JP2007171090A

JP2007171090A - 炉心シュラウド支持装置および炉心シュラウドの据付方法

Info

Publication number: JP2007171090A
Application number: JP2005371892A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hagiwara; 剛萩原; Katsunobu Watanabe; 勝信渡邉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】特別の冶工具を用いることなく容易に炉心シュラウドに取付け、および取り外しの可能な炉心シュラウド支持装置を提供する。
【解決手段】原子炉圧力容器１内に設置される炉心シュラウド支持装置であって、シュラウド２とシュラウドヘッド１４の間に挟みこまれ、かつ、シュラウド２とシュラウドヘッド１４を締結するボルト２３により共締めされることによってシュラウド２に取付けられるフランジ部１８と、このフランジ部１８より水平方向に突き出したシュラウド支持部１９とを備えているので、炉内で溶接作業を行うことなく、シュラウド２の水平方向の移動を抑制するシュラウド支持装置を炉内に装着することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子炉の炉心部を覆う炉心シュラウド支持装置および炉心シュラウドの据付方法に関する。

一般に、沸騰水型原子力発電プラントにおいては原子炉圧力容器が設けられ、その内部に原子炉の炉心部を覆う炉心シュラウドが設置されている。

以下、従来の炉心シュラウド下部構造を図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０に示すように、原子炉圧力容器１下部と炉心シュラウド２との間に周方向に間隔をおいて複数のジェットポンプ３またはインターナルポンプが設置されており、各ポンプはポンプデッキ４に支持されている。炉心シュラウド２の内側には、燃料集合体５と燃料支持金具６及び制御棒案内管７を支持している制御棒駆動機構ハウジング８が原子炉圧力容器下鏡部９に林立して設置されている。また、制御棒駆動機構ハウジング８及び制御棒案内管７の間には、インコアモニタ案内管１０を支持するインコアモニタハウジング１１が同様に林立して設置されている。これらの荷重は、原子炉圧力容器下鏡部９により支えられている。なお、燃料支持金具６の水平方向の変位を拘束している炉心支持板１２、及び燃料集合体５の水平方向の変位を拘束している上部格子板１３は、シュラウドヘッド１４上部に据え付けられた気水分離器１５の重量を支えている炉心シュラウド２の内側で支持されている。また、図１１に示すように、シュラウドヘッド１４は炉心シュラウド２とシュラウドヘッドボルト１７によって締結されている。

このように炉心シュラウドは、その下部で原子炉圧力容器に溶接固定されている構造をなしており、切断等をしない限り制御棒案内管のように簡易的に取り外し交換することは不可能であり、半永久的な構造物である。こうした構造物には腐食し難い金属材料が用いられているものの、特に溶接の熱影響を受けている局所的な部分では、残留応力と腐食環境の相互作用により、応力腐食割れが生じる可能性があり、炉内構造物の検査対象の一つとなっている。

応力腐食割れなどにより亀裂が生じた場合の炉心シュラウドの保全工法として、タイロッドと呼ばれる支持装置により上下方向にシュラウド自体を抑えることで、シュラウドの移動を抑制する方法（例えば特許文献１、２参照）や、シュラウドと圧力容器内壁の間に支持装置を挿入し、水平方向の変位を抑制することでシュラウドの移動を抑制する方法（例えば特許文献３参照）などがある。
特開平０８−３１３６６８号公報米国特許５７４２６５３号明細書特開２００２−３５７６８８号公報（第２−８頁、第２図、第５−６図、第８−１０図、第１４図）

上述の従来の炉心シュラウドの保全工法のうち、タイロッドを用いる方法は、シュラウド移動の抑制装置であるタイロッドの構造が複雑であり、さらに、タイロッドの設置のためには、狭隘部であるシュラウドと圧力容器の間隙部の底部において、設置作業を行うか、または遠隔操作により設置作業を行う必要がある。

