JPH0829579A - 原子炉内点検・補修方法および装置 - Google Patents

原子炉内点検・補修方法および装置

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JPH0829579A
JPH0829579A JP6161585A JP16158594A JPH0829579A JP H0829579 A JPH0829579 A JP H0829579A JP 6161585 A JP6161585 A JP 6161585A JP 16158594 A JP16158594 A JP 16158594A JP H0829579 A JPH0829579 A JP H0829579A
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swimming
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reactor
inspection
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JP6161585A
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English (en)
Inventor
Arata Ito
新 伊藤
Yasuhiro Yuguchi
康弘 湯口
Katsuhiko Sato
勝彦 佐藤
Mitsuko Shimizu
みつ子 清水
Motohiko Kimura
元比古 木村
Yutaka Togasawa
裕 戸賀沢
Mitsuaki Shimamura
光明 島村
Tomoyuki Ito
智之 伊藤
Minoru Obata
稔 小畑
Nobutada Aoki
延忠 青木
Shigehiko Mukai
成彦 向井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】原子炉内溶接部の点検・検査・補修・表面改質
を、遊泳式作業ロボットを用いて安定的に効率よく行な
う。 【構成】本装置は、遊泳式ロボット取扱装置と，光ファ
イバを内抱した複合ケーブル２９を巻取るケーブル巻取
装置と，複合ケーブル２９に結合された遊泳式作業ロボ
ット３１とを有し、ロボット３１はロボット自体を推進
させるロボット推進装置４２と，光ファイバ３２で導か
れたレーザ光照射光学装置４０と，超音波探触子７１を
触角状に取り付けた触角機構４５とを備え、ロボット推
進装置４２で遊泳式作業ロボット３１を原子炉内の所要
溶接部まで遊泳させ、溶接部Ｗに触角機構４５を接触さ
せた状態でレーザ光照射光学装置４０からパルス状レー
ザ光を溶接部Ｗに照射させ、溶接部Ｗの表面応力状態の
改善を行なうとともにレーザ光照射時に発生する超音波
振動を超音波探触子７１で測定して溶接部の物理的検査
を行なうようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は原子炉内の溶接部の点検
・検査および補修を行なう原子炉内点検・補修方法およ
び装置に係り、特に軽水型原子炉の炉心シュラウド内面
の溶接部や炉心下部プレナムの溶接部，ダウンカマ部の
溶接部の点検・検査および補修作業を遠隔操作により行
ない得る原子炉内点検・補修方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】軽水型原子炉では原子炉内の溶接部の健
全性を確保するために、マストあるいは長尺棒の先端に
水中テレビカメラを取付け、マストや長尺棒を原子炉フ
ロア上から操作して原子炉内に挿入し、この原子炉内で
水中テレビカメラを移動させて溶接部に近付け、溶接状
態やその劣化状態を目視点検している。
【０００３】しかしながら、マストや長尺棒の先端に取
り付けた水中テレビカメラを原子炉内の溶接部に正確に
位置合せしたり、水中テレビカメラを手振れを生じさせ
ないで溶接部に向けて安定的に保持することが困難であ
り、ましてや溶接部の溶接線に沿って水中テレビカメラ
を安定的に移動させることは大変に困難な作業を要し、
熟練者でも困難であった。
【０００４】原子炉内の溶接部には炉心シュラウド内面
の溶接部，炉心下部プレナムの溶接部，原子炉圧力容器
と炉心シュラウドで形成されるダウンカマ部の溶接部等
が存在する。炉心シュラウド内面の溶接部，ダウンカマ
部の炉心シュラウド外壁，原子炉圧力容器内壁，ジェッ
トポンプ，ライザブレースアーム等の溶接部，炉心下部
プレナムのシュラウドサポート，原子炉圧力下鏡部，制
御棒駆動装置ハウジング（以下、ＣＲＤハウジングとい
う。），スタブチューブ，隔壁等の溶接部は原子炉フロ
アから数ｍ下方の狭隘な場所にあり、これらの溶接部を
水中テレビカメラを移動させながら目視点検するのが困
難であった。
【０００５】この点から、移動自由度の高い水中遊泳式
点検ロボットが開発され、この点検ロボットに水中テレ
ビカメラを搭載したものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】水中テレビカメラを搭
載した水中遊泳式点検ロボットは、水を張った原子炉内
を遠隔操作で自由に移動できる点で移動の自由度が向上
したが、水中移動の安定性に欠ける嫌いがあった。ま
た、この点検ロボットは原子炉内の溶接部を水中テレビ
カメラで視覚を通じて観察する目視点検を行なうだけで
あり、原子炉内の溶接部を物理的に点検・検査したり、
補修する作業を行なうことができなかった。
【０００７】このため、原子炉内を遠隔操作により自由
に移動させ得るとともに、原子炉内の溶接部の健全性を
正確に確認し、視覚のみならず物理的な点検・検査を効
果的に行ない、万一不具合が発生している場合には溶接
部を補修し、不具合が発生していない場合には予防保全
のための表面改質（表面応力状態の改善）を行なうに
は、原子炉内点検・補修装置を如何に構成したらよいか
問題になっていた。
【０００８】本発明は、上述した事情を考慮したもの
で、原子炉内の溶接部の点検・検査・補修・表面改質
を、移動自由度の高い遊泳式作業ロボットを用いて安定
的に効率よく行なうことができる原子炉内点検・補修方
法および装置を提供することを目的とする。
【０００９】本発明の他の目的は、遊泳式作業ロボット
を狭隘な原子炉内溶接部に安定的にセットし、溶接部の
溶接線に沿って線分状のパルス状レーザ光を照射して溶
接部の物理的な点検・検査・補修あるいは表面改質を行
なう原子炉内点検・補修方法および装置を提供するにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る原子炉内点
検・補修装置は、上述した課題を解決するために、請求
項１に記載したように、原子炉ピット床面あるいは原子
炉フロアに設置した遊泳式ロボット取扱装置と，この遊
泳式ロボット取扱装置に備えられ、光ファイバを内抱し
た複合ケーブルを繰出し可能に巻取るケーブル巻取装置
と，このケーブル巻取装置から繰り出される複合ケーブ
ルに結合された遊泳式作業ロボットとを有し、上記遊泳
式作業ロボットは水が張られた原子炉内に降されてロボ
ット自体を推進させるロボット推進装置と，前記光ファ
イバで導かれたパルス状レーザ光を照射するレーザ光照
射光学装置と，超音波探触子を触角状に取り付けた触角
機構とを備え、前記ロボット推進装置で遊泳式作業ロボ
ットを原子炉内の所要溶接部まで遊泳させ、上記溶接部
に触角機構を接触させた状態で前記レーザ光照射光学装
置からパルス状レーザ光を溶接部に照射させ、その溶接
部の表面応力状態の改善を行なうとともにレーザ光照射
時に発生する超音波振動を超音波探触子で測定して溶接
部の物理的検査を行なうようにしたものである。
【００１１】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項２に記載
したように、遊泳式作業ロボットは本体フレームに前方
シェルと後方シェルを水密に結合して本体シェルを構成
し、この本体シェル内に光ファイバで導かれたパルス状
レーザ光を線分状に変えて照射するレーザ光照射光学装
置を内蔵するとともに、前記本体フレームにロボット推
進装置の推進方向に直交する方向に推進力を付与するク
ロス移動用推進装置と遊泳式作業ロボットの遊泳の安定
とクロス移動用推進装置の推進方向を変更させるウェイ
ト付きバランサ機構とを備え、上記クロス移動用推進装
置とバランサ機構の協動作用により、前記レーザ光照射
光学装置からの線分状のパルス状レーザ光を溶接線に直
交させた状態で溶接部の溶接線方向に移動させるように
したものである。
【００１２】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項３に記
載したように、遊泳式作業ロボットの本体シェル内に溶
接部の作業表面を観察する作業表面監視システムを収容
し、上記作業表面監視システムは溶接部表面からの光を
案内する反射光学系と、反射光学系を案内される光を検
出するＣＣＤカメラ等の検出装置と、検出装置への光を
開閉させるシャッタ装置とを備え、シャッタ装置はパル
ス状レーザ光が溶接部に照射されている間はシャッタを
閉じ、照射されない間はシャッタを開いて、レーザ光照
射部の外観，表面温度，照射部近傍で発生したプラズマ
を検出装置で測定し、溶接部の表面応力改善条件を所定
の値に設定したものである。
【００１３】さらにまた、上述した課題を解決するため
に、本発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項４
に記載したように、遊泳式作業ロボットの本体シェルに
内蔵されるレーザ光照射光学装置は、光ファイバからの
パルス状レーザ光を拡大して平行なスリット状レーザ光
を形成するレーザ光導波光学系と、このレーザ光導波光
学系からの平行なレーザ光を集束させて照射するレーザ
光照射光学系とを備え、このレーザ光照射光学系はパル
ス状レーザ光を照射するノズル本体を有し、このノズル
本体にレーザ照射軸方向およびノズル出口位置でレーザ
照射軸に直交する方向に水流を発生させて空気泡を除去
する水流発生装置を設けたり、さらに、請求項５に記載
したように、水流発生装置の駆動源にスターリングエン
ジンを用い、このスターリングエンジンは、パルス状レ
ーザ光を照射するノズル本体のノズル部および溶接部か
らの反射レーザ光を受ける部分を加熱部としたものであ
る。
【００１４】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項６に記載
したように、遊泳式作業ロボットの本体シェルの前方シ
ェルの少なくとも一部を、パルス状レーザ光照射時に不
透明になる液晶を利用した耐熱・耐圧性シャッタ装置の
透明窓で構成するとともに、本体シェル内に視覚機能を
備えたＣＣＤカメラを設置したり、さらに、請求項７に
記載したように、本体シェルの前方シェルに触角機構を
備え、この触角機構は前方シェルから前方に突出する構
造フレームの先端に複数の超音波探触子を設けるととも
に、上記構造フレームをパルス状レーザ光照射時に不透
明になる液晶利用の耐熱・耐圧性遮蔽板で覆設したり、
また、請求項８に記載したように、本体シェルの前方シ
ェル内に飛散物等の異物を回収する浄化装置を収容し、
この浄化装置は流入口を遮蔽板で囲まれた触角機構内に
開口し、流出口は触角機構の外側に開口させたものであ
る。
【００１５】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項９に記
載したように、遊泳式作業ロボットは本体フレームに前
方シェルと後方シェルを水密に結合して本体シェルを構
成し、この本体シェル内に光ファイバで導かれたパルス
状レーザ光を線分状に変えて照射する固定光学系と移動
光学系とを備えたレーザ光照射光学装置を内蔵するとと
もに、前記本体フレームにロボット推進装置の推進方向
に直交する方向に推進力を付与する推進ダクトを備えた
クロス移動用推進装置と、遊泳式作業ロボットの遊泳の
安定とクロス移動用推進装置の推進方向を変更させるバ
ランサ機構を備え、前記推進ダクトにダクト軸方向に移
動可能なスライドステージ機構を設け、このスライドス
テージ機構に前記レーザ光照射光学装置の移動光学系を
取付け、前記スライドステージ機構のスライド操作によ
りレーザ光照射光学装置からの線分状のパルス状レーザ
光を矩形範囲で走査し、前記クロス移動用推進装置とバ
ランサ機構の協動作用により、線分状のパルス状レーザ
光を溶接線に直交させた状態で溶接線に沿って矩形状の
走査範囲毎に移動させたものである。
【００１６】また、本発明に係る原子炉内点検・補修方
法は、上述した課題を解決するために、請求項１０に記
載したように、遊泳式ロボット取扱装置のケーブル巻取
装置から繰り出される複合ケーブルの先端に結合された
遊泳式作業ロボットを水が張られた原子炉内で遊泳さ
せ、前記遊泳式作業ロボットの触角機構をロボット推進
装置により原子炉内の所要の溶接部を押圧接触させた状
態で、レーザ光照射光学装置により光ファイバからのパ
ルス状レーザ光を前記溶接部に、その溶接線方向に沿っ
て照射させて溶接部の応力状態を改善する一方、パルス
状レーザ光照射時に発生する超音波振動を測定して溶接
部の物理的検査を行ない、この検査により溶接部に欠陥
が認められると上記欠陥部にパルス状レーザ光を所要時
間照射して欠陥部の補修加工を行なう方法である。
【００１７】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る原子炉内点検・補修方法は、請求項１１に
記載したように、遊泳式作業用ロボットのレーザ光照射
光学装置から照射されるパルス状レーザ光をクロス移動
用推進装置により原子炉内溶接部の溶接線方向に移動さ
せる際、スライド式ステージ機構を駆動させてレーザ光
照射光学装置の移動光学系を所定範囲移動させ、この範
囲内でパルス状レーザ光を照射させてバッチ処理する方
法である。
【００１８】一方、本発明に係る原子炉内点検・補修装
置は、上述した課題を解決するために、請求項１２に記
載したように、原子炉ピットの床面あるいは原子炉フロ
アに設置した遊泳式ロボット取扱装置と，この遊泳式ロ
ボット取扱装置に備えられ、光ファイバを内抱した複合
ケーブルを繰出し可能に巻き取るケーブル巻取装置と，
このケーブル巻取装置から繰り出される複合ケーブルに
結合された遊泳式母船ロボットとを有し、上記遊泳式母
船ロボットは水が張られた原子炉内に降されてロボット
自体を推進させるロボット推進装置と，このロボット推
進装置のロボット推進方向と直交する方向に推進可能な
クロス移動用推進装置とを備える一方、前記遊泳式母船
ロボットは複数台の遊泳式作業ロボットを複合ケーブル
を介して出入れ可能にケーブル結合したものである。
【００１９】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項１３に記
載したように、遊泳式母船ロボットは密閉形のロボット
ケーシングを有し、このロボットケーシングの前方に遊
泳式作業ロボットを出入れ自在に収納する複数のロボッ
ト収納筒を備える一方、前記ロボットケーシング内に前
記遊泳式作業ロボットにケーブル結合された複合ケーブ
ルを出入れ可能に巻き取るケーブル巻取装置を収容する
とともに、このケーブル巻取装置に設けられたビーム分
配光学系に光ファイバからのパルス状レーザ光を導くレ
ーザ光導波光学装置を設けたものである。
【００２０】さらに、本発明に係る原子炉内点検・補修
方法は、上述した課題を解決するために、請求項１４に
記載したように、遊泳式ロボット取扱装置のケーブル巻
取装置から繰り出される複合ケーブルの先端に結合され
た遊泳式母船ロボットを水が張られた原子炉内で遊泳さ
せて原子炉内の所要作業空間に案内し、続いて遊泳式母
船ロボットにケーブル結合された複数台の遊泳式作業ロ
ボットを引き出、遊泳させて原子炉内の所要溶接部に押
圧接触させ、複数台の遊泳式作業ロボットを押圧接触さ
せた状態で原子炉内の所要溶接部にその溶接線に沿って
パルス状レーザ光を照射させて溶接部の応力状態を改善
する一方、パルス状レーザ光照射時に発生する超音波振
動を測定して溶接部の物理的検査を行ない、この検査に
より溶接部に欠陥が認められると、上記欠陥部にパルス
状レーザ光を所要時間照射して欠陥部の補修加工を行な
う方法である。
【００２１】他方、本発明に係る原子炉内点検・補修装
置は、上述した課題を解決するために、請求項１５に記
載したように、原子炉ピットの床面あるいは原子炉フロ
アに設置した遊泳式ロボット取扱装置と，この遊泳式ロ
ボット取扱装置に備えられ、光ファイバを内抱した複合
ケーブルを繰出し可能に巻き取るケーブル巻取装置と，
このケーブル巻取装置から繰り出される複合ケーブルに
結合された遊泳式母船ロボットとを有し、上記遊泳式母
船ロボットは水が張られた原子炉内に降されてロボット
自体を推進させるロボット推進装置と，このロボット推
進装置のロボット推進方向と直交する方向に推進可能な
クロス移動用推進装置とを備える一方、前記遊泳式母船
ロボットは複数台の遊泳式作業ロボットを水中無線で出
入れ可能に光学的に結合したものである。
【００２２】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項１６に記
載したように、遊泳式母船ロボットは密閉筒状のロボッ
トケーシングを有し、このロボットケーシングに遊泳式
作業ロボットを出入れ自在に収納する複数のロボット収
納部を凹設する一方、前記ロボットケーシング内に個々
の遊泳式作業ロボットにレーザ光を分配して走査するレ
ーザ光走査光学装置を備え、このレーザ光走査光学装置
からのレーザ光を受光するレーザ光受光装置を遊泳式作
業ロボットに備え、この作業ロボットは受光したレーザ
光を案内して放射するレーザ光照射光学装置を設けると
ともに、前記遊泳式作業ロボットは水中遊泳移動させる
ロボット推進装置とこのロボット推進装置のロボット推
進方向に直交する方向の移動を付与するクロス移動用推
進装置を設けたものである。
【００２３】さらに、本発明に係る原子炉内点検・補修
方法は、上述した課題を解決するために、請求項１７に
記載したように、遊泳式ロボット取扱装置のケーブル巻
取装置から繰り出される複合ケーブルの先端に結合され
た遊泳式母船ロボットを水が張られた原子炉内で遊泳さ
せて原子炉内の所要作業空間に案内し、続いて遊泳式母
船ロボットに水中無線で光学的に結合された複数台の遊
泳式作業ロボットを引き出して原子炉内の所要溶接部に
押圧接触させ、複数台の遊泳式作業ロボットを押圧接触
させた状態で原子炉内の所要溶接部にその溶接線に沿っ
てパルス状レーザ光を照射させて溶接部の応力状態を改
善する一方、パルス状レーザ光照射時に発生する超音波
振動を測定して溶接部の物理的検査を行ない、この検査
により溶接部に欠陥が認められると、上記欠陥部にパル
ス状レーザ光を所要時間照射して欠陥部の補修加工を行
なう方法である。
【００２４】また、一方、本発明に係る原子炉内点検・
補修装置は、上述した課題を解決するために、請求項１
８に記載したように、原子炉フロアあるいは原子炉ピッ
トの床面上に設置された作業台車上を走行する横行台車
と，この横行台車に支持された多段テレスコピック状の
伸縮マストと，この伸縮マストを伸縮可能に巻き上げる
ケーブル巻上装置と，上記伸縮マストの先端マストに出
入れ自在に収容された遊泳式作業ロボットと，前記伸縮
マストに収容されてパルス状レーザ光を遊泳式作業ロボ
ットに向けて走査するレーザ光走査光学装置とを有し、
前記伸縮マストの先端マストをケーブル巻上装置の操作
により原子炉内の作業空間に下降させ、この下降状態で
遊泳式作業ロボットを先端マストから取り出して所要の
溶接部まで遊泳させて押圧接触させ、上記遊泳式作業ロ
ボットから溶接部に照射されるパルス状レーザ光で溶接
部の点検・検査・補修・予防保全作業を行なうように構
成したものである。
【００２５】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項１９に
記載したように、横行台車から多段テレスコピック状の
伸縮マスト内でパルス状レーザ光を案内するレーザ光走
査光学装置を設け、このレーザ光走査光学装置は伸縮マ
ストの先端マストにパルス状レーザ光を外部に放出する
放射光学系を備える一方、上記先端マストに出入れ自在
に収容される遊泳式作業ロボットは前記放射光学系に水
中無線にて光学的に結合され、上記遊泳式作業ロボット
から原子炉内の溶接部にパルス状レーザ光を照射したも
のである。
【００２６】他方、本発明に係る原子炉内点検・補修装
置は、上述した課題を解決するために、請求項２０に記
載したように、原子炉フロアあるいは原子炉ピットの床
面上に設置された伸縮ポール取扱装置と，この伸縮ポー
ル取扱装置により取り扱われる伸縮ポールと，この伸縮
ポールに着脱自在に保持される遊泳式作業ロボットとを
有し、前記伸縮ポールはパルス状レーザ光を案内するレ
ーザ光走査光学装置を内部に収容する一方、レーザ光走
査光学装置により伸縮ポールの先端部から放射されるパ
ルス状レーザ光を遊泳式作業ロボットで水中無線で受光
可能に構成し、この遊泳式作業ロボットによりパルス状
レーザ光を原子炉内溶接部に照射されるように設定した
ものである。
【００２７】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項２１に
記載したように、遊泳式作業ロボットは、半球状分割シ
ェルを２枚貝形状に開閉自在に連結した本体シェルと，
この本体シェルを推進させるロボット推進装置と，この
ロボット推進装置によるロボット推進方向と直交する方
向に推進させるクロス移動用推進装置と，本体シェル内
に収容され、レーザ光受光装置で受光されたパルス状レ
ーザ光を案内し外部に照射するレーザ光照射光学装置
と，本体シェルを吸着固定させるため、分割シェルの対
向面に設けられた吸盤とを備えたものである。
【００２８】本発明に係る原子炉内点検・補修装置は、
上述した課題を解決するために、請求項２２に記載した
ように、原子炉ピットの床面あるいは原子炉フロアに設
置された遊泳式ロボット取扱装置と，このロボット取扱
装置に備えられ、光ファイバを内抱した複合ケーブルを
繰出し可能に巻取るケーブル巻取装置と，ケーブル巻取
装置から繰り出される複合ケーブルに結合された遊泳式
母船ロボットと，前記複合ケーブルに着脱自在に保持さ
れた遊泳式作業ロボットとを有し、遊泳式作業ロボット
は遊泳式母船ロボットに水中無線で光学的に結合可能に
構成され、上記遊泳式作業ロボットから原子炉内溶接部
にパルス状レーザ光を照射するようにしたものである。
【００２９】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項２３に記
載したように、遊泳式作業ロボットは形状記憶合金製の
ケーブル把持機構を備え、このケーブル把持機構により
複合ケーブルの途中に設けられた取付ケーブルに着脱自
在に把持させたものである。
【００３０】他方、本発明に係る原子炉内点検・補修装
置は、上述した課題を解決するために、請求項２４に記
載したように、原子炉フロアに設置されたレーザ装置お
よび制御盤と，このレーザ装置および制御盤からの動力
および信号用レーザ光を案内する光伝送光学系と，この
光伝送光学系から放射されるレーザ光を受光する遊泳式
作業ロボットとを有し、この遊泳式作業ロボットから原
子炉内溶接部にレーザ光を照射させたものである。
【００３１】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項２５に記
載したように、光伝送光学系はレーザ光走査光学装置を
収容したレーザ光放射タワーと，この放射タワーからの
レーザ光を遊泳式作業ロボットに向けて案内するレーザ
光中継ロボットとを組み合せて構成されたものである。
【００３２】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る原子炉内点検・補修装置は、請求項２６に
記載したように、原子炉フロアに設置されたレーザ装置
および制御盤と，このレーザ装置および制御盤からの動
力および信号用レーザ光が案内される伸縮ポール取扱装
置と，この伸縮ポール取扱装置に支持された伸縮ポール
と，この伸縮ポールの先端部と水中無線で光学的に結合
可能な遊泳式作業ロボットとを有し、前記伸縮ポール取
扱装置は原子炉の上部格子板上に設置される一方、伸縮
ポール内に動力および信号用レーザ光を走査させるレー
ザ光走査光学装置が収容されたものである。
【００３３】
【作用】本発明に係る原子炉内点検・補修方法および装
置においては、原子炉内を自走で遊泳できる遊泳式作業
ロボットを用いて原子炉内の溶接部にパルス状レーザ光
を照射することにより、溶接部の点検・検査・補修・表
面改質のレーザ作業を行なうことができる。溶接部の点
検・検査・補修・表面改質は、遊泳式作業ロボットから
照射されるパルス状レーザ光の照射回数・照射エネルギ
（レーザ光出力）を変えることにより実施でき、原子炉
内の溶接部、特に原子炉内の構造物により形成される狭
隘部の溶接部、例えば炉心シュラウド内面の溶接部，炉
心下部プレナムの構造物により形成される溶接部，原子
炉圧力容器と炉心シュラウドの間のダウンカマ部に形成
される溶接部の点検・検査・補修・表面改質作業を実施
できる。複数台の遊泳式作業ロボットを用いてレーザ作
業を行なえば、より効率的に狭隘部の作業を大きな自由
度をもって効率よく実施できる。
【００３４】請求項１に記載の原子炉内点検・補修装置
では、ケーブル巻取装置から繰り出される複合ケーブル
に遊泳式作業ロボットを結合させ、この遊泳式作業ロボ
ットをロボット推進装置の作動により原子炉内の溶接部
まで遊泳させ、溶接部に触角機構を押圧接触させた状態
で遊泳式作業ロボットからパルス状レーザ光を溶接部に
照射させたから、溶接部の表面改質や補修作業を移動自
由度の高い遊泳式作業ロボットを用いて安定的に効率よ
