JP5829805B2 - ライザブレースを固定するための組立体 - Google Patents

Description

本明細書に開示した主題は、総括的には沸騰水型原子炉に関し、より具体的には、沸騰水型原子炉においてライザブレースをライザパイプに固定するためのシステム及び方法に関する。

沸騰水型原子炉は一般的に、炉心を通して強制対流を供給する冷却材再循環システムを含む。降水管アニュラスを通って流れる水の一部分は、再循環水出口を介して原子炉容器から引出されかつ降水管アニュラス内において炉心シュラウドの周りに分散配置された複数のジェットポンプ組立体内に圧力下で供給される。ジェットポンプ組立体は、炉心を通る強制対流を発生させて、必要な原子炉心流水量を供給する。

ジェットポンプ組立体のライザパイプは、該ライザパイプに取付けられかつ一般的には原子炉容器壁である取付け壁に取付けられたライザブレースによって原子炉容器内に支持されかつ安定化される。ライザブレースは、ライザパイプに対して横方向及び半径方向支持を与える。加えて、ライザブレースは、原子炉始動及び加熱により生じる異なる熱膨張に適応しかつ原子炉再循環ポンプによる原子炉水循環システムにおける流動励起振動インカンベントに適応するように設計される。

一般に、ライザブレースは、ライザパイプ及び取付け壁に溶接することによって、該ライザパイプに対してかつ該取付け壁に対して取付けられる。ライザブレースは通常、溶接部を介してライザパイプに取付けられる。しかしながら、これら溶接部内には、割れが生じることが知られている。また、腐食、放射線及び／又は応力により生じる粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）が、ライザブレースとライザパイプとの間の溶接部内に発生する。割れは、その寸法が徐々に増大しかつ臨界寸法に達して、ジェットポンプ組立体に損害を与える機械的疲労割れに至るようになる。

米国特許第７，１８５，７９８号公報

従って、ジェットポンプ組立体のライザパイプとライザブレースとの間の溶接部を補強する必要性が存在し、そのような補強には、溶接部の割れを軽減し又は割れ溶接部を補修して、ジェットポンプ組立体の構造的完全性を維持しかつライザパイプ又はブレースの過度の振動を回避することが含まれる。ライザパイプとライザブレースとの間の溶接部に対する冗長構造的支持の付加的な必要性が存在する。これ迄に提案された設計は、複雑であって、入口ミキサを取外すことを必要としている。これ迄の設計はまた、正しく適合するように極度に正確でなければならずかつ各特定の用途に合わせて現場で機械加工しなければならなかった。

様々な実施形態は、沸騰水型原子炉においてライザパイプとライザブレースとの間の溶接部を機械的に補強する装置及び方法を提供することによって、従来技術の欠点を克服する。本システムの据付けは、簡単であり、かつ部品を機械加工する必要なしに微調整及び誤差修正を可能にする。本システムはまた、入口ミキサを取外さない状態での据付けを可能にする。特殊な機械加工及び特別な訓練の必要性がない場合には、コスト削減態様が得られる。

例示的な実施形態によると、ライザブレースをライザパイプに固定するための組立体は、該ライザブレースのヨークに係合するように構成されたブラケットと、該ライザパイプの周りに延びかつブラケットに連結するように構成されたクランプバンドとを含む。本組立体はまた、該組立体をユニットとして連結しかつライザパイプ及びライザブレースの周りでの該組立体の締付けを調整するように構成された継手を含む。

前述の説明は、様々な実施形態の態様及び特徴の幾つかを広範に概説してきたが、それらは、様々な実施可能性がある用途を単に例示しているに過ぎないと理解されたい。その他の有利な結果は、開示した情報を異なる方法で適用することによって、或いは開示した実施形態の様々な態様を組合せることによって得ることができる。その他の態様及びより包括的解釈は、特許請求の範囲で定まる技術的範囲に加えて、添付図面に関連してなしたその例示的な実施形態の詳細な説明を参照することによって得ることができる。

