(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シュラウドサポートを介して設置される円筒状の構造物で、上方から上部リング、上部胴、中間部リング、中間部胴、下部リングおよび下部胴の各部を有し、前記中間部リングによって燃料集合体の上端部支持用の上部格子板を支持する一方、前記下部リングによって前記燃料集合体の下端部支持用の炉心支持板を支持し、原子炉圧力容器内の冷却材流路を形成する炉心シュラウドにおいて、
上部リング、上部胴および中間部リングを一体に構成した上半シュラウドと、中間部胴、下部リングおよび下部胴を一体に構成した下半シュラウドとからなる二分割構造とし、これら上半シュラウドと下半シュラウドとを締結固定する構成とし、
前記上半シュラウドの下端内面側に突出する中間部リングの上面に複数の座ぐり部を間隔をおいて設け、これらの座ぐり部に形成したボルト挿通孔に前記下半シュラウドの上端部に固定したスタッドボルトを挿通してナットによって固定し、
前記上半シュラウドの中間部リングの上面を上部格子板の着座面とし、前記座ぐり部から上方に突出するスタッドボルトの上端面は、着座面よりも下方に設定し、
さらに、前記上半シュラウドの中間部リングの上部格子板着座面に、上部格子板の芯出し用の複数のアライナ溝を形成したことを特徴とする炉心シュラウド。
【請求項２】
請求項１記載の炉心シュラウドにおいて、スタッドボルトは、下半シュラウドの上端部に中間部胴よりも大きい肉厚を持って形成したフランジ部に埋設されていることを特徴とする炉心シュラウド。
【請求項３】
請求項１記載の炉心シュラウドにおいて、上半シュラウドの中間部リングに穿設したボルト挿通孔に偏心スリーブを嵌合し、この偏心スリーブの孔にスタッドボルトを挿通することにより、前記スタッドボルトの挿通位置を調整可能としたことを特徴とする炉心シュラウド。
【請求項４】
請求項１記載の炉心シュラウドにおいて、上半シュラウドの中間部リング上面を直接上部格子板の着座面とすることに代え、前記中間部リングの上面にブロック状の台座を載置固定してその台座の上面を上部格子板の着座面としたことを特徴とする炉心シュラウド。
【請求項５】
請求項４記載の炉心シュラウドにおいて、上部格子板着座用の台座は、上半シュラウドの中間部リング上面に対し、溶接により、もしくは上半シュラウドと下半シュラウドとの締結に用いるスタッドボルトを用いた３枚締めにより、固定したことを特徴とする炉心シュラウド。
【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炉内構造物として設置される炉心シュラウドに係り、特に上下分割構造とすることにより、オペレーションフロアの高さが低いプラントにおいても取替え等が容易に行えるようにした炉心シュラウドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内に設けられる円筒状構造物である炉心シュラウドは、上方から順に上部リング、上部胴、中間部リング、中間部胴、下部リングおよび下部胴の各部を有する構成となっている。この炉心シュラウドの各部は、ステンレス鋼の板材からなり、これらが溶接によって一体構造物として組立てられている。そして、中間部リングによって燃料集合体の上端部支持用の上部格子板を支持する一方、下部リングによって燃料集合体の下端部支持用の炉心支持板を支持するようになっている。
【０００３】
この炉心シュラウドは、内部に燃料集合体を装荷することで炉心を形成し、その炉心内を上向きに流れる流路を形成すると同時に、外周側では炉壁との間にアニュラス空間を形成し、下向きに流れる冷却材の再循環流をガイドするようになっている。炉心シュラウドの下部は、原子炉圧力容器の底部に溶接されたシュラウドサポートレグおよび圧力用器内壁に溶接されたシュラウドサポートプレートにより支持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般にカーボン含有量の高いステンレス鋼を用いた構造物においては、高温環境下での経年使用によって、溶接部近傍の溶接熱影響部に応力腐食割れが発生することが知られている。このような材料によって構成され、かつ高温の原子炉冷却材に接した状態で使用される上述の炉心シュラウドにおいても、その応力腐食割れの発生が懸念されている。
【０００５】
このような炉心シュラウドの応力腐食割れの対策として、炉心シュラウドを一定年限経過後に交換することが行われるが、現状の確立されたシュラウド取替え工法では、交換用として、上半と下半とに略等分割された炉心シュラウドを用い、これを原子炉建屋のオペレーションフロアまで搬入し、オペレーションフロアで溶接により一体化した後、原子炉圧力容器内に導入して据付けるようにしている。
【０００６】
しかしながら、オペレーションフロアの高さが低いプラントにおいては、オペレーションフロアで上半と下半とに分割された炉心シュラウドを組立てることができないため、現状の溶接による接合工法を適用することができない。
【０００７】
