JP2004077488A - 原子炉内のライザ・ブレースを修理するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　本発明は、ライザ・ブレース組立体（４０）を原子炉容器の壁（３０）に取り付ける溶接部を構造的に交換し、該ライザ・ブレース組立体（４０）全体を補強するように設計され、これにより該ライザ・ブレース組立体（４０）の固有振動数を増加させるクランプ装置（５０）が提供される。
【解決手段】　１つの実施の形態において、クランプ装置（５０）は、ライザ・ブレース（４０）上の第１の溝（４５ａ）と嵌合するようにされた第１プレート（５１）と、該ライザ・ブレース（４０）上の第２の溝（４５ｂ）と嵌合するようにされた第２プレート（５２）とを含むことができる。該溝（４５ａ、４５ｂ）によりクランプ装置（５０）の位置合わせが可能となり、その結果第１及び第２プレート（５１、５２）をライザ・ブレース（４０）に固定的に留め付けることができる。
【選択図】　　　図６

Description

　本発明は、一般に、原子炉に関し、より具体的には、沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体に横方向の支持を与えるライザ・ブレースを修理するための方法及び装置に関する。

　沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は、典型的には、略円筒形の形状を有し、両端が、例えば底部ベッド及び取り外し可能な上部ヘッドにより閉じられる。上部ガイドは、通常は、ＲＰＶ内において炉心プレートの上方に離間して配設される。炉心シュラウドすなわちシュラウドは、典型的には、炉心を囲み、シュラウド支持構造により支持される。特に、シュラウドは、略円筒形の形状を有し、炉心プレート及び上部ガイドの両方を囲む。円筒形原子炉圧力容器と円筒形の形状をしたシュラウドとの間に空間すなわち環状部がある。

　図１は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）２０の、一部を切り欠いた概略的な部分断面図である。ＲＰＶ２０は、略円筒形の形状を有し、一端は底部ヘッドにより閉じられ、他端は取り外し可能な上部ヘッド（図示せず）により閉じられる。上部ガイド（図示せず）がＲＰＶ２０内において炉心プレート２２の上方に設置される。シュラウド２４は炉心プレート２２を囲み、シュラウド支持構造２６により支持される。降水管環状部２８が、シュラウド２４とＲＰＶ２０の側壁３０との間に形成される。

　小環ノズル３２がＲＰＶ２０の側壁３０を貫通してジェットポンプ組立体３４に連結される。ジェットポンプ組立体３４は、ノズル３２を貫通する熱スリーブ３６、下方エルボー（図１では一部が見えているだけ）及びライザ管３８を含む。熱スリーブ３６は、第１端（図示せず）で下方エルボーの第２端に固定される。熱スリーブ３６の第１端は、下方エルボーの第２端に溶接される。下方エルボーの第１端も、同様にライザ管３８の一端に固定又は溶接される。ライザ管３８はシュラウド２４と側壁３０との間で、これらと略平行に延びる。

　ライザ・ブレース組立体４０がＲＰＶ２０内でライザ管３８を安定させる。ライザ・ブレース組立体４０は、タイプ３０４のステンレス鋼から製造され、これは長期間にわたる使用後に溶接接合部で亀裂を生じやすい。ライザ・ブレース組立体４０は、シュラウドと側壁３０との間に連結され、図１に示すように、主としてライザ・ブレース管３８を介して、ジェットポンプ組立体３４に横方向の支持を与える。更に、ライザ・ブレース組立体４０は、原子炉の起動及び加熱から生じる熱膨張の差を吸収し、且つ原子炉再循環ポンプに起因する原子炉水再循環システム（図示せず）内に加わる流動励起振動を吸収するように設計されている。

　図２は更に詳細に図１のライザ・ブレース組立体４０を示す。ライザ・ブレース組立体４０は、主としてライザ管３８を介してジェットポンプ組立体３４に横方向の支持を与え、ライザ・ブレースブロック４３と、上方ライザ・ブレース板ばね４１及び下方ライザ・ブレース板ばね４２の２つのライザ・ブレース板ばねとを含む。板ばね４１及び４２を、溶接によりライザ・ブレースブロック４３に取り付け、ライザ・ブレースブロック４３を支持パッド１３０に溶接し、次に、該パッドをＲＰＶの側壁３０に取り付ける。他端では、ライザ・ブレース組立体４０を、通常、ライザ管３８に溶接された１／２インチ厚のプレートであるブレースプレート４９のようなヨークに連結する。

　図２のライザ・ブレース組立体４０において、溶接部は、ブレースプレート４９をライザ管３８に取り付ける溶接部、ライザ・ブレースブロック４３を支持パッド１３０に取り付ける溶接部、及び板ばね４１及び４２を該ブレースプレート４９に取り付ける溶接部を含む。これらの溶接部は、現場溶接である（現場で作られる）。ライザ・ブレース・ブロック４３を上方及び下方ライザ・ブレース板ばね４１及び４２に連結する溶接部は、工場溶接である（例えば、工場内で予め製造される）。

　振動疲労に起因する溶接の破壊及び／又は粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）に起因する溶接の割れは、ライザ・ブレース組立体４０をＲＰＶ２０に接合している溶接部のひとつを破壊させる場合がある。この溶接部分の近くにおけるライザ・ブレース４０の分離は、ＢＷＲの安全性に悪影響を及ぼすことがある。潜在的に、ライザ・ブレース組立体４０がＲＰＶ２０から分離されると（例えば、ＲＰＶの側壁３０において）、ライザ管３８は不安定になり、ジェットポンプ組立体３４に悪影響を及ぼすことになる。１つのジェットポンプ組立体だけが損傷した場合でも、大がかりな量の配管を交換又は修理のいずれかを行なわなければならない。降水管環状部２８の領域における溶接部の修理は、通常、手の届きにくさ、及び作業員に対する過度の放射線被爆が現実として起こり得ることにより実用的ではないため、容器内の機械加工がほとんどないか又は全くない、割れたライザ・ブレースを修理するための方法及び装置の必要性が存在する。

