ジェットポンプ用簡易ライザブレースクランプ
【課題】原子炉圧力容器（１０）内部の入口ライザ（１００）又は他の類似の物体が受ける振動のレベルを低減することのできる、装置又はシステムを提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態では、ライザブレース（１４３）を入口ライザ（１００）に溶接する必要性がなくなる。本発明の一実施形態は、ライザブレース（１４３）を入口ライザ（１００）に全体的にクランプする、少なくとも１つのライザブレースクランプ（１５０）を提供する。装着後は、ライザブレースクランプ（１５０）は、入口ライザ（１００）が受ける振動の振幅を低減、及び／又はその周波数を変化させる。
【解決手段】本発明の一実施形態では、ライザブレース（１４３）を入口ライザ（１００）に溶接する必要性がなくなる。本発明の一実施形態は、ライザブレース（１４３）を入口ライザ（１００）に全体的にクランプする、少なくとも１つのライザブレースクランプ（１５０）を提供する。装着後は、ライザブレースクランプ（１５０）は、入口ライザ（１００）が受ける振動の振幅を低減、及び／又はその周波数を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に原子炉圧力容器のいくつかの構成要素を連結する溶接部に関し、より具体的には、それら構成要素間の溶接部を交換するための装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉の非限定の例、従来式沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）が、図１〜３に示されている。典型的なＢＷＲは、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１０、ＲＰＶ１０内部に配置された炉心シュラウド３０、及び核燃料コア３５を含む。炉心シュラウド３０は、核燃料コア３５を包囲する円筒であり、この核燃料コア３５は、炉心シュラウド３０内部に配置された複数の燃料棒集合体４０を含む。トップガイド４５及び炉心板５０は、燃料棒集合体４０の各々を支持している。
【０００３】
炉心シュラウド３０とＲＰＶ１０の間の環状領域は、ダウンカマ環状部２５とみなされる。冷却水は、ダウンカマ環状部２５を通過して炉心下部プレナム５５へと流入する。給水は、給水入口１５を介してＲＰＶ１０に入り、炉心スプレーライン１０５に隣接する給水スパージャ２０によってＲＰＶ１０内部で円周方向に配水される。次いで、炉心下部プレナム５５内の水は、核燃料コア３５を通過して上方に流れる。特に、水は燃料棒集合体４０に入り、ここで沸騰境界層が生成される。水と蒸気の混合物は、核燃料コア３５を出て、シュラウドヘッド６５の下の炉心上部プレナム６０に入る。次いで、蒸気・水混合物は、シュラウドヘッド６５の上のスタンドパイプ７０を通過して流れ、水と蒸気を分離する蒸気分離器７５に入る。分離された水は、ダウンカマ環状部２５へと再循環されて、蒸気流は、発電及び／又は別の工程で使用するために、ノズル１１０を介してＲＰＶ１０から出る。
【０００４】
図１に示すように、従来型ジェットポンプ組立体８５は、一対の入口混合器９５を備える。各入口混合器９５は、それに溶接されたエルボを有し、このエルボは、入口ライザ１００を介して再循環ポンプ（図示せず）からの加圧駆動水を受け入れる。入口混合器９５には、入口混合器９５の軸の周りに円周上に等角度で分布する５つのノズルの組を備えるものもある。ここで、各ノズルは、ノズル出口において、半径方向及び内側方向にテーパーが付けられている。この先細ノズルは、ジェットポンプ組立体８５を付勢する。二次入口開口（図示せず）が、ノズル出口の半径方向外側に位置している。従って、水の噴流がノズルから出るときに、ダウンカマ環状部２５からの水は、二次入口開口を介して入口混合器９５中に引き込まれ、ここで再循環ポンプからの水との混合が行われる。
【０００５】
ＢＷＲはまた、冷却剤再循環システムを含み、これは、必要なエネルギー密度を達成するのに必要な、核燃料コア３５を通過する強制対流流れをもたらす。この水の一部分は、再循環水出口８０を介してダウンカマ環状部２５の下端部から引き込まれ、再循環ポンプによって強制されて、再循環水入口９０を介して複数のジェットポンプ組立体８５中に入る。ジェットポンプ組立体８５は、通常、炉心シュラウド３０周りに円周方向に分散されており、必要な炉心流れをもたらす。典型的なＢＷＲは、１６から２４の入口混合器９５を有する。
【０００６】
通常、各ジェットポンプ組立体８５は、少なくとも以下のものを含む。移行ピース１２０、及びこの移行ピース１２０から下方にライザエルボ１３５へと延びる、ライザパイプ１３０である。ライザエルボ１３５は、ライザパイプ１３０を、ＲＰＶ１０の壁に沿った再循環入口９０へと連結する。一対の入口混合器９５が、移行ピース１２０から、ポンプデッキ１２５の穴を覆って装着された一対のディフューザ１１５へと下方に延びている。ポンプデッキ１２５は、炉心シュラウド３０の底部とＲＰＶ１０とを連結している。ライザパイプ１３０は、通常、筒状であり、炉心シュラウド３０の壁に平行に、ダウンカマ環状部２５内部で垂直に配向されている。ライザエルボ１３５は、通常、筒状であって、再循環入口９０に向って外側に曲がっている。移行ピース１２０は、ライザパイプ１３０の頂部において両横方向に延びて、ライザパイプ１３０の両側の入口混合器９５に連結している。入口混合器９５は、ライザパイプ１３０と平行に、ダウンカマ環状部２５内で垂直に配向されている。入口混合器９５とライザパイプ１３０との間に位置する拘束ブラケット１４０は、入口混合器９５を横方向に支持する。
【０００７】
通常、ライザパイプ１３０は、ライザパイプ１３０、及び通常はＲＰＶ１０の壁である取付け壁１４９に取り付けられたライザブレース１４３（例えば、図２に図示されている）によって、ＲＰＶ１０内部で支持、安定化されている。一般的に、ライザブレース１４３は、ライザパイプ１３０及び取付け壁１４９に溶接によって取り付けられる。ライザブレース１４３は、通常、ヨーク１４５、及びヨーク１４５の両端それぞれから、間隔を空けて平行に延びるサイドメンバ１４７を備える。通常、ヨーク１４５は、サイドメンバ１４７間で内向きの曲面を有し、この曲面は、ライザパイプ１３０の外表面の外部曲率と相補的である。
【０００８】
ライザブレース１４３は、ライザパイプ１３０がサイドメンバ１４７間に配置された状態で、ダウンカマ環状部２５内に配置されている。ライザブレース１４３は、通常、内向きの曲面とライザパイプ１３０の外表面との間の溶接部を介して、ライザパイプ１３０に取り付けられている。ここで、サイドメンバ１４７は、ライザパイプ１３０を概して横切って、ヨーク１４５から延びており、サイドメンバ１４７のそれぞれの端部が取付け壁１４９に取り付けられている。サイドメンバ１４７の端部は、通常、取付け壁１４９に溶接されている。代替的に、サイドメンバ１４７の端部を、限定的ではないが、ブレース、ブロック又はパッドなどの中間構造に溶接して、次いで、この中間構造を取付け壁１４９に溶接してもよい。通常、各サイドメンバ１４７は、上脚部と、上脚部の下にそれと間隔を空けて平行に配置された下脚部を備える。ライザブレース１４３は、一般に、ライザパイプ１３０を横方向及び半径方向に支持する。さらに、ライザブレース１４３は、ＲＰＶ１０の作動によって生じる熱膨張差を吸収すると共に、原子炉水循環システムに伴う流体励起振動を吸収するように設計されている。
【０００９】
腐食、放射能及び／又は応力に起因する粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）が、ＲＰＶ１０のジェットポンプ組立体８５のライザブレース１４３とライザパイプ１３０の間の溶接部において発生することがある。ライザブレース１４３とライザパイプ１３０の間の溶接部において、ＩＧＳＣＣ又はその他の理由で引き起こされた割れは、ライザブレース１４３の励起周波数を超える再循環ポンプの羽根通過周波数から生ずる機械的疲労に対する限界寸法にまで成長する可能性がある。共振を避けるために、ライザブレース１４３の固有振動数を、（いかなるポンプ速度においても）再循環ポンプの羽根通過周波数に近付けるべきではない。再循環ポンプの羽根通過周波数がライザブレース１４３の固有振動数に等しいか、又はそれを超えると、場合によってはライザブレース１４３が共振状態になり、ジェットポンプ組立体８５の損傷につながる可能性がある。
【００１０】
ライザパイプとライザブレースの間の溶接部を機械的に強化するためのクランプ装置が、Ｂｕｔｌｅｒへの米国特許第７１８５７９８Ｂ２号に開示されている。この場合には、クランプ装置は、ライザブレースとライザパイプの間の溶接連結を増強する。ジェットポンプ組立体８５のライザブレースの剛性を向上させるクランプ装置がＪｅｎｓｅｎへの米国特許第６６４７０８３Ｂ１号に開示されている。この場合には、クランプ装置はライザブレースのサイドメンバに適用されて、振動に曝されるサイドメンバの部分を短くする。クランプ装置は、ライザパイプには取り付けられず、またライザブレースとライザパイプの間の溶接連結を強化しない。
