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発明の名称 移動装置及び原子炉内作業方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−315486(P2003−315486A)
公開日 平成15年11月6日(2003.11.6)
出願番号 特願2002−118680(P2002−118680)
出願日 平成14年4月22日(2002.4.22)
代理人 【識別番号】100087332
【弁理士】
【氏名又は名称】猪股 祥晃 (外2名)
【テーマコード(参考)】
2G075
【Fターム(参考)】
2G075 AA03 BA17 CA07 CA25 DA15 FA13 FA16 FC14 GA02 GA24 
発明者 島村 光明
要約 課題
原子炉圧力容器内の下鏡狭隘部を自在に走行して炉内構造物や機器の点検、検査または洗浄作業を行う。

解決手段
第1の単列クローラモジュール13と第2の単列クローラモジュール14を回転自在な関節機構15により連結する。関節機構15は旋回軸回転関節16、水平軸回転関節17及び垂直軸回転関節18からなっている。第1の単列クローラモジュール13と第2の単列クローラモジュール13,14には相対的に水平面上で回転させる回転駆動機構が搭載される。原子炉圧力容器内の下鏡の狭隘部を走行する場合には、関節機構15を軸心として第1の単列クローラモジュール13と第2の単列クローラモジュール14とがくの字型に折れ曲がり、スタブチューブ等の障害物を避けて走行することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】 第1の単列クローラモジュールと、第2の単列クローラモジュールと、前記第1の単列クローラモジュールと前記第2の単列クローラモジュールとをそれぞれの長手方向に連結する回転自在な関節機構と、前記第1の単列クローラモジュールと前記第2の単列クローラモジュールを前記関節機構を介して相対的に平面上で回転させる回転駆動機構とを具備したことを特徴とする移動装置。
【請求項2】 前記回転自在な関節機構は、直交する3軸まわりに回転することを特徴とする請求項1記載の移動装置。
【請求項3】 内部を気体で満たしたフロートを具備してなることを特徴とする請求項1記載の移動装置。
【請求項4】 外圧により縮小し、内圧により膨張するフロートを具備してなることを特徴とする請求項1記載の移動装置。
【請求項5】 画像センサと、この画像センサをパン方向及びチルト方向に回転自在な雲台とを具備したことを特徴とする請求項1記載の移動装置。
【請求項6】 ブラシ及び吸引ノズルを有する吸引洗浄装置を具備したことを特徴とする請求項1記載の移動装置。
【請求項7】 検査対象部位に倣わせるための超音波探触子を具備したことを特徴とする請求項1記載の移動装置。
【請求項8】 請求項1ないし7記載の移動装置を、原子炉圧力容器内水中において燃料集合体、燃料支持金具、制御棒、制御棒案内管を撤去した後、炉心支持板の穴から吊り下ろして、前記原子炉圧力容器の下鏡上に設置し、前記第1の単列クローラモジュールと前記第2の単列クローラモジュールの相対的な角度を能動的に変えるとともに、前記各々のクローラモジュールの駆動力によって前記下鏡上を移動し、前記作業装置により前記原子炉圧力容器内での作業を行うことを特徴とする原子炉内作業方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば沸騰水型原子炉(以下、BWRと記す)における原子炉圧力容器内または炉内構造物の点検、検査または洗浄等の保守作業を行うのに好適した移動装置及び原子炉内作業方法に関する。
【0002】
【従来の技術】BWRにおける原子炉圧力容器内に設置される炉内構造物等の機器は図4に示したように配置されている。図4はその要部を部分的に概略図で示したもので、図4中、符号1は下鏡を部分的に示しており、下鏡1は筒状原子炉圧力容器の下鏡開口部を閉塞するものである。下鏡1には多数本のスタブチューブ2が取り付けられ、これらのスタブチューブ2を貫通して制御棒駆動機構(以下、CRDと記す)ハウジング3が溶接されている。CRDハウジング3の先端部に制御棒案内管4が据え付けられている。CRDハウジング3内にはCRD(図示せず)が設置されている。
【0003】制御棒案内管4は炉心支持板5の孔6を貫通し突出して炉心支持板5に支持されており、制御棒案内管4の上部開口部に燃料支持金具7が挿脱自在に設けられている。制御棒案内管4及び燃料支持金具7は炉心支持板5に設けられた位置決めピン(図示せず)にそれぞれのラグが挿入され固定されている。
【0004】制御棒案内管4内部には水平断面十字形の制御棒8が昇降自在に設けられ、制御棒8の下端はCRDの上端に連結されており、制御棒案内管4の上端から燃料集合体9同士の間隙に制御棒8を挿入することができる。
【0005】燃料支持金具7の上部は4体の燃料集合体9の下部タイプレートを支持し、燃料集合体9の上部は上部格子板10により支持されている。なお、図4中、符号11は下鏡1に取り付けられたインコアハウジング、12はインコア案内管で、インコアハウジング11を挿通して炉心支持板5までの間に設けられている。
