JPH0580187A

JPH0580187A - 炉内構造物の保全方法

Info

Publication number: JPH0580187A
Application number: JP3241688A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kurosawa; 孝一黒沢; Kunio Enomoto; 邦夫榎本; Keiichi Urashiro; 慶一浦城; Kinya Aota; 欣也青田; Michiyoshi Yamamoto; 道好山本; Yasukata Tamai; 康方玉井; Isao Nemezawa; 勲根目沢; Keiichi Nomura; 敬一野村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1991-09-20
Publication date: 1993-04-02
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JP3127512B2

Abstract

(57)【要約】【構成】原子炉炉内構造物は原子炉圧力容器３内に据え
付けられ、シュラウド１，同サポートシリンダ２，上部
格子板５，炉心支持板６，ジェットポンプディフューザ
８ａ，同ライザ８ｂ，同ミキサ８ｃ，シュラウドサポー
トレグ９，同プレート１２，燃料支持金具２１，蒸気乾
燥器２２，気水分離器兼シュラウドヘッド２３，制御棒
２４，制御棒案内管２５，炉心スプレイスパージャ／配
管２６，低圧注水配管２７，差圧検出／ホウ酸水注入配
管２８等の機器より構成されている。【効果】本発明によれば、炉内構造物に対し取外し，再
据付けの難易度に応じ取替え，部分補修、および予防保
全工法を組み合わせて採用することにより全ての炉内構
造物の健全性確保が、比較的容易に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電プラントの
供用期間中に原子炉圧力容器内の炉心支持板，上部格子
板，炉心スプレイスパージャ／配管，低圧注水配管，ジ
ェットポンプライザ，ジェットポンプミキサ等、ＩＣＭ
案内管，ＩＣＭスタビライザ等の炉内構造物を新規製作
の物と取替え、シュラウド，シュラウドサポートおよび
ジェットポンプディフューザに表面改質，残留応力改善
および熱処理等を施すことによる炉内構造物の保全方法
に係り、特に保全作業後の信頼性が高く、作業者の被爆
低減に好適な炉内構造物の保全方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】オーステナイトステンレス鋼等の金属材
料は高温水中に置かれた場合その溶接部またはその近傍
において応力腐食割れ（以下、ＩＧＳＣＣと略す）が発
生することは、一般に知られている。ＩＧＳＣＣは発生
の要因は材料，応力，環境の因子が重畳した条件下で生
じるとされている。材料因子としてはＣｒ炭化物が結晶
粒界へ析出してその周囲に耐食性の劣るＣｒ欠乏層が形
成されることによる鋭敏化、応力因子は溶接や加工によ
って材料内部に残留する引張残留応力、環境因子は高温
水中の溶存酸素量などが挙げられる。ＩＧＳＣＣはこれ
らの三因子が重畳した条件下で発生するため、これらの
三因子の中から一つの因子を取り除くことにより防止す
ることが可能である。同様に、インコネル材においても
ある条件下でＳＣＣが発生することは、一般に知られお
り、特に、隙間環境下において顕著である。

【０００３】このような溶接部のＳＣＣを防止するため
に表面改質によって腐食に関係する部分の表面部のみを
脱鋭敏化する方法がとられており、高エネルギビームを
照射することによって部材表面の鋭敏化部を溶体化温度
以上に加熱し、脱鋭敏化を計る方法が考案されている。
エネルギ源は急熱急冷の熱サイクルによって冷却過程で
の炭化物の析出の抑止が可能な事からレーザビームが有
力視されている。インコネル材でも同様な表面改質が有
効であるが、隙間構造をなくすこともＳＣＣを防止の一
手段と言える。

【０００４】公知例は、特開昭60−165323号公報，特開
昭61−52315号公報，特開昭61−96025 号公報に記載の
ように、部材表面を溶体化温度以上に加熱する事例や、
特開昭61−177325号公報に記載のように、表面を再溶融
する事例がある。いずれも鋭敏化部材の表面部に析出し
ている炭化物を加熱によって固溶し、その後の急冷によ
って炭化物の析出を抑止することで脱鋭敏化させる事例
である。

