JPH02102493A - 長尺ハウジングの補修方法 - 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） 本発明は原子炉圧力容器に固定支持される中性子束モニ
タハウジング等の長尺ハウジングの補修方法に関する。

（従来の技術） 沸騰水型原子炉等の原子炉の出力は、中性子束に比例す
るので、原子炉の出力表示や燃焼度評価のために、原子
炉の中性子束を中性子束検出器（中性子束モニタ）にて
計測し、監視している。

中性子束検出器１は沸騰水型原子炉へ第７図に概略的に
示すように設けられ、原子炉圧力容器２内には炉心３が
破線で示すように収容される。この炉心３に中性子検出
器１を収容した中性子束モニタ本体４が据付けられる。

図示例では簡略化のために１本の中性子束モニタ本体４
を据付けた例を示す。

中性子束モニタ本体４は細長い長尺状に形成され、その
上端は上部格子板５の下面支持孔５ａに弾力的に支持さ
れ、その下部は中性子束モニタ案内管６および中性子束
モニタハウジング（インコアモニタハウジング）７を介
して下方に突出し、その下端は中性子束モニタ用フラン
ジ（インコア７ランジ）８に当接支持され、据付用の締
付ナラ１−９により固定される。

中性子束モニタハウジング７は上部が原子炉圧力容器２
の下鏡に溶接にて固定され、垂下状態に設けられる。中
性子束モニタハウジング７は５Ｕ８３０４等のオーステ
ナイト系ステンレス鋼管を使用しているので、応力、腐
食環境、材料（クロム欠乏層の生成）の３つの条件が成
立すると、原子炉圧力容器２との溶接部付近で応力腐食
割れ（以下、ＳＣＣという。）が発生するおそれがある
。ＳＣＣは３条件のうち１つでも欠落すれば発生しない
ので、この応力腐食割れ防止のために、種々の対策が講
じられている。

（発明が解決しようとする課題） 中性子束モニタハウジング７を固定支持する原子炉圧力
容器２の溶接部付近に粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）
や溶接時の融合不良に伴う溶接欠陥が生じたり、または
中性子束モニタハウジング自身の欠陥により、溶接部付
近や中性子束モニタハウジングにクラックが生じ、この
クラックが次第成長してリークバスが形成されると炉水
り−りに発展するおそれがある。

一方、炉心部の中性子束を計測し、監視する中性子束検
出器は、原子炉の出力制御や炉運転停辻を行なう制御棒
駆動機構と異なり、原子炉の安全系に属さないため、中
性子束モニタハウジングのシール支持構造は原子炉安全
系を前提としたものではない。また、中性子束モニタハ
ウジング自身の欠陥や原子炉圧力容器との溶接部付近に
欠陥が万−生じた場合、この欠陥部を取り除く恒久的な
修理工法は充分には確立されていない。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、中性
子束モニタハウジング等の長尺ハウジングや溶接部付近
の欠陥部や潜在的な欠陥発生可能部位を取り除き、健全
な材料を用いて該当部分を初期支持構造に復旧させ、炉
水リークを確実に防止できる恒久的な長尺ハウジングの
補修方法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するだめの手段） 本発明に係る長尺ハウジングの補修方法は、上述した課
題を解決するために、原子炉容器の下鏡溶接部に固定支
持された中性子束モニタハウジング等の長尺ハウジング
を、溶接部の上下方でそれぞれ切断し、切断された長尺
アッパハウジングおよび長尺アンダハウジングを取り除
いた後、原子炉容器の溶接部分を残存ハウジングととも
に除去し、次に除去部分を肉盛溶接して管台を復旧させ
、続いて長尺アンダハウジングを原子炉容器の貫通孔か
ら挿入して管台に溶接部を介して固定支持させるととも
に長尺アンダハウジングの挿入先端を長尺アッパハウジ
ングに溶接により固定する方法である。

