JPS6263894A - 原子炉内の管口間継手及びその継手を用いた原子炉 - Google Patents

原子炉内の管口間継手及びその継手を用いた原子炉

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JPS6263894A
JPS6263894A JP61205973A JP20597386A JPS6263894A JP S6263894 A JPS6263894 A JP S6263894A JP 61205973 A JP61205973 A JP 61205973A JP 20597386 A JP20597386 A JP 20597386A JP S6263894 A JPS6263894 A JP S6263894A
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reactor
cooling system
bellows
shroud
pressure vessel
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JP61205973A
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誠 山口
林 英策
純一 菅谷
長谷川 興成
宮本 悦郎
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Diaphragms And Bellows (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子炉に係り、特に原子炉冷却系(低圧注入
系(LPCI)及び高圧注入系(HPCI))を有する
沸騰水型原子炉として用いるのに好適な原子炉に関する
〔従来の技術〕
沸騰水型原子炉は、配管破断等によって生じる。冷却材
喪失事故時に炉心に冷却水を供給する非常用の原子炉冷
却系として、例えばLPCIを備えている。このLPC
Iは、特開昭55−136997号公報に示されるよう
に、原子炉圧力容器の外部から原子炉冷却系ノズルを通
して炉心シュラウド内の炉心に冷却水を導くものである
。この従来のLPCIは、原子炉冷却ノズルと炉心シュ
ラウド側に設けられた冷却系配管を柔構造であるベロー
ズで接続する構造を有している。このベローズの使用は
地震時の荷重対策上からも好ましい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の原子炉の冷却系に用いられる継手としてのベロー
ズは、金属製であり、原子炉の起動停止の繰返しによる
軸方向の伸縮に伴って繰返しの曲げ応力を受ける。この
曲げ応力によってベローズが破損する可能性があり、曲
げ応力の繰返しを所定回数経験したベローズは新しいベ
ローズと取替えられる。
本発明の目的は、破損の危険性が少なく寿命の長い原子
炉冷却系を有する原子炉を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的は、原子炉圧力容器に設けられた原子炉冷却
系ノズルと炉心を内蔵するシュラウドに設けられた冷却
系配管とを連接する筒状継手として、複数の層によって
形成されしかもこれらの層の継目位置が相互に異ってい
る金属製ベローを用いることによって達成できる。
さらに、上記筒状継手が、軸線方向に延在するエンドフ
ィッティング部、このエンドフィッティング部の一端上
部に形成されエンドフィッティング部とは反対側に突出
しているバッキンリング部、及びこのバッキンリング部
の外部に形成された凸状部を有する一対の結合リングと
、これら各結合リングの前記バッキングリング部に両端
が嵌入固着されて複数の層によって形成され、しかも複
数の層の各層の継目位置が相互に異っている金属製ベロ
ーと、前記各結合リンクの前記凸状部に一端が固着され
て前記金属製ベローを覆う一対のカバーとを備えること
によって、さらに原子炉冷却系の寿命を長くできる。
〔作用〕
金属製ベローを複層化することによって各層の金属材の
厚みは単層に比べて少なくとも1/2以下となるので、
金属製ベローに曲げ応力が作用してもこの曲げ応力は金
属層の厚みに反比例して小さくなる。また複数の層の継
目位置が互いに異っているので、継目によるベローの強
度低下が最小になる。このような作用によってベローの
破損確率が著しく低減し、原子炉冷却系の寿命が従来よ
りも著しく長くなる。
さらに第2の特徴によれば、複数の層からなるベローの
端部が結合リングのバッキングリング部内に挿入されて
いるので、ベローが大きな内圧を受けてもベローがバッ
キングリング部に押圧され、ベローの複数層相互の剥離
を防止できる。従って、前述した第1の特徴に比べてベ
ローの破損確率が減少し、原子炉冷却系の寿命が長くな
る。
〔実施例〕
従来、原子炉内に使用するベローズとして高温度対策あ
るいは雰囲気による劣化を防止する必要から金属製のベ
ローズが用いられることは知られている1本発明はこの
ような金属製ベローを複層化することにより金属性ベロ
ーの長寿命化を図ったものである。なぜならば、複層化
を施すことにより、各層における金属材の厚さは単層に
