JP2736175B2 - 原子炉圧力容器 - Google Patents

原子炉圧力容器

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JP2736175B2
JP2736175B2 JP3005837A JP583791A JP2736175B2 JP 2736175 B2 JP2736175 B2 JP 2736175B2 JP 3005837 A JP3005837 A JP 3005837A JP 583791 A JP583791 A JP 583791A JP 2736175 B2 JP2736175 B2 JP 2736175B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】〔発明の目的〕
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉の原子炉
圧力容器に係り、特に原子炉内再循環ポンプ取付け部の
構造を改良した原子炉圧力容器に関する。
【0003】
【従来の技術】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器は、例
えば図4に示すように、原子炉圧力容器本体1と容器蓋
2とによって密閉構造とされており、原子炉圧力容器本
体1の炉心3下方の下鏡部1aに、複数の原子炉内再循
環ポンプ4が配置されている。原子炉内再循環ポンプ4
は、例えば図5に示すように、上部が小径で下部が大径
なモータケ−ス5と、このモータケ−ス5内に設けられ
た駆動用モータ6およびポンプシャフト7と、このポン
プシャフト7の上端部に連結したインペラ8とを有し、
モータケ−ス5を介して原子炉圧力容器本体1の下鏡部
1aに取付けられている。
【0004】図6は、このような原子炉内再循環ポンプ
取付け部の従来構造を拡大して示したものである。すな
わち、原子炉圧力容器本体1に、下鏡部1aから上下方
向に突出する円筒状のノズル9が設けられ、このノズル
9内に原子炉内再循環ポンプ4のモータケース5が挿入
されている。モータケース5は、その上端部が溶接部1
0により、また下端部が嵌合部11aにより、それぞれ
ノズル9内に固定される。なお、モータケース5の上端
部近傍にも嵌合部11bが設けられ、これらの嵌合部1
1a,11bにより、溶接前にモータケース5の上端部
の芯出しを行えるようになっている。
【0005】これら嵌合部11a,11bは、例えばモ
ータケース5の外面に設けられた突起12と、ノズル9
の内面との嵌合によってなされる。また、ノズル9の内
面とモータケース5の外面との間には、約0.6mmの
径方向隙間が形成され、この隙間がエアギャップ13と
されている。
【0006】このように、エアギャップ13によってモ
ータケース5とノズル9とを部分的な接触状態で保持す
る理由は、原子炉運転時の熱的影響によってポンプシャ
フト7の軸心が変化すること等を防止するためである。
すなわち、原子炉運転中は、原子炉圧力容器が約280
℃の高温状態となるが、ノズル9を含めた下鏡部1aは
3次元構造であるため、熱膨張によって3次元的に変形
する。このため、モータケ−ス5全体をノズル9に固着
したのでは、下鏡部1aの熱変形の影響によって、ポン
プシャフト7の軸心変化等が生じる可能性がある。そこ
で、モータケース5とノズル9とを部分的な接触状態と
し、モータケ−ス5の外周部に、エアギャップ13によ
る断熱効果を与えるているものである。つまり、モータ
ケース5とノズル9とはエアギャップ13により熱遮蔽
がなされ、モータケース5の温度分布を支配する熱伝導
部は、溶接部10および嵌合部11a,11bのみとな
る。
【0007】この熱伝導部はモータケース5の中心軸に
対して対称的であり、これによってモータケース5の温
度の周方向分布が平滑化され、モータケース5の熱変形
は軸方向に限定される。したがって、原子炉内再循環ポ
ンプ4の運転時の軸受摩耗の低減および振動の抑制等が
図れ、流動特性への影響が有効的に防止できるものであ
る。
【0008】なお、取付け時においては、モータケース
5が原子炉圧力容器1の下方からノズル9に挿入され、
ノズル9に設けた溶接開先14とモータケース5上端の
開先15とがモータケース5の内側から突合せ溶接され
る。
【0009】また、モータケース5とノズル9とは、突
