JP4494737B2 - 原子炉圧力容器の細長中空部材の密封修理方法、原子炉圧力容器および制御棒駆動装置ハウジング - Google Patents

Description

本発明は、一般的に沸騰水型原子炉に関し、より具体的には、そのような原子炉の原子炉圧力容器の制御棒駆動装置ハウジング及びスタブ管のような、漏洩している細長い中空部材を補修又は密封することに関する。

沸騰水型原子炉は一般的に、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）内に設置された炉心を含む。公知のＲＰＶは、ほぼ円筒形のシェル体を含む。このシェル体は、例えば、直径が約２０フィートで厚さが約７インチとなることもある。

この円筒形のシェル体は、その上端部で取外し可能な頂部ヘッドによって閉じられる。頂部ヘッドは、ＲＰＶ中に設置された燃料集合体のような構成要素に接近できるように、取外し可能である。ＲＰＶの円筒形シェル体は、その下端部で該シェル体に溶接されたドーム形状の底部ヘッド組立体によって閉じられる。

制御棒駆動装置組立体のような構成要素がＲＰＶ内に延びることができるように、複数の開口が底部ヘッドドーム部に形成される。一般的に、貫通するボアを有するほぼ円筒形のスタブ管が、底部ヘッドドーム部に溶接され、該スタブ管のボアは、底部ヘッドドーム部の開口と整列される。円筒形スタブ管は一般的に、ステンレス鋼又はＮｉ−ＣＲ−Ｆｅのような耐食材料で作られる。

例として、制御棒駆動装置組立体の場合、例えば管のような制御棒駆動装置ハウジングが、底部ヘッドドーム部開口とスタブ管ボアとを通して挿入され、該ハウジングはＲＰＶ内へ延びる。制御棒駆動装置（ＣＲＤ）ハウジングは、該ハウジングを所望の位置に保持するために、スタブ管に溶接される。従って、スタブ管は、一般的に低合金鋼で作られた底部ヘッドドーム部と、一般的に高炭素含有量の３０４ステンレス鋼のようなステンレス鋼で作られたＣＲＤハウジングとの間の移行部品としての役割を果たす。

粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）は、底部ヘッドドーム部をスタブ管へ接合し、スタブ管をＣＲＤハウジングへ接合するスタブ管溶接部に近接して発生する公知の現象である。具体的には、スタブ管溶接部は、例えば熱膨張差、原子炉冷却水の封じ込めに必要とされる運転圧力、並びに溶接、冷間加工及びその他の不均一な金属処理による残留応力のようなその他の原因に関連した様々な応力を受ける。そのような応力は、時として、スタブ管溶接部に近接して亀裂を引き起こす場合がある。

スタブ管溶接部に近接した応力腐食割れが密封されない場合には、そのような亀裂は、スタブ管と底部ヘッドドーム部との間、及びスタブ管とＣＲＤハウジングとの間それぞれの潜在的漏洩経路の原因となり望ましくない。従って、何らかのそのような割れが検出された場合には、制御棒駆動装置ハウジングを、例えば底部ヘッドドーム部に対して再密封することが望ましい。

一部の発電プラントにおける３０４型ステンレス鋼のスタブ管は、容器の溶接後熱処理の結果として、炉を鋭敏化していた。このことは、スタブ管を粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）を受けやすい状態のままにし、漏洩亀裂を招いていた。スタブ管の熱影響域内ではこの影響を受けやすい材料のＣＲＤハウジング取付け溶接部において、亀裂が観察されてきた。これは結果として、容器下方領域への原子炉冷却液の漏洩経路を生じる。欠陥領域の修復は、スタブ管の位置と現存材料の状態のため、事実上不可能である。

底部ヘッドドーム部内でＣＲＤハウジングを補修又は再密封する１つの公知の方法は、スタブ管とＣＲＤハウジングとを完全に交換することを含む。しかしながら、この方法は、時間がかかり、面倒であり、かつ費用がかかる。具体的には、ハウジング及び関連するスタブ管は、部分的に切断され、底部ヘッド組立体内に残存する材料が検査されて、その材料は底部ヘッドに損傷を与えることなく溶接されることができることを確かめられる。次いで、溶接肉盛が、残存する材料を覆って形成され、機械加工されて、新しいスタブ管を該溶接肉盛に対して溶接できるようにされる。ただ１つの挿入管の交換工程を行なうのに数週間が必要とされる可能性がある。更に、交換作業の殆どはＲＰＶ内で行われなければならず、そのことはＲＰＶを完全に無負荷状態にすることを必要とし、望ましくない。

