JP2009250941A

JP2009250941A - 原子炉の気水分離器の仮置き架台

Info

Publication number: JP2009250941A
Application number: JP2008103023A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Otani; 健一大谷
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2028-04-11
Also published as: JP4759586B2

Abstract

【課題】
耐震性を向上し、地震発生時にも機器と床面を損傷させない気水分離器の仮置き架台を提供する。
【解決手段】
気水分離器２の仮置き架台１は、気水分離器と一体で取り扱われるシュラウドヘッド２５の耐震ピン用穴２８に挿入する横ずれ防止ピン１５と、シュラウドヘッド２５に設けられたガイドブロック２７の溝穴に嵌合する位置決めガイドピン１４１，１４２とを有し、また、前記位置決めガイドピン１４１，１４２は、シュラウドヘッド２５に取り付けられたシュラウドヘッドボルト２１がシュラウドヘッドフランジ２６下端から突き出している長さよりも長くなっていうえ、前記位置決めガイドピン１４１，１４２のうち１本が、他の位置決めガイドピンより長くなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子炉の気水分離器をシュラウドヘッドごと仮置きする際に用いる仮置き架台に関し、特に原子炉圧力容器から取り出した気水分離器およびシュラウドヘッドの一体構造物を原子炉建屋内の機器プール内などに仮置きする際に用いられる仮置き架台に関する。

原子力発電所の定期検査などで原子炉の原子炉圧力容器上部を開放して、原子炉圧力容器内から蒸気乾燥器と気水分離器（シュラウドヘッドと一体）を取り外し、これらを原子炉建屋内で原子炉ウェルに併設されている蒸気乾燥器・気水分離器用の機器プールの床面に仮置きすることになっている（例えば、特許文献１参照）。

従来は、シュラウドヘッドと一体構造の気水分離器を機器プールに仮置きする際には、その気水分離器に設けられた４本のリフティングロッドの下端部（脚部）を機器プールの床面（底面）に直接置いていた。

特開平９−１６６６８４号公報（図５，図６）

以上のように、従来、気水分離器のリフティングロッドを直接機器プールの床面に置く方法で気水分離器の仮置きを行っており、その仮置き中の状態は、必ずしも地震に強い状態を成す構造ではなかった。

そこで、本発明の目的は、耐震性を向上し、地震発生時にも気水分離器と機器プールの床面を損傷させない仮置き架台を提供することにある。

本発明の目的を達成するための第１手段は、原子炉のシュラウドヘッドと一体の気水分離器のシュラウドヘッドフランジを受けるフランジと、前記フランジに前記シュラウドヘッドフランジを受けた状態で前記シュラウドヘッドフランジに装備されたリフティングロッドの下端が宙に浮くように前記フランジを支持し、前記リフティングロッドの下端面の面積よりも広い下端面を有する支持部材と、前記シュラウドヘッドフランジに装備されている耐震ピン用穴に挿入できる配置で前記フランジに装備した複数の横ずれ防止ピンと、前記シュラウドヘッドフランジと一体に装備されているガイドブロックの溝に嵌合できる配置で前記支持部材と一体に装備された位置決めガイドピンとを備え、前記位置決めガイドピンの前記フランジ上面を基準にした上方への突き出し長さの寸法が、前記シュラウドヘッドフランジに装備されたシュラウドヘッドボルトの前記シュラウドヘッドフランジから下方へ突き出している寸法よりも、大きく設定されている原子炉の気水分離器の仮置き架台である。

同じく第２手段は、上記第１手段において、前記位置決めガイドピンは間隔を開けて複数本前記支持部材と一体に装備され、前記複数本の前記位置決めガイドピンのうち１本の前記フランジ上面を基準にした上方への突き出し長さの寸法が、他の位置決めガイドピンの前記フランジ上面を基準にした上方への突き出し長さの寸法よりも、大きく設定されている原子炉の気水分離器の仮置き架台である。

同じく第３手段は、上記第２手段において、原子炉の蒸気乾燥器の仮置き架台と前記気水分離器の仮置き架台とを連結する架台締結具を備えた原子炉の気水分離器の仮置き架台である。

