JPS5989896A - チユ−ブ結合部の密封装置とその遠隔設置方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２本のチューブの結合部を密封するための装置
に係るものであり、更に具体的にいえば、２本のチュー
ブの線状の結合部を密封するための装置に係るものであ
る。

発明の背景 沸騰水形原子炉の分野において現在問題となっているも
の＼一つは、原子炉容器内の制御棒ノズルの周りに生じ
る漏洩である。沸騰水形原子炉の原子炉容器の下方部分
におけるノズルを通して制御棒は上方に向けて駆動され
る。これらのノズルは原子炉容器の内側でスタップチュ
ーブにより支持され、そして全ノズル組立体はノズルチ
ューブ゛とスタップチューブの端との間を環状溶接する
ことにより密封されている。

上に述べたノズルチューブとスタッブチューブとを設け
た沸騰水形原子炉の運転中密封溶接区域でスタップチュ
ーブにときどき裂は目が生じる。

原子炉容器内の高圧の放射能流体はこれらの裂は目を通
って漏洩し、原子炉容器の外へ出ていく。

この漏洩は全く望ましいものではな（、原子炉を継続運
転するにはあってはならないことである。

原子炉内のノズルチューブとスタッドチューブとの結合
部がしばしば対称的でないということ、通常はノズルチ
ューブとスタッドチューブとの間の中心線のずれ又は角
度的不整合の形で対称的でないということを知ることは
重要である。この非対称性はスタツドチューブ設置後原
子炉容器の熱処理から生じる。スタップチューブの位置
は、容器とスタップチューブとの間の材料の違いのため
熱処理中に変化す）。そのような場合ノズルチューブの
設置の際にスタップチューブの孔を機械加工して炉心内
で制御棒を適正に配置する。この機械加工の結果、チュ
ーブの外部の中心線が０．２５センチずれる程度の実質
的に直線状のチューブ結合部となる。

原子炉容器の内部が高い放射能雰囲気であるということ
と、原子炉内の種々の装置部品の下で原子炉容器の底に
スタッブチューブが位置しているということ＼によって
上記の実質的直線状の結合状態に直すということは複雑
な作業となる。スタッブチュー゛プ部材の位置を調整し
たり、溶接し直す従来技術のやり方では、原子炉容器内
の装置部品の撤去と原子炉容器の完全な排水とを必要と
し、そしてそのどちらも費用がか＼リ、そして時間がか
＼る仕事である。そこで必要とされていることは、原子
炉の内容物の取除きゃ原子炉のスタップチューブの裂は
目を通る内部の原子炉流体の漏出を遠（かも停止させる
ことのできる技術である。

遠隔設置の利点は、原子炉容器内で修理に当る作業員の
安全のため容器内のすべての原子炉燃料を撤去しな（て
も済むということである。

発明の要約 本発明は実質的に同一直線上の２体のチューブの間の結
合部を密封するための簡単で実効的な装置を提供するこ
とである。この装置は遠（から正しい位置に置かれ、そ
して係合され、それ故上に述べたスタッブチューブの裂
は目漏洩の問題の解決に最適である。しかし他のチュー
ブ結合部にも同様に適用できることもある。

本発明に従えば、密封しようとする結合部の上に円筒ス
リ山ブを配置する。スタップチューブの裂は目から漏洩
している場合スタップチューブとノズルチューブの密封
溶接の上にばかりでなく、スタッブチューブの裂は目の
上にもスリーブをかぶせる。このスリーブは、結合した
チューブの周りに、特に上端と下端とにぴったりするよ
うな形となっている。

スリーブを取囲んでいるのは円筒）為ウジングであり、
それの内側唇状部はスリーブの下方端にバッキングリン
グを押しつげている。第２のバッキングリングは、ハウ
ジングと上方チューブとの間のスラストリングフィッテ
ィングと接触しているスリーブの上端に配置されている
。ねじつき密封ナツトがスラストリングと唇状部とをバ
ッキングリングとスリーブとに押しつげて圧縮保持し、
スリーブとチューブとの間に流体密の密封を形成する。

設置中、スラストリングとハウジングとは外方に圧縮さ
れ、そして密封ナツトが締めつけられてこれらの部材を
圧縮状態に保つ。この設置方法の利点はチュ゛−ブの表
面でのバッキングリングの移動を最小限とし、バッキン
グへの損傷を回避するということである。

