JPH01138494A

JPH01138494A - 原子炉ノズル二重管部の補修方法

Info

Publication number: JPH01138494A
Application number: JP62296695A
Authority: JP
Inventors: Saneji Hirato; 平戸　実治
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1987-11-25
Filing date: 1987-11-25
Publication date: 1989-05-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、原子炉ノズル二重管部の補修方法に係り、特
に、沸騰水型原子炉の冷却水再循環系配管における二重
管構造のノズル二重管部の補修方法に関するものである
。

「従来の技術とその問題点」沸騰水型原子炉の冷却水再循環系及び原子炉圧力容器の
入口ノズルは、例えば第２図及び第３図に示すような構
造となっている。

原子炉圧力容器１の中に冷却水再循環系２の人口配管３
から、ノズル４の部分を経由して冷却水をジェットポン
プ５から噴出させ、さらに、炉心６、原子炉圧力容器ｌ
の内部を経由して冷却水再循環系２を再度循環させるよ
うにしている。

また、前記ノズル４の部分の構造は、原子炉圧力容量ｌ
と一体のノズル４の先端に、セーフエンド７とトランジ
ションピース８とを介して入口配管３が接続されるとと
もに、セーフエンド７の内面にサーマルスリーブ９の基
部が溶接されて、さらに、サーマルスリーブ９の先端は
、ライザ管ｌＯに接続されてジェットポンプ５に導かれ
ている。

そして、ノズル４及びセーフエンド７とサーマルスリー
ブ９“との部分を、二重管構造とすることによって、原
子炉圧力容器ｌの内部冷却水と、入口配管３からの供給
水との温度差による熱衝撃を緩和するようにしており、
さらに、前記二重管部１１のセーフエンド７やサーマル
スリーブ９の構成材料として、オーステナイト系ステン
レス鋼管を使用して、強度、耐熱性、耐腐食性等の配慮
をしている。

一方、オーステナイト系ステンレス鋼等においては、引
っ張り応力と腐食因子とが共存する場合に、応力腐食割
れが急速に進行することが知られており、前記ノズル４
の構造を検討すると、セーフエンド７、トランジション
ピース８、サーマルスリーブ９、入口配管３等の間には
、それぞれ溶接部１２ａ−１２ｄが存在しており、溶接
時の熱影響によって、各溶接部１２ａ〜１２ｄの近傍に
は引っ張り応力や熱影響部が残され易くなっている。

このような現象を考慮して、応力腐食割れの発生が認め
られる場合や、その懸念がある場合は、セーフエンド７
、トランジションピース８、サーマルスリーブ９等のい
わゆる二重管部１１やその近傍の配管部品を解体して、
良品と交換することが必要となる。

かかる二重管部１１を解体して新しいもの゛と交換する
場合には、各溶接部１２ａ〜１２ｄあるいはその近傍で
切断する必要があるが、サーマルスリーブ９の部分は、
前述したようにライザ管１０に接続されてその重量を受
ける構造となっており、例えば、第３図の鎖線ｘ−ｘ’
　で示すように、この部分から切断したとすると、その
近傍には切断したサーマルスリーブ９の端部を支持する
ものがなく、位置ずれやサーマルスリーブ９の変形を生
じ易くなるという問題点や、サーマルスリーブ９の回り
には筒状中空部１３が形成されるために、この部分に冷
却水の停滞域が生じて放射性物質が堆積していることに
基づいて、補修作業実施時における作業員の被曝線量が
大きくなり易い等の問題点を生じる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決すること
を目的とするものであり、ノズルとセーフエンドとの間
の溶接部や、サーマルスリーブの基部の溶接部を残した
ままとして、サーマルスリーブの移動を防止するもので
ある。

「問題点を解決するための手段」本発明における原子炉ノズル二重管部の補修方法は、原
子炉ノズルの二重管部におけるサーマルスリーブの基部
溶接部よりも外方に位置する単管の途中を切除しておい
て、該切除範囲よりも大きい補修用セーフエンドを前記
ノズルに外嵌するとともに、該補修用セーフエンド内方
の端部をノズル表面に溶接し、一方、補修用セーフエン
ドの内面の一部をサーマルスリーブの基部と一体化して
、さらに補修用セーフエンドの外方の端部と前記単管の
内方端部とを溶接することにより復旧状態にするもので
ある。

「実施例」以下、本発明に係る原子炉ノズル二重管部の補修方法を
、沸騰水型原子炉の冷却水再循環系における人口配管の
部分に適用した一実施例について、図面に基づいて説明
する。

