原子炉圧力容器の炉内機器管理方法及びその装置
【課題】原子炉圧力容器底部に有する炉内機器の範囲を限定して気中空間とすることにより、補修溶接若しくは、予防保全溶接に関する一連の作業を効率的に実施する工法を提供する。
【解決手段】原子炉圧力容器底部に林立する炉内機器を一度に全体を覆うシール装置と、シール装置の内空間に補修及び予防保全装置を設けた構成において、シール装置の内空間を水抜きし、気中空間とすることにより、管理作業（補修溶接及び予防保全溶接）が実施可能となる。
【解決手段】原子炉圧力容器底部に林立する炉内機器を一度に全体を覆うシール装置と、シール装置の内空間に補修及び予防保全装置を設けた構成において、シール装置の内空間を水抜きし、気中空間とすることにより、管理作業（補修溶接及び予防保全溶接）が実施可能となる。
【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の供用期間中における原子炉圧力容器の炉内機器管理方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉圧力容器底部に林立する炉内計装筒等炉内機器は、下鏡を貫通し溶接接合される構造となっている。この溶接部の予防保全若しくは補修を実施する方法としては、従来、水中環境下での作業となっているため水中で適用可能な方法に限定するか、対象部位を限定してその周囲を局部的に気中環境にするか、若しくは原子炉圧力容器内を水抜きして全体を気中環境とする方法が提供されている。
【０００３】
ここで予防保全方法としては応力腐食割れの発生要因の一つである材料因子の観点から耐食性を有する溶接材を使用した肉盛溶接による表面改質の方法がある。また、補修方法としては、ひびの研削除去後に補修溶接を行う方法がある。そのため、予防保全及び補修のいずれの方法においても溶接ができることが好ましく、その際、原子炉圧力容器バウンダリの溶接を実施するためには、当該環境下で溶接前研磨，溶接，溶接後研磨，溶接寸法測定及び浸透探傷検査（ＰＴ）の手順全てが成立することが必須となり、従来は全て気中で実施していた。
【０００４】
水中で適用可能な方法としては、水中溶接装置，研磨研削装置に関する公知例が複数提案されている。例えば、水中ＴＩＧ溶接装置（特開平９−１３４７号公報）は、ＴＩＧ溶接トーチ先端にドーム形成するガスを排出して溶接面の水を排除する方法が有る。また、水中研磨装置（特開２００５−２９７０９０号公報）では、研削研磨するディスクグラインダとフードカバーを有する装置が提案されており、これらを個別に組み合わせる方法がある。
【０００５】
対象部位を限定してその周囲を局部的に気中環境にする方法としては、例えば圧力容器貫通ハウジングの補修用カバー装置（特開平７−３１８６８１号公報）が提案されている。これは、原子炉圧力容器貫通ハウジングを囲む筒状のシール管を設定し、原子炉圧力容器貫通ハウジング１本の周囲を局所的に気中空間を形成するものである。
【０００６】
原子炉圧力容器内を水抜きして全体を気中環境とする方法として中性子計測ハウジングの取替方法及びこれを用いる装置（特開２００１−１０８７８４号公報）が提案されているが、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）では原子炉の水抜きをしたときに水による遮へい効果が得られずオペレーションフロア上の放射線当量率が上昇するため、原子炉圧力容器フランジ面に厚い遮へい体を設定し水抜きを実施し、気中環境で中性子計測ハウジングの取替えを実施するものである。
【０００７】
特開平５−３１２９９２号公報では特開２００１−１０８７８４号公報と同様に圧力容器内の作業対象以下に水抜きを行った後に前記炉心シュラウドの上端フランジ面及びラグを利用してチャンバ本体を設置，固定し、更に、原子炉圧力容器内に設置されているジェットポンプ上部に位置するノズル部にシールプラグを設置し、前記原子炉圧力容器内下部への流入を防止し、各種ヘッドを挿入し、予防保全及び補修作業を行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１３４７号公報
【特許文献２】特開２００５−２９７０９０号公報
【特許文献３】特開平７−３１８６８１号公報
【特許文献４】特開２００１−１０８７８４号公報
【特許文献５】特開平５−３１２９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
原子炉圧力容器の炉内機器を水中環境下で管理する方法は、個別に水中溶接装置，水中研磨装置を組み合わせる場合、溶接前研磨，溶接，溶接後研磨，溶接寸法測定及び浸透探傷検査（ＰＴ）の一連の作業の成立が必須となるが、現状水中での浸透探傷検査（ＰＴ）の技術は確立されていない。
【００１０】
対象部位を限定してその周囲を局部的に気中環境にする方法である圧力容器貫通ハウジングの補修用カバー装置（特開平７−３１８６８１号公報）は、多数ある原子炉圧力容器貫通ハウジング溶接部の予防保全溶接を実施する場合、対象位置を変更する都度、本シール管の移設を実施するため作業性が悪い。特に溶接では前述した溶接前研磨，溶接，溶接後研磨，溶接寸法測定及び浸透探傷検査（ＰＴ）の一連の作業が１本ごとに完了するまで、本シール管を取外すことはできないため、非効率的である。
【００１１】
原子炉圧力容器内の水抜きに関しては、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）では厚い遮へい体の設定と膨大な量の原子炉水の排水処理が必要となる。
【００１２】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、原子炉圧力容器底部水中環境下においても炉内機器の管理作業（研磨，溶接，溶接後研磨，溶接寸法測定及び浸透探傷検査（ＰＴ））の一連の作業を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の課題を解決するための手段は炉心下部に林立する炉内機器を一度に複数を覆うカバー装置と、カバー装置内空間に補修及び予防保全装置を装備した構成において、補修及び予防保全装置を設定後、カバー装置を設置してカバー装置の内空間の水抜きを実施し、限定した範囲を気中空間とすることで達成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により原子炉内の全体の水抜きを不要とし、炉底部全数の炉内機器を対象として効率的に、かつ工事期間も比較的短期間で作業が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例である、加圧水型原子炉の炉内機器の補修方法及び装置を示す。
【図２】本発明の一実施例である、共通アクセス装置の吊り下ろし状態を示す。
【図３】本発明の一実施例である、共通アクセス装置を原子炉圧力容器底部に着座した状態を示す。
【図４】本発明の一実施例である、カバー装置の吊り下ろし状態を示す。
【図５】本発明の一実施例である、作業台車上の案内筒支持部分を示す。
【図６】本発明の一実施例である、案内筒の連結部を示す。
【図７】本発明の一実施例である、カバー装置を原子炉圧力容器底部の下鏡に着座した状態を示す。
【図８】本発明の一実施例である、シール材７の拡大図。
【図９】本発明の一実施例である、シール部の変形例の拡大図。
【図１０】本発明の一実施例である、カバー装置内水抜き状態を示す。
【図１１】本発明の一実施例である、共通アクセス装置への各種装置ヘッドの取付け手順を示す。
【図１２】本発明の一実施例である、各種装置ヘッド取付け金具の詳細構造を示す。
【図１３】共通アクセス装置に各種装置ヘッドを取付けた後のケーブルとエアーホースの状態を示す。
【図１４】本発明の一実施例である、カバー装置５と共通アクセス装置１０を一体化した場合の操作手順を示す。
【図１５】本発明の一実施例である、カバー装置５内をガスパージしてカバー装置５へのキャビティ水の進入防止例を示す。
【図１６】作業手順を示すフロー図。
【図１７】補修作業手順のフロー図。
【図１８】予防保全作業手順のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を示す。
【００１７】
本発明の第一目的は、原子炉圧力容器底部水中環境下においても炉内機器の管理作業（研磨，溶接，溶接後研磨，溶接寸法測定及び浸透探傷検査（ＰＴ））の一連の作業を可能とすることにある。
【００１８】
本発明の第二の目的は、気中空間を確保するに当って、水抜きによる範囲を必要最小限とするとともに水遮へい効果を維持し、オペレーションフロア上での放射線当量率の増加を抑制することにある。
【００１９】
本発明の第三の目的は、原子炉圧力容器内に林立する多数の炉内機器を効率的に補修及び予防保全を実施する方法を提供することにある。
【００２０】
本発明の第四の目的は、補修及び予防保全手段に使用する各種装置から水中仕様を除外し、装置仕様の簡素化によるコスト低減を図ることにある。