【0006】ところで、原子炉圧力容器の下鏡1を洗浄、点検、検査等の保守作業を行う場合、前述したように下鏡1には多数本のスタブチューブ2やインコアハウジング11が林立し、下鏡1は傾斜した湾曲面であるため、各種の作業装置を搭載した走行台車を使用して作業するには困難を伴う。
【0007】そこで、従来、上記保守作業を行う場合には各種の作業装置を長尺のポール先端部に取り付け、作業員がポールを原子炉圧力容器の上方から吊り下ろし、上部格子板10、炉心支持板5の穴6を通過させて操りながら作業員が手作業により行っている。
【0008】また、炉心支持板5の穴6が通過可能な長尺の筐体内に、各種の作業装置の移送、位置決めを行うマニピュレータや、送り込み機構を組み込み、この装置を炉心支持板5上やCRDハウジング3上に設置して各種の作業を行っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、原子炉圧力容器内の各種の作業を作業員の手作業により行う場合は、水中下約25m程度の位置で、長尺のポールを操らなければならないので、非常に作業性が劣り、時間と労力を要する課題がある。
【0010】また、炉心支持板5の穴6が通過可能な長尺の作業装置を炉底部に設置して作業を行う場合は一つの設置位置から作業可能な範囲は限られており、設置位置を変更するには長尺で大型の装置を炉心支持板5の穴6、上部格子板10を通過させて上部格子板10の上に装置全体を吊上げてから次の設置位置に移動しなければならないので、これも時間と労力を要する課題がある。本発明は上記課題を解決するためになされたもので、保守作業を効率的に行うことができる移動装置及び原子炉内作業方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、第1の単列クローラモジュールと、第2の単列クローラモジュールと、前記第1の単列クローラモジュールと前記第2の単列クローラモジュールとをそれぞれの長手方向に連結する回転自在な関節機構と、前記第1の単列クローラモジュールと前記第2の単列クローラモジュールを前記関節機構を介して相対的に平面上で回転させる回転駆動機構とを具備したことを特徴とする。
【0012】請求項2に係る発明は、前記回転自在な関節機構は、直交する3軸まわりに回転することを特徴とする。請求項3に係る発明は、内部を気体で満たしたフロートを具備してなることを特徴とする。
【0013】請求項4に係る発明は、外圧により縮小し、内圧により膨張するフロートを具備してなることを特徴とする。請求項5に係る発明は、画像センサと、この画像センサをパン方向及びチルト方向に回転自在な雲台とを具備したことを特徴とする。
【0014】請求項6に係る発明は、ブラシ及び吸引ノズルを有する吸引洗浄装置を具備したことを特徴とする。請求項7に係る発明は、検査対象部位に倣わせるための超音波探触子を具備したことを特徴とする。
【0015】請求項8に係る発明は、請求項1ないし7記載の移動装置を、原子炉圧力容器内水中において燃料集合体、燃料支持金具、制御棒、制御棒案内管を撤去した後、炉心支持板の穴から吊り下ろして、前記原子炉圧力容器の下鏡上に設置し、前記第1の単列クローラモジュールと前記第2の単列クローラモジュールの相対的な角度を能動的に変えるとともに、前記各々のクローラモジュールの駆動力によって前記下鏡上を移動し、前記作業装置により前記原子炉圧力容器内での作業を行うことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】図1により本発明に係る移動装置の第1の実施の形態を説明する。図1は本実施の形態に係る移動装置の正面図で、図1中、符号13は第1の単列クローラモジュール、14は第2の単列クローラモジュールである。
【0017】第1の単列クローラモジュール13と第2の単列クローラモジュール14とは回転自在な関節機構15によりそれぞれの長手方向に連結されている。回転自在な関節機構15は旋回軸回転関節16と、水平軸回転関節17及び垂直軸回転関節18とからなり、直交する3軸まわりに回転する。そして、垂直軸回転関節18に回転駆動機構を取り付ける。これにより第1の単列クローラモジュール13と第2の単列クローラモジュール14を相対的に水平面上で回転させて全体の姿勢を変えることができる。
【0018】すなわち、垂直軸回転関節18には回転駆動機構としての大径歯車19と、大径歯車19に噛合する小径歯車20及び回転モータ21が取り付けられる。小径歯車20は回転モータ21の回転軸に取り付けられている。回転モータ21は第2の単列クローラモジュール14の上板22に取付部材23を介して搭載されている。
【0019】第1の単列クローラモジュール13の上板24には雲台25が搭載され、雲台25に照明付きCCDカメラ(画像センサ)26が回転自在に取り付けられている。雲台25は目視点検用の照明付きCCDカメラ26をパン(左右)方向とチルト(上下)方向に向きを変えるためのものである。
