JPH10206587A - ジェットポンプ・ライザ管を改修する方法および装置 - Google Patents
ジェットポンプ・ライザ管を改修する方法および装置Info
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Abstract
に遠隔操作によりジェットポンプライザ組立体を簡単に
設置することができるエルボ支持装置を提供する。 【解決手段】クランプ装置(50)が下部ライザ組立体
(34)に構造的剛固さを与える。クランプ装置(5
0)は下部熱スリーブクランプ(66)とライザクラン
プ(68)を含む。下部熱スリーブクランプ(66)
を、ジェットポンプライザ管組立体(34)のエルボ
(52)と熱スリーブ(36)との境界に隣接させる。
ライザクランプ(68)をジェットポンプライザ管組立
体(34)のライザ管(38)に、ライザ管(38)と
エルボ(52)との境界(60)に隣接する位置で、固
定する。下部熱スリーブクランプ(66)とライザクラ
ンプ(68)を互いに連結して、これらのクランプ(6
6および68)を下部ライザ組立体(34)に固定す
る。
Description
原子炉圧力容器内のジェットポンプ・ライザ組立体を修
理する方法および装置に関する。
(RPV=reactor pressure ves
sel)は、代表的には、だいたい円筒形であり、両端
が、たとえば底部ヘッドおよび取り外し可能な頂部ヘッ
ドにより閉じられている。頂部ガイドが代表的にはRP
V内で炉心プレートより上に離間されている。炉心シュ
ラウド、即ち、シュラウドが炉心を包囲し、シュラウド
支持構造により支持されている。具体的には、シュラウ
ドはだいたい円筒形であり、炉心プレートおよび頂部ガ
イド両方を包囲している。頂部ガイドには数個の開口が
設けられ、燃料バンドルがこれらの開口を通して挿入さ
れ、炉心プレートにより支持されている。
Vに入る。周知のように、ジェットポンプ・ライザ組立
体が入口ノズルに連結されている。ジェットポンプ・ラ
イザ組立体は、代表的には、その一部に、熱スリーブ、
下部エルボおよびライザ管(竪管)を備える。熱スリー
ブが入口ノズルを貫通し、エルボの一端に溶接されてい
る。エルボの他端がライザ管に溶接されている。ライザ
管はRPV側壁とシュラウド間に配置され、これらにほ
ぼ平行に延在する。
に循環流れを生成する。したがって、ジェットポンプ組
立体を通して相当量の水を強制的に送りこむので、エル
ボをはじめとしてジェットポンプ組立体には大きな水圧
と振動が加わる。さらに、運転中には、RPV内で多量
の熱が発生するので、ジェットポンプ組立体には熱応力
も加わる。これらの水圧、振動応力そして熱応力が原因
で、ライザ管エルボに応力腐食割れが生じるおそれがあ
り、極端な場合には、ライザ管エルボが熱スリーブから
離れることもあり、これらは問題である。
orrosion cracking)は、構造用部
材、配管、締結具、溶接部などの高温の水にさらされる
炉構成要素に生じる既知の現象である。炉構成要素は、
たとえば熱膨張の差、炉冷却水の閉じ込めに必要な動作
圧力と関連する種々の応力や、その他の原因、たとえ
ば、溶接、冷間加工その他の不均質な金属加工からの残
留応力を受ける。その上、水の化学作用、溶接、熱処理
および放射線により、炉構成要素金属のSCC感受性が
高くなる。
う装置を開発することが望まれている。また、限定され
たアクセス空間に遠隔操作で修理品として簡単に設置す
ることができるエルボ支持装置を開発することが望まれ
ている。
発明の1実施例においては、ジェットポンプ組立体の熱
スリーブに圧縮力を加えることにより、エルボの熱スリ
ーブからの分離を防止するクランプアセンブリ(装置)
を包含する装置が提供される。具体的には、この発明の
1実施例によれば、クランプ装置は、熱スリーブとエル
ボとの境界に位置する溶接クラウンの縁で熱スリーブに
