JPH08304360A - 原子炉圧力容器ノズル部の探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラディアス部を円滑に探傷できる原子炉圧力
容器ノズル部の探傷装置を提供する。 【構成】 圧力容器のノズル４１外周部に沿って走行す
る台車１に探触子６を搭載し、この探触子６でノズル内
面湾曲部４９を探傷する装置において、上記台車１にノ
ズル４１の軸に直角な方向に回転軸４を有する回転部５
を設けると共にこの回転部５に上記探触子６を取り付
け、この回転部５の回転により上記探触子６の外面湾曲
部６ａがノズル外面湾曲部４４に密着して移動するよう
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉圧力容器のノズ
ルの内面をその外表面から探傷する装置に係り、特に、
内面湾曲部（ラディアス部）を円滑に探傷できる原子炉
圧力容器ノズル部の探傷装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子炉圧力容器には種々の配管が接続さ
れている。配管は原子炉圧力容器の外周にノズルを介し
て接続されており、原子炉圧力容器とノズルとの継ぎ
目、ノズルと配管との継ぎ目、ノズルの内面等の健全性
を確認するために定期的に超音波による探傷検査が行わ
れる。

【０００３】図４は、上記ノズルの近傍を示すもので、
ノズル４１は、原子炉圧力容器４２との取り合い面部４
３、ノズルの軸を含む断面が円弧となる曲面を有するノ
ズル外面湾曲部（ラディアス部）４４、大径円筒部４
５、円錐面部４６、配管４８が接続される小径円筒部４
７からなる。このように、ノズル４１は、原子炉圧力容
器４２に近いところでは径が大きく、原子炉圧力容器４
２から離れると径が小さくなっている。ノズル内面には
ノズル内面湾曲部（ラディアス部）４９が形成されてい
る。原子炉圧力容器４２とノズル４１との溶接部付近４
３ａ、ノズル４１と配管４８との溶接部付近４７ａ、及
びノズル内面のラディアス部４９が超音波探傷検査の対
象範囲として義務付けられている。ノズル内面のラディ
アス部４９の探傷検査は外面のラディアス部４４より行
われる。

【０００４】従来の探傷装置の一例を図５に示す。探傷
装置は、ノズル４１の外周に吸着してノズル４１の周方
向に走行する台車５１と、台車５１に取り付けられて台
車上をノズル４１の軸方向に移動する軸方向移動部５２
と、軸方向移動部５２に取り付けられたアーム支持部５
３と、アーム支持部５３に案内されてノズル４１の径方
向に移動するアーム基部５４と、このアーム基部５４に
取り付けられたアーム回転軸５５と、アーム回転軸５５
を軸として原子炉圧力容器４２に向かって回転移動可能
なアーム５６と、そのアームの先端に取り付けられた超
音波探触子５７とから構成されている。

【０００５】検査時には、軸方向移動部５２をノズル４
１の軸方向に移動させ、アーム基部５４をノズル４１の
径方向に移動させて超音波探触子５７を取り合い面部４
３に位置決めする。アーム５６の回転移動によって超音
波探触子５７を押し当て、台車５１をノズル４１の大径
円筒部４５に沿って走行させると、ノズル４１の周方向
に沿って取り合い面部４３の所定位置が検査できる。台
車５１の周回毎にアーム基部５４を所定ピッチで移動さ
せることにより、取り合い面部４３の検査が終了する。
超音波探触子５７がラディアス部４４に来たときには、
軸方向移動部５２とアーム基部５４とを複合移動させて
超音波探触子５７を位置決めする。ラディアス部４４よ
り入射してラディアス部４９を検査するにおいては、超
音波探触子５７が円弧を描いて移動するように、軸方向
移動部５２とアーム基部５４とを複合移動させ、台車５
１の周回毎に所定角度ピッチで検査を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の探傷装置は、取
り合い面部４３とラディアス部４９とが検査できる構成
となっているが、ラディアス部４９の検査のときには、
ノズル４１の軸方向の移動とノズル４１の径方向の移動
との２方向の直線運動を組み合わせて円弧運動を実現し
ている。しかし、２方向の直線運動の組み合わせでは正
確な円弧運動の動作や所定の角度ピッチを得ることが難
しく、超音波探触子５７にラディアス部４４を円滑に探
傷させることが困難である。

