JPH02268880A - 配管内洗浄システム - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は原子力発電所の配管等の洗浄に使用するに適し
た配管内洗浄装置に係り、特にＬ字管等の曲管部、Ｔ字
管、Ｙ字管または十字管等の分岐管部における方向転換
が容易になされ、それ等の部位の内面の洗浄が良好にな
される配管内洗浄システムに関する。

（従来の技術）・ 一般に原子力発電所においては、配管継手や弁等を含む
配管の内周面に放射性物質が付着しており、これが作業
員の放射線被曝の原因となっている。従って、定期的ま
たは不定期に配管内を洗浄し前記放射性物質の除去を行
うことが要望されている。

上記の配管内周面の洗浄法としては、従来より化学除染
と機械除染とがある。化学除染には除染剤による配管構
成材料の腐食、除染剤の漏洩、配管内の流動が滞り易い
部位への残留によるプラント水質の劣化等、プラント健
全性維持上好ましくない問題がある。また、除染廃液の
処理にも可成の困難がある。

一方、機械除染には前記のような問題はない。

広く行われている機械除染の一例としてジェット洗浄法
がある。すなわち、先端に洗浄ノズルと推進ノズルとを
具えたノズルボディを取り付けたフレキシブルホースを
配管内に導入し、前記フレキシブルホースに高圧水を送
水して、洗浄ノズルから高圧水を配管内周面に噴射させ
てジェット洗浄を施しながら、前記推進ノズルから高圧
水を後方に噴射させ、ノズルボディ、フレキシブルホー
スを配管内で前進させ配管内洗浄を実施する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のようなジェット洗浄法においては
、分岐管部のない配管径路であれば、ノズルボディ、フ
レキシブルホースは、配管内をその径路なりに前進する
ことができ、配管内の洗浄を完了することができる。と
ころが、ノズルボディの方向を転換させる手段が欠如し
ているため、前記のＴ字管部、十字管部等の分岐管部等
でノズルボディの進行すべき枝管を任意に選択すること
ができないと云う欠点がある。

このような欠点を除去するものとして、ノズルボディに
コイルばねからなる方向転換機構を設けれたものが開発
され、実用に供され始めようとしている。このような構
成の洗浄装置は超小型ＴＶカメラを搭載しており、これ
によって配管内の移動径路の前方を監視し、この監視結
果によって前記方向転換機構を操作して分岐管部におけ
る任意の枝管を選択してその内部にノズルボディを進入
させるようにしている。

この構成のジェット洗浄装置においては、前記超小型Ｔ
Ｖカメラにより進行方向前方を監視することによって、
配管内部の状況を成る程度把握することはできるが、洗
浄装置の姿勢（洗浄装置自体の自転角度に相当）と位置
（洗浄装置の配管内周に対する公転角度に相当）とを認
識することはできない。

そのため、分岐管部等における洗浄装置の方向転換機構
の操作は試行錯誤的となり、洗浄装置を所望のように誘
導して配管内全体の除染を効果的に行うことは困難であ
った。すなわち、Ｔ字管部。

十字管部等においては前記超小型ＴＶカメラの映像から
だけでは、洗浄装置の配管に対する絶対的位置が把握で
きないために、所望の方向に洗浄装置を誘導するにはど
の方向に進行させればよいかが判断できず、誘導に多く
の手数と時間とを必要とした。

