JPH0763704A - 原子炉圧力容器内の液体浸透探傷検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】原子炉圧力容器下部にある中性子束モニタリン
グハウジングの肉盛溶接部の蛍光浸透探傷検査に関し、
耐放射線性に優れた小型の検査装置を提供することにあ
る。 【構成】浸透探傷装置５は、設置機構６により炉内にあ
る中性子束モニタリングハウジングの貫通穴３ｂの直上
に設置する。浸透探傷装置５は、昇降軸駆動機構１４，
周回軸駆動機構１５，径方向軸駆動機構１６の３種類の
駆動機構を有し、これらの駆動機構の先端に探傷液塗布
機構９を有する。超小型のＣＣＤカメラを有する撮像機
構１０は、撮像機装着機構１１により把持され、圧力容
器外下部のペデスタルから貫通穴３ｂを通じて、炉内に
挿入され、探傷液塗布機構９の先端に遠隔操作で装着さ
れる。３種類の駆動機構を動作させて、肉盛溶接部等の
複数の検査面を液体浸透探傷し、撮像機構１０で探傷結
果を観察する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉圧力容器（以
下、単に炉という。）内の下部にある炉内構造物の欠陥
の有無を検査する装置に係り、特に、中性子束モニタリ
ングハウジングや制御棒駆動機構ハウジング（以下、単
にハウジングと呼ぶ）などを遠隔操作で浸透探傷検査す
る場合に好適な炉内浸透探傷検査装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、容器内部を遠隔で検査する装置の
第１の公知例として、特開平3−82954号公報がある。

【０００３】本公知例は、原子炉圧力容器の下部にある
炉内構造物を検査する装置に関するものであり、円筒上
の支持機構と、多関節機構と、多関節機構の先端に超音
波探傷や渦電流探傷の検査ヘッドを装着するように構成
し、装置を炉上部から炉内に吊り下ろして、炉内下部を
検査するようにしたものである。

【０００４】また、第２の公知例として、特開昭56−73
949 号公報がある。本公知例は、蒸気発生器の伝熱管の
端口を遠隔操作で目視検査する装置であり、クレーン状
のマニピュレータと、その先端に装着されたカメラヘッ
ドを有し、マニピュレータを蒸気発生器の下部から挿入
して、伝熱管端口の下面を目視検査するようにしたもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】第１の公知例では、装
置を原子炉上部から炉内に吊り下ろして、炉内下部に設
置するものである。

【０００６】しかし、これまで炉内の放射線強度が定量
評価された実績がなく、炉内の放射線が高いという漠然
とした概念だけが存在していたために、装置の小型化を
優先して、放射線に弱い電子部品、特にテレビカメラ等
に対する耐放射線対策を実施していないという第１の問
題点があった。

【０００７】また、装置を圧力容器下部底面付近の炉内
に設置する方法には、第１の公知例のように炉上部から
炉内に入れる場合と、第２の公知例を応用して炉下部か
ら炉内に入れる場合が考えられる。

【０００８】第２の公知例は、クレーン状のマニピュレ
ータを容器下部から挿入する方式である。

【０００９】この方法を沸騰水型軽水炉に適用した場
合、圧力容器下部外側に長さ約３ｍ以上のハウジングが
存在し、これらに装置が干渉して、装置がハウジング内
を通過して容器内に入ることが困難であり、適用困難で
あった。

【００１０】第１の公知例では、直径約３００mmの炉心
支持板を通過することが必要であり、装置は小型化が要
求される。ハウジングの取替え補修では、ハウジングを
取り付けるための肉盛溶接部の側面，底面，ボア内面，
上面及びハウジング溶接開先面の５種類の表面を検査す
る必要が有る。

【００１１】このように検査方向が異なるため、複数の
カメラを必要とし、装置が複雑化，大型化し、圧力容器
下部への設置が困難であるという第２の問題点があっ
た。

【００１２】また、浸透探傷結果を観察するテレビカメ
ラの検査面に対する距離は、検査対象が平面であれば容
易に一定にできる。

【００１３】しかし、圧力容器下部底面（下鏡部）の検
査の場合、検査面が球面状であるために、ハウジングの
取付け位置の回りに装置を周回させると、テレビカメラ
と検査面の距離が変化する。

【００１４】それに応じてテレビ画面上の検査領域が変
化するので、検査結果の評価が困難になるという問題点
がある。

【００１５】さらに検査面の傾斜角がハウジングの位置
で異なるので、傾斜面に応じた機構設計が必要であると
いう第３の問題点があった。

【００１６】本発明の第１の目的は、耐放射線性に優れ
た浸透探傷装置を提供することにある。

【００１７】本発明の第２の目的は、複数のハウジング
表面の検査が可能で、炉心支持板等の狭隘な穴を通過可
能な小型の浸透探傷装置を提供することにある。

【００１８】本発明の第３の目的は、炉内下鏡部の傾斜
面が異なっても、浸透探傷の映像が同一条件で自動的に
対応して、傾斜面から探傷用カメラまでの距離を一定に
保持できる浸透探傷装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
めに、浸透探傷装置を２つの機構に分離して、炉上部か
ら炉内に投入する探傷液処理機構と炉下部から炉内に投
入する観察機構とから構成する。探傷液処理機構は、本
機構を検査対象の回りにあるハウジングに固定する支持
機構と、探傷液塗布機構と洗浄液塗布機構と乾燥機構と
から構成する。観察機構は、半導体テレビカメラと紫外
線照明灯と、これらを炉下部ペデスタルからハウジング
を通過して炉内に挿入するポール機構とから構成する。

【００２０】第２の目的を達成するために、ハウジング
貫通孔の軸方向の昇降軸と、ハウジング貫通孔の円周方
向の周回軸と、ハウジング貫通孔の半径方向の水平軸の
各駆動機構を設け、その先端に浸透探傷機構と、浸透探
傷結果を観察するテレビカメラと、テレビカメラの先に
カメラの視線を変えるミラーと、ミラー駆動機構を浸透
探傷装置に設け、且つ、テレビカメラと探傷装置を電気
的且つ機械的に接続する着脱機構を浸透探傷装置に設け
た。テレビカメラを炉下部ペデスタルから炉内に挿入す
るポール機構を設けた。