【０００７】また、アーム５６の回転移動によって超音
波探触子５７を押し当てているので、その押し当て方向
がラディアス部４４の円弧の径方向と一致せず、必ずし
も超音波探触子５７がラディアス部４４に正対しない。

【０００８】また、軸方向移動部５２とアーム基部５４
とがそれぞれラディアス部４４の円弧の径に応じたスト
ロークを必要とするので、機構が大きくなり、駆動する
動力にも無駄が多い。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、ラディアス部を円滑に探傷できる原子炉圧力容器ノ
ズル部の探傷装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、圧力容器のノズル外周部に沿って走行する
台車に探触子を搭載し、この探触子でノズル内面湾曲部
を探傷する装置において、上記台車にノズルの軸に直角
な方向に回転軸を有する回転部を設けると共にこの回転
部に上記探触子を取り付け、この回転部の回転により上
記探触子の外面湾曲部がノズル外面湾曲部に密着して移
動するように構成したものである。

【００１１】上記探触子が上記回転部の径方向に移動自
在であるように構成してもよい。

【００１２】上記台車にノズルの軸方向に移動する軸方
向移動部を設けると共にこの軸方向移動部にノズルの径
方向に移動する径方向移動部を設け、この径方向移動部
に上記回転部を搭載してその回転軸がノズル外面湾曲部
の曲げの中心に移動できるように構成してもよい。

【００１３】上記台車にノズルからの距離を検出する少
なくとも２つのレーザ式距離検出器を搭載してもよい。

【００１４】

【作用】上記構成により、回転部はノズルの軸に直角な
方向に回転軸を有し、探触子は回転部に支持されている
ので、回転部が回転することによって探触子は上記回転
軸の周りを回転し正確な円弧運動を行う。一方、ノズル
外面湾曲部はノズルの軸を含む面で円弧を形成してい
る。従って、回転部が回転することによって探触子の外
面湾曲部がノズル外面湾曲部に密着して移動することに
なり、ノズル内面湾曲部を円滑に探傷することができ
る。

【００１５】探触子が回転部の径方向に移動自在である
ことにより、探触子の外面湾曲部をノズル外面湾曲部に
正しく押し当てることができる。

【００１６】ノズルの大小によってノズル外面湾曲部の
曲げの径が異なっている場合がある。そこで、軸方向移
動部をノズルの軸方向に移動させ、径方向移動部をノズ
ルの径方向に移動させることにより、回転部をノズルの
軸方向及び径方向に移動させるようにする。この構成に
より、回転部の回転軸をノズル外面湾曲部の曲げの中心
に来るように移動させ、そこで回転部を回転させると探
触子の外面湾曲部をノズル外面湾曲部に密着して移動さ
せることができる。これにより、本発明の原子炉圧力容
器ノズル部の探傷装置はノズルの大小によらず使用でき
る。

【００１７】台車にレーザ式距離検出器を搭載すること
により、台車又は各移動部の移動に際して、ノズルから
の距離を検出することができる。また、２つのレーザ式
距離検出器を用いることにより、検出ミスが防止でき
る。

【００１８】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

【００１９】本発明の原子炉圧力容器ノズル部の探傷装
置の側面図を図２に、平面図を図３に、ノズルに装着し
た図を図１に示す。原子炉圧力容器ノズル部の探傷装置
は、ノズル４１の外周に吸着してノズル４１の周方向に
走行する台車１と、台車１に取り付けられて台車１上を
ノズル４１の軸方向に移動する軸方向移動部２と、軸方
向移動部２に取り付けられて軸方向移動部２上をノズル
４１の径方向に移動する径方向移動部３と、径方向移動
部３に搭載されてノズル４１の軸に直角な方向に回転軸
４を有する回転部５と、回転部５に回転部５の径方向に
移動自在に支持されかつ回転部５の径方向外方に向けて
外面湾曲部を向けた超音波探触子６とから構成されてい
る。この超音波探触子６の外面湾曲部は凸に湾曲してお
り、超音波のセンサ面を構成している。

