(57)【要約】【課題】燃料サイクル中の効率的なＣＲＤＭ冷却及び運転停止中のＣＲＤＭへの接近しやすさの両方をもたらし、運転停止中の蓋アセンブリの分解及び組み立て直しを容易にする蓋アセンブリを提供する。【解決手段】ＲＰＶ用の蓋アセンブリ１４は、着脱式のＲＰＶ締切蓋２０と、並んだ一連のＣＲＤＭ３０と、耐震プラットフォーム２６と、ミサイルシールドアセンブリ４０と、大気を引き込んで電磁コイルスタックアセンブリ３６間を横切らせる冷却システムとを備えている。冷却システムは、下部シュラウド５０と、内部ダクト５２と、複数のファンアセンブリ５６とを有する。蓋アセンブリ１４は、蓋アセンブリ１４全体を一体型ユニットとして、又は、耐震プラットフォーム２６の上方の構造体をサブアセンブリとして、運搬するためのリフト脚部８０を有する。【選択図】図１
2005099013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＰＶ用の蓋アセンブリであって、
ＲＰＶ締切蓋と、
前記ＲＰＶ締切蓋から間隔をおいて設けられた耐震プラットフォームと、
並んだ一連のＣＲＤＭであって、その各々が電磁コイルスタックアセンブリを有し、下端部が前記ＲＰＶによって支持され、上端部が前記耐震プラットフォームによって支持されている、並んだ一連のＣＲＤＭと、
前記電磁コイルスタックアセンブリを包囲する下部シュラウドであって、上端部が、前記耐震プラットフォームから間隔をおいた位置にあって前記ＣＲＤＭの周囲の大気と空気流連通している下部シュラウドと、
前記並んだ一連のＣＲＤＭ内に配置された複数の内部ダクトであって、その各々が、前記下部シュラウドと空気流連通状態に配置された下端部から上端部まで延びている複数の内部ダクトと、
前記耐震プラットフォームの上方に配置されて、前記内部ダクトと空気流連通している上部プレナムと、
前記上部プレナム内に配置されたミサイルシールドアセンブリと、
前記上部プレナム上に配置されて前記上部プレナムと空気流連通している複数のファンアセンブリと、
前記ＲＰＶ締切蓋に連結されて、前記耐震プラットフォーム、前記上部プレナム及び前記ミサイルシールドアセンブリを支持するリフト脚部であって、それにより、前記蓋アセンブリを一体型アセンブリとして取り外すリフト脚部と
を備えた蓋アセンブリ。
【請求項２】
前記内部ダクトは、支持ばねを有する請求項１に記載の蓋アセンブリ。
【請求項３】
前記内部ダクトは、前記支持ばねによって前記コイルスタックアセンブリに当接状態に支持される請求項２に記載の蓋アセンブリ。
【請求項４】
前記内部ダクトは、前記耐震プラットフォームによって耐震支持される請求項１に記載の蓋アセンブリ。
【請求項５】
前記内部ダクトは、前記耐震プラットフォーム内に配置されたダクト部分内に内部プレートを有する請求項４に記載の蓋アセンブリ。
【請求項６】
前記内部ダクトは、前記上部プレナムによって支持される請求項１に記載の蓋アセンブリ。
【請求項７】
前記内部ダクト及び前記上部プレナムは、
前記耐震プラットフォームの下方に配置されて前記内部ダクトと空気流連通している環状ヘッダダクトと、
前記環状ヘッダダクト及び前記上部プレナムに空気流連通している少なくとも１つの交差ダクトと
を介して空気流連通している請求項１に記載の蓋アセンブリ。
【請求項８】
前記内部ダクトは、前記環状ヘッダダクトによって支持される請求項７に記載の蓋アセンブリ。
【請求項９】
前記リフト脚部の各々は、上脚部材に着脱式に連結された下脚部材を有し、
前記下脚部材は、前記ＲＰＶ締切蓋に連結されて、前記耐震プラットフォームを支持し、
前記上脚部材は、前記上部プレナム及び前記ミサイルシールドアセンブリを支持し、
それにより、前記上脚部材を前記下脚部材から取り外した時、前記上部プレナム、前記上部プレナム上に配置された前記ファンアセンブリ及び前記ミサイルシールドアセンブリを、サブアセンブリとして、前記ＲＰＶの上方から取り外すことができ、
