JPS63309854A

JPS63309854A - スライド移動式配管群自動検査装置

Info

Publication number: JPS63309854A
Application number: JP62146436A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tanimoto; 谷本　健一
Original assignee: Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Current assignee: Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1988-12-16
Also published as: JPH0551862B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は密集した多数の配管群を保守、点検するための
検査装置に係わり、特に配管群内部の狭隘な空間を渡り
歩きながら自動的に検査を行うスライド移動式配管群自
動検査装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に原子炉は各定期検査時に機器の健全性の確認を行
っており、原子炉−次系の検査は原子力発電所特有な放
射線環境下での作業であるため、作業者の被曝低減と検
査時間の短縮を図ることが重要な課題であり、センサを
備えた遠隔移動装置が使用されている。

第８図は新型転換炉の原子炉−次冷却系を示す斜視図で
、８１は原子炉、８２は圧力管集合体、８３はカランド
リアタンク、８４は入口管、８５は出口管、８６は蒸気
ドラム、８７は主蒸気管、８８は下降管、８９は再循環
ポンプ、９０は下部ヘッダーである。

図において、原子炉８１の入口管８４と出口管８５は、
それぞれ２００本以上配管され、溶接シーム数は、出口
管の場合で３０００弱、入口管の場合で４０００強、計
７０００余にも達している。

小口径の配管群で構成した出口管群は、配置ピンチが水
平引き回し部で２４Ｏｎ＋Ｘ１５０ｍ〜２５０ｆｌ、藤
気ドラム周りと垂直部で４１０ｆｌ、入口管群の配管ピ
ッチは、水平引き回し部で２００ｎＸ１２０ｗｍ〜２５
０ｎ、下部へグー周りと垂直部で２００　ｍｌである。

このように出入口管の配管群内部は狭隘で検査員が接近
して検査を行う作業空間がなく、周囲の放射線レベルは
比較的高く、このため検査員の被曝線量の低減と検査時
間の短縮、さらに配管群内部まで検査する検査範囲の拡
大を図ることを目的とした遠隔自動式の検査装置の開発
が望まれていた。

そこで、出入口管群の検査の実施や検査装置の開発に当
たって、従来障害物とみなされてきた出入口管の配管群
を、逆に検査装置の足場として積極的に利用し配管群を
遠隔操作によって自動的に渡り歩く遠隔自動式検査装置
の試作・開発が行われている。

第９図はこのような出口管用遠隔自動検査装置の全体構
成を示す図、第１０図は出口管用の遠隔自動式検査装置
の配管渡り歩きの様子を示す図で、図中、９１は制御装
置、９２はデータ、表示装置、９３は遠隔移動装置、９
４．９５．９６は配管、９７．９８はヨーク、９９〜１
０２はクランプ装置、１０３はアームである。

第９図において、遠隔移動装置９３は、制御装置９１に
より遠隔制御され、配管に沿ってスライドすると共に、
直交方向に渡り歩いて移動し、配管をクランプした状態
で配管の検査を行っている。

このときの検査装置の位置や検査結果等のデータは表示
装置９２に表示されると共に、記憶し蓄積される。

次に、第１０図により遠隔移動装置９３の動作について
説明する。

ヨーク９７．９８の両端には、それぞれ配管の間隔と同
じ間隔でクランプ装置９９．１０ｏ及び１０１．１０２
が設けられ、これらは制御語Ｍ９１からの制御信号によ
り先端部を開閉し、配管を掴んだり、離したりするよう
に構成されている。

また、ヨーク９７．９８間はアーム１０３により連結さ
れ、一方のヨークにおけるアーム連結点を中心とし、ア
ーム長を半径として他方のヨークが半円を描くようにス
イングする構成となっている。

