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技術 原子炉におけるジェットポンプ昇水管ブレースの原子炉容器パッドへの取付け部を補修するための方法及び装置

出願人 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
発明者 グラント・クラーク・ジャンセン
出願日 2006年3月24日 (14年8ヶ月経過) 出願番号 2006-082221
公開日 2006年10月12日 (14年1ヶ月経過) 公開番号 2006-276015
状態 特許登録済
技術分野 原子炉の冷却 燃料及び物質の取扱い並びに実験設備 ジェットポンプ等のその他のポンプ
主要キーワード 間隔ギャップ 誘起振動 雄ヒンジ 水平支持面 雌ヒンジ ヒンジ形状 内側クランプ 球面支
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図面 (17)

課題

昇水管ブレース組立体(40)を原子炉圧力容器壁(30)に取付け溶接部構造的に置き換わるように設計されたクランプ装置(50)と、昇水管ブレース組立体の補修方法とを提供する。

解決手段

昇水管ブレース組立体は、原子炉圧力容器(20)内でジェットポンプ(34)を支持するように設計される。昇水管ブレース組立体は、壁上の原子炉圧力容器パッド(130)に結合された上部(41a、41b)と下部(42a、42b)昇水管ブレースリーフを含む。クランプ装置は、中央延長部分(62)を備えた第1のクランプ構成部品(60)とスロット部分(72)を備えた第2のクランプ構成部品(70)とを含む。中央延長部分及びスロット部分は係合して、昇水管ブレース組立体の上部及び下部昇水管ブレースリーフ間で第1及び第2のクランプ構成部品間の位置合せを行う。

概要

背景

沸騰水型原子炉BWR)の原子炉圧力容器(RPV)は一般的に、ほぼ円筒形状を有し、その両端部において、例えば下部ヘッド着脱可能な上部ヘッドとによって閉鎖される。トップガイドは一般的に、RPV内部でコアプレートの上方に間隔を置いて配置される。コアシュラウド又はシュラウドは一般的に、コアを囲みシュラウド支持構造体によって支持される。具体的には、シュラウドは、ほぼ円筒形状を有し、コアプレート及び上部ガイドの両方を囲む。円筒形状原子炉圧力容器と円筒形状シュラウドとの間には、スペースすなわち環状空間(アニュラス)が配置される。

図1は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器(RPV)20の一部を切り取った状態の概略部分断面図である。RPV20は、ほぼ円筒形状を有し、その一端部において下部ヘッドによって閉鎖されまたその他端部において着脱可能な上部ヘッド(図示せず)によって閉鎖される。トップガイド(図示せず)は、RPV20内部でコアプレート22の上方に設置される。シュラウド24は、コアプレート22を囲み、シュラウド支持構造体26によって支持される。RPV20のシュラウド24と側壁30との間には降水管アニュラス28が形成される。

小環ノズル32は、RPV20の側壁30を貫通して延び、ジェットポンプ組立体34(以下「ジェットポンプ34」とする)に結合される。ジェットポンプ34は、ノズル32を貫通して延びる熱スリーブ36と、下部エルボ(図1にはその一部しか見えない)と、昇水管38とを含むことができる。熱スリーブ36は、その第1の端部(図示せず)において下部エルボの第2の端部に取付けられる。熱スリーブ36の第1の端部は、下部エルボの第2の端部に溶接される。下部エルボの第1の端部は同様に、昇水管38の一端部に固定すなわち溶接される。昇水管38は、シュラウド24と側壁30との間でかつそれらとほぼ平行に延びる。

ジェットポンプ昇水管ブレース組立体40(以下、「昇水管ブレース組立体40」とする)は、RPV20内部で昇水管38を安定支持する。昇水管ブレース組立体40は、304形ステンレス鋼製作することができ、該組立体は、一定の使用期間後に、溶接接合部に割れを生じることがある。昇水管ブレース組立体40は、シュラウド24と側壁30との間に固定結合されて、図1に示すように主として昇水管38を介してジェットポンプ34に横方向の支持を与える。さらに、昇水管ブレース組立体40は、原子炉始動及び昇温により生じる熱膨張差及び原子炉水再循環システム(図示せず)において必然的に生じる流れ誘起振動を吸収するように設計される。

図2は、図1の昇水管ブレース組立体40をさらに詳細に示す。図2では、分かり易くするために昇水管38は取り除かれている。昇水管ブレース組立体40は主として、昇水管38を介してジェットポンプ34に横方向の支持を与え、昇水管38に溶接された昇水管ブレースヨーク49を含む。昇水管ブレースヨーク49は一般的に、厚さが約3〜4インチであるプレートとすることができる。昇水管ブレースヨーク49は、2対の昇水管ブレースリーフ、すなわち昇水管上部ブレースリーフ(符号41a、41bとして示す)及び昇水管下部ブレースリーフ(符号42a、42bとして示す)に対して溶接によって結合される。リーフ41a/b及び42a/bは、原子炉容器昇水管ブレースパッド130(以下、「原子炉容器パッド130」とする)に溶接され、該パッドは次ぎにRPVの側壁30に取付けられる。実施例では、原子炉容器パッド130は、RPV側壁30の表面上の溶接肉盛として具現化することができる。

