JP2002174691A - 圧力容器のための鍛造ノズルシェルコース - Google Patents
圧力容器のための鍛造ノズルシェルコースInfo
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Abstract
れたノズルを含むシェルコースを備える原子炉圧力容器
に関する。 【解決手段】 圧力容器のための鍛造ノズルシェルコー
ス(16)は、シェルコースの外面(58)から外向き
に放射状に延びる少なくとも1つの補強部分(56)を
備え、補強部分の各々が半径を持つノズル(36)を備
える。ノズルは、補強部分の外面(60)からシェルコ
ースの内面(52)へ延びるボア(50)と、ボアに隣
接し、かつ、同軸に配置された少なくとも1つの延長取
付面(62)を備える。補強部分は、ノズルボアの中心
線から測定された、ノズルの半径の約2.0倍に等しい
縦方向寸法(74)と、ノズルの半径の約1.5倍に等
しい周方向寸法(72)を有する。
Description
力容器に関し、より具体的には単一ワンピース鍛造品か
ら製造されたノズルを含むシェルコースを備える原子炉
圧力容器に関する。
容器(RPV)内に配置された炉心を含む。既知のRP
Vは、ほぼ円筒形のシェルを含む。シェルは、例えば長
さ約60フィート、直径約20フィート、そして厚さは
約7インチである。その長さのため、シェルは互いに溶
接された複数のリングすなわちシェルコースから形成さ
れている。円筒形シェルは、取り外し可能な上部ヘッド
によって上端が閉じられている。上部ヘッドは取り外し
可能なので、RPV内に配置されている部品に接近する
ことができる。RPVの円筒形シェルは、シェルに溶接
されたドーム型の下部ヘッド組立体によって下端が閉じ
られている。
に、複数のノズルの開口部が円筒形シェルに形成されて
いる。構造設計基準には、圧力容器の中に開口部が造ら
れる場合、補強材が開口部の周りに追加されなければな
らないことが決められている。さらに、ノズル補強材を
取り付け、パイプを接続するために使用されるいかなる
溶接継手も、100%の体積にわたり検査が可能である
必要がある。
ース鍛造、または板材の成形及び溶接のいずれかによっ
て、区分ごとに造られている。これらの区分は、溶接ま
たはボルト止めされて完全な容器を形成している。シェ
ルコースが板材の成形及び溶接によって造られている場
合、周方向溶接継手に比べて、応力の程度が高い縦方向
溶接継手が形成される。ノズルは鍛造によって造られ、
圧力容器の円筒形区分すなわちシェルコースにあるボア
に溶接される。ノズル鍛造品は、ノズルの完全な状態を
保証するために必要な補強材と、ノズル・シェルとノズ
ル・パイプの溶接継手のための溶接用部分を備える。
ダリーの溶接は、溶接の完全な状態を判断するために、
超音波試験を使用して定期的に、体積的な検査が行われ
ている。したがって、検査装置が必要とされ、工場は検
査のための接近を可能とするように構成される。
は、いくつかの欠点がある。第一に、ノズル鍛造品のシ
ェルに対する溶接部は、定期的に検査されなければなら
ない。この検査工程は時間を要し、多大な量の労力と財
源を使用する。その上、原子炉圧力容器の信頼性は、ノ
ズル鍛造品のシェルに対する溶接部の完全性に依存す
る。
力容器よりも少ない溶接継手を含み、すべての応力要求
を満たし、垂直方向溶接継手を排除した圧力容器を提供
することが望まれる。
原子炉のための圧力容器は、少なくとも1つの鍛造ノズ
ルシェルコースを含む。単体に鍛造されたノズルシェル
コースは、原子炉圧力容器の組み立て工程を簡単にし、
圧力容器の溶接継手を減らす。圧力容器はほぼ円筒形
で、互いに溶接された複数のリング型シェルコースを含
む。少なくとも1つのシェルコースは、外向きに放射状
に延びる厚さの大きな少なくとも1つの補強部分と、鍛
造シェルコース壁の該補強部分に機械加工されたノズル
とを含む鍛造シェルコースである。ボアは、鍛造シェル
コースの内面からノズルの外端部に延びる。補強部分と
ノズルは、十分な厚さのリング状鍛造品から機械加工に
より形成されており、外壁から突出する少なくとも1つ
