JP3071311B2 - ライザブレースの補修方法 - Google Patents

ライザブレースの補修方法

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JP3071311B2
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清文 佐伯
史朗 岡田
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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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  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉(以下B
WRと記す)内のジェットポンプのライザを保持するた
めのライザブレースにひび割れ等の損傷が生じた場合に
実施するライザブレースの補修方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図5から図8を参照しながら従来例を説
明する。図5はBWRの概略構成を示す縦断面図であ
り、図5中符号1は原子炉圧力容器で、この原子炉圧力
容器1内には冷却材2および炉心3が収容されている。
この炉心3は図示しない複数の燃料集合体および制御棒
等から構成されており、シュラウド10内に収容されてい
る。
【0003】冷却材2は炉心3を上方に向けて流通し、
その際炉心3の核反応熱により昇温して、水と蒸気との
二相流状態となる。二相流状態となった冷却材2は炉心
3の上方に設置された気水分離器4内に流入し、そこで
水と蒸気とに分離される。
【0004】このうち、蒸気は気水分離器4の上方に設
置された蒸気乾燥器5内に導入され、乾燥されて乾燥蒸
気となる。この乾燥蒸気は原子炉圧力容器1に接続され
た主蒸気管6を介して、図示しない蒸気タービンに移送
され、発電に供される。
【0005】一方、分離された水は炉心3と原子炉圧力
容器1との間のダウンカマ部7を通して炉心3の下方に
流下する。
【0006】炉心3の下方には制御棒案内管8が設置さ
れており、この制御棒案内管8を介して制御棒が炉心3
内に挿入・引抜される。制御棒案内管8の下方には制御
棒駆動機構9が設置されており、この制御棒駆動機構9
により制御棒の炉心3内への挿入・引抜を制御する。
【0007】ダウンカマ部7内にはジェットポンプ11が
周方向等間隔に設置されている。一方、原子炉圧力容器
1の外には図示しない再循環ポンプが設置されており、
この再循環ポンプ、ジェットポンプ11およびこれら両者
間に配設される再循環配管により再循環系を構成してい
る。
【0008】すなわち、再循環ポンプによりジェットポ
ンプ11に駆動水を供給し、ジェットポンプ11の作用によ
り冷却材2を炉心3内に強制循環させる。
【0009】ジェットポンプ11は図6に示すような構成
となっている。図6中、符号12はライザ管で、このライ
ザ管12は原子炉圧力容器1に固着された再循環入口ノズ
ル13に接続されており、再循環ポンプから供給され冷却
材2を内部に導入する。
【0010】ライザ管12の上部にはトランジションピー
ス14を介して一対のエルボ15Aおよび15Bが接続されて
いる。これら一対のエルボ15Aおよび15Bには一対の混
合ノズル16Aおよび16Bを介して一対のインレットスロ
ート17Aおよび17Bが接続されている。
【0011】一対のインレットスロート17Aおよび17B
には一対のディフューザ18Aおよび18Bが接続されてい
る。すなわち、混合ノズル16Aおよび16Bにより冷却材
2を噴射し、その際周囲から炉水を巻込む。
【0012】噴射された冷却材2および巻込まれた炉水
はインレットスロート17Aおよび17B内で混合される。
その後、ディフューザ18Aおよび18Bで静水頭の回復が
なされる。
【0013】上記構成において、再循環ポンプから送り
込まれる冷却材流れにより流体振動が発生する。そのた
め、ライザ管12は前述したようにその下端を再循環入口
ノズル13に溶着されており、その上端はライザブレース
20を介して、原子炉圧力容器1に固定されている。
【0014】インレットスロート17Aおよび17Bは上述
したごとくその上端を混合ノズル16A,16B、およびエ
ルボ15A,15Bを介してトランジションピース14に機械
的に接続されているとともに、その下端はディフューザ
18A,18Bの上端に挿入されている。このようにライザ
管12およびインレットスロート17A,17Bはともに流体
振動の発生を考慮し十分対処可能な構成となっている。
【0015】インレットスロート17Aおよび17Bはライ
ザ管12に固着されているライザブランケット19に取付け
られている。ディフューザ18Aおよび18Bは原子炉圧力
