FR3009695A1 - Appareil de soudage au laser, procede de maintenance preventive pour l'interieur de reacteur d'une centrale nucleaire, et appareil de decoupe au laser. - Google Patents

Appareil de soudage au laser, procede de maintenance preventive pour l'interieur de reacteur d'une centrale nucleaire, et appareil de decoupe au laser. Download PDF

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Abstract

L'appareil de soudage au laser comprend une tête de soudage et un appareil de balayage de tête de soudage. Une lentille de collimation installée sur un corps de tête de la tête de soudage est agencée face à une face d'extrémité de fibres optiques. La tête de soudage comprend uniquement la lentille de collimation en tant que lentille et la longueur est raccourcie.

Description

APPAREIL DE SOUDAGE AU LASER, PROCEDE DE MAINTENANCE PREVENTIVE POUR L'INTERIEUR DE REACTEUR D'UNE CENTRALE NUCLEAIRE, ET APPAREIL DE DECOUPE AU LASER CONTEXTE DE L'INVENTION Domaine technique La présente invention concerne un appareil de soudage au laser, un procédé de maintenance préventive pour une structure interne de réacteur d'une centrale nucléaire, et un appareil de découpe au laser et, plus particulièrement, un appareil de soudage au laser, un procédé de maintenance préventive pour une structure interne de réacteur d'une centrale nucléaire, et un appareil de découpe au laser qui sont applicables de manière appropriée à la centrale nucléaire. Art antérieur De manière classique, dans une opération de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire, un soudage TIG automatique ou un soudage au laser décrit dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2010-276491 et dans le brevet japonais n° 3469185 est utilisé en tant que procédé de soudage. Dans chaque soudage susmentionné, un procédé de fusion d'un fil délivré à une partie de soudage d'un objet de soudage en utilisant un appareil de soudage ayant une fonction de fourniture de fil ou un procédé de placement d'un manchon à l'avance dans la partie de soudage et de fusion de celui-ci sans apport est utilisé.
Un soudage de grande qualité peut être effectué par le soudage TIG et le soudage au laser, bien que, comme décrit dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2010-276491 et dans le brevet japonais 5 n° 3469185, il soit nécessaire de maintenir l'angle d'une torche de soudage par rapport à la surface de soudage dans un état aussi proche que possible de la perpendiculaire. Pour cette raison, un mécanisme d'entraînement d'un dispositif de balayage d'appareil de 10 soudage pour le balayage de l'appareil de soudage doit comprendre un mécanisme compliqué pour ajuster la position de la torche de soudage. En revanche, comme décrit dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2004-255410, dans une 15 partie de tête à l'avant d'une partie d'extrémité de fibre optique, un appareil de soudage au laser ayant la fonction de fourniture de fil classique comprend une lentille de collimation pour convertir le faisceau laser étalé émis à partir de la fibre optique en un faisceau 20 parallèle et une lentille de condensation pour condenser le faisceau parallèle provenant de la lentille de collimation. Le faisceau laser entre dans la fibre optique à partir d'un oscillateur de laser. Un procédé de soudage à l'arc à rayonnement de laser est décrit dans le 25 brevet japonais mis à l'inspection publique n° 200695559. Ce procédé de soudage à l'arc à rayonnement de laser utilise un appareil de soudage comprenant une tête de soudage à l'arc et une tête de soudage au laser. La tête de soudage au laser comprend la lentille de collimation et la lentille de condensation susmentionnées. Une tête de soudage au laser pour fournir un matériau de soudage sous forme de poudre au lieu d'un fil comprend une lentille de condensation pour condenser un faisceau laser ainsi qu'un appareil de fourniture de puissance comme décrit dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2007-216235. Une tête de soudage au laser à la poudre décrite dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2007-216235 et une tête de soudage au laser décrite dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2004-255410 et dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2006-95559, respectivement, disposent une lentille de collimation pour convertir le faisceau laser étalé émis à partir d'une fibre optique en un faisceau parallèle à l'avant d'une lentille de condensation. Le faisceau parallèle entre dans la lentille de condensation. Un soudage au laser pour fournir un matériau de soudage sous forme de poudre est décrit également dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2007-50446 et dans la publication de demande de brevet japonais n° 9(1997)506039. Dans une centrale pluralité de logements barre de commande et moniteurs dans le coeur d'une cuve de pression le fond de cuve. d'entraînement de barre nucléaire à eau bouillante, une de mécanismes d'entraînement de une pluralité de logements de sont attachés à un fond de cuve de réacteur en passant à travers Chaque logement de mécanisme de commande est inséré séparément dans une pluralité de sections de tubes attachées au fond de cuve de la cuve de pression de réacteur par soudage, passe à travers chaque section de tube et le fond de cuve de la cuve de pression de réacteur, et est attaché à chaque section de tube par soudage. En outre, chacun des logements de moniteurs dans le coeur est également attaché au fond de cuve de la cuve de pression de réacteur par soudage. Une opération de réparation est effectuée pour les parties soudées entre les sections de tubes et le fond de cuve du fond de la cuve de pression de réacteur, les parties soudées entre les logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande et les sections de tubes, et les parties soudées entre les logements de moniteurs dans le coeur et le fond de cuve de la cuve de pression de réacteur. L'opération de réparation est une opération dans une partie étroite entre les sections de tubes, entre les logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande, et entre le logement d'entraînement de barre de commande et le logement de moniteur dans le coeur. L'opération de réparation dans une partie étroite dans la centrale nucléaire à eau bouillante en utilisant un appareil de réparation pour les parties soudées est décrite dans le brevet japonais n° 4178027 (W02002/011151).
Même dans une centrale nucléaire à eau sous pression, une pluralité de tubes de guidage dans le coeur passent à travers un fond de cuve d'une cuve de pression de réacteur et chaque tube de guidage dans le coeur est attaché au fond de cuve par soudage. Les tubes de guidage dans le coeur correspondent aux logements de moniteurs dans le coeur dans la centrale nucléaire à eau bouillante. Le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 201152966 (US2011/0051878A1) décrit l'opération de réparation dans une partie étroite des tubes de guidage dans le coeur en utilisant l'appareil de réparation pour la partie soudée entre le fond de cuve de la cuve de pression de réacteur et le tube de guidage dans le coeur, qui est effectuée dans la centrale nucléaire à eau sous pression.
Liste des citations Littérature de brevet Littérature de brevet 1 - brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2010-276491 Littérature de brevet 2 - brevet japonais n° 3469185 Littérature de brevet 3 - brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2004-255410 Littérature de brevet 4 - brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2006-95559 Littérature de brevet 5 - brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2007-216235 Littérature de brevet 6 - brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2007-50446 Littérature de brevet 7 - publication de demande de brevet japonais n° 9(1997)-506039 Littérature de brevet 8 - brevet japonais n° 4178027 Littérature de brevet 9 - brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2011-52966 Littérature non de brevet Littérature non de brevet 1 - Itaru Chida et d'autres, Study on Laser Welding Technology of Nuclear Plants, Japan Machinery Society Essays (Edition B), volume 78, n° 787, (2012-3), pages 73 à 77 RESUME DE L'INVENTION Problème technique Le soudage au laser peut concentrer une haute densité d'énergie dans une plage très étroite, de sorte qu'il peut obtenir une fusion plus profonde que le soudage à l'arc et peut réduire la quantité d'entrée de chaleur. En outre, le soudage au laser utilise une source de chaleur à haute densité d'énergie, de sorte qu'il peut réaliser un soudage à grande vitesse. En conséquence, le soudage au laser peut réaliser un soudage très efficace, très fiable et de haute qualité. L'opération de réparation pour la partie soudée de l'intérieur de réacteur dans la cuve de pression de réacteur est effectuée dans un environnement à niveau d'irradiation élevé, de sorte que le soudage au laser, qui est capable d'obtenir une partie soudée dont le temps de soudage est court et dont la fiabilité est grande, est un soudage approprié pour l'opération de réparation de la partie soudée dans la cuve de pression de réacteur. Le soudage au laser en utilisant un fil nécessite de fournir un fil à la partie de soudage fondue par le laser. Pour réparer la partie soudée du fond de cuve de la cuve de pression de réacteur, le fil est fourni par un mécanisme de fourniture de fil installé sur la tête de soudage au laser transférée au fond de cuve, bien que le nombre de fils pouvant être chargés soit limité. Par conséquent, lorsque les fils chargés sur la tête de soudage au laser sont épuisés, il est nécessaire de fournir des fils complémentaires au mécanisme de fourniture de fil de la tête de soudage au laser arrêtée et sortie de la cuve de pression de réacteur et ensuite de redescendre la tête de soudage au laser dans le voisinage de la partie de soudage dans la cuve de pression de réacteur.
En revanche, dans le soudage au laser pour fournir un métal sous forme de poudre, qui est un métal d'apport, à la partie de soudage (appelé ci-après, pour la commodité, soudage au laser à la poudre) et ce soudage au laser décrit dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2007-50446 et dans la publication de demande de brevet japonais n° 9(1997)-506039, la poudre métallique qui est le métal d'apport peut être fournie en continu à la tête de soudage au laser à la poudre à travers un tube dans un état dans lequel une tête de soudage au laser comprenant un trajet de fourniture de poudre est disposée dans le voisinage de la partie de soudage dans la cuve de pression de réacteur. Par conséquent, dans le soudage au laser utilisant de la poudre, il n'est pas nécessaire de remonter et de redescendre la tête de soudage au laser à la poudre afin de fournir des fils supplémentaires qui sont un métal d'apport, et le temps nécessaire pour l'opération de soudage peut être raccourci comparé au soudage au laser utilisant un fil.
Cependant, comme mentionné ci-dessus, la tête de soudage au laser à la poudre comprend une lentille de collimation et une lentille de condensation, de sorte que la tête de soudage au laser à la poudre devient plus longue. Ainsi, le soudage de réparation pour les parties soudées respectives des logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande, des sections de tubes, et des logements de moniteurs dans le coeur qui reposent ensemble en grand nombres sur le fond de cuve de la cuve de pression de réacteur est difficile à effectuer. Par exemple, lors de la réparation de la partie soudée entre les logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande et les sections de tubes et entre les sections de tubes et le fond de cuve de la cuve de pression de réacteur, la tête de soudage au laser à la poudre doit se déplacer autour des périphéries entières des logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande. Cependant, étant donné que les intervalles respectifs entre les autres logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande et les autres sections de tubes adjacentes aux logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande et les sections de tubes qui sont l'objet de soudage sont des parties étroites, il est difficile de déplacer la tête de soudage au laser, qui est longue, autour des périphéries des logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande et des sections de tubes qui sont les objets de soudage faisant face aux parties étroites. Un objet de la présente invention consiste à 30 proposer un appareil de soudage au laser, un procédé de maintenance préventive pour une structure interne de réacteur d'une centrale nucléaire, et un appareil de découpe au laser capable d'effectuer facilement une opération de maintenance préventive pour un objet de maintenance préventive d'une centrale qui fait face à une partie étroite et de raccourcir le temps nécessaire pour l'opération de maintenance préventive. Solution au problème Une caractéristique de la présente invention pour réaliser l'objet susmentionné consiste en une structure comportant une tête de soudage comprenant un corps de tête, et une lentille de collimation installée sur le corps de tête et faisant face à une face d'extrémité d'une fibre optique reliée au corps de tête ; et un appareil de balayage de tête de soudage pour balayer la tête de soudage, dans laquelle un trajet de laser pour introduire un laser émis à partir de la fibre optique et passant à 20 travers la lentille de collimation est formé dans le corps de tête ; dans laquelle la tête de soudage comprend uniquement la lentille de collimation en tant que lentille ; et dans laquelle une sortie de laser du trajet de laser 25 est formée dans une partie d'extrémité du corps de tête. La tête de soudage comprend uniquement la lentille de collimation en tant que lentille, mais ne comprend pas de lentille de condensation de sorte que la longueur de la tête de soudage peut être raccourcie et la tête de 30 soudage est compacte. Par conséquent, lorsque la tête de soudage se déplace dans une partie étroite, la tête de soudage peut éviter l'interférence avec un élément structurel autre que l'objet de soudage. En conséquence, le soudage au laser appliqué à l'objet de soudage par la tête de soudage peut être effectué facilement, et le temps nécessaire pour l'opération de soudage peut être raccourci. A savoir, le soudage au laser qui est une opération de maintenance préventive appliquée à l'objet de soudage qui est un objet de maintenance préventive peut être effectué facilement et le temps nécessaire pour l'opération de maintenance préventive peut être raccourci. De préférence, il est souhaitable de former le trajet de fourniture de poudre pour introduire la poudre métallique qui est un métal d'apport dans le corps de tête et de former une sortie d'injection du trajet de fourniture de poudre dans la partie d'extrémité du corps de tête. La tête de soudage formant le trajet de fourniture de poudre est compacte. Par conséquent, lorsque la tête de soudage se déplace dans une partie étroite, la tête de soudage peut éviter davantage l'interférence avec un élément structurel autre que l'objet de soudage, et le soudage au laser utilisant une poudre appliqué à l'objet de soudage par la tête de soudage peut être effectué facilement, et le temps nécessaire pour l'opération de soudage peut être raccourci davantage. A savoir, le soudage au laser qui est une opération de maintenance préventive utilisant la poudre appliquée à l'objet de soudage qui est un objet de maintenance préventive peut être effectué facilement et le temps nécessaire pour l'opération de maintenance préventive peut être raccourci davantage. L'objet susmentionné peut être réalisé également par une structure comportant une tête de découpe comprenant un corps de tête, et une lentille de collimation installée sur le corps de tête et faisant face à une face d'extrémité d'une fibre optique reliée au corps de tête ; et un appareil de balayage de tête de découpe pour balayer la tête de travail, dans laquelle un trajet de laser pour introduire un laser émis à partir de la fibre optique et passant à travers la lentille de collimation et un trajet de fourniture de gaz sont formés dans le corps de tête ; dans laquelle la tête de découpe comprend uniquement 15 la lentille de collimation en tant que lentille ; et dans laquelle une sortie de laser du trajet de laser et une sortie de gaz du trajet de fourniture de gaz sont formées dans une partie d'extrémité du corps de tête. La tête de découpe comprend uniquement la lentille 20 de collimation en tant que lentille, mais ne comprend pas de lentille de condensation, de sorte que la longueur de la tête de découpe peut être raccourcie et la tête de découpe est compacte. Par conséquent, lorsque la tête de découpe se déplace dans une partie étroite, la tête de 25 découpe peut éviter une interférence avec un élément structurel autre que l'objet de soudage. En conséquence, l'opération de découpe appliquée à l'objet de découpe par la tête de découpe peut être effectuée facilement, et le temps nécessaire pour l'opération de découpe peut être 30 raccourci. A savoir, l'opération de découpe au laser qui est une opération de maintenance préventive appliquée à l'objet de découpe qui est un objet de maintenance préventive peut être effectuée facilement et le temps nécessaire pour l'opération de maintenance préventive peut être raccourci. Effets avantageux de l'invention Selon la présente invention, l'opération de maintenance préventive pour l'objet de maintenance préventive de la centrale nucléaire qui fait face à une partie étroite peut être effectuée facilement et le temps nécessaire pour l'opération de maintenance préventive peut être raccourci.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un organigramme montrant la procédure d'un procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire qui est appliqué à la centrale nucléaire à eau bouillante selon un mode de réalisation 1 qui est un mode de réalisation préféré de la présente invention. La figure 2 est un organigramme montrant une procédure détaillée de l'étape S4 montrée sur la figure 1.
