JPH0359497A - 加圧器用弁支持装置 - 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】 免丑立１１ 本発明は、原子力発電プラントに関し、特に、加圧木型
原子力発電プラントにおける加圧器容器の上方に圧力リ
リーフ・安全弁装置を支持するための弁支持装置に関す
るものである。

加圧水型原子力発電プラントにおいては、プラント冷却
材の超過圧力を逃すために加圧器容器が用いられている
。通常、このような加圧器容器は、垂直に置かれた厚肉
のユニットであり、半球状の上部、即ちドーム体と、フ
ランジ付円形サポートにより支持される底端部とを有し
ている。

第１のレベルでの超過圧力の防止を図るためにリリーフ
弁が設けられ、第２のレベル、即ち補助的レベルでの超
過圧力の防止のために安全弁が設けられる。加圧器のリ
リーフ・安全弁装置は、マニホールド若しくは管寄せア
センブリと、加圧器の上部のノズル及び排出口に対する
管継手とを備えている。超過圧力の防止が必要とされる
状況は、例えば、プラントの電気的負荷全体が電気的作
動状態により除かれた場合等である。

加圧器の弁装置の全体は、プラントの安全基準及び性能
基準に従って、加圧器の上方に安全に且つ信頼性をもっ
て支持されなければならない、従前のプラント設計にお
いて、弁支持装置は、その設計がプラントに従属してい
たため、極めて不経済なＩ）のであった。

その後、５基本的な弁支持装置が、種々の設計の加圧木
型原子炉プラントにおける加圧器の弁及び配管を支持す
るための標準型式として使用すべく開発された。かかる
基本的弁支持装置は、米国特許第４，４２６，３５０号
明、１１１Ｉ書に開示されている。

この米国特許明細書には、加圧器のリリーフ・安全弁装
置を支持するための構造は共通の管寄せを備え、当該管
寄せに固定され且つラグ手段により加圧器容器の側壁に
固定されたコラム形サポートの使用により、当該管寄せ
が加圧器容器の側壁に対して支持されることが述べられ
ている。ラグ手段は加圧器の側壁に取り付けられ、コラ
ム形サポートと加圧器リリーフ・安全弁装置の荷重を支
持することができなければならない。

このような弁支持装置の問題点は、種々の運転条件の下
で幾つか組み合わされた荷重に起因する過剰応力を防止
するために、容器上のラグを大きくしなければならない
点にあった。即ち、容器側壁日本が種々の条件下で、望
ましくない大きな荷重を受けることになる。

−ｍに、地震から生ずるような動的力に対し、剛性の弁
装置サポートが必要とされる。同時に、温度条件の変化
による弁装置の熱成長又は熱収縮を許容するために、可
撓性のサポートも要求される。前記米国特許第４，４２
６，３５０号明細書に記載のものについては、垂直荷重
、水平荷重及び３方向の各基準線を中心とするモーメン
トの全てが容器上のラグに伝えられるので、ラグに伝え
られる荷重は非常に大きい。

米国特許第４．５７６．７８８号及び同第４，６２９，
６０１号明細書に開示されているように、従来、更に弁
支持装置の改良が続けられてきた。

米国特許第４，５７６．７８８号明細書に開示されてい
るようなストラドル（ｓｔｒａｄｄｌｅ）型弁支持装置
において、容器上のラグは、コラム形弁サポートが載置
される下部支持リングを回転させる傾向のある水平の力
のみを受ける。他の全ての荷重は、下部と上部の支持リ
ングを相互連結する円弧状部分に作用され、よって、こ
れらの荷重が容器頭部の面全体に配分される。従って、
容器上のラグには過大な荷重は作用しないが、より大規
模な支持構造が必要とされ、容器の溶接検査のための接
近が困難となり、時間もかかる。

米国特許第４．６２９．６０１号明！ｌＩＩ書に開示さ
れているようなスターラップ（ｓｔｉｒｒｕｐ）型弁支
持装置においては、コラム形サポートからの荷重をリン
グ状の桁を介して容器上のラグに均等に配分することで
、ラグ荷重が幾分改善された。コラム形サポートは桁に
固定されるが、その固定点は、桁が容器に固定される点
から離隔されており、これにより、ラグへの荷重が均等
に配分され得る。

