JP6472258B2

JP6472258B2 - 炉内構造物の組立方法

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Publication number: JP6472258B2
Application number: JP2015023580A
Authority: JP
Inventors: 伸一石原; 年紀北野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2019-02-20
Anticipated expiration: 2035-02-09
Also published as: JP2016145781A

Description

本発明は、加圧水型原子炉の炉内構造物の組立方法に関するものである。

従来、例えば、特許文献１に示すように、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）は、圧力容器を形成する原子炉容器の内部に、炉内構造物（内部構造）が配置される。炉内構造物は、下部炉心構造物と上部炉心構造物とを有する。下部炉心構造物は、原子炉容器の上部開口の部分から垂下支持される炉心槽の内部下方に下部炉心板が設けられ下端に下部炉心支持板が設けられている。下部炉心板は、燃料（燃料集合体）を複数支持する。下部炉心支持板は、炉心槽を支持すると共に、燃料集合体に対して中性子束検出器が装着されたシンブルチューブの挿抜を案内する炉内計装案内管を支持する。一方、上部炉心構造物は、上部炉心支持板の下方に炉心支持ロッドを介して上部炉心板が支持されている。この上部炉心構造物は、下部炉心構造物の内部に上方から挿入され、上部炉心支持板が炉心槽の上端に対して位置決め固定されると共に、上部炉心板が炉心槽の内部に位置決め支持される。上部炉心支持板は、燃料集合体に制御棒を挿抜する制御棒クラスタ案内管が複数固定される。上部炉心板は、燃料集合体の上部を押さえる。

特開平１０−１１１３７９号公報

ところで、上述した加圧水型原子炉は、十分な安全性や信頼性を確保するために各種の構造物などを定期的に検査し、必要に応じて必要箇所を補修したり、炉内構造物を取り替えたりする。炉内構造物を取り替える場合、シンブルチューブを制御棒や燃料集合体に対して挿抜する精度を確保するため、下部炉心構造物の炉心槽や下部炉心支持板を位置合わせして組み立て、かつ上部炉心構造物と下部炉心構造物との位置を調整する。しかし、炉内構造物は、外径が３ｍ以上で高さが１０ｍ近くの大型のものであり、このような炉内構造物において下部炉心構造物の炉心槽、下部炉心支持板、下部炉心構造物の位置合わせを正確に行うことは容易ではない。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、炉内構造物の各位置合わせを正確に行うことのできる炉内構造物の組立方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の炉内構造物の組立方法は、炉心槽の下端に下部炉心支持板が固定されて原子炉容器内に配置される下部炉心構造物と、上部炉心支持板の下方に上部炉心板が支持されて前記下部炉心構造物の前記炉心槽の内部上方に挿入される上部炉心構造物と、を含む炉内構造物の組立方法において、前記炉心槽の下方に取り付けられる下部炉心板を基準として各構成の位置合わせを行う。

この炉内構造物の組立方法によれば、原子炉容器内に配置される炉内構造物を交換する場合などにおいて、炉内構造物を製作するにあたり、燃料集合体が設置される炉心を構成する下部炉心構造物および上部炉心構造物を有する炉内構造物の各構成を、炉心槽の下方に取り付けられて炉心の下板となる下部炉心板を基準として各構成の位置決めを行うことで、炉心槽や、炉心槽の下端に固定される下部炉心支持板や、炉心槽の内部上方に挿入される上部炉心構造物などの炉心をなす各構成の位置を正確に合わせることができる。

また、本発明の炉内構造物の組立方法では、前記炉心槽が上部炉心槽および下部炉心槽で構成されており、前記下部炉心槽に取り付けた前記下部炉心板と、前記上部炉心槽の上端の所定位置に架設されるアライメントブリッジとで前記下部炉心槽と前記上部炉心槽との水平方向の位置合わせを行う。

この炉内構造物の組立方法によれば、上部炉心槽および下部炉心槽で構成される炉心槽において、下部炉心槽に取り付けた下部炉心板と、上部炉心槽の上端の所定位置に架設されるアライメントブリッジとを用いて下部炉心槽と上部炉心槽との水平方向の位置合わせを行うことで、炉心槽の上下方向の芯を合わせることができる。

また、本発明の炉内構造物の組立方法では、前記アライメントブリッジは、前記下部炉心構造物の前記炉心槽の上端と前記上部炉心構造物の前記上部炉心支持板とを位置決めするためのピン孔を利用して前記上部炉心槽の上端の所定位置に架設される。

この炉内構造物の組立方法によれば、炉心槽の内部上方に挿入される上部炉心構造物の取付位置と、炉心槽との上下方向の芯を合わせることができる。

また、本発明の炉内構造物の組立方法では、前記下部炉心支持板の所定位置に取り付けられる位置決め治具と前記炉心槽の前記下部炉心板の所定位置に取り付けられる位置決めピンとの間で前記下部炉心支持板と前記炉心槽との位置合わせを行う。