そこで、発明者等においては、炉心シュラウドの上部リング、上部胴および中間部リングを一体化することにより上半シュラウドを高さの小さい構成とし、かつその中間部リング部に一体削り出しにより上部格子板を形成し、原子炉圧力容器内で溶接する技術を提案している。この技術を採用すれば、オペレーションフロアの高さが低いプラントにおいても対応は可能と考えられる。ただし、この場合、一体削り出しの上部格子板は、製作コストが著しく増大するとともに、材料調達上の理由により上部格子板を従来より薄くせざるを得ず、燃料の支持条件が変化し、プラントの耐震性が変化する等の懸念がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、オペレーションフロアの高さが低いプラントにおいても交換用または新設用として適用できるとともに、比較的低コストで実施することができ、しかも既存設備と同等の性能を十分に得ることができる炉心シュラウドを提供することを目的とする。
【０００９】
【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の発明では、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内にシュラウドサポートを介して設置される円筒状の構造物で、上方から上部リング、上部胴、中間部リング、中間部胴、下部リングおよび下部胴の各部を有し、前記中間部リングによって燃料集合体の上端部支持用の上部格子板を支持する一方、前記下部リングによって前記燃料集合体の下端部支持用の炉心支持板を支持し、原子炉圧力容器内の冷却材流路を形成する炉心シュラウドにおいて、上部リング、上部胴および中間部リングを一体に構成した上半シュラウドと、中間部胴、下部リングおよび下部胴を一体に構成した下半シュラウドとからなる二分割構造とし、これら上半シュラウドと下半シュラウドとを締結固定する構成とし、前記上半シュラウドの下端内面側に突出する中間部リングの上面に複数の座ぐり部を間隔をおいて設け、これらの座ぐり部に形成したボルト挿通孔に前記下半シュラウドの上端部に固定したスタッドボルトを挿通してナットによって固定し、前記上半シュラウドの中間部リングの上面を上部格子板の着座面とし、前記座ぐり部から上方に突出するスタッドボルトの上端面は、着座面よりも下方に設定し、さらに、前記上半シュラウドの中間部リングの上部格子板着座面に、上部格子板の芯出し用の複数のアライナ溝を形成したことを特徴とする炉心シュラウドを提供する。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１記載の炉心シュラウドにおいて、スタッドボルトは、下半シュラウドの上端部に中間部胴よりも大きい肉厚を持って形成したフランジ部に埋設されていることを特徴とする炉心シュラウドを提供する。
【００１４】
請求項３の発明では、請求項１記載の炉心シュラウドにおいて、上半シュラウドの中間部リングに穿設したボルト挿通孔に偏心スリーブを嵌合し、この偏心スリーブの孔にスタッドボルトを挿通することにより、前記スタッドボルトの挿通位置を調整可能としたことを特徴とする炉心シュラウドを提供する。
【００１５】
請求項４の発明では、請求項１記載の炉心シュラウドにおいて、上半シュラウドの中間部リング上面を直接上部格子板の着座面とすることに代え、前記中間部リングの上面にブロック状の台座を載置固定してその台座の上面を上部格子板の着座面としたことを特徴とする炉心シュラウドを提供する。
【００１６】
請求項５の発明では、請求項４記載の炉心シュラウドにおいて、上部格子板着座用の台座は、上半シュラウドの中間部リング上面に対し、溶接により、もしくは上半シュラウドと下半シュラウドとの締結に用いるスタッドボルトを用いた３枚締めにより、固定したことを特徴とする炉心シュラウドを提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る炉心シュラウドの実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
第１実施形態（図１〜図７）
図１は本実施形態による炉心シュラウドを示す全体断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図３〜図７は要部を拡大して示す部分図である。
【００１９】
図１および図２に示すように、本実施形態の炉心シュラウドは上半シュラウド１と下半シュラウド２とに分割されている。上半シュラウド１は、上方から順に上部リング３、上部胴４および中間部リング５を一体に有し、比較的上下高さが小さい構成となっている。上部リング３と中間部リング５とは上部胴４の内周側に一定長さ突出している。そして、中間部リング５の上面が上部格子板６の着座面とされ、この着座面上に上部格子板６が載置される。
【００２０】
下半シュラウド２は、上方から順に、中間部胴７、下部リング８および下部胴９を一体に有し、比較的上下高さが大きい構成となっている。この下半シュラウド２の上端部には中間部胴よりも大きい肉厚を持ってフランジ部１０が形成されている。下部リング８の上に炉心支持板１１が載置される。
【００２１】
これら上半シュラウド１と下半シュラウド２とが、下記のスタッドボルト１２により互いに締結固定される。そして、図示しない原子炉圧力容器内にシュラウドサポートを介して設置される。
