JPH0365879B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子力発電設備における蒸気発生器
等の熱交換器の容器壁内面と、この容器下部を横
切る水平な管板によつて支持されて垂直方向に延
びる管束との間に形成される環状空間の、前記管
板上面にある異物を捜し出して取除く異物除去シ
ステムに関する。更に詳述すれば、本発明は、原
子炉の蒸気発生器の容器壁内面側の管束周囲の狭
い空間に挿入され、異物を捜し出して取除く器具
を運搬する運搬装置に関する。

典型的な原子炉の蒸気発生器は、垂直に延びる
容器と、この容器内に配設され管束を形成する複
数のＵチユーブと、これら各ＵチユーブのＵ曲が
り部の反対側の一対の端部を支持する管板と、こ
の管板と共に、管束の一方端において一次流体入
口ヘツダを形成するとともに管束の他方端におい
て一次流体入口ヘツダを形成するようにされてい
る分離板と、入口ヘツダに流体が連通している一
次流体出口ノズルと、出口ヘツダに流体が連通し
ている一次流体出口ノズルとを具備している。更
に、蒸気発生器は、管束と容器との間に配置され
容器壁の内面と共に環状空間を形成するラツパシ
ートと、管束のＵ曲がり部の上方に配設されてい
る給水リングとを具備している。

このような蒸気発生器においては、炉心を通し
て循環することにより加熱された一次流体が、一
次流体入口ノズルを通して蒸気発生器内に入るよ
うにされている。一次流体は、一次流体入口ノズ
ルから一次流体入口ヘツダを経て管束のチユーブ
を流れ、それから一次流体出口ヘツダを出て一次
流体出口ノズルを通して原子炉の他の冷却システ
ムへと流れていく。

このとき同時に、給水が給水リングを通して蒸
気発生器内へ導入されるようにしている。給水
は、容器と隣接する環状空間内を下方に差向けら
れ、環状空間の低部付近にある管板によつて流れ
方向を逆向きとされ、管束のＵチユーブ外表面と
熱交換を行いながらラツパシートの内側を上方に
流れていく。

給水が、このように管束のＵチユーブと熱交換
を行いながら循環すると、Ｕチユーブ内の一次流
体から管束外側を流れる給水への熱伝達が行わ
れ、所定量の給水が蒸気に変わる。蒸気は、それ
から上昇して典型的な発電装置を通して循環し、
発電技術の分野で良く知られている方法で電気が
作り出される。

ところで、一次流体は、放射能を帯びた粒子を
含んでいる。そして、この一次流体は、インコネ
ル等で構成されているＵチユーブの壁のみによつ
て給水から隔離されている。すなわち、このＵチ
ユーブの壁は、放射能を帯びた粒子を隔離する一
次障壁を形成している。したがつて、Ｕチユーブ
にキズ一つないように維持管理し、Ｕチユーブが
破裂するようなことが起きないようにすることが
肝要である。しかしながら、ある条件の下では、
Ｕチユーブに漏れが発生することが経験的に知ら
れている。このようになると、放射能を帯びた粒
子で給水が汚染され、極めて好ましくない事態を
引起こすこととなる。

特開昭59−79155号公報には、Ｕチユーブのキ
ズがないかどうか或いはスラツジが堆積して取除
く必要がないかどうか調べるための運搬装置が、
スラツジの除去を開始するための機器と共に開示
されている。しかしながら、運搬装置の構造とし
ては、蒸気発生器の容器壁内面と管束との間の環
状空間に除去を必要とする対象物がないかどうか
調べることができるようにすることが必要であ
る。

蒸気発生器の修理及び一般検査を行つている最
中に、蒸気発生器内部にある物が偶然落下するこ
とがある。こうして紛失した物は、容器壁と管束
との間の管板上面の環状空間に入り込みやすい。
これら紛失物が、蒸気発生器の運転中に、管束に
衝突すると、管束は大きな損傷を受ける。紛失物
のこうした運動は、蒸気発生器内を再循環する流
体によつて引起こされるものである。