例示的な実施形態による沸騰水型原子炉／原子炉圧力容器の部分斜視図。 ライザブレース組立体の分解組立斜視図。 図２のライザブレース組立体の斜視図。 図２のライザブレース組立体の斜視図。 図２のライザブレース組立体の側面図。 図２のライザブレース組立体の平面図。

本明細書では、必要に応じて詳細な実施形態を開示している。開示した実施形態は様々なかつ別の形態の単なる例示的なものに過ぎないことを理解されたい。本明細書で使用する場合に、「例示的な」という用語を使用して、実例、見本、モデル又はパターンとして役立つ実施形態を広く意味させている。図は、必ずしも正しい縮尺ではなく、また特定の構成要素の詳細を示すために、幾つかの特徴部を誇張し又は矮小化させている場合がある。他の場合において、当業者に知られている周知の構成要素、システム、材料又は方法については、本開示が解り難くなるのを避けるために詳細には説明していない。従って、本明細書に開示した特定の構造及び機能は、限定としてではなく、単に特許請求の範囲の根拠としてまた当業者への教示の代表的根拠として理解されたい。

図１に示す沸騰水型原子炉１０は、原子炉圧力容器１２と該原子炉圧力容器１２内に配置された炉心シュラウド１４とを含む。アニュラ領域１６（降水管アニュラス）は、炉心シュラウド１４と原子炉圧力容器１２との間の空間である。沸騰水型原子炉１０のジェットポンプ組立体１８が、アニュラ領域１６内に配置される。

ジェットポンプ組立体１８は、ライザパイプ２２と入口ミキサ２４ａ、２４ｂとを含み、それらは各々、アニュラ領域１６内でほぼ垂直方向に延びる。入口ミキサ２４ａ、２４ｂは、ライザパイプ２２の両側に配置される。入口ミキサ２４ａ、２４ｂとライザパイプ２２との間にそれぞれ取付けられた保持サポートによって、入口ミキサ２４ａ、２４ｂに対する横方向支持が行なわれる。

移行部品３２が、ライザパイプ２２の上方端部と入口ミキサ２４ａ、２４ｂの上方端部とを連結する。ライザパイプ２２の下方端部は、原子炉圧力容器１２の壁３６に向けて湾曲しかつ該壁３６を貫通して該壁３６の外側に位置する再循環入口ノズル（図示せず）に延びる。入口ミキサ２４ａ、２４ｂの下方端部は、ポンプデッキ２８内の孔を覆って取付けられたディフューザ２６ａ、２６ｂを含む。ポンプデッキ２８は、炉心シュラウド１４の底部分を原子炉圧力容器１２と連結する。

ライザパイプ２２は、ライザブレース組立体４０及びライザブレース４２によってアニュラ領域１６内に支持されかつ安定化される。図２を参照すると、ライザブレース組立体４０は、ライザブレース４２をライザパイプ２２に固定するように構成されたブラケット４４とクランプバンド４６とを含む。ライザブレース４２は、ヨーク５０と該ヨーク５０の両端部から平行に延びる側方部材５２ａ、５２ｂとを含むほぼＵ字形の構成を有する。各側方部材５２ａ、５２ｂは、上方脚部５４ａ、５４ｂ及び下方脚部５６ａ、５６ｂを含む。側方部材５２ａ、５２ｂ間の距離Ｌは、ライザパイプ２２の直径Ｄよりも大きくて、ライザパイプ２２を該側方部材５２ａ、５２ｂ間に受けかつヨーク５０の内表面５８に対して当接させることができるようになる。内表面５８は、ライザパイプ２２の凸面形状と相補形になった凹面形状を有する。

