JPH01263595A - 原子炉の炉内構造物 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、中性子モニタ、起動用中性子源等の原子炉圧
力容器内に配置される原子炉の炉内構造物に関する。

（従来の技術） 一般に原子炉たとえば沸騰水型軽水炉（ＢＷＲ）の圧力
容器内には、局部出力領域モニタ（ＬＰＲＭ）、中性子
源領域モニタ（ＳＲＭ　）　、中間領域モニタ（ＩＲＭ
）等の中性子モニタおよび起動用中性子源等の炉内構造
物が配置されている。

第３図は、このような原子炉の炉内構造物の一例として
、原子炉内の熱中性子束を計測するＬＰＲＭの上部の概
略構造を示している。オーステナイト系ステンレス鋼等
からなるカバーチューブ１は、管軸方向に分割された複
数体の管状部材１８１１ｂから構成されており、これら
の管状部材１ａ。

ｌｂ間にコネクター２を介挿し、溶接部３を溶接するこ
とによって固着して一体に構成されている。

また、カバーチューブ１内のコネクター２の上部には旧
居合金製のスプリング４を介しプランジャー５が配置さ
れており、カバーチューブ１の上端には、このプランジ
ャー５のストッパーの役目を果たすソケット６が溶接部
７を溶接することにより固着されている。

一方、ＢＶＨには減速材と冷却材として性質の良くわか
った取扱いの便利な水を使用しており、これを炉心内に
強制循環させ、核燃料で発生する熱を除去し沸騰により
生じた蒸気を直接タービンに導いている。

この蒸気温度を高めるため炉心を、発生蒸気温度２８６
℃に相当する飽和蒸気圧７１．７ｋｇ　／ｃ＋ａ２に耐
える原子炉圧力容器に内蔵させてあり、炉内構造物の一
つであるＬＰＲＭも上記環境にさらされている。

しかもＬＰＲＭは多かれ少なかれ中性子の照射を受ける
。多くの炉内機器材料であるオーステナイト系ステンレ
ス鋼は、中性子照射を受けると構成原子のはじき出しが
起こり、その結果、照射欠陥を形成する等材料のミクロ
組織の変化を来たす。その結果、たとえば強度の上昇、
伸びの低下等が現われる。また同時に、耐食性の優れた
オーステナイト系ステンレス鋼の耐食性を一部低下させ
る恐れも考えられる。

ＬＰＲＭは第３図に示した構造を有することから、材質
の不連続部となる溶接部３．７およびそれに伴いカバー
チューブ１とコネクター２との間、およびカバーチュー
ブ１とソケット６との間に隙間部Ａを形成することにな
る。一方、炉内において中性子照射を受ける可能性のあ
る領域では、溶接部３．７の存在は上記観点より好まし
くない。しかも当該部は、隙間部Ａを有することから隙
間腐食が生じる可能性のある構造を有していた。

また、第４図は、上述のＬＰＲＭと同様の構造を持つ炉
内構造物として、起動用中性子源の概略構造を示すもの
である。

従来の起動用中性子源では、オーステナイト系ステンレ
ス鋼等からなるカバーチューブ１１は、管軸方向に分割
された複数体の管状部材１１ａ１１１ｂ、１１Ｃから構
成されており、これらの管状部材１１　ａ　ｓ　１１　
ｂ　ｓ　１１　ｃ間にコネクター１２を介挿し、溶接部
１３を溶接することによって面前して一体に構成されて
いる。そして、カバーチューブ１１内のコネクター１２
間には、起動用中性子源１４が配置され、その上下をコ
ネクター１２により固定されている。

上記構成の従来の起動用中性子源でも、前述のＬＰＲＭ
と同様に、カバーチューブ１１に溶接部１３およびこの
溶接部１３に隙間部Ａを有する構造とされている。した
がって、ＬＰＲＭと同様な問題があり、特に、起動用中
性子源１４が封入されている領域は、原子炉の中で最も
中性子照射量が高い領域であるため、より中性子照射の
影響を強く受ける。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように、従来の原子炉の炉内構造物では、カバー
チューブ等の管体に材質の不連続部となる溶接部および
それに伴い隙間部が形成されており、中性子照射により
健全性が損われる可能性があるという問題がある。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、溶接部および隙間構造をなくすことにより、従来に較
べて大幅に信頼性の向上を図ることのできる原子炉の炉
内構造物を提供しようとするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） すなわち、本発明は、原子炉圧力容器内に配置される原
子炉の炉内構造物において、一体的に構成された筒状の
管体と、この管体内に収縮した状態で挿入し、この後形
状を変化さることにより該管体に固着した形状記憶合金
からなる部材とを備えたことを特徴とする。

（作　用） 上記構成の本発明の原子炉の炉内構造物では、カバーチ
ューブ等の管体が一体的に構成されており、この管体に
、収縮した状態で挿入しこの後形状を変化さることによ
り、形状記憶合金からなる部材が固着しである。したが
って、溶接部および隙間構造をなくすことができ、従来
に較べて大幅に信頼性の向上を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の詳細を図面を参照して実施例について説
明する。

