原子炉内配管検査装置

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【発明の名称】	原子炉内配管検査装置
【発明者】	【氏名】高林順一
【要約】	【課題】原子炉内の狭隘部となっているヘッダと円環状配管との溶接部およびその近傍に対して前面的に非破壊検査を実施し、割れ等の欠陥の有無を正確に検査できるようにする。【解決手段】原子炉の炉内に突出するヘッダ５ａと、炉壁内面に沿って配置される円環状配管５ｂとの連結部分を炉内にて検査する原子炉内配管検査装置である。原子炉の上方から炉内に吊下され、ヘッダ５ａを基準として位置決め固定される固定手段１２と、この固定手段１２に設けられ、円環状配管５ｂの軸方向および周方向に沿う走査を行なうスキャナ手段１３と、このスキャナ手段１３に支持され、円環状配管５ｂとヘッダ５ａとの連結部を非破壊検査する検査ヘッド１４とを備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】原子炉の炉壁を貫通し、または炉内に突出するヘッダと、このヘッダに連結され、炉壁内面に沿って配置される円環状配管との当該連結部分を、炉内にて検査するための原子炉内配管検査装置であって、前記原子炉の上方から炉内に吊下され、前記ヘッダを基準として位置決め固定される固定手段と、この固定手段に設けられ、前記円環状配管の軸方向および周方向に沿う走査を行なうスキャナ手段と、このスキャナ手段に支持され、前記円環状配管と前記ヘッダとの連結部を非破壊検査する検査ヘッドとを備えたことを特徴とする原子炉内配管検査装置。
【請求項２】請求項１記載の原子炉内配管検査装置において、固定手段は、ヘッダの炉内中心側の表面に向って配置される基体と、この基体から突出し、前記ヘッダの上下面に当接して前記基体を当該ヘッダに着脱可能に固定するクランプ機構と、前記基体に設けられ、前記ヘッダの炉内中心側の表面に吸着できる吸着盤を有する吸着機構とを備えたことを特徴とする原子炉内配管検査装置。
【請求項３】請求項１または２記載の原子炉内配管検査装置において、スキャナ手段は、固定手段に送り機構を介して円環状配管の軸方向に沿う移動を行なう軸方向移動体と、この軸方向移動体に回転機構を介して支持され、前記円環状配管の外周面に沿って移動する周方向移動体とを備えたことを特徴とする原子炉内配管検査装置。
【請求項４】請求項３記載の原子炉内配管検査装置において、周方向移動体は円環状配管の外径より若干大径な円弧状のレールであり、このレールの一端側が軸方向移動体に回転機構を介して支持されるとともに、このレールの他端側が前記管状配管の炉壁側外周面まで回動可能とされ、かつ前記レールの他端側の内周面には、前記円環状配管の外周面との間に配置される肉薄な検査ヘッドが組み込まれていることを特徴とする原子炉内配管検査装置。
【請求項５】請求項１から４までのいずれかに記載の原子炉内配管検査装置において、検査ヘッドは超音波探傷用センサ、渦電流探傷用センサまたは外観観察用カメラからなる検査子を有し、この検査子は、ヘッダと円環状配管との連結部である二つの円筒形状が交差する三次元的形状の溶接線の全幅を観察し得る設定とされていることを特徴とする原子炉内配管検査装置。
【請求項６】上記請求項５記載の超音波探傷用センサは、複数の微細振動子を組み合わせたアレイ型探触子とし、前記各微細振動子は、励起タイミングのコントロールによりヘッダおよび円環状配管の材料中に入射する超音波の屈折角を任意に設定できるものであることを特徴とする原子炉内配管検査装置。

