JPH08313668A

JPH08313668A - 組立構成部材の相対移動を防止するばね係止機構

Info

Publication number: JPH08313668A
Application number: JP8017215A
Authority: JP
Inventors: John G Erbes; ジョン・ゲデス・アーベス
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1995-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1996-11-29
Anticipated expiration: 2016-02-02
Also published as: DE69612884D1; EP0725222B1; EP0725222A3; ES2158238T3; DE69612884T2; TW289115B; US5683216A; JP4119494B2; EP0725222A2

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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。