JPH08254591A - 炉心シュラウド - Google Patents

炉心シュラウド

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JPH08254591A
JPH08254591A JP7315112A JP31511295A JPH08254591A JP H08254591 A JPH08254591 A JP H08254591A JP 7315112 A JP7315112 A JP 7315112A JP 31511295 A JP31511295 A JP 31511295A JP H08254591 A JPH08254591 A JP H08254591A
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shroud
pressure vessel
core
pump deck
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 損傷等を受けた時に取外し又は交換が容易に
出来る新規な炉心シュラウド及びポンプ・デッキを提供
する。 【解決手段】 環状のポンプ・デッキ１３４が炉心シュ
ラウド１１８と圧力容器１１２の側壁との間の環状の半
径方向空間１３６内に配置されている原子炉圧力容器
で、シュラウドが、ボルト１６８及びナット１７０の集
成体により、圧力容器の底部から上向きに伸びる環状支
持脚１４２に取外し可能に固定され、且つポンプ・デッ
キが複数個の取外し可能なセグメント１３４Ａ，１３４
Ｂで形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は沸騰水形原子炉、具体的に云う
と、修理又は交換を必要とするような損傷等を受けた時
に取外し並びに／又は交換が容易に出来る様にする新規
な炉心シュラウド及びポンプ・デッキの設計に関する。
【０００２】
【背景】典型的な沸騰水形原子炉は、原子炉容器と内部
部品とで構成された原子炉集成体を含み、内部部品に
は、炉心、炉心シュラウド、上部案内集成体、炉心プレ
ート集成体、蒸気分離器及び乾燥器集成体、及びジェッ
トポンプがある。原子炉集成体には更に、制御棒、制御
棒駆動部ハウジング及び制御棒駆動部も含まれている。
【０００３】原子炉容器は一般的には円筒形の圧力容器
（ＲＰＶ）であって１個の全直径にわたる取外し可能な
ヘッドを有する。シュラウドは炉心を取り囲むようにＲ
ＰＶ内に配置される円筒形のステンレス鋼の構造体であ
って、ＲＰＶの壁と該シュラウドとの間の環状空間内の
下向きの流れから炉心内の上向きの流れを分離する為の
障壁になる。従来の炉心シュラウドはＲＰＶの底に溶接
されていて、蒸気分離器と共に上部案内部、炉心プレー
ト及びシュラウド・ヘッドの重量を支える。
【０００４】比較的運転期間の短いＢＷＲでシュラウド
の厚さ方向に伝搬する予想外の円周方向のひゞ割れが最
近発見されたことにより、将来のＢＷＲに対する炉心シ
ュラウドの設計のし直しが必要になっている。観察され
たひゞ割れの主な原因は、シュラウド及びシュラウド支
持体の多くの水平方向溶着部の近くにある熱影響部に於
ける結晶粒間応力腐食割れであった。ＢＷＲシュラウド
の中間帯領域にも若干のひゞ割れが観察されており、こ
れらは照射促進応力腐食割れが原因と考えられている。
【０００５】現在の改良型沸騰水形原子炉（ＡＢＷＲ）
のシュラウドは、従来のＢＷＲシュラウドと同じく、容
器の底に永久的に溶接されていて、取外し又は交換を予
期しているものではない。ＡＢＷＲのシュラウドは、現
在運転中のプラントのＢＷＲシュラウドと同様な種々の
水平方向の溶着部を持っており、その為、同じ様に応力
腐食割れの問題が起こる惧れがある。
【０００６】従来のポンプ・デッキ部分はシュラウドと