【００２０】次に、各部の詳細を説明する。

【００２１】台車１は、ノズルの大径円筒部４５に接す
る駆動輪２１及び補助輪２２とノズルの円錐面部４６に
接する案内輪２３とを備えている。駆動輪２１、補助輪
２２及び案内輪２３はいずれも磁石で構成されており、
台車１は、これらの車輪をノズル４１に吸着させつつノ
ズル４１の外周を回転走行することができると共に、走
行中は、各車輪の吸着力の平衡により、台車１が大径円
筒部４５と円錐面部４６との境界線から所定の距離に自
動的に距離合わせされるようになっている。駆動輪２
１、補助輪２２及び案内輪２３はそれぞれ２組設けら
れ、各組がノズル４１の周方向に台車１を挟むように振
り分けて配置されており、走行中は、台車１の主フレー
ム２４がノズル４１の中心線上でノズル４１の接線に平
行な姿勢を維持できるようになっている。台車１の主フ
レーム２４はノズル４１の軸方向に伸びており、主フレ
ーム２４上にノズル４１の軸に平行な直線レール２５が
設けられている。

【００２２】軸方向移動部２は、上記直線レール２５に
案内されて往復移動する移動子２６と、移動子２６に搭
載された略箱型の主ハウジング２７とからなる。主ハウ
ジング２７の配管側は、電源、駆動制御、検査情報等を
外部とやりとりするためのコネクタ部２８となってお
り、原子炉圧力容器側にはノズル４１の径方向に伸びた
移動軸２９が設けられている。

【００２３】径方向移動部３は、上記移動軸２９に案内
されて往復移動する移動子３０と、移動子３０に搭載さ
れた副ハウジング３１とからなる。この副ハウジング３
１には、中心線を挟んでその両側にノズルからの距離を
検出するレーザ式距離検出器３６が取り付けられてい
る。また、副ハウジング３１には、ノズル４１の軸に直
交する回転軸４が軸承されている。

【００２４】回転部５は、上記回転軸４の一端に取り付
けられた回転円板３２と、回転円板３２の外側表面に直
径上に取り付けられたリニアスライダの固定片３３と、
この固定片３３に沿って往復直線移動するリニアスライ
ダの可動片３４と、この可動片３４に取り付けられたＬ
字腕部３５とからなる。Ｌ字腕部３５は、基端部３５ａ
が回転部５の径方向に伸びており、原子炉圧力容器側で
折り曲げられた先端部３５ｂがノズル４１の軸に直交し
ている。

【００２５】超音波探触子６は、Ｌ字腕部３５の先端部
３５ｂに２個取り付けられており、いずれの超音波探触
子６も外面湾曲部６ａが回転部５の径方向外方に向けら
れている。２個の超音波探触子６は、台車１が位置する
ノズル４１の中心線を挟んでノズル４１の接線に平行に
並ぶように配置されている。

【００２６】次に実施例の作用を述べる。

【００２７】台車１は、駆動輪２１の回転により、ノズ
ルの大径円筒部４５に沿って走行することができる。走
行中は、各輪の吸着力の平衡により、台車１が大径円筒
部４５と円錐面部４６との境界線から所定の距離に自動
的に距離合わせされる。また、台車１の主フレーム２４
がノズル４１の中心線上でノズル４１の接線に平行な姿
勢を維持する。従って、主フレーム２４に搭載された超
音波探触子６はノズル４１の軸の周りの一定位置を周回
することになる。台車１の周回毎に超音波探触子６を所
定角度ピッチ移動させて検査を行う。

【００２８】超音波探触子６の位置決め動作を説明す
る。

【００２９】ノズル４１の大小によってラディアス部４
４の円弧の径が異なっているので、軸方向移動部２をノ
ズル４１の軸方向に移動させ、径方向移動部３をノズル
４１の径方向に移動させる。具体的には、軸方向移動部
２が直線レール２５に案内されてノズル４１の軸方向に
移動し、径方向移動部３が移動軸２９に案内されてノズ
ル４１の径方向に移動する。このようにして、回転部５
をノズル４１の軸方向及び径方向に移動させ、回転軸４
をラディアス部４４の円弧の中心に位置決めする。その
際、レーザ式距離検出器３６がノズルからの距離を検出
するので、位置決めが正確になる。

【００３０】軸方向移動部２及び径方向移動部３のスト
ロークは、ノズル４１の大小によるラディアス部４４の
円弧の径の差を補償できる大きさでよく、従来のように
ラディアス部４４の円弧の径を補償できるストロークは
必要ない。従って、本発明のノズルラディアス部探傷装
置は小型で駆動力も小さくてよい。

