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発明の名称 ジェットポンプディフューザの補強方法および補強装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−139597(P2007−139597A)
公開日 平成19年6月7日(2007.6.7)
出願番号 特願2005−334280(P2005−334280)
出願日 平成17年11月18日(2005.11.18)
代理人 【識別番号】100075812
【弁理士】
【氏名又は名称】吉武 賢次
発明者 油 晶 紀 / 安 田 年 廣 / 須 藤 和 雄 / 衣 笠 邦 彦 / 森 啓 / 金 澤 寧 / 畠 晴 彦
要約 課題
ジェットポンプのディフューザとバッフルプレートの溶接部やディフューザ溶接部等の亀裂の発生、或いはその亀裂の進展を防止し、ディフューザの機能が損なわれることを防止するディフューザ補強方法および補強装置を得ること。

解決手段
原子炉圧力容器内に設置されたジェットポンプのディフューザの外周部にクランプを取付け、上記クランプに原子炉圧力容器内の構造物に一端が固定されたディフューザ押圧部材の他端を連結し、上記クランプを介して上記ディフューザをバッフルプレート側に押圧固定する。
特許請求の範囲
【請求項1】
原子炉圧力容器内に設置されたジェットポンプのディフューザの外周部にクランプを取付け、上記クランプに原子炉圧力容器内の構造物に一端が固定されたディフューザ押圧部材の他端を連結し、上記クランプを介して上記ディフューザをバッフルプレート側に押圧固定することを特徴とする、ジェットポンプディフューザの補強方法。
【請求項2】
原子炉圧力容器内に設置されたジェットポンプのディフューザの外周部に取付けられたクランプと、原子炉圧力容器内の構造物に一端が固定されるとともに他端が上記クランプに連結され、上記クランプを介して上記ディフューザをバッフルプレート側に押圧固定するディフューザ押圧部材とを有することを特徴とする、ジェットポンプディフューザの補強装置。
【請求項3】
クランプは円弧状であることを特徴とする、請求項2記載のジェットポンプディフューザの補強装置。
【請求項4】
クランプは分割式のリング状であることを特徴とする、請求項2記載のジェットポンプディフューザの補強装置。
【請求項5】
クランプはリング状であることを特徴とする、請求項2記載のジェットポンプディフューザの補強装置。
【請求項6】
ディフューザ押圧部材は、一端がシュラウドの下部リングと下部胴の隅角部に固定され、他端がディフューザに嵌装されたクランプに連結された押圧杆であることを特徴とする、請求項2乃至5のいずれかに記載のジェットポンプディフューザの補強装置。
【請求項7】
ディフューザ押圧部材は、一端が下部リングとバッフルプレート間に固定された支柱に固定され、他端がディフューザに嵌装されたクランプに連結されたタイロッドであることを特徴とする、請求項2乃至5のいずれかに記載のジェットポンプディフューザの補強装置。
【請求項8】
ディフューザ押圧部材は、原子炉圧力容器の内壁とシュラウドの下部胴間に固定された支柱に一端が固定され、他端がディフューザに嵌装されたクランプに連結された押圧杆であることを特徴とする、請求項2乃至5のいずれかに記載のジェットポンプディフューザの補強装置。
【請求項9】
ディフューザ押圧部材は、一端がバッフルプレートに固定され、他端がディフューザに嵌装されたクランプに連結されたタイロッドであることを特徴とする、請求項2乃至5のいずれかに記載のジェットポンプディフューザの補強装置。
【請求項10】
互いに隣接する2個のディフューザに嵌装されたクランプはジョイントにより連結されていることを特徴とする、請求項2乃至9のいずれかに記載のジェットポンプディフューザの補強装置。
【請求項11】
クランプの両端に押圧杆或いはタイロッドが連結されていることを特徴とする、請求項2乃至9のいずれかに記載のジェットポンプディフューザの補強装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、原子炉におけるジェットポンプディフューザの補強方法および補強装置に関する。
【背景技術】
【0002】
