JPH01150854A - シュラウドヘッドボルト検査装置 - 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１］的］ （産業上の利用分野） 本発明は沸騰水型原子炉の供用期間中検査等において実
施されるシュラウドヘッドボルト検査に適用するのに好
適する検査装置に関する。

（従来の技術） 沸騰水型原子炉は、一般に、第８図のように構成されて
いる。

すなわち、原子炉格納容器（図示せず）内には原子炉圧
力容器１が設置されており、この原子炉圧力容器内には
冷却材および炉心２等が収容されている。

炉心２は複数本の燃料集合体および制御棒くいずれも図
示せず）等から構成されており、シュラウド３内に設置
されている。冷却材はこの炉心内を上方に向かって流通
し、その際、燃料集合体の核反応熱により昇温し、水と
蒸気の二層流状態となってシュラウドヘッド４に達する
。

二層液状態となった冷却材はシュラウドヘッド４を流過
し、その上方に設置しな気水分離器５に導入されて水と
蒸気に分離される。分離された蒸気は気水分離器５の上
方に設置された蒸気乾燥器６内に導入されて乾燥蒸気と
なり、原子炉圧力容器１の蒸気出口ノズル７に接続され
た主蒸気管（図示せず）を介してタービン系に移送され
、発電に供される。

一方、気水分離器５によって分離された水はシュラウド
３と、原子炉圧力容器１の壁面との間のダウンカマ部を
流下した後、反転し、再び炉心２内を上方に向かって流
通する。

気水分離器５は、スタンドパイプを介して上昇してきた
二層液状態の湿り蒸気に静止翼を介して回転を与え、そ
の遠心力により水を外側に分離するもので、逆電は数十
ないし二百数十本の林立するパイプ状スタンドユニット
を備えており、炉心出口プレナム領域の上蓋を形成する
シュラウドヘッド４上に配置されている。このシュラウ
ドヘッドは炉心２を囲み、前記ダウンカマの環状の流れ
と上向きの炉心流とを分離するシララウド３に、シュラ
ウドヘッドボルト８を介して結合されている６９は気水
分離器５の上端近傍に設けたシュラウドヘッドボルトリ
ングを示す。

ところで、原子炉は運転停止期間中、定期的に炉内点検
作業および燃ｆＩ集合体の交換移動を行われるが、この
際、炉心２の上部空間を解放するために、シュラウドヘ
ッド４を取外す必要がある。

この取外しに際しては、シュラウドヘッド４をシュラウ
ド３に結合している数十率のシュラウドヘッドボルト８
を遠隔操作で緩め、両者の結合を解除することになるが
、この遠隔解除操作を容易にするため、シュラウドヘッ
ドボルト８は約５メートルの細長い棒状体とされており
、第９図や第１０図に示すように、シュラウドヘッドボ
ルトリング９を貫通するようにほぼ一定ピッチで配置さ
れている。なお、これらの図には、シュラウドヘッドボ
ルト８および気水分離器５は数本のみを代表的に措いで
ある。

次に、シュラウドヘッドボルト８の椙成と、その機能の
詳細を第１１図ないし第１３図を参照して説明する。

シュラウドヘッドボルト８は中心部のロッド１１の外側
をパイプ状外Ｉ）ｉｆｆ１２が覆う二重構造となってい
る。これらのロッドとパイプ状外筒は、パイプ状外筒１
２の頭部に係止された回転自在なナツト１３と、ロッド
１１の頭部近傍に加工された雄ネジとの噛合いにより互
いに拘束係止されると共に、このナツト１３の回転によ
り、ロッド１１をパイプ状外筒１２に対し相対的に上下
動させることが可能であり、このロッド１１とパイプ状
外筒１２の相対的な上下位置関係によりシュラウドヘッ
ド４とシュラウド３とを結合あるいは結合解除するもの
である。

この結合や結合解除は、第１２図に示したように、ロッ
ド１１下端に形成したティパー１４と、パイプ状外筒１
２の下部に取付けたクランプ１５とによって、シュラウ
ドヘッド４とシュラウド３の側面に固着したブラケット
１６と１７とを締付け、あるいは緩めることにより行わ
れる。