第１０図（イ）の状態では、ヨーク９７．９８のクラン
プ装置９９．１００、及び１０１．１゜２は配管９４．
９５上にあってこれを把持している。次に、第１０図（
ロ）の状態においては、クランプ装置９９．１００を開
き、ヨーク９８におけるアーム１０３の支点を中心に半
円を描くようにヨーク９７をスイングさせ、第１０図（
ハ）に示すように、クランプ装置９９．１００を隣接す
る配管９５．９６上に移動し、クランプを閉じて配管９
５．９６を把持する。次に第１０図（ニ）に示すように
、クランプ装置１０１．１０２を開き、ヨーク９７にお
けるアーム１０３の連結点を中心に半円を描くようにヨ
ーク９８をスイングさせ、第１０図（ホ）に示すように
、クランプ装置１０１．１０２も隣接する配管９５．９
６上に移動し、クランプを閉じて配管を掴持する。以後
、この動作の繰り返しにより所望の配管位置へ移動する
ことができる。

なお、第１０図（イ）又は第１０図（ホ）の状態でクラ
ンプ装置９９．１００を開き、スライド装ｆｆ１０４を
駆動することによってヨーク９８を配管の軸方向にスラ
イド軸のストローク分（試作装置は１０ｍｍ）だけ進め
て停止し、クランプ装置９９．１００を閉じる。

次にクランプ装置１０１．１０２を開き、スライド装置
を再び駆動することによってヨーク９７を配管の軸方向
（ヨーク９８の方向）にスライド軸のストローク分だけ
進めて停止し、クランプ装置１０１，１０２を閉じる。

この繰り返し動作を行うことにより、装置は配管の軸方
向を移動することができる。また、上記の逆の動きもで
きるので、配管の軸方向のどちらの方向にも進むことが
できる。

本試作装置は、スライドストロークを１０ｆｌとしてい
るが、スライドストローク距離を長くすれば、１回の動
作で長い範囲を移動することが可能である。

このように、作業員が初期設定位置へ取り付けた後は、
遠隔操作による前述の動作の繰り返しにより配管を自動
的に渡り歩きながらその都度検査を行い、全ての検査を
終了すると逆移動して初期設定位置へ帰って来る〔発明が解決すべき問題点〕しかしながら、このような遠隔移動装置は配管群の周囲
の空間として、配管ピンチに装置の高さも含めた移動空
間、例えば出口配管では約５００鶴が必要であるので、
出入口管群の水平引き回し部等の周囲空間の狭い配管群
内部への適用は困難であった。

本発明は上記問題点を解決するためのもので、配管ピン
チが異なっていても、配管ピンチの取りつけ精度に左右
されずに配管群を移動でき、狭隘で放射線レベルが比較
的高い配管群内部の検査も行うことができる検査範囲の
拡大を図ることの可能なスライド移動式配管群自動検査
装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕そのために本発明のスライド移動式配管群自動検査装置
は、１組のクランプ装置が設けられると共に、クランプ
装置のリフト用駆動部を有し、少なくとも一方が配管周
方向、配管軸方向を走査して検査する検査装置を備えた
第１、第２のヨークと、第１、第２のヨーク間に設けら
れ、第１のヨークがスライドするレールを有するスライ
ド駆動部材と、スライド駆動部材に固定され、第２のヨ
ーク間と可動的に連結する配管軸方向駆動部材とを備え
、一方のヨークのクランプ装置をクランプ状態にし、他
方のヨークのクランプ解除後クランプ装置を検査対象配
管外にリフトアップしてスライド駆動部材によりスライ
ドさせ、検査位置セント時に検査対象配管部へリフトダ
ウンしてクランプし、次に一方のヨークのクランプ解除
後リフトアップし、前記検査対象配管部へリフトダウン
してクランプする操作を順次行うことにより配管群を移
動して検査することを特徴とする。

