JPH08146181A - 原子炉圧力容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラケットの下鏡への取り付けに際しては溶
接部のない原子炉圧力容器を提供する。 【構成】 インターナルポンプ２の落下防止のために設
ける支持金具のブラケット７を下鏡３へ溶接で取り付け
る代わりに、下鏡３の下部外面にリング状に配設したラ
グ８を下鏡３と一体鍛造成形・加工により削り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インターナルポンプを
有する原子炉圧力容器に係り、特にインターナルポンプ
の安全性を向上するに好適な原子炉圧力容器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】原子炉においては、循環する水は減速材
と冷却材の役目を果たすものである。水を加熱すると沸
騰するが、軽水炉には原子炉で蒸気を発生させて直接タ
ービンを駆動するものと、原子炉で沸騰させないように
加圧し、高温、高湿、高圧の水を取り出し、熱交換器で
蒸気を発生させタービンを駆動するものとがある。前者
は沸騰水形炉（ＢＷＲと省略する）であり、後者は加圧
水形炉（ＰＷＲと省略する）である。

【０００３】原子炉内では分裂により生じるエネルギは
減速材と冷却材とを兼ねる軽水を加熱し、その約１０％
は蒸気とし、気水分離器で分離した後、蒸気は蒸気乾燥
器を経て圧力容器により送出され、タービンを駆動した
後、水路を経てまた給水として原子炉に戻ってくる。飽
和水の方は給水と混合した後、再循環ポンプにより強制
循環される。ＢＷＲの運転圧力は通常７０Ｋｇ／ｃｍ³
程度、蒸気温度は２８６℃程度である。

【０００４】このようなＢＷＲで、もし再循環ポンプが
故障する時は、炉心は冷却されず原子炉内の核分裂はさ
らに進行し、原子炉としての重大事故に繋がることもあ
る。このような事故が絶対発生しないようにするため、
最近開発されたのが、複数のインターナルポンプを原子
炉底部で、かつ原子炉の軸心と共軸にする同心円の周上
に位置させたものであり、これにより如何なる場合でも
冷却水の循環が停止することがなく、炉の安全が確保さ
れるようにしている。

【０００５】図１０および図１１にインターナルポンプ
を有する沸騰水型原子炉の概要を示す。

【０００６】インターナルポンプを有する沸騰水型原子
炉では、図１０に示すように、原子炉圧力容器（以下、
ＲＰＶと称する）１の下鏡３の下部外側にインターナル
ポンプ２を設置している。

【０００７】このインターナルポンプ２は、炉心の冷却
水を図１１の矢印Ｃで示すように循環させる機能を持
ち、プラント運転上重要な機器である。

【０００８】図１２はインターナルポンプを下鏡に取り
付けた状態を示す拡大図である。

【０００９】図１２に示すように、インターナルポンプ
２は、主としてインペラ１０、ポンプシャフト部１３お
よびモータ部１４で構成され、下鏡３から下側へ突き出
したインターナルポンプ２を覆うためのインターナルポ
ンプケーシング６および下鏡３内へ吐出した部分にイン
ターナルポンプノズル１２がある。インターナルポンプ
ケーシング６と下鏡３のインターナルポンプノズル１２
は熱変形を考慮し、フレキシブルな構造を採用してい
る。

【００１０】このため、インターナルポンプケーシング
６と下鏡３のインターナルポンプノズル１２との間に
は、図１３（図１２のＦ部詳細図）に示すように、隙間
１８があり、地震等によりインターナルポンプ２に外力
が加わった場合、インターナルポンプ２の振動等により
付け根部近傍である下鏡３のインターナルポンプノズル
１２とインターナルポンプケーシング６の溶接部ｅに過
大な応力が発生し損傷の恐れがあるために、図１３に示
すように、インターナルポンプケーシング６側に耐震パ
ッド１５を設けて、インターナルポンプ２の振動を抑え
て溶接部ｅに過大な応力が発生しないよう配慮されてい
る。

【００１１】しかし、これらの耐震パッド１５などの安
全上の配慮にも関わらず、万一溶接部ｅが破損した場
合、インターナルポンプ２の自重および内圧によりイン
ターナルポンプ２が一気に落下し他の構造物を破壊し、
また、ＲＰＶ１の炉内の冷却水が一気にかつ大量に漏洩
することが考えられる。

【００１２】このため、インターナルポンプ２の落下を
阻止し、ＲＰＶ１の炉内の冷却水が破断した溶接部ｅか
ら一気にかつ大量に漏洩しないようにするために、イン
ターナルポンプケーシング６の外側には支持金具が設置
されている。