溶接検査のために容器頭部に接近し易くするために、ス
ターラップ型における桁と容器上のラグとの固定は容易
に解除されるが、全体的にみれば溶接検査のための容器
頭部への接近はいまだ困難であり、手間がかかる。これ
は、比較的複雑な弁支持装置が所定の位置に残されてい
る状態では、当該弁支持装置の構造により視界が妨げら
れるがらであり、また、容器頭部に更に自由に接近で゛
きるようにするための弁支持構造の分解は総体的にみて
困難であるからである。

また、前述した従来の加圧器用弁支持装置においては、
容器ラグの穴の位置等のようなユニット製造誤差に対す
るユニットの適応性が・Ｉ＼さく、或は全くなかった。

従って、原子力発電プラントの加圧器用リリーフ・安全
弁装置の支持を更に改良する必要がある。

本発明は、溶接検査時に容易に容器頚部に接近すること
ができ且つ弁支持性能及び安全性に関する条件を満足す
る経済的で単純な構造によ−）で、加圧器用弁支持装置
を大福に改良する。＝、　、！二を目的としている。

発−！！Ｌカ概−要 本発明によれば、原ｆ１Ｊ発電プラントにおける加圧器
のためのリリ〜・フ　安全弁装置を支持するための装置
ないし構造が提供される、加圧器は、半球状部材で上部
が閉じられた略円筒形の容器側壁を有する。リリーフ・
安全弁装置は、加圧器の容器側壁の上方に配置され且つ
この容器側壁の全周にわたり延びるマニホールドを備え
ている。

かかる弁支持装置は、容器側壁の周方向に沿って適宜間
隔を置いた位置で該容器側壁に固定され且つ該容器側壁
から外方に突出している複数のラグ手段を備えている。

また、コラム形すボー１−手段が、各ラグ手段からリリ
ーフ・安全弁装置のマニホールドにほぼ垂直上方に延び
ている。

各コラム形サポート手段の下端部を対応のラグ手段に対
して支持するために、第１の細長い略円筒形の構造部材
がほぼ水平方向に延びている。また、コラム形サポート
手段にマニホールドを固定するために、複数のカラー手
段がマニホールドから下方に突設されている。

更に、各コラム形サポート手段の上端部を対応のカラー
手段に対して支持するために、第２の細長い略円筒形の
構造部材がほぼ水平方向に延びている。コラム形サポー
ト手段の各々の前記第１及び第２の細長い構造部材の一
方はその固定状態を解除することができ、前記コラム形
サポート手段の各々が他方の細長い構造部材を中心とし
て枢動すると共に容器から外方に揺動できるようになっ
ている。

妊−ＡごＣ実４４倒１ｕ＆朋 第１図には、原子炉冷却材の圧力調整のために加圧木型
原子力発電プラントで用いられる加圧器２０が概略的に
示されている。加圧器２０の−Ｌ方には、加圧器２０用
のリリーフ　安全弁装置く以下、「弁装置」ともいう）
の一部として　マーホー・ルド２２が支持されている。

リリーフ弁及び安全弁（図示しない）と、加圧器２０の
上部のノズル（図示しない）、マニホールド２２、前記
弁及びオーバーフロー容器（図示しない〉に接続された
関連の配管（図示しない〉とは、マニホールド２２に支
持される。リリーフ・安全弁装置は、例えば前記米国特
許第４，４２６，３５０号の図面に示されるような弁及
び配管をきんでいる。

マニホールド２２とその他の弁装置の構成要素を支持す
るために、本発明に従った弁支持装置２４が配設されて
いる。米国特許第４，４２８，３５０号に開示されてい
るように、弁支持装置２４は、蒸気吐出力に対して弁を
支持できること、地面基礎構造から伝えられる地震の振
動力に対して装置が健全性を維持できること、弁の保守
を容易化できると共に装置の空間的レイアウトを制限で
きること、更に、放射線照射時間の短縮化、経済性及び
現地組立を容易にするモジュール化等を含む一定の基本
的な目的を達成するように、配置されている。

