JP2003161797A - Robot for repairing nuclear reactor - Google Patents
Robot for repairing nuclear reactorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は原子力発電所の炉内
構造物、特に炉心シュラウド表面の補修等の実施に好適
な原子炉補修ロボットに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reactor repair robot suitable for carrying out repairs of core internals of a nuclear power plant, especially core shroud surface.
【0002】[0002]
【従来の技術】原子炉内構造物は、オーステナイト系ス
テンレスまたは高ニッケル合金などの十分な耐食性と高
温強度を有する材料で構成されている。しかし、高温高
圧環境下での長期に亘る運転、および中性子照射に起因
して、材料劣化の問題が懸念されている。特に炉内構造
物の溶接部近傍は溶接入熱により、材料の鋭敏化および
引張り残留応力が形成されているため、潜在的な応力腐
食割れ発生の可能性を有している。2. Description of the Related Art Reactor internals are made of a material having sufficient corrosion resistance and high temperature strength such as austenitic stainless steel or high nickel alloy. However, there is a concern about material deterioration due to long-term operation under high temperature and high pressure environment and neutron irradiation. Particularly, in the vicinity of the welded portion of the in-furnace structure, due to welding heat input, material sensitization and tensile residual stress are formed, so there is a possibility of potential stress corrosion cracking.
【0003】ところで、レーザ溶接は、早期の細かい応
力腐食割れ発生時に有効な補修技術であり、パルスレー
ザを照射した材料表面に溶接棒を溶け込ませて、応力腐
食割れを塞ぎ、応力腐食割れの進展を防止することがで
きる技術である。By the way, laser welding is an effective repairing technique when early fine stress corrosion cracking occurs. The welding rod is melted into the surface of the material irradiated with the pulse laser to close the stress corrosion cracking, and the stress corrosion cracking progresses. This is a technology that can prevent this.
【0004】そこで従来では、レーザ溶接機を施工部へ
接近させるために、原子炉上部に移動式の台車を設置
し、この台車から溶接機を吊り下げて台車の移動によっ
て施工部へ接近させることが行われていた。Therefore, conventionally, in order to bring the laser welding machine closer to the construction site, a movable carriage is installed above the reactor, and the welding machine is hung from the carriage to move to the construction area by moving the carriage. Was being done.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の技術では、炉心シュラウド外面のように、ジェットポ
ンプが全周に配置された狭隘な場所、特に装置吊り降ろ
し後に、前後左右への移動が必要な入り組んだ場所に対
しては、接近が容易にできないという問題があった。However, in the above-mentioned conventional technique, the movement to the front, back, left and right is restricted in a narrow place where the jet pump is arranged around the entire circumference, such as the outer surface of the core shroud, especially after the equipment is hung down. There was a problem that it was not easy to access the necessary complicated places.
【0006】本発明はこのような事情に対処してなされ
たものであり、その目的は小型薄型で炉心シュラウド外
面のように、ジェットポンプが全周に配置された狭隘な
環境状態の場所に対してもアクセスができる原子炉補修
ロボットを提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to provide a small and thin structure for a place where a jet pump is arranged all around, such as an outer surface of a core shroud, in a narrow environmental condition. It is to provide a reactor repair robot that can be accessed.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明では、水中に収容可能なボディ
に、推進用のプロペラと、上下複数段の吸着機構と、レ
ーザ溶接機を備え、前記プロペラおよび吸着機構によ
り、水中移動および壁面への吸着を可能とし、壁面への
吸着状態において前記吸着機構により壁面上の移動およ
び炉内構造物の所定の位置への固定状態にて、水中で炉
内構造物の補修溶接を可能としたことを特徴とする原子
炉補修ロボットを提供する。In order to solve the above problems, in the invention according to claim 1, a propeller for propelling, a suction mechanism of a plurality of upper and lower stages, and a laser welding machine are provided in a body that can be stored in water. Provided, by the propeller and the adsorption mechanism, it is possible to move in water and adsorb to the wall surface, in the adsorption state to the wall surface, the adsorption mechanism moves on the wall surface and the reactor internal structure is fixed at a predetermined position, Provided is a reactor repair robot, which is capable of repair-welding internal structures in water.
【0008】請求項2記載の発明では、複数の水圧シリ
ンダを具備し、各シリンダの動作量を変えることによ
り、前記シリンダの取り付け方向に対して斜め方向への
移動を可能としたことを特徴とする請求項1記載の原子
炉補修ロボットを提供する。According to a second aspect of the present invention, a plurality of hydraulic cylinders are provided, and by changing the operation amount of each cylinder, it is possible to move the cylinder in an oblique direction with respect to the mounting direction. A nuclear reactor repair robot according to claim 1.