〔作用〕

本発明のスライド移動式配管群自動検査装置は、２つの
ヨークにそれぞれ１組のクランプ装置を設け、移動時、
一方のヨークのクランプ装置で配管をクランプしておき
、他方のヨークのクランプを解除してリフトアップし、
この状態で該ヨークを配管１ピッ千分スライドさせてク
ランプ装置をすフトダウンさせてクランプし、次に前記
一方のヨークのクランプ装置のクランプを解除してリフ
トアップし、同様に１ピンチ分スライドさせてリフトダ
ウンしてクランプし、順次配管を渡り歩いて検査を自動
的に行う。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明によるスライド移動式配管群自動検査装
置の一実施例の斜視図、第２図は第１図のスライド移動
式配管群自動検査装置の配管渡り歩きの様子を示す図で
、１，２はヨーク、３はスライド駆動部材、４はレール
、５．６はリフト用駆動部、７．８．９．１０はクラン
プ装置、１１．１２はエアシリンダ、１３は検査装置、
１４はＹ軸駆動部材、１５．１６はガイド、１７．１８
は端部プレート、１９．２０．２１は配管である。

図において、ヨーク１、ヨーク２にはそれぞれクランプ
装Ｗ７．８及び９．１０が設けられており、これらのク
ランプ装置はエアシリンダ１１．１２によって矢印Ｅ方
向に駆動され、配管を把持したり、開放したりする。こ
れらクランプ装置の少なくとも１つの背後には検査装置
１３が設けられ、後述する駆動方法で矢印り方向、即ち
配管周方向（Ｘ軸）に走査されて配管の目視と体積検査
等を行うように構成されている。またヨーク１はスライ
ド駆動部材３に設けられたレール４に沿って矢印Ａ方向
にスライド可能になっており、このスライド駆動部材３
にはＹ軸駆動部材１４が固定され、これと機械的に連結
されている端部プレート１７にヨーク２が結合されてい
る。Ｙ軸駆動部材１４は端部プレート１７と１８間に設
けられたガイド１５．１６により、後述するボールネジ
駆動機構により矢印Ｂ方向に移動可能になっており、ガ
イドのストロークの範囲で配管軸方向の移動と、クラン
プ位置の補正ができるようになっている。

またヨーク１．２はリフト用駆動部５．６により、それ
ぞれ矢印Ｃ方向に９０６リフトアップして周囲の配管群
と干渉しないように固定され、またリフトダウンするよ
うに駆動される。

このような構成において、第２図（イ）に示すように配
管１９．２０を掴んでいるクランプのうち、ヨーク１の
クランプ７．８をアンクランプし、第２図（ロ）に示す
ようにリフトアップして固定する。次に、スライド駆動
部材３によりヨーク２を配管１ピッチ分レール４に沿っ
てスライドしく第２図（ハ））、ヨーク１を配管方向に
リフトダウンして配管２０．２１をクランプする（第２
図（ニ））。次に第２図（ホ）に示すように、ヨーク２
のクランプ装置９．１０をアンクランプし、ヨーク１の
場合と同様にリフトアップして固定する。次に、第２図
（へ）に示すように、コーク２をヨーク１と同じ位置ま
でスライドさせ、第２図（ト）に示すように、ヨーク２
も配管方向にリフトダウンして配管２０．２１をクラン
プする。以上の動作を繰り返すことにより検査に必要な
配管へと渡り歩くことができる。

検査に際しては、検査装置を配管周方向と配管軸方向に
走査してＴＶカメラや各種センサを使用して配管の目視
検査、体積検査等を行い、検査結果は図示しない表示装
置に表示すると共に、データ処理装置でデータ処理を行
う。

また配管掴み位置の補正は、一方のヨークのクランプ装
置をアンクランプしてＹ軸駆動部材により駆動し１位置
の補止の必要分だけＹ軸方向に移動してクランプし、次
に、他方のヨークのクランプ装置をアンクランプして、
一方のヨークの方向に同じ距離だけＹ軸駆動部材により
移動させてクランプする。なお、上記Ｙ軸方向の駆動を
繰り返すことによって、配管の軸方向に移動することが
できる。

なお、これら各装置の動きは、自動モード及び手動モー
ドで遠隔操作することができるが、これ以外にも装置自
体にマイクロコンピュータを内蔵させ、予め検査手順を
記憶させておいてそれに従って自動的に検査を進めるよ
うにしてもよい。