この炉内構造物の組立方法によれば、下部炉心支持板側の位置決め治具と炉心槽の下部炉心板側の位置決めピンとを用いて下部炉心支持板と炉心槽との水平方向の位置合わせを行うことで、下部炉心支持板と炉心槽との上下方向の芯を合わせることができる。

また、本発明の炉内構造物の組立方法では、前記上部炉心構造物の前記上部炉心板と前記下部炉心構造物の前記下部炉心板との間で前記上部炉心構造物と前記下部炉心構造物との位置合わせを行う。

この炉内構造物の組立方法によれば、上部炉心構造物と下部炉心構造物との上下方向の芯を合わせることができる。

また、本発明の炉内構造物の組立方法では、前記上部炉心構造物と前記下部炉心構造物との位置合わせの際、前記上部炉心構造物の上部炉心支持板の切欠と前記下部炉心構造物の前記炉心槽の上端のピン孔とに係合するアライメント部を製作する。

この炉内構造物の組立方法によれば、上部炉心構造物と下部炉心構造物との上下方向の芯を合わせるときに、上部炉心構造物と下部炉心構造物との組み合わせの基準となるアライメント部を製作することで、原子炉容器の内部における上部炉心構造物と下部炉心構造物との組み立てを正確に行うことができる。

また、本発明の炉内構造物の組立方法では、前記上部炉心構造物と前記下部炉心構造物との位置合わせの際、前記下部炉心構造物の前記炉心槽の内部中程に設けたピンに係合するための前記上部炉心構造物の上部炉心板の切欠をなすキーを製作する。

この炉内構造物の組立方法によれば、上部炉心構造物と下部炉心構造物との上下方向の芯を合わせるときに、上部炉心構造物と下部炉心構造物とを組み合わせの基準となるキーを製作することで、原子炉容器の内部における上部炉心構造物と下部炉心構造物との組み立てを正確に行うことができる。

本発明によれば、炉内構造物の各位置合わせを正確に行うことができる。

図１は、加圧水型原子炉の縦断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽の組立図である。図３は、本発明の実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽の組立側面図である。図４は、本発明の実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽の組立平面図である。図５は、本発明の実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽の位置合わせ治具の側面図である。図６は、本発明の実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽と下部炉心支持板との組立図である。図７は、本発明の実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽と下部炉心支持板との位置合わせ治具の側面図である。図８は、本発明の実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽と上部炉心構造物との組立図である。図９は、本発明の実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽と上部炉心構造物との組立側面図である。図１０は、本発明の実施形態に係る炉内構造物の組立方法における上部炉心構造物のアライメントピンの平面図である。図１１は、本発明の実施形態に係る炉内構造物の組立方法における上部炉心構造物のキーの側面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

原子力発電プラントは、図示しないが、原子炉格納容器内に配置される原子炉および蒸気発生器と、蒸気タービン発電設備とを有している。本実施形態の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。

原子炉は、燃料の核分裂により一次冷却水を加熱し、蒸気発生器は、この高温高圧の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換し、高圧の蒸気を生成する。蒸気タービン発電設備は、この蒸気により蒸気タービンを駆動することで発電を行う。一方、蒸気タービンを駆動した蒸気は、復水器で冷却されて復水となり、蒸気発生器に戻される。

図１は、加圧水型原子炉の縦断面図である。上述した原子力発電プラントの加圧水型原子炉において、図１に示すように、原子炉容器１０１は、圧力容器であって、その内部に燃料集合体１２０を含む炉内構造物が収容できるように、原子炉容器本体１０１ａに対して原子炉容器蓋１０１ｂが複数のスタッドボルト１２１およびナット１２２により固定されている。原子炉容器本体１０１ａは、原子炉容器蓋１０１ｂを取り外すことで上部が開口可能であり、下部が半球形状をなす下鏡１０１ｅにより閉塞された円筒形状をなす。

炉内構造物について、原子炉容器本体１０１ａの入口側管台１０１ｃおよび出口側管台１０１ｄより上方に上部炉心支持板１２３が配置され、下方の下鏡１０１ｅの近傍に下部炉心支持板１２４が配置される。上部炉心支持板１２３および下部炉心支持板１２４は、円板形状で図示しない多数の連通孔が形成されている。そして、上部炉心支持板１２３は、複数の炉心支持ロッド１２５を介して下方に上部炉心板１２６が連結されている。上部炉心板１２６は、図示しない多数の連通孔が形成されている。なお、上部炉心支持板１２３、および上部炉心支持板１２３に対して炉心支持ロッド１２５を介して上部炉心板１２６が連結された構造物を上部炉心構造物という。