本発明によれば、原子炉の気水分離器の仮置き時に、その気水分離器のリフティングロッドで気水分離器の自重や地震時の加振力を機器プールから直接受けなくて済むうえ、位置決めガイドピンをガイドにして気水分離器が横ずれ防止ピンで架台へ容易に取り合うので、地震時の加振力を受けても気水分離器と架台との横ずれが防止される状態を容易に発現させて、仮置き状態の気水分離器の耐震性の向上が容易に成せるし、更には、リフティングロッドが機器プールの床に接することなく、また気水分離器と架台とが横ずれして外れることが無い仮置き状態を横ずれ防止ピンを利用して容易に得ることが出来るので、地震発生時にも気水分離器と機器プールの床面の損傷を容易に防止する仮置き架台を提供できる。

本発明の実施例では、沸騰水型の原子炉の気水分離器と一体で取り扱われるシュラウドヘッドの耐震ピン用穴に挿入する横ずれ防止ピンと、シュラウドヘッドに設けられたガイドブロックの溝に嵌合する位置決めガイドピンとを仮置き架台が有している。その架台は、架台に気水分離器を仮置きした状態で気水分離器のリフティングロッドの下端が機器プールの床面から浮く上下方向の寸法を有している。以下、気水分離器とシュラウドヘッドとの一体構造物を単に気水分離器という。

また、前記位置決めガイドピンは、シュラウドヘッドに取り付けられたシュラウドヘッドボルトがシュラウドヘッドフランジ下端から突き出している長さよりも長くなっている。

さらに、前記位置決めガイドピンを複数有し、そのうち１本が、他のガイドピンより長くなっている。

このような本発明の実施例による仮置き架台では、シュラウドヘッドと一体の気水分離器を原子炉の定期検査などで機器プール内に架台を介して仮置きしているときに地震が発生した場合でも、リフティングロッドに直接荷重がかからないため、地震発生時にもリフティングロッドを損傷させることがなく、仮置き架台の横ずれ防止ピンがシュラウドヘッドの耐震ピン用穴に嵌合しているため、横ずれをおこして気水分離器が架台から落下することもない。

さらに、床面にも大きな面積で接しているため、リフティングロッドの下端部（脚部）で受けているときと比較して、機器プールの床面に圧痕などの損傷を与えにくい。

また、シュラウドヘッドフランジ下端部からシュラウドヘッドボルトが突き出している長さよりも長い位置決めガイドピンを有することで、気水分離器を移動してきて架台に吊り降ろす際にも、その位置決めガイドピンをシュラウドヘッドのガイドブロックの溝に嵌合させることで位置決めし、シュラウドヘッドボルトを架台のフランジに接触させて損傷させることなく設置することができる。

さらに、複数の位置決めガイドピンのうちの１本を他より長くし、シュラウドヘッドと一体の気水分離器を架台上に吊り降ろすときに最初に最長の位置決めガイドピンを気水分離器側に嵌合させて一点を位置きめし、その後に気水分離器をその一点を中心にして架台に対する気水分離器の水平回転位置を決めて他の位置決めガイドピンと気水分離器との嵌合を成す。このようにすることで最初から複数の位置決めガイドピンを同時に気水分離器に嵌合させるという困難な作業を回避することができる。

前記位置決めガイドピンは、仮置きが終わって気水分離器を戻すときに吊り上げる際にも気水分離器の水平方向の位置を拘束するため、吊り上げた瞬間の吊り上げ芯ずれによる気水分離器の横移動が原因でシュラウドヘッドボルトが架台に接触して損傷することを防止できる。

以下に、図面を参照して、本発明の実施形態に係る仮置き架台について一層具体的に説明する。

図１や図８で本実施形態に係る仮置き架台を原子力発電プラント（原子力発電所とも言う。）で使用した場合を例示する。原子力発電所の定期点検において、沸騰水型原子炉（単に、原子炉という。）の燃料交換等を行うが、その交換作業前に、前もってその原子炉の蒸気乾燥器や気水分離器などの原子炉圧力容器内部に設置されている機器を取り出して、それらの機器表面から出る放射線を遮蔽するために純水で満たされた機器プールの中に水没させて仮置きする。

気水分離器２と原子炉のシュラウドヘッド２５とは一体構造物なので、その一体構造物を単に気水分離器２と称して以下に説明する。

図１において、気水分離器の仮置き架台１は気水分離器２を仮置きする場所（蒸気乾燥器・気水分離器を仮置きする機器プールの床５１面）に置かれており、その上に原子炉から取り出された気水分離器２を仮置きする。

