JPH03225295A - ２部片式加圧容器ヒータスリーブ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子力設備加圧容器に関するものであり、特
には加圧容器におけるヒータスリーブの交換技術に関す
るものである。

【従来技術１ 原子炉冷却材系統における加圧容器は、冷却材系統圧力
をその指定された限界内に確立しそして維持している。

これは、運転中の原子炉冷却材の密度変化に対応しつる
ようにスチームサージ室及び水溜めを提供する。代表的
な加圧容器は、その底部区画おいて交換可能−な電気ヒ
ータを備える、垂直な円筒状容器である。電気ヒータは
、通常の水面水準以下に位置づけられそして原子炉冷却
系統の圧力が減少するとき正常な運転圧力を回復するべ
く作動される〈。

電気ヒータは、加圧容器の壁を貫いて通人するヒータノ
ズル或いはスリーブを通して伸延する複数の加熱要素か
ら構成される。加圧容器の内側の支持板には、加圧容器
の壁における穴及びノズルと同軸に整列した穴が設けら
れて、これら加熱要素を受容しそして支持する。ノズル
は、加熱要素に対する外部支持を与λるように加圧容器
から外方に伸延する。運転環境により、加熱要素及びそ
れらが内部を通して伸延するノズルが交換可能であるこ
とが一般に必要である。支持板穴とノズルとの厳密な整
合がどうしても必要であるために、従来、交換ノズルは
元の設計寸法仕様に合わせて作製しそして加圧容器の元
の穴に組み込んで、溶接後相当する支持板の穴とのノズ
ル内径の適正な整合を保証することが必要とされた。

［発明が解決しようとする課題］ この方法は、加圧容器を貫通する穴が支持板における穴
に対するヒータの通人の整合性を変更する危険無く作業
用具等の出し入れのために拡大し得ないので、元のノズ
ル溶接部の除去及び補修溶接部の形成が加圧容器内部か
ら行なわれることを必要とした。原子力発電プラントに
おける加圧容器要素は一旦運転された後は放射性である
から、加圧容器内でこうした作業を行なうことは困難で
あり作業員に危険であり、従って実用性が無い。

従って、作業員が放射性の加圧容器内部に立ち入る必要
なく加熱要素及びノズルを交換する手段の開発が現在課
題とされている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、この課題をユニークな態様で解決する。本発
明により提供されるものは、２部片加圧容器ヒータスリ
ーブである。元のノズルが除去された後、加圧容器壁に
おける穴は、劣化した材料を除去するべく直径を拡大さ
れる。収縮嵌合（シュリンクフィツト）するよう機械加
工された外側スリーブが拡大された大円に組み込まれる
。外側スリーブが加圧容器外面に構造的に溶接されそし
て加圧容器内面のクラツデイング（被１）に密封溶接さ
れる。外側スリーブの内径は適正な整合を維持するよう
に元の穴の直径と同じとなるよう機械加工されている。

外側スリーブ内部に嵌合するよう寸法づけられた内側ス
リーブがそこに組込まれそして外側スリーブ端を越えて
加圧容器内部に突入する。内側スリーブは、加圧容器の
外側で外側スリーブに構造的に溶接される。内側スリー
ブの内径は、加熱要素が容易に組込まれそして支持板の
穴と整列するよう、組み込まれた後は元のノズルの直径
と一致する。

〔作用］ 本発明は、２部片式の外側及び内側スリーブを利用して
、原子炉冷却材系統の加圧容器に対する新しい交換ヒー
タスリーブ及び損傷した元のヒータスリーブ交換方法を
提供する。元のヒータ及びヒータノズルが、加圧容器か
ら除去されそして元の穴が拡大される。外側スリーブが
、拡大された穴内に元のヒータノズルと同心で組込まれ
る。これは、加圧容器の内面と実質上同一水準である。

外側スリーブが、加圧容器にその内面及び外面において
溶接される。内側スリーブが、外側スリーブの内面に組
込まれそして外側スリーブを越えて加圧容器内部に突入
する。内側スリーブは、外側スリーブの下端に溶接され
そして加圧容器に元々組込まれていたのと同じ寸法のヒ
ータを受は入れるよう寸法づけられた内径を備えている
。内側スリーブはまた加圧容器内での元のヒータ整列状
態を維持する。