底部ヘッドドーム部内でＣＲＤハウジングを補修又は再密封する別の公知の方法は、ＣＲＤハウジングとスタブ管とに対してスリーブを溶接することを含む。しかしながら、この方法は、スタブ管とＣＲＤハウジングとの間の境界面に近接した応力腐食割れを処理するだけである。更に、このスリーブを取付けることは、ＲＰＶ内で完全に行われなければならず、このことは、上で説明したように望ましくない。

底部ヘッドドーム部内でＣＲＤハウジングを補修又は再密封する更に別の公知の方法は、ＣＲＤハウジングを底部ヘッドドーム部に回転させて押し込むことを含む。この方法は、スタブ管及びＣＲＤハウジングを交換するよりも迅速であるが、ＣＲＤハウジングを底部ヘッドドーム部に回転させて押し込むことは、ＣＲＤハウジングとドーム部との間に溶接部と同じような緊密な密封を形成しない。更に、回転させて押し込まれたＣＲＤハウジングは、ＲＰＶの継続運転後に底部ヘッドドーム部から分離されてしまう可能性があり、そのような場合には再び回転させて押し込まなければならない。しかしながら、ＣＲＤハウジングを再び回転させて押し込むことは、多くの場合、望ましくないし実用的でもない。

底部ヘッドドーム部内でＣＲＤハウジングを補修又は再密封する更に別の公知の方法は、底部ヘッドドーム部内のＣＲＤハウジングの下部分を除去し交換することを含む。具体的には、ＣＲＤハウジングの下部分は、該ＣＲＤハウジングの上部分が底部ヘッドドーム部の開口内に挿入され、スタブ管に溶接されたままで残るように切断される。次に、底部ヘッドドーム部は清浄化され、残存するＣＲＤハウジングの上部分の下端部は機械加工されて、ＣＲＤハウジングの交換下部分が、残存する上部分に対して溶接できるようにされる。同様に、ＣＲＤハウジングの交換下部分は、残存する上部分に対して溶接できるように機械加工される。次に、ＣＲＤハウジングの交換下部分は、底部ヘッドドーム部開口内に挿入され、残存する上部分に近接して位置決めされる。次に、ＣＲＤハウジングの交換下部分及び残存する上部分は、互いにかつ底部ヘッドドーム部に対して焼き戻しビード溶接される。残存する上部分を交換下部分及び底部ヘッドドーム部に対して焼き戻し溶接することは、異なる材料で作られているＣＲＤハウジングと底部ヘッドドーム部との間の熱膨張の不整合が理由で、高い応力を発生させるという望ましくない作用を生じさせる。そのような焼き戻しビード溶接をすることはまた、漏洩経路内に水を捕捉し、残存する上部分と底部ヘッドドーム部との間の溶接部に接触させるという望ましくない作用を生じさせる可能性がある。
米国特許第３７２３７４２号 １９７３年３月発行 米国特許第５２７４６８３号 １９９３年１２月発行 米国特許第５７９６７９７号 １９９８年８月発行 米国特許第６０８２４４４号 ２０００年７月発行

従って、公知の密封方法よりも一層簡単かつ迅速に行なうことができる、ＣＲＤハウジングを底部ヘッドドーム部内で補修及び／又は密封するための方法を提供することは望ましいことである。更に、ＣＲＤハウジングと底部ヘッドドーム部との間の熱膨張の不整合によって引き起こされる応力を減少させる、そのような方法を提供することも望ましいことである。

本発明による方法は、１つの実施形態において、制御棒駆動装置（ＣＲＤ）ハウジングのようなほぼ細長い中空部材を、原子炉の原子炉圧力容器内で公知の方法よりも一層迅速かつ簡単に補修及び／又は再密封することを可能にする。この方法は、スタブ管の熱影響域内でのＣＲＤハウジング再取付け溶接部における亀裂に起因する漏洩を除去し、圧力境界部を修復する。原子炉圧力容器は、それを貫通する少なくとも１つの開口を有する底部ヘッドドーム部と、ほぼ中空のスタブ管と、制御棒駆動装置ハウジングとを含む。スタブ管の下部は、該スタブ管を貫通するボアが底部ヘッドドーム部開口とほぼ整列するように、スタブ管下側溶接部によって底部ヘッドドーム部に対して溶接される。スタブ管の上部は、ＣＲＤハウジングが底部ヘッドドーム部開口及びスタブ管ボアを貫通して延び、かつ該底部ヘッドドーム部開口及びスタブ管ボア内に固定されるように、スタブ管上側溶接部によってＣＲＤハウジングに対して溶接される。