【００１３】図１４、図１５（図１４のＤ部詳細図）、
図１６（図１４のＤ部一部断面詳細図）、および図１７
（図１６のＥ視図）に支持金具の取り付け状態を示す。

【００１４】支持金具は、図１６に示すように、下鏡３
に溶接部ｈにより取り付けられたブラケット７、サポー
ト９等からなる。これら支持金具は、図１７に示すよう
に、インターナルポンプ２の１台に対しインターナルポ
ンプケーシング６を挟んで両側からブラケット７、サポ
ート９により支持されている。

【００１５】なお、図１６において、ブラケット７、サ
ポート９は、インターナルポンプ２が万一落下した場
合、落下を防止するために設けたものであり、インター
ナルポンプケーシング６自体は図１６に示すように、溶
接部ｅで下鏡３に支持されており、ブラケット７とサポ
ート９によりインターナルポンプケーシング６を常時支
えているものではない。

【００１６】それは、原子炉の運転中においてインター
ナルポンプケーシング６は下鏡３と溶接部ｅにより直接
繋がっており、ＲＰＶ１の運転温度がインターナルポン
プケーシング６に直接伝わるため、熱による伸びが支持
金具よりも大きく、サポート９はブラケット７を介して
ＲＰＶ１に繋がっており、ＲＰＶ１の運転温度の影響が
少なく、熱による伸びがインターナルポンプケーシング
６側よりも小さいからである。

【００１７】このため、インターナルポンプケーシング
６をブラケット７、サポート９で直接支持すると、イン
ターナルポンプケーシング６の伸びとサポート９の伸び
では伸び差があるために、インターナルポンプケーシン
グ６の伸びをブラケット７、サポート９で支えてしま
い、インターナルポンプケーシング６に圧縮力が掛か
る。

【００１８】インターナルポンプケーシング６は熱によ
る伸びを考慮した設計がなされており、ブラケット７、
サポート９でインターナルポンプケーシング６の伸びを
支えて制限すると、インターナルポンプケーシング６内
部のインターナルポンプ２の性能に影響を及ぼす。

【００１９】このようなことから、支持金具のうちサポ
ート９は、ブラケット７に吊り下げてインターナルポン
プケーシング６との取合部にガタを設けるか、またはサ
ポート９をインターナルポンプケーシング６で支えてブ
ラケット７との取合部にガタを設けて、これらの熱によ
る伸び差を吸収できるよう設計されている。

【００２０】以上のように、ブラケット７、サポート９
からなる支持金具はインターナルポンプケーシング６を
常時支えているものではなく、インターナルポンプケー
シング６の溶接部ｅが万一破断した場合の落下防止とし
て、原子炉設備の安全装置として設けられているもので
ある。

【００２１】この支持金具のうちブラケット７は、図１
６、図１８に示すように、下鏡３に溶接部ｈで取り付け
られるが、ブラケット７近傍には、図１８に示すよう
に、下鏡３を構成する下鏡ペダル４と下鏡ドーム５との
溶接部ｇがあり、この溶接部ｇの共用期間中検査（以
下、ＩＳＩと称する）において、下鏡３の外面から超音
波探傷試験を実施する必要があるため、溶接部ｇを挟ん
で両側の下鏡３の領域を探傷装置のセンサを接触する必
要のあるＩＳＩ必要スペースｆとして障害物のないスペ
ースにする必要があり、このＩＳＩ必要スペースｆを確
保するために、ブラケット７をわざわざＬ型形状にする
のである。

【００２２】このＬ型形状のブラケット７により、モー
メント荷重を受ける構造になるため、強度上の要求から
ブラケット７と下鏡３との溶接部ｈの溶接面積を大きく
取る必要があり、このためにブラケット７の板厚は１０
０ｍｍを越える厚さになる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の支持金具は
図１６、図１７および図１８に示すように、ブラケット
７はＬ型形状でモーメントを受ける構造となり、大型で
１００ｍｍを越える厚さのブラケット７を下鏡３に溶接
部ｈで溶接する必要があり、下鏡３への溶接部ｈでの取
り付け位置は、インターナルポンプ２を挟んで両脇に平
行にブラケット７を設けるため、下鏡３の球面の３次元
の複雑な形状部となり、溶接開先合わせが難しい。

