JPH09197084A - 炉心差圧及び液体制御配管装置 - Google Patents
炉心差圧及び液体制御配管装置Info
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Abstract
可能性を小さくし、更に現存の装置と置換可能である炉
心差圧及び液体制御配管装置を提供する。 【解決手段】 装置(200)は、圧力容器の壁(2
2)の開口(24)内に配置されると共にそれを通り抜
ける第1の管部分(202)を含む。少なくとも第1の
管部分は、圧力容器の壁の開口の直径より小さい直径を
持つ。第1の管部分の外面と圧力容器の壁との間に環状
空間(214)が形成され、この為、環状空間がある場
所で、中性子吸収材を圧力容器内に注入することが出来
る。更に装置は、第1の管部分に結合されるように構成
された第2のL字形の管部分(204)、及び第2の管
部分に結合されるように構成された第3の管部分(20
8)を含む。第3の管部分の開放端(210)が炉心プ
レート(34)の上方の高さまで伸びている。
Description
体的に言えば、炉心差圧を検出し、中性子吸収材を原子
炉の炉心に注入することが出来るようにする装置に関す
る。
子炉の炉心に注入することが出来るようにする公知の装
置は、一般的に、炭素含有量の高いステンレス鋼で構成
された2本の別々の管又は導管を含む。特定の一例で
は、一方の管は他方の管よりも直径が小さく、この直径
の小さい管が直径が大きい方の管の中に配置されて、管
集成体を形成する。この管集成体は、原子炉圧力容器
(RPV)の壁に形成された開口からソケットまで圧力
容器の中を延在する。第1の管が、ソケットから、圧力
容器内の炉心プレートより上方の高さまで延在してい
て、圧力容器内にある第1の管の開放端が、炉心プレー
トより上方の高さに於ける圧力に露出する。第1の管は
直径が大きい方の管と流れが連通する。
より下方の高さまで延在していて、圧力容器内にある第
2の管の開放端が、炉心プレートより下方の高さに於け
る圧力に露出する。第2の管は直径が小さい方の管と流
れが連通している。この例では、開口がある場所での容
器の壁の外側で、ノズルが壁から延在する。ノズルは、
直径が小さい方の管の外径よりも大きな直径を持つ中孔
を有する。容器の壁にある開口は、中孔の直径と大体等
しい直径を持っている。直径の小さい管が壁の開口を通
り抜けて、ノズル中孔に入る。ノズルの第1のポートが
直径の小さい方の管の流路と流れが連通し、ノズルの第
2のポートが直径の大きい方の管と流れが連通する。ノ
ズルの第1及び第2のポートに圧力計を取付けることが
出来る。
さに於ける圧力容器内の圧力が、管を介して、ノズルの
ポートに結合された圧力計に伝達される。夫々の圧力計
の圧力の読みを利用して、炉心差圧を決定することが出
来る。周知のように、炉心差圧を利用して、原子炉の運
転を制御することが出来る。更に、液体中性子吸収材を
原子炉圧力容器に注入しなければならない場合、吸収材
はノズルの第1のポートから直径の小さい方の管に注入
することが出来る。液体中性子吸収材が直径の小さい方
の管を通って、この管の開放端から圧力容器に入る。そ
の結果、中性子吸収材は、炉心プレートより下方の高さ
の所で、原子炉圧力容器に注入される。これが一般的
に、このような吸収材を注入するのに望ましい場所であ
る。
いて言うと、ステンレス鋼の管を支持ブラケットに溶接
する為に割れ目溶着接続部を使うのが典型的である。更
に、炉心内の所望の場所及び高さの所に管を位置決めす
る為に、ソケット及びその他のコネクタを使うことが出
来、典型的には管はこういうソケット及びコネクタに溶
接される。こういう溶接部を使うと、ステンレス鋼の管
材料の炭素含有量が高いことと原子炉の環境に露出して
いることにより、管の粒間応力腐食割れ(IGSCC)
が生じることがある。
方の管の破損を招くことがある。管集成体の内側にある
直径の小さい方の管の破損は、炉心差圧を決定する能力
が失われる結果になることがある。管集成体の外側の直
