原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置、蒸気発生器検査方法及びプログラム
【課題】カメラで撮像された目視点検映像からＢＥＣ穴の隙間の閉塞率の検査を自動で行うことができる原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置、蒸気発生器検査方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】蒸気発生器内の管支持板のＢＥＣ穴の閉塞状況を検査する原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置であって、管支持板のＢＥＣ穴の開口形状を撮像する撮像手段と、撮像したＢＥＣ穴の画像を記録し、画像から開口形状を示す目視点検画像を抽出して記憶する記憶部と、目視点検画像に対し、３次元形状モデルのデータから生成した基準画像、又は予め記憶部に記憶している基準画像の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、重ね合わせた初期ＢＥＣ穴の開口形状と目視点検画像の開口形状とからＢＥＣ穴の閉塞率を算出する画像処理部と、を有する。
【解決手段】蒸気発生器内の管支持板のＢＥＣ穴の閉塞状況を検査する原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置であって、管支持板のＢＥＣ穴の開口形状を撮像する撮像手段と、撮像したＢＥＣ穴の画像を記録し、画像から開口形状を示す目視点検画像を抽出して記憶する記憶部と、目視点検画像に対し、３次元形状モデルのデータから生成した基準画像、又は予め記憶部に記憶している基準画像の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、重ね合わせた初期ＢＥＣ穴の開口形状と目視点検画像の開口形状とからＢＥＣ穴の閉塞率を算出する画像処理部と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントに適用される蒸気発生器の伝熱管支持板管穴を検査するための蒸気発生器検査装置、蒸気発生器検査方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントである原子力発電設備では、発電機に接続されたタービンを駆動させる蒸気を得るための蒸気発生器（熱交換器）が採用されている。蒸気発生器は、一般的に、胴部と、胴部の横断方向に胴部内に水平に配置された複数の管支持板と、胴部内にチューブレーンを画成するように各管支持板を貫いて列状に延びる複数の伝熱管と、管支持板のうちの通常最下方にある管支持板の直上に直径方向に対峙して胴部に形成されたハンドホールと称する１対の検査穴とを有し、各管支持板の、チューブレーンに対応する部分には、フロースロットが形成されている。この蒸気発生器において、伝熱管の内部を流れる高温高圧の冷却材により伝熱管の周りの給水が加熱されることにより、蒸気が発生される。
【０００３】
このような蒸気発生器においては、使用に伴って内部の伝熱管や管支持板にスケールと呼ばれる汚れが生じるので、蒸気発生器の性能を維持するため、このスケールを取り除く必要がある。管支持板には、伝熱管を通すための通常ＢＥＣ穴（ＢＥＣ＝Ｂｒｏａｃｈｅｄ Ｅｇｇ Ｃｒａｔｅ）と称される異形の穴が形成されており、ＢＥＣ穴を画成する管支持板壁面と伝熱管の外周面との間には隙間が存在するので、隙間近傍の伝熱管の外周面、管支持板の上下面、ＢＥＣ穴の内縁などにスケールが付着しやすい。スケールが付着すると熱交換効率が低下すると共に、伝熱管とＢＥＣ穴との隙間が閉塞され、二次冷却水の流動性が低下する。このことから定期点検時にはＢＥＣ穴の閉塞状況を確認するための目視点検が実施されている。
【０００４】
特許文献１には、原子力プラントの蒸気発生器内にハンドホールから挿入可能で、蒸気発生器内の所定位置で最上段の管支持板から最下段の管支持板まで昇降可能で、内部の目視点検や管支持板のスケール除去を確実、かつ、迅速に行える昇降装置が記載されている。この昇降装置は、テレスコシリンダの先端に管群内観察用のカメラ等を取付けて観察用装置としたときは的確な管群内観察を行なえるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９００８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている装置は、管群内観察用カメラと蒸気発生器の外部に設置された遠隔操作装置がケーブルで接続され、カメラで撮像された映像を遠隔操作装置のモニタに映し出して確認・記録するものである。蒸気発生器内の伝熱管は３０００本以上、伝熱管支持板は７〜１０枚程度、さらに伝熱管支持板には１本の伝熱管の周囲にＢＥＣ穴が４カ所あるため定期点検時に全てのＢＥＣ穴の閉塞状況を確認するための目視点検は非常に時間がかかるという問題があった。
【０００７】
また従来は、ＢＥＣ穴の隙間の閉塞率の検査は、記録された映像をモニタ画面上で手動にて画像処理を行い、ＢＥＣ穴の隙間の閉塞率を算出していたため、ＢＥＣ穴の隙間の閉塞率の検査には、手間と時間がかかるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像カメラで撮像された目視点検画像からＢＥＣ穴の隙間の閉塞率の検査を自動で行うことができる原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置、蒸気発生器検査方法及びプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置は、蒸気発生器内の管支持板のＢＥＣ穴の閉塞状況を検査する原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置であって、管支持板のＢＥＣ穴の開口形状を撮像する撮像手段と、撮像したＢＥＣ穴の画像を記録し、画像から開口形状を示す目視点検画像を抽出して記憶する記憶部と、目視点検画像に対し、３次元形状モデルのデータから生成した基準画像、又は予め記憶部に記憶している基準画像の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、重ね合わせた初期ＢＥＣ穴の開口形状と目視点検画像の開口形状とからＢＥＣ穴の閉塞率を算出する画像処理部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、撮像手段が撮像した蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像からＢＥＣ穴の閉塞率を自動で算出して、ＢＥＣ穴の閉塞率を検査することが可能となる。これにより、ＢＥＣ穴の閉塞率の検査を容易にし、かつ検査時間を短縮することができる。
【００１１】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理は、撮像手段が目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離とから、目視点検画像の中心と基準画像の中心とを一致させ、かつ角度と距離とを一致させるように処理することが、好ましい。
【００１２】
この構成によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００１３】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理は、目視点検画像に写っている伝熱管の幅及び輪郭と、ＢＥＣ穴の上面である管支持板の端面の輪郭と、ＢＥＣ穴に隣接するＢＥＣ穴との配置間隔と、の少なくとも１つ以上を特徴点として重ね合わせる処理をすることが、好ましい。
【００１４】
この構成によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも複数の特徴点を認識することで基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を容易に目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００１５】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置の画像処理部は、目視点検画像に対し、初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、初期ＢＥＣ穴の開口形状を作画することが、好ましい。
【００１６】
この構成によれば、初期ＢＥＣ穴の開口形状の輪郭を目視点検画像に作画することでＢＥＣ穴の初期開口面積を自動で算出することが可能となる。これにより、初期ＢＥＣ穴の外縁形状（輪郭）に囲まれた内側の画像のピクセル数をカウントしてＢＥＣ穴の初期開口面積を算出することができる。
【００１７】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置の基準画像は、実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状とを、撮像手段と管支持板とが所定の距離で、ＢＥＣ穴の中心が画像の中心と重なるように真上から垂直に撮像手段で撮像し、かつ撮像手段の視野角αの中に伝熱管の一部分とＢＥＣ穴の全体とが収まるように撮像手段で撮像して記憶部に記憶することが、好ましい。
【００１８】
この構成によれば、予め実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状を撮像して基準画像とすることが可能となる。これにより、撮像して取得した基準画像を基に管支持板のＢＥＣ穴部分の３次元モデルを算出することができ、画像処理情報データとして参照することができる。
【００１９】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法は、蒸気発生器内の管支持板のＢＥＣ穴の閉塞状況を検査する原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法であって、管支持板のＢＥＣ穴の開口形状を撮像する撮像工程と、撮像したＢＥＣ穴の画像を記録し、画像から開口形状を示す目視点検画像を抽出して記憶する記憶工程と、目視点検画像に対し、３次元形状モデルのデータから生成した基準画像、又は予め記憶部に記憶している基準画像の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程と、重ね合わせた初期ＢＥＣ穴の開口形状と目視点検画像の開口形状とからＢＥＣ穴の閉塞率を算出する画像処理工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、撮像手段が撮像した蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像からＢＥＣ穴の閉塞率を自動で算出して、ＢＥＣ穴の閉塞率を検査することが可能となる。これにより、ＢＥＣ穴の閉塞率の検査を容易にし、かつ検査時間を短縮することができる。
【００２１】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程は、撮像手段が目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離とから、目視点検画像の中心と基準画像の中心とを一致させ、かつ角度と距離とを一致させるように処理することが、好ましい。
【００２２】
この構成によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００２３】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程は、目視点検画像に写っている伝熱管の幅及び輪郭と、ＢＥＣ穴の上面である管支持板の端面の輪郭と、ＢＥＣ穴に隣接するＢＥＣ穴との配置間隔と、の少なくとも１つ以上を特徴点として重ね合わせる処理をすることが、好ましい。
【００２４】
この構成によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも複数の特徴点を認識することで基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を容易に目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００２５】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法の画像処理工程は、目視点検画像に対し、初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、初期ＢＥＣ穴の開口形状を作画することが、好ましい。
【００２６】
この構成によれば、初期ＢＥＣ穴の開口形状の輪郭を目視点検画像に作画することでＢＥＣ穴の初期開口面積を自動で算出することが可能となる。これにより、初期ＢＥＣ穴の外縁形状（輪郭）に囲まれた内側の画像のピクセル数をカウントしてＢＥＣ穴の初期開口面積を算出することができる。
【００２７】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法の基準画像は、実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状とを、撮像手段と管支持板とが所定の距離で、ＢＥＣ穴の中心が画像の中心と重なるように真上から垂直に撮像手段で撮像し、かつ撮像手段の視野角αの中に伝熱管の一部分とＢＥＣ穴の全体とが収まるように撮像手段で撮像して記憶部に記憶することが、好ましい。
【００２８】
この構成によれば、予め実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状を撮像して基準画像とすることが可能となる。これにより、撮像して取得した基準画像を基に管支持板のＢＥＣ穴部分の３次元モデルを算出することができ、画像処理情報データとして参照することができる。