【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力発電プラントにおける炉心スプレイスパージャ、炉心スプレイライン、給水スパージャ等の原子炉内配管におけるヘッダと円環状配管との連結部分全体の非破壊検査を可能とした原子炉内配管検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば沸騰水型原子力発電プラントの停止期間中に、原子炉圧力容器内の点検を行う場合、原子炉圧力容器内を満水状態とし、原子炉ウェルの上方に据え付けられている燃料交換機上より点検器材を吊り下ろし、目的部位に接近させるのが通常の手段である。
【０００３】ところで、原子炉内構造物である例えば炉心スプレイスパージャは、原子炉圧力容器の炉壁を貫通し、または炉内に突出するヘッダと、このヘッダに連結され、炉壁内面に沿って配置される半周に亘る円環状配管とを溶接により連結し、これを２組、炉内の周方向全体に亘って配置した構成となっている。そして、この炉心スプレイスパージャは、炉心シュラウドの上部胴に例えば上下２段構成として隣接配置で据え付けられており、しかも上部胴の上側にはシュラウド上部リングが覆い被さり、下側には上部格子板が設置されている。
【０００４】このため、炉心スプレイスパージャの周囲部分は極めて狭隘な空間となっており、上述した点検器材の吊り下ろしによる接近は、極めて困難となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】炉心スプレイスパージャは上述したように、炉心シュラウドの上部に配置されて特に放射線照射を多く受ける炉内構造物である。そのうちでも、最近の観察により、ヘッダと円環状配管との溶接部が脆化の影響を受け易いと考えられ、当該部分の健全性確認の必要性が認められている。
【０００６】ところが、上述の如く炉心スプレイスパージャのヘッダと円環状配管との溶接部の周囲は狭隘空間で点検器材の接近が困難であり、通常手段では原子炉圧力容器の中心側からから接近できる範囲しか点検することができなかった。
【０００７】したがって、従来の技術においては、接近可能な範囲における原子炉内の中心側の面（正面）における表面に対してのみ、水中ＴＶカメラを使用した遠隔目視検査による点検が行える状況であり、その点検により一部についても万一欠陥が発見されたとしても、他の部位、特に円環状配管の炉壁側（背面側）の溶接部までに亘る全体の詳細な状況確認を実施することは極めて困難であった。
【０００８】なお、炉心スプレイスパージャ以外の炉内配管、例えば炉心スプレイライン、給水スパージャ等についても、その周囲は狭隘な空間となっており、炉心スプレイスパージャの場合と略同様の問題があった。
【０００９】本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、炉心スプレイスパージャ等の炉内配管の健全性確認について、正面側からの接近によりパイプと炉心シュラウドや上部格子板等の障害物との狭隘な隙間を通過させて確実に検査手段を接近させ、遠隔自動にて背面側までに亘って全体的に連続した検査が実施できる原子炉内配管検査装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、請求項１に係る発明では、原子炉の炉壁を貫通し、または炉内に突出するヘッダと、このヘッダに連結され、炉壁内面に沿って配置される円環状配管との当該連結部分を、炉内にて検査するための原子炉内配管検査装置であって、前記原子炉の上方から炉内に吊下され、前記ヘッダを基準として位置決め固定される固定手段と、この固定手段に設けられ、前記円環状配管の軸方向および周方向に沿う走査を行なうスキャナ手段と、このスキャナ手段に支持され、前記円環状配管と前記ヘッダとの連結部を非破壊検査する検査ヘッドとを備えたことを特徴とする原子炉内配管検査装置を提供する。
【００１１】なお、給水スパージャの場合には、円環状配管がティ継手により連結されるが、本明細書においては、このようなティ継手等も含めてヘッダ配管と表現する。