く遠隔操作により行なうことができ、また、溶接部の物
理的検査は触角機構を用いて簡単かつ容易に測定でき
る。
【００３５】請求項２に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、遊泳式作業ロボットの本体シェルに内蔵さ
れたレーザ光照射光学装置によりパルス状レーザ光を線
分状（細長いスリット状）レーザ光に変えて溶接部の溶
接線にクロスさせて照射できる。また、遊泳式作業ロボ
ットはロボット推進装置とクロス移動用推進装置により
溶接部の溶接線に沿う方向に移動させることができ、さ
らに、遊泳式作業ロボットの移動はウェイト付きバラン
サ機構により安定的に行なわれるので、溶接部の点検・
検査・補修・表面改質作業を安定的に能率よく行なうこ
とができる。
【００３６】請求項３に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、遊泳式作業ロボットにシャッタ装置を備え
た作業表面改質監視システムを設けたので、この作業表
面監視システムでレーザ光照射部の溶接部の外観・表面
温度，照射部近傍で発生したプラズマを観察でき、溶接
部の表面を視覚的に容易に観察できる。
【００３７】請求項４に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、ノズル本体に設けられた水流発生装置によ
り、パルス状レーザ光の照射軸方向および照射軸に直交
する方流に水流を発生させて、パルス状レーザ光照射に
伴って発生する気泡をパルス状レーザ光の光路上から除
去したので、パルス状レーザ光を溶接部に効率よく照射
させることができる。なお、パルス状レーザ光には水中
走査によっても劣化の小さなレーザ光が使用される。
【００３８】請求項５に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、水流発生装置の駆動源にスターリングエン
ジンを使用し、パルス状レーザ光の溶接部からの反射レ
ーザ光をスターリングエンジンの加熱部として利用した
ので、スターリングエンジンの駆動に独立した動力源を
必要としない。
【００３９】請求項６に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、本体シェル内に視覚機能を備えたＣＣＤカ
メラを設置し、ＣＣＤカメラの前方の本体シェルを、パ
ルス状レーザ光照射時に不透明になる液晶利用の耐熱・
耐圧性のシャッタ装置で構成したから、ＣＣＤカメラを
保護してそのハレーションを防止することができる一
方、作業ロボットはＣＣＤカメラで前方を確認しながら
遊泳することができる。
【００４０】請求項７に記載の原子炉内点検・補修装置
では、本体シェルの前方シェルに触角機構を備え、この
触角機構に複数の超音波探触子を備えたので、この超音
波探触子によりパルス状レーザ光照射時に発生する超音
波振動を測定して溶接部の探傷等の欠陥を物理的に検査
することができ、また、触角機構はパルス状レーザ光照
射時に不透明になる液晶利用の遮蔽板で覆ったから、パ
ルス状レーザ光の反射光が外部に漏れるのを有効的に防
止できる。
【００４１】請求項８に記載の原子炉内点検・補修装置
では、飛散物等の異物を回収する浄化装置を設けたの
で、パルス状レーザ光の照射に伴って飛散物の異物を回
収することができるので、この原子炉内点検・補修装置
を用いてレーザ作業後に原子炉内をクリーニングする作
業が不要となる。
【００４２】請求項９に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、クロス移動用推進装置の推進ダクトにその
軸方向に移動自在なスライドステージ機構を設け、この
スライドステージ機構にレーザ光照射光学装置の移動光
学系を取り付け、スライドステージ機構のスライド操作
により、レーザ光照射光学装置からの線分状のパルス状
レーザ光を走査して矩形範囲で照射させ、矩形状の照射
範囲毎にバッチ移動させたから、線分状のパルス状レー
ザ光により効率よくバッチ処理される。
【００４３】請求項１０に記載の原子炉内点検・補修方
法においては、遊泳式作業ロボットから溶接部に照射さ
れるパルス状レーザ光により、溶接部の応力状態を改善
して表面改質が行なわれる一方、溶接部の物理的検査を
行ない、溶接部に欠陥が認められると、上記溶接部にパ
ルス状レーザ光をさらに所要時間内照射して欠陥部の補
修を行なうことができる。
【００４４】請求項１１に記載の原子炉内点検・補修方
法においては、遊泳式作業ロボットのレーザ光照射装置
から照射されるパルス状レーザ光をバッチ処理して溶接
部の点検・検査・補修・表面改質作業を行なうことがで
きる。
【００４５】請求項１２に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、ケーブル巻取装置から繰り出される複合
ケーブルに遊泳式母船ロボットを結合させ、この母船ロ
ボットに複数台の遊泳式作業ロボットを出入れ可能にケ
ーブル結合させ、複数台の遊泳式作業ロボットで原子炉
内の溶接部のレーザ作業を行なうようにしたので、原子
炉内溶接部の点検・検査・補修・表面改質作業を効率よ
く能率的に行なうことができる。
【００４６】請求項１３に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、遊泳式母船ロボットに複数のロボット収
納筒を備え、このロボット収納筒に出入れ自在に遊泳式
作業ロボットを収納させ、収納時に遊泳式作業ロボット
に結合される複合ケーブルをケーブル巻取装置で巻き取
るようにしたので、複数台の遊泳式作業ロボットは母船
ロボットにコンパクトに収納され、遊泳式作業ロボット
の遊泳時に複数台の作業ロボットがその遊泳を阻害する
こともない。
【００４７】請求項１４に記載の原子炉内点検・補修方
法においては、遊泳式作業ロボットから溶接部に照射さ
れるパルス状レーザ光により溶接部の表面改質を行なう
一方、溶接部の物理的検査を行ない、溶接部に欠陥が認
められると、パルス状レーザ光を溶接部にさらに所要時
間照射して欠陥部の補修を行なうことができ、これらの
表面改質や欠陥部の補修を複数台の遊泳式作業ロボット
を並行させて行なうことができるので、レーザ補修作業
を効率的に能率よく行なうことができる。
【００４８】請求項１５に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、ケーブル巻取装置から繰り出される複合
ケーブルに遊泳式母船ロボットを結合させる一方、この
遊泳式母船ロボットに複数台の遊泳式作業ロボットを水
中無線で光学的に結合させたから、複数台の遊泳式作業
ロボットの遊泳の自由度が向上し、狭隘な場所でも自由
に移動でき、これらの遊泳式作業ロボットから照射され
るパルス状レーザ光で溶接部の点検・検査・補修・表面
改質作業を効率よく行なうことができる。
【００４９】請求項１６に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、遊泳式母船ロボットのロボット収納部に
複数台の遊泳式作業ロボットを収納させた状態で遊泳で
きるので、遊泳式作業ロボットが遊泳式母船ロボットの
自走による遊泳を阻害することなく、母船ロボットは自
由に原子炉内の水中を遊泳できる一方、遊泳式作業ロボ
ットもロボット推進装置とクロス移動用推進装置を備え
て自走で３次元の水中遊泳ができ、遊泳式作業ロボット
は水中無線で遊泳式母船ロボットに光学的に結合されて
いるから、遊泳式作業ロボットの水中遊泳の自由度も大
きく、遊泳式作業ロボットによる水中作業を能率的に効
率よく行なうことができる。
【００５０】請求項１７に記載の原子炉内点検・補修方
法においては、遊泳式母船ロボットに複数台の遊泳式作
業ロボットを安定的に収納させることができ、遊泳式母
船ロボットの遊泳が遊泳式作業ロボットにより阻害され
ることがない一方、遊泳式母船ロボットが原子炉内の所
要の作業空間に達すると遊泳式作業ロボットが取り出さ
れて所要の溶接部に自走で遊泳してこの溶接部に押圧接
触される。この押圧接触状態で遊泳式母船ロボットのレ
ーザ光走査光学装置により、複数台の遊泳式作業ロボッ
トにパルス状レーザ光を水中無線にて同時に走査させて
水中作業を行なうことができる。また、遊泳式作業ロボ
ットにより、原子炉内溶接部の点検・検査・補修・表面
改質作業を効率よく行なうことができる。
【００５１】請求項１８に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、横行台車に支持された多段テレスコピッ
ク状の伸縮マストに遊泳式作業ロボットを出入れ自在に
収容し、この遊泳式作業ロボットにより原子炉内溶接部
の点検・検査・補修・表面改質を行なうようにしたの
で、原子炉内溶接部が狭隘な場所であっても、補修作業
を能率よく進めることができる。
【００５２】請求項１９に記載の原子炉内点検・補修装
置は、遊泳式作業ロボットがテレスコピック状の伸縮マ
ストの先端マストに水中無線にて光学的に結合されたか
ら、遊泳式作業ロボットの移動自由度が向上し、レーザ
補修作業をより能率的に行なうことができる。
【００５３】請求項２０に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、伸縮ポール取扱装置により取り扱われる
伸縮ポールに遊泳式作業ロボットを着脱自在に保持さ
せ、この遊泳式作業ロボットにより原子炉内溶接部の点
検・検査・補修・表面改質作業を行なうようにしたの
で、原子炉内溶接部が狭隘な場所であっても、レーザ補
修作業を能率よく行なうことができる。
【００５４】請求項２１に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、遊泳式作業ロボットはロボット推進装置
とクロス移動用推進装置を備えて本体シェルを自由に遊
泳させる一方、本体シェルを構成する分割シェルの対向
面に吸盤を設け、この吸盤により本体シェルを原子炉内
構造物に吸着固定させたので、遊泳式作業ロボットを安
定的に吸着固定させた状態で水中作業を行なうことがで
きる。
【００５５】請求項２２に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、ケーブル巻取装置から繰り出される複合
ケーブルに遊泳式母船ロボットを結合する一方、上記複
合ケーブルに遊泳式作業ロボットを着脱自在に保持し、
この遊泳式作業ロボットを遊泳式母船ロボットに水中無
線で光学的に結合させたので、遊泳式作業ロボットの移
動（遊泳）自由度を向上させることができ、また、上記
遊泳式作業ロボットにより原子炉内の溶接部の点検・検
査・補修・表面改質作業を能率よく行なうことができ
る。
【００５６】請求項２３に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、遊泳式作業ロボットに設けられた形状記
憶合金製のケーブル把持機構により複合ケーブルに設け
られた取付ケーブル着脱自在に把持させることができ、
その着脱操作はケーブル把持機構の形状記憶合金の作用
を利用して行なわれるので、確実かつ容易である。
【００５７】請求項２４に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、レーザ装置や制御盤からの動力および信
号用レーザ光を光伝送光学系で遊泳式作業ロボットに送
り、この遊泳式作業ロボットで原子炉内溶接部の点検・
検査・補修・表面改質作業を行なうので、これらの作業
を能率よく行なうことができる。
【００５８】請求項２５に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、レーザ光放射タワーとレーザ光中継ロッ
ドとにより光伝送光学系を構成したので、この光伝送光
学系により複数台の遊泳式作業ロボットにパルス状レー
ザ光を同時に送ることができ、作業の能率化，効率化を
図ることができる。
【００５９】請求項２６に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、レーザ装置や制御盤からの動力，信号用
レーザ光を、伸縮ポール取扱装置で取り扱われる遊泳式
作業ロボットが水中無線で光学的に結合されているの
で、遊泳式作業ロボットの移動自由度が大きく、かつ遊
泳式作業ロボットにより原子炉内の溶接部の点検・検査
・補修・表面改質作業を能率よく行なうことができる。
【００６０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照して説明する。
【００６１】図１は本発明に係る原子炉内点検・補修装
置を備えた軽水炉としての沸騰水型原子炉を示す縦断面
図である。沸騰水型原子炉は、原子炉格納容器内に格納
される原子炉圧力容器１０を有し、この原子炉圧力容器
１０は支持スカート１１により図示しない原子炉圧力容
器支持ペデスタル上に立設される。
【００６２】原子炉圧力容器１０の内部には炉心１２が
形成され、この炉心１２は炉内支持構造物１３により原
子炉圧力容器１０内に設置される。炉内支持構造物１３
は炉心１２を取り囲む炉心シュラウド１４と、炉心１２
に装荷される核燃料を支持する炉心支持板１５および上
部格子板１６と、原子炉圧力容器１０の下鏡部１０ａに
取り付けられた制御棒駆動機構ハウジング１７上に支持
されて上端が炉心支持板１５に固定される制御棒案内管
（図示せず）とを有する。
【００６３】炉心１２を取り囲む炉心シュラウド１４は
円筒状に構成されてシュラウドサポート１８上に設置さ
れる。炉心シュラウド１４と原子炉圧力容器１０との間
にはアニュラス状のダウンカマ部２０が形成され、この
ダウンカマ部２０に複数のジェットポンプ２１が周方向
に適宜間隔をおいて設置される。ジェットポンプ２１は
ダウンカマ部２０周辺の炉水を巻き込んでディフューザ
２２から隔壁２３下方の炉心下部プレナム２４を経て原
子炉の炉心１２に冷却材を強制的に送り込むようになっ
ている。
【００６４】一方、炉心シュラウド１４は上部開口が気
水分離器を備えたシュラウドヘッド（図示せず）で覆わ
れる一方、気水分離器の上方に蒸気乾燥器が設けられ
る。原子炉圧力容器１０の上部は図示しない原子炉圧力
容器ヘッドで覆われて密閉される。気水分離器および蒸
気乾燥器は炉心上方の炉心上部プレナム２５に配置され
る。
【００６５】また、沸騰水型原子炉の定期検査時等に
は、原子炉の運転を停止させて原子炉圧力容器１０内の
保守・点検が行なわれる。この保守・点検時には、原子
炉圧力容器１０上方の原子炉ウェルに水を張り、この水
を張った状態で原子炉ウェルを通して原子炉圧力容器ヘ
ッドや蒸気乾燥器および気水分離器等の原子炉炉内機器
を原子炉圧力容器１０から取り外し、図示しない機器仮
置プールに仮置きする。原子炉の炉心１２に装荷された
核燃料は炉心１２から取り出されて燃料貯蔵プールに一
旦貯蔵される。
【００６６】原子炉炉内機器を原子炉圧力容器１０外の
機器仮置プールに仮置きしたり、核燃料を燃料貯蔵プー
ルに一旦貯蔵した後、必要に応じて原子炉ウェルの水位
を下げ、原子炉ピット２７上に遊泳式ロボット取扱装置
２８を設置する。このロボット取扱装置２８は図示しな
い原子炉フロア（オペレーションフロア）上に設置して
もよい。
【００６７】遊泳式ロボット取扱装置２８は、複合ケー
ブル２９を繰出し可能に巻取るケーブル巻取装置３０を
有し、上記複合ケーブル２９の先端に遊泳式作業ロボッ
ト３１が結合される。複合ケーブル２９は、動力ケーブ
ルと信号ケーブルとを組み合されて、光ファイバ３２を
内抱したものである。
【００６８】また、遊泳式ロボット取扱装置２８は光フ
ァイバ３２にパルス状可視レーザ光を導くレーザ装置３
３が設けられている。このレーザ装置３３は例えば銅蒸
気レーザやＹＡＧレーザを高調波させて出力するように
なっている。遊泳式作業ロボット３１により原子炉圧力
容器１０内の溶接部、例えば炉心シュラウド１４内の溶
接部やダウンカマ部２０の溶接部，炉心下部プレナム部
２４の溶接部の保守・点検・補修・表面改質作業を行な
うようになっている。
【００６９】遊泳式作業ロボット３１は原子炉ピット２
７の床面に設置されたロボット取扱装置２８と光ファイ
バ３２を内蔵した複合ケーブル２９で結合されており、
ロボット取扱装置２８は遊泳式作業ロボット３１の遊泳
に伴い、ケーブル巻取装置３０により複合ケーブル２９
を適宜繰り出したり、巻き取るようになっている。遊泳
式作業ロボット３１は上部格子板１６や炉心支持板１５
の開口部１６ａ，１５ａを無理なく通過できる大きさ
（遊泳方向の投影断面積）・形状を有し、複合ケーブル
２９は遊泳式作業ロボット３１の移動を阻害しないよう
に水の比重に一致させている。
【００７０】図１は遊泳式作業ロボット３１が上部格子
板１６の下方で、炉心シュラウド１４内面の溶接部を補
修作業している様子を示すものである。
【００７１】遊泳式作業ロボット３１は図２および図３
に示す断面構造を有する。遊泳式作業ロボット３１は水
密な密閉構造の本体シェル３５を有し、この本体シェル
３５は半割タイプの前方シェル３６と後方シェル３７を
リング状本体フレーム３８に着脱可能に水密に固着する
ことにより球形バルブ状の本体ケーシングを構成してい
る。
【００７２】遊泳式作業ロボット３１はリング状の本体
フレーム３８と、この本体フレーム３８に着脱可能に設
けられた二つ割タイプの球形バルブ状の本体シェル３５
と、この本体シェル３５に収容されたレーザ光照射光学
装置４０と、レーザ光照射光学装置４０からのパルス状
レーザ光照射による溶接部Ｗの作業表面を監視する作業
表面監視システム４１と、遊泳式作業ロボット３１を遊
泳させるロボット推進装置４２と、ロボット推進装置４
２でのロボット推進方向と直交する方向に移動させるク
ロス移動用推進装置としての作業実施用推進装置４３
と、遊泳式作業ロボット３１を水中で安定化させるバラ
ンサ機構４４と、前記本体シェル３５の前方に取り付け
られた触角機構４５と、前記本体シェル３５の後方に取
り付けられたケーブルコネクタ機構４６とを有する。
【００７３】ケーブルコネクタ機構４６は本体シェル３
５の後方シェルに一体に設けられた固定コネクタ４８に
複合ケーブル２９を接続したケーブルコネクタ４９を水
密に接合し、スクリューキャップ５０を外側からねじ結
合させて固定することにより構成される。このケーブル
コネクタ４９を介して複合ケーブル２９が遊泳式作業ロ
ボット３１に着脱自在に結合される。符号５１は複合ケ
ーブル２９の動力ケーブルや信号ケーブルを接合するケ
ーブルピンであり、このケーブルピン５１でケーブルコ
ネクタ４９の位置決めが行なわれる。
【００７４】また、レーザ光照射光学装置４０は、本体
フレーム３８に固定されるレーザ光導波光学系５３と、
本体シェル３５の前方シェル３６に設けられるレーザ光
照射光学系５４とを有する。
【００７５】レーザ光導波光学系５３はレンズ光学系５
５とミラー光学系５６と組み合せてレーザ光の走査光路
を形成している。レンズ光学系５５は光ファイバ３２か
らのスポット状レーザ光を拡散する拡大レンズ５７と拡
散されたレーザ光をスリット状の平行光にする円柱レン
ズ５８とを組み合せて構成される。一方、ミラー光学系
５６は複数枚、例えば４枚の微調整可能な反射ミラー５
９を組み合せて、レーザ光の光軸を微調整できるように
なっており、各反射ミラー５９の組合せにより、光ファ
イバ３２からのレーザ光を作業実施用推進装置４３を迂
回する光路を形成してレーザ光照射光学系５４に走査し
ている。各反射ミラー５９のうちの１つは集光反射ミラ
ー５９ａを構成し、パルス状レーザ光をこの集光反射ミ
ラー５９ａで線分状（細いスリット状）にして溶接部Ｗ
に照射するようになっており、この集光反射ミラー５９
ａはレーザ光照射光学系５４の一部を構成している。
【００７６】一方、レーザ光照射光学系５４は、角筒状
のレーザ照射ノズル本体６０を有し、このノズル本体６
０は前面に形成された取付フランジ６１により前方シェ
ル３６の前方中央開口部に挿嵌されて水密に固定され
る。ノズル本体６０の後端側に耐熱性・耐圧性に優れた
透明窓６２が介装され、この透明窓６２は中央に開口を
備えたスクリューキャップ６３で水密に固定される。透
明窓６２は透明なガラスあるいは耐熱・耐圧性合成樹脂
材料で形成される。
【００７７】ノズル本体６０の前面部の中央にはレーザ
光を案内するスリット孔６４が形成される一方、ノズル
本体６０の角筒部および前面部は耐熱性の透明なガラス
材料あるいは耐熱・耐圧性の合成樹脂材料で形成され、
内部に図３に示す反射ミラー６５が収容される。反射ミ
ラー６５はノズル本体６０の角筒部内に斜設され、スリ
ット孔６４からの入光を作業表面監視システム４１側に
反射させ、案内するようになっている。
【００７８】また、作業表面監視システム４１は原子炉
内溶接部等の作業表面を監視するようになっており、こ
の作業表面監視システム４１は、図３に示す反射ミラー
６６を備えた反射光学系６７と、反射光学系６７を通る
検出光を入力するＣＣＤカメラ６８等の作業表面検出装
置と、作業表面検出装置へ入力される光を遮断するシャ
ッタ装置６９とを組み合せて構成され、上記作業表面検
出装置で溶接部の作業表面状態を検出し、監視するよう
になっている。具体的には、作業表面検出装置は、パル
ス状レーザ光が照射される溶接部Ｗの外観や表面温度、
照射部近傍で発生したプラズマを測定し、この測定信号
を信号ケーブルを介して地上側の検出装置に送る一方、
表面応力状態を改善する条件が所定の値になるようにレ
ーザ装置３３の作動制御を行なうようになっている。レ
ーザ装置３３は例えば遊泳式ロボット取扱装置２８内に
設置される。
【００７９】作業表面監視システム４１は本体シェル３
５の前方シェル３６内に収容されて固定されており、上
記前方シェル３６には前方に突出する触角機構４５が設
けられている。触角機構４５は前方シェル３６に前方に
突出するように取り付けられる構造フレーム７０を有
し、この構造フレーム７０の前方端に測定手段を構成す
る超音波探触子７１が複数個、例えば４個周方向に間隔
をおいて取り付けられる。この超音波探触子７１からの
検出信号は信号ケーブルより構造フレーム７０内を通っ
て本体シェル３５内に案内され、例えば本体シェル３５
内に収容された信号処理装置（図示せず）により信号処
理されるようになっている。この信号処理装置を原子炉
外部に設け、複合ケーブル２９を介して送信するように
してもよい。
【００８０】触角機構４５は遊泳式作業ロボット３１に
触角状に取り付けられ、この触角機構４５の超音波探触
子７１をロボット作業時に原子炉内の溶接部Ｗに接触さ
せ、レーザ照射時に発生する超音波振動を測定して溶接
部Ｗの超音波探傷等の欠陥を物理的に検査している。超
音波探傷等の欠陥の物理的検査により溶接部Ｗに亀裂の
発生が認められると、レーザ装置３３を作動制御し、亀
裂の両端にパルス状可視レーザ光を長時間照射させて亀
裂の先端部形状を鈍角に加工（補修加工）し、補修する
ようになっている。
【００８１】また、遊泳式作業ロボット３１は本体シェ
ル３５にロボット推進装置４２が取り付けられる。ロボ
ット推進装置４２は本体シェル３５の後方シェル３７内
に設置される駆動装置７３を有し、この駆動装置７３の
出力軸に推進スクリュー７４が取り付けられる。駆動装
置７３は可逆回転可能な駆動モータであり、駆動装置７
３により回転駆動される推進スクリュー７４は、ケーブ
ルコネクタ機構４６の周りに等間隔をおいて複数個、例
えば３個配設される。各推進スクリュー７４は対応する
駆動装置７３の駆動により選択的に駆動されるようにな
っている。各推進スクリュー７４の選択駆動により、原
子炉内の水中を移動する遊泳式作業ロボット３１に直進
以外の方向性を付与している。
【００８２】遊泳式作業ロボット３１の本体フレーム３
８には、図３に示すように、クロス移動用推進装置とし
ての作業実施用推進装置４３が固定される。作業実施用
推進装置４３はリング状の本体フレーム３８に直径方向
に掛け渡される推進ダクト７５を有し、この推進ダクト
７５は本体フレーム３８の直径方向に対向する両端が開
口している。推進ダクト７５にはレーザ光照射光学装置
４０のレーザ光導波光学系５３が固定される。
【００８３】推進ダクト７５はダクト内部にクロス移動
用推進流路７６を形成しており、このクロス移動用推進
流路７６に可逆回転駆動可能な駆動装置７７と、この駆
動装置７７により回転駆動される推進スクリュー７８が
設けられる。駆動装置７７による推進スクリュー７８の
回転駆動により、遊泳式作業ロボット３１はロボット推
進装置４２の駆動による推進方向と直交する方向に移動
させるようになっている。
【００８４】また、遊泳式作業ロボット３１の本体シェ
ル３５内にバランサ機構４４が収容される。バランサ機
構４４はリング状本体フレーム３８の内側に対をなすバ
ランサリング８０を対向して備え、対をなすバランサリ
ング８０は周方向の一部にウェイト８１が一体あるいは
一体的に設けられ、このウェイト８１により遊泳式作業
ロボット３１の遊泳の安定化，作業の安定化を図ってい
る。
【００８５】バランサ機構４４のバランサリング８０の
内側には駆動装置８３が設置され、この駆動装置８３の
出力軸に取り付けられたピニオン８４が本体フレーム３
８の内周面に形成された円歯３８ａと噛合している。し
かして、駆動装置８３の駆動により、ピニオン８４がバ
ランサリング８０を回転させるが、バランサリング８０
に設けられたウェイト８１の存在により、ウェイト位置
が常時重力方向下側を向いて安定化するため、実際には
バランサリング８０は実質的に回転せず、反作用力で本
体シェル３５が相対的に回転せしめられる。この本体シ
ェル３５の相対回転により、作業実施用推進装置４３の
推進ダクト７５の向きを調整でき、推進ダクト７５の向
き調整により、本体シェル３５をロボット推進装置４２
によるロボット推進方向と直交する方向に自由に安定的
にクロス移動させることができる。
【００８６】次に、原子炉内補修・点検装置の作用を説
明する。
【００８７】この原子炉内補修・点検装置は、遊泳式作