La figure 3 est un schéma structurel détaillé montrant un état d'un appareil de soudage au laser à la poudre attaché à un logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande pour réparer une partie soudée entre une section de tube et un fond de cuve d'une cuve de pression de réacteur dans une opération de réparation et une opération de maintenance préventive montrées sur la figure 2. La figure 4 est un schéma structurel détaillé montrant une tête de soudage au laser à la poudre montrée sur la figure 3. La figure 5 est une vue de face montrant une tête de soudage au laser à la poudre vue dans une direction de flèche de la ligne V-V montrée sur la figure 4. La figure 6 est un schéma explicatif montrant une 10 réparation par soudage au laser sans apport. La figure 7 est un schéma explicatif montrant un état de test du soudage au laser à la poudre. La figure 8 est un schéma explicatif montrant les résultats de test du soudage au laser effectué dans une 15 condition sans apport qui sont arrangés par entrée de chaleur. La figure 9 est un schéma explicatif montrant les résultats de test d'un soudage au laser effectué dans une condition sans apport qui sont arrangés par densité de 20 puissance. La figure 10 est un schéma explicatif montrant les résultats de test d'un soudage au laser à la poudre qui sont arrangés par entrée de chaleur. La figure 11 est un schéma explicatif montrant les 25 résultats de test d'un soudage au laser à la poudre qui sont arrangés par densité de puissance. La figure 12 est un schéma explicatif montrant un état d'étalement de faisceau laser dans une tête de soudage au laser à la poudre classique comprenant une 30 lentille de collimation et une lentille de condensation.
La figure 13 est un schéma explicatif montrant un état d'étalement de faisceau laser dans une tête de soudage au laser à la poudre comprenant uniquement une lentille de collimation en tant que lentille.
La figure 14 est un schéma explicatif montrant un état d'une tête de soudage au laser à la poudre attachée à un tube de guidage dans le coeur pour réparer une partie soudée dans le tube de guidage dans le coeur et un fond de cuve d'une cuve de pression de réacteur par un procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire qui est appliqué à une centrale nucléaire à eau sous pression selon un mode de réalisation 2 qui est un autre mode de réalisation préféré de la présente invention.
La figure 15 est un organigramme montrant une procédure d'un procédé de découpe d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire qui est appliqué à une centrale nucléaire à eau bouillante selon un mode de réalisation 4 qui est un autre mode de réalisation préféré de la présente invention. La figure 16 est un organigramme montrant une procédure détaillée de l'étape S8 montrée sur la figure 15. La figure 17 est un schéma explicatif montrant un état d'un appareil de découpe au laser attaché à un logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande pour découper un logement de moniteur dans le coeur dans une opération de découpe montrée sur la figure 16. La figure 18 est un schéma structurel détaillé d'une 30 tête de découpe au laser montrée sur la figure 17.
La figure 19 est un schéma explicatif montrant un état de découpe d'un logement de moniteur dans le coeur en utilisant un appareil de découpe au laser montré sur la figure 17.
La figure 20 est un schéma explicatif montrant un état d'un appareil de soudage au laser à la poudre attaché à un logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande pour souder un logement de moniteur dans le coeur dans une opération de soudage montrée sur la figure 16. La figure 21 est un schéma explicatif montrant un état de soudage dans un logement de moniteur dans le coeur en utilisant un appareil de soudage au laser à la poudre montré sur la figure 20.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES Les inventeurs ont examiné une contremesure pour raccourcir la longueur d'une tête de soudage au laser 20 pour permettre un soudage pour un objet de soudage faisant face à une partie étroite. Avant d'examiner la contremesure, les inventeurs ont effectué un test de soudage afin de confirmer la validité du soudage au laser à la poudre appliqué au soudage de 25 maintenance d'un intérieur de réacteur d'une cuve de pression de réacteur. Un exemple du test de soudage va être expliqué avec référence à la figure 7. Comme décrit dans le brevet japonais n° 4178027, un grand nombre de logements de mécanismes d'entraînement de barre de 30 commande, de sections de tubes et de logements de moniteurs dans le coeur sont attachés à un fond de cuve d'une cuve de pression de réacteur d'une centrale nucléaire à eau bouillante, c'est-à-dire, à un fond de la cuve de pression de réacteur par soudage. La section de tube positionnée sur une périphérie la plus à l'extérieur qui est attachée au fond est à un angle d'environ 45° par rapport au fond de la cuve de pression de réacteur. En outre, de nombreux tubes de guidage dans le coeur sont attachés par soudage sur un fond d'une cuve de pression de réacteur d'une centrale nucléaire à eau sous pression comme décrit dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2011-52966. Le tube de guidage dans le coeur positionné sur une périphérie la plus à l'extérieur est également à un angle d'environ 45° par rapport au fond de la cuve de pression de réacteur. Comme mentionné ci-dessus, dans la centrale nucléaire à eau bouillante et la centrale nucléaire à eau sous pression, lorsque l'angle de fixation d'une structure tubulaire (par exemple, une section de tube, un logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande, un logement de moniteur dans le coeur, ou un tube de guidage dans le coeur) qui est un intérieur de réacteur attaché au fond de la cuve de pression de réacteur par soudage devient inférieur ou égal à 50° et que la tête de soudage au laser est fixe dans une direction, si l'objet de soudage peut être soudé avec un angle de 0° (perpendiculaire) à 60° entre la surface qui est l'objet de soudage et la tête de soudage au laser, le soudage de la structure tubulaire attachée au fond de la cuve de pression de réacteur peut être couvert.
La configuration du test de soudage qui a été effectué pour vérifier la soudabilité du soudage au laser à la poudre pour une surface inclinée d'un matériau de test de soudage est montrée sur la figure 7. Dans le test de soudage, la soudabilité a été vérifiée dans la plage angulaire de 0° (perpendiculaire) à 60° par rapport à un plan du matériau de test de soudage. Le matériau de test de soudage est réalisé à partir d'un acier faiblement allié ou d'un matériau Inconel utilisé pour le fond de la cuve de pression de réacteur et un matériau Inconel a été utilisé pour la poudre métallique qui est un métal d'apport. Pour les conditions de test de soudage, la puissance du laser P a été fixée dans une plage de 300 W à 4.000 W, et un diamètre de point de laser D a été fixé dans une plage de 1,4 mm à 5,4 mm, et la vitesse de soudage a été fixée dans la plage de 9 cm/mn à 300 cm/mn, et une quantité de fourniture de poudre métallique M a été fixée dans une plage de 0 g/mn à 63 g/mn. Le test de soudage a été effectué à la fois pour le soudage au laser dans la condition sans apport sans fourniture de poudre métallique et pour le soudage au laser avec fourniture de poudre métallique. Les résultats obtenus par ces tests de soudage vont être expliqués ci-dessous avec référence aux figures 8 à 11.
Les résultats obtenus par le test de soudage au laser dans la condition sans apport de poudre métallique sont montrés sur les figures 8 et 9 et les résultats obtenus par le test de soudage au laser avec apport de poudre métallique sont montrés sur les figures 10 et 11.
Dans les tests de soudage, la section longitudinale de chaque surface de soudage a été observée. Dans le soudage au laser dans la condition sans apport, lorsque la section longitudinale de chaque matériau de test de soudage était fondue, le soudage était considéré comme ayant réussi, et lorsque la section longitudinale n'était pas fondue, il était considéré comme ayant échoué. Dans les résultats de test de soudage, le rapport entre le nombre de matériaux de test de soudage ayant réussis et le nombre total de matériaux de test de soudage était résumé en tant que pourcentage de réussite (%). Par ailleurs, dans les résultats de test lorsque la poudre métallique est fournie, de manière similaire, la section longitudinale de chaque surface soudée a été observée. Lorsqu'une pénétration satisfaisante était obtenue, le soudage était considéré comme étant réussi, et lorsqu'une absence de fusion était observée, il était considéré comme ayant échoué, et ensuite les résultats étaient résumés en tant que pourcentage de réussite. Les résultats obtenus par le test de soudage au laser dans la condition sans apport et les résultats du test de soudage au laser pour fournir la poudre métallique ont été arrangés sur la base de l'entrée de chaleur (kJ/cm) décrite dans Itaru Chida et d'autres, Study on Laser Welding Technology of Nuclear Power Plants, Japan Machinery Society Essays (Edition B), volume 78, n° 787, (2012-3), pages 73 à 77 et sur la base de la densité de puissance (W/mm2) obtenue par les résultats de recherche sur la technologie de soudage au laser de la centrale nucléaire par les inventeurs, respectivement. Les résultats de test du soudage au laser effectué dans la condition sans apport qui sont arrangés par entrée de chaleur sont montrés sur la figure 8 et les résultats de test du soudage au laser dans la condition sans apport qui sont arrangés par densité de puissance sont montrés sur la figure 9. De plus, les résultats de test du soudage au laser à la poudre arrangés par entrée de chaleur sont montrés sur la figure 10 et les résultats de test du soudage au laser à la poudre arrangés par densité de puissance sont montrés sur la figure 11.
Dans les résultats de test du soudage au laser effectué dans la condition sans apport qui sont arrangés par entrée de chaleur (voir la figure 8), le pourcentage de réussite du soudage par rapport à l'entrée de chaleur (kJ/cm) à l'instant du soudage change. Par exemple, le pourcentage de réussite est de 100 % à 0,3 kJ/cm qui est une faible entrée de chaleur, et le pourcentage de réussite présente une valeur aussi faible que 0 % à 1,8 kJ/cm qui est une grande entrée de chaleur. Comme mentionné ci-dessus, lorsque les résultats de test du soudage au laser effectué dans la condition sans apport sont arrangés par entrée de chaleur, une tendance fixe ne peut pas être trouvée entre l'entrée de chaleur et le pourcentage de réussite. D'autre part, lorsque les résultats de test du soudage au laser effectué dans la condition sans apport sont arrangés par densité de puissance (W/mm2) à l'instant du soudage (voir la figure 9), si la densité de puissance est fixée à 42 W/mm2 ou plus, il s'avère que le pourcentage de réussite de soudage peut être maintenu à 100 %.
Même dans les résultats de test du soudage au laser pour fournir de la poudre métallique à l'emplacement du soudage, la tendance similaire au soudage au laser effectué dans la condition sans apport est observée. 5 Lorsqu'ils sont arrangés par entrée de chaleur du soudage, le pourcentage de réussite de soudage change (voir la figure 10) et lorsqu'ils sont arrangés par densité de puissance à l'instant du soudage, si la densité de puissance est fixée à 27 W/mm2 ou plus, il 10 s'avère que le pourcentage de réussite de soudage peut être maintenu à 100 % (voir la figure 11). Selon les résultats de test susmentionnés, lorsque la puissance du laser est fixée dans la plage de 300 W à 4.000 W, le diamètre du point de laser est fixé dans la 15 plage de 1,4 mm à 5,4 mm, et la vitesse de soudage est fixée dans la plage de 9 cm/mn à 300 cm/mn, et lorsque la quantité de fourniture de poudre métallique est fixée dans la plage de 0 g/mn à 63 g/mn, si la densité de puissance est ajustée à 42 W/mm2 ou plus, c'est-à-dire, à 20 la puissance de laser P satisfaisant à P > 10,5 nD2, le soudage au laser sans apport et le soudage au laser pour fournir de la poudre métallique peuvent tous deux effectuer un bon soudage au laser avec un pourcentage de réussite de 100 % dans la plage angulaire entre l'axe 25 central de la tête de soudage au laser et la surface de soudage de 0° à ± 60°. Ici, D indique un diamètre de point du laser. De plus, la quantité de fourniture de la poudre métallique qui est un métal d'apport à la zone de fusion 30 de la partie de soudage est montrée de manière classique par [g/mn] qui est une quantité de fourniture de poudre métallique M (g) fournie par temps unitaire (mn). Lorsque les résultats de test mentionnés ci-dessus du soudage au laser à la poudre sont arrangés sur la base du procédé d'arrangement classique, c'est-à-dire, le procédé d'arrangement par [g/mn] qui est une quantité de poudre métallique M par temps unitaire, la quantité de fourniture de la poudre métallique à la zone de fusion de la partie de soudage est présentée par 1,63 g/mn à 63,3 g/mn. Cependant, lorsque la quantité de fourniture de la poudre métallique à la zone de fusion de la partie de soudage est agencée par la relation (g/kW.$) de la puissance de faisceau laser P (kW), le temps d'irradiation t (s) et la quantité de fourniture de poudre métallique M (g), la quantité de fourniture de la poudre métallique dans le test de soudage au laser à la poudre à cet instant peut être arrangée dans une plage limitée de 0,1 g/kW.s à 0,26 g/kW.s. Les inventeurs ont trouvé que si la quantité de fourniture M de la poudre métallique est ajustée à 0,26 g/kW.s ou moins, c'est-à-dire, à la condition satisfaisant à [M < 0,26 x P x t] sur la base des résultats de test du soudage au laser à la poudre exécuté à cet instant, un soudage de rechargement peut être effectué.
Le soudage au laser en utilisant une poudre métallique (appelé ci-après, comme mentionné précédemment, par commodité, soudage au laser à la poudre) a été effectué et ensuite l'apparence des matériaux de test de soudage a été vérifiée. En conséquence, de la poudre métallique non soudée a été trouvée adhérant sur une surface de talon de la partie de soudage et une sensation rugueuse a été confirmée, de sorte que la surface de talon avec de la poudre métallique non soudée adhérant à celle-ci a été soumise de nouveau au processus de fusion sans apport en utilisant le laser provenant de la tête de soudage au laser (appelée ci-après, par commodité, tête de soudage au laser à la poudre) comprenant un trajet de fourniture de poudre. Après le processus de fusion, la surface de talon fondue a été vérifiée par une inspection par ressuage, ainsi aucun défaut n'a été observé. Par les résultats de test de soudage susmentionnés, il est devenu évident que, dans le soudage au laser à la poudre, l'angle entre l'axe central de la tête de soudage 15 au laser à la poudre et la surface de soudage peut être fixé dans la plage de ± 60° par rapport à la ligne perpendiculaire de la surface de soudage ; et l'ajustement de l'angle de la tête de soudage au laser à la poudre avec une structure tubulaire telle que la 20 section de tube et le logement de moniteur dans le coeur (ou le tube de guidage dans le coeur) qui sont positionnés dans une partie étroite à l'intérieur du fond de la cuve de pression de réacteur peut être effectué beaucoup plus facilement que l'ajustement d'angle de la tête de soudage 25 au laser pour faire en sorte que l'angle par rapport à la surface de soudage soit aussi proche que possible de la perpendiculaire dans le soudage au laser avec fourniture de fil classique. En outre, il est devenu évident que le temps d'opération nécessaire pour le soudage au laser à 30 la poudre peut être considérablement raccourci en ajustant la puissance de laser P de manière à satisfaire à P > 10,5 nD2 et en ajustant en outre la quantité de fourniture M de la poudre métallique de manière à satisfaire à M < 0,26 x P x t telle que connues par le test de soudage au laser à la poudre susmentionné. Ensuite, l'interférence de la tête de soudage au laser à la poudre avec une structure tubulaire, c'est-à-dire un élément tubulaire (par exemple, une section de tube, un logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande, ou un logement de moniteur dans le coeur) a été étudiée dans le cas d'application du soudage au laser à la poudre à la partie de soudage de la structure tubulaire. Les inventeurs ont étudié l'interférence de celle-ci en supposant que le soudage peut être effectué lorsque l'angle entre la tête de soudage au laser à la poudre et la surface de soudage est dans la plage de ± 60° en conséquence de la répercution des résultats de test susmentionnés du soudage au laser à la poudre. La tête de soudage au laser à la poudre classique comprend une lentille de collimation et une lentille de condensation de manière similaire à la tête de soudage au laser décrite dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2004-255410 et dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2006-95559. La longueur totale de la tête de soudage au laser à la poudre classique est de 760 mm, par exemple, dans la tête de soudage au laser à la poudre pour délivrer un faisceau laser de 4.000 W. Comme décrit dans le brevet japonais n° 4178027, par exemple, il est envisagé de réparer la partie soudée 30 entre une section de tube attachée à la surface interne du fond de la cuve de pression de réacteur de la centrale nucléaire à eau bouillante et le fond en utilisant la tête de soudage au laser à la poudre avec une longueur totale de 760 mm. Pour réparer la partie soudée entre la section de tube et le fond de la cuve de pression de réacteur, la tête de soudage au laser à la poudre est disposée dans la cuve de pression de réacteur de sorte que l'angle de la surface de soudage de la partie de soudage par rapport à l'axe central de la tête de soudage au laser à la poudre tombe dans la plage de ± 60°, et, en outre, la tête de soudage au laser à la poudre doit être tournée sur la périphérie entière de la partie de soudage. Cependant, lorsqu'on a l'intention de faire tourner la tête de soudage au laser à la poudre classique avec une longueur totale de 760 mm autour de la section de tube à souder, la tête de soudage au laser à la poudre qui tourne interfère avec une autre section de tube adjacente à la section de tube qui est un objet de soudage et avec le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande attaché à la section de tube. Ainsi, la tête de soudage au laser à la poudre ne peut pas tourner autour de la section de tube qui est l'objet de soudage, et la réparation de la partie soudée qui est un objet de réparation devient difficile à effectuer.