本発明の実施形態に係る仮置き架台１の鳥瞰図を図２に、気水分離器２の鳥瞰図を図３に示す。仮置き架台１は、支持部材として採用された環状のリング１１と、そのリング１１の上端に水平に固定されたフランジ１２とを有している。そのフランジ１２が気水分離器２を受ける部分として構成される。そのリング１１の下端面は機器プール床５１接している。その接触面積は全てのリフティングロッド２３の下端面の合計面積よりも広く確保されて、リフティングロッド２３の下端面で機器プール床５１に接する状態よりも単位面積あたりの機器プール床５１への過重負荷を分散して軽減し、地震時にも局部的に過重負荷が過大とならないようにしている。

そのリング１１の下端面からフランジ１２の上面までの長さ（高さ）は、リフティングロッド２３が気水分離器２のシュラウドヘッドフランジ２６の下面から下方へ突き出た長さを超える長さとされる。これにより、フランジ１２の上面で気水分離器２のシュラウドヘッドフランジ２６の下面を受けた際に、リフティングロッド２３の下端部（脚部）が機器プールの床５１面に接触しないで浮いている状態での支持状態が確保されるようにしてある。

また、フランジ１２には、複数のつば１３部がリング１１の外方向へ水平に突き出て設けられている。そのつば１３の上面には、横ずれ防止ピン１５が垂直に固定して上方に突き出るように設けられている。各横ずれ防止ピン１５は、気水分離器２の仮置き状態において、シュラウドヘッドフランジ２６にも受けられている各耐震ピン用穴２８に嵌合できる配置で設けられている。

さらに、リング１１の外周側面には、型鋼が固定され、その型鋼の上面に位置決めガイドピン１４１，１４２が垂直に固定されて上方へ突き出ている。複数の位置決めガイドピン１４１，１４２の内、一方の位置決めガイドピン１４２が他方の位置決めガイドピン１４１よりも上下方向に長く、且つフランジ１２の上面からの上方への突き出し長さ（高さ）も長く（高く）なっている。

更には、複数の位置決めガイドピン１４１，１４２は、図４のように、いずれもが横ずれ防止ピン１５のフランジ１２の上面からの上方への突き出し長さ（高さ）よりもフランジ１２の上面からの上方への突き出し長さ（高さ）が長く（高く）なっている。その上、一方の位置決めガイドピン１４２のフランジ１２の上面からの上方への突き出し長さ（高さ）は、図５で見られるように、リフティングロッド２３が気水分離器２のシュラウドヘッドフランジ２６の下面から下方へ突き出た長さを超える長さとされ、上方から吊り下ろされてきた気水分離器２のガイドブロック２７の溝穴が位置決めガイドピン１４２に係合し始めた時点ではリフティングロッド２３の下端の高さはフランジ１２の上面の高さを超える高さに維持できる。

気水分離器２のシュラウドヘッド２５に、スタンドパイプ２１が接続されている。シュラウドヘッドのシュラウドヘッドフランジ２６には溝穴を有するガイドブロック２７が固定され、更には耐震ピン用穴２８が複数開いている。気水分離器２の外周部には、４本のリフティングロッド２３とその上端にリフティングアイ２２が周方向に均等間隔で配置されている。また、複数のシュラウドヘッドボルト２４が同様に外周部に備えられている。

従来は、前記４本のリフティングロッド２３を直接プール床面に置いていたため、気水分離器２の自重が全てこれらの脚部にかかっていた。したがって、特別な工事等で長期間この状態で仮置きする場合、大きな地震発生時にはリフティングロッド２３が変形する確率があった。リフティングロッド２３は、前記のような仮置きのためだけに用いられるものであり、万一、変形しても気水分離器の機能・安全性には問題ない部分であるが、原子炉圧力容器内部に残っている機器との嵌合部と干渉が生じるため、原子炉復旧の前に変形部の修理が必要となる。

そこで、本実施形態では、仮置き架台１のフランジ１２とつば部１３の上面で気水分離器２のシュラウドヘッドフランジ２６を受けることで、リフティングロッド２３には直接荷重がかからないようにし、機器プール床５１面への気水分離器からの荷重伝達面積も仮置き架台１を介して広くとることができるようになっている。さらに、仮置き架台１の横ずれ防止ピン１５をシュラウドヘッドフランジ２６に開いている耐震ピン用穴２８に嵌合させることで、地震発生時に気水分離器２に水平方向の力が加わっても、仮置き架台１から落下して損傷することがないようになっている。

