JPH03135794A - 長尺ハウジングの処理方法 - 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処理方法に関する。

（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６図に概略的に
示すように設けられる。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本の中性子検出器１を据付けた例を
示す。

中性子検出器１の中性子束モニタ本体４は細長い長尺状
に形成され、その上端は炉心部の上部格子板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（インコアフランジ）８に
当接支持され、据付用の締付ナツト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
の下鏡溶接部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５ＵＳ３０４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。応力腐食割れは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（ｆＧＳＣＣ）
が生じ、中性子束モニタハウジングに割れが生じると、
この割れがハウジング貫通性欠陥に進展すると炉水リー
ク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止を行なう制御棒
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く、また、原子炉圧力容器と
の溶接部付近に中性子束モニタハウジング自身の貫通性
欠陥が万−生じた場合、炉水漏洩に対する恒久的な補修
工法やシール支持構造は未確立であった。

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の溶接部付近
の応力腐食割れ等に起因する欠陥の発生を未然に防止で
き、欠陥部の進展も抑制できる恒久的な長尺ハウジング
の処理方法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明に係る長尺ハウジングの処理方法は、上述した課
題を解決するために、原子炉容器の溶接部に固定された
中性子束モニタハウジング等の長尺ハウジングにスリー
ブを挿入し、挿入されたスリーブで長尺ハウジングの原
子炉容器への溶接部付近の熱影響部を内側から覆い、こ
の位置で前記スリーブを長尺ハウジングに固着する方法
である。

さらに、本発明に係る長尺ハウジングの処理方法は、上
述した課題を解決するために、長尺ノ１ウジングの溶接
部付近の熱影響部を内側から覆う位置でスリーブを拡管
させて長尺ハウジング内面に密着させ、密着されたスリ
ーブをアークシーム溶接、レーザ溶接等の溶接により固
着する方法である。

（作用） この長尺ハウジングの処理方法は、原子炉の運転中に中
性子束モニタハウジング等の長尺ノ１ウジングの原子炉
容器への溶接部付近の熱影響部を、長尺ハウジング内に
内挿されるスリーブで内側から覆い、この閉塞位置でス
リーブを長尺ハウジングに固着させることにより、長尺
ハウジングの溶接部付近の熱影響部を炉水環境と隔離し
て応力腐食割れの発生を抑制でき、長尺ハウジングの応
力腐食割れ対策を予防保全的に行なうことができる。

その際、長尺ハウジングの溶接部付近の熱影響部を内側
から覆う位置でスリーブを拡管させて長尺ハウジング内
面に密着させ、密着されたスリーブをアークシーム溶接
またはレーザ溶接等の溶接により固着することに、長尺
ハウジングの溶接部付近の熱影響部を炉水環境から確実
に隔離して、応力腐食割れの発生を効果的に抑制できる
。

（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（ＣＨＤ）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ＣＨＤハウジング（長尺ハウジング）１４には５ＵＳ
３０４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ＣＨＤ
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は細長い管状をなし、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
の中性子束モニタフランジ１９は中性子束モニタノｈ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の貫通孔２３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、シールさせる。

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から区画し炉水環境から
隔離している。

一方、長尺ハウジングである中性子束モニタノ１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、応力腐食割れの３条件が成
立すると、原子炉圧力容器１０との溶接部分または、長
尺ハウジングの溶接部付近の熱影響部で応力腐食割れが
発生するおそれがある。

この応力腐食割れ（ＳＣＣ）が生じ、ノｈウジング自身
の欠陥により長尺ハウジングに貫通性の欠陥が生じると
、溶接時の融合不良に伴う原子炉圧力容器１０内の炉水
が長尺／％ウジングの貫通性欠陥部を通って原子炉圧力
容器１０外にリークするおそれがある。次の処理方法に
より長尺ノ＼ウジングの溶接部付近の熱影響部を炉水環
境から隔離している。これにより、長尺ノ１ウジングに
応力腐食割れが生じるのを防止でき、炉水リークは確実
かつ恒久的に防止される。

第１図（Ａ）ないしくＣ）は中性子束モニタ／％ウジン
グの処理方法の一例を示すものである。

この処理方法を行なう場合には、中性子束モニタハウジ
ング１８から中性子束検出器１５を上方に引き抜いて取
り除く一方、中性子束モニタノ１ウジング１８の溶接部
上方（中性子束モニタ案内管１７でもよい。）をボアプ
ラグ等の水栓でシールする。

次に、遠隔操作によるハウジング内面加工機やハウジン
グ内面仕上機（共に図示せず）を必要に応じ用いて、中
性子束モニタノ＼ウジング１８の溶接部２６付近の熱影
響部３１内周面を所定の軸方向長さに亘ってポーリング
加工し、第１図（Ａ）に示すように内面研削する。

中性子束モニタハウジング１８の内面加工が終了した後
、薄肉の高耐食性スリーブ３０が内面被覆スリーブとし
て中性子束モニタ／Ｓウジング１８内に挿入される。挿
入された高耐食性スリーブ３０はハウジングの溶接付近
熱影響部３１を内側から覆うようにセットされる。高耐
食性スリーブ３０には、ＳＣＣ対策を施した５ＵＳ３１
６Ｌ等のステンレス鋼が用いられる。高耐食性スリーブ
３０はその成分調整によりδフエライト量の調整が可能
である。