したがつて、原子炉の蒸気発生器内の環状空間
を検査し、異物を捜し出してこの異物を取除く必
要がある。

本発明は、原子炉の蒸気発生器の容器壁と管束
との間の限定された区域に入れたり出したりする
ことのできる着脱自在で動力により駆動する運搬
装置を提供しようとするものである。

本発明は、更に、蒸気発生器の容器壁の出入開
口を通して延びて運搬装置に接続されているとと
もに、この運搬装置に取付けられているモータと
検査及び回収器具とを駆動させる制御及び動力配
線を提供しようとするものである。

さて、原子炉の蒸気発生器に言及するに当た
り、これをチユーブ及び容器からなる熱交換器と
して表現するのが妥当であろう。この蒸気発生器
で発生した蒸気は、次には、タービンを駆動させ
て電気エネルギを作り出すのに使用される。更に
詳述すれば、蒸気発生器すなわち熱交換器は、内
部に管束が取付けられている容器であつて、この
管束内を核エネルギによつて加熱された一次流体
が流れ、管束外を流れる給水と間接的に熱交換が
行われる。

本発明は、管板上面に集まる異物（固形物）に
着眼したものである。すなわち、溶けた金属、ボ
ルト、溶接棒、更には工具に至るまで各種異物が
容器壁内面と管束との間の環状空間に紛失され
る。これら異物は、熱交換器を通して流れる給水
（二次流体）の力によつて、時として管束に向か
つて衝突することがある。

本発明は、これら異物を捜し出し、制御しなが
ら運んで容器から異物を取除く手段を提供しよう
とするものである。

管束周囲を流れる給水の流れパターンは、容器
内の調整装置によつて制御される。これら調整装
置の構造において更に重要なことは、通常、容器
の上部区域から管板上方約40cm（15インチ）内の
所まで下向きに延びていることである。これはラ
ツパ（ラツパシート）と呼ばれている。

給水が入つてきて、環状空間すなわち容器壁内
面とラツパとの間に形成された降水路を流れて下
降すると、管板上で開放されて横方向に管束に向
かつて流れ、それから管束周囲を上方に向かつて
流れる。

本発明による運搬装置は、ラツパ下端部下方の
管板上の位置に配されるものである。運搬装置は
一種の乗物であつて、容器壁内面と管板上面と管
束とラツパ下端部とで囲まれて限定された空間
を、管束の周囲に沿つて移動するようにされてい
る。運搬装置にはテレビカメラが取付けられてい
て、遠隔操作によつて異物を捜し出してこれを確
認し、これまた運搬装置に取付けられている器具
によつて異物を制御して取除くようにされてい
る。

運搬装置は、大きさの限られた開口を通して管
束周囲の限定された空間に持込まれる。これを実
際に行なうに当たり、運搬装置を使用可能な所定
位置まで到達させるルートとしては、わずか二つ
のルートがあるのみである。

一つは、運搬装置を容器壁とラツパとの間の環
状空間に降ろすルートである。この環状空間の幅
は約８cm（３インチ）である。

もう一つのルートは、運搬装置を容器側面の開
口を通して挿入するというルートである。この開
口は、一般に手穴と呼ばれている。

本発明は、組立式の運搬装置を、手穴を通して
管束周囲の限定された空間内に挿入しようとする
ものである。すなわち、運搬装置を管速周囲の限
定された空間内に一旦置いてから、異物を捜し出
し取除くための器具をこの運搬装置に取付けるよ
うにしている。また、運搬装置を管板上の作動す
べき所定の位置に置いたら、容器側面の手穴を通
して延びるフレキシブルな制御配線によつて運搬
装置と外部制御表示装置とを接続するようにして
いる。これにより、運搬装置を作動させるととも
に制御し、管束周囲に沿つて移動させ、管板表面
上にある異物を取除く作業を行うようにしてい
る。

