JP2537533B2 - 機械的接合構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は管取付板にそれとは材質の異なる異種金属管
を接合する機械的接合構造及びその内リングに係わり、
特に、圧力管型原子炉の反応度係数を改善するため、燃
料の配列格子ピッチを低減するのに好適な管板とカラン
ドリア管との機械的接合構造及びその内リングに関す
る。

〔従来の技術〕

圧力管型原子炉は、第６図に示す如く円筒形の原子炉
本体１の管板2,3に上部鉄水スリーブ４、カランドリア
管５、下部鉄水スリーブ６が縦に貫通し、さらにその中
を燃料を収納する圧力管集合体７が貫通している。

これら上下部鉄水スリーブ4,6、カランドリア管５及
び圧力管集合体７は、多数本が、第７図に示す如く格子
状にあるピッチＰで配列されている。

上部鉄水スリーブ４及び下部鉄水スリーブ６は原子炉
本体１の管板2,3に第８図に示す如く、内側より溶接に
より固定されている。また圧力管集合体７は、下部鉄水
スリーブ６により支持されている。

カランドリア管５はその上端及び下端がタンク管板８
に接合されている。この接合は、カランドリア管５がタ
ンク管板８とは材質の異なる異種金属管であるため、特
公昭51−43831号に記載のように、位置決め用のつば９
を備えた内リング10を用いて機械的に行われている。即
ち、カランドリア管５は、その上端及び下端がタンク管
板８と位置決め用のつば９を備えた内リング10との間に
挿入され、内リング10を径方向に押し広げてタンク管板
８に固着されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

圧力管型原子炉において、燃料の配列格子ピッチＰを
低減することは炉心特性（ボイド反応度）の改善につな
がる。このため、格子ピッチＰを極力低減することが望
まれる。

従来のタンク管板８とカランドリア管５の前述した機
械的接合構造においては、原子炉本体１の管板３に下部
鉄水スリーブ６が取付けられた後、第９図に示すように
カランドリア管５と内リング10を拡管装置11に装着し、
下部鉄水スリーブ６の内側に下方から上方に向かって挿
入してゆき、タンク管板８の管孔8aに遊嵌し、所定位置
で拡管装置11によって、内リング10を介してカランドリ
ア管５を径方向に押広げて、タンク管板８に固着接合す
る。

カランドリア管５の上部も同様な方法で固着接合す
る。

このため、内リング10の最大径であるつば９が通過す
ることから、下部鉄水スリーブ６の内径は内リング10の
つば９が通過できるギャップをもって決まり、下部鉄水
スリーブ６の外径は、その内径と、下部鉄水スリーブ６
の強度上必要となる肉厚とで決まる。

また第７図に示す燃料の配列ピッチＰの寸法は、下部
鉄水スリーブ６の外径と、下部鉄水スリーブ６の原子炉
本体管板３への溶接による据付上から必要となる作業ス
ペースＬの寸法（第８図参照）より決まる。

ここで、内リング10のつば９は、タンク管板８に固着
接合するための位置決めを目的として設けてあるもの
で、第９図に示す拡管装置11にセットした状態で下部鉄
水スリーブ６内を挿入していき、タンク管板８の段差部
12に内リング10のつば９が接触した位置で位置決めがで
きるようになっている。

そこで、炉心特性（ボイド反応度）の改善を行うた
め、燃料の配列ピッチＰの寸法を縮少するには、下部鉄
水スリーブ６の外径か作業スペースＬを縮少すればよい
ことになるが、下部鉄水スリーブ６の外径を縮少するこ
とには上述した構造上の限界があり、作業スペースＬを
縮少することは下部鉄水スリーブ６の原子炉本体管板３
への溶接による据付が困難になるという問題があった。