また、炉内構造物について、原子炉容器本体１０１ａの内部に、その内壁面と所定の隙間をおいて円筒形状の炉心槽１２７が配置される。炉心槽１２７は、下端に下部炉心支持板１２４が固定される。また、炉心槽１２７は、その内部下方に下部炉心板１２８が設けられる。下部炉心板１２８は、円板形状で図示しない多数の連通孔が形成されており、複数の下部炉心支持柱１２９を介して下部炉心支持板１２４に支持される。なお、炉心槽１２７、および炉心槽１２７に対して設けられる下部炉心板１２８、並びに下部炉心支持板１２４を下部炉心構造物という。そして、この下部炉心構造物の炉心槽１２７は、上方から上部炉心構造物が挿入され、上端に上部炉心板１２６が連結される。下部炉心構造物の下部炉心支持板１２４は、原子炉容器本体１０１ａに固定される。即ち、下部炉心構造物および上部炉心構造物は、下部炉心支持板１２４を介して原子炉容器本体１０１ａに支持されることとなる。

また、炉内構造物について、上部炉心板１２６と炉心槽１２７と下部炉心板１２８とにより炉心１３０が形成される。炉心１３０は、多数の燃料集合体１２０が炉心槽１２７の内部に配置され、かつ下部炉心板１２８上に装荷される。また、炉心１３０は、内部に多数の制御棒１３５が配置される。この多数の制御棒１３５は、上端部がまとめられて制御棒クラスタ１３６となり、燃料集合体１２０内に挿入可能に設けられる。上部炉心支持板１２３は、多数の制御棒クラスタ案内管１３７が貫通して固定される。

原子炉容器１０１を構成する原子炉容器蓋１０１ｂには、磁気式ジャッキの制御棒駆動装置１３８が設けられる。制御棒駆動装置１３８は、原子炉容器蓋１０１ｂと一体をなすハウジング１３９内に収容される。そして、制御棒駆動装置１３８から下方に延出された制御棒クラスタ駆動軸１４０が、制御棒クラスタ案内管１３７内を通って燃料集合体１２０まで延出され、制御棒クラスタ１３６を把持可能に設けられる。

また、原子炉容器１０１は、上述した構成により、炉心１３０に対して、炉心槽１２７の内部であって、上部炉心板１２６の上方域に出口側管台１０１ｄに連通する上部プレナム１４２が形成される一方、炉心槽１２７の外部であって、下部炉心支持板１２４の下方域に下部プレナム１４３が形成される。そして、原子炉容器１０１の内壁と炉心槽１２７との間に入口側管台１０１ｃおよび下部プレナム１４３に連通するダウンカマー部１４４が形成される。

なお、原子炉容器本体１０１ａは、下鏡１０１ｅを貫通する多数の計装管台１４５が設けられる。各計装管台１４５は、炉内側の上端部に炉内計装案内管１４６が連結される一方、炉外側の下端部にコンジットチューブ１４７が連結される。各炉内計装案内管１４６は、上端部が下部炉心支持板１２４に連結される。そして、中性子束を計測可能な中性子束検出器（図示略）が装着されたシンブルチューブ１４８が、コンジットチューブ１４７から計装管台１４５および炉内計装案内管１４６を通り、下部炉心板１２８を貫通して燃料集合体１２０まで挿入可能となる。また、各炉内計装案内管１４６は、振動を抑制するための上下の連接板１５０，１５１が取り付けられる。連接板１５０，１５１は、支持柱１５２を介して下部炉心支持板１２４に連結される。また、連接板１５０，１５１は、ショックアブソーバ１５３により支持される。ショックアブソーバ１５３は、下鏡１０１ｅの最も底に固定される底板１５４と下側の連接板１５１との間に配置される。

図２は、本実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽の組立図である。図３は、本実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽の組立側面図である。図４は、本実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽の組立平面図である。図５は、本実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽の位置合わせ治具の側面図である。

下部炉心構造物である炉心槽１２７は、図２（ａ）に示すように上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとがそれぞれ製作され、これら上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとを図２（ｂ）に示すように溶接により接合して組み立てる。この組み立ての際、上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとの位置合わせを行う。

図２（ａ）に示すように、上部炉心槽１２７Ａは、円筒形状の上端に上部炉心構造物の上部炉心支持板１２３が連結されるフランジ１２７Ａａが形成されている。フランジ１２７Ａａは、上部炉心支持板１２３の位置決めを行うためのアライメント部１７０におけるアライメントピン１７１（図１０参照）が挿入されるピン孔１２７Ａａ１が形成されている。ピン孔１２７Ａａ１は、上部炉心槽１２７Ａの円筒形状の径方向で対向するように９０度ごとに４箇所に設けられている。また、上部炉心槽１２７Ａは、開口された下端に開先部１２７Ａｂが形成されている。また、上部炉心槽１２７Ａは、その内部が上部プレナム１４２とされ、出口側管台１０１ｄに通じる出口ノズル１２７Ａｃが形成されている。一方、下部炉心槽１２７Ｂは、円筒形状の開口された上端に開先部１２７Ｂａが形成されている。そして、図２（ｂ）に示すように、上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂは、互いの開先部１２７Ａｂ，１２７Ｂａが溶接されて接合され炉心槽１２７として形成される。

