JP4178027B2 - 原子炉炉内構造物の保全方法 - Google Patents
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Description
本発明は、原子力発電プラントの供用期間中に、既設の炉内構造物(原子炉圧力容器内の構造物)の保全作業を行う方法に関する。
背景技術
本明細書における保全作業とは、対象となる炉内構造物に対する点検(検査)作業,加工作業,溶接作業,残留応力の改善作業,表面改質作業などを含む。これらの保全作業のうち、点検作業,加工作業及び溶接作業は、一般に補修作業として知られている。
原子炉圧力容器(RPV)からシュラウドを取り外し、RPV内の除染や炉心領域への放射線遮蔽体の設置などを実施した後で、気中雰囲気で炉内構造物の検査,加工,設置などを行う技術が、特開昭63−36195号公報,特開平8−68889号公報,特開平8−297192号公報,特開平10−132985号公報,特開平10−142376号公報,特開平10−153682号公報,特開平10−260290号公報,特開平10−282290号公報に記載されている。
これらの従来技術の場合、水中雰囲気で炉内構造物の保全作業を行う場合に比べて、保全作業を効率良く行うことができる。しかし、これらの従来技術は、シュラウドが設置された状態では適用できない。
また、水シールチャンバをシュラウドの上に設置し、水シールチャンバより下部を気中雰囲気にして、シュラウド内面の予防保全処理を行う技術が、特開平5−80186号公報,特開平5−312992号公報に記載されている。更に、防水型溶接装置をRPV内に設置してRPVの上蓋を閉じた後で、RPV内の水を抜いてRPV内の補修溶接を行う技術が、特開平3−87696号公報に記載されている。しかし、これらの従来技術では、水シールチャンバや溶接装置の構造が複雑になる。
発明の開示
本発明の目的は、原子炉圧力容器内にシュラウドが設置された状態でも、比較的簡単な構造の装置を用いて、既設の炉内構造物の保全作業を短期間で効率良く実施できる保全方法を提供することにある。
本発明では、原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体にガイドパイプを取り付け、該ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて、炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行う。
他の本発明では、原子炉ウェルを水抜きして原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入するためのガイドパイプを前記放射線遮蔽体に取り付け、前記原子炉圧力容器内を水抜きして前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて前記保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行う。
他の本発明では、原子炉ウェルを水抜きして原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入するためのガイドパイプを前記放射線遮蔽体に取り付け、前記原子炉圧力容器内を水抜きして前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて前記保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該保全装置を用いてシュラウドサポートの保全作業を行い、該保全作業の終了後に前記保全装置を前記原子炉圧力容器から取り出し、前記原子炉圧力容器内を水張りして前記ガイドパイプ及び前記放射線遮蔽体を取り外し、前記原子炉ウェルを水張りする。
他の本発明では、原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体に曲り部を有するガイドパイプを取り付け、該ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて、炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で前記保全装置を用いてシュラウドと前記原子炉圧力容器との間であるアニュラス部に位置する炉内構造物の保全作業を行う。
他の本発明では、原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体に複数のガイドパイプを取り付け、各ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールを用いて、炉内構造物の保全作業に用いる複数の保全装置をそれぞれ前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、気中雰囲気で該複数の保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行う。
発明を実施するための最良の形態
本発明を沸騰水型原子炉(BWR)における原子炉圧力容器(RPV)内の構造物(炉内構造物)の保全方法に適用した一実施例を、図面を用いて説明する。
第2図は、本発明の保全方法を適用するBWRのRPV1の概略縦断面図である。RPV1内には、ドライヤ(蒸気乾燥器)2,セパレータ(気水分離器)3,シュラウド4などが据え付けられている。シュラウド4には、燃料集合体を支持するための上部格子板5,炉心支持板6などが取り付けられている。
炉内検出器(ICM)ハウジング7及び制御棒駆動機構(CRD)ハウジング8が、RPV1の底部を貫通して、RPV1に溶接により取り付けられている。ICM案内管9が、ICMハウジング7の上部に溶接により取り付けられている。
RPV1の内部に設置される構造物(燃料集合体,制御棒等は除く)は、炉内構造物と呼ばれる。具体的には、ドライヤ2,セパレータ3,シュラウド4,上部格子板5,炉心支持板6,ICM案内管9などが、炉内構造物である。これらの炉内構造物と、燃料集合体,制御棒等を合せて、炉内機器と呼ぶ。
