JP6621336B2

JP6621336B2 - 検査装置

Info

Publication number: JP6621336B2
Application number: JP2016017929A
Authority: JP
Inventors: 将裕三木; 潤一郎長沼; 吉田　功; 功吉田; 寛武藤; 森男佐藤; 将史成重; 克彦早坂; 浩行砂押
Original assignee: Japan Atomic Power Co Ltd; Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Japan Atomic Power Co Ltd; Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2019-12-18
Anticipated expiration: 2036-02-02
Also published as: JP2017138145A

Description

本発明は、原子炉のノズルコーナ部を検査する検査装置に関する。

本発明の検査対象の一例である、沸騰水型原子炉の圧力容器の給水ノズルのコーナ部について、図面を参照しつつ説明する。図１は、原子炉圧力容器の鉛直断面図（但し、原子炉圧力容器の上蓋を取り外した状態を示し、原子炉圧力容器内の機器を示さず）であり、図２は、図１中断面Ｃ−Ｃ’による原子炉圧力容器の水平断面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、給水ノズルのコーナ部を拡大して示す原子炉圧力容器の鉛直断面図及び水平断面図である。図４は、図３（ａ）中矢印Ｄ方向からの矢視図である。なお、図１及び図２においては、後述する本発明の一実施形態の検査装置の据付状態も表している。

原子炉圧力容器１０には、複数の給水ノズル１１が周方向に離間して設けられている。各給水ノズル１１には、内側配管としてサーマルスリーブ１２が設けられ、サーマルスリーブ１２に給水スパージャ１３が接続されている。給水スパージャ１３は、サーマルスリーブ１２に接続されたＴ字管１４と、Ｔ字管１４の両側に接続されて原子炉圧力容器１０の内壁に沿って延在するヘッダ管１５と、ヘッダ管１５の上側に設けられた複数のスプレイノズル１６とを有している。そして、給水スパージャ１３のスプレイノズル１６から原子炉圧力容器１０内に低温水が供給され、この低温水が気液分離器（図示せず）で分離された高温水と混合するようになっている。

給水ノズル１１のコーナ部１７では、上述したように低温水と高温水が混合することから、温度変化が大きい。そして、温度変化による構造物の膨張又は収縮に起因した熱応力が作用するため、給水ノズル１１のコーナ部１７の表面（特に、図３（ａ）及び図３（ｂ）中点線で示す検査領域）に熱疲労割れが発生する可能性がある。そこで、給水ノズル１１のコーナ部１７を検査するための検査装置が提唱されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の検査装置は、渦電流探傷プローブと、給水スパージャを回避しつつ、渦電流探傷プローブを給水ノズルのコーナ部の任意の位置に配置するオフセットアーム（詳細には、後述するシングルオフセットアーム又はダブルオフセットアーム）と、オフセットアームを回転して、渦電流探傷プローブを給水ノズルのコーナ部に沿って回転移動させる駆動部とを備えている。

シングルオフセットアームは、駆動部の回転軸から径方向に延在するオフセット部と、オフセット部の先端部から軸方向に延在するアーム部とで構成され、アーム部の先端部に渦電流探傷プローブが設けられている。そして、シングルオフセットアームのアーム部と給水スパージャが干渉しない回転範囲で、シングルオフセットアームを回転することにより、渦電流探傷プローブを給水ノズルのコーナ部の上側部位及び下側部位に配置することが可能である。したがって、給水ノズルのコーナ部の上側部位及び下側部位を検査することが可能である。

ダブルオフセットアームは、駆動部の回転軸から径方向に延在する第１オフセット部と、第１オフセット部の先端部から軸方向に延在するアーム部と、アーム部の先端部から周方向に延在する第２オフセット部とで構成され、第２オフセット部の先端部に渦電流探傷プローブが設けられている。そして、ダブルオフセットアームのアーム部と給水スパージャが干渉しない回転範囲で、ダブルオフセットアームを回転することにより、渦電流探傷プローブを給水ノズルのコーナ部の左側部位及び右側部位を配置することが可能である。したがって、給水ノズルのコーナ部の左側部位及び右側部位を検査することが可能である。