原子炉圧力容器との間の所定位置に永久的に溶接されて
おり、これも取外し又は交換を予期しているものではな
い。シュラウドの溶着部の場合と同じく、ポンプ・デッ
キの溶着部も応力腐食割れを起こす惧れがある。
【０００７】
【発明の概要】本発明は、両方ともに比較的容易に取外
し出来るように設計された新規で改良されたシュラウド
及びポンプ・デッキに関する。本発明では、シュラウド
及びポンプ・デッキの両方が、ＲＰＶの底から上向きに
伸びるシュラウド支持脚の頂部にボルト止めされる。具
体的に云うと、シュラウドはその下端に半径方向内向き
に伸びるフランジを持っていて、このフランジがシュラ
ウド支持脚の上側円筒形部分にボルト止めされる様にな
っている。ボルトが垂直方向の荷重をシュラウドに抑止
し、これに対して水平方向の荷重はポンプ・デッキ上の
複数個のくさび支持ブロックとシュラウドとの間に装着
されたくさびによって抑止される。この為、ポンプ・デ
ッキの内径部分がシュラウド・フランジとシュラウド支
持脚の円筒形部分の上縁との間に垂直方向に挟まれる。
同時に、ポンプ・デッキの外径部分が、原子炉圧力容器
の内壁に設けた半径方向内向きの溝の中の所定位置に保
持される。ポンプ・デッキは１０個の別々のセグメント
に分けて形成され、原子炉内部ポンプのディフューザが
各セグメントの中央の開口を垂直方向に通抜ける様にな
っている。
【０００８】本発明の別の特徴として、ポンプ・デッキ
はキー止めセグメントを有し、これはポンプ・デッキの
残りの９個のセグメントを所定位置に固定する。キー止
めセグメントは取付ける時のポンプ・デッキの最後の部
分であると共に、取外す時のポンプ・デッキの最初の部
分である。このキー止めセグメントは他の９個のセグメ
ントと構造が非常に似ているが、他の９個のセグメント
が原子炉圧力容器の壁に設けた溝によって単に保持され
るのとは対照的に、原子炉圧力容器の壁の支持桟にボル
ト止めされる。
【０００９】上に述べた所から、シュラウド・ボルトを
取外した後、シュラウドを炉心から垂直方向に持ち上げ
ることが出来ることが理解されよう。この後でポンプ・
デッキのキー止めセグメントを取外し、続いてポンプ・
デッキの残りのセグメントを取外すことが出来る。従っ
て、本発明の一面では、炉心シュラウドで囲まれた炉心
集成体を収容した原子炉圧力容器であって、炉心シュラ
ウドが圧力容器の側壁から半径方向内側に隔たってい
て、炉心シュラウドと圧力容器の側壁との間に環状のポ
ンプ・デッキが配置される原子炉圧力容器において、シ
ュラウドを圧力容器の環状支持体に取外し可能に固定す
る改良を行う。
【００１０】本発明の別の面では、炉心シュラウドで囲
まれた炉心集成体を収容した原子炉圧力容器であって、
炉心シュラウドが圧力容器の側壁から半径方向内側に隔
たっていて、炉心シュラウドと圧力容器の側壁との間に
環状のポンプ・デッキが配置される原子炉圧力容器にお
いて、環状のポンプ・デッキを複数個の取外し可能なセ
グメントで形成する改良を行う。
【００１１】本発明の更に別の面では、炉心シュラウド
で囲まれた炉心集成体を収容した原子炉圧力容器であっ
て、炉心シュラウドが圧力容器の側壁から半径方向内側
に隔たっていて、炉心シュラウドと圧力容器の側壁との
間の環状の半径方向空間内に環状のポンプ・デッキが配
置される原子炉圧力容器において、シュラウドを圧力容
器の底から上向きに伸びる環状支持脚に取外し可能に固
定すると共に、環状のポンプ・デッキを複数個の取外し
可能なセグメントで形成する改良を行う。
【００１２】従って、本発明が、容易に取外して、再び
利用し又は交換することが出来るシュラウド及びポンプ
・デッキを提供することが理解されよう。本発明は、炉
心シュラウドの水平方向の荷重をポンプ・デッキ又は他
の支持部材に伝達するくさび機構をも提供する。本発明
による構成によって、大抵の水平方向の溶着部が取外し
