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技術 炉心スプレイライン内の溶接エルボ継ぎ手の修理用の装置および方法

出願人 ジーイー-ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシー
発明者 グラント・クラーク・ジェンセン
出願日 2009年8月7日 (12年0ヶ月経過) 出願番号 2009-183931
公開日 2010年2月25日 (11年6ヶ月経過) 公開番号 2010-044070
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
主要キーワード エルボ継ぎ手 連結空間 拘束ボルト 停止ボルト クランプハウジング 外側ブロック 内側ブロック 角度構成
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年2月25日)のものです。
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図面 (20)

課題

炉心スプレイライエルボ溶接部位置円周壁貫通割れが起きた場合に、その分離を防止するためのクランプ機器を提供する。

解決手段

炉心スプレイライン10内で短半径エルボ17を炉心スプレイ水パイプ垂直ダウンカマーパイプ18に連結する溶接部構造的に固定するために遠隔で設置することができるクランプアセンブリ20が設置される。このクランプアセンブリ20は3つのサブアセンブリ水平パイプクランプサブアセンブリ22、エルボ拘束サブアセンブリ24およびダウンカマーパイプサブアセンブリ26から構成される。

概要

背景

ほとんどの稼動している沸騰水型原子炉に共通して、炉心スプレイ冷却水は、原子炉容器内部の炉心スプレイライン10によって原子炉炉心区域に供給される。この内部配管の一部分は、原子炉容器壁曲率半径に従うように形成される水平のセグメント12である。この水平炉スプレイライン10の近位端14は、炉心スプレイノズル貫通部のところでT−ボックス16に接続される。この水平炉心スプレイライン10の遠位端13は、短半径エルボ17に溶接される。炉心スプレイライン10の遠位端13を短半径エルボ17に接合する溶接部は、P4a溶接部と呼ばれる。垂直のダウンカマーパイプ18は、短半径エルボ17の対向する端部に溶接される。ダウンカマーパイプ18を短半径エルボ17に接合する溶接部は、P4b溶接部と呼ばれる。この配管構成および関連する接続溶接部を図1および2に示す。

作動しているBWR内のこの炉心スプレイ配管ステムは、溶接構造である。当初の炉心スプレイライン10内の溶接部は、粒界応力腐蝕割れ(IGSCC)を受け易い。万一P4溶接部またはP4b溶接部に割れが起きる場合は、冷却水を原子炉炉心に供給する炉心スプレイライン10の構造的完全性は失われることになる。事前対策は、炉心スプレイライ10内のこれらの溶接部位置円周壁貫通割れが万一起きる場合に、P4aおよびP4b溶接部のうちの1つまたは両方の分離を防止するであろうクランプ機器を設計し、製造しかつ設置することであろう。

概要

炉心スプレイライのエルボの溶接部位置で円周壁貫通割れが起きた場合に、その分離を防止するためのクランプ機器を提供する。炉心スプレイライン10内で短半径エルボ17を炉心スプレイ水平パイプと垂直ダウンカマーパイプ18に連結する溶接部を構造的に固定するために遠隔で設置することができるクランプアセンブリ20が設置される。このクランプアセンブリ20は3つのサブアセンブリ水平パイプクランプサブアセンブリ22、エルボ拘束サブアセンブリ24およびダウンカマーパイプサブアセンブリ26から構成される。

目的

この停止ボルトキーパー38の機能は、停止ボルト36の回転を防止し、その結果停止ボルトの予荷重を保持することである

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

第1と第2のパイプ(10、18)の間のエルボ(17)を接続する溶接継ぎ手修理する修理装置(20)であって、前記第1のパイプ(10)に取り付けるための第1のクランプサブアセンブリ(22)と、前記第2のパイプ(18)に取り付けるための第2のクランプサブアセンブリ(26)と、前記エルボ(17)に取り付けるためのエルボ拘束サブアセンブリ(24)とを備え、前記第1のクランプサブアセンブリ(22)が前記第1のクランプサブアセンブリ(22)の一部分(30)を貫通して固定して挿入される第1のストラット(40)を有し、前記第2のクランプサブアセンブリ(26)が前記第2のクランプサブアセンブリ(26)の一部分(30)を貫通して固定して挿入される第2のストラット(40)を有し、前記エルボ拘束サブアセンブリ(24)および前記第1および第2のクランプサブアセンブリ(22、26)が互いに対して固定して位置決めされ、それによって前記第1および第2のパイプ(10、18)が前記エルボから分離されるのを防止するように、前記エルボ拘束サブアセンブリ(24)が、前記第1のストラット(40)および前記第2のストラット(40)を互いに取り付け、かつ前記エルボ拘束サブアセンブリ(24)に取り付けるための複数の構成部品を含む装置(20)。

請求項2

前記エルボ拘束サブアセンブリ(24)が、前記エルボの内側半径合致するように湾曲した突起部(93)を含むインボードエルボ拘束器本体(94)と、前記エルボの外側半径に合致するような形状にされた複数のフィンガー(91)を含み、かつ前記インボードエルボ拘束器本体(94)の相補的形状区画(100)を摺動可能に受けるための空洞(102)を有する、アウトボードエルボ拘束器本体(92)と、前記アウトボードおよびインボードエルボ拘束器本体(92、94)を一緒に引き寄せ、それによって前記複数のフィンガー(91)および前記湾曲する突起部(93)を前記エルボ(17)の両側で互いに対面する関係で固定するように、前記インボードエルボ拘束器本体(94)の相補的な形状にされる区画(100)内にねじ込まれる少なくとも1本の拘束ボルト(96)とを備えることを特徴とする請求項1記載の装置(20)。

