JPH11304985A

JPH11304985A - ジェットポンプ保全装置

Info

Publication number: JPH11304985A
Application number: JP10116373A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sakamaki; 和雄酒巻
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】原子炉圧力容器内に設置されたジェットポンプ
のライザ管内部にＴＶカメラ等と共にレーザ表面固溶化
熱処理手段あるいは研磨仕上げ手段を挿入して、炉水を
抜かずに点検と補修を行うジェットポンプ保全装置を提
供する。【解決手段】請求項１記載の発明に係るジェットポン
プ保全装置27は、原子炉圧力容器１に設置したジェット
ポンプ９およびサーマルスリーブ22等の配管部における
溶接部28等を検出する溶接部検出器30と、前記溶接部28
等に対してレーザ照射するレーザ表面固溶化熱処理手段
31と、前記溶接部検出器28およびレーザ表面固溶化熱処
理手段31等を前記ジェットポンプ９内およびサーマルス
リーブ22等配管内の任意位置で軸方向移動が可能に支持
する支持手段32とを具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子炉の
原子炉圧力容器内に設けられたジェットポンプの保全に
係り、特にライザ管における溶接部等の予防補修を行な
うジェットポンプ保全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型原子炉において、原子炉圧力容
器内に設けられたジェットポンプについては、図13の縦
断面図に示すように、原子炉圧力容器１内には冷却材２
および炉心３が収容されている。なお、炉心３は図示し
ない複数の燃料集合体および制御棒等から構成されてお
り、炉心シュラウド４内に収容されている。

【０００３】原子炉圧力容器１内で冷却材２は、炉心３
を上方に向かって流通し、その際に炉心３の核反応熱に
より昇温昇圧されて、水と蒸気の二相流状態になる。二
相流となった冷却材２は、炉心３の上方に設置された気
水分離器５に流入し、水と蒸気とに分離される。

【０００４】このうち蒸気は、気水分離器５の上方に設
置された蒸気乾燥器６に導入され、乾燥されて乾燥蒸気
となり、原子炉圧力容器１に接続された主蒸気管７を介
して、図示しない蒸気タービンに移送されて発電に供さ
れる。一方、分離された水は、炉心３と原子炉圧力容器
１との間のダウンカマ部８を経由して炉心３の下方に流
下する。また、このダウンカマ部８で炉心シュラウド４
の外周には、複数のジェットポンプ９が等間隔で設置さ
れている炉心３の下方には制御棒案内管10が設置されており、こ
の制御棒案内管10の下方には、制御棒駆動機構11が設置
されていて、この制御棒駆動機構11は、前記制御棒案内
管10を介して、図示しない制御棒を炉心３内へ挿入およ
び引抜く制御を行う。

【０００５】原子炉圧力容器１の外部には、図示しない
原子炉再循環ポンプが設置されており、この原子炉再循
環ポンプと前記ジェットポンプ９および、これら両者間
を接続する図示しない原子炉再循環配管で、原子炉再循
環系を構成している。即ち、原子炉再循環ポンプにより
ジェットポンプ９に供給された駆動水により、ジェット
ポンプ９は冷却材２を炉心３内に強制循環させる。

【０００６】前記ジェットポンプ９は、図14の要部斜視
図および図15の一部切り欠き正面図に示すように、中央
にライザ管12を備えて、このライザ管12は原子炉圧力容
器１に原子炉再循環ポンプから供給される冷却材２を、
再循環入口ノズル13を介して導入する。前記ライザ管12
の上部には、トランジションピース14を介して左右一対
のエルボ15ａ，15ｂが接続されて、これらエルボ15ａ，
15ｂのそれぞれには、混合ノズル16ａ，16ｂを介して、
インレットスロート17ａ，17ｂが接続されている。

【０００７】これらのインレットスロート17ａ，17ｂの
下部には、ディフューザ18ａ，18ｂがそれぞれ接続さ
れ、上部の混合ノズル16ａ，16ｂから、冷却材２が噴射
されると、周囲から炉水を巻き込むようになっている。
この噴射された冷却材２および巻込まれた炉水は、イン
レットスロート17ａ，17ｂ内にて混合され、その後ディ
フューザ18ａ，18ｂにて静水頭の回復が行われる。

【０００８】前記ジェットポンプ９においては、原子炉
再循環ポンプから送り込まれる冷却材２の流れにより、
流体振動が発生するので、これに対処するためにライザ
管12は、下端を再循環入口ノズル13に溶接されており、
また上端はライザブレース19を介して、原子炉圧力容器
１に固定されている。

【０００９】なお、ジェットポンプ９における上端部の
エルボ15ａ，15ｂには、ライザ管12を介して供給される
駆動水の流入水圧が作用する。この流入水圧はエルボ15
ａ，15ｂの他端に接続する図示しないノズルから、イン
レットスロート17ａ，17ｂおよびディフューザ18ａ，18
ｂ内に向かって駆動水が噴出されるので、この駆動水の
噴出水圧等の反力が上向きに作用する。