起12による上下2段の嵌合構造であることから、これ
らの突起12がモータケース5の挿入時のガイドとな
る。また、下部の突起12はノズル9の下部スリーブ9
aとの嵌合により、原子炉運転時や地震時等に、モータ
ケース5に作用する水平荷重を受止める機能を果たす。
これにより、モータケース5とノズル9との溶接部に過
大な曲げモーメントが作用することが防止される。
【0010】なお、モータケース5の溶接後は、溶接時
のモータケース5の倒れを吸収するため、モータケース
5とモータ6部との嵌合部およびモータケース5の下面
を基準として、モータケース5およびノズル9の内面な
らびにノズル9上面の機械加工が行われる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来では、モ
ータケース5とノズル9との間のエアギャップ13の厚
さ寸法が0.6mm程度と小さく設定され、嵌合用突起
12がモータケース5の上下端部に設けられている。こ
のため、モータケース5溶接後は、エアギャップ13内
に検査具等を挿入することが困難であり、溶接部10の
裏波10aの目視確認や寸法確認等を直接的に行えなか
った。
【0012】例えば溶接部の体積検査として放射線透過
試験(RT)を実施する場合には、モータケース5の内
方にRT線源を配置し、溶接部10位置のノズル9外周
側にRTフィルムを配置することになるが、ノズル9を
含めた状態で放射線透過試験を実施するため、溶接部1
0の欠陥等を必ずしも高精度で検出することができなか
った。
【0013】また、ファイバスコープや加工具等をエア
ギャップに挿入することも不可能であるため、溶接部1
0の裏波10aの状態を目視観察したり、裏波を平滑に
仕上げ加工すること等も不可能であった。
【0014】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、原子炉内再循環ポンプのモータケース溶接部の
裏波の目視検査や仕上げ加工等を可能とするとともに、
溶接部の欠陥検出等の高精度化を可能とし、溶接部の信
頼性向上が図れる原子炉圧力容器を提供することを目的
とする。 〔発明の構成〕
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、原子炉圧力容
器本体の下鏡部に上下方向に沿う筒状のノズルを設け、
このノズル内に原子炉内再循環ポンプのモータケースを
挿入するとともに、このモータケースの上端部を溶接部
により前記ノズル内に固定し、かつ前記ノズルの内面と
前記モータケースの外面との隙間をエアギャップとした
原子炉圧力容器において、前記エアギャップの幅を、前
記溶接部の検査具および加工具を挿通し得る寸法に設定
するとともに、前記ノズルの下部スリーブの周壁に溶接
部の検査具および加工具を挿通し得る大きさの窓孔を開
設し、かつ前記ノズルの下部スリーブの下部内周面にモ
ータケースとの間隔を保つ突起を形成したことを特徴と
する。
【0016】
【作用】本発明によれば、エアギャップを検査具または
加工具の挿通可能な幅寸法に設定するとともに、ノズル
周壁に窓孔を設けたので、原子炉内再循環ポンプのモー
タケース上端をノズル内に挿入して溶接した後、ノズル
周壁に設けた窓孔からエアギャップ内にファイバスコー
プまたはRTフィルム等の検査具や、放電加工機等の加
工具を挿入することができる。
【0017】したがって、例えば溶接裏波部の表面形状
を、エアギャップ内に挿入したファイバスコープによっ
て直接的に目視確認することが可能となる。
【0018】また、放電加工機等の加工具をエアギャッ
プ内に挿入して、溶接裏波部の表面仕上げを行うことも
可能となる。
【0019】さらに、RTフィルムをエアギャップ内、
つまりモータケースの溶接部外周部に配置し、透過距離
の短い状態で溶接部の放射線透過試験を高精度で実施す
ることも可能となる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図3を参照
して説明する。
【0021】なお、原子炉圧力容器全体の構成、および
原子炉内再循環ポンプの概略構成については、図4およ
び図5に示したものと同様であるから、これらの図も本
実施例として、そのまま使用する。
【0022】すなわち、本実施例の原子炉圧力容器は図
4に示すように、原子炉圧力容器本体1と容器蓋2とに