そして、本発明によれば、運搬装置は、下部プ
ラツトフオームと、この下部プラツトフオームに
キー結合されている上部プラツトフオームと、こ
の上部プラツトフオームの前部に設けられている
取付構体とを具備し、車輪及びその駆動用モータ
は前記下部プラツトフオームに取付けられ、カメ
ラ及び回収器具は前記取付構体に取付けられてい
る また、好適な実施例によれば、運搬装置は、カ
メラと連結されこのカメラを垂直面内で傾動させ
て異物を捜し出すようにさせるカメラ傾動用モー
タと、回収器具と連結されこの回収器具を水平及
び垂直方向に動かして前記カメラによつて捜し出
された異物をつかんでこの異物を取除くようにさ
せる回収器具駆動用モータとを具備している。そ
して、運搬装置は、さらに、回収器具を取付構体
へ着脱自在に取付ける取付手段と、前記取付構体
と連結されこの取付構体を水平面内で動かす取付
構体水平駆動用モータとを具備している。運搬装
置は、さらにまた、取付構体と連結されこの取付
構体を垂直面内で動かす取付構体垂直駆動用モー
タを具備している。

以下添付図面を参照して本発明の好適な一実施
例について詳述する。

第１図は、チユーブラツパ下端部下方かつ管板
４表面上方の、容器３の壁面内２と管束１との間
の空間のみが利用可能である限定された空間を、
簡易的に表わした図である。この空間へは、容器
３を貫通している手穴（開口）５から出入りする
ことができる。

第１図に示すように、運搬装置６が、管束１周
囲の狭い空間に置かれている。この運搬装置６
は、管板４上面の通路を移動する。すなわち、運
搬装置６は、４つの車輪８によつて支持され、容
器３の壁内面２と管束１との間の軌道に沿つて移
動する。

制御装置９が容器３の外部に設けられていて、
フレキシブルな電気配線及び／又は配管１０によ
り運搬装置６に接続されている。この制御装置９
によつて、運搬装置６の動きを制御し、更に運搬
装置６に取付けられている装置又は器具も作動さ
せることができるようにしている。

このように、本発明によれば、軌道から届く範
囲にある異物を捜し出して制御し、これを蒸気発
生器から取除くことができるようにしている。

第２図は、各器具が取付けられている運搬装置
６を詳細に示す図である。

運搬装置６の車輪８は、管板４上面を回転走行
する。これら車輪８は、下部プラツトフオーム１
１に取付けられている車軸に装着されている。

上部プラツトフオーム１２は、下部プラツトフ
オーム１１と一致するような大きさとされてい
て、下部プラツトフオーム１１から上方に延びる
先細ピン１３を穴で受けてキー結合となるように
されている。第２図には、二組のピン１３及び穴
が示されている。これは、下部プラツトフオーム
１１から上部プラツトフオーム１２を持上げるこ
とにより、運搬装置６を解体し、また、同様にし
て再度組付けすることができるようにしたもので
ある。

第１のモータ１４は、このモータ１４と車軸と
の間の歯車列を介して各車輪８を駆動させるよう
にしている。

運搬装置６の器具は、すべて上部プラツトフオ
ーム１２に取付けられている。そして、これら器
具のすべて又はその一部は、別個に取除くことが
できるように取付けられていて、手穴５を通して
運搬装置６の更なる解体ができるようにしてい
る。

第３及び４図は、運搬装置６の前部に、他の回
収器具を取付けて示すものである。

さて、第２図において、テレビカメラ１５が、
運搬装置６の前部の取付構体１７の上に取付けら
れている。この取付構体１７は、歯車列を介して
第２のモータ１９によつてピポツト１８のまわり
を傾動し、カメラ１５の視界を上向き15゜から下
向き45゜までの範囲内で遠隔操作できるようにさ
れている。また、第３のモータ２０は、カメラ１
５及び回収器具が取付けられている取付構体１７
を水平方向に動かすための動力源とされている。
これにより、カメラ１５を水平方向に移動させる
とともに垂直方向に傾動させる操作をすることが
でき、検査のための視界を得ることができる。

