JPH02102490A - 中性子束モニタハウジングの支持装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は原子炉圧力容器の下鏡に固定される中性子束モ
ニタハウジングの支持装置に係り、特に中性子束モニタ
ハウジングの抜は落ちを未然に防止する支持装置に関す
る。

（従来の技術） 沸騰水型原子炉等の原子炉の出力は中性子束に比例する
ので、原子炉の出力表示や燃焼度評価等のために、原子
炉の中性子束が中性子束検出器（中性子束モニタ）にて
監視される。中性子束検出器には、起動領域モニタ（Ｓ
ＲＮＭ）および出力領域モニタ（ＬＰＲＭ、ＡＰＲＭ等
）があり、それぞれ原子炉の炉心に複数本配置される。

このうち、ＳＲＮＭは臨界接近中の中性子増倍の測定や
炉出力上昇中の測定等に用いられる。

中性子束検出器１は沸騰水型原子炉へ第９図に概略的に
示すように取付けられる。原子炉圧力容器２内に炉心３
が破線で示すように収容され、この炉心３は炉心支持ｆ
ｆ１４、上部格子板５および炉心シュラウド６によって
画成されており、前記炉心３に中性子検出ｒＡ１を収容
した中性子束モニタ本体７が据付けられる。図示例では
、簡略化のために１本の中性子束モニタ本体７を据付け
た例をホす。

中性子束モニタ本体７は細長い長尺状に形成され、その
上端は、第１０図に示すように、上部格子板５下面の支
持孔５ａに弾力的に支持され、その下部は中性子束モニ
タ案内管（中性子束モニタアッパハウジング）８および
中性子束モニタハウジング（インコアモニタハウジング
）９を介して原子炉圧力容器２から下方に突出しており
、その下端は中性子束モニタ用７ランジ（インコア７ラ
ンジ）１０に当接支持される。中性子束モニタ本体７は
中性子束モニタ用７ランジ１０に支持され、据付用ナツ
ト１１により固定される。

一方、中性子束モニタ本体７を挿通させ、収容する中性
子束モニタハウジング９は上部が原子炉圧力容器２の下
鏡に溶接により固定され、垂下状態に支持される。中性
子束モニタハウジング９の周りには図示しない制御棒部
ｅ機構（以下、ＣＲＤという。）のＣＲＤハウジングが
配列される。

ＣＲＤは原子炉の安全系に属するが、炉心の中性子束を
計測し、監視する中性子束検出器１は原子炉の安全系に
属さないため、中性子束モニタハウジング９の支持構造
は原子炉安全系を前提としたものとなっていない。

また、原子炉圧力容器２の下鏡に溶接により固定される
中性子束モニタハウジング９はＳＵＳ鋼管を使用してい
るので、応力、環境および材料の３条件が満されたとき
、原子炉圧力容器との溶接部付近で応力腐蝕割れ（以下
、ＳＣＣという。）が発生するおそれがある。

（発明が解決しようとする課題） 中性子束モニタハウジング９を固定した原子炉圧力容器
２の溶接部付近に応力腐食割れが生じても、中性子束モ
ニタハウジング９が原子炉圧力容器２から抜は落ちるこ
とがほとんどなく、安全であるが、応力腐蝕割れの発生
箇所如何によっては、中性子束モニタハウジング９は原
子炉圧力容器２の溶接部から抜は落ちる可能性があった
。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、中性
子束モニタハウジングを支持する原子炉圧力容器の溶接
部が破損しても、中性子束モニタハウジングの抜落ちを
未然にかつ確実に防止した中性子束モニタハウジングの
支持装置を提供するにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明に係る中性子束モニタハウジングの支持装置は、
上述した課題を解決するために原子炉圧力容器の下部に
中性子束モニタハウジングを固定したものにおいて、上
記中性子束モニタハウジングの径変化部に固定されるサ
ポートメンバと、上記中性子束モニタハウジングに隣り
合うｔｆｉｌ　ｔｌｌ棒駆動Ｉａ構ハウジングの径変化
部に固定されるサポートホルダとを対向して設け、上記
サポートホルダとサポートメンバとの間に弾性支持機構
を設け、この弾性支持機構により中性子束モニタハウジ
ングをυ１６１１棒駆動機横駆動ジングに弾力的に支持
させたものである。

（作用） この中性子束モニタハウジングの支持装置は、中性子束
モニタハウジングの縮径部等の径変化部にサポートメン
バを固定させる一方、制御棒駆動機構ハウジングの大径
部等の径変化部にサポートホルダを固定させ、このサポ
ートホルダとサポートメンバとの間に弾性支持機構を設
け、この弾性支持機構によりＮ１ｍ棒駆動駆動ハウジン
グに中性子束モニタハウジングを弾力的に支持させたか
ら、中性子束モ；タハウジングを原子炉圧力容器の下部
に固定させる溶接部に破損が生じても、中性子束モニタ
ハウジングの後落ちを未然にしかも確実に防止すること
ができる。