以下、第1図を用いて、本発明をBWRにおける炉内構造物の保全方法に適用した第1実施例を説明する。本実施例では、保全対象は炉底部に位置する炉内構造物で、保全作業は補修作業である。第1図は、第1実施例の保全方法を示すフローチャートである。
初めに、ステップS1において、RPV1の上部に位置する原子炉ウェルに水を満たした状態で、原子炉圧力容器蓋(RPV蓋)1aを取り外し、炉内機器を順次取り外す。具体的には、セパレータ3,ドライヤ2,燃料集合体,制御棒,炉内検出器(ICM),燃料支持金具,制御棒駆動機構(CRD),制御棒案内管等を順次取り外す。
次に、ステップS2において、原子炉ウェル10に水を満たした状態で、上部格子板5の上に放射線遮蔽体21aを設置し、シュラウド4の上にも放射線遮蔽体21bを設置する(第3図参照)。上部格子板5に設置する放射線遮蔽体21aは、後述するガイドパイプ24が通過可能な開口部を備え、ガイドパイプ24を設定する位置(RPVの径方向及び周方向における位置)に対応させて設置する。シュラウド4に設置する放射線遮蔽体21bは、シュラウド4の上面全体を覆い、ガイドパイプが通過可能な開口部を、ガイドパイプ24を設定する位置に備えている。
次に、ステップS3で、原子炉ウェル10の水抜きを行い、水位をRPVフランジ1b下まで下げる。ステップS4では、RPVフランジ1bの上に放射線遮蔽体21cを設置する。この放射線遮蔽体21cは、ガイドパイプが通過可能な開口部を、ガイドパイプ24を設定する位置(RPVの径方向及び周方向における位置)に備えている。
放射線遮蔽体21cに設ける開口部としては、例えば第4A図のように、ガイドパイプが通過可能な円形断面を有する開口部37aを、RPVの径方向及び周方向における複数の位置に設ける。複数の開口部37aのうち、ガイドパイプ24を設定しない位置の開口部には、放射線遮蔽蓋38を取り付ける。
第4B図のように、ガイドパイプが通過可能なスリット状断面を有する開口部37bを放射線遮蔽体21cに設けても良い。この場合、開口部37bのうちガイドパイプ24が挿入されていない部分には放射線遮蔽蓋(図示せず)を取り付ける。
放射線遮蔽体21cは、第4A図及び第4B図のような一体構造に限定されず、分割構造でも良い。例えば、第4C図のように、円盤状の放射線遮蔽体36bと、この外側を覆う放射線遮蔽体36aとに分割した構造を用いることができる。放射線遮蔽体36bは、ガイドパイプ24が通過可能な円形断面を有する開口部37aを備えている。放射線遮蔽体36bの直径は、放射線遮蔽体21cの直径よりも小さく、放射線遮蔽体21cの半径よりも大きく構成されている。
放射線遮蔽体36aと36bとは、隙間から放射線が漏れないように嵌合(接続)され、放射線遮蔽体36bは回転可能に構成されている。例えば、第4D図のように、放射線遮蔽体36aと36bの接続部を互いにL字形構造とし、下側からの放射線が直接漏洩する隙間をなくす。第4D図では、更に放射線遮蔽体36aと36bの接続部の下側に放射線を遮蔽するブロック36cをネジ36dで固定し、放射線に対する十分な遮蔽厚さを確保している。
上記した複数の開口部37aを有する放射線遮蔽体21c、またはスリット状の開口部37bを有する放射線遮蔽体21cを、RPVの周方向に回転させることにより、RPV1内の様々な位置の炉内構造物に対して、ガイドパイプ24を介して補修作業を行うことができる。尚、第4A図及び第4B図において、符合31aは、放射線遮蔽体21cをRPVフランジ1bに固定するために、RPVの周方向に設けられた複数の孔である。
次に、ステップS5において、RPV1内に水を満たした状態で、ガイドパイプ24を取り付ける。第3図に示すように、原子炉ウェル10の上部からRPV1の底部までの距離は、約25〜30mになる。このため、ガイドパイプ24は、作業性を考慮して、長さ方向(RPVの軸方向)に複数分割した構造を採用している。放射線遮蔽体21c上で分割構造のガイドパイプ24を継ぎ足しながら天井クレーンで吊り下し、放射線遮蔽体21cの開口部,放射線遮蔽体21bの開口部,放射線遮蔽体21aの開口部,上部格子板5,炉心支持板6を貫通させる。こうして、ガイドパイプ24の下端が補修対象である炉底部近傍に位置するように、RPVの軸方向におけるガイドパイプ24の位置決めを行う。
次に、ガイドパイプ24の構造を説明する。第5図は、ガイドパイプ24の概略横断面図である。同図に示すように、円筒状のガイドパイプ24の内面には、RPVの軸方向に長く伸びたレール24aが設置されている。補修装置を取り付け可能な構造を有する台車24bがレール24aの上に設置されており、台車24bはレール24aに沿って昇降する。即ち、補修装置は、台車24bと共にRPV内に挿入される。従って、レール24aが、台車24bに取り付けられた補修装置のRPVの周方向における位置決めを行う。
また、ガイドパイプ24の外面には、4個の突起部24dが設置されている。突起部24dは、周方向に対称な4箇所に設けられており、後述するシム21gと係合してガイドパイプ24を据え付けるために使われる。台車24bの下端にはストッパ24eが設けられており、ストッパ24eの長さを変えることにより、補修装置の上下方向(RPVの軸方向)における据付け位置を調整することができる。更に、レール24aの下端にストッパを設け、補修装置据付時の上下方向における位置決めを行うこともできる。
円筒状のガイドパイプ24は、その上端部及び下端部に切欠き部を備える。この上端切欠き部は、補修装置およびチェーン付きケーブルを台車24bに取り付ける際の作業空間として利用される。下端切欠き部は、補修装置をガイドパイプ24内から炉底部に繰り出すために利用される。
RPVの径方向及び周方向におけるガイドパイプ24の位置決めは、例えば、ガイドパイプ外面の所定位置に位置決め用の孔部又は溝部を有する部材を設け、この孔部又は溝部を炉内構造物の所定位置に位置する突起部に嵌合させて行えば良い。このような炉内構造物の突起部としては、例えば炉心支持板の燃料サポート位置決めピンが利用できる。