それにより、前記上脚部材を前記下脚部材に取り付けた時、前記蓋アセンブリを一体型アセンブリとして取り外すことができる請求項１に記載の蓋アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉圧力容器（「ＲＰＶ」）用の蓋アセンブリに係り、特に、一体型ユニットとして運搬することができる一体型蓋アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
商用加圧水型原子力発電プラントは、約１〜２年に及ぶ燃料サイクル中に発電運転され、次に、約１ヶ月以上に及ぶ計画燃料交換及び保守点検のために停止される。これらの運転停止の最初に、制御棒駆動機構（「ＣＲＤＭ」）、ＣＲＤＭ冷却システム、ＣＲＤＭ耐震プラットフォーム及びミサイルシールドを含めて、ＲＰＶに関連した着脱式ＲＰＶ締切蓋、蓋上方装置(overhead equipment)及び冷却空気配管（これらは集合的に当該業界では「蓋アセンブリ」として知られる）の切り離し及び／又は取り外しを行って、ＲＰＶの内部に配置されている燃料アセンブリに接近できるようにしなければならない。そして、運転停止の最後に、次の燃料サイクルを開始する前に、蓋アセンブリを組み立て直さなければならない。たとえば、特許文献１には、コンクリートミサイルシールドを備えた従来型アセンブリが開示されている。多くの分解及び組み立て直しステップ及びサブステップは、複雑で実施に高コストがかかる傾向があると共に、放射能環境でのクリティカルパススケジュールに長時間が必要である。最新の蓋アセンブリ構造では、これらの構造体を一体型ユニットとして運搬して、より効率的かつ安全な運転停止を容易にしている。しかし、これらの新しい構造は、冷却空気の向きを直すために変更構造体を備えており、これは、ＣＲＤＭを完全又は部分的に包囲し、そのため、修理及び保守のためにＣＲＤＭに接近するのを妨げる。たとえば、特許文献２〜５には、さまざまなモジュール式、一体型及び簡略型蓋アセンブリに関することが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４，６７８，６２３号（第１図）
【特許文献２】米国特許第４，６７８，６２３号
【特許文献３】米国特許第４，８２８，７８９号
【特許文献４】米国特許第５，７４２，６５２号
【特許文献５】米国特許第６，０６１，４１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一体型蓋アセンブリの発展及び他の特許改良は、より迅速で安全な運転停止を容易にしてきたが、原子炉業界は、プラントの運転、燃料交換及び保守を行う上で、より効率的で安全な方法を常に探しているといった問題点がある。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、燃料サイクル中の効率的なＣＲＤＭ冷却及び運転停止中のＣＲＤＭへの接近しやすさの両方をもたらす改良型蓋アセンブリを提供することを目的とする。さらに、運転停止中の蓋アセンブリの分解及び組み立て直しを容易にする蓋アセンブリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る蓋アセンブリは、原子炉圧力容器（「ＲＰＶ」）用の蓋アセンブリであって、着脱式のＲＰＶ締切蓋と、ＲＰＶ締切蓋から間隔をおいて設けられた耐震プラットフォームと、並んだ一連のＣＲＤＭであって、その各々が電磁コイルスタックアセンブリを有し、下端部がＲＰＶによって支持され、上端部が耐震プラットフォームによって支持されている並んだ一連のＣＲＤＭと、電磁コイルスタックアセンブリを包囲する下部シュラウドであって、上端部が、耐震プラットフォームから間隔をおいた位置にあってＣＲＤＭの周囲の大気と空気流連通している下部シュラウドと、並んだ一連のＣＲＤＭ内に配置された