【００２１】第３の目的を達成するために、液体浸透操
作する浸透探傷機構に、ハウジング貫通孔の軸方向の昇
降軸駆動機構と、ハウジング円周方向の周回軸駆動機構
と、これらの駆動機構の先端にあるテレビカメラと、周
回軸の回転に同期して昇降軸を上下させる制御機構を設
けた。

【００２２】

【作用】第１の目的を達成するための手段は次のように
作用する。探傷液処理機構を炉上部から投入し、検査対
象のハウジングの周囲にある他の２本の制御棒駆動機構
ハウジングに支持機構によって固定する。

【００２３】洗浄液塗布機構と乾燥機構を用いて検査対
象面を洗浄及び乾燥し、探傷液塗布機構を用いて探傷液
を塗布する。

【００２４】次に、炉下部から観察機構を投入し、紫外
線照明灯と半導体テレビカメラを作動させ、検査面であ
る圧力容器の貫通穴内面を観察する。

【００２５】このように構成することで、放射線に対し
て耐力のない半導体カメラや紫外線灯を、高放射線領域
である炉心部を通らないで炉底部に投入できるので、耐
放射線性に優れた炉底部の浸透探傷装置を実現できる。

【００２６】第２に目的を達成するための手段は次のよ
うに作用する。テレビカメラを外した状態で浸透探傷装
置を炉内に降ろし、本装置の中心が検査対象のハウジン
グ貫通孔の軸心に一致するように設置する。

【００２７】浸透探傷装置の各駆動機構を作動させ、検
査領域に対して、洗浄，乾燥及び探傷液の塗布を実施す
る。

【００２８】次に、半径方向駆動軸を動作させて、カメ
ラ着脱機構を貫通孔の中心軸上に位置決めする。

【００２９】ポール機構にカメラをマウントし、炉下部
ペデスタルから貫通孔を経て、カメラを着脱機構に挿入
する。

【００３０】着脱機構を作動させ、カメラと浸透探傷装
置を電気的及び機械的に連結する。次に、３軸の駆動機
構を動作させてテレビカメラを３次元的に任意の位置に
移動させ、ミラー駆動機構を作動させてテレビカメラの
視線方向を直視から側視に変えることにより、複数の面
に対してテレビカメラによる観察が可能になる。

【００３１】第３の目的を達成するための手段は次のよ
うに作用する。浸透探傷装置を検査対象のハウジング貫
通孔に、最大傾斜位置が周回軸原点になるように設置す
る。次に制御機構において、数１式を満足するように、
周回軸の位置θと上下軸の位置Ｚを自動制御する。

【００３２】

【数１】Ｚ＝Ｒcosθtanβ＋ｈ ここに、Ｒ：貫通孔の中心軸からカメラ中心軸までの距
離、 ｈ：傾斜面とカメラ先端の中心点との距離、 β：傾斜面の角度 その結果、カメラ先端の中心点は、傾斜面と距離ｈを保
ちながら、貫通孔の回りを回転できるので、テレビカメ
ラの映像は、周回位置にかかわらず一定の倍率で観察で
き、且つ、周回動作によって傾斜面とカメラが干渉する
ことがない。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図２は本発明の一実施例の全体構成を、図１はその
主要構成を示したもので、図に示す状態は、中性子モニ
タリングハウジング３の取替え補修作業の一シーンを示
したものである。

【００３４】すなわち、古い中性子モニタリングハウジ
ング３を下鏡１ａから除去し、新しい中性子モニタリン
グハウジング３を下鏡部１ａに再溶接するために、肉盛
溶接部３ａを下鏡部１ａに溶接し、その溶接結果の良否
を判定するために、浸透探傷検査を実施するシーンを示
す。

【００３５】なお、図１，図２では、本発明と直接関係
のある炉内構造物、すなわち圧力容器１，容器内にある
下鏡部１ａ，上部格子板１ｃ，炉心支持板１ｂ，オペレ
ーションフロア２，下鏡部１ａにある中性子モニタリン
グ用貫通孔３ａ，中性子モニタリング用肉盛溶接部３
ｂ，制御棒駆動機構ハウジング４と制御棒駆動機構スタ
ブ４ａだけを示し、その他の原子炉内部機器は図を簡略
化するために図示していない。

【００３６】液体浸透探傷検査を実施する浸透探傷装置
５は、設置機構６，接続機構７，スキャナ８，探傷液塗
布機構９，撮像機構１０及びこれらを制御する浸透探傷
制御装置１２と、撮像機装着機構１１及びこれを制御す
る装着制御器１３とから構成される。設置機構６は、そ
の先端が制御棒駆動機構ハウジング４上に固定されてお
り、上端部が炉心支持板１ｂの穴にて支持される。設置
機構６は、アーム６ａを有する。

【００３７】アーム６ａの先端には、接続機構７が遠隔
操作で着脱可能なように連結される。

【００３８】この連結は、接続機構７に搭載された図示
されていない空圧シリンダで実行される。

【００３９】接続機構７には、スキャナ８の根本側の一
端が固定されている。スキャナ８の先端には、探傷液塗
布機構９が固定されている。

【００４０】探傷液塗布機構９の先端には、撮像機装着
機構１１によって遠隔操作で着脱可能なように、撮像機
構１０が接続されている。

【００４１】スキャナ８は、図１，図３に示すように、
２組の固定機構１７と、中継タンク１８と、昇降軸駆動
機構１４，周回軸駆動機構１５と径方向軸駆動機構１６
の３種類の駆動機構を有する。

