(57)【要約】      （修正有）【課題】原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する装置および方法を提供する。【解決手段】ひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置は、第１の把持部５０８を含む第１の本体部５０２、第２の把持部５１０を含む第２の本体部５０４、調節部５０６、および保持部５１６を備え得る。第１の本体部５０２は、第２の本体部５０４に摺動可能に係合するように構成され得る。調節部５０６は、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に力を及ぼすように構成され得る。調節部５０６は、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす力を増減させるように構成され得る。調節部５０６が摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす力を増大させると、第１の把持部５０８と第２の把持部５１０との間の距離が減少し得る。【選択図】図５Ａ
2019215360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置であって、
第１の本体部であって、第１の把持部と、前記第１の本体部の中央開口部を包囲する複数の対向するレールとを含み、前記レールのうちの少なくとも１本は、その内部を通って延びるとともに実質的に球状の座部の形態にあるアクセス開口部を含む、第１の本体部と、
その内部に前記第１の本体部と連動するように前記第１の本体部の前記レールと摺動可能に係合するように構成される溝を画定する第２の本体部であって、前記第２の本体部は第２の把持部を含み、前記第２の把持部は、その内部に画定されるとともに実質的にＴ字状にある前記第２の本体部のアクセス孔を含む、第２の本体部と、
調節部であって、第１の端部と第２の端部とを有するとともに長尺状をなす本体を含み、前記第２の端部に端壁部を含み、前記長尺状本体の一部と前記端壁部とが前記第２の本体部のアクセス孔に収容され、これにより、前記第１の本体部および前記第２の本体部が摺動可能に係合したときに、前記第２の本体部が前記調節部の回転を防止するように構成される、調節部と、
前記第１の本体部のアクセス孔内に受承されるように構成されるボールの形態のナットを含む保持部であって、前記長尺状本体の前記第１の端部は前記アクセス孔を通って前記ナット内に延び、これにより、前記装置は、実質的に自己整列するように構成される、保持部とを備え、
前記調節部が、前記摺動可能に係合した第１および第２の本体部に力を及ぼすように構成され、
前記調節部が、前記摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす前記力を増減させるように更に構成され、
前記調節部が前記摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす前記力を増大させると、前記第１の把持部と前記第２の把持部との間の距離が減少する、装置。
【請求項２】
前記調節部が、前記第１の把持部と前記第２の把持部との間の前記距離が増大するのを防止するように更に構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記保持部が、前記第１の把持部と前記第２の把持部との間の前記距離が増大するのを防止するために、前記調節部と相互作用するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記装置は、前記第１の本体部および前記第２の本体部が互いに真っ直ぐに整列していないときに、前記調節部が前記摺動可能に係合した前記第１の本体部および前記第２の本体部に及ぼす前記力を増大させると、前記第１の本体部および前記第２の本体部が互いにより真っ直ぐに整列するように更に構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の本体部および前記調節部は、前記第１の本体部および前記第２の本体部が互いに真っ直ぐに整列していないときに、前記調節部が前記摺動可能に係合した前記第１の本体部および前記第２の本体部に及ぼす前記力を増大させると、前記第１の本体部および前記第２の本体部が互いにより真っ直ぐに整列するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の本体部がアクセス孔を含み、前記調節部が前記第２の本体部から前記アクセス孔を通って延びるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記アクセス孔および前記調節部は、前記第１の本体部および前記第２の本体部が互いに真っ直ぐに整列していないときに、前記調節部が前記摺動可能に係合した前記第１の本体部および前記第２の本体部に及ぼす前記力を増大させると、前記第１の本体部および前記第２の本体部が互いにより真っ直ぐに整列するように構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の本体部が第１のアクセス孔を含み、前記調節部が前記第２の本体部のアクセス孔から前記第１のアクセス孔を通って延びるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記調節部は、ねじ山付きスタッドを備え、前記ナットは前記ねじ山付きスタッドがねじ込まれるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ねじ山付きスタッドは、前記第２の本体部のアクセス孔から前記第１のアクセス孔を通って延びるように構成され、前記ナットは、前記第１のアクセス孔を通って延びる前記ねじ山付きスタッドがねじ込まれるように構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１のアクセス孔および前記ナットは、前記第１の本体部および前記第２の本体部が互いに真っ直ぐに整列していないときに、前記第１のアクセス孔を通って延びる前記ねじ山付きスタッドに前記ナットを締め付け、前記摺動可能に係合した前記第１の本体部および前記第２の本体部に及ぼされる前記力を増大させ、これにより、前記第１の本体部および前記第２の本体部が互いにより真っ直ぐに整列するように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ひび割れた溶接部が、縦方向に配向される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ひび割れた溶接部が、縦方向シーム溶接部である、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する方法であって、
第１の本体部と、第２の本体部と、調節部と、保持部とを備える装置であって、前記第１の本体部は、第１の把持部と、前記第１の本体部の中央開口部を包囲する複数の対向するレールとを含み、前記レールのうちの少なくとも１本は、その内部を通って延びるとともに実質的に球状の座部の形態にあるアクセス開口部を含み、
前記第２の本体部は、第２の把持部を含み、前記第２の把持部は、その内部に前記第１の本体部と連動するように前記第１の本体部の前記レールと摺動可能に係合するように構成される溝を画定し、前記第２の本体部は、その内部に画定されるとともに実質的にＴ字状にある前記第２の本体部のアクセス孔を含み、
前記調節部は、第１の端部と第２の端部とを有するとともに長尺状をなす本体を含み、前記第２の端部に端壁部を含み、前記長尺状本体の一部と前記端壁部とが前記第２の本体部のアクセス孔に収容され、これにより、前記第１の本体部および前記第２の本体部が摺動可能に係合したときに、前記第２の本体部が前記調節部の回転を防止するように構成され、
前記保持部は、前記第１の本体部のアクセス孔内に受承されるように構成されるボールの形態のナットを含み、前記長尺状本体の前記第１の端部は前記アクセス孔を通って前記ナット内に延び、これにより、前記装置は、実質的に自己整列するように構成され、
前記調節部が、前記摺動可能に係合した第１および第２の本体部に第１の力を及ぼすように構成され、
前記調節部が、前記摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす前記力を増減させるように更に構成され、
前記調節部が前記摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす前記力を増大させると、前記第１の把持部と前記第２の把持部との間の距離が減少する、前記装置を得るステップと、
前記ひび割れた溶接部を含む構造内の前記ひび割れた溶接部の両側に、スロットであって、前記構造を完全に貫通しない前記スロットを形成するステップと、
前記第１の把持部が前記ひび割れた溶接部の第１の側の第１のスロット内に位置し、前記第２の把持部が前記ひび割れた溶接部の第２の側の第２のスロット内に位置するように、前記構造の表面付近に前記装置を配置するステップと、
前記第１の把持部が前記第１のスロットを把持しかつ前記第２の把持部が前記ひび割れた溶接部を構造的に代替する第２の力で前記第２のスロットを把持するまで前記第１の本体部と前記第２の本体部との間の前記距離を減少させるために、前記調節部を用いて、前記摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす前記第１の力を増大させるステップと
を含む方法。
【請求項１５】
前記方法が、前記ひび割れた溶接部から材料を除去するステップを含まない、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記方法が、前記ひび割れた溶接部周囲の溶接熱影響部から材料を除去するステップを含まない、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記スロットが、前記ひび割れた溶接部周囲の溶接熱影響部の外側に形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置であって、
第１の把持部を備える第１の本体部と、
第２の本体部であって、第２の把持部と、その内部に画定される前記第２の本体部のアクセス孔とを含み、前記第２の本体部のアクセス孔は実質的にＴ字状にある、第２の本体部と、
調節部であって、第１の端部と第２の端部とを有するとともに長尺状をなす本体を含み、前記第２の端部に端壁部を含み、前記長尺状本体の一部と前記端壁部とが前記第２の本体部のアクセス孔に収容され、これにより、前記第１の本体部および前記第２の本体部が摺動可能に係合したときに、前記第２の本体部が前記調節部の回転を防止するように構成される、調節部とを備え、
前記第１の本体部が、前記第２の本体部に重なるように構成され、
前記調節部が、前記重なった第１および第２の本体部に力を及ぼすように構成され、
前記調節部が、前記重なった第１および第２の本体部に及ぼす前記力を増減させるように更に構成され、
前記調節部が前記重なった第１および第２の本体部に及ぼす前記力を増大させると、前記第１の把持部と前記第２の把持部との間の距離が減少する、装置。
【請求項１９】
原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置であって、
第１の把持部を備える第１の本体部と、
第２の本体部であって、第２の把持部と、その内部に画定される前記第２の本体部のアクセス孔とを含み、前記第２の本体部のアクセス孔は実質的にＴ字状にある、第２の本体部と、
調節部であって、第１の端部と第２の端部とを有するとともに長尺状をなす本体を含み、前記第２の端部に端壁部を含み、前記長尺状本体の一部と前記端壁部とが前記第２の本体部のアクセス孔に収容され、これにより、前記第１の本体部および前記第２の本体部が摺動可能に係合したときに、前記第２の本体部が前記調節部の回転を防止するように構成される、調節部とを備え、
前記第１の本体部が、前記第２の本体部にかみ合うように構成され、
前記調節部が、前記かみ合った第１および第２の本体部に力を及ぼすように構成され、