特開２０１５−１０２５２７号公報

しかしながら、上記従来技術には次のような改善の余地があった。上述したオフセットアームのアーム部の回転半径は、渦電流探傷プローブの回転半径（言い換えれば、給水ノズルの内径）とほぼ同じである。そのため、例えば給水スパージャのＴ字管の上側又は下側に給水ノズルの内径位置まで突出した突起物などが設けられた場合に、オフセットアームのアーム部と突起物が干渉する。そのため、オフセットアームの１回の回転操作における回転範囲が小さくなり、オフセットアームの挿入・引出操作の回数が増える。その結果、検査時間が増大する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、検査時間の短縮を図ることができる検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、原子炉のノズルコーナ部を検査する検査装置において、渦電流探傷プローブと、前記原子炉の内壁に沿って存在する配管を回避しつつ、前記渦電流探傷プローブを前記ノズルコーナ部の任意の位置に配置するオフセットアームと、前記オフセットアームを回転して、前記渦電流探傷プローブを前記ノズルコーナ部に沿って回転移動させる回転装置とを備え、前記オフセットアームは、前記渦電流探傷プローブより回転半径が大きくなるように前記回転装置の回転軸から径方向外側にオフセットされて軸方向に延在するアーム部と、前記アーム部の先端部から径方向内側に向けて延在するオフセット部とを有し、前記オフセット部の先端部に前記渦電流探傷プローブが設けられており、更に、前記オフセットアームは、互いに鏡像対称的な構造を有する２種類のものがあり、選択的に取り付けられる。

このような本発明においては、オフセットアームのアーム部の回転半径が渦電流探傷プローブの回転半径（言い換えれば、給水ノズルの内径）より大きくなっている。これにより、例えば給水スパージャのＴ字管の上側又は下側に給水ノズルの内径位置まで突出した突起物などが設けられた場合でも、オフセットアームのアーム部と突起物との干渉を避けることができる。そのため、オフセットアームの１回の回転操作における回転範囲が小さくならず、オフセットアームの挿入・引出操作の回数が増えない。その結果、検査時間の短縮を図ることができる。

本発明によれば、検査時間の短縮を図ることができる。

本発明の一実施形態における検査装置の据付状態を表す原子炉圧力容器の鉛直断面図である。図１中断面Ｃ−Ｃ’による原子炉圧力容器の水平断面図である。本発明の検査対象の一例である給水ノズルのコーナ部を表す原子炉圧力容器の鉛直断面図及び水平断面図である。図３中矢印Ｄ方向からの矢視図である。本発明の一実施形態における検査装置の構造を表す原子炉圧力容器の鉛直断面図及び水平断面図であり、給水ノズルのコーナ部に対し渦電流探傷プローブを挿入していない状態を示す。本発明の一実施形態における検査装置の構造を表す原子炉圧力容器の鉛直断面図及び水平断面図であり、給水ノズルのコーナ部に対し渦電流探傷プローブを挿入した状態を示す。本発明の一実施形態における検査装置の構造を表す原子炉圧力容器の鉛直断面図及び水平断面図であり、給水ノズルのコーナ部に沿って渦電流探傷プローブを回転移動した状態を示す。本発明の一実施形態における第１及び第２のオフセットアームの回転範囲を表す図である。本発明の一実施形態における第１のオフセットアーム及び渦電流探傷プローブの構造を表す上面図及び側面図である。図９中矢印Ｅ方向からの矢視図に相当し、第１のオフセットアームの回転動作を表す。本発明の一実施形態における第１のオフセットアームに付随された渦電流探傷センサ、配線部、及びプローブ回路部を表す図であり、渦電流探傷センサ及び配線部を構成するフレキシブル基板を展開した状態を示す。本発明の一実施形態における第２のオフセットアーム及び渦電流探傷プローブの構造を表す上面図及び側面図である。図１２中矢印Ｆ方向からの矢視図に相当し、本発明の一実施形態における第２のオフセットアームの回転動作を表す。本発明の一実施形態における第２のオフセットアームに付随された渦電流探傷センサ、配線部、及びプローブ回路部を表す図であり、渦電流探傷センサ及び配線部を構成するフレキシブル基板を展開した状態を示す。本発明の一実施形態における検査システムの構成を表すブロック図である。本発明の一実施形態における検査方法の手順を表すフローチャートである。

本発明の検査対象として原子炉圧力容器の給水ノズルのコーナ部を例にとり、本発明の一実施形態の検査装置を、上述の図１及び２並びに図５〜図１４を用いて説明する。なお、図５〜図１４において、上述の図１〜４を用いて説明した部分と同等の部分は同一の符号を付す。

まず、本実施形態の検査装置の構造について説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本実施形態における検査装置の構造を表す原子炉圧力容器の鉛直断面図及び水平断面図であり、給水ノズルのコーナ部に対して渦電流探傷プローブを挿入していない状態を示す。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施形態における検査装置の構造を表す原子炉圧力容器の鉛直断面図及び水平断面図であり、給水ノズルのコーナ部に対して渦電流探傷プローブを挿入した状態を示す。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本実施形態における検査装置の構造を表す原子炉圧力容器の鉛直断面図及び水平断面図であり、給水ノズルのコーナ部に沿って渦電流探傷プローブを回転移動した状態を示す。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、上述の図４に相当し、本実施形態における第１及び第２のオフセットアームの回転範囲を表す図である。

