JPS6341434B2

JPS6341434B2 -

Info

Publication number: JPS6341434B2
Application number: JP55086120A
Authority: JP
Inventors: Yasukata Tamai; Koichi Koyama; Teruo Matsumoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-06-24
Filing date: 1980-06-24
Publication date: 1988-08-17
Also published as: JPS5712394A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、制御棒駆動装置ハウジングの補修方
法に関するものである。

近年、沸騰水型原子炉でSUS304等のオーステ
ナイト系ステンレス鋼の配管に応力腐食割れが発
生し、この応力腐食割れ防止のために種々の処置
が講じられている。オーステナイト系ステンレス
鋼配管の溶接熱影響部（以下、HAZという）に
発生する粒界型応力腐食割れは、第１図に示す如
く、0.2％を越える高い引張応力１、HAZ結晶粒
界に沿つて生じるクロム欠乏層の生成（これを鋭
敏化と称す）２および溶存酸素等の腐食環境３の
３つの条件が満される時に発生する。すなわち、
４が応力腐食割れ発生領域である。前述した３条
件のうち、１つでも欠落すれば、応力腐食割れは
発生しない。

配管を例にとつて説明する。従来より施工され
ている自然冷却溶接（溶接中に配管内面に水を満
したりして強制冷却しない。）によるSUS304配
管等の高炭素量含有配管の溶接では、第２図に示
す如く、配管５内外の温度差による熱応力および
角変形（配管５の収縮）により、配管５内面に数
10Kg／mm²にもおよぶ高い引張残留応力（特性１
０）が生じる。１１は0.2％耐力点である。同時
に、溶接部６近傍のHAZ７にクロム欠乏層を生
じせしめる。このようなSUS304鋼配管は、低炭
素ステンレス鋼または炭素鋼の配管への取替を行
なつている。

沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器に取付けられ
ている制御棒駆動装置ハウジング（以下、CRD
ハウジングという）は、SUS304鋼管を使用して
いるので、前述した３条件が満された時、原子炉
圧力容器との溶接部付近で応力腐食割れが発生す
る危険性がある。このため、SUS304鋼製のCRD
ハウジングに応力腐食割れが発生する前に、これ
を低炭素量含有ステンレス鋼管に取替える作業が
検討されている。

このようなCRDハウジングの取替えは、作業
員の被ばくの危険性があるので短時間で終了する
必要がある。

本発明の目的は、CRDハウジングの取替えが
短時間で行なえるCRDハウジングの補修方法を
提供することにある。

本発明の補修方法は、原子炉容器の内面に取付
けられた円筒スリーブ内に前記原子炉容器の壁を
貫通して挿入されて前記円筒スリーブに溶接部で
接合された第１制御棒駆動装置ハウジングを、前
記溶接部と前記原子炉容器の内面との間の前記円
筒スリーブに被われた位置で切断し、切断された
前記第１制御棒駆動装置ハウジングの前記原子炉
容器の内面側の部分を取除き、その代りに低炭素
含有の第２制御棒駆動装置ハウジングを、前記原
子炉容器を貫通させて前記円筒スリーブ内に挿入
し、その後前記第２制御棒駆動装置ハウジングを
内側より外側に向つて拡管することによつて前記
原子炉容器に保持させ、かつ円筒スリーブ及び該
円筒スリーブに溶接にて結合されている前記第１
制御棒駆動装置ハウジングの双方に対し、前記第
２制御棒駆動装置ハウジングを内側から溶接する
ことにより、前記円筒スリーブ、第１制御棒駆動
装置ハウジング及び第２制御棒駆動装置ハウジン
グとを一体に結合することを特徴とする。

沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器９は、第３図
に示すように、容器胴体１２、下鏡１３および上
蓋（図示せず）から構成されている。原子炉圧力
容器９は、支持スカート１４によつて図示されて
いないが、原子炉格納容器内のペデスタル上に据
付けられる。CRDハウジング１６は、原子炉圧
力容器９の下鏡１３に取付けられている。第４図
は、従来のSUS304製のCRDハウジング１６の取
付け状態を示すものである。下鏡１３の内面にス
テンレスの肉盛部１７が存在する。ステンレス肉
盛部１７上に、スタブチユーブ１９が、インコネ
ル溶接１８によつて取付けられている。CRDハ
ウジング１６は、下鏡１３を貫通してスタブチユ
ーブ１９内に挿入され、インコネル溶接２０によ
つてスタブチユーブ１９に取付けられる。２１
は、インコネル溶接２０によつてCRDハウジン
グ１６に形成される鋭敏化領域である。この鋭敏
化領域２１に応力腐食割れが発生し、原子炉圧力
容器９内の冷却材が、矢印のように、CRDハウ
ジング１６とスタブチユーブ１９および下鏡１３
との隙間を通つて外側に漏洩する可能性がある。