この方法は、ＣＲＤハウジングをスタブ管上側溶接部よりも下方の位置において切断して、該ＣＲＤハウジングの上部分を該ＣＲＤハウジングの下部分から分離する段階を含む。例えば、ＣＲＤハウジングの現存下部分は、スタブ管取付け溶接部よりも下方で切断される。しかしながら、現存下部分は除去されず、その位置においてＣＲＤハウジングの上部分とほぼ整列した状態に保持される。切断された下部分の機械加工、清浄化及びバフ研磨段階の後、切断された下部分である場合もある下部分部材は、ＣＲＤハウジングに沿った潜在的差動漏洩経路よりも下方の箇所において、原子炉容器に再取付けされる。次に、現存下部分は、ＣＲＤ上部分には固定されない状態で、底部ヘッドドーム部に対して固定される。具体的には、現存下部分は、底部ヘッドドーム部開口の側壁に対して焼き戻しビード溶接される。熱影響域（例えば、焼き戻しビード再取付け溶接部における）は、将来の漏洩を防止するために、また溶接熱影響域をＩＧＳＣＣから保護するために、耐食材料で被覆される。

図１は、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１０の概略図である。ＲＰＶ１０は、頂部ヘッド１２と、４つのほぼ円筒形のシェル体横層１４、１６、１８及び２０と、底部ヘッド組立体２２とを含む。頂部ヘッド１２は、ヘッドフランジ２４を含む。第１シェル体横層１４は、容器フランジ（図示せず）を含む。頂部ヘッド１２は、ヘッドフランジ２４を通して延びるボルト２６によって第１シェル体横層１４に対してボルト止めされる。頂部ヘッド１２はまた、ヘッドスプレー及び通気ノズル２８と、頂部ヘッド１２を第１シェル体横層１４から持ち上げる場合に使用されるリフト用フランジ３０とを含む。

第１シェル体横層１４は、主蒸気ノズル３２を含み、それを通って蒸気がＲＰＶ１０から流出する。また、スタビライザブ・ラケット３４が、第１シェル体横層１４上に形成される。第２シェル体横層１６は、その中に形成された幾つかのノズル３６、３８及び４０を有する。第４シェル体横層２０は、それに対して溶接された支持スカート４２を含む。支持スカート４２は、原子炉ハウジング（図示せず）内にＲＰＶ１０を支持するために利用される。

底部ヘッド組立体２２は、底部ヘッドドーム部４４を含み、底部ヘッドドーム部は、それに溶接された複数のスタブ管４６を有する。スタブ管４６は、ほぼ円筒形であり、各スタブ管４６は、それを貫通するボア（図１には図示せず）を有する。各スタブ管４６のボアは、底部ヘッドドーム部４４内の開口（図１には図示せず）と整列される。制御棒駆動装置、炉心内機器、圧力機器ノズル、及び排水ノズルのような構成要素が、この底部ヘッドドーム部開口及びスタブ管ボアを貫通して延び、ＲＰＶ１０内へ挿入される。

図１は、一般的な底部ヘッド組立体２２を示すために、主として説明目的で示されている。本発明は、以下に説明するように、ＲＰＶ１０以外の多くのＲＰＶ構成において使用されることができる。

図２は、ＲＰＶ１０の制御棒駆動装置ハウジング５０と、１つのスタブ管４６と、底部ヘッドドーム部４４との部分断面図であり、そこでは、制御棒駆動装置ハウジング５０は、本発明の１つの実施形態によりスタブ管４６に対して密封されている。より明確に示されているように、底部ヘッドドーム部４４は、厚さＴ_BHを有し、側壁５４によって形成されたほぼ円筒形の開口５２をその中に含む。スタブ管４６は、第１端部５６と、第２端部５８と、該第１及び第２端部５６及び５８間で延びるスタブ管ボア６０とを含む。スタブ管４６は、スタブ管ボア６０が底部ヘッドドーム部開口５２とほぼ整列するように、底部ヘッドドーム部開口５２と同心に配置される。スタブ管４６は、スタブ管下側取付け溶接部６２によって底部ヘッドドーム部４４に対して固定される。具体的には、スタブ管側壁６６の第２端部５８に直近の外面６４は、スタブ管下側取付け溶接部６２によって底部ヘッドドーム部４４に対して溶接される。