【００４２】ここで、図３は、図１のＡーＡ矢視図であ
り、図を簡単にするために撮像機装着機構１１の図示は
省略してある。

【００４３】同様の理由で、図１では、図３における右
側の制御棒駆動機構ハウジング４と制御棒駆動機構スタ
ブ４ａは省略してある。

【００４４】２組の固定機構１７は、図３に示すよう
に、スキャナ８の上端側面部に装着されており、スキャ
ナ８をその側面にある２本の制御棒駆動機構ハウジング
４に固定するものである。

【００４５】このために、２組の固定機構１７は、それ
ぞれ空圧シリンダとパッドを有する。

【００４６】すなわち、これらの空圧シリンダを伸展さ
せ、その先にあるパッドを制御棒駆動機構ハウジング４
に押しつけることで、スキャナ８を固定する。

【００４７】中継タンク１８は、２種類のチューブによ
り、浸透探傷制御装置１２に接続されており、浸透探傷
制御装置１２から供給される浸透液と洗浄液を貯留す
る。貯留された浸透液と洗浄液は、チューブ９ｈを経由
して、浸透液ノズル９ｂと洗浄ノズル９ｃに供給され
る。

【００４８】その構造については、浸透探傷液塗布機構
９のところで詳細に説明する。

【００４９】３種類の駆動機構１４，１５，１６は、昇
降軸をＺ軸，周回軸をθ軸，径方向軸をＲ軸とする３次
元円柱座標系（Ｒ，θ，Ｚ）を構成するので、これらの
駆動機構の動作により、その先端にある探傷液塗布機構
９と撮像機構１０を任意の位置に位置決めできる。

【００５０】すなわち、スキャナ８の中心軸と貫通穴３
ｂの中心軸とが一致するようにスキャナ８を設置する
と、貫通穴の軸方向，周方向，径方向の掃引動作が、そ
れぞれ昇降，周回，径方向に単独に動作させることがで
きる。

【００５１】昇降軸駆動機構１４は、図６に示すよう
に、固定フレーム１４ａ，３本の支柱１４ｂ，固定フレ
ーム１４ｃ，３個のブッシュ１４ｄ，昇降フレーム１４
ｅ，ステッピングモータ１４ｆ，エンコーダ１４ｇ，歯
車１４ｈ，歯車１４ｉ，ボールねじ１４ｊとボールナッ
ト１４ｋから構成されている。

【００５２】固定フレーム１４ａの上端部及び中間部に
は、前述の接続機構７と固定機構１７がそれぞれ固定さ
れている。

【００５３】固定フレーム１４ａの下端部には、ステッ
ピングモータ１４ｆと、正三角形に配置された３本の支
柱１４ｂを介して固定フレーム１４ｃとが固定されてい
る。また、固定フレーム１４ａの下端部の中央には、ボ
ールねじ１４ｊがその軸回りに回転可能なように連結さ
れている。

【００５４】昇降フレーム１４ｅの中央及びその周囲に
はそれぞれボールナット１４ｋと３個のブッシュ１４ｄ
を有する。

【００５５】ボールナット１４ｋはボールねじ１４ｊと
係合している。

【００５６】３個のブッシュ１５ｄは昇降方向にしゅう
動可能なように、それぞれ支柱14ｂに結合されている。
この構成により、昇降フレーム１４ｅは、ボールねじ１
４ｊの回転に応じて、固定フレーム１４ａに対する昇降
が可能である。さらに、歯車１４ｉは、ボールねじ１４
ｊの先端に固定されており、歯車１４ｈと噛み合うよう
に連結されている。

【００５７】歯車１４ｈは、ステッピングモータ１４ｆ
の出力軸の一端に固定されているので、ステッピングモ
ータ１４ｆの回転がこれらの歯車を介してボールねじ１
４ｊに伝達され、昇降フレーム１４ｅが昇降する。

【００５８】ステッピングモータ１４ｆの他の一端には
エンコーダ１４ｇが直結されており、モータの回転角
度，回転数を計測する。

【００５９】ステッピングモータ１４ｆとエンコーダ１
４ｇの信号線は浸透探傷制御装置１２に接続されてい
る。

【００６０】浸透探傷制御装置１２は、エンコーダ１４
ｇの信号を入力し、その値に基づいてステッピングモー
タ１４ｆに出力信号を与えることで、昇降フレーム１４
ｅの昇降位置を自動制御する。

【００６１】周回軸駆動機構１５は、昇降フレーム１４
ｅ上に載っており、軸１５ａ，ブッシュ１５ｂ，フレー
ム１５ｃ，ボール軸受１５ｄ，歯車１５ｅ，歯車１５
ｆ，減速器１５ｇ，ステッピングモータ１５ｈ，エンコ
ーダ１５ｉとから構成される。軸１５ａの上端は、ボー
ル軸受１５ｄを介して昇降フレーム１４ｅに軸方向に回
転可能なように結合されている。

【００６２】軸１５ａの下端はフレーム１５ｃの上部中
央部に固定されている。ブッシュ１５ｂは、固定フレー
ム１４ｃの中央部に固定されている。

【００６３】軸１５ａはその軸方向にしゅう動可能で軸
回りに回転可能なようにブッシュ１５ｂと嵌合されてい
る。

【００６４】すなわち、このブッシュ１５ｂは、軸１５
ａを固定フレーム１４ｃに対して昇降且つ回転可能なよ
うに支持するために使用されている。

【００６５】歯車１５ｅは軸１５ａに固定されており、
歯車１５ｆと噛み合っている。

【００６６】歯車１５ｆは、減速器１５ｇの出力軸に固
定されている。

【００６７】減速器１５ｇの入力軸は、ステッピングモ
ータ１５ｈの軸に結合されている。この構成により、ス
テッピングモータ１５ｈの回転力が歯車１５ｅと歯車15
ｆを介して軸１５ａに伝達され、フレーム１５ｃを回転
させる。