【００２４】また、サポート９との取り合わせ位置の穴
ｋはインターナルポンプノズル１２の中心位置ｉに対し
て平行度や位置度といった取り付け公差が要求されるた
め、さらにブラケット７を下鏡３へ取り付ける溶接（溶
接部ｈ）が難しいものとなる。

【００２５】これらはプラント出力１３５万ＫＷクラス
の発電所においては、ＲＰＶ１に約２０個所のブラケッ
ト７を溶接部ｈで取り付ける必要があった。

【００２６】本発明の目的は、ブラケットの下鏡への取
り付けに際しては溶接部のない原子炉圧力容器を提供す
ることにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、インターナ
ルポンプの落下防止のために設ける支持金具のブラケッ
トを下鏡へ溶接で取り付ける代わりに、下鏡の下部外面
にリング状に配設したラグを下鏡と一体鍛造成形・加工
により削り出すことにより達成される。

【００２８】

【作用】予め下鏡には、下鏡の下部外面にリング状に配
設したラグが取り付けられているため、ブラケットを下
鏡に溶接により取り付ける必要がない。インターナルポ
ンプ中心位置までの設定は当該ラグにブラケットをボル
トにより取り付けるため、位置決めが容易にできる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００３０】図１は本発明の第１の実施例に係る原子炉
圧力容器のインターナルポンプ支持金具を示す側面図、
図２は図１のＡ視図である正面図、図３はインターナル
ポンプ支持金具の斜視図、図４はインターナルポンプ支
持金具の拡大詳細斜視図、図５は下鏡ペタルの鍛造成形
から下鏡ペタルとラグを削り出し加工する様子を説明す
る図である。

【００３１】図１から図５において、符号１から７，９
は従来のものと同一のものを示す。８は削り出し加工に
より一体構造に形成されたラグ、１６はボルト、ｍは隙
間、１７はラグ８の底面である。

【００３２】このような構造において、実施例を説明す
る以前に図５を用いてラグ８を削り出し加工する様子に
ついて説明する。

【００３３】図５に示すように、下鏡３の下鏡ペタル４
は鋼塊から鍛造され、素材の体積検査が完了した中間時
点の鍛造形状ａから、図５の２点鎖線で示すように製品
形状の下鏡ペタル４に切削加工される。この加工時に従
来は削り捨てられていた削り捨て部ｄから一体構造のラ
グ８を削り出し加工により製作する。

【００３４】そして、一体構造のラグ８に図１、図２に
示すように、ブラケット７をボルト１６により取り付
け、ブラケット７の他端にはサポート９を吊り下げて支
持金具を構成する。ラグ８とブラケット７はボルト１６
によるピン構造で連結されるため、ブラケット７のＬ型
構造による自重およびサポート９により下方に力が加わ
った時にはボルト１６を支点に回動することになるが、
ラグ８とブラケット７の隙間ｍを極力小さくすることに
よって、ラグ８の底面１７がブラケット７のストッパの
役目をしてブラケット７の廻り止めを防止することがで
きる。

【００３５】また、図１５の削り捨て部ｄからラグ８を
削り出し加工により一体構造にするので、削り捨て部ｄ
の廃物利用にもなる。

【００３６】ラグ８を下鏡３と一体鍛造成形加工により
設けることができるために、ブラケット７の取り付け時
において、従来技術の支持金具と比べて下鏡３とブラケ
ット７の溶接部ｈが不要となり、溶接後の溶接検査も不
要になる。

【００３７】また、ブラケット７を単独で製作すること
ができ、インターナルポンプノズル中心位置ｉとブラケ
ット７の穴ｋとの位置合わせは、ブラケット７がラグ８
にボルト１６により取り付けるられているために容易に
行うことができ、調整も容易となる。

【００３８】そして、工場内でブラケット７を溶接する
溶接作業がなくなり、重量物であるＲＰＶ１の工場内で
のハンドリングも少なくなり、原子炉圧力容器製作工程
の短縮化を図ることができる。

【００３９】図６および図７に本発明の第２の実施例を
示す。

【００４０】図６および図７に示すものは、図１のラグ
８がインターナルポンプ２の両脇に設置しているのに対
し（図３参照）、インターナルポンプ２の略中心にラグ
８を１個にしたもので、ブラケット７を二股形状として
インターナルポンプ２の両脇でサポート９と接続したも
のである。