【００１０】前記インレットスロート17ａ，17ｂは、上
端が混合ノズル16ａ，16ｂおよびベント15ａ，15ｂを介
して、トランジションピース14に機械的に接続されると
共に、下端がディフューザ18ａ，18ｂの上端に挿入して
いる。また、ディフューザ18ａ，18ｂの下端は、原子炉
圧力容器１に溶接されたシュラウドサポート20に固定さ
れており、さらに、図16の要部斜視図と図17の要部横断
面図に示すように、ライザ管12の下端はライザエルボ21
に溶接されている。

【００１１】なお、このライザエルボ21はサーマルスリ
ーブ22と溶接されていて、サーマルスリーブ22は原子炉
圧力容器１に固定された再循環入口ノズル13に接続され
ている。また、インレットスロート17ａ，17ｂは、ライ
ザ管12に固着されたライザブランケット23に取付けられ
ている。これにより、ライザ管12およびインレットスロ
ート17ａ，17ｂが振動することを防止している。

【００１２】前記ライザブレース19部は、上記図16に詳
細を示すように、原子炉圧力容器１の内壁にはパット24
が形成されており、このパット24に、４枚の薄板25が溶
接されている。この４枚の薄板25は、その板厚が10mm前
後となっている。この４枚の薄板25の先端ではブロック
26により互いに一体に構成されていて、前記ライザ管12
は、ブロック26の内側に溶接されている。従って、この
ライザブレース19は、ライザ管12に発生する原子炉運転
中の流体振動を抑制する。

【００１３】なおライザブレース19は、炭素鋼である原
子炉圧力容器１と、オーステナイト系ステンレス鋼製で
あるライザ管12との熱膨張差を吸収するものである。こ
のため原子炉運転中には、前記熱膨張差を吸収した状態
として変形状態にある。このように、ジェットポンプ９
においては、冷却材２を加圧して炉心３内に循環させる
ために、他の炉内機器に比較して過酷な状況下で使用さ
れることから、各部材には大きな負荷が作用し、特にラ
イザ管12をその中間で支持するライザブレース20には大
きな応力が作用することになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】万一、ジェットポンプ
９にに対して、例えば原子炉再循環配管等の外部配管が
破断する等により過大な荷重が作用したり、あるいは、
何等かの原因によりライザ管12の内面に錆が発生する
と、これがクラック等に発展する場合がある。また、ラ
イザ管12の材料としては、主にオーステナイト系ステン
レス鋼管を使用しているので、応力、腐食環境、材料
（クロム欠乏層の生成）の３つの条件が成立すると、応
力腐食割れ（Stress Crrosion Cracking）が発生して、
ライザ管12が損傷することが想定される。

【００１５】なお、この応力腐食割れ現象は、前記３つ
の条件のうち、１つでも欠落すれば発生しないので、こ
の応力腐食割れを防止するためには、種々の対策を講じ
る必要がある。また、ジェットポンプ９の表面に何等か
の原因により、錆やクラックが発生した場合、これらを
放置しておくと、クラックが進行して、ジェットポンプ
９に亀裂が生じたりすることがある。

【００１６】従って、原子炉の出力を制御するジェット
ポンプ９が、そのような状態になることは、他の構造物
にも悪影響を与えることも考えられて、好ましいことで
はない。

【００１７】本発明の目的とするところは、原子炉圧力
容器内に設置されたジェットポンプのライザ管内部にＴ
Ｖカメラ等と共にレーザ表面固溶化熱処理装置あるいは
内面研磨装置を挿入して、炉水を抜かずに点検と補修を
行うジェットポンプ保全装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明に係るジェットポンプ保全装置は、
原子炉圧力容器に設置したジェットポンプおよび配管部
における溶接部等を検出する溶接部検出器と、前記溶接
部等に対してレーザ照射する表面固溶化熱処理手段と、
前記溶接部検出器およびレーザ表面固溶化熱処理手段等
を前記ジェットポンプ内および配管内の任意位置で軸方
向移動が可能に支持する支持手段とを具備したことを特
徴とする。

【００１９】ジェットポンプおよび配管部等の内部にお
いて、溶接部検出器により溶接部等を検出すると共に、
支持手段により所定位置に支持して、前記溶接部等に対
してレーザ表面固溶化熱処理手段からレーザ照射して表
面固溶化熱処理を施す。

【００２０】請求項２記載の発明に係るジェットポンプ
保全装置は、請求項１において、レーザ表面固溶化熱処
理手段は、レーザ伝送路に少なくとも１つ以上の屈折部
を設けて屈折自在とし、先端に設けたレーザ照射部を溶
接部等に対して任意の角度で、かつ周方向に移動可能と
してレーザ照射により表面固溶化熱処理することを特徴
とする。

【００２１】ジェットポンプ保全装置においては、レー
ザ伝送路を屈折部にて屈折自在にしていることから、ジ
ェットポンプ等への挿入時にはレーザ照射部を屈折して
収納すると共に、表面固溶化熱処理に際しては、レーザ
照射部を屈伸あるいは回転させて、配管部等の内面に対
して適切に対峙させることができる。