制御棒駆動機構ハウジングの太径部等の径変化部を利用
してサポートホルダを、中性子束モニタハウジングの縮
径部等の径変化部を利用してサポートメンバをそれぞれ
取付け、サポートホルダとサポートメンバとの間に設け
られる弾性支持機構は、両ハウジングの熱膨脹差を考慮
して中性子束モニタハウジングの軸方向の相対変位を吸
収可能としだから、中性子束モニタハウジングを安定的
に支持させることができる。

（実施例） 以下、本発明に係る中性子束モニタハウジングの支持装
置の一実施例について添付図面を参照して説明する。

軽水炉としての沸騰水型原子炉は、第２図に示すように
原子炉圧力容器１５を備え、この原子炉圧力容器１５は
その支持ペデスタル１６上に支持スカート１７を介して
支持される。原子炉圧力容器１５の下部（下りには原子
炉の炉心に制御棒（図示せず）の出し入れを行なう制御
棒駆動機構（ＣＲＤ）１８が多数本林立状態で垂設され
る。

制御棒駆動機構１８のＣＲＤハウジング１９は原子炉圧
力容器１５の下鏡に溶接にて固定される。

また、原子炉の出力表示や燃焼度の評価のために、原子
炉炉心部で発生する中性子束は中性子束検出器２０にて
測定され、監視される。中性子束検出器２０は各ＣＲＤ
１８間の適宜空間に配置され、細長い長尺状の中性子束
モニタ本体２１を第３図に示すように有する。

中性子束モニタ本体２１は細長い管状をなし、その下部
側は中性子束モニタ案内管（中性子束モニタアッパハウ
ジング）２２から中性子束モニタハウジング２３を通っ
て下方に延びており、その下端部は中性子束モニタ７ラ
ンジ２４の内周肩部に当接支持される。この中性子束モ
ニタ７ランジ２４は中性子束モニタハウジング２３の下
端外周７ランジ２５に締付ポル］−２６により固定され
る。

中性子束モニタフランジ２４により支持された中性子束
モニタ本体２１はインコアナツト（据付用締付ナツトで
もよい。）２７により固定される。

一方、中性子束モニタ本体２１を挿通させた中性子束モ
ニタハウジング２３は５ＵＳ３０４．５ＵＳ３０４Ｌ、
５ＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼が用いられ、この中性
子束モニタハウジング２３の上部は第４図に示すように
、炭素鋼を母材とする原子炉圧力容器１５の挿通孔３０
内を通されて原子炉圧力容器１５の内側から溶接により
固定される。

具体的には、原子炉圧力容器１５の内面はステンレス肉
盛り３１により鏡面仕上げされる一方、挿通孔部の傾斜
側に開先を取ってインコネル１８２等で溶接し、管台３
２を形成する。この管台３２の頂部に開先部を形成し、
この開先部をインコネル８２等やＮｂにオブ）入りのイ
ンコネル１８２等で溶接し、この溶接部３３を介して中
性子束モニタハウジング２３を管台３２に固定させる。

管台３２により原子炉圧力容器１５内を下方のプレッシ
ャバウンダリ３４から区画している。

また、原子炉圧力容器１５の下部（下鏡）に固定された
中性子束モニタハウジング２３は支持袋Ｗ１３５を介し
てＣＲＤハウジング１９に弾力的に支持される。この支
持袋［３５は中性子束モニタハウジング２３とＣＲＤハ
ウジング１９との熱膨脹差を考慮し、原子炉圧力容器１
５の下請から距離ができるだけ小さい所、例えば、下鏡
から３００ｊｌＩ〜４００ａｗ程度の所で、定期検査に
よる運転休止状態から運転状態に至るまで荷重一定で支
持している。

支持装置３５は、中性子束モニタハウジング２３の径変
化部としての縮径部３６に固定させる二つ割りタイプの
サポートメンバ３７と、ＣＲＤハウジング１９の径変化
部としての大径部３８に径段差を利用して固定される片
持梁状の二つ割りタイプのサポートホルダ３９と、この
サポートホルダ３９とサポートメンバ３７との間に介装
される弾性支持機構４０とを有する。

中性子束モニタハウジング２３の縮径部３６はＣＲＤハ
ウジング１９の大径部３８にほぼ対向する一方、サポー
トホルダ３９のサポート部゛３９ａはサポートメンバ３
７のサポート部３７ａに中性子束モニタハウジング２３
の軸方向で対向しており、両すポート部３７ａ、３９ａ
間に弾性支持機構４０が設けられる。この弾性支持機構
４０でＣＨＤハウジング１９および中性子束モニタハウ
ジング２３の熱膨脹差に起因する軸方向の相対的変位を
吸収するようになっている。

