JPS61145404A - 蒸気発生内の管の端部の形状および寸法を光学的に検査する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 主班互公立 本発明は蒸気発生器の管の端部の形状および寸法を光学
的に検査する方法および装置に関する。

皿米傅辣査 加圧水型原子炉の蒸気発生器は巣状の管を収容し、これ
らの管はＵ形に曲げられ、それらの端部は厚さの大きい
管状プレートの中に固定され、かつ加圧水と接触する主
表面を構成するこの管状プレートの一方の表面と面一に
位置する。管状プレートの下では、管の中の一次加圧水
の分配およびこの一次水の復水が、半球形の形状を有し
がっ垂直隔壁で２つの部分に分割された水タンク内で行
なわれる。この水タンクは加圧水の流入開口部、および
隔壁の各側に位置決めされた管の中を循環した水の排出
開口部を有する。また、この水タンクは蒸気発生器の点
検、保守および修理用のマンホールを少なくとも１つ有
する。

発Ｈが解決しようとする問題点 加圧木型原子炉の蒸気発生器は非常に長い時間にわたっ
て作動しなければならず、この蒸気発生器では、一定の
使用期間後、亀裂を生じたいくつかの管を修理する必要
がある。亀裂を生じた管を確実に位置決めするために、
これらの管の中に渦電流または超音波探針を導入する必
要があり、この探針はこれが管を通過するために最小の
直径を必要とする。

管状プレートの主表面近くの管の端部は、原子炉の容器
および蒸気発生器における高速での加圧水の循環中、こ
の加圧水によって移送される浮動体または粒子の衝撃の
作用により変形したり内方に曲げられたりしてしまう。

管の端部は、実際には、管状プレートの主表面からごく
わずか突出し、これらの突出端は変形しがちである。従
って探針を管の中に導入することができなくなってしま
う。

他方、ライニング作業によって亀裂の入った管を修理す
るか、あるいは特殊設計のストツパにより管状プレート
と面一に位置する端部を密封することによって亀裂の入
った管を使用しないようにすることができる。

最終的には、修理または目止作業が終了したとき、これ
らの操作が正確に実施されたかどうかを検査することが
必要である。

検査、修理または目止のこれらの多重操作については、
工具または補助部品を管の中に導入する必要がある。管
の端部が変形されたときには、このような器具を導入す
ることができなくなる。

従って、蒸気発生器の管についての検査または修理の前
に、管状プレートの主表面近辺の管貫通孔の形状および
寸法を知ることが必要である。

運転中の蒸気発生器では、この点検を直接かつ視覚的に
行うことはほとんど考えられない、何故なら、蒸気発生
器の水タンクは猛烈な放射能汚染を受けているからであ
る。

ビデオ装置による簡単な調査では十分に正確な情報が得
られず水タンク内の蒸気発生器の数千本の管の光学調査
には非常に長い時間をかけることが必要となる。

同様に、管状プレートの異なる部分および管の端部の写
真像の使用では、管の形状およびこれらの管内の通路直
径を非常に正確には確かめられない。

従って、本発明は、端部が管状プレート内に固定されか
つ上記管状プレートの一方の表面すなわち主表面と面一
に位置する巣状の管と、少なくとも１つの開口部を壁部
に有する半球形の水タンクとを備え、上記タンクの内部
空間が管状プレートの主表面および管の内部と連通して
いる蒸気発生器の管の端部の形状および寸法を光学的に
検査する方法において、係員を蒸気発生器の主部分の照
射に長くさらすことなしに管の端部の正確な像および管
の内側道路直径の正確な測定を得ることができるような
方法を提供することを目的とする。

シ題寺を解決するための手 この目的のために、感光板を備えた写真カメラを、その
光軸が、変位中、一定の方向と実質的に平行なままであ
るように水タンク内に管状プレートと平行に設置し、検
査しなければならない管の各々の、異なる角度での少な
くとも２つの画面を得るように、異なる位置においてカ
メラで管状プレートの主表面の露光を次々に行い；水タ
ンクから取出された感光板により、管状プレートの主表
面および管の端部の写真像を所定のスケールで作り；調
査すべき容管の端部の立体画面を得るように写真の像を
対をなして配向しかつ配列し；管の各々について得られ
る立体画面についての測定および観察を蒸気発生器の帯
域の外側で行う。