【００１２】請求項２に係る発明では、請求項１記載の原子炉内配管検査装置において、固定手段は、ヘッダの炉内中心側の表面に向って配置される基体と、この基体から突出し、前記ヘッダの上下面に当接して前記基体を当該ヘッダに着脱可能に固定するクランプ機構と、前記基体に設けられ、前記ヘッダの炉内中心側の表面に吸着できる吸着盤を有する吸着機構とを備えたことを特徴とする原子炉内配管検査装置を提供する。
【００１３】請求項３に係る発明では、請求項１または２記載の原子炉内配管検査装置において、スキャナ手段は、固定手段に送り機構を介して円環状配管の軸方向に沿う移動を行なう軸方向移動体と、この軸方向移動体に回転機構を介して支持され、前記円環状配管の外周面に沿って移動する周方向移動体とを備えたことを特徴とする原子炉内配管検査装置を提供する。
【００１４】請求項４に係る発明では、請求項３記載の原子炉内配管検査装置において、周方向移動体は円環状配管の外径より若干大径な円弧状のレールであり、このレールの一端側が軸方向移動体に回転機構を介して支持されるとともに、このレールの他端側が前記管状配管の炉壁側外周面まで回動可能とされ、かつ前記レールの他端側の内周面には、前記円環状配管の外周面との間に配置される肉薄な検査ヘッドが組み込まれていることを特徴とする原子炉内配管検査装置を提供する。
【００１５】請求項５に係る発明では、請求項１から４までのいずれかに記載の原子炉内配管検査装置において、検査ヘッドは超音波探傷用センサ、渦電流探傷用センサまたは外観観察用カメラからなる検査子を有し、この検査子は、ヘッダと円環状配管との連結部である二つの円筒形状が交差する三次元的形状の溶接線の全幅を観察し得る設定とされていることを特徴とする原子炉内配管検査装置を提供する。
【００１６】請求項６に係る発明では、上記請求項５記載の超音波探傷用センサは、複数の微細振動子を組み合わせたアレイ型探触子とし、前記各微細振動子は、励起タイミングのコントロールによりヘッダおよび円環状配管の材料中に入射する超音波の屈折角を任意に設定できるものであることを特徴とする原子炉内配管検査装置を提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられる炉心スプレイスパージャを検査対象とする炉心スプレイ検査装置として実施した場合について説明する。
【００１８】まず、図１～図５によって検査対象となる原子炉内配管構造を説明する。
【００１９】図１は、沸騰水型原子炉の定期検査時における原子炉圧力容器内の状況を示す概略図であり、図２は、図１のＡ部、すなわち炉心周囲部分を拡大して示す図である。
【００２０】これらの図１および図２に示すように、定期検査時には原子炉圧力容器１の上部蓋、気水分離器等の所要の機器が取外され、原子炉圧力容器１内には、炉心シュラウド２、ジェットポンプ３、上部格子板４、炉心スプレイスパージャ５、給水スパージャ６、炉心支持板７、炉心スプレイライン８等が存置されている。原子炉圧力容器１内は、その上方の原子炉ウェル１ａとともに炉水９により満水状態とされ、上方のオペレーションフロアに設置した燃料交換機１０から、吊下具１０ａを介して各種点検基材が機器が吊り下ろされる。
【００２１】図３は図２のＢ部、すなわち炉心スプレイスパージャ５部位をさらに拡大して示す図であり、図４は同部分を示す斜視図である。図５は、図４のＣ部、すなわち炉心スプレイスパージャ５のヘッダ５ａと円環状配管（以下、本実施形態においては「パイプ」と称する）５ｂとの連結部分を拡大して示す図である。
【００２２】これらの図に示すように、炉心スプレイスパージャ５は、炉心スプレイライン８に連結されて炉内に突出するヘッダ５ａと、このヘッダ５ａに連結され、炉壁内面に沿って配置される半周に亘るパイプ５ｂとを溶接部（溶接線）５ｄによって連結した構成とされている。ヘッダ５ａの正面には平坦なカバープレート５ｅが設けられている。また、パイプ５ｂには多数のノズル５ｃが配設されている。この半周の炉心スプレイスパージャ５が２組、炉内の周方向全体に亘って配置され、この全周分のものが炉心シュラウド２の上部胴２ｂに例えば上下２段構成として、互いに隣接配置で据え付けられている。上部胴２ｂの上側には、シュラウド上部リング２ａが覆い被さり、下側には上部格子板４が設置されている。
