(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その第１端の円周の周りに複数のシュラウド突耳（１０４）を有する炉心シュラウド（２０）と、前記炉心シュラウド（２０）及び原子炉圧力容器（１０）の側壁（１６）がその間に環状空間（２８）を画定するように、前記原子炉圧力容器（１０）の内部に前記炉心シュラウド（２０）を支持するために配置され、前記シュラウドの第２端が結合されたシュラウド支持構造体（２４）とを含む、前記原子炉圧力容器（１０）中の前記シュラウド（２０）を修理するための修理装置（６０）であって、
上部安定ブロック（１００）及び前記上部安定ブロック（１００）に摺動自在に結合された上部安定ウェッジ（１０２）を含み、シュラウド突耳（１０４）と結合するように構成された上部安定装置組立体（６２）と、
前記シュラウド（２０）に係合するように構成された下部安定ブロック（１４４）及び前記下部安定ブロック（１４４）と摺動自在に結合された下部安定ウェッジ（１４６）を含む下部安定装置組立体（６４）と、
第１端（１８０）で前記上部安定装置組立体（６２）にまた第２端（１８２）で前記下部安定装置組立体（６４）に結合されそれらの間に延びた、外側表面を有するタイロッド（６６）と、
を含むことを特徴とする修理装置（６０）。
【請求項２】
前記上部安定装置組立体（６２）は、ジャックボルト（１３２）をさらに含み、前記ジャックボルト（１３２）は、前記上部安定ウェッジ（１０２）中のジャックボルト開口（１３４）を通して延び、かつ前記上部安定ブロック（１００）中のジャックボルト開口（１３６）と螺合することを特徴とする請求項１に記載の修理装置（６０）。
【請求項３】
前記下部安定装置組立体（６４）は、ジャックボルト（１６８）をさらに含み、前記ジャックボルト（１６８）は前記下部安定ウェッジ（１４６）中のジャックボルト開口（１７０）を通して延び、かつ前記下部安定ブロック（１４４）中のジャックボルト開口（１７２）と螺合することを特徴とする請求項２に記載の修理装置（６０）。
【請求項４】
前記上部安定ウェッジ（１０２）及び前記下部安定ウェッジ（１４６）それぞれは、前記対応するジャックボルト（１３２、１６８）と係合するように構成されたラチェット固定ばね（１３８，１７６）をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の修理装置（６０）。
【請求項５】
前記下部安定ウェッジ（１４６）は、前記原子炉圧力容器（１０）の側壁（１６）と係合するように構成された水平方向の安定化ばね（１７８）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の修理装置（６０）。
【請求項６】
前記上部安定ウェッジ（１０２）は、前記原子炉圧力容器（１０）の側壁（１６）と係合するように構成された一体化された板ばね部分（１４０）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の修理装置（６０）。
【請求項７】
前記タイロッド（６６）は、タイロッドナット（１８４）及びばね座金（１８６）で前記上部安定ブロック（１００）に取り付けられ、前記ばね座金（１８６）は前記タイロッドナット（１８４）及び前記上部安定ブロック（１００）の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の修理装置（６０）。
【請求項８】
前記タイロッド（６６）は、前記外側表面に複数の長手方向の溝（１９８）を含むことを特徴とする請求項１に記載の修理装置（６０）。
【請求項９】
前記タイロッド（６６）は、前記タイロッド（６６）外側表面に装着されたスリーブ（２０２）を含み、前記スリーブ（２０２）は長手方向のフィン（２０４）を有する外側表面を含み、前記スリーブ（２０２）は、前記タイロッド（６６）の前記外側表面の少なくとも１部分を覆うことを特徴とする請求項１に記載の修理装置（６０）。
【請求項１０】
前記タイロッド（６６）は、前記第１端（１８０）にリミットストッパ（１８８）をさらに含み、前記リミットストッパ（１８８）は、前記シュラウド（２０）に係合するように構成され、前記リミットストッパ（１８８）は、前記上部安定ブロック（１００）の底部表面の対をなす穴（１９４，１９６）に係合するように構成された少なくとも１つのシヤピン（１９０，１９２）を含むことを特徴とする請求項１に記載の修理装置（６０）。
【請求項１１】
その第１端の円周の周りに複数のシュラウド突耳（１０４）を含む炉心シュラウド（２０）と、
前記シュラウド（２０）及び原子炉圧力容器（１０）の側壁（１６）がその間に環状空間（２８）を画定するように、前記原子炉圧力容器（１０）の内部に前記炉心シュラウド（２０）を支持するために配置され、前記シュラウド（２０）の第２端が結合されたシュラウド支持構造体（２４）と、