第３図に示す補修前の二重管部１１において、セーフエ
ンド７、トランジションピース８、サーマルスリーブ９
がオーステナイト系ステンレス鋼管であり、それらの溶
接部１２ａ〜１２ｄで、前述した応力腐食割れの発生、
または、その懸念がある場合等において、第３図に示す
二重管部の補修作業の工程は、以下に示すように実施さ
れる。

［補修水位の設定］第２図に示すように、運転時水位ＯＬを補修時水位ＷＬ
まで下げて、冷却水再循環系２の入口配管３の中を、サ
イホン現象の消失等によって気体雰囲気にする。この場
合において、サーマルスリーブ９の回りの筒状中空部１
３には、原子炉冷却水が入り込んだ状態となっているが
、そのままの状態で以下の作業が行なわれる。したがっ
て、補修時水位ＷＬは可能な範囲で上方に位置するよう
に設定して、炉心６の水没状態を維持しながら、作業員
の被曝低減を図るものとする。

［配管部の切断除去コ当初のトランジションピース８と入口配管３（単管とな
っている部分）との溶接部１２ｃの若干外方位置（第３
図において鎖線Ａの位置）から切断するとともに、トラ
ンジションピース８と当初のセーフエンド７との溶接部
１２ｂの若干内方位置（第３図において鎖線Ｂの位置）
から切断して、切除範囲の間（ｆｆｉ線Ａ及び鎖線Ｂの
間）に位置する一部の入口配管３を除去する。

［補修用セーフエンドの準備］前記切除範囲（鎖線Ａ−Ｂ間の寸法）よりも大きい寸法
Ｃを有する補修用セーフエンド１４を用意する。該補修
用セーフエンド１４は、第１図に示すように、内方の端
部が当初のセーフエンド７よりも直径が大きく、かつ、
外方の端部が当初のセーフエンド７と同一直径とされる
とともに、内面にサーマルスリーブ９の直径と同一の内
方突出部１５を形成したものが使用される。

［バランスホールの形成］当初のセーフエンド７に、第１図に示すように、内外を
貫通する小孔（バランスホール）１６を適宜数明ける。

［補修用セーフエンドの外嵌］前記補修用セーフエンド１４をノズル４に外嵌して、入
口配管３との間に、後述する溶接を実施するための開先
１７を形成した状態とする。

［ノズル先端部の溶接］補修用セーフエンド１４の内方端部とノズル４の表面と
の間の溶接を実施し、該溶接部１８ａにより両者を一体
化する。

［補修用セーフエンド内面の溶接１次いで、補修用セーフエンド１４の内方突出部１６とサ
ーマルスリーブ９の基部との間を溶接し、該溶接部１８
ｃによりこの間を一体化する。

［オーバレイ溶接］補修用セーフエンド１４の内方突出部１５と、サーマル
スリーブ９基部との溶接部１８ｃの内面を、耐食性に優
れた溶接材によりオーバレイ溶接して、該オーバレイ層
１９で覆うことによって以後の耐食性を保持する。

［補修用セーフエンド外方端部の溶接］しかる後、補修
用セーフエンド１４の外方の端部と、前記入口配管３の
内方端部との間に形成された開先１７により溶接を実施
して、該溶接部１８ｂによってノズル４から入口配管３
までの範囲を一体化する。該一体化によって、サーマル
スリーブ９の回りの筒状中空部１３と、ノズル４の外側
に新たに形成される環状中空部２０とには、原子炉冷却
水を再度注入可能な状態となる。

［各部分の構成材料の例］第１図において、ノズル４の部分は５ＦＶＶ−２相当品
、補修用セーフエンド１４の部分は５ＵＳ３１６相当品
、サーマルスリーブ９の部分は５ＵＳ３０４相当品、オ
ーバレイ層１９の部分はステンレス肉盛溶接金属、各溶
接部はステンレス溶接金属またはインコネル相当品等が
使用される。

［運転時水位の設定］原子炉冷却水を冷却水再循環系２に入れることにより、
入口配管３の中を気体雰囲気から冷却水雰囲気に戻すと
ともに、補修時水位ＷＬから運転時水位ＯＬに戻す。

［補修作業後の状態］く当初のセーフエンドとノズルとの溶接部ンノズル４と
当初のセーフエンド７との間の溶接部１２ａは、第１図
に示すように、元のままの状態で残されることになり、
当初のセーフエンド７及び溶接部１２ａの両面は、バラ
ンスホール１６によって連通状態とされることによって
、当初からある筒状中空部１３と新しく形成された環状
中空部２０との中の原子炉冷却水にさらされることにな
るが、雨中空部１３・２０の原子炉冷却水の温度差が小
さなものとなるので、外力が加えられることがなく、応
力の発生がなくなる。したがって、補修作業前に応力腐
食割れ等が生じていた場合においても、その後に応力腐
食割れが進展することがない。