運搬装置６の前方には、ブームアーム２１が、
取付構体１７に装着された一対のヨークアーム２
２の間に取付けられている。このブームアーム２
１は、各種器具の取付台とされるものである。

すなわち、各器具には、ブームアーム２１の開
口２３に挿入される。各器具には、プランジヤ２
４と直線をなす穴が設けられている。そして、プ
ランジヤ２４が、ブームアーム２１の上側部分を
貫通して延びて、器具の穴と嵌合するようにされ
ている。

プランジヤ２４は、バネによつて付勢されてい
る。この力によつて、プランジヤ２４が、器具を
固定位置に保持するようにしている。器具をブー
ムアーム２１から取外したいときには、バネの力
にうち勝つようにプランジヤ２４を上方に引い
て、器具内の穴との係合を外せばよい。

取付構体１７を動かすと、カメラ１５及びブー
ムアーム２１に取付けられているすべての器具も
同時に動く。

第４のモータ２５は、適当な歯車列を介して取
付構体１７を垂直方向に動かす動力源とされてい
る。

このようにすることによつて、カメラ１５の目
を、異物を取除く器具又は装置の動きに追従さ
せ、異物を捜し出して手穴５からこれを取出すこ
とができるようにしている。

ここで、本実施例における各要素の使用例につ
いて以下に説明する。

運搬装置６の車輪８には、径が約８cm（３イン
チ）の柔かいゴム製の車輪（横型飛行機用の車
輪）が使用されている。W.M.BergモデルNo.
WX64P4−３の二つのウオーム歯車と駆動比25：
１の螺旋形の組立ギヤボツクスとによつて、四つ
の車輪８すべてが駆動される。駆動用の第１のモ
ータ１４は、ギヤ駆動比308：１の、モデル22／
２と共にMicro Moモデル2233が用いられてい
る。駆動列継手は、BergモデルC020−11及び
C020−14である。動力は、盗難警報装置に使わ
れているタイプの電気接触子Safe−Houseモデル
49−518によつて、第１のモータ１４に供給され
る。下部プラツトフオーム１１は、厚さ約６mm
（1/4インチ）、長さ約34cm（13 1/2インチ）、幅約
７cm（２ 7/8インチ）のアルミニウム板からなつ
ている。上部プラツトフオーム１２は、下部プラ
ツトフオーム１１と一致するような大きさとされ
ている。

運搬装置６の前部の取付構体１７は、垂直及び
水平方向に動くようにされているので、選択的に
器具を取付け、種々の作業を行うようにすること
ができる。これらの動きの動力は、直流12Vの２
つのMicro Moモータにより供給される。Berg
継手（モデルNo.5z15−00136）によつて、部品相
互を正確に一致させるとともに着脱が容易にでき
るようにしている。ギヤは、ウオームギヤ
（BergモデルNo.W4B29−S60）と単一ピツチウオ
ーム（BergモデルNo.W48S−3S）とで構成されて
いる。ピポツト及びギヤが位置している部分には
すべてブロンズ製ベヤリングが使用されている。
ヨークアーム２２の上のプランジヤ２４はReid
Tool Co.モデルNo.FR−250が使用されている。

さて、第２図においては、少なくとも一つのボ
ルトカツタ３０が、ブームアーム２１から延びる
ように取付けられた特殊の回収器具として示され
ている。これらボルトカツタ３０のあご部は、テ
レビカメラ１５の視界範囲内に入るようにされて
いる。各あご部は、液圧ピストンシリンダ３１に
よつて開き、カメラ１５で捜し出した異物をくわ
えて閉じるように作動する。カメラ１５とボルト
カツタ３０とが同一取付構体１７に取付けられて
いるので、ボルトカツタ３０と係合する異物は、
カメラ１５によつて写し出される。また、ヨーク
アーム２２には、ランプ３２が取付けられてい
て、ボルトカツタ３０と係合する異物を照射する
ようにしている。

