JPH08313668A - 組立構成部材の相対移動を防止するばね係止機構 - Google Patents

組立構成部材の相対移動を防止するばね係止機構

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JPH08313668A
JPH08313668A JP8017215A JP1721596A JPH08313668A JP H08313668 A JPH08313668 A JP H08313668A JP 8017215 A JP8017215 A JP 8017215A JP 1721596 A JP1721596 A JP 1721596A JP H08313668 A JPH08313668 A JP H08313668A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 原子炉の運転中組立構成部材の相対回転また
は相対変位を防止するばね係止機構を提供する。 【解決手段】第1種のばね係止機構は第1構成部材を第
2構成部材に固定するねじ付き締結具の回転を防止する
ものである。締結具はその外周面に形成した多数の縦凹
みを有する。このばね係止機構は、一端が第1構成部材
により支持される片持ばりを有する。片持ばりの他端
(第2端)は、片持ばりがたわむにつれ、第1および第
2位置間を変位し得る。片持ばりの第2端に結合した係
止部材が締結具の縦凹みの一つと係合して締結具の回転
を阻止し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は定常運転または振動発生
運転の影響のもとで互いに相対的に移動しない組立構成
部材を有する原子炉の設計に関し、特に、原子炉の運転
中組立構成部材の相対回転または相対変位を防止する機
構に関する。
【0002】
【従来の技術】図1に示すように、従来の沸騰水型原子
炉は、原子炉圧力容器10と、この圧力容器内にそれと
の間に環状域(すなわち降水環状域)を設けるように同
心的に配置された炉心シュラウド18とを有する。炉心
シュラウド18は核燃料炉心(図示せず)を囲むステン
レス鋼製シリンダである。炉心は複数の燃料束集合体か
らなる。各配列の燃料束集合体は頂部がトップガイド
(図示せず)によりそして底部が炉心板21(図1には
その一部分を示す)により支持されている。原子炉の運
転中、水は降水環状域を下降し次いで炉心を上方に通流
するように連続的に再循環される。この流れは降水環状
域内に配置した多数のジェットポンプにより発生しそし
て原子炉圧力容器の外側の再循環ポンプにより駆動され
る。
【0003】炉心シュラウド18は、シュラウド頭部2
8を支持するシュラウド頭部フランジ18aと、上端が
シュラウド頭部フランジ18aに溶接された円筒形上側
シュラウド壁18bと、上側シュラウド壁18bの下端
に溶接された環状トップガイド支持リング18cと、直
列に溶接された3つの壁部18d、18e,18fから
なりそして壁部18dの上端がトップガイド支持リング
18cに溶接されている円筒形中央シュラウド壁と、中
央シュラウド壁部18fの下端と下側シュラウド壁18
hの上端とに溶接された環状炉心板支持リング18gと
からなる。シュラウド全体は、下側シュラウド壁18h
の底に溶接したシュラウド支持体50と、環状シュラウ
ド支持板52とにより支持されており、シュラウド支持
板52はその内径においてシュラウド支持体50にそし
てその外径において原子炉圧力容器10に溶接されてい
る。炉心板21は炉心板支持リング18gにボルト止め
されかつ支持されている。
【0004】地震の場合、地面の運動が、シュラウド支
持板52の上方の複数の高さに配置されたシュラウド諸
部の原子炉圧力容器に対する横たわみに変換されると考
えられる。このようなたわみは通常、シュラウドとその
溶接部とにかかる許容可能な低応力により制限される。
しかし、シュラウド溶接部が応力腐食割れにより破損し
た場合、炉心と制御棒構成部材の不整合と損傷が生ずる
おそれがあり、これは制御棒挿入と安全停止に悪影響を
及ぼす。
【0005】シュラウド周囲シーム溶接の熱影響部にお
ける応力腐食割れはシュラウド18の構造的健全性を低
減する。なお、シュラウド18は炉心トップガイドとシ
ュラウド頭部28を垂直方向と水平方向に支持する。特
に、シュラウドの割れは冷却材喪失事故(LOCA)に
よる危険を高める。LOCA中、原子炉圧力容器からの
冷却材喪失は、シュラウド頭部上の圧力損失と、シュラ
ウド内すなわちシュラウド頭部下の圧力上昇とを引起こ
す。その結果、シュラウド頭部と、シュラウド頭部をボ
ルト止めしたシュラウド上部とにかかる押上げ力が増加
する。もし炉心シュラウドの周囲溶接部に完全な割れが
生ずれば、LOCA中に発生する押上げ力によりシュラ
ウドは割れ域に沿って分離し、原子炉冷却材の望ましく
ない漏れを引起こす。
【0006】前述の問題に対する一解決策は、原子炉に
シュラウド拘束手段と炉心板拘束手段を設けて改造する
ことである。新規設計によれば、これらの拘束手段は組
立構成部材で構成される。原子炉運転中、これらの構成
部材は常に定常荷重と、流れにより誘起される振動とを
受け、これらは相接する構成部材の過大摩耗、ひいては
組立構成部材の分離を引起こすおそれがある。従って、
原子炉構成部材を相対移動に対して拘束することが必要