本発明の目的は、各部品の据付性を確保し、配列格子
ピッチの低減を図ることのできる異種金属管と管取付板
との機械的接合構造及びその機械的接合構造用のうちリ
ングを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、内リングのつばを内リング本体に対して
回転自在にしたことを特徴とする機械的接合構造及びそ
の内リングによって達成される。内リングのつばは、好
ましくは内リング本体の一端に複数個設けられ、各つば
が内リングの軸線に直交する軸線を持つピンに回転自在
に支持され、スプリングにより拡開方向に付勢されてい
る。

〔作用〕

内リングの回転自在のつばは、内リング挿入時、小径
位置に閉じておく。これにより閉じたつばの分だけ内リ
ング径が小径化され、内リングを挿入するスペースに余
裕ができる。従って、内リングを挿入する部分の径を小
さくすることができるので、異種金属管の配列格子ピッ
チを低減することができる。

また内リングのつばをピン支持し、スプリングリング
により拡開方向に付勢することにより、内リングの挿入
時は押さえ棒でつばを小径位置に閉じておき、所定位置
にきたときに抑え棒を外すことによりつばはスプリング
の力で自動的に拡開位置に開き、管取付板に対する位置
決めが行えるので、回転自在のつばの取扱いが容易とな
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図により
説明する。

第１図は本発明の一実施例による機械的接合構造を示
す図であり、図中符号20がその接合構造の主要部材であ
る内リングである。第２図及び第３図にその内リング20
の詳細構造を示す。内リング20は、内リング本体21と、
この内リング本体21の一端に回転自在に装着されたつば
22とよりなっている。つば22は、内リング本体21の端面
周りに３ヶ所に設けられている。

内リング本体21とつば22との取付構造は次のようにな
っている。内リング本体21の端面につば取付用凸部23が
つば１個につき２個設けられ、その２個の凸部23の間に
つば22の基部をセットし、凸部23とつば22の基部とにピ
ン24を貫通し、凸部23の両端でピン24を支持する。ピン
24は内リング20の軸線方向に直交している。これにより
つば22は、ピン24を支点として第１図に示す矢印のA,B
方向に回転できる。またつば22の基部には、ピン24が貫
通する凹部が25が形成され、この凹部25のピン24の周り
にスプリング26が装着され、つば22はこのスプリング26
のばね力により矢印Ｂ方向に付勢されている。

つば22は、その先端がＬ字形に曲がっており、そのＬ
字形の先端には、第３図に示すように後述する押さえ棒
27（第４図参照）を係止する凹部28が形成されている。

内リング20が取付けられる原子炉本体側には、第１図
に示すように、管板３、下部鉄水スリーブ６、カランド
リア管５、タンク管板８があり、カランドリア管５はタ
ンク管板８の管孔8aに上述した内リング20により機械的
に接合されている。

下部鉄水スリーブ６は、その一端が管板３を貫通し、
タンク管板８の管孔8aの一部に差込まれて、下部鉄水ス
リーブ６の内側より溶接によりタンク管板８に取付けら
れている。下部鉄水スリーブ６の他端近傍は、管板３に
下部鉄水スリーブ６の外側で溶接により取付けられてい
る。

ここで下部鉄水スリーブ６の内径は、内リング20の挿
入時の最大外径に、内リング20と下部鉄水スリーブ６と
のギャップＧを考慮した最小径にしている。

また、内リング20でタンク管板８にカランドリア管５
を接合する際には、つば22を第２図の矢印Ｂの方向に広
げる必要がある。このため、そのスペースを確保するこ
とから、タンク管板８の管孔8aにはつば22の開閉ができ
る大きさの溝29を設けられ、この溝29の部分にはつば22
が接触し位置決めを行う段差部30が形成されている。

次に、このように構成された内リング20を用いて行う
カランドリア管５とタンク管板８との接合作業を、第５
図を参照して説明する。

まず、溝29を有するタンク管板８の管孔8aに下部鉄水
スリーブ６を溶接により取り付ける。次いでこの状態
で、第５図に示すように拡管装置11に内リング20を搭載
し、つば22を第１図の矢印Ａの小径方向に回転させ、つ
ば22の凹部28を拡管装置11の押さえ棒27に引掛けてお
く。その後、タンク管板８とは材質の異なる異種金属管
であるカランドリア管５の下端を内リング20に挿入す
る。その状態で、下部鉄水スリーブ６の中に挿入してい
き、下部鉄水スリーブ６の下端と拡管装置11との位置関
係で、内リング20の概略の位置決めを行う。その状態
で、押さえ棒27を下方に引下ろすことによって、つば22
が、スプリング26のばね力によって矢印Ｂの拡開方向に
回転し、第１図に示す状態になる。