【０００５】また、従来のシュラウド，上部格子板およ
び炉心支持板等の炉内構造物は、特開昭54−35589 号公
報に記載のようにシュラウドは、据付け部材であるシュ
ラウドサポートシリンダを介して原子炉圧力容器に溶接
により取り付けられている。炉内構造物の取替えについ
ては、特開昭57−8490号公報、および特開昭57−12394
号公報により公知となっている制御棒駆動機構ハウジン
グの取替え工法、特開平2−118499 号公報により公知と
なっている中性子束モニタハウジングの補修方法、およ
び特開昭63−36195 号公報により公知となっている原子
炉内部構造物の取替え工法等が有る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開昭57−8490号公
報、および特開昭57−12394号公報，特開平2−118499号
公報による従来技術は、それぞれ個々の炉内構造物を対
象としており、上部格子板，炉心支持板，炉心スプレイ
スパージャ／配管，低圧注水配管，ジェットポンプディ
フューザ，ジェットポンプライザ，ジェットポンプミキ
サ等、ＩＣＭ案内管，ＩＣＭスタビライザ等の機器につ
いては、直接、適用できず、また特開昭63−36195 号公
報ではシュラウドをも取替える大がかりな取替えとな
り、その取替え工事には長期を要し、万一これらの機器
にＩＧＳＣＣが発生し取替え，補修工事が必要となった
場合、長期を要するという問題があった。

【０００７】また、特開昭60−165323号公報，特開昭61
−52315号公報，特開昭61−96025号公報，特開昭61−17
7325号公報等に記載のレーザビーム利用による表面改質
を適用しＩＧＳＣＣについての予防保全を行う場合、炉
内構造物では機器と機器間の取合い部等狭隘部があり、
これら機器のＩＧＳＣＣ予防保全工法対象箇所全面にわ
たって適用できるとは言えない。更に、レーザビーム利
用による予防保全工法を炉内構造物の予防保全工法対象
箇所全域に適用するには長期を要するという問題があっ
た。

【０００８】そこで、本発明の目的は、炉心支持板，上
部格子板，炉心スプレイスパージャ／配管，低圧注水配
管，ジェットポンプディフューザ，ジェットポンプライ
ザ，ジェットポンプミキサ等、ＩＣＭ案内管，ＩＣＭス
タビライザシュラウド、およびシュラウドサポート等の
炉内の機器に対し機器間の取り合い、配置等を考慮し取
替え工法、および部分補修／予防保全工法を使いわける
事により、比較的容易に短期間で、しかも取替え工法，
部分補修工法および予防保全工法適用後の機器の信頼性
が高く、また作業に従事する作業者の被爆低減をも考慮
した炉内構造物の保全方法を提供することにある。

【０００９】更に、ジェットポンプディフューザとシュ
ラウドサポートプレートの溶接部およびシュラウドとシ
ュラウドサポートの溶接部に対し比較的容易に短期間
で、しかも作業に従事する作業者の被爆低減をも考慮し
施工後の機器の信頼性が高い予防保全工法を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の炉内構造物の保全方法は、通常の定期検査
で取外す機器を取外した後、炉水を保持した状態で遠隔
操作式の装置により、上部格子板，炉心支持板，炉心ス
プレイスパージャ／配管，低圧注水配管，ジェットポン
プライザ，ジェットポンプミキサ等、ＩＣＭ案内管，Ｉ
ＣＭスタビライザ等の機器を、順次、取外し、その後、
シュラウド，シュラウドサポートおよびジェットポンプ
ディフューザの表面改質，残留応力改善および熱処理等
を行い、次に既に取外した炉心支持板，上部格子板，炉
心スプレイスパージャ／配管，低圧注水配管，ジェット
ポンプライザ，ジェットポンプミキサ等，ＩＣＭ案内
管，ＩＣＭスタビライザ等をそれぞれ新規製作の物と取
替えることで達成出来る。

【００１１】また、ジェットポンプディフューザとシュ
ラウドサポートプレートの溶接部およびシュラウドとシ
ュラウドサポートの溶接部に対しては溶接部外表面を一
定の深さで機械的手段、または熱的手段等により取除
き、その後、取除いた部分にＣ，Ｔｉ，Ｎｂ等の科学成
分を調整した耐食性に優れたインコネル溶接材により肉
盛り溶接を行い更に、肉盛り溶接の熱影響部に表面改
質，残留応力改善等の処理を行うことで達成出来る。

【００１２】

【作用】本発明の炉内構造物の保全方法によれば、炉心
支持板，上部格子板，炉心スプレイスパージャ／配管，
低圧注水配管，ジェットポンプライザ，ジェットポンプ
ミキサ等、ＩＣＭ案内管，ＩＣＭスタビライザ等の取外
し再据付けが比較的容易な炉内構造物に対しては新規製
作の物と取替え、シュラウド、シュラウドサポートおよ
びジェットポンプディフューザ等の取外し再据付けが困
難な炉内構造物に対しては部分補修、および表面改質，
残留応力改善，熱処理等の予防保全工法を適用すること
により炉内構造物の耐応力腐食割れ性の向上，健全性の
向上が図れる。