【００６８】フレーム１５ｃの回転角は、ステッピング
モータ１５ｈの軸に直結されたエンコーダ１５ｉによっ
て検出される。

【００６９】ステッピングモータ１５ｈとエンコーダ１
５ｉの信号線は浸透探傷制御装置１２に接続されてい
る。

【００７０】浸透探傷制御装置１２は、エンコーダ１５
ｉの信号を入力し、ステッピングモータ１５ｈに出力信
号を与えることで、フレーム１５ｃの回転角度を自動制
御する。

【００７１】径方向軸駆動機構１６は、図４に示すよう
に、軌道１６ａ，しゅう動軸受16b,ボールナット１６
ｃ，ボールねじ１６ｄ，プーリ１６ｅ，１６ｆ，ステッ
ピングモータ１６ｇ，エンコーダ１６ｈ，ボール軸受１
６ｉとタイミングベルト１６ｊから構成される。

【００７２】軌道１６ａはフレーム１５ｃの下端に固定
されており、しゅう動軸受１６ｂとハウジングの径方向
にしゅう動可能なように噛み合わされている。しゅう動
軸受１６ｂの下端には、探傷液塗布機構９が固定されて
いる。

【００７３】しゅう軸受１６ｂの中央には、ボールナッ
ト１６ｃが固定されている。ボールねじ１６ｄは、この
ナット１６ｃに係合し、その両端は軌道１６ａ上に固定
されたボール軸受１６ｉで支持されている。

【００７４】ステッピングモータ１６ｇは、フレーム１
５ｃに固定されており、その出力軸の一端にはエンコー
ダ１６ｈが直結されており、他の一端にはプーリ１６ｆ
が固定されている。プーリ１６ｅはボールねじ１６ｄの
一端に固定されており、タイミングベルト１６ｊでプー
リ１６ｆと連結されている。

【００７５】ステッピングモータ１６ｇの軸の回転に応
じてプーリ１６ｅ，１６ｆとタイミングベルト１６ｊを
介して、ボールねじ１６ｄが回転し、しゅう動軸受１６
ｂが径方向に動作する。

【００７６】この位置は、エンコーダ１６ｈによって検
出される。ステッピングモータ16ｇとエンコーダ１６ｈ
の信号線は浸透探傷制御装置１２に接続されている。浸
透探傷制御装置１２は、エンコーダ１５ｈの信号を入力
し、ステッピングモータ15ｇに出力信号を与えること
で、しゅう動軸受１６ｂの位置を自動制御する。

【００７７】浸透探傷塗布機構９は、図４と図５に示す
ように、フレーム９ａ，２組の浸透液ノズル９ｂ，２組
の洗浄ノズル９ｃ，２組の乾燥ノズル９ｄ，撮像機コネ
クタ９ｅ，ロック機構９ｆ，空圧シリンダ９ｇとから構
成される。フレーム９ａは、しゅう動軸受１６ｂに固定
されている。

【００７８】１組の浸透液ノズル９ｂ，洗浄ノズル９ｃ
と乾燥ノズル９ｄは、フレーム９ａの側面部にそれぞれ
装着されており、それれぞれ浸透液，洗浄液，乾燥空気
を供給するチューブ９ｈが接続されている。

【００７９】また、他の１組の浸透液ノズル９ｂ，洗浄
ノズル９ｃと乾燥ノズル９ｄは、図４に示すように、フ
レーム９ａの底面部にそれぞれ装着されており、それれ
ぞれ浸透液，洗浄液，乾燥空気を供給するチューブ９ｈ
が接続されている。

【００８０】浸透液用及び洗浄用チューブ９ｈは、浸透
探傷装置内にある中継タンク１８内に接続されている。

【００８１】乾燥用チューブと中継タンク１８に接続さ
れたチューブは、炉内を通り、浸透探傷制御装置１２に
接続されているので、浸透探傷制御装置１２において、
浸透液の塗布と、洗浄及び乾燥操作が遠隔操作で行え
る。

【００８２】フレーム９の下端は、開口部がすり鉢形の
円柱形空洞を成し、その開口部の底部に撮像機コネクタ
９ｅが装着されている。

【００８３】ロック機構９ｆは、フレーム９ａの下端部
に有り、円柱形空洞部の径方向に動作するように構成さ
れている。

【００８４】この動作はフレーム９ａの上端部にある空
圧シリンダ９ｇで行われる。

【００８５】円柱形空洞には、撮像機構１０が挿入でき
るようになっている。

【００８６】撮像機構１０が円柱形空洞に規定の位置ま
で挿入されると、撮像機構１０の電極プラグ１０ａが撮
像機コネクタ９ｅに結合される。

【００８７】この状態で空圧シリンダ９ｇを動作させる
と、撮像機構１０を浸透探傷塗布機構９に固定できる。
また、撮像機構１０の信号線は、電極プラグ１０ａと撮
像機コネクタ９ｅを介して、浸透探傷制御装置１２に接
続される。

【００８８】撮像機構１０は、電極プラグ１０ａ，ＣＣ
Ｄカメラ１０ｂ，ＤＣモータ１０ｃ，鏡１０ｄ，ねじ１
０ｅ，ナット１０ｆ，リンク１０ｇ，フレーム１０ｈ，
把持部１０ｉと、図示されていないブラックライト１０
ｊとから構成される。

【００８９】ＣＣＤカメラ１０ｂは、その底部が電極プ
ラグ１０ａに固定され、その側面にフレーム１０ｈと把
持部１０ｉとが固定されている。ブラックライト１０ｊ
は、図５においてＣＣＤカメラ１０ｂ側面の向う側のフ
レーム１０ｈに装着されており、蛍光探傷のための紫外
線光源として用いられる。

【００９０】フレーム１０ｈの上端と把持部１０ｉは、
凹部を有し、この凹部と撮像機装着機構１１の指１１ａ
とが噛み合うように構成されている。

【００９１】鏡１０ｄは、フレーム１０ｈの先端にピン
を介して、ピン軸の回りに回転可能なように結合されて
おり、鏡の中心がＣＣＤカメラ１０ｂの光軸を通るよう
に取り付けられている。