前記調節部が、前記かみ合った第１および第２の本体部に及ぼす前記力を増減させるように更に構成され、
前記調節部が前記かみ合った第１および第２の本体部に及ぼす前記力を増大させると、前記第１の把持部と前記第２の把持部との間の距離が減少する、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
例示的な実施形態は、一般に、ひび割れた溶接部を構造的に代替する装置および方法に関する。例示的な実施形態はまた、原子力発電所に関し、原子力発電所のひび割れた溶接部を構造的に代替する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉、蒸気駆動タービン、または脱気器などの多くの用途において、高温水は、応力腐食割れ、腐食、浸食などを助長することにより、関連する構造に悪影響を及ぼし得る。例えば、高温水は、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、コバルト基合金、ジルコニウム基合金などの材料における応力腐食割れ（「ＳＣＣ」）を助長し得る。ＳＣＣは、合金と環境と応力の一定の組み合わせにより優先的に発生し得る。
【０００３】
当業者（「ＰＨＯＳＩＴＡ」）が理解するように、ＳＣＣは、ひび割れ先端における腐食との組み合わせで作用する静的または動的引張応力により伝播するひび割れを含み得る。それらの応力は、構成要素間の熱膨張または熱収縮の差、比較的高い運転圧力または変動する運転圧力、あるいは、構成要素もしくはシステムの製造または組立の間に実行される種々のプロセスの結果としてまたは種々のプロセスにより生じ得る。例えば、冷間加工、研削、機械加工、および他の熱機械的金属処理の結果、しばしば残留応力が生じる。水の化学的性質、溶接、熱処理、および放射線もまた、金属製または合金製の構成要素のＳＣＣの発生しやすさを高め得る。ＳＣＣは本質的に粒内型または粒界型であり得る。
【０００４】
ＳＣＣは、酸素、高放射線束などが存在するなどの種々の条件下ではより高速度で発生し得る。加圧水型原子炉（「ＰＷＲ」）および沸騰水型原子炉（「ＢＷＲ」）などの原子炉では、高い放射線束が原子炉冷却材（水）の放射線分解を引き起こし得る。この分解により、酸素、過酸化水素、短寿命ラジカル、および種々の酸化種が生成され得る。これらの放射線分解生成物は、配管、ポンプ、弁、タービンなどの種々のシステム構成要素においてＳＣＣを促進し得る。ＢＷＲの運転温度および圧力は、約３００℃および約１０ＭＰａであり得、ＰＷＲの運転温度および圧力は、約３２５℃および約１５ＭＰａであり得る。したがって、ＢＷＲおよびＰＷＲの運転環境は、原子炉の構成要素にＳＣＣ問題が生じるリスクを増大させ得る。
【０００５】
金属および合金の微細構造は、粒界により分離された粒子を含み得る。粒界応力腐食割れ（「ＩＧＳＣＣ」）は、粒子の嵩自体はほとんど影響を受けない、粒界に沿ったまたは隣接したより局所的なＳＣＣ腐食であり得る。ＩＧＳＣＣは、化学的偏析効果（例えば、粒界における不純物富化）または粒界に析出した特定の相に関連し得る。
【０００６】
照射誘起応力腐食割れ（「ＩＡＳＣＣ」）は、照射によりＳＣＣが加速すること（例えば、核変換による微細構造変化、微量化学変化、および組成変化を含み得る照射誘発変化）を指す場合がある。ＩＡＳＣＣは、ベータ線、ガンマ線、中性子線、または他の粒子放射線（例えば、イオン）の影響により生じ得る。しかしながら、ＢＷＲおよびＰＷＲに関しては、ＩＡＳＣＣは主に中性子線に起因し得る。
【０００７】
ＩＡＳＣＣの深刻な性質のため、原子力規制委員会（「ＮＲＣ」）は、約１０年間にわたる一連の研究を委託した。これらの研究から得られた報告書の一部は、ＮＵＲＥＧ／ＣＲ  ５６０８「Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ  ｏｆ  Ｍｏｄｅｌ  Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌｓ  Ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｈａｌｄｅｎ  Ｒｅａｃｔｏｒ」、ＮＵＲＥＧ／ＣＲ−６８９２「Ｆｒａｃｔｕｒｅ  Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ  ａｎｄ  Ｃｒａｃｋ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｒａｔｅｓ  ｏｆ  Ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ  Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌｓ」、ＮＵＲＥＧ／ＣＲ−６６８７「Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ  ｏｆ  Ｍｏｄｅｌ  Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌ  Ａｌｌｏｙｓ」、ＮＵＲＥＧ／ＣＲ−６９１５「Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ  ｏｆ  Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌｓ  ａｎｄ  Ａｌｌｏｙ  ６９０  ｆｒｏｍ  Ｈａｌｄｅｎ  Ｐｈａｓｅ−ＩＩ  Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎｓ」、ＮＵＲＥＧ／ＣＲ−６９６０「Ｃｒａｃｋ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｒａｔｅｓ  ａｎｄ  Ｆｒａｃｔｕｒｅ  Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ  ｏｆ  Ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ  Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌｓ  ｉｎ  ＢＷＲ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ」、およびＮＵＲＥＧ／ＣＲ−７０１８「Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ  ｏｆ  Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌｓ  ｉｎ  ＢＷＲ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ」を含む。
【０００８】
図１は、従来技術のＢＷＲにおける原子炉圧力容器（「ＲＰＶ」）１００の一部を切り欠いた断面図である。
【０００９】
ＢＷＲの運転中に、ＲＰＶ１００内を循環する冷却水は、炉心１０２内で発生する核分裂により加熱され得る。給水は、給水入口１０４および給水スパージャ１０６（ＲＰＶ１００内に給水を円周方向に分配するための開口を含み得る環状の配管）を介してＲＰＶ１００内に導入され得る。給水スパージャ１０６からの給水は、下降管円環１０８（ＲＰＶ１００と炉心シュラウド１１０との間の環状領域）を通って下方に流れ得る。
【００１０】
炉心シュラウド１１０は、炉心１０２を取り囲むステンレス鋼製の円筒体であり得る。炉心１０２は、多数の燃料束集合体１１２（例えば、図１には２つの２×２アレイが示されている）を含み得る。燃料束集合体１１２の各アレイは、上部もしくは上部付近で上部ガイド１１４により支持され、および／または、底部もしくは底部付近で炉心板１１６により支持され得る。上部ガイド１１４は、燃料束集合体１１２の上部を側方から支持し得、および／または、制御棒の挿入を可能にするように適正な燃料−チャネル間隔を維持し得る。
【００１１】
給水／冷却水は、下降管円環１０８を通って下方に流れ得、および／または炉心下部プレナム１１８に流入し得る。炉心下部プレナム１１８内の冷却水は、次いで、炉心１０２を通って上方に流れ得る。冷却水は、燃料集合体１１２に入り、そこで、沸騰境界層が形成され得る。水と蒸気の混合物は、炉心１０２から出て、および／または、シュラウドヘッド１２２の下方の炉心上部プレナム１２０に入り得る。炉心上部プレナム１２０は、炉心１０２から出る蒸気−水混合物とスタンドパイプ１２４に入る蒸気−水混合物との間を隔離し得る。スタンドパイプ１２４は、シュラウドヘッド１２２の上に配置され得、および／または、炉心上部プレナム１２０と流体連通し得る。
【００１２】
蒸気−水混合物は、スタンドパイプ１２４を通って流れ得、および／または、汽水分離器１２６（例えば、軸流遠心型であり得る）に入り得る。汽水分離器１２６は、蒸気−水混合物を実質的に液体水と蒸気に分離し得る。分離された液体水は、混合プレナム１２８内で給水と混合し得る。この混合物は次に、下降管円環１０８を介して炉心１０２に戻り得る。分離された蒸気は、蒸気乾燥器１３０を通過し得、および／または蒸気ドーム１３２に入り得る。乾燥された蒸気は、タービンおよび他の機器（図示せず）で用いるために蒸気出口１３４を介してＲＰＶ１００から取り出され得る。
【００１３】
ＢＷＲはまた、必要とされる出力密度を得るために必要である炉心１０２を通る強制対流流れを供給する冷却材再循環系を含み得る。その水の一部は、下降管円環１０８の下端部から再循環水出口１３６を介して吸引され得、および／または遠心再循環ポンプ（図示せず）により再循環水入口１４０を介して複数のジェットポンプ組立体１３８（１つのみを図示する）内に送り込まれ得る。ジェットポンプ組立体１３８は、炉心シュラウド１１０の周囲に円周方向に分散配置され得、および／または必要とされる炉心流れを提供し得る。
【００１４】
図１に示すように、従来技術のジェットポンプ組立体１３８は、一対の入口ミキサ１４２を含み得る。従来技術のＢＷＲは、１６〜２４個の入口ミキサ１４２を含み得る。各入口ミキサ１４２には、再循環ポンプ（図示せず）から入口ライザ１４６を介して水を受け取るエルボ１４４が溶接され得る。例示的な入口ミキサ１４２は、入口ミキサ１４２の軸線の周りに等しい角度で円周方向に分散配置された５つのノズルの組を含み得る。各ノズルは、その出口において半径方向内側にテーパ状とされ得る。ジェットポンプ組立体１３８は、これらの先細ノズルにより勢いを与えられ得る。５つの二次入口開口部は、ノズル出口の半径方向外側に位置し得る。それゆえ、ノズルから出る水の噴流として、下降管円環１０８からの水は、二次入口開口部を介して入口ミキサ１４２に引き込まれ得、このミキサ１４２内で、再循環ポンプからの冷却水と混合され得る。冷却水は、その後、ディフューザ１４８に流入し得る。
【００１５】
図２は、横方向シーム溶接部により、１つの溶接部が次の溶接部に互いに溶接された、縦方向シーム溶接部を有する、複数の外殻セクションを備える関連のＢＷＲ炉心シュラウドの内部の展開された方位図（ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ  ａｚｉｍｕｔｈａｌ  ｖｉｅｗ）を示す概略図である。
【００１６】
図２に示すように、炉心シュラウド２００は、第１の外殻セクション２０２ａ、２０２ｂと、第２の外殻セクション２０４ａ、２０４ｂと、第３の外殻セクション２０６ａ、２０６ｂと、第４の外殻セクション２０８ａ、２０８ｂと、第５の外殻セクション２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃとを含み得る。炉心シュラウド２００は、シュラウド支持体２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、およびシュラウド支持板２１４により支持され得る。
【００１７】
シュラウド支持体２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃは、縦方向シーム溶接部Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４により接合され得、また、横方向シーム溶接部Ｈ８によりシュラウド支持板２１４に接合され得る。