である。
【0007】原子炉内の組立構成部材の相対移動を防止
する先行技術は幾つかの欠点を有する。一つの技術は組
立構成部材の仮付け溶接である。しかし、仮付け溶接は
水中で遠隔制御のもとで行わなければならないもので、
仮付け溶接された締結具は再使用できない。他の技術は
クリンピングであり、この場合も構成部材は再使用でき
なくなる。
【0008】
【発明の概要】本発明は、組立構成部材を拘束して相対
移動を防ぐために利用し得る係止機構である。本発明の
好適実施例によれば、このような係止機構は、割れを起
こしたシュラウドを垂直方向および横方向たわみに対し
て拘束する装置に、かつまた、炉心板とそれに着座した
燃料集合体とを炉心シュラウドに対する横たわみに対し
て拘束する装置に組込まれる。しかし、本係止機構は一
般に、2つの組立構成部材を堅固に合体しなければなら
ない場合に適用される。
【0009】代表的な場合、3〜8個のシュラウド拘束
組立体が、好ましくは、シュラウド周囲に沿ってほぼ相
等しい角度間隔で配設されかつジェットポンプ組立体相
互間に設置される。各シュラウド拘束組立体には本発明
による対応する複数の係止機構を組込む。また、各炉心
板くさび組立体に本発明による一つの係止機構を組込
む。一種の係止機構は、ナットとボルトのような組立て
られた構成部材の回転と緩みの防止に用いられる。他種
の係止機構は、振動または定常荷重により生ずる組立構
成部材の相対変位と、このような変位の結果生ずる構成
部材の加速摩擦または緩みとの防止に十分な予荷重がか
かるように、遊びが介在する組立構成部材間に設置され
る。
【0010】シュラウド拘束組立体は、シュラウド頭部
にかかる押上げ圧力による周囲溶接部またはその熱影響
部の割れに沿うシュラウドの分離を制限する。本改修方
法は、複数本(例えば4本)の連結棒を降水環状域内に
それぞれの方位角位置において配置することを包含し、
各連結棒は一端がシュラウド支持板に係留される。原子
炉は、元来のシュラウド支持体設計に基づいて、シュラ
ウド支持板またはそれに溶接された複数の既存ガセット
板に孔を形成することにより改造され得る。次いで、各
連結棒の下端が、対応孔との結合手段によりシュラウド
支持板に係留される。上側連結棒支持体はシュラウドの
上縁上に係止され、トップガイドと、シュラウド頭部を
保持するボルトとによりシュラウドに作用する押上げ力
に対抗する。上側支持体を支承するために、切欠きが、
連結棒の位置と整合する位置においてシュラウド頭部の
シュラウド頭部リングに形成される。代替的に、切欠き
はシュラウドフランジに形成される。対応方位角位置の
各切欠きは上側支持ブラケット用の空間となる。連結棒
の上端はねじ付き引張ナットにより上側支持ブラケット
組立体に結合される。
【0011】上側支持ブラケット組立体にはフック手段
が組込まれ、シュラウドフランジに着座する。引張ナッ
トを連結棒のねじ付き上部に締付けることによりフック
手段に引張力をかける。ナットは、連結棒に対して下降
するにつれ、上側支持ブラケット組立体に引張力をか
け、従ってフック手段はシュラウドフランジをシュラウ
ド支持板に対して不動の垂直方向位置に保持する。連結
棒はシュラウド支持板に係留される。引張ナットは振動
により回転しないように本発明によるばね係止機構より
係止される。
【0012】加えて、上側および下側安定化装置が各連
結棒組立体に連結され、シュラウドを原子炉圧力容器に
対する横たわみに対して拘束する。上側安定化装置は上
側支持ブラケット組立体に装着され、下側安定化装置は
連結棒組立体と一体に設けられる。好ましくは、上側安
定化装置はトップガイド支持リングの高さ近くに設置さ
れ、下側安定化装置は炉心板支持リングの高さ近くに設
置される。
【0013】各上側安定化装置はシュラウドと原子炉圧
力容器との間に弾性的に押込まれた二重片持「叉骨」ば
ねである。このばねは、原子炉圧力容器に対するシュラ
ウドの横たわみに抗する半径方向内向き力を作用させ
る。加えて、二重片持叉骨ばね装着は降水環状域の変動
幅に順応する。各上側安定化ばねはジャッキボルトの締
付けにより適所に滑動自在に押込まれる。所望予荷重が
生じた時、ジャッキボルトは振動により回転しないよう
に本発明による1対のばねラッチにより係止される。
【0014】各下側安定化ばねは、下側接触スペーサを
介してシュラウドを炉心板の箇所で原子炉圧力容器に対
して横方向に支持する。この下側ばね組立体は制御され
た予荷重がかかるように設置され、この予荷重は下側接
触スペーサの接触パッドを組立準備測定に合うように機
械加工することにより得られる。下側接触スペーサは本
発明によるばね係止機構により連結棒の下端に連結され
る。ばね係止機構は下側接触スペーサと連結棒との間に
設置されて接触スペーサの上昇を防止する。この上昇が
起こると、接触スペーサはそれが組立て位置で占めるべ
き間隙から離脱するおそれがある。この機構は、組立構
成部材の振動による摩擦とその結果生ずる摩耗の防止に
十分な予荷重がかかるように設置される。
【0015】中央支持体を連結棒の中央部に装着し得
る。中央支持体は、組立て時に、半径方向干渉により圧
力容器に対して予荷重をかけられ、この予荷重は連結棒
を曲げるのに十分な荷重である。これは連結棒の中間支
持に役立ち、従って連結棒の振動による破損に対する抵