可能な要素の中に設けられ、不良の溶着部の修理並びに
／又は交換が容易になる。
【００１３】本発明のその他の目的並びに利点は、図面
を参照した以下の詳しい説明から明らかになろう。
【００１４】
【発明の好適な実施態様】図１について説明すると、溶
接形炉心シュラウドを用いた改良型沸騰水形原子炉（Ａ
ＢＷＲ）１０が示されている。しかし、シュラウドの形
を論ずる前に、原子炉構造全般について簡単に説明して
おくのが役立つと思われる。原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
１２は実質的に円筒形の容器であって、この容器には、
ボルト１６で示す様に、１個の全直径にわたる取外し可
能なヘッド１４がボルト止めされている。ＲＰＶ１２は
炉心シュラウド１８、上側案内集成体２０、炉心プレー
ト集成体２２、蒸気分離器２４及び蒸気乾燥器２６を収
容している。更に原子炉集成体の中には、原子炉内部ポ
ンプ２８（この明細書ではジェットポンプとも呼ぶ）、
制御棒３０及び関連した駆動部３２も含まれている。制
御棒３０は、普通の様に、炉心内で燃料集成体の間の交
互の空間を占めており、プラントの運転中、炉心より下
方の案内管の中へ引っ込めることが出来る。
【００１５】環状のポンプ・デッキ３４が、シュラウド
１８とＲＰＶ側壁の内側との間の環状空間又は環状部分
３６の中で、炉心シュラウド１８の周りを伸びている。
ポンプ２８がＲＰＶの底から突出していて、ディフュー
ザ３８を含む。ディフューザはポンプ・デッキ３４に設
けられたポンプ開口又は入口３９を通って上向きに伸
び、図２に一番よく示されている様に、環状部分３６に
入る。
【００１６】ジェットポンプ・ディフューザ３８、炉心
シュラウド１８、ジェットポンプ２８及び高圧冷却材注
入入口配管を除いて、普通のＢＷＲ形原子炉の全ての主
要な内部部品は取り外すことが出来る。本発明は、図２
に一番よく示されているが、炉心シュラウド１８及びポ
ンプ・デッキ３４を特に扱うものである。この図に示さ
れている様に、ジェットポンプ吐出ディフューザ（その
１つが３８に示されている）が炉心の高さより下方でポ
ンプ・デッキ３４を通抜け、入口プレナム又は環状部分
３６に冷却材を導入する。ポンプ・デッキ３４自体は１
２′に示す場所で容器の壁に溶接されると共に、４０に
示す所でシュラウド１８の厚手にした基部１８Ａに溶接
されている。シュラウド基部は、４４の所で容器の底部
に溶接された環状支持脚４２に溶接されている。従っ
て、シュラウド１８及びポンプ・デッキ３４は従来のＢ
ＷＲ構造では永久的な取付け物である。
【００１７】次に図３について説明すると、本発明によ
る新規な取外し可能な炉心シュラウド１１８及びポンプ
・デッキ１３４が示されている。便宜の為、対応する要
素を示すのに適切な場合、図３でも、図１及び２で使わ
れたのと同じ参照数字を用いるが、図１及び２の参照数
字の前に“１”を付け加えた３桁の参照数字で示してあ
る。本発明では、環状のシュラウド支持脚１４２が今度
はポンプ入口１３９の上方まで上向きに伸びていて、水
平方向の流れ開口１５２（１つを図示）を含む。支持脚
１４２は上縁又は支持面１５４を持ち、これがポンプ・
デッキ１３４を支持する様になっている。同時に、ポン
プ・デッキ１３４の外周が、ＲＰＶ壁１１２′に設けら
れた半径方向内向きの内側の環状溝１５６内に支持され
ている。この溝の底は支持脚１４２の面１５４と同じ高
さにある。この為、溝１５６に挿入すると共に支持脚１
４２の上にのせることにより、ポンプ・デッキ１３４を
環状部分１３６内で水平に支持することが出来る。環状
ポンプ・デッキ１３４が１０個のセグメントを環状に配
列した形で設けられていることに注意されたい。各々の
セグメントの環状の範囲は、後で更に説明するが、図５
及び８から明らかになる。
