(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられたジェットポンプのライザとインレットミキサを中間部で支持するジェットポンプ中間部支持装置であって、ライザブラケットに取り付けられるフレームと、このフレームに摺動可能に取り付けられ、前記インレットミキサとの間の距離が調整可能とされた調整クサビと、前記フレームの前記ライザブラケットに対する移動を制限する押付クサビと、この押付クサビを前記フレームに押付けて固定する固定クサビとを具備したことを特徴とするジェットポンプ中間部支持装置。
【請求項２】
請求項１記載のジェットポンプ中間部支持装置において、調整クサビを、インレットミキサを中間部で支持する調整ねじを跨ぐ位置に２個取り付けたことを特徴とするジェットポンプ中間部支持装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のジェットポンプ中間部支持装置において、押付クサビは、インレットミキサを中間部で支持するライザブラケットの調整ねじを取り付けているブロックを挟み込む位置に２個取り付けたことを特徴とするジェットポンプ中間部支持装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載のジェットポンプ中間部支持装置において、押付クサビの移動を制御する固定クサビは、自重による押付け力を生じ得る重量を有することを特徴とするジェットポンプ中間部支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられたジェットポンプのインレットミキサを中間部で支持する調整ねじの支持機能喪失時等に、その調整ねじの代替として支持機能を与えるジェットポンプ中間部支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軽水炉としての沸騰水型原子炉は、図５の縦断面図に示すように構成される。原子炉圧力容器１内には炉心３が収容され、この炉心３が冷却材２で浸漬されている。炉心３は円筒状の炉心シュラウド１０内に図示しない複数の燃料集合体および制御棒等を配設して構成される。
【０００３】
原子炉圧力容器１内の炉水（冷却材）２は、下部から炉心２内を上方に向かって流通する。冷却材２は炉心３内を上昇する際に核反応熱を受けて昇温昇圧され、水と蒸気の二相流状態になる。気液二相流となった冷却材２は、炉心３の上方に設置された気水分離器４に流入し、この気水分離器４で水と蒸気とに分離される。気液分離された蒸気は、気水分離器４の上方に設置された蒸気乾燥器５に導入されて、ここで乾燥され、乾き蒸気となる。この乾き蒸気は主蒸気となって原子炉圧力容器１に接続された蒸気気管６を介して、図示しない蒸気タービンに送られて発電に供される。
【０００４】
一方、気液分離された水は、炉心３と原子炉圧力容器１との間のトーラス状あるいはスリーブ状のダウンカマ部７に案内され、このダウンカマ部７を下降して炉心３下部に案内される。また、このダウンカマ部７で炉心シュラウド１０の外周には、複数のジェットポンプ１１が設置されている。
【０００５】
他方、炉心３の下部には制御棒案内管８が設置されており、この制御棒案内管８の下方に、制御棒駆動機構９が設置される。制御棒駆動機構９は、前記制御棒案内管８を介して、図示しない制御棒を炉心３内へ挿入および引抜く出し入れ制御を行って炉出力制御を行っている。また、原子炉圧力容器１の外部には、図示しない原子炉再循環ポンプを備えた原子炉再循環系が２系統設置されており、この原子炉再循環系の再循環ポンプ作動により、原子炉圧力容器１内の炉水３は図示しない原子炉再循環系を通って原子炉圧力容器１内に戻され、再循環水入口ノズル１３を経てジェットポンプ１１に導かれる。このジェットポンプ１１では周囲の炉水を巻き込んで炉心３下部に送り込むようになっている。すなわち、原子炉再循環ポンプからジェットポンプ１１に供給された駆動水により、ジェットポンプ１１は冷却材２を炉心３下部を経て炉心３内に強制循環させるようになっている。
【０００６】