【００２２】請求項３記載の発明に係るジェットポンプ
保全装置は、請求項２において、レーザ照射部は、水中
で表面固溶化熱処理対象部を囲うと共に外部から供給さ
れたガスによりレーザ照射位置を周囲の水と隔離するシ
ールカバーを備えたことを特徴とする。

【００２３】レーザ照射による表面固溶化熱処理に際し
て、レーザ照射部と表面固溶化熱処理部との間を、シー
ルカバーで囲って内部に雰囲気ガスを充填することで、
周囲の炉水と隔離する。これにより、原子炉圧力容器内
の炉水を抜かずに、レーザ照射による表面固溶化熱処理
が良好に行える。

【００２４】請求項４記載の発明に係るジェットポンプ
保全装置は、請求項１において、レーザ表面固溶化熱処
理手段は、レーザ照射部あるいはレーザ照射部の近傍に
点検監視用のＴＶカメラを設けたことを特徴とする。水
中ＴＶカメラにより、内部状態の点検と、表面固溶化熱
処理部の位置検出、および表面固溶化熱処理作業の監
視、さらに表面固溶化熱処理結果の確認が行える。

【００２５】請求項５記載の発明に係るジェットポンプ
保全装置は、請求項１において、レーザ照射部は、支持
手段およびレーザ表面固溶化熱処理手段の後部に配置し
たことを特徴とする。

【００２６】レーザ照射部を支持手段およびレーザ表面
固溶化熱処理手段の後方に配置しているので、ジェット
ポンプ保全装置を一旦表面固溶化熱処理部を通過させた
後に、後退させて位置決めとレーザ照射作業を行う。こ
れにより、ジェットポンプおよび配管部における表面固
溶化熱処理が、円周状でほぼ平行して施工することがで
きる。

【００２７】請求項６記載の発明に係るジェットポンプ
保全装置は、請求項１において、レーザ照射部は、支持
手段およびレーザ表面固溶化熱処理手段の後方で軸方向
に延長した先端に配置したことを特徴とする。ジェット
ポンプ保全装置の外径を細くすると共に、レーザ照射部
をレーザ表面固溶化熱処理手段より離したことにより、
特に入口部が狭いトランジションピースとライザ管との
溶接部等に対しても、容易にレーザ照射による表面固溶
化熱処理を施工することができる。

【００２８】請求項７記載の発明に係るジェットポンプ
保全装置は、請求項１において、レーザ照射部は、支持
手段およびレーザ表面固溶化熱処理手段の前部に配置し
たことを特徴とする。レーザ照射部を支持手段およびレ
ーザ表面固溶化熱処理手段の前方に配置しているので、
ジェットポンプ保全装置を表面固溶化熱処理の手前に挿
入することで、ライザ管とライザベント、およびサーマ
ルスリーブと再循環入口ノズルとの溶接部に対する点検
とレーザ照射作業が行える。

【００２９】請求項８記載の発明に係るジェットポンプ
保全装置は、原子炉圧力容器に設置したジェットポンプ
および配管部における溶接部等を検出する溶接部検出器
と、前記溶接部等に対して研磨する研磨仕上げ手段と、
前記溶接部検出器および研磨仕上げ手段等を前記ジェッ
トポンプ内および配管内の任意位置で軸方向移動が可能
に支持する支持手段とを具備したことを特徴とする。

【００３０】ジェットポンプおよび配管部等の内部にお
いて、溶接部検出器により溶接部等を検出すると共に、
支持手段により所定位置に支持して、前記溶接部等に対
して研磨仕上げ手段にて研磨仕上げを施す。

【００３１】請求項９記載の発明に係るジェットポンプ
保全装置は、請求項８において、研磨仕上げ手段は、回
転する砥石を前記溶接部等に接触させて軸方向および周
方向に移動可能としたことを特徴とする。溶接部等に対
する研磨仕上げは、回転する砥石を接触させて軸方向お
よび周方向に移動させて広範囲に行う。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明に係る一実施の形態につき
図面を参照して説明する。なお、上記した従来技術と同
じ構成部分については同一符号を付して詳細な説明は省
略する。第１の実施の形態は、請求項１乃至請求項５に
係り、トランジションピースとライザ管との溶接部等に
適したもので、図１の縦断面図に示すように、ジェット
ポンプ保全装置27は、ジェットポンプ９の上部でトラン
ジションピース14より挿入して、配管部であるライザ管
12やライザエルボ21、およびサーマルスリーブ22内の軸
中心に設置する（図１はサーマルスリーブ22内の設置を
示す）。

【００３３】このジェットポンプ保全装置27は、たとえ
ばライザエルボ21とサーマルスリーブ22との溶接部28
や、ライザ管12とライザエルボ21との溶接部29等を検出
する溶接部検出器30と、前記溶接部28，29に対してレー
ザ照射し、固溶化熱処理による配管内面の調質改善をす
るレーザ表面固溶化熱処理手段31を備えている。また、
前記溶接部検出器30およびレーザ表面固溶化熱処理手段
31等を配管内の軸中心位置として、任意に軸方向移動が
可能に支持する支持手段32とにより構成されている（請
求項１）。

