WO2009131146A1 - 炉心スプレー系配管の補強装置および補強方法 - Google Patents

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system pipe
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直孝 菅沼
晶紀 油
和雄 須藤
愉 佐藤
晴彦 畠
幸昭 日高
圭司 松永
金三 広瀬
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株式会社東芝
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L13/00—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints
    • F16L13/02—Welded joints
    • F16L13/04—Welded joints with arrangements for preventing overstressing
    • F16L13/06—Welded joints with arrangements for preventing overstressing with tension relief of the weld by means of detachable members, e.g. divided tension rings, bolts in flanges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L43/00—Bends; Siphons
    • F16L43/02—Bends; Siphons adapted to make use of special securing means
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49718—Repairing

Definitions

  • the present invention relates to a reinforcing device and a reinforcing method for a core spray system pipe for reinforcing a core spray system pipe of a boiling water reactor (BWR).
  • BWR boiling water reactor
  • the core spray system piping is the reactor internal structure of the reactor pressure vessel, the core is exposed in the event of loss of coolant due to the breakage of the reactor recirculation system piping, etc., and the fuel cladding tube is melted by heating the fuel. In order to prevent this, the water in the suppression pool is led from the external piping to the core spray sparger.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing the periphery of the core spray system piping inside the reactor pressure vessel.
  • the core spray system piping 3 is constituted by pipes arranged in a ring shape in a range of about 180 ° surrounding the core, and 2 at a 180 ° symmetrical position. The system is arranged.
  • This core spray system piping 3 is connected to a thermal sleeve welded to the safe end of the core spray nozzle of the reactor pressure vessel 1, branches left and right via a junction box 2, and has an elbow 4 in a direction of about 90 °. And is arranged in a semicircular shape along the inner wall of the reactor pressure vessel.
  • the end portion of the semicircular ring portion has a vertical pipe portion (rising pipe 5) that is bent in the vertical direction and hangs down.
  • the rising pipe 5 is connected to the upper shell of the core shroud 8 via the core spray sparger pipe 7. Connected to the attached inlet pipe 6.
  • the in-reactor structure of the reactor pressure vessel 1 is constituted by welding stainless steel members.
  • Stainless steel with a high carbon content is known to cause stress corrosion cracking in the weld heat-affected zone near the weld in a high-temperature water environment.
  • Core spray used in contact with high-temperature reactor coolant The generation of the piping 3 is also a concern.
  • the parts having a high stress corrosion cracking potential in the core spray system pipe 3 include a weld seam 9 between the junction box 2 and the core spray system pipe 3, a weld seam 10 at the elbow portion, a weld seam 10 a between the riser pipe 5 and the inlet pipe 6. This is a welded joint.
  • the core spray device may not be able to maintain the function of delivering the coolant in the event of a coolant loss accident when a circumferential crack has occurred at the weld seams 9, 10, 10a of the core spray tube 3.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-56060.
  • the core spray system piping is fixed to the junction box portion, and thus cannot be applied to welding seams such as elbow weld lines and riser weld lines.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and for all weld lines of the core spray system piping, the occurrence of cracks is prevented, and even if cracks occur, Prevents the growth of cracks that occur, protects the weld seam even if the cracks extend and damages the core piping, and maintains the function of the core spray device in the event of a loss of coolant It is an object of the present invention to provide a reinforcing device and a reinforcing method for a core spray system pipe that can be performed.
  • the core spray system piping reinforcing device is a core spray system piping reinforcing device that reinforces the weld joint of the core spray system piping of a boiling water reactor.
  • a clamp that is disposed on the outer peripheral side of the welded joint of the core spray system pipe, and that clamps the outer peripheral surface of the core spray system pipe in an axially symmetric position with the weld line of the welded joint interposed therebetween.
  • a mechanical fastening mechanism for applying a compressive force to the welded joint from the outer peripheral side of the core spray piping.
  • the clamp and the mechanical fastening mechanism may include a guide member that restrains a twisting and bending force on an outer peripheral side surface of the core spray piping.
  • the clamp has a tightening surface having the same curvature as that of the outer peripheral surface of the core spray pipe.