【００９２】また、ＤＣモータ１０ｃはフレーム１０ｈ
に固定されており、ねじ１０ｅがその出力軸に固定され
ている。

【００９３】ナット１０ｆは、ねじ１０ｅと係合してい
る。

【００９４】リンク１０ｇは、Ｌ字形をしており、その
一端はナット１０ｆに、他の一端は鏡１０ｄに、それぞ
れのピンの軸回りに回転できるようにピンで結合されて
いる。

【００９５】この構成により、ＤＣモータ１０ｃを回転
させるとねじ１０ｅが回転し、この回転に応じて鏡１０
ｄが回転し、ＣＣＤカメラ１０ｂの光軸を斜め方向に変
えることができる。

【００９６】浸透探傷制御装置１２は、図示していない
制御機構１２ａとモニタテレビ12ｂとＶＴＲ１２ｃとか
ら構成される。

【００９７】制御機構１２ａは、接続機構７の空圧シリ
ンダの制御，昇降軸駆動機構１４，周回軸駆動機構１
５，径方向軸駆動機構１６の位置制御，鏡１０ｄの傾き
角度の制御，浸透液，洗浄液，乾燥空気の噴出量の制
御，ＣＣＤカメラ１０ｂの制御，ロック機構９ｆの空圧
シリンダ９ｇの制御，ブラックライト１０ｊの光量制御
を実施する。

【００９８】ＣＣＤカメラ１０ｂ，ブラックライト１０
ｊ及びＤＣモータ１０ｃの信号線は電極プラグ１０ａに
接続されており、前述のように撮像機構１０が浸透液塗
布機構９に連結されると、撮像機コネクタ９ｅを介して
浸透探傷制御装置１２に接続される。

【００９９】したがって、浸透探傷制御装置１２から遠
隔操作により、ブラックライト10ｊを点灯させ、ＣＣＤ
カメラ１０ｂからの映像をモニタテレビ１２ｂで観察し
ながら、ＤＣモータ１０ｃを回転させ、ＣＣＤカメラ１
０ｂの光軸を０度から９０度まで遠隔操作で任意に変え
ることができる。

【０１００】撮像機装着機構１１は、２本の指１１ａ，
ポール１１ｂと図示されていない空圧シリンダ１１ｃと
から構成される。

【０１０１】２本の指１１ａと空圧シリンダ１１ｃは、
ポール１１ｂの先端に装着されており、空圧シリンダ１
１ｃによって２本の指が開閉するように構成されてい
る。

【０１０２】空圧シリンダ１１ｃの配管は、ポール１１
ｂ内を通り、装着制御器１３に接続されている。

【０１０３】したがって、装着制御器１３上でバルブ開
閉することで、指１１ａの開閉が遠隔操作で行える。

【０１０４】次に本発明による浸透探傷の手順を説明す
る。

【０１０５】最初に、設置機構６を炉上部にあるサービ
スプラットホーム２上からホイスト付き作業台車２ａを
用いて、圧力容器１内に降ろす。このとき、上部格子板
１ｃと炉心支持板１ｂの穴を通過させ、設置機構６の先
端を制御棒駆動機構ハウジング４の上端に設置する。

【０１０６】このとき、アーム６ａの先端が隣の制御棒
駆動機構ハウジング４の鉛直線上に位置するように設置
機構６を設置する。

【０１０７】次に、浸透探傷装置５から撮像機構１０を
取外した状態で、浸透探傷装置５を作業台車２ａに吊る
し、アーム６ａの先端のある制御棒駆動機構ハウジング
近傍まで降ろす。

【０１０８】操作ポールやロープで遠隔操作すること
で、浸透探傷装置５を位置修正し、接続機構７をアーム
６ａの先端に噛み合わせる。

【０１０９】噛み合ったところで、接続機構７にある空
圧シリンダを作動させ、浸透探傷装置５を設置機構６に
固定する。

【０１１０】設置機構６をハウジング４の軸心の回りに
回転させ、浸透探傷装置５の中心が貫通穴３ｂの中心と
一致するように調整する。

【０１１１】その後、固定機構１７の空圧シリンダを作
動させ、２個のパッドを２本のハウジング４に押しつけ
ることで、浸透探傷装置５をハウジング４に対して固定
する。

【０１１２】次に浸透探傷液の塗布操作について説明す
る。

【０１１３】塗布操作は、検査面である肉盛溶接部３ａ
の上面，側面，貫通孔３ｂの内面の順に実施する。

【０１１４】各面の塗布操作は、基本的に同じであるの
で、貫通孔３ｂの内面の検査について詳細に説明する。

【０１１５】浸透探傷装置５の各駆動機構１４，１５，
１６を作動させ、図９に示すように、探傷液塗布機構９
を検査対象である肉盛溶接部３ａの貫通孔３ｂの内面に
位置決めする。

【０１１６】次にフレーム９ａの側面の洗浄ノズル９ｃ
から洗浄液を噴射させて、検査する表面を洗浄する。

【０１１７】次にフレーム９ａの側面の乾燥ノズル９ｄ
から空気を噴射させ、検査面を乾燥させる。次にフレー
ム９ａの側面の浸透液ノズル９ｂから浸透液を噴射さ
せ、検査面に塗布する。

【０１１８】次にフレーム９ａの側面の乾燥ノズル９ｄ
から空気を噴射させ、検査面を乾燥させる。

【０１１９】すべての面の浸透液塗布操作が終わった後
で、撮像機構１０を探傷液塗布機構９に装着する。

【０１２０】この操作手順について説明する。図１に示
すように、昇降軸駆動機構１４により、浸透液塗布機構
９を適当な位置まで下げ、径方向軸駆動機構１６によ
り、浸透液塗布機構９の中心が貫通穴３ｂの中心に位置
するように調整する。

【０１２１】次に撮像機構１０を撮像機装着機構１１の
指１１ａで把持させ、原子炉格納容器内の圧力容器下部
にあるペデスタルから、圧力容器下鏡の貫通穴３ｂを通
して、炉内に挿入する。