【0009】請求項3記載の発明では、水圧シリンダに
リニアゲージを具備し、水圧シリンダの動作量を確認お
よび調整可能とし、かつ移動量および移動方向を調節可
能であることを特徴とする請求項1または2記載の原子
炉補修ロボットを提供する。According to a third aspect of the present invention, the hydraulic cylinder is provided with a linear gauge so that the operating amount of the hydraulic cylinder can be confirmed and adjusted, and the moving amount and moving direction can be adjusted. A nuclear reactor repair robot according to 1 or 2 is provided.
【0010】請求項4記載の発明では、レーザ溶接機
は、オペレーションフロアのレーザ発振器からファイバ
ーにてレーザ光を伝送され、かつ溶接棒はオペレーショ
ンフロアから送られる不活性ガスのホース内に設置した
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載
の原子炉補修ロボットを提供する。According to another aspect of the present invention, the laser welding machine has a laser beam transmitted from a laser oscillator on the operation floor through a fiber, and the welding rod is installed in a hose of an inert gas sent from the operation floor. A nuclear reactor repair robot according to any one of claims 1 to 3 is provided.
【0011】請求項5記載の発明では、レーザ溶接機
は、集光レンズをリボルバーに取付け、オペレーション
フロアの制御エリアから集光レンズを選択することによ
り、出力を調整したレーザを溶接機から金属壁に照射す
ることを可能としたことを特徴とする請求項1から4ま
でのいずれかに記載の原子炉補修ロボットを提供する。In a fifth aspect of the present invention, in the laser welding machine, a condenser lens is attached to the revolver, and the condenser lens is selected from the control area of the operation floor. The nuclear reactor repair robot according to any one of claims 1 to 4, wherein the robot is capable of irradiating the reactor.
【0012】請求項6記載の発明では、ボディにTVカ
メラを具備し、溶接もしくは表面処理の前後における施
工部の検査、確認を至近距離から可能としたことを特徴
とする請求項1から5までのいずれかに記載の原子炉補
修ロボットを提供する。The invention according to claim 6 is characterized in that the body is equipped with a TV camera, and inspection and confirmation of a construction portion before and after welding or surface treatment can be performed from a close range. There is provided a reactor repair robot according to any one of 1.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図1〜図4を参照して説明する。図1は、原子炉補
修ロボットの全体構成を示す斜視図であり、図2は図1
に示した水圧シリンダの拡大断面図である。図3は作用
説明図であり、図4は図3の一部(A部)の拡大図であ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a nuclear reactor repair robot, and FIG.
It is an expanded sectional view of the hydraulic cylinder shown in FIG. FIG. 3 is an operation explanatory view, and FIG. 4 is an enlarged view of a part (A portion) of FIG.
【0014】図1に示すように、本実施形態の原子炉補
修ロボット1は、例えば縦長ボックス状のボディ2の上
部に吊り耳3を有し、ボディ2の中央位置に推進用のプ
ロペラ4を有する。ボディ2内には、レーザ溶接機5が
設けられ、ケーブル等を収容したホース6を介して駆動
信号、レーザ光等の供給が行われるようになっている。
また、ボディ2内にはTVカメラ7が設けられ、このT
Vカメラ7にもホース6内のケーブルが接続されてい
る。As shown in FIG. 1, the nuclear reactor repair robot 1 of this embodiment has, for example, a hanging ear 3 on an upper portion of a vertically long box-shaped body 2, and a propeller 4 for propulsion at a central position of the body 2. Have. A laser welding machine 5 is provided in the body 2, and a drive signal, a laser beam, and the like are supplied via a hose 6 containing a cable and the like.
Further, a TV camera 7 is provided in the body 2,
The cable in the hose 6 is also connected to the V camera 7.
【0015】ボディ2には、上下2段の横長なフレーム
2a,2bが設けられている。上部のフレーム2aには
横長配置で水圧シリンダ8が配置され、この水圧シリン
ダ8の両側に突出するピストン9に吸着機構10として
の吸盤10a,10bがそれぞれ回動式支持機構14を
介して連結されている。下部のフレーム2bにも同様
に、水圧シリンダ11が配置され、この水圧シリンダ1
1の両側に突出するピストン12に吸着機構13として
の吸盤13a,13bがそれぞれ回動式支持機構14を
介して連結されている。The body 2 is provided with two vertically elongated frames 2a and 2b. A hydraulic cylinder 8 is disposed in a horizontally long arrangement on the upper frame 2a, and suction cups 10a and 10b serving as suction mechanisms 10 are connected to pistons 9 projecting on both sides of the hydraulic cylinder 8 through rotary support mechanisms 14, respectively. ing. Similarly, a hydraulic cylinder 11 is arranged on the lower frame 2b.
