JPH11153122A - シュラウドヘッドボルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リテーナの固着を防止し、リテーナとナットと
の位相に係わることなく、ナットの回転を防止する。 【解決手段】原子炉圧力容器内に設置されたシュラウド
とシュラウドヘッドとをシュラウドヘッドボルトにより
締結するにあたり、ナット18とリテーナ16の接触面にそ
れぞれラチェット25，26を形成する。ラチェット25，26
によりナット18が回転固定される。これにより締付方向
にナット18を回転する場合、ラチェット25，26は順方向
でその都度解除する必要はない。締付後、運転中にナッ
ト18が緩んでもラチェット25，26の最も近い歯で止ま
る。ナット18を緩める場合には従来例と同様にリテーナ
16を押し下げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は沸騰水型原子炉の原
子炉圧力容器内に設置される炉心シュラウドとシュラウ
ドヘッドとを締結するためのシュラウドヘッドボルトに
関する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内には
図７（ａ）に示す炉心シュラウド１が設置されている。
この炉心シュラウド１は大径円筒体で、多数体の燃料集
合体を支持する炉心支持板２と上部格子板３を保持し、
多数体の燃料集合体（図示せず）全体を包んで炉心を形
成するものである。

【０００３】炉心シュラウド１の上端開口を覆うように
してシュラウドヘッド４が設けられ、炉心シュラウド１
とシュラウドヘッド４とはシュラウドヘッドボルト５に
より図７（ｂ）に示すようにリング10，ガイド11および
ティーバ12を介して締結されている。

【０００４】シュラウドヘッド４の上面にはスタンドパ
イプ６を介して多数本の気水分離器７が林立して設けら
れている。多数本のスタンドパイプ６と気水分離器７は
上下２枚のガイドリング８，８により間隔が保持されて
おり、上下２枚のガイドリング８，８はシュラウドヘッ
ドボルト５に固定されている。

【０００５】図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ部を拡大して
示した部分断面図で、シュラウドヘッドボルト５により
炉心シュラウド１とシュラウドヘッド４との締結状態を
拡大して示している。

【０００６】シュラウドヘッドボルト５は図７（ａ），
（ｂ）に示したように原子炉圧力容器内に設置された炉
心シュラウド１とシュラウドヘッド４とをリング10およ
びティーバ12を介して下端部で締結する長尺ロッド９
と、図８（ａ）に示したように前記リング10上に設けら
れ前記ロッド９の外面を包囲する長尺パイプ13と、この
パイプ13の上端に載置された短尺スリーブ14と、このス
リーブ14上にバネ15を介して設けられたリテーナ16と、
このリテーナ16上に設けられ前記ロッド９の外面に形成
されたボルトネジ17にねじ込むナット18とからなってい
る。なお、図８（ａ）は締付状態で、図８（ｂ）は緩め
状態を示し、符号19はタグである。

【０００７】シュラウドヘッドボルト５はナット18を締
めることによりティーバ12とリング10が炉心シュラウド
１とシュラウドヘッド４のタグ（上部格子板３）を挟み
込んで締結する。

【０００８】ところで、原子炉運転時に炉内構造物は炉
内の冷却材の流動により振動が生じる。この場合、振動
を受けてシュラウドヘッドボルト５が緩むことを防止し
なくてはならない。そのため、図９にロッド９，リテー
ナ16およびナット18を分解して部分的に示した分解図の
ように、リテーナ16の側面にピン20を挿入するための挿
入孔21を設けるとともに、ロッド９の側面に縦長のキー
溝22を設け、ピン20が挿入孔21を通ってその先端部がキ
ー溝22に嵌り込み、周方向の動きを拘束している。

【０００９】リテーナ16の中央部には円形のロッド挿入
孔23と、リテーナ16の上面には六角形ナット18が嵌り込
む六角形状凹部24が形成されている。この六角形状凹部
24によって、バネ15で押し上げられたリテーナ16の六角
形状凹部24に上方からナット18が嵌り込むことによりシ
ュラウドヘッドボルト５の緩みを防止している。

【００１０】ナット18を締める場合、治具によってリテ
ーナ16はピン20とキー溝22に沿って動き、治具の解除後
に、ナット18は六角形状凹部24に嵌り込み、ナット18の
緩みを防止している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のシュラウドヘッドボルト５はリテーナ16とナット18
が嵌り込む際に、リテーナ16の六角形状凹部24とナット
18の位相がずれて、リテーナ16が回転防止の機能を損う
課題がある。