【００２２】
図３は上半シュラウド１と下半シュラウド２とのスタッドボルト１２による締結接合部を拡大して示す断面図であり、図４は図３の平面図である。図５は図３のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【００２３】
これらの図に示すように、上半シュラウド１の下端内面側に突出する中間部リング５の上面に、複数の座ぐり部１３が周方向に間隔的に凹設されており、その各座ぐり部１３にそれぞれ下方に向って中間部リング５を貫通するボルト挿通孔１４が穿設されている。
【００２４】
一方、下半シュラウド２の上端部でボルト挿通孔１４に対応する複数の部位に、そのボルト挿通孔１４に挿通されるスタッドボルト１２が上向きに突設されている。このスタッドボルト１２は、下半シュラウド２の上端部に中間部胴７よりも大きい肉厚を持って形成したフランジ部１０に埋設されている。
【００２５】
そして、下半シュラウド２上に上半シュラウド１が載置され、下半シュラウド２のスタッドボルト１２が上半シュラウド１のボルト挿通孔１４に挿通されている。このスタッドボルト１２に座ぐり部１３で螺合したナット１５により、中間部リング５がフランジ部１０に締結固定される構成となっている。ここで、座ぐり部１３から上方に突出するスタッドボルト１２の上端面は、中間部リング５の着座面よりも下方に配置する設定とされ、中間部リング５の着座面上への上部格子板６の着座が阻害されないようにしてある。
【００２６】
また、中間部リング５に穿設したボルト挿通孔１４には、内外１対の偏心スリーブ１６，１７が嵌合してあり、内側の小径な偏心スリーブ１６の孔にスタッドボルト１２を挿通し、両偏心スリーブ１６，１７を適宜回転させることにより、スタッドボルト１２の挿通位置を調整可能としてある。これらのスリーブ１６，１７の上でナットがスタッドボルト１２に嵌合してある。このような構造により、スタッドボルト１２の位置ずれ等を吸収でき、上半シュラウド１と下半シュラウド２との芯がずれない構造となっている。
【００２７】
図６は、上半シュラウド１の中間部リング５の上面に設けられた上部格子板６の芯出し用構成部分を示す拡大断面図であり、図７は図６の平面図である。
【００２８】
これら図６，図７および図２に示したように、中間部リング５上面には上部格子板６の芯出し用の上面開口型のアライナ溝１８が複数箇所、例えば９０度間隔で４か所に設けられている。このアライナ溝１８に、上部格子板６の周縁部に設けられた図示しない突起部が嵌合され、芯出しが行われる。これにより、上方からのアクセスのみにより上部格子板６の芯出しが可能な構造となっている。つまり、上部格子板６の周縁部に周方向に間隔的に放射方向に向かって設けられた突起が、アライナ溝１８にそれぞれ嵌合することにより自然に上部格子板の芯出しが行われる。
【００２９】
なお、上半シュラウド１の上部リング３、上部胴４、中間部リング５の内外径は、従来の完全一体構造の炉心シュラウドと同等であり、上部リング３、上部胴４の高さ（上部リング３上面から中間部リング５上面までの距離）は、従来の炉心シュラウドと同等である。また、中間部リング５は、ナットの着座面を座ぐった深さ分だけ厚くなっている。
【００３０】
下半シュラウド２の中間部胴７、下部リング８、下部胴９の内外径は、従来の炉心シュラウドと同等となっている。さらに下半シュラウド２の高さについては、上半シュラウド１の中間部リング５の厚さの増加分だけフランジ部１０を含む中間部胴７の高さが従来の炉心シュラウドのものよりも低くなっている。そして、上部格子板６および炉心支持板１１の設置位置は従来の炉心シュラウドの場合と同一となる。
【００３１】
このような構成の炉心シュラウドによると、高さの大きい下半シュラウド２の上に、高さの小さい上半シュラウド１を搭載し、スタッドボルト１２で締結することで組立てが行えるため、原子炉圧力容器内で容易に組立て作業を行うことができる。したがって、オペレーションフロアの高さが低く、オペレーションフロアでシュラウドの組立てが不可能なプラントにおいても、取替えに必要な炉内構造物を提供することができる。また、取替え用としてだけでなく、建設用の炉内構造物としても適用可能である。
【００３２】
しかも、本実施形態によれば、座ぐり部１３から上方に突出するスタッドボルト１２の上端面は、中間部リング５の着座面よりも下方に配置する設定とされ、中間部リング５の着座面上への上部格子板６の着座が阻害されない。また、スリーブ１６，１７の上でナット１５が嵌合してあるため、スタッドボルト１２の位置ずれ等を吸収でき、上半シュラウド１と下半シュラウド２との芯ずれが生じない。さらに、中間部リング５にアライナ溝１８を設け、上部格子板６の芯出しが行えるようにしたので、上方からのアクセスのみにより上部格子板６の芯出しが可能となる。
【００３３】
また、分割可能な構造としても、上部格子板設置面を確保できる構造となることから、従来の炉心シュラウドから径方向の寸法を増加しなくてもよく、従来設計の上部格子板、炉心支持板等の炉内構造物を変更なしで使用可能となる。
【００３４】
第２実施形態（図８〜図１２）