【００１１】
沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体に使用される様々なクランプが、Ｗｉｖａｇｇへの米国特許第６４６３１１４Ｂ１号、Ｅｒｂｅｓへの米国特許第６４９０３３１Ｂ２号、Ｅｒｂｅｓらへの米国特許第６４５０７７４Ｂ１号、Ｄｅａｖｅｒらへの米国特許第６０８６１２０号及び第６０５３６５２号、ならびにＤｅａｖｅｒへの米国特許第６１０８３９１号によって提示されている。Ｗｉｖａｇｇの特許は、ジャッキ装置と合せて使用されて、入口混合器の外周の周りに溶接された既存のジャッキねじを拘束して、拘束ブラケット内部で入口混合器を横方向に拘束するクランプを開示している。Ｅｒｂｅｓの（’３３１）特許は、入口混合器９５と拘束ブラケットを緊密に嵌め合わせるためのばねクランプに関する。Ｅｒｂｅｓらの（’７７４）特許は、入口混合器をディフューザに結合する摺動型継手上に設置されるクランプを開示している。このクランプは、ディフューザを圧搾して、ディフューザに楕円変形を与えるのに使用される。Ｄｅａｖｅｒらの（’１２０及び’６５２）特許は、ジェットポンプ組立体のライザの下部を支持するためのクランプ装置を開示している。このクランプ装置は、エルボクランプ、ライザクランプ、及びエルボクランプとライザクランプを結合するブリッジを備える。このライザクランプは、ライザパイプの両側に配置するための一対の脚部と、脚部同士を剛に連結して固定する背面部分とを含む。Ｄｅａｖｅｒの（’３９１）特許は、上部及び下部のクランプの間にライザエルボの外端を受け止める上部及び下部のクランプ要素を有するクランプに関する。
【００１２】
ライザパイプ１３０が受ける振動を減衰するための、現在知られている装置、方法及びシステムはいくつかの問題を生じる可能性がある。現在知られている解決策は、既存の溶接部との再溶接又は一体化を行うことを伴い、これらは、繰返し破壊につながる可能性がある。また、これらには、一般に、長い装着時間が必要であり、作業者をより長期間、放射能に曝すことになる。
【００１３】
上記の考察に基づくと、原子力施設のオペレータは、ジェットポンプ組立体８５のライザパイプ１３０とライザブレース１４３の間の連結を強化する装置及びシステムを必要とすることがある。このような装置及びシステムは、ライザパイプ１３０とライザブレース１４３の間の溶接部が不要でなくてはならない。このような装置及びシステムは、ライザパイプ１３０が受ける振動のレベルを低減しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第６０５３６５２号
【特許文献２】米国特許第６０８６１２０号
【特許文献３】米国特許第６１０８３９１号
【特許文献４】米国特許第６４５０７７４号
【特許文献５】米国特許第６４６３１１４号
【特許文献６】米国特許第６４９０３３１号
【特許文献７】米国特許第６６４７０８３号
【特許文献８】米国特許第７，１８５，７９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、原子力圧力容器のいくつかの構成要素間の溶接部を交換するための装置及びシステムに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一実施形態は、ライザブレースをジェットポンプ組立体の入口ライザと一体化するための装置において、前記入口ライザは中心縦方向軸を含み、前記ライザブレースは、前記入口ライザの一部分と係合するヨークから延びる、第１及び第２のサイドメンバを含み、該第１及び第２のサイドメンバは、前記入口ライザの両側で、前記中心縦方向軸に対して横方向に延びる、装置であって、ａ）前記ライザブレースの頂面に装着可能な第１及び第２の上部クランプアームであって、該第１の上部クランプアームの側面は該第２の上部クランプアームの側面に向き合って位置し、該第１及び第２の上部クランプアームの側面が前記入口ライザの外表面と係合する、第１及び第２の上部クランプアームと、ｂ）前記ライザブレースの底面に装着可能な第１及び第２の下部クランプアームであって、該第１の下部クランプアームの側面は該第２の下部クランプアームの側面に向き合って位置し、該第１及び第２の下部クランプアームの側面が前記入口ライザの外表面と係合する、第１及び第２の下部クランプアームと、ｃ）前記上部クランプアーム及び前記下部クランプアームを水平に連結する上部ピンチボルト組立体及び下部ピンチボルト組立体であって、該上部ピンチボルト組立体は、前記第１の上部クランプアームを前記第２の上部クランプアームに連結し、該下部ピンチボルト組立体は、前記第１の下部クランプアームを前記第２の下部クランプアームに連結する、上部ピンチボルト組立体及び下部ピンチボルト組立体と、ｄ）前記上部クランプアーム及び前記下部クランプアームを垂直に連結する、第１及び第２のヒンジボルト組立体であって、該第１及び第２のヒンジボルト組立体が前記上部クランプアーム及び前記下部クランプアームを垂直方向に連結した後に、前記ライザブレースが、前記上部及び下部のクランプアームの間に位置する、第１及び第２のヒンジボルト組立体とを備え、前記ピンチボルト組立体及び前記ヒンジボルト組立体の動作によって、前記入口ライザが前記ライザブレースに固定され、前記入口ライザが受ける振動のレベルを低減することが可能になる、装置である。
【００１７】
本発明の別の実施形態は、原子力発電所の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）内部の構造に一体化された対象物が受ける振動のレベルを減衰させるシステムにおいて、ａ）前記ＲＰＶのジェットポンプ組立体の入口ライザが受ける振動のレベルを減衰させるライザブレースであって、前記入口ライザが中心縦方向軸を有し、前記ライザブレースがヨークから延びる第１及び第２のサイドメンバを備え、前記ヨークが前記入口ライザの外径と係合し、前記第１及び第２のサイドメンバが前記入口ライザの反対側に横方向に延びる、ライザブレースと、ｂ）前記ライザブレースの上面に装着可能な第１及び第２の上部クランプアームであって、前記第１の上部クランプアームの側面が前記第２の上部クランプアームの側面と対向し、前記第１及び第２の上部クランプアームの各側面が前記入口ライザの外径と係合して、それを部分的に包囲する、第１及び第２の上部クランプアームと、ｃ）前記ライザブレースの下面に装着可能な第１及び第２の下部クランプアームであって、前記第１の下部クランプアームの側面が前記第２の下部クランプアームの側面と対向し、前記第１及び第２の下部クランプアームの側面が前記入口ライザの外径と係合して、それを部分的に包囲する、第１及び第２の下部クランプアームと、ｄ）前記上部クンラプアーム及び前記下部クランプアームを水平に連結する上部ピンチボルト組立体及び下部ピンチボルト組立体であって、前記上部ピンチボルト組立体は、前記第１の上部クンラプアームを前記第２の上部クランプアームと連結し、前記下部ピンチボルト組立体は、前記第１の下部クランクアームと前記第２の下部クランクアームを連結する、上部ピンチボルト組立体及び下部ピンチボルト組立体と、前記上部クンラプアーム及び前記下部クランプアームを垂直に連結する第１及び第２のヒンジボルト組立体であって、前記ライザブレースは、前記上部クランプアーム及び前記下部クランプアームの間の支えであり、前記ピンチボルト組立体及び前記ヒンジボルト組立体の動作によって前記入口ライザが前記ライザブレースに固定される、第１及び第２のヒンジボルト組立体とを備える、システムである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態がその内部で動作する沸騰水型原子炉の概略部分断面図である。
【図２】図１の沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体部分を示す概略図である。
【図３】図２のジェットポンプ組立体の概略側方部分断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるライザブレースクランプの一実施形態の概略部分等角分解組立図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、入口ライザ上に装着されたライザブレースクランプの概略斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、入口ライザ上に装着されたライザブレースクランプの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書において、ある用語は便宜上でのみ使用することがあり、本発明に対する限定として解釈すべきではない。例えば、「上方」、「下方」、「左」、「前」、「右」、「水平」、「垂直」、「上流」、「下流」、「前方」、「後方」などの単語は、単に、図における構成を説明するものである。実際に、構成要素は任意の方向に配向してもよく、従ってその用語は、別段の指定がない限り、そのような変形形態を包含するものと理解されたい。