The suction cups 13a and 13b as the suction mechanism 13 are connected to the piston 12 projecting to both sides of 1 through the rotary support mechanism 14, respectively.
【0016】各水圧シリンダ8,11は、図2に示すよ
うに、内部のピストン9部分にリニアセンサ15を具備
し、ピストン9の移動量をセンサ用コード16を介して
後述するロボット制御装置23に表示して確認すること
ができるようになっている。これにより、原子炉補修ロ
ボット1の移動量および移動方向を制御することが可能
となっている。As shown in FIG. 2, each of the hydraulic cylinders 8 and 11 is provided with a linear sensor 15 in the internal piston 9, and the movement amount of the piston 9 is transferred via a sensor cord 16 to a robot controller 23 which will be described later. It can be displayed and confirmed on. This makes it possible to control the movement amount and movement direction of the reactor repair robot 1.
【0017】次に、図3および図4によって作用を説明
する。Next, the operation will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
【0018】図4に示すように、オペレーションフロア
20上には燃料交換機等の吊下げ機構21が配置される
とともに、操作部22として、ロボット制御装置23、
レーザ発振器24およびポンプ25,26等が配設され
ている。As shown in FIG. 4, a suspension mechanism 21 such as a fuel exchanger is arranged on the operation floor 20, and a robot controller 23, which serves as an operating section 22, is provided.
A laser oscillator 24, pumps 25, 26, etc. are arranged.
【0019】そして、吊下げ機構21から垂下したワイ
ヤの先端にはワイヤグラップル28が設けられ、このワ
イヤグラップル28に原子炉補修ロボット1の吊り耳3
を係止し(図1参照)、原子炉補修ロボット1を炉心シ
ュラウド32と原子炉圧力容器31の間(以下アニュラ
ス部と言う)に原子炉補修ロボット1を吊下げる。この
アニュラス部にはジェットポンプ35が周方向に設置さ
れているが、原子炉方位0度と180度の部分でジェッ
トポンプ35の設置されていない場所がある。このジェ
ットポンプが設置されていない箇所に原子炉補修ロボッ
ト1を吊り降ろす。A wire grapple 28 is provided at the tip of the wire hung from the hanging mechanism 21, and the wire grapple 28 is provided with the hanging ear 3 of the reactor repair robot 1.
(See FIG. 1), and the reactor repair robot 1 is hung between the core shroud 32 and the reactor pressure vessel 31 (hereinafter referred to as an annulus portion). Although the jet pump 35 is installed in the circumferential direction in this annulus part, there are places where the jet pump 35 is not installed in the parts where the reactor orientation is 0 ° and 180 °. The reactor repair robot 1 is hung down at a place where this jet pump is not installed.
【0020】この場合、炉心シュラウド32の上部胴3
3の外径は、その下の中間部胴を含めた下部胴34の外
径より大きいので、オペレーションフロア20上の吊下
げ機構21から吊り降ろした原子炉補修ロボット1を下
部胴34に吸着させることができない。そこで、プロペ
ラ4を回転し、原子炉補修ロボット1を下部胴34側に
移動させ、原子炉補修ロボット1が下部胴34に接近し
た状態で、吸着機構10,13の内側の水をポンプ2
5,26で吸引し、吸着機構10,13を炉心シュラウ
ド32の下部胴34に吸着させる。その後、吊下げ機構
21のホイストから伸びるワイヤグラップル28を吊り
耳3から外して吊下げ機構21へ回収する。In this case, the upper shell 3 of the core shroud 32
Since the outer diameter of 3 is larger than the outer diameter of the lower body 34 including the intermediate body therebelow, the reactor repair robot 1 suspended from the suspension mechanism 21 on the operation floor 20 is attracted to the lower body 34. I can't. Therefore, the propeller 4 is rotated to move the reactor repair robot 1 to the lower body 34 side, and the water inside the adsorption mechanisms 10 and 13 is pumped by the pump 2 while the reactor repair robot 1 approaches the lower body 34.
5 and 26, and the suction mechanisms 10 and 13 are suctioned to the lower shell 34 of the core shroud 32. Then, the wire grapple 28 extending from the hoist of the hanging mechanism 21 is removed from the hanging ear 3 and collected in the hanging mechanism 21.
【0021】このようにして、アニュラス部のシュラウ
ド32の胴表面に吸着した原子炉補修ロボット1を、補
修を実施する箇所、例えば下部胴34の水平溶接線部分
に移動する。In this way, the nuclear reactor repair robot 1 adsorbed on the surface of the shroud 32 of the annulus portion is moved to a place to be repaired, for example, a horizontal welding line portion of the lower shell 34.
