(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器（１）の給水ノズル（３）のノズル本体（１１）から一部を所要量だけ残した状態で炭素鋼製の古いセーフエンド（１５）を切断し、切断し残された旧セーフエンド残留部（２４）に、炭素鋼製の新しいセーフエンド（２５）を溶接し、旧セーフエンド残留部（２４）とセーフエンド（２５）との溶接部（２６）に対し、溶接後熱処理を施すようにすることを特徴とする原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換方法。
【請求項２】
原子炉圧力容器（１）の給水ノズル（３）のノズル本体（１１）から一部を所要量だけ残した状態で炭素鋼製の古いセーフエンド（１５）を切断し、切断し残された旧セーフエンド残留部（２４）に、サーマルスリーブ取付部（１９）を備えた炭素鋼製の新しいセーフエンド（２５）を溶接し、セーフエンド（２５）のサーマルスリーブ取付部（１９）に炭素鋼製の新しいサーマルスリーブ（２２）を溶接して、セーフエンド（２５）とサーマルスリーブ（２２）とを一体化し、旧セーフエンド残留部（２４）とセーフエンド（２５）との溶接部（２６）及びサーマルスリーブ取付部（１９）とサーマルスリーブ（２２）との溶接部（２３）に対し同時に、溶接後熱処理を一回だけ施すようにすることを特徴とする原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換方法。
【請求項３】
原子炉圧力容器（１）の給水ノズル（３）のノズル本体（１１）先端部分に旧セーフエンド残留部（２４）を備え、旧セーフエンド残留部（２４）に、炭素鋼製の新しいセーフエンド（２５）を溶接固定したことを特徴とする原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換部構造。
【請求項４】
原子炉圧力容器（１）の給水ノズル（３）のノズル本体（１１）先端部分に旧セーフエンド残留部（２４）を備え、旧セーフエンド残留部（２４）に、サーマルスリーブ取付部（１９）を備えた炭素鋼製の新しいセーフエンド（２５）を溶接固定し、セーフエンド（２５）のサーマルスリーブ取付部（１９）に炭素鋼製の新しいサーマルスリーブ（２２）を溶接固定したことを特徴とする原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換方法及び交換部構造に関するものであり、より詳しくは、溶接後熱処理を一度で済ませるようにすると共に、ノズル本体の開口周縁部分に溶接後熱処理による残留応力が生じるのを防止し得るようにした原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換方法及び交換部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示すように、原子炉圧力容器１には、内部へ給水２を取り入れるための給水ノズル３が取付けられている。
【０００３】
尚、図中、４は原子炉圧力容器１の容器本体、５は原子炉圧力容器１の上蓋部、６は原子炉圧力容器１の内部に設けられた炉心部、７は原子炉圧力容器１内部で加熱された高温の炉水、８は原子炉圧力容器１の支持脚部である。
【０００４】
上記給水ノズル３は、図５に示すように、低合金鋼製の容器本体４に形成した開口部９に溶接固定（溶接部１０）される低合金鋼製のノズル本体１１と、外部からの給水２を送給するための炭素鋼製の給水配管１２と前記ノズル本体１１の間に溶接によって取付けられて（溶接部１３、溶接部１４）、低合金鋼と炭素鋼という異材間の溶接を継手となって補助する異材継手機能（溶接が難しい低合金鋼製のノズル本体１１と炭素鋼製のセーフエンド１５との間は工場で溶接しておき、溶接が容易な炭素鋼製のセーフエンド１５と炭素鋼製の給水配管１２との間を現地で溶接させるようにする）や、肉厚の異なるノズル本体１１と給水配管１２とを接合する際の肉厚変化位置となる肉厚変化位置設定機能や、外力や応力などが作用した時に自らが破損されることによりノズル本体１１などの破損を防止し且つ補修位置を特定させるための破損補修位置特定機能などの様々な機能を持つ炭素鋼製のセーフエンド１５とで構成されている。
【０００５】