本発明をよく理解することができるために、添付図面を
参照して、本発明による方法および加圧水型蒸気発生器
の水タンクの中の写真をとるために使用される装置の一
実施例を非限定実施例として説明する。

実施例 第１図には、蒸気発生器の底部が見られ、この蒸気発生
器の外ケーシング１は管状プレート２によって半球形状
の水タンク３に連結されている。

水タンク３は垂直隔壁５によって２つの部分に分割され
ている。

水タンクの２つの部分の各々は寸法形状の大きい開口部
７を有し、この開口部には、蒸気発生器を原子炉の一次
回路に連結することができる連結体６が固定されている
。水タンク３の内側には、水タンク３内の所定の進入操
作中、漏防止閉鎖ストッパを留めるために閉鎖リング７
ａが開口部のまわりに配置されている。連結体６の一方
は、蒸気発生器１が位置する一次回路ループの高温分岐
管、すなわち、高温加圧水が原子炉容器から到達する回
路の分岐管に連結され、他方の連結体６は、−次回路ル
ープの低温分岐管、すなわち、蒸気発生器中の冷却され
た一次水を原子炉容器に戻すことができる回路の分岐管
に連結されている。

また、水タンクの各部分は、カバー９によって閉じられ
、かつ蒸気発生器の点検、保守または修理のために操作
者および／または器具の通れる点検用開口部すなわちマ
ンホール１０を備えている。

管状プレート２は数千ヶの孔を備えており、プレート２
の上の蒸気発生器ｌの頂部分を占める管巣の管８の端部
がこれらの孔の中に延びている。

管８の各々は頂部でＵ字形に曲げられている（図示せず
）。巣の容管は、管状プレートに、隔壁５の一方の側で
はその一端が、又隔壁５の他方の側ではその他端が固定
されている。

このようにして、水タンクの高温部分で水タンクの中へ
流入しかつ巣の管すべての中に管状プレートによって分
配された高温加圧水はこれらの管の全長にわたって循環
し、水タンク３の第２の部分すなわち低温部分へ流出す
る。

蒸気発生器の供給水は管状プレート２の上に位置する蒸
気発生器の部分の中の管の外壁と接触する。この供給水
は管８によって移送される加圧水の熱によって加熱され
て蒸発する。

管８は、厚さの大きい管状プレート２の内部へ延び、そ
して一般に蒸気発生器１の加圧水と接触する底部すなわ
ち主表面２ａからご（わずか突出している。

管８のこれらの端部は、管状プレート２の表面２ａと実
質的に面一であって、非常に高速度で水タンクの高温部
分の中を循環する加圧水によって運ばれる寸法の小さい
粒子の衝撃を受ける。かくして、管８の端部は変形され
、従って管の通路の直径は蒸気発生器を一定時間運転し
た後、その公称直径より非常に小さくなる。

特に管状プレートの高温部分の中の管８の端部の状態を
非常に正確に検査する必要がある。

第２図では、蒸気発生器の水タンク３の一部にマンホー
ルが設けられていることがわかり、このマンホールの中
には、管状プレートの写真をとる装置が導入され、この
装置には全体として参照番号１）が付しである。

以下、第３図を参照してカメラ装置１）をより詳細に説
明すると、このカメラ装置は、これが水タンク３の中に
入るためのマンホール１０の縁部に取付けられた留め部
材１２と、水平方向の固定アーム１３と、全体を参照番
号１５で示す実際のカメラを端部に支持する同様の水平
方向の可動アーム１４とを有している。

カメラ１５は、光軸が実質的に垂直になるようにアーム
１４の端部に固定され、かつ水平平面にすなわち検査す
べき管状プレートの表面２ａと平行に設置される感光板
を収容する広角カメラである。