制御棒駆動装置ハウジング５０は、第１端部（図示せず）と、第２端部（図示せず）と、該第１及び第２端部間で延びるボア６８とを含む。具体的には、制御棒駆動装置ハウジング５０は、側壁７０を含むほぼ中空円筒形の幾何学形状を有し、該側壁７０は、外面７２とボア６８を形成する内面７４とを有する。制御棒駆動装置ハウジング５０は、該制御棒駆動装置ハウジングが底部ヘッドドーム部開口５２とスタブ管ボア６０とを貫通して延びるように配置される。制御棒駆動装置ハウジング５０の上部分７６は、該制御棒駆動装置ハウジング５０がスタブ管４６内でほぼ同心にかつしっかりと固定されるように、スタブ管第１端部５６に近接するスタブ管上側取付け溶接部７８によってスタブ管４６に対して固定される。上で説明したように、制御棒駆動装置ハウジング５０をスタブ管４６及び底部ヘッドドーム部４４内に配置し溶接することはよく知られている。更に。底部ヘッド４４は、低合金鋼で作られ、また、スタブ管４６と制御棒ハウジング５０とは、例えばステンレス鋼又はＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅのような、相容性の耐食材料で作られる。

応力腐食割れは、時として、スタブ管上側取付け溶接部７８或いはスタブ管下側取付け溶接部６２に近接して発生する。そのような亀裂が上側溶接部７８に近接して発生した場合には、環形の漏洩経路８０がスタブ管側壁６６の内面８２と制御棒駆動装置ハウジング５０の外面７２との間に形成される。同様に、そのような亀裂が下側溶接部６２に近接して発生した場合には、環形の漏洩経路８４が制御棒駆動装置ハウジング５０の外面７２と底部ヘッドドーム部開口５２の側壁５４との間に形成される。

これらの漏洩経路を密封するために、ＣＲＤハウジングは補修されなければならない。補修作業は、水密シール（一時的な）が容器内側からスタブ管を覆って配置された状態で、容器下方から行われることができる。原子炉容器は、放射線遮蔽を行ないまた全体の停止時間を減少させるために、満液のままにされる。本発明の１つの実施形態により環形の漏洩経路８０及び８４を密封するために、ＣＲＤハウジング５０は、スタブ管上側取付け溶接部７８よりも下方の位置８６において切断される。具体的には、制御棒駆動装置ハウジング５０は、スタブ管第２端部５８よりも下方の位置８６において切断されて、該制御棒駆動装置ハウジング５０の上部分７６を該制御棒駆動装置ハウジング５０の下部分９２から分離される。下部分９２は、除去されずに、その位置に保持される。

下部分９２を切断した後、底部ヘッドドーム部開口５２は清浄化される。例えば、グラインダ（図示せず）を底部ヘッドドーム部開口５２内へ延長して、それを用いて上部分７６の下端部８８と底部ヘッドドーム部４４の下端面９０との間の底部ヘッドドーム部開口５２の側壁５４を研磨して、該下端部８８と該下端面９０との間に溶接通路（例えば、それを覆って溶接部を施すことができる領域）を形成することができる。それに代えて、底部ヘッドドーム部開口５２を、フラッパ・ホイールを使用して、或いはホーニングによって清浄化してもよい。底部ヘッドドーム部開口５２を清浄化するための方法は、公知である。

現存下部分９２はその後、該下部分が上部分７６とほぼ整列され、かつ該上部分に近接するように、再取付けされる。現存下部分９２は、ほぼ円筒形の幾何学形状を有するほぼ中空の部材である。より具体的には、現存下部分９２は、上端部９４と、下端部（図示せず）と、該上端部９４と該下端部との間で延びるボア９６とを含む。

現存下部分９２の上端部９４は、上端部９４を底部ヘッドドーム部開口５２の側壁５４に溶接するための溶接前処理部９８を含む。具体的には、現存下部分９２の上端部９４は、該上端部９４がほぼ切頭円錐形の幾何学形状を有するように、公知の方法によって清浄化される。このことは、溶接前処理部９８を形成するために清浄な酸化物のない表面をもたらす。例えば、グラインダを用いて上端部９４を研磨することができる。それに代えて、フラッパ・ホイールを用いて、或いはホーニングによって、上端部９４を清浄化してもよい。

現存下部分９２は、上端部９４が残存上部分７６の下端部８８の直近に位置するように、また、制御棒ハウジングボア６８がボア９６とほぼ整列された状態に保持されるように、底部ヘッドドーム部開口５２内に再取付けされる。図２に示すように、現存下部分９２の上端部９４は、残存上部分７６の下端部８８から間隔を置いて配置される。

