JP5458066B2 - Ｂｗｒの入口ミキサクランプ組立体のための方法および装置 - Google Patents

Description

例示の実施形態は、一般に、原子炉に関し、さらに詳細には、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）のジェットポンプ組立体の入口ミキサを物理的に拘束し、この入口ミキサに下向きの力を加える沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の入口ミキサクランプ組立体のための方法および装置である。入口ミキサ主クランプ組立体は、従来のジェットポンプビーム組立体に代わるものとして使用することができる。代替として、入口ミキサクランプ組立体は、従来のジェットポンプビーム組立体に加えて、冗長な物理的拘束物として使用することができる。

典型的には、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は、ほぼ円筒形形状を有し、（例えは、ボトムヘッドおよび脱着可能なトップヘッドによって）両端で閉じられている。典型的には、上部ガイドは、ＲＰＶ内で炉心板の上方に間隔をおいて配置される。典型的には、炉心シュラウド、すなわちシュラウドは、炉心を囲み、シュラウド支持構造体によって支持される。具体的には、シュラウドは、ほぼ円筒形形状を有し、炉心板と上部ガイドを共に囲む。円筒形の原子炉圧力容器と円筒形形状のシュラウドの間には、空間またはアニュラス部がある。

ＢＷＲでは、シュラウドアニュラス部内に配置した中空の筒状のジェットポンプが、必要な炉心水流を供給する。入口ミキサとして知られているジェットポンプの上部は、側方に配置され、重力により作用するウェッジによってジェットポンプ保持ブラケット内で２つの対向する剛性接触部に対して支持される。

従来、入口ミキサは、ＢＷＲのジェットポンプ組立体の頂部で、ジェットポンプビーム組立体によって所定の位置に保持されている。ジェットポンプビーム組立体は、入口ミキサを押し下げ、入口ミキサにクランプ力を付与して、入口ミキサの移動、回転および振動を緩和し、入口ミキサとトランジションピースの間の漏洩の可能性を減少させ、ジェットポンプ組立体の表面をシールする。加えて、ジェットポンプビーム組立体は、ジェットポンプ組立体の作用中、入口ミキサが、ジェットポンプ組立体のディフューザから放出され得る可能性を低減する。従来、ジェットポンプビーム組立体は、高いストレスを受け、ジェットポンプビーム組立体のクランプ力には限界があり、応力腐食割れを起こしやすかった。ジェットポンプ組立体の現場故障によって、かなりの発電所の稼働不能時間および費用のかかる修理をこれまで招いていた。

例示の実施形態は、ＢＷＲのジェットポンプ組立体の入口ミキサを垂直に拘束して入口ミキサの漏洩および振動を減少させる方法および装置を提供する。例示の実施形態は、好ましくはトランジションシートの中心線から離れた位置でクランプ力を付与して、入口ミキサの回転を阻止する。例示の実施形態のクランプ力は、従来のジェットポンプビーム組立体によって他の形で加えることができる力を上回ることができ、それにより入口ミキサが確実にトランジションピースに接した状態を保つ。このクランプ力は、従来のジェットポンプビーム組立体の他に加えることができる入口ミキサへの冗長な下向きの力であり得るので、例示の実施形態のクランプ力は、入口ミキサを安定させるために単一障害点をなくすことができる。代替として、例示の実施形態のクランプ力は、従来のジェットポンプビーム組立体の代わりに使用することができる。

例示の実施形態の上記および他の特徴および利点は、添付図面を参照して例示の実施形態を詳細に説明することによってより明らかになろう。添付図面は、例示の実施形態を示すものであり、所期の特許請求の範囲を限定するものと解釈すべきではない。添付図面は、明示的な定めのない限り、原寸に比例して描かれているとみなされるべきではなない。

従来の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）のジェットポンプ組立体の斜視図である。 従来のジェットポンプビーム組立体が所定の位置にある、入口ミキサの頂部の詳細図である。 例示の実施形態による、ＢＷＲの入口ミキサクランプ組立体の詳細図である。 例示の実施形態による、ＢＷＲの入口ミキサクランプ組立体の詳細底面図である。 例示の実施形態による、従来のジェットポンプビーム組立体と共に使用中のＢＷＲの入口ミキサクランプ組立体の詳細図である。 例示の実施形態による、（従来のジェットポンプビーム組立体のない）使用中のＢＷＲの入口ミキサクランプ組立体の詳細図である。

