JPH0735891A - 炉内作業装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】原子炉内の複雑狭隘な部分においても洗浄、点
検、検査、補修作業が可能な作業装置を提供する。 【構成】原子炉圧力容器１のフランジ２に支持ベース11
を固定し、この支持ベース11上に旋回レール12を固定
し、旋回レール12上に旋回テーブル13を設ける。この旋
回テーブル13は旋回用モータ15により旋回し、複数の昇
降用巻上げ機14を設置している。支持ベース11の下方に
巻上げ機14のワイヤ８により昇降ビーム17を吊り下げ
る。昇降ビーム17に横方向に移動可能な伸縮自在のマス
ト20を取り付け、マスト20の先端部に各種の作業工具23
を取り付ける。昇降ビーム17の先端部に原子炉圧力容器
１内の壁面と密着する固定パッド22を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軽水冷却型原子炉などの
原子炉圧力容器内で機器の洗浄や健全性を点検、検査す
るとともに原子炉圧力容器内の機器を補修するための炉
内作業装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所の安全で効率的な運転を維
持するためには各種機器の定期検査や日常点検を欠かす
ことはできない。例えば軽水冷却型原子炉の原子炉圧力
容器内に設置されたシュラウド内側の健全性を点検する
ためにマストまたは棒の先端に水中テレビカメラを取り
付けた装置が目視点検用として使用されている。また、
さらに自由度の高い目視点検を行うために水中遊泳式原
子炉用ロボットが使用されている。

【０００３】シュラウドとは炉心支持板と上部格子板を
保持し、燃料集合体全体を包んで炉心を形成するもの
で、炉心支持板は制御棒案内管と燃料支持金具を介して
燃料集合体を保持し、上部格子板はシュラウド上部に組
み込まれ燃料集合体の上端を保持するものである。

【０００４】原子力用ロボットの適用作業分野はプラン
ト定期検査時の作業として交換・運搬、分解・組立、除
染・洗浄、検査・計測、補修などがあり、プラント運転
時の作業として点検・監視保全作業がある。

【０００５】原子力用ロボットのなかで、点検ロボット
として、床面走行形および天井走行形格納容器内点検ロ
ボット、原子炉建屋やタービン建屋等の機器の点検・監
視用自動監視ロボット、小型知能点検ロボット、タービ
ン室内点検ロボット、知能作業ロボット、循環水配管清
掃用ロボット、はしご昇降ロボット等、既に数々の専用
機が開発され、また使用されている。

【０００６】従来、原子炉圧力容器内で機器の洗浄や健
全性を点検、検査するとともに上記原子炉圧力容器内の
機器を補修する場合には、テレビカメラ等を原子炉上部
から吊り下げたり、作業装置を燃料交換機に設置された
補助ホイストと呼ばれるワイヤロープの巻上げ機を使用
して炉内に吊り下げたり、洗浄用のスプレーヘッドを炉
内に設置した後、原子炉圧力容器の上蓋を設置し水を抜
いて洗浄していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の点検ロボットは
軽水冷却型原子炉のシュラウド内側の検査を目視のみで
行う目視点検型であり、他の方法による点検、検査や補
修作業を行うことはできない。また、作業ロボットは各
種プラント内機器の汎用保守、保守作業を行うことはで
きるが、点検・検査機能を備えていない。

【０００８】このように従来の点検、作業ロボットでは
点検、検査を行った後、引き続いて補修箇所を修理する
補修機能を備えてない課題がある。また、点検作業や補
修作業中、ブラスト、エア、電力等のホース、ケーブル
が長く引き出されたままの状態となり他の構造物や機器
などの箇所に引掛かったりして邪魔になる課題もある。