底部ヘッドドーム部開口５２内で下部分９２は、残存部分７６の下端部８８には固定されていない状態で、底部ヘッドドーム部開口５２の側壁５４に再取付けされる。現存下部分９２は次に、該現存下部分が当初切断された位置とは異なる箇所、例えば該下部分９２がスタブ管第２端部５８よりも下方の位置８６で当初切断されて制御棒駆動装置ハウジング５０の上部分７６を該下部分９２から分離された位置よりも下方の箇所で再取付けされるのが好ましい。具体的には、下部分９２の上端部９４は、溶接部９７を形成するために、焼き戻しビード溶接技術のような公知の溶接方法を使用して、底部ヘッドドーム部開口５２の側壁５４に対してビード溶接される。

溶接部９７は、好ましくはＣＲＤ５０における潜在的差動漏洩経路よりも下方の箇所にある位置で形成される。例えば、この位置は、スタブ管側壁６６の内面８２とＣＲＤ５０の外面７２間の環形漏洩経路８０よりも下側である箇所、及び／又は、図２に示すように、制御棒駆動装置ハウジング５０の外面７２と底部ヘッドドーム部開口５２の側壁５４との間に形成される環形漏洩経路８４よりも下方である箇所とすることができる。

溶接部を形成するために、自動溶接機がボア９６を通して、溶接ヘッドがほぼ溶接前処理部９８に近接するように挿入されることができる。次に、自動溶接機を使用して、公知なように、底部ヘッドドーム部開口５２の側壁５４に焼き戻しビード溶接部９７を施すことができる。次に、例えばＵＴ機械をボア９６を通して挿入して、このビード溶接部の品質を確認することができる。

下部分を底部ヘッドドーム部開口５２において底部ヘッドドーム部４４に再取付けするために該下部分９２を溶接する段階は、通常ＩＧＳＣＣを受けやすい新しい熱影響域９９を、溶接部９７における高炭素ステンレス鋼中に持ち込む。図２に示すように、熱影響域９９は、耐食材料８９で覆われ、この耐食材料８９は、好ましくは溶接部９７の熱影響域９９を覆って施される肉盛８９である。耐食肉盛８９を施すと、それによって新しい潜在的な破損メカニズムが持ち込まれる確率が低下する。

肉盛を施すために、ＣＲＤハウジング５０は、上部分７６近くのその頂部においてシールされて、その内部に乾燥環境が形成される。ＣＲＤハウジング５０の外部は濡れたままである。一般に、溶接ヘッドのような装置又は工具が、ＣＲＤハウジング５０の下端部（図示せず）から挿入される。この溶接ヘッドは、長さが１３フィート又はそれ以上とすることができる。以下に更に詳細に説明するように、この溶接ヘッドは、該溶接ヘッドの頂部近くに、ティグ溶接ヘッドを含むことができる。このティグ溶接ヘッドは、トーチ及び溶接ワイヤ送給装置を含むことができ、薄い肉盛層を施すためにゆっくりと回転でき、また上下に移動できる。

肉盛８９は、その微細フェライト構造により耐食性がある。肉盛材料は一般的に、合金８２、３０８Ｌ型ステンレス鋼又は３０１Ｌ型ステンレス鋼のような、金属合金からなる。しかしながら、本発明の肉盛は、これらの合金に限定されるものではない。

更に、肉盛８９は、応力腐食割れに対して付加的な緩和を与えるために貴金属と合金化されることができる。合金化された貴金属で肉盛を施すために使用される溶接装置及び技術は、特公表2002-527244号に記載されており、この特許の開示内容は参考文献として本明細書に組み込まれる。簡単に説明すると、この溶接技術は、応力腐食割れを受けやすい領域である熱影響域９９に肉盛８９を結合させる。この肉盛８９は、低入熱の条件下で施すことができ、新しく肉盛された領域の端縁において、低い熱鋭敏性の状態又は熱鋭敏性が全くない状態を達成する。

装置は、ニッケル基合金、或いは前述のインコネル８２、ステンレス３０８Ｌ又はステンレス３１６Ｌのような鉄基ステンレス鋼からなる充填材料を含む肉盛を施し、これらは低濃度の貴金属元素（例えば、パラジウム、プラチナ、ロジウム又はその組合せ）と合金化されることができ、低い水素添加レベルで、酸素の水素との再結合度を向上させる触媒として作用する。充填材料中の貴金属濃度は、好ましくは母材によって希釈された後に約１重量パーセント又はそれ以下、より一般的には約０．２５から０．７５重量パーセントの範囲とすることができる。酸素及び過酸化水素の水素との再結合により、実効電気化学ポテンシャルを減少させて、ＩＧＳＣＣに対する感受性を低下させる。