【００４１】この実施例によれば、第１の実施例と同一
の効果が得られると共に、ラグ８の個数が半減するの
で、削り出し加工のための手間も少なくて済む。

【００４２】図８、図９に本発明の第３の実施例を示
す。

【００４３】図８、図９に示す第３の実施例は、第１の
実施例のラグ８とブラケット７を取り付けるボルト１
６，１６を複数個取り付けたもので、ボルト１６，１６
を設けたのは、ブラケット７のＬ型構造による自重およ
びサポート９によりブラケット７に下方への力が加わっ
た時に一方にボルト１６を中心にブラケット７が回転す
ることを防止するためである。

【００４４】本実施例によれば、第１の実施例と同じよ
うに下鏡３と一体鍛造成形加工によりラグ８を予め下鏡
３に設けるため、インターナルポンプ２の落下防止用支
持金具のブラケット７を下鏡３へ取り付けるための溶接
が不要となり、溶接後の溶接検査が不要になる。また、
溶接部がないことから健全性が高まる。

【００４５】そして、ブラケット７を単独で製作するこ
とができ、インターナルポンプ中心位置ｉとの位置合わ
せにおいてはブラケット７をボルト取り付けによるピン
構造とすることにより、容易に調整することができる。

【００４６】さらに、工場内でブラケット７を溶接する
工程がなく、重量物である原子炉圧力容器の工場内ハン
ドリングも少なくなり、原子炉圧力容器における製作工
程の短縮化を図ることができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、下鏡とラグは一体構造
であるために、溶接後の溶接検査が不要となり、溶接部
がないことから健全性を高めることができる。そしてブ
ラケットを単独で製作することができ、サポートの調整
を容易にすることができる。

【００４８】また、下鏡の鍛造成形加工時において削り
取り廃棄される部分を成形加工時に残し、インターナル
ポンプ支持金具とするため、廃棄部分の有効利用を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る原子炉圧力容器の
インターナルポンプ支持金具を示す側面図である。

【図２】図１に示すインターナルポンプ支持金具の正面
図である。

【図３】インターナルポンプ支持金具を示す斜視図であ
る。

【図４】インターナルポンプ支持金具を示す拡大詳細斜
視図である。

【図５】下鏡ペタルの鍛造形状から下鏡ペタルとラグを
削り出し加工する様子を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例に係る原子炉圧力容器の
インターナルポンプ支持金具の要部を示す側面図であ
る。

【図７】図６に示すインターナルポンプ支持金具の正面
図である。

【図８】本発明の第３の実施例に係る原子炉圧力容器の
インターナルポンプ支持金具を示す側面図である。

【図９】図８に示すインターナルポンプ支持金具の正面
図である。

【図１０】インターナルポンプを有する原子炉圧力容器
の全体構造を示す斜視図である。

【図１１】インターナルポンプを有する原子炉圧力容器
の炉内冷却水の循環を示す断面図である。

【図１２】インターナルポンプの構造を示す断面図であ
る。

【図１３】インターナルポンプケーシングの耐震パッド
部を示す断面図である。

【図１４】インターナルポンプを有する原子炉圧力容器
全体の断面図である。

【図１５】原子炉圧力容器の下鏡廻りの断面図である。

【図１６】従来技術による原子炉圧力容器のインターナ
ルポンプ支持金具を示す側面図である。

【図１７】従来技術による原子炉圧力容器のインターナ
ルポンプ支持金具を示す正面図である。

【図１８】従来技術による原子炉圧力容器のインターナ
ルポンプ支持金具の下鏡ペタルと下鏡ドームの溶接部の
ＩＳＩ必要範囲を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 原子炉圧力容器 ２ インターナルポンプ ３ 下鏡 ６ インターナルポンプケーシング ７ ブラケット ８ ラグ ９ サポート １６ ボルト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉圧力容器の下鏡に複数のインター
   ナルポンプを有する原子炉圧力容器において、 前記下鏡は前記インターナルポンプを取り付けるボス部
   と、前記インターナルポンプを支持する支持金具を取り
   付けるラグを前記下鏡に一体に形成したことを特徴とす
   る原子炉圧力容器。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、前記下鏡に略直
   角三角形状の前記ラグを前記インターナルポンプ取り付
   け用ボスの外周側に設けたことを特徴とする原子炉圧力
   容器。
3. 【請求項３】 請求項１記載において、Ｌ字形ブラケッ
   トと前記ラグをピンにより連結し、吊り下げ構造にした
   ことを特徴とする原子炉圧力容器。
4. 【請求項４】 請求項３記載において、前記ブラケット
   は、前記ラグと接する部分を廻り防止構造としたことを
   特徴とする原子炉圧力容器。