また、本発明は、上述した９課題を解決するために、原
子炉容器の下鏡溶接に固定支持された中性子束モニタハ
ウジング等の長尺ハウジングを、溶接部の上下方でそれ
ぞれ切断し、切断された長尺アッパハウジングおよび長
尺アンダハウジングを取り除いた後、原子炉容器管台の
開先溶接部を残存ハウジングとともに除去し、次に管台
頂部に開先部を復旧させ、続いて原子炉圧力容器の貫通
孔から挿入された長尺アンダハウジングを前記管台の開
先溶接部を介して固定支持させるとともに長尺アンダハ
ウジングの挿入先端を長尺アッパハウジングに溶接によ
り固定することを特徴とする特尺ハウジングの補修方法
である。

（作用） この長尺ハウジングの補修方法は、原子炉の運転中に中
性子束モニタハウジング等の長尺ハウジング自身や原子
炉容器との溶接部分に欠陥が生じたり、潜在的に欠陥発
生可能性が大きな場合に該当部分を取り除き、続いて健
全な材料を用いて、長尺ハウジングを固定支持する原子
炉容器の該当部分を初期支持構造に復旧させて、初期の
支持構造と同等の強度を有する構造とし、続いて原子炉
容器の貫通孔に長尺アンダハウジングを挿入して管台溶
接部により固定支持させるとともに長尺アンダハウジン
グの挿入先端を長尺アッパハウジングに溶接により固定
する方法であり、炉水リークの発生を有効的かつ確実に
防止することができる。

続いて強度部材となる母材除去部を肉盛溶接して元に復
旧させる一方、原子炉容器の下枝貫通孔部下側に管台を
溶接にて形成するとともに上記貫通孔内に防錆対策を施
し、次に長尺アンダハウジングを上記貫通孔に挿入して
管台に溶接により固定させ、長尺アンダハウジングの挿
入先端を長尺アッパハウジングに固定させることにより
、長尺ハウジングの初期の固定支持構造と同等の強度を
有する支持構造として、炉水リークの発生を有効的かつ
確実に防止したものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について添付図面を参照して説
明する。

沸騰水型原子炉は、第２図に示すように原子炉容器とし
ての原子炉圧力容器１０を備え、この原子炉圧力容器１
０はその支持ペデスタル１１上に支持スカート１２を介
して支持される。原子炉圧力容器１０の下部（下鏡）に
は原子炉の炉心に制御棒（図示せず）の出し入れを行な
う制御棒駆動機構（ＣＲＤ）１３が多数本林立状態で垂
設される。制御棒駆動機構１３のＣＲＤハウジング１４
は原子炉圧力容器１０の下鏡に溶接にて固定される。こ
のＣＲＤハウジング（長尺ハウジング）１４には５ＵＳ
３０４．５ＵＳ３０４１等のステンレス鋼が用いられる
。

また、原子炉の出力表示や燃焼度の評価のために、原子
炉炉心部で発生する中性子束は中性子束検出器１５にて
測定され、監視される。中性子束検出器１５は各ＣＲＤ
１３間の適宜空間に配置され、細長い長尺状の中性子束
モニタ本体１６を第３図に示すように有する。

中性子束モニタ本体１６はｍ長い管状をなし、その下部
側は長尺ハウジングである中性子束モニタ案内管１７や
中性子束モニタハウジング（インコアモニタハウジング
）１８を通って下方に延びており、その下端部は中性子
束モニタフランジ１９の内周肩部に当接支持される。こ
の中性子束モニタ７ランジ１９は中性子束モニタハウジ
ング１８の下端外周フランジ１８ａに締付ボルト２０に
より固定される。中性子束モニタフランジ１９により支
持された中性子束モニタ本体１６はインコアナツト（据
付用締付ナツトでもよい。）２１により固定される。

一方、中性子束モニタ本体１６を挿通させた中性子束モ
ニタハウジング１８は５ＵＳ３０４．５ＬＩＳ３０４Ｌ
、５ＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼が用いられ、この中
性子束モニタハウジング１８の上部は第４図に示すよう
に、炭素鋼を母材とする原子炉圧力容器１０の挿通孔２
，３内を通されて原子炉圧力容器１０の内側から溶接に
より固定される。

