(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器用の安全端部材（１４）を有する給水ノズル（１０）の給水ノズル中孔（１８）で使用される給水ノズル熱スリーブ組体であって、
前記ノズル中孔（１８）を少なくとも一部貫いて伸びるほぼ円筒形の外側熱スリーブ（２２）であって、この外側熱スリーブの外面は前記安全端部材（１４）の壁面（２４）と面対面接触をなす外側熱スリーブ（２２）と、
ほぼ円筒形の本体（３２；１０４）及びほぼ円筒形の締まりばめリング（３４；１０６）を有する内側熱スリーブ（１２；１００）であって、前記締まりばめリング（３４；１０６）は第１固定端（３６；１０８）と第２自由端（３８；１１０）と締まりばめ面（４０；１１２）とを有し、かつ、前記第１固定端（３６；１０８）において前記ほぼ円筒形の本体（３２；１０４）の外面に接続された、内側熱スリーブ（１２；１００）とを具備し、
前記締まりばめ面（４０；１１２）は、前記締まりばめリング（３４；１０６）の前記第２自由端（３８；１１０）に配置され、さらに、前記内側熱スリーブの前記本体（３２；１０４）の外側面が、前記外側熱スリーブ（２２）の内側面と嵌合接触することを特徴とする給水ノズル熱スリーブ組体。
【請求項２】
前記本体（３２；１０４）は、ほぼ円筒形の第１部分（４４；１１６）、ほぼ円筒形の第２部分（４６；１１８）、および円錐台形の中間部分（４８；１２０）を含んでいる請求項１記載の給水ノズル熱スリーブ組体。
【請求項３】
前記ほぼ円筒形の第１部分（４４；１１６）の一端（５０；１２２）が、前記内側熱スリーブ（１２；１００）を給水配管（５４）に接続するためのコネクタ（５２；１０２）と連結されるように構成されている請求項２記載の給水ノズル熱スリーブ組体。
【請求項４】
前記ほぼ円筒形の第２部分（４６；１１８）の一端（５６；１２４）が給水スパージャーＴ形箱（２６）と連結されるように構成されている請求項２記載の給水ノズル熱スリーブ組体。
【請求項５】
前記締まりばめリング（３４；１０６）の前記第２自由端（３８；１１０）は、前記内側熱スリーブ（１２；１００）が前記給水ノズル中孔（１８）内に配置されたとき、前記第２自由端（３８；１１０）が前記給水ノズル中孔（１８）の壁の方へ外向きに且つ前記外側熱スリーブ（２２）と圧入勘合するようにバイアスされことを特徴とする請求項１記載の給水ノズル熱スリーブ組体。
【請求項６】
前記本体（３２；１０４）および前記締まりばめリング（３４；１０６）が一体である請求項１記載の給水ノズル熱スリーブ組体。
【請求項７】
ほぼ筒状の第１の延長部（５８；１２６）と第２の延長部（６０；１２８）とを有するコネクタ（５２；１０２）とを更に備え、
前記第１の延長部（５８；１２６）は前記安全端部材（１４）に溶着され、前記第２の延長部（６０；１２８）は前記内側熱スリーブ（１２；１００）の端部に溶着されたことを特徴とする請求項１記載の給水ノズル熱スリーブ組体。
【請求項８】
前記コネクタ（５２；１０２）の前記第１の延長部（５８；１２６）と第２の延長部（６０；１２８）とは、前記ノズル安全端の壁面（２４）と前記外側熱スリーブ（２２）と前記内側熱スリーブ（１２；１００）と協働して停滞水区域を画成することを特徴とする請求項７記載の給水ノズル熱スリーブ組体。
【請求項９】
前記コネクタ（５２；１０２）の１つの端部は給水配管（５４）に溶着されたことを特徴とする請求項７記載の給水ノズル熱スリーブ組体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に原子炉内の給水ノズルに関するものであり、更に詳しくは漏洩流を防止するためにこのような給水ノズルに使用される熱スリーブに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）は、内部に燃料バンドルの炉心を配置した原子炉圧力容器（ＲＰＶ）を含む。ＲＰＶを貫通する複数の給水ノズルを介して水が外部供給源からＲＰＶの内部に供給される。更に詳しく述べると、ノズルの中に熱スリーブが延在しており、給水配管から供給される水がノズルの熱スリーブを通ってＲＰＶ内に入る。
【０００３】