【００２０】
本明細書において使用する場合には、単数で記載されて、「ａ」又は「ａｎ」が先行する要素又は段階は、複数の要素又は段階を除外することが明白に記載されていない限り、それらを除外するものではないことを理解されたい。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、記載された特徴を実装するその他の実施形態を除外することを意図するものではない。
【００２１】
以下の考察は、ＲＰＶ１０のジェットポンプ組立体８５が組み込まれた本発明の一実施形態に注目する。本発明のその他の実施形態は、振動の減衰及び／又は周波数変更を必要とするその他のシステムを組み込むこともできる。
【００２２】
本発明は、ＲＰＶ１０内部の入口ライザ１００又はその他の類似の物体が受ける振動のレベルを低減することのできる装置又はシステムの形態をとる。本発明の一実施形態は、ライザブレース１４３を入口ライザ１００に溶接することを不要にする。本発明の一実施形態は、全体的に、ライザブレース１４３を入口ライザ１００にクランプする少なくとも１つのライザブレースクランプ１５０を提供する。装着後、ライザブレースクランプ１５０は、入口ライザ１００が受ける振動の振幅を低減し、且つ／又はその周波数を変更することができる。
【００２３】
図を再び参照すると、様々な数字は、複数の図を通して同一の部品を表わしている。図２及び３は、ＲＰＶ１０の典型的なジェットポンプ組立体８５の概略等角図及び概略側面図である。図２は、図１の沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体８５部分を示す、概略図である。図３は、図２のジェットポンプ組立体８５の概略側方部分断面図である
以上の考察のように、ＲＰＶ１０のジェットポンプ組立体８５は、一般に、ＲＰＶ１０と炉心シュラウド３０の間に位置するダウンカマ環状部２５内に配置されている。一般に、ジェットポンプ組立体８５は、移行ピース１２０と、移行ピース１２０から下方にＲＰＶ１０の壁の外部に沿った再循環入口９０へと延びる入口ライザ１００と、移行ピース１２０から下方に、炉心シュラウド３０の底部とＲＰＶ１０を連結するポンプデッキ１２５の穴を覆って装着された一対のディフューザ１１５へと延びる一対の入口混合器９５とを備える。入口ライザ１００は、一般に、炉心シュラウド３０の壁と平行に、ダウンカマ環状部２５内部で垂直且つ下方に延びる筒状のライザパイプ１３０と、入口ライザ１００の底部から下方に延びて、再循環入口９０の方向に外側に曲がる筒状ライザエルボ１３５とを含む。入口ライザ１００は、普通は円筒状且つ筒状であり、移行ピース１２０とエルボ１３５の間に縦方向に直線の構造を有する。エルボ１３５の外端部は、再循環入口９０内の熱スリーブと連結することができる。移行ピース１２０は、入口ライザ１００の頂部で横向き両方向に延びて、入口ライザ１００の両側の入口混合器９５と連結することができる。入口混合器９５は、通常、入口ライザ１００に平行に、ダウンカマ環状部２５内部で垂直方向に配向される。拘束ブラケット１４０は、入口混合器９５と入口ライザ１００の間に取り付けられて、入口混合器９５を横方向に支持することができる。
【００２４】
ライザブレース１４３は、ダウンカマ環状部２５の領域内の入口ライザ１００を支持、安定化することができる。ライザブレース１４３はまた、入口ライザ１００をＲＰＶ１０の取付け壁１４９と一体化することもできる。ライザブレース１４３の一実施形態は、全体的に、Ｕ形構造を有する。ここで、ライザブレース１４３は、ヨーク１４５ならびに第１及び第２のサイドメンバ１４７を備えてもよく、サイドメンバ１４７は、ヨーク１４５の両端部から同一方向に、間隔を空けて平行に延びて、それぞれのサイドメンバ端部１４７で終端する。ライザブレース１４３の周囲又は接触面積には、概してＵ形構造の外周部分、外周部分内の該してＵ形構造の内周部分、及び外周部分と内周部分とを連結する末端周辺部分を含めてもよい。
【００２５】
本発明の一実施形態は、入口ライザ１００とライザブレース１４３を連結する役割をするライザブレースクランプ１５０を提供する。図示されたように、例えば図５において、一実施形態でのライザブレースクランプ１５０は、ライザブレース１４３の周りに嵌まり、それを入口ライザ１００にクランプすることができる。
【００２６】
図４は、本発明の一実施形態によるライザブレースクランプ１５０の一実施形態の概略部分等角分解組立図である。本質的に、ライザブレースクランプ１５０の一実施形態は、複数アームを含む。これらのアームは、垂直ボルト及び水平ボルトによって接合される。この配設によって、ライザブレースクランプ１５０は、溶接の必要なく、ライザブレース１４３を入口ライザ１００にクランプすることが可能になる。
【００２７】
図４に示すように、本発明の一実施形態は、以下の構成要素、すなわち、右上及び右下２つの右クランプアーム（１５５）と、左上及び左下２つの左クランプアームと、各々がヒンジ締結具１７０、ヒンジボルト１７５、シートナット１９５、ブッシュ２００、及びブッシュインサート２０５を含んでもよい、２つのヒンジボルトアセンブリと、各々がピンチ締結具１６０、ピンチボルト１８０、及びワッシャ１９０を含んでもよい、２つのピンチボルト組立体とを備える。
【００２８】
本発明の一実施形態においては、右クランプアーム１５５は、左クランプアーム１８５の鏡像であり、またその逆であるとみなしてもよい。アーム１５５、１８５は、ライザブレース１４３上の２つの別個の場所に装着してもよい。上部アーム１５５、１８５は、図５に示すように、ライザブレース１４３の頂面に装着してもよい。下部アーム１５５、１８５は、やはり図５に示すように、ライザブレース１４３の下面に装着してもよい。
【００２９】
図５に示すように、装着後、アーム１５５、１８５はライザブレース１４３及び入口ライザ１００を包囲する。本発明の一実施形態において、ライザブレースクランプ１５０は、水平及び垂直の自由度を有してもよい。水平の自由度は、ピンチボルト組立体によって制御することができる。ここで、ピンチボルト１８０は、それぞれ、左右のクランプアーム１５５、１８５を互いに引き寄せるクランプ力を提供することができる。ヒンジボルト組立体は、垂直の自由度を制御することができる。ヒンジボルト組立体１７５は、それぞれ、上部及び下部クンラプアーム１５５、１８５を互いに引き寄せるクランプ力を提供することができる。
【００３０】
本発明の一実施形態において、クランプアーム１５５、１８５の一端には、ピンチボルト１８０が貫通して摺動することを可能にする水平穴を含めてもよい。この開口は、穴、スロット、その他の形状をしていてもよい。ピンチボルト１８０の一実施形態には、回転防止機能として働くキーを含めてもよい。補修ブレースクランプ１５０を組み立てる際に、このキーによってユーザは、ピンチボルト１８０を固定位置に保持するためのツールを使用する必要なく、ピンチ締結具１６０を回転することが可能になる。前記の開口には、クランプアーム１５５、１８５のキーと対合するためのスロットを含めてもよい。
【００３１】
水平開口の一部分には、クランプアーム１５５、１８５の外側表面に位置するボス又は類似の表面を含めてもよい。ボスは、一般に、ピンチボルト組立体のワッシャ１９０を受ける役割をする。
【００３２】
本発明の一実施形態には、入口ライザ１００の外表面と係合する接触パッド１６５を設けてもよい。この接触パッド１６５は、限定ではないが、例えば図４に示すように、水平開口の後部に隣接して一体化してもよい。
【００３３】
本発明の一実施形態においては、クランプアーム１５５、１８５の反対端には、ヒンジボルト１７５が貫通して摺動することを可能にする垂直開口を含めてもよい。この開口は、穴、スロット、その他の形状としてもよい。垂直開口の向きは、図４に示すように、水平開口から約９０°にしてもよい。
【００３４】
以上の考察のように、ヒンジボルト組立体には、ヒンジ締結具１７０、シートナット１９５、ブッシュ２００、及びブッシュインサート２０５を含めてもよい。ヒンジ締結具１７０は、一般に、ライザブレースクランプ１５０の垂直自由度を固定する。ヒンジ締結具１７０の一部分には、ＲＰＶ１０の運転中にヒンジボルト１７５が緩むのを防止するために使用する、圧着カラー（ｃｒｉｍｐ ｃｏｌｌａｒ）等を含めてもよい。垂直開口の側部は、ブッシュ２００の表面と対合するように成形してもよい。ブッシュインサート２０５は、ブッシュ２００内部でヒンジボルト１７５を位置決めする役割を果たすことができる。ヒンジボルト１７５の外部部分には、ブッシュインサート２０５の内部部分と対合することができる溝又はスロットを含めてもよい。この溝又はスロットによって、ヒンジ組立体の内部、より詳細にはヒンジ締結具の内部で、ヒンジボルト１７５の向きを決めることが可能になる。