この場合、初めにパイプ状外筒１２頭部のナツト１３を
回転させた時点では、ロッド１１が９０度分だけ共回り
する構造となっている。この共回りはロッド１１、ずな
わちティパー１４の方向を９０度変え、ブラケット１６
．１７との相対的な方位調整に利用される。

このナツト回転時の初期の共回りを９０度に限定するた
め、パイプ状外筒１２の下部のクランプ１５には共回り
制約用の切欠部１８が設けられ、この切欠部の円周方向
の長さ範囲内でナツト１３とロッド１１は共回りで回転
する構造が採用されている。また、この共回りを停止さ
せ、ナラ（−１３の回転量に応じた上下移動力をロッド
１１に与えるために、第１３図に示すように、ロッド１
１にはカラー１９を介してピン２０が溶接されている。

即ち、クランプ１５の切欠部１８に嵌合しているピン２
０はカラー１９に溶接されており、また、カラー１９は
ロッド１１に溶接されているため、ピン２０とロッド１
１は間接的な固定関係にある。

ここで、カラー１９とロッド１１は互いの内径と外径が
ほぼ等しくなるように加工されているので、相互の内外
面間は但かなりリアランスを有するに過ぎず、はぼ全接
触状態に近いため、隙間腐蝕を生じやすい。また一部の
シュラウドヘッドボルト８においては、カラー１９の下
端部のみをロッド１１に対して全周隅肉で溶接されてい
るが、その溶接時の熱影響および上述の隙間腐蝕等を考
慮してシュラウドヘッドボルトの健全性を確認すること
が必要である。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したシュラウドヘッドボルトの健全性の確認は、前
述のようにシュラウドヘッドボルトのロッド１１がカラ
ー１９に包持されているため、外観的には観察不可能で
ある。

また、シュラウドヘッド４からシュラウドヘッドボルト
８を取外し、非破壊的に検査を実施する′　　　ことも
考えられるが、この場合には多くの費用や工数の増大の
ほか、放射線被曝等種々の問題が発生するため、有効な
検査装置の開発が望まれていた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
装置の設置が容易で、しかも１回の装置設定で探傷試験
を所望の検査範囲の全域にわたって実施できるシュラウ
ドヘッドボルト検査装置を提供するこを目的とするもの
である。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明のシュラウドヘッドボルト検査装置は対向する一
対のフレームと、これらのフレームにそれぞれ開閉自在
に係止され、被検査ボルトを把持する一対のアームと、
前記フレーム間に配置されて、昇降モータと結合された
リードスクリューと、このリードスクリューにネジ係止
された昇降部材と、この昇降部材に取付けられ、被検査
ボルトの周りに探傷子を旋回させる探傷Ｒ棺とを具備す
ることを特徴とするものである。

（作　用） このような構成の本発明のシュラウドヘッドボルト検査
装置は、取付けが容易であり、検査範囲が広く、しかも
遠陽走査が可能であるので、シュラウドヘッドボルトの
検査に要する時間と費用を大幅に低減でき、検査員の被
曝の危険性も低減できる。

（実施例） 次に、第１図ないし第７図を参照しながら本発明の実施
例を詳細に説明する。なお、これらの図において、第８
図と同一部分には同一符号を付しである。

第１図は本発明のシュラウドヘッドボルト検査装置の全
体構成を示す。また、第２図は本発明の要点であるアー
ム機構Ａ、Ｂおよび探傷ａｍ部の構成を示すと共に、検
査対象部となるシュラウドヘッドボルトの下部への本発
明装置の取付は状態を示すものであり、第３図は第２図
におけるｍ−■方向の矢視図である。

第１図ないし第３図において、シュラウドヘッドボルト
検査装置の基部となる板状の下部ベース２１は継足式の
ボール２２の下部に固着されている。この下部ベース２
１上には、アームｌ［ｌＩＡの一部を構成するエアシリ
ンダ２３およびアーム支持ブロック２４が取付けられて
いる。