詳細な例示の実施形態を本明細書に開示する。しかし、本明細書に開示した特定の構造および機能の詳細は、例示の実施形態を説明するための典型に過ぎない。しかし、例示の実施形態は、多数の代替形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態だけに限定されるものとして解釈すべきではない。

したがって、例示の実施形態は、様々な修正形態および代替形態が可能であるが、その実施形態は、図面に例として示しており、本明細書中で詳細に説明する。しかし、例示の実施形態を、開示した特定の形態に限定するものではく、反対に、例示の実施形態は、例示の実施形態の範囲に含まれる全ての修正形態、均等物、および代替形態に及ぶべきであると理解されたい。図面の記載全体にわたって、同じ符号は、同じ要素に言及する。

第１、第２などの用語が、本明細書中で様々な要素を説明するために使用され得るが、これら要素は、それら用語によって限定されるべきではないと理解されよう。これら用語は、ある要素を別の要素と区別するために使用するものに過ぎない。例えば、例示の実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素は、第２の要素と呼ばれてもよく、同様に、第２の要素は、第１の要素と呼ばれてもよい。本明細書で使用する場合、用語「および／または」は、関連して列挙した１つまたは複数の項目の組み合わせのうち任意および全部のものを含む。

ある要素が、別の要素と「接続される（ｃｏｎｎｅｃｔ）」または「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」と呼ばれるとき、上記のある要素は、他の要素に直接接続もしくは直接結合されてもよく、または介在要素が存在してもよいことが理解されよう。対照的に、ある要素が、別の要素に「直接接続される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」または「直接結合される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ）」と呼ばれるときは、介在要素は存在しない。要素間の関係を記述するために使用される他の語句（例えば、「間に（ｂｅｔｗｅｅｎ）」と「直接間に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｂｅｔｗｅｅｎ）」、「隣接した（ａｄｊａｃｅｎｔ）」と「直接隣接した（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｄｊａｃｅｎｔ）」など）も同様に解釈すべきである。

本明細書中で使用した専門用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、例示の実施形態を限定するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つ、一（ａ、ａｎ）」および「この、前記（ｔｈｅ）」は、分脈上他の意味を明らかに示さない限り、複数形も含むものとする。用語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている／含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「備える／含む（ｉｎｃｌｕｄｅs）」、および／または「備えている／含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、本明細書で使用される場合、提示した特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／または構成部品の存在を示すが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、構成部品および／またはそれらのグループの存在もしくは追加を排除するものではないことがさらに理解されよう。

いくつかの代替の実施では、記載した機能／作用は、図に記載した順序ではなく生じることができることにも留意されたい。例えば、連続して示す２枚の図は、伴う機能／作用に応じて、実際には、ほぼ同時に実行されてもよく、または場合によっては逆の順序で実行されてもよい。

図１は、従来の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）のジェットポンプ組立体の斜視図である。ジェットポンプ組立体は、水を入口ミキサ２に送り込むライザ管１を備える。入口ミキサは、ディフューザ４の中に水を吐出する。（図２により良く詳細に見られる）従来のジェットポンプビーム組立体のジェットポンプビームボルト６は、入口ミキサ２の頂部に向かって見ることができる。

図２は、従来のジェットポンプビーム組立体８が所定の位置にある、入口ミキサ２の頂部の詳細図である。ジェットポンプビーム組立体８は、従来のジェットポンプ組立体のトランジションピース１０のブリッジ１０ａの部分の真下に取り付けられる。トランジションピース１０は、トランジションピース１０の安定性を確かなものにするために、ライザ管１の頂部に溶接されている（図１参照）。ジェットポンプビーム組立体は、入口ミキサが動作中に遭遇する垂直水圧負荷に耐えると共に入口ミキサの振動を減少させるために、入口ミキサ２の頂部に下向きのクランプ力を付与する。