比べて2分の1〜数分の1になる。このため、金属製ベ
ローの伸縮によりベローの各部に曲げ応力が作用しても
、この曲げ応力が金属層の厚さに反比例して小さなもの
となる1発明者等は、金属製ベローの破損の一因が、こ
の曲げ応力の繰り返りによるものであることを確認し、
複層金属製ベローズの採用に思い到ったものである。こ
れにより、30年という耐用年数を確保できることが実
験的に確認されている。
上記の検討に基づいてなされた本発明の好ましい一実施
例を以下に説明する。
第1図は、本発明の一実施例である継手を備えた沸騰水
型原子炉の縦断面を示している1本実施例を第1図〜第
3図に基づいて説明する。
沸騰水型原子炉の炉心20を内蔵する原子炉圧力容器1
0は%LPCIノズル12のほか、蒸気ノズル14、循
環ノズル16等の多数のノズルが設けられている。そし
て、シュラウド18が原子炉圧力容器10内に設置され
ており、このシュラウド18内に炉心20が納められて
いる。この炉心20には、上部格子板22及び炉心支持
板24多数の燃料集合体27が配置されている。また。
シュラウド18の上端部LPCI管口32が設けられて
いる。このLPCI管口32は継手28に接続されてお
り、このためLPCIにより炉心20内に低圧注水でき
るようになっている。制御棒案内管29に連絡されるス
タブ26は、原子炉圧力容器10の底部に設けられる。
原子炉圧力容器10とシュラウド18とは、第2図に示
すように横断面が円形であって同心状に配置されている
。また、LPCIノズル12は。
一般に3個設けられ、それぞれ継手28に接続されてシ
ュラウド18内と連通している。
継手28は1円筒状をしており、第3図に示すように原
子炉圧力容a10側のL P CI管口30(LPCI
ノズル12に接続)とシュラウド18側のLPCI管口
32とを接続している。すなわち、ベローズ34及びこ
のベローズ34を覆っている一対のカバー36A、36
Bとからなる継手28は、両端を取付リング38の外周
面に固着され、この取付リング38が半割り構造のクラ
ンプ40.42によってLPCI管口30とLPCI管
口32とに取付けられている。なお、継手28内には、
スリーブ44が挿入されている。このスリーブ44は、
ベローズ34に急激な温度変化を与えないようにするた
めのもので9両端外周面に滑らかな凸状部が形成され、
この凸状部が取付リング38に滑動自在に嵌入されてい
る。
継手28は、第4図に示すように、ベローズ34とカバ
ー36A、36Bは、結合リング46に固着されている
。そして、ベローズ34を覆っているカバー36A、3
6Bは、ベローズ34の長手方向中央付近まで達して互
いた分離されている。カバー36A、36Bはそれぞれ
に継手28を吊り下げる治具を挿入する治具挿入穴47
が形成されている。
なお、結合リング46は、第9図に示すように軸線方向
に延在するエンドフィッティング部48゜このエンドフ
ィッティング部48の一端外部においてエンドフィッテ
ィング部48と反対側に突出したバッキングリング部5
0、このバッキングリング部50の外側部分でエンドフ
ィッティング部48側に形成された凸状部52とからな
っている。
この結合リング46は、外周部の凸状部52にカバー3
6B(カバー36Aも同様)の一端を溶接部54におい
て溶接接合しており、バッキングリング部50内にベロ
ーズ34を嵌入し、溶接部56において開先加工しであ
るベローズ34の先端部を溶接接合している。
他方、ベローズ34は、第5図に示すようにステンレス
鋼等の薄い金属板58,60及び62によって構成され
た3層構造となっている。このベローズ34を構成して
いる金属板58.60及び62は、第6図に金属板58
によって例示するように円筒をなすように彎曲され長手
方向に沿った溶接接合された継目64を有している。金
属板58の溶接接合されて長手方向に延びる継目64、
金属板60の溶接接合されて長手方向に延びる継目66
、金属板62の溶接接合されて長手方向に延びる継目6
8は、第5図に示すようにベローズ34の周方向にそれ
ぞれ異った位置に均等な間隔になるように配置しである
また、各カバー36の前記治具挿入穴47は。
第7図に示すように4個所に設けられ、2個ずつが対を
なし各対が対向するように設けられている。
さらに、一対のカバー36A、36B相互の対向端(継
手28の中央部)には、第8図に示すように凹部70A
、70Bが形成されている。この凹部70A、70Bは
、第4図において上部と下部とに形成され、形成位置が
対応していて、治具挿入穴72を形成している。
上記の如く構成された実施例の継手28は、原子炉圧力
容器10の材質(一般に低合金鋼)とシニラウド18の
材質(一般にステンレス鋼)との・ 相違に基づく熱膨
張係数の差による原子炉圧力容器10とシュラウド18
との相対的変位を吸収することができる。すなわち、原
子炉圧力容器10とシュラウド18との位置が相対的に
変化すると、継手28のベローズ34が軸線方向に伸縮
し、それに伴ってスリーブ44の端部が取付リング3B
内を滑らかに移動すると共に、一対のカバー36A。
36Bもその相互の間隔が変化し、原子炉冷却系@10
とシュラウド18との相対的変位を吸収する。この作用
は、地震時の相対的変位についても同様である。
