JPH046494A - 原子炉圧力容器と制御棒駆動ハウジングの接合方法 - Google Patents
原子炉圧力容器と制御棒駆動ハウジングの接合方法Info
- Publication number
- JPH046494A JPH046494A JP2107408A JP10740890A JPH046494A JP H046494 A JPH046494 A JP H046494A JP 2107408 A JP2107408 A JP 2107408A JP 10740890 A JP10740890 A JP 10740890A JP H046494 A JPH046494 A JP H046494A
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- Japan
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- stub tube
- pressure vessel
- welding
- cladding
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- Pending
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- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
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。
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）
本発明は原子炉の原子炉圧力容器と制御棒駆動機構（Ｃ
ＲＤ）ハウジングとをスタブチューブを介して溶接接合
する方法に関する。
ＲＤ）ハウジングとをスタブチューブを介して溶接接合
する方法に関する。
（従来の技術）
沸騰水型原子炉の出力は、原子炉圧力容器内の所定の位
置に、ある間隔で配置された燃料集合体の間に、中性子
吸収材を含んだ制御棒を出し入れすることにより調節さ
れる。制御棒は制御棒案内管の内部を管軸方向に上下運
動し、押し上げられて案内管から出た部分が燃料集合体
間に挿入され、中性子を吸収することにより核分裂反応
を抑制する。制御棒の上下運動は、制御棒駆動機構によ
り行なわれ、これは原子炉圧力容器の底部を貫通する制
御棒駆動機構ハウジング（ＣＨＤハウジング）と呼ばれ
る筒状の容器に収納されている。
置に、ある間隔で配置された燃料集合体の間に、中性子
吸収材を含んだ制御棒を出し入れすることにより調節さ
れる。制御棒は制御棒案内管の内部を管軸方向に上下運
動し、押し上げられて案内管から出た部分が燃料集合体
間に挿入され、中性子を吸収することにより核分裂反応
を抑制する。制御棒の上下運動は、制御棒駆動機構によ
り行なわれ、これは原子炉圧力容器の底部を貫通する制
御棒駆動機構ハウジング（ＣＨＤハウジング）と呼ばれ
る筒状の容器に収納されている。
ＣＲＤハウジングは制御棒駆動機構を収納すると共に案
内管を支持しているが、それ自体は原子炉圧力容器の底
部にスタブチューブを介して溶接接合されている。第７
図に、ＣＲＤハウジング１、スタブチューブ２および原
子炉圧力容器３の接合構造を示す。ＣＨＤハウジング１
は高温強度及び耐腐食性の観点から、オーステナイト系
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４ＴＰ、 ５ｔＪＳ３１６Ｔ
Ｐ或いはそれらの改良材）からできている。原子炉圧力
容器３は低合金鋼でできているため、その内面には耐腐
食性を考慮してステンレス鋼の薄板４が内ぼりされてい
る。ただし、原子炉圧力容器：うの低部（１，Ｉは、ス
タブチュブ２との溶接接合を考Ａ［、、インコネル８２
がバタＪングされている。又、入タブチューブ２は、熱
膨張率がカースデイ［・系ステンレス鋼と低合金鋼の中
間に位置して、プラント運転時にＣＲＤハウジング］と
圧力容器３に熱膨張率の差に起因して生ずる熱応力の緩
和しＪ有効で、しかも溶接やその後の熱処理によっても
材料の特性が変化しにくいごッケル基合金（インコネル
６００）からできている、ＣＲＴ）ハウジング１とスタ