【００２３】炉心スプレイスパージャ５は、人がアクセスできる燃料交換機１０上から約２０ｍ下の水中に位置し、上述したようにシュラウド上部リング２ａと上部格子板４とに挟まれた狭隘な位置にある。したがって、従来の点検器材では炉内中心側の面（正面）からアクセスできるだけであり、パイプ５ｂの背面側まで含めた全周にわたって当該点検器材を接近させることは困難な構造となっている。
【００２４】さらに、この炉心スプレイスパージャ５の設置部位は、図示しないが燃料集合体の直上であるため、非常に強い放射線照射を受けており、特にその溶接部５ｄの近傍は放射線照射による材料劣化に伴う応力腐食割れ（ＳＣＣ）の感受性が高くなっている。そのうえ、ヘッダ５ａとパイプ５ｂとの溶接部５ｄに関しては、点検基材を接近させる空間が少ないうえ、その形状も三次元的に湾曲しているため、従来では欠陥発生の有無の確認を実施することが非常に困難な場所となっている。
【００２５】次に、図６～図１４によって、炉心スプレイ検査装置１１の構成および作用について説明する。図６および図７は炉心スプレイ検査装置１１の全体構成を示しており、図６は炉心スプレイスパージャ５への装着状態を示す側面図であり、図７は図６の平面図である。
【００２６】この炉心スプレイ検査装置１１は基本的に、原子炉圧力容器１の上方から炉内に吊下され、炉心スプレイスパージャ５のヘッダ５ａを基準として位置決め固定される固定手段１２と、この固定手段１２に設けられ、パイプ５ｂの軸方向および周方向に沿う走査を行なうスキャナ手段１３と、このスキャナ手段１３に支持され、パイプ５ｂとヘッダ５ａとの連結部である溶接部５ｄを非破壊検査する検査ヘッド１４とを備えている。
【００２７】固定手段１２は、ヘッダ５ａの炉内中心側の表面（正面）に向って配置される基体１５と、この基体１５から突出し、ヘッダ５ａの上下面に当接して基体をヘッダ５ａに着脱可能に固定するクランプ機構１６と、基体１５に設けられ、この基体１５をヘッダ５ａのカバープレート５ｅの表面に吸着させる吸着機構１７とを備えて構成されている。
【００２８】図８は、固定手段１２のクランプ機構１６を拡大して示す側面図であり、図９はクランプ機構１６の駆動構造および作用を示す説明図である。
【００２９】前記の図７およびこれらの図８、図９示すように、クランプ機構は、基体１５の一側面の上部に設けられた左右１対の固定爪１８と、同じく基体１５の一側面の下部に設けられた１本または左右１対のクランプ爪１９とを有している。固定爪１８は、ヘッダ５ａとその両側に連結されたパイプ５ｂとの２箇所の溶接部５ｄ間隔に対応する間隔で平行に基体１５に固定された平行棒状のものである。また、クランプ爪１９は複数の上向きの爪部１９ａを有しており、一端が水平な支点軸２０を介して基体１５に回動可能に支持されている。このクランプ爪１９が、基体１５に設けた駆動機構、例えばエアシリンダ２１に連結され、遠隔操作走査にエアシリンダ２１の駆動により、図９に示すように上下方向に駆動できるようになっている。
【００３０】そして、図８に示すように、クランプ機構１６の固定爪１８をヘッダ５ａの上面に当接させた後、エアシリンダ２１の駆動によりクランプ爪２３を上向きに回動させてヘッダ５ａを下側から挟み込むことにより、基体１５をヘッダ５ａに取り付けた状態とし、これにより基体１５ひいては装置全体を炉心スプレイスパージャ５に位置決め固定できるようになっている。
【００３１】図１０は吸着機構１７の構成を示す拡大図であり、図１１（Ａ）～（Ｅ）は吸着機構１７の動作を示す作用説明図である。
