水中補修システム及びこれを用いた水中補修方法
【課題】プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する補修作業を狭隘部でも実施することができる具体的な構成を実現し、これによって溶接部に噴き出し穴が生じるのを防止することができる水中補修システム、及びこれを用いた水中補修方法を提供する。
【解決手段】当て板４をプール内壁２の被補修部に配置して支持する当て板支持装置６と、当て板４のガス抜き穴４ａに閉止プラグ５を取り付けるプラグ取付装置７と、当て板支持装置６で支持された当て板４の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ、気相空間における当て板４の周縁部を溶接し、その後、プラグ取付装置７で当て板４のガス抜き穴４ａに取り付けられた閉止プラグ５の全体を覆うように気相空間を形成しつつ、閉止プラグ５の周縁部を溶接する水中溶接装置８と、当て板支持装置６、プラグ取付装置７、及び水中溶接装置８を遠隔操作する制御装置１０とを備える。
【解決手段】当て板４をプール内壁２の被補修部に配置して支持する当て板支持装置６と、当て板４のガス抜き穴４ａに閉止プラグ５を取り付けるプラグ取付装置７と、当て板支持装置６で支持された当て板４の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ、気相空間における当て板４の周縁部を溶接し、その後、プラグ取付装置７で当て板４のガス抜き穴４ａに取り付けられた閉止プラグ５の全体を覆うように気相空間を形成しつつ、閉止プラグ５の周縁部を溶接する水中溶接装置８と、当て板支持装置６、プラグ取付装置７、及び水中溶接装置８を遠隔操作する制御装置１０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば原子力発電所や使用済燃料貯蔵施設等に設置された燃料貯蔵プールに係わり、特に、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修システム及びこれを用いた水中補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば原子力発電所や使用済燃料貯蔵施設等に設置された燃料貯蔵プールは、コンクリート壁にライング板（金属板）を内張りした構造となっている。このプール内壁の被補修部を補修する方法として、例えば、プール内の燃料を全て移設し、プール内の水を排出した後、作業者がプール内に入って補修作業を行う方法がある。あるいは、例えば、プール内に作業室を形成するための放射線遮蔽設備を仮設し、この作業室内の水を気体に置換した後、作業者が作業室内に入って補修作業を行う方法がある。これらの方法では、プール内から移設した燃料を保管する設備や放射線遮蔽設備等が必要であるばかりか、作業時間が膨大となる。
【０００３】
そこで、例えば、プール内壁に対向する側面に開口部を有するチャンバと、このチャンバをプール内壁に所定圧力で押圧するチャンバ保持機構と、チャンバ内の水をアルゴン等の気体に置換する気体注入機構とを備え、チャンバ内に、パッチ支持機構、溶接トーチ、溶接トーチ移動機構、溶加材送給機構、及び監視機構等を収納した水中溶接装置が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。そして、例えばプール内壁の被補修部にパッチ（当て板）を溶接して補修する場合、気体注入機構でチャンバ内に気相空間を形成しつつ、パッチ支持機構でプール内壁の被補修部にパッチを押圧し、このパッチの周縁部を溶接トーチで溶接するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１４６２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。
すなわち、上記水中溶接装置は、パッチ支持機構、溶接トーチ、溶接トーチ移動機構、溶加材送給機構、及び監視機構等をチャンバ内に収納するため（言い換えれば、少なくとも当て板の全体を覆うように気相空間を形成するため）、その小型化には限界があり、例えばプール内壁の被補修部の近傍に構造物が設置された場所（狭隘部）で用いることが困難であった。このような狭隘部でも当て板の溶接作業を実施するためには、例えば、当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ溶接する小型の水中溶接装置を採用することが考えられる。ところが、このタイプの水中溶接装置を用いて当て板の周縁部を溶接する場合、当て板とプール内壁との隙間に水が存在し、この水が溶接熱で加熱され蒸発するので溶接部に噴き出し穴が生じる虞がある。そこで、当て板にガス抜き穴を形成して対応する方法が考えられるものの、この場合、当て板の周縁部の溶接後、当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける必要が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、上記の事柄に基づいてなされたものであり、その目的は、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する補修作業を狭隘部でも実施することができる具体的な構成を実現し、これによって溶接部に噴き出し穴が生じるのを防止することができる水中補修システム、及びこれを用いた水中補修方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修システムであって、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する当て板支持装置と、前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付けるプラグ取付装置と、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ、前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接し、その後、前記プラグ取付装置で前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ、前記閉止プラグの周縁部を溶接する水中溶接装置と前記当て板支持装置、前記プラグ取付装置、及び前記水中溶接装置を遠隔操作する制御装置とを備える。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本発明は、当て板支持装置、水中溶接装置、及びプラグ取付装置を制御装置で遠隔操作して、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修方法であって、前記当て板支持装置により、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する手順と、前記水中溶接装置により、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接する手順と、前記プラグ取付装置により、前記プール内壁の被補修部に取り付けられた前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける手順と、前記水中溶接装置により、前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ前記閉止プラグの周縁部を溶接する手順とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する補修作業を狭隘部でも実施することができる具体的な構成を実現し、これによって溶接部に噴き出し穴が生じるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の水中補修システムの一実施形態の構成の一部を燃料貯蔵プールとともに表す概略図である。また、図２は、プール内壁の被補修部に溶接する当て板の構造を表す斜視図である。
【００１１】
この図１において、燃料貯蔵プール１は、コンクリート壁にライニング板（金属板）が内張りされた構造であり、プール内壁２の近傍に冷却水配管３が設けられた場所（狭隘部）を有している。本実施形態の水中補修システムは、このような狭隘部にあるプール内壁２の被補修部（例えば、後述の図７〜１１に示すライニング板の継目２ａに生じた欠陥等）に当て板４（板状の補修部材）を溶接して補修する補修作業を目的としたものである。
【００１２】
当て板４は、プール内壁２（ライニング板）と同じ金属材料からなり、その周縁部は、溶接性を考慮して、表側（図２中紙面に向かって手前側）部分に斜面が形成され裏側（図２中紙面に向かって奥側）部分にルート面が形成されている。なお、当て板４の周縁部に斜面を形成することにより、当て板４とプール壁２との段差を滑らかにするという効果も得られている。
【００１３】
また、例えば当て板４の周縁部を溶接する際に当て板４とプール内壁２との隙間にある水が蒸発して溶接部に噴出穴が生じるのを防止するため、当て板４の中央部にはガス抜き穴４ａ（詳細には、当て板４を貫通したネジ穴）が形成されており、このガス抜き穴４ａにネジ止め可能な閉止プラグ５が用意されている。閉止プラグ５は、当て板４（言い換えれば、ライニング板）と同じ金属材料からなり、当て板４のガス抜き４ａに螺合するネジ部５ａと、このネジ部５ａの一方側端部に形成された板状のヘッド部５ｂとで構成されている。閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部は、溶接性を考慮して、表側部分に斜面が形成され裏側部分にルート面が形成されている。
【００１４】
水中補修システムは、当て板４をプール内壁２の被補修部に配置して支持する当て板支持装置６（後述の図３参照）と、当て板４のガス抜き穴４ａに閉止プラグ５を取り付けるプラグ取付装置７（後述の図４参照）と、当て板４の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ当て板４の周縁部を溶接したり、また閉止プラグ５のヘッド部５ｂの全体を覆うように気相空間を形成しつつ閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部を溶接したりする水中溶接装置８（図１及び後述の図５参照）と、オペレーションフロア９に設置され、当て板支持装置６、プラグ取付装置７、及び水中溶接装置８を遠隔操作する制御装置（制御・監視盤）１０とを備えている。また、オペレーションフロア９には、当て板支持装置６、プラグ取付装置７、及び水中溶接装置８をプール１内に降ろすためのクレーン１１が設置されている。次に、当て板支持装置６、プラグ取付装置７、及び水中溶接装置８の詳細を順に説明する。
【００１５】
図３は、当て板支持装置６の全体構造を表す斜視図である。
【００１６】
この図３において、当て板支持装置６は、略板状のサイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒと、これらサイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒに例えば２つずつ（すなわち計４つ）設けられた本体固定機構１３と、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒの間に配置され、サイドフレーム１２Ｌ，１２ＲにＹ軸方向移動機構を介し接続された略板状のセンタフレーム１４と、センタフレーム１４にＸ軸方向移動機構を介し設けられた支持フレーム１５と、この支持フレーム１５にＺ軸方向に回動可能に設けられ、当て板４を支持する当て板支持アーム１６とを備えている。
【００１７】
本体固定機構１３は、吸着パット１３ａ及びエジェクタ１３ｂを有し、エジェクタ１３ｂは、ホース（図示せず）を介しオペレーションフロア９上のポンプユニット（図示せず）から水が供給されるようになっている。また、ポンプユニットからエジェクタ１３ｂへの水の供給が制御装置１０によって制御されている。そして、例えばエジェクタ１３ｂに水が供給された場合は、エジェクタ１３ｂがサイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒの表側（図中紙面に向かって奥側）に水を噴出し、吸着パット１３ａ内に負圧を生じさせる。これにより、吸着パット１３ａがプール内壁２に吸着し、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒをプール内壁２に固定する。一方、例えばエジェクタ１３ｂへの水の供給が停止された場合は、吸着パット１３ａ内が正圧となり、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒをプール内壁２から離脱させる。なお、例えば複数の本体固定機構１３の間においてプール内壁２に段差がある場合、本体固定機構１３とサイドフレーム１２Ｌ（又は１２Ｒ）との間にプレート等を取り付けて対応するようにしてもよい。
【００１８】
Ｙ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒに設けられた左右の水圧アクチュエータを有している。これら左右の水圧アクチュエータは、オペレーションフロア９上のポンプユニットからホース（図示せず）を介し供給された水によって駆動するものであり、制御装置１０によって水圧アクチュエータへの水の供給が制御されている（なお、後述する他の水圧アクチュエータも同様）。そして、例えば左右の水圧アクチュエータを同じ作動量で駆動させた場合は、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒに対しセンタフレーム１４を姿勢維持したままＹ軸方向に移動させ、一方、例えば左右の水圧アクチュエータを異なる作動量で駆動させた場合は、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒに対しセンタフレーム１４を傾けるように移動させる。Ｘ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、水圧アクチュエータを有し、この水圧アクチュエータの駆動により、センタフレーム１４に対し支持フレーム１５をＸ軸方向に移動させる。したがって、制御装置１０は、前述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構の駆動により、当て板支持アーム１６で支持された当て板４の位置（詳細には、プール内壁２の被補修部に対する当て板４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置）を調整するようになっている。
【００１９】
当て板支持アーム１６の先端部には、当て板４を保持するための当て板保持ユニット１７が着脱可能に設けられている。当て板保持ユニット１７は、中央部に開口を有する保持フレーム１８ａ（後述の図７参照、但し、例えば略コの字の板状に形成してもよい）と、この保持フレーム１８ａの表側（図中紙面に向かって奥側）に設けられ、当て板支持アーム１６の先端部に上側（図中上側）から挿嵌可能な係合部１８ｂと、保持フレーム１８ａの上側及び側方側（図中左右両側）に設けられた当て板ガイド１８ｃと、保持フレーム１８ａの裏側（図中紙面に向かって手前側）に設けられ当て板４を保持する例えば４つの当て板保持機構１９（図７参照）とを備えている。当て板保持機構１９は、吸着パット及びエジェクタを有し、エジェクタは、ホース（図示せず）を介しオペレーションフロア９上のポンプユニットからの水が供給されるようになっている。また、ポンプユニットからエジェクタへの水の供給が制御装置１０によって制御されている。そして、例えばエジェクタに水が供給された場合は、エジェクタが水を噴出し、吸着パット内に負圧を生じさせる。これにより、吸着パットが当て板４を吸着して保持するようになっている。一方、例えばエジェクタへの水の供給が停止された場合、吸着パット内が正圧となり、吸着パットが当て板４を離すようになっている。
【００２０】
当て板支持アーム１６の先端側には、当て板保持ユニット１７の保持フレーム１８ａの開口に位置し、当て板保持機構１９と干渉しないで当て板４の中央部に当接可能な当て板押付部２０（図７参照）が設けられている。また、支持フレーム１５には、当て板支持アーム１６をＺ軸方向に回動させる当て板押付機構２１（図７参照）が設けられている。当て板押付機構２１は、水圧アクチュエータ２２を有し、この水圧アクチュエータ２２の駆動により、支持フレーム１５に対し当て板支持アーム１６をＺ軸方向に回動させる。これにより、例えば、当て板押付部２０を当て板４の中央部に当接して、当て板４をプール内壁２に押し付けるようになっている。これにより、当て板保持ユニット１７を取り外して当て板４の周縁部の一部を溶接可能な状態にすることができるようになっている。
【００２１】
なお、当て板保持ユニット１７には操作ケーブル（図示せず）が接続されており、例えばオペレーションフロア９上の作業員が操作ケーブルを引っ張ることにより、当て板保持ユニット１７の係合部１８ｂが当て板支持アーム１６の先端部から外れるようになっている。また、当て板保持ユニット１７は、当て板支持装置６から取り外した状態でも使用することができ、例えばプール１内に落下した当て板４を回収する場合等に用いることができる。
【００２２】
センタフレーム１４の中央部には、当て板４を照らす照明２３と、当て板４をＹ軸方向から撮像する監視カメラ２４とが設けられ、サイドフレーム１２Ｒ（又は１２Ｌでもよい）には、当て板４をＸ軸方向から撮像する監視カメラ（図示せず）が設けられている。監視カメラ２４等の映像は、信号線（図示せず）を介し制御装置１０に送信され監視モニタ（図示せず）に表示される。これにより、作業者は、当て板４の位置等を目視確認できるようになっている。
【００２３】