次に各部の構成についてさらに詳細に説明する。

第３図はクランプ機構を示す正面図であり、３１は固定
爪、３２はエアシリンダ、３３はギヤ、３４．３５はク
ランプ爪、３６．３７は配管である。

この実施例は１本のエアシリンダ３２で２個のクランプ
装置を作動して配管３６．３７をクランプするシリンダ
横一体化アーム直接駆動方式である。クランプ装置は、
２つのヨークに２組ずつ計４個設けられている。１個の
固定爪３１とギヤ３３を介して作動するクランプ爪３４
．３５によって配管群自動検査装置を配管に固定する。

クランプ爪の駆動はエアシリンダ３２で行われ、１つの
エアシリンダ３２で１組のクランプ装置が駆動され、こ
のエアシリンダは、例えば使用空気圧５〜７　ｋｇ／ｃ
＋Ｊ、シリンダストローク２５ｍｍ（Ｍａｘ）、クラン
プ力３０〜４０　ｋｇ　ｒである。クランプ完了確認は
、クランプ爪に取り付けたマイクロスイッチ（図示せず
）で行う。また、配管群自動検査装置が配管群を渡り歩
く時、或いは検査時に、クランプ内に内蔵したスプリン
グでクランプ状態を保持することができる。

第４図はリフト機構を説明するための図で、同図（イ）
はリフト機構の正面図、同図（ロ）は側面図であり、４
１はＤＣモータ、４２はヨーク、４３．４４はクランプ
爪、４５はエアシリンダ、４６はＣギヤ、４７はセンサ
、４８はＴＶカメラである。

本実施例においては、リフト機構は減速機付モータであ
るＤＣモータ４１の駆動軸を接続してヨークをリフトア
ップまたはリフトダウンするモータ直接駆動方式となっ
ている。リフト機構はヨーク４２にそれぞれ１つずつ設
けられ、アンクランプの状態でＤＣモータ４１を駆動し
てヨーク４２を９０度回転する（第４図（ロ））。リフ
トアップまたはリフトダウンのストローク端はマイクロ
スイッチで検出して、マイクロスイッチの作動によりリ
フト機構を自動的に停止する。

第５図はスライド機構を説明するための図で、同図（イ
）はスライド機構の平面図、同図（ロ）は側面図で、５
１．５２はヨーク、５３はスライド駆動部材、５４はロ
ッドレスシリンダ、５５は駆動部、５６はスライドレー
ル、５７．５８はクランプ爪、５９は配管である。

本実施例におけるスライド機構は、一方のヨーりを固定
し、他方のヨークをスライドするエアシリンダ駆動方式
である。スライドはエアを駆動源として、ロッドレスシ
リンダ５４の駆動部５５を駆動することによりヨーク５
１．５２をリフトアップしたままで出入口管の１ピッチ
分を渡り歩く。

ヨークのスライド位置は、シリンダストローク端に設け
られたマイクロスイッチ（図示せず）で検出する。そし
て、スライド機構とリフト機構とクランプ機構を交互に
組み合わせて駆動することにより、配管群を渡り歩くこ
とができる。

第６図は検査装置に設けられている各種センサを配管周
方向に駆動するＸ軸駆動機構を説明するための図で、同
図（イ）は正面図、同図（ロ）は平面図である。図中、
６１はＤＣモータ、６２はタイミングベルト、６３はＣ
ギヤ、６４．６５はピニオン、６６はクランプ爪である
。

本実施例のＸ軸駆動機構は、ＤＣモータ６１の出力軸か
らタイミングベルト６２を介して２個のピニオンでＣギ
ヤを回転するタイミングベルト駆動方式で、Ｃギヤ６３
がどの位置にあっても、少なくとも１個のピニオンがＣ
ギヤ６３と噛み合っているようにする。また、Ｘ軸方向
に３７０度（１０度ラップ）回転でき、回転速度（周速
）は、例えば１００〜５００　ｗｍ／ｍｉｎである。Ｘ
軸のストローク端は、Ｃギヤを取り付けたドッグがレバ
ーを介してマイクロスインチを作動することによりＸ軸
方向の動作を自動的に停止することで決められる。また
、Ｘ軸方向の位置はＤＣモータ６１の後部に取りつけた
エンコーダで検出し、検出パルス信号を制御装置へ伝送
し、制御盤上の位置表示装置にディジタル表示する。