【００１８】
第５の外殻セクション２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃは、炉心シュラウド２００の下側外殻セクションを形成するために、縦方向シーム溶接部Ｖ９、Ｖ１０、Ｖ１１により互いに接合され得、また、横方向シーム溶接部Ｈ７によりシュラウド支持体２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃに接合され得る。
【００１９】
第４の外殻セクション２０８ａ、２０８ｂは、炉心シュラウド２００の底部の中核外殻セクション（ｍｉｄ−ｃｏｒｅ  ｓｈｅｌｌ  ｓｅｃｔｉｏｎ）を形成するために、縦方向シーム溶接部Ｖ７、Ｖ８により互いに接合され得、また、横方向シーム溶接部Ｈ６Ａ、Ｈ６Ｂにより第５の外殻セクション２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃに接合され得る。横方向シーム溶接部Ｈ６Ａは、第４の外殻セクション２０８ａ、２０８ｂを炉心板支持リング２１６に接合していることを表し得る。横方向シーム溶接部Ｈ６Ｂは、炉心板支持リング２１６を第５の外殻セクション２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃに接合していることを表し得る。
【００２０】
第３の外殻セクション２０６ａ、２０６ｂは、炉心シュラウド２００の中央の中核外殻セクションを形成するために、縦方向シーム溶接部Ｖ５、Ｖ６により互いに接合され得、また、横方向シーム溶接部Ｈ５により第４の外殻セクション２０８ａ、２０８ｂに接合され得る。
【００２１】
第２の外殻セクション２０４ａ、２０４ｂは、炉心シュラウド２００の上部の中核外殻セクションを形成するために、縦方向シーム溶接部Ｖ３、Ｖ４により互いに接合され得、また、横方向シーム溶接部Ｈ４により第３の外殻セクション２０６ａ、２０６ｂに接合され得る。
【００２２】
第１の外殻セクション２０２ａ、２０２ｂは、炉心シュラウド２００の上側外殻セクションを形成するために、縦方向シーム溶接部Ｖ１、Ｖ２により互いに接合され得、また、横方向シーム溶接部Ｈ２、Ｈ３により第２の外殻セクション２０４ａ、２０４ｂに接合され得る。横方向シーム溶接部Ｈ２は、第１の外殻セクション２０２ａ、２０２ｂを上部ガイド支持リング２１８に接合していることを表し得る。横方向シーム溶接部Ｈ３は、上部ガイド支持リング２１８を第２の外殻セクション２０４ａ、２０４ｂに接合していることを表し得る。
【００２３】
横方向シーム溶接部Ｈ１は、第１の外殻セクション２０２ａ、２０２ｂをシュラウドフランジ２２０に接合していることを表し得る。
【００２４】
ＰＨＯＳＩＴＡに知られているように、縦方向シーム溶接部Ｖ１〜Ｖ１４における相対的なずれにより、単一の縦方向シーム溶接部のひび割れがかなりの距離にわたって（例えば、横方向シーム溶接部Ｈ１から横方向シーム溶接部Ｈ８まで）伝播し得ないことを確実にするようになされる。しかしながら、横方向シーム溶接部Ｈ１〜Ｈ８は、このようなずれ配置とされない。
【００２５】
ＳＣＣ、ＩＧＳＣＣ、およびＩＡＳＣＣが研究されてきたが、「解決策」が見出されていない。結果として、原子炉の構成要素内でひび割れが生じ、伝播し続ける。炉心シュラウドは、原子炉の老朽化が進むにつれて、極めて高い中性子フルエンスに起因した影響を特に受けやすくなる可能性がある。例えば、炉心シュラウド２００内において、関連する炉心１０２内の活性燃料は、横方向シーム溶接部Ｈ５とＨ６Ａとの間からほぼ横方向シーム溶接部Ｈ２またはＨ３まで縦方向に延び得る。したがって、横方向シーム溶接部Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５、および縦方向シーム溶接部Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８はすべて、極めて高い中性子フルエンスに曝されるものとして説明され得る。シーム溶接部のＳＣＣ、ＩＧＳＣＣ、またはＩＡＳＣＣが発生した場合には、炉心シュラウド２００が交換される可能性がある。しかしながら、より経済的に実現可能な手法は、溶接補修を行うこと、または横方向シーム溶接部、縦方向シーム溶接部、またはその両方を構造的に代替することであり得る。
【００２６】
そのような溶接補修は、シーム溶接部が覆われた（ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ）状態で行われ得るが、この手法は、技術的な観点から困難であり得る。かかる溶接補修はまた、シーム溶接部が覆われない状態でも行われ得るが、この手法は、著しい放射線被曝や休止期間中のクリティカルパスの延長などの他の問題をもたらし得る。
【００２７】
ＰＨＯＳＩＴＡに知られているように、一群として縦方向シーム溶接部を構造的に代替するタイロッドが提案されている。タイロッドは、一群として横方向シーム溶接部に十分な支持を与え得るが、かかるタイロッドは、個々の横方向シーム溶接部を構造的に代替するほど有効でない場合がある。
【００２８】
更にＰＨＯＳＩＴＡに知られているように、縦方向シーム溶接部を構造的に代替する種々のデバイスが提案されている。これらのデバイスの大部分は、縦方向シーム溶接部を含む構造を完全に貫通することを含む。かかるデバイスが用いられ得るが、縦方向シーム溶接部を含む構造の完全な貫通は、潜在的な漏出経路の形成、設置手順および原子炉安全性の計算の複雑化、および新たな定期検査要件の確立などの他の問題をもたらし得る。
【００２９】
したがって、ＳＣＣ、ＩＧＳＣＣ、またはＩＡＳＣＣを受ける原子炉の構成要素内の個々の溶接部を構造的に代替する能力を提供し得る装置および方法の必要性が存在する。炉心シュラウド２００の場合、これは、個々の横方向シーム溶接部、個々の縦方向シーム溶接部、またはその両方を構造的に代替することを含み得る。特に、個々の溶接部を含む構造を完全に貫通することなく、ＳＣＣ、ＩＧＳＣＣ、またはＩＡＳＣＣを受ける原子炉の構成要素内の個々の溶接部を構造的に代替する能力を提供し得る装置および方法の必要性が存在する。
【００３０】
ひび割れた溶接部を構造的に代替する装置および方法のための従来技術のシステム、方法、および／またはフィルタが、例えば、Ｗｈｉｔｌｉｎｇらに対する米国特許第５３９２３２２号明細書（「’３２２特許」）、Ｃｈａｒｎｌｅｙらに対する米国特許第５５２１９５１号明細書（「’９５１特許」）、Ｏｆｆｅｒらに対する米国特許第５５３０２１９号明細書（「’２１９特許」）、Ｅｒｂｅｓに対する米国特許第５５３８３８１号明細書（「’３８１特許」）、Ｅｒｂｅｓに対する米国特許第５６２１７７８号明細書（「’７７８特許」）、Ｅｒｂｅｓらに対する米国特許第５６７５６１９号明細書（「’６１９特許」）、Ｔｈｏｍｐｓｏｎらに対する米国特許第５７１２８８７号明細書（「’８８７特許」）、Ｌｏｏｃｋらに対する米国特許第５７２９５８１号明細書（「Ｌｏｏｃｋ」）、Ｅｒｂｅｓに対する米国特許第５７３７３７９号明細書（「’３７９特許」）、Ｅｒｂｅｓらに対する米国特許第５７４２６５３号明細書（「’６５３特許」）、Ｄｅａｖｅｒらに対する米国特許第５８０２１２９号明細書（「’１２９特許」）、Ｅｒｂｅｓらに対する米国特許第５８０３６８６号明細書（「’６８６特許」）、Ｇｌｅａｓｏｎらに対する米国特許第５８０３６８８号明細書（「’６８８特許」）、Ｅｒｂｅｓに対する米国特許第６０６７３３８号明細書（「’３３８特許」）、Ｗｅｅｍｓらに対する米国特許第６１３８３５３号明細書（「Ｗｅｅｍｓ  Ｉ」）、Ｅｒｂｅｓらに対する米国特許第６３４３１０７号明細書（「’１０７特許」）、Ｐａｏらに対する米国特許第６３４５９２７号明細書（「’９２７特許」）、Ｗｅｅｍｓらに対する米国特許第６３７１６８５号明細書（「Ｗｅｅｍｓ  ＩＩ」）、Ｗｅｅｍｓらに対する米国特許第６４６４４２４号明細書（「Ｗｅｅｍｓ  ＩＩＩ」）、およびＥｒｂｅｓに対する米国特許第７６４９９７０号明細書（「’９７０特許」）、およびＴｈｏｍｐｓｏｎらに対する米国特許出願公開第２００３／０２３４５４１号明細書（「’５４１公開」）、Ｓｕｇａｎｕｍａらに対する米国特許出願公開第２０１１／０１０１１７７号明細書（「Ｓｕｇａｎｕｍａ  Ｉ」）、Ｓｕｇａｎｕｍａらに対する米国特許出願公開第２０１２／００８７４５６号明細書（「Ｓｕｇａｎｕｍａ  ＩＩ」）で論じられている。
【００３１】
’１０７特許、’１２９特許、’２１９特許、’３２２特許、’３３８特許、’３７９特許、’３８１特許、’６１９特許、’６５３特許、’６８６特許、’６８８特許、’７７８特許、’８８７特許、’９２７特許、’９５１特許、’９７０特許の開示内容は、その全体が参照により本出願に組み込まれる。同様に、’５４１公開の開示内容は、その全体が参照により本出願に組み込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／００８７４５６号明細書
【発明の概要】
【００３３】
例示的な実施形態は、ひび割れた溶接部を構造的に代替する装置および方法を提供し得る。例示的な実施形態は、原子力プラントのひび割れた溶接部を構造的に代替する装置および方法を提供し得る。
【００３４】
いくつかの例示的な実施形態において、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置は、第１の把持部を備える第１の本体部、第２の把持部を備える第２の本体部、第１の本体部と第２の本体部との間の楔部、および／または調節部を備え得る。第１の本体部は、第２の本体部に摺動可能に係合するように構成され得る。楔部は、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に力を及ぼすように構成され得る。調節部は、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に楔部によって及ぼす力を増減させるように構成され得る。調節部が摺動可能に係合した第１および第２の本体部に楔部によって及ぼす力を増大させると、第１の把持部と第２の把持部との間の距離が減少し得る。
【００３５】
いくつかの例示的な実施形態において、調節部は、第１の把持部と第２の把持部との間の距離が増大するのを防止するように更に構成され得る。
【００３６】
いくつかの例示的な実施形態において、装置は保持部を更に備え得る。保持部は、第１の把持部と第２の把持部との間の距離が増大するのを防止するために、調節部と相互作用するように構成され得る。
【００３７】
いくつかの例示的な実施形態において、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置は、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間の部分とを備える本体を備え得る。第１の端部は第１の把持部を備え得る。第２の端部は第２の把持部を備え得る。本体が非撓み状態にあるときに、第１の把持部および第２の把持部は、第１の距離だけ離間し得る。本体が撓み状態にあるときに、第１の把持部および第２の把持部は、第２の距離だけ離間し得る。第２の距離は、第１の距離より大きくてもよい。
【００３８】
いくつかの例示的な実施形態において、本体が非撓み状態にあるときに、本体は第１の形状を有し得る。本体が撓み状態にあるときに、本体は第２の形状を有し得る。第１の形状は、第２の形状より湾曲していてもよい。
【００３９】
いくつかの例示的な実施形態では、本体が撓み状態にあるときに、第１の把持部が、ひび割れた溶接部を含む構造内のひび割れた溶接部の第１の側の第１のスロット内に入るように構成され得、第２の把持部が、ひび割れた溶接部を含む構造内のひび割れた溶接部の第２の側の第２のスロット内に入るように構成され得る。本体が非撓み状態にあるときに、第１の把持部が、ひび割れた溶接部を含む構造内のひび割れた溶接部の第１の側の第１のスロットを把持するように構成され得、第２の把持部が、ひび割れた溶接部を含む構造内のひび割れた溶接部の第２の側の第２のスロットを把持するように構成され得る。
【００４０】
