JP2007183119A

JP2007183119A - ジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置

Info

Publication number: JP2007183119A
Application number: JP2006000319A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Okita; 俊介沖田; Satoshi Sugano; 智菅野; Yoshio Watanabe; 義雄渡辺
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2007-07-19

Abstract

【課題】本発明は、ライザ管に流体振動が生じた場合でも流体振動に起因して作用する力を緩和させてライザ管を安定して保持できるジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置を提供することにある。
【解決手段】本発明のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置は、原子炉圧力容器の側壁に接して配置された２本の脚部を有するＵ字形状の圧力容器押し付け部材と、前記シュラウド外面に接して配置されたシュラウド押し付け部材と、原子炉圧力容器の側壁に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたクランプ部材と、シュラウド外面に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたウェッジ部材を備え、前記クランプ部材とウェッジ部材とで前記ライザ管を原子炉圧力容器の側壁側とシュラウド外面側との両側から挟みこむように支持させて配設するよう構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管を支持するライザ管の支持装置に関する。

沸騰水型原子炉圧力容器(以下ＲＰＶと称す)には、ＲＰＶの内部の炉心を冷却させる為に、ＲＰＶの外部から再循環ポンプにより導いた冷却水を再循環水としてＲＰＶの内部に高速で噴出させてＲＰＶの内部に循環させるジェットポンプがＲＰＶと炉心の燃料を支持するシュラウドとの間に設置されている。前記ジェットポンプは、ライザ管と、ノズルと、ディフューザを備えているが、ライザ管は内部を流れる再循環水の温度上昇に伴って熱伸びが生じる。また、再循環ポンプに起因してライザ管を流れる再循環水に流体振動が生じると、ライザ管にはこの流体振動による力が作用する。

そのため、ライザ管を保持するライザブレースがＲＰＶの壁面に取り付けられており、このライザブレースによってライザ管の熱伸びを許容すると共に、該ライザ管を安定して支持するように構成されている。

特許文献１は、ジェットポンプのライザ管を支持するライザブレースに、再循環水の流体振動に起因してライザ管から該ライザブレース及びライザブレースを固定する溶接部に作用する振動を緩和するクランプ装置を取り付けることによりライザブレースを補強し、ライザブレースの固有周波数を増加させる技術を開示している。

特許文献２は、ジェットポンプのライザ管を支持するライザブレースをＲＰＶの側壁に取り付ける溶接部の連結機能が低下した場合に、再循環水の流体振動に起因してライザ管から該ライザブレース及びライザブレースを固定する溶接部に作用する振動を緩和するクランプ装置をライザブレースの位置合わせの溝に嵌め合わせて取り付けることによりライザブレースを補強し、ライザブレースの固有振動数の増加と前記溶接部の連結機能の低下を補完する技術を開示している。

特開２００４−７７４８７号公報特開２００４−７７４８８号公報

ジェットポンプのライザ管を支持するライザ管の支持装置として、前記特許文献１ではライザブレースを補強して固有周波数を増加させることでライザ管を流れる再循環水による流体振動が生じた場合に、ライザブレースを固定する溶接部に作用する応力を低減させるものである。しかしながら、再循環水による流体振動の影響によりライザ管を保持するライザブレースの保持機能そのものが低下した場合には、ライザブレースの補強が出来なくなるという問題がある。

特許文献２は、ライザブレースをＲＰＶに連結する連結部をブロック構造にして、このブロックにライザブレースの位置合わせの溝を形成する必要があるため、ライザブレースの構造が複雑になるという問題がある。また、再循環水による流体振動の影響によりライザ管を保持するライザブレースの保持機能そのものが低下した場合には、ライザブレースの補強が出来なくなるという問題がある。

本発明の目的は、ライザ管を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管から流体振動に起因して作用する力を緩和させてライザ管を安定して保持できるようにしたジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置を提供することにある。

本発明は、原子炉圧力容器と原子炉圧力容器内の炉心を区画するシュラウドとの間に設置されたジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置として、原子炉圧力容器の側壁に接して配置された２本の脚部を有するＵ字形状の圧力容器押し付け部材と、前記シュラウドの外面に接して配置されたシュラウド押し付け部材と、原子炉圧力容器の側壁に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたクランプ部材と、シュラウド外面に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたウェッジ部材を備え、前記クランプ部材とウェッジ部材とで前記ライザ管を原子炉圧力容器の側壁側とシュラウド外面側との両側から挟みこむように支持させて配設した構成を特徴としている。

本発明によれば、ライザ管を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管から流体振動に起因して作用する力を緩和させてライザ管を安定して保持できるジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置を実現することが出来る。