Afin d'éviter l'interférence avec la section de tube adjacente qui se produit lorsqu'on fait tourner la tête de soudage au laser à la poudre, il est efficace de raccourcir la longueur de la tête de soudage au laser à la poudre. Par conséquent, les inventeurs ont étudié le raccourcissement de la longueur de la tête de soudage au laser à la poudre. Comme décrit dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2004-255410 et le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2006-95559, la tête de soudage au laser utilisée par le soudage au laser classique comprend une lentille de collimation et une lentille de condensation. L'état d'étalement du faisceau laser dans la tête de soudage au laser comportant un système optique comprenant la lentille de collimation et la lentille de condensation est montré schématiquement sur la figure 12. Le laser émis à partir de la fibre optique et converti en un faisceau parallèle par la lentille de collimation passe à travers la lentille de condensation et converge ensuite sur une position focale de la lentille de condensation. Lors d'un soudage en utilisant le laser passant à travers la lentille de condensation comme avec la tête de soudage au laser classique, s'il s'écarte de la position focale de la lentille de condensation, le diamètre du laser à l'une ou l'autre de la position plus proche du côté de lentille de condensation que de la position focale et de la position du côté d'élément de soudage par rapport à la position focale devient plus grand que le diamètre du laser à la position focale et la densité de puissance du laser (W/mm2) à l'une ou l'autre de la première position et de la dernière position devient plus petite que la densité de puissance du laser à la position focale. Par conséquent, dans le soudage au laser du système à fourniture de fil, la distance entre la lentille de condensation et la surface de soudage doit être ajustée de manière à correspondre à la distance focale de la lentille de condensation. En revanche, dans le soudage au laser à la poudre, si la poudre métallique fournie à la zone de fusion de la surface de soudage générée par le rayonnement du laser est fondue, l'élément de soudage peut être soudé. Par conséquent, les inventeurs ont considéré que, même lorsque la tête de soudage au laser à la poudre comprenant la lentille de condensation est utilisée, le soudage en utilisant la poudre métallique est possible sans faire correspondre la distance entre la lentille de condensation et la surface de soudage strictement à la distance focale de la lentille de condensation. Par conséquent, les inventeurs ont effectué le test de soudage au laser à la poudre avec la tête de soudage au laser à la poudre comportant une lentille de focalisation en utilisant de la poudre métallique avec un diamètre de particule de 63 à 212 pm et ils ont trouvé que le soudage au laser à la poudre obtenant un pourcentage de réussite de 100 % est possible tant que la densité de puissance est de 27 W/mm2 ou plus, même si la distance entre la lentille de focalisation et la surface de soudage est en-dehors de la distance focale de la lentille de focalisation. Les inventeurs ont effectué le soudage au laser à la poudre sur la surface de soudage, par exemple, dans les conditions d'utilisation d'une tête de soudage au laser à la poudre comprenant la lentille de condensation, en décalant et en fixant la distance entre la lentille de condensation et la surface de soudage dans une plage de -6 mm à 30 mm pour la distance focale de la lentille de condensation, en inclinant l'axe central de la tête de soudage au laser à la poudre à 50° par rapport à la surface de soudage, et en fixant la densité de puissance à 112 W/mm2. Les inventeurs ont vérifié la surface soudée à la fin du soudage au laser à la poudre et, comme mentionné ci-dessus, ils ont réussi à faire fondre la poudre métallique sur la surface de soudage même si la distance entre la lentille de condensation et la surface soudée était décalée par rapport à la distance focale de la lentille de condensation dans la plage de -6 mm à 30 mm. Sur la base des résultats, les inventeurs ont confirmé que la poudre métallique fournie à la surface de soudage peut être fondue et que le soudage au laser à la poudre avec un pourcentage de réussite de 100 % est possible même lorsque la lentille de condensation est supprimée et que seule la lentille de collimation est utilisée en tant que lentille du système optique de la tête de soudage au laser à la poudre. La lentille de condensation est supprimée, ainsi la longueur de la tête de soudage au laser à la poudre peut être raccourcie. A savoir, la longueur totale de la tête de soudage au laser à la poudre sans la lentille de condensation peut être raccourcie au point que, lorsqu'on fait tourner la tête de soudage au laser à la poudre autour de la partie de soudage d'une section de tube, la tête n'interfère pas avec la section de tube, le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande, ou le logement de surveillance dans le coeur adjacent. La tête de soudage au laser à la poudre utilisant uniquement la lentille de collimation en tant que lentille peut facilement tourner autour de la partie de soudage d'une section de tube.
L'état d'étalement du faisceau laser dans la tête de soudage au laser à la poudre utilisant uniquement la lentille de collimation en tant que lentille est montré schématiquement sur la figure 13. Dans la tête de soudage au laser à la poudre, le diamètre du point du laser passant à travers la lentille de collimation est presque constant et ne varie pas jusqu'à ce qu'il atteigne la surface de soudage. Le soudage en utilisant le laser a été décrit jusqu'ici. Cependant, les inventeurs ont trouvé que le système optique utilisé pour la tête de soudage au laser à la poudre utilisant uniquement la lentille de collimation en tant que lentille peut être appliqué à un appareil de découpe au laser utilisé pour une découpe au laser.
Les inventeurs ont exécuté le test de découpe au laser en modifiant la densité de puissance de la même manière que dans le soudage au laser à la poudre, c'est-à-dire, dans les conditions de densités de puissance de 42 kW/mm2 et 56 kW/mm2. La densité de puissance du laser utilisé pour la découpe doit être plus grande que la densité de puissance du laser utilisé pour le soudage au laser susmentionné. A 42 kW/mm2, de l'acier inoxydable avec une épaisseur de tôle de 0,5 mm peut être découpé à une vitesse de découpe de 1.100 mm/s ou moins et, à 56 kW/mm2, il peut être découpé à une vitesse de découpe de 1.300 mm/s ou moins. Lorsque les résultats obtenus sont arrangés par densité de puissance (W/mm2)/vitesse de découpe (mm/s2) sur la base des résultats de test ci-dessus, l'élément de structure peut être découpé par le laser dans la condition de 43 W.s/mm3 ou plus. Par conséquent, lorsque la densité de puissance du faisceau laser parallèle généré en passant à travers la lentille de collimation est fixée à 42 kW/mm2 ou plus, il est souhaitable de fixer la condition de découpe par le laser à 43 W.s/mm3 ou plus. Cette valeur numérique indique le produit de la puissance de laser rayonnée et du temps de rayonnement par volume unitaire d'un objet de découpe. Les modes de réalisation de la présente invention reflétant les résultats d'étude ci-dessus vont être 15 expliqués ci-dessous. Mode de réalisation 1 Un procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire selon le mode de 20 réalisation 1 qui est un mode de réalisation préféré de la présente invention va être expliqué ci-dessous avec référence aux figures 1 et 2. Le procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur du présent mode de réalisation est appliqué à un intérieur de réacteur 25 présent dans une cuve de pression de réacteur d'une centrale nucléaire à eau bouillante. Dans le procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur de la centrale nucléaire du présent mode de réalisation, un appareil de soudage au 30 laser 10 montré sur la figure 3 est utilisé. L'appareil de soudage au laser 10 est pourvu d'une tête de soudage au laser à la poudre (tête de soudage) 21, d'un appareil de balayage de tête de soudage 23 et d'un appareil de fourniture de poudre métallique 41. La tête de soudage au laser à la poudre 21 comprend un corps de tête 22 et un logement de lentille 24 comme montré sur la figure 3. Le logement de lentille 24 relié à une partie d'extrémité d'une fibre optique 26 est disposé dans un corps de tête 28 et une lentille de collimation 25 est installée dans le logement de lentille 24 de manière à faire face à une extrémité de la fibre optique 26. Un trajet de laser 27 qui est une partie d'ouverture formée à partir du logement de lentille 24 vers une extrémité du corps de tête 22 est formé dans le corps de tête 22. Le trajet de laser 27 comporte des ouvertures à ses deux extrémités. La première ouverture du trajet de laser 27 est face à la lentille de collimation 25. La deuxième ouverture du trajet de laser 27 est une sortie de laser et est formée dans une face d'extrémité du corps de tête 28. Le logement de lentille 24 et le trajet de laser 27 sont agencés le long de l'axe central du corps de tête 22. Une autre partie d'extrémité de la fibre optique 26 est reliée à un oscillateur de laser (non montré). La tête de soudage au laser à la poudre 21 comprend uniquement la lentille de collimation 25 en tant que lentille, mais ne comprend pas de lentille de condensation. Trois trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C (voir la figure 5) sont formés dans le corps de tête 22. La figure 4 ne montre pas le trajet de fourniture de 30 poudre 29C. Chacun des trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C est incliné vers une ligne étendue d'un axe central du trajet de laser 27 au niveau de la partie d'extrémité du corps de tête 22, la partie d'extrémité comprenant la sortie de laser. Les sorties d'injection de poudre respectives des trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C sont formées dans la face d'extrémité du corps de tête 22 avec la sortie de laser du trajet de laser 27 formée. La distance entre le centre de la sortie d'injection de poudre du trajet de fourniture de poudre 29B et le centre de la sortie de laser est identique à la distance entre le centre de la sortie d'injection de poudre du trajet de fourniture de poudre 29A et le centre de la sortie de laser. Un tuyau de fourniture de poudre 30A est attaché au corps de tête 22 par un élément de fixation 32A et le tuyau de fourniture de poudre 30A est relié au trajet de fourniture de poudre 29A. Un tuyau de fourniture de poudre 30B est attaché au corps de tête 22 par un élément de fixation 32B et le tuyau de fourniture de poudre 30B est relié au trajet de fourniture de poudre 29B. Un tuyau de fourniture de poudre 30C est attaché au corps de tête 22 par un élément de fixation (non montré) (voir la figure 3) et le tuyau de fourniture de poudre 30C est relié au trajet de fourniture de poudre 29C. Les autres parties d'extrémité respectives des tuyaux de fourniture de poudre 30A, 30B et 30C sont reliées à l'appareil de fourniture de poudre métallique 41 (voir la figure 3). Comme montré sur la figure 3, l'appareil de balayage de tête de soudage 23 comprend un élément d'appui 11, un 30 corps de support 13, un élément rotatif 16, un appareil d'entraînement dans la direction horizontale 18, une table de levage 36, et un appareil d'entraînement pivotant 37. Un corps de support 13 est attaché en rotation à l'élément d'appui 11. Le corps de support 13 comprend une plaque de support inférieure 12, une plaque de support supérieure 14, un socle 15 et un élément de support 33. L'élément de support 33 est attaché à la partie supérieure de la plaque de support inférieure 12 attachée en rotation à l'élément d'appui 11 et la plaque de support supérieure 14 est attachée à une extrémité supérieure de l'élément de support 33. Le socle 15 est attaché à une face supérieure de la plaque de support supérieure 14. Un premier moteur (non montré) est fixé à une surface de dessous de l'élément d'appui 11 et un arbre rotatif du premier moteur est relié à la plaque de support inférieure 12 à partir du dessous. Le premier moteur est un appareil rotatif du corps de support 13. L'élément rotatif 16 comprend une plaque de rotation 34 et l'arbre rotatif 35. L'arbre rotatif 35, sur une surface duquel une vis trapézoïdale d'une visse mâle est formée, passe à travers la plaque de support supérieure 14 et le socle 15 et une partie d'extrémité supérieure de l'arbre rotatif 35 est attachée en rotation au socle 15. Une partie d'extrémité inférieure de l'arbre rotatif 35 est attachée en rotation à la plaque de support inférieure 12. La plaque de rotation 34 est disposée au-dessus du socle 15 et est attachée à la partie d'extrémité supérieure de l'arbre rotatif 35. Un deuxième moteur (non montré) configurant un appareil d'entraînement en rotation de l'élément rotatif 16 est installé sur la face supérieure du socle 15. Un arbre rotatif du deuxième moteur est relié à une vis sans fin (non montrée) et la vis sans fin engrène avec la plaque de rotation 34 qui est une roue de vis sans fin.
La table de levage 36 forme un trou traversant (non montré) à travers lequel l'arbre rotatif 35 passe et la vis trapézoïdale d'une vis femelle engrenant avec la vis trapézoïdale de l'arbre rotatif 35 est formée sur une surface intérieure du trou traversant (non montré).
L'arbre rotatif 35 passe à travers le trou traversant de la table de levage 36 et la vis trapézoïdale de l'arbre rotatif 35 engrène avec la vis trapézoïdale du trou traversant. Une partie d'extrémité d'un élément de prévention de rotation 40 installé sur la table de levage 36 est insérée dans la rainure (non montrée) formée sur la surface de l'élément de support 33 face à l'arbre rotatif 35 et s'étendant dans une direction axiale de l'arbre rotatif 35 de sorte que la table de levage 36 ne tourne pas en correspondance avec la rotation de l'arbre rotatif 35. La rainure est formée entre l'extrémité inférieure de l'élément de support 33 et l'extrémité supérieure de celui-ci. Par l'utilisation d'une telle structure, la table de levage 36 se déplace dans la direction axiale de l'arbre rotatif 35. La table de levage 36 se déplace vers le haut et vers le bas le long de l'arbre rotatif 35 par l'entraînement du deuxième moteur. L'appareil d'entraînement dans la direction horizontale 18 est attaché de manière mobile à un bras 17 30 attaché à la table de levage 36 et s'étendant horizontalement. Un élément de support en forme de tige 19 est attaché à l'appareil d'entraînement dans la direction horizontale 18 et s'étend vers le dessous. Un élément de support de tête 20 est attaché à une partie d'extrémité inférieure de l'élément de support 19. Un arbre rotatif 39 qui est attaché au corps de tête 22 de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est attaché en rotation à l'élément de support de tête 20. L'arbre rotatif 39 s'étend horizontalement.