上述したように、上部炉心構造物は、炉心槽１２７内に配置される各燃料集合体１２０に対して制御棒１３５を挿抜するための制御棒クラスタ案内管１３７が設けられる。また、下部炉心構造物を構成する下部炉心板１２８は、炉心槽１２７内に配置される各燃料集合体１２０が装荷される。従って、各燃料集合体１２０に対して制御棒１３５を挿抜する精度を確保するため、上部炉心構造物の上部炉心支持板１２３が連結されるフランジ１２７Ａａを有する上部炉心槽１２７Ａと、下部炉心板１２８が設けられる下部炉心槽１２７Ｂとは、精度良く位置決めする必要がある。

このため、本実施形態では、図３および図４に示すように、上部炉心槽１２７Ａにおけるフランジ１２７Ａａの径方向で対向する２つのピン孔１２７Ａａ１を所定位置としてダミーのアライメント部１７０を設置し、このダミーのアライメント部１７０を用いてフランジ１２７Ａａにアライメントブリッジ１６１を架設する。アライメントブリッジ１６１は、光学測定器１６２が設けられると共に、当該光学測定器１６２の光軸Ｌが一致するターゲット１６３が設けられる。一方、下部炉心槽１２７Ｂにおける下部炉心板１２８は、光学測定器１６２の光軸Ｌに対応するターゲット１６４が設けられる。従って、光学測定器１６２の光軸Ｌが各ターゲット１６３，１６４に一致（許容範囲内の誤差を含む）するように、上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとの位置合わせを行う。また、光学測定器１６２の光軸Ｌを各ターゲット１６３，１６４に一致させた後、図４に一点鎖線で示すように、フランジ１２７Ａａの径方向で対向する他の２つのピン孔１２７Ａａ１を所定位置としてアライメントブリッジ１６１の位置を９０度移動させ、同様に光学測定器１６２の光軸Ｌが各ターゲット１６３，１６４に一致（許容範囲内の誤差を含む）するように、上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとの位置合わせを行う。なお、アライメントブリッジ１６１は、作業者の足場となる作業床１６５が設けられている。

このような上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとの位置合わせにおいて、本実施形態では、図５に示すように、位置合わせ治具１６６が用いられる。位置合わせ治具１６６は、移動治具１６６Ａと計測治具１６６Ｂとを有する。

移動治具１６６Ａは、下部炉心槽１２７Ｂ側（または上部炉心槽１２７Ａ側）に仮溶接にて固定される第一支持部１６６Ａａを有する。また、移動治具１６６Ａは、上部炉心槽１２７Ａ側（または下部炉心槽１２７Ｂ側）に仮溶接にて固定される第二支持部１６６Ａｂを有する。第二支持部１６６Ａｂは、第一支持部１６６Ａａに対して上部炉心槽１２７Ａおよび下部炉心槽１２７Ｂにおける周方向Ｇの両側に配置される。また、移動治具１６６Ａは、第一支持部１６６Ａａに対し、上部炉心槽１２７Ａおよび下部炉心槽１２７Ｂにおける径方向Ｄに移動可能であって、上部炉心槽１２７Ａ（または下部炉心槽１２７Ｂ）に当接可能な第一移動ボルト１６６Ａｃが設けられる。また、移動治具１６６Ａは、各第二支持部１６６Ａｂに対し、上部炉心槽１２７Ａおよび下部炉心槽１２７Ｂにおける周方向Ｇ（周方向Ｇの接線方向）に移動可能であって、第一支持部１６６Ａａに当接可能な各第二移動ボルト１６６Ａｄが設けられる。そして、この移動治具１６６Ａが上部炉心槽１２７Ａおよび下部炉心槽１２７Ｂの周方向Ｇに等間隔で４箇所（少なくとも３箇所）に配置される。

従って、各移動治具１６６Ａの第一移動ボルト１６６Ａｃを締めたり緩めたりして操作することで、上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとを径方向Ｄに相対移動させる。また、各移動治具１６６Ａの第二移動ボルト１６６Ａｄを締めたり緩めたりして操作することで、上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとを周方向Ｇに相対移動させる。このように、上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとを水平方向に相対移動させ、光学測定器１６２の光軸Ｌを各ターゲット１６３，１６４に一致させる。なお、各移動治具１６６Ａは、光学測定器１６２の光軸Ｌがターゲット１６３，１６４にほぼ一致するように上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとを相対的に配置した状態で取り付ける。また、各移動治具１６６Ａは、所定位置である上部炉心槽１２７Ａにおけるフランジ１２７Ａａのピン孔１２７Ａａ１の直下の位置に取り付けられることが、上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとを相対移動させ、光学測定器１６２の光軸Ｌを各ターゲット１６３，１６４に一致させやすいため好ましい。