前記環状空間（２８）内に位置づけられた少なくとも１つのシュラウド修理装置（６０）を含み、
前記シュラウド修理装置（６０）が、
上部安定ブロック（１００）及び前記上部安定ブロック（１００）に摺動自在に結合された上部安定ウェッジ（１０２）を含み、シュラウド突耳（１０４）と結合した上部安定装置組立体（６２）と、
前記シュラウド（２０）に係合した下部安定ブロック（１４４）及び前記下部安定ブロック（１４４）と摺動自在に結合された下部安定ウェッジ（１４６）を含む下部安定装置組立体（６４）と、
第１端（１８０）で前記上部安定装置組立体（６２）にまた第２端（１８２）で前記下部安定装置組立体（６４）に結合されそれらの間に延びた、外側表面を有するタイロッド（６６）と、
を含むことを特徴とする原子炉圧力容器（１００）。
【請求項１２】
前記上部安定装置組立体（６２）は、ジャックボルト（１３２）をさらに含み、前記ジャックボルト（１３２）は、前記上部安定ウェッジ（１０２）中のジャックボルト開口（１３４）を通して延び、かつ前記上部安定ブロック（１００）中のジャックボルト開口（１３６）と螺合することを特徴とする請求項１１に記載の原子炉圧力容器（１００）。
【請求項１３】
前記下部安定装置組立体（６４）は、ジャックボルト（１６８）をさらに含み、前記ジャックボルト（１６８）は前記下部安定ウェッジ（１４６）中のジャックボルト開口（１７０）を通して延び、かつ前記下部安定ブロック（１４４）中のジャックボルト開口（１７２）と螺合することを特徴とする請求項１２に記載の原子炉圧力容器（１００）。
【請求項１４】
前記上部安定ウェッジ（１０２）及び前記下部安定ウェッジ（１４６）それぞれは、前記対応するジャックボルト（１３２、１６８）と係合するように構成されたラチェット固定ばね（１３８，１７６）をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の原子炉圧力容器（１００）。
【請求項１５】
前記下部安定ウェッジ（１４６）は、前記原子炉圧力容器（１０）の側壁（１６）と係合するように構成された水平方向の安定化ばね（１７８）をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の原子炉圧力容器（１００）。
【請求項１６】
前記上部安定ウェッジ（１０２）は、前記原子炉圧力容器（１２）の側壁（１６）と係合するように構成された一体化された板ばね部分（１４０）をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の原子炉圧力容器（１００）。
【請求項１７】
前記タイロッド（６６）は、タイロッドナット（１８４）及びばね座金（１８６）で前記上部安定ブロック（１００）に取り付けられ、前記ばね座金（１８６）は前記タイロッドナット（１８４）及び前記上部安定ブロック（１００）の間に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の原子炉圧力容器（１００）。
【請求項１８】
前記タイロッド（６６）は、前記外側表面に複数の長手方向の溝（１９８）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の原子炉圧力容器（１００）。
【請求項１９】
前記タイロッド（６６）は、前記タイロッド（６６）の外側表面に装着されたスリーブ（２０２）を含み、前記スリーブ（２０２）は長手方向のフィン（２０４）を有する外側表面を含み、前記スリーブ（２０２）は、前記タイロッド（６６）の前記外側表面の少なくとも１部分を覆うことを特徴とする請求項１１に記載の原子炉圧力容器（１００）。
【請求項２０】
前記タイロッド（６６）は、前記第１端（１８０）にリミットストッパ（１８８）をさらに含み、前記リミットストッパ（１８８）は、前記シュラウド（２０）に係合するように構成され、前記リミットストッパ（１８８）は、前記上部安定ブロック（１００）の底部表面の対をなす穴（１９４，１９６）に係合するように構成された少なくとも１つのシヤピン（１９０，１９２）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の原子炉圧力容器（１００）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して原子炉の保守及び修理に関し、より具体的には、沸騰水型原子炉の燃料炉心シュラウドの修理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は、一般的に概ね円筒形の形状を有し、両端が、例えば底部ヘッド及び着脱自在の上部ヘッドにより閉じられている。時にはグリッドと呼ばれる上部ガイドが、ＲＰＶの内部の炉心プレートの上方に間隔を置いて配置される。炉心シュラウド、またはシュラウドは、炉心プレートを囲繞し、またシュラウド支持構造体により支持される。炉心シュラウドは、原子炉冷却水流れ隔壁でありまた炉心構成部品の構造支持体でもある。具体的に言えば、シュラウドは、概ね円筒形の形状を有し、また炉心プレート及び上部ガイドの両方を囲繞する。上部ガイドは、複数の開口を含み、そして燃料集合体が、その開口を通して挿入されて炉心プレートにより支持される。