本実施形態の検査装置２０は、大別して、支持部と、この支持部に着脱可能な駆動部とで構成されている。検査装置２０の支持部は、支持フレーム２１と、支持フレーム２１に固定され、左右一対のフック２２を動作させるフック動作装置２３と、支持フレーム２１に固定されたベース台座２４とを備えている。

そして、例えば図１で示すように、原子炉圧力容器１０の上方の作業台車（図示せず）からチェーン１８で検査装置２０を吊り下げて、原子炉圧力容器１０内に検査装置２０を投入する。その後、給水スパージャ１３のヘッダ管１５にフック２２を係合させ、フック動作装置２３によってフック２２を炉心側（図５（ａ）及び図５（ｂ）中左側）に引くことにより、支持フレーム２１の複数（例えば４つ）の脚部が原子炉圧力容器１０に接触して突っ張り力が発生する。これにより、原子炉圧力容器１０及び給水スパージャ１３に対して支持フレーム２１を固定するようになっている。

検査装置２０の駆動部は、支持部のベース台座２４に着脱可能な回転装置ベース２５と、回転装置ベース２５上に設けられた回転装置２６と、調整機構２７（後述の図１５参照）と、移動機構２８（後述の図１５参照）とを備えている。回転装置２６の回転軸には第１のオフセットアーム２９ａ又は第２のオフセットアーム２９ｂ（後述の図１２〜図１４参照）が取り付けられる。オフセットアーム２９ａの先端部に渦電流探傷プローブ３０ａが設けられ、オフセットアーム２９ｂの先端部に渦電流探傷プローブ３０ｂ（後述の図１２〜図１４参照）が設けられている。なお、オフセットアーム２９ａ，２９ｂは、互いに鏡像対称的な構造を有している（詳細は後述）。

回転装置ベース２５には複数（例えば４つ）のピン穴が形成され、これらピン穴にそれぞれ対応する複数のガイドピン３１がベース台座２４に設けられている。そして、回転装置ベース２５のピン穴にベース台座２４のガイドピン３１を差し込むことにより、回転装置ベース２５とベース台座２４を位置合わせする。また、図示しないボルト手段によって、回転装置ベース２５とベース台座２４が着脱可能になっている。

調整機構２７は、詳細を図示しないものの、回転装置ベース２５に対して回転装置２６を上下方向（Ｚ方向）及び左右方向（Ｙ方向）に移動可能としている。これにより、回転装置２６の回転軸を、給水ノズル１１の中心軸に合わせることが可能である。移動機構２８は、詳細を図示しないものの、回転装置ベース２５のガイドレール３２に沿って回転装置２６を前後方向（Ｘ方向）に移動させる。これにより、給水ノズル１１のコーナ部１７に対して渦電流探傷プローブ３０ａ又は３０ｂを挿入・引出可能としている。オフセットアーム２９ａ又は２９ｂは、給水スパージャ１３を回避しつつ、渦電流探傷プローブ３０ａ又は３０ｂを給水ノズル１１のコーナ部１７の任意の位置に配置するようになっている。

回転装置２６は、第１のオフセットアーム２９ａが取り付けられた場合に、オフセットアーム２９ａと給水スパージャ１３が干渉しない回転範囲で、オフセットアーム２９ａを回転させる。図８（ａ）中矢印Ａ１で示すオフセットアーム２９ａの回転範囲では、給水スパージャ１３のＴ字管１４の上側から給水ノズル１１のコーナ部１７に渦電流探傷プローブ３０ａを挿入し、給水ノズル１１のコーナ部１７に沿って右回りに渦電流探傷プローブ３０ａを回転移動させる。図８（ａ）中矢印Ａ２で示すオフセットアーム２９ａの回転範囲では、給水スパージャ１３のＴ字管１４の下側から給水ノズル１１のコーナ部１７に渦電流探傷プローブ３０ａを挿入し、給水ノズル１１のコーナ部１７に沿って右回りに渦電流探傷プローブ３０ａを回転移動させる。

