(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部材からなり原子炉圧力容器の内面に固定されて炉内構造物を支持する炉心支持構造物において、
前記部材のうちの上下方向に接続される少なくともシリンダとレグとは、低合金鋼により一体構造に形成され、表面にステンレスを肉盛溶接されることを特徴とする炉心支持構造物。
【請求項２】
請求項１記載の炉心支持構造物において、
中空円筒状のシリンダとレグとの内面が同一面に形成されることを特徴とする炉心支持構造物。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、炉内構造物の炉心支持構造物に係り、特に、溶接継手を不要とする炉心支持構造物に関する。
【従来の技術】
【０００２】
従来は、図６〜図９に示す沸騰水型原子炉圧力容器または図１０〜図１３に示す改良沸騰水型原子炉圧力容器のように、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１１の内部には、シュラウド２などの炉内構造物が設置され、これらを支持する炉心支持構造物として、シュラウドサポート１４，１５，１６が、ＲＰＶ１１の底部に固定されていた。
【０００３】
シュラウドサポート１４，１５，１６は、複数の部材、すなわち、シュラウドサポートシリンダ（シリンダ）１４と、プレート１５と、レグ１６とからなる。
【０００４】
シリンダ１４は、中空円筒状で上端面をシュラウド２に溶接で接続され、下端面をレグ１６に溶接で接続され、上下方向に接続される部材である。
【０００５】
プレート１５は、円環板状でジェットポンプ３またはインターナルポンプディフューザ７を貫通させるため、数個から十数個の孔があけられており、内周をシリンダ１４に溶接で接続され、外周をＲＰＶ１１の壁１１ａ，１１ｂの内面に溶接で接続されている。
【０００６】
レグ１６は、長方形または円弧形の棒状に形成され、シリンダ１４を介して炉内構造物のシュラウド２を支持するものであり、シリンダ１４の下端面とＲＰＶ１１の壁１１ａ，１１ｂの内面とに溶接で接続される。
【０００７】
特に、シリンダ１４とレグ１６との溶接部は、表面検査に加え、放射線検査などの溶接検査が要求される重要な構造物である。レグ１６は、ＲＰＶ１１内部の冷却水を循環させるため、冷却水(炉水)の通路を確保しかつ水流の邪魔にならないように、ジェットポンプ３またはインターナルポンプディフューザ７の開口部をさける位置に数十個配置されている。レグ１６は、座屈強度上の要求から、シリンダ１４よりも厚い構造である。また、すみ肉溶接により補強肉盛１６ａをしてある。このため、シリンダ１４とレグ１６との溶接は、大量になる。
【０００８】
シュラウドサポート１４，１５，１６の材料およびこれらを溶着する溶接棒は、ＲＰＶ１１内の炉内構造物となるものであり、腐食生成物を発生しない材料が要求されるとともに、比較的高い強度が要求される。そのため、強度上の要求からインコネル鋼を使用している。このインコネル鋼は、耐食性をよくするため、Ｎｉを多量（７２％以上）に含有しており、特殊な成分（Ｎｂ）を含んでいるため非常に高価である。また、溶接にも高度な技術を必要とし、硬度が高く曲げ加工や機械加工も難しく、製造コストが高い。
【０００９】
上下方向に接続される部材であるレグ１６は、同様の部材のシリンダ１４に溶接で取付けられている。座屈強度上の要求から、シリンダ１４と厚さ中心を合わせるとともに、レグ１６が傾かないようにするため、溶接には細心の注意が必要であり、補強肉盛１６ａをするなど、溶接量も多く、製作の手間がかかっている。
【００１０】
これらの溶接に使用する溶接材料も、インコネルであり、母材と同様に高価である。また、インコネルは、他の低合金鋼などと比べて、材料の製造能力から大きな素材を製作できないので、既に述べたように、レグおよびシリンダを溶接構造とせざるを得ない。
【００１１】
このように、シュラウドサポートの材料は、ステンレス鋼では強度不十分であり、インコネル鋼を使用している。
