JPH06347581A - 貫通チューブを原子炉の構成要素のドーム形状の壁に密封式に固定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チューブ溶接の際に生ずる変形又は応力、実
質的にドーム形状の壁及び構成要素の製造コスト又は貫
通チューブの取替えコストを減らすことを目的とする。 【構成】 貫通チューブ（８）は、ドーム形状の壁
（２）の通し開口内に収縮ばめされる。壁（２）の凸面
から突出しているチューブの１端（８ａ）は密封式に閉
じられ、そして電子ガン（１９）を保持している壁（１
８）は、密封チャンバー（２４）を構成するように、ド
ーム形状の壁（２）上に密封式に取付けられ、固定され
る。低圧力が密封チャンバー（２４）内に作られ、電子
ガン（１９）の電子ビーム発射軸線（１９ａ）は、貫通
チューブ（８）とビーム形状の壁（２）の通し開口との
間の接合領域の母量の方に向けられる。接合領域は、貫
通チューブ（８）の軸線の周りに回転して電子ガン（１
９）を変位することにより電子ビームにより走査され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉の構成要素のド
ーム形状の壁に貫通チューブ、そして詳細には加圧水型
原子炉の容器の底部又はカバーに貫通チューブを密封式
に固定する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】加圧水型原子炉は、使用位置にあると
き、軸線を垂直にして置かれている全体的に円筒形状の
容器を具備し、そしてその上部部分の閉止カバーと、そ
の下部部分のドーム形状の底部とを具備している。特
に、容器の内側に配置された炉心の反応を制御する制御
群の延長部及び熱電対コラムの通過を可能にする垂直に
配置されたチューブの形のアダプタが容器のカバーを通
り延びており、それによって炉の運転中の原子炉の炉心
の異なる領域における温度を測定することが可能であ
る。アダプターは、容器のカバー上方に突出し、且つ非
常に高い高さである部分を具備し、その上部端は、制御
群の延長部の通過が可能であるアダプタの場合には、延
長部及び制御バーの変位を制御する機構を保持してい
る。容器底部貫通部材と呼ばれる複数の実質的に垂直な
チューブが容器のドーム形状の底部を通り延びている。
これ等の容器底部貫通部材は、ドーム形状の底部の下方
に突出し、且つ可撓性の測定導管に接続される端部を具
備し、それによって容器の底部を原子炉の建造物に配置
された計器室に接続することが可能である。

【０００３】測定導管及び対応する容器底部貫通部材の
各々は、長い長さの可撓性要素の端に固定した測定プロ
ーブを変位するシンブル (thimble)の通過及び測定装
置、例えば中性子束又は原子炉運転中の炉心内の温度を
測定する測定装置のための測定プローブの容器及び炉心
内部への導入を可能にする。容器のカバーの貫通アダプ
タ及び容器底部貫通部材は、通常、ニッケル合金で構成
されており、そして高強度の鋼で作られている容器のカ
バー又はドーム形状の底部に溶接によって固定される。
貫通チューブは、それがアダプタであれ、容器底部貫通
部材であれ、容器のカバー又はドーム形状の底部に穿孔
によって作られた円筒状通し開口内に係合される。一般
的に、通し開口は、周囲温度において貫通チューブの標
準直径よりも僅かに小さい直径を有し、そしてチューブ
は、それ等を低温、例えば液化窒素の温度にした後、取
付けられる。このようにしてチューブは、ドーム形状の
底部に収縮ばめによって把持される。ドーム形状の壁へ
の貫通チューブの密封固定は、ドーム凹面から突出して
いるか、又は同一平面にあるチューブ端の周りにドーム
形状の底部の凹面側に作られた溶接によって完成され
る。

【０００４】一般的に、溶接は、チューブのための通し
開口の周りのドームの凹面領域においてドーム形状の壁
に機械加工された環状斜面に充填金属をデポジットする
ことにより行なわれる。ニッケル合金チューブの場合に
は、環状溶接斜面の底部は、溶接前に、貫通チューブの
合金に類似のニッケル合金のバッタリングコーティング
でカバーされる。溶接斜面内にデポジットされた充填金
属自体は、貫通チューブのニッケル合金組成に類似し
た、又は非常に近い組成を有している。溶接は一般的に
アーク溶接法によって行なわれ、そしてその斜面に充填
金属を満たすため多くの連続パス (pass) を必要とす
る。多くの連続操作を必要とする原子炉容器のドーム形
状の壁の貫通チューブを取付け、溶接する方法は、従っ
て複雑であり、長時間を要し、且つ費用がかかる。溶接
が、斜面に比較的多量の液状金属のデポジットによって
作られるという事実により、凝固するときの金属の収縮
が、溶接領域にかなりの局部的変形及び高い残留応力領
域を生ずる。チューブの金属が、張力の作用により腐食
を受ければ、使用中に亀裂が現われる。従って、原子炉
のある期間運転後、貫通チューブは、特に貫通チューブ
とドーム形状の壁との間の溶接領域に、張力による腐食
によって生じた亀裂を示すことがある。