本発明は、上記のような漏洩の発生する前に、
CRDハウジング１６を低炭素含有の鋼管で作ら
れた新しいCRDハウジングと交換するものであ
る。本発明の好適な一実施例を、第４図、第５
図、第６図、第７図および第８図に基づいて以下
に説明する。

CRDハウジング１６の下端からCRDハウジン
グ１６内の遠隔操作できる自動切断装置が挿入さ
れ、CRDハウジング１６が切断される。CRDハ
ウジングの切断位置は、インコネル溶接部２０と
ステンレス肉盛部１７の内面との間のスタブチユ
ーブ１９で取囲まれたところである。切断された
後、切断位置よりステンレス肉盛部１７の内面側
に存在するCRDハウジング１６が、下鏡１３よ
り引抜かれる。CRDハウジング１６の一部は、
第５図に示すようにスタブチユーブ１９によつて
原子炉圧力容器９に取付けられている。スタブチ
ユーブ１９に取付けられているCRDハウジング
１６の下端にスタブチユーブ１９内に挿入された
加工機により開先加工が施こされる。さらに同じ
加工機で、引抜かれたCRDハウジング１６が挿
入されていた下鏡１３の孔部５６の側面に拡管溝
２２を加工する。

次に、低炭素含有のSUS316LC製の新しい
CRDハウジング２３が、引抜かれたCRDハウジ
ング１６の代りに下鏡１３に設けられた孔部５６
（第５図）を通してスタブチユーブ１９内に挿入
される。CRDハウジング２３の上端は、開先加
工が施されている。

スタブチユーブ１９内に挿入されたCRDハウ
ジング２３は、原子炉圧力容器９の下方に存在す
るCRD交換装置の施回台車（図示せず）上に設
置される架台４８上端で支持される。拡管装置４
９が、CRDハウジング２３内に挿入される。

拡管装置４９は、加圧ロツド４１、拡管ゴム４
３、スリーブ４４およびシリンダ４５からなつて
いる。シリンダ４５は、架台４８上に設置され
る。油配管４６および４７が、シリンダ４５に接
続される。ピストン５０が、シリンダ４５内に配
置される。スリーブ４４は、CRDハウジング２
３内に挿入され、さらに架台４８に支持されてい
る。ピストン５０に取付けられる加圧ロツド４１
は、スリーブ４４内を貫通して上方に伸びてい
る。ブツシユ４２が、加圧ロツド４１の上端部に
取付けられる。拡管ゴム４３が、ブツシユ４２を
取囲んで配置される。拡管ゴム４３の上下端は、
ブツシユ４２とスリーブ４４にそれぞれ接触して
いる。スリーブ４４の上端に、ブツシユ４２の下
端が挿入される孔部５１が存在する。ナツト４０
が、加圧ロツド４１の上端に取付けられ、ブツシ
ユ４２が抜けることを防止している。

油配管４６よりシリンダ４５内に油を供給する
ことによつて、加圧ロツド４１が下降される。こ
の時、ブツシユ４２の下端が孔部５１内に挿入さ
れ、拡管ゴム４３が圧縮される。この圧縮作用に
よつてCRDハウジング２３が外側に押広げられ
る。このため、CRDハウジング２３の一部が、
変形し、拡管溝２２内に挿入される。拡管操作
後、拡管装置４９が、CRDハウジング２３内か
ら引抜かれる。このような拡管操作によつて
CRDハウジング２３が、下鏡１３に保持される。
孔部５６内であれば、拡管溝２２以外の部分で
CRDハウジング２３を拡管してもよい。

本実施例のように拡管によつてCRDハウジン
グ２３を保持すれば、隣接するCRDハウジング
１６にCRDハウジング２３を保持させるために
必要な複雑な操作が不要となる。

その後、自動溶接機５３が、CRDハウジング
２３内に挿入される。すなわち、溶接ヘツド昇降
制御装置３９の操作により駆動装置２６内のモー
タが回転すると、駆動装置２６内に設けられたボ
ールナツトが回転し、ボールネジ２７が上昇して
CRDハウジング２３内に挿入される。ボールネ
ジ２７の上端に設けられるガイドリング２９に、
溶接ヘツド５２が移動可能に取付けられる。溶接
ヘツド５２は、ワイヤ供給装置２８、溶接トーチ
３０および回転駆動装置３２から構成され、図示
されていないが、自動電圧制御機構、ウイービン
グ機構を有している。溶接トーチ３０が、対向し
ているCRDハウジング１６とCRDハウジング２
３の開先間に到達したことが確認された時、ボー
ルネジ２７の上昇が停止される。溶接トーチ３０
の位置は、溶接トーチ３０付近まで伸びているイ
メージフアイバー３１が取付けられるTVカメラ
３３によつて監視され、その映像はTVモニタ３
５に写し出される。溶接トーチ３０によつて、
CRDハウジング１６および２３との溶接が行な
われる。この溶接部には、シールドガスボンベ３
８から不活性ガスが供給される。制御装置３６の
操作により回転駆動装置３２が駆動されると溶接
ヘツド５２は、ガイド２９に沿つて移動する。し
たがつて、溶接トーチ３０もそれとともに移動す
るので、CRDハウジング１６および２３の全周
を溶接できる。ワイヤ送給装置２８からは、溶接
棒としてのインコネルワイヤが、溶接部に供給さ
れる。このような溶接によつて、CRDハウジン
グ１６および２３、スタブチユーブ１９が一体と
なるように接続される。３７は、電源である。