次に、ガイドパイプ24の芯出し調整方法を説明する。ガイドパイプ24は、取付治具により放射線遮蔽体21c上に据え付けられる。この取付治具は、ガイドパイプ24の中心軸位置を、第6図の横方向に調整するための位置調整機構21dと、第6図の紙面に垂直方向に調整するための位置調整機構21eとを備える。これらの位置調整機構21d及び21eを用いてガイドパイプ24の芯出し調整を行い、ガイドパイプ24の吊下げ部(図示せず)を固定する。尚、位置調整機構21d及び21eは放射線遮蔽体の機能も有し、これも作業者の被曝低減に寄与する。
次に、ガイドパイプ24の上下方向の調整方法を説明する。ガイドパイプ24は、突起部24dを取付治具のシム21g上に載せることにより据え付ける構造となっており、このシム21gの厚さを変えることにより、ガイドパイプ24の上下方向の位置調整を行うことができる。以上のようにして、ガイドパイプの取付作業は終了する。
次に、ステップS6で、RPV1の水抜きを行い、RPV内を気中雰囲気にする。以下のステップでは、RPV内を気中雰囲気にした状態で補修装置をRPV内に搬入することにより、防水構造が不要となるので、比較的簡単な構造の補修装置を用いることができる。
ステップS7では、補修装置及びチェーン付きケーブルを台車24bに取り付ける。まず、ガイドパイプ24の上端切欠き部の下側を放射線遮蔽蓋21fで覆い、作業者の被曝防止を図る。次に、原子炉建屋のオペレーションフロアに設置された作業台車91に、ケーブル処理装置92を取り付ける。次に、作業者は、放射線遮蔽体21cから所定距離離れた作業台30上で、吊り具等を用いて補修装置29を台車24bに接近させ、位置決めピン(図示せず)で位置を合わせ、ボルト等で補修装置29を台車24bに固定する。補修装置29を台車24bに固定することにより、補修装置29は、レール24aと取り合うために必要な精密な機構が不要となる。
次に、専用吊具(図示せず)を用いて、チェーン付きケーブル25をケーブル処理装置92に組み付ける。チェーン付きケーブル25は、動力ケーブル及び信号ケーブル(以下、単にケーブルという)にチェーンが縛着されたものであり、第7A図及び第7B図に示す構造を備えている。第7A図はチェーン付きケーブル25の概略構成図、第7B図はチェーン付きケーブル25の概略横断面図である。チェーン付きケーブル25は、ケーブル25bの両側にチェーン25aを有し、このチェーン25aを連結するサポート25cがケーブル25bを固定するクランプの機能を備えている。
次に、補修装置29から吊り具等を外し、ケーブル25bを補修装置29に接続すると共に、チェーン25aの一端を補修装置29及び台車24bに取り付ける。更に、チェーン付きケーブルのチェーン25aの他端を、制御盤28に取り付ける。第3図はこのようにしてチェーン付きケーブル25を取り付けた状態を示す作業要領図、第6図は第3図の作業台30周りの詳細図である。
制御盤28から伸びたチェーン付きケーブル25は、駆動部無しのスプロケット92a、及び駆動部付きのスプロケット92bを介して、補修装置29に接続されている。チェーン付きケーブル25は、動力ケーブル及び信号ケーブル(以下、単にケーブルという)にチェーンが縛着されたものである。
ケーブル処理装置92のスプロケット92bを正転(第3図で右回転)することにより、チェーン付きケーブル25を送り込み、補修装置29を下降することができる。また、スプロケット92bを逆転(第3図で左回転)することにより、チェーン付きケーブル25を引き込み、補修装置29を上昇することができる。
チェーン付きケーブル25のチェーンの巻き取り及び繰り出しを行うスプロケット92bには、これを駆動するためのモータ(図示せず)が接続されている。ケーブル処理装置92は、補修装置29に対してねじれ無く取り付ける必要があるため、張力調整及び水平レベル調整などの微調整機能、並びにクランプ機能を兼ね備えている。
以上説明したケーブル処理装置92及びチェーン付きケーブル25を用いることにより、ケーブルの繰り出し(送り込み)及び引き込みを、滑りが無く、精度良く、且つ素早く行える。このため、補修装置の昇降速度と、ケーブルの繰り出し速度及び引き込み速度とを同期させることが容易となるため、補修装置の原子炉内への挿入(搬入)及び取出しを高速で行うことができる。
補修装置29を炉底部まで下降させるためには、ケーブル25bは全長約40m、総重量約240kgにも達する。これに対して、上記したように、チェーン25aでケーブル25bの重量および補修装置29の重量を支える構造を採用したことにより、ケーブル25bの健全性を維持しつつ、補修装置29を確実に昇降させることができる。即ち、チェーン25aは、ケーブル25bの重量および補修装置29の重量を支持可能な保持手段として機能する。
次に、ステップS8で、補修装置29を炉底部まで下げる。まず、作業者は、台車24bの昇降固定具を取り外し、作業台30から退避する。作業者が安全な場所(放射線被曝の恐れがない場所)に退避したことを確認後、放射線遮蔽蓋21fを遠隔操作により開き、補修装置29をRPV内に下降させる。
補修装置29の下降は、次のように行う。ケーブル処理装置92のスプロケット92bを正転することにより、チェーン付きケーブル25をRPV内に送り込み、補修装置29を下降させる。この時、図示していない制御装置により、スプロケット92bを駆動するモータの回転速度を制御して、補修装置29の下降速度を調整する。
即ち、補修装置29が上部格子板5と炉心支持板6の間の炉心領域に至るまでは、例えば3m/分程度の相対的に遅い速度で補修装置29を下降させる。補修装置29が炉心領域を通過する間は、例えば15m/分程度の相対的に速い速度で補修装置29を下降させる。補修装置29が炉心領域を通過した後は、再び相対的に遅い速度で補修装置29を下降させる。
このように補修装置29の下降速度を制御することにより、放射線量が高い炉心領域における補修装置29への放射線の影響を極力抑えることができる。即ち、放射線による補修装置29の機能低下(機能劣化)を極力抑えることができる。
