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発明の名称 ジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置
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2007−183119(P2007−183119A)
公開日 平成19年7月19日(2007.7.19)
出願番号 特願2006−319(P2006−319)
出願日 平成18年1月5日(2006.1.5)
代理人 【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール特許業務法人
発明者 沖田 俊介 / 菅野 智 / 渡辺 義雄
要約 課題
本発明は、ライザ管に流体振動が生じた場合でも流体振動に起因して作用する力を緩和させてライザ管を安定して保持できるジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置を提供することにある。

解決手段
本発明のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置は、原子炉圧力容器の側壁に接して配置された2本の脚部を有するU字形状の圧力容器押し付け部材と、前記シュラウド外面に接して配置されたシュラウド押し付け部材と、原子炉圧力容器の側壁に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたクランプ部材と、シュラウド外面に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたウェッジ部材を備え、前記クランプ部材とウェッジ部材とで前記ライザ管を原子炉圧力容器の側壁側とシュラウド外面側との両側から挟みこむように支持させて配設するよう構成した。
特許請求の範囲
【請求項1】
原子炉圧力容器と原子炉圧力容器内の炉心を区画するシュラウドとの間に設置されたジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置において、前記支持装置は原子炉圧力容器の側壁に接して配置された2本の脚部を有するU字形状の圧力容器押し付け部材と、前記シュラウドの外面に接して配置されたシュラウド押し付け部材と、原子炉圧力容器の側壁に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたクランプ部材と、シュラウド外面に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたウェッジ部材を備え、前記クランプ部材とウェッジ部材とで前記ライザ管を原子炉圧力容器の側壁側とシュラウド外面側との両側から挟みこむように支持させて配設したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。
【請求項2】
請求項1において、前記圧力容器押し付け部材の脚部の端部を円弧面状に形成して原子炉圧力容器の側壁と接するように配置したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。
【請求項3】
請求項1において、前記圧力容器押し付け部材の脚部にスリット部を形成したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。
【請求項4】
請求項1において、前記圧力容器押し付け部材の脚部にばね部材を配置したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。
【請求項5】
請求項1において、前記圧力容器押し付け部材の脚部に形状記憶合金を使用したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。
【請求項6】
請求項1において、前記圧力容器押し付け部材の脚部にローラ部材を配置したことを特徴とするジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管を支持するライザ管の支持装置に関する。
【背景技術】
【0002】
沸騰水型原子炉圧力容器(以下RPVと称す)には、RPVの内部の炉心を冷却させる為に、RPVの外部から再循環ポンプにより導いた冷却水を再循環水としてRPVの内部に高速で噴出させてRPVの内部に循環させるジェットポンプがRPVと炉心の燃料を支持するシュラウドとの間に設置されている。前記ジェットポンプは、ライザ管と、ノズルと、ディフューザを備えているが、ライザ管は内部を流れる再循環水の温度上昇に伴って熱伸びが生じる。また、再循環ポンプに起因してライザ管を流れる再循環水に流体振動が生じると、ライザ管にはこの流体振動による力が作用する。
【0003】
そのため、ライザ管を保持するライザブレースがRPVの壁面に取り付けられており、このライザブレースによってライザ管の熱伸びを許容すると共に、該ライザ管を安定して支持するように構成されている。
【0004】
特許文献1は、ジェットポンプのライザ管を支持するライザブレースに、再循環水の流体振動に起因してライザ管から該ライザブレース及びライザブレースを固定する溶接部に作用する振動を緩和するクランプ装置を取り付けることによりライザブレースを補強し、ライザブレースの固有周波数を増加させる技術を開示している。
【0005】
特許文献2は、ジェットポンプのライザ管を支持するライザブレースをRPVの側壁に取り付ける溶接部の連結機能が低下した場合に、再循環水の流体振動に起因してライザ管から該ライザブレース及びライザブレースを固定する溶接部に作用する振動を緩和するクランプ装置をライザブレースの位置合わせの溝に嵌め合わせて取り付けることによりライザブレースを補強し、ライザブレースの固有振動数の増加と前記溶接部の連結機能の低下を補完する技術を開示している。
【0006】
【特許文献1】特開2004−77487号公報
