(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向内側に向いたフランジ（２６）を有する環状の中空ハウジング（２４）と、
この環状の中空ハウジング（２４）と同心的に配置される環状の中空トッププレート（３４）と、
フレキシブルグラファイトシール（２２）と、
前記トッププレート（３４）のスロット（４０）に配置される環状のシールサポートリング（３８）と、
前記トッププレート（３４）と前記ハウジング（２４）とを互いに引きつけて、前記フレキシブルグラファイトシール（２２）に圧縮荷重を生じさせる複数のキャップねじ（４２）と、
を包含するキャノピシールメカニカルクランプアセンブリ（２０）において、
このクランプアセンブリ（２０）はノズル（１２）の頂面に施された漏れキャノピシール溶接部（１６）を修繕するためのトップマウントキャノピシールメカニカルクランプアセンブリであり、前記半径方向内側に向いたフランジ（２６）が前記キャノピシール溶接部（１６）を有するノズルフランジ（１８）を入れ子式で通過することができるような寸法であり、前記環状の中空ハウジング（２４）内には半環状の一対のインサートサポート半体（２８,３０）が同心的に配置されて、これらのインサートサポート半体（２８,３０）が前記半径方向内側に向いたフランジ（２６）の軸方向に面する内面に直接係合する環状の肩部（３２）を有しており、前記トッププレート（３４）が前記ノズル（１２）を囲繞すると共に、前記トッププレート（３４）にはシール座（３６）が設けられて、このシール座（３６）が前記キャノピシール溶接部（１６）にわたってかつその半径方向外側に位置しており、前記フレキシブルグラファイトシール（２２）が前記キャノピシール溶接部（１６）と係合するように前記トッププレート（３４）の前記シール座（３６）に取付けられたグラファイト材料の環状シールであり、前記環状のシールサポートリング（３８）が前記フレキシブルグラファイトシール（２２）を前記キャノピシール溶接部（１６）にわたって拘束するように配置され、これによりクランプアセンブリ（２０）が圧縮荷重を前記キャノピシール溶接部（１６）に対して前記フレキシブルグラファイトシール（２２）に生じさせて、前記キャノピシール溶接部（１６）に漏れ止めシールを作ることを特徴とするキャノピシールメカニカルクランプアセンブリ。
【請求項２】
更に、前記キャップねじ（４２）の各々の頭部と前記トッププレート（３４）との間に設けられ、必要な保持荷重力を与えて維持する皿ワッシャ（４６）を包含する請求項１記載のクランプアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願の相互参照】
本出願の主題は、本出願人により１９９７年９月２９日に出願された米国仮特許出願第６０／０５７，３１８号に開示されており、本出願はこの米国仮特許出願に基づく優先権を主張するものである。
【０００２】
【発明の分野】
本発明は，原子炉に関し、より詳細には、原子炉容器ヘッドに対して漏れ溶接浸透部をシールする方法及び装置に関する。
【０００３】
典型的な加圧水型原子炉においては、複数の制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）が容器ヘッドに取付けられている。これらの機構は、圧力バウンダリーハウジング内に配置され、中性子吸収制御棒に制御運動を与える。ハウジングを作る複数の構成部品は、互いに組立てられて、オメガシール溶接部に結合される。キャノピシールオメガ溶接部は、原子炉容器ヘッドのＣＲＤＭ用ノズルと組合せ部品との間である（図１参照）。この溶接部は、応力腐食割れの結果としてクラックを生じやすいものである。そして、これらのクラックは典型的に漏れが生じるまで溶接部を通して広まるものである。
【０００４】
原子炉容器ヘッドノズルを可能性のあるあらゆる制御棒位置に有するようすることは、一般的な設計である。そして、大多数のノズルは制御棒のために使用され、少数のノズルは炉心を出る熱電対計装のために使用され、また幾つかの他のノズル（予備）はふたをされている。
【０００５】
【従来技術の説明】
