JPH04331885A - 二重管構造体の組み付け方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二重管構造体の組み付
け方法に係り、特に、内外の機械的強度が相違する二重
管構造をなす部分の溶接作業の信頼性を向上させるもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図４は、沸騰水型原子炉における給水配
管系に採用されている二重管構造体の例を示している。 該二重管構造体は、原子炉圧力容器１のノズル２とセイ
フエンド３との外方に、単管部（給水用単管部）４が接
続されているとともに、セイフエンド３の内面にサーマ
ルスリーブ５が配設されて、ノズル２及びセイフエンド
３とサーマルスリーブ５との間に、筒状中空部６を形成
することにより、低温状態の給水を直接高温部分に接触
させないようにしながら、矢印で示すように、原子炉圧
力容器１の内部に導くようにしている。なお、図中符号
９はセイフエンド３と給水用単管部４とを接続する溶接
部である。

【０００３】このため、給水に急激な温度変化が生じた
場合においても、耐圧配管であるノズル２やセイフエン
ド３には、大きな熱応力が付与されないような構造とな
っている。

【０００４】一方、二重管構造体の部分、つまり、ノズ
ル２、セイフエンド３及びサーマルスリーブ５を溶接部
７・８によって一体化した部分にあっては、図４に示す
ように、形状不連続部となって熱応力を受け易いこと、
溶接部７・８の近傍に溶接熱の影響で引っ張り残留応力
が付与された状態となること、高温高圧雰囲気で長期間
使用されること等によって、原子炉の定期検査時等にお
いて、健全性の維持の確認を行なうことが要求される。 そして、溶接部７・８の近傍組織に欠陥が認められた場
合には、二重管構造体そのもの、例えばセイフエンド３
やノズル２及びサーマルスリーブ５の一部を適正な新し
いものと交換するとともに、溶接を再度実施する等の対
策が実施されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、適正なセイ
フエンド３等を新たな溶接部７・８によって取り付けた
場合にあっても、ノズル２とセイフエンド３との間の溶
接部７については、外側からしか検査を行なうことがで
きないため、溶接部７の強度に最も影響を及ぼす部分で
ある内面側の溶接トウ部等の状態を確認することができ
ない。

【０００６】本発明は、このような従来技術の課題を有
効に解決するものである。つまり、ノズルとセイフエン
ドとの間の溶接部について、外側からの検査に加えて、
内側からの検査を可能とし、かつ、サーマルスリーブに
おける溶接部の応力の発生を抑制することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、ノズルと単管部とを接続するセイフエンド
の内面に薄肉状のサーマルスリーブを配設した二重管構
造体を組み付ける方法であって、サーマルスリーブの一
部にノズルとセイフエンドとの溶接開先の内方に位置す
る環状間隙状の分離部を形成する工程と、ノズル内方位
置のサーマルスリーブの移動を拘束した状態でノズルと
セイフエンドとの溶接開先に溶接を施す工程と、該溶接
作業の溶接金属の収縮によって前記分離部の間隙を小さ
くする工程と、間隙の狭められた分離部に溶接を施して
サーマルスリーブを接続する工程とを有する二重管構造
体の組み付け方法を採用している。

【０００８】

【作用】サーマルスリーブの一部に形成された分離部に
よって、ノズルとセイフエンドとの溶接部等の内側が、
サーマルスリーブの内部から臨み得るものとなり、ノズ
ルとセイフエンドとの溶接部形成状態及び溶接初期の裏
面の状況が、サーマルスリーブの内部を介して監視され
る。ノズルとセイフエンドとの溶接部のトウ部等の状態
の健全性を確認した後、引き続きノズルとセイフエンド
との溶接部の形成が実施される。溶接部において、溶接
金属の冷却による収縮が生じて、ノズルとセイフエンド
とを合せた長さが収縮分だけ短くなることにより、分離
部の間隙が小さくなる。分離部の間隙が狭まった状態で
分離部に溶接を施すと、この溶接部に対するノズルとセ
イフエンドとの溶接部の金属収縮の影響が低減される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明に係る二重管構造体の組み付け
方法を沸騰水型原子炉の給水系配管に適用した場合の実
施例について、図１ないし図３に基づいて説明する。該
実施例では、二重管構造体を解体して除去した後に、適
正な新規部品と交換する場合を中心に説明する。

【００１０】＜二重管構造体の解体＞二重管構造体の部
分、つまり二重管構造となっている部分の溶接部に欠陥
の発生が認められる場合や、欠陥の発生が懸念される場
合等において、図１に示すＸ−Ｘ線及びＹ−Ｙ線で切断
して、範囲Ｌの二重管構造体の部分を除去する。