のノズル補強部を備える単体構造のシェルコースを形成
している。ノズルは半径Rnを持ち、ノズルのボアは半
径Rnbを持つ。補強部分は縦方向寸法と周方向寸法を含
む。縦方向寸法は、ノズルの半径Rnの約2倍で、周方
向寸法は、半径Rnの約1.5倍である。
及び望ましいシェル壁厚に少なくとも補強部分の厚さを
加えたものに等しい厚さを持つ、リング状鍛造品を準備
することによって製造される。ノズルは、リング状鍛造
品を機械加工して、シェル壁から外向きに放射状に突出
する補強部分と該補強部分に機械加工されたノズルを形
成することにより、鍛造ノズルシェルコースに形成され
る。半径Rnbを持つノズルのボアが、ノズルと同軸で、
ノズルの外端部からシェル壁を通ってシェル壁の内面ま
で延びるように機械加工される。
ノズル鍛造品とシェルコースとの間の圧力バウンダリー
溶接継手を排除し、したがって、原子炉圧力容器におい
て、整備期間中に検査される必要がある溶接継手の数を
減らすことができる。溶接継手が減ることで、RPVの
構造的な完全性が向上する。また、上述の鍛造ノズルシ
ェルコースは、原子炉圧力容器の組み立て工程を簡単に
し、シェルに対するノズル溶接部の検査の必要性を排除
する。
V)10の概略図である。RPV10は、上部ヘッド1
2と、4つの実質的に円筒形のシェルコース14、1
6、18、20と、下部ヘッド組立体22を含む。本発
明の例示的な実施形態によれば、シェルコース16は単
体に鍛造されたノズルシェルコース16である。上部ヘ
ッド12はヘッドフランジ24を含む。第1シェルコー
ス14は、容器フランジ26を含む。上部ヘッド12
は、ヘッドフランジ24を通って延びるボルト28によ
ってシェルコース14にボルト止めされ、上部ヘッド1
2はまた、上部ヘッド12を第1シェルコース14から
吊り上げるための吊り上げフランジ30を含む。
2を含み、このノズルを通して蒸気がRPV10から出
る。また、安定化ブラケット34が第1シェルコース1
4に形成されている。鍛造ノズルシェルコース16は、
そこに形成された複数の鍛造ノズル36を含む。鍛造ノ
ズルシェルコース16と鍛造ノズル36は、1つの鍛造
品から機械加工され、単体構造の鍛造ノズルシェルコー
ス16を形成する。第4シェルコース20は、それに対
して溶接された支持スカート42を含む。支持スカート
42は、原子炉建物(図示せず)内でRPV10を支持
する。
ルシェルコース16の一部分の断面図である。鍛造ノズ
ル36は、鍛造ノズルシェルコース16と単体構造であ
る。鍛造ノズル36は、シェルコース16の材料から機
械加工されている。シェルコース16と鍛造ノズル36
は1つの鍛造品から機械加工されているので、RPV1
0の溶接の数は減る。このことは、検査が必要となる溶
接の数を減らし、RPVの組み立てをより簡単にすると
いう利点がある。
2からノズル36の外端部54へ延びるボア50を含
む。シェルコース16は、シェルコース16の外面58
から延びる補強部分56を含む。ノズル36は、ノズル
36の外端部54が補強部分56の外面60を通りすぎ
て延びることがないように補強部分56に機械加工され
る。言い換えれば、ノズルの外端部54は補強部分56
の外面60から引っ込んでいる。ノズル36の外端部5
4は、安全端部すなわち延長取付面62を形成する。補
強部分56に機械加工された溝64は、ノズルのボア5
0と同軸である。溝64は、延長部すなわち安全端部
(図2には示されていない)を取付面62に溶接するた
めに、ノズル36の外端部54に接近するのを可能にす
る。ボア50の中心線から溝64の表面66までの距離
は、ノズル36の半径Rnとして定義される。ボア50
の中心線からボア50の内面68までの距離は、ノズル
のボア50の半径Rnbとして定義される。
らシェルコース16の外面58へ向かって細くなる遷移
部70を含む。図3を参照して、補強部分56は楕円形
で、周方向寸法72と縦方向寸法74を有する。例示的
な実施形態では、ノズルのボア50の中心線から測定し
て、周方向寸法72は、ノズルの半径Rnの約1.5倍
に等しく、縦方向寸法74はノズルの半径Rnの約2.