〔実施例〕

第１図は、原子炉冷却材冷却系統において使用される代
表的な加圧容器ｌＯを例示する。加圧容器ｌＯは、垂直
円筒状の容器であり、その下方区画において、容器壁１
６におけるノズル１４を通して容器の下方部分内に伸延
する交換可能な電気ヒータを装備している。ノズル１４
は、約６インチ厚でありそして炭素鋼或いは低合金鋼か
ら作製された容器壁１６を貫通して伸延している。第２
図に見られるように、通常ステンレス鋼製であるクラツ
デイング（被覆）１８が腐食保護目的で容器壁１６内面
上に使用される。例示を容易にするため、圧力容器内に
伸延するヒータ部分のみが示されている、損傷あるいは
腐食の結果として元のノズルの一つを交換する必要があ
るとき、そのノズル１４全体が加圧容器１０から抜き出
されそして容器壁１６に残存する穴が拡大される。

第２図に見られるように、本発明を構成する、全体を参
照番号２０により示されるヒータスリーブは、外側スリ
ーブ２２と内側スリーブ２４とから構成される。

外側スリーブ２２は、その後の操作の準備としてそして
容器壁１６の劣化した僅かの材料を除去するために拡大
された穴２６内に嵌合するよう寸法づけられている。外
側スリーブ２２は、収縮嵌合するように機械加工されそ
して溶接パッド補強（ｂｕｉｌｄｕｐ　）　２８が作製
された径大２６内に組込まれる。第２図に見られるよう
に、外側スリーブ２２の内端即ち上端は、容器壁１６及
びクラツデイング１８の内面の傾斜に合うよう切断され
そしてその内端をクラツデイング１８の内縁面より僅か
に下となるように位置決めされている。この位置に組込
まれると、外側スリーブ２２は、部分溶は込み溶接方法
を使用して溶着部３０において示すように溶接パッド補
強２８において容器壁１６の外面に構造的に溶接される
。外側スリーブ２２の内端即ち上端は、外側スリーブを
通人する自動遠隔溶接設備により密封溶接部３２により
示されるようにクラツデイング１８に密封溶接される。

溶着部３０における部分溶は込み溶接は、厚肉化された
壁を有する外側スリーブ２２の下端部により適応化され
る。その後、外側スリーブ２２の内壁は、内側スリーブ
２４の挿入に対する適正な遊隙が存在しそして第１図に
おける支持板３４の穴と適正に整合することを保証する
ために機械加工される。

内側スリーブ２４は、外側スリーブ２２内部にそれらの
間に僅かの遊隙をもって組込まれそして加圧容器１０の
内部にクラツデイング１８を越えてその高い側で最小限
１／２インチそして最大限１７７８インチ突入する。こ
れは、２つのスリーブ間及びヒータ周囲に累積しつるス
ラッジ（汚泥）の量を制限し、それにより放射線ホット
スポット並びにヒータ交換に伴う問題を軽減する。内側
スリーブ２４は、部分溶は込み溶接を使用して番号３６
により示されるように外側スリーブ２２に構造的に溶接
される。必要なら、電気ヒータ１２の組込みに対する障
害物が存在しないことを保証するために溶接域において
機械加工されつる。

第２図に見られるように、斯界で知られそして本発明に
関連する電気ヒータ１２部分は、ヒータ外鞘体４０内部
に収納される加熱用要素３８から成る。ヒータ外鞘体４
０は、熱を加圧容器内の水に伝達し同時に加熱用要素３
８を水との直接接触による損傷から防護している。ヒー
タ外鞘体４０は、番号４２により示されるように内側ス
リーブ２４に溶接される。これは、両者間での水の漏洩
を防止しそして加圧容器２０内の圧力を維持するためで
ある。ヒータ固定用ブシュ４４が、内側スリーブ２４の
外面に溶接されそして電気ヒータ１２の下方部分におい
て図示していない支持カラーとネジ係合しつるネジ部４
６を備えている。

操作において、ノズル１４のひとつに損傷が起こったと
き或いは加圧容器の１０の容器９１６における材料が劣
化したとき、電気ヒータ１２が抜き出されそして損傷し
たノズル１４が取出される。穴２６が、劣化した材料を
取り除（ように機械加工により拡大される。外側スリー
ブ２２が、拡大された穴内にその上端がクラツデイング
１８の上縁に隣接して（実質上加圧容器ｌＯの内面と同
一）組み込まれそして後容器壁１６の外面に溶接パッド
補強２８上に３０で示す部分溶は込み溶接により構造的
に７容接される。外側スリーブ２２の上端は、水が容器
壁１６の低合金材料と接触するのを防止するため点３２
において加圧容器ｌＯ或いはクラツデイング１８の内面
に構造的に溶接される。その後、外側スリーブ２２の内
面は、元のヒータ整合性を維持するためにそして内側ス
リーブ２４に対する自由に通人しつる通路を確保するだ
めに、元の穴と同心状態に機械加工される。