加圧器のリリーフ・安全弁支持装置は、安全条件及び性
能条件を満足する作動特性を有し且つ単純に構成されて
いること、製造を経済的に行えること、及び、容器溶接
の検査や他の保守のために接近しやすいことが強く望ま
れている。本発明に従った弁支持装置２４は、かかる点
を改良したことを特徴とする。

弁支持装置２４は、複数の支持用ラグ対（ラグ手段）２
６Ａ、２６Ｂ　、２６Ｃ、２６Ｄを備えており、これら
のラグ対は、加圧器２０の容器側壁２８の周囲に溶着さ
れている。また、これらのラグ対は、容器側壁２８と加
圧器２０のドーム体３０との溶着位置である水平基準面
３２の下側に配置され、互いに等間隔となっている。一
般的に、弁及び弁支持装置２４の力及びモーメントの荷
重は支持用ラグ対２６Ａ〜２６Ｄにより支持される。し
かし、本発明の作用の結果として、支持用ラグ対２６Ａ
〜２６Ｄには余り大きな応力は生じないので、従来に比
して相当に寸法を減じることができる。

弁装置は、好ましくは■構造とされたコラム形サポート
（コラム形サポート手段）３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ，３
４Ｄにより各ラグ対２６Ａ〜２６Ｄの上方で支持される
。各コラム形サポート３４は、第２図に示すように、上
部クロスバ−（第２の構造部材）３６と、ベース４２か
らＶ字状に上方に延びる１対の斜めのコラム３８．４０
とを有している。このコラム形サポート３４は、保守の
ための接近性を良くするために、従来案よりも構造が単
純であるが、安全性及び性能の条件は従来と同様或はそ
れ以上に良好に満足されている。支持コラムの単純化は
、本発明の適用により可能とされた改良層構造サポート
によって、少なくとも部分的に達成されている。

クロスバー３６及びコラム３８．４０は、十分な安全余
裕を持って荷重を支持することができるような形で、管
状のステンＬ／ス鋼から形成されるのが好ましい。クロ
スバー３６及びコラム３８．４０は符号４４．４６．４
８の位置で相互に溶着され、また、符号５０の位置でベ
ース４２に溶着される。

第２図〜第６図に示すように、各支持クロスパー３６は
、マニホールド２２の下面側にそれぞれ溶着された上部
部材を有するカラー（カラー手段）５２．５４．５６に
よって、マニホールド２２に取り付けられている。一般
に、内側のカラー５４は、クロスバー３６の軸線に沿う
水平の荷重に抗する。２つの外側のカラー５２．５６は
垂直の荷重に対抗するが、マニホールド２２と支持クロ
スパー３６との熱膨張差、即ち、外側のカラー５２．５
６に対するクロスバー３６の摺動は許容する。

各外側カラー５２．５６には、マニホールド２２の下面
に溶着される第１の固定カラ一部材５１と、該カラ一部
材５１にボルトにより締結される第２のカラ一部材５３
とがあり、その内部に配置されるクロスバ−３６が適所
に取り付けられるようになっている。

内側のカラー５４は外側のカラー５２．５６の間に配置
されており、同様に、マニホールド２２の下面に溶着さ
れる第１の固定カラ一部材５５と、該カラー部材５５に
ボルトにより締結される第２のカラ一部材５７とを備え
ている。ウェブ部材４７．４９が、カラ一部材５１．５
５のマニホールド２２への固定を補強している。組立時
、クロスバー３６は、３つの固定カラ一部材５１．５５
に接するようにして配置され、３つのカラ一部材５３．
５７が固定カラ一部材５１．５５にボルト締めされる。

これにより、クロスバー３６は垂直方向には不動となる
が、コラム形サポート３４の外方への揺動を許容すると
共に、外側カラー５２５６に対するクロスバー３６の水
平方向の膨張又は収縮動作を可能とする。

クロスバー３６とカラー５２．５４．５６の組立が完了
した状態において、カラー５２．５４．５６に対してク
ロスバー３６が水平方向に単位落動じないよう固定すべ
く、内側のカラー５４の両側でカラーストッパ５４Ａ、
５４Ｂをクロスバー３６に溶着するのが良い。

この構成の場合、基本的な支持機能が得られると共に、
コラム形サポート３４の取外しを後に行う場合、容易に
取外し作業を行うことができる。即ち、３つのカラ一部
材５３．５７のボルト止めを解除すると、クロスバー３
６を降ろし、その固定状態から自由とすることができる
。