第７図は配管方向であるＹ軸駆動機構を説明するための
図で、７１はＤＣモータ、７２は平歯車、７３はボール
ネジ、７４はＹ軸駆動部材、７５．７６はガイド、７７
．７８はヨーク、７９はスライド駆動部材である。

本実施例におけるＹ軸駆動機構は図に示すように、２本
のガイド７５．７６をガイドとして、Ｙ軸駆動用ＤＣモ
ータ７１の出力軸から平歯車７２を介してボールネジ７
３を回転させ、Ｙ軸駆動部材７４をＹ軸方向に移動する
ボールネジ駆動方式である。この場合、ヨーク７８をク
ランプし、ヨーク７７をアンクランプしてＤＣモータ７
１を駆動することにより、Ｙ軸駆動部材７４、スライド
駆動部材７９を介してヨーク７７が配管軸方向に押され
て移動する。また、ヨーク７７をクランプし、ヨーク７
８をアンクランプしてＤＣモータを駆動することにより
ヨーク７８を配管軸方向に移動させることができる。こ
の場合、ストローク端はマイクロスインチで検出してマ
イクロスインチの作動によりＹ軸方向の動作を自動的に
停止する。

また、Ｙ軸方向の位置はＤＣモータ７１の後部に取り付
けたエンコーダ（図示せず）で検出し、パルス信号で制
御装置へ伝送して制御盤の位置表示器にディジタル表示
する。こうして、センサをＹ軸方向に移動させることが
できる。

また、配管群自動検査装置が配管を渡り歩きながら移動
していく際に生じたＹ軸方向のずれ量の位置補正は、Ｙ
軸方向駆動機構を使ってＹ軸方向にずれた分だけ反対方
向に移動して位置補正することができる。