【０００５】従って、欠陥のある貫通チューブを修理又
は取替える必要がある。欠陥チューブを取替える場合
に、チューブを所定の位置に置いて、溶接する操作は、
たとえ充填金属のデポジットにより行なわれる溶接が取
替えられるチューブの溶接金属に機械加工された狭い小
さい容積の斜面の内側に行なわれるとしても、比較的長
い時間を要し、且つ費用がかかる。容器カバーの貫通ア
ダプタの場合には、亀裂を有するアダプタの場合、カバ
ー変換後の完全な安全性及び原子炉の再稼働を保証する
ため、カバー全体の取替えがもくろまれてきた。この場
合には、原子炉の運転休止時間を出来る限り減少するた
め速やかに利用できる新しい容器カバーを有している必
要がある。容器カバーが非常に高価な構成要素（部品）
であるという事実により、正確な利用のため、交換容器
カバーを注文で製造するのが好ましい。従って、容器カ
バーを製造するのにかかる時間を出来る限り減少するの
が望ましい。更に一般的には、製造コストを制限するた
め原子炉の容器の全体を製造するのにかかる時間を出来
る限り減少することもまた勿論必要である。

【０００６】製造時間を長びかす傾向を有している原子
炉容器を製造するのに必要な操作中に、容器のカバー及
び底部の貫通チューブの密封固定は、多数の貫通チュー
ブのため非常に重要である。従って、アダプタ及び容器
底部貫通部材を密封式に固定するのに必要な時間を出来
る限り減少するのが特に望ましい。原子炉の欠陥のある
アダプタ又は容器底部貫通部材の交換プロセス、これに
続く出来る限り早い安価なある期間の運転を利用可能に
することもまた望ましい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、チューブが少くとも実質的にドーム形状の壁の凸面
側に外部突出端部分を有するように実質的に円筒状の接
合領域に実質的にドーム形状の壁の通し開口に貫通チュ
ーブを係合し、収縮ばめし、そして接合領域に収縮ばめ
したチューブを溶接することによって、原子炉の構成要
素（部品）の実質的にドーム形状の壁の貫通チューブ、
詳細には、加圧水型原子炉の容器の底部又はカバーの貫
通チューブの密封固定のための方法を提供することであ
り、前記方法は、チューブ溶接の際に生ずる変形及び応
力、実質的にドーム形状の壁及び構成要素の製造コスト
又は貫通チューブの取替えコストをかなり減少する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的のため、この方
法は、貫通チューブの収縮ばめ後、実質的にドーム形状
の壁を通り延びている貫通チューブの外部突出端部分を
密封式に閉じること、実質的にドーム形状の壁と相補的
であり、且つ実質的にドーム形状の壁の凹状内面と共
に、電子ガンが電子ビームを発射できる密封チャンバー
を規定するように電子ガンを保持する壁を、構成要素の
１部分上に密封式に固定すること、密封チャンバーの内
側に低圧力を作ること、電子ガンの発射を接合領域の母
量の方に向けること、電子ビームにより接合領域を走査
させるため、貫通チューブの軸線の周りに電子ガンを回
転することを含む。更に本発明を説明するため、限定で
ない実施例により、添付図面を参照して、加圧水型原子
炉の容器のカバーの貫通アダプタの密封固定に使用され
る本発明による方法の実施態様を説明する。

【０００９】

【実施例】全体的参照番号１によって示された原子炉容
器が図１に示されている。この容器は、実質的に円筒状
形状であって、実質的に半球形のドーム形状の底部１ｂ
によってその下部端を閉じられている外部ケース１ａを
具備する。容器１のケース１ａの上部端は、実質的に半
球形のカバー２により閉じられており、そのカバー２
は、ケース１の上部部分の支持面上に静置されており、
且つクランピングスタッド３によりケース１に密封式に
固定されている。容器１は、並置して配置されたプリズ
ム形状の燃料組立体によって構成されている原子炉の炉
心４を囲んでいる。チューブの形の容器底部貫通部材５
が容器の底部１ｂを通り延びており、この貫通部材５は
ドーム形状底部１ｂから突出している下部端を有し、そ
の各々が計器ガイド導管６に接続されている。実質的に
ドーム形状の底部１ｂの上方且つ内側に、容器底部貫通
部材５の各々は、計器ガイドコラム７に係合されている
突出する上部端部分を含む。ガイド導管６、容器底部貫
通部材５及びコラム７は、原子炉の計器室と容器内に配
置された炉心４との間に測定プローブを囲んでいるシン
ブルの通過を可能にする。