図３は、例示の実施形態による、ＢＷＲの入口ミキサクランプ組立体２０の詳細図である。入口ミキサクランプ組立体２０は、入口ミキサクランププレート２２を備えることができる。入口ミキサクランプ組立体は、入口ミキサ２の頂部に加えられる下向きのクランプ力を付与する入口ミキサジャッキボルト２４を備えることができる。ジャッキボルト２４は、クランププレート２２のアイレットと対合するねじ山付きボルトであっても、既存の入口ミキサ２の上面に作製され得るねじ山付き連結部であってもよい（図５および図６に詳細に示す）。代替として、ジャッキボルトは、クランププレート２２を貫通し、実際には入口ミキサの上面を貫通せずに、既存の入口ミキサ２の上面に接触および／またはその上面を押圧してもよい。図３に示すように、入口ジャッキボルト２４は、クランププレート２２の中心線に沿って一列に並んでもよい。代替として、ジャッキボルト２４は、クランププレート２２上の他の都合のよい位置に設けられてもよい。例示の実施形態では、４個のジャッキボルト２４を示すが、ジャッキボルト２４の個数は変更できる。

特に、クランプ組立体２０が、従来のビーム組立体８と共に使用されることになる場合、クランププレート２２は、ビームボルト穴３０を備えてもよい。ビームボルト穴３０は、（図５に示すように）ビームボルト６の隙間を考慮に入れる。

クランププレート２２は、マウント用ブロック２８を備えてもよく、このマウント用ブロック２８は、クランププレート２２の底面に取り付けた「Ｃ」形状の構成部品であり得る。マウント用ブロック２８は、マウント用ブロックボルト２６によってクランププレート２２にしっかりと取り付けることができる。マウント用ブロックボルト２６の代替として、溶接など、マウント用ブロック２８をクランププレート２２に固定する他の適当な手段を使用してもよい。

全てのクランプ組立体構成部品は、原子力の環境に相応しいことが知られている材料で作製され得る。例えば、ステンレス鋼（３０４、３１６、ＸＭ−１９、または同等なもの）またはニッケル基合金（Ｉｃｏｎｅｌ、Ｘ−７５０、Ｘ−７１８、または同等なもの）を使用することができる。

図４は、例示の実施形態による、ＢＷＲの入口ミキサクランプ組立体２０の詳細底面図である。「Ｃ」形状に形成したマウント用ブロック２８は、トランジションピースブリッジ１０ａ（図２に示す）を載架するマウント用ブロックの開口２８ａを含むことに留意されたい。マウント用ブロック２８は、トランジションピース１０を把持して、クランププレート２２を固定し、それによって次いでジャッキボルト２４が、入口ミキサ２の頂部を力強く押し下げることを可能にする。

図５は、例示の実施形態による、従来のジェットポンプビーム組立体８と共に使用中のＢＷＲの入口ミキサクランプ組立体２０の詳細図である。ジャッキボルト２４は、入口ミキサ２の厚い上面２ｃの一部に穿孔されたねじ山付き連結部と対合することができることに留意されたい。トランジションピース１０のブリッジ１０ａ（図２参照）を載架してクランププレート２２を安定させるマウント用ブロック２８を示す。クランプ組立体２０を入口ミキサ２に取り付けたときにビームボルト６がクランププレート２２を通過することを可能にする大きさにビームボルト穴３０が作製され得るので、従来のジェットポンプビーム組立体８の既存のビームボルト６が、ビームボルト穴３０を貫いて突出していることが示されている。この例示の実施形態では、従来のジェットポンプビーム組立体８は、入口ミキサの頂部に冗長な下向きの力を付与するようにクランプ組立体２０と協働している。

クランププレート２２は、入口ミキサ２の吊りアイレット１２同士の間に嵌る大きさに作製されるが、代替として吊りアイレットを越えて延在してもよい。クランププレートは、トランジションピース１０の対向する部分の上面上に嵌り、この上面を覆う大きさにやはり作製されている（トランジションピース１０の一方の側だけが図５に示されており、トランジションピース１０の反対側は、図面からよく見えないが、図２に示すように入口ミキサ２の他方の側に位置するようになっていることに留意されたい）。耳たぶ部２２ｂは、トランジションピースブリッジ１０ａ（ブリッジ１０ａは、図２で見ることができる）の直接上の位置でクランプ用プレート２２から延在する大きさに作製される。耳たぶ部２２ａは、クランププレート２２の真下にマウント用ブロック２８を支持すると共にマウント用ブロック２８がトランジションピースブリッジ１０ａを載架することを可能にするために、クランプ用プレート２２のこの位置にある。