ジェットポンプ１１は、図６の要部斜視図に示すように、中央にライザ管１２を備え、このライザ管１２は原子炉圧力容器１に原子炉再循環ポンプから供給される冷却材２を、再循環入口ノズル１３を介して導入する。前記ライザ管１２の上部には、トランジッションピース１４を介して左右１対のエルボ１５ａ，１５ｂが接続されて、これらエルボ１５ａ，１５ｂのそれぞれには混合ノズル１６ａ，１６ｂを介して、インレットスロート１７ａ，１７ｂが接続されている。これらのインレットスロート１７ａ，１７ｂの下部には、ディフューザ１８ａ，１８ｂがそれぞれ接続され、上部の混合ノズル１６ａ，１６ｂから、冷却材２が噴射されると、周囲から炉水を巻き込むようになっている。この噴射された冷却材２および巻き込まれた炉水は、インレットスロート１７ａ，１７ｂ内にて混合され、その後ディフューザ１８ａ，１８ｂにて静水頭の回復が行われる。
【０００７】
ジェットポンプ１１においては、原子炉再循環ポンプから送り込まれる冷却材３の流れにより、流体振動が発生するので、これに対処するためにライザ管１２は、下端を再循環入口ノズル１３に溶接されており、また上端はライザブレース２０を介して、原子炉圧力容器１に固定されている。なお、ジェットポンプ１１における上端部のエルボ１５ａ，１５ｂには、ライザ管１２を介して供給される駆動水の流入水圧が作用する。この流入水圧はエルボ１５ａ，１５ｂの他端に接続する図示しないノズルから、インレットスロート１７ａ，１７ｂおよびディフューザ１８ａ，１８ｂ内に向かって駆動水が噴出されるので、この駆動水の噴出水圧等の反力が上向きに作用する。
【０００８】
インレットスロート１７ａ，１７ｂは、上端が混合ノズル１６ａ，１６ｂおよびエルボ１５ａ，１５ｂを介して、トランジッションピース１４に機械的に接続されるとともに、下端がディフューザ１８ａ，１８ｂの上端に挿入されている。また、ディフューザ１８ａ，１８ｂの下端は、原子炉圧力容器１に溶接されたシュラウドサポート２０に固定されており、さらに、ライザ管１２の下端は原子炉圧力容器１に固定された再循環入口ノズル１３に接続されている。また、インレットスロート１７ａ，１７ｂは、ライザ管１２に固着されたライザブラケット２５により支持される。これにより、ライザ管１２およびインレットスロート１７ａ，１７ｂが振動することを防止している。この支持方法の詳細を図７に示す。
【０００９】
図７はジェットポンプ１１のライザブラケット２５近傍の断面図である。インレットスロート１７ａ，１７ｂはライザブラケット２５ａ，２５ｂの中に入り込み、横方向をインレットスロート１７ａ，１７ｂ１体当り２体の調整ねじ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄで支持され、また１体のウエッジ３１ａ，３１ｂで支持されている。この支持はそれぞれ接触していることで機能している。
【００１０】
また、調整ねじ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄとウエッジ３１ａ，３１ｂはインレットスロート１７ａ，１７ｂを１２０°ピッチで等配になる位置で支持し、全ての方向に対し支持ができるようになっている。
【００１１】
このように、ジェットポンプ１１においては、冷却材２を加圧して炉心３内に循環させるために、流体振動が他の炉内機器に比較して大きく作用することから、的確な支持が要求されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
万一、ジェットポンプに対して、たとえば流体振動が増加した場合、インレットスロート１７ａ，１７ｂの中間部を支持している調整ねじ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ若しくはウエッジ３１ａ，３１ｂに損傷が発生し、支持機能の喪失が考えられる。支持機能が喪失すると、ジェットポンプ１１全体の振動モードが変化し、変位量の増加によりジェットポンプ１１の強度的に問題となる部位に過大な荷重が発生し、ジェットポンプ１１が破損することが想定される。
【００１３】
従って、原子炉の出力を制御するジェットポンプ１１が、そのような状態になることは、ジェットポンプ１１のみならず他の構造物にも悪影響を与えることも考えられて、好ましいことではない。
【００１４】
本発明の目的とするころは、原子炉圧力容器内に設置されたジェットポンプのインレットスロートを中間部において、支持している調整ねじが何らかの要因によりインレットスロートとの間に隙間を生じ、その支持機能を喪失した場合、遠隔で支持装置を取り付け、機器の健全性を確保することができるジェットポンプ中間部支持装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に係る発明では、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられたジェットポンプのライザとインレットミキサを中間部で支持するジェットポンプ中間部支持装置であって、ライザブラケットに取り付けられるフレームと、このフレームに摺動可能に取り付けられ、前記インレットミキサとの間の距離が調整可能とされた調整クサビと、前記フレームの前記ライザブラケットに対する移動を制限する押付クサビと、この押付クサビを前記フレームに押付けて固定する固定クサビとを具備したことを特徴とするジェットポンプ中間部支持装置を提供する。