【００１３】更に、ジェットポンプディフューザとシュ
ラウドサポートプレートの溶接部およびシュラウドとシ
ュラウドサポートの溶接部に対しては溶接部の外表面を
一定の深さで機械的手段、または熱的手段等により取除
く、またはその後取除いた部分にＣ，Ｔｉ，Ｎｂ等の科
学成分を調整した耐食性に優れたインコネル溶接材によ
り肉盛り溶接を行い更に、肉盛り溶接の熱影響部に表面
改質，残留応力改善等の処理を行うことにより炉内構造
物の耐応力腐食割れ性の向上，健全性の向上が図れる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図１８
により説明する。

【００１５】図７は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器
および原子炉炉内構造物を示し、原子炉炉内構造物は原
子炉圧力容器３内に据え付けられ、シュラウド１，シュ
ラウドサポートシリンダ２，上部格子板５，炉心支持板
６，ジェットポンプディフューザ８ａ，ジェットポンプ
ライザ８ｂ，ジェットポンプミキサ８ｃ，シュラウドサ
ポートレグ９，シュラウドサポートプレート１２，燃料
支持金具２１，蒸気乾燥器２２，気水分離器兼シュラウ
ドヘッド２３，制御棒２４，制御棒案内管２５，炉心ス
プレイスパージャ／配管２６，低圧注水配管２７，差圧
検出／ホウ酸水注入配管２８等の機器より構成されてい
る。

【００１６】図３ないし図６は、プラント建設時におけ
るシュラウド１と上部格子板５、および炉心支持板６の
原子炉圧力容器３に対する据付け状況を示した図で、シ
ュラウド１は据付け部材であるシュラウドサポートシリ
ンダ２を介して原子炉圧力容器内に溶接により取り付け
られている。シュラウド１の内側には燃料集合体４を挿
荷するための上部格子板５と炉心支持板６が組み込ま
れ、これにより燃料集合体４は上下方向から支持されて
いる。シュラウド１の下端でシュラウドサポートシリン
ダ２の上端とが溶接７により結合されている。シュラウ
ドサポートシリンダ２の下端とシュラウドサポートレグ
９の上端とは溶接１０により接続され、シュラウドサポ
ートレグ９の下端は溶接１１により原子炉圧力容器３に
固定されている。このようにシュラウド１は溶接部を介
して原子炉圧力容器３と不離一体となっている。さら
に、シュラウド１の外側と原子炉圧力容器３の間にはシ
ュラウドサポートプレート１２が溶接１４、および溶接
１４′によりそれぞれ原子炉圧力容器３およびシュラウ
ドサポートシリンダ２に結合されている。シュラウドサ
ポートプレート１２にはジェットポンプディフューザ８
ａが溶接１３により固定されている。また、上部格子板
５はくさび１５，ストッパ１６，ボルト１７によりシュ
ラウド１に固定されている。また、炉心支持板６はボル
ト１８によりシュラウド１に固定されている。上部格子
板５および炉心支持板６は、原子炉の出力を制御する制
御棒の挿入，引き抜きを円滑に行えるようにすると共
に、原子炉緊急停止時に制御棒を高速度で挿入できるよ
ううにするため、原子炉圧力容器３の下鏡に溶接１９に
より取り付けられたスタブチューブ２０の穴芯にたいし
て非常に厳しい公差内（０.７６Ｄｉａ)に据え付けるこ
とが要求される。図６にプラント建設時の炉心支持板６
の据付け状況を示す。スタブチューブ２０および炉心支
持板６の制御棒案内管貫通孔にそれぞれターゲット７
１，７２を設置し、炉心支持板６上に設定した芯測定装
置７３により芯測定を行う。芯測定の詳細ステップは、
特開昭63−36195 号公報に記載の通りである。