計測治具１６６Ｂは、下部炉心槽１２７Ｂ側（または上部炉心槽１２７Ａ側）に仮溶接にて固定される第三支持部１６６Ｂａを有する。また、計測治具１６６Ｂは、第三支持部１６６Ｂａに対し、第一ダイヤルゲージ１６６Ｂｂおよび第二ダイヤルゲージ１６６Ｂｃが固定される。第一ダイヤルゲージ１６６Ｂｂは、上部炉心槽１２７Ａおよび下部炉心槽１２７Ｂにおける径方向Ｄに測定子を向け、当該測定子が上部炉心槽１２７Ａ（または下部炉心槽１２７Ｂ）に当接可能に配置される。また、第二ダイヤルゲージ１６６Ｂｃは上部炉心槽１２７Ａ（または下部炉心槽１２７Ｂ）に仮溶接により取り付けられた計測片１６６Ｂｄに対し、上部炉心槽１２７Ａおよび下部炉心槽１２７Ｂにおける周方向Ｇ（周方向Ｇの接線方向）に測定子を向け、当該測定子が計測片１６６Ｂｄに当接可能に配置される。この計測治具１６６Ｂは、各移動治具１６６Ａに対となり、各移動治具１６６Ａの直近に配置される。

従って、計測治具１６６Ｂは、移動治具１６６Ａによる上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとの相対移動の操作に際し、当該相対移動量を計測する。即ち、光学測定器１６２の光軸Ｌにおける各ターゲット１６３，１６４に対するズレ量を、上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとの相対移動量で確認しながら修正し、光軸Ｌを各ターゲット１６３，１６４に一致させることができる。

図６は、本実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽と下部炉心支持板との組立図である。図７は、本実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽と下部炉心支持板との位置合わせ治具の側面図である。

下部炉心構造物は、上述したように上部炉心槽１２７Ａと下部炉心槽１２７Ｂとが接合されて炉心槽１２７として形成された後、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、炉心槽１２７（下部炉心槽１２７Ｂ）の下端に下部炉心支持板１２４が溶接されて接合される。

上述したように、下部炉心構造物は、下部炉心板１２８が複数の下部炉心支持柱１２９を介して下部炉心支持板１２４に支持される。従って、下部炉心支持板１２４および下部炉心板１２８の各下部炉心支持柱１２９に対する取付位置を合わせるため、下部炉心支持板１２４と、下部炉心板１２８が設けられる下部炉心槽１２７Ｂとは、精度良く位置決めする必要がある。

このため、本実施形態では、図７に示すように、下部炉心支持板１２４の所定位置に対して上方に先端を向けて棒状の位置決め治具１６７が取り付けられる。一方、下部炉心板１２８の所定位置に対して下方に先端を向けて位置決めピン１６８が取り付けられる。そして、位置決め治具１６７に対してダイヤルゲージ１６９を、測定子が位置決めピン１６８に当接するように取り付ける。従って、ダイヤルゲージ１６９の測定値において、位置決め治具１６７と位置決めピン１６８との中心線Ｓが一致するように、炉心槽１２７と下部炉心支持板１２４との位置合わせを行う。

このような炉心槽１２７と下部炉心支持板１２４との位置合わせにおいて、本実施形態では、上述した位置合わせ治具１６６（図５参照）が用いられる。

即ち、各移動治具１６６Ａの第一移動ボルト１６６Ａｃを締めたり緩めたりして操作することで、炉心槽１２７と下部炉心支持板１２４とを径方向Ｄに相対移動させる。また、各移動治具１６６Ａの第二移動ボルト１６６Ａｄを締めたり緩めたりして操作することで、炉心槽１２７と下部炉心支持板１２４とを周方向Ｇに相対移動させる。このように、炉心槽１２７と下部炉心支持板１２４とを水平方向に相対移動させ、位置決め治具１６７と位置決めピン１６８との中心線Ｓを一致させる。なお、各移動治具１６６Ａは、位置決め治具１６７と位置決めピン１６８との中心線Ｓがほぼ一致するように炉心槽１２７と下部炉心支持板１２４とを相対的に配置した状態で取り付ける。そして、計測治具１６６Ｂは、移動治具１６６Ａによる炉心槽１２７と下部炉心支持板１２４との相対移動の操作に際し、当該相対移動量を計測する。即ち、位置決め治具１６７と位置決めピン１６８との中心線Ｓのズレ量がダイヤルゲージ１６９で計測され、このズレ量を炉心槽１２７と下部炉心支持板１２４との相対移動量で確認しながら修正し、中心線Ｓを一致させることができる。

図８は、本実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽と上部炉心構造物との組立図である。図９は、本実施形態に係る炉内構造物の組立方法における炉心槽と上部炉心構造物との組立側面図である。図１０は、本実施形態に係る炉内構造物の組立方法における上部炉心構造物のアライメントピンの平面図である。図１１は、本実施形態に係る炉内構造物の組立方法における上部炉心構造物のキーの側面図である。