溶接終了後、溶接ヘツド５２を引抜いた状態を
第８図に示す。CRDハウジング１６とCRDハウ
ジング２３の溶接部２４のビード面を滑らかにな
るように加工する。

さらに、CRDハウジング２３内に拡管装置４
９を再挿入し、前述の操作でCRDハウジング２
３を拡管し、CRDハウジングを拡管溝２２内に
押広げる。これによつて、CRDハウジング２３
と孔部５６との気密性が増大する。

本実施例は、CRDハウジング１６の一部およ
びスタブチユーブ１９を原子炉圧力容器９に取付
けた状態で、CRDハウジングの交換が行なえる
ので、作業自体がひじように簡単であり、その作
業を極めて短時間で行なえる。特に、本実施例は
原子炉圧力容器９内に冷却材を充填したまま行な
うことができるので、前述の効果が一層発揮され
る。CRDハウジング２３の保持が簡単に行なえ
ることも、交換作業時間の短縮につながる。制御
棒は、CRDハウジング１６の上端に設けられた
プレート５４から上方の炉心部に向つて伸びる制
御棒案内管内に配置されている。CRDハウジン
グの交換作業時には、CRDハウジング内に挿入
されている制御棒駆動装置と制御棒との連結が解
除されるので、制御棒はプレート５４によつて支
えられる。CRDハウジングの交換作業時、プレ
ート５４に設けられた開口５５は、図示されてい
ないがプレート５４上に乗つている制御棒の下端
によつてシールされている。このため、原子炉圧
力容器９内の冷却材は、CRDハウジング１６内
に流出することはない。CRDハウジングの交換
時は、原子炉容器内の圧力は大気圧となつている
ので、炉内の水圧がかかる程度であり、鋭敏化領
域で割れが生じたとしてもハウジング内に漏洩す
る冷却材はわずかであり、しかも漏洩したとして
もハウジング内であるので大量に流れ込まない限
り支障はない。これに対して、原子炉運転中は圧
力容器内の圧力が著しく高くなつているので、わ
ずかな隙間からでもハウジングの外側に大量の冷
却材が漏洩することになるが、本発明の場合に
は、スタブチユーブとハウジングとの間の新たな
溶接部により阻止されるので、該ハウジングの外
側に漏洩することは全くない。

本発明によれば、CRDハウジング２３の保持
が容易であり、CRDハウジングの交換作業を短
時間で行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は粒界応力腐食割れ発生原因の説明図、
第２図は配管溶接後の残留応力状態を示す特性
図、第３図は沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の
下部構造図、第４図は第３図のIV部を拡大した
ものでCRDハウジング交換前の状態図、第５図
はCRDハウジングを取除いた後の状態図、第６
図はCRDハウジングの拡管操作を示す説明図、
第７図は新しいCRDハウジングの溶接時の状態
図、第８図は新しいCRDハウジングを原子炉圧
力容器に取付けた後の構造図である。９…原子炉圧力容器、１３…下鏡、１６，２３
…CRDハウジング、１９…スタブチユーブ、３
０…溶接トーチ、４９…拡管装置、５３…自動溶
接機。

Claims

【特許請求の範囲】

１原子炉容器の内面に取付けられた円筒スリー
ブ内に前記原子炉容器の壁を貫通して挿入されて
前記円筒スリーブに溶接部で接合された第１制御
棒駆動装置ハウジングを、前記溶接部と前記原子
炉容器の内面との間の前記円筒スリーブに被われ
た位置で切断し、切断された前記第１制御棒駆動
装置ハウジングの前記原子炉容器の内面側の部分
を取除き、その代りに低炭素含有の第２制御棒駆
動装置ハウジングを、前記原子炉容器を貫通させ
て前記円筒スリーブ内に挿入し、その後前記第２
制御棒駆動装置ハウジングを内側より外側に向つ
て拡管することによつて前記原子炉容器に保持さ
せ、かつ円筒スリーブ及び該円筒スリーブに溶接
にて結合されている前記第１制御棒駆動装置ハウ
ジングの双方に対し、前記第２制御棒駆動装置ハ
ウジングを内側から溶接することにより、前記円
筒スリーブ、第１制御棒駆動装置ハウジング及び
第２制御棒駆動装置ハウジングとを一体に結合す
ることを特徴とする制御棒駆動装置ハウジングの
補修方法。