【００１７】図１は、本発明による炉内構造物の保全方
法の手順図を示し、図２は、本発明による炉内構造物の
保全方法の他の手順図を示す。図８ないし図１２は、そ
れぞれの炉内構造物の保全作業を示す。特開昭63−3619
5 号公報に記載の作業ステップ図については、図示しな
いが図１に示す様に、まず、通常の定期検査時に原子炉
圧力容器３より取り外す原子炉圧力容器上蓋（ＲＰＶ上
蓋）４２，蒸気乾燥器２２を原子炉建屋の天井クレーン
により取り外す。ＲＰＶ上蓋４２，蒸気乾燥器２２の取
り外しは作業者の被爆低減を考慮し、原子炉圧力容器３
フランジ下部で炉水を保持した状態で行う。次に、作業
者の被爆低減を考慮し原子炉ウェル３６を満水とし天井
クレーンにより気水分離器兼シュラウドヘッド２３のと
りはずしを行う。次に、燃料を全数燃料プールに移動
し、次に、制御棒２４，制御棒案内管２５を取り外す。
次に、図示しないが制御棒駆動機構およびサーマルスリ
ーブの取外しを行う。次に、シュラウド１と溶接で接続
されている炉心スプレースパージャ／配管２６、および
低圧注水配管２７を遠隔操作式切断装置により取り外
す。次に、図４に示す上部格子板５をシュラウド１に固
定しているくさび１５，ストッパ１６，ボルト１７の取
外しを行い、特開昭63−36195 号公報に記載の様に上部
格子板５をシュラウド１より取り外す。次に、図５に示
す炉心支持板６をシュラウド１に固定しているボルト１
８の取外しを行い、特開昭63−36195 号公報に記載の様
に炉心支持板６をシュラウド１より取り外す。次に、差
圧検出／ホウ酸水注入配管２８をシュラウド１に支持し
ているサポート２９の切断を遠隔操作式切断装置により
水中で行う。次に、ＩＣＭ案内管３０、およびＩＣＭス
タビライザ３１の切断を遠隔操作式切断装置により水中
で行う。以上の上部格子板５，炉心支持板６の取外しは
いずれも専用つかみ治具で行う。さらに、ジェットポン
プライザ８ｂおよびジェットポンプミキサ８ｃの切断，
取外しを遠隔操作式切断装置により水中で行う。以上の
作業は、いずれも作業者の被爆低減を考慮し原子炉ウェ
ル３６を満水にした状態で行なう。

【００１８】以上は、特開昭63−36195号公報に記載と
同様にして行なえる。この様にして原子炉圧力容器３内
のほとんどの炉内構造物を原子炉圧力容器３外に搬出
後、シュウラウド１，シュラウドサポートレグ９，シュ
レウドサポートプレート１２，シュラウドサポートシリ
ンダ２、およびジェットポンプデイフューザ８ａの予防
保全、および必要に応じ部分補修を行い、その後、取替
え機器であるジェットポンプライザ８ｂ，ジェットポン
プミキサ８ｃ，ＩＣＭ案内管３０，ＩＣＭスタビライザ
３１，差圧検出／ホウ酸水注入配管２８，炉心支持板
６，上部格子板５，低圧注水配管２７、および炉心スプ
レースパージャ／配管２６をそれぞれ復旧する。上部格
子板５、および炉心支持板６の再据付けは、特開昭63−
36195 号公報に記載の芯だしおよび据付け方法を採用す
ることとする。以上の取替え機器は、いずれも耐ＳＣＣ
性に優れた新規製作のものとする。また、ＩＣＭ案内管
３０等の復旧据付け時に、形状記憶合金等の結合手段も
利用する。

【００１９】図８は、取替え機器の取外しが全て終了
し、その後、シュラウド１に予防保全工法を適用する場
合の一例を示す。図８の例は、予防保全工法として熱処
理を行う例を示す。

【００２０】本実施例は、シュラウド１の内面より誘導
加熱し加熱後、シュラウド１の内外面に冷却水をスプレ
イし急速冷却する場合であり、同図では、原子炉圧力容
器３を断面とし示したものである。本実施例の熱処理装
置は、誘導加熱及び加熱後の冷却をする熱処理装置ヘッ
ド３２，熱処理装置ヘッド３２を保持する開閉マスト３
１，開閉マスト３１を保持する上部マスト３０，上部マ
スト３０を上下・回転移動させる駆動装置４３，誘導加
熱用のトランス４４，電源制御装置４５およびケーブル
４６，誘導加熱後の冷却用の冷却水供給ポンプ４７，冷
却水供給ホース４８より構成されている。また、水シー
ルチャンバは、円盤形状の本体３９，シュラウドフラン
ジ部と水シールチャンバ本体３９をシールするシール４
０，原子炉圧力容器内面に水シールチャンバ本体３９を
シールするシール４１を備えている。水シールチャンバ
には、熱処理装置ヘッド３２を搬入するための搬入口、
水シールチャンバより下部を気中雰囲気とするためのガ
ス供給口および冷却水供給口が設けられた構造となって
いる。水シールチャンバ本体３９をシュラウドフランジ
部に設定後図示しないがドレンノズルおよび再循環水出
口ノズルより水シールチャンバ本体３９より下部の炉水
を抜き、ドライガス供給ライン３５を介しドライガス供
給ノズル３４よりドライガスを供給し炉心シュラウドの
内外面を気中雰囲気とする。次に、水シールチャンバ本
体３９に設けた熱処理装置を搬入するための搬入口よ
り、炉心シュラウド熱処理装置の熱処理装置ヘッド３
２，開閉マスト３１及び上部マスト３０を搬入する。開
閉マスト３１の開閉機構３３が水シールチャンバ本体３
９通過後に図示のように開閉マスト３１を開く。開閉機
構３３についての詳細記述は省くが、例えば傘のような
構造を採用することにより目的は達せられる。開閉マス
ト３１を開いた後に、誘導加熱を行なう。誘導加熱は、
駆動装置４３により熱処理装置ヘッド３２を上下・回転
することによりシュラウド１の任意な熱処理対象部の加
熱を行なうことが可能である。加熱後熱処理装置ヘッド
３２および冷却水スプレイライン３７を介した冷却水ス
プレイノズル３８より冷却水をシュラウド１の内外面に
スプレイし急速冷却をおこなう。加熱時間，温度および
冷却速度を制御することにより溶体化処理，表面残留応
力の改善を行なうことが可能である。駆動装置４３は、
原子炉圧力容器フランジ上に設置したサービスプラット
ホーム４９上に設置し操作は何れも遠隔にて行なう。炉
心スプレイスパージャ／配管２６，上部格子板５、およ
び炉心支持板６を取り外した後に熱処理を行うので、シ
ュラウド１の全面に本熱処理が適用出来る。炉心スプレ
イスパージャ／配管２６，上部格子板５、および炉心支
持板６を取り外さない場合、これらの機器の近傍への適
用は困難である。