【００１８】シュラウド１１８の厚手にした（しかし軸
方向には短くした）基部１１８Ａには半径方向内向きの
環状フランジ・リング１５８が設けられ、このリングが
シュラウド基部の底に溶接されると共に、面１５４の上
に完全に坐着する様な寸法にし且つ位置ぎめされる。フ
ランジ・リング１５８には通抜けの孔１６０が形成さ
れ、この孔はポンプ・デッキの孔１６２及び支持脚１４
２の孔１６４と整合しており、孔１６４は半径方向内向
きの開放した凹部１６６に開口している。この配置によ
り、フランジ１５８の孔１６０、ポンプ・デッキ１３４
の孔１６２及び凹部１６６にボルト１６８を通すことが
出来、この凹部内でボルト１６８が、同じ様な形の凹部
１６６内にぴったりとはまったブロック・ナット１７０
に螺合して固定される。図５に一番よく示されている様
に、この様なボルト孔及びボルトが複数個、フランジ・
リングに沿って円周方向に相隔たって設けられているこ
とが理解されよう。これらのボルト１６８は垂直方向の
荷重をシュラウド１１８に抑止する。各々のブロック・
ナット１７０はベイル（ｂａｉｌ）１７１を持ち、これ
は、ボルトがナットから外された後、特製の持上げ工具
（図に示してない）の助けを借りて、遠隔操作で（上か
ら）ブロック・ナット１７０を取外すことを容易にす
る。ボルト１６８は六角頭部１７２と、緩み止め六角頭
部１７４をも持っており、緩み止め六角頭部１７４は組
立てが終わった時に点溶接することが出来る。この構成
により、支持脚１４２に直接的にねじ山を切ることは必
要でなく、また追加の溶着部を何ら必要としない。
【００１９】次に特に図４及び５について説明すると、
複数個のくさび支持ブロック１７６が炉心シュラウド１
１８の基部１１８Ａの周りの円周方向に相隔たる場所
で、ポンプ・デッキ１３４のセグメントの上に配置され
ている（例えばセグメント当たり２つのくさび支持ブロ
ックが設けられる）。これらのくさび支持ブロック１７
６はシュラウド基部１１８Ａから半径方向外向きに隔た
っていて、半径方向内向きのテーパー面１７８を有する
（図４に一番よく示されている）。これによって、くさ
び要素１８０（くさび支持ブロック当たり２個）をシュ
ラウドとくさび支持ブロックとの間に挿入する場所が出
来る。各々のくさび要素１８０は、夫々のくさび支持ブ
ロック１７６の面１７８と係合する対応するテーパー面
１８２を有する。炉心シュラウド１１８の基部１１８Ａ
並びに各々のくさび支持ブロック１７６には夫々整合し
て引っ込んだ溝又はキー１８４、１８６が形成されてい
て、くさび要素１８０を受入れるが、これは後で更に詳
しく説明するし、図５に一番よく示されている。各々の
くさび要素１８０は、やはり遠隔の工具操作により、く
さび要素を取外し易くする為の持上げベイル１８８を備
えている。くさび支持ブロック１７６とくさび要素１８
０との間のくさび作用が、シュラウドに対する水平方向
の荷重をポンプ・デッキに伝達するのに役立つことが理
解されよう。
【００２０】前に述べた様に、環状のポンプ・デッキ１
３４は１０個のセグメントに分割されており、その内の
９個は図５の１３４Ａに示すセグメントと同様である。
他の点では普通のＲＩＰディフューザ１３８が各セグメ
ントの（円周方向に見て）中央に配置される。ここで図
６、７及び８を参照して説明すると、ポンプ・デッキの
１０番目のセグメント１３４Ｂはキー止めセグメントと
して作用し、これは取付ける時は最後のセグメントであ
り、取外す時は最初のセグメントである。このキー止め
セグメント１３４ＢはＲＰＶ壁の溝の中に坐着せず、そ
の代わりに、溝１５６の上側部分の内、セグメント１３
４Ｂの弓形の長さと略等しい弓形部分を取り去ることに
よってＲＰＶ壁に形成された弓形の支持桟１９０の上に
坐着する（図６）。このキー止めセグメントに沿って環
状に相隔たる場所で、セグメントが図７及び８に示す様