回転装置２６は、第２のオフセットアーム２９ｂが取り付けられた場合に、オフセットアーム２９ｂと給水スパージャ１３が干渉しない回転範囲で、オフセットアーム２９ｂを回転させる。図８（ｂ）中矢印Ｂ１で示すオフセットアーム２９ｂの回転範囲では、給水スパージャ１３のＴ字管１４の上側から給水ノズル１１のコーナ部１７に渦電流探傷プローブ３０ｂを挿入し、給水ノズル１１のコーナ部１７に沿って左回りに渦電流探傷プローブ３０ｂを回転移動させる。図８（ｂ）中矢印Ｂ２で示すオフセットアーム２９ｂの回転範囲では、給水スパージャ１３のＴ字管１４の下側から給水ノズル１１のコーナ部１７に渦電流探傷プローブ３０ｂを挿入し、給水ノズル１１のコーナ部１７に沿って左回りに渦電流探傷プローブ３０ｂを回転移動させる。

したがって、２種類のオフセットアーム２９ａ，２９ｂを選択的に取り付けることにより、給水ノズル１１のコーナ部１７を全周にわったって検査することが可能である。なお、オフセットアーム２９ａ，２９ｂは、給水ノズル１１のコーナ部１７に渦電流探傷プローブを押し付けて回転するため、剛性と軽量化が必要である。そのため、例えばアルミ合金又はステンレス鋼製であることが好ましい。

次に、本実施形態における第１のオフセットアーム２９ａ及び渦電流探傷プローブ３０ａの構造について説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本実施形態におけるオフセットアーム２９ａ及び渦電流探傷プローブ３０ａの構造を表す上面図及び側面図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、図９（ａ）中矢印Ｅ方向からの矢視図（但し、便宜上、給水ノズル１１のコーナ部１７及び給水スパージャ１３の位置関係も示す）に相当し、オフセットアーム２９ａの回転動作を表す。図１１は、本実施形態におけるオフセットアーム２９ａに付随された渦電流探傷センサ、配線部、及びプローブ回路部を表す図であり、渦電流探傷センサ及び配線部を構成するフレキシブル基板を展開した状態を示す。

本実施形態のオフセットアーム２９ａは、プレート３３と、プレート３３における回転中心Ｏを基準とした径方向及び周方向の位置が渦電流探傷プローブ３０ａと同じ位置Ｐａから接線方向の一方側（図９（ａ）中上側、図１０（ａ）中右側）及び他方側（図９（ａ）中下側、図１０（ａ）中左側）に延在するオフセット部３４ａと、オフセット部３４ａの一方側の先端部から軸方向（図９（ａ）及び図９（ｂ）中右方向）に延在するアーム部３５ａと、アーム部３５ａの先端部から上記接線方向の内側（図９（ａ）中下側、図１０（ａ）中左側）に延在するオフセット部３６ａとで構成されている。別の言い方をすれば、オフセット部３４ａ、アーム部３５ａ、及びオフセット部３６ａは、図９（ａ）で示すように、略コ字形の平板状に形成されている。そして、オフセット部３６ａの先端部には渦電流探傷プローブ３０ａが設けられている。

なお、本実施形態では、オフセット部３４ａは、プレート３３の位置Ｐａから接線方向の一方側及び他方側に延在しているものの、接線方向の一方側だけに延在していてもよい。また、本実施形態では、図示のように、アーム部３５ａとオフセット部３６ａの間で湾曲しているものの、湾曲していなくともよい。

そして、オフセットアーム２９ａにより、図１０（ａ）で示すように、給水スパージャ１３のＴ字管１４の上側から給水ノズル１１のコーナ部１７に渦電流探傷プローブ３０ａを挿入し、その後、図１０（ｂ）で示すように、給水ノズル１１のコーナ部１７に沿って渦電流探傷プローブ３０ａを回転移動させる。そのため、プレート３３の位置Ｐａからオフセット部３４ａの一方側の先端部までの長さ（言い換えれば、プレート３３の位置Ｐａとアーム部３５ａの間隔）Ｌ１ａは、給水スパージャ１３の断面半径Ｄ／２より大きくしている。また、アーム部３５ａの長さ（言い換えれば、オフセット部３４ａとオフセット部３６ａの間隔）Ｌ２ａは、原子炉圧力容器１０の内壁からの給水スパージャ１３の占有幅寸法Ｍ（上述の図６（ｂ）参照）より大きくしている。

ここで、本実施形態の大きな特徴として、オフセットアーム２９ａのアーム部３５ａは、その回転半径Ｒａが渦電流探傷プローブ３０ａの回転半径Ｒｏより大きくなるように、回転中心Ｏ（言い換えれば、回転装置２６の回転軸）から径方向外側にオフセットされており、オフセット部３６ａは、アーム部３５ａの先端部から径方向内側に向けて延在している。このような特徴により、例えば給水スパージャ１３のＴ字管１４の上側又は下側に給水ノズル１の内径位置まで突出した突起物などが設けられた場合でも、オフセットアーム２９ａのアーム部３５ａと突起物との干渉を避けることができる。そのため、オフセットアーム２９ａの１回の回転操作における回転範囲が小さくならず、オフセットアーム２９ａの挿入・引出操作の回数が増えない。その結果、検査時間の短縮を図ることができる。