いくつかの例示的な実施形態において、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置は、第１の把持部を備える第１の本体部、第２の把持部を備える第２の本体部、および／または調節部を備え得る。第１の本体部は、第２の本体部に摺動可能に係合するように構成され得る。調節部は、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に力を及ぼすように構成され得る。調節部は、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす力を増減させるように更に構成され得る。調節部が摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす力を増大させると、第１の把持部と第２の把持部との間の距離が減少し得る。
【００４１】
いくつかの例示的な実施形態において、調節部は、第１の把持部と第２の把持部との間の距離が増大するのを防止するように更に構成され得る。
【００４２】
いくつかの例示的な実施形態において、装置は保持部を更に備え得る。保持部は、第１の把持部と第２の把持部との間の距離が増大するのを防止するために、調節部と相互作用するように構成され得る。
【００４３】
いくつかの例示的な実施形態において、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する方法は、第１の把持部を備える第１の本体部と、第２の把持部を備える第２の本体部と、第１の本体部と第２の本体部との間の楔部と、調節部とを備える装置であって、第１の本体部が第２の本体部に摺動可能に係合するように構成され、楔部が、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に第１の力を及ぼすように構成され、調節部が、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に楔部によって及ぼす第１の力を増減させるように構成され、調節部が摺動可能に係合した第１および第２の本体部に楔部によって及ぼす第１の力を増大させると、第１の把持部と第２の把持部との間の距離が減少する、装置を得るステップ、ひび割れた溶接部を含む構造内のひび割れた溶接部の両側に、スロットであって、構造を完全に貫通しないスロットを形成するステップ、第１の把持部がひび割れた溶接部の第１の側の第１のスロット内に位置し、第２の把持部がひび割れた溶接部の第２の側の第２のスロット内に位置するように、構造の表面付近に装置を配置するステップ、および／または第１の把持部が第１のスロットを把持しかつ第２の把持部がひび割れた溶接部を構造的に代替する第２の力で第２のスロットを把持するまで第１の本体部と第２の本体部との間の距離を減少させるために、調節部を用いて、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に楔部によって及ぼす第１の力を増大させるステップを含み得る。
【００４４】
いくつかの例示的な実施形態において、方法は、ひび割れた溶接部から材料を除去するステップを含まなくてもよい。
【００４５】
いくつかの例示的な実施形態において、方法は、ひび割れた溶接部周囲の溶接熱影響部から材料を除去するステップを含まなくてもよい。
【００４６】
いくつかの例示的な実施形態において、スロットは、ひび割れた溶接部周囲の溶接熱影響部の外側に形成され得る。
【００４７】
いくつかの例示的な実施形態において、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する方法は、ひび割れた溶接部を含む構造内のひび割れた溶接部の両側に、スロットであって、構造を完全に貫通しないスロットを形成するステップ、構造の表面付近に、本体であって、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間の部分とを備え、第１の端部が第１の把持部を備え、第２の端部が第２の把持部を備える、本体を配置するステップ、第１の把持部および第２の把持部が第１の距離だけ離間した非撓み状態から、第１の把持部および第２の把持部が第１の距離より大きい第２の距離だけ離間した撓み状態に、本体を変化させるステップ、第１の把持部がひび割れた溶接部の第１の側の第１のスロット内に位置し、第２の把持部がひび割れた溶接部の第２の側の第２のスロット内に位置するように、撓み状態にある本体を移動させるステップ、および／または第１の把持部が第１のスロットを把持し、第２の把持部が、ひび割れた溶接部を構造的に代替する力で第２のスロットを把持するように、撓み状態から非撓み状態に本体を変化させるステップを含み得る。
【００４８】
いくつかの例示的な実施形態において、方法は、ひび割れた溶接部から材料を除去するステップを含まなくてもよい。
【００４９】
いくつかの例示的な実施形態において、方法は、ひび割れた溶接部周囲の溶接熱影響部から材料を除去するステップを含まなくてもよい。
【００５０】
いくつかの例示的な実施形態において、スロットは、ひび割れた溶接部周囲の溶接熱影響部の外側に形成され得る。
【００５１】
いくつかの例示的な実施形態において、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する方法は、第１の把持部を備える第１の本体部と、第２の把持部を備える第２の本体部と、調節部とを備える装置であって、第１の本体部が第２の本体部に摺動可能に係合するように構成され、調節部が、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に第１の力を及ぼすように構成され、調節部が、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす第１の力を増減させるように更に構成され、調節部が摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす第１の力を増大させると、第１の把持部と第２の把持部との間の距離が減少する、装置を得るステップ、ひび割れた溶接部を含む構造内のひび割れた溶接部の両側に、スロットであって、構造を完全に貫通しないスロットを形成するステップ、第１の把持部がひび割れた溶接部の第１の側の第１のスロット内に位置し、第２の把持部がひび割れた溶接部の第２の側の第２のスロット内に位置するように、構造の表面付近に装置を配置するステップ、および／または第１の把持部が第１のスロットを把持しかつ第２の把持部がひび割れた溶接部を構造的に代替する第２の力で第２のスロットを把持するまで第１の本体部と第２の本体部との間の距離を減少させるために、調節部を用いて、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす第１の力を増大させるステップを含み得る。
【００５２】
いくつかの例示的な実施形態において、方法は、ひび割れた溶接部から材料を除去するステップを含まなくてもよい。
【００５３】
いくつかの例示的な実施形態において、方法は、ひび割れた溶接部周囲の溶接熱影響部から材料を除去するステップを含まなくてもよい。
【００５４】
いくつかの例示的な実施形態において、スロットは、ひび割れた溶接部周囲の溶接熱影響部の外側に形成され得る。
【００５５】
上記のおよび／または他の態様および利点は、添付の図面と併せて解釈される以下の例示的な実施形態の詳細な説明からより明らかになりかつより容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、従来技術のＢＷＲにおけるＲＰＶの一部を切り欠いた断面図である。
【図２】図２は、横方向シーム溶接部により、１つの溶接部が次の溶接部に互いに溶接された、縦方向シーム溶接部を有する、複数の外殻セクションを備える関連のＢＷＲ炉心シュラウドの内部の展開された方位図を示す概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、いくつかの例示的な実施形態による、溶接部付近の炉心シュラウドの外表面の準備前の炉心シュラウドの図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、いくつかの例示的な実施形態による、溶接部付近の炉心シュラウドの外表面の準備後の炉心シュラウドの図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、いくつかの例示的な実施形態による、炉心シュラウド、外表面、溶接部、およびスロットの斜視図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、いくつかの例示的な実施形態による、炉心シュラウド、外表面、溶接部、およびスロットの上面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置の正面斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置の背面斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、いくつかの例示的な実施形態による非撓み状態および撓み状態にある本体の上面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、いくつかの例示的な実施形態による、非撓み状態から撓み状態にまたは撓み状態から非撓み状態に本体を変化させる際に作業員を補助するように構成された工具の正面斜視図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置と嵌合された工具の正面斜視図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、いくつかの例示的な実施形態による、第１の把持部が第１のスロット内に位置し、第２の把持部が第２のスロット内に位置する、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置と嵌合された工具の背面斜視図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、いくつかの例示的な実施形態による、非撓み状態から撓み状態にまたは撓み状態から非撓み状態に本体を変化させる際に作業員を補助するように構成された工具を回収した後の、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置の背面斜視図である。
【図４Ｈ】図４Ｈは、縦方向シーム溶接部Ｖ３またはＶ４における、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された２つの装置の正面図である。
【図４Ｉ】図４Ｉは、縦方向シーム溶接部Ｖ５またはＶ６における、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された３つの装置の正面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置の正面分解斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの装置の外観図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された組み立てられた装置の正面斜視図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５Ｃの組み立てられた装置の正面斜視図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、図５Ｃの組み立てられた装置の上面図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、図５Ｃの組み立てられた装置の背面斜視図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された組み立てられた装置の正面外観図である。
【図５Ｈ】図５Ｈ、第１の把持部が第１のスロット内に位置し、第２の把持部が第２のスロット内に位置する、図５Ｇの組み立てられた装置の上面図である。
