JPH0758112B2 - 多数ノズルを有する圧力容器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は多数ノズルを有する圧力容器の製造方法に関
し、特に製作工数の低減を企図したものである。

＜従来の技術＞ 多数ノズルを有する圧力容器、例えば電子力プラント、
火力プラント等のウォータドラム、蒸気ドラム等におけ
るノズル部の形成方法は、まず当該圧力容器にノズル位
置を罫書き、開先加工を施したノズルを一個毎に溶接に
て取り付け、その後機械加工により所定の寸法精度を出
している。なお炭素鋼の場合には焼鈍をした後に機械加
工を行う。

溶接によってノズルを取り付ける成形方法では、ノズル
取付溶接に伴う容器の歪（変形）が避けられないため、
容器胴全面に多数個のノズルが取り付く場合、製作が非
常に困難になる。

また材質がステンレス鋼の場合溶接に伴う応力腐蝕割れ
に対する対策が必要になり、結果として応力腐蝕割れの
起きにくいステンレス鋼を採用せざるを得ず、コスト高
になり、更には溶接時の入熱管理等の工数増に伴うコス
ト高につながることになる。

一方、原子力プラントの場合には、規定によりノズル取
付溶接部は全数供用期間中検査（以下ISIと記す）が義
務付けられている。この場合のISIとしては主として超
音波探傷検査（以下UTと記す）が体積検査として要求さ
れている。従って製造時のノズル取付溶接性の面から要
求されるノズル間の取付ピッチ、溶接時の歪防止の面か
ら制限されるノズル間ピッチ、更には原子力プラントの
場合ISIとしてノズル取付溶接部に対する実施上要求さ
れるノズル間ピッチにより容器サイズを制約することに
なる。この場合、ノズルの数が多ければ多い程その影響
は顕著に現われてくる。即ち、ノズルの数が多い場合、
外側に取り付けられているノズルに比べ内側に取り付け
られているノズルは、検査機器の接近が物理的に困難で
あるため、検査性が極端に悪くなり、容器サイズに制約
を受けることになる。

以上の事から従来の工法で多数ノズルを有する容器を製
造する場合、容器サイズの合理化の観点からかなりの制
約を受けざるを得ない。

これらの改善工法としてノズル用突条を有するリング状
鋳造材又は厚肉リング鍛造材から機械加工によってノズ
ルを削り出し所定寸法に仕上げる工法が提案されてい
る。ノズルを削り出す工法によれば、容器とノズルが一
体化しノズル取付溶接部が無くなってノズル取付溶接部
のISIが不要となる。

＜発明が解決しようとする問題点＞ リング状鋳造材又は厚肉リング鍛造材から機械加工によ
ってノズルを削り出し所定寸法に仕上げる場合、次に挙
げる問題があった。

対象ノズルが大きく、同一円周上にあるノズルを対
象としたもので、容器全体の構成はリング状のものを溶
接により組立てるため、容器としては溶接に伴う歪（変
形）が避けられないものであった。

同一リング上のノズルを形成する場合、このノズル
部を鍛造により厚肉にした上で削り出すため、隣接する
ノズル間は円弧状であり、多数ノズルを有する容器には
適用できない。

多数の小口径ノズルが円周方向及び軸方向に設けら
れている場合には、全く異なった概念の手法を適用しな
い限り対応できない。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、圧力容器の
コンパクト化、信頼性向上、ISI性の向上に加えて製作
工数の面からコスト低減を図ることができる多数ノズル
を有する圧力容器の製造方法を提供することを目的とす
る。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するための本発明方法は、外周面に多数
のノズルが一体的に形成される円筒状の圧力容器を製造
する方法であって、圧力容器の軸方向のノズル形成部に
おけるノズル形成部分の外周を平面に形成する工程と、
該ノズル形成部の軸方向に隣接する箇所を円周方向に機
械加工して除去すると共に、前記ノズル形成部分の周方
向に隣接する箇所を軸方向に機械加工して除去する工程
と、前記ノズル形成部分に円錐状のノズルを加工する工
程と、からなることを特徴とする。

＜実 施 例＞ 第１図には本発明方法により製造されたウォータドラム
の側面を示してある。圧力容器であるウォータドラム１
の胴部２には多数のノズル３が形成されている。ウォー
タドラム１を製作する場合第一の方法は、厚肉リング鍛
造材から円周方向の機械加工が可能なノズル間の軸方向
は円筒状に機械加工を施し、機械加工が困難なノズル間
の周方向は多角形に機械加工を施し、第二の方法は、厚
肉リング鍛造材から多角仕上げの形状をウォータドラム
１の軸方向に亘り全て多角に仕上げるものである。