  • the clamp includes a plurality of parts for sandwiching the outer peripheral surface of the core spray system pipe from the opposite direction, and these parts are supported by a guide pin arranged in the opposite direction and a guide groove into which the guide pin is inserted. Can take the structure.
  • a magnet may be disposed on the guide pin, and magnets having different magnetic poles may be alternately disposed in the guide groove.
  • the clamp may be set so that approximately half or more of the weld line of the weld joint in the length direction is visible from above the reactor pressure vessel.
  • the core spray system piping to be reinforced may be elbow piping.
  • a clamp for sandwiching the outer peripheral surface of the core spray system pipe at an axially symmetric position for reinforcing the weld joint of the core spray system pipe of the boiling water reactor, and the clamp
  • the outer peripheral surface of the core spray system pipe is held at an axially symmetric position by the clamp.
  • the generation of cracks is prevented, and the cracks generated are prevented from extending. Even in the event of breakage, the weld seam can be protected, and the function of the core spray device can be maintained in the event of a loss of coolant.
  • the reactor pressure vessel can be installed in the reactor water without using special tools, and can be used for the same period as the plant design life, and the core spray piping is fixed. can do.
  • the perspective view which shows the reinforcement apparatus by one Embodiment of this invention The disassembled perspective view which shows the components structure in the said one Embodiment. III-III sectional view taken on the line of FIG.
  • the perspective view which shows the structure of the said reinforcement apparatus The perspective view which shows other embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of the entire apparatus showing a state in which the reinforcing device 20 of the present embodiment is installed in the core spray system pipe 3 shown in FIG. 6 described above.
  • the following installation situation is an example, and the mounting position of the core spray system pipe 3 is not particularly limited.
  • the reinforcing device 20 of the present embodiment includes, for example, an upper clamp 21 that sandwiches a horizontally disposed core spray system pipe 3 from above and a lower clamp 22 that clamps from below.
  • the upper clamp 21 is in a block shape having an inverted L shape in a side view, and an upper right clamp 21a in which an arm portion 21c protrudes laterally from a vertical plate-shaped body portion 21f, and the upper right clamp.
  • the upper left clamp 21b is formed in substantially the same shape as 21a and is connected to the side thereof in an opposing arrangement.
  • the lower clamp 22 has a substantially L-shaped block shape in a side view, and includes a lower right clamp 11 in which an arm protrudes laterally from a vertical plate-shaped body, and the lower right clamp. 11 is formed of a lower left clamp 12 that has substantially the same shape as that of the side portion 11 and is connected to the side in an opposing manner.
  • the upper clamp 21 and the lower clamp 22 are connected by the upper and lower connecting bolts 13 at a substantially central position in plan view, and the lower right clamp 11 and the lower left clamp 12 are connected by the left and right connecting bolts 14.
  • the reinforcing device 20 having such a configuration is disposed in contact with one side surface of the core spray system pipe 3 and is disposed so as to sandwich the weld seam 10 while being sandwiched from the vertical direction with respect to the core spray system pipe 3. It is configured to be attached.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing components of the reinforcing device 20 described above.
  • a bar-shaped upper and lower guide 15a protrudes vertically upward at the upper right end of the lower right clamp 11, and this vertical guide 15a is formed in the upper right clamp 21a in a vertical direction. It can be inserted into the guide hole 23a.
  • a downward convex part 17c protrudes from the lower surface of the top end of the body part of the upper right clamp 21a, and this convex part 17c comes into contact with the upper surface of the core spray system pipe 3. Further, a screw hole 11a is formed at the center position on the upper surface side of the lower right clamp 11, and the lower end side of the upper and lower connecting bolts 13 inserted into the body portion 21f is screwed into the screw hole 11a. Yes.
  • a vertically long guide insertion hole 11b is formed at the left end of the lower right clamp 11, and a vertically long left and right guide 16b screwed into the lower left clamp 12 is fitted into the guide insertion hole 11b.
  • the distal ends of the left and right connecting bolts 14 protruding from the distal ends of the left and right guides 16b are screwed into screw holes (not shown) formed inside the screw insertion holes 11b.