本発明は上記の事情に基づきなされたもので、Ｔ字管部
、十字管部等において、進行すべき方向を正しく認識す
ることができ、所望方向への誘導が容易になし得る配管
内洗浄システムを提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の配管内洗浄システムは、軸心に沿って直立した
軸部および前記軸心に沿った水ジェット導通孔を具えこ
の水ジェット導通孔に連通し前記軸部外周面に開口する
分岐および下拡がりに傾斜し底面に開口する分岐を有す
るノズルボディと、前記軸部に可回動に係合され軸部外
周面の分岐開口に対応する軸方向位置に径方向の洗浄ノ
ズルを具えたロータと、前記ノズルボディ底面の分岐開
口に連通され噴射圧力に不平衡を有する複数箇の推進ノ
ズルと、前記ノズルボディ下面に取り付けられほぼ球状
とされた後方ガイドカバーと、前記ノズルボディ軸部上
端に固定されたほぼ球状の前方ガイドカバーと、この前
方ガイドカバー頂面に取り付けられ複数のコイルばねを
直列に積層してなり先端ガイドを具えた方向転換機構部
と、前記前方ガイドカバー内に設けられ前記先端ガイド
に１２０＠の間隔で連結された３本のワイヤのそれぞれ
を独立に巻き取り駆動するワイヤ巻取駆動機構部と、前
記後方ガイドカバー、前方ガイドカバーそれぞれの赤道
部位に円周方向に等配し且つその位相を合致させて設け
られた接触センサと、配管の分岐管部または曲管部の入
口近傍の外周面に円周方向に等配して設けた振動センサ
とを有せしめ、前記接触センサの出力および振動センサ
の出力によって前記ワイヤ巻取駆動機構部を制御するよ
うにしたことを特徴とする。

（作用） 上記構成の本発明配管内洗浄システムにおいては、接触
センサの出力と振動センサの出力とによって、洗浄装置
の円周方向のどの位置が配管の円周方向のどの位置に接
触しているかを正確に判定することができる。従って、
洗浄装置を分岐管部または曲管部に進入させるに際して
、前記各センサの出力から方向転換機構部を撓曲させる
方向を正しく定めることができる。

（実施例） 第１図は本発明一実施例の作用を説明するためその全体
構成を示す一部を断面とした正面図、第２図は前記実施
例における洗浄装置自体の一部を切断して示す正面図、
第３図は前回の■−■線における断面図、第４図は前記
洗浄装置の一部の縦断面図、第５図は前記洗浄装置自体
の正面図、第６図は前回ＶＩ−Ｖｌ線における断面図で
ある。

第１図は本発明を配管の十字管部５０に適用した例を示
し、本発明の配管内洗浄システム１００は配管５０ａ内
に挿入配置された洗浄装置１と、配管側に設けた詳細を
後に説明する振動センサとからなる。なお、この図にお
いて、洗浄装置１は十字管部に入来する前の状態のもの
と、十字管部５０にさしかかった状態のものとの双方が
示されている。

洗浄装置１は装置後部の水ジェット洗浄・推進部２と、
この水ジェット洗浄・推進部２に連接して設けられたワ
イヤ巻取駆動機構部４と、このワイヤ巻取駆動機構部４
に取り付けられ洗浄装置前端に位置する方向転換機構部
３と、前記水ジェット洗浄・推進部２に接続され高圧水
を供給するフレキシブルホース５と、このフレキシブル
ホースに併設されたケーブル６とを有する。

水ジェット洗浄推進部２は、第４図に示すように球形の
後方ガイドカバー２１と、その上部にカバーと軸線を一
致させて設けられたノズルボディ２２と、このノズルボ
ディの軸部２２ａにその軸線を中心として可回動に設置
され軸方向移動をナツト２４によって抑止されたロータ
２３と、前記ロータに円周方向に等配して設けられ径方
向の噴射軸を有する複数の洗浄ノズル２５と、前記ノズ
ルボディ２２から後方に突出し、円周方向に等配された
複数箇例えば４箇の推進ノズル２６とを有する。なお、
ノズルボディ２２は前記ケーブル６を挿通させる複数の
ケーブル挿通孔７と、その軸心に沿って設けられた前記
フレキシブルホース５に連通する水ジェット導通孔８と
を具える。前記水ジェット導通孔８には、前記ロータ２
３周面に開口する複数の分岐８ａと、前記推進ノズル２
６に連通する複数の分岐８ｂとが設けられている。

また、各洗浄ノズル２５の孔径はそれぞれ異ならしめで
ある。

また、ワイヤ巻取駆動部４は第２図に示すように前記ノ
ズルボディ２２軸部２２ａ上端に固定された球形の前方
ガイドカバー３１と、この前方ガイドカバー内に設けら
れワイヤ３２を巻き取り駆動するプーリー３３と、この
プーリーに同心一体に固着されたウオームホイール３４
と、ウオームホイールに噛合し減速機３６を介してモー
タ３７により駆動されるウオーム３５とを具えた円周方
向に等配した３箇のワイヤ巻き取り駆動系を有する。こ
の３箇のワイヤ巻き取り駆動系は第３図に最も良く示さ
れている。なお、各モータ３７にはそれぞれエンコーダ
３８が付設されている。前記前方ガイドカバー３１内に
は、第１図にのみ示され第２図においては省略された超
小型ＴＶカメラ４１と、撮像用のライト４２とが設けら
れている。

