JP2014228078A - 圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】上蓋を水没させるような場合にも、スタッドボルトの腐食を確実に防止できるようにした、圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造を提供する。【解決手段】胴体フランジ２ａを有し、胴体フランジ２ａに螺子穴２ｂを形成した胴体部２と、上蓋フランジ３ａを有し、上蓋フランジ３ａに貫通孔３ｂを形成した上蓋３と、上蓋フランジ３ａの貫通孔３ｂを通って胴体フランジ２ａの螺子穴２ｂに螺合され、胴体フランジ２ａに上蓋フランジ３ａを取り付けるスタッドボルト４と、を有して構成される圧力容器１に対して、スタットボルト４における上蓋フランジ３ａの貫通孔３ｂから突出する部位にボルトキャップ７を被着し、胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの外周面に、これら胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの間の間隙を覆って間隙を封止するシール部８を設けた、圧力容器１におけるスタッドボルト４の腐食防止構造。【選択図】図１

Description

本発明は、圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造に関する。

一般に沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器は、上蓋と胴体部とをそれぞれのフランジ部にスタッドボルトを取り付けることで接続し、圧力容器全体を密閉する構造となっている。
スタッドボルトは、その先端部と後端側とにそれぞれ雄ねじ部を形成したもので、胴体部に上蓋が被着された状態で上蓋フランジに形成された貫通孔に挿通され、先端部の雄ねじ部が胴体フランジの螺子穴に螺合されるようになっている。また、その状態で後端側が上蓋フランジの貫通孔から突出するので、突出した後端側の前記雄ねじ部にナットが取り付けられることにより、その締め付け力によって上蓋が胴体部に結合されるようになっている。

発電用原子炉は、年に１回の定期検査が法令で義務付けられている。また、定期検査以外にも、必要に応じて各種の検査や保守等が行われる。このような検査や保守等に際しては、特に炉内の点検や保守等を行う場合に、圧力容器では上蓋を取り外す開放作業を行う。また、炉内の点検等が終了した後には、上蓋を取り付ける閉鎖作業を行う。

ところで、このような圧力容器の上側、すなわち上蓋側には、使用済みの燃料集合体を保管するための使用済み燃料プールや、炉内から取り出した炉内構造物を保管するための機器プールが配置されている。そして、特殊な検査や保守等を行う場合には、例えばこれらプールの水などを圧力容器側に流し込み、上蓋を水没させることが考えられる。

その際、スタットボルトは特に上蓋フランジの貫通孔から突出した頭部が濡れるため、腐食するおそれがある。このようなスタットボルトの腐食を防止する方法としては、例えば特許文献１、特許文献２に示されるようなスタッドボルトねじ保護具を腐食防止用の保護キャップとして応用することが考えられる。

特開２００１−２１６７７号公報 特開２００４−４５１３０号公報

しかし、検査や保守等によっては、上蓋全体を水没させることも考えられる。また、上蓋を閉めた通常の状態で上蓋全体を水没させ、各機器の検査や保守等を行うことも考えられる。その場合には、前記したような上蓋フランジの頭部に被着される保護キャップだけでは、スタッドボルトの腐食を防止することができない。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上蓋全体を水没させるような場合にも、スタッドボルトの腐食を確実に防止できるようにした、圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造を提供することにある。

本発明の圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造は、胴体フランジを有し、該胴体フランジに螺子穴を形成した胴体部と、上蓋フランジを有し、該上蓋フランジに貫通孔を形成した上蓋と、前記胴体部に前記上蓋が被着された状態で前記上蓋フランジの貫通孔を通って前記胴体フランジの螺子穴に螺合され、前記胴体フランジに前記上蓋フランジを取り付けるスタッドボルトと、を有して構成される圧力容器に対して、前記スタットボルトにおける前記上蓋フランジの貫通孔から突出する部位にボルトキャップを被着し、前記胴体フランジと前記上蓋フランジとの外周面に、これら胴体フランジと上蓋フランジとの間の間隙を覆って該間隙を封止するシール部を設けたことを特徴とする。

また、前記圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造において、前記シール部は、前記間隙を覆う防水テープと、該防水テープを覆って前記胴体フランジと前記上蓋フランジとの外周面に取り付けられた防水ラバーとを有していることが好ましい。

また、前記圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造において、前記ボルトキャップにはその天板部にボルト用孔が形成され、前記スタットボルトにはその頭部にボルト用螺子穴が形成され、前記ボルトキャップは、固定ボルトが前記ボルト用孔を通って前記スタットボルトのボルト用螺子穴に螺合させられることにより、前記スタットボルトに固定され、前記固定ボルトと前記ボルトキャップの天板部との間、および前記ボルトキャップ下端と前記上蓋フランジとの間に、それぞれパッキンが設けられていることが好ましい。

