JPH0560559B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は原子炉の炉内構造物を締結させる炉内
構造物の締結装置に係り、特にシユラウド等の原
子炉の炉心部にシユラウドヘツドを締結させる炉
内構造物の締結装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

沸騰水型原子炉は原子炉圧力容器内に多数の燃
料集合体が装荷されて炉心１が形成される。装荷
された燃料集合体は、第４図に示すようにその下
部が炉心支持板２に、上部が上部格子板３にてそ
れぞれ支持され、炉心１の外周はシユラウド４で
囲まれている。シユラウド４の頂部はシユラウド
ヘツド５で覆われ、炉心上部にプレナムを形成し
ている。上記シユラウドヘツド５には多数のスタ
ンドパイプ６が林立されてスタンドパイプ群が構
成される。各スタンドパイプ６の頂部に気水分離
器７が設けられ、この気水分離器７で気液分離を
行なつて蒸記を発生させるようになつている。

原子炉は運転時刻燃料の核分裂反応により炉心
部の圧力や温度が上昇する。この原子炉の運転に
中にシユラウドヘツド５に作用する内圧や地震時
に転倒荷重を支持するために、シユラウドヘツド
５はシユラウド４に数十本のシユラウドヘツドボ
ルト８にて締結される。

シユラウドヘツドボルト８は第５図および第６
図に示すように筒状のアウターパイプ９内を貫通
して延びるインナーロツド１０が収容されてお
り、インナーロツド１０はインナーロツドアツパ
１０ａとインナーロツドロア１０ｂとを溶接によ
り一体に接合したものである。インナーロツドロ
ア１０ｂはアウターパイプ９の下端より下方に突
出し、その先端にテイーバ１１が設けられてい
る。テイーバ１１はシユラウドヘツドボルトラグ
（ブラケツト）１２に係合し、このシユラウドヘ
ツドボルトラグ１２の下端に支持される。

一方、インナーロツドアツパ１０ａの上部には
六角ナツト等のナツト１３にねじ結合されてお
り、このナツト１３によりナツトロツク１４およ
びヘツド１５を介してアウターパイプ９に固定さ
れる。ナツトロツク１４はスプリング１６により
ばね付勢されてナツト１３の角部に嵌合し、通常
運転時、ナツト１３の回転を拘束している。

前記アウターパイプ９の下端には筒状のベース
１８が固着され、このベース１８はシユラウドヘ
ツド５のシユラウドヘツドボルトラグ１９のラグ
溝に設けられる。

また、シユラウドヘツド５に林立される多数の
スタンドパイプ６やスタンドパイプ６頂部に設け
られる気水分離器７は上部および下部ガイドリン
グ２０，２１によりそれぞれ支持される。上部お
よび下部ガイドリング２０，２１はシユラウドヘ
ツドボルト８を水平方向に支持する一方、シユラ
ウドヘツドボルト８の支持部にはヘツド２２およ
びスペーサ２３が設けられ、これらのヘツド２２
およびスペーサ２３は上部および下部ガイドリン
グ２０，２１の係合孔に係合している。

ところで、シユラウドヘツド５のシユラウド４
への締付はシユラウドヘツドボルト８により行な
われる。この締付時には、シユラウドヘツドボル
ト８はテイーバ１１を下方にして、上部および下
部ガイドリング２０，２１を貫通して上方から挿
入される。この挿入後に図示しない特殊レンチを
用いてインナーロツド１０を90度回転させ、テイ
ーバ１１をシユラウドヘツドボルトラグ１２のラ
グ溝に係止させる。

この場合、シユラウドヘツドボルト８を構成す
るインナーロツド１０はインコネル600の材料で
形成され、アウターパイプ９やシユラウド４、シ
ユラウドヘツド５はステンレス鋼で形成される。
インコネル600はステンレス鋼に較べ熱膨脹率が
小さいので、原子炉の運転により高温になると、
シユラウド４とシユラウドヘツド５とは堅固に締
付けられる。