ボルトカツタ３０が運搬装置６に取付けられて
いるのは、運搬装置６の通路内に突き出ている異
物を考慮に入れてのことである。もしも、このよ
うな異物、例えば溶接棒が、抜取ることができな
いほど強くからまつている場合には、ボルトカツ
タ３０を使用して、異物の通路内に突き出ている
部分を切除することができる。異物の切断された
部分は、通路上に落下し、その後ボルトカツタ３
０の代わりにブームアーム２１に取付けられた他
の器具によつて取除くことができる。このブーム
アーム２１は、異物を手で取除けるように手穴５
まで運ぶこと、すなわち回収することができる器
具又は装置を、いくつでも取付けることができる
ような形状とされ、更に調整がなされている。

ここで各要素の使用例を説明すると、ボルトカ
ツタ３０は、約36cm（14インチ）の一対のボルト
カツタからなり、EnerpacモデルRWT−40液圧
シリンダによつて作動するようにされている。液
圧用流体には、蒸気発生器内で使用される水が用
いられている。

第３図は、ブームアーム２１に取付けられてい
る回収プライヤ３３と共に運搬装置６の前部を示
す。第２図で示したボルトカツタ３０に代わつ
て、少なくとも一つのプライヤ３３が取付けられ
ている。これらプライヤ３３により、ボルトカツ
タ３０によつて切断された異物をも含めて、通路
内にある異物を回収できるようにしている。回収
すべき異物は、ランプ３２によつて照射される。
照射された異物は、テレビカメラ１５を通して写
し出される。そして、プライヤ３３のあご部３４
がモータ３５によつて駆動する。このあご部３４
の駆動と取付構体１７の回転との組合せによつ
て、カメラ１５に写し出された異物を固定し、手
穴５まで運んで手で取除くことができるようにし
ている。

ここで各要素の使用例を説明すると、プライヤ
３３は、ロングノーズタイプであつて、直流12V
Micro Moモータにより電気的に作動する。ま
た、あご部３４への動力の伝達は、歯車減速機
（モデル2233 F012ST＋22／２ 30.7：１）Ａ
No.10−32スクリユウ及びネジ付黄銅ロツドによつ
て行われる。

第４図は、第３図と同様に、運搬装置６の前部
を示す。ブームアーム２１には、レーキ３７とし
ての特徴を有する器具が取付けられている。これ
は、取除くことが必要ではあるが、第３図で示し
たプライヤ３３のあご部３４では掴むことができ
ない異物があることを考慮したものである。した
がつて、このレーキ３７はカメラ１５の監視下で
通路に沿つて異物を移動させるのに使用すること
ができる他の形態の器具をも含めて、これら器具
を代表して示すものである。そして、このレーキ
３７によつて、異物を通路に沿つて手穴５近く
の、異物を手で取除くことができる所まで移動さ
せるようにしている。

ブームアーム２１には、考えつく限りの器具を
いくらでも取付けることができる。すなわち、異
物を取除く各段階毎に、特定の器具がブームアー
ム２１に取付けられ、異物をすべて手穴５へ移動
してこれらを取除くようにすることができる。

以上詳述した内容についてまとめると次のよう
になる。

第１図は、原子炉の蒸気発生器内の、回収用運
搬装置を使用するのには手狭な周囲部分を示す。
第２図において、運搬装置６は、もとから２つの
部分に分離できるように示してある。これらは各
部分毎に手穴５を通して蒸気発生器内へ挿入する
ことができる。運搬装置６は、分離と同様、再組
付も容易に行うことができる。また、運搬装置６
は、へその緒のような配管１０によつて制御装置
９に接続されている。制御装置９では、作業員
が、テレビカメラ１５を通して運搬装置６の前方
の通路を監視することができる。もちろん制御装
置９による制御は、更に、運搬装置６の動き及び
運搬装置６に取付けられているいかなる器具の操
作にも及ぶものである。

運搬装置６の基本的な機能は、蒸気発生器内の
部材が無傷の状態にあることを阻害する異物を捜
し出すことである。このような回収機能は、通路
に沿つて運搬装置６を移動させるとともにブーム
アーム２１に取付けられている器具を操作するこ
とによつて果される。