第１図は、原子炉容器１０内に設置された本発明による
装置の簡単な実施例である。スタッブチューブ１２は原
子炉容器の壁１０の内側へ１６で溶接され、そしてスタ
ッブチューブが取囲むノズルチューブ１４は炉心（図示
せず）内へ上昇する制御棒を支持している。スタッブチ
ューブ１２とノズルチューブ１４とは密封溶接１８によ
り相互に結合されている。

上に説明した構造の作動中、溶接１８のすぐ下でスタン
プチューブ１２に裂は目２０が発生した。

原子炉容器の内部２２の高圧原子炉冷却流体が裂は目２
０を通って漏れ、ノズルチューブ１４とスタッブチュー
ブ１２と原子炉容器の壁１０との間に形成された環状部
分を通って流下し、そして原子炉容器の外部２４へ出る
。この漏洩は放射能であり、そのためそれが接触すると
人も装備も危険となる。

この漏洩の修復は、燃料組立体の下で原子炉容器の下方
部分にノズルチューブとスタッブチューブとがあるため
阻害される。スタッブチューブ１２の位置替え又は再溶
接にはすべての癲料組立体とそれに関連した支持構造体
とを原子炉容器から撤去し、そして原子炉の冷却流体を
完全に排出してスタッブチューブへ接近できるようにし
なければならない。原子炉を短時間運転してさえも、原
子炉容器内は放射能となっており、修理に当る作業員の
作業区域は危険となる。

本発明の装置は、燃料組立体の撤去や原子炉容器の排水
をする必要な（漏洩チューブの結合部とその付近に遠隔
設置することができる。本発明に従って、スリーブ２６
はぴったりと（つついてチューブ結合部を取囲んでいる
。このスリーブ２６は円筒状であり、そしてチューブに
隣接し、そしてスリーブの端に隣接して保持されている
上方バッキングリング２８と下方バッキングリング３０
とに接触している。

ハウジング３２はスリーブを取囲み、そしてそれの下方
端にぴったりはまっている。ハウジングと一体の、内部
環状唇状部３４は、軸方向でスリーブの下方端と対向し
てバッキングリング３０を保持している。唇状部３４の
内側の面取り部分３６は設置中ノズルチューブとスタッ
ブチューブの上に本発明の装置を位置決めするのを助け
る。

スラストリング３８はハウジング３２の上端内側とノズ
ルチューブ１４との間にはまる。スラストリングは軸方
向でスリーブの上端と向合って上方バンキング２８と接
触する。

本発明では、ハウジング３２の上端に隣接して配置され
た密封ナラ）４０がスラストリング３８とハウジング３
２とをバッキングリングとスリーブに押しつげ、圧縮す
る手段を構成している。好ましい実施例においては密封
ナラ）４０の外側ねじはハウジング３２の上方端のねじ
４３と係合する。このようにして装置外の構造体がらの
協力なしにバッキングリング２８．３０に対し圧縮力が
保持される。

スリーブ２６、ハウジング３２、バッキングリング２８
８．３０スラストリング３８そして圧縮手段４０とを備
える本発明の装置は、それの設置のときはその前に決定
した漏洩結合部の上に滑り嵌めさせる。スラストリング
３８とハウジング３２とは外方半径方向に膨張しないよ
うに拘束されている上方バッキングリング２８と下方バ
ッキングリング３０とを軸方向に圧縮する。唇状部３４
、スリーブ２６そしてスラストリング３８との間でのバ
ッキングリングの軸方向の圧縮によりバッキングリング
２８．３０の内方半径方向に膨張し、対応するチューブ
の表面１２′、１４′との密封を形成する。

バッキングリング２８，３０は、弾性０リング、成形金
属シール、変形可能の材料、硬化性樹脂等圧縮密封体で
あれば何でもよい。純粋グラファイトはこの用途に適し
た材料であり、そして高い放射能雰囲気に対して抵抗性
がある。

ノズルチューブの中心線１１４とスタップチューブの中
心線１１２とが９０で示すようにずれているチューブの
゛結合部に設置した本発明の好ましい実施例を第３図に
示す。このずれ９０は第３図に示すようにスリーブ２φ
とハウジング３２の非対称の形状により吸収される。

