JPH07110320A - 圧力容器検査装置 - Google Patents

圧力容器検査装置

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JPH07110320A
JPH07110320A JP6081008A JP8100894A JPH07110320A JP H07110320 A JPH07110320 A JP H07110320A JP 6081008 A JP6081008 A JP 6081008A JP 8100894 A JP8100894 A JP 8100894A JP H07110320 A JPH07110320 A JP H07110320A
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JP
Japan
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pressure vessel
mast
carriage
arm
inspection device
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Application number
JP6081008A
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English (en)
Inventor
Morio Ito
守男 伊藤
Yoshihide Kondo
由英 近藤
Shusaku Ueda
周作 上田
Takenori Shindou
丈典 進藤
Masao Kubo
正雄 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/269Various geometry objects
    • G01N2291/2695Bottles, containers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 BWRプラントの圧力容器炉心領域のISI
を容易にかつ的確に行うための圧力容器検査装置を提供
すること。 【構成】 キャリッジ駆動源21,マスト駆動源22,
23と共にこれらの駆動機構を備え、BWRプラントの
圧力容器1それ自体の環状部材あるいは圧力容器自体の
他の環状部材(例えば、主フランジ部12に据え付けら
れたリングガータ13)の上端面上を周方向に沿って移
動する自走式のキャリッジ14と、このキャリッジ14
に支持されると共に圧力容器1の上下方向に伸縮自在な
マスト16,18と、このマスト18の下端部に設けら
れると共に水平方向にスライド可能なアーム19と、こ
のアーム19の先端部に設けられ圧力容器内面側より圧
力容器を検査するセンサ20と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、圧力容器の検査装置
に係り、特に原子炉圧力容器の供用期間中の検査を原子
炉圧力容器内面側から行うに好適な検査装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】発電用原子炉は、年に1回の供用期間中
検査(In−Service Inspection、
以下これを“ISI”と略す)が義務づけられており、
原子炉圧力容器(Reactor Pressure
Vessel、以下これを“RPV”と略す)等にあっ
ては、耐圧溶接部等の検査が要求されている。
【0003】ISIを実施する目的は、原子炉の供用期
間中(又は寿命期間中)にわたり、RPV等の耐圧部に
欠陥がなく、健全であり破損する恐れがないことを定期
的に確認することにある。RPVについてみれば、炉心
に近い部分は、鋼材の中性子照射脆化が予想されるた
め、ISIによる健全性確認という点からは、特に重要
な部分である。
【0004】このため、近年建設されている沸騰水型原
子力発電プラント(BoilingWater Rea
ctor、以下これを“BWRプラント”と略す)にお
いては、図14及び図15に示すように、RPV1の外
径に対し、生体しゃへい体2の内径をやや大きめなもの
とし、RPV1と保温材3の間に適切な隙間4を設け、
この隙間4に検査用機器を設置して移動させ、RPV1
のISIをRPV外面側から実施できるような配慮のも
とにプラントの設計・製作がなされている。
【0005】しかしながら、定期検査が義務づけられる
以前に設計・製作された古いプラントにあっては、近年
行われているようなRPV外面側からのISI実施の配
慮がなされておらず、したがって、隙間4が狭く、保温