給水配管から供給される水の漏洩の防止を容易にするために、典型的には熱スリーブが給水ノズル中孔内に配置される。給水スパージャーが給水ノズルの熱スリーブに溶接される。熱スリーブおよび給水スパージャーは典型的には同じ材料、例えばステンレス鋼で構成され、これにより熱スリーブおよび給水スパージャーは実質的に同じ熱特性、例えば熱膨張特性を有する。
【０００４】
しかし、ノズルは異なる材料、例えば低合金鋼（ＬＡＳ）で構成され、熱スリーブおよび給水スパージャーの熱特性とは異なる熱特性を有する。相異なる熱特性の結果として、熱スリーブとノズルとの間の空間に幾分かの水が漏洩することがある。このような水の漏洩により、例えばノズル中孔内に熱疲労亀裂が生じることがある。
【０００５】
このような漏洩を防止するために、従来の試みは、熱スリーブとノズル安全端壁との間にシールを形成することであった。しかし、このようなシールを形成するにはＲＰＶ内部でかなりの作業を必要とし、これにより原子炉停止時間および人員の放射線被曝が増大する。
従って、給水漏洩流を防止するのに有効な構成を有する給水ノズル熱スリーブを提供するのが望ましい。また、原子炉停止時間および人員の放射線被爆が、既知の熱スリーブの装着に伴う原子炉停止時間および人員の放射線被爆に比べて低減されるように、比較的素早く装着することができる構成を持つ熱スリーブを提供するのが望ましい。
【０００６】
【発明の概要】
これらのおよび他の目的が、原子炉用の原子炉圧力容器の給水ノズル中孔に挿入するための熱スリーブによって達成される。熱スリーブは、一態様では、ほぼ円筒形の本体およびほぼ円筒形の締まりばめリングを含む。熱スリーブの第１端が、熱スリーブを給水配管に接続するためのコネクタ（安全端）に連結される。熱スリーブの第２端が、原給水配管から送られた水を子炉圧力容器内にスプレイするための開口を含んでいる給水スパージャーＴ形箱に連結される。
【０００７】
熱スリーブの締まりばめリングは第１固定端および第２自由端を有する。締まりばめリングは第１固定端でほぼ円筒形の本体の外面に接続される。締まりばめ面がリングの第２自由端に位置する。
円筒形の締まりばめリングの第２自由端は、熱スリーブが給水ノズル中孔内に配置されたとき、第２自由端多ノズル中孔の壁の方へ外向きにバイアスされるように、バイアスされている。一態様では、第２自由端はノズル中孔内に配置される外側スリーブと接触するようにバイアスされていて、外側スリーブと締まりばめを形成する。コネクタ、ノズル安全端壁、外側スリーブおよび熱スリーブは協同して停滞水区域を画成する。
【０００８】
停滞水区域内に位置する水および締まりばめリングの第２自由端と熱スリーブ本体との間の長い熱伝導路が、締まりばめリングの第２自由端を、熱スリーブの本体内に流れる比較的冷たい給水の温度より高い温度に熱せられた状態に維持しやすくする熱障壁を形成する。結果として、締まりばめリングの第２自由端の温度は、外側スリーブおよびノズルの温度近くに維持され、且つに外側スリーブおよびノズルの温度に密に追従する。従って、締まりばめリングの第２自由端は外側スリーブ２２と実質的に同じ熱条件を受け、これにより第２自由端を外側スリーブ２２と緊密に接触した状態に保つことができ、且つ外側スリーブをノズル安全端部材と緊密に接触した状態に保つことができる。
【０００９】
熱スリーブは給水漏洩流を防止するのに有効であると信じられる。このような熱スリーブはまた比較的素早く装着することができ、このため原子炉停止時間および人員の放射線被爆が、既知の熱スリーブの装着に伴う原子炉停止時間および人員の放射線被爆に比べて低減される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による熱スリーブ１２を含む給水ノズル１０の断面図である。給水ノズル１０はほぼ円筒形のノズル安全端部材１４および主ノズル部材１６を含む。ノズル安全端部材１４は主ノズル部材１６に溶接されている。給水ノズル中孔１８がノズル安全端部材１４および主ノズル部材１６を貫通して延在じている。給水ノズル１０は原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）２０中に形成されている。
