JP2505577B2 - 下部炉心構造物用支持構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、原子炉圧力容器（以下、「原子炉容器」と
も称する）の下部炉心構造物組立体に関し、特に、この
下部炉心構造物組立体を一時的に支持するための支持構
造体に関するものである。

発明の背景 原子炉圧力容器においては、蒸気発生や発電のための
熱を発生するために用いられる炉心の燃料集合体を支持
し位置決めするため、原子炉冷却材、典型的にはホウ酸
水の通路を形成するため、及び炉心計装を支持するため
に、一般的には上部炉心構造物及び下部炉心構造物の形
態を採る炉心構造物組立体が用いられている。このよう
な構造物の一方は、通常、下部炉心構造物ないしは下部
炉心構造物組立体と呼ばれ、上部及び下部炉心槽、熱遮
蔽体、下部炉心板、その他、前述の目的を効果的に達成
する構造物や構成要素を備えている。

下部炉心構造物組立体は原子炉容器によってその上部
と下部の両方から支持されている。下部炉心構造物組立
体はその上部部分に径方向外向きのフランジを備え、こ
のフランジは原子炉容器の内面に設けられている内向き
炉心構造物支持用棚部と係合する。炉心構造物支持用棚
部は原子炉容器フランジの一部であり、その上面に、原
子炉容器閉鎖蓋が複数の植込みボルトにより周知の態様
で封止係合される。下部炉心構造物組立体の下端は、容
器壁に取り付けられたラジアルサポート装置によって、
横方向の動きが制限されている。このラジアルサポート
装置はキー及びキー溝の組合せによって形成される。典
型的には、キー溝形状となっているブロックが原子炉容
器の内周面にその周方向に沿って等間隔に配置された複
数の点で溶着されている。そして、これらのブロックの
各々に対向してキーが下部炉心構造物組立体の下端に取
り付けられている。下部炉心構造物組立体が原子炉容器
内に据え付けられる場合、キーは軸線方向にキー溝と係
合し、下部炉心構造物組立体の下部で支持を可能とす
る。

下部炉心構造物組立体は、検査及び／又は保守のため
に原子炉容器から取り外されることがある。運転中の原
子炉は放射線照射環境（これは格納建屋内で安全に保護
されている）を形成するので、ホウ酸水又は他の遮蔽媒
体が、原子炉圧力容器の内部で通常保持されている照射
構成要素を越えた位置で保たれる。一般に、下部炉心構
造物組立体が取り外される場合、この組立体は格納建屋
内の或る位置に移送されて保管スタンドに配置される。
格納建屋は保守作業中における原子炉構成要素の保管の
ための大きな内部空間を画成するが、典型的な下部炉心
構造物組立体は比較的に大きな構成要素であり、前記の
如く保管される際、完全に水中に浸漬できない場合があ
る。このために、保守作業員を安全に保護し且つ全マン
レム被曝レベルを低減するために、大きな補助遮蔽構造
物を格納建屋内に設ける必要がある。また、原子炉キャ
ビティの床面及び壁面に一体的に形成される上部及び下
部炉心構造物組立体の支持用棚及び支持柱から成る保管
構造物を、プラント建造当初に設けることも考えられ
る。

これらの構造物は保守作業員を十分に保護できるが、
既存のプラントについて言えば、その製造には時間及び
費用がかかる。別個独立の構造物は、格納建屋内に設け
られる必要があるばかりでなく、特定の保守作業の開始
前に適所に配置されなければならない。これは前記作業
に必要とされる時間を増加させ、逆に、原子力発電プラ
ントが運転され発電を行う時間を減ずる。従って、下部
炉心構造物組立体が原子炉から取り外された場合に、下
部炉心構造物組立体を十分に遮蔽することのできる安価
な手段が強く望まれている。

発明の概要 本発明の主目的は、原子炉の下部炉心構造物組立体を
一時的に支持するための支持体であって、下部炉心構造
物組立体が原子炉容器から取り外された際に、該組立体
を遮蔽媒体中にほぼ完全に浸漬できるものを提供するこ
とにある。

特に上記目的は本発明によって達成される。簡単に述
べるならば、本発明は、原子炉圧力容器における下部炉
心構造物組立体を支持するための支持構造体を提供する
ものである。原子炉圧力容器は、周方向に等間隔に配置
された複数のねじ穴が設けられている上面と、径方向内
方に突出する炉心構造物支持用棚部とを備える容器フラ
ンジをその上部部分に有している。この下部炉心構造物
用支持構造体は、容器フランジの上面に固定される支持
ブラケットと、上面及び下面を有するアームとを備えて
おり、アームは前記支持ブラケットから径方向内方に突
出するように、その一端で該支持ブラケットに取り付け
られ、また、アームの上面は前記下部炉心構造物組立体
と係合し支持するようになっている。また、脚部が、前
記アームの他端側の下面から垂下され、炉心構造物支持
用棚部と係合するようになっている。このような構成に
おいては、下部炉心構造物組立体は、遮蔽媒体により十
分に覆われるように、原子炉容器の上方でそのフランジ
から支持される。