【０１２２】炉内挿入後、撮像機構１０を浸透液塗布機
構９の開口部に挿入し、適切な位置まで挿入したことを
炉内に設置した別のテレビカメラで確認後、ロック機構
９ｆを作動させ、撮像機構１０を浸透液塗布機構９に固
定する。

【０１２３】このような手順を踏む理由は下記の通りで
ある。１０年以上稼動した原子力プラントでの上部格子
板１ｃと炉心支持板１ｂの間の放射線線量率は、非常に
高く、放射線に弱いＣＣＤカメラ１０ｂやブラックライ
ト１０ｊは、上部格子板１ｃと炉心支持板１ｂの間を通
過する間にその機能を喪失する。

【０１２４】本発明によれば、ＣＣＤカメラ１０ｂやブ
ラックライト１０ｊは、上部格子板１ｃから炉心支持板
１ｂに至る高放射線量率を有する領域を通過しなくて済
む。下鏡部１ａの近傍はその放射線線量率が比較的低い
ので、放射線による機能喪失の可能性が低く、装置の耐
放射線性が向上する。

【０１２５】さらに、下鏡部１ａでの使用時間が長時間
になり、ＣＣＤカメラ１０ｂやブラックライト１０ｊが
放射線により機能喪失した場合でも、撮像機装着機構１
１を用いて新しい撮像機構１０に交換することにより、
引き続き検査が可能になる。次に、浸透探傷制御装置１
２により、撮像機構１０に通電させる。ＣＣＤカメラ１
０ｂの映像をモニタテレビ１２ｂで観察しながら、ＤＣ
モータ１０ｃを回転させて、鏡１０ｄを４５゜回転さ
せ、貫通孔３ｂの側面が見えるように調整する。

【０１２６】次に、昇降軸駆動機構１４により、肉盛溶
接部の上面が見える位置までＣＣＤカメラ１０ｂを上昇
させる。ＣＣＤカメラ１０ｂの映像をＶＴＲ１２ｃに記
録しながら、周回軸駆動機構１５を動作させ、ＣＣＤカ
メラ１０が一回転したら、昇降軸駆動機構１４により、
ＣＣＤカメラを３／４視野分だけ下降させる。この操作
を繰り返しながら、図７に示すように表面を検査する。

【０１２７】次に、同様の操作で、肉盛溶接部３ａの上
面を検査する。

【０１２８】但し、図８に示すように、鏡１０ｄの傾き
角度０度にする点、フレーム９ａの底面にあるノズル９
ｂ，９ｃ，９ｄを使用して浸透液の塗布，洗浄，乾燥操
作をする点と、ＣＣＤカメラ１０ｂの位置を変えた点が
肉盛溶接部内面の検査の例と異なる。

【０１２９】次に同様の操作で、肉盛溶接部３ａの側面
を検査する。

【０１３０】但し、図６に示すように、ＣＣＤカメラ１
０ｂの位置を制御する方法が肉盛溶接部内面の検査の例
と異なる。

【０１３１】肉盛溶接部３ａの側面検査では、下鏡部１
ａの表面が斜面であるために、CCDカメラ１０ｂと鏡１
０ｄが下鏡部１ａに衝突する可能性がある。

【０１３２】また、検査中はカメラの映像がぼやけた
り、観察した検査面上の大きさが変化するために観察し
にくくなる問題点がある。

【０１３３】これを解決するために、制御機構１２ａ
は、斜面に対するＣＣＤカメラ１０ｂの距離が一定にな
るように、昇降軸駆動機構１４と周回軸駆動機構１５と
を同期させて制御する。

【０１３４】その制御手法について説明する。

【０１３５】最初に、周回軸駆動機構１５の原点を決定
する。

【０１３６】スキャナ８を制御棒駆動機構ハウジング４
に固定後に、周回軸駆動機構１５を回転させて、ＣＣＤ
カメラ１０ｂの中心が、下鏡１ａの谷側の最も高い位
置、すなわち炉の中心軸の反対方向に来るように位置決
めする。

【０１３７】炉の中心軸方向は、以下の手順で決める。
固定する２本の制御棒駆動機構ハウジング４と炉の中心
軸との相対関係を調べ、炉の中心軸の反対方向を示すマ
ークを固定フレーム１４ｃに付ける。

【０１３８】また、フレーム１５ｃの側面に、ＣＣＤカ
メラの中心方向を示すマークを付ける。炉内に入れた別
のテレビカメラでこれらのマークを観察し、この両マー
クが一致した周回角度を周回軸の原点とする。

【０１３９】昇降軸の位置Ｚと、貫通孔３ｂの中心軸か
らカメラ中心軸までの距離Ｒと、周回軸回転角θは、図
１０に示すような位置関係にあり、その間の関係は数１
で表される（数式は作用の項に記載）。

【０１４０】ここで、βは、検査する肉盛溶接部３ａの
ある下鏡１ａの斜面の角度であり、検査位置が決まれば
一意的に定まる。ｈは、下鏡１ａの斜面とＣＣＤカメラ
10ｂとの距離であり、カメラの焦点距離と衝突のための
余裕を含めた値であり、ユーザーが自由に設定できる。
Ｒは、径方向軸駆動機構の動作位置であり、エンコーダ
１６ｈから決定できる。Ｚ，θもそれぞれエンコーダ１
４ｇと１５ｉにより求まる。

【０１４１】そこで、制御機構１２ａにおいて、周回軸
回転角θの値に応じて、昇降軸の位置Ｚを数１に基づき
計算し、その値を目標値として昇降軸駆動機構を位置制
御させる。この制御により、周回軸の回転に同期して昇
降軸が上昇し、カメラ先端の中心点と下鏡１ａの斜面と
が常に一定の距離を保つことができる。

【０１４２】この結果、ＣＣＤカメラ１０ｂと鏡１０ｄ
が下鏡部１ａに衝突するおそれがなくなり、検査中はカ
メラの映像がぼやけずに、一定の大きさの映像を得るこ
とができる。