【００２９】
本発明のプログラムは、上記に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、撮像手段が撮像した蒸気発生器内のＢＥ穴の目視点検画像からＢＥＣ穴の閉塞率を自動で算出して、ＢＥＣ穴の閉塞率を検査することが可能となる。これにより、ＢＥＣ穴の閉塞率の検査を容易にし、かつ検査時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置、蒸気発生器検査方法及びプログラムによれば、撮像カメラで撮像された目視点検映像からＢＥＣ穴の隙間の閉塞率の検査を自動で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置が適用される原子力発電プラントを模式的に表した概略構成図である。
【図２】図２は、本実施例に係る蒸気発生器の構成図である。
【図３】図３は、図２のａ−ａ部の斜視断面図である。
【図４】図４は、図３の伝熱管周囲の拡大図である。
【図５】図５は、図２のｂ−ｂ断面図である。
【図６】図６は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置の内部構成図である。
【図７】図７は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置の撮像手段の概略構成図である。
【図８】図８は、蒸気発生器内で撮像手段の昇降装置を立て起こして起立させた状態を示す図である。
【図９】図９は、本実施例に係る撮像手段のランス送り装置の概略構成図である。
【図１０】図１０は、本実施例に係る蒸気発生器の伝熱管とＢＥＣ穴の隙間とを模式的に表した図である。
【図１１】図１１は、図１０のＸ−Ｘ断面図である。
【図１２】図１２は、実物大モックアップの伝熱管とＢＥＣ穴の隙間を撮像した基準画像である。
【図１３】図１３は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置で伝熱管とＢＥＣ穴の隙間を撮像する状態を説明する図である。
【図１４】図１４は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置で伝熱管とＢＥＣ穴の隙間を撮像する状態を説明する図である。
【図１５】図１５は、目視点検画像と基準画像とのパターンマッチングについて説明する図である。
【図１６】図１６は、目視点検画像と基準画像とのパターンマッチングについて説明する図である。
【図１７】図１７は、目視点検画像と基準画像とのパターンマッチングについて説明する図である。
【図１８】図１８は、撮像手段により撮像した画像から抽出した目視点検画像である。
【図１９】図１９は、パターンマッチングさせた初期ＢＥＣ穴の縁形状を目視点検画像に作画した図である。
【図２０】図２０は、本実施例に係るＢＥＣ穴閉塞率の検査方法の流れを説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明に係る蒸気発生器検査装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。また、下記実施例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、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００３４】
図１は、本発明の実施例に係る蒸気発生器検査装置が適用される原子力発電プラントを模式的に表した概略構成図である。
【００３５】
本実施例が適用される原子力発電プラントの原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って二次冷却材と熱交換させることにより蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。なお、本実施例は、このＰＷＲに限らず、これを改良した改良型加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ：Advanced Pressurized Water Reactor）に適用することができる。また、蒸気発生器を備えている他の発電プラントにも適用可能である。
【００３６】
原子炉２を用いた原子力発電プラントは、原子炉２を含む原子炉冷却系３と、原子炉冷却系３と熱交換するタービン系４とで構成されており、原子炉冷却系３には、原子炉冷却材（一次冷却水）が流通し、タービン系４には、二次冷却材（二次冷却水）が流通している。
【００３７】
原子炉冷却系３は、原子炉２と、コールドレグ５ａ及びホットレグ５ｂを介して原子炉２に接続された蒸気発生器６とを有している。また、ホットレグ５ｂには、加圧器７が介設され、コールドレグ５ａには、原子炉冷却材ポンプ８が介設されている。そして、原子炉２、コールドレグ５ａ、ホットレグ５ｂ、蒸気発生器６、加圧器７及び原子炉冷却材ポンプ８は、原子炉格納容器１に収容されている。
【００３８】
原子炉２は、上記したように加圧水型原子炉であり、その内部は原子炉冷却材（一次冷却水）で満たされている。そして、原子炉２内は、多数の燃料集合体１５を収容すると共に、燃料集合体１５の燃料棒内の核燃料の核分裂を制御する多数の制御棒１６が、各燃料集合体１５に対し挿入可能に設けられている。
【００３９】
制御棒１６により核分裂反応を制御しながら燃料集合体１５の燃料棒内の核燃料を核分裂させると、この核分裂により熱エネルギーが発生する。発生した熱エネルギーは原子炉冷却材を加熱し、加熱された原子炉冷却材は、ホットレグ５ｂを介して蒸気発生器６へ送られる。一方、コールドレグ５ａを介して各蒸気発生器６から送られてきた原子炉冷却材は、原子炉２内に流入して、原子炉２内を冷却する。
【００４０】
ホットレグ５ｂに介設された加圧器７は、高温となった原子炉冷却材を加圧することにより、原子炉冷却材の沸騰を抑制している。また、蒸気発生器６は、高温高圧となった原子炉冷却材（一次冷却水）を二次冷却材（二次冷却水）と熱交換させることにより、二次冷却材を蒸発させて蒸気を発生させ、かつ、高温高圧となった原子炉冷却材を冷却している。原子炉冷却材ポンプ８は、原子炉冷却系３において原子炉冷却材を循環させており、原子炉冷却材を蒸気発生器６からコールドレグ５ａを介して原子炉２へ送り込むと共に、原子炉冷却材を原子炉２からホットレグ５ｂを介して蒸気発生器６へ送り込んでいる。
【００４１】
原子炉冷却材は、原子炉２と蒸気発生器６との間を循環している。なお、原子炉冷却材は、冷却材及び中性子減速材として用いられる軽水である。
【００４２】
タービン系４は、蒸気管２１を介して各蒸気発生器６に接続されたタービン２２と、タービン２２に接続された復水器２３と、復水器２３と各蒸気発生器６とを接続する給水管２６に介設された給水ポンプ２４と、を有している。そして、上記のタービン２２には、発電機２５が接続されている。
【００４３】
ここで、原子力発電プラントのタービン系４における一連の動作について説明する。蒸気管２１を介して蒸気発生器６から蒸気がタービン２２に流入すると、タービン２２は回転する。タービン２２が回転すると、タービン２２に接続された発電機２５は、発電を行う。この後、タービン２２から排出した蒸気は復水器２３に流入する。復水器２３は、その内部に冷却管２７が配設されており、冷却管２７の一方には冷却水（例えば、海水）を供給するための取水管２８が接続され、冷却管２７の他方には冷却水を排水するための排水管２９が接続されている。そして、復水器２３は、タービン２２から流入した蒸気を冷却管２７により冷却することで、蒸気を液体に戻している。液体となった二次冷却材は、給水ポンプ２４により給水管２６を介して蒸気発生器６に送られる。蒸気発生器６に送られた二次冷却材は、蒸気発生器６において原子炉冷却材と熱交換を行うことにより再び蒸気となる。
【００４４】
＜蒸気発生器＞
次に、図２〜図５を参照しながら、本実施例に係る蒸気発生器について説明する。
【００４５】
図２は、本実施例に係る蒸気発生器６の構成図である。図３は、図２のａ−ａ部の斜視断面図である。図４は、図３の伝熱管周囲の拡大図である。図５は、図２のｂ−ｂ断面図である。
【００４６】
蒸気発生器６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３２を有している。胴部３２の下半部内には、胴部３２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３３が設けられている。この管群外筒３３は、その下端部が、胴部３２の下半部内の下方に配置された管板３４まで延設されている。管群外筒３３内には、逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管３５からなる伝熱管群５１が設けられている。各伝熱管３５は、Ｕ字形状の円弧部を上方に向けて配置され、下方に向く端部が管板３４に支持されると共に、中間部が複数の管支持板３６により支持されている。つまり伝熱管３５は各層の管支持板３６を挿通して、上方に逆Ｕ字状に湾曲して配設されている。また、管支持板３６には伝熱管３５を挿通する四つ葉形状をなすＢＥＣ（＝Ｂｒｏａｃｈｅｄ Ｅｇｇ Ｃｒａｔｅｒ）穴４５という異形の穴が穿設され、ＢＥＣ穴４５と管支持板３６に挿通される伝熱管３５の外周面には隙間４５ｅが形成されていて（図５参照）、管支持部での二次冷却水の対流を図っている。また、管支持板３６の中央部には各層の管支持板３６の上下方向の同位置に、胴部３２の直径方向に長円形の１連のフロースロット４６（図３参照）が穿設されている。また、胴部３２には下層の管支持板３６の直上に直径方向に対峙して１対のハンドホール５２（図２参照）が設けられている。スケール除去装置や目視点検用カメラはこのハンドホール５２から搬入される。
【００４７】
胴部３２の下端部には、水室３７が設けられている。水室３７は、内部が隔壁３８により入室６１と出室６２とに区画されている。入室６１には、各伝熱管３５の一端部が連通され、出室６２には、各伝熱管３５の他端部が連通されている。また、入室６１には、胴部３２の外部に通じる入口ノズル７１が形成され、出室６２には、胴部３２の外部に通じる出口ノズル７２が形成されている。そして、入口ノズル７１には、加圧水型原子炉から一次冷却水が送られる冷却水配管５ｂが連結される一方、出口ノズル７２には、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５ａが連結される。
【００４８】
胴部３２の上半部には、給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器３９、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４０が設けられている。気水分離器３９と伝熱管群５１との間には、外部から胴部３２内に二次冷却水の給水を行う給水管４１が挿入されている。さらに、胴部３２の上端部には、蒸気排出口４２が形成されている。また、胴部３２の下半部内には、給水管４１からこの胴部３２内に給水された二次冷却水を、胴部３２と管群外筒３３との間を流下させて管板３４にて折り返させ、伝熱管群５１に沿って上昇させる給水路４３が設けられている。なお、蒸気排出口４２には、タービン２２に蒸気を送る冷却水配管２１が連結され、給水管４１には、タービン２２で使用された蒸気が復水器２３で冷却された二次冷却水を供給するための冷却水配管２６が連結される。
【００４９】
このような蒸気発生器６では、加圧水型原子炉で加熱された一次冷却水は、入室７１に送られ、多数の伝熱管３５内を通って循環して出室７２に至る。一方、復水器２３で冷却された二次冷却水は、給水管４１に送られ、胴部３２内の給水路４３を通って伝熱管群５１に沿って上昇する。このとき、胴部３２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７２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３２内を上昇し、気水分離器３９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４０で湿分を除去されてからタービン２２に送られる。蒸気発生器６は以上のような構成である。
【００５０】
次に、図６〜図１７を参照しながら、本実施例に係る蒸気発生器検査装置について説明する。
【００５１】
＜蒸気発生器検査装置の構成＞
図６は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置の内部構成図である。
【００５２】
蒸気発生器検査装置１００は、制御部１０１と撮像手段１０２と記憶部１０３と画像処理部１０４と表示部１０５と入出力部１０６とを備える。
【００５３】
制御部１０１は、蒸気発生器検査装置１００全体を制御する。例えば、後述する撮像手段１０２を蒸気発生器６の外部から遠隔操作して、伝熱管３５とＢＥＣ穴４５の隙間４５ｅを目視点検用カメラ６８に撮像させる。以下、目視点検用カメラ６８を撮像カメラ６８と記述することがある。そして撮像した目視点検画像を記録部１０３に記録させる。または撮像した目視点検画像を画像処理部１０４で画像処理をさせた後、記録部１０３に記録させる。以下、撮像手段１０２により撮像した画像を目視点検画像と記述することがある。
【００５４】
撮像手段１０２は、ハンドホール５２から蒸気発生器６内に搬入した後に起立させて、ランス送り装置６３先端の撮像カメラ６８で伝熱管３５とＢＥＣ穴４５の隙間４５ｅの閉塞状態を撮像する。この時、定期検査にかかる期間を短縮するために撮像する画像は静止画でなく動画として撮像するようになっている。なお、定期検査の点検箇所が少ない場合には静止画で撮像してもよい。撮像手段１０２の詳細な説明については後述する。
【００５５】
記録部１０３は、撮像手段１０２で撮像した画像を記録すると共に、画像処理部１０４で画像処理した後の画像を記憶する。また画像処理のデータとなる基準画像を予め記憶している。以下、基準画像をマスタ画像と記述することがある。