【００２１】
本発明の第一目的及び第二の目的は炉心下部に林立する炉内機器を一度に複数を覆うカバー装置と、カバー装置内空間に補修及び予防保全装置を装備した構成において、補修及び予防保全装置を設定後、カバー装置を設置してカバー装置の内空間の水抜きを実施し、限定した範囲を気中空間とすることで達成できる。
【００２２】
第三の目的は、共通アクセス装置と各種装置ヘッドを有する装置構成において、カバー装置上部に連結した案内筒を介して溶接機ヘッド，研磨装置ヘッドと施工手順に応じて交換することで一連の溶接手順が可能となることと、共通アクセス装置に備えた旋回と径方向及び昇降により任意の位置にある炉内機器に各種装置ヘッドを設定可能とすることで、複数の炉内機器に対して連続した補修及び予防保全作業が可能となる。
【００２３】
本発明の第四の目的は、水中環境下での装置設定は、共通アクセス装置を設定し、カバー装置を設置して気中空間を確保したのちに、案内筒を介して各種装置ヘッドを設定可能とすることにより水中仕様を共通アクセス装置に限定し、複雑な機能と有する各種装置ヘッドは気中仕様で成立する。
【００２４】
本発明の効果は本発明により原子炉内の全体の水抜きを不要とし、炉底部全数の炉内機器を対象として効率的に、かつ工事期間も比較的短期間で作業が行え、さらに作業員の被ばく低減も図れ、しかも信頼性の高い補修及び予防保全作業の実施を提供することができる。
【実施例１】
【００２５】
本発明において炉内機器管理とは補修または予防保全を行う作業をさす。また原子炉圧力容器底部を下鏡と呼ぶ。なお、本実施例では最適な方法として炉底部炉内機器全体を一度に覆う例を示すが、カバー装置は必ずしも全数を覆う必要はなく全体の半分や４分の１等でも構わない。
【００２６】
図１に加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の炉内機器を対象とした一実施例を示す。
【００２７】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）は、低合金鋼にステンレス鋼で内張りした原子炉圧力容器１の内部に下鏡２を貫通し多数林立する炉内計装筒３と炉心支持金物４を有する。沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）と異なり、原子炉内構造物は、上部炉内構造物と下部炉内構造物に分割しキャビティに一時保管が可能であり、作業時は空間上の制約が大幅に軽減される。また、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）では、キャビティ内に炉内構造物を一時保管するが、原子炉側との仕切りがないため、キャビティ水を抜くことができない。
【００２８】
このうち下鏡を貫通する炉内計装筒３の溶接部を対象にひびが無い場合は、応力腐食割れの要因の一つである材料の改善として、耐食性の優れた溶接材で炉内計装筒溶接部の外表面（接液面）に肉盛溶接を行い表面改質することで予防保全を図ることができる。また、ひびが有る場合は、ひび面を肉盛補修溶接して環境遮断することによりひびの進展を抑制するか、若しくはひびを研削除去し、その研削深さが構造物の強度上支障がある場合は埋め戻し溶接にて補修する手段がある。これらの対策は、いずれも溶接作業を要することから、炉内計装筒３を以下の手順にて気中空間１７とする。
【００２９】
カバー装置５とカバー装置上部に連結される案内筒６を有する構成において、カバー装置５を原子炉圧力容器１の下鏡２内壁に設置する。カバー装置５の外周にはシール材７を全周に有し原子炉水の進入を防止する構造とする。案内筒６は軸方向に対し複数に分割可能な構造とし、カバー装置５を原子炉圧力容器１底部に吊り下ろしながら連結していく。連結作業はオペレーションフロア８上を移動可能な作業台車９を使用して実施する。これに先立ち、カバー装置５内には事前に共通アクセス装置１０を設置する。共通アクセス装置１０は、複数の脚１１を介して炉内計装筒３を把持して自身を固定する。共通アクセス装置１０には旋回動作１２と径方向動作１３と昇降動作１４を有するアーム１５を備えて、水中環境下１６で設定する。カバー装置５設置後、カバー装置５内の水抜きを実施し、カバー装置５内を気中空間１７にする。その後、案内筒６をガイドとして各種装置用ヘッド１８を吊り降ろし、アーム１５に設定して補修及び予防保全作業を実施する。各種ヘッドとしては（１）目視検査ヘッド（ＶＴ） （２）超音波探傷検査ヘット（ＵＴ）（３）渦電流探傷検査ヘッド（ＥＣＴ） （４）エッチング／レプリカ検査ヘッド （５）磁粉探傷検査ヘッド（ＭＴ） （６）浸透探傷検査ヘッド（ＰＴ） （７）研磨ヘッド （８）溶接ヘッド （９）ＷＪＰヘッド等が上げられる。
【００３０】
本実施例で使用するヘッドは（６）ＰＴ （７）研磨 （８）溶接の３種類である。本カバー装置を利用することで、全体を気中環境として、その後炉内計装筒全数を溶接前研磨→溶接→溶接後研磨→溶接部検査（ＰＴ）まで順次連続して実施することにより工期短縮が図れる。
【００３１】
図２から図５を用いて作業手順の詳細を示す。
【００３２】
（ステップ１）
共通アクセス装置の設定手順を示す。
【００３３】
図２は、共通アクセス装置１０を原子炉圧力容器１底部に吊り下ろす状態である。共通アクセス装置１０は吊り天秤２０を介して天井クレーン２１を利用して吊り下ろす。その際、天井クレーンのフック２２を直接原子炉水に水没させることができない場合は、天井クレーンフック２２との間に電動チェーンブロック２３を介して吊り下ろす。なお、作業台車９の電動チェーンブロック１９吊り代えて、吊り下ろす手段でも成立する。吊り天秤２０は少なくとも３本の吊り位置で共通アクセス装置１０を吊り下ろすもので、３本の吊り位置の長さを調整して、事前に共通アクセス装置１０の水平度を確保した状態で吊り下ろしを行う。また、複数本の脚の角度は、支持対象とする炉内計装筒３の配置をもとに、事前にその位置に設定しておく。
【００３４】
図３は、共通アクセス装置１０を原子炉圧力容器１底部に着座した状態である。炉内計装筒３上部に脚を着座させたあと、炉内計装筒３を把持して固定する。把持方法は図示していないが空圧若しくは水圧シリンダの動作で可能である。脚１１による把持は本図では一例として４箇所としているが、補修作業場所が重心バランスの確保できる位置であれば３箇所でも可能である。なお、共通アクセス装置の着座は、水中カメラを周囲に吊り降ろし、監視しながら実施する。
【００３５】
（ステップ２）
カバー装置の設定手順を示す。
【００３６】
図４は、カバー装置５を原子炉圧力容器１内に吊り下ろす状態である。本図はドーム形状のカバー装置５を一例としている。これは、原子炉圧力容器１内の炉内支持金物４と炉内計装筒３の最外周位置との隙間が大きく取れないことを考慮したためである。また、内空間に共通アクセス装置を設定するスペースを確保することが必要であり、カバー装置を着座させる場合、炉内支持金物の内側との隙間が通過するときに最小となるが、その後隙間寸法をできるだけ確保できるようにすることで、吊り降ろし作業性の向上を考慮したためである。
【００３７】
カバー装置５は吊り天秤２０を介して天井クレーン２１を利用して吊り下ろす。その際天井クレーンフック２２との間に電動チャーンブロック２３を介して吊り下ろす。吊り天秤２０は少なくとも３本の吊り位置でカバー装置を吊り下ろすもので、３本の吊り位置の長さを調整して、事前にカバー装置の水平度を確保した段階で吊り下ろしを行う。カバー装置５を吊り下ろしに当っては、カバー装置５の上部に案内筒６を連結する。案内筒６は軸方向に複数分割する構造となっており、連結部はシール構造となっている。案内筒６の連結はオペレーションフロア８を移動可能な作業台車９上の気中空間で作業者により実施する。作業台車９上には図４に示すようにＵ字型の案内筒支持材２５を取付けて、Ｕ字部分に案内筒６を通した後にＵ字の開口部２６を閉止して案内筒６をガイドするとともに傾きを抑制する。カバー装置５を吊り下ろしに伴い、案内筒６の上端が作業台車上の案内筒支持材２５のレベルに降下したときに、一度吊り降ろしを停止して作業台車の作業台車用チェーンブロック１９にて上段に取付ける案内筒６を吊り上げて連結する。なお、案内筒支持材２５を案内筒６の接続フランジ部が通過するときには、ガイド部は開く機能を有しており干渉を防止できる。また、共通アクセス装置１０からのケーブル２７及びエアーホース２８は、下側の案内筒６上部に固定されており、上段に案内筒６を連結した後に治具により案内筒６の最上段部まで引上げることにより、案内筒６を貫通して作業台車９上に設置された制御装置に接続される。ここで図６に示すように案内筒６の下段２９は凹面形状、案内筒上段３０を凸面形状としその円周状にシール３１を有するもので、嵌め合わせ後にボルト３２を差込み連結する。本作業をカバー装置５が原子炉圧力容器底部に着座するまで繰り返す。
【００３８】