カメラ１５はこれを測定室として使用することができる
のに必要とされる光学的特性を有している。このカメラ
により、わずかなひずみおよび所定の色収差を得ること
ができる。その焦点と感光面の平面との間の距離に相当
するその焦点距離は非常に正確に定められかつ知られて
おり；すなわち、レンズ要素は優れた整合性を有し、カ
メラの内側では精度の非常に大きい平面性および垂直性
が考慮される。

感光面は微粒子エマルジョンフィルムであり、例えば、
ＡＳＡ４の感度を有する専門家用フィルムを使用する。

測定室として役立つこの種類のカメラは市場に存在し、
第２図に示すカメラ装置の構成を、この種類のカメラ１
５を第３図を参照して説明する変位装置の可動アームの
端部に留めることについて説明する。

カメラ装置１）を水タンク３内の適所に設置する前に、
光源（図示せず）を開口部１０から水タンク３の高温部
分の中に導入し、隔壁５の高温側に位置された管状プレ
ートの主表面２ａ全体を照明するように適所に設置した
。

第３図を参照すると、この図は、カメラ１５をマンホー
ル１０から導入した後、水タンク３内でこのカメラを変
位させる組立体を示す。

留め具１２は係合してスターラップの形に作られ、この
スターラップはこのマンホール１０を自由に通りながら
マンホールの縁部に係合してこれに固定される。スター
ラップ１２にはＵ形うグ１６が固定され、このラグはア
ーム１３の端部用の枢軸ビン１７を受は入る穴を備え、
かくしてアーム１３を垂直方向に調節することができる
。

枢軸に近いアームの部分を載せたシム１８により、この
部分が水タンク３内で完全に水平になるように固定アー
ム１３の長さ方向部分の位置を調節することができる。

アーム１３は、軸線が一定角度をなすように互いに連結
された矩形断面の２つの輪郭部分で構成される。

留め具１２に枢着された端部と反対側の固定ア−ム１３
の端部には、モータ耕立体２０がねし止めされており、
この組立体は支持フレーム２３とともに２つの留めブラ
ケット２１．２２を備えている。支持フレームには、可
動アーム１４用の駆動アーム２４．２５が固定され、ま
たモータのシャフトおよびアーム１４を変位させる装置
のビニオンの駆動シャフトを受は入れるベアリング２７
．２８．２９が固定されている。

この変位装置はモータ２５の出力シャフト３０を備え、
このシャフトはベアリング２９で支承されかつ直径の大
きいギヤ３２とかみ合うピニオン３１に留められている
。ギヤ３２はシャフト３３に留められ、シャフト３３は
ベアリング２８で支承され、かつ支持体２３の下では、
シャフト３３の一端がシャフト３３の回軸角度を非常に
正確に定めることができるピックアップ装置３５の中に
入り込んでいる。シャフト３３の頂端は直径の大きいギ
ヤ３７とかみ合うビニオン３６に留められ、ギヤ３７は
可動アーム１４にねじで留められ、可動アーム１４は、
チャンネル部分１４ａが平らなカバー１４ｂによって閉
じられかつ同様にチャンネル部分の形態の可動キャリッ
ジ１４Ｃを収容してなる。

かくして、モータ２５はアーム１４をギヤ３２．３７で
の２重減速比でもってシャフトおよびビニオンにより回
転駆動することができる。アーム１４の位置を角変換器
３５により非常に正確に知ることができる。

シャフト３０の頂部はアーム１３で支承され、シャフト
３３はアーム１３を貫通し、このアームで支承され、そ
の端部分は駆動ビニオン３６を支持する。

支持体２３および固定アーム１３の内側で、中空シャフ
ト３８が３９のようなリングを使って容易な嵌め合いで
取付けられる。この中空シャフト３８の頂部は可動アー
ム１４に留められる。