【００１２】また、シュラウドヘッドボルト５がナット
18で締め付けられた際、押し下げられていたリテーナ16
とロッド９間のキー溝22にクラッドが侵入してリテーナ
16が固着し戻らなくなり、さらに、ナット18とリテーナ
16が嵌め合っている際、キー溝22にクラッドが侵入して
リテーナ16が固着し、リテーナ16の解除を行うことがで
きなくなる課題がある。

【００１３】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、リテーナの固着を防止し、リテーナとナット
との位相に係わることなくナットの回転を防止すること
ができるシュラウドヘッドボルトを提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、原子
炉圧力容器内に設置されたシュラウドと、このシュラウ
ドの上端開口を覆うシュラウドヘッドとをリングおよび
ティーバを介して下端部で締結し、前記シュラウドヘッ
ドから立設した気水分離器上部まで延在する長尺ロッド
と、このロッドの外面を包囲しかつ前記リング上から立
設する長尺パイプと、このパイプの上端部に嵌め込まれ
前記気水分離器の上部に設けられるガイドリングを固定
する短尺スリーブと、このスリーブ上にバネを介して設
けられたリテーナと、このリテーナ上に載置され前記ロ
ッドの外面に形成しボルトネジとねじ結合するナットと
を具備したシュラウドヘッドボルトにおいて、前記ナッ
トと前記リテーナの対向面に相互に噛合するにラチェッ
トを設けたことを特徴とする。

【００１５】請求項２の発明は、原子炉圧力容器内に設
置されたシュラウドと、このシュラウドの上端開口を覆
うシュラウドヘッドとをリングおよびティーバを介して
下端部で締結し、前記シュラウドヘッドから立設した気
水分離器上部まで延在する長尺ロッドと、このロッドの
外面を包囲しかつ前記リング上から立設する長尺パイプ
と、このパイプの上端部に嵌め込まれ前記気水分離器の
上部に設けられるガイドリングを固定する短尺スリーブ
と、このスリーブ上にバネを介して設けられたリテーナ
と、このリテーナ上に載置され前記ロッドの外面に形成
しボルトネジとねじ結合するナットとを具備したシュラ
ウドヘッドボルトにおいて、前記ナットの外側面が嵌入
する六角形状凹部を前記リテーナ上部内に設け、この六
角形状凹部内周面と前記ナットの外周面に相互に噛合す
るラチェットを形成してなることを特徴とする。

【００１６】請求項３の発明は、前記リテーナに形成し
た六角形状凹部内周面に直角方向の切り欠きとテーパ面
とを交互に有するラチェットを形成してなることを特徴
とする。

【００１７】請求項４の発明は、原子炉圧力容器内に設
置されたシュラウドと、このシュラウドの上端開口を覆
うシュラウドヘッドとをリングおよびティーバを介して
下端部で締結し、前記シュラウドヘッドから立設した気
水分離器上部まで延在する長尺ロッドと、このロッドの
外面を包囲しかつ前記リング上から立設する長尺パイプ
と、このパイプの上端部に嵌め込まれ前記気水分離器の
上部に設けられるガイドリングを固定する短尺スリーブ
と、このスリーブ上にバネを介して設けられたリテーナ
と、このリテーナ上に載置され前記ロッドの外面に形成
しボルトネジとねじ結合するナットとを具備したシュラ
ウドヘッドボルトにおいて、前記ロッドにロッドヘッド
部を設け、前記リテーナに前記ナットの外側面が挿入す
る六角形状凹部と前記ロッドヘッド部を包囲して前記ロ
ッドとの間に隙間部分を生じるようにスリーブを設け、
前記隙間部分の前記ロッドにバネを設けてなることを特
徴とする。請求項５の発明は、前記スリーブにストッパ
を設けたことを特徴とする。

【００１８】請求項６の発明は、前記ナットと前記リテ
ーナとが接触する対向面にラチェットを設けたことを特
徴とする。請求項７の発明は、前記リテーナの内側面に
螺旋状切り欠きを設けたことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１により本発明に係るシュラウ
ドヘッドボルトの第１の実施の形態を説明する。本実施
の形態は図８（ａ）に示したシュラウドヘッドボルト５
の緩み防止と、図９に示すようにリテーナ16をガイドす
るロッド９に設けたキー溝22内にクラッドが侵入するこ
とを防止することにあるので、図１（ａ），（ｂ）にお
いてはナット18とリテーナ16の部分のみ示し、他の部分
は図８と同様なので省略して同一部分には同一符号を付
している。