次に図４から図７を用いて、本実施形態において気水分離器２を仮置き架台１に設置する手順を説明する。

まず、図４のように、仮置き架台１をフランジ１２を上側にして機器仮置き用プールの機器プール床５１面に置く。気水分離器２は、気水分離器吊り具４に設けられた４つのフックを気水分離器２のリフティングアイ２２に掛け、前記吊り具４を天井クレーンで吊り上げて原子炉圧力容器の内部から取り出される。

この吊り上げ状態で気水分離器を天井クレーンの移動により機器プール５内に移送し、目視で気水分離器２を仮置き架台１の上に移動させてゆっくり降ろしはじめる。天井クレーンのフックを降ろしながら、気水分離器２のガイドブロック２７の溝穴を仮置き架台１の位置決めガイドピン１４２に嵌合させるように水平方向の位置決めを行う。

このとき、他方の位置決めガイドピン１４１は位置決めガイドピン１４２より短いため、１つの位置決めガイドピンを気水分離器２側に嵌合させることに集中でき、位置決めが容易になる。ガイドブロック２７が位置決めガイドピン１４２にうまく嵌合した状態（図５）で、他の位置決めガイドピン１４１にも気水分離器２のもう一方のガイドブロック２７の溝穴を嵌合させることが出来るように位置決めガイドピン１４２を中心とした水平回転位置を回転調整して、さらに図６のように下降させ、位置決めガイドピン１４１もそれに対応するガイドブロック２７の溝穴に嵌合する。

位置決めガイドピン１４１と位置決めガイドピン１４２が両方とも両ガイドブロック２７に嵌合した時点で、気水分離器２と仮置き架台１の水平方向位置決めが完了しているため、以降は、シュラウドヘッドボルト２４を仮置き架台１に接触させることなく下降させ、そのまま仮置き架台１の横ずれ防止ピン１５を気水分離器２の耐震ピン用穴２８に挿入することができ、最終的に気水分離器２のシュラウドヘッドフランジ２６の下面が、仮置き架台１のフランジ１２の上面に接地したところで、図７のように気水分離器２の仮置き架台１への設置が完了する。仮置き期間中は、吊り具４は気水分離器２からはずしておく。

ここで、位置決めガイドピン１４１，１４２の外周面とガイドブロック２７の溝穴の内周面との間のクリアランスを、横ずれ防止ピン１５の外周面と耐震ピン用穴２８の内周面との間のクリアランスより大きくしておくことで、設置状態で位置決めガイドピン１４１，１４２の外周面とガイドブロック２７の溝穴の内周面との間の隙間を横ずれ防止ピン１５の外周面と耐震ピン用穴２８の内周面の隙間よりも大きくすることができるため、地震発生時の水平方向の荷重を横ずれ防止ピン１５のみで受けるようになり、位置決めガイドピン１４１，１４２の損傷を防止することができる。また、位置決めガイドピン１４１，１４２や横ずれ防止ピン１５の上端にテーパ面をつけておくことで、気水分離器２への各ピンの挿入性が向上される。

前記位置決めガイドピン１４１，１４２は、気水分離器２を設置するときのみならず、仮置き期間が終了して、気水分離器２をふたたび原子炉圧力容器内に戻すときに、吊り具４を介して天井クレーンで気水分離器２を吊り上げる際にも気水分離器２を防護する役割を果たす。吊り具４を介して気水分離器２を天井クレーンで吊り上げるときに、気水分離器２の吊り芯に誤差なく芯出しすることは困難であり、芯ずれの状態で気水分離器２を吊り上げて仮置き架台１との縁が切れた瞬間に芯ずれ方向と反対側に振れてしまう。位置決めガイドピン１４１，１４２がない場合は、この芯振れ時にシュラウドヘッドボルト２４の下端が仮置き架台１のフランジ１２などに接触して損傷してしまう可能性があるが、位置決めガイドピン１４１，１４２があることで、シュラウドヘッドボルト２４下端が仮置き架台１のフランジ１２上面より上方に上昇してから縁が切れるため、接触事故を防止することができる。

なお、本発明においては、仮置き架台１の支持部材部分は必ずしも前記実施形態のリング１１のようなリング状でなくてもよく、たとえば、シュラウドヘッドフランジ２６を受けて、シュラウドヘッドボルト２４とリフティングロッド２３と干渉しない形状をした複数の受台を支持ロッドなどで連結した支持部材の構成でもよい。