【００１１】＜残された部分の加工＞二重管構造体を除
去することによって残された切断箇所、溶接部７・９の
切断面及びサーマルスリーブ５の切断面を切削加工する
とともに、必要に応じてバタリング加工する等により、
溶接開先ａ，ｂ，ｃが形成される。この場合にあって、
溶接開先ｂは、図１に示すように、その先端位置がＹ−
Ｙ線よりも若干凹ませた状態となるように設定される。

【００１２】＜適正新規部品の準備＞また、図１におい
て範囲Ｌで示す新規のセイフエンド１０を作製して切断
除去部分に挿入する。この新規のセイフエンド１０は、
図４に示したセイフエンド３に類似するものであるが、
切断除去時にセイフエンド３とともに除去されたサーマ
ルスリーブ５の一部にほぼ相当する長さの延長スリーブ
１１が配されている。さらに、セイフエンド１０及び延
長スリーブ１１には、溶接開先ｄ，ｅ，ｆが形成される
。延長スリーブ１１の先端の溶接開先ｅは、その先端位
置がＹ−Ｙ線よりも若干凹ませた状態となるように設定
され、その結果、二つの溶接開先ｂ，ｅの間隙Ｇが、溶
接部７の形成時の溶接金属の収縮量（収縮寸法）以上と
なるように設定されることによって、サーマルスリーブ
５の一部に環状間隙状の分離部１２が形成される。かか
る分離部１２の間隙Ｇは、後述する理由に基づいて、例
えば、セイフエンド１０の厚さｔ１　が３１．５ｍｍ、
サーマルスリーブ５の厚さｔ２　が９．３ｍｍ、セイフ
エンド１０の平均直径が１５８．５ｍｍである場合、２
．５ｍｍないし５．０ｍｍ程度に設定される。ただし、
各部分の材質は、例えばノズル２が低合金鋼、セイフエ
ンド３・単管部４・サーマルスリーブ５がオーステナイ
ト系ステンレス鋼で形成されているものとする。

【００１３】＜セイフエンド等の溶接準備＞セイフエン
ド１０の周方向複数箇所に、図１に示すように、Ｙ−Ｙ
線から離間した状態のねじ穴１３を明けるとともに、該
ねじ穴１３に通気プラグ１４を取り付けてその先端をノ
ズル２に緊密に接触させる等の方法によって、サーマル
スリーブ５の位置を安定させておく。また、通気プラグ
１４に不活性ガス供給管１５を接続して、狭隘部である
筒状中空部６にアルゴンガス等を溶接作業時に供給し得
る状態としておく。そして、分離部１２には、これを内
側から閉塞するように、透明な粘着テープ１６を貼付し
ておく。

【００１４】＜ノズルとセイフエンドとの初期溶接＞こ
のように、サーマルスリーブ５の移動を拘束し、分離部
１２を閉塞するとともに、アルゴンガス等を送り込んで
筒状中空部６を不活性ガス雰囲気とした状態で、ノズル
２及びセイフエンド３の溶接開先ａ，ｄによる溶接を開
始する。

【００１５】＜溶接部裏面の外観検査＞溶接開先ａ，ｄ
に対して初期溶接ビードや２層目の溶接ビードを形成し
た状態にあって、溶接された部分、つまり、裏面の状況
は、セイフエンド３やサーマルスリーブ５の穴に例えば
ＣＣＤカメラ等の適宜監視手段を挿入して、分離部１２
を介して映像化を行なうこと等によって、目視による監
視を実施することができる。

【００１６】＜溶接部形成作業の継続＞ノズル２とセイ
フエンド１０とに形成されるべき溶接部７について、裏
面の裏波の発生状態、溶接トウ部等の状態の健全性を確
認した後、引き続きノズル２とセイフエンド１０との溶
接部７の形成が継続される。この場合にあって、粘着テ
ープ１６は、溶接ビードの形成により溶接開先ａ，ｄを
閉塞状態とした後の適宜時期に撤去される。

【００１７】＜分離部の間隙の減少＞溶接開先ａ，ｄに
よる溶接作業が進行すると、溶接金属の冷却時の収縮に
よる影響を受けて、次第に分離部１２の間隙Ｇが小さく
なる。