抗性を高める。中央支持体はまた、シュラウド周囲溶接
部が完全に破損した場合、シュラウド中央シェルに対す
る横運動制止部として役立つ。連結棒に対する中央支持
体の垂直方向変位は、不正位置による支持機能の低下を
引起こしそして連結棒と容器壁との間の角度空間内に緩
みを発生させるおそれがある。従って、本発明によるば
ね係止機構を用いて垂直方向変位を阻止する。このばね
係止機構も、組立構成部材の振動による摩擦とその結果
生ずる摩耗の防止に十分な予荷重がかかるように設置さ
れる。
【0016】最後に、炉心板くさび組立体が炉心板をシ
ュラウドに対する横たわみに対して拘束する。複数(例
えば4つ)の炉心板くさび組立体が炉心板の円形外周縁
とシュラウドの円筒壁との間の周方向間隙にそれぞれの
方位角位置において配置される。これらの炉心板くさび
組立体は適所に押込まれて炉心板とシュラウドとの間の
間隔を保ち、これにより燃料集合体の整合を維持する。
炉心板くさび組立体はさらに、横方向シュラウド拘束手
段がシュラウドと接触する複数の箇所において荷重を核
燃料炉心から炉心シュラウドへ伝達するように作用す
る。
【0017】各炉心板くさび組立体には、炉心板くさび
と炉心板くさびクリップが含まれ、くさびボルトの回転
に応じて互いに滑る。炉心板くさびとくさびクリップが
互いに滑るにつれ、1対の平行接触表面間の距離が増加
し、結局両接触表面がそれぞれシュラウド壁と炉心板の
外縁とに当接する。次いで、くさびボルトを所望予荷重
が得られるまでさらに締付ける。この時点で、くさびボ
ルトは、炉心板くさびに対してさらに回転しないよう
に、本発明による1対のばねラッチの係合により固定さ
れる。
【0018】すなわち、本発明によるラッチは、組立て
た原子炉構成部材の相対変位または相対回転の防止に用
い得るものである。ラッチは全て、ばねにより荷重をか
けられる係止装置であり、予荷重がかかるように係止キ
ーを係合スロット付き部材にはめ込むことによりそれら
の相対運動を確実に防止する。ラッチは再使用できかつ
交換が容易である。さらに、簡単な工具を用いラッチを
圧縮して係止部を外すだけで組立てと分解が行われる。
ラッチをボルトの回り止めに用いる場合、ラッチを圧縮
する工具はボルトを回す工具の一部分である。
【0019】
【実施例の記載】図1を参照するに、本発明を包含する
シュラウド拘束連結棒組立体が、円形断面を有する連結
棒54を含んでいる。連結棒54の下端は下側ばね56
のばねアーム56aの端に形成したねじ穴に締付けられ
ている。連結棒54はばねアーム56aの端からトップ
ガイド支持リング18cの外周面に隣接する位置まで延
在する。連結棒54の上端はねじ部を有する。
【0020】下側ばね56は、シュラウド支持板52に
取付けたガセット板58に係留されている。このガセッ
トはある原子炉では元の構造の一部であるが、そうでな
い場合は、改修の一部として適所にボルト止めされる。
下側ばね56はスロット付き端部を有し、この端部はガ
セット板58にまたがりそしてクレビスフック56cを
形成している。このクレビスは、ガセット板58に形成
した孔に挿通したクレビスピン60の対向端の下に掛か
っている。スロット付き端部とガセット板58との係合
は、シュラウドの地震運動の作用のもとで、下側ばね5
6の整合を保つ。なお上記作用の方向はばねの半径方向
に対して斜めになり得る。
【0021】連結棒54の上端は、シュラウドの上縁か
ら垂下する上側支持組立体により支持されている。1対
の切欠きまたはスロットがシュラウド頭部28のシュラ
ウド頭部リング28aに機械加工により形成される。両
切欠きは、シュラウド頭部28がシュラウドフランジ1
8aの上面に適切に着座した時、上側支持組立体の1対
のボルト止め上側支持板片62(図3A参照)と整合す
る位置にある。これらの切欠きは、連結棒組立体のシュ
ラウドフランジへの結合を容易にする。
【0022】各連結棒方位角位置における1対の切欠き
は上側支持板62のそれぞれのフック部62aを受入れ
る。図3Aに明示のように、各フック62aはシュラウ
ドフランジ18aの上面の形状と蒸気ダム29の形状と
に合致する。フック62aの末端はシュラウドダム29
の内周に掛かっている。上側支持板62はトップ支持ブ
ラケット64と支持ブロック66とにより平行に連結さ
れており、支持ブロック66は連結棒の頂部の係留点と
なっている。支持ブロック66は、両端にテ−パを付け
たねじ無し孔68を有し、この孔は連結棒54の上端を
受入れる。
【0023】連結棒54の上端を孔68に挿通した後、
ねじ付き引張ナット70を連結棒54のねじ部54aに
締付ける。図4に示すように、引張ナット70はその上
面に等角度間隔で周方向に分布する4つの軸方向ねじ孔
70aを有する。遠隔操作される取付け工具が、孔70
aにねじ込んだ対応複数のボルトにより引張ナット70
に連結される。ナット70はさらにその上面に等角度間
隔で周方向に分布する4つの軸方向ねじ無し孔70bを
有し、これらの孔は取付け工具の係合せん断ピンと係合
し得る。ナット70の上面の周縁は等角度間隔(例えば
4度)で相隔たる多数(例えば90)の半径方向スロッ
ト70cを有する。
【0024】図3Bに示すように、上側支持板62の一
つは、保持体63が滑動自在に着座する開口を有する。
保持体63の一端はスロット付き突起63aを有し、こ
の突起にT形ばね65(図3Aに明示)の端が取付けら
