JP5559754B2 - Ｂｗｒジェットポンプ入口ミキサ支持体のための方法および装置 - Google Patents

Description

例示的実施形態は一般に原子炉に関し、より詳細には、入口ミキサを堅く支持する沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）ジェットポンプ入口ミキサ支持体のための方法および装置に関する。入口ミキサ支持体を、従来のＢＷＲジェットポンプアセンブリに取り付けて、入口ミキサを上昇管の中心線から引き離したり、これらを現在の位置で支持したりすることができる。

沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は、一般に、概して円筒形であり、両端部（例えば、底部ヘッドおよび取り外し可能な上部ヘッドにより）が閉じられている。上部格子板は、一般に、ＲＰＶ内で炉心板上方に離間して設けられる。炉心シュラウドまたはシュラウドは、一般に炉心を囲み、シュラウド支持構造により支持される。特に、シュラウドは一般に円筒形で、炉心板および上部格子板を囲む。円筒形原子炉圧力容器と円筒形シュラウドとの間に空間または環がある。

ＢＷＲでは、シュラウド環内に位置決めされた中空の管状ジェットポンプが、必要な炉心水流を提供する。入口ミキサとして知られるジェットポンプの上部は、横方向に位置決めされ、重力作動ウェッジによりジェットポンプ拘束具ブラケット内で２つの対向する剛性接点に対して支持される。拘束具ブラケットは、入口ミキサを隣接するジェットポンプ上昇管に取り付けることにより入口ミキサを支持する。

ジェットポンプ主ウェッジは、入口ミキサとジェットポンプ拘束具ブラケットとの接触を維持する。より詳細には、ウェッジは２本の止めねじと協働して働き、これらの止めねじは拘束具ブラケットに仮付け溶接されて入口ミキサとの接触を維持する。ジェットポンプを通る水流は、一般に原子炉システムの種々の供給源により生じる圧力変動を伴う。圧力変動は、ジェットポンプ配管の１または複数の自然振動モードに近い周波数を有する。ジェットポンプ配管の安定性は、拘束具ブラケットと入口ミキサとの密な嵌合または接触によって決まる。しかし、止めねじを定位置に保持する仮付け溶接が失敗すると、止めねじが定位置から後退する。

例示的実施形態は、ＢＷＲジェットポンプアセンブリの入口ミキサと拘束具ブラケットとの間に二重かつ／または追加の接触を提供するための方法および装置を提供する。すなわち、支持バンドを使用して、入口ミキサと支持ブラケットとの間に追加の接点を提供する。拘束具ブラケットに直接取り付けられ、支持バンドを拘束具ブラケットに取り付けるミキサ支持取り付けブロックにより、支持バンドを定位置に保持することができる。支持バンドを拘束具ブラケットに固定することにより、支持バンドが拘束具ブラケットと入口ミキサとの間に調節可能な接点を提供し、これにより拘束具ブラケット上の従来の止めねじが故障した場合でも、入口ミキサを安定させることができる。したがって、例示的実施形態は、止めねじが定位置から外れた場合でも、入口ミキサの位置を維持する。例示的実施形態はまた、止めねじが故障した場合またはメンテナンスが必要な場合に、止めねじの取り外しおよび／または費用と時間のかかる修理をしなくてすむようにする。

例示的実施形態はまた、ジェットポンプ支持システムの使用により入口ミキサの追加のサイドローディングが加えられた場合に、追加の安定性を提供する。このようなサイドローディングは、入口ミキサをＢＷＲジェットポンプアセンブリの上昇管の中心線側に引く横方向の力を与える。従来の止めねじが、このような追加の横方向ローディングを支持するように構成されていないので、例示的実施形態は、入口ミキサの二重かつ／または追加の安定性を提供し、起こりうる止めねじの故障によって、入口ミキサの許容できない振動が生じるのを確実に防ぐ。

さらに、従来、入口ミキサと拘束具ブラケットとの間の接点を回復するために補助ウェッジが使用されていた。補助ウェッジは止めねじと入口ミキサとの間に形成された隙間を埋めることにより、入口ミキサの安定性を回復する。これにより、例示的実施形態は、補助ウェッジの使用に代わるものとなる。

例示的実施形態の前記その他の特徴および利点は、添付図面を参照しながら例示的実施形態を詳細に説明することにより明らかになるだろう。添付図面は、例示的実施形態を示すものであり、意図した特許請求の範囲を限定するものと解釈すべきではない。明示のない限り、添付図面は縮尺通りには描かれていないものとみなすべきである。