【００３４】なお、前記ジェットポンプ保全装置27に
は、原子炉圧力容器１の上部で図示しない燃料交換機等
から、作業員による運転操作に対応する動力源の電力と
制御信号用のケーブル、およびレーザ光を伝送する光フ
ァイバーケーブルや、表面固溶化熱処理部に充填する雰
囲気ガス、さらに圧縮空気や表面固溶化熱処理時に発生
する気泡を吸引回収する配管等からなる送電管33が接続
されている。

【００３５】レーザ表面固溶化熱処理手段31は、送電管
33を介して供給されたレーザ光を受ける供給口34から、
レーザ照射部35の間のレーザ伝送路については、集光レ
ンズ36の他にミラー37等からなる少なくとも１つ以上の
屈折部を設けている。これにより、レーザ伝送路を屈折
自在に曲げて、レーザ照射部35をレーザ表面固溶化熱処
理手段31内に格納することが可能で、しかも、レーザ光
はミラー37等で反射あるいは屈折して、レーザ伝送路の
先端に設けたレーザ照射部35に支障なく伝送される。

【００３６】従って、レーザ照射部35を傾斜モータ38に
より、溶接部28に対して任意の角度で対峙させると共
に、さらに、旋回モータ39によりレーザ照射部35を、配
管内周に沿って回転させることで、レーザ光を溶接部28
の全周にわたって照射することができるように構成して
いる（請求項２）。

【００３７】なお、前記レーザ照射部35の先端にはシー
ルカバー40が設けられていて、このシールカバー40によ
り、水中で配管部の内周で表面固溶化熱処理部を囲うと
共に、前記送電管33を介して供給される雰囲気ガスによ
り、レーザ照射部35の先端でシールカバー40内の表面固
溶化熱処理部から水を排除して、内部を雰囲気ガスで充
填し、外部と水密に隔離する構成としている（請求項
３）。

【００３８】前記レーザ表面固溶化熱処理手段31で、レ
ーザ照射部35に沿って、あるいはレーザ照射部35の近傍
に、表面固溶化熱処理部における処理結果の確認、およ
び各配管の内周や前記溶接部28の点検と監視を行う、例
えば、水中ＴＶカメラ41と、観察を容易にするための照
明具42を設けて構成している（請求項４）。また、前記
レーザ表面固溶化熱処理手段31は、支持手段32の後部で
その後部にレーザ照射部35を配置して構成する（請求項
５）。

【００３９】さらに、前記支持手段32は、図２の図１に
おけるＡ−Ａ線に沿った縦断面図に示すように、レーザ
表面固溶化熱処理手段31の軸方向に位置して、先端にロ
ーラ43を設けた３つの支持アーム44が、それぞれの支持
シリンダ45により放射方向に伸縮自在に設けられてい
る。

【００４０】従って、前記３つの支持アーム44を、同じ
だけ伸ばすことにより、支持手段32と共にレーザ表面固
溶化熱処理手段31を配管部であるサーマルスリーブ22等
の内部で軸中心に支持することができる。なお図１にお
いては、軸中心より上は支持アーム44を縮めた収納状態
を、また軸中心より下は、支持アーム44を伸ばした支持
状態を表わしている。

【００４１】次に、上記構成による作用について説明す
る。ジェットポンプ保全装置27は、レーザ表面固溶化熱
処理手段31のレーザ照射部35を折り畳んで収納すると共
に、支持手段32の支持アーム44を縮めて周囲に突出部分
がない、円筒状として送電管33を接続する。

【００４２】このジェットポンプ保全装置27を、原子炉
圧力容器１の上部で図示しない燃料交換機等から作業員
が操作し、支持手段32を下位置にして図示しない補助ホ
イストのワイヤロープにより吊り下げ、ジェットポンプ
９の上部でトランジションピース14より挿入する。

【００４３】このジェットポンプ保全装置27は、ジェッ
トポンプ９のライザ管12を経由し、ライザエルボ21で誘
導されて、水平のサーマルスリーブ22内に挿入される
が、サーマルスリーブ22の奥に到達した時点で停止し
て、支持手段32の支持シリンダ45を送電管33から供給さ
れる圧縮空気あるいは油圧により３つの支持アーム44を
均等に伸ばす。

【００４４】これにより、３つの支持アーム44の先端に
あるローラ43が、サーマルスリーブ22のの内面に接し
て、ジェットポンプ保全装置27は軸中心に設置されるの
で、傾斜モータ38を駆動してレーザ照射部35と共に、溶
接部検出器30と水中ＴＶカメラ41および照明具42を、サ
ーマルスリーブ22の内面に対峙するように、軸中心と直
角位置とする。