ブチューブ２およびスタブチューブ２と圧力容器：３は
それぞれイン」ネル８２およびイン、コネル１８２を溶
接金属と１１．て接合されでいる。
内管を支持しているが、それ自体は原子炉圧力容器の底
部にスタブチューブを介して溶接接合されている。第７
図に、ＣＲＤハウジング１、スタブチューブ２および原
子炉圧力容器３の接合構造を示す。ＣＨＤハウジング１
は高温強度及び耐腐食性の観点から、オーステナイト系
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４ＴＰ、 ５ｔＪＳ３１６Ｔ
Ｐ或いはそれらの改良材）からできている。原子炉圧力
容器３は低合金鋼でできているため、その内面には耐腐
食性を考慮してステンレス鋼の薄板４が内ぼりされてい
る。ただし、原子炉圧力容器：うの低部（１，Ｉは、ス
タブチュブ２との溶接接合を考Ａ［、、インコネル８２
がバタＪングされている。又、入タブチューブ２は、熱
膨張率がカースデイ［・系ステンレス鋼と低合金鋼の中
間に位置して、プラント運転時にＣＲＤハウジング］と
圧力容器３に熱膨張率の差に起因して生ずる熱応力の緩
和しＪ有効で、しかも溶接やその後の熱処理によっても
材料の特性が変化しにくいごッケル基合金（インコネル
６００）からできている、ＣＲＴ）ハウジング１とスタ
ブチューブ２およびスタブチューブ２と圧力容器：３は
それぞれイン」ネル８２およびイン、コネル１８２を溶
接金属と１１．て接合されでいる。
（発明が解決しようとする課題）
ブラン１−が運転される状態では、原子炉圧力容器：３
は２８８℃、８０気圧の高温高圧水（一部蒸気）を保持
している。ＣＲＤハウジング〕およびスタブチューブ２
も同様な高温高汗水を保持している。
は２８８℃、８０気圧の高温高圧水（一部蒸気）を保持
している。ＣＲＤハウジング〕およびスタブチューブ２
も同様な高温高汗水を保持している。
この時ＣＲＤハウジング１とスタブチューブ２０）溶接
部６には、制御棒案内管、制御棒および制御棒の土量、
ＣＨＤハウジングコの自重に加え、圧力容器なくり抜い
たことにより高圧水がＣＲＵ、）ハウジング１−を押し
出そうとする力が、圧力容器コ３の外側に、向かっで作
用する１、又、熱膨張差により、ＣＲＤハウジング１に
は圧縮のスタブチューブ２には引張りの熱応力が周方向
に作用するため、溶接部６にも同様な周プ」向引張り応
力が作用する。。
部６には、制御棒案内管、制御棒および制御棒の土量、
ＣＨＤハウジングコの自重に加え、圧力容器なくり抜い
たことにより高圧水がＣＲＵ、）ハウジング１−を押し
出そうとする力が、圧力容器コ３の外側に、向かっで作
用する１、又、熱膨張差により、ＣＲＤハウジング１に
は圧縮のスタブチューブ２には引張りの熱応力が周方向
に作用するため、溶接部６にも同様な周プ」向引張り応
力が作用する。。
溶接部６はこれらの負荷に耐え得る様に設４１されてい
る。ただし、溶接部（溶接金属及び母材の熱影響部）が
高温高圧水環境中で負荷を受ける場合には、応力腐食割
れ（Ｓ Ｃ−； Ｃ）が発生する可能性がある。ＳＣＣ
の発生を・抑えるには、溶接部６に作用する応力を低減
せ”しぬることが有効である。
る。ただし、溶接部（溶接金属及び母材の熱影響部）が
高温高圧水環境中で負荷を受ける場合には、応力腐食割
れ（Ｓ Ｃ−； Ｃ）が発生する可能性がある。ＳＣＣ
の発生を・抑えるには、溶接部６に作用する応力を低減
せ”しぬることが有効である。
溶接部６にＳＣＣが発生し７それが溶接金属やスタブチ
ューブ２を貫通する場合には、炉水が原子炉圧力容器３
の外側へ流出することも予想される。
ューブ２を貫通する場合には、炉水が原子炉圧力容器３
の外側へ流出することも予想される。
従−ンて、ＳＣＣ発生のｉｉＪ能性を少しでも低下せし
める構造の実現は、きわめて重要である。
める構造の実現は、きわめて重要である。
そこで本発明は、使用実績のあるＣＲＤハウジン）ｆ、
スタブチューブおよび溶接金属１の材料を変えることな
く溶接部のＮ５ＣＣ信頼性を向トさせ゛たＣＲＤハウジ
ングと原子炉圧力容器の接合構造および接合方法を提供
するごとに目的どＪ′る。
スタブチューブおよび溶接金属１の材料を変えることな
く溶接部のＮ５ＣＣ信頼性を向トさせ゛たＣＲＤハウジ
ングと原子炉圧力容器の接合構造および接合方法を提供
するごとに目的どＪ′る。