本発明は、単に例示として示した添付図面に沿っての
以下の詳細な説明を読むことにより、更に明らかとなろ
う。

好適な実施例の説明 次に、図面、特に第１図〜第３図について詳細に説明
する。下部炉心構造物組立体13のための一時支持構造体
（下部炉心構造物用支持構造体）10は、原子炉容器フラ
ンジ22の上面19に固定された支持ブラケット16と、一端
26が支持ブラケット16に固定され径方向内方に突出する
アーム25と、該アーム25の他端30の下面から垂下した脚
部29とから構成されている。支持ブラケット16は基板33
を有しており、この基板33は好適には２組の植込みボル
ト36及びナット37により原子炉容器フランジ22の上面19
に固定される。植込みボルト36は、原子炉容器41を容器
蓋（図示しない）で密閉するために用いられる容器フラ
ンジ22のねじ穴39に螺合される。支持ブラケット16にア
ーム25の一端26を枢動可能に固定するために、クレビス
44が基板33に固定されている。アーム25はピン47により
クレビス44に枢支される。アーム25が下部炉心構造物組
立体13を受けこれを支持するよう適切に位置決めできる
ように、ピン47を支持ブラケット16に対して横方向に調
節可能とし、ワッシャ50等により固定されるのが好まし
い。アーム25の他端30側の上面51は、下部炉心構造物組
立体13と係合してこれを支持するようになっており、ま
た、アーム25の下面から垂下されている脚部29は、原子
炉容器41に設けられている炉心構造物支持用棚部53の上
に載置されるように設計されている。尚、この棚部53
は、通常時に下部炉心構造物組立体13をその径方向フラ
ンジ（図示しない）から支持するものである。脚部29
は、典型的な円筒形原子炉圧力容器41の内面に一致する
ように円弧形状とするのが好適である。また、脚部29
は、棚部53の面との均等な接触を確実化するための追従
性を考え、ナックル継手56を備えている。ナックル継手
56は、脚部29の下部部分58が炉心構造物支持用棚部53上
に完全に載置されるまで該下部部分58を回動させること
ができ、これによって、下部部分58は棚部53の面の外形
に適合し、下部炉心構造物組立体13を十分に支持するこ
とを保証する。付加的な支持のために、支持部材59がア
ーム25と脚29との間に設けられると良い。

下部炉心構造物組立体13は、原子炉容器41の内周に取
り付けられたキー溝（図示しない）と係合するキー61に
よってその下端60が支持される。同様に、一時支持構造
体10は、下部構造物組立体13のキー61と係合するように
設計された整列用ブラケット63を、アーム25の上面に有
している。下部炉心構造物組立体13が一時支持構造体10
に据え付けられた場合、キー61はこのブラケット63と係
合し、キー61及び下部炉心構造物組立体13を支持構造体
10と整列させる。好ましくは、一時支持構造体10は、原
子炉容器フランジ22上であって原子炉容器41のキー溝の
真上の位置に取り付けられる。このようにして、下部炉
心構造物組立体13は、原子炉容器41から取り外された場
合に、原子炉容器41内に適正な配置で迅速且つ容易に再
設置され得るよう、該原子炉容器41に対して整列状態で
保持される。

一時支持構造体10に下部炉心構造物組立体13を迅速に
配置するために、支持構造体10は、支持ブラケット16及
び原子炉容器フランジ22に対して上方及び径方向外方に
アーム25を枢動させる手段を備えている。この枢動手段
は、第２のブラケット67により支持ブラケット16に取り
付けられた油圧シリンダ66から成るのが好適であり、第
２のブラケット67はボルト68等により支持ブラケット16
に固定されている。油圧シリンダ66のピストンロッド69
はアーム25の一端26の近傍に取り付けられており、油圧
シリンダ66が適当な作動油配管72を通して作動油を導入
することにより駆動された場合に、ピストンロッド69が
原子炉容器フランジ22から径方向外方に移動して原子炉
容器41の内面から離れるようアーム25を枢動させる。こ
の構造は、以下で詳説する態様で支持構造体10上に下部
炉心構造物組立体13を迅速に配置する助けとなる。