請求項3

前記第1のストラット(40)および前記第2のストラット(40)を互いに取り付け、かつ前記エルボ拘束器アセンブリ(24)に取り付けるための前記複数の構成部品が:前記第1および第2のストラット(40、40)を互いに接続しかつ前記エルボ拘束サブアセンブリ(24)に接続するのを容易にするように前記複数の構成部品の向きを調整するための、前記インボードエルボ拘束器本体(94)上に搭載される旋回搭載部サブアセンブリ(128)と、前記第1および第2のストラット(40、40)を貫通して挿入され、前記旋回搭載部サブアセンブリ(128)に取り付けられる連結ボルト(78)とから構成されることを特徴とする請求項2記載の装置(20)。

請求項4

前記旋回搭載部サブアセンブリ(128)が:前記インボードエルボ拘束器本体(94)に調整可能に取り付けられる旋回搭載部(122)と、前記旋回搭載部(122)に回転可能に搭載され、前記連結ボルト(78)が内部にねじ込まれるボール旋回器(124)と、前記ボール旋回器(124)を前記旋回搭載部(122)内に保持できるように、前記旋回搭載部(122)内にねじ込まれる旋回搭載部カバー(126)とから構成されることを特徴とする請求項3記載の装置(20)。

請求項5

前記連結ボルト(78)上にねじ切りされた連結ボルトナット(82)であって、その円周周りを延びる第1の複数の歯を有する連結ボルトナット(82)と、前記連結ボルトナット(82)に隣接して位置決めされ、前記連結ボルトナット(82)が回転するのを防止するように、前記第1の複数の歯と係合する第2の複数の歯を有する連結ボルトナットキーパー(80)と、前記第1および第2のストラット(40、40)の間に位置決めされるストラットスペーサ(86)とをさらに備え、前記連結ボルト(82)、前記ストラットスペーサ(86)および前記連結ボルトナットキーパー(80)が、前記第1および第2のストラット(40、40)が前記連結ボルト(78)に対して移動するのを防止し、それによって前記エルボ拘束サブアセンブリ(24)および前記第1および第2のクランプサブアセンブリ(22、26)が全て互いに対して固定して向きを合わすことができるように、前記第1および第2のストラット(40、40)上に配置される対応するキー溝(90)と係合するように位置決めされる複数のキー(88)を有することを特徴とする請求項3記載の装置(20)。

請求項6

前記第1および第2のクランプサブアセンブリ(22、26)がそれぞれ:第1の湾曲ジョー(27)を含む第1のクランプ本体(28)と、第2の湾曲ジョー(29)を含み、かつ前記第1または第2のストラット(40、40)が貫通して挿入される貫通孔(46)を含む、第2のクランプ本体(30)と、前記第1および第2のクランプ本体(28、30)を一緒に接続し、それによって前記第1および第2の湾曲ジョー(27、29)を前記第1または第2のパイプ(10、18)の両側に対面する関係で固定するように、互いに連結される少なくとも1つのクランプボルト(32)と少なくとも1つのクランプボルトキーパーナット(34)とから構成され、前記少なくとも1つのクランプボルト(32)が、前記第1および第2の湾曲ジョー(27、29)以外の前記接続された第1および第2のクランプ本体(28、30)の部分を貫通して延びることを特徴とする請求項1記載の装置(20)。

請求項7

前記第1のクランプ本体(28)の前記第1の湾曲ジョー(27)内に挿入され、前記第1または第2のパイプ(10、18)内に機械加工された孔(136)内に着座する少なくとも1つの停止ボルト(36)と、前記少なくとも1つの停止ボルト(36)に対応し、前記第1のクランプ本体(28)の前記第1の湾曲ジョー(27)上に配置される少なくとも1つの停止ボルトキーパー(38)と、前記少なくとも1つの停止ボルト(36)の回転を防止し、それによって予荷重を前記少なくとも1つの停止ボルト(36)上に保持できるように、前記少なくとも1つの停止ボルトキーパー(38)の第2の部分(140)と係合する、前記少なくとも1つの停止ボルト(36)の第1の部分(138)とをさらに備えることを特徴とする請求項6記載の装置(20)。

請求項8

前記第1または第2のストラット(40)の端部(58)上にねじ切りされ、かつ第1の複数の歯(60)を有するストラットナット(44)と、前記第2のクランプ本体(26)内の端繰り穴(52)内に位置決めされ、かつ前記ストラットナット(44)が回転するのを防止するように前記第1の複数の歯(60)と係合する第2の複数の歯(62)を有するストラットナットキーパー(42)と、前記ストラットナットキーパー(42)が回転するのを防止するように、前記ストラットナットキーパー(42)上のキー(56)と連結するためのキー溝(54)を含む端繰り穴(52)とをさらに備えることを特徴とする請求項6記載の装置(20)。

請求項9

前記第1および第2の湾曲ジョー(27、29)が、前記第1または第2の湾曲ジョー(27、29)があてがわれる前記第1または第2のパイプ(10、18)の公称曲率半径よりわずかにより小さな、前記第1または第2のパイプ(10、18)と係合するための所定の曲率半径を有することを特徴とする請求項6記載の装置(20)。

請求項10

前記第1または第2のパイプ(10、18)の公称曲率半径に対する前記第1または第2の湾曲ジョー(27、29)の所定の曲率半径が、前記第1または第2のパイプ(10、18)と前記第1または第2の湾曲ジョー(27、29)の間で複数の隙間(37)を形成し、それによって前記クランプ機器(22、26)が前記第1または第2のパイプ(10、18)と確実に安定した方式で係合できるように、前記第1または第2の湾曲ジョー(27、29)の各々を前記第1または第2のパイプ(10、18)と複数の接触点(39)で接触するようにさせることを特徴とする請求項9記載の装置。