従来の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）ジェットポンプアセンブリの斜視図である。 従来のＢＷＲジェットポンプ拘束具アセンブリの詳細図である。 従来の補助ウェッジを有する従来のジェットポンプ拘束具アセンブリの詳細図である。 例示的実施形態によるＢＷＲジェットポンプ入口ミキサ支持体の詳細図である。 例示的実施形態による、ＢＷＲジェットポンプ入口ミキサ支持体を従来のＢＷＲジェットポンプ拘束具アセンブリで使用している状態を示す詳細図である。 例示的実施形態による、ＢＷＲジェットポンプ入口ミキサ支持体を従来のＢＷＲジェットポンプ拘束具アセンブリで使用している状態を示す側面図である。 例示的実施形態による、ＢＷＲジェットポンプ入口ミキサ支持体を従来のＢＷＲジェットポンプ拘束具アセンブリで使用している状態を示す底面図である。

詳細な例示的実施形態について本明細書に開示する。ただし、本明細書に開示された特定の構造および機能の詳細は、例示的実施形態を説明するための代表的なものにすぎない。例示的実施形態は、多くの代替形態で具現化することができ、本明細書に記載された実施形態のみに限定されるものと解釈すべきではない。

したがって、例示的実施形態は種々の修正および代替形態が可能であり、これらの実施形態について図面で例として示し、本明細書で詳細に説明する。しかし、例示的実施形態を開示された特定の形態に限定する意図はなく、逆に、例示的実施形態は、例示的実施形態の範囲内のすべての修正、等価物、代替形態を含むものと理解すべきである。図面の説明全体を通して、同一の符号は同一の要素を示す。

本明細書で、第１の、第２の等の用語を使用して種々の要素を説明するが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するために使用されているにすぎない。例えば、例示的実施形態の範囲を逸脱しない限り、第１の要素を第２の要素と呼んでもよく、同様に第２の要素を第１の要素と呼んでもよい。本明細書で使用されている場合、「および／または」という用語は、列挙した関連する事項の１つまたは複数のいずれかおよびすべての組み合わせを含む。

ある要素を別の要素に「接続する（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」あるいは「結合する（ｃｏｕｐｌｅｄ）」と言及するときは、その要素が直接他の要素に接続あるいは結合され得るか、または介在する要素が存在してもよいことを理解されたい。一方、ある要素を別の要素に「直接接続する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」あるいは「直接結合する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ）」と言及するときは、介在する構成要素は存在しない。要素間の関係を説明するために使用されるその他の用語も同様に解釈すべきである（例えば、「〜の間に」と「直接〜の間に」、「隣接して」と「直接隣接して」等）。

本明細書で使用する専門用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、例示的実施形態を限定するものではない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈から明らかにそうでないことが示されていなければ、複数形を含むものとする。さらに、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、および／または「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」という用語は、本明細書で使用されるとき、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を特定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を妨げるものではない。

一部の代替実施において、機能／動作は図に示す順序で行われなくてもよいことに留意されたい。例えば、連続して示す２つの図は、実際には、関連する機能／動作に応じてほぼ同時に行われるか、または逆の順序で行われることがあってもよい。

図１を参照すると、従来の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）ジェットポンプアセンブリの斜視図が示されている。ジェットポンプアセンブリは、上昇管１に取り付けられた従来のジェットポンプ拘束具アセンブリ１０を備える。ジェットポンプ拘束具アセンブリ１０は、ジェットポンプアセンブリの使用中に、入口ミキサ２の上昇管１に対する移動を安定させる。

図２は、上昇管１上における従来のジェットポンプ拘束具アセンブリ１０の詳細図である。拘束具アセンブリ１０は、上昇管１に接続された拘束具ブラケット１２を備える。３つの接点により、入口ミキサ２を拘束具ブラケット１２内で位置決めする。３つの接点は、各入口ミキサ２と上昇管１とのほぼ間に位置する２本の止めねじ１５（一方の止めねじ１５のみが図示され、他方の止めねじ１５は図２の裏側にある）および主ウェッジ１４（主ウェッジ１４が３つ目の接点である）である。主ウェッジ１４の助けにより、拘束具ブラケット１２が２本の止めねじ１５に対して確実にとどまる。主ウェッジ１４は、ウェッジロッド８に沿って垂直に自由に移動可能であり、重力により入口ミキサ２と拘束具ブラケット１２との間で定位置に保持される。ウェッジロッド２０の底部は、２枚の垂直板２６および水平板２４を有する下部支持体により定位置に保持される（ウェッジロッド２０の底部が貫通して下部支持体の水平板２４にしっかりと保持されることに留意されたい）。ウェッジロッド２０の上部は、２枚の垂直板１８および水平板１６を有する上部支持体により定位置に保持される（ウェッジロッド２０の上部が貫通して、ナット２２を介して水平板１６にしっかりと保持されることに留意されたい）。