【００１０】カバー２の上方に突出している上部端を有
しているチューブ状アダプター８は、カバー２を通り延
びており、このカバーの上に、炉心の反応を調整するク
ラスター（群）を制御する機構９が固定されるか、又は
炉心内側の温度を測定する熱電対コラムの支持体１０が
固定される。容器の内部に延びている下部端部分を含ん
でいるサーマルスリーブ１１が、機構９により垂直方向
に変位されている反応を調整するクラスターの制御棒の
通路を保証するアダプタ８の内側に配置されている。サ
ーマルスリーブ１１の延長上にあって、調整クラスター
を垂直方向に案内する要素と、熱電対コラムを案内する
要素とを含む原子炉の上部内部装置１２が、炉心４の上
方、容器１の内側に配置されている。出力1,３００ＭＷ
ｅを有している加圧水型原子炉の場合には、原子炉容器
のカバーは、そこを通り延びており、カバーの中央領域
に配分された７７のアダプタを有している。同様に、容
器底部は、そこを通り延びており、各々が測定導管に接
続された多数の貫通部材を有している。

【００１１】容器のカバーの貫通アダプタ及び容器底部
貫通部材は、通常、ニッケル合金から作られ、これに反
して、容器のカバー及び底部は、高強度低合金鋼から構
成されている。容器カバーの貫通アダプタ及び容器底部
貫通部材は、温度が約３１０℃、圧力が１５５バールで
ある運転中の原子炉容器内に含まれている水の存在に対
して完全に密閉している通路を保証するように、且つま
た、貫通チューブと、それに対応する実質的にドーム形
状の壁との間の接続が、運転中に原子炉容器内に支配し
ている圧力の作用の下でいかなる射出 (ejection）の危
険をも回避するのに十分強力であるように、カバー又は
実質的にドーム形状の底部を通り延びている開口内に密
封固定されている。図２は、本発明による密封式にアダ
プタ８を固定する方法ステップの際の図１に示したよう
な原子炉容器の閉止カバー２を示している。カバー２
は、カバーが原子炉容器を閉じている使用位置に対して
逆の位置に介在スタンド１４上に置かれている。カバー
２は、その外部凸面を下方に向けてスタンド１４上に置
かれており、この位置は、カバーのボール (bowl) 位置
と呼ばれる。

【００１２】スタンド１４は、カバーを製造する工場の
地上に静置している環状ベース１５と、軸線を垂直に配
置され、且つ環状ベース１５に対してその下部端により
固定された支持スリーブ１６とを具備する。カバー２
は、フランジを通り延びており、カバーを容器に固定す
るスタッド３の通過のための開口１３を有しているフラ
ンジの形の周辺外部部分を介して支持スリーブ１６の上
部端上に静置している。図２において、カバーは、密封
式にアダプタ８を固定し、カバー２にアダプタ８の内部
周辺部分を電子ビーム溶接することにある方法のステッ
プのときを示している。この電子ビーム溶接を行なうた
めに、全体的参照番号１８によって示されており、そし
て、４つの重なったプレート１７ａ、１７ｂ、１７ｃ及
び１７ｄと、重なったプレート組立体の外方上部部分を
構成している第１のプレート１７ｄに固定した電子ガン
１９とを具備している装置が使用される。溶接装置１８
の支持体を構成する第１のプレート１７ａは、カバー２
の周辺保持面２ａ上に静置しており、且つ各々が長い長
さのボルトとナットとを具備している固定組立体２０に
係合されるカバーに固定する開口１３に整合した通し開
口２１を含む。

【００１３】第１のプレート１７ａは、溶接装置１８の
プレート取付をより詳細に示している図４を参照して以
下に説明されているように、シーリング要素を中間に入
れて、カバー２の保持面２ａに対し密封式に固定され
る。開口２１の数は、カバーを固定する開口１３の数よ
りも少ない；実際に、組立体２０は単に、カバーの上部
端を密封式に閉じるのに役立ち、且つカバー内側の重圧
から生ずる大きな引張り応力を受けない。更に、図３で
明らかなように、容器カバーの保持面上にそれ自身を取
付けているプレート１７ａに対し、中心位置に配置され
ているプレート１７ｂは、それがカバーの内部上部開口
の全部分をカバーするような直径を有している。その結
果、すべての貫通アダプタ８はプレート１７ｂの下方に
垂直である。プレート１７ｃは、偏心位置にプレート１
７ｂ上に取付けられており、且つプレート１７ｂが固定
プレート１７ａに対しその垂直軸線の周りに回転される
とき、カバー２の内面上の貫通アダプタ８によって占め
られた全領域上を走査又は通過できような直径を有して
いる。第４のプレート１７ｄは、偏心位置にプレート１
７ｃ上に固定されており、且つプレート１７ｄの垂直軸
線に対して偏心位置にそれ自身固定されている電子ガン
１９を保持している。

【００１４】ノズル２２が固定されている開口が第２の
プレート１７ｂを通り延びており、このノズル２２は、
カバー２の内面によって規定されたチャンバー２４及び
溶接装置１８のプレートを、カバー２の内部チャンバー
２４内に低圧力又は減圧を生ずるのに使用されるポンプ
設備に連絡している。図４で明らかなように、第１のプ
レート１７ａは、シーリング要素２５を中間に入れて、
カバー２の周辺保持面２ａ上に置かれており、且つカバ
ー２の内部チャンバー２４の密封を保証するのに十分な
シーリング要素２５の締まりを可能にするボルト及びナ
ット組立体２０によって固定される。更に、第１のプレ
ート１７ａ内に機械加工された溝の内側を水平軸線の周
りに回転するローリング手段２６が取付けられている。
第２のプレート１７ｂは、第１のプレートの軸線２７ａ
と一致しているその垂直軸線２７ｂの周りに第１のプレ
ート１７ａ上を回転可能であるように、ローリング手段
２６上に静置している。ローリング手段２６は、従っ
て、プレート１７ｂを僅かにプレート１７ａ上方に上昇
可能である上部位置にある。シーリング要素２８は、固
定した第１のプレート１７ａと、その軸線２７ｂの周り
に第１のプレート上を回転するように取付けられた第２
のプレート１７ｂとの間に置かれている。