に、圧力容器の支持桟１９０にボルト止めされる。ボル
ト１６８及びブロック・ナット１７０の集成体と同様な
ボルト及びブロック・ナット／ベイル集成体１９２を利
用して、キー止めセグメントをＲＰＶの支持桟１９０に
固定する。集成体１９２のブロック・ナットを受入れる
ＲＰＶ壁の凹部１９４にも注意されたい。この場合も、
集成体１９２のブロック・ナットが取外し易い様にする
ベイル要素１９６を持っている。
【００２１】図９を参照すれば、全てのボルト１６８及
びくさび要素１８０を取外せば、炉心シュラウド１１８
を炉心から上向きに持ち上げることが出来ることが理解
されよう。この場合、ボルトを外してポンプ・デッキの
キー止めセグメント１３４Ｂを取外し、次いでポンプ・
デッキの残りのセグメント１３４Ａを（その対応するＲ
ＩＰディフューザ１３８を取外した後に）ＲＰＶ壁部分
１１２′の溝１５６から横方向に引っ張り出すことが出
来る。
【００２２】シュラウド支持脚１４２とＲＰＶの底部と
の接続部に於ける溶着部を除いて、事実上全ての水平方
向の溶着部が取外し可能な要素、即ちシュラウド１１
８、シュラウド基部１３８及びポンプ・デッキ１３４に
含まれており、これにより不良の溶着部があってもそれ
を比較的容易に修理または交換することが出来る。本発
明を現在最も実用的で好ましい実施例と考えられるもの
について説明したが、本発明がこゝに開示した実施例に
制限されず、むしろ特許請求の範囲に含まれる種々の変
更及び均等物を含むものであることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶接で取付けた形式の炉心シュラウドを含む従
来の沸騰水形原子炉の部分断面側面図。
【図２】図１に示した原子炉の左下隅の拡大断面図。
【図３】本発明の実施例による取外し可能なシュラウド
及びポンプ・デッキを例示する、図２に示したのと同様
な拡大断面図で、図５の切断線３−３沿って取った断面
図。
【図４】図５の線４−４に沿って取った拡大断面図。
【図５】本発明による取外し可能なシュラウド及び取外
し可能なポンプ・デッキのセグメントの部分的な平面断
面図。
【図６】ポンプ・デッキのキー止めセグメントを示す、
図８の線６−６に沿って取った拡大断面図。
【図７】ポンプ・デッキのキー止めセグメントのくさび
固定部を示す、図８の線７−７に沿って取った拡大断面
図。
【図８】図６と同様であるが、本発明によるポンプ・デ
ッキのキー止めセグメントを示す部分的な平面断面図。
【図９】図４と同様であるが、シュラウド及びポンプ・
デッキを原子炉圧力容器から取外す様子を示す部分的な
断面図。
【符号の説明】
１１２ 圧力容器 １１８ 炉心シュラウド １１８Ａ 基部 １３４ ポンプ・デッキ １３４Ａ セグメント １３４Ｂ キー止めセグメント １４２ シュラウド支持脚 １５８ フランジ・リング １６０，１６２，１６４ ボルト孔 １６８ ボルト １７０ ブロック・ナット １７６ くさび支持ブロック １８０ くさび要素

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 炉心集成体を収容した原子炉圧力容器内
    に配置された炉心シュラウドに於て、前記圧力容器の側
    壁から半径方向内向きに隔たっていて、前記炉心シュラ
    ウドと前記圧力容器の側壁の間の環状の半径方向空間内
    に環状のポンプ・デッキが配置され、前記炉心シュラウ
    ドが前記圧力容器の底部から上向きに伸びる環状の支持
    脚に取外し可能に固定されていることを特徴とする炉心
    シュラウド。
  2. 【請求項２】 前記炉心シュラウドの下端に半径方向内
    向きのフランジ・リングが設けられており、該フランジ
    ・リングは、前記炉心シュラウドを前記支持脚に固定す
    る為に使われる対応する数の締結具を受入れる複数個の