【００２０】図１（ａ）において、ナット18とリテーナ
16との対向面、つまりリテーナ16の座面には相互に噛合
するラチェット25が形成され、このラチェット25と噛み
合うようにしてナット18の面にもラチェット25を形成し
ている。図１（ｂ）はラチェット25の平面図を示してい
る。ラチェット25はナット18の回転とは異なる順方向に
形成されている。リテーナ16の側面にはピン20を挿入す
るための挿入孔21がロッド９に設けたキー溝22に到達す
る長さまで水平方向に形成されている。

【００２１】本実施の形態によれば、ナット18とリテー
ナ16の座面にラチェット25が形成されているため、リテ
ーナ16はロッド９に形成されたキー溝22とピン20により
周方向の動きが拘束される。締め付け時にナット18を回
転させる場合、ラチェット25は順方向であるため、リテ
ーナ16の解除を行う必要がない。締め付け後、運転時に
ナット18が緩んでも、ラチェット25の最も近い歯で止ま
る。ラチェット25の数をＮとすると、規定の締め付けに
対してナット18の緩みは 360°／Ｎとなる。

【００２２】つぎに図２により本発明に係る第２の実施
の形態を説明する。本実施の形態はナット18の外側面に
相対して２個のラチェット26を設けるとともに、リテー
ナ16の上面にナット18を嵌め込むための六角形状凹部24
を設け、この六角形状凹部24の内周面にラチェット25を
設けたことにある。

【００２３】本実施の形態によれば、ナット18の外周
（側）面とリテーナ16の内側面にラチェット25，26を設
け、リテーナ16はピン20がロッド９に設けられたキー溝
22に嵌り込むことによって、周方向の動きが拘束され
る。

【００２４】締め付け時にナット18を回転させる場合、
ラチェット25，26は順方向であるため、リテーナ16の解
除を行う必要がない。締め付け後、運転時にナット18が
緩んでも、ラチェット25，26の最も近い歯で止まる。ラ
チェット25，26の数をＮとすると、規定の締め付けに対
してナット18の緩みは 360°／Ｎとなる。

【００２５】つぎに図３および図４により本発明の第３
の実施の形態を説明する。図３（ａ），（ｂ）において
ナット18が嵌入するリテーナ16の六角形状凹部内周面に
テーパ面27を形成するとともに、テーパ面27に直角方向
の切り欠きを順々に設けて複数のラチェット25を形成し
たことにある。その他の部分は第２の実施の形態と同様
であるので、重複する部分の説明は省略する。図４
（ａ）は図３（ａ）においてリテーナ16のテーパ溝27に
形成したラチェット25部分を拡大して示し、図４（ｂ）
は図４（ａ）の部分断面図である。

【００２６】本実施の形態によれば、ナット18の締め付
けには従来と同様に専用レンチを用い、リテーナ16を解
除してナット18を回転させる。締め付け後、バネ15によ
ってリテーナ16が押し上げられて、ナットの角部26とラ
チェット25とが嵌り合う。

【００２７】図４（ａ）に切り欠き部の拡大図を示す。
リテーナ16の厚さ方向にテーパ面27と切り欠きが交互に
設けてラチェット25が形成されているため、リテーナ16
が戻るほど、ナット18を挿入した場合にはナット18とラ
チェット２５との嵌め合いがきつくなる。加えて、周方
向にも、緩み方向にはきつくなる。

【００２８】このため、図４（ｂ）に示すように、リテ
ーナ16にナット18が嵌り合うほど厚さ方向、周方向のい
ずれの方向でも回転が拘束されることになり、ナット18
とリテーナ16の位相に関係なくナット18の回転防止が行
える。図４（ｂ）中のナット18は部分的に要部のみ示し
ている。

【００２９】つぎに図５（ａ），（ｂ）により本発明の
第４の実施の形態を説明する。本実施の形態はロッド９
に、このロッド９よりも大径のロッドヘッド部31を設
け、前記リテーナ16にナット18の外側面が挿入する六角
形状凹部24と前記ロッドヘッド部31を包囲して前記ロッ
ド９との間に隙間部分30を生じるようにスリーブ28を設
け、前記隙間部分30のロッド９にバネ15を設けたことに
ある。

【００３０】すなわち、図５において、リテーナ16には
ロッド９との間に隙間部分30が設けられるスリーブ28が
形成されている。スリーブ28の下端面にストッパ29が設
けられ、ロッド９にはロッドヘッド部31を有し、ロッド
ヘッド部31上に大径部32が形成されている。スリーブ28
はロッド９のヘッド部31と嵌め合う。