【００５６】
画像処理部１０４は、撮像手段１０２で撮像した画像を画像処理する。そして画像処理した画像と予め記憶部１０３に記憶してある基準画像とに基づいてＢＥＣ穴４５の閉塞率を算出する。なお画像処理の詳細な説明については後述する。
【００５７】
表示部１０５は、撮像手段１０２で撮像している画像をリアルタイムに表示する。また画像処理部１０４で画像処理した後の画像や各種の情報データなどを表示する。
【００５８】
入出力部１０６は、撮像手段１０２で取得した画像データや画像処理部１０４で画像処理した後の画像データなどを外部の装置とやり取りする入出力部である。また上記の各種画像データを外部の装置と送受信するためのインターフェイス機能を有している。さらに蒸気発生器検査装置１００を制御するための各種情報データの入力部でもある。
【００５９】
＜撮像手段＞
次に、図７〜図９を参照しながら、本実施例に係る蒸気発生器検査装置の撮像手段について説明する。
【００６０】
図７は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置の撮像手段の概略構成図である。図８は、蒸気発生器内で撮像手段の昇降装置を立て起こして起立させた状態を示す図である。図９は、本実施例に係る撮像手段のランス送り装置の概略構成図である。
【００６１】
本実施例に係る撮像手段１０２は、テレスコシリンダ式昇降装置６０とチューブガイド機構６１と伸縮アーム６２（旋回機構６２ａ、伸縮機構６２ｂ）とランス送り装置６３とレール６４とを備えて構成されている。
【００６２】
図７および図８に示すように、撮像手段１０２でＢＥＣ穴４５を撮像する時には、最下部の管支持板３６の上方に設けられた胴部３２のハンドホール５２から、レール６４を敷設する。ハンドホール５２から、ランス送り装置６３、伸縮アーム６２（旋回機構６２ａ、伸縮機構６２ｂ）、チューブガイド機構６１、テレスコシリンダ式昇降装置６０の各部位を挿入して立ち上げる。次にテレスコシリンダ式昇降装置６０を駆動してチューブガイド機構６１により伝熱管３５を挟持しながら、各層管支持板３６のフロースロット４６内を所要の高さまで押し上げる。伸縮機構６２ｂと最上部のランス送り装置６３を旋回・再上昇させ、図９に示すランス送り装置６３先端の撮像カメラ６８でＢＥＣ穴４５を撮像する。撮像カメラ６８は、ランス送り装置６３先端から前方に延伸できる延伸機構およびチルト機構を有したＣＣＤカメラである。ランス送り装置６３は、伸縮アーム６２と共にチューブガイド機構６１の頂部に係止され、ＢＥＣ穴４５を撮像する時は９０°旋回し、撮像カメラ６８を所要の位置に誘導する。ランス送り装置６３の曲部内側に設けられたクランプ機構６６は、その係合部を伝熱管３５に当接して撮像カメラ６８の正確な位置決めができるようになっている。図８に示すように、テレスコシリンダ式昇降装置６０は、蒸気発生器６のハンドホール５２から挿入されて最下部の管支持板３６ａの上面に敷設されるレール６４上の所要の位置に配設され、安定して前後に正確な位置決め移動ができると共に最上部のランス送り装置６３を所要の高さまで押し上げ可能に形成された入れ子式シリンダの昇降装置である。
【００６３】
また、ランス送り装置６３先端を洗浄ノズルで構成した場合は、洗浄ノズルから伝熱管３５の外周面、管支持板３６の上下面、ＢＥＣ穴４５の内縁などに高圧水を噴射してスケールを除去するスケール除去装置とすることができる。従って、テレスコシリンダの先端に伸縮腕やノズル装置を装着してスケール除去装置に適用したときは、蒸気発生器６内における各段の管支持板３６に堆積したスケールを完全に除去することができる。またテレスコシリンダの先端に管群内観察用のカメラ等を取付けて観察用装置としたときは的確な管群内観察を行うことができる。
【００６４】
なお上述した撮像手段１０２は、これに限ることはなく管支持板３６上の伝熱管３５の周囲を撮像することができる公知の蒸気発生器６内の目視検査装置や蒸気発生器６内のスケール除去装置などを適用することができる。例えば、本出願人が先に出願した特開平９−２６１０７、特開平９−７９５０５、特開平９−９００８４、特開２０００−４６４９２、特開２０００−１３０７０３、特開２００７−１２７３５１に記載された装置を適用することが可能である。
【００６５】
次に、後述する図１０〜図１７を参照しながら、本実施例に係る蒸気発生器検査装置について詳細に説明する。
【００６６】
本実施例の蒸気発生器検査装置１００は、実物大モックアップでスケール付着前の初期ＢＥＣ穴の形状を撮像した、または３次元形状モデルから生成した、目視点検画像９１とパターンマッチングさせるための基準画像（マスタ画像）９０を予め記憶部１０３に記憶している。また蒸気発生器検査装置１００は、撮像した基準画像データまたは３次元形状モデルから生成した基準画像データを基に初期ＢＥＣ穴の３次元形状データを予め記憶部１０３に記憶している。蒸気発生器検査装置１００は、撮像手段１０２が撮像した蒸気発生器６内のＢＥＣ穴４５の閉塞状態の画像からパターンマッチングに最適な画像を抽出し目視点検画像９１とする。画像処理部１０４は、目視点検画像９１から画面中心と管支持板３６との角度、および目視点検画像９１から撮像カメラ６８と管支持板３６までの距離（焦点距離）を算出し、算出した角度と距離（焦点距離）とから、３次元的に目視点検画像９１と基準画像９０とを重ね合わせ、３次元データを２値化してスケール付着前の初期ＢＥＣ穴の縁形状（輪郭）、および現状のＢＥＣ穴４５の開口形状からＢＥＣ穴４５の閉塞率を自動で算出することに特徴がある。これにより、ＢＥＣ穴４５の閉塞率の検査を容易にし、かつ検査時間を短縮することが可能となった。
【００６７】
＜基準画像＞
図１０〜図１２は、ＢＥＣ穴閉塞率を算出するための基準画像（マスタ画像）について説明する図である。図１０は、図５に示した伝熱管とＢＥＣ穴の隙間とを模式的に表した図である。図１１は、図１０のＸ−Ｘ断面図である。図１２は、実物大モックアップの伝熱管とＢＥＣ穴の隙間を撮像した基準画像である。
【００６８】
ＢＥＣ穴４５の閉塞率を算出するために予め図１２に示すＢＥＣ穴４５の基準画像（マスタ画像）９０を取得する必要がある。そこで蒸気発生器６の伝熱管３５とＢＥＣ穴４５の隙間４５ｅの実物大モックアップで、スケールが全く付着していない初期のＢＥＣ穴４５の形状を基準画像９０として取得する。基準画像９０を撮像する時には、図１１に示すように、撮像カメラ６８の視野角αの中に伝熱管３５の一部分とＢＥＣ穴４５の全体とが収まるように撮像する。この時、撮像カメラ６８は、図１２に示すように、ＢＥＣ穴４５の中心と撮像画像の中心ｇとが重なるようにＢＥＣ穴４５を真上から垂直に撮像する。撮像カメラ６８のレンズと管支持板３６との距離Ｚ１は所定の距離（基準距離）となるように撮像すると共に、基準距離より上下した位置（基準距離よりも長い位置と短い位置）で何種類かの画像を撮像して３次元モデルの画像データとする。なお所定の距離（基準距離）とは撮像カメラ６８の焦点距離と同じ意味である。また撮像カメラ６８の視野の重心Ｇが撮像した画像の中心ｇと重なる位置（図１２参照）で撮像する。上述したように撮像して取得した基準画像９０が図１２に示す画像である。このように撮像して取得した基準画像を基に管支持板３６のＢＥＣ穴４５部分の３次元モデルを算出しておき、画像処理情報データとして記憶部１０３に格納しておく。
【００６９】
さらに本実施例においては、上述した実物大モックアップから予め基準画像９０を撮像して基準画像データを取得しなくても画像処理情報データを取得することができる。本実施例の蒸気発生器検査装置１００は、蒸気発生器６内の形状や部材の配置関係、ＢＥＣ穴４５の形状や配置関係、伝熱管３５及び管支持板３６の形状や配置関係などの３次元形状モデルのデータを、例えば記憶部１０３に有しているものである。よって、３次元形状モデルのデータから、例えば、カラーグラフィック（ＣＧ）立体画像のような３次元モデルを生成することが可能となっている。基準画像データを生成させる方法としては、例えば、３次元形状データは蒸気発生器６の伝熱管３５とＢＥＣ穴４５の形状及び位置関係のデータから構成されるものとする。これらの３次元形状データを使用して、目視点検画像９１を撮像した撮像カメラ６８の位置及び角度などを指定することで、３次元形状モデルを２次元の画像に変換、描画させて生成させた画像データに基づいて基準画像９０を生成することができる。３次元形状モデルを２次元の画像に変換、描画させるのは一般的な画像処理ツールなどを使用することで可能である。従って、本実施例によれば、予め基準画像データを取得しなくても基準画像９０を生成する画像処理情報データを取得することができる。これらを画像処理情報データとして記憶部１０３に格納しておき、パターンマッチング（自動位置合わせ）に使用する。
【００７０】
＜目視点検画像＞
図１３および図１４は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置で伝熱管とＢＥＣ穴との隙間を撮像する状態を説明する図である。
【００７１】
上述した撮像手段１０２で実際に蒸気発生器６内の伝熱管３５とＢＥＣ穴４５との隙間４５ｅを撮像する場合は、図１１に示したように、実物大モックアップの伝熱管３５とＢＥＣ穴４５の隙間４５ｅを撮像した撮像カメラ６８位置で撮像できるとは限らない。例えば、図１３に示すように、撮像カメラ６８のレンズと管支持板３６との距離は、所定の距離（基準距離）Ｚ１で撮像することができないおそれがある。図１３は、点線で示した撮像カメラ６８ａ位置が基準画像９０を取得した位置（撮像カメラ６８ａのレンズと管支持板３６との距離がＺ１）を示す。しかし実際には実線で示した撮像カメラ６８位置（撮像カメラ６８のレンズと管支持板３６との距離がＺ２）で画像を取得することになるおそれがある。また例えば、図１４に示すように、撮像カメラ６８のレンズと管支持板３６との距離Ｚ１は基準画像９０を取得した位置（基準距離）であるが、撮像カメラ６８の視野の重心Ｇが撮像した画像の中心ｇと重なる位置ではなく、撮像カメラ６８の視野の重心Ｇが基準画像９０の中心に対してβだけ傾いた（チルトした）位置で画像を取得することになるおそれがある。上述したように、撮像手段１０２が基準画像９０を撮像した位置とは異なる位置で目視点検画像９１を取得した場合、ＢＥＣ穴４５の閉塞率を算出するためには、撮像手段１０２で撮像した画像に対して、上述した記憶部１０３に格納してある３次元モデルの画像情報データを用いて画像処理を行い、基準画像９０に対する３次元方向（ｘｙｚ軸方向）の位置ずれを補正しなければならない。または撮像手段１０２で撮像した画像に対して、基準画像９０を画像処理して３次元方向（ｘｙｚ軸方向）の位置ずれを補正することになる。
【００７２】
＜パターンマッチング＞
図１５〜図１７は、撮像手段により撮像した画像と基準画像とのパターンマッチングについて説明する図である。
【００７３】
図１５の点線で示した画像が基準画像９０であり、実線で示した画像が目視点検画像９１である。図１５では基準画像９０および目視点検画像９１の撮像カメラ６８と管支持板３６との距離Ｚ１は同じであるとする。図１５では基準画像９０の重心（画像の中心）ｇと目視点検画像９１の重心（画像の中心）ｇ１とは、ｘ方向ずれ量とｙ方向ずれ量が存在する。画像処理部１０４は、上記のｘ方向ずれ量とｙ方向ずれ量とを解析し、基準画像９０のＢＥＣ穴４５の縁形状（輪郭）を目視点検画像９１のＢＥＣ穴４５の縁形状（輪郭）に合わせるように画像処理してパターンマッチングさせる。パターンマッチングは、目視点検画像９１の中で、特徴点となる部位、例えば、伝熱管３５の幅及び輪郭、ＢＥＣ穴４５の上面（管支持板の端面）の輪郭、画像に隣のＢＥＣ穴が写っていた場合は隣のＢＥＣ穴との配置間隔、などのうちから少なくとも１つを特徴点として認識して画像処理情報データとして用いて解析する。これにより３次元モデルを用いた３次元方向（ｘｙｚ軸方向）の位置ずれ補正が容易となる。
【００７４】
また図１６の点線で示した画像が基準画像９０であり、実線で示した画像が目視点検画像９１である。図１６では基準画像９０重心（画像の中心）ｇと目視点検画像９１の重心（画像の中心）ｇ１とは同じ位置であるとする。図１６では基準画像９０および目視点検画像９１の撮像カメラ６８と管支持板３６との距離方向に距離ｚ方向ずれ量が存在する。画像処理部１０４は、上記の距離ｚ方向ずれ量を解析し、基準画像９０のＢＥＣ穴４５の縁形状（輪郭）を目視点検画像９１のＢＥＣ穴４５の縁（輪郭）形状に合わせるように画像処理してパターンマッチングさせる。パターンマッチングは、目視点検画像９１の中で、特徴点となる部位、例えば、伝熱管３５の幅及び輪郭、ＢＥＣ穴４５の上面（管支持板の端面）の輪郭、画像に隣のＢＥＣ穴が写っていた場合は、隣のＢＥＣ穴との配置間隔、など少なくとも１つを特徴点として認識して画像処理情報データとして用いて解析する。これにより３次元モデルを用いた３次元方向（ｘｙｚ軸方向）の位置ずれ補正が容易となる。
【００７５】
図１７の点線で示した画像が基準画像９０であり、実線で示した画像が目視点検画像９１である。図１７では基準画像９０および目視点検画像９１の撮像カメラ６８と管支持板３６との距離Ｚ１は同じであるとする。ただし図１７では、基準画像９０重心（画像の中心）ｇと目視点検画像９１の重心（画像の中心）ｇ１とは、図１４に示したように撮像カメラ６８の視野の重心Ｇが基準画像９０の中心に対してβだけ傾いた（チルトした）位置で画像を取得したとする。図１７では基準画像９０の重心（画像の中心）ｇと目視点検画像９１の重心（画像の中心）ｇ１とは、撮像カメラ６８の視野の重心Ｇが基準画像９０の中心に対してβだけ傾いた重心Ｇ方向ずれ量が存在する。画像処理部１０４は、上記の重心Ｇ方向ずれ量を解析し、基準画像９０のＢＥＣ穴４５の縁（輪郭）形状を目視点検画像９１のＢＥＣ穴４５の縁形状（輪郭）に合わせるように画像処理してパターンマッチングさせる。パターンマッチングは、目視点検画像９１の中で、特徴点となる部位、例えば、伝熱管３５の幅及び輪郭、ＢＥＣ穴４５の上面（管支持板の端面）の輪郭、画像に隣のＢＥＣ穴が写っていた場合は、隣のＢＥＣ穴との配置間隔、など少なくとも１つを特徴点として認識して画像処理情報データとして用いて解析する。これにより３次元モデルを用いた３次元方向（ｘｙｚ軸方向）の位置ずれ補正が容易となる。