図７は、カバー装置５を原子炉圧力容器底部の下鏡２に着座した状態である。カバー装置５は、前作業で設置した共通アクセス装置２４を含めて炉内計装筒３全数を覆う構造を有する。カバー装置５の外周には、原子炉圧力容器１の内壁面に馴染む弾性材がシール材７として全周に貼り付けられている。
【００３９】
図８は、カバー装置５を原子炉圧力容器底部の下鏡２に着座した状態におけるシール材７の拡大図を示すものである。下鏡２の着座面は曲率を持った傾斜面であるため、カバー装置５の着座部は、傾斜面に合わせた形状とし、かつ、シール材７も傾斜面に合わせた形状とする。シール材７は、カバー装置５の自重により原子炉圧力容器底部の下鏡２に押付けられて収縮することにより、カバー装置５と原子炉圧力容器の下鏡２間がシールされて、カバー装置５内へのキャビティ水の進入を防止できる。
【００４０】
（ステップ３）
カバー装置の水抜き手順を示す。
【００４１】
図９は、カバー装置内の水抜き状態である。
【００４２】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の原子炉圧力容器１には水抜き用のドレンは持たないため、深井戸水中ポンプ３３を準備して水抜きを実施する。原子炉圧力容器１底部の中心部まで深井戸水中ポンプ３３を吊り下ろして設置し、深井戸水中ポンプ３３に接続した排水ホース３５をカバー装置５に連結した案内筒６を通して、排水口をキャビティ３６内に設定する。これより、深井戸水中ポンプ３３により吸引したカバー装置５内の原子炉水は、キャビティ３６内に排水される。なお、キャビティ３６内の水位調整はプラント所有の設備を利用する。なお、カバー装置５内を水抜きすることによりカバー装置５には水頭圧が加わり、カバー装置５を自重以外に更に原子炉圧力容器１内壁に押付ける力が加わるためシール効果を高める利点がある。この時、カバー装置５に加わる水頭圧によりカバー装置５が内側に変形してシール材７と原子炉圧力容器１内壁間に隙間ができることが懸念されるが、シール材７取付け部は、内側への変形がしにくい円形状でかつ、剛構造としておくことで内側への変形を防止している。
【００４３】
カバー装置５内の排水が完了した時点で、原子炉圧力容器１底部の中心部に設置した深井戸水中ポンプ３３と排水ホース３５を引上げる。
【００４４】
（ステップ４）
各種装置ヘッドの取付け手順を示す。
【００４５】
図１１は、共通アクセス装置１０に各種装置用ヘッド１８を取付ける手順である。
【００４６】
共通アクセス装置１０のアームに備えた各種装置ヘッド用取付け金具３７を旋回動作１２と径方向動作１３を使用して平面上の案内筒位置に移動する。次に、各種装置用ヘッド１８を作業台車９上から案内筒６に吊り下ろし、共通アクセス装置１０のアーム１５に備えた取付け金具３７に設定する。この各種装置用ヘッド１８を吊り下ろす際に、各種装置用ヘッド１８に取付けられたケーブル２７及びエアーホース２８は、作業台車９に取付けられてガイドローラ３８でガイドさせなが各種装置用ヘッド１８に追従させて降ろして行く。図１２に取付け金具３７詳細構造を示す。取付け金具３７は、アーム１５の下側に取付けられ、径方向動作１３を行うためのリニアガイド４０とラック・ピニオン４１を介して径方向駆動力を発生する電動機４２，昇降動作１４を行うためのリニアガイド４３とボールネジ４４を介して昇降駆動力を発生する電動機４５及び各種装置用ヘッド１８の回転動作４６を行うためのベアリング４７とギヤ４８を介して回転駆動力を発生する電動機４９、さらに各種装置用ヘッド１８の着座位置を決めるための位置決めピン５０を備えた受け座５１と固定するクランプシリンダー５２を有する構成とする。案内筒６を介して吊り下ろした各種装置用ヘッド１８は、共通アクセス装置１０のアーム１５側で位置合わせを行い、位置決めピン５０の方向に合わせてから受け座５１に着座し、クランプシリンダー５２により固定する。
【００４７】
図１３は、共通アクセス装置１０に各種装置用ヘッド１８を取付けた後に各種装置用ヘッド１８を径方向動作１３及び昇降動作１４を行う場合のケーブル２７とエアーホース２８の状態を示すものである。作業台車９から案内筒６を経由して各種装置用ヘッド１８に接続されたケーブル２７とエアーホース２８は、径方向動作１３及び昇降動作１４を行う際に、共通アクセス装置１０のフレーム取付けられたガイドローラ３９によりガイドされることにより、共通アクセス装置１０のフレーム等に干渉することなく径方向動作１３及び昇降動作１４に追従可能となる。
【００４８】
前記（ステップ１）から（ステップ４）の手順を実施することにより炉内機器の補修及び予防保全作業の準備が完了する。その後、炉内機器の補修及び予防保全作業を行う。
【００４９】
炉内機器の補修及び予防保全作業では、各種装置ヘッドを施工手順に応じて交換し、溶接作業を実施する。溶接作業を実施する場合、施工対象面の溶接前研磨，溶接作業，溶接後研磨，溶接後寸法測定、及び溶接後検査（浸透探傷検査（ＰＴ））の一連の作業となる。そのため、各作業に対応した各種装置ヘッドを交換して施工作業を実施する。
【００５０】
次に予防保全方法についてその作業手順を説明する。ＶＴでひびが無いことを確認し、その後予防保全溶接として、共通アクセス装置設定し、カバー装置設定する。その後、共通アクセス装置に設置された各種ヘッドを対象部位へ作業内容に応じてヘッド設定・交換（溶接前研磨→溶接→溶接後研磨→溶接部検査（ＰＴ））を行う。これらの作業を全数終了まで繰り返す。なおカバー装置を一度設定した後、作業を連続して行えるので作業時間短縮が図れる。その後装置を撤去する。その後ＷＪＰを行っても構わない。
【００５１】
次に補修方法についてその作業手順を説明する。ＶＴで万一ひびが見つかった場合に（２）ＵＴ （３）ＥＣＴ （４）レプリカの手順で傷の位置，範囲の調査、及び傷の原因調査を実施後その部位に対して補修作業を行う。共通アクセス装置設定し、カバー装置設定する。その後、共通アクセス装置に設置された各種ヘッドを対象部位へ作業内容に応じてヘッド設定・交換（溶接前研磨→溶接→溶接後研磨→溶接部検査（ＰＴ））を行う。これらの作業を全数終了まで繰り返す。なおカバー装置を一度設定した後、作業を連続して行えるので作業時間短縮が図れる。
【００５２】
予防保全及び補修を各種ヘッドにて一度に行え、本実施例により、全体を気中環境として、その後炉内計装筒全数を溶接前研磨→溶接→溶接後研磨→溶接部検査（ＰＴ）まで順次連続して実施することが可能となり工期短縮を図れる。
【実施例２】
【００５３】
図１４にカバー装置５と共通アクセス装置１０を一体にした場合の実施例を示す。カバー装置５とカバー装置５上部に連結される案内筒６を有する構成において、カバー装置５を原子炉圧力容器１の下鏡２内壁に設置する。カバー装置５の外周にはシール材７を全周に有し原子炉水の進入を防止する構造とする。案内筒６は軸方向に対し複数に分割可能な構造とし、カバー装置５を原子炉圧力容器１底部に吊り下ろしながら連結していく。連結作業はオペレーションフロア８上を移動可能な作業台車９を使用して実施する。このカバー装置５設置作業において、カバー装置５内部には複数の脚１１を介して共通アクセス装置１０を吊り下げて一体型としておくことにより、共通アクセス装置１０の設置作業が省略できると共に炉内計装筒３に共通アクセス装置１０の荷重を付加することなく共通アクセス装置１０の設置ができる。また自重と水頭圧を利用することでカバー装置と原子炉圧力容器は固定されるため、装置構成を単純化できる。その後、カバー装置５内を気中空間１７にし、案内筒６をガイドとして各種装置用ヘッド１８を吊り降ろし、アーム１５に設定して補修及び予防保全作業を実施する。
【実施例３】
【００５４】
図１５にカバー装置５内をガスパージしてキャビティ３６の水がカバー装置５内への進入防止を図った実施例を示す。
【００５５】
カバー装置５内の原子炉水を吸引するときに水位の低下に伴いカバー装置５内の気中空間１７は負圧となる。このとき、原子炉圧力容器１内壁にカバー装置５が着座したレベルの水頭圧よりも低下したときに外側のキャビティ水を負圧により引き込む力が生じるケースが考えられる。この場合、案内筒６よりガスパージ用ポンプ５３とホース５４を介してカバー装置５内のガスパージを実施し、内圧をカバー装置５が着座しているレベルの水頭圧よりも高くする。この時、案内筒６上部には予め閉止板５５を取付けることによりカバー装置５と案内筒６内を閉空間としておく。尚、閉止板５５を貫通するケーブル２７，エアーホース２８と閉止板５５との間をシール用ゴム材でシールした構造となっておりパージガスがリークしない構造となっている。これによりリークを防ぐ効果が得られる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 原子炉圧力容器
２ 下鏡
３ 炉内計装筒
４ 炉心支持金物
５ カバー装置
６ 案内筒
７ シール材
８ オペレーションフロア
９ 作業台車
１０ 共通アクセス装置
１１ 脚
１２ 旋回動作
１３ 径方向動作
１４ 昇降動作
１５ アーム
１６ 水中環境下
１７ 気中空間