各コラム形サポート３４のベース４２は、前述したよう
に斜めのコラム３８．４０の下部に溶着されるベースプ
レート５８を備えるのが好ましい、また、ベースブロッ
ク５９には、ベースプレート５８にボルトにより固定さ
れるプレート６０が設けられている。

必要ならば、寸法誤差を吸収するために、プレート５８
．６０を固定する前に、これらのプレート５８．６０間
にシムプレートを配置しても良い。

コラムのベース４２は、第１の構造部材であるビン６２
により容器上のラグ対２６に固定される。弁支持装ｆｉ
２４の組立時、ビン６２はラグ対２６の第１のラグ部材
６３に挿入され、次いで支持ベースブロック５９の穴６
４に通され、最後にラグ対２６の第２のラグ部材６５に
挿入される。工対のクランブユニット６６が、ラグ部材
６３．６５の外聞にそれぞれ位置するピン６２の溝７０
．７２内に配置され、ナツト及びボルト６８により固定
される。

このようにしてピン６２が適所に取り付けられたならば
、コラム形サポート３４はほぼ直立に保持されて、ベー
スブロック５９は容器側壁２８に接した状態となり、更
に、サポート３４はラグ部材６３．６５とピン６２によ
り水平方向に変位しないよう保持される。４つのコラム
形サポート３４の全てが容器Ｅのラグ対２６に取り付け
られｌ二場合、弁装置のマニホールド２２はコラム形す
ボ・−トコ４上に配置され、カラー５２．５４．５６は
支持クロスパー３６の回りに取り付けられる。その後、
弁、配管及びその他の装置がリリーフ・安全弁装置２３
を完成させるべく取り１寸けられる。

原子力発電プラント・が運転状態とされ、その後に保守
のために停止された場合、弁支持装置２４の構造が比較
的単純化されているため障害物が少ないことによって、
また、特に個々のコラム形サポート３４が外方に揺動で
きることによって、弁装置の保守や溶接検査のために容
器側壁２８及びドーム体３０に容易に近付くことができ
る。即ち、サポート３４Ｃについて第２図に示すように
、クランプユニット６６とピン６２が取り外された後、
コラム形サポート３４Ｃは外方且つ上方に揺動できる。

この揺動動作は、軸受となるカラー５２．５４．５６に
対するクロスバー３６の相対関係によって、容易に得ら
れる。前述したように、必要ならば、コラム形サポート
３４を完全に取り外すこともできる。

通常、コラム形サポート３４は容器側壁２８から離れる
ようにして揺動され、１回に１体ずつ行われる。各サポ
ート３４がその外方に揺動された位置で適宜に保持され
ている状態で、その近傍の非被覆容器表面領域、即ら揺
動されたコラム形サポート３４によ−っては覆われてい
ない容器周面の約４分の１部分の容器溶接検査のために
、保守作業員は何の障害もなくそこに接近することがで
きる。更に、弁や配管の下関にも、妨害されずに保守の
ために接近することができる。

全体的にみると、本発明により、組立、解体及び保守の
ための時間や労力が低減され、また、保守作業員に対す
る放射線照射が減じられる。特に、容器上のラグにかか
る荷重が減じられるので、より小さなラグを使用でき、
容器側壁の応力が減じられることが重要である４更に、
装置毎のｔＲ造上の寸法の違いを吸収するために取付中
に必要とされる調整に対しても融通性が高い。

本発明の作用を特徴付け、前記の多数の改良点を生ずる
力の相互作用の原理は、第８図〜第１１図の線図により
説明される。第８図には、弁装置及び弁支持装置と、基
本的な力がサポート３４にかかる態様とが概略的に示さ
れている。弁装置のマニホールド２２はそのコラム形サ
ポート３４Ａ〜３４Ｄ上にあることが示されている。ま
た、基準軸Ｘ、Ｙ、Ｚが示されている、図示するように
、マニホールド２２は、伝えられた水平の力（弁スラス
トカに起因する力）Ｈｘ及びＨｚ、或はその一方をコラ
ム形サポート３４に作用させる。また、垂直の力Ｖが、
マニホールド２２によりＺ軸方向に沿ってコラム形サポ
ート３４に作用される。

