伝熱管の検査装置および検査方法
【課題】検査プローブと伝熱管との中心軸を合わせること。
【解決手段】伝熱管５が開口する管板４の管板面に固定される検査ロボットに設けられ、伝熱管５に挿入される検査プローブ３０を自身の中心軸Ｃ１に沿って挿通案内する筒状のガイド部材２２２と、検査ロボットに設けられ、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に対して自身の中心軸Ｃ３を平行とするとともに、各中心軸Ｃ１，Ｃ３が伝熱管５の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ伝熱管５に対して嵌合可能に設けられた嵌合部２２３２ｃと、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３に沿って当該嵌合部２２３２ｃを移動させる移動手段２２４と、を備える。
【解決手段】伝熱管５が開口する管板４の管板面に固定される検査ロボットに設けられ、伝熱管５に挿入される検査プローブ３０を自身の中心軸Ｃ１に沿って挿通案内する筒状のガイド部材２２２と、検査ロボットに設けられ、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に対して自身の中心軸Ｃ３を平行とするとともに、各中心軸Ｃ１，Ｃ３が伝熱管５の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ伝熱管５に対して嵌合可能に設けられた嵌合部２２３２ｃと、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３に沿って当該嵌合部２２３２ｃを移動させる移動手段２２４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器の伝熱管を検査する際に適用される伝熱管の検査装置および検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）に用いられる熱交換器としての蒸気発生器は、逆Ｕ字形状に形成された多数の伝熱管が、両端部を胴部内の管板に対して挿入固定されている。この伝熱管は、その健全性が検査される。このような検査は、渦電流探傷検査（ＥＣＴ）によって伝熱管内面の損傷が検出された場合、これを確認するために外観検査（ＶＴ検査）や、超音波探傷検査（ＵＴ検査）が必要に応じて行われる。
【０００３】
従来、特許文献１や特許文献２に示す伝熱管の検査装置は、伝熱管を利用して管板下面（管板の水室側の面）に支持される検査ロボットに対し、検査プローブを挿通案内する筒状のガイド部材が設けられている。検査ロボットは、伝熱管に挿通されるクランプ機構によって管板下面に支持されるものであるから、伝熱管の位置を基準とされる。ガイド部材は、伝熱管のピッチを考慮されて検査ロボットに設けられていることから、検査ロボットが管板下面に支持されている状態で、伝熱管の直下に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１３７５７６号公報
【特許文献２】特開平１０−２２７７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特に、外観検査や超音波探傷検査は、伝熱管の中心軸に検査プローブの中心軸が一致することで正確な検査を行うことができる。しかし、ガイド部材が検査ロボットに対して微細な位置ズレを生じて取り付けられている場合、ガイド部材に挿通される検査プローブの中心軸が伝熱管の中心軸からずれてしまうため、外観検査や超音波探傷検査において正確な検査を行うことが難しくなる。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、検査プローブと伝熱管との中心軸を合わせることのできる伝熱管の検査装置および検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の伝熱管の検査装置は、伝熱管が開口する管板の管板面に固定される固定手段に設けられ、前記伝熱管に挿入される検査プローブを自身の中心軸に沿って挿通案内する筒状のガイド部材と、前記固定手段に設けられ、前記ガイド部材の中心軸に対して自身の中心軸を平行とするとともに、各前記中心軸が前記伝熱管の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ前記伝熱管に対して嵌合可能に設けられた位置決部材と、前記位置決部材の前記中心軸に沿って当該位置決部材を移動させる位置決部材移動手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この伝熱管の検査装置によれば、位置決部材を伝熱管に嵌合させることで、当該位置決部材の中心軸が、嵌合された伝熱管の中心軸と一致する。このため、ガイド部材の中心軸が検査対象の伝熱管の中心軸と一致することになる。この結果、ガイド部材に挿通支持される検査プローブと、検査対象の伝熱管との中心軸を合わせることができる。
【０００９】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記位置決部材は、円錐状のテーパ面を有する嵌合部として構成され、前記位置決部材移動手段による移動に伴い前記テーパ面が前記伝熱管の開口部に当接嵌合されることを特徴とする。
【００１０】
この伝熱管の検査装置によれば、嵌合部の円錐状のテーパ面は、伝熱管の開口部に対し、自身の真円部分が一致するように、すなわち、伝熱管の中心軸に対し、嵌合部の中心軸が一致するように嵌合する。この嵌合部は、伝熱管の開口部に嵌合するものであるから、移動のストロークが比較的短いため、装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記嵌合部を前記伝熱管に向けて弾性付勢する弾性部材を備えることを特徴とする。
【００１２】
この伝熱管の検査装置によれば、嵌合部は、弾性部材による弾性付勢力を付与されつつ伝熱管の開口部に当接するため、伝熱管の開口部に対し、自身の真円部分が一致する作用が助勢される。この結果、伝熱管の中心軸に対し、嵌合部の中心軸が一致する効果を顕著に得ることができる。
【００１３】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記ガイド部材および前記位置決部材を各前記中心軸に直交する方向にともにスライド移動可能に支持するスライド機構を備えることを特徴とする。
【００１４】
この伝熱管の検査装置によれば、固定手段に対する位置ズレを、ガイド部材および位置決部材のスライド移動によって吸収することができる。
【００１５】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記ガイド部材の中心軸に沿って当該ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段と、前記ガイド部材の移動に伴って前記伝熱管の開口部の周りに当接する態様で前記ガイド部材の先端全周に渡って設けられたシール材と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
この伝熱管の検査装置によれば、ガイド部材の先端のシール材が検査対象の伝熱管の開口部の周りであって管板の管板面に当接し、検査対象の伝熱管に対してガイド部材が密封状態で連接することになる。この結果、例えば、超音波探傷検査のように、接触媒体として水を伝熱管内に充填する検査において、当該水の漏れがないため、正確な検査データを取得することができる。
【００１７】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記位置決部材移動手段と、前記ガイド部材移動手段とを共通に構成することを特徴とする。
【００１８】
この伝熱管の検査装置によれば、各移動手段を共通に構成することで、装置の小型化を図ることができ、かつ製造コストを低減することができる。
【００１９】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記ガイド部材は、前記検査プローブをその内部で支持する長さに形成されていることを特徴とする。
【００２０】
この伝熱管の検査装置によれば、伝熱管の管板への開口部分の検査を行う際には、検査プローブを伝熱管の開口部の位置で支持する必要がある。よって、ガイド部材が検査プローブをその内部で支持する長さに形成されていれば、検査プローブを伝熱管の開口部の位置で支持できるので、伝熱管の管板への開口部分の検査を行うにあたって、正確な検査データを取得することができる。
【００２１】
上述の目的を達成するために、本発明の伝熱管の検査方法は、伝熱管が開口する管板の管板面に固定される固定手段に設けられ、前記伝熱管に挿入される検査プローブを自身の中心軸に沿って挿通案内する筒状のガイド部材と、前記固定手段に設けられ、前記ガイド部材の中心軸に対して自身の中心軸を平行とするとともに、各前記中心軸が前記伝熱管の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ前記伝熱管に対して嵌合可能に設けられた位置決部材と、前記位置決部材の前記中心軸に沿って当該位置決部材を移動させる位置決部材移動手段と、を備える伝熱管の検査装置を用いる伝熱管の検査方法であって、前記ガイド部材が検査対象となる前記伝熱管の直下に位置するように前記固定手段を前記管板面に固定する工程と、次に、前記位置決部材を前記位置決部材移動手段によって移動させて検査対象の前記伝熱管とは別の伝熱管に対して嵌合させ、前記ガイド部材の中心軸を検査対象の前記伝熱管の中心軸に一致させる工程と、次に、前記ガイド部材を通して検査対象の前記伝熱管に前記検査プローブを挿入して当該伝熱管の検査を行う工程と、を含む。
【００２２】
この伝熱管の検査方法によれば、位置決部材を伝熱管に嵌合させることで、当該位置決部材の中心軸が、嵌合された伝熱管の中心軸と一致する。このため、ガイド部材の中心軸が検査対象の伝熱管の中心軸と一致することになる。この結果、ガイド部材に挿通支持される検査プローブと、検査対象の伝熱管との中心軸を合わせ、正確な検査データを取得することができる。
【００２３】
また、本発明の伝熱管の検査方法は、前記伝熱管の検査装置は、前記ガイド部材の中心軸に沿って当該ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段と、前記ガイド部材の移動に伴って前記伝熱管の開口部の周りに当接する態様で前記ガイド部材の先端全周に渡って設けられたシール材と、を備えており、前記ガイド部材の中心軸を検査対象の前記伝熱管の中心軸に一致させる工程では、前記ガイド部材を前記ガイド部材移動手段によって移動させて前記シール材を検査対象の前記伝熱管の開口部の周囲に当接させ、当該伝熱管に対して前記ガイド部材を密封状態で連接する工程を含むことを特徴とする。
【００２４】
この伝熱管の検査方法によれば、ガイド部材の先端のシール材が検査対象の伝熱管の開口部の周りであって管板の管板面に当接し、検査対象の伝熱管に対してガイド部材が密封状態で連接することになる。この結果、例えば、超音波探傷検査のように、接触媒体として水を伝熱管内に充填する検査において、当該水の漏れがないため、正確な検査データを取得することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、検査プローブと伝熱管との中心軸を合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、蒸気発生器の概略側断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る伝熱管の検査装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る伝熱管の検査装置の使用状態を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る伝熱管の検査装置のプローブ支持機構を示す側断面図である。
【図５】図５は、図４に示すプローブ支持機構の拡大図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る伝熱管の検査装置のプローブ支持機構の動作を示す側断面図である。
【図７】図７は、図６に示すプローブ支持機構の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２８】
図１は、蒸気発生器の概略側断面図である。熱交換器としての蒸気発生器１は、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）に用いられる。加圧水型原子炉は、原子炉冷却材および中性子減速材として軽水を使用している。加圧水型原子炉は、軽水を炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水としての一次冷却水を蒸気発生器１に送る。蒸気発生器１では、高温高圧の一次冷却水の熱を二次冷却水に伝え、二次冷却水に水蒸気を発生させる。そして、この水蒸気によりタービン発電機が回されて発電する。
