原子炉圧力容器内で蒸気乾燥器アセンブリを安定させる方法および装置
【課題】原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリを安定させる装置および方法を提供すること。
【解決手段】乾燥器アセンブリ１８にそれを原子炉圧力容器１０に対して安定化させる力３８を加えるように寸法設定され原子炉圧力容器１０に配置されたばね３６を含む、原子炉の原子炉圧力容器１０内で乾燥器アセンブリ１８を安定させる装置および方法。
【解決手段】乾燥器アセンブリ１８にそれを原子炉圧力容器１０に対して安定化させる力３８を加えるように寸法設定され原子炉圧力容器１０に配置されたばね３６を含む、原子炉の原子炉圧力容器１０内で乾燥器アセンブリ１８を安定させる装置および方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は原子炉に関し、より具体的には、原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリを安定させる装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本項の記述は、単に本開示に関係する背景情報を提供するものであり、必ずしも従来技術を構成するものではない。
【０００３】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）などの原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は、通常、ほぼ円筒形の形状を有し、下蓋および取外し可能な上蓋によって両端が閉じられている。通常、上部ガイドが原子炉圧力容器内の炉心板の上方に離間して置かれる。炉心シュラウドまたはシュラウドが通常、炉心を囲み、シュラウド支持構造によって支持されている。シュラウドは、ほぼ円筒形の形状を有し、炉心板と上部ガイドの両方を囲みかつ支持する。円筒形の原子炉圧力容器と円筒形状のシュラウドの間には、ある空間、すなわちアニュラス部が存在する。
【０００４】
炉心内で熱が生成され、炉心を通り循環して上昇した水が、少なくとも部分的に水蒸気に変換される。シュラウドの頂部に置かれた気水分離器が、水蒸気と水を分離する。残留水分が、分離器アセンブリの上方に置かれた蒸気乾燥器によって水蒸気から取り除かれる。水を取り除かれた水蒸気は、原子炉圧力容器の上蓋近傍の蒸気出口を通って容器から出る。
【０００５】
通常、原子炉圧力容器は、容器閉鎖ボルトによって原子炉圧力容器に固定された上蓋を含む。従来型の蒸気乾燥器が、気水分離器から出た水蒸気中に同伴される残留水分を取り除くために、原子炉圧力容器内に配置されている。蒸気乾燥器は、乾燥器支持スカートによって位置決めされ、この支持スカートは、容器のシェルに取り付けられた４〜６個の乾燥器支持ブラケット上に載っている。また、冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）条件の間は、蒸気乾燥器押さえ用アセンブリによって、蒸気乾燥器の上向きの変位が制限される。蒸気乾燥器の押さえ用アセンブリはしばしば、蒸気乾燥器吊上げ棒に取り付けられた対応する蒸気乾燥器吊上げ棒アイボルトを介して蒸気乾燥器に連結された複数のＲＰＶ蒸気乾燥器押さえブラケットを含む。従来型のＢＷＲ蒸気乾燥器用の一般的な蒸気乾燥器押さえ用アセンブリは、原子炉圧力容器の上蓋の内側に取り付けられた４個の ＲＰＶ 蒸気乾燥器押さえブラケットを含む。通常、原子炉の構築時、対応する蒸気乾燥器吊上げ棒アイボルトは、原子炉圧力容器と蒸気乾燥器吊上げ棒の間の熱膨張差を許容するために、これらのアイボルトの上面が蒸気乾燥器押さえブラケットの底面に対して約１．２７ｃｍ（１／２インチ）から２．５４ｃｍ（１インチ）の隙間を有するように調整される。
【０００６】
しかし、従来型のＢＷＲ型の蒸気乾燥器は、運転中、振動運動を示すことがあり、この振動運動は、原子炉圧力容器内で蒸気乾燥器を支持する蒸気乾燥器支持ブラケットの異常な磨耗、または場合によってはその上部軸受け面のひび割れとして表現される。これらの磨耗およびひび割れは、乾燥器が、その支持ブラケットと不均一に接触することによって揺動していることを示唆している。現在の乾燥器押さえ用アセンブリは、一般に蒸気配管の破損事故（すなわち、冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ））の間だけ機能するためのものであり、この場合、乾燥器は、蒸気乾燥器の乾燥器支持リングを支持するその支持ブラケットから完全に離昇する。したがって、乾燥器押さえ用アセンブリは、正常運転中の蒸気乾燥器の振動運動を防ぐための安定化支持体として有効ではない。
【０００７】
定格超過パワー運転（定格パワー出力を超えるパワーでの運転）を行う運転中の原子炉プラントは、水蒸気流および乾燥器上の圧力降下の増大により、蒸気乾燥器の振動運動の影響をより受けやすくなることがあるという懸念がさらにある。蒸気乾燥器アセンブリおよび／またはその支持ブラケットは、このような振動運動中、磨耗し、あるいはその他の形で損傷することがある。それが起こると、蒸気乾燥器および／または押さえブラケットが不均一に位置することにより、蒸気乾燥器の振動運動がさらに強められ、この振動運動および損傷は、原子炉の運転が進むにつれて増大する。
【０００８】