第１図は、本発明をＬＰＲＭに適用した実施例の要部を
示すもので、オーステナイト系ステンレス鋼等からなる
カバーチューブ１０１は、一体に構成されている。また
、カバーチューブ１０１内には、形状記憶合金により環
状に形成された係止部材１０２が挿入、固定されており
、この係止部材１０２により、スプリング１０３の下端
部が係止されている。また、スプリング１０３の上部に
は、プランジャー１０４が配置され、カバーチューブ１
０１の上端には、プランジャー１０４のストッパーの役
目を果たす形状記憶合金製のソケット１０５が配置され
ている。

上記係止部材１０２およびソケット１０５を構成する形
状記憶合金としてはＴｌ−Ｎ１二元系合金等、熱弾性型
マルテンサイト変態を行う合金を使用することができる
。この熱弾性型マルテンサイト変態を行う合金は母相か
らの冷却によりマルテンサイト相となり、一方、マルテ
ンサイト相からの加熱により母相となる性質を有する。

そして、母相状態で合金に任意の形状を記憶させた後、
母相をマルテンサイト相にし、このマルテンサイト相下
において合金の形状を変化させたものが形状記憶合金で
あり、この形状記憶合金は母相状態では元の記憶させた
形状に回復する。この形状回復の際、発生する応力はマ
ルテンサイト相の合金を変形させるのに十分である。

そして、上記形状記憶合金を用いて、係止部材１０２お
よびソケット１０５を構成し、以下のようにしてカバー
チューブ１０１に固着する。

すなわち、係止部材１０２およびソケット１０５のマル
テンサイト変態の始まる温度をＭｓ点、逆変態の始まる
温度をＡｓ点とした場合、温度ＴがＴ≧Ａｓの時に第１
図に示した形状を覚えさせる。そして、Ｔ≦Ｍｓとし、
収縮させた状態でカバーチューブ１０１内に挿入し位置
決めを行い、しかる後、当該部を管外面からバーナー等
で加熱することにより、Ｔ≧Ａｓとする。この結果、係
止部材１０２およびソケット１０５は膨脂し、このとき
カバーチューブ１０１内面から外面方向に応力が発生し
、係止部材１０２およびソケット１０５は、カバーチュ
ーブ１０１に強固に固定される。

以上の実施例によれば、次の効果を得ることができる。

カバーチューブ１０１の溶接部を削減したことにより、
材質的な不連続部が削減されて均質な材質となることか
ら、中性子照射により生ずる材質の劣化度が従来よりも
低減される。その結果、さらに信頼性の高いＬＰＲＭを
提供できる。

また、従来は溶接構造であったため、必然的に隙間構造
が生じていたが、本発明を適用することにより隙間構造
を削減できるため、当該部の耐食性も飛躍的に向上する
。

次に、本発明を起動用中性子源に適用した実施例を、第
２図を参照して説明する。

オーステナイト系ステンレス鋼等からなるカバーチュー
ブ２０１は、一体に構成されており、このカバーチュー
ブ２０１内には、前述の実施例と同様な形状記憶合金に
より環状に形成された２つの係止部材２０２が挿入、固
定されている。そして、これらの係止部材２０２の間に
は、起動用中性子源２０３が配置され、その上端および
下端を係止部材２０２により係止されている。なお、係
止部材２０２の固定は、前述の実施例と同様に行う。ま
た、カバーチューブ２０１の上端部には、前述の実施例
と同様に形状記憶合金製コネクター（図示せず）を配置
する。

上記構成のこの実施例では、前述の実施例と同様に溶接
部および隙間構造の全くない構成とすることができ、従
来に較べて大幅に信頼性の向上を図ることができる。

なお、上記実施例では、本発明をＬＰＲＭおよび起動用
中性子源に適用した例について説明したが、本発明はか
かる実施例に限定されるものではなく、他の原子炉の炉
内構造物たとえば、ＳＲＭ　、ＩＲＭ等についても本発
明を適用することができ、同様な効果を得ることができ
ることはもちろんである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の原子炉の炉内構造物によ
れば、溶接部および隙間構造をなくすことができ、従来
に較べて大幅に信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＬＰＲＭの上部の構造を示
す断面図、第２図は本発明の他の実施例の起動用中性子
源の中央部の構造を示す断面図、第３図は従来のＬＰＲ
Ｍの上部の構造を示す断面図、第４図は従来の起動用中
性子源の中央部の構造を示す断面図である。 １０１・・・・・・・・・カバーチューブ１０２・・・
・・・・・・係止部材（形状記憶合金製）１０３・・・
・・・・・・スプリング １０４・・・・・・・・・プランジャー１０５・・・・
・・・・・ソケット（形状記憶合金製）代理人　弁理士
　　則　近　憲　右 同　　　　　第子丸　　健 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉圧力容器内に配置される原子炉の炉内構造
   物において、 一体的に構成された筒状の管体と、この管体内に収縮し
   た状態で挿入し、この後形状を変化させることにより該
   管体に固着した形状記憶合金からなる部材とを備えたこ
   とを特徴とする原子炉の炉内構造物。