それからさらに拡管装置11を上方に移動させ、タンク
管板８の段差部30につば22が接触する位置で移動を停止
する。これにより内リング20及びカランドリア管５はタ
ンク管板８の管孔8aに遊嵌した状態となる。

その状態で、拡管装置11によって内リング20を押し広
げ、カランドリア管５をタンク管板８に固着接合する。

このように本実施例によれば、内リング20の挿入時、
つば22の閉じた分だけ内リング20の原子炉本体への取付
寸法を小径化できることから、内リングを挿入する周囲
構造物である下部鉄水スリーブ６の外径も小径化でき、
ひいては、燃料の配列格子ピッチＰを縮小できる。この
ため、炉心特性（ボイド反応度）の改善を図ることがで
きる。

なお以上の実施例ではカランドリア管５の下端の接合
構造を示したが、カランドリア管５の上端においても同
様に適用できるものである。

また、以上の実施例は圧力管型原子炉のカランドリア
管とタンク管板との接合構造に適用した例であるが、本
発明は、他の同様な管取付板と異種金属管との機械的接
合構造に適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上明らかなように、本発明によれば、内リング挿入
時の径を小径化でき、内リングが挿入される周囲構造物
も小径化できるので、配列格子ピッチの縮小が可能とな
り、圧力管型原子炉に適用した場合には、炉心特性（ボ
イド反応度）の向上を図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による機械的接合構造を示す
縦断面図であり、第２図はその機械的接合構造で使用す
る内リングの縦断面図であり、第３図はその内リングを
下方から見た平面図であり、第４図はその内リングの回
転自在のつばの正面図であり、第５図は同内リングを用
いて行う接合作業の実施要領を示す縦断面図であり、第
６図は圧力管型原子炉を示す縦断面図であり、第７図は
その原子炉の平面図であり、第８図は第１図のVIII部の
拡大し、従来の機械的接合構造を示す縦断面図であり、
第９図は従来の内リングを用いて行う接合作業の実施要
領を示す縦断面図である。 符号の説明 ５……カランドリア管（異種金属管） ８……タンク管板（管取付板） 8a……管孔、20……内リング 21……内リング本体、22……つば 24……ピン、26……スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 博文 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 菅野 正広 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭48−2318（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管取付板に設けられた管孔に、その管取付
   板とは材質の異なる異種金属管を、位置決め用のつばを
   備えた内リングと共に遊嵌し、その内リングを径方向押
   し広げて前記金属管と前記管取付板とを結合する異種金
   属管と管取付板との機械的接合構造において、 前記内リングのつばを内リング本体に対して回転自在に
   したことを特徴とする機械的接合構造。
2. 【請求項２】前記内リングのつばは内リング本体の一端
   に複数個設けられ、各つばが、内リングの軸線に直交す
   る軸線を持つピンに回転自在に支持れ、スプリングによ
   り拡開方向に付勢されていることを特徴とする請求項１
   記載の機械的接合構造。
3. 【請求項３】前記管取付板が圧力管型原子炉のタンク管
   板であり、前記異種金属管が圧力管型原子炉のカランド
   リア管であることを特徴とする請求項１又は２記載の機
   械的接合構造。
4. 【請求項４】管取付板に設けられた管孔に遊嵌し、拡径
   することにより、管取付板にそれとは材質の異なる異種
   金属管を接合する機械的接合構造用の内リングにおい
   て、 円筒型の内リング本体と、このうちリング本体の一端に
   回転自在に支持されたつばとからなることを特徴とする
   機械的接合構造用の内リング。