また、シュラウドと圧力容器内壁の間に支持装置を挿入し、水平方向の変位を抑制する方法においても、支持装置の挿入及びシュラウドへの取付けのための冶工具が必要となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は特別の冶工具を用いることなく容易に炉心シュラウドに取付け、および取り外しの可能な炉心シュラウド支持装置および炉心シュラウドの据付方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、原子炉圧力容器内に設置される炉心シュラウド支持装置であって、シュラウドとシュラウドヘッドの間に挟みこまれ、かつ、シュラウドとシュラウドヘッドを締結するボルトにより共締めされることによってシュラウドに取付けられるフランジ部と、このフランジ部より水平方向に突き出したシュラウド支持部とを備えていることを特徴とする。

また、本発明は、原子炉圧力容器内に設置される炉心シュラウド支持装置であって、シュラウドヘッドと一体となったフランジ部と、このフランジ部より水平方向に突き出したシュラウド支持部とを備えていることを特徴とする。

また、本発明は、原子炉圧力容器内に炉心シュラウドを据え付ける炉心シュラウドの据付方法において、前記シュラウドとシュラウドヘッドとの間に挟みこまれるフランジ部の外側面より水平方向に突き出る炉心シュラウド支持装置が設定される炉心シュラウド支持装置設定工程と、このフランジ部、シュラウドおよびシュラウドヘッドをボルトにより共締めすることによってこの炉心シュラウド支持装置が炉心シュラウドに取り付けられる炉心シュラウド支持装置取付工程と、この取り付けられた炉心シュラウド支持装置支持部により炉心シュラウドの水平方向の移動を抑制しながら原子炉圧力容器内において前記炉心シュラウドを移動する炉心シュラウド移動工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、原子炉圧力容器内に炉心シュラウドを据え付ける炉心シュラウドの据付方法において、前記シュラウドヘッドのフランジ部の外側面より水平方向に突き出る炉心シュラウド支持装置が設定される炉心シュラウド支持装置設定工程と、このシュラウド及びシュラウドヘッドをボルトにより共締めすることによってこの炉心シュラウド支持装置が炉心シュラウドに取り付けられる炉心シュラウド支持装置取付工程と、この取り付けられた炉心シュラウド支持装置支持部により炉心シュラウドの水平方向の移動を抑制しながら原子炉圧力容器内において前記炉心シュラウドを移動する炉心シュラウド移動工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、炉内で溶接作業を行うことなく、シュラウドの水平方向の移動を抑制するシュラウド支持装置を炉内に装着することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図を参照して説明する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分については同一符号を付して重複説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態である炉心シュラウド支持装置であり、同図（ａ）はシュラウド・シュラウドヘッドの断面図、同図（ｂ）は炉心シュラウド支持装置の斜視図である。

本図に示すように、本発明の第１の実施形態である炉心シュラウド支持装置は、シュラウド２とシュラウドヘッド１４との間に挟みこまれるように配置されている。炉心シュラウド支持装置フランジ部１８を有している。一例として、このフランジ部１８の内径は、上記の炉心シュラウド２の内径と同一かまたは内径より若干大きく形成する。このフランジ部１８の外径は、上記の炉心シュラウド２の上部のフランジ部の外径と同一かまたは大きく形成する。

この炉心シュラウド支持装置フランジ部１８には、複数のボルト孔２０が設けられている。このボルト孔２０を、シュラウドヘッドボルト１７が貫通する。このシュラウドヘッドボルト１７により、上記の炉心シュラウド支持装置フランジ部１８、シュラウド２及びシュラウドヘッド１４が共締めされる。

また、この炉心シュラウド支持装置フランジ部１８の外側面には複数の炉心シュラウド支持装置支持部１９が設定され、水平方向に突き出している。図には、４個の炉心シュラウド支持装置支持部１９を設けた例を示した。この４個の炉心シュラウド支持装置支持部１９の先端が形成する外径は、上記の原子炉圧力容器１の内径より小さく形成されている。

このように構成された本実施形態において、炉心シュラウド支持装置のフランジ部１８は、シュラウド２とシュラウドヘッド１４の間に、ボルト穴２０を通してシュラウドヘッドボルト１７によって締結され、フランジ部１８より水平に突き出した支持部１９によりシュラウド２の水平方向の移動を制限している。