【００７６】
次に、取得した目視点検画像９１の重心ｇ１位置、角度の算出について説明する。例えば、ＢＥＣ穴の開口部に着目して、開口部を２値化画像処理した画像においてラベリングして開口部を抽出する。この時、面積の一番大きいラベルを開口部と想定しラベル特徴として重心ｇ１位置を抽出する。次に、ラベルの慣性主軸（撮像カメラ６８の視野の重心Ｇ）を求めることで傾きを抽出する。このような手順により目視点検画像９１の重心ｇ１位置と傾き角度を算出する。基準画像９０に対しても同じ手順によりで基準画像９０の重心ｇ位置と傾きを求めて、取得した目視点検画像９１の重心ｇ１位置、傾き角度にマッチングするような(差が小さくなるような）、カメラ位置および傾き角度を求める。
【００７７】
また特徴点を抽出する場合は、例えば、ＢＥＣ穴４５の開口部のエッジ（縁形状）を抽出して２値化する。そして２値化したデータから開口部の領域を選定する。次にエッジ部分のパターンマッチング処理により基準画像９０と最も一致する撮像カメラ６８位置と撮像カメラ６８の視野の重心Ｇの角度（傾き角度）とを求めて、撮像カメラ６８位置及び傾き角度とすることができる。
【００７８】
＜ＢＥＣ穴閉塞率＞
図１８および図１９は、ＢＥＣ穴閉塞率の算出方法を説明する図である。
【００７９】
図１８は、撮像手段１０２により撮像した画像から抽出した目視点検画像９１である。目視点検画像９１は、図１１に示したように、画面内に管支持板３５の一部分が写り、かつＢＥＣ穴４５を真上から撮像した画面を抽出したものである。予め記憶してある基準画像９０に上述した画像処理をして、目視点検画像９１に対して初期ＢＥＣ穴の縁形状（点線で示した図）をパターンマッチングさせる。図１９は、パターンマッチングさせた初期ＢＥＣ穴の縁形状を目視点検画像９１に作画したものである。図１９の斜線で塗り潰した部分の外縁形状（実線で示した形状）が、スケール付着前の初期ＢＥＣ穴の開口部分である。そこで初期ＢＥＣ穴の縁形状に囲まれた内側の画像のピクセル数をカウントしてＢＥＣ穴の初期開口面積Ｓ１を算出する。次に図１８に示した目視点検画像９１から目視点検時のＢＥＣ穴の開口（中央の実線で囲まれた図形）部分の画像のピクセル数をカウントしてＢＥＣ穴の開口面積Ｓ２を算出する。上記で取得した初期開口面積Ｓ１と開口面積Ｓ２とに基づいて式（１）によりＢＥＣ穴閉塞率を算出する。
【００８０】
ＢＥＣ穴閉塞率（％）＝（（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１）×１００ ・・・（１）
【００８１】
上記で得られたＢＥＣ穴閉塞率は、１つの伝熱管３５に対して１つのＢＥＣ穴４５の閉塞率である。１つの伝熱管３５にはＢＥＣ穴４５が４つ備わっているので、それぞれのＢＥＣ穴４５の閉塞率を求め、その平均値を１つの伝熱管３５のＢＥＣ穴閉塞率とする。
【００８２】
＜ＢＥＣ穴閉塞率検査方法＞
図２０は、ＢＥＣ穴閉塞率の検査方法の流れを説明するフローチャート図である。
【００８３】
撮像手段１０２は、実物大モックアップでスケール付着前の初期ＢＥＣ穴の形状を撮像する。制御部１０１は、撮像した画像をパターンマッチングのために、基準画像（マスタ画像）９０データとして記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ１１）。次に制御部１０１は、撮像手段１０２に蒸気発生器６内のＢＥＣ穴４５の閉塞状態を撮像させ、撮像した目視点検画像（動画）を表示部１０５に表示させると共に、撮像した目視点検画像（動画）を記憶部１０３に記録させる（ステップＳ１２）。目視点検画像を記憶部１０３に記録させる時は、映像（動画）に記録された画像をアドレス毎にデジタル化して記録させるようにする。
【００８４】
画像処理部１０４は、記憶部１０３に記録した目視点検画像（動画）から、ＢＥＣ穴４５を真上から撮像した画像を抽出し、目視点検画像（静止画）９１として記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ１３）。画像処理部１０４は、目視点検画像９１から画面中心と管支持板３６との角度を撮像カメラ視野角を参照しながら算出する（ステップＳ１４）。画像処理部１０４は、目視点検画像９１から撮像カメラ６８と管支持板３６までの距離（焦点距離）を算出する（ステップＳ１５）。画像処理部１０４は、取得した上記の角度と距離（焦点距離）とに基づき、目視点検画像９１と基準画像９０とを重ね合わせ、目視点検画像９１にスケール付着前の初期ＢＥＣ穴の縁形状（輪郭）をパターンマッチングさせる（ステップＳ１６）。この時の画像処理（パターンマッチング処理）は、管支持板３６距離ｚ軸方向および管支持板３６面内ｘｙ軸方向の三軸方向（３次元方向）の位置ずれ量をマッチングさせるように処理する。この画像処理には、上述した記憶部１０３に格納してある管支持板３６のＢＥＣ穴４５部の３次元モデルを画像処理情報データとして参照する。
【００８５】
次に画像処理部１０４は、マッチングさせた目視点検画像９１に初期ＢＥＣ穴の縁形状（輪郭）を作画して、その画像を記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ１７）。この時、制御部１０１は、初期ＢＥＣ穴の縁形状（輪郭）を作画した画像を表示部１０５に表示させる。画像処理部１０４は、初期ＢＥＣ穴の縁形状（輪郭）を作画した目視点検画像９１から、ＢＥＣ穴の初期開口面積Ｓ１を算出して記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ１８）。画像処理部１０４は、目視点検画像９１から現状のＢＥＣ穴４５の開口形状（輪郭）を認識して、開口面積Ｓ２を算出して記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ１９）。この時、制御部１０１は、現状のＢＥＣ穴４５の開口形状（輪郭）を目視点検画像９１に作画した画像を表示部１０５に表示させる。制御部１０１は、取得したＢＥＣ穴４５の初期開口面積Ｓ１と現状の開口面積Ｓ２とに基づいてＢＥＣ穴４５の閉塞率を算出して記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ２０）。
【００８６】
本実施例の蒸気発生器検査装置は、上述した流れによって、撮像手段が撮像した蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像からＢＥＣ穴閉塞率を自動で算出して、ＢＥＣ穴の閉塞率を検査することができる。これにより、ＢＥＣ穴の閉塞率の検査を容易にし、かつ検査時間を短縮することができる。
【００８７】
また本実施例によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００８８】
また本実施例によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも複数の特徴点を認識することで基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を容易に目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００８９】
また本実施例によれば、初期ＢＥＣ穴の開口形状の輪郭を目視点検画像に作画することでＢＥＣ穴の初期開口面積を自動で算出することが可能となる。これにより、初期ＢＥＣ穴の外縁形状（輪郭）に囲まれた内側の画像のピクセル数をカウントしてＢＥＣ穴の初期開口面積を算出することができる。
【００９０】
また本実施例によれば、予め実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状を撮像して基準画像とすることが可能となる。これにより、撮像して取得した基準画像を基に管支持板のＢＥＣ穴部分の３次元モデルを算出することができ、画像処理情報データとして参照することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１ 原子炉格納容器
２ 原子炉
６ 蒸気発生器
３４ 管板
３５ 伝熱管
３６ 管支持板
４５ ＢＥＣ穴
４５ｅ ＢＥＣ穴の隙間
４６ フロースロット
５２ ハンドホール
６０ テレスコシリンダ式昇降装置
６１ チューブガイド機構
６２ 伸縮アーム
６３ ランス送り装置
６４ レール
６８ 目視点検用カメラ（撮像カメラ）
９０ 基準画像
９１ 目視点検画像
１００ 蒸気発生器検査装置
１０１ 制御部
１０２ 撮像手段
１０３ 記憶部
１０４ 画像処理部
１０５ 表示部
１０６ 入出力部
Ｇ 撮像カメラの重心
ｇ、ｇ１ 画像中心
α 視野角
β チルト角
Ｚ１、Ｚ２ 距離（焦点距離）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントに適用される蒸気発生器の伝熱管支持板管穴を検査するための蒸気発生器検査装置、蒸気発生器検査方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントである原子力発電設備では、発電機に接続されたタービンを駆動させる蒸気を得るための蒸気発生器（熱交換器）が採用されている。蒸気発生器は、一般的に、胴部と、胴部の横断方向に胴部内に水平に配置された複数の管支持板と、胴部内にチューブレーンを画成するように各管支持板を貫いて列状に延びる複数の伝熱管と、管支持板のうちの通常最下方にある管支持板の直上に直径方向に対峙して胴部に形成されたハンドホールと称する１対の検査穴とを有し、各管支持板の、チューブレーンに対応する部分には、フロースロットが形成されている。この蒸気発生器において、伝熱管の内部を流れる高温高圧の冷却材により伝熱管の周りの給水が加熱されることにより、蒸気が発生される。
【０００３】
このような蒸気発生器においては、使用に伴って内部の伝熱管や管支持板にスケールと呼ばれる汚れが生じるので、蒸気発生器の性能を維持するため、このスケールを取り除く必要がある。管支持板には、伝熱管を通すための通常ＢＥＣ穴（ＢＥＣ＝Ｂｒｏａｃｈｅｄ Ｅｇｇ Ｃｒａｔｅ）と称される異形の穴が形成されており、ＢＥＣ穴を画成する管支持板壁面と伝熱管の外周面との間には隙間が存在するので、隙間近傍の伝熱管の外周面、管支持板の上下面、ＢＥＣ穴の内縁などにスケールが付着しやすい。スケールが付着すると熱交換効率が低下すると共に、伝熱管とＢＥＣ穴との隙間が閉塞され、二次冷却水の流動性が低下する。このことから定期点検時にはＢＥＣ穴の閉塞状況を確認するための目視点検が実施されている。
【０００４】
特許文献１には、原子力プラントの蒸気発生器内にハンドホールから挿入可能で、蒸気発生器内の所定位置で最上段の管支持板から最下段の管支持板まで昇降可能で、内部の目視点検や管支持板のスケール除去を確実、かつ、迅速に行える昇降装置が記載されている。この昇降装置は、テレスコシリンダの先端に管群内観察用のカメラ等を取付けて観察用装置としたときは的確な管群内観察を行なえるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９００８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている装置は、管群内観察用カメラと蒸気発生器の外部に設置された遠隔操作装置がケーブルで接続され、カメラで撮像された映像を遠隔操作装置のモニタに映し出して確認・記録するものである。蒸気発生器内の伝熱管は３０００本以上、伝熱管支持板は７〜１０枚程度、さらに伝熱管支持板には１本の伝熱管の周囲にＢＥＣ穴が４カ所あるため定期点検時に全てのＢＥＣ穴の閉塞状況を確認するための目視点検は非常に時間がかかるという問題があった。
【０００７】
また従来は、ＢＥＣ穴の隙間の閉塞率の検査は、記録された映像をモニタ画面上で手動にて画像処理を行い、ＢＥＣ穴の隙間の閉塞率を算出していたため、ＢＥＣ穴の隙間の閉塞率の検査には、手間と時間がかかるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像カメラで撮像された目視点検画像からＢＥＣ穴の隙間の閉塞率の検査を自動で行うことができる原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置、蒸気発生器検査方法及びプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置は、蒸気発生器内の管支持板のＢＥＣ穴の閉塞状況を検査する原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置であって、管支持板のＢＥＣ穴の開口形状を撮像する撮像手段と、撮像したＢＥＣ穴の画像を記録し、画像から開口形状を示す目視点検画像を抽出して記憶する記憶部と、目視点検画像に対し、３次元形状モデルのデータから生成した基準画像、又は予め記憶部に記憶している基準画像の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、重ね合わせた初期ＢＥＣ穴の開口形状と目視点検画像の開口形状とからＢＥＣ穴の閉塞率を算出する画像処理部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、撮像手段が撮像した蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像からＢＥＣ穴の閉塞率を自動で算出して、ＢＥＣ穴の閉塞率を検査することが可能となる。これにより、ＢＥＣ穴の閉塞率の検査を容易にし、かつ検査時間を短縮することができる。
【００１１】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理は、撮像手段が目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離とから、目視点検画像の中心と基準画像の中心とを一致させ、かつ角度と距離とを一致させるように処理することが、好ましい。