また、原子炉の定期点検時や燃料交換時には、
シユラウドヘツド５はシユラウド４から取り外さ
れる。シユラウドヘツド５をシユラウド４から取
り外す場合には、ナツトロツク１４を押し下げ、
特殊レンチによりナツト１３を回転させてインナ
ーロツド１０およびテイーバ１１を押し下げると
ともに、インナーロツド１０を90度回転させ、テ
イーバ１１とシユラウドヘツドボルトラグ１２と
の係合を解除する。この状態でシユラウドヘツド
５とともにシユラウドヘツドボルト８を引き上げ
ることにより、シユラウドヘツドボルト８は取り
外される。したがつて、シユラウドヘツドボルト
８はシユラウドヘツド５のシユラウドヘツドボル
トラグ５ａに一度据え付けた後は、シユラウドヘ
ツド５から取り外す必要はない。

しかし、シユラウドヘツド５の着脱作業におい
て、万一シユラウドヘツドボルト８に損傷が生じ
た場合には、シユラウドヘツドボルト８の取付
（据付）作業とは逆の操作により、上部および下
部のガイドリング２０，２１を介して上方に引き
抜くことにより取外しができるようになつてい
る。

ところで、最近の原子力発電プラントは大容量
化の傾向にあり、原子力発電プラントを大容量化
する場合、シユラウド４やシユラウドヘツド５の
太径化が、また気水分離器７においては本数の増
加が必要となる。その際に、最外周の気水分離器
７をシユラウドヘツド５の外周より外側に配置す
ることが要求される場合がある。また、原子力発
電プラントの大容量化に伴つて地震荷重等の荷重
条件が従来より厳しくなる。このため、シユラウ
ドヘツドボルト８においては、アウターパイプ９
やインナーロツド１０の径を太くするか、本数の
増大を図る必要がある。

しかし、最外周の気水分離器７をシユラウドヘ
ツド５６外周より外に配置した場合、気水分離器
７とシユラウドヘツドボルト８との干渉の問題か
ら、シユラウドヘツドボルト８の本数を増加させ
たり、アウターパイプ９やインナーロツド１０を
太径化することに著しい制約を受ける。したがつ
て、シユラウドヘツドボルト８に充分な強度を持
たせることが困難であつた。

さらに、上部ガイドリング２１は最外周の気水
分離器７に取り付けられこれを支持しているが、
シユラウドヘツドボルト８を交換する際には、シ
ユラウドヘツドボルト８で最も幅のあるテイーバ
１１が上部ガイドリング２１に形成された係合孔
を通る必要がある。しかし、シユラウドヘツドボ
ルト８のテイーバ１１が上記係合孔をスムーズに
挿通されることは非常に困難であり、シユラウド
ヘツドボルト８の交換作業が困難で長時間要する
ものとなつていた。しかも、シユラウドヘツドボ
ルト８の設計に際しては気水分離器７との干渉も
充分に考慮しなければならず、シユラウドヘツド
ボルト８の設計は極めて厳しい設計上の制約を受
け、困難であつた。

〔発明の目的〕

本発明は上述した事情を考慮してなされたもの
で、シユラウドヘツドボルトを小型・軽量化して
も充分な強度を保つとともに、シユラウドヘツド
ボルトの着脱時に気水分離器７との干渉を未然に
かつ有効的に防止し、シユラウドヘツドボルトの
交換作業を容易に行ない得る炉内構造物の締結装
置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明に係る炉内構造物の締結装置は、シユラ
ウドの頂部を覆うシユラウドヘツドに設けられた
スタンドパイプ群の周囲に下部ガイドリングを設
置するとともに、上記スタンドパイプ群の各スタ
ンドパイプの頂部に設けられた気水分離器の周囲
に上部ガイドリングを設置し、前記上部および下
部ガイドリングに放射方向に延びて側方に開口す
る複数の係合ガイド溝をそれぞれ対向して設け、
上記係合ガイド溝にシユラウドヘツドボルトを側
方から着脱自在に設け、上記シユラウドヘツドボ
ルトはシユラウドヘツドをシユラウドに締結させ
る締結部分を下部に構成し、前記上部ガイドリン
グおよび下部ガイドリングの各係合ガイド溝に係
合するシユラウドヘツドボルトの上部をその下部
の締結部より細径構造としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係る炉内構造物の締結装置の一
実施例について添付図面を参照して説明する。