第１０図は、１つのサポート３４と、マニホールド２２
及び支持ラグ対２６に対するそのサポート３４の支持関
係とを示している。支持クロスパー３６は、その中間点
Ｇでマニホールド２２に堅固に連結されているが、クロ
スバー３６の中間点から水平方向外方への収縮及び膨張
（端部のカラーにおけるクロスバ−の摺動）は自由であ
る０図示するように、クロスバー３６の端部は、垂直方
向に動かないようにしっかりと保持されているが、マニ
ホールド２２に対して限られた範囲で平行に水平揺動で
きるように支持され、また、前述したように、加圧器容
器の修理のために、コラム形サポートを図の紙面から外
測に揺動させ得るように支持されている。

コラム形サポートのベースにおいて、ラグ対２６は場合
に応じて水平の力Ｈｘ、Ｈｚや垂直の力■に対抗してコ
ラム形サポートを固定状態に保持するが、コラム形サポ
ートは、図の紙面から外測に揺動できる（ピン６２を中
心として）。

第９図及び第１■図は、支持ラグ対の全てを示し、それ
らにかかるマニホールドの力を示している。第１１図を
参照すると、垂直の力Ｖが、４つのコラム形サポート３
４Ａ〜３４Ｄの全てにかがり、ラグ対２６Ａ〜２６Ｄに
伝えられる。水平の力Ｈｘは、クロスバ−（サポート３
４Ｂ又は３４Ｄのタロスパー）の中間点Ｇにかかり、斜
めのコラム３８．４０によりラグ対２６Ｂ又は２６Ｄに
伝えられる。

マニホールド２２のＸ軸に沿う垂直面内の垂直モーメン
トＭｖは、サポート３４Ａ、３４Ｃの垂直方向の反作用
により支持され、図示のモーメントでは、サポート３４
Ａは圧縮、サポート３４Ｃは引張りとなる。水平のスラ
スト力Ｈｚはサポート３４Ａ、３４Ｃの水平方向の反作
用により支持される。サポート３４Ｂ、３４Ｄも同様に
水平のスラスト力Ｈｘ、又はＺ軸に沿う平面の垂直モー
メントＭｖに対抗する。

−ｉ的に述べるならば、コラム形サポート３４は、湾曲
や傾斜を生ずることなく、垂直のモーメントや水平の力
に十分に耐え、サポート３４に及ぼされる力に引張りや
圧縮によって対抗する０例えば、第１１図のモーメント
Ｍｖは、サポート３４Ｃとサポート３４Ｂの傾斜コラム
４０とに引張りを生じ、また、サボー１−３４Ａとサボ
ー１−３４Ｂの傾斜コラム３８とに圧縮を生ずる。サポ
ート３４が湾曲しない結果と１７で１．マニホールド２
２は常に水平面に保持される。

これに対して従来技術は、一般に、サポートに曲げモー
メントが及ぼされ、その結果、サポートが変形しマニホ
ールドが傾斜するという問題がある。そして更に、曲げ
モーメントは支持ラグに伝えられ、ラグにねじり作用が
生じて過大なラグ荷重が生ずる。

ラグ対２６Ａ、２６Ｃについて示されるように、加圧器
容器がＸ軸方向に沿って放射方向に熱成長すると、ラグ
対は外方に移動し、関連のコラム形サポートも干渉され
ることなくラグビンを中心として枢動する。同様に、ラ
グ対２６Ｂ、２６ＤはＹ軸方向に沿う加圧器容器の放射
方向熱成長に対抗することができる。

第９図において、ラグ対２６Ｂ、２６Ｄは水平のカＨｘ
にしっかりと対抗している。同様に、水平の力Ｈｚに対
し、ラグ対２６Ａ、２６Ｃは装置の変位を確実に防止す
る。また、４つの全てのラグ対が垂直面におけるモーメ
ント又は力に対して確実に対抗する。

本発明は、支持性能の観点から、支持ラグに殆ど荷重が
かからないように、マニホールドの荷重及び熱成長力に
非常に効果的に且つ有効に対抗することのできる比較的
単純な弁装置支持構造を用いている。このように、容器
保守や他の取扱い上の利点が得られる他、構造上の利点
も得られる。