【００１２】
この構成によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００１３】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理は、目視点検画像に写っている伝熱管の幅及び輪郭と、ＢＥＣ穴の上面である管支持板の端面の輪郭と、ＢＥＣ穴に隣接するＢＥＣ穴との配置間隔と、の少なくとも１つ以上を特徴点として重ね合わせる処理をすることが、好ましい。
【００１４】
この構成によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも複数の特徴点を認識することで基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を容易に目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００１５】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置の画像処理部は、目視点検画像に対し、初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、初期ＢＥＣ穴の開口形状を作画することが、好ましい。
【００１６】
この構成によれば、初期ＢＥＣ穴の開口形状の輪郭を目視点検画像に作画することでＢＥＣ穴の初期開口面積を自動で算出することが可能となる。これにより、初期ＢＥＣ穴の外縁形状（輪郭）に囲まれた内側の画像のピクセル数をカウントしてＢＥＣ穴の初期開口面積を算出することができる。
【００１７】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置の基準画像は、実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状とを、撮像手段と管支持板とが所定の距離で、ＢＥＣ穴の中心が画像の中心と重なるように真上から垂直に撮像手段で撮像し、かつ撮像手段の視野角αの中に伝熱管の一部分とＢＥＣ穴の全体とが収まるように撮像手段で撮像して記憶部に記憶することが、好ましい。
【００１８】
この構成によれば、予め実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状を撮像して基準画像とすることが可能となる。これにより、撮像して取得した基準画像を基に管支持板のＢＥＣ穴部分の３次元モデルを算出することができ、画像処理情報データとして参照することができる。
【００１９】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法は、蒸気発生器内の管支持板のＢＥＣ穴の閉塞状況を検査する原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法であって、管支持板のＢＥＣ穴の開口形状を撮像する撮像工程と、撮像したＢＥＣ穴の画像を記録し、画像から開口形状を示す目視点検画像を抽出して記憶する記憶工程と、目視点検画像に対し、３次元形状モデルのデータから生成した基準画像、又は予め記憶部に記憶している基準画像の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程と、重ね合わせた初期ＢＥＣ穴の開口形状と目視点検画像の開口形状とからＢＥＣ穴の閉塞率を算出する画像処理工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、撮像手段が撮像した蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像からＢＥＣ穴の閉塞率を自動で算出して、ＢＥＣ穴の閉塞率を検査することが可能となる。これにより、ＢＥＣ穴の閉塞率の検査を容易にし、かつ検査時間を短縮することができる。
【００２１】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程は、撮像手段が目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離とから、目視点検画像の中心と基準画像の中心とを一致させ、かつ角度と距離とを一致させるように処理することが、好ましい。
【００２２】
この構成によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００２３】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程は、目視点検画像に写っている伝熱管の幅及び輪郭と、ＢＥＣ穴の上面である管支持板の端面の輪郭と、ＢＥＣ穴に隣接するＢＥＣ穴との配置間隔と、の少なくとも１つ以上を特徴点として重ね合わせる処理をすることが、好ましい。
【００２４】
この構成によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも複数の特徴点を認識することで基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を容易に目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００２５】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法の画像処理工程は、目視点検画像に対し、初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、初期ＢＥＣ穴の開口形状を作画することが、好ましい。
【００２６】
この構成によれば、初期ＢＥＣ穴の開口形状の輪郭を目視点検画像に作画することでＢＥＣ穴の初期開口面積を自動で算出することが可能となる。これにより、初期ＢＥＣ穴の外縁形状（輪郭）に囲まれた内側の画像のピクセル数をカウントしてＢＥＣ穴の初期開口面積を算出することができる。
【００２７】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法の基準画像は、実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状とを、撮像手段と管支持板とが所定の距離で、ＢＥＣ穴の中心が画像の中心と重なるように真上から垂直に撮像手段で撮像し、かつ撮像手段の視野角αの中に伝熱管の一部分とＢＥＣ穴の全体とが収まるように撮像手段で撮像して記憶部に記憶することが、好ましい。
【００２８】
この構成によれば、予め実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状を撮像して基準画像とすることが可能となる。これにより、撮像して取得した基準画像を基に管支持板のＢＥＣ穴部分の３次元モデルを算出することができ、画像処理情報データとして参照することができる。
【００２９】
本発明のプログラムは、上記に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、撮像手段が撮像した蒸気発生器内のＢＥ穴の目視点検画像からＢＥＣ穴の閉塞率を自動で算出して、ＢＥＣ穴の閉塞率を検査することが可能となる。これにより、ＢＥＣ穴の閉塞率の検査を容易にし、かつ検査時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置、蒸気発生器検査方法及びプログラムによれば、撮像カメラで撮像された目視点検映像からＢＥＣ穴の隙間の閉塞率の検査を自動で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置が適用される原子力発電プラントを模式的に表した概略構成図である。
【図２】図２は、本実施例に係る蒸気発生器の構成図である。
【図３】図３は、図２のａ−ａ部の斜視断面図である。
【図４】図４は、図３の伝熱管周囲の拡大図である。
【図５】図５は、図２のｂ−ｂ断面図である。
【図６】図６は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置の内部構成図である。
【図７】図７は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置の撮像手段の概略構成図である。
【図８】図８は、蒸気発生器内で撮像手段の昇降装置を立て起こして起立させた状態を示す図である。
【図９】図９は、本実施例に係る撮像手段のランス送り装置の概略構成図である。
【図１０】図１０は、本実施例に係る蒸気発生器の伝熱管とＢＥＣ穴の隙間とを模式的に表した図である。
【図１１】図１１は、図１０のＸ−Ｘ断面図である。
【図１２】図１２は、実物大モックアップの伝熱管とＢＥＣ穴の隙間を撮像した基準画像である。
【図１３】図１３は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置で伝熱管とＢＥＣ穴の隙間を撮像する状態を説明する図である。
【図１４】図１４は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置で伝熱管とＢＥＣ穴の隙間を撮像する状態を説明する図である。
【図１５】図１５は、目視点検画像と基準画像とのパターンマッチングについて説明する図である。
【図１６】図１６は、目視点検画像と基準画像とのパターンマッチングについて説明する図である。
【図１７】図１７は、目視点検画像と基準画像とのパターンマッチングについて説明する図である。
【図１８】図１８は、撮像手段により撮像した画像から抽出した目視点検画像である。
【図１９】図１９は、パターンマッチングさせた初期ＢＥＣ穴の縁形状を目視点検画像に作画した図である。
【図２０】図２０は、本実施例に係るＢＥＣ穴閉塞率の検査方法の流れを説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明に係る蒸気発生器検査装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。また、下記実施例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、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００３４】
図１は、本発明の実施例に係る蒸気発生器検査装置が適用される原子力発電プラントを模式的に表した概略構成図である。
【００３５】
本実施例が適用される原子力発電プラントの原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って二次冷却材と熱交換させることにより蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。なお、本実施例は、このＰＷＲに限らず、これを改良した改良型加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ：Advanced Pressurized Water Reactor）に適用することができる。また、蒸気発生器を備えている他の発電プラントにも適用可能である。
【００３６】
原子炉２を用いた原子力発電プラントは、原子炉２を含む原子炉冷却系３と、原子炉冷却系３と熱交換するタービン系４とで構成されており、原子炉冷却系３には、原子炉冷却材（一次冷却水）が流通し、タービン系４には、二次冷却材（二次冷却水）が流通している。
【００３７】
原子炉冷却系３は、原子炉２と、コールドレグ５ａ及びホットレグ５ｂを介して原子炉２に接続された蒸気発生器６とを有している。また、ホットレグ５ｂには、加圧器７が介設され、コールドレグ５ａには、原子炉冷却材ポンプ８が介設されている。そして、原子炉２、コールドレグ５ａ、ホットレグ５ｂ、蒸気発生器６、加圧器７及び原子炉冷却材ポンプ８は、原子炉格納容器１に収容されている。
【００３８】
原子炉２は、上記したように加圧水型原子炉であり、その内部は原子炉冷却材（一次冷却水）で満たされている。そして、原子炉２内は、多数の燃料集合体１５を収容すると共に、燃料集合体１５の燃料棒内の核燃料の核分裂を制御する多数の制御棒１６が、各燃料集合体１５に対し挿入可能に設けられている。
【００３９】
制御棒１６により核分裂反応を制御しながら燃料集合体１５の燃料棒内の核燃料を核分裂させると、この核分裂により熱エネルギーが発生する。発生した熱エネルギーは原子炉冷却材を加熱し、加熱された原子炉冷却材は、ホットレグ５ｂを介して蒸気発生器６へ送られる。一方、コールドレグ５ａを介して各蒸気発生器６から送られてきた原子炉冷却材は、原子炉２内に流入して、原子炉２内を冷却する。
【００４０】
ホットレグ５ｂに介設された加圧器７は、高温となった原子炉冷却材を加圧することにより、原子炉冷却材の沸騰を抑制している。また、蒸気発生器６は、高温高圧となった原子炉冷却材（一次冷却水）を二次冷却材（二次冷却水）と熱交換させることにより、二次冷却材を蒸発させて蒸気を発生させ、かつ、高温高圧となった原子炉冷却材を冷却している。原子炉冷却材ポンプ８は、原子炉冷却系３において原子炉冷却材を循環させており、原子炉冷却材を蒸気発生器６からコールドレグ５ａを介して原子炉２へ送り込むと共に、原子炉冷却材を原子炉２からホットレグ５ｂを介して蒸気発生器６へ送り込んでいる。
【００４１】
原子炉冷却材は、原子炉２と蒸気発生器６との間を循環している。なお、原子炉冷却材は、冷却材及び中性子減速材として用いられる軽水である。
【００４２】
タービン系４は、蒸気管２１を介して各蒸気発生器６に接続されたタービン２２と、タービン２２に接続された復水器２３と、復水器２３と各蒸気発生器６とを接続する給水管２６に介設された給水ポンプ２４と、を有している。そして、上記のタービン２２には、発電機２５が接続されている。
【００４３】