  • the lower left clamp 12 and the lower right clamp 11 are provided with an upward convex portion 17b, and the upper left clamp 21b and the upper right clamp 21a are provided with downward convex portions 17c and 17c. Each convex part comes into contact with the upper and lower surfaces of the core spray system pipe 3.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • the reinforcing device 20 includes the upper left clamp 21 b, the lower left clamp 12, the upper and lower connection bolts 13, and the left and right connection bolts 14 to sandwich the core spray system pipe 3 from the upper and lower directions, and the core spray system pipe 3. It is fixed at multiple locations in the axial direction. Thereby, it has the structure which prevents generation
  • the upper, lower, left and right clamps 11, 12, 21 a, 21 b each have a contact portion that matches the outer shape of the core spray system pipe 3 and is attached so as to sandwich the weld line of the core spray system pipe 3. Then, the upper and lower connecting bolts 13 are fastened to be fixed by a frictional force generated between the core spray system pipe 3 and the upper and lower connecting bolts 13.
  • the upper and lower left and right clamps 11, 12, 21a, 21b apply a compressive force to the weld seam by tightening the left and right connecting bolts 14, and hold the seam even when the welded portion is damaged.
  • the number of the convex portions 17b and 17c may be plural, and the processing of the pipe may not be a hole but a groove that does not penetrate to the inside of the pipe, and similar effects can be obtained by such a configuration. It is done.
  • FIG. 4 shows one form of the clamp shape of the reinforcing device 20.
  • the configuration in which the core spray pipe 3 is fastened by the upper clamp 21 and the lower curvature clamp 12 having the same curvature tightening surface, that is, the clamp shape is shown.
  • the curvature is the same as that of the pipe 3, and the tightening frictional force is increased.
  • springs such as compression coil springs 20a and 20b, are arranged on the guide pins 21d and 21e for guiding the tightening direction, one end thereof is fixed to the guide pins 21d and 21e, and the other end is directed to the guide grooves 22a and 22b.
  • the clamp body can have a damping effect against vibration transmitted from the pipe, the upper and lower connecting bolts 13 can be prevented from loosening due to the vibration of the pipe, and the upper and lower connecting bolts 13 can be prevented from loosening due to the pipe vibration. At the same time, it becomes a backup to hold the clamp body in case the bolt breaks.
  • a plurality of magnets with different magnetic poles can be alternately arranged in the guide pins 21d and 21e and the guide grooves 22a and 22b.
  • the above clamping device may have a configuration such as an upper and lower clamp integrated type as long as it has a shape sandwiching the core spray system piping, and the shape is not limited.
  • clamp tightening and connecting means are not limited to bolts, and other measures can be taken as long as they are by machine fastening.
  • FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment according to the present invention.
  • upper elbow clamps 18a and 18b having contact portions matching the outer shape of the horizontal portion
  • lower elbow clamps having contact portions matching the outer shape of the vertical portion as elbow portion clamps on the elbow 4.
  • the clamp body 23 along the shape of the elbow 4 and the connecting bolt 26 for clamping are used in the connecting pipe by the elbow 4 in the core spray pipe 3 as well.
  • the shape of the clamp body 23 of the embodiment shown in FIG. 5 is an example, and the same operation and effect are exhibited even if the structure is pressed against the elbow 4.
  • the reinforcing device 20 of the present embodiment is disposed on the outer peripheral side of the weld joint portion of the core spray system pipe 4, and the outer peripheral surface of the core spray system pipe 4 is disposed so as to sandwich the weld line 10 of the weld joint section. It is clamped at an axially symmetric position. And the bolts 13 and 14 as a mechanical fastening mechanism provided in the clamp 21 grade
  • the clamp 21 and the bolts 13 and 14 as the mechanical fastening mechanism have guide members that restrain the torsional and bending forces on the outer peripheral side surface of the core spray system piping.
  • the clamp 21 has a tightening surface having the same curvature as the curvature of the outer peripheral surface of the core spray system pipes 3 and 4, and includes a plurality of parts for clamping the outer peripheral surface of the core spray system pipes 3 and 4 from the opposite direction. These parts are supported by upper and lower guides 15a as guide pins arranged in opposite directions and guide grooves or the like for inserting these guide pins.