【００１５】プレートが上部位置にあるとき、シーリン
グ要素２８は、プレート１７ａと１７ｂとの間にシール
又は密封しつづける、そしてプレート１７ｂの遅い回転
に対して僅かな抵触に抗している。ローリング手段が低
位置にあるとき、それ等はプレート１７ａ内に引っ込ん
でおり、そしてプレート１７ｂは、シーリング要素２８
を介してプレート１７ａを押す。第２のプレート１７ｂ
は、その周辺面、その上部に、歯車又はリングの歯に類
似の平歯２９を構成するように機械加工されている。第
３のプレート１７ｃは、プレート１７ａと１７ｂとの間
に置かれたローリング手段２６及びシーリング要素２８
に類似のローリング手段３０及び環状シーリング要素３
１を介して第２のプレート１７ｂを押している。第２の
プレート１７ｂ上の第３のプレート１７ｃの回転軸線２
７ｃは、固定プレート１７ａに対する第２のプレート１
７ｂの回転軸線２７ｂに対し、所定の距離、オフセット
している。第３のプレート１７ｃは、その周辺面、上部
部分に、歯車又はリングの歯に類似の平歯３２を構成す
るように機械加工されている。

【００１６】第４のプレート１７ｄは、第３のプレート
１７ｃの上部面に機械加工された溝内に配置されたロー
リング手段３３を介して第３のプレート１７ｃを押して
いる。更に、滑りシーリング要素３４が、第３のプレー
ト１７ｃと第４のプレート１７ｄとの間に置かれてい
る。第３のプレート１７ｃ上の第４のプレート１７ｄの
回転軸線２７ｄは、第２のプレート１７ｂ上の第３のプ
レート１７ｃの回転軸線２７ｃから所定の距離フォセッ
トしている。第４のプレート１７ｄの周辺面の上部部分
は、歯車又はリングの歯に類似した平歯３６を構成する
ように機械加工されている。電子ガン１９は、軸線１９
ａを有し、それにそって電子ガン１９は、垂直方向に電
子ビームを発射する、この軸線は、アダプタ８の外面の
半径に実質的に等しい距離だけ、第４のプレートの回転
軸線２７ｄに対して偏心位置に置かれている。回転のと
き、それぞれプレート１７ｂ、１７ｃ及び１７ｄを駆動
するモータ速度減速ユニット３７ｂ、３７ｃ及び３７ｄ
は、それ等の出力軸が垂直であるようにそれぞれプレー
ト１７ａ、プレート１７ｂ及びプレート１７ｃ上に固定
されている。

【００１７】モータ速度減速ユニット３７ｂの出力軸
は、第２のプレート１７ｂの歯車２９に噛み合っている
小歯車３９を保持している。第２のモータ速度減速ユニ
ット３７の出力軸は、第３のプレート１７ｃの歯車３２
に噛み合っている駆動小歯車４０を保持している。第３
のモータ速度減速ユニット３７ｄの出力軸は、第４のプ
レート１７ｄの歯車３６に噛み合っている駆動小歯車４
１を保持している。モータ速度減速ユニット３７ｂ及び
３７ｃは、以下に説明するように、アダプタ８が配置さ
れているカバーの全領域を走査するように、回転プレー
ト１７ａ及び１７ｃを変位する制御手段を含む。本発明
による方法の主要なステップを構成している電子ビーム
溶接前に、種々のステップが、カバー上のアダプタ８を
それ等の溶接位置に取付けるため実施される。溶接前に
これ等のステップを説明するための図２及び５を参照す
る。成形及び機械加工後、カバー２は、その内面を、例
えば、アーク溶接トーチを使用することによる充填金属
の融解及びデポジットによって、数ミリメートルの厚さ
のステンレススチール層をコーティングされる。このス
テンレススチール４２の層又はバッタリング層は、金属
面上の形成層に類似している。