径が大きい方の管の破損は、炉心差圧の読みが不正確に
なる可能性があり、ジェット・ポンプからの吐出水流が
外側管の破損した領域に当たる場合、特にそうである。
炉心差圧の読みが不正確であるか、或いはこういう読み
を求めることが全く出来ないことは、原子炉の運転に悪
影響があることが有り、修理を行う為に、原子炉の運転
停止を必要とすることさえある。
可能性を小さくし、こうして装置破損の可能性を小さく
した炉心差圧及び中性子吸収材注入装置を提供すること
が望ましい。更に、このような装置として、破損が検出
されるか又はその疑がいがある場合、原子炉に現在取付
けられている現存の炉心差圧及び中性子吸収材注入装置
に置換えることの出来る装置を提供することが望まし
い。このような装置を提供することが発明の課題であ
る。
心差圧及び液体制御配管装置は、一形態では、圧力容器
の壁の開口の中に配置されて、それを通り抜けてノズル
の中孔に入るように構成された第1の管部分を持つ管集
成体を含む。第1の管部分は、ノズル中孔の直径より小
さく、且つ圧力容器の壁の開口の直径より小さい直径を
持つ。その結果、第1の管部分と圧力容器の壁の開口と
の間に、ノズル中孔と流れが連通する環状空間が形成さ
れる。
含む。第1の収縮継手が第1の管部分の一端を第2の管
部分の一端に結合する。収縮継手は、一般的にこの業界
で知られているチネル(Tinel)形継手であって良
い。管集成体は、その開放端が炉心プレートより上方の
高さの所に位置決めされるようにした第3の管部分をも
含む。特に、第3の管部分は炉心プレートに設けた開口
を通り抜け、この為、第3の管部分の開放端は炉心プレ
ートより上方の高さの所にある。第2の収縮継手が第3
の管部分の他端を第2の管部分の一端に結合する。
が出来るが、管集成体と流れが連通する第1のポートを
含む。ノズルは、上に述べた環状空間と流れが連通する
第2のポートをも含む。動作について説明すると、炉心
差圧を決定する為、炉心プレートより上方の高さに於け
る圧力を管集成体を介してノズルの第1のポートに伝達
する。炉心プレートより下方の圧力を環状空間を介して
ノズルの第2のポートに伝達する。こういう圧力を使っ
て、炉心差圧を決定することが出来る。
器に注入するため、中性子吸収材がノズルの第2のポー
トを介して環状部分に注入される。この吸収材は環状空
間を流れて、環状空間が圧力容器の内部に開口する場所
で、炉心内に注入される。中性子吸収材は、例えば液体
五硼酸塩であって良い。上述の本発明による装置を使う
と、前に述べた公知の装置に比べて、破損の恐れが減少
すると考えられる。例えば、上述の本発明による装置を
使う時、公知の装置で必要な溶接部の数に比べて、溶接
部の数が大幅に減少する。更に、上述の本発明による装
置では、直径の大きい方の管の中に直径の小さい方の管
を挿入した管集成体が無くなる。管の中に管があるとい
う形式を除いたことは、取付けを簡単にすると共に、コ
ストを下げると考えられる。更に、上述の本発明による
装置は、公知の装置で破損が検出された場合、公知の装
置に置換える為に使うことが出来る。
る。公知の差圧及び液体制御配管装置のある部品の場所
が、図1に線2−2で示されている。この装置が図2に
更に詳しく示されている。具体的に図2について説明す
ると、圧力容器の壁22に流路すなわち開口24が形成
されていることが示されている。ノズル26が壁22と
一体に形成されていて、それから延在している。炉心シ
ュラウド28がシュラウド支持円筒30によって支持さ
れている。シュラウド支持板32が容器の壁22とシュ
ラウド支持円筒30との間に延在している。シュラウド
28は、開口36が形成された炉心プレート34の回り
に部分的に外被を形成している。上に述べた原子炉圧力
容器20並びにシュラウド28や炉心プレート34のよ
うな容器の部品は、ゼネラル・エレクトリック・カンパ
ニーのBWR3、4及び5のような多数の沸騰水形原子
炉にある容器集成体と略同様である。
いて言うと、こういう1つの公知の装置の種々の面が図
2、3及び4に示されている。具体的に言うと、こうい