以上のようにして下降された補修装置29は、CRDハウジング8の上で停止され、この位置から先端に作業ヘッドを備えたアームを繰り出すことにより、次のステップの補修作業が行われる。作業ヘッドとしては、溶接トーチヘッド,VT(目視検査)ヘッド,加工ヘッド,PT(浸透探傷)ヘッド,UT(超音波探傷)ヘッドなどを用いることができる。これらの作業ヘッドを取替え可能な構造とすることにより、様々な補修作業に対応できる。第8図に、補修装置29を炉底部に下した後の状態を示す。
上記したように、補修装置29をガイドパイプ24のレール24aに沿って下降させることにより、RPV内に設置されている炉内構造物と干渉することなく、短時間で補修装置29をRPV内に据え付けることができる。
次に、ステップS9で、補修装置29を用いて炉内構造物の補修作業を行う。まず、補修作業前に、補修対象である炉内構造物(以下、補修対象物という)の周辺に位置するCRDハウジングなどを通して、作業状況をモニターするためのカメラをRPV1の下側から挿入する。
補修作業に使用する補修装置29の一例を、第9図を用いて説明する。第9図は、10軸の多関節機構を備えた補修装置の概略構成図である。フレーム29aがガイドパイプの台車24bに固定されており、第1関節29bがフレーム29aに対して上下方向(RPVの軸方向)に移動する。
第2関節29c,第4関節29e,第5関節29f及び第7関節29hは、第9図の紙面に垂直な軸を中心に回転する。第3関節29d,第6関節29g及び第8関節29iは、第9図の上下方向の軸を中心に回転する。この回転方向は、RPVの周方向に対応する。第9関節29kは、先端に設置した補修治具(溶接トーチ等)29mを図中の矢印方向に揺動する。アーム29jは取り外し可能で、その長さを変えることによって様々な箇所に対応できる。
第9図に示す多関節型の補修装置を用いて炉底部の溶接部にアクセスし、溶接部の補修を行う方法について、第10図により説明する。補修装置が備える複数の関節のうち、例えば第1関節29bの軸方向移動軸,第5関節29f及び第7関節29hの回転軸,第3関節29dの周方向回転軸,第9関節29kの揺動軸を駆動して、第10図のように姿勢制御することにより、補修治具29mの先端を、CRDハウジング8とスタブチューブ80の溶接部及びスタブチューブ80とRPV下鏡1cの溶接部に接近させる。
各関節の駆動は、カメラ40aでモニターしながら、補修装置とその周りの炉内構造物とが干渉しないように遠隔で制御する。このための制御装置及びモニター用ディスプレイは、例えば、オペレーティングフロア上の制御盤28内に設置すれば良い。このようにして溶接部に接近させた補修治具29mを用いて、カメラ40aでモニターしながら、溶接部の補修を行う。補修作業終了後には、カメラ40aにより補修状況を確認する。
第10図は、補修装置の補修治具29mの先端をスタブチューブ8aとRPV下鏡1cの溶接部に接近させた状態を示す作業要領図である。
同図では、CRDハウジング8に隣接するCRDハウジング8aに設置したカメラ40aを多関節アーム40bにより姿勢制御する例を示している。カメラ40a及び多関節アーム40bを制御する制御装置も、制御盤28内に設置すれば良い。
このように、補修装置とは別に、カメラ40aをRPV1の下側から設置することにより、補修装置を他の作業用の装置と交換する場合に、カメラ40aを用いて炉底部の作業状況を確認しながら実施できるので、作業の信頼性が向上する。
なお、第10図では、補修対象物に隣接する1つのCRDハウジング8aにのみカメラ40aを設置した例を示したが、これに限定されない。即ち、補修対象物周辺の複数のCRDハウジングにカメラを設置して、モニターする範囲を分担させても良い。また、補修治具29mに超小型カメラを設置して、この超小型カメラで補修治具29mの先端の作業状況をモニターし、カメラ40aで補修治具29m周りの状況をモニターするようにしても良い。
ここで、第11図を用いて、ICMハウジングの溶接部、又は狭隘部であるシュラウドサポートの溶接部を補修する例を説明する。同図は、ICMハウジング7の溶接部、シュラウドサポートレグ110とRPV下鏡1cの溶接部、又はシュラウドサポートシリンダ111とバッフルプレート112の溶接部に第9図の補修装置を適用した例を、便宜上一つの図に一緒に示している。但し、第10図で示したガイドパイプ24,カメラ40aなどは省略している。
補修装置が備える複数の関節のうち、例えば第1関節29bの軸方向移動軸,第5関節29f及び第7関節29hの回転軸,第8関節29iの周方向回転軸,第9関節29kの揺動軸を駆動し、第11図のように姿勢制御することにより、補修治具29mの先端を、ICMハウジング7の溶接部に接近させることができる。
また、例えば第2関節29c,第4関節29e及び第5関節29fの回転軸,第3関節29d及び第6関節29gの周方向回転軸,第9関節29kの揺動軸を駆動し、第11図のように姿勢制御することにより、補修治具29mの先端を、シュラウドサポートレグ110とRPV下鏡1cの溶接部、又はシュラウドサポートシリンダ111とバッフルプレート112の溶接部に接近させることができる。
以上のようにして各溶接部に接近させた補修治具29mを用いて、図示していないカメラでモニターしながら、各溶接部の補修を行う。補修作業終了後には、カメラにより補修状況を確認する。このようにして、ステップS9の補修作業を終了する。尚、第11図では、10軸の多関節型補修装置を用いた例を示したが、例えば7軸の多関節型補修装置を用いることもできる。
次に、ステップS10で、ケーブル処理装置92のスプロケット92bを逆転することにより、補修装置29を炉底部から放射線遮蔽蓋21fの上側まで上昇させ、放射線遮蔽蓋21fを遠隔操作により閉じる。補修装置29の上昇速度は、ステップS8の下降速度と同様に制御する。
即ち、補修装置29が炉心領域に至るまでは、例えば3m/分程度の相対的に遅い速度で補修装置29を上昇させる。補修装置29が炉心領域を通過する間は、例えば15m/分程度の相対的に速い速度で補修装置29を上昇させる。補修装置29が炉心領域を通過した後は、再び相対的に遅い速度で補修装置29を上昇させる。