【００２９】
蒸気発生器１は、上下方向に延在され、かつ密閉された中空円筒形状を成し、上半部に対して下半部が若干小径とされた胴部２を有している。胴部２は、その下半部内に、該胴部２の内壁面と所定間隔をもって配置された円筒形状を成す管群外筒３が設けられている。この管群外筒３は、その下端部が、胴部２の下半部内の下方に配置された管板４近傍まで延設されている。管群外筒３内には、伝熱管群５Ａが設けられている。伝熱管群５Ａは、逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管５から成る。各伝熱管５は、Ｕ字形状の円弧部を上方に向けて配置され、下端部が管板４の管穴に挿通支持されていると共に、中間部が複数の管支持板６を介して管群外筒３に支持されている。管支持板６は、多数の伝熱管挿通穴が形成されており、この伝熱管挿通穴に各伝熱管５が挿通されることで各伝熱管５を支持する。
【００３０】
胴部２は、その下端部に水室７が設けられている。水室７は、内部が隔壁８により入室７Ａと出室７Ｂとに区画されている。入室７Ａは、各伝熱管５の一端部が連通され、出室７Ｂは、各伝熱管５の他端部が連通されている。また、入室７Ａは、胴部２の外部に通じる入口ノズル７Ａａが形成され、出室７Ｂは、胴部２の外部に通じる出口ノズル７Ｂａが形成されている。そして、入口ノズル７Ａａは、加圧水型原子炉から一次冷却水が送られる冷却水配管（図示せず）が連結され、出口ノズル７Ｂａは、熱交換された後の一次冷却水を加圧水型原子炉に送る冷却水配管（図示せず）が連結される。
【００３１】
胴部２は、その上半部内に、給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器９、および分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器１０が設けられている。気水分離器９と伝熱管群５Ａとの間には、外部から胴部２内に二次冷却水の給水を行う給水管１１が挿入されている。さらに、胴部２は、その上端部に、蒸気排出口１２が形成されている。また、胴部２は、その下半部内に、給水管１１からこの胴部２内に給水された二次冷却水を、胴部２と管群外筒３との間を流下させて管板４にて折り返させ、伝熱管群５Ａに沿って上昇させる給水路１３が形成されている。なお、蒸気排出口１２は、タービンに蒸気を送る冷却水配管（図示せず）が連結され、給水管１１は、タービンで使用された蒸気が復水器（図示せず）で冷却された二次冷却水を供給するための冷却水配管（図示せず）が連結される。
【００３２】
このような蒸気発生器１では、加圧水型原子炉で加熱された一次冷却水は、入室７Ａに送られ、多数の伝熱管５内を通って循環して出室７Ｂに至る。一方、復水器で冷却された二次冷却水は、給水管１１に送られ、胴部２内の給水路１３を通って伝熱管群５Ａに沿って上昇する。このとき、胴部２内で、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われる。そして、冷やされた一次冷却水は出室７Ｂから加圧水型原子炉に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、胴部２内を上昇し、気水分離器９で蒸気と熱水とに分離される。そして、分離された蒸気は、湿分分離器１０で湿分が除去されてからタービンに送られる。
【００３３】
このような蒸気発生器１の伝熱管５は、蒸気発生器１が供用された後、例えば、燃料交換作業のため定期的に炉心の運転を停止する際に同時に検査が行われる。この検査においては、水室７内が原子炉で加熱された一次冷却水に直接触れて放射線雰囲気になっていることから、検査を行う作業者が水室７内に長時間留まることは好ましくない。このため、水室７の外部からの遠隔操作によって検査を行う検査装置が用いられる。
【００３４】
図２は、本実施の形態に係る伝熱管の検査装置を示す斜視図であり、図３は、本実施の形態に係る伝熱管の検査装置の使用状態を示す概略図である。図２に示すように、本実施の形態の伝熱管５の検査装置２０は、水室７内において、伝熱管５が開口する管板面（管板４の下面）に固定される固定手段である検査ロボット２１を備える。なお、固定手段としては、伝熱管５が開口する管板面（管板４の下面）に固定されるもので、例えば、図には明示しないが、水室７内に配置されるマニピュレータなどであってもよく、検査ロボット２１に限定されるものではない。
【００３５】
図２に示すように、検査ロボット２１は、円形の基板２１１にＸ軸方向歩行装置２１２とＹ軸方向歩行装置２１３とが設けられている（管板面に沿う２次元で直交するＸ軸とＹ軸とで表す）。Ｘ軸方向歩行装置２１２は、３本のクランプ軸２１２ａを有している。クランプ軸２１２ａは、それぞれクランプシリンダ２１２ｂによって管板面に開口する伝熱管５の中に挿入され、拡張されて伝熱管５内で固定される一方、クランプシリンダ２１２ｂによって拡張が解除されつつ伝熱管５から抜き出される。また、Ｘ軸方向歩行装置２１２は、Ｘ軸駆動シリンダ２１２ｃを備えている。Ｘ軸駆動シリンダ２１２ｃは、２本のクランプ軸２１２ａをＸ軸方向に伝熱管５の１ピッチ分だけ移動させる。
【００３６】
同様にＹ軸方向歩行装置２１３は、３本のクランプ軸２１３ａを有している。クランプ軸２１３ａは、それぞれクランプシリンダ２１３ｂによって管板面に開口する伝熱管５の中に挿入され、拡張されて伝熱管５内で固定される一方、クランプシリンダ２１３ｂによって拡張が解除されつつ伝熱管５から抜き出される。また、Ｙ軸方向歩行装置２１３は、Ｙ軸駆動シリンダ２１３ｃを備えている。Ｙ軸駆動シリンダ２１３ｃは、２本のクランプ軸２１３ａをＹ軸方向に伝熱管５の１ピッチ分だけ移動させる。
【００３７】
また、検査ロボット２１は、基板２１１に複数（本実施の形態では３つ）のガイドローラ２１４が設けられている。
【００３８】
また、検査ロボット２１は、基板２１１の外周部に回転台２１５が設けられている。回転台２１５は、駆動装置２１６によって基板２１１の円周方向に所定角度駆動される。回転台２１５は、取付板２１７が設けられている。この取付板２１７は、昇降機構２１８が取り付けられている。昇降機構２１８は、昇降台２１８ａがベルト２１８ｂを介して取付板２１７に連結されている。ベルト２１８ｂは、駆動モータ２１８ｃによって昇降台２１８ａを昇降させる。この昇降台２１８ａは、後述の検査プローブ３０を案内支持するプローブ支持機構２２が取り付けられている。
【００３９】
このような検査ロボット２１は、Ｘ軸方向歩行装置２１２およびＹ軸方向歩行装置２１３によって、管板４に所定のピッチで配置された伝熱管５の１ピッチを歩幅とし、管板面に沿う２次元方向に歩行移動する。この歩行移動の際、ガイドローラ２１４が管板面に接して移動を案内する。これにより、検査ロボット２１は、図３に示すように、管板面の任意の位置に移動して固定されるので、プローブ支持機構２２を検査対象の伝熱管５の位置に配置することができ、検査プローブ３０を伝熱管５内に挿入して所定の検査を行うことが可能になる。また、検査ロボット２１は、必要に応じ、回転台２１５が回転することでプローブ支持機構２２が回転移動されるので、当該プローブ支持機構２２を検査対象の伝熱管５の位置に配置することができ、検査プローブ３０を伝熱管５内に挿入して所定の検査を行うことが可能になる。なお、検査プローブ３０を送るには、水室７の外部に配置された図３に示すプッシャ装置２３のプッシャ２３ａによって検査プローブ３０に接続したケーブル３０ａを押し出す。ケーブル３０ａは、プッシャ装置２３の巻取リール２３ｂに巻かれており、検査プローブ３０を送り出すときには、巻取リール２３ｂから繰り出される一方、検査プローブ３０を伝熱管５から引き出すときは、巻取リール２３ｂに巻き取られる。
【００４０】
なお、検査ロボット２１は、伝熱管５の検査に先立ち、着脱自在な長い操作棒（図示せず）が取り付けられる。この操作棒を、作業者が掴持してマンホール７Ｃから水室７内に挿入し、当該マンホール７Ｃの直上における管板４の管板面に位置決めする。そして、検査ロボット２１は、Ｘ軸方向歩行装置２１２およびＹ軸方向歩行装置２１３の各クランプ軸２１２ａ，２１３ａを伝熱管５の中に挿入してクランプする。その後、操作棒を取り外すことで、検査ロボット２１は、基板２１１から延びる操作用ケーブル２１９がマンホール７Ｃから水室７の外部に引き出された形態で管板４の管板面に設置される。このように検査ロボット２１を管板４に設置した後、昇降機構２１８の駆動モータ２１８ｃを作動させてベルト２１８ｂを図２に示す位置から下方に延出させ、昇降台２１８ａをマンホール７Ｃまで降下させる。そして、この昇降台２１８ａにプローブ支持機構２２を取り付け、再び駆動モータ２１８ｃを作動させてベルト２１８ｂを上方に収納し、昇降台２１８ａを図２に示す元の位置に復帰させ、検査準備を完了する。
【００４１】
ところで、伝熱管５の検査は、渦電流探傷検査によって伝熱管５内面の損傷を検査される。そして、渦電流探傷検査によって伝熱管５内面の損傷が検出された場合、これを確認するために外観検査や、超音波探傷検査が必要に応じて行われる。ここで、外観検査や超音波探傷検査は、伝熱管５の中心軸に検査プローブ３０の中心軸が一致することで正確な検査を行うことができるものである。上述した検査ロボット２１は、伝熱管５に挿入されるクランプ軸２１２ａ，２１３ａによって管板面に支持されるものであり、伝熱管５の位置を基準とされる。そして、検査プローブ３０を案内支持するプローブ支持機構２２は、伝熱管５のピッチを考慮されて検査ロボット２１に取り付けられていることから、検査ロボット２１が管板面に支持されている状態で、検査対象の伝熱管５の直下に配置される。しかし、プローブ支持機構２２が検査ロボット２１に対して微細な位置ズレを生じて取り付けられた場合は、プローブ支持機構２２によって案内される検査プローブ３０の中心軸が伝熱管５の中心軸からずれてしまうことから、外観検査や超音波探傷検査において正確な検査を行うことが難しくなる。
【００４２】
そこで、本実施の形態の検査装置２０は、プローブ支持機構２２が検査ロボット２１に対して微細な位置ズレを生じて取り付けられていても、検査プローブ３０と伝熱管５との中心軸を合わせるプローブ支持機構２２を備えている。
【００４３】
図４は、本実施の形態に係る伝熱管の検査装置のプローブ支持機構を示す側断面図であり、図５は、図４に示すプローブ支持機構の拡大図であり、図６は、本実施の形態に係る伝熱管の検査装置のプローブ支持機構の動作を示す側断面図であり、図７は、図６に示すプローブ支持機構の拡大図である。なお、図４〜図７では、上述したような固定手段としての検査ロボット２１にプローブ支持機構２２が取り付けられた状態であって、かつ検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態を示している。
【００４４】
図４および図５に示すように、プローブ支持機構２２は、固定手段としての検査ロボット２１、詳しくは昇降機構２１８の昇降台２１８ａに取り付けられる取付基部２２１に対し、ガイド部材２２２と、位置決機構２２３と、移動手段２２４とが設けられている。
【００４５】
ガイド部材２２２は、長尺の円筒状に形成されており、その内部に上述した検査プローブ３０を挿通案内するものである。ガイド部材２２２は、検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、一端の開口部が上方（管板４側）に向き、他端の開口部が下方に向くように取付基部２２１に対して取り付けられている。このガイド部材２２２は、その一端の外周に、円環状の連接部２２２ａがＯリング２２２ｂを介して液密性を有した形態で固定されている。連接部２２２ａは、管板４側に向く面に、自身の全周に渡って環状に配置された無端状のシール材２２２ｃが突設されている。また、ガイド部材２２２は、取付基部２２１が検査ロボット２１に取り付けられ、かつ検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、その中心軸Ｃ１が、伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致するように設けられている。
【００４６】
また、ガイド部材２２２は、図６に示すように、その筒内で中心軸Ｃ１に検査プローブ３０の中心軸Ｃ４を一致させて支持するように、検査プローブ３０の軸方向長さに対応する長さに形成されている。図６に示すように、検査プローブ３０は、ケーブル３０ａの先端に配置されており、かつ調芯機能として軸方向に長く形成されている。よって、ガイド部材２２２は、その筒内で中心軸Ｃ１に検査プローブ３０の中心軸Ｃ４を一致させて支持するように検査プローブ３０の外径に対して軸方向に移動できるだけの微小な隙間を有する内径とされ、かつその筒内で検査プローブ３０全体を包む長さに形成されている。
