(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１のだぼボルト穴（１３６）を有する炉心スプレー管路の下降管（２０）を、原子炉（１０）内の炉心シュラウド（１２）に連結するための下降管連結装置（３６）において、
前記下降管（２０）と係合すべきくさびハウジング（４８）であって、少なくとも１つの第２のだぼボルト穴（１０２）を有するくさびハウジング（４８）と、
前記くさびハウジング（４８）と係合すべきくさびフランジ（４０）と、
前記くさびハウジング（４８）内に配置された複数のセグメント（８４）を有するくさび（４４）と、
各々が前記くさびハウジング（４８）内の前記第２のだぼボルト穴（１０２）と前記第１のだぼボルト穴（１３６）とを貫通するように構成された少なくとも１つのだぼボルト（７４）、
とを含むことを特徴とする下降管連結装置（３６）。
【請求項２】
前記くさびフランジ（４０）及び前記くさびハウジング（４８）の各々が少なくとも１つのくさびフランジボルト穴を有すると共に、前記装置（３６）が互いに整列した前記くさびフランジボルト穴を貫通して延びるように形成された少なくとも１本のくさびフランジボルト（７２Ａ，７２Ｂ）を更に含む請求項１記載の下降管連結装置（３６）。
【請求項３】
円筒形の管（５２）及びエルボ（５６）を更に含み、前記管（５２）の第１の末端（１０８）は前記くさびハウジング（４８）に連結され、かつ前記エルボ（５６）は前記管の第２の末端（１１２）に連結されている請求項１または２に記載の下降管連結装置（３６）。
【請求項４】
前記エルボの第２の末端（１１８）に連結された下部フランジ（６２）を更に含んでいて、前記エルボの第２の末端（１１８）は前記炉心シュラウド（１２）に連結されるように構成されている請求項３記載の下降管連結装置（３６）。
【請求項５】
前記下部フランジ（６２）が少なくとも１つの下部フランジボルト穴を有すると共に、前記下降管連結装置（３６）が前記下部フランジボルト穴を貫通して延びる少なくとも１本の下部フランジボルト（７６）を更に含む請求項４記載の下降管連結装置（３６）。
【請求項６】
前記下部フランジボルト（７６）と係合すべき少なくとも１個のナット（１２８）を有するナットバー（６４）を更に含む請求項５記載の下降管連結装置（３６）。
【請求項７】
前記下部フランジボルト（７６）と係合すべきクランプ（６８）を更に含む請求項６記載の下降管連結装置（３６）。
【請求項８】
前記くさびハウジング（４８）及び前記下降管（２０）と係合すべき管シール（５０）を更に含む請求項１乃至７に記載の下降管連結装置（３６）。
【請求項９】
前記管シール（５０）が柔軟な二重ダイアフラム型の封止装置である請求項８記載の下降管連結装置（３６）。
【請求項１０】
前記下部フランジ（６２）及び前記シュラウド（１２）と係合すべきシュラウドシール（６０）を更に含む請求項４記載の下降管連結装置（３６）。
【請求項１１】
くさびフランジ（４０）及びくさび（４４）を有する下降管連結装置（３６）を用いて原子炉（１０）内の炉心シュラウド（１２）に炉心スプレー管路の下降管（２０）を連結するための方法において、
前記下降管連結装置（３６）に前記下降管（２０）を連結し、前記くさびフランジ（４０）及び前記くさび（４４）内に前記下降管（２０）を挿入する工程と、
前記炉心シュラウド（１２）に前記下降管連結装置（３６）を連結する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記下降管連結装置（３６）が少なくとも１つの第２のフランジボルト穴（１０２）を有するくさびハウジング（４８）及び少なくとも１本の第１のフランジボルト（７２）を含み、かつ前記くさびフランジ（４０）が少なくとも１つの第２のフランジボルト穴（１０２）を有していて、前記下降管連結装置（３６）に前記下降管（２０）を連結する前記工程が前記くさびフランジ（４０）及び前記くさびハウジング（４８）のボルト穴（１０２）の中に前記くさびフランジボルト（７２）を挿入する