次に、ステップS11で補修装置24及びチェーン付きケーブル25を取り外し、ステップS12でRPV1の水張りを行う。補修装置24及びチェーン付きケーブル25の取外し作業は、ステップS7の取付け作業と逆の手順で行う。
次に、ステップS13においてステップS5と逆の手順でガイドパイプ24を取り外す。ステップS14では、ステップS4と逆の手順でRPVフランジの放射線遮蔽体21cを取り外す。ステップS15では、ステップS3と逆の手順で原子炉ウェル10の水張りを行う。
ステップS16では、ステップS2と逆の手順で、シュラウド4の放射線遮蔽体21b及び上部格子板5の放射線遮蔽体21aを取り外す。ステップS17では、ステップS1と逆の手順で炉内機器を復旧する。以上の手順により、炉底部の炉内構造物の補修作業を終了する。
なお、上記実施例では炉底部の炉内構造物を補修する場合について説明したが、炉心領域のシュラウド4を補修する場合には、例えばガイドパイプ24の下端を炉心支持板6の位置に位置決めし、上記した多関節型の補修装置29を用いることにより、同様にしてシュラウド4の溶接部を補修できる。
また、上記実施例では補修作業のみを行う例を説明したが、複数の作業を同じ炉内構造物に適用する場合には、次のように実施する。即ち、第1図のステップS11において補修装置のみを取り外し、再度ステップS7に戻って、次の作業を行う装置を取り付けて、ステップS8〜ステップS10を繰り返す。更に次の作業を行う場合には、同様に、ステップS11における装置取外し作業の後に、ステップS7〜ステップS10を繰り返す。
また、ガイドパイプの設置位置を移動させ新たな位置の炉内構造物に補修作業を適用する場合には、次のように実施する。即ち、第1図のステップS14の後に、シュラウドの放射線遮蔽体21bを周方向に回転させると共に、上部格子板の放射線遮蔽体21aを移動させて、放射線遮蔽体21bの開口部及び放射線遮蔽体21aの開口部を、ガイドパイプの新たな設置位置に合わせる。次に、ステップS4に戻って、新たな設置位置にガイドパイプを取り付けて、ステップS5〜ステップS14を繰り返す。
この際、ガイドパイプの新たな設置位置に対応させて、予め放射線遮蔽体21bに開口部を設けておくことにより、上記した放射線遮蔽体21bの回転作業を省略できる。また、ガイドパイプの新たな設置位置に対応させて、予め放射線遮蔽体21aを設置しておくことにより、上記した放射線遮蔽体21aの移動作業を省略できる。これらの作業の省略は、作業期間の短縮に寄与する。
新たな設置位置にガイドパイプを取り付ける方法としては、例えば次の2つを用いることができる。第1の方法は、RPVフランジの放射線遮蔽体21cは動かさず、第4A図又は第4B図に示したように、放射線遮蔽体21cに設けてある他の開口部(新たな設置位置)にガイドパイプを取り付ける方法である。第2の方法は、第4A図又は第4B図のような開口部を備えた放射線遮蔽体21cを周方向に回転させたり、第4C図の放射線遮蔽体36a及び36bを周方向に回転させて、新たな設置位置にガイドパイプを取り付ける方法である。
放射線遮蔽体21cを周方向に回転させる場合、例えば第12A図及び第12B図に示す回転機構を用いることができる。第12A図はこの回転機構の概略構成図、第12B図は第12A図の回転機構に放射線遮蔽体21cを設置した状態を示す部分縦断面図である。
この場合、4個のブラケット32がRPVフランジ1b上に直接設置されており、ブラケット32同士が梁33で接続されている。放射線遮蔽体21cはブラケット32および梁33の上に搭載され、ブラケット32を周方向に移動させることにより、放射線遮蔽体21cを周方向に回転させる。
梁33は、ガイドパイプの設置位置を塞がないように取り付けられる。ブラケット32および梁33は、放射線遮蔽体21cにガイドパイプが設置された場合に、これらの荷重に耐えられる機械強度を備える。放射線遮蔽体21cの位置決め用穴31aにRPVフランジ1b上のガイドピン31を挿入することによって、放射線遮蔽体21cの周方向の位置決めを行う。第12B図において、ガイドピン31は、放射線遮蔽体21cのみを貫通し、ブラケット32は貫通しない。 放射線遮蔽体21cを周方向に回転させる他の回転機構として、第13A図及び第13B図に示す回転機構も用いることができる。第13A図はこの回転機構の概略構成図、第13B図は第13A図の回転機構に放射線遮蔽体21cを設置した状態を示す部分縦断面図である。
この回転機構の場合、ブラケット32は固定し、ブラケット32の上に設けたレール35の上で放射線遮蔽体21cを回転させる。4個のブラケット32がRPVフランジ1bに固定され、リング状の架台34がブラケット32の上に設置されている。リング状のレール35が架台34の上に設置され、放射線遮蔽体21cがこのレール35の上を回転する。放射線遮蔽体21cは、図示しない固定部材により、所望の周方向位置で、レール35又は架台34に固定される。この回転機構によれば、周方向の任意の位置に放射線遮蔽体21cを位置決めできる。
以上説明した第12A図及び第13A図の回転機構は、シュラウドの放射線遮蔽体21bを周方向に回転させる場合にも、用いることができる。もちろん、第4A図〜第4C図で説明した構造を放射線遮蔽体21bに用いることもできる。
また、上記実施例では、1本のガイドパイプから1台の補修装置を導入する例を説明したが、複数のガイドパイプを用いて複数の補修装置を一緒に用いることも可能である。例えば、第4B図に示したスリット状の開口部37bの両端部に2本のガイドパイプを取り付け、各ガイドパイプに補修装置を導入しても良い。この場合、異なる2箇所の炉内構造物に対して、一緒に(又は同時に)補修作業を適用でき、作業期間を短縮できる。
また、上記実施例では、上部格子板5及びシュラウド4に放射線遮蔽体を設置した後に原子炉ウェル10の水抜きを行う例を説明したが、この順番は逆にすることもできる。即ち、第1図のステップS2で原子炉ウェル10の水抜きを行い、ステップS3で上部格子板5及びシュラウド4に放射線遮蔽体を設置しても良い。この場合、第1図のステップS15で上部格子板5及びシュラウド4の放射線遮蔽体を取り外し、ステップS16で原子炉ウェル10の水張りを行えば良い。