【００４７】
位置決機構２２３は、検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、先端が上方（管板４側）に向くように、基端が取付基部２２１に対して取り付けられている。
この位置決機構２２３は、基端側の基台部２２３１、先端側の先端部２２３２、および基台部２２３１と先端部２２３２との間に配置された移動部２２３３を有している。
【００４８】
基台部２２３１は、検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、上下方向に延在する態様で円柱形状をなし、その内部に円柱形状の摺動室２２３１ａが形成されている。また、基台部２２３１は、摺動室２２３１ａとは隔離され、下端から上端に通じる空気導入路２２３１ｂが形成されている。また、基台部２２３１は、摺動室２２３１ａから外部に通じる空気抜路２２３１ｃが形成されている。
【００４９】
移動部２２３３は、検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、上下方向に延在する態様で円筒形状をなし、下端が開放し、上端が閉塞して形成されることで、その内部に円柱形状の拡縮室２２３３ａが設けられている。この移動部２２３３は、拡縮室２２３３ａが基台部２２３１を内装し、かつＯリング２２３３ｂを介して気密性を有した状態で、基台部２２３１に対して上下方向に移動可能に設けられている。また、拡縮室２２３３ａは、基台部２２３１の空気導入路２２３１ｂが連通している。また、移動部２２３３は、拡縮室２２３３ａ内において、閉塞された上端から下方に延在しつつ、基台部２２３１の摺動室２２３１ａに貫通する棒状の摺動部２２３３ｃが設けられている。この摺動部２２３３ｃは、基台部２２３１の摺動室２２３１ａに貫通する部分と、摺動室２２３１ａの内周面に対してＯリング２２３３ｄ，２２３３ｅを介して気密性を有して設けられて、基台部２２３１の摺動室２２３１ａ内を上下方向に摺動可能に構成されている。また、摺動部２２３３ｃは、その上端が、Ｏリング２２３３ｆを介して気密性を有した状態とされ、拡縮室２２３３ａを貫通して設けられている。そして、摺動部２２３３ｃが、拡縮室２２３３ａを貫通した上端は、上方に延出した取付ピン２２３３ｇが設けられている。なお、移動部２２３３は、本実施の形態においては、連結部２２３３ｈによってガイド部材２２２に連結されている。
【００５０】
先端部２２３２は、検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、上下方向に延在する態様で円筒形状をなし、下端が開放し、上端が閉塞して形成されることで、その内部に円柱形状の収容室２２３２ａが設けられている。この先端部２２３２は、収容室２２３２ａが移動部２２３３を内装した状態で、移動部２２３３に対して上下方向に移動可能に設けられている。この移動は、移動部２２３３の摺動部２２３３ｃ上端の取付ピン２２３３ｇが、収容室２２３２ａを上方に貫通していることで、当該取付ピン２２３３ｇに案内される。また、先端部２２３２は、移動部２２３３の周りに装着された弾性部材としての圧縮コイルバネ２２３２ｂによって常に上方に移動するように弾性付勢されている。また、先端部２２３２は、その上端に、上方に向けて先細り円錐状で底部が伝熱管５の開口径よりも若干大きく形成されたテーパ面を有する位置決手段としての嵌合部２２３２ｃが形成されている。
【００５１】
移動手段２２４は、位置決機構２２３の移動部２２３３および先端部２２３２を上下向に沿って移動させるもので、エアシリンダとして構成されている。移動手段２２４は、基台部２２３１の基端側に固定され、圧縮空気の供給側が、基台部２２３１の空気導入路２２３１ｂに連通している。すなわち、移動手段２２４により供給された圧縮空気は、空気導入路２２３１ｂを経て移動部２２３３の拡縮室２２３３ａに供給される。移動手段２２４からの圧縮空気が拡縮室２２３３ａに供給されると、図６および図７に示すように、空気抜路２２３１ｃを得て摺動室２２３１ａ内の空気が排出され、移動部２２３３が圧縮空気によって上方に移動し、これに伴い先端部２２３２が上方に移動する。一方、移動手段２２４による圧縮空気の供給が止まると、図４および図５に示すように、空気抜路２２３１ｃを得て摺動室２２３１ａ内に空気が導入されて、摺動部２２３３ｃが下方に下がることから、移動部２２３３が下方に移動し、これに伴い先端部２２３２が下方に移動する。また、ガイド部材２２２は、移動部２２３３に対して連結部２２３３ｈを介して連結されていることから、移動部２２３３の上下移動に伴って、ともに上下に移動する。
【００５２】
なお、ガイド部材２２２は、移動部２２３３に対して連結部２２３３ｈを介して連結されていなくてもよい。この場合、移動手段２２４は、位置決手段としての嵌合部２２３２ｃを移動させるだけの位置決手段移動手段として構成される。そして、ガイド部材２２２が移動部２２３３に対して連結されない構成において、ガイド部材２２２を軸方向に移動させる場合、位置決手段移動手段とは別に、図には明示しないが移動手段２２４と同様のエアシリンダからなるガイド部材移動手段を備えるとよい。
【００５３】
上記位置決機構２２３は、嵌合部２２３２ｃの円錐状の中心線Ｃ３が、摺動部２２３３ｃによる移動部２２３３の移動方向に平行であって、取付ピン２２３３ｇの延出する中心軸に一致するように構成されている。この中心軸Ｃ３は、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１と平行であって、かつガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に対し、伝熱管５の配列間隔を基準とした間隔で配置されている。このため、位置決機構２２３は、取付基部２２１が検査ロボット２１に取り付けられ、かつ検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、その中心軸Ｃ３が、伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致するように設けられている。
【００５４】
また、図４〜図７に示すように、プローブ支持機構２２は、ガイド部材２２２が位置決機構２２３の移動部２２３３に連結され、かつ移動手段２２４が位置決機構２２３の基台部２２３１に固定されているため、ガイド部材２２２、位置決機構２２３、および移動手段２２４が一体とされている。そして、これらガイド部材２２２、位置決機構２２３、および移動手段２２４は、取付基部２２１に対し、スライド機構によって、中心軸Ｃ１，Ｃ３に直交する方向にスライド移動可能に設けられている。具体的にスライド機構は、図５および図７に示すように、ガイド部材２２２は、取付基部２２１に設けられた挿通穴２２１ａに隙間を有して挿通されている。そして、ガイド部材２２２と挿通穴２２１ａとの間の隙間にバネ部材２２１ｂが介在されている。また、位置決機構２２３の基台部２２３１は、取付基部２２１に対し、中心軸Ｃ１，Ｃ３に沿う方向に移動を規制されつつ、中心軸Ｃ１，Ｃ３に直交する方向に移動が供用されるように、支持枠２２１ｃによって取り付けられている。また、移動手段２２４は、取付基部２２１に設けられた挿通穴２２１ｄに隙間を有して挿通されている。そして、移動手段２２４と挿通穴２２１ｄとの間の隙間にバネ部材２２１ｅが介在されている。このように、ガイド部材２２２、位置決機構２２３、および移動手段２２４は、取付基部２２１に対し、スライド機構によって、中心軸Ｃ１，Ｃ３に直交する方向にスライド移動可能に設けられている。
【００５５】
上述したプローブ支持機構２２の動作、および上述したプローブ支持機構２２を用いた検査方法について以下に説明する。
【００５６】
まず、プローブ支持機構２２が取り付けられた検査ロボット２１を、管板４の管板面に固定し、ガイド部材２２２を検査対象の伝熱管５の直下に配置する。これに伴い位置決機構２２３が検査対象とは別の伝熱管５の直下に配置される（図４参照）。
【００５７】
次に、図４の状態から図６に示すように、移動手段２２４によって位置決機構２２３の移動部２２３３および先端部２２３２を上方に移動させる。これにより、先端部２２３２の嵌合部２２３２ｃのテーパ面が、圧縮コイルバネ２２３２ｂによる弾性付勢力を付与されつつ伝熱管５の開口部に当接する。嵌合部２２３２ｃのテーパ面は、円錐状であることから、伝熱管５の開口部に対し、自身の真円部分が一致するように、すなわち、伝熱管５の中心軸Ｃ２に対し、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３が一致するように当該嵌合部２２３２ｃが伝熱管５の開口部に嵌合する。このため、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１も、検査対象の伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致することになる。この結果、プローブ支持機構２２が、検査ロボット２１に対して微細な位置ズレを生じて取り付けられていても、ガイド部材２２２に挿通支持される検査プローブ３０と、検査対象の伝熱管５との中心軸Ｃ２，Ｃ４を合わせることが可能になる。
【００５８】
特に、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行う際には、ガイド部材２２２に挿通支持される検査プローブ３０と、検査対象の伝熱管５との中心軸Ｃ２，Ｃ４が一致していないと、正確な検査データを取得することが困難である。したがって、本実施の形態の検査装置と、当該検査装置を用いた検査方法によれば、ガイド部材２２２に挿通支持される検査プローブ３０と、検査対象の伝熱管５との中心軸Ｃ２，Ｃ４を合わせることができるので、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行うにあたって、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００５９】
また、図６に示すように、位置決機構２２３の移動部２２３３に連結されたガイド部材２２２も、移動部２２３３とともに上方に移動する。このため、ガイド部材２２２の先端のシール材２２２ｃが検査対象の伝熱管５の開口部の周りであって管板４の管板面に当接し、検査対象の伝熱管５に対してガイド部材２２２が密封状態で連接することになる。この結果、例えば、超音波探傷検査のように、接触媒体として水を伝熱管５内に充填する検査において、当該水の漏れがないため、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００６０】
特に、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行う際には、ガイド部材２２２が検査対象の伝熱管５に密封状態で連接されていないと、伝熱管５内に充填する水の漏れが著しい。したがって、本実施の形態の検査装置と、当該検査装置を用いた検査方法によれば、検査対象の伝熱管５に対してガイド部材２２２を密封状態で連接することができるので、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行うにあたって、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００６１】
このように、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、伝熱管５が開口する管板４の管板面に固定される検査ロボット（固定手段）２１に設けられ、伝熱管５に挿入される検査プローブ３０を自身の中心軸Ｃ１に沿って挿通案内する筒状のガイド部材２２２と、検査ロボット２１に設けられ、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に対して自身の中心軸Ｃ３を平行とするとともに、各中心軸Ｃ１，Ｃ３が伝熱管５の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ伝熱管５に対して嵌合可能に設けられた嵌合部（位置決部材）２２３２ｃと、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３に沿って当該嵌合部２２３２ｃを移動させる移動手段（位置決部材移動手段）２２４と、を備える。
【００６２】
この伝熱管の検査装置によれば、嵌合部２２３２ｃを伝熱管５に嵌合させることで、当該嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３が、嵌合された伝熱管５の中心軸Ｃ２と一致する。このため、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１が検査対象の伝熱管５の中心軸Ｃ２と一致することになる。この結果、ガイド部材２２２に挿通支持される検査プローブ３０と、検査対象の伝熱管５との中心軸Ｃ２，Ｃ４を合わせることが可能になる。