図9は沸騰水型原子炉に概略構成を示す断面図であり、図中符号1は原子炉圧力容器であって、この原子炉圧力容器1内にはシュラウド2が設けられており、このシュラウド2内に炉心3が配置されている。この炉心3は多数の燃料集合体4を格子状に配列して構成され、これら燃料集合体4の間の間隙内に下方から断面十字形の制御棒が挿入され、炉心の出力を調整するように構成されている。上記原子炉圧力容器1内の冷却材の一部は再循環出口ノズル5から再循環ポンプ(図示せず)に送られ昇圧され、再循環入口ノズル6を通して図示しないライザを経てジェットポンプ7のインレットミキサー7aに供給され、上記供給された駆動水によりジェットポンプ7が作動し、原子炉圧力容器1内の冷却材を上記原子炉圧力容器1内の下部に送り、送られた冷却材は下方から炉心3内に流入する。この炉心3内に流入した冷却材は核反応による熱により加熱され沸騰し、水と蒸気の二相流となって上方に流れ、シュラウドヘッド8を経て気水分離器9に送られる。そしてこの気水分離器9で上記水と蒸気の二相流が水と蒸気とに分離され、分離された蒸気が蒸気乾燥器10で湿分が除去された後主蒸気ノズル11からタービン(図示せず)に送られる。
【0003】
上述のように、ジェットポンプ7は原子炉圧力容器1のシュラウド2と原子炉圧力容器内壁間の環状部12内に配置され、再循環系と連結され冷却材を炉心に循環させるものであり、主にライザー、インレットミキサーおよびディフューザにより構成されている。そして、再循環ポンプで昇圧された駆動流体は、原子炉圧力容器再循環入口ノズル6を通りライザー管内を上昇し、インレットミキサーエルボにて180°向きを変えて下降し、インレットミキサーノズルから高速で噴出される。また、ノズル出口に生じた低圧部からジェットポンプ内に水が吸引され、混合室で十分に混合された後、バッフルプレートに一端が溶接されたディフューザで圧力を回復して炉心に送られる。
【0004】
ところで、上記のような構成の原子炉では、再循環ポンプから送り込まれるかなりの量の水流により流体振動が発生し、上記ジェットポンプに繰り返し応力が作用する。さらに、上記ジェットポンプには、運転中に内外差圧による応力や炉心部で発生する多量の熱による熱応力がかかる。
【0005】
そこで、上記流体振動、差圧や熱応力による繰り返し応力の作用によりディフューザとバッフルプレートとの溶接部や、ディフューザ溶接部には疲労亀裂が生じる恐れがある。また、溶接熱影響部の鋭敏化領域におこる応力腐食割れにより亀裂が生じる恐れもある。さらに、これらの亀裂により、極端な場合には原子炉の運転を続けることで亀裂が進展し、ジェットポンプの破損に至る可能性もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、このような点に鑑み、ジェットポンプのディフューザとバッフルプレートの溶接部やディフューザ溶接部等の亀裂の発生、或いは万一亀裂が発生した場合にはその亀裂の進展を防止し、ジェットポンプディフューザの機能が損なわれることを防止するジェットポンプディフューザの補強方法および補強装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1の発明は、原子炉圧力容器内に設置されたジェットポンプのディフューザの外周部にクランプを取付け、上記クランプに原子炉圧力容器内の構造物に一端が固定されたディフューザ押圧部材の他端を連結し、上記クランプを介して上記ディフューザをバッフルプレート側に押圧固定することを特徴とする。
【0008】
第2の発明は、原子炉圧力容器内に設置されたジェットポンプのディフューザの外周部に取付けられたクランプと、原子炉圧力容器内の構造物に一端が固定されるとともに他端が上記クランプに連結され、上記クランプを介して上記ディフューザをバッフルプレート側に押圧固定するディフューザ押圧部材とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明は上記のように構成したので、ディフューザにバッフルプレート側への下向きの押圧力が加わり、上記ディフューザとバッフルプレートの溶接部やディフューザ溶接部等の亀裂の発生を防止するととも、万一亀裂が発生した場合にはその亀裂の進展を防止し、ディフューザの機能を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0011】
図1は、本発明のジェットポンプディフューザの補強装置の第1の実施の形態を示す図である。
【0012】