また、上部格子板5に放射線遮蔽体を設置しなくても作業者の被曝低減が十分に図れる場合には、上部格子板5への放射線遮蔽体の設置を省略することができる。もちろん、上部格子板5に放射線遮蔽体を設置する代わりに、他の炉内構造物に放射線遮蔽体を設置しても良い。この場合、他の炉内構造物に設置する放射線遮蔽体が、ガイドパイプ24が通過可能な開口部を備えていれば良い。
また、上記実施例では、RPV1に放射線遮蔽体21cを設置した後にガイドパイプ24の取付けを行う例を説明したが、この順番は逆にすることもできる。即ち、第1図のステップS4でガイドパイプ24の取付けを行い、ステップS5でRPV1に放射線遮蔽体21cを設置しても良い。この場合、第1図のステップS13で放射線遮蔽体21cを取り外し、ステップS14でガイドパイプ24の取外しを行えば良い。
次に、本発明をBWRにおける炉内構造物の保全方法に適用した第2実施例を説明する。本実施例では、保全対象はアニュラス部に位置する炉内構造物で、保全作業は補修作業である。
本実施例の作業手順の大部分は第1図に示した第1実施例と同じであり、ステップS2及びステップS16が第1実施例と異なる。他のステップは第1実施例と同じであるので、ここでは説明を省略する。以下、第14図を用いて、本実施例の補修方法を説明する。
アニュラス部41はシュラウド4とRPV1の隙間部分であり、炉心スプレイ配管42及び給水スパージャがアニュラス部41の上側に存在する。このため、ガイドパイプ24をアニュラス部41に真っ直ぐに下ろすことは困難である。
このため、ステップS2において、シュラウド4に放射線遮蔽体21bを設置するとともに、ガイドパイプ24の先端をアニュラス部41に導くための円筒状のガイド部材24cを取り付ける。ガイド部材24cの取付け位置は、補修対象であるアニュラス部41の周方向位置に対応させる。ガイド部材24cの形状としては、円筒状の他に、へら状等の様々な形状が使用できる。この場合、ガイドパイプ24はシュラウド4内に挿入されないので、上部格子板5に放射線遮蔽体を設ける必要はない。
このように、予めガイド部材24cを取り付けておくことにより、ステップS5でガイドパイプ24を設置する際に、ガイドパイプ24の先端をアニュラス部41に容易に挿入できる。このようにガイドパイプ24の一部を曲げてアニュラス部41に挿入するためには、ガイドパイプ24のうち、少なくともガイド部材24cよりも下側の部分を、フレキシブルパイプ等の曲がり易い(屈曲可能な)構造にした方が良い。ガイドパイプ24全体をフレキシブルパイプで構成した方が、更に好ましい。
第14図は、ステップS8で、補修装置29をガイドパイプ24を通してアニュラス部41に下した状態を示す作業要領図である。第14図の状態で、第1実施例と同様に、多関節型の補修装置29を遠隔制御することにより、アニュラス部41に位置する炉内構造物の補修作業を行う。
一例として、第15A図及び第15B図を用いて、ジェットポンプディフューザ周りの溶接部の補修作業を説明する。第15A図はこの補修作業時における補修装置の設置状態を示す概略横断面図、第15B図はこの補修作業時における補修装置の設置状態を示す概略縦断面図である。
補修装置29をガイドパイプ24を介してバッフルプレート112上に下ろし、この補修装置29から固定パッド29nをジェットポンプディフューザ43の外面及びRPV1の内面に張り出すことにより、補修装置29をこの位置に固定する。この状態で、遠隔操作により補修装置29の各関節の姿勢を制御して、シュラウドサポートシリンダ111とバッフルプレート112の溶接部、またはジェットポンプディフューザ43とバッフルプレート112の溶接部を補修する。このとき、補修状況は、図示しないカメラを用いて確認する。
次に、補修装置29を移動して、ジェットポンプディフューザ43の外面とシュラウドサポートシリンダ111の外面との間の位置に固定する。この状態で、遠隔操作により補修装置29の各関節の姿勢を制御して、ジェットポンプディフューザ43とバッフルプレート112の溶接部のうち、補修されていない部分を補修する。補修対象部が複数ある場合には、補修装置29の移動を繰り返して補修を行う。
以上のようにして補修作業を実施後、ステップS16において、ステップS2で取り付けたガイド部材24c及び放射線遮蔽体21bを取り外す。最後に、ステップS17において、炉内機器を復旧して、アニュラス部の炉内構造物の補修作業を終了する。
尚、第14図では、ガイド部材24cを周方向の1箇所に固定する例を説明したが、ガイド部材24cを周方向に回転自在に設置することも可能である。例えば、放射線遮蔽体21bの上にリング状のレールを設置し、ガイド部材24cをこのレールに沿って移動自在に設置すれば良い。この場合、ガイド部材24cを周方向の任意の位置に固定できるので、全ての位置のアニュラス部において、炉内構造物の補修作業を実施できる。
また、上記実施例ではジェットポンプミキサー(図示せず)を取り外さない例を説明したが、ジェットポンプミキサーを取り外す場合には、ステップS1において、第1実施例で取り外した炉内機器に加えて、ジェットポンプミキサーも取り外す。その後、ステップS17において、ステップS1で取り外した炉内機器(ジェットポンプミキサーも含む)を復旧する。
また、第14図ではガイドパイプ24の一部をフレキシブルパイプで構成する例を説明したが、曲り部を有するガイドパイプを用いることもできる。この場合、ガイドパイプは元々曲っているため、ガイド部材24cを用いなくても、ガイドパイプの先端をアニュラス部に挿入できる。もちろん、ガイドパイプの曲り部では、内部のレールも曲り部を有している。