実際に、個々のノズルチューブとスタップチューブの結
合部のずれ９ｏの大きさは結合部毎に異なり、それは位
置と先の熱処理の程度によって異なる。それ故適正配置
にするには各密封装置は、密封しようとする結合部毎に
特別にっ（らなければならない。原子炉内の特定のチュ
ーブ結合部のずれ９０のこの大きさはそれを測定するま
では分らないので、そしてその測定には原子炉容器の内
部２２へ、少なくとも遠隔から、接近しなければならな
いので、−回の運転停止で測定と密封とを完了するのが
よい。

これは第４ａ図と第４ｂ図とに示されるハウジングブラ
ンク４３２とスリーブブランク４２６とによって容易と
される。これらのブランクはその他の要素と一諸に、設
置前に原子炉のところに運ばれる。特定のチューブ結合
部のずれの程度を測定するとハウジングブランク４３２
とスリーブブランク４２６とは現場で適正形状に機械加
工される。破線４３２′、４２６′は第３図に示すチュ
ーブ結合部のため仕上げたハウジング３２とスリーブ２
６とを示している。同じ違法停止期間中に密封装置を組
立−Ｃ，そして原子炉内に設置する。

第３図の好ましい実施例はスラストリング３８と上方ス
リーブ２６の別の形状を示している。この実施例ではス
リーブ２６はバッキングリング２８を取囲み、そして外
方半径方向においてバッキングリング２８を拘束してお
り、スラストリング３８は軸方向で上方バッキングリン
グ２８と接触し゛ている。この構成がスリーブ２６と上
方バッキングリング２８との間に大きな密封区域をつく
るものと考えられる。

好ましい実施例の最後の一つの特徴は、軸方向でバッキ
ングリング２８．３０と接触しているスリーブ２６、ハ
ウジング３２そしてスラストリング３８の面が１００で
示すように僅かに内方に傾いていることである。半径方
向の面から約５度のこの傾斜は半゛径方向のずれの増大
につれてバッキングリングの方向にある。かくして圧縮
中、バッキングリング２８．３０の最外部分は高い軸方
向の力をうけ、大きな内方半径方向の膨張と更に強い密
封とを生じる。

上に説明したように、ノズルチューブ１２とスタップチ
ューブ１４とはずれ９０もあるが、角度的にも不整合で
ある。この不整合（図示せず）はずれ９０と同じように
本発明の装置によって、すなわち第３図に示すように非
対称的にハウジング３２とスリーブ２６とを成形するこ
とにより、な（される。チューブ表面の小さい角度不整
合は、バッキングリング２８．３ｏを圧縮するときなく
され、そして密封される。

こ＼に開示した密封装置を設置するだめの適当な手段は
、第２図に示す３個の同心−チューブ５０゜６０．７０
を備えている。最も外側のデユープ７゜はハウジング３
２に示される外ねじ４４と係合する内ねじ４６を有して
いる。本発明の装置は設置中殻も外側のチューブ７０に
より位置定めされ、そして支持されている。最も内側の
チューブ５゜はスラストリング３８に接触するためノズ
ルチューブ１４と密封ナツト４０との間で滑動するよう
な大きさとなっている。

最も外側のチューブ７０に上向きの力をかげ、そして最
も内側のチューブ５ｏに下向きの力をかげることにより
バッキングリング２８．３０は圧縮され、そして所望の
密封を形成する。

密封ナツト４０を中間チューブ６ｏと係合することによ
り、そしてその係合した部材を回転することによりこの
圧縮され、密封された状態に本発明の装置は内部でロッ
クされる。密封ナツト４０が圧縮されたスラストリング
３８と接融した後景も内側のチューブ５０と最も外側の
チューブ７０とにか＼る力は解放され、ぞして設置手段
５０．６０．７０はその設置された装置から外される。

使用された設置手段は、炉心区域内でその漏洩スタップ
チューブの直上に位置する核燃料組立体だけを取除くこ
とによっつ（られた狭い接近路（図示せず）を通して密
封装置を遠隔設置することを可能としている。この接近
路の必要な直径は蜜月装置組立体の外直径よりも僅かに
太きい。