工程を更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記下降管連結装置（３６）が管シール（５０）を含んでいて、前記下降管連結装置（３６）に前記下降管（２０）を連結する前記工程が前記下降管（２０）と前記下降管連結装置（３６）との間に前記管シール（５０）を係合させる工程を更に含む請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記下降管連結装置（３６）が少なくとも１つのボルト穴を有する下部フランジ（６２）を含み、前記下降管連結装置（３６）が少なくとも１本の下部フランジボルト（７６）を含み、かつ前記炉心シュラウド（１２）が少なくとも１つのボルト穴を有していて、前記炉心シュラウド（１２）に前記下降管連結装置（３６）を連結する前記工程が前記下部フランジのボルト穴及び前記炉心シュラウドのボルト穴の中に前記下部フランジボルト（７６）を挿入する工程を含む請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記下降管連結装置（３６）がシュラウドシール（６０）を含んでいて、前記炉心シュラウド（１２）に前記下降管連結装置（３６）を連結する前記工程が前記下部フランジ（６２）と前記炉心シュラウド（１２）との間に前記シュラウドシール（６０）を係合させる工程を更に含む請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記下降管連結装置（３６）が少なくとも１個のナット（１２８）を有するナットバー（６４）を含んでいて、前記炉心シュラウド（１２）に前記下降管連結装置（３６）を連結する前記工程が前記炉心シュラウド（１２）の内側に前記ナットバー（６４）を配置して前記下部フランジボルト（７６）を前記ナットバーのナット（１２８）に係合させる工程を更に含む請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記下降管連結装置（３６）が少なくとも１個の圧入式緩み止めカラー（１６０）を含んでいて、前記炉心シュラウド（１２）に前記下降管連結装置（３６）を連結する前記工程が前記圧入式緩み止めカラー（１６０）を用いて前記下部フランジボルト（７６）を固定する工程を更に含む請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記下降管連結装置（３６）がクランプ（６８）を含んでいて、前記炉心シュラウド（１２）に前記炉心スプレー管路（２０）を連結する前記工程が前記炉心シュラウド（１２）の内側に前記クランプ（６８）を配置して前記下部フランジボルト（７６）を前記クランプ（６８）に係合させる工程を更に含む請求項１０記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの第１のだぼボルト穴（１３６）を有する炉心スプレー管路の下降管（２０）を原子炉（１０）内の炉心シュラウド（１２）に連結するための下降管連結装置（３６）において、
円錐台形部（９２）と前記円錐台形の大径端（１００）に位置するハウジングフランジ（９６）とを有するくさびハウジング（４８）であって、さらに、少なくとも１つのねじ切りされた第２のだぼボルト穴（１０２）を有し、このだぼボルト穴（１０２）の各々が、下降管（２０）内に設けられた前記第１のだぼボルト穴（１３６）と略整合するように構成されたくさびハウジング（４８）と、
前記くさびハウジング（４８）内に配置された複数のセグメント（８４）を有するくさび（４４）と、
くさびフランジ（４０）と、
各々が前記くさびハウジング（４８）内の前記第２のだぼボルト穴（１０２）と前記下降管（２０）を貫通するように構成された少なくとも１つの第１のだぼボルト（７４）、
とを含むことを特徴とする下降管連結装置（３６）。
【請求項２０】