【００３５】
図５Ａ及び５Ｂ、まとめて図５は、本発明の一実施形態による、ライザブレース１４３及び入口ライザ１００上に装着されたライザブレースクランプの等角図を示す概略図である。具体的には、図５Ａは、ライザブレース１４３の後部等角図を示し、図５Ｂは、ライザブレース１４３の前部等角図を示す。
【００３６】
図５Ａは、ライザブレースクランプ１５０を装着するためにライザブレース１４３を修正する方法も示している。本発明の一実施形態においては、ヨーク１４５に隣接するライザブレース１４３の後部は、ヒンジボルト１７５が貫通して摺動することができるように修正してもよい。これによって、ライザブレースクランプ１５０は、ライザブレース１４３の外表面に対して垂直自由度を剛直に固定することが可能となる。
【００３７】
図５Ｂは、クランプアーム１５５、１８５を、ライザブレースクランプ１５０が入口ライザ１００の部分をほぼ包囲できる形状にする方法を示している。図５Ｂはまた、ライザベースクランプ１５０の一実施形態の全体寸法を、小さい設置面積ですむようにする方法を示している。このことは、設置後に追加のスペースを使わないという利点がある。
【００３８】
本発明の一実施形態の構成要素は、ライザブレースクランプ１５０が暴露されることのある動作環境に耐えることのできる任意の材料で形成することができる。
【００３９】
使用に際して、ライザブレースクランプ１５０は、以前の溶接部の場所において、入口ライザ１００及びライザブレース１４３の周りにクランプすることができる。完全に係合すると、ライザブレースクランプ１５０は、入口ライザ１００の周りに十分なクリアランスをもたらすことができる。ライザブレースクランプ１５０は、入口ライザ１００が受ける振動を低減することもできる。
【００４０】
本発明を、わずかな数の実施形態について、かなり詳細に示して説明したが、開示した実施形態に対して、特に前述の教示に照らせば、本発明の実質的に新規な教示と利点から逸脱することなく、様々な修正、除外、及び追加を行うことができるため、本発明を前記の実施形態に限定するものではないことを、当業者なら理解されたい。従って、そのようなすべての修正、除外、追加及び均等物を、添付の請求項により定義される本発明の趣旨と範囲内に含めることを意図するものである。例えば、その限定ではないが、本発明の一実施形態は、ｉ）異なる振動モードを導入すること、ｉｉ）管、ケーブル、ワイヤ、又はその他の類似の対象物を、別個の構造又はその他の対象物から一定距離だけ離して固定すること、又はｉｉｉ）圧縮負荷を前記の対象物の少なくとも１つにかけることに用いることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
１５ 給水入口
２０ 給水スパージャ
２５ ダウンカマ環状部
３０ 炉心シュラウド
３５ 核燃料コア
４０ 燃料棒集合体
４５ トップガイド
５０ 炉心板
５５ 炉心下部プレナム
６０ 炉心上部プレナム
６５ シュラウドヘッド
７０ スタンドパイプ
７５ 蒸気分離器
８０ 再循環水出口
８５ ジェットポンプ組立体
９０ 再循環水入口
９５ 入口混合器
１００ 入口ライザ
１０５ 炉心スプレーライン
１１０ ノズル
１１５ ディフューザ
１２０ 移行ピース
１２５ ポンプデッキ
１３０ 筒状ライザパイプ
１３５ 筒状ライザエルボ
１４０ 拘束ブラケット
１４３ ライザブレース
１４５ ヨーク
１４７ サイドメンバ
１４９ 取付け壁
１５０ ライザブレースクランプ
１５５ アーム、上部クランプアーム
１６５ 接触パッド
１７０ ヒンジ締結具
１７５ ヒンジボルト組立体
１８０ ピンチボルト組立体
１８５ アーム、下部クランプアーム
１９０ ワッシャ
２００ ブッシュ
２０５ ブッシュインサート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に原子炉圧力容器のいくつかの構成要素を連結する溶接部に関し、より具体的には、それら構成要素間の溶接部を交換するための装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉の非限定の例、従来式沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）が、図１〜３に示されている。典型的なＢＷＲは、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１０、ＲＰＶ１０内部に配置された炉心シュラウド３０、及び核燃料コア３５を含む。炉心シュラウド３０は、核燃料コア３５を包囲する円筒であり、この核燃料コア３５は、炉心シュラウド３０内部に配置された複数の燃料棒集合体４０を含む。トップガイド４５及び炉心板５０は、燃料棒集合体４０の各々を支持している。
【０００３】
炉心シュラウド３０とＲＰＶ１０の間の環状領域は、ダウンカマ環状部２５とみなされる。冷却水は、ダウンカマ環状部２５を通過して炉心下部プレナム５５へと流入する。給水は、給水入口１５を介してＲＰＶ１０に入り、炉心スプレーライン１０５に隣接する給水スパージャ２０によってＲＰＶ１０内部で円周方向に配水される。次いで、炉心下部プレナム５５内の水は、核燃料コア３５を通過して上方に流れる。特に、水は燃料棒集合体４０に入り、ここで沸騰境界層が生成される。水と蒸気の混合物は、核燃料コア３５を出て、シュラウドヘッド６５の下の炉心上部プレナム６０に入る。次いで、蒸気・水混合物は、シュラウドヘッド６５の上のスタンドパイプ７０を通過して流れ、水と蒸気を分離する蒸気分離器７５に入る。分離された水は、ダウンカマ環状部２５へと再循環されて、蒸気流は、発電及び／又は別の工程で使用するために、ノズル１１０を介してＲＰＶ１０から出る。
【０００４】
図１に示すように、従来型ジェットポンプ組立体８５は、一対の入口混合器９５を備える。各入口混合器９５は、それに溶接されたエルボを有し、このエルボは、入口ライザ１００を介して再循環ポンプ（図示せず）からの加圧駆動水を受け入れる。入口混合器９５には、入口混合器９５の軸の周りに円周上に等角度で分布する５つのノズルの組を備えるものもある。ここで、各ノズルは、ノズル出口において、半径方向及び内側方向にテーパーが付けられている。この先細ノズルは、ジェットポンプ組立体８５を付勢する。二次入口開口（図示せず）が、ノズル出口の半径方向外側に位置している。従って、水の噴流がノズルから出るときに、ダウンカマ環状部２５からの水は、二次入口開口を介して入口混合器９５中に引き込まれ、ここで再循環ポンプからの水との混合が行われる。
【０００５】
ＢＷＲはまた、冷却剤再循環システムを含み、これは、必要なエネルギー密度を達成するのに必要な、核燃料コア３５を通過する強制対流流れをもたらす。この水の一部分は、再循環水出口８０を介してダウンカマ環状部２５の下端部から引き込まれ、再循環ポンプによって強制されて、再循環水入口９０を介して複数のジェットポンプ組立体８５中に入る。ジェットポンプ組立体８５は、通常、炉心シュラウド３０周りに円周方向に分散されており、必要な炉心流れをもたらす。典型的なＢＷＲは、１６から２４の入口混合器９５を有する。
【０００６】
通常、各ジェットポンプ組立体８５は、少なくとも以下のものを含む。移行ピース１２０、及びこの移行ピース１２０から下方にライザエルボ１３５へと延びる、ライザパイプ１３０である。ライザエルボ１３５は、ライザパイプ１３０を、ＲＰＶ１０の壁に沿った再循環入口９０へと連結する。一対の入口混合器９５が、移行ピース１２０から、ポンプデッキ１２５の穴を覆って装着された一対のディフューザ１１５へと下方に延びている。ポンプデッキ１２５は、炉心シュラウド３０の底部とＲＰＶ１０とを連結している。ライザパイプ１３０は、通常、筒状であり、炉心シュラウド３０の壁に平行に、ダウンカマ環状部２５内部で垂直に配向されている。ライザエルボ１３５は、通常、筒状であって、再循環入口９０に向って外側に曲がっている。移行ピース１２０は、ライザパイプ１３０の頂部において両横方向に延びて、ライザパイプ１３０の両側の入口混合器９５に連結している。入口混合器９５は、ライザパイプ１３０と平行に、ダウンカマ環状部２５内で垂直に配向されている。入口混合器９５とライザパイプ１３０との間に位置する拘束ブラケット１４０は、入口混合器９５を横方向に支持する。
【０００７】