【0022】炉心シュラウド32表面の移動に際して
は、上側の吸着機構10と下側の吸着機構13とプロペ
ラ4とを使用する。但し、プロペラ4は原子炉補修ロボ
ット1を常に炉心シュラウド32へ押し付ける方向へ回
転させる。When moving the surface of the core shroud 32, the upper suction mechanism 10, the lower suction mechanism 13 and the propeller 4 are used. However, the propeller 4 always rotates the reactor repair robot 1 in the direction of pressing it against the core shroud 32.
【0023】上側の吸着機構10は、上述したように、
フレーム2aと、このフレーム2aに取付けた水圧シリ
ンダ8と、水圧シリンダ8のピストン9とこのピストン
9に取付けた吸盤10aと、フレーム2aに取付けた吸
盤10bから構成される。また、下側の吸着機構13
は、フレーム2bと、このフレーム2bに取付けた水圧
シリンダ11と、水圧シリンダ11のピストン12と、
このピストン12に取付けた吸盤13aと、フレーム2
bに取付けた吸盤13bとから構成されている。The upper suction mechanism 10 is, as described above,
The frame 2a includes a hydraulic cylinder 8 attached to the frame 2a, a piston 9 of the hydraulic cylinder 8, a suction cup 10a attached to the piston 9, and a suction cup 10b attached to the frame 2a. In addition, the lower suction mechanism 13
Is a frame 2b, a hydraulic cylinder 11 attached to the frame 2b, a piston 12 of the hydraulic cylinder 11,
The suction cup 13a attached to the piston 12 and the frame 2
It is composed of a suction cup 13b attached to b.
【0024】そこで、移動の方法としては、ポンプ25
を止めて吸盤10a,13aの吸引を停止して吸引力を
無くし、ピストン9を伸長する。これにより、炉心シュ
ラウド32の下部胴34との摩擦力が無くなった吸盤1
0aが押し出される。同様に、下側の吸着機構13のピ
ストン12を伸長すると、炉心シュラウド32の下部胴
34との摩擦力が無くなった吸盤13aが押し出され
る。伸長動作終了後、ポンプ25を起動すると、吸盤1
0a,10bの内側の水が吸引され、吸盤10a,10
bが炉心シュラウド32に吸着する。Therefore, as a moving method, the pump 25 is used.
To stop the suction of the suction cups 10a and 13a to eliminate the suction force and extend the piston 9. As a result, the suction cup 1 in which the frictional force between the core shroud 32 and the lower shell 34 has disappeared
0a is extruded. Similarly, when the piston 12 of the lower suction mechanism 13 is extended, the suction cup 13a in which the frictional force with the lower shell 34 of the core shroud 32 has disappeared is pushed out. When the pump 25 is started after the extension operation, the suction cup 1
The water inside 0a, 10b is sucked, and suckers 10a, 10b
b is adsorbed to the core shroud 32.
【0025】その後、ポンプ26を止めて、吸盤10
b,13bの吸引を停止し、吸引力を無くしてピストン
9,12を収縮すると、ボディ2が吸盤10aおよび吸
盤13a側に引き寄せられる。収縮動作終了後、ポンプ
26を起動すると、フレーム2a,2bに取付けた吸盤
10b,13bが下部胴34に吸着し、全ての吸盤10
a,10b,13a,13bが下部胴34に吸着した状
態となる。このようにして、尺取動作を繰り返すことに
より、水圧シリンダ取り付け方向にボディ2を平行移動
することができる。Thereafter, the pump 26 is stopped and the suction cup 10
When the suction of b and 13b is stopped, the suction force is removed and the pistons 9 and 12 are contracted, the body 2 is pulled toward the suction cups 10a and 13a. When the pump 26 is started after the contraction operation is completed, the suction cups 10b and 13b attached to the frames 2a and 2b are attracted to the lower body 34 and all the suction cups 10 are
The a, 10b, 13a and 13b are in a state of being adsorbed to the lower body 34. In this way, the body 2 can be translated in the mounting direction of the hydraulic cylinder by repeating the measuring operation.
【0026】なお、上述の伸長、収縮動作時に、上側の
ピストン9と下側のピストン12との伸長、収縮量に差
をつければ、ボディ2を傾けることが可能である。した
がって、水圧シリンダ取り付け方向に、平行方向のみな
らず任意の方向へ移動させることが可能となる。During the above-described extension and contraction operations, the body 2 can be tilted by making a difference in the extension and contraction amounts of the upper piston 9 and the lower piston 12. Therefore, it is possible to move the hydraulic cylinder not only in the parallel direction but also in any direction.