前記くさびフランジ（４０）及び前記くさびハウジング（４８）の各々が少なくとも１つのくさびフランジボルト穴を有すると共に、前記装置（３６）が互いに整列した前記くさびフランジボルト穴を貫通して延びるように形成された少なくとも１本のくさびフランジボルト（７２）を更に含む請求項１９記載の下降管連結装置（３６）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は原子炉に関するものであって、更に詳しく言えば、かかる原子炉の原子炉圧力容器内において配管を連結するための装置及び方法に関する。
【０００２】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は概して円筒形の形状を有するのが通例であって、それの両端はたとえば下部鏡板及び着脱自在の上部鏡板によって密閉されている。通例、炉心は炉心シュラウド（又はシュラウド）によって包囲され、そして炉心シュラウドはシュラウド支持構造物によって支持されている。
【０００３】
沸騰水型原子炉は多数の配管系を含んでいて、かかる配管系はたとえばＲＰＶを通して水を輸送するために使用される。たとえば、炉心スプレー配管はＲＰＶの外部からの水をＲＰＶの内部の炉心スプレースパージャに送るために使用される。炉心スプレー配管及び炉心スプレースパージャは、炉心に水流を供給するために役立つ。
【０００４】
応力腐食割れ（ＳＣＣ）は、高温の水に暴露された原子炉部品（たとえば、構造部材、配管、ファスナ及び溶接部）において起こる公知の現象である。原子炉部品は、たとえば熱膨張の差、原子炉冷却水の閉込めのために必要な運転圧力、及びその他の原因（たとえば、溶接、冷間加工及びその他の不均質金属処理に由来する残留応力）に関連した様々な応力を受ける。更にまた、水の化学的性質、溶接、熱処理及び放射線が部品中の金属のＳＣＣ感受性を高めることがある。
【０００５】
Ｔボックスや炉心スプレー管路の下降管のごとき原子炉の内部配管は、ＳＣＣの結果として交換を必要とする場合がある。炉心スプレー配管の交換に際しては、炉心スプレー管路の下降管の取外し及び交換が必要となることが多い。しかるに、シュラウドに対する炉心スプレー管路の下降管の取付部は、当初の原子炉建設に際して設置されるのが通例であり、従って接近が困難である。更にまた、炉心スプレー管路の下降管の交換は利用可能な作業空間が限られていることによって一層面倒になる。
【０００６】
炉心スプレー管路の下降管は、シュラウドの炉心スプレースパージャＴボックスに固定された下部エルボを含んでいる。原子炉内に交換用の下降管を設置するためには、交換用の下部エルボをシュラウドに溶接することが必要となる。しかるに、上記に説明した通り、原子炉のこの区域に接近することは困難である。
【０００７】
従って、シュラウドの炉心スプレースパージャのＴボックスに取付けられた炉心スプレー管路の下降管の交換を容易にする装置を提供することは望ましいわけである。また、現場溶接の必要なしに設置される上記のごとき装置を提供することも望ましいのである。
【特許文献１】
米国特許第４０４８２６７  号  １９７７年９月発行
【特許文献２】
米国特許第４２３８２９１  号  １９８０年１２月発行
【特許文献３】
米国特許第４４５２４７４  号  １９８４年６月発行
【特許文献４】
米国特許第４６４７０８４  号  １９８７年３月発行
【特許文献５】
米国特許第４６４８６３２  号  １９８７年３月発行
【特許文献６】
米国特許第４８３２３７９  号  １９８９年５月発行
【特許文献７】
米国特許第４８４０４０９  号  １９８９年６月発行
【特許文献８】
米国特許第４８８７８４９  号  １９８９年１２月発行
【特許文献９】
米国特許第５４６６１０７  号  １９９５年１１月発行
【特許文献１０】
米国特許第５７３５５５１  号  １９９８年４月発行
【特許文献１１】
米国特許第５７３７３８０  号  １９９８年４月発行
【特許文献１２】
米国特許第５８０６８３３  号  １９９８年９月発行
【特許文献１３】
米国特許第５９１２９３６  号  １９９９年６月発行
【０００８】
【発明の概要】