渦電流探傷プローブ３０ａは、オフセット部３６ａの先端部に設けられたプローブ支持部３７と、プローブ支持部３７の曲面にスポンジ等の弾性体を介して設けられた渦電流探傷センサ３８ａとを有している。渦電流探傷センサ３８ａは、フレキシブル基板３９ａと、フレキシブル基板３９ａ上に配列された複数（例えば２列×１００個）のコイル４０とで構成されている。渦電流探傷センサ３８ａは、弾性体で給水ノズル１１のコーナ部１７に押し付けられることにより、コーナ部１７の断面形状に追従するようになっている。

オフセットアーム２９ａの基端側のプレート３３には、プローブ回路部４１が設けられている。プローブ回路部４１は、電子デバイスと基板で構成されてシリコン等で水封されており、複数のコイル４０のうち励磁コイルと検出コイルの組み合わせ（チャンネル）を切り替える制御を行うようになっている。詳細には、励磁コイルとして選択したコイルに励磁信号を出力して交流磁場を発生させ、検査対象の表面に渦電流を発生させる。また、検出コイルとして選択したコイルから、欠陥による渦電流の変化を検出した検出信号を入力する。このようにして励磁コイルと検出コイルの組み合わせを電子的に切り替えることにより、広範囲な探傷が行える。

渦電流探傷センサ３８ａとプローブ回路部４１の間で信号を伝達する配線部４２ａがオフセットアーム２９ａに沿うように設けられている。配線部４２ａは、渦電流探傷センサ３８ａのフレキシブル基板３９ａと共に一体的に成形されたフレキシブル基板と、このフレキシブル基板にプリントされた配線とで構成されている。配線部４２ａは、オフセットアーム２９ａ及びプローブ支持部３７の底面に沿わせる部分４３ａと、渦電流探傷センサ３８ａのフレキシブル基板３９ａとの間で円弧状に曲げる部分４４ａとからなり、オフセットアーム２９ａにテープ等で固縛される。このような構成により、例えば導線ケーブルで構成された場合と比べ、配線部４２ａを薄型化して、給水スパージャ１３との干渉を避けることができる。

次に、本実施形態における第２のオフセットアーム２９ｂ及び渦電流探傷プローブ３０ｂの構造について説明する。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、本実施形態におけるオフセットアーム２９ｂ及び渦電流探傷プローブ３０ｂの構造を表す上面図及び側面図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、図１２（ａ）中矢印Ｆ方向からの矢視図（但し、便宜上、給水ノズル１１のコーナ部１７及び給水スパージャ１３の位置関係も示す）に相当し、オフセットアーム２９ｂの回転動作を表す。図１４は、本実施形態におけるオフセットアーム２９ｂに付随された渦電流探傷センサ、配線部、及びプローブ回路部を表す図であり、渦電流探傷センサ及び配線部を構成するフレキシブル基板を展開した状態を示す。

本実施形態のオフセットアーム２９ｂは、プレート３３と、プレート３３における回転中心Ｏを基準とした径方向及び周方向の位置が渦電流探傷プローブ３０ｂと同じ位置Ｐｂから接線方向の一方側（図１２（ａ）中上側、図１３（ａ）中右側）及び他方側（図１２（ａ）中下側、図１３（ａ）中左側）に延在するオフセット部３４ｂと、オフセット部３４ｂの他方側の先端部から軸方向（図１２（ａ）及び図１２（ｂ）中右方向）に延在するアーム部３５ｂと、アーム部３５ｂの先端部から上記接線方向の内側（図１２（ａ）中上側、図１３（ａ）中右側）に延在するオフセット部３６ｂとで構成されている。別の言い方をすれば、オフセット部３４ｂ、アーム部３５ｂ、及びオフセット部３６ｂは、図１２（ａ）で示すように、略コ字形の平板状に形成されている。そして、オフセット部３６ｂの先端部には渦電流探傷プローブ３０ｂが設けられている。

なお、本実施形態では、オフセット部３４ｂは、プレート３３の位置Ｐｂから接線方向の一方側及び他方側に延在しているものの、接線方向の他方側だけに延在していてもよい。また、本実施形態では、図示のように、アーム部３５ｂとオフセット部３６ｂの間で湾曲しているものの、湾曲していなくともよい。

