JPS6349754Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する技術分野〕 この考案は圧力管型原子炉における圧力管の下
部開口部をシールして一次冷却材の圧力バウンダ
リを形成させるシール装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

頭記圧力管型原子炉では、第１図に示すように
一次冷却水を封入した圧力管１の中へ、燃料集合
体２および燃料集合体の放射線しやへいを行う下
部しやへい体３が挿入され、さらに圧力管１の下
部開放端には一次冷却水の圧力バウンダリを形成
するシールプラグ４が装荷されている。そして燃
料交換に際して、燃料交換機による遠隔操作で燃
料集合体２、しやへい体３およびシールプラグ４
の装荷、取出しが行われることは周知の通りであ
る。

かかるシール装置として第２図および第３図に
示すような構成のものが既に提案されている。す
なわち燃料集合体２と下部しやへい体３との連結
組立体が着脱可能な周知のコレツト継手６を介し
てシールプラグ４と相互一体に連結され、これ等
全体が圧力管１の中へ装荷されている。なお３ａ
はしやへい体３の連結管、７はシールプラグ４よ
りも上方位置で圧力管１の下部途中に開口する一
次冷却水の導入口であり、この導入口７を通じて
外部ラインより圧力管内へ一次冷却水が循環供給
される。シールプラグ４はそのプラグ本体８に圧
力管との結合用ラツチ機構であるボールラツチ機
構９と、該ボールラツチ機構よりも前方に位置し
たシール要素１０が装備されており、ボールラツ
チ機構９を介して燃料集合体２、しやへいプラグ
３およびシールプラグ４の全重量が圧力管１に支
持され、かつシール要素１０で圧力管１の開口端
部をシールしている。その要部の詳細構造は第３
図のごとくである。すなわち、まずシール要素１
０はプラグ本体８とシールリング押え１１との間
に介在された例えばチタン合金製のメタルシール
リングとしてなり、図示の装荷位置では付勢ばね
１２のばね力に加えて圧力管内の一次冷却水の圧
力が作用してシール要素１０を外周側へ押し広
げ、圧力管１の内壁面に押圧密着させて一次冷却
水のシールを行つている。一方、下部しやへい体
３とシールプラグ４とを連結したコレツト継手６
は、その先端爪部１３がしやへいプラグの先端に
取付けたハンドリングヘツド１４に掛け合い係合
されている。なお符号１５はシールプラグ４の単
独取扱い用つまみヘツド、１６はコレツト継手１
２の結合状態でその先端をシールプラグのハンド
リングヘツド１４の底面に当接して重量荷重をシ
ールプラグ４に支持させるためのしやへい体側の
ストツパ、１７はシール要素１０の釈放用操作ロ
ツドである。

かかる構成でしやへい体３とシールプラグ４と
はコレツト継手１２により一体的に結合された状
態で燃料集合体２とともに圧力管１に装荷、ある
いは取出し操作される。

ところで上記した従来構成のシール装置では、
シールプラグ４と下部しやへい体３との間を連結
しているコレツト継手６と圧力管１の内壁面との
間のすき間が比較的大きく、このために導入口７
から圧力管内へ流入する高温（約300℃）の一次
冷却水の一部が圧力管１の下方へ向けて流れ込
み、この部分の管内に生じる一次冷却水の対流が
大きく作用してシール要素１０が高温に加熱され
ることになる。実機テストからシール要素１０の
温度は280℃にも達することが確認されている。

一方、背後からのばね付勢により圧力管１の内
壁へ加圧圧着されているメタルシール要素１０
は、長期間の間にはクリープ現象に伴つて生じる
応力弛緩現象により、時間の経過とともにシール
要素自身の応力が漸減する。このために燃料交換
に際してシール要素１０に今迄加えていたばね付
勢を解除してもひずみが残り、シール要素１０は
径方向で初期の形状寸法まで復元しなくなる。し
かも上記の応力弛緩現象は温度および応力が高い
程その応力弛緩の度合が大となつて現われる傾向
を示す。したがつて先記した従来構造のままで
は、炉の運転中にシール要素が一次冷却水による
熱的影響を直接受けて高温になるので前記した応
力弛緩が大きく現われ、シールプラグ４の抜取時
に付勢ばね力を釈放しても、シール要素１０は依
然として圧力管壁に接触したままの状態となるた
め、シールプラグ４が圧力管１から円滑に抜け出
せずにステイツク事故を引き起すおそれがある。

〔考案の目的〕

この考案は上記の点にかんがみなされたもので
あり、従来装置の欠点を除去して、燃料交換時に
シール要素が圧力管に引掛つたまま抜け出せなく
なるトラブルの発生が防止できるようにした操作
性で高信頼性の得られるシール装置を提供するこ
とを目的とする。