更に、曲り部を有するガイドパイプを用いる場合、ガイドパイプの取付け作業及び取外し作業をより容易にするために、第1図のステップS4とS5を逆にして、ステップS13とS14も逆にしたほうが良い。即ち、ステップS4でRPVに水を満たした状態で曲り部を有するガイドパイプを取り付け、ステップS5でRPVフランジの上に放射線遮蔽体21cを設置する。ステップS13ではRPVに水を満たした状態で放射線遮蔽体21cを取り外し、ステップS14でガイドパイプを取り外す。
このようにすることにより、ガイドパイプの曲り部を放射線遮蔽体21cの開口部に挿入する作業,曲り部を放射線遮蔽体21cの開口部から引き抜く作業を省くことができるので、作業性が向上する。また、フレキシブルパイプを用いる場合に比べて、ガイドパイプを介してRPV内に搬入する保全装置の位置決め精度が向上する。
次に、第16図を用いて、本発明をBWRにおける炉内構造物の保全方法に適用した第3実施例を説明する。本実施例では、保全対象は炉底部に位置する炉内構造物で、保全作業は点検作業及び溶接作業である。本実施例は、点検で欠陥が検出された場合に、この欠陥を溶接で補修する例である。第16図は、第3実施例の保全方法を示すフローチャートである。
初めに、ステップT1において、補修溶接の施工前検査を行う。本ステップでは、点検装置,加工装置及び溶接装置を備えた補修装置を用いて、第1図のステップS1〜S9を行う。但し、ステップS9では、モニタカメラ等の点検装置により保全対象である炉内構造物表面の欠陥を検出する。
次に、ステップT2において、点検装置を用いて補修すべき欠陥位置を確認する。ステップT3では、加工装置を用いて、位置を確認した欠陥を除去する。ステップT4では、溶接装置を用いて、欠陥を除去した部位に対して補修溶接を行う。
次に、ステップT5において、点検装置を用いて、補修溶接した部位の施工後検査を行う。この検査により溶接状態に不具合があれば、ステップT3に戻ってステップT3〜T5を繰り返す。ステップT5の検査により溶接状態が良好であれば、作業を終了する。以上で、第3実施例の保全作業を終了する。
なお、上記実施例では、補修装置が点検装置,加工装置及び溶接装置を備えた例を説明したが、これに限定されない。例えば、点検装置及び加工装置を備えた第1補修装置と、点検装置及び溶接装置を備えた第2補修装置とを用いる場合には、以下の手順で実施する。
初めに、第1補修装置を用いてステップT1〜T3を行う。次に、第1図のステップS10〜S11と同様にして第1補修装置を取り外し、第1図のステップS7と同様にして第2補修装置を取り付ける。
次に、ステップT4で、第1図のステップS8と同様にして第2補修装置を下降させ、欠陥を除去した部位に対して補修溶接を行う。ステップT5では、第2補修装置の点検装置を用いて、補修溶接した部位の施工後検査を行う。この検査により溶接状態に不具合があれば、ステップT3に戻って第2補修装置を第1補修装置に取り替えてステップT3〜T5を繰り返す。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を沸騰水型原子炉(BWR)における炉内構造物の保全方法に適用した第1実施例を示すフローチャートである。
第2図は、本発明の保全方法を適用する原子炉圧力容器(RPV)の概略縦断面図である。
第3図は、第1図のステップS7で、補修装置及びチェーン付きケーブルを取り付けた状態を示す作業要領図である。
第4A図は、放射線遮蔽体21cの一例を示す概略上面図である。
第4B図は、放射線遮蔽体21cの一例を示す概略上面図である。
第4C図は、分割構造を有する放射線遮蔽体21cにおける接続部の一例を示す概略断面図である。
第5図は、ガイドパイプの概略横断面図である。
第6図は、第3図の作業台周りの詳細図である。
第7A図は、チェーン付きケーブルの概略構成図である。
第7B図は、チェーン付きケーブルの概略横断面図である。
第8図は、第1図のステップS8で、補修装置を炉底部に下した後の状態を示す図である。
第9図は、10軸の多関節機構を備えた補修装置の概略構成図である。
第10図は、第1図のステップS9で、RPV下鏡の溶接部を補修する作業要領図である。
第11図は、第1図のステップS9で、炉内検出器(ICM)ハウジングの溶接部又はシュラウドサポートの溶接部を補修する作業要領図である。
第12A図は、放射線遮蔽体21cを周方向に回転させる回転機構の一例を示す概略構成図である。
第12B図は、第12A図の回転機構に放射線遮蔽体21cを設置した状態を示す部分縦断面図である。
第13A図は、放射線遮蔽体21cを周方向に回転させる回転機構の他の一例を示す概略構成図である。
第13B図は、第13A図の回転機構に放射線遮蔽体21cを設置した状態を示す部分縦断面図である。
第14図は、本発明をBWRの炉内構造物の保全方法に適用した第2実施例において、補修装置をアニュラス部に下した状態を示す作業要領図である。
第15A図は、ジェットポンプディフューザ周りに補修装置を設置した状態を示す概略横断面図である。
第15B図は、ジェットポンプディフューザ周りに補修装置を設置した状態を示す概略縦断面図である。
第16図は、本発明をBWRにおける炉内構造物の保全方法に適用した第3実施例を示すフローチャートである。
Claims (15)
- 原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体にガイドパイプを取り付け、
炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を、前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する台車に固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行うことを特徴と
する原子炉炉内構造物の保全方法。 - 原子炉ウェルを水抜きして原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入するためのガイドパイプを前記放射線遮蔽体に取り付け、