そして、オフセットアーム２９ｂにより、図１３（ａ）で示すように、給水スパージャ１３のＴ字管１４の上側から給水ノズル１１のコーナ部１７に渦電流探傷プローブ３０ｂを挿入し、その後、図１３（ｂ）で示すように、給水ノズル１１のコーナ部１７に沿って渦電流探傷プローブ３０ｂを回転移動させる。そのため、プレート３３の位置Ｐｂからオフセット部３４ｂの他方側の先端部までの長さ（言い換えれば、プレート３３の位置Ｐｂとアーム部３５ｂの間隔）Ｌ１ｂは、給水スパージャ１３の断面半径Ｄ／２より大きくしている。また、アーム部３５ｂの長さ（言い換えれば、オフセット部３４ｂとオフセット部３６ｂの間隔）Ｌ２ｂは、原子炉圧力容器１０の内壁からの給水スパージャ１３の占有幅寸法Ｍより大きくしている。

ここで、本実施形態の大きな特徴として、オフセットアーム２９ｂのアーム部３５ｂは、その回転半径Ｒｂが渦電流探傷プローブ３０ｂの回転半径Ｒｏより大きくなるように、回転中心Ｏ（言い換えれば、回転装置２６の回転軸）から径方向外側にオフセットされており、オフセット部３６ｂは、アーム部３５ｂの先端部から径方向内側に向けて延在している。このような特徴により、例えば給水スパージャ１３のＴ字管１４の上側又は下側に給水ノズル１１の内径位置まで突出した突起物などが設けられた場合でも、オフセットアーム２９ｂのアーム部３５ｂと突起物との干渉を避けることができる。そのため、オフセットアーム２９ｂの１回の回転操作における回転範囲が小さくならず、オフセットアーム２９ｂの挿入・引出操作の回数が増えない。その結果、検査時間の短縮を図ることができる。

渦電流探傷プローブ３０ｂは、オフセット部３６ｂの先端部に設けられたプローブ支持部３７と、プローブ支持部３７の曲面にスポンジ等の弾性体を介して設けられた渦電流探傷センサ３８ｂとを有している。渦電流探傷センサ３８ｂは、フレキシブル基板３９ｂと、フレキシブル基板３９ｂ上に配列された複数（例えば２列×１００個）のコイル４０とで構成されている。渦電流探傷センサ３８ｂは、弾性体で給水ノズル１１のコーナ部１７に押し付けられることにより、コーナ部１７の断面形状に追従するようになっている。

オフセットアーム２９ｂの基端側のプレート３３には、プローブ回路部４１が設けられている（プローブ回路部４１の詳細は、上記と同様）。渦電流探傷センサ３８ｂとプローブ回路部４１の間で信号を伝達する配線部４２ｂがオフセットアーム２９ｂに沿うように設けられている。配線部４２ｂは、渦電流探傷センサ３８ｂのフレキシブル基板３９ｂと共に一体的に成形されたフレキシブル基板と、このフレキシブル基板にプリントされた配線とで構成されている。配線部４２ｂは、オフセットアーム２９ｂ及びプローブ支持部３７の底面に沿わせる部分４３ｂと、渦電流探傷センサ３８ｂのフレキシブル基板３９ｂとの間で円弧状に曲げる部分４４ｂとからなり、オフセットアーム２９ｂにテープ等で固縛される。このような構成により、例えば導線ケーブルで構成された場合と比べ、配線部４２ｂを薄型化して、給水スパージャ１３との干渉を避けることができる。

次に、上述した検査装置２０を備えた検査システムを、図１５を用いて説明する。図１５は、本発明の一実施形態における検査システムの構成を表すブロック図である。

本実施形態の検査システムは、検査装置２０と、検査装置２０のフック動作装置２３、回転装置２６、調整機構２７、及び移動機構２８を駆動制御する装置制御盤５０と、プローブ回路部４１を介し渦電流探傷センサ３８ａ又は３８ｂを制御して渦電流探傷を行う渦電流探傷器５１と、探傷条件の設定や探傷データの表示などを行う探傷器制御器５２（例えばコンピュータ）とを備えている。探傷器制御器５２は、ネットワークを介し装置制御盤５０と接続されており、装置制御盤５０から渦電流探傷センサ３８ａ又は３８ｂの位置情報を入力して探傷データへ付加するようになっている。

次に、上述した検査システムを用いた検査方法を、図１６を用いて説明する。図１６は、本発明の一実施形態における検査方法の手順を表すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０では、原子炉圧力容器１０の上方のオペレーションフロアにて、検査装置２０の動作確認を行う。その後、原子炉圧力容器１０の上方の作業台車からチェーン１８で検査装置２０を吊り下げて、原子炉圧力容器１０内に検査装置２０を投入する。なお、これ以降、原子炉圧力容器１０内に投入した水中カメラの映像を確認しながら、作業を実施する。