【００４５】ここで照明具42を点灯すると、水中ＴＶカ
メラ41によるサーマルスリーブ22の内面映像が、前記送
電管33を経由して図示しないモニターにて作業員に明瞭
に伝達される。従って、一旦サーマルスリーブ22の奥に
挿入したジェットポンプ保全装置27を、前記ワイヤロー
プを牽引して、支持手段32のローラ43の転動により順次
ライザエルボ21側に引き寄せて移動することにより、サ
ーマルスリーブ22とライザエルボ21の内面の状態を逐
次、詳細に点検することができる。

【００４６】なお、溶接部検出器30をたとえば、磁気検
出式とした場合には、配管部のライザ管12とライザエル
ボ21、およびサーマルスリーブ22や互いを接続している
溶接部28，29の材質が、炭素鋼やステンレス鋼等で種々
異なっていることから、溶接部検出器30はそれぞれの磁
気特性の違いを検出し、その変化点を溶接部28，29とし
て検出する。

【００４７】また、サーマルスリーブ22内周の点検につ
いては、旋回モータ39を駆動してレーザ照射部35を、配
管内周に沿って回転させることにより、溶接部検出器30
と水中ＴＶカメラ41も共に回転する。従って、この回転
とワイヤロープの牽引操作により、水中ＴＶカメラ41お
よび溶接部検出器30にて、サーマルスリーブ22の全内面
にわたる点検と、溶接部28の位置確認が容易に行える。

【００４８】前記サーマルスリーブ22内面および溶接部
28を点検した結果から、溶接部28の一部あるいは全周に
対して表面固溶化熱処理が必要と判断された場合には、
前記溶接部検出器30にて溶接部28の位置確認をし、レー
ザ表面固溶化熱処理手段31のレーザ照射部35を位置決め
することにより、所定の表面固溶化熱処理部をシールカ
バー40で覆う。

【００４９】この後に、シールカバー40内に送電管33を
経由して雰囲気ガスを充填し、表面固溶化熱処理部より
炉水を排除してから、前記レーザ照射部35よりレーザを
照射して表面固溶化熱処理をする。この際にも、傾斜モ
ータ38および旋回モータ39の駆動とワイヤロープの牽引
操作により、レーザ照射部35を溶接部28の一部あるいは
全周に対する表面固溶化熱処理ができる。

【００５０】この時にレーザ照射部35は、そのレーザ照
射位置を設定して維持するために、レーザ伝送路を屈折
自在に曲げるが、このレーザ伝送路における屈折部は、
ミラー37等によるレーザ光の屈折部とされている。これ
により、前記送電管33を経由して伝送されたレーザ光
は、供給口34からレーザ伝送路中において、設置された
集光レンズ36で集光されると共に、ミラー37等で適宜屈
折してレーザ照射部35から、サーマルスリーブ22内面の
表面固溶化熱処理部に照射される。

【００５１】従って、ジェットポンプ保全装置27の挿入
時とレーザ表面固溶化熱処理作業時で、レーザ伝送路を
適宜曲げても、レーザ光はミラー37等で反射あるいは屈
折し、レーザ伝送路の先端に設けたレーザ照射部35に支
障なく伝送される。また、レーザ表面固溶化熱処理の仕
上がり状態は、前記水中ＴＶカメラ41により、詳細に確
認することができる。

【００５２】上記ジェットポンプ保全装置27により、レ
ーザ表面固溶化熱処理を施すことで、ジェットポンプ９
におけるライザエルボ21とサーマルスリーブ22を接続し
た溶接部28における応力腐食割れの予防と、ジェットポ
ンプ９および配管部の内面に何等かの原因により錆やク
ラックが生じ、これの拡大と要因とする損傷を防止でき
る。

【００５３】第２実施の形態は、請求項６に係り、トラ
ンジションピース14とライザ管12との溶接部等に適した
もので、上記第１実施の形態の変形であることから、主
要構成部分は第１実施の形態とほぼ同様なので、相違部
分について説明する。図３の縦断面図と図４の平面図、
および図５の上記図３におけるＢ−Ｂ線に沿った横断面
図を示すように、ジェットポンプ保全装置46は、レーザ
表面固溶化熱処理手段47のレーザ照射部35を、支持手段
32の後部に突出して配置している。

【００５４】即ち、レーザ表面固溶化熱処理手段47は、
支持手段32の後部において、送電管33を接続した供給口
34と並行して取り付けた延長継手48の先端に、レーザ照
射部35を溶接部検出器30等と共に配置し、供給口34から
レーザ照射部35までのレーザ伝送路を屈折自在に構成し
ている。これにより、上記第１実施の形態に比べてジェ
ットポンプ保全装置46の外径を細くして、狭い場所の通
過が容易な形状としている。

【００５５】次に、上記構成による作用について説明す
る。レーザ表面固溶化熱処理手段47において、レーザ照
射部35を供給口34と並行させた状態としたジェットポン
プ保全装置46は、図示しないワイヤロープで吊り下げ
て、その外径が細いことからジェットポンプ９における
トランジションピース14の狭い開孔穴からライザ管12内
に容易に挿入することができる。