ウォータドラム１の胴部２は厚肉円筒とみなすことがで
きる。ここで、円周方向及び軸方向を次のように定義す
る。円筒を立てた状態で平面に展開すると、円周方向が
横方向になり、軸方向が縦方向になる。

平面状に展開し厚板材を横方向（円周方向）及び縦方向
に（軸方向）にある深さで縞状に削り込むと、外表面に
相当する面に等間隔のサイの目状の突起（後述するノズ
ル形成部分）ができる。この突起を横中ぐり盤等で円筒
状のノズル３に切削することにより、多数のノズル３を
形成することができる。軸方向を円弧状に仕上げるのは
非常に困難なため、平面のまま残して多角形の容器とす
る。

次に第２図乃至第５図に基づいて、本発明方法を具体的
に説明する。第２図には第１図中矢印Ａ部の拡大状態、
第３図には第２図中のIII−III線断面、第４図には第２
図中のIV−IV線断面、第５図には工程状態を示してあ
る。

まず第５図によって加工状況を説明する。第５図（ａ）
に示す胴部２の素材11に対し、円周方向に等間隔で切り
込みを入れて（ターニング）第５図（ｂ）に示すように
ノズル形成部４を形成する。ノズル形成部４にはノズル
形成部分が平面に形成されている。次にノズル形成部４
に軸方向に等ピッチで切り込みを入れて（ミーリング）
第５図（ｃ）に示すように素材11の表面にサイの目状の
突起12を多数形成する。突起12に対し、横中ぐり盤等で
内外径を切削してノズル３を整形する。

このようにして形成されたウォータドラム１の胴部２が
第２図乃至第４図で示したものとなる。即ち、ウォータ
ドラム１の胴部２が軸方向におけるノズル形成部４に隣
接する隣接箇所５の周方向を、ターニングにより円筒状
に機械加工を施して除去し（第４図参照）、その後ノズ
ル形成部４の周方向をミーリングにより多角形状に機械
加工を施し、横中ぐり盤等で突起12の内外径を切削して
ノズル３を整形する。従って、ノズル３と胴部２は二次
元形状のため容易に且つ安価に加工することができる。

また、第二の方法として、例えばミーリングで圧力容器
の本体外表面を多角形に切削し、多数の角錐状突起を整
形し、その後横中ぐり盤で角錐状突起の内外径を切削し
てノズルを整形する。この場合、外表面切削は多角形に
加工できるものであればプレーナ等を用いることが可能
である。

尚、切削加工に使用する工作機械はターニング、ミーニ
ングに限定されず、円周切削、軸方向切削が可能であれ
ば他の工作機械を用いることが可能である。

＜発明の効果＞ 本発明方法により圧力容器を製造した場合、ノズルと圧
力容器本体が二次元形状で取合っているため、機械加工
が可能になって角錐状の突起よりノズルを整形する場合
の加工が容易となる。このため、溶接によるノズルの取
付けが不要になって大幅な工数低減が期待できる。その
結果、圧力容器の製造が、製作工数の面からコスト低減
を図ることが可能となる。また、容器ノズルと配管との
溶接部のISIを想定した場合、基準となるフラットな面
が圧力容器の軸方向に沿って一様に確保されることから
ISIツールの取付、移動、位置決め等が全て二次元的に
対応でき、容器ノズルと配管との溶接部のISIの実現の
可能性が大いに期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により製造されたウォータドラムの
側面図、第２図は第１図中矢印Ａ部の拡大図、第３図は
第２図中のIII−III線断面図、第４図は第２図中のIV−
IV線断面図、第５図は本発明方法の工程説明図である。 図面中、 １はウォータドラム、 ２は胴部、 ３はノズル、 ４はノズル形成部、 ５は隣接箇所である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周面に多数のノズルが一体的に形成され
   る円筒状の圧力容器を製造する方法であって、 圧力容器の軸方向のノズル形成部におけるノズル形成部
   分の外周を平面に形成する工程と、 該ノズル形成部の軸方向に隣接する箇所を円周方向に機
   械加工して除去すると共に、前記ノズル形成部分の周方
   向に隣接する箇所を軸方向に機械加工して除去する工程
   と、 前記ノズル形成部分に円錐状のノズルを加工する工程
   と、 からなることを特徴とする多数ノズルを有する圧力容器
   の製造方法。