  • magnets (not shown) are arranged on the guide pins, magnets serving as different magnetic poles are alternately arranged in the guide grooves, convex portions are provided on the clamp 21, and the convex portions are meshed with holes provided in the pipes.
  • the clamp movement is limited.
  • the clamp 21 is provided with a convex portion, the convex portion is meshed with a groove provided in the pipe, and the clamp movement is limited.
  • the clamp 21 is substantially in the length direction of the weld line of the weld joint. More than half are set to be visible from above the reactor pressure vessel.
  • the core spray system pipe to be reinforced is an elbow pipe.
  • the core spray system pipe reinforcing device is used to prevent the generation of cracks in the weld line of the core spray system pipe, the extension of the generated crack, and the core spray when the weld line is broken. Maintains the function of the system piping.
  • the core spray pipe 3 can be held and fixed, and a crack can be generated in the welded portion, and extension of the generated crack can be prevented. Further, even if the weld line breaks, it is possible to prevent the weld seam from being separated and laterally displaced.

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Abstract

　炉心スプレー系配管の溶接接合部の外周側に配置され、溶接接合部の溶接線を挟む配置で炉心スプレー系配管の外周面を軸対称位置で挟持するものとし、クランプ等に設けられた溶接接合部に対し、炉心スプレー系配管の外周側から圧縮力を与える機械締結機構としてのボルトとを備える。

Description

炉心スプレー系配管の補強装置および補強方法
　本発明は沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の炉心スプレー系配管を補強する炉心スプレー系配管の補強装置および補強方法に関する。
　炉心スプレー系配管は、原子炉圧力容器の炉内構造物であり、原子炉内再循環系配管の破断等による冷却材喪失事故時に炉心が露出し、燃料の加熱により燃料被覆管が溶融することを防止するため、サプレッションプールの水を外部配管から炉心スプレースパージャへ導くものである。
　図６は、原子炉圧力容器内部における炉心スプレー系配管周りを概略的に示す斜視図である。この図６に示すように、原子炉圧力容器１内には炉心スプレー系配管３が炉心を取り囲むおおよそ１８０°の範囲で輪状に配置されたパイプで構成されており、１８０°対称の位置に２系統配置されている。
　この炉心スプレー系配管３は、原子炉圧力容器１の炉心スプレーノズルのセーフエンドに溶接されたサーマルスリーブに接続され、ジャンクションボックス２を介して左右に分岐し、約９０°の方向にエルボ４を介して折曲し、原子炉圧力容器の内壁に沿って半円環状に配置されている。