センタフレーム１４における当て板支持アーム１６よりサイドフレーム１２Ｌ側（図中左側）には、接触子２５を有する検出器２６Ｌと、検出器２６ＬをＸ軸方向に移動させる検出器移動機構２７Ｌと、検出器２６ＬをＹ軸方向に移動させる検出器移動機構２８Ｌとが設けられている。検出器移動機構２７Ｌは、水圧アクチュエータ２９を有し、この水圧アクチュエータ２９の駆動により、センタフレーム１４に対し検出器２６ＬをＸ軸方向に移動させる。検出器移動機構２８Ｌは、水圧アクチュエータ３０を有し、この水圧アクチュエータ３０の駆動により、センタフレーム１４に対し検出器２６ＬをＹ軸方向に移動させるようになっている。検出器２６Ｌは、接触子２５をＺ軸方向に移動させる駆動機構（図示しないが、例えばバネや水圧アクチュエータを用いて駆動する機構）を有し、接触子２５を当て板４やプール内壁２にそれぞれ当接させたときの接触子２５のＺ軸方向の位置を検出する。そして、検出２６Ｌは、その検出値を信号線（図示せず）を介し制御装置１０に出力するようになっている。
【００２４】
同様に、センタフレーム１４における当て板支持アーム１６よりサイドフレーム１２Ｒ側（図中右側）には、接触子２５を有する検出器２６Ｒと、検出器２６ＲをＸ軸方向に移動させる検出器移動機構２７Ｒと、検出器２６ＲをＹ軸方向に移動させる検出器移動機構２８Ｒとが設けられている。これら検出器２６Ｒ及び検出器移動機構２７Ｒ，２８Ｒは、上述した検出器２６Ｌ及び検出器移動機構２７Ｌ，２８Ｌと同様であるため、説明を省略する。
【００２５】
制御装置１０は、検出器移動機構２７Ｌ，２８Ｌの駆動により検出器２６Ｌの接触子２５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、検出器２６Ｌから入力した接触子２５のＺ軸方向の位置をＸ軸方向及びＹ軸方向の位置と関連づけて記憶する。また、検出器移動機構２７Ｒ，２８Ｒの駆動により検出器２６Ｒの接触子２５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、検出器２６Ｒから入力した接触子２５のＺ軸方向の位置をＸ軸方向及びＹ軸方向の位置と関連づけて記憶する。そして、当て板４に当接した接触子２５のＺ軸方向位置とプール内壁２に当接した接触子２３のＺ軸方向位置との差分を演算し、この差分から予め記憶された当て板４の厚み寸法を差し引くことにより、当て板４とプール内壁２との隙間寸法を演算し、その演算値を監視モニタに表示するようになっている。
【００２６】
図４は、プラグ取付装置７の全体構造を表す斜視図である。
【００２７】
この図４において、プラグ取付装置７は、略コの字の板状の本体フレーム３１と、この本体フレーム３１に設けられた例えば４つの本体固定機構３２と、本体フレーム３１にＸ軸方向移動機構を介し設けられたスライドフレーム３３と、このスライドフレーム３３にＹ軸方向移動機構３４を介し設けられ、閉止プラグ５を支持するプラグ支持アーム３５とを備えている。
【００２８】
本体固定機構３２は、吸着パット３２ａ及びエジェクタ３２ｂを有し、エジェクタ３２ｂは、ホース（図示せず）を介しオペレーションフロア９上のポンプユニットからの水が供給されるようになっている。そして、例えばエジェクタ３２ｂに水が供給された場合は、エジェクタ３２ｂが水を噴出し、吸着パット３２ａ内に負圧を生じさせる。これにより、吸着パット３２ａがプール内壁２に吸着し、本体フレーム３１をプール内壁２に固定する。一方、例えばエジェクタ３２ｂへの水の供給が停止された場合は、吸着パット３２ａ内が正圧となり、本体フレーム３１をプール内壁２から離脱させる。なお、例えば複数の本体固定機構３２の間においてプール内壁２に段差がある場合、本体固定機構３２と本体フレーム３１との間にプレート等を取り付けて対応するようにしてもよい。
【００２９】
Ｘ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、水圧アクチュエータを有し、この水圧アクチュエータの駆動により、本体フレーム２９に対しスライドフレーム３１をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸方向移動機構３４は、水圧アクチュエータ３６を有し、この水圧アクチュエータ３６の駆動により、スライドフレーム３３に対しプラグ支持アーム３５をＹ軸方向に移動させる。したがって、制御装置１０は、前述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構３４の駆動により、プラグ支持アーム３５で支持された閉止プラグ５の位置（詳細には、当て板４のガス抜き穴４ａに対する閉止プラグ５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置）を調整するようになっている。
【００３０】
プラグ支持アーム３５は、スライドフレーム３３にＹ軸方向移動機構３４を介し設けられたアーム起端部３５ａと、このアーム起端部３５ａに回動ステー３５ｂ及び一対の連結ステー３５ｃを介しＺ軸方向に回動可能に連結されたアーム回動部３５ｄと、このアーム回動部３５ｄの先端部に設けられ、閉止プラグを保持し略Ｚ軸廻りに回転可能なプラグ回転部３５ｅとで構成されている。
【００３１】
プラグ支持アーム３５のプラグ回転部３５ｅには、閉止プラグ５のヘッド部５ｂが嵌合する凹部（図示せず）が形成されており、閉止プラグ５のネジ部５ａを支持可能なプラグ支持機構３７が設けられている。プラグ支持機構３７は、閉止プラグ５のネジ部５ａに係合するとともに、プラグ回転部３５ｅとの間で閉止プラグ５のヘッド部５ｂを遊嵌する係合部３７ａと、この係合部３７ａを略Ｙ軸方向に移動させる駆動機構とを有している。この駆動機構は、詳細を図示しないが、水圧アクチュエータを有し、この水圧アクチュエータの駆動により、係合部３７ａを移動させて閉止プラグ５のヘッド部５ｂに係合させるか、若しくは離脱させるようになっている。すなわち、例えば閉止プラグ５のネジ部５ａが当て板４のガス抜き穴４ａに螺合していない取付状況の準備段階では、係合部３７ａを閉止プラグ５のネジ部５ａに係合させて閉止プラグ５を支持し、一方、例えば閉止プラグ５のネジ部５ａが当て板４のガス抜き穴４ａに螺合した取付状況の途中段階では、最終段階で係合部３７ａが邪魔となるため、係合部３７ａを閉止プラグ５のネジ部５ａから離脱させるようになっている。
【００３２】
プラグ支持アーム３５のアーム起端部３５ａには、回動ステー３５ｂを介しアーム回動部３５ｄをＺ軸方向に回動させるプラグ押付機構が設けられている。プラグ押付機構は、詳細を図示しないが、水圧アクチュエータを有し、この水圧アクチュエータの駆動により、アーム起端部３５ａに対しアーム回動部３５ｄをＺ軸方向に回動させる。これにより、閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａに押し付ける力、又は閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａから引き抜く力を付与するようになっている。
【００３３】
プラグ支持アーム３５のアーム回動部３５ｄには、プラグ回転部３５ｅを回転させるプラグ回転機構３８が設けられている。プラグ回転機構３８は、アーム回動部３５ｄに設けられた例えば一対の水圧アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂを有している。そして、例えば上述したプラグ押付機構によって押し付け力を付与しつつ、プラグ回転機構３８の水圧アクチュエータ３９Ａを駆動してプラグ回転部３５ｅを正方向に回転させることにより、閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａに取り付けることができる。一方、例えばプラグ押付機構によって引き抜き力を付与しつつ、プラグ回転機構３８の水圧アクチュエータ３９Ｂを駆動してプラグ回転部３５ｅを逆方向に回転させることにより、閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａから取り外すことができるようになっている。
【００３４】
スライドフレーム３３には、閉止プラグ５を照らす照明４０と、閉止プラグ５をＸ軸方向から撮像する監視カメラ４１とが設けられ、プラグ支持アーム３５のアーム回動部３５ｄには、閉止プラグ５をＹ軸方向から撮像する監視カメラ（図示せず）が設けられている。監視カメラ４１等の映像は、信号線（図示せず）を介し制御装置１０に送信されて監視モニタに表示される。これにより、作業者は、閉止プラグ５の位置や取付作業状況等を目視確認できるようになっている。
【００３５】
図５は、水中溶接装置８の全体構造を表す斜視図であり、図６は、水中溶接装置８の隔壁内の概略構造を表す部分拡大図である。
【００３６】
これら図５及び図６において、水中溶接装置８（本実施形態では、固体隔壁式水中乾式ＴＩＧ溶接装置と称するもの）は、略枠状の本体フレーム４２と、この本体フレーム４２の下側（図５中下側）に設けられ、冷却水配管３に着座する一対の着座フレーム４３Ｌ，４３Ｒと、これら着座フレーム４３Ｌ，４３Ｒにそれぞれ接続され、上下複数箇所でプール内壁２に当接して本体フレーム４２の姿勢をプール内壁２に対し平行とする姿勢調整機構４４Ｌ，４４Ｒと、着座フレーム４３Ｌ，４３Ｒにそれぞれ設けられ、冷却水配管３をクランプするクランプ機構４５Ｌ，４５Ｒとを備えている。
【００３７】
姿勢調整機構４４Ｌ（又は４４Ｒ、以降、この段落の括弧内の対応同じ）は、着座フレーム４３Ｌ（又は４３Ｌ）に接続され、上下方向に延在する一対のローラアーム４６ａと、これらローラアーム４６ａの両側端部にそれぞれ回転可能に軸支されたローラ４６ｂとを有している。そして、上下のローラ４６ｂがプール内壁２に当接することで、本体フレーム４２の姿勢がプール内壁２に対し平行となる。クランプ機構４５Ｌ（又は４５Ｒ、以降、この段落の括弧内の対応同じ）は、着座フレーム４３Ｌ（又は４３Ｌ）に回動可能に設けられた把持アーム４７ａと、この把持アーム４７ａを回動させる空圧アクチュエータ４７ｂとを有している。空圧アクチュエータ４７ｂは、ホースを介しオペレーションフロア９から供給された空気によって駆動するものであり、制御装置１０によって空圧アクチュエータ４７ｂへの空気の供給が制御されている（なお、後述する他の空圧アクチュエータも同様）。そして、空圧アクチュエータ４７ｂの駆動により、把持アーム４７ａが回動して冷却水配管３をクランプする。その結果、本体フレーム４２の姿勢をプール内壁２に対し平行としつつ、本体フレーム４２を冷却水配管３に固定するようになっている。
【００３８】
また、水中溶接装置８は、本体フレーム４２の枠内に配置され、本体フレーム４２にＸ軸方向移動機構を介し設けられた第１スライド部４８と、本体フレーム４２の枠内に配置され、第１スライド部４８にＹ軸方向移動機構を介し設けられた第２スライド部４９と、この第２スライド部４９に第１のＺ軸方向移動機構を介し設けられた溶接ユニット５０と、本体フレーム４２の枠内に配設され溶接ワイヤ（溶加材）を収納するワイヤボックス５１と、本体フレーム４２の枠内に配設された電源ボックス５２とを備えている。
【００３９】
Ｘ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、電動アクチュエータ（詳細には、制御装置１０から信号線を介し出力された電気信号によって駆動するものである。なお、後述する他の電アクチュエータも同様）を有し、この電動アクチュエータの駆動により、本体フレーム４２に対し第１スライド部をＸ軸方向に移動させるようになっている。Ｙ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、電動アクチュエータを有し、この電動アクチュエータの駆動により、第１スライド部４８に対し第２スライド部４９をＹ軸方向に移動させるようになっている。第１のＺ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、電動アクチュエータを有し、この電動アクチュエータの駆動により、第２スライド部４９に対し溶接ユニット５０をＺ軸方向に移動させる。したがって、制御装置１０は、前述した第１のＺ軸方向移動機構の駆動により、後述する溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４やプール内壁２に押し付け、前述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構の駆動により、溶接ユニット５０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるようになっている。
【００４０】
溶接ユニット５０は、本体フレーム４２（及び冷却水配管３）とプール内壁２との間に配置されるケーシング５４と、このケーシング５４の下方側（図５中下側）におけるプール内壁２に対向する面に立設され、当て板４の局部及び閉止プラグ５の全体を覆うように気相空間を形成するための環状の隔壁５３とを備えている。隔壁５３は、先端側部分に形成され弾力性があり摩擦力が少ないカーボンフェルトと、基端側部分に形成され弾力性がありかつカーボンフェルトに比べ透過性が低いスポンジとで構成されている。
【００４１】
ケーシング５４には、隔壁５３の内部に連通する開口が形成されており、その開口付近には、溶接トーチ５５、ワイヤノズル５６、照明５７、及び監視カメラ５８が収納されている（図６参照）。
【００４２】
ワイヤボックス５１には、ホース５９等を介し溶接ユニット５０のワイヤノズル５６に溶接ワイヤを供給するワイヤ供給機構が設けられている。溶接ワイヤ供給機構は、詳細を図示しないが、電動アクチュエータを有し、この電動アクチュエータの駆動により、溶接ワイヤをワイヤノズル５６に供給して溶接トーチ５５の先端近傍に導出させるようになっている。
【００４３】
また、ワイヤボックス５１は、オペレーションフロア９からホースを介し不活性ガス等（詳細には、不活性ガス及び乾燥空気のうち少なくとも一方を選択可能）が供給されており、ワイヤノズル５６は、ホース５９等を介しワイヤボックス５１から不活性ガス等が供給されて、隔壁５３の内部に不活性ガス等を噴出するようになっている。また、ケーシング５４内にも、ワイヤボックス５１に不活性ガス等を供給するホースとは別系統のホースを介し不活性ガス等が供給されるようになっている。これにより、隔壁５３をプール内壁２に押し付けた状態にて隔壁５３の内部に気相空間を形成することができ、この隔壁５３内における当て板４の周縁部や閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部を溶接トーチ５５で溶接することができるようになっている。なお、制御装置１０は、不活性ガスの圧力及び流量と乾燥空気の圧力及び流量をそれぞれ制御するようになっている。
【００４４】
また、当て板４の周縁部や閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部を溶接する溶接方向（本実施形態では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向）に対応するため、溶接トーチ５５に対するワイヤノズル５６の位置を切り換えるワイヤ位置切換機構が設けられている。ワイヤ位置切換機構は、詳細を図示しないが、空圧アクチュエータを有し、この空圧アクチュエータの駆動により、溶接トーチ５５に対するワイヤノズル５６の位置（言い換えれば、溶接ワイヤの供給位置）を切り換える。すなわち、例えばＸ軸方向に溶接する場合は、溶接トーチ５５に対する溶接ワイヤの供給位置を図６に示す左側位置に切り換え、一方、例えばＹ軸方向に溶接する場合は、後述の図１１に示す上側位置に切り換えるようになっている。
【００４５】
監視カメラ５８は、ワイヤノズル５６の位置も含め隔壁５３の内部（詳細には、プール内壁２、当て板４、閉止プラグ５、又は溶接トーチ５５等）を撮像し、その映像は信号線を介し制御装置１０に送信されて監視モニタに表示される。なお、監視カメラ５８の前方には、光を軽減するフィルタカバーの開閉機構（図示せず）が設けられており、溶接作業の準備段階、中断段階、及び終了段階だけでなく、強い光が発せられる溶接作業中の状況も撮像できるようになっている。
【００４６】
溶接トーチ５５は、例えばアーク電極（タングステン電極）を有するアーク溶接方式のものであり、この溶接トーチ５５をＺ軸方向に移動させる第２のＺ軸方向移動機構が設けられている。第２のＺ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、電動アクチュエータを有し、この電動アクチュエータの駆動により、ケーシング５４に対し溶接トーチ５５をＺ軸方向に移動させるようになっている。
【００４７】
制御装置１０は、例えばアーク溶接におけるアーク長を一定に保つことを目的としてアーク電圧制御（ＡＶＣ：Arc Voltage Control）を行う場合、アーク電圧の検出値と予め設定された基準電圧とを比較し、これに応じて第２のＺ軸方向移動機構を駆動して溶接トーチ５５のＺ軸方向位置を制御し、またワイヤ供給機構による溶接ワイヤの供給速度を制御するようになっている。
【００４８】
また、制御装置１０は、例えば当て板４とプール内壁２との隙間寸法を検出する場合、上述した第２のＺ軸方向移動機構（並びに上述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構等）を駆動して溶接トーチ５５を当て板４やプール内壁２に当接させる。このとき、溶接トーチ５５が当て板４やプール内壁２に当接すると電気的に導通される事象を利用して、第２のＺ軸方向移動機構（並びに上述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構等）を自動停止させている。そして、制御装置１０は、当て板４やプール内壁２にそれぞれ当接させたときの溶接トーチ５５のＺ軸方向の位置を演算し、この溶接トーチ５５のＺ軸方向の位置をＸ軸方向及びＹ軸方向の位置と関連づけて記憶する。そして、当て板４に当接した溶接トーチ５５のＺ軸方向位置とプール内壁２に当接した溶接トーチ５５のＺ軸方向位置との差分を演算し、この差分から予め記憶された当て板４の厚み寸法を差し引くことにより、当て板４とプール内壁２との隙間寸法を演算し、その演算値を監視モニタに表示するようになっている。