１８ 各種装置用ヘッド
１９ 作業台車用チェーンブロック
２０ 吊り天秤
２１ 天井クレーン
２２ 天井クレーンフック
２３ 電動チェーンブロック
２４ 共通アクセス装置
２５ 案内筒支持材
２６ 開口部
２７ ケーブル
２８ エアーホース
２９ 案内筒下段
３０ 案内筒上段
３１ シール
３２ ボルト
３３ 深井戸水中ポンプ
３４ 電源ケーブル
３５ 排水ホース
３６ キャビティ
３７ 取付け金具
３８ ガイドローラ（上側）
３９ ガイドローラ（下側）
４０ リニアガイド（径方向移動用）
４１ ラック・ピニオン
４２ 電動機（径方向駆動用）
４３ リニアガイド（昇降駆動用）
４４ ボールネジ
４５ 電動機（昇降駆動用）
４６ 回転動作
４７ ベアリング
４８ ギヤ
４９ 電動機（回転駆動用）
５０ 位置決めピン
５１ 受け座
５２ クランプシリンダー
５３ ガスパージ用ポンプ
５４ ホース
５５ 閉止板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電プラントの供用期間中における原子炉圧力容器の炉内機器管理方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉圧力容器底部に林立する炉内計装筒等炉内機器は、下鏡を貫通し溶接接合される構造となっている。この溶接部の予防保全若しくは補修を実施する方法としては、従来、水中環境下での作業となっているため水中で適用可能な方法に限定するか、対象部位を限定してその周囲を局部的に気中環境にするか、若しくは原子炉圧力容器内を水抜きして全体を気中環境とする方法が提供されている。
【０００３】
ここで予防保全方法としては応力腐食割れの発生要因の一つである材料因子の観点から耐食性を有する溶接材を使用した肉盛溶接による表面改質の方法がある。また、補修方法としては、ひびの研削除去後に補修溶接を行う方法がある。そのため、予防保全及び補修のいずれの方法においても溶接ができることが好ましく、その際、原子炉圧力容器バウンダリの溶接を実施するためには、当該環境下で溶接前研磨，溶接，溶接後研磨，溶接寸法測定及び浸透探傷検査（ＰＴ）の手順全てが成立することが必須となり、従来は全て気中で実施していた。
【０００４】
水中で適用可能な方法としては、水中溶接装置，研磨研削装置に関する公知例が複数提案されている。例えば、水中ＴＩＧ溶接装置（特開平９−１３４７号公報）は、ＴＩＧ溶接トーチ先端にドーム形成するガスを排出して溶接面の水を排除する方法が有る。また、水中研磨装置（特開２００５−２９７０９０号公報）では、研削研磨するディスクグラインダとフードカバーを有する装置が提案されており、これらを個別に組み合わせる方法がある。
【０００５】
対象部位を限定してその周囲を局部的に気中環境にする方法としては、例えば圧力容器貫通ハウジングの補修用カバー装置（特開平７−３１８６８１号公報）が提案されている。これは、原子炉圧力容器貫通ハウジングを囲む筒状のシール管を設定し、原子炉圧力容器貫通ハウジング１本の周囲を局所的に気中空間を形成するものである。
【０００６】
原子炉圧力容器内を水抜きして全体を気中環境とする方法として中性子計測ハウジングの取替方法及びこれを用いる装置（特開２００１−１０８７８４号公報）が提案されているが、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）では原子炉の水抜きをしたときに水による遮へい効果が得られずオペレーションフロア上の放射線当量率が上昇するため、原子炉圧力容器フランジ面に厚い遮へい体を設定し水抜きを実施し、気中環境で中性子計測ハウジングの取替えを実施するものである。
【０００７】
特開平５−３１２９９２号公報では特開２００１−１０８７８４号公報と同様に圧力容器内の作業対象以下に水抜きを行った後に前記炉心シュラウドの上端フランジ面及びラグを利用してチャンバ本体を設置，固定し、更に、原子炉圧力容器内に設置されているジェットポンプ上部に位置するノズル部にシールプラグを設置し、前記原子炉圧力容器内下部への流入を防止し、各種ヘッドを挿入し、予防保全及び補修作業を行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１３４７号公報
【特許文献２】特開２００５−２９７０９０号公報
【特許文献３】特開平７−３１８６８１号公報
【特許文献４】特開２００１−１０８７８４号公報
【特許文献５】特開平５−３１２９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
原子炉圧力容器の炉内機器を水中環境下で管理する方法は、個別に水中溶接装置，水中研磨装置を組み合わせる場合、溶接前研磨，溶接，溶接後研磨，溶接寸法測定及び浸透探傷検査（ＰＴ）の一連の作業の成立が必須となるが、現状水中での浸透探傷検査（ＰＴ）の技術は確立されていない。
【００１０】
対象部位を限定してその周囲を局部的に気中環境にする方法である圧力容器貫通ハウジングの補修用カバー装置（特開平７−３１８６８１号公報）は、多数ある原子炉圧力容器貫通ハウジング溶接部の予防保全溶接を実施する場合、対象位置を変更する都度、本シール管の移設を実施するため作業性が悪い。特に溶接では前述した溶接前研磨，溶接，溶接後研磨，溶接寸法測定及び浸透探傷検査（ＰＴ）の一連の作業が１本ごとに完了するまで、本シール管を取外すことはできないため、非効率的である。
【００１１】
原子炉圧力容器内の水抜きに関しては、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）では厚い遮へい体の設定と膨大な量の原子炉水の排水処理が必要となる。
【００１２】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、原子炉圧力容器底部水中環境下においても炉内機器の管理作業（研磨，溶接，溶接後研磨，溶接寸法測定及び浸透探傷検査（ＰＴ））の一連の作業を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の課題を解決するための手段は炉心下部に林立する炉内機器を一度に複数を覆うカバー装置と、カバー装置内空間に補修及び予防保全装置を装備した構成において、補修及び予防保全装置を設定後、カバー装置を設置してカバー装置の内空間の水抜きを実施し、限定した範囲を気中空間とすることで達成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により原子炉内の全体の水抜きを不要とし、炉底部全数の炉内機器を対象として効率的に、かつ工事期間も比較的短期間で作業が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例である、加圧水型原子炉の炉内機器の補修方法及び装置を示す。
【図２】本発明の一実施例である、共通アクセス装置の吊り下ろし状態を示す。
【図３】本発明の一実施例である、共通アクセス装置を原子炉圧力容器底部に着座した状態を示す。
【図４】本発明の一実施例である、カバー装置の吊り下ろし状態を示す。
【図５】本発明の一実施例である、作業台車上の案内筒支持部分を示す。
【図６】本発明の一実施例である、案内筒の連結部を示す。
【図７】本発明の一実施例である、カバー装置を原子炉圧力容器底部の下鏡に着座した状態を示す。
【図８】本発明の一実施例である、シール材７の拡大図。
【図９】本発明の一実施例である、シール部の変形例の拡大図。
【図１０】本発明の一実施例である、カバー装置内水抜き状態を示す。
【図１１】本発明の一実施例である、共通アクセス装置への各種装置ヘッドの取付け手順を示す。
【図１２】本発明の一実施例である、各種装置ヘッド取付け金具の詳細構造を示す。
【図１３】共通アクセス装置に各種装置ヘッドを取付けた後のケーブルとエアーホースの状態を示す。
【図１４】本発明の一実施例である、カバー装置５と共通アクセス装置１０を一体化した場合の操作手順を示す。
【図１５】本発明の一実施例である、カバー装置５内をガスパージしてカバー装置５へのキャビティ水の進入防止例を示す。
【図１６】作業手順を示すフロー図。
【図１７】補修作業手順のフロー図。
【図１８】予防保全作業手順のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を示す。
【００１７】
本発明の第一目的は、原子炉圧力容器底部水中環境下においても炉内機器の管理作業（研磨，溶接，溶接後研磨，溶接寸法測定及び浸透探傷検査（ＰＴ））の一連の作業を可能とすることにある。
【００１８】
本発明の第二の目的は、気中空間を確保するに当って、水抜きによる範囲を必要最小限とするとともに水遮へい効果を維持し、オペレーションフロア上での放射線当量率の増加を抑制することにある。
【００１９】
本発明の第三の目的は、原子炉圧力容器内に林立する多数の炉内機器を効率的に補修及び予防保全を実施する方法を提供することにある。
【００２０】
