プラント設備の放射線透過試験装置および試験方法

【課題】プラントの筒状部材に放射線透過試験を実施する際に、作業者の被ばく線量を低減しつつ作業性を向上させる。
【解決手段】筒状部材の内側に支持手段およびガイドパイプを予め装着しておき、筒状部材の新規周溶接が完了してからガイドパイプの内部に試験用の放射線源を挿入して新規周溶接部分の放射線透過試験を行う。これにより、放射線透過試験を実施する作業員が長時間にわたって筒状部材の内部に居続ける必要がないから、作業員の被爆線量を低減できるばかりでなく、放射線透過試験の作業性を大幅に向上させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント設備の補修時に放射線透過試験を行うための装置およびそれを用いた試験方法に関し、より詳しくは、蒸気発生器のノズルあるいはエルボ等の筒状部材の新規周溶接線の放射線透過試験を効率よく行うことができるように改良する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子炉の１次冷却設備系統の概略を図１０に、蒸気発生器下部の概略を図１１に、原子炉容器２の概略を図１２にそれぞれ示す。原子炉格納容器１の内部に設けられている原子炉容器２には、蒸気発生器３、１次冷却材ポンプ４および加圧器５からなるループが、原子炉の出力に応じて２〜４ループ設けられている。そして、原子炉容器２内で加熱された１次冷却材は、原子炉容器２の出口ノズル６より送り出され、蒸気発生器３の入口ノズル７から、蒸気発生器３の水室内に送り込まれる。
【０００３】
蒸気発生器３の水室は入口側８と出口側９とに仕切られており、入口側８に送り込まれた１次冷却水は、多数の伝熱管１０に送り込まれて二次冷却水と熱交換を行った後に出口側９に至り、蒸気発生器３の出口ノズル１１から１次冷却ポンプ４を経て、原子炉容器２の入口ノズル１２から原子炉容器２の内部に戻る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、加圧水型原子炉においては、原子炉容器２の出口ノズル管台や蒸気発生器３の入口ノズル管台部に、６００系インコネル基合金を使用した溶接部があり、点検を行ったときにき裂が発見される場合がある。この場合に行われる補修工事には、き裂を除去して肉盛溶接をする方法や、当該溶接部を切断して新規管に取替える方法がある。
【０００５】
取替えによる補修工事の一例を図１３および図１４に示す。この取替えによる補修工事は、図１３示すように、き裂発見部位を含む入口ノズル７の一部７ａを切断してエルボ１３を取外す。なお、図１３の切断位置は一例を示すもので、本発明が図示の切断位置に限定されるものではない。
【０００６】
次に、入口ノズル７や、新規エルボ１４、新規ノズル１５の開先加工を行う。そして、図１４に示すように新規エルボ１４や新規ノズル１５を取付け、溶接を実施して最終仕上げを行う。
【０００７】
最終仕上げを完了した新規周溶接線１６、１７、１８には、放射線透過試験が要求される。このとき、これらの周溶接線１６，１７，１８の部分は板厚が厚いため、内部に線源を置き、外周部にフィルムを貼って放射線透過試験を行うことが望ましい。しかしながら、当該部分は放射線量が高く、かつ蒸気発生器３の水室の内部は作業性の悪い箇所であることから被ばく線量が多く、特に新規周溶接線１８については困難を伴う。
【０００８】
そこで本発明の目的は、補修作業を実施した加圧水型原子炉において放射線透過試験を実施する際に、作業者の被ばく線量を低減しつつ作業性を向上させることができる放射線透過試験装置および試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための請求項１に記載した放射線透過試験装置は、
プラント設備における筒状部材の周溶接部分に放射線透過試験を施すための装置であって、
試験用の放射線源を前記筒状部材の中心に支持する、前記筒状部材の内部に着脱自在に装着される支持手段と、
前記筒状部材の外部から前記筒状部材を通って前記支持手段へと延びる、その内部で前記放射線源が移動可能なガイドパイプと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、上記の課題を解決するための請求項１０に記載した手段は、