　この半円環状部分の端部は鉛直方向に折曲して垂下する垂直管部（立上り管５）を有し、この立上り管５は炉心シュラウド８の上部胴に炉心スプレースパージャパイプ７を介して取付けられたインレット管６に接続されている。
　ところで、原子炉圧力容器１の炉内構造物は、ステンレス鋼製の部材を溶接することにより構成されている。カーボン含有量が高いステンレス鋼では、高温水環境下で溶接部近傍の溶接熱影響部に応力腐食割れが発生することが知られており、高温の原子炉冷却材に接して使用される炉心スプレー系配管３においても、その発生が懸念されている。
　炉心スプレー系配管３における応力腐食割れのポテンシャルが高い部位は、ジャンクションボックス２と炉心スプレー系配管３との溶接継目９、エルボ部の溶接継目１０、立上り管５およびインレット管６の溶接継目１０ａ等の溶接接合部である。
　炉心スプレー装置は、炉心スプレー管３の溶接継目９，１０，１０ａで円周方向のひび割れが生じた場合、冷却材喪失事故時に冷却材を送り出す機能を維持することができなくなる可能性がある。
　万一、溶接線が破損した場合でも溶接継目９，１０，１０ａを維持し、炉心スプレー装置が必要な容積流量を流すことができるように、溶接継目９，１０，１０ａに構造的な完全さを持たせるクランプ装置を提供することが望ましい。
　従来の技術では、炉心スプレー系配管３を上下クランプで締め込み、ジャンクションボックス２に配置されたクランプで配管部のクランプを連結する方法が開示されている。（例えば、特許文献１：特開２０００－５６０６０号公報、参照）。
　上述の従来方法では、炉心スプレー系配管をジャンクションボックス部に固定する構成のため、エルボ部の溶接線、立上り管の溶接線などの溶接継目には適用することができないものであった。
発明の開示
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、炉心スプレー系配管の全ての溶接線に対し、き裂の発生を防止し、また、たとえき裂が発生したとしても、発生したき裂の進展を防止し、万一き裂が伸展して炉心系配管が破損に至った場合においても溶接継目を保護することができ、冷却材喪失事故時に炉心スプレー装置の機能を維持することを可能とする炉心スプレー系配管の補強装置および補強方法を提供することを目的とする。
　前記の目的を達成するために、本発明により提供される炉心スプレー系配管の補強装置では、沸騰水型原子炉の炉心スプレー系配管の溶接接合部を補強する炉心スプレー系配管の補強装置であって、前記炉心スプレー系配管の溶接接合部の外周側に配置され、前記溶接接合部の溶接線を挟む配置で前記炉心スプレー系配管の外周面を軸対称位置で挟持するクランプと、このクランプに設けられ、前記溶接接合部に対して前記炉心スプレー系配管の外周側から圧縮力を与える機械締結機構とを備えたことを特徴とする。
　好適な実施例においては、以下の態様を取り得る。
　前記クランプおよび前記機械締結機構は、前記炉心スプレー系配管の外周側面にて捩りおよび曲げ力を拘束するガイド部材を有してもよい。
　前記クランプは、前記炉心スプレー系配管の外周面の曲率と同一曲率の締付け面を有することが望ましい。
　前記クランプは、前記炉心スプレー系配管の外周面を相対する方向から挟持する複数部品を備え、これらの部品は相対する方向に配置されたガイドピンと、このガイドピンを挿入するガイド溝とによって支持される構造を取り得る。
　前記ガイドピンに磁石を配置し、前記ガイド溝には異磁極となる磁石を交互に配置しても良い。
　前記クランプに凸部を設け、この凸部を前記配管に設けた孔と噛合せ、クランプ移動を制限する構成としても良い。
　前記クランプに凸部を設け、この凸部を前記配管に設けた溝と噛合せ、クランプ移動を制限する構成としても良い。
　前記クランプは、前記溶接接合部の溶接線の長さ方向略半分以上を原子炉圧力容器上方から目視可能な設定とすることもできる。
　補強対象となる炉心スプレー系配管を、エルボ配管としても良い。