れている。保持体63の他端は、半径方向スロット70
cの任意の一つにはまり込むキー63b(図7Aと図7
B参照)を有する。ばね65は保持体63に図3Bにお
いて左から右に予荷重をかける。キー63bはその極限
位置においてナット70の半径方向スロット70cの一
つにはまり込んでナット70の振動による回転を阻止す
る。
【0025】保持体63の他端には、さらに、キー63
bの上方に位置する斜面63cが設けられている。引張
ナットと取付け工具との組立体を連結棒にねじ付けた
時、ナット70の下縁は斜面63cと接触する。ナット
・工具組立体が連結棒に対して下降するにつれ、斜面6
3cに作用するナットはばね65の抵抗に打ち勝ってキ
ー63bを押出すので、キーはナット70の回転係合を
妨害しない。従って、ナット70を取付け工具で締付け
ることができ、こうしてナットは支持ブロック66に対
して予荷重をかけられる。ナット70を締付けるにつ
れ、ナットは支持ブロック66に接触しそして上側支持
体と連結棒との組立体に所望予荷重で引張力をかける。
この時点で、ナットは次の半径方向スロットが保持体6
3に対向するまでさらに締付けられる。次いで、取付け
工具をナットから外すと、ばね65は保持体63に前方
に予荷重をかけ、その結果キー63bは対向半径方向ス
ロット70c内に完全に突入して連結棒ナット70の回
り止めをなす。
【0026】フック62aを有する支持板62と、支持
ブロック66と、連結棒54と、下側ばね56と、クレ
ビスピン60と、ガセット板58とからなる組立体は垂
直方向荷重経路を構成し、これによりシュラウドフラン
ジ18aがシュラウド支持板52に連結される。引張状
態において、上側支持板62はシュラウドフランジ18
aの上面に拘束力をかけ、この力は、破損を起こした周
方向溶接箇所があればその箇所でのシュラウドの分離を
阻止する。
【0027】図2Aと図2Bを参照するに、上側拘束ば
ね72は二重片持ばり「叉骨」設計のもので、上側支持
体に曲げ荷重を加えることなく横方向地震荷重を支承す
る。ばね72の一方のアーム72aの端は取付け軸72
c(図2B参照)を有し、この軸は上側ばねブラケット
74に形成したねじ無し孔内に回転自在に装着される。
これによりばね72は上側ばねブラケット74に対して
回転可能である。他のアーム72bの端には上側接触ス
ペーサ86が回転自在に装着されている。上側接触スペ
ーサ86は原子炉圧力容器壁の内面に接するように設計
されている。
【0028】上側ばねブラケット74は1対の平行な線
形突起76を有し、両突起は、上側ばね組立体の取付け
中、上側支持板62の対向表面に形成した対応溝78内
を滑動する。溝78は容器内面の垂直方向軸線に対して
鋭角(例えば5度)をなす方向に設けられている。加え
て、上側ばね組立体にはジャッキボルト80が含まれ、
上側ばねブラケット74のねじ無し孔を貫通している。
ジャッキボルト80の上側ばねブラケット74に対する
縦変位は、ジャッキボルト80の頭部の下の肩と、ジャ
ッキボルトスリーブ84とにより防止されるが、ジャッ
キボルト80は上側ばねブラケット74に対して回転自
在である。ジャッキボルト80のねじ付き端部が上側ば
ねブラケット74を越えて突出しそして支持ブロック6
6のねじ孔82(図3C参照)にねじ込まれる。ねじ孔
82は上側支持板62の溝78と平行に設けられてい
る。従って、ジャッキボルトを回すにつれ、上側ばねブ
ラケット74とそれに連結した上側ばね72は溝78と
平行に移動し、結局、アーム72bに装着した上側接触
スペーサ86が原子炉圧力容器壁の内面に押し付けられ
る。この上側ばね組立体は、原子炉振動によるその各部
の機械的摩耗の防止に十分な弾性的予荷重がかかるよう
に設置され、その予荷重の量はジャッキボルト80が支
持ブロック66の孔82内を移動する距離の関数であ
る。
【0029】所望量の予荷重がかけられた時、ジャッキ
ボルト80は、上側ばねブラケット74に対してさらに
回転しないように、1対の叉骨形ばねラッチ88の係合
により固定される。図2Bには一方のラッチだけを示
す。各ラッチ88は図13Aと図13Bに示すラッチと
同じ形状を有する。各ばねラッチ88は、上側ばねブラ
ケット74と係合する突起を備えた短脚と、ジャッキボ
ルト80の頭部の外周に形成した多数の縦スロット80
aの一つにはまるキーを備えた長脚とを有する。これら
のスロットの配設は図12に示すものと同じである。
【0030】ばねラッチ88の長脚の先端部は、脚軸線
に対して傾斜した表面を有する。この斜面に工具(図示
せず)の一部分が接触する。この工具はジャッキボルト
80の締付けと逆回しに用いるものである。工具の表面
は、斜面に当接することにより、長脚のキーを、ジャッ
キボルト80の回転中ジャッキボルトの頭部を妨害しな
い位置に押出す。すなわち、このトルク用工具とジャッ
キボルトの係合も、ラッチを外してジャッキボルトを回
転自在にする。
【0031】斜角の地震荷重の場合、ばね72はその取
付け軸72c(図2B参照)上で回転することができ方
位運動成分を吸収し、斜角荷重を支持ブロック66に伝
達しない。上側ばね72の各側の片持ばりねじりアーム
90は地震たわみ後ばねの回転整合を回復させる。各ね
じりアーム90は一端がアーム72aの中間点にねじり
アームボルト92により連結されている。各ねじりアー