固定され、またライザ管に固定され、またエルボが熱ス
リーブから分離しないようにエルボを所定位置に保持す
る構造的剛固さを与える、ように構成されている。
とライザクランプを含む。下部熱スリーブクランプは、
熱スリーブとエルボとの境界の近傍に配置される。具体
的には、下部熱スリーブクランプは、たとえば、摩擦ま
たはしまりばめにより、熱スリーブとエルボとの境界に
位置する溶接部のクラウンに固定される。ライザクラン
プは、ライザ管とエルボとの境界に隣接する位置でライ
ザ管に固定される。下部熱スリーブクランプおよびライ
ザクランプは、ライザクランプをライザ管としまりばめ
状態に引きいれるように、また下部熱スリーブクランプ
を、熱スリーブと下部エルボとの間の溶接部のクラウン
に隣接する位置で、熱スリーブとしまりばめ状態に引き
いれるように、相互連結されている。
り、ライザ管および熱スリーブに圧縮力を加える。この
ようなクランプ装置は、構造的剛固さを与え、溶接部や
配管の割れを通しての水の漏れを最小限に抑え、そして
またライザ管が熱スリーブから離れた場合に、ライザ管
の構造的支持を行う。さらに、このクランプ装置は設置
が容易である。
(RPV)20を、一部破断して示す部分的断面図であ
る。RPV20はだいたい円筒形の形状で、一端が底部
ヘッドにより、他端が取り外し可能な頂部ヘッド(図示
せず)により閉じられている。頂部ガイド(図示せず)
がRPV20内で炉心プレート22の上方に離間してい
る。シュラウド24が炉心プレート22を包囲し、シュ
ラウド支持構造26により支持されている。環状部28
がRPV20のシュラウド24と側壁30との間に画定
されている。
貫通し、ジェットポンプ組立体(アセンブリ)34に連
結されている。ジェットポンプ組立体34は、ノズル3
2を貫通する熱スリーブ(サーマルスリーブ)36、下
部エルボ(図1では一部が見えるだけ)およびライザ管
(竪管)38を含む。熱スリーブ36の第1端(図示せ
ず)が下部エルボの第1端に固着されている。具体的に
は、熱スリーブ36の第1端が下部エルボの第1端に溶
接されている。下部エルボの第2端が同様にライザ管3
8の一端に固着、すなわち溶接されている。ライザ管3
8はRPVのシュラウド24と側壁30との間にかつそ
れらにほぼ平行に延在する。ライザブレース40により
ライザ管38をRPV20内で安定にする。組立体34
のようなジェットポンプ組立体は当業界でよく知られて
おり、組立体34は例示として図示するにすぎない。こ
の発明は、他の種々のジェットポンプ組立体にも適用で
き、組立体34だけと使用することに限定されない。
原子炉での実施に限定されず、この発明は、これとは別
の種々の代替構成を有する多数の異なる原子炉に使用す
ることができる。図1の沸騰水型原子炉は図示の目的で
示しただけであり、この発明を限定するものではない。
図2に示すクランプ装置(アセンブリ)は、ライザ管3
8および下部エルボに追加の支持を与えるのに使用する
ことができる。具体的には、図2は、ジェットポンプ組
立体34およびこの発明の1実施例によるクランプ装置
50の側面図である。上述したようにジェットポンプ組
立体34は、熱スリーブ36、ライザ管38および下部
エルボ52を含む。下部エルボ52は第1端54と第2
端56を有する。下部エルボ52の第1端54がライザ
管38の第1端58に境界60で溶接されている。下部
エルボ52の第2端56が熱スリーブ36の第1端62
に境界64で溶接されている。周知のように、これらの
境界60および64には溶接クラウンが形成される。
ンプ66とライザクランプ68とを含む。下部熱スリー
ブクランプ66は、境界64に隣接する位置で熱スリー
ブ36に固定されるように構成されており、ライザクラ
ンプ68は境界60より上でライザ管38に固定される
ように構成されている。下部クランプ66とライザクラ
ンプ68は互いに連結されている。具体的には、下部熱
スリーブクランプ66は、ほぼ鉛直に、すなわちRPV