【００４９】
また、制御装置１０は、例えば当て板４の周縁部や閉止プラグの周縁部を溶接した溶接部のノド厚を検出する場合、上述した第２のＺ軸方向移動機構（並びに上述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構等）を駆動して溶接トーチ５５を溶接部の止端に当接させる。このとき、溶接トーチ５５が溶接部に当接すると電気的に導通される事象を利用して、第２のＺ軸方向移動機構（並びに上述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構等）を自動停止させている。そして、制御装置は１０、溶接部の止端にそれぞれ当接させたときの溶接トーチ５５のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の位置を演算して記憶する。そして、溶接部の止端に当接した溶接トーチ５５の位置に基づき溶接部のノド厚を演算し、その演算値を監視モニタに表示するようになっている。
【００５０】
なお、上記において、水中溶接装置８のワイヤノズル５６は、特許請求の範囲記載の隔壁の内部にガスを供給するガス供給手段を構成し、かつ、溶接トーチの近傍に溶加材を供給する溶加材供給手段を構成する。また、水中溶接装置８のＸ軸方向移動機構、第１スライド部、Ｙ軸方向移動機構、第２スライド部、及び第１のＺ軸方向移動機構は、溶接ユニットを移動させる第１の溶接移動機構を構成する。また、水中溶接装置８の第２のＺ軸方向移動機構は、溶接トーチを移動させる第２の溶接移動機構を構成する。
【００５１】
次に、本実施形態の水中補修システムを用いた水中補修方法を図７〜図１２により説明する。この水中補修方法は、大別して、当て板の配置工程、当て板の仮付工程、当て板の溶接工程、閉止プラグの取付工程、及び閉止プラグの溶接工程を有する。
【００５２】
（１）当て板の配置工程（図７参照）
作業者は、オペレーションフロア９上にて、まず、当て板４の外観に異常がないことを確認する。なお、当て板４の設置面（裏面）の形状は、プール内壁２の被補修部に合わせることが好ましい。また、当て板４の厚み寸法を計測し、その計測値を制御装置１０に入力し記憶させる。
【００５３】
そして、制御装置１０によって、当て板支持装置６の当て板支持アーム１６の先端部に取り付けられた当て板保持ユニット１７の当て板保持機構１９を駆動させ、当て板保持機構１９の吸着パットが当て板４を吸着して保持する。その後、作業者は、クレーン１１で当て板支持装置６をプール１内に降ろし、当て板支持装置６で保持された当て板４をプール内壁２の被補修部へ配置する。そして、制御装置１０によって当て板支持装置６の本体固定機構１３を駆動させ、本体固定機構１３の吸着パット１３ａがプール内壁２に吸着し、当て板支持装置６を固定する。このとき、作業者は、本体固定機構１３にそれぞれホース（図示せず）を介し接続された圧力計（図示せず）により吸着パット１３ａ内の圧力を確認し、これによって全ての本体固定機構１３の吸着パット１３ａがプール内壁２に吸着したかどうかを確認する。
【００５４】
そして、作業者は、監視モニタに表示された当て板支持装置６の監視カメラ２４等の映像により当て板４の位置を確認し、必要に応じ、制御装置１０によって当て板支持装置６のＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて当て板支持アーム１６を移動し、当て板４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を調整する。そして、制御装置１０によって当て板支持装置６の当て板押付機構２１を駆動させて当て板支持アーム１６を回動し、当て板押付部２０を当て板４の中央部に当接させて当て板４をプール内壁２に押し付ける。そして、作業者は、当て板４がプール内壁２に押し付けられた状態を監視モニタで確認した後、当て板保持ユニット１７を当て板支持装置６から取り外して回収する。
【００５５】
そして、例えば当て板４の４隅を含め複数箇所における当て板４とプール内壁２との隙間寸法を検出することを意図して、制御装置１０によって検出器移動機構２７Ｌ，２８Ｌ又は２７Ｒ，２８Ｒを駆動させて検出器２６Ｌ又は２６ＲのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、検出器２６Ｌ又は２６Ｒの接触子２５が当て板４やプール内壁２に当接したときのＺ軸方向位置を検出する。制御装置１０は、それら検出結果及び予め記憶された当て板４の厚み寸法に基づき、当て板４とプール内壁２との隙間寸法を演算し、その演算値を監視モニタに表示する。これにより、作業者は、例えば当て板４とプール内壁２との隙間寸法が大きくて溶接できない状況になっていないかどうかを確認する。
【００５６】
（２）当て板の仮付工程（図８参照）
作業者は、クレーン１１で水中溶接装置８をプール１内に降ろし、水中溶接装置８を冷却水配管３に着座させる。このとき、水中溶接装置８の溶接ユニット５０内への水の侵入を最小限とするため、溶接ユニット５０のケーシング５４内に乾燥空気を供給するとともに、ワイヤノズル５６等を介し溶接ユニット５０の隔壁５３内に乾燥空気を供給する。また、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により溶接ユニット５０の位置を確認し、水中溶接装置８の配置を調整する。その後、制御装置１０によって水中溶接装置８のクランプ機構４５Ｌ，４５Ｒを駆動させて把持アーム４７ａが冷却水配管３をクランプし、水中溶接装置８を固定する。
【００５７】
そして、制御装置１０によって水中溶接装置８の第１のＺ軸方向移動機構を駆動させ、溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４やプール内壁２に押し付ける。これにより、隔壁５３内に乾燥空気が充満し、気相空間が形成される。そして、制御装置１０によって溶接ユニット５０（詳細には、隔壁５３及びケーシング５４）へ供給する乾燥空気を不活性ガスに切り換え、その後、Ｘ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構等を駆動させて溶接ユニット５０を移動させつつ、隔壁５３内における当て板４の周縁部の複数箇所を溶接トーチ５５で溶接し、当て板４を仮付けする。また、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により、当て板４の周縁部に溶接された溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。
【００５８】
（３）当て板の溶接工程（図９参照）
水中溶接装置８の溶接ユニット５０へ供給する不活性ガスを乾燥空気に切り換えた後、制御装置１０によって水中溶接装置８のクランプ機構４５Ｌ，４５Ｒを駆動させて把持アーム４７ａのクランプを解除し、水中溶接装置８をプール内壁２の被補修部から一旦離脱させる。その後、制御装置１０によって当て板支持装置６の本体固定機構１３を停止させ、当て板支持装置６を回収する。そして、上述と同様の手順にて、再び、水中溶接装置８を冷却水配管３に固定し、溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４やプール内壁に押し付ける。
【００５９】
そして、例えば当て板４の４隅を含め複数箇所における当て板４とプール内壁との隙間寸法を検出することを意図して、制御装置１０によって水中溶接装置８のＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、第２のＺ軸方向移動機構（及び第１のＺ軸方向移動機構）を駆動させて当て板４やプール内壁２に当接させたときの溶接トーチ５５のＺ軸方向位置を演算する。制御装置１０は、それら演算値及び予め記憶された当て板４の厚み寸法に基づき、当て板４とプール内壁２との隙間寸法を演算し、その演算値を監視モニタに表示する。これにより、作業者は、例えば当て板４とプール内壁２との隙間寸法が大きくて溶接できない状況になっていないかどうかを確認する。
【００６０】
そして、例えば当て板４の周縁部に初層溶接（第１層溶接）を行うことを意図して、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により溶接トーチ５５の位置を確認しつつ、制御装置１０によってＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５を溶接開始位置から溶接線に沿って溶接終了位置まで移動させ、その溶接通過点を制御装置１０に記憶させる（教示作業）。その後、溶接アークが発生しない状態の溶接トーチ５５を制御装置１０に記憶された溶接通過点に基づいて移動させ、事前確認する。そして、溶接ユニット５０へ供給する乾燥空気を不活性ガスに切り換え、当て板４の周縁部に初層溶接を行わせる。
【００６１】
その後、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により、当て板４の周縁部に溶接された初層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。また、上述と同様の手順にて、水中溶接装置８の溶接ユニット５０へ供給する不活性ガスを乾燥空気に切り換え、水中溶接装置８をプール内壁２の被補修部から一旦離脱させる。その後、オペレーションフロア９からプール１内に水中カメラ（図示せず）を降ろし、この水中カメラの映像により当て板４の周縁部に溶接された初層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。そして、上述と同様の手順にて、再び、水中溶接装置８を冷却水配管３に固定し、溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４やプール内壁に押し付ける。
【００６２】
そして、例えば当て板４の周縁部に積層溶接（第２層溶接）を行うことを意図して、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により溶接トーチ５５の位置を確認しつつ、制御装置１０によってＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５を溶接開始位置から溶接線に沿って溶接終了位置まで移動させ、その溶接通過点を制御装置１０に記憶させる（教示作業）。その後、溶接アークが発生しない状態の溶接トーチ５５を制御装置１０に記憶された溶接通過点に基づいて移動させ、事前確認する。そして、溶接ユニット５０へ供給する乾燥空気を不活性ガスに切り換え、当て板４の周縁部に積層溶接を行わせる。
【００６３】
その後、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により、当て板４の周縁部に溶接された積層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。そして、当て板４の周縁部における溶接作業が全て終了したら（なお、上記においては第２層溶接までの場合を例にとって説明したが、上述と同様の手順を繰り返して第３層溶接以降を行ってもよい）、水中溶接装置８の溶接ユニット５０へ供給する不活性ガスを乾燥空気に切り換える。
【００６４】
そして、例えば当て板４の周縁部に溶接された積層溶接部のノド厚を検出することを意図して、制御装置１０によって水中溶接装置８のＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、第２のＺ軸方向移動機構（及び第１のＺ軸方向移動機構）を駆動させ、積層溶接部の止端に当接させたときの溶接トーチ５５の位置を演算する。制御装置１０は、それら演算値に基づき積層溶接部のノド厚を演算し、その演算値を監視モニタに表示する。これにより、作業者は、当て板４の周縁部に溶接された積層溶接部のノド厚が適切であるかどうかを確認する。その後、上述と同様の手順にて、水中溶接装置８をプール内壁２の被補修部から一旦離脱させる。
【００６５】
（４）閉止プラグの取付工程（図１０参照）
作業者は、オペレーションフロア９上にて、プラグ取付装置７のプラグ支持アーム３５のプラグ回動部３５ｅに閉止プラグ５を保持させる。その後、クレーン１１でプラグ取付装置７をプール１内に降ろし、プラグ取付装置６で保持された閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａへ配置させる。そして、制御装置１０によってプラグ取付装置７の本体固定機構３２を駆動させ、本体固定機構３２の吸着パット３２ａがプール内壁２に吸着し、プラグ取付装置７を固定する。このとき、作業者は、本体固定機構３２にそれぞれホース（図示せず）を介し接続された圧力計（図示せず）により吸着パット３２ａ内の圧力を確認し、これによって全ての本体固定機構３２の吸着パット３２ａがプール内壁２に吸着したかどうかを確認する。
【００６６】
そして、作業者は、監視モニタに表示されたプラグ取付装置７の監視カメラ４１等の映像により閉止プラグ５の位置を確認し、必要に応じ、制御装置１０によってプラグ取付装置７のＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構３４を駆動させてプラグ支持アーム３５を移動し、閉止プラグ５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を調整する。そして、制御装置１０によってプラグ取付装置７のプラグ押付機構を駆動させてプラグ支持アーム３５のアーム回動部３５ｄを回動し、閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４に押し付ける。作業者は、監視モニタに表示されたプラグ取付装置７の監視カメラ４１等の映像により、閉止プラグ５が当て板４のガス抜き穴４ａに押し付けられた状態を確認する。その後、制御装置１０によってプラグ取付装置７のプラグ回転機構３８を駆動させてプラグ回転部３５ｅを回転させ、閉止プラグ５のネジ部５ａを当て板４のガス抜き穴４ａに螺合させる。このとき、作業者は、監視モニタに表示されたプラグ取付装置７の監視カメラ４１等の映像により閉止プラグ５の取付状況を確認し、取付状況の途中段階になると、プラグ支持機構３７の係合部３７ａを閉止プラグ５のネジ部５ａから離脱させる。そして、閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａに取り付けた後、制御装置１０によってプラグ取付装置７の本体固定機構３２を停止させ、プラグ取付装置７を回収する。
【００６７】
（５）閉止プラグの溶接工程（図１１及び図１２参照）
上述と同様の手順にて、再び、水中溶接装置８を冷却水配管３に固定し、溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４に押し付ける。そして、例えば閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に初層溶接（第１層溶接）を行うことを意図して、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により溶接トーチ５５の位置を確認しつつ、制御装置１０によってＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５を溶接開始位置から溶接線に沿って溶接終了位置まで移動させ、その溶接通過点を制御装置１０に記憶させる（教示作業）。その後、溶接アークが発生しない状態の溶接トーチ５５を制御装置１０に記憶された溶接通過点に基づいて移動させ、事前確認する。そして、溶接ユニット５０へ供給する乾燥空気を不活性ガスに切り換え、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に初層溶接を行わせる。
【００６８】
その後、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に溶接された初層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。また、上述と同様の手順にて、水中溶接装置８の溶接ユニット５０へ供給する不活性ガスを乾燥空気に切り換え、水中溶接装置８をプール内壁２の被補修部から一旦離脱させる。その後、オペレーションフロア９からプール１内に水中カメラを降ろし、この水中カメラの映像により閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に溶接された初層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。そして、上述と同様の手順にて、再び、水中溶接装置８を冷却水配管３に固定し、溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４に押し付ける。
【００６９】
そして、例えば閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に積層溶接（第２層溶接）を行うことを意図して、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により溶接トーチ５５の位置を確認しつつ、制御装置１０によってＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５を溶接開始位置から溶接線に沿って溶接終了位置まで移動させ、その溶接通過点を制御装置１０に記憶させる（教示作業）。その後、溶接アークが発生しない状態の溶接トーチ５５を制御装置１０に記憶された溶接通過点に基づいて移動させ、事前確認する。そして、溶接ユニット５０へ供給する乾燥空気を不活性ガスに切り換え、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に積層溶接を行わせる。