L'appareil d'entraînement pivotant 37 est installé sur l'élément de support de tête 20. L'appareil d'entraînement pivotant 37 comprend un troisième moteur 38 et un mécanisme de transfert de puissance de rotation (non montré) comprenant un mécanisme de réduction pour transférer la puissance de rotation du troisième moteur 38 à l'arbre rotatif 39. Le troisième moteur 38 est attaché à l'élément de support de tête 20. Le procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur de la centrale nucléaire du présent mode de réalisation va être expliqué ci-dessous. Le procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur de la centrale nucléaire du présent mode de réalisation est exécuté après l'arrêt du fonctionnement de la centrale nucléaire à eau bouillante. Le procédé de maintenance préventive va être expliqué sur la base de la procédure (comprenant chaque processus des étapes S1 à S7) montrée sur la figure 1 avec référence aux figures 2 et 3 du brevet japonais n° 4178027. Dans la centrale nucléaire à eau bouillante, comme montré sur la figure 3, une pluralité de logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande 3 et une pluralité de logements de moniteurs dans le coeur 4 passent à travers le fond (fond de cuve) d'une cuve de pression de réacteur 1 et sont attachés au fond. Chaque logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 est inséré séparément dans une pluralité de sections de tube 2 attachées à la surface intérieure du fond de la cuve de pression de réacteur 1 par soudage, passe à travers les sections de tube 2 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1, et est attaché aux sections de tube 2 par soudage. En outre, chaque logement de moniteur dans le coeur 4 passe également à travers le fond de la cuve de pression de réacteur 1 et est attaché au fond par soudage. Dans le procédé de maintenance préventive du présent mode de réalisation, pour réduire la fissuration par corrosion sous contrainte des parties de soudage 53 respectives de chaque section de tube 2 et du fond de la cuve de pression de réacteur 1, l'excellent soudage de rechargement résistant à la corrosion est exécuté sur les surfaces des parties soudées. L'équipement interne est détaché et est transféré hors de la cuve de pression de réacteur (étape S1). Après l'arrêt du fonctionnement de la centrale nucléaire à eau bouillante, un élément de recouvrement supérieur d'une cuve de confinement principale de réacteur entourant la cuve de pression de réacteur 1 est détaché et, en outre, un élément de recouvrement supérieur de la cuve de pression de réacteur 1 est retiré. Les éléments de recouvrement supérieurs détachés respectifs de la cuve de confinement principale de réacteur et de la cuve de pression de réacteur 1 sont suspendus à la grue de plafond du bâtiment de réacteur entourant la cuve de confinement principale de réacteur, sont transférés sur le plancher d'opération positionné au-dessus de la cuve de confinement principale de réacteur dans le bâtiment de réacteur, et sont maintenus sur le plancher d'opération. Un puits de réacteur formé au-dessus de la cuve de confinement principale de réacteur dans le bâtiment de réacteur, et la cuve de pression de réacteur 1 sont remplis intérieurement avec de l'eau de refroidissement. Ensuite, le sécheur de vapeur et le séparateur de vapeur installés dans la cuve de pression de réacteur 1 sont retirés de la cuve de pression de réacteur 1 et sont transférés à l'extérieur de la cuve de pression de réacteur 1 par la grue de plafond, et sont maintenus dans une piscine de sécheur/séparateur dans le bâtiment de réacteur. L'assemblage combustible chargé dans le coeur dans la cuve de pression de réacteur 1 est également sorti par un appareil d'échange de combustible se déplaçant sur le plancher d'opération et est transféré et maintenu dans un piscine de stockage de combustible dans le bâtiment de réacteur. Les barres de commande sont remontées par l'appareil d'échange de combustible à l'extérieur de la cuve de pression de réacteur 1 et sont transférées et maintenues dans la piscine de stockage de combustible. Une pluralité de supports de combustible posés sur une plaque de support de coeur installée dans la cuve de pression de réacteur 1 et supportant la partie d'extrémité inférieure de l'assemblage de combustible sont sortis de la cuve de pression de réacteur 1. En outre, une pluralité de tubes de guidage de barre de commande agencés au-dessous de la plaque de support de coeur dans la cuve de pression de réacteur sont retirés vers le haut de la plaque de support de coeur à travers 5 l'ouverture formée dans la plaque de support de coeur pour insérer le support de combustible et sont transférés à l'extérieur de la cuve de pression de réacteur 1. Les supports de combustible et les tubes de guidage de barre de commande, par exemple, sont suspendus à la grue de 10 plafond et sont transférés vers le haut. L'appareil d'agencement d'environnement aérien est installé (étape S2). Une fois que tous les assemblages combustibles chargés dans le coeur ont été transférés dans la piscine de stockage de combustible, l'appareil 15 d'agencement d'environnement aérien (non montré) est suspendu à la grue de plafond et est attaché sur la bride attachée à une partie d'extrémité supérieure de la cuve de pression de réacteur 1 et attaché à la bride dans l'état où le puits de réacteur est rempli avec de l'eau 20 de refroidissement. Un élément de recouvrement de protection contre les rayonnements est utilisé en tant qu'appareil d'agencement d'environnement aérien. L'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements est attaché de manière amovible à la bride 25 attachée à la partie d'extrémité supérieure de la cuve de pression de réacteur 1 et recouvre la cuve de pression de réacteur 1 comme décrit et comme montré sur la figure 3 du brevet japonais n° 4178027. L'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements n'est pas tourné. 30 L'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements est montré en tant qu'élément de protection contre les rayonnements 21c dans le brevet japonais n° 4178027. Dans le présent mode de réalisation, l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements est attaché de manière amovible à la bride dans l'eau de refroidissement, bien que, dans le brevet japonais n° 4178027, l'élément de protection contre les rayonnements 21c soit attaché à une bride lb d'une cuve de pression de réacteur (RPV) 1 dans un état où le niveau d'eau est abaissé au-dessous d'une position de la bride de RPV lb. L'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements arrête un rayonnement déchargé vers le haut de la cuve de pression de réacteur 1. L'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements utilisé dans le présent mode de réalisation, par exemple, est un élément de recouvrement de protection contre les rayonnements comportant une pluralité d'ouvertures formées pour insérer les tuyaux de guidage montrés sur la figure 4A du brevet japonais n° 4178027. Chaque ouverture formée dans l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements se positionne juste au-dessus de chaque logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 attaché au fond de la cuve de pression de réacteur 1. Chaque ouverture formée dans l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements est fermée par un bouchon de fermeture constitué du matériau de protection contre les rayonnements. Lorsque l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements est attaché sur la bride de la partie d'extrémité supérieure de la cuve de pression de réacteur 1, chaque ouverture formée dans l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements est positionnée juste au-dessus de chaque section de tube 2. En tant qu'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements utilisé dans le présent mode de réalisation, l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements décrit sur l'une ou l'autre de la figure 4B et de la figure 4C du brevet japonais n° 4178027 peut être utilisé. L'insertion du tuyau de guidage dans la cuve de pression de réacteur est effectuée comme décrit ci-dessous. Dans l'état où la cuve de pression de réacteur est remplie avec de l'eau de refroidissement, le bouchon de fermeture présent à la position à laquelle le tuyau de guidage est inséré, concrètement, juste au-dessus des sections de tube 2 soumises au soudage de rechargement de la réparation et de la maintenance préventive, le bouchon de fermeture fermant chaque ouverture formée dans l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements est détaché et sorti de la cuve de pression de réacteur et le tuyau de guidage est inséré dans l'ouverture. Le tuyau de guidage est divisé en une pluralité de parties dans la direction axiale et le tuyau de guidage inséré dans l'ouverture susmentionnée descend vers le fond de la cuve de pression de réacteur 1 par ajout (voir le brevet japonais n° 4178027). La descente du tuyau de guidage est arrêtée lorsque l'extrémité inférieure du tuyau de guidage atteint une position prédéterminée au-dessous de la plaque de support de coeur installée dans la cuve de pression de réacteur 1.
Lorsqu'une extrémité inférieure du tuyau de guidage est arrivée à la position prédéterminée dans la direction axiale de la cuve de pression de réacteur 1, l'extrémité supérieure du tuyau de guidage est attachée de manière amovible sur la face supérieure de l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements. Pour effectuer efficacement la réparation et l'opération de maintenance préventive, le tuyau de guidage peut être inséré à partir de chacune de la pluralité d'ouvertures formées dans l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements. De cette manière, le soudage de rechargement de la partie de soudage de chacune des sections de tube 2 qui sera décrit ultérieurement peut être effectué à une pluralité d'endroits en parallèle.
L'eau dans la cuve de pression de réacteur est déchargée et un environnement aérien est formé dans la cuve de pression de réacteur (étape S3). La vanne d'ouverture/fermeture installée dans un tuyau de drainage (non montré) relié au fond de cuve de la cuve de pression de réacteur est ouverte et l'eau de refroidissement dans le puits de réacteur et la cuve de pression de réacteur est déchargée à l'extérieur de la cuve de pression de réacteur à travers le tuyau de drainage. En fonction de la décharge de l'eau de refroidissement, une surface d'eau de l'eau de refroidissement dans le puits de réacteur s'abaisse et la surface d'eau s'abaisse bientôt au-dessous du premier élément de recouvrement de protection contre les rayonnements dans la cuve de pression de réacteur. Lorsque l'eau de refroidissement dans la cuve de pression de réacteur est entièrement déchargée, l'environnement aérien est formé dans la cuve de pression de réacteur. La réparation et l'opération de maintenance préventive sont exécutées (étape S4). La réparation et l'opération de maintenance préventive de l'étape 4 comprennent chaque processus des étapes S4A à S4E qui sont montrées sur la figure 2. La réparation et l'opération de maintenance préventive seront expliquées en détail avec référence à la figure 2.
Le film d'oxyde dans la zone où la réparation et l'opération de maintenance préventive sont exécutées est retiré (étape S4A). Lorsque la centrale nucléaire à eau bouillante est en fonctionnement, un film d'oxyde comprenant un nucléide radioactif est formé sur chaque surface des parties de soudage 53 respectives entre chaque section de tube 2 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1. Par conséquent, le film d'oxyde est retiré avant que le soudage de rechargement ne soit effectué sur chaque surface des parties de soudage 53. Le film d'oxyde est retiré, ainsi le nucléide radioactif est également retiré, et lors du soudage de rechargement effectué pour la maintenance préventive, il est possible d'éviter que le nucléide radioactif soit emprisonné dans le soudage de rechargement. L'opération de décontamination consistant à retirer le film d'oxyde est effectuée par l'appareil de meulage décrit dans le brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2011-52966 ou par la décontamination chimique décrite dans le brevet japonais n° 4178027. La décontamination par l'appareil de meulage est de préférence appliquée lorsque la réparation et la maintenance préventive sont effectuées dans une partie de soudage spécifique et la décontamination par la décontamination chimique est de préférence appliquée lorsque la réparation et la maintenance préventive sont effectuées dans une large plage. Dans le présent mode de réalisation, les parties de soudage 53 respectives entre toutes les sections de tube 2 attachées au fond de la cuve de pression de réacteur 1 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1 sont un objet de maintenance préventive et afin de décontaminer la surface intérieure entière du fond de la cuve de pression de réacteur 1, la décontamination chimique est appliquée. Un liquide de décontamination chimique est fourni dans la zone au-dessous de la plaque de support de coeur 15 dans la cuve de pression de réacteur 1 à partir du tuyau de drainage (non montré) relié au fond de la cuve de pression de réacteur 1. La fourniture du liquide de décontamination chimique est effectuée jusqu'à ce que les parties de soudage 53 respectives soient toutes immergées 20 dans le liquide de décontamination chimique. En tant que décontamination chimique, une décontamination à l'oxyde et une décontamination par réduction sont effectuées. Par conséquent, le liquide de décontamination à l'oxyde (par exemple, une solution aqueuse de permanganate de 25 potassium) et le liquide de décontamination par réduction (par exemple, une solution aqueuse d'acide oxalique) qui sont des liquides de décontamination chimique sont fournis séquentiellement. D'abord, le liquide de décontamination à l'oxyde est fourni à partir du tuyau de 30 drainage à un plénum inférieur 52 dans la cuve de pression de réacteur 1 et la décontamination à l'oxyde pour chaque partie soudée susmentionnée est effectuée. Dans la centrale nucléaire à eau bouillante, le plénum inférieur 52 est une région formée au-dessous du coeur, plus spécifiquement, de la plaque de support de coeur dans la cuve de pression de réaction 1. A la fin de la décontamination à l'oxyde, le liquide de décontamination à l'oxyde dans la cuve de pression de réacteur 1 est déchargé à partir du tuyau de drainage et est traité.
Ensuite, le liquide de décontamination par réduction est fourni à partir du tuyau de drainage au plénum inférieur 52 et la décontamination par réduction pour chaque partie soudée décontaminée à l'oxyde est exécutée. A la fin de la décontamination par réduction, le liquide de décontamination par réduction est déchargé du plénum inférieur 52 dans la cuve de pression de réacteur 1 dans le tuyau de drainage et est traité. L'inspection d'une surface de la zone objet de la réparation et de la maintenance préventive avant le soudage est exécutée (étape S4B). Par exemple, un appareil de test par ressuage est suspendu à la grue de plafond et descend dans le plénum inférieur 52 dans la cuve de pression de réacteur 1 à travers le tuyau de guidage maintenu par l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements. En utilisant l'appareil de test par ressuage, l'inspection de la surface de la partie de soudage 53 entre la section de tube 2 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1 est exécutée. Cette section de tube 2 se positionne juste au-dessous du tuyau de guidage. Par l'inspection par ressuage en utilisant l'appareil d'inspection par ressuage, lorsqu'une fissure est trouvée dans la partie soudée, dans la partie soudée correspondante, l'opération de réparation pour la fissure est effectuée et, ensuite, 5 pour la surface de la partie soudée correspondante, le soudage de rechargement qui est l'opération de maintenance préventive doit être effectué. Lorsqu'aucune fissure n'est trouvée dans la partie soudée, le soudage de rechargement est effectué. A la fin de l'inspection de 10 surface, l'appareil de test par ressuage est remonté à travers le tuyau de guidage. Lorsqu'une fissure est trouvée dans la partie soudée, l'appareil de travail pour retirer la partie de fissuration de la partie soudée descend à la position de 15 la partie soudée à travers le tuyau de guidage. En utilisant l'appareil de travail, la partie de fissuration de la partie soudée est découpée et la fissure est retirée. Les chutes de coupe générée par la découpe sont aspirées par le dispositif d'aspiration (non montré) et 20 sont déchargées hors de la cuve de pression de réacteur 1. L'opération de soudage est exécutée (étape S4C). Pour le soudage respectif de réparation et de maintenance préventive, l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 25 montré sur la figure 3 est utilisé. L'appareil de soudage au laser à la poudre 10 est suspendu à la grue de plafond et descend dans le tuyau de guidage jusqu'à la position d'extrémité supérieure du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 attaché à la 30 section de tube 2 positionnée dans la partie de soudage 53 correspondante. L'élément d'appui 11 de l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 est posé à l'extrémité supérieure du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3, et la protubérance (non montrée) installée sur la surface de dessous de l'élément d'appui 11 et le premier moteur susmentionné sont insérés dans le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3. De cette manière, l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 est positionné et la chute de l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 est empêchée par la protubérance insérée dans le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3. Ici, le soudage de rechargement (soudage de maintenance préventive) lorsqu'aucune fissure n'est trouvée dans la partie de soudage 53 entre la section de tube 2 positionnée juste au-dessous du tuyau de guidage et le fond de la cuve de pression de réacteur 1 va être expliqué. Lorsque l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 est placé au niveau de l'extrémité supérieure du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3, la tête de soudage au laser à la poudre 21 et l'élément de support 19 sont agencés entre le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 où l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 est placé et un autre logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 adjacent au premier logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3. Le troisième moteur 38 de l'appareil d'entraînement pivotant 37 est commandé pour faire tourner l'arbre rotatif 39 et la tête de soudage au laser à la poudre 21 est tournée dans la direction axiale du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 jusqu'à ce que l'axe central de la tête de soudage au laser à la poudre 21 soit incliné, par exemple, à 50° par rapport à la surface de la partie de soudage 53 soumise au soudage de rechargement. Lorsque l'axe central de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est incliné à 50° par rapport à la surface de la partie de soudage 53, la commande du troisième moteur 38 est arrêtée. L'appareil d'entraînement dans la direction horizontale 18 est déplacé le long du bras 17 et la distance dans la direction horizontale entre la partie de soudage 53 et la sortie de laser de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est ajustée. Lorsque la distance devient une première distance prédéterminée, le mouvement de l'appareil d'entraînement dans la direction horizontale 18 est arrêté. Ensuite, la distance dans la direction axiale du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 entre la partie de soudage 53 et la sortie de laser de celle-ci est ajustée à une deuxième distance prédéterminée. L'ajustement de la distance dans la direction axiale du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 est effectué en faisant tourner l'arbre rotatif 35 en commandant le deuxième moteur et en déplaçant la table de levage 36 engrenant avec la vis trapézoïdale de l'arbre rotatif 35 dans la direction axiale du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3. Lorsque la distance dans la direction axiale du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 entre la partie de soudage 53 entre la section de tube 2 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1 et la sortie de laser de la tête de soudage au laser à la poudre 21 devient la deuxième distance prédéterminée, le deuxième moteur est arrêté. La sortie de laser de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est face à la surface de la partie de soudage 53. La fibre optique 26 et les tuyaux de fourniture de poudre 30A, 30B et 30C qui sont reliés au corps de tête 22 de la tête de soudage au laser à la poudre 21 passent à travers le tuyau de guidage et arrivent au-dessus de la cuve de pression de réacteur 1. L'oscillateur de laser relié à la fibre optique 26 et l'appareil de fourniture de poudre métallique 41 relié aux tuyaux de fourniture de poudre 30A, 30B et 30C sont installés sur le plancher d'opération dans le bâtiment de réacteur. L'oscillateur de laser est mis en oeuvre et, par exemple, un laser 28A d'une puissance de 1 kW généré par l'oscillateur de laser satisfaisant à P > 10,5 nD2 entre dans la fibre optique 26. Le laser 28A passe à travers la fibre optique 26 et est transmis à l'extrémité de la fibre optique 26 du côté d'un logement de lentille 24 (voir la figure 4). Dans le logement de lentille 24, le laser 28A émis à partir de l'extrémité de la fibre optique 26 s'étale et entre dans la lentille de collimation 25. Le laser 28A a une densité de puissance de 44 W/mm2 et est transformé en un laser 28B d'un faisceau parallèle par la lentille de collimation 25 (voir la figure 4) et entre dans le trajet de laser 27 formé dans le corps de tête 22. Le laser 28B avec un diamètre de point D de 5,4 mm du faisceau parallèle passant à travers le trajet de laser 27 est émis à partir de la sortie de laser formée dans le corps de tête 22 et est rayonné sur la surface, pour laquelle le soudage de rechargement est effectué, de la partie de soudage 53 entre la section de tube 2 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1. Par le rayonnement du laser 28B, la surface de la partie de soudage 53 est fondue. D'autre part, la poudre métallique (par exemple, la poudre de l'excellent alliage Inconel 52 résistant à la corrosion capable de supprimer la fissuration par corrosion sous contrainte) qui est un métal d'apport fourni par l'appareil de fourniture de poudre métallique 41 est introduite dans les trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C qui sont formés dans le corps de tête 22 par l'intermédiaire des tuyaux de fourniture de poudre 30A, 30B et 30C, respectivement. La quantité totale de la poudre métallique fournie aux trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C, c'est-à-dire, la quantité de fourniture de poudre métallique M, est, par exemple, de 0,17 g/W.s satisfaisant à M< 0,26 x P x t. La poudre métallique est éjectée des sorties d'injection de poudre respectives des trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C vers les zones de fusion de la partie de soudage 53 mentionnée ci-dessus. Ici, l'ajustement de la puissance de laser de 1 kW susmentionnée pour satisfaire à P > 10,5 nD2 et de la quantité de fourniture de poudre métallique M de 0,17 g/W.s susmentionnée pour satisfaire à M< 0,26 x P x t va être expliqué. Le diamètre D du laser 28B varie avec la distance de la sortie des fibres optiques 26 à la lentille de collimation 25, de sorte que la relation entre le diamètre D et la distance est obtenue au préalable et, lors de la production de la tête de soudage au laser à la poudre 21, la lentille de collimation 25 est disposée à la position où le diamètre D du laser 28B devient le diamètre cible Do, c'est-à-dire, de 5,4 mm. Dans l'appareil de soudage au laser à la poudre 10, la tête de soudage au laser à la poudre 21 produite de cette manière est utilisée. La puissance de laser P est ajustée par l'oscillateur de laser. Concrètement, la puissance de laser P est ajustée, par exemple, à 1 kW par l'oscillateur de laser de manière à obtenir la densité de puissance cible de 42 W/mm2 ou plus, par exemple, de 44 W/mm2 sur la base du diamètre de 5,4 mm du laser 28B. La quantité de fourniture de poudre métallique M est ajustée, par exemple, à 0,17 g/W.s par l'appareil de fourniture de poudre métallique 41. La poudre métallique déchargée de la sortie d'injection de poudre et atteignant la zone de fusion est chauffée et fondue par le laser 28B émis à partir de la sortie de laser de la tête de soudage au laser à la poudre 21. La tête de soudage au laser à la poudre 21 est autorisée à tourner autour de la partie de soudage 53 à soumettre au soudage de rechargement tandis que le laser est émis à partir de la sortie de laser du trajet de laser 27 et que la poudre métallique est déchargée des sorties d'injection de poudre respectives des trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C.