図３は、従来の補助ウェッジ２５を有する従来のジェットポンプ拘束具アセンブリ１０の詳細図である。従来の補助ウェッジ２５は、止めねじ１５と入口ミキサ２との間に形成することができる隙間を埋めるのを助けて、入口ミキサ２の二重かつ／または追加の安定性を提供する。

図４は、例示的実施形態によるＢＷＲジェットポンプ入口ミキサ支持体３０の詳細図である。入口ミキサ支持体３０は、入口ミキサ支持バンド４０の両端部に取り付けられた入口ミキサ支持体取り付けブロック３２、３４を備える。すなわち、上部取り付けブロック３２および下部取り付けブロック３４を支持バンド４０の両端部に設け、ここで上部、下部取り付けブロック３２、３４を１または複数のクランプボルト３６を介して互いに取り付けることができる。図５に示すように、上部、下部取り付けブロック３２、３４およびクランプボルト３６を使用して、クランプ力を与え、取り付けブロック３２、３４をＢＷＲジェットポンプアセンブリ１０の従来の拘束具ブラケット１２に固定することができる。クランプボルト３６の使用に加えて、上部、下部取り付けブロック３２、３４を互いに、かつ拘束ブラケット１２に対して接続する他の手段として、クランプ、バイス、ワイヤ、溶接部、または取り付けブロック３２、３４を互いに、かつ拘束ブラケット１２に対してしっかりと固定することができる他の材料がある。

上部取り付けブロック３２は、拘束具ブラケットの垂直側壁の厚さに合う大きさに作られるノッチ６８を備える（図５により詳細に示す）。

取り付けブロック３２、２４を、ドローボルト４２により支持バンド４０の各端部に取り付けることができる。ドローボルト４２は、下部取り付けブロック３４および支持バンド４０のねじ切り接続部に対合することができる。あるいは、ドローボルト４２は、下部取り付けブロック３４ではなく上部取り付けブロック３２のねじ切り接続部に対合することができる。上部、下部取り付けブロック３２、３４のいずれかを支持バンド４０に取り付ける他の手段として、クランプ、バイス、ワイヤ、溶接部、または取り付けブロック３２、３４のいずれか一方または両方を支持バンド４０にしっかりと接続することができる材料があり得る。支持バンドは細長いバンド状とすることができ、入口ミキサ２の周面に合う曲率で形成することができる。

任意の取り込み板４６を、上部取り付けブロック３２または下部取り付けブロック３４のいずれかの外面に含めることができる。任意の取り込み板４６は、ボルト４４（図５に示す）を介して上部または下部取り付けブロック３２、３４に取り付けられる薄い矩形板として形成されてもよい。取り付けブロック３２、３４と取り込み板４６との間の他の固定手段には、クランプ、バイス、ワイヤ、溶接部、または取り込み板４６を取り付けブロック３２、３４の一方または両方にしっかりと接続することができる材料があり得る。

入口ミキサ支持体のすべての部品を、核環境で許容されるものとして公知の材料から作ることができる。例えば、ステンレス鋼（３０４、３１６、ＸＭ−１９、または等価物）あるいはニッケル基合金（Ｉｎｃｏｎｅｌ、Ｘ−７５０、Ｘ−７１８、または等価物）を使用することができる。