弾性支持機構４０は支持シャフト４１と、この支持シャ
フト４１とサポートメンバ３７のサボー上部３７ａとの
間に介装されるダブルばね８８４２と、上記支持シャフ
ト４１を位置決め支持させる押えねじ４３とを有し、こ
の押えねじ４３はサポートホルダ３９のサポート部３９
ａにねじ結合により支持される。

ダブルばね機構４２は支持シャフト４１の第１肩部４１
８とサポートメンバ３７の中央ばね受座４４との間に介
装される皿ばね４５と、この皿ばね４５の外周側に位置
するコイルばね４６とを同心状に配設して形成され、コ
イルばね４６は支持シャフト４１の第２肩部４１ｂとサ
ポートメンバ３７の外周ばね受座４７との間に介装され
る。−方、支持シャフト４１はサポートメンバ３７の案
内孔を通して上方に突出しており、その上端部に据付用
調整ナツト４９が着脱自在に設けられる。

この調整ナツト４９は通常運転時には取外される。

次に、中性子束モニタハウジングの支持装置の組み立て
について説明する。

中性子束モニタハウジング２３に支持装置３５を設ける
場合には、初めにＣＨＤハウジング１９の大径部３８に
径段差を利用してサポートホルダ３９を取付けるととも
に、弾性支持機構４０を予め取付けたサポートメンバ３
７を中性子束モニタハウジング２３の縮径部３６に径段
差を利用して取付ける。サポートメンバ３７に取付けら
れる弾性支持機構４０は、ダブルばね機構４２の皿ばね
４５が中央ばね受座４４に当接するように調整ナツト４
９にて予め：ｌｉｔ、、でおく。

サポートホルダ３９とサポートメンバ３７をそれぞれ取
付け、固定させた後、サポートホルダ３９に取付けられ
た押えねば４３をねじ込んで支持シャフト４１の下部ヘ
ッドに下方から接触させる。

押えねじ４３を支持シャフト４１に当接させてがら調整
ナツト４９を取り外すことにより、支持装置３５の組み
立てが完了する。

この支持装置１３５は定期検査時のように原子炉の運転
停止時の常温時には中性子束モニタハウジング２３をコ
イルばね４６を介して弾力的に支持し、原子炉運転時に
は主に皿ばね４５のばね力により支持される。このとき
、皿ばね４５は例えば１＃１１１１以下の範囲で変位可
能である。

原子炉の運転時には、原子炉圧力容器１５内は例えば８
４Ｋｇ／ｄ程度の内圧と２８５℃程度の炉水温度が作用
するため、炉水の出入りのない中性子束モニタハウジン
グ２３と炉水の出入りのあるＣＨＤハウジング１９との
間に熱膨張差に伴う相対的変位が生ずるが、この場合、
支持装置３５は相対的変位の少ない原子炉圧力容器１５
の下鏡側で支持させたから、中性子束モニタハウジング
２３は支持装置３５により常温状態でも運転状態でも常
時荷重一定で支持させることができる。

また、支持装置３５はＣＲＤハウジング１９と中性子束
モニタハウジング２３の相対的変位の少ない所に設け、
この支持装置３５を介して中性子束モニタハウジング２
３をＣＨＤハウジング１９に支持させたから、中性子束
モニタハウジング２３に座屈を生じせることなく、安定
的に支持させることができる。さらに、支持装置３５は
人間のアクセスがない中性子束モニタハウジング２３の
上部に設けたので、定期検査時にも、支持装置３５が邪
魔にならず、取外す必要がない。

次に、中性子束モニタハウジングの支持装置の他の実施
例を第６図を参照して説明する。

第１図ないし第５図に示した中性子束モニタハウジング
支持装置Ｆ２３の支持袋Ｍ３５の一実施例では、ＣＲＤ
ハウジング１９の大径部３８に径段差を利用して片持梁
状のサポートホルダ３９を取付は例を示したが、サポー
トホルダ５ｏは中性子束モニタハウジング２３に隣り合
う対角線上のＣＨＤハウジング１９に片持梁状または両
持梁状に取付ける一方、中性子束モニタハウジング２３
の縮径部３６に両片持梁状のサポートメンバ５１を取付
け、このサポートメンバ５１のサポート部５１ａ、５１
ｂとサポートホルダ５０のサポート部５０ａ、５０ｂと
の間に複数個、例えば２個の弾性支持機構４０．４０を
それぞれ設けてもよい。