【００１８】＜インサートリングの挿入＞溶接部７の形
成にともなって、分離部１２の間隙Ｇが例えば２．５ｍ
ｍないし３．０ｍｍ程度になった時期に、図２に示すよ
うに、分離部１２にインサートリング１７を必要に応じ
て挿入して、溶接開先ｂ，ｅによる溶接を開始する。こ
の場合のインサートリング１７は、切り割りを入れた状
態のものを使用して径を小さくしたものを分離部１２に
挿入した後、弾性力によって復元させる等の方法で設定
することができる。

【００１９】＜サーマルスリーブの溶接＞切断時に残さ
れたサーマルスリーブ５と延長スリーブ１１との間の溶
接作業や、溶接部７の溶接作業は、交互に少しずつ実施
される。この設定によって、双方の溶接金属の収縮量を
均等にして、強度的に優位にある溶接部７の収縮作用に
よる影響が、サーマルスリーブ５の溶接部１８等に及ぶ
ことを避けることができる。

【００２０】＜二重管構造体の完成状態＞溶接開先ａ，
ｄの溶接部７と溶接開先ｂ，ｅの溶接部１８とを完成さ
せるとともに、サーマルスリーブ５のねじ穴１３に取り
付けた通気プラグ１４を撤去し、代りに、小ねじ等の閉
塞部材１９を挿入して緩み止め溶接を施す等によって、
ねじ穴１３を閉塞することにより、図３に示すような二
重管構造体となる。しかる後、溶接開先ｃ，ｆに溶接を
施し、溶接部９の形成により給水系配管を接続状態とす
る。

【００２１】＜他の実施態様＞なお、本発明にあっては
、次の技術を包含するものである。 （１）処理対象物とする二重管構造体が原子炉の給水系
配管以外の二重管であること。 （２）新規に布設される二重管構造体の組み付け時に適
用すること。 （３）二重管に近似する構造の二重管構造体であること
。 （４）サーマルスリーブの移動を拘束する場合に、通気
プラグ以外のねじによる拘束や、任意手段によって行な
うこと。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る二重
管構造体の組み付け方法は、サーマルスリーブの一部に
、ノズルとセイフエンドとの溶接開先の内方に位置する
環状間隙状の分離部を形成しておいて、ノズルとセイフ
エンドとの溶接開先に溶接を施した際の溶接金属の収縮
によって分離部の間隙を小さくして、分離部に溶接を施
してサーマルスリーブを接続する工程を採用するもので
あるから、下述する優れた効果を奏する。 （１）強度が要求されるノズルとセイフエンドとの溶接
部について、外側からの検査に加えて、分離部を介して
内面側の溶接トウ部等の状態を確認することができる。 （２）ノズルとセイフエンドとの溶接部の一部を形成し
た状態としてからサーマルスリーブの接続用溶接部を形
成することにより、溶接金属の収縮による応力発生の影
響等を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る二重管構造体の組み付け方法を原
子炉の給水系配管に適用した場合の実施例を示す正断面
図である。

【図２】図１のサーマルスリーブの溶接開先にインサー
トリングを挿入した状態を示す要部の正断面図である。

【図３】本発明の方法によって組み付けられた二重管構
造体の例を示す正断面図である。

【図４】従来の方法によって組み付けられた二重管構造
体の例を示す正断面図である。

【符号の説明】

１　　原子炉圧力容器 ２　　ノズル ３　　セイフエンド ４　　単管部（給水用単管部） ５　　サーマルスリーブ ６　　筒状中空部 ７　　溶接部 ８　　溶接部 ９　　溶接部 １０　　セイフエンド １１　　延長スリーブ １２　　分離部 １３　　ねじ穴 １４　　通気プラグ １５　　不活性ガス供給管 １６　　粘着テープ １７　　インサートリング １８　　溶接部 １９　　閉塞部材 ａ　　溶接開先 ｂ　　溶接開先 ｃ　　溶接開先 ｄ　　溶接開先 ｅ　　溶接開先 ｆ　　溶接開先

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ノズルと単管部とを接続するセイフエ
   ンドの内面に薄肉状のサーマルスリーブを配設した二重
   管構造体を組み付ける方法であって、サーマルスリーブ
   の一部にノズルとセイフエンドとの溶接開先の内方に位
   置する環状間隙状の分離部を形成する工程と、ノズル内
   方位置のサーマルスリーブの移動を拘束した状態でノズ
   ルとセイフエンドとの溶接開先に溶接を施す工程と、該
   溶接作業の溶接金属の収縮によって前記分離部の間隙を
   小さくする工程と、間隙の狭められた分離部に溶接を施
   してサーマルスリーブを接続する工程とを有することを
   特徴とする二重管構造体の組み付け方法。