通常、蒸気乾燥器アセンブリは、原子炉の定期的な燃料補給用運転停止保守時に、点検される。損傷または支持ブラケットとの不均一な接触が観察される場合、必要とされる是正処置を評価するために、蒸気乾燥器揺動試験が使用されてきた。ＲＰＶ上部シェルに取り付けられた対合する蒸気乾燥器支持ブラケットの間にあり乾燥器および乾燥器支持リングを支持するそれぞれの接触面における、不均一性の量および場所が試験によって求められる。この試験は、乾燥器の揺動を引き起こすことによって実施され、これは、シムを支持ブラケットの一箇所に挿入すること、および、ある偏心位置で、次いで対角線上でそれに対向する位置で、乾燥器の頂部に傾斜（ｔｉｐｐｉｎｇ）重量を加えることを含むことができる。傾斜の量は、乾燥器吊上げ棒の頂部の相対運動を記録するダイアルインジケータを用いて測定される。この試験手順が、様々なシムおよび重み位置を用いて繰り返される。測定値は、乾燥器の柔軟性および支持ブラケットの不均等な間隔によるたるみ効果（ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓａｇｇｉｎｇ）を含むので、磨耗または不均一性の量を求めるためには、調整計算が必要になる。
【特許文献１】米国特許第３，２９６，０８１号公報
【特許文献２】米国特許第４，０５３，３５５号公報
【特許文献３】米国特許第４，８０１，４２２号公報
【特許文献４】米国特許第５，５１３，２２９号公報
【特許文献５】米国特許第３，７０６，９２１号公報
【特許文献６】米国特許第４，２８２，０６１号公報
【特許文献７】米国特許第４，６９０，７９４号公報
【特許文献８】米国特許第５，５１９，７４０号公報
【特許文献９】米国特許第５，５８１，５８６号公報
【特許文献１０】米国特許第５，９８４，５０４号公報
【特許文献１１】米国特許第６，５９０，９５２号公報
【特許文献１２】米国特許第６，６５０，７２２号公報
【特許文献１３】米国特許第６，７９８，８５９号公報
【特許文献１４】米国特許第２００２／０１２２５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この試験で、磨耗または支持ブラケットへの乾燥器アセンブリの不均一な着座が示された場合、通常、１つまたは複数の乾燥器支持リング接触面または軸受け面の底部を研磨することによって、調整が行われる。一般に、試験および研磨プロセス中は、原子炉圧力容器内でさらなる原子炉の保守または是正を行えず、また試験が完了するまで蒸気乾燥器を取り外すことはできない。したがって、乾燥器アセンブリおよび支持ブラケットに対する試験および改変は、原子炉保守中のクリティカルパス要素であり、そのため、原子炉がオフライン状態になる時間が増大する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の発明者らは、蒸気乾燥器の振動およびその結果として生じる損傷を低減または解消すると、蒸気乾燥器アセンブリの寿命を延ばし、乾燥器支持測定に必要なクリティカルパスの存続時間を短縮し、原子炉保守の時間を短縮することができることを認識している。本発明者らは、原子炉の原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリを安定させる装置および方法の設計に成功した。これには、既存の原子炉のレトロフィットまたは改変を含むことができる。蒸気乾燥器の改良された安定性を実現することによる、種々の利点としては、１つまたは複数の原子炉アセンブリの動作の改善、保守時間の短縮、および保守コストの低減をあげることができる。
【００１１】
一態様によれば、原子炉の原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリを安定させる装置は、乾燥器アセンブリにそれを原子炉圧力容器に対して安定化させる力を加えるように寸法設定され原子炉圧力容器内に配置されたばねを含む。
【００１２】
別の態様によれば、原子炉の原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリを安定させる装置は、原子炉圧力容器の上蓋の押さえブラケットに結合された反動アーム、および
反動アームに結合され、乾燥器アセンブリを下向きに予負荷してそれを原子炉圧力容器の蒸気乾燥器支持ブラケットに押し付けるように位置決めされたばねを含む。
【００１３】
別の態様によれば、原子炉の原子炉圧力容器内で、安定化手段は、乾燥器アセンブリにそれを原子炉圧力容器に対して安定させる力を加える。
【００１４】
さらに別の態様によれば、原子炉の原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリを安定させるための方法は、原子炉圧力容器内で、安定化力によって乾燥器アセンブリに予負荷を加えることを含む。
【００１５】
本発明のさらに別の態様によれば、原子炉の運転中に乾燥器アセンブリを安定させるように原子炉の原子炉圧力容器を改変する方法は、原子炉圧力容器と乾燥器アセンブリの間のばねを、原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリに安定化力をもたらすように位置決めすることを含む。
【００１６】
別の態様によれば、原子炉の運転中に乾燥器アセンブリを安定させるように原子炉の原子炉圧力容器を改変する方法は、原子炉圧力容器と乾燥器アセンブリの間のばねを、乾燥器アセンブリの支持体に付加剛性を与えるように位置決めし、原子炉圧力容器内で乾燥器を上向きに移動しないように安定させることを含む。
【００１７】
本発明のさらなる諸態様は、一部は明白であり、一部は以下で説明する。本発明の様々な態様は、個別にまたは互いに組み合わせて実施することができることを理解されたい。また、詳細な説明および図面は、本発明の特定の例示的実施形態を示しているが、これらは例示のためのものにすぎず、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面を通じて、対応する参照番号は、同じまたは相当する部品および特徴を示すことを理解されたい。