従って、昇水管ブレース組立体40は、4つの昇水管ブレースリーフ41a、42a、41b及び42bを含み、これらリーフは、昇水管ブレースリーフ取付け溶接部143〜146として示すように一端部において、RPV側壁30上に設けた原子炉容器パッド130に溶接される。溶接部143〜146は通常、例えば「RB−1」溶接部と呼ばれることがある。昇水管ブレース組立体40とパッド130とを接合する溶接部143〜146の構造的健全性が低下した状態になった場合には、問題の溶接部143〜146を強化するか又は置き換える手段が望まれる。

例えば、振動疲労による溶接破損及び/又は粒間応力腐食割れ(IGSCC)による溶接部割れにより、溶接部143〜146の1つが破損することになる。この溶接領域近くでの昇水管ブレース組立体40の分離は、BWRの安全性に悪影響を与えるおそれがある。万一昇水管ブレース組立体40がRPV(例えば、RPV側壁30の位置で)から破断した場合、昇水管38は不安定な状態になり、ジェットポンプ34が悪影響を受けることになる可能性がある。たった1つのジェットポンプ34が損傷した場合でも、かなりの量の配管取り替えるか又は補修しなければならない。

最近、国内のBWRでは、昇水管ブレースクランプが製作されかつ据付けられている。これらのクランプは、選択した少数のBWRの昇水管ブレース組立体において昇水管ブレースと隣接する「ブロック」構造体との間で構造的支持を与えるように設計されている。このような例示的なクランプ装置が、本発明者に対する、「原子炉における昇水管ブレースを補修するための方法及び装置」の名称の米国特許第6,857,814号に記載されており、この特許の関連部分は、参考文献としてその全体を本明細書に組み入れている。
米国特許第6,857,814号

概要

昇水管ブレース組立体(40)を原子炉圧力容器壁(30)に取付ける溶接部に構造的に置き換わるように設計されたクランプ装置(50)と、昇水管ブレース組立体の補修方法とを提供する。昇水管ブレース組立体は、原子炉圧力容器(20)内でジェットポンプ(34)を支持するように設計される。昇水管ブレース組立体は、壁上の原子炉圧力容器パッド(130)に結合された上部(41a、41b)と下部(42a、42b)昇水管ブレースリーフを含む。クランプ装置は、中央延長部分(62)を備えた第1のクランプ構成部品(60)とスロット部分(72)を備えた第2のクランプ構成部品(70)とを含む。中央延長部分及びスロット部分は係合して、昇水管ブレース組立体の上部及び下部昇水管ブレースリーフ間で第1及び第2のクランプ構成部品間の位置合せを行う。

目的

従って、中央延長部分及びスロット部分62及び72の係合は、第1及び第2のクランプ構成部品の動きのためのヒンジ点を形成するように該第1及び第2のクランプ構成部品間である角度の連接運動を提供する

効果

実績

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請求項1

原子炉の壁(30)上の原子炉圧力容器パッド(130)に結合された上部(41a、42a)及び下部(41b、42b)昇水管ブレースリーフを有する該原子炉内昇水管ブレース組立体(40)を補修するためのクランプ装置(50)であって、中央延長部分(62)を備えた第1のクランプ構成部品(60)と、スロット部分(72)を備えた第2のクランプ構成部品(70)と、を含み、前記中央延長部分及びスロット部分が係合して、前記昇水管ブレース組立体の上部及び下部昇水管ブレースリーフ間で前記第1及び第2のクランプ構成部品間の位置合せを行うことを特徴とするクランプ装置(50)。

請求項2

前記中央延長部分及びスロット部分の係合が、前記第1及び第2のクランプ構成部品の動きのためのヒンジ点を形成するように該第1及び第2のクランプ構成部品間のある角度の連接運動を可能にすることを特徴とする請求項1記載のクランプ装置。

請求項3

前記第1及び第2のクランプ構成部品が、前記上部及び下部昇水管ブレースリーフの1つのみに固定取付けされることを特徴とする請求項1記載のクランプ装置。

請求項4

前記上部昇水管ブレースリーフの上面上に当接するように前記第1及び第2のクランプ構成部品に結合された第1のプレート(80)と、前記第1及び第2のクランプ構成部品の下側面上に当接するように該第1及び第2のクランプ構成部品に結合された第2のプレート(90)と、をさらに含むことを特徴とする請求項1記載のクランプ装置。