【００６３】
なお、上述した実施の形態において、位置決部材として嵌合部２２３２ｃを説明したが、位置決部材は、自身の中心軸Ｃ３に沿って、当該中心軸Ｃ３を伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致させるものであればよい。例えば、図には明示しないが、中心軸Ｃ３に沿って移動することで伝熱管５内に挿入嵌合され、この挿入によって中心軸Ｃ３を伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致させる構成や、中心軸Ｃ３に沿って移動することで伝熱管５内に挿入され、この伝熱管５内で拡張されるクランプ機構であってもよい。
【００６４】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、位置決部材として、円錐状のテーパ面を有する嵌合部２２３２ｃとして構成され、移動手段２２４による移動に伴いテーパ面が伝熱管５の開口部に当接嵌合される。
【００６５】
この伝熱管の検査装置によれば、嵌合部２２３２ｃの円錐状のテーパ面は、伝熱管５の開口部に対し、自身の真円部分が一致するように、すなわち、伝熱管５の中心軸Ｃ２に対し、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３が一致するように嵌合する。この嵌合部２２３２ｃは、伝熱管５の開口部に嵌合するものであるから、移動のストロークが比較的短いため、装置の小型化を図ることが可能になる。
【００６６】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、嵌合部２２３２ｃを伝熱管５に向けて弾性付勢する圧縮コイルバネ（弾性部材）２２３２ｂを備える。
【００６７】
この伝熱管の検査装置によれば、嵌合部２２３２ｃは、圧縮コイルバネ２２３２ｂによる弾性付勢力を付与されつつ伝熱管５の開口部に当接するため、伝熱管５の開口部に対し、自身の真円部分が一致する作用が助勢される。この結果、伝熱管５の中心軸Ｃ２に対し、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３が一致する効果を顕著に得ることが可能になる。
【００６８】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、ガイド部材２２２および嵌合部（位置決部材）２２３２ｃを各中心軸Ｃ１，Ｃ３に直交する方向にともにスライド移動可能に支持するスライド機構を備える。
【００６９】
この伝熱管の検査装置は、検査ロボット２１に対する位置ズレを、ガイド部材２２２および嵌合部（位置決部材）２２３２ｃのスライド移動によって吸収することが可能になる。
【００７０】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に沿って当該ガイド部材２２２を移動させる移動手段（ガイド部材移動手段）２２４と、ガイド部材２２２の移動に伴って伝熱管５の開口部の周りに当接する態様でガイド部材２２２の先端全周に渡って設けられたシール材２２２ｃと、を備える。
【００７１】
この伝熱管の検査装置によれば、ガイド部材２２２の先端のシール材２２２ｃが検査対象の伝熱管５の開口部の周りであって管板４の管板面に当接し、検査対象の伝熱管５に対してガイド部材２２２が密封状態で連接することになる。この結果、例えば、超音波探傷検査のように、接触媒体として水を伝熱管５内に充填する検査において、当該水の漏れがないため、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００７２】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、嵌合部（位置決部材）２２３２ｃを移動する位置決部材移動手段と、ガイド部材２２２を移動するガイド部材移動手段とを共通の移動手段２２４で構成する。
【００７３】
この伝熱管の検査装置によれば、各移動手段を共通に構成することで、装置の小型化を図ることができ、かつ製造コストを低減することが可能になる。
【００７４】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、ガイド部材２２２は、検査プローブ３０をその内部で支持する長さに形成されている。
【００７５】
この伝熱管の検査装置によれば、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行う際には、検査プローブ３０を伝熱管５の開口部の位置で支持する必要がある。よって、ガイド部材２２２が検査プローブ３０をその内部で支持する長さに形成されていれば、検査プローブ３０を伝熱管５の開口部の位置で支持できるので、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行うにあたって、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００７６】
また、本実施の形態の伝熱管の検査方法は、伝熱管５が開口する管板４の管板面に固定される検査ロボット（固定手段）２１に設けられ、伝熱管５に挿入される検査プローブ３０を自身の中心軸Ｃ１に沿って挿通案内する筒状のガイド部材２２２と、検査ロボット２１に設けられ、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に対して自身の中心軸Ｃ３を平行とするとともに、各中心軸Ｃ１，Ｃ３が伝熱管５の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ伝熱管５に対して嵌合可能に設けられた嵌合部（位置決部材）２２３２ｃと、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３に沿って当該嵌合部２２３２ｃを移動させる移動手段（位置決部材移動手段）２２４と、を備える伝熱管の検査装置を用いる伝熱管の検査方法であって、ガイド部材２２２が検査対象となる伝熱管５の直下に位置するように検査ロボット２１を管板面に固定する工程と、次に、嵌合部２２３２ｃを移動手段２２４によって移動させて検査対象の伝熱管５とは別の伝熱管５に対して嵌合させ、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１を検査対象の伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致させる工程と、次に、ガイド部材２２２を通して検査対象の伝熱管５に検査プローブ３０を挿入して当該伝熱管５の検査を行う工程と、を含む。
【００７７】
この伝熱管の検査方法によれば、嵌合部２２３２ｃを伝熱管５に嵌合させることで、当該嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３が、嵌合された伝熱管５の中心軸Ｃ２と一致する。このため、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１が検査対象の伝熱管５の中心軸Ｃ２と一致することになる。この結果、ガイド部材２２２に挿通支持される検査プローブ３０と、検査対象の伝熱管５との中心軸Ｃ２，Ｃ４を合わせ、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００７８】
また、本実施の形態の伝熱管の検査方法は、伝熱管の検査装置は、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に沿って当該ガイド部材２２２を移動させる移動手段（ガイド部材移動手段）２２４と、ガイド部材２２２の移動に伴って伝熱管５の開口部の周りに当接する態様でガイド部材２２２の先端全周に渡って設けられたシール材２２２ｃと、を備えており、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１を検査対象の伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致させる工程では、ガイド部材２２２を移動手段２２４によって移動させてシール材２２２ｃを検査対象の伝熱管５の開口部の周囲に当接させ、当該伝熱管５に対してガイド部材２２２を密封状態で連接する工程を含む。
【００７９】
この伝熱管の検査方法によれば、ガイド部材２２２の先端のシール材２２２ｃが検査対象の伝熱管５の開口部の周りであって管板４の管板面に当接し、検査対象の伝熱管５に対してガイド部材２２２が密封状態で連接する。この結果、例えば、超音波探傷検査のように、接触媒体として水を伝熱管５内に充填する検査において、当該水の漏れがないため、正確な検査データを取得することが可能になる。
【符号の説明】
【００８０】
１ 蒸気発生器
４ 管板
５ 伝熱管
７ 水室
７Ｃ マンホール
２０ 検査装置
２１ 検査ロボット
２２ プローブ支持機構
２２１ 取付基部
２２１ａ 挿通穴
２２１ｂ バネ部材
２２１ｃ 支持枠
２２１ｄ 挿通穴
２２１ｅ バネ部材
２２２ ガイド部材
２２２ａ 連接部
２２２ｂ Ｏリング
２２２ｃ シール材
２２３ 位置決機構
２２３１ 基台部
２２３１ａ 摺動室
２２３１ｂ 空気導入路
２２３１ｃ 空気抜路
２２３２ 先端部
２２３２ａ 収容室
２２３２ｂ 圧縮コイルバネ
２２３２ｃ 嵌合部
２２３３ 移動部
２２３３ａ 拡縮室
２２３３ｂ，２２３３ｄ，２２３３ｅ，２２３３ｆ Ｏリング
２２３３ｃ 摺動部
２２３３ｇ 取付ピン
２２３３ｈ 連結部
２２４ 移動手段
２３ プッシャ装置
３０ 検査プローブ
３０ａ ケーブル
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ 中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器の伝熱管を検査する際に適用される伝熱管の検査装置および検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）に用いられる熱交換器としての蒸気発生器は、逆Ｕ字形状に形成された多数の伝熱管が、両端部を胴部内の管板に対して挿入固定されている。この伝熱管は、その健全性が検査される。このような検査は、渦電流探傷検査（ＥＣＴ）によって伝熱管内面の損傷が検出された場合、これを確認するために外観検査（ＶＴ検査）や、超音波探傷検査（ＵＴ検査）が必要に応じて行われる。
【０００３】
従来、特許文献１や特許文献２に示す伝熱管の検査装置は、伝熱管を利用して管板下面（管板の水室側の面）に支持される検査ロボットに対し、検査プローブを挿通案内する筒状のガイド部材が設けられている。検査ロボットは、伝熱管に挿通されるクランプ機構によって管板下面に支持されるものであるから、伝熱管の位置を基準とされる。ガイド部材は、伝熱管のピッチを考慮されて検査ロボットに設けられていることから、検査ロボットが管板下面に支持されている状態で、伝熱管の直下に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１３７５７６号公報
【特許文献２】特開平１０−２２７７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特に、外観検査や超音波探傷検査は、伝熱管の中心軸に検査プローブの中心軸が一致することで正確な検査を行うことができる。しかし、ガイド部材が検査ロボットに対して微細な位置ズレを生じて取り付けられている場合、ガイド部材に挿通される検査プローブの中心軸が伝熱管の中心軸からずれてしまうため、外観検査や超音波探傷検査において正確な検査を行うことが難しくなる。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、検査プローブと伝熱管との中心軸を合わせることのできる伝熱管の検査装置および検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の伝熱管の検査装置は、伝熱管が開口する管板の管板面に固定される固定手段に設けられ、前記伝熱管に挿入される検査プローブを自身の中心軸に沿って挿通案内する筒状のガイド部材と、前記固定手段に設けられ、前記ガイド部材の中心軸に対して自身の中心軸を平行とするとともに、各前記中心軸が前記伝熱管の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ前記伝熱管に対して嵌合可能に設けられた位置決部材と、前記位置決部材の前記中心軸に沿って当該位置決部材を移動させる位置決部材移動手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この伝熱管の検査装置によれば、位置決部材を伝熱管に嵌合させることで、当該位置決部材の中心軸が、嵌合された伝熱管の中心軸と一致する。このため、ガイド部材の中心軸が検査対象の伝熱管の中心軸と一致することになる。この結果、ガイド部材に挿通支持される検査プローブと、検査対象の伝熱管との中心軸を合わせることができる。