【００１８】それから２０mm程度の厚さを有しているニ
ッケル合金のバッタリング層によって構成された４３
（図５）のようなヒール（heels)がバッタリング層４２
上に配置される。他の実施例では、ヒール４３は、対応
する領域における層４２が中断しているとき、ベース金
属２上に直接デポジットしてもよい。ヒール４３は、図
５で明らかなように、貫通アダプタ８の各々の領域にお
けるバッタリング層４２上の不連続領域に配置されても
よい。ヒール４３はまた、貫通アダプタ９の全領域に連
続的に設け、デポジットされてもよい。それから、貫通
アダプタ８の合金に類似のニッケル合金によって構成さ
れたヒール４３によってカバーされたカバー２の内面領
域の各々に、アダプタ８の通過及び固定のための開口４
５を作るため、容器のカバーの正確な穿孔が行なわれ
る。通し開口４５の各々は、容器のカバー２内に置かれ
るべきアダプタの軸線に対応する完全に決まった位置に
置かれた垂直軸線４６を有している。開口４５の直径
は、周囲温度においてアダプタ８の標準外径よりも僅か
に小さい。

【００１９】それからアダプタ８は、カバー２の壁に係
合しようとする端部分を液体窒素の温度にすることによ
って、開口４５内に取付けられる。アダプタ８は、開口
４５内に挿入され、そして容器カバー及びバッタリング
層４２及び４３を通り延びている開口４５内にアダプタ
の内部端を収縮ばめするように周囲温度に加熱される。
アダプタ８は、円筒形状及び垂直軸線４６を有している
接合面上に開口４５内に収縮ばめによって組立てられ
る。すべての貫通アダプタが嵌合されるカバー２は、そ
れから図２に示した位置に介在スタンド１４上に置かれ
る。溶接装置１８は、ユニットとしてカバー２の保持面
２ａ上にもたらされ、そして第１の固定プレート１７ａ
が保持面２ａに完全にオーバーラップするように、この
面上に置かれる。溶接装置１８は、例えば、天井クレー
ンを使用して、第１の固定プレート１７ａ上に持上げ突
起を設けることによって所定の位置に置かれる。カバー
２の保持面２ａ上に溶接装置１８の位置づけ前に、シー
リング要素２５がカバー２の内部周辺上のくぼみ内に置
かれる。

【００２０】固定プレート１７ａは、プレート１７ａの
周辺部分を通り延びている開口が各々、カバーを固定す
るためのそれぞれの開口１３に完全に整合するような位
置に、保持面２ａに組立てられる。溶接装置１８は、固
定プレート１７ａ及びカバー２の整合開口内に係合した
ボルト及びナット組立体２０によりカバー２の保持面２
ａ上に密封式に固定される、プレート１７ａはシーリン
グ要素２５を中間に置いて保持面２ａに対して把持され
る。貫通アダプタ８の窒素による取付及び収縮ばめは、
アダプタがカバー２の凸面から垂直方に所定の距離にカ
バー２の外部凸面に隣接した外部端８ａを、カバーの凹
状内面に対してカバーの内方に僅かに突出する内部端部
分とを有するようにして達成される。アダプタ８の外部
端８ａはすべて、アダプタの軸線及びカバーの軸線に垂
直な同一平面に配置される。チャンバー２４の密封閉鎖
を完成するように密封閉鎖を与える８ｂ（図２）のよう
なプラグが、例えば制御機構を取付けるアダプタ８の外
部端８ａに係合される。

【００２１】カバー２の内部凹面から僅かに突出してい
るアダプタの内部端部分は、図５に示したように、ヒー
ル４３を構成しているニッケル合金のバッタリング層の
内面と同一平面にあるように機械加工される。低圧力又
は減少した圧力がチャンバー２４内に作られ、そしてチ
ャンバー２４は、プレート１７ｂを通り延びているノズ
ル２２に接続されたポンプ回路を経て、装置１８によっ
て密封式に閉じられる。容器カバーの通し開口４５内の
貫通アダプタ８の窒素による収縮ばめが、アダプタと容
器カバー開口との間の十分な密封接合を保証し、電子ビ
ーム溶接作業を実施するのに必要である低圧力をチャン
バー２４内に作ることができることに注目されたい。プ
レート１７ｂ、１７ｃ及び１７ｄは、電子ビームが軸線
１９ａに沿ってガン１９により放射される軸線１９ａ
が、第１のアダプタ８と容器カバーの対応する通し開口
４５との間の第１の円筒状接合領域の母量に沿って配置
されるように方向づけされる。プレート１７ｄの軸線２
７ｄがそれからアダプタ８及びその通し開口４５の軸線
の方に向けられる。

【００２２】回転プレート１７ｂ、１７ｃ及び１７ｄ
は、プレート１７ａ上のプレート１７ｂ、プレート１７
ｂ上のプレート１７ｃをそれ等のそれぞれの回転軸線２
７ｂ及び２７ｃの周りに必要な角度だけ回転することに
よって所定の位置に置かれる。この回転は、それぞれの
プレートの周辺上部部分に構成されている歯車に係合し
た対応する駆動モータ速度減速ユニット３７ｂ及び３７
ｃによって発生される。これ等のプレートは、ローラー
ベアリングによって回転可能に取付けられており、そし
てローラーベアリングは、各プレートを対応するシーリ
ング要素上に置いて、プレートの回転に従って電子ビー
ムの軸線１９ａを必要な位置にもって来るように、引っ
込んだ位置に配置されてもよい。従って、各々の回転プ
レート１７ｂ、１７ｃは、プレート１７ａ又は１７ｂに
よって保持されたそれぞれのシーリング要素２８、３１
を押す。シーリング要素を押しているプレートの重量
は、良好なシールを提供するのに十分なだけシーリング
要素を押しつぶす。従って、プレートは完全に不動であ
り、且つ低圧力が囲い２４の内側に生じたとき互に押し
合っている。