0倍に等しい。
は、シェルコース16がRPV10に作用する応力及び
圧力に耐えられるように選ばれている。補強部分56
は、シェルコース16に形成される貫通部において、シ
ェルコース16に追加された補強と強度を与える。ある
実施形態では、補強部分56の厚さは、シェルコース1
6の壁厚と補強部分56の厚さの合計がシェルコース1
6の壁厚の約2倍になるように選ばれている。他の実施
形態では、厚さの合計は、シェルコースが製造される材
料、及び/又はRPVに作用すると予想される応力と圧
力次第で、シェルコース16の壁厚の2倍より大きく、
または小さくなり得る。シェルコース16は、いかなる
適した材料、例えば低炭素鋼、ステンレス鋼その他同様
のものから製造してもよい。
ース16の所望の内径にほぼ等しい内径を持ち、シェル
コース16の所望の厚さのほぼ2倍の壁厚を持つ単純な
リング状鍛造品から始めることによって製造される。シ
ェルコース16の内面52は、シェルコース16の所望
の内径に機械加工される。シェルコース16の外面58
は、補強部分56を形成するように機械加工される。ボ
ア50が、各補強部分56を通して補強部分56の外面
60からシェルコース16の内面52に延びるように機
械加工される。ノズル36は、溝64を補強部分の外面
60へ、ノズルのボア50と同軸に機械加工することに
よって完成される。延長取付面62が、溝64とボア5
0の間の外面60を機械加工することにより形成され
る。延長取付面62は、補強部分56の外面60から引
っ込んでいる。単純なリング状鍛造品から機械加工され
た材料は、生産のコストを最小化するために、リサイク
ルすることができる。
ノズルシェルコース76の断面図である。鍛造ノズルシ
ェルコース76は、上述の鍛造ノズル36に類似した鍛
造ノズル78を含むが、鍛造ノズル78が、鍛造ノズル
シェルコース76の内面82に機械加工された第2溝8
0と、シェルコース76の内面82から引っ込んだ第2
延長取付面84を含む点で異なる。上述のように、鍛造
ノズルシェルコース76は、遷移部70を持つ補強部分
56と、周方向寸法72と、縦方向寸法74を含む(図
3参照)。鍛造ノズルは、半径Rnbを持つボア50と、
表面66を持つ溝64と、補強部分54の外面から引っ
込んでいる延長取付面62を含む。
ノズルシェルコース86の断面図である。鍛造ノズルシ
ェルコース86は、鍛造ノズルシェルコース86の内面
92に機械加工された溝90を含む鍛造ノズル88と、
シェルコース86の内面92から引っ込んだ延長取付面
94を含む。鍛造ノズル88は、半径Rnbを持つボア9
6を含む。上述のように、鍛造ノズルシェルコース86
は、遷移部70を持つ補強部分56と、周方向寸法72
と、縦方向寸法74を含む(図3参照)。
端部が延長取付面62に溶接されている。ノズル36に
安全端部98を溶接するのを助けるために、溶接バター
100が延長取付面62に配置されている。図7に示す
他の実施形態では、パイプ102が鍛造ノズル36の延
長取付面62に溶接されている。これらの溶接継手は、
シェルコース16の圧力バウンダリーの一部ではないの
で、それらはシェルコース16の周方向及び軸方向応力
に抗する必要はない。これら溶接継手は、取付圧力バウ
ンダリーの一部であり、取付部、すなわち安全端部98
とパイプ102における周方向及び軸方向応力に抗する
必要がある。
6の断面図であり、追加の機械加工された一体形状物を
含む。さらに具体的に述べると、鍛造ノズルシェルコー
ス16は、RPV10にブラケットを取り付けるため
の、機械加工された一体型のスタブ104を備える。一
体型のスタブ104は、シェルコース16の外面58か
ら外向きに放射状に突出し、補強部分54と同様に、上
述のシェルコース16と同じリング状鍛造品で機械加工
されている。鍛造ノズルシェルコース16はまた、外面
58から外向きに放射状に延びる、機械加工された一体
型のブラケット106を備える。一体型のブラケット1
06は、それを通って延びる開口部108を備える。鍛
造ノズルシェルコース16はさらに、検査装置を取り付
けるための、機械加工された一体型のトラック110を
備える。一体型のトラック110は、外面58から外向
きに放射状に突出する。一体型のトラック104は、周
囲の溶接部112の検査のための用具の取り付けを容易
