JPS62245993A - 原子炉圧力容器の供用中検査方法 - 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】 ｆｌへ１１ 本発明は、加圧水型原子炉の圧力容器の内壁面の所定領
域及び溶接部の検査に関し、かかる検査を下部炉心構造
物を取り出すことなく行う方法に関するものである。

代表的な加圧水型原子炉は、熱を発生する炉心を収納す
るほぼ円筒形の圧力容器もしくは原子炉容器と、原子炉
冷却材流体が通過して循環する複数の流れループとを含
む、各ループでは、炉心で加熱された冷却材が気化可能
な流体と熱交換する関係に一般にあり、気化可能な流体
は熱交換後にタービン・発電機を駆動するのに使用され
る。その後、冷却材は圧力容器へ戻される。圧力容器内
には、炉内構造物が含まれているが、これ等の炉内構造
物の目的は炉心の構成部品、例えば燃料集合体を支持す
ること及び炉心監視装置を支持することである、支持さ
れている荷重の全ては、原子炉炉心を囲む炉心槽の壁を
通って原子炉容器へ伝えられる。炉心槽と、この炉心槽
によっても支持される炉心との間には、−ｍにバッフル
板・フォーマ−の組立体が設けられる。冷却材流は、圧
力容器に入り、炉心槽と圧力容器壁との間に形成された
環状空間を通って下方に通過し、次に１８０°転回して
炉心を上方に流れ、しかる後圧力容器から流出する。

圧力容器は、通常はぼ円筒形であり、円筒形の圧力容器
壁を有し、この壁は、冷却材を導く入口ノズル及び出口
ノズルと、半球状の底部壁と、着脱自在な半球状の蓋体
とを有する０円筒形の圧力容器壁は、その大きさのため
、互いに溶接された複数の部分から通常形成され、円筒
形の圧力容器壁は、圧力容器を通過する冷却材に対する
一体的な一次圧力境界部を形成するよう底部壁にも溶接
される。原子炉容器は、内面にステンレス鋼が被覆され
た厚肉の炭素鋼容器として通常形成される。

圧力容器内の冷却材は加圧状態になっているので、原子
炉の使用前に容器の壁及びその内部の溶接部を検査する
やまた、原子炉の使用後も、圧力容器の壁及び溶接部を
逐次定期的に検査することが必要である。このような検
査を「供用中」検査と称する９通常、最初の１０年の使
用期間後に原子炉容器の壁と溶接部とを完全に検査しな
ければならない、定期検査中に、圧力容器を続けて使用
できるような性質の小さい傷、即ち「兆候」が溶接部に
発見された場合、最初に発見された傷の悪化を監視しか
つ検出するため、その後より頻繁な時間間隔で、例えば
連続して４０ケ月毎にその領域を定期的に検査しなけれ
ばならない。

圧力容器壁内面及び溶接部の供用中検査は、原子炉の炉
内構造物、即ち上部及び下部炉内ｉｌｌ造物の双方を取
り出し、壁内面を露出させることにより実施できる。し
かし、ある場合には、検査のため原子炉容器の炉内構造
物全体を取り出すことは不利である。従って、原子炉の
下部炉内構造物ユニットを取り出すことなく圧力容器の
内面及び溶接部を検査できれば有利となる。

本発明の目的は、圧力容器から加圧水型原子炉の下部炉
内構造物を取り出すことなく圧力容器の内面及び溶接部
を供用中に検査する方法を提供することにある。

几朋！■シ」 原子炉圧力容器の壁との間に環状空間を形成するように
圧力容器の壁から離間して、はぼ円筒形の垂直配向の炉
心槽を内部に配設せしめた該圧力容器の壁の内面及び溶
接部の供用中検査は、環状空間まで炉心槽のフランジを
貫通するアクセス通路を設け、被検査領域に接近するよ
う環状空間内へ超音波その他の試験手段を挿入すること
により行なわれる。炉心槽は、圧力容器の壁の頂部に載
置される外側に延長するフランジを有し、このフランジ
は該フランジを貫通する複数の開口を通常有し、これ等
の開口は環状空間と連通ずると共に環状空間から放射線
試験片を取り出すため取り外し自在なプラグを含む０本
方法によれば、環状空間へのアクセス通路を与えるよう
炉心槽のフランジにある既存の開口からプラグを取り外
してもよいし、又はかかるアクセス通路を与えるようフ
ランジの所定位置に別の開口を設け、次いでこれ等の新
たに設けた別の開口を塞いでもよい、炉心槽及び下部炉
内構造物が所定位置にある状態で環状空間へのアクセス
通路を設け、検査手段、例えば超音波試験装置を環状空
間へ挿入し、検査すべき溶接部又は表面に接近させ、指
定領域の検査を実施する。