La rotation de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est effectuée en commandant le premier moteur fixé à la surface de dessous de l'élément d'appui 11. La plaque de support inférieure 12, c'est-à-dire, le corps de support 13 tourne par la commande du premier moteur et l'élément rotatif 16 tourne. Par ces rotations, la table de levage 36 engrenant avec l'arbre rotatif 35 tourne et le bras 17 attaché à la table de levage 36 tourne autour de l'axe central du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 dans la surface horizontale. Par conséquent, la tête de soudage au laser à la poudre 21 tourne autour de la section de tube 2 concernée. La surface intérieure du fond de la cuve de pression de réacteur 1 est une surface incurvée, de sorte que la position de la partie de soudage 53 dans la direction axiale de la cuve de pression de réacteur 1 est différente en fonction d'une direction périphérique de la partie de soudage 53. A savoir, la position de la partie de soudage 53 dans la direction axiale de la cuve de pression de réacteur 1 est basse du côté de l'axe central de la cuve de pression de réacteur 1 et haute du côté de la paroi latérale de la cuve de pression de réacteur 1. Compte-tenu d'une telle différence de position de la partie de soudage 53 dans la direction axiale de la cuve de pression de réacteur 1, afin de maintenir la distance dans la direction axiale du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 entre la partie de soudage 53 et la sortie de laser du trajet de laser 27 à la deuxième distance prédéterminée, le deuxième moteur est commandé pour élever et abaisser la table de levage 36 tout en faisant tourner la tête de soudage au laser à la poudre 21 autour de la section de tube 2 concernée. Selon ce qui précède, sur la périphérie entière dans la direction périphérique de la partie de soudage 53 5 entre la section de tube 2 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1, l'excellente partie de soudage de rechargement résistant à la corrosion, c'est-à-dire, l'excellent revêtement de soudage résistant à la corrosion pour supprimer la fissuration par corrosion 10 sous contrainte, peut être formé sur la surface de la partie de soudage 53. La caméra de surveillance (non montrée) est attachée à la surface de dessous de l'élément de support de tête 20. A la fin du soudage de rechargement, le bras 17 est 15 tourné en commandant le premier moteur dans l'état où l'émission du laser 28A vers la fibre optique 26 et la fourniture de poudre métallique aux trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C sont arrêtées. Par conséquent, la tête de soudage au laser à la poudre 21 et la caméra 20 de surveillance tournent autour de la section de tube 2 soumise au soudage de rechargement. La caméra de surveillance tourne tout en prenant des photographies de la surface de la partie de soudage de rechargement. Les informations d'image de la surface de la partie de 25 soudage de rechargement photographiée par la caméra de surveillance sont transmises à un appareil d'affichage (non montré) connecté à la caméra de surveillance et disposé sur le plancher d'opération par l'intermédiaire du câble pour transmettre les informations d'image. Les 30 informations d'image transmises sont affichées sur l'appareil d'affichage. Un opérateur sur le plancher d'opération observe l'image affichée sur l'appareil d'affichage et surveille l'état de la surface de la partie de soudage de rechargement.
Lorsque l'adhérence de poudre métallique non soudée qui est un métal d'apport sur la surface de la partie de soudage de rechargement est observée sur la base de l'image affichée, le laser 28B converti en le faisceau parallèle par la lentille de collimation 25 est rayonné vers la surface de la partie de soudage de rechargement formée sur la surface de la partie de soudage 53 dans un état où le laser 28A généré par l'oscillateur de laser est autorisé à entrer dans les fibres optiques 26 et la fourniture de poudre métallique aux trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C est arrêtée (dans l'état sans apport). La poudre métallique non soudée qui a adhéré sur la surface de la partie de soudage de rechargement est fondue par le rayonnement du laser 28B. Le corps de support 13 et l'élément rotatif 16 sont tournés par la commande du premier moteur et la tête de soudage au laser à la poudre 21 est tournée autour de la section de tube 2 soumise au soudage de rechargement sur la partie de soudage 53 tandis que le laser 28B est émis dans l'état sans apport. Par conséquent, la poudre métallique non 25 soudée qui a adhéré sur la surface de la partie de soudage de rechargement peut être fondue sur la périphérie entière de la partie de soudage de rechargement. Lorsque l'adhérence de la poudre métallique non soudée sur la surface de la partie de soudage de 30 rechargement n'est pas observée sur la base de l'image affichée sur l'appareil d'affichage, l'émission du laser 28 sur la surface de la partie de soudage de rechargement dans l'état sans apport susmentionné n'est pas effectuée. A la fin du soudage de rechargement susmentionné, 5 l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 est remonté en utilisant la grue de plafond à travers le tuyau de guidage, est sorti de la cuve de pression de réacteur 1, et est amené sur le plancher d'opération. Lorsqu'une fissure est trouvée dans la partie de 10 soudage 53 à l'étape S4B, comme mentionné ci-dessus, la partie de fissuration de la partie de soudage 53 est retirée par découpe par l'appareil de travail. Ensuite, le soudage de réparation est effectué pour la partie dont la fissure a été retirée de la partie de soudage 53 à 15 l'étape S4C. Dans le soudage de réparation, l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 transféré à travers le tuyau de guidage est utilisé. Dans le soudage de réparation, la poudre métallique est éjectée de la sortie d'injection de poudre respective des trajets de 20 fourniture de poudre 29A, 29B et 29C tandis que le laser 28B émis à partir de la sortie de laser de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est rayonné vers la partie dont la fissure a été retirée de la partie de soudage 53, et le soudage de réparation pour la partie 25 dont la fissure a été retirée est effectué. A la fin du soudage de réparation, le soudage de rechargement pour la surface de la partie de soudage 53 est effectué comme mentionné ci-dessus. Lorsque la fissure générée dans la partie de soudage 30 53 est petite, en utilisant la tête de soudage au laser à la poudre 21 de l'appareil de soudage au laser à la poudre 10, la fissure est réparée par le soudage au laser sans apport. A l'étape S4B, l'inspection de la surface de la partie de soudage 53 peut être effectuée par un appareil de test par ultrasons au lieu de l'appareil de test par ressuage. Il est supposé qu'une fissure 42 d'une profondeur t1 montrée en (A) sur la figure 6 est trouvée dans la partie de soudage 53 par le test par ultrasons dans lequel l'appareil de test par ultrasons est utilisé. Comme mentionné ci-dessus, la sortie de laser du trajet de laser 27 formé dans le corps de tête 22 est autorisée à faire face à la fissure 42 en commandant le premier moteur, le deuxième moteur et le troisième moteur et la distance dans la direction horizontale entre la partie de soudage 53 et la sortie de laser de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est ajustée à la première distance prédéterminée. En outre, la distance dans la direction axiale du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 entre la partie de soudage 53 et la sortie de laser de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est ajustée à la deuxième distance prédéterminée. L'oscillateur de laser est mis en oeuvre et le laser 28A avec une puissance de 1 kW entre dans la fibre optique 26. Le laser 28B converti en un faisceau parallèle par la lentille de collimation 25 dans le corps de tête 22 est rayonné vers la partie de la partie de soudage 53 où la fissure 42 existe à partir de l'ouverture de décharge de laser du trajet de laser 27.
La densité de puissance du laser 28B rayonné est, par exemple, de 44 W/mm2. A cet instant, la fourniture de poudre métallique par l'appareil de fourniture de poudre métallique 41 aux tuyaux de fourniture de poudre 30A, 30B et 30C est arrêtée. La partie de la partie de soudage 53 5 où la fissure 42 existe est fondue par le rayonnement du laser 28B. La position de la sortie de laser du trajet de laser 27 est modifiée en commandant chacun du premier moteur, du deuxième moteur et du troisième moteur et la partie de soudage autour de la fissure 42 est fondue. Une 10 partie de fusion 43 sans fissure 42 formée par la fusion est formée sur la partie de soudage 53. Lorsque la profondeur de la fissure 42 est tl, et que la densité de puissance du laser 28B est de 42 W/mm2 ou plus, et qu'une profondeur de fusion t2 de la partie 15 de fusion 53 pour effectuer le processus de fusion de la fissure 42 satisfait à t2 > tl, la réparation de la fissure 42 générée dans la partie de soudage 53 est permise par le laser 28B (voir (B) montré sur la figure 6). Par exemple, le laser sans apport 28B peut être 20 appliqué à l'opération de réparation de la fissure. Lorsque la réparation par le soudage au laser sans apport pour retirer la fissure 42 dans la partie de soudage 53 est terminée, l'oscillateur de laser est arrêté et le rayonnement du laser 28B est arrêté. 25 Rapidement, la partie de fusion 43 se solidifie dans l'état où la fissure 42 est réparée. Une surface de la partie de soudage de rechargement est meulée (étape S4D). L'appareil de meulage suspendu à la grue de plafond descend à travers le tuyau de guidage 30 et atteint le voisinage de la partie de soudage 53 entre la section de tube 2 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1. En utilisant l'appareil de meulage, la surface de la partie de soudage de rechargement formée sur la partie de soudage 53 est meulée. Le meulage est effectué sur la périphérie entière dans la direction périphérique de la partie de soudage de rechargement. A la fin du meulage de la surface de la partie de soudage de rechargement, l'appareil de meulage est remonté dans le tuyau de guidage et transféré vers le plancher d'opération. Lorsque la réparation par le soudage au laser sans apport susmentionné est effectuée, à la fin de cette réparation, la surface de la partie de soudage 53 comprenant la partie de fusion solidifiée 43 entre la section de tube 2 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1 est également meulée par l'appareil de meulage. L'inspection de surface de la partie de soudage de rechargement après le soudage de rechargement est effectuée (étape S4E). De manière similaire à l'étape S4B, l'appareil d'inspection par ressuage est suspendu à la grue de plafond et descend vers le plénum inférieur 52 de la cuve de pression de réacteur 1 à travers le tuyau de guidage maintenu par l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements. En utilisant l'appareil d'inspection par ressuage, l'inspection de surface de la partie de soudage de rechargement dont la surface a été meulée est effectuée. A la fin de l'inspection de surface de la partie de soudage de rechargement, l'appareil d'inspection par ressuage est suspendu à la grue de plafond et est transféré vers le plancher d'opération à travers le tuyau de guidage. Conformément à ce qui précède, le soudage de rechargement pour la surface d'une partie de soudage 53 entre la section de tube 2 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1 ou le soudage de rechargement effectué en parallèle pour les surfaces d'une pluralité de parties de soudage 53 entre les sections de tube 2 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1 se termine.
Ensuite, chaque opération aux étapes S4A à S4E est effectuée pour la partie de soudage 53 entre une autre section de tube 2 présente sur le fond de la cuve de pression de réacteur 1 et le fond de celle-ci. Comme mentionné ci-dessus, chaque opération aux étapes S4A à S4E est répétée, ainsi l'opération de réparation et de maintenance préventive pour chaque partie de soudage 53 entre toutes les sections de tube 2 présentes sur le fond de la cuve de pression de réacteur 1 et le fond de celle-ci, c'est-à-dire, l'opération de réparation et de maintenance préventive à l'étape S4 se termine. La cuve de pression de réacteur est remplie avec de l'eau (étape S5). L'appareil d'inspection par ressuage est transféré vers le plancher d'opération et une fois que l'opération à l'étape S4 se termine, de l'eau de refroidissement est fournie à la cuve de pression de réacteur 1. Une fois que de l'eau de refroidissement a été fournie jusqu'à un niveau d'eau prédéterminé, la fourniture d'eau de refroidissement dans la cuve de pression de réacteur 1 est arrêtée.