ムの他端は上側ばねブラケット74に連結されている。
容器10に接触する上側接触スペーサ86は容器10か
らの拘束荷重を支承しそして枢動してばねの回転に従
う。
【0032】図1に戻って説明すると、下側ばね56の
ばねアーム56aは、下側接触スペーサ94を介してシ
ュラウド18を炉心板(18g)の箇所で容器10に対
して横方向に支持する。この下側ばね組立体は制御され
た予荷重がかかるように設置され、この予荷重はスペー
サ94の接触パッド94aを測定した組立位置に合うよ
うに機械加工することにより得られる。図5に見られる
ように、ばねアーム56aの上端はねじ孔を有し、連結
棒54の底部の取付け部となっている。下側接触スペー
サ94は叉骨形ばねラッチ102により連結棒54の下
端に連結されている。ばねラッチ102は、下側接触ス
ペーサと連結棒が遊びをもって連結された時、各部の振
動による摩擦の防止に十分な予荷重がかかるように設置
される。
【0033】ばねラッチ102は、接触スペーサ94に
形成した凹みにはまる突起102aを備えた短脚と、連
結棒に形成した凹み54bにはまる突起102bを備え
た長脚とを有する。従って、ばねラッチ102は連結棒
54に対する下側接触スペーサ94の上向き垂直変位を
阻止する。ばねラッチ102の長脚の先端部は斜面10
2cを有し、この斜面に下側接触組立体着脱用の工具
(図示せず)が係合する。この係合の結果、突起102
bは連結棒を妨害しない位置、すなわち、下側接触スペ
ーサ94が連結棒54に対して回転自在または滑動自在
である位置に押出される。ばねラッチ102は図8Aと
図8Bに詳細に示してある。
【0034】上側の叉骨ばね56a、56bをクレビス
フック56cに連結する部材56dは、連結棒54の下
端とクレビスピン60との間の作用線からずれており、
連結棒への荷重路における垂直方向ばね順応性をもたら
す。連結棒54における軸方向荷重は、下側連結部材5
6dの曲げと、それに関連してクレビスピン60を中心
とするクレビスフック56cの枢動とを引起こす。本特
定形状は、所望の軸方向たわみ性を組立体に加えるよう
に設計され、残留応力と割れを誘起するおそれのある熱
膨張差により連結棒にかかる荷重、あるいは地震荷重に
よるシュラウドの傾斜運動により連結棒に過大荷重とし
てかかるおそれのある荷重を最少にする。
【0035】炉心の主体からの横方向地震荷重は、(シ
ュラウドに割れが生じた場合)トップガイド(18c)の
箇所の上側ばねと炉心板(18g)の箇所の下側ばねとに
より支承される。また、複数の過大運動制止部が安定化
装置に装着され、周方向溶接部破損によるシュラウド他
部の横変位を制限する。各上側支持ブロック66は、中
央シュラウド壁の壁部18eと壁部18d、18fとの
間の周囲溶接部が切断された場合、中央シュラウド壁部
18eの過大横たわみを阻止する制止部を有する。中央
シュラウド壁部18eの過大横たわみは、もし阻止され
なければ、燃料炉心内の周囲燃料集合体を損傷するおそ
れがある。
【0036】中央支持体96を制止部96a(図6参
照)を備えるように用い得る。中央支持体96の装着を
容易にするために、中央支持リング98が連結棒54に
固定されている。中央支持体96は、その底部に端ぐり
されそしてリング98とはまり合う形態をもつ環状凹み
の一部分を有し、これにより連結棒54に対する中央支
持体96の横変位を防ぐ。中央支持体96は叉骨形ばね
ラッチ100により中央支持リング98に係止されてい
る。このラッチは連結棒54に対する中央支持体96の
上向き垂直変位を阻止する。ばねラッチ100は、中央
支持体と連結棒が遊びをもって連結された時、各部の振
動による摩擦の防止に十分な予荷重がかかるように設置
される。
【0037】ばねラッチ100は、中央支持体96と係
合する突起を備えた短脚と、中央支持リング98に形成
した段部98aの下にかかる突起100bを備えた長脚
とを有する。突起100bは斜面を有し、この斜面に中
央支持体とラッチとの組立体着脱用の工具(図示せず)
が係合する。この係合の結果、突起100bは中央支持
リング98を妨害しない位置、すなわち、中央支持体9
6がリング98から上方に離脱し得る位置に押出され
る。ばねラッチ100は図9Aと図9Bに詳細に示して
ある。
【0038】中央支持体96は、組立て時に、連結棒5
4を曲げる半径方向干渉により容器壁に対して予荷重を
かけられる。3つのパッド(図6ではパッド96c、9
6dだけが見える)が容器壁10と係合するように機械
加工されるので、所望予荷重が連結棒に発生する。すな
わち、中央支持体96は中央シュラウド壁18e用の制
止部かつ連結棒用の中間支持手段として役立ち、連結棒
の振動破損に対する抵抗性を高める。
【0039】さらに、各下側ばね56は、炉心板支持リ
ング18gと下側シュラウド壁18fとの間の溶接部が
切断された場合、炉心板支持リング18gに対する下側
シュラウド壁18fの過大横たわみを阻止する制止部1
04を有する。下側シュラウド壁18fの過大横たわみ
は、もし阻止されなければ、炉心の下に配置した制御棒
案内管の損傷を引起こすおそれがある。ガセット58は
シュラウド支持体50の変位を制限する。
【0040】制止部104は、万一地震荷重が設備の認
可設計値を超えた場合、アーム56a、56bの永久変
形に対する保護をなす。これは設備の安全停止と拘束手