う装置は、容器の壁22にある開口24から延在する管
集成体50を含む。管集成体50は開口24からコネク
タ52まで延在している。管集成体50は、外側の直径
の大きい方の管54及び内側の直径の小さい方の管を含
む。直径の小さい方の管が直径の大きい方の管54の中
に配置されている。第1の管56がコネクタ52から、
炉心プレート34より下方の高さの場所まで延在してい
る。第2の管58がコネクタ52から炉心プレート34
より上方の高さまで延在している。第1の管56は管集
成体50の内側の直径の小さい方の管と流れが連通す
る。第2の管58は外側の直径の大きい方の管54と流
れが連通する。支持ブラケット60、62、64を利用
して、管集成体50及び管56、58を支持する。管集
成体50の外側の直径の大きい方の管54は、開口24
がある場所で、容器の壁22の内面に、隅肉溶接部66
を用いて溶接されている。
側の直径が小さい方の管68が開口24を通って、T字
形コネクタ26に入る。管68の外径は開口24の直径
より小さい。T字形コネクタ26が中孔38を持ち、管
68は中孔38の直径より小さい直径を持っている。管
68の一端はT字形コネクタ26の第1のポート70と
流れが連通する。
72が形成される。環状空間72はT字形コネクタ26
の第2のポート74と流れが連通する。圧力配管76が
第2のポート74に結合され、そこから延在している。
図4は、図2に示したコネクタ52を更に詳しく示す図
である。管集成体50がコネクタ52の第1の端78に
結合される。管集成体50の内側の管(すなわち、管6
8)に結合された第1の管56が、コネクタ52の第2
の端80から延在している。管集成体50の外側の管5
4に結合された第2の管58が、コネクタ52に形成さ
れたポート82から延在している。
するために、T字形コネクタ26の第1及び第2のボー
ト70、74に圧力計を結合することが出来る。第1の
ボート70に結合された圧力計は、第1の管56の開放
端の高さに於ける炉心圧力の測定値を示す。第2のポー
ト74に結合された圧力計は、第2の管58の開放端の
高さに於ける炉心圧力の測定値を示す。これらの測定値
を比較することにより、炉心差圧を決定することが出来
る。
この液体はT字形コネクタ26の第1のポート70から
管68に注入することが出来る。吸収材は管68、コネ
クタ52及び第1の管56を流れて、その開放端に達す
る。その結果、この吸収材は炉心プレート34より下方
の高さの所で炉心に注入される。図5及び6は、別の公
知の炉心差圧及び中性子吸収材注入装置の側面図並びに
平面図である。図5及び6に示す原子炉の部品で、図2
に示した原子炉の部品と同じ物は、図2に用いたのと同
じ参照数字で図5及び6でも示されている。図5及び6
について説明すると、管集成体100が溶接部66から
第1のコネクタ102まで延在している。管集成体10
0は、外側の直径の大きい方の管の中に配意された内側
の直径の小さい方の管を含む。第1の管104が第1の
コネクタ102からエルボ・コネクタ106まで延在し
ている。第1の管104は管集成体100の外側の直径
の大きい方の管と流れが連通している。第2の管108
がエルボ・コネクタ106から延在しており、その開放
端は炉心プレート34より上方の高さの所にある。
らエルボ・コネクタ112まで延在している。第3の管
110は管集成体100の内側の直径の小さい方の管と
流れが連通する。第4の管114がエルボ・コネクタ1
12から延在していて、その開放端が炉心プレート34
より下方の高さの所にある。支持ブラケット116、1
18、120、122を利用して、管集成体100及び
管108、114をそれらの長さに沿って支持する。
の動作は、図1に示した装置の動作と実質的に同じであ
る。更に、これから説明するが、こういう装置の欠点も
同様である。図7及び8は、更に別の公知の炉心差圧及
び中性子吸収材注入装置を示す。図7及び8に示す原子
炉及び装置の部品で、図2、図5及び図6に示した原子
炉部品と同じ物が、図7及び8でも、図2、図5及び図