　また、本発明の他の観点においては、沸騰水型原子炉の炉心スプレー系配管の溶接接合部を補強するための前記炉心スプレー系配管の外周面を軸対称位置で挟持するクランプと、このクランプに設けられ、圧縮力を与える機械締結機構とを有する炉心スプレー系配管の補強装置を使用するスプレー系配管の補強方法において、前記クランプで前記炉心スプレー系配管の外周面を軸対称位置で挟持し、前記機械的締結機構で前記溶接接合部に対して前記炉心スプレー系配管の外周側から圧縮力を与えて、前記炉心スプレー系配管の溶接線のき裂発生防止、発生したき裂の伸展防止および溶接線破断時における前記炉心スプレー系配管の機能維持を行うことを特徴とする炉心スプレー系配管の補強方法を提供する。
　本発明によれば、炉心スプレー系配管の全ての溶接線に対し、き裂の発生を防止し、また発生したき裂の伸展を防止し、万一き裂が伸展して炉心スプレー系配管が破損に至った場合においても溶接継目を保護することができ、冷却材喪失事故時に炉心スプレー装置の機能を維持することができる。
　また、原子炉圧力容器上方からの遠隔操作により、炉内の水中にて特殊な工具を用いる必要なく取付け可能であり、かつプラント設計寿命と同等期間使用することができ、炉心スプレー系配管を固定することができる。
本発明の一実施形態による補強装置を示す斜視図。 前記一実施形態における部品構成を示す分解斜視図。 図１のIII-III線断面図。 前記補強装置の構成を示す斜視図。 本発明の他の実施形態を示す斜視図。 炉心スプレー配管の構成を示す斜視図。
　以下、本発明に係る炉心スプレー系配管の補強装置および補強方法の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の記載において、上、下、左、右、等の方向を示す用語は図示の状態、又は実際の据付状態において使用される用語である。
　図１は、上述の図６に示した炉心スプレー系配管３に、本実施形態の補強装置２０を据付けた状況を示す装置全体の斜視図である。なお、以下の据付け状況は一例であり、炉心スプレー系配管３の取付け位置については特に限定されるものではない。
　図１に示すように、本実施形態の補強装置２０は、例えば水平配置の炉心スプレー系配管３を上方から挟持する上部クランプ２１と、下方から挟持する下部クランプ２２とを備えている。
　上部クランプ２１は側面視で逆Ｌ字型をなすブロック状のものとされており、縦板形の胴部２１ｆから横向きに腕部２１ｃが突出した形状の上部右クランプ２１ａと、この上部右クランプ２１ａと略同形状をなしその側方に対向配置で連結された上部左クランプ２１ｂとから構成されている。
　また、下部クランプ２２は側面視で略Ｌ字型をなすブロック状のものとされており、縦板形の胴部から横向きに腕部が突出した形状の下部右クランプ１１と、この下部右クランプ１１の側部と略同形状をなし、その側方に対向配置で連結された下部左クランプ１２とから構成されている。
　さらに、上部クランプ２１と下部クランプ２２とは、平面視略中央位置で上下連結ボルト１３により連結されるとともに、下部右クランプ１１と下部左クランプ１２とは左右連結ボルト１４により連結されている。
　このような構成の補強装置２０が、炉心スプレー系配管３の一側面側に接して配置されるとともに、炉心スプレー系配管３に対して上下方向から挟持する状態で、溶接継目１０を挟む配置で装着される構成となっている。
　図２は、上述した補強装置２０の構成部品を示す分解斜視図である。この図２に示すように、下部右クランプ１１の右側端の上部には垂直上方に向けて棒状の上下ガイド１５ａが突設してあり、この上下ガイド１５ａが上部右クランプ２１ａに形成した縦向きのガイド孔２３ａに挿入可能な構成となっている。
　上部右クランプ２１ａの胴部先端の下面には下向きの凸部１７ｃが突設してあり、この凸部１７ｃが炉心スプレー系配管３の上面に当接するようになっている。また、下部右クランプ１１の上面側中央位置にはねじ孔１１ａが形成してあり、このねじ孔１１ａに、胴部２１ｆに挿通された上下連結ボルト１３の下端側が螺合されるようになっている。
　さらに、下部右クランプ１１の左端部には縦長なガイド挿入孔１１ｂが形成されており、このガイド挿入孔１１ｂに、下部左クランプ１２に螺挿された縦長な左右ガイド１６ｂが嵌合されるとともに、左右ガイド１６ｂの先端に突出する左右連結ボルト１４の先端が、ねじ挿入孔１１ｂの内方に形成されたねじ孔（図示省略）に螺合されるようになっている。このように、下部左クランプ１２および下部右クランプ１１には上向きの凸部１７ｂが突設され、上部左クランプ２１ｂおよび上部右クランプ２１ａには下向きの凸部１７ｃ、１７ｃが突設され、これらの各凸部が炉心スプレー系配管３の上下面に当接するようになっている。