請求項5

前記原子炉容器パッド(130)が、その外側端縁上に設けられて該原子炉容器パッドと前記第1及び第2のクランプ構成部品の少なくとも1つとの間の接合面を形成する1つ又はそれ以上の凹設チャンネル(150)を含むことを特徴とする請求項1記載のクランプ装置。

請求項6

前記第1及び第2のクランプ構成部品を前記上部及び下部昇水管ブレースリーフに固定結合するための1つ又はそれ以上のブレースボルトをさらに含み、前記上部及び下部昇水管ブレースリーフの1つが、該昇水管ブレースリーフ内に機械加工されてその中に前記ブレースボルトを受けるようになった一対の対向する陥凹部(170)を含むことを特徴とする請求項4記載のクランプ装置。

請求項7

前記原子炉容器パッドが、ほぼ方形又は矩形であり、かつそのコーナ部において該原子炉容器パッド内に機械加工された複数の水平支持面(160)を含み、前記第1のプレートが、前記原子炉容器パッドの上部水平支持面と同一の平面内に水平に位置するように据付けられ、かつ前記上部昇水管ブレースリーフの上面上に当接し、前記第1のプレートが前記上部昇水管ブレースリーフと能動的接触を維持するように、該第1のプレートと前記ブレースボルトの上面との間に複数の等間隔ギャップ(180)が設けられ、前記第2のプレートが、前記原子炉容器パッドの下部水平支持面と同一の平面内に水平に位置するように据付けられ、かつ前記第1及び第2のクランプ構成部品の下側面と能動的接触を維持するように該下側面上に当接し、前記第2のプレートが、前記上部及び下部昇水管ブレースリーフの1つと接触していないことを特徴とする請求項6記載のクランプ装置。

請求項8

前記第1及び第2のクランプ構成部品並びに第1及び第2のプレートが、締付け力を与えるようになった機械式ファスナで前記昇水管ブレース組立体に固定取付けされ、前記機械式ファスナが、1つ又はそれ以上のクランプボルト(73)と、その上にキー形状部(77)を有するクランプボルトキーパ(74)と、その上にキー形状部(67)を有するクランプボルトナット(63)とを含み、前記第1及び第2のクランプ構成部品の各々が、その中にキー溝を有するボア(64)、(74)と、所定のクランプボルト形状部のキー形状部(67)、(77)の1つを受ける対応するボア内の所定のキー溝と、前記ボア内に配置されるクランプボルトナットとを含み、前記キー形状部が、前記第1及び第2のクランプ構成部品の1つ又はその両方との間でのクランプボルトキーパ及びクランプボルトナットの相対的回転を阻止し、各クランプボルト及びクランプボルトキーパが、その上に歯を含み、所定のクランプボルトキーパの歯が、所定の対応するクランプボルトの歯と係合して該クランプボルトにおける機械予荷重の低下を防止するようにすることを特徴とする請求項4記載のクランプ装置。

請求項9

原子炉の壁(30)上の原子炉容器パッド(130)と原子炉内でジェットポンプ(34)を支持する、上部(41a、42a)及び下部(41b、42b)昇水管ブレースリーフを有する昇水管ブレース組立体(40)との接合面にクランプ装置(50)を据付ける方法であって、第1のクランプクランプ構成部品(60)の中央延長部分(62)を第2のクランプ構成部品(70)のスロット部分(72)内に係合させて前記上部及び下部昇水管ブレースリーフ間で該第1及び第2のクランプ構成部品間の位置合せを行う段階と、前記第1及び第2のクランプ構成部品を前記原子炉容器パッド並びに前記上部及び下部昇水管ブレースリーフの1つに固定するように締付け力を加える段階と、前記上部昇水管ブレースリーフの上面上に当接するように第1のプレート(80)を前記第1及び第2のクランプ構成部品に取付ける段階と、前記第1及び第2のクランプ構成部品の下側面上に当接するように第2のプレート(90)を該第1及び第2のクランプ構成部品に取付ける段階とを含むことを特徴とする方法。

請求項10

原子炉内で昇水管ブレース組立体(40)の上部(41a)及び下部(42a)昇水管ブレースリーフの1つを原子炉容器パッド(130)に取付けるために使用している欠陥溶接部(143〜146)と構造的に置き換わるクランプ装置(50)であって、中央延長部分を備えた第1のクランプ構成部品(60)と、スロット部分(72)を備えた第2のクランプ構成部品(70)と、を含み、前記中央延長部分が前記スロット部分内に係合し、前記第1及び第2のクランプ構成部品が前記上部及び下部昇水管ブレースリーフの1つのみに取付けられた状態で固定されて欠陥溶接部に置き換わる、ことを特徴とするクランプ装置(50)。

