(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水形原子炉における炉心を包囲するための溶接継目によって互いに接続されている複数の円筒状部分（２）と複数の環状フランジ（３）とから成る炉心シュラウドにおいて、炉心シュラウドの表面に少なくとも一つの溝状凹所（８）が設けられ、この凹所（８）はその中央部分（81）が溶接の際に熱の影響を受けた部位（61）を通過し、この中央部分（81）の両端にこの熱の影響を受けた部位（61）の外側に位置するそれぞれ一つの拡幅部（82）を有し、凹所（８）に合わされたクランプ（７）が炉心シュラウドの表面に対して面一に配置され、凹所（８）にくさび止めされていることを特徴とする沸騰水形原子炉における炉心を包囲するための炉心シュラウド。
【請求項２】
円筒状部分（２）の円周方向に延びる溶接継目（６）に対して横方向に且つ円筒状部分（２）の中心軸線に対して平行に延びるＩ形凹所（８）が設けられている請求項１記載の炉心シュラウド。
【請求項３】
溶接継目（６）によって互いに接続されている炉心シュラウド部分を互いに押し合わせる力がくさび止めによって与えられるように、クランプ（７）がくさび止めされている請求項１又は２記載の炉心シュラウド。
【請求項４】
クランプ（７）をくさび止めするためにくさび（９）が設けられ、このくさび（９）が湾曲された保持舌片（12）によって保持されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の炉心シュラウド。
【請求項５】
保持舌片（12）が、凹所（８）を放電加工で形成した際にその底に残留する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の炉心シュラウド。
【請求項６】
凹所（８）およびクランプ（７）が溶接継目（６）上に、円周方向に多数分布されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の炉心シュラウド。
【請求項７】
溶接継目によって互いに接続されている複数の円筒状部分（２）と複数の環状フランジ（３）とから成り、沸騰水形原子炉における炉心を包囲する炉心シュラウドを修繕する方法において、炉心シュラウドの表面に少なくとも一つの溝状凹所（８）が加工され、この凹所（８）はその中央部分（81）が溶接の際に熱の影響を受けた部位（61）を通過し、この中央部分（81）の両端にこの熱の影響を受けた部位（61）の外側に位置するそれぞれ一つの拡幅部（82）を有し、凹所（８）に合わされたクランプ（７）が炉心シュラウド表面に対して面一に配置され、凹所（８）にくさび止めされることを特徴とする沸騰水形原子炉における炉心シュラウドの修繕方法。
【請求項８】
溝状凹部（８）が既に運転された設備に追加して、水中での放電加工で形成される請求項７記載の方法。
【請求項９】
クランプ（７）をくさび（９）でくさび止めした後、くさび（９）を保持する保持舌片（12）が湾曲される請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
凹所（８）を加工する際に保持舌片がその底に残留する請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、特に沸騰水形原子炉における炉心を包囲するための溶接継目によって互いに接続されている複数の円筒状部分と複数の環状フランジとから成る炉心シュラウドに関する。
沸騰水形原子炉における炉心シュラウドは燃料集合体を包囲し、主に循環冷却水を案内するために使用される。冷却水は炉心シュラウドの内側では上向きに流れ炉心シュラウドの外側では下向きに流れる。炉心シュラウドの円筒状部分は環状フランジと同様に一般にオーステナイト鋼板から成っている。環状フランジは上部炉心格子および下部炉心格子に対する支持体として作用し、従って炉心内に燃料集合体を固定する作用もする。
沸騰水形原子炉において炉心シュラウドに溶接継目の近くに亀裂が生ずることがある。この溶接継目の部位には原子炉の定格運転においては全くあるいはほんの僅かしか負荷が生じないが、それでもこの亀裂の成長を予防するために溶接継目を補助的に保護しなければならない。この目的のために炉心シュラウドの外側面において溶接継目の上下に対向して位置するブラケットを設けることおよびこれらを互いに結合することが提案されている。この方式の大きな欠点は、冷却水の流れにとって必要な横断面積がそのブラケットによって著しく減ぜられることにある。
今まで既に運転された原子炉圧力容器は補強作業中も放射線被曝から保護するために水で充填された状態を保たなければならず、炉心シュラウドにおけるすべての作業が水中で実施されなければならないことによって、特別な困難が生ずる。
ヨーロッパ特許出願公開第0459021号明細書において、既存の貫通孔を矩形の形に放電加工するような金属製炉心シュラウドと同様に金属製の熱遮蔽体との間のボルト結合部に対する修繕方法が知られている。そのようにして生じた貫通開口の中に、炉心シュラウドの内側面に引っ掛かる横断面が同様に矩形をしたピンが挿入される。ピンはねじボルトがねじ込まれるねじを有する貫通開口を備えている。しかしこの方法は互いに重なり合う金属製の構造部品を結合するためにしか適用できない。