【００１９】
以下の説明は、例示的な性質にすぎず、本発明の開示、あるいは開示の適用または用途を制限するものではない。
【００２０】
本発明のいくつかの実施形態によれば、原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）では、安定化アセンブリなどの安定化手段は、乾燥器アセンブリにそれを原子炉圧力容器に対して安定化させる力を加えるように構成されている。
【００２１】
図１を参照すると、沸騰水型原子炉用の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の上部は、本発明の例示的一実施形態による蒸気乾燥器安定化装置および方法を含む。原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１０は、基礎閉鎖蓋ボルト１４を介してＲＰＶ上部シェル１１に固定された内部表面１３を有する上蓋１２を含む。従来型のＢＷＲのＲＰＶ１０内の構成部品のいくつかは、明確にするために取り除いてあるが、図１には上蓋１２を貫通するヘッドスプレーノズル１６、気水分離器（図示せず）から出た水蒸気中に同伴される残留水分を取り除くための従来型の乾燥器アセンブリ１８、蒸気乾燥器押さえ用アセンブリ２０、および蒸気出口ノズル２２を示す。スプレーノズル１６は、乾燥器アセンブリ１８から出た、水が取り除かれた水蒸気をＲＰＶ１０から出力タービン発生器および関連する下流の電力分配システム（図示せず）へと運ぶ。蒸気乾燥器から出た水蒸気−水混合物２４から取り除かれた残留水分、すなわち凝縮水は、乾燥器アセンブリ１８内のドレンチャネル２６を介して原子炉へ戻される。
【００２２】
蒸気乾燥器アセンブリ１８は、蒸気乾燥器アセンブリ１８をＲＰＶ上部シェル１１内の乾燥器支持ブラケット２８上に取り付けるための乾燥器支持リング２７を含む。蒸気乾燥器押さえ用アセンブリ２０は、対応する蒸気乾燥器吊上げ棒アイボルト３２およびその先の蒸気乾燥器吊上げ棒３４を介して乾燥器アセンブリ１８に連結された複数のＲＰＶ蒸気乾燥器押さえブラケット３０を含むことができる。乾燥器アセンブリ１８用の一般的な蒸気乾燥器押さえ用アセンブリ２０は、ＲＰＶ１０の上蓋１２の内部表面１３に取り付けられた４個のＲＰＶ蒸気乾燥器押さえブラケット３０を含み、押さえブラケット３０は、乾燥器アセンブリ１８を設置するために使用される同数の吊上げ棒３４に対応する。
【００２３】
図１の例示的な実施形態で示すように、蒸気乾燥器押さえ用アセンブリ３０のうちの１つまたは複数は、乾燥器押さえ用アセンブリ２０に取り付けられた安定化アセンブリ３６を含む。安定化アセンブリ３６は、（矢印３８で示すように）乾燥器アセンブリ１８に安定化力３８をもたらすように適合され、そのように乾燥器押さえブラケット３０と吊上げ棒３４および／または吊上げ棒アイボルト３２の間に配置される。安定化アセンブリ３６によって吊上げ棒アイボルト３２に加えられる安定化力３８は、乾燥器アセンブリ１８にかかる安定化力を生み出す。安定化力３８はまた、乾燥器支持リング２７を乾燥器支持ブラケット２８に押し付けて安定させる働きもする。乾燥器アセンブリ１８と乾燥器支持ブラケット２８の間のこの安定化力３８を、安定化力４０として図１に示す。この例示的実施形態では、安定化アセンブリ３６は、乾燥器押さえ用アセンブリ２０に結合されている。しかし、他の１つまたは複数の実施形態では、安定化アセンブリ３６を、他の構造と結合することができ、あるいは、ＲＰＶ内でまた乾燥器アセンブリ１８に対して他の位置関係で配置させることができることを理解されたい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、安定化力３８および４０は、熱膨張中でさえも加えられるかなり大きな下向きの力になることが望まれる。安定化力３８および４０は、しばしば、乾燥器支持ブラケット２８での乾燥器アセンブリ１８のいかなる揺動も防止することが望まれる。一実施形態では、好ましいばね力は、乾燥器の重量の約１／４〜１／２、または１本の吊上げ棒３４につき約９０８０ｋｇ（２０，０００ポンド）である。この好ましいばね力は、乾燥器アセンブリ１８の運動を有効に抑止するには十分であるが、ばね力に反発するのに使用可能な上蓋１２および閉鎖ボルト１４の予荷重を組み合わせた重量に比べて大きくない。
【００２５】
いくつかの実施形態では、安定化力３８および安定化力４０は、１つまたは複数の安定化アセンブリ３６にかかる変位制限力でよい。例えば、いくつかの実施形態では、安定化アセンブリ３６は、乾燥器アセンブリ１８が静止したまたは正常な位置にあるとき、下向きの力を加えなくてもよい。このような実施形態では、安定化力３６は、乾燥器アセンブリ１８が上向きに動いたときに安定化力３８を加えるように構成されている。例えば、この動きは、乾燥器支持リング２７が乾燥器支持ブラケット２８から上向きに移動することを含むことができる。この場合、蒸気乾燥器１８の望ましくない運動を抑制するのは、安定化アセンブリ３６の付加剛性である。
【００２６】
他の実施形態では、設置された全ての安定化アセンブリ３６が、ＲＰＶ１０の組立て後の正常運転中、安定化力３８を加えるように構成されている。例えば、これは連続的な下向きの力でよい。このような実施形態では、上蓋１２および乾燥器押さえ用アセンブリ２０が配置されている結果、安定化アセンブリ３６に予負荷を加えることができる。例えば、いくつかの実施形態では、安定化アセンブリ３６は、上蓋１２が毎回の燃料補給後にＲＰＶ１０上に置かれるとき、上蓋１２と乾燥器アセンブリ１８の間で圧縮される１つまたは複数のばね（図示せず）を含むことができる。このような圧縮ばねは、連続的に下向きに安定化力３８を乾燥器吊上げ棒アイボルト３２に与え、それによって、乾燥器アセンブリ１８の乾燥器支持リング２７と乾燥器支持ブラケット２８の間に下向きの安定化力４０を加え続ける。