図８（ａ）に示すように、上部炉心構造物は、下部炉心構造物を構成する炉心槽１２７に上方から挿入され、上部炉心板１２６が炉心槽１２７の内部に配置され、上部炉心支持板１２３が炉心槽１２７のフランジ１２７Ａａに連結される。上部炉心支持板１２３は、フランジ１２７Ａａに対する位置決めを行うためのアライメント部１７０における矩形状のブロック１７２に係合する切欠１２３ａが形成されている。切欠１２３ａは、上部炉心支持板１２３の円板形状の径方向で対向するように９０度ごとに４箇所に設けられている。アライメント部１７０は、図９および図１０に示すように、アライメントピン１７１がブロック１７２の上面および下面に突出して設けられている。また、上部炉心板１２６は、炉心槽１２７に対する位置決めを行うため、図９および図１１に示すように、炉心槽１２７の内部の中程に設けられたピン１７３に係合する切欠をなすキー１７４が設けられる。キー１７４は、ピン１７３の左右両側を挟むように、上部炉心板１２６の切欠の対向面と下面とに沿うＬ字形状に形成され、上部炉心板１２６に溶接により接合される。そして、図８（ｂ）に示すように、上部炉心構造物と下部炉心構造物は、上部炉心支持板１２３の切欠１２３ａが炉心槽１２７に配置されたアライメント部１７０に係合し、かつ上部炉心板１２６に設けたキー１７４による切欠が炉心槽１２７に設けられピン１７３に係合することで、相互に位置決めされる。

上述したように、上部炉心構造物は、炉心槽１２７内に配置される各燃料集合体１２０に対して制御棒１３５を挿抜するための制御棒クラスタ案内管１３７が設けられる。また、下部炉心構造物を構成する下部炉心板１２８は、炉心槽１２７内に配置される各燃料集合体１２０が装荷される。従って、各燃料集合体１２０に対して制御棒１３５を挿抜する精度を確保するため、上部炉心構造物と、下部炉心構造物とは、精度良く位置決めする必要がある。また、上部炉心構造物は、燃料集合体１２０を炉心１３０に配置したり取り出したりする際に下部炉心構造物に対して着脱される。従って、上部炉心構造物と下部炉心構造物とを相互に位置決めするためのアライメント部１７０およびキー１７４は、精度良く製作する必要がある。

このため、本実施形態では、図９に示すように、上部炉心構造物は、上部炉心支持板１２３に光学測定器１６２が設けられると共に、上部炉心板１２６に光学測定器１６２の光軸Ｌが一致するターゲット１６３が設けられる。一方、下部炉心構造物は、炉心槽１２７の下部炉心板１２８に、光学測定器１６２の光軸Ｌに対応するターゲット１６４が設けられる。従って、光学測定器１６２の光軸Ｌが各ターゲット１６３，１６４に一致（許容範囲内の誤差を含む）するように、上部炉心構造物の上部炉心板１２６と下部炉心構造物の下部炉心板１２８との位置合わせを行う。

このような上部炉心構造物と下部炉心構造物との位置合わせにおいて、本実施形態では、図９に示すように、位置合わせ治具１７５が用いられる。位置合わせ治具１７５は、上部炉心構造物の上部炉心支持板１２３と下部炉心構造物のフランジ１２７Ａａとの間に設けられる。位置合わせ治具１７５は、フランジ１２７Ａａの上面に当接する第一部材１７５ａと、上部炉心支持板１２３の外縁下面に当接する第二部材１７５ｂとを有し、これら第一部材１７５ａと第二部材１７５ｂとが水平方向に移動可能に設けられている。そして、図示しないボルトが第一部材１７５ａの外側から螺合されて第二部材１７５ｂに当接され、このボルトを締め緩め操作することで第一部材１７５ａと第二部材１７５ｂとが水平方向に相対移動する。これにより、光学測定器１６２の光軸Ｌが各ターゲット１６３，１６４に一致するように、上部炉心構造物と下部炉心構造物とが位置合わせされる。この位置合わせ治具１７５は、各アライメント部１７０の間に設けられ、周方向で複数箇所（例えば６箇所）に配置される。

そして、光学測定器１６２の光軸Ｌが各ターゲット１６３，１６４に一致した状態で、図１０に示すように、切欠１２３ａとアライメント部（ダミー）１７０の両側との間隔Ｗ１を計測する。この間隔Ｗ１が設計した寸法となるようにアライメント部１７０を製作する。一方、光学測定器１６２の光軸Ｌが各ターゲット１６３，１６４に一致した状態で、図１１に示すように、ピン１７３の両側と各キー１７４との間隔Ｗ２を計測する。この間隔Ｗ２が設計した寸法となるようにキー１７４を製作する。