【００２１】図９は、取替え機器の取外しが全て終了
し、その後シュラウド１に予防保全工法を適用する場合
の一例を示す。図９の例は、予防保全工法として表面改
質をレーザビーム等の高密度エネルギ照射利用により行
う例を示す。本図では、水中でレーザビームを照射し溶
体化処理を行う例を示すが、シュラウド１の表面に耐食
性に優れたＣｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｉ等の粉末を塗布しこ
の塗布面をレーザビームを利用した高密度エネルギ照射
により溶融し耐食性に優れた合金層を形成することも出
来る。また、原子炉圧力容器３内の炉水をぬき遮蔽体を
原子炉圧力容器フランジ部に設置する等の手段により気
中雰囲気で施工することも出来る。本実施例による、表
面改質は、原子炉圧力容器フランジ部にザービスプラッ
トホーム４９を設置し、レーザビーム発振器５４，レー
ザトーチ移動機構５０，レーザトーチ保持マスト５１，
流体ジェット形成用水供給ポンプ５５，シールドガス供
給ボンベ５６，ケーブル５８、およびホース５９等によ
り構成されるレーザ装置を利用したもので、シュラウド
１の任意の熱処理対象個所にレーザトーチ移動機構５０
により接近し、その後、高速流体ジェット５２を利用し
熱処理対象個所を局部的に気中雰囲気とし、レーザビー
ム５３を照射するものである。

【００２２】図１０は、取替え機器の取外しが全て終了
し、その後、シュラウド１に予防保全工法を適用する場
合の一例を示す。図１０の例は、予防保全工法としてウ
ォータージェット利用による残留応力の改善を行う例を
示す。

【００２３】本実施例による、残留応力改善は、原子炉
圧力容器フランジ部にザービスプラットホーム４９を設
置し、ザービスプラットホーム４９上に駆動機構６４を
設置、上部マスト６０，開閉マスト６１，開閉機構６
２，ウォータージェット噴出ヘッド６３，ウォータージ
ェット制御装置６８，高圧ポンプ６７，制御信号ケーブ
ル６６、および高圧ホース６５等より構成されるウォー
タージェットピーニング装置を使用する例を示す。開閉
マスト６１は、シュラウド１内で開閉機構６２により図
示のように開かれ、駆動機構６４によりウォータージェ
ット噴出ヘッド６３は上下、および回転されシュラウド
１内の任意の個所のピーニングが可能となる。

【００２４】図８ないし図１０の例は、いずれもシュラ
ウド１を対象としているが、シュラウドサポートシリン
ダ２，シュラウドサポートレグ９、およびシュラウドサ
ポートプレート１２への適用についても基本的には可能
である。

【００２５】図１１は、シュラウド１外面、およびジェ
ットポンプディフューザ８ａ外面に残留応力改善として
ウォータージェットピーニングを行う一例を示す。図１
０に示すシュラウド１内面への適用例と同様、装置構成
は基本的に同じで、本実施例においても原子炉圧力容器
フランジ部にザービスプラットホーム４９を設置し、ザ
ービスプラットホーム４９の上に駆動機構６４を設置し
施工する。本実施例では、下部マスト６９を下部駆動機
構７０により上下させウォータージェット噴出ヘッド６
３をピーニング対象箇所に接近させ施工を行う。本実施
例では、シュラウド１の外面、およびジェットポンプデ
ィフューザ８ａ外面への適用を示しているが、シュラウ
ド１の内面およびシュラウドサポートレグ９よりウォー
タージェット噴出ヘッド６３をジェットポンプディフュ
ーザ８ａの内面側に接近させ施工することも可能であ
る。