　本発明は、作動しているＢＷＲの原子炉圧力容器内のライザ・ブレース組立体を修理するための方法及び装置を提供する。ひとつの実施の形態において、装置は、溶接部（例えば、ライザ・ブレース組立体を原子炉容器の壁に取り付ける）を構造的に交換し、該ライザ・ブレース組立体全体を補強するように設計されたクランプ装置を含み、これにより、該ライザ・ブレース組立体の固有振動数を増加させる。クランプ装置の取り付けは、ジェットポンプ組立体のハードウェア又はシュラウド修理用のハードウェアのような、取り付けられている原子炉のどのようなハードウェアについても、取り外しを必要とするものであってはならない。

　１つの実施の形態において、クランプ装置は、ライザ・ブレース組立体上の第１の溝と嵌合するようにされた第１プレートと、該ライザ・ブレース組立体上の第２の溝と嵌合するようにされた第２プレートとを含むことができる。該溝によりクランプ装置の位置合わせが可能となり、その結果第１及び第２プレートをライザ・ブレース組立体に固定的に留め付けることができる。

　本発明は以下に与えられる詳細な説明及び添付図面からより完全に理解されるであろう。図面において、同じ要素は同じ参照符号により表されるが、該参照符号は単に説明の目的で与えられているに過ぎず、従って本発明を制限するものではない。

　本発明によるライザ・ブレース修理用クランプ装置は、（１）上方ライザ・ブレース板ばね及び／又は下方ライザ・ブレース板ばねをライザ・ブレース・ブロックにおいて原子炉容器の壁に取り付ける溶接部を構造的に交換し、（２）ライザ・ブレース組立体全体を補強するように設計され、それにより該ライザ・ブレース組立体の固有振動数を増加させる。一般に、この取り付けは、ライザ・ブレース・クランプ装置を取り付けること、原子炉におけるハードウェアを組み立てること、及び複数の機械式ファスナに予荷重を与えロックして、該ライザ・ブレース・クランプ装置を適当な位置に固定すること、に備えて該ライザ・ブレース組立体／ＲＰＶの側壁との界面の近くの位置に放電加工（ＥＤＭ）を行なうこと含む。

　ライザ・ブレース修理用クランプ装置とＲＰＶ側壁と間に界面を形成するために、ＥＤＭにより、ライザ・ブレース組立体の一部であるライザ・ブレースブロックの上面及び下面に、二重テーパ溝を機械加工する。これらの溝が、ライザ・ブレース修理用クランプ装置の上部プレート及び支持プレートの舌部を受ける。更に、ＥＤＭにより、ライザ・ブレース組立体の上方ライザ・ブレース板ばね及び下方ライザ・ブレース板ばねを通してクリアランスホールを機械加工して、ライザ・ブレース修理用クランプ装置の中央ブロックボルトの挿通を可能にし、これにより該ライザ・ブレース修理用クランプ装置を該ライザ・ブレース組立体に固定するための付加的な支持がもたらされる。

　図３は、本発明の例示的な実施の形態によるライザ・ブレース修理用クランプ装置（以下クランプ装置５０）の斜視図である。クランプ装置５０は、ライザ・ブレース組立体４０をＲＰＶの側壁３０に固定的に取り付ける。クランプ装置５０は上部プレート５１と支持プレート５２とを含む。上部プレート５１及び支持プレート５２は、ウェッジ組立体６０を間に挟む。更に説明されるように、クランプ装置５０は、ＲＰＶの側壁３０とライザ・ブレース組立体４０との間の界面に近接して位置するように構成される。上部プレート５１及び支持プレート５２は、多数のクランプボルト５３及びクランプボルトナット５５によってウェッジ組立体６０の周りに固定的に連結される。更に、クランプ装置５０はブロック部分９０を含み（点線参照）、該ブロック部分は、クランプ装置５０をライザ・ブレース組立体４０のライザ・ブレースブロック４３に固定するための中央ブロックボルト９１及び側部ブロックボルト９２、９３を含む。ブロック部分９０は、実際上は、上部プレート５１及び支持プレート５２の一体的な部分であるが、以下に該ブロック部分９０について更に詳細に述べられる保持要素の違いを明確にするためだけのものとして識別される。

　更に、以下に更に詳細に説明されるように、上部プレート５１は、クランプボルトナット用ラチェットスプリング５６及びブロックボルトナット用ラッチスプリング９６を含む保持要素を含み、該保持要素により、クランプボルトナット５５及びブロックボルトナット９４の回転が一方向にだけ可能となる。ウェッジ組立体６０は、ウェッジボルト７２及びナットプレート８１を介して互いに固定的に取り付けられる幾つかの部分又は構成部品からなるものとすることができる。ウェッジ組立体６０は、更に、ウェッジボルト７２を適所に固定するためのラッチ７５を含む。

　更に、以下により詳細に説明されるように、上部プレート５１及び支持プレート５２は、ライザ・ブレース組立体４０の表面に機械加工された対応する溝と嵌合するための舌部分を含む。上部プレート５１は上方嵌合舌部９８を含み、支持プレート５２には下方嵌合舌部９９を備える。更に、上部プレート５１は、ウェッジ組立体６０の１つのウェッジ構成部品からキー６２を受けるように形成されたスロット１６２ａ及び１６２ｂを含み、該上部プレート５１、該支持プレート５２及び該ウェッジ組立体６０が適切に位置合わせされるのを確実にする。