なお、上記実施例においては、検査装置本体にはＴＶカ
メラや超音波探触子等のセンサ類を搭載する場合につい
て説明したが、これ以外にも配管の保守を行う溶接治具
や補修治具等必要に応して検査装置本体に搭載するよう
にしてもよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、出入口管等の配管群外周
部の作業員が接近しやすい位置（初期設定位置）に検査
装置を取りつけるだけで、その後は制御盤からの自動ま
たは手動モードによる遠隔操作、または内蔵のマイクロ
コンピュータによって自動的に配管群を渡り歩いていく
ために、他の多くの出入口管の検査は人手を必要とせず
、手探傷に比べ大幅な被曝低減を図ることができる。従
来、配管群の外周部の溶接部、または手の届く範囲以外
の検査は困難であったが、配管群の内部を本発明の装置
によって自動的に渡り歩いて行きながら、その都度検査
を行うことができるために、溶接箇所の全ての検査が可
能となり、大幅な検査範囲の拡大が図れる。また、本発
明は配管を渡り歩く機能を有しているため、配管ピンチ
が異なっていても、配管の取りつけ精度には左右されず
に配管群を渡り歩くことができ、従来のものと比べ配管
にクランプする際のクランプ機構の動きが小さい空間で
済むので、さらに配管群内部の検査範囲の拡大を図るこ
とができる。また、配管の軸方向にも移動できるので溶
接箇所がずれていても検査が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスライド移動式配管群自動検査装
置の一実施例の斜視図、第２図は第１図のスライド移動
式配管群自動検査装置の配管渡り歩きの様子を示す図、
第３図はクランプ機構を示す正面図、第４図はリフト機
構を説明するための図で、同図（イ）はリフト機構の正
面図、同図（ロ）は側面図、第５図はスライド機構を説
明するための図で、同図（イ）はスライド機構の平面図
、同図（ロ）は側面図、第６図は検査装置に設けられて
いる各種センサを配管周方向に駆動するＸ軸駆動機構を
説明するための図で、同図（イ）は正面図、同図（ロ）
は平面図、第７図は配管方向であるＹ軸駆動機構を説明
するための図、第８図は原子炉−次冷却系を示す斜視図
、第９図は出口管用遠隔自動検査装置の全体構成を示す
図、第１Ｏ図は出口管用の遠隔自動式検査装置の配管渡
り歩きの様子を示す図である。１．２・・・ヨーク、３・・・スライド駆動部材、４・
・・レール、５．６・・・リフト用駆動部、７．８．９
．１０・・・クランプ装置、１１．１２・・・エアシリ
ンダ、１３・・・検査装置、１４・・・Ｙ軸駆動部材、
１５．１６・・・ガイド、１７．１８・・・端部プレー
ト、１９．２０．２１・・・配管、３１・・・固定爪、
３２・・・エアシリンダ、３３・・・ギヤ、３４．３５
・・・クランプ爪、３６．３７・・・配管、４１・・・
ＤＣモータ、４２・・・ヨーク、４３．４４・・・クラ
ンプ爪、４５・・・シリンダ、４６・・・Ｃギヤ、４７
・・・センサ、４８・・・ＴＶカメラ、５１．５２・・
・ヨーク、５３・・・スライド駆動部材、５４・・・ロ
ッドレスシリンダ、５５・・・駆動部、５６・・・スラ
イドレール、５７．５８・・・クランプ爪、５９・・・
配管、６１・・・ＤＣモータ、６２・・・タイミングベ
ルト、６３・・・Ｃギヤ、６４．６５・・・ピニオン、
６６・・・クランプ爪、７１・・・ＤＣモータ、７２・
・・平歯車、７３・・・ボールネジ、７４・・・Ｙ軸駆
動部材、７５．７６・・・ガイド、７７．７８・・・ヨ
ーク、７９・・・スライド駆動部材。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１組のクランプ装置が設けられると共に、クラン
プ装置のリフト用駆動部を有し、少なくとも一方が配管
周方向、配管軸方向を走査して検査する検査装置を備え
た第１、第２のヨークと、第１、第２のヨーク間に設け
られ、第１のヨークがスライドするレールを有するスラ
イド駆動部材と、スライド駆動部材に固定され、第２の
ヨーク間と可動的に連結する配管軸方向駆動部材とを備
え、一方のヨークのクランプ装置をクランプ状態にし、
他方のヨークのクランプ解除後クランプ装置を検査対象
配管外にリフトアップしてスライド駆動部材によりスラ
イドさせ、検査位置セット時に検査対象配管部へリフト
ダウンしてクランプし、次に一方のヨークのクランプ解
除後リフトアップし、前記検査対象配管部へリフトダウ
ンしてクランプする操作を順次行うことにより配管群を
移動して検査するスライド移動式配管群自動検査装置。
（２）前記検査装置は、ＴＶカメラ、超音波探触子等各
種センサを備えている特許請求の範囲第１項記載のスラ
イド移動式配管群自動検査装置。
（３）前記検査装置は、溶接治具、補修治具を備えてい
る特許請求の範囲第１項記載のスライド移動式配管群自
動検査装置。
（４）前記検査装置の配管周方向の駆動は、モータによ
りタイミングベルトを介して駆動されるピニオンと噛み
合うＣ型ギヤにより行われる特許請求の範囲第１項記載
のスライド移動式配管群自動検査装置。
（５）前記ピニオンは複数設けられており、少なくとも
１つが常時Ｃ型ギヤと噛み合う特許請求の範囲第４項記
載のスライド移動式配管群自動検査装置。
（６）前記検査装置の配管軸方向の駆動は、モータ駆動
されるボールネジにより行われる特許請求の範囲第１項
記載のスライド移動式配管群自動検査装置。
（７）前記クランプ手段によるクランプは、エアシリン
ダにより直接作動するクランプ爪により行う特許請求の
範囲第１項記載のスライド移動式配管群自動検査装置。
（８）前記リフトアップ又はダウンは、減速機付きモー
タによりヨークを直接駆動することにより行う特許請求
の範囲第１項記載のスライド式配管群自動検査装置。
（９）前記スライドは、エアシリンダによりヨークを駆
動することにより行う特許請求の範囲第１項記載のスラ
イド式配管群自動検査装置。