【００３２】この吸着機構１７は、ヘッダ５ａのカバープレート５ｅに吸着できる吸着盤２２を基体１５に進退可能に設けたものである。すなわち、基体１５に上下１対の水平な往復動作機構、例えばエアシリンダ２３，２４を設け、下側配置のエアシリンダ２３の駆動ロッド２３ａの先端を吸着盤２２の中心位置である頂部に連結するとともに、上側配置のエアシリンダ２４の駆動ロッド２４ａの先端を吸着盤２２の周縁部に連結してある。
【００３３】そして、図１１に示すように、両エアシリンダ２３，２４により吸着盤２２を引き戻した状態から（同図（Ａ））、両エアシリンダ２３，２４により吸着盤２２をカバープレート５ｅ側に押し出して一端強く圧着させ（同図（Ｂ））、この後、吸着盤２２の周縁部をカバープレート５ｅに圧着させたまま、下側のエアシリンダ２３を引き戻し方向に駆動して、吸着盤２２の中心部のみを所定距離だけ引き戻すと（同図（Ｃ））、吸着盤２２はヘッダ５ａのカバープレート５ｅにしっかりと吸着される。これにより、装置全体をヘッダ５ａ側に引き寄せ、装置前後方向の位置決め固定を行なうことができる。
【００３４】なお、検査終了後等の装置回収時においては、例えば各エアシリンダ２３，２４による吸着盤２２の押し付け力を弱め（同図（Ｄ））、この後、上側のエアシリンダ２４により吸着盤２２の周縁部を引き戻す一方、下側のエアシリンダ２３により吸着盤２２の中心部を押し出し方向に作動させれば（同図（Ｅ））、吸着盤２２の周縁部がめくれるため、吸着力がなくなり容易に取り外すことが可能となる。
【００３５】図１２および図１３はスキャナ手段１３の構成を拡大して詳細に示しており、図１２は側断面図であり、図１３は一部断面とした図１２の平面図である。
【００３６】これらの図１２および図１３、ならびに前述した図６～図８に示すように、スキャナ手段１３は固定手段１２の両側部に位置して１対、対象的に配置されている。各スキャナ手段１３は、パイプ５ｂの軸方向に移動可能な軸方向移動体としてのケース体２５をそれぞれ有し、これらのケース体２５は基体１５の両側方に延びる上下配置のガイドシャフト２６，２７によって支持されている。各ガイドシャフト２６，２７は炉心スプレイスパージャ５のパイプ５ｂの曲率に対応して湾曲している。そして、下側配置の各ガイドシャフト２６にはラック２６ａが一体的に組込んであり、このラック２６ａが基体１５に設けた軸方向駆動モータ２８に図示しないピニオンを介して噛合され、これにより軸方向駆動モータ２８の駆動により下側配置のガイドシャフト２６がパイプ５ｂの軸方向に移動し、これにより各ケース体２５が同時に移動するようになっている。なお、上側の各ガイドシャフト２７は角棒状の案内専用とされている。
【００３７】軸方向駆動モータ２８の近傍には、軸方向駆動距離検出器２９が設けられ、この軸方向駆動距離検出器２９によりガイドシャフト２６の進退距離、ひいては各ケース体２５の移動距離を知ることができる。この検出器２９で検知した移動量に基づき、検査ヘッド１４の溶接線５ｄに対応する位置を求めることができる。これにより検査部位と検査ヘッド１４の位置との関係を正しく検知し、図示しない制御装置により演算することができる。この演算結果に基づいて軸方向各駆動モータ２８を制御することにより、ヘッダ５ａとパイプ５ｂとの円筒形状同士が重なる三次元曲線形状の溶接線５ｄに沿う検査ヘッド１４の移動を正確に行なうことが可能となる。
【００３８】そして、ケース体２５には図１２および図１３に示すように、検査ヘッド１４をパイプ５ｂの外周面に沿って移動するための周方向移動体として、パイプ５ｂの外径より若干大径な円弧状、例えば半月状レール３０が設けられている。この半月状レール３０は例えば１対のレールエレメント３１，３２により構成され、これらのレールエレメント３１，３２は図示しないリンク機構により伸縮可能に組合せて構成された多段式レール３１となっている。このうち、先端側のレール３２の最先端側の内周面に検査ヘッド１４がパイプ５ｂの外周面との間に配置される肉薄な構成として組み込まれている。