技術分野

0001

本発明は、稼動している沸騰水型原子炉BWR)内の炉心スプレイ配管ステムに関し、より詳しくは炉心スプレイライン内の溶接エルボ継ぎ手修理するための修理機器に関する。

背景技術

0002

ほとんどの稼動している沸騰水型原子炉に共通して、炉心スプレイ冷却水は、原子炉容器内部の炉心スプレイライン10によって原子炉炉心区域に供給される。この内部配管の一部分は、原子炉容器壁曲率半径に従うように形成される水平のセグメント12である。この水平炉スプレイライン10の近位端14は、炉心スプレイノズル貫通部のところでT−ボックス16に接続される。この水平炉心スプレイライン10の遠位端13は、短半径エルボ17に溶接される。炉心スプレイライン10の遠位端13を短半径エルボ17に接合する溶接部は、P4a溶接部と呼ばれる。垂直のダウンカマーパイプ18は、短半径エルボ17の対向する端部に溶接される。ダウンカマーパイプ18を短半径エルボ17に接合する溶接部は、P4b溶接部と呼ばれる。この配管構成および関連する接続溶接部を図1および2に示す。

0003

作動しているBWR内のこの炉心スプレイ配管システムは、溶接構造である。当初の炉心スプレイライン10内の溶接部は、粒界応力腐蝕割れ(IGSCC)を受け易い。万一P4溶接部またはP4b溶接部に割れが起きる場合は、冷却水を原子炉炉心に供給する炉心スプレイライン10の構造的完全性は失われることになる。事前対策は、炉心スプレイライ10内のこれらの溶接部位置円周壁貫通割れが万一起きる場合に、P4aおよびP4b溶接部のうちの1つまたは両方の分離を防止するであろうクランプ機器を設計し、製造しかつ設置することであろう。

課題を解決するための手段

0004

本発明の例示的な一実施形態では、第1と第2のパイプの間でエルボを接続する溶接継ぎ手を修理するための装置は、第1のパイプの周りに取り付けるための第1のクランプサブアセンブリと、第2のパイプに取り付けるための第2のクランプサブアセンブリと、エルボに取り付けるためのエルボ拘束サブアセンブリとを備え、第1のクランプサブアセンブリは第1のクランプサブアセンブリの一部分を貫通して挿入される第1のストラットを有し、第2のクランプサブアセンブリは第2のクランプサブアセンブリの一部分を貫通して挿入される第2のストラットを有し、エルボ拘束サブアセンブリは、エルボ拘束サブアセンブリと第1および第2のクランプサブアセンブリが互いに対して固定して位置決めされ、それによって第1および第2のパイプがエルボから切り離されるのを防止するように、第1のストラットおよび第2のストラットを互いに取り付けかつエルボ拘束サブアセンブリに取り付けるための複数の構成部品を含む。

0005

本発明の別の例示的な実施形態では、原子炉容器炉心スプレイラインパイプとダウンカマーパイプの間でエルボを接続する溶接継ぎ手を修理するための装置は、スプレイラインパイプに取り付けるための、スプレイラインパイプクランプサブアセンブリの一部分を貫通して挿入される第1のストラットを有するスプレイラインパイプクランプサブアセンブリと、ダウンカマーパイプに取り付けるための、ダウンカマークランプサブアセンブリの一部分を貫通して挿入される第2のストラットを有するダウンカマーパイプクランプサブアセンブリと、エルボに取り付けるための、第1のストラットおよび第2のストラットを互いに取り付けかつエルボ拘束サブアセンブリに取り付けるための複数の構成部品を含むエルボ拘束サブアセンブリとを備え、この複数の構成部品は、エルボ拘束サブアセンブリ、スプレイラインパイプクランプサブアセンブリおよびダウンカマーパイプクランプサブアセンブリが互いに対して固定して位置決めされ、それによってスプレイラインパイプおよびダウンカマーパイプがエルボから分離されるのを防止するように、第1および第2のストラットを互いに対して接続しかつエルボ拘束サブアセンブリに接続するのを容易にするためにこの複数の取り付け構成部品の向きを調整するための旋回搭載サブアセンブリを含む。

0006

本発明のさらに別の例示的な実施形態では、第1と第2のパイプの間でエルボを接続する溶接継ぎ手を修理するための装置は、第1および第2のパイプにそれぞれ取り付けるための第1および第2のクランプサブアセンブリを備え、この第1および第2のクランプサブアセンブリの各々は、第1および第2のクランプ本体と、第1および第2のクランプ本体を貫通して延びる少なくとも1本のクランプボルトと、第1および第2のクランプ本体を第1または第2のパイプの両側に対面する関係で一緒に連結するための、少なくとも1本のクランプボルト上にねじ切りされた少なくとも1つのクランプボルトキーパーナットと、第1のクランプ本体内に挿入され、かつ第1または第2のパイプ内に機械加工される孔内に着座する少なくとも1本の停止ボルトと、第1のクランプ本体上に配置され、かつ少なくとも1つの停止ボルトの回転を防止しそれによって少なくとも1つの停止ボルト上の予荷重を保持するように少なくとも1つの停止ボルトと係合する、少なくとも1つの停止ボルトキーパーと、エルボに取り付けるための、エルボの内側半径と係合するように湾曲する突起部を含むインボードエルボ拘束器本体とエルボの外側半径と係合するような形状にされた複数のフィンガーを含むアウトボードエルボ拘束器本体とを備えるエルボ拘束サブアセンブリと、アウトボードエルボ拘束器本体を貫通して延び、アウトボードおよびインボードエルボ拘束器本体を一緒に引っ張り、それによってエルボの両側に複数のフィンガーおよび湾曲する突起部を互いに対面する関係で固定するように、インボードエルボ拘束器本体にねじ込まれる少なくとも1本の拘束ボルトと、アウトボードエルボ拘束器上に配置され、少なくとも1本の拘束ボルトの回転を防止するようなくとも1本の拘束ボルトと係合する少なくとも1つの拘束ボルトキーパーとから構成され、この第1および第2のクランプサブアセンブリは、それぞれ第1および第2のクランプサブアセンブリの部分を貫通して挿入される第1および第2のストラットを有し、エルボ拘束サブアセンブリは、旋回搭載部サブアセンブリと、エルボ拘束サブアセンブリおよび第1および第2のクランプサブアセンブリが互いに対して固定して位置決めされ、それによって第1および第2のパイプがエルボから分離するのを防止するように、第1および第2のストラットを貫通して挿入され、かつ第1のストラットおよび第2のストラットを互いに取り付けかつエルボ拘束サブアセンブリに取り付けるために旋回搭載部サブアセンブリに取り付けられる連結ボルトとをさらに備える。