【００３１】本実施の形態によれば、リテーナ16と、ロ
ッドヘッド部31の嵌め合いのため、リテーナ16の回転が
拘束され、ナット18の回転を防止する。これにより、図
９に示した従来例のようにリテーナ16の回転拘束に用い
てピン20とキー溝22が不要となり、キー溝22へのクラッ
ドの侵入に起因する、リテーナ16の上下動ができなくな
る事象を防止することができる。

【００３２】つぎに図６（ａ），（ｂ）により本発明の
第５の実施の形態を説明する。本実施の形態は図５に示
した第４の実施の形態においてロッドヘッド部31とスリ
ーブ28の嵌め合い部に六角形状隙間部分30を設けてい
る。スリーブ28はロッド９のロッドヘッド部31の大径部
32と嵌め合う。これにより、リテーナ16と、ロッドヘッ
ド部31の嵌め合いのため、リテーナ16の回転が拘束さ
れ、ナット18の回転を防止する。

【００３３】これにより、図９に示した従来例のように
リテーナ16の回転拘束に用いてピン20とキー溝22が不要
となり、キー溝22へのクラッドの侵入に起因するリテー
ナの上下動ができなくなる事象を防止できる。また、ロ
ッドヘッド部31とリテーナ16内の内径を異なる形状と
し、両者の間に六角形状隙間部分30を設けたことによ
り、リテーナ16とロッド９によって囲まれた領域での流
動性が高まり、死水領域を改善し、バネ15の腐食強さを
増す効果がある。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に対応する発明では、リテーナ
とナットの位相差によるシュラウドヘッドボルトの締結
不全が防止される。請求項２に対応する発明において
は、ボルト締め付け時にリテーナの解除が不要となり、
リテーナが返らないという事象を避けることができる。
締め付け時のラチェットのインパクトにより、リテーナ
の固着を解除することができる。

【００３５】請求項３に対応する発明においては、ナッ
ト締め付け時に、ナットとリテーナの位相に制約がない
という効果がある。請求項４に対応する発明では、固着
の原因となるピンとキー溝を用いずにリテーナの回転拘
束を行うことができる。請求項５に対応する発明では、
リテーナとロッドに囲まれた領域に水の供給、排出を促
進し、死水領域の改善、バネの腐食強さを増す効果があ
る。

【００３６】請求項６に対応する発明では、リテーナと
ナットの位相差によるシュラウドヘッドボルトの締結不
全が防止されるという効果と、固着の原因となるピンと
キー溝を用いることなくリテーナの回転拘束を行うこと
ができる。

【００３７】請求項７に対応する発明では、リテーナと
ナットの位相差によるシュラウドヘッドボルトの締結不
全が防止されるという効果と、固着の原因となるピンと
キー溝を用いることなくリテーナの回転拘束を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係るシュラウドヘッドボルト
の第１の実施の形態の要部を一部縦断面で示す側面図、
（ｂ）は（ａ）におけるリテーナを示す平面図。

【図２】（ａ）は本発明に係るシュラウドヘッドボルト
の第２の実施の形態の要部を一部切欠して示す側面図、
（ｂ）は（ａ）におけるナットとリテーナの組合せを示
す平面図。

【図３】（ａ）は本発明に係るシュラウドヘッドボルト
の第３の実施の形態の要部を一部縦断面で示す側面図、
（ｂ）は（ａ）におけるナットとリテーナの組合せを示
す平面図。

【図４】（ａ）は図３におけるリテーナのテーパ溝部を
拡大して部分的に示す斜視図、（ｂ）は（ａ）において
リテーナの作用を説明するための概略断面図。

【図５】（ａ）は本発明に係るシュラウドヘッドボルト
の第４の実施の形態の要部を一部縦断面で示す側面図、
（ｂ）は（ａ）の上面図。

【図６】（ａ）は本発明に係るシュラウドヘッドボルト
の第５の実施の形態の要部を一部縦断面で示す側面図、
（ｂ）は（ａ）の一部を横断面で示す上面図。

【図７】（ａ）は従来のシュラウドヘッドボルトを説明
するための炉内構造物を示す概略断面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ部を拡大して示す縦断面図。