側壁30に平行に延在し、かつライザクランプ68に連
結する形状に成形されており、ライザクランプ68は、
ほぼ水平に、すなわちRPV側壁30に垂直に延在する
形状に成形されている。
66を貫通し、クランプ66のフランジ70が、熱スリ
ーブ36に境界64に形成された溶接クラウンの縁で係
合する。具体的には、フランジ70は熱スリーブ36と
摩擦係合を、溶接クラウンと締まりばめを形成する。具
体的には、下部熱スリーブクランプ66は下部要素72
と上部要素74とを含む。下部要素72および上部要素
74はそれぞれ前面76および78を有し、ここからフ
ランジ70が延在している。下部要素72は、ほぼ半円
形の形状で、その両端82Aおよび82Bにヒンジ80
Aおよび80Bをそれぞれ有する(図2には片側のヒン
ジ80Aと端部82Aのみが示されている)。下部要素
72にはさらに、両端82Aおよび82Bに2つのボル
ト穴84Aおよび84Bがあけられている(図2には片
側のボルト穴84Aのみが示されている)。
スリーブ部分86はほぼ半円形の形状で、2つの端部8
8Aおよび88Bを有する(図2には片側の端部88A
のみが示されている)。上部要素74は、ヒンジ80A
および80Bを介して下部要素72に回転自在に連結す
る形状に成形されている。上部要素74の端部88Aお
よび88Bにはボルト穴90Aおよび90Bがそれぞれ
あけられている(図2には片側のボルト穴90Aのみが
示されている)。ボルト穴84Aと90Aそして84B
と90Bがほぼ心合せされており、それぞれボルト92
Aおよび92Bを挿入する形状に成形されている(図2
には片側のボルト92Aのみが示されている)。
の脚部94Aおよび94B、そしてこれら脚部94Aお
よび94B間に後方部分96を含む(図2には片側の脚
部94Aと後方部分96のみが示されている)。脚部9
4Aおよび94Bと後方部分96は、ライザ管38を受
け入れる形状のライザ空所98を画定する。後方部分9
6は、ライザ管38とシュラウド24の間にはまる寸法
の半径方向拘束部材100を含む。ライザクランプ68
はさらに上側102と下側104を有し、脚部94Aお
よび94Bにはそれぞれウェッジ凹所106Aおよび1
06Bが形成されている(図2には片側のウェッジ凹所
106Aのみが示されている)。ウェッジ凹所106A
および106Bはほぼ心合せされており、ウェッジ10
8を受け入れる形状に成形されている。具体的には、ウ
ェッジ凹所106Aおよび106Bはそれぞれ脚部94
Aおよび94Bの端部110Aおよび110Bに隣接す
る(図2には片側の脚部端110Aのみが示されてい
る)。
06Bの一部を画定する前向き傾斜面112Aおよび1
12Bはウェッジ108と係合する形状に成形されてい
る(図2には片側の前向き傾斜面112Aのみが示され
ている)。具体的には、ウェッジ108は両側の端部1
14Aおよび114Bと、これらの端部114Aおよび
114B間に延在する中間部分114Cを含む(図2に
は片側の端部114Aと中間部分114Cのみが示され
ている)。端部114Aおよび114Bは傾斜面116
Aおよび116Bを有し、これらの傾斜面116Aおよ
び116Bは、ライザクランプ68の前向き傾斜面11
2Aおよび112Bにそれぞれ当接する形状に成形され
ており、したがって中間部分114Cがライザクランプ
68の両脚部94Aおよび94B間に延在する(図2に
は片側のウェッジ端114Aの傾斜面116Aのみが示
されている)。ウェッジ端114Aおよび114Bには
それぞれボルト穴118Aおよび118Bがあけられて
いる(図2には片側のボルト穴118Aのみが示されて
いる)。ボルト穴118Aおよび118Bはそれぞれ傾
斜面116Aおよび116Bを貫通し、それぞれボルト
92Aおよび92Bを受け入れる形状に成形されてい
る。さらに、ボルト穴118Aおよび118Bの位置
は、ウェッジ108を凹所106Aおよび106Bに配