次に、本発明を適用した実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。

本発明の一実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について図面を参照して説明する。図１は沸騰水型原子炉圧力容器(以下ＲＰＶと称す)１の縦断面図であり、図２はＲＰＶ１の横断面図である。ＲＰＶ１は円筒形の形状を有して形成された厚肉の圧力容器であり、その底部は底部ヘッドにより閉じられ、上部は取り外し可能な上部ヘッド(図示せず)により閉じられた構成の容器である。ＲＰＶ１の内部には炉心(燃料集合体)の燃料を支持する円筒形状のシュラウド２が配置されており、シュラウド２は下部に設けたシュラウドサポート３によってＲＰＶ１に支持されている。

ＲＰＶ１を構成する円筒形状の側壁４と円筒形状のシュラウド２との間には、ＲＰＶ１の外部から再循環ポンプ（図示せず）で導いた冷却水を再循環水としてＲＰＶ１の内部の底部に高速で噴出させてＲＰＶ１の内部に冷却水を循環させるジェットポンプ６が配置されている。ＲＰＶ１の側壁４にはＲＰＶ１の外部から図示していない再循環ポンプにより冷却水を導くノズル５が側壁４を貫通して設けられており、このノズル５の端部がジェットポンプ６の一部を構成する、鉛直方向に配設されたライザ管９に連結されて冷却水を鉛直方向上方に導くようになっている。更に、前記ジェットポンプ６は、ライザ管９を通じて上方に導いた冷却水を高速で下方に噴射する鉛直方向下方に向かって配設されたノズル１７、及び該ノズル１７によって噴射した冷却水をＲＰＶ１の内部の下方に導くディヒューザ１６を備えており、このディフューザ１６から冷却水を再循環水としてＲＰＶ１の内部の底部に噴出させてＲＰＶの内部を循環させるようになっている。

前記ライザ管９はシュラウド２と側壁４との間に鉛直方向に沿って配設されているため、ライザ管９の内部を流れる再循環水の温度上昇によってライザ管９に配設方向に沿った熱伸びが生じる。また、再循環ポンプに起因してライザ管を流れる再循環水による流体振動が生じると、ライザ管９にはこの流体振動による力が作用する。

そこで、ライザ管９を支持するライザスタビライザ２０が、ライザ管９をＲＰＶ１の側壁４側とシュラウド２の外面側の双方から挟み込むように取り付けられている。ライザ管９を支持する前記ライザスタビライザ２０は、下記するように溶接による固定に替えてＲＰＶ１の側壁４とシュラウド２の外面を夫々押圧する形態でライザ管９を固定するように取り付けられており、その結果、原子炉再循環ポンプに起因して生じる再循環水の流体振動がライザ管９に作用した場合でも、ライザ管９を支持するライザスタビライザ２０の取り付け箇所に働く力を大幅に低減できる。

ライザスタビライザ２０の構成を詳細に説明すると、図３はライザスタビライザ２０の上面図で、図４はライザスタビライザ２０の側面図である。図３及び図４において、ライザスタビライザ２０の構成は、ＲＰＶ１の側壁４に面した側が開口した、２本の脚部３１aと脚部３１bとを有するＵ字形状の圧力容器押し付け部材２１と、ＲＰＶ１の側壁４に面した側に該圧力容器押し付け部材２１の連結部３１を嵌め合わせる凹部４１を形成したシュラウド押し付け部材２２を備えている。そして圧力容器押し付け部材２１及びシュラウド押し付け部材２２は後述するウェッジを介してライザ管９をＲＰＶ１の側壁４に向かって一方から挟み込んで押し付けるように配置されている。

このＵ字形状の圧力容器押し付け部材２１は、２本の脚部３１aと脚部３１bとを連結する連結部３２を備えており、この連結部３２には、クランプ２３固定用の２個のボルト穴３２bと、シュラウド押し付け部材２２固定用の２個のボルト穴３２cと、ウェッジ２４固定用の１個のボルト穴３２dが夫々形成された構造となっている。前記シュラウド押し付け部材２２にも圧力容器押し付け部材２１固定用の２個のボルト穴２２bが形成された構造となっている。

そして、このＵ字形状の圧力容器押し付け部材２１のうち、シュラウド２の外面側に面した連結部３２の側面を、シュラウド押し付け部材２２のライザ管９に面して形成された凹部４１に嵌め合わせる。前記圧力容器押し付け部材２１の２本の脚部３１a及び脚部３１bの端部はＲＰＶ１の側壁４の内壁面に接触させた状態にして、また、シュラウド押し付け部材２２の背面はシュラウド２の外面に接触させた状態にして、２本の固着用のボルト２２aを、シュラウド押し付け部材２２に形成した圧力容器押し付け部材２１固定用のボルト穴２２b及び圧力容器押し付け部材２１の連結部３２に形成したシュラウド押し付け部材２２固定用のボルト穴３２cに取り付けて相互に結合することにより、圧力容器押し付け部材２１とシュラウド押し付け部材２２とを一体に取り付ける。