【特許文献2】特開2004−77488号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ジェットポンプのライザ管を支持するライザ管の支持装置として、前記特許文献1ではライザブレースを補強して固有周波数を増加させることでライザ管を流れる再循環水による流体振動が生じた場合に、ライザブレースを固定する溶接部に作用する応力を低減させるものである。しかしながら、再循環水による流体振動の影響によりライザ管を保持するライザブレースの保持機能そのものが低下した場合には、ライザブレースの補強が出来なくなるという問題がある。
【0008】
特許文献2は、ライザブレースをRPVに連結する連結部をブロック構造にして、このブロックにライザブレースの位置合わせの溝を形成する必要があるため、ライザブレースの構造が複雑になるという問題がある。また、再循環水による流体振動の影響によりライザ管を保持するライザブレースの保持機能そのものが低下した場合には、ライザブレースの補強が出来なくなるという問題がある。
【0009】
本発明の目的は、ライザ管を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管から流体振動に起因して作用する力を緩和させてライザ管を安定して保持できるようにしたジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、原子炉圧力容器と原子炉圧力容器内の炉心を区画するシュラウドとの間に設置されたジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置として、原子炉圧力容器の側壁に接して配置された2本の脚部を有するU字形状の圧力容器押し付け部材と、前記シュラウドの外面に接して配置されたシュラウド押し付け部材と、原子炉圧力容器の側壁に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたクランプ部材と、シュラウド外面に面した側のライザ管の外面に接して配置されて該圧力容器押し付け部材に取り付けられたウェッジ部材を備え、前記クランプ部材とウェッジ部材とで前記ライザ管を原子炉圧力容器の側壁側とシュラウド外面側との両側から挟みこむように支持させて配設した構成を特徴としている。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、ライザ管を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管から流体振動に起因して作用する力を緩和させてライザ管を安定して保持できるジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置を実現することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
次に、本発明を適用した実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。
【実施例1】
【0013】
本発明の一実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について図面を参照して説明する。図1は沸騰水型原子炉圧力容器(以下RPVと称す)1の縦断面図であり、図2はRPV1の横断面図である。RPV1は円筒形の形状を有して形成された厚肉の圧力容器であり、その底部は底部ヘッドにより閉じられ、上部は取り外し可能な上部ヘッド(図示せず)により閉じられた構成の容器である。RPV1の内部には炉心(燃料集合体)の燃料を支持する円筒形状のシュラウド2が配置されており、シュラウド2は下部に設けたシュラウドサポート3によってRPV1に支持されている。
【0014】
RPV1を構成する円筒形状の側壁4と円筒形状のシュラウド2との間には、RPV1の外部から再循環ポンプ(図示せず)で導いた冷却水を再循環水としてRPV1の内部の底部に高速で噴出させてRPV1の内部に冷却水を循環させるジェットポンプ6が配置されている。RPV1の側壁4にはRPV1の外部から図示していない再循環ポンプにより冷却水を導くノズル5が側壁4を貫通して設けられており、このノズル5の端部がジェットポンプ6の一部を構成する、鉛直方向に配設されたライザ管9に連結されて冷却水を鉛直方向上方に導くようになっている。更に、前記ジェットポンプ6は、ライザ管9を通じて上方に導いた冷却水を高速で下方に噴射する鉛直方向下方に向かって配設されたノズル17、及び該ノズル17によって噴射した冷却水をRPV1の内部の下方に導くディヒューザ16を備えており、このディフューザ16から冷却水を再循環水としてRPV1の内部の底部に噴出させてRPVの内部を循環させるようになっている。
【0015】
前記ライザ管9はシュラウド2と側壁4との間に鉛直方向に沿って配設されているため、ライザ管9の内部を流れる再循環水の温度上昇によってライザ管9に配設方向に沿った熱伸びが生じる。また、再循環ポンプに起因してライザ管を流れる再循環水による流体振動が生じると、ライザ管9にはこの流体振動による力が作用する。
【0016】
そこで、ライザ管9を支持するライザスタビライザ20が、ライザ管9をRPV1の側壁4側とシュラウド2の外面側の双方から挟み込むように取り付けられている。ライザ管9を支持する前記ライザスタビライザ20は、下記するように溶接による固定に替えてRPV1の側壁4とシュラウド2の外面を夫々押圧する形態でライザ管9を固定するように取り付けられており、その結果、原子炉再循環ポンプに起因して生じる再循環水の流体振動がライザ管9に作用した場合でも、ライザ管9を支持するライザスタビライザ20の取り付け箇所に働く力を大幅に低減できる。
【0017】
ライザスタビライザ20の構成を詳細に説明すると、図3はライザスタビライザ20の上面図で、図4はライザスタビライザ20の側面図である。図3及び図4において、ライザスタビライザ20の構成は、RPV1の側壁4に面した側が開口した、2本の脚部31aと脚部31bとを有するU字形状の圧力容器押し付け部材21と、RPV1の側壁4に面した側に該圧力容器押し付け部材21の連結部31を嵌め合わせる凹部41を形成したシュラウド押し付け部材22を備えている。そして圧力容器押し付け部材21及びシュラウド押し付け部材22は後述するウェッジを介してライザ管9をRPV1の側壁4に向かって一方から挟み込んで押し付けるように配置されている。
【0018】