【００７０】
その後、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に溶接された積層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。そして、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部における溶接作業が全て終了したら（なお、上記においては第２層溶接までの場合を例にとって説明したが、上述と同様の手順を繰り返して第３層溶接以降を行ってもよい）、水中溶接装置８の溶接ユニット５０へ供給する不活性ガスを乾燥空気に切り換える。
【００７１】
そして、例えば閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に溶接された積層溶接部のノド厚を検出することを意図して、制御装置１０によって水中溶接装置８のＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、第２のＺ軸方向移動機構（及び第１のＺ軸方向移動機構）を駆動させ、積層溶接部の止端に当接させたときの溶接トーチ５５の位置を演算する。制御装置１０は、それら演算値に基づき積層溶接部のノド厚を演算し、その演算値を監視モニタに表示する。これにより、作業者は、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に溶接された積層溶接部のノド厚が適切であるかどうかを確認する。その後、上述と同様の手順にて、水中溶接装置８を回収する。
【００７２】
以上のようにして、本実施形態においては、プール内壁２の被補修部に当て板４を溶接して補修する補修作業を狭隘部でも実施することができる具体的な構成を実現し、これによって溶接部に噴き出し穴が生じるのを防止することができる。また、プール１内の燃料を移設したりプール１内に放射線遮蔽設備を仮設したり、大量の水を抜く必要がなく、作業時間の短縮化を図ることができる。また、当て板支持装置６、水中溶接装置７、及びプラグ取付装置８を遠隔操作してプール内壁２の補修作業を実施するので、作業者がプール１内に立ち入る必要がなく、作業者の被爆低減を図ることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、隔壁５３は、先端側部分に形成され弾力性があり摩擦力が少ないカーボンフェルトと、基端側部分に形成され弾力性がありかつカーボンフェルトに比べ透過性が低いスポンジとで構成されている。これにより、例えばプール内壁２の被補修部を直接溶接して補修するような場合（言い換えれば、当て板４がないぶんだけ隔壁５３の押し付け量が少なくなり、隔壁５３を形成するカーボンフェルトからのガス洩れが生じやすい場合）でも、隔壁５３内の気相空間を維持することができる。
【００７４】
なお、上記一実施形態において、水中溶接装置８の隔壁５３はケーシング５４に固定した場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば公知のジンバル機構（図示せず）を介し傾斜可能に設け、隔壁５３からのガス漏れを低減するようにしてもよい。
【００７５】
また、上記一実施形態においては、水中溶接装置７は、アーク溶接方式の溶接トーチ５５を設けた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、これに代えて、例えば集光レンズ等を有するレーザ溶接方式の溶接トーチを設けてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００７６】
また、上記一実施形態においては、水中溶接装置８は、本体フレーム４２を冷却水配管３に固定するための手段として、クランプ機構４５Ｌ，４５Ｒを設けた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばプール内壁２と冷却水配管３との間に配置され、プール内壁２及び冷却水配管３に押付力を付与するような機構を設けてもよい。また、例えば吸着パット及びエジェクタを有する本体固定機構を備えてもよい。また、上記一実施形態においては、狭隘部であるプール内壁２の被補修部に当て板４を溶接して補修する場合を例にとって説明したが、これに限られず、狭隘部となっていないプール内壁２の被補修部を補修する場合に適用してもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の水中補修システムの一実施形態の構成の一部を燃料貯蔵プールとともに表す概略図である。
【図２】本発明の水中補修システムの一実施形態における当て板の構造を表す斜視図である。
【図３】本発明の水中補修システムの一実施形態を構成する当て板支持装置の全体構造を表す斜視図である。
【図４】本発明の水中補修システムの一実施形態を構成するプラグ取付装置の全体構造を表す斜視図である。
【図５】本発明の水中補修システムの一実施形態を構成する水中溶接装置の全体構造を表す斜視図である。
【図６】図５中の水中溶接装置の隔壁内の概略構造を表す部分拡大図である。
【図７】本発明の水中補修システムの一実施形態における当て板の配置工程を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の水中補修システムの一実施形態における当て板の仮付工程を説明するための斜視図である。
【図９】本発明の水中補修システムの一実施形態における当て板の溶接工程を説明するための斜視図である。
【図１０】本発明の水中補修システムの一実施形態における閉止プラグの取付工程を説明するための斜視図である。
【図１１】本発明の水中補修システムの一実施形態における閉止プラグの溶接工程を説明するための斜視図である。
【図１２】図１０中の水中溶接装置の隔壁内を表す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００７８】
２ プール内壁
４ 当て板
４ａ ガス抜き穴
５ 閉止プラグ
５ａ ネジ部
５ｂ ヘッド部
６ 当て板支持装置
７ プラグ取付装置
８ 水中溶接装置
１０ 制御装置
１６ 当て板支持アーム
１７ 当て板保持ユニット
１９ 当て板保持機構
２０ 当て板押付部
２５ 接触子
２６Ｌ，２６Ｒ 検出器
２７Ｌ，２７Ｒ 検出器移動機構
２８Ｌ，２８Ｒ 検出器移動機構
３５ プラグ支持アーム
３８ プラグ回転機構
４３Ｌ，４３Ｒ 着座フレーム
４４Ｌ，４４Ｒ 姿勢調整機構
４５Ｌ，４５Ｒ クランプ機構
４８ 第１スライド部
４９ 第２スライド部
５０ 溶接ユニット
５３ 隔壁
５５ 溶接トーチ
５６ ワイヤノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば原子力発電所や使用済燃料貯蔵施設等に設置された燃料貯蔵プールに係わり、特に、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修システム及びこれを用いた水中補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば原子力発電所や使用済燃料貯蔵施設等に設置された燃料貯蔵プールは、コンクリート壁にライング板（金属板）を内張りした構造となっている。このプール内壁の被補修部を補修する方法として、例えば、プール内の燃料を全て移設し、プール内の水を排出した後、作業者がプール内に入って補修作業を行う方法がある。あるいは、例えば、プール内に作業室を形成するための放射線遮蔽設備を仮設し、この作業室内の水を気体に置換した後、作業者が作業室内に入って補修作業を行う方法がある。これらの方法では、プール内から移設した燃料を保管する設備や放射線遮蔽設備等が必要であるばかりか、作業時間が膨大となる。
【０００３】
そこで、例えば、プール内壁に対向する側面に開口部を有するチャンバと、このチャンバをプール内壁に所定圧力で押圧するチャンバ保持機構と、チャンバ内の水をアルゴン等の気体に置換する気体注入機構とを備え、チャンバ内に、パッチ支持機構、溶接トーチ、溶接トーチ移動機構、溶加材送給機構、及び監視機構等を収納した水中溶接装置が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。そして、例えばプール内壁の被補修部にパッチ（当て板）を溶接して補修する場合、気体注入機構でチャンバ内に気相空間を形成しつつ、パッチ支持機構でプール内壁の被補修部にパッチを押圧し、このパッチの周縁部を溶接トーチで溶接するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１４６２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。
すなわち、上記水中溶接装置は、パッチ支持機構、溶接トーチ、溶接トーチ移動機構、溶加材送給機構、及び監視機構等をチャンバ内に収納するため（言い換えれば、少なくとも当て板の全体を覆うように気相空間を形成するため）、その小型化には限界があり、例えばプール内壁の被補修部の近傍に構造物が設置された場所（狭隘部）で用いることが困難であった。このような狭隘部でも当て板の溶接作業を実施するためには、例えば、当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ溶接する小型の水中溶接装置を採用することが考えられる。ところが、このタイプの水中溶接装置を用いて当て板の周縁部を溶接する場合、当て板とプール内壁との隙間に水が存在し、この水が溶接熱で加熱され蒸発するので溶接部に噴き出し穴が生じる虞がある。そこで、当て板にガス抜き穴を形成して対応する方法が考えられるものの、この場合、当て板の周縁部の溶接後、当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける必要が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、上記の事柄に基づいてなされたものであり、その目的は、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する補修作業を狭隘部でも実施することができる具体的な構成を実現し、これによって溶接部に噴き出し穴が生じるのを防止することができる水中補修システム、及びこれを用いた水中補修方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修システムであって、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する当て板支持装置と、前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付けるプラグ取付装置と、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ、前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接し、その後、前記プラグ取付装置で前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ、前記閉止プラグの周縁部を溶接する水中溶接装置と前記当て板支持装置、前記プラグ取付装置、及び前記水中溶接装置を遠隔操作する制御装置とを備える。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本発明は、当て板支持装置、水中溶接装置、及びプラグ取付装置を制御装置で遠隔操作して、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修方法であって、前記当て板支持装置により、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する手順と、前記水中溶接装置により、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接する手順と、前記プラグ取付装置により、前記プール内壁の被補修部に取り付けられた前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける手順と、前記水中溶接装置により、前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ前記閉止プラグの周縁部を溶接する手順とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する補修作業を狭隘部でも実施することができる具体的な構成を実現し、これによって溶接部に噴き出し穴が生じるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の水中補修システムの一実施形態の構成の一部を燃料貯蔵プールとともに表す概略図である。また、図２は、プール内壁の被補修部に溶接する当て板の構造を表す斜視図である。
【００１１】
この図１において、燃料貯蔵プール１は、コンクリート壁にライニング板（金属板）が内張りされた構造であり、プール内壁２の近傍に冷却水配管３が設けられた場所（狭隘部）を有している。本実施形態の水中補修システムは、このような狭隘部にあるプール内壁２の被補修部（例えば、後述の図７〜１１に示すライニング板の継目２ａに生じた欠陥等）に当て板４（板状の補修部材）を溶接して補修する補修作業を目的としたものである。
【００１２】
当て板４は、プール内壁２（ライニング板）と同じ金属材料からなり、その周縁部は、溶接性を考慮して、表側（図２中紙面に向かって手前側）部分に斜面が形成され裏側（図２中紙面に向かって奥側）部分にルート面が形成されている。なお、当て板４の周縁部に斜面を形成することにより、当て板４とプール壁２との段差を滑らかにするという効果も得られている。
【００１３】
また、例えば当て板４の周縁部を溶接する際に当て板４とプール内壁２との隙間にある水が蒸発して溶接部に噴出穴が生じるのを防止するため、当て板４の中央部にはガス抜き穴４ａ（詳細には、当て板４を貫通したネジ穴）が形成されており、このガス抜き穴４ａにネジ止め可能な閉止プラグ５が用意されている。閉止プラグ５は、当て板４（言い換えれば、ライニング板）と同じ金属材料からなり、当て板４のガス抜き４ａに螺合するネジ部５ａと、このネジ部５ａの一方側端部に形成された板状のヘッド部５ｂとで構成されている。閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部は、溶接性を考慮して、表側部分に斜面が形成され裏側部分にルート面が形成されている。
【００１４】
水中補修システムは、当て板４をプール内壁２の被補修部に配置して支持する当て板支持装置６（後述の図３参照）と、当て板４のガス抜き穴４ａに閉止プラグ５を取り付けるプラグ取付装置７（後述の図４参照）と、当て板４の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ当て板４の周縁部を溶接したり、また閉止プラグ５のヘッド部５ｂの全体を覆うように気相空間を形成しつつ閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部を溶接したりする水中溶接装置８（図１及び後述の図５参照）と、オペレーションフロア９に設置され、当て板支持装置６、プラグ取付装置７、及び水中溶接装置８を遠隔操作する制御装置（制御・監視盤）１０とを備えている。また、オペレーションフロア９には、当て板支持装置６、プラグ取付装置７、及び水中溶接装置８をプール１内に降ろすためのクレーン１１が設置されている。次に、当て板支持装置６、プラグ取付装置７、及び水中溶接装置８の詳細を順に説明する。
【００１５】
図３は、当て板支持装置６の全体構造を表す斜視図である。
【００１６】
この図３において、当て板支持装置６は、略板状のサイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒと、これらサイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒに例えば２つずつ（すなわち計４つ）設けられた本体固定機構１３と、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒの間に配置され、サイドフレーム１２Ｌ，１２ＲにＹ軸方向移動機構を介し接続された略板状のセンタフレーム１４と、センタフレーム１４にＸ軸方向移動機構を介し設けられた支持フレーム１５と、この支持フレーム１５にＺ軸方向に回動可能に設けられ、当て板４を支持する当て板支持アーム１６とを備えている。
【００１７】
本体固定機構１３は、吸着パット１３ａ及びエジェクタ１３ｂを有し、エジェクタ１３ｂは、ホース（図示せず）を介しオペレーションフロア９上のポンプユニット（図示せず）から水が供給されるようになっている。また、ポンプユニットからエジェクタ１３ｂへの水の供給が制御装置１０によって制御されている。そして、例えばエジェクタ１３ｂに水が供給された場合は、エジェクタ１３ｂがサイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒの表側（図中紙面に向かって奥側）に水を噴出し、吸着パット１３ａ内に負圧を生じさせる。これにより、吸着パット１３ａがプール内壁２に吸着し、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒをプール内壁２に固定する。一方、例えばエジェクタ１３ｂへの水の供給が停止された場合は、吸着パット１３ａ内が正圧となり、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒをプール内壁２から離脱させる。なお、例えば複数の本体固定機構１３の間においてプール内壁２に段差がある場合、本体固定機構１３とサイドフレーム１２Ｌ（又は１２Ｒ）との間にプレート等を取り付けて対応するようにしてもよい。