L'appareil d'agencement d'environnement aérien est retiré (étape S6). Le tuyau de guidage inséré dans l'ouverture de l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements installé sur la bride à l'extrémité supérieure de la cuve de pression de réacteur 1 est suspendu à la grue de plafond, est remonté, et est retiré de l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements. Après le retrait du tuyau de guidage, l'ouverture de l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements est fermée par le bouchon de fermeture. A la fin du retrait du tuyau de guidage, l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements sur la bride de la cuve de pression de réacteur 1 est suspendu à la grue de plafond et est recueilli sur le plancher d'opération. L'équipement interne est installé (étape S7). L'équipement interne retiré à l'étape S1 est installé dans la cuve de pression de réacteur 1. Les tuyaux de guidage de barre de commande et les supports de combustible sont suspendus dans l'ordre à la grue de plafond et sont transférés dans la cuve de pression de réacteur 1. Ceux-ci sont installés à des positions prédéterminées dans la cuve de pression de réacteur 1. Une fois que tous les supports de combustible sont installés, les barres de commande sont transférées dans la cuve de pression de réacteur par l'appareil d'échange de combustible et sont disposées dans chaque tuyau de guidage de barre de commande à travers le trou traversant formé dans le support de combustible. Les assemblages combustibles sont chargés dans le coeur dans la cuve de pression de réacteur 1 à partir de la piscine de stockage de combustible par l'appareil d'échange de combustible. Le séparateur de vapeur et le sécheur de vapeur sont suspendus dans l'ordre à la grue de plafond, sont transférés dans la cuve de pression de réacteur 1, et sont installés à une position prédéterminée dans la cuve de pression de réacteur 1. Ensuite, l'élément de recouvrement supérieur de la cuve de pression de réacteur 1 est attaché à la bride de la cuve de pression de réacteur 1 et l'élément de recouvrement supérieur de la cuve de confinement principale est installé au niveau de l'extrémité supérieure de la cuve de confinement principale. Conformément à ce qui précède, tous les processus du 15 procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur de la centrale nucléaire selon le présent mode de réalisation se terminent. L'appareil de soudage au laser à la poudre 10 comprenant la tête de soudage au laser à la poudre 21 20 peut être appliqué à la réparation et à l'opération de maintenance préventive pour la partie de soudage entre la section de tube 2 et le mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 et chaque processus susmentionné des étapes S1 à S7 peut être exécuté. En particulier, chaque 25 processus susmentionné des étapes S4A à S4E peut être exécuté et le soudage de réparation pour la partie de soudage entre la section de tube 2 et le mécanisme d'entraînement de barre de commande 3, et le soudage de rechargement appliqué à la surface de la partie de 30 soudage concernée peuvent être exécutés.
Selon le présent mode de réalisation, la tête de soudage au laser à la poudre 21 de l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 comprend uniquement la lentille de collimation 25 en tant que lentille, mais ne comprend 5 pas de lentille de condensation, de sorte que la longueur de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est approximativement de 70 mm, qui est égale à environ 1/10 de la longueur de la tête de soudage au laser à la poudre classique (760 mm). De cette manière, la longueur de la 10 tête de soudage au laser à la poudre 21 peut être raccourcie et celle-ci devient compacte. Dans le présent mode de réalisation, la tête de soudage au laser à la poudre 21 dont la longueur est raccourcie est utilisée, de sorte que, lors de 15 l'exécution du soudage de réparation et du soudage de rechargement de maintenance préventive pour la partie de soudage 53 entre la section de tube 2 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1 ou une autre partie de soudage entre les sections de tube 2 et les logements de 20 mécanismes d'entraînement de barre de commande 3 dans le plénum inférieur 52 de la cuve de pression de réacteur 1 où un grand nombre de sections de tube 2, de logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande 3 et de logements de moniteurs dans le coeur 4 se trouvent 25 ensemble de manière à former une partie étroite, l'interférence avec une autre section de tube 2, un autre logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 et un autre logement de moniteur dans le coeur 4 contigus à la section de tube 2 d'un objet de soudage et 30 formant une partie étroite entre les sections de tube 2 d'un objet de soudage peut être évitée et la tête de soudage au laser à la poudre 21 peut être tournée autour de la section de tube 2 de l'objet de soudage. Ainsi, le soudage au laser à la poudre peut être effectué facilement pour la partie de soudage de la section de tube 2 faisant face à la partie étroite 53 et le temps nécessaire pour l'opération de soudage de rechargement par la tête de soudage au laser à la poudre 21 peut être raccourci. Dans le présent mode de réalisation, le soudage est effectué par le rayonnement du laser, de sorte que le soudage à grande vitesse est permis, ainsi le temps de l'opération de soudage peut être raccourci. A savoir, le soudage au laser qui est un objet de maintenance préventive en utilisant de la poudre pour la partie de soudage 53 de la section de tube 2 d'un objet de soudage qui est un objet de maintenance préventive peut être effectué facilement et le temps nécessaire pour l'opération de maintenance préventive peut être raccourci.
En outre, dans le présent mode de réalisation, étant donné que la tête de soudage au laser à la poudre 21 de l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 comprend uniquement la lentille de collimation 25 en tant que lentille, le laser 28B généré par la lentille de collimation 25 est rayonné vers l'objet de soudage, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de faire correspondre l'endroit de soudage de l'objet de soudage avec la position focale de la lentille de condensation comme pour la tête de soudage au laser classique utilisant la lentille de condensation, et même lorsque la distance entre la tête de soudage au laser à la poudre 21 et l'endroit de soudage de l'objet de soudage varie avec le mouvement de la tête de soudage au laser à la poudre 21, un bon soudage à la poudre (soudage au laser à la poudre obtenant un pourcentage de réussite de 100 %) peut être effectué pour l'endroit de soudage de l'objet de soudage. Selon le présent mode de réalisation, de la poudre métallique (par exemple, une poudre d'un alliage Inconel 52) plus excellente quant à la résistance à la corrosion que l'intérieur du réacteur (par exemple, la section de tube 2 et le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande) est accumulée sur la surface de la partie de soudage (par exemple, la partie de soudage 53), de sorte que la fissuration par corrosion sous contrainte dans la partie de soudage de l'intérieur de réacteur peut être supprimée. Dans le présent mode de réalisation, la puissance P du laser 28B à rayonner vers la partie de soudage est de 1 kW satisfaisant à P > 10,5 7D2 et, en outre, la quantité de fourniture de poudre métallique M est de 0,17 g/W.s satisfaisant à M< 2,6 x P x t, de sorte qu'une bonne partie de soudage de rechargement en utilisant de la poudre métallique avec un pourcentage de réussite de 100 % peut être obtenue.
Dans le présent mode de réalisation, lorsque de la poudre métallique non soudée adhère sur la surface de la partie de soudage de rechargement générée par la fourniture de poudre métallique et le rayonnement du laser 28B, le laser 28B est rayonné sur la surface de la partie de soudage de rechargement et la poudre métallique non soudée qui a adhéré est fondue dans l'état (état sans apport) où aucune poudre métallique n'est fournie, de sorte que la surface de la partie de soudage de rechargement peut être améliorée par rapport à la surface rugueuse sans poudre métallique non soudée adhérant à une surface plus lisse. En conséquence, la surface de la partie de soudage de rechargement est rendue lisse par le rayonnement du laser 28B dans l'état sans apport, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'effectuer l'opération de meulage sur la surface rugueuse de la partie de soudage de rechargement sans poudre métallique adhérant à celle-ci en vue de l'inspection après le soudage de rechargement. Etant donné que l'opération de meulage nécessitant un long temps devient inutile, l'inspection de la partie de soudage de rechargement peut être débutée d'autant plus tôt. Par conséquent, le temps nécessité par l'opération de maintenance préventive par le soudage de rechargement peut être raccourci. Le plénum inférieur 52 dans la cuve de pression de réacteur 1, dans lequel la partie de soudage 53 et similaire, qui est un objet du soudage de réparation et du soudage de rechargement de maintenance préventive dans la cuve de pression de réacteur 1, existe, est placé dans l'environnement aérien, de sorte que le soudage au laser à la poudre pour la partie de soudage concernée puisse être effectué facilement. Lors de l'exécution du soudage au laser à la poudre dans de l'eau, la poudre métallique, qui est un métal d'apport, éjectée à partir des trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et similaire ne peut pas être fournie à l'endroit de soudage de la partie de soudage 53 et similaire du fait de la résistance de l'eau et le soudage de rechargement pour la partie de soudage 53 et similaire ne peut pas être effectué de manière satisfaisante. Lors de l'exécution du soudage au laser à la poudre dans l'environnement aérien, un tel problème ne survient pas. Mode de réalisation 2 Le procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur de la centrale nucléaire selon le mode de réalisation 2 qui est un autre mode de réalisation approprié de la présente invention va être expliqué ci-dessous. Le procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur du présent mode de réalisation est appliqué à l'intérieur de réacteur présent dans une cuve de pression de réacteur d'une centrale nucléaire à eau sous pression. Dans le présent mode de réalisation, l'intérieur de réacteur qui est un objet de maintenance préventive est une buse d'instrumentation montée sur le fond qui est une structure tubulaire, et plus spécifiquement, un élément tubulaire, et la maintenance préventive est exécutée pour la partie de soudage entre la buse d'instrumentation montée sur le fond (correspond au logement de moniteur dans le coeur 4 dans la centrale nucléaire à eau bouillante) et le fond de la cuve de pression de réacteur 1. Dans le procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur de la centrale nucléaire du présent mode de réalisation, un appareil de soudage au 30 laser à la poudre 10A montré sur la figure 14 est utilisé. L'appareil de soudage au laser à la poudre 10A a une constitution dans laquelle un élément d'appui 31 est attaché à l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 utilisé dans le mode de réalisation 1. Le reste de la structure de l'appareil de soudage au laser à la poudre 10A est identique à celui de l'appareil de soudage au laser à la poudre 10. Le diamètre extérieur et le diamètre intérieur d'une buse d'instrumentation montée sur le fond 44 sont inférieurs au diamètre extérieur et au diamètre intérieur du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 sur lequel l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 est posé. Pour cette raison, il est difficile de placer l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 au niveau de l'extrémité supérieure de la buse d'instrumentation montée sur le fond 44 de sorte qu'il soit maintenu par la buse d'instrumentation montée sur le fond 44. L'appareil de soudage au laser à la poudre 10A comprend un élément d'appui 31 de sorte que l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 soit placé facilement au niveau de l'extrémité supérieure de la buse d'instrumentation montée sur le fond 44 et soit maintenu facilement par la buse d'instrumentation montée sur le fond 44. L'élément d'appui 31 a un plus petit diamètre extérieur que l'élément d'appui 11 et comprend la protubérance insérée dans la buse d'instrumentation montée sur le fond 44 pour éviter la chute de l'appareil de soudage au laser à la poudre 10A sur la surface de dessous de l'élément d'appui 11. L'élément d'appui 31 est attaché à la surface de dessous de l'élément d'appui 11. Le premier moteur qui est un appareil de rotation du corps de support 13 est attaché à la surface de dessous de l'élément d'appui 11 et est disposé à l'intérieur de l'élément d'appui 31. Dans la maintenance préventive effectuée pour la 5 partie de soudage 53A entre la buse d'instrumentation montée sur le fond 44 et le fond (fond de cuve) de la cuve de pression de réacteur 1 dans la centrale nucléaire à eau sous pression, les opérations décrites dans les paragraphes 0031 à 0051 du brevet japonais mis à 10 l'inspection publique n° 2011-52966 (les paragraphes 0053 à 0080 du document US2011/0051878A1) sont effectuées. Dans le présent mode de réalisation, l'appareil d'accès commun est suspendu à la grue de plafond, descend dans la cuve de pression de réacteur 1 remplie d'eau, et est posé 15 sur la surface intérieure du fond de la cuve de pression de réacteur 1 (voir les figures 2 et 3 du brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2011-52966). L'appareil de recouvrement auquel le tuyau de guidage est attaché pour recouvrir l'appareil d'accès commun est suspendu à la 20 grue de plafond, descend dans la cuve de pression de réacteur 1, et est posé sur la surface intérieure du fond de la cuve de pression de réacteur 1 (voir les figures 4 et 7 du brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2011-52966). L'eau est retirée d'une zone dans 25 laquelle l'appareil d'accès commun est disposé et qui existe au-dessous de l'appareil de recouvrement dans la cuve de pression de réacteur 1 et la zone est placée dans l'environnement aérien (voir les figures 10 et 11 du brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2011- 30 52966). La pression d'eau au-dessus de l'appareil de recouvrement présent dans la cuve de pression de réacteur 1 est ajoutée à l'appareil de recouvrement en formant l'environnement aérien au-dessous de l'appareil de recouvrement dans la cuve de pression de réacteur 1, de sorte que l'appareil de recouvrement soit pressé vers la surface intérieure du fond de la cuve de pression de réacteur 1 et que la propriété d'étanchéité entre l'appareil de recouvrement et la surface intérieure du fond de la cuve de pression de réacteur 1 soit améliorée.
L'appareil de soudage au laser à la poudre 10A, l'appareil d'inspection par ressuage et l'appareil de meulage sont descendus par suspension à travers le tuyau de guidage, et sont fixés aux éléments de fixation métalliques attachés au bras de l'appareil d'accès commun. Ci-après, l'opération de chaque processus des étapes S4A à S4E exécutées dans le mode de réalisation 1 est exécutée dans l'ordre. La décontamination chimique (étape S4A) de la surface intérieure du fond de la cuve de pression de réacteur 1 est exécutée et, en utilisant l'appareil d'inspection par ressuage, l'inspection de la surface de la partie de soudage 53A entre une certaine buse d'instrumentation montée sur le fond 44 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1 est exécutée (étape S4B). Ensuite, l'opération de soudage est exécutée (étape S4C). L'appareil de soudage au laser à la poudre 10A est est autorisé à descendre à partir du bras et l'élément d'appui 31 de l'appareil de soudage au laser à la poudre 10A est placé au niveau de l'extrémité supérieure d'une certaine buse d'instrumentation montée sur le fond 44 jointe au fond de la cuve de pression de réacteur 1 par la partie de soudage 53A à soumettre au soudage de rechargement. Lorsqu'aucune fissure n'est trouvée dans la partie de soudage 53A par l'inspection de surface à l'étape S4B, l'axe central de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est incliné, par exemple, à 50° par rapport à la surface de la partie de soudage 53A soumise au soudage de rechargement. Ensuite, de manière similaire au mode de réalisation 1, le laser 28B déchargé de la sortie de laser de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est rayonné sur la surface de la partie de soudage 53A, et la poudre métallique (par exemple, la poudre de l'alliage Inconel 52) qui est un métal d'apport est fournie à la surface de la partie soudée 53A fondue par le laser 28B par l'appareil de fourniture de poudre métallique 41 par l'intermédiaire des trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C. En conséquence, le soudage de rechargement est effectué sur la surface de la partie soudée 53A. De manière similaire au mode de réalisation 1, le bras 17 est tourné en faisant tourner le corps de support 13 et l'élément rotatif 16, et la tête de soudage au laser à la poudre 21 est également tournée autour de la partie de soudage 53A de la buse d'instrumentation montée sur le fond 44 soumise au soudage de rechargement. En conséquence, le soudage de rechargement est effectué sur la périphérie entière de la partie de soudage entre la buse d'instrumentation montée sur le fond 44 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1.
A la fin du soudage de rechargement, le meulage de la surface de la partie de soudage de rechargement sur la partie de soudage 53A à l'étape S4D et l'inspection de la surface de la partie de soudage de rechargement à l'étape S4E sont exécutés. Chaque opération aux étapes S4B à S4E est répétée et le soudage de rechargement pour chaque partie de soudage 53A entre toutes les buses d'instrumentation montées sur le fond 44 attachées au fond de la cuve de pression de réacteur 1 et la cuve de pression de réacteur 1 est exécuté dans l'ordre. A la fin de ces opérations de soudage de rechargement, de l'eau est fournie dans la zone dans laquelle l'appareil d'accès commun est disposé et qui existe au-dessous de l'appareil de recouvrement dans la cuve de pression de réacteur 1, et la zone est remplie avec l'eau. Ensuite, l'appareil de recouvrement et l'appareil d'accès commun sont remontés par la grue de plafond dans l'ordre et sont transférés à l'extérieur de la cuve de pression de réacteur 1. Ceci achève le procédé de maintenance préventive du présent mode de réalisation. Le présent mode de réalisation peut obtenir chaque effet généré dans le mode de réalisation 1. Mode de réalisation 3 Le procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur de la centrale nucléaire selon le mode de réalisation 3 qui est encore un autre mode de réalisation préféré de la présente invention va être expliqué ci-dessous. Le procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur du présent mode de réalisation est appliqué à l'intérieur de réacteur présent dans la cuve de pression de réacteur de la centrale nucléaire à eau bouillante. Dans le mode de réalisation 1, l'intérieur de réacteur qui est un objet de maintenance préventive est la section de cuve 2 qui est une structure tubulaire ou le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3, bien que, dans le présent mode de réalisation, la maintenance préventive soit exécutée pour la partie de soudage du logement de moniteur dans le coeur 4 qui est une structure tubulaire et le fond de la cuve de pression de réacteur 1. Le logement de moniteur dans le coeur 4 est montré sur la figure 3. Dans le procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur de la centrale nucléaire du présent mode de réalisation, l'appareil de soudage au laser à la poudre 10A mentionné ci-dessus utilisé dans le mode de réalisation 2 montré sur la figure 14 est utilisé. Le procédé de maintenance préventive dans le présent mode de réalisation va être expliqué. De manière similaire au mode de réalisation 1, l'opération de chaque processus aux étapes S1 à S3 est exécutée. A l'étape S4, de manière similaire au mode de réalisation 1, l'opération de chaque processus aux étapes S4A à S4E est exécutée dans l'ordre. L'opération de soudage à l'étape S4C, concrètement, le soudage de rechargement sur la surface de la partie de soudage entre le logement de moniteur dans le coeur 4 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1, va être expliquée ci-dessous.