【００３９】また、基端側のレールエレメント３１の内周側には、レール回転用の送り機構として、周方向駆動３３モータおよびギア機構３４が設けられている。ギア機構３４の回転部には、周方向駆動距離検出器３５が設けられ、前述した軸方向検出器２９と同様に、周方向移動距離を検出して検査ヘッド１４の移動を正確に行なえるようになっている。
【００４０】そして、例えば、周方向駆動モータにより前段のレールエレメント３１を繰り出すと、次段のレールエレメント３２および検査ヘッド１４が順次に繰り出される。これにより、パイプ５ｂに対して上側半周分以上と下側半周分以上とを１つの周駆動モータ３３により回転させ、検査ヘッド１４をパイプ５ｂの全周囲に亘って送り出すことが可能となっている。
【００４１】なお、図１４は検査ヘッド１４の構成例を示している。この検査ヘッド１４は、例えば超音波探傷用センサといて構成されており、超音波探傷試験（ＵＴ）の実施により溶接線５ｄの健全性検査を行なえるようにしてある。すなわち、この検査ヘッド１４は超音波探触子４１をジンバル機構４２およびスプリング４３を介してホルダ４４に保持したものである。このような構成により、ジンバル機構４２が常にスプリング４３によって検査面に押し付けられる構造となっている。この超音波探触子４１は、炉心スプレイスパージャ５のヘッダ５ａとパイプ５ｂとの連結部である二つの円筒形状が交差する三次元的形状の溶接線の全幅を観察し得る設定とされている。
【００４２】すなわち、本実施形態の検査ヘッド１４は狭隘な部位を検査対象とするため、前記の如く肉薄な構成とすることから、通常用いられるものより幅の狭い振動子で構成している。このように、幅の狭い超音波探触子４１を適用することにより、発進される超音波の指向角が広がる。したがって、溶接部５ｄの三次元的湾曲のため溶接線と超音波探触子４１との位置関係が直交状態とならない部位でも、この超音波の広がりによってカバーされ、亀裂状欠陥の有無を確実に検出することができる。
【００４３】なお、超音波探傷用センサ４１は、複数の微細振動子を組み合わせたアレイ型探触子とすることが望ましい。この場合、各微細振動子は、励起タイミングのコントロールによりヘッダ５ａおよびパイプ５ｂの材料中に入射する超音波の屈折角を任意に設定することができる。このように、超音波探触子４１を、微細な振動子の組み合わせ構成とし、それぞれの探触子を電気的にタイミングを変えて励起させることで、発振される超音波の角度を可変できるアレイ型探触子とすれば、より詳細な検査が可能となる。
【００４４】これらの検査を実施するに当たっては、インジケーションの評価を正しく実施するために、検査部位と超音波探触子４１との位置関係を正しく検知している必要がある。
【００４５】これに対し、本実施形態では前述したように、軸方向周駆動モータ２８と周方向駆動モータ３３の近傍にそれぞれ設置した軸方向および周方向駆動距離検出器２９、３５によって検知した移動量を演算し、それに基づいて検査ヘッド１４の溶接線５ｄに対する位置を求めることを可能としている。そこで、本実施形態では演算結果に基づいて、各駆動モータ２８、３３を制御することにより、正確に三次元曲線形状の溶接線５ｄに沿って検査ヘッド１４によるスキャンが可能となる。
【００４６】また、超音波探傷試験（ＵＴ）用センサに代えて、渦電流探傷試験（ＥＣＴ）用センサを適用することもできる。渦流探傷用センサとすれば、センサが欠陥と直交しなくとも、欠陥上を横切って通過することによって欠陥を検出できるため、通常用いられるＥＣＴセンサでの対応も可能となる。