【００１８】
Ｙ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒに設けられた左右の水圧アクチュエータを有している。これら左右の水圧アクチュエータは、オペレーションフロア９上のポンプユニットからホース（図示せず）を介し供給された水によって駆動するものであり、制御装置１０によって水圧アクチュエータへの水の供給が制御されている（なお、後述する他の水圧アクチュエータも同様）。そして、例えば左右の水圧アクチュエータを同じ作動量で駆動させた場合は、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒに対しセンタフレーム１４を姿勢維持したままＹ軸方向に移動させ、一方、例えば左右の水圧アクチュエータを異なる作動量で駆動させた場合は、サイドフレーム１２Ｌ，１２Ｒに対しセンタフレーム１４を傾けるように移動させる。Ｘ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、水圧アクチュエータを有し、この水圧アクチュエータの駆動により、センタフレーム１４に対し支持フレーム１５をＸ軸方向に移動させる。したがって、制御装置１０は、前述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構の駆動により、当て板支持アーム１６で支持された当て板４の位置（詳細には、プール内壁２の被補修部に対する当て板４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置）を調整するようになっている。
【００１９】
当て板支持アーム１６の先端部には、当て板４を保持するための当て板保持ユニット１７が着脱可能に設けられている。当て板保持ユニット１７は、中央部に開口を有する保持フレーム１８ａ（後述の図７参照、但し、例えば略コの字の板状に形成してもよい）と、この保持フレーム１８ａの表側（図中紙面に向かって奥側）に設けられ、当て板支持アーム１６の先端部に上側（図中上側）から挿嵌可能な係合部１８ｂと、保持フレーム１８ａの上側及び側方側（図中左右両側）に設けられた当て板ガイド１８ｃと、保持フレーム１８ａの裏側（図中紙面に向かって手前側）に設けられ当て板４を保持する例えば４つの当て板保持機構１９（図７参照）とを備えている。当て板保持機構１９は、吸着パット及びエジェクタを有し、エジェクタは、ホース（図示せず）を介しオペレーションフロア９上のポンプユニットからの水が供給されるようになっている。また、ポンプユニットからエジェクタへの水の供給が制御装置１０によって制御されている。そして、例えばエジェクタに水が供給された場合は、エジェクタが水を噴出し、吸着パット内に負圧を生じさせる。これにより、吸着パットが当て板４を吸着して保持するようになっている。一方、例えばエジェクタへの水の供給が停止された場合、吸着パット内が正圧となり、吸着パットが当て板４を離すようになっている。
【００２０】
当て板支持アーム１６の先端側には、当て板保持ユニット１７の保持フレーム１８ａの開口に位置し、当て板保持機構１９と干渉しないで当て板４の中央部に当接可能な当て板押付部２０（図７参照）が設けられている。また、支持フレーム１５には、当て板支持アーム１６をＺ軸方向に回動させる当て板押付機構２１（図７参照）が設けられている。当て板押付機構２１は、水圧アクチュエータ２２を有し、この水圧アクチュエータ２２の駆動により、支持フレーム１５に対し当て板支持アーム１６をＺ軸方向に回動させる。これにより、例えば、当て板押付部２０を当て板４の中央部に当接して、当て板４をプール内壁２に押し付けるようになっている。これにより、当て板保持ユニット１７を取り外して当て板４の周縁部の一部を溶接可能な状態にすることができるようになっている。
【００２１】
なお、当て板保持ユニット１７には操作ケーブル（図示せず）が接続されており、例えばオペレーションフロア９上の作業員が操作ケーブルを引っ張ることにより、当て板保持ユニット１７の係合部１８ｂが当て板支持アーム１６の先端部から外れるようになっている。また、当て板保持ユニット１７は、当て板支持装置６から取り外した状態でも使用することができ、例えばプール１内に落下した当て板４を回収する場合等に用いることができる。
【００２２】
センタフレーム１４の中央部には、当て板４を照らす照明２３と、当て板４をＹ軸方向から撮像する監視カメラ２４とが設けられ、サイドフレーム１２Ｒ（又は１２Ｌでもよい）には、当て板４をＸ軸方向から撮像する監視カメラ（図示せず）が設けられている。監視カメラ２４等の映像は、信号線（図示せず）を介し制御装置１０に送信され監視モニタ（図示せず）に表示される。これにより、作業者は、当て板４の位置等を目視確認できるようになっている。
【００２３】
センタフレーム１４における当て板支持アーム１６よりサイドフレーム１２Ｌ側（図中左側）には、接触子２５を有する検出器２６Ｌと、検出器２６ＬをＸ軸方向に移動させる検出器移動機構２７Ｌと、検出器２６ＬをＹ軸方向に移動させる検出器移動機構２８Ｌとが設けられている。検出器移動機構２７Ｌは、水圧アクチュエータ２９を有し、この水圧アクチュエータ２９の駆動により、センタフレーム１４に対し検出器２６ＬをＸ軸方向に移動させる。検出器移動機構２８Ｌは、水圧アクチュエータ３０を有し、この水圧アクチュエータ３０の駆動により、センタフレーム１４に対し検出器２６ＬをＹ軸方向に移動させるようになっている。検出器２６Ｌは、接触子２５をＺ軸方向に移動させる駆動機構（図示しないが、例えばバネや水圧アクチュエータを用いて駆動する機構）を有し、接触子２５を当て板４やプール内壁２にそれぞれ当接させたときの接触子２５のＺ軸方向の位置を検出する。そして、検出２６Ｌは、その検出値を信号線（図示せず）を介し制御装置１０に出力するようになっている。
【００２４】
同様に、センタフレーム１４における当て板支持アーム１６よりサイドフレーム１２Ｒ側（図中右側）には、接触子２５を有する検出器２６Ｒと、検出器２６ＲをＸ軸方向に移動させる検出器移動機構２７Ｒと、検出器２６ＲをＹ軸方向に移動させる検出器移動機構２８Ｒとが設けられている。これら検出器２６Ｒ及び検出器移動機構２７Ｒ，２８Ｒは、上述した検出器２６Ｌ及び検出器移動機構２７Ｌ，２８Ｌと同様であるため、説明を省略する。
【００２５】
制御装置１０は、検出器移動機構２７Ｌ，２８Ｌの駆動により検出器２６Ｌの接触子２５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、検出器２６Ｌから入力した接触子２５のＺ軸方向の位置をＸ軸方向及びＹ軸方向の位置と関連づけて記憶する。また、検出器移動機構２７Ｒ，２８Ｒの駆動により検出器２６Ｒの接触子２５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、検出器２６Ｒから入力した接触子２５のＺ軸方向の位置をＸ軸方向及びＹ軸方向の位置と関連づけて記憶する。そして、当て板４に当接した接触子２５のＺ軸方向位置とプール内壁２に当接した接触子２３のＺ軸方向位置との差分を演算し、この差分から予め記憶された当て板４の厚み寸法を差し引くことにより、当て板４とプール内壁２との隙間寸法を演算し、その演算値を監視モニタに表示するようになっている。
【００２６】
図４は、プラグ取付装置７の全体構造を表す斜視図である。
【００２７】
この図４において、プラグ取付装置７は、略コの字の板状の本体フレーム３１と、この本体フレーム３１に設けられた例えば４つの本体固定機構３２と、本体フレーム３１にＸ軸方向移動機構を介し設けられたスライドフレーム３３と、このスライドフレーム３３にＹ軸方向移動機構３４を介し設けられ、閉止プラグ５を支持するプラグ支持アーム３５とを備えている。
【００２８】
本体固定機構３２は、吸着パット３２ａ及びエジェクタ３２ｂを有し、エジェクタ３２ｂは、ホース（図示せず）を介しオペレーションフロア９上のポンプユニットからの水が供給されるようになっている。そして、例えばエジェクタ３２ｂに水が供給された場合は、エジェクタ３２ｂが水を噴出し、吸着パット３２ａ内に負圧を生じさせる。これにより、吸着パット３２ａがプール内壁２に吸着し、本体フレーム３１をプール内壁２に固定する。一方、例えばエジェクタ３２ｂへの水の供給が停止された場合は、吸着パット３２ａ内が正圧となり、本体フレーム３１をプール内壁２から離脱させる。なお、例えば複数の本体固定機構３２の間においてプール内壁２に段差がある場合、本体固定機構３２と本体フレーム３１との間にプレート等を取り付けて対応するようにしてもよい。
【００２９】
Ｘ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、水圧アクチュエータを有し、この水圧アクチュエータの駆動により、本体フレーム２９に対しスライドフレーム３１をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸方向移動機構３４は、水圧アクチュエータ３６を有し、この水圧アクチュエータ３６の駆動により、スライドフレーム３３に対しプラグ支持アーム３５をＹ軸方向に移動させる。したがって、制御装置１０は、前述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構３４の駆動により、プラグ支持アーム３５で支持された閉止プラグ５の位置（詳細には、当て板４のガス抜き穴４ａに対する閉止プラグ５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置）を調整するようになっている。
【００３０】
プラグ支持アーム３５は、スライドフレーム３３にＹ軸方向移動機構３４を介し設けられたアーム起端部３５ａと、このアーム起端部３５ａに回動ステー３５ｂ及び一対の連結ステー３５ｃを介しＺ軸方向に回動可能に連結されたアーム回動部３５ｄと、このアーム回動部３５ｄの先端部に設けられ、閉止プラグを保持し略Ｚ軸廻りに回転可能なプラグ回転部３５ｅとで構成されている。
【００３１】
プラグ支持アーム３５のプラグ回転部３５ｅには、閉止プラグ５のヘッド部５ｂが嵌合する凹部（図示せず）が形成されており、閉止プラグ５のネジ部５ａを支持可能なプラグ支持機構３７が設けられている。プラグ支持機構３７は、閉止プラグ５のネジ部５ａに係合するとともに、プラグ回転部３５ｅとの間で閉止プラグ５のヘッド部５ｂを遊嵌する係合部３７ａと、この係合部３７ａを略Ｙ軸方向に移動させる駆動機構とを有している。この駆動機構は、詳細を図示しないが、水圧アクチュエータを有し、この水圧アクチュエータの駆動により、係合部３７ａを移動させて閉止プラグ５のヘッド部５ｂに係合させるか、若しくは離脱させるようになっている。すなわち、例えば閉止プラグ５のネジ部５ａが当て板４のガス抜き穴４ａに螺合していない取付状況の準備段階では、係合部３７ａを閉止プラグ５のネジ部５ａに係合させて閉止プラグ５を支持し、一方、例えば閉止プラグ５のネジ部５ａが当て板４のガス抜き穴４ａに螺合した取付状況の途中段階では、最終段階で係合部３７ａが邪魔となるため、係合部３７ａを閉止プラグ５のネジ部５ａから離脱させるようになっている。
【００３２】
プラグ支持アーム３５のアーム起端部３５ａには、回動ステー３５ｂを介しアーム回動部３５ｄをＺ軸方向に回動させるプラグ押付機構が設けられている。プラグ押付機構は、詳細を図示しないが、水圧アクチュエータを有し、この水圧アクチュエータの駆動により、アーム起端部３５ａに対しアーム回動部３５ｄをＺ軸方向に回動させる。これにより、閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａに押し付ける力、又は閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａから引き抜く力を付与するようになっている。
【００３３】
プラグ支持アーム３５のアーム回動部３５ｄには、プラグ回転部３５ｅを回転させるプラグ回転機構３８が設けられている。プラグ回転機構３８は、アーム回動部３５ｄに設けられた例えば一対の水圧アクチュエータ３９Ａ，３９Ｂを有している。そして、例えば上述したプラグ押付機構によって押し付け力を付与しつつ、プラグ回転機構３８の水圧アクチュエータ３９Ａを駆動してプラグ回転部３５ｅを正方向に回転させることにより、閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａに取り付けることができる。一方、例えばプラグ押付機構によって引き抜き力を付与しつつ、プラグ回転機構３８の水圧アクチュエータ３９Ｂを駆動してプラグ回転部３５ｅを逆方向に回転させることにより、閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａから取り外すことができるようになっている。
【００３４】
スライドフレーム３３には、閉止プラグ５を照らす照明４０と、閉止プラグ５をＸ軸方向から撮像する監視カメラ４１とが設けられ、プラグ支持アーム３５のアーム回動部３５ｄには、閉止プラグ５をＹ軸方向から撮像する監視カメラ（図示せず）が設けられている。監視カメラ４１等の映像は、信号線（図示せず）を介し制御装置１０に送信されて監視モニタに表示される。これにより、作業者は、閉止プラグ５の位置や取付作業状況等を目視確認できるようになっている。
【００３５】
図５は、水中溶接装置８の全体構造を表す斜視図であり、図６は、水中溶接装置８の隔壁内の概略構造を表す部分拡大図である。
【００３６】
これら図５及び図６において、水中溶接装置８（本実施形態では、固体隔壁式水中乾式ＴＩＧ溶接装置と称するもの）は、略枠状の本体フレーム４２と、この本体フレーム４２の下側（図５中下側）に設けられ、冷却水配管３に着座する一対の着座フレーム４３Ｌ，４３Ｒと、これら着座フレーム４３Ｌ，４３Ｒにそれぞれ接続され、上下複数箇所でプール内壁２に当接して本体フレーム４２の姿勢をプール内壁２に対し平行とする姿勢調整機構４４Ｌ，４４Ｒと、着座フレーム４３Ｌ，４３Ｒにそれぞれ設けられ、冷却水配管３をクランプするクランプ機構４５Ｌ，４５Ｒとを備えている。
【００３７】
姿勢調整機構４４Ｌ（又は４４Ｒ、以降、この段落の括弧内の対応同じ）は、着座フレーム４３Ｌ（又は４３Ｌ）に接続され、上下方向に延在する一対のローラアーム４６ａと、これらローラアーム４６ａの両側端部にそれぞれ回転可能に軸支されたローラ４６ｂとを有している。そして、上下のローラ４６ｂがプール内壁２に当接することで、本体フレーム４２の姿勢がプール内壁２に対し平行となる。クランプ機構４５Ｌ（又は４５Ｒ、以降、この段落の括弧内の対応同じ）は、着座フレーム４３Ｌ（又は４３Ｌ）に回動可能に設けられた把持アーム４７ａと、この把持アーム４７ａを回動させる空圧アクチュエータ４７ｂとを有している。空圧アクチュエータ４７ｂは、ホースを介しオペレーションフロア９から供給された空気によって駆動するものであり、制御装置１０によって空圧アクチュエータ４７ｂへの空気の供給が制御されている（なお、後述する他の空圧アクチュエータも同様）。そして、空圧アクチュエータ４７ｂの駆動により、把持アーム４７ａが回動して冷却水配管３をクランプする。その結果、本体フレーム４２の姿勢をプール内壁２に対し平行としつつ、本体フレーム４２を冷却水配管３に固定するようになっている。
【００３８】
また、水中溶接装置８は、本体フレーム４２の枠内に配置され、本体フレーム４２にＸ軸方向移動機構を介し設けられた第１スライド部４８と、本体フレーム４２の枠内に配置され、第１スライド部４８にＹ軸方向移動機構を介し設けられた第２スライド部４９と、この第２スライド部４９に第１のＺ軸方向移動機構を介し設けられた溶接ユニット５０と、本体フレーム４２の枠内に配設され溶接ワイヤ（溶加材）を収納するワイヤボックス５１と、本体フレーム４２の枠内に配設された電源ボックス５２とを備えている。
【００３９】
Ｘ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、電動アクチュエータ（詳細には、制御装置１０から信号線を介し出力された電気信号によって駆動するものである。なお、後述する他の電アクチュエータも同様）を有し、この電動アクチュエータの駆動により、本体フレーム４２に対し第１スライド部をＸ軸方向に移動させるようになっている。Ｙ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、電動アクチュエータを有し、この電動アクチュエータの駆動により、第１スライド部４８に対し第２スライド部４９をＹ軸方向に移動させるようになっている。第１のＺ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、電動アクチュエータを有し、この電動アクチュエータの駆動により、第２スライド部４９に対し溶接ユニット５０をＺ軸方向に移動させる。したがって、制御装置１０は、前述した第１のＺ軸方向移動機構の駆動により、後述する溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４やプール内壁２に押し付け、前述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構の駆動により、溶接ユニット５０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるようになっている。
【００４０】
溶接ユニット５０は、本体フレーム４２（及び冷却水配管３）とプール内壁２との間に配置されるケーシング５４と、このケーシング５４の下方側（図５中下側）におけるプール内壁２に対向する面に立設され、当て板４の局部及び閉止プラグ５の全体を覆うように気相空間を形成するための環状の隔壁５３とを備えている。隔壁５３は、先端側部分に形成され弾力性があり摩擦力が少ないカーボンフェルトと、基端側部分に形成され弾力性がありかつカーボンフェルトに比べ透過性が低いスポンジとで構成されている。