【００１６】
請求項２に係る発明では、請求項１記載のジェットポンプ中間部支持装置において、調整クサビを、インレットミキサを中間部で支持する調整ねじを跨ぐ位置に２個取り付けたことを特徴とするジェットポンプ中間部支持装置を提供する。
【００１７】
請求項３に係る発明では、請求項１または２記載のジェットポンプ中間部支持装置において、押付クサビは、インレットミキサを中間部で支持するライザブラケットの調整ねじを取り付けているブロックを挟み込む位置に２個取り付けたことを特徴とするジェットポンプ中間部支持装置を提供する。
【００１８】
請求項４に係る発明では、請求項１から３までのいずれかに記載のジェットポンプ中間部支持装置において、押付クサビの移動を制御する固定クサビは、自重による押付け力を生じ得る重量を有することを特徴とするジェットポンプ中間部支持装置を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るジェットポンプ中間部支持装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本実施形態によるジェットポンプ中間部支持装置をジェットポンプに装着した状態を示す要部斜視図である。図２は同装着状態を示す全体平面図であり、図３は同装着状態を示す部分断面図である。図４は図３の側面図である。
【００２２】
これらの図に示すように、本実施形態では、ライザブラケット２５に取り付けられるフレーム３１を備えている。このフレーム３１は一体構造物であり、ライザブラケット２５の外周側に沿う部分と、その両端部から立上り、ライザブラケット２５の内方に垂下する部分と、この垂下部分から互いに対向する方向に一定長延在する部分とにより構成されている。このフレーム３１のライザブラケット２５内方で対向する部分に、各１対ずつの調整クサビ３２（３２ａ，３２ｂ）、固定クサビ３３（３３ａ，３３ｂ）および押付クサビ３４（３４ａ，３４ｂ）が取り付けられている。
【００２３】
調整クサビ３２は、下端側が肉薄となる傾きを有する縦型のものであり、傾きの形成された面に、縦方向に沿う台形状の溝（蟻溝）３５が設けられている。この溝３５が、フレーム３１と一体に構成された傾斜部材３６の台形状の突起３７に嵌合し、斜面に沿って移動可能となっている。
【００２４】
押付クサビ３４は調整クサビ３２に隣接して配置される下端側が厚肉となる傾きを有する小形な縦型のものものであり、傾きの形成された面に台形状の突起４０を有するとともに、下面に溝４１が設けられている。この溝４１がフレーム３１に設けた上向きの突起４２と嵌合しあい、フレーム３１上を水平の移動のみを可能としている。また、押付クサビ３４の台形状の突起４０は固定クサビ３３に設けられた台形状の溝４３と嵌合し、固定クサビ３３が垂直方向に移動することにより押付クサビ３４をライザブラケット２５に押し付け、これによりフレーム３１を固定するようになっている。固定クサビ３３は押付クサビ３４と接触する反対側の面４４をフレーム３１と接触することにより、押付クサビ３４の反力を受け持ち、またフレーム３１に設けた溝４５に入り込むことにより、全体が不安定となることを解消できるようにしてある。
【００２５】
次に、上記構成のジェットポンプ中間部支持装置の作用について説明する。本ジェットポンプ中間部支持装置は、ライザブラケット２５の羽根２７を回避して取り付ける必要があり、またライザブラケット２５とインレットスロート１７の間に取り付けを行うため、調整クサビ３２を上に持ち上げた状態にしてライザブラケット２５の上部よりインレットスロート１７とブラケット２５との隙間に挿入可能なようにする。
【００２６】
また、固定クサビ３３を上に持ち上げた状態にし、これにより押付クサビ３４との間の距離が大きくし、ブラケット２５のブロック部に入り込める状態にする。以上の操作は、図に示さない専用取り扱い装置によって行うことができる。
【００２７】