漏れキャノピシール溶接部を修繕することは、これらの溶接部を密閉した放射性区域にしなければならないことから、骨の折れる作業で時間を消費するものである。典型的に、オメガシール漏れは、プラントを停止し、原子炉冷却材を原子炉容器ヘッドより下のレベルまで排出し、溶接オーバレイを漏れ場所に施すことによって修繕されている。この方法は、しかし、非常に長い時間を要し、また作業員が原子炉容器ヘッドに非常に接近又は接触するので作業員に多量の放射能をあびさせ、更に施された溶接部は既存の溶接部と異なるものではなく、これは同じ場所で再び漏れることを意味する。
【０００６】
【発明の概要】
本発明の目的は、キャノピシール溶接部の漏れを止める非溶接式の機械的な方法及び装置として、トップマウントキャノピシールクランプアセンブリ（ＴＭ−ＣＳＣＡ）を提供することにある。このＴＭ−ＣＳＣＡは漏れ溶接部をシールすると共にキャノピシールに圧縮荷重を生じさせ、この圧縮荷重はクラックを閉じ込めてクラックの広まりを止めるものである。ＴＭ−ＣＳＣＡは、環状のキャノピシール溶接区域の全体にわたってフレキシブルグラファイトシールを圧縮することにより漏れ溶接部をシールする。
【０００７】
ＴＭ−ＣＳＣＡは、節約時間、放射線量及び漏れの再発生の観点から溶接式の修繕選択方法よりも優れている３つの主たる利点を有する。
【０００８】
すなわち、溶接式の修繕選択方法よりも優れているＴＭ−ＣＳＣＡの明白な利点は、原子炉冷却材システムの“ドレンダウン”なしに仕上げることができることである。これは、大きな利点である。なぜなら、多くの漏れは機能停止後のプラント始動中に発見されるからである。最良の溶接修繕のためには、ノズル内に水（又は水分）がないことが要求される。したがって、修繕のために“ドレンダウン”を有しないことにより時間は節約される。
【０００９】
ＴＭ−ＣＳＣＡは、また、作業員があびる放射線量を少なくする。溶接式の修繕は、作業員が相当長い時間の間原子炉容器ヘッドノズル(高放射線量区域)に非常に接近することを必要とする。ＴＭ−ＣＳＣＡは、長いハンドルツールを用いて原子炉容器ヘッドリフトリング(非常に放射線量が少ない区域)の頂部から取付けられる。したがって、ＴＭ−ＣＳＣＡの作業員は溶接式の修繕を行う作業員よりも少ない量の放射線をあびるだけである。
【００１０】
更に、溶接により修繕されたノズルよりもＴＭ−ＣＳＣＡを用いて修繕されたノズルの方が恐らく再び漏れが発生することが少ないものである。これは、ＴＭ−ＣＳＣＡがキャノピシールに圧縮荷重を生じさせ、この圧縮荷重がクラックを閉じ込めてクラックの広まりを止めるからである．これに対し、修繕のために施された溶接部は既存の溶接部と異ならないものである。したがって、ＴＭ−ＣＳＣＡは漏れを修繕し、かつ漏れが将来発生することを防止するものである。
【００１１】
ＴＭ−ＣＳＣＡは、特別に設計された長いハンドルツールを用いて、原子炉容器ヘッドの頂部(ノズルから約２０フィート(６００ｃｍ))から遠隔作業で取付けられる。すなわち、ハウジングが修繕しようとするノズルにわたって漏れ溶接浸透部又はノズルフランジよりも下に下降される。次に、第１のサポート半体が下降されてハウジング内に配置され、それから第２のサポート半体が同じ方法で取付けられる。それから、フレキシブルグラファイトシールリング及びシールサポートリングが修繕しようとするキャノピシール溶接部に下降される。それから、トッププレートが下降されてフレキシブルグラファイトシールリングを所定位置に圧縮せしめる。それから、キャップねじが皿ワッシャと一緒に取付けられて、必要な保持荷重力を与える。
【００１２】
【好適な実施例の詳細な説明】
図１において、符号１０は、原子炉容器ヘッド(図示せず)の制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）用ノズル１２と組合せ部品１４との間の典型的な従来の環状キャノピシール溶接構成を総括的に示す。組合せ部品１４は、ふたをされた予備のＣＲＤＭ、熱電対ノズルアセンブリを出るコア、又はＣＲＤＭハウジングである。この組合せ部品１４はノズルフランジ１８と組合う。
【００１３】
キャノピシール１６'は、その形状から“オメガシール”と呼ばれ、本出願と同じ譲受人に譲渡されている米国特許第５，６３１，９３６号に詳述されている。
【００１４】