技術分野

0001

本発明は、総括的には沸騰水型原子炉ジェットポンプに横方向の支持を与える昇水管ブレース組立体補修するための方法及び装置に関する。

背景技術

0002

沸騰水型原子炉(BWR)の原子炉圧力容器(RPV)は一般的に、ほぼ円筒形状を有し、その両端部において、例えば下部ヘッド着脱可能な上部ヘッドとによって閉鎖される。トップガイドは一般的に、RPV内部でコアプレートの上方に間隔を置いて配置される。コアシュラウド又はシュラウドは一般的に、コアを囲みシュラウド支持構造体によって支持される。具体的には、シュラウドは、ほぼ円筒形状を有し、コアプレート及び上部ガイドの両方を囲む。円筒形状原子炉圧力容器と円筒形状シュラウドとの間には、スペースすなわち環状空間(アニュラス)が配置される。

0003

図1は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器(RPV)20の一部を切り取った状態の概略部分断面図である。RPV20は、ほぼ円筒形状を有し、その一端部において下部ヘッドによって閉鎖されまたその他端部において着脱可能な上部ヘッド(図示せず)によって閉鎖される。トップガイド(図示せず)は、RPV20内部でコアプレート22の上方に設置される。シュラウド24は、コアプレート22を囲み、シュラウド支持構造体26によって支持される。RPV20のシュラウド24と側壁30との間には降水管アニュラス28が形成される。

0004

小環ノズル32は、RPV20の側壁30を貫通して延び、ジェットポンプ組立体34(以下「ジェットポンプ34」とする)に結合される。ジェットポンプ34は、ノズル32を貫通して延びる熱スリーブ36と、下部エルボ図1にはその一部しか見えない)と、昇水管38とを含むことができる。熱スリーブ36は、その第1の端部(図示せず)において下部エルボの第2の端部に取付けられる。熱スリーブ36の第1の端部は、下部エルボの第2の端部に溶接される。下部エルボの第1の端部は同様に、昇水管38の一端部に固定すなわち溶接される。昇水管38は、シュラウド24と側壁30との間でかつそれらとほぼ平行に延びる。

0005

ジェットポンプ昇水管ブレース組立体40(以下、「昇水管ブレース組立体40」とする)は、RPV20内部で昇水管38を安定支持する。昇水管ブレース組立体40は、304形ステンレス鋼製作することができ、該組立体は、一定の使用期間後に、溶接接合部に割れを生じることがある。昇水管ブレース組立体40は、シュラウド24と側壁30との間に固定結合されて、図1に示すように主として昇水管38を介してジェットポンプ34に横方向の支持を与える。さらに、昇水管ブレース組立体40は、原子炉始動及び昇温により生じる熱膨張差及び原子炉水再循環システム(図示せず)において必然的に生じる流れ誘起振動を吸収するように設計される。

0006

図2は、図1の昇水管ブレース組立体40をさらに詳細に示す。図2では、分かり易くするために昇水管38は取り除かれている。昇水管ブレース組立体40は主として、昇水管38を介してジェットポンプ34に横方向の支持を与え、昇水管38に溶接された昇水管ブレースヨーク49を含む。昇水管ブレースヨーク49は一般的に、厚さが約3〜4インチであるプレートとすることができる。昇水管ブレースヨーク49は、2対の昇水管ブレースリーフ、すなわち昇水管上部ブレースリーフ(符号41a、41bとして示す)及び昇水管下部ブレースリーフ(符号42a、42bとして示す)に対して溶接によって結合される。リーフ41a/b及び42a/bは、原子炉容器昇水管ブレースパッド130(以下、「原子炉容器パッド130」とする)に溶接され、該パッドは次ぎにRPVの側壁30に取付けられる。実施例では、原子炉容器パッド130は、RPV側壁30の表面上の溶接肉盛として具現化することができる。

0007

従って、昇水管ブレース組立体40は、4つの昇水管ブレースリーフ41a、42a、41b及び42bを含み、これらリーフは、昇水管ブレースリーフ取付け溶接部143〜146として示すように一端部において、RPV側壁30上に設けた原子炉容器パッド130に溶接される。溶接部143〜146は通常、例えば「RB−1」溶接部と呼ばれることがある。昇水管ブレース組立体40とパッド130とを接合する溶接部143〜146の構造的健全性が低下した状態になった場合には、問題の溶接部143〜146を強化するか又は置き換える手段が望まれる。

0008

例えば、振動疲労による溶接破損及び/又は粒間応力腐食割れ(IGSCC)による溶接部割れにより、溶接部143〜146の1つが破損することになる。この溶接領域近くでの昇水管ブレース組立体40の分離は、BWRの安全性に悪影響を与えるおそれがある。万一昇水管ブレース組立体40がRPV(例えば、RPV側壁30の位置で)から破断した場合、昇水管38は不安定な状態になり、ジェットポンプ34が悪影響を受けることになる可能性がある。たった1つのジェットポンプ34が損傷した場合でも、かなりの量の配管取り替えるか又は補修しなければならない。