そして、給水スパージャ１３のヘッダ管１５にフック２２を係合させる。その後、装置制御盤５０がフック動作装置２３を駆動制御して、フック２２を炉心側に引くことにより、原子炉圧力容器１０に対して支持フレーム２１を固定する。その後、チェーン１８を支持フレーム２１から外して台車上へ巻き上げる。なお、最初、回転装置２６の回転軸には、オフセットアーム２９ａが取り付けられているものとして説明する。

ステップＳ２０に進み、装置制御盤５０が調整機構２７を駆動制御して、回転装置２６の回転軸を給水ノズル１１の中心軸に合わせる。その後、装置制御盤５０が移動機構２８を駆動制御して、回転装置２６を前進させ、給水スパージャ１３のＴ字管１４の上側から、給水ノズル１１のコーナ部１７に対して渦電流探傷プローブ３０ａを挿入する。このとき、オフセットアーム２９ａ及び渦電流探傷プローブ３０ａと給水スパージャ１３が干渉しないように、水中カメラの映像を確認しながら回転装置２６を前進させる。また、水中カメラの映像や渦電流探傷センサ３８ａの信号レベル等により、渦電流探傷プローブ３０ａと給水ノズル１１のコーナ部１７の接触状態を確認する。

ステップＳ３０に進み、装置制御盤５０が回転装置２６を駆動制御して、図８中矢印Ａ１で示すようにオフセットアーム２９ａを回転させることにより、給水ノズル１１のコーナ部１７に沿って渦電流探傷プローブ３０ａを回転移動させる。また、渦電流探傷プローブ３０ａの回転位置毎に、渦電流探傷器５１がプローブ回路部４１を介し渦電流探傷センサ３８ａを制御して、励磁コイルと検出コイルの組み合わせを切り替えて探傷を行う。渦電流探傷器５１は、プローブ回路部４１で増幅された渦電流探傷センサ３８ａの検出信号を処理し、探傷データを作成する。探傷器制御器５２は、装置制御盤５０から渦電流探傷センサ３８ａの位置情報を入力して探傷データへ付加し、それらを記録する。

ステップＳ４０に進み、装置制御盤５０が回転装置２６を駆動制御して、オフセットアーム２９ａを反対に回転させて元の位置に戻す。その後、装置制御盤５０が移動機構２８を駆動制御して、回転装置２６を後進させ、給水ノズル１１のコーナ部１７から渦電流探傷プローブ３０ａを引き抜く。

ステップＳ５０に進み、オフセットアーム２９ａを用いて給水スパージャ１３の下側領域の探傷を実施したか否かを判定する。最初は、ステップＳ５０の判定が満たされず、ステップＳ６０に移る。ステップＳ６０では、装置制御盤５０が回転装置２６を駆動制御して、オフセットアーム２９ａを１８０度回転させる。

ステップＳ２０に進み、装置制御盤５０が移動機構２８を駆動制御して、回転装置２６を前進させ、給水スパージャ１３のＴ字管１４の下側から、給水ノズル１１のコーナ部１７に対して渦電流探傷プローブ３０ａを挿入する。

ステップＳ３０に進み、装置制御盤５０が回転装置２６を駆動制御して、図８中矢印Ａ２で示すようにオフセットアーム２９ａを回転させることにより、給水ノズル１１のコーナ部１７に沿って渦電流探傷プローブ３０ａを回転移動させる。また、渦電流探傷プローブ３０ａの回転位置毎に、渦電流探傷器５１がプローブ回路部４１を介し渦電流探傷センサ３８ａを制御して、励磁コイルと検出コイルの組み合わせを切り替えて探傷を行う。

ステップＳ５０に進み、オフセットアーム２９ａを用いて給水スパージャ１３の下側領域の探傷を実施したか否かを判定する。今度は、ステップＳ５０の判定が満たされ、ステップＳ７０に移る。ステップＳ７０では、給水スパージャ１３の全領域の探傷を完了したか否かを判定する。最初は、ステップＳ７０の判定が満たされず、ステップＳ８０に移る。

ステップＳ８０では、台車上から遠隔ポールを使用して、検査装置２０の駆動部を支持部から分離し、台車上からチェーン１８で吊り上げて、検査装置２０の駆動部をオペレーションフロアに引き上げる。その後、駆動部の回転装置２６の回転軸からオフセットアーム２９ａを取り外し、オフセットアーム２９ｂを取り付ける。その後、台車上からチェーン１８で吊り下げて、検査装置２０の駆動部を原子炉圧力容器１０内に投入し、台車上から遠隔ポールを使用して、検査装置２０の駆動部を支持部に取り付ける。