【0027】また、原子炉補修ロボット1が具備するホ
ース6には、適当な間隔で浮子や重錘が交互に設置し、
水中に折り畳んだ状態でホース6を浮遊させておくこと
ができる。これにより、原子炉補修ロボット1が原子炉
内で任意の位置に移動した際に、ホース6が必要以上に
弛んで炉内構造物に絡まり移動不可能となる事態を回避
することができる。The hose 6 of the reactor repair robot 1 is provided with floats and weights alternately arranged at appropriate intervals.
The hose 6 can be kept floating while being folded in water. As a result, when the reactor repair robot 1 moves to an arbitrary position in the reactor, it is possible to avoid a situation in which the hose 6 is unnecessarily slackened and entangled in the reactor internal structure so that the reactor cannot be moved.
【0028】原子炉補修ロボット1が所定の施工部へ移
動した後は、搭載したレーザ溶接機5により溶接施工を
行う。原子炉補修ロボット1は、TVカメラ7を搭載し
ており、施工部の状態を至近距離から観察することがで
きるので、溶接前後の目視検査を同時に行うことができ
る。After the nuclear reactor repair robot 1 has moved to a predetermined construction site, welding is carried out by the laser welding machine 5 mounted on the robot. The nuclear reactor repair robot 1 is equipped with a TV camera 7 and can observe the condition of the construction part from a close range, so that a visual inspection before and after welding can be performed at the same time.
【0029】図5は本発明に係る原子炉補修ロボットの
他の実施形態を示す構成図である。FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the nuclear reactor repair robot according to the present invention.
【0030】この図5に示した実施形態では、原子炉補
修ロボット1が具備するレーザ溶接機5として、ケース
45および光学系46aからなるレーザヘッド44に、
複数の集光レンズ46を備えたリボルバー47を回転中
心48回りに回転可能に設けてある。そして、先端のリ
ボルバー47を回転させ、使用する集光レンズ46を選
択するできるようにしてある。このように、使用する集
光レンズ46を替えることで、金属壁に照射する単位面
積あたりのレーザ光49のエネルギをコントロールし、
レーザ研磨、レーザ探傷、レーザ溶接、レーザピーニン
グ等、1台のレーザ溶接機5を複数の用途で使用でき、
段取り替えの時間を大幅に削減することができる。In the embodiment shown in FIG. 5, the laser welding machine 5 included in the reactor repair robot 1 includes a laser head 44 including a case 45 and an optical system 46a.
A revolver 47 having a plurality of condenser lenses 46 is provided rotatably around a rotation center 48. Then, the revolver 47 at the tip is rotated so that the condenser lens 46 to be used can be selected. In this way, by changing the condenser lens 46 used, the energy of the laser light 49 per unit area irradiated to the metal wall is controlled,
Laser polishing, laser flaw detection, laser welding, laser peening, etc., one laser welding machine 5 can be used for multiple purposes,
The setup change time can be significantly reduced.
【0031】また、溶接部へ不活性ガスを供給するホー
ス42の中に、溶接棒43を通し、オペレーションフロ
ア20上に設置した送り機構41により、随時溶接棒4
3を溶接部に供給するようにしている。これにより、送
り機構41をレーザ溶接機5のレーザヘッド44近傍に
設置する場合に比べて、溶接機構成を小型化することが
でき、より狭い箇所での施工が可能となる。Further, the welding rod 43 is passed through the hose 42 for supplying the inert gas to the welding portion, and the feeding mechanism 41 installed on the operation floor 20 allows the welding rod 4 to be supplied at any time.
3 is supplied to the weld. As a result, as compared with the case where the feeding mechanism 41 is installed in the vicinity of the laser head 44 of the laser welding machine 5, the welding machine configuration can be downsized and the work can be performed in a narrower area.
【0032】また、送り機構をレーザ溶接機5の近傍に
設置した場合には、溶接棒も送り機構近傍に収納する必
要があるため、溶接可能な範囲に限界があるが、送り機
構41をオペレーションフロア20に設置すれば、随時
溶接棒43の補充が可能であり、溶接棒43の搭載量に
よる溶接可能範囲の制約が無くなる。When the feed mechanism is installed near the laser welding machine 5, the welding rod also needs to be housed near the feed mechanism, so there is a limit to the welding possible range, but the feed mechanism 41 is operated. If the welding rod 43 is installed on the floor 20, the welding rod 43 can be replenished at any time, and there is no restriction on the weldable range depending on the mounting amount of the welding rod 43.