【０００３】
シュラウドは、その大きさのため、複数のステンレス鋼の円筒形のセクションを一体に溶接することにより形成される。具体的には、隣接するシュラウドのセクションのそれぞれの端部が、円周上の溶接で結合される。原子炉の運転中には、円周上の溶接継手は、シュラウドの構造保全性を低下させる可能性がある溶接熱による変質域中に応力腐食割れ（ＳＣＣ）を受ける可能性がある。特に、横方向の地震／動的荷重が、亀裂が入った溶接個所で相対的な変位を引き起こす可能性があり、これにより多量の炉心の流れ漏洩並びに制御棒の挿入及び安全な閉鎖を妨げることがある炉心の不整合を生じる可能性がある。
【０００４】
ＳＣＣを受ける可能性がある溶接個所を含むシュラウドは、水面の６０フィート下方の離れた閉じ込められた位置に設置されており、燃料交換中の停止の間でのみアクセス可能である。停止中の電力生産の損失にはかなりの費用が掛かるので、どのような修理作業も、特にシュラウド溶接修理作業の必要時間は極力少なくすることが望ましい。
【特許文献１】
米国特許第５４０２５７０号  １９９５年４月公開
【特許文献２】
米国特許第５５３８３８１号  １９９６年７月公開
【特許文献３】
米国特許第５６２１７７８号  １９９７年４月公開
【特許文献４】
米国特許第５６７５６１９号  １９９７年１０月公開
【特許文献５】
米国特許第５７４２６５３号  １９９８年４月公開
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現用の原子炉構成部品に対して据え付け機械加工する必要が全くなく、原子炉圧力容器に迅速に据え付けられる原子炉圧力容器中のシュラウド修理装置。例示的な実施形態において、修理装置は、上部安定装置組立体、下部安定装置組立体、並びに上部及び下部安定装置の間に延びかつそれらに結合されるように構成されたタイロッドを含む。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上部安定装置は、上部安定ブロック及び上部安定ブロックに摺動自在に結合された上部安定ウェッジを含む。上部安定ブロックは、対のシュラウド突耳に結合するように構成される。上部安定装置組立体は、上部安定ウェッジ中のジャックボルト開口を通して延び、かつ上部安定ブロック中のジャックボルト開口と螺合するジャックボルトをさらに含む。上部安定ウェッジは、ジャックボルトの締り具合を維持するためにジャックボルトと係合するように構成されたラチェット固定ばねを含む。上部安定ウェッジは、ウェッジ中のスロットにより形成される一体化された板ばね部分をさらに含み、原子炉圧力容器側壁に係合するように構成される。板ばね部分は、組立中にジャックボルトを締めて運転中に生じる環状空間の幅の変化を吸収するように柔軟性を備える一方様々な原子炉運転状態の場合に半径方向荷重及び摩擦の相互作用荷重も制限する。
【０００７】
下部安定装置組立体は、下部安定ブロック及び下部安定ブロックに摺動自在に結合された下部安定ウェッジを含む。下部安定ブロックは、シュラウドに係合するように構成される。下部安定装置組立体は、下部安定ウェッジ中のジャックボルト開口を通して延び、かつ下部安定ブロック中のジャックボルト開口に螺合するジャックボルトもまた含む。その上、下部安定ウェッジは、ジャックボルトの締り具合を維持するためにジャックボルトと係合するように構成されたラチェット固定ばねを含む。水平方向安定化ばねが、原子炉圧力容器側壁に係合するウェッジの表面に装着される。水平方向安定化ばねは、原子炉圧力容器の側壁に係合するように構成される。
【０００８】
タイロッドは、各端部にねじが切られる。片方の端部は、底部安定ブロック中のタイロッド開口に螺合する。他方の端部は、上部安定ブロックにより受け入れられタイロッドナットにより固定される。タイロッドナットは、上部安定ブロックに対してタイロッド荷重に反力を及ぼす。１つの実施形態において、タイロッドは、ニッケル−クロム−鉄合金Ｘ−７５０鋼から製造される。タイロッド予荷重は、Ｘ−７５０タイロッド及びステンレス鋼シュラウドの間の膨張差のために運転温度で増大する。Ｘ−７５０タイロッドでは、タイロッドの差熱収縮が、所望の運転予荷重にとって必要とされるよりも増す。これを補償するために、皿ばね座金が、ロッドナット及び上部安定ブロックの間に配置される。ばね座金は、低い機械的設置予荷重、例えば５０００ポンドで僅かだけ撓むが、熱的完全予荷重でさらに圧縮して上部安定ブロックに平らに着座する。