現場溶接なしに下降管の下部エルボ部分を交換することは、下降管連結装置の使用によって達成することができる。かかる下降管連結装置は、実施の一態様に従えば、くさび、くさびフランジ及びくさびハウジングを含んでいる。くさびは、長さ方向に延びる複数の柔軟な薄肉セグメントを有するテーパ付きの割りスリーブである。独立したくさびフランジは、くさびの上方に配置されるように構成されていると共に、くさびフランジボルトを受入れるように寸法決定された２つの穴を含んでいる。なお、各々の穴はボルトの緩み止めカラーと嵌合し合う正方形のくぼみを有している。くさびハウジングは実質的に円錐台形の形状を有するものであって、大径端に位置するくさびハウジングフランジ、くさびに対応したテーパ付きの内腔、及びだぼボルトを受入れるようにねじを切った２つの対向するだぼボルト穴を有している。各々のだぼボルト穴は、ボルトの緩み止めカラーと嵌合し合う正方形のくぼみを有している。
【０００９】
下降管は、２本のくさびフランジボルト及び２本のだぼボルトを用いて装置に連結される。詳しく述べれば、くさびフランジボルトはくさびフランジを貫通してくさびハウジングにねじ込まれる。その結果、くさびフランジボルトが固定された場合、くさびはくさびハウジングに対して下降管をしっかりと締付ける。だぼボルトはだぼボルト穴及び下降管を貫通して延び、そしてくさびハウジングと下降管との間に剪断方向の連結部を形成する。締付けられたくさび、くさびハウジング及び下降管は強固な連結部を形成するが、それは下降管及びだぼボルト穴と整列している。
【００１０】
かかる装置はまた、くさびハウジングの小径端に連結された実質的に円筒形の管、円筒形の管の第２の末端に連結されたエルボ、及びエルボの第２の末端に連結された実質的に円形の下部フランジを含んでいる。下部フランジはシュラウドから延びるＴボックスの一部を受入れるように寸法決定された内径を有するＴボックス開口を含むと共に、下部フランジ面上にはシュラウドの座ぐり溝と係合して配管に加わる剪断荷重及び継手の予荷重力を伝動するための円形リップが形成されている。下部フランジはまた、下部フランジボルトを受入れるように寸法決定された８つの下部フランジボルト穴をも有している。なお、各々の下部フランジボルト穴はボルトの緩み止めカラーと嵌合し合う正方形のくぼみを有している。下部フランジボルトは、利用可能な接近空間に応じて８つの可能な位置のうちの３つに設置される。
【００１１】
更にまた、連結装置はナットバーを含むと共に、１本の下部フランジボルトを受入れるように寸法決定されたボルト穴を有する実質的にＬ字形のクランプを含んでいる。ナットバーは、２本の下部フランジボルトを受入れるように寸法決定されていて、２個のナットを用いた連結により回転防止機構として働く。クランプはＴボックスをシュラウドに対し軸方向に拘束するように寸法決定されている結果、Ｔボックスが炉心に向かって内方に移動することはない。
【００１２】
連結装置の２つの連結端には、漏れを抑制するためのシールが備わっている。管シール及びＴボックスシールはいずれも二重ダイアフラム型の封止装置であって、それらは自動補力機能を有するため、漏れを引起こす傾向のある圧力差がシール表面の接触力を増大させてシールを密着させる。かかる柔軟なタイプのシールは封止を達成するために必要な追加の継手荷重を最小限に抑える結果、所要のボルト及びボルト穴の寸法を最小にして利用可能な接近空間内に納めることができる。特に、シュラウドの内側への接近は多数の炉心スプレースパージャノズルの存在によって制限される。
【００１３】
連結装置は、配管系の荷重を顕著に変化させることなく地震、重量、熱膨張及び水圧条件に基づいて元来規定された配管荷重に抵抗するのに十分な強度及び剛性をもってシュラウド及び下降管に対して機械的に接合される。くさび及びくさびハウジングは、連続管の曲げ強さ及び剛性を完全に再現するのに十分な長さにわたって下降管をしっかりと把持する。
【００１４】