段の機能持続を確実にする。上側ばねは、上側ばねブラ
ケット74と上側接触スペーサ86との間の空間が許容
移動量を定めるので、ばね設計に組込まれた同様の変位
制限手段を有する。
【0041】シュラウド拘束構成部材はオーステナイト
ステンレス鋼(例えば316型)とニッケルクロム鉄合
金X−750で製造される。両材料は、沸騰水型原子炉
環境において最大の耐食性を確保するように特定されか
つ調製される。合金X−750は、高い強度または表面
硬さが必要な箇所、例えば、ばねラッチ、上側支持板、
叉骨形ばね、引張ナット、クレビスピン、接触スペー
サ、ねじりアーム、ジャッキボルトおよび支持ブロック
で用いられる。
【0042】図10に見られるように、炉心板21は炉
心板くさび組立体106により中央シュラウド壁部18
fに対する横たわみに対して拘束される。複数(例えば
4つ)の炉心板くさび組立体が炉心板の円形外周縁と中
央シュラウド壁18fの円筒形内面との間の間隙にそれ
ぞれの方位角位置において配置される。これらの炉心板
くさび組立体は適所に押込まれて炉心板とシュラウドと
の間の間隔を保ち、これにより燃料集合体の整合を維持
する。炉心板くさび組立体は、好ましくは、シュラウド
拘束組立体と方位的に整合するように配置される。すな
わち、炉心板くさび組立体は、対応するシュラウド横拘
束組立体と関連して、燃料炉心による横荷重を原子炉圧
力容器に伝達する直接路を構成する。
【0043】図11Aと図11Bを参照するに、炉心板
くさび組立体106は炉心板くさび108と炉心板くさ
びクリップ110とからなる。炉心板くさび108は合
わせ平面108aと、それに平行な他の平面108cと
を有する。炉心板くさびクリップ110は合わせ平面1
10aと、この平面に対して斜角(例えば6度)をなす
他の平面110dとを有する。削られない状態では、炉
心板くさび108の表面108dは表面108aと平行
である。
【0044】炉心板くさび108と炉心板くさびクリッ
プ110を組立てる前に、炉心板21の外周面と中央シ
ュラウド壁部18f(図10参照)の内周面との間の間
隙Gを測定する。次いで、炉心板くさび108を図11
Aに示すように削って新しい表面108dを形成する。
この表面は、炉心板くさび108を炉心板くさびクリッ
プ110に最終押込み位置で結合した時、表面110d
と平行でありかつ同表面から次のような距離、すなわ
ち、ボルトが締付けられて両部品108、110が互い
に滑るにつれ約Gまで増加するような距離だけ離され
る。
【0045】炉心板くさび組立体106を組立てるに
は、炉心板くさびクリップ110の合わせ表面110a
を炉心板くさび108の合わせ表面108aと同一面に
置き、次いでくさびボルト112を用いて炉心板くさび
108と炉心板くさびクリップ110とを結合する。炉
心板くさび108は、くさびボルト112の円筒形頭部
を受入れる第1直径の円筒形第1ねじ無し孔と、くさび
ボルト112のねじ付き軸112aを受入れる第2直径
の円筒形第2ねじ無し孔とを有する。第1直径の孔は第
2直径の孔と肩108bにおいて連通している。くさび
ボルト112の炉心板くさび108に対する縦変位は肩
108bにより防止されるが、くさびボルト112は炉
心板くさび108に対して回転自在である。炉心板くさ
びクリップ110はねじ付き孔110bを有し、このね
じ孔は、くさびボルト112をねじ込んだ時、ねじ付き
軸112aとねじ係合する。くさびボルト112を締付
け方向に回すにつれ、炉心板くさびクリップ110はボ
ルト軸線に沿って炉心板くさび108に対して滑る。合
わせ表面108a、110aの相対的な滑りを容易にす
るために、組立て前に潤滑剤を一方または両方の合わせ
表面に施し得る。
【0046】炉心板くさび組立体106の最初の形状で
は、炉心板くさびクリップ110はくさびボルト112
のねじ付き軸112aの小部分だけと係合しそして炉心
板くさび108に対して最初の軸方向位置を占める。こ
の最初の軸方向位置において、表面108d、110d
間の距離は、炉心板くさびクリップ110の係止突起1
10cが間隙Gを通過し得るほど間隙Gより小さい。次
いで、炉心板くさび組立体106は次のような高さ、す
なわち、くさびボルト112を締付けた時、炉心板くさ
びクリップ110がボルト頭部に向かって軸方向に移動
するので、係止突起110cが図10に示すように炉心
板21の下に掛かるような高さに保持される。同時に、
表面108d、110d間の距離が増加する。表面10
8d、110d間の距離が間隙Gに等しくなると、表面
108dは中央シュラウド壁18に接触しそして表面1
10dは炉心板21に接触する。次いで、くさびボルト
112を所望予荷重がかかるまで締付けることができ
る。炉心板くさび108を削った後では、予荷重の量
は、炉心板くさびクリップ110が炉心板くさび108
に対して移動する距離の関数である。この状態では、炉
心板くさび組立体106は炉心板とシュラウドとの間の
間隔Gを保ちそして荷重を炉心板からシュラウドに伝達
する。
【0047】所望量の予荷重がかけられた時、くさびボ
ルト112は、炉心板くさび108に対してさらに回転
しないように、1対の叉骨形ばねラッチ114の係合に
より固定される。図11Bに明示のように、各ばねラッ
チ114は、炉心板くさび108と係合する突起114
