(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに押圧されるシート面を介して接続され、内部と外部をシールする一方の接続体および他方の接続体のうち、一方の接続体を取り外した時に他方の接続体の前記シート面を保護するシート面の保護装置において、
前記シート面の外側寄りに配置される第１の支持部材と、該第１の支持部材から内側方向に空隙部の距離ｘを隔てて配置される第２の支持部材と、前記第１、第２の支持部材に覆い被される覆い部材とを備え、前記覆い部材の下面と前記シート面との間に、次式によって計算される、すきま腐食を防止する距離y以上のすきまを設けるとともに、前記覆い部材を前記シート面または該シート面に固定される固定物に連結手段を介して連結させてなるシート面の保護装置。
ｙ＝０．２６ｌｏｇｘ＋０．２
ここで、 ｘ：第１と第２の支持部材間の空隙部の距離（ｍｍ）
ｙ：すきまの距離（ｍｍ）
【請求項２】
請求項１において、前記覆い部材の材料は、前記シート面の材料より水溶液中で電位系列が卑なるもので形成されてなるシート面の保護装置。
【請求項３】
原子炉圧力容器の上鏡と胴体を接続するフランジの前記胴体側のフランジのシート面を保護するシート面の保護装置において、請求項１または２のいずれかに記載のシート面の保護装置を用いてなるシート面の保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート面を介して接続される接続体の前記シート面を保護するシート面の保護装置に係り、特に原子炉圧力容器（以下「ＲＰＶ」とも云う）の上鏡と胴体を接続するフランジのシート面の保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来技術に係るシート面の保護装置を示す縦断面図である。従来技術のシート面の保護装置５０は、たとえば原子炉圧力容器における胴体側フランジ２９に設けられるシート部３０のシート面３１を保護するものであるが、定期検査の際には水没されるので保護装置５０で覆われる。シート面の保護装置５０は、ステンレス製の保護プレート５１と、この保護プレート５１に固定されシート面３１と接触するクッション材５４と、シート面の保護装置５０をクレーンなどで運搬する時の変形を防止する補強材５３とを有する。クッション材５４は、ゴム製、たとえばシリコンゴム、ネオプレンゴムなどで形成される。
【０００３】
さらに、シート面の保護装置５０は、シート面３１上に直接置かれるので、クッション材５４とシート面３１の間にはすきまがない状態で水没される。金属面にすきまがあると、すきま内外の酸素濃淡電池作用により、すきま腐食という現象が生じ、シート面の金属材、たとえば鋼材が腐食される恐れがある。
【０００４】
一般的に、不動態化しているステンレス鋼やインコネルの一部不均一部分が溶解すると、すきま内では、アノード反応とカソード反応が進行し、ある時間経過すると、すきま内の酸素は消費されカソード反応が抑制され、ＯＨ~の生成が減少する。そして、すきま内の陰イオン量が減少し電気的バランスがくずれる。すると、系としては、電気的中性が保たれる必要があるため外部からＣ１イオンが侵入し金属塩（Ｍ'Ｃｌ、'は＋を表わす）を形成する。この塩は加水分解し塩酸を生じ、ｐＨが低下し腐食が成長しやすい条件になる。シート面の保護装置５０と胴体フランジのシート面３１との間に非常に薄いすきまがあると、すきま腐食を生じ易い。
【０００５】
図９は、図８の全体概略平面図である。シート面の保護装置５０は、胴体側フランジのシート面３１の内側周に沿って複数に分割されて円環状に設けられる。ＲＰＶの上鏡を取り外した後、胴体フランジのシート面３１上に設置されるが、一体構造にすると全体の径が約７ｍと大きいので取り扱いが容易でない。さらに、シート面の保護装置５０自体が重い材料を使用しており、かつ曲げ剛性が低いので変形が大きくなることから円周方向に適宜分割される。符号５６はその分割線を表わす。このように配慮してもシート面の保護装置５０自体は重いので、人力では取り扱いができず、原子炉建屋の天井クレーンで設置または取り外しを行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
シート面の保護装置５０は、胴体フランジのシート面３１に設置またはシート面３１から取り外しされるが、設置作業中または取り外し作業中にスタッドボルト３５などの他の固定物または構造物に何ら拘束されておらず単独であるので、ＲＰＶ内に落下する恐れがある。