だぼボルトは、軸方向ねじり及び鉛直荷重に抵抗するように寸法決定されている。ボルト締めによるシュラウドへの下部フランジの連結は同様に強固な連結であって、ボルトによる予荷重はシュラウドからの下部フランジの分離を防止するのに十分なものである。下降管の外側に下部フランジボルトを配置したことは、下降管内の流体の過渡的な温度変化に原因する予荷重の変化を最小限に抑える。
【００１５】
連結装置は、付随する下降管及びシュラウドの熱的性質に整合した材料（たとえば、タイプ３１６ステンレス鋼）で作製されるのが通例である。連結装置の構成部品は、組立てを容易にし、強度を付与し、かつ最適の耐食性を付与するように作製される。連結装置を設置するためには、既存の下降管の下方部分が取除かれる。そのためには、たとえば、下部エルボの近くで下降管の一部を切り放し、そして下部エルボをシュラウドから取外せばよい。次に、シュラウドの外面及び下降管の末端と整列した位置において、下降管に２つのだぼボルト穴が機械加工される。次いで、シュラウドの外面側かつＴボックスの切断端側においてＴボックスを取巻く円形の溝が適正な深さまで座ぐり加工される。次いで、接近可能な位置において、３つの下部フランジボルト穴がシュラウド中に機械加工される。
【００１６】
くさびハウジング及び下部フランジの溝の中に管シールを挿入した後、下降管の末端を覆うようにして交換用の連結装置、くさびフランジ、くさび及びくさびハウジングが設置される。その結果、下降管はくさびハウジングの底部の内側において管シールに接して配置される。次いで、くさびハウジングを貫通しながら２本のだぼボルトを下降管のボルト穴にねじ込めば、連結装置はシュラウドの外面と整列し、かつ管シールに管理された圧縮力が加えられることになる。
【００１７】
次に、連結装置がシュラウドに連結される。下部フランジのリップがシュラウドの座ぐり溝と係合しかつＴボックスが下部フランジの開口内に延びてＴボックスシールに接触するようにしながら、下部フランジがシュラウドに隣接して配置される。次いで、下部フランジのボルト穴、シュラウドのボルト穴、及びナットバーを貫通して２本の下部フランジボルトが挿入される。第３の下部フランジボルトは、下部フランジのボルト穴、シュラウドのボルト穴、クランプのボルト穴、及びナットを貫通して挿入される。これらの下部フランジボルトは、連結装置の下部フランジをシュラウドに固定する。次に、くさびフランジを貫通しながら２本のくさびフランジボルトをくさびハウジングにねじ込んでくさびを圧縮することにより、下降管が連結装置に固定される。くさびフランジボルトをねじ込むと、くさびはくさびフランジとくさびハウジングとの間に締付けられる。その結果、くさびはくさびハウジング内に挿入され、そして下降管に接しながら圧縮されるため、下降管は連結装置に対してしっかりと連結されることになる。ねじ込みの完了後、ボルトの頭部に設けられた溝の中に緩み止めカラーを圧入することにより、くさびフランジボルト、だぼボルト及び下部フランジボルトの回転が防止される。
【００１８】
上記の装置は、下降管の下方部分の交換を容易にする。かかる連結装置はシュラウド及び下降管に対して機械的に接合されるから、下降管を取巻く限られた空間内において、元の取付溶接に由来する亀裂が認められた材料に対して現場溶接を行う必要がない。更にまた、このようして下降管とシュラウドのＴボックスとの間に得られた連結部は恒久的な交換品である。
【００１９】
【好適な実施の態様の詳細な説明】
図１は、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１０の部分切欠き斜視図である。ＲＰＶ１０は、シュラウド１２、炉心スプレー管路の側管１４Ａ及び１４Ｂ、下降管２０Ａ及び２０Ｂ、Ｔボックス接合部２４、Ｔボックス２８、並びに炉心スプレースパージャ（図１には示さず）を含んでいる。また、下降管２０Ａ及び２０Ｂは下部エルボ３２Ａ及び３２Ｂを含んでいる。通例、下部エルボ３２Ａ及び３２Ｂはシュラウド１２に溶接されている。
【００２０】