【００５６】ジェットポンプ保全装置46がライザ管12内
に到達したら、図示しない傾斜モータ38により、レーザ
照射部35を溶接部検出器30等と共に、ライザ管12の内面
に対峙するように軸中心と直角位置にする。この状態
で、前記ワイヤロープの牽引と旋回モータ39の駆動によ
り、溶接部検出器30および図示しない水中ＴＶカメラ41
を用いて、トランジションピース14とライザ管12とを接
続した溶接部49等の点検位置の検出を行う。

【００５７】ジェットポンプ保全装置46は、溶接部検出
器30等で確認した溶接部49等において、支持手段32を操
作してライザ管12の軸中心に位置決めした後に、溶接部
49とその周辺等を水中ＴＶカメラ41により詳細に点検を
する。この点検の結果から、レーザ照射表面固溶化熱処
理が必要となった場合には、レーザ照射部35から照射す
るレーザ光により、所定部分に対するレーザ照射表面固
溶化熱処理を実施する。

【００５８】なお、前記点検部の位置検出と点検および
表面固溶化熱処理作業に際して、レーザ照射部35や溶接
部検出器30等が、レーザ表面固溶化熱処理手段47の後方
で、延長継手48の先端に配置してあることから、トラン
ジションピース14とライザ管12との溶接部49、および周
辺の狭い場所に対して、容易に点検および表面固溶化熱
処理を行うことができる。

【００５９】第３実施の形態は、請求項７に係り、サー
マルスリーブ22と再循環入口ノズル13との溶接部、およ
びライザ管12とライザエルボ21との溶接部29等に適した
もので、上記第１実施の形態の変形であることから、主
要構成部分は第１実施の形態とほぼ同様なので、相違部
分について説明する。

【００６０】図６の縦断面図と図７の一部切り欠き要部
平面図、および図８の横断面図に示すように、ジェット
ポンプ保全装置50においては、レーザ表面固溶化熱処理
手段51を支持手段32の前方に配置すると共に、レーザ照
射部35をレーザ表面固溶化熱処理手段51の先端に設け
て、図示しないレーザ光の供給口34からレーザ照射部35
までのレーザ伝送路を屈折自在に構成している。

【００６１】従って、上記第１実施の形態および第２実
施の形態に比べて、ジェットポンプ保全装置50の挿入が
困難な部所に対しても、点検とレーザ表面固溶化熱処理
作業を可能としている。

【００６２】次に、上記構成による作用について説明す
る。図７および図８に示すように、レーザ表面固溶化熱
処理手段51の端に設けたレーザ照射部35を前方に向けた
状態にして、ジェットポンプ保全装置50は、図示しない
ワイヤロープで吊り下げて、ジェットポンプ９における
ライザ管12からサーマルスリーブ22内に挿入する。

【００６３】ジェットポンプ保全装置50がサーマルスリ
ーブ22内に到達したら、レーザ表面固溶化熱処理手段51
は、図６に示すように傾斜モータ38により、レーザ照射
部35を溶接部検出器30等と共に、サーマルスリーブ22の
内面に対峙するように軸中心と直角位置にする。この状
態で、前記ワイヤロープの牽引と旋回モータ39の駆動に
より、溶接部検出器30および水中ＴＶカメラ41を用い
て、サーマルスリーブ22と再循環入口ノズル13とを接続
した溶接部52等の点検位置の検出を行う。

【００６４】ジェットポンプ保全装置50は、溶接部検出
器30等で確認した溶接部52等において、支持手段32を操
作してサーマルスリーブ22の軸中心に位置決めした後
に、その前方に位置する溶接部52と、その周辺等を水中
ＴＶカメラ41により詳細に点検をする。この点検の結果
から、レーザ照射表面固溶化熱処理が必要となった場合
には、レーザ照射部35から照射するレーザ光により、所
定部分に対するレーザ照射表面固溶化熱処理を行う。

【００６５】なお、前記点検部の位置検出と点検および
表面固溶化熱処理作業に際して、レーザ照射部35や溶接
部検出器30等が、レーザ表面固溶化熱処理手段51の先端
で、レーザ表面固溶化熱処理手段51は支持手段32の前方
に配置してある。このことから、サーマルスリーブ22の
前方に位置する溶接部52に対して、ジェットポンプ保全
装置50を、さらに奥の再循環入口ノズル13に挿入するこ
となく、サーマルスリーブ22に設置した状態で、容易に
点検および表面固溶化熱処理を行うことができる。

【００６６】第４実施の形態は、請求項８または請求項
９に係り、ジェットポンプ９および配管部の内面に対す
る研磨仕上げを行うもので、なお、上記第１実施の形態
と構成部分が同様の部分については説明を省略する。図
９の縦断面図と図10の図９におけるＣ−Ｃ線に沿った縦
断面、および図11の一部切り欠き平面図に示すように、
ジェットポンプ保全装置53は、支持手段32の前方に研磨
仕上げ手段54を設置している。