　図４は、クランプ装置５０の取り付けに備えて行われる機械加工の前及び後の図２のライザ・ブレース組立体４０を示す。上述のように、ライザ・ブレース装置４０は、溶接部１４０によりライザ・ブレース・ブロック４３に取り付けられる上方ライザ・ブレース板ばね４１及び下方ライザ・ブレース板ばね４２を含む。ライザ・ブレース・ブロック４３を、パッド１３０に固定的に取り付け、次いでＲＰＶの側壁３０に固定する。ライザ・ブレース板ばね４１、４２は、ジェットポンプ組立体３４（図示せず）を支持するライザ管３８を跨ぎ、該ライザ管３８に横方向の支持が与えられる。ライザ・ブレース板ばね４１及び４２をブレースプレート４９に他端（図示せず）で取り付け、次いで、ライザ管３８に溶接する。

　溶接部１４０に近い部分及び又は該溶接部の１つにおけるライザ・ブレース組立体４０の分離は、幾つかのＢＷＲの安全性に悪影響を及ぼす場合がある。潜在的に、ライザ・ブレース組立体４０がＲＰＶ２０から分離されると（例えば、ＲＰＶの側壁３０において）、ライザ管３８は不安定になり、従ってジェットポンプ組立体３４に悪影響を及ぼすことになる。従って、以下により詳細に説明されるように、クランプ装置５０は、ライザ・ブレースブロック４３とライザ・ブレース板ばね４１及び４２との間の溶接部１４０近傍及び／又は該溶接部に取り付けられる。

　図４に示すように、この取り付けを容易にするために、溝４５ａ及び４５ｂをライザ・ブレースブロック４３の上面４６及び下面４７に機械加工する。これらの溝は、上部プレート５１及び支持プレート５２の舌部９８及び９９を受けるものである。更に、クランプ組立体５０のブロック部分９０の中央ブロックボルト９１を受けるために、板ばね４１及び４２にクリアランスホール４８を機械加工する。

　図５は、図３に示されるクランプ装置５０の分解斜視図である。クランプ装置５０の主要構成部品は、上部プレート５１と、支持プレート５２と、ウェッジ組立体６０と、以下で詳細に説明される関連する機械式ファスナ及び保持装置とを含む。

　上部プレート５１は、クランプボルトナット用ラチェットスプリング５６及びブロック部分９０のブロックボルトナット用ラッチスプリング９６を収容するために必要なスロット、穴及びアンダーカットを含む。例えば、上部プレート５１の質量を減らすため及びクランプボルトナット用ラチェットスプリング５６とブロックボルトナット用ラッチスプリング９６とを受けるためにスロット２５１が、及びクランプボルトナット５５又はブロックボルトナット９４を受けるために座ぐり１５５が、それぞれ設けられている。舌部５８ａ及び５８ｂ（５８ｂは図５に示されていない）が、上部プレート５１内に組み込まれ、該上部プレート５１の底面１５１から突出する。舌部５８ａ及び５８ｂは、支持プレート５２の「ブラインド」溝５９ａ及び５９ｂと嵌合する。これらの舌部及び溝部を入れ換えることができる（例えば、舌部５８ａ／ｂを支持プレート５２上に設け、溝５９ａ／ｂを上部プレート５１上に設けることができる）ことを理解されたい。更に、上部プレート５１は、クランプ装置５０をＲＰＶ２０内に取り付けるための特別のツーリングを受けるようにタップ立てした貫通穴２０３を含む。

　更に、少なくとも１つのスロット１６２ａ／１６２ｂが、ウェッジ組立体６０のキー付きウェッジ６１のキー６２と嵌合するように設けられる。如何なる所定の取り付けにおいても、１つのスロット１６２ａ／１６２ｂだけを用いることが好ましい。必要であれば、代わりのスロット１６２ａ又は１６２ｂをウェッジ組立体６０の「鏡像的」取り付けが可能となるように設けて、図３、図５又は図６に示されるものとは異なり、クランプ装置５０の反対側（例えば１８０度）から該ウェッジ組立体６０を取り付けるようにすることができる。鏡像的取り付けには、可動ウェッジ６９を、鏡像的可動ウェッジ部分６９及び鏡像的ラッチ部７５（図示せず）と置き換えることが必要になる。

　クランプボルトナット５５とブロックボルトナット９４は略同一である。ブロックボルトナット９４は、より長いブロックボルト９１乃至９３を受け入れるためにクランプボルトナット５５よりも長い。ブロックボルトナット９４は、該ブロックボルトナット９４の外周に均等な間隔で機械加工された４８本のラチェット歯９５により特徴付けられる。ブロックボルトナット９４は内径１／２−２０ＵＮＦのタップ（図示せず）でネジ切りされていることが好ましいが、他のタップ寸法も本発明の範囲内である。更に、十分なボルト頭部の空間と内部が六角形の内側形状１９４が形成され、これによりブロックボルトナット９４を所望通りに回転させることが可能になる。

　クランプボルトナット用ラチェットスプリング５６及びブロックボルトナット用ラッチスプリング９６はそれぞれ、クランプボルトナット５５のクランプボルトナット用ラチェット歯５４及びブロックボルトナット９４のブロックボルトナット用ラッチェット歯９５と整合するラチェット歯５７と９７とを含む。ナット５５、９４をボルトの予荷重を増加させる方向に回転させると、これらのスプリング及びラッチは片持ち梁のように作用し、該各ナット５５又は９４の回転を可能にするのに必要な距離だけ撓む。ラチェット歯５４／５７及び９５／９７は、所望の方向の回転だけを可能にするように方向付けされている。スプリング５６、９６及びラチェット歯５４／５７及び９５／９７が「カム作用により戻され」て、対象の歯５４又は９５に対する間隙が形成された後にのみナット５５又は９４を取り外すことができる。