また、ベローズ34は、スリーブ44とカバー36とに
よって急激な熱変化から保護されているばかりでなく、
3層構造としたことにより内部応力を相対的に小さくで
きるようにしである。しかも、ベローズ34は、結合リ
ング46のバッキングリング部50に嵌入されているこ
とにより、大きな内圧を受けた場合に、ベローズ34が
バッキングリング部50へ押圧さ九、ベローズ34を構
成している金属板58,60及び62が剥離するのを防
止できる。そして、金属板58.60及び62の継目c
64.es及び68を均等になるように異ならせて配置
し、継目によるベローズ34の強度低下が最少になるよ
うにしである。
さらに、カバー36には、治具挿入穴47゜72を設け
たことにより、原子炉圧力容器10の保守、点検等の際
に継手28を吊り下げる治具を治具挿入穴47,72に
挿入して容易に吊り下げることができる。従って、原子
炉圧力容器10の保守、点検の際における継手28の取
り外し、組み付けが容易に行える。
なお、前記実施例においてはベローズ34を3層構造に
した場合について説明したが、ベローズ34の受ける内
圧等により任意の板厚をもって任意の多層構造とするこ
とができるのは、いうまでもない。
〔発明の効果〕
本発明の第1の特徴によれば、複層化によってベローに
生じる曲げ応力を著しく低下できしかもベローズの強度
低下を抑制できるので、ベローの破損の危険性が著しく
低下し原子炉冷却系の寿命を著しく長くすることができ
る。
本発明の第2の特徴によれば、さらに複数の層相瓦間の
剥離を防止することができ、ベロー(7)M損の危険性
が前述の第1の特徴よりも低下し、原子炉冷却系の寿命
がより長くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の好適な一実施例である沸騰水型原子炉
の縦断面図、第2I!Iは第1図の■−■断面図、第3
図は第1図の1部の拡大図、第4図は第3図の継手の一
部切欠き正面図、第5図は第4図のベローズの横断面図
、第6図は第5図の71部の金属板の接合状態を示す図
、第7図は第4図に示す継手のカバーの横断面図、第8
図は第4図の■方向矢視図、第9図は第4図の■部の拡
大図である。 10・・・原子炉圧力容器、12・・・LPCIノズル
、18・・・シュラウド、20・・・炉心、28・・・
継手、30.32・・・LPCI管口、34・・・ベロ
ーズ、36A、36B・・・カバー、46・・・結合リ
ング、48・・・エンドフィッティング、50・・・バ
ッキングリング、52・・・凸状部、58,60.62
・・・金属板、64,66.68・・・継目。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、原子炉冷却系ノズルを有する原子炉圧力容器と、前
    記原子炉圧力容器内に設置されて炉心を内蔵するシュラ
    ウドと、前記シュラウドに設けられて前記炉心側で開口
    する冷却系配管と、前記原子炉冷却系ノズルと前記冷却
    系配管とを連接してしかも軸方向に変形可能な筒状継手
    とからなり、前記筒状継手が、複数の層によつて形成さ
    れしかもこれらの層の継目位置が相互に異つている金属
    製ベローズであることを特徴とする原子炉。 2、原子炉冷却系ノズルを有する原子炉圧力容器と、前
    記原子炉圧力容器内に設置されて炉心を内蔵するシュラ
    ウドと、前記シュラウドに設けられて前記炉心側で開口
    する冷却系配管と、前記原子炉冷却系ノズルと前記冷却
    系配管とを連接してしかも軸方向に変形可能な筒状継手
    とからなり、前記筒状継手が、軸線方向に延在するエン
    ドフィッティング部、このエンドフィッティング部の一
    端上部に形成されエンドフィッティング部とは反対側に
    突出しているバッキンリング部及びこのバッキンリング
    部の外部に形成された凸状部を有する一対の結合リング
    と、これら各結合リングの前記バッキングリング部に両
    端が嵌入固着されて複数の層によつて形成され、しかも
    複数の層の各層の継目位置が相互に異つている金属製ベ
    ローと、前記各結合リングの前記凸状部に一端を固着さ
    れて前記金属製ベローを覆う一対のカバーとを備えてい
    ることを特徴とする原子炉。
JP61205973A 1986-09-03 1986-09-03 原子炉内の管口間継手及びその継手を用いた原子炉 Granted JPS6263894A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010038842A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Toshiba Corp 沸騰水型原子炉

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55136997A (en) * 1979-04-13 1980-10-25 Hitachi Ltd Nuclear reactor

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