置したとき、ウェッジ端114Aおよび114Bがライ
ザクランプ68の前向き傾斜面112Aおよび112B
に当接するように設定されている。また、ボルト穴11
8Aおよび118Bはそれぞれ、下部熱スリーブクラン
プ66のボルト穴84A、90Aおよび84B、90B
と心合せされている。
ト穴84A、90A、118Aおよび84B、90B、
118Bを貫通して、ライザクランプ68と下部熱スリ
ーブクランプ66とを連結する。具体的には、固定要素
120Aおよび120B、たとえばナットおよびワッシ
ャを用いてボルト92Aおよび92Bをそれぞれボルト
穴84A、90A、118Aおよび84B、90B、1
18B内に固定する。
図3に移ると、下部熱スリーブクランプ66のフランジ
70が開口124の周縁122に設けられていることが
わかる。下部熱スリーブクランプ66の上部要素74
は、半円形スリーブ部分86から延在するほぼ鉛直な部
分126を含む。下部熱スリーブクランプ66のほぼ鉛
直な部分126には複数の開口128があけられ、これ
らの開口はクランプ装置50の設置および軽量化の目的
に用いられる。
に、クランプ装置50の設置に用いる4つの取付用リン
グ130A、130B、130C、130Dを備える。
取付用リング130Aおよび130Bはそれぞれ、熱ス
リーブクランプの下部要素72の端部82Aおよび82
Bに隣接している。取付用リング130Cおよび130
Dはそれぞれ、ライザクランプ68の脚部94Aおよび
94Bに隣接している。
ンプ66の下部要素72の斜視図である。図示のよう
に、フランジ70は前面76から延在し、下部要素72
の内周134とフランジ70の内周136の間に係合面
132を形成する。フランジ70の内周136は熱スリ
ーブ36に係合する形状に成形されているので、係合面
132は、熱スリーブ36と下部エルボ52の間の境界
64に位置する溶接クラウンの縁に係合する。下部要素
72はさらに、ヒンジ80Aおよび80Bにそれぞれ隣
接する2つのクランプストッパ138Aおよび138B
を有する。
ランプ66の上部要素74の斜視図である。図示のよう
に、上部要素の端部88Aおよび88Bにはそれぞれヒ
ンジ受け入れ溝140Aおよび140Bが設けられてい
る。各ヒンジ受け入れ溝140Aおよび140Bは、も
ちろん、対応するヒンジ80Aおよび80Bを受け入れ
る形状に成形され、下部熱スリーブクランプ66の上部
要素74と下部要素72とを回転自在に連結する。さら
に、図示のように、フランジ70は前面78から延在
し、上部要素74の内周144とフランジ70の内周1
46との間に係合面142を形成する。フランジ70の
内周146は熱スリーブ36に係合する形状に成形され
ているので、係合面142は、熱スリーブ36と下部エ
ルボ52との境界64に位置する溶接クラウンの縁に係
合する。上部要素74はさらに、ヒンジ受け入れ溝14
0Aおよび140Bにそれぞれ隣接するクランプストッ
パ148Aおよび148Bを含む。上部要素のクランプ
ストッパ148Aおよび148Bは、下部要素のクラン
プストッパ138Aおよび138Bに当接する形状に成
形されており、したがって上部要素74に関する下部要
素72の回転運動を少なくとも部分的に限定する。
る。ライザクランプ68は、ライザクランプの脚部端1
10Aおよび110Bからそれぞれほぼ等距離にある2
つのライザ溝150を有する。凹所106Aおよび10
6Bは、前向き傾斜面112Aおよび112Bのほか
に、底面152Aおよび152Bおよび後面154Aお
よび154Bをそれぞれ有する。底面152Aおよび1
52Bは下側104からほぼ等距離にあり、後面154
Aおよび154Bはライザクランプの脚部端110Aお
よび110Bからほぼ等距離にある。後面154Aおよ
び154Bはまた、前向き傾斜面112Aおよび112
Bから十分離間しているので、ウェッジ端114Aおよ
び114Bを凹所106Aおよび106Bに挿入するこ