材3を取り外し可能な構造となっていないため、実質的
にRPV外面側からISIを実施することは困難であ
る。
【0006】したがって、このような古いプラントの場
合には、RPV内面側からISIを実施することが考え
られる。実際、もともと構造上の制約のため、RPV外
面側からのISI実施が不可能な加圧水型原子力発電プ
ラント(Pressurized Water Rea
ctor、以下これを“PWRプラント”と略す)のR
PVにおいては、RPV内面側から水中にてISIを実
施するのが常であり、このようなISIのための装置が
考案され実用に供している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、BWR
の場合、PWRほどRPV内面側からのISI実施は容
易ではない。すなわち、PWRの場合、ISI実施時に
は、RPV内の炉内構造物をRPV外に取り除くことが
出来る。したがって炉内には、ISI実施のための障害
物が存在しないため、炉内側からRPV内壁への接近は
容易である。
【0008】一方、BWRの場合は、図16図〜図18
に示すように、炉内には恒久設備であるシュラウド5、
上部シュラウド6、給水スパージャ7、炉心スプレイ内
管8、シュラウドヘッドボルトラグ9等が存在するた
め、炉心10近傍のRPV炉心領域内壁に接近するため
には、これらの炉内構造物をさけながら接近する必要が
ある。
【0009】特に隙間dは、約10cm程度と極端にせ
まく、またRPV1とシュラウド5間の隙間eもせまい
ため、大型であるPWR、RPV用の機器では寸法上の
制約によりBWR、RPV炉心領域内壁に接近し、IS
Iを行うことは出来ない。このため、炉内構造物を避け
てRPV炉心領域内壁に接近し、狭いスペース内でIS
Iを行える装置の出現が切望されている。
【0010】本発明の目的は、上記のように従来よりI
SIの実施が困難とされていた旧型のBWRプラントの
RPV、特にRPV炉心部のISIを容易にかつ適確に
行うことができる圧力容器検査装置を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、キャリ
ッジ駆動源とその駆動機構及びマスト駆動源とその駆動
機構を備え、圧力容器の環状部材の上端面上を周方向に
沿って移動可能な自走式のキャリッジと、このキャリッ
ジに支持されると共に圧力容器の上下方向に伸縮自在な
マストと、このマストの下端部に設けられると共に水平
方向にスライド可能なアームと、このアームの先端部に
設けられ圧力容器内面側より圧力容器を検査するセンサ
と、を備えたことを特徴とする圧力容器検査装置とする
ことにより達成される。
【0012】
【作用】圧力容器の環状部材を軌道として利用し、この
上端面をキャリッジ駆動源と駆動機構により、キャリッ
ジはモノレール方式で自走する。このキャリッジは載置
しているマスト駆動源とその駆動機構を用いて上下方向
にマストを伸縮し、かつマスト下端に設けられているア
ームが水平方向にスライドし、その先端に設けられたセ
ンサで圧力容器の所定位置の内面を検査する。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の一実施例を示す斜視図であり、
この圧力容器検査装置は、原子炉圧力容器1の主フラン
ジ12上に設置されるリングガータ13と、このリング
ガータ13に沿って移動するキャリッジ14と、このキ
ャリッジ14に装着されるマストガイド15と、このマ
ストガイド15により炉心内に案内される上部マスト1
6及びこの上部マスト16を補強する上部マスト補強体
17と、上部マスト16に連結された下部マスト18
と、この下部マスト18に移動自在に支持されたアーム
19と、このアーム19の一端に取り付けられたヘッド
20と、を主要構成要素として構成されている。
【0014】リングガータ13は、原子炉圧力容器1の
主フランジ12上に沿って設置され、キャリッジ14及
び上部マスト15等の全重量を支えるのに十分な強度を
有し、このリングガータ13に沿って移動自在にキャリ
ッジ14が設置されている。
【0015】キャリッジ14は図1及び図2に示すよう
に上面板14Aと円弧状のキャリッジ側板14Bとを備
え、上面板14Aにはキャリッジ駆動源21が設けら
れ、このキャリッジ駆動源21によって上面板14Aの
底部側に設置された図示していない車輪が駆動され、キ
ャリッジ14をリングガータ13に沿って走行できるよ
うになっている。
【0016】キャリッジ駆動源21に隣接して一対の上
部マスト駆動源22が設置され、それぞれの上部マスト
駆動源22はピニオンA27を有し、このピニオンAは
それぞれ上部マスト16のラックA31と噛合してい