なお、前記モータ３７、超小型ＴＶカメラ４１、撮像用
ランプ４２への電力供給、超／ｈ型ＴＶカメラ４１の映
像信号、接触センサ７０．７１の出力信号の送出はケー
ブル６を介してなされる。

前記後方ガイドカバー２１および前方ガイドカバー３１
は、洗浄装置１の配管内での円滑な移動を確保し、この
移動に際しての配管内周面の損傷を避けるため、適宜プ
ラスチック系の材料によって構成する６前記推進ノズル
２６のノズルボディ直径両端で対向するものには推力の
アンバランスを持たせ、推進時に前記後方ガイドカバー
２１、前方ガイドカバー３１の何れか一方または双方の
赤道部位が配管５０ａ内周面に当接されるようにしであ
る。

方向転換機構部３は、第２図に示すように前方ガイドカ
バー３１の頂面から突出され、前記ワイヤ３２を挿通す
るワイヤ孔を具えた２箇の中間リング６１ａ、６１ｂを
介して積層一体化されたそれぞれ定数の異なる３箇のコ
イルばね３９ａ、３９ｂ、３９ｃと、最上段のコイルば
ね３９ａ上端に固着され上面が上方に凸な滑らかな曲面
とされた先端ガイド４０とを有し、前記３箇のワイヤ巻
き取り駆動系のワイヤ３２の先端は、前記ガイド４０の
下面の各ワイヤ巻き取り駆動系に対向する位置に連結さ
れている。換言すれば、ワイヤ３２のそれぞれは互いに
交錯することなく、それ等の先端は前記ガイド４０の下
面に同一円周上に１２０°間隔で分布した点と連結され
ている。

また、後方ガイドカバー２１の赤道部位には円周方向に
等配して複数箇の接触センサ７０が取り付けられ、前方
ガイドカバー３１の同じく赤道部位にも円周方向に等配
して複数箇の接触センサ７１が取り付けられている。こ
れ等の接触センサは薄いゴム板状のものとし、配管５０
ａ内周面との接触時にｏｎ、非接触時にｏｆｆとなるよ
うにしである。

さらに、配管５０ａの十字管部５０人口近傍の外周面に
は、複数箇の振動センサ７２が円周方向に等配して取り
付けられている。

上記構成の本発明の配管内洗浄システム１００は次のよ
うにして配管内の洗浄を行う。まず、洗浄装置１を配管
５０ａの開口端に臨ませ、フレキシブルホース５から洗
浄装Ｗ１に高圧水を供給する。この供給された高圧水は
、ノズルボディ２２に入り水ジェット導通孔８、分岐８
ａ、８ｂを通ってロータ２３．推進ノズル２６に印加さ
れる。

ロータ２３および推進ノズル２６に印加された高圧水は
、それぞれ洗浄ノズル２５および推進ノズル２６から噴
射される。ロータ２８はノズルボディ２２に対して自由
回転可能としてあり、各洗浄ノズル２５の孔径はそれぞ
れ異なるものとしであるので、前記噴射によってロータ
２３は回転を開始する。これによって洗浄ノズル２５か
らの噴射水は配管内周面全周に向けて噴出されることと
なる。一方、推進ノズル２６からの噴射水は噴射の反力
によってノズルボディ２２、従って洗浄装置１全体を押
し上げる。これにより、フレキシブルホース５は引っ張
られ突っ張って棒状となるから、フレキシブルホース５
の繰り出し、引き込みによって洗浄装置１を配管５０ａ
内で前進または後退させることができる。