0009

最近、国内のBWRでは、昇水管ブレースクランプが製作されかつ据付けられている。これらのクランプは、選択した少数のBWRの昇水管ブレース組立体において昇水管ブレースと隣接する「ブロック」構造体との間で構造的支持を与えるように設計されている。このような例示的なクランプ装置が、本発明者に対する、「原子炉における昇水管ブレースを補修するための方法及び装置」の名称の米国特許第6,857,814号に記載されており、この特許の関連部分は、参考文献としてその全体を本明細書に組み入れている。
米国特許第6,857,814号

課題を解決するための手段

0010

本発明の例示的な実施形態は、原子炉内の昇水管ブレース組立体を補修するためのクランプ装置に関する。昇水管ブレース組立体は、原子炉の壁上の原子炉圧力容器パッドに結合された上部及び下部昇水管ブレースリーフを含むことができる。クランプ装置は、中央延長部分を備えた第1のクランプ構成部品スロット部分を備えた第2のクランプ部分とを含むことができる。中央延長部分及びスロット部分は係合して、昇水管ブレース組立体の上部及び下部昇水管ブレースリーフ間で第1及び第2のクランプ構成部品間の位置合せを行うことができる。

0011

本発明の別の例示的な実施形態は、原子炉の壁上の原子炉容器パッドと原子炉内でジェットポンプを支持する昇水管ブレース組立体との接合面にクランプ装置を据付ける方法に関する。昇水管ブレース組立体は、上部及び下部昇水管ブレースリーフを含むことができる。本方法では、第1のクランプ構成部品の中央延長部分は、第2のクランプ構成部品のスロット部分内に係合して上部及び下部昇水管ブレースリーフ間で該第1及び第2のクランプ構成部品間の位置合せを行うことができる。締付け力を加えて、第1及び第2のクランプ構成部品を原子炉容器パッド並びに上部及び下部昇水管ブレースリーフの1つに固定することができる。第1のプレートは、上部昇水管ブレースリーフの上面上に当接するように第1及び第2のクランプ構成部品に取付けることができ、第2のプレートは、第1及び第2のクランプ構成部品の下側面上に当接するように該第1及び第2のクランプ構成部品に取付けることができる。

0012

本発明のさらに別の例示的な実施形態は、原子炉内で昇水管ブレース組立体の上部及び下部昇水管ブレースリーフの1つを原子炉容器パッドに取付けるために使用している欠陥溶接部と構造的に置き換わるクランプ装置に関する。本クランプ装置は、中央延長部分を備えた第1のクランプ構成部品と、スロット部分を備えた第2のクランプ構成部品とを含むことができ、中央延長部分は、スロット部分内に係合することができる。第1及び第2のクランプ構成部品は、上部及び下部昇水管ブレースリーフの1つのみに取付けられた状態で固定されて欠陥溶接部に置き換わる。

発明を実施するための最良の形態

0013

本発明の例示的な実施形態は、以下で本明細書に記載した詳細な説明と、単なる例示として示し、従って本発明を限定するものではない、同様な要素は同じ参照符号によって表した添付の図面とによってより完全に理解されるようになるであろう。

0014

図3及び図4は、本発明の例示的な実施形態によるクランプ装置の斜視図である。図3は、昇水管ブレースリーフと係合するクランプ装置の側面を示す図であり、図4は、原子炉容器パッド130と接触しているクランプ装置50の側面を示す図である。

0015

図3及び図4に示すような昇水管ブレースクランプ装置50は、関連する機械式ファスナ及び固定装置を備えた4つの主要な構造的構成部品を含むことができる。クランプ装置50の主要な構成部品は、外側クランプ構成部品60(「第1のクランプ構成部品」)と、内側クランプ構成部品70(「第2のクランプ構成部品」)と、主支持プレート80(「第1のプレート」)と、補助支持プレート90(第2のプレート)とを含むことができる。昇水管ブレースクランプ装置50は、図2に示すように、4つの可能な原子炉溶接位置143〜146のいずれか1つに適用可能とすることができる。同様の原子炉容器パッド130及び関連する溶接部143〜146は、各ジェットポンプ昇水管ブレース組立体40に存在する。従って、クランプ装置50は、原子炉容器パッド130との間での最少の溶接部の接合面において対応する溶接部と構造的に置き換わるように1つの昇水管ブレースリーフのみに取付けた状態で固定れる。

0016

図5は、本発明の例示的な実施形態による、図3及び図4に示すクランプ装置の平面図であり、クランプ装置は、単一の昇水管ブレースリーフの原子炉容器昇水管ブレースパッド30への接合面における欠陥溶接部と置き換わるようにRPV20のような原子炉圧力容器内に配置される。説明の目的で、昇水管ブレースクランプ装置50は、図5のリーフ41aの上部左側溶接部144の位置に据付けた状態で示している。