【０００９】
リミットストッパが、タイロッドの上端の近傍に装着される。リミットストッパは、上部安定ブロックの底部の対をなす穴に適合する２つのシヤピンを含み、運転中にタイロッドを支持するためのピン結合された振動防止結合だけでなく、タイロッドを締めるためのトルク抑止をもたらす。
【００１０】
タイロッドの外側表面は、タイロッドの流れが引き起こす振動を制限するためにタイロッド周辺の周りに間隔を置いて配置された複数の長手方向の溝を含む。溝は、渦脱離振動数をタイロッド固有振動数以下に減少させるのでタイロッドの共振励振は起きない。
【００１１】
上述のシュラウド修理装置は、現用の原子炉構成部品に対して据え付け機械加工をする必要が全くないので、原子炉圧力容器に迅速かつ容易に取り付けられる。下部安定装置組立体及びタイロッドは、タイロッドを下部安定ブロックにねじ込んで仮組立てされる。この組立体は、環状空間中の所定の位置に下げられ、下部安定装置は突出する炉心プレート支持棚と係合する。下部安定ウェッジは、次いで下部安定ブロック上の定位置に下げられ、ジャックボルトを締め付けることで調節される。ラチェット固定ばねは、ジャックボルトが弛むのを防止する。
【００１２】
上部安定装置組立体は、シュラウド及び原子炉圧力容器外壁の間の環状空間区域中の定位置に下げられ、上部安定ブロック中のセンター穴を通してタイロッドと係合する。上部安定ブロック上端の突耳開口が、次いで対のシュラウド突耳に嵌合する。タイロッドナットは、次いで定位置に下げられて、下部安定ブロックをシュラウド炉心プレート支持棚の底部表面に着座させるタイロッドに締結される。ラチェット固定ばねは、タイロッドナットが原子炉の運転中に弛むのを防止する。上部安定ウェッジは、次いで定位置に下げられてジャックボルトを締めることで調節される。ラチェット固定ばねは、原子炉運転中にジャックボルトが弛むのを防止する。一般的に、４つの修理装置が、シュラウドの周りに等間隔に配置されて、原子炉圧力容器中に据え付けられて亀裂が入ったシュラウド溶接個所を修理する。
【００１３】
上述のシュラウド修理装置は、据え付けに先立って現用の原子炉構成部品に据え付け機械加工を一切必要としないので、原子炉圧力容器中に迅速かつ容易に据え付けられる。修理装置は、シュラウドに横方向の支持をもたらし、シュラウドに締め付け力を与えてシュラウドの結合の保全性を維持し、円周上のシュラウド溶接個所のいかなる応力腐食割れの影響を克服する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、沸騰水型原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１０の部分的に破断された断面図である。ＲＰＶ１０は、概ね円筒形の形状を有し、１端は底部ヘッド１２によりまたそのもう１方の端部は着脱自在の上部ヘッド１４により閉じられる。側壁１６は、底部ヘッド１２から上部ヘッド１４まで延びる。円筒形の形状をした炉心シュラウド２０が、原子炉炉心２２を囲繞する。シュラウド２０は、１端でシュラウド支持体２４により支持され、またもう１方の端部に着脱自在のシュラウドヘッド２６を含む。環状空間２８が、シュラウド２０及び側壁１６の間に形成される。ポンプデッキ３０は、リング状の形状をしていて、シュラウド支持体２４及びＲＰＶ側壁１６の間に延びる。ポンプデッキ３０は、複数の円形開口３２を含み、各開口はジェットポンプ組立体３４を収納する。ジェットポンプ組立体３４は、炉心シュラウド２０の周りの円周上に配置される。
【００１５】
熱が炉心２２の内部に発生し、炉心は、核分裂物質の燃料集合体３６を含む。炉心２２を通して循環し終わった水が、少なくとも部分的には蒸気に変換される。気水分離器３８が、蒸気を水から分離し、その水が再循環される。残留水が、蒸気乾燥機４０により蒸気から除去される。蒸気は、容器上部ヘッド１４の近傍の蒸気吐出口４２を通ってＲＰＶ１０を出ていく。
【００１６】
炉心２２で発生する熱量は、例えばハフニウムのような中性子吸収物質の制御棒４４を挿入したり引き抜いたりすることで調節される。制御棒４４が燃料集合体３６中に挿入されるレベルによって、制御棒４４はさもないと炉心２２に熱を発生させる連鎖反応を促進するのに利用され得るはずの中性子を吸収する。制御棒案内管４６が、挿入及び引き抜きの間に制御棒４４の垂直方向の動きを維持する。制御棒駆動装置４８が、制御棒４４の挿入及び引き抜きを実行する。制御棒駆動装置４８は、底部ヘッド１２を貫通して延びる。
【００１７】