くサーマルスリーブにおける基部の溶接部〉サーマルス
リーブ９の基部の溶接部１２ｄは当初の状態のまま残さ
れ、さらに、補修用セーフエンド１４の内方突出部１５
との間に、溶接部１８ｃか新たに追加されることによっ
て、サーマルスリーブ９は二重に支、持される。また、
サーマルスリーブ９の内面がオーバレイ層１９によって
覆われて、原子炉冷却水との接触を妨げており、新たな
応力腐食割れが生じることがない。

〈ノズルと補修用セーフエンドとの゛溶接部〉ノズル４
と補修用セーフエンド１４との溶接部１８ａは、外面が
大気に内面が環状中空部２ｏの原子炉冷却水に接触して
いる。また、溶接部２０及びその外側近傍の補修用セー
フエンド１４の温度は、ノズル４表面の温度の影響を受
けて近似したものとなるので、内外面の温度差が少なく
大きな熱応力を発生しない。したかって、応力腐食割れ
の発生可能性を低くすることができる。

く補修用セーフエンドと入口配管との溶接部〉補修用セ
ーフエンド１４と入口配管３との溶接部ｔａｂは、その
内面が腐食因子である冷却水と接触しているが、いわゆ
る単管構造となっているので、必要に応じて、誘導加熱
による残留応力改善処理がなされる。即ち、冷却水を存
在させた状態で、管壁を誘導加熱して温度差に基づいて
、内面に圧縮残留応力を付与する方法が実施される。

「発明の効果」以上説明したように、本発明に係る原子炉ノズル二重管
部の補修方法によれば、次のような浸れた効果を奏する
ものである。

（ｉ）ノズルと単管部分とを補修用セーフエンドにより
直接接続して、応力腐食割れの恐れのある部分を覆うよ
うにしているから、サーマルスリーブは、解体しないで
残した部分によって支持されるとともに、当初の密封機
能と支持機能とが残されて、さらに、補修用セーフエン
ドによる密封と支持強化が新たに加わることになり、二
重管部に応力腐食割れが生じた場合やその可能性のある
場合に、これらの影響を受けることなく、二重管部の健
全性を向上させることができる。

（ｉｉ）サーマルスリーブの基部の溶接部を解体しない
ので、原子炉圧力容器内に冷却水を残したまま補修作業
を効率良〈実施し得て、被曝線量の低減を図ることがで
きる。

（ｉｉｉ）上記により、サーマルスリーブを外さないた
め、原子炉内部の精度に影響を及ぼすことがなく、また
、補修用セーフエンド等の再組立時の調整作業等の労力
を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原子炉ノズル二重管部の補修方法
の一実施例において補修後の状態を示す一部を断面した
正面図、第２図は沸騰水型原子炉の冷却水再循環系の概
略図、第３図は第２図の鎖線■で示すノズル部分の補修
前の拡大図である。ｌ・・・・・・原子炉圧力容器、２・・・・・・冷却水再循環系、３・・・・・・入口配管（単管）、４・・・・・・入口ノズル、５・・・・・・ジェットポンプ、６・・・・・・炉心、７・・・・・・セーフエンド、８・・・・・・トランジションピース、９・・・・・・
サーマルスリーブ、１０・・・・・・ライザ管、１１・・・・・・二重管部、１２ａ・・・・・・溶接部、１２ｂ・・・・・・溶接部、１２ｃ・・・・・・溶接部、１２ｄ・・・・・・溶接部、１３・・・・・・筒状中空部、１４・・・・・・補修用セーフエンド、１５・・・・・
・内方突出部、１６・・・・・・（バランスホール）小孔、１７・・・
・・・開先、１８ａ・・・・・・溶接部、１８ｂ・・・・・・溶接部、１８ｃ溶接部、１９・・・・・・オーバレイ層、２０・・・・・・環状中空部、ＯＬ・・・・・・運転時水位、ＷＬ・・・・・・補修時水位。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

原子炉ノズルの二重管部におけるサーマルスリーブの基
部溶接部よりも外方に位置する単管の途中を切除する工
程と、該切除範囲よりも大きい補修用セーフエンドを前
記ノズルに外嵌するとともに、該補修用セーフエンド内
方の端部をノズル表面に溶接する工程と、補修用セーフ
エンドの内面の一部をサーマルスリーブの基部と一体化
する工程と、補修用セーフエンドの外方の端部と前記単
管の内方端部とを溶接する工程とを有することを特徴と
する原子炉ノズル二重管部の補修方法。