本発明の第四の目的は、補修及び予防保全手段に使用する各種装置から水中仕様を除外し、装置仕様の簡素化によるコスト低減を図ることにある。
【００２１】
本発明の第一目的及び第二の目的は炉心下部に林立する炉内機器を一度に複数を覆うカバー装置と、カバー装置内空間に補修及び予防保全装置を装備した構成において、補修及び予防保全装置を設定後、カバー装置を設置してカバー装置の内空間の水抜きを実施し、限定した範囲を気中空間とすることで達成できる。
【００２２】
第三の目的は、共通アクセス装置と各種装置ヘッドを有する装置構成において、カバー装置上部に連結した案内筒を介して溶接機ヘッド，研磨装置ヘッドと施工手順に応じて交換することで一連の溶接手順が可能となることと、共通アクセス装置に備えた旋回と径方向及び昇降により任意の位置にある炉内機器に各種装置ヘッドを設定可能とすることで、複数の炉内機器に対して連続した補修及び予防保全作業が可能となる。
【００２３】
本発明の第四の目的は、水中環境下での装置設定は、共通アクセス装置を設定し、カバー装置を設置して気中空間を確保したのちに、案内筒を介して各種装置ヘッドを設定可能とすることにより水中仕様を共通アクセス装置に限定し、複雑な機能と有する各種装置ヘッドは気中仕様で成立する。
【００２４】
本発明の効果は本発明により原子炉内の全体の水抜きを不要とし、炉底部全数の炉内機器を対象として効率的に、かつ工事期間も比較的短期間で作業が行え、さらに作業員の被ばく低減も図れ、しかも信頼性の高い補修及び予防保全作業の実施を提供することができる。
【実施例１】
【００２５】
本発明において炉内機器管理とは補修または予防保全を行う作業をさす。また原子炉圧力容器底部を下鏡と呼ぶ。なお、本実施例では最適な方法として炉底部炉内機器全体を一度に覆う例を示すが、カバー装置は必ずしも全数を覆う必要はなく全体の半分や４分の１等でも構わない。
【００２６】
図１に加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の炉内機器を対象とした一実施例を示す。
【００２７】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）は、低合金鋼にステンレス鋼で内張りした原子炉圧力容器１の内部に下鏡２を貫通し多数林立する炉内計装筒３と炉心支持金物４を有する。沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）と異なり、原子炉内構造物は、上部炉内構造物と下部炉内構造物に分割しキャビティに一時保管が可能であり、作業時は空間上の制約が大幅に軽減される。また、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）では、キャビティ内に炉内構造物を一時保管するが、原子炉側との仕切りがないため、キャビティ水を抜くことができない。
【００２８】
このうち下鏡を貫通する炉内計装筒３の溶接部を対象にひびが無い場合は、応力腐食割れの要因の一つである材料の改善として、耐食性の優れた溶接材で炉内計装筒溶接部の外表面（接液面）に肉盛溶接を行い表面改質することで予防保全を図ることができる。また、ひびが有る場合は、ひび面を肉盛補修溶接して環境遮断することによりひびの進展を抑制するか、若しくはひびを研削除去し、その研削深さが構造物の強度上支障がある場合は埋め戻し溶接にて補修する手段がある。これらの対策は、いずれも溶接作業を要することから、炉内計装筒３を以下の手順にて気中空間１７とする。
【００２９】
カバー装置５とカバー装置上部に連結される案内筒６を有する構成において、カバー装置５を原子炉圧力容器１の下鏡２内壁に設置する。カバー装置５の外周にはシール材７を全周に有し原子炉水の進入を防止する構造とする。案内筒６は軸方向に対し複数に分割可能な構造とし、カバー装置５を原子炉圧力容器１底部に吊り下ろしながら連結していく。連結作業はオペレーションフロア８上を移動可能な作業台車９を使用して実施する。これに先立ち、カバー装置５内には事前に共通アクセス装置１０を設置する。共通アクセス装置１０は、複数の脚１１を介して炉内計装筒３を把持して自身を固定する。共通アクセス装置１０には旋回動作１２と径方向動作１３と昇降動作１４を有するアーム１５を備えて、水中環境下１６で設定する。カバー装置５設置後、カバー装置５内の水抜きを実施し、カバー装置５内を気中空間１７にする。その後、案内筒６をガイドとして各種装置用ヘッド１８を吊り降ろし、アーム１５に設定して補修及び予防保全作業を実施する。各種ヘッドとしては（１）目視検査ヘッド（ＶＴ） （２）超音波探傷検査ヘット（ＵＴ）（３）渦電流探傷検査ヘッド（ＥＣＴ） （４）エッチング／レプリカ検査ヘッド （５）磁粉探傷検査ヘッド（ＭＴ） （６）浸透探傷検査ヘッド（ＰＴ） （７）研磨ヘッド （８）溶接ヘッド （９）ＷＪＰヘッド等が上げられる。
【００３０】
本実施例で使用するヘッドは（６）ＰＴ （７）研磨 （８）溶接の３種類である。本カバー装置を利用することで、全体を気中環境として、その後炉内計装筒全数を溶接前研磨→溶接→溶接後研磨→溶接部検査（ＰＴ）まで順次連続して実施することにより工期短縮が図れる。
【００３１】
図２から図５を用いて作業手順の詳細を示す。
【００３２】
（ステップ１）
共通アクセス装置の設定手順を示す。
【００３３】
図２は、共通アクセス装置１０を原子炉圧力容器１底部に吊り下ろす状態である。共通アクセス装置１０は吊り天秤２０を介して天井クレーン２１を利用して吊り下ろす。その際、天井クレーンのフック２２を直接原子炉水に水没させることができない場合は、天井クレーンフック２２との間に電動チェーンブロック２３を介して吊り下ろす。なお、作業台車９の電動チェーンブロック１９吊り代えて、吊り下ろす手段でも成立する。吊り天秤２０は少なくとも３本の吊り位置で共通アクセス装置１０を吊り下ろすもので、３本の吊り位置の長さを調整して、事前に共通アクセス装置１０の水平度を確保した状態で吊り下ろしを行う。また、複数本の脚の角度は、支持対象とする炉内計装筒３の配置をもとに、事前にその位置に設定しておく。
【００３４】
図３は、共通アクセス装置１０を原子炉圧力容器１底部に着座した状態である。炉内計装筒３上部に脚を着座させたあと、炉内計装筒３を把持して固定する。把持方法は図示していないが空圧若しくは水圧シリンダの動作で可能である。脚１１による把持は本図では一例として４箇所としているが、補修作業場所が重心バランスの確保できる位置であれば３箇所でも可能である。なお、共通アクセス装置の着座は、水中カメラを周囲に吊り降ろし、監視しながら実施する。
【００３５】
（ステップ２）
カバー装置の設定手順を示す。
【００３６】
図４は、カバー装置５を原子炉圧力容器１内に吊り下ろす状態である。本図はドーム形状のカバー装置５を一例としている。これは、原子炉圧力容器１内の炉内支持金物４と炉内計装筒３の最外周位置との隙間が大きく取れないことを考慮したためである。また、内空間に共通アクセス装置を設定するスペースを確保することが必要であり、カバー装置を着座させる場合、炉内支持金物の内側との隙間が通過するときに最小となるが、その後隙間寸法をできるだけ確保できるようにすることで、吊り降ろし作業性の向上を考慮したためである。
【００３７】
カバー装置５は吊り天秤２０を介して天井クレーン２１を利用して吊り下ろす。その際天井クレーンフック２２との間に電動チャーンブロック２３を介して吊り下ろす。吊り天秤２０は少なくとも３本の吊り位置でカバー装置を吊り下ろすもので、３本の吊り位置の長さを調整して、事前にカバー装置の水平度を確保した段階で吊り下ろしを行う。カバー装置５を吊り下ろしに当っては、カバー装置５の上部に案内筒６を連結する。案内筒６は軸方向に複数分割する構造となっており、連結部はシール構造となっている。案内筒６の連結はオペレーションフロア８を移動可能な作業台車９上の気中空間で作業者により実施する。作業台車９上には図４に示すようにＵ字型の案内筒支持材２５を取付けて、Ｕ字部分に案内筒６を通した後にＵ字の開口部２６を閉止して案内筒６をガイドするとともに傾きを抑制する。カバー装置５を吊り下ろしに伴い、案内筒６の上端が作業台車上の案内筒支持材２５のレベルに降下したときに、一度吊り降ろしを停止して作業台車の作業台車用チェーンブロック１９にて上段に取付ける案内筒６を吊り上げて連結する。なお、案内筒支持材２５を案内筒６の接続フランジ部が通過するときには、ガイド部は開く機能を有しており干渉を防止できる。また、共通アクセス装置１０からのケーブル２７及びエアーホース２８は、下側の案内筒６上部に固定されており、上段に案内筒６を連結した後に治具により案内筒６の最上段部まで引上げることにより、案内筒６を貫通して作業台車９上に設置された制御装置に接続される。ここで図６に示すように案内筒６の下段２９は凹面形状、案内筒上段３０を凸面形状としその円周状にシール３１を有するもので、嵌め合わせ後にボルト３２を差込み連結する。本作業をカバー装置５が原子炉圧力容器底部に着座するまで繰り返す。