前記原子炉圧力容器内を水抜きして、前記保全装置を、前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する台車に固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。 - 請求の範囲第2項において、前記保全作業の終了後に前記保全装置を前記原子炉圧力容器から取り出し、前記原子炉圧力容器内を水張りして前記ガイドパイプ及び前記放射線遮蔽体を取り外すことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第2項において、前記保全作業の終了後に前記保全装置を前記原子炉圧力容器から取り出し、前記原子炉圧力容器内を水張りして前記ガイドパイプの取付け位置を移動させ、前記原子炉圧力容器内を水抜きして新たな位置の炉内構造物の保全作業を気中雰囲気で行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第1項乃至第4項の何れかにおいて、前記保全装置を用いて保全作業を行なう炉内構造物は、シュラウドと前記原子炉圧力容器との間であるアニュラス部に位置する炉内構造物、炉底部に位置する炉内構造物及びシュラウドの少なくとも何れかであることを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 原子炉ウェルを水抜きして原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、保全装置を前記原子炉圧力容器の内部に搬入するためのガイドパイプを前記放射線遮蔽体に取り付け、
前記原子炉圧力容器内を水抜きして、前記保全装置を、前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する台車に固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記保全装置を用いてシュラウドサポートの保全作業を行い、該保全作業の終了後に前記保全装置を前記原子炉圧力容器から取り出し、
前記原子炉圧力容器内を水張りして前記ガイドパイプ及び前記放射線遮蔽体を取り外し、前記原子炉ウェルを水張りすることを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。 - 原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体に曲り部を有するガイドパイプを取り付け、
炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を、前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する台車に固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記保全装置を用いてシュラウドと前記原子炉圧力容器との間であるアニュラス部に位置する炉内構造物の保全作業を行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。 - 原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体に複数のガイドパイプを取り付け、
炉内構造物の保全作業に用いる複数の保全装置を、各ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する台車にそれぞれ固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記複数の保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。 - 請求の範囲第1項,第2項,第6項乃至第8項の何れかにおいて、前記原子炉圧力容器のフランジに設置される放射線遮蔽体は、前記ガイドパイプが挿入可能な開口部を有することを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第1項,第2項,第6項乃至第8項の何れかにおいて、前記保全装置は、該保全装置の重量及び該保全装置に接続されるケーブルの重量を支持可能な構造を有する保持手段に接続された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入されることを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第1項,第2項,第6項乃至第8項の何れかにおいて、前記保全装置は、前記ガイドパイプの上端部に設けられた切欠き部を利用して取り付けられることを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第1項,第2項,第6項乃至第8項の何れかにおいて、前記原子炉圧力容器のフランジへの放射線遮蔽体の設置前に、別の放射線遮蔽体をシュラウドの上に設置することを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第1項,第2項,第6項及び第8項の何れかにおいて、前記原子炉圧力容器のフランジへの放射線遮蔽体の設置前に、別の放射線遮蔽体を上部格子板の上に設置することを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 請求の範囲第1項,第2項,第6項乃至第8項の何れかにおいて、前記保全装置は多関節機構を有していることを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
- 原子炉圧力容器のフランジに放射線遮蔽体を設け、該放射線遮蔽体にガイドパイプを取り付け、
炉内構造物の保全作業に用いる保全装置を、前記ガイドパイプの内部に設置されたガイドレールに沿って昇降する手段に固定された状態で、前記原子炉圧力容器の内部に搬入し、
気中雰囲気で前記保全装置を用いて炉内構造物の保全作業を行うことを特徴とする原子炉炉内構造物の保全方法。
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