【００４１】
ケーシング５４には、隔壁５３の内部に連通する開口が形成されており、その開口付近には、溶接トーチ５５、ワイヤノズル５６、照明５７、及び監視カメラ５８が収納されている（図６参照）。
【００４２】
ワイヤボックス５１には、ホース５９等を介し溶接ユニット５０のワイヤノズル５６に溶接ワイヤを供給するワイヤ供給機構が設けられている。溶接ワイヤ供給機構は、詳細を図示しないが、電動アクチュエータを有し、この電動アクチュエータの駆動により、溶接ワイヤをワイヤノズル５６に供給して溶接トーチ５５の先端近傍に導出させるようになっている。
【００４３】
また、ワイヤボックス５１は、オペレーションフロア９からホースを介し不活性ガス等（詳細には、不活性ガス及び乾燥空気のうち少なくとも一方を選択可能）が供給されており、ワイヤノズル５６は、ホース５９等を介しワイヤボックス５１から不活性ガス等が供給されて、隔壁５３の内部に不活性ガス等を噴出するようになっている。また、ケーシング５４内にも、ワイヤボックス５１に不活性ガス等を供給するホースとは別系統のホースを介し不活性ガス等が供給されるようになっている。これにより、隔壁５３をプール内壁２に押し付けた状態にて隔壁５３の内部に気相空間を形成することができ、この隔壁５３内における当て板４の周縁部や閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部を溶接トーチ５５で溶接することができるようになっている。なお、制御装置１０は、不活性ガスの圧力及び流量と乾燥空気の圧力及び流量をそれぞれ制御するようになっている。
【００４４】
また、当て板４の周縁部や閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部を溶接する溶接方向（本実施形態では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向）に対応するため、溶接トーチ５５に対するワイヤノズル５６の位置を切り換えるワイヤ位置切換機構が設けられている。ワイヤ位置切換機構は、詳細を図示しないが、空圧アクチュエータを有し、この空圧アクチュエータの駆動により、溶接トーチ５５に対するワイヤノズル５６の位置（言い換えれば、溶接ワイヤの供給位置）を切り換える。すなわち、例えばＸ軸方向に溶接する場合は、溶接トーチ５５に対する溶接ワイヤの供給位置を図６に示す左側位置に切り換え、一方、例えばＹ軸方向に溶接する場合は、後述の図１１に示す上側位置に切り換えるようになっている。
【００４５】
監視カメラ５８は、ワイヤノズル５６の位置も含め隔壁５３の内部（詳細には、プール内壁２、当て板４、閉止プラグ５、又は溶接トーチ５５等）を撮像し、その映像は信号線を介し制御装置１０に送信されて監視モニタに表示される。なお、監視カメラ５８の前方には、光を軽減するフィルタカバーの開閉機構（図示せず）が設けられており、溶接作業の準備段階、中断段階、及び終了段階だけでなく、強い光が発せられる溶接作業中の状況も撮像できるようになっている。
【００４６】
溶接トーチ５５は、例えばアーク電極（タングステン電極）を有するアーク溶接方式のものであり、この溶接トーチ５５をＺ軸方向に移動させる第２のＺ軸方向移動機構が設けられている。第２のＺ軸方向移動機構は、詳細を図示しないが、電動アクチュエータを有し、この電動アクチュエータの駆動により、ケーシング５４に対し溶接トーチ５５をＺ軸方向に移動させるようになっている。
【００４７】
制御装置１０は、例えばアーク溶接におけるアーク長を一定に保つことを目的としてアーク電圧制御（ＡＶＣ：Arc Voltage Control）を行う場合、アーク電圧の検出値と予め設定された基準電圧とを比較し、これに応じて第２のＺ軸方向移動機構を駆動して溶接トーチ５５のＺ軸方向位置を制御し、またワイヤ供給機構による溶接ワイヤの供給速度を制御するようになっている。
【００４８】
また、制御装置１０は、例えば当て板４とプール内壁２との隙間寸法を検出する場合、上述した第２のＺ軸方向移動機構（並びに上述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構等）を駆動して溶接トーチ５５を当て板４やプール内壁２に当接させる。このとき、溶接トーチ５５が当て板４やプール内壁２に当接すると電気的に導通される事象を利用して、第２のＺ軸方向移動機構（並びに上述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構等）を自動停止させている。そして、制御装置１０は、当て板４やプール内壁２にそれぞれ当接させたときの溶接トーチ５５のＺ軸方向の位置を演算し、この溶接トーチ５５のＺ軸方向の位置をＸ軸方向及びＹ軸方向の位置と関連づけて記憶する。そして、当て板４に当接した溶接トーチ５５のＺ軸方向位置とプール内壁２に当接した溶接トーチ５５のＺ軸方向位置との差分を演算し、この差分から予め記憶された当て板４の厚み寸法を差し引くことにより、当て板４とプール内壁２との隙間寸法を演算し、その演算値を監視モニタに表示するようになっている。
【００４９】
また、制御装置１０は、例えば当て板４の周縁部や閉止プラグの周縁部を溶接した溶接部のノド厚を検出する場合、上述した第２のＺ軸方向移動機構（並びに上述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構等）を駆動して溶接トーチ５５を溶接部の止端に当接させる。このとき、溶接トーチ５５が溶接部に当接すると電気的に導通される事象を利用して、第２のＺ軸方向移動機構（並びに上述したＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構等）を自動停止させている。そして、制御装置は１０、溶接部の止端にそれぞれ当接させたときの溶接トーチ５５のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の位置を演算して記憶する。そして、溶接部の止端に当接した溶接トーチ５５の位置に基づき溶接部のノド厚を演算し、その演算値を監視モニタに表示するようになっている。
【００５０】
なお、上記において、水中溶接装置８のワイヤノズル５６は、特許請求の範囲記載の隔壁の内部にガスを供給するガス供給手段を構成し、かつ、溶接トーチの近傍に溶加材を供給する溶加材供給手段を構成する。また、水中溶接装置８のＸ軸方向移動機構、第１スライド部、Ｙ軸方向移動機構、第２スライド部、及び第１のＺ軸方向移動機構は、溶接ユニットを移動させる第１の溶接移動機構を構成する。また、水中溶接装置８の第２のＺ軸方向移動機構は、溶接トーチを移動させる第２の溶接移動機構を構成する。
【００５１】
次に、本実施形態の水中補修システムを用いた水中補修方法を図７〜図１２により説明する。この水中補修方法は、大別して、当て板の配置工程、当て板の仮付工程、当て板の溶接工程、閉止プラグの取付工程、及び閉止プラグの溶接工程を有する。
【００５２】
（１）当て板の配置工程（図７参照）
作業者は、オペレーションフロア９上にて、まず、当て板４の外観に異常がないことを確認する。なお、当て板４の設置面（裏面）の形状は、プール内壁２の被補修部に合わせることが好ましい。また、当て板４の厚み寸法を計測し、その計測値を制御装置１０に入力し記憶させる。
【００５３】
そして、制御装置１０によって、当て板支持装置６の当て板支持アーム１６の先端部に取り付けられた当て板保持ユニット１７の当て板保持機構１９を駆動させ、当て板保持機構１９の吸着パットが当て板４を吸着して保持する。その後、作業者は、クレーン１１で当て板支持装置６をプール１内に降ろし、当て板支持装置６で保持された当て板４をプール内壁２の被補修部へ配置する。そして、制御装置１０によって当て板支持装置６の本体固定機構１３を駆動させ、本体固定機構１３の吸着パット１３ａがプール内壁２に吸着し、当て板支持装置６を固定する。このとき、作業者は、本体固定機構１３にそれぞれホース（図示せず）を介し接続された圧力計（図示せず）により吸着パット１３ａ内の圧力を確認し、これによって全ての本体固定機構１３の吸着パット１３ａがプール内壁２に吸着したかどうかを確認する。
【００５４】
そして、作業者は、監視モニタに表示された当て板支持装置６の監視カメラ２４等の映像により当て板４の位置を確認し、必要に応じ、制御装置１０によって当て板支持装置６のＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて当て板支持アーム１６を移動し、当て板４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を調整する。そして、制御装置１０によって当て板支持装置６の当て板押付機構２１を駆動させて当て板支持アーム１６を回動し、当て板押付部２０を当て板４の中央部に当接させて当て板４をプール内壁２に押し付ける。そして、作業者は、当て板４がプール内壁２に押し付けられた状態を監視モニタで確認した後、当て板保持ユニット１７を当て板支持装置６から取り外して回収する。
【００５５】
そして、例えば当て板４の４隅を含め複数箇所における当て板４とプール内壁２との隙間寸法を検出することを意図して、制御装置１０によって検出器移動機構２７Ｌ，２８Ｌ又は２７Ｒ，２８Ｒを駆動させて検出器２６Ｌ又は２６ＲのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、検出器２６Ｌ又は２６Ｒの接触子２５が当て板４やプール内壁２に当接したときのＺ軸方向位置を検出する。制御装置１０は、それら検出結果及び予め記憶された当て板４の厚み寸法に基づき、当て板４とプール内壁２との隙間寸法を演算し、その演算値を監視モニタに表示する。これにより、作業者は、例えば当て板４とプール内壁２との隙間寸法が大きくて溶接できない状況になっていないかどうかを確認する。
【００５６】
（２）当て板の仮付工程（図８参照）
作業者は、クレーン１１で水中溶接装置８をプール１内に降ろし、水中溶接装置８を冷却水配管３に着座させる。このとき、水中溶接装置８の溶接ユニット５０内への水の侵入を最小限とするため、溶接ユニット５０のケーシング５４内に乾燥空気を供給するとともに、ワイヤノズル５６等を介し溶接ユニット５０の隔壁５３内に乾燥空気を供給する。また、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により溶接ユニット５０の位置を確認し、水中溶接装置８の配置を調整する。その後、制御装置１０によって水中溶接装置８のクランプ機構４５Ｌ，４５Ｒを駆動させて把持アーム４７ａが冷却水配管３をクランプし、水中溶接装置８を固定する。
【００５７】
そして、制御装置１０によって水中溶接装置８の第１のＺ軸方向移動機構を駆動させ、溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４やプール内壁２に押し付ける。これにより、隔壁５３内に乾燥空気が充満し、気相空間が形成される。そして、制御装置１０によって溶接ユニット５０（詳細には、隔壁５３及びケーシング５４）へ供給する乾燥空気を不活性ガスに切り換え、その後、Ｘ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構等を駆動させて溶接ユニット５０を移動させつつ、隔壁５３内における当て板４の周縁部の複数箇所を溶接トーチ５５で溶接し、当て板４を仮付けする。また、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により、当て板４の周縁部に溶接された溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。
【００５８】
（３）当て板の溶接工程（図９参照）
水中溶接装置８の溶接ユニット５０へ供給する不活性ガスを乾燥空気に切り換えた後、制御装置１０によって水中溶接装置８のクランプ機構４５Ｌ，４５Ｒを駆動させて把持アーム４７ａのクランプを解除し、水中溶接装置８をプール内壁２の被補修部から一旦離脱させる。その後、制御装置１０によって当て板支持装置６の本体固定機構１３を停止させ、当て板支持装置６を回収する。そして、上述と同様の手順にて、再び、水中溶接装置８を冷却水配管３に固定し、溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４やプール内壁に押し付ける。
【００５９】
そして、例えば当て板４の４隅を含め複数箇所における当て板４とプール内壁との隙間寸法を検出することを意図して、制御装置１０によって水中溶接装置８のＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、第２のＺ軸方向移動機構（及び第１のＺ軸方向移動機構）を駆動させて当て板４やプール内壁２に当接させたときの溶接トーチ５５のＺ軸方向位置を演算する。制御装置１０は、それら演算値及び予め記憶された当て板４の厚み寸法に基づき、当て板４とプール内壁２との隙間寸法を演算し、その演算値を監視モニタに表示する。これにより、作業者は、例えば当て板４とプール内壁２との隙間寸法が大きくて溶接できない状況になっていないかどうかを確認する。
【００６０】
そして、例えば当て板４の周縁部に初層溶接（第１層溶接）を行うことを意図して、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により溶接トーチ５５の位置を確認しつつ、制御装置１０によってＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５を溶接開始位置から溶接線に沿って溶接終了位置まで移動させ、その溶接通過点を制御装置１０に記憶させる（教示作業）。その後、溶接アークが発生しない状態の溶接トーチ５５を制御装置１０に記憶された溶接通過点に基づいて移動させ、事前確認する。そして、溶接ユニット５０へ供給する乾燥空気を不活性ガスに切り換え、当て板４の周縁部に初層溶接を行わせる。
【００６１】
その後、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により、当て板４の周縁部に溶接された初層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。また、上述と同様の手順にて、水中溶接装置８の溶接ユニット５０へ供給する不活性ガスを乾燥空気に切り換え、水中溶接装置８をプール内壁２の被補修部から一旦離脱させる。その後、オペレーションフロア９からプール１内に水中カメラ（図示せず）を降ろし、この水中カメラの映像により当て板４の周縁部に溶接された初層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。そして、上述と同様の手順にて、再び、水中溶接装置８を冷却水配管３に固定し、溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４やプール内壁に押し付ける。
【００６２】
そして、例えば当て板４の周縁部に積層溶接（第２層溶接）を行うことを意図して、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により溶接トーチ５５の位置を確認しつつ、制御装置１０によってＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５を溶接開始位置から溶接線に沿って溶接終了位置まで移動させ、その溶接通過点を制御装置１０に記憶させる（教示作業）。その後、溶接アークが発生しない状態の溶接トーチ５５を制御装置１０に記憶された溶接通過点に基づいて移動させ、事前確認する。そして、溶接ユニット５０へ供給する乾燥空気を不活性ガスに切り換え、当て板４の周縁部に積層溶接を行わせる。
【００６３】
その後、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により、当て板４の周縁部に溶接された積層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。そして、当て板４の周縁部における溶接作業が全て終了したら（なお、上記においては第２層溶接までの場合を例にとって説明したが、上述と同様の手順を繰り返して第３層溶接以降を行ってもよい）、水中溶接装置８の溶接ユニット５０へ供給する不活性ガスを乾燥空気に切り換える。
【００６４】
そして、例えば当て板４の周縁部に溶接された積層溶接部のノド厚を検出することを意図して、制御装置１０によって水中溶接装置８のＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、第２のＺ軸方向移動機構（及び第１のＺ軸方向移動機構）を駆動させ、積層溶接部の止端に当接させたときの溶接トーチ５５の位置を演算する。制御装置１０は、それら演算値に基づき積層溶接部のノド厚を演算し、その演算値を監視モニタに表示する。これにより、作業者は、当て板４の周縁部に溶接された積層溶接部のノド厚が適切であるかどうかを確認する。その後、上述と同様の手順にて、水中溶接装置８をプール内壁２の被補修部から一旦離脱させる。
【００６５】
（４）閉止プラグの取付工程（図１０参照）
作業者は、オペレーションフロア９上にて、プラグ取付装置７のプラグ支持アーム３５のプラグ回動部３５ｅに閉止プラグ５を保持させる。その後、クレーン１１でプラグ取付装置７をプール１内に降ろし、プラグ取付装置６で保持された閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａへ配置させる。そして、制御装置１０によってプラグ取付装置７の本体固定機構３２を駆動させ、本体固定機構３２の吸着パット３２ａがプール内壁２に吸着し、プラグ取付装置７を固定する。このとき、作業者は、本体固定機構３２にそれぞれホース（図示せず）を介し接続された圧力計（図示せず）により吸着パット３２ａ内の圧力を確認し、これによって全ての本体固定機構３２の吸着パット３２ａがプール内壁２に吸着したかどうかを確認する。