請求項１乃至９のいずれかに記載した放射線透過試験装置を用いて前記筒状部材の周溶接部分に放射線透過試験を施す方法であって、
前記筒状部材の内側に前記支持手段および前記ガイドパイプを装着し、
前記筒状部材を所定の位置に移動させてその端部に周溶接を施し、
前記筒状部材の外部から前記ガイドパイプの内部に試験用の放射線源を挿入し、
前記ガイドパイプのうち前記周溶接部分に対して半径方向に対向する位置まで前記放射線源を移動させ、
前記筒状部材の外部から放射線を観測することにより前記周溶接部の健全性を試験することを特徴とする。
【００１１】
すなわち、本発明の放射線透過試験装置およびそれを用いる試験方法は、筒状部材の内側に支持手段およびガイドパイプを予め装着しておき、筒状部材の新規周溶接が完了してからガイドパイプの内部に試験用の放射線源を挿入して新規周溶接部分の放射線透過試験を行うものである。
これにより、放射線透過試験を実施する作業員が長時間にわたって筒状部材の内部に居続ける必要がないから、作業員の被爆線量を低減できるばかりでなく、放射線透過試験の作業性を大幅に向上させることができる。
【００１２】
なお、請求項１に記載した放射線透過試験装置には、前記支持手段を牽引して前記筒状部材の外部に回収するための牽引手段をさらに設けることができる。
【００１３】
また、前記支持手段には、前記筒状部材の内壁面に当接する装着状態と、前記内壁面から離間した取り外し状態との間で揺動自在な複数の支持脚を設けることができる。
このとき、前記複数の支持脚の一部を伸縮自在に構成するとともに、伸縮自在な前記支持脚の先端を前記筒状部材の内壁面に押圧する付勢手段をさらに設けることができる。
また、前記支持脚には、前記筒状部材の内壁面上を転動する転動部材をその先端に設けることができる。
また、前記支持脚には、前記筒状部材の内壁面上を滑らかに摺動可能な摺動部材をその先端に設けることができる。
さらに、前記支持脚は、前記支持手段が前記牽引手段によって牽引されたときに取り外し状態に揺動するように構成することができる。
【００１４】
また、請求項１に記載した放射線透過試験装置における前記支持手段は、前記筒状部材の内壁面に向かって伸張した装着状態と、収縮して前記内壁面から離間した取り外し状態との間で伸縮自在な複数の支持脚を有することができる。
【００１５】
また、請求項１に記載した放射線透過試験装置には、前記周溶接部の裏波を監視するためのカメラをさらに設けることができる。
【００１６】
また、請求項１０に記載した放射線透過試験方法においては、前記筒状部材を、蒸気発生器のノズルあるいはそれに接続するエルボ若しくは冷却配管とすることができる。
そして、前記支持手段は、前記ノズル、前記エルボ、あるいは前記冷却配管の内側に装着することができる。
このとき、前記蒸気発生器の水室の内部に入った作業員が前記支持手段を装着することができる。
さらに、前記筒状部材の複数箇所にそれぞれ前記支持手段を取り付けることもできる。
加えて、前記支持手段に接続したロープを牽引することによって前記放射線透過試験装置を前記筒状部材の外部に回収することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、例えば補修作業を実施した加圧水型原子炉等のプラントにおいて放射線透過試験を実施する際に、作業者の被ばく線量を低減しつつ作業性を向上させることができる放射線透過試験装置および試験方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図１〜図９を参照し、本発明に係る放射線透過試験装置および試験方法の一実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１に示した本第１実施形態の放射線透過試験装置１００は、ＲＴ受け台３０、ガイドパイプ、接続金具、その他を備えている。図１にＲＴ受け台３０の正面図、図２および図３にその部分斜視図、図４に脚部を折りたたんだ状態が示されている。
【００２０】
図１に示したＲＴ受け台３０は、内筒３１、外筒３２、一対の固定脚３３，一対の伸縮脚３４を有している。内筒３１の外周面には溝３１ａが凹設されており、外筒３２に取付けられるガイド３５の凸部を嵌挿することにより、内筒３１と外筒３２はスムーズに相対スライドできる構造となっている。また、内筒３１にはハンドル３６が取付けられている。