【００２６】図１１の例は、ウォータージェットピーニ
ングの例を示すが、ジェットポンプディフューザ８ａへ
のレーザ利用による表面改質も同様に適用可能である。

【００２７】図１２は、シュラウド１の部分補修を行う
場合の一実施例を示したものである。部分補修の主要手
順は、点検により部分補修個所の確認、欠陥の除
去、補修溶接、補修溶接部の仕上げ加工、補修部
の検査である。図１２では、欠陥の除去を示してい
る。すなわち、加工機本体７４を原子炉圧力容器上方よ
り搬入し補修対象部に設置し機械的に欠陥を除去する例
である。本例では、加工部の近傍のみを示しているが、
加工機本体７４は原子炉圧力容器フランジ部に設置した
サービスプラットホームに設置し、また、下端はスタブ
チューブに設置，位置決めするものとする。本例では機
械的加工法を示しているが、放電加工、その他熱的手段
による加工法も適用できる。点検，補修溶接，補修溶接
部の仕上げ加工、および補修部の検査も同様な装置によ
り可能である。また、補修溶接止端部の熱影響部につい
ては、低入熱による鋭敏化領域の改善，レーザビーム利
用による鋭敏化領域の表面改質、または、ウォータージ
ェット利用による残留応力の改善等の処理を行うことと
する。

【００２８】図８ないし図１２に示す例は、いずれも上
部格子板５，炉心支持板６，炉心スプレースパージャ／
配管２６，低圧注水配管２７，差圧検出／ホウ酸水注入
配管２８，ジェットポンプライザ８ｂ，ジェットポンプ
ミキサ８ｃおよび図示しないがＩＣＭ案内管／スタビラ
イザ等の炉内機器を取外した後にシュラウド１，シュラ
ウドサポートプレート１２，シュラウドサポートレグ
９，シュラウドサポートシリンダ２、およびジェットポ
ンプディフューザ８ａに予防保全工法，部分補修工法を
適用するため、これら各機器を取り外さずに適用する場
合に比し、適用範囲が拡大出来る。

【００２９】図２，図１３ないし図１８は第二の発明の
実施例で、シュラウド１とシュラウドサポートシリンダ
２の溶接部７、およびジェットポンプディフューザ８ａ
とシュラウドサポートプレート１２の溶接部１３に対し
て補修，予防保全工法を適用する例である。

【００３０】図２は、手順図を示し原子炉圧力容器上蓋
４２，蒸気乾燥機２２，気水分離器兼シュラウドヘッド
２３，燃料集合体，制御棒２４，制御棒案内管２５，制
御棒駆動機構／サーマルスリーブ等の機器を順に取外
し、その後、シュラウド１とシュラウドサポートシリン
ダ２の溶接部７、およびジェットポンプディフューザ８
ａとシュラウドサポートプレート１２の溶接部１３に対
して補修，予防保全工法を適用、さらに取外し機器の復
旧を行い終了するものである。

【００３１】図１３ないし図１５は、シュラウド１とシ
ュラウドサポートシリンダ２の溶接部７を対象とした予
防保全工法を示す。図１３に示すように、シュラウド１
とシュラウドサポートシリンダ２の溶接部７は、バッキ
ングリング７５を用いており、シュラウドサポートシリ
ンダ２とバッキングリング７５の取合い部において隙間
を残さないとは言えない構造である。シュラウドサポー
トシリンダ２、および、溶接部７はインコネル材であ
り、インコネル材の場合隙間は耐ＳＣＣ上好ましいとは
言えない。そこで、予防保全として、図１４に示すよう
に隙間が残る可能性のある部分を、機械的手段、または
熱的手段により除くことは有効と言える。図１５は、図
１４での除去部分に成分を調整した耐ＳＣＣ性に優れた
材料を肉盛溶接７６を行い、さらに図示しないが肉盛溶
接７６による熱影響部にレーザビーム照射の表面改質、
ウォータージェットピーニングによる残留応力改善処理
を施す例である。図１４，図１５は予防保全として施工
する例を示すが、補修の場合も同様にして施工すること
が出来る。