にするために機械加工される。
説明しが、当業者には、本発明が特許請求の範囲の技術
思想及び技術的範囲内の変更形態で実行されることが可
能であることは明らかであろう。
器の概略図。
図。
図。
鍛造ノズルシェルコースの断面図。
鍛造ノズルシェルコースの断面図。
ノズルシェルコースの断面図。
ズルシェルコースの断面図。
体形状物を備える鍛造ノズルシェルコースの概略図。
Claims (23)
- 【請求項1】 シェルコースの外面(58)から外向き
に放射状に延びる少なくとも1つの補強部分(56)を
備え、前記補強部分の各々が半径を持つノズル(36)
を備える圧力容器のための鍛造ノズルシェルコース(1
6)であって、前記ノズルが、 前記補強部分の外面から前記シェルコースの内面(5
2)へ延びるボア(50)と、 前記ボアに隣接し、かつ、同軸に配置された少なくとも
1つの延長取付面(62)と、を備え、前記補強部分
は、前記ノズルボアの中心線から測定された、前記ノズ
ルの半径の約2.0倍に等しい縦方向寸法(74)と、
前記ノズルの半径の約1.5倍に等しい周方向寸法(7
2)を有する、ことを特徴とする鍛造ノズルシェルコー
ス(16)。 - 【請求項2】 前記ノズル(36)の外端部(54)に
延びる一体の溝(64)をさらに備え、前記溝は、前記
ノズルボア(50)と同軸に前記延長取付面(62)に
隣接して配置されることを特徴とする、請求項1に記載
の鍛造ノズルシェルコース(16)。 - 【請求項3】 前記シェルコースの前記内面(52)に
延びる一体の溝(64)をさらに備え、前記溝は、前記
ノズルボア(50)と同軸に前記延長取付面(62)に
隣接して配置されることを特徴とする、請求項1に記載
の鍛造ノズルシェルコース(16)。 - 【請求項4】 前記シェルコースの前記内面(52)に
延びる一体の溝(64)をさらに備え、前記溝は、前記
ノズルボア(50)と同軸に前記延長取付面(62)に
隣接して配置されることを特徴とする、請求項2に記載
の鍛造ノズルシェルコース(16)。 - 【請求項5】 ブラケット(106)を取り付けるため
に前記シェルコースの前記外面(58)から外向きに放
射状に突出する一体型のスタブ(104)をさらに備え
ることを特徴とする、請求項1に記載の鍛造ノズルシェ
ルコース(16)。 - 【請求項6】 前記シェルコースの前記外面(58)か
ら外向きに放射状に突出する一体型のブラケット(10
6)をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載
の鍛造ノズルシェルコース(16)。 - 【請求項7】 前記シェルコースに検査装置を取り付け
るために前記シェルコースの前記外面(58)から外向
きに放射状に突出する一体型のトラック(110)をさ
らに備えることを特徴とする、請求項1に記載の鍛造ノ
ズルシェルコース(16)。 - 【請求項8】 前記延長取付面(62)に溶接された延
長スリーブをさらに備えることを特徴とする、請求項1
に記載の鍛造ノズルシェルコース(16)。 - 【請求項9】 前記鍛造ノズル(36)に溶接された少
なくとも1つの安全端部(98)とパイプ(102)を
さらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の鍛造
ノズルシェルコース(16)。 - 【請求項10】 複数の鍛造シェルコース(14、1
6、18、20)を有し、前記鍛造シェルコースの少な
くとも1つが、該シェルコースの外面(58)から外向
きに放射状に延びる少なくとも1つの補強部分(56)
を備え、前記補強部分の各々が半径を持つノズル(3
6)を備える圧力容器であって、前記ノズルが、 前記補強部分の外面(60)から前記シェルコースの内
面(52)へ延びるボア(50)と、 前記ボアに隣接し、かつ、同軸に配置された少なくとも
1つの延長取付面(62)と、を備え、前記補強部分
は、前記ノズルのボアの中心線から測定された、前記ノ
ズルの半径の約2.0倍に等しい縦方向寸法(74)
と、前記ノズルの半径の約1.5倍に等しい周方向寸法
(72)を有し、 最初の鍛造シェルコース(14)に上部ヘッド(12)
が連結され、 最後のシェルコース(20)に下部ヘッド組立体(2
2)が連結される、ことを特徴とする圧力容器(1