【００４７】以上の構成を有する本実施形態の炉心スプレイスパージャ検査装置１１を据付ける場合には、まずオペレーションフロア上の燃料交換機１０等によって炉内に吊り下ろし、炉心スプレイスパージャ５に接近させる。そして、固定手段１２をヘッダ５ａに取り付けた状態にして、装置全体を位置決めする。
【００４８】この位置決めに当たっては、まずクランプ機構１６の固定爪１８をヘッダ５ａ上に載せ、エアシリンダ２１によりクランプ爪１９を作動させてヘッダ５ａを挟み込む。この後、吸着機構１７のエアシリンダ２３，２４を同時に押し出し方向に作動させて吸着盤２２をヘッダ５ａのカバープレート５ｅ表面に押し付ける。次に、エアシリンダ２３を引くことで吸着盤２２の中心を引き、吸着盤２２をヘッダ５ａにしっかり吸着させる。この後、エアシリンダ２４を吸着盤２２引き戻し方向に作動させることにより、装置全体をヘッダ５ａ側に引き寄せ、装置の前後方向の位置決めを完了する。
【００４９】このようにして装置装着することにより、装置は炉心スプレイスパージャ５にヘッダ５ａを基準として正しく位置決めされ、炉心スプレイスパージャ５のパイプ５ｂ正面にスキャナ手段１３がセットされる。
【００５０】この状態で、軸方向駆動モータ２８および周方向駆動モータ３３を起動させれば、検査ヘッド１４が溶接線５ｄに沿って周方向に移動し、前述した溶接状態の健全性検査を実施することができる。
【００５１】なお、以上の本実施形態ではＵＴ、ＥＣＴ方式を適用し、電気信号の変化により欠陥の有無を検知しているため、感覚的には全体像が捕らえにくい。そこで、そのような場合には、外観観察用カメラからなる検査子を適用してもよい。この場合には、検査ヘッド１４をカメラのような視覚情報を得られる物で構成するることにより、通常実施される外観検査（ＶＴ）が可能となり、全体の視覚的状況の確認が行なえる。
【００５２】但し、当該検査部位は上述したように、狭隘であるうえ高放射線領域であるため、通常用いられる小型のカメラでは耐放射線の問題に対応困難である。このため、本発明ではファイバースコープを用いることが望ましい。これにより、狭隘部でも放射線の影響なくＶＴが可能となる。さらに、ファイバースコープによる視認位置の移動量と、映像上の移動に伴う相対位置の変化量を画像処理して計算することにより、視差を用いた方法で検査対象個所の三次元的情報を得ることも可能である。例えば、超音波探触子の代わりにファイバースコープを取り付ける場合には、外観形状を目視確認しながら欠陥の有無を検査できるとともに、検査ヘッド位置情報と一定距離視野範囲が移動したときの画像ずれとにより、画像処理によって検査範囲全体の三次元形状を再現し、欠陥の開口幅等のサイズを検知することができる。
【００５３】以上のように、本実施形態によれば、通常の定期検査で取外す機器を取外した後に、炉水を保持した状態で炉心スプレイスパージャ検査装置１１を炉心スプレイスパージャ５の正面に吊下げ、クランプ機構１６の固定爪１８およびクランプ爪１９によりヘッダ５ａに着座保持させるとともに、吸着機構１７を作動させてカバープレート５ｅに吸着させることで、装置全体をヘッダ５ｂに引き寄せ位置決めさせることができる。そして、この後スキャナ手段１３を作動させることにより検査ヘッド１４を障害物との狭隘な隙間を通過させながらヘッダ５ａとパイプ５ｂとの溶接線５ｄに沿って移動させることで、ヘッダ５ａとパイプ５ｂとの溶接部およびその近傍に対して非破壊検査を実施し、割れ等の欠陥の有無を正確に検査することができ、炉心スプレイスパージャ５の健全性を確認することができ、ひいては原子炉安全性向上に寄与することができる。
【００５４】また、原子炉内構造物である上部格子板４とシュラウド上部リング２ａとの間の狭隘な空間に位置する炉心スプレイスパージャ５に対して、その炉心スプレイスパージャ５のヘッダ部形状を利用して装置全体の固定を実施し、その固定位置より炉心スプレイスパージャ５のパイプ５ｂの軸方向に移動するとともに、パイプ５ｂの周方向に沿って検査ヘッド１４を回転させることにより、円筒形状であるヘッダ５ａに同じく円筒形状であるパイプ５ｂが接続されている複雑な三次元曲線形状の溶接部５ｄのほぼ全周に対してスキャンさせることが可能となり、炉心スプレイスパージャ５の健全性確認を容易、かつ確実に行なえる。
