| 【発明の名称】 |
中性子計装案内管の支持機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】萩原 剛
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| 【要約】 |
【課題】中性子計装案内管の流動振動を防止する。
【解決手段】原子炉圧力容器１内で多数本の中性子計装案内管２を上下段インコアスタビライザ３，５により支持するにあたり、炉心シュラウド４の内面に上段インコアスタビライザ３を結合し、下段インコアスタビライザ５の端部を最外周に配置される中性子計装案内管２に結合する。上段インコアスタビライザ３と下段インコアスタビライザ５との間にタイバー８を設けて連結する。下段インコアスタビライザ５の端部がシュラウドサポート６と離れており、両者は接触してないので、シュラウドサポート６からの中性子計装案内管２へ伝わる流動振動を防止できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 原子炉圧力容器内に配置される多数本の中性子計装案内管を、上段インコアスタビライザおよび下段インコアスタビライザで支持する中性子計装案内管の支持機構において、前記上段インコアスタビライザの端部を前記原子炉圧力容器内に設置されている炉心シュラウドに結合し、前記下段インコアスタビライザの端部を前記多数本の中性子計装案内管のうち、最外周に位置する中性子計装案内管に結合し、かつ前記上段インコアスタビライザと前記下段インコアスタビライザとをタイバーにより連結してなることを特徴とする中性子計装案内管の支持機構。
【請求項２】 原子炉圧力容器内に配置される多数本の中性子計装案内管を、上段インコアスタビライザおよび下段インコアスタビライザで支持する中性子計装案内管の支持機構において、前記上段インコアスタビライザの端部を前記原子炉圧力容器内に設置されている炉心シュラウドの下端部に結合し、前記下段インコアスタビライザの端部を前記多数本の中性子計装案内管のうち最外周より内側に位置する中性子計装案内管に結合し、かつ前記上段インコアスタビライザと前記下段インコアスタビライザとをタイバーにより連結してなることを特徴とする中性子計装案内管の支持機構。
【請求項３】 前記タイバーの代りに、クロスビームを設けてなることを特徴とする請求項１または２記載の中性子計装案内管の支持機構。
【請求項４】 原子炉圧力容器内に配置される多数本の中性子計装案内管をインコアスタビライザで支持し、前記インコアスタビライザの端部を前記原子炉圧力容器内に設置されている炉心シュラウドの下端部に結合し、前記インコアスタビライザから下方で前記原子炉圧力容器の下鏡部近傍に位置する中性子計装案内管間にクロスビームを設けてなることを特徴とする中性子計装案内管の支持機構。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子炉において原子炉圧力容器内に設置される中性子計装案内管の支持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６（ａ）は従来の沸騰水型原子炉において原子炉圧力容器１内に分散配置されている多数本の中性子計装案内管２，２ａ，２ｂを支持するための結合部材としての上段インコアスタビライザ３と下段インコアスタビライザ５の配置関係を概略的縦断面で示している。図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【０００３】図６（ａ），（ｂ），（ｃ）において原子炉圧力容器１内に分散配置されている多数本の中性子計装案内管２，２ａ，２ｂは上段インコアスタビライザ３と下段インコアスタビライザ５により支持固定され、上段インコアスタビライザ３の端部は炉心シュラウド４に結合し、下段インコアスタビライザ５はシュラウドサポート６に結合している。
【０００４】原子炉圧力容器１の下端開口部には下鏡部７が取り付けられ、下鏡部７にシュラウドサポート６が取り付けられ固定している。中性子計装案内管２の下端部は下鏡部７を開口し、中性子検出器が容易に挿入および引き抜きできるようになっている。
【０００５】上段インコアスタビライザ３と下段インコアスタビライザ５は、炉心下部プレナム内において、炉心シュラウド４内で格子状に分散配置する多数本の中性子計装案内管２，２ａ，２ｂ群を一体的に結合するものである。これにより、中性子計装案内管２，２ａ，２ｂ群全体の固有振動数を高めるとともに、中性子計装案内管２，２ａ，２ｂの剛性を高めて冷却材の流動振動による中性子計装案内管２，２ａ，２ｂの振動を小さくしている。