0017

図6は、本発明の例示的なクランプ装置50を受けるための機械加工形状部を説明するために、昇水管ブレースリーフ41の原子炉容器昇水管ブレースパッド50への結合部を示す拡大斜視図である。RPV20に取付け、それによって機械的荷重を昇水管ブレースリーフ41aからRPV20に伝達するために、原子炉容器パッド130に対して変更を加えることができる。図6に示すようなこれらの変更は、例えば放電加工法(EDM)によって達成することができるが、当業者には明らかなように、他の公知の機械加工法を採用することもできる。

0018

例えば、原子炉容器パッド130の対向する側面内に、2つの半ダブテール形状部150を垂直方向に機械加工することができる。さらに、図6に示すように原子炉容器パッド130の4つのコーナ部の各々に、4つの水平面160を機械加工することができる。その上、昇水管ブレースリーフ41aの上面上に、2つの三日月形形状部170を形成することができる。(形状部150、160及び170は、他の昇水管ブレース組立体40の他のリーフ対41/42上にも同様に含むことができることを理解されたい。)
クランプ装置50の設置を、下部昇水管ブレースリーフ42a又は42b上に行うことにした場合、この時には三日月形形状部170は、それぞれのリーフ42a又は42bの底面内に機械加工することができる。このことは、クランプ装置50が、図5に示す基準配向から「上下逆にして」配向されることになるという事実によるものである。

0019

従って、所望のクランプ位置が、上部右側溶接位置143と関連することになった場合、クランプ組立体50は、「反対側型」クランプ組立体50と通常呼ばれるものにする必要があることになる。このことは、RPV20の内面曲率によって必然的に生じ、上部左側41a及び下部右側42b昇水管ブレースリーフ上には同一のクランプ組立体50ハードウェアが据付けられることになる。同様に、反対側型クランプ組立体50は、上部右側41b及び下部左側42a昇水管ブレースリーフ上に据付けられることになる。

0020

図7は、本発明の例示的な実施形態によるクランプ装置の分解図である。図7は、クランプ組立体50の主要な構造的構成部品、すなわち外側クランプ構成部品60、内側クランプ構成部品70、第1の支持プレート80及び第2の支持プレート90をより明確に示している。これらクランプ装置50の構成部品は、昇水管ブレース組立体の表面上に作用する応力を一様に分散させるようにすることができ、かつ締付け力を与えるようになった機械式ファスナで昇水管ブレース組立体50に取付けた状態で固定することができる。機械式ファスナ(すなわち、関連するボルトナット及びロック装置)を備えたクランプ装置50の構成部品は、図7の分解図に示している。

0021

外側クランプ構成部品60及び内側クランプ構成部品70は、原子炉容器パッド130内に機械加工した半ダブテール150の位置で原子炉容器パッド130と接合する。外側及び内側クランプ構成部品60、70は、2つの形状部、すなわちヒンジ形状部と中央伸長スロット形状部とによって互いに接合する。

0022

図9は、本発明の実施形態によるクランプ装置の外側クランプを示す拡大図であり、また図10は、クランプ装置の内側クランプを示す拡大図である。図9及び図10に明確に示すようにまた図7を参照すると、外側クランプ構成部品60の中央延長部分62は、内側クランプ構成部品70のスロット部分72内に滑動嵌合する。中央延長部分62及びスロット部分72の形状部により、外側及び内側クランプ構成部品60、70が、クランプボルト73、クランプボルトキーパ74及びクランプボルトナットに必要な正確な位置合せが得られるように互いに正確に配向されることが保証される。従って、中央延長部分及びスロット部分62及び72の係合は、第1及び第2のクランプ構成部品の動きのためのヒンジ点を形成するように該第1及び第2のクランプ構成部品間である角度の連接運動を提供する。

0023

動き(及び位置合せ)は、クランプ構成部品60及び70間のヒンジ関係によってさらに容易にすることができる。図9及び図10に示すように、内側クランプ構成部品70は、外側クランプ構成部品60の円筒形の雌ヒンジ形状部162に係合することができる円筒形の雄ヒンジ形状部172を含む。

0024

図10において最もよく示すように、内側クランプ構成部品70の座ぐり孔76は、クランプボルト73及びクランプボルトキーパ74を受ける。外側クランプ構成部品60の座ぐり孔64(図7)は同様に、クランプボルトナット63を受ける。

