特許 6549006 表面処理システム及び表面処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6549006

(24)【登録日】2019年7月5日

(45)【発行日】2019年7月24日

(54)【発明の名称】表面処理システム及び表面処理方法

(51)【国際特許分類】

   G21C 19/02 20060101AFI20190711BHJP

   G21D 1/00 20060101ALI20190711BHJP

【ＦＩ】

   G21C19/02 050

   G21C19/02 100

   G21D1/00 W

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-188284(P2015-188284)

(22)【出願日】2015年9月25日

(65)【公開番号】特開2017-62199(P2017-62199A)

(43)【公開日】2017年3月30日

【審査請求日】2018年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】秋元 恵

(72)【発明者】

【氏名】安達 弘幸

(72)【発明者】

【氏名】土橋 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】高林 順一

(72)【発明者】

【氏名】小畑 稔

(72)【発明者】

【氏名】川原田 義幸

【審査官】 村川 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１６９６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１７６８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１０３７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３２３０７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｃ１９／００−１９／５０；２３／００

Ｇ２１Ｃ１１／００−１３／１０

Ｇ２１Ｃ１７／００−１７／１４

Ｇ２１Ｄ１／００−９／００

Ｃ２５Ｄ５／００−７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原子炉内で前記原子炉の冷却液中にある壁面に吸着する吸着機構と、当該壁面に沿って移動するための移動機構と、当該壁面の表面情報を取得可能な表面情報取得部と、当該壁面の一部を覆うことが可能なチャンバを有し且つ当該チャンバに溶液の供給を受けて当該チャンバにより覆われた当該壁面の一部に表面処理を行うことが可能な表面処理機構とを含み、当該壁面に沿って移動可能な移動体と、
前記チャンバ内部から前記冷却液を排出可能で、めっき層形成用溶液を前記チャンバに供給可能な溶液管理装置と、
前記表面情報取得部により取得された前記表面情報に基いて、当該壁面のうち腐食が生じた部分を特定可能な表面情報処理装置と、
を備え、
前記表面処理機構は、前記表面情報処理装置が特定した部分を当該チャンバで覆い、前記溶液管理装置から前記めっき層形成用溶液の供給を受けて前記腐食を覆うめっき層を形成させるように構成され、
前記吸着機構は、回転されて周囲の前記冷却液を吸引するプロペラを含む
ことを特徴とする表面処理システム。

【請求項2】

前記溶液管理装置は、前記チャンバに酸化被膜除去用溶液を供給可能に構成されており、
前記表面処理機構は、当該チャンバに酸化被膜除去用溶液の供給を受けて、当該チャンバで覆われた前記壁面の一部から酸化被膜を除去する
ことを特徴とする請求項１に記載の表面処理システム。

【請求項3】

前記移動体は、前記壁面の酸化被膜を研削材により研削可能な研削機構を、さらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載の表面処理用システム。

【請求項4】

前記表面処理機構は、
前記チャンバを画定する開口縁部が前記壁面に接しているときに、当該壁面と接するよう配置されている略環状の第１電極と、
当該開口縁部が当該壁面に接しているときに、当該壁面と接しないよう当該壁面から距離をあけて配置されている略環状の第２電極と、
を有する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の表面処理システム。

【請求項5】

前記溶液管理装置は、内側めっき層形成用溶液と、外側めっき層形成用溶液とを、それぞれ、前記チャンバに供給可能に構成される
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の表面処理システム。