そして、容器本体４内面側におけるノズル本体１１の開口周縁部分１６は、原子炉圧力容器１の内圧が掛り、且つ、応力が集中し易い形状をし、更に、低温の給水２と高温の炉水７とが合流する位置にあるため、疲労破壊を起こすおそれがあるので、セーフエンド１５からノズル本体１１の開口周縁部分１６までの範囲の部分に、図６に示すような多重のサーマルスリーブ１７を取付けて、容器本体４内面側におけるノズル本体１１の開口周縁部分１６にて、低温の給水２と高温の炉水７とが合流されることを防止し、以て、ノズル本体１１の開口周縁部分１６に疲労破壊が起こるのを防止させるようにしている。
【０００６】
しかし、セーフエンド１５とサーマルスリーブ１７との間には、ニッケル基合金製などのシール１８が取付けられているので、異種金属の間に生じる電位差によって、シール１８部分に腐食が発生することから、セーフエンド１５やサーマルスリーブ１７は検査し、必要となれば補修しなければならないものとされている。
【０００７】
しかし、セーフエンド１５とサーマルスリーブ１７を補修する作業は、手間が掛るため、又、原子炉圧力容器１の製造当時は、技術的な問題から別体型とせざるを得なかったところ、技術の進歩により今日では一体型で構成することが可能となったため、腐食等の問題がなく、より寿命の長いサーマルスリーブ一体型のセーフエンドに交換することが可能となっている。
【０００８】
サーマルスリーブ一体型のセーフエンドへの交換手段は、先ず、溶接部１３でノズル本体１１から古いセーフエンド１５を切断し、次に、図７に示すように、切断されたノズル本体１１の先端部分に、サーマルスリーブ取付部１９を備えた炭素鋼製の新しいセーフエンド２０を溶接して（溶接部２１）、溶接後に溶接部２１に対し溶接の余熱が残っているうちに溶接後熱処理を行い、最後に、図８に示すように、炭素鋼製のセーフエンド２０のサーマルスリーブ取付部１９に炭素鋼製の新しいサーマルスリーブ２２を溶接して（溶接部２３）、セーフエンド２０とサーマルスリーブ２２とを一体化し、溶接部２３に対し溶接後熱処理を行うというものである。
【０００９】
このように、セーフエンド２０とサーマルスリーブ２２とを一体化したものに交換することによって、ニッケル基合金製などのシール１８がなくなるので、腐食等の問題がなくなり、より長寿命化を得ることができるようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記サーマルスリーブ一体型のセーフエンドへの交換手段には、以下のような問題があった。
【００１１】
即ち、低合金鋼製のノズル本体１１の先端部分と、炭素鋼製の新しいセーフエンド２０との異材間を現地で直接溶接するようにしているが、低合金鋼と炭素鋼との間の溶接は難しく、低合金鋼は異材間の溶接により熱影響部割れを起こす可能性があるので、熱影響部割れを防止するために、溶接の余熱が残っているうちに直ちに溶接後熱処理を行わなければならず、溶接後熱処理が大変である。
【００１２】
又、炭素鋼製の新しいセーフエンド２０のサーマルスリーブ取付部１９に炭素鋼製の新しいサーマルスリーブ２２を溶接した後にも別に溶接後熱処理が行われるので（こちらは炭素鋼どうしの溶接となるので、一旦、溶接部２３が室温にまで落ちてから溶接後熱処理を行うようにしても何ら支障はないが）、面倒な溶接後熱処理を二度行わなければならず、手間が掛る。
【００１３】
加えて、ノズル本体１１の先端部分と新しいセーフエンド２０との溶接部２１は、ノズル本体１１の容器本体４内面側における開口周縁部分１６に近いので、溶接後熱処理を行う際に、開口周縁部分１６の温度が上がって、低合金鋼の降伏点を越えてしまうこととなり、開口周縁部分１６に残留応力が生じてしまう。
【００１４】
本発明は、上述の実情に鑑み、溶接後熱処理を一度で済ませるようにすると共に、ノズル本体の開口周縁部分に溶接後熱処理による残留応力が生じるのを防止し得るようにした原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換方法及び交換部構造を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原子炉圧力容器１の給水ノズル３のノズル本体１１から一部を所要量だけ残した状態で炭素鋼製の古いセーフエンド１５を切断し、切断し残された旧セーフエンド残留部２４に、炭素鋼製の新しいセーフエンド２５を溶接し、旧セーフエンド残留部２４とセーフエンド２５との溶接部２６に対し、溶接後熱処理を施すようにすることを特徴とする原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換方法にかかるものである。
【００１６】