【0033】なお、その他の実施形態として、プロペラ
4を左右に並列に設置することも可能である。このよう
な構成にすれば、壁面に向かってボディ2を平行に移動
することができ、吸着が容易になる。また、ポンプ2
5,26の配置を逆転すれば、吸盤10a,10b,1
3a,13bに加圧することができ、壁から引き離すこ
とができる。また、ポンプ25,26の吸い込み口に切
り替え弁を設置すれば、一台のポンプで左右の吸盤をコ
ントロールすることができる。As another embodiment, it is possible to install the propellers 4 in parallel on the left and right. With such a configuration, the body 2 can be moved in parallel toward the wall surface, which facilitates adsorption. Also, pump 2
If the arrangement of 5, 26 is reversed, the suction cups 10a, 10b, 1
3a, 13b can be pressurized and can be pulled away from the wall. Further, if a switching valve is installed at the suction ports of the pumps 25 and 26, one pump can control the left and right suction cups.
【0034】以上の実施形態によると、補修ロボットの
吊り降ろしだけでは直接接近できない部位に対しても、
内蔵のプロペラ4によって接近することができ、接近後
は吸着機構10,13によって壁面に吸着し、吸引運転
および停止と、吸着機構10,13の伸長・収縮等によ
り壁面上を移動して、狭隘部に進入し、壁面に静止した
状態を維持し、レーザ溶接機5のみ駆動して水中で補修
溶接を行うことが可能となる。According to the above embodiment, even for a portion which cannot be directly approached only by hanging the repair robot,
It can be approached by the built-in propeller 4, and after approaching, it is adsorbed to the wall surface by the adsorption mechanism 10 and 13, and is moved on the wall surface by suction operation and stop, and extension and contraction of the adsorption mechanism 10 and 13, and the narrow space. It becomes possible to carry out repair welding underwater by driving only the laser welding machine 5 while maintaining the state of resting on the wall surface after entering the portion.
【0035】また、吸着機構10,13により炉内構造
物に吸着した後、吊り下げ機構21から解放し、吸着機
構10,13とプロペラ4で自走可能となるため、吊下
げ機構21のワイヤ27の可動範囲に制限されること無
く、より狭隘な部分への進入が可能となる。After the adsorption mechanism 10 and 13 adsorb to the internal structure of the furnace, it is released from the hanging mechanism 21, and the adsorption mechanism 10 and 13 and the propeller 4 can be self-propelled. It is possible to enter a narrower area without being limited by the movable range of 27.
【0036】また、吸着機構10,13の伸縮機構とし
て水圧シリンダ8,11を適用し、水圧シリンダ8,1
1の両端に吸着機構10,13を取り付け、両端の吸着
機構10,13の吸引を交互に入り切りし、片端の吸着
機構10,13の吸引を切った状態で水圧シリンダを伸
縮させることにより、尺取運動を行って、原子炉補修ロ
ボット1を壁面に吸着させた状態で壁面上を移動するこ
とが可能となる。また、水圧シリンダ8,11を使用す
るのでストロークの調整ができ、移動量を制御すること
が可能となる。Further, the hydraulic cylinders 8 and 11 are applied as the expansion and contraction mechanism of the suction mechanisms 10 and 13, and the hydraulic cylinders 8 and 1 are
The suction mechanisms 10 and 13 are attached to both ends of 1, the suction of the suction mechanisms 10 and 13 at both ends is alternately turned on and off, and the hydraulic cylinder is expanded and contracted while the suction of the suction mechanisms 10 and 13 at one end is cut off. It becomes possible to move on the wall surface in a state in which the reactor repair robot 1 is attracted to the wall surface by performing a picking motion. Further, since the hydraulic cylinders 8 and 11 are used, the stroke can be adjusted and the movement amount can be controlled.
【0037】また、原子炉補修ロボット1が具備するホ
ース6に対し、適当な間隔で浮子または重錘を取り付け
れば、浮力の差によりホースが蛇腹状になるので、ロボ
ット移動の際にケーブルを引っ張る抵抗が軽減され、接
近性および位置決め精度が向上する。If a float or a weight is attached to the hose 6 of the nuclear reactor repair robot 1 at appropriate intervals, the hose becomes bellows due to the difference in buoyancy, so the cable is pulled when the robot moves. Resistance is reduced and accessibility and positioning accuracy are improved.
【0038】また、複数の水圧シリンダ8,11を具備
し、それぞれの水圧シリンダ8,11の動作量を変える
ことにより、各水圧シリンダ8,11の取り付け方向に
対して斜めの方向へ移動できるため、壁面での移動方向
および姿勢を任意に制御することができる。Further, since a plurality of hydraulic cylinders 8 and 11 are provided and the operating amounts of the hydraulic cylinders 8 and 11 are changed, the hydraulic cylinders 8 and 11 can be moved in a direction oblique to the mounting direction. The moving direction and posture on the wall surface can be arbitrarily controlled.