下部ベース２１の先端部はＵ字型の凹部を有しており、
ティパー１４上に着座した際のロッド１１との干渉を避
は得る構造となっている。

アーム支持ブロック２４には、エアシリンダ２３により
駆動される一対のアーム２５が摺動自在に保持されてい
る。これらのアーム２５はアーム支持ブロック２４の切
欠消（図示せず）に水平方向に可動的に、かつ上下方向
には非可動的に係止されると共に、アーム２５に設けた
スライド消２６を貫通し、アーム支持ブロック２４に係
止されたスライド用ピン２７により開閉方向の拘束保持
を受けている。

一対のアーム２５の対端は支持ピン２８によりエンドパ
ー２９に開脚自在に係止されている。このエンドパー２
９はエアシリンダ２３のシャフト３０に取付けられてお
り、エアシリンダ２３のシャフトストロークはエンドパ
ー２９に前後方向の移動を与え、この移動は一対のアー
ム２５に対ずる軸方向移動力として伝達される。従って
、第３図中に２点鎖線で示すように、エアシリンダ２３
のシャフト３０が縮んだ位置においてはアーム２５は開
脚する。

アームＩＩＩＢは板状の上部ベース３１を介してボール
２３の中間部に固着されているが、その構成は前記アー
ム機構Ａと基本的には同一である。

すなわち、上部ベース３１上にはアーム機ｍＢの一部を
構成するエアシリンダ３２およびアーム支持ブロック３
３が取付けられている。アーム支持ブロック３３にはエ
アシリンダ３２により駆動される一対のアーム３４が摺
動自在に保持されている。これらのアーム３４はアーム
支持ブロック３３の切欠溝（図示せず）に水平方向に可
動的に、かつ上下方向には非可動的に係止されると共に
、アーム３４に設けたスライド清（図示せず）を貫通し
、アーム支持ブロック３３に係止されたスライド用ピン
により開閉方向の拘束保持を受けている。一対のアーム
３４の対端は支持ビン３５によりエンドパー３６に開脚
自在に係止されている。

このエンドパーはエアシリンダ３２のシャフトに取付け
られており、そのシャフトストロークはエンドパー３６
に前後方向の移動を与え、この移動は一対のアーム３４
に対する軸方向移動力として伝達される。

アーム！ｆｉ　ＪＭ　ＡとＢの違いは各々の上下ベース
２１．３１における先端Ｖ字型の切欠部の形状の違いと
、一対のアーム２５．３４の開脚量の違いだけである。

前記した上下一対のアームＩａ構Ａ、Ｈの中間部には探
傷ｖ１梢４０が、板状のフレーム４１．４２を介してボ
ール２２に固持されている。

探傷ｆｉｉ４０の基部を構成する一対の板状のフレーム
４１．４２は互いに平行な対面をなすように配置され、
ボール２２を貫通して固定されている。これらのフレー
ム４１．４２の間には、ガイドシャフト４３およびリー
ドスクリ：ｘ、　　４４がボール２２と平行に配置され
ている。

フレーム／１１．４２の対向面間には一枚の昇降部材４
５が、フレーム４１．４２と平行に配置されており、ボ
ール２２およびガイドシャフト４３は昇降部材４５に設
けた透孔を貫通している。また、リードスクリュー４４
は昇降部材４５のネジ孔（図示せず）と噛合い、昇降部
材４５の上下方向位置を拘束している。リードスクリュ
ー４４の上端はカサ歯車４７を介して、上部フレーム４
１の上面に設置された昇降モータ４８と結合されている
。

昇降部材４５は探傷子モジュールを保持する内ケース５
０を包持している外クース５１と結合されており、また
、昇降部材４５の上面には旋回モータ５２が搭載されて
いる。

旋回モータ５２は、そのシャフトに取付けられた歯車５
３と内ケース５０の外面に設けられた歯車５４との噛合
いにより内ケース４４に係合されている。

内ケース５０に包持されている探傷子モジュールは、被
検査材であるロッド１１の外側面に摺接可能となるよう
に前面を半円弧状に成形したアクリル材料等からなるシ
ュー５５と、これに取付けられな２個の探傷子５６とか
らなり、シュー５５はその背面と内ケース５０の内面と
の間に設けたスプリング（図示せず）により、シュラウ
ドヘッドボルト８の軸中心に押付けられている。