通常、ライザパイプ１３０は、ライザパイプ１３０、及び通常はＲＰＶ１０の壁である取付け壁１４９に取り付けられたライザブレース１４３（例えば、図２に図示されている）によって、ＲＰＶ１０内部で支持、安定化されている。一般的に、ライザブレース１４３は、ライザパイプ１３０及び取付け壁１４９に溶接によって取り付けられる。ライザブレース１４３は、通常、ヨーク１４５、及びヨーク１４５の両端それぞれから、間隔を空けて平行に延びるサイドメンバ１４７を備える。通常、ヨーク１４５は、サイドメンバ１４７間で内向きの曲面を有し、この曲面は、ライザパイプ１３０の外表面の外部曲率と相補的である。
【０００８】
ライザブレース１４３は、ライザパイプ１３０がサイドメンバ１４７間に配置された状態で、ダウンカマ環状部２５内に配置されている。ライザブレース１４３は、通常、内向きの曲面とライザパイプ１３０の外表面との間の溶接部を介して、ライザパイプ１３０に取り付けられている。ここで、サイドメンバ１４７は、ライザパイプ１３０を概して横切って、ヨーク１４５から延びており、サイドメンバ１４７のそれぞれの端部が取付け壁１４９に取り付けられている。サイドメンバ１４７の端部は、通常、取付け壁１４９に溶接されている。代替的に、サイドメンバ１４７の端部を、限定的ではないが、ブレース、ブロック又はパッドなどの中間構造に溶接して、次いで、この中間構造を取付け壁１４９に溶接してもよい。通常、各サイドメンバ１４７は、上脚部と、上脚部の下にそれと間隔を空けて平行に配置された下脚部を備える。ライザブレース１４３は、一般に、ライザパイプ１３０を横方向及び半径方向に支持する。さらに、ライザブレース１４３は、ＲＰＶ１０の作動によって生じる熱膨張差を吸収すると共に、原子炉水循環システムに伴う流体励起振動を吸収するように設計されている。
【０００９】
腐食、放射能及び／又は応力に起因する粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）が、ＲＰＶ１０のジェットポンプ組立体８５のライザブレース１４３とライザパイプ１３０の間の溶接部において発生することがある。ライザブレース１４３とライザパイプ１３０の間の溶接部において、ＩＧＳＣＣ又はその他の理由で引き起こされた割れは、ライザブレース１４３の励起周波数を超える再循環ポンプの羽根通過周波数から生ずる機械的疲労に対する限界寸法にまで成長する可能性がある。共振を避けるために、ライザブレース１４３の固有振動数を、（いかなるポンプ速度においても）再循環ポンプの羽根通過周波数に近付けるべきではない。再循環ポンプの羽根通過周波数がライザブレース１４３の固有振動数に等しいか、又はそれを超えると、場合によってはライザブレース１４３が共振状態になり、ジェットポンプ組立体８５の損傷につながる可能性がある。
【００１０】
ライザパイプとライザブレースの間の溶接部を機械的に強化するためのクランプ装置が、Ｂｕｔｌｅｒへの米国特許第７１８５７９８Ｂ２号に開示されている。この場合には、クランプ装置は、ライザブレースとライザパイプの間の溶接連結を増強する。ジェットポンプ組立体８５のライザブレースの剛性を向上させるクランプ装置がＪｅｎｓｅｎへの米国特許第６６４７０８３Ｂ１号に開示されている。この場合には、クランプ装置はライザブレースのサイドメンバに適用されて、振動に曝されるサイドメンバの部分を短くする。クランプ装置は、ライザパイプには取り付けられず、またライザブレースとライザパイプの間の溶接連結を強化しない。
【００１１】
沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体に使用される様々なクランプが、Ｗｉｖａｇｇへの米国特許第６４６３１１４Ｂ１号、Ｅｒｂｅｓへの米国特許第６４９０３３１Ｂ２号、Ｅｒｂｅｓらへの米国特許第６４５０７７４Ｂ１号、Ｄｅａｖｅｒらへの米国特許第６０８６１２０号及び第６０５３６５２号、ならびにＤｅａｖｅｒへの米国特許第６１０８３９１号によって提示されている。Ｗｉｖａｇｇの特許は、ジャッキ装置と合せて使用されて、入口混合器の外周の周りに溶接された既存のジャッキねじを拘束して、拘束ブラケット内部で入口混合器を横方向に拘束するクランプを開示している。Ｅｒｂｅｓの（’３３１）特許は、入口混合器９５と拘束ブラケットを緊密に嵌め合わせるためのばねクランプに関する。Ｅｒｂｅｓらの（’７７４）特許は、入口混合器をディフューザに結合する摺動型継手上に設置されるクランプを開示している。このクランプは、ディフューザを圧搾して、ディフューザに楕円変形を与えるのに使用される。Ｄｅａｖｅｒらの（’１２０及び’６５２）特許は、ジェットポンプ組立体のライザの下部を支持するためのクランプ装置を開示している。このクランプ装置は、エルボクランプ、ライザクランプ、及びエルボクランプとライザクランプを結合するブリッジを備える。このライザクランプは、ライザパイプの両側に配置するための一対の脚部と、脚部同士を剛に連結して固定する背面部分とを含む。Ｄｅａｖｅｒの（’３９１）特許は、上部及び下部のクランプの間にライザエルボの外端を受け止める上部及び下部のクランプ要素を有するクランプに関する。
【００１２】
ライザパイプ１３０が受ける振動を減衰するための、現在知られている装置、方法及びシステムはいくつかの問題を生じる可能性がある。現在知られている解決策は、既存の溶接部との再溶接又は一体化を行うことを伴い、これらは、繰返し破壊につながる可能性がある。また、これらには、一般に、長い装着時間が必要であり、作業者をより長期間、放射能に曝すことになる。
【００１３】
上記の考察に基づくと、原子力施設のオペレータは、ジェットポンプ組立体８５のライザパイプ１３０とライザブレース１４３の間の連結を強化する装置及びシステムを必要とすることがある。このような装置及びシステムは、ライザパイプ１３０とライザブレース１４３の間の溶接部が不要でなくてはならない。このような装置及びシステムは、ライザパイプ１３０が受ける振動のレベルを低減しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第６０５３６５２号
【特許文献２】米国特許第６０８６１２０号
【特許文献３】米国特許第６１０８３９１号
【特許文献４】米国特許第６４５０７７４号
【特許文献５】米国特許第６４６３１１４号
【特許文献６】米国特許第６４９０３３１号
【特許文献７】米国特許第６６４７０８３号
【特許文献８】米国特許第７，１８５，７９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、原子力圧力容器のいくつかの構成要素間の溶接部を交換するための装置及びシステムに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一実施形態は、ライザブレースをジェットポンプ組立体の入口ライザと一体化するための装置において、前記入口ライザは中心縦方向軸を含み、前記ライザブレースは、前記入口ライザの一部分と係合するヨークから延びる、第１及び第２のサイドメンバを含み、該第１及び第２のサイドメンバは、前記入口ライザの両側で、前記中心縦方向軸に対して横方向に延びる、装置であって、ａ）前記ライザブレースの頂面に装着可能な第１及び第２の上部クランプアームであって、該第１の上部クランプアームの側面は該第２の上部クランプアームの側面に向き合って位置し、該第１及び第２の上部クランプアームの側面が前記入口ライザの外表面と係合する、第１及び第２の上部クランプアームと、ｂ）前記ライザブレースの底面に装着可能な第１及び第２の下部クランプアームであって、該第１の下部クランプアームの側面は該第２の下部クランプアームの側面に向き合って位置し、該第１及び第２の下部クランプアームの側面が前記入口ライザの外表面と係合する、第１及び第２の下部クランプアームと、ｃ）前記上部クランプアーム及び前記下部クランプアームを水平に連結する上部ピンチボルト組立体及び下部ピンチボルト組立体であって、該上部ピンチボルト組立体は、前記第１の上部クランプアームを前記第２の上部クランプアームに連結し、該下部ピンチボルト組立体は、前記第１の下部クランプアームを前記第２の下部クランプアームに連結する、上部ピンチボルト組立体及び下部ピンチボルト組立体と、ｄ）前記上部クランプアーム及び前記下部クランプアームを垂直に連結する、第１及び第２のヒンジボルト組立体であって、該第１及び第２のヒンジボルト組立体が前記上部クランプアーム及び前記下部クランプアームを垂直方向に連結した後に、前記ライザブレースが、前記上部及び下部のクランプアームの間に位置する、第１及び第２のヒンジボルト組立体とを備え、前記ピンチボルト組立体及び前記ヒンジボルト組立体の動作によって、前記入口ライザが前記ライザブレースに固定され、前記入口ライザが受ける振動のレベルを低減することが可能になる、装置である。
【００１７】