業ロボット３１を用いて原子炉内の溶接部の保守・点検
・検査・補修あるいは表面改質作業を行なうものであ
る。具体的には、原子炉の炉心シュラウド１４内面の溶
接部Ｗやダウンカマ部２０の溶接部Ｗ，炉心下部プレナ
ム部２４の溶接部Ｗの保守・点検・検査・補修あるいは
表面改質作業を行なうものである。
【００８８】図１ないし図３は、遊泳式作業ロボット３
１を用いて原子炉の炉心シュラウド１４内の溶接部Ｗの
補修を行なう例を示している。
【００８９】この原子炉内補修・点検装置で原子炉内溶
接部の保守・点検・検査・補修を行なう場合には、図１
に示すように原子炉圧力容器１０に水を満たす一方、原
子炉ピット２７の床面あるいは原子炉フロアに遊泳式ロ
ボット取扱装置２８を設置し、このロボット取扱装置２
８のケーブル巻取装置３０を作動させて複合ケーブル２
９を取り出しつつ遊泳式作業ロボット３１を降下させ
る。
【００９０】遊泳式作業ロボット３１は図２および図３
に示すロボット推進装置４２の作動により、原子炉圧力
容器１０内を遊泳させて降下させ、上部格子板１６の開
口部１６ａを通過させて、上部格子板１６と炉心支持板
１５で囲まれた炉心シュラウド１４内の炉心１２の空間
に導き、炉心シュラウド１４内面の溶接部Ｗの所まで遊
泳させる。その後、さらにロボット推進装置４２の作動
を続けることにより、炉心シュラウド１４の内面溶接部
Ｗに遊泳式作業ロボット３１の触角機構４５を溶接線を
跨いで押し当てて接触させ、炉心シュラウド１４内面溶
接部Ｗのレーザ補修作業等を行なう。
【００９１】炉心シュラウド１４の溶接部には水平方向
の溶接線と垂直方向の溶接線が存在するが、図２および
図３では、炉心シュラウド１４の水平方向の溶接線に沿
って補修作業を行なう場合の縦断面図と横断面図をそれ
ぞれ示す。
【００９２】遊泳式作業ロボット３１により炉心シュラ
ウド１４の水平方向の溶接線に沿う溶接部Ｗの補修は、
複合ケーブル２９に内抱された光ファイバ３２に銅蒸気
レーザやＹＡＧレーザ等の図示しないレーザ装置から出
力し、高調波されたパルス状レーザ光を案内し、遊泳式
作業ロボット３１内に導くことにより行なわれる。
【００９３】光ファイバ３２により遊泳式作業ロボット
３１に導かれたパルス状可視レーザ光は、レーザ光照射
光学装置４０に案内され、このレーザ光照射光学装置４
０のレンズ光学系５５で拡散され、平行なスリット状レ
ーザ光となった後、ミラー光学系５６を通してレーザ光
照射光学系５４に導かれ、このレーザ光照射光学系５４
のスリット孔６４を通って炉心シュラウド内面の溶接線
（溶接部のＷ）に線分状（細いスリット状）となって照
射される。
【００９４】炉心シュラウド１４内面の溶接線に照射さ
れるパルス状レーザ光の集光量は、ミラー反射系５６に
設けられた集光反射ミラー５９ａで調節され、溶接部Ｗ
の表面に図４に示すレーザ衝撃硬化が生じる範囲に設定
される。
【００９５】遊泳式作業ロボット３１により溶接部Ｗの
補修作業が行なわれている間、ロボット推進装置４２の
作動により、遊泳式作業ロボット３１は触角機構４５の
超音波探触子７１が炉心シュラウド１４の内面に接触す
る状態に保持される。この保持状態でクロス移動用推進
装置としての作業実施用推進装置４３を作動させてレー
ザ光照射光学装置４０からのパルス状レーザ光照射スポ
ットが炉心シュラウド１４内面の溶接線に沿って移動す
るようにセットされる。
【００９６】この遊泳式作業ロボット３１は、レーザ光
照射スポットの補修作業状況を観察するために、レーザ
光照射スポット面を作業表面監視システム４１により検
出装置であるＣＣＤカメラ６８で観察する。炉心シュラ
ウド１４内面の溶接線に照射された可視レーザ光の反射
光が直接ＣＣＤカメラ６８に入射されるとＣＣＤカメラ
６８がハレーションを起こし、溶接部表面の観察ができ
なくなるので、可視レーザ光の反射光が直接ＣＣＤカメ
ラ６８に入射されないようにシャッタ装置６９が設けら
れている。
【００９７】また、パルス状可視レーザ光に４ＫＨｚの
銅蒸気レーザ光を用いた場合、水中透過による出力低下
を防止でき、炉心シュラウド１４内面の溶接部Ｗに照射
される可視レーザ光の照射時間は４０ナノ秒程度で、２
５０マイクロ秒の間はパルス状可視レーザ光が照射され
ていない状態が続く。この点から、シャッタ装置６９の
開放は、可視レーザ光の照射が終了した直後に行なわれ
るようにタイミングをとって動作をマッチングさせるこ
とにより、ＣＣＤカメラ６８はハレーションを起こすこ
となく、炉心シュラウド１４内面の溶接部Ｗの表面観察
を行なうことができる。
【００９８】炉心シュラウド１４内面溶接部Ｗにパルス
状の可視レーザ光を照射すると、レーザ光照射に伴って
溶接部の金属原子が励起され、プラズマが発生する。溶
接部Ｗで発生するプラズマ発光は、ナノ秒オーダの緩和
時間があるため、可視レーザ光の照射終了直後にプラズ
マ発光をＣＣＤカメラ６８で観察することができ、この
プラズマ発光の波長や光量をＣＣＤカメラ６８で観察す
ることにより、溶接部Ｗの温度や蒸発物質の分析を行な
うことができる。
【００９９】また、溶接部Ｗの表面温度は、熱伝導や熱
伝達による熱抵抗が存在するため、可視レーザ光の照射
終了直後も高温状態を保っており、高温の溶接部表面よ
り赤外線が放射されている。この赤外線をＣＣＤカメラ
６８で観測することにより、可視レーザ光が照射されて
いる時の溶接部表面温度を見積り、推測することができ
る。
【０１００】一方、パルス状可視レーザ光が炉心シュラ
ウド１４の溶接部Ｗ上に照射された時、溶接部Ｗからプ
ラズマが発生すると同時に超音波も発生する、発生した
超音波振動は溶接部Ｗから炉心シュラウド１４内に拡散
されて伝わるが、この超音波振動を触角機構４５の超音
波探触子７１で測定することができる。この超音波探触
子７１の超音波測定により、可視レーザ光が溶接線に照
射されてから超音波が測定されるまでの時間遅れを知る
ことができ、これにより、溶接部Ｗの探傷等の欠陥の有
無および補修状況を物理的に知ることができる。
【０１０１】パルス状可視レーザ光として４ＫＨｚの銅
蒸気レーザ光を用いた場合、可視レーザ光の照射時間
（４０ナノ秒程度）に対応する照射レーザ光のエネルギ
密度を図４のレーザ光衝撃硬化発生範囲に設定すること
により、同一場所（溶接部）を照射する可視レーザ光の
照射回数を変えるだけで、溶接部Ｗの表面応力改善・切
断・探傷作業のような各種作業を、同一の原子炉内点検
・補修装置を用いて行なうことができる。
【０１０２】図４は、レーザ光照射時間と照射レーザ光
のエネルギ密度に対する材料表面におけるレーザ衝撃硬
化の発生範囲を示したものである。このレーザ衝撃硬化
の発生する領域で表面圧縮応力が発生する。水中におけ
るレーザ衝撃の発生する領域は、気中に較べ１／１００
程度のエネルギ密度で気中と同等の効果を奏する。
【０１０３】また、パルス状可視レーザ光を溶接部Ｗに
照射するとき、可視レーザ光のエネルギを水が吸収して
気泡を発生させる量は少ないが、可視レーザ光の照射に
より溶接部Ｗの被照射材（金属原子）が一部蒸発する。
可視レーザ光の照射により、蒸発した被照射材を核とし
た気泡が発生し、発生した気泡が可視レーザ光の照射を
邪魔するおそれがある。このため、図５に示すように、
レーザ光照射光学装置４０のレーザ光照射光学系５４に
水流発生装置８６を付設し、この水流発生装置８６の作
動により、可視レーザ光の光路上から発生した気泡を排
除してもよい。
【０１０４】水流発生装置８６は、遊泳式作業ロボット
３１の前方シェル３６内に設置され、前方シェル３６の
水取入口８７と取水管８８で接続されている。水流発生
装置８６の下流側は、レーザ照射ノズル本体６０内のノ
ズル室８９とレーザ光軸平行流用導管９０で接続される
一方、レーザ照射用ノズル本体６０のスリット孔６４と
レーザ光軸垂直流用導管９１を介して接続され、気泡除
去装置を構成している。上記レーザ光軸垂直流用導管９
１に案内される水でスリット孔６４を遮るように、流向
偏向部材９２によりレーザ光軸に垂直な流れを発生させ
ている。水流発生装置８６によりレーザ照射用ノズル本
体６０内に水を送り込み、可視レーザ光のレーザ光軸に
平行な流れと垂直な流れを生じさせることで、発生した
気泡をレーザ光の光路上から排除している。
【０１０５】また、遊泳式作業ロボット３１を用いて炉
心シュラウド１４内溶接部Ｗの重力方向の溶接線の補修
を行なう場合には、遊泳式作業ロボット３１を重力方向
（垂直方向）に移動させる必要がある。
【０１０６】この場合には、図２および図３に示すバラ
ンサ機構４４の駆動装置８３を作動させて、ウェイト８
１付きのバランサリング８０を水平方向から９０度相当
分回転駆動させる。駆動装置８３の駆動によりバランサ
リング８０を９０度相当分回転駆動させると、実際には
バランサリング８０はウェイト８１の存在により回転せ
ず、その反作用力で本体シェル３５が相対的に９０度相
当分回転し、作業実施用推進装置４３を推進ダクト７５
を水平方向から垂直方向にセットさせる。
【０１０７】このセット状態で作業実施用推進装置４３
を駆動させると、遊泳式作業ロボット３１は溶接部Ｗの
垂直方向の溶接線に沿って移動し、垂直方向の溶接線の
補修が行なわれる。垂直方向の溶接線の補修は、水平方
向の溶接線の補修と異ならないので説明を省略する。
【０１０８】この原子炉内点検・補修装置においては、
１台の遊泳式作業ロボット３１を用いることにより、炉
心シュラウド１４内面の溶接部（溶接線）Ｗの保守・点
検・探傷・表面応力改善・亀裂進展防止のためのストッ
プホールの形成等の水中作業を、可視レーザ光の出力・
レーザ照射回数を変えるだけで遠隔操作により行なうこ
とができ、水中作業の種類に対応して個々・別々の作業
装置を用いる必要がない。また、遊泳式作業ロボット３
１は遠隔から水中にて直接作業が行なえるため放射線被
曝の低減を図ることができ、水中作業を効率よく安定的
に行なうことができる。
【０１０９】図６は本発明に係る原子炉内点検・補修装
置の第１変形例を示すものである。
【０１１０】この第１変形例に示された原子炉内点検・
補修装置は、水流発生装置８６Ａの構成を図５に示す水
流発生装置８６と異にし、スターリングエンジン９３を
水流発生装置８６Ａの動力源として応用したものであ
る。なお、図２および図３に示すものと同一部材には同
じ符号を付し、説明を省略する。
【０１１１】水流発生装置８６Ａは、本体シェル３５の
前方シェル３６内に設置され、反射レーザ光を加熱源と
したスターリングエンジン９３で駆動されるように構成
したものである。スターリングエンジン９３は、レーザ
光照射光学系５４に一体あるいは一体的に設けられ、レ
ーザ照射ノズル本体６０に接する加熱源９４と冷却壁９
５との間のエンジンルーム９６にディスプレーサ９７を
配設し、このディスプレーサ９７にシリンダ９８内を摺
動するピストン９９を連結したものである。
【０１１２】スターリングエンジン９３により駆動され
る水流発生装置８６Ａはシリンダ９８を取り囲む冷却室
１００と、ピストン９９を収容したピストン室１０１と
ピストン室１０１から吐出される水を案内する導水管１
０２を備えている。冷却室１００は本体シェル３５の前
方シェル３６に形成された水取入口１０３を通じて外部
と連通する一方、入口弁１０４を介してピストン室１０
１に連通される。ピストン室１０１からの導水管１０２
には吐出弁１０５が備えられており、この導水管１０２
はレーザ光軸平行流用導管９０およびレーザ光軸垂直流
用導管９１に接続されている。レーザ光軸平行流用およ
び垂直流用導管９０，９１は図５に示すものと異ならな
いので同一符号を付して説明を省略する。
【０１１３】このスターリングエンジン９３を動力源と
した水流発生装置８６Ａの作用は次のようにして行なわ
れる。
【０１１４】遊泳式作業ロボット３１よりパルス状の可
視レーザ光を炉心シュラウド１４の溶接部Ｗ等の被補修
物に照射すると、その反射レーザがレーザ光照射光学系
５４のレーザ照射ノズル本体６０を加熱する。このノズ
ル本体６０の加熱により蓄積された熱は、ノズル本体６
０に固定されたスターリングエンジン９３の加熱壁９４
に伝導され、スターリングエンジン９３の作動流体（図
示せず）を加熱してディスプレーサ９７を動かす。ディ
スプレーサ９７はピストン９９に結合されており、ディ
スプレーサ９７の動きにより、ピストン室１０１内の水
を押し出す。
【０１１５】ピストン室１０１より排除された水は、導
水管１０２を経由してレーザ光軸平行流用導管９０およ
び垂直流用導管９１に案内される。レーザ光軸平行流用
導管９０に案内された水は、レーザ照射ノズル本体６０
内に流れ込み、スリット孔６４からレーザ光軸に並行に
流出させる一方、レーザ光軸垂直流用導管９１から案内
され水は、スリット孔６４の出口をレーザ光軸に垂直に
流したりする。
【０１１６】また、一方、ピストン室１０１より排除さ
れた水量に相当する水が、前方シェル３６の水取入口１
０３から冷却室１００に導かれ、この冷却室１００の境
界壁を構成している冷却壁９５を冷却する。冷却壁９５
でスターリングエンジン９３の作動流体を冷却するとデ
ィスプレーサ９７が動かされ、ピストン室１０１に水を
導入する方向にピストン９９を動かす。ピストン室１０
１に導かれた水は加熱壁９４で作動流体を加熱してピス
トン室１０１より水を排除する方向にピストン９９を移
動させる。スターリングエンジン９３によりピストン９
９を繰返し移動させることにより、導水管１０２からレ
ーザ照射ノズル本体６０に水を連続的に案内することが
できる。
【０１１７】このように、水流発生装置８６Ａをスター
リングエンジン９３で駆動し、水流発生装置８６Ａから
の水流をレーザ照射ノズル本体６０に案内してレーザ光
軸と並行な流れと垂直な流れを生じさせることで、可視
レーザ光のレーザ照射により発生する気泡をレーザ光の
光軸から除去することができる。また、パルス状可視レ
ーザ光が被補修物に照射されている時に反射レーザ光で
加熱される遊泳式作業ロボット３１を冷却することがで
きる。
【０１１８】図７は、本発明に係る原子炉内点検・補修
装置の第２変形例を示すものである。
【０１１９】この変形例に示された原子炉内点検・補修
装置においては、遊泳式作業ロボット３１の本体シェル
３５を構成する前方シェル３６の全体あるいは一部に液
晶利用のシャッタ装置１０８を用い、このシャッタ装置
１０８の透明窓で置換したものである。さらに、この遊
泳式作業ロボット３１は本体シェル３５の前方シェル３
６に取り付けられる触角機構４５の構造フレーム７０に
遮蔽板のスカート１０９をはかせ、このスカート１０９
を液晶利用のシャッタ装置で構成したものである。な
お、図２および図３に示すものと同一部材には同一符号
を付して説明を省略する。
【０１２０】図７に示された遊泳式作業ロボット３１
は、本体シェル３５の前方シェル３６内に視覚機能を持
たせたＣＣＤカメラ１１０，１１０を設置し、前方シェ
ル３６を液晶利用シャッタ装置１０８付きの透明窓とし
たものである。他の構成は、図２および図３に示す遊泳
式作業ロボットと異ならないので、同一符号を付して説
明を省略する。
【０１２１】液晶利用のシャッタ装置１０８の透明窓
は、図８および図９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、
透明な耐熱・耐圧性のガラスあるいは合成樹脂材料から
なる一対の耐熱・耐圧性の透明プレート１１１の内側に
透明電導膜１１２を中間膜として貼着あるいは塗布し、
透明電導膜１１２間に液晶シート１１３を介装して一体
化したものである。
【０１２２】液晶利用シャッタ装置１０８は、透明電導
膜１１２間に電圧を印加させると、液晶分子１１４が一
定方向に整列して透明性を確保することができ、電圧を
ＯＦＦすると液晶分子１１４の整列がばらばらになり、
光を通さないで遮断させる。
【０１２３】この遊泳式作業ロボット３１では、本体シ
ェル３５の前方シェル３６自体に液晶利用のシャッタ装
置１０８の透明窓を構成することにより、遊泳式作業ロ
ボット３１が補修作業現場に到達するまでは、前方シェ
ル３６に形成された液晶利用のシャッタ装置１０８に電
圧を印加させ、透明窓状態を確保することができる。電
圧ＯＮ状態で、検出装置のＣＣＤカメラ１１０で遊泳式
作業ロボット３１の前方を監視ながら遊泳を行なうこと
ができ、このＣＣＤカメラ１１０を用いて触角機構４５
の超音波探触子７１が炉心シュラウド１４内側の溶接線
を跨いで接触されているか否かを観察しながら、遊泳式
作業ロボット３１のセットを行なうことができる。
【０１２４】遊泳式作業ロボット３１のセット後、パル
ス状可視レーザ光を溶接部Ｗに照射する前に、電圧をＯ
ＦＦにして、前方シェル３６の液晶利用シャッタ装置１
０８および触角機構４５の液晶利用のスカート１０９を
不透明状態にし、パルス状可視レーザ光の照射による溶
接線の検査・補修・予防保全作業を行なう。
【０１２５】遊泳式作業ロボット３１に以上の準備が終
了すると、図２および図３に示すものと同様な遊泳式作
業ロボット３１の補修作業が水中で遠隔操作にて行なわ
れる。
【０１２６】この遊泳式作業ロボット３１の補修作業で
は、触角機構４５の液晶利用シャッタ装置１０８への電
圧のＯＮ・ＯＦＦタイミングは次のようにして行なわれ
る。
【０１２７】レーザ光照射光学装置４０のレーザ光照射
光学系５４からパルス状可視レーザ光が照射されている
間は、液晶利用シャッタ装置１０８への電圧はＯＦＦと
され、パルス状可視レーザ光の照射が終了すると、電圧
をＯＮにして前方シェル３６の補修面観察部を透明状態
とし、ＣＣＤカメラ１１０でパルス状可視レーザ光補修
状況の監視を行なう。
【０１２８】この原子炉内点検・補修装置に備えられる
遊泳式作業ロボット３１においては、前方シェル３６の
全体あるいは一部に液晶利用のシャッタ装置１０８の透
明窓を設ける一方、触角機構４５の構造フレーム７０の
外周に液晶利用シャッタ装置１０８のスカート１０９を
設け、液晶利用シャッタ装置１０８への電圧をＯＮ・Ｏ
ＦＦ制御して透明状態，不透明状態を選択することによ
り、補修作業に用いられるパルス状可視レーザ光が周囲
環境に不必要に放出されるのを防止しながら、作業状況
の観察を容易に行なうことができる。
【０１２９】図１０は、本発明に係る原子炉内点検・補
修装置の第３変形例を示すものである。
【０１３０】この第３変形例に示された原子炉内点検・
補修装置の遊泳式作業ロボット３１は第２変形例に示さ
れた遊泳式作業ロボット３１に浄化装置１１６を搭載し
たものである。
【０１３１】浄化装置１１６は本体シェル３５の前方シ
ェル３６内に収容され、補修作業時に触角機構４５内で
発生する飛散物等の異物を回収するようにしたものであ
る。
【０１３２】浄化装置１１６は本体シェル３５の前方に
設けられた触角機構４５内の空間に連通する流入管１１
７と、触角機構４５の外側で外部に連通する流出管１１
８とを結合しており、浄化装置１１６内には、触角機構
４５で囲まれた空間内の水を強制循環させるポンプや、
強制循環される水から飛散物等の異物を回収するフィル
タ，流出入管１１８，１１７を開閉する弁等が備えられ
ている。
【０１３３】他の構成は、図７に示す遊泳式作業ロボッ
トと異ならないので同一符号を付して説明を省略する。
【０１３４】この遊泳式作業ロボット３１を用いて溶接
部の補修作業を行なう場合、レーザ光照射光学装置４０
のレーザ光照射光学系５４を通してパルス状可視レーザ
光を炉心シュラウド１４内面の溶接部Ｗに照射し、溶接
部Ｗの補修作業を行なうと、溶接部Ｗの金属がパルス状
可視レーザ光の照射に伴って、蒸発して微細な粒子とな
り、触角機構４５のスカート１０９内で浮遊する。
【０１３５】この溶接部Ｗの補修作業時には、浄化装置
１１６を駆動させて、微粒子を含む水を流入管１１７よ
り吸引して浄化装置１１６に案内する。浄化装置１１６
では流入した水をポンプ作動によりフィルタ内を通して
このフィルタに微粒子を吸着除去させる。フィルタにて
微粒子が吸着除去された水は流出管１１８を通して排出
される。
【０１３６】この遊泳式作業ロボット３１では、浄化装
置１１６が搭載されており、レーザ光照射光学装置４０
によりパルス状可視レーザ光を炉心シュラウド１４の溶
接部Ｗに照射して溶接部Ｗの補修作業を行なうと、補修
作業時に溶接部Ｗの金属が蒸発して微粒子が発生し、こ
の微粒子が触角機構４５内で浮遊するが、浮遊する微粒
子は浄化装置１１６により分離除去されて回収されるの
で、原子炉圧力容器１０に不要な飛散物等の異物を拡散
することがなくなり、作業終了後に清掃作業を行なう必
要を無くしたり、軽減させることができる。
【０１３７】図１１および図１２は本発明に係る原子炉
内点検・補修装置の第４変形例を示すものである。
【０１３８】この変形例に示された原子炉内点検・補修
装置の遊泳式作業ロボット３１はスライド式ステージ機
構１２０を備えている。図２および図３に示す遊泳式作
業ロボット３１と同一部材には同じ符号を付して説明を
省略する。
【０１３９】スライド式ステージ機構１２０は本体フレ
ーム３８に固定された作業実施用推進装置４３の推進ダ
クト７５に沿って軸方向にスライド可能に案内されるス
テージ枠１２１を備える。このステージ枠１２１は推進
ダクト７５に軸方向に延びる複数のガイド突起１２２に
係合する係合凹部を有する一方、上記ステージ枠１２１
に可逆回転可能な駆動装置１２４が取り付けられ、この
駆動装置１２４により駆動されるピニオン１２５は推進
ダクト７５の１つのガイド突起に形成されたラック１２
６と噛合している。
【０１４０】しかして、スライド式ステージ機構１２０
は、駆動装置１２４の駆動によりピニオン１２５が回転
駆動せしめられ、このピニオン１２５の回転駆動により
ステージ枠１２１が推進ダクト７５の軸方向にスライド
可能に取り付けられている。
【０１４１】また、本体シェル３５内に収容されるレー
ザ光照射光学装置４０はレーザ光導波光学系５３とレー
ザ光照射光学系５４より構成されるが、このうち、レー
ザ光導波光学系５３は本体シェル３５内に固定される固
定光学系１３０と、スライド式ステージ機構１２０のス
テージ枠１２１に取り付けられる移動光学系１３１とを
備えている。固定光学系１３０はスリット状平行光を作
る円柱レンズ５８と微調整可能な反射ミラー５９と、透
過光を拡大する拡大レンズ５７と反射ミラー１３２を組
み合せたレンズミラー系で構成される一方、移動光学系
１３１は微調整可能な反射ミラー５９を備えた反射ミラ
ー光学系で構成される。
【０１４２】移動光学系１３１は、例えば最後の反射ミ
ラー５９ａが微調整可能な集光反射ミラーとなってお
り、この集光反射ミラー５９ａとスリット孔１３３とに
よりレーザ光照射光学系５４が形成される。レーザ光照
射光学系５４は移動光学系１３１の一部を構成し、移動
光学系１３１と一体にスライド移動するようになってい
る。
【０１４３】また、この遊泳式作業ロボット３１が図２
および図３に示す遊泳式作業ロボットと異なる点は、本
体シェル３５の前方シェル３６を切り欠くように、推進
ダクト７５の軸方向と平行に凹設し、前方シェル３６に
凹部窓１３５を形成している。
【０１４４】さらに、本体フレーム３８に取り付けられ
るバランサ機構４４はウェイト８１付きのバランサリン
グ８０を１つ備える点で、バランサリング８０を２つ対
に備えた図２および図３に示すバランサ機構と相違す
る。
【０１４５】前方シェル３６には図１２に示すように、
検出装置としてのＣＣＤカメラ１１０が配設され、この
ＣＣＤカメラ１１０で作業表面の監視・ロボット移動時
の視覚系を構成している。この場合にも、前方シェル３
６には、少なくとも凹部窓１３５に液晶利用シャッタ装
置１０８の透明窓が設けられている。
【０１４６】次に、図１１および図１２に示す遊泳式作
業ロボット３１を用いて炉心シュラウド１４の溶接部Ｗ
を水平方向に補修を行なう作用を説明する。
【０１４７】遊泳式作業ロボット３１にはパルス状可視
レーザ光（例えば銅蒸気レーザ光あるいはＹＡＧレーザ
光の高調波レーザ光）が光ファイバ３２を通して導か
れ、このパルス状レーザ光はケーブルコネクタ機構４６
を介してレーザ光照射光学装置４０に案内され、そのレ
ーザ光導波光学系５３に導かれる。レーザ光導波光学系
５３は固定光学系１３０と移動光学系１３１とからな
り、固定光学系１３０に案内されたパルス状レーザ光
は、円柱レンズ５８と拡大レンズ５７の組合せにより、
スリット状平行レーザ光にされて光径を拡大された後、
反射ミラー１３２により拡大されたスリット状平行レー
ザ光の方向を変えて移動光学系１３１に導く。
【０１４８】移動光学系１３１では反射ミラー５９の組
合せにより伝送方向が変えられてレーザ光照射光学系５
４に案内され、このレーザ光照射光学系５４の集光反射
ミラー５９ａで集合し、線分状にして溶接部Ｗに照射さ
れる。
【０１４９】レーザ光照射光学装置４０によりパルス状
レーザ光を集光させて溶接部Ｗに照射しているとき、ス
ライド式ステージ機構１２０の駆動装置を駆動させてス
テージ枠１２１を推進ダクト７５の軸方向にスライドさ
せる。ステージ枠１２１のスライドに伴ってレーザ光照
射光学装置４０の移動光学系１３１が一体的にスライド
し、スリット状（線分状）パルス状レーザ光を溶接部Ｗ
の溶接線に沿って一定範囲の走査が行なわれる。
【０１５０】パルス状レーザ光を一定の範囲照射する
と、ロボット用推進装置５３を駆動させて、遊泳式作業
ロボット３１の触角機構４５が炉心シュラウド１４内面
に接触する状態を保ちつつ、作業実施用推進装置４３を
駆動させてレーザ光照射が行なわれていない溶接線上に
遊泳式作業ロボット３１を例えば水平方向に移動させ、
パルス状レーザ光を再び一定の範囲照射する動作を行な
う。このように遊泳式作業ロボット３１の移動動作とパ
ルス状レーザ光の照射動作を繰り返すバッチ処理により
溶接線に沿って溶接部Ｗの補修作業を行なうことができ
る。
【０１５１】このときの補修作業状況の観察は、図２お
よび図３に示す実施例と同様にして行なわれる。
【０１５２】この遊泳式作業ロボット３１を用いること
により、炉心シュラウド１４内面の溶接線の点検，探