燃料集合体３６は、炉心２２の基部に設置された炉心プレート５０により位置合わせされる。上部ガイド５２は、燃料集合体３６が炉心２２に下ろされるときそれらを位置合わせする。炉心プレート５０及び上部ガイド５２は、炉心シュラウド２０により支持される。
【００１８】
図２は、本発明の例示的な実施形態に従ってＲＰＶ１０のシュラウド２０に搭載されたシュラウド修理装置６０の正面図を示す。図３は、シュラウド修理装置６０の側面図を示す。図２及び図３を参照すれば、シュラウド修理装置６０は、上部安定装置組立体６２、下部安定装置組立体６４並びに上部及び下部安定装置組立体６２及び６４の間に延びるタイロッド６６を含む。
【００１９】
シュラウド修理装置６０は、シュラウド２０に装着されて、シュラウド２０及び燃料集合体３６の全てのセグメントを確実に位置決めする。１つの例示的な実施形態において、４つのシュラウド修理装置６０が、シュラウド２０に装着されて、シュラウド２０の周りの円周方向に配置される。別の実施形態において、４より多いかまたは４より少ない数のシュラウド修理装置が用いられて、シュラウド２０を修理したりシュラウド溶接個所の応力腐食割れに関連する問題を克服したりすることが可能である。
【００２０】
シュラウド２０は、シュラウドヘッドフランジ６８、上部シュラウドセクション７０、上部ガイド支持体７２、中間シュラウドセクション７４，７６及び７８、炉心プレート支持体８０並びに下部シュラウドセクション８２を含む。円周上の溶接部８４，８６，８８，９０，９２，９４及び９６は、シュラウド要素を一体に結合する。円周上の溶接部９８は、下部シュラウドセクションをシュラウド支持体２４に装着する。溶接部８４，８６，８８，９０，９２，９４，９６及び９８は、時にはそれぞれ溶接部Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６，Ｈ６Ａ，Ｈ６Ｂ，及びＨ７と呼ばれることもある。
【００２１】
原子炉炉心２２に最も近いシュラウド溶接部、例えば溶接部８６，８８，９０，９２及び９４は、応力腐食割れを受ける可能性がより大きいということが一般的に認められている。シュラウド修理装置６０は、溶接部８６，８８，９０，９２及び／または９４中の欠陥により損なわれたシュラウド２０の全てのセグメントを確実に位置決めするのに有効である。
【００２２】
また図４、図５、及び図６を参照すれば、上部安定装置組立体６２は、上部安定ブロック１００及び上部安定ブロック１００に摺動自在に結合された上部安定ウェッジ１０２を含む。上部安定ブロック１００は、シュラウドヘッドフランジ６８の周りの円周上に設置されたシュラウド突耳１０４に結合するように構成される。具体的に言えば、上部安定ブロック１００は、第１部分１０６及び第1部分１０６の第１側面１１０から延びる第２部分１０８を含む。上部安定ブロック第１部分１０６の第2側面１１２は、シュラウド２０に係合するように構成される。具体的に言えば、第2側面１１２は、シュラウドヘッドフランジ６８、上部シュラウドセクション７０及び上部ガイド支持体７２に係合するように構成される。上部安定装置第2部分１０８は、ウェッジ１０２に係合するように構成される。具体的に言えば、第2部分はテーパーが付けられ、ウェッジ係合表面１１４を備える。
【００２３】
上部安定装置第１部分１０６は、１対のシュラウド突耳１０４を受け入れる寸法に作られたスロットの付いた開口１１６を含む。さらに、スロットの付いた開口１１６は、次いで現用のシュラウドＴボルト１１７の取り付けに適応し、そのボルトを用いてシュラウドヘッド２６をシュラウド２０に固定する。また第１部分１０６は、第１端１２０からスロットの付いた開口１１６まで延びる穴１１８を含む。穴１１８は、タイロッド６６を受け入れる寸法に作られる。
【００２４】
上部安定ウェッジ１０２は、テーパー付き第１側面１２２及び対向する第２側面１２４を含む。第１側面１２２は、上部安定ブロック第２部分１０８のウェッジ係合表面１１４を受け入れる寸法に作られた溝１２６を含む。溝１２６は、ウェッジ１０２の第１端１２８から少なくとも部分的にウェッジ１０２の第２端１３０に向かって延びる。
【００２５】
上部安定装置組立体６２は、上部安定ウェッジ１０２中のジャックボルト開口１３４を通して延び、かつ上部安定ブロック第２部分１０８中のジャックボルト開口１３６に螺合するジャックボルト１３２をさらに含む。上部安定ウェッジジャックボルト開口１３４は、ウェッジ１０２の第２端１３０から溝１２６中に延びる。上部安定ウェッジ１０２は、またジャックボルト１３２の締り具合を維持するためにジャックボルト１３２と係合するように構成されたラチェット固定ばね１３８を含む。溝１２６は、上部安定ウェッジ１０２の整合を維持し、ジャックボルト１３２によりウェッジ１０２の垂直位置調整を可能にする。ウェッジのテーパー付き側面１２２に沿った調整を利用して、ウェッジ１０２を上部安定ブロック１００及び圧力容器側壁１６の間に指定されたような締り嵌めで取り付ける一方、環状空間２８の幅のいかなる変化にも適応する。