0025

図11A及び図11Bは、本発明の例示的な実施形態によるクランプ装置のクランプボルト及びクランプボルトキーパの拡大図である。図11Bに最もよく示すように、クランプボルトキーパ74と内側クランプ構成部品70との合せ面75は、球面とすることができ、またクランプボルトナット63と外側クランプ60(図7参照)との合せ面65もまた、ほぼ球面とすることができる。これらの球面支持面65及び76は、外側及び内側クランプ構成部品60、70間での小さな角度の連接運動を可能にするようにクランプボルト73の近傍において両端部(すなわち、ナット63及びキーパ74)に位置するようにすることができる。従って、球形面65、75の使用は、連接運動によりクランプボルト73の曲げ応力を軽減するのを可能にする。クランプボルト73によって機械予荷重が加えられるので、クランプ構成部品60、70がその形状部162、172における「ヒンジ」ポイント周りピボット動するとき、原子炉容器パッドの半ダブテール150と外側及び内側クランプ構成部品60、70との接合面に締付け力を発生させることができる。

0026

外側及び内側クランプ構成部品における座ぐり孔形状部に関連して、図7においてその全体を符号66で示す「キー溝」があり、これらのキー溝は、キー形状部67(クランプボルトナット63の)とクランプボルトキーパ74のキー形状部77を受ける。図11Bに示すように、これらの形状部67、77は、それぞれ外側クランプ構成部品60及び内側クランプ構成部品70との間でのクランプボルトナット63及びクランプボルトキーパ74の相対的回転を阻止することができる。クランプボルト73のゆるみを防止するために、クランプボルトキーパ74の「ラチェット歯」78が、クランプボルト73の「歯」と相互干渉する。

0027

さらに、内側クランプ構成部品70の上面71(図10)は、昇水管ブレースリーフ41a(又は41b)の下(下側)面との接触区域が、昇水管ブレースリーフ41a、41bの上面との間の第1の支持プレート80の接触区域と正確に向かい合うように機械加工することができる。このことは、例えば図3又は図5において見ることができる。昇水管ブレースリーフ41a、41bは一般的に、例えば原子炉水再循環システムによる流れ誘起振動を受けるので、このことは、重要である。

0028

内側及び外側クランプ構成部品60、70が、原子炉容器パッド130及び昇水管ブレースリーフ41/42に対して正確に配向され、また所望の機械的予荷重がクランプボルト73に加えられると、クランプ構成部品60、70の形状部を利用して、昇水管ブレースリーフ41a、41bの上面に三日月形形状部を「合せ機械加工」することができる。次に、所望の機械的予荷重を加えた状態で、クランプ組立体50にブレースボルト81を付加することができる。

0029

次に、現場測定値を確認し、それに従って第1の及び第2の支持プレート80、90を機械加工することができる。測定値は、原子炉容器パッド130の水平面160から昇水管ブレースリーフ41a、41bの上面及びブレースボルト81の上面まで取得することができる。次ぎ、第1の支持プレート80は、例えば図5に示すように、据付けたときに該第1の支持プレートが原子炉容器パッド130の上部水平支持面と同一の平面内に水平に位置しかつ昇水管ブレースリーフ41aの上面上に当接するように構成されることになるように機械加工される。さらに、図5に示すように、第1の支持プレート80とブレースボルト81の上面との間に、小さい等間隔ギャップ180を設けることができる。これらのギャップ180により、第1の支持プレート80が昇水管ブレースリーフ41aと能動的接触を維持することを保証することができる。同様の方式で、第2の支持プレート90は、据付けたときに該第2の支持プレートが原子炉容器パッド130の下部水平支持面と同一の平面内に水平に位置しかつ内側及び外側クランプ構成部品60、70の底面上に当接するように構成されることになるように機械加工することができる。

0030

図12Aは、例示的なクランプ装置の第1の支持プレートの拡大図であり、また図12Bは、第2の支持プレートの拡大図である。図12A及び図12Bに示すように、第1の及び第2の支持プレート80、90の両方には、スロット孔82、92とほぼ矩形の空洞83、93とを設けることができる。これらの形状部82、83、92、93は、それぞれの第1の及び第2の支持プレート80、90に対して支持プレートボルト84、94、支持プレートボルトキーパ85、95及び支持プレートインサート86、96(図7参照)が動くのを可能にすることができる。

0031

原子炉容器パッド130内に機械加工した半ダブテール150は、関連する機械加工公差を有する。その結果、クランプボルト73は機械的に予荷重が加えられるので、内側及び外側クランプ構成部品60、70は、その「ヒンジ」ポイントの周りで僅かに回転することができる。従って、内側及び外側クランプ60、70の動きに合わせて支持プレートボルト84、94が動くのを可能にするような機構が構成される。

0032

図13は、例示的なクランプ装置の支持プレートボルトキーパの拡大図であり、図14は、例示的なクランプ装置の支持プレートインサートの拡大図である。図13は、例示的な支持プレートボルトキーパ85を示しており、支持プレートボルトキーパ95は、それと同一構造のものとすることができることが分かる。同様に、図14は、例示的な支持プレートインサート86を示し、支持プレートインサート96は、それと同一構造のものとすることができることが分かる。場合に応じて、図7を参照されたい。