駆動シャフト４０は中空シャフト３８の全長を貫通し、
かつモータ２４の出力部に留められ、そのＩＬ）ｉ４で
は、チェーンビニオン４２を支持し、このピニオンは可
動アーム１４の部分１４ａに支承された戻りピニオン４
４を通るチェーン４３とかみ合う。チェーンに留められ
たスタッド４５が可動アーム１４のキャリッジ１４Ｃの
一部と係合し、これにスタッド４５がねじ４６によって
固定されている。キャリッジ１４ｃは、可動アーム１４
のＵ形部分１４ａ内に移動自在に設けられ、ＰＴＦＥ（
テトラフルオロエチレン）製の４７のようなスキッドは
キャリッジをアーム１４内で軸線方向に最小の摩擦で案
内移動させる。

また、カバー１４ｂはキャリッジ１４ｃを案内するため
の４８のようなＰＴＦＥ製のスキッドを支持する。

止め部４９は、アーム１４の部分１４ａ、１４ｂで構成
されるケーシングの外側で矢印５０の方向におけるキャ
リッジ１４Ｃの外方移動を制限することができる。キャ
リッジ１４Ｃのその外方の端部は常にケーシングの外側
にとどまり、カメラ１５を支持する。

キャリッジ１４Ｇを変位させる装置により、カメラを、
一方では可動アームのケーシングの外部へのキャリッジ
１４ｃの最大引出しに相当する位置と他方ではケーシン
グの内部へのこのキャリッジの最大引込みに相当する位
置の２つの位置の一方または他方に設置することができ
る。

かくして、カメラは、水タンク内でアーム１４の異なる
配向角度に相当し、これらの配向角度の各々についてキ
ャリッジ１４ｃの完全引出し位置または完全引込み位置
に相当する非常に多くの位置をとることができる。

水タンクの外部から制御される撮影位置に相当するカメ
ラの各位置は、可動アーム１４の配向角度および２つの
値のうちの一方または他方を有するアーム１４の延び半
径によって特徴づけられる。

アーム１３．１４よりなる、カメラ１５を変位させる装
置により、カメラの光軸が一定の方向とたえず平行のま
まであるようにカメラの変位を行うことができ、この平
行は１０°以下の定まっていない角度で達成される。

水タンクの中への支持アームの導入（極めて簡単な操作
によって非常にすみやかに実施することができる作動）
後、感光フィルムを装備したカメラを可動アームの端部
に取付け、これらの移動は回転および延びについてのア
ームの位置の各々で露光を行う操作者によって水タンク
の外側で制御される。

かくして、現在使用されている加圧木型原子炉の蒸気発
生器の場合、管状プレートの主表面２ａおよび管８の端
部の２０回の写真露光が異なる角度で行なわれる。

完全に水平な平面内で変位されるアーム１４の異なる位
置は、カメラか非常に異なる角度で容管８の端部の少な
くとも２つの画面を得ることができるように定められる
。

かくして、アーム１４の変位プログラムは十分なオーバ
ーラツプで管状プレート全体を走査するように定められ
る。

第２図はカメラ１５を、図示の位置では光軸とある角度
をなすような透視半径の管８を撮影することができる開
口角で示している。この特定の管８の少なくとも２番目
の露光が異なる透視角度で行なわれる。

第４図は、管状プレートの表面２ａの平面内で管８の端
部の位置、また水タンク内での異なる露光に対応した帯
域の輪郭を示している。

管８の端部５１は露光帯域５２および露光帯域５３の両
方に含まれる。

従って、この端部５１は異なる透視角度で得られる２つ
の異なる画面に現われる。

管状プレートの画面を全てとった後、カメラ１５を取出
してその感光板を抜き出しかつこれを現像し、一定のオ
ーバーラツプで５２．５３のような異なる帯域の画面に
相当する管状プレートの主表面２ａ全体の写真を得る。

これらの写真を、管状プレートおよび管の端部の表示ス
ケールが完全に一定であるように現像しかつ焼つけする
。

露光を行う瞬間にカメラの位置を正確に定める２つのパ
ラメータ（角度および延び半径）は５２または５３のよ
うな露光帯域に相当する写真の各々と関連している。

これらの写真を、各々立体写真測量法による調査をする
ことができる、−列の管を示す対に分類することができ
る。

非常に多くの写真の場合にプレートの縁部のうちの少な
くとも１つがこれらの写真に現われていれば、管を写真
で完全に識別することができるということは注目される
べきである。