傷，表面応力改善，亀裂進展防止のストップホールの形
成等の水中作業をレーザの出力，レーザ照射回数を変え
るだけで行なうことができ、作業の種類に対応して別の
装置を用いる必要がなく、水中で直接作業を行なうこと
ができるため被曝低減も容易に行なうことができ、補修
作業を効率良く行なうことができる。
【０１５３】また、スライド式ステージ機構１２０を用
いて一定範囲の補修が終了すると、補修作業がされてい
ない場所に遊泳式作業ロボット３１を移動させるバッチ
処理によりレーザ補修作業を行なう方法を採用すること
により遊泳式作業ロボット３１の溶接線に沿っての移動
に対する制御が容易になる。
【０１５４】図１３は遊泳式作業ロボット３１を用いた
原子炉内点検・補修装置により原子炉内炉心下部プレナ
ム部の溶接部の点検・検査・補修・表面改質作業を行な
う例を示したものである。
【０１５５】この原子炉内点検・補修装置による炉心下
部プレナム部２４の溶接部の点検・検査および補修作業
は、原子炉ピット２７の床面、あるいは原子炉フロアに
設置した遊泳式ロボット取扱装置２８を用いて水を満た
した原子炉圧力容器１０に遊泳式作業ロボット３１を降
下させ上部格子板１６の開口部１６ａを通過させ上部格
子板１６の下方室（炉心空間）に導いた後、さらに下方
の炉心支持板１５の開口部１５ａを通過させ炉心支持板
１５の下方室（炉心下部プレナム２４）に導くことによ
り行なわれる。
【０１５６】炉心下部プレナム２４の溶接部Ｗには、制
御棒駆動装置ハウジング（ＣＲＤハウジングという。）
１７と原子炉圧力容器１０の下鏡部１０ａ（スタブチュ
ーブ１３８）の溶接部，シュラウドサポート１８と炉心
シュラウド１４との溶接部，隔壁２３と炉心シュラウド
１４，ディフューザ２２および原子炉圧力容器１０との
溶接部等があり、これら溶接部の点検・補修・予防保全
作業がロボット取扱装置２８から複合ケーブル２９を介
して結合された遊泳式作業ロボット３１で行なわれる。
【０１５７】図１３は、遊泳式作業ロボット３１が炉心
支持板１５より下方のＣＲＤハウジング１７と原子炉圧
力容器１０の下鏡部１０ａやスタブチューブ１３８との
溶接部をレーザ補修している例を示すものである。
【０１５８】原子炉ピット２７あるいはオペレーション
フロア（図示せず）上に設置した遊泳式ロボット取扱装
置２８と遊泳式作業ロボット３１は動力ケーブルと信号
ケーブルを組み合せた複合ケーブル２９で結合されてい
る。複合ケーブル２９は水の比重に一致させる一方、光
ファイバが内抱されている。
【０１５９】遊泳式ロボット取扱装置２８は遊泳式作業
ロボット３１の遊泳によりケーブル巻取装置３０を作動
させて複合ケーブル２９を適宜繰り出す。複合ケーブル
２９を繰り出すことにより遊泳式作業ロボット３１は、
上部格子板１６の開口部１６ａ，炉心支持板１５の開口
部１５ａを遊泳して通過させ、炉心支持板１５の下方に
導き、ＣＲＤハウジング１７と原子炉圧力容器１０の下
鏡部１０ａの溶接部Ｗやシュラウドサポート１８と炉心
シュラウド１４との溶接部、隔壁２３と炉心シュラウド
１４，原子炉圧力容器１０，ディフューザ２２との溶接
部の所まで遊泳される。
【０１６０】遊泳式作業ロボット３１を炉心下部プレナ
ム２４の溶接部Ｗに遊泳させた後、この遊泳式作業ロボ
ット３１を作動させて、上記溶接部Ｗの点検・検査・補
修および表面改質作業が一実施例で示したものと同様に
して行なわれる。
【０１６１】この遊泳式作業ロボット３１を用いること
により炉心下部プレナム２４の構造物の溶接線の点検，
探傷，表面応力改善，亀裂進展防止のストップホールの
形成等の水中作業をレーザ光のエネルギ密度，レーザ光
の照射回数を変えるだけで行なうことができ、作業の種
類に対応して別の装置用いる必要がなく、水中で直接作
業が行なえるため被曝低減も行なえた作業を効率良く行
なうことができる。
【０１６２】図１４は、遊泳式作業ロボット３１を用い
た原子炉内点検・補修装置が原子炉圧力容器１０内のダ
ウンカマ部２０の溶接部を保守・点検・検査および補修
する例を示したものである。
【０１６３】この原子炉内点検・補修装置によるダウン
カマ部２０の溶接部の保守・点検・検査および補修作業
は、原子炉ピット２７の床面、あるいは原子炉フロアに
設置した遊泳式ロボット取扱装置２８を用いて水を満た
した原子炉圧力容器１０に遊泳式作業ロボット３１を降
下させ、原子炉圧力容器１０と炉心シュラウド１４に囲
まれたダウンカマ部２０へ導くことにより行なわれる。
【０１６４】ダウンカマ部２０の溶接部Ｗには、炉心シ
ュラウド１４外面の溶接部、原子炉圧力容器１０内面の
溶接部、原子炉圧力容器１０とライザブレースアーム１
３９の溶接部、ジェットポンプ２１の溶接部、隔壁２３
と炉心シュラウド１４，原子炉圧力容器１０，ディフュ
ーザ２２との溶接部があり、これらの溶接部の点検・補
修・予防保全作業がロボット取扱装置２８から複合ケー
ブル２９を介して結合された遊泳式作業ロボット３１で
行なわれる。
【０１６５】図１４は遊泳式作業ロボット３１がダウン
カマ部２０に設置されたジェットポンプ２１の溶接部を
レーザ補修している例を示す。
【０１６６】原子炉ピット２７あるいはオペレーション
フロア（図示せず）上に設置した遊泳式ロボット取扱装
置２８と遊泳式作業ロボット３１は動力ケーブルと信号
ケーブルを組み合せた複合ケーブル２９で結合されてい
る。複合ケーブル２９は水の比重に一致させる一方、光
ファイバが内抱されている。
【０１６７】遊泳式ロボット取扱装置２８は遊泳式作業
ロボット３１の遊泳に応じてケーブル巻取装置３０を作
動させて複合ケーブル２９を適宜繰り出す。複合ケーブ
ル２９を繰り出すことにより遊泳式作業ロボット３１は
遊泳してダウンカマ部２０に導かれ、原子炉圧力容器１
０とジェットポンプ２１の間，炉心シュラウド１４とジ
ェットポンプ２１の間、あるいはジェットポンプ２１と
ライザ管の狭隘部間を無理なく自由に通過して、ダウン
カマ部２０の溶接部に案内される。
【０１６８】遊泳式作業ロボット３１をダウンカマ部２
０の溶接部に遊泳させて案内した後、遊泳式作業ロボッ
ト３１を作動させて溶接部の保守・点検・検査および補
修作業が図１３に示すものと同様にして行なわれる。
【０１６９】この遊泳式作業ロボット３１を用いること
により、原子炉圧力容器１０と炉心シュラウド１４に囲
まれたダウンカマ部２０の構造物の溶接部の点検，探
傷，表面応力改善，亀裂進展防止のストップホールの形
成等の水中作業をレーザ光出力，レーザ光の照射回数を
変えるだけで行なうことができ、作業の種類に対応して
別の装置を用いる必要がなく、水中で直接作業が行なえ
るため被曝低減を行なえた作業を効率良く行なうことが
できる。
【０１７０】次に、本発明の第２実施例を図１５〜図１
９を参照して説明する。
【０１７１】この第２実施例に示された原子炉内点検・
補修装置は、遊泳式母船ロボット１４０を複合ケーブル
１４１の先端に結合させた点で第１実施例に示す原子炉
内点検・補修装置と基本的に相違する。同一部材には同
一符号を付して説明を省略する。
【０１７２】遊泳式母船ロボット１４０は図１５に示す
ように、複数台、例えば３台の遊泳式作業ロボット３１
を搭載し、複合ケーブル１４２を介して結合されてい
る。各遊泳式作業ロボット３１は本発明の一実施例、図
２〜図１２に示す遊泳式作業ロボットが用いられる。
【０１７３】図１５は遊泳式母船ロボット１４０に光フ
ァイバを内抱した複合ケーブル１４２で結合された３台
の遊泳式作業ロボット３１を用いて原子炉の炉心シュラ
ウド１４内面の溶接部Ｗの点検・検査・補修あるいは予
防保全作業をしている例を示す。
【０１７４】遊泳式母船ロボット１４０は、ケーブル巻
取装置３０により複合ケーブル１４１が繰出し自在に巻
取られ、この複合ケーブル１４１を介して原子炉ピット
２７あるいは原子炉フロア上に設置されたロボット取扱
装置２８に結合される。複合ケーブル１４１は浮き輪１
４３が所定間隔毎に装着されて水の比重と一致せしめら
れる。遊泳式母船ロボット１４０は、複合ケーブル１４
１を介して、例えば３台の遊泳式作業ロボット３１を結
合しており、遊泳式母船ロボット１４０の遊泳に従い、
遊泳式ロボット取扱装置２８はケーブル巻取装置３０を
駆動させて複合ケーブル１４１を適宜繰り出したり、巻
き取るようになっている。遊泳式母船ロボット１４０は
上部格子板１６や炉心支持板１５の開口部１６ａ，１５
ａを自由に通過できる大きさ（遊泳方向の投影断面積）
・形状を有する。
【０１７５】この原子炉内点検・補修装置は、原子炉ピ
ット２７の床面あるいは原子炉フロアに設置した遊泳式
ロボット取扱装置２８を用いてケーブル巻取装置３０を
作動させて水を満たした原子炉圧力容器１０内に遊泳式
母船ロボット１４０を降下させ、引き続き、上部格子板
１６の開口部１６ａを遊泳させて通過させ、炉心シュラ
ウド１４内面の炉心空間１２に導く。この炉心空間１２
で遊泳式母船ロボット１４０から遊泳式作業ロボット３
１を降したり、結合を解除して炉心シュラウド１４０内
の溶接部Ｗの所まで遊泳させ、溶接部Ｗに遊泳式作業ロ
ボット３１を押し付け、接触状態に保つ。
【０１７６】遊泳式作業ロボット３１を押圧接触させた
状態で光ファイバを介してパルス状可視レーザ光を溶接
部Ｗの溶接線に沿って照射し、溶接部Ｗの表面応力状態
の改善を行なうと共に、遊泳式作業ロボット３１の触角
機構４５に備えられた超音波探触子７１（図２，図３参
照）を溶接部Ｗに押し当ててレーザ光照射時に発生する
超音波振動を計測し、超音波探傷等の物理的検査を行な
う。超音波探傷の結果、溶接部Ｗに亀裂の発生が認めら
れると、亀裂部分にパルス状レーザ光を長時間照射させ
て亀裂の先端部形状を鈍角に加工して補修する。１台の
遊泳式母船ロボット１４０と複数台の遊泳式作業ロボッ
ト３１を用いて原子炉内点検・補修・予防保全作業を効
率よく能率的に行なうものである。
【０１７７】遊泳式母船ロボット１４０は図１６および
図１７に示すように構成され、円筒状ロボット本体とし
ての筒状のロボットケーシング１４４を有する。ロボッ
トケーシング１４４は一部がリング状の補強フレーム１
４５て補強される。
【０１７８】ロボットケーシング１４４の後部は複合ケ
ーブル１４１にケーブルコネクタ機構１４６を介して結
合される一方、このケーブルコネクタ機構１４６の周り
に複数台、例えば３台のロボット推進装置１４７が等間
隔に設けられ、各ロボット推進装置１４７の駆動により
水中で遊泳移動させるようになっている。各ロボット推
進装置１４７は遊泳式母船ロボット１４０の移動にある
程度の方向性を持たせるため、選択駆動可能に構成され
ている。ケーブルコネクタ機構１４６は図２および図３
に示すケーブルコネクタ機構４６と実質的に異ならない
ので説明を省略する。
【０１７９】ロボット推進装置１４７はロボットケーシ
ング１４４に設置され、駆動装置１４８とこの駆動装置
１４８により回転駆動される推進スクリュー１４９とを
備えている。ロボット推進装置１４７は遊泳式母船ロボ
ット１４０を長手軸方向に推進させるようになってい
る。
【０１８０】また、ロボットケーシング１４４内には光
ファイバ２９で導かれるパルス状可視レーザ光を導くレ
ーザ光走査光学装置１５０と、各遊泳式作業ロボット３
１への複合ケーブル１４２を繰出し自在に巻取るケーブ
ル巻取装置１５１と、このケーブル巻取装置１５１から
の複合ケーブル１４２を各遊泳式作業ロボット３１に案
内するケーブルガイド装置１５２と、遊泳式母船ロボッ
ト１４０をロボット推進方向に直交する方向に移動され
るクロス移動用推進装置１５３が収容されている。
【０１８１】レーザ光走査光学装置１５０は光ファイバ
２９からのパルス状可視レーザ光をビーム整形するビー
ム整形レンズ１５５と複数の反射ミラー１５６を組み合
せたレンズミラー系を有し、このレンズミラー系から、
ビーム分配光学系１５７にパルス状可視レーザ光を案内
している。ビーム分配光学系１５７は、図１８に示すよ
うに、ハーフミラー１５８や反射ミラー１５９を組み合
せて構成され、ケーブル巻取装置１５１の中央部に配置
される。
【０１８２】ケーブル巻取装置１５１は複合ケーブル１
４２を繰出し自在に巻取って収容するケーブル巻取シー
ブ１６０を有する。この巻取シーブ１６０はロボットケ
ーシング１４４の補強フレーム１４５に支持され、駆動
モータ等の駆動装置１６１により回転駆動せしめられる
ようになっている。
【０１８３】ケーブル巻取シーブ１６０には遊泳式作業
ロボット３１に対応する各複合ケーブル１４２が巻き付
けられており、各複合ケーブル１４２にビーム分配光学
系１５７で分配されたパルス状レーザ光が導かれるよう
になっている。ケーブル巻取シーブ１６０は各複合ケー
ブル１４２を独立して回転駆動させるようにしてもよ
い。
【０１８４】ケーブル巻取シーブ１６０に巻付け可能な
複合ケーブル１４２は、ケーブルガイド装置１５２を介
して遊泳式作業ロボット３１にそれぞれ接続される。ケ
ーブルガイド装置１５２は複合ケーブル１４２をクロス
移動用推進装置１５３を迂回してガイドするガイド筒１
６３と、ガイド筒１６３を案内された複合ケーブル１４
２を挟持して引込み可能に引き出す対の繰出ローラ１６
４と、この繰出ローラ１６４の一方を回転駆動させる駆
動装置１６５とを有し、駆動装置１６５の駆動により繰
出ローラ１６４が回転駆動せしめられ、複合ケーブル１
４２が遊泳式作業ロボット３１の遊泳に応じて引き出さ
れるようになっている。
【０１８５】また、ロボットケーシング１４４の前部は
隔壁１６７で仕切られ、この隔壁１６７の前方に遊泳式
作業ロボット３１の収納筒１６８が複数個設けられ、こ
のロボット収納筒１６８に遊泳式作業ロボット３１が出
入れ自在に収納されるようになっている。このロボット
収納筒１６８に隣接して図１９に示すように、遊泳式母
船ロボット１４０の遊泳を案内する視覚機能を有するＣ
ＣＤカメラ１６９が設けられている。
【０１８６】クロス移動用推進装置１５３はロボットケ
ーシング１４４の補強フレーム１４５に設けられる。ク
ロス移動用推進装置１５３は補強フレーム１４５に固定
され、両端が開口した推進ダクト１７０を有し、この推
進ダクト１７０内にクロス移動用推進流路１７１が形成
される。推進ダクト１７０の途中には駆動装置１７２と
この駆動装置１７２により可逆回転可能に駆動される推
進スクリュー１７３とを有し、推進スクリュー１７３の
回転駆動によりロボット推進装置１４７によるロボット
推進方向と直交する方向に移動せしめられるようになっ
ている。
【０１８７】次に、図１５〜図１９に示す原子炉内点検
・補修装置の作用を説明する。
【０１８８】この原子炉内点検・補修装置で原子炉内の
溶接部の点検・検査・補修ならびに予防保全作業する場
合を、炉心シュラウド１４内の溶接部Ｗを補修する場合
を例にとって説明する。
【０１８９】原子炉内点検・補修装置で原子炉の炉心シ
ュラウド１４内溶接部Ｗの点検・検査・補修ならびに予
防保全作業を行なう場合には、原子炉圧力容器１０の原
子炉容器ヘッド（蓋）を取り外して原子炉圧力容器１０
内に水を張り、原子炉ピット２７または原子炉フロア上
に遊泳式ロボット取扱装置２８を設置する。
【０１９０】次に遊泳式ロボット取扱装置２８のケーブ
ル巻取装置３０を駆動させて遊泳式母船ロボット１４０
を水が張られた原子炉圧力容器１０内に吊り降し、この
遊泳式母船ロボット１４０を原子炉圧力容器１０内で遊
泳させる。遊泳式母船ロボット１４０の遊泳に応じてケ
ーブル巻取装置３０から複合ケーブル１４１が繰り出さ
れる。遊泳式母船ロボット１４０は降下に伴って上部格
子板１６の開口部１６ａを遊泳させて通過させ、炉心シ
ュラウド１４で囲まれた炉心空間１２に導かれる。
【０１９１】遊泳式母船ロボット１４０が所要の炉心空
間１２に導かれると、遊泳式母船ロボット１４０から遊
泳式作業ロボット３１を引き出し、各遊泳式作業ロボッ
ト３１を炉心シュラウド１４内面の溶接部Ｗにロボット
推進装置４２（図２および図３参照）により遊泳させ
て、その溶接線を跨いで遊泳式作業ロボット３１の触角
機構４５を押し当て、押圧接触させる。この触角機構４
５を押圧接触させた状態で、本発明に第１実施例で示し
たものと同様に、遊泳式作業ロボット３１で炉内点検・
補修・予防保全作業が行なわれる。
【０１９２】この場合、遊泳式母船ロボット１４０には
複数台の遊泳式作業ロボット３１が搭載されているた
め、溶接部Ｗの溶接線の複数箇所を同時にレーザ補修し
たり、各遊泳式作業ロボット３１に作業役割を分担さ
せ、１台の遊泳式作業ロボット３１でレーザ補修を行な
うと、別の遊泳式作業ロボット３１で溶接部Ｗの予防保
全や検査を行なったり、レーザ補修部の検査を行なうよ
うにしてもよい。並行作業や分業作業で溶接部Ｗの溶接
線のレーザ補修を行なうことにより、作業能率を向上さ
せることができる。
【０１９３】この原子炉内点検・補修装置は遊泳式母船
ロボット１４０に複数台の遊泳式作業ロボット３１を複
合ケーブル１４２で出入れ自在に結合し、各遊泳式作業
ロボット３１で炉心シュラウド１４内面の溶接部を溶接
線に沿って点検，超音波探傷，表面応力改善，亀裂進展
防止のストップホールの形成等の水中作業を、並行的に
あるいは分業的に効率よく行なうことができる。
【０１９４】図２０は図１５〜図１９に示す原子炉内点
検・補修装置により、遊泳式母船ロボット１４０を用い
て、原子炉の炉心下部プレナム２４に形成される構造物
のの溶接部の点検・検査・補修あるいは予防保全作業を
行なう例を示している。
【０１９５】図２０に示す原子炉内点検・補修装置で
は、原子炉ピット２７の床面あるいは原子炉フロアに設
置した遊泳式ロボット取扱装置２８に、ケーブル巻取装
置３０を介して複合ケーブル１４１により遊泳式母船ロ
ボット１４０をケーブル結合し、この遊泳式母船ロボッ
ト１４０に複数台の遊泳式作業ロボット３１を搭載した
り、複合ケーブル１４２を介して出入れ自在にケーブル
結合させる。
【０１９６】遊泳式母船ロボット１４０を自走で遊泳さ
せて降下させ、上部格子板１６の開口部１６ａを通過さ
せて炉心空間１２に導いた後、さらに炉心支持板１５の
開口部１５ａを遊泳させて通過させ、炉心支持板１５下
方の炉心下部プレナム２４に案内する。
【０１９７】この炉心下部プレナム２４で遊泳式母船ロ
ボット１４０から遊泳式作業ロボット３１を降したり、
あるいは遊泳式母船ロボット１４０から引き出して炉心
下部プレナム２４の溶接部に遊泳させ、この溶接部に押
し当てる。
【０１９８】炉心下部プレナム２４の溶接部には、ＣＲ
Ｄハウジング１７とスタブチューブ１７４の溶接部、ス
タブチューブ１３８やシュラウドサポート１８と原子炉
圧力容器下鏡部１０ａとの溶接部、シュラウドサポート
１８と炉心シュラウド１４の溶接部、隔壁２３と炉心シ
ュラウド１４，ディフューザ２２，原子炉圧力容器内壁
との溶接部等があり、これらの溶接部に各遊泳式作業ロ
ボット３１が遊泳された後、各作業ロボット３１を溶接
部に押し当てた状態に保持する。その後、遊泳式母船ロ
ボット１４０に複合ケーブル１４２を介してケーブル結
合された各遊泳式作業ロボット３１で炉心下部プレナム
２４の溶接部の点検，補修，予防保全作業が遠隔操作に
より行なわれる。
【０１９９】図２０は、遊泳式母船ロボット１４０にケ
ーブル結合された複数台、例えば３台の遊泳式作業ロボ
ット３１でＣＲＤハウジング１７と原子炉圧力容器下鏡
部１０ａの溶接部をレーザ補修している例を示す。
【０２００】遊泳式母船ロボット１４０と複合ケーブル
１４２で結合された複数台の遊泳式作業ロボット３１を
用いることにより、炉心支持板１５下方の炉心下部プレ
ナム２４の構造物の点検，検査（超音波探傷），補修，
表面応力改善，亀裂進展防止のストップホールの形成等
の水中作業を効率よく行なうことができる。
【０２０１】図２１は、図１５〜図１９に示す原子炉内
点検・補修装置により、遊泳式母船ロボット１４０を用
いてアニュラス状のダウンカマ部２０に形成される構造
物の溶接部の点検・検査・補修あるいは予防保全作業を
行なう例を示している。
【０２０２】図２１に示す原子炉内点検・補修装置で
は、原子炉ピット２７の床面あるいは原子炉フロアに設
置した遊泳式ロボット取扱装置２８に、ケーブル巻取装
置３０を介して複合ケーブル１４１により遊泳式母船ロ
ボット１４０をケーブル結合し、この遊泳式母船ロボッ
ト１８０に複数台の遊泳式作業ロボット３１を搭載した
り、出入れ自在にケーブル結合される。
【０２０３】この原子炉内点検・補修装置では、遊泳式
母船ロボット１４０を遊泳させて降下させ、原子炉圧力
容器１０と炉心シュラウド１４で囲まれたアニュラス状
のダウンカマ部２０に案内する。ダウンカマ部２０では
遊泳式母船ロボット１４０から遊泳式作業ロボット３１
を降したり、引き出してダウンカマ部２０に形成される
構造物の溶接部に案内される。
【０２０４】ダウンカマ部２０の構造物の溶接部には、
炉心シュラウド１４外面の溶接部、ジェットポンプ２１
支持用ライザブレースアーム１７５の溶接部、ジェット
ポンプ２１の溶接部、隔壁２３と炉心シュラウド１４，
ディフューザ２２，原子炉圧力容器１０との溶接部等が
あり、これらの溶接部まで遊泳式母船ロボット１４０か
ら降され、引き出された遊泳式作業ロボット３１を自走
で遊泳させて、この作業ロボット３１を溶接部に押圧状
態に保持し、遊泳式作業ロボット３１を用いて遠隔操作
により、点検・検査・補修・予防保全作業を行なってい
る。
【０２０５】図２１は、遊泳式母船ロボット１４０にケ
ーブル結合された複数台の遊泳式作業ロボット３１でダ
ウンカマ部２０のライザブレースアーム１７５の溶接部
をレーザ補修している例を示している。遊泳式作業ロボ
ット３１は原子炉圧力容器１０とジェットポンプ２１の
間，炉心シュラウド１４とジェットポンプ２１の間，ジ
ェットポンプ２１とそのライザ管１７６との間を無理な
く通過できる形状・大きさ（遊泳方向の投影断面積）を
有する。
【０２０６】この原子炉内点検・補修装置においては、
遊泳式母船ロボット１４０と複合ケーブル１４２でケー
ブル結合された複数台の遊泳式作業ロボット３１を用い
ることにより、原子炉圧力容器１０と炉心シュラウド１
４で囲まれたアニュラス状のダウンカマ部２０に設けら
れる構造物の溶接部の点検・検査（超音波探傷），表面
応力改善，亀裂進展防止のストップホールの形成等の水
中作業を効率よく行なうことができる。
【０２０７】次に、本発明に係る原子炉内点検・補修装
置の第３実施例を図２２〜図２６を参照して説明する。
【０２０８】この第３実施例に示された原子炉内点検・
補修装置は、遊泳式母船ロボット１８０に引出し可能に
収納される遊泳式作業ロボット１８１を水中無線にて伝
送可能に構成した点で、第２実施例に示す原子炉内点検
・補修装置と基本的に相違する。同一部材には同一符号
を付して説明を省略する。
【０２０９】遊泳式母船ロボット１８０は、図２２に示
すように光ファイバを内抱した複合ケーブル１４１によ
りケーブル巻取装置３０を介して遊泳式ロボット取扱装
置２８にケーブル結合される一方、上記遊泳式母船ロボ
ット１８０に複数台、例えば３台の遊泳式作業ロボット
１８１が出入れ可能に搭載され、この遊泳式作業ロボッ
ト１８１にパルス状可視レーザ光を用いて動力および信
号を水中無線にて伝送するようになっている。図２２は
遊泳式母船ロボット１８０に水中無線にて連絡される複
数台の遊泳式作業ロボット１８１を用いて原子炉内炉心
シュラウド１４の内面溶接部Ｗの点検・検査・補修ある
いは予防保全作業を行なっている例を示す。
【０２１０】遊泳式母船ロボット１８０は、ケーブル巻
取装置３０により複合ケーブル１４１が繰出し自在に巻
取られ、この複合ケーブル１４１は遊泳式母船ロボット
１８０の原子炉内での遊泳に従い、ケーブル巻取装置３
０が駆動されて複合ケーブル１４１が繰り出される。遊
泳式母船ロボット１８０は上部格子板１６や炉心支持板
１５の開口部１６ａ，１５ａを自由に通過できる大き
さ，形状を有する。
【０２１１】この原子炉内点検・補修装置は、原子炉ピ
ット２７の床面あるいは原子炉フロアに設置したケーブ
ル取扱装置２８を用いてケーブル巻取装置３０を作動さ
せて水を満たした原子炉圧力容器１０内に遊泳式母船ロ
ボット１８０を降下させ、引き続き、上部格子板１６の
開口部１６ａを自走で遊泳させて通過させ、炉心シュラ
ウド１４内面の炉心空間１２に導く。この炉心空間１２
で遊泳式母船ロボット１８０から遊泳式作業ロボット１
８１を降したり、引き出して炉心シュラウド１４内面の
溶接部の所まで自走で遊泳させ、遊泳式作業ロボット１
８１を溶接部Ｗに押し付け、接触状態に保つ。
【０２１２】遊泳式作業ロボット１８１を押圧接触させ
た状態で、水中無線にて遊泳式母船ロボット１８０から
導かれたパルス状レーザ光を、遊泳式作業ロボット１８
１により溶接部Ｗの溶接線に沿って照射し、溶接部Ｗの
表面応力状態の改善を行なうとともに、パルス状レーザ
光照射時に発生する超音波振動を計測し、超音波探傷等
の物理的検査を行なうようになっている。この物理的検
査の結果、溶接部Ｗに亀裂等の欠陥の発生が認められる
と、欠陥部分にパルス状レーザ光を長時間照射させて欠
陥部分を補修している。１台の遊泳式母船ロボット１８
０と複数台の遊泳式作業ロボット１８１を用いて炉内点
検・補修・予防保全作業が効率よく、能率的に行なわれ
る。
【０２１３】遊泳式作業ロボット１８１による作業終了
後には、遊泳式作業ロボット１８１を自走させて遊泳式
母船ロボット１８０に収納したり、搭載し、この状態で
遊泳式母船ロボット１８０を遊泳させて上昇させつつケ
ーブル巻取装置３０で複合ケーブル１４１を巻き取って
ロボット回収を行なうようになっている。
【０２１４】ところで、遊泳式母船ロボット１８０は、
図２３で示すように構成され、密閉された水密構造のロ
ボット本体としての筒状ロボットケーシング１８２を有
する。ロボットケーシング１８２は後部にケーブルコネ
クタ機構１４６が設けられ、このケーブルコネクタ機構
１４６を介して光ファイバ２９を内抱した複合ケーブル
１４１が結合される一方、このケーブルコネクタ機構１
４６の周りに複数台、例えば３台のロボット推進装置１
４７が等間隔に設けられ、各ロボット推進装置１４７の