又、本発明は、原子炉圧力容器１の給水ノズル３のノズル本体１１から一部を所要量だけ残した状態で炭素鋼製の古いセーフエンド１５を切断し、切断し残された旧セーフエンド残留部２４に、サーマルスリーブ取付部１９を備えた炭素鋼製の新しいセーフエンド２５を溶接し、セーフエンド２５のサーマルスリーブ取付部１９に炭素鋼製の新しいサーマルスリーブ２２を溶接して、セーフエンド２５とサーマルスリーブ２２とを一体化し、旧セーフエンド残留部２４とセーフエンド２５との溶接部２６及びサーマルスリーブ取付部１９とサーマルスリーブ２２との溶接部２３に対し同時に、溶接後熱処理を一回だけ施すようにすることを特徴とする原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換方法にかかるものである。
【００１７】
更に、本発明は、原子炉圧力容器１の給水ノズル３のノズル本体１１先端部分に旧セーフエンド残留部２４を備え、旧セーフエンド残留部２４に、炭素鋼製の新しいセーフエンド２５を溶接固定したことを特徴とする原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換部構造にかかるものである。
【００１８】
更に又、原子炉圧力容器１の給水ノズル３のノズル本体１１先端部分に旧セーフエンド残留部２４を備え、旧セーフエンド残留部２４に、サーマルスリーブ取付部１９を備えた炭素鋼製の新しいセーフエンド２５を溶接固定し、セーフエンド２５のサーマルスリーブ取付部１９に炭素鋼製の新しいサーマルスリーブ２２を溶接固定したことを特徴とする原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換部構造にかかるものである。
【００１９】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００２０】
セーフエンド２５とサーマルスリーブ２２とを一体化したものに交換することによって、ニッケル基合金製などのシールがなくなるので、腐食等の問題がなくなり、より長寿命化を得ることができるようになる。
【００２１】
そして、低合金鋼製のノズル本体１１の先端部分に、古いセーフエンド１５の一部を所要量残す（旧セーフエンド残留部２４）ようにしているので、炭素鋼製の旧セーフエンド残留部２４と、炭素鋼製の新しいセーフエンド２５という同種素材間を溶接することとなり、炭素鋼どうしの溶接は、低合金鋼と炭素鋼との溶接と異なり、溶接の余熱が残っている間に直ちに溶接後熱処理を行わなくとも、溶接による熱影響部割れが生じないので、一旦、溶接部２６を室温にまで落とすことが可能となる。
【００２２】
その後、新しいセーフエンド２５のサーマルスリーブ取付部１９に炭素鋼製の新しいサーマルスリーブ２２を溶接した後で溶接部２３に溶接後熱処理が行われるので、このとき溶接部２６と溶接部２３との溶接後熱処理を同時に行わせるようにすることにより、溶接後熱処理を一度で済ませることが可能となる。
【００２３】
しかも、サーマルスリーブ取付部１９とサーマルスリーブ２２の溶接は、炭素鋼どうしの溶接となるので、一旦、溶接部２３が室温にまで落ちてから溶接後熱処理を行うようにしても何ら支障はなく、従って、一度の溶接後熱処理は、都合の良い時に行うようにすることができる。
【００２４】
加えて、古いセーフエンド１５と新しいセーフエンド２５との溶接部２６は、旧セーフエンド残留部２４の長さの分だけ、ノズル本体１１の容器本体４内面側における開口周縁部分１６からの距離が遠くなるので、溶接後熱処理を行った際の開口周縁部分１６の温度が低くなる。そこで、旧セーフエンド残留部２４を、溶接後熱処理により開口周縁部分１６の温度が低合金鋼の降伏点を越えない所要の長さとすることにより、開口周縁部分１６に溶接後熱処理による残留応力が生じるのを防止することができるようになる。
【００２５】
このように本発明によれば、溶接後熱処理を一度で済ませるようにすることができると共に、ノズル本体１１の開口周縁部分１６に残留応力が生じるのを防止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例と共に説明する。
【００２７】
図１〜図３は、本発明の実施の形態の一例である。
【００２８】
給水ノズル及びセーフエンド部分の基本的な構造については、図５〜図８と同様であるため、同一の部分については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００２９】