6で使ったのと同じ参照数字で表してある。図7につい
て説明すると、原子炉圧力容器の壁22に開口38が形
成される。管集成体150が開口38に挿入され、この
開口を通り抜ける。管集成体150は外側の直径の大き
い方の管の中に配置された内側の直径の小さい方の管を
含む。図8に示すように、第1の管152が管集成体1
50のU字形継手154から、炉心プレート34より上
方の高さまで延在している。第2の管156もU字形継
手154から、炉心プレート34より下方の高さまで延
在している。第1の管152は管集成体150の外側の
管と流れが連通し、第2の管156は管集成体150の
内側の管と流れが連通している。多数の支持ブラケット
158、160、162、164、166を利用して、
管集成体150及び管152、156をそれらの長さに
沿って支持する。
管装置について言うと、ステンレス鋼の管を支持ブラケ
ットに溶接する為に、割れ目溶接接続部を使うのが典型
的である。更に、管がソケット及びコネクタに接続され
る。このような溶接部を使うと、ステンレス鋼の管材料
の炭素含有量が高いこと並びに原子炉の環境に露出する
ことにより、管の粒間応力腐食割れ(IGSCC)が起
ることがある。勿論、このようなIGSCCは、それが
一方又は両方の管の破損を招く恐れがある点で望ましく
ない。炉心差圧の不正確な読みやこのような読みを求め
ることが全く出来なくなることは、原子炉の運転に悪影
響があることがある。場合によっては、修理を行う為に
原子炉の運転停止を必要とすることがある。
えられる炉心差圧及び液体制御配管装置200が図9に
示されている。図9に示す原子炉部品で、図2、5、6
及び7に示した原子炉部品と同じものは、図9でも、図
2、5、6及び7と同じ参照数字で表してある。図9に
示すように、炉心差圧及び液体制御配管装置すなわち管
集成体200は、圧力容器の壁22の開口24内に配置
され、それを通り抜けてT字形コネクタ26に入るよう
に構成された第1の管部分202を含む。第1の管部分
202は、ノズル中孔の直径より小さく、且つ圧力容器
の壁22にある開口24の直径より小さい直径を持って
いる。更に管集成体200は第2のL字形の管部分20
4を有する。第1の収縮継手206が第1の管部分20
2の一端を第2の管部分204の一端に結合する。収縮
継手206は、この業界で一般的に知られているチネル
形継手であって良い。
より上方の高さの所に一端210が位置するように構成
された第3の管部分208を含む。特に、第3の管部分
208は炉心プレート34に設けられた開口36を通り
抜け、したがって管部分208の開放端210は炉心プ
レート34より上方の高さにある。第2の収縮継手21
2が第2の管部分204及び第3の管部分208を結合
する。第2の収縮継手212もチネル形継手であって良
い。一実施例では、第1、第2及び第3の管部分20
2、204及び208はステンレス鋼である。
で、第1の管部分202の外面と圧力容器の壁22の間
に環状空間214が形成される。壁22に取付けられる
物として示したT字形コネクタ26が、第1の管部分2
02と流れが連通する第1のポート、及び環状空間21
4と流れが連通する第2のポートを有する。T字形コネ
クタ26は図3に示したのと同じ構成であって良い。
するため、炉心プレート34より上方の高さに於ける圧
力を管集成体200を介してT字形コネクタ26の第1
のポート70に伝える。炉心プレート34より下方の圧
力を環状空間214を介してT字形コネクタ26の第2
のボート74に伝える。これらの圧力を使って、炉心差
圧を決定することが出来る。
及び第2のポート70、74は装置200に対して逆の
形で結合されている。すなわち、装置200では、第1
のポート70が炉心プレート34より上方の圧力と連通
し、第2のポート74が炉心プレート34より下方の圧
力と連通する。図3では、第1のポート70が炉心プレ
ート34より下方の圧力と連通し、第2のポート74が
炉心プレート34より上方の圧力と連通していた。従っ