【０００７】
さらに、胴体フランジのシート面３１は、上鏡２２が取り外されると露出し、他の機器、部材の衝突などにより損傷を受ける恐れがある。その上、胴体フランジのシート面３１に硬い異物が噛み込まれている状態でシート面の保護装置５０が設置されるとシート面の保護装置５０を水平方向に動かす何らかの外力が加わった場合、シート面３１を傷つける恐れがある。
【０００８】
本発明の課題は、シート面のすきま腐食と損傷を防止し、シール性能を維持することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、互いに押圧されるシート面を介して接続され、内部と外部をシールする一方の接続体および他方の接続体のうち、一方の接続体を取り外した時に他方の接続体の前記シート面を保護するシート面の保護装置において、前記シート面の外側寄りに配置される第１の支持部材と、該第１の支持部材から内側方向に空隙部の距離ｘを隔てて配置される第２の支持部材と、前記第１、第２の支持部材に覆い被される覆い部材とを備え、前記覆い部材の下面と前記シート面との間に、すきま腐食を防止する距離ｙ以上のすきまを設けてなることである。
【００１０】
第１の支持部材と第２の支持部材は、シート面に空隙部の距離ｘを隔てて配置される。さらに、第１、第２の支持部材の上に覆い部材が覆い被さり、この覆い部材の下面とシート面との間は、距離ｙ以上のすきまが設けられる。少なくとも距離ｙのすきまだけ覆い部材の下面とシート面とを離すことにより、すきま腐食が防止される。シート面上には覆い部材が設けられるので、他の機器、部材の衝突などによるシート面の損傷が防止される。したがって、シール性能が維持される。
【００１１】
この場合において、すきまの距離ｙは、空隙部の距離ｘを用いて次式によって計算される。少なくともこの式によって計算される距離ｙだけ離せば、すきま腐食が防止される。
【００１２】
ｙ＝０．２６ｌｏｇｘ＋０．２
ここで、            ｘ：第１と第２の支持部材間の空隙部の距離（ｍｍ）
ｙ：すきまの距離（ｍｍ）
さらに、覆い部材の材料は、前記シート面の材料より水溶液中で電位系列が卑なるもので形成されてなることである。覆い部材の材料は、シート面の材料より水溶液中で電位系列が卑なるものであるので、覆い部とシート面との内、覆い部材側が先に腐食し、シート面側の腐食が防止される。
【００１３】
そして、覆い部材を前記シート面または該シート面に固定される固定物に連結する連結手段を備えてなることである。覆い部材は、連結手段によりシート面またはこのシート面に固定される固定物に連結されるので、覆い部材のずれ、脱落などが防止され、シート面その他の面に対して損傷を与えることが防止され、作業効率が向上する。
【００１４】
また、本発明は、原子炉圧力容器の上鏡と胴体を接続するフランジの前記胴体側のフランジのシート面を保護するシート面の保護装置において、上記いずれかに記載のシート面の保護装置を用いてなることである。上記いずれかに記載のシート面の保護装置を用いることにより、核分裂生成物の容器外部への漏洩を防止し、信頼性を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシート面の保護装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図１〜７において、同一または同じ作用部分には同じ符号を付けて示す。
【００１６】
図５は、原子炉圧力容器の断面図である。原子炉圧力容器（以下、単に「ＲＰＶ」とも云う）２０は、上鏡２２および胴体２７を有し、上鏡２２と胴体２７は、上鏡側のフランジ２３と胴体側のフランジ２９とをスタッドボルト３５およびナット３６で締結され固定される。原子炉発電所の定期検査に際しては、上鏡２２を締め付けているスタッドボルトのナット３６を外し、上鏡２２を取り外す。
【００１７】
図６は、原子炉圧力容器の定期検査中の水張り状態を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。核分裂生成物に対する安全上からウェル（貯水槽）ＲＷ内に水ｗを満たしＲＰＶ２０内の収容物たる燃料集合体４５や検出器集合体ＬＰＲＭなどの入替を行う。なお、図６において、符号３９はスタッドボルト用ねじ穴、４３は通路、ＦＰは燃料プールである。
【００１８】