複数の内部ダクトであって、その各々が、下部シュラウドと空気流連通状態に配置された下端部から上端部まで延びている複数の内部ダクトと、耐震プラットフォームの上方に配置されて、内部ダクトと空気流連通している上部プレナムと、上部プレナム内に配置されたミサイルシールドアセンブリと、上部プレナム上に配置されて上部プレナムと空気流連通している複数のファンアセンブリと、ＲＰＶ締切蓋に連結されて、耐震プラットフォーム、上部プレナム及びミサイルシールドアセンブリを支持するリフト脚部であって、それにより、蓋アセンブリを一体型アセンブリとして取り外すリフト脚部とを備えている。
【０００７】
内部ダクトは、支持ばねを有することが好ましい。
内部ダクトは、支持ばねによってコイルスタックアセンブリに当接状態に支持されることが好ましい。
内部ダクトは、耐震プラットフォームによって耐震支持されることが好ましい。
内部ダクトは、耐震プラットフォーム内に配置されたダクト部分内に内部プレートを有することが好ましい。
内部ダクトは、上部プレナムによって支持されることが好ましい。
内部ダクト及び上部プレナムは、耐震プラットフォームの下方に配置されて内部ダクトと空気流連通している環状ヘッダダクトと、環状ヘッダダクト及び上部プレナムに空気流連通している少なくとも１つの交差ダクトとを介して空気流連通していることが好ましい。
内部ダクトは、環状ヘッダダクトによって支持されることが好ましい。
リフト脚部の各々は、上脚部材に着脱式に連結された下脚部材を有し、下脚部材は、ＲＰＶ締切蓋に連結されて、耐震プラットフォームを支持し、上脚部材は、上部プレナム及びミサイルシールドアセンブリを支持し、それにより、上脚部材を前記下脚部材から取り外した時、上部プレナム、上部プレナム上に配置されたファンアセンブリ及びミサイルシールドアセンブリを、サブアセンブリとして、ＲＰＶの上方から取り外すことができ、それにより、上脚部材を下脚部材に取り付けた時、蓋アセンブリを一体型アセンブリとして取り外すことができることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、下部シュラウド、内部ダクト、上部プレナム、ミサイルアセンブリ、及び複数のファンアセンブリを設けたので、燃料サイクル中の効率的なＣＲＤＭ冷却及び運転停止中のＣＲＤＭへの接近しやすさの両方をもたらすことがでる。また、耐震プラットフォーム、上部プレナム及びミサイルシールドアセンブリを支持するリフト脚部をＲＰＶ締切蓋に連結することによって、蓋アセンブリを一体型アセンブリとして取り外すようにしたので、運転停止中の蓋アセンブリの分解及び組み立て直しを容易にすることができる。さらに、好都合なことに、既存プラントのアップグレードに使用できると共に、新設プラントにも用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、燃料交換カナル１６の一端部内で上向きに延びた本発明による蓋アセンブリ１４を備えた、原子炉キャビティ１２内の原子炉圧力容器（「ＲＰＶ」）１０を示している。本発明を具現する蓋アセンブリ１４は、新設でも、既存プラントの後付けでもよい。図１は、燃料サイクル中の後付けＲＰＶ１０を示している。次の運転停止の初めに、締切スタッド（スタッド１８で示す）のナットを「スタッドテンショナ」として知られる装置によって緩めて、ＲＰＶ締切蓋２０及び蓋上方装置及び配管を取り外し、それによって、邪魔されることなくＲＰＶ１０内の燃料アセンブリ（図示せず）に接近することができるようにしなければならない。
【００１０】