【００２６】
上部安定ウェッジ１０２は、ウェッジ１０２中のスロット１４２により形成される一体化された板ばね部分１４０をさらに含む。板ばね部分１４０は、原子炉圧力容器１０の側壁１６に係合するように構成される。板ばね部分１４０は、組立ての際にジャックボルト１３２を締めて環状空間２８の幅の運転中の変化を吸収するように柔軟性を与える一方、様々な原子炉運転状況に対して半径方向荷重及び摩擦相互作用荷重を制限する。
【００２７】
図７、図８、及び図９を参照すれば、下部安定装置組立体６４は、下部安定ブロック１４４及び下部安定ブロック１４４に摺動自在に結合される下部安定ウェッジ１４６を含む。下部安定ブロック１４４は、シュラウド２０に係合するように構成される。具体的に言えば、下部安定ブロック１４４は、シュラウド２０に係合するよう構成された第１側面１４８及び下部安定ウェッジ１４６に係合するように構成されたテーパー付きの第２側面１５０を含む。唇状部分１５２は、下部安定ブロック１４４の第１側面１４８から延びる。唇状部分１５２は、炉心プレート支持体８０により形成される棚１５４に係合するように構成される。第１側面１４８は、中間シュラウドセクション７６及び７８に係合するように構成される。下部安定ブロック１４４は、またタイロッド６６を受け入れる寸法に作られたねじが切られた開口１５６を含む。
【００２８】
下部安定ウェッジ１４６は、テーパー付き第１側面１５８及び第２側面１６０を含む。第１側面１５８は、下部安定ブロック１４４を受け入れる寸法に作られた溝１６２を含む。溝１６２は、ウェッジ１４６の第１端１６４から少なくとも部分的にウェッジ１４６の第２端１６６に向かって延びる。
【００２９】
下部安定装置組立体６４は、下部安定ウェッジ１４６中のジャックボルト開口１７０を通して延び、かつ下部安定ブロック１４４中のジャックボルト開口１７２に螺合するジャックボルト１６８をさらに含む。下部安定ウェッジジャックボルト開口１７０は、ウェッジ１４６の第２端１６６から溝１６２中に延びる。下部安定ウェッジ１４６は、またジャックボルト１６８の締り具合を維持するためにジャックボルト１６８に係合するように構成されたラチェット固定ばね１７６を含む。
【００３０】
水平方向安定化ばね１７８は、ウェッジ１４６の第２側面１６０に装着される。水平方向安定化ばね１７８及びウェッジ１４６の第２側面１６０は、原子炉圧力容器１０の側壁１６に係合するように構成される。水平方向安定化ばね１７８は、ＲＰＶ側壁１６に対して直角な下部安定装置組立体６４の方向を維持する。安定化ばね１７８は、上述の上部安定ウェッジ１０２で一体化された板ばね１４０がもたらすのと同じ柔軟性、予荷重及び隙間をもたらす寸法に作られる。
【００３１】
再び図２及び図３を参照すれば、タイロッド６６は、各端部でねじが切られている。第１端１８０は、下部安定ブロック１４４中のねじが切られたタイロッド開口１５６と螺合する。第２端１８２は、上部安定ブロック穴１１８により受け入れられ、タイロッドナット１８４により固定される。タイロッドナット１８４は、上部安定ブロック１００に対してタイロッド荷重に反力を及ぼす。１つの実施形態において、タイロッド６６は、ニッケル−クロム−鉄合金Ｘ−７５０鋼から製造される。タイロッド６６予荷重は、Ｘ−７５０鋼タイロッド６６及びステンレス鋼シュラウド２０の間の膨張差により運転温度で増大する。Ｘ−７５０タイロッド６６を用いると、所望の運転予荷重に必要とされるものよりタイロッド６６が生じる差熱収縮が多い。これを補償するために、皿ばね座金１８６が、ロッドナット１８４及び上部安定ブロック１００の間に配置される。ばね座金１８６は、低い機械的設置予荷重、例えば５０００ポンド（２２６８ｋｇ）で僅かだけ撓むが、熱的完全予荷重、例えば４０，０００ポンド（１８，１４４ｋｇ）でさらに圧縮して上部安定ブロック１００に平らに着座する。
【００３２】
リミットストッパ１８８が、タイロッド６６の第２端１８２の近傍に装着される。リミットストッパ１８８は、上部安定ブロック第１部分１０６中の対をなす穴１９４及び１９６に適合するシヤピン１９０及び１９２を含む。シヤピン１９０及び１９２は、運転中にタイロッド６６を支持するためのピン結合された振動防止結合だけでなくタイロッドナット１８４を締める際に、タイロッド６６に対してトルク抑止をもたらす。リミットストッパ１８８は、溶接部８８及び９０に欠陥が生じた場合、起こり得るシュラウドセクション７４の水平方向の変位を制限する。
【００３３】