【００６７】前記研磨仕上げ手段54は、ジェットポンプ
９および配管部の表面を研磨仕上げする砥石55と、その
先端には溶接部検出器30および水中ＴＶカメラ41と照明
具42を備えていて、後部は前記支持手段32によりジェッ
トポンプ９および配管部の内部で任意位置に支持可能な
構成としている（請求項８）。

【００６８】また、図９に示すように研磨仕上げ手段54
は、前記支持手段32に対して軸中心で旋回モータ39の駆
動により回転自在に結合されていて、先端近くには砥石
モータ56により回転する砥石55を配置している。さら
に、前記砥石55は砥石モータ56と共に、軸中心と直角で
放射方向に移動させる研磨シリンダ57と、パンタグラフ
アーム58により支持された構成としている（請求項
９）。

【００６９】なお図９においては、軸心より上は支持手
段32および研磨仕上げ手段54が共に収納された状態を、
また、下は支持手段32によるサーマルスリーブ22への支
持と、研磨仕上げ手段54によるサーマルスリーブ22の内
面研磨の状態を表わしている。

【００７０】次に、上記構成による作用について説明す
る。図12の要部縦断面図に示すように、上記ジェットポ
ンプ保全装置27，53は、いずれも原子炉圧力容器１の上
部から、図示しない燃料交換機の補助ホイストよりワイ
ヤロープ59により吊り下げられる。

【００７１】このジェットポンプ保全装置27，53は、原
子炉圧力容器１と炉心60の外周を囲む炉心シュラウド４
との間で、ジェットポンプ９におけるライザ管12の上部
の開口穴より挿入して、ライザエルボ21内を回転させて
下降し、サーマルスリーブ22の内部に挿入させて、それ
ぞれ前記経路内において点検と表面固溶化熱処理、およ
び研磨仕上げ等の作業を行う。

【００７２】ジェットポンプ保全装置53においては、図
11に示す収納状態として、図９の上半分に示すように、
例えばサーマルスリーブ22内に挿入し、この後に図９の
下半分に示すように、支持手段32の支持シリンダ44とロ
ーラ43により、ジェットポンプ保全装置53をサーマルス
リーブ22の軸中心支持させる。この状態で、前記ワイヤ
ロープ59の牽引と旋回モータ39を駆動すると共に、水中
ＴＶカメラ41および溶接部検出器30を用いて、サーマル
スリーブ22と再循環入口ノズル13とを接続した溶接部52
等で研磨仕上げが必要な場所の検出を行う。

【００７３】これにより、研磨仕上げを必要とする場所
が検出されると、ジェットポンプ保全装置53を移動し
て、前記研磨シリンダ57とパンタグラフアーム58を伸ば
して、砥石55を所定位置に当接させて、研磨仕上げ位置
の確認を水中ＴＶカメラ41で行う。この後に、砥石モー
タ56を駆動して砥石55により研磨仕上げを実施する。な
お、この研磨仕上げ作業は、前記旋回モータ39の駆動に
より、例えばサーマルスリーブ22の内面で定位置の内周
仕上げが行われる。

【００７４】また、これに加えて前記ワイヤロープ59を
牽引してジェットポンプ保全装置53を軸方向に移動させ
ることで、サーマルスリーブ22の内面の全域についてに
仕上げをすることができる。さらに、仕上げ作業の状況
監視と仕上げ結果の点検確認は、水中ＴＶカメラ41によ
り容易に可能である。

【００７５】なお、このジェットポンプ保全装置53によ
る仕上げ作業は、前記ジェットポンプ保全装置27，46，
50によるレーザ表面固溶化熱処理作業に先行して、ジェ
ットポンプ９や配管部の状態点検と、たとえば錆発生場
所の一部を研磨して確認する他に、軽度の復修を行うこ
とができる。

【００７６】

【発明の効果】以上本発明によれば、ジェットポンプ保
全装置におけるレーザ表面固溶化熱処理手段と研磨仕上
げ手段により、ジェットポンプや配管部の内部で、溶接
部等の状態から健全性の点検と共に、レーザ照射による
表面固溶化熱処理と研磨仕上げによる補修作業により健
全性を復旧することが容易にできる。

【００７７】さらに、前記点検と補修による保全作業
は、原子炉圧力容器の外から水中ＴＶカメラで監視し
て、遠隔操作で行うことから、原子炉圧力容器内の炉水
を満水状態として抜く必要がなく、作業が簡便でジェッ
トポンプの健全性、信頼性を向上すると共に、作業員の
放射線被曝を大幅に低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施の形態のジェットポンプ
保全装置の縦断面図。