図１に示されている蓋アセンブリ１４は通常、複数のＣＲＤＭ貫通ノズル２２を有するＲＰＶ締切蓋２０を備えている。ＣＲＤＭ貫通ノズル２２は、燃料サイクル中には絶縁体２４内に埋め込まれている。（スタッドテンショナレール２８を支持する）耐震プラットフォーム２６が、ＲＰＶ締切蓋２０から間隔をおいて設けられている。ＲＰＶ締切蓋２０及び耐震プラットフォーム２６間に、並んだ一連のＣＲＤＭ３０が配置されている。各ＣＲＤＭ３０は、ＣＲＤＭ貫通ノズル２２によって支持された下端部３２と、耐震プラットフォーム２６によって支持された上端部３４とを有する。また、各ＣＲＤＭ３０は、対応の電磁コイルスタックアセンブリ３６を有し（各スタックアセンブリを３つのコイル対として図示）、これは、燃料サイクル中に常に除去が必要な大量の熱を発生する。故障した（failed）ＣＲＤＭ３０のエネルギを吸収するために、重金属製のプレート４２を有するミサイルシールドアセンブリ４０が、ＣＲＤＭ３０の上端部３４の上方に配置されている。
【００１１】
ＣＲＤＭ冷却システムが、電磁コイルスタックアセンブリ３６で発生した熱を除去するように構成されている。本発明のＣＲＤＭ冷却システムは通常、下部シュラウド５０と、並んだ一連のＣＲＤＭ３０内に配置された内部ダクト５２と、上部プレナム５４と、複数のファンアセンブリ５６とを有し、ファンアセンブリは、ＣＲＤＭ３０の周囲の大気から空気を引き込んでコイルスタックアセンブリ３６間を横切らせた後、直接的又は冷却空気配管（図示せず）を通すかのいずれかによって一般大気に排出する。
【００１２】
下部シュラウド５０は、大気と空気流連通している上端部６０を有し、コイルスタックアセンブリ３６を取り囲んでいる。図１は、特許文献１に示されているシュラウドのような下部シュラウド５０を示している。このため、後付けアセンブリの下部シュラウド５０は、コイルスタックアセンブリ３６を包囲してＣＲＤＭプレナム６２まで延びるバッフル６１を有することができ、ＣＲＤＭプレナム６２は、以前は垂直に延びるエルボーダクトに接続されていた１つ又は複数のダクト接続部６４を有する。好都合なことに、これらのエルボーダクトはもはや必要なく、取り除くことができる。接続部６４及び他の使用されない開口は好ましくは、カバー６６で封止して、空気が冷却システムに漏入しないようにする。
【００１３】
各内部ダクト５２は、下部シュラウド５０と空気流連通状態に配置された下端部７０から上端部７２まで延びている。各内部ダクト５２は、任意の適当な断面を有することができる。したがって、内部ダクト５２は、おおむね図２に示されているような「Ｌ」字形、矩形又は任意の他の適当な形状にすることができる。下端部７０は好ましくは、弾性ばね７４によってコイルスタックアセンブリ３６に当接状態に支持され、この弾性ばね７４は、内部ダクト５２の細い変形した長さにすることができる。この構造は、下端部７０を横方向に支持するのに加えて、高い作動温度でのこれらの部材間の熱膨張の差を吸収するであろう。各内部ダクト５２の上端部７２は、上部プレナム５４と空気流連通している。好ましくは、上端部７２は、たとえば、ダクトフランジ（図示せず）を貫通するボルトで上部プレナム５４によって支持される。好ましくは、各内部ダクト５２において、図２に示されている十字形７６などの内部耐震構造を、耐震プラットフォーム２６を貫通するダクト５２の部分内に配置して、地震荷重を耐震プラットフォーム２６に伝達する。
【００１４】
ファンアセンブリ５６は、上部プレナム５４上に配置されて上部プレナム５４と空気流連通しており、冷却空気をＣＲＤＭ冷却システムに通す。図１に示されているように、ミサイルシールドアセンブリ４０は、上部プレナム５４内に配置されている。好都合なことに、プレート４２は、換気穴を必要としないで、流れる空気で冷却することができる。
【００１５】