駆動により水中をロボット長手軸方向に自走で遊泳移動
するようになっている。各ロボット推進装置１４７は遊
泳式母船ロボット１４０の移動にある程度の方向性を持
たせるため、選択駆動可能に構成される。
【０２１５】また、ロボットケーシング１８２内には遊
泳式母船ロボット１８０をロボット推進装置１４７によ
るロボット推進方向と直交する方向に移動させるクロス
移動用推進装置１５３を備えており、この推進装置１５
３の駆動により、遊泳式母船ロボット１８０をクロス方
向に推進させるようになっている。
【０２１６】さらに、ロボットケーシング１８２にはク
ロス移動用推進装置１５３を迂回させて光ファイバ２９
からのパルス状レーザ光を誘導するレーザ光走査光学装
置１８４が内蔵される。レーザ光走査光学装置１８４は
光ファイバ２９からのパルス状レーザ光を導くレーザ光
導波光学系１８５とこのレーザ光導波光学系１８５で導
かれたパルス状レーザ光を分配させるレーザ光分配光学
系１８６と、分配されたパルス状レーザ光をロボットケ
ーシング１８２の前方に放射させるレーザ光放射光学系
１８７とを有する。
【０２１７】レーザ光導波光学系１８５は光ファイバ２
９からのパルス状レーザ光のビーム整形を行なうビーム
整形レンズ１８８とビーム整形されたレーザ光をクロス
移動用推進装置１５３を迂回する導波路を形成する反射
ミラー系１８９とを組み合せたもので、光ファイバ２９
からのパルス状レーザ光を整形してレーザ光分配光学系
１８６に案内している。
【０２１８】レーザ光分配光学系１８６は、ロボットケ
ーシング１８２の前方中央部に配設され、ハーフミラー
１９０と反射ミラー１９１を組み合せた光分配ミラー系
１９２と、この光分配ミラー系１９２で光分配されたパ
ルス状レーザ光をレーザ光放射光学系１８７に案内する
光導波ミラー系１９３とから構成される。
【０２１９】レーザ光放射光学系１８７は複数のレーザ
光照射アンテナ１９５を有し、レーザ光分配光学系１８
７で分配されたパルス状レーザ光をロボットケーシング
１８２の先端部に形成された透明窓１９６から前方に放
射するようになっている。
【０２２０】また、ロボットケーシング１８２の先端部
に形成される透明窓１９６には中央に半球状に突出する
視覚シェル１９６ａが形成され、この視覚シェル１９６
ａ内にＣＣＤカメラ１９８が収容されている。
【０２２１】一方、ロボットケーシング１８２はレーザ
光分配光学系１８７の周りが図２４に示すように凹設さ
れ、この凹設部１９９に複数の形状記憶合金製ロボット
収納部２００が形成され、ロボット収納部２００に遊泳
式作業ロボット１８１がそれぞれ出入れ自在に収容され
る。
【０２２２】遊泳式母船ロボット１８０のロボット収納
部２００に出入れ自在に収納される遊泳式作業ロボット
１８１は図２５に示すように構成される。遊泳式作業ロ
ボット１８１は、リング状本体フレーム２０２に半球状
の前方シェル２０３と後方シェル２０４が分割可能に水
密に結合されて本体ケーシングとしての本体シェル２０
５が形成される。
【０２２３】本体シェル２０５の後方シェル２０４には
レーザ光受光装置２０６が設けられる一方、同様なレー
ザ光受光装置２０６が本体フレーム２０２にも複数個設
けられている。後方シェル２０４に設けられたレーザ光
受光装置２０６の周りには複数台、例えば３台のロボッ
ト推進装置４２が設けられる。このロボット推進装置４
２は図２および図３に示すロボット推進装置と同じもの
が用いられ、上記ロボット推進装置４２の作動により、
遊泳式作業ロボット１８１がロボット推進方向（前方あ
るいは後方）に移動されるようになっている。
【０２２４】また、本体フレーム２０２内にはクロス移
動用推進装置４３が設けられる。このクロス移動用推進
装置４３は、図２および図３に示す作業実施用推進装置
と同様であり、クロス移動用推進装置４３によりロボッ
ト推進装置４２のロボット推進方向と直交する方向に遊
泳式作業ロボット１８１を移動させるようになってい
る。クロス移動用推進装置４３を作動させるとき、遊泳
式作業ロボット１８１が安定的に移動するように、本体
フレーム２０２内にウェイト付きのバランサ機構を設け
てもよい。
【０２２５】また、本体シェル２０５内にはレーザ光受
光装置２０６で受光したパルス状レーザ光を案内して照
射するレーザ光照射光学装置２０８が設けられている。
このれ照射装置２０８はレーザ光受光装置２０６で受光
したパルス状レーザ光をクロス移動用推進装置４３を迂
回させて案内するレーザ光導波光学系２０９と、案内さ
れたパルス状レーザ光を外部に照射させるレーザ光照射
光学系２１０とを有し、このレーザ光照射光学系２１０
によりパルス状レーザ光を絞り、線分状にして外部の溶
接部に照射するようになっている。
【０２２６】遊泳式作業ロボット１８１の本体シェル２
０５の前方には触角機構４５が設けられる。この触角機
構４５は図２および図３に示すものと同様に構造フレー
ム７０の先端が複数の超音波探触子７１が設けられる。
超音波探触子７１には吸盤を取り付けて装着性を向上さ
せてもよい。
【０２２７】ところで、レーザ光受光装置２０６は本体
シェル２０５に複数個、例えば球状本体シェル２０５に
中心角においてほぼ９０度互いに異なる位置に設けられ
る。レーザ光受光装置２０６は図２６に示すように構成
され、筒状の本体ケース２１４に半球状の中空の受光体
２１５が味噌すり運動（首振運動と俯仰運動）可能に支
持される。受光体２１５は内側の球面に主反射鏡２１６
を形成する一方、受光体２１５の前面開口はレーザ光を
受光する透明窓２１７で水密に覆われており、この透明
窓２１７の中央部に主反射鏡２１６に対向する副反射鏡
２１８が設けられる。
【０２２８】また、レーザ光受光装置２０６の受光体２
１５は受光体駆動装置２２０により味噌すり運動（首振
りや俯仰運動）を与え、主反射鏡２１６をレーザ光の入
射方向に指向させるように光軸調整を行なっている。受
光体駆動装置２２０は、例えば複数台設置されたケーブ
ル駆動装置で構成され、受光体２１５のフランジ部に接
続された駆動ケーブル２２１を駆動装置２２２によりケ
ーブル巻取装置２２３を駆動させて巻き取ったり、巻き
戻すことにより、受光体２１５を首振りさせたり、俯仰
させたりするようになっている。駆動ケーブル２２１は
ガイドローラ２２４により案内される。
【０２２９】また、受光体２１５の中央には中央開口２
２５が形成され、この中央開口２２５の背側に集光レン
ズ２２６が設けられる。そして、受光体２１５に入射さ
れたパルス状レーザ光は主反射鏡２１６および副反射鏡
２１８により集められて中央開口２２５から集光レンズ
２２６に案内され、ここで集光せしめられる。集光され
たパルス状レーザ光は続いて光ファイバ２２７を通りレ
ーザ光照射光学装置２０８に導かれる。
【０２３０】次に、図２２〜図２６に示された原子炉内
点検・補修装置の作用を説明する。
【０２３１】図２２は、原子炉内点検・補修装置を用い
て原子炉の炉心シュラウド１４内面の溶接部Ｗをレーザ
補修する例を示している。原子炉内の溶接部の点検・検
査・補修・予防保全作業を行なう場合には、原子炉圧力
容器１０の原子炉容器ヘッドを取り外して遊泳式ロボッ
ト取扱装置２８を原子炉ピット２７の床面あるいは原子
炉フロア上に設置する。
【０２３２】続いて、遊泳式ロボット取扱装置２８によ
りケーブル巻取装置３０を駆動させ、遊泳式作業ロボッ
ト１８１を搭載した遊泳式母船ロボット１８０を水が張
られた原子炉圧力容器１０内に複合ケーブル１４１で吊
った状態で降ろし、遊泳式母船ロボット１８０が原子炉
圧力容器１０内を自走で泳いで降下するのに対応してケ
ーブル巻取装置３０から複合ケーブル１４１を繰り出
す。
【０２３３】遊泳式母船ロボット１８０が自走で降下を
続け、上部格子板１６の開口部１６ａを遊泳させて通過
させて炉心シュラウド１４で囲まれた炉心空間１２に導
かれる。
【０２３４】遊泳式母船ロボット１８０が所要の炉心空
間１３２に導かれると、遊泳式母船ロボット１８０か
ら、遊泳式作業ロボット１８１を降ろし、降ろされた遊
泳式作業ロボット１８１を炉心シュラウド１４内面の所
要の溶接部Ｗまで自走で遊泳させ、その溶接線を跨いで
遊泳式作業ロボット１８１の触角機構４５を炉心シュラ
ウド１４の内面に押圧接触させる。
【０２３５】このとき、遊泳式母船ロボット１８０の先
端部に設置されたＣＣＤカメラ１９８を用いて遊泳式作
業ロボット１８１の位置を認識させ、レーザ光放射光学
系１８７のレーザ光照射アンテナ１９８の１個をその方
向に指向させ、遊泳式作業ロボット１８１に向けて信号
用レーザ光を照射させる。
【０２３６】この信号用レーザ光は、遊泳式作業ロボッ
ト１８１のレーザ光受光装置２０６の受光体２１５を受
光体駆動装置２２０により味噌すり運動（首振り運動や
俯仰運動）をさせて光軸調整し、受光体２１５で受光さ
せる。レーザ光受光装置２０６の各受光体２１５で遊泳
式母船ロボット１８０から照射されたレーザ光を受光
し、受光レーザ光の強度と大きさからレーザ光を受光す
るのに最適なレーザ光受光装置２０６が選択される。
【０２３７】最適なレーザ光受光装置２０６が選択され
ると、レーザ光受光装置２０６の受光体２１５を受光レ
ーザ光強度の大きい方向へ一定量傾け、傾けた量の整数
倍の角度で再び味噌すり運動させてレーザ光の受光強度
の大きな方向を調べる。レーザ光強度の方向依存性が一
定量以下になるまでこの操作を繰り返す。
【０２３８】そして、レーザ光受光のための光軸調整が
終了すると、遊泳式母船ロボット１８０から動力用のパ
ルス状レーザ光を選択されたレーザ光受光装置２０６に
向けて放射し、遊泳式作業ロボット１８１に搭載された
レーザ光照射光学装置２０８を用いて、図２および図３
に示す作業ロボットと同様にして、遠隔にて炉内点検・
検査・補修・予防保全作業が行なわれる。
【０２３９】この場合、遊泳式母船ロボット１８０には
複数台の遊泳式作業ロボット１８１が搭載されているた
め、溶接部Ｗの溶接線の複数箇所を同時にレーザ補修し
たり、各遊泳式作業ロボット１８１に作業役割を分担さ
せ、１台の遊泳式作業ロボット１８１でレーザ補修を行
なうと、別の遊泳式作業ロボット１８１で溶接部の予防
保全や検査を行なったり、レーザ補修作業後にレーザ補
修部の検査を行なうようにしてもよい。並行作業や分業
作業で溶接部の溶接線のレーザ補修を行なうことによ
り、作業能率を向上させることができる。
【０２４０】この原子炉内点検・補修装置は遊泳式母船
ロボット１８０に複数台の遊泳式作業ロボット１８１を
水中無線で出入れ自在に搭載し、各遊泳式作業ロボット
１８１で炉心シュラウド１４内面の溶接部を溶接線に沿
って点検，超音波探傷，表面応力改善，亀裂進展防止の
ストップホールの形成等の水中作業を、並行的にあるい
は分業的に効率よく行なうことができる。
【０２４１】図２７は図２２〜図２６に示す原子炉内点
検・補修装置により、遊泳式母船ロボット１８０を用い
て、原子炉の炉心下部プレナム２４に形成される構造物
のの溶接部の点検・検査・補修あるいは予防保全作業を
行なう例を示している。
【０２４２】図２７に示す原子炉内点検・補修装置で
は、原子炉ピット２７の床面あるいは原子炉フロアに設
置した遊泳式ロボット取扱装置２８に、ケーブル巻取装
置３０を介して複合ケーブル１４１により遊泳式母船ロ
ボット１８０をケーブル結合し、この遊泳式母船ロボッ
ト１８０に複数台の遊泳式作業ロボット１８１を搭載
し、水中無線にて出入れ自在に光学的に結合させる。
【０２４３】遊泳式母船ロボット１８０を自走で遊泳さ
せて降下させ、上部格子板１６の開口部１６ａを通過さ
せて炉心空間１２に導いた後、さらに炉心支持板１５の
開口部１５ａを遊泳させて通過させ、炉心支持板１５下
方の炉心下部プレナム２４に案内する。
【０２４４】この炉心下部プレナム２４で遊泳式母船ロ
ボット１８０から遊泳式作業ロボット１８１を降した
り、あるいは遊泳式母船ロボット１８０から引き出して
炉心下部プレナム２４の溶接部に自走で遊泳させ、この
溶接部に押し当てる。
【０２４５】炉心下部プレナム２４の溶接部には、ＣＲ
Ｄハウジング１７とスタブチューブ１７４の溶接部、ス
タブチューブ１７４やシュラウドサポート１８と原子炉
圧力容器下鏡部１０ａとの溶接部、シュラウドサポート
１８と炉心シュラウド１４の溶接部、隔壁２３と炉心シ
ュラウド１４，ディフューザ２２，原子炉圧力容器内壁
との溶接部等があり、これらの溶接部に各遊泳式作業ロ
ボット１８１が自走で遊泳された後、各作業ロボット１
８１を溶接部に押し当てた状態に保持する。
【０２４６】その後、遊泳式母船ロボット１８０から放
射されるレーザ光を遊泳式作業ロボット１８１のレーザ
光受光装置２０６で受光し、第３実施例で示したレーザ
補修と同様な補修作業が炉心下部プレナム２４の溶接部
で行なわれ、この溶接部の隔壁炉内点検，補修，予防保
全作業が行なわれる。
【０２４７】図２７は、遊泳式母船ロボット１８０に水
中無線で光学的に結合された複数台、例えば３台の遊泳
式作業ロボット１８１でＣＲＤハウジング１７と原子炉
圧力容器下鏡部１０ａの溶接部をレーザ補修している例
を示す。
【０２４８】遊泳式母船ロボット１８０と水中無線で光
学的な結合された複数台の遊泳式作業ロボット１８１を
用いることにより、炉心支持板１５下方の炉心下部プレ
ナム２４の構造物の点検，検査（超音波探傷），補修，
表面応力改善，亀裂進展防止のストップホールの形成等
の水中作業を効率よく行なうことができる。
【０２４９】図２８は、図２２〜図２６に示す原子炉内
点検・補修装置により、遊泳式母船ロボット１８０を用
いてアニュラス状のダウンカマ部２０に形成される構造
物の溶接部の点検・検査・補修あるいは予防保全作業を
行なう例を示している。
【０２５０】図２８に示す原子炉内点検・補修装置で
は、原子炉ピット２７の床面あるいは原子炉フロアに設
置した遊泳式ロボット取扱装置２８に、ケーブル巻取装
置３０を介して複合ケーブル１４１により遊泳式母船ロ
ボット１８０をケーブル結合し、この遊泳式母船ロボッ
ト１８０に複数台の遊泳式作業ロボット１８１を出入れ
自在に搭載している。
【０２５１】この原子炉内点検・補修装置では、遊泳式
母船ロボット１８０を遊泳させて降下させ、原子炉圧力
容器１０と炉心シュラウド１４で囲まれたアニュラス状
のダウンカマ部２０に案内する。ダウンカマ部２０では
遊泳式母船ロボット１８０から遊泳式作業ロボット１８
１を降したり、引き出してダウンカマ部２０に形成され
る構造物の溶接部に案内される。
【０２５２】ダウンカマ部２０の構造物の溶接部には、
炉心シュラウド１４外面の溶接部、ジェットポンプ２１
支持用ライザブレースアーム１７５の溶接部、ジェット
ポンプ２１の溶接部、隔壁２３と炉心シュラウド１４，
ディフューザ２２，原子炉圧力容器１０との溶接部等が
あり、これらの溶接部まで遊泳式母船ロボット１４０か
ら降され、引き出された遊泳式作業ロボット１８１を遊
泳させて、この作業ロボット１８１を溶接部に押圧状態
に保持し、遊泳式作業ロボット１８１を用いて遠隔操作
により、点検・検査・補修・予防保全作業を行なってい
る。
【０２５３】図２８は、遊泳式母船ロボット１８０に水
中無線で光学的に結合された複数台の遊泳式作業ロボッ
ト１８１でダウンカマ部２０のジェットポンプ２１およ
びライザブレースアーム１７５の溶接部をレーザ補修し
ている例を示している。遊泳式作業ロボット１８１は原
子炉圧力容器１０とジェットポンプ２１の間，炉心シュ
ラウド１４とジェットポンプ２１の間，ジェットポンプ
２１とそのライザ管１７６との間を無理なく通過できる
形状・大きさ（遊泳方向の投影断面積）を有する。
【０２５４】この原子炉内点検・補修装置においては、
遊泳式母船ロボット１８０と水中無線で光学的に結合さ
れた複数台の遊泳式作業ロボット１８１を用いることに
より、原子炉圧力容器１０と炉心シュラウド１４で囲ま
れたアニュラス状のダウンカマ部２０に設けられる構造
物の溶接部の点検・検査（超音波探傷），表面応力改
善，亀裂進展防止のストップホールの形成等の水中作業
を効率よく行なうことができる。
【０２５５】次に、本発明の第４実施例を図２９〜図３
０を参照して説明する。
【０２５６】この実施例に示された原子炉内点検・補修
装置は、多段テレスコピック状の伸縮マスト２３０の先
端マスト２３１に遊泳式作業ロボット１８１を出入れ可
能に収容したものである。多段テレスコピック状の伸縮
マスト２３０は上部格子板１６の開口部１６ａ，炉心支
持板１５の開口部１５ａを自由に通過できる大きさ，形
状に構成される。遊泳式作業ロボット１８１は第３実施
例に示した作業ロボットと異ならないので同一符号を付
して説明を省略する。
【０２５７】伸縮マスト２３０は図３０に示すように、
作業台車２３２上を横行する横行台車２３３に搭載され
て支持される。作業台車２３２は、原子炉フロア２３４
あるいは原子炉ピットの床面を走行するようになってい
る。作業台車２３２は原子炉フロア２３４上に敷設され
た走行レール２３５上を走行するようになっており、こ
の作業台車２３２の台車面上に、クロス走行レール２３
６が走行レール２３４に直交するように敷設されてお
り、このクロス走行レール２３６に横行車輪２３７が走
行自在に係合している。
【０２５８】また、横行台車２３３にはケーブル巻上装
置２３８が設置され、このケーブル巻上装置２３８から
のケーブルあるいはワイヤ２３９は伸縮マスト２３０の
先端マスト２３１に接続される一方、前記横行台車２３
３にパルス状レーザ光を案内するレーザ光走査光学装置
２４０が設けられている。レーザ光走査光学装置２４０
は図示しないレーザ装置からのレーザ光を伸縮マスト２
３０内に案内するレーザ光導波光学系２４１と案内され
たレーザ光を集光させ、分配して照射するレーザ光照射
光学系２４２とを有する。レーザ光導波光学系２４１は
反射ミラー２４３を組み合せて構成される。
【０２５９】また、レーザ光照射光学系２４２は、先端
マスト２３１に収容され、レーザビームを整形するビー
ム整形レンズ２４４と整形されたレーザ光を分配して遊
泳式作業ロボット１８１に走査するハーフミラーと反射
ミラーを組み合せた分配光学系２４５と、分配されたレ
ーザ光を外部に照射するレーザ光放射光学系２４６とを
備えている。レーザ光照射光学系２４２のビーム整形レ
ンズ２４４と分配光学系２４５は先端マスト２３１の基
部側に、先端マスト２３１の自由端側にはレーザ光放射
光学系２４６がそれぞれ設置される。レーザ光放射光学
系２４６は分配光学系２４５で分配された動力あるいは
信号をパルス状レーザ光で遊泳式作業ロボット１８１に
向けて照射できるようになっている。レーザ光放射光学
系２４６は周囲状況を目視し、観察するＣＣＤカメラ２
４７の周りに設置される。ＣＣＤカメラ２４７は先端マ
スト２３１の自由端側中央に設置される。
【０２６０】先端マスト２３１には複数のロボット収納
室２４８が軸方向に区画して形成され、各ロボット収納
室２４８に遊泳式作業ロボット１８１が出入れ自在に収
容される。遊泳式作業ロボット１８１は第３実施例に示
すものと異ならないので説明を省略する。遊泳式作業ロ
ボット１８１はロボット収納室２４８に収容され、カバ
ープレート２４９で覆われて格納される。カバープレー
ト２４９は形状記憶合金製で通常は閉鎖状態に保持され
るが、通電加熱により開放状態に開放される。カバープ
レート２３９を開放させることにより、遊泳式作業ロボ
ット１８１が先端マスト２３１から繰り出され、自走で
水中遊泳するようになっている。
【０２６１】次に、第４実施例に示された原子炉内点検
・補修装置の作用を説明する。
【０２６２】この原子炉内点検・補修装置で原子炉内の
溶接部の点検・検査・補修・予防保全作業を行なう場合
には、原子炉フロア２３４あるいは原子炉ピットの床面
上を走行する作業台車２３２上に横行台車２３３を設置
し、この横行台車２３３に多段テレスコピック状の伸縮
マスト２３０を搭載する。多段伸縮マスト２３０の先端
マスト２３１には遊泳式作業ロボット１８１を複数台出
入れ可能に収容し、搭載しておく。遊泳式作業ロボット
１８１は１台でもよい。
【０２６３】続いて、ケーブル巻上装置２３８を駆動さ
せて伸縮マスト２３０から先端マスト２３１を繰り出
し、水を満たした原子炉圧力容器１０内を下降させて上
部格子板１６の開口部１６ａを通過させ、上部格子板１
６の下方の炉心シュラウド１４で囲まれた炉心空間１２
に案内させる。
【０２６４】多段状伸縮マスト２３０の先端マスト２３
１が所要の炉心空間１３２に導かれると、先端マスト２
３１のカバープレート２４９を通電加熱により開放させ
て遊泳式作業ロボット１８１を取り出し、取り出された
遊泳式作業ロボット１８１を炉心シュラウド１４内面の
所要の溶接部Ｗまで自走で遊泳させ、その溶接線を跨い
で遊泳式作業ロボット１８１の触角機構４５を炉心シュ
ラウド１４の内面に押圧接触させる。
【０２６５】このとき、多段状伸縮マスト２３０の先端
マスト２３１に設置されたＣＣＤカメラ２４７を用いて
遊泳式作業ロボット１８１の位置を認識させ、レーザ光
走査光学装置２４０の放射光学系２４６を指向させて遊
泳式作業ロボット１８１に向けて信号用レーザ光を照射
させる。
【０２６６】この信号用レーザ光は、図２５，図２６に
示す遊泳式作業ロボット１８１のレーザ光受光装置２０
６の受光体２１５を受光体駆動装置２２０により味噌す
り運動（首振り運動や俯仰運動）をさせて光軸調整し、
受光体２１５で受光させる。レーザ光受光装置２０６の
各受光体２１５で遊泳式母船ロボット１８０から照射さ
れたレーザ光を測定し、受光レーザ光の強度と大きさか
らレーザ光を受光するのに最適なレーザ光受光装置２０
６が選択される。
【０２６７】最適なレーザ光受光装置２０６か選択され
ると、レーザ光受光装置２０６の受光体２１５を再度光
軸調整し、受光体２１５でレーザ光を最も効率よく受光
できる向きにセットされる。レーザ光受光のための光軸
調整が終了すると、伸縮マスト２３０に内蔵されたレー
ザ光走査光学装置２４０を通して放射光学系２４６から
動力用のパルス状レーザ光を選択されたレーザ光受光装
置２０６に向けて放射し、遊泳式作業ロボット１８１に
搭載されたレーザ光照射光学装置２０８を用いて、図２
および図３に示す作業ロボットと同様にして、遠隔にて
炉内点検・検査・補修・予防保全作業が行なわれる。
【０２６８】この場合、多段状伸縮マスト２３０には複
数台の遊泳式作業ロボット１８１が搭載されているた
め、溶接部Ｗの溶接線の複数箇所を同時にレーザ補修し
たり、各遊泳式作業ロボット１８１に作業役割を分担さ
せ、１台の遊泳式作業ロボット１８１でレーザ補修を行
なうと、別の遊泳式作業ロボット１８１で溶接部の予防
保全や検査を行なったり、レーザ補修作業後にレーザ補
修部の検査を行なうようにしてもよい。並行作業や分業
作業で溶接部の溶接線のレーザ補修を行なうことによ
り、作業能率を向上させることができる。
【０２６９】この原子炉内点検・補修装置は多段状伸縮
マスト２３０に複数台の遊泳式作業ロボット１８１を出
入れ自在に搭載し、各遊泳式作業ロボット１８１で炉心
シュラウド１４内面の溶接部を溶接線に沿って点検，超
音波探傷，表面応力改善，亀裂進展防止のストップホー
ルの形成等の水中作業を、水中無線で並行的にあるいは
分業的に効率よく行なうことができる。
【０２７０】図３１は図２９および図３０に示す原子炉
内点検・補修装置により、多段状伸縮マスト２３０を用
いて、原子炉の炉心下部プレナム２４に形成される構造
物の溶接部の点検・検査・補修あるいは予防保全作業を
行なう例を示している。
【０２７１】図３１に示す原子炉内点検・補修装置で
は、原子炉フロア２３４あるいは原子炉ピットの床面に
設置した走行自在の作業台車２３２に横行台車２３３を
横行自在に設け、この横行台車２３３に多段テレスコピ
ック状伸縮マスト２３０を伸縮自在に支持させ、この伸
縮マスト２３０の先端マスト２３１に複数台の遊泳式作
業ロボット１８１を搭載し、作業ロボット１８１を水中
無線にて先端マスト２３１から出入れ自在に光学的に結
合させたものである。
【０２７２】ケーブル巻上装置２３８を作動させて伸縮
マスト２３０の先端マスト２３１を繰り出して降下さ
せ、上部格子板１６の開口部１６ａを通過させて炉心空
間１２に導いた後、さらに炉心支持板１５の開口部１５
ａを貫いて下降させ、炉心支持板１５下方の炉心下部プ
レナム２４に案内する。
【０２７３】この炉心下部プレナム２４で伸縮マスト２
３０の先端マスト２３１から遊泳式作業ロボット１８１
を取り出して炉心下部プレナム２４の溶接部に自走で遊
泳させ、この溶接部に押し当てる。
【０２７４】炉心下部プレナム２４の溶接部には、ＣＲ
Ｄハウジング１７とスタブチューブ１７４の溶接部、ス
タブチューブ１７４やシュラウドサポート１８と原子炉
圧力容器下鏡部１０ａとの溶接部、シュラウドサポート
１８と炉心シュラウド１４の溶接部、隔壁２３と炉心シ
ュラウド１４，ディフューザ２２，原子炉圧力容器内壁
との溶接部等があり、これらの溶接部に各遊泳式作業ロ
ボット１８１が遊泳された後、各作業ロボット１８１を
溶接部に押し当てた状態に保持する。その後、レーザ光
走査光学装置２４０から放射されるレーザ光を遊泳式作
業ロボット１８１のレーザ光受光装置２０６で受光さ
せ、第３実施例で示したレーザ補修と同様な補修作業が
炉心下部プレナム２４の溶接部で行なわれ、この溶接部
の隔壁炉内点検，補修，予防保全作業が行なわれる。
【０２７５】図３２は、多段テレスコピック状伸縮マス
ト２３０の先端マスト２３１に水中無線で光学的に結合
された複数台、例えば３台の遊泳式作業ロボット１８１
でＣＲＤハウジング１７と原子炉圧力容器下鏡部１０ａ
の溶接部をレーザ補修している例を示す。
【０２７６】伸縮マスト２３０の先端マスト２３１と水
中無線で光学的な結合された複数台の遊泳式作業ロボッ
ト１８１を用いることにより、炉心支持板１５下方の炉
心下部プレナム２４の構造物の点検，検査（超音波探
傷），補修，表面応力改善，亀裂進展防止のストップホ
ールの形成等の水中作業を効率よく行なうことができ
る。
【０２７７】図３２は、図２９および図３０に示す原子
炉内点検・補修装置により、伸縮マスト２３０の先端マ