その後、調整ねじ３０ｄを跨ぐ位置に、本ジェットポンプ中間部支持装置を挿入し、調整クサビ３２を下に落とし込む。
【００２８】
それにより、調整クサビ３２がインレットスロート１７ｂを押し付けるとともに、フレーム３１がその反力で移動し、結果としてライザブラケット２５とインレットスロート１７との間に押し付け力を発生させる。
【００２９】
調整クサビ３２が取り付け終了後、固定クサビ３３を下に落とし込む。それにより台形溝で嵌合している押付クサビ３４が移動し、ブラケット２５のブロック部を押付、フレーム３１の横方向の固定を実施する。
【００３０】
なお、以上の実施形態では、各クサビの位置調整後の浮き上がり防止等は特に実施しない例を示したが、必要により、浮き上がり防止機能を設けても良い。
【００３１】
以上のように、本実施形態では、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられたジェットポンプ１１のライザ管１２とインレットスロート１７とを中間部で支持するものにあって、ライザ管１２のブラケットに取り付けられるフレーム３１と、このフレーム３１に摺動可能に取り付けられ、インレットスロート１７との間の距離が調整可能とされた調整クサビ３２と、フレーム３１の移動を制限する押付クサビ３４と、この押付クサビを固定する固定クサビ３３とを具備したことにより、ジェットポンプ１１の調整ねじ３０ｄとインレットスロート１７の間に隙間等が生じた場合に、ライザブラケット２５とインレットスロート１７との間の隙間を埋めることにより、ジェットポンプ１１のインレットミキサを強固に支持することができる。したがって、インレットミキサの取外し等を行う必要がなく、ジェットポンプ１１の振動モードを健全な状態に復旧することができる。
【００３２】
なお、調整クサビ３２を、調整ねじ３０を跨ぐ位置に２個取り付けたことにより、より確実な支持が得られる。また、押付クサビ３４は、ライザブラケット２５の調整ねじ３０を取り付けているブロックを挟み込む位置に２個取り付けることで、さらに支持の確実化が向上できる。
【００３３】
また、押付クサビ３４の移動を制御する固定クサビ３３は、自重による押付け力を生じ得る重量を有することで、離脱が確実に防止され、支持の確実化が一層向上できる。また、各クサビはボルト等を不使用とした組立て構成であるため、作業が遠隔で容易に、能率よく行える。
【００３４】
さらにまた、インレットミキサ等の構造物を装着した状態で組立て可能な構成としたことにより、構造物の取外しを不用とし、遠隔操作を一層容易にすることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ジェットポンプの調整ねじとインレットミキサとの間に隙間等が生じた場合に、本装置を取り付け、ブラケットとインレットミキサとの間の隙間を埋めることにより、ジェットポンプのインレットミキサを強固に支持することができる。したがって、インレットミキサの取外し等を行う必要がなく、ジェットポンプの振動モードを健全な状態に復旧できることにより、原子力発電プラントの稼働率向上に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るジェットポンプ中間部支持装置の一実施形態を示す要部斜視図。
【図２】本発明に係るジェットポンプ中間部支持装置の全体平面図。
【図３】前記実施形態における装置装着状態を示す部分断面図。
【図４】図３の側面図。
【図５】沸騰水型原子炉を示す縦断面図。
【図６】ジェットポンプを示す要部斜視図。
【図７】ジェットポンプの中間部支持構造を示す拡大図。
【符号の説明】
１  原子炉圧力容器
２  冷却材
３  炉心
４  気水分離器
５  蒸気乾燥器
６  主蒸気管
８  制御棒案内管
９  制御棒駆動機構
１０  炉心シュラウド
１１  ジェットポンプ
１２  ライザ管
１３  再循環入口ノズル
１４  トランジションピース
１５ａ，１５ｂ  エルボ
１６ａ，１６ｂ  混合ノズル
１７ａ，１７ｂ  インレットスロート
１８ａ，１８ｂ  ディフューザ
２０  ライザブレース
２５  ライザブラケット
２７  羽根
３０  調整ねじ
３１  フレーム
３２  調整クサビ
３３  固定クサビ
３４  押付クサビ
３５  溝
３６  傾斜部材
【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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