第４図および第５図は内ケース５０と外ケース５１の詳
細を示す、これらの図において、内ケース５０と外ケー
ス５１はそれぞれ、はぼ半リング状の二重筒！ｒ４造と
なっており、その内側に位置する探傷子モジュールを保
持している。

内ケース５０と外ケース５１とは、外ケース内面側の突
起部５１ａと、内ケース５０の外面側の溝部とが互いに
嵌合状態にあり、従って内ケース５０はシュラウドヘッ
ドボルト８のロッド１１を軸とする周方向にはｔｉ！Ｉ
！ＩＪ自在であるが、半径方向には位置を拘束されてい
る。

第２図に示したように、内ケース５０の外周面に設けら
れた歯車と昇降部材４５上に設置された旋回モータ５２
に連なる歯車５３との噛合いのため、内クース５０は周
方向に対する位置を拘束されている。

次に、本発明の検査装置を用いて検査を実施する場合の
作用について説明する。

検査されるシュラウドヘッドボルト８はシュラウドヘッ
ド４に取付けた状態で機器貯蔵ピット内に置かれている
。機器貯蔵ビットはシュラウドヘッド４が冠水するに足
る深さを有しており、従って、シュラウドヘッドボルト
８の検査対象部位もこれと同程度の水深下にあるため、
この深さに応じた長さとなるよう継足式のボール２２を
連結する。

下端部に本発明の検査装置が設置されたボール２２を作
業フロア−上から天井クレーン等を補助とし、繰作員が
ボール２２を保持しつつ検査部まで吊り降ろす。

検査装置の下部ベース２１がシュラウドヘッドボルト８
のティパー１４の位置まで到達したら、これをティパー
１４の上面に乗せる。下部ベース２１がティパー１４上
に着座したら、エアシリンダ２３．３２を作動させて、
アーム２５．３４を閉動作させ、上下一対のアーム機構
Ａ、Ｂによりシュラウドヘッドボルト８を挟持する。

アーム機ｔＡＡはティパー１４真上のロッド１１を、ま
たアーム８Ｍ、　Ｗｉ　Ｂはシュラウドヘッドボルト８
の中間部のパイプ状外筒１２を挟持するように所定の高
さに位置している。なお、当然のことながら、アーム機
ｍＡ、Ｂは互いに同期して作動する。

一対のアーム１ｆｌｌ　Ｏｓが閉方向に作動するという
ことはシュラウドヘッドボルト８を抱込み、引寄せる様
に作動することであり、この反作用として装置全体がシ
ュラウドヘッドボルト８に引寄せられる。上下一対のア
ーム機構による装置の引寄せ、およびティパー１４上面
への下部ベース２１の着座により、シュラウドヘッドボ
ルト８に対する装置のクランプが完了すると共に、相互
の位置関係が一義的に定められる。

このようにして本発明装置の設置が完了すると続いて探
傷作業が行われる。

先ず、上部フレーム４１上の昇降モータ４８の作動によ
って、これと連なるリードスクリュー４４を旋回させる
ことにより、このリードスクリューと噛合っている昇降
部材４５を所望の位置に設定保持する。

次に、昇降部材４５上の旋回モータ５２を駆動させるこ
とによりシュラウドヘッドボルト８のロッド１１を軸と
して探傷子モジュールを包持する内ケース５０を旋回駆
動させながら探傷を行う。

この場合、内ケース５０の駆動量は、それが外ケース５
１から抜は出ない範囲内で可能であるが、第６図に示す
ように、時計／反時計方向にそれぞれ１００度程度旋回
できれば、最低２個の探傷子５６を配置することにより
、シュラウドヘッドボルト８のロッド１１の全周を探傷
することができる。なお、本発明の装置においては、内
ケース５０が過旋回しないように、内ケース５０の渭に
は機械的ストッパー（図示せず）および電気的制御回路
を設けである。