前記のノズルボディ２２に対するロータ２３の回転と、
前記の棒状となったフレキシブルホース５による配管５
０ａ内における移動とによって、配管５０ａが直管状ま
たは大きな曲率半径の湾曲部であれば、その内周面全体
をくまなく洗浄することができる。なお、上記の洗浄中
容ワイヤ３２は同量だけ各ワイヤ巻取駆動機構４に巻き
とられており、コイルばね３９ａ、３９ｂ、３９ｃは直
線状に配置されている。また、前記洗浄中作業員は必要
に応じ超小型ＴＶカスメラ４１の撮像した映像を監視し
、洗浄装置１が配管内のどの位置にあるかを確認する。

すなわち、繰り出されたフレキシブルホース５の長さか
ら洗浄装置１が十字管部５ｏに接近したと推定される場
合には、超小型ＴＶカメラの映像を監視して洗浄装Ｗ１
の配管内における位置を確認する。

上記のようにして洗浄装置１を配管５０ａ内で移動させ
ながら洗浄を進行させ、洗浄装置１が十字管部５０にさ
しかかったことが確認されたとする。この時、前方ガイ
ドカバー３１および後方ガイドカバー２１の赤道部位に
取り付けられたそれぞれの接触センサ７０．７１の構成
素子のどれが配管内周面のどの位置で、配管内周面と接
触しているかによって、洗浄装置１の配管５０ａ内での
絶対的位置を判定する。

以下第５図〜第９図について上記の位置判定を説明する
。第５図は洗浄装置１の概略図、第６図はそのＶＩ−Ｖ
Ｉ線における断面図、第７図は洗浄装置１のどの位置で
配管内周面と接触しているかの判定の態様を説明する線
図、第８図は第１図の■−■線における断面図、第９図
は洗浄装置１が配管の円周方向のどの位置で配管内周面
に接触しているかの判定の態様を示す線図である。

第６図において、接触センサ７０．７１はそれぞれＱ１
〜Ｑ、のｎ箇の素子によって構成されている。今、Ｑｊ
番目の素子が配管内周面に当接され、外力を受けＯｎ状
態にあるとする。これにより洗浄装置１がその後方ガイ
ドカバー２１、前方ガイドカバー３１の円周方向のどの
位置で配管内周面と接触しているかを検出することがで
きる。

また、十字管部５０の入口近傍に設けられた振動センサ
７２は、第８図に示すようにＰ。−Ｐｎ−ｔのｎ箇の素
子からなるものとしである。ｎ箇の素子は円周方向に等
配して取り付けられているから、各素子間の中心角は２
π／ｎである。第９図に示すようにＰ１番目のセンサが
Ｖｌのレベルの振動を検出し＋Ｐｌ＋を番目の素子がｖ
＋＋ｉのレベルの振動を検出したとする。この時、洗浄
装置１はそのｊ番目の素子の位置で、配管の振動センサ
Ｐ０の位置を原点として、次式（１）によって与えられ
る角度Ａ（ｒａｄ）の位置で配管内周面に接触している
ことが判定される。

Ａ＝２π／ｎ　（ｉ＋ｖ＋＋ｚ／ｖ＋＋ｖ＋＋Ｌ）・・
・・・・　（１） 上記のようにして洗浄装置１がその円周方向のどの位置
で配管５０ａの円周方向のどの位置に接触しているか、
つまり洗浄装置１の配管内での絶対的位置を知ることが
できる。

このようにして洗浄装置の絶対的位置を知れば。

十字管部５０の右または左の何れの分岐へ洗浄装置１を
進行させるにせよ、方向転換機構部３を正しくその方向
に向けることができる。すなわち、各接触センサの素子
Ｑ工〜Ｑ、と各ワイヤ３２との位置関係は固定しており
、素子ＱＪが配管の原点からＡの角度の位置で配管内周
面に接触していることが判明しているわけであるから、
３本のワイヤ３２のそれぞれをどのようにワイヤ巻取駆
動機構部４によって巻き取れば、方向転換機構部、３が
所望方向に撓曲されるかを算定することができる。