油圧シリンダ66若しくは他の枢動手段が故障した場
合、バックアップのための特徴として、１本以上のアイ
ボルト75がアーム25を後方に回動するために支持構造体
10に設けられている。このような故障が万が一生じた場
合、原子炉キャビティの作業床に位置する保守作業員に
よる長い柄付き工具（図示しない）によって、アイボル
ト75は引っ掛けられる。このように掛合されたならば、
脚部29を原子炉容器の炉心構造物支持用棚部53から引き
離し且つ一時支持構造体10のアーム25を原子炉容器フラ
ンジ22から径方向外方に回動するためには、作業員は工
具を引き上げるだけで良い。

本発明の一時支持構造体10は、以下のようにして取り
付けられ、用いられるのが好ましい。即ち、容器蓋用の
植込みボルト（図示しない）を取り外した後、支持構造
体用の複数対の植込みボルト36を、径方向支持キーの上
方の等間隔に配置された４つの位置における適当なねじ
穴39にねじ込む。次に、プラントの天井クレーンにより
容器蓋（図示しない）を持ち上げて取り外し、原子炉キ
ャビティ内を遮蔽媒体、好ましくはホウ酸水で満たす。
原子炉容器の上面炉心構造物組立体（図示しない）を取
り外し、燃料集合体（図示しない）を原子炉容器41から
取り出す。下部炉心構造物組立体13が原子炉容器41内に
ある間に、前以て取り付けられた植込みボルト36上に各
支持構造体10を降ろし、植込みボルト36に螺合されるナ
ット37によって原子炉容器フランジ22に締結する。好適
には４つの支持構造体10を取り付けた後、そのアーム25
を原子炉容器41から径方向外方に枢動させる。これは、
径方向外方にピストンロッド69を引き入れるために作動
油配管72に作動油を導入することで油圧シリンダ66を駆
動させることによって行われるのが好ましい。支持構造
体10は、アーム25が開きすぎないように、枢支ピン47に
隣接してクレビス44に貫設された第２のピン若しくはボ
ルト73を有している。全ての支持構造体のアーム25が同
様に後方に回動されたならば、下部炉心構造物組立体13
を原子炉容器41から取り出すことが可能となる。好まし
くは、第２図に示すように、下部炉心構造物組立体13の
下端60が支持構造体10のアーム25から通り抜けるほど十
分な高さまで、下部炉心構造物組立体13を持ち上げる。
下部炉心構造物組立体13がそこで吊り下げられている際
に、追従性のある脚部29が原子炉容器41の炉心構造物支
持用棚部53に載置されるように、第２の作動油配管79内
に作動油を導入することにより油圧シリンダ66を駆動
し、ピストン及びピストンロッド69を径方向内方に移動
させ、支持構造体10のアーム25を径方向内方に枢動させ
る。各脚部29のナックル継手56は、脚部29を棚部53の外
形に適合させることができ、十分な支持面を与える。次
に、下部炉心構造物組立体13を降ろし、第１図に示すよ
うに、下部炉心構造物組立体13の下端部分60のキー61を
アーム25の整列用ブラケット63と噛合させ、下部炉心構
造物組立体13をアーム25の上面51に載置する。このよう
にして、下部炉心構造物組立体13は、爾後の保守及び／
又は検査作業のために原子炉容器41の上方で固定支持さ
れる。

このような支持構造において、下部炉心構造物組立体
13は、原子炉キャビティに作業床の高さまで張られたホ
ウ酸水によって常にほぼ完全に浸漬されるように、原子
炉キャビティの床に配置された原子炉容器41の上方で支
持できる。この結果、下部炉心構造物組立体13のための
別個のフレームを原子炉キャビティ内に設ける必要がな
くなる。また、下部炉心構造物組立体13が遮蔽媒体によ
りほぼ完全に覆われるという事実によって、補助遮蔽構
造を組み立てる必要も除去される。このように、下部炉
心構造物組立体13は、遮蔽媒体により覆われている間
に、原子炉容器41から容易に取り外し支持構造体10に配
置することができ、必要な保守作業を素早く終えること
ができる。