具体的には、原子炉圧力容器１０の内側にはステンレス
肉盛部２４が溶接にて形成され、鏡面仕上げされる。貫
通孔部２３の傾斜側には開先を取ってインコネル１８２
等で肉盛溶接し、管台２５を形成する。この管台２５の
頂部に開先部を形成し、この開先部をインコネル８２や
Ｎｂにオブ）入りのインコネル１８２等で溶接し、この
溶接部２６を介して中性子束モニタハウジング（長尺ハ
ウジング）１８を管台２５に固定させ、シールしている
。管台２５の溶接部２６により原子炉圧力容器１０内を
下方のプレッシャバウンダリ２７から区画している。

一方、長尺ハウジングである中性子束モニタハウジング
１８やＣＲＤハウジング１４はステンレス鋼（ＳＵＳ鋼
）で形成されているため、応力腐食割れ（ＳＣＣ）の３
条件が成立すると、原子炉圧力容器１０との溶接部分で
応力腐食割れが発生するおそれがある。この応力腐食割
れが生じたり・ハウジング自身の欠陥や溶接時の融合不
良に伴う溶接欠陥などによりクラックが生じるおそれが
ある。このクラックが次第に成長して大きくなって、リ
ークパスが形成されると原子炉圧力容器１０内の炉水が
圧力容器外リークするおそれがある。

この炉水リークは種々の検出器で常時監視され、検出さ
れたり、また、定期検査時に検査され、検出される。炉
水リークが検出されたり、炉水り−クの発生が生じる可
能性が予知されると、次の修即工法により中性子束モニ
タハウジングの欠陥部や潜在的な欠陥発生可能箇所が完
全に除去され、炉水リーク防止対策が施される。

第１図（Ａ）ないしくＥ）は中性子束モニタハウジング
の補修方法の一例を示すものである。

この補修方法は管台２５の母材境界部付近に欠陥部が形
成されたり、潜在的に欠陥発生可能性が大きな場合に有
効な手段であり、この補修方法を実施する場合には、中
性子束モニタハウジング１８や中性子束モニタ案内管１
７から中性子束モニタ本体１６を引き抜いて取り除く一
方、中性子束モニタハウジング１８を固定支持する溶接
部２６に対応した位置にボアプラグ等の水栓２８を挿入
し、この水栓２８で炉水の流出を防止する。

続いて第１図（Ａ＞に示すように、中性子束モニタハウ
ジング１８を溶接部２６の上方で外側切断放電加工機等
により切断し、長尺ハウジングとしての中性子束モニタ
ハウジング１８のアッパ部分（以下、長尺アッパハウジ
ングという。）１８ａを切り離して取り除くとともに、
溶接部２６より下方で内側切断放電加工機等により中性
子束モニタハウジング１８を切断し、切り離された中性
子束モニタハウジング１８のアンダ部分（以下、長尺ア
ンダハウジングという。）１８ｂを原子炉圧力容器１０
の下鏡貫通孔２３から下方に引き抜く。

その後、超音波内面探傷試験機（ＵＴ）や、浸透探傷試
験機（ＰＴ）　、ヴイジュアル試験機（ＶＴ）等を遠隔
操作して欠陥部Ａを特定する。この欠陥部Ａを特定する
とともに、貫通孔２３の下部をボアプラグ等の水栓２９
で密封する。

その後、必要に応じて欠陥部Ａのボートサンプ３０ａ、
３０ｂを採取するため、第１図（Ｂ）に示ずように、溶
接部除去用（組型電極）放電加工機等により溶接部２６
を残存中性子束モニタハウジング１８ｃとともに除去す
る。この除去後に、円筒型のボートサンプル用放電加工
機等により所要部分のボートサンプル３０ａ、３０ｂを
試験片として採取する。ボートサンプル３０ａ、３０ｂ
の採取は必要的なものではない。

ボートサンプル３０ａ、３０ｂの採取後あるいはボート
サンプルが不要な場合には、欠陥位置の検査後に組型電
極の欠陥除去用放電加工機等により、原子炉圧力容器１
０の母材部を含めた欠陥部Ａを完全に取り除く。欠陥部
Ａを取り除いた後、取り除かれた母材部表面を開先状態
に表面加工してなめらかに形成し、この開先面Ｂを浸透
探傷試験１！！　（ＰＴ）やヴイジュアル試験機（ＶＴ
）で検査する。