【０００９】上記のように現状では、例えばシュラウド
と原子炉圧力容器の間（アニュラス部）のように、内部
が複雑で上部から接近が困難な場所における作業性は非
常に悪く、特にジェットポンプの内側などは作業が不可
能である。本発明は原子炉内の複雑狭隘な部分において
も洗浄・点検・検査・補修作業が可能な作業装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は原子炉圧力容器
の上端開口に設置される作業装置本体と、前記原子炉圧
力容器上方のオペレーションフロアに設置された制御装
置と、この制御装置と前記作業装置本体との間を結ぶケ
ーブル、ホース、ファイバ等からなり、前記作業装置本
体は前記原子炉圧力容器の上部開口のフランジ部に支持
ベースを固定し、この支持ベース上に旋回レールを固定
し、この旋回レール上に旋回用モータで旋回し少なくと
も２台の昇降用巻上げ機を備えた旋回テーブルを設け、
前記巻上げ機により前記支持ベースの下方に昇降ビーム
を吊下げ、この昇降ビーム上を横移動用モータにより横
方向に移動可能なように上下に伸縮可能なマストを取付
け、そのマストの先端部に各種の作業工具を取付け、前
記昇降ビームの周辺部先端に前記原子炉圧力容器内の径
方向に伸縮可能なように固定パッドを取付けたことを特
徴とする。

【００１１】

【作用】作業時に旋回テーブル、昇降ビーム、マストを
組合わせた作業装置本体を天井クレーンで吊り、支持ベ
ースを原子炉圧力容器フランジ面に設置し、スタッドボ
ルトを利用して固定する。

【００１２】次に昇降用巻上げ機を動作させ、昇降ビー
ムを下降させる。この時にマスト先端の作業装置本体が
給水スパージャと干渉しないように、マストの位置を原
子炉圧力容器の中央よりに寄せておく。

【００１３】アニュラス部の場合は、干渉位置を通過後
にマストを原子炉圧力容器壁側に移動した後、さらに昇
降ビームをシュラウド上部付近まで下降し、必要に応じ
て固定パッドを動作させ原子炉圧力容器壁面に対して、
昇降ビームを固定する。さらにアニュラス部の下方で作
業する場合にはマストを伸展し作業装置本体を作業位置
まで下げる。

【００１４】アニュラス部はジェットポンプが据え付け
られているため、上方からアクセスできる領域が限定さ
れており、作業装置本体をそのまま周方向に旋回するこ
とができない。そこで、一旦マストを上昇させ作業装置
本体が炉内機器と干渉しない位置で、順次旋回テーブル
を回転しマストを次のジェットポンプとジェットポンプ
の間に下降することで全てのアニュラス部の作業を行う
ことができる。

【００１５】さらに昇降ビームを下降する前に、マスト
を炉心部に挿入する位置に移動し、昇降ビームを下降す
ることによって、作業装置本体をシュラウド内やさらに
その下の炉下部に移動することができ、それらの部位に
おける各種作業を行うことができる。

【００１６】

【実施例】図１から図７を参照しながら本発明に係る炉
内作業装置の第１の実施例を説明する。図１は炉内作業
装置を原子炉圧力容器に設置した状態を示し、図２は図
１における作業装置本体を拡大して示し、図３は図２の
上面図であり、図４は図３のＡ−Ａ矢視方向の立面図で
あり、図５および図６は図１における作業手順をそれぞ
れ示している。

【００１７】すなわち、図１において、符号１は原子炉
圧力容器で、上端開口部を閉塞する上蓋は取り外して図
示しておらず、上端開口部のフランジ２と上蓋を固定す
るスタッドボルト３を図示している。

【００１８】原子炉圧力容器１内には炉心（図示せず）
を包囲するシュラウド４が設置されており、シュラウド
４と原子炉圧力容器１の内壁との間にはアニュラス部５
が形成されている。原子炉圧力容器１の上方にはオペレ
ーションフロア６が設けられており、シュラウド４の下
方は炉下部７が設置されている。

【００１９】原子炉圧力容器１のフランジ２にスタッド
ボルト３を利用して支持ベース11に固定する。図２に示
したようにフランジ２の面上には多数本のスタッドボル
ト３が立設している。支持ベース11は図３に示したよう
に等間隔で三方向にわたって設けられており、先端部に
はフランジ２上のスタッドボルト３を挿入する複数の貫
通孔を有している。

【００２０】オペレーションフロア６上には制御装置25
が設置されており、制御装置25には支持ベース11上の後
述する機器類に接続するケーブル・ホース・ファイバ等
26が接続している。

【００２１】支持ベース11上には旋回レール12が固定さ
れており、この旋回レール12上に旋回テーブル13が設け
られている。この旋回テーブル13の下面には旋回用モー
タ15が取り付けられており、この旋回用モータ15の駆動
により旋回テーブル13は旋回レール12に沿って旋回す
る。