【図５Ｉ】図５Ｉは、いくつかの例示的な実施形態による、第１の把持部が第１のスロット内に位置し、第２の把持部が第２のスロット内に位置する、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された組み立てられた装置の中心線に沿った断面図である。
【図５Ｊ】図５Ｊは、図５Ｉの組み立てられた装置の中心線に沿った別の断面図である。
【図５Ｋ】図５Ｋは、縦方向シーム溶接部における、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された３つの装置の正面図である。
【図５Ｌ】図５Ｌは、図５Ｋの３つの装置の外観図である。
【図５Ｍ】図５Ｍは、縦方向シーム溶接部における、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された２つの装置の正面図である。
【図５Ｎ】図５Ｎは、図５Ｍの２つの装置を下方から見た図である。
【図５Ｏ】図５Ｏは、図５Ｋの３つの装置を下方から見た図である。
【図６Ａ】図６Ａは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置の正面分解斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの楔部の拡大斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａの調節部の拡大斜視図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図６Ａの保持部の拡大斜視図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図６Ａの第２の本体部の拡大斜視図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、図６Ａの第１の本体部の拡大斜視図である。
【図６Ｇ】図６Ｇは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された組み立てられた装置の正面斜視図である。
【図６Ｈ】図６Ｈは、図６Ｇの組み立てられた装置の背面斜視図である。
【図６Ｉ】図６Ｉは、第１の把持部が第１のスロット内に位置し、第２の把持部が第２のスロット内に位置する、図６Ｇの組み立てられた装置の正面斜視図である。
【図６Ｊ】図６Ｊは、図６Ｉの組み立てられた装置の正面斜視外観図である。
【図６Ｋ】図６Ｋは、図６Ｉの組み立てられた装置の上面図である。
【図６Ｌ】図６Ｌは、図６Ｉの組み立てられた装置の底面外観図である。
【図７】図７は、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する第１の方法を示すフローチャートである。
【図８】図８は、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する第２の方法を示すフローチャートである。
【図９】図９は、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する第３の方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
ここで、添付の図面を参照しながら、例示的な実施形態をより完全に説明する。しかしながら、実施形態は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に明記する実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの例示的な実施形態は、本開示が綿密かつ完全なものであり、当業者に本発明の範囲を完全に伝えるために提供されている。図面において、層や領域の厚さは、明確さのために誇張されている。
【００５８】
ある要素が別の構成要素の「上にある」、これに「接続される」、「電気的に接続される」、または「結合される」と称される場合には、ある要素が他の構成要素の直上にあり得る、これに接続され得る、電気的に接続され得る、もしくは結合され得るまたは、介在する構成要素が存在し得ることが理解されるであろう。対照的に、ある構成要素が別の構成要素の「直上にある」、これに「直接接続される」、「直接電気的に接続される」、または「直接連結される」と称される場合には、介在する構成要素は存在しない。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のうちの１つまたは複数の任意およびすべての組み合わせを含む。
【００５９】
本明細書では、種々の要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションを説明するために第１の、第２の、第３のなどの用語を使用する場合があるが、これらの要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションはこれらの用語により限定されるべきではないことが理解されるであろう。これらの用語は、単に、ある要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションを別の要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションと区別するために使用されるに過ぎない。第１の要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションを、例えば、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションと称することができる。
【００６０】
「真下に（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下方に（ｂｅｌｏｗ）」、「下側の（ｌｏｗｅｒ）」、「上方に（ａｂｏｖｅ）」、「上側の（ｕｐｐｅｒ）」などの空間的な相対用語は、図面に示されるような、ある構成要素および／または特徴と別の構成要素および／または特徴、あるいは他の構成要素（複数可）および／または特徴（複数可）との関係を述べる説明を容易にするために本明細書で使用され得る。これらの空間的な相対用語は、図に示す向きに加えて、使用または動作の際のデバイスの様々な向きを包含するように意図されていることが理解されるであろう。
【００６１】
本明細書で使用する専門用語は、特定の例示的な実施形態のみを説明するためのものであり、例示的な実施形態を限定するようには意図されていない。本明細書で使用する場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈から明らかにそうでないとわかる場合を除き、複数形も含むように意図されている。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用する場合、記載される特徴、数字、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、１つまたは複数の他の特徴、数字、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはこれらの群の存在または追加を除外するものではないことが更に理解されるであろう。
【００６２】
他に定義されない限り、本明細書で使用するすべての用語（技術的および科学的用語を含む）は、例示的な実施形態が属する技術分野の当業者により一般に理解されるのと同じ意味を有する。一般に使用される辞書で定義されるような用語は、関連技術の文脈においてそれらの意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書において明示的に定義されない限り、理想化された意味または過度に形式的な意味に解釈されるべきではないことが更に理解されるであろう。
【００６３】
「照射緩和」という用語は、電離放射線、特に原子力プラント内における中性子フルエンスに曝露されることに起因した対応する金属の応力緩和を意味する。
【００６４】
「構造的に代替する」という用語は、元々の荷重支持部材が担っていたすべての機械的荷重を負担することを意味する。
【００６５】
「熱締付け」という用語は、第２の熱膨張係数がより高い場合に、第１の熱膨張係数を有する第１の本体が第２の熱膨張係数を有する第２の本体の外側にあることを意味する。第１および第２の本体が加熱されると、第２の本体が第１の本体より膨張し、第１の本体にその動きを拘束させるが、第２の本体の基準のフレームから、第１の本体が第２の本体に対して堅く締まる。
【００６６】
「溶接熱影響部」という用語は、溶接により微細構造および特性が変化した金属の領域を意味する。
【００６７】
ここで、添付の図面に図示される例示的な実施形態を参照するが、これら図面では、全体を通して類似の参照符号が類似の構成要素を指す場合がある。
【００６８】
図３Ａは、いくつかの例示的な実施形態による、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａおよび３０２ｂの準備前の炉心シュラウド３００の図である。図３Ｂは、いくつかの例示的な実施形態による、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａおよび３０２ｂの準備後の炉心シュラウド３００の図である。
【００６９】
図３Ａは、入口ライザ３０６と、ライザブレース３０８と、左側の移行部品３１０と、左側の二次入口開口部３１２と、左側の入口ミキサ３１４とを含む、ジェットポンプ組立体３０４を示している。ジェットポンプ組立体３０４の対応する右側の移行部品、右側の二次入口開口部、および右側の入口ミキサは、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａ、３０２ｂへのアクセスを容易にするために除去され得る。炉心シュラウド３００に関連するタイロッドは、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａへのアクセスを容易にするために除去され得るが、本出願の装置および方法は、タイロッドが適所に留まることを可能にし得る。図３Ａはまた、入口ライザ３１８と、ライザブレース３２０と、右側の移行部品３２２と、右側の二次入口開口部３２４と、右側の入口ミキサ３２６とを含む、ジェットポンプ組立体３１６を示している。ジェットポンプ組立体３０４の対応する左側の移行部品、左側の二次入口開口部、および左側の入口ミキサは、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａ、３０２ｂへのアクセスを容易にするために除去され得る。炉心シュラウド３００に関連するタイロッドは、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ｂへのアクセスを容易にするために除去され得るが、本出願の装置および方法は、タイロッドが適所に留まることを可能にし得る。
【００７０】
図３Ａと同様に、図３Ｂは、入口ライザ３０６と、ライザブレース３０８と、左側の移行部品３１０と、左側の二次入口開口部３１２と、左側の入口ミキサ３１４とを含む、ジェットポンプ組立体３０４を示している。ジェットポンプ組立体３０４の対応する右側の移行部品、右側の二次入口開口部、および右側の入口ミキサは、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａ、３０２ｂへのアクセスを容易にするために除去され得る。炉心シュラウド３００に関連するタイロッドは、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａへのアクセスを容易にするために除去され得るが、本出願の装置および方法は、タイロッドが適所に留まることを可能にし得る。図３Ａと同様に、図３Ｂはまた、入口ライザ３１８と、ライザブレース３２０と、右側の移行部品３２２と、右側の二次入口開口部３２４と、右側の入口ミキサ３２６とを含む、ジェットポンプ組立体３１６を示している。ジェットポンプ組立体３０４の対応する左側の移行部品、左側の二次入口開口部、および左側の入口ミキサは、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａ、３０２ｂへのアクセスを容易にするために除去され得る。炉心シュラウド３００に関連するタイロッドは、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ｂへのアクセスを容易にするために除去され得るが、本出願の装置および方法は、タイロッドが適所に留まることを可能にし得る。