容器1に溶着されているシュラウドサポート21に固定さ
れている。
【0016】ジェットポンプ11は冷却材を循環させるた
めに他の機器に比較して厳しい状況下にて使用される。
そのため各部材には大きな負荷が作用し、とくにライザ
管12をその中間で支持するライザブレース20が設けら
れ、このライザブレース20には厳しい応力が作用するこ
とになる。
【0017】ライザブレース20は図7に示すような構成
となっている。すなわち、原子炉圧力容器1の内壁には
パッド23が形成されており、このパッド23に4枚の薄板
24が溶接されている。これら4枚の薄板24はその板厚が
10mm前後となっている。
【0018】4枚の薄板24の先端はブロック25を介して
一体となっている。ライザ管12はブロック25の内側(原
子炉圧力容器1側)に溶接されている。ライザブレース
20はライザ管12に発生する原子炉運転中の流体振動を抑
制するとともに、炭素鋼である原子炉圧力容器1とオー
ステナイト系ステンレス鋼製であるライザ管12との間の
熱膨脹差を吸収するものである。したがって原子炉運転
中には熱膨脹差を吸収した状態で変形状態にある。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】上述の熱膨脹差により
原子炉運転中にライザブレース20の4枚の薄板24は板厚
方向に曲げられ、これにより発生する曲げモーメントは
薄板の固定端である原子炉圧力容器1のパッド23との溶
接部で最大となる。
【0020】このような状態で長期に流体振動を受けた
場合、当該部に金属疲労の蓄積が大きくなる。さらに、
原子炉内の作業による負荷または運転中の過渡変動によ
る負荷が加わると、ここに図8に示すような金属疲労割
れ26が生じる可能性がある。この場合ライザブレース20
を交換することが望ましいが、この交換作業は極めて困
難なものであり、以下に説明する。上記ライザブレース
20は図6に示すように、原子炉圧力容器1とシュラウド
10との間の環状空間22にあり、この環状空間22は極めて
狭い場所であるとともに、ライザ管12およびインレット
スロート18A(18B)等が林立した状態にある。
【0021】そしてブロック25とシュラウド10との隙間
は特に狭少であり、原子炉圧力容器1側の隙間の1/2.
5 程度である。例えば 110万kW級の原子力発電プラント
での隙間は約85mm程度でかなり狭い。
【0022】したがって損傷したライザブレース20に代
え、新たなライザブレースを設置することは不可能か、
または可能であるとしても作業性が極めて困難になる課
題がある。そこで、代替の簡易補修方法が要求され、補
修に際しては初期のライザブレースの剛性変化を極力小
さくすることが望まれていた。
【0023】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、損傷したライザブレースを簡易的な手段によ
り機能復旧できるライザブレースの補修方法を提供する
ことにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明は沸騰水型原子炉
内におけるジェットポンプを支持するライザブレースの
ひび割れ等の損傷を補修する方法において、原子炉圧力
容器との溶接部またはその近傍に生じた前記ライザブレ
ースの損傷箇所に前記ライザブレースを取外すことなく
前記ライザブレースと前記原子炉圧力容器のパッドとの
間に補強部材を挿着して溶接または機械的結合で固定す
ることを特徴とする。
【0025】
【作用】ライザブレースの薄板とパッドとの溶接部に補
強部材を挿着し、補強部材の一端を薄板の健全部に、他
端をパッド側に溶接することにより、割れの生じたライ
ザブレースを取除いて、新たにライザブレースを取付け
ることなく、その剛性を維持または強化することができ
る。
【0026】
【実施例】図1から図4を参照しながら本発明の第1か
ら第4の実施例を説明する。なお、図1は第1の実施例
を、図2は第2の実施例を、図3は第3の実施例を、図
4は第4の実施例をそれぞれ示し、同一または共通する
部品には同一符号を示し重複する部分の説明は省略す
る。
【0027】本発明における各実施例ではライザブレー
ス20の薄板24と原子炉圧力容器1のパッド23との溶接部
にクラック等の損傷が発生したことを想定してライザブ
レース20を補修してその機能回復を図ることにある。
【0028】図1に示した第1の実施例では第1の補強
部材27をライザブレース20の2枚の薄板24の間に挿着
し、薄板24と原子炉圧力容器1のパッド23に第1の補強
部材27を溶接して固定しライザブレース20を補修する。
第1の補強部材27はたて形ボディ27cの上下に板状上ア
ーム27aと板状下アーム27bをコ字状に取付けて一体化
したものである。
【0029】すなわち、第1の補強部材27はライザブレ
ース20の上下2枚の薄板24の間に挿着され、第1の補強