【００５５】特に、スキャナ手段１３には、炉心スプレイスパージャ５のパイプ５ｂの軸方向に沿って検査ヘッド１４を移動させることができる送り機構と、周方向に沿って検査ヘッドを移動させることができる回転機構を有し、炉心シュラウド２とパイプ５ｂとの間の狭隘な環境下においても複雑な三次元曲線形状を持つ溶接部５ｄに沿って、ほぼ全周に渡りスキャンすることができる。
【００５６】さらに、スキャナ手段１３における回転機構を、炉心シュラウド２と炉心スプレイスパージャ５のパイプ５ｂとの間を通過できる十分薄い構成の半月板状レール３０とし、このレール先端に同様に薄く構成した検査ヘッド１４が組み込んで、その半月板状レール３０をパイプ５ｂの曲率に沿って送り出す構成としたことにより、パイプ５ｂの一方向から接近させるだけで、炉心シュラウド２とパイプ５ｂとの間の狭隘な隙間を通過してパイプのほぼ全周にわたって検査ヘッドをスキャンさせることができる。
【００５７】なお、本実施形態においては、スキャナ手段１３の送り機構に設けられた軸方向移動距離検出器２９からの信号と、回転機構に設けられた周方向移動距離検出器３５からの信号とを演算して、検査ヘッド１４の位置を検出して制御することにより、正確に三次元曲線形状の溶接線５ｄに沿って検査ヘッド１４をスキャンさせることができる。
【００５８】さらに、本実施形態によれば、固定手段１２を、炉心スプレイスパージャ５のヘッダ５ａの上面に乗る固定爪１８と、固定爪着座後にヘッダ５ａを下側より押さえるクランプ爪１９とからなるクランプ機構１６と、ヘッダ５ａの正面に対して吸着盤２２を押し付けて吸着固定する吸着機構１７とを有する構成としたことにより、装置全体を前後方向のずれなく、ヘッダ中心に芯出し位置決めさせることができる。
【００５９】なお、炉心スプレイスパージャ５にはヘッダ５ａの代りに継手部としてティーを用いるタイプも存在するが、本発明は前記同様の構成のままで、このように継手部をティータイプとした炉心スプレイスパージャ、あるいはティー構造を有する給水スパージャ６にも適用することができる。この場合には、溶接は単純な円形状であるため、吸着機構を円筒面での吸着を可能な構造とするのみで、本発明をそのまま適用することができる。すなわち、炉心スプレイライン８のヘッダ８ａとパイプ８ｂとの溶接部は、炉心スプレイスパージャ５と同様の円筒形状と円筒形状との組み合せによる三次元的な湾曲を持つため、サイズは異なるが本発明をそのまま適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれば、原子炉内の障害物のない正面側より装置を吊下げて設置し、検査ヘッドを障害物のある狭隘な隙間に通過させながら、ヘッダと円環状配管との溶接線に沿って移動させることにより、ヘッダと円環状配管との溶接部およびその近傍に対して非破壊検査を実施し、割れ等の欠陥の有無を正確に検査することができる。したがって、炉心スプレイスパージャその他の原子炉内配管の健全性を確認することができ、ひいては原子炉の安全性向上に寄与することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００３０７８【氏名又は名称】株式会社東芝
【出願日】	平成１２年１１月１４日（２０００．１１．１４）
【代理人】	【識別番号】１０００７８７６５【弁理士】【氏名又は名称】波多野久（外１名）
【公開番号】	特開２００２－１４８３８５（Ｐ２００２－１４８３８５Ａ）
【公開日】	平成１４年５月２２日（２００２．５．２２）
【出願番号】	特願２０００－３４６７２３（Ｐ２０００－３４６７２３）