る。このラックアンドピニオン機構により上部マスト1
6及び上部マスト補強体はRPV1の上下方向に昇降す
るようになっている。またキャリッジ14の上面板14
Aには一対のヒンジフランジ28が取り付けられてい
る。
【0017】図3に示すようにマストガイド15の四隅
部にはそれぞれローラA29が設けられ、マストガイド
15の側面下端部にはそれぞれピストンブラケット30
を図3(B)に示すように矢印方向に移動させるマスト
傾き調整機構部24が設置されている。そしてピストン
ブラケット30はキャリッジ側板14B設置されたピン
ブラケット26に枢着されている。またマストガイド1
5の側面上端面部にはそれぞれ突起部15Aが形成さ
れ、この突起部15Aはキャリッジの上面板14Aに設
けられたヒンジブラケット28に枢支されている。
【0018】上部マスト16には図4に示すように上部
マスト自体の変形剛性を高めるための上部マスト補強体
17が付設され、この上部マスト補強体17の側面に沿
って設置されたレール32に図3に示すローラA29が
係合されている。上部マスト16はパイプ状に形成さ
れ、この上部マスト16内に移動自在に挿入された下部
マスト18は下部マスト駆動源23によってRPV1の
上下方向に移動するようになっている。
【0019】下部マスト18下端部には図5及び図6に
示すようにアーム駆動源25が設置され、このアーム駆
動源25によって駆動されるピニオンB34が設けられ
ている。円弧状に形成された2本のアーム19にはそれ
ぞれその長手方向に沿ってラックB35が形成され、前
記ピニオンB34はアーム19に形成されたラックB3
5に噛合している。アーム19の上下方向の両端面には
長手方向に沿って溝が形成され、この溝にローラ33が
係合されている。またアーム19の長手方向両端部に固
定されたヘッド20には複数の超音波探触子又はテレビ
カメラ等を内蔵するセンサアセンブリ36が設置されて
いる。
【0020】次に上記のように構成される圧力容器検査
装置の作用について説明する。図7及び図8は本発明に
よる検査装置のRPV炉心領域の接近要領と各部の動作
の一例を示す。
【0021】図7(A)において、キャリッジ14に設
置されたキャリッジ駆動源21が駆動し、キャリッジ1
4はリングガータ13に沿って走行し、所定の位置に停
止する。このとき、下部マスト18は上部マスト16内
に収納され、上部マスト16及び上部マスト補強板17
はマストガイド15より上方に位置する。
【0022】キャリッジ14がリングガータ13の所定
の位置に停止した後、図7(B)に示すように上部マス
ト16の垂直度を維持した状態で上部マスト駆動源22
が駆動され、このマスト駆動源22のピニオンA27の
回動に伴ってピニオンA27と噛合したラックA31を
有する上部マスト16は上部マスト補強体17とともに
RPV1の炉心内面に沿って垂直に降下する。
【0023】上部マスト16の降下により上部マスト1
6に収納された下部マスト18の下端部に設置されたア
ーム19が給水スパージャ7の上方に近接した位置で上
部マスト16の降下が停止する。
【0024】次いでマストガイド15に設置されたマス
ト傾き調整機構部24の駆動によりピストンブラケット
30がRPV1側に伸長し、ヒンジブラケット28に枢
支された突起部15Aを基点としてマストガイド15は
RPV1の中心部側に傾斜する。このマストガイド15
の傾斜に伴って図7(C)に示すように上部マスト16
が傾斜し、上部マスト16内に収納された下部マスト1
8の下端部に設置されたアーム19は給水スパージャ7
上方で給水スパージャ7により離れた位置に停止する。
【0025】このようにしてマストの傾斜角度を保った
状態でマスト駆動源22が駆動し、再びラックA31と
ピニオンA27の機構により図8(A)に示すように上
部マスト16内に収納された下部マスト18の下端部に
設置されたアーム19は上部シュラウド6の上方に位置
した時点で降下を停止する。
【0026】次いで図8(B)に示すようにマストガイ
ド15に設置されたマスト傾き調整機構部24の駆動に
より上部マスト16は再び垂直状態に保たれる。この状
態で図8(C)に示すように下部マスト駆動源23が駆
動し、上部マスト16内に収納された下部マスト18が
垂直に降下し、下部マスト18の下端部に設置されたア
ーム19がシュラウド5の外周面とRPV1の内周面と
の検査されるべき所定の隙間に停止する。
【0027】図7及び図8に示す操作によって障害物と
なる給水スパージャ等を避けて検査装置を所定の位置に
導くことができる。
【0028】図9〜図11はアーム19の動作の一例を
示す。図9はアーム19がシュラウド5の外周面とRP