【０００９】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記位置決部材は、円錐状のテーパ面を有する嵌合部として構成され、前記位置決部材移動手段による移動に伴い前記テーパ面が前記伝熱管の開口部に当接嵌合されることを特徴とする。
【００１０】
この伝熱管の検査装置によれば、嵌合部の円錐状のテーパ面は、伝熱管の開口部に対し、自身の真円部分が一致するように、すなわち、伝熱管の中心軸に対し、嵌合部の中心軸が一致するように嵌合する。この嵌合部は、伝熱管の開口部に嵌合するものであるから、移動のストロークが比較的短いため、装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記嵌合部を前記伝熱管に向けて弾性付勢する弾性部材を備えることを特徴とする。
【００１２】
この伝熱管の検査装置によれば、嵌合部は、弾性部材による弾性付勢力を付与されつつ伝熱管の開口部に当接するため、伝熱管の開口部に対し、自身の真円部分が一致する作用が助勢される。この結果、伝熱管の中心軸に対し、嵌合部の中心軸が一致する効果を顕著に得ることができる。
【００１３】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記ガイド部材および前記位置決部材を各前記中心軸に直交する方向にともにスライド移動可能に支持するスライド機構を備えることを特徴とする。
【００１４】
この伝熱管の検査装置によれば、固定手段に対する位置ズレを、ガイド部材および位置決部材のスライド移動によって吸収することができる。
【００１５】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記ガイド部材の中心軸に沿って当該ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段と、前記ガイド部材の移動に伴って前記伝熱管の開口部の周りに当接する態様で前記ガイド部材の先端全周に渡って設けられたシール材と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
この伝熱管の検査装置によれば、ガイド部材の先端のシール材が検査対象の伝熱管の開口部の周りであって管板の管板面に当接し、検査対象の伝熱管に対してガイド部材が密封状態で連接することになる。この結果、例えば、超音波探傷検査のように、接触媒体として水を伝熱管内に充填する検査において、当該水の漏れがないため、正確な検査データを取得することができる。
【００１７】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記位置決部材移動手段と、前記ガイド部材移動手段とを共通に構成することを特徴とする。
【００１８】
この伝熱管の検査装置によれば、各移動手段を共通に構成することで、装置の小型化を図ることができ、かつ製造コストを低減することができる。
【００１９】
また、本発明の伝熱管の検査装置は、前記ガイド部材は、前記検査プローブをその内部で支持する長さに形成されていることを特徴とする。
【００２０】
この伝熱管の検査装置によれば、伝熱管の管板への開口部分の検査を行う際には、検査プローブを伝熱管の開口部の位置で支持する必要がある。よって、ガイド部材が検査プローブをその内部で支持する長さに形成されていれば、検査プローブを伝熱管の開口部の位置で支持できるので、伝熱管の管板への開口部分の検査を行うにあたって、正確な検査データを取得することができる。
【００２１】
上述の目的を達成するために、本発明の伝熱管の検査方法は、伝熱管が開口する管板の管板面に固定される固定手段に設けられ、前記伝熱管に挿入される検査プローブを自身の中心軸に沿って挿通案内する筒状のガイド部材と、前記固定手段に設けられ、前記ガイド部材の中心軸に対して自身の中心軸を平行とするとともに、各前記中心軸が前記伝熱管の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ前記伝熱管に対して嵌合可能に設けられた位置決部材と、前記位置決部材の前記中心軸に沿って当該位置決部材を移動させる位置決部材移動手段と、を備える伝熱管の検査装置を用いる伝熱管の検査方法であって、前記ガイド部材が検査対象となる前記伝熱管の直下に位置するように前記固定手段を前記管板面に固定する工程と、次に、前記位置決部材を前記位置決部材移動手段によって移動させて検査対象の前記伝熱管とは別の伝熱管に対して嵌合させ、前記ガイド部材の中心軸を検査対象の前記伝熱管の中心軸に一致させる工程と、次に、前記ガイド部材を通して検査対象の前記伝熱管に前記検査プローブを挿入して当該伝熱管の検査を行う工程と、を含む。
【００２２】
この伝熱管の検査方法によれば、位置決部材を伝熱管に嵌合させることで、当該位置決部材の中心軸が、嵌合された伝熱管の中心軸と一致する。このため、ガイド部材の中心軸が検査対象の伝熱管の中心軸と一致することになる。この結果、ガイド部材に挿通支持される検査プローブと、検査対象の伝熱管との中心軸を合わせ、正確な検査データを取得することができる。
【００２３】
また、本発明の伝熱管の検査方法は、前記伝熱管の検査装置は、前記ガイド部材の中心軸に沿って当該ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段と、前記ガイド部材の移動に伴って前記伝熱管の開口部の周りに当接する態様で前記ガイド部材の先端全周に渡って設けられたシール材と、を備えており、前記ガイド部材の中心軸を検査対象の前記伝熱管の中心軸に一致させる工程では、前記ガイド部材を前記ガイド部材移動手段によって移動させて前記シール材を検査対象の前記伝熱管の開口部の周囲に当接させ、当該伝熱管に対して前記ガイド部材を密封状態で連接する工程を含むことを特徴とする。
【００２４】
この伝熱管の検査方法によれば、ガイド部材の先端のシール材が検査対象の伝熱管の開口部の周りであって管板の管板面に当接し、検査対象の伝熱管に対してガイド部材が密封状態で連接することになる。この結果、例えば、超音波探傷検査のように、接触媒体として水を伝熱管内に充填する検査において、当該水の漏れがないため、正確な検査データを取得することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、検査プローブと伝熱管との中心軸を合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、蒸気発生器の概略側断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る伝熱管の検査装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る伝熱管の検査装置の使用状態を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る伝熱管の検査装置のプローブ支持機構を示す側断面図である。
【図５】図５は、図４に示すプローブ支持機構の拡大図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る伝熱管の検査装置のプローブ支持機構の動作を示す側断面図である。
【図７】図７は、図６に示すプローブ支持機構の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２８】
図１は、蒸気発生器の概略側断面図である。熱交換器としての蒸気発生器１は、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）に用いられる。加圧水型原子炉は、原子炉冷却材および中性子減速材として軽水を使用している。加圧水型原子炉は、軽水を炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水としての一次冷却水を蒸気発生器１に送る。蒸気発生器１では、高温高圧の一次冷却水の熱を二次冷却水に伝え、二次冷却水に水蒸気を発生させる。そして、この水蒸気によりタービン発電機が回されて発電する。
【００２９】
蒸気発生器１は、上下方向に延在され、かつ密閉された中空円筒形状を成し、上半部に対して下半部が若干小径とされた胴部２を有している。胴部２は、その下半部内に、該胴部２の内壁面と所定間隔をもって配置された円筒形状を成す管群外筒３が設けられている。この管群外筒３は、その下端部が、胴部２の下半部内の下方に配置された管板４近傍まで延設されている。管群外筒３内には、伝熱管群５Ａが設けられている。伝熱管群５Ａは、逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管５から成る。各伝熱管５は、Ｕ字形状の円弧部を上方に向けて配置され、下端部が管板４の管穴に挿通支持されていると共に、中間部が複数の管支持板６を介して管群外筒３に支持されている。管支持板６は、多数の伝熱管挿通穴が形成されており、この伝熱管挿通穴に各伝熱管５が挿通されることで各伝熱管５を支持する。
【００３０】
胴部２は、その下端部に水室７が設けられている。水室７は、内部が隔壁８により入室７Ａと出室７Ｂとに区画されている。入室７Ａは、各伝熱管５の一端部が連通され、出室７Ｂは、各伝熱管５の他端部が連通されている。また、入室７Ａは、胴部２の外部に通じる入口ノズル７Ａａが形成され、出室７Ｂは、胴部２の外部に通じる出口ノズル７Ｂａが形成されている。そして、入口ノズル７Ａａは、加圧水型原子炉から一次冷却水が送られる冷却水配管（図示せず）が連結され、出口ノズル７Ｂａは、熱交換された後の一次冷却水を加圧水型原子炉に送る冷却水配管（図示せず）が連結される。
【００３１】
胴部２は、その上半部内に、給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器９、および分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器１０が設けられている。気水分離器９と伝熱管群５Ａとの間には、外部から胴部２内に二次冷却水の給水を行う給水管１１が挿入されている。さらに、胴部２は、その上端部に、蒸気排出口１２が形成されている。また、胴部２は、その下半部内に、給水管１１からこの胴部２内に給水された二次冷却水を、胴部２と管群外筒３との間を流下させて管板４にて折り返させ、伝熱管群５Ａに沿って上昇させる給水路１３が形成されている。なお、蒸気排出口１２は、タービンに蒸気を送る冷却水配管（図示せず）が連結され、給水管１１は、タービンで使用された蒸気が復水器（図示せず）で冷却された二次冷却水を供給するための冷却水配管（図示せず）が連結される。
【００３２】
このような蒸気発生器１では、加圧水型原子炉で加熱された一次冷却水は、入室７Ａに送られ、多数の伝熱管５内を通って循環して出室７Ｂに至る。一方、復水器で冷却された二次冷却水は、給水管１１に送られ、胴部２内の給水路１３を通って伝熱管群５Ａに沿って上昇する。このとき、胴部２内で、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われる。そして、冷やされた一次冷却水は出室７Ｂから加圧水型原子炉に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、胴部２内を上昇し、気水分離器９で蒸気と熱水とに分離される。そして、分離された蒸気は、湿分分離器１０で湿分が除去されてからタービンに送られる。
【００３３】
このような蒸気発生器１の伝熱管５は、蒸気発生器１が供用された後、例えば、燃料交換作業のため定期的に炉心の運転を停止する際に同時に検査が行われる。この検査においては、水室７内が原子炉で加熱された一次冷却水に直接触れて放射線雰囲気になっていることから、検査を行う作業者が水室７内に長時間留まることは好ましくない。このため、水室７の外部からの遠隔操作によって検査を行う検査装置が用いられる。
【００３４】
図２は、本実施の形態に係る伝熱管の検査装置を示す斜視図であり、図３は、本実施の形態に係る伝熱管の検査装置の使用状態を示す概略図である。図２に示すように、本実施の形態の伝熱管５の検査装置２０は、水室７内において、伝熱管５が開口する管板面（管板４の下面）に固定される固定手段である検査ロボット２１を備える。なお、固定手段としては、伝熱管５が開口する管板面（管板４の下面）に固定されるもので、例えば、図には明示しないが、水室７内に配置されるマニピュレータなどであってもよく、検査ロボット２１に限定されるものではない。
【００３５】
図２に示すように、検査ロボット２１は、円形の基板２１１にＸ軸方向歩行装置２１２とＹ軸方向歩行装置２１３とが設けられている（管板面に沿う２次元で直交するＸ軸とＹ軸とで表す）。Ｘ軸方向歩行装置２１２は、３本のクランプ軸２１２ａを有している。クランプ軸２１２ａは、それぞれクランプシリンダ２１２ｂによって管板面に開口する伝熱管５の中に挿入され、拡張されて伝熱管５内で固定される一方、クランプシリンダ２１２ｂによって拡張が解除されつつ伝熱管５から抜き出される。また、Ｘ軸方向歩行装置２１２は、Ｘ軸駆動シリンダ２１２ｃを備えている。Ｘ軸駆動シリンダ２１２ｃは、２本のクランプ軸２１２ａをＸ軸方向に伝熱管５の１ピッチ分だけ移動させる。