このU字形状の圧力容器押し付け部材21は、2本の脚部31aと脚部31bとを連結する連結部32を備えており、この連結部32には、クランプ23固定用の2個のボルト穴32bと、シュラウド押し付け部材22固定用の2個のボルト穴32cと、ウェッジ24固定用の1個のボルト穴32dが夫々形成された構造となっている。前記シュラウド押し付け部材22にも圧力容器押し付け部材21固定用の2個のボルト穴22bが形成された構造となっている。
【0019】
そして、このU字形状の圧力容器押し付け部材21のうち、シュラウド2の外面側に面した連結部32の側面を、シュラウド押し付け部材22のライザ管9に面して形成された凹部41に嵌め合わせる。前記圧力容器押し付け部材21の2本の脚部31a及び脚部31bの端部はRPV1の側壁4の内壁面に接触させた状態にして、また、シュラウド押し付け部材22の背面はシュラウド2の外面に接触させた状態にして、2本の固着用のボルト22aを、シュラウド押し付け部材22に形成した圧力容器押し付け部材21固定用のボルト穴22b及び圧力容器押し付け部材21の連結部32に形成したシュラウド押し付け部材22固定用のボルト穴32cに取り付けて相互に結合することにより、圧力容器押し付け部材21とシュラウド押し付け部材22とを一体に取り付ける。
【0020】
ライザ管9を保持するライザスタビライザ20は、更に、シュラウド2の外面側に面した側が開口したU字形状で、ライザ管9に面した側面がライザ管9の外面と同じ曲率に形成した曲率面を有するクランプ23と、同じくライザ管9に面した側面がライザ管9の外面と同じ曲率に形成した曲率面を有するウェッジ24を備えている。前記クランプ23の端部には2個のボルト穴23bが形成され、前記ウェッジ24にも1個のボルト穴24bが形成されている。
【0021】
そして前記クランプ23は、ライザ管9をRPV1の側壁4の側からシュラウド2の外面に向かって一方から挟み込むように、2本のボルト23aを、クランプ23のボルト穴23bと圧力容器押し付け部材21の連結部32に形成したクランプ23固定用の2個のボルト穴32bに夫々取り付けて結合することにより、クランプ23を圧力容器押し付け部材21に一体的に取り付けている。
【0022】
また、前記ウェッジ24は、ライザ管9をシュラウド2の外面側からRPV1の側壁4側に向かって他方から挟み込むように、1本のボルト24aを、ウェッジ24のボルト穴24bと圧力容器押し付け部材21の連結部32に形成したウェッジ24固定用の1本のボルト穴32dに取り付けて結合することにより、ウェッジ24を圧力容器押し付け部材21に一体的に取り付けている。
【0023】
このように、U字形状のクランプ23とウェッジ24とでライザ管9を両側から丁度挟み込むようにして前記クランプ23とウェッジ24を圧力容器押し付け部材21に取り付けてライザ管9を支持する構成にしているので、前記構成のライザスタビライザ20を溶接させずにライザ管9を保持することが可能となっている。そして、ライザ管9は前記ライザスタビライザ20によってRPV1とシュラウド2との間で効果的に位置固定されているので、ライザ管9を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管9から流体振動に起因して作用する力をライザスタビライザ20によって緩和でき、よってライザ管を支持するライザスタビライザ20が流体振動による力を受けて脱落するのが阻止される。
【0024】
尚、上記した構成の本実施例によっても、ライザ管9を流れる再循環水に流体振動が生じた場合でもライザ管9から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ20によって緩和させてライザ管9を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。
【実施例2】
【0025】
本発明の他の実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。本実施例の基本構成は図3及び図4に示した前記実施例1と同一構成であるので、共通の構成は説明を省略して相違する構成についてのみ説明する。図5において、ジェットポンプ6の一部を構成するライザ管9を支持するように取り付けたライザスタビライザ20の側面図を示している。
【0026】
本実施例のライザスタビライザ20は、RPV1の側壁4と接するにU字形状の圧力容器押し付け部材21の脚部31a、31bの端部形状を円弧面31cに形成したものである。脚部31a、31bの端部形状を円弧面31cとしたことにより、RPV1とシュラウド2及びライザ管9との間に熱伸び差が生じてライザ管9を支持するライザスタビライザ20に垂直方向の力が加わった際に、RPV1の側壁4と点接触している前記円弧面31cがRPV1の側壁4に沿って滑動するので前記ライザスタビライザ20に作用する熱伸びによる大きな力を逃がすことが出来る。よって、RPV1とシュラウド2及びライザ管9の熱伸び差による垂直方向の変形を吸収することが可能になる。また、ライザ管9を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管9から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ20によって緩和させてライザ管9を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。
【実施例3】
【0027】
本発明の別の実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。本実施例の基本構成も図3及び図4に示した前記実施例1と同一構成であるので、共通の構成は説明を省略して相違する構成についてのみ説明する。図6はライザ管9に取り付けたライザスタビライザ20の圧力容器押し付け部材21に備えられた脚部31a、31bを示している。
【0028】
本実施例のライザスタビライザ20は、圧力容器押し付け部材21の脚部31a、31bに水平方向のスリット51を複数個形成したものである。このスリット51の存在によって、圧力容器押し付け部材21に外力が作用した場合にスリット51の空間部が変形して圧力容器押し付け部材21は垂直方向の変形が容易となる。よって、RPV1とシュラウド2及びライザ管9との間の熱伸び差が生じてライザ管9を支持するライザスタビライザ20に垂直方向の力が加わった際に、ライザスタビライザ20はこの垂直方向の変形を吸収できる。また、ライザ管9を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管9から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ20によって緩和させてライザ管9を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。