【0020】本実施の形態によれば、二つの単列クローラモジュール13,14を直交する3軸まわりに回転自在な関節機構15によりそれぞれの長手方向に連結し、各クローラモジュール13,14を関節機構15を介して平面上で回転させて全体の姿勢を変えることによって自在に移動することができる。また、各々の単列クローラモジュール13,14は単列であり、幅を取らないので、細長く構成することができ、狭隘部を通過する場合には、くの字型に変形させることができ、有利な形状となっている。
【0021】さらに、クローラモジュールを駆動するモータは回転するクローラベルト27内に配置することができるので、クローラモジュールの重心を低くでき、原子炉圧力容器下面の傾斜した湾曲面を有する下鏡1上でも転倒することなく、十分な駆動力を確保することができる。
【0022】つぎに、図2、図3及び図4を参照して本発明に係る原子炉内作業方法の第1の実施の形態を説明する。本実施の形態は図1で説明した移動装置により原子炉圧力容器内の下鏡1上を移動して原子炉圧力容器内底部の保守作業を行う例である。
【0023】図2及び図3は図1に示した構成の原子炉内移動装置が原子炉圧力容器内下鏡上1のスタブチューブ2やインコアハウジング11まわりの狭隘部を移動、つまり走行して作業する状態を模式的に示したもので、図2及び図3は図4中A−A矢視方向から見た概略的上面図である。
【0024】本実施の形態ではまず、図4において、燃料集合体9、燃料支持金具7、制御棒8、制御棒案内管4を撤去した後に原子炉圧力容器内上方から原子炉内移動装置を上部格子板10、炉心支持板5を通過させ下鏡1上に設置する。この場合、前進、後進のみの移動であれば第1及び第2の単列クローラモジュール13,14が相対的に直列のままで各クローラモジュールを駆動して移動することができる。
【0025】しかし、図2に示すように下鏡1上でスタブチューブ2に回り込む場合には、回転モータ21を回転し単列クローラモジュール13,14の相対的な向きを変えて移動装置全体がくの字に変形するように制御する。この状態で各クローラモジュール13,14を駆動すれば移動装置は図2の矢印の方向に進みスタブチューブ2に回り込むことができる。また、図3に示すようにインコアモニタハウジング11をかわしながら回り込む場合には上記と同様にして移動装置全体が回転自在な関節機構15を中心軸としてくの字に変形するように制御すれば、移動が容易となる。
【0026】また、本実施の形態では目視用の照明付きCCDカメラ26を搭載することにより、下鏡1上の状況や原子炉圧力容器とスタブチューブ2との溶接部や原子炉圧力容器とインコアハウジング11の溶接部の目視検査作業を行うことができる。また、ブラシや吸引ノズルを有する吸引洗浄装置(図示せず)を搭載した場合には、下鏡1上を吸引洗浄作業を行うことができる。また、超音波探触子を搭載し、この超音波探触子を原子炉圧力容器とスタブチューブ2との溶接部や原子炉圧力容器とインコアハウジング11などの検査対象部位に倣わせながら溶接部の超音波探傷検査作業を行うことができる。
【0027】本実施の形態によれば、移動装置が小型で自走移動可能なので原子炉圧力容器内下鏡上においてスタブチューブ間やスタブチューブとインコアハウジング間の狭隘部を通過することができる。また、重心が低く構成されているので、傾斜した湾曲面や凹凸面上でも転倒することなく、安定した移動性能を確保することができる。従って、移動装置を下鏡1上の一箇所へ設置して広範囲の洗浄、点検、検査等の保守作業が可能であると共に、短時間で設置位置の変更が可能であり、洗浄、点検、検査といった原子炉圧力容器内底部の保守作業を効率的に行うことができる。
【0028】次に本発明に係る移動装置及び原子炉内作業方法の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は第1及び第2のクローラモジュール13,14にフロート(図示せず)を搭載したことにある。フロートとは、内部に空気などの気体を満たした一種の「浮き」であり、移動装置全体に浮力を供給するものである。このフロートにより、原子炉内移動装置の重心位置が高くなった場合、下鏡1の傾斜面や凹凸面上の走行時の転倒を防止することができる。従って、傾斜面や凹凸面上でも安定した駆動力を確保することができる。
【0029】また、第1及び第2のクローラモジュール13,14に搭載するフロートを、水中での水圧(外圧)により縮小し空気圧(内圧)を印加することで膨張可能に構成する。例えば膨張した時の形状を保つガイドを備えた水密のジャバラにより構成することもできる。そして、図示しないポンプ等によりフロート内に適量の空気圧が加わるよう制御する。
【0030】下鏡1上は水面下約25m程度の位置にあり、通常は水圧によりフロートは縮小している。そして移動装置が傾斜面で転倒した時だけ空気圧を印加してフロートを膨張させ、浮力により移動装置を復帰させクローラの駆動面を下鏡1上へ接触させる。従って、通常時はフロートの浮力による水中重量を減少させないで済むのでクローラモジュールの駆動力を最大限に確保することができる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、狭隘部での保守作業を効率的に行うことができる。




 

 


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