原子炉圧力容器１０の母材部開先面Ｂを検査した後、原
子炉圧力容器１０内の炉水を除去する。

この炉水除去後に、原子炉圧力容器１°０の貫通孔２３
内にガイドバイブ３２を挿入させ、このガイドパイプ挿
入状態で母材部開先面已にＳＣＣ対策を施した材料とし
て低合金鋼の３次元肉盛り溶接を、３次元肉盛溶接機に
よりＴｅｍｐｅｒ　Ｂｅａｄ沫にて行ない、肉盛溶接部
３３を形成する。このときには、ヒータ３４に通電して
局所加熱し、母材部内に残留する水素を開先面Ｂから放
出させる。

３次元肉盛溶接機により母材部開先面Ｂに肉盛溶接した
後、この肉盛溶接部３３の表面を組型電極の放電加工機
等により表面加工し、低合金鋼の肉盛溶接部３３の表面
仕上げを第１図（Ｃ）に示すように行なう。肉盛溶接部
３３の表面はＵＴ装置やＰＴｓｉｉｉ置により原子炉圧
力容器１０内で遠隔操作により検査される。

続いて、肉盛溶接部３３の表面に３次元肉盛溶接機等を
用いて健全な材料であるインコネル８２やインコネル１
８２等で３次元肉盛溶接を、Ｔｅａ＋ｐｅｒ　Ｂｅａｄ
法でヒータ３４にて加熱しながら行ない、肉盛溶接部３
３上にインコネルの肉盛溶接部３５を形成する。この肉
盛溶接後に、例えばＪ形間先加工用総型放電加工機を用
いてインコネルの肉盛溶接部３５の頂部にＪ形の開先加
工を施し、開先部の表面を処理し、管台３６を形成する
。

この溶接後に、不要になったヒータ３４やガイドバイブ
３２を除去するととも、に、水浸法ＵＴ装置やＰＴ装置
を用いてインコネル肉盛溶接部や開先部を検査し、溶接
欠陥の有無をチエツクする。

次に、第１図（Ｅ）に示すように原子炉圧力容器１０の
貫通孔２３に新しい長尺アンダハウジング３８を挿入し
、所要位置まで挿入された長尺アンダハウジング３８を
溶接機を用いて管台３６に溶着させる。長尺アンダハウ
ジング３８を管台溶接部３９を用いて固定させた後、長
尺アンダハウジング３８の挿入先端を長尺アッパハウジ
ング４０に溶接にて固着する。

このとき、長尺アンダハウジング３８と長尺アッパハウ
ジング４０との溶接がスムーズに行なわれるように、例
えば長尺アッパハウジング４０に開先を周方向に沿って
予め形成しておくとよい。

この長尺アッパハウジング４０は第１図（Ａ）で切断処
理された長尺アッパハウジングであっても、新しい長尺
アッパハウジング（例えば中性子束モニタ案内管）であ
ってもよい。

原子炉圧力容器１０の管台３６に長尺アンダハウジング
３８を溶接にて固定せたり、長尺アンダハウジング３８
をそのアッパハウジング４０に固着した後、各溶接部３
９．４１はＵＴ装置やＰＴ装四により遠隔操作で検査さ
れ、溶接欠陥の有無がチエツクされる。

この中性子束モニタハウジングの補修方法においては、
管台部分の融合不良に伴う溶接欠陥等の欠陥部Ａや潜在
的欠陥発生可能部位を完全に除去し、該当部分を健全な
材料を用いて初期支持構造に復旧させて長尺ハウジング
としての中性子束モニタハウジング４４を固定支持する
ので、シール癲能を元通りの状態に復旧ざじることがで
き、かつ溶接部の健全性を保つことができる。