ここで、原子力発電プラントのタービン系４における一連の動作について説明する。蒸気管２１を介して蒸気発生器６から蒸気がタービン２２に流入すると、タービン２２は回転する。タービン２２が回転すると、タービン２２に接続された発電機２５は、発電を行う。この後、タービン２２から排出した蒸気は復水器２３に流入する。復水器２３は、その内部に冷却管２７が配設されており、冷却管２７の一方には冷却水（例えば、海水）を供給するための取水管２８が接続され、冷却管２７の他方には冷却水を排水するための排水管２９が接続されている。そして、復水器２３は、タービン２２から流入した蒸気を冷却管２７により冷却することで、蒸気を液体に戻している。液体となった二次冷却材は、給水ポンプ２４により給水管２６を介して蒸気発生器６に送られる。蒸気発生器６に送られた二次冷却材は、蒸気発生器６において原子炉冷却材と熱交換を行うことにより再び蒸気となる。
【００４４】
＜蒸気発生器＞
次に、図２〜図５を参照しながら、本実施例に係る蒸気発生器について説明する。
【００４５】
図２は、本実施例に係る蒸気発生器６の構成図である。図３は、図２のａ−ａ部の斜視断面図である。図４は、図３の伝熱管周囲の拡大図である。図５は、図２のｂ−ｂ断面図である。
【００４６】
蒸気発生器６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３２を有している。胴部３２の下半部内には、胴部３２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３３が設けられている。この管群外筒３３は、その下端部が、胴部３２の下半部内の下方に配置された管板３４まで延設されている。管群外筒３３内には、逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管３５からなる伝熱管群５１が設けられている。各伝熱管３５は、Ｕ字形状の円弧部を上方に向けて配置され、下方に向く端部が管板３４に支持されると共に、中間部が複数の管支持板３６により支持されている。つまり伝熱管３５は各層の管支持板３６を挿通して、上方に逆Ｕ字状に湾曲して配設されている。また、管支持板３６には伝熱管３５を挿通する四つ葉形状をなすＢＥＣ（＝Ｂｒｏａｃｈｅｄ Ｅｇｇ Ｃｒａｔｅｒ）穴４５という異形の穴が穿設され、ＢＥＣ穴４５と管支持板３６に挿通される伝熱管３５の外周面には隙間４５ｅが形成されていて（図５参照）、管支持部での二次冷却水の対流を図っている。また、管支持板３６の中央部には各層の管支持板３６の上下方向の同位置に、胴部３２の直径方向に長円形の１連のフロースロット４６（図３参照）が穿設されている。また、胴部３２には下層の管支持板３６の直上に直径方向に対峙して１対のハンドホール５２（図２参照）が設けられている。スケール除去装置や目視点検用カメラはこのハンドホール５２から搬入される。
【００４７】
胴部３２の下端部には、水室３７が設けられている。水室３７は、内部が隔壁３８により入室６１と出室６２とに区画されている。入室６１には、各伝熱管３５の一端部が連通され、出室６２には、各伝熱管３５の他端部が連通されている。また、入室６１には、胴部３２の外部に通じる入口ノズル７１が形成され、出室６２には、胴部３２の外部に通じる出口ノズル７２が形成されている。そして、入口ノズル７１には、加圧水型原子炉から一次冷却水が送られる冷却水配管５ｂが連結される一方、出口ノズル７２には、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５ａが連結される。
【００４８】
胴部３２の上半部には、給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器３９、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４０が設けられている。気水分離器３９と伝熱管群５１との間には、外部から胴部３２内に二次冷却水の給水を行う給水管４１が挿入されている。さらに、胴部３２の上端部には、蒸気排出口４２が形成されている。また、胴部３２の下半部内には、給水管４１からこの胴部３２内に給水された二次冷却水を、胴部３２と管群外筒３３との間を流下させて管板３４にて折り返させ、伝熱管群５１に沿って上昇させる給水路４３が設けられている。なお、蒸気排出口４２には、タービン２２に蒸気を送る冷却水配管２１が連結され、給水管４１には、タービン２２で使用された蒸気が復水器２３で冷却された二次冷却水を供給するための冷却水配管２６が連結される。
【００４９】
このような蒸気発生器６では、加圧水型原子炉で加熱された一次冷却水は、入室７１に送られ、多数の伝熱管３５内を通って循環して出室７２に至る。一方、復水器２３で冷却された二次冷却水は、給水管４１に送られ、胴部３２内の給水路４３を通って伝熱管群５１に沿って上昇する。このとき、胴部３２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７２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３２内を上昇し、気水分離器３９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４０で湿分を除去されてからタービン２２に送られる。蒸気発生器６は以上のような構成である。
【００５０】
次に、図６〜図１７を参照しながら、本実施例に係る蒸気発生器検査装置について説明する。
【００５１】
＜蒸気発生器検査装置の構成＞
図６は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置の内部構成図である。
【００５２】
蒸気発生器検査装置１００は、制御部１０１と撮像手段１０２と記憶部１０３と画像処理部１０４と表示部１０５と入出力部１０６とを備える。
【００５３】
制御部１０１は、蒸気発生器検査装置１００全体を制御する。例えば、後述する撮像手段１０２を蒸気発生器６の外部から遠隔操作して、伝熱管３５とＢＥＣ穴４５の隙間４５ｅを目視点検用カメラ６８に撮像させる。以下、目視点検用カメラ６８を撮像カメラ６８と記述することがある。そして撮像した目視点検画像を記録部１０３に記録させる。または撮像した目視点検画像を画像処理部１０４で画像処理をさせた後、記録部１０３に記録させる。以下、撮像手段１０２により撮像した画像を目視点検画像と記述することがある。
【００５４】
撮像手段１０２は、ハンドホール５２から蒸気発生器６内に搬入した後に起立させて、ランス送り装置６３先端の撮像カメラ６８で伝熱管３５とＢＥＣ穴４５の隙間４５ｅの閉塞状態を撮像する。この時、定期検査にかかる期間を短縮するために撮像する画像は静止画でなく動画として撮像するようになっている。なお、定期検査の点検箇所が少ない場合には静止画で撮像してもよい。撮像手段１０２の詳細な説明については後述する。
【００５５】
記録部１０３は、撮像手段１０２で撮像した画像を記録すると共に、画像処理部１０４で画像処理した後の画像を記憶する。また画像処理のデータとなる基準画像を予め記憶している。以下、基準画像をマスタ画像と記述することがある。
【００５６】
画像処理部１０４は、撮像手段１０２で撮像した画像を画像処理する。そして画像処理した画像と予め記憶部１０３に記憶してある基準画像とに基づいてＢＥＣ穴４５の閉塞率を算出する。なお画像処理の詳細な説明については後述する。
【００５７】
表示部１０５は、撮像手段１０２で撮像している画像をリアルタイムに表示する。また画像処理部１０４で画像処理した後の画像や各種の情報データなどを表示する。
【００５８】
入出力部１０６は、撮像手段１０２で取得した画像データや画像処理部１０４で画像処理した後の画像データなどを外部の装置とやり取りする入出力部である。また上記の各種画像データを外部の装置と送受信するためのインターフェイス機能を有している。さらに蒸気発生器検査装置１００を制御するための各種情報データの入力部でもある。
【００５９】
＜撮像手段＞
次に、図７〜図９を参照しながら、本実施例に係る蒸気発生器検査装置の撮像手段について説明する。
【００６０】
図７は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置の撮像手段の概略構成図である。図８は、蒸気発生器内で撮像手段の昇降装置を立て起こして起立させた状態を示す図である。図９は、本実施例に係る撮像手段のランス送り装置の概略構成図である。
【００６１】
本実施例に係る撮像手段１０２は、テレスコシリンダ式昇降装置６０とチューブガイド機構６１と伸縮アーム６２（旋回機構６２ａ、伸縮機構６２ｂ）とランス送り装置６３とレール６４とを備えて構成されている。
【００６２】
図７および図８に示すように、撮像手段１０２でＢＥＣ穴４５を撮像する時には、最下部の管支持板３６の上方に設けられた胴部３２のハンドホール５２から、レール６４を敷設する。ハンドホール５２から、ランス送り装置６３、伸縮アーム６２（旋回機構６２ａ、伸縮機構６２ｂ）、チューブガイド機構６１、テレスコシリンダ式昇降装置６０の各部位を挿入して立ち上げる。次にテレスコシリンダ式昇降装置６０を駆動してチューブガイド機構６１により伝熱管３５を挟持しながら、各層管支持板３６のフロースロット４６内を所要の高さまで押し上げる。伸縮機構６２ｂと最上部のランス送り装置６３を旋回・再上昇させ、図９に示すランス送り装置６３先端の撮像カメラ６８でＢＥＣ穴４５を撮像する。撮像カメラ６８は、ランス送り装置６３先端から前方に延伸できる延伸機構およびチルト機構を有したＣＣＤカメラである。ランス送り装置６３は、伸縮アーム６２と共にチューブガイド機構６１の頂部に係止され、ＢＥＣ穴４５を撮像する時は９０°旋回し、撮像カメラ６８を所要の位置に誘導する。ランス送り装置６３の曲部内側に設けられたクランプ機構６６は、その係合部を伝熱管３５に当接して撮像カメラ６８の正確な位置決めができるようになっている。図８に示すように、テレスコシリンダ式昇降装置６０は、蒸気発生器６のハンドホール５２から挿入されて最下部の管支持板３６ａの上面に敷設されるレール６４上の所要の位置に配設され、安定して前後に正確な位置決め移動ができると共に最上部のランス送り装置６３を所要の高さまで押し上げ可能に形成された入れ子式シリンダの昇降装置である。
【００６３】
また、ランス送り装置６３先端を洗浄ノズルで構成した場合は、洗浄ノズルから伝熱管３５の外周面、管支持板３６の上下面、ＢＥＣ穴４５の内縁などに高圧水を噴射してスケールを除去するスケール除去装置とすることができる。従って、テレスコシリンダの先端に伸縮腕やノズル装置を装着してスケール除去装置に適用したときは、蒸気発生器６内における各段の管支持板３６に堆積したスケールを完全に除去することができる。またテレスコシリンダの先端に管群内観察用のカメラ等を取付けて観察用装置としたときは的確な管群内観察を行うことができる。
【００６４】
なお上述した撮像手段１０２は、これに限ることはなく管支持板３６上の伝熱管３５の周囲を撮像することができる公知の蒸気発生器６内の目視検査装置や蒸気発生器６内のスケール除去装置などを適用することができる。例えば、本出願人が先に出願した特開平９−２６１０７、特開平９−７９５０５、特開平９−９００８４、特開２０００−４６４９２、特開２０００−１３０７０３、特開２００７−１２７３５１に記載された装置を適用することが可能である。
【００６５】
次に、後述する図１０〜図１７を参照しながら、本実施例に係る蒸気発生器検査装置について詳細に説明する。
【００６６】
本実施例の蒸気発生器検査装置１００は、実物大モックアップでスケール付着前の初期ＢＥＣ穴の形状を撮像した、または３次元形状モデルから生成した、目視点検画像９１とパターンマッチングさせるための基準画像（マスタ画像）９０を予め記憶部１０３に記憶している。また蒸気発生器検査装置１００は、撮像した基準画像データまたは３次元形状モデルから生成した基準画像データを基に初期ＢＥＣ穴の３次元形状データを予め記憶部１０３に記憶している。蒸気発生器検査装置１００は、撮像手段１０２が撮像した蒸気発生器６内のＢＥＣ穴４５の閉塞状態の画像からパターンマッチングに最適な画像を抽出し目視点検画像９１とする。画像処理部１０４は、目視点検画像９１から画面中心と管支持板３６との角度、および目視点検画像９１から撮像カメラ６８と管支持板３６までの距離（焦点距離）を算出し、算出した角度と距離（焦点距離）とから、３次元的に目視点検画像９１と基準画像９０とを重ね合わせ、３次元データを２値化してスケール付着前の初期ＢＥＣ穴の縁形状（輪郭）、および現状のＢＥＣ穴４５の開口形状からＢＥＣ穴４５の閉塞率を自動で算出することに特徴がある。これにより、ＢＥＣ穴４５の閉塞率の検査を容易にし、かつ検査時間を短縮することが可能となった。
【００６７】
＜基準画像＞
図１０〜図１２は、ＢＥＣ穴閉塞率を算出するための基準画像（マスタ画像）について説明する図である。図１０は、図５に示した伝熱管とＢＥＣ穴の隙間とを模式的に表した図である。図１１は、図１０のＸ−Ｘ断面図である。図１２は、実物大モックアップの伝熱管とＢＥＣ穴の隙間を撮像した基準画像である。
【００６８】
ＢＥＣ穴４５の閉塞率を算出するために予め図１２に示すＢＥＣ穴４５の基準画像（マスタ画像）９０を取得する必要がある。そこで蒸気発生器６の伝熱管３５とＢＥＣ穴４５の隙間４５ｅの実物大モックアップで、スケールが全く付着していない初期のＢＥＣ穴４５の形状を基準画像９０として取得する。基準画像９０を撮像する時には、図１１に示すように、撮像カメラ６８の視野角αの中に伝熱管３５の一部分とＢＥＣ穴４５の全体とが収まるように撮像する。この時、撮像カメラ６８は、図１２に示すように、ＢＥＣ穴４５の中心と撮像画像の中心ｇとが重なるようにＢＥＣ穴４５を真上から垂直に撮像する。撮像カメラ６８のレンズと管支持板３６との距離Ｚ１は所定の距離（基準距離）となるように撮像すると共に、基準距離より上下した位置（基準距離よりも長い位置と短い位置）で何種類かの画像を撮像して３次元モデルの画像データとする。なお所定の距離（基準距離）とは撮像カメラ６８の焦点距離と同じ意味である。また撮像カメラ６８の視野の重心Ｇが撮像した画像の中心ｇと重なる位置（図１２参照）で撮像する。上述したように撮像して取得した基準画像９０が図１２に示す画像である。このように撮像して取得した基準画像を基に管支持板３６のＢＥＣ穴４５部分の３次元モデルを算出しておき、画像処理情報データとして記憶部１０３に格納しておく。