本発明の別の実施形態は、原子力発電所の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）内部の構造に一体化された対象物が受ける振動のレベルを減衰させるシステムにおいて、ａ）前記ＲＰＶのジェットポンプ組立体の入口ライザが受ける振動のレベルを減衰させるライザブレースであって、前記入口ライザが中心縦方向軸を有し、前記ライザブレースがヨークから延びる第１及び第２のサイドメンバを備え、前記ヨークが前記入口ライザの外径と係合し、前記第１及び第２のサイドメンバが前記入口ライザの反対側に横方向に延びる、ライザブレースと、ｂ）前記ライザブレースの上面に装着可能な第１及び第２の上部クランプアームであって、前記第１の上部クランプアームの側面が前記第２の上部クランプアームの側面と対向し、前記第１及び第２の上部クランプアームの各側面が前記入口ライザの外径と係合して、それを部分的に包囲する、第１及び第２の上部クランプアームと、ｃ）前記ライザブレースの下面に装着可能な第１及び第２の下部クランプアームであって、前記第１の下部クランプアームの側面が前記第２の下部クランプアームの側面と対向し、前記第１及び第２の下部クランプアームの側面が前記入口ライザの外径と係合して、それを部分的に包囲する、第１及び第２の下部クランプアームと、ｄ）前記上部クンラプアーム及び前記下部クランプアームを水平に連結する上部ピンチボルト組立体及び下部ピンチボルト組立体であって、前記上部ピンチボルト組立体は、前記第１の上部クンラプアームを前記第２の上部クランプアームと連結し、前記下部ピンチボルト組立体は、前記第１の下部クランクアームと前記第２の下部クランクアームを連結する、上部ピンチボルト組立体及び下部ピンチボルト組立体と、前記上部クンラプアーム及び前記下部クランプアームを垂直に連結する第１及び第２のヒンジボルト組立体であって、前記ライザブレースは、前記上部クランプアーム及び前記下部クランプアームの間の支えであり、前記ピンチボルト組立体及び前記ヒンジボルト組立体の動作によって前記入口ライザが前記ライザブレースに固定される、第１及び第２のヒンジボルト組立体とを備える、システムである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態がその内部で動作する沸騰水型原子炉の概略部分断面図である。
【図２】図１の沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体部分を示す概略図である。
【図３】図２のジェットポンプ組立体の概略側方部分断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるライザブレースクランプの一実施形態の概略部分等角分解組立図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、入口ライザ上に装着されたライザブレースクランプの概略斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、入口ライザ上に装着されたライザブレースクランプの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書において、ある用語は便宜上でのみ使用することがあり、本発明に対する限定として解釈すべきではない。例えば、「上方」、「下方」、「左」、「前」、「右」、「水平」、「垂直」、「上流」、「下流」、「前方」、「後方」などの単語は、単に、図における構成を説明するものである。実際に、構成要素は任意の方向に配向してもよく、従ってその用語は、別段の指定がない限り、そのような変形形態を包含するものと理解されたい。
【００２０】
本明細書において使用する場合には、単数で記載されて、「ａ」又は「ａｎ」が先行する要素又は段階は、複数の要素又は段階を除外することが明白に記載されていない限り、それらを除外するものではないことを理解されたい。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、記載された特徴を実装するその他の実施形態を除外することを意図するものではない。
【００２１】
以下の考察は、ＲＰＶ１０のジェットポンプ組立体８５が組み込まれた本発明の一実施形態に注目する。本発明のその他の実施形態は、振動の減衰及び／又は周波数変更を必要とするその他のシステムを組み込むこともできる。
【００２２】
本発明は、ＲＰＶ１０内部の入口ライザ１００又はその他の類似の物体が受ける振動のレベルを低減することのできる装置又はシステムの形態をとる。本発明の一実施形態は、ライザブレース１４３を入口ライザ１００に溶接することを不要にする。本発明の一実施形態は、全体的に、ライザブレース１４３を入口ライザ１００にクランプする少なくとも１つのライザブレースクランプ１５０を提供する。装着後、ライザブレースクランプ１５０は、入口ライザ１００が受ける振動の振幅を低減し、且つ／又はその周波数を変更することができる。
【００２３】
図を再び参照すると、様々な数字は、複数の図を通して同一の部品を表わしている。図２及び３は、ＲＰＶ１０の典型的なジェットポンプ組立体８５の概略等角図及び概略側面図である。図２は、図１の沸騰水型原子炉のジェットポンプ組立体８５部分を示す、概略図である。図３は、図２のジェットポンプ組立体８５の概略側方部分断面図である
以上の考察のように、ＲＰＶ１０のジェットポンプ組立体８５は、一般に、ＲＰＶ１０と炉心シュラウド３０の間に位置するダウンカマ環状部２５内に配置されている。一般に、ジェットポンプ組立体８５は、移行ピース１２０と、移行ピース１２０から下方にＲＰＶ１０の壁の外部に沿った再循環入口９０へと延びる入口ライザ１００と、移行ピース１２０から下方に、炉心シュラウド３０の底部とＲＰＶ１０を連結するポンプデッキ１２５の穴を覆って装着された一対のディフューザ１１５へと延びる一対の入口混合器９５とを備える。入口ライザ１００は、一般に、炉心シュラウド３０の壁と平行に、ダウンカマ環状部２５内部で垂直且つ下方に延びる筒状のライザパイプ１３０と、入口ライザ１００の底部から下方に延びて、再循環入口９０の方向に外側に曲がる筒状ライザエルボ１３５とを含む。入口ライザ１００は、普通は円筒状且つ筒状であり、移行ピース１２０とエルボ１３５の間に縦方向に直線の構造を有する。エルボ１３５の外端部は、再循環入口９０内の熱スリーブと連結することができる。移行ピース１２０は、入口ライザ１００の頂部で横向き両方向に延びて、入口ライザ１００の両側の入口混合器９５と連結することができる。入口混合器９５は、通常、入口ライザ１００に平行に、ダウンカマ環状部２５内部で垂直方向に配向される。拘束ブラケット１４０は、入口混合器９５と入口ライザ１００の間に取り付けられて、入口混合器９５を横方向に支持することができる。
【００２４】
ライザブレース１４３は、ダウンカマ環状部２５の領域内の入口ライザ１００を支持、安定化することができる。ライザブレース１４３はまた、入口ライザ１００をＲＰＶ１０の取付け壁１４９と一体化することもできる。ライザブレース１４３の一実施形態は、全体的に、Ｕ形構造を有する。ここで、ライザブレース１４３は、ヨーク１４５ならびに第１及び第２のサイドメンバ１４７を備えてもよく、サイドメンバ１４７は、ヨーク１４５の両端部から同一方向に、間隔を空けて平行に延びて、それぞれのサイドメンバ端部１４７で終端する。ライザブレース１４３の周囲又は接触面積には、概してＵ形構造の外周部分、外周部分内の該してＵ形構造の内周部分、及び外周部分と内周部分とを連結する末端周辺部分を含めてもよい。
【００２５】
本発明の一実施形態は、入口ライザ１００とライザブレース１４３を連結する役割をするライザブレースクランプ１５０を提供する。図示されたように、例えば図５において、一実施形態でのライザブレースクランプ１５０は、ライザブレース１４３の周りに嵌まり、それを入口ライザ１００にクランプすることができる。
【００２６】
図４は、本発明の一実施形態によるライザブレースクランプ１５０の一実施形態の概略部分等角分解組立図である。本質的に、ライザブレースクランプ１５０の一実施形態は、複数アームを含む。これらのアームは、垂直ボルト及び水平ボルトによって接合される。この配設によって、ライザブレースクランプ１５０は、溶接の必要なく、ライザブレース１４３を入口ライザ１００にクランプすることが可能になる。
【００２７】
図４に示すように、本発明の一実施形態は、以下の構成要素、すなわち、右上及び右下２つの右クランプアーム（１５５）と、左上及び左下２つの左クランプアームと、各々がヒンジ締結具１７０、ヒンジボルト１７５、シートナット１９５、ブッシュ２００、及びブッシュインサート２０５を含んでもよい、２つのヒンジボルトアセンブリと、各々がピンチ締結具１６０、ピンチボルト１８０、及びワッシャ１９０を含んでもよい、２つのピンチボルト組立体とを備える。
【００２８】