【００２１】
一対の固定脚３３および一対の伸縮脚３４は、それそれベース部、脚部、ヘッド部を有し、固定脚３３はその長さが固定となっているが、伸縮脚３４はその長さが伸縮可能となっている。
【００２２】
固定脚３３は、図４に示したように、その第１のベース部３８が内筒３１に、その第２のベース部３９が外筒３２にそれぞれ取付けられている。
【００２３】
伸縮脚３４は、図４に示したように、その第１のベース部３８が内筒３１に、その第２のベース部３９が外筒３２にそれぞれ取付けられている。また、図３に示したように、そのヘッド部３７には、シリンダまたはバネ等を使用し、ＲＴ受け台３０を取付ける新規エルボ１４、新規ノズル１５の内壁を押圧することにより、ＲＴ受け台３０を固定できるようになっている。このとき、ＲＴ受け台３０を取り付ける部分の内径をあらかじめ測定し、ＲＴ受け台３０の中心と取付け部の中心とが一致するように一対の固定脚３３の長さを予め調整しておくことで、放射線源を取付け部の中心に配置することができる。
【００２４】
これにより、内筒３１に取り付けられているハンドル３６を引くと、内筒３１がハンドル３６と共に外筒３２に対して相対的に軸線方向にスライドし、固定脚３３および伸縮脚３４を折りたたむことができるので、ＲＴ受け台３０を配管１５、ノズル１６、エルボ１７から取り外して水室８から取り出すことができる。
なお、固定脚３３および伸縮脚３４のヘッド部３７の先端部分にローラまたは車輪を取付けることにより、固定脚３３を折りたたんで取外す際に、配管１５、ノズル１６、エルボ１７の内面に傷付きが発生することを防止できる。
【００２５】
内筒３１は、例えばコレットチャックを組込むことでガイドパイプとの組立てが可能な構造となっている。外筒３２の外周部または内筒３１の正面に、溶接裏波監視用カメラを取付けることで、新規周溶接の初層溶接後に裏波を確認することができる。
【００２６】
なお、上述したＲＴ受け台３０は、その一例を示すもので、本発明を限定するものではなく、例えば脚は３本あるいは５本でもあっても同様の作用効果を得ることができる。
【００２７】
また、図５に示したように、ＲＴ受け台４０の中央部分に、単段式または多段式の伸縮可能な脚４１を組合せることによっても同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
次に図６〜図９を参照し、蒸気発生器３の入口ノズル７およびエルボ１３を切断し、新規エルボ１４および新規ノズル１５を取付ける場合について説明する。
【００２９】
図６に示したように、新規エルボ１４および新規ノズル１５を蒸気発生器３の入口ノズル７に取付ける際には、まず最初に新規エルボ１４および新規ノズル１５の内部にあらかじめ一対のＲＴ受け台３０Ａ，３０Ｂを設置しておく。そして、放射線源は、これらのＲＴ受け台３０Ａ，３０Ｂによって支持されるガイドパイプ５１，５２の中を通して新規周溶接線１６、１７および１８の位置に移動させる。
【００３０】
具体的には、新規エルボ１４および新規ノズル１５を取り付ける前に、一対のＲＴ受け台３０Ａ，３０Ｂおよびガイドパイプ５１を予め組立て、新規エルボ１４の両端部の内側にそれぞれ設置しておく。そして、新規エルボ１４を、１次冷却材配管１９と半分重なる程度まで移動させる。次いで、ガイドパイプ５２を水室８の開口部より挿入して入口ノズル７の部分に送り、ＲＴ受け台３０Ｂによって支持されているガイドパイプ５１の端部に継手５３を介して接続する。その後、新規エルボ１４をさらに移動させ、入口ノズル７および１次冷却材配管１９との周溶接１６，１８を実施する。
【００３１】
周溶接１６，１８を実施後、ガイドパイプ５２の端部から放射線源を挿入、移送し、放射線透過試験を行う。このとき、一対のＲＴ受け台３０Ａ，３０Ｂを設置する位置は、新規エルボ１４の開先面から決められた寸法位置とし、ガイドパイプ５１，５２の長さおよび新規エルボ１４の寸法は、あらかじめ計測しておく。これにより、新規周溶接線１６、１７、１８の位置を算出できるので、放射線源の移送距離を決定することができる。
【００３２】