【0039】さらに、水圧シリンダ8,11にリニアゲ
ージを具備させ、水圧シリンダ8,11の動作量を確
認、調整可能とすることにより、移動量および移動方向
を調節することができ、また移動と姿勢制御の精度が向
上できる。Further, by providing the hydraulic cylinders 8 and 11 with a linear gauge so that the operation amount of the hydraulic cylinders 8 and 11 can be confirmed and adjusted, the moving amount and the moving direction can be adjusted, and the movement can be performed. The accuracy of attitude control can be improved.
【0040】また、原子炉内の構造物に張り付けた原子
炉補修ロボット1の溶接棒43をオペレーションフロア
20から送られる不活性ガスのホース42内に設置すれ
ば、ロボット内に溶接棒カートリッジを備える必要がな
く、ロボットの薄型が可能となる。また、不活性ガスホ
ースと兼用しているため、ホース類の本数も削減できる
ので、狭隘部への進入性が向上する。If the welding rod 43 of the reactor repair robot 1 attached to the structure inside the reactor is installed in the hose 42 of the inert gas sent from the operation floor 20, the welding rod cartridge is provided in the robot. There is no need, and the robot can be made thin. Also, since it is also used as an inert gas hose, the number of hoses can be reduced, so that the ability to enter narrow spaces is improved.
【0041】また、原子炉内の構造物に張り付けた溶接
機の集光レンズ46をリボルバー47に取付け、オペレ
ーションフロア20の制御エリアから集光レンズを選択
し、またレーザ発振器の出力を調整したレーザ光をファ
イバー等にて伝送し、レーザ溶接機5から金属壁に照射
する単位面積あたりのレーザ照射エネルギをコントロー
ルすることができる。これにより、レーザ研磨、レーザ
探傷試験、レーザ溶接、レーザピーニング等を行うマル
チレーザ補修機とし、複数の補修機材が一体化でき、放
射性廃棄物の削減効果が拡大できる。さらに、装置の原
子炉からの出し入れが省力化されるため、工期短縮と作
業員の被ばく低減につながる。Further, the condenser lens 46 of the welding machine attached to the structure inside the nuclear reactor is attached to the revolver 47, the condenser lens is selected from the control area of the operation floor 20, and the output of the laser oscillator is adjusted. It is possible to control the laser irradiation energy per unit area irradiated from the laser welding machine 5 to the metal wall by transmitting light through a fiber or the like. As a result, a multi-laser repairing machine for performing laser polishing, laser flaw detection test, laser welding, laser peening, etc. can be integrated with a plurality of repairing equipment, and the effect of reducing radioactive waste can be expanded. Further, since the labor required for loading and unloading the equipment from the nuclear reactor is saved, the construction period is shortened and the exposure of workers is reduced.
【0042】さらにまた、TVカメラ7を具備し、至近
距離から施工部の目視確認が可能となるため、レーザ研
磨、レーザ探傷、レーザ溶接、レーザピーニング等の施
工前後に施工部を確認し、施工の要否、施工条件の決定
を行うことができるため、工期短縮と作業員の被爆低減
につながる。Further, since the TV camera 7 is provided and the working portion can be visually confirmed from a very close distance, the working portion can be checked before and after laser polishing, laser flaw detection, laser welding, laser peening and the like. Since it is possible to determine the necessity of and the construction conditions, it is possible to shorten the construction period and reduce the exposure of workers.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、小型薄
型で、炉心シュラウド外面のようにジェットポンプが全
周に配置された狭隘な環境状態の場所に対しても、容易
にアクセスできる有効なツールを、原子炉内構造物の補
修装置として提供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to easily access a small environment such as a core shroud outer surface where a jet pump is arranged all around, in a narrow environmental condition. An effective tool can be provided as a repair device for reactor internals.
【図1】本発明に係る原子炉補修ロボットの一実施形態
を示す全体図。FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of a nuclear reactor repair robot according to the present invention.
【図2】図1に示した水圧シリンダの内部構造を示した
断面図。FIG. 2 is a sectional view showing the internal structure of the hydraulic cylinder shown in FIG.
【図3】前記実施形態の作用説明図。FIG. 3 is an operation explanatory view of the embodiment.
【図4】図3のA部拡大図。FIG. 4 is an enlarged view of part A in FIG.