スト２３１を用いてアニュラス状のダウンカマ部２０に
形成される構造物の溶接部の点検・検査・補修あるいは
予防保全作業を行なう例を示している。
【０２７８】図３２に示す原子炉内点検・補修装置で
は、原子炉フロア２３４あるいは原子炉ピットの床面に
走行自在に設けられた作業台車２３２に横行台車２３３
を横行自在に設け、この横行台車２３３に多段テレスコ
ヒック状の伸縮マスト２３０を支持させ、この伸縮マス
ト２３０をケーブル巻上装置２３８により伸縮させる。
伸縮マスト２３０の先端マスト２３１に複数台の遊泳式
作業ロボット１８１を出入れ自在に搭載している。
【０２７９】この原子炉内点検・補修装置では、伸縮マ
スト２３０を作業台車２３２や横行台車２３３の走行に
より移動させて位置決めし、この状態で各台車２３２，
２３３を停止させてケーブル巻上装置２３８の操作によ
り伸縮マスト２３０を繰り出し先端マスト２３１を原子
炉圧力容器１０と炉心シュラウド１４で囲まれたアニュ
ラス状のダウンカマ部２０に案内する。ダウンカマ部２
０では伸縮マスト２３０の先端マスト２３１から遊泳式
作業ロボット１８１を取り出して自走で遊泳させ、ダウ
ンカマ部２０に形成される構造物の溶接部に案内され
る。
【０２８０】ダウンカマ部２０の構造物の溶接部には、
炉心シュラウド１４外面の溶接部、ジェットポンプ２１
支持用ライザブレースアーム１７５の溶接部、ジェット
ポンプ２１の溶接部、隔壁２３と炉心シュラウド１４，
ディフューザ２２，原子炉圧力容器１０との溶接部等が
あり、これらの溶接部まで遊泳式母船ロボット１４０か
ら降され、引き出された遊泳式作業ロボット１８１を自
走で遊泳させて、この作業ロボット３１を溶接部に押圧
状態に保持し、遊泳式作業ロボット１８１を用いて遠隔
操作により、点検・検査・補修・予防保全作業を行なっ
ている。
【０２８１】図３２は、多段テレスコピック状伸縮マス
ト２３０の先端マスト２３１に水中無線で光学的に結合
された複数台の遊泳式作業ロボット１８１でダウンカマ
部２０のジェットポンプ２１およびライザブレースアー
ム１７５の溶接部をレーザ補修している例を示してい
る。遊泳式作業ロボット１８１は原子炉圧力容器１０と
ジェットポンプ２１の間，炉心シュラウド１４とジェッ
トポンプ２１の間，ジェットポンプ２１とそのライザ管
１７６との間を無理なく通過できる形状・大きさ（遊泳
方向の投影断面積）を有する。
【０２８２】この原子炉内点検・補修装置においては、
伸縮マスト２３０の先端マスト２３１と水中無線で光学
的に結合された複数台の遊泳式作業ロボット１８１を用
いることにより、原子炉圧力容器１０と炉心シュラウド
１４で囲まれたアニュラス状のダウンカマ部２０に設け
られる構造物の溶接部の点検・検査（超音波探傷），表
面応力改善，亀裂進展防止のストップホールの形成等の
水中作業を効率よく行なうことができる。
【０２８３】次に、本発明に係る原子炉内点検・補修装
置の第５実施例について説明する。
【０２８４】図３３および図３４は原子炉内点検・補修
装置の第５実施例を示すものであり、この実施例に示さ
れた原子炉内点検・補修装置は、原子炉フロアあるいは
原子炉ピット２７の床面上に伸縮ポール取扱装置（図示
せず）を設置し、このポール取扱装置から多段テレスコ
ピック状の伸縮ポール２５１を垂下させ、この多段伸縮
ポール２５１に遊泳式作業ロボット２５２を１台以上着
脱可能に保持したものである。
【０２８５】伸縮ポール取扱装置は多段テレスコピック
状の伸縮ポール２５１を伸縮自在に保持するものであ
り、例えば自走式燃料交換機で構成される。伸縮ポール
２５１にはパルス状レーザ光を案内するレーザ光走査光
学装置２５３が内蔵される一方、上記伸縮ポール２５１
に遊泳式作業ロボット２５２が着脱自在に把持され、遊
泳式作業ロボット２５２が伸縮ポール２５１から取り外
されると水が張られた原子炉内を自走で遊泳できるよう
になっている。遊泳式作業ロボット２５２は、多段伸縮
ポール２５１に把持された状態で上部格子板１６の開口
部１６ａや炉心支持板１５の開口部１５ａを通過できる
大きさ・形状に構成される。
【０２８６】遊泳式作業ロボット２５２は、図３４
（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本体シェル２５５が
２枚貝形状に開閉自在に構成され、対をなす分割シェル
２５６がヒンジ継手のような形状記憶合金製関節２５７
により開閉自在にヒンジ結合され、上記関節２５７への
通電加熱により対をなす分割シェル２５６が開くように
なっている。
【０２８７】対をなす分割シェル２５６は対向面に吸盤
２５８が対向して設置される一方、内部にレーザ光照射
光学装置２６０が収容され、このレーザ光照射光学装置
２６０を案内されるパルス状レーザ光はレーザ光照射光
学系２６１より外部に照射されるようになっている。レ
ーザ光照射光学系２６１は吸盤２５８を備えた対向面側
に設けられる。レーザ光照射光学装置２６０は図２５に
示すレーザ光照射光学装置２０８と同様な構成のものが
用いられる。
【０２８８】また、本体シェル２５５には原子炉内の水
中を遊泳させるメインロボット推進装置２６３が設けら
れる一方、このメインロボット推進装置２６３の推進方
向と異なる方向へ遊泳式作業ロボット２５２を推進させ
るサブロボット推進装置２６４が設けられる。サブロボ
ット推進装置２６４は遊泳式作業ロボット２５２を互い
に直交する２方向に移送できる作業実施用のクロス移動
用推進装置であり、図２５に示すクロス移動用推進装置
４３と同じ構成を有する。一方のサブロボット推進装置
２６４は推進ダクト２６５が吸盤２５８を通って案内さ
れる。吸盤２５８には触角機構を構成する複数の超音波
探触子を収容してもよい。
【０２８９】また、本体シェル２５５の半球状分割シェ
ル２５６の周方向に沿って複数のレーザ光受光装置２６
６が設けられる。このレーザ光受光装置２６６も図２５
に示すレーザ光受光装置２６６と実質的に異ならないの
で説明を省略する。レーザ光受光装置２６６で受光され
たパルス状レーザ光は、各分割シェル２５６に収容され
たレーザ光照射光学装置２６０によりシェル内部を案内
され、レーザ光放射光学系２６１より外部に放出され
る。
【０２９０】次に、第５実施例に示された本発明の原子
炉内点検・補修装置の作用を説明する。
【０２９１】図３３は原子炉内点検・補修装置を用いて
原子炉内の炉心シュラウド１４内面の溶接部Ｗをレーザ
補修する例を示している。原子炉内点検・補修装置で原
子炉の炉心シュラウド１４内面の溶接部Ｗをレーザ補修
する場合、原子炉圧力容器１０の圧力容器ヘッドを取り
外し、原子炉フロアあるいは原子炉ビット２７の床面に
ポール取扱装置を設置し、多段テレスコピック状の伸縮
ポール２５１に遊泳式作業ロボット２５２を把持させた
状態で、水を満たした原子炉圧力容器１０に降下させ
る。
【０２９２】伸縮ポール取扱装置からの多段伸縮ポール
２５１に保持された遊泳式作業ロボット２５２を上部格
子板１６の開口部１６ａから吊り降し、上部格子板１６
の下方で炉心シュラウド１４に囲まれた炉心空間１２に
案内される。この炉心空間１２に案内された遊泳式作業
ロボット２５２は、続いて形状記憶合金製関節２５７が
通電加熱されて対をなす分割シェル２５６を開いた状態
にセットされる。
【０２９３】本体シェル２５５の分割シェル２５６を開
放させることにより、伸縮ポール２５１への把持状態を
解除し、遊泳式作業ロボット２５２を伸縮ポール２５１
から取り出される。遊泳式作業ロボット２５２を伸縮ポ
ール２５１から取り出した後、ロボット推進装置２６
３，２６４を作動させて遊泳式作業ロボット２５２を伸
縮ポール２５１から一定距離離す。
【０２９４】遊泳式作業ロボット２５２が伸縮ポール２
５１から一定距離離れると形状記憶合金製関節２５７へ
の通電解除が行なわれ、対をなす分割シェル２５６を閉
じた状態に戻す。
【０２９５】遊泳式作業ロボット２５２は本体シェル２
５５の各分割シェル２５６を閉じた状態でロボット推進
装置２６３，２６４を作動させて遊泳式作業ロボット２
５２を炉心シュラウド１４内面の溶接部Ｗの所まで自走
で遊泳させる。遊泳式作業ロボット２５２が所要の溶接
部Ｗに到達すると、再び形状記憶合金製関節２５７を通
電加熱して対をなす分割シェル２５６を開いた状態にセ
ットする。分割シェル２５６を開放した状態でメインロ
ボット推進装置２６３を作動させて炉心シュラウド１４
内面に溶接線を跨いで吸盤２５８を吸着固定させる。
【０２９６】続いて、多段伸縮ポール２５１の先端部よ
り遊泳式作業ロボット２５２のレーザ光受光装置２６６
に動力あるいは信号をパルス状レーザ光を用いて水中無
線で伝送する。遊泳式作業ロボット２５２はパルス状レ
ーザ光を受光してレーザ光照射光学装置２６０のレーザ
光放射光学系２６１より溶接部Ｗの溶接線に照射して溶
接部Ｗの表面応力状態を改善させる。
【０２９７】溶接部Ｗへのパルス状レーザ光照射に伴っ
て発生する超音波振動を図示しない超音波探触子で測定
して超音波探触子等の物理的検査を行なう。この物理的
検査により溶接部Ｗに亀裂発生等の欠陥が認められる
と、例えば亀裂部にパルス状レーザ光を長時間照射し、
亀裂先端部の形状を鈍角に加工し、欠陥の補修加工が行
なわれる。超音波探触子は、例えば吸盤に備えられてい
る。
【０２９８】その際、多段伸縮ポール２５１に複数台の
遊泳式作業ロボット２５２を保持させ、複数台の遊泳式
作業ロボット２５２を用いて並行作業で原子炉内点検・
検査・補修・予防保全作業を行なうことで、これら作業
を効率よく能率的に行なうことができる。
【０２９９】このように、多段式伸縮ポール２５１に着
脱自在の把持により保持された遊泳式作業ロボット２５
２を用いることにより、上部格子板１６の下方で炉心シ
ュラウド１４内面溶接部Ｗの表面応力の改善，亀裂進展
防止のストップホールの形成等の水中作業をパルス状レ
ーザ光の出力，レーザ光照射回数を変えるだけで行なう
ことができる。
【０３００】図３５は、図３３および図３４に示した原
子炉内点検・補修装置を用いて、原子炉の炉心下部プレ
ナム２４に形成される構造物の点検・検査・補修あるい
は予防保全作業を行なう例を示している。
【０３０１】図３５に示す原子炉内点検・補修装置で
は、原子炉フロアあるいは原子炉ピット２７の床面に設
置した伸縮ポール取扱装置を用いて多段テレスコピック
状の伸縮ポール２５１を伸縮自在に保持する。そして、
この伸縮ポール２５１を繰り出しつつ降下させ、上部格
子板１６の開口部１６ａを通過させて炉心空間１２に導
いた後、さらに炉心支持板１５の開口部１５ａを貫いて
下降させ、炉心支持板１５下方の炉心下部プレナム２４
に案内する。
【０３０２】この炉心下部プレナム２４で伸縮ポール２
５１に把持された遊泳式作業ロボット２５２を取り出し
て炉心下部プレナム２４で自走で遊泳させ、所要の溶接
部に押し当てる。
【０３０３】炉心下部プレナム２４の構造物の溶接部に
は、ＣＲＤハウジング１７とスタブチューブ１７４の溶
接部、スタブチューブ１３８およびシュラウドサポート
１８と原子炉圧力容器下鏡部１０ａとの溶接部、シュラ
ウドサポート１８と炉心シュラウド１４の溶接部、隔壁
２３と炉心シュラウド１４，ディフューザ２２，原子炉
圧力容器内壁との溶接部等があり、これらの溶接部に遊
泳式作業ロボット２５２が遊泳された後、各作業ロボッ
ト２５２の対をなす分割シェル２５６を開いた状態で溶
接部の溶接線を跨ぐように押圧し、吸盤２５８で吸着さ
せて固定される。
【０３０４】その後、遊泳式作業ロボット２５２の各分
割シェル２５８に収容されたレーザ光照射光学装置２６
０のレーザ光放射光学系２６１から放射されるレーザ光
を溶接部にて照射して炉心下部プレナム２４のレーザ補
修作業を行なうようになっている。
【０３０５】炉心下部プレナム２４に固定された遊泳式
作業ロボット２５２は、複数台が多段テレスコピック状
の伸縮ポール２５１の先端部と水中無線で光学的に結合
され、複数台の遊泳式作業ロボット２５２を利用するこ
とにより、炉心支持板下方の炉心下部プレナム２４の構
造物の点検・検査（超音波探傷），補修，表面応力の改
善，亀裂進展防止のストップホールの形成等の水中作業
を効率よく行なうことができる。
【０３０６】図３６は多段テレスコピック状の伸縮ポー
ル２５１に保持された複数台、例えば３台の遊泳式作業
ロボット２５２でＣＲＤハウジング１７と原子炉圧力容
器１０のダウンカマ部２０に形成される溶接部をレーザ
補修している例を示す。
【０３０７】伸縮ポール取扱装置から繰り出される伸縮
ポール２５１を、原子炉圧力容器１０と炉心シュラウド
１４で囲まれたアニュラス状のダウンカマ部２０に案内
する。ダウンカマ部２０では図３３および図３４で示す
ものと同様に伸縮ポール２５１から遊泳式作業ロボット
２５２を取り外して自走で遊泳させ、ダウンカマ部２０
の構造物の溶接部に案内する。溶接部に案内された遊泳
式作業ロボット２５２は分割シェル２５６が開放されて
吸盤２５８により溶接線を跨ぐように固定され、レーザ
補修作業が開始される。
【０３０８】ダウンカマ部２０の溶接部に固定された遊
泳式作業ロボット２５２は水中無線で伸縮ポール２５１
の先端部と光学的に結合され、伸縮ポール２５１のレー
ザ光走査光学装置２５３より出力されるパルス状レーザ
光を図３４で示す遊泳式作業ロボット２５２のレーザ光
受光装置２６６で受ける。レーザ光受光装置２６６で受
光されたパルス状レーザ光はレーザ光照射光学装置２６
０を案内され、レーザ光放射光学系２６１から溶接部に
照射され、レーザ補修が行なわれる。
【０３０９】図３６では、遊泳式作業ロボット２５２が
ダウンカマ部２０を自由に通過することができる大きさ
・形状に形成される。具体的には、遊泳式作業ロボット
２５２は、原子炉圧力容器１０とジェットポンプ２１の
間，炉心シュラウド１４とジェットポンプ２１の間，ジ
ェットポンプ２１とそのライザ管１７６との間等を無理
なく通過できる形状・大きさに形成される。
【０３１０】この原子炉内点検・補修装置においては、
伸縮ポール２５１の先端部と水中無線で光学的に結合さ
れた複数台の遊泳式作業ロボット２５２を用いることに
より、原子炉圧力容器１０と炉心シュラウド１４で囲ま
れたアニュラス状ダウンカマ部２０の構造物に形成され
る溶接部の点検，検査，表面応力状態の改善，亀裂進展
防止のストップホールの形成等の水中作業を効率よく行
なうことができる。
【０３１１】次に、本発明に係る原子炉内点検・補修装
置の第６実施例を図３７〜図３９を参照して説明する。
【０３１２】この実施例に示された原子炉内点検・補修
装置は、遊泳式作業ロボット取扱装置２８のケーブル巻
取装置３０から繰り出された複合ケーブル１４１の先端
に遊泳式母船ロボット２７０を取り付けるとともに、複
合ケーブル１４１の途中に複数の遊泳式作業ロボット２
７１を１台以上脱着自在に取り付けたものである。
【０３１３】遊泳式作業ロボット取扱装置２８は原子炉
ピット２７の床面あるいは原子炉フロア上に設置され、
このロボット取扱装置２８にケーブル巻取装置３０が備
えられる。このケーブル巻取装置３０から繰り出される
複合ケーブル１４１に光ファイバを内抱させる一方、複
合ケーブル１４１は動力ケーブルと信号ケーブルとを組
み合せて構成される。
【０３１４】複合ケーブル１４１の先端に結合される遊
泳式母船ロボット２７０は、図３８に示すように構成さ
れ、ロボットを遊泳させる複数台のロボット推進装置２
７２と、このロボット推進装置２７２によるロボット推
進方向と直交する方向に移動させるクロス移動用推進装
置２７３とを備える。遊泳式母船ロボット２７０の前方
には形状記憶合金製のアーム機構２７４が設けられ、こ
のアーム機構２７４の先端に吸盤２７５が取り付けられ
る。遊泳式母船ロボット２７０には複合ケーブル１４１
の光ファイバ２９により導かれるパルス状レーザ光を案
内して外部に放射されるレーザ光走査光学装置（図示せ
ず）が内蔵され、このレーザ光走査光学装置によりパル
ス状レーザ光を遊泳式作業ロボット２７１に向けて走査
させるようになっている。レーザ光走査光学装置は図２
３に示す遊泳式母船ロボットのレーザ光走査光学装置１
８４と実質的に等しいものが用いられる。符号２７６は
ＣＣＤカメラである。
【０３１５】また、遊泳式母船ロボット２７０をケーブ
ル結合した複合ケーブル１４１は途中に複数の取付ケー
ブル２７７が間隔をおいて平行に両側支持され、この取
付ケーブル２７７にケーブル把持機構２７８が脱着自在
に取り付けられる。ケーブル把持機構２７８は、図３９
に示すように、遊泳式作業ロボット２７１の本体シェル
２８０に取り付けられる。ケーブル把持機構２７８は、
内部に磁気回路が組み込まれ、通電加熱時に開く形状記
憶合金で作られる。
【０３１６】遊泳式作業ロボット２７１は、この作業ロ
ボットを遊泳させる複数台のロボット推進装置２８１
と、このロボット推進装置２８１によるロボット推進方
向と直交する方向に移動させるクロス移動用推進装置２
８２を備える。遊泳式作業ロボット２７１は図示しない
レーザ光照射光学装置が内蔵されており、このレーザ光
照射光学装置２０８にパルス状レーザ光を受光して案内
する複数台のレーザ光受光装置２０６が設けられる。レ
ーザ光受光装置２０６およびレーザ光照射光学装置２０
８は図２５に示すものと実質的に異ならないので同じ符
号を付して説明を省略する。レーザ光照射光学装置２０
８の図示しないレーザ光放射光学系から溶接部等にレー
ザ光照射を行なうようになっている。
【０３１７】また、遊泳式作業ロボット２７１は、図３
９に示すように、ロボット推進装置２８１によるロボッ
ト推進方向と直交方向に移動させるクロス移動用推進装
置２８２を複数台備えてもよく、ＣＣＤカメラ２８３は
本体シェル２８０に取り付けられるリング状の回転フレ
ーム２８４に設けられる。
【０３１８】次に、図３７ないし図３９に示された原子
炉内点検・補修装置を用いて、原子炉の炉心シュラウド
１４内面の溶接部をレーザ補修する例を説明する。
【０３１９】図３７に示される原子炉内点検・補修装置
では、原子炉圧力容器１０の圧力容器ヘッドを取り外
し、原子炉ピット２７の床面あるいは原子炉フロアに遊
泳式ロボット取扱装置２８を設置する。そして、遊泳式
ロボット取扱装置２８に設けられたケーブル巻取装置３
０から複合ケーブル１４１を繰り出し、この複合ケーブ
ル１４１にケーブル結合された遊泳式母船ロボット２７
０を水を張った原子炉圧力容器１０内に吊り降す。複合
ケーブル１４１の途中には複数台の遊泳式作業ロボット
２７１がケーブル把持機構２７８により着脱自在に把持
される。
【０３２０】遊泳式母船ロボット２７０は複合ケーブル
１４１に複数の遊泳式作業ロボット２７１を保持した状
態で、原子炉圧力容器１０内を下降し、上部格子板１６
の開口部１６ａを経て炉心シュラウド１４で囲まれた炉
心空間１２に案内される。炉心空間１２に案内された遊
泳式母船ロボット２７０は炉心空間１２内を自走で遊泳
して炉心支持板１５まで案内され、この炉心支持板１５
の床面に吸盤２７５を利用して吸着固定される。このと
き、遊泳式作業ロボット２７１は、複合ケーブル１４１
に把持された状態で、上部格子板１６の開口部１６ａを
無理なく、自由に通過できる大きさ・形状に構成され
る。
【０３２１】次に、遊泳式作業ロボット２７１のケーブ
ル把持機構２７８に電流を流し、加熱することにより、
形状記憶合金製のケーブル把持機構２７８を開放させて
把持状態を解除し、遊泳式作業ロボット２７１を炉心シ
ュラウド１４内面の溶接部Ｗまで自走で遊泳させ、溶接
部Ｗに押圧接触で固定される。
【０３２２】そして、遊泳式母船ロボット２７０より遊
泳式作業ロボット２７１にパルス状可視レーザ光により
動力あるいは信号を水中無線で伝送し、遊泳式作業ロボ
ット２７１のレーザ光受光装置２０６（図３８参照）に
受光させる。レーザ光受光装置２０６で受光されたパル
ス状レーザ光は、レーザ光照射光学装置に案内され、図
示しないレーザ光放射光学系から溶接部Ｗの溶接線に照
射される。このパルス状レーザ光の照射により溶接部の
応力状態が改善される。
【０３２３】また、パルス状レーザ光照射により発生す
る超音波は、図示しない触角機構の超音波探触子により
測定され、溶接部の亀裂等の欠陥の有無が物理的に検査
される。この物理的検査により、溶接部Ｗに例えば亀裂
の発生が認められると、亀裂の両端にパルス状レーザ光
を所要の長時間照射させて溶接部Ｗの亀裂先端形状を鈍
角に加工して補修を行なう。この補修作業は複数台の遊
泳式作業ロボット２７１を用いて並行作業にて行なわ
れ、この並行作業により遠隔炉内補修・予防保全作業が
効率的に行なわれる。
【０３２４】このように、複合ケーブル１４１に結合さ
れた遊泳式母船ロボット２７０と複数台の遊泳式作業ロ
ボット２７１とを用いてレーザ補修作業を行なうことに
より、炉心シュラウド１４内面の溶接部の表面応力状態
の改善，亀裂進展防止のストップホールの形成等の作業
をレーザ出力とレーザ照射回数を変えるだけで行なうこ
とができ、作業を効率よく行なうことができる。
【０３２５】遊泳式作業ロボット２７１による炉心シュ
ラウド１４内面溶接部Ｗのレーザ補修作業終了後には、
各遊泳式作業ロボット２７１を複合ケーブル１４１まで
遊泳させてケーブル把持機構２７８により複合ケーブル
１４１に把持させる。この把持状態で吸盤２７５による
吸着状態を解除して遊泳式母船ロボット２７０を炉心化
支持板１５から取り出す。炉心支持板１５から取り出さ
れた遊泳式母船ロボット２７０を炉心空間１２内で遊泳
させつつケーブル巻取装置３０により複合ケーブル１４
１をレーザ補修作業とは逆の手順で順次巻き上げること
により、遊泳式母船ロボット２７０は次のレーザ補修作
業を備えられる。
【０３２６】ところで、この遊泳式作業ロボット２７１
は、ケーブル把持機構２７８で複合ケーブル１４１の取
付ケーブル２７７に把持されており、この把持状態にお
いてケーブル把持機構２７８に磁気回路が形成されてい
るため、複合ケーブル１４１に高周波電流が流されても
磁界は発生しない。しかし、複合ケーブル１４１に平行
な取付ケーブル２７７部に磁界の発生があるため、ケー
ブル把持機構２７８内の磁気回路には誘導電流が流れ、
この誘導電流が遊泳式作業ロボット２７１に搭載される
蓄電器（図示せず）に充電され、遊泳式作業ロボット２
７１のロボット推進装置２８１およびクロス移動用推進
装置２８２の駆動源として用いられる。
【０３２７】図４０は本発明の第６実施例に示された原
子炉内点検・補修装置を用いて原子炉内の炉心下部プレ
ナム２４の構造物の溶接部をレーザ補修した例を示すも
のである。
【０３２８】図４０に示された原子炉内点検・補修装置
は、複合ケーブル１４１にケーブル結合された遊泳式母
船ロボット２７０が上部格子板１６の開口部１６ａを経
て炉心シュラウド１４で囲まれた炉心空間１２に案内さ
れた後、さらに炉心支持板１５の開口部１５ａを通って
炉心支持板１５の下方に形成される炉心下部プレナム２
４に案内される。炉心下部プレナム２４に案内された遊
泳式母船ロボット２７０は、炉心下部プレナム２４を遊
泳して所定のＣＲＤハウジング１７に案内され、このＣ
ＲＤハウジング１７上に吸盤２７５による吸着作用によ
り固定させる。遊泳式母船ロボット２７０を所定のＣＲ
Ｄハウジング１７に固定させた後に、複合ケーブル１４
１に把持された遊泳式作業ロボット２７１の把持状態を
解除する。遊泳式作業ロボット２７１の把持状態の解除
は、形状記憶合金製のケーブル把持機構２７８を通電加
熱により開放させることにより行なわれる。
【０３２９】複合ケーブル１４１から解放されて取り出
された遊泳式作業ロボット２７１は、ロボット推進装置
２８１等の駆動により炉心下部プレナム２４内を遊泳し
てＣＲＤハウジング１７と原子炉圧力容器下鏡部１０ａ
の溶接部や、隔壁２３と炉心シュラウド１４，原子炉圧
力容器１０，シュラウドサポート１８との溶接部の所ま
で案内し、図３７に示す原子炉内点検・補修装置のレー
ザ補修作業と同様に、複数台の遊泳式作業ロボット２７
１を用いて、遠隔炉内補修，予防保全作業が行なわれ
る。
【０３３０】図４１は、本発明の第６実施例に示された
原子炉内点検・補修装置を用いて原子炉圧力容器１０と
炉心シュラウド１４により囲まれたアニュラス状のダウ
ンカマ部２０の溶接部をレーザ補修する例を示したもの
である。
【０３３１】図４１に示された原子炉内点検・補修装置
は複合ケーブル１４１にケーブル結合された遊泳式母船
ロボット２７０が原子炉圧力容器１０と炉心シュラウド
１４で囲まれたアニュラス状のダウンカマ部２０に導か
れて原子炉圧力容器１０の内周壁に固定される。遊泳式
母船ロボット２７０は吸盤２７５を原子炉圧力容器１０
に押圧することにより吸着固定される。
【０３３２】遊泳式母船ロボット２７０が原子炉圧力容
器１０に固定された後、複合ケーブル１４１に把持され
た遊泳式作業ロボット２７１の把持状態を解除し、遊泳
式作業ロボット２７１を炉心シュラウド１４外面の溶接
部、ライザブレースアーム１７５の溶接部、ジェットポ
ンプ２１の溶接部、隔壁２３と炉心シュラウド１４，原
子炉圧力容器１０，ディフューザ２２との溶接部まで自
走で遊泳させ、図３７に示す原子炉内点検・補修装置と
同様に複数台の遊泳式作業ロボット２７１を用いて並行
作業にて遠隔炉内補修，予防保全作業が行なわれる。
【０３３３】この遠隔炉内補修や予防保全作業がスムー
ズにかつ円滑に行なわれるように、遊泳式母船ロボット
２７０は複合ケーブル１４１に遊泳式作業ロボット２７
１が把持された状態でアニュラス状のダウンカマ部２０
に導かれ、遊泳式作業ロボット２７１は原子炉圧力容器
１０とジェットポンプ２１との間，炉心シュラウド１４
とジェットポンプ２１の間，ジェットポンプ２１とライ
ザ管１７６との間を無理なくスムーズに通過できる大き
さ・形状に形成される。
【０３３４】この場合にも、遊泳式母船ロボット２７０
と複数台の遊泳式作業ロボット２７１を用いることによ
り、原子炉圧力容器１０と炉心シュラウド１４に囲まれ
たアニュラス状ダウンカマ部２０の構造物の溶接部の表
面応力の改善，亀裂進展防止のストップホールの形成等