本発明にかかるサーマルスリーブ一体型のセーフエンドへの交換手段は、先ず図２に示すように、ノズル本体１１から一部を所要量だけ残した状態で炭素鋼製の古いセーフエンド１５を切断し（旧セーフエンド残留部２４）、次に、図３に示すように、切断し残された旧セーフエンド残留部２４に、サーマルスリーブ取付部１９を備えた炭素鋼製の新しいセーフエンド２５を溶接し（溶接部２６）、最後に、図１に示すように、セーフエンド２５のサーマルスリーブ取付部１９に炭素鋼製の新しいサーマルスリーブ２２を溶接して（溶接部２３）、セーフエンド２５とサーマルスリーブ２２とを一体化し、最後に、旧セーフエンド残留部２４とセーフエンド２５との溶接部２６及びサーマルスリーブ取付部１９とサーマルスリーブ２２との溶接部２３に対し同時に、溶接後熱処理を一回だけ行うようにする。
【００３０】
このように、セーフエンド２５とサーマルスリーブ２２とを一体化したものに交換することによって、ニッケル基合金製などのシール１８がなくなるので、腐食等の問題がなくなり、より長寿命化を得ることができるようになる。
【００３１】
そして、低合金鋼製のノズル本体１１の先端部分に、古いセーフエンド１５の一部を所要量残す（旧セーフエンド残留部２４）ようにしているので、炭素鋼製の旧セーフエンド残留部２４と、炭素鋼製の新しいセーフエンド２５という同種素材間を溶接することとなり、炭素鋼どうしの溶接は、低合金鋼と炭素鋼との溶接と異なり、溶接の余熱が残っている間に直ちに溶接後熱処理を行わなくとも、溶接による熱影響部割れが生じないので、一旦、溶接部２６を室温にまで落とすことが可能となる。
【００３２】
その後、新しいセーフエンド２５のサーマルスリーブ取付部１９に炭素鋼製の新しいサーマルスリーブ２２を溶接した後で溶接部２３に溶接後熱処理が行われるので、このとき溶接部２６と溶接部２３との溶接後熱処理を同時に行わせるようにすることにより、溶接後熱処理を一度で済ませることが可能となる。
【００３３】
しかも、サーマルスリーブ取付部１９とサーマルスリーブ２２の溶接は、炭素鋼どうしの溶接となるので、一旦、溶接部２３が室温にまで落ちてから溶接後熱処理を行うようにしても何ら支障はなく、従って、一度の溶接後熱処理は、都合の良い時に行うようにすることができる。
【００３４】
加えて、古いセーフエンド１５（旧セーフエンド残留部２４）と新しいセーフエンド２５との溶接部２６は、旧セーフエンド残留部２４の長さの分だけ、ノズル本体１１の容器本体４内面側における開口周縁部分１６からの距離が遠くなるので、溶接後熱処理を行った際の開口周縁部分１６の温度が低くなる。そこで、旧セーフエンド残留部２４を、溶接後熱処理により開口周縁部分１６の温度が低合金鋼の降伏点を越えない所要の長さとすることにより、開口周縁部分１６に溶接後熱処理による残留応力が生じるのを防止することができるようになる。
【００３５】
このように本発明によれば、溶接後熱処理を一度で済ませるようにすることができると共に、ノズル本体１１の開口周縁部分１６に残留応力が生じるのを防止することができる。
【００３６】
尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の原子炉圧力容器給水ノズルのセーフエンド部交換方法及び交換部構造によれば、溶接後熱処理を一度で済ませるようにすると共に、ノズル本体の開口周縁部分に溶接後熱処理による残留応力が生じるのを防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の部分拡大側方断面図である。
【図２】給水ノズルの交換手順を示す作動図である。
【図３】図２に続く作動図である。
【図４】原子炉圧力容器の概略全体側断面図である。
【図５】従来例の部分拡大側方断面図である。
【図６】サーマルスリーブを取付けた別の従来例の部分拡大側方断面図である。
【図７】現在検討中の給水ノズルの交換手順を示す作動図である。
【図８】図７に続く作動図である。
【符号の説明】
１    原子炉圧力容器
３    給水ノズル
１１  ノズル本体
１５  古いセーフエンド
１９  サーマルスリーブ取付部
２２  サーマルスリーブ
２３，２６    溶接部
２４  旧セーフエンド残留部
２５  新しいセーフエンド
【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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