【００２７】
図２および図３は、一例示的実施形態による、乾燥器安定化アセンブリ３６の２つの図（図２は側面図、図３は正面図）を示す。図２に示すように、乾燥器安定化アセンブリ３６は、乾燥器押さえブラケット３０を介して上蓋１２に結合することができる。１つまたは複数の反動アーム２０２が、ピボット軸２０４の周りで乾燥器押さえブラケット３０に回転可能に結合される。反動アーム２０２は、図３に示すように、乾燥器押さえブラケット３０によって規定され、取り付け穴２０３を貫通して配置された締結具２０６によって乾燥器押さえブラケット３０に結合されている。締結具２０６は、どのようなタイプの適切な締結具でもよく、例えば、ボルトとナットのアセンブリを含むことができる。図３に示すように、一実施形態では、取り付け穴２０３はボルト締結具２０６を受ける。第１反動アーム２０２Ａが、乾燥器押さえブラケット３０の第１側面に配置され、第２反動アーム２０２Ｂが、乾燥器押さえブラケット３０の第２側面に配置される。締結具またはボルトが、２つの反動アーム２０２Ａおよび２０２Ｂを乾燥器押さえブラケット３０に結合するように位置決めされる。
【００２８】
ばね２０８が連結締結具２１０を介して反動アーム２０２に結合されている。ばね２０８は、どのようなタイプのばねあるいは弾性装置またはアセンブリでもよく、図２には、例としてのみであるが、渦巻きばねとして示されている。ばね２０８は、原子炉内でばねとして使用するのに適したどのような高強度耐食性弾性材料製でもよい。例えば、ばね２０８は、Ｘ−７５０合金などのニッケルクロム鉄合金製でよい。連結締結具２１０は、どのようなトルク伝達締結具でもよく、図２および図３に示すように、一体になった四角のラグ（ｌｕｇ）を含むことができる。ばね２０８が渦巻きばねであるとき、連結締結具２１０は、ばねの中心が連結締結具２１０の周りを回転しないように、ばね２０８の中央部に固定して結合することができる。押さえブラケット３０に接して巻かれた渦巻きばねの形の高力合金を使用すると、コンパクトな外形をもたらすことができ、その結果、ＲＰＶ１０を出る乾燥器アセンブリ１８からの水蒸気の流路の閉塞を最小限に抑えることができる。
【００２９】
ばね２０８は、乾燥器押さえブラケット３０の下面２１４と乾燥器吊上げ棒アイボルト３２の頂面２１６の間に配置された突出端２１２を含むことができる。ばね２０８は、突出端２１２が低い位置かつ取り付けられた位置２１８Ｂにある、自由な状態２１８Ａを有するものとして図示されている。取り付けられた位置２１８Ｂでは、突出端２１２の下面が上面２１６に対して圧縮され、ばね２０８は、位置２１８Ｂへと弾性的にゆるめられている。取り付けられた位置２１８Ｂでは、安定化空隙２２０が、突出端２１２と乾燥器押さえブラケット３０の下面２１４の間に画成されている。安定化空隙２２０は、安定化アセンブリ３６が下向きの安定化力３８を与えることを可能にしながら、ばね２０８および乾燥器吊上げ棒アイボルト３２が上方に屈曲できるような様々な距離でよい。この空隙の大きさは、ばねの寸法設定に合わせ、原子炉の起動および運転停止などの過渡状態時の乾燥器アセンブリ１８と上蓋１２の間の膨張差を受け入れるように、予め決定することができる。いくつかの実施形態では、安定化空隙２２０は、約１．２７ｃｍ（１／２インチ）でよい。
【００３０】
いくつかの実施形態では、反動アーム２０２は、第１反動アーム部分と、反動アーム２０２を形成するように第１反動アーム部にほぼ平行に位置決めされた第２反動アーム部分とを含むことができる。第１反動アーム部は、乾燥器押さえブラケット３０の第１側面およびばね２０８の第１側面に配置することができる。第２反動アーム部分は、乾燥器押さえブラケット３０の第２側面およびばね２０８の第２側面に配置することができる。このようにして、ばね２０８および乾燥器押さえブラケット３０は、反動アーム２０２の２つの部分、すなわち締結具２０６と連結締結具２１０の間に保持されて、少なくとも部分的に安定化アセンブリ３６を形成する。
【００３１】
いくつかの例示的実施形態では、安定化アセンブリ３６は、上蓋１２と乾燥器吊上げ棒アイボルト３２の間に下向きの力（連続的な下向きの力でよい）を加え、それによって、安定化力３８を乾燥器アセンブリ１８に加える。ばね２０８は、安定化アセンブリ３６を設置し反動アーム２０２Ａおよび２０２Ｂを乾燥器押さえブラケット３０およびばね２０８に結合した後、自由な状態２１８Ａに置くことができる。安定化アセンブリ３６は、ばね２０８が、ばね２０８と押さえブラケット３０の側面との間の接触によって乾燥器吊上げ棒アイボルト３２と係合するように、正しく位置合わせされた状態で支持されるように構成することができる。ばね２０８は、上蓋１２をＲＰＶ１０上に下ろしたとき、取り付けられた位置２１８Ｂで圧縮される。
【００３２】
いくつかの実施形態では、構築および設置中に新しいＲＰＶ１０に安定化アセンブリ３６を設置することができる。他の実施形態では、既存の原子炉および原子炉圧力容器（ＲＰＶ）への改変として安定化アセンブリ３６を設置することができる。
【００３３】
例えば、一実施形態では、原子炉の運転中に乾燥器アセンブリを安定させるように原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）を改変する方法は、原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリに安定化力をもたらすように、原子炉圧力容器と乾燥器アセンブリの間にばねを位置決めすることを含む。