本発明の圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造によれば、上蓋フランジの貫通孔から突出する部位にボルトキャップを被着しているので、スタッドボルトの頭部側が水に濡れたり、さらにこの頭部側から水が浸透してスタッドボルトの下端側が濡れるのを防止することができる。また、胴体フランジと上蓋フランジとの外周面に、これら胴体フランジと上蓋フランジとの間の間隙を覆って該間隙を封止するシール部を設けたので、前記間隙に水が浸入し、該間隙を貫通して該間隙内に露出するスタッドボルトが濡れるのを防止することができる。したがって、この腐食防止構造によれば、上蓋全体を水没させた場合にもスタッドボルトの腐食を確実に防止することができる。

本発明の圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造の一実施形態を示す側断面図である。 （ａ）はスタットボルトの取り付け構造を説明するための側断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。 （ａ）は圧力容器の要部斜視図、（ｂ）はシール部を説明するための要部拡大断面図である。

以下、図面を参照して本発明の圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明の圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造の一実施形態を示す側断面図であり、図１中符号１は原子炉圧力容器（以下、圧力容器と記す。）である。

この圧力容器１は、有底円筒状の胴体部２と、この胴体部２に被着されてその上部開口を覆うドーム状の上蓋３とを有している。胴体部２には、その上部開口側の外周に胴体フランジ２ａが形成され、上蓋３には、その下端部の外周に上蓋フランジ３ａが形成されている。このような胴体部２と上蓋３とは、胴体部２に上蓋３が被着され、胴体フランジ２ａに上蓋フランジ３ａが載せられてこれらが当接させられた状態で、複数のスタットボルト４によって胴体部２に上蓋３が取り付けられている。

なお、圧力容器１の周辺部には、通常はその上側（上蓋３側）に、使用済みの燃料集合体を保管するための使用済み燃料プール５や、炉内から取り出した炉内構造物を保管するための機器プール６が配置されている。通常、上蓋３がついた状態で水没されることは無い。（燃料交換時等には、上蓋３が外れた状態で水没する。）しかし、特殊な検査や保守等を行う場合には、上蓋３がついた状態で水没されることがある。

このように上蓋３を水没させた場合、特にスタッドボルト４が水に濡れて腐食し易くなる。スタッドボルト４が腐食すると、胴体部２に対する上蓋３の取り付け強度が低下し、これらの間のシール性が低下して圧力容器１の気密が保たれなくなるおそれがある。また、極端な場合にはスタッドボルト４が外れなくなり、上蓋３を取り外す際にスタッドボルト４を切断せざるを得なくなることも考えられる。

そこで、本実施形態では、スタットボルト４の頭部４ａにボルトキャップ７を被着し、さらに胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの外周面に、これら胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの間の間隙を覆ってシール部８を設けている。

スタッドボルト４は、その取り付け構造を示す側断面図である図２（ａ）に示すように、先端部に第１雄ねじ部４ｂを形成し、前記頭部４ａ側に第２雄ねじ部４ｃを形成するとともに、該第２雄ねじ部４ｃより後端側（上端側）に平行溝を形成した平行溝部４ｄを形成し、さらに第１雄ねじ部４ｂと第２雄ねじ部４ｃとの間にこれら雄ねじ部４ｂ、４ｃより一回り径が小さいシャンク部４ｅを形成したものである。

また、このスタッドボルト４には、その頭部４ａ側の軸心位置に、ボルト用螺子穴９がスタッドボルト４の上端面から下方に向けて形成されている。このボルト用螺子穴９には、ボルトキャップ７をスタッドボルト４に固定するための固定ボルト１０が螺着している。なお、このボルト用螺子穴９は、固定ボルト１０を外すことで、スタッドボルト４の伸び測定用の穴としても機能するようになっている。

そして、スタッドボルト４は、胴体部２に上蓋３が被着された状態でその先端側が上蓋フランジ３ａに形成された貫通孔３ｂに挿通され、先端部の第１雄ねじ部４ｂが胴体フランジ２ａの螺子穴２ｂに螺合されている。また、その状態で後端側（上端側）、すなわち頭部４ａが上蓋フランジ３ａの貫通孔３ｂより上側に突出し、この突出した頭部４ａの第２雄ねじ部４ｃにナット１１が取り付けられている。これにより、その締め付け力によって上蓋３が胴体部２に結合され、一体化されている。