この米国特許のオメガシールはグラフォイルシールであるが、しかし、本発明によるキャノピシールの構成はキャノピシールがノズル１２の頂部上であること、及び適用締付圧力がハウジング１４(又はキャップ)それ自体からでなはくて図２に符号２０で統括的に示されている本発明の新規なトップマウントキャノピシールメカニカルクランプアセンブリの圧縮用トッププレートから与えられることを要求する点で異なっている。
【００１５】
トップマウントキャノピシールメカニカルクランプアセンブリ（ＴＭ−ＣＳＣＡ）２０は、図２に見られるように、ステンレス鋼で作られ、キャノピシール溶接部１６の漏れを修繕するように設計されている。この溶接部、それ故キャノピシールは、機械的応力及び／又は応力腐食割れの結果としてクラックを生じやすいものである。そして、これらのクラックは漏れが生じるまで溶接壁を通して広まるものである。
【００１６】
ＴＭ−ＣＳＣＡ２０は、キャノピシール溶接部１６の漏れを止める非溶接式の機械的方法である。このＴＭ−ＣＳＣＡ２０は、キャノピシール溶接部１６の漏れ部をシールし、キャノピシールに圧縮荷重を生じせしめ、この圧縮荷重はクラックを閉じ込めてクラックの広まりを止めるものである。ＴＭ−ＣＳＣＡ２０は、図２に示されるように、環状のキャノピシール溶接部１６の全体にわたって環状のフレキシブルグラファイトシール２２を圧縮することにより、キャノピシール溶接部１６の漏れ部をシールする。シール２２のためのフレキシブルグラファイト材料は、好適には、ニューヨークのユニオン  カーバイド  コーポレイション（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手できるグラフォイル（Ｇｒａｆｏｉｌ：登録商標）材料である。
【００１７】
ＴＭ−ＣＳＣＡ２０は、ノズル１２のフランジ１８よりも下に下降されている環状ハウジング２４を有する。このハウジング２４は、キャノピシール溶接部１６を有するノズルフランジ１８を入れ子式に通過することができるような寸法の半径方向内側に向いたフランジ２６を有する。
【００１８】
一対のインサートサポート半体２８及び３０は、同時に下降されてハウジング２４内に配置される。これらの半体２８及び３０は、半環状であり、その組合せ環状肩部３２が環状の中空ハウジングフランジ２６の軸方向に面する内面に直接係合するようにして同心的に着座される。
【００１９】
ステンレス鋼の環状トッププレート３４は、環状の中空ハウジング２４と同心的になるようにして配置される。シール座３６は、トッププレート３４に設けられて、キャノピシール溶接部１６にわたってかつその半径方向外側に位置している。環状のシールサポートリング３８は、トッププレート３４のスロット４０に嵌入されて、フレキシブルグラファイトシール２２を環状のキャノピシール溶接部１６にわたって拘束する。スロット４０は、リング３８の幅よりも深く、これによりハウジング２４の複数のねじ穴４４に係合する複数のキャップねじ４２の手段によってトッププレート３４をインサートサポート半体２８及び３０に関して動かすことができる。この方法によれば、キャップねじ４２はトッププレート３４とハウジング２４とを互いに引きつけることができ、これによりキャノピシール溶接部１６に対してフレキシブルグラファイトシール２２に圧縮力を生じさせ、キャノピシール溶接部１６にフレキシブルグラファイト漏れ止めシールを作る。
【００２０】
キャップねじ４２の各々には、その頭部とトッププレート３４との間に介在して必要な保持荷重力を与えて維持する皿ワッシャ４６が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の典型的な原子炉容器ヘッドにおける制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）ノズルと組合せ部品との間の環状キャノピシール溶接構成の断面側面図である。
【図２】環状のキャノピシール溶接部にフレキシブルグラファイト漏れ止めシールを作るように圧縮荷重を加える、本発明による環状のトップマウントキャノピシールメカニカルクランプアセンブリの断面側面図である。
【図１】
0003584311.tif 000002
【図２】
0003584311.tif 000003