、本実施形態に係る原子炉圧力容器の点検方法は、本実施形態に係る点検装置を用いて、この点検装置の把持固定部によって原子炉圧力容器内に配置されたコアスプレイ配管に把持固定されて原子炉圧力容器の給水ノズルコーナー部の点検作業を行うことを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、原子炉圧力容器の給水ノズル部近傍等の狭隘部の非破壊検査を短時間で効率的に行うことができるとともに、補修作業が必要となる場合も、該当場所の補修作業を効率的に行うことができる。

第１の実施形態に係る点検装置の構成図。 第１の実施形態に係る点検装置を給水ノズル部に設置した際の構成図。 第２の実施形態に係る点検装置の構成図。 原子炉圧力容器の模式図。

以下、本発明に係る原子炉圧力容器の点検装置及び点検方法の実施形態について、図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る原子炉圧力容器の点検装置について、図１、図２及び図４により説明する。
なお、本実施形態では、検査対象部として、給水ノズル２のコーナー部２ａ近傍の狭隘部を探傷検査する例について説明するが、他の炉内構造物に対しても適用できることはもちろんである。

（全体構成）
図４は点検対象の給水ノズル２を含む原子炉圧力容器１の構成図で、炉心５と、原子炉圧力容器１の内周に配置され、給水ノズル２にサーマルスリーブ１８を介して接続された給水スパージャー３及びＣＳ配管（コアスプレイ配管）４等からなる炉内構造物と、点検装置１０と、が図示されている。
なお、点検作業中は、原子炉圧力容器１は水で満たされているとともに、炉心５の上部に設けられている蒸気乾燥器や気水分離器等は取外されている。

給水ノズル２の点検作業を実施する際、点検装置１０は原子炉圧力容器１の上方のオペレーティングフロアから天井クレーン等を含む遠隔操作装置により、原子炉圧力容器１の内部の給水ノズル２の近傍に吊下げ、移動される（図示せず）。

（点検装置）
点検装置１０は、図１に示すように、直線状のアーム１２と、例えば電磁力等によってアーム１２を前後移動又は回転動作させる駆動部１３と、超音波、渦電流等により検査対象部の表面欠陥の有無を検査する探傷プローブ１１と、アーム１２の先端部と探傷プローブ１１とに接続され、所定の湾曲度を有する湾曲アーム１２ａと、駆動部１３に取付けられたベースプレート１４と、ベースプレート１４に取付けられた一対の把持固定部１５ａ、１５ｂと、から構成される。
把持固定部１５ａ、１５ｂは、それぞれ電動モータ等によって開閉駆動される一対のグリップ部１６ａ、１６ｂを有している。

また、アーム１２は駆動部１３に着脱可能に装着されており、他の点検器具を備えたアームや、後述する補修工具を備えたアームと交換可能に構成されている。なお、アームを他のアームと交換する際は、点検装置１０が原子炉圧力容器１内に吊下げられた状態で、遠隔操作装置（図示せず）により交換作業が行われる。

また、アーム１２の前後移動及び回転駆動手段として、電磁力による駆動手段の他に、電動モータや油圧等を用いた駆動手段、又は伸縮回転自在なテレスコープ等を用いた駆動手段等が用いられる。
さらに、探傷プローブ１１に検査探傷面との距離測定用のセンサを設け、探傷プローブ１１の位置状態を確認するようにしてもよい。

（作用）
本実施形態の点検装置１０を用いて、給水ノズル２のコーナー部２ａ近傍のサーマルスリーブ１８が配置された狭隘部を非破壊検査する際、まず、遠隔操作装置により（図示せず）、原子炉圧力容器１内の水中に吊下げ保持された点検装置１０を給水ノズル２に近接させる。
次に、湾曲アーム１２ａの先端に取付けられた探傷プローブ１１が給水ノズル２のコーナー部２ａに位置するように点検装置１０を位置決めする。

その際、各把持固定部１５ａ、１５ｂのグリップ部１６ａ、１６ｂは、図１に示すように、開状態で給水スパージャー３の下方に配置されたＣＳ配管４に接近し、その後、図２に示すように、グリップ部１６ａ、１６ｂを閉操作させてＣＳ配管４を把持する。これにより、点検装置１０はＣＳ配管４に強固に固定されることになる。

次に、駆動部１３によりアーム１２を軸方向に前後移動させる等して、探傷プローブ１１を給水ノズル２のコーナー部２ａの狭隘部にセットする。
そして、その状態で駆動部１３によりアーム１２を回転動作させると、探傷プローブ１１は旋回し、コーナー部２ａ付近の狭隘部周面の非破壊検査を行う。

その際、探傷プローブ１１が狭隘部の周面に沿って回転移動できるように、探傷プローブ１１は所定の湾曲度を有する湾曲アーム１２ａによりアーム１２に接続されているため、アーム１２を回転駆動させることで、探傷プローブ１１をコーナー部２ａの狭隘部周面に沿って移動せることが可能となり、これにより狭隘部の探傷検査を短時間で実施することができる。