aを備えた短脚と、くさびボルト112の頭部の外周に
形成した多数の縦スロット112b(図11Aと図12
参照)の一つにはまるキー114bを備えた長脚とを有
する。ばねラッチ114の長脚の先端部は、脚軸線に対
して傾斜した表面114cを有する。この斜面に工具
(図示せず)の一部分が接触する。この工具はくさびボ
ルト112の締付けと逆回しに用いるものであり、工具
の表面は斜面に当接することにより、長脚のキーを、く
さびボルト112の回転中くさびボルトの頭部を妨害し
ない位置に押出す。図12に見られるように、くさびボ
ルト112の頭部は6角形断面の軸方向凹み112cを
有し、この凹みは、ボルトを回しそして予荷重トルクを
伝達するために工具の対応形部分を受入れる。前述のよ
うに、このトルク用工具の挿入だけで、回り止めラッチ
114を外してくさびボルト112を回転自在にするこ
とができる。
【0048】加えて、ばねラッチ114の短脚は突起1
14dを有し、この突起は、ばねラッチ114の除去を
要する場合に遠隔操作工具により把持され得る。ばねラ
ッチを除去するには、短脚を長脚の方へ変位させる必要
があり、その変位量は、突起114aが炉心板くさび1
08の妨害部108eを越えるのに十分な量でなければ
ならない。ばねラッチ114は図13Aと図13Bに詳
細に示してある。
【0049】好適実施例によれば、炉心板くさびと炉心
板くさびクリップはオーステナイトステンレス鋼(例え
ば316型)で製造される。くさびボルトと関連ばねラ
ッチはニッケルクロム鉄合金X−750で作られる。両
材料は、沸騰水型原子炉環境において最大の耐食性を確
保するように特定されかつ調製される。以上、本発明に
よるばね係止機構の好適実施例を例示の目的で開示した
が、本発明の範囲内で開示構造の様々な改変が可能であ
ることは、機械工学関係の当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の係止機構を用いて結合外れが起こらな
いように係止される組立構成部材を用いて改修した炉心
シュラウドの立面図である。
【図2】図2Aと図2Bはそれぞれ本発明の一好適実施
例によるジャッキボルトラッチを備えた上側安定化組立
体の背面図と側面図である。
【図3】図3Aと図3Bはそれぞれ本発明の他の好適実
施例による上側支持組立体の背面図と側面図である。図
3Cは図3Aと図3Bに示した上側支持組立体に組込ん
だ支持ブロックの側面図である。
【図4】図3A〜図3Cの好適実施例による連結棒ナッ
トの平面図である。
【図5】本発明の他の好適実施例による下側安定化装置
の容器接触スペーサの側面図である。
【図6】本発明の他の好適実施例による中央支持組立体
の側面図である。
【図7】図7Aと図7Bはそれぞれ図3A〜図3Cの好
適実施例による係止機構の正面図と側面図である。
【図8】図8Aと図8Bはそれぞれ図5の好適実施例に
よる叉骨形ばねラッチの側面図と底面図である。
【図9】図9Aと図9Bはそれぞれ図6の好適実施例に
よる叉骨形ばねラッチの側面図と底面図である。
【図10】図1の符号10で示した円内の部分の詳細図
で、本発明の一好適実施例による炉心板くさび組立体を
示す。
【図11】図11Aと図11Bはそれぞれ図10の炉心
板くさび組立体の部分断面側面図と部分断面立面図であ
る。
【図12】図11Bに示した炉心板くさび組立体に組込
んだくさびボルトの平面図である。(この平面図は図2
Bに示した上側安定化組立体に組込んだジャッキボルト
についても同じである。)
【図13】図13Aと図13Bはそれぞれ図11Bに示
した炉心板くさび組立体に組込んだくさびボルトラッチ
の側面図と底面図である。(これらの図は図2Bに示し
た上側安定化組立体に組込んだジャッキボルトラッチに
ついても同じである。)
【符号の説明】
54 連結棒 72 上側ばね 74 上側ばねブラケット 80 ジャッキボルト 80a スロット 88 ばねラッチ 94 下側接触スペーサ 96 中央支持体 98 リング 100 ばねラッチ 100a、100b 突起 100c 斜面 102 ばねラッチ 102a、102b 突起 102c 斜面 106 炉心板くさび組立体 108 炉心板くさび 110 炉心板くさびクリップ 112 くさびボルト 112b スロット 114 ばねラッチ 114a 突起 114b キー 114c 斜面

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端で基部に一体的に結合された第1お
    よび第2脚を含むばね係止機構であって、前記第1およ
    び第2脚と前記基部はたわまない状態で概してU形の部
    材を構成し、前記第1脚は同脚に概して垂直にかつ前記
    第2脚から遠ざかる向きに延在する第1突起を有し、そ
    して前記第2脚は同脚に概して垂直にかつ前記第1脚か
    ら遠ざかる向きに延在する第2突起を有し、前記第1突
    起の先端は、前記部材が前記のたわまない状態にある
    時、前記第2突起の先端から所定距離だけ離れており、
    前記第1および第2脚は相互に向かってたわんで前記第
    1突起の先端と前記第2突起の先端との間の距離を減ら
    し得るようになっているばね係止機構。
  2. 【請求項2】 前記第2脚は前記第1脚より長くそして
    前記第2脚の先端と前記第2突起との間に位置する斜面