上記のように、この装置は、該装置の端部から大きな距離をおいた位置において、遠隔的に肉盛８９を施す。装置は、たとえトーチが溶接ヘッド駆動機構から遠く離れて配置された場合であっても、極めて安定したアーク電圧（及び対応するアーク長制御）を提供する能力を有する。装置は、ワイヤ送給装置の遠位端から極めて離れた下流側にワイヤプールを設けることができる回転式ワイヤ送給装置を含むことができる。従って、極めて低いが、なおかつ安定しているワイヤ供給速度（例えば、約６０〜８０ｃｍ／分）の下での溶接性が改善され、このことが、肉盛厚さが好ましくは約０．３〜０．６ｍｍの厚さ、より好ましくは約０．３６から０．４５ｍｍ間の厚さの範囲であるような、極めて薄い肉盛が高い信頼性で溶着されることを可能にする。

装置の溶接トーチは、充分に低い入熱（例えば、約０．６〜１．０ｋＪ／ｃｍの範囲にある）を使用するので、離れた壁面上への液体冷却を行なわなくても、離れた壁面の応力を改善するのに必要な壁貫通温度勾配を得ることができる。

肉盛８９を施すための低い入熱は、約１０インチ／分を超える、例えば１５〜４０インチ／分、より一般的には１５〜３０インチ／分の移動速度（トーチ速度）によって部分的に生じさせることができるが、その結果、施された肉盛８９を冷却する間の鋭敏化温度範囲における時間は、炭化物が結晶粒界上に析出できるようにするには不十分である。

鋭敏化制御は、溶接パラメータに関しての二重制御を利用して行われることができ、つまり、（１）入熱（ビード単位長さ当たりの入熱の関数として制御される）と、（２）熱影響域の冷却速度（前進方向における溶接線速度の関数として制御される）とである。クロス・ビード方向のアーク振動は、必要な低入熱と高移動速度との両方を維持することに対して逆効果であることから、回避されることが好ましい。従って、たとえ熱鋭敏化に対する耐性が極めて低くても、鋭敏化の高い危険性なく、熱影響域９９に対して電気アーク利用の肉盛工程を適用することができる。

ＣＲＤハウジング／スタブ管を恒久的に補修又は密封する方法はまた、炉心内監視装置ハウジング（ＩＣＭＨ）に適用することができる。ＩＣＭＨは、原子炉圧力容器の底部ヘッド領域内に位置されたＣＲＤハウジング／スタブ管よりも小さな直径の容器の挿入である。一般的に原子炉圧力容器の大きさに応じて、約２９〜７０個の間のＩＣＭＨがある。別の実施形態においては、この方法は、スタブ管を含まないが、スタブ管の機能及び構造に近い溶接肉盛を含むＩＣＭＨに適用できる。肉盛を施すための上記の方法及び装置はまた、ＩＣＭＨ上に肉盛を施すためにも使用できる。更に、肉盛を施すためのこの方法及び装置は、図２に示す溶接部９７を施すために使用できる。換言すれば、溶接部９７は、ＩＧＳＣＣに対する感受性を低下させるために、貴金属と合金化された金属とすることができる。

従って、上記の方法は、スタブ管上側溶接部及びスタブ管下側溶接部に近接する応力腐食割れの恒久的補修を、公知の方法より迅速にかつ容易に行なうことを可能にする。更に、そのような補修は、底部ヘッドドーム部の下方から実質的に達成することができ、また、一般的にＣＲＤハウジングと底部ヘッドドーム部との間の熱膨張の不整合によって引き起こされる応力を顕しく減少させることができる。

再取付け溶接部は、現存スタブ管及びハウジング上部分に悪影響を及ぼさないので、現存下部分９２をＣＲＤ５０に対して再取付けする工程により引き起こされる付加的な応力は全くない。この方法は、漏洩しているＣＲＤスタブ管に起因する損傷の可能性を、起源にかかわりなく、残存するスタブ管／ＣＲＤハウジングに悪影響を及ぼすことなく、恒久的に緩和する。更に、ＣＲＤハウジング５０の現存下部分９２は再使用されてその位置に保持されるので、整列させることの課題が最少となり、また、現存ＣＲＤの水圧管路は影響を受けない。更に、全体的な実施時間は、現行の恒久的補修の選択肢よりも短く、臨界経路機能停止時間を減少させ、また、補修の間に補修員が受ける照射量を減少させる。