【００１１】
ほぼ円筒形の外側熱スリーブ２２が給水ノズル中孔１８内に位置決めされている。外側熱スリーブ２２は給水ノズル中孔１８内に締まりばめを形成する。更に具体的に説明すると、外側熱スリーブ２２の外面はノズル安全端壁２４で給水ノズル中孔１８と実質的に表面同士が接触した状態になっている。給水スパージャーＴ形箱２６が外側熱スリーブ２２の一端２８に溶接されている。給水スパージャーＴ形箱２６は原子炉圧力容器２０内に水をスプレイするための開口３０を含んでいる。
【００１２】
熱スリーブ１２（以下、「内側熱スリーブ１２」とも呼ぶ）はまた、給水ノズル中孔１８内に配置されている。内側熱スリーブ１２はほぼ円筒形の本体３２およびほぼ円筒形の締まりばめリング３４を含む。締まりばめリング３４は、第１固定端３６および第２自由端３８を有する。締まりばめリング３４は、第１固定端３６でほぼ円筒形の本体３２の外面４０に接続されている。締まりばめ面４０が締まりばめリング３４の第２自由端３８に位置している。締まりばめリング３４の第２自由端３８は、熱スリーブ１２が給水ノズル中孔１８内に配置されたとき、第２自由端３８が外側熱スリーブ２２の内面へ向かって外向きにバイアスされて、外側熱スリーブ２２の内面と締まりばめ係合するようにバイアスされている。
【００１３】
内側熱スリーブ１２の本体３２は、ほぼ円筒形の第１部分４４、ほぼ円筒形の第２部分４６、および円錐台形の中間部分４８を含む。ほぼ円筒形の第１部分４４の一端５０は、内側熱スリーブ１２を給水配管５４に接続するための安全端延長部またはコネクタ５２と連結されるように構成されている。ほぼ円筒形の第２部分４６の一端５６は給水スパージャーＴ形箱２６と連結されるように構成されている。
【００１４】
コネクタ５２はほぼ円筒形の第１延長部５８およびほぼ円筒形の第２延長部６０を有する。ほぼ円筒形の第１延長部５８はノズル安全端部材１４の端６２に溶接されるように構成されている。ほぼ円筒形の第２延長部６０は内側熱スリーブ１２の端５０に溶接されるように構成されている。ほぼ円筒形の第１延長部５８および第２延長部６０はノズル安全端壁２４、外側熱スリーブ２２および内側熱スリーブ１２と共に停滞水区域６４を画成するように作用する。コネクタ５２の一端６６は給水配管５４に溶接されるように構成されている。
【００１５】
図２は、図１に示した熱スリーブ１２およびコネクタ５２の断面図である。図２に示されるように、締まりばめリング３４は熱スリーブ１２の本体３２と一体である。この代わりに、締まりばめリング３４は、本体３２とは別個に形成して、本体３２に溶接するようにしてもよい。熱スリーブ１２およびコネクタ５２はステンレス鋼から構成し得る。
【００１６】
図３は、図２に示した熱スリーブ１２の一部分の拡大図である。熱スリーブ１２の外面４２に、比較的平坦な上面を持つリッジ６８が形成されている。リッジ６８の平坦な上面は外側熱スリーブ２２に密に近接していて、外側熱スリーブ２２と共に限定された環状空間を維持しやすくする。
作用について説明すると、停滞水区域６４内に位置している停滞水および締まりばめリング３４の第２自由端３８と熱スリーブの本体３２との間の長い熱伝導路が、締まりばめリング３４の第２自由端３８を、熱スリーブ１２の本体３２内に流れる比較的冷たい給水の温度より高い温度に熱せられた状態に維持しやすくする熱障壁を形成する。結果として、締まりばめリング３４の第２自由端３８の温度は、外側熱スリーブ２２および給水ノズル１０の温度近くに維持され、且つに外側熱スリーブ２２および給水ノズル１０の温度に密に追従する。従って、締まりばめリング３４の第２自由端３８は外側熱スリーブ２２と実質的に同じ熱条件を受け、これにより第２自由端３８を外側熱スリーブ２２と緊密に接触した状態に保つことができ、且つ外側熱スリーブ２２をノズル安全端部材１４と緊密に接触した状態に保つことができる。
【００１７】
熱スリーブ１２は給水漏洩流を防止するのに有効であると信じられる。熱スリーブ１２はまた比較的素早く装着することができ、このため原子炉停止時間および人員の放射線被爆が、既知の熱スリーブの装着に伴う原子炉停止時間および人員の放射線被爆に比べて低減される。