図面の簡単な説明

0007

短半径エルボ近くの遠位端辺りの炉心スプレイラインの等角投影図である。
図1の、ただしT−ボックス近くの近位端辺りの炉心スプレイラインの等角投影図である。
短半径エルボ上に設置されたエルボ(P4a/P4b溶接部)クランプアセンブリの一実施形態の上面等角投影図である。
短半径エルボ上に設置されたエルボクランプアセンブリの開示された実施形態の別の等角投影図である。
短半径エルボ上に設置されたエルボクランプアセンブリの開示された実施形態の別の等角投影図である。
水平パイプクランプサブアセンブリの上面等角投影図である。
水平パイプクランプサブアセンブリの底面等角投影図である。
側クランプ本体の上面等角投影図である。
上側クランプ本体の底面等角投影図である。
下側クランプ本体の上面等角投影図である。
下側クランプ本体の底面等角投影図である。
クランプボルトの等角投影図である。
クランプボルトキーパーナットの等角投影図である。
図13のクランプボルトキーパーナットの別の等角投影図である。
停止ボルトの等角投影図である。
停止ボルトキーパーの等角投影図である。
ストラットの等角投影図である。
図17のストラットの別の等角投影図である。
ストラットナット/連結ボルトナットの等角投影図である。
図19のストラットナット/連結ボルトナットの別の等角投影図である。
ストラットナットキーパーの等角投影図である。
図21のストラットナットキーパーの別の等角投影図である。
水平パイプクランプサブアセンブリの横断面図である。
ダウンカマークランプサブアセンブリの等角投影図である。
図24のダウンカマークランプサブアセンブリの別の等角投影図である。
アウトボードクランプ本体の等角投影図である。
図26のアウトボードクランプ本体の別の等角投影図である。
インボードクランプ本体の等角投影図である。
図28のインボードクランプ本体の別の等角投影図である。
ダウンカマークランプサブアセンブリの横断面図である。
炉心スプレイラインとダウンカマーパイプの間でエルボを接続する溶接継ぎ手を修理するためのクランプアセンブリの等角投影図である。
図31の連結ボルトおよび関連する構成部品の分解図である。
ストラットスペーサの等角投影図である。
ストラットスペーサの等角投影図である。
連結ボルトの等角投影図である。
連結ボルトナットキーパーの等角投影図である。
図35の連結ボルトナットキーパーの別の等角投影図である。
エルボ拘束サブアセンブリの等角投影図である。
図37のエルボ拘束サブアセンブリの別の等角投影図である。
図37および38のエルボ拘束サブアセンブリの横断面図である。
アウトボードエルボ拘束器の等角投影図である。
図40のアウトボードエルボ拘束器の別の等角投影図である。
インボードエルボ拘束器の等角投影図である。
図42のインボードエルボ拘束器の別の等角投影図である。
エルボ拘束ボルトの等角投影図である。
エルボ拘束ボルトキーパーの等角投影図である。
旋回搭載部の等角投影図である。
ボール旋回部の等角投影図である。
旋回搭載部カバーの等角投影図である。
旋回搭載部カバーの等角投影図である。
旋回搭載部ボルトの等角投影図である。
旋回搭載部スペーサの等角投影図である。

実施例

0008

本発明は、炉心スプレイライン内で短半径エルボを炉心スプレイ水平パイプおよび垂直のダウンカマーパイプに接合する、P4aおよびP4b溶接部を構造的に交換するために遠隔で設置することができるクランプアセンブリ20を対象とする。このクランプアセンブリは、異なるサイズの炉心スプレイラインを有する沸騰水型原子炉プラントに適用可能である。P4aおよびP4b溶接部を構造的に交換する、クランプアセンブリ20の一実施形態を、炉心スプレイラインおよびダウンカマーパイプに設置された状態で図3〜5に示す。このエルボクランプアセンブリ20のデザインを備えるクランプサブアセンブリも図3〜5に等角投影図で示す。これらのサブアセンブリは、水平パイプクランプサブアセンブリ22、エルボ拘束サブアセンブリ24およびダウンカマーパイプサブアセンブリ26を含む。

0009

水平パイプクランプサブアセンブリ22の別の等角投影図を、図6および7に図示する。この水平パイプクランプサブアセンブリ22は、上側クランプ本体28、下側クランプ本体30、2本のクランプボルト32、2つのクランプボルトキーパーナット34、停止ボルト36、停止ボルトキーパー38、水平ストラット40、ストラットナットキーパー42およびストラットナット44から構成される。これらの構成部品を、図8から22に示す。上側クランプ本体28(図8および9)および下側クランプ本体30(図10および11)は、互いに対面する関係で炉心スプレイライン10の両側にクランプ本体28および30を一緒に連結するために使用されるクランプボルト32を受けるための、上側ブロック21および下側ブロック23をそれぞれ含む。