【請求項6】

原子炉内で前記原子炉の冷却液中にある壁面に、回転により周囲の前記冷却液を吸引するプロペラにより吸着する吸着機構と、当該壁面に沿って移動するための移動機構と、当該壁面の表面情報を取得可能な表面情報取得部と、当該壁面のうち一部を覆うことが可能なチャンバを有し且つ当該チャンバに溶液の供給を受けて当該チャンバに覆われた当該壁面の一部に表面処理を行うことが可能な表面処理機構とを含み、当該壁面に沿って移動可能な移動体を用いた表面処理方法であって、
前記移動体を壁面に沿って移動させることにより前記表面情報取得部により得られた前記表面情報に基づいて、表面情報処理装置が当該壁面のうち腐食が生じた部分を特定する工程と、
前記表面処理機構の前記チャンバで、特定された腐食が生じた部分を周囲の前記冷却液ごと覆う工程と、
前記チャンバ内の前記冷却液を排出するとともに、溶液管理装置が前記チャンバに酸化被膜除去用溶液を供給して、当該チャンバで覆われた壁面の酸化被膜を除去する工程と、
当該酸化被膜が除去された後、前記溶液管理装置が当該チャンバにめっき層形成用溶液を供給して当該腐食を覆うようにめっき層を形成する工程と、
を、前記原子炉の前記冷却液中で実行する
ことを特徴とする表面処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、原子炉内の壁面に生じた腐食の成長を防止する表面処理システム及び表面処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

原子炉内の金属製構造物の壁面には、腐食が生じる場合がある。例えば、原子炉圧力容器内に海水が流入する事象が発生すると、当該原子炉圧力容器の内壁面には、腐食が生じる。このような腐食を、そのままにすると、当該腐食が成長して原子炉の健全性が損なわれる虞がある。また、当該腐食と引張応力の相乗作用によって圧力容器を構成する金属材料には、いわゆる応力腐食割れ（stress corrosion cracking）が生じることがある。

【0003】

応力腐食割れにより部材にき裂が生じた場合、一般的に、当該部材を貫通していない非貫通き裂の進展を阻止し、部材を貫通している貫通き裂にあっては、当該貫通き裂の進展を阻止するだけでなく、当該貫通き裂から冷却材が漏洩することを防止する必要がある。

【0004】

このような応力腐食割れによる非貫通き裂及び貫通き裂を補修する方法として「封止溶接」が提案されている（例えば、特許文献１参照）。封止溶接は、応力腐食割れによるき裂の開口を肉盛溶接で覆うことによって、応力腐食割れによるき裂の進展を阻止し、且つ冷却材の漏洩を防止するものである。封止溶接には、き裂の開口が確認された壁面（原表面）に直接、肉盛溶接を施す場合と、当該壁面（原表面）に追い込み加工を施した後に肉盛溶接を施す場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２０６０２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、原子炉内の壁面に生じる腐食には、例えば、当該圧力容器の健全性にさほど影響しない大きさであると評価されるものもある。しかし、このような腐食は、例えば、冷却水に含まれる酸素（いわゆる溶存酸素）の影響を受けて成長する場合がある。このような腐食に対しては、壁面に追い込み加工等を施して腐食を完全に除去するのではなく、当該腐食を外部環境から遮断して当該腐食の成長を止めた方が、圧力容器等の原子炉内の構造物の健全性を確保する点で有利な場合がある。

【0007】

本発明の実施形態は、上記事情に鑑みてなされたものであって、原子炉内の壁面に生じた腐食の成長を防止可能な表面処理技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述の目的を達成するため、本発明の実施形態の表面処理システムは、原子炉内で前記原子炉の冷却液中にある壁面に吸着する吸着機構と、当該壁面に沿って移動するための移動機構と、当該壁面の表面情報を取得可能な表面情報取得部と、当該壁面の一部を覆うことが可能なチャンバを有し且つ当該チャンバに溶液の供給を受けて当該チャンバにより覆われた当該壁面の一部に表面処理を行うことが可能な表面処理機構とを含み、当該壁面に沿って移動可能な移動体と、前記チャンバ内部から前記冷却液を排出可能で、めっき層形成用溶液を前記チャンバに供給可能な溶液管理装置と、前記表面情報取得部により取得された前記表面情報に基いて、当該壁面のうち腐食が生じた部分を特定可能な表面情報処理装置と、備え、前記表面処理機構は、前記表面情報処理装置が特定した部分を当該チャンバで覆い、前記溶液管理装置から前記めっき層形成用溶液の供給を受けて前記腐食を覆うめっき層を形成させるように構成され、前記吸着機構は、回転されて周囲の前記冷却液を吸引するプロペラを含むことを特徴とする。