　図３は、図１のIII-III線断面図である。この図３に示すように、補強装置２０は上部左クランプ２１ｂ、下部左クランプ１２、上下連結ボルト１３および左右連結ボルト１４により炉心スプレー系配管３を上下方向から挟み込み、かつ炉心スプレー系配管３の軸方向複数箇所に固定されている。これにより、炉心スプレー系配管３への連結により、クランプ間でのねじりおよび曲げの発生を防止する構成となっている。
　このように、上下左右クランプ１１，１２，２１ａ、２１ｂは、それぞれ炉心スプレー系配管３の外形に合せた接触部を有し、炉心スプレー系配管３の溶接線を挟み込むように取付けられる。そして、上下連結ボルト１３を締め込むことにより、炉心スプレー系配管３との間に発生する摩擦力で固定される。
　また、上下左右クランプ１１，１２，２１ａ、２１ｂは左右連結ボルト１４を締め込むことにより、溶接継目に圧縮力を加え、溶着部が破損した場合でも継目を保持する。
　さらに、炉心スプレー系配管３に窪みを加工し、その窪みにクランプの凸部１７ｂ，１７ｃを嵌め込むことで、クランプ締付けの摩擦力に加え、クランプの水平方向または垂直方向の移動を制限することが可能である。
　なお、凸部１７ｂ，１７ｃの数はそれぞれ複数としてもよく、また配管への加工は孔ではなく、配管内部まで貫通しない溝であってもよく、このような構成によっても同様の作用効果が得られる。
　図４は、補強装置２０のクランプ形状の一形態を示したもので、同曲率の締付面をもつ上部クランプ２１および同曲率下部クランプ１２により、炉心スプレー配管３を締付ける構成、すなわちクランプ形状を配管３と同曲率とし、締付け摩擦力を増大させるものである。
　そして、締付け方向をガイドするガイドピン２１ｄ、２１ｅ部にスプリング、例えば圧縮コイルばね２０ａ，２０ｂを配置し、その一端をガイドピン２１ｄ，２１ｅ側へ固定し、他端をガイド溝２２ａ，２２ｂ側へ固定することで、常にクランプ本体に締付け方向への力を与えることができるようにしている。
　これにより、クランプ本体に配管から伝わる振動に対する制振効果をもたせることができ、上下連結ボルト１３が配管の振動により緩むことを防止することができ、上下連結ボルト１３が配管振動により緩むことを防止するとともに、万一ボルトが破断した場合のクランプ本体を繋ぎ止めるバックアップとなる。
　なお、ばね２０ａ，２０ｂに代えて、ガイドピン２１ｄ，２１ｅおよびガイド溝２２ａ，２２ｂに異磁極の磁石を交互に複数配置することもできる。
　なお、以上のクランプ装置は、炉心スプレー系配管を挟み込む形状であれば上下クランプ一体型等の構成であってもよく、形状の如何については問わないものである。
　また、クランプ締付けおよび連結手段等については、ボルトに限定されるものでなく、機械締結によるものであれば、他の対応も取りうる。
　図５は、本発明による他の実施形態を示す斜視図である。
　この図５に示す実施形態においては、エルボ４にエルボ部クランプとして、水平部分の外形に合せた接触部を有する上部エルボクランプ１８ａ，１８ｂ、垂直部分の外形に合せた接触部を有する下部エルボクランプ１９ａ，１９ｂ、それらを連結するクランプボディ２３を備えている。
　また、上部エルボクランプ１８ａ，１８ｂを炉心スプレー系配管３の水平部分に締付ける下部締付けボルト２５、エルボ４の溶接継目に圧縮力を与えるためにクランプ同士をクランプボディ２３に対して締付ける連結ボルト２６を備えた構成とされている。
　この図５に示した実施形態では、エルボ４の形状に沿ったクランプボディ２３とクランプ締付け用の連結ボルト２６とにより、炉心スプレー配管３のうち、エルボ４による連結配管においても図１～図４に示した実施形態と同様の作用および効果が奏されるものである。
　なお、図５に示した実施形態のクランプボディ２３の形状は一例であり、エルボ４に押し当てる構造であっても同様の作用および効果が奏される。
　以上のように、本実施形態の補強装置２０は、炉心スプレー系配管４の溶接接合部の外周側に配置され、溶接接合部の溶接線１０を挟む配置で炉心スプレー系配管４の外周面を軸対称位置で挟持するものである。そして、クランプ２１等に設けられ溶接接合部に対し、炉心スプレー系配管の外周側から圧縮力を与える機械締結機構としてのボルト１３，１４とを備えたものである。