【００３８】
図７は、カバー装置５を原子炉圧力容器底部の下鏡２に着座した状態である。カバー装置５は、前作業で設置した共通アクセス装置２４を含めて炉内計装筒３全数を覆う構造を有する。カバー装置５の外周には、原子炉圧力容器１の内壁面に馴染む弾性材がシール材７として全周に貼り付けられている。
【００３９】
図８は、カバー装置５を原子炉圧力容器底部の下鏡２に着座した状態におけるシール材７の拡大図を示すものである。下鏡２の着座面は曲率を持った傾斜面であるため、カバー装置５の着座部は、傾斜面に合わせた形状とし、かつ、シール材７も傾斜面に合わせた形状とする。シール材７は、カバー装置５の自重により原子炉圧力容器底部の下鏡２に押付けられて収縮することにより、カバー装置５と原子炉圧力容器の下鏡２間がシールされて、カバー装置５内へのキャビティ水の進入を防止できる。
【００４０】
（ステップ３）
カバー装置の水抜き手順を示す。
【００４１】
図９は、カバー装置内の水抜き状態である。
【００４２】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の原子炉圧力容器１には水抜き用のドレンは持たないため、深井戸水中ポンプ３３を準備して水抜きを実施する。原子炉圧力容器１底部の中心部まで深井戸水中ポンプ３３を吊り下ろして設置し、深井戸水中ポンプ３３に接続した排水ホース３５をカバー装置５に連結した案内筒６を通して、排水口をキャビティ３６内に設定する。これより、深井戸水中ポンプ３３により吸引したカバー装置５内の原子炉水は、キャビティ３６内に排水される。なお、キャビティ３６内の水位調整はプラント所有の設備を利用する。なお、カバー装置５内を水抜きすることによりカバー装置５には水頭圧が加わり、カバー装置５を自重以外に更に原子炉圧力容器１内壁に押付ける力が加わるためシール効果を高める利点がある。この時、カバー装置５に加わる水頭圧によりカバー装置５が内側に変形してシール材７と原子炉圧力容器１内壁間に隙間ができることが懸念されるが、シール材７取付け部は、内側への変形がしにくい円形状でかつ、剛構造としておくことで内側への変形を防止している。
【００４３】
カバー装置５内の排水が完了した時点で、原子炉圧力容器１底部の中心部に設置した深井戸水中ポンプ３３と排水ホース３５を引上げる。
【００４４】
（ステップ４）
各種装置ヘッドの取付け手順を示す。
【００４５】
図１１は、共通アクセス装置１０に各種装置用ヘッド１８を取付ける手順である。
【００４６】
共通アクセス装置１０のアームに備えた各種装置ヘッド用取付け金具３７を旋回動作１２と径方向動作１３を使用して平面上の案内筒位置に移動する。次に、各種装置用ヘッド１８を作業台車９上から案内筒６に吊り下ろし、共通アクセス装置１０のアーム１５に備えた取付け金具３７に設定する。この各種装置用ヘッド１８を吊り下ろす際に、各種装置用ヘッド１８に取付けられたケーブル２７及びエアーホース２８は、作業台車９に取付けられてガイドローラ３８でガイドさせなが各種装置用ヘッド１８に追従させて降ろして行く。図１２に取付け金具３７詳細構造を示す。取付け金具３７は、アーム１５の下側に取付けられ、径方向動作１３を行うためのリニアガイド４０とラック・ピニオン４１を介して径方向駆動力を発生する電動機４２，昇降動作１４を行うためのリニアガイド４３とボールネジ４４を介して昇降駆動力を発生する電動機４５及び各種装置用ヘッド１８の回転動作４６を行うためのベアリング４７とギヤ４８を介して回転駆動力を発生する電動機４９、さらに各種装置用ヘッド１８の着座位置を決めるための位置決めピン５０を備えた受け座５１と固定するクランプシリンダー５２を有する構成とする。案内筒６を介して吊り下ろした各種装置用ヘッド１８は、共通アクセス装置１０のアーム１５側で位置合わせを行い、位置決めピン５０の方向に合わせてから受け座５１に着座し、クランプシリンダー５２により固定する。
【００４７】
図１３は、共通アクセス装置１０に各種装置用ヘッド１８を取付けた後に各種装置用ヘッド１８を径方向動作１３及び昇降動作１４を行う場合のケーブル２７とエアーホース２８の状態を示すものである。作業台車９から案内筒６を経由して各種装置用ヘッド１８に接続されたケーブル２７とエアーホース２８は、径方向動作１３及び昇降動作１４を行う際に、共通アクセス装置１０のフレーム取付けられたガイドローラ３９によりガイドされることにより、共通アクセス装置１０のフレーム等に干渉することなく径方向動作１３及び昇降動作１４に追従可能となる。
【００４８】
前記（ステップ１）から（ステップ４）の手順を実施することにより炉内機器の補修及び予防保全作業の準備が完了する。その後、炉内機器の補修及び予防保全作業を行う。
【００４９】
炉内機器の補修及び予防保全作業では、各種装置ヘッドを施工手順に応じて交換し、溶接作業を実施する。溶接作業を実施する場合、施工対象面の溶接前研磨，溶接作業，溶接後研磨，溶接後寸法測定、及び溶接後検査（浸透探傷検査（ＰＴ））の一連の作業となる。そのため、各作業に対応した各種装置ヘッドを交換して施工作業を実施する。
【００５０】
次に予防保全方法についてその作業手順を説明する。ＶＴでひびが無いことを確認し、その後予防保全溶接として、共通アクセス装置設定し、カバー装置設定する。その後、共通アクセス装置に設置された各種ヘッドを対象部位へ作業内容に応じてヘッド設定・交換（溶接前研磨→溶接→溶接後研磨→溶接部検査（ＰＴ））を行う。これらの作業を全数終了まで繰り返す。なおカバー装置を一度設定した後、作業を連続して行えるので作業時間短縮が図れる。その後装置を撤去する。その後ＷＪＰを行っても構わない。
【００５１】
次に補修方法についてその作業手順を説明する。ＶＴで万一ひびが見つかった場合に（２）ＵＴ （３）ＥＣＴ （４）レプリカの手順で傷の位置，範囲の調査、及び傷の原因調査を実施後その部位に対して補修作業を行う。共通アクセス装置設定し、カバー装置設定する。その後、共通アクセス装置に設置された各種ヘッドを対象部位へ作業内容に応じてヘッド設定・交換（溶接前研磨→溶接→溶接後研磨→溶接部検査（ＰＴ））を行う。これらの作業を全数終了まで繰り返す。なおカバー装置を一度設定した後、作業を連続して行えるので作業時間短縮が図れる。
【００５２】
予防保全及び補修を各種ヘッドにて一度に行え、本実施例により、全体を気中環境として、その後炉内計装筒全数を溶接前研磨→溶接→溶接後研磨→溶接部検査（ＰＴ）まで順次連続して実施することが可能となり工期短縮を図れる。
【実施例２】
【００５３】
図１４にカバー装置５と共通アクセス装置１０を一体にした場合の実施例を示す。カバー装置５とカバー装置５上部に連結される案内筒６を有する構成において、カバー装置５を原子炉圧力容器１の下鏡２内壁に設置する。カバー装置５の外周にはシール材７を全周に有し原子炉水の進入を防止する構造とする。案内筒６は軸方向に対し複数に分割可能な構造とし、カバー装置５を原子炉圧力容器１底部に吊り下ろしながら連結していく。連結作業はオペレーションフロア８上を移動可能な作業台車９を使用して実施する。このカバー装置５設置作業において、カバー装置５内部には複数の脚１１を介して共通アクセス装置１０を吊り下げて一体型としておくことにより、共通アクセス装置１０の設置作業が省略できると共に炉内計装筒３に共通アクセス装置１０の荷重を付加することなく共通アクセス装置１０の設置ができる。また自重と水頭圧を利用することでカバー装置と原子炉圧力容器は固定されるため、装置構成を単純化できる。その後、カバー装置５内を気中空間１７にし、案内筒６をガイドとして各種装置用ヘッド１８を吊り降ろし、アーム１５に設定して補修及び予防保全作業を実施する。
【実施例３】
【００５４】
図１５にカバー装置５内をガスパージしてキャビティ３６の水がカバー装置５内への進入防止を図った実施例を示す。
【００５５】
カバー装置５内の原子炉水を吸引するときに水位の低下に伴いカバー装置５内の気中空間１７は負圧となる。このとき、原子炉圧力容器１内壁にカバー装置５が着座したレベルの水頭圧よりも低下したときに外側のキャビティ水を負圧により引き込む力が生じるケースが考えられる。この場合、案内筒６よりガスパージ用ポンプ５３とホース５４を介してカバー装置５内のガスパージを実施し、内圧をカバー装置５が着座しているレベルの水頭圧よりも高くする。この時、案内筒６上部には予め閉止板５５を取付けることによりカバー装置５と案内筒６内を閉空間としておく。尚、閉止板５５を貫通するケーブル２７，エアーホース２８と閉止板５５との間をシール用ゴム材でシールした構造となっておりパージガスがリークしない構造となっている。これによりリークを防ぐ効果が得られる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 原子炉圧力容器
２ 下鏡
３ 炉内計装筒
４ 炉心支持金物
５ カバー装置
６ 案内筒
７ シール材
８ オペレーションフロア
９ 作業台車
１０ 共通アクセス装置
１１ 脚
１２ 旋回動作