Lorsque l'appareil de soudage au laser à la poudre 10A descendant dans le tuyau de guidage et transféré est placé au niveau d'une extrémité supérieure du logement de moniteur dans le coeur 4 soumis au soudage de rechargement, la tête de soudage au laser à la poudre 21 et l'élément de support 19 sont disposés entre le logement de moniteur dans le coeur 4 sur lequel l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 est placé et un autre logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 adjacent au logement de moniteur dans le coeur 4. Lorsqu'aucune fissure n'est trouvée dans la partie de soudage entre le logement de moniteur dans le coeur 4 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1 par l'inspection de surface à l'étape S4B, l'axe central de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est incliné, par exemple, à 50° par rapport à la surface de la partie de soudage soumise au soudage de rechargement. Ensuite, de manière similaire au mode de réalisation 1, le laser 28 déchargé de la sortie de laser de la tête de soudage au laser à la poudre 21 est rayonné sur la surface de la partie de soudage, et la poudre métallique (par exemple, la poudre de l'alliage Inconel 52) qui est un métal d'apport est fournie à la surface de la partie de soudage fondue par le laser 28 et le soudage de rechargement est effectué sur la surface de la partie de soudage. Le bras 17 est tourné en faisant tourner l'arbre rotatif 35, et la tête de soudage au laser à la poudre 21 est tournée autour de la partie de soudage soumise au soudage de rechargement. En conséquence, le soudage de rechargement est effectué sur la périphérie entière de la partie de soudage entre le logement de moniteur dans le coeur 4 et le fond de la cuve de pression de réacteur 1. A la fin du soudage de rechargement, le meulage de la surface de la partie de soudage de rechargement à l'étape S4D et l'inspection de la surface de la partie de soudage de rechargement après le soudage de rechargement à l'étape S4E sont exécutés. Chaque opération aux étapes S4B à S4E est répétée et le soudage de rechargement pour chaque partie de soudage entre tous les logements de moniteurs dans le coeur 4 attachés au fond de la cuve de pression de réacteur 1 et la cuve de pression de réacteur 1 est exécutée dans l'ordre. A la fin des opérations de soudage de rechargement, chaque opération aux étapes S5 à S7 est effectuée dans l'ordre et le procédé de maintenance préventive du présent mode de réalisation se termine. Le présent mode de réalisation peut obtenir chaque effet généré dans le mode de réalisation 1.
Mode de réalisation 4 Le procédé de découpe de l'intérieur de réacteur de la centrale nucléaire selon le mode de réalisation 4 qui est un autre mode de réalisation préféré de la présente invention va être expliqué avec référence aux figures 15, 25 16 et 17. Le procédé de découpe de l'intérieur de réacteur du présent mode de réalisation est appliqué à l'intérieur de réacteur présent dans la cuve de pression de réacteur de la centrale nucléaire à eau bouillante. Dans le procédé de découpe de l'intérieur de 30 réacteur du présent mode de réalisation, un appareil de découpe au laser 45 montré sur la figure 17 est utilisé. L'appareil de découpe au laser 45 comprend une tête de découpe au laser (tête de découpe) 46, un appareil de balayage de tête de découpe 49, et un appareil de fourniture de gaz 50. La tête de découpe au laser 46 a une structure dans laquelle, dans la tête de soudage au laser à la poudre 21 de l'appareil de soudage au laser à la poudre 10, un trajet de fourniture de gaz 47 est formé dans le corps de tête 22 à la place des trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C (voir la figure 18). Le reste de la structure de la tête de découpe au laser 46 est identique à la structure de la tête de soudage au laser à la poudre 21. Une sortie d'injection de gaz du trajet de fourniture de gaz 47 est formée avec la sortie de laser au niveau d'une face d'extrémité d'un corps de tête 22. Un tuyau de fourniture de gaz 48 relié à l'appareil de fourniture de gaz 50 est attaché au corps de tête 22 par un élément de fixation métallique 32. Un appareil de balayage de tête de découpe 49 a une structure identique à celle d'un appareil de balayage de tête de soudage 23 de l'appareil de soudage au laser à la poudre 10. La tête de découpe au laser 46 comprend uniquement la lentille de collimation 25 en tant que lentille et ne comprend pas de lentille de condensation.
Le procédé de découpe de l'intérieur de réacteur de la centrale nucléaire du présent mode de réalisation va être expliqué ci-dessous avec référence aux figures 15 et 16. Le procédé de découpe de l'intérieur de réacteur du présent mode de réalisation comporte les procédures d'exécution des opérations de découpe et d'échange de la structure tubulaire (étape S8) à la place de la réparation et de l'opération de maintenance préventive (étape S4) parmi les étapes S1 à S7 exécutées par le procédé de maintenance préventive de l'intérieur de réacteur selon le mode de réalisation 1. Dans le présent mode de réalisation, une fois que le fonctionnement de la centrale nucléaire à eau bouillante a été arrêté, de manière similaire au mode de réalisation 1, le retrait et le transfert de l'équipement interne dans la cuve de pression de réacteur 1 (étape S1), l'installation de l'appareil d'agencement d'environnement aérien (étape S2) et la décharge de l'eau de la cuve de pression de réacteur et l'agencement de l'environnement aérien (étape S3) sont effectués dans l'ordre.
Ensuite, les opérations de découpe et d'échange de la structure tubulaire sont exécutées (étape S8). Les opérations de découpe et d'échange de la structure tubulaire comprennent chaque processus des étapes S8A à S8G montrées sur la figure 16. Les opérations de découpe et d'échange de la structure tubulaire vont être expliquées en détail avec référence à la figure 16. Le film d'oxyde formé sur la surface de la structure tubulaire est retiré (étape S8A). A l'étape S8, le film d'oxyde comprenant le nucléide radioactif formé sur les 25 surfaces du logement de moniteur dans le coeur 4, qui est une structure tubulaire et un objet de découpe, et d'une pluralité de logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande 3 auxquels l'appareil de découpe au laser 45 est fixé, ces logements de mécanismes 30 d'entraînement de barre de commande 3 étant adjacents à celui-ci, est retiré par l'opération de décontamination (l'opération de meulage ou la décontamination chimique) de manière similaire à l'étape S4A dans le mode de réalisation 1.
L'opération de découpe de la structure tubulaire est exécutée (étape S8B). L'appareil de découpe au laser 45 est utilisé pour l'opération de découpe. L'appareil de découpe au laser 45 est suspendu à la grue de plafond de manière similaire à l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 à l'étape S4C et descend dans le tuyau de guidage jusqu'à la position de l'extrémité supérieure d'un logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 (par exemple, le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A montré sur la figure 19) adjacent au logement de moniteur dans le coeur 4 qui est l'objet de découpe. L'élément d'appui 11 de l'appareil de découpe au laser 45 est placé sur l'extrémité supérieure du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3. Le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 sur lequel l'appareil de découpe au laser 45 est posé est l'un de quatre logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande 3 adjacents au logement de moniteur dans le coeur 4 qui est l'objet de découpe. L'appareil de fourniture de gaz 50 de l'appareil de découpe au laser 45 est installé sur le plancher d'opération dans le bâtiment de réacteur. La tête de découpe au laser 46 est déplacée jusqu'à la position A (voir la figure 19) en commandant le 30 premier moteur, le deuxième moteur et le troisième moteur, et la sortie de laser de la tête de découpe au laser 46 est autorisée à faire face à une position de découpe 51 du logement de moniteur dans le coeur 4. Etant donné que le logement de moniteur dans le coeur 4 est découpé dans la direction horizontale, la tête de découpe au laser 46 est tournée dans la direction axiale du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 en commandant le troisième moteur 38 de l'appareil d'entraînement pivotant 37 de manière à placer le trajet de laser 27 horizontalement. Lorsque le trajet de laser 27 est placé horizontalement, la commande du troisième moteur 38 est arrêtée. Ensuite, l'oscillateur de laser est mis en oeuvre et le laser 28A (densité de puissance : 44 kW/mm2) avec une 15 puissance de 1 kW généré par l'oscillateur de laser entre dans la fibre optique 26. Le laser 28A est étalé par la lentille de collimation 25, devient un laser 28B avec un diamètre de point D de 5,4 mm d'un faisceau parallèle, et entre dans le trajet de laser 27. Le laser 28B est 20 rayonné à partir de la sortie de laser vers une position de découpe 51 du logement de moniteur dans le coeur 4 qui est un objet de découpe. A la position où le laser 28B est rayonné, le logement de moniteur dans le coeur 4 est fondu. A la position où le logement de moniteur dans le 25 coeur 4 est fondu par le rayonnement du laser 28B, du gaz (par exemple, de l'air) sous pression est éjecté du trajet de fourniture de gaz 47. Cet air est mis sous pression par l'appareil de fourniture de gaz (par exemple, une soufflerie) 50 et est fourni au trajet de 30 fourniture de gaz 47 à travers le tuyau de fourniture de gaz 48. L'air sous pression déchargé de la sortie d'injection de gaz du trajet de fourniture de gaz 47 est éjecté vers la position fondue du logement de moniteur dans le coeur 4 et le métal fondu du logement de moniteur dans le coeur 4 est évacué. Le premier moteur est commandé tandis que le rayonnement du laser 28B à partir de la sortie de laser et l'éjection de l'air sous pression à partir de la sortie d'injection de gaz sont effectués. En conséquence, le corps de support 13 et l'élément de rotation 16 sont tournés et le bras 17 est tourné d'un angle prédéterminé dans la direction horizontale autour de l'arbre rotatif 35. En conséquence, la tête de découpe 46 positionnée à la position A (voir la figure 19), la tête de découpe 46 étant incluse dans l'appareil de découpe au laser 45 placé dans le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A, tourne horizontalement d'un angle prédéterminé autour de l'arbre rotatif 35 de l'appareil de découpe au laser 45 placé dans le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A (voir la figure 19). Par conséquent, pendant la fusion du logement de moniteur dans le coeur 4 par le laser 28B dans la plage de 45° de chacun, c'est-à-dire, de 90° au total (1/4 de la périphérie entière du logement de moniteur dans le coeur 4), des deux côtés dans la direction horizontale de la droite reliant un centre du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A et un centre du logement de moniteur dans le coeur 4 qui est un objet de découpe, le métal fondu du logement de moniteur dans le coeur 4 est évacué par l'air sous-pression. Après cela, 1/4 de la périphérie entière du logement de moniteur dans le coeur 4 est découpé. Le câble suspendu à un autre chariot mobile installé sur la grue de plafond est attaché à une partie d'extrémité supérieure du logement de moniteur dans le coeur 4. A la fin de la découpe d'un quart de la périphérie entière du logement de moniteur dans le coeur 4 par la tête de découpe 46 positionnée à la position A (voir la figure 19), l'appareil de découpe au laser 45 placé sur le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A est suspendu à la grue de plafond à travers le tuyau de guidage disposé juste au-dessus du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A et arrive au-dessus de l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements attaché à une partie d'extrémité supérieure de la cuve de pression de réacteur 1. Dans le présent mode de réalisation, quatre tuyaux de guidage sont disposés séparément juste au-dessus de quatre logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande 3 adjacents au logement de moniteur dans le coeur 4 qui est l'objet de découpe et sont attachés à l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements à l'étape S2. L'appareil de découpe au laser 45 qui est arrivé au-dessus de l'élément de recouvrement de protection contre les rayonnements est descendu dans le tuyau de guidage disposé juste au-dessus du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3B positionné dans le voisinage et est placé sur l'extrémité supérieure du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3B. Le premier moteur, le deuxième moteur et le troisième moteur 38 sont commandés, et la tête de découpe au laser 46 est déplacée jusqu'à la position B (voir la figure 19), et la sortie de laser de la tête de découpe au laser 46 est autorisée à faire face à la position de découpe 51 du logement de moniteur dans le coeur 4. Tout en effectuant le rayonnement du laser 28B vers le logement de moniteur dans le coeur 4 et l'éjection de l'air sous pression, la tête de découpe au laser 46 agencée à la position B est tournée le long de la surface extérieure du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3B dans la plage de 45° de chacun, c'est-à-dire, de 90° au total (1/4 de la périphérie entière du logement de moniteur dans le coeur 4), des deux côtés dans la direction horizontale de la droite reliant un centre du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3B et le centre du logement de moniteur dans le coeur 4 qui est un objet de découpe. Par conséquent, 1/4 de la périphérie entière susmentionnée du logement de moniteur dans le coeur 4 faisant face à la surface extérieure du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3B est découpé. A la fin de la découpe du logement de moniteur dans le coeur 4 par la tête de découpe 46 positionnée à la position B (voir la figure 19), de manière similaire, l'appareil de découpe au laser 45 placé sur le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3B est suspendu à la grue de plafond et est placé dans l'ordre au niveau des extrémités supérieures respectives des logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande 3C et 3D positionnés dans le voisinage. Tout en effectuant le rayonnement du laser 28B et l'éjection de l'air sous pression à partir de la tête de découpe au laser 46, la tête de découpe au laser 46 disposée à chacune des positions C et D est tournée le long de la surface extérieure de chacun des logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande 3C et 3D. Par conséquent, la moitié restante de la périphérie entière du logement de moniteur dans le coeur 4 est découpée et la découpe du logement de moniteur dans le coeur 4 qui doit être découpé se termine. A la fin de la découpe du logement de moniteur dans le coeur 4, l'appareil de découpe au laser 45 placé sur l'extrémité supérieure du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3D est remonté par la grue de plafond à travers le tuyau de guidage, est sorti de la cuve de pression de réacteur 1, et est transféré jusqu'au plancher d'opération. La structure tubulaire découpée est sortie de la cuve de pression de réacteur (étape S8C). Le câble 20 suspendu à un autre chariot mobile de la grue de plafond est enroulé et le logement de moniteur dans le coeur 4, qui est une structure tubulaire découpée, au-dessous de la position de découpe 51 est remonté à travers le tuyau de guidage et sorti de la cuve de pression de réacteur 1. 25 Une nouvelle structure tubulaire est transférée (étape S8D). Une partie de rainure dans le soudage est formée au niveau de l'extrémité supérieure du reste du logement de moniteur dans le coeur 4 découpé attaché à la cuve de pression de réacteur 1 avant qu'un nouveau 30 logement de moniteur dans le coeur 4A soit transféré jusqu'à la position d'extrémité supérieure du reste du logement de moniteur dans le coeur 4. La partie de rainure est formée comme présenté ci-dessous. La partie d'extrémité supérieure du reste du logement de moniteur dans le coeur 4 qui est découpé est découpée afin de former la partie de rainure par l'appareil de découpe suspendu à la grue de plafond et descendant à travers le tuyau de guidage. Le nouveau logement de moniteur dans le coeur 4A est tenu par l'appareil de maintien d'un manipulateur attaché à l'appareil d'échange de combustible (non montré) se déplaçant sur le plancher d'opération dans le bâtiment de réacteur, descend à travers le tuyau de guidage, et est placé sur l'extrémité supérieure du reste du logement de moniteur dans le coeur 4 avec la partie de rainure découpée par l'appareil de découpe (voir la figure 20). Le centre du nouveau logement de moniteur dans le coeur 4A et le centre du logement de moniteur dans le coeur 4 attaché à la cuve de pression de réacteur 1 coïncident l'un avec l'autre et un axe central à travers ces centres est étendu vers le haut en une droite. L'opération de soudage pour la structure tubulaire est exécutée (étape S8E). L'appareil de soudage au laser à la poudre 10 est suspendu à la grue de plafond et est placé sur l'extrémité supérieure d'un logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 (parmi les quatre logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande 3A à 3D (voir la figure 21) dans le voisinage du logement de moniteur dans le coeur 4 découpé (par exemple, le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A). Le premier moteur, le deuxième moteur et le troisième moteur 38 sont commandés, et la tête de soudage au laser 21 est déplacée jusqu'à la position A (voir la figure 21), et la sortie de laser de la tête de soudage au laser 21 est autorisée à faire face aux positions de soudage 54 des logements de moniteurs dans le coeur 4 et 4A. La tête de soudage au laser 21 est tournée dans la direction axiale du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3 en commandant le troisième moteur 38 de l'appareil d'entraînement pivotant 37 de manière à placer le trajet de laser 27 horizontalement. Lorsque le trajet de laser 27 devient horizontal, la commande du troisième moteur 38 est arrêtée.