内側スリーブ２４がわずかの遊隙でもって外側スリーブ
２２内に組み込まれそして加圧容器内部に外側スリーブ
２２の上端を越えて突入せしめられる。これは、内側ス
リーブ２４とヒータ外鞘体４０との間でのデブリスの累
積を低減しそして将来のヒータ抜き出し作業に伴う潜在
的問題を軽減する。内側スリーブ２４は、水の漏洩を防
止しそして運転中圧力を維持するために部分溶は込み溶
接により外側スリーブ２２の下端に溶接される。

内側スリーブ２４の内径は、加圧容器ｌＯ内部に元々組
み込まれていたヒータと同寸のヒータを収容するよう寸
法づけられている。ヒータ外鞘体４０内に加熱要素３８
を包み込んでなる電気ヒータ１２が、内側スリーブ２４
を通して加圧容器内にそして支持板３４における適当な
穴に挿入される。ヒータ外鞘体４０は、水の漏洩を防止
しそして運転中圧力を維持するために内側スリーブ２４
の下端に溶接される。ヒータ固定用ブシュ４４が内側ス
リーブ２４に溶接されそして斯界で周知のヒータ組立体
の残部にネジ付設される。

〔発明の効果］ ２部片式のスリーブをうまく利用することにより、作業
員が放射性の圧力容器内部に立ち入る必要なくヒータ及
びヒータノズルを交換する手段の開発に成功した。

好ましい具体例を説明したが、本発明の範囲内で多くの
改変をなしうることを銘記されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子炉冷却材冷却系統における代表的な加圧
容器の一部を破除した斜視図である。 第２図は、本発明方法を組み立て状態で例示する詳細断
面図である。 ｌＯ：加圧容器 １２：電気ヒータ １４：ノズル １６：容器壁 １８：クラツデイング ２０：ヒータスリーブ ２２：外側スリーブ ２４：内側スリーブ ２６：拡大穴 ２８：溶接パッド補強 ３０．３２．３６．４２：溶接部 ３４：支持板 ３８：加熱用要素 ４０：ヒータ外鞘体 ４４：ヒータ固定用ブシュ ４６：ネジ部 ＦＩＧ。１ ＦＩｏ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）原子炉冷却材系統加圧容器であって、電気ヒータを
   該加圧容器内部にヒータノズル及び該加圧容器の壁の穴
   を通して伸延せしめた原子炉冷却材系統加圧容器におい
   て損傷したヒータノズルを交換する方法であって、 （ａ）ヒータを抜き出す段階と、 （ｂ）前記損傷したヒータノズルを取出す段階と、 （ｃ）前記加圧容器における穴を拡大する段階と、 （ｄ）該拡大穴内に外側スリーブを該外側スリーブを加
   圧容器の内外面に溶接することにより組み込む段階と、 （ｅ）前記外側スリーブの内部に内側スリーブを該外側
   スリーブの上端を越えて伸延するように組み込みそして
   該内側スリーブを該外側スリーブの下端部に溶接する段
   階と、 （ｆ）電気ヒータを前記内側スリーブを通して前記加圧
   容器内に伸延するよう組み込みそして該電気ヒータを該
   内側スリーブの下端部に溶接する段階とを包含するヒー
   タノズル交換方法。 ２）外側スリーブが加圧容器の内面と実質上同じ平面に
   ある特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）元のヒータ及びヒータノズルが取り除かれそして該
   ヒータノズル用の穴が拡大された原子炉冷却材系統加圧
   容器用の交換ヒータスリーブであって、 （ａ）加圧容器の拡大された穴内に元のヒータノズルと
   同心状態で組み込まれる外側スリーブと、 （ｂ）前記外側スリーブ内面内に前記外側スリーブを越
   えて突入しするようそして加圧容器内で元のヒータ整合
   性を維持するよう組み込まれる内側スリーブと を備えるヒータスリーブ。 ４）外側スリーブが加圧容器にその内外面で溶接される
   特許請求の範囲第３項記載のヒータスリーブ。 ５）内側スリーブが外側スリーブの下端に溶接される特
   許請求の範囲第３項記載のヒータスリーブ。 ６）内側スリーブに加圧容器内に元々組み込まれていた
   ヒータと同じ寸法のヒータを収容するよう寸法づけられ
   た内径が形成される特許請求の範囲第３項記載のヒータ
   スリーブ。