部材27の上アーム27aがライザブレース20の上板24a
と、補強部材の下アーム27bがライザブレース20の下板
24bと各々溶接される。
【0030】第1の実施例では、溶接の難易性を考え、
いずれも溶接性の良い下向き溶接ができるように、第1
の補強部材27の上アーム27aの幅をライザブレース20の
下板24bの幅より大きく、また下アーム27bをライザブ
レース20の下板24bの幅より小さくしている。第1の補
強部材27を含めたライザブレース20全体の上下の剛性を
同じにするためには、補強部材の上下のアーム27a,27
bの板厚および長さを変えて調整する必要がある。
【0031】第2の実施例は上記のような複雑な構造を
避け、上下ともに同一板厚、長さにした第2の補強部材
28を使用するものである。この場合、第2の補強部材28
の板幅はライザブレース20よりも小さくし、ライザブレ
ース20の上板と補強部材とは難度の高い上向き溶接が必
要である。
【0032】第3の実施例はライザブレースの上下いず
れかの薄板24が割れた場合のより簡便な補修方法であ
る。すなわち第3の補強部材29の形状はL字型をしてお
り、第3の補強部材29のアームは上または下のいずれか
を有している。本実施例ではライザブレース20の下板が
割れた場合、下側アーム30を当接し、第3の補強部材29
は下側アーム30とともに相互に溶接されている。この例
の場合、補強部材の取付け溶接は非常に容易になる。
【0033】第4の実施例ではH型形状の第4の補強部
材31を使用してライザブレース20を補修した例を示して
いる。この実施例ではH形補強部材31を使用することに
よってより大きな剛性を追加する場合に好適するもので
ある。
【0034】以上説明した各実施例では補強部材を溶接
によってライザブレース20および原子炉圧力容器1のパ
ッド23双方に取付ける方法を述べたが、これらをボルト
等の機械的結合によることもできる。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、非常に接近性の悪い部
位に設置された損傷しているライザブレースを取外すこ
となく、簡単な補強部材を挿着し固定することにより、
ライザブレースとしての機能を回復することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るライザブレースの補修方法の第1
の実施例を説明するための斜視図。
【図2】本発明に係るライザブレースの補修方法の第2
の実施例を説明するための斜視図。
【図3】本発明に係るライザブレースの補修方法の第3
の実施例を説明するための斜視図。
【図4】本発明に係るライザブレースの補修方法の第4
の実施例を説明するための斜視図。
【図5】沸騰水型原子炉の概略構成を説明するための一
部側面で示す縦断面図。
【図6】図5における原子炉内に設置されたジェットポ
ンプと、これを支持するライザブレースの取付け状態を
拡大して示す斜視図。
【図7】図6におけるライザブレースの取付け状態を拡
大して示す斜視図。
【図8】図7におけるライザブレースに想定した割れが
発生した状態を示す斜視図。
【符号の説明】
1…原子炉圧力容器、2…冷却材、3…炉心、4…気水
分離器、5…蒸気乾燥器、6…主蒸気管、7…ダウンカ
マ部、8…制御棒案内管、9…制御棒駆動機構、10…シ
ュラウド、11…ジェットポンプ、12…ライザ管、13…再
循環入口ノズル、14…トランジションピース、15A,15
B…エルボ、16A,16B…混合ノズル、17A,17B…イ
ンレットスロート、18A,18B…ディフューザ、19…ラ
イザブランケット、20…ライザブレース、21…シュラウ
ドサポート、22…環状空間、23…パッド、24…薄板、25
…ブロック、26…金属疲労割れ、27…第1の補強部材、
28…第2の補強部材、29…第3の補強部材、30…下側ア
ーム、31…第4の補強部材。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−9696(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21C 19/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 沸騰水型原子炉内におけるジェットポン
    プを支持するライザブレースのひび割れ等の損傷を補修
    する方法において、原子炉圧力容器との溶接部またはそ
    の近傍に生じた前記ライザブレースの損傷箇所に前記ラ
    イザブレースを取外すことなく前記ライザブレースと前
    記原子炉圧力容器のパッドとの間に補強部材を挿着して
    溶接または機械的結合で固定することを特徴とするライ
    ザブレースの補修方法。
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