【0009】

また、本発明の実施形態の表面処理方法は、原子炉内で前記原子炉の冷却液中にある壁面に、回転により周囲の前記冷却液を吸引するプロペラにより吸着する吸着機構と、当該壁面に沿って移動するための移動機構と、当該壁面の表面情報を取得可能な表面情報取得部と、当該壁面のうち一部を覆うことが可能なチャンバを有し且つ当該チャンバに溶液の供給を受けて当該チャンバに覆われた当該壁面の一部に表面処理を行うことが可能な表面処理機構とを含み、当該壁面に沿って移動可能な移動体を用いた表面処理方法であって、前記移動体を壁面に沿って移動させることにより前記表面情報取得部により得られた前記表面情報に基づいて、表面情報処理装置が当該壁面のうち腐食が生じた部分を特定する工程と、前記表面処理機構の前記チャンバで、特定された腐食が生じた部分を周囲の前記冷却液ごと覆う工程と、前記チャンバ内の前記冷却液を排出するとともに、溶液管理装置が前記チャンバに酸化被膜除去用溶液を供給して、当該チャンバで覆われた壁面の酸化被膜を除去する工程と、当該酸化被膜が除去された後、前記溶液管理装置が当該チャンバにめっき層形成用溶液を供給して当該腐食を覆うようにめっき層を形成する工程と、を、前記原子炉の前記冷却液中で実行することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の実施形態の表面処理システム及び表面処理方法によれば、原子炉内の壁面に生じた腐食を外部環境から遮断して腐食の成長を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態の表面処理止方法が適用される原子炉圧力容器の部分断面図であり、移動体については側面を示している。

【図2】第１の実施形態の表面処理方法が適用される原子炉圧力容器の縦断面図である。

【図3】第１の実施形態の表面処理システムのうち移動体の構成を示す上面図である。

【図4】第１の実施形態の表面処理システムの全体構成を示す模式図である。

【図5】第１の実施形態の表面処理システムの表面処理機構の構成を示す縦断面図であり、開口縁部が内壁に接した態様を示す図である。

【図6】第１の実施形態の表面処理システムの表面処理機構を、開口縁部側から見た外観図である。

【図7】第１の実施形態の表面処理方法を説明する腐食周辺の断面図であり、（ａ）は、腐食の周辺に酸化被膜が形成されている態様を示しており、（ｂ）は、酸化被膜が除去された後、腐食を覆うように内側めっき層を形成した態様を示しており、（ｃ）は、内側めっき層が形成された後、さらに外側めっき層が形成された態様を示している。

【図8】第２の実施形態の表面処理システムのうち移動体の構成を示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

【0013】

〔第１の実施形態〕
第１の実施形態の表面処理システムの構成について、図１〜図７を用いて説明する。なお、各図において、鉛直上側を図に矢印Ｕで示し、鉛直下側を図に矢印Ｄで示す。また、原子炉圧力容器の径方向内側を図に矢印Ｒ１で示す。なお、図１、図２及び図４においては、理解を容易にするために、適宜ハッチングを省略している。

【0014】

図１は、本実施形態の表面処理方法が適用される原子炉圧力容器の部分断面図であり、移動体については側面を示している。図２は、本実施形態の表面処理方法が適用される原子炉圧力容器の縦断面図である。図３は、本実施形態の表面処理システムのうち移動体の構成を示す上面図である。図４は、本実施形態の表面処理システムの全体構成を示す模式図である。

【0015】

図５は、本実施形態の表面処理システムの表面処理機構の構成を示す縦断面図であり、開口縁部が内壁に接した態様を示す図である。図６は、本実施形態の表面処理システムの表面処理機構を、開口縁部側から見た外観図である。

【0016】

本実施形態において、「原子炉内の壁面」は、一例として、図１に示すように、沸騰水炉（ＢＷＲ）の炉心を収容する原子炉圧力容器１の内壁３であり、当該内壁３に生じた腐食の成長を防止する場合について説明する。なお、内壁３は、ステンレス鋼等の金属材料で構成されている。