【実施例4】
【0029】
本発明の更に他の実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。本実施例の基本構成も図3及び図4に示した前記実施例1と同一構成であるので、共通の構成は説明を省略して相違する構成についてのみ説明する。図7はライザ管9に取り付けたライザスタビライザ20の圧力容器押し付け部材21に備えられた脚部31a、31bを示している。
【0030】
本実施例のライザスタビライザ20は、圧力容器押し付け部材21の脚部31a、31bの一部に板ばね61を使用したものである。この板ばね61の弾性挙動により、圧力容器押し付け部材21に垂直方向の外力が加わった場合に、圧力容器押し付け部材21は容易に変形できる。よって、RPV1とシュラウド2及びライザ管9との間の熱伸び差が生じてライザ管9を支持するライザスタビライザ20に垂直方向の力が加わった際に、ライザスタビライザ20はこの垂直方向の変形を吸収できる。また、ライザ管9を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管9から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ20によって緩和させてライザ管9を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。
【実施例5】
【0031】
本発明の更に別の実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。本実施例では、図示していないがライザスタビライザ20の材料に形状記憶合金を使用したものである。この形状記憶合金の超弾性挙動により、RPV1とシュラウド2及びライザ管9との間の熱伸び差が生じてライザ管9を支持するライザスタビライザ20に垂直方向の力が加わった際に、ライザスタビライザ20はこの垂直方向の変形を吸収できる。また、ライザ管9を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管9から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ20によって緩和させてライザ管9を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。
【実施例6】
【0032】
本発明の更に異なる実施例である沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管の支持装置について説明する。図8はライザ管9に取り付けたライザスタビライザ20の圧力容器押し付け部材21に備えられた脚部31a、31bを示している。
【0033】
本実施例のライザスタビライザ20は、圧力容器押し付け部材21の脚部31a、31bの中間部分にローラー部71を備えたスライド機構を設けたものである。このスライド機構のローラー部71の作用によって、圧力容器押し付け部材21に垂直方向の外力が加わった場合に、圧力容器押し付け部材21は容易に垂直方向に移動できる。よって、RPV1とシュラウド2及びライザ管9との間の熱伸び差が生じてライザ管9を支持するライザスタビライザ20に垂直方向の力が加わった際に、ライザスタビライザ20はこの垂直方向の変形を吸収できる。また、ライザ管9を流れる再循環水による流体振動が生じた場合でもライザ管9から流体振動に起因して作用する力を前記ライザスタビライザ20によって緩和させてライザ管9を安定して保持できるので、本発明と同様の効果も達成できる。
【産業上の利用可能性】
【0034】
本発明は沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体のライザ管を支持するライザ管の支持装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明が適用される沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の縦断面図。
【図2】本発明が適用される沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の横断面図。
【図3】本発明の一実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す上面図。
【図4】本発明の一実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す側面図。
【図5】本発明の他の実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す側面図。
【図6】本発明の別の実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す側面図。
【図7】本発明の更に他の実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す側面図。
【図8】本発明の更に別の実施例である原子炉圧力容器のジェットポンプ組立体のライザ管を支持する支持装置を示す側面図。
【符号の説明】
【0036】
1:原子炉圧力容器、2:シュラウド、4:原子炉圧力容器側壁、5:ノズル、6:ジェットポンプ、7:サーマルスリーブ、8:エルボ、9:ライザ管、10:ライザブレース、20:ライザスタビライザ、21:圧力容器押し付け部材、22:シュラウド押し付け部材、22a:ボルト、22b:ボルト穴、23:クランプ、24:ウェッジ、24a:ボルト、31a、31b:脚部、32:連結部、32b、32c、32d:ボルト穴、41:凹部、51:スリット、61:板ばね、71:ローラー部。




 

 


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