【００２３】上記のように、１７ｂ及び１７ｃのような
プレートが、それ等を回転するため持上げられたとき、
それ等のプレートが静置している２８及び３１のような
シーリング要素は、１７ａ又は１７ｂのような下部プレ
ートとのシールを保持し続けるので、囲い２４は、密封
を保持し、そしてプレートが回転しているときでも真空
を維持できる。電子ガンを回転シフトし、そして、発射
軸線１９ａの方に向けられており、且つプレート１７ｄ
の回転軸線２７ｄに整合した貫通アダプタ８及び開口４
５の軸線４６の周りにプレート１７ｄによって回転シフ
トされるように、第４のプレート１７ｄは、第３のプレ
ート１７ｃ上の滑りシーリング要素３４によって密封式
に回転可能に取付けられている。このようにして、円筒
状形状の薄い領域４９におけるアダプタ８の金属と、ヒ
ール４３の金属の融合が生ずる。電子ビーム４８の通過
後の溶融金属の領域４９の凝固が図６に示したような溶
接ビード５０を生じて、アダプタ８と、同じニッケル合
金であるヒール４３との間に密封接合部を作る。従って
溶接は、完全に相溶性の金属間で行なわれる。

【００２４】更に、溶融領域４９は非常に小さい容積を
有し、そして電子ビーム４８によって接合すべき部分に
もたらされた熱量もまた非常に少ない。従って、溶接ビ
ードの近くの部分の変形が非常に少なく、且つ従来技術
の方法に比べて貫通アダプタの残留引張り応力のかなり
の減少となる。更に、アダプタ８の軸線方向の溶接ビー
ド５０の高さは、アダプタの厚さよりも大きい又は等し
い値に容易にアレンジされる、この条件は、十分満足で
きる密封性及び機械的固定特性をもった溶接を得るのに
必要である。更に、得られた溶接は非常に高品質であ
り、且つ容易に点検できる。他の極めて重要な利点が本
発明によるプロセスから得られる。特に、アダプタを溶
接するのに必要な時間が、斜面内に充填金属をデポジッ
トするとき、従来技術の方法によりアダプタを溶接する
のに必要な時間に比べて著しく減少される。実際に、従
来技術の方法は、充填金属を斜面に充填するのに多くの
連続的パスを必要とする。溶接のときに接合すべき部分
に与える少ない熱量及び溶融領域の小さい容積によっ
て、アダプタの著しい変形及び溶接領域の近くにおける
アダプタ内面のかなりの応力発生を回避できることは明
らかであろう。このようにして、アダプタが原子炉の一
次流体に接触するとき、張力によるアダプタの腐食傾向
が防止される。

【００２５】最初のアダプタが溶接されたとき、プレー
ト１７ｂ及び１７ｃは、第２のアダプタの接合領域の母
量に電子ガン１９の発射軸線１９ａを整合するように回
転される。それからプレート１７ｂ及び１７ｃの回転が
停止され、そしてそれ等のプレート１７ｂ及び１７ｃ
は、新アダプタ８の接合領域の母量に電子ガンの発射軸
線の整合を可能にし、且つ新アダプタ８の軸線にプレー
ト１７ｄの軸線の整合を可能にするそれ等の新しい位置
において、それ等のシーリング要素を押すようにされ
る。新アダプタは前述のように溶接される。このように
して、プレート１７ｂ及び１７ｃの連続的変位によっ
て、それからプレート１７ｄの完全な１回転又は好まし
くは１回転よりも少し多い回転によって、カバーの貫通
アダプタのすべてを溶接することが可能である。プレー
ト、詳細にはプレート１７ｂ及び１７ｃの変位は、電子
ガンの発射軸線を、連続的アダプタの接合領域上に、連
続的に、且つ自動的に置くように制御することができ
る。このようにして、カバー２を通り延びているすべて
のアダプタ８は溶接される。

【００２６】プレート１７ａ、１７ｂ、１７ｃ及び１７
ｄの各々は、それぞれの通し開口４７ａ、４７ｂ、４７
ｃ及び４７ｄを有し、この開口は、４つのプレートの開
口が常に発射軸線１９ａに整合して、電子ガン１９から
アダプタの接合領域に開放している密封チャンバー２４
までの電子ビーム４８の通過を可能にするような寸法及
び配置を有している。図５で明らかなように、同一平面
位置へのアダプタ８の内部端の機械加工によって、アダ
プタ８と、アダプタ８が係合する開口４５との間の接合
領域の内部端への電子ビーム４８の直接接近が可能であ
る。その結果、溶接は、アダプタとカバーの通し開口と
の間の円筒状接合領域に沿って正確に行なわれる。電子
ガンとアダプタの各々の内部端との間の距離は、本質的
には、図２に示したように、軸線方向の断面において、
アダプタによって変化している。電子ガンと溶接すべき
領域との間の距離の変化は、プレート１７ｄ上の電子ガ
ンの垂直変位によって、あるいは、電子ビームの焦点合
せ条件の変化によって対応できる。この変化は一方で
は、各通し開口の溶接開始前に考慮に入れられており、
他方において、連続的溶接の際には、位置制御手段によ
って保証される。