以上添付図面を参照して本発明の好適な一実施
例について説明してきたが、本発明はこの特定の
実施例に決して限定されるものではなく、本発明
の範囲を逸脱することなしに種々の変形がなし得
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による運搬装置を具備する異物
除去システムを装備した原子炉の蒸気発生器の一
例を示す水平断面図、第２図は回収器具が取付け
られている第１図の運搬装置の側面図、第３図は
他の回転器具が取付けられている第１図の運搬装
置の前部の側面図、及び第４図は更に他の回収器
具が取付けられている第１図の運搬装置の前部の
側面図である。 １…管束、２…壁内面、３…容器、４…管板、
５…手穴、６…運搬装置、８…車輪、９…制御装
置、１０…配線、１１…下部プラツトフオーム、
１２…上部プラツトフオーム、１４…第１のモー
タ、１５…テレビカメラ、１７…取付構体、１９
…第２のモータ、２０…第３のモータ、２５…第
４のモータ、３０…ボルトカツタ、３３…プライ
ヤ、３７…レーキ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子力発電設備における蒸気発生器等の熱交
   換器の垂直に延びる容器の壁内面と、この容器下
   部を横切る水平な管板によつて支持されて垂直方
   向に延びる管束との間に形成される環状空間にお
   いて、前記管板上面にある異物を捜し出して取除
   く異物除去システムであつて、 前記容器壁を貫通している開口と、 この開口を通して前記環状空間の管板上の位置
   まで出し入れできるように解体自在に構成されて
   いるとともに、前記管板上面上を走行自在な複数
   の車輪が取付けられている運搬装置と、 この運搬装置に取付けられて、前記車輪と連結
   され、前記環状空間の管板に沿つてこの運搬装置
   を移動させる車輪駆動用モータと、 前記運搬装置に取付けられ、この運搬装置が前
   記環状空間の管板に沿つて移動するときに前記管
   板上の異物を捜し出す遠隔操作自在のカメラと、 前記運搬装置に取付けられ、前記カメラによつ
   て捜し出された異物をつかんでこの異物を取除く
   回収器具と、 前記容器壁を貫通している開口を通して延びる
   とともに、前記容器の外部に配置されている監
   視・制御装置に接続され、前記運搬装置の車輪駆
   動用モータと、前記カメラが環状空間の状況を映
   しているときにこのカメラ及び前記回収器具を動
   かす他の複数のモータとに動力を供給するフレキ
   シブルな電気配線とを具備し、 前記運搬装置は、下部プラツトフオームと、こ
   の下部プラツトフオームにキー結合されている上
   部プラツトフオームと、この上部プラツトフオー
   ムの前部に設けられている取付構体とを具備し、 前記車輪及びその駆動用モータは前記下部プラ
   ツトフオームに取付けられ、前記カメラ及び回収
   器具は前記取付構体に取付けられている異物除去
   システム。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の異物除去システ
   ムにおいて、前記運搬装置は、前記カメラと連結
   されこのカメラを垂直面内で傾動させて異物を捜
   し出すようにさせるカメラ傾動用モータと、前記
   回収器具と連結されこの回収器具を水平及び垂直
   方向に動かして前記カメラによつて捜し出された
   異物をつかんでこの異物を取除くようにさせる回
   収器具駆動用モータとを具備している異物除去シ
   ステム。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の異物除去システ
   ムにおいて、前記運搬装置は、前記カメラと連結
   されこのカメラを垂直面内で傾動させて異物を捜
   し出すようにさせるカメラ傾動用モータと、前記
   回収器具を取付構体へ着脱自在に取付ける取付手
   段と、前記取付構体と連結されこの取付構体を水
   平面内で動かす取付構体水平駆動用モータとを具
   備している異物除去システム。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の異物除去システ
   ムにおいて、前記運搬装置は、前記取付構体と連
   結されこの取付構体を垂直面内で動かす取付構体
   垂直駆動用モータを具備している異物除去システ
   ム。