ブラケット４４ａ、４４ｂは、ライザブレース４２上で又は周りで摺動するように構成される。各ブラケット４４は、ヨーク５０のコーナ部を受けるように構成されかつ該ブラケット４４の上方及び下方部分を分離した陥凹部６０を含む。この図示したブラケット４４は各々、クランプバンド４６ａ、４６ｂをブラケット４４ａ、４４ｂに固定しかつライザブレース４２及びライザパイプ２２の周りに該クランプバンド４６及びブラケット４４を締付けるのを可能にするスタッド６２とナット６４とを含む。別の実施形態では、ブラケットとクランプバンドとの間の結合部（継手）は、他の機械的ファスナ、溶接部、機械的継手、フック、クリップ、それらの組合せ及び同様のもので製作することができる。ブラケット及びクランプバンド或いはそれら各々の一部分は、一体形に形成した複数部品とすることができる。別の実施形態では、ブラケット及びクランプバンドの組立体は、ウオームギア及び同様のものを使用してライザパイプ及びライザブレースの周りに締付けることができる。一般的に、組立体をユニットとして連結する１つ又はそれ以上の継手は、ライザパイプ及びライザブレースの周りでの組立体の締付けを調整するように構成される。

陥凹部６０は、ブラケット４４の位置をヨーク５０のコーナ部に維持する。別の実施形態では、ブラケットは、ヨーク５０の端部を受けるように陥凹部を構成しかつ該陥凹部をヨーク５０の長さに沿って調整可能に配置することができるようになったＣ字形断面を有する。

クランプバンド４６ａ、４６ｂは、ライザパイプ２２の凸面形湾曲面と相補形になった形状を有し、かつスタッド６２を受けるように構成された開孔部を備えたフランジ７０を含む。クランプバンド４６ａ、４６ｂは、異なる直径のライザパイプで使用されるのに十分な可撓性を有する。

ライザブレース４２は、ライザパイプ２２及び壁３６に溶接される。ブラケット４４ａ、４４ｂ及びクランプバンド４６ａ、４６ｂ、又はライザブレース組立体４０は、溶接部を支持するように据付けられる。別の実施形態では、ライザブレース４２は、壁３６に溶接され、またブラケット４４ａ、４４ｂ及びクランプバンド４６ａ、４６ｂは、溶接部を必要とせずにライザブレース４２をライザパイプ２２に固定する。ライザブレース組立体４０の１つの利点は、該ライザブレース組立体４０が、入口ミキサ２４ａ、２４ｂを取外さずに据付けられるように構成されることである。次に、ライザブレース組立体４０を据付けてライザパイプ２２及びライザブレース４２を支持する例示的な方法をさらに詳細に説明する。

図１〜図６に示すように、ライザブレース４２は、ヨーク５０の内表面５８がライザパイプ２２に当接しかつ側方部材が壁３６に向けて延びる状態で、該ライザパイプ２２に跨るように配置される。図５及び図６を参照すると、側方部材５２ａ、５２ｂは、壁３６に固定される。側方部材５２ａ、５２ｂの端部は、パッド８０に溶接され、パッド８０が次に、壁３６の内部表面に溶接される。ヨーク５０は、内表面５８の端縁部においてライザパイプ２２に溶接される。

ブラケット４４ａ、４４ｂは、ヨーク５０が陥凹部６０内に受けられかつスタッド６２が壁３６に向けて延びる状態で、該ヨークのシュラウド側に取付けられる。クランプバンド４６ａ、４６ｂは、ブラケット４４ａ、４４ｂの各々のスタッド６２が開孔部７２に受けられた状態でライザパイプ２２の取付け壁３６側に当接させて配置される。ナット６４が、クランプバンド４６ａ、４６ｂをブラケット４４ａ、４４ｂに固定するようにスタッド６２に取付けられる。ナット６４は、ライザパイプ２２に当接させてライザブレース４２を摩擦固定するように締付けられる。ナット６４を締付けることにより、クランプバンド４６ａ、４６ｂ及びブラケット４４ａ、４４ｂが互いに引寄せられ、それにより、ブラケット４４ａ、４４ｂがライザパイプ２２に当接させてライザブレース４２を押圧することになる。