【００６６】
そして、作業者は、監視モニタに表示されたプラグ取付装置７の監視カメラ４１等の映像により閉止プラグ５の位置を確認し、必要に応じ、制御装置１０によってプラグ取付装置７のＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構３４を駆動させてプラグ支持アーム３５を移動し、閉止プラグ５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を調整する。そして、制御装置１０によってプラグ取付装置７のプラグ押付機構を駆動させてプラグ支持アーム３５のアーム回動部３５ｄを回動し、閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４に押し付ける。作業者は、監視モニタに表示されたプラグ取付装置７の監視カメラ４１等の映像により、閉止プラグ５が当て板４のガス抜き穴４ａに押し付けられた状態を確認する。その後、制御装置１０によってプラグ取付装置７のプラグ回転機構３８を駆動させてプラグ回転部３５ｅを回転させ、閉止プラグ５のネジ部５ａを当て板４のガス抜き穴４ａに螺合させる。このとき、作業者は、監視モニタに表示されたプラグ取付装置７の監視カメラ４１等の映像により閉止プラグ５の取付状況を確認し、取付状況の途中段階になると、プラグ支持機構３７の係合部３７ａを閉止プラグ５のネジ部５ａから離脱させる。そして、閉止プラグ５を当て板４のガス抜き穴４ａに取り付けた後、制御装置１０によってプラグ取付装置７の本体固定機構３２を停止させ、プラグ取付装置７を回収する。
【００６７】
（５）閉止プラグの溶接工程（図１１及び図１２参照）
上述と同様の手順にて、再び、水中溶接装置８を冷却水配管３に固定し、溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４に押し付ける。そして、例えば閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に初層溶接（第１層溶接）を行うことを意図して、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により溶接トーチ５５の位置を確認しつつ、制御装置１０によってＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５を溶接開始位置から溶接線に沿って溶接終了位置まで移動させ、その溶接通過点を制御装置１０に記憶させる（教示作業）。その後、溶接アークが発生しない状態の溶接トーチ５５を制御装置１０に記憶された溶接通過点に基づいて移動させ、事前確認する。そして、溶接ユニット５０へ供給する乾燥空気を不活性ガスに切り換え、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に初層溶接を行わせる。
【００６８】
その後、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に溶接された初層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。また、上述と同様の手順にて、水中溶接装置８の溶接ユニット５０へ供給する不活性ガスを乾燥空気に切り換え、水中溶接装置８をプール内壁２の被補修部から一旦離脱させる。その後、オペレーションフロア９からプール１内に水中カメラを降ろし、この水中カメラの映像により閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に溶接された初層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。そして、上述と同様の手順にて、再び、水中溶接装置８を冷却水配管３に固定し、溶接ユニット５０の隔壁５３を当て板４に押し付ける。
【００６９】
そして、例えば閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に積層溶接（第２層溶接）を行うことを意図して、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により溶接トーチ５５の位置を確認しつつ、制御装置１０によってＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５を溶接開始位置から溶接線に沿って溶接終了位置まで移動させ、その溶接通過点を制御装置１０に記憶させる（教示作業）。その後、溶接アークが発生しない状態の溶接トーチ５５を制御装置１０に記憶された溶接通過点に基づいて移動させ、事前確認する。そして、溶接ユニット５０へ供給する乾燥空気を不活性ガスに切り換え、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に積層溶接を行わせる。
【００７０】
その後、作業者は、監視モニタに表示された水中溶接装置８の監視カメラ５８の映像により、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に溶接された積層溶接ビードに異常がないかどうかを確認する。そして、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部における溶接作業が全て終了したら（なお、上記においては第２層溶接までの場合を例にとって説明したが、上述と同様の手順を繰り返して第３層溶接以降を行ってもよい）、水中溶接装置８の溶接ユニット５０へ供給する不活性ガスを乾燥空気に切り換える。
【００７１】
そして、例えば閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に溶接された積層溶接部のノド厚を検出することを意図して、制御装置１０によって水中溶接装置８のＸ軸方向移動機構及びＹ軸方向移動機構を駆動させて溶接トーチ５５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御し、第２のＺ軸方向移動機構（及び第１のＺ軸方向移動機構）を駆動させ、積層溶接部の止端に当接させたときの溶接トーチ５５の位置を演算する。制御装置１０は、それら演算値に基づき積層溶接部のノド厚を演算し、その演算値を監視モニタに表示する。これにより、作業者は、閉止プラグ５のヘッド部５ｂの周縁部に溶接された積層溶接部のノド厚が適切であるかどうかを確認する。その後、上述と同様の手順にて、水中溶接装置８を回収する。
【００７２】
以上のようにして、本実施形態においては、プール内壁２の被補修部に当て板４を溶接して補修する補修作業を狭隘部でも実施することができる具体的な構成を実現し、これによって溶接部に噴き出し穴が生じるのを防止することができる。また、プール１内の燃料を移設したりプール１内に放射線遮蔽設備を仮設したり、大量の水を抜く必要がなく、作業時間の短縮化を図ることができる。また、当て板支持装置６、水中溶接装置７、及びプラグ取付装置８を遠隔操作してプール内壁２の補修作業を実施するので、作業者がプール１内に立ち入る必要がなく、作業者の被爆低減を図ることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、隔壁５３は、先端側部分に形成され弾力性があり摩擦力が少ないカーボンフェルトと、基端側部分に形成され弾力性がありかつカーボンフェルトに比べ透過性が低いスポンジとで構成されている。これにより、例えばプール内壁２の被補修部を直接溶接して補修するような場合（言い換えれば、当て板４がないぶんだけ隔壁５３の押し付け量が少なくなり、隔壁５３を形成するカーボンフェルトからのガス洩れが生じやすい場合）でも、隔壁５３内の気相空間を維持することができる。
【００７４】
なお、上記一実施形態において、水中溶接装置８の隔壁５３はケーシング５４に固定した場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば公知のジンバル機構（図示せず）を介し傾斜可能に設け、隔壁５３からのガス漏れを低減するようにしてもよい。
【００７５】
また、上記一実施形態においては、水中溶接装置７は、アーク溶接方式の溶接トーチ５５を設けた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、これに代えて、例えば集光レンズ等を有するレーザ溶接方式の溶接トーチを設けてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００７６】
また、上記一実施形態においては、水中溶接装置８は、本体フレーム４２を冷却水配管３に固定するための手段として、クランプ機構４５Ｌ，４５Ｒを設けた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばプール内壁２と冷却水配管３との間に配置され、プール内壁２及び冷却水配管３に押付力を付与するような機構を設けてもよい。また、例えば吸着パット及びエジェクタを有する本体固定機構を備えてもよい。また、上記一実施形態においては、狭隘部であるプール内壁２の被補修部に当て板４を溶接して補修する場合を例にとって説明したが、これに限られず、狭隘部となっていないプール内壁２の被補修部を補修する場合に適用してもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の水中補修システムの一実施形態の構成の一部を燃料貯蔵プールとともに表す概略図である。
【図２】本発明の水中補修システムの一実施形態における当て板の構造を表す斜視図である。
【図３】本発明の水中補修システムの一実施形態を構成する当て板支持装置の全体構造を表す斜視図である。
【図４】本発明の水中補修システムの一実施形態を構成するプラグ取付装置の全体構造を表す斜視図である。
【図５】本発明の水中補修システムの一実施形態を構成する水中溶接装置の全体構造を表す斜視図である。
【図６】図５中の水中溶接装置の隔壁内の概略構造を表す部分拡大図である。
【図７】本発明の水中補修システムの一実施形態における当て板の配置工程を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の水中補修システムの一実施形態における当て板の仮付工程を説明するための斜視図である。
【図９】本発明の水中補修システムの一実施形態における当て板の溶接工程を説明するための斜視図である。
【図１０】本発明の水中補修システムの一実施形態における閉止プラグの取付工程を説明するための斜視図である。
【図１１】本発明の水中補修システムの一実施形態における閉止プラグの溶接工程を説明するための斜視図である。
【図１２】図１０中の水中溶接装置の隔壁内を表す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００７８】
２ プール内壁
４ 当て板
４ａ ガス抜き穴
５ 閉止プラグ
５ａ ネジ部
５ｂ ヘッド部
６ 当て板支持装置
７ プラグ取付装置
８ 水中溶接装置
１０ 制御装置
１６ 当て板支持アーム
１７ 当て板保持ユニット
１９ 当て板保持機構
２０ 当て板押付部
２５ 接触子
２６Ｌ，２６Ｒ 検出器
２７Ｌ，２７Ｒ 検出器移動機構
２８Ｌ，２８Ｒ 検出器移動機構
３５ プラグ支持アーム
３８ プラグ回転機構
４３Ｌ，４３Ｒ 着座フレーム
４４Ｌ，４４Ｒ 姿勢調整機構
４５Ｌ，４５Ｒ クランプ機構
４８ 第１スライド部
４９ 第２スライド部
５０ 溶接ユニット
５３ 隔壁
５５ 溶接トーチ
５６ ワイヤノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修システムであって、
前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する当て板支持装置と、
前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付けるプラグ取付装置と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ、前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接し、その後、前記プラグ取付装置で前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ、前記閉止プラグの周縁部を溶接する水中溶接装置と、
前記当て板支持装置、前記プラグ取付装置、及び前記水中溶接装置を遠隔操作する制御装置とを備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項２】
請求項１記載の水中補修システムにおいて、前記当て板支持装置は、本体に脱着脱可能に設けられ、前記当て板を保持可能な当て板保持機構を有する当て板保持ユニットと、前記当て板保持機構と干渉しないように前記当て板の中央部に当接可能な当て板押付部と、前記当て板押付部で前記当て板を前記プール内壁に押し付ける当て板押付機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項３】
請求項１記載の水中補修システムにおいて、前記当て板支持装置は、検出器移動機構によって移動可能に設けられ、接触子を前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ当接させたときの前記接触子の位置を検出する検出器を備え、前記制御装置は、前記検出器の検出結果及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき、前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を演算する第１の隙間演算手段を備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項４】
請求項１記載の水中補修システムにおいて、前記閉止プラグは、前記当て板のガス抜き穴に螺合可能なネジ部を有し、前記プラグ取付装置は、前記閉止プラグを前記当て板のガス抜き穴に押し付けるプラグ押付機構と、前記閉止プラグを回転させるプラグ回転機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項５】
請求項１記載の水中補修システムにおいて、前記水中溶接装置は、前記プール内壁の近傍に設けられた構造物に本体を着座するための着座フレームと、前記着座フレームに接続され、前記プール内壁に複数箇所で当接して前記プール内壁に対する本体の姿勢を調整する姿勢調整機構と、前記着座フレームに設けられ前記構造物をクランプするクランプ機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項６】
請求項１記載の水中補修システムにおいて、前記水中溶接装置は、前記当て板の局部及び前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成するための隔壁、前記隔壁の内部にガスを供給するガス供給手段、前記隔壁内における前記当て板の周縁部や前記閉止プラグの周縁部を溶接する溶接トーチ、及び前記溶接トーチの近傍に溶加材を供給する溶加材供給手段を備えた溶接ユニットと、前記溶接ユニットを移動させる第１の溶接移動機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項７】
請求項６記載の水中補修システムにおいて、前記水中溶接装置の溶接ユニットは、前記当て板の周縁部及び前記閉止プラグの周縁部を溶接する溶接方向に対応し、前記溶接トーチに対する前記溶加材の供給位置を切り換える溶加材位置切換機構を備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項８】
請求項６記載の水中補修システムにおいて、前記水中溶接装置の溶接ユニットは、前記溶接トーチを移動させる第２の溶接移動機構を備え、前記制御装置は、前記第１及び第２の溶接移動機構の駆動制御により前記溶接トーチを前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を演算する第２の隙間演算手段を備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項９】
請求項６記載の水中補修システムにおいて、前記水中溶接装置の溶接ユニットは、前記溶接トーチを移動させる第２の溶接移動機構を備え、前記制御装置は、前記第１及び第２の溶接移動機構の駆動制御により前記溶接トーチを溶接部の止端にそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値に基づき前記溶接部のノド厚を演算する溶接部演算手段を備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項１０】
当て板支持装置、水中溶接装置、及びプラグ取付装置を遠隔操作して、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修方法であって、
前記当て板支持装置により、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接する手順と、
前記プラグ取付装置により、前記プール内壁の被補修部に取り付けられた前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ前記閉止プラグの周縁部を溶接する手順とを有することを特徴とする水中補修方法。
【請求項１１】
当て板支持装置、水中溶接装置、及びプラグ取付装置を遠隔操作して、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修方法であって、