ライザ管９を保持するライザスタビライザ２０は、更に、シュラウド２の外面側に面した側が開口したＵ字形状で、ライザ管９に面した側面がライザ管９の外面と同じ曲率に形成した曲率面を有するクランプ２３と、同じくライザ管９に面した側面がライザ管９の外面と同じ曲率に形成した曲率面を有するウェッジ２４を備えている。前記クランプ２３の端部には２個のボルト穴２３bが形成され、前記ウェッジ２４にも１個のボルト穴２４bが形成されている。

そして前記クランプ２３は、ライザ管９をＲＰＶ１の側壁４の側からシュラウド２の外面に向かって一方から挟み込むように、２本のボルト２３aを、クランプ２３のボルト穴２３bと圧力容器押し付け部材２１の連結部３２に形成したクランプ２３固定用の２個のボルト穴３２bに夫々取り付けて結合することにより、クランプ２３を圧力容器押し付け部材２１に一体的に取り付けている。

また、前記ウェッジ２４は、ライザ管９をシュラウド２の外面側からＲＰＶ１の側壁４側に向かって他方から挟み込むように、１本のボルト２４aを、ウェッジ２４のボルト穴２４bと圧力容器押し付け部材２１の連結部３２に形成したウェッジ２４固定用の１本のボルト穴３２dに取り付けて結合することにより、ウェッジ２４を圧力容器押し付け部材２１に一体的に取り付けている。

このように、Ｕ字形状のクランプ２３とウェッジ２４とでライザ管９を両側から丁度挟み込むようにして前記クランプ２３とウェッジ２４を圧力容器押し付け部材２１に取り付けてライザ管９を支持する構成にしているので、前記構成のライザスタビライザ２０を溶接させずにライザ管９を保持することが可能となっている。そして、ライザ管９は前記ライザスタビライザ２０によってＲＰＶ１とシュラウド２との間で効果的に位置固定されているので、ライザ管９を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管９から流体振動に起因して作用する力をライザスタビライザ２０によって緩和でき、よってライザ管を支持するライザスタビライザ２０が流体振動による力を受けて脱落するのが阻止される。

尚、上記した構成の本実施例によっても、ライザ管９を流れる再循環水に流体振動が生じた場合でもライザ管９から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ２０によって緩和させてライザ管９を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。

本発明の他の実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。本実施例の基本構成は図３及び図４に示した前記実施例１と同一構成であるので、共通の構成は説明を省略して相違する構成についてのみ説明する。図５において、ジェットポンプ６の一部を構成するライザ管９を支持するように取り付けたライザスタビライザ２０の側面図を示している。

本実施例のライザスタビライザ２０は、ＲＰＶ１の側壁４と接するにＵ字形状の圧力容器押し付け部材２１の脚部３１a、３１bの端部形状を円弧面３１cに形成したものである。脚部３１a、３１bの端部形状を円弧面３１cとしたことにより、ＲＰＶ１とシュラウド２及びライザ管９との間に熱伸び差が生じてライザ管９を支持するライザスタビライザ２０に垂直方向の力が加わった際に、ＲＰＶ１の側壁４と点接触している前記円弧面３１cがＲＰＶ１の側壁４に沿って滑動するので前記ライザスタビライザ２０に作用する熱伸びによる大きな力を逃がすことが出来る。よって、ＲＰＶ１とシュラウド２及びライザ管９の熱伸び差による垂直方向の変形を吸収することが可能になる。また、ライザ管９を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管９から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ２０によって緩和させてライザ管９を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。

本発明の別の実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。本実施例の基本構成も図３及び図４に示した前記実施例１と同一構成であるので、共通の構成は説明を省略して相違する構成についてのみ説明する。図６はライザ管９に取り付けたライザスタビライザ２０の圧力容器押し付け部材２１に備えられた脚部３１a、３１bを示している。

本実施例のライザスタビライザ２０は、圧力容器押し付け部材２１の脚部３１a、３１bに水平方向のスリット５１を複数個形成したものである。このスリット５１の存在によって、圧力容器押し付け部材２１に外力が作用した場合にスリット５１の空間部が変形して圧力容器押し付け部材２１は垂直方向の変形が容易となる。よって、ＲＰＶ１とシュラウド２及びライザ管９との間の熱伸び差が生じてライザ管９を支持するライザスタビライザ２０に垂直方向の力が加わった際に、ライザスタビライザ２０はこの垂直方向の変形を吸収できる。また、ライザ管９を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管９から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ２０によって緩和させてライザ管９を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。