　そして、クランプ２１および機械締結機構としてのボルト１３，１４は、炉心スプレー系配管の外周側面にて捩りおよび曲げ力を拘束するガイド部材を有するものである。
　また、クランプ２１は、炉心スプレー系配管３，４の外周面の曲率と同一曲率の締付け面を有し、また炉心スプレー系配管３，４の外周面を相対する方向から挟持する複数部品を備え、これらの部品は相対する方向に配置されたガイドピンとしての上下ガイド１５ａと、これらのガイドピン等を挿入するガイド溝等とによって支持されるものである。
　なお、ガイドピンには図示しない磁石を配置し、ガイド溝には異磁極となる磁石を交互に配置し、またクランプ２１に凸部を設け、この凸部を配管に設けた孔と噛合せ、クランプ移動を制限する構成とするものである。
　また、クランプ２１に凸部を設け、この凸部を配管に設けた溝と噛合せ、クランプ移動を制限する構成としたものであり、クランプ２１は、溶接接合部の溶接線の長さ方向略半分以上を原子炉圧力容器上方から目視可能な設定としたものである。さらにまた、補強対象となる炉心スプレー系配管を、エルボ配管としたものである。
　そして、本実施形態では、上述の炉心スプレー系配管の補強装置を使用して、炉心スプレー系配管の溶接線のき裂発生防止、発生したき裂の伸展防止および溶接線破断時における前記炉心スプレー系配管の機能維持を行うものである。
　以上のように、本実施形態のクランプ装置によれば、炉心スプレー配管３を保持および固定し、溶接部にき裂が発生すること、および発生したき裂の伸展を防止することが可能である。また、万一溶接線が破断した場合においても、溶接継目が離れることおよび横ずれすることを防止することが可能である。

Claims (10)

  1. 沸騰水型原子炉の炉心スプレー系配管の溶接接合部を補強する炉心スプレー系配管の補強装置であって、前記炉心スプレー系配管の溶接接合部の外周側に配置され、前記溶接接合部の溶接線を挟む配置で前記炉心スプレー系配管の外周面を軸対称位置で挟持するクランプと、このクランプに設けられ、前記溶接接合部に対して前記炉心スプレー系配管の外周側から圧縮力を与える機械締結機構とを備えたことを特徴とする炉心スプレー系配管の補強装置。
  2. 前記クランプおよび前記機械締結機構は、前記炉心スプレー系配管の外周側面にて捩りおよび曲げ力を拘束するガイド部材を有する請求項１記載の炉心スプレー系配管の補強装置。
  3. 前記クランプは、前記炉心スプレー系配管の外周面の曲率と同一曲率の締付け面を有する請求項１記載の炉心スプレー系配管の補強装置。
  4. 前記クランプは、前記炉心スプレー系配管の外周面を相対する方向から挟持する複数部品を備え、これらの部品は相対する方向に配置されたガイドピンと、このガイドピンを挿入するガイド溝とによって支持されている請求項１記載の炉心スプレー系配管の補強装置。
  5. 前記ガイドピンに磁石を配置し、前記ガイド溝には異磁極となる磁石を交互に配置した請求項１記載の炉心スプレー系配管の補強装置。
  6. 前記クランプに凸部を設け、この凸部を前記配管に設けた孔と噛合せ、クランプ移動を制限する構成とした請求項１記載の炉心スプレー系配管の補強装置。
  7. 前記クランプに凸部を設け、この凸部を前記配管に設けた溝と噛合せ、クランプ移動を制限する構成とした請求項１記載の炉心スプレー系配管の補強装置。
  8. 前記クランプは、前記溶接接合部の溶接線の長さ方向略半分以上を原子炉圧力容器上方から目視可能な設定とした請求項１記載の炉心スプレー系配管の補強装置。
  9. 補強対象となる炉心スプレー系配管を、エルボ配管とした請求項１記載の炉心スプレー系配管の補強装置。
  10. 沸騰水型原子炉の炉心スプレー系配管の溶接接合部を補強するための前記炉心スプレー系配管の外周面を軸対称位置で挟持するクランプと、このクランプに設けられ、圧縮力を与える機械締結機構とを有する炉心スプレー系配管の補強装置を使用するスプレー系配管の補強方法において、前記クランプで前記炉心スプレー系配管の外周面を軸対称位置で挟持し、前記機械的締結機構で前記溶接接合部に対して前記炉心スプレー系配管の外周側から圧縮力を与えて、前記炉心スプレー系配管の溶接線のき裂発生防止、発生したき裂の伸展防止および溶接線破断時における前記炉心スプレー系配管の機能維持を行うことを特徴とする炉心スプレー系配管の補強方法。
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