【００７１】
加えて、図３Ｂは、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａおよび３０２ｂへの準備作業の例を示している。１つまたは複数のスロット３２８は、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａに形成され得る。同様に、１つまたは複数のスロット３３０は、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ｂに形成され得る。
【００７２】
図３Ｃは、いくつかの例示的な実施形態による、炉心シュラウド３００、外表面３０２ａ、３０２ｂ、溶接部３０２ｃ、およびスロット３２８、３３０の斜視図である。図３Ｄは、いくつかの例示的な実施形態による、炉心シュラウド３００、外表面３０２ａ、３０２ｂ、溶接部３０２ｃ、およびスロット３２８、３３０の上面図である。
【００７３】
図３Ｃおよび図３Ｄに示すように、１つまたは複数のスロット３２８および１つまたは複数のスロット３３０は、構造炉心シュラウド３００を完全に貫通することに関連する潜在的に不利な効果を回避するために、これを完全に貫通しなくてもよい。炉心シュラウド３００の厚さは、例えば、約１．５インチから約２．０インチであり得る。１つまたは複数のスロット３２８および１つまたは複数のスロット３３０の深さは、例えば、最大で炉心シュラウド３００の厚さの９０％までであり得る。１つまたは複数のスロット３２８および１つまたは複数のスロット３３０の深さは、例えば、炉心シュラウド３００の厚さの５０％以上から炉心シュラウド３００の厚さの７０％以下であり得る。
【００７４】
１つまたは複数のスロット３２８および１つまたは複数のスロット３３０は、放電加工（「ＥＤＭ」）などの、ＰＨＯＳＩＴＡに知られている技術を用いて形成され得る。いくつかの例示的な実施形態において、本出願の装置および方法の性能は、このような成形技術の品質および精度（例えば、位置精度および適切な向き）を高めることにより改善され得る。
【００７５】
図３Ｂ、図３Ｄに示すように、各スロット３２８はスロット３３０に対応し得、各スロット３３０はスロット３２８に対応し得る。特定の形状に限定されるものではないが、１つまたは複数のスロット３２８に関連する体積は、直方体の体積に近似し得る。同様に、特定の形状に限られるものではないが、１つまたは複数のスロット３３０に関連する体積は、直方体の体積に近似し得る。直方体の大きさは、例えば、幅が約３インチ、高さが約７インチ、そして深さが約１インチであり得る。しかしながら、スケーラビリティのために、これらの寸法の１つまたは複数が、それらの値より大きくまたは小さくなる可能性がある。加えて、上述のように、１つまたは複数のスロット３２８および１つまたは複数のスロット３３０は、特定の形状に限定されるものではない。
【００７６】
溶接部３０２ｃにより近接する１つまたは複数のスロット３２８の縁部は、溶接部３０２ｃに実質的に平行であり得る。同様に、溶接部３０２ｃにより近接する１つまたは複数のスロット３３０の縁部は、溶接部３０２ｃに実質的に平行であり得る。
【００７７】
溶接部３０２ｃにより近接する１つまたは複数のスロット３２８の縁部は、溶接部３０２ｃにより近接する１つまたは複数のスロット３３０の縁部に実質的に平行であり得る。１つまたは複数のスロット３２８は、１つまたは複数のスロット３３０に実質的に平行であり得る。溶接部３０２ｃから１つもしくは複数のスロット３２８または１つもしくは複数のスロット３３０までの距離は、例えば、約３インチ以上から約５インチ以下であり得る。
【００７８】
溶接部３０２ｃにより近接する１つまたは複数のスロット３２８の縁部は、外表面３０２ａに対して実質的に垂直であり得る。溶接部３０２ｃにより近接する１つまたは複数のスロット３２８の縁部は、外表面３０２ａにない１つまたは複数のスロット３２８の少なくとも一部が外表面３０２ａにおける１つまたは複数のスロット３２８の縁部より溶接部３０２ｃに近接するように、アンダーカットされ得る。いくつかの例示的な実施形態において、本出願の装置および方法の性能は、このようなアンダーカットにより改善され得る。
【００７９】
１つまたは複数のスロット３２８は、１つまたは複数のスロット３３０に対して所定の角度で位置し得る（例えば、ダブテールの関係を形成する）。角度は、例えば、約５°以上から約２０°以下であり得る。角度は、例えば、約１０°であり得る。この角度関係は、ＥＤＭ技術により生じ得る。この角度関係はまた、例えば、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａ、３０２ｂの曲率により生じ得る。加えて、この角度関係は、例えば、湾曲表面または円筒表面に対するＥＤＭの半径方向の向きにより生じ得る。いくつかの例示的な実施形態において、本出願の装置および方法の性能は、この角度関係により改善され得る。
【００８０】
図４Ａは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置４００の正面斜視図である。図４Ｂは、いくつかの例示的な実施形態による装置４００の背面斜視図である。
【００８１】
装置４００は本体４０２を備え得る。本体４０２は、ばねクランプとして働くように構成され得る。
【００８２】
本体４０２は金属を含み得る。金属の熱膨張係数は、炉心シュラウド３００の材料に関連する熱膨張係数未満であり得る。したがって、原子力プラントを、例えば、通常の運転温度まで加熱すると、この熱膨張係数の差により、炉心シュラウド３００に対する本体４０２の熱締付けが生じ得る。金属は、例えば、ＸＭ１９ステンレス鋼、６００番台のインコネル（例えば、６００、６１７、６２５、もしくは６９０）、７００番台のインコネル（例えば、７１８もしくはＸ７５０）または同等物であり得る。
【００８３】
本体４０２は、第１の端部４０４と、第２の端部４０６と、第１の端部４０４と第２の端部４０６との間の部分４０８とを備え得る。第１の端部４０４は、第１の把持部４１０を備え得る。第２の端部４０６は、第２の把持部４１２を備え得る。部分４０８は、非撓み状態から撓み状態にまたは撓み状態から非撓み状態に本体４０２を変化させる際に作業員を補助するように構成されたセクション４１４を備え得る。
【００８４】
本体４０２は、非撓み状態から撓み状態にまたは撓み状態から非撓み状態に本体４０２を変化させる際に作業員を補助するように、工具（図示せず）が本体４０２に係合できるように構成されたアクセス孔４１６を更に備え得る。
【００８５】
図４Ｃは、いくつかの例示的な実施形態による非撓み状態４１８および撓み状態４２０にある本体４０２の上面図である。本体４０２が非撓み状態４１８にあるときに、第１の把持部４１０および第２の把持部４１２は、第１の距離ｄ１だけ離間し得る。本体４０２が撓み状態４２０にあるときに、第１の把持部４１０および第２の把持部４１２は、第２の距離ｄ２だけ離間し得る。第２の距離ｄ２は、第１の距離ｄ１より大きくてもよい。
【００８６】
本体４０２が非撓み状態４１８にあるときに、本体４０２は第１の形状を有し得る。本体４０２が撓み状態４２０にあるときに、本体４０２は第２の形状を有し得る。第１の形状は、第２の形状より湾曲していてもよい。
【００８７】
本体４０２が撓み状態４２０にあるときに、第１の把持部４１０は、溶接部３０２ｃ（例えば、ひび割れた溶接部）付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａに形成されたスロット３２８内に入るように構成され得、第２の把持部４１２は、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ｂに形成されたスロット３３０内に入るように構成され得る。本体４０２が非撓み状態４１８にあるときに、第１の把持部４１０はスロット３２８を把持するように構成され得、第２の把持部４１２はスロット３３０を把持するように構成され得、溶接部３０２ｃが圧縮される。
【００８８】
図４Ｄは、いくつかの例示的な実施形態による、非撓み状態４１８から撓み状態４２０にまたは撓み状態４２０から非撓み状態４１８に本体４０２を変化させる際に作業員を補助するように構成された工具４２２の正面斜視図である。図４Ｅは、いくつかの例示的な実施形態による装置４００と嵌合された工具４２２の正面斜視図である。図４Ｆは、いくつかの例示的な実施形態による、第１の把持部４１０がスロット３２８内に位置し、第２の把持部４１２がスロット３３０内に位置する、装置４００と嵌合された工具４２２の背面斜視図であり（図４Ｆにおいて、セクション４１４は、溶接部３０２ｃと接触していてもいなくてもよい）、および図４Ｇは、いくつかの例示的な実施形態による、第１の把持部４１０がスロット３２８内に位置し、第２の把持部４１２がスロット３３０内に位置する、工具４２２を回収した後の装置４００の背面斜視図である（図４Ｇにおいて、セクション４１４は、溶接部３０２ｃと接触していてもいなくてもよい）。
【００８９】
工具４２２は、本体４２４と、アクチュエータ４２６と、第１のアーム４２８と、第２のアーム４３０とを含み得る。工具４２２は、アクセス孔４１６を用いて装置４００と嵌合するように構成され得る。アクチュエータ４２６（例えば、脱イオン水を用いた液圧アクチュエータ）は、第１の端部４０４に係合する第１のアーム４２８と、第２の端部４０６に係合する第２のアーム４３０とを使用し得る。アクチュエータ４２６に液圧動力を加えることにより、第１のアーム４２８および第２のアーム４３０が、非撓み状態４１８から撓み状態４２０に本体４０２を変化させ得る。セクション４１４を炉心シュラウド３００に対して押し付けることにより、非撓み状態４１８から撓み状態４２０に本体４０２を変化させる際に得られる機械的利点が増大し得る。
【００９０】
ＰＨＯＳＩＴＡであれば理解するように、工具４２２は、業界標準機器により遠隔操作され得る（例えば、整備用プラットホームから作業員により使用されるハンドリングポールに取り付けられ得る）。更にＰＨＯＳＩＴＡであれば理解するように、工具４２２は、業界標準機器により液圧駆動され得る。加えて、ＰＨＯＳＩＴＡであれば理解するように、工具４２２は、装置４００の材料の降伏強度を超えるほど装置４００を撓ませるべきではない。
【００９１】
図４Ｈは、縦方向シーム溶接部Ｖ３またはＶ４における、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された２つの装置４００の正面図であり、図４Ｉは、縦方向シーム溶接部Ｖ５またはＶ６における、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された３つの装置４００の正面図である。
【００９２】
いくつかの例示的な実施形態によれば、装置４００は、大きさおよび加える力の量において変更可能であり得る。したがって、使用する装置４００の大きさと使用する装置４００の数との間にはトレードオフが存在し得る（例えば、より少ない大きい装置４００対より多くの小さい装置４００）。ＰＨＯＳＩＴＡであれば理解するように、多くのファクタは、休止期間の長さ、クリティカルパスの考慮、溶接部３０２ｃなどへのアクセスに対する物理的な制限などのような決定に関わり得る。
【００９３】
いくつかの例示的な実施形態によれば、装置４００は、簡単に設置され、取り外され、交換され、または検査され得る。いくつかの例示的な実施形態によれば、装置４００は、単一部品構成を有し得る。
【００９４】