【００３６】
同様にＹ軸方向歩行装置２１３は、３本のクランプ軸２１３ａを有している。クランプ軸２１３ａは、それぞれクランプシリンダ２１３ｂによって管板面に開口する伝熱管５の中に挿入され、拡張されて伝熱管５内で固定される一方、クランプシリンダ２１３ｂによって拡張が解除されつつ伝熱管５から抜き出される。また、Ｙ軸方向歩行装置２１３は、Ｙ軸駆動シリンダ２１３ｃを備えている。Ｙ軸駆動シリンダ２１３ｃは、２本のクランプ軸２１３ａをＹ軸方向に伝熱管５の１ピッチ分だけ移動させる。
【００３７】
また、検査ロボット２１は、基板２１１に複数（本実施の形態では３つ）のガイドローラ２１４が設けられている。
【００３８】
また、検査ロボット２１は、基板２１１の外周部に回転台２１５が設けられている。回転台２１５は、駆動装置２１６によって基板２１１の円周方向に所定角度駆動される。回転台２１５は、取付板２１７が設けられている。この取付板２１７は、昇降機構２１８が取り付けられている。昇降機構２１８は、昇降台２１８ａがベルト２１８ｂを介して取付板２１７に連結されている。ベルト２１８ｂは、駆動モータ２１８ｃによって昇降台２１８ａを昇降させる。この昇降台２１８ａは、後述の検査プローブ３０を案内支持するプローブ支持機構２２が取り付けられている。
【００３９】
このような検査ロボット２１は、Ｘ軸方向歩行装置２１２およびＹ軸方向歩行装置２１３によって、管板４に所定のピッチで配置された伝熱管５の１ピッチを歩幅とし、管板面に沿う２次元方向に歩行移動する。この歩行移動の際、ガイドローラ２１４が管板面に接して移動を案内する。これにより、検査ロボット２１は、図３に示すように、管板面の任意の位置に移動して固定されるので、プローブ支持機構２２を検査対象の伝熱管５の位置に配置することができ、検査プローブ３０を伝熱管５内に挿入して所定の検査を行うことが可能になる。また、検査ロボット２１は、必要に応じ、回転台２１５が回転することでプローブ支持機構２２が回転移動されるので、当該プローブ支持機構２２を検査対象の伝熱管５の位置に配置することができ、検査プローブ３０を伝熱管５内に挿入して所定の検査を行うことが可能になる。なお、検査プローブ３０を送るには、水室７の外部に配置された図３に示すプッシャ装置２３のプッシャ２３ａによって検査プローブ３０に接続したケーブル３０ａを押し出す。ケーブル３０ａは、プッシャ装置２３の巻取リール２３ｂに巻かれており、検査プローブ３０を送り出すときには、巻取リール２３ｂから繰り出される一方、検査プローブ３０を伝熱管５から引き出すときは、巻取リール２３ｂに巻き取られる。
【００４０】
なお、検査ロボット２１は、伝熱管５の検査に先立ち、着脱自在な長い操作棒（図示せず）が取り付けられる。この操作棒を、作業者が掴持してマンホール７Ｃから水室７内に挿入し、当該マンホール７Ｃの直上における管板４の管板面に位置決めする。そして、検査ロボット２１は、Ｘ軸方向歩行装置２１２およびＹ軸方向歩行装置２１３の各クランプ軸２１２ａ，２１３ａを伝熱管５の中に挿入してクランプする。その後、操作棒を取り外すことで、検査ロボット２１は、基板２１１から延びる操作用ケーブル２１９がマンホール７Ｃから水室７の外部に引き出された形態で管板４の管板面に設置される。このように検査ロボット２１を管板４に設置した後、昇降機構２１８の駆動モータ２１８ｃを作動させてベルト２１８ｂを図２に示す位置から下方に延出させ、昇降台２１８ａをマンホール７Ｃまで降下させる。そして、この昇降台２１８ａにプローブ支持機構２２を取り付け、再び駆動モータ２１８ｃを作動させてベルト２１８ｂを上方に収納し、昇降台２１８ａを図２に示す元の位置に復帰させ、検査準備を完了する。
【００４１】
ところで、伝熱管５の検査は、渦電流探傷検査によって伝熱管５内面の損傷を検査される。そして、渦電流探傷検査によって伝熱管５内面の損傷が検出された場合、これを確認するために外観検査や、超音波探傷検査が必要に応じて行われる。ここで、外観検査や超音波探傷検査は、伝熱管５の中心軸に検査プローブ３０の中心軸が一致することで正確な検査を行うことができるものである。上述した検査ロボット２１は、伝熱管５に挿入されるクランプ軸２１２ａ，２１３ａによって管板面に支持されるものであり、伝熱管５の位置を基準とされる。そして、検査プローブ３０を案内支持するプローブ支持機構２２は、伝熱管５のピッチを考慮されて検査ロボット２１に取り付けられていることから、検査ロボット２１が管板面に支持されている状態で、検査対象の伝熱管５の直下に配置される。しかし、プローブ支持機構２２が検査ロボット２１に対して微細な位置ズレを生じて取り付けられた場合は、プローブ支持機構２２によって案内される検査プローブ３０の中心軸が伝熱管５の中心軸からずれてしまうことから、外観検査や超音波探傷検査において正確な検査を行うことが難しくなる。
【００４２】
そこで、本実施の形態の検査装置２０は、プローブ支持機構２２が検査ロボット２１に対して微細な位置ズレを生じて取り付けられていても、検査プローブ３０と伝熱管５との中心軸を合わせるプローブ支持機構２２を備えている。
【００４３】
図４は、本実施の形態に係る伝熱管の検査装置のプローブ支持機構を示す側断面図であり、図５は、図４に示すプローブ支持機構の拡大図であり、図６は、本実施の形態に係る伝熱管の検査装置のプローブ支持機構の動作を示す側断面図であり、図７は、図６に示すプローブ支持機構の拡大図である。なお、図４〜図７では、上述したような固定手段としての検査ロボット２１にプローブ支持機構２２が取り付けられた状態であって、かつ検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態を示している。
【００４４】
図４および図５に示すように、プローブ支持機構２２は、固定手段としての検査ロボット２１、詳しくは昇降機構２１８の昇降台２１８ａに取り付けられる取付基部２２１に対し、ガイド部材２２２と、位置決機構２２３と、移動手段２２４とが設けられている。
【００４５】
ガイド部材２２２は、長尺の円筒状に形成されており、その内部に上述した検査プローブ３０を挿通案内するものである。ガイド部材２２２は、検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、一端の開口部が上方（管板４側）に向き、他端の開口部が下方に向くように取付基部２２１に対して取り付けられている。このガイド部材２２２は、その一端の外周に、円環状の連接部２２２ａがＯリング２２２ｂを介して液密性を有した形態で固定されている。連接部２２２ａは、管板４側に向く面に、自身の全周に渡って環状に配置された無端状のシール材２２２ｃが突設されている。また、ガイド部材２２２は、取付基部２２１が検査ロボット２１に取り付けられ、かつ検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、その中心軸Ｃ１が、伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致するように設けられている。
【００４６】
また、ガイド部材２２２は、図６に示すように、その筒内で中心軸Ｃ１に検査プローブ３０の中心軸Ｃ４を一致させて支持するように、検査プローブ３０の軸方向長さに対応する長さに形成されている。図６に示すように、検査プローブ３０は、ケーブル３０ａの先端に配置されており、かつ調芯機能として軸方向に長く形成されている。よって、ガイド部材２２２は、その筒内で中心軸Ｃ１に検査プローブ３０の中心軸Ｃ４を一致させて支持するように検査プローブ３０の外径に対して軸方向に移動できるだけの微小な隙間を有する内径とされ、かつその筒内で検査プローブ３０全体を包む長さに形成されている。
【００４７】
位置決機構２２３は、検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、先端が上方（管板４側）に向くように、基端が取付基部２２１に対して取り付けられている。
この位置決機構２２３は、基端側の基台部２２３１、先端側の先端部２２３２、および基台部２２３１と先端部２２３２との間に配置された移動部２２３３を有している。
【００４８】
基台部２２３１は、検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、上下方向に延在する態様で円柱形状をなし、その内部に円柱形状の摺動室２２３１ａが形成されている。また、基台部２２３１は、摺動室２２３１ａとは隔離され、下端から上端に通じる空気導入路２２３１ｂが形成されている。また、基台部２２３１は、摺動室２２３１ａから外部に通じる空気抜路２２３１ｃが形成されている。
【００４９】
移動部２２３３は、検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、上下方向に延在する態様で円筒形状をなし、下端が開放し、上端が閉塞して形成されることで、その内部に円柱形状の拡縮室２２３３ａが設けられている。この移動部２２３３は、拡縮室２２３３ａが基台部２２３１を内装し、かつＯリング２２３３ｂを介して気密性を有した状態で、基台部２２３１に対して上下方向に移動可能に設けられている。また、拡縮室２２３３ａは、基台部２２３１の空気導入路２２３１ｂが連通している。また、移動部２２３３は、拡縮室２２３３ａ内において、閉塞された上端から下方に延在しつつ、基台部２２３１の摺動室２２３１ａに貫通する棒状の摺動部２２３３ｃが設けられている。この摺動部２２３３ｃは、基台部２２３１の摺動室２２３１ａに貫通する部分と、摺動室２２３１ａの内周面に対してＯリング２２３３ｄ，２２３３ｅを介して気密性を有して設けられて、基台部２２３１の摺動室２２３１ａ内を上下方向に摺動可能に構成されている。また、摺動部２２３３ｃは、その上端が、Ｏリング２２３３ｆを介して気密性を有した状態とされ、拡縮室２２３３ａを貫通して設けられている。そして、摺動部２２３３ｃが、拡縮室２２３３ａを貫通した上端は、上方に延出した取付ピン２２３３ｇが設けられている。なお、移動部２２３３は、本実施の形態においては、連結部２２３３ｈによってガイド部材２２２に連結されている。
【００５０】
先端部２２３２は、検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、上下方向に延在する態様で円筒形状をなし、下端が開放し、上端が閉塞して形成されることで、その内部に円柱形状の収容室２２３２ａが設けられている。この先端部２２３２は、収容室２２３２ａが移動部２２３３を内装した状態で、移動部２２３３に対して上下方向に移動可能に設けられている。この移動は、移動部２２３３の摺動部２２３３ｃ上端の取付ピン２２３３ｇが、収容室２２３２ａを上方に貫通していることで、当該取付ピン２２３３ｇに案内される。また、先端部２２３２は、移動部２２３３の周りに装着された弾性部材としての圧縮コイルバネ２２３２ｂによって常に上方に移動するように弾性付勢されている。また、先端部２２３２は、その上端に、上方に向けて先細り円錐状で底部が伝熱管５の開口径よりも若干大きく形成されたテーパ面を有する位置決手段としての嵌合部２２３２ｃが形成されている。
【００５１】
移動手段２２４は、位置決機構２２３の移動部２２３３および先端部２２３２を上下向に沿って移動させるもので、エアシリンダとして構成されている。移動手段２２４は、基台部２２３１の基端側に固定され、圧縮空気の供給側が、基台部２２３１の空気導入路２２３１ｂに連通している。すなわち、移動手段２２４により供給された圧縮空気は、空気導入路２２３１ｂを経て移動部２２３３の拡縮室２２３３ａに供給される。移動手段２２４からの圧縮空気が拡縮室２２３３ａに供給されると、図６および図７に示すように、空気抜路２２３１ｃを得て摺動室２２３１ａ内の空気が排出され、移動部２２３３が圧縮空気によって上方に移動し、これに伴い先端部２２３２が上方に移動する。一方、移動手段２２４による圧縮空気の供給が止まると、図４および図５に示すように、空気抜路２２３１ｃを得て摺動室２２３１ａ内に空気が導入されて、摺動部２２３３ｃが下方に下がることから、移動部２２３３が下方に移動し、これに伴い先端部２２３２が下方に移動する。また、ガイド部材２２２は、移動部２２３３に対して連結部２２３３ｈを介して連結されていることから、移動部２２３３の上下移動に伴って、ともに上下に移動する。
【００５２】
なお、ガイド部材２２２は、移動部２２３３に対して連結部２２３３ｈを介して連結されていなくてもよい。この場合、移動手段２２４は、位置決手段としての嵌合部２２３２ｃを移動させるだけの位置決手段移動手段として構成される。そして、ガイド部材２２２が移動部２２３３に対して連結されない構成において、ガイド部材２２２を軸方向に移動させる場合、位置決手段移動手段とは別に、図には明示しないが移動手段２２４と同様のエアシリンダからなるガイド部材移動手段を備えるとよい。