　クランプボルト５３及びブロックボルト９１乃至９３は同様のものである。ブロックボルト９１乃至９３はクランプボルト５３より長く、ブロックボルトナット９４の良好な取り付けに役立つより長い先細になった端部を備えている。クランプボルト５３及びブロックボルト９１乃至９３の両方は、遠位端１００、１１０に外径１／２−２０ＵＮＦのネジ山と、近位端（ボルト頭部の端部）１０１、１１１に９／１６−２０ＵＮの左回りのネジ山を含むのが好ましい。各々のボルト５３、９１乃至９３が、近位端１０１、１１１に設けられたフランジ１５３を有し、該フランジは、クランプ装置５０の組立体上で支持プレート５２の下側１５２における座ぐり凹部内に着座する。ボルト５３及び９１乃至９３は、好ましくは、クランプボルト５３及びブロックボルト９１乃至９３の近位端１０１、１１１内に機械加工された内径が１／４インチの六角形のソケット２５３を用いて、支持プレート５２内に緊密に着座する。

　従って、支持プレート５２の特徴は、ライザ・ブレース・ブロック４３に機械加工された溝４５ｂと嵌合するための前述の舌部９９と、４つのクランプボルト５３を受けるように設計された７つの座ぐりネジ付き開口部１０２と、３つのブロックボルト９１乃至９３と、上部プレート５１の対応する舌部５８ａ及び５８ｂを受けるためのブラインド溝５９ａ及び５９ｂと、取り付け用のツーリングに連結するための座ぐりスロット開口部１０３と、該支持プレート５２の質量又は重量を低減するように設計された、該プレート内に設けられたスロット１０４とを含む。座ぐりネジ付き開口部１０２は、クランプボルト５３及びブロックボルト９１乃至９３の近位端１０１、１１１を受けるように、９／１６−２０ＵＮの左回りのネジを持つ設計とすることが好ましい。このネジを選択すると、クランプボルトナット５５及びブロックボルトナット９４をクランプボルト５３及びブロックボルト９１乃至９３のそれぞれに対してトルクを加える下で、該クランプボルト５３及び該ブロックボルト９１乃至９３が緩まないことが保証される。更に、ネジ付き開口部１０２の直径は、組み立て中にクランプボルト５３及びブロックボルト９１乃至９３の遠位端１００、１１０を通すのに十分な大きさである。

　上述のように、支持プレート５２のブラインド溝５９ａ及び５９ｂは、上部プレート５１の舌部５８ａ及び５８ｂと嵌合する。この界面は、支持プレート５２及び上部プレート５１の、半径方向及び接線方向の両方についての位置合わせを確実にし、従って、適切なクランプボルト５３及びブロックボルト９１乃至９３の位置決めを確実にする。このボルトの位置決めにより、クランプボルトナット５５及びブロックボルトナット９４が適切に上部プレート５１の座ぐり１５５に中心を置くことが確実となり、これによりクランプボルトナット５５上のラチェット歯５４がクランプボルトナット用ラチェットスプリング５６上のラチェット歯５７と適切に係合すること、及びブロックボルトナット９４上のラチェット歯９５がブロックボルトナット用ラッチスプリング９６上の歯９７と適切に係合することが容易になる。上部プレート５１は、該上部プレート５１上に配置されたブロック部分９０の反対側の縁部に、該上部プレート５１の中央部で厚さを増すウェブ１１４を含む。上部プレート５１と同様に、支持プレート５２も、該支持プレート５２上に配置されたブロック部分９０の反対側の縁部に、ウェブを備える。ウェブ１１４と、該上部プレート５１及び該支持プレート５２の厚くなった部分１１６（図３及び図５参照）は、上部プレート５１及び支持プレート５２の曲げに対する断面係数を増加させるように、一体となって作用する。

　ウェッジ組立体６０は、キー付きウェッジ６１、固定ウェッジ６４、可動ウェッジ６９及び連結ウェッジ７０の４つのウェッジ構成部品と、関連する機械式ファスナ及び保持装置からなる。これらのウェッジ構成部品の第一のものがキー付きウェッジ６１である。キー付きウェッジ６１の平面１６１が、上方ライザ・ブレース板ばね４１の下側表面で嵌合する。更に、キー付きウェッジ６１は、ウェッジ組立体６０を上方ライザ・ブレース板ばね４１に対して位置決めするのに役立つキー６２を含む。更に、このキー６２が、ウェッジ組立体６０をクランプ装置５０の他の構成部品に対して適切に位置決めするように上部プレート５１と整合する。キー付きウェッジ６１の反対側の傾斜面６３は、１６０度の上反角を形成する。

　固定ウェッジ６４は、キー付きウェッジ６１とほぼ同一であるが、キー６２がない。固定ウェッジ６４の平坦な面１６４は、下方ライザ・ブレース板ばね４２の上面と嵌合する。キー付きウェッジ６１と同様に、固定ウェッジ６４の反対側の傾斜面６５は、１６０度の上反角を形成する。

　キー付きウェッジ６１及び固定ウェッジ６４の互いに対する位置合わせを維持するために段付きネジ６６が備えられる。キー付きウェッジ６１内の座ぐりクリアランスホール６７により、段付きネジ６６の挿通が可能になる。クリアランスホール６７における座ぐりの深さは、キー付きウェッジ６１と固定ウェッジ６４の構成部品との間の運動範囲に対応するものである。段付きネジ６６は、固定ウェッジのタップ穴６８に螺入されることによって該固定ウェッジ６４に固定される。キー付きウェッジ６１及び固定ウェッジ６４の対抗する傾斜面６３及び６５は、２０度の傾斜角を形成する。

　ウェッジ組立体６０の残りのウェッジ構成部品は、可動ウェッジ６９と、連結ウェッジ７０とを含む。これらのウェッジ構成部品の両方に共通の特徴は、ウェッジボルト７２を受ける円形の貫通穴（連結ウェッジ７０の１７０に示される）を含むことである。更に、可動ウェッジ６９及び連結ウェッジ７０は各々、２０度の傾斜角を形成する傾斜面（１６９及び１７２）と、４つのクランプボルト５３のための間隙を形成する切り欠き（１７１及び１７４）とを有する。可動ウェッジ６９と連結ウェッジ７０とは互いに向き合い、それらの傾斜面１６９及び１７２はキー付きウェッジ６１及び固定ウェッジ６４の傾斜面６３及び６５と嵌合する。