いくつかの例示的な実施形態によれば、装置４００は、照射緩和および熱締付けなどのファクタを考慮に入れて、振動に起因する損傷を防止するために予荷重がかけられ得る。いくつかの例示的な実施形態によれば、装置４００は、通常の、異常な、および冷却材喪失事故（「ＬＯＣＡ」）時のフープ応力などのフープ応力を考慮して予荷重がかけられ得る。いくつかの例示的な実施形態によれば、装置４００は、通常の、異常な、およびＬＯＣＡ時の差圧などの、炉心シュラウド３００前後の圧力差を考慮して予荷重がかけられ得る。
【００９５】
図５Ａは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置５００の正面斜視図であり、図５Ｂは、図５Ａの装置５００の外観図である。
【００９６】
装置５００は、第１の本体部５０２と、第２の本体部５０４と、調節部５０６とを備え得る。装置５００は、（例えば、燃料交換フロア上に）設置される前に予め組み立てられ得、そのプロセスを簡略化する。装置５００は、自動位置合わせクランプとして働くように構成され得る。
【００９７】
第１の本体部５０２は、第１の把持部５０８を備え得る。第２の本体部５０４は、第２の把持部５１０を備え得る。第１の本体部５０２は、第２の本体部５０４に摺動可能に係合するように構成され得る。
【００９８】
調節部５０６は、摺動可能に係合した第１の本体部５０２および第２の本体部５０４に力を及ぼすように構成され得る。調節部５０６は、摺動可能に係合した第１の本体部５０２および第２の本体部５０４に及ぼす力を増減させるように更に構成され得る。調節部５０６が摺動可能に係合した第１の本体部５０２および第２の本体部５０４に及ぼす力を増大させると、第１の把持部５０８と第２の把持部５１０との間の距離が減少し得、溶接部３０２ｃが圧縮される（ひび割れた溶接部を構造的に代替するために装置５００が使用されていると考えられる）。
【００９９】
第１の把持部５０８は、溶接部３０２ｃ（例えば、ひび割れた溶接部）付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ａに形成されたスロット３２８内に入るように構成され得、第２の把持部５１０は、溶接部３０２ｃ付近の炉心シュラウド３００の外表面３０２ｂに形成されたスロット３３０内に入るように構成され得る。調節部５０６が、摺動可能に係合した第１の本体部５０２および第２の本体部５０４に力を及ぼすときに、第１の把持部５０８はスロット３２８を把持するように構成され得、第２の把持部５１０はスロット３３０を把持するように構成され得、溶接部３０２ｃが圧縮される。
【０１００】
調節部５０６は、第１の本体部５０２と第２の本体部５０４との間の距離が増大するのを防止するように更に構成され得る。このような保持機能部は、例えば、ディテント機構、係止タブ、ピン、またはラチェット機構を含み得る。
【０１０１】
調節部５０６は、スタッド５１２とナット５１４とを備え得る。スタッド５１２は、第１の端部５１６と第２の端部５１８とを備え得る。スタッド５１２の第１の端部５１６は、第１の本体部５０２におけるアクセス孔５２０に嵌るように構成され得る。スタッド５１２の第１の端部５１６は、ナット５１４と相互作用するように更に構成され得る。例えば、スタッド５１２は、ナット５１４と嵌合するように、第１の端部５１６付近にねじ山が付けられ得る。ナット５１４を締め付けることにより、ナット５１４を通して第１の端部５１６を引き寄せることができ、第１の把持部５０８と第２の把持部５１０が互いに接近移動するか、または第１の把持部５０８が既にスロット３２８を把持しており、第２の把持部５１０が既にスロット３３０を把持している場合には、溶接部３０２ｃが圧縮される。
【０１０２】
アクセス孔５２０は、第１の本体部５０２と第２の本体部５０４が互いに真っ直ぐに整列していないときに第１の本体部５０２と第２の本体部５０４の摺動可能な係合を可能にするために、ナット５１４と相互作用するように構成され得る。この自動位置合わせ機能部は、例えば、アクセス孔５２０が実質的に球状の座部を提供しかつナット５１４が対応する実質的に球状のボールを提供する、ボールと座部の配置を含み得る。この自動位置合わせ機能部により、１つまたは複数のスロット３２８および１つまたは複数のスロット３３０に対する成形技術の品質および精度への依存を減らすことができる。
【０１０３】
スタッド５１２の第２の端部５１８は、第２の本体部５０４におけるアクセス孔５２２に嵌るように構成され得る。第１の本体部５０２と第２の本体部５０４を摺動可能に係合させたときに、スタッド５１２の第２の端部５１８は、第２の本体部５０４に対するスタッド５１２の回転を防止するために、アクセス孔５２２と相互作用し得る。
【０１０４】
装置５００は保持部５１６を更に備え得る。保持部５１６は、第１の本体部５０２と第２の本体部５０４との間の距離が増大するのを防止するために、ナット５１４と相互作用するように構成され得る。このような保持機能部は、例えば、ディテント機構、係止タブ、ピン、またはラチェット機構を含み得る。
【０１０５】
図５Ｃは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された組み立てられた装置５００の正面斜視図であり、図５Ｄは、図５Ｃの組み立てられた装置５００の別の正面斜視図であり、図５Ｅは、図５Ｃの組み立てられた装置５００の上面図であり、また図５Ｆは、図５Ｃの組み立てられた装置５００の背面斜視図である。
【０１０６】
図５Ｇは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された組み立てられた装置５００の正面斜視外観図であり、また図５Ｈは、第１の把持部５０８がスロット３２８内に位置し、第２の把持部５１０がスロット３３０内に位置する、図５Ｇの組み立てられた装置５００の上面図である。
【０１０７】
図５Ｉは、いくつかの例示的な実施形態による、第１の把持部５０８がスロット３２８内に位置し、第２の把持部５１０がスロット３３０内に位置する、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された組み立てられた装置５００の中心線に沿った断面図である。および図５Ｊは、図５Ｉの組み立てられた装置５００の中心線に沿った別の断面図である。
【０１０８】
図５Ｋは、縦方向シーム溶接部Ｖ５またはＶ６における、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された３つの装置５００の正面図であり、また図５Ｌは、図５Ｋの３つの装置５００の外観図である。タイロッド５２４は、図５Ｋと図５Ｌで視認可能である。
【０１０９】
図５Ｍは、縦方向シーム溶接部Ｖ３またはＶ４における、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された２つの装置５００の正面図である。図５Ｎは、図５Ｍの２つの装置５００を下方から見た図であり、また図５Ｏは、図５Ｋの３つの装置５００を下方から見た図である。
【０１１０】
ＰＨＯＳＩＴＡであれば理解するように、装置５００は、業界標準機器を用いて遠隔設置され得る（例えば、整備用プラットホームから作業員により使用されるハンドリングポールに取り付けられ、遠隔操作具を用いて締め付けられ得る）。
【０１１１】
いくつかの例示的な実施形態によれば、装置５００は、大きさおよび加える力の量において変更可能であり得る。したがって、使用する装置５００の大きさと使用する装置５００の数との間にはトレードオフが存在し得る（例えば、より少ない大きい装置５００対より多くの小さい装置５００）。ＰＨＯＳＩＴＡであれば理解するように、多くのファクタは、休止期間の長さ、クリティカルパスの考慮、溶接部３０２ｃなどへのアクセスに対する物理的な制限などのような決定に関わり得る。
【０１１２】
いくつかの例示的な実施形態によれば、装置５００は、簡単に設置され、取り外され、交換され、または検査され得る。いくつかの例示的な実施形態によれば、装置５００は、炉心シュラウド３００に関連するタイロッドが取り外されないとしても、溶接部３０２ｃへのアクセス性を高めるために、（例えば、設置されたときに、炉心シュラウド３００から約４インチを超えて突出しない）薄型の外形（ｌｏｗ  ｐｒｏｆｉｌｅ）を有し得る。
【０１１３】
いくつかの例示的な実施形態によれば、装置５００は、照射緩和および熱締付けなどのファクタを考慮に入れて、振動に起因する損傷を防止するために予荷重がかけられ得る。いくつかの例示的な実施形態によれば、装置５００は、通常の、異常な、およびＬＯＣＡ時のフープ応力などのフープ応力を考慮して予荷重がかけられ得る。いくつかの例示的な実施形態によれば、装置５００は、通常の、異常な、およびＬＯＣＡ時の差圧などの、炉心シュラウド３００前後の圧力差を考慮して予荷重がかけられ得る。
【０１１４】
図６Ａは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された装置６００の正面分解斜視図である。
【０１１５】
装置６００は、第１の本体部６０２と、第２の本体部６０４と、第１の本体部６０２と第２の本体部６０４との間の楔部６０６と、調節部６０８とを備え得る。装置６００は、（例えば、燃料交換フロア上に）設置される前に予め組み立てられ得、そのプロセスを簡略化する。装置６００は、楔型クランプとして働くように構成され得る。
【０１１６】
第１の本体部６０２は、第１の把持部６１０を備え得る。第２の本体部６０４は、第２の把持部６１２を備え得る。第１の本体部６０２は、第２の本体部６０４に摺動可能に係合するように構成され得る。
【０１１７】
楔部６０６は、摺動可能に係合した第１の本体部６０２および第２の本体部６０４に力を及ぼすように構成され得る。調節部６０８は、摺動可能に係合した第１の本体部６０２および第２の本体部６０４に楔部６０６によって及ぼす力を増減させるように更に構成され得る。調節部６０８が摺動可能に係合した第１の本体部６０２および第２の本体部６０４に楔部６０６によって及ぼす力を増大させると、第１の把持部６１０と第２の把持部６１２との間の距離が減少し得、溶接部３０２ｃが圧縮される（ひび割れた溶接部を構造的に代替するために装置６００が使用されていると考えられる）。
【０１１８】
調節部６０８は、楔部６０６の端部付近で働き得る（例えば、楔部６０６はねじ付き端部を有し得、調節部６０８はナットであり得る）。ナットを締め付けることにより、摺動可能に係合した第１の本体部６０２および第２の本体部６０４を通して楔部６０６を引き寄せることができ、第１の把持部６１０と第２の把持部６１２が互いに接近移動するか、または第１の把持部６１０が既にスロット３２８を把持しており、第２の把持部６１２が既にスロット３３０を把持している場合には、溶接部３０２ｃが圧縮される。
【０１１９】
調節部６０８は、第１の把持部６１０と第２の把持部６１２との間の距離が増大するのを防止するように更に構成され得る。
【０１２０】
便宜上、調節部６０８は、操作具を調節部６０８に嵌合するプロセスを簡略化するために、縦向きに配置され得る（例えば、操作具は、調節部６０８より上の整備用プラットホームから作業員により使用されるハンドリングポールに取り付けられ得る）。
【０１２１】
装置６００は保持部６１４を更に備え得る。保持部６１４は、第１の把持部６１０と第２の把持部６１２との間の距離が増大するのを防止するために、調節部６０８と相互作用するように構成され得る。
【０１２２】
図６Ｂは、図６Ａの楔部６０６の拡大斜視図であり、図６Ｃは、図６Ａの調節部６０８の拡大斜視図であり、図６Ｄは、図６Ａの保持部６１４の拡大斜視図であり、図６Ｅは、図６Ａの第２の本体部６０４の拡大斜視図であり、また図６Ｆは、図６Ａの第１の本体部６０２の拡大斜視図である。
【０１２３】
図６Ｇは、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替するように構成された組み立てられた装置６００の正面斜視図であり、図６Ｈは、図６Ｇの組み立てられた装置６００の背面斜視図であり、図６Ｉは、第１の把持部６１０がスロット３２８内に位置し、第２の把持部６１２がスロット３３０内に位置する、図６Ｇの組み立てられた装置６００の正面斜視図であり、図６Ｊは、図６Ｉの組み立てられた装置６００の正面斜視外観図であり、図６Ｋは、図６Ｉの組み立てられた装置６００の上面図であり、また図６Ｌは、図６Ｉの組み立てられた装置６００の底面外観図である。