とができる。ライザクランプ68にはさらに、複数の穴
156があけられており、これらはクランプ装置50の
設置および軽量化の目的に用いられる。具体的には、脚
部端110Aおよび110Bそれぞれに1つの穴156
が、また半径方向拘束部材100に1つの穴156が設
けられている。
視図である。ウェッジ108はライザ管部分158を含
む。このライザ管部分158はウェッジ108の後ろ側
160から延在し、ライザ管38に係合する形状に成形
された半円形周縁162を含む。具体的には、ライザ管
部分158は、ウェッジ108の傾斜面116Aおよび
116Bがライザクランプ68の前向き傾斜面112A
および112Bに係合したとき、ライザ管部分158が
ライザ管38に係合するような形状に成形されている。
熱スリーブクランプ66を熱スリーブ36と下部エルボ
52との境界64に隣接して位置させ、熱スリーブ36
に境界64に位置する溶接クラウンの縁で係合させる。
具体的には、たとえば、下部要素72を下部熱スリーブ
66の上部要素74に回転自在に連結する。下部熱スリ
ーブクランプ66の下部要素72および上部要素74を
ヒンジ80Aおよび80Bを介して相互に回転させ、そ
してフランジ70の内周136および146が熱スリー
ブ36に係合し、係合面132および142が熱スリー
ブ36と下部エルボ52との境界64に位置する溶接ク
ラウンの縁に係合するように、配置する。ヒンジ80A
および80Bは、RPV側壁30に物理的に接触するこ
となく、下部熱スリーブクランプ66を熱スリーブ36
に係合するのを容易にする。したがって、下部熱スリー
ブクランプ66のほぼ水平方向の移動は、溶接クラウン
とフランジ70との接続により限定される。つぎに、ラ
イザクランプ68を、ライザ管38に対して、下部エル
ボ52とライザ管38との間の下方境界60に隣接する
位置に位置させる。具体的には、ライザ管38がライザ
管空所98を貫通するように、かつ脚部94Aおよび9
4Bがほぼ水平方向に延在し、半径方向拘束部材100
がライザ管38とシュラウド24との間にくるように、
ライザクランプ68を境界60より上の位置でライザ管
38に固定する。
ンプ68に連結するには、ウェッジ108をライザクラ
ンプ68に連結する。具体的には、ウェッジの傾斜面1
16Aおよび116Bがライザクランプの前向き傾斜面
112Aおよび112Bに係合するように、かつボルト
穴118Aおよび118Bがほぼ鉛直に延在し、下部熱
スリーブクランプの下部要素72および上部要素74の
ボルト穴84Aおよび90Aおよび84Bおよび90B
とそれぞれほぼ心合せされるように、ウェッジ108を
ライザクランプ凹所106Aおよび106Bに挿入す
る。
84A、90A、118Aに挿入し、固定要素120
A、すなわちナットおよびワッシャでボルト92Aをこ
れらのボルト穴に固定する。同様に、ボルト92Bをほ
ぼ心合せされたボルト穴84B、90B、118Bに挿
入し、固定要素120B、すなわちナットおよびワッシ
ャでボルト92Bをこれらのボルト穴に固定する。こう
して、ライザクランプ68を下部熱スリーブクランプ6
6に固定する。
けて、締結荷重をライザクランプ68および下部熱スリ
ーブクランプ66に加える。図2に示すように、ボルト
92Aおよび92Bはウェッジ108の傾斜面116A
および116Bをほぼ鉛直に貫通する。ボルト92Aお
よび92Bを締めつけることにより、ライザクランプ6
8をボルト92Aおよび92Bに向かって引き、クラン
プ68をライザ管38としまりばめ状態に引きいれる。
ウェッジ表面112および116上での相対的滑り運動
により、ウェッジ108はボルト92Aおよび92Bに
関して、スロット118Aおよび118Bとの遊びだけ
すべることができる。同様に、締めつけボルト92Aお
よび92Bはともに鉛直上向きの力を下部熱スリーブク
ランプ66に加える。
位置にクランプするのと同時に、上述したように下部熱