【0017】

図２に示すように、本実施形態の原子炉圧力容器１は、改良型沸騰水炉（ＡＢＷＲ）に用いられるものであり、冷却液（軽水）を循環させるインターナルポンプ（図示せず）を内蔵している。原子炉圧力容器１の径方向内側には、炉心を囲う炉心シュラウド４が形成されている。図１及び図２に示すように、炉心シュラウド４と原子炉圧力容器１との間には、ポンプデッキ２が設けられている。冷却液は、炉心シュラウド４と原子炉圧力容器１との間を、ポンプデッキ２に設置されたインターナルポンプにより圧送されて鉛直下側に流れる。

【0018】

図１に示すように、原子炉圧力容器１の内壁３には、表面処理システムのうち、当該内壁３に沿って移動可能な移動体（いわゆる「移動ロボット」）１１が、位置している。移動体１１は、鉛直方向に延びている内壁３に沿って移動可能に構成されている。

【0019】

図３に示すように、移動体１１は、内壁３に吸着する吸着機構１５と、内壁３に沿って移動するための移動機構１６と、内壁３の表面情報を取得可能な表面情報取得部１７と、内壁３のうち腐食の近傍において各種の表面処理を行うことが可能な表面処理機構２０とを有している。

【0020】

図３に示すように、本実施形態の吸着機構１５は、いわゆるスラスターとして構成されており、複数のプロペラ（又はファン）１５ａと、当該プロペラ１５ａを回転駆動するモータ（図示せず）を有している。プロペラ１５ａは、モータにより回転駆動されて、移動体１１のうち内壁３側から流体（例えば、冷却液）を吸引する。これにより、吸着機構１５は、内壁３のうち所望の位置に吸着して、当該所望の位置に移動体１１を位置させることができる。また、吸着機構１５は、プロペラ１５ａを反転させることで、内壁３への吸着を解除することができる。

【0021】

移動機構１６は、内壁３と接して当該内壁３との間に駆動力を生じさせる複数の駆動輪１６ａと、当該駆動輪１６ａを回転駆動するモータ（図示せず）を有している。駆動輪１６ａは、モータ（図示せず）により回転駆動されて、駆動輪１６ａと内壁３との間に、移動体１１を内壁３に沿う方向（図３においては鉛直方向）に駆動する駆動力を生じさせる。これにより、移動機構１６は、内壁３に沿って移動体１１を所望の位置に移動させることができる。なお、移動機構１６は、後述するコントローラ５５（図４参照）により制御される。

【0022】

表面情報取得部１７は、内壁３のうち所定の範囲を撮像可能なイメージセンサ１７ａを有している。イメージセンサ１７ａは、内壁３と対向するよう、移動体１１の底面に配置されている。表面情報取得部１７は、イメージセンサ１７ａにより撮像された画像データを、ケーブル１８を介して（図４参照）後述する表面情報処理装置に伝送する。

【0023】

図４に示すように、原子炉圧力容器１の鉛直上側には、原子炉建屋のオペレーションフロア（オペレーティングフロアとも称する）５が設けられている。当該オペレーションフロア５上には、表面情報取得部１７により取得された表面情報に基いて、内壁３のうち腐食が生じた部分を特定可能な表面情報処理装置５１が配置されている。本実施形態の表面情報処理装置５１は、イメージセンサ１７ａにより撮像された画像を処理する画像処理装置として構成されている。表面情報処理装置５１のより具体的な機能については、後述する。

【0024】

表面処理機構２０は、図３及び図５に示すように、内壁３のうち腐食が生じた部分を覆うことが可能なチャンバ２６を有する。表面処理機構２０は、該チャンバ２６を画定する開口縁部２７が内壁３に接触可能に構成されている。本実施形態において、チャンバ２６は、略半球状をなしており、開口縁部２７は、略環状をなしている。