0010

クランプ本体28および30のブロック21および23は、ブロック21および23を貫通するクランプボルト32の挿入のための貫通孔33を含む。クランプ本体28および30は、本体28および30のブロック21および23内の孔33を貫通して挿入され、かつボルト32の上にねじ切りされるクランプボルトキーパーナット34によって所定の位置に保持される、好ましくは2本のクランプボルト32によって加えられる機械的な引っ張り力によって炉心スプレイライン10の所定の位置にクランプされる。

0011

上側および下側クランプ本体28および30はそれぞれ、炉心スプレイライン10の湾曲した輪郭に従うように機械加工される。それぞれ、図8〜9および10〜11に示す上側湾曲ジョー27および下側湾曲ジョー29は、上側ブロック21および下側ブロック23から片持ち梁で、またはその他の方法で突き出している。上側および下側湾曲ジョー27および29は、炉心スプレイライン10と係合するための指定の曲率半径を有する。炉心スプレイラインの外側直径は指定の製造公差内で変動する可能性があるので、上側および下側クランプ本体28および30の上側および下側湾曲ジョー27および29内に機械加工される曲率半径は、ライン10の公称曲率半径よりわずかに小さい。これによって、図23の横断面図に示すように、クランプ本体は炉心スプレイラインと確実に連結する。図23に示すように、上側および下側クランプ本体28および30の上側および下側湾曲ジョー27および29は、ライン10と上側および下側湾曲ジョー27および29との間でライン10上の場所で2つの意図的な隙間(engineered gap)37を形成できるように、4つの接触点39のところで炉心スプレイライン10と接触する。この配置は、上側クランプ本体28および/または下側クランプ本体30が、それらが上に設置される炉心スプレイライン10の外部上で揺れるのを防止し、それによってクランプサブアセンブリ22が炉心スプレイライン10と安定した方式で係合するのを確実にする。

0012

上側および下側クランプ本体28および30の両方とも、クランプボルトキーパーナットおよびクランプボルトの球状着座表面42とそれぞれ対合する球状着座表面41を特徴とする。これによって、クランプボルト32上に曲げ応力が全く加えられなくなることが確実になる。上側クランプ本体28は、上側クランプ本体28内の機械加工されたくぼみ44内に拘束されて保持される停止ボルトキーパー38を格納する。この停止ボルトキーパー38は、キーパー38および上側クランプ本体28によって共有される連結機構によって3つの別個の場所で拘束されて維持される。この停止ボルトキーパー38は、停止ボルト36の回転を防止し、その結果停止ボルトの予荷重を保持するように機能する。

0013

停止ボルト36の一実施形態を図15に示す。図15に示す停止ボルト36は、6角形状のヘッド41と、大きくされた直径を有する中間円形部分43と、中間円形部分43の円周周りを延びる複数のラチェット歯138とを含むのが好ましい。停止ボルト36の各々の6角形状のヘッド41内に機械加工される「V字形」形状の溝45は、クランプアセンブリ20の設置中そのようなボルトの原子炉内への遠隔供給のために停止ボルト36の保持を容易にするように設計される1つの工具機構である。円錐形状の端部139を有するねじ切りされたシャフト49が中間円形部分43の下側表面47から延びる。ねじ切りされたシャフト49は、クランプハウジング28および74内への停止ボルト36の挿入を容易にする。

0014

ストラット40を受ける貫通孔46は、下側クランプ本体30のデザインに組み込まれる。下側クランプ本体30の一端部のところのより小さな端繰り穴48が、ストラット40の近位端部または「ヘッド」端部50を受ける。下側クランプ本体30の対向する端部のところに、付随する長方形形状のくぼみ54または「キー溝」機構を有するより大きな端繰り穴52が設けられる。ストラットナットキーパー42が下側クランプ本体30と連結するのは、このより大きな端繰り穴52内である。ストラットナットキーパー42の「キー」56は、下側クランプ本体30内の長方形の「キー溝」54と対合し、ストラットナットキーパー42の下側クランプ本体30に対する回転動作を妨げる。ストラット40の遠位端58上にねじ切りされたストラットナット44は、ストラットナットキーパー42内に受けられ、その結果ストラットナットキーパー42を押し付ける。その上、ストラットナットの歯60が、ストラットナットキーパー42の対合する歯62と連結し、それによってストラット40内の機械的な予荷重を増加させる方向にのみストラットナット44の回転が可能になり、それによってストラット予荷重の緩みおよび結果としての喪失を防止することが可能になる。

0015

クランプボルト32を図12に示す。クランプボルト32の遠位端64はクランプボルトキーパーナット34の内側直径よりわずかにより小さい直径に機械加工され、かつクランプボルトキーパーナット34の薄壁のクリンプカラー68のクランプボルト32の溝66上へのかしめを容易にするように、溝66付きで機械加工される。クランプボルト32の近位端70は、下側クランプ本体30の球状着座表面41と連結する球状着座表面42を組み込む。

0016

クランプボルトキーパーナット34を等角投影図で図13および14に示す。注目すべき特徴は、上側クランプ本体28の球状着座表面41と連結する球状着座表面42、円筒状薄壁クリンプカラー68、および内部ねじを有する延長カラー72である。このねじ切りされた延長部72は、クランプアセンブリ20の遠隔設置を容易にする。クランプボルトキーパーナット34のこのねじ切りされた延長カラー72によって、上側および下側クランプ本体28および30は、クランプボルト32上のクランプボルトキーパーナット34を締め付けることによって最終的に互いにボルト留めされる前に、水平炉心スプレイライン10の外側直径上を通過するように十分に分離させることが可能になる。