V1の内周面との検査されるべき所定の隙間に停止した
ときの状態を示している。図12はアーム停止時の状況
を断面図で示し、アーム駆動源25及びヘッド20はそ
れぞれシュラウドヘッドボルトラグ9間のスペースに位
置している。したがって前記した図7(A)において、
キャリッジ14をリングガータ14に沿って走行させ、
キャリッジ14の位置を調整するに際し、アーム駆動源
25及びヘッド20がそれぞれシュラウドヘッドボルト
ラグ9間のスペースを通過できるような位置に調整され
る。
【0029】アーム19が所定の位置に停止した後、ア
ーム駆動源25の駆動によりピニオンB34が回動して
図10に示すようにこのピニオンB34と噛合するラッ
クB35を有する2本のアーム19は互いに反対方向に
駆動され、円弧状のアーム19の一端部側に固定された
ヘッド20はRPV1の内面に沿って移動し、RPV炉
心領域の超音波探傷等を実施することができる。
【0030】次に図11に示すように、アーム駆動源2
5の駆動によりピニオンB34は図10の場合とは反対
方向に回動し、2本のアーム19がそれぞれ反対方向に
駆動され、ヘッド20に設置されたセンサアセンブリ3
6はRPV1の内面に沿って移動する。
【0031】2個のセンサアセンブリ36の一方は他方
のセンサアセンブリ36が故障したときの予備として設
置されているが、2本のアーム19のそれぞれの一端部
側にセンサアセンブリ36を設置することによって下部
マスト18に対する左右のバランスを取ることができ、
下部マスト18を細くした場合にも下部マスト18の変
形を防止することができる。またアーム19は円弧状と
されているのでRPV1とシュラウド5間の狭スペース
に対してもRPV1の検査を実施することができる。
【0032】図13はヘッド20の動作の一例を示す。
ヘッド20内のセンサアセンブリ36はヘッド20から
突出可能に設置されており、アーム19を所定の検査す
べき位置に停止させたときは図13(A)に示すように
ヘッド20内に収納された状態にあり、アーム19が所
定の検査すべき位置にし、図10に示すようにアーム1
9が水平方向に駆動され、RPV1の検査を行う際に図
17(B)に示すようにセンサアセンブリ36はヘッド
20から突出し、その距離lが調整される。この機構に
よって、センサアセンブリ36とRPV1内面との距離
(水距離)を調整し、最適な検査距離に調整できる。
【0033】なお、キャリッジ14、上部マスト16、
下部マスト18、アーム19、マスト傾き調整機構部2
4、センサアセンブリ36をヘッド20より突出させる
機構はそれぞれ遠隔自動操作又は遠隔手動操作もしくは
これらの混合操作により駆動が可能である。
【0034】前記した実施例においては、圧力容器の環
状部材として圧力容器の主フランジ部に一体化されるリ
ングガータの例を示したが、本発明は、これに限定され
るものでなく、圧力容器に一体化される他の環状部材あ
るいは圧力容器自体の環状部材でもよい。
【0035】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、キャリッ
ジ駆動源とその駆動機構及びマスト駆動源とその駆動機
構を備え環状部材の周方向に沿って移動可能な自走式の
キャリッジと、このキャリッジに支持されると共に圧力
容器の上下方向に伸縮自在なマストと、このマストの下
端部に設けられると共に水平方向にスライド可能なアー
ムと、このアームに先端部に設けられ圧力容器内面側よ
り圧力容器を検査するセンサと、を備えているので、円
周方向に沿って所定の位置にキャリッジを走行させ、そ
の位置から狭いスペース内の障害物を避けて下降させ、
次いで所定の位置でアームをスライドさせることによっ
てアームの先端部に設けられたセンサによりRPV炉心
領域などの圧力容器の内面側から超音波探傷、テレビ観
察等が可能となる。
【0036】圧力容器の環状部材を軌道として利用し、
この上をキャリッジ駆動源と駆動機構を有するキャリッ
ジがモノレール方式で自走するため、キャリッジ移動用
の他の架台等の構造物を圧力容器に設ける必要がなく、
検査装置がコンパクトになり、他の作業を併行して実施
できる。
【0037】また、もともと寸法の定まった圧力容器の
環状部材を軌道として用いるため、圧力容器との対応で
検査位置決めが容易である。また、自走式はキャリッジ
の速度調整の巾が広く、所定位置までの移動が早くでき
ると共に微妙な移動も行なうことができる。キャリッジ
から垂下しているマスト等がモノレール方式のキャリッ
ジのバランス重りの役目を果たしており、マスト伸縮と
キャリッジ自走を制御することにより、マストの固有振