よって密閉構造とし、原子炉圧力容器本体1の炉心3下
方の下鏡部1aに、複数の原子炉内再循環ポンプ4を配
置している。
【0023】原子炉内再循環ポンプ4は、図5に示すよ
うに、上部が小径で下部が大径なモータケ−ス5と、こ
のモータケ−ス5内に設けられた駆動用モータ6および
ポンプシャフト7と、ポンプシャフト7の上端部に連結
したインペラ8とを有し、モータケ−ス5を介して原子
炉圧力容器本体1の下鏡部1aに取付けている。
【0024】そして、図1に示すように、原子炉圧力容
器本体1に、下鏡部1aから上下方向に突出する筒状の
ノズル19を設け、このノズル19に原子炉内再循環ポ
ンプ4のモータケース5を挿入し、このモータケース5
の上端部を溶接部20により、また下端部を嵌合部21
によりそれぞれノズル19に固定している。なお、モー
タケース5の上端部近傍には、嵌合部を設けていない。
【0025】嵌合部21を構成する突起22は、図2に
示すようにノズル19の内周面に鍔状に形成している。
この突起22に、上下方向に沿う複数本のスリット23
を間隔的に、例えば周方向に90°間隔で形成してい
る。
【0026】また、モータケース5の外周側とノズル1
9の内周側との間にはエアギャップ24を形成し、この
エアギャップ24の幅寸法は、ファイバスコープやRT
フィルム等の検査具、あるいは放電加工機等の加工具の
挿通可能な値、例えば15mm以上に設定している。
【0027】さらに、ノズル19の下鏡部1a下方への
突出部分、つまり下部スリーブ19aの周壁に、嵌合部
21よりも上側にて開口する窓孔25を設けている。こ
の窓孔25は、例えば下部スリーブ19aの周方向に沿
って120°以上、好ましくは140°としている。ま
た、この窓孔25は、原子炉圧力容器本体1の外周側に
向かう面に配置しており、下鏡部1aの板厚が減少しな
いよう配慮している。
【0028】なお、本実施例では、図3に示すように、
モータケース5とノズル19との開先5b,19bを合
せるためのガイド体26を備えている。このガイド体2
6は鍔付き円柱状のもので、柱状部がノズル19および
モータケース5の内面に嵌合し得る外径を有している。
【0029】開先合せに際しては、まずガイド体26を
ノズル19の上面にセットする。この状態で、モータケ
ース5をノズル19に下方から挿入する。モータケース
5をガイド体26の位置まで上昇させ、ガイド体26に
被嵌させることにより、モータケース5の上端部をノズ
ル19に芯合せすることができる。なお、モータケース
5の下端部の芯合せは、ノズル19の突起22との摺接
によって行える。
【0030】しかして、モータケース5をノズル19の
所定位置まで挿入することにより、開先合せが完了する
ので、その状態でモータケース5を固定し、その後ガイ
ド体26を上方に抜外し、ノズル19とモータケース5
との仮止め溶接を行う。
【0031】仮止め後、ノズル19とモータケース5と
の本溶接を行えば、これらの上端側に嵌合部がないにも
拘らず、両者の芯ずれを極力防止でき、芯合せ精度の高
い溶接が実施できる。
【0032】なお、好ましくは、ノズル19とモータケ
ース5との本溶接の初層が完了した状態で、RT撮影に
よる溶接欠陥の検査を行う。この場合には、図1に示す
ように、窓孔25からエアギャップ24に、RT撮影用
のフィルム27を、モータケース5の全周を覆うよう挿
入する。このとき、突起22に設けたスリット23か
ら、RTフィルム押上げ用の棒状治具を挿入すれば、R
Tフィルムを所定高さにセットすることができる。この
状態でRT線源をモータケース5の軸心にセットし、溶
接部20のRT撮影を行えばよい。一般にRT撮影は、
板厚が小さいほど欠陥の検出精度が向上するため、本実
施例によれば、ノズル19の外側にRTフィルムを置く
従来の撮影条件に比べて、ノズル19の内方で撮影する
分だけ板厚が減少し、検査の品質を格段に向上できる。
【0033】また、この時、RTフィルム27の濃淡に
より、溶接裏波20aの凹凸が確認できる。したがっ
て、裏波20aの凹み等、構造上の不連続となり、かつ
溶接強度上問題となる溶接の不具合等が検知できるよう
になる。
【0034】また、図示しないが、ファイバースコープ
等の目視検査治具を窓孔25から挿入し、溶接部20ま
で移動させ、目視確認による裏波20aの直接的な健全
性確認も実施可能である。一般に、突合せ溶接の場合、