管状プレートの丸い縁部に対する管の特定位置により、
写真に写った管の位置をすばやくかつ明確に定めること
ができる。

管状プレートは実際には矩形格子の形をしていて、この
格子のそれ自体の中に管の座標および位置が構成される
。同様に、立体写真測量法による調査を受ける特定の管
の近くに位置決めされた管の間の間隔の測定を考慮して
、この管が見える透視角度を定めることができる。管の
間の間隔は管状プレートの格子では事実上完全に一定で
あり、この間隔はカメラの光軸の位置に近い管について
は使用スケールの精度内に保たれる。

写真の実際の立体写真測量法による調査は操作者の遠隔
操作でこれらの写真の相対変位および配向装置を備えた
公知の装置により行なわれ、これら２回の露光の重畳像
がスクリーンに映される。

カメラの位置が各露光ごとに正確にわかり、また透視角
度が容管ごとに正確にわかるため、容管ごとの写真の対
およびそれらの相対的配向の選択を予め定め得る。

管８の端部の寸法形状の調査および検査については、管
状プレートおよびこれらの管端部を蒸気発生器の帯域の
外側で非常に良好な条件で調査する写真測量法の像が利
用できる。

操作者により得られる浮彫り像により、管の道路直径を
測定できるばかりか管の端部および管の端部が受けた変
形も直接調査できる。

これらの測定を行うためには、復元像のスケールを考慮
するだけでよく、これは細部が非常に正確に知られてい
る実際の寸法形状の像に示されるため、特に容易である
。例えば、管状プレートのせん孔中心に相当する管の軸
線間の間隔は知られている。

かくして、写真を管の各々の視覚調査および復元像につ
いての測定のために使用することができる。

また、写真から得られたデータをコンピュータのプログ
ラム用の入力データとして使用して検査すべきパラメー
タを得て表示し、或いは記録することができる。

従って、本発明による方法および装置の主な利点は、運
転中の蒸気発生器の管状プレートの中の管の端部の点検
を、係員を蒸気発生器の水タンク内の照射にさらすこと
なしに行なうことができること、及びこれらの管につい
ての極めて正確な測定をこれらの測定にあてることがで
きる時間を何ら限定しないで行なうことができること、
並びに所定の瞬時における蒸気発生器の管状プレートの
状態を示す一組の資料を操作会社に対して役立たせるこ
とができることにあることが分かる。□本発明は上記の
実施例に限定されない。

かくして、上記のものとは異なる種類および得られる像
の異なる立体写真測量性処理形態であるカメラの変位装
置の利用を考えることができる。

蒸気発生器の立体写真測量性調査は、管状プレートの主
表面の代わりに蒸気発生器の他の部分に適用してもよい
。

かくして、閉鎖カバーの形状および寸法を欠点のない方
法でこれらの開口部に適合させるために蒸気発生器のマ
ンホールの形状および寸法を検査して記録することがで
きる。発生器のこれらの部分は、実際には、熱応力の作
用により変形を受け、その結果、蒸気発生器を組立った
ときに設けられたカバーは適さなくなる。同様に、寸法
上の検査（直径、ボルトの孔の直径および垂直性）およ
び水が一次配管に存在するにもかかわらず、発電所を稼
動停止するとき、水タンクの中に入れることができるよ
うな方法で漏れ防止閉鎖カバーを嵌めることができる一
次パイブの連結具の閉鎖リング７ａの平坦性についての
検査を行うことができる。