0017

ダウンカマークランプサブアセンブリ26を図24および25に図示する。ダウンカマークランプサブアセンブリ26を構成する主要な構成部品は、アウトボードクランプ本体74およびインボードクランプ本体76である。これら2つの構成部品を図26から29に示す。ダウンカマークランプサブアセンブリ26を構成する残りの構成部品は、水平パイプクランプサブアセンブリ22に付随するものと同一である。共通の部品は、クランプボルト32、クランプボルトキーパーナット34、停止ボルト36、停止ボルトキーパー38、ストラット40、ストラットナットキーパー42、およびストラットナット44である。これらの部品は、図12から22に参照されている。アウトボードクランプ本体74(図26および27)およびインボードクランプ本体76(図28および29)は、炉心スプレイダウンカマーライン18の両側で互いに対面する方式でクランプ本体74および76を一緒に連結するのに使用されるクランプボルト32を受けるための、アウトボードブロック71およびインボードブロック73をそれぞれ含む。

0018

クランプ本体74および76のブロック71および73は、ブロック71および73を貫通するクランプボルト32の挿入用の貫通孔33を含む。ここでやはり、ダウンカマークランプサブアセンブリ26のクランプ本体74および76は、クランプ本体74および76を介して作用するクランプボルト32およびクランプボルトキーパーナット34の機械的な予荷重によって所定の位置にクランプされる。

0019

アウトボードおよびインボードクランプ本体74および76それぞれは、ダウンカマーパイプ18の湾曲する輪郭に従うように機械加工される。図26〜27および28〜29にそれぞれ示す、アウトボード湾曲ジョー77およびインボード湾曲ジョー79が、外側ブロック71および内側ブロック73から片持ち梁で、またはその他の方法で突き出している。アウトボードおよびインボード湾曲ジョー77および79は、ダウンカマーパイプ18と係合するための指定される曲率半径を有する。ダウンカマーパイプ18の外側直径は指定される製造公差内で変動する場合があるので、アウトボードおよびインボードクランプ本体74および76内に機械加工される曲率半径は、ダウンカマー18の公称曲率半径よりわずかに小さい。これによって、クランプ本体74および76がダウンカマーパイプ18に図30の横断面図に示すように確実に連結することになる。

0020

図30に示すように、アウトボードおよびインボードクランプ本体74および76のアウトボードおよびインボード湾曲ジョー77および79は、ライン18とアウトボードおよびインボード湾曲ジョー77および79の間でライン18上の場所で2つの工学的隙間37を形成できるように、4つの接触点39のところで炉心ダウンカマーパイプ18に接触する。この配置は、アウトボードクランプ本体74および/またはインボードクランプ本体76が、それらが上に設置される炉心スプレイダウンカマーパイプ18の外部上で揺れるのを防止し、それによってクランプアセンブリ26が炉心スプレイダウンカマーライン18と安定した方式で係合するのを確実にする。

0021

アウトボードおよびインボードクランプ本体74および76の両方とも、クランプボルトキーパーナット34およびクランプボルト32の球状着座表面42とそれぞれ対合する球状着座表面41を特徴とする。これによって、クランプボルト32上に曲げ応力が全く加えられなくなることが確実になる。アウトボードクランプ本体74は、アウトボードクランプ本体74内の機械加工されたくぼみ44内に拘束して保持される、停止ボルトキーパー38を格納する。この停止ボルトキーパー38は、キーパーおよびアウトボードクランプ本体74によって共有される連結機構によって3つの別個の場所で拘束されて維持される。この停止ボルトキーパー38の機能は、停止ボルト36の回転を防止し、その結果停止ボルトの予荷重を保持することである。

0022

この論議で前に述べたように、ダウンカマークランプサブアセンブリ26に付随するクランプボルト32およびクランプボルトキーパーナット34は、水平クランプサブアセンブリ22に付随するものと同一である。図12を参照すると、これらのボルト32の遠位端64は、クランプボルトキーパーナットクリンプカラー68の内側直径よりわずかにより小さな直径に機械加工される。同様に、6個の等間隔な溝66が、クランプボルトキーパーナット34の薄壁クリンプカラー68の、クランプボルト32の溝66上へのかしめを容易にするために設けられる。クランプボルトの近位端70のところの球状着座表面42は、インボードクランプ本体76の球状着座表面41と連結する。

0023

クランプボルトキーパーナット34を図13および14に等角投影図で示す。ここではやはり、クランプボルトキーパーナットの注目すべき特徴は、アウトボードクランプ本体74内の球状着座表面41と連結する球状着座表面42、円筒状薄壁クリンプカラー68、および内部ねじを有する延長カラー72である。このねじ切りされた延長部72によって、クランプアセンブリ26の遠隔設置が可能になる。クランプボルトキーパーナット34のこのねじ切りされた延長カラー72によって、アウトボードおよびインボードクランプ本体74および76は、クランプボルト32上のクランプボルトキーパーナット34を締め付けることによって最終的に互いにボルト留めされる前に、ダウンカマーパイプ18の外側直径上を通過するように十分に分離させることが可能になる。