図４は、本発明の別の実施例による熱スリーブ１００およびコネクタ１０２の断面図である。熱スリーブ１００およびコネクタ１０２は、図１に示した熱スリーブ１２およびコネクタ５２の代わりに使用されるものである。図４について詳しく説明すると、熱スリーブ１００はほぼ円筒形の本体１０４およびほぼ円筒形の締まりばめリング１０６を含み、締まりばめリングは第１固定端１０８および第２自由端１１０を有する。締まりばめリング１０６は第１固定端１０８でほぼ円筒形の本体１０４の外面に接続される。締まりばめ面１１２が締まりばめリング１０６の第２自由端１１０に位置している。締まりばめリング１０６の第２自由端１１０は、熱スリーブ１００がノズル中孔内に配置されたとき、第２自由端３８が例えば外側熱スリーブ２２（図１）の内面へ向かって外向きにバイアスされて該内面と締まりばめ係合するようにバイアスされている。ほぼ円筒形の本体１０４の外面１１４は例えば外側熱スリーブ２２（図１）と締まりばめを形成する。内側熱スリーブ１００の本体１０４はほぼ円筒形の第１部分１１６、ほぼ円筒形の第２部分１１８および円錐台形の中間部分１２０を含む。ほぼ円筒形の第１部分１１６の一端１２２は、熱スリーブ１００を給水配管（図示せず）に接続するための安全端延長部またはコネクタ１０２と連結するように構成されている。ほぼ円筒形の第２部分１１８の一端１２４はＴ形箱（図示せず）と連結するように構成されている。
【００１８】
コネクタ１０２はほぼ円筒形の第１延長部１２６およびほぼ円筒形の第２延長部１２８を有する。ほぼ円筒形の第１延長部１２６はノズルのノズル安全端部材（図示せず）に溶接されるように構成されている。ほぼ円筒形の第２延長部１２８は熱スリーブ１００の端１２２に溶接されるように構成されている。ほぼ円筒形の第１延長部１２６および第２延長部１２８は、ノズル安全端壁、外側熱スリーブおよび内側熱スリーブと共に、停滞水区域１３０を画成するように作用する。コネクタ１０２の一端１３２は給水配管（図示せず）に溶接されるように構成されている。
【００１９】
図４に示した熱スリーブ１００は図１、２および３に示した熱スリーブ１２と同様である。しかし、１つの相違点は、熱スリーブ１００が、外側熱スリーブと密に接触する面または突出部１１４を含んでいることである。面１１４と１１２との間の熱スリーブ１００の長さ部分は外側熱スリーブと接触せず、外側熱スリーブから離間している。他方、熱スリーブ１２では、その外面４２が比較的平坦な上面を持つリッジ６８を有する（図３参照）。リッジ６８の平坦な上面は外側熱スリーブ２２と密に近接している。
【００２０】
本発明についての以上の説明から、本発明の目的が達成されることは明らかである。本発明の実施例を図示し説明したが、それらは例示に過ぎず、限定として取られるものではないことは明らかであろう。従って、本発明の趣旨及び範囲は特許請求の範囲によって限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱スリーブを含む給水ノズルの断面図である。
【図２】図１に示した熱スリーブの断面図である。
【図３】図１に示した熱スリーブの一部分の断面図である。
【図４】本発明の別の実施例による熱スリーブの断面図である。
【符号の説明】
１０    給水ノズル
１２    熱スリーブ
１４    ノズル安全端部材
１６    主ノズル部材
１８    給水ノズル中孔
２０    原子炉圧力容器
２２    外側熱スリーブ
２４    ノズル安全端壁
２６    給水スパージャーＴ形箱
３２    ほぼ円筒形の本体
３４    締まりばめリング
３６    第１固定端
３８    第２自由端
４０    締まりばめ面
４４    ほぼ円筒形の第１部分
４６    ほぼ円筒形の第２部分
４８    円錐台形の中間部分
５２    コネクタ
５４    給水配管
６４    停滞水区域
１００    熱スリーブ
１０２    コネクタ
１０４    ほぼ円筒形の本体
１０６    締まりばめリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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