図７は、原子炉圧力容器のフランジ部を示し、(Ａ)は縦断面図、（Ｂ）は胴体フランジの縦断面図である。原子炉圧力容器２０は、運転中、内部に包合する核分裂生成物を外部に放出することを避けるため、図７（Ａ）に示すように、ＲＰＶの上鏡２２と胴体２７とを接続するフランジ部は、２重シール構造とし、漏洩を生じない構造にする。シール構造は、上鏡のシート面用肉盛２５に形成される溝内に同芯状に配置される二つの金属Ｏリング３２を使用する。この金属Ｏリング３２とステンレス製またはインコネル製の胴体シート面３１は、シール機能を保つために精密に仕上げられる。  一方、図７（Ｂ）に示すように、胴体側のフランジ２９のシート面３１は、ＲＰＶの上鏡２２が取り外さるため定期検査中は露出される。
【００１９】
図１は、本発明に係るシート面の保護装置の一実施形態を示す縦断面図である。シート面の保護装置１は、図示していない上鏡２２を取り外した時に胴体側のフランジ２９のシート面３１を保護し、シート面３１の外側寄りに配置される第１の支持部材としての第１のサポート３と、この第１のサポート３から内側方向４８に所定の距離として空隙部の長さｘを隔てて配置される第２の支持部材としての第２のサポート５と、これら第１、第２のサポート３、５に覆い被される覆い部材としてのプレート９とを備える。第１、第２のサポート３、５およびプレート９は、環状に形成される。プレート９と胴体側フランジのシート面３１との間のすきまＹは、すきま腐食を発生させないための適切な距離とする。すなわち、プレートの下面１０とシート面３１との間に空隙部の長さｘに相関し、すきま腐食を防止する相関値ｙ以上のすきまＹを設ける。
【００２０】
Ｙ ≧ ｙ
ｙ＝０．２６ｌｏｇｘ＋０．２
ここで、                  Ｙ：すきま（ｍｍ）
ｘ：所定の距離（ｍｍ）
ｙ：相関値（ｍｍ）
さらに、プレート９の材料は、シート面３１の材料より水溶液中で電位系列が卑なるもので形成される。また、図１において、符号３３は、シール面を表わし、図７に示すＯリング３２の接触する範囲である。
【００２１】
図２は、図１のシート面の保護装置を原子炉圧力容器胴体フランジに用いた状態を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。シート面の保護装置１は、胴体側フランジ２９の内側寄りで、スタッドボルト３５より内側に配置される。さらに、プレート９をシート面３１またはこのシート面３１に固定される固定物、たとえばスタッドボルト３５に連結する連結手段１４を備える。連結手段１４は、スタッドボルト３５とプレート９とを連結、固定するストッパー１５と、ストッパー１５に固定されるスペーサ１７とを有し、スペーサ１７は、二つ割りに形成され、スタッドボルト３５を挾み込む形状である。因に、スタッドボルト３５の上部には、ねじ保護具３７が被せられる。
【００２２】
上記構造を有するシート面の保護装置１は、次のように作用する。すなわち、第１のサポート３と第２のサポート５は、シート面３１に空隙部の長さｘを隔てて配置される。さらに、第１、第２のサポート３、５の上にプレート９が覆い被さり、このプレートの下面１０とシート面３１との間は、空隙部の長さｘに相関する相関値ｙまたはこれ以上のすきまＹが設けられる。少なくとも相関値ｙのすきまだけプレート９の下面とシート面３１とを離すことにより、すきま腐食が防止される。シート面３１上にはプレート９が設けられるので、他の機器、部材の衝突などによるシート面３１の損傷が防止される。したがって、シール性能が維持される。
【００２３】
図３は、図２の全体概略平面図である。シート面の保護装置のプレート９は、胴体側フランジのシート面３１の内側周に沿って円周方向に複数に分割され環状に設けられる。符号１９はその分割線を表わす。分割された各プレート９は、その中央位置で連結手段１４によりスタッドボルト３５に連結される。
【００２４】
図４は、サポート間の空隙部の長さｘと相関値ｙまたは空隙部の高さＹの関係図である。相関値ｙは、先に挙げた式によって計算される。少なくともこの式によって計算される相関値ｙのすきまだけ離せば、すきま腐食が防止される。実験によると同図中黒丸で示す点に腐食が発生する。白丸で示す点には腐食が発生しない。すなわち、上式で表わされる直線の上側領域がすきま腐食を発生させない範囲である。すきまが空隙部の長さｘによって決まる相関値ｙ以上で有ればすきま腐食は発生しない。
【００２５】