プレート２２の「中心線」２２ｂの両側の位置にジャッキボルト２４を配置することによって、クランプ組立体２０は、ジェットポンプ組立体の作用中、入口ミキサ２が回転をするのを抑える。「中心線」２２ｂは、クランププレート２２をほぼ半分に分割し、各耳たぶ部２２ａの中心を通り抜ける（そして、中心線２２ｂも、中央を直接通り抜け、両トランジションピースブリッジ１０ａの上にある）ことに留意されたい。ジャッキボルト２４が、入口ミキサ２の回転を緩和するのに効果があるものとするために、中心線２２ｂの両側に少なくとも１つのジャッキボルト２４を有することが好ましい。さらに、ジャッキボルト２４が、中心線２２ｂから遠くに離れて位置するほど、クランプ組立体２０は、入口ミキサ２の時計回り／反時計回りの回転を緩和するうえでより効果的となる。このため、クランプ組立体２０が、特にジェットポンプ組立体の作用中、生じ得る入口ミキサ２の回転を緩和することを可能にするために、耳たぶ部２２ｃを使用して、中心線２２ｂから離れるようにジャッキボルト２４の位置を広げて追加のてこの作用をもたらすことができる。一実施形態では、ジャッキボルト２４は、中心線２２ｂにほぼ垂直に延びる一直線でクランププレート２２に配置することができる。代替として、ジェットポンプビームボルト６が、クランプ組立体を設置する操作から除かれることになる場合、ジャッキボルト２４は、そうでなければジェットビームボルト６が、プレート２２を貫通することになる位置にあってもよい（すなわち、ジャッキボルト２４は、そうでなければビームボルト穴３０が位置し得る場所にあってもよい）。代替として、ただ１本のジャッキボルト２４が、中心線２２ｂと交わる位置でクランププレート２２にあってもよい。

図６は、例示の実施形態による、（従来のジェットポンプビーム組立体８のない）使用中のＢＷＲの入口ミキサクランプ組立体２０の詳細図である。そうでなければ従来のジェットポンプビーム組立体８が位置するはずである場所に空きスペース８ａが、クランププレート２２の下に残されることに留意されたい。ビームボルト穴３０には、穴３０を通じて貫通するジェットポンプビーム組立体８のビームボルト６がないことにも留意されたい。したがって、ビームボルト穴３０は、本構成では任意である。

図６の構成は、クランプ組立体２０を従来のジェットポンプビーム組立体８の代わりに使用することを可能にし、クランプ組立体２０を設置する前に、ジェットポンプビーム組立体８を取り除くことができるようになっている。

以上のように例示の実施形態を説明してきたが、この例示の実施形態は、多くのやり方で変更できることが明らかであろう。そのような変更例は、例示の実施形態の所期の精神および範囲から逸脱するものとみなされるべきではなく、当業者に明らかであろうそのような全ての修正形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれるものである。

１ ライザ管
２ 入口ミキサ
２ａ 入口ミキサ
２ｃ 上面
４ ディフューザ
６ ジェットポンプビームボルト
８ ジェットポンプビーム組立体
８ａ 空きスペース
１０ トランジションピース
１０ａ ブリッジ
１２ 吊りアイレット
２０ ＢＷＲの入口ミキサクランプ組立体
２２ 入口ミキサクランププレート
２２ａ 耳たぶ部
２２ｂ 中心線
２２ｃ 耳たぶ部
２４ 入口ミキサジャッキボルト
２６ マウント用ブロックボルト
２８ マウント用ブロック
２８ａ マウント用ブロックの開口
３０ ビームボルト穴

Claims (10)