最後に、本発明は、端部が水タンク内の管状プレートの
一方の面上に達する巣状の管を収容した任意の蒸気発生
器の光学制御の場合に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は加圧水型原子炉の蒸気発生器の底部分の分解斜
視図；第２図はカメラ装置が操作位置にある第１図に示
された蒸気発生器の水タンクの一部の垂直方向平面の断
面図；第３図はカメラを変位させる装置よりなる組立体
の分解斜視図；第４図は蒸気発生器の管状半プレートの
第２図に矢印Ａの方向における下から見た図である。 ■・・・外ケーシング、２・・・管状プレート、３・・
・水タンク、５・・・垂直隔壁、７・・・開口部、７ａ
・・・閉鎖リング、８・・・管、９・・・カバー、１ｏ
・・・点検用開口部すなわちマンホール、ＩＩ・・・カ
メラ装置、１２・・・留め部材、１３・・・固定アーム
、１４・・・可動アーム、１５・・・カメラ、１７・・
・枢軸ピン、２ｏ・・・モータ組立体。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）端部が管状プレート２内に固定されていて上記管
   状プレート２の一方の表面すなわち主表面２ａと面一に
   位置する巣状の管８と、少なくとも１つの開口部１０を
   壁部に有する半球形の水タンク３とを備え、上記タンク
   の内部空間が管状プレート２の主表面２ａおよび管８の
   内部と連通している蒸気発生器の管の端部の形状および
   寸法を光学的に検査する方法において、 感光板を備えた写真カメラ１５を、その光軸が、変位中
   、一定の方向と実質的に平行なままであるように水タン
   ク３内に管状プレート２と平行に設置し； 調査しなければならない管８の各々の異なる角度での少
   なくとも２つの画面を得るように、異なる位置において
   カメラ１５で管状プレート２の主表面２ａの露光を次々
   に行い； 水タンク３から取出された感光板により、管状プレート
   ２の主表面２ａおよび管８の端部の写真像を所定のスケ
   ールで作り； 検査すべき各管８の端部の立体画面を得るように写真の
   像を対をなして配向しかつ配列し；管８の各々について
   得られる立体画面についての測定および観察を蒸気発生
   器の帯域の外側で行う、ことを特徴とする検査方法。
2. （２）カメラ１５を、その光軸を常に垂直方向のままに
   した状態で、水平な平面内で変位させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項に記載の検査方法。
3. （３）カメラ１５を水平な平面内で連続した回転および
   移送により変位させることを特徴とする特許請求の範囲
   第（２）項に記載の検査方法。
4. （４）検査すべき管に相当する透視半径の方向を管の間
   の間隔の測定および比較によって定めることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項、第（２）項および第（３
   ）項のうちのいずれかの項に記載の検査方法。
5. （５）立体画面のスケールを管の像の間の間隔の測定と
   管の間の実際の間隔との比較によって定めることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）項、第（３
   ）項および第（４）項のうちのいずれかの項に記載の検
   査方法。
6. （６）蒸気発生器１の水タンク３のマンホール１０また
   は閉鎖リング７ａの形状および寸法を光学的に検査する
   方法において、マンホール１０または閉鎖リング７ａの
   写真を異なる角度で少なくとも２つ撮り、相応の写真の
   画面を同じスケールで作り、異なる角度で撮られた２つ
   の写真の画面を配置しかつ配向してマンホール１０また
   は閉鎖リング７ａの立体画面を得、この画面について観
   察および測定を行うことを特徴とする方法。
7. （７）蒸気発生器の管８の端部の形状および寸法を光学
   的に検査する装置において、カメラ装置を備え、このカ
   メラ装置は、 蒸気発生器１の水タンク３のマンホール１０内に固定さ
   れて前記検査装置を上記水タンク３の中に固定する留め
   具１２と； 蒸気発生器の管状プレート２の下方で該管状プレートと
   平行に留め具に固定された固定アーム１３と； アーム１３に回転運動自在に設けられ、かつ最大延び位
   置の一部と引込み位置との間で軸線方向に移動できる部
   分１４ｃを有するアーム１４と； 光軸が管状プレート２に対して直角であり、可動アーム
   １４の部分１４ｃの端部に固定されたカメラ１５と； 蒸気発生器の水タンク３の外側から制御され、アーム１
   ４を回転運動で変位させ、そして上記アーム１４の部分
   １４ａを並進運動で変位させる装置と、よりなることを
   特徴とする検査装置。
8. （８）固定アーム１３に対する可動アーム１４の位置を
   制御する装置３５を備えていることを特徴とする特許請
   求の範囲第（７）項に記載の検査装置。