「発明の構成〕
（！１題を解決するための′ｆ′段）
本発明は、原子−炉圧力容器とその圧力容器のト部を貫
通する制御棒駆動ハウジングと４圧力容器の内側でスタ
ブチューブを介して接ｎ遥−る方法においで、制＃４棒
駆動ハウジングの接合部外周面に溶接肉盛りを施工し、
子の後にその部分をスタブチューブに溶接接合する方法
である８（作 用） 本発明によれば、肉盛り溶接によりｆめＣＲＤハウジン
グに圧縮の周方向残留応力を生じさせた後にスタブチュ
ーブと溶接接合す゛るため、ＣＲＬ）ハウジング内周面
に生ずる周方向残留応力を大幅に低下させることがて・
きる。
通する制御棒駆動ハウジングと４圧力容器の内側でスタ
ブチューブを介して接ｎ遥−る方法においで、制＃４棒
駆動ハウジングの接合部外周面に溶接肉盛りを施工し、
子の後にその部分をスタブチューブに溶接接合する方法
である８（作 用） 本発明によれば、肉盛り溶接によりｆめＣＲＤハウジン
グに圧縮の周方向残留応力を生じさせた後にスタブチュ
ーブと溶接接合す゛るため、ＣＲＬ）ハウジング内周面
に生ずる周方向残留応力を大幅に低下させることがて・
きる。
（実施例）
以トに本発明によるＣ ＲＤハウジングとスタブチュー
ブの接合力θミおよび構造を第１図・〜第８図を塾照し
て説明する。
ブの接合力θミおよび構造を第１図・〜第８図を塾照し
て説明する。
第１図は、本発明により構成しまたＣ ＲＤハウジング
１．スタブチューブ２および原子炉圧力容器３の接合部
の縦り向断面を示している。溶接接合部はＣＲＤハウジ
ング１に肉盛りをした部分５どＣＲ１，ｌＸ）ハウジン
グ１どスタブナューブ２夕接合するために溶接した部分
６からなっている。
１．スタブチューブ２および原子炉圧力容器３の接合部
の縦り向断面を示している。溶接接合部はＣＲＤハウジ
ング１に肉盛りをした部分５どＣＲ１，ｌＸ）ハウジン
グ１どスタブナューブ２夕接合するために溶接した部分
６からなっている。
この様な構造を製作するには、第２図に示す様に（゛、
１史１］１）ハウジン）Ｊ１タ圧力容器３１．：モう入
し、スタブチューブ２との接合部どなる部分に溶接肉盛
・りを施す１．この場合のＣＲＤハウジング１肉盛り部
Ｍｊ８傍の変形状態およびＣＲＤハウジング１内ｍに生
ずる周方向残留応力σの縦方向分布の概略を第１１図に
示す。溶接後肉盛り部分は収縮するため、ＣＲＤハウジ
ング１ばだが締めされ内周側に変形する。従って、肉盛
り近傍のＣＨＤハウジング１内周曲には周方向の圧縮応
力が生ずることになる。つぎに、肉盛・り髪【、またＣ
ＲＤハウジング１とスタブチューブ２との位置法めを行
った後、両者を溶接する（第３図）。溶接後、溶接部日
収縮するため、ＣＲＤハウジング１はスタブチューブ２
側に引張られ、最終的な周方向残留応力σは第５図の様
になる。他方、第７図に示す従来の方法で製造された接
合部では、スタブチューブ２の剛性が高いため溶接金属
の収縮によりＣＨＤハウジング１がスタブチューブ２側
に引張られるのみであり、ＣＲＤハウジング１の内周面
には第８図に示す様に周方向に正の大きな残留応力を生
ずる。
１史１］１）ハウジン）Ｊ１タ圧力容器３１．：モう入
し、スタブチューブ２との接合部どなる部分に溶接肉盛
・りを施す１．この場合のＣＲＤハウジング１肉盛り部
Ｍｊ８傍の変形状態およびＣＲＤハウジング１内ｍに生
ずる周方向残留応力σの縦方向分布の概略を第１１図に
示す。溶接後肉盛り部分は収縮するため、ＣＲＤハウジ
ング１ばだが締めされ内周側に変形する。従って、肉盛
り近傍のＣＨＤハウジング１内周曲には周方向の圧縮応
力が生ずることになる。つぎに、肉盛・り髪【、またＣ
ＲＤハウジング１とスタブチューブ２との位置法めを行
った後、両者を溶接する（第３図）。溶接後、溶接部日
収縮するため、ＣＲＤハウジング１はスタブチューブ２
側に引張られ、最終的な周方向残留応力σは第５図の様
になる。他方、第７図に示す従来の方法で製造された接
合部では、スタブチューブ２の剛性が高いため溶接金属
の収縮によりＣＨＤハウジング１がスタブチューブ２側
に引張られるのみであり、ＣＲＤハウジング１の内周面
には第８図に示す様に周方向に正の大きな残留応力を生
ずる。
第５図の残留応力σθは第８図のそれに比較して、正の
最大値が大幅に低下している。このことは応力腐食割れ