【0025】

なお、以下の説明において、内壁３に垂直な方向であって、当該内壁３に密着する開口縁部２７の中心軸方向を、単に「軸方向」と記して図に矢印Ａで示す。また、当該軸方向に直交する方向を単に「径方向」と記す。

【0026】

図３に示す移動体１１のうち、表面処理機構２０は、図５に矢印Ａで示すように内壁３に対して軸方向に相対移動可能に構成されている。表面処理機構２０は、図示しないアクチュエータにより軸方向に駆動される。

【0027】

（電極）
図５及び図６に示すように、表面処理機構２０のチャンバ２６には、略環状をなしている２つの電極２１，２２が設けられている。より具体的には、表面処理機構２０は、開口縁部２７が内壁３に接しているときに当該内壁３に接するよう配置されている電極（以下、第１電極と記す）２１と、開口縁部２７が内壁３に接しているときに、内壁３と接しないよう内壁３から軸方向に距離をあけて配置されている電極（以下、第２電極と記す）２２とを有している。

【0028】

第１電極２１は、チャンバ２６のうち、開口縁部２７に隣接して設けられている。第１電極２１は、図５に示すように、開口縁部２７と共に当該内壁３に接するよう構成されている。

【0029】

第２電極２２は、チャンバ２６のうち、第１電極２１に比べて、径方向内側であって且つ開口縁部２７から軸方向に離れた位置に配置されている。第１電極２１及び第２電極２２は、後述するめっき層４３，４４の形成に用いられる。

【0030】

（チューブ、溶液管理装置）
また、図３に示すように、表面処理機構２０には、各種の溶液を供給又は排出するためのチューブが、複数束ねられたチューブ束３０が接続されている。図４に示すように、オペレーションフロア５上には、各種の溶液の供給及び排出を管理する溶液管理装置５３が設置されている。溶液管理装置５３のより具体的な機能については、後述する。

【0031】

チューブ束３０は、図５に示すように、複数のチューブ３１，３２，３３，３４で構成されている。具体的には、チューブ束３０は、チャンバ２６にある各種液体を溶液管理装置５３（図４参照）に排出するための第１チューブ３１と、溶液管理装置５３（図４参照）から各種の溶液をチャンバ２６に供給するチューブ３２，３３，３４を有している。

【0032】

具体的には、酸化被膜を除去するための溶液（以下、酸化被膜除去用溶液と記す）を供給する第２チューブ３２と、後述する内側めっき層４３を形成するための溶液（以下、内側めっき層形成用溶液と記す）を供給する第３チューブ３３と、後述する外側めっき層４４を形成するための溶液（以下、外側めっき層形成用溶液と記す）を供給する第４チューブ３４とを有している。

【0033】

図４に示す溶液管理装置５３は、表面処理機構２０のチャンバ２６に対して、酸化被膜除去用溶液、内側めっき層形成用溶液、外側めっき層形成用溶液を、それぞれ供給することが可能に構成されている。なお、内側めっき層形成用溶液には、内側めっき層を構成する物質が含まれており、外側めっき層形成用溶液には、外側めっき層を構成する物質が含まれている。なお、溶液管理装置５３は、第１チューブ３１を介して、これらの溶液や、冷却液をチャンバ２６から排出することが可能に構成されている。

【0034】

移動体１１の表面処理機構２０は、当該チャンバ２６にめっき層４３，４４を形成するための溶液、すなわち内側めっき層形成用溶液および外側めっき層形成用溶液の供給を受けて、腐食を覆うめっき層４３，４４（図７参照）を形成するものである。

【0035】

溶液管理装置５３は、コントローラ５５を介して装置制御室５７にいる操作者により操作される。装置制御室５７内にいる操作者は、表面情報処理装置５１を介して表面情報取得部１７が撮像した内壁３の画像を確認しながら、コントローラ５５を介して移動体１１及び溶液管理装置５３を制御可能に構成されている。