【０００６】すなわち、図６（ａ）〜（ｃ）に示したように上下２段のインコアスタビライザ３，５により中性子計装案内管２，２ａ，２の水平方向を拘束して中性子計装案内管２，２ａ，２が流動振動および地震動により振動することを防止し、中性子計装案内管２，２ａ，２同士を水平方向に接続する中性子計装案内管の支持機構としている。
【０００７】大出力型の沸騰水型原子炉においては、中性子計装案内管２，２ａ，２ｂの全長が長くなっている。そのため、前述した図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したとほぼ同じようにインコアスタビライザを上段インコアスタビライザ３と下段インコアスタビライザ５の二段に分けて設けている。また、インコアスタビライザの剛性を高めるために上段インコアスタビライザ３の端部を炉心シュラウド４の内面に結合し、下段インコアスタビライザ５の端部をシュラウドサポート６の内面に結合している。
【０００８】また、炉心シュラウド４の構成部材にステンレス鋼を使用し、シュラウドサポート６の構成部材に応力腐食割れ防止の目的でインコネル合金を使用している。また、上段インコアスタビライザ３と下段インコアスタビライザ５との熱膨張差により発生する応力を避けるため、上段インコアスタビライザ３の構成部材にステンレス鋼を使用し、下段インコアスタビライザ５の構成部材にインコネル合金を使用している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、下段インコアスタビライザ５をシュラウドサポート６に直結しているため、シュラウドサポート６に生じる流動振動が下段インコアスタビライザ５を介して伝わり中性子計装案内管６が振動する課題がある。
【００１０】また、下段インコアスタビライザ５の構成部材に高価なインコネル合金が使用されているので、中性子計装案内管の支持機構全体がコストアップにつながる課題がある。
【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされたもので、シュラウドサポートから中性子計装案内管に伝わる流動振動を防止し、また、コストダウンできる中性子計装案内管の支持機構を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、原子炉圧力容器内に配置される多数本の中性子計装案内管を、上段インコアスタビライザおよび下段インコアスタビライザで支持する中性子計装案内管の支持機構において、前記上段インコアスタビライザの端部を前記原子炉圧力容器内に設置されている炉心シュラウドに結合し、前記下段インコアスタビライザの端部を前記多数本の中性子計装案内管のうち、最外周に位置する中性子計装案内管に結合し、かつ前記上段インコアスタビライザと前記下段インコアスタビライザとをタイバーにより連結してなることを特徴とする。
【００１３】この発明によれば、下段インコアスタビライザはシュラウドサポートと離れて接触していないので、シュラウドサポートを通して伝わる中性子計装案内管への流動振動を防止することができる。また、タイバーにより下段インコアスタビライザの水平方向の剛性を増加させることができる。さらに、下段インコアスタビライザの構成部材を高価なインコネル合金から安価なステンレス鋼に代えることによりコストダウンできる。
【００１４】請求項２に係る発明は、原子炉圧力容器内に配置される多数本の中性子計装案内管を、上段インコアスタビライザおよび下段インコアスタビライザで支持する中性子計装案内管の支持機構において、前記上段インコアスタビライザの端部を前記原子炉圧力容器内に設置されている炉心シュラウドの下端部に結合し、前記下段インコアスタビライザの端部を前記多数本の中性子計装案内管のうち最外周より内側に位置する中性子計装案内管に結合し、かつ前記上段インコアスタビライザと前記下段インコアスタビライザとをタイバーにより連結してなることを特徴とする。
【００１５】この発明によれば、上段インコアスタビライザの高さを炉心シュラウドの下端部まで下げることにより、中性子計装案内管の下鏡部と上段インコアスタビライザとの間のスパンを短くして剛性を大きくできる。また、内周部位の中性子計装案内管に、下段インコアスタビライザを結合することで内周部の中性子計装案内管の剛性も大きくできる。
【００１６】さらに、下段インコアスタビライザを上段インコアスタビライザにクロスビームにより垂直方向に結合することにより、水平方向の剛性も大きくなり、下段インコアスタビライザをシュラウドサポートから分離してシュラウドサポートから中性子計装案内管への振動を防止できる。
【００１７】下段インコアスタビライザは上段インコアスタビライザより小型になるため材料費および加工費を低減することができる。下段インコアスタビライザを高価なインコネル合金から安価なステンレス鋼に代えることができる。