本発明の更に他の実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。本実施例の基本構成も図３及び図４に示した前記実施例１と同一構成であるので、共通の構成は説明を省略して相違する構成についてのみ説明する。図７はライザ管９に取り付けたライザスタビライザ２０の圧力容器押し付け部材２１に備えられた脚部３１a、３１bを示している。

本実施例のライザスタビライザ２０は、圧力容器押し付け部材２１の脚部３１a、３１bの一部に板ばね６１を使用したものである。この板ばね６１の弾性挙動により、圧力容器押し付け部材２１に垂直方向の外力が加わった場合に、圧力容器押し付け部材２１は容易に変形できる。よって、ＲＰＶ１とシュラウド２及びライザ管９との間の熱伸び差が生じてライザ管９を支持するライザスタビライザ２０に垂直方向の力が加わった際に、ライザスタビライザ２０はこの垂直方向の変形を吸収できる。また、ライザ管９を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管９から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ２０によって緩和させてライザ管９を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。

本発明の更に別の実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。本実施例では、図示していないがライザスタビライザ２０の材料に形状記憶合金を使用したものである。この形状記憶合金の超弾性挙動により、ＲＰＶ１とシュラウド２及びライザ管９との間の熱伸び差が生じてライザ管９を支持するライザスタビライザ２０に垂直方向の力が加わった際に、ライザスタビライザ２０はこの垂直方向の変形を吸収できる。また、ライザ管９を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管９から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ２０によって緩和させてライザ管９を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。

本発明の更に異なる実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。図８はライザ管９に取り付けたライザスタビライザ２０の圧力容器押し付け部材２１に備えられた脚部３１a、３１bを示している。

本実施例のライザスタビライザ２０は、圧力容器押し付け部材２１の脚部３１a、３１bの中間部分にローラー部７１を備えたスライド機構を設けたものである。このスライド機構のローラー部７１の作用によって、圧力容器押し付け部材２１に垂直方向の外力が加わった場合に、圧力容器押し付け部材２１は容易に垂直方向に移動できる。よって、ＲＰＶ１とシュラウド２及びライザ管９との間の熱伸び差が生じてライザ管９を支持するライザスタビライザ２０に垂直方向の力が加わった際に、ライザスタビライザ２０はこの垂直方向の変形を吸収できる。また、ライザ管９を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管９から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ２０によって緩和させてライザ管９を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。

本発明は沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管を支持するライザ管の支持装置に適用可能である。

本発明が適用される沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の縦断面図。本発明が適用される沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の横断面図。本発明の一実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す上面図。本発明の一実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す側面図。本発明の他の実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す側面図。本発明の別の実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す側面図。本発明の更に他の実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す側面図。本発明の更に別の実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す側面図。

符号の説明

１：原子炉圧力容器、２：シュラウド、４：原子炉圧力容器側壁、５：ノズル、６：ジェットポンプ、７：サーマルスリーブ、８：エルボ、９：ライザ管、１０：ライザブレース、２０：ライザスタビライザ、２１：圧力容器押し付け部材、２２：シュラウド押し付け部材、２２a：ボルト、２２b：ボルト穴、２３：クランプ、２４：ウェッジ、２４a：ボルト、３１a、３１b：脚部、３２：連結部、３２b、３２c、３２d：ボルト穴、４１：凹部、５１：スリット、６１：板ばね、７１：ローラー部。

Claims

原子炉圧力容器と原子炉圧力容器内の炉心を区画するシュラウドとの間に設置されたジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置において、前記支持装置は原子炉圧力容器の側壁に接して配置された２本の脚部を有するＵ字形状の圧力容器押し付け部材と、前記シュラウドの外面に接して配置されたシュラウド押し付け部材と、原子炉圧力容器の側壁に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたクランプ部材と、シュラウド外面に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたウェッジ部材を備え、前記クランプ部材とウェッジ部材とで前記ライザ管を原子炉圧力容器の側壁側とシュラウド外面側との両側から挟みこむように支持させて配設したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。
請求項１において、前記圧力容器押し付け部材の脚部の端部を円弧面状に形成して原子炉圧力容器の側壁と接するように配置したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。
請求項１において、前記圧力容器押し付け部材の脚部にスリット部を形成したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。
請求項１において、前記圧力容器押し付け部材の脚部にばね部材を配置したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。
請求項１において、前記圧力容器押し付け部材の脚部に形状記憶合金を使用したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。
請求項１において、前記圧力容器押し付け部材の脚部にローラ部材を配置したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。