枢動可能な支持構造体10を設けることにより、下部炉
心構造物組立体13を原子炉容器41の上方に吊り上げる必
要のある時間（この際に下部炉心構造物組立体13の一部
がホウ酸水から瞬間的に持ち上げられる可能性がある）
が最小限に保たれる。特殊なプラントにおける原子炉キ
ャビティの寸法が、下部炉心構造物組立体13を原子炉容
器41の上方の比較的に高い位置まで吊り上げた時でさえ
も、下部炉心構造物組立体13を完全に水に浸すことがで
きるならば、異なる一時支持構造体が用いられても良
い。この型式の構造においては、支持構造体は原子炉容
器41の中心から径方向外方に枢動できる必要はない。下
部炉心構造物組立体13が原子炉容器41の上方で支持され
る場合、油圧シリンダや他の枢動手段を有していない同
様な支持構造体を原子炉容器フランジ22に取り付けるこ
とができる。このような発電プラントにおいて、下部炉
心構造物組立体13が原子炉容器41の上方に吊られる場
合、支持構造体を取り付けるのに十分な余裕が与えられ
る。従って、支持構造体は、それらが下部炉心構造物組
立体13を受ける位置となるようにして原子炉容器フラン
ジ22に取り付けられ、所要の支持構造体が原子炉容器フ
ランジ22にボルトにより固定されたならば、下部炉心構
造物組立体13はその上で支持される。しかしながら、支
持構造体が原子炉容器41から径方向外方に枢動できると
いうことは、下部炉心構造物組立体13を迅速に且つ容易
に原子炉容器41から取り外し支持構造体に配置すること
を可能とするという点で重要な要件である。

第４図に示すように、支持構造体10は２つの異なる形
態を採っても良い。支持構造体10の取付位置は、下部炉
心構造物組立体13のための径方向支持装置であるキー61
及びキー溝の位置によって決定されるので、原子炉容器
フランジ22に固定される基板33は、既存のねじ穴39によ
って原子炉容器フランジ22に容易に固定できるよう構成
される必要がある。好適には、支持構造体10は、径方向
支持キー61の位置に一致するよう原子炉容器フランジ22
の周に沿って90度毎に等間隔に配置される。しかしなが
ら、ねじ穴39の位置が原子炉容器フランジ22の90度毎に
揃っていないプラントもある。従って、支持構造体10の
基板33は異なる寸法の対をなす場合がある。一方の基板
33aは３つのねじ穴39に亙り配置されるように設計され
ており、２本の植込みボルト36が原子炉容器フランジ22
に基板33a、即ち支持構造体10を固定保持する。また、
他方の型式の基板33bの場合、該基板33bは４つのねじ穴
39を覆い、これもまた２本の植込みボルト36が基板33
b、即ち支持構造体10を原子炉容器フランジ22に固定す
るために用いられる。しかしながら、枢動可能に取り付
けられたアーム25及び脚部29は各支持構造体10について
実質的に同一である。このように、支持構造体10は色々
な形態の原子炉容器41に容易に取り付けることができ、
色々な構造の下部炉心構造物組立体13も固定支持でき
る。

以上、本発明の特定の実施例を詳細に説明したが、こ
の開示全体に基づいて色々な変形や変更がなされ得るこ
とは当業者にとり明らかであろう。従って、開示された
特定の構成は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するよ
うに解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範
囲の幅及びその均等物で定められるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の支持構造体により原子炉容器の上方に
支持された下部炉心構造物組立体を示す部分側面図、第
２図は原子炉容器の上方に吊られた下部炉心構造物組立
体を示す部分側面図、第３図は本発明の支持構造体の分
解図、第４図は原子炉容器フランジに取り付けられた本
発明の支持構造体を有する原子炉を第１図のIV−IV線に
沿って見た部分平面図である。図中、 10…一時支持構造体 （下部炉心構造物用支持構造体） 13…下部炉心構造物組立体 16…支持ブラケット、19…上面 22…原子炉容器フランジ 25…アーム、29…脚部 39…ねじ穴、41…原子炉圧力容器 53…炉心構造物支持用棚部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウォルター・マトゥーズ アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、ノ ース・ブラドック、ロカスト・ストリー ト 839 (56)参考文献 特開 昭55−83891（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部炉心構造物組立体を有すると共に、上
   面と、周方向に間隔を置いて配置された複数のねじ穴
   と、径方向内方に突出する炉心構造物支持用棚部とを備
   える容器フランジをその上部に有している原子炉圧力容
   器において用いられる下部炉心構造物用支持構造体であ
   って、 前記容器フランジの前記上面に固定される支持ブラケッ
   トと、 上面と下面とを有するアームであって、前記支持ブラケ
   ットから径方向内方に突出するように一端側で該支持ブ
   ラケットに枢支され、且つ前記上面が前記下部炉心構造
   物組立体と係合するようになっている前記アームと、 前記アームの他端側の下面から垂下され、前記炉心構造
   物支持用棚部と係合するようになっている脚部と、 を備える下部炉心構造物用支持構造体。