スリーブクランプ66をクランプすることにより、下部
エルボ52を境界60よび64両方での鉛直および水平
移動に対して拘束する。水平移動は境界64での溶接ク
ラウンにより限定し、そして追加の(冗長)手段とし
て、シュラウド24と半径方向拘束部材100との間の
クリアランスもかかる移動を制限する。下部エルボ52
と下部クランプ66の上部要素74の内周144との間
のクリアランスにより鉛直方向移動を限定する。したが
って、クランプ装置50は、ライザ管38が下部エルボ
52から離れた場合にライザ管38の支持を行う。クラ
ンプ装置50の設置は容易である。
により前記目的が達成されることが明らかである。この
発明を好適な実施例について説明し、図解したが、この
説明は例示に過ぎず、この発明を限定するものと解すべ
きではない。この発明の要旨は特許請求の範囲に記載し
た通りである。
部分的断面図である。
1実施例によるクランプ装置の側面図である。
ランプの下部要素の斜視図である。
ランプの上部要素の斜視図である。
斜視図である。
Claims (8)
- 【請求項1】熱スリーブ(36)とエルボ(52)とラ
イザ管(38)の組立体を原子炉に固定するクランプ装
置(50)において、 エルボ(52)と熱スリーブ(36)との境界(64)
に隣接して配置された下部熱スリーブクランプ(66)
と、 ライザ管(38)とエルボ(52)との境界(60)に
隣接する位置でライザ管(38)に固定されるように構
成されたライザクランプ(68)とを備え、 前記下部熱スリーブクランプ(66)が前記ライザクラ
ンプ(68)に連結するように構成されたクランプ装置
(50)。 - 【請求項2】前記エルボ(52)と熱スリーブ(36)
との境界(64)が溶接クラウンを含み、前記下部熱ス
リーブクランプ(66)が前記溶接クラウンの縁に係合
するように構成された、請求項1に記載のクランプ装置
(50)。 - 【請求項3】前記下部熱スリーブクランプ(66)がフ
ランジ(70)を含む、請求項2に記載のクランプ装置
(50)。 - 【請求項4】前記下部熱スリーブクランプ(66)が下
部要素(72)および上部要素(74)を備え、下部要
素(72)が上部要素(74)に回転自在に連結されて
いる、請求項1に記載のクランプ装置(50)。 - 【請求項5】さらに、前記ライザクランプ(68)に連
結するように構成されたウェッジ(108)を備える、
請求項1に記載のクランプ装置(50)。 - 【請求項6】前記ライザクランプ(68)が2つの脚部
(94A、94B)を有するほぼU形状で、各脚部(9
4A、94B)に凹所(106A、106B)が設けら
れ、前記ウェッジ(108)の一部が前記凹所(106
A、106B)間に延在するようにウェッジ(108)
が前記凹所(106A、106B)内に配置された、請
求項5に記載のクランプ装置(50)。 - 【請求項7】前記ウェッジ(108)に第1および第2
ボルト穴(118Aおよび118B)が設けられ、前記
下部熱スリーブクランプ(66)に第1および第2ボル
ト穴(84Aおよび84B)が設けられ、前記ウェッジ
の第1および第2ボルト穴(118Aおよび118B)
が前記下部熱スリーブクランプの第1および第2ボルト
穴(84Aおよび84B)とそれぞれほぼ鉛直方向に心
合せされ、前記クランプ装置(50)はさらに2つのボ
ルト(92Aおよび92B)を備え、一方のボルト(9
2A)が前記第1ボルト穴(84Aおよび118A)を
貫通する形状に成形され、他方のボルト(92B)が前
記第2ボルト穴(84Bおよび118B)を貫通する形
状に成形された、請求項6に記載のクランプ装置(5
0)。 - 【請求項8】前記ライザクランプ(68)が後方部分
(96)およびそこから延在する拘束部材(100)を
含む、請求項1に記載のクランプ装置(50)。
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