【図８】（ａ）は従来のシュラウドヘッドボルトの締付
状態を示す立面図、（ｂ）は（ａ）において緩め状態を
示す立面図。

【図９】図８においてナット、リテーナおよびロッドの
分解図。

【符号の説明】

１…炉心シュラウド、２…炉心支持板、３…上部格子
板、４…シュラウドヘッド、５…シュラウドヘッドボル
ト、６…スタンドパイプ、７…気水分離器、８…ガイド
リング、９…ロッド、10…リング、11…ガイド、12…テ
ィーバ、13…パイプ、14…短尺スリーブ、15…バネ、16
…リテーナ、17…ボルトネジ、18…ナット、19…タグ、
20…ピン、21…挿入孔、22…キー溝、23…ロッド挿入
孔、24…六角形状凹部、25…ラチェット、26…ナットの
角部、27…テーパ面、28…スリーブ、29…ストッパ、30
…隙間部分、31…ロッドヘッド部、32…大径部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金澤 寧 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉圧力容器内に設置されたシュラウ
   ドと、このシュラウドの上端開口を覆うシュラウドヘッ
   ドとをリングおよびティーバを介して下端部で締結し、
   前記シュラウドヘッドから立設した気水分離器上部まで
   延在する長尺ロッドと、このロッドの外面を包囲しかつ
   前記リング上から立設する長尺パイプと、このパイプの
   上端部に嵌め込まれ前記気水分離器の上部に設けられる
   ガイドリングを固定する短尺スリーブと、このスリーブ
   上にバネを介して設けられたリテーナと、このリテーナ
   上に載置され前記ロッドの外面に形成しボルトネジとね
   じ結合するナットとを具備したシュラウドヘッドボルト
   において、前記ナットと前記リテーナの対向面に相互に
   噛合するラチェットを設けたことを特徴とするシュラウ
   ドヘッドボルト。
2. 【請求項２】 原子炉圧力容器内に設置されたシュラウ
   ドと、このシュラウドの上端開口を覆うシュラウドヘッ
   ドとをリングおよびティーバを介して下端部で締結し、
   前記シュラウドヘッドから立設した気水分離器上部まで
   延在する長尺ロッドと、このロッドの外面を包囲しかつ
   前記リング上から立設する長尺パイプと、このパイプの
   上端部に嵌め込まれ前記気水分離器の上部に設けられる
   ガイドリングを固定する短尺スリーブと、このスリーブ
   上にバネを介して設けられたリテーナと、このリテーナ
   上に載置され前記ロッドの外面に形成しボルトネジとね
   じ結合するナットとを具備したシュラウドヘッドボルト
   において、前記ナットの外側面が嵌入する六角形状凹部
   を前記リテーナ上部内に設け、この六角形状凹部内周面
   と前記ナットの外周面に相互に噛合するラチェットを形
   成してなることを特徴とするシュラウドヘッドボルト。
3. 【請求項３】 前記リテーナに形成した六角形状凹部内
   周面に直角方向の切り欠きとテーパ面とを交互に有する
   ラチェットを形成してなることを特徴とする請求項２記
   載のシュラウドヘッドボルト。
4. 【請求項４】 原子炉圧力容器内に設置されたシュラウ
   ドと、このシュラウドの上端開口を覆うシュラウドヘッ
   ドとをリングおよびティーバを介して下端部で締結し、
   前記シュラウドヘッドから立設した気水分離器上部まで
   延在する長尺ロッドと、このロッドの外面を包囲しかつ
   前記リング上から立設する長尺パイプと、このパイプの
   上端部に嵌め込まれ前記気水分離器の上部に設けられる
   ガイドリングを固定する短尺スリーブと、このスリーブ
   上にバネを介して設けられたリテーナと、このリテーナ
   上に載置され前記ロッドの外面に形成しボルトネジとね
   じ結合するナットとを具備したシュラウドヘッドボルト
   において、前記ロッドにロッドヘッド部を設け、前記リ
   テーナに前記ナットの外側面が挿入する六角形状凹部と
   前記ロッドヘッド部を包囲して前記ロッドとの間に隙間
   部分を生じるようにスリーブを設け、前記隙間部分の前
   記ロッドにバネを設けてなることを特徴とするシュラウ
   ドヘッドボルト。
5. 【請求項５】 前記スリーブにストッパを設けたことを
   特徴とする請求項４記載のシュラウドヘッドボルト。
6. 【請求項６】 前記ナットと前記リテーナとが接触する
   対向面にラチェットを設けたことを特徴とする請求項４
   記載のシュラウドヘッドボルト。
7. 【請求項７】 前記リテーナの内側面に螺旋状切り欠き
   を設けたことを特徴とする請求項４記載のシュラウドヘ
   ッドボルト。