【００３４】
いくつかの実施形態では、本方法は、ばね２０８を原子炉圧力容器１０の上蓋１２の押さえブラケット３０に取り付けること、および上蓋１２を原子炉圧力容器１０上に置くことを含む。このように、安定化力３８は、蒸気乾燥器押さえブラケット３０を押し付ける連続的な下向きの安定化力、または乾燥器アセンブリ１８の上向きの動きを抑制する変位制限力のどちらでもよい。後者の実施形態は、乾燥器アセンブリ１８の支持体に付加剛性を与え、それによってＲＰＶ１０内で乾燥器アセンブリ１８を上向きに移動しないように安定させる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、本方法は、ばねの一部分を、押さえブラケット３０の一部分と蒸気乾燥器吊上げ棒３４の間に置くことを含む。このようにすると、上蓋１２を原子炉圧力容器１０上に置いたとき、ばね２０８は、蒸気乾燥器吊上げ棒３４と接触することによって偏向され、それによって乾燥器吊上げ棒を、したがって乾燥器アセンブリ１８を押し付ける下向きの安定化力３８を生み出すことができる。
【００３６】
例えば、図４は、乾燥器アセンブリ１８を安定させる本方法を用いて改変することができる、従来型の原子炉圧力容器４００を示す。このＲＰＶ４００は、上記ＲＰＶ１０の改変前の形である。従来型のＲＰＶ４００の場合と同様に、乾燥器アセンブリ１８は、正常運転中でも、あるいは乾燥器支持ブラケット２８からの乾燥器の上向きの移動中でも、乾燥器支持リング２７を介して乾燥器支持ブラケット２８に安定化力なしに取り付けられている。従来型のＲＰＶ４００では、乾燥器アセンブリ１８はかなりの重量を有し、この重量は、ＲＰＶ上側シェル１１に取り付けられた複数の乾燥器支持ブラケット２８上に対応する乾燥器支持リング２７を着座させることによって、乾燥器アセンブリ１８の底部で支持されている。４個の蒸気乾燥器吊上げ棒３４は、乾燥器アセンブリ１８の事故状態時の押さえ用装置として使用される。蒸気乾燥器吊上げ棒３４の上向きの変位は、ＲＰＶ４００の上蓋１２の内側に取り付けられた４個の押さえブラケット３０によって制限される。乾燥器押さえブラケット３０は通常、吊上げ棒アイボルト３２との間に約１．２７（１／２インチ）〜２．５４ｃｍ（１インチ）の隙間または空隙４０２を有する。空隙４０２は通常、ＲＰＶ１０と蒸気乾燥器吊上げ棒３４の間の差のある熱膨張を可能にし、一般に、それぞれの蒸気乾燥器吊上げ棒アイボルト３２をその上面が所望の空隙４０２を形成するように調整することによって構築中に形成される。したがって、乾燥器押さえブラケット３０は、乾燥器支持ブラケット２８上で揺動する乾燥器アセンブリ１８によって発生する通常運転時の動きを抑止しない。
【００３７】
しかし、ＲＰＶ４００は、上記で説明し、図５および図６にさらに示すように、原子炉の保守手順中に改変することができる。図５は、取り付けられた位置にある従来型の原子炉圧力容器４００乾燥器保持ブラケット３０を、乾燥器吊上げ棒アイボルト３２に対して示す。図に示すように、乾燥器保持ブラケット３０は下面５０４を有する下部５０２を含み、下面５０４は、乾燥器吊上げ棒アイボルト３２の頂面２１６と共に空隙４０２を形成するように下向きに延在している。安定化アセンブリ３６を受け入れるように乾燥器保持ブラケット３０を改変するために、下部５０２が下面２１４まで短縮される。除去部分６０２の量は、測定装置または測定用具を所定の位置に置いて、１回または複数回上蓋１２を持ち上げそれを戻して、所要の除去部分６０２の必要な量を求めることによって決定することができる。あるいは、所要の除去部分６０２の量は、容器閉鎖部の密封面（図示せず）の上方のそれぞれの乾燥器吊上げ棒アイボルト３２の高さ、およびそれと対合する上蓋の密封面（図示せず）の上方のそれぞれの押さえブラケット３０の高さを測定することによって求めることができる。これは、上蓋１２を戻さずに実施することができる。
【００３８】
図６に示すように、下部５０２の除去部分６０２が、乾燥器保持ブラケット３０から除去されて、より大きな空隙６０４が形成される。除去部分６０２は、研磨、のこ引き、またはフライス削りを含む従来のどのような切断方法によって除去してもよい。新しいより大きな空隙６０４は、乾燥器保持ブラケット３０と乾燥器吊上げ棒アイボルト３２の間にばね２０８の突出端２１２を受け入れ（例えば図２に示すように）、所望の安定化空隙２２０を形成するように寸法設定される。
【００３９】
さらに、図６に示すように、乾燥器保持ブラケット３０に取り付け穴２０３を、ドリル穿孔しあるいは別の方法で機械切削することができる。取り付け穴２０３は、締結具２０６を受け入れ、また、１つまたは複数の反動アーム２０２用のピボット軸２０４を提供するような形状である。
【００４０】
図６に示すように乾燥器保持ブラケット３０を改変した後、図に示し、図２および図３に関して上述した安定化アセンブリを、乾燥器押さえブラケット３０およびＲＰＶ４００の頂部に戻された上蓋１２に結合することができる。このようにして、図１に示す安定化アセンブリ３６が実施される。
【００４１】
図示した改変は、安定化アセンブリの構造、位置決めおよび設計によって変わり得ることを理解されたい。この改変方法は、原子炉圧力容器、乾燥器アセンブリ、および安定化アセンブリの様々な設計のうちの１つを対象とするものにすぎない。これらの教示に整合する他のかかる実行形態も、本開示の範囲に含まれるものとみなされる。
【００４２】