原子炉冷却流体を一時的に駆逐するため設置中歪活性ガ
スを局所的に注入することも有用である。

窒素がこの目的に適していることが判っている。

本発明は同一直線上の２本のチューブの間の結合部を密
封する簡単で有効な方法を提供する。本文に説明した好
ましい実施例は、沸騰水形原子炉のノズルチューブとス
タップチューブとを対象とするものであるけれども、本
発明は流体密封を必要とする同一直線上の同外径のチュ
ーブや池のものにも適用できる。

本発明の装置の利点は設置中溶接を必要とせず、そして
炉内のものを外に取出すことなく原子炉内に遠隔設置で
きるということである。

【図面の簡単な説明】

第１図は沸騰水形原子炉内の漏洩ノズル構造体に設置し
た本発明の装置の縦断面図である。 第２図は設置装置の縦断面図と一諸に設置中の本発明の
装置を縦断面で示している。 第３図はずれたノズルチューブとスタップチューブの結
合部に設置した本発明の好ましい実施例の縦断面図であ
る。 第４ａ図と第４ｂ図とは部分的に機械加工されたハウジ
ングブランクとスリ、−ブプランクとの縦断面図である
。 １０・・原子炉容器、１２・・スタップチューブ、１４
・・ノズルチューブ、２２・・原子炉容器内部、２４・
・原子炉容器外部、２６・・スリー７’、２８・・上方
バッキングリング、３０・・下方バッキングリング、３
２・・ハウジング２．３４・・唇状部、３６・・面取り
部分、３８・・スラストリング、４０・・密封ナツト、
　　５０　；　６０　；７０ａ・同心チューブ、１１２
・・スタップチューブの中心線、１１４・皓ノズルチュ
ーブの中心線、４２６・・スリーブブランク、４３２・
・ハウジングブランク。 Ｆｌｅ、　　４ａ Ｆ箇ｅ、　　　４ｂ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的に同一直線上の第１のチューブと第２のチ
   ューブとの間の結合部を密封する装置において、 前記の第１のチューブの周りを下方ｎ１がぴったり包囲
   しており、そして前記の第２のチューブの周りを上方端
   がぴったり包囲していて、密封しようとする結合部を包
   囲している円筒スリーブ； この円筒スリーブの下方端の外側をぴったり包囲し、そ
   して円筒スリーブの下方端の土を上方へ向ってのびてお
   り、そして下方端に隣接して内方へのびる環状の唇状部
   を有している円筒ハウジング； 前記の円筒スリーブの下方端と前記のハウジングの唇状
   部との間に配置され、円筒スリーブと前記の第１のチュ
   ーブとの間で密封を形成する下方バッキングリング； 前記のハウジングの上方端の内側と前記の第２のチュー
   ブとの間にぴったりはまっているスラストリング； 前記の円筒スリーブの一４二方端とスラストリングとの
   間に配置され、円筒スリーブと前記の第２のチューブと
   の間で密封を形成する上方パツ゛キングリング；そして スラストリングを上方のバッキングリングに、そしてハ
   ウジングの唇状部を下方のバッキングリングに押しつけ
   て、両方のバッキングリングを円筒スリーブに圧縮しそ
   して前記の結合部の周りに密封を形成する、ハウジング
   と協働する手段 を備えたことを特徴とするチューブ結合部の密封装置。
2. （２）　　１　方のバッキングリングにスラストリング
   を押しつけ、そして下方のバッキングリングにハウジン
   グの唇状部を押しつける手段がノ・ウジング内のねじと
   保合するねじを有する密封ナツトを備えている特許請求
   の範囲第１項に記載のチューブ結合部の密封装置。
3. （３）チューブ結合部の密封装置を設置中に位置ぎめす
   るのを助けるためハウジングの下方端の内周を面取りし
   た特許請求の範囲第１項に記載のチューブ結合部の密封
   装置。
4. （４）　　チューブ結合部の密封装置を設置中に位置ぎ
   めするのを助けるためハウジングの下方端の内周を面取
   りした特許請求の範囲第２項に記載のチューブ結合部の
   密封装置。
5. （５）特許請求の範囲第１項に記載のチューブ結合部の