蓋アセンブリ１４は、一体型アセンブリである。したがって、蓋アセンブリ１４の構成部品は、リフト脚部８０によって相互連結され、リフト脚部８０は、蓋アセンブリのリフトリグ８４に連結するための連結部８２を有し、それにより、プラントのポーラクレーン(polar crane)をリフトリグ８４に連結して、蓋アセンブリ１４を一体型ユニットとして運搬することができる。最も好ましくは、各リフト脚部８０は、上脚部材８６、及び着脱式に連結された下脚部材８８を有する。上脚部材８６は、ミサイルシールド４０及び上部プレナム５４を支持する。下脚部材８８は、（容器ラグによって）ＲＰＶ締切蓋２０に連結されて、耐震プラットフォーム２６を支持する。リフト脚部８０の着脱式脚部材８６，８８は、ボルトによってクレビスアセンブリ９０内で互いに取り付けることができる。クレビスアセンブリ９０のボルトを緩めると、ミサイルシールド４０及び上部プレナム５４をサブアセンブリとして取り外すことができる。好都合なことに、これによって耐震プラットフォーム２６に容易に接近して、ＣＲＤＭ３０、電源ケーブル（図示せず）、制御棒位置表示器ケーブル（図示せず）及び他の付属部品（図示せず）の検査及び保守を行うことができる。上脚部材８６及び下脚部材８８を取り付けると、蓋アセンブリ１４全体を一体型ユニットとして取り外すことができる。
【００１６】
図１は、上脚部材８６がミサイルシールドアセンブリ４０、上部プレナム５４及びファンアセンブリ５６をサブアセンブリとして支持する構造配置を全般的に示している。２インチ厚さの炭素鋼プレートにすることができるほぼ水平のプレート４２は、水平のプレート４２の上部にボルト留め又は溶接されて水平に延びる支持ビーム９２によって支持することができる。水平支持ビーム９２は、垂直支柱９４に直接的又はアングル材を介してボルト留め又は溶接することができ、垂直支柱は、上下の環状梁９６にボルト留め又は溶接することができる。図３は、直交する２対のビーム９２によるそのような配置を示している。好都合なことに、この配置は、空気流が炭素鋼製のプレート４２の周囲を流れる十分な領域９８を与える。垂直支柱９４は、リフト脚部８０の上脚部材８６にボルト留め又は溶接することができる。別のミサイルシールド支持構造が、米国特許第６，０６１，４１５号に示されている。上部プレナム５４は、支柱９４及び環状梁９６及び／又は上脚部材８６によって支持されたプレートで構成してもよい。
【００１７】
図４は、本発明の別の実施形態を示し、この場合、内部ダクト５２が耐震プラットフォーム２６を貫通していない。代わりに、内部ダクト５２は、環状ヘッダダクト１０４に連通している出口１０２まで上向きに延びている。環状ヘッダダクト１０４は、スタッドテンショナレール１０８によって支持される一方、第２スタッドテンショナレール１０６を支持することができる。内部ダクト５２及び上部プレナム５４間を空気流連通させるために、環状ヘッダダクト１０４及び上部プレナム５４間に交差ダクト１０８を設けてもよい。交差ダクト１０８は、フランジ付き連結部１１０を有し、これを切り離すことにより、ミサイルシールド４２／上部プレナム５４サブアセンブリを容易に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を具現する蓋アセンブリの第１実施形態の概略図である。
【図２】図１に示された蓋アセンブリ内に配設された内部ダクト用の耐震支持の概略平面図である。
【図３】図１に示された蓋アセンブリ内に配置されたミサイルシールドアセンブリの概略平面図である。
【図４】本発明を具現する蓋アセンブリの第２実施形態の概略図である。
【符号の説明】
【００１９】
１４  蓋アセンブリ、２０  ＲＰＶ締切蓋、２６  耐震プラットフォーム、３６  電磁コイルスタックアセンブリ、４０  ミサイルシールドアセンブリ、４２  プレート（内部プレート）、５０  下部シュラウド、５２  内部ダクト、５４  上部プレナム、５６  ファンアセンブリ、８０  リフト脚部、８６  上脚部材、８８  下脚部材、１０４  環状ヘッダダクト、１０８  交差ダクト。
【図１】
2005099013.tif 000003
【図２】
2005099013.tif 000004
【図３】
2005099013.tif 000005
【図４】
2005099013.tif 000006