0024

水平クランプサブアセンブリ22のストラット要素40は、ダウンカマークランプ26のストラット要素40に連結ボルト78によって連結される(図4および5)。この継ぎ手を構成するストラット40および連結ボルト78の他に、他の構成部品にはストラットスペーサ86、連結ボルトナットキーパー80、および連結ボルトナット82がある。同様に、エルボ拘束サブアセンブリに付随する他の構成部品は、連結ボルト78のねじ切りされた端部84に取り付けられ、後で論じられる。連結ボルト78およびその付随する構成部品を図31に等角投影図でかつ図32に分解図で示す。炉心スプレイラインの建設されたままの幾何学的形状の予想される変動に起因して、それぞれのストラット40の間の連結空間は、それに応じて変動する。結果として、ストラットスペーサ86の機械加工される厚さを指示する「現場(field)」測定値が得られる。このストラットスペーサ86は基本的に、他の角度が生じる場合があることに留意すべきであるが、好ましくは互いに対して90度の角度を向いた「キー」88を両側に有するワッシャーである。この角度は、水平およびダウンカマー配管の建設されたままの角度構成関数である。水平配管クランプのストラット40とダウンカマークランプサブアセンブリ22および26との間の回転移動を防止するために、連結ボルト78、ストラット40、ストラットスペーサ86、および連結ボルトナットキーパー80は全て連結「キー」88および「キー溝」90を特徴として持っている。これらの構成部品は、図17〜18、21〜22および33〜36に図示する。

0025

エルボ拘束サブアセンブリ24のクランプ要素は、アウトボードエルボ拘束器92、インボードエルボ拘束器94、エルボ拘束ボルト96、およびエルボ拘束ボルトキーパー98から構成される。これらの構成部品を図37〜39にエルボ拘束サブアセンブリの一体化された部品として示す。エルボ拘束サブアセンブリ24は、図37〜39に示すように連結ボルト78のねじ切りされた端部84に対して位置決めされかつ取り付けられる。アウトボードおよびインボードエルボ拘束器92および94は、水平およびダウンカマークランプサブアセンブリ22および26が炉心スプレイライン10およびダウンカマーパイプ18上に設置されるのと同時に、エルボ拘束サブアセンブリ24が短半径エルボ17上に設置されるように延長される。アウトボードエルボ拘束器92およびインボードエルボ拘束器94は、短半径エルボ17の輪郭に合致するように機械加工される。これらの構成部品を図40〜43に図示する。これらの図を見れば分かるように、アウトボードエルボ拘束器92は、図3〜5に示すようにエルボ17の外側半径19に合致するように角度がつけられかつ機械加工される4本のフィンガー91を含む。具体的には、フィンガー91の各々は、エルボ17の外側半径19に合致するような形状にされる湾曲する端部表面95を含む。その上、インボードエルボ拘束器94は、エルボ17の内側半径15に合致するように機械加工される湾曲するクレードルのような突起部分93を有する。したがって、図3〜5に示すように、エルボ拘束サブアセンブリ24が短半径エルボ17に対して位置決めされかつクランプされるとき、アウトボードエルボ拘束器92のこのフィンガー91はエルボ17の外側半径19と係合し、一方インボードエルボ拘束器94のクレードルのような延長部93は、アウトボードエルボ拘束器92のフィンガー91に対して対面する関係でエルボ17の内側半径15と係合する。

0026

インボードエルボ拘束器94の長方形の区画100は、アウトボードエルボ拘束器92内の長方形空洞102内で平行移動または摺動するように設計される。図44に示すこのエルボ拘束ボルト96は、アウトボードエルボ拘束器92内の端繰りされた穴106を通過し、インボードエルボ拘束器94内のねじ切りされた孔108内にねじ込まれる。そのヘッド110がアウトボードエルボ拘束器92の端繰り穴の開口部112内にあるエルボ拘束ボルト96を回転させる動作は、クランプ要素(すなわち、アウトボードおよびインボードエルボ拘束器92および94)を一緒に引き寄せ、その結果短半径エルボ17にクランプ力を加える。歯112が、エルボ拘束ボルト96のヘッド110の周囲内に機械加工される。これらの歯112は、図45に示すエルボ拘束ボルトキーパー98の対合する歯116と連結する。このキーパー98は、アウトボードエルボ拘束器92内の機械加工されたくぼみ120(図40)内に拘束されて保持される。図45を見れば分かるように、エルボ拘束ボルトキーパー118は、停止ボルトキーパー38の形状と同様な形状を有する、すなわち一端部111のところで連結される2つの片持ち梁113および115を有するヘアピンのような形状である。歯116は、やはり、図45に示すように片持ち梁113の自由端のところに配置される。

0027

水平配管クランプサブアセンブリ22およびダウンカマークランプサブアセンブリ26が炉心スプレイライン10およびダウンカマーライン18上にそれぞれ設置され、連結ボルト78のところで一緒に連結された後、連結ボルト78の向きが炉心スプレイライン10およびダウンカマーライン18の建設されたままの幾何学的形状によって画定される。連結ボルト78の向きを調節するために、旋回搭載部122、ボール旋回部124、および旋回搭載部カバー126が「ボールとソケット(ball and socket)」旋回搭載部サブアセンブリ128を形成するように一緒に組み立てられる。これらの構成部品を図46〜48に示す。この旋回搭載部サブアセンブリ128は、図37〜39に示すように連結ボルト78上にねじ込まれる。この旋回搭載部サブアセンブリ128は、旋回搭載部ボルト130および旋回搭載部スペーサ132によってインボードエルボ拘束器94に連結される。旋回搭載部スペーサ132は、インボードエルボ拘束器94と旋回搭載部122の間の直角距離に対応するように「現場」機械加工される。この旋回搭載部ボルト130および旋回搭載部スペーサ132をそれぞれ図49および50に示す。デザインに調整可能性を与えるために、スロット134がインボードエルボ拘束器94内に旋回搭載部ボルト130の通過のために設けられる。同様に、連結ボルト78上の旋回搭載部サブアセンブリ128の位置も、連結ボルト78上のボール旋回部124の位置を調整することによって調整することができる。