    環状に相隔たる孔を備えている請求項１記載の炉心シュ
    ラウド。
  3. 【請求項３】 前記ポンプ・デッキはその半径方向内側
    端部が前記フランジ・リングと前記支持脚との間に挟ま
    れ、且つその半径方向外側端の大部分が半径方向内向き
    の溝の中に支持されている請求項２記載の炉心シュラウ
    ド。
  4. 【請求項４】 前記ポンプ・デッキが複数個の取外し可
    能なセグメントで形成されている請求項１乃至３のいず
    れか１項に記載の炉心シュラウド。
  5. 【請求項５】 炉心集成体を収容した原子炉圧力容器内
    に配置された炉心シュラウドに於て、前記圧力容器の側
    壁から半径方向内向きに隔たっていて、前記炉心シュラ
    ウドと前記圧力容器の側壁との間に環状のポンプ・デッ
    キが設けられていて、該ポンプ・デッキが複数個の取外
    し可能なセグメントで形成されていることを特徴とする
    炉心シュラウド。
  6. 【請求項６】 前記複数個のセグメントの内の１つを除
    いた全てが、前記圧力容器の側壁に形成された半径方向
    内向きの溝に坐着している請求項５記載の炉心シュラウ
    ド。
  7. 【請求項７】 前記１つのセグメントが前記圧力容器の
    側壁の半径方向内向きに伸びる肩に取外し可能に結合さ
    れている請求項６記載の炉心シュラウド。
  8. 【請求項８】 前記炉心シュラウドに対する水平方向の
    荷重を前記ポンプ・デッキに伝達する荷重伝達手段が設
    けられている請求項１又は５記載の炉心シュラウド。
  9. 【請求項９】 前記荷重伝達手段が、前記ポンプ・デッ
    キに固定された複数個のくさび支持体、並びに該くさび
    支持体と前記炉心シュラウドとの間に機能的に係合した
    少なくとも対応する複数個のくさび要素を有している請
    求項８記載の炉心シュラウド。
  10. 【請求項１０】 各々の前記くさび支持体に対して２つ
    の前記くさび要素を設けた請求項９記載の炉心シュラウ
    ド。
JP31511295A 1994-12-06 1995-12-04 炉心シュラウド Expired - Lifetime JP3607390B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/354736 1994-12-06
US08/354,736 US5519744A (en) 1994-12-06 1994-12-06 Removable shroud and pump deck for a boiling water nuclear reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08254591A true JPH08254591A (ja) 1996-10-01
JP3607390B2 JP3607390B2 (ja) 2005-01-05

Family

ID=23394706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31511295A Expired - Lifetime JP3607390B2 (ja) 1994-12-06 1995-12-04 炉心シュラウド

Country Status (5)

Country Link
US (2) US5519744A (ja)
EP (1) EP0716423B1 (ja)
JP (1) JP3607390B2 (ja)
CN (1) CN1129917C (ja)
ES (1) ES2126845T3 (ja)

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