図２に示されるごとく、下降管２０Ａはシュラウド１２と原子炉圧力容器１０の側壁との間に配置されている。詳しく述べれば、下降管２０Ａは約１２〜１５インチの幅を有するシュラウド１２とＲＰＶ側壁との間の環状空間内かつ高放射線区域内において約６０フィートの水面下に配置されている。このように接近可能性が限られていたため、交換用下降管の溶接はこれまで実行できなかった。
【００２１】
本発明に従って構成された下降管連結装置は、下降管の交換を容易にする。図２、３、４、５及び６を参照しながら詳しく述べれば、本発明の実施の一態様に従って構成された下降管連結装置３６は、くさびフランジ４０、くさび４４、くさびハウジング４８、管シール５０、実質的に円筒形の管５２、エルボ５６、Ｔボックスシール６０、下部フランジ６２、ナットバー６４及びクランプ６８を含んでいる。下降管連結装置３６はまた、くさびフランジボルト７２Ａ及び７２Ｂ、だぼボルト７４Ａ及び７４Ｂ、並びに下部フランジボルト７６Ａ、７６Ｂ及び７６Ｃをも含んでいる。くさびフランジ４０は、くさびフランジボルト穴（図示せず）及び下降管２０Ａを受入れるように寸法決定された開口（図示せず）を有している。くさび４４は、実施の一態様に従えば、実質的に長さ方向に沿って延びる柔軟な薄肉セグメント８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃ、８４Ｄ、８４Ｅ、８４Ｆ、８４Ｇ及び８４Ｈ並びに下降管２０Ａを受入れるように寸法決定された実質的に円形の開口（図示せず）を有するテーパ付きの割りスリーブである。
【００２２】
くさびハウジング４８は、円錐台形部分９２、円錐台形部分９２の大径端１００に設けられたくさびハウジングフランジ９６、並びにだぼボルト穴１０２Ａ及び１０２Ｂ（一方のみを示す）を含んでいる。くさびハウジングフランジ９６は、くさびフランジボルト７２Ａ及び７２Ｂを受入れるように寸法決定された２つのくさびフランジボルト穴（図示せず）を有している。管シール５０は二重ダイアフラム型の封止装置であって、これをくさびハウジング４８内の円錐台形の小径端１０６に隣接した位置に配置した場合、下降管２０Ａがシール５０をくさびハウジング４８に対して締付ける寸法になっている。柔軟なシール５０は自動補力機能を有しているため、漏れを引起こす傾向のある圧力差がシール表面の接触力を増大させてシールを密着させる。シール５０は封止を達成するために必要な追加の継手荷重を最小限に抑える結果、所要のだぼボルト７４Ａ及び７４Ｂ、くさびフランジボルト７２Ａ及び７２Ｂ、だぼボルト穴１０２Ａ及び１０２Ｂ、並びにくさびフランジボルト穴の寸法を最小にして利用可能な接近空間の範囲内に納めることができる。
【００２３】
管５２は、第１の末端１０８及び第２の末端１１２を有する実質的に円筒形のものである。管の第１の末端１０８は、くさびハウジング４８の小径端１０６に連結されている。管の第２の末端１１２は、下部エルボの第１の末端１１６に連結されている。下部エルボの第２の末端１１８は、下部フランジ６２に連結されている。下部フランジ６２は、Ｔボックス開口（図示せず）、８つの下部フランジボルト穴（図示せず）、並びにテーパピン穴１２２Ａ、１２２Ｂ及び１２２Ｃ（２つだけを示す）を有する円形リップ１２０を含んでいる。下部フランジのＴボックス開口は、Ｔボックス２８の一部を受入れるように寸法決定されている。８つの下部フランジボルト穴の各々は、ボルトの緩み止めカラー（図示せず）と嵌合し合う正方形のくぼみ（図示せず）を有している。Ｔボックスシール６０は、管シール５０と同じ二重ダイアフラム型の封止装置である。
【００２４】
下部フランジボルト７６Ａ、７６Ｂ及び７６Ｃは、利用可能な接近空間に応じて下部フランジボルト穴の３つを貫通して延びるように寸法決定されている。テーパピン穴９８Ａ、９８Ｂ及び９８Ｃは、下部フランジのリップ１２０を半径方向に貫通して延び、そしてテーパピン１２４Ａ、１２４Ｂ及び１２４Ｃ（２本だけを示す）を受入れるように寸法決定されている。テーパピン１２４Ａ、１２４Ｂ及び１２４Ｃは、下部フランジのテーパピン穴１２２Ａ、１２２Ｂ及び１２２Ｃを貫通して延びかつ設置に際してＴボックスシール６０を適当な位置に保持するように寸法決定されている。