第５図（Ａ）ないしくＤ＞は中性子束モニタハウジング
の補修方法の第２実施例を示すものである。

この実施例に示された補修方法は、原子炉圧力容器１０
の３通孔内側に形成される溶接肉盛部である管台２５の
開先側に欠陥部Ａ１が存在する場合に有効な手段である
。

この中性子束モニタハウジング１８の補修方法において
も、第５図（Ａ）および（Ｂ）は第１図（Ａ）および（
Ｂ）に示す作業ステップと同じ手順により、同様にして
行なわれるので、同一符号を付して説明を省略する。

しかして、ボートサンプル３０ａ、３０ｂ採取後あるい
はボートサンプル３０ａ、３０ｂが不要な場合には、欠
陥部Ａ１の検査後に、管台２５の溶接肉盛部の欠陥位置
を、例えば欠陥除去用総型電極０放電加工機を用いて開
先状態に取り除く。

欠陥部Ａ１が除去された肉盛溶接残部２５　ａ　ｉ、ｔ
　ＰＴｌ！置やＶＴ装置により開先面が検査される。

管台２５の溶接肉盛残部２５ａの開先面検査後、原子炉
圧力容器１０内の炉水を扱き取り、炉水除去を行なう。

この炉水除去後、第５図（Ｃ）に示すように、原子炉圧
力容器１０のｄ通孔２３内にガイドバイブ３２を挿入し
、このガイドバイブ３２の挿入状態で３次元肉盛溶接機
等を用いて溶接肉盛残部２５ａの開先面にインコネル８
２やインコネル１８２等の健全な材料でインコネル３次
元肉盛溶接を行なう。この３次元肉盛溶接後にガイドバ
イブ３２を除去するとともに、肉盛面開先加工用放電加
工機等を用いて３次元肉盛溶接部４５の頂部を開先加工
し、管台２５を復旧させる。

その後、管台２５の溶接部４５を水浸法ＵＴ装置やＰＴ
装置を用いて検査し、溶接欠陥の有無がチエツクされる
。

溶接欠陥が無い場合には、新しい長尺アンダハウジング
３８を第５図（Ｄ）に示づように挿入し、この長尺アン
ダハウジング３８は第１図（Ｅ）で示すものと同様にし
て管台溶接部３９に固定されるとともに、長尺アッパハ
ウジング４０に固着される。

この補修方法においても、溶接部の欠陥箇所を完全に除
去し、該当部分を健全な材料を用いて初期の支持構造に
復旧させることができ、中性子束モニタハウジング４４
の支持構造を健全な状態に復旧させることができる。

第６図（Ａ）ないしくＣ）は中性子束モニタハウジング
の補修方法の第３実施例を示すものである。

この実施例で示された補修方法は、中性子束モニタハウ
ジング１８を原子炉圧力容器１０の管台２５に固定させ
る管台溶接部や中性子束モニタハＣクジング自身に欠陥
が存在する場合に有効な手段である。

この中性子束モニタハ・クジング１８の補修方法におい
て、第６図（Ａ＞は第１図（Ａ）に示す補修作業のステ
ップと異ならないので同一符号を用いて説明を省略する
。

第６図（Ａ＞に示す状態で原子炉圧力容器１０の残存中
性子束モニタハウジング１８ｃを残部除去用放電加工機
等を用いて除去し、欠陥部Ａ２゜Ａ、Ａ４のボートサン
プルを必要に応じて採取する。この採取時には、炉水が
原子炉圧力容器１０の貫通孔２３を通って流出しないよ
うに、水シールチャンバを形成したり、貫通孔２３をボ
アプラグ等の水栓２９でシールする。

その後、第６図（Ｂ）に示すように管台２５の開先部に
例えば肉感面Ｊ形開先加工用総型放電加工機を用いて開
先加工により、欠陥部Ａ２である管台溶接部を除去する
とともに管台２５の開先加工面をなめらかにする。そし
て、管台溶接部２６を除去して開先加工面を形成した後
、この開先加工面をＰＴ装置などを用いて遠隔操作によ
り検査する。