本発明の一実施形態においては、右クランプアーム１５５は、左クランプアーム１８５の鏡像であり、またその逆であるとみなしてもよい。アーム１５５、１８５は、ライザブレース１４３上の２つの別個の場所に装着してもよい。上部アーム１５５、１８５は、図５に示すように、ライザブレース１４３の頂面に装着してもよい。下部アーム１５５、１８５は、やはり図５に示すように、ライザブレース１４３の下面に装着してもよい。
【００２９】
図５に示すように、装着後、アーム１５５、１８５はライザブレース１４３及び入口ライザ１００を包囲する。本発明の一実施形態において、ライザブレースクランプ１５０は、水平及び垂直の自由度を有してもよい。水平の自由度は、ピンチボルト組立体によって制御することができる。ここで、ピンチボルト１８０は、それぞれ、左右のクランプアーム１５５、１８５を互いに引き寄せるクランプ力を提供することができる。ヒンジボルト組立体は、垂直の自由度を制御することができる。ヒンジボルト組立体１７５は、それぞれ、上部及び下部クンラプアーム１５５、１８５を互いに引き寄せるクランプ力を提供することができる。
【００３０】
本発明の一実施形態において、クランプアーム１５５、１８５の一端には、ピンチボルト１８０が貫通して摺動することを可能にする水平穴を含めてもよい。この開口は、穴、スロット、その他の形状をしていてもよい。ピンチボルト１８０の一実施形態には、回転防止機能として働くキーを含めてもよい。補修ブレースクランプ１５０を組み立てる際に、このキーによってユーザは、ピンチボルト１８０を固定位置に保持するためのツールを使用する必要なく、ピンチ締結具１６０を回転することが可能になる。前記の開口には、クランプアーム１５５、１８５のキーと対合するためのスロットを含めてもよい。
【００３１】
水平開口の一部分には、クランプアーム１５５、１８５の外側表面に位置するボス又は類似の表面を含めてもよい。ボスは、一般に、ピンチボルト組立体のワッシャ１９０を受ける役割をする。
【００３２】
本発明の一実施形態には、入口ライザ１００の外表面と係合する接触パッド１６５を設けてもよい。この接触パッド１６５は、限定ではないが、例えば図４に示すように、水平開口の後部に隣接して一体化してもよい。
【００３３】
本発明の一実施形態においては、クランプアーム１５５、１８５の反対端には、ヒンジボルト１７５が貫通して摺動することを可能にする垂直開口を含めてもよい。この開口は、穴、スロット、その他の形状としてもよい。垂直開口の向きは、図４に示すように、水平開口から約９０°にしてもよい。
【００３４】
以上の考察のように、ヒンジボルト組立体には、ヒンジ締結具１７０、シートナット１９５、ブッシュ２００、及びブッシュインサート２０５を含めてもよい。ヒンジ締結具１７０は、一般に、ライザブレースクランプ１５０の垂直自由度を固定する。ヒンジ締結具１７０の一部分には、ＲＰＶ１０の運転中にヒンジボルト１７５が緩むのを防止するために使用する、圧着カラー（ｃｒｉｍｐ ｃｏｌｌａｒ）等を含めてもよい。垂直開口の側部は、ブッシュ２００の表面と対合するように成形してもよい。ブッシュインサート２０５は、ブッシュ２００内部でヒンジボルト１７５を位置決めする役割を果たすことができる。ヒンジボルト１７５の外部部分には、ブッシュインサート２０５の内部部分と対合することができる溝又はスロットを含めてもよい。この溝又はスロットによって、ヒンジ組立体の内部、より詳細にはヒンジ締結具の内部で、ヒンジボルト１７５の向きを決めることが可能になる。
【００３５】
図５Ａ及び５Ｂ、まとめて図５は、本発明の一実施形態による、ライザブレース１４３及び入口ライザ１００上に装着されたライザブレースクランプの等角図を示す概略図である。具体的には、図５Ａは、ライザブレース１４３の後部等角図を示し、図５Ｂは、ライザブレース１４３の前部等角図を示す。
【００３６】
図５Ａは、ライザブレースクランプ１５０を装着するためにライザブレース１４３を修正する方法も示している。本発明の一実施形態においては、ヨーク１４５に隣接するライザブレース１４３の後部は、ヒンジボルト１７５が貫通して摺動することができるように修正してもよい。これによって、ライザブレースクランプ１５０は、ライザブレース１４３の外表面に対して垂直自由度を剛直に固定することが可能となる。
【００３７】
図５Ｂは、クランプアーム１５５、１８５を、ライザブレースクランプ１５０が入口ライザ１００の部分をほぼ包囲できる形状にする方法を示している。図５Ｂはまた、ライザベースクランプ１５０の一実施形態の全体寸法を、小さい設置面積ですむようにする方法を示している。このことは、設置後に追加のスペースを使わないという利点がある。
【００３８】
本発明の一実施形態の構成要素は、ライザブレースクランプ１５０が暴露されることのある動作環境に耐えることのできる任意の材料で形成することができる。
【００３９】
使用に際して、ライザブレースクランプ１５０は、以前の溶接部の場所において、入口ライザ１００及びライザブレース１４３の周りにクランプすることができる。完全に係合すると、ライザブレースクランプ１５０は、入口ライザ１００の周りに十分なクリアランスをもたらすことができる。ライザブレースクランプ１５０は、入口ライザ１００が受ける振動を低減することもできる。
【００４０】
本発明を、わずかな数の実施形態について、かなり詳細に示して説明したが、開示した実施形態に対して、特に前述の教示に照らせば、本発明の実質的に新規な教示と利点から逸脱することなく、様々な修正、除外、及び追加を行うことができるため、本発明を前記の実施形態に限定するものではないことを、当業者なら理解されたい。従って、そのようなすべての修正、除外、追加及び均等物を、添付の請求項により定義される本発明の趣旨と範囲内に含めることを意図するものである。例えば、その限定ではないが、本発明の一実施形態は、ｉ）異なる振動モードを導入すること、ｉｉ）管、ケーブル、ワイヤ、又はその他の類似の対象物を、別個の構造又はその他の対象物から一定距離だけ離して固定すること、又はｉｉｉ）圧縮負荷を前記の対象物の少なくとも１つにかけることに用いることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
１５ 給水入口
２０ 給水スパージャ
２５ ダウンカマ環状部
３０ 炉心シュラウド
３５ 核燃料コア
４０ 燃料棒集合体
４５ トップガイド
５０ 炉心板
５５ 炉心下部プレナム
６０ 炉心上部プレナム
６５ シュラウドヘッド
７０ スタンドパイプ
７５ 蒸気分離器
８０ 再循環水出口
８５ ジェットポンプ組立体
９０ 再循環水入口
９５ 入口混合器
１００ 入口ライザ
１０５ 炉心スプレーライン
１１０ ノズル
１１５ ディフューザ
１２０ 移行ピース
１２５ ポンプデッキ
１３０ 筒状ライザパイプ
１３５ 筒状ライザエルボ
１４０ 拘束ブラケット
１４３ ライザブレース
１４５ ヨーク
１４７ サイドメンバ
１４９ 取付け壁
１５０ ライザブレースクランプ
１５５ アーム、上部クランプアーム
１６５ 接触パッド
１７０ ヒンジ締結具
１７５ ヒンジボルト組立体
１８０ ピンチボルト組立体
１８５ アーム、下部クランプアーム
１９０ ワッシャ
２００ ブッシュ
２０５ ブッシュインサート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライザブレース（１４３）をジェットポンプ組立体（８５）の入口ライザ（１００）と一体化するための装置において、前記入口ライザ（１００）は中心縦方向軸を含み、前記ライザブレース（１４３）は、前記入口ライザ（１００）の一部分と係合するヨーク（１４５）から延びる、第１及び第２のサイドメンバ（１４７）を含み、該第１及び第２のサイドメンバ（１４７）は、前記入口ライザ（１００）の両側で、前記中心縦方向軸に対して横方向に延びる、装置であって、
ａ）前記ライザブレース（１４３）の頂面に装着可能な第１及び第２の上部クランプアーム（１５５）であって、該第１の上部クランプアーム（１５５）の側面は該第２の上部クランプアーム（１５５）の側面に向き合って位置し、該第１及び第２の上部クランプアーム（１５５）の側面が前記入口ライザ（１００）の外表面と係合する、第１及び第２の上部クランプアームと、
ｂ）前記ライザブレース（１４３）の底面に装着可能な第１及び第２の下部クランプアーム（１８５）であって、該第１の下部クランプアーム（１８５）の側面は該第２の下部クランプアーム（１８５）の側面に向き合って位置し、該第１及び第２の下部クランプアーム（１８５）の側面が前記入口ライザ（１００）の外表面と係合する、第１及び第２の下部クランプアームと、
ｃ）前記上部クランプアーム（１５５）及び前記下部クランプアーム（１８５）を水平に連結する上部ピンチボルト組立体（１８０）及び下部ピンチボルト組立体（１８０）であって、該上部ピンチボルト組立体（１８０）は、前記第１の上部クランプアーム（１５５）を前記第２の上部クランプアーム（１５５）に連結し、該下部ピンチボルト組立体（１８０）は、前記第１の下部クランプアーム（１８５）を前記第２の下部クランプアーム（１８５）に連結する、上部ピンチボルト組立体（１８０）及び下部ピンチボルト組立体（１８０）と、