【００１２】
しかし、インコネル鋼にすると、ＲＰＶの母材の低合金鋼との間の接合部に、線膨張係数の差による過大な熱応力が発生する恐れがあり、溶接には細心の注意が必要である。また、座屈強度上の要求から、すみ肉溶接で補強肉盛をするなど溶接量が多く、製作の手間がかかっている。本溶接材料は、インコネルであり、母材と同様に高価である。
【００１３】
ＡＢＷＲ(改良ＢＷＲ)の場合、インターナルポンプからの吐出流による炉内構造物などの振動を防止するため、レグの配置を変更するなどの種々の提案がされている（特開平１−１１６４９０号，特開平２−７１１９４号，特開平２−３１０４９５号，特開平３−９５４９０号，特開平３−１００４９１号などの各公報参照）。さらに、インコネル鋼は、他の低合金鋼などと比べ、材料の製造の能力から大きな素材が得られないので、溶接部のない一体構造にできない。
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の炉心支持構造物にあっては、インコネル鋼を使用すると、溶接に高度な技術を必要とする一方で、低合金鋼をそのまま使用すると、腐食生成物が発生する恐れがある。
【００１５】
本発明の目的は、継手溶接の検査が不要でかつ耐食性を高めた炉心支持構造物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するために、複数の部材からなり原子炉圧力容器の内面に固定されて炉内構造物を支持する炉心支持構造物において、前記部材のうちの上下方向に接続される少なくともシリンダとレグとは、低合金鋼により一体構造に形成され、表面にステンレスを肉盛溶接される構成とする。
【００１７】
中空円筒状のシリンダとレグとの内面は、同一面に形成することができる。
【００１８】
原子力圧力容器においては、前記いずれか一つの炉心支持構造物を内面に固定し、炉心支持構造物で支持された炉内構造物と、少なくとも炉水を循環するポンプとを内蔵する構成とする。
【００１９】
本発明によれば、炉心支持構造物であるシリンダとレグとを低合金鋼で一体構造に形成するので、板厚中心のずれや傾きが防止され、座屈強度が高まるとともに、継手溶接の検査が不要となる。また、低合金鋼の表面にステンレスを肉盛溶接すると、耐食性が高まり、腐食生成物の発生を防止できる。
【発明の実施の形態】
【００２０】
次に、図１〜図５を参照しながら、本発明による炉心支持構造物の実施形態を説明する。 炉心支持構造物は、図１および図２に示すように、複数の部材のシュラウドサポートシリンダ(シリンダ)４とプレート５とレグ６とからなり、原子炉圧力容器１の壁１ａの内面に固定され、シュラウド２などの炉内構造物を支持する。それぞれの部材のうちの上下方向に接続される少なくともシリンダ４とレグ６とは、壁１ａとほぼ同材質の低合金鋼により一体構造に形成され、表面にステンレスの肉盛溶接８が施工される構成とする。
【００２１】
すなわち、ＲＰＶ１の炉内構造物であるシュラウド２の下端面がシリンダ４の上端面に溶着され、シリンダ４の下端面がレグ６の上端面に溶着され、さらにシリンダ４のほぼ中央にプレート５の内周面が溶着され、プレート５の外周面およびレグ６の下端面の各々が溶接により、ＲＰＶ１の壁１ａの内面に溶接され一体化される。したがってシュラウドサポート４，５，６は、シュラウド２を含む炉内構造物の重量をＲＰＶ１の壁１ａに伝えＲＰＶ１が重量を支えている。
【００２２】
図３に示すように、シリンダ４とレグ６とを含めた鍛造リング９または鋼板を曲げて製作した鋼板リング９から、シリンダ４とレグ６とを切り出し、または機械加工で成形し、一体構造としてシリンダ４とレグ６との間に接続部のない構造とする。
【００２３】
この構造により、溶接による位置ずれまたは傾きなどの恐れが全くなくなり、座屈強度は格段に高まり、シリンダ４とレグ６との間の継手溶接の検査が全く不要になる。シリンダ４とレグ６の境界部には、従来は図８，１２に示すように、補強のため肉盛溶接１６ａをしていた。これに対して、本実施の形態では、図２に示すように、一体構造の鍛造リング９または鋼板リング９からレグ６を削り出す時に補強部６ｂを残せばよい。