0)。 - 【請求項11】 前記少なくとも1つの鍛造シェルコー
ス(16)が、前記ノズルの外端部(54)に延びる一
体の溝(64)をさらに備え、前記溝は、前記ノズルボ
ア(50)と同軸に前記延長取付面(62)に隣接して
配置されることを特徴とする、請求項10に記載の圧力
容器(10)。 - 【請求項12】 前記少なくとも1つの鍛造シェルコー
ス(16)が、前記少なくとも1つの鍛造シェルコース
の前記内面(52)に延びる一体の溝(64)をさらに
備え、前記溝は、前記ノズルボア(50)と同軸に前記
延長取付面(62)に隣接して配置されることを特徴と
する、請求項11に記載の圧力容器(10)。 - 【請求項13】 前記少なくとも1つの鍛造シェルコー
ス(16)が、前記少なくとも1つの鍛造シェルコース
の前記内面(52)に延びる一体の溝(64)をさらに
備え、前記溝は、前記ノズルボア(50)と同軸に前記
延長取付面(62)に隣接して配置されることを特徴と
する、請求項10に記載の圧力容器(10)。 - 【請求項14】 前記少なくとも1つの鍛造シェルコー
ス(16)が、前記シェルコースに検査装置を取り付け
るために前記シェルコースのシェル壁の外側部分(5
8)から外向きに放射状に突出する一体型のトラック
(110)をさらに含むことを特徴とする、請求項10
に記載の圧力容器(10)。 - 【請求項15】 前記少なくとも1つの鍛造シェルコー
ス(16)が、前記シェルコースのシェル壁の外側部分
(58)から外向きに放射状に突出する一体型のブラケ
ット(106)をさらに含むことを特徴とする、請求項
10に記載の圧力容器(10)。 - 【請求項16】 前記少なくとも1つの鍛造シェルコー
ス(16)が、前記鍛造ノズル(36)に溶接された少
なくとも1つの安全端部(98)とパイプ(102)を
さらに含むことを特徴とする、請求項10に記載の圧力
容器(10)。 - 【請求項17】 鍛造ノズルシェルコース(16)を組
み立てる方法であって、 所望の内径を持つリング状鍛造品を用意する段階と、 前記リング状鍛造品を機械加工して、半径を持つノズル
(36)を含む外向きに放射状に突出する補強部分(5
6)を形成する段階と、 前記補強部分の外面(60)から前記リング状鍛造品の
内面(52)に延びるノズルボア(50)を機械加工す
る段階と、 を含み、前記ノズルボアに隣接し同軸に、少なくとも1
つの延長取付面(62)を機械加工し、前記補強部分が
前記ノズルのボアの中心線から測定された、前記ノズル
の半径の約2.0倍に等しい縦方向寸法(74)と、前
記ノズルの半径の約1.5倍に等しい周方向寸法(7
2)を有するようにする、ことを特徴とする方法。 - 【請求項18】 前記ノズル(36)の外端部に延びる
一体の溝(64)を、前記ノズルボア(50)に同軸
に、前記延長取付面(62)に隣接して機械加工する段
階をさらに含むことを特徴とする、請求項17に記載の
方法。 - 【請求項19】 前記鍛造シェルコースの内面(52)
に延びる一体の溝(64)を、前記ノズルボア(50)
に同軸に、前記延長取付面(62)に隣接して機械加工
する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項18に
記載の方法。 - 【請求項20】 前記鍛造シェルコースの内面(52)
に延びる一体の溝(64)を、前記ノズルボア(50)
と同軸に、前記延長取付面(62)に隣接して機械加工
する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項17に
記載の方法。 - 【請求項21】 前記シェルコース(16)に検査装置
を取り付けるために前記リング状鍛造品の外面(58)
に一体型のトラック(110)を機械加工する段階をさ
らに含むことを特徴とする、請求項17に記載の方法。 - 【請求項22】 少なくとも1つの延長取付面(62)
に溶接バター(100)を配置する段階をさらに含むこ
とを特徴とする、請求項17に記載の方法。 - 【請求項23】 少なくとも1つの安全端部(98)と
パイプ(102)を少なくとも1つの前記延長取付面
(62)に溶接する段階をさらに含むことを特徴とす
る、請求項22に記載の方法。
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