本発明はこのように説明されているが、本発明が様々な方法で変更できることは明らかであろう。例えば、肉盛技術は、補修における再取付け溶接部に適用することができ、その場合ＣＲＤハウジングの交換下部分のような下部分部材が欠陥下部分の適所に挿入され、ＣＲＤハウジングの上部分及び／又は原子炉圧力容器における底部ヘッドドーム部開口の側壁に溶接される。そのような変更は、本発明の技術思想及び技術的範囲からの逸脱と見なされるべきではなく、当業者には明らかであるように、全てのそのような変更は、特許請求の範囲の技術的範囲内に含まれることが意図されている。

原子炉圧力容器の概略図。 制御棒駆動装置ハウジングが本発明の１つの実施形態によりスタブ管に対して密封されている、制御棒駆動装置ハウジングと、スタブ管と、原子炉圧力容器の底部ヘッドとの部分断面図。

符号の説明

４４ 底部ヘッドドーム部
４６ スタブ管
５０ 制御棒駆動装置ハウジング
５２ 底部ヘッドドーム部の開口
５４ 底部ヘッドドーム部の側壁
６０ スタブ管のボア
６８ 制御棒駆動装置ハウジングのボア
７６ 制御棒駆動装置ハウジングの上部分
８０、８４ 環形の漏洩経路
８９ 耐食材料
９２ 制御棒駆動装置ハウジングの下部分
９６ 下部分のボア
９７ 溶接部
９９ 熱影響域

Claims (20)