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の炉心シュラウドに対して、是認できる費用で非常に安全に遠隔制御で水中で実現できるような炉心シュラウドの補強構造部および補強方法を提供することにある。
本発明によればこの課題は、炉心シュラウドの表面に溝状凹所が設けられ、この凹所はその中央部分が溶接の際に影響を受けた部位を通過し、この中央部分の両端にそれぞれ位置する拡幅部が熱の影響を受けた部位の外側に位置し、凹所に合わされたクランプが炉心シュラウド表面に対してほぼ面一に配置され、凹所にくさび止めされることによって解決される。
特に、円周方向に延びる溶接継目に対して横方向に且つ炉心シュラウドの中心軸線に対して平行に延びるＩ形凹所が設けられると有利である。
本発明の有利な実施態様は、クランプのくさび止めによって発生される力が溶接継目によって互いに接続された炉心シュラウド部分を互いに押し合わせていること、その溝状凹所が既に運転された設備において追加的に水中で加工され特に放電加工されていること、およびクランプをくさび止めするためにそれぞれ湾曲された保持舌片によって保持される二つのくさびが横溝の中に設けられていることにある。
本発明の非常に有利な実施態様に基づいて、凹所およびクランプは溶接継目上に円周方向に多数例えば12個分布されている。
本発明に基づく炉心シュラウドの形成は次の理由から極めて有利である。即ち炉心シュラウドは分解することなしにその場で、即ち比較的長い運転時間に続いて補強できること、溶接継目にあるいはそれに対して平行に生ずる亀裂が実質的に補強されること、本発明に基づいて設けられたクランプによって、炉心シュラウドの一部がこの炉心シュラウドで保持されている構造群と一緒に落下することが良好に防止され、その補強処理は遠隔制御で水中で簡単に実施できることである。
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は沸騰水形原子炉の中央部の一部垂直断面図、
図２は図１の部分IIにおける本発明に基づくクランプ結合部の拡大正面図、および
図３は図２におけるIII−III線に沿った拡大断面図である。
原子炉圧力容器１の中に詳細に図示していない様式で複数の円筒状部分２と複数の環状フランジ３とから成る炉心シュラウドが設けられている。円筒状部分２およびフランジ３は好適にはオーステナイト鋼材で作られ、互いに一つの構造部品の形に溶接されている。下部フランジ３上に下部炉心格子（図示せず）を支持する炉心支持板４が取り付けられている。炉心シュラウドおよび原子炉圧力容器１はフランジ５によって互いに間隔を隔てられている。
円筒状部分２相互の接合個所および円筒状部分２とフランジ３との接合個所は溶接継目６によって互いに溶接されている。特に中性子照射によるエージング効果のために溶接継目６から円筒状部分２あるいはフランジ３への移行部位61に亀裂が生ずることがある。この亀裂が入り易い移行部位61は溶接の際に熱的に負荷される部位とほぼ合致し、図２において溶接継目６に対して平行に延びる破線間の範囲として示されている。
万一生ずる亀裂の影響を補償する予防処置として、溶接継目６を橋渡しし凹所８の中にくさび止めされるクランプ７が使用される。凹所８は溝状に形成されており、これは特に既に長時間にわたって運転された炉心シュラウドに水中で遠隔操作可能な機器で放電加工によって加工される。クランプ７および凹所８は互いに適合して形成され、この実施例の場合にはＩ形に形成されている。
クランプ７および凹所８はそれぞれ亀裂が入り易い部位61の幅よりも長い中央部分71ないし81を含んでいる。凹所８の中央部分81はその両端にそれぞれ拡幅部82を有しており、この拡幅部82はこの実施例の場合にはほぼ長方形の横溝として形成されている。クランプ７はそれに相応して形成されたクロスピース72を有している。このクロスピース72は横溝で受けられ、溶接の際に熱的に負荷されない部位に完全に位置している。凹所８の深さおよびクランプ７の厚さは円筒状部分２の壁厚のほぼ半分の大きさであるので、クランプ７は炉心シュラウドの外側面と面一になっている。
クランプ７を凹所８と遊びなしに接続するために、図２に示されているようにクランプ７のクロスピースの自由端はくさび９によって凹所壁に固く押しつけられている。
くさび９の横側突出部あるいは拡幅部10が凹所８の横側ポケットあるいは膨出部11の中に突出している。放電加工の際にこの膨出部11の中に舌片12が残存する。横側拡幅部10はくさび９の背面に対してずらされているので、舌片12はクランプ７およびくさび９の組立完了後においてくさび拡幅部10の前に曲げられる。それによりくさび９はなくなるおそれがなく、凹所８の中にとどまっている。
予期されるか検出された亀裂の数および大きさに応じて、多くのあるいは少数のクランプ７が溶接継目毎に設けられる。実際には強度上の理由からたいていは溶接継目６に沿って円周方向に例えば12個のクランプ７を分布すれば十分である。
【図３】
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【図１】
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【図２】
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