第１図は原子炉の炉内構造物の締結装置の一例
としてシユラウドヘツドボルト３０廻りの構成を
示しており、このシユラウドヘツドボルト３０は
シユラウドヘツド３１をシユラウド（上部格子板
でもよい。）３２に締結させる締結部を下部に構
成している。シユラウドヘツドボルト３０の締結
部は、太径・短尺のアウターパイプ３３を有し、
このアウターパイプ３３内にインナーロツド３４
が貫通して延びている。インナーロツド３４も太
径・短尺に形成される一方、インナーロツド３４
はアウターパイプ３３から下方に突出し、シユラ
ウドヘツド３１のシユラウドヘツドボルトラグ３
１ａおよびシユラウド３２のシユラウドヘツドボ
ルトラグ（ブラケツト）３２ａの各ラグ溝を貫い
て下端にテイーバ３５が溶接等により一体に固着
される。

一方、アウターパイプ３３の頂部には、チユー
ブ３７が載置される。チユーブ３７はアウターチ
ユーブ３３と同様太径のチユーブロア３７ａと、
このチユーブロア３７ａより細径のチユーブアツ
パ３７ｂとを一体に有する。チユーブロア３７ａ
はナツトとしての機能を有し、その内周には雌ね
じが刻設され、この雌ねじにインナーロツド３４
の上部３４ａがねじ結合される。このインナーロ
ツド３４の頂部にチユーブアツパ３７ｂ内に挿通
される細径のシヤフト３８が一体に固着される。
シヤフト３８はチユーブアツパ３７ｂ内を上方に
延びて突出し、その突出部に六角ナツト等の頂部
ナツト３９がねじ結合される一方、シヤフト３８
の頂部には直径方向に延びる矩形の指示突起４０
が設けられる。この突起４０はテイーバ３５の長
手方向と一致するように形成される。

また、チユーブ３７は頂部ナツト３９と一体に
接合されるとともに、スタンドパイプや気水分離
器（第４図参照）を保持する下部および上部ガイ
ドリング４１，４２を貫いて上方に延び、その上
部にナツトロツク４３がスライド自在に設けられ
る。ナツトロツク４３はスプリング４４により上
方にばね付勢され、頂部ナツト３９の角部に係合
し、頂部ナツト３９を廻り止めしている。ナツト
ロツク４３の昇降スライドはガイドピン４５によ
り案内される。

気水分離器を保持する上記ガイドリング４２に
は第２図に示すように、放射方向に延びる係合ガ
イド溝４７が外側から切欠かれており、この係合
ガイド溝４７にチユーブ３７のチユーブアツパ３
７ｂが側方から出し入れ自在に係合している。係
合ガイド溝は、その半径方向内方側の溝底部に膨
出した廻止め係合溝４８が形成され、この廻止め
係合溝４８にスリーブ４９が上下方向スライド可
能に係合し、スリーブ４９の廻り止めが行なわれ
るようになつている。スリーブ４９はシユラウド
ヘツドボルト３０のチユーブ３７に挿嵌され、シ
ユラウドヘツドボルト３０の据付時に、スリーブ
４９の下部が係合して廻り止めされる。これによ
り、シユラウドヘツドボルト３０の水平方向の支
持が行なわれ、スリーブ４９の回転が拘束され
る。

またスタンドパイプを保持する下部ガイドリン
グ４１にも第３図に示すように、放射方向に延び
る係合ガイド溝５０が設けられている。この係合
ガイド溝５０は半径方向内方の溝底部に形成され
た膨出係合溝５１を有し、この係合溝５１に筒状
スペーサ５２が係合するようになつている。スペ
ーサ５２はシユラウドヘツドボルト３０のチユー
ブアツパ３７ｂに一体に接合される。スペーサ５
２はシユラウドヘツドボルト３０の据付時に膨出
係合溝５１に係合し、シユラウドヘツドボルト３
０の水平方向の支持がなされ、横方向の抜出が防
止されるようになつている。シユラウドヘツドボ
ルト３０の上部は上部ガイドリング４２および下
部ガイドリング４１の各係合ガイド溝４７，５１
に係合可能に構成され、シユラウドヘツドボルト
３０の下部の締結部分より細径構造に形成され
る。