（効果）
本実施形態によれば、アーム１２の先端に所定の湾曲度を持った湾曲アーム１２ａを設けたことで、アーム１２を前後移動又は回転駆動するだけで、給水ノズル２のコーナー部２ａ近傍の狭隘部の全周にわたる非破壊検査を短時間で実施することができる。

また、アーム１２と駆動部１３を着脱可能としたことで、把持固定部１５ａ、１５ｂをＣＳ配管４に把持固定した状態で、アーム１２だけを交換することが可能となるため、例えば、形状の異なる探傷プローブ１１を有するアーム１２と簡便に交換することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る原子炉圧力容器の点検装置２０について、図３により説明する。
本第２の実施形態では、図３に示すように、点検装置２０には、それぞれ探傷プローブ１１ａ、１１ｂが取付けられた２つの湾曲アーム１２ａ、１２ｂが、アーム１２に対して略１８０度対向するように設けられている。

アーム１２は駆動部１３に着脱可能に装着されているため、単一の湾曲アーム１２ａを有するアーム１２が駆動部１３に装着されている場合は、それを駆動部１３から取外して、本第２の実施形態の２つの探傷プローブ１１ａ、１１ｂを有するアーム１２を駆動部１３に装着する。なお、このようなアーム１２の着脱作業は、遠隔装置（図示せず）により行われる。

また、２つの湾曲アーム１２ａ、１２ｂを、適宜な駆動機構を用いて、駆動部１３によりそれぞれ独立して操作可能にしてもよい。
本実施形態によれば、それぞれ探傷プローブ１１ａ、１１ｂが取付られた２つの湾曲アーム１２ａ、１２ｂを用いることで、探傷検査時間の短縮化及び効率化を図ることができる。

また、アーム１２と駆動部１３は着脱可能に構成されているため、探傷対象物の設置場所や形状に応じて、異なる種類又は形状の探傷プローブを有するアーム１２に交換することで、探傷作業の短縮化や効率化を図ることができる。

なお、２つの湾曲アーム１２ａ、１２ｂのうち、１つは探傷プローブ１１を取付け、他方は後述する補修工具を取付けるようにしてもよい。これにより、探傷と補修作業を同時に行うことができる。

［第３の実施形態］
探傷検査の結果、研磨等の補修作業が必要となった場合には、先端にブラシ等の補修工具が取付けられた補修作業用のアーム１２を駆動部１３に装着することも可能である。

これにより、点検装置１０を一旦原子炉圧力容器１内の所定位置に設置した後は、点検用と補修作業用のアーム１２を適宜交換するだけで、位置決め作業を繰り返す必要がなく、点検作業又は補修作業を行うことができるため、点検及び補修作業の短縮化と効率化を図ることができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。

例えば、上記実施形態では、原子炉圧力容器内の給水ノズル近傍の狭隘部の探傷を行う例について説明したが、必ずしも狭隘部に限定されず、原子炉圧力容器の内周面や炉内配管の外周面等に適用可能であり、さらに、他の技術分野における構造物の非破壊検査にも適用できる。

また、これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…原子炉圧力容器、２…給水ノズル、２ａ…コーナー部、３…給水スパージャー、４…ＣＳ配管（コアスプレイ配管）、５…炉心、１０、２０…点検装置、１１、１１ａ、１１ｂ…探傷プローブ、１２…アーム、１２ａ、１２ｂ…湾曲アーム、１３…駆動部、１４…ベースプレート、１５、１５ａ、１５ｂ…把持固定部、１６ａ、１６ｂ…グリップ部、１８…サーマルスリーブ

Claims (6)

1. 原子炉圧力容器の検査対象部の非破壊検査を行う探傷プローブと、直線状のアームと、前記アームを前後移動又は回転駆動させる駆動部と、前記駆動部に設けられたベースプレートと、前記ベースプレートに設けられ、前記検査対象部近傍に配置されたコアスプレイ配管を把持する把持固定部と、を有する原子炉圧力容器の点検装置において、
   前記アームの先端部と前記探傷プローブは所定の湾曲度を有する湾曲アームによって接続され、前記アームは着脱可能に前記駆動部に装着されていることを特徴とする原子炉圧力容器の点検装置。
2. 前記検査対象部は、原子炉圧力容器の給水ノズルであることを特徴とする請求項１記載の原子炉圧力容器の点検装置。
3. 複数の前記湾曲アームを前記アームの先端部に相互に離間して設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の原子炉圧力容器の点検装置。
4. 前記複数の湾曲アームのうち、１つの湾曲アームには探傷プローブを取付け、他方の湾曲アームには補修工具を取付けたことを特徴とする請求項３記載の原子炉圧力容器の点検装置。
5. 前記探傷プローブを備えたアームの代わりに、補修工具を備えたアームを前記駆動部に装着することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の原子炉圧力容器の点検装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の点検装置を用いて、この点検装置の把持固定部によって原子炉圧力容器内に配置されたコアスプレイ配管に把持固定されて原子炉圧力容器の給水ノズルコーナー部の点検作業を行うことを特徴とする原子炉圧力容器の点検方法。

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