【００２２】旋回テーブル13上には３台の昇降用巻上げ
機14と、１台の昇降用ケーブル・ホースリール16が載置
固定されている。支持ベース11の下方には巻上げ機14か
らのワイヤ８によって吊り下げられる２本の昇降ビーム
17が設けられている。

【００２３】昇降ビーム17には図３に示したように下端
に横移動レール18が取り付けられており、横移動レール
18には横移動モータ19が設けられ、横移動モータ19によ
りマスト20は横移動する。

【００２４】この横移動レール18上には図４に示したよ
うにマスト20を吊り下げ駆動するマスト巻上げ機21が設
けられている。マスト巻上げ機21は巻上げ機用モータ27
と、マスト20に接続したワイヤ28と、ワイヤ28を送り出
しまたは巻き取る巻枠29と、巻枠29等を載置する台板30
とからなっている。

【００２５】昇降ビーム17は図３に示すように原子炉圧
力容器１の内壁面と密着する固定パッド22が進退自在に
設けられている。この固定パッド22は空圧ピストン等で
構成され、加圧により原子炉圧力容器１の内壁面に接
し、減圧により離間する。

【００２６】マスト20の先端部には洗浄、点検、検査お
よび補修作業に必要な各種の作業工具23が着脱自在に設
けられている。これらの作業工具23は一種類または複数
種の場合もあり、作業内容に応じて任意に選択されるも
のである。

【００２７】次に図１および図５から図７を参照しなが
ら上記構成に係る炉内作業装置の使用例、つまり作業手
順の一例を説明する。まず作業を行う場合には、図１に
示すように気中または水中にて天井クレーン等を用い
て、作業装置本体10をフランジ２部に設置する。次に作
業対象部位にマスト20の先端に取り付けた作業工具が移
動できるように昇降ビーム17を昇降用巻上げ機14により
下降し、また、旋回テーブル13を旋回用モータ15により
旋回し位置決めする。

【００２８】作業対象部位がアニュラス部の中の場合に
は、図５に示す状態から、マストを横方向に横移動モー
タ19を使用して移動し、シュラウド４の上部と、原子炉
圧力容器１の間隙に作業工具23を挿入し、昇降ビーム17
の下降と、マストの伸展を利用して、図６に示すように
作業工具23を対象部位まで移動、位置決めすることがで
きる。

【００２９】作業時には必要に応じて、固定パッドを原
子炉圧力容器１の内壁面に押し付けることで昇降ビーム
17の揺れを防止することができる。対象部位がシュラウ
ド４の中または炉下部の場合には、図５の状態で、シュ
ラウド４上部の上部格子板や下部の炉心支持板と作業工
具が干渉しない位置にマスト20を位置決めした後アニュ
ラス部と同様、図７に示すように作業工具23を対象部位
まで移動、位置決めすることができる。

【００３０】上記第１の実施例によれば原子炉圧力容器
内各部に作業工具を簡単に、また位置精度良く自動的に
移動、位置決めできるため炉内での点検検査、保全、補
修、取付け取外し、洗浄等の作業時間の短縮、省力化、
被曝低減をすることができる。

【００３１】次に、図８により本発明に係る炉内作業装
置の第２の実施例を説明する。本実施例では昇降ビーム
17を中心から周方向に放射状にわたって６本配置し、そ
れぞれの昇降ビーム17にマスト20を配置した例を示して
いる。すなわち、この実施例は１本おきの３本の昇降ビ
ーム17に固定パッド22を取り付けるとともに、それぞれ
の昇降ビーム17にマスト20を取り付けている。なお、そ
の他の部分は第１の実施例と同様なので、その説明は省
略する。

【００３２】本実施例においては作業時間の短縮がで
き、また昇降ビーム17上を横移動するマスト20を同一の
横移動レール18に複数本設けることにより作業時間がさ
らに短縮できる。また、昇降ビーム上の同一レールにそ
れぞれ機能の異なる複数本の横移動するマストを設置す
ることができる。この場合には一旦設置した後でも異な
る作業を行うことができるため、作業の効率化、時間の
短縮が図れる。

【００３３】さらに、昇降ビーム17の中央部に上下およ
び伸縮自在のマストを配置することができる。この場合
には水ジェット洗浄のように中心から均一に行いたい作
業に好適して有効である。