さらに、シユラウドヘツドボルト３０のアウタ
ーパイプ３３の下部にはシユラウドヘツドボルト
ラグ３１ａに設けられる円筒状のベース５３が一
体に接合されている。ベース５３はシユラウドヘ
ツドボルトラグ３１ａのラグ溝に昇降スライド自
在で廻り止めされるように嵌合される。ベース５
３の下部にはインナーロツド３４の回転位置を規
制する窓５４が設けられる。この窓５４にインナ
ーロツド３４から突出するピン５５が係合してお
り、この係合により締付、緩め状態時のテイーバ
３５の回転位置（方位）が制御される。

ここで、インナーロツド３４はシユラウド３２
およびシユラウドヘツド３１に較べ、熱膨脹率が
小さな材料で形成される。シユラウド３２やシユ
ラウドヘツド３１は通常ステンレス鋼で形成され
ているので、インナーロツド３４はステンレス鋼
より熱膨脹率の小さな材料、例えばインコネル
600の材料で形成される。また、インナーロツド
３４やアウターパイプ３３は従来より短尺化さ
れ、インナーロツド３４にねじ結合されるナツト
としてのチユーブロア３７ａが下部ガイドリング
４１の下方に位置するようにセツトされる。その
際、シユラウドヘツドボルト３０の熱膨脹差によ
る締付力は、アウターパイプ３３の一部あるいは
全部をインナーロツド３４と同等あるいは近似す
る材料とすることにより調節できる。

次に、シユラウドヘツドボルト３０の着脱作用
について説明する。

シユラウドヘツドボルト３０を締付けたり、緩
めたりする場合には、ナツトロツク４３をスプリ
ング４４のばね力に抗して押し下げ、頂部ナツト
３９とナツトロツク４３との嵌め合いを解除す
る。この状態で特殊レンチを回動操作する。図示
しない特殊レンチは頂部ナツト３９に係合するソ
ケツトとシヤフト頂部の突起４０と係合するソケ
ツトとを独立して回転自在に備える。特殊レンチ
を回動操作することにより、頂部ナツト３９が回
転し、頂部ナツト３９と一体のチユーブ３７が回
転せしめられる。このチユーブ３７の回転によ
り、チユーブロア３７ａにねじ結合されるインナ
ーロツド３４は昇降せしめられる。インナーロツ
ド３４はその上動により締付けられ、下動させる
ことにより緩められる。

そして、インナーロツド３４の下動により、シ
ユラウドヘツドボルト３０が緩められる。このと
き、矩形の突起に係合する特殊レンチのソケツト
により、テイーバ３５の回転位置（方位）の確認
および調整を行なうことができ、特殊レンチによ
り第１図に示す状態、すなわちベース窓５４の左
側にピン５５が係合する状態からピン５５がベー
ス窓５４の右側に係合する状態に、インナーロツ
ド３４を回動させることにより、テイーバ３５は
シユラウド３２のシユラウドヘツドボルトラグ３
２ａとの係止状態が解除される。

しかして、シユラウドヘツドボルト３０のチユ
ーブ３７のチユーブアツパ３７ｂおよびシヤフト
３８はシユラウドヘツドボルト３０による初期の
締付あるいは緩め作業時に、特殊レンチによる回
転力をナツトとしてのチユーブロア３７ａおよび
インナーロツド３４に伝達するだけであり、この
チユーブアツパ３７ｂやシヤフト３８で原子炉運
転時に生ずる内圧荷重や、地震時の転倒荷重、熱
膨脹差に起因する締付荷重の悪影響を受けないの
で、チユーブアツパ３７ｂおよびシヤフト３８は
小型・小径化が可能になる。この小径化により、
最外周の気水分離器との干渉をなくすことができ
る。

ところで、シユラウドヘツド３１にシユラウド
ヘツドボルト３１ａを取り付ける場合、初めにベ
ース５３およびスリーブ４９に形成した係合用突
起の方位を一致させ、スリーブ４９のフランジ４
９ａに特殊治具を係合させ、シユラウドヘツドボ
ルト３０全体を持ち上げて上部および下部ガイド
リング４１，４２の外側に位置させる。