ジェットポンプ7は原子炉圧力容器1のシュラウド2と原子炉圧力容器1の内壁間に形成されている環状部からなるダウンカマ12内に周方向に複数個配置されており、そのジェットポンプ7は、原子炉圧力容器壁に貫通装着されたサーマルスリーブ21、そのサーマルスリーブ21に連結されたエルボ22、およびそのエルボ22に連結され上方に延びるライザーパイプ23を有する、冷却水を原子炉圧力容器1内に供給するライザーと、ディフューザの上端部に設けられているインレットミキサー(図示せず)と、上記ディフューザ25とから主に構成されている。上記ディフューザ25は載頭円錐筒の下部に環状部品25aを溶接にて組み立てた構造をしており、下端はバッフルプレート26と溶接により固定されている。その溶接部を符号27、28で示す。
【0013】
したがって、上記ディフューザ25には下方に流れる冷却水の反力により上向きの力が加わっており、前述の溶接部27、28が振動等により破断した場合にはディフューザ25が浮き上がり、炉心に冷却水を送り込む機能を維持することができなくなることがある。
【0014】
そこで、本発明は上記ディフューザ25の振動等によって溶接部等に亀裂が発生することを防止するため、上記ディフューザ25をバッフルプレート26側に押圧固定するようにしたものである。
【0015】
すなわち、図1において符号30はディフューザ25に直接取り付けるクランプであって、そのクランプ30は内面が前記ディフューザ25の外周面に対応するように形成された円弧状を呈しており、そのクランプ30が上記ディフューザ25に嵌装され、前記ディフューザ25の外形にあわせた傾斜と局面を有するクサビ31を上記ディフューザ25とクランプ30との間に挿入し、上記クランプ30にボルト32を締め込むことにより傾斜のあるディフューザ25の外表面に取り付けられている。上記クランプ30は、互いに隣接するディフューザ25に取り付けられた2つのクランプ30が、ディフューザ25間の距離にあわせ適切な長さに調整可能なジョイント33により連結されている。
【0016】
一方、シュラウド2の下部リング2aと下部胴2bの隅角部に押圧杆34の一端が固定されており、その押圧杆34の他端が前記クランプ30に固定され、上記押圧杆34の長さを調整することにより予め定めた所要の力でクランプ30を下方向に押さえ付けるようにしてある。
【0017】
しかして、各ディフューザ25はクランプ30を介して上記押圧杆34によりバッフルプレート26に対して押圧固定されており、振動等によってディフューザ25の溶接部等に亀裂が発生することが防止され、或いはその亀裂の進展が防止され、破断時にもディフューザ25の機能を保持することができる。
【0018】
ところで、上記押圧杆34の一端を固定する位置は、シュラウド2の下部リング2aと下部胴2bの隅角部に限定するものではなく、例えばエルボ22、インレットミキサー、或いはジェットポンプライザーのブラケットに固定することも可能である。また、前述のように隣接するクランプ30を連結することによって、クランプ30に押圧杆34による下方向の力による過度な変形を生ずることを防止することができる。さらに、クランプ30を円弧状に形成することにより、ディフューザ25の上部にあるインレットミキサーを取り除くことなく上記クランプ30を上記ディフューザ25に横方向から装着することができる。
【0019】
図2は本発明の第2の実施の形態を示す図であり、シュラウド2の下部リング2aの下面とバッフルプレート26間には支柱35が配設されている。上記支柱35は長さ調整可能であり、上記シュラウド2の下部リング2aの下面とバッフルプレート26間に突っ張ることで固定されている。また、上記支柱35の下端部と原子炉圧力容器1の内壁面との間には長さ調整可能な固定具36が設けられており、その固定具36の長さを調整することにより、上記支柱35の下端部が原子炉圧力容器1の内壁方向にずれることを防止するようにしてある。
【0020】
上記支柱35には長さ調整可能なタイロッド37の一端が固定され、上記タイロッド37の他端が前記クランプ30に固定されており、上記タイロッド37の長さを適切な長さに調整することにより、クランプ30が下方に引っ張られ、そのクランプ30を介してディフューザ25がバッフルプレート26に圧設固定される。
【0021】
しかして、この実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【0022】