て、装置200に装置50(図2)を置き換える時に
は、外側配管の経路を変えることが必要になる。
下方で容器内に中性子吸収材を注入するためには、中性
子吸収材がT字形コネクタ26の第2のポートから環状
空間214に注入される。この吸収材は環状空間214
を流れて、環状空間214が圧力容器の内部に開口する
場所216で、原子炉圧力容器の底部ヘッドに注入され
る。中性子吸収材は、例えば液体五硼酸塩であって良
い。
ラケット218、220によって支持されているが、前
に述べた公知の装置に比べて、破損の恐れは減少すると
考えられる。重要なことは、直径の小さい管を直径の大
きい管の中に挿入した管集成体が、装置200では無く
なっていることである。更に、装置200を使うことに
より、かなりの数の溶接部が除かれている。更に、図
2、3、4、5、6、7及び8に示す装置で破損が検出
された場合、こういう装置を装置200に置き換えるこ
とが出来るという点で、装置200は系統全般に適用さ
れると考えられる。次に交換方法を説明する。
ズルを取付けた炉心差圧及び制御配管装置を交換するに
は、次に述べる工程を実行する。 1.燃料セル全体を取外して、炉心差圧配管に対する最
も接近した2箇所で、炉心プレートにアクセス出来るよ
うにする。 2.切断工具を使って、容器のノズルが通り抜ける部分
及び全てのブラケット支持箇所で、配管を切断する。最
後に切断する前に、その配管を保持して配管が落下する
のを防止しなければならない。
に圧力配管を取出す。 4.容器の内側でノズルが通り抜ける箇所で、欠陥材料
があれば、それを取除き、(プラグのアクセスの為に必
要であれば)内側パイプを切削する。 5.ノズル開口に封じプラグを取付ける。 6.外側パイプを排水する。
ノズルの端に溶接準備部を機械加工する。 8.外側パイプ集成体に容器の中に入り込むパイプを取
付けて溶接する。 9.ノズルのT字形部分にスプール・パイプを取付け
て、外部配管集成体を完成する。
持部に取付ける。 12.型板の寸法に基いて、新しい配管の長さに加工す
る。 13.新しい配管を炉心プレートに取付け、ノズルから
突出する管の端に収縮継手を係合させる。
為に継手を加熱する。 15.現存のブラケットにクランプを取付けて、交換配
管を支持する。 図7に示すような内側に取付けたノズルを持つ炉心差圧
及び制御配管装置を交換するには、次に述べる工程を実
施する。 1.燃料セル全体を取外して、炉心のデルタP個の配管
に最も接近した2箇所で、炉心プレートにアクセス出来
るようにする。
り抜ける所並びに全てのブラケットの支持箇所で、配管
を切断する。最後に切取る前に、配管が落下するのを防
止する為に配管を保持しなければならない。 3.炉心プレートの孔を通して容器の外に配管を取出
す。 4.容器内の残っている短い管の外径にプラグを取付け
る。(これは容器に対する管の接続が完全に切断されて
いないと仮定している)。
部分の内側の管を切断する。 8.洩れを制限する為に必要なように、容器を通り抜け
る所にプラグを取付ける。
ンパ・ビード溶接方法を用いて、容器の外径に、ノズル
が通り抜ける部分で肉盛溶接部を作る。 10.溶接準備部を含めて肉盛溶接部を切削する。 11.外側パイプ集成体を取付けて溶接する。 12.ノズルのIDプラグを取外す。
る為に、ODにOリングを持つ内側パイプを挿入する。 14.内側パイプをT字形集成体に溶接する。 15.外側パイプ装置を完成する為に、外側パイプ・ス
プールを取付けて溶接する。
外す。 17.容器の内側の残っている短い管及びノズルの開口
に於ける欠陥があれば、それを切削して除く。 18.型板を取付けて、配管の残っている長さを決定
し、支持体に取付ける。
加工する。 20.新しい配管を炉心プレートに取付け、ノズルから
突出する管の端に収縮継手を係合させる。 21.管接続部に対してチネル材料を収縮させる為に継
手を加熱する。 22.現存の配管ブラケットにクランプを取付け、交換
配管を支持する。
装置は、現在原子炉に取付けられている多数の既知の現
存の炉心差圧及び中性子吸収材注入装置と置き換える為