図５は、例示的実施形態による、ＢＷＲジェットポンプ入口ミキサ支持体３０を従来のＢＷＲジェットポンプ拘束具アセンブリ１０で使用している状態を示す詳細図である。図に示すように、クランプボルト３６を使用して、入口ミキサ支持体３０の取り付けブロック３２、３４を拘束具ブラケット１２に取り付けることができる。上部取り付けブロック３２のノッチ３８により、取り付けブロック３２を拘束具ブラケット１２の垂直壁１２ａにぴったりと装着できることに留意されたい。その後クランプボルト３６を使用して、取り付けブロック３２、３４を拘束具ブラケット１２に直接しっかりと固定することができる。取り付けブロック３２、３４の側面が止めねじガイド耳１７に接触するように取り付けブロック３２、３４を拘束具ブラケット１２に取り付けることにより、使用中に取り付けブロック３２、３４が拘束具ブラケット１２に沿って微細に摺動する場合にガイド耳１７を物理的に止めることができる。しかし、取り付けブロック３２、３４をガイド耳１７の位置から離して拘束具ブラケット１２に取り付けることもできる（すなわち、取り付けブロック３２、３４とガイド耳１７とが接触する必要はない）ので、取り付けブロック３２、３４をガイド耳１７の近くに直接位置決めする必要はない。ドローボルト４２を使用して、支持バンド４０にかかる実際の張力を調節することができるので、拘束具ブラケット１２に取り付けブロック３２、３４を正確に位置決めすることはまったく重要ではない。したがって、ドローボルト４２を調節して、支持バンド４０が入口ミキサ２の外面に確実にぴったりと装着されるようにする。ドローボルト４２の目的は、入口ミキサ２を上昇管１の中心線から引き離すように動作する支持バンド４０にかかる張力を調節することである。したがって、ドローボルト４２によって加えられる張力は、入口ミキサにかかるサイドローディングに対抗し、このサイドローディングを使用して入口ミキサを上昇管１の中心線側に引くことができる。

２つの取り付けブロック３２、３４（すなわち、上部および下部取り付けブロック）を使用する必要はない。代わりに、支持バンド４０の各端部にある１つの取り付けブロックを使用して、クランプ、バイス、ワイヤ、溶接部、または単一の取り付けブロックを拘束ブラケットにしっかりと固定する他の材料により、支持バンド４０を入口ミキサ２の周面に沿って定位置にしっかりと固定することができる。単一の取り付けブロックを使用する場合にも、支持バンド４０にかかる張力を調節できるように、単一の取り付けブロックは、単一のブロックを貫通するドローボルトを有していてもよい。

図５では、ボルト４４を介して上部取り付けブロック３２に取り付けられた任意の取り込み板４６が示される。図５には２本のボルト４４が示されているが、この目的で１または複数本のボルト４４を使用してもよい。さらに、クランプ、スポット溶接、その他の手段をボルト４４の代わりに使用してもよい。取り込み板４６は、止めねじ１５（図５には示されていない）を覆うように位置決めされた、薄い矩形板である。取り込み板４６は、止めねじ１５が緩んだ場合や孔から後退した場合に止めねじ１５を物理的に止める。言い換えると、任意の取り込み板４６は、特に仮付け溶接が失敗した場合や止めねじ１５が拘束具ブラケット１２内の定位置から後退した場合に、単に損傷したかつ／または故障した止めねじ１５が拘束具ブラケット１２から確実に落ちないようにするものである。

図６は、例示的実施形態による、ＢＷＲジェットポンプ入口ミキサ支持体３０を従来のＢＷＲジェットポンプ拘束具アセンブリ１０で使用している状態を示す側面図である。入口ミキサ支持体３０が、止めねじ１５の位置を覆う任意の取り込み板４６なしで示される（取り込み板４６は代わりに図５に示される）ことに留意されたい。また、上部取り付けブロック３２の位置と止めねじガイド耳１７との間がいくらか離れていることにも留意されたい。図６に示す構成の代わりに、上部取り付けブロック３２を止めねじガイド耳１７にぴったりと装着するように位置決めすることにより、取り付けブロック３２が拘束具ブラケット１２に沿って微細に摺動する場合に、ガイド耳１７が物理的な止めとして動作する。

図７は、例示的実施形態による、ＢＷＲジェットポンプ入口ミキサ支持体３０を従来のＢＷＲジェットポンプ拘束具アセンブリ１０で使用している状態を示す底面図である。図７では、止めねじ１５の位置を覆う任意の取り込み板４６が再び示される（止めねじ１５は図６に示されるが、図７では見えない）。図７では、支持バンド４０が入口ミキサ２にインターフェースする状態がよりよく示されていることに留意されたい。支持バンド４０は、入口ミキサ２の外周面に合う曲率を有する長い矩形片であり、入口ミキサ２にぴったりと装着されるようになっている。ドローボルト４２を使用して、支持バンド４０と下部取り付けブロック３４との間の実際の張力を調節する。特に横方向の力が入口ミキサ２に加えられて入口ミキサ２を上昇管１の中心線側に引く場合に、十分な張力がドローボルト４２を介して加えられて、入口ミキサ２の移動を安定させ、入口ミキサ２を上昇管１の中心線から引き離す。