このワイヤ巻取駆動機構部４の制御は、モータ３７の回
転とともに回転するエンコーダ３８の出力を制御入力と
して自動的に行われる。

なお、十字管部５０において洗浄装置１を直進させる場
合には、当然方向転換機構部４の撓曲を行わせる必要は
ない。

上記のように本発明配管内洗浄システムによれば、洗浄
装置を正しく所望の方向に進行させることができ、効率
よく配管内洗浄を実施することができる。

なお１本発明は上記実施例のみに限定されない。

すなわち、上記実施例は配管の十字管部に本発明を適用
した例であるが、本発明はそれに限定されるものではな
くＴ字管部、Ｙ字管部またはＬ字管部等任意の分岐管部
または曲管部に適用することができる。また、方向転換
機構部におけるワイヤの数は例示の３で必要にして十分
であるが、コイルばねの数は例示の３に限定されず必要
とされる撓曲度に・よって所望に選定することができる
。

［発明の効果］ 上記から明らかなように本発明の配管内洗浄システムは
、分岐管部または曲管部を含む配管内を効率よく洗浄す
ることができるので、原子力発電所等における配管の放
射能の除染を行うに適するものと云うことができる。ま
た、化学除染のように困難な除染廃液の処理を必要とし
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の作用を説明するためその全体
構成を示す一部を断面とした正面図、第２図は前記実施
例における洗浄装置自体の一部を切断して示す正面図、
第３図は前回の■−■線における断面図、第４図は前記
洗浄装置の一部の縦断面図、第５図は前記洗浄装置自体
の正面図、第６図は前回ＶＩ−ＶＩ線における断面図、
第７図は洗浄装置１のどの位置で配管内周面と接触して
いるかの判定の態様を説明する線図、第８図は第１図の
■−■線における断面図、第９図は洗浄装置が配管の円
周方向のどの位置で配管内周面に接触しているかの判定
の態様を示す線図である。 １・・・・・・洗浄装置　２・・・・・・ジェット洗浄
・推進部３・・・・・・方向転換機構部　４・・・・・
・ワイヤ巻取駆動機構部　５・・・・・・フレキシブル
ホース　６・・・・・・ケーブル　８・・・・・・水ジ
ェット導通孔　２１・・・・・・後方ガイドカバー　２
２・・・・・・ノズルボディ　２２ａ・・・・・・軸部
　２３・・・・・・ロータ　２５・・・・・・洗浄ノズ
ル　２６・・・・・・推進ノズル　３１・・・・・・前
方ガイドカバー３２・・・・・・ワイヤ　３３・・・・
・・プーリ　３７・・・・・・モータ　３８・・・・・
・エンコーダ　３９ａ〜３９ｃ・・・・・・コイルばね
　４０・・・・・・先端ガイド　４１・・・・・・超小
型ＴＶカメラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸心に沿って直立した軸部および前記軸心に沿った水ジ
   ェット導通孔を具えこの水ジェット導通孔に連通し前記
   軸部外周面に開口する分岐および下拡がりに傾斜し底面
   に開口する分岐を有するノズルボディと、前記軸部に可
   回動に係合され軸部外周面の分岐開口に対応する軸方向
   位置に径方向の洗浄ノズルを具えたロータと、前記ノズ
   ルボディ底面の分岐開口に連通され噴射圧力に不平衡を
   有する複数箇の推進ノズルと、前記ノズルボディ下面に
   取り付けられほぼ球状とされた後方ガイドカバーと、前
   記ノズルボディ軸部上端に固定されたほぼ球状の前方ガ
   イドカバーと、この前方ガイドカバー頂面に取り付けら
   れ複数のコイルばねを直列に積層してなり先端ガイドを
   具えた方向転換機構部と、前記前方ガイドカバー内に設
   けられ前記先端ガイドに１２０°の間隔で連結された３
   本のワイヤのそれぞれを独立に巻き取り駆動するワイヤ
   巻取駆動機構部と、前記後方ガイドカバー、前方ガイド
   カバーそれぞれの赤道部位に円周方向に等配し且つその
   位相を合致させて設けられた接触センサと、配管の分岐
   管部または曲管部の入口近傍の外周面に円周方向に等配
   して設けた振動センサとを有せしめ、前記接触センサの
   出力および振動センサの出力によって前記ワイヤ巻取駆
   動機構部を制御するようにしたことを特徴とする配管内
   洗浄システム。