【００５３】
上記位置決機構２２３は、嵌合部２２３２ｃの円錐状の中心線Ｃ３が、摺動部２２３３ｃによる移動部２２３３の移動方向に平行であって、取付ピン２２３３ｇの延出する中心軸に一致するように構成されている。この中心軸Ｃ３は、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１と平行であって、かつガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に対し、伝熱管５の配列間隔を基準とした間隔で配置されている。このため、位置決機構２２３は、取付基部２２１が検査ロボット２１に取り付けられ、かつ検査ロボット２１が管板４の管板面に固定された状態で、その中心軸Ｃ３が、伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致するように設けられている。
【００５４】
また、図４〜図７に示すように、プローブ支持機構２２は、ガイド部材２２２が位置決機構２２３の移動部２２３３に連結され、かつ移動手段２２４が位置決機構２２３の基台部２２３１に固定されているため、ガイド部材２２２、位置決機構２２３、および移動手段２２４が一体とされている。そして、これらガイド部材２２２、位置決機構２２３、および移動手段２２４は、取付基部２２１に対し、スライド機構によって、中心軸Ｃ１，Ｃ３に直交する方向にスライド移動可能に設けられている。具体的にスライド機構は、図５および図７に示すように、ガイド部材２２２は、取付基部２２１に設けられた挿通穴２２１ａに隙間を有して挿通されている。そして、ガイド部材２２２と挿通穴２２１ａとの間の隙間にバネ部材２２１ｂが介在されている。また、位置決機構２２３の基台部２２３１は、取付基部２２１に対し、中心軸Ｃ１，Ｃ３に沿う方向に移動を規制されつつ、中心軸Ｃ１，Ｃ３に直交する方向に移動が供用されるように、支持枠２２１ｃによって取り付けられている。また、移動手段２２４は、取付基部２２１に設けられた挿通穴２２１ｄに隙間を有して挿通されている。そして、移動手段２２４と挿通穴２２１ｄとの間の隙間にバネ部材２２１ｅが介在されている。このように、ガイド部材２２２、位置決機構２２３、および移動手段２２４は、取付基部２２１に対し、スライド機構によって、中心軸Ｃ１，Ｃ３に直交する方向にスライド移動可能に設けられている。
【００５５】
上述したプローブ支持機構２２の動作、および上述したプローブ支持機構２２を用いた検査方法について以下に説明する。
【００５６】
まず、プローブ支持機構２２が取り付けられた検査ロボット２１を、管板４の管板面に固定し、ガイド部材２２２を検査対象の伝熱管５の直下に配置する。これに伴い位置決機構２２３が検査対象とは別の伝熱管５の直下に配置される（図４参照）。
【００５７】
次に、図４の状態から図６に示すように、移動手段２２４によって位置決機構２２３の移動部２２３３および先端部２２３２を上方に移動させる。これにより、先端部２２３２の嵌合部２２３２ｃのテーパ面が、圧縮コイルバネ２２３２ｂによる弾性付勢力を付与されつつ伝熱管５の開口部に当接する。嵌合部２２３２ｃのテーパ面は、円錐状であることから、伝熱管５の開口部に対し、自身の真円部分が一致するように、すなわち、伝熱管５の中心軸Ｃ２に対し、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３が一致するように当該嵌合部２２３２ｃが伝熱管５の開口部に嵌合する。このため、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１も、検査対象の伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致することになる。この結果、プローブ支持機構２２が、検査ロボット２１に対して微細な位置ズレを生じて取り付けられていても、ガイド部材２２２に挿通支持される検査プローブ３０と、検査対象の伝熱管５との中心軸Ｃ２，Ｃ４を合わせることが可能になる。
【００５８】
特に、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行う際には、ガイド部材２２２に挿通支持される検査プローブ３０と、検査対象の伝熱管５との中心軸Ｃ２，Ｃ４が一致していないと、正確な検査データを取得することが困難である。したがって、本実施の形態の検査装置と、当該検査装置を用いた検査方法によれば、ガイド部材２２２に挿通支持される検査プローブ３０と、検査対象の伝熱管５との中心軸Ｃ２，Ｃ４を合わせることができるので、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行うにあたって、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００５９】
また、図６に示すように、位置決機構２２３の移動部２２３３に連結されたガイド部材２２２も、移動部２２３３とともに上方に移動する。このため、ガイド部材２２２の先端のシール材２２２ｃが検査対象の伝熱管５の開口部の周りであって管板４の管板面に当接し、検査対象の伝熱管５に対してガイド部材２２２が密封状態で連接することになる。この結果、例えば、超音波探傷検査のように、接触媒体として水を伝熱管５内に充填する検査において、当該水の漏れがないため、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００６０】
特に、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行う際には、ガイド部材２２２が検査対象の伝熱管５に密封状態で連接されていないと、伝熱管５内に充填する水の漏れが著しい。したがって、本実施の形態の検査装置と、当該検査装置を用いた検査方法によれば、検査対象の伝熱管５に対してガイド部材２２２を密封状態で連接することができるので、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行うにあたって、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００６１】
このように、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、伝熱管５が開口する管板４の管板面に固定される検査ロボット（固定手段）２１に設けられ、伝熱管５に挿入される検査プローブ３０を自身の中心軸Ｃ１に沿って挿通案内する筒状のガイド部材２２２と、検査ロボット２１に設けられ、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に対して自身の中心軸Ｃ３を平行とするとともに、各中心軸Ｃ１，Ｃ３が伝熱管５の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ伝熱管５に対して嵌合可能に設けられた嵌合部（位置決部材）２２３２ｃと、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３に沿って当該嵌合部２２３２ｃを移動させる移動手段（位置決部材移動手段）２２４と、を備える。
【００６２】
この伝熱管の検査装置によれば、嵌合部２２３２ｃを伝熱管５に嵌合させることで、当該嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３が、嵌合された伝熱管５の中心軸Ｃ２と一致する。このため、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１が検査対象の伝熱管５の中心軸Ｃ２と一致することになる。この結果、ガイド部材２２２に挿通支持される検査プローブ３０と、検査対象の伝熱管５との中心軸Ｃ２，Ｃ４を合わせることが可能になる。
【００６３】
なお、上述した実施の形態において、位置決部材として嵌合部２２３２ｃを説明したが、位置決部材は、自身の中心軸Ｃ３に沿って、当該中心軸Ｃ３を伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致させるものであればよい。例えば、図には明示しないが、中心軸Ｃ３に沿って移動することで伝熱管５内に挿入嵌合され、この挿入によって中心軸Ｃ３を伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致させる構成や、中心軸Ｃ３に沿って移動することで伝熱管５内に挿入され、この伝熱管５内で拡張されるクランプ機構であってもよい。
【００６４】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、位置決部材として、円錐状のテーパ面を有する嵌合部２２３２ｃとして構成され、移動手段２２４による移動に伴いテーパ面が伝熱管５の開口部に当接嵌合される。
【００６５】
この伝熱管の検査装置によれば、嵌合部２２３２ｃの円錐状のテーパ面は、伝熱管５の開口部に対し、自身の真円部分が一致するように、すなわち、伝熱管５の中心軸Ｃ２に対し、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３が一致するように嵌合する。この嵌合部２２３２ｃは、伝熱管５の開口部に嵌合するものであるから、移動のストロークが比較的短いため、装置の小型化を図ることが可能になる。
【００６６】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、嵌合部２２３２ｃを伝熱管５に向けて弾性付勢する圧縮コイルバネ（弾性部材）２２３２ｂを備える。
【００６７】
この伝熱管の検査装置によれば、嵌合部２２３２ｃは、圧縮コイルバネ２２３２ｂによる弾性付勢力を付与されつつ伝熱管５の開口部に当接するため、伝熱管５の開口部に対し、自身の真円部分が一致する作用が助勢される。この結果、伝熱管５の中心軸Ｃ２に対し、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３が一致する効果を顕著に得ることが可能になる。
【００６８】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、ガイド部材２２２および嵌合部（位置決部材）２２３２ｃを各中心軸Ｃ１，Ｃ３に直交する方向にともにスライド移動可能に支持するスライド機構を備える。
【００６９】
この伝熱管の検査装置は、検査ロボット２１に対する位置ズレを、ガイド部材２２２および嵌合部（位置決部材）２２３２ｃのスライド移動によって吸収することが可能になる。
【００７０】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に沿って当該ガイド部材２２２を移動させる移動手段（ガイド部材移動手段）２２４と、ガイド部材２２２の移動に伴って伝熱管５の開口部の周りに当接する態様でガイド部材２２２の先端全周に渡って設けられたシール材２２２ｃと、を備える。
【００７１】
この伝熱管の検査装置によれば、ガイド部材２２２の先端のシール材２２２ｃが検査対象の伝熱管５の開口部の周りであって管板４の管板面に当接し、検査対象の伝熱管５に対してガイド部材２２２が密封状態で連接することになる。この結果、例えば、超音波探傷検査のように、接触媒体として水を伝熱管５内に充填する検査において、当該水の漏れがないため、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００７２】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、嵌合部（位置決部材）２２３２ｃを移動する位置決部材移動手段と、ガイド部材２２２を移動するガイド部材移動手段とを共通の移動手段２２４で構成する。
【００７３】
この伝熱管の検査装置によれば、各移動手段を共通に構成することで、装置の小型化を図ることができ、かつ製造コストを低減することが可能になる。
【００７４】
また、本実施の形態の伝熱管の検査装置は、ガイド部材２２２は、検査プローブ３０をその内部で支持する長さに形成されている。
【００７５】
この伝熱管の検査装置によれば、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行う際には、検査プローブ３０を伝熱管５の開口部の位置で支持する必要がある。よって、ガイド部材２２２が検査プローブ３０をその内部で支持する長さに形成されていれば、検査プローブ３０を伝熱管５の開口部の位置で支持できるので、伝熱管５の管板４への開口部分の検査を行うにあたって、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００７６】