【００６９】
さらに本実施例においては、上述した実物大モックアップから予め基準画像９０を撮像して基準画像データを取得しなくても画像処理情報データを取得することができる。本実施例の蒸気発生器検査装置１００は、蒸気発生器６内の形状や部材の配置関係、ＢＥＣ穴４５の形状や配置関係、伝熱管３５及び管支持板３６の形状や配置関係などの３次元形状モデルのデータを、例えば記憶部１０３に有しているものである。よって、３次元形状モデルのデータから、例えば、カラーグラフィック（ＣＧ）立体画像のような３次元モデルを生成することが可能となっている。基準画像データを生成させる方法としては、例えば、３次元形状データは蒸気発生器６の伝熱管３５とＢＥＣ穴４５の形状及び位置関係のデータから構成されるものとする。これらの３次元形状データを使用して、目視点検画像９１を撮像した撮像カメラ６８の位置及び角度などを指定することで、３次元形状モデルを２次元の画像に変換、描画させて生成させた画像データに基づいて基準画像９０を生成することができる。３次元形状モデルを２次元の画像に変換、描画させるのは一般的な画像処理ツールなどを使用することで可能である。従って、本実施例によれば、予め基準画像データを取得しなくても基準画像９０を生成する画像処理情報データを取得することができる。これらを画像処理情報データとして記憶部１０３に格納しておき、パターンマッチング（自動位置合わせ）に使用する。
【００７０】
＜目視点検画像＞
図１３および図１４は、本実施例に係る蒸気発生器検査装置で伝熱管とＢＥＣ穴との隙間を撮像する状態を説明する図である。
【００７１】
上述した撮像手段１０２で実際に蒸気発生器６内の伝熱管３５とＢＥＣ穴４５との隙間４５ｅを撮像する場合は、図１１に示したように、実物大モックアップの伝熱管３５とＢＥＣ穴４５の隙間４５ｅを撮像した撮像カメラ６８位置で撮像できるとは限らない。例えば、図１３に示すように、撮像カメラ６８のレンズと管支持板３６との距離は、所定の距離（基準距離）Ｚ１で撮像することができないおそれがある。図１３は、点線で示した撮像カメラ６８ａ位置が基準画像９０を取得した位置（撮像カメラ６８ａのレンズと管支持板３６との距離がＺ１）を示す。しかし実際には実線で示した撮像カメラ６８位置（撮像カメラ６８のレンズと管支持板３６との距離がＺ２）で画像を取得することになるおそれがある。また例えば、図１４に示すように、撮像カメラ６８のレンズと管支持板３６との距離Ｚ１は基準画像９０を取得した位置（基準距離）であるが、撮像カメラ６８の視野の重心Ｇが撮像した画像の中心ｇと重なる位置ではなく、撮像カメラ６８の視野の重心Ｇが基準画像９０の中心に対してβだけ傾いた（チルトした）位置で画像を取得することになるおそれがある。上述したように、撮像手段１０２が基準画像９０を撮像した位置とは異なる位置で目視点検画像９１を取得した場合、ＢＥＣ穴４５の閉塞率を算出するためには、撮像手段１０２で撮像した画像に対して、上述した記憶部１０３に格納してある３次元モデルの画像情報データを用いて画像処理を行い、基準画像９０に対する３次元方向（ｘｙｚ軸方向）の位置ずれを補正しなければならない。または撮像手段１０２で撮像した画像に対して、基準画像９０を画像処理して３次元方向（ｘｙｚ軸方向）の位置ずれを補正することになる。
【００７２】
＜パターンマッチング＞
図１５〜図１７は、撮像手段により撮像した画像と基準画像とのパターンマッチングについて説明する図である。
【００７３】
図１５の点線で示した画像が基準画像９０であり、実線で示した画像が目視点検画像９１である。図１５では基準画像９０および目視点検画像９１の撮像カメラ６８と管支持板３６との距離Ｚ１は同じであるとする。図１５では基準画像９０の重心（画像の中心）ｇと目視点検画像９１の重心（画像の中心）ｇ１とは、ｘ方向ずれ量とｙ方向ずれ量が存在する。画像処理部１０４は、上記のｘ方向ずれ量とｙ方向ずれ量とを解析し、基準画像９０のＢＥＣ穴４５の縁形状（輪郭）を目視点検画像９１のＢＥＣ穴４５の縁形状（輪郭）に合わせるように画像処理してパターンマッチングさせる。パターンマッチングは、目視点検画像９１の中で、特徴点となる部位、例えば、伝熱管３５の幅及び輪郭、ＢＥＣ穴４５の上面（管支持板の端面）の輪郭、画像に隣のＢＥＣ穴が写っていた場合は隣のＢＥＣ穴との配置間隔、などのうちから少なくとも１つを特徴点として認識して画像処理情報データとして用いて解析する。これにより３次元モデルを用いた３次元方向（ｘｙｚ軸方向）の位置ずれ補正が容易となる。
【００７４】
また図１６の点線で示した画像が基準画像９０であり、実線で示した画像が目視点検画像９１である。図１６では基準画像９０重心（画像の中心）ｇと目視点検画像９１の重心（画像の中心）ｇ１とは同じ位置であるとする。図１６では基準画像９０および目視点検画像９１の撮像カメラ６８と管支持板３６との距離方向に距離ｚ方向ずれ量が存在する。画像処理部１０４は、上記の距離ｚ方向ずれ量を解析し、基準画像９０のＢＥＣ穴４５の縁形状（輪郭）を目視点検画像９１のＢＥＣ穴４５の縁（輪郭）形状に合わせるように画像処理してパターンマッチングさせる。パターンマッチングは、目視点検画像９１の中で、特徴点となる部位、例えば、伝熱管３５の幅及び輪郭、ＢＥＣ穴４５の上面（管支持板の端面）の輪郭、画像に隣のＢＥＣ穴が写っていた場合は、隣のＢＥＣ穴との配置間隔、など少なくとも１つを特徴点として認識して画像処理情報データとして用いて解析する。これにより３次元モデルを用いた３次元方向（ｘｙｚ軸方向）の位置ずれ補正が容易となる。
【００７５】
図１７の点線で示した画像が基準画像９０であり、実線で示した画像が目視点検画像９１である。図１７では基準画像９０および目視点検画像９１の撮像カメラ６８と管支持板３６との距離Ｚ１は同じであるとする。ただし図１７では、基準画像９０重心（画像の中心）ｇと目視点検画像９１の重心（画像の中心）ｇ１とは、図１４に示したように撮像カメラ６８の視野の重心Ｇが基準画像９０の中心に対してβだけ傾いた（チルトした）位置で画像を取得したとする。図１７では基準画像９０の重心（画像の中心）ｇと目視点検画像９１の重心（画像の中心）ｇ１とは、撮像カメラ６８の視野の重心Ｇが基準画像９０の中心に対してβだけ傾いた重心Ｇ方向ずれ量が存在する。画像処理部１０４は、上記の重心Ｇ方向ずれ量を解析し、基準画像９０のＢＥＣ穴４５の縁（輪郭）形状を目視点検画像９１のＢＥＣ穴４５の縁形状（輪郭）に合わせるように画像処理してパターンマッチングさせる。パターンマッチングは、目視点検画像９１の中で、特徴点となる部位、例えば、伝熱管３５の幅及び輪郭、ＢＥＣ穴４５の上面（管支持板の端面）の輪郭、画像に隣のＢＥＣ穴が写っていた場合は、隣のＢＥＣ穴との配置間隔、など少なくとも１つを特徴点として認識して画像処理情報データとして用いて解析する。これにより３次元モデルを用いた３次元方向（ｘｙｚ軸方向）の位置ずれ補正が容易となる。
【００７６】
次に、取得した目視点検画像９１の重心ｇ１位置、角度の算出について説明する。例えば、ＢＥＣ穴の開口部に着目して、開口部を２値化画像処理した画像においてラベリングして開口部を抽出する。この時、面積の一番大きいラベルを開口部と想定しラベル特徴として重心ｇ１位置を抽出する。次に、ラベルの慣性主軸（撮像カメラ６８の視野の重心Ｇ）を求めることで傾きを抽出する。このような手順により目視点検画像９１の重心ｇ１位置と傾き角度を算出する。基準画像９０に対しても同じ手順によりで基準画像９０の重心ｇ位置と傾きを求めて、取得した目視点検画像９１の重心ｇ１位置、傾き角度にマッチングするような(差が小さくなるような）、カメラ位置および傾き角度を求める。
【００７７】
また特徴点を抽出する場合は、例えば、ＢＥＣ穴４５の開口部のエッジ（縁形状）を抽出して２値化する。そして２値化したデータから開口部の領域を選定する。次にエッジ部分のパターンマッチング処理により基準画像９０と最も一致する撮像カメラ６８位置と撮像カメラ６８の視野の重心Ｇの角度（傾き角度）とを求めて、撮像カメラ６８位置及び傾き角度とすることができる。
【００７８】
＜ＢＥＣ穴閉塞率＞
図１８および図１９は、ＢＥＣ穴閉塞率の算出方法を説明する図である。
【００７９】
図１８は、撮像手段１０２により撮像した画像から抽出した目視点検画像９１である。目視点検画像９１は、図１１に示したように、画面内に管支持板３５の一部分が写り、かつＢＥＣ穴４５を真上から撮像した画面を抽出したものである。予め記憶してある基準画像９０に上述した画像処理をして、目視点検画像９１に対して初期ＢＥＣ穴の縁形状（点線で示した図）をパターンマッチングさせる。図１９は、パターンマッチングさせた初期ＢＥＣ穴の縁形状を目視点検画像９１に作画したものである。図１９の斜線で塗り潰した部分の外縁形状（実線で示した形状）が、スケール付着前の初期ＢＥＣ穴の開口部分である。そこで初期ＢＥＣ穴の縁形状に囲まれた内側の画像のピクセル数をカウントしてＢＥＣ穴の初期開口面積Ｓ１を算出する。次に図１８に示した目視点検画像９１から目視点検時のＢＥＣ穴の開口（中央の実線で囲まれた図形）部分の画像のピクセル数をカウントしてＢＥＣ穴の開口面積Ｓ２を算出する。上記で取得した初期開口面積Ｓ１と開口面積Ｓ２とに基づいて式（１）によりＢＥＣ穴閉塞率を算出する。
【００８０】
ＢＥＣ穴閉塞率（％）＝（（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１）×１００ ・・・（１）
【００８１】
上記で得られたＢＥＣ穴閉塞率は、１つの伝熱管３５に対して１つのＢＥＣ穴４５の閉塞率である。１つの伝熱管３５にはＢＥＣ穴４５が４つ備わっているので、それぞれのＢＥＣ穴４５の閉塞率を求め、その平均値を１つの伝熱管３５のＢＥＣ穴閉塞率とする。
【００８２】
＜ＢＥＣ穴閉塞率検査方法＞
図２０は、ＢＥＣ穴閉塞率の検査方法の流れを説明するフローチャート図である。
【００８３】
撮像手段１０２は、実物大モックアップでスケール付着前の初期ＢＥＣ穴の形状を撮像する。制御部１０１は、撮像した画像をパターンマッチングのために、基準画像（マスタ画像）９０データとして記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ１１）。次に制御部１０１は、撮像手段１０２に蒸気発生器６内のＢＥＣ穴４５の閉塞状態を撮像させ、撮像した目視点検画像（動画）を表示部１０５に表示させると共に、撮像した目視点検画像（動画）を記憶部１０３に記録させる（ステップＳ１２）。目視点検画像を記憶部１０３に記録させる時は、映像（動画）に記録された画像をアドレス毎にデジタル化して記録させるようにする。
【００８４】
画像処理部１０４は、記憶部１０３に記録した目視点検画像（動画）から、ＢＥＣ穴４５を真上から撮像した画像を抽出し、目視点検画像（静止画）９１として記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ１３）。画像処理部１０４は、目視点検画像９１から画面中心と管支持板３６との角度を撮像カメラ視野角を参照しながら算出する（ステップＳ１４）。画像処理部１０４は、目視点検画像９１から撮像カメラ６８と管支持板３６までの距離（焦点距離）を算出する（ステップＳ１５）。画像処理部１０４は、取得した上記の角度と距離（焦点距離）とに基づき、目視点検画像９１と基準画像９０とを重ね合わせ、目視点検画像９１にスケール付着前の初期ＢＥＣ穴の縁形状（輪郭）をパターンマッチングさせる（ステップＳ１６）。この時の画像処理（パターンマッチング処理）は、管支持板３６距離ｚ軸方向および管支持板３６面内ｘｙ軸方向の三軸方向（３次元方向）の位置ずれ量をマッチングさせるように処理する。この画像処理には、上述した記憶部１０３に格納してある管支持板３６のＢＥＣ穴４５部の３次元モデルを画像処理情報データとして参照する。
【００８５】
次に画像処理部１０４は、マッチングさせた目視点検画像９１に初期ＢＥＣ穴の縁形状（輪郭）を作画して、その画像を記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ１７）。この時、制御部１０１は、初期ＢＥＣ穴の縁形状（輪郭）を作画した画像を表示部１０５に表示させる。画像処理部１０４は、初期ＢＥＣ穴の縁形状（輪郭）を作画した目視点検画像９１から、ＢＥＣ穴の初期開口面積Ｓ１を算出して記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ１８）。画像処理部１０４は、目視点検画像９１から現状のＢＥＣ穴４５の開口形状（輪郭）を認識して、開口面積Ｓ２を算出して記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ１９）。この時、制御部１０１は、現状のＢＥＣ穴４５の開口形状（輪郭）を目視点検画像９１に作画した画像を表示部１０５に表示させる。制御部１０１は、取得したＢＥＣ穴４５の初期開口面積Ｓ１と現状の開口面積Ｓ２とに基づいてＢＥＣ穴４５の閉塞率を算出して記憶部１０３に記憶させる（ステップＳ２０）。
【００８６】
本実施例の蒸気発生器検査装置は、上述した流れによって、撮像手段が撮像した蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像からＢＥＣ穴閉塞率を自動で算出して、ＢＥＣ穴の閉塞率を検査することができる。これにより、ＢＥＣ穴の閉塞率の検査を容易にし、かつ検査時間を短縮することができる。
【００８７】
また本実施例によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００８８】
また本実施例によれば、撮像手段が蒸気発生器内のＢＥＣ穴の目視点検画像を撮像した角度と撮像手段から管支持板までの距離が、基準画像を撮像した角度や距離と違っていた場合でも複数の特徴点を認識することで基準画像との３次元方向の位置ずれを画像処理により補正することが可能となる。これにより、スケールが付着する前の初期ＢＥＣ穴開口形状を容易に目視点検画像に重ね合わせることができる。
【００８９】