【００１８】請求項３に係る発明は、前記タイバーの代りに、クロスビームを設けてなることを特徴とする。この発明によれば、上下段インコアスタビライザを垂直方向に拘束するタイバーを、垂直方向と水平方向の両方向に拘束するクロスビームに代えることにより、下段インコアスタビライザの水平方向の剛性を請求項１または２に係る発明よりもさらに大きくすることができる。
【００１９】請求項４に係る発明は、原子炉圧力容器内に配置される多数本の中性子計装案内管をインコアスタビライザで支持し、前記インコアスタビライザの端部を前記原子炉圧力容器内に設置されている炉心シュラウドの下端部に結合し、前記インコアスタビライザから下方で前記原子炉圧力容器の下鏡部近傍に位置する中性子計装案内管間にクロスビームを設けてなることを特徴とする。
【００２０】この発明によれば、上段インコアスタビライザの高さを炉心シュラウドの下端部近傍まで下げることにより、下鏡部と上段インコアスタビライザの間のスパンが短くなり中性子計装案内管の剛性を大きくできる。また、多数配置される中性子計装案内管のうち、外周部に配置される中性子計装案内管に比較して、前記スパンが長く剛性が小さい内周部の中性子計装案内管に対して垂直方向と水平方向を拘束するクロスビームによって支持することで、内周部位の中性子計装案内管の剛性を大きくすることができる。
【００２１】さらに、下段インコアスタビライザの代りに設けたクロスビームは剛性がさらに大きな下鏡部に近い高さで中性子計装案内管同士を結合するため、水平方向の剛性をさらに大きくできる。下段インコアスタビライザを設ける必要がなく、構造が簡素化されコストダウンができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１により本発明に係る中性子計装案内管の支持機構の第１の実施の形態を説明する。なお、図１中、図６と同一部分には同一符号を付して重複する部分の説明は省略する。
【００２３】本実施の形態では、多数本の中性子計装案内管２，２ａ，２ｂの水平方向を拘束する水平支持部材としての上段インコアスタビライザ３の端部をシュラウド４の内面に結合し、下段インコアスタビライザ５ａの端部を、シュラウドサポート６に結合することなく、多数本の中性子計装案内管２，２ａ，２ｂのうち、最外周の中性子計装案内管２に結合する。
【００２４】また、上段インコアスタビライザ３と下段インコアスタビライザ５ａとの間に垂直方向に拘束するタイバー８を設けて両者を連結する。なお、下段インコアスタビライザ５ａは従来の下段インコアスタビライザ５より長さが短いので、その両端部はシュラウドサポート６と離れており、接触していない。
【００２５】本実施の形態によれば、シュラウドサポート６からの流動振動が中性子計装案内管２，２ａ，２ｂに伝わることがないので、中性子計装案内管２，２ａ，２ｂの流動振動を防止することができる。また、シュラウド４に結合して水平方向の剛性が大きい上段スタビライザ３と下段インコアスタビライザ５ａとをタイバー８により連結することによって垂直方向が拘束され、下段インコアスタビライザ５ａの水平方向の剛性を増加させることができる。さらに、下段インコアスタビライザ５ａを高価なインコネル合金から安価なステンレス鋼に代替することができるので、材料費を低減でき、コストダウンを図ることができる。
【００２６】なお、本実施の形態では上段インコアスタビライザ３と下段インコアスタビライザ５ａとをタイバー８により連結した例で説明したが、タイバー８の代りに垂直方向と水平方向に拘束するクロスビームを設けることができる。このクロスビームにより下段インコアスタビライザ５ａの水平方向の剛性をさらに増加させることができる。
【００２７】つぎに図２により本発明に係る中性子計装案内管の支持機構の第２の実施の形態を説明する。図２中、図１と同一部分は同一符号を付して重複する部分の説明は省略する。
【００２８】本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は下段インコアスタビライザ５ｂを短尺として多数本の中性子計装案内管２，２ａ，２ｂのうち最外周より内周の中性子計装案内管２ａ側に結合したこと、および上段インコアスタビライザ３の端部をシュラウド４の下端部に結合したことにある。
【００２９】下段インコアスタビライザ５ｂは内周部の中性子計装案内管２ａのみを拘束し、上下段インコアスタビライザ３，５ｂは垂直方向に複数のタイバー８により拘束されている。また、下段インコアスタビライザ５ｂの両端はシュラウドサポートと離れており、分離している。