の発生要因の一つである応力を除去したことになり、Ｃ
ＲＤハウジング１の耐ＳＣＣ特性は大幅に向上する。尚
、上記した接合部を作成する場合、ＣＨＤハウジング１
とスタブチューブ２を接合する溶接金属６は直接ＣＲＤ
ハウジング１に接することなくＣＲＤハウジング１の肉
盛り部５と接合していなければならない。溶接金属６が
ＣＨＤハウジング１と接していると、その部分は第８図
の場合と同様に、スタブチューブ２側に引張られ正の残
留応力を生じるからである。
最大値が大幅に低下している。このことは応力腐食割れ
の発生要因の一つである応力を除去したことになり、Ｃ
ＲＤハウジング１の耐ＳＣＣ特性は大幅に向上する。尚
、上記した接合部を作成する場合、ＣＨＤハウジング１
とスタブチューブ２を接合する溶接金属６は直接ＣＲＤ
ハウジング１に接することなくＣＲＤハウジング１の肉
盛り部５と接合していなければならない。溶接金属６が
ＣＨＤハウジング１と接していると、その部分は第８図
の場合と同様に、スタブチューブ２側に引張られ正の残
留応力を生じるからである。
第６図に他の実施例を示すが、この例は第１図の例と異
なりスタブチューブ２に開先を加工せず、ＣＲＤハウジ
ング１肉盛り部とスタブチューブを直接した構造であり
、接合のための溶接金属はＣＲＤハウジング１に接して
いない。この構造においても肉盛り部の作用は上記例と
同様でありＣＲＤハウジング１内周面に圧縮の周方向残
留応力を発生させる。尚、スタブチューブ２に開先が存
在しないことは、スタブチューブ２の健全性の観点から
重要である。又、開先加工の削除に伴う工程の効率化が
期待できる。
なりスタブチューブ２に開先を加工せず、ＣＲＤハウジ
ング１肉盛り部とスタブチューブを直接した構造であり
、接合のための溶接金属はＣＲＤハウジング１に接して
いない。この構造においても肉盛り部の作用は上記例と
同様でありＣＲＤハウジング１内周面に圧縮の周方向残
留応力を発生させる。尚、スタブチューブ２に開先が存
在しないことは、スタブチューブ２の健全性の観点から
重要である。又、開先加工の削除に伴う工程の効率化が
期待できる。
上記例は、ＣＲＤハウジング１と原子炉圧力容器３とを
スタブチューブ２を介して接合する構造であるが、圧力
容器３と各種小口径ハウジングを直接溶接する場合にも
本発明を適用できる。
スタブチューブ２を介して接合する構造であるが、圧力
容器３と各種小口径ハウジングを直接溶接する場合にも
本発明を適用できる。
本発明によれば、肉盛り溶接により予めＣＲＤハウジン
グに圧縮の周方向残留応力を生じさせた後にスタブチュ
ーブと溶接接合するため、ＣＲＤハウジング内周面に生
ずる周方向残留応力を大幅に低下させることができる。
グに圧縮の周方向残留応力を生じさせた後にスタブチュ
ーブと溶接接合するため、ＣＲＤハウジング内周面に生
ずる周方向残留応力を大幅に低下させることができる。
従って、応力腐食割れの一要因である応力条件を低下せ
しめ、その発生確率を低減した信頼性の高いＣＲＤハウ
ジングとスタブチューブとの接合構造を提供できる。
しめ、その発生確率を低減した信頼性の高いＣＲＤハウ
ジングとスタブチューブとの接合構造を提供できる。
また、スタブチューブに開先を加工しない構造において
は、ＣＲＤハウジングとスタブチューブを上記例と同様
に溶接接合することにより残留応力を低下せしめた信頼
性の高い接合構造を、開先加工を省略することにより効
率的に提供できる。
は、ＣＲＤハウジングとスタブチューブを上記例と同様
に溶接接合することにより残留応力を低下せしめた信頼
性の高い接合構造を、開先加工を省略することにより効
率的に提供できる。
第１図は本発明の実施例を示すＣＲＤハウジングとスタ
ブチューブの接合構造部の縦断面図、第２図および第３
図は本発明による接合構造の組立で順序を示す縦断面図
、第４図はＣＲＤハウジングに溶接肉盛りをした時に内
周面に生ずる周方向残留応力分布の概略図、第５図はＣ
ＨＤハウジングに溶接肉盛りをした後にスタブチューブ
と溶接接合した時にハウジング内周面に生ずる周方向残
留応力分布の概略図、第６図はスタブチューブに開先を
加工しない本発明の他の実施例を示す縦断面図、第Ｙ図
は従来構造を示す縦断面図であり。 ？ 第ｖ図は従来構造のスタブチューブ内周面の周方向残留