また、本実施の形態の伝熱管の検査方法は、伝熱管５が開口する管板４の管板面に固定される検査ロボット（固定手段）２１に設けられ、伝熱管５に挿入される検査プローブ３０を自身の中心軸Ｃ１に沿って挿通案内する筒状のガイド部材２２２と、検査ロボット２１に設けられ、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に対して自身の中心軸Ｃ３を平行とするとともに、各中心軸Ｃ１，Ｃ３が伝熱管５の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ伝熱管５に対して嵌合可能に設けられた嵌合部（位置決部材）２２３２ｃと、嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３に沿って当該嵌合部２２３２ｃを移動させる移動手段（位置決部材移動手段）２２４と、を備える伝熱管の検査装置を用いる伝熱管の検査方法であって、ガイド部材２２２が検査対象となる伝熱管５の直下に位置するように検査ロボット２１を管板面に固定する工程と、次に、嵌合部２２３２ｃを移動手段２２４によって移動させて検査対象の伝熱管５とは別の伝熱管５に対して嵌合させ、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１を検査対象の伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致させる工程と、次に、ガイド部材２２２を通して検査対象の伝熱管５に検査プローブ３０を挿入して当該伝熱管５の検査を行う工程と、を含む。
【００７７】
この伝熱管の検査方法によれば、嵌合部２２３２ｃを伝熱管５に嵌合させることで、当該嵌合部２２３２ｃの中心軸Ｃ３が、嵌合された伝熱管５の中心軸Ｃ２と一致する。このため、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１が検査対象の伝熱管５の中心軸Ｃ２と一致することになる。この結果、ガイド部材２２２に挿通支持される検査プローブ３０と、検査対象の伝熱管５との中心軸Ｃ２，Ｃ４を合わせ、正確な検査データを取得することが可能になる。
【００７８】
また、本実施の形態の伝熱管の検査方法は、伝熱管の検査装置は、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１に沿って当該ガイド部材２２２を移動させる移動手段（ガイド部材移動手段）２２４と、ガイド部材２２２の移動に伴って伝熱管５の開口部の周りに当接する態様でガイド部材２２２の先端全周に渡って設けられたシール材２２２ｃと、を備えており、ガイド部材２２２の中心軸Ｃ１を検査対象の伝熱管５の中心軸Ｃ２に一致させる工程では、ガイド部材２２２を移動手段２２４によって移動させてシール材２２２ｃを検査対象の伝熱管５の開口部の周囲に当接させ、当該伝熱管５に対してガイド部材２２２を密封状態で連接する工程を含む。
【００７９】
この伝熱管の検査方法によれば、ガイド部材２２２の先端のシール材２２２ｃが検査対象の伝熱管５の開口部の周りであって管板４の管板面に当接し、検査対象の伝熱管５に対してガイド部材２２２が密封状態で連接する。この結果、例えば、超音波探傷検査のように、接触媒体として水を伝熱管５内に充填する検査において、当該水の漏れがないため、正確な検査データを取得することが可能になる。
【符号の説明】
【００８０】
１ 蒸気発生器
４ 管板
５ 伝熱管
７ 水室
７Ｃ マンホール
２０ 検査装置
２１ 検査ロボット
２２ プローブ支持機構
２２１ 取付基部
２２１ａ 挿通穴
２２１ｂ バネ部材
２２１ｃ 支持枠
２２１ｄ 挿通穴
２２１ｅ バネ部材
２２２ ガイド部材
２２２ａ 連接部
２２２ｂ Ｏリング
２２２ｃ シール材
２２３ 位置決機構
２２３１ 基台部
２２３１ａ 摺動室
２２３１ｂ 空気導入路
２２３１ｃ 空気抜路
２２３２ 先端部
２２３２ａ 収容室
２２３２ｂ 圧縮コイルバネ
２２３２ｃ 嵌合部
２２３３ 移動部
２２３３ａ 拡縮室
２２３３ｂ，２２３３ｄ，２２３３ｅ，２２３３ｆ Ｏリング
２２３３ｃ 摺動部
２２３３ｇ 取付ピン
２２３３ｈ 連結部
２２４ 移動手段
２３ プッシャ装置
３０ 検査プローブ
３０ａ ケーブル
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ 中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱管が開口する管板の管板面に固定される固定手段に設けられ、前記伝熱管に挿入される検査プローブを自身の中心軸に沿って挿通案内する筒状のガイド部材と、
前記固定手段に設けられ、前記ガイド部材の中心軸に対して自身の中心軸を平行とするとともに、各前記中心軸が前記伝熱管の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ前記伝熱管に対して嵌合可能に設けられた位置決部材と、
前記位置決部材の前記中心軸に沿って当該位置決部材を移動させる位置決部材移動手段と、
を備えることを特徴とする伝熱管の検査装置。
【請求項２】
前記位置決部材は、円錐状のテーパ面を有する嵌合部として構成され、前記位置決部材移動手段による移動に伴い前記テーパ面が前記伝熱管の開口部に当接嵌合されることを特徴とする請求項１に記載の伝熱管の検査装置。
【請求項３】
前記嵌合部を前記伝熱管に向けて弾性付勢する弾性部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の伝熱管の検査装置。
【請求項４】
前記ガイド部材および前記位置決部材を各前記中心軸に直交する方向にともにスライド移動可能に支持するスライド機構を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の伝熱管の検査装置。
【請求項５】
前記ガイド部材の中心軸に沿って当該ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段と、
前記ガイド部材の移動に伴って前記伝熱管の開口部の周りに当接する態様で前記ガイド部材の先端全周に渡って設けられたシール材と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の伝熱管の検査装置。
【請求項６】
前記位置決部材移動手段と、前記ガイド部材移動手段とを共通に構成することを特徴とする請求項５に記載の伝熱管の検査装置。
【請求項７】
前記ガイド部材は、前記検査プローブをその内部で支持する長さに形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の伝熱管の検査装置。
【請求項８】
伝熱管が開口する管板の管板面に固定される固定手段に設けられ、前記伝熱管に挿入される検査プローブを自身の中心軸に沿って挿通案内する筒状のガイド部材と、前記固定手段に設けられ、前記ガイド部材の中心軸に対して自身の中心軸を平行とするとともに、各前記中心軸が前記伝熱管の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ前記伝熱管に対して嵌合可能に設けられた位置決部材と、前記位置決部材の前記中心軸に沿って当該位置決部材を移動させる位置決部材移動手段と、を備える伝熱管の検査装置を用いる伝熱管の検査方法であって、
前記ガイド部材が検査対象となる前記伝熱管の直下に位置するように前記固定手段を前記管板面に固定する工程と、
次に、前記位置決部材を前記位置決部材移動手段によって移動させて検査対象の前記伝熱管とは別の伝熱管に対して嵌合させ、前記ガイド部材の中心軸を検査対象の前記伝熱管の中心軸に一致させる工程と、
次に、前記ガイド部材を通して検査対象の前記伝熱管に前記検査プローブを挿入して当該伝熱管の検査を行う工程と、
を含む伝熱管の検査方法。
【請求項９】
前記伝熱管の検査装置は、前記ガイド部材の中心軸に沿って当該ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段と、前記ガイド部材の移動に伴って前記伝熱管の開口部の周りに当接する態様で前記ガイド部材の先端全周に渡って設けられたシール材と、を備えており、
前記ガイド部材の中心軸を検査対象の前記伝熱管の中心軸に一致させる工程では、前記ガイド部材を前記ガイド部材移動手段によって移動させて前記シール材を検査対象の前記伝熱管の開口部の周囲に当接させ、当該伝熱管に対して前記ガイド部材を密封状態で連接する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の伝熱管の検査方法。
【請求項１】
伝熱管が開口する管板の管板面に固定される固定手段に設けられ、前記伝熱管に挿入される検査プローブを自身の中心軸に沿って挿通案内する筒状のガイド部材と、
前記固定手段に設けられ、前記ガイド部材の中心軸に対して自身の中心軸を平行とするとともに、各前記中心軸が前記伝熱管の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ前記伝熱管に対して嵌合可能に設けられた位置決部材と、
前記位置決部材の前記中心軸に沿って当該位置決部材を移動させる位置決部材移動手段と、
を備えることを特徴とする伝熱管の検査装置。
【請求項２】
前記位置決部材は、円錐状のテーパ面を有する嵌合部として構成され、前記位置決部材移動手段による移動に伴い前記テーパ面が前記伝熱管の開口部に当接嵌合されることを特徴とする請求項１に記載の伝熱管の検査装置。
【請求項３】
前記嵌合部を前記伝熱管に向けて弾性付勢する弾性部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の伝熱管の検査装置。
【請求項４】
前記ガイド部材および前記位置決部材を各前記中心軸に直交する方向にともにスライド移動可能に支持するスライド機構を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の伝熱管の検査装置。
【請求項５】
前記ガイド部材の中心軸に沿って当該ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段と、
前記ガイド部材の移動に伴って前記伝熱管の開口部の周りに当接する態様で前記ガイド部材の先端全周に渡って設けられたシール材と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の伝熱管の検査装置。
【請求項６】
前記位置決部材移動手段と、前記ガイド部材移動手段とを共通に構成することを特徴とする請求項５に記載の伝熱管の検査装置。
【請求項７】
前記ガイド部材は、前記検査プローブをその内部で支持する長さに形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の伝熱管の検査装置。
【請求項８】
伝熱管が開口する管板の管板面に固定される固定手段に設けられ、前記伝熱管に挿入される検査プローブを自身の中心軸に沿って挿通案内する筒状のガイド部材と、前記固定手段に設けられ、前記ガイド部材の中心軸に対して自身の中心軸を平行とするとともに、各前記中心軸が前記伝熱管の配列間隔を基準とした間隔で配置されており、かつ前記伝熱管に対して嵌合可能に設けられた位置決部材と、前記位置決部材の前記中心軸に沿って当該位置決部材を移動させる位置決部材移動手段と、を備える伝熱管の検査装置を用いる伝熱管の検査方法であって、
前記ガイド部材が検査対象となる前記伝熱管の直下に位置するように前記固定手段を前記管板面に固定する工程と、
次に、前記位置決部材を前記位置決部材移動手段によって移動させて検査対象の前記伝熱管とは別の伝熱管に対して嵌合させ、前記ガイド部材の中心軸を検査対象の前記伝熱管の中心軸に一致させる工程と、
次に、前記ガイド部材を通して検査対象の前記伝熱管に前記検査プローブを挿入して当該伝熱管の検査を行う工程と、
を含む伝熱管の検査方法。
【請求項９】
前記伝熱管の検査装置は、前記ガイド部材の中心軸に沿って当該ガイド部材を移動させるガイド部材移動手段と、前記ガイド部材の移動に伴って前記伝熱管の開口部の周りに当接する態様で前記ガイド部材の先端全周に渡って設けられたシール材と、を備えており、
前記ガイド部材の中心軸を検査対象の前記伝熱管の中心軸に一致させる工程では、前記ガイド部材を前記ガイド部材移動手段によって移動させて前記シール材を検査対象の前記伝熱管の開口部の周囲に当接させ、当該伝熱管に対して前記ガイド部材を密封状態で連接する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の伝熱管の検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５９４７３（Ｐ２０１２−１５９４７３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０５３（Ｐ２０１１−２１０５３）
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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