この検査後、原子炉圧力容器１０内の炉水を除去し、第
６図（Ｃ）に示す方法で新しい長尺アンダハウジング３
８を管台溶接部３９に固定させるとともに、この長尺ア
ンダハウジング３８を長尺アッパハウジング４０に固定
させる。第６図（Ｃ）に不す作業ステップは第１図（Ｅ
）に示す作業ステップと同様であるので詳細な説明は省
略する。

この場合にも、中性子束モニタハウジング１８自身や管
台溶接部２６に欠陥が存在する場合、該当部分を除去し
、健全な材料で中性子束モニタハウジングを初期支持構
造に復旧させることができる。

なお、本発明の各実施例では中性子束モニタハウジング
を６復させる方法について説明したが、ＣＲＤハウジン
グも同様にして修復させることができる。

（発明の効果） 以上に述べたように本発明に係る長尺ハウジングの補修
方法においては、中性子束モニタハウジング等の長尺ハ
ウジング自身や長尺ハウジングを支持する溶接部に欠陥
部が存在する場合、この欠陥部や潜在的な欠陥発生可能
部位を取り除き、該当部分を健全な材料を用いて初期支
持構造に復旧させて長尺ハウジングを固定支持させたか
ら、元通りのハウジング支持構造に復旧させることがで
き、炉水リークを有効的かつ確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）ないしくＥ）は本発明に係る長尺ハウジン
グの補修方法の一実施例を示す作業ステップ図、第２図
は沸騰水型原子炉の下部構造を示す図、第３図は第２図
の原子炉圧力容器に固定支持される中性子束検出器を示
す図、第４図は上記中性子束検出器の中性子束モニタハ
ウジングを原子炉圧力容器に固定支持させる取付構造を
示す図、第５図（Ａ）ないしくＤ）は本発明の第２の実
施例を示す作業ステップ図、第６図（Ａ）ないしくＣ）
は本発明の第３実施例を示す作業ステップ図、第７図は
従来の沸騰水型原子炉に取イ・ＪＧＪられる中性子束検
出器の設置例を概略的に示ず図である。 ３・・・炉心、５・・・上部格子板、１０・・・原子炉
圧力容器、１３・・・制御棒駆動機構、１４・・・ＣＲ
Ｄハウジング、１５・・・中性子束検出器、１６・・・
中性子束モニタ本体、１７・・・中性子束モニタ案内管
、１８．４４・・・中性子束モニタハウジング、１８ａ
。 ３８・・・長尺アンダハウジング、１８ｂ、４０・・・
長尺アッパハウジング、２３・・・貫通孔、２５．３６
・・・管台（溶接部）、２６．３９・・・溶接部、Ａ。 Ａ　　、Ａ　　、Ａ　　、Ａ４・・・欠陥部、３３．３
５・・・肉盛溶接部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉容器の下鏡溶接部に固定支持された中性子束
   モニタハウジング等の長尺ハウジングを、溶接部の上下
   方でそれぞれ切断し、切断された長尺アッパハウジング
   および長尺アンダハウジングを取り除いた後、原子炉容
   器の溶接部分を残存ハウジングとともに除去し、次に除
   去部分を肉盛溶接して管台を復旧させ、続いて長尺アン
   ダハウジングを原子炉容器の貫通孔から挿入して管台に
   溶接部を介して固定支持させるとともに長尺アンダハウ
   ジングの挿入先端を長尺アッパハウジングに溶接により
   固定することを特徴とする長尺ハウジングの補修方法。 ２、原子炉容器の下鏡溶接に固定支持された中性子束モ
   ニタハウジング等の長尺ハウジングを、溶接部の上下方
   でそれぞれ切断し、切断された長尺アッパハウジングお
   よび長尺アンダハウジングを取り除いた後、原子炉容器
   管台の開先溶接部を残存ハウジングとともに除去し、次
   に管台頂部に開先部を復旧させ、続いて原子炉圧力容器
   の目通孔から挿入された長尺アンダハウジングを前記管
   台の開先溶接部を介して固定支持させるとともに長尺ア
   ンダハウジングの挿入先端を長尺アッパハウジングに溶
   接により固定することを特徴とする長尺ハウジングの補
   修方法。