本実施形態によれば、炉内で溶接作業を行うことなく、シュラウドの水平方向の移動を抑制する炉心シュラウド支持装置を炉内に装着することができる。

（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態である炉心シュラウド支持装置であり、同図（ａ）はシュラウド・シュラウドヘッドの断面図、同図（ｂ）は炉心シュラウドヘッド斜視図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複説明は省略する。

図に示すように、本発明の第２の実施形態である炉心シュラウド支持装置は、ボルト穴２０を有するフランジ部１８及び支持部１９から構成され、フランジはシュラウドヘッド１４と一体に構成されている。

このように構成された本実施形態において、炉心シュラウド支持装置のフランジ部１８はシュラウドヘッド１４と一体に成型され、ボルト穴２０を通してシュラウドヘッドボルト１７によって炉心シュラウド２に締結され、フランジ部１８より水平に突き出した支持部１９によりシュラウド２の水平方向の移動を制限している。

本実施形態によれば、炉内で溶接作業を行うことなく、シュラウドの水平方向の移動を抑制する炉心シュラウド支持装置を炉内に装着することができると同時に、シュラウドヘッド１４上の気水分離器１５の高さレベルを、炉心シュラウド支持装置装着前と変わらない位置に保持することができる。

（第３の実施形態）
図３は本発明の第３の実施形態である炉心シュラウド支持装置のシュラウド・シュラウドヘッド及び原子炉圧力容器の断面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複説明は省略する。

図３に示すように、本実施形態の炉心シュラウド支持装置は、シュラウド支持装置の支持部１９と圧力容器１の内面に設置されたブロック２１から構成され、支持部１９の下面はブロック２１の上面に接している。

このように構成された本実施形態において、シュラウド支持部１９は炉心シュラウド２の水平方向の移動を制限するとともに、炉心シュラウドの垂直方向の荷重を支えている。

本実施形態によれば、少ない炉内作業で、シュラウドの水平方向の移動を抑制し、シュラウドの垂直方向の荷重を支えるシュラウド支持装置を炉内に装着することができる。

（第４の実施形態）
図４は本発明の第４の実施形態である炉心シュラウド支持装置のシュラウド・シュラウドヘッド及び原子炉圧力容器の断面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複説明は省略する。

図４に示すように、本実施形態の炉心シュラウド支持装置は、シュラウド支持装置の支持部１９と圧力容器１の内面に設置されたブロック２１から構成され、支持部１９の上面はブロック２１の下面に接している。

このように構成された本実施形態において、シュラウド支持部１９は炉心シュラウド２の水平方向の移動を制限するとともに、炉心シュラウドの垂直方向の移動も制限している。

本実施形態によれば、少ない炉内作業で、シュラウドの水平方向の移動を抑制し、シュラウドの垂直方向の移動も抑制するシュラウド支持装置を炉内に装着することができる。

（第５の実施形態）
図５は本発明の第５の実施形態である炉心シュラウド支持装置のシュラウド・シュラウドヘッド及び原子炉圧力容器の断面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複説明は省略する。

図５に示すように、本実施形態の炉心シュラウド支持装置は、シュラウド支持装置の支持部１９と圧力容器１の内面に設置された溝付ブロック２２から構成され、支持部１９はブロック２２の溝に嵌合されている。

このように構成された本実施形態において、シュラウド支持部１９は炉心シュラウド２の水平方向の移動を制限するとともに、炉心シュラウドの垂直方向の移動も制限し、かつ炉心シュラウドの垂直方向の荷重も支持している。

本実施形態によれば、少ない炉内作業で、シュラウドの水平方向の移動を抑制し、さらにシュラウドの垂直方向の移動も抑制し、かつシュラウドの垂直方向の荷重を支持するシュラウド支持装置を炉内に装着することができる。

（第６の実施形態）
図６は本発明の第６の実施形態である炉心シュラウド支持装置のシュラウド・シュラウドヘッド及び原子炉圧力容器の断面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複説明は省略する。