【００２７】本発明による貫通チューブの固定方法は、
原子炉容器建造に必要な時間の大きな減少となる。更
に、本発明による方法によって固定した貫通チューブ
は、従来技術の方法の場合におけるよりも非常に低い応
力を受け、且つ引張り応力下における腐食の影響による
亀裂に対する非常に少い傾向を有している。本発明によ
る方法の範囲は、既述の実施例に限定される意図を有し
ていないと理解されなければならない。従ってこの方法
は、容器の実質的にドーム形状の底部の容器底部貫通部
に固定するのに使用される。この目的のために、電子ガ
ンのための少くとも１つの支持プレートを具備している
装置が使用される、そしてこの電子ガンは、ドーム形状
の底部の上方の容器内側に固定され、そして電子ガン支
持プレートが所定の位置に置かれた後、容器の内面を押
す膨脹可能な周辺のシーリング要素によってドーム形状
の底部の密封絶縁を提供する。膨脹可能なシーリング要
素が配置されている周辺に固定支持プレートを含んでい
る容器のカバーの貫通アダプタの溶接の場合に既述のよ
うな重なったプレート組立体が、容器底部貫通部材を溶
接するのに使用されることは明らかであろう。

【００２８】電子ビーム溶接前の操作は、カバーの貫通
アダプタの場合も、容器底部貫通部材の場合も実質的に
同じである。特に、容器底部貫通部材は、溶接装置のプ
レートと容器の実質的にドーム形状の底部との間の囲い
内に低圧力又は減圧を発生可能にするため、ドーム形状
の底部から下方に突出している容器底部貫通部材の下方
部分を密封式に閉じなければならない。複数の重なった
プレートを使用することによって、原子炉の容器底部貫
通部材の各々は、連続的に溶接される。本発明による方
法は、単一の貫通チューブが原子炉の容器のカバー又は
底部のような実質的にドーム形状の壁に固定される場合
にも同様に適用できることは明らかであろう。そのよう
な操作は、使用中に不良となった貫通アダプタ又は容器
底部貫通部材を取替えるのに必要である。原子炉容器の
カバー又は底部上に介在している間に単一の貫通チュー
ブを溶接する場合には、単に２つの重なったプレートに
よって構成された密封壁が使用される；従って、上部プ
レートは、電子ビームの走査を行なうため、下部プレー
ト上を回転される。

【００２９】貫通チューブの電子ビーム溶接装置は、既
述の装置と異なることもある、且つ溶接すべき領域に整
合した電子ガンを変位し、位置づけする異なる回転プレ
ート手段を含むこともある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、加圧水型原子炉の容器の概略的垂直平
面断面図である。