　４つのウェッジ構成部品６１、６４、６９及び７０は、傾斜面６３、６５、１６９及び１７２が適切に嵌合されているときは、通常位置合わせされた状態の傾向を有するが、ウェッジボルト７２の軸線に垂直な方向に関しては例外である。この垂直方向において所望の位置合わせを維持するために、「レッジ」特徴部が可動ウェッジ６９及び連結ウェッジ７０の設計に組み込まれる。具体的には、図５及び図６を参照すると、突出部２５０が可動ウェッジ６９及び連結ウェッジ７０の縁部に形成され、これによりウェッジ組立体６０が組み立てらたとき、４つのウェッジの全てがウェッジボルト７２の軸線と垂直な方向で整列することを確実にする。

　可動ウェッジ６９は、ウェッジボルト頭部２７２とウェッジボルト７２とを受けるために、円形の座ぐり凹部７１と、円形の貫通穴１７０（図示せず）とを含む。ウェッジボルト７２の設計には、ボルト頭部２７２の外周に均等な間隔で機械加工された３６本のラチェット歯７３を組み込んでいる。このラチェット歯７３はラッチ７５の歯７４と係合し、これによりウェッジボルト７２は、ライザ・ブレース組立体４０に固有の流動励起振動環境において緩むことが防止される。

　更に、円形の溝７６をウェッジボルト７２の頭部２７２に設ける。この円形の溝７６の目的は、ウェッジボルト７２の可動ウェッジ６９との係留状態を維持することである。これは、ウェッジボルト７２の回転軸に垂直な軸線を有する穿孔通路（図示せず）内に止めピン７７を差し込むことによって達成される。止めピン７７は、止めピン７７と、該止めピン７７の直径よりも僅かに小さい径の穿孔通路との間の締まり嵌めによって係留状態に保持される。止めピンが挿入された後、該穿孔通路の開口部を僅かに据え込んで、止めピン７７を穿孔通路内に固定する。可動ウェッジ６９における穿孔通路は、ウェッジボルト７２の円形の溝７６と一致するように精密に配置されており、よって該ウェッジボルト７２の回転運動が可能になり、且つ該ウェッジボルト７２の並進運動が防止される。

　ラッチ７５は可動ウェッジ６９の機械加工された凹部７９内にあり、同様に、適当な止めピン７８を取り付けることにより係留状態が保持される。ラッチ７５のラチェット歯７４はウェッジボルト７２のラチェット歯７３と相互作用して、ウェッジボルト７２が回転したときに、該ラッチ７５が片持ち梁状に撓むようになる。この撓みは、ウェッジボルトのチェット歯７３を通すのに十分なものである。それぞれのラチェット歯７３及び７４に機械加工される角度は、ウェッジボルト７２が可動ウェッジ６９と連結ウェッジ７０との間の距離が短くなる方向にだけ回転可能となるように構成される。この運動は、ウェッジ構成部品全ての傾斜面６３、６５、１６９及び１７２全体に働いて、キー付きウェッジ６１及び固定ウェッジ６４が互いに離れ、これらの平坦な面１６１及び１６４が互いに平行に維持されるようになる。

　連結ウェッジ７０はナットプレート８１を含み、該ナットプレートは、ウェッジボルト７２を受ける円形の貫通穴１７０に垂直な平面１８１を支持するように装着される。ナットプレート８１は、ウェッジボルト７２のネジ付き端部８３を受けるためのタップ立てした貫通穴８２を含む。ナットプレート８１は浮動可能であるが、回転は阻止されており、よってウェッジボルト７２と共に作動して、可動ウェッジ６９と連結ウェッジ７０との間の相対距離を制御することができる。具体的には、ナットプレート８１は連結ウェッジ７０の中に圧入される止めピン８４によって該連結ウェッジ７０への係留状態が保持される。止めピン８４はナットプレート８１におけるオーバーサイズの貫通穴８５を貫通し、これによって該ナットプレート８１が浮動可能となるが、ウェッジボルト７２の回転とは併せて動くことはできない。止めピン８４は、穿孔通路８５における締まり嵌めにより係留状態に保持される点で止めピン７７と類似している。

　従って、ウェッジ構成部品６１、６４、６９並びに７０及びこれらと関連するファスナは、クランプ装置５０の全体の質量を最小にするという意図で設計されている。更に、可動ウェッジ６９の上面８７に配置されている２つの小さなブラインド穴８６がツーリング目的で設けられる。機械式ファスナの全てに適切に予荷重を加え、ラチェットスプリング及びラッチが適切に係合されることが確認された後に、クランプ装置５０が完全に取り付けられ、従って、ライザ・ブレース組立体の修理が完了する。

　図６は、本発明の例示的な実施の形態による原子炉圧力容器（ＲＰＶ）２０内のクランプ装置５０の連結を示す。具体的には、図６は、クランプ装置５０の種々の構成部品がライザ・ブレース組立体４０の構成部品とどのように界面を形成しているかをより明らかに示すために、該クランプ装置５０の断面（例えば、半部分）を示している。

　上部プレート５１の舌部９８及び支持プレート５２の舌部９９は、ライザ・ブレースブロック４３の上面４６及び下面４７に設けられた対応する二重テーパ溝４５ａ、４５ｂと係合するように先細にされることが好ましい。溶接部１４０においてライザ・ブレースブロック４３に取り付けられるライザ・ブレース板ばね４１及び４２は、上部プレート５１又は支持プレート５２とウェッジ組立体６０との間に挟まれる。クランプ装置５０のブロック部分９０をライザ・ブレース・ブロック４３に固定するために、中央ブロックボルト９１をクリアランスホール４８に挿通させる。