【００３０】本実施の形態によれば、上段インコアスタビライザ３の炉心シュラウド４への結合位置を第１の実施の形態よりも下げることにより下鏡部７と上段インコアスタビライザ３の間のスパンを短くして中性子計装案内管２，２ａ，２ｂの剛性を大きくできる。また、外周部に比較してこのスパンが長く剛性が小さい内周部の中性子計装案内管２ａに対してのみ下段インコアスタビライザ５ｂを構成することで内周部の中性子計装案内管２ａの剛性も大きくできる。
【００３１】これにより、下段インコアスタビライザ５ｂは上段インコアスタビライザ３に比較して小型になり、材料費と加工費を低減することができる。その他の作用効果は第１の実施の形態と同様である。
【００３２】つぎに図３により本発明に係る中性子計装案内管の支持機構の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態では、第２の実施の形態におけるタイバー８をクロスビーム９に置き換えたことにあり、その他の部分は第２の実施の形態と同様なので、重複する部分の説明は省略する。クロスビーム９は一対の骨材を交差させて組み合せ一体化したものである。
【００３３】本実施の形態によれば、タイバー８を設けた第２の実施の形態に比較して、クロスビーム９を設けることで、垂直方向のみを拘束するにとどまらず、下段インコアスタビライザ５ｂの水平方向の剛性を増加させることができる。その他の作用効果は第２の実施の形態と同様である。
【００３４】つぎに図４により本発明に係る中性子計装案内管の支持機構の第４の実施の形態を説明する。本実施の形態は、第３の実施の形態において、中央部に設けたクロスビーム９から両側の位置に複数のクロスビーム９を設けたことにある。その他の部分は第３の実施の形態と同様である。すなわち、内周の中性子計装案内管２ａと最内周の中性子計装案内管２ｂとの間にそれぞれクロスビーム９を設け、クロスビームにより上段インコアスタビライザ３と下段インコアスタビライザ５ｂを連結する。
【００３５】本実施の形態によれば、水平方向にも拘束するクロスビーム９を複数設けることで、第３の実施の形態に比較して、下段インコアスタビライザ５の水平方向の剛性を増加させることができる。その他の作用効果は第３の実施の形態と同様である。
【００３６】つぎに図５により本発明に係る中性子計装案内管の支持機構の第５の実施の形態を説明する。本実施の形態は第２から第４の実施の形態における下段インコアスタビライザ５ｂを設けることなく、複数のクロスビーム９を下鏡部７に直接設け、この複数のクロスビーム９の上端部と多数の中性計装案内管２，２ａ，２ｂのうち内周の中性子計装案内管２ａ，２ｂとを結合したことにある。なお、クロスビーム９の下端部は下鏡部７の内面に接続し固定している。
【００３７】本実施の形態では、第２から第４の実施の形態と同様に上段インコアスタビライザ３を炉心シュラウド４の下端部に結合してその高さを従来例よりも下げることにより下鏡部７と上段スタビライザ３の間のスパンを短くして中性子計装案内管２，２ａ，２ｂの剛性を大きくしている。また、外周部の中性子計装案内管２に比較してスパンが長く剛性が小さい内周部の中性子計装案内管２ａ，２ｂに対してのみクロスビーム９により支持している。
【００３８】本実施の形態によれば、内周部の中性子計装案内管２ａ，２ｂの剛性を大きくすることができる。また、シュラウドサポート６からの流動振動が中性子計装案内管に伝達されることはない。さらに、下段インコアスタビライザを設ける必要がなく簡素化されるとともに、材料費と加工費が低減し、コストダウンできる。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、シュラウドサポートから中性子計装案内管へ伝わる流動振動を防止できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
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| 【出願日】 |
平成１３年５月１７日（２００１．５．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７３３２
【弁理士】
【氏名又は名称】猪股 祥晃 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３４１０８２（Ｐ２００２−３４１０８２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１１月２７日（２００２．１１．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１４７６１９（Ｐ２００１−１４７６１９） |
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