本発明の要素または特徴、あるいはその実施形態を説明するとき、冠詞「１つ」、「その」、および「前記」は、要素または特徴のうちの１つまたは複数が存在することを意味するものとする。用語「備えている」、「含んでいる」および「有している」は、包括的であり、具体的に説明されたもの以外にも追加の要素または特徴が存在してもよいことを意味するものとする。
【００４３】
本発明の範囲から逸脱することなく、上述の例示的実施形態および実行形態に様々な変更を加えることができることを当業者なら認識するであろう。したがって、上記の説明に含まれ、添付の図面に示す全ての事項は、限定の意味ではなく例示的なものと解釈すべきである。
【００４４】
さらに、本明細書に記載される工程または段階は、説明または図示された特定の順序で実行することが必ず要求されていると解釈すべきでないことを理解されたい。また、追加のまたは代替の工程または段階を使用してよいことも理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一例示的実施形態による、ＲＰＶ内に蒸気乾燥器を含む沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の上部を示す図である。
【図２】本発明の一例示的実施形態による、ＲＰＶ内の蒸気乾燥器用の安定化装置の側面斜視図である。
【図３】図２に示す一例示的実施形態による、安定化装置の正面斜視図である。
【図４】ＲＰＶ内に蒸気乾燥器を含む沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の従来の上部を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による改変前の従来型の蒸気乾燥器押さえブラケットおよび吊上げ棒アイボルトの側面図である。
【図６】本発明の一実施形態による、押さえブラケットの改変を示した、蒸気乾燥器押さえブラケットおよび吊上げ棒アイボルトの側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
１１ ＲＰＶ上部シェル
１２ 上蓋
１４ 閉鎖蓋ボルト
１４ ヘッドスプレーノズル
１８ 乾燥器アセンブリ
２０ 押さえ用アセンブリ
２２ 蒸気出口ノズル
２４ 水蒸気−水混合物
２６ ドレンチャネル
２７ 乾燥器支持リング
２８ 乾燥器支持ブラケット
３０ 押さえブラケット
３２ 吊上げ棒アイボルト
３４ 蒸気乾燥器吊上げ棒
３６ 安定化アセンブリ
３８、４０ 安定化力
２０２ 反動アーム
２０２Ａ 第１反動アーム
２０２Ｂ 第２反動アーム
２０３ アセンブリ取り付け穴
２０４ ピボット軸
２０６ 締結具
２０８ ばね
２１０ 連結締結具
２１２ 突出端
２１４ 下面
２１６ 頂面
２１８Ａ 自由な状態
２１８Ｂ 取り付けられた状態
２２０ 安定化空隙
４００ ＲＰＶ
４０２ 空隙
５０２ 下部
５０４ 下面
６０２ 除去部分
６０４ より大きな空隙
【技術分野】
【０００１】
本開示は原子炉に関し、より具体的には、原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリを安定させる装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本項の記述は、単に本開示に関係する背景情報を提供するものであり、必ずしも従来技術を構成するものではない。
【０００３】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）などの原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）は、通常、ほぼ円筒形の形状を有し、下蓋および取外し可能な上蓋によって両端が閉じられている。通常、上部ガイドが原子炉圧力容器内の炉心板の上方に離間して置かれる。炉心シュラウドまたはシュラウドが通常、炉心を囲み、シュラウド支持構造によって支持されている。シュラウドは、ほぼ円筒形の形状を有し、炉心板と上部ガイドの両方を囲みかつ支持する。円筒形の原子炉圧力容器と円筒形状のシュラウドの間には、ある空間、すなわちアニュラス部が存在する。
【０００４】
炉心内で熱が生成され、炉心を通り循環して上昇した水が、少なくとも部分的に水蒸気に変換される。シュラウドの頂部に置かれた気水分離器が、水蒸気と水を分離する。残留水分が、分離器アセンブリの上方に置かれた蒸気乾燥器によって水蒸気から取り除かれる。水を取り除かれた水蒸気は、原子炉圧力容器の上蓋近傍の蒸気出口を通って容器から出る。
【０００５】
通常、原子炉圧力容器は、容器閉鎖ボルトによって原子炉圧力容器に固定された上蓋を含む。従来型の蒸気乾燥器が、気水分離器から出た水蒸気中に同伴される残留水分を取り除くために、原子炉圧力容器内に配置されている。蒸気乾燥器は、乾燥器支持スカートによって位置決めされ、この支持スカートは、容器のシェルに取り付けられた４〜６個の乾燥器支持ブラケット上に載っている。また、冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）条件の間は、蒸気乾燥器押さえ用アセンブリによって、蒸気乾燥器の上向きの変位が制限される。蒸気乾燥器の押さえ用アセンブリはしばしば、蒸気乾燥器吊上げ棒に取り付けられた対応する蒸気乾燥器吊上げ棒アイボルトを介して蒸気乾燥器に連結された複数のＲＰＶ蒸気乾燥器押さえブラケットを含む。従来型のＢＷＲ蒸気乾燥器用の一般的な蒸気乾燥器押さえ用アセンブリは、原子炉圧力容器の上蓋の内側に取り付けられた４個の ＲＰＶ 蒸気乾燥器押さえブラケットを含む。通常、原子炉の構築時、対応する蒸気乾燥器吊上げ棒アイボルトは、原子炉圧力容器と蒸気乾燥器吊上げ棒の間の熱膨張差を許容するために、これらのアイボルトの上面が蒸気乾燥器押さえブラケットの底面に対して約１．２７ｃｍ（１／２インチ）から２．５４ｃｍ（１インチ）の隙間を有するように調整される。