【図２】図２は、加圧水型原子炉の容器カバー及びカバ
ーの貫通アダプタの電子ビーム溶接を実施する装置の垂
直平面断面図である。

【図３】図３は、図２の矢印３の方向の頂部平面図であ
る。

【図４】図４は、容器カバー上の操作位置における、貫
通アダプタの溶接を行なう装置の断面図である。

【図５】図５は、容器カバーにこのアダプタの電子ビー
ム溶接中の貫通アダプタの内部端部分の拡大断面図であ
る。

【図６】図６は、アダプタの電子ビーム溶接領域の拡大
図である。

【符号の説明】

１ 原子炉容器 １ａ 外部ケース １ｂ ドーム形状の底部 ２ カバー ３ クランピングスタッド ４ 炉心 ５ 貫通部材 ６ 導管 ８ アダプタ １０ 支持棒

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チューブが実質的にドーム形状の壁の凸
   面の少くとも１方側に外部突出端部分を有するように、
   実質的にドーム形状の壁の通し開口内の実質的に円筒状
   の接合領域に通しチューブを係合して、収縮ばめし、そ
   して接合領域に収縮ばめしたチューブを溶接することに
   よって、原子炉の構成要素、詳細には、加圧水原子炉の
   容器の底部又はカバーの通しチューブの実質的にドーム
   形状の壁に、通しチューブを密封固定する方法におい
   て、 通しチューブの収縮ばめ後、 通しチューブの外部突出端部分を密封式に閉じること、 実質的にドーム形状の壁と相補的であり、且つ電子ガン
   を保持する壁を、実質的にドーム形状の壁の凹状内面と
   共に、電子ガンが電子ビームを発射できる密封チャンバ
   ーを規定するように、構成要素の１部分上に密封式に固
   定すること、 密封チャンバー内に低圧力を作ること、 通しチューブの接合領域の母量に沿って電子ガンの発射
   を向けること、 電子ビームによって接合領域を走査せしめ、通しチュー
   ブを溶接するように、電子ガンを通しチューブの軸線の
   周りに回転すること、とを含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 複数の通しチューブの各々のチューブを
   溶接する位置に連続的に電子ガンを置くことによって構
   成要素の実質的にドーム形状の壁の複数の通しチューブ
   の溶接を行なうことを含む請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 複数の通しチューブの各チューブの溶接
   を行なう前に、電子ビームの焦点距離を調整することを
   含む請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 加圧水原子炉の容器の底部又はカバーに
   よって構成された実質的にドーム形状の壁に少くとも１
   つの通しチューブを密封式に固定するために、底部又は
   カバーが高強度の低合金鋼で作られていて、そして通し
   チューブがニッケル合金で作られており、更に、通しチ
   ューブの係合及び収縮ばめ前に、ステンレススチールの
   バッタリング層で実質的にドーム形状の壁の凹状内面を
   少くとも部分的にカバーすること、通しチューブが固定
   されなければならない実質的にドーム形状の壁の少くと
   も１つの領域に、通しチューブの等級と類似の等級のニ
   ッケル合金層をデポジットすること、通しチューブの周
   囲温度において標準直径よりも僅かに小さい直径で、ス
   テンレススチール及びニッケル合金の実質的にドーム形
   状の壁及びカバリング層を穿孔すること、液体窒素の温
   度のとき、通しチューブを実質的にドーム形状の壁内に
   取付けること、そして通しチューブの収縮ばめ後、通し
   チューブ及びニッケル合金のカバリング層の溶接を行な
   うことを含む請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 実質的にドーム形状の壁のニッケル合金
   のカバリング層が、２０mm程度の厚さを有している請求
   項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 加圧水原子炉の容器のカバーの貫通アダ
   プタを固定するために、カバーの通し開口内のアダプタ
   の収縮ばめ及びアダプタとニッケル合金層の電子ビーム
   溶接が、カバーの内部凹面を上向に向けるように配置し
   て容器のカバー上で行なわれ、カバーが中間スタンド上
   に配置される請求項４又は５に記載の方法。
7. 【請求項７】 チューブが実質的にドーム形状の壁の内
   部凹面に対して内部突出端を有するように、チューブが
   実質的にドーム形状の壁を通り延びている通し開口内に
   収縮ばめされ、そして貫通チューブの電子ビーム溶接前
   に、貫通チューブの内部突出端がニッケル合金のカバリ
   ング層の面と同一平面に機械加工される請求項４、５又
   は６のいづれか１つの項に記載の方法。
8. 【請求項８】 密封チャンバーの相補的な壁が、少くと
   も２つの重なったプレートによって構成されており、そ
   れ等のプレートの間に少くとも１つの環状シーリング要
   素が間に置かれている請求項１〜７のいづれか１つの項
   に記載の方法。
9. 【請求項９】 原子炉構成要素の実質的にドーム形状の
   壁に、そして詳細には、加圧水原子炉の容器の底部又は
   カバーに、電子ビーム溶接により貫通チューブを密封固
   定する装置において、 少くとも２つの重なったプレートを具備し、その中の１
   つ、即ち固定プレートが、構成要素の１部を密封式に押
   すようになっており、そして他方のプレートが、シーリ
   ング要素を中間に置いて、固定プレート上に回転可能に
   取付けられていて、且つ電子ガンを直接又は間接的に支
   持しており、それ等のプレートが、電子ガンの発射方向
   に電子ビームの通過を保証するため、対向した関係に開
   口を具備していることを特徴とする装置。
10. 【請求項１０】 シーリング要素を中間に置いて固定プ
    レート上に回転可能に取付けられた第２のプレートと、
    環状シーリング要素を中間に置いて第２のプレート上に
    回転可能に取付けられた第３のプレートと、滑りシーリ
    ング要素を中間に置いて第３のプレート上に回転可能に
    取付けられた第４のプレートと、 第４のプレート上に固定された電子ガンとを具備し、 第２、第３及び第４のプレートの回転軸線が、互いに平
    行であり、且つ第２のプレート及び第３のプレートの回
    転軸線が実質的にドーム形状の壁のどの貫通チューブの
    溶接領域上に、電子ガンの発射方向の整合を可能にする
    ような相対的配置及び寸法を有しているプレートの偏心
    取付を保証するように分離しており、第４のプレートの
    回転軸線に平行な電子ガンの発射軸線が、貫通チューブ
    の外側半径に実質的に等しい距離だけ第４のプレートの
    回転軸線から間隔をへだてられている請求項９に記載の
    装置。
11. 【請求項１１】 第２、第３及び第４のプレートが、そ
    れぞれのプレートを回転駆動するモータ速度減速ユニッ
    トの出力軸に接続されたそれぞれの駆動小歯車に噛み合
    う歯車を構成している周辺部分を具備している請求項１
    ０に記載の装置。
12. 【請求項１２】 重なったプレートが、ローラーのよう
    なローリング手段によって互いに連続して重なって回転
    可能に取り付けられている請求項１０又は１１に記載の
    装置。