【００３４】昇降ビーム17の下方に炉心上部シュラウド
に設置できるよう緩衝材および位置決め機構を設けるこ
ともできる。また、緩衝材の代りに車輪を取り付けるこ
ともできる。シュラウドに設置することにより位置決め
精度、力作業に有利となる。車輪にすることにより昇降
ビームを連続的に安定して旋回することができる。

【００３５】昇降ビーム17の位置（高さ、旋回角度）、
マスト20の伸縮位置、先端の作業工具の形状から炉内の
機器や構造物との干渉をあらかじめ計算し、移動できる
範囲を限定しながら、作業工具の経路を自動的に制御し
てもよい。この場合には操作ミスによる事故を防止で
き、時間短縮も図れる。

【００３６】次に、図９により本発明に係る炉内作業装
置の第３の実施例を説明する。本実施例では支持ベース
11からあらかじめ各種の作業を用意した作業工具中継ラ
ック24を原子炉圧力容器１内に吊り下げたものであり、
それ以外は第１の実施例と同様である。

【００３７】本実施例ではマスト20の先端の作業工具を
遠隔で交換し炉内の作業を行うことができ、大幅な時間
短縮を図ることができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、炉内における各種作業
を１つの装置で効率良く行うことができ、プラントの停
止期間を最短とし、稼働率を向上することができる。ま
た、作業員の負担軽減、被曝低減を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施例の炉内作業装置を原
子炉圧力容器に設置した状態を示す配置図。

【図２】図１における作業装置本体を示す立面図。

【図３】図２における上面図。

【図４】図３におけるＡ−Ａ矢視方向を一部断面で示す
立面図。

【図５】図１の状態からマストの作業工具をシュラウド
の上方に吊り下げた状態を示す構成図。

【図６】図５の状態からマストおよび作業工具をアニュ
ラス部に挿入した状態を示す構成図。

【図７】図６の状態からマストおよび作業工具を炉下部
に移動した状態を示す構成図。

【図８】本発明に係る炉内作業装置の第２の実施例にお
ける昇降ビームを示す平面図。

【図９】本発明に係る炉内作業装置の第３の実施例を示
す構成図。

【符号の説明】

１…原子炉圧力容器、２…フランジ、３…スタッドボル
ト、４…シュラウド、５…アニュラス部、６…オペレー
ションフロア、７…炉下部、８…ワイヤ、10…作業装置
本体、11…支持ベース、12…旋回レール、13…旋回テー
ブル、14…昇降用巻上げ機、15…旋回用モータ、16…昇
降用ケーブル・ホースリール、17…昇降ビーム、18…横
移動レール、19…横移動モータ、20…マスト、21…マス
ト巻上げ機、22…固定パッド、23…作業工具、24…作業
工具中継ラック、25…制御装置、26…ケーブル・ホース
・ファイバ等、27…巻上げ機用モータ、28…ワイヤ、29
…巻枠、30…台板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉圧力容器の上端開口に設置される
   作業装置本体と、前記原子炉圧力容器上方のオペレーシ
   ョンフロアに設置された制御装置と、この制御装置と前
   記作業装置本体との間を結ぶケーブル、ホース、ファイ
   バ等からなり、前記作業装置本体は前記原子炉圧力容器
   の上部開口のフランジ部に支持ベースを固定し、この支
   持ベース上に旋回レールを固定し、この旋回レール上に
   旋回用モータで旋回し少なくとも２台の昇降用巻上げ機
   を備えた旋回テーブルを設け、前記巻上げ機により前記
   支持ベースの下方に昇降ビームを吊下げ、この昇降ビー
   ム上を横移動用モータにより横方向に移動可能なように
   上下に伸縮可能なマストを取付け、そのマストの先端部
   に各種の作業工具を取付け、前記昇降ビームの周辺部先
   端に前記原子炉圧力容器内の径方向に伸縮可能なように
   固定パッドを取付けたことを特徴とする炉内作業装置。
2. 【請求項２】 前記昇降ビームを中心から周方向に複数
   本配置し、前記昇降ビームのそれぞれにマストを配置し
   てなることを特徴とする請求項１記載の炉内作業装置。
3. 【請求項３】 前記支持ベースからあらかじめ各種の作
   業を用意した作業工具中継ラックを前記原子炉圧力容器
   内に吊下げ、前記マストの先端部に取付けた作業工具を
   遠隔で交換し作業し得るように構成したことを特徴とす
   る請求項１記載の炉内作業装置。