応力の軸方向分布の概略図である。 １・・ＣＲＤハウジング ２・・スタブチューブ１ノ ３・・原子炉圧力容器 ４・・内ぽい５・・・溶接肉
盛り ６．７ 溶接部 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 第 ■ 図 第 図 第 図 第 図 第５ 図 第 第 図 図 第 図
ブチューブの接合構造部の縦断面図、第２図および第３
図は本発明による接合構造の組立で順序を示す縦断面図
、第４図はＣＲＤハウジングに溶接肉盛りをした時に内
周面に生ずる周方向残留応力分布の概略図、第５図はＣ
ＨＤハウジングに溶接肉盛りをした後にスタブチューブ
と溶接接合した時にハウジング内周面に生ずる周方向残
留応力分布の概略図、第６図はスタブチューブに開先を
加工しない本発明の他の実施例を示す縦断面図、第Ｙ図
は従来構造を示す縦断面図であり。 ？ 第ｖ図は従来構造のスタブチューブ内周面の周方向残留
応力の軸方向分布の概略図である。 １・・ＣＲＤハウジング ２・・スタブチューブ１ノ ３・・原子炉圧力容器 ４・・内ぽい５・・・溶接肉
盛り ６．７ 溶接部 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 第 ■ 図 第 図 第 図 第 図 第５ 図 第 第 図 図 第 図
Claims (1)
- 原子炉圧力容器とその圧力容器の下部を貫通する制御棒
駆動ハウジングとを圧力容器の内側でスタブチューブを
介して接合する方法において、制御棒駆動ハウジングの
接合部外周面に溶接肉盛りを施工し、その後にその部分
をスタブチューブに溶接接合する、原子炉圧力容器と制
御棒駆動ハウジングの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2107408A JPH046494A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 原子炉圧力容器と制御棒駆動ハウジングの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2107408A JPH046494A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 原子炉圧力容器と制御棒駆動ハウジングの接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046494A true JPH046494A (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=14458393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2107408A Pending JPH046494A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 原子炉圧力容器と制御棒駆動ハウジングの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH046494A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0597244A1 (en) * | 1992-11-13 | 1994-05-18 | Aea O'donnell, Inc. | Process for reducing tensile welding stresses in a nozzle in a nuclear reactor shell |
-
1990
- 1990-04-25 JP JP2107408A patent/JPH046494A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0597244A1 (en) * | 1992-11-13 | 1994-05-18 | Aea O'donnell, Inc. | Process for reducing tensile welding stresses in a nozzle in a nuclear reactor shell |
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