【0036】

（方法）
以上に説明した本実施形態の表面処理システムによる表面処理方法について、図１〜図７を用いて説明する。なお、図７は、本実施形態の表面処理方法を説明する腐食周辺の断面図であり、（ａ）は、腐食の周辺に酸化被膜が形成されている態様を示しており、（ｂ）は、酸化被膜が除去された後、腐食を覆うように内側めっき層を形成した態様を示しており、（ｃ）は、内側めっき層が形成された後、さらに外側めっき層が形成された態様を示している。

【0037】

（腐食が生じている部分を特定）
まず、図４に示すように、内壁３のうち腐食が生じている部分を特定する。本実施形態においては、原子炉圧力容器１の内壁３に沿って移動体１１を移動させながら表面情報取得部１７により当該内壁３の表面情報を得ることにより、腐食が生じている部分を特定する。具体的には、イメージセンサ１７ａにより内壁３を撮像する。

【0038】

イメージセンサ１７ａにより取得された内壁３の画像データは、表面情報処理装置５１に送られる。表面情報処理装置５１は、移動体１１から得られた画像データに基づいて、腐食が生じていない内壁３と腐食との境界を識別する。これにより、表面情報処理装置５１は、内壁３のうち腐食４０が生じている部分を特定する。

【0039】

（酸化被膜を除去）
次に、内壁３のうち当該腐食４０の近傍にある酸化被膜４１を除去する。本実施形態においては、図５及び図７（ａ）に示すように、表面処理機構２０を軸方向に駆動して、チャンバ２６が腐食４０を覆うように開口縁部２７を内壁３に密着させる。

【0040】

そして、チャンバ２６内に冷却液がある場合、当該冷却液を第１チューブ３１を通して溶液管理装置５３に排出すると共に、酸化被膜除去用溶液を、溶液管理装置５３から第２チューブ３２を介してチャンバ２６に供給する。表面処理機構２０は、チャンバ２６に酸化被膜除去用溶液の供給を受けて、腐食４０の近傍から酸化被膜４１を化学的に除去する。

【0041】

（内側めっき層を形成）
酸化被膜４１を除去した後、図５及び図７（ｂ）に示すように、当該腐食４０を覆うよう内側めっき層４３を形成する。本実施形態においては、チャンバ２６にある酸化被膜除去用溶液（廃液）を、第１チューブ３１を通して溶液管理装置５３に排出すると共に、内側めっき層形成用溶液を、溶液管理装置５３から第３チューブ３３を介してチャンバ２６に供給する。

【0042】

表面処理機構２０は、チャンバ２６に内側めっき層形成用溶液の供給を受ける。表面処理機構２０は、内側めっき層形成用溶液がチャンバ２６に満たされた状態で、第１電極２１が接している内壁３と第２電極２２との間に電流を流し、内側めっき層形成用溶液に含まれている内側めっき層４３を構成する物質を、チャンバ２６に面している内壁３上に電気化学的に析出させる、いわゆる電着（electrodeposition）を行う。これにより、内壁３のうち腐食４０の近傍には、後述する外側めっき層４４の密着性を向上させるための内側めっき層４３が、腐食４０を覆うように形成される。

【0043】

なお、本実施形態において、内側めっき層４３を構成する材料は、外側めっき層４４の密着性が比較的良好な種々の金属材料が用いられる。

【0044】

（外側めっき層を形成）
内側めっき層４３を形成した後、図５及び図７（ｃ）に示すように、内側めっき層４３上に外側めっき層４４を形成する。本実施形態においては、チャンバ２６にある内側めっき層形成用溶液（廃液）を、第１チューブ３１を通して溶液管理装置５３に排出すると共に、外側めっき層形成用溶液を、溶液管理装置５３から第４チューブ３４を介してチャンバ２６に供給する。

【0045】

表面処理機構２０は、チャンバ２６に外側めっき層形成用溶液の供給を受ける。表面処理機構２０は、外側めっき層形成用溶液がチャンバ２６に満たされた状態で、第１電極２１が接している内壁３と、第２電極２２との間に電流を流し、外側めっき層形成用溶液に含まれている外側めっき層４４を構成する物質を、内側めっき層４３上に電着させる。これにより、内壁３には、内側めっき層４３に加えて外側めっき層４４が、腐食４０を覆うように形成される。なお、本実施形態において、外側めっき層４４は、鉄、ニッケル、クロムのうちいずれか、又はこれらを主成分とする合金で構成されている。