タイロッドを用いる既知のシュラウド修理装置では、タイロッドの流れにより引き起こされる振動（ＦＩＶ）を避けるために、環状空間の交差流による渦脱離振動数より充分に高くするようにタイロッド固有振動数を増大させるための中間支持体を設けることが通常必要である。タイロッド６６は、交互に変化する流れ力の大きさと振動数を減少させるためにタイロッド６６の周囲の周りに間隔を置いて配置された複数の長手方向の溝１９８を含み、従って中間支持体の必要性を無くす。溝１９８は、円筒形のタイロッド６６を、渦脱離振動数をタイロッド６６の固有振動数より低い安全マージンである値まで減少させるいくつかの小さな部分に分割するよう冷却水交差流流れに影響を与える。結果として、タイロッド６６の共振励振は、起こらない。溝１９８は、規則的にまたは不規則に間隔を置いて配置することが可能である。図１０は、流れ渦動の累積共振相互作用に干渉する不規則に間隔を置いて配置された溝１９８を示す。溝１９８は、タイロッド６６の中央部分２００に沿って長手方向に延びる。溝１９８の方向は、タイロッド６６の軸方向の荷重に平行であるので、溝１９８は、タイロッド６６には構造上応力集中を全く生じない。
【００３４】
別の実施形態において、図１１及び図１２に示されるように、溝１９８は、タイロッド６６に装着されたスリーブ２０２に置きかえられる。長手方向のフィン２０４は、スリーブ２０２から半径方向に突出する。スリーブ２０２は、ジェットポンプ組立体３４の吸い込口２０６に隣接するタイロッド６６上に配置され、そこでは交差流速度が、タイロッド６６のＦＩＶについて懸念を抱かせるほど高くなる。スリーブ２０２の長さが、タイロッド６６より小さいのはなぜかというと、スリーブ２０２がタイロッド６６に与える耐ＦＩＶ特性が、ジェットポンプ吸い込口２０６の近傍の環状空間２８流れ領域中にあるタイロッド６６の比較的に短い長さにわたってのみ必要とされるからである。スリーブ２０２は、２つの手段によりＦＩＶを抑制する。第１に、スリーブ２０２のフィン形状に対するストローハル数は、円筒体に対するより低いということである。第２に、突出するフィン２０４は、タイロッド６６の残りの長さにわたって著しく質量を追加することも機械加工することもなく、タイロッド６６の特徴的直径を増大させることである。これらの影響の両方ともが、タイロッド６６のより高い固有振動数から励振振動数を分離するマージンを与える渦脱離振動数を直接的に減少させる。
【００３５】
上述のシュラウド修理装置６０は、現用の原子炉構成部品に対して据え付け機械加工を全く必要としないので、原子炉圧力容器１０に迅速かつ容易に据え付けられる。下部安定装置組立体６４及びタイロッド６６は、タイロッド６６が下部安定ブロック１４４にねじ込まれて、仮組立てされる。タイロッド６６及び下部安定ブロック１４４は、次いで環状空間２８中の所定の位置に下げられ、下部安定ブロック１４４は突出する炉心プレート支持棚１５４と係合する。下部安定ウェッジ１４６は、次いで下部安定ブロック１４４上の所定の位置に下げられ、ジャックボルト１６８を締めることで調節される。ラチェット固定ばね１７６は、ジャックボルト１６８が弛むのを防止する。
【００３６】
上部安定装置組立体６２は、シュラウド２０及び原子炉圧力容器外側壁１６の間の環状空間２８中の所定の位置に下げられ、上部安定ブロック１００中の穴１１８を通してタイロッド６６に係合する。上部安定ブロック１００の上端のスロット付き突耳開口１１６は、次いで対のシュラウド突耳１０４に嵌合する。皿ばね座金１８６及びタイロッドナット１８４は、次いで所定の位置に下げられてタイロッド６６に締結され、下部安定ブロック１４４をシュラウド炉心プレート支持棚１５４の底部表面に着座させる。ラチェット固定ばね（図示せず）は、タイロッドナット１８４が原子炉運転中に弛むのを防止する。上部安定ウェッジ１０２は、次いで所定の位置に下げられてジャックボルト１３２を締めることで調節される。ラチェット固定ばね１３８は、ジャックボルト１３２が原子炉運転中に弛むのを防止する。一般的に、４つの修理装置６０が、シュラウド２０の周りに等間隔に配置されて、原子炉圧力容器１０中に据え付けられ亀裂が入ったシュラウド溶接部８６，８８，９０，９２及び９４を修理する。
【００３７】
上述のシュラウド修理装置６０は、据え付けに先立ち現用の原子炉構成部品を据え付け機械加工をする必要が全くないので、原子炉圧力容器１０に迅速かつ容易に据え付けられる。修理装置は、シュラウド２０に横方向の支持を施し、またシュラウド２０に締め付け力を与え、シュラウド結合の保全性を維持し円周上のシュラウド溶接部８６，８８，９０，９２及び９４中のいかなる応力腐食割れの影響をも克服する。
【００３８】