また、図3および4は本発明の第3の実施の形態を示す図であり、前記下部リング2aと下部胴2bとの隅角部と原子炉圧力容器1の内壁面との間に長さ調整可能な支柱38が取り付けられている。上記支柱38の一端は上記下部リング2aと下部胴2bとの隅角部に固定されており、その支柱38の他端部と原子炉圧力容器1の内壁面との間にクサビ39を挿入し、上記支柱38にボルト40を締め込むことにより上記クサビ39を固定し、下部リング2aと下部胴2bとの隅角部と原子炉圧力容器1の内壁面との間に上記支柱38が突っ張り固定されている。
【0023】
一方、前記クランプ30には押圧杆41の下端部が固定されており、その押圧杆41の上端部が、前記支柱38の下面に加工された例えば溝に係合されることにより上記支柱38に固定されている。上記押圧杆41は長さ調整可能であり、その長さを適切な長さに調整することにより、予め定めた所要の力でクランプ30が下方向に押さえ付けられ、そのクランプ30を介してディフューザ25がバッフルプレート26に押圧固定される。
【0024】
しかして、この第3の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【0025】
図5は本発明の第4の実施の形態を示す図であり、クランプ30の両端部に押圧杆34の先端部が固定されており、その他の点は図1に示す第1の実施の形態と同一である。すなわち、この第4の実施の形態は単一のディフューザ25にクランプ30を装着し、その単一のディフューザ25の補強を行うものであり、この実施の形態においても第1の実施の形態と同様な作用効果を奏する。
【0026】
さらに、図6は本発明の第5の実施の形態を示す図であり、クランプ30の両端部にタイロッド37の先端部が固定されており、その他の点は図2に示す第2の実施の形態と同一である。すなわち、この第5の実施の形態は単一のディフューザ25にクランプ30を装着し、その単一のディフューザ25の補強を行うものであり、この実施の形態においても第2の実施の形態と同様な作用効果を奏する。
【0027】
図7は、図6に示す第5の実施の形態の変形例である第6の実施の形態を示す図であり、バッフルプレート26に加工を行い、前記タイロッド37の下端部が上記バッフルプレート26に固定され、上記タイロッド37の他端がクランプ30の両端部に形成された穴に挿通され、そのタイロッド37にナット42が装着されている。しかして、上記ナット42を締め込むことにより、クランプ30が下方に引っ張られ、そのクランプ30を介してディフューザ25がバッフルプレート26に押圧固定される。
【0028】
したがって、この実施の形態においても第5の実施の形態と同様な作用効果を奏する。
【0029】
なお、上記各実施の形態においてはクランプを円弧状としたものを示したが、分割式のリング形状とすることもできる。
【0030】
図8は本発明の第7の実施の形態を示す図であり、図5に示す第4の実施の形態に対してクランプの形状を変更しリング状のクランプ43を使用したものである。すなわち、この実施の形態は、前記第1乃至第6の実施の形態がインレットミキサーを取り外すことなくクランプの据付が可能としたものに比し、インレットミキサーを取り外すことによりクランプ43をディフューザ25に装着するようにしたものである。したがって、クランプ43としては単なるリング状でなく多角形としても同様な作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す斜視図。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す斜視図。
【図3】本発明の第3の実施の形態を示す斜視図。
【図4】図3に示す第3の実施の形態の側面図。
【図5】本発明の第4の実施の形態を示す斜視図。
【図6】本発明の第5の実施の形態を示す斜視図。
【図7】本発明の第6の実施の形態を示す斜視図。
【図8】本発明の第7の実施の形態を示す斜視図。
【図9】沸騰水型原子炉に概略構成を示す断面図。
【符号の説明】
【0032】
1 原子炉圧力容器
2 シュラウド
2a 下部リング
2b 下部胴
3 炉心
7 ジェットポンプ
12 ダウンカマ
25 ディフューザ
26 バッフルプレート
30 クランプ
31 クサビ
32 ボルト
33 ジョイント
34、41 押圧杆
35、38 支柱
36 固定具
37 タイロッド
39 クサビ
40 ボルト
42 ナット
43 クランプ




 

 


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