さらに、プレート９の材料は、シート面３１の材料より水溶液中で電位系列が卑なるものであるので、プレート９とシート面３１との内、プレート９側が先に腐食し、シート面３１側の腐食が防止される。プレート９と、これを支えるサポート３、５の材料は従来構造の材料より軽くて、なおかつガルバノ電池作用により防食効果をもたせるために相手側の胴体フランジのシート面３１の材料より水中での電位系列が卑になる材料、たとえばアルミニウムまたはその合金を使用することによりシート面の保護装置を人力で持ち運びでき、取り扱いが非常に容易となる。アルミニウムまたはその合金を使用することにより、従来のステンレス鋼に比べ重量が約１／３となり人力で容易に運搬できる。
【００２６】
そして、プレート９は、シート面３１に固定されるスタッドボルト３５にストッパー１５で連結されるので、その取り付けおよび取り外し作業中にＲＰＶ内に落下することはなくなる。したがって、プレート９のずれや脱落などがなくなり、シート面３１その他の面に対して損傷を与えることが防止され、作業効率が向上する。また、ストッパー１５の孔径は、スタッドボルト３５と容易に取り付け、取り外しができるようにスタッドボルト３５の外径より適切な量の余裕を設ける。両者の取り付け後は若干の間隙があり水平方向に移動可能のためスペーサー１７をその間隙に挿入することにより水平方向に固定でき、シート面を傷つける可能性が無くなる。
【００２７】
一方、シート面の保護装置１を設置後、上部から物体が落ちてきた場合はサポート３、５がＡｌの場合、胴体フランジのシート面３１より軟らかいことおよびサポート３、５の位置が図７（Ａ）に示すＯリングとの接触面すなわちシール面３３を避けているので胴体フランジのシート面３１に傷がつくことは無い。
【００２８】
次に、上記いずれかに記載のシート面の保護装置１を原子炉圧力容器の胴体フランジのシート面に用いることにより、ＲＰＶで最も重要な部位である胴体フランジのシート面３１が定期検査中にすきま腐食を受けることがなく、また傷つくこともないので、核分裂生成物の容器外部への漏洩を防止し、信頼性を高めることができる。また、胴体フランジへの取り付け、取り外し作業中の落下をも防止でき現地作業の安全性も向上する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のシート面の保護装置によれば、シート面のすきま腐食と損傷を防止し、シール性能を維持する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシート面の保護装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のシート面の保護装置を原子炉圧力容器胴体フランジに用いた状態を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図３】図２の全体概略平面図である。
【図４】サポート間の空隙部の長さｘと相関値ｙまたは空隙部の高さＹの関係図である。
【図５】原子炉圧力容器の断面図である。
【図６】原子炉圧力容器の定期検査中の水張り状態を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図７】原子炉圧力容器のフランジ部を示し、(Ａ)は縦断面図、（Ｂ）は胴体フランジの縦断面図である。
【図８】従来技術に係るシート面の保護装置を示す縦断面図である。
【図９】図８の全体概略平面図である。
【符号の説明】
１  シート面の保護装置
３  第１のサポート（第１の支持部材）
５  第２のサポート（第２の支持部材）
９  プレート（覆い部材）
１０  下面
１４  連結手段
２０  原子炉圧力容器
２２  上鏡（一方の接続体）
２７  胴体（他方の接続体）
２９  胴体側のフランジ（フランジ）
３１  シート面
３５  スタッドボルト（固定物）
ｘ  空隙部の長さ（所定の距離）
ｙ  相関値
Ｙ  空隙部の高さ（すきま）
【図１】
0004092623.tif 000002
【図２】
0004092623.tif 000003
【図３】
0004092623.tif 000004
【図４】
0004092623.tif 000005
【図５】
0004092623.tif 000006
【図６】
0004092623.tif 000007
【図７】
0004092623.tif 000008
【図８】
0004092623.tif 000009
【図９】
0004092623.tif 000010