図８は前記第１実施形態の図２に対応する横断面図であり、図９〜図１２は同じく図３〜図７に対応する部分図である。
【００３５】
本実施形態では、上半シュラウド１の中間部リング５の構造部分のみが前記第１実施形態と異なる。
【００３６】
すなわち、本実施形態では、第１実施形態における上半シュラウド１の中間部リング５上面を直接上部格子板６の着座面とすることに代え、図９および図１０に示すように、厚さの小さい中間部リング５の上面にブロック状の台座１９を載置固定し、その台座１９の上面を上部格子板６の着座面とする構成となっている。上部格子板着座用の台座１９は、上半シュラウド１の中間部リング５上面に対し、溶接により固定されている。
【００３７】
また、アライナ溝を構成するための構成も異なっている。すなわち、図１１おいよび図１２に示すように、アライナブロック２０を中間部リング５上に載置し、溶接等によって固定してある。このアライナブロック２０にアライナ溝１８を設けてある。上部胴４の内径、外径寸法は、第１実施形態と同一となるが、内側高さについては中間部リング厚さを減少した分だけ高くなる。他の構成は第１実施形態と同様であるから、図の対応位置に前記第１実施形態と同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
本実施形態によれば、中間部リング５を肉薄とすることにより、上半シュラウド１の構成簡素化が図れる。
【００３９】
第３実施形態（図１３，図１４）
図１３および図１４は、それぞれ前記第２実施形態の図９および図１０に対応する図である。
【００４０】
これら図１３および図１４に示すように、本実施形態では、上部格子板着座用の台座が、上半シュラウド１の中間部リング５上面に対し、上半シュラウド１と下半シュラウド２との締結に用いるスタッドボルト１２を用いた３枚締めにより、固定してある。すなわち、ブロック状の上部格子板受け座２１を備え、この上部格子板受け座２１をスタッドボルト１２およびナットにより、上半シュラウド１と下半シュラウド２との間に一体的に締付けてある。
【００４１】
なお、図示しないがこの、上部格子板受け座を幅広なものとして、アライナ溝を形成し、前記アライナブロックをも兼用する構成としても良い。
【００４２】
このような構成にすれば、溶接箇所が減少し、作業の容易化、労力低減等が図れる。
【００４３】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、オペレーションフロアの高さが低く、オペレーションフロアでシュラウドの組立てが不可能なプラントにおいても、取替えに必要な炉内構造物を提供することができる。すなわち、上半シュラウド下端内面側に突出する中間部リングの上面に複数の座ぐり部を間隔をおいて設け、この中間部リングの上面を上部格子板の着座面とし、座ぐり部から上方に突出するスタッドボルトの上端面は、上部格子板の着座面よりも下方に設定したので、上部格子板の着座が阻害されない効果が得られる。
また、本発明によれば、上半シュラウドの中間部リングの上部格子板着座面に、上部格子板の芯出し用の複数のアライナ溝を形成したので、上部格子板を中間部リングに設置する際に、上部格子板の周縁部に設けられた突起部がこのアライナ溝に案内されることによって簡単に正確な位置決めができるという効果が得られる。
【００４４】
また、取替え用としてだけでなく、建設用の炉内構造物としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による炉心シュラウドを示す全体断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】前記実施形態における部分説明図。
【図４】前記実施形態における部分説明図。
【図５】前記実施形態における部分説明図。
【図６】前記実施形態における部分説明図。
【図７】前記実施形態における部分説明図。
【図８】本発明の第２実施形態による炉心シュラウドを示す全体横断面図。
【図９】前記第２実施形態における部分説明図。
【図１０】前記第２実施形態における部分説明図。
【図１１】前記第２実施形態における部分説明図。
【図１２】前記第２実施形態における部分説明図。
【図１３】本発明の第３実施形態を示す部分説明図。
【図１４】前記第３実施形態の部分説明図。
【符号の説明】
１  上半シュラウド
２  下半シュラウド
３  上部リング
４  上部胴
５  中間部リング
６  上部格子板
７  中間部胴
８  下部リング
９  下部胴
１０  フランジ部
１１  炉心支持板
１２  スタッドボルト
１３  座ぐり部
１４  ボルト挿通孔
１５  ナット
１６，１７  偏心スリーブ
１８  アライナ溝
１９  台座
２０  アライナブロック
２１  上部格子板受け座
【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】
0003842435.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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