　ウェッジ組立体６０は調整可能であり、ライザ・ブレース板ばね４１と４２との間に取り付けられ、このようにして該板ばね４１と４２との間の空間を埋める。
ウェッジ組立体６０の構成部品は、前述のライザ・ブレース上に応力を均等に配分するように構成される。上部プレート５１及び支持プレート５２は、それぞれ上方ライザ・ブレース板ばね４１の上と、下方ライザ・ブレース板ばね４２の下に取り付けられる。機械式ファスナをクランプ装置５０の隅部に設けて機械的な予荷重を加え（例えば、クランプボルト５３、クランプボルトナット５５など）、更にウェッジボルト７２及びナットプレート８１によりウェッジ組立体６０に予荷重を加えるようにする。上部プレート５１と支持プレート５２との間の舌部と溝との界面（例えば、舌部５８ａと溝５９ａとの間の界面）は、接線方向及び半径方向の両方において上部プレート５１と支持プレート５２との位置合わせをもたらし、ＲＰＶ２０の軸に対して軸線方向に摺動することを可能にする。キー付きウェッジ６１におけるキー６２を省く場合には、ウェッジ組立体６０が板ばね４１及び４２と適切に係合するように該ウェッジ組立体６０を正確に配置するための機構はなくなる。

　クランプ装置５０について述べてきたが、次にライザ・ブレース組立体４０における溶接部を修理／交換するための方法を説明する。以下の説明の理解を助けるために、更に、図３乃至図６を参照されたい。

　図７は、本発明によるライザ・ブレース組立体を修理する例示的な方法を示すフローチャートである。一般に、保守／修理人員用の原子炉安全手順に従って、取り付け位置の全体の検査を録画して、ライザ・ブレース組立体の施工完了時の構造に関して予期していなかったあらゆるものを探査した後、クランプ装置５０が取り付けられる位置が準備される。クランプ装置５０の構成部品は、幾つかの位置（支持プレート５２の穴１０３、可動ウェッジ６９のタップ立てされた穴８６、及び上部プレート５１のタップ立てされた貫通穴２０３）で、クランプ装置５０に連結される特別なツーリングにより、ＲＰＶ２０内の液没位置にまで移動させられる。

　特に、ライザ・ブレースブロック４３の一部を機械加工する（段階Ｓ１０）。これは、ライザ・ブレース・ブロック４３の所望の部分を機械加工して取り除く容器内機械加工（例えば放電加工（ＥＤＭ））により達成することができる。具体的には、ライザ・ブレースブロック４３の上面４６及び下面４７をＥＤＭにより機械加工して、ライザ・ブレースブロックとライザ・ブレース板ばね界面におけるあらゆる溶接クラウンを取り除く。

　更に、この機械加工段階において、二重テーパ溝４５ａ、４５ｂをライザ・ブレースブロック４３の上面４６及び下面４７に機械加工する。ライザ・ブレースブロック４３の上面４６及び下面４７の各々に１つずつ、２つの溝を機械加工して、すなわち二重テーパ溝とする。更に、この機械加工段階の間に、クリアランスホール４８が上方ライザ・ブレース板ばね４１及び下方ライザ・ブレース板ばね４２に設けられて、クランプ装置５０のブロック部分９０における中央ブロックボルト９１の挿通が可能となる。

　二重テーパ溝４５ａ、４５ｂについて、必要な機械加工のための測定を行なう（段階Ｓ２０）。これらの測定を用いると、舌部９８及び９９が二重テーパ溝４５ａ、４５ｂ内に適切に嵌合することが確実になる。この測定に基づいて、舌部９８及び９９は現場で機械加工されて、適切な嵌合が確実となる。

　クランプ装置５０を取り付ける前に、ウェッジ組立体６０を組み立てて取り付ける（段階Ｓ３０）。クランプ装置５０は、アクセスカバーから６０フィートを超えて離れ、且つ液没していることが多いライザ・ブレース組立体４０に遠隔的に取り付けられることになり、ＲＰＶ２０内の操作が困難である場合には、可能な限り多くの構成部品を予め組み立てておくことが実用的である。一般に、キー付きウェッジ６１、固定ウェッジ６４、可動ウェッジ６９及び連結ウェッジ７０は、段付きネジ６６、ラッチ７５、ナットプレート８１、ウェッジボルト７２、及び既にそれぞれのウェッジ構成部品に挿入され固定されている止めピン７７、７８及び８４により予め組み立てておく。上方ライザ・ブレース板ばね４１及び下方ライザ・ブレース板ばね４２との間の空間には、如何なる異物も存在しないことを確認する（板ばね表面は滑らかで且つ平坦にすべきである）。ライザ・ブレース板ばね４１と４２との間の取り付けを容易にするために、上方ライザ・ブレース板ばね４１と下方ライザ・ブレース板ばね４２との間の距離又は空間を確認し、ウェッジ組立体６０の厚さを所定の厚さに設定する。次に、所望の位置に配置されたキー付きウェッジ６１が、上方ライザ・ブレース板ばね４１に接触して支持する状態で、ウェッジ組立体６０全体を該ライザ・ブレース板ばね４１及び４２の間に取り付ける。

　クランプ装置５０の残りの部品を組み立てる（段階Ｓ４０）。支持プレート５２（クランプボルト５３及びブロックボルト９１乃至９３を備える）を、ライザ・ブレース板ばね４１及び４２のクリアランスホール４８を貫通して延びる中央ブロックボルト９１と共に、及びライザ・ブレース・ブロック４３の下面４７の溝４５ｂに係合する支持プレート５２の舌部９９と共に、ＲＰＶ内に位置決めする。クランプボルトナット用ラチェットスプリング５６及びブロックボルトナット用ラッチスプリング９６が既に所定の位置に固定された上部プレート５１を、ボア開口部２５５から延びるクランプボルト５３及びブロックボルト９１乃至９３の上方で且つこれを覆うように位置決めする。ＲＰＶ２０内の取り付けの複雑さを制限するために、ウェッジ組立体６０と同様に、これらの構成部品をＲＰＶ２０の外部で予め組み立てる（例えば、現場で組み立てる）。