また本実施例によれば、初期ＢＥＣ穴の開口形状の輪郭を目視点検画像に作画することでＢＥＣ穴の初期開口面積を自動で算出することが可能となる。これにより、初期ＢＥＣ穴の外縁形状（輪郭）に囲まれた内側の画像のピクセル数をカウントしてＢＥＣ穴の初期開口面積を算出することができる。
【００９０】
また本実施例によれば、予め実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状を撮像して基準画像とすることが可能となる。これにより、撮像して取得した基準画像を基に管支持板のＢＥＣ穴部分の３次元モデルを算出することができ、画像処理情報データとして参照することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１ 原子炉格納容器
２ 原子炉
６ 蒸気発生器
３４ 管板
３５ 伝熱管
３６ 管支持板
４５ ＢＥＣ穴
４５ｅ ＢＥＣ穴の隙間
４６ フロースロット
５２ ハンドホール
６０ テレスコシリンダ式昇降装置
６１ チューブガイド機構
６２ 伸縮アーム
６３ ランス送り装置
６４ レール
６８ 目視点検用カメラ（撮像カメラ）
９０ 基準画像
９１ 目視点検画像
１００ 蒸気発生器検査装置
１０１ 制御部
１０２ 撮像手段
１０３ 記憶部
１０４ 画像処理部
１０５ 表示部
１０６ 入出力部
Ｇ 撮像カメラの重心
ｇ、ｇ１ 画像中心
α 視野角
β チルト角
Ｚ１、Ｚ２ 距離（焦点距離）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生器内の管支持板のＢＥＣ穴の閉塞状況を検査する原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置であって、
管支持板のＢＥＣ穴の開口形状を撮像する撮像手段と、
撮像した前記ＢＥＣ穴の画像を記録し、前記画像から前記開口形状を示す目視点検画像を抽出して記憶する記憶部と、
前記目視点検画像に対し、３次元形状モデルのデータから生成した基準画像、又は予め前記記憶部に記憶している基準画像の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、重ね合わせた前記初期ＢＥＣ穴の開口形状と前記目視点検画像の開口形状とから前記ＢＥＣ穴の閉塞率を算出する画像処理部と、
を有することを特徴とする原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置。
【請求項２】
前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理は、前記撮像手段が前記目視点検画像を撮像した角度と前記撮像手段から前記管支持板までの距離とから、前記目視点検画像の中心と前記基準画像の中心とを一致させ、かつ前記角度と前記距離とを一致させるように処理することを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置。
【請求項３】
前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理は、前記目視点検画像に写っている伝熱管の幅及び輪郭と、前記ＢＥＣ穴の上面である前記管支持板の端面の輪郭と、前記ＢＥＣ穴に隣接するＢＥＣ穴との配置間隔と、の少なくとも１つ以上を特徴点として重ね合わせる処理をすることを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置。
【請求項４】
前記画像処理部は、前記目視点検画像に対し、前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を作画することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置。
【請求項５】
前記基準画像は、実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状とを、前記撮像手段と前記管支持板とが所定の距離で、前記ＢＥＣ穴の中心が画像の中心と重なるように真上から垂直に前記撮像手段で撮像し、かつ前記撮像手段の視野角αの中に前記伝熱管の一部分と前記ＢＥＣ穴の全体とが収まるように前記撮像手段で撮像して前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置。
【請求項６】
蒸気発生器内の管支持板のＢＥＣ穴の閉塞状況を検査する原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法であって、
管支持板のＢＥＣ穴の開口形状を撮像する撮像工程と、
撮像した前記ＢＥＣ穴の画像を記録し、前記画像から前記開口形状を示す目視点検画像を抽出して記憶する記憶工程と、
前記目視点検画像に対し、３次元形状モデルのデータから生成した基準画像、又は予め前記記憶部に記憶している基準画像の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程と、
重ね合わせた前記初期ＢＥＣ穴の開口形状と前記目視点検画像の開口形状とから前記ＢＥＣ穴の閉塞率を算出する画像処理工程と、
を有することを特徴とする原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法。
【請求項７】
前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程は、前記撮像手段が前記目視点検画像を撮像した角度と前記撮像手段から前記管支持板までの距離とから、前記目視点検画像の中心と前記基準画像の中心とを一致させ、かつ前記角度と前記距離とを一致させるように処理することを特徴とする請求項６に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法。
【請求項８】
前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程は、前記目視点検画像に写っている伝熱管の幅及び輪郭と、前記ＢＥＣ穴の上面である前記管支持板の端面の輪郭と、前記ＢＥＣ穴に隣接するＢＥＣ穴との配置間隔と、の少なくとも１つ以上を特徴点として重ね合わせる処理をすることを特徴とする請求項６に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法。
【請求項９】
前記画像処理工程は、前記目視点検画像に対し、前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を作画することを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法。
【請求項１０】
前記基準画像は、実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状とを、前記撮像手段と前記管支持板とが所定の距離で、前記ＢＥＣ穴の中心が画像の中心と重なるように真上から垂直に前記撮像手段で撮像し、かつ前記撮像手段の視野角αの中に前記伝熱管の一部分と前記ＢＥＣ穴の全体とが収まるように前記撮像手段で撮像して前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
蒸気発生器内の管支持板のＢＥＣ穴の閉塞状況を検査する原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置であって、
管支持板のＢＥＣ穴の開口形状を撮像する撮像手段と、
撮像した前記ＢＥＣ穴の画像を記録し、前記画像から前記開口形状を示す目視点検画像を抽出して記憶する記憶部と、
前記目視点検画像に対し、３次元形状モデルのデータから生成した基準画像、又は予め前記記憶部に記憶している基準画像の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、重ね合わせた前記初期ＢＥＣ穴の開口形状と前記目視点検画像の開口形状とから前記ＢＥＣ穴の閉塞率を算出する画像処理部と、
を有することを特徴とする原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置。
【請求項２】
前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理は、前記撮像手段が前記目視点検画像を撮像した角度と前記撮像手段から前記管支持板までの距離とから、前記目視点検画像の中心と前記基準画像の中心とを一致させ、かつ前記角度と前記距離とを一致させるように処理することを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置。
【請求項３】
前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理は、前記目視点検画像に写っている伝熱管の幅及び輪郭と、前記ＢＥＣ穴の上面である前記管支持板の端面の輪郭と、前記ＢＥＣ穴に隣接するＢＥＣ穴との配置間隔と、の少なくとも１つ以上を特徴点として重ね合わせる処理をすることを特徴とする請求項１に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置。
【請求項４】
前記画像処理部は、前記目視点検画像に対し、前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を作画することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置。
【請求項５】
前記基準画像は、実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状とを、前記撮像手段と前記管支持板とが所定の距離で、前記ＢＥＣ穴の中心が画像の中心と重なるように真上から垂直に前記撮像手段で撮像し、かつ前記撮像手段の視野角αの中に前記伝熱管の一部分と前記ＢＥＣ穴の全体とが収まるように前記撮像手段で撮像して前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査装置。
【請求項６】
蒸気発生器内の管支持板のＢＥＣ穴の閉塞状況を検査する原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法であって、
管支持板のＢＥＣ穴の開口形状を撮像する撮像工程と、
撮像した前記ＢＥＣ穴の画像を記録し、前記画像から前記開口形状を示す目視点検画像を抽出して記憶する記憶工程と、
前記目視点検画像に対し、３次元形状モデルのデータから生成した基準画像、又は予め前記記憶部に記憶している基準画像の初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程と、
重ね合わせた前記初期ＢＥＣ穴の開口形状と前記目視点検画像の開口形状とから前記ＢＥＣ穴の閉塞率を算出する画像処理工程と、
を有することを特徴とする原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法。
【請求項７】
前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程は、前記撮像手段が前記目視点検画像を撮像した角度と前記撮像手段から前記管支持板までの距離とから、前記目視点検画像の中心と前記基準画像の中心とを一致させ、かつ前記角度と前記距離とを一致させるように処理することを特徴とする請求項６に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法。
【請求項８】
前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理工程は、前記目視点検画像に写っている伝熱管の幅及び輪郭と、前記ＢＥＣ穴の上面である前記管支持板の端面の輪郭と、前記ＢＥＣ穴に隣接するＢＥＣ穴との配置間隔と、の少なくとも１つ以上を特徴点として重ね合わせる処理をすることを特徴とする請求項６に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法。
【請求項９】
前記画像処理工程は、前記目視点検画像に対し、前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を重ね合わせる処理をした後、前記初期ＢＥＣ穴の開口形状を作画することを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法。
【請求項１０】
前記基準画像は、実物大モックアップを用いて蒸気発生器内の伝熱管とスケールが付着していない初期のＢＥＣ穴の開口形状とを、前記撮像手段と前記管支持板とが所定の距離で、前記ＢＥＣ穴の中心が画像の中心と重なるように真上から垂直に前記撮像手段で撮像し、かつ前記撮像手段の視野角αの中に前記伝熱管の一部分と前記ＢＥＣ穴の全体とが収まるように前記撮像手段で撮像して前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか１項に記載の原子力発電プラントの蒸気発生器検査方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−２２０３８９（Ｐ２０１２−２２０３８９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７９０７（Ｐ２０１１−８７９０７）
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【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１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【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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