【００２５】
ナットバー６４は、部材１２６並びにナット１２８Ａ及び１２８Ｂを含んでいる。部材１２６は、下部フランジボルト７６Ａ及び７６Ｂを受入れるように寸法決定された２つの穴（図示せず）を有している。クランプ６８は実質的にＬ字形のものであって、一方の脚１３２を貫通しかつ下部フランジボルト７６Ｃを受入れるように寸法決定されたボルト穴（図示せず）を有している。くさびフランジボルト７２Ａ及び７２Ｂは、くさびフランジ４０及びくさびハウジングフランジ９６のくさびフランジボルト穴を貫通して延びるように形成されている。だぼボルト７４Ａ及び７４Ｂは、くさびハウジングのだぼボルト穴１０２Ａ及び１０２Ｂ並びに下降管のだぼボルト穴１３６Ａ及び１３６Ｂ（１つだけを示す）を貫通して延びるように形成されている。
【００２６】
下部エルボ３２Ａを含めた下降管２０Ａの下方部分を交換する際には、炉心スプレー管路の側管１４Ａと下部エルボ３２Ａとの間で下降管２０Ａが切り放される。次いで、シュラウドのＴボックス２８から下部エルボ３２Ａが取除かれる。連結装置３６と連結されるべき下降管２０Ａの末端の近傍に、だぼボルト穴１３６Ａ及び１３６Ｂが通例は機械加工によって形成される。次いで、通例は適正な深さまでの座ぐり加工により、Ｔボックス２８の周囲のシュラウドの外面に円形の溝１５４が形成される。溝１５４は連結装置３６に対して剪断方向の拘束をもたらすものであって、下部フランジのリップ１２０を受入れて下部フランジ６２がシュラウド１２に隣接するように寸法決定されている。シュラウド１２から延びるＴボックス２８の一部は、たとえば座ぐり加工によって適当な長さに切断される。次いで、８つの下部フランジボルト穴（図示せず）の３つと整列した接近可能な位置において、通例は機械加工により、シュラウド１２中に３つの下部フランジボルト穴（図示せず）が形成される。
【００２７】
交換を継続するため、管シール５０を下降管２０Ａとくさびハウジング４８との間に配置しながら下降管２０Ａがくさびハウジング４８内に挿入される。ねじを切ったくさびハウジングのだぼボルト穴１０２Ａ及び１０２Ｂ並びに下降管のだぼボルト穴１３６Ａ及び１３６Ｂの中に、だぼボルト７４Ａ及び７４Ｂがそれぞれ挿入される。
【００２８】
Ｔボックス２８が下部フランジ６２内に収容されるようにしながら、下部フランジ６２がシュラウド１２に隣接して配置される。下部フランジ６２及びシュラウド１２に設けられた下部フランジボルト穴の中に下部フランジボルト７６Ａ、７６Ｂ及び７６Ｃが挿入される。次いで、シュラウド１２の内側にナットバー６４が配置され、そして下部フランジボルト７６Ａ及び７６Ｂがナットバーの部材１２４中に挿入されかつナットバーのナット１２８Ａ及び１２８Ｂと係合させられる。次に、下部フランジボルト７６Ｃがクランプのボルト穴を貫通するようにしてクランプ６８が配置されると共に、クランプ６８がＴボックス２８に隣接して配置される。その後、ナット１４０を用いて下部フランジボルト７６Ｃを固定することによってＴボックス２８が拘束される。
【００２９】
次に、くさびフランジボルト７２Ａ及び７２Ｂをねじ込めば、くさび４４がくさびフランジ４０とくさびハウジング４８との間に締付けられ、それによって連結装置３６と下降管２０Ａとの間に強固な継手が形成される。だぼボルト７４Ａ及び７４Ｂ並びに下部フランジボルト７６Ａ、７６Ｂ及び７６Ｃをねじ込んだ後、緩み止めカラー１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄ、１６０Ｅ、１６０Ｆ及び１６０Ｇ（４個だけを示す）を正方形のくぼみの中に配置し、そしてボルト７２Ａ、７２Ｂ、７４Ａ、７４Ｂ、７６Ａ、７６Ｂ及び７６Ｃの頭部に設けられた溝（図示せず）の中に圧入することによって回転が防止される。
【００３０】
上記に説明した通り、連結装置３６は配管系の荷重を顕著に変化させることなく地震、重量、熱膨張及び水圧条件に基づいて元来規定された配管荷重に抵抗するのに十分な強度及び剛性をもってシュラウド１２及び下降管２０Ａに対して機械的に接合される。くさび４４及びくさびハウジング４８は、連続管の曲げ強さ及び剛性を完全に再現するのに十分な長さにわたって下降管２０Ａをしっかりと把持する。