その後、作成したアライメント部１７０およびキー１７４を上部炉心構造物に仮組みし、光学測定器１６２の光軸Ｌが各ターゲット１６３，１６４に一致するように、上部炉心構造物と下部炉心構造物との位置合わせを再度行い、間隔Ｗ１，Ｗ２を確認する。間隔Ｗ１，Ｗ２が設計した寸法（許容範囲内の誤差を含む）であることが確認されれば、キー１７４を上部炉心構造物に溶接して接合し、アライメント部１７０を下部炉心構造物に仮組する。なお、アライメント部１７０は、上部炉心構造物および下部炉心構造物を原子炉容器１０１に設置する際、下部炉心構造物に溶接して接合する。

このように本実施形態の炉内構造物の組立方法は、炉心槽１２７の下端に下部炉心支持板１２４が固定されて原子炉容器１０１内に配置される下部炉心構造物と、上部炉心支持板１２３の下方に上部炉心板１２６が支持されて下部炉心構造物の炉心槽１２７の内部上方に挿入される上部炉心構造物と、を含む炉内構造物の組立方法において、炉心槽１２７の下方に取り付けられる下部炉心板１２８を基準として炉心１３０をなす各構成の位置合わせを行う。

この炉内構造物の組立方法によれば、原子炉容器１０１内に配置される炉内構造物を交換する場合などにおいて、炉内構造物を製作するにあたり、燃料集合体１２０が設置される炉心１３０を構成する下部炉心構造物および上部炉心構造物を有する炉内構造物の各構成を、炉心槽１２７の下方に取り付けられて炉心１３０の下板となる下部炉心板１２８を基準として各構成の位置決めを行うことで、当該下部炉心板１２８が設けられる炉心槽１２７や、炉心槽１２７の下端に固定される下部炉心支持板１２４や、炉心槽１２７の内部上方に挿入される上部炉心構造物などの位置を正確に合わせることができる。

また、本実施形態の炉内構造物の組立方法では、炉心槽１２７が上部炉心槽１２７Ａおよび下部炉心槽１２７Ｂで構成されており、下部炉心槽１２７Ｂに取り付けた下部炉心板１２８と、上部炉心槽１２７Ａの上端の所定位置に架設されるアライメントブリッジ１６１とで下部炉心槽１２７Ｂと上部炉心槽１２７Ａとの水平方向の位置合わせを行う。

この炉内構造物の組立方法によれば、上部炉心槽１２７Ａおよび下部炉心槽１２７Ｂで構成される炉心槽１２７において、下部炉心槽１２７Ｂに取り付けた下部炉心板１２８と、上部炉心槽１２７Ａの上端の所定位置に架設されるアライメントブリッジ１６１とを用いて下部炉心槽１２７Ｂと上部炉心槽１２７Ａとの水平方向の位置合わせを行うことで、炉心槽１２７の上下方向の芯を合わせることができる。

また、本実施形態の炉内構造物の組立方法では、アライメントブリッジ１６１は、下部炉心構造物の炉心槽１２７の上端と上部炉心構造物の上部炉心支持板１２３とを位置決めするためのピン孔１２７Ａａ１を利用して上部炉心槽１２７Ａの上端の所定位置に架設される。

この炉内構造物の組立方法によれば、炉心槽１２７の内部上方に挿入される上部炉心構造物の取付位置と、炉心槽１２７との上下方向の芯を合わせることができる。

また、本実施形態の炉内構造物の組立方法では、下部炉心支持板１２４の所定位置に取り付けられる位置決め治具１６７と炉心槽１２７の下部炉心板１２８の所定位置に取り付けられる位置決めピン１６８との間で下部炉心支持板１２４と炉心槽１２７との位置合わせを行う。

この炉内構造物の組立方法によれば、下部炉心支持板１２４側の位置決め治具１６７と炉心槽１２７の下部炉心板１２８側の位置決めピン１６８とを用いて下部炉心支持板１２４と炉心槽１２７との水平方向の位置合わせを行うことで、下部炉心支持板１２４と炉心槽１２７との上下方向の芯を合わせることができる。

また、本実施形態の炉内構造物の組立方法では、上部炉心構造物の上部炉心板１２６と下部炉心構造物の下部炉心板１２８との間で上部炉心構造物と下部炉心構造物との位置合わせを行う。

また、本実施形態の炉内構造物の組立方法では、上部炉心構造物と下部炉心構造物との位置合わせの際、上部炉心構造物の上部炉心支持板１２３の切欠１２３ａと下部炉心構造物の炉心槽１２７の上端のピン孔１２７Ａａ１とに係合するアライメント部１７０を製作する。

この炉内構造物の組立方法によれば、上部炉心構造物と下部炉心構造物との上下方向の芯を合わせるときに、上部炉心構造物と下部炉心構造物との組み合わせの基準となるアライメント部１７０を製作することで、原子炉容器１０１の内部における上部炉心構造物と下部炉心構造物との組み立てを正確に行うことができる。