1. 底部ヘッドドーム部（４４）と、スタブ管（４６）と、潜在的漏洩のある細長い中空部材（５０）とを含む原子炉の原子炉圧力容器（１０）内で該細長中空部材（５０）を密封修理する密封修理方法であって、
   前記底部ヘッドドーム部（４４）は、その中に少なくとも１つの開口（５２）を有し、
   前記スタブ管（４６）は、第１端部（５６）と、第２端部（５８）と、該第１及び第２端部（５６、５８）間で延びるボア（６０）とを有し、
   該スタブ管（４６）は、前記スタブ管ボア（６０）と前記底部ヘッドドーム部開口（５２）とがほぼ整列するように、前記第２端部（５８）に近接してスタブ管下側取付け溶接部（６２）によって前記底部ヘッドドーム部（４４）に対して溶接され、
   前記細長い中空部材（５０）は、第１端部（７６）と、第２端部（９２）と、該第１及び第２端部（７６、９２）間で延びるボア（６８）とを有し、
   該細長い中空部材（５０）は、前記スタブ管ボア（６０）を貫通して延び、前記スタブ管第１端部（５６）に近接してスタブ管上側取付け溶接部（７８）によって前記スタブ管（４６）に対して固定されており、
   該密封修理方法は、
   前記細長い中空部材（５０）を前記スタブ管の前記上側溶接部（７８）よりも下方の分割位置（８６）において切断して、該細長い中空部材（５０）を、上部分（７６）と、上端（９４）と下端とを有する下部分（９２）とに分離する分離段階と、
   前記下部分（９２）を前記底部ヘッドドーム部開口（５２）に、前記細長い中空部材（５０）が切断された前記分割位置とは異なる位置である再取付位置において、溶接により再取付溶接部（９７）を形成することにより、再取付する段階であって、前記再取付溶接部（９７）を、前記下部分（９２）の内側表面に、溶接による熱影響域（９９）が形成されるように形成する再取付段階と、
   前記熱影響域（９９）に耐食材料（８９）を施す耐食材施行段階と、
   を含むことを特徴とする密封修理方法。
2. 前記再取付段階では、前記下部分（９２）を、前記上部分（７６）に取付けること無く行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記耐食材施行段階は、前記熱影響域（９９）を覆うように耐食肉盛（８９）を施す段階を更に含む、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記耐食材施行段階は、貴金属と合金化された耐食肉盛（８９）を、前記熱影響域（９９）を覆うように、施す段階を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 前記底部ヘッドドーム部開口（５２）は、底部ヘッド側壁（５４）によって画成されており、
   前記再取付段階は、前記下部分（９２）を前記底部ヘッド側壁（５４）に焼き戻しビード溶接する段階を更に含む、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 前記再取付位置は、前記細長い中空部材（５０）内の潜在的漏洩経路（８０、８４）よりも下方位置にあることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. 前記再取付段階後の前記耐食施行段階の前において、前記底部ヘッドドーム部開口（５２）を清浄化する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. 前記清浄化する段階は、前記底部ヘッドドーム部開口（５２）をホーニングする段階を更に含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記清浄化する段階は、前記底部ヘッドドーム部開口（５２）を研磨する段階を更に含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
10. 前記再取付段階の前処理として、前記下部分（９２）の前記上端部（９４）を清浄化する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
11. 前記清浄化する段階は、前記上端部（９４）をホーニングする段階を更に含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記清浄化する段階は、前記上端部（９４）を研磨する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
13. 原子炉の原子炉圧力容器（１０）であって、
    その中に少なくとも１つの開口（５２）を有する底部ヘッドドーム部（４４）と、
    第１端部（５６）と、第２端部（５８）と、該第１及び第２端部（５６、５８）間で延びるスタブ管ボア（６０）とを有し、該スタブ管ボア（６０）と前記底部ヘッドドーム部開口（５２）とがほぼ整列するように前記第２端部（５８）に近接してスタブ管下側取付け溶接部（６２）によって前記底部ヘッドドーム部（４４）に対して溶接されたスタブ管（４６）と、
    第１部分（７６）と第２部分（９２）との複数部品構成の細長い中空部材（５０）であって、前記スタブ管ボア（６０）を貫通して延び、前記スタブ管（４４）の前記第１端部（５６）に近接してスタブ管上側取付け溶接部（７８）によって前記スタブ管（４６）に対して固定された細長い中空部材（５０）と、
    を具備し、
    前記スタブ管上側取付け溶接部（７８）よりも下方で、前記第２の部分の内側表面の上端（９４）位置に再取付溶接部（９７）が形成されていると共に、この再取付溶接部（９７）の溶接により耐食材料（８９）で覆った熱影響域（９９）を形成することにより、前記第２部分（９２）が前記第１部分（７６）に対して密封されていることを特徴とする原子炉圧力容器（１０）。
14. 前記再取付溶接部（９７）は、前記細長い中空部材（５０）における潜在的漏洩経路（８０、８４）よりも下方にあることを特徴とする、請求項１３に記載の原子炉圧力容器（１０）。
15. 前記耐食材料（８９）は耐食肉盛であることを特徴とする、請求項１３に記載の原子炉圧力容器（１０）。
16. 前記耐食材料（８９）は、貴金属と合金化された耐食肉盛であることを特徴とする、請求項１３に記載の原子炉圧力容器（１０）。
17. 前記底部ヘッドドーム部開口（５２）は、底部ヘッド側壁（５４）によって形成され、
    前記細長い中空部材の前記第２部分は、前記底部ヘッド側壁（５４）において前記原子炉圧力容器（１０）に焼き戻しビード溶接されている、ことを特徴とする、請求項１３に記載の原子炉圧力容器（１０）。
18. 前記第２部分（９２）は、前記細長い中空部材（５０）の前記第１部分（７６）に溶接されていないことを特徴とする、請求項１３に記載の原子炉圧力容器（１０）。
19. 原子炉の原子炉圧力容器（１０）内で底部ヘッドドーム部（４４）を経てスタブ管（４６）に挿入され、その一部が前記スタブ管（４６）を介して前記底部ヘッドドーム部（４４）に固定された制御棒駆動装置ハウジング（５０）であって、
    上部分（７６）と、
    前記スタブ管（４６）の下にある前記制御棒駆動装置ハウジング（５０）を切断することにより形成され、前記切断された位置と異なる再取付位置（９９）において、前記底部ヘッドドーム部（４４）の開口（５２）に再取付された下部分（９２）とを具備し、
    前記再取付位置（９９）は、前記制御棒駆動装置ハウジング（５０）の内側表面で前記上部分（７６）と下部分（９２）との間に耐食材料（８９）で被覆形成された溶接通路として実現され、
    この溶接通路は、その中に形成された再取付溶接部（９７）を含み、前記再取付溶接部（９７）の形成が熱影響域（９９）を形成することにより、この再取付溶接部（９７）が、前記底部ヘッドドーム部（４４）の開口（５２）に対して前記下部分（９２）を、前記底部ヘッドドーム部（４４）の開口部において密封することを特徴とする制御棒駆動装置ハウジング（５０）。
20. 前記耐食肉盛（８９）は、貴金属と合金化されたことを特徴とする、請求項１９に記載の制御棒駆動装置ハウジング（５０）。

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