【００３１】
だぼボルト７４Ａ及び７４Ｂは、軸方向ねじり及び鉛直荷重に抵抗するように寸法決定されている。ボルト締めによるシュラウド１２への下部フランジ６２の連結は同様に強固な連結であって、ボルトによる予荷重はシュラウド１２からの下部フランジ６２の分離を防止するのに十分なものである。下降管２０Ａの外側に下部フランジボルト７６Ａ、７６Ｂ及び７６Ｃを配置したことは、下降管２０Ａ内の流体の過渡的な温度変化に原因する予荷重の変化を最小限に抑える。下降管２０Ａは通例５００°Ｆを越えるシュラウド１２内に低温（約５０°Ｆ）の非常用冷却水を注入するために使用されることを考えれば、このような過渡的変化は顕著なものであり得る。従って、下部フランジボルト７６Ａ、７６Ｂ及び７６Ｃの温度は付随する下部フランジ６２及びシュラウド１２の温度に応じて変化する傾向があるから、下部フランジとシュラウドとの継手は熱膨張の差による過大応力や緩みを生じることがない。
【００３２】
連結装置３６はタイプ３１６ステンレス鋼で作製されるのが通例であり、従って付随する下降管２０Ａ及びシュラウド１２の熱的性質に整合している。溶接時の残留応力を除去して最適の耐食性を付与するため、連結装置３６には溶体化熱処理が施される。また、かじりや膠着を生じることなく組立てを容易にすると共に完全な締付けが起こるのを防止するため、くさび４４の表面には窒化物硬化処理が施される。シール５０及び６０並びにボルト７２Ａ、７２Ｂ、７４Ａ、７４Ｂ、７６Ａ、７６Ｂ及び７６Ｃは時効硬化Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金Ｘ−７５０から成るのが通例であるが、これは高い強度を付与することによって限られた利用可能な接近空間内におけるそれらの寸法を最小にするためである。合金Ｘ−７５０はまた、良好な耐食性と共に、ねじ式連結部の係合時におけるかじり抵抗性をも付与する。
【００３３】
本発明の様々な実施の態様に関する上記の説明から、本発明の目的が達成されることは明らかである。本発明が詳細に記載されかつ例示されているとは言え、上記の説明はもっぱら例示を目的としたものに過ぎないのであって、本発明を制限する意図は存在しないことを明確に理解すべきである。従って、本発明の精神及び範囲は前記特許請求の範囲のみによって限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】シュラウドの上部に連結された炉心スプレー管路の下降管の斜視図である。
【図２】炉心スプレー管路の一部と、本発明の実施の一態様に係わる交換用下降管連結装置とを示す側面図である。
【図３】シュラウドの内側から見た部分切欠き半径方向立面図であって、Ｔボックス及び下降管連結装置を示している。
【図４】図２に示された管シールの上面図である。
【図５】図４に示された管シールの側面図である。
【図６】図２に示されたくさびの上面図である。
【符号の説明】
１０  原子炉
１２  炉心シュラウド
２０  下降管
２８  Ｔボックス
３６  下降管連結装置
４０  くさびフランジ
４４  くさび
４８  くさびハウジング
５０  管シール
５２  管
５６  エルボ
６０  シュラウドシール
６２  下部フランジ
６４  ナットバー
６８  クランプ
７２  くさびフランジボルト
７４  だぼボルト
７６  下部フランジボルト
８４  セグメント
１０２  だぼボルト穴
１０８  管の第１の末端
１１２  管の第２の末端
１１８  エルボの第２の末端
１２８  ナット
１３６  だぼボルト穴
１６０  緩み止めカラー
【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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