特に、垂直の力は、加圧器の容器側壁に極めて近い点で
ラグビンの中間において支持されるので、ラグに及ぼさ
れる力は本質的にせん断力であり、ラグビンには殆ど曲
げモーメントは生じない。

水平の力は、コラム形サポートのベースからワッシャ（
特に説明していない）を介してラグ対の一方のラグ部材
に及ぼされる。その後、水平の力は、そのラグ部材につ
いての保持リング（クランプユニット〉に伝えられ、次
いでピンを介してビンの反対側の端部における保持リン
グに伝えられ、最終的に他方のラグ部材に伝えられる。

このように、１対のラグ部材は、実質的にせん断力とし
て及ぼされる水平の力に対して、それぞれが反作用を呈
する。

コラム形サポートは本発明の作用に従って曲げモーメン
トを受けないので、ラグには曲げモーメントが及ぼされ
ず、ラグのねじりも防止される。

従来構成を示す第１２図から諒解される通り、マニホー
ルドによる水平の力又は垂直のモーメントが作用してい
る状態では、点線２６Ｔで示す如くラグ２６Ａにねじり
が生ずるのが一般的である。

このように、ラグは曲げモーメントを受けず、また、荷
重がせん断力としてラグに伝えられる・ので、ラグ荷重
の低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成された弁支持装置を有す
る原子力発電プラントの加圧器を示す概略斜視図、第２
図は、第１図に示す弁支持装置を部分的に示す概略側面
図、第３図は、マニホールドをコラム形サポートに取り
付けるための内側のカラーを拡大して示す側面図、第４
図は、第３図のカラーを示す断面図、第５図は、マニホ
ールドをコラム形サポートに取り付けるための外側のカ
ラーを拡大して示す側面図、第６図は、第５図のカラー
を示す断面図、第７図は、サポートのコラムを支持する
ために用いられるピンを拡大して示す弁支持装置の分解
斜視図、第８図〜第１１図はそれぞれ、弁支持装置の作
用の基礎を説明するための力とモーメントの線図、第１
２図は、従来の容器上の支持ラグに生ずる典型的な曲げ
作用を示す図である１図中、 ２０・・・加圧器　　　　　２２・・・マニホールド２
４・・・弁支持装置２６・・・ラグ対（ラグ手段）２８
・・・容器側壁 ３４・・・コラム形サポート（コラム形サポート手段）
３６・・・クロスバ−（第２の構造部材）５２．５４．
５６・・・カラー（カラー手段）６２・・・ピン（第１
の構造部材） ６６・・・クランプユニット ＦＩＧ、２゜ ＦＩＧ、５゜ ＦＩＧ、６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原子力発電プラントにおいて、半球状部材で上部が閉じ
   られた略円筒形の容器側壁を有する加圧器のためのリリ
   ーフ・安全弁装置であり、前記加圧器の前記容器側壁の
   上方に配置され且つ該容器側壁の全周に延びるマニホー
   ルドを備えている前記リリーフ・安全弁装置を支持する
   ための加圧器用弁支持装置であって、 前記容器側壁の周方向に沿つて適宜間隔を置いた位置で
   該容器側壁に固定され且つ該容器側壁から外方に突出し
   ている複数のラグ手段と、 前記ラグ手段の各々から前記リリーフ・安全弁装置の前
   記マニホールドにほぼ垂直上方に延びるコラム形サポー
   ト手段と、 前記コラム形サポート手段の各々の下端部を対応の前記
   ラグ手段に対して支持するために、ほぼ水平方向に延び
   る第１の細長い略円筒形の構造部材と、 対応の前記コラム形サポート手段に固定するために、前
   記マニホールドから下方に突出する複数のカラー手段と
   、 前記コラム形サポート手段の各々の上端部を対応の前記
   カラー手段に対して支持するために、ほぼ水平方向に延
   びる第２の細長い略円筒形の構造部材と、 前記コラム形サポート手段の各々の前記第１及び第２の
   細長い構造部材の一方をその固定状態から解除し、前記
   コラム形サポート手段の各々が他方の細長い構造部材を
   中心として枢動すると共に前記容器側壁から外方に揺動
   できるようにする手段と、 を備えている加圧器用弁支持装置。