このようなスタットボルト４には、その頭部４ａにボルトキャップ７が被着されている。ボルトキャップ７は、図２（ａ）の要部拡大図である図２（ｂ）に示すように有蓋略円筒状のもので、筒部１２とこれの上部開口を覆う天板部１３とを有して形成されている。筒部１２は、下端側の大径部１２ａと、この大径部１２ａより上端側に形成された大径部１２ａより小径の小径部１２ｂとによって形成されている。大径部１２ａはスタットボルト４を固定するための前記ナット１１より一回り大きく形成され、これによってナット１１に外挿してこれを収容する部位となっている。

小径部１２ｂは、ナット１１より上端側、すなわち第２雄ねじ部４ｃより上側に外挿して、これを収容する部位となっている。また、この小径部１２ｂの外周面には、ボルトキャップ７を着脱する際などにこれを取り扱うための取っ手１４ａが設けられている。
ボルトキャップ７の天板部１３にも、取っ手１４ｂが設けられている。また、この天板部１３には、その中心部に、前記固定ボルト１０を挿通するためのボルト用孔１３ａが形成されている。

ここで、ボルトキャップ７には、その下端縁、すなわち筒部１２の下端に、Ｏリング等のパッキン１５が設けられている。また、天板部１３の外面（上面）の、ボルト用孔１３ａの周囲にも、Ｏリング等のパッキン１６が設けられている。
そして、このボルトキャップ７は、前述したように固定ボルト１０が天板部１３のボルト用孔１３ａを通ってスタットボルト４のボルト用螺子穴９に螺合させられたことにより、スタットボルト４を被着した状態でこれに固定されている。

その際、ボルトキャップ７の下端縁にはパッキン１５が設けられているため、固定ボルト１０の締め付けによってボルトキャップ７が上蓋フランジ３ａの上面に押圧されることにより、この押圧力によってパッキン１５が圧縮され、ボルトキャップ７の下端と上蓋フランジ３ａとの間が確実にシールされる。また、天板部１３のボルト用孔１３ａの周囲にもパッキン１６が設けられているため、固定ボルト１０の締め付けによってこの固定ボルト１０の鍔部１０ａが天板部１３の外面に押圧されることにより、この押圧力によってパッキン１６が圧縮され、固定ボルト１０とボルトキャップ７の天板部１３との間が確実にシールされる。

なお、固定ボルト１０は、ワイヤ１７によってボルトキャップ７に取り付けられており、これによって固定ボルト１０をスタッドボルト４から外し、ボルトキャップ７をスタッドボルト４から取り外した際、脱落したり紛失しないようになっている。

また、前記シール部８は、圧力容器の要部斜視図である図３（ａ）に示すように、胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの外周面において、胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの間を覆って設けられている。
すなわち、このシール部８は、シール部８の要部拡大断面図である図３（ｂ）に示すように胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの間の間隙１８を覆って貼設された防水テープ１９と、この防水テープ１９を覆って胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの外周面に取り付けられた防水ラバー２０とを有して構成されている。

防水テープ１９は、例えばアクリル系の粘着テープや、アスファルト系、ブチルゴム系のテープなどからなるもので、図３（ｂ）に示すように間隙１８を覆った状態で胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとに貼設され、かつ図３（ａ）に示すように各フランジ２ａ、３ａの周方向全周に貼設されている。このように間隙１８を覆って防水テープ１９を貼設することで、各フランジ２ａ、３ａが水没しても、水が胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの間の間隙１８内に浸入することが防止される。

防水ラバー２０は、塩化ビニル樹脂やウレタン樹脂、さらにはアスファルトに合成ゴムを混合した改質アスファルトなどのゴム状（ラバー状）のシートからなるもので、防水テープ１９の幅全体を覆い、かつその全周を覆って各フランジ２ａ、３ａの周方向全周に貼設されている。ただし、本実施形態においては、複数の防水ラバー２０によって防水テープ１９の全周を覆っている。すなわち、本実施形態の防水ラバー２０は、各フランジ２ａ、３ａの外周面全周の長さに対して１／４〜１／８程度の長さに形成されており、その両端部には水密・気密性の防水ファスナー２１が取り付けられている。

このような構成により、４つ〜８つ程度の防水ラバー２０を防水ファスナー２１によってその長さ方向に繋げて一本の帯状にし、さらに各フランジ２ａ、３ａの外周面の周方向に配してその両端を防水ファスナー２１で連結する。これにより、防水テープ１９の全周を覆って防水ラバー２０を各フランジ２ａ、３ａの外周面の周方向に配置することができる。防水ファスナー２１としては、ダイビングスーツ等に用いられる水密・気密性のものが好適に用いられる。このような防水ファスナー２１は、予め個々の防水ラバー２０の両端にそれぞれ水密に取り付けておく。