【００２４】
本実施形態の作用を説明する。インコネル鋼より高強度であり原子力圧力容器とほぼ同材質の低合金鋼で、シュラウドサポートの上下方向の二つ以上の部材を一体構造に形成すれば、炉心支持構造物の座屈強度が高まるとともに継手溶接の検査が不要となる。シリンダとレグとを含めた鍛造リングまたは鋼板を曲げて製作した鋼板リングから、レグの開口部を切断し、シリンダを機械加工すると、シリンダとレグとを溶接のない一体構造とすることができる。低合金鋼の表面にステンレスの肉盛溶接をするので、耐食性が高まり、腐食生成物の発生を防止できる。
【００２５】
本発明の他の実施例を図４および図５に示す。上下方向に接続される二つ以上の部材はシリンダ４とレグ６とからなり、リンダ４の内面とレグ６の内面とを同一面に形成し、レグ６の外周面に必要な厚さを確保した構成である。本実施形態によりさらにシュラウドサポートの製作が容易になる。
【００２６】
本発明の応用例として、原子力圧力容器は、内面に固定された前記いずれか一つの炉心支持構造物と、この炉心支持構造物により支持された炉心構造物と、炉水を循環させるジェットポンプまたはインターナルポンプなどとを内蔵している。
【００２７】
本発明によれば、シリンダとレグとの溶接による位置ずれおよび傾きが全くなくなり、炉心構造物を支持する座屈強度が格段に高まる。シリンダとレグとの溶接がないため、継手溶接の検査が不要となり、保守が容易になるとともに、信頼性が高まる。
【００２８】
また材質を低合金鋼にしたので、線膨張係数がＲＰＶと同一となり、図１に示す高熱応力部ａ，ｂの熱応力を大幅に低減できる。ＡＢＷＲの場合、レグの開口部を自在に選定できるので、インターナルポンプからの吐出流による炉内構造物の振動を防止することが、極めて容易となる。製造コストについては、低合金鋼が安価であること、加工性もよく加工費が安価であること、シリンダとレグとの溶接量を低減できること、溶接部検査が不要であることなどの利点から、表面に肉盛溶接することを加味しても、全体的に大幅に安価になり、耐食性が高まり、腐食生成物の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、炉心支持構造物の上下方向の部材を低合金鋼で一体構造に形成するので、継手溶接の検査が不要になるとともに、部材間の位置ずれが防止されて座屈強度が高まり、かつ肉盛溶接により耐食性が高まり、腐食生成物が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】  本発明による炉心支持構造物の一実施形態の構造を示す縦断面図である。
【図２】  図１のＥ・Ｅ線断面を示す断面図である。
【図３】  図１の素材を示す斜視図である。
【図４】  本発明による炉心支持構造物の他の実施形態の構造を示す縦断面図である。
【図５】  図４のＦ・Ｆ線断面を示す断面図である。
【図６】  従来の技術を示す縦断面図である。
【図７】  図６のＧ部詳細を示す断面図である。
【図８】  図７のＨ矢視を示す図である。
【図９】  図６の要部を示す斜視図である。
【図１０】  従来の技術を示す断面図である。
【図１１】  図１０のＪ部詳細を示す断面図である。
【図１２】  図１１のＫ矢視を示す図である。
【図１３】  図１０の要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１，１１  原子炉圧力容器
１ａ，１１ａ，１１ｂ  壁
２  シュラウド
４，１４  シリンダ
５，１５  プレート
６，１６  レグ
６ａ，１６ａ  補強肉盛
８  肉盛溶接
９  鍛造リングまたは鋼板リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１３】
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