１３ 径方向動作
１４ 昇降動作
１５ アーム
１６ 水中環境下
１７ 気中空間
１８ 各種装置用ヘッド
１９ 作業台車用チェーンブロック
２０ 吊り天秤
２１ 天井クレーン
２２ 天井クレーンフック
２３ 電動チェーンブロック
２４ 共通アクセス装置
２５ 案内筒支持材
２６ 開口部
２７ ケーブル
２８ エアーホース
２９ 案内筒下段
３０ 案内筒上段
３１ シール
３２ ボルト
３３ 深井戸水中ポンプ
３４ 電源ケーブル
３５ 排水ホース
３６ キャビティ
３７ 取付け金具
３８ ガイドローラ（上側）
３９ ガイドローラ（下側）
４０ リニアガイド（径方向移動用）
４１ ラック・ピニオン
４２ 電動機（径方向駆動用）
４３ リニアガイド（昇降駆動用）
４４ ボールネジ
４５ 電動機（昇降駆動用）
４６ 回転動作
４７ ベアリング
４８ ギヤ
４９ 電動機（回転駆動用）
５０ 位置決めピン
５１ 受け座
５２ クランプシリンダー
５３ ガスパージ用ポンプ
５４ ホース
５５ 閉止板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器の炉底部管理方法において、
原子炉圧力容器下部に林立する複数の炉内機器を覆うカバー装置を前記原子炉圧力容器の下鏡面に設置し、
前記カバー装置の外空間の水は残し内空間の水抜きを行い、
前記内空間の炉内機器及び下鏡面の管理を行うことを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の炉底部管理方法において、
前記炉内機器の管理は前記カバー装置内空間に設けられたアクセス装置に設置された作業ヘッドにより行うことを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の炉底部管理方法において、
前記アクセス装置は前記カバー装置の設定前に設置することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項４】
請求項２に記載の炉底部管理方法において、
前記アクセス装置は前記カバー装置と一体として設置することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記アクセス装置は、前記原子炉圧力容器底部の炉内機器に支持する脚と、旋回と径方向及び昇降方向の駆動機構を有するアームとを備えており、前記アクセス装置により前記作業ヘッドを管理対象である炉内機器に設定することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記カバー装置は原子炉圧力容器の下鏡の傾斜面に合わせた形状でかつシール材を有した着座部を有し、前記シール材と前記原子炉圧力容器の下鏡が接触することにより、前記カバー装置を設置することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項７】
請求項６に記載の炉底部管理方法において、
前記シール材は、前記水抜きを行うことにより前記カバー装置内空間が気中環境になることによる水頭圧で押付けられ密閉することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記カバー装置は、ドーム形状又は円筒形状であって、前記内空間の水抜きにより前記カバー装置が前記原子炉内の水頭圧により前記原子炉圧力容器内壁へ押付けられることにより前記カバー装置が固定されることを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記カバー装置の上部に設けられた連結式案内筒により、前記カバー装置を原子炉圧力容器下鏡に設置することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記炉内機器の管理は前記カバー装置を原子炉圧力容器下鏡に設置した後に連続して行うことを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記炉内機器の管理は補修作業であることを特徴とした炉底部管理方法。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記炉内機器の管理は予防保全作業であることを特徴とした炉内機器の炉底部管理方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の炉底部管理方法において、
前記補修作業は、
前記アクセス装置のアームに設置された研磨ヘッドにより溶接前研磨し、
前記アクセス装置のアームに設置された溶接ヘッドにより溶接し、
前記アクセス装置のアームに設置された研磨ヘッドにより溶接後研磨し、
前記アクセス装置のアームに設置された浸透探傷検査ヘッドにより溶接部検査することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の炉底部管理方法において、
前記予防保全作業は、
前記アクセス装置のアームに設置された研磨ヘッドにより溶接前研磨し、
前記アクセス装置のアームに設置された溶接ヘッドにより表面改質を行うための肉盛溶接し、
前記アクセス装置のアームに設置された研磨ヘッドにより溶接後研磨し、
前記アクセス装置のアームに設置された浸透探傷検査ヘッドにより溶接部検査することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記水抜きは、水中ポンプを前記原子炉圧力容器底部に設置し、水抜きを行うことを特徴とした炉底部管理方法。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記炉内機器の管理は補修作業及び予防保全作業であることを特徴とした炉底部管理方法。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の炉内機器の炉底部管理方法において、
前記カバーは前記炉心下部に林立する炉内機器全体を一度に覆うことを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の炉内機器の炉底部管理方法において、
前記炉底部管理方法は加圧水型原子炉を対象としたことを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１９】
原子炉圧力容器の炉底部管理装置において、
前記炉心下部に林立する複数の炉内機器を覆うカバー装置と、
前記カバー装置で覆われた内空間に設けられた、炉内機器の管理を行うための作業ヘッドを設定するためのアクセス装置と、
前記カバー装置の外空間の水は残し内空間の水を抜くための排水手段とを有することを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の炉内機器の炉底部管理装置において、
前記排水手段は水中ポンプであって、前記水中ポンプを前記原子炉圧力容器底部に設置したことを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２１】
請求項１９乃至２０のいずれか一項に記載の炉内機器の炉底部管理装置において、
前記アクセス装置は、前記原子炉圧力容器底部の炉内機器に支持する脚と、旋回と径方向及び昇降方向の駆動機構を有するアームとを備えたことを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２２】
請求項１９乃至２１のいずれか一項に記載の炉内機器の炉底部管理装置において、
前記カバー装置は原子炉圧力容器の下鏡の傾斜面に合わせた形状でかつシール材を有した着座部を有することを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２３】
請求項１９乃至請求項２２のいずれか一項に記載の炉底部管理装置において、
前記カバー装置は、前記内空間の水抜きにより前記カバー装置が前記原子炉内の水頭圧により押付け力が自重に付加されるドーム形状又は円筒形状とすることを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２４】
請求項１９乃至請求項２３のいずれか一項に記載の炉底部管理装置において、
前記カバー装置の上部には、原子炉圧力容器上部のオペレーションフロアまでの連結式の案内筒を有することを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２５】
請求項１９乃至請求項２４のいずれか一項に記載の炉底部管理装置において、
前記作業ヘットは、溶接ヘッド，研磨ヘッド、及び浸透探傷検査ヘッドであることを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２６】
請求項１９乃至請求項２５のいずれか一項に記載の炉底部管理装置において、