   密封装置を遠隔設置するための方法において、 前記の密封装置を前記のチューブ結合部の周りに配置し
   ； 前記の密封装置を前記のチューブ結合部の周りに外から
   保持し； 前記の密封装置を前記のチューブ結合部に密封係合させ
   て結合部漏洩に対する密封を形成するため前記の密封装
   置を軸方向に外から圧縮し；そして 内部で前記の密封装置をロックして、外部の圧縮保持力
   を取除いたとき前記の密封装置を保合圧縮状態に保持す
   る 諸段階を備えたことを特徴とするチューブ結合部の密封
   装置の遠隔設置方法。
6. （６）　　スリーブ、ハウジング、２個のバッキングリ
   ング−スラストリングそして密封ナツトを有し、実質的
   に同一直線上の２本のチューブの間の結合部を密封する
   装置を遠隔設置する方法において、 前記の密封装置のハウジングを第１の設置チューブと係
   合させ； 前記の第１の設置チューブにより前記のチューブの結合
   部の周りに前記の密封装置を配置し、そして支持し； 前記の密封装置のスラストリングを第２の設置チューブ
   と接触させ； 前記の第１の設置チューブに上向きの力を、そして前記
   の第２の設置チューブに下向きの力を同時に加えて軸方
   向に前記の密封装置を圧縮し、それによりスリーブにバ
   ッキングリングを圧縮して前記のチューブ結合部の周り
   に密封を形成させ； 密封ナツトを第３の設置チューブと係合させそして第３
   の設置チューブを回転させて密封ナツトをスラストリン
   グに接触させ、それにより前記の密封装置を圧縮密封さ
   れた状態にロックし；そして 前記の第１の設置チューブ、第２の設置チューブそして
   第３の設置チューブを解除し、取除く 諸段階を備えることを特徴とするチューブ結合部の密封
   装置の遠隔設置方法。
7. （７）前記の結合部が流体内に漬けられている場合であ
   って、その包囲流体を駆逐するため設置中にチューブの
   結合部の区域に不活性ガスを注入する段階を備えている
   特許請求の範囲第５項に記載のチューブ結合部の密封装
   置の遠隔設置方法。
8. （８）　　前記の結合部が流体内に漬けられている場合
   であって、その包囲流体を駆逐するため設置中にチュー
   ブの結合部の区域に不活性ガスを注入する段階を備えて
   いる特許請求の範囲第６項に記載のチューブ結合部の密
   封装置の遠隔設置方法。
9. （９）原子炉内のノズルチューブとスタップチューブと
   ゛の間の結合部の区域でスタップチューブの裂は目から
   生じる漏洩を密封する装置において、 前記の裂は目より上で前記のノズルチューブを取囲む上
   方のバッキングリング； 前記の裂は目より下で前記のスタップチューブを取囲む
   下方のバッキングリング；上方のバッキングリングと下
   方のバッキングリングとに軸方向で接触し、そして半径
   方向外方に上方のバッキングリングを拘束して漏洩チュ
   ーブ結合部を取囲む円筒スリーブ；上方のバッキングリ
   ングと軸方向で接触しているスラストリング； スリーブ、バッキングリングそしてスラストリングを取
   囲み、そして下方のノ々ツキングリングを外方で拘束し
   、下方のノくツキングリングと軸方向で接触する内側の
   環状の雪状部を含む円筒ノ・ウジング；そして スラストリングを上方のバッキングリングに押しつけ、
   同時にノ・ウジングの環状唇状部を下方のバッキングリ
   ングに押しつけて漏洩チューブ結合部の周りを密封する
   ためノ・ウジングと保合する密封ナツト を備えることを特徴とするチューブ結合部の密封装置。 α０　前記の密封装置を前記の結合部の周りに配置し； 前記の密封装置を前記の結合部の周りに外から保持し； 前記の密封装置を外から軸方向に圧縮して前記の結合部
   と密封係合させ、漏洩結合部に対する密封を形成し；そ
   して 前記の密封装置を内部でロックして外からの圧縮保持力
   を取除いたとき前記の密封装置をその係合し、圧縮した
   状態に保持する諸段階を備えたことを特徴とする特許請
   求の範囲第９項に記載のチューブ結合部の密封装置の遠
   隔設置方法。