　特に、上部プレート５１及び関連するナット５５及び９４を、ライザ・ブレースブロック４３の上面４６の溝４５ａに係合する該上部プレートの舌部９８によりＲＰＶ内に位置決めし、キー付きウェッジ６１のキー６２を該上部プレート５１のスロット１６２ａに係合させる。図６に示すように、クランプボルト５３がウェッジ組立体６０を跨ぐ状態で、且つ該クランプボルト５３及びブロックボルト９１乃至９３が上部プレート５１のボア開口部２５５を貫通して突出する状態で、該上部プレート５１は上方ライザ・ブレース板ばね４１の上面と接触すべきであり、且つ支持プレート５２は下方ライザ・ブレース板ばね４２の下側表面と接触すべきである。

　クランプ力を加え（段階Ｓ５０）、クランプ装置５０をライザ・ブレース組立体４０に固定的に留め付ける。３つのブロックナット９１乃至９３及び４つのクランプボルトナット５５を取り付け、最初に所望のトルク（例えば、２＋／−１ｌｂ−ｆｔなど）まで締め付ける。クランプ装置５０に均等な圧力を維持するように交互に各クランプボルトナット５５に徐々にトルクを与える（例えば、３０ｌｂ−ｆｔまで５ｌｂ−ｆｔ増加刻みで）。

　ウェッジボルト７２は、ウェッジ組立体６０の厚さを増加させて、上方ライザ・ブレース板ばね４１と下方ライザ・ブレース板ばね４２との間の空間を埋めるために、最初にトルクを与えられる（例えば、１０＋／−２．５ｌｂ−ｆｔまでなど）。ウェッジボルト７２にトルクを与える工程は、ラッチ７５の歯７４が該ウェッジボルト７２の歯７３と完全に係合するまで繰り返される。必要であれば、対象のラッチ歯７４が完全に係合するように、ウェッジボルト７２のトルクを増加させる。同様に、クランプボルトナット用ラッチェットスプリング５６の歯５７及びブロックボルトナット用ラッチスプリング９６の歯９７もクランプボルトナット５５の歯５４及びブロックボルトナット９４の歯９５とそれぞれ完全に係合していることを確認する。必要であれば、対象のラッチ歯９５、５４が完全に係合するように、ブロックボルトナット９４及びクランプボルトナット５５のトルクを増加させる。

　取り付けられたクランプ装置５０は、上方ライザ・ブレース板ばね４１及び／又は下方ライザ・ブレース板ばね４２をライザ・ブレース・ブロック４３に取り付けている溶接部１４０を構造的に交換するものである。更に、取り付けられたクランプ装置５０は、ライザ・ブレース組立体４０全体を補強し、これにより該ライザ・ブレース組立体４０の固有振動数が増加する。これは、ＢＭＲのジェットポンプ組立体３４に固有の流動励起振動に起因する重要なことである。ライザ・ブレース組立体４０は、原子炉の起動及び加熱から生じる熱膨張の差を吸収し、且つ原子炉再循環ポンプに起因する原子炉水再循環システム（図示せず）内に加わる流動励起振動を吸収するように設計されている。これは、本発明の該方法及びクランプ装置により、ライザ・ブレース組立体４０の固有振動数が、如何なるポンプ速度においても、再循環ポンプの羽根通過振動数よりも大きくなることによる。

　以上、本発明を説明したが、同じものを多くの方法により変更できることが明らかであろう。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。

沸騰水型原子炉の一部を切り欠いた概略的な部分断面図。 本発明の例示的な実施の形態によるライザ・ブレース組立体を示す図。 本発明の例示的な実施の形態によるライザ・ブレース修理用クランプ装置の斜視図。 本発明による機械加工の前と後のライザ・ブレース組立体の詳細図。 本発明の例示的な実施の形態による、図３に示されるクランプ装置の分解斜視図。 本発明の例示的な実施の形態による原子炉圧力容器（ＲＰＶ）内のクランプ装置の連結を示す図。 本発明によるライザ・ブレース組立体を修理するための例示的な方法を示すフローチャート。

符号の説明

　４０　ライザ・ブレース組立体
　４１　上方ライザ・ブレース板ばね
　４２　下方ライザ・ブレース板ばね
　４３　ライザ・ブレース・ブロック
　３０　ＲＰＶの側壁
　３８　ライザ管
　５０　クランプ装置
　３４　ジェットポンプ組立体
　４５ａ　第１の溝
　４５ｂ　第２の溝
　５１　第１プレート、上部プレート
　５２　第２プレート、支持プレート
　６０　ウェッジ組立体

Claims (22)