【０１４３】以上の操作を行うことにより、肉盛溶接部
３ａの浸透探傷試験が遠隔操作で実施できる。

【０１４４】図１１は、本発明の一実施例を肉盛切断面
３ｄの浸透探傷検査に適用した例を示す。すなわち、中
性子束モニタハウジング３を支えていた古いを肉盛溶接
部を除去した後で、肉盛溶接部３ａを肉盛溶接する前に
実施する浸透探傷検査の例である。

【０１４５】本発明によれば、同じ装置でこの検査も実
施できる。

【０１４６】図１２は、新規の中性子束モニタハウジン
グ３を肉盛溶接部３ａに溶接した後に実施する浸透探傷
検査に本発明の一実施例を適用した例を示す。

【０１４７】すなわち、中性子束モニタハウジング３を
肉盛溶接部３ａに固定するために、肉盛溶接したハウジ
ング溶接部３ｃの浸透探傷検査を実施する例である。

【０１４８】本発明によれば、この検査も同じ装置で実
施できる。

【０１４９】図１３は、本発明の他の一実施例を示した
ものである。

【０１５０】本実施例では、撮像機構１０と撮像機装着
機構１１の代わりに、炉下部撮像装置２０を使用した点
が異なる。

【０１５１】炉下部撮像装置２０は、図１３，図１４に
示すように、撮像部２１と、支持ポール２２と、駆動部
２３とその制御装置２４とから構成される。

【０１５２】駆動部２３は、外枠２４，昇降駆動機構２
５，回転駆動機構２６とから構成される。

【０１５３】昇降駆動機構２５は、昇降フレーム２５
ａ，３組の支柱２５ｂ，３組のブッシュ２５ｃ，ボール
ネジ２５ｄ，ボールナット２５ｅ，歯車２５ｆ，歯車２
５ｇ，ステッピングモータ２５ｈ，エンコーダ２５ｉと
２個のボール軸受２５ｊから構成されている。

【０１５４】ボールネジ２５ｄは、２個のボール軸受２
５ｊによって、軸回りに回転可能なように、外枠２４に
支持されている。

【０１５５】３組の支柱２５ｂは、外枠２４に正三角形
上に配置されて固定されている。昇降フレーム２５ａ
は、ブッシュ２５ｃを介して昇降方向にしゅう動可能な
ように支柱２５ｂに支持されている。

【０１５６】ボールナット２５ｅは、ボールネジ２５ｄ
と係合し、昇降フレーム２５ａに固定されている。

【０１５７】ボールネジ２５ｄの下端には、歯車２５ｆ
が固定されている。歯車２５ｇは、外枠に固定されたス
テッピングモータ２５ｈの出力軸の一端に固定されてお
り、歯車２５ｆと噛み合っている。

【０１５８】エンコーダ２５ｉは、ステッピングモータ
２５ｈの他の一端に直結されている。

【０１５９】この構成により、ステッピングモータの回
転に応じて昇降フレーム２５ａが上下する。

【０１６０】回転駆動機構２６は、歯車２６ａ，歯車２
６ｂ，ステッピングモータ２６ｃ，エンコーダ２６ｄ，
ボール軸受２６ｅとから構成されている。歯車２６ａ
は、ボール軸受２６ｅによって、軸回りに回転可能なよ
うに昇降フレーム２５ａに結合されている。

【０１６１】歯車２６ｂは、昇降フレーム２５ａに固定
されたステッピングモータ２６ｃの出力軸の一端に固定
されており、歯車２６ａと噛み合っている。

【０１６２】エンコーダ２６ｄは、ステッピングモータ
２６ｃの他の一端に直結されている。

【０１６３】この構成により、ステッピングモータの回
転に応じて歯車２６ａが回転する。支持ポール２２の末
端は外枠２４に固定されている。

【０１６４】支持ポール２２は、その上端に３組の調心
機構２７を、上端内部にブッシュ２２ｂを、下端内部に
ブッシュ２２ｃをそれぞれ有する。

【０１６５】３組の調心機構２７は、支持ポール２２の
軸回りに正三角形を構成するように配置されている。

【０１６６】調心機構２７は、両端にボール２７ａを球
軸受で支持したリンク２７ｂが径方向に動作できるよう
にピンで結合されている。

【０１６７】さらに、このリンク２７ｂには、図示され
ていないバネが装着されており、ボール２７ａを下鏡部
１の貫通孔３ｂに押しつけるように構成されている。

【０１６８】このバネの作用により、支持ポール２２
は、貫通孔３ｂに対して自動的に調心される。

【０１６９】撮像部２１は、図１４に示すように、フレ
ーム２１ａ，ＣＣＤカメラ２１ｂ，ブラックライト２１
ｃ，鏡２１ｄと反射鏡２１ｅから構成される。

【０１７０】フレーム２１ａは、その上端部が露出する
以外は支持ポール２２内に挿入されており、ブッシュ２
３，２４により、昇降と回転が可能なように支持されて
いる。

【０１７１】その先端はＲ面を有し、その下端は歯車２
６ａに固定されている。

【０１７２】ＣＣＤカメラ２１ｂは、支持フレームを兼
ねた鏡２１ｄに支持されている。

【０１７３】鏡２１ｄは、フレーム２１ａの上端に固定
されており、カメラ光軸を９０度曲げるため、すなわ
ち、貫通孔３ｂを観察するために用いられる。

【０１７４】ブラックライト２１ｃは、支持フレームを
兼ねた反射鏡２１ｅに支持されている。

【０１７５】反射鏡２１ｅは、フレーム２１ａの最上端
に固定されており、ブラックライト２１ｃの光を側面
に、すなわち貫通孔３ｂの内面を紫外線光で照らすため
に用いられる。