前記カバーは前記炉心下部に林立する炉内機器全体を一度に覆うことを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２７】
請求項１９乃至請求項２６のいずれか一項に記載の炉底部管理装置において、
前記炉底部管理装置は加圧水型原子炉を対象としたことを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項１】
原子炉圧力容器の炉底部管理方法において、
原子炉圧力容器下部に林立する複数の炉内機器を覆うカバー装置を前記原子炉圧力容器の下鏡面に設置し、
前記カバー装置の外空間の水は残し内空間の水抜きを行い、
前記内空間の炉内機器及び下鏡面の管理を行うことを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の炉底部管理方法において、
前記炉内機器の管理は前記カバー装置内空間に設けられたアクセス装置に設置された作業ヘッドにより行うことを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の炉底部管理方法において、
前記アクセス装置は前記カバー装置の設定前に設置することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項４】
請求項２に記載の炉底部管理方法において、
前記アクセス装置は前記カバー装置と一体として設置することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記アクセス装置は、前記原子炉圧力容器底部の炉内機器に支持する脚と、旋回と径方向及び昇降方向の駆動機構を有するアームとを備えており、前記アクセス装置により前記作業ヘッドを管理対象である炉内機器に設定することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記カバー装置は原子炉圧力容器の下鏡の傾斜面に合わせた形状でかつシール材を有した着座部を有し、前記シール材と前記原子炉圧力容器の下鏡が接触することにより、前記カバー装置を設置することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項７】
請求項６に記載の炉底部管理方法において、
前記シール材は、前記水抜きを行うことにより前記カバー装置内空間が気中環境になることによる水頭圧で押付けられ密閉することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記カバー装置は、ドーム形状又は円筒形状であって、前記内空間の水抜きにより前記カバー装置が前記原子炉内の水頭圧により前記原子炉圧力容器内壁へ押付けられることにより前記カバー装置が固定されることを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記カバー装置の上部に設けられた連結式案内筒により、前記カバー装置を原子炉圧力容器下鏡に設置することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記炉内機器の管理は前記カバー装置を原子炉圧力容器下鏡に設置した後に連続して行うことを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記炉内機器の管理は補修作業であることを特徴とした炉底部管理方法。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記炉内機器の管理は予防保全作業であることを特徴とした炉内機器の炉底部管理方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の炉底部管理方法において、
前記補修作業は、
前記アクセス装置のアームに設置された研磨ヘッドにより溶接前研磨し、
前記アクセス装置のアームに設置された溶接ヘッドにより溶接し、
前記アクセス装置のアームに設置された研磨ヘッドにより溶接後研磨し、
前記アクセス装置のアームに設置された浸透探傷検査ヘッドにより溶接部検査することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の炉底部管理方法において、
前記予防保全作業は、
前記アクセス装置のアームに設置された研磨ヘッドにより溶接前研磨し、
前記アクセス装置のアームに設置された溶接ヘッドにより表面改質を行うための肉盛溶接し、
前記アクセス装置のアームに設置された研磨ヘッドにより溶接後研磨し、
前記アクセス装置のアームに設置された浸透探傷検査ヘッドにより溶接部検査することを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記水抜きは、水中ポンプを前記原子炉圧力容器底部に設置し、水抜きを行うことを特徴とした炉底部管理方法。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の炉底部管理方法において、
前記炉内機器の管理は補修作業及び予防保全作業であることを特徴とした炉底部管理方法。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の炉内機器の炉底部管理方法において、
前記カバーは前記炉心下部に林立する炉内機器全体を一度に覆うことを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の炉内機器の炉底部管理方法において、
前記炉底部管理方法は加圧水型原子炉を対象としたことを特徴とする炉底部管理方法。
【請求項１９】
原子炉圧力容器の炉底部管理装置において、
前記炉心下部に林立する複数の炉内機器を覆うカバー装置と、
前記カバー装置で覆われた内空間に設けられた、炉内機器の管理を行うための作業ヘッドを設定するためのアクセス装置と、
前記カバー装置の外空間の水は残し内空間の水を抜くための排水手段とを有することを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の炉内機器の炉底部管理装置において、
前記排水手段は水中ポンプであって、前記水中ポンプを前記原子炉圧力容器底部に設置したことを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２１】
請求項１９乃至２０のいずれか一項に記載の炉内機器の炉底部管理装置において、
前記アクセス装置は、前記原子炉圧力容器底部の炉内機器に支持する脚と、旋回と径方向及び昇降方向の駆動機構を有するアームとを備えたことを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２２】
請求項１９乃至２１のいずれか一項に記載の炉内機器の炉底部管理装置において、
前記カバー装置は原子炉圧力容器の下鏡の傾斜面に合わせた形状でかつシール材を有した着座部を有することを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２３】
請求項１９乃至請求項２２のいずれか一項に記載の炉底部管理装置において、
前記カバー装置は、前記内空間の水抜きにより前記カバー装置が前記原子炉内の水頭圧により押付け力が自重に付加されるドーム形状又は円筒形状とすることを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２４】
請求項１９乃至請求項２３のいずれか一項に記載の炉底部管理装置において、
前記カバー装置の上部には、原子炉圧力容器上部のオペレーションフロアまでの連結式の案内筒を有することを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２５】
請求項１９乃至請求項２４のいずれか一項に記載の炉底部管理装置において、
前記作業ヘットは、溶接ヘッド，研磨ヘッド、及び浸透探傷検査ヘッドであることを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２６】
請求項１９乃至請求項２５のいずれか一項に記載の炉底部管理装置において、
前記カバーは前記炉心下部に林立する炉内機器全体を一度に覆うことを特徴とする炉底部管理装置。
【請求項２７】
請求項１９乃至請求項２６のいずれか一項に記載の炉底部管理装置において、
前記炉底部管理装置は加圧水型原子炉を対象としたことを特徴とする炉底部管理装置。
【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】
【公開番号】特開２０１１−５２９６６（Ｐ２０１１−５２９６６Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９９１９９（Ｐ２００９−１９９１９９）
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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