【００３２】図１６ないし図１８は、ジェットポンプデ
ィフューザ８ａとシュラウドサポートプレート１２の溶
接部１３を対象とした予防保全工法を示す。図１６に示
すように、ジェットポンプディフューザ８ａとシュラウ
ドサポートプレート１２の溶接部１３は、突合溶接構造
となっており、基本的には隙間は残らないが、万一の場
合を想定し、予防保全として図１７に示すように隙間が
残る可能性のある部分を、機械的手段、または熱的手段
により除くことは有効である。図１８は、図１７での除
去部分に成分を調整した耐ＳＣＣ性に優れた材料を肉盛
溶接７７を行い、さらに図示しないが肉盛溶接７７によ
る熱影響部にレーザビーム照射の表面改質、ウォーター
ジェットピーニングによる残留応力改善処理を施す例で
ある。図１７，図１８は予防保全として施工する例を示
すが、補修の場合も同様にして施工出来る。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、炉内構造物に対し取外
し、再据付けの難易度に応じ取替え、部分補修、および
予防保全工法を組み合わせて採用することにより全ての
炉内構造物の健全性確保が、比較的容易に行える。ま
た、狭隘部に対する予防保全工法の適用についても、一
部の器機を取外した後に施工することにより、適用が可
能となる。

【００３４】施工は、基本的に全て水中での遠隔操作に
より行うことにより、作業者の被爆低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】作業手順図。