0028

エルボクランプアセンブリ24の設置の最終段階は、炉心スプレイライン10およびダウンカマーライン18内の円錐孔の放電機械加工「EDM」および2本の停止ボルト36の設置を伴う。水平配管クランプサブアセンブリ22の上側クランプ本体28およびダウンカマークランプサブアセンブリ26のアウトボードクランプ本体74が、放電機械加工アクチュエータ(図示せず)を固定するために使用され、これが水平炉心スプレイパイプおよびダウンカマー配管内に指示される深さまで円錐孔136を機械加工する。次いで図15に示す停止ボルト36が、上側クランプ本体およびアウトボードクランプ本体28および74内にねじ込まれる。停止ボルトの遠位端139は形状が円錐であり、したがって、炉心スプレイライン10およびダウンカマーパイプ18内の円錐EDM孔136内に着座するように設計される。

0029

図8および26に示すように、停止ボルト貫通孔83を取り囲む着座表面81は、そのようなボルトがクランプハウジング28および74内の停止ボルト貫通孔83内にねじ込まれるとき、停止ボルト36上の表面47に向かい合うが、接触はしない。停止ボルト36がクランプハウジング28および74内に完全にねじ込まれるとき、停止ボルト36の円錐状に形状化された遠位端139が炉心スプレイライン配管およびダウンカマーパイプ18内に機械加工される円錐孔136内に着座するので、表面47は着座表面81に接触しない。このデザインの機構は、確実に冷却材漏れを最小限にする。

0030

停止ボルトキーパー38上の対応する歯140と連結するラチェット歯138が、停止ボルト36のデザインに一体化される。図16に示す停止ボルトキーパー38は、停止ボルト36の時計回りの回転のみ許し、その結果流れに誘起される振動に曝されるとき予荷重の喪失を防止するように設計される。停止ボルト36は、P4a溶接部またはP4b溶接部の万一の破損の場合に、パイプ分離および結果として起きる制御されない漏れを防止する積極的な手段を提供するために、エルボクランプアセンブリのデザインに組み込まれる。

0031

図16を見れば分かるように、停止ボルトキーパー38は、一端部61のところで連結される基本的に2つの片持ち梁57および59から構成される、ヘアピンのような形状であることが好ましい。第1および第2の片持ち梁57および59の自由端63および65のところに、かつ両方の梁が互いに連結される共通の端部61のところにも保持機構が存在する。その上、第1の片持ち梁57の端部61のところの保持機構は、停止ボルト36の歯138と連結しかつボルト予荷重を減少させる方向での停止ボルト36の回転を防止するように機能する歯140も組み込む。

0032

停止ボルト36の設置および全てのクランプボルトキーパーナット34へのトルクの最終付加に引き続き、キーパーナット34のクリンプカラー68がそれぞれのボルト32の溝の切られた端部66上にかしめられる。

0033

本発明を最も実際的でかつ好ましい実施形態であると現在思われる実施形態を参照して説明してきたが、本発明は開示された実施形態に限定されず、その逆に添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内に含まれる様々な改変および均等な構成を包含することを意図していることを理解されたい。

0034

10炉心スプレイライン
12水平セグメント
13遠位端
14近位端
15エルボの内側半径
16 T−ボックス
17短半径エルボ
19外側半径
18ダウンカマーパイプ
20クランプアセンブリ
21 上側ブロック
22水平パイプクランプサブアセンブリ
23 下側ブロック
24エルボ拘束サブアセンブリ
26 ダウンカマーパイプサブアセンブリ
27 上側湾曲ジョー
28 上側クランプ本体
29 下側湾曲ジョー
30 下側クランプ本体
32クランプボルト
33貫通孔
34クランプボルトキーパーナット
36停止ボルト
37 隙間
38 停止ボルトキーパー
39接触点
40 水平ストラット
41 球状着座表面、ヘッド
42 ストラットナットキーパー、球状着座表面
43 中間円形部分
44 ストラットナット、くぼみ
45 溝
46 貫通孔
47 下側表面
48 端繰り穴
49ねじ切りされたシャフト
50 ヘッド
52 端繰り穴
54 くぼみ(キー溝)
56 キー
57、59片持ち梁
58 遠位端
60 歯
61 端部
62 歯
63、65 自由端
64 遠位端
66 溝
68クリンプカラー
70 近位端
71アウトボードブロック
72延長カラー
73インボードブロック
74 アウトボードクランプ本体
76 インボードクランプ本体
77 アウトボード湾曲ジョー
78連結ボルト
79 インボード湾曲ジョー
80 連結ボルトナットキーパー
81 着座表面
82 連結ボルトナット
83 貫通孔
84 端部
86 ストラットスペーサ
88 キー
90 キー溝
91フィンガー
92 アウトボードエルボ拘束器
93突起部分
94 インボードエルボ拘束器
95 湾曲端部表面
96 エルボ拘束ボルト
98 エルボ拘束ボルトキーパー
100長方形
102 長方形空洞
106 端繰り穴
108 孔
110 ヘッド
112 開口部、歯
118 エルボ拘束ボルトキーパー
111 端部
113、115 片持ち梁
116 歯
120 くぼみ
122旋回搭載部
124ボール旋回部
126 旋回搭載部カバー
128 旋回搭載部サブアセンブリ
130 旋回搭載部ボルト
132 旋回搭載部スペーサ
134スロット
136円錐孔
138ラチェット歯
139 停止ボルト遠位端
140 歯

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