の水中作業をレーザ出力やレーザ照射回数を変えるだけ
で、効率よく作業を行なうことができる。
【０３３５】次に、本発明に係る原子炉内点検・補修装
置の第７実施例を図４２を参照して説明する。
【０３３６】図４２に示された原子炉内点検・補修装置
は原子炉フロア２３４にレーザ光を発振させるレーザ装
置２９０および制御盤２９１を設置する一方、水を張っ
た原子炉ピット２７内に動力および信号用レーザ光を放
射するテレスコピック状のレーザ光放射タワー２９２を
出入れ可能に設置する。そして、レーザ光放射タワー２
９２とレーザ装置２９０および制御盤２９１とは光ファ
イバ等の光学伝送系２９３で光学的に結合されている。
【０３３７】レーザ光放射タワー２９２にはレーザ光走
査光学装置２９４が内蔵されており、このレーザ光走査
光学装置２９４を案内された動力および信号用レーザ光
をレーザ光中継ロボット２９５に伝送させるようになっ
ている。レーザ光中継ロボット２９５は、原子炉フロア
２３４より天井クレーン等で吊り降して上部格子板１６
上に設置され、レーザ光放射タワー２９２とレーザ光中
継ロボット２９５とでレーザ光送受信系２９６が構成さ
れる一方、上記レーザ光中継ロボット２９５を用いて遊
泳式作業ロボット２９７に動力および信号用レーザ光を
水中無線にて伝送している。
【０３３８】遊泳式作業ロボット２９７は、例えば図２
５に示す構成を有し、レーザ光中継ロボット２９５と水
中無線にて光学的に結合される。遊泳式作業ロボット２
９７は、原子炉フロア２３４より水が張られた原子炉ピ
ット２７内に降下され、図示しないロボット推進装置や
クロス移動用推進装置の作動により原子炉圧力容器１０
内を遊泳させてアニュラス状のダウンカマ部２０に移送
され、ダウンカマ部２０の構造物の所要溶接部に吸着固
定される。
【０３３９】図４２はレーザ光放射タワー２９２とレー
ザ光中継ロボット２９５を用いて複数台の遊泳式作業ロ
ボット２９７によりアニュラス状ダウンカマ部２０の溶
接部をレーザ補修する場合を示している。レーザ光中継
ロボット２９５はレーザ光放射タワー２９２からのレー
ザ光を受光可能位置に吸着固定されている。レーザ補修
作業を行なう遊泳式作業ロボット２９７にレーザ光中継
ロボット２９５により直接レーザ光を送ることができな
い場合には、ダウンカマ部２０の中間構造物の壁面に別
の遊泳式作業ロボット２９７を複数台吸着させ、この遊
泳式作業ロボット２９７を中継作業ロボットとして利用
してもよい。これにより、レーザ光中継ロボット２９７
からのレーザ光が、中継作業ロボットとしての遊泳式作
業ロボット２９７を介して補修作業を行なう遊泳式作業
ロボット２９７に伝送されてレーザ補修が行なわれる。
【０３４０】レーザ光中継ロボット２９５は複数台の遊
泳式作業ロボット２９７にレーザ光を同時に送ることが
できるようになっており、レーザ光放射タワー２９２は
複数台のレーザ光中継ロボット２９５および複数台の遊
泳式作業ロボット２９７にレーザ光を同時に送り得る機
能を備えている。
【０３４１】そして、レーザ光放射タワー２９２および
レーザ光中継ロボット２９５を用いて水中無線にて光学
的に結合された遊泳式作業ロボット２９７により、原子
炉圧力容器１０と炉心シュラウド１４で囲まれたダウン
カマ部２０の溶接部をレーザ補修することができる。
【０３４２】具体的には、炉心シュラウド１４外面の溶
接部、ライザブレースアーム１７５の溶接部、ジェット
ポンプ２１の溶接部、隔壁２３と原子炉圧力容器１０，
炉心シュラウド１４およびディフューザ２２との溶接部
に遊泳式作業ロボット２９７に内蔵されたレーザ光照射
光学装置２６０によりパルス状可視レーザ光を照射し、
溶接部の表面応力の改善を行なう一方、パルス状レーザ
光照射により発生する超音波を超音波探触子（図示せ
ず）で測定して溶接部の物理的検査を行なう。この物理
的検査により溶接部に亀裂発生等の欠陥が認められる
と、亀裂等の欠陥部にパルス状レーザ光を所定の長時間
照射して先端部の形状加工等のレーザ補修を行なう。こ
のレーザ補修は複数台の遊泳式作業ロボット２９７を用
いて並列して行なうことができ、遠隔操作により炉内補
修・予防保全作業を能率よく行なうことができる。
【０３４３】この原子炉内点検・補修装置では、レーザ
光放射タワー２９２およびレーザ光中継ロボット２９５
を光学的に組み合せたレーザ光送受信系２９６を用いて
複数台の遊泳式作業ロボット２９７によりアニュラス状
ダウンカマ部２０の構造物の溶接部の表面応力状態の改
善，亀裂進展防止のストップホールの形成等の水中作業
をレーザ光出力，レーザ光照射回数を変えるだけで、効
率的に行なうことができる。
【０３４４】図４３は、図４２に示された原子炉内点検
・補修装置の変形例を示すものである。
【０３４５】この変形例に示された原子炉内点検・補修
装置は、レーザ光送受信系２９６に、レーザ光放射タワ
ー２９２とレーザ光中継ロボット２９５とを組み合せた
ものを用いる代りに、伸縮ポール取扱装置２９８を炉心
シュラウド１４上面に設置したものである。伸縮ポール
取扱装置２９８は、多段テレスコピック状の伸縮ポール
２５１を伸縮自在に取り扱うものである。伸縮ポール２
５１の先端部は遊泳式作業ロボット２５２に水中無線に
て光学的結合可能に構成され、伸縮ポール取扱装置２９
８からの動力および信号用可視レーザ光を伸縮ポール２
５１に内蔵されたレーザ光走査光学装置に導き、続いて
伸縮ポール２５１の先端部から水中無線で遊泳式作業ロ
ボット２５２に導き、この遊泳式作業ロボット２５２で
ダウンカマ部２０等の溶接部に照射し、溶接部のレーザ
補修を行なうようになっている。
【０３４６】遊泳式作業ロボット２５２は原子炉フロア
２３４より水が張られた原子炉ピット２７内に降され、
原子炉圧力容器１０内を遊泳して原子炉内の溶接部に移
送され、この溶接部に吸着固定される。溶接部に設置さ
れた状態で遊泳式作業ロボット２５２を介してパルス状
レーザ光を照射し、原子炉内の溶接部の点検・補修・予
防保全作業を行なうようになっている。遊泳式作業ロボ
ット２５２は伸縮ポールに着脱自在に保持させて原子炉
内に挿入してもよい。遊泳式作業ロボット２５２には例
えば図３４で示される構成のものが使用されるが、図４
２に示す遊泳式作業ロボット２９７であってもよい。
【０３４７】図４３に示された原子炉内点検・補修装置
は、炉心シュラウド１４の上面に伸縮ポール取扱装置２
９８を設置し、この伸縮ポール取扱装置２９８を遠隔操
作して伸縮ポール２５１をアニュラス状のダウンカマ部
２０に挿入し、この伸縮ポール２５１に光学的に水中無
線で結合された遊泳式作業ロボット２５２でレーザ補修
作業を行なうものである。
【０３４８】この原子炉内点検・補修装置で原子炉内の
溶接部の点検・検査・補修あるいは予防保全を行なう場
合には、原子炉圧力容器１０の圧力容器ヘッドを取り外
して炉心シュラウド１４上面に伸縮ポール取扱装置２９
８を設置し、多段テレスコピック状の伸縮ポール２５１
をダウンカマ部２０に挿入する。
【０３４９】また、遊泳式作業ロボット２５２を原子炉
フロア２３４から原子炉ピット２７に入れ、炉心シュラ
ウド１４外面の溶接部やライザブレースアーム１７５の
溶接部、ジェットポンプ２１の溶接部、隔壁２３と原子
炉圧力容器１０，炉心シュラウド１４およびディフュー
ザ２２との溶接部の所まで遊泳させて、溶接部に遊泳式
作業ロボット２５２を吸着固定させ、この固定状態で図
４２に示す原子炉内点検・補修装置と同様に、複数台の
遊泳式作業ロボット２５２または２９７を用いて遠隔操
作により、炉内補修，予防保全作業が行なわれる。
【０３５０】この原子炉内点検・補修装置では、伸縮ポ
ール取扱装置２９８で取り扱われる多段テレスコピック
状の伸縮ポール２５１とこの伸縮ポール２５１に水中無
線で光学的に結合された複数台の遊泳式作業ロボット２
５２を用いることにより、原子炉圧力容器１０と炉心シ
ュラウド１４に囲まれたダウンカマ部２０の構造物の溶
接部の表面応力改善，亀裂進展防止のストップホールの
形成等の水中作業をレーザ光出力，レーザ光照射回数を
変えるだけで効率良く行なうことができる。
【０３５１】なお、本発明の各実施例の説明では原子炉
内点検・補修装置を沸騰水型原子炉に適用した例を示し
たが、この原子炉内点検・補修装置は加圧水型原子炉に
も適用することができる。
【０３５２】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る原子
炉内点検・補修方法および装置においては、原子炉内を
自走で遊泳できる遊泳式作業ロボットを用いて原子炉内
の溶接部にパルス状レーザ光を照射することにより、溶
接部の点検・検査・補修・表面改質のレーザ作業を行な
うことができる。溶接部の点検・検査・補修・表面改質
は、遊泳式作業ロボットから照射されるパルス状レーザ
光の照射回数・照射エネルギ（レーザ光出力）を変える
ことにより実施でき、原子炉内の溶接部、特に原子炉内
の構造物により形成される狭隘部の溶接部、例えば炉心
シュラウド内面の溶接部，炉心下部プレナムの構造物に
より形成される溶接部，原子炉圧力容器と炉心シュラウ
ドの間のダウンカマ部に形成される溶接部の点検・検査
・補修・表面改質作業を実施できる。複数台の遊泳式作
業ロボットを用いてレーザ作業を行なえば、より効率的
に狭隘部の作業を大きな自由度をもって効率よく実施で
きる。
【０３５３】請求項１に記載の原子炉内点検・補修装置
では、ケーブル巻取装置から繰り出される複合ケーブル
に遊泳式作業ロボットを結合させ、この遊泳式作業ロボ
ットをロボット推進装置の作動により原子炉内の溶接部
まで遊泳させ、溶接部に触角機構を押圧接触させた状態
で遊泳式作業ロボットからパルス状レーザ光を溶接部に
照射させたから、溶接部の表面改質や補修作業を移動自
由度の高い遊泳式作業ロボットを用いて安定的に効率よ
く遠隔操作により行なうことができ、また、溶接部の物
理的検査は触角機構を用いて簡単かつ容易に測定でき
る。
【０３５４】請求項２に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、遊泳式作業ロボットの本体シェルに内蔵さ
れたレーザ光照射光学装置によりパルス状レーザ光を線
分状（細長いスリット状）レーザ光に変えて溶接部の溶
接線にクロスさせて照射できる。また、遊泳式作業ロボ
ットはロボット推進装置とクロス移動用推進装置により
溶接部の溶接線に沿う方向に移動させることができ、さ
らに、遊泳式作業ロボットの移動はウェイト付きバラン
サ機構により安定的に行なわれるので、溶接部の点検・
検査・補修・表面改質作業を安定的に能率よく行なうこ
とができる。
【０３５５】請求項３に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、遊泳式作業ロボットにシャッタ装置を備え
た作業表面改質監視システムを設けたので、この作業表
面監視システムでレーザ光照射部の溶接部の外観・表面
温度，照射部近傍で発生したプラズマを観察でき、溶接
部の表面を視覚的に容易に観察できる。
【０３５６】請求項４に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、ノズル本体に設けられた水流発生装置によ
り、パルス状レーザ光の照射軸方向および照射軸に直交
する方流に水流を発生させて、パルス状レーザ光照射に
伴って発生する気泡をパルス状レーザ光の光路上から除
去したので、パルス状レーザ光を溶接部に効率よく照射
させることができる。なお、パルス状レーザ光には水中
走査によっても劣化の小さなレーザ光が使用される。
【０３５７】請求項５に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、水流発生装置の駆動源にスターリングエン
ジンを使用し、パルス状レーザ光の溶接部からの反射レ
ーザ光をスターリングエンジンの加熱部として利用した
ので、スターリングエンジンの駆動に独立した動力源を
必要としない。
【０３５８】請求項６に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、本体シェル内に視覚機能を備えたＣＣＤカ
メラを設置し、ＣＣＤカメラの前方の本体シェルを、パ
ルス状レーザ光照射時に不透明になる液晶利用の耐熱・
耐圧性のシャッタ装置で構成したから、ＣＣＤカメラを
保護してそのハレーションを防止することができる一
方、作業ロボットはＣＣＤカメラで前方を確認しながら
遊泳することができる。
【０３５９】請求項７に記載の原子炉内点検・補修装置
では、本体シェルの前方シェルに触角機構を備え、この
触角機構に複数の超音波探触子を備えたので、この超音
波探触子によりパルス状レーザ光照射時に発生する超音
波振動を測定して溶接部の探傷等の欠陥を物理的に検査
することができ、また、触角機構はパルス状レーザ光照
射時に不透明になる液晶利用の遮蔽板で覆ったから、パ
ルス状レーザ光の反射光が外部に漏れるのを有効的に防
止できる。
【０３６０】請求項８に記載の原子炉内点検・補修装置
では、飛散物等の異物を回収する浄化装置を設けたの
で、パルス状レーザ光の照射に伴って飛散物の異物を回
収することができるので、この原子炉内点検・補修装置
を用いてレーザ作業後に原子炉内をクリーニングする作
業が不要となる。
【０３６１】請求項９に記載の原子炉内点検・補修装置
においては、クロス移動用推進装置の推進ダクトにその
軸方向に移動自在なスライドステージ機構を設け、この
スライドステージ機構にレーザ光照射光学装置の移動光
学系を取り付け、スライドステージ機構のスライド操作
により、レーザ光照射光学装置からの線分状のパルス状
レーザ光を走査して矩形範囲で照射させ、矩形状の照射
範囲毎にバッチ移動させたから、線分状のパルス状レー
ザ光により効率よくバッチ処理される。
【０３６２】請求項１０に記載の原子炉内点検・補修方
法においては、遊泳式作業ロボットから溶接部に照射さ
れるパルス状レーザ光により、溶接部の応力状態を改善
して表面改質が行なわれる一方、溶接部の物理的検査を
行ない、溶接部に欠陥が認められると、上記溶接部にパ
ルス状レーザ光をさらに所要時間内照射して欠陥部の補
修を行なうことができる。
【０３６３】請求項１１に記載の原子炉内点検・補修方
法においては、遊泳式作業ロボットのレーザ光照射装置
から照射されるパルス状レーザ光をバッチ処理して溶接
部の点検・検査・補修・表面改質作業を行なうことがで
きる。
【０３６４】請求項１２に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、ケーブル巻取装置から繰り出される複合
ケーブルに遊泳式母船ロボットを結合させ、この母船ロ
ボットに複数台の遊泳式作業ロボットを出入れ可能にケ
ーブル結合させ、複数台の遊泳式作業ロボットで原子炉
内の溶接部のレーザ作業を行なうようにしたので、原子
炉内溶接部の点検・検査・補修・表面改質作業を効率よ
く能率的に行なうことができる。
【０３６５】請求項１３に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、遊泳式母船ロボットに複数のロボット収
納筒を備え、このロボット収納筒に出入れ自在に遊泳式
作業ロボットを収納させ、収納時に遊泳式作業ロボット
に結合される複合ケーブルをケーブル巻取装置で巻き取
るようにしたので、複数台の遊泳式作業ロボットは母船
ロボットにコンパクトに収納され、遊泳式作業ロボット
の遊泳時に複数台の作業ロボットがその遊泳を阻害する
こともない。
【０３６６】請求項１４に記載の原子炉内点検・補修方
法においては、遊泳式作業ロボットから溶接部に照射さ
れるパルス状レーザ光により溶接部の表面改質を行なう
一方、溶接部の物理的検査を行ない、溶接部に欠陥が認
められると、パルス状レーザ光を溶接部にさらに所要時
間照射して欠陥部の補修を行なうことができ、これらの
表面改質や欠陥部の補修を複数台の遊泳式作業ロボット
を並行させて行なうことができるので、レーザ補修作業
を効率的に能率よく行なうことができる。
【０３６７】請求項１５に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、ケーブル巻取装置から繰り出される複合
ケーブルに遊泳式母船ロボットを結合させる一方、この
遊泳式母船ロボットに複数台の遊泳式作業ロボットを水
中無線で光学的に結合させたから、複数台の遊泳式作業
ロボットの遊泳の自由度が向上し、狭隘な場所でも自由
に移動でき、これらの遊泳式作業ロボットから照射され
るパルス状レーザ光で溶接部の点検・検査・補修・表面
改質作業を効率よく行なうことができる。
【０３６８】請求項１６に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、遊泳式母船ロボットのロボット収納部に
複数台の遊泳式作業ロボットを収納させた状態で遊泳で
きるので、遊泳式作業ロボットが遊泳式母船ロボットの
自走による遊泳を阻害することなく、母船ロボットは自
由に原子炉内の水中を遊泳できる一方、遊泳式作業ロボ
ットもロボット推進装置とクロス移動用推進装置を備え
て自走で３次元の水中遊泳ができ、遊泳式作業ロボット
は水中無線で遊泳式母船ロボットに光学的に結合されて
いるから、遊泳式作業ロボットの水中遊泳の自由度も大
きく、遊泳式作業ロボットによる水中作業を能率的に効
率よく行なうことができる。
【０３６９】請求項１７に記載の原子炉内点検・補修方
法においては、遊泳式母船ロボットに複数台の遊泳式作
業ロボットを安定的に収納させることができ、遊泳式母
船ロボットの遊泳が遊泳式作業ロボットにより阻害され
ることがない一方、遊泳式母船ロボットが原子炉内の所
要の作業空間に達すると遊泳式作業ロボットが取り出さ
れて所要の溶接部に自走で遊泳してこの溶接部に押圧接
触される。この押圧接触状態で遊泳式母船ロボットのレ
ーザ光走査光学装置により、複数台の遊泳式作業ロボッ
トにパルス状レーザ光を水中無線にて同時に走査させて
水中作業を行なうことができる。また、遊泳式作業ロボ
ットにより、原子炉内溶接部の点検・検査・補修・表面
改質作業を効率よく行なうことができる。
【０３７０】請求項１８に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、横行台車に支持された多段テレスコピッ
ク状の伸縮マストに遊泳式作業ロボットを出入れ自在に
収容し、この遊泳式作業ロボットにより原子炉内溶接部
の点検・検査・補修・表面改質を行なうようにしたの
で、原子炉内溶接部が狭隘な場所であっても、補修作業
を能率よく進めることができる。
【０３７１】請求項１９に記載の原子炉内点検・補修装
置は、遊泳式作業ロボットがテレスコピック状の伸縮マ
ストの先端マストに水中無線にて光学的に結合されたか
ら、遊泳式作業ロボットの移動自由度が向上し、レーザ
補修作業をより能率的に行なうことができる。
【０３７２】請求項２０に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、伸縮ポール取扱装置により取り扱われる
伸縮ポールに遊泳式作業ロボットを着脱自在に保持さ
せ、この遊泳式作業ロボットにより原子炉内溶接部の点
検・検査・補修・表面改質作業を行なうようにしたの
で、原子炉内溶接部が狭隘な場所であっても、レーザ補
修作業を能率よく行なうことができる。
【０３７３】請求項２１に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、遊泳式作業ロボットはロボット推進装置
とクロス移動用推進装置を備えて本体シェルを自由に遊
泳させる一方、本体シェルを構成する分割シェルの対向
面に吸盤を設け、この吸盤により本体シェルを原子炉内
構造物に吸着固定させたので、遊泳式作業ロボットを安
定的に吸着固定させた状態で水中作業を行なうことがで
きる。
【０３７４】請求項２２に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、ケーブル巻取装置から繰り出される複合
ケーブルに遊泳式母船ロボットを結合する一方、上記複
合ケーブルに遊泳式作業ロボットを着脱自在に保持し、
この遊泳式作業ロボットを遊泳式母船ロボットに水中無
線で光学的に結合させたので、遊泳式作業ロボットの移
動（遊泳）自由度を向上させることができ、また、上記
遊泳式作業ロボットにより原子炉内の溶接部の点検・検
査・補修・表面改質作業を能率よく行なうことができ
る。
【０３７５】請求項２３に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、遊泳式作業ロボットに設けられた形状記
憶合金製のケーブル把持機構により複合ケーブルに設け
られた取付ケーブル着脱自在に把持させることができ、
その着脱操作はケーブル把持機構の形状記憶合金の作用
を利用して行なわれるので、確実かつ容易である。
【０３７６】請求項２４に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、レーザ装置や制御盤からの動力および信
号用レーザ光を光伝送光学系で遊泳式作業ロボットに送
り、この遊泳式作業ロボットで原子炉内溶接部の点検・
検査・補修・表面改質作業を行なうので、これらの作業
を能率よく行なうことができる。
【０３７７】請求項２５に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、レーザ光放射タワーとレーザ光中継ロッ
ドとにより光伝送光学系を構成したので、この光伝送光
学系により複数台の遊泳式作業ロボットにパルス状レー
ザ光を同時に送ることができ、作業の能率化，効率化を
図ることができる。
【０３７８】請求項２６に記載の原子炉内点検・補修装
置においては、レーザ装置や制御盤からの動力，信号用
レーザ光を、伸縮ポール取扱装置で取り扱われる遊泳式
作業ロボットが水中無線で光学的に結合されているの
で、遊泳式作業ロボットの移動自由度が大きく、かつ遊
泳式作業ロボットにより原子炉内の溶接部の点検・検査
・補修・表面改質作業を能率よく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る原子炉内点検・補修装置の第１実
施例を示す全体縦断面図。
【図２】本発明の原子炉内点検・補修装置に備えられる
遊泳式作業ロボットの断面図。
【図３】図２に示された遊泳式作業ロボットのIII −II
I 線に沿う断面図。
【図４】レーザ照射時間と照射レーザ光のエネルギ密度
（レーザ光出力）の関係から照射材料表面にレーザ衝撃
硬化が発生する範囲を示す図。
【図５】遊泳式作業ロボットの前方に水流発生装置を備
えたレーザ照射ノズル本体部を示す断面図。
【図６】水流発生装置の駆動部にスターリングエンジン
を備えた遊泳式作業ロボットの第１変形例を示す断面
図。
【図７】内部に視覚用ＣＣＤカメラを設置し、液晶利用
のシャッタ装置付き透明窓を備えた遊泳式作業ロボット
の第２変形例を示す断面図。
【図８】液晶利用の透明窓の組立構造を簡略的に示す斜
視図。
【図９】（Ａ）および（Ｂ）は液晶利用の透明窓の電圧
ＯＦＦ時と電圧ＯＮ時の作動原理を示す図。
【図１０】遊泳式作業ロボットの第３変形例を示す断面
図。
【図１１】遊泳式作業ロボットの第４変形例を示す断面
図。
【図１２】図１１に示された遊泳式作業ロボットのXII
−XII 線に沿う断面図。
【図１３】本発明に係る原子炉内点検・補修装置を用い
て炉心下部プレナムの溶接部を作業している例を示す縦
断面図。
【図１４】本発明に係る原子炉内点検・補修装置を用い
てダウンカマ部の溶接部を作業している例を示す縦断面
図。
【図１５】本発明に係る原子炉内点検・補修装置の第２
実施例を示す縦断面図。
【図１６】図１５に示された原子炉内点検・補修装置に
備えられる遊泳式母船ロボットを示す縦断面図。
【図１７】図１６に示された遊泳式母船ロボットのXVII
−XVII線に沿う縦断面図。
【図１８】図１７に示す遊泳式母船ロボットのXVIII −
XVIII 線に沿う断面図。
【図１９】遊泳式母船ロボットを前方から見た図。
【図２０】図１５に示された原子炉内点検・補修装置を
用いて炉心下部プレナムの溶接部を作業している例を示
す縦断面図。
【図２１】図１５に示された原子炉内点検・補修装置を
用いてダウンカマ部の溶接部を作業している例を示す縦
断面図。
【図２２】本発明に係る原子炉内点検・補修装置の第３
実施例を示す縦断面図。
【図２３】図２２に示された原子炉内点検・補修装置に
備えられる遊泳式母船ロボットを示す縦断面図。
【図２４】図２３に示された遊泳式母船ロボットのXXIV
−XXIV線に沿う簡略化した断面図。
【図２５】図２２に示された原子炉内点検・補修装置に
備えられる遊泳式作業ロボットの断面図。
【図２６】遊泳式作業ロボットのレーザ光受光装置を示
す拡大断面図。
【図２７】図２２に示された原子炉内点検・補修装置を
用いて炉心下部プレナムの溶接部を作業している例を示
す縦断面図。
【図２８】図２２に示された原子炉内点検・補修装置を
用いてダウンカマ部の溶接部を作業している例を示す縦
断面図。
【図２９】本発明に係る原子炉内点検・補修装置の第４
実施例を示す縦断面図。
【図３０】図２９に示された原子炉内点検・補修装置に
備えられる多段テレスコピック状の伸縮マストを示す縦
断面図。
【図３１】図２９に示された原子炉内点検・補修装置を
用いて炉心下部プレナムの溶接部を作業している例を示
す縦断面図。
【図３２】図２９に示された原子炉内点検・補修装置を
用いてダウンカマ部の溶接部を作業している例を示す縦
断面図。
【図３３】本発明に係る原子炉内点検・補修装置の第５
実施例を示す縦断面図。
【図３４】（Ａ）および（Ｂ）は図３３に示された原子
炉内点検・補修装置に備えられた２枚貝形状の遊泳式作
業ロボットの閉じた状態と開いた状態をそれぞれ示す
図。
【図３５】図３３に示された原子炉内点検・補修装置を
用いて炉心下部プレナムの溶接部を作業している例を示
す縦断面図。
【図３６】図３３に示された原子炉内点検・補修装置を