放射線透過試験を終了した後、ＲＴ受け台３０Ａ，３０Ｂのハンドル３６を引き、固定脚３３および伸縮脚３４を折り畳んでから蒸気発生器３の外部に搬出する。
【００３３】
なお、ＲＴ受け台３０Ａ，３０Ｂの取外しは、作業者が蒸気発生器３の水室８内に入り、図７に示すようにフック６１等をハンドル３６に引掛けて行うことができる。また、ＲＴ受け台３０Ａ，３０Ｂを新規エルボ１４内に設置するときに予めロープ等の一端をハンドル３６に取付け、その他端を蒸気発生器３の開口部から外部に引き出しておくことで、蒸気発生器３の外部からこのロープを引き、取外しおよび搬出を行うことも可能である。
【００３４】
すなわち、本実施形態の放射線透過試験装置１００を使用することにより、作業者の被ばく線量の低減と作業時間の短縮が可能となる。
【００３５】
次に図８を参照し、放射線透過試験装置の異なる据付状態について説明する。
図６に示した据付状態と相違する点は、蒸気発生器３の入口ノズル７の一部のみを切断して、新規ノズル１５を溶接する点である。
【００３６】
図８に示したように、蒸気発生器３の入口ノズル７の内側にＲＴ受け台３０を設置し、ガイドパイプ５４を水室８の開口部分から挿入し、ＲＴ受け台３０に組立てる。その後、新規ノズル１５を据付け、新規周溶接１６，１７を実施して放射線透過試験を行う。放射線源の移送については、図６の場合と同一である。この場合も、図６に示した場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００３７】
次に図９を参照し、放射線透過試験装置の異なる据付状態について説明する。図６に示した据付状態と相違する点は、ＲＴ受け台３０を１次冷却材配管１９および蒸気発生器３の入口ノズル７の内側に設置する点である。
【００３８】
図９に示したように、１次冷却材配管１９および蒸気発生器３の入口ノズル７の内側に一対のＲＴ受け台３０Ａ，３０Ｂを設置する。ガイドパイプ５１を予め水室８または入口ノズル７の内側に配置し、新規エルボ１４を１次冷却材配管１９と半分重なる程度まで移動する。
次いで、ガイドパイプ５１を一対のＲＴ受け台３０Ａ，３０Ｂに組立て、新規エルボ１４をさらに移動させる。
そして、新規エルボ１４を入口ノズル７および１次冷却材配管１９とそれぞれ周溶接し、放射線透過試験を行う。線源の移送については、図６に示した場合と同一である。この場合においても同様の作用効果を得ることができる。
【００３９】
なお、図６〜図９に示した場合においては、蒸気発生器３の側のＲＴ受け台３０Ｂやガイドパイプ５２等の放射線透過試験装置１００の一部は、作業者が水室８の内部に入って設置することができる。このときに作業員が受ける被ばく線量は増加するが、放射線透過試験装置１００の一部の設置および放射線源の移送を蒸気発生器３の外部から行うことで、作業者の被ばく線量の低減と作業時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ＲＴ受け台を示す正面図。
【図２】ＲＴ受け台の中央部を示す分解斜視図。
【図３】ＲＴ受け台の脚部を示す分解斜視図。
【図４】ＲＴ受け台の脚部を折りたたんだ状態を示す側面図。
【図５】ＲＴ受け台の他の実施形態を示す正面図。
【図６】放射線透過試験装置の使用状態を示す図。
【図７】ＲＴ受け台の取外しを説明する図。
【図８】放射線透過試験装置の使用状態を示す図。
【図９】放射線透過試験装置の使用状態を示す図。
【図１０】加圧水型原子炉の１次冷却設備系統を示す概略図。
【図１１】蒸気発生器の下部構造を示す概略図。
【図１２】原子炉容器の構造を示す概略図。
【図１３】蒸気発生器ノズルの取替補修工事を説明する図。
【図１４】蒸気発生器ノズルの取替補修工事を説明する図。
【符号の説明】
【００４１】
１原子炉格納容器
２原子炉容器
３蒸気発生器
４一次冷却材ポンプ
５加圧器
６出口ノズル
７入口ノズル
８水室
１０伝熱管
１１出口ノズル
１２入口ノズル
１３エルボ
１４新規エルボ
１５新規ノズル
１６，１７，１８新規周溶接線
１９一次冷却配管
３０ＲＴ受け台
３１内筒
３２外筒
３３固定脚
３４伸縮脚
３５ガイド
３６ハンドル
３７ヘッド部
３８第１のベース部
３９第２のベース部
４０ＲＴ受け台
４１伸縮脚
５１，５２ガイドパイプ
５３継手
５４ガイドパイプ
６１フック