溶接上の欠陥あるいは裏波の凹凸の不具合は、初層溶接
時の溶け込み不良に起因する場合が多いので、溶接初期
の段階で十分検査することは、不具合検出精度が良いば
かりでなく、不具合が検出された場合の補修も極めて容
易となる。
【0035】補修は、例えば窓孔25から放電加工機等
の裏波加工治具を挿入して行なうことができる。この場
合、例えばモータケース5とノズル19との突合せ開先
5b,19bの外径を、他の部分よりも1mm程度大き
くしておき、溶接部20の裏波20aが全周に亘って凸
状態となるようにしておけば、放電加工機等による除去
加工で、比較的容易な仕上げが行える。特に本実施例で
は、窓孔25の周方向の角度を120°以上、例えば1
40°程度としたことで、その窓孔25の左右端部側か
らそれぞれ加工治具を回し挿入することにより、全周の
裏波仕上げが容易となる。
【0036】なお、溶接完了後における体積検査の場合
にも、前記初層完了時と同様にRTフィルム27をエア
ギャップ24に挿入することにより容易に、かつ高精度
の検査結果が得られる。
【0037】以上のように、本実施例によれば、エアギ
ャップ24を検査具または加工具の挿通可能な幅寸法に
設定するとともに、ノズル19周壁に窓孔25を設けた
ので、原子炉内再循環ポンプ4のモータケース5上端を
ノズル19内に挿入して溶接した後、窓孔25からエア
ギャップ24内にファイバスコープまたはRTフィルム
等の検査具や、放電加工機等の加工具を挿入することが
できる。
【0038】したがって、例えば溶接裏波20a部の表
面形状を、エアギャップ内に挿入したファイバスコープ
によって直接的に目視確認することが可能となり、ま
た、放電加工機等の加工具をエアギャップ24内に挿入
して、溶接裏波部の表面仕上げを行うことも可能とな
り、さらにRTフィルム27をモータケース5の溶接部
20外周部に配置し、透過距離の短い状態で溶接部の放
射線透過試験を高精度で実施することも可能となる。よ
って、溶接部20の裏波20aの形状的不連続等を防止
して、溶接部の強度、品質向上が図れる等の優れた効果
が奏される。
【0039】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、エアギ
ャップを検査具または加工具の挿通可能な幅寸法に設定
するとともに、ノズル周壁に窓孔を設けたことにより、
原子炉内再循環ポンプのモータケース上端をノズル内に
挿入して溶接した後、ノズル周壁に設けた窓孔からエア
ギャップ内にファイバスコープまたはRTフィルム等の
検査具や、放電加工機等の加工具を挿入することがで
き、原子炉内再循環ポンプのモータケース溶接部の裏波
の目視検査や仕上げ加工等を可能とするとともに、溶接
部の欠陥検出等の高精度化を可能とし、溶接部の信頼性
向上が図れる等の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図。
【図2】図1の左側面図。
【図3】前記実施例の作用説明図。
【図4】原子炉圧力容器を示す全体図。
【図5】原子炉内再循環ポンプ部の構成を示す図
【図6】従来例を示す断面図。
【符号の説明】
1 原子炉圧力容器本体 1a 下鏡部 4 原子炉内再循環ポンプ 5 モータケース 19 ノズル 19a 下部スリーブ 20 溶接部 21 嵌合部 24 エアギャップ 25 窓孔

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原子炉圧力容器本体の下鏡部に上下方向に
    沿う筒状のノズルを設け、このノズル内に原子炉内再循
    環ポンプのモータケースを挿入するとともに、このモー
    タケースの上端部を溶接部により前記ノズル内に固定
    し、かつ前記ノズルの内面と前記モータケースの外面と
    の隙間をエアギャップとした原子炉圧力容器において、
    前記エアギャップの幅を、前記溶接部の検査具および加
    工具を挿通し得る寸法に設定するとともに、前記ノズル
    の下部スリーブの周壁に溶接部の検査具および加工具を
    挿通し得る大きさの窓孔を開設し、かつ前記ノズルの下
    部スリーブの下部内周面にモータケースとの間隔を保つ
    突起を形成したことを特徴とする原子炉圧力容器。
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