以上の結果、探傷子モジュールはロッド１１の回りで上
下移動と旋回移動を行なえ、通常の超音波探傷試験に必
要な探傷走査が可能となる。

走査パターンは種々可能であり、第７図中の矢印はその
代表的なパターンを示す、従って、シュラウドヘッドボ
ルト８の検査部全域を遠隔にて検査することができる。

し発明の効果］ 以上のように、本発明装置においては、シュラウドヘッ
ドボルトに対し、検査装置を容易に設定することができ
ると共に、１回の装置設定で超音波探傷試験を所望の検
査部の全周域にわたり遠隔操作で実施することができる
。しかも、きめ細かい探傷走査により、確実容易に欠陥
検出を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシュラウドヘッドボルト検査装置の実
施例を示す全体図、第２図は本発明装置の主要部分を示
す側面図、第３図は第２図のｍ−■線に沿う縦断面図、
第４図と第５図は本発明装置における内ケースおよび外
ケースの近傍を拡大して示す垂直Ｍ１１！Ｆｉ面図と水
平縦断面図、第６図は本発明装置における内ケースおよ
び外ケース・の作動を示す説明図、第７図は本発明装置
による探傷走査パターンを例示する説明図、第８図は沸
騰水型原子炉の概略幇成を示す！１！断面図、第９図と
第１０図は沸騰水型原子炉のシュラウドヘッド部分母 の平面図と縦断面図、第１１（ａ）、（ｂ）はシへ ニラウドヘッドボルトを示す側面図と縦断面図、第１２
図はシュラウドとシュラウドヘッドの結合部分を示す斜
視図、第１３図はロッドとクランプとの関係を示す縦断
面図である。 １・・・・・・・・・原子炉圧力容器 ２・・・・・・・・・炉心 ３・・・・・・・・・シュラウド ４・・・・・・・・・シュラウドヘッド５・・・・・・
・・・気水分離器 ６・・・・・・・・・蒸気乾燥器 ７・・・・・・・・・蒸気出口ノズル ８・・・・・・・・・シュラウドヘッドボルト９・・・
・・・・・・シュラウドヘッドボルトリング１１・・・
・・・・・・ロッド １２・・・・・・・・・パイプ状外筒 １３・・・・・・・・・ナツト １４・・・・・・・・・ティパー １５・・・・・・・・・クランプ １６．１７・・・ブラケット １８・・・・・・・・・切欠部 １９・・・・・・・・・カラー ２０・・・・・・・・・ピン ２１・・・・・・・・・下部ベース ２２・・・・・・・・・ボール ２３．３２・・・エアシリンダ ２４．３３・・・アーム支持ブロック ２５．３４・・・アーム ２６・・・・・・・・・スライド消 ２７・・・・・・・・・スライド用ピン２８．３５・・
・支持ピン ２９．３６・・・エンドバー ３０・・・・・・・・・シャフト ３１・・・・・・・・・上部ベース ４０・・・・・・・・・探傷機構 ４１・・・・・・・・・」一部フレーム４２・・・・・
・・・・下部フレーム ４３・・・・・・・・・ガイドシャフト４４・・・・・
・・・・リードスクリュー４５・・・・・・・・・昇降
板 ４７・・・・・・・・・カサ歯車 ４８・・・・・・・・・昇降モータ ５０・・・・・・・・・内ケース ５１・・・・・・・・・外ケース ５２・・・・・・・・・旋回モータ ５３．５４・・・歯車　　　□ ５５・・・・・・・・・シュー ５６・・・・・・・・・探傷子 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　　第子丸　　健 第１図 Ｂアーム構′落 第２図 第３図 第４２ 第５図 第６図 第７図 第８図　　　　　　　　第１０図 第１１図 第１２図 第１３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向する一対のフレームと、これらのフレームに
   、それぞれ開閉自在に係止され、被検査ボルトを把持す
   る一対のアームと、前記フレーム間に配置され、昇降モ
   ータと結合されたリードスクリューと、このリードスク
   リューにネジ係止された昇降部材と、この昇降部材に取
   付けられ、被検査ボルトの周りに探傷子を旋回させる探
   傷機構とを具備することを特徴とするシュラウドヘッド
   ボルト検査装置。
2. （２）探傷機構が、昇降部材に固定されたほぼ半リング
   状の外ケースと、この外ケース内に収納され、旋回モー
   タによって駆動されて被検査ボルトの周囲を往復動する
   内ケースと、この内ケースに取付けられた探傷子および
   シューからなる探傷子モジュールとからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のシュラウドヘッドボ
   ルト検査装置。