0033

図13及び図14を参照すると、支持プレートインサート86、96の各々は、支持プレートキーパ85、95及び支持プレートボルト84、94を受ける座ぐり孔186及びキー溝188を含む。支持プレートキーパ85、95のラチェット歯88、98は、支持プレートボルト84、94の歯と係合して支持プレートボルト84、94における機械的予荷重の低下を防止する。

0034

図8は、原子炉容器昇水管ブレースパッドと昇水管ブレースリーフとの間の所定位置におけるクランプ装置の拡大断面上面図である。短い支持プレートボルト84、支持プレートキーパ85、支持プレートインサート86及び第1の支持プレート80の配向は、図8でより明確に示すことができる。

0035

例示的なクランプ組立体50は、所定の昇水管ブレースリーフ41a−b/42a−bとそれに関連する原子炉容器パッド130とを結合する「RB−1」溶接部のいずれかと構造的に置き換えることができる。従来型の昇水管ブレースクランプとは異なり、クランプ組立体50は、隣接する昇水管ブレースリーフ溶接部143〜146に構造的支持を与えないが、所定の溶接部143〜146に構造的に置き換わるように設計される。クランプ組立体50は、取付け溶接部143〜146と構造的に置き換わるように設計されているので、クランプ組立体50を据付けた後に目視検査のために既存の溶接部143〜146にアクセスできることを必要としない。しかしながら、クランプ組立体50は、隣接する昇水管ブレースリーフ溶接部143〜146を覆い隠すことになるので、クランプ組立体50は、劣化した及び隣接した昇水管ブレースリーフ溶接部143〜146の両方をその後検査するのに取り外せるように設計される。

0036

従って、据付けたクランプ装置50は、上部昇水管ブレースリーフ41及び/又は下部昇水管ブレースリーフ42を原子炉容器パッド130に取付ける溶接部に構造的に置き換わるものである。昇水管ブレース組立体40は、原子炉の始動及び昇温により生じる熱膨張差を吸収しかつ原子炉水再循環システム(図示せず)において原子炉再循環ポンプによって必然的に生じる流れ誘起振動を吸収するように設計される。

0037

以上のように、本発明の例示的な実施形態を説明してきたが、本発明の実施形態が、多くの方法で変更することができることは明らかであろう。そのような変更は、本発明の例示的な実施形態の技術思想及び技術的範囲からの逸脱と見なすべきではなく、当業者には明らかであるような全てのそのような改良は、特許請求の範囲の技術的範囲内に含まれることを意図している。

図面の簡単な説明

0038

沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の一部を切り取った状態の概略部分断面図。
沸騰水型原子炉の例示的な昇水管ブレース組立体を示す図。
本発明の例示的な実施形態によるクランプ装置の斜視図。
本発明の例示的な実施形態によるクランプ装置の別の斜視図。
本発明の例示的な実施形態による、昇水管ブレースリーフの原子炉容器昇水管ブレースパッドへの接合面における溶接位置と係合するように原子炉圧力容器(RPV)内に配置した、図3及び図4に示すクランプ装置の斜視図。
本発明の例示的なクランプ装置を受けるための機械加工形状部を説明するために、昇水管ブレースリーフの原子炉容器昇水管ブレースパッドへの結合部を示す拡大斜視図。
本発明の例示的な実施形態によるクランプ装置の分解図。
原子炉容器昇水管ブレースパッドと昇水管ブレースリーフとの間の所定位置におけるクランプ装置の拡大断面上面図。
本発明の例示的な実施形態によるクランプ装置の外側クランプを示す拡大図。
本発明の例示的な実施形態によるクランプ装置の内側クランプを示す拡大図。
本発明の例示的な実施形態によるクランプ装置のクランプボルトの拡大図。
本発明の例示的な実施形態によるクランプ装置のクランプボルトキーパの拡大図。
例示的なクランプ装置の第1の支持プレートの拡大図。
例示的なクランプ装置の第2の支持プレートの拡大図。
例示的なクランプ装置の支持プレートボルトキーパの拡大図。
例示的なクランプ装置の支持プレートインサートの拡大図。

符号の説明

0039

49昇水管ブレースヨーク
41a、41b 上部昇水管ブレースリーフ
42a、42b 下部昇水管ブレースリーフ
50クランプ装置
60外側クランプ構成部品
62 中央延長部分
63クランプボルトナット
64座ぐり孔
70内側クランプ構成部品
72スロット部分
73クランプボルト
74クランプボルトキーパ
80 第1の支持プレート
81 ブレースボルト
84 支持プレートボルト
85 支持プレートボルトキーパ
86 支持プレートインサート
90 第2の支持プレート
94 支持プレートボルト
95 支持プレートボルトキーパ
96 支持プレートインサート
130原子炉圧力容器パッド

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