ｄ）前記上部クランプアーム（１５５）及び前記下部クランプアーム（１８５）を垂直に連結する、第１及び第２のヒンジボルト組立体（１７５）であって、該第１及び第２のヒンジボルト組立体（１７５）が前記上部クランプアーム（１５５）及び前記下部クランプアーム（１８５）を垂直方向に連結した後に、前記ライザブレース（１４３）が、前記上部クンラプアーム（１５５）及び前記下部クランプアーム（１８５）の間に位置する、第１及び第２のヒンジボルト組立体（１７５）とを備え、
前記ピンチボルト組立体（１８０）及び前記ヒンジボルト組立体（１７５）の動作によって、前記入口ライザ（１００）が前記ライザブレース（１４３）に固定され、前記入口ライザ（１００）が受ける振動のレベルを低減することが可能になる、装置。
【請求項２】
前記ピンチボルト組立体（１８０）が、ピンチボルト及びピンチ締結具を備える、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ピンチボルトの外径がキーを含む、請求項２記載の装置。
【請求項４】
各上部クンラプアーム（１５５）及び各下部クランプアーム（１８５）が、前記ピンチボルト（１８０）が通過することを可能にする、ピンチボルト開口を含む、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記ピンチボルト（１８０）開口が、キーと対合するためのスロットを備える、請求項４記載の装置。
【請求項６】
各ヒンジボルト組立体（１７５）が、ヒンジボルト及びヒンジ締結具を含む、請求項４記載の装置。
【請求項７】
ライザブレース（１４３）は、各ヒンジボルトが通過することを可能にすると共に、上部クランプアーム（１５５）及び下部クランプアーム（１８５）が前記ライザブレース（１４３）を前記入口ライザ（１００）に固定することを可能にする、ヒンジボルト開口を含む、請求項６記載の装置。
【請求項８】
各クランプアーム（１５５、１８５）の一部分と前記入口ライザ（１００）の間の係合面を提供する接触パッド（１６５）をさらに備える、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記ピンチボルト開口は、水平に配向されて、各クランプアーム（１５５、１８５）の後端に位置する、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記ヒンジボルト開口は、垂直に配向されて、各クランプアーム（１５５、１８５）それぞれの上の前記ピンチボルト開口の反対端に位置する、請求項９記載の装置。
【請求項１】
ライザブレース（１４３）をジェットポンプ組立体（８５）の入口ライザ（１００）と一体化するための装置において、前記入口ライザ（１００）は中心縦方向軸を含み、前記ライザブレース（１４３）は、前記入口ライザ（１００）の一部分と係合するヨーク（１４５）から延びる、第１及び第２のサイドメンバ（１４７）を含み、該第１及び第２のサイドメンバ（１４７）は、前記入口ライザ（１００）の両側で、前記中心縦方向軸に対して横方向に延びる、装置であって、
ａ）前記ライザブレース（１４３）の頂面に装着可能な第１及び第２の上部クランプアーム（１５５）であって、該第１の上部クランプアーム（１５５）の側面は該第２の上部クランプアーム（１５５）の側面に向き合って位置し、該第１及び第２の上部クランプアーム（１５５）の側面が前記入口ライザ（１００）の外表面と係合する、第１及び第２の上部クランプアームと、
ｂ）前記ライザブレース（１４３）の底面に装着可能な第１及び第２の下部クランプアーム（１８５）であって、該第１の下部クランプアーム（１８５）の側面は該第２の下部クランプアーム（１８５）の側面に向き合って位置し、該第１及び第２の下部クランプアーム（１８５）の側面が前記入口ライザ（１００）の外表面と係合する、第１及び第２の下部クランプアームと、
ｃ）前記上部クランプアーム（１５５）及び前記下部クランプアーム（１８５）を水平に連結する上部ピンチボルト組立体（１８０）及び下部ピンチボルト組立体（１８０）であって、該上部ピンチボルト組立体（１８０）は、前記第１の上部クランプアーム（１５５）を前記第２の上部クランプアーム（１５５）に連結し、該下部ピンチボルト組立体（１８０）は、前記第１の下部クランプアーム（１８５）を前記第２の下部クランプアーム（１８５）に連結する、上部ピンチボルト組立体（１８０）及び下部ピンチボルト組立体（１８０）と、
ｄ）前記上部クランプアーム（１５５）及び前記下部クランプアーム（１８５）を垂直に連結する、第１及び第２のヒンジボルト組立体（１７５）であって、該第１及び第２のヒンジボルト組立体（１７５）が前記上部クランプアーム（１５５）及び前記下部クランプアーム（１８５）を垂直方向に連結した後に、前記ライザブレース（１４３）が、前記上部クンラプアーム（１５５）及び前記下部クランプアーム（１８５）の間に位置する、第１及び第２のヒンジボルト組立体（１７５）とを備え、
前記ピンチボルト組立体（１８０）及び前記ヒンジボルト組立体（１７５）の動作によって、前記入口ライザ（１００）が前記ライザブレース（１４３）に固定され、前記入口ライザ（１００）が受ける振動のレベルを低減することが可能になる、装置。
【請求項２】
前記ピンチボルト組立体（１８０）が、ピンチボルト及びピンチ締結具を備える、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ピンチボルトの外径がキーを含む、請求項２記載の装置。
【請求項４】
各上部クンラプアーム（１５５）及び各下部クランプアーム（１８５）が、前記ピンチボルト（１８０）が通過することを可能にする、ピンチボルト開口を含む、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記ピンチボルト（１８０）開口が、キーと対合するためのスロットを備える、請求項４記載の装置。
【請求項６】
各ヒンジボルト組立体（１７５）が、ヒンジボルト及びヒンジ締結具を含む、請求項４記載の装置。
【請求項７】
ライザブレース（１４３）は、各ヒンジボルトが通過することを可能にすると共に、上部クランプアーム（１５５）及び下部クランプアーム（１８５）が前記ライザブレース（１４３）を前記入口ライザ（１００）に固定することを可能にする、ヒンジボルト開口を含む、請求項６記載の装置。
【請求項８】
各クランプアーム（１５５、１８５）の一部分と前記入口ライザ（１００）の間の係合面を提供する接触パッド（１６５）をさらに備える、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記ピンチボルト開口は、水平に配向されて、各クランプアーム（１５５、１８５）の後端に位置する、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記ヒンジボルト開口は、垂直に配向されて、各クランプアーム（１５５、１８５）それぞれの上の前記ピンチボルト開口の反対端に位置する、請求項９記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【公開番号】特開２０１０−２８６４８４（Ｐ２０１０−２８６４８４Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２９５１２（Ｐ２０１０−１２９５１２）
【出願日】平成２２年６月７日（２０１０．６．７）
【出願人】（５０８１７７０４６）ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナージー・アメリカズ・エルエルシー (101)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥ−ＨＩＴＡＣＨＩ ＮＵＣＬＥＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＡＭＥＲＩＣＡＳ， ＬＬＣ
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月７日（２０１０．６．７）
【出願人】（５０８１７７０４６）ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナージー・アメリカズ・エルエルシー (101)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥ−ＨＩＴＡＣＨＩ ＮＵＣＬＥＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＡＭＥＲＩＣＡＳ， ＬＬＣ
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