また、本実施形態の炉内構造物の組立方法では、上部炉心構造物と下部炉心構造物との位置合わせの際、下部炉心構造物の炉心槽１２７の内部中程に設けたピン１７３に係合するための上部炉心構造物の上部炉心板１２６の切欠をなすキー１７４を製作する。

この炉内構造物の組立方法によれば、上部炉心構造物と下部炉心構造物との上下方向の芯を合わせるときに、上部炉心構造物と下部炉心構造物とを組み合わせの基準となるキー１７４を製作することで、原子炉容器１０１の内部における上部炉心構造物と下部炉心構造物との組み立てを正確に行うことができる。

１０１原子炉容器
１２３上部炉心支持板
１２３ａ切欠
１２４下部炉心支持板
１２６上部炉心板
１２７炉心槽
１２７Ａ上部炉心槽
１２７Ａａフランジ
１２７Ａａ１ピン孔
１２７Ｂ下部炉心槽
１２８下部炉心板
１３０炉心
１６１アライメントブリッジ
１６６位置合わせ治具
１６７位置決め治具
１６８位置決めピン
１７０アライメント部
１７３ピン
１７４キー

Claims

炉心槽の下端に下部炉心支持板が固定されて原子炉容器内に配置される下部炉心構造物と、上部炉心支持板の下方に上部炉心板が支持されて前記下部炉心構造物の前記炉心槽の内部上方に挿入される上部炉心構造物と、を含む炉内構造物の組立方法において、
前記炉心槽が上部炉心槽および下部炉心槽で構成されており、
前記下部炉心槽に取り付けた下部炉心板を基準として、当該下部炉心板と前記上部炉心槽の上端の所定位置に架設されるアライメントブリッジとで前記下部炉心槽と前記上部炉心槽との水平方向の位置合わせを行うことを特徴とする炉内構造物の組立方法。
前記アライメントブリッジは、前記下部炉心構造物の前記炉心槽の上端と前記上部炉心構造物の前記上部炉心支持板とを位置決めするためのピン孔を利用して前記上部炉心槽の上端の所定位置に架設されることを特徴とする請求項１に記載の炉内構造物の組立方法。
前記上部炉心構造物の前記上部炉心板と前記下部炉心構造物の前記下部炉心板との間で前記上部炉心構造物と前記下部炉心構造物との位置合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の炉内構造物の組立方法。
炉心槽の下端に下部炉心支持板が固定されて原子炉容器内に配置される下部炉心構造物と、上部炉心支持板の下方に上部炉心板が支持されて前記下部炉心構造物の前記炉心槽の内部上方に挿入される上部炉心構造物と、を含む炉内構造物の組立方法において、
前記炉心槽の下方に取り付けられる下部炉心板を基準として、前記下部炉心支持板の所定位置に取り付けられる位置決め治具と前記炉心槽の前記下部炉心板の所定位置に取り付けられる位置決めピンとの間で前記下部炉心支持板と前記炉心槽との位置合わせを行うことを特徴とする炉内構造物の組立方法。
前記上部炉心構造物の前記上部炉心板と前記下部炉心構造物の前記下部炉心板との間で前記上部炉心構造物と前記下部炉心構造物との位置合わせを行うことを特徴とする請求項４に記載の炉内構造物の組立方法。
炉心槽の下端に下部炉心支持板が固定されて原子炉容器内に配置される下部炉心構造物と、上部炉心支持板の下方に上部炉心板が支持されて前記下部炉心構造物の前記炉心槽の内部上方に挿入される上部炉心構造物と、を含む炉内構造物の組立方法において、
前記炉心槽の下方に取り付けられる下部炉心板を基準として、前記上部炉心構造物の前記上部炉心板と前記下部炉心構造物の前記下部炉心板との間で前記上部炉心構造物と前記下部炉心構造物との位置合わせを行う際、前記上部炉心構造物の上部炉心支持板の切欠と前記下部炉心構造物の前記炉心槽の上端のピン孔とに係合するアライメント部を製作することを特徴とする炉内構造物の組立方法。
炉心槽の下端に下部炉心支持板が固定されて原子炉容器内に配置される下部炉心構造物と、上部炉心支持板の下方に上部炉心板が支持されて前記下部炉心構造物の前記炉心槽の内部上方に挿入される上部炉心構造物と、を含む炉内構造物の組立方法において、
前記炉心槽の下方に取り付けられる下部炉心板を基準として、前記上部炉心構造物の前記上部炉心板と前記下部炉心構造物の前記下部炉心板との間で前記上部炉心構造物と前記下部炉心構造物との位置合わせを行う際、前記下部炉心構造物の前記炉心槽の内部中程に設けたピンに係合するための前記上部炉心構造物の上部炉心板の切欠をなすキーを製作することを特徴とする炉内構造物の組立方法。