このとき、シユラウドヘツドボルト３０のテイ
ーバ３５の長手方向が原子炉圧力容器の内周壁面
に垂直な方向、すなわち、シユラウドヘツドラグ
３２ａのラグ溝に整合されるようにセツトすると
ともに、シユラウドヘツドボルト３０をその据付
レベルより少し持ち上げた状態で、チユーブ３７
を第２図および第３図に締す係合ガイド溝４７，
５０に横方向に側方から挿入する。係合ガイド溝
４７，５０への挿入後、チユーブ３７が溝底部の
係合溝４８，５１に到達するように挿入させ、こ
の到達後にシユラウドヘツドボルト３０を少し下
降させ、ベース５３やスペーサ５１、スリーブ４
９をシユラウドヘツドボルトラグ３１ａのラグ溝
や上部および下部ガイドリング４１，４２の係合
溝４７，５０に係合させる。

その後、特殊レンチを回動操作し、初めにテイ
ーバ３５を90度回動させてシユラウド３２のシユ
ラウドヘツドボルトラグ３２ａの下端に係合させ
る。テイーバ３５の回動は、インナーロツド３４
から突出するピン５５が第１図に示すベース窓５
４当接位置まで回動させることで行なわれ、その
後、特殊レンチで頂部ナツト３９を回動させ、イ
ンナーロツド３４を持ち上げる。このインナーロ
ツド３４の持上げによりシユラウドヘツドボルト
３０の据付が完了する。

シユラウドヘツドボルト３０の損傷などによ
り、シユラウドヘツドボルト３０を取り外す場合
には、シユラウドヘツドボルト３０は据付手順と
は逆の操作をすればよい。このようにして、シユ
ラウドヘツドボルト３０の着脱操作を気水分離器
の側方から行なうことができる。

シユラウドヘツド３１をシユラウド３２に締付
けるシユラウドヘツドボルト３０はその締付力が
アウターパイプ３３およびテイーバ３５を備えた
インナーロツド３４、筒状ナツト（チユーブロ
ア）３７ａにより得られ、チユーブアツパ３７ｂ
やシヤフト３８を原子炉運転時に強度部材とする
必要がなく、チユーブアツパ３７ｂやシヤフト３
８の小径・小型化を図ることができる。このた
め、シユラウドヘツドボルト３０を最外周の気水
分離器に干渉することなく、着脱させることがで
きる。しかも、原子炉運転時に強度部材となる筒
状ナツト（チユーブロア）３７ａやアウターパイ
プ３３およびインナーロツド３４は下部ガイドリ
ング４１の下方に全て配設されるので、短尺化し
て太径とすることができ、シユラウドヘツドボル
ト３０に充分な強度をもたせることができる。

なお、本発明の一実施例では、シユラウドヘツ
ドボルトの下端テイーバをシユラウドのシユラウ
ドヘツドボルトラグに係合させた例について説明
したが、このシユラウドヘツドボルトラグに代え
て上部格子板に係合させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明に係る炉内構造物の
締結装置は、気水分離器およびスタンドパイプの
周囲に上部および下部ガイドリングをそれぞれ設
置するとともに、前記上部および下部ガイドリン
グに放射方向に延びて側方に開口する複数の係合
ガイド溝をそれぞれ対向して設け、上記係合ガイ
ド溝にシユラウドヘツドボルトを側方から着脱自
在に設けたので、シユラウドヘツドボルトを炉内
構造物に側方から簡単かつスムーズに取付・取外
すことができ、シユラウドヘツドボルトを側方か
ら着脱できることで、その交換作業が容易とな
る。

また、シユラウドヘツドボルトを側方から着脱
自在に設けたことに加えて、このシユラウドヘツ
ドボルトはシユラウドヘツドをシユラウドに締結
させる締結部分を下部に構成し、前記上部ガイド
リングおよび下部ガイドリングの各係合ガイド溝
に係合するシユラウドヘツドボルトの上部をその
下部の締結部分より細径構造としたので、ボルト
締付力が必要なシユラウドヘツドボルトの締結部
分を下部に形成するだけで、シユラウドヘツドボ
ルトボルト全体を強度部材とする必要はなく、シ
ユラウドヘツドボルトの強度部材を短尺化するこ
とができる。したがつて、シユラウドヘツドボル
トを小型・軽量化することができ、小型・軽量化
しても充分な強度を保つことができる。