Le laser 28A (densité de puissance : 44 W/mm2) avec une puissance de 1 kW généré par l'oscillateur de laser entre dans le trajet de laser 27 à travers la fibre optique 26 et la lentille de collimation. Le laser 28B entrant dans le trajet de laser 27 est un faisceau parallèle et le diamètre de point D est de 5,4 mm. Le laser 28B est rayonné vers les parties de rainure aux positions de soudage 54 des logements de moniteurs dans le coeur 4 et 4A pour fondre les logements de moniteurs dans le coeur 4 et 4A.
La poudre métallique (par exemple, la poudre de l'alliage Inconel 52) qui est un métal d'apport est fournie aux trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C du corps de tête 22 par l'intermédiaire des tuyaux de fourniture de poudre 30A, 30B et 30C, respectivement, à partir de l'appareil de fourniture de poudre métallique 41. La quantité totale de la poudre métallique fournie aux trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C est, par exemple, de 0,17 g/W.s. La poudre métallique est éjectée à partir de chaque sortie d'injection de poudre des trajets de fourniture de poudre 29A, 29B et 29C vers l'endroit de soudage de la partie de rainure susmentionnée et est fondue dans la zone de fusion. Tandis que le premier moteur est commandé, que le rayonnement du laser 28B vers la partie de rainure est effectué et que la poudre métallique est éjectée, la tête de soudage au laser 21 est tournée horizontalement d'un angle prédéterminé autour de l'arbre rotatif 35 de l'appareil de découpe au laser 45 placé sur le logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A (voir la figure 19). Par conséquent, tandis que la tête de soudage au laser 21 présente à la position A se déplace le long de la surface extérieure du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A, la partie de rainure est fondue par le laser 28B, et la poudre métallique est fondue dans la zone de fusion de la partie de rainure dans la plage de 45° de chacun, c'est-à-dire, de 90° au total (1/4 de la périphérie entière de la partie de rainure à la position de soudage 54), des deux côtés dans la direction horizontale de la droite reliant le centre du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A et le centre du logement de moniteur dans le coeur 4 qui est un objet de soudage. La plage de 1/4 de la périphérie entière de la partie de rainure est face à la surface extérieure du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A. Le logement de moniteur dans le coeur 4 et le logement de moniteur dans le coeur 4A sont soudés dans la plage d'un quart de la périphérie entière de la partie de rainure à la position de soudage 54. Un soudage multicouche est effectué dans 5 la partie de rainure, de sorte que la rotation normale et la rotation inverse du premier moteur sont effectuées alternativement et la tête de soudage au laser 21 pour décharger le laser 28B et la poudre métallique est autorisée à se déplacer en va et vient dans la plage d'un 10 quart de la périphérie entière de la partie de rainure. A la fin du soudage multicouche prédéterminé dans la plage d'un quart de la périphérie entière de la partie de rainure, l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 placé sur le logement de mécanisme d'entraînement de 15 barre de commande 3A est suspendu à la grue de plafond et est placé sur les extrémités supérieures des logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande 3 respectifs dans l'ordre des logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande 3C, 3B et 3D comme 20 avec l'appareil de découpe au laser 45. La tête de soudage au laser 21 est agencée dans l'ordre aux positions C, B et D. Tandis que la tête de soudage au laser 21 pour décharger le laser 28B et la poudre métallique est déplacée le long de la surface extérieure 25 du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3A dans la plage de chaque quart de la périphérie entière de la partie de rainure face à chaque surface extérieure des logements de mécanismes d'entraînement de barre de commande 3C, 3B et 3D, de 30 manière similaire au cas où la tête de soudage au laser 21 est agencée à la position A, le soudage du logement de moniteur dans le coeur 4 et du logement de moniteur dans le coeur 4A à la position de soudage 54 est effectué. A la fin du soudage de la périphérie entière du 5 logement de moniteur dans le coeur 4 et du logement de moniteur dans le coeur 4A à la position de soudage 54, l'appareil de soudage au laser à la poudre 10 placé sur l'extrémité supérieure du logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande 3D est remonté par la 10 grue de plafond à travers le tuyau de guidage, est sorti de la cuve de pression de réacteur 1, et est transféré jusqu'au plancher d'opération. L'appareil de maintien pour maintenir le logement de moniteur dans le coeur 4A est également élevé jusqu'à la position de l'appareil 15 d'échange de combustible par la mise en oeuvre du manipulateur. Le meulage de la surface de la partie de soudage (étape S8F) et l'inspection de surface (étape S8G) après le soudage sont effectués. Le meulage et l'inspection de 20 surface sont effectués séquentiellement pour la surface extérieure de la partie de soudage entre le logement de moniteur dans le coeur 4 et le logement de moniteur dans le coeur 4A. Le meulage de la surface de la partie de soudage à l'étape S8F est effectué de manière similaire à 25 l'étape S4D du mode de réalisation 1 et l'inspection de surface après le soudage à l'étape S8G est effectuée de manière similaire à l'étape S4E du mode de réalisation 1. A la fin de l'inspection de surface après le soudage à l'étape S8G, chaque processus aux étapes S5, S6 et S7 30 exécutées dans le mode de réalisation 1 est exécuté séquentiellement. Lorsque le processus à l'étape S7 se termine, tous les processus du procédé de découpe de l'intérieur de réacteur de la centrale nucléaire du présent mode de réalisation se terminent.
Dans le soudage du logement de moniteur dans le coeur 4 et du logement du moniteur dans le coeur 4A du présent mode de réalisation, chaque effet généré dans le mode de réalisation 1 peut être obtenu. En outre, la tête de découpe au laser 46 de l'appareil de découpe au laser 45 comprend également uniquement la lentille de collimation 25 en tant que lentille, de sorte que, de manière similaire à la tête de soudage au laser 21, la longueur de la tête de découpe au laser 46 peut être raccourcie. Par conséquent, la découpe du logement de moniteur dans le coeur 4 faisant face à une partie étroite peut être effectuée facilement et le temps nécessaire pour l'opération de découpe peut être raccourci. Par ailleurs, à l'instant de l'opération de découpe, il n'est pas nécessaire de faire correspondre l'objet de découpe à la position focale de la lentille de condensation, de sorte que l'opération de découpe de l'objet de découpe devient facile à effectuer. Liste des symboles de référence 1 : cuve de pression de réacteur, 2 : section de tube, 3 : logement de mécanisme d'entraînement de barre de commande, 4 : logement de moniteur dans le coeur, 10, 10A : appareil de soudage au laser, 11, 31 : élément d'appui, 13 : corps de support, 15 : socle, 16 : élément rotatif, 17 : bras, 18 : appareil d'entraînement dans la direction horizontale, 19 : élément de support, 20 : élément de support de tête, 21 : tête de soudage au laser à la poudre, 22 : corps de tête, 23 : appareil de balayage de tête de soudage, 24 : logement de lentille, 25 : lentille de collimation, 26 : fibre optique, 28 : laser, 29A, 29B : trajet de fourniture de poudre, 35 : arbre rotatif, 36 : table de levage, 41 : appareil de fourniture de poudre métallique, 44 : buse d'instrumentation montée sur le fond, 45 : appareil de découpe au laser, 46 : tête de découpe au laser, 47 : trajet de fourniture de gaz, 49 : appareil de balayage de tête de découpe, 50 : appareil de fourniture de gaz.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Appareil de soudage au laser comprenant : une tête de soudage comprenant un corps de tête, et 5 une lentille de collimation face à une face d'extrémité d'une fibre optique reliée au corps de tête et installée dans le corps de tête ; et un appareil de balayage de tête de soudage pour balayer la tête de soudage, 10 dans lequel un trajet de laser pour introduire un laser émis à partir de la fibre optique et passant à travers la lentille de collimation est formé dans le corps de tête ; dans lequel la tête de soudage comprend uniquement 15 la lentille de collimation en tant que lentille ; et dans lequel une sortie de laser du trajet de laser est formée dans une partie d'extrémité du corps de tête.
  2. 2. Appareil de soudage au laser selon la revendication 1, 20 dans lequel un trajet de fourniture de poudre pour introduire une poudre métallique qui est un métal d'apport est formé dans le corps de tête ; et dans lequel une sortie d'injection du trajet de fourniture de poudre est formée dans la partie 25 d'extrémité du corps de tête.
  3. 3. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire, comprenant les étapes : d'utilisation d'un appareil de soudage au laser 30 comprenant une tête de soudage comprenant un corps detête, et une lentille de collimation face à une face d'extrémité d'une fibre optique reliée au corps de tête et installée dans le corps de tête ; et un appareil de balayage de tête de soudage pour balayer la tête de soudage, dans lequel un trajet de laser pour introduire un laser émis à partir de la fibre optique et passant à travers la lentille de collimation est formé dans le corps de tête ; dans lequel la tête de soudage comprend uniquement la lentille de collimation en tant que lentille ; dans lequel une sortie de laser du trajet de laser est formée dans une partie d'extrémité du corps de tête ; dans lequel un trajet de fourniture de poudre pour introduire une poudre métallique qui est un métal d'apport est formé dans le corps de tête ; et dans lequel une sortie d'injection du trajet de fourniture de poudre est formée dans la partie d'extrémité du corps de tête ; de disposition de la tête de soudage de l'appareil de soudage au laser dans la cuve de pression de réacteur et d'orientation de la sortie de laser et de la sortie d'injection de poudre vers une partie de soudage d'un intérieur de réacteur présent dans la cuve de pression de réacteur ; de rayonnement d'un laser qui passe à travers la 25 lentille de collimation à partir de la sortie de laser du trajet de laser vers la partie de soudage, d'éjection de la poudre métallique fournie au trajet de fourniture de poudre vers une partie fondue de la partie de soudage fondue par le rayonnement du laser à 30 partir de la sortie d'injection de poudre, etd'exécution d'un soudage de rechargement sur la partie de soudage en faisant fondre la poudre métallique éjectée dans la partie de fusion.
  4. 4. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur 5 de réacteur d'une centrale nucléaire selon la revendication 3, comprenant les étapes : d'inspection de la partie de soudage avant l'exécution du soudage de rechargement ; et de réparation d'une fissure de la partie de soudage 10 en rayonnant le laser et en éjectant la poudre métallique de l'appareil de soudage au laser vers la partie de soudage avec la fissure lorsque la fissure est détectée dans la partie de soudage par l'inspection, dans lequel le soudage de rechargement est exécuté 15 après la réparation de la fissure.
  5. 5. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire selon la revendication 4, comprenant les étapes : de rayonnement du laser sur une surface de la partie 20 de soudage de rechargement formée sur la partie de soudage une fois que la fourniture de la poudre métallique à la tête de soudage est arrêtée ; et de fusion d'une surface de la partie de soudage de rechargement par le rayonnement du laser. 25
  6. 6. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire selon la revendication 3, comprenant l'étape : de retrait d'un film d'oxyde formé sur une surface de la partie de soudage par décontamination,dans lequel le soudage de rechargement est effectué sur la partie de soudage après la décontamination.
  7. 7. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel la poudre métallique qui présente une meilleure résistance à la corrosion qu'un métal de la partie de soudage soumise au soudage de rechargement est utilisée en tant que poudre métallique.
  8. 8. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire selon la revendication 3, dans lequel le soudage de rechargement est effectué dans un environnement aérien dans la cuve de pression de réacteur.
  9. 9. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire selon la revendication 8, dans lequel l'intérieur de réacteur est une structure tubulaire passant à travers un fond de la cuve de pression de réacteur et attachée au fond ; et le soudage de rechargement est exécuté sur la partie de soudage de la structure tubulaire.
  10. 10. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire selon la revendication 9, comprenant les étapes : d'installation d'un corps de protection contre les rayonnements sur une extrémité supérieure de la cuve de pression de réacteur ; et un tuyau de guidage passant à travers le corps de protection contre les rayonnements et s'étendant vers le bas est attaché de manière amovible au corps de protection contre les rayonnements ;de retrait de l'eau de la cuve de pression de réacteur ; et de transfert de l'appareil de soudage au laser à la poudre dans un plénum inférieur dans la cuve de pression 5 de réacteur à travers le tuyau de guidage, dans lequel le soudage de rechargement est effectué sur la partie de soudage de la structure tubulaire.
  11. 11. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire selon la 10 revendication 9, comprenant les étapes : d'installation d'un appareil de recouvrement avec un tuyau de guidage s'étendant vers le haut installé, sur une surface intérieure d'un fond de la cuve de pression de réacteur et recouvrant une pluralité des structures 15 tubulaires qui sont chacune soudées au fond de la cuve de pression de réacteur intérieurement remplie d'eau ; de transfert de l'appareil de soudage au laser à la poudre dans une zone au-dessous de l'appareil de recouvrement dans la cuve de pression de réacteur à 20 travers le tuyau de guidage ; et de décharge de l'eau de la zone et de placement de la zone dans l'environnement aérien, dans lequel le soudage de rechargement est effectué sur les parties de soudage des structures tubulaires. 25
  12. 12. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire selon la revendication 3 ou 4, dans lequel une inclinaison de la tête de soudage par rapport à la surface de la partie de soudage est ajustée dans une plage de +60° à -60°.
  13. 13. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur de réacteur d'une centrale nucléaire selon la revendication 3, dans lequel, lorsqu'un diamètre du laser passant à travers la lentille de collimation et rayonné 5 vers la partie de soudage à partir de la sortie de laser est D (mm), que la puissance du laser est P (W), qu'une quantité de fourniture de la poudre éjectée à partir de la sortie d'injection de poudre est M (g), et qu'un temps de rayonnement est t (s), la puissance du laser est 10 ajustée de manière à satisfaire à P > 10,5 nD2 ; et dans lequel une quantité de fourniture M de la poudre métallique est ajustée de manière à satisfaire à M < 0,26 x P x t.
  14. 14. Procédé de maintenance préventive d'un intérieur 15 de réacteur d'une centrale nucléaire selon la revendication 3, comprenant les étapes : d'inspection de la partie de soudage ; de rayonnement du laser à partir de la sortie de laser du trajet de laser vers la partie de soudage dans 20 laquelle une fissure existe dans un état dans lequel la poudre métallique n'est pas fournie dans le trajet de fourniture de poudre lorsque la fissure est détectée dans la partie de soudage par une inspection de la partie de soudage ; et 25 de réparation de la partie de soudage dans laquelle la fissure existe par fusion par le laser.
  15. 15. Appareil de découpe au laser comprenant : une tête de découpe comprenant un corps de tête, et une lentille de collimation face à une face d'extrémitéd'une fibre optique reliée au corps de tête et installée dans le corps de tête ; et un appareil de balayage de tête de découpe pour balayer la tête de découpe, dans lequel un trajet de laser pour introduire un laser émis à partir de la fibre optique et passant à travers la lentille de collimation et un trajet de fourniture de gaz sont formés dans le corps de tête ; dans lequel la tête de découpe comprend uniquement 10 la lentille de collimation en tant que lentille ; et dans lequel une sortie de laser du trajet de laser et une sortie de gaz du trajet de fourniture de gaz sont formées dans une partie d'extrémité du corps de tête.
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