【図２】作業手順図。

【図３】原子炉圧力容器および炉内構造物の縦断面図。

【図４】シュラウド／上部格子板取り合い図。

【図５】シュラウド／炉心支持板取り合い図。

【図６】炉心支持板芯測定図。

【図７】原子炉圧力容器および炉内構造物の縦断面図。

【図８】シュラウドを熱処理する説明図。

【図９】シュラウドの表面改質を行う説明図。

【図１０】シュラウドの残留応力改善を行う説明図。

【図１１】ジェットポンプディフューザの残留応力改善
を行う断面図。

【図１２】シュラウドの補修例を示す斜視図。

【図１３】シュラウドとシュラウドサポートシリンダの
取り合いを示す断面図。

【図１４】シュラウドとシュラウドサポートシリンダ溶
接部の予防保全断面図。

【図１５】シュラウドとシュラウドサポートシリンダ溶
接部の予防保全断面図。

【図１６】ジェットポンプディフューザとシュラウドサ
ポートプレートの取り合いを示す断面図。

【図１７】ジェットポンプディフューザとシュラウドサ
ポートプレート溶接部の予防保全断面図。

【図１８】ジェットポンプディフューザとシュラウドサ
ポートプレート溶接部の予防保全断面図。

【符号の説明】

１…シュラウド、２…シュラウドサポートシリンダ、３
…原子炉圧力容器、５…上部格子板、６…炉心支持板、
８ａ…ジェットポンプディフューザ、８ｂ…ジェットポ
ンプライザ、８ｃ…ジェットポンプミキサ、９…シュラ
ウドサポートレグ、１２…シュラウドサポートプレー
ト、２０…スタブチューブ、２１…燃料支持金具、２２
…蒸気乾燥機、２３…気水分離器兼シュラウドヘッド、
２４…制御棒、２５…制御棒案内管、２６…炉心スプレ
イスパージャ／配管、２７…低圧注水配管、２８…差圧
検出／ホウ酸水注入配管、２９…サポート、３６…原子
炉ウェル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青田欣也茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者山本道好茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者玉井康方茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者根目沢勲茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者野村敬一茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】既設の原子炉圧力容器内面にシュラウドサ
ポートレグ、シュラウドサポートシリンダを介し、前記
シュラウドサポートシリンダ上端に円周溶接部により固
定され周溶接及び縦溶接により形成された円筒状の炉心
シュラウド、前記炉心シュラウドに機械的手段にて固定
されている炉心支持板および上部格子板、前記炉心シュ
ラウドに溶接で接合固定されている炉心スプレイスパー
ジャ／配管、および低圧注水配管、前記シュラウドサポ
ートシリンダの外周側に前記シュラウドサポートシリン
ダおよび前記原子炉圧力容器の内壁に溶接で固定された
シュラウドサポートプレートに溶接で取り付けられたジ
ェットポンプディフューザ、前記ジェットポンプディフ
ューザおよび前記原子炉圧力容器に機械的手段および溶
接にて接合固定されたジェットポンプライザおよびジェ
ットポンプミキサ等、前記原子炉圧力容器下鏡に溶接で
接合されたＩＣＭハウジングに溶接で取り付けられたIC
M案内管および前記ＩＣＭ案内管同士を溶接および機械
的手段にて固定するＩＣＭスタビライザ等の炉内構造物
の保全方法において、原子炉炉水を前記原子炉圧力容器
内に保持した状態で、前記原子炉圧力容器内の前記炉心
シュラウド上に取付けられた蒸気乾燥器、シュラウドヘ
ッド兼気水分離器等の機器を順次取外し、さらに前記炉
心シュラウド内の燃料集合体，制御棒案内管等を取外
し、次に、前記炉心スプレイスパージャ／配管、および
低圧注水配管を機械的手段または熱的手段等により前記
炉心シュラウドおよび前記原子炉圧力容器より切断取外
し、次に前記上部格子板を機械的手段または熱的手段等
により前記炉心シュラウドより取外し、次に前記炉心支
持板を機械的手段または熱的手段等により前記炉心シュ
ラウドより取外し、次に前記ＩＣＭ案内管およびＩＣＭ
スタビライザを機械的手段または熱的手段等により前記
ＩＣＭハウジングより取外し、更に前記ジェットポンプ
ライザおよびジェットポンプミキサ等を機械的手段また
は熱的手段等により前記原子炉圧力容器およびジェット
ポンプディフューザより取外し、その後、前記シュラウ
ド，シュラウドサポートおよびジェットポンプディフュ
ーザの表面改質，残留応力改善および熱処理等の予防保
全を行い、次に既に取外した炉心支持板，上部格子板，
炉心スプレイスパージャ／配管，低圧注水配管，ジェッ
トポンプディフューザ，ジェットポンプライザ，ジェッ
トポンプミキサ等、ＩＣＭ案内管、ＩＣＭスタビライザ
等をそれぞれ新規製作の物と取替えることを特徴とする
炉内構造物の保全方法。
【請求項２】請求項１において、既設の炉内構造物の取
外し、および新規炉内構造物の据付けを水中にて遠隔操
作の装置により行う炉内構造物の保全方法。
【請求項３】請求項１において、シュラウド、およびシ
ュラウドサポートおよびジェットポンプディフューザの
表面改質は、レーザビーム等の高密度エネルギ照射によ
る溶体化処理、または前記シュラウド、およびシュラウ
ドサポートの表面に耐食性に優れたＣｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，
Ｔｉ等の粉末を塗布し該塗布面をレーザビーム等の高密
度エネルギ照射により溶融し耐食性に優れた合金層を形
成する炉内構造物の保全方法。
【請求項４】請求項１において、シュラウド，シュラウ
ドサポートおよびジェットポンプディフューザの残留応
力改善は、ウォータージェットを用いたピーニング、ま
たは電磁誘導加熱，冷却水スプレイ等による急速加熱，
急速冷却法を用いた炉内構造物の保全方法。
【請求項５】請求項１において、シュラウドの熱処理
は、電磁誘導加熱等を用いた炉内構造物の保全方法。
【請求項６】ジェットポンプディフューザとシュラウド
サポートプレートの溶接部外表面を一定の深さで機械的
手段、または熱的手段等により取除くことを特徴とする
炉内構造物の保全方法。
【請求項７】ジェットポンプディフューザとシュラウド
サポートプレートの溶接部外表面を一定の深さで機械的
手段、または熱的手段等により取除き、その後前記取除
いた部分にＣ，Ｔｉ，Ｎｂ等の科学成分を調整した耐食
性に優れたインコネル溶接材により肉盛り溶接を行い更
に、前記肉盛り溶接の熱影響部に表面改質，残留応力改
善等の処理を行うことを特徴とする炉内構造物の保全方
法。
【請求項８】シュラウドとシュラウドサポートシリンダ
の溶接部外表面を一定の深さで機械的手段、または熱的
手段等により取除くことを特徴とする炉内構造物の保全
方法。
【請求項９】シュラウドとシュラウドサポートシリンダ
の溶接部外表面を一定の深さで機械的手段、または熱的
手段等により取除き、その後前記取除いた部分にＣ，Ｔ
ｉ，Ｎｂ等の科学成分を調整した耐食性に優れたインコ
ネル溶接材により肉盛り溶接を行い更に、前記肉盛り溶
接の熱影響部に表面改質，残留応力改善等の処理を行う
ことを特徴とする炉内構造物の保全方法。
【請求項１０】請求項７または９において、前記表面改
質は、レーザビーム等の高密度エネルギ照射による溶体
化処理、または前記シュラウド、およびシュラウドサポ
ートの表面に耐食性に優れたＣｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｉ等
の粉末を塗布し該塗布面をレーザビーム等の高密度エネ
ルギ照射により溶融し耐食性に優れた合金層を形成する
ことを特徴とする炉内構造物の保全方法。
【請求項１１】請求項７または９にける残留応力改善
に、ウォータージェットを用いたピーニング、または電
磁誘導加熱，冷却水スプレイ等による急速加熱、急速冷
却法を用いた炉内構造物の保全方法。