【図5】本発明の他の実施形態を示す構成図。FIG. 5 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
1 原子炉補修ロボット 2 ボディ 2a,2b フレーム 3 吊り耳 4 プロペラ 5 レーザ溶接機 6 ホース 7 TVカメラ 8,11 水圧シリンダ 9,12 ピストン 10,13 吸着機構 10a,10b,13a,13b 吸盤 14 支持機構 15 リニアセンサ 16 センサ用コード 20 オペレーションフロア 21 吊下げ機構 22 操作部 23 ロボット制御装置 24 レーザ発振器 25,26 ポンプ 27 ワイヤ 28 ワイヤグラップル 31 原子炉圧力容器 32 炉心シュラウド 33 上部胴 34 下部胴 35 ジェットポンプ 41 送り機構 42 ホース 43 溶接棒 44 レーザヘッド 45 ケース 46 集光レンズ 46a 光学系 47 リボルバー 48 回転中心 1 Reactor repair robot 2 body 2a, 2b frame 3 hanging ears 4 propellers 5 laser welder 6 hose 7 TV camera 8,11 hydraulic cylinder 9,12 piston 10,13 Adsorption mechanism 10a, 10b, 13a, 13b sucker 14 Support mechanism 15 Linear sensor 16 Sensor code 20 Operation floor 21 Hanging mechanism 22 Operation part 23 Robot controller 24 Laser oscillator 25,26 pumps 27 wires 28 wire grapple 31 Reactor pressure vessel 32 core shroud 33 Upper body 34 Lower torso 35 jet pump 41 Feeding mechanism 42 hose 43 welding rod 44 laser head 45 cases 46 Condensing lens 46a optical system 47 revolver 48 center of rotation
フロントページの続き (72)発明者 山口 修 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 瀧口 裕司 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 Fターム(参考) 2G075 AA03 BA18 CA07 DA15 FA13 FB02 FC14 GA02 4E068 BA06 BB00 CA17 CC02 CE08 CJ07 Continued front page (72) Inventor Osamu Yamaguchi 2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Keihin Office (72) Inventor Yuji Takiguchi 2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Keihin Office F term (reference) 2G075 AA03 BA18 CA07 DA15 FA13 FB02 FC14 GA02 4E068 BA06 BB00 CA17 CC02 CE08 CJ07
Claims (6)
ロペラと、上下複数段の吸着機構と、レーザ溶接機を備
え、前記プロペラおよび吸着機構により、水中移動およ
び壁面への吸着を可能とし、壁面への吸着状態において
前記吸着機構により壁面上の移動および炉内構造物の所
定の位置への固定状態にて、水中で炉内構造物の補修溶
接を可能としたことを特徴とする原子炉補修ロボット。1. A body that can be accommodated in water is provided with a propeller for propulsion, upper and lower suction stages, and a laser welding machine. The propeller and suction mechanism enable movement underwater and suction onto a wall surface. An atom characterized in that it is possible to repair and weld the in-core structure in water while being moved on the wall by the adsorption mechanism and fixed to the predetermined position of the in-core structure in the adsorbed state to the wall surface. Furnace repair robot.
ダの動作量を変えることにより、前記シリンダの取り付
け方向に対して斜め方向への移動を可能としたことを特
徴とする請求項1記載の原子炉補修ロボット。2. A plurality of hydraulic cylinders are provided, and by changing the operation amount of each cylinder, it is possible to move in an oblique direction with respect to the mounting direction of the cylinder. Reactor repair robot.
水圧シリンダの動作量を確認および調整可能とし、かつ
移動量および移動方向を調節可能であることを特徴とす
る請求項1または2記載の原子炉補修ロボット。3. A hydraulic cylinder equipped with a linear gauge,
The reactor repair robot according to claim 1 or 2, wherein the operation amount of the hydraulic cylinder can be confirmed and adjusted, and the movement amount and the movement direction can be adjusted.
のレーザ発振器からファイバーにてレーザ光を伝送さ
れ、かつ溶接棒はオペレーションフロアから送られる不
活性ガスのホース内に設置したことを特徴とする請求項
1から3までのいずれかに記載の原子炉補修ロボット。4. The laser welding machine is characterized in that a laser beam is transmitted from a laser oscillator on the operation floor by a fiber, and the welding rod is installed in a hose of an inert gas sent from the operation floor. The nuclear reactor repair robot according to any one of 1 to 3.
ーに取付け、オペレーションフロアの制御エリアから集
光レンズを選択することにより、出力を調整したレーザ
を溶接機から金属壁に照射することを可能としたことを
特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の原子
炉補修ロボット。5. A laser welding machine is capable of irradiating a laser whose output is adjusted from a welding machine onto a metal wall by attaching a condenser lens to a revolver and selecting the condenser lens from a control area of an operation floor. The nuclear reactor repair robot according to any one of claims 1 to 4, wherein:
くは表面処理の前後における施工部の検査、確認を至近
距離から可能としたことを特徴とする請求項1から5ま
でのいずれかに記載の原子炉補修ロボット。6. The body according to claim 1, wherein the body is equipped with a TV camera, and inspection and confirmation of a construction portion before and after welding or surface treatment can be performed from a close range. Reactor repair robot.
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- 2001-11-26 JP JP2001360082A patent/JP3895162B2/en not_active Expired - Fee Related
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