この弾性支持機構４０の構造は第１図に示すものと異な
るところがない。

この場合にも、−実ＩＩｉ例で示したものと同等の作用
効果を奏することができる。

なお、本発明の一実施例では、中性子束モニタハウジン
グ２３を原子炉圧力容器１５の管台３２に溶接にて固定
したものに、支持装置３５を取付けた例を示したが、中
性子束モニタハウジング２３は、第７図に示すように原
子炉圧力容器１５の管台３２に溶接部３３を介して溶着
固定させるとともに、原子炉圧力容器１５の挿通孔３０
にラビリンス加工を施し、このラビリンス部５５で中性
子束モニタハウジング２３を拡管してシール固定させた
ものに、本発明の支持装置を設けてもよい。

この支持装置は、第８図に示すように、原子炉圧力容器
１５の下鏡に固定されるフランジ付スプールピース５６
に中性子束モニタハウジング２３を溶接にて固定し、こ
の中性子束モニタハウジング２３に取付けてもよい。ス
プールピース５６はメタル性Ｏリング等の耐熱性シール
リング５７と締付ナツト５８により炉水の漏出が防止さ
れる。

この場合にも、原子炉圧力容器１５の下鏡に形成される
挿通孔３０にラビリンス加工を施し、このラビリンス部
５５でスプールピース５６を拡管してシール固定させて
もよい。この場合には炉水のシール性は一層向上する。

また、本発明の一実施例では、サポートメンバのサポー
ト部がサポートホルダのサポート部より上方に位置する
例を示したが、弾性支持機構の支持構造を改造すること
により、サポートホルダのサポート部がサポートメンバ
のサポート部より上方に位置させるようにしてもよい。

〔発朗の効果〕

以上に述べたように本発明に係る中性子束モニタハウジ
ングの支持装置は、中性子束モニタハウジングの径変化
部にサポートメンバを固定させる一方、ＣＲＤハウジン
グの径変化部にサポートホルダを固定させ、このサポー
トホルダとサポートメンバとの間に弾性支持機構を設置
ノ、この弾性支持機構により中性子束モニタハウジング
をＣＲＤハウジングに弾力的に支持させたから、中性子
束モニタハウジングを原子炉圧力容器の下部に固定させ
る溶接部に破損が生じても、中性子束モニタハウジング
の抜落ちを未然にしかも確実に防止することができる。

また、弾性支持機構は、その弾性変位により中性子束モ
ニタハウジングをＣＲＤハウジングとの熱膨脹差等に起
因するハウジング軸方向の相対変位を吸収可能であるか
ら、中性子束モニタハウジングがＣＨＤハウジングに安
定的に支持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る中性子束モニタハウジングの支持
装置の一実施例を示す図、第２図は上記中性子束モニタ
ハウジングを取付けた原子炉下部の略示図、第３図は中
性子束モニタハウジング内に挿通される中性子束検出器
の下部構造を示す図、第４図は原子炉圧力容器に固定さ
る中性子束モニタハウジングの固定構造を示す図、第５
図は第１図のｖ−ｖ線に沿う平断面図、第６図は中性子
束モニタハウジングの支持装置の他の実施例を示す図、
第７図および第８図は中性子束モニタハウジングの原子
炉圧力容器への固定構造の各変形例をそれぞれ示す図、
第９図は従来の原子炉を示す概略図、第１０図は上記原
子炉に備えられる中性子束検出器を示す縦断面図である
。 １５・・・原子炉圧力容器、１８・・・υｊ′ａ棒駆動
機駆動機構・・・制御棒駆動機構ハウジング（ＣＲＤハ
ウジング）、２０・・・中性子束検出器、２１・・・中
性子束モニタ本体、２２・・・中性子束モニタ案内管（
アッパハウジング）、２３・・・中性子束モニタハウジ
ング、２４・・・インコア７ランジ、２５・・・外周７
ランジ、２７・・・インコアナツト、３０・・・挿通孔
、３２・・・管台、３３・・・溶接部、３５・・・支持
装置、３６・・・縮径部（径変化部）、３７．５１・・
・サポートメンバ、３８・・・太径部（径変化部）、３
９．５０・・・サポートホルダ、４０・・・弾性支持機
構、４１・・・支持シャフト、４２・・・ダブルばね機
構、４３・・・押えねじ、５５・・・ラビリンス部、５
６・・・スプールピース、５７・・・シールリング。 第 図 第 図 第２ 図 第 図 第 図 第１Ｏ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉圧力容器の下部に中性子束モニタハウジングを固
   定したものにおいて、上記中性子束モニタハウジングの
   径変化部に固定されるサポートメンバと、上記中性子束
   モニタハウジングに隣り合う制御棒駆動機構ハウジング
   の径変化部に固定されるサポートホルダとを対向して設
   け、上記サポートホルダとサポートメンバとの間に弾性
   支持機構を設け、この弾性支持機構により中性子束モニ
   タハウジングを制御棒駆動機構ハウジングに弾力的に支
   持させたことを特徴とする中性子束モニタハウジングの
   支持装置。