図６に示すように、本実施形態の炉心シュラウド支持装置は、シュラウド支持装置の支持部１９と圧力容器１の内面に設置された溝付ブロック２１から構成され、支持部１９はブロック２１の溝に嵌合し、さらに支持部１９とブロック２１はボルト２３によって締結されている。

このように構成された本実施形態において、シュラウド支持部１９は炉心シュラウド２の水平方向の移動を制限するとともに、炉心シュラウドの垂直方向の移動も制限し、かつ炉心シュラウドの垂直方向の荷重も支持しており、支持部１９とブロック２１の相対変位はボルト２３によって強固に制限されている。

（第７の実施形態）
図７は本発明の第７の実施形態である炉心シュラウド支持装置の斜視図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複説明は省略する。

図７に示すように、本実施形態のシュラウド支持装置は、フランジ部１８と支持部１９及び吊り具２４から構成されている。
このように構成された本実施形態において、支持部１９上に吊り具２４が設置されている。

本実施形態によれば、炉心シュラウド支持装置を炉内に装着する場合に、シュラウドヘッド１４を設置する場合に用いる取り扱い装置と同じ装置を用いて容易に炉内に装着を行うことができる。

（第８の実施形態）
図８は本発明の第８の実施形態である炉心シュラウド支持装置の平面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複説明は省略する。

図８に示すように、シュラウド支持装置は、フランジ部１８及び支持部１９から構成されており、支持部１９の周位置はジェットポンプ３の設置位置と重ならないように設置されている。

本実施形態によれば、ジェットポンプに吸込まれる流れを阻害しない炉心シュラウド支持装置が実現できる。

（第９の実施形態）
図９は本発明の第９の実施形態である炉心シュラウド支持装置の構成図であり、同図（ａ）はシュラウド支持装置の斜視図、同図（ｂ）は炉心シュラウド支持装置支持部の断面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複説明は省略する。

図に示すように、シュラウド支持装置は、フランジ部１８と支持部１９から構成されている。支持部１９の断面は水の流れに対して、流線形の形状をなしている。

本実施形態によれば、水の流れを阻害せず抵抗が少なく、再循環圧力損失の小さな炉心シュラウド支持装置が実現できる。

本発明の第１の実施形態に係る炉心シュラウド支持装置で、同図（ａ）はシュラウド・シュラウドヘッドの断面図、同図（ｂ）は炉心シュラウド支持装置の斜視図。本発明の第２の実施形態に係る炉心シュラウド支持装置で、同図（ａ）はシュラウド・シュラウドヘッドの断面図、同図（ｂ）はシュラウドヘッドの斜視図。本発明の第３の実施形態に係る炉心シュラウド支持装置のシュラウド・シュラウドヘッド及び原子炉圧力容器の断面図。本発明の第４の実施形態に係る炉心シュラウド支持装置のシュラウド・シュラウドヘッド及び原子炉圧力容器の断面図。本発明の第５の実施形態に係る炉心シュラウド支持装置のシュラウド・シュラウドヘッド及び原子炉圧力容器の断面図。本発明の第６の実施形態に係る炉心シュラウド支持装置のシュラウド・シュラウドヘッド及び原子炉圧力容器の断面図。本発明の第７の実施形態に係る炉心シュラウド支持装置の斜視図。本発明の第８の実施形態に係る炉心シュラウド支持装置の平面図。本発明の第９の実施形態に係る炉心シュラウド支持装置で、同図（ａ）は炉心シュラウド支持装置の斜視図、同図（ｂ）は支持部の断面図。従来の沸騰水型原子炉圧力容器構造の縦断面図。従来の沸騰水型原子炉圧力容器構造におけるシュラウド・シュラウドヘッドの断面図。

符号の説明

１…原子炉圧力容器、２…炉心シュラウド、３…ジェットポンプ、４…ポンプデッキ、５…燃料集合体、６…燃料支持金具、７…制御棒案内管、８…制御棒駆動機構ハウジング、９…原子炉圧力容器下鏡部、１０…インコアモニタ案内管、１１…インコアモニタハウジング、１２…炉心支持板、１３…上部格子板、１４…シュラウドヘッド、１５…気水分離器、１６…シュラウドサポートレグ、１７…シュラウドヘッドボルト、１８…炉心シュラウド支持装置フランジ部、１９…炉心シュラウド支持装置支持部、２０…炉心シュラウド支持装置ボルト穴、２１…ブロック、２２…溝付ブロック、２３…ボルト、２４…吊り具、２５…水の流れ。