【0046】

以上に説明したように本実施形態の表面処理システムのうち移動体１１は、図３に示すように、原子炉内にある壁面（内壁３）に吸着する吸着機構１５と、当該壁面に沿って移動するための移動機構１６と、当該壁面の表面情報を取得可能な表面情報取得部１７と、当該壁面のうち腐食を覆うことが可能なチャンバ２６を有し且つ当該チャンバ２６に溶液の供給を受けて腐食の近傍に各種の表面処理を行うことが可能な表面処理機構２０とを含み、当該内壁３に沿って移動可能に構成されている。また、表面処理システムは、表面情報取得部１７により取得された表面情報に基いて、当該内壁３のうち腐食が生じた部分を特定可能な表面情報処理装置５１と、めっき層形成用溶液をチャンバ２６に供給可能な溶液管理装置５３とを有している。

【0047】

本実施形態の表面処理方法は、上述した移動体１１、表面情報処理装置５１及び溶液管理装置５３を用いて、当該壁面に生じた腐食の成長を防止する方法であり、移動体を壁面に沿って移動させることにより表面情報取得部１７により得られた表面情報に基づいて、表面情報処理装置５１が壁面のうち腐食が生じた部分を特定する工程と、表面処理機構２０が当該腐食が生じた部分をチャンバ２６で覆い、且つ前記溶液管理装置５３がチャンバ２６に酸化被膜除去用溶液を供給することにより、当該腐食の近傍にある酸化被膜を除去する工程と、当該酸化被膜４１が除去された後、溶液管理装置５３がチャンバ２６にめっき層形成用溶液を供給することにより、当該腐食４０を覆うようにめっき層４３，４４を形成する工程と、を含むものとした。これにより、腐食４０を外部環境、例えば、原子炉圧力容器１内の冷却液から遮断して、当該冷却液に含まれる酸素により腐食が成長することを防止することができる。

【0048】

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態の表面処理システム及び表面処理方法について、図４、図５、図７及び図８を用いて説明する。図８は、本実施形態の表面処理システムのうち移動体の構成を示す上面図である。なお、本実施形態の表面処理システムは、移動体の構成のみが、上述した第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0049】

本実施形態の移動体１１Ｃは、内壁３に吸着するための吸着機構１５Ｃとして、内壁３に対向するよう移動体１１Ｃの底面に配置された複数の磁石１５ｅを有している。吸着機構１５Ｃは、磁石１５ｅと内壁３との間に互いに引き付け合う磁力（引力）を生じさせる。これにより、吸着機構１５Ｃは、内壁３の所望の位置に吸着して、当該所望の位置に移動体１１Ｃを位置させることができる。また、吸着機構１５Ｃは、磁石１５ｅと内壁３との間に作用する磁力（引力）を消滅させることにより、内壁３への吸着を解除することができる。

【0050】

なお、磁石１５ｅには、例えば、電磁石を用いることができる。電磁石の通電を制御することにより、移動体１１Ｃの内壁３への吸着と、その解除を制御することが可能である。また、磁石１５ｅには、永久磁石を用いることもできる。永久磁石を駆動するアクチュエータを制御して、永久磁石と内壁３との距離を制御して、移動体１１Ｃの吸着と解除を実現することも可能である。

【0051】

加えて、本実施形態の移動体１１Ｃは、上述した表面処理機構２０とは別に、内壁３上にある酸化被膜４１を研削可能な研削機構６０を有している。研削機構６０は、略円柱状の研削材６１と、当該研削材６１を回転駆動すると共に当該研削材６１を内壁３に押し付けるための機構（以下、押し付け機構と記す）６３を有している。押し付け機構６３は、研削材６１を回転駆動するためのモータ（図示せず）を含んでいる。