その上に、スロット付き突耳開口１１６は、著しい追加の荷重なしで現用のシュラウド突耳Ｔボルト１１７付属装置の使用を可能にする。現用のシュラウドＴボルト１１７により突耳１０４に掛けられる通常の上向きの荷重は、新規の下向きのタイロッド６６予荷重のおよそ半分であり、従って突耳１０４に対する正味の操作荷重は増加しない。さらに、シュラウドＴボルト１１７は、タイロッド６６に接続する荷重経路中の全体の有効耐力をもたらし、従ってより高いＬＯＣＡ事故状態の圧力上昇荷重に対する追加のマージンを生じる。
【００３９】
本発明は、様々な特定の実施形態の見地から今まで述べてきたが、熟練当業者には、本発明が、特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内に含まれる変更形態で実施され得るということが解かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  沸騰水型原子炉圧力容器の部分破断断面図。
【図２】  本発明の実施形態に従ったシュラウド修理装置の正面図。
【図３】  図２中に示されるシュラウド修理装置の側面図。
【図４】  図２中に示されるシュラウド修理装置の上部の拡大側面図。
【図５】  図２中に示されるシュラウド修理装置の上部安定ウェッジ組立体の上面図。
【図６】  図２中に示されるシュラウド修理装置の上部安定ウェッジ組立体の斜視図。
【図７】  図２中に示されるシュラウド修理装置の下部の拡大側面図。
【図８】  図２中に示されるシュラウド修理装置の下部安定装置組立体の上面図。
【図９】  図２中に示されるシュラウド修理装置の下部安定装置組立体の正面図。
【図１０】  図２中に示されるシュラウド修理装置のタイロッドの線Ａ−Ａによる横断面図。
【図１１】  本発明の別の実施形態に従ったシュラウド修理装置のタイロッドの側面図。
【図１２】  図１１に示されるタイロッドの線Ｂ−Ｂによる横断面図。
【符号の説明】
１０  原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
１２  底部ヘッド
１４  上部ヘッド
１６  ＲＰＶ側壁
２０  炉心シュラウド
２２  原子炉炉心
２４  シュラウド支持体
２６  シュラウドヘッド
２８  環状空間
３０  ポンプデッキ
３２  円形開口
３４  ジェットポンプ組立体
３６  燃料集合体
３８  気水分離器
４０  蒸気乾燥機
４２  蒸気吐出口
４４  制御棒
４６  制御棒案内管
４８  制御棒駆動装置
５０  炉心プレート
５２  上部ガイド
６０  シュラウド修理装置
６２  上部安定装置組立体
６４  下部安定装置組立体
６６  タイロッド
６８  シュラウドヘッドフランジ
７０  上部シュラウドセクション
７２  上部ガイド支持体
７４，７６，７８  中間シュラウドセクション
８０  炉心プレート支持体
８４，８６，８８，９０，９２，９４，９６，９８  円周上の溶接部
１００  上部安定ブロック
１０２  上部安定ウェッジ
１０４  シュラウド突耳
１０６  上部安定ブロック第１部分
１０８  上部安定ブロック第２部分
１１０  第１部分第１側面
１１２  第１部分第２側面
１１４  ウェッジ係合表面
１１６  スロット付き開口
１１７  シュラウドＴボルト
１１８  穴
１２０  上部安定ブロック第１部分第１端
１２２  ウェッジテーパー付き第１側面
１２４  ウェッジ第２側面
１２６  ウェッジ溝
１２８  ウェッジ第１端
１３０  ウェッジ第２端
１３２  ジャックボルト
１３４  ウェッジジャックボルト開口
１３６  上部安定ブロックジャックボルト開口
１３８  ラチェット固定ばね
１４０  一体化された板ばね部分
１４２  スロット
１４４  下部安定ブロック
１４６  下部安定ウェッジ
１４８  下部安定ブロック第１側面
１５０  下部安定ブロック第２側面
１５２  唇状部分
１５４  棚
１５６  ねじが切られた開口
１５８  ウェッジテーパー付き第１側面
１６０  ウェッジ第２側面
１６２  溝
１６４  ウェッジ第１端
１６６  ウェッジ第２端
１６８  ジャックボルト
１７０  ウェッジジャックボルト開口
１７２  下部安定ブロックジャックボルト開口
１７６  ラチェット固定ばね
１７８  水平方向安定化ばね
１８０  タイロッド第１端
１８２  タイロッド第２端
１８４  タイロッドナット
１８６  皿ばね座金
１８８  リミットストッパ
１９０，１９２  シヤピン
１９４，１９６  対をなす穴
１９８  溝
２００  タイロッド中央部分
２０２  スリーブ
２０４  長手方向のフィン
２０６  ジェットポンプ吸込口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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