中性子束モニタハウジング１８の溶接付近影響部３１を
覆うように内挿された高耐食性スリーブ３０は、エキス
バンド装置により冷間加工等で第１図（Ｃ）に示すよう
に拡管されてハウジング内周面に密着される。高耐食性
スリーブ３０の拡管率は、ＳＣＣ対策を考慮し、残留応
力が残らない程度、例えば約１０％程度以内に抑えられ
る。拡管された高耐食性スリーブ３０は中性子検出器１
５の中性子束モニタ本体１６（例えば、外径３４゜１肛
φ）が挿通される内径を有する。

中性子束モニタハウジング１８の溶接付近熱影響部３１
を覆う位置で拡管され、ハウジング内周面に密着された
高耐食性スリーブ３０は、続いてスリーブ溶接機により
溶接付近の熱影響部の上方ないし下方位置で周方向にア
ークシーム溶接（ＴＩＧフュージョン溶接）３２され、
ハウジング内周面に第１図（Ｄ）に示すように固着され
る。アークシーム溶接は、冷却速度の速い溶接手段であ
り、高耐食性スリーブ３０をアークで低入熱溶融させ、
内周面全周（内表面全面でもよい）に亘り溶着させてい
る。その際、薄肉の高耐食性スリーブ３０の成分調整に
より、スリーブ表面に低炭素化δ−フェライト析出が可
能で、耐ＳＣＣ性が改善される。

すなわち、中性子束モニタハウジング１８の溶接付近の
熱影響部を炉水より隔離することができ、応力腐食割れ
の発生を予防保全的にかつ有効に防止することができ、
中性子束モニタハウジング１８の熱影響部の表面改善を
図っている。第１図（Ｃ）は炉水リーク対策が施された
長尺ハウジングの処理構造である。

高耐食性スリーブ３０が中性子束モニタハウジング１８
内の所定位置に固着された後、寸法測定機によりスリー
ブ内径寸法が測定される一方、図示しない浸透探傷検査
機（ＰＴ装置）により高耐食性スリーブ３０の健全性な
どが確認され、中性子束モニタハウジング１８の処理作
業が終了する。

この中性子束モニタハウジング１８の処理作業を行なう
場合、次の点が炉水漏洩対策として考慮される。

■原子炉圧力容器１０の耐圧バウンダリに適用できる補
修工法であること。

■中性子束モニタハウジングの応力腐食割れを防止する
こと。

■中性子束モニタハウジング取付溶接部の鋭敏化領域の
性状を悪化させないこと。

■技術基準に適合しないものでないこと。

これらの点を考慮して、中性子束モニタハウジング１８
の処理作業が行なわれる。

この処理作業終了後に水栓を外し、中性子束モニタ本体
１６を中性子束モニタハウジング１８内に案内して、中
性子束モニタハウジング１８に支持させ、固定させる。

第５図（Ａ）ないしくＣ）は長尺ハウジングの処理方法
の他の実施例を示すものである。

この実施例に示された処理方法は、中性子束モニタハウ
ジング１８内に挿入された高耐食性スリーブ３０を遠隔
レーザ溶接機によるレーザ溶接によりハウジング内周面
に固着させたものである。

この処理方法のうち、第５図（Ａ）、（Ｂ）に示される
ものは、第１図（Ａ）、　　（Ｂ）に示される処理方法
と異ならないので説明を省略する。

一方、遠隔レーザ溶接機により第５図ＣＣ’）に示すよ
うに、中性子束モニタハウジング１８内で溶着された高
耐食性スリーブ３０は、その固着後、ＰＴ装置等の非破
壊検査装置により、取付状態が確認され、チエツクされ
て補修作業が終了する。

第５図（Ｃ）は、長尺ハウジングの処理構造を示すもの
である。

この場合にも、第１図に示したものと同様の作用効果を
奏する。

なお、本発明の一実施例では、中性子束モニタハウジン
グの処理方法およびその処理構造につい説明したが、Ｃ
ＲＤハウジングの場合も同様にして適用できる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明に係る中性子束モニタハウジ
ング等の長尺ハウジングの処理方法においては、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
グの原子炉容器への溶接付近の熱影響部位置を、長尺ハ
ウジング内に内挿されるスリーブで内側から覆い、この
閉塞位置でスリーブを長尺ハウジングに固着させること
により、長尺ハウジングの溶接付近の熱影響部の応力腐
食割れの進展が抑制でき、長尺ハウジングの熱影響部の
表面改善を行ない、耐ＳＣＣ対策を予防保全的に施すこ
とができる。さらに、比較的短時間の簡単な処理作業で
確実な修理を行なうことができ、被曝量を軽減させ、信
頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）ないしくＣ）は本発明に係る長尺ハウジン
グの処理方法の一実施例を示す図、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Ｃ）は本発明のさらに他の実施例をそ
れぞれ示す図、第６図は従来の沸騰水型原子炉に取付け
られる中性子束検出器の設置例を概略的に示す図である
。 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・・・中性子束モニタハウジング、２３・・・貫
通孔、２５・・・管台（溶接部）、２６・・・溶接部、
３０・・・高耐食性、３１・・・溶接付近熱影響部、３
２・・・アークシーム溶接。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉容器の溶接部に固定された中性子束モニタハ
   ウジング等の長尺ハウジングにスリーブを挿入し、挿入
   されたスリーブで長尺ハウジングの原子炉容器への溶接
   部付近の熱影響部を内側から覆い、この位置で前記スリ
   ーブを長尺ハウジングに固着することを特徴とする長尺
   ハウジングの処理方法。 ２、長尺ハウジングの溶接部付近の熱影響部を内側から
   覆う位置でスリーブを拡管させて長尺ハウジング内面に
   密着させ、密着されたスリーブをアークシーム溶接、レ
   ーザ溶接等の溶接により固着する請求項１記載の長尺ハ
   ウジングの処理方法。