前記当て板支持装置により、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する手順と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記当て板支持装置の接触子を当接させたときの前記接触子の位置を検出し、その検出結果及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第１の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接する手順と、
前記プラグ取付装置により、前記プール内壁の被補修部に取り付けられた前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ前記閉止プラグの周縁部を溶接する手順とを有することを特徴とする水中補修方法。
【請求項１２】
当て板支持装置、水中溶接装置、及びプラグ取付装置を遠隔操作して、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修方法であって、
前記当て板支持装置により、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する手順と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記当て板支持装置の接触子を当接させたときの前記接触子の位置を検出し、その検出結果及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第１の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部の複数カ所を溶接する手順と、
前記プール内壁の被補修部に仮付けされた前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記水中溶接装置の溶接トーチを当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第２の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記プール内壁の被補修部に仮付けされた前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部の全体を溶接する手順と、
前記プラグ取付装置により、前記プール内壁の被補修部に取り付けられた前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ前記閉止プラグの周縁部を溶接する手順とを有することを特徴とする水中補修方法。
【請求項１３】
当て板支持装置、水中溶接装置、及びプラグ取付装置を遠隔操作して、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修方法であって、
前記当て板支持装置により、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する手順と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記当て板支持装置の接触子を当接させたときの前記接触子の位置を検出し、その検出結果及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第１の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部の複数カ所を溶接する手順と、
前記プール内壁の被補修部に仮付けされた前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記水中溶接装置の溶接トーチを当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第２の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記プール内壁の被補修部に仮付けされた前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部の全体を溶接する手順と、
前記当て板の周縁部を溶接した溶接部の止端部に前記水中溶接装置の溶接トーチをそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値に基づき前記溶接部のノド厚を溶接部演算手段で演算する手順と、
前記プラグ取付装置により、前記プール内壁の被補修部に取り付けられた前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ前記閉止プラグの周縁部を溶接する手順と、
前記閉止プラグの周縁部を溶接した溶接部の止端部に前記水中溶接装置の溶接トーチをそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値に基づき前記溶接部のノド厚を溶接部演算手段で演算する手順とを有することを特徴とする水中補修方法。
【請求項１】
プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修システムであって、
前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する当て板支持装置と、
前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付けるプラグ取付装置と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ、前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接し、その後、前記プラグ取付装置で前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ、前記閉止プラグの周縁部を溶接する水中溶接装置と、
前記当て板支持装置、前記プラグ取付装置、及び前記水中溶接装置を遠隔操作する制御装置とを備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項２】
請求項１記載の水中補修システムにおいて、前記当て板支持装置は、本体に脱着脱可能に設けられ、前記当て板を保持可能な当て板保持機構を有する当て板保持ユニットと、前記当て板保持機構と干渉しないように前記当て板の中央部に当接可能な当て板押付部と、前記当て板押付部で前記当て板を前記プール内壁に押し付ける当て板押付機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項３】
請求項１記載の水中補修システムにおいて、前記当て板支持装置は、検出器移動機構によって移動可能に設けられ、接触子を前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ当接させたときの前記接触子の位置を検出する検出器を備え、前記制御装置は、前記検出器の検出結果及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき、前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を演算する第１の隙間演算手段を備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項４】
請求項１記載の水中補修システムにおいて、前記閉止プラグは、前記当て板のガス抜き穴に螺合可能なネジ部を有し、前記プラグ取付装置は、前記閉止プラグを前記当て板のガス抜き穴に押し付けるプラグ押付機構と、前記閉止プラグを回転させるプラグ回転機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項５】
請求項１記載の水中補修システムにおいて、前記水中溶接装置は、前記プール内壁の近傍に設けられた構造物に本体を着座するための着座フレームと、前記着座フレームに接続され、前記プール内壁に複数箇所で当接して前記プール内壁に対する本体の姿勢を調整する姿勢調整機構と、前記着座フレームに設けられ前記構造物をクランプするクランプ機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項６】
請求項１記載の水中補修システムにおいて、前記水中溶接装置は、前記当て板の局部及び前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成するための隔壁、前記隔壁の内部にガスを供給するガス供給手段、前記隔壁内における前記当て板の周縁部や前記閉止プラグの周縁部を溶接する溶接トーチ、及び前記溶接トーチの近傍に溶加材を供給する溶加材供給手段を備えた溶接ユニットと、前記溶接ユニットを移動させる第１の溶接移動機構とを備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項７】
請求項６記載の水中補修システムにおいて、前記水中溶接装置の溶接ユニットは、前記当て板の周縁部及び前記閉止プラグの周縁部を溶接する溶接方向に対応し、前記溶接トーチに対する前記溶加材の供給位置を切り換える溶加材位置切換機構を備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項８】
請求項６記載の水中補修システムにおいて、前記水中溶接装置の溶接ユニットは、前記溶接トーチを移動させる第２の溶接移動機構を備え、前記制御装置は、前記第１及び第２の溶接移動機構の駆動制御により前記溶接トーチを前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を演算する第２の隙間演算手段を備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項９】
請求項６記載の水中補修システムにおいて、前記水中溶接装置の溶接ユニットは、前記溶接トーチを移動させる第２の溶接移動機構を備え、前記制御装置は、前記第１及び第２の溶接移動機構の駆動制御により前記溶接トーチを溶接部の止端にそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値に基づき前記溶接部のノド厚を演算する溶接部演算手段を備えたことを特徴とする水中補修システム。
【請求項１０】
当て板支持装置、水中溶接装置、及びプラグ取付装置を遠隔操作して、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修方法であって、
前記当て板支持装置により、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接する手順と、
前記プラグ取付装置により、前記プール内壁の被補修部に取り付けられた前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ前記閉止プラグの周縁部を溶接する手順とを有することを特徴とする水中補修方法。
【請求項１１】
当て板支持装置、水中溶接装置、及びプラグ取付装置を遠隔操作して、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修方法であって、
前記当て板支持装置により、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する手順と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記当て板支持装置の接触子を当接させたときの前記接触子の位置を検出し、その検出結果及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第１の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部を溶接する手順と、
前記プラグ取付装置により、前記プール内壁の被補修部に取り付けられた前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ前記閉止プラグの周縁部を溶接する手順とを有することを特徴とする水中補修方法。
【請求項１２】
当て板支持装置、水中溶接装置、及びプラグ取付装置を遠隔操作して、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修方法であって、
前記当て板支持装置により、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する手順と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記当て板支持装置の接触子を当接させたときの前記接触子の位置を検出し、その検出結果及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第１の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部の複数カ所を溶接する手順と、
前記プール内壁の被補修部に仮付けされた前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記水中溶接装置の溶接トーチを当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第２の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記プール内壁の被補修部に仮付けされた前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部の全体を溶接する手順と、
前記プラグ取付装置により、前記プール内壁の被補修部に取り付けられた前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ前記閉止プラグの周縁部を溶接する手順とを有することを特徴とする水中補修方法。
【請求項１３】
当て板支持装置、水中溶接装置、及びプラグ取付装置を遠隔操作して、プール内壁の被補修部に当て板を溶接して補修する水中補修方法であって、
前記当て板支持装置により、前記当て板を前記プール内壁の被補修部に配置して支持する手順と、
前記当て板支持装置で支持された前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記当て板支持装置の接触子を当接させたときの前記接触子の位置を検出し、その検出結果及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第１の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板支持装置で支持された前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部の複数カ所を溶接する手順と、
前記プール内壁の被補修部に仮付けされた前記当て板及び前記プール内壁にそれぞれ前記水中溶接装置の溶接トーチを当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値及び予め記憶された前記当て板の厚み寸法に基づき前記当て板と前記プール内壁との隙間寸法を第２の隙間演算手段で演算する手順と、
前記水中溶接装置により、前記プール内壁の被補修部に仮付けされた前記当て板の局部を覆うように気相空間を形成して移動させつつ前記気相空間における前記当て板の周縁部の全体を溶接する手順と、
前記当て板の周縁部を溶接した溶接部の止端部に前記水中溶接装置の溶接トーチをそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値に基づき前記溶接部のノド厚を溶接部演算手段で演算する手順と、
前記プラグ取付装置により、前記プール内壁の被補修部に取り付けられた前記当て板のガス抜き穴に閉止プラグを取り付ける手順と、
前記水中溶接装置により、前記当て板のガス抜き穴に取り付けられた前記閉止プラグの全体を覆うように気相空間を形成しつつ前記閉止プラグの周縁部を溶接する手順と、
前記閉止プラグの周縁部を溶接した溶接部の止端部に前記水中溶接装置の溶接トーチをそれぞれ当接させたときの前記溶接トーチの位置を演算し、それら演算値に基づき前記溶接部のノド厚を溶接部演算手段で演算する手順とを有することを特徴とする水中補修方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−６６６３５（Ｐ２００９−６６６３５Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３９２７６（Ｐ２００７−２３９２７６）
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 社団法人 溶接学会「溶接学会全国大会講演概要（ＰＲＥＰＲＩＮＴＳ ＯＦ ＴＨＥ ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＭＥＥＴＩＮＧ ＯＦ Ｊ．Ｗ．Ｓ．）、第８０集、平成１９年度春期全国大会」平成１９年３月１９日発行
【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２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 社団法人 溶接学会「溶接学会全国大会講演概要（ＰＲＥＰＲＩＮＴＳ ＯＦ ＴＨＥ ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＭＥＥＴＩＮＧ ＯＦ Ｊ．Ｗ．Ｓ．）、第８０集、平成１９年度春期全国大会」平成１９年３月１９日発行
【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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