【０００６】
しかし、従来型のＢＷＲ型の蒸気乾燥器は、運転中、振動運動を示すことがあり、この振動運動は、原子炉圧力容器内で蒸気乾燥器を支持する蒸気乾燥器支持ブラケットの異常な磨耗、または場合によってはその上部軸受け面のひび割れとして表現される。これらの磨耗およびひび割れは、乾燥器が、その支持ブラケットと不均一に接触することによって揺動していることを示唆している。現在の乾燥器押さえ用アセンブリは、一般に蒸気配管の破損事故（すなわち、冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ））の間だけ機能するためのものであり、この場合、乾燥器は、蒸気乾燥器の乾燥器支持リングを支持するその支持ブラケットから完全に離昇する。したがって、乾燥器押さえ用アセンブリは、正常運転中の蒸気乾燥器の振動運動を防ぐための安定化支持体として有効ではない。
【０００７】
定格超過パワー運転（定格パワー出力を超えるパワーでの運転）を行う運転中の原子炉プラントは、水蒸気流および乾燥器上の圧力降下の増大により、蒸気乾燥器の振動運動の影響をより受けやすくなることがあるという懸念がさらにある。蒸気乾燥器アセンブリおよび／またはその支持ブラケットは、このような振動運動中、磨耗し、あるいはその他の形で損傷することがある。それが起こると、蒸気乾燥器および／または押さえブラケットが不均一に位置することにより、蒸気乾燥器の振動運動がさらに強められ、この振動運動および損傷は、原子炉の運転が進むにつれて増大する。
【０００８】
通常、蒸気乾燥器アセンブリは、原子炉の定期的な燃料補給用運転停止保守時に、点検される。損傷または支持ブラケットとの不均一な接触が観察される場合、必要とされる是正処置を評価するために、蒸気乾燥器揺動試験が使用されてきた。ＲＰＶ上部シェルに取り付けられた対合する蒸気乾燥器支持ブラケットの間にあり乾燥器および乾燥器支持リングを支持するそれぞれの接触面における、不均一性の量および場所が試験によって求められる。この試験は、乾燥器の揺動を引き起こすことによって実施され、これは、シムを支持ブラケットの一箇所に挿入すること、および、ある偏心位置で、次いで対角線上でそれに対向する位置で、乾燥器の頂部に傾斜（ｔｉｐｐｉｎｇ）重量を加えることを含むことができる。傾斜の量は、乾燥器吊上げ棒の頂部の相対運動を記録するダイアルインジケータを用いて測定される。この試験手順が、様々なシムおよび重み位置を用いて繰り返される。測定値は、乾燥器の柔軟性および支持ブラケットの不均等な間隔によるたるみ効果（ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓａｇｇｉｎｇ）を含むので、磨耗または不均一性の量を求めるためには、調整計算が必要になる。
【特許文献１】米国特許第３，２９６，０８１号公報
【特許文献２】米国特許第４，０５３，３５５号公報
【特許文献３】米国特許第４，８０１，４２２号公報
【特許文献４】米国特許第５，５１３，２２９号公報
【特許文献５】米国特許第３，７０６，９２１号公報
【特許文献６】米国特許第４，２８２，０６１号公報
【特許文献７】米国特許第４，６９０，７９４号公報
【特許文献８】米国特許第５，５１９，７４０号公報
【特許文献９】米国特許第５，５８１，５８６号公報
【特許文献１０】米国特許第５，９８４，５０４号公報
【特許文献１１】米国特許第６，５９０，９５２号公報
【特許文献１２】米国特許第６，６５０，７２２号公報
【特許文献１３】米国特許第６，７９８，８５９号公報
【特許文献１４】米国特許第２００２／０１２２５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この試験で、磨耗または支持ブラケットへの乾燥器アセンブリの不均一な着座が示された場合、通常、１つまたは複数の乾燥器支持リング接触面または軸受け面の底部を研磨することによって、調整が行われる。一般に、試験および研磨プロセス中は、原子炉圧力容器内でさらなる原子炉の保守または是正を行えず、また試験が完了するまで蒸気乾燥器を取り外すことはできない。したがって、乾燥器アセンブリおよび支持ブラケットに対する試験および改変は、原子炉保守中のクリティカルパス要素であり、そのため、原子炉がオフライン状態になる時間が増大する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の発明者らは、蒸気乾燥器の振動およびその結果として生じる損傷を低減または解消すると、蒸気乾燥器アセンブリの寿命を延ばし、乾燥器支持測定に必要なクリティカルパスの存続時間を短縮し、原子炉保守の時間を短縮することができることを認識している。本発明者らは、原子炉の原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリを安定させる装置および方法の設計に成功した。これには、既存の原子炉のレトロフィットまたは改変を含むことができる。蒸気乾燥器の改良された安定性を実現することによる、種々の利点としては、１つまたは複数の原子炉アセンブリの動作の改善、保守時間の短縮、および保守コストの低減をあげることができる。
【００１１】
一態様によれば、原子炉の原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリを安定させる装置は、乾燥器アセンブリにそれを原子炉圧力容器に対して安定化させる力を加えるように寸法設定され原子炉圧力容器内に配置されたばねを含む。