〔考案の要点〕

上記目的を達成するために、この考案はシール
プラグを圧力管内に装荷した状態で一次冷却材導
入口とシールプラグとの間の管内通路をほぼ閉塞
するように、シールプラグの前方位置にシール要
素保護用の熱しやへい体を追加設置する。この熱
しやへい体は、外周面に多数条のラビリンス刃を
形成した円筒体とし、コレツト継手に取付ける。
この熱しやへい体を一次冷却材に対する流動抵抗
体として作用させることにより圧力管内に導入さ
れた一次冷却材が圧力管内の下方へ流れ込むのを
抑制してシール要素の温度上昇を押え、これによ
り応力弛緩現象を軽減させてシールプラグの抜き
取りが確実に行えるようにしたものである。

〔考案の実施例〕

第４図はこの考案の実施例を示すものであり、
第３図で述べた従来構造のものへ、新たに符号１
８で示す熱しやへい体が追加設置されている。こ
の熱しやへい体１８はシールプラグ４を圧力管１
へ装荷した状態で、一次冷却水の導入口７とシー
ルプラグ４との間の管内通路を殆んど閉塞して導
入口７から圧力管内へ導入された高温の一次冷却
水がシールプラグ４の方へ流入しないようにし、
これによつてシール要素１０が一次冷却水から受
ける熱的影響を緩和させる役目を果すものであ
る。かかる熱しやへい体はその外径寸法を圧力管
１の内径寸法にほぼ合わせたステンレス製の円筒
体として作られ、シールプラグ４の上方に位置し
てコレツト継手６に取付けられている。また熱し
やへい体はその円筒外周面に多数条のラビリンス
刃１９が形成されたラビリンス構造体として構成
されている。

上記の構成によれば、熱しやへい体１８のラビ
リンス刃１９が圧力管１の内壁面との間に絞り流
路を形成して管内通路の作動抵抗体として働き、
導入口７から圧力管内へ導入された高温の一次冷
却水が下方に位置するシールプラグ４の方へ流れ
にくくする。これにより圧力管内へ導入された高
温の一次冷却水とシールプラグ４のシール要素１
０との間の冷却水の対流による伝熱経路が熱しや
へいされることになり、それだけシール要素１０
の温度上昇が緩和される。また実際に熱しやへい
体１８を装備して実機テストを行つたところによ
れば、シール要素１０の温度が200℃以下に低減
できることが確認されている。したがつて炉の運
転中に生じるシール要素１０の応力弛緩現象がそ
れだけで緩和されるので、シールプラグの引抜き
に際してシール要素１０を押し拡げていたばね付
勢を釈放すれば、シール要素１０は直ちに初期の
形状まで復元して確実に圧力管内壁より離脱する
ようになる。

〔考案の効果〕

上述のようにこの考案によれば、圧力管に開口
する一次冷却材導入口と圧力管内に装荷されたシ
ールプラグとの間の管内通路に、シール要素に対
する熱しやへい体を介挿設置したことにより、炉
の運転時にシールプラグのシール要素が高温の一
次冷却材より受ける熱的影響を緩和してシール要
素の温度上昇を低く抑えることができ、これによ
りシール要素に生じる応力弛緩現象を軽減してシ
ールプラグの引抜き時にはシール要素を圧力管の
壁面から十分に後退させてシールプラグを円滑に
抜き出すことが可能となり、かくして操作性の面
で信頼性の高い圧力管下部シール装置を堤供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料交換設備全体の概要図、第２図お
よび第３図はそれぞれ従来における圧力管型原子
炉へ装荷状態を示すシール装置の構成図およびそ
の詳細な構成断面図、第４図はこの考案の実施例
の構成を示す断面図である。 １……圧力管、２……燃料集合体、３……下部
しやへい体、４……シールプラグ、６……コレツ
ト継手、７……一次冷却材導入口、９……ラツチ
機構、１０……メタルシール要素、１８……熱し
やへい体、１９……ラビリンス刃。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧力管の内壁に圧接されるメタルシール要素お
   よび圧力管との結合用ラツチ機構を具備したシー
   ルプラグを、燃料集合体および下部しやへい体と
   の連結組立体とコレツト継手を介して連結して圧
   力管内へ装荷し、一次冷却材をシールする圧力管
   下部シール装置において、圧力管の下部途中に開
   口する一次冷却材導入口と前記シールプラグとの
   間の管内通路内に、外周面に多数条のラビリンス
   刃が形成された円筒状熱しやへい体を前記コレツ
   ト継手に取付けてなることを特徴とする圧力管型
   原子炉の圧力管下部シール装置。