に利用することが出来る。更に、この装置は、IGSC
Cの可能性を小さくし、こうして装置の破損の恐れを小
さくする。本発明についてこれ迄説明した所から、本発
明の目的が達成されたことは明らかである。本発明を詳
しく説明し、図面に示したが、これは例を示したものに
すぎず、本発明を制約するものではないことを承知され
たい。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲によって
定められるものである。
性子吸収材注入装置の一部分を切欠いた側面図。
性子吸収材注入装置の部品の側面図。
性子吸収材注入装置の部品の側面図。
部分を切欠いた側面図。
の一部分を切欠いた側面図。
圧及び中性子吸収材注入装置の側面図。
注入装置の一部分を切欠いた側面図。
Claims (11)
- 【請求項1】 圧力容器(22)、該圧力容器内の中間
位置で略水平の向きに配置された炉心プレート(3
4)、該炉心プレートより下方の場所で圧力容器の壁を
貫通する開口(24)、及び前記圧力容器の壁の開口か
ら延在していて、第1の直径を持つノズル中孔(38)
を有するノズル(26)を含んでいる原子炉に対する炉
心差圧及び液体制御配管装置(200)に於いて、 前記ノズル中孔の中及び前記圧力容器の壁の前記開口の
中に配置され且つその中を通るように形成された第1の
管部分(202)を含む管集成体を有し、少なくとも前
記第1の管部分は、前記ノズル中孔の第1の直径より小
さく且つ前記圧力容器の壁の前記開口の直径より小さい
直径を持ち、前記管集成体の開放端が前記炉心プレート
より上方の高さの所で前記圧力容器内に配置されてお
り、これにより、前記炉心プレートより上方の高さに於
ける圧力が前記管集成体を通じて第1の管端から前記圧
力容器の外部に位置する第2の管端まで連通し、且つ前
記開口の場所に於ける前記圧力容器内の圧力が前記第1
の管部分の外面と前記圧力容器の壁並びに前記ノズル中
孔の壁との間の環状空間(214)を通じて連通するこ
とを特徴とする炉心差圧及び液体制御配管装置。 - 【請求項2】 前記管集成体が第2のL字形の管部分
(204)を更に含んでいる請求項1記載の炉心差圧及
び液体制御配管装置。 - 【請求項3】 前記管集成体が更に、前記第1の管部分
と前記第2の管部分とを結合する第1の収縮継手(20
6)を含んでいる請求項2記載の炉心差圧及び液体制御
配管装置。 - 【請求項4】 前記第1の収縮継手がチネル継手である
請求項3記載の炉心差圧及び液体制御配管装置。 - 【請求項5】 前記管集成体が更に、前記第2の管部分
の一端に結合された一端及び前記炉心プレートより上方
の高さの所に配置された他端(210)を持つ第3の管
部分(208)を含んでいる請求項2記載の炉心差圧及
び液体制御配管装置。 - 【請求項6】 前記管集成体が更に、前記第2の管部分
と前記第3の管部分を結合する第2の収縮継手(21
2)を含んでいる請求項5記載の炉心差圧及び液体制御
配管装置。 - 【請求項7】 前記第2の収縮継手がチネル継手である
請求項6記載の炉心差圧及び液体制御配管装置。 - 【請求項8】 前記第1、第2及び第3の管部分がステ
ンレス鋼より成る請求項5記載の炉心差圧及び液体制御
配管装置。 - 【請求項9】 前記第1の管部分は、前記ノズル中孔の
壁と前記第1の管部分の外面との間の環状空間(21
4)に前記ノズル中孔を介して中性子吸収材を注入する
事が出来るように構成されている請求項1記載の炉心差
圧及び液体制御配管装置。 - 【請求項10】 前記中性子吸収材が液体五硼酸塩であ
る請求項9記載の炉心差圧及び液体制御配管装置。 - 【請求項11】 前記吸収材が、前記圧力容器の壁の前
記開口のうちの容器内側位置で前記圧力容器の内部に注
入される請求項9記載の炉心差圧及び液体制御配管装
置。
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1996
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