【００３１】このようにして回転軸４がラディアス部４
４の円弧の中心に位置したら、リニアスライダの固定片
３３に対し可動片３４が移動してＬ字腕部３５がラディ
アス部４４に向かって移動する。超音波探触子６がラデ
ィアス部４４に適切な押圧で押し当てられる。このよう
に、超音波探触子６が回転部５の径方向に移動自在であ
ることにより、超音波探触子６をラディアス部４４に適
切な押圧で押し当てることができる。

【００３２】超音波探触子６の所定角度ピッチ移動は、
回転部５の回転円盤３２が回転軸４の周りに所定角度ピ
ッチで回転することによって行われる。回転部５はノズ
ル４１の軸に直角な方向に回転軸４を有し、超音波探触
子６は回転部５に支持されているので、回転部５が回転
することによって超音波探触子６は回転軸４の周りを回
転し正確な円弧運動を行う。なお、図示されるように、
円弧運動の範囲は９０°程度あれば十分である。特に検
査が必要な範囲はノズル内面のラディアス部４９を含む
限定された範囲である。

【００３３】ラディアス部４４の円弧の中心に回転軸４
が位置しているので、超音波探触子６がラディアス部４
４に沿って回転移動することになる。超音波探触子６は
回転部５の径方向外方に向けて外面湾曲部６ａを向けて
いるので、常にラディアス部４４に正対して移動するこ
とになる。従って、ラディアス部４４を円滑に探傷する
ことができる。このようにして、ノズル内面のラディア
ス部４９に生じている欠陥７を正確に検知することが可
能となる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００３５】（１）探触子が正確な円弧運動を行うの
で、ラディアス部の検査が正確になる。

【００３６】（２）回転部の回転のみで円弧運動ができ
るので、動力が少なくてよい。

【００３７】（３）探触子が回転部の径方向に移動自在
である構成にあっては、超音波探触子をラディアス部に
曲げの径方向から正しく押し当てることができるので、
ラディアス部の検査が正確になる。

【００３８】（４）超音波探触子が回転部の径方向に移
動自在かつ回転軸がラディアス部の円弧の中心に移動で
きる構成にあっては、ノズルの大小によらずラディアス
部の正確な検査が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す原子炉圧力容器ノズル
部の探傷装置をノズルに装着した図である。

【図２】本発明の原子炉圧力容器ノズル部の探傷装置の
側面図である。

【図３】本発明の原子炉圧力容器ノズル部の探傷装置の
平面図である。

【図４】原子炉圧力容器のノズルの近傍の断面図であ
る。

【図５】従来の探傷装置の側面図である。

【符号の説明】

１ 台車 ２ 軸方向移動部 ３ 径方向移動部 ４ 回転軸 ５ 回転部 ６ 探触子（超音波探触子） ３６ レーザ式距離検出器 ４１ ノズル ４２ 原子炉圧力容器 ４４ ノズル外面湾曲部（ラディアス部） ４９ ノズル内面湾曲部（ラディアス部）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器のノズル外周部に沿って走行す
   る台車に探触子を搭載し、この探触子でノズル内面湾曲
   部を探傷する装置において、上記台車にノズルの軸に直
   角な方向に回転軸を有する回転部を設けると共にこの回
   転部に上記探触子を取り付け、この回転部の回転により
   上記探触子の外面湾曲部がノズル外面湾曲部に密着して
   移動するように構成したことを特徴とする原子炉圧力容
   器ノズル部の探傷装置。
2. 【請求項２】 上記探触子が上記回転部の径方向に移動
   自在であるように構成したことを特徴とする請求項１記
   載の原子炉圧力容器ノズル部の探傷装置。
3. 【請求項３】 上記台車にノズルの軸方向に移動する軸
   方向移動部を設けると共にこの軸方向移動部にノズルの
   径方向に移動する径方向移動部を設け、この径方向移動
   部に上記回転部を搭載してその回転軸がノズル外面湾曲
   部の曲げの中心に移動できるように構成したことを特徴
   とする請求項２記載の原子炉圧力容器ノズル部の探傷装
   置。
4. 【請求項４】 上記台車にノズルからの距離を検出する
   少なくとも２つのレーザ式距離検出器を搭載したことを
   特徴とする請求項１〜３いずれか記載の原子炉圧力容器
   ノズル部の探傷装置。