1. 原子炉内のジェットポンプ組立体（３４）を支持するライザ・ブレース（４０）を修理するためのクランプ装置（５０）であって、
   　前記ライザ・ブレース（４０）上の第１の溝（４５ａ）と嵌合するようにされた第１プレート（５１）と、
   　前記ライザ・ブレース（４０）上の第２の溝（４５ｂ）と嵌合するようにされた第２プレート（５２）と、
   を備え、
   　前記第１及び第２プレート（５１、５２）が前記ライザ・ブレース（４０）に固定的に取り付けられた、
   ことを特徴とするクランプ装置（５０）。
2. 前記第１及び第２プレート（５１、５２）の間に設けられたウェッジ組立体（６０）を更に備える請求項１に記載のクランプ装置（５０）。
3. 前記ライザ・ブレース（４０）が、前記第１プレート（５１）と係合する上面（４６）を有する上方板ばね（４１）と、前記第２プレート（５２）と係合する底面（４７）を有する底部板ばね（４２）とを含み、
   　前記第１及び第２プレート（５１、５２）の間の前記ウェッジ組立体（６０）が、前記上方板ばね（４１）の底面（４７）と前記底部板ばね（４２）の上面（４６）とに係合する、
   請求項２に記載のクランプ装置（５０）。
4. 前記ウェッジ組立体（６０）が、応力を前記ライザ・ブレース（４０）の表面上に均等に配分するための複数のウェッジ構成部品（６１、６４、６９、７０）を更に含む請求項２に記載のクランプ装置（５０）。
5. 前記ウェッジ構成部品（６１）の１つが、前記第１又は第２プレート（５１、５２）のスロット（１６２ａ、１６２ｂ）と係合するキー（６２）を含む請求項４に記載のクランプ装置（５０）。
6. 前記ライザ・ブレース（４０）が、前記ライザ・ブレース（４０）を前記原子炉の壁に連結するブロック（４３）を含み、前記ブロック（４３）が前記第１及び第２プレート（５１、５２）と係合するための上面（４６）上に設けられた第１の溝（４５ａ）と下面上に設けられた第２の溝（４５ｂ）とを含む請求項１に記載のクランプ装置（５０）。
7. 前記第１及び第２プレート（５１、５２）が、前記第１及び第２の溝（４５ａ、４５ｂ）と係合する舌部分（９８、９９）を含む請求項１に記載のクランプ装置（５０）。
8. 前記舌部分（９８、９９）が先細である請求項７に記載のクランプ装置（５０）。
9. 前記第１及び第２プレート（５１、５２）が、前記第１及び第２の溝（４５ａ、４５ｂ）と係合する舌部分（９８、９９）を含む請求項６に記載のクランプ装置（５０）。
10. 前記舌部分（９８、９９）が先細である請求項９に記載のクランプ装置（５０）。
11. 前記第１及び第２プレート（５１、５２）が、クランプ力を与えるように適合された機械式ファスナ（５３、５５）により、前記ライザ・ブレース（４０）に固定的に取り付けられている請求項１に記載のクランプ装置（５０）。
12. 前記第１及び第２プレート（５１、５２）が、舌部と溝の界面（５８ａ、５８ｂ、５９ａ、５９ｂ）を介して互いに係合する請求項１に記載のクランプ装置。
13. 原子炉の壁と前記原子炉内のジェットポンプ組立体を支持するライザ・ブレースとの間にクランプ装置を取り付けるための方法であって、
    　前記ライザ・ブレースの上面及び底面に溝を機械加工し、
    　前記クランプ装置の部分を前記溝の中に挿入し、
    　クランプ力を加えて、前記クランプ装置を界面において前記ライザ・ブレースに固定する、
    段階を含む方法。
14. 前記クランプ装置が第１及び第２プレートを含み、
    　該第１及び第２プレートの間にウェッジ組立体を挿入する、
    段階を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. ウェッジ組立体を挿入する前記段階が、
    　前記ウェッジ組立体の上面を前記ライザ・ブレースの表面に係合させ、
    　前記ウェッジ組立体の底面を前記ライザ・ブレースの別の表面に係合させる、
    ことを更に含む請求項１３に記載の方法。
16. 前記クランプ装置の部分を挿入する段階が、前記クランプ装置の舌部分を前記機械加工された溝に係合させることを含む請求項１３に記載の方法。
17. 前記舌部分が先細である請求項１６に記載の方法。
18. 前記クランプ力を加える段階が、前記第１及び第２プレートを機械式ファスナにより前記ライザ・ブレースに締め付けることを含む請求項１３に記載の方法。
19. 上方及び下方ライザ・ブレース板ばねを有するライザ・ブレース組立体を原子炉の壁に取り付けるために用いられる溶接部を構造的に交換する方法であって、
    　前記ライザ・ブレース組立体のブロック部分に溝を機械加工して、前記ライザ・ブレースの一部を取り除き、
    　ウェッジ組立体を前記ライザ・ブレース板ばねの間に取り付け、
    　前記ライザ・ブレース板ばねの両面に、前記ブロック部分に機械加工された前記溝と嵌合する舌部分をそれぞれ有する上部及び底部プレートを取り付け、
    　クランプ力を加えて前記上部及び底部プレートを前記ライザ・ブレース板ばねに固定する、
    段階を含む方法。
20. 上方及び下方ライザ・ブレース板ばね（４１、４２）を有し、且つ原子炉内でジェットポンプ組立体を支持するライザ・ブレース組立体（４０）を取り付けるために用いられる溶接部（１４０）に欠陥がある場合に、該溶接部を構造的に交換するためのクランプ装置（５０）であって、
    　前記上方ライザ・ブレース板ばね（４１）上の第１の溝（４５ａ）と嵌合するようにされた上部プレート（５１）と、
    　前記下方ライザ・ブレース板ばね（４２）上の第２の溝（４５ｂ）と嵌合するようにされた支持プレート（５２）と、
    　前記上部プレート（５１）と支持プレート（５２）との間に設けられ、前記第１及び第２の溝（４５ａ、４５ｂ）の反対側にある前記上方及び下方ライザ・ブレース板ばね（４１、４２）の表面に対して力を加えるウェッジ組立体（６０）と、
    を含むクランプ装置（５０）。
21. クランプ力をかけて、前記上部プレート（５１）及び支持プレート（５２）を前記ライザ・ブレース板ばね（４１、４２）に固定的に取り付けるための複数のファスナ（５３、５５）を更に備える請求項２０に記載のクランプ装置（５０）。
22. 前記上部及び支持プレート（５１、５２）が、舌部と溝の界面（５８ａ、５８ｂ、５９ａ、５９ｂ）を介して互いに係合するようになった請求項２０に記載のクランプ装置（５０）。

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