ステップＳ２０に進み、装置制御盤５０が調整機構２７を駆動制御して、回転装置２６の回転軸を給水ノズル１１の中心軸に合わせる。その後、装置制御盤５０が移動機構２８を駆動制御して、回転装置２６を前進させ、給水スパージャ１３のＴ字管１４の上側から、給水ノズル１１のコーナ部１７に対して渦電流探傷プローブ３０ｂを挿入する。

ステップＳ３０に進み、装置制御盤５０が回転装置２６を駆動制御して、図８中矢印Ｂ１で示すようにオフセットアーム２９ｂを回転させることにより、給水ノズル１１のコーナ部１７に沿って渦電流探傷プローブ３０ｂを回転移動させる。また、渦電流探傷プローブ３０ｂの回転位置毎に、渦電流探傷器５１がプローブ回路部４１を介し渦電流探傷センサ３８ｂを制御して、励磁コイルと検出コイルの組み合わせを切り替えて探傷を行う。

ステップＳ４０に進み、装置制御盤５０が回転装置２６を駆動制御して、オフセットアーム２９ｂを反対に回転させて元の位置に戻す。その後、装置制御盤５０が移動機構２８を駆動制御して、回転装置２６を後進させ、給水ノズル１１のコーナ部１７から渦電流探傷プローブ３０ｂを引き抜く。

ステップＳ５０に進み、オフセットアーム２９ｂを用いて給水スパージャ１３の下側領域の探傷を実施したか否かを判定する。最初は、ステップＳ５０の判定が満たされず、ステップＳ６０に移る。ステップＳ６０では、装置制御盤５０が回転装置２６を駆動制御して、オフセットアーム２９ｂを１８０度回転させる。

なお、以上においては、検査対象である原子炉のノズルコーナ部として、原子炉圧力容器１０の給水ノズル１１のコーナ部１７を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、原子炉のノズルコーナ部と同じ高さ位置で原子炉の内壁に沿うように配管が存在するのであれば適用してよく、例えば炉心スプレイノズルのコーナ部を検査対象としてもよい。

１０原子炉圧力容器
１１給水ノズル
１３給水スパージャ
１７給水ノズルのコーナ部
２０検査装置
２６回転装置
２９ａ，２９ｂオフセットアーム
３０ａ，３０ｂ渦電流探傷プローブ
３５ａ，３５ｂアーム部
３６ａ，３６ｂオフセット部
３９ａ，３９ｂフレキシブル基板
４０コイル
４１プローブ回路部
４２ａ，４２ｂ配線部

Claims

原子炉のノズルコーナ部を検査する検査装置において、
渦電流探傷プローブと、
前記原子炉の内壁に沿って存在する配管を回避しつつ、前記渦電流探傷プローブを前記ノズルコーナ部の任意の位置に配置するオフセットアームと、
前記オフセットアームを回転して、前記渦電流探傷プローブを前記ノズルコーナ部に沿って回転移動させる回転装置とを備え、
前記オフセットアームは、前記渦電流探傷プローブより回転半径が大きくなるように前記回転装置の回転軸から径方向外側にオフセットされて軸方向に延在するアーム部と、前記アーム部の先端部から径方向内側に向けて延在するオフセット部とを有し、前記オフセット部の先端部に前記渦電流探傷プローブが設けられており、
更に、前記オフセットアームは、互いに鏡像対称的な構造を有する２種類のものがあり、選択的に取り付けられたことを特徴とする検査装置。
請求項１に記載の検査装置において、
前記渦電流探傷プローブは、第１フレキシブル基板と、前記第１フレキシブル基板上に配列された複数のコイルとを有し、
前記複数のコイルのうちの励磁コイルと検出コイルの組み合わせを切り替える制御を行うプローブ回路部を、前記オフセットアームの基端側に設け、
前記渦電流探傷プローブと前記プローブ回路部の間で信号を伝達する配線部を、前記オフセットアームに沿って設けており、
前記配線部は、前記第１フレキシブル基板と共に一体的に成形された第２フレキシブル基板と、前記第２フレキシブル基板にプリントされた配線とで構成されたことを特徴とする検査装置。
請求項１に記載の検査装置において、
前記ノズルコーナ部は、原子炉圧力容器の給水ノズルのコーナ部であり、
前記オフセットアームは、前記原子炉圧力容器の内壁に沿って存在する給水スパージャを回避しつつ、前記渦電流探傷プローブを前記給水ノズルのコーナ部の任意の位置に配置することを特徴とする検査装置。