【０１２４】
いくつかの例示的な実施形態によれば、装置６００は、大きさおよび加える力の量において変更可能であり得る。したがって、使用する装置６００の大きさと使用する装置６００の数との間にはトレードオフが存在し得る（例えば、より少ない大きい装置６００対より多くの小さい装置６００）。ＰＨＯＳＩＴＡであれば理解するように、多くのファクタは、休止期間の長さ、クリティカルパスの考慮、溶接部３０２ｃなどへのアクセスに対する物理的な制限などのような決定に関わり得る。
【０１２５】
いくつかの例示的な実施形態によれば、装置６００は、簡単に設置され、取り外され、交換され、または検査され得る。いくつかの例示的な実施形態によれば、装置６００は、炉心シュラウド３００に関連するタイロッドが取り外されないとしても、溶接部３０２ｃへのアクセス性を高めるために、（例えば、設置されたときに、炉心シュラウド３００から約４インチまたは約１００ミリメートルを超えて突出しない）薄型の外形を有し得る。
【０１２６】
いくつかの例示的な実施形態によれば、装置６００は、照射緩和および熱締付けなどのファクタを考慮に入れて、振動に起因する損傷を防止するために予荷重がかけられ得る。いくつかの例示的な実施形態によれば、装置６００は、通常の、異常な、およびＬＯＣＡ時のフープ応力などのフープ応力を考慮して予荷重がかけられ得る。いくつかの例示的な実施形態によれば、装置６００は、通常の、異常な、およびＬＯＣＡ時の差圧などの、炉心シュラウド３００前後の圧力差を考慮して予荷重がかけられ得る。
【０１２７】
図７は、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する方法を示すフローチャートである。
【０１２８】
図７に示すように、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する方法は、第１の把持部を備える第１の本体部と、第２の把持部を備える第２の本体部と、第１の本体部と第２の本体部との間の楔部と、調節部とを備える装置であって、第１の本体部が第２の本体部に摺動可能に係合するように構成され、楔部が、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に第１の力を及ぼすように構成され、調節部が、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に楔部によって及ぼす第１の力を増減させるように構成され、調節部が摺動可能に係合した第１および第２の本体部に楔部によって及ぼす第１の力を増大させると、第１の把持部と第２の把持部との間の距離が減少する、装置を得るステップ（Ｓ７００）と、ひび割れた溶接部を含む構造内のひび割れた溶接部の両側に、スロットであって、構造を完全に貫通しないスロットを形成するステップ（Ｓ７０２）と、第１の把持部がひび割れた溶接部の第１の側の第１のスロット内に位置し、第２の把持部がひび割れた溶接部の第２の側の第２のスロット内に位置するように、構造の表面付近に装置を配置するステップ（Ｓ７０４）と、第１の把持部が第１のスロットを把持しかつ第２の把持部がひび割れた溶接部を構造的に代替する第２の力で第２のスロットを把持するまで第１の本体部と第２の本体部との間の距離を減少させるために、調節部を用いて、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に楔部によって及ぼす第１の力を増大させるステップ（Ｓ７０６）とを含み得る。
【０１２９】
図８は、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する方法を示すフローチャートである。
【０１３０】
図８に示すように、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する方法は、ひび割れた溶接部を含む構造内のひび割れた溶接部の両側に、スロットであって、構造を完全に貫通しないスロットを形成するステップ（Ｓ８００）と、構造の表面付近に、本体であって、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間の部分とを備え、第１の端部が第１の把持部を備え、第２の端部が第２の把持部を備える本体を配置するステップ（Ｓ８０２）と、第１の把持部および第２の把持部が第１の距離だけ離間した非撓み状態から、第１の把持部および第２の把持部が第１の距離より大きい第２の距離だけ離間した撓み状態に、本体を変化させるステップ（Ｓ８０４）と、第１の把持部がひび割れた溶接部の第１の側の第１のスロット内に位置し、第２の把持部がひび割れた溶接部の第２の側の第２のスロット内に位置するように、撓み状態にある本体を移動させるステップ（Ｓ８０６）と、第１の把持部が第１のスロットを把持し、第２の把持部が、ひび割れた溶接部を構造的に代替する力で第２のスロットを把持するように、撓み状態から非撓み状態に本体を変化させるステップ（Ｓ８０８）とを含み得る。
【０１３１】
図９は、いくつかの例示的な実施形態による、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する方法を示すフローチャートである。図９に示すように、原子力プラント内のひび割れた溶接部を構造的に代替する方法は、第１の把持部を備える第１の本体部と、第２の把持部を備える第２の本体部と、調節部とを備える装置であって、第１の本体部が第２の本体部に摺動可能に係合するように構成され、調節部が、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に第１の力を及ぼすように構成され、調節部が、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす第１の力を増減させるように更に構成され、調節部が摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす第１の力を増大させると、第１の把持部と第２の把持部との間の距離が減少する、装置を得るステップ（９００）と、ひび割れた溶接部を含む構造内のひび割れた溶接部の両側に、スロットであって、構造を完全に貫通しないスロットを形成するステップ（９０２）と、第１の把持部がひび割れた溶接部の第１の側の第１のスロット内に位置し、第２の把持部がひび割れた溶接部の第２の側の第２のスロット内に位置するように、構造の表面付近に装置を配置するステップ（９０４）と、第１の把持部が第１のスロットを把持しかつ第２の把持部がひび割れた溶接部を構造的に代替する第２の力で第２のスロットを把持するまで第１の本体部と第２の本体部との間の距離を減少させるために、調節部を用いて、摺動可能に係合した第１および第２の本体部に及ぼす第１の力を増大させるステップ（９０６）とを含み得る。
【０１３２】
ＰＨＯＳＩＴＡであれば理解するように、本出願のひび割れた溶接部を構造的に代替する装置および方法について炉心シュラウド３００を参照して概説してきたが、本出願のひび割れた溶接部を構造的に代替する装置および方法は、原子力プラント内の他の構成要素にも、また原子力プラント内にない他の構成要素にも適用可能である。
【０１３３】
特に例示的な実施形態を示しかつ説明してきたが、当業者であれば、以下の特許請求の範囲により定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態または細部に種々の変更を加えることができることを理解するであろう。
【符号の説明】
【０１３４】
１００…原子炉圧力容器、ＲＰＶ、１０２…炉心、１０４…給水入口、１０６…給水スパージャ、１０８…下降管円環、１００…ＲＰＶ、１１０…炉心シュラウド、１１２…燃料束集合体、燃料集合体、１１４…上部ガイド、１１６…炉心板、１１８…炉心下部プレナム、１２０…炉心上部プレナム、１２２…シュラウドヘッド、１２４…スタンドパイプ、１２６…汽水分離器、１２８…混合プレナム、１３０…蒸気乾燥器、１３２…蒸気ドーム、１３４…蒸気出口、１３６…再循環水出口、１３８…ジェットポンプ組立体、１４０…再循環水入口、１４２…入口ミキサ、ミキサ、１４４…エルボ、１４６…入口ライザ、１４８…ディフューザ、２００…炉心シュラウド、２０２ａ…第１の外殻セクション、２０２ｂ…第１の外殻セクション、２０４ａ…第２の外殻セクション、２０４ｂ…第２の外殻セクション、２０６ａ…第３の外殻セクション、２０６ｂ…第３の外殻セクション、２０８ａ…第４の外殻セクション、２０８ｂ…第４の外殻セクション、２１０ａ…第５の外殻セクション、２１０ｂ…第５の外殻セクション、２１０ｃ…第５の外殻セクション、２１２ａ…シュラウド支持体、２１２ｂ…シュラウド支持体、２１２ｃ…シュラウド支持体、２１４…シュラウド支持板、２１６…炉心板支持リング、２１８…上部ガイド支持リング、２２０…シュラウドフランジ、３００…炉心シュラウド、３０２ａ…外表面、３０２ｂ…外表面、３０２ｃ…溶接部、３０４…ジェットポンプ組立体、３０６…入口ライザ、３０８…ライザブレース、３１０…移行部品、３１２…二次入口開口部、３１４…入口ミキサ、３１６…ジェットポンプ組立体、３１８…入口ライザ、３２０…ライザブレース、３２２…移行部品、３２４…二次入口開口部、３２６…入口ミキサ、３２８…スロット、３３０…スロット、４００…装置、４０２…本体、４０４…第１の端部、４０６…第２の端部、４０８…部分、４１０…第１の把持部、４１２…第２の把持部、４１４…セクション、４１６…アクセス孔、４１８…非撓み状態、４２０…撓み状態、４２２…工具、４２４…本体、４２６…アクチュエータ、４２８…第１のアーム、４３０…第２のアーム、５００…装置、５０２…第１の本体部、５０４…第２の本体部、５０６…調節部、５０８…第１の把持部、５１０…第２の把持部、５１２…スタッド、５１４…ナット、５１６…第１の端部、保持部、５１８…第２の端部、５２０…アクセス孔、５２２…アクセス孔、５２４…タイロッド、６００…装置、６０２…第１の本体部、６０４…第２の本体部、６０６…楔部、６０８…調節部、６１０…第１の把持部、６１２…第２の把持部、６１４…保持部、Ｈ１…横方向シーム溶接部、Ｈ２…横方向シーム溶接部、Ｈ３…横方向シーム溶接部、Ｈ４…横方向シーム溶接部、Ｈ５…横方向シーム溶接部、Ｈ６…横方向シーム溶接部、Ｈ６Ａ…横方向シーム溶接部、Ｈ６Ｂ…横方向シーム溶接部、Ｈ７…横方向シーム溶接部、Ｈ８…横方向シーム溶接部、Ｖ１…縦方向シーム溶接部、Ｖ２…縦方向シーム溶接部、Ｖ３…縦方向シーム溶接部、Ｖ４…縦方向シーム溶接部、Ｖ５…縦方向シーム溶接部、Ｖ６…縦方向シーム溶接部、Ｖ７…縦方向シーム溶接部、Ｖ８…縦方向シーム溶接部、Ｖ９…縦方向シーム溶接部、Ｖ１０…縦方向シーム溶接部、Ｖ１１…縦方向シーム溶接部、Ｖ１２…縦方向シーム溶接部、Ｖ１３…縦方向シーム溶接部、Ｖ１４…縦方向シーム溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2019215360.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図５Ｋ】
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【図５Ｌ】
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【図５Ｍ】
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【図５Ｎ】
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【図５Ｏ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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【図６Ｋ】
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【図６Ｌ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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