【0052】

本実施形態の表面処理方法においては、内壁３のうち腐食４０が生じている部分を特定した後、腐食４０の近傍にある酸化被膜４１（図７（ａ）参照）を、研削材６１により研削して、当該酸化被膜４１を機械的に除去する。酸化被膜４１を除去した後、図５及び図７（ｂ），（ｃ）に示すように、表面処理機構２０のチャンバ２６で腐食４０を覆い、内側めっき層４３及び外側めっき層４４を形成する。

【0053】

本実施形態の表面処理方法は、酸化被膜除去用溶液を用いて化学的に除去する場合に比べて、短時間で酸化被膜４１を除去することができる。また、図４に示す溶液管理装置５３が酸化被膜除去用溶液を管理する必要がなくなり、酸化被膜除去用溶液を表面処理機構２０に供給するための第２チューブ３２（図５参照）を設ける必要がなくなる。

【0054】

〔他の実施形態〕
上述した各実施形態において、腐食４０を覆うめっき層は、内側めっき層４３と外側めっき層４４との二層構造であるものとしたが、本発明に係るめっき層は、この態様に限定されるものではない。本発明に係るめっき層は、腐食４０を外部環境から遮断できれば良く、腐食４０を覆うように単数のめっき層が形成されるもの（一層構造）としても良い。また、内側めっき層４３と外側めっき層４４との間に、中間めっき層が形成されるもの（三層構造）としても良い。

【0055】

また、上述した各実施形態において、腐食４０を覆うめっき層４３，４４の形成には、金属を電気化学的に析出（電着）させる方法、いわゆる電気（電解）めっき法が用いられるものとしたが、本発明において用いられるめっき法は、これに限定されるものではない。例えば、チャンバ２６内の第１電極２１及び第２電極２２を用いることなく、金属を化学的に還元、析出させる方法、いわゆる無電解めっき法を用いることも可能である。

【0056】

また、上述した各実施形態においては、移動体の表面情報取得部１７により取得された表面情報に基いて、当該壁面のうち腐食が生じた部分を特定可能な表面情報処理装置５１と、移動体の表面処理機構２０に、めっき層４３，４４を形成するための溶液を供給する溶液管理装置５３は、移動体から離れたオペレーションフロア５上に設けられているものとしたが、本発明に係る表面情報処理装置及び溶液管理装置は、この態様に限定されるものではない。表面情報処理装置及び溶液管理装置のうち少なくとも一方が、移動体に設けられているものとしても良い。

【0057】

上述した各実施形態において、表面処理方法が適用される原子炉内の壁面は、原子炉圧力容器１の内壁３であるものとしたが、本発明に係る「原子炉内の壁面」は、当該内壁３に限定されるものではない。表面処理システムの移動体を配置することが可能であれば、原子炉内の様々な壁面に生じた腐食に対して、本発明の表面処理方法を適用することができる。

【0058】

本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0059】

１ 原子炉圧力容器、２ ポンプデッキ、３ 内壁（原子炉内の壁面）、４ 炉心シュラウド、５ オペレーションフロア、１１，１１Ｃ 移動体、１５ 吸着機構、１５Ｃ 吸着機構、１５ａ プロペラ、１５ｅ 磁石、１６ 移動機構、１６ａ 駆動輪、１７ 表面情報取得部、１７ａ イメージセンサ、１８ ケーブル、２０ 表面処理機構、２１ 第１電極（電極）、２２ 第２電極（電極）、２６ チャンバ、２７ 開口縁部、３０ チューブ束、３１ 第１チューブ、３２ 第２チューブ、３３ 第３チューブ、３４ 第４チューブ、４０ 腐食、４１ 酸化被膜、４３ 内側めっき層（めっき層）、４４ 外側めっき層（めっき層）、５１ 表面情報処理装置（画像処理装置）、５３ 溶液管理装置、５５ コントローラ、５７ 装置制御室、６０ 研削機構、６１ 研削材、６３ 押し付け機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】