１１１ｉ 本発明は、下部炉内構造物を圧力容器内の所定位置に維
持したまま原子炉供用中に圧力容器を検査する方法を提
供するものである。

第１図には圧力容器３を有する加圧水型原子炉１が示さ
れており、圧力容器３は円筒形の耐圧壁５を有するほぼ
円筒形となっており、底部が半球状の底部壁７により閉
じられている。この圧力容器３は頂部がフランジ付きの
ドーム状塁体９により閉じられ、蓋体９はフランジ付き
部分１３を介して例えばボルトにより耐圧壁５の上縁１
１に固定され、燃料交換及び検査のため取り外し可能と
なりている。耐圧壁５は、その壁の周辺に分散された複
数の入口ノズル１５及び出口ノズル１７（図にハ各ノズ
ルのうちの一つしか示さず）を有する０通常はかかるノ
ズルの各々の一対が設けられる。

圧力容器３の下方領域には、原子炉の炉心１９が支持さ
れ、この炉心は、炉心槽２１によって底部壁７より離間
した関係に支持されている。炉心槽は、耐圧壁５の頂部
内面の棚部２５に載置されたフランジ２３を有する。炉
心槽２１の下方領域のまわりには炉心フォーマ−２７が
位置する。炉心は、一連の燃料集合体２９と、制御棒（
図示せず）を収容するためのシンプル３１とを含み、か
かるシンプル３１の少なくとも一つが炉心の運転をモニ
タリングするための機器を内部に挿入するようになって
いる。燃料集合体及びシンプルは、下部炉心板３３と、
上部炉心板３５との間に取り付けられている。制御棒は
、周知のように、中性子に対する吸収断面積が大小ある
複数の制御棒クラスタを含むことができ、原子炉の熱出
力を減少したり、又はさもなければ専用シンプル内の計
装使用によるモニタリングにより熱出力を制御したり、
原子炉運転を停止させるよう働く、下部炉心支持板３７
には、支持柱３９が設けられ、図示するように別の炉心
支持体４０も設けら、れている、これ等の構成要素は、
上部炉内構造物４１を形成する。

圧力容器３の上方領域には、制御棒用の垂直案内体４３
及び水排除棒用の垂直案内体が設けられており、これ等
は全体で上部炉内構造物４５を構成する。

炉心１９を含む下部炉内構造部４１と上部炉内構造物４
５とが圧力容器内にほぼ同心状に装着されており、炉心
槽２１と耐圧壁５との間の環状空間４７は、入口ノズル
１５と炉心１９の下方端部とを連通ずる。

制御棒からの駆動棒４９は、蓋体９内のシール５１を貫
通している。制御棒を軸方向に正しく位置決めするため
に駆動機構（図示せず）が使用される。炉心槽２１の周
辺のまわりには、中性子遮蔽体５３及び複数の放射線モ
ニタリング用試験片ポケット５５が固定され、放射線モ
ニタリング用試験片（図示せず）が前記ポケット内に挿
入できるようになっている。実際には、圧力容器５と炉
心槽２１との間の環状空間４７の幅は、約１５．２ｃｍ
（６ｉｎ）であるが、この幅は試験片ボクット５５の領
域では狭くされ、試験片ポケットの外壁と耐圧壁との間
の距離は、約１０．２ｃｍ（４ｉｎ）である、この圧力
容器の外周は、約１３．７２ｃｍ（約５４０ｉｎ）であ
り、この値は定期検査を要する圧力容器の寸法及び面積
を示す。

加圧水型原子炉の運転中、冷却材は、第１図に矢印で示
すように、入口ノズル１５を通って流入し、環状空間４
７を通って底部壁７まで下方へ流れ、次に炉心１９を通
って上部炉内構造物４５内へ上方に流れ、次に横方向へ
流れ、出口ノズル１７から外へ流れる。

圧力容器３は、溶接部により共に一体的に連結される複
数の部分ユニットから製造される。溶接部５７として示
されるかかる溶接部としては、底部壁と円筒形壁５との
間の溶接部、及び円筒形壁５の部分ユニット間の溶接部
、例えば入口ノズル１５及び出口ノズル１７のまわりの
溶接部及び中間溶接部がある０本方法は、これ等の溶接
部及び圧力容器３の内面５９を内部検査することに関す
る。

第２図に最良に示すように、炉心槽２１は円筒形壁部分
６１を有し、この壁部分６１から外方にフランジ２３が
延びている。このフランジ２３は該フランジを貫通する
複数の開口（アクセス通路）６３を有し、これ等の開口
は炉心槽が圧力容器３内に位置するとき、環状空間４７
に連通する。これ等の開口６３は、通常は取り外し自在
なプラグ６５により関しられている０通常約５．７２ｃ
ｍ（２，２５ｉｎ）の径を有するこれ等の開口６３の目
的は、炉心槽の円筒形壁部分の外周まわりに位置する放
射線モニタリング用試験片ポケット５５から常時試験片
を取り出すことができるようにすることにある０図には
これ等の開口のうちの８個を示すが、この数より多いか
又は少ない数の開口を設けてもよい。

第３図に示すように、圧力容器の蓋体及び上部炉内構造
物Ｌ物の取り外しは、炉心Ｗ４２１及び炉心１９を圧力
容器３内に残したまま行うことができる０本発明は、原
子炉がこのように部分的に分解された状態のまま、圧力
容器の壁の溶接部及び内面５９の検査を可能にするもの
である。圧力容器の蓋体及び上部炉内構造物が取り出さ
れると、放射能から保護するため通常圧力容器には多量
の水が注入もしくは溢水され、本発明の方法はかかる溢
水状態で実施できる。