例示的実施形態について説明したが、例示的実施形態を様々に変更できることは明らかである。このような変更は、例示的実施形態の意図した精神および範囲を逸脱したものとみなすべきではなく、このような修正はすべて、下記の特許請求の範囲に含まれるものであることが当業者には明らかであろう。

１ 上昇管
２ 入口ミキサ
３ 上昇管ブレース
１０ ジェットポンプ拘束具アセンブリ
１２ 拘束具ブラケット
１２ａ 拘束具ブラケットの垂直壁
１４ 主ウェッジ
１５ 止めねじ
１６ 上部水平板
１７ 止めねじガイド耳
１８ 上部垂直板
２０ ウェッジロッド
２２ ナット
２４ 下部水平板
２５ 補助ウェッジ
２６ 下部垂直板
３０ ＢＷＲジェットポンプ入口ミキサ支持体
３２ 上部取り付けブロック
３４ 下部取り付けブロック
３６ クランプボルト
３８ ノッチ
４０ 支持バンド
４２ ドローボルト
４４ ボルト
４６ 取り込み板

Claims (8)

1. 沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）ジェットポンプ拘束具アセンブリ（１０）のための入口ミキサ支持体（３０）であって、
   第１および第２の端部を有する支持バンド（４０）と、
   前記支持バンドの前記第１および第２の端部にそれぞれ取り付けられ、前記拘束具アセンブリの拘束具ブラケット（１２）に取り付けられるように構成された、少なくとも第１および第２の取り付けブロック（３２、３４）と、
   を備え、
   前記第１および第２の取り付けブロックがそれぞれ、上部取り付けブロック（３２）および下部取り付けブロック（３４）を備える、
   支持体。
2. 第１および第２のドローボルト（４２）をさらに備え、前記第１のドローボルトが前記支持バンドの前記第１の端部および前記第１の下部取り付けブロックに接続され、前記第２のドローボルトが前記支持バンドの前記第２の端部および前記第２の下部取り付けブロックに接続され、前記ドローボルトが前記支持バンドと前記下部取り付けブロックとの間の張力を調節するように構成される、請求項１に記載の支持体。
3. 各上部取り付けブロックを各下部取り付けブロックに取り付ける少なくとも１本のクランプボルト（３６）をさらに備える、請求項１に記載の支持体。
4. 前記上部取り付けブロックがノッチ（３８）を備え、前記ノッチが、前記拘束具ブラケットの垂直壁（１２ａ）を前記ノッチ内にぴったりと装着できるように構成された、請求項１に記載の支持体。
5. 入口ミキサ支持体（３０）を沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）ジェットポンプ拘束具アセンブリ（１０）に取り付けるための方法であって、
   ２つの端部を有する支持バンド（４０）を入口ミキサ（２）の周面に取り付けるステップと、
   前記支持バンドの一端部にそれぞれ取り付けられる対の取り付けブロック（３２、３４）を、前記拘束具アセンブリの拘束具ブラケット（１２）に締め付けるステップと、を含み、
   各取り付けブロックが、上部取り付けブロック（３２）と下部取り付けブロック（３４）とを備え、
   前記締め付けるステップが、クランプボルト（３６）を使用して前記上部取り付けブロックと前記下部取り付けブロックとの間に締め付け力を加えることにより、前記取り付けブロックを前記拘束具ブラケットに締め付けるステップをさらに含む、
   方法。
6. 前記支持バンドに張力を加えるステップをさらに含み、前記張力を加えるステップが、前記支持バンドの各端部のドローボルト（４２）を調節して前記入口ミキサを上昇管（１）の中心線から引き離すことにより行われ、前記ドローボルトを使用して、前記下部取り付けブロックを前記支持バンドの各端部に取り付ける、請求項５に記載の方法。
7. 前記上部取り付けブロックがノッチ（３８）を備え、前記締め付けるステップが、前記拘束具ブラケットの垂直壁（１２ａ）を前記ノッチ内にぴったりと装着させて前記上部取り付けブロックを前記拘束具ブラケットに固定するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
8. 取り込み板（４６）を前記上部取り付けブロックのそれぞれに取り付けるステップをさらに含み、前記取り込み板が、前記拘束具ブラケット上の止めねじ（１５）の位置を覆うように構成された薄い矩形である、請求項５に記載の方法。
   

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