また、シユラウドヘツドボルトの強度部材の短
尺化が図れることにより、シユラウドヘツドの下
部締付部以外の上部の小径化を図ることができ、
シユラウドヘツドボルトの着脱時に、気水分離器
との干渉を未然にかつ有効的に防止できる。この
ため、シユラウドヘツドボルトの交換作業を容易
にしかもスムーズに行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る炉内構造物の締結装置の
一実施例を示すもので、シユラウドヘツドボルト
廻りの構造を示す図、第２図は第１図の−線
に沿う平断面図、第３図は第１図の−線に沿
う断面図、第４図は沸騰水型原子炉の炉内構造物
を示す縦断面図、第５図および第６図は従来の炉
内構造物の締結装置をそれぞれ示す図である。 ３０……シユラウドヘツドボルト、３１……シ
ユラウドヘツド、３１ａ，３２ａ……シユラウド
ヘツドボルトラグ、３２……シユラウド、３３…
…アウターパイプ、３４……インナーロツド、３
４ａ……ねじ部、３５……テイーバ、３７……チ
ユーブ、３７ａ……チユーブロア（ナツト）、３
７ｂ……チユーブアツパ、３８……シヤフト、３
９……頂部ナツト、４０……指示突起、４１……
上部ガイドリング、４２……下部ガイドリング、
４３……ナツトロツク、４７，５０……係合ガイ
ド溝、４８，５１……係合溝、４９……スリー
ブ、５１……スペーサ、５３……ベース、５４…
…ベース窓、５５……ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シユラウドの頂部を覆うシユラウドヘツドに
   設けられたスタンドパイプ群の周囲に下部ガイド
   リングを設置するとともに、上記スタンドパイプ
   群の各スタンドパイプの頂部に設けられた気水分
   離器の周囲に上部ガイドリングを設置し、前記上
   部および下部ガイドリングに放射方向に延びて側
   方に開口する複数の係合ガイド溝をそれぞれ対向
   して設け、上記係合ガイド溝にシユラウドヘツド
   ボルトを側方から着脱自在に設け、上記シユラウ
   ドヘツドボルトはシユラウドヘツドをシユラウド
   に締結させる締結部分を下部に構成し、前記上部
   ガイドリングおよび下部ガイドリングの各係合ガ
   イド溝に係合するシユラウドヘツドボルトの上部
   をその下部の締結部分より細径構造としたことを
   特徴とする炉内構造物の締結装置。 ２ シユラウドヘツドボルトの締結部はアウター
   パイプとこのアウターパイプ内を貫通して延び下
   端にテイーバを備えたインナーロツドとを有し、
   インナーロツドの上部はアウターパイプ上に載置
   されたナツトとしてのチユーブロアにねじ結合さ
   れ、このねじ結合部は下部ガイドリングの下方に
   位置された特許請求の範囲第１項に記載の炉内構
   造物の締結装置。 ３ インナーロツドは頂部に軸方向に延びるシヤ
   フトが一体成形され、このシヤフト頂部にテイー
   バの長手方向と一致する指示突起が一体に設けら
   れた特許請求の範囲第２項に記載の炉内構造物の
   締結装置。 ４ アウターパイプに載置されるチユーブはナツ
   トとしての太径のチユーブロアと、このチユーブ
   ロアから上方に延びる細径のチユーブアツパとを
   一体に備え、チユーブアツパの頂部に頂部ナツト
   が一体に設けられるとともに、チユーブアツパに
   は上部および下部ガイドリングの係合ガイド溝に
   係合可能なスリーブおよびスペーサが設けられた
   特許請求の範囲第２項に記載の炉内構造物の締結
   装置。 ５ インナーロツドはシユラウドやシユラウドヘ
   ツドの、上部格子板より熱膨脹率の小さな材料で
   形成された特許請求の範囲第２項に記載の炉内構
   造物の締結装置。 ６ アウターパイプは少なくとも一部がインナー
   ロツドと熱膨脹率が同一あるいは近似する材料で
   形成された特許請求の範囲第２項に記載の炉内構
   造物の締結装置。