    を有し、前記斜面は、上方から一方向に前記第2脚と平
    行に移動する工具が前記斜面に接触した時前記第2脚が
    前記第1脚に向かってたわむように配向されている、請
    求項1記載のばね係止機構。
  3. 【請求項3】 第1構成部材に接触するとともに第2構
    成部材とねじ係合することにより前記第1構成部材を前
    記第2構成部材に固定する締結具の回転を防止する装置
    であって、前記締結具の外周面に形成した多数の縦凹み
    と、第1および第2端を有しそして弾性材料で製造され
    た第1片持ばりとを具備し、前記第1片持ばりの前記第
    1端は前記第1構成部材により支持されそして前記第1
    片持ばりの前記第2端は前記第1片持ばりがたわむにつ
    れ第1および第2位置間を変位し得、また前記第1片持
    ばりの前記第2端に結合されそして前記締結具の前記縦
    凹みの任意の一つにはまり込むように形成された第1係
    止部材を具備し、この第1係止部材は前記第1片持ばり
    の前記第2端が前記第1および第2位置それぞれにある
    時縦凹みに係合しそして該凹みから離脱し、前記締結具
    の回転は前記第1係止部材が係合した時阻止されそして
    前記第1係止部材が離脱した時阻止されないようになっ
    ている装置。
  4. 【請求項4】 前記第1係止部材は斜面を有し、この斜
    面は、前記締結具の中心線と平行にかつ前記締結具と係
    合するように移動する工具が前記斜面に接触した時前記
    第1片持ばりが前記締結具から遠ざかる向きにたわむよ
    うに配向されており、これにより離脱が回転中達成され
    る請求項3記載の装置。
  5. 【請求項5】 第1および第2端を有しそして弾性材料
    で製造された第2片持ばりをさらに具備し、前記第2片
    持ばりの前記第1端は基部により前記第1片持ばりの前
    記第1端に連結されており、また前記第2片持ばりの前
    記第2端に結合されそして前記第1構成部材に形成した
    凹みにはまり込むように形成された第2係止部材を具備
    する請求項4記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記第1および第2片持ばりと、前記第
    1および第2係止部材と、前記基部は一体に結合され概
    してU形のばねラッチを形成している請求項5記載の装
    置。
  7. 【請求項7】 第1および第2構成部材間に遊びを設け
    て組立てた両構成部材を確実に配置しかつ両構成部材の
    振動による摩耗を防止する装置であって、二重片持ばね
    からなり、この二重片持ばねは前記第1および第2構成
    部材の相互摩擦の防止に十分な予荷重がかかるようにた
    わみ状態で前記第1および第2構成部材間に設置され、
    前記二重片持ばねは前記第1構成部材に接触した第1脚
    と前記第2構成部材に接触した第2脚とを含むようにな
    っている装置。
  8. 【請求項8】 前記二重片持ばねは、その前記第1脚を
    前記第1構成部材に係止する第1係止手段と、前記二重
    片持ばねの前記第2脚を前記第2構成部材に係止する第
    2係止手段とをさらに含み、これにより前記第1構成部
    材が前記第2構成部材に係止される請求項7記載の装
    置。
  9. 【請求項9】 前記第1係止手段は前記第1脚に形成し
    た第1突起からなりそして前記第2係止手段は前記第2
    脚に形成した第2突起からなり、前記第1および第2突
    起は、前記二重片持ばねがたわまない状態にある時前記
    第1突起の先端と前記第2突起の先端とが所定距離だけ
    離れているように、互いに逆の方向に延在し、また第1
    凹みが前記第1構成部材に形成されて前記二重片持ばね
    を受入れ、そして第2凹みが前記第1構成部材に形成さ
    れそして前記第1凹みに開いており、前記第2凹みは前
    記二重片持ばねが前記第1凹み内に設置された時前記第
    1突起を受入れるように位置づけられかつ形成され、さ
    らに第3凹みが前記第2構成部材に形成され、前記第3
    凹みは、前記第1および第2構成部材が前記二重片持ば
    ねを前記第1凹み内に設置した状態で組立てられた時前
    記第2突起を受入れるように位置づけられかつ形成さ
    れ、前記第1突起の前記先端と前記第2突起の前記先端
    との間の距離は、前記第1および第2構成部材が前記二
    重片持ばねを前記第1凹み内に設置した状態で組立てら
    れかつ前記第1および第2突起がそれぞれ前記第2およ
    び第3凹み内に挿入された時、前記所定距離より小さ
    い、請求項8記載の装置。
  10. 【請求項10】 前記二重片持ばねの前記第2脚は前記
    第1脚より長くそして前記第2脚の先端と前記第2突起
    との間に位置する斜面を有し、前記斜面は、上方から前
    記第2脚と平行に移動する工具が前記斜面に接触した時
    前記第2脚が前記第1脚に向かってたわむように配向さ
    れている、請求項9記載の装置。
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