本発明の方法では、炉心槽のフランジを貫通する現在あ
る開口からプラグを収り外すか、又は前記フランジを貫
通するよう径が約８．９ｃｌＩＩ（３，５ｉｎ）の別の
開口を形成するかのいずれかにより、環状空間へのアク
セスを可能としている。上記別の開口を形成した後は、
着脱自在なプラグをこの開口に挿入する。圧力容器の壁
の溶接部又は内面を検査するための検査手段は、アクセ
ス通路を通して環状空間へ挿入され、被検査領域に接近
して配置される。アクセス通路を通して挿入される検査
手段は、希望する検査の種類に応じて、超音波試験装置
、視覚的検査装置（例えば光学的走査装置）その他の検
査装置とすることができる１通常使用される超音波試験
は、高周波数の音のパルスを被試験部品内へ送り込む。

内部欠陥があれば、この欠陥は音を送信トランスジュー
サへ反射し、次にこのトランスジューサは受信器として
動く、かかる超音波試験は、割れその他の平面の欠陥に
対して感度が高く、欠陥の長さ及び高さの双方を測定で
きる。かかる試験は、従来では種々の構成部品に対して
行なわれている。

第４図には、圧力容器の壁５内の溶接部７１の検査を行
う方法が略図で示されている０図示のように、蓋体９及
び上部炉内構造物４５は原子炉から収り外されているが
、下部炉内構造物４１は所定位置に残っている９図示し
た開口６３からプラグを抜いた後、位置決め工具６７の
端部に設けた検査手段６９、例えば超音波試験機を開口
６３を通して環状空間４７へ挿入し、溶接部７１の内側
表面近くに位置させる。

被検査領域に対する検査手段の実際の位置決めは、使用
する検査手段に応じて変わる。この検査手段は、この領
域に近い位置、即ち検査手段によるこの領域の所望の検
査又は試験を可能とするのに充分な位置へ位置決めされ
る０次に、溶接部７１を検査するように検査手段、即ち
超音波試験機６９が作動されるが、かかる検査は炉心槽
２１を含む下部炉内構造物４１が圧力容器３内に位置し
た状態で実施される。検査後は、開口を通して検査手段
を回収し、開口をプラグで塞ぐ。

本発明の方法に係る圧力容器の内面及び溶接部の選択し
た所定領域の供用中検査は、圧力容器から下部炉内構造
物を収り外すことなく、計画期間中に行なわれる燃料交
換のための停止又は保守のための停止のような通常の原
子力発電プラント停止中に行うことができる。下部炉内
構造物を取り外す必要がないので、下部炉内構造物の取
り外しを必要とするこれまでの方法に比較して労力の節
約ができ、人体へのレム被爆量の低減もできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、加圧水型原子炉容器とその内部に含まれる炉
内構造物及び燃料炉心とを断面で示す立面図、第２図は
、開口が塞がれた状態にある炉心槽の上部フランジを示
す、第１図の炉心槽の平面図、第３図は蓋体及び上部炉
内構造物が取り外された状態にある第１図の加圧水を原
子炉を断面で示す立面図、第４図は、本発明の方法に従
って溶接部を検査するため環状空間へ検査手段を挿入す
る状態を示す第３図と同様の図である。 １・・・加圧木型原子炉　３・・・圧力容器５・・・圧
力容器の壁　　１５・・・入口ノズル１７・・・出口ノ
ズル　　　２１・・・炉心槽２３・・・炉心槽の上部フ
ランジ ２５・・・圧力容器の棚部 ４フ・・・環状空間　　　　５７・・・溶接部５９・・
・圧力容器の内面　６３・・・アクセス通路（開口）６
９・・・検査手段　　　　７１・・・溶接部出願人　　
ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポレーショ
ン □

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の入口ノズル及び出口ノズルを備えた実質的に円筒
   形の圧力容器の壁と、該圧力容器内に上部フランジが配
   置されたほぼ円筒形の垂直配向の炉心槽とを有し、前記
   圧力容器の壁と前記炉心槽との間には環状空間が形成さ
   れ、前記上部フランジは前記圧力容器の壁の上方部分の
   内周辺まわりの棚部に載置されている、原子炉の圧力容
   器の壁の所定領域を供用中に検査するための方法であっ
   て、 前記炉心槽を前記圧力容器内に配置したまま、前記炉心
   槽の前記上部フランジを貫いて前記環状空間にアクセス
   するアクセス通路を設け、 前記アクセス通路を通して前記所定領域を検査するため
   の検査手段を挿入し、 検査すべき前記圧力容器の壁の前記所定領域に接近する
   よう前記検査手段を位置決めし、 前記炉心槽を前記圧力容器内に配置したまま、前記検査
   手段により前記所定領域を検査する、原子炉圧力容器の
   供用中検査方法。