１００一実施形態の放射線透過試験装置
１１０変形例の放射線透過試験装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラント設備における筒状部材の周溶接部分に放射線透過試験を施すための装置であって、
試験用の放射線源を前記筒状部材の中心に支持する、前記筒状部材の内部に着脱自在に装着される支持手段と、
前記筒状部材の外部から前記筒状部材を通って前記支持手段へと延びる、その内部で前記放射線源が移動可能なガイドパイプと、
を備えることを特徴とする放射線透過試験装置。
【請求項２】
前記支持手段を牽引して前記筒状部材の外部に回収するための牽引手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載した放射線透過試験装置。
【請求項３】
前記支持手段は、前記筒状部材の内壁面に当接する装着状態と、前記内壁面から離間した取り外し状態との間で揺動自在な複数の支持脚を有していることを特徴とする請求項１または２に記載した放射線透過試験装置。
【請求項４】
前記複数の支持脚の一部が伸縮自在に構成されるとともに、伸縮自在な前記支持脚の先端を前記筒状部材の内壁面に押圧する付勢手段をさらに有していることを特徴とする請求項３に記載した放射線透過試験装置。
【請求項５】
前記支持脚は、前記筒状部材の内壁面上を転動する転動部材をその先端に有していることを特徴とする請求項３に記載した放射線透過試験装置。
【請求項６】
前記支持脚は、前記筒状部材の内壁面上を滑らかに摺動可能な摺動部材をその先端に有していることを特徴とする請求項３に記載した放射線透過試験装置。
【請求項７】
前記支持手段は、前記筒状部材の内壁面に向かって伸張した装着状態と、収縮して前記内壁面から離間した取り外し状態との間で伸縮自在な複数の支持脚を有していることを特徴とする請求項１または２に記載した放射線透過試験装置。
【請求項８】
前記支持脚は、前記支持手段が前記牽引手段によって牽引されたときに取り外し状態に揺動するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載した放射線透過試験装置。
【請求項９】
前記周溶接部の裏波を監視するためのカメラをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載した放射線透過試験装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載した放射線透過試験装置を用いて前記筒状部材の周溶接部分に放射線透過試験を施す方法であって、
前記筒状部材の内側に前記支持手段および前記ガイドパイプを装着し、
前記筒状部材を所定の位置に移動させてその端部に周溶接を施し、
前記筒状部材の外部から前記ガイドパイプの内部に試験用の放射線源を挿入し、
前記ガイドパイプのうち前記周溶接部分に対して半径方向に対向する位置まで前記放射線源を移動させ、
前記筒状部材の外部から放射線を観測することにより前記周溶接部の健全性を試験することを特徴とする放射線透過試験方法。
【請求項１１】
前記筒状部材が、蒸気発生器のノズルあるいはそれに接続するエルボ若しくは冷却配管であることを特徴とする請求項１０に記載した放射線透過試験方法。
【請求項１２】
前記支持手段を前記ノズルの内側に装着することを特徴とする請求項１１に記載した放射線透過試験方法。
【請求項１３】
前記支持手段を前記エルボの内側に装着することを特徴とする請求項１１に記載した放射線透過試験方法。
【請求項１４】
前記支持手段を前記冷却配管の内側に装着することを特徴とする請求項１１に記載した放射線透過試験方法。
【請求項１５】
前記蒸気発生器の水室の内部に入った作業員が前記支持手段を装着することを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載した放射線透過試験方法。
【請求項１６】
前記筒状部材の複数箇所にそれぞれ前記支持手段を取り付けることを特徴とする請求項１０に記載した放射線透過試験方法。
【請求項１７】
前記支持手段に接続したロープを牽引することによって前記放射線透過試験装置を前記筒状部材の外部に回収することを特徴とする請求項１０に記載した放射線透過試験方法。

【図１】