また、防水ラバー２０の裏面には、図３（ｂ）に示すようにその幅方向の両側に防水性の粘着剤または接着剤２２が設けられている。これにより、防水ラバー２０は防水テープ１９全体を覆って間隙１８を二重にシールすることにより、間隙１８に水が浸入するのを確実に防止することができる。

このような圧力容器１にあっては、前述したように特殊な検査や保守等を行う場合、上蓋３を水没させることが考えられる。
しかし、本実施形態のスタッドボルト４の腐食防止構造によれば、上蓋フランジ３ａの貫通孔３ｂから突出する頭部４ａにボルトキャップ７を被着しているので、スタッドボルト４の頭部４ａ側が水に濡れたり、さらにこの頭部４ａ側から水が浸透してスタッドボルト４の下端側が濡れるのを防止することができる。

また、胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの外周面に、これら胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの間の間隙１８を覆って該間隙１８を封止するシール部８を設けたので、前記間隙１８に水が浸入し、該間隙を貫通して該間隙内に露出するスタッドボルトが濡れるのを防止することができる。したがって、この腐食防止構造によれば、上蓋３を水没させた場合にもスタッドボルト４の腐食を確実に防止することができる。

また、シール部８を、間隙１８を覆う防水テープ１９と、該防水テープ１９を覆って胴体フランジ２ａと上蓋フランジ３ａとの外周面に取り付けられる防水ラバー２０とによって形成しているので、間隙１８を二重にシールすることにより、間隙１８に水が浸入するのを確実に防止することができる。
また、防水ラバー２０については、複数（例えば４つ〜８つ）を防水ファスナー２１によってその長さ方向に接続しているので、単に防水ファスナー２１を閉めるだけで各防水ラバー２０間を接続することができ、したがって防水ラバー２０の取り付けを容易に行うことができ。

また、ボルトキャップ７については、固定ボルト１０とボルトキャップ７の天板部１３との間、およびボルトキャップ７の下端と上蓋フランジ３ａとの間に、それぞれパッキン１５（１６）を設けているので、固定ボルト１０を締め付けることによって直接的にあるいは間接的にパッキン１５、１６を圧縮することができるので、固定ボルト１０と前記天板部１３との間、およびボルトキャップ７の下端と上蓋フランジ３ａとの間をそれぞれ確実にシールすることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では本発明に係るスタットボルトの腐食防止構造を原子炉圧力容器に設けられるスタットボルトの取付構造に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、スタットボルトが取り付けられる圧力容器一般の構造に適用することができる。

１…原子炉圧力容器（圧力容器）、２…胴体部、２ａ…胴体フランジ、２ｂ…螺子穴、３…上蓋、３ａ…上蓋フランジ、３ｂ…貫通孔、４…スタッドボルト、４ａ…頭部、７…ボルトキャップ、８…シール部、９…ボルト用螺子穴、１０…固定ボルト、１３…天板部、１３ａ…ボルト用孔、１５…パッキン、１６…パッキン、１８…間隙、１９…防水テープ、２０…防水ラバー

Claims (3)

1. 胴体フランジを有し、該胴体フランジに螺子穴を形成した胴体部と、上蓋フランジを有し、該上蓋フランジに貫通孔を形成した上蓋と、前記胴体部に前記上蓋が被着された状態で前記上蓋フランジの貫通孔を通って前記胴体フランジの螺子穴に螺合され、前記胴体フランジに前記上蓋フランジを取り付けるスタッドボルトと、を有して構成される圧力容器に対して、
   前記スタットボルトにおける前記上蓋フランジの貫通孔から突出する部位にボルトキャップを被着し、
   前記胴体フランジと前記上蓋フランジとの外周面に、これら胴体フランジと上蓋フランジとの間の間隙を覆って該間隙を封止するシール部を設けたことを特徴とする圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造。
2. 前記シール部は、前記間隙を覆う防水テープと、該防水テープを覆って前記胴体フランジと前記上蓋フランジとの外周面に取り付けられた防水ラバーとを有していることを特徴とする請求項１記載の圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造。
3. 前記ボルトキャップにはその天板部にボルト用孔が形成され、
   前記スタットボルトにはその頭部にボルト用螺子穴が形成され、
   前記ボルトキャップは、固定ボルトが前記ボルト用孔を通って前記スタットボルトのボルト用螺子穴に螺合させられることにより、前記スタットボルトに固定され、
   前記固定ボルトと前記ボルトキャップの天板部との間、および前記ボルトキャップ下端と前記上蓋フランジとの間に、それぞれパッキンが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力容器におけるスタッドボルトの腐食防止構造。
   
   

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