【０１７６】制御装置２４には、昇降軸駆動機構２５，
回転軸駆動機構２６，ＣＣＤカメラ２１ｂ、及びブラッ
クライト２１ｃの信号線がつながれている。制御装置２
４は、図示していない制御機構２４ａとモニタテレビ２
４ｂとＶＴＲ２４ｃとから構成される。

【０１７７】制御機構２４ａは、昇降軸駆動機構２５，
回転軸駆動機構２６の位置制御，ＣＣＤカメラ２１ｂの
制御、及びブラックライト２１ｃの光量制御を実施す
る。モニタテレビ２４ｂとＶＴＲ２４ｃは、浸透探傷結
果の観察及び記録に使用される。

【０１７８】次にこの実施例における検査手順を説明す
る。

【０１７９】撮像機構１０の装着されていない浸透探傷
装置５を用いて、検査面である肉盛溶接部３ａの貫通孔
３ｂの内面に浸透液を塗布する。

【０１８０】塗布までに要する手順は、第一の実施例で
述べた方法で実施される。

【０１８１】浸透液の塗布が完了後、炉下部撮像装置２
０を圧力容器直下のぺデスタルから貫通孔３ｂ内に挿入
する。挿入が完了したら、外枠２４を隣接する制御棒駆
動機構ハウジング４のフランジに固定する。

【０１８２】次に、昇降機構を動作させ、肉盛溶接部３
ａの上面が見えるまで上昇させる。後の操作は、制御装
置２４を用いて、第一の実施例と同様の手順で、貫通孔
３ｂ内面の浸透探傷検査が実施できる。

【０１８３】本実施例によれば、撮像機構１０の遠隔着
脱が不要になるので、探傷装置５が単純になると共に、
着脱操作が無くなる分だけ操作が簡単になる効果があ
る。

【０１８４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、炉内下部で使
用するために好適な耐放射線に優れた浸透探傷装置を提
供できる効果がある。

【０１８５】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
による効果に加えて、複数のハウジング表面の検査が可
能で、炉心支持板等の狭隘な穴を通過可能な小型の浸透
探傷装置を提供できる効果がある。

【０１８６】請求項３の発明によれば、炉内傾斜面から
探傷用カメラまでの距離を一定に自動制御しながら探傷
結果を観察できるので、同一条件で浸透探傷結果の映像
を得ることができ、且つカメラ等の装置の構成部品が傾
斜面と衝突することを避けることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における浸透探傷装置部を示
す正面図である。

【図２】本発明の一実施例による装置の全体を示す鳥瞰
図である。

【図３】本発明の一実施例における浸透探傷装置部を示
す側面図である。

【図４】図１の径方向軸駆動機構近傍の拡大鳥瞰図であ
る。

【図５】図１の浸透液塗布機構近傍の拡大断面図であ
る。

【図６】図１のスキャナ以下の機構部の拡大詳細正面図
である。

【図７】図６の機構の別動作位置状態を示す正面図であ
る。

【図８】図６の機構のさらに別動作位置状態を示す正面
図である。

【図９】図６の機構のさらに一層別動作位置状態を示す
正面図である。

【図１０】図５におけるカメラ先端位置の軌跡図であ
る。

【図１１】本発明の一実施例における肉盛切断後の検査
状態を示す正面図である。

【図１２】本発明の他の一実施例によるハウジング溶接
部の適用例を示した正面図である。

【図１３】本発明のさらに他の一実施例による炉下部撮
像装置の一部断面表示による正面図である。

【図１４】図１３における撮像部の縦断面図である。

【符号の説明】

１ａ…下鏡部、３ａ…肉盛溶接部、４…制御棒駆動機構
ハウジング、５…浸透探傷装置、６…設置機構、７…接
続機構、８…スキャナ、９…浸透液塗布機構、１０…撮
像機構、１１…撮像機装着機構、１２…浸透探傷制御装
置、１３…装着制御器、１４…昇降軸駆動機構、１５…
周回軸駆動機構、１６…径方向軸駆動機構。

フロントページの続き (72)発明者 細田 祐司 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子炉圧力容器内で液体浸透探傷を実施す
   る装置において、探傷液塗布機構と洗浄液塗布機構と乾
   燥機構と、前記３機構を前記原子炉圧力容器内に固定す
   る支持機構とから探傷液処理機構を構成し、長尺のポー
   ル機構と前記ポール機構の先端に装着された半導体撮像
   機と照明灯とから観察機構を構成し、前記観察機構を前
   記探傷液処理機構とは独立して構成し、且つ前記観察機
   構を前記原子炉圧力容器の貫通孔を下部から通過可能な
   大きさにしたことを特徴とする原子炉圧力容器内の液体
   浸透探傷検査装置。
2. 【請求項２】原子炉圧力容器内の構造物を液体浸透探傷
   する装置において、昇降軸駆動機構と周回軸動作機構
   と、少なくとも半径方向に動作し、且つ１軸以上を有す
   る繰り出し駆動機構とを有し、浸透探傷機構と探傷結果
   を観察する半導体撮像機とを前記繰り出し駆動機構より
   先端側に有し、且つ前記撮像機と前記繰り出し駆動機構
   との間の遠隔操作式着脱機構を前記繰り出し駆動機構よ
   り先端側に有し、前記原子炉圧力容器の下部側から原子
   炉圧力容器貫通孔を通過して前記撮像機を前記原子炉圧
   力容器内にいれ、前記着脱機構に位置決めする挿入機構
   を有することを特徴とする原子炉圧力容器内の液体浸透
   探傷検査装置。
3. 【請求項３】原子炉圧力容器内のハウジング貫通孔を液
   体浸透探傷する装置において、液体浸透操作する浸透探
   傷機構と、前記ハウジング貫通孔の軸方向に動作する昇
   降軸駆動機構と、前記ハウジング貫通孔の周方向に動作
   する周回軸駆動機構と、前記周回軸駆動機構より先端側
   にある撮像機と、前記周回軸駆動機構の回転に同期して
   前記昇降軸を上下させる制御機構を有することを特徴と
   する原子炉圧力容器内の液体浸透探傷検査装置。