用いてダウンカマ部の溶接部を作業している例を示す縦
断面図。
【図３７】本発明に係る原子炉内点検・補修装置の第６
実施例を示す縦断面図。
【図３８】図３７に示された原子炉内点検・補修装置に
備えられる遊泳式母船ロボットと遊泳式作業ロボットの
取付関係を示す図。
【図３９】図３７に示された原子炉内点検・補修装置に
備えられる遊泳式作業ロボットを例示する斜視図。
【図４０】図３７に示された原子炉内点検・補修装置を
用いて炉心下部プレナム部の溶接部を作業している例を
示す縦断面図。
【図４１】図３７に示された原子炉内点検・補修装置を
用いてダウンカマ部の溶接部を作業している例を示す縦
断面図。
【図４２】本発明に係る原子炉内点検・補修装置の第７
実施例を示す図。
【図４３】本発明に係る原子炉内点検・補修装置の変形
例を示す図。
【符号の説明】
１０ 原子炉圧力容器 １１ 支持スカート １２ 炉心 １３ 炉内支持構造物 １４ 炉心シュラウド １５ 炉心支持板 １５ａ 開口部 １６ 上部格子板 １６ａ 開口部 １７ 制御棒駆動機構ハウジング １８ シュラウドサポート ２０ ダウンカマ部 ２１ ジェットポンプ ２２ ディフューザ ２３ 隔壁 ２４ 炉心下部プレナム ２５ 炉心上部プレナム ２７ 原子炉ピット ２８ 遊泳式ロボット取扱装置 ２９ 複合ケーブル ３０ ケーブル巻取装置 ３１ 遊泳式作業ロボット ３２ 光ファイバ ３３ レーザ装置 ３５ 本体シェル ３６ 前方シェル ３７ 後方シェル ３８ 本体フレーム ４０ レーザ光照射光学装置 ４１ 作業表面監視システム ４２ ロボット推進装置 ４３ 作業実施用推進装置（クロス移動用推進装置） ４４ バランサ機構 ４５ 触角機構 ４６ ケーブルコネクタ機構 ４８ 固定コネクタ ４９ ケーブルコネクタ ５０ スクリューキャップ ５１ ケーブルピン ５３ レーザ光導波光学系 ５４ レーザ光照射光学系 ５５ レンズ光学系 ５６ ミラー光学系 ５７ 拡大レンズ ５８ 円柱レンズ ５９ 反射ミラー ５９ａ 集光反射ミラー ６０ レーザ照射ノズル本体 ６２ 透明窓 ６４ スリット孔 ６５ 反射ミラー ６７ 反射光学系 ６８ ＣＣＤカメラ（検出装置） ６９ シャッタ装置 ７０ 構造フレーム ７１ 超音波探触子 ７３ 駆動装置 ７４ 推進スクリュー ７５ 推進ダクト ７６ 推進流路 ７７ 駆動装置 ７８ 推進スクリュー ８０ バランサリング ８１ ウェイト ８３ 駆動装置 ８４ ピニオン ８６，８６Ａ 水流発生装置 ８８ 取水管 ８９ ノズル室 ９０ 平行流用導管 ９１ 垂直流用導管 ９３ スターリングエンジン ９４ 加熱壁 ９５ 冷却壁 ９７ ディスプレッサ ９８ シリンダ ９９ ピストン １００ 冷却室 １０１ ピストン室 １０２ 導水管 １０８ 液晶利用のシャッタ装置 １０９ スカート（遮蔽板） １１０ ＣＣＤカメラ １１１ 透明プレート １１２ 透明電導膜 １１３ 液晶シート １１４ 液晶分子 １１６ 浄化装置 １１７ 流入管 １１８ 流出管 １２０ スライド式ステージ機構 １２１ ステージ枠 １２２ ガイド突起 １２４ 駆動装置 １２５ ピニオン １２６ ラック １３０ 固定光学系 １３１ 移動光学系 １３３ スリット孔 １３５ 凹部窓 １３８ スタブチューブ １４０ 遊泳式作業ロボット １４１，１４２ 複合ケーブル １４３ 浮輪 １４４ ロボットケーシング（ロボット本体） １４５ 補強フレーム １４６ ケーブルコネクタ機構 １４７ ロボット推進装置 １４８ 駆動装置 １４９ 推進スクリュー １５０ レーザ光走査光学装置 １５１ ケーブル巻取装置 １５２ ケーブルガイド装置 １５３ クロス移動用推進装置 １５５ 整形レンズ １５６ 反射ミラー １５７ ビーム分配光学系 １５８ ハーフミラー １５９ 反射ミラー １６０ ケーブル巻取シーブ １６１ 駆動装置 １６２ ガイド筒 １６４ 繰出しローラ １６５ 駆動装置 １６７ 隔壁 １６８ ロボット収納筒 １６９ ＣＣＤカメラ １７０ 推進ダクト １７１ クロス移動用推進流路 １７２ 駆動装置 １７３ 推進スクリュー １７５ ライザブレースアーム １８０ 遊泳式母船ロボット １８１ 遊泳式作業ロボット １８２ ロボットケーシング １８４ レーザ光走査光学装置 １８５ レーザ光導波光学系 １８６ レーザ光分配光学系 １８７ レーザ光放射光学系 １８８ ビーム整形レンズ １８９ 反射ミラー系 １９０ ハーフミラー １９２ 光分配ミラー系 １９３ 光導波ミラー系 １９５ レーザ光照射アンテナ １９６ 透明窓 １９８ ＣＣＤカメラ ２００ ロボット収納部 ２０２ 本体フレーム ２０３ 前方シェル ２０４ 後方シェル ２０５ 本体シェル（本体ケーシング） ２０６ レーザ光受光装置 ２０８ レーザ光照射光学装置 ２０９ レーザ光導波光学系 ２１０ レーザ光照射光学系 ２１４ 本体ケース ２１５ 受光体 ２１６ 主反射鏡 ２１７ 透明窓 ２１８ 副反射鏡 ２２０ 受光付駆動装置 ２２１ 駆動ケーブル ２２２ 駆動装置 ２２３ ケーブル巻取装置 ２２６ 受光レンズ ２２７ 光ファイバ ２３０ 伸縮マスト ２３１ 先端マスト ２３２ 作業台車 ２３３ 横行台車 ２３４ 原子炉フロア ２３５ 走行レール ２３６ クロ走行レール ２３７ 横行車輪 ２３８ ケーブル巻上装置 ２３９ ケーブル ２４０ レーザ光走査光学装置 ２４１ レーザ光導波光学系 ２４２ レーザ光照射光学系 ２４５ 分配光学系 ２４６ 放射光学系 ２４７ ＣＣＤカメラ ２４８ ロボット収納室 ２４９ カバープレート ２５１ 伸縮ポール ２５２ 遊泳式作業ロボット ２５３ レーザ光走査光学装置 ２５５ 本体シェル ２５６ 分割シェル ２５７ 関節 ２５８ 吸盤 ２６０ レーザ光照射光学装置 ２６１ レーザ光照射光学系 ２６３ メインロボット推進装置 ２６４ サブロボット推進装置（クロス移動用推進装
置） ２６５ 推進ダクト ２７０ 遊泳式母船ロボット ２７１ 遊泳式作業ロボット ２７２ ロボット推進装置 ２７３ クロス移動用推進装置 ２７４ アーム機構 ２７５ 吸盤 ２７６ ＣＣＤカメラ ２７７ 取付ケーブル ２７８ ケーブル把持機構 ２８０ 本体シェル ２８１ ロボット推進装置 ２８２ クロス移動用推進装置 ２８３ ＣＣＤカメラ ２８４ 回転フレーム ２９０ レーザ装置 ２９１ 制御盤 ２９２ レーザ光放射タワー ２９３ 光学伝送系 ２９４ レーザ光走査光学装置 ２９５ レーザ光中継ロボット ２９６ レーザ光送受信系 ２９７ 遊泳式作業ロボット ２９８ 伸縮ポール取扱装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 みつ子 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 木村 元比古 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 戸賀沢 裕 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 島村 光明 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 伊藤 智之 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 小畑 稔 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 青木 延忠 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 向井 成彦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 原子炉ピット床面あるいは原子炉フロア
    に設置した遊泳式ロボット取扱装置と，この遊泳式ロボ
    ット取扱装置に備えられ、光ファイバを内抱した複合ケ
    ーブルを繰出し可能に巻取るケーブル巻取装置と，この
    ケーブル巻取装置から繰り出される複合ケーブルに結合
    された遊泳式作業ロボットとを有し、上記遊泳式作業ロ
    ボットは水が張られた原子炉内に降されてロボット自体
    を推進させるロボット推進装置と，前記光ファイバで導
    かれたパルス状レーザ光を照射するレーザ光照射光学装
    置と，超音波探触子を触角状に取り付けた触角機構とを
    備え、前記ロボット推進装置で遊泳式作業ロボットを原
    子炉内の所要溶接部まで遊泳させ、上記溶接部に触角機
    構を接触させた状態で前記レーザ光照射光学装置からパ
    ルス状レーザ光を溶接部に照射させ、その溶接部の表面
    応力状態の改善を行なうとともにレーザ光照射時に発生
    する超音波振動を超音波探触子で測定して溶接部の物理
    的検査を行なうようにしたことを特徴とする原子炉内点
    検・補修装置。
  2. 【請求項２】 遊泳式作業ロボットは本体フレームに前
    方シェルと後方シェルを水密に結合して本体シェルを構
    成し、この本体シェル内に光ファイバで導かれたパルス
    状レーザ光を線分状に変えて照射するレーザ光照射光学
    装置を内蔵するとともに、前記本体フレームにロボット
    推進装置の推進方向に直交する方向に推進力を付与する
    クロス移動用推進装置と遊泳式作業ロボットの遊泳の安
    定とクロス移動用推進装置の推進方向を変更させるウェ
    イト付きバランサ機構とを備え、上記クロス移動用推進
    装置とバランサ機構の協動作用により、前記レーザ光照
    射光学装置からの線分状のパルス状レーザ光を溶接部の
    溶接線に直交させた状態で溶接線方向に移動させるよう
    にした請求項１記載の原子炉内点検・補修装置。
  3. 【請求項３】 遊泳式作業ロボットの本体シェル内に溶
    接部の作業表面を観察する作業表面監視システムを収容
    し、上記作業表面監視システムは溶接部表面からの光を
    案内する反射光学系と、反射光学系を案内される光を検
    出するＣＣＤカメラ等の検出装置と、検出装置への光を
    開閉させるシャッタ装置とを備え、シャッタ装置はパル
    ス状レーザ光が溶接部に照射されている間はシャッタを
    閉じ、照射されない間はシャッタを開いて、レーザ光照
    射部の外観，表面温度，照射部近傍で発生したプラズマ
    を検出装置で測定し、溶接部の表面応力改善条件を所定
    の値に設定した請求項２記載の原子炉内点検・補修装
    置。
  4. 【請求項４】 遊泳式作業ロボットの本体シェルに内蔵
    されるレーザ光照射光学装置は、光ファイバからのパル
    ス状レーザ光を拡大して平行なスリット状レーザ光を形
    成するレーザ光導波光学系と、このレーザ光導波光学系
    からの平行なレーザ光を集束させて照射するレーザ光照
    射光学系とを備え、このレーザ光照射光学系はパルス状
    レーザ光を照射するノズル本体を有し、このノズル本体
    にレーザ照射軸方向およびノズル出口位置でレーザ照射
    軸に直交する方向に水流を発生させて空気泡を除去する
    水流発生装置を設けた請求項２記載の原子炉内点検・補
    修装置。
  5. 【請求項５】 水流発生装置の駆動源にスターリングエ
    ンジンを用い、このスターリングエンジンは、パルス状
    レーザ光を照射するノズル本体のノズル部および溶接部
    からの反射レーザ光を受ける部分を加熱部とした請求項
    ４記載の原子炉内点検・補修装置。
  6. 【請求項６】 遊泳式作業ロボットの本体シェルの前方
    シェルの少なくとも一部を、パルス状レーザ光照射時に
    不透明になる液晶を利用した耐熱・耐圧性シャッタ装置
    の透明窓で構成するとともに、本体シェル内に視覚機能
    を備えたＣＣＤカメラを設置した請求項２記載の原子炉
    内点検・補修装置。
  7. 【請求項７】 本体シェルの前方シェルに触角機構を備
    え、この触角機構は前方シェルから前方に突出する構造
    フレームの先端に複数の超音波探触子を設けるととも
    に、上記構造フレームをパルス状レーザ光照射時に不透
    明になる液晶利用の耐熱・耐圧性遮蔽板で覆設した請求
    項６記載の原子炉内点検・補修装置。
  8. 【請求項８】 本体シェルの前方シェル内に飛散物等の
    異物を回収する浄化装置を収容し、この浄化装置は流入
    口を遮蔽板で囲まれた触角機構内に開口し、流出口は触
    角機構の外側に開口させた請求項７記載の原子炉内点検
    ・補修装置。
  9. 【請求項９】 遊泳式作業ロボットは本体フレームに前
    方シェルと後方シェルを水密に結合して本体シェルを構
    成し、この本体シェル内に光ファイバで導かれたパルス
    状レーザ光を線分状に変えて照射する固定光学系と移動
    光学系とを備えたレーザ光照射光学装置を内蔵するとと
    もに、前記本体フレームにロボット推進装置の推進方向
    に直交する方向に推進力を付与する推進ダクトを備えた
    クロス移動用推進装置と、遊泳式作業ロボットの遊泳の
    安定とクロス移動用推進装置の推進方向を変更させるバ
    ランサ機構を備え、前記推進ダクトにダクト軸方向に移
    動可能なスライドステージ機構を設け、このスライドス
    テージ機構に前記レーザ光照射光学装置の移動光学系を
    取付け、前記スライドステージ機構のスライド操作によ
    りレーザ光照射光学装置からの線分状のパルス状レーザ
    光をスライド走査させて矩形範囲で照射し、前記クロス
    移動用推進装置とバランサ機構の協動作用により、線分
    状のパルス状レーザ光を溶接線に直交させた状態で溶接
    線に沿って矩形状の照射範囲毎にバッチ移動させた請求
    項２記載の原子炉内点検・補修装置。
  10. 【請求項１０】 遊泳式ロボット取扱装置のケーブル巻
    取装置から繰り出される複合ケーブルの先端に結合され
    た遊泳式作業ロボットを水が張られた原子炉内で遊泳さ
    せ、前記遊泳式作業ロボットの触角機構をロボット推進
    装置により原子炉内の所要の溶接部を押圧接触させた状
    態で、レーザ光照射光学装置により光ファイバからのパ
    ルス状レーザ光を前記溶接部に、その溶接線方向に沿っ
    て照射させて溶接部の応力状態を改善する一方、パルス
    状レーザ光照射時に発生する超音波振動を測定して溶接
    部の物理的検査を行ない、この検査により溶接部に欠陥
    が認められると上記欠陥部にパルス状レーザ光を所要時
    間照射して欠陥部の補修加工を行なうことを特徴とする
    原子炉内点検・補修方法。
  11. 【請求項１１】 遊泳式作業用ロボットのレーザ光照射
    光学装置から照射されるパルス状レーザ光をクロス移動
    用推進装置により原子炉内溶接部の溶接線方向に移動さ
    せる際、スライド式ステージ機構を駆動させてレーザ光
    照射光学装置の移動光学系を所定範囲移動させ、この範
    囲内でパルス状レーザ光を照射させてバッチ処理する請
    求項１０記載の原子炉内点検・補修方法。
  12. 【請求項１２】 原子炉ピットの床面あるいは原子炉フ
    ロアに設置した遊泳式ロボット取扱装置と，この遊泳式
    ロボット取扱装置に備えられ、光ファイバを内抱した複
    合ケーブルを繰出し可能に巻き取るケーブル巻取装置
    と，このケーブル巻取装置から繰り出される複合ケーブ
    ルに結合された遊泳式母船ロボットとを有し、上記遊泳
    式母船ロボットは水が張られた原子炉内に降されてロボ
    ット自体を推進させるロボット推進装置と，このロボッ
    ト推進装置のロボット推進方向と直交する方向に推進可
    能なクロス移動用推進装置とを備える一方、前記遊泳式
    母船ロボットは複数台の遊泳式作業ロボットを複合ケー
    ブルを介して出入れ可能にケーブル結合したことを特徴
    とする原子炉内点検・補修装置。
  13. 【請求項１３】 遊泳式母船ロボットは密閉形のロボッ
    トケーシングを有し、このロボットケーシングの前方に
    遊泳式作業ロボットを出入れ自在に収納する複数のロボ
    ット収納筒を備える一方、前記ロボットケーシング内に
    前記遊泳式作業ロボットにケーブル結合された複合ケー
    ブルを出入れ可能に巻き取るケーブル巻取装置を収容す
    るとともに、このケーブル巻取装置に設けられたビーム
    分配光学系に光ファイバからのパルス状レーザ光を導く
    レーザ光導波光学装置を設けた請求項１２記載の原子炉
    内点検・補修装置。
  14. 【請求項１４】 遊泳式ロボット取扱装置のケーブル巻
    取装置から繰り出される複合ケーブルの先端に結合され
    た遊泳式母船ロボットを水が張られた原子炉内で遊泳さ
    せて原子炉内の所要作業空間に案内し、続いて遊泳式母
    船ロボットにケーブル結合された複数台の遊泳式作業ロ
    ボットを引き出し、遊泳させて原子炉内の所要溶接部に
    押圧接触させ、複数台の遊泳式作業ロボットを押圧接触
    させた状態で原子炉内の所要溶接部にその溶接線に沿っ
    てパルス状レーザ光を照射させて溶接部の応力状態を改
    善する一方、パルス状レーザ光照射時に発生する超音波
    振動を測定して溶接部の物理的検査を行ない、この検査
    により溶接部に欠陥が認められると、上記欠陥部にパル
    ス状レーザ光を所要時間照射して欠陥部の補修加工を行
    なうことを特徴とする原子炉内点検・補修方法。
  15. 【請求項１５】 原子炉ピットの床面あるいは原子炉フ
    ロアに設置した遊泳式ロボット取扱装置と，この遊泳式
    ロボット取扱装置に備えられ、光ファイバを内抱した複
    合ケーブルを繰出し可能に巻き取るケーブル巻取装置
    と，このケーブル巻取装置から繰り出される複合ケーブ
    ルに結合された遊泳式母船ロボットとを有し、上記遊泳
    式母船ロボットは水が張られた原子炉内に降されてロボ
    ット自体を推進させるロボット推進装置と，このロボッ
    ト推進装置のロボット推進方向と直交する方向に推進可
    能なクロス移動用推進装置とを備える一方、前記遊泳式
    母船ロボットは複数台の遊泳式作業ロボットを水中無線
    で出入れ可能に光学的に結合したことを特徴とする原子
    炉内点検・補修装置。
  16. 【請求項１６】 遊泳式母船ロボットは密閉筒状のロボ
    ットケーシングを有し、このロボットケーシングに遊泳
    式作業ロボットを出入れ自在に収納する複数のロボット
    収納部を凹設する一方、前記ロボットケーシング内に個
    々の遊泳式作業ロボットにレーザ光を分配して走査する
    レーザ光走査光学装置を備え、このレーザ光走査光学装
    置からのレーザ光を受光するレーザ光受光装置を遊泳式
    作業ロボットに備え、この作業ロボットは受光したレー
    ザ光を案内して放射するレーザ光照射光学装置を設ける
    とともに、前記遊泳式作業ロボットは水中遊泳移動させ
    るロボット推進装置とこのロボット推進装置のロボット
    推進方向に直交する方向の移動を付与するクロス移動用
    推進装置を設けた請求項１５記載の原子炉内点検・補修
    装置。
  17. 【請求項１７】 遊泳式ロボット取扱装置のケーブル巻
    取装置から繰り出される複合ケーブルの先端に結合され
    た遊泳式母船ロボットを水が張られた原子炉内で遊泳さ
    せて原子炉内の所要作業空間に案内し、続いて遊泳式母
    船ロボットに水中無線で光学的に結合された複数台の遊
    泳式作業ロボットを引き出して原子炉内の所要溶接部に
    押圧接触させ、複数台の遊泳式作業ロボットを押圧接触
    させた状態で原子炉内の所要溶接部にその溶接線に沿っ
    てパルス状レーザ光を照射させて溶接部の応力状態を改
    善する一方、パルス状レーザ光照射時に発生する超音波
    振動を測定して溶接部の物理的検査を行ない、この検査
    により溶接部に欠陥が認められると、上記欠陥部にパル
    ス状レーザ光を所要時間照射して欠陥部の補修加工を行
    なうことを特徴とする原子炉内点検・補修方法。
  18. 【請求項１８】 原子炉フロアあるいは原子炉ピットの
    床面上に設置された作業台車上を走行する横行台車と，
    この横行台車に支持された多段テレスコピック状の伸縮
    マストと，この伸縮マストを伸縮可能に巻き上げるケー
    ブル巻上装置と，上記伸縮マストの先端マストに出入れ
    自在に収容された遊泳式作業ロボットと，前記伸縮マス
    トに収容されてパルス状レーザ光を遊泳式作業ロボット
    に向けて走査するレーザ光走査光学装置とを有し、前記
    伸縮マストの先端マストをケーブル巻上装置の操作によ
    り原子炉内の作業空間に下降させ、この下降状態で遊泳
    式作業ロボットを先端マストから取り出して所要の溶接
    部まで遊泳させて押圧接触させ、上記遊泳式作業ロボッ
    トから溶接部に照射されるパルス状レーザ光で溶接部の
    点検・検査・補修・予防保全作業を行なうように構成し
    たことを特徴とする原子炉内点検・補修装置。
  19. 【請求項１９】 横行台車から多段テレスコピック状の
    伸縮マスト内でパルス状レーザ光を案内するレーザ光走
    査光学装置を設け、このレーザ光走査光学装置は伸縮マ
    ストの先端マストにパルス状レーザ光を外部に放出する
    放射光学系を備える一方、上記先端マストに出入れ自在
    に収容される遊泳式作業ロボットは前記放射光学系に水
    中無線にて光学的に結合され、上記遊泳式作業ロボット
    から原子炉内の溶接部にパルス状レーザ光を照射した請
    求項１８記載の原子炉内点検・補修装置。
  20. 【請求項２０】 原子炉フロアあるいは原子炉ピットの
    床面上に設置された伸縮ポール取扱装置と，この伸縮ポ
    ール取扱装置により取り扱われる伸縮ポールと，この伸
    縮ポールに着脱自在に保持される遊泳式作業ロボットと
    を有し、前記伸縮ポールはパルス状レーザ光を案内する
    レーザ光走査光学装置を内部に収容する一方、レーザ光
    走査光学装置により伸縮ポールの先端部から放射される
    パルス状レーザ光を遊泳式作業ロボットで水中無線で受
    光可能に構成し、この遊泳式作業ロボットによりパルス
    状レーザ光を原子炉内溶接部に照射されるように設定し
    たことを特徴とする原子炉内点検・補修装置。
  21. 【請求項２１】 遊泳式作業ロボットは、半球状分割シ
    ェルを２枚貝形状に開閉自在に連結した本体シェルと，
    この本体シェルを推進させるロボット推進装置と，この
    ロボット推進装置によるロボット推進方向と直交する方
    向に推進させるクロス移動用推進装置と，本体シェル内
    に収容され、レーザ光受光装置で受光されたパルス状レ
    ーザ光を案内し外部に照射するレーザ光照射光学装置
    と，本体シェルを吸着固定させるため、分割シェルの対
    向面に設けられた吸盤とを備えた請求項２０記載の原子
    炉内点検・補修装置。
  22. 【請求項２２】 原子炉ピットの床面あるいは原子炉フ
    ロアに設置された遊泳式ロボット取扱装置と，このロボ
    ット取扱装置に備えられ、光ファイバを内抱した複合ケ
    ーブルを繰出し可能に巻取るケーブル巻取装置と，ケー
    ブル巻取装置から繰り出される複合ケーブルに結合され
    た遊泳式母船ロボットと，前記複合ケーブルに着脱自在
    に保持された遊泳式作業ロボットとを有し、遊泳式作業
    ロボットは遊泳式母船ロボットに水中無線で光学的に結
    合可能に構成され、上記遊泳式作業ロボットから原子炉
    内溶接部にパルス状レーザ光を照射するようにしたこと
    を特徴とする原子炉内点検・補修装置。
  23. 【請求項２３】 遊泳式作業ロボットは形状記憶合金製
    のケーブル把持機構を備え、このケーブル把持機構によ
    り複合ケーブルの途中に設けられた取付ケーブルに着脱
    自在に把持させた請求項２２記載の原子炉内点検・補修
    装置。
  24. 【請求項２４】 原子炉フロアに設置されたレーザ装置
    および制御盤と，このレーザ装置および制御盤からの動
    力および信号用レーザ光を案内する光伝送光学系と，こ
    の光伝送光学系から放射されるレーザ光を受光する遊泳
    式作業ロボットとを有し、この遊泳式作業ロボットから
    原子炉内溶接部にレーザ光を照射させたことを特徴とす
    る原子炉内点検・補修装置。
  25. 【請求項２５】 光伝送光学系はレーザ光走査光学装置
    を収容したレーザ光放射タワーと，この放射タワーから
    のレーザ光を遊泳式作業ロボットに向けて案内するレー
    ザ光中継ロボットとを組み合せて構成された請求項２４
    記載の原子炉内点検・補修装置。
  26. 【請求項２６】 原子炉フロアに設置されたレーザ装置
    および制御盤と，このレーザ装置および制御盤からの動
    力および信号用レーザ光が案内される伸縮ポール取扱装
    置と，この伸縮ポール取扱装置に支持された伸縮ポール
    と，この伸縮ポールの先端部と水中無線で光学的に結合
    可能な遊泳式作業ロボットとを有し、前記伸縮ポール取
    扱装置は原子炉の上部格子板上に設置される一方、伸縮
    ポール内に動力および信号用レーザ光を走査させるレー
    ザ光走査光学装置が収容されたことを特徴とする原子炉
    内点検・補修装置。
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