【図２】本発明に係る第１実施の形態の図１におけるＡ
−Ａ線に沿った縦断面図。

【図３】本発明に係る第２実施の形態のジェットポンプ
保全装置の縦断面図。

【図４】本発明に係る第２実施の形態の平面図。

【図５】本発明に係る第２実施の形態の図３におけるＢ
−Ｂ線に沿った横断面図。

【図６】本発明に係る第３実施の形態のジェットポンプ
保全装置の縦断面図。

【図７】本発明に係る第３実施の形態の一部切り欠き要
部平面図。

【図８】本発明に係る第３実施の形態の横断面図。

【図９】本発明に係る第４実施の形態のジェットポンプ
保全装置の縦断面図。

【図１０】本発明に係る第４実施の形態の図９における
Ｃ−Ｃ線に沿った縦断面図。

【図１１】本発明に係る第４実施の形態の一部切り欠き
平面図。

【図１２】本発明に係るジェットポンプ保全装置の取扱
状態を示す要部縦断面図。

【図１３】沸騰水型原子炉の縦断面図。

【図１４】ジェットポンプの斜視図。

【図１５】トランジションピースとエルボの一部切り欠
き正面図。

【図１６】ライザブレースとライザ管およびライザエル
ボの要部斜視図。

【図１７】ライザブレース部の横断面図。

【符号の説明】

１…原子炉圧力容器、２…冷却材、３…炉水、４…炉心
シュラウド、５…気水分離器、６…蒸気乾燥器、７…主
蒸気管、８…ダウンカマ部、９…ジェットポンプ、10…
制御棒案内管、11…制御棒駆動機構、12…ライザ管、13
…再循環入口ノズル、14…トランジションピース、15
ａ，15ｂ…エルボ、16ａ，16ｂ…混合ノズル、17ａ，17
ｂ…インレットスロート、18ａ，18ｂ…ディフューザ、
19…ライザブレース、20…シュラウドサポート、21…ラ
イザエルボ、22…サーマルスリーブ、23…ライザブラン
ケット、24…パット、25…薄板、26…ブロック、27，4
6，50，53…ジェットポンプ保全装置、28，29，49，52
…溶接部、30…溶接部検出器、31，47，51…レーザ表面
固溶化熱処理手段、32…支持手段、33…送電管、34…供
給口、35…レーザ照射部、36…集光レンズ、37…ミラ
ー、38…傾斜モータ、39…旋回モータ、40…シールカバ
ー、41…水中ＴＶカメラ、42…照明具、43…ローラ、44
…支持アーム、45…支持シリンダ、48…延長継手、54…
研磨仕上げ手段、55…砥石、56…砥石モータ、57…研磨
シリンダ、58…パンタグラフアーム、59…ワイヤロー
プ、60…炉心。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０４Ｆ 5/44 Ｆ０４Ｆ 5/44 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉圧力容器に設置したジェットポン
プおよび配管部における溶接部等を検出する溶接部検出
器と、前記溶接部等に対してレーザ照射する表面固溶化
熱処理手段と、前記溶接部検出器およびレーザ表面固溶
化熱処理手段等を前記ジェットポンプ内および配管内の
任意位置で軸方向移動が可能に支持する支持手段とを具
備したことを特徴とするジェットポンプ保全装置。
【請求項２】前記レーザ表面固溶化熱処理手段は、レ
ーザ伝送路に少なくとも１つ以上の屈折部を設けて屈折
自在とし、先端に設けたレーザ照射部を溶接部等に対し
て任意の角度で、かつ周方向に移動可能としてレーザ照
射により表面固溶化熱処理することを特徴とする請求項
１記載のジェットポンプ保全装置。
【請求項３】前記レーザ照射部は、水中で表面固溶化
熱処理対象部を囲うと共に外部から供給されたガスによ
りレーザ照射位置を周囲の水と隔離するシールカバーを
備えたことを特徴とする請求項２記載のジェットポンプ
保全装置。
【請求項４】前記レーザ表面固溶化熱処理手段は、前
記レーザ照射部あるいはレーザ照射部の近傍に点検監視
用のＴＶカメラを設けたことを特徴とする請求項１記載
のジェットポンプ保全装置。
【請求項５】前記レーザ照射部は、支持手段およびレ
ーザ表面固溶化熱処理手段の後部に配置したことを特徴
とする請求項１記載のジェットポンプ保全装置。
【請求項６】前記レーザ照射部は、支持手段およびレ
ーザ表面固溶化熱処理手段の後方で軸方向に延長した先
端に配置したことを特徴とする請求項１記載のジェット
ポンプ保全装置。
【請求項７】前記レーザ照射部は、支持手段およびレ
ーザ表面固溶化熱処理手段の前部に配置したことを特徴
とする請求項１記載のジェットポンプ保全装置。
【請求項８】原子炉圧力容器に設置したジェットポン
プおよび配管部における溶接部等を検出する溶接部検出
器と、前記溶接部等に対して研磨する研磨仕上げ手段
と、前記溶接部検出器および研磨仕上げ手段等を前記ジ
ェットポンプ内および配管内の任意位置で軸方向移動が
可能に支持する支持手段とを具備したことを特徴とする
ジェットポンプ保全装置。
【請求項９】前記研磨仕上げ手段は、回転する砥石を
前記溶接部等に接触させて軸方向および周方向に移動可
能としたことを特徴とする請求項８記載のジェットポン
プ保全装置。