リング１１の下端に樹脂などのカバーを付けることで、仮置き架台１ごと気水分離器２が水平方向にプール床面５１を滑ったとしても、床面を傷つけることを防止できる。

図８は、本実施形態の気水分離器仮置き架台１を蒸気乾燥器・気水分離器を貯蔵する機器プール５に設置するときに、同じプールに仮置きする蒸気乾燥器６の仮置き架台１と締結具８で連結したときの状態を示す。気水分離器２，蒸気乾燥器６ともにそれぞれ架台に設置した状態では、両者単体での耐震性は確保できるが、地震発生時の横滑りで気水分離器２と蒸気乾燥器６が接触することは防止できない。したがって、図８のようにお互いの架台を締結具８で連結し、相互移動をできなくすることでその相互接触事故を防止できる。

以上述べてきた通り、本発明によれば、従来は定期検査中の仮置き時に気水分離器のリフティングロッド脚部で自重を受けていたものを、耐震性を向上し、地震発生時にも気水分離器と床面の損傷を防止する仮置き架台を提供できる。

本発明は、原子力発電所における原子炉圧力容器内の気水分離器を機器プールに仮置きするための架台に適用される。

本発明に係る気水分離器の仮置き架台に気水分離器を置いた状態を示す鳥瞰図である。本発明に係る仮置き架台単体の鳥瞰図である。原子力発電所の気水分離器単体の鳥瞰図である。本発明に係る仮置き架台に気水分離器を設置する手順を示し、気水分離器が架台に上方から接近中の状態を示す立面図である。本発明に係る仮置き架台に気水分離器を設置する手順を示し、長い位置決めガイドピンとガイドブロックとが嵌合し始めた直後の状態を示す立面図である。本発明に係る仮置き架台に気水分離器を設置する手順を示し、短い位置決めガイドピンとガイドブロックとが嵌合し始めた状態を示す立面図である。本発明に係る仮置き架台に気水分離器を設置する手順を示し、仮置き架台に気水分離器を吊り降ろした後の設置状態を示す立面図である。本発明に係る気水分離器の仮置き架台と蒸気乾燥器の仮置き架台を締結具で連結結合した状態を示す機器プール内の鳥瞰図である。

符号の説明

１仮置き架台
２気水分離器
４吊り具
５機器プール
６蒸気乾燥器
７蒸気乾燥器仮置き架台
８締結具
１１リング
１２フランジ
１３つば部
１５横ずれ防止ピン
２１スタンドパイプ
２２リフティングアイ
２３リフティングロッド
２４シュラウドヘッドボルト
２５シュラウドヘッド
２６シュラウドヘッドフランジ
２７ガイドブロック
２８耐震ピン用穴
５１機器プール床
１４１，１４２位置決めガイドピン

Claims

原子炉のシュラウドヘッドと一体の気水分離器のシュラウドヘッドフランジを受けるフランジと、
前記フランジに前記シュラウドヘッドフランジを受けた状態で前記シュラウドヘッドフランジに装備されたリフティングロッドの下端が宙に浮くように前記フランジを支持し、前記リフティングロッドの下端面の面積よりも広い下端面を有する支持部材と、
前記シュラウドヘッドフランジに装備されている耐震ピン用穴に挿入できる配置で前記フランジに装備した複数の横ずれ防止ピンと、
前記シュラウドヘッドフランジと一体に装備されているガイドブロックの溝に嵌合できる配置で前記支持部材と一体に装備された位置決めガイドピンとを備え、
前記位置決めガイドピンの前記フランジ上面を基準にした上方への突き出し長さの寸法が、前記シュラウドヘッドフランジに装備されたシュラウドヘッドボルトの前記シュラウドヘッドフランジから下方へ突き出している寸法よりも、大きく設定されている原子炉の気水分離器の仮置き架台。
請求項１において、前記位置決めガイドピンは間隔を開けて複数本前記支持部材と一体に装備され、前記複数本の前記位置決めガイドピンのうち１本の前記フランジ上面を基準にした上方への突き出し長さの寸法が、他の位置決めガイドピンの前記フランジ上面を基準にした上方への突き出し長さの寸法よりも、大きく設定されている原子炉の気水分離器の仮置き架台。
請求項２において、原子炉の蒸気乾燥器の仮置き架台と前記気水分離器の仮置き架台とを連結する架台締結具を備えた原子炉の気水分離器の仮置き架台。