本明細書は最良の形態を含む実施例を使用して、本発明を開示し、また当業者が、あらゆる装置又はシステムを製作しかつ使用しまたあらゆる組込み方法を実行することを含む本発明の実施を行なうことを可能にもする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲によって定まり、また当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を有するか又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する均等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することになることを意図している。

１０ 沸騰水型原子炉
１２ 原子炉圧力容器
１４ 炉心シュラウド
１６ アニュラ領域
１８ ジェットポンプ組立体
２２ ライザパイプ
２４ａ、２４ｂ 入口ミキサ
２６ａ、２６ｂ ディフューザ
２８ ポンプデッキ
３２ 移行部品
３４ エルボ
３６ 壁
４０ ライザブレース組立体
４２ ライザブレース
４４、４４ａ、４４ｂ ブラケット
４６、４６ａ、４６ｂ クランプバンド
５０ ヨーク
５２ａ、５２ｂ 側方部材
５４ａ、５４ｂ 上方脚部
５６ａ、５６ｂ 下方脚部
５８ 内表面
６０ 陥凹部
６２ スタッド
６４ ナット
７０ フランジ
７２ 開孔部
８０ パッド

Claims (6)

1. ライザブレース（４２）をライザパイプ（２２）に固定するための組立体であって、前記ライザブレース（４２）がヨーク（５０）及び前記ヨーク（５０）の両端のそれぞれに連結された複数の側方部材（５２）を備え、前記ライザブレース（４２）が前記ヨーク（５０）を前記ライザパイプ（２２）に当接させた状態で該ライザパイプ（２２）に跨り、かつ前記ライザパイプ（２２）が前記側方部材（５２）間に位置しており、前記組立体が、
   その各々が、上方部分、下方部分、及び前記上方部分と前記下方部分との間に位置しかつ前記ヨーク（５０）に係合するように構成された陥凹部（６０）を備えた第１のブラケット（４４）並びに第２のブラケット（４４）と、
   その各々が、前記ライザパイプ（２２）の周りに延び、かつ前記第１のブラケット（４４）並びに前記第２のブラケット（４４）に連結するように構成された第１のクランプバンド（４６）及び第２のクランプバンド（４６）と、
   前記第１のブラケット（４４）及び前記第２のブラケット（４４）と、前記第１のクランプバンド（４６）及び前記第２のクランプバンド（４６）と連結する少なくとも１つの継手と、
   を含み、
   前記第１のクランプバンド（４６）が、前記第１のブラケット（４４）及び第２のブラケット（４４）の上方部分に連結するように構成され、
   前記第２のクランプバンド（４６）が、前記第１のブラケット（４４）及び第２のブラケット（４４）の下方部分に連結するように構成され、
   前記継手が、前記ライザパイプ（２２）の周りでの該組立体の締付けを調整するように調整可能である、
   組立体。
2. 前記継手が、前記第１のブラケット（４４）及び前記第２のブラケット（４４）のうちの少なくとも１つから延び、前記第１のクランプバンド（４６）及び前記第２のクランプバンド（４６）のうちの少なくとも１つに設けられた開孔部（７２）を受ける、スタッド（６２）を含む、請求項１に記載の組立体。
3. 前記陥凹部（６０）が、前記ヨーク（５０）の端部を受けるように構成される、請求項１または２に記載の組立体。
4. 前記第１のクランプバンド（４６）及び前記第２のクランプバンド（４６）の各々が、半円形である、請求項１から３のいずれかに記載の組立体。
5. 前記第１のクランプバンド（４６）及び前記第２のクランプバンド（４６）の各々が、様々なライザパイプ（２２）直径に適合するように可撓性である、請求項１から４のいずれかに記載の組立体。
6. 前記第１のクランプバンド（４６）及び前記第２のクランプバンド（４６）の各々が、前記ライザパイプ（２２）の一側面に接触するように構成され、
   前記第１のブラケット（４４）及び前記第２のブラケット（４４）の各々が、前記ライザブレース（４２）と前記ライザパイプ（２２）の反対側面との間の接触を維持するように構成される、
   請求項１から５のいずれかに記載の組立体。
   

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