Claims

原子炉圧力容器内に設置される炉心シュラウド支持装置であって、シュラウドとシュラウドヘッドの間に挟みこまれ、かつ、シュラウドとシュラウドヘッドを締結するボルトにより共締めされることによってシュラウドに取付けられるフランジ部と、このフランジ部より水平方向に突き出したシュラウド支持部と、を備えていることを特徴とする炉心シュラウド支持装置。
原子炉圧力容器内に設置される炉心シュラウド支持装置であって、シュラウドヘッドと一体となったフランジ部と、このフランジ部より水平方向に突き出したシュラウド支持部と、を備えていることを特徴とする炉心シュラウド支持装置。
シュラウド支持部は、圧力容器を構成する材料の熱膨張係数とシュラウドを構成する材料の熱膨張係数の、中間の熱膨張係数を有する材料によって構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炉心シュラウド支持装置。
フランジ部より水平に突き出したシュラウド支持部が、圧力容器の内壁に設置されたブロックの上面に接するように取り付けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炉心シュラウド支持装置。
フランジ部より水平に突き出したシュラウド支持部が、圧力容器の内壁に設置されたブロックの下面に接するように取り付けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炉心シュラウド支持装置。
フランジ部より水平に突き出したシュラウド支持部が、圧力容器の内壁に設置された水平方向のブロック溝に嵌合することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炉心シュラウド支持装置。
フランジ部より水平に突き出したシュラウド支持部と、圧力容器の内壁に設置されたブロックを、ボルトで締結することを特徴とする請求項４、請求項５および請求項６のいずれかに記載の炉心シュラウド支持装置。
フランジ部もしくは、フランジ部より水平に突き出したシュラウド支持部の上面に吊り具を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炉心シュラウド支持装置。
シュラウドと接するフランジ部に、シュラウドヘッドまたはシュラウドと嵌合する溝を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炉心シュラウド支持装置。
圧力容器内のインターナルポンプまたはジェットポンプの圧力容器周方向の設置位置と重ならない位置に、フランジ部より水平に突き出したシュラウド支持部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炉心シュラウド支持装置。
フランジ部より水平に突き出したシュラウド支持部の断面形状が、流線形をなしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炉心シュラウド支持装置。
原子炉圧力容器内に炉心シュラウドを据え付ける炉心シュラウドの据付方法において、前記シュラウドとシュラウドヘッドとの間に挟みこまれるフランジ部の外側面より水平方向に突き出る炉心シュラウド支持装置が設定される炉心シュラウド支持装置設定工程と、このフランジ部、シュラウドおよびシュラウドヘッドをボルトにより共締めすることによってこの炉心シュラウド支持装置が炉心シュラウドに取り付けられる炉心シュラウド支持装置取付工程と、この取り付けられた炉心シュラウド支持装置支持部により炉心シュラウドの水平方向の移動を抑制しながら原子炉圧力容器内において前記炉心シュラウドを移動する炉心シュラウド移動工程と、を有することを特徴とする炉心シュラウドの据付方法。
原子炉圧力容器内に炉心シュラウドを据え付ける炉心シュラウドの据付方法において、前記シュラウドヘッドのフランジ部の外側面より水平方向に突き出る炉心シュラウド支持装置が設定される炉心シュラウド支持装置設定工程と、このシュラウド及びシュラウドヘッドをボルトにより共締めすることによってこの炉心シュラウド支持装置が炉心シュラウドに取り付けられる炉心シュラウド支持装置取付工程と、この取り付けられた炉心シュラウド支持装置支持部により炉心シュラウドの水平方向の移動を抑制しながら原子炉圧力容器内において前記炉心シュラウドを移動する炉心シュラウド移動工程と、を有することを特徴とする炉心シュラウドの据付方法。