1. 沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）のジェットポンプ組立体（８）のトランジションピース（１０）に嵌められる入口ミキサクランプ組立体（２０）であって、
   中心線（２２ｂ）によってほぼ二等分されるクランププレート（２２）と、
   前記クランププレートを貫通し、前記クランププレートの前記中心線の両側に少なくとも１つのジャッキボルトが位置する複数のジャッキボルト（２４）と
   を備える入口ミキサクランプ組立体（２０）。
2. 前記クランププレートが、入口ミキサ（２）の吊りアイレット（１２）同士の間に嵌り、前記トランジションピースの上面を覆うように構成されており、
   前記クランププレートの前記中心線にほぼ垂直である前記クランププレート上の一列に位置する前記ジャッキボルトが、前記入口ミキサの上面（２ｃ）に接触するように構成されている、
   請求項１記載のクランプ組立体。
3. 第１および第２の対向する耳たぶ部（２２ａ）をさらに備え、前記クランプ組立体を前記トランジションピースに取り付けるときに、前記耳たぶ部（２２ａ）それぞれが、前記トランジションピースの対向するブリッジ（１０ａ）の直接上の位置で前記クランププレートから離れて延在するように構成され、
   前記中心線が、前記第１および前記第２の耳たぶ部の中央を通り抜ける、
   請求項２記載のクランプ組立体。
4. 前記クランププレートの底面に取り付けた一対のマウント用ブロック（２８）をさらに備え、各マウント用ブロックが、開口（２８ａ）を形成し、
   各開口は、前記マウント用ブロックが、前記トランジションピースのブリッジを載架することを可能にするように構成されている、
   請求項１記載のクランプ組立体。
5. 前記クランププレートの前記中心線から離れて延在するように構成された、前記クランププレート上の第３および第４の対向する耳たぶ部（２２ｃ）と、
   前記クランププレートの前記第３および前記第４の耳たぶ部のそれぞれを貫通するジャッキボルトと
   をさらに備える、請求項１記載のクランプ組立体。
6. 沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）のジェットポンプ組立体（８）のトランジションピース（１０）上に嵌められる入口ミキサクランプ組立体（２０）であって、
   クランププレート（２２）と、
   前記クランププレートを貫通する少なくとも１つのジャッキボルト（２４）と、
   前記クランプ組立体を前記トランジションピースに取り付けるときに、前記トランジションピースの対向するブリッジ（１０ａ）の直接上の位置で前記クランププレートから離れて延在するようにそれぞれが構成された、第１および第２の対向する耳たぶ部（２２ａ）と、
   前記クランププレートの底面に取り付けた一対のマウント用ブロック（２８）とを備え、各マウント用ブロックが、開口（２８ａ）を形成し、各開口は、前記マウント用ブロックが、前記トランジションピースのブリッジ（１０ａ）を載架することを可能にするように構成されている、
   入口ミキサクランプ組立体（２０）。
7. 入口ミキサクランプ組立体（２０）を沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）のジェットポンプ組立体（８）のトランジションピース（１０）に設置する方法であって、
   入口ミキサ（２）の吊りアイレット同士の間に嵌り、前記トランジションピースの上面を覆うように形成されるクランププレート（２２）を形成するステップと、
   一対のマウント用ブロック（２８）を前記クランププレートの底面に取り付けることによって前記クランププレートを前記トランジションピースに取り付けるステップであり、各マウント用ブロックは、前記マウント用ブロックが前記トランジションピースのブリッジ（１０ａ）を載架することを可能にするように構成される開口（２８ａ）をそれぞれ形成しているものである、ステップと、
   前記クランププレートを通じてジャッキボルト（２４）を貫通させ、前記ジャッキボルトを前記入口ミキサの上面（２ｃ）に接触させることによって、前記クランププレートに前記ジャッキボルトを取り付けるステップと、
   前記ジャッキボルトを締め付けることによって前記入口ミキサの前記上面に下向きの力を付与するステップと
   を含む方法。
8. 前記クランププレートを前記トランジションピースに取り付けるときに、前記入口ミキサの一対のビームボルト（６）が、前記クランププレートを通じて突出することを可能にするように構成される２つのビームボルト穴（３０）を、前記クランププレートに形成するステップ
   をさらに含む、請求項７記載の方法。
9. 前記クランプ組立体を前記トランジションピースに取り付けるときに、前記トランジションピースの前記ブリッジの直接上の位置で前記クランププレートから離れて延在するように構成される第１および第２の対向する耳たぶ部（２２ａ）を前記クランププレートに形成するステップをさらに含み、
   前記クランププレートを前記形成するステップが、前記クランププレートを、前記第１および前記第２の耳たぶ部の中央を通り抜ける中心線（２２ｂ）でほぼ二等分することを含み、前記ジャッキボルトを前記取り付けるステップが、前記中心線の両側で前記クランププレートを通じて少なくとも１つのジャッキボルトを貫通するステップを含む、
   請求項７記載の方法。
10. 前記クランププレートの前記中心線から離れて延在するように構成される第３および第４の対向する耳たぶ部（２２ｃ）を前記クランププレートに形成するステップをさらに含み、前記中心線の両側の前記少なくとも１つのジャッキボルトが、前記第３および前記第４の耳たぶ部をそれぞれ貫通する、
    請求項９記載の方法。