動を調整して振れ止めが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧力容器検査装置の一実施例を示す斜
視図
【図2】(A)は図1の圧力容器検査装置におけるキャ
リッジの正面図、(B)は図2(A)の平面図
【図3】(A)は図1の圧力容器検査装置おけるマスト
ガイドの正面図、(B)は図3(A)の側面図、(C)
は(A)の平面図
【図4】(A)は図1の圧力容器検査装置におけるマス
トの正面図、(B)は(A)の側面図、(C)は(A)
の平面図
【図5】(A)は図1の圧力容器におけるアーム・ヘッ
ドの正面図、(B)は(A)を一部断面で示す側面図、
(C)は(A)のD方向端面図
【図6】図5(A)に示すアーム・ヘッドの配置状態を
示す断面図
【図7】アーム・ヘッドの炉心領域への接近要領を順次
示す断面図
【図8】アーム・ヘッドの炉心領域への接近要領を順次
示す断面図
【図9】アームの動作を示す説明図
【図10】アームの動作を示す説明図
【図11】アームの動作を示す説明図
【図12】炉心領域におけるアーム・ヘッドの配置状態
を示す断面図
【図13】センサアセンブリの動作を示す説明図
【図14】原子炉建屋とRPVとを示す縦断面図
【図15】図14のA部拡大断面図
【図16】BWR炉内構造物を示す縦断面図
【図17】図16のB−B線断面図
【図18】図17のC部拡大図である。
【符号の説明】
1 RPV圧力容器 2 生体しゃへい体 3 保温材 4 隙間 5 シュラウド 6 上部シュラウド 7 給水スパージャ 8 炉心スプレイ内管 9 シュラウドヘッドボルトラグ 10 炉心 11 スパージャエルボ 12 原子炉圧力容器主フランジ 13 リングガータ 14 キャリッジ 15 マストガイド 16 上部マスト 17 上部マスト補強体 18 下部マスト 19 アーム 20 ヘッド 21 キャリッジ駆動源 22 上部マスト駆動源 23 下部マスト駆動源 24 マスト傾き調節機構部 25 アーム駆動源 28 ヒンジブラケット 31 ラックA 32 レール 36 センサアセンブリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 進藤 丈典 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 久保 正雄 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉工場内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャリッジ駆動源とその駆動機構及びマ
    スト駆動源とその駆動機構を備え、圧力容器の環状部材
    の上端面上を周方向に沿って移動可能な自走式のキャリ
    ッジと、このキャリッジに支持されると共に圧力容器の
    上下方向に伸縮自在なマストと、このマストの下端部に
    設けられると共に水平方向にスライド可能なアームと、
    このアームの先端部に設けられ圧力容器内面側より圧力
    容器を検査するセンサと、を備えたことを特徴とする圧
    力容器検査装置。
  2. 【請求項2】 前記キャリッジが前記環状部材を挟持す
    る挟持部材を有すると共に前記環状部材の上端面走行用
    であり、かつ、キャリッジを支持する車輪を有すること
    を特徴とする請求項1の圧力容器検査装置。
  3. 【請求項3】 前記圧力容器の中心軸と、マストの中心
    軸を含む長手平面に対し、キャリッジ及びマストを対称
    構造とした請求項1の圧力容器検査装置。
  4. 【請求項4】 前記アームを水平方向において円弧状と
    した請求項1の圧力容器検査装置。
  5. 【請求項5】 前記アームに設けられたセンサにセンサ
    を圧力容器の円周方向へ突出する距離を調節してセンサ
    と圧力容器壁面間の距離を調節可能な機構を設けた請求
    項1の圧力容器検査装置。
  6. 【請求項6】 前記センサは、超音波探傷用探触子又は
    テレビカメラである請求項1乃至請求項5のいずれかの
    圧力容器検査装置。
  7. 【請求項7】 前記キャリッジ、マスト、センサと圧力
    容器壁面内の距離を調節する機構は遠隔自動操作又は遠
    隔手動操作もしくはこれらの混合操作が可能な機構であ
    る請求項1乃至請求項6のいずれかの圧力容器検査装
    置。
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Cited By (8)

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