【００１２】
別の態様によれば、原子炉の原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリを安定させる装置は、原子炉圧力容器の上蓋の押さえブラケットに結合された反動アーム、および
反動アームに結合され、乾燥器アセンブリを下向きに予負荷してそれを原子炉圧力容器の蒸気乾燥器支持ブラケットに押し付けるように位置決めされたばねを含む。
【００１３】
別の態様によれば、原子炉の原子炉圧力容器内で、安定化手段は、乾燥器アセンブリにそれを原子炉圧力容器に対して安定させる力を加える。
【００１４】
さらに別の態様によれば、原子炉の原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリを安定させるための方法は、原子炉圧力容器内で、安定化力によって乾燥器アセンブリに予負荷を加えることを含む。
【００１５】
本発明のさらに別の態様によれば、原子炉の運転中に乾燥器アセンブリを安定させるように原子炉の原子炉圧力容器を改変する方法は、原子炉圧力容器と乾燥器アセンブリの間のばねを、原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリに安定化力をもたらすように位置決めすることを含む。
【００１６】
別の態様によれば、原子炉の運転中に乾燥器アセンブリを安定させるように原子炉の原子炉圧力容器を改変する方法は、原子炉圧力容器と乾燥器アセンブリの間のばねを、乾燥器アセンブリの支持体に付加剛性を与えるように位置決めし、原子炉圧力容器内で乾燥器を上向きに移動しないように安定させることを含む。
【００１７】
本発明のさらなる諸態様は、一部は明白であり、一部は以下で説明する。本発明の様々な態様は、個別にまたは互いに組み合わせて実施することができることを理解されたい。また、詳細な説明および図面は、本発明の特定の例示的実施形態を示しているが、これらは例示のためのものにすぎず、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面を通じて、対応する参照番号は、同じまたは相当する部品および特徴を示すことを理解されたい。
【００１９】
以下の説明は、例示的な性質にすぎず、本発明の開示、あるいは開示の適用または用途を制限するものではない。
【００２０】
本発明のいくつかの実施形態によれば、原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）では、安定化アセンブリなどの安定化手段は、乾燥器アセンブリにそれを原子炉圧力容器に対して安定化させる力を加えるように構成されている。
【００２１】
図１を参照すると、沸騰水型原子炉用の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の上部は、本発明の例示的一実施形態による蒸気乾燥器安定化装置および方法を含む。原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１０は、基礎閉鎖蓋ボルト１４を介してＲＰＶ上部シェル１１に固定された内部表面１３を有する上蓋１２を含む。従来型のＢＷＲのＲＰＶ１０内の構成部品のいくつかは、明確にするために取り除いてあるが、図１には上蓋１２を貫通するヘッドスプレーノズル１６、気水分離器（図示せず）から出た水蒸気中に同伴される残留水分を取り除くための従来型の乾燥器アセンブリ１８、蒸気乾燥器押さえ用アセンブリ２０、および蒸気出口ノズル２２を示す。スプレーノズル１６は、乾燥器アセンブリ１８から出た、水が取り除かれた水蒸気をＲＰＶ１０から出力タービン発生器および関連する下流の電力分配システム（図示せず）へと運ぶ。蒸気乾燥器から出た水蒸気−水混合物２４から取り除かれた残留水分、すなわち凝縮水は、乾燥器アセンブリ１８内のドレンチャネル２６を介して原子炉へ戻される。
【００２２】
蒸気乾燥器アセンブリ１８は、蒸気乾燥器アセンブリ１８をＲＰＶ上部シェル１１内の乾燥器支持ブラケット２８上に取り付けるための乾燥器支持リング２７を含む。蒸気乾燥器押さえ用アセンブリ２０は、対応する蒸気乾燥器吊上げ棒アイボルト３２およびその先の蒸気乾燥器吊上げ棒３４を介して乾燥器アセンブリ１８に連結された複数のＲＰＶ蒸気乾燥器押さえブラケット３０を含むことができる。乾燥器アセンブリ１８用の一般的な蒸気乾燥器押さえ用アセンブリ２０は、ＲＰＶ１０の上蓋１２の内部表面１３に取り付けられた４個のＲＰＶ蒸気乾燥器押さえブラケット３０を含み、押さえブラケット３０は、乾燥器アセンブリ１８を設置するために使用される同数の吊上げ棒３４に対応する。
【００２３】
図１の例示的な実施形態で示すように、蒸気乾燥器押さえ用アセンブリ３０のうちの１つまたは複数は、乾燥器押さえ用アセンブリ２０に取り付けられた安定化アセンブリ３６を含む。安定化アセンブリ３６は、（矢印３８で示すように）乾燥器アセンブリ１８に安定化力３８をもたらすように適合され、そのように乾燥器押さえブラケット３０と吊上げ棒３４および／または吊上げ棒アイボルト３２の間に配置される。安定化アセンブリ３６によって吊上げ棒アイボルト３２に加えられる安定化力３８は、乾燥器アセンブリ１８にかかる安定化力を生み出す。安定化力３８はまた、乾燥器支持リング２７を乾燥器支持ブラケット２８に押し付けて安定させる働きもする。乾燥器アセンブリ１８と乾燥器支持ブラケット２８の間のこの安定化力３８を、安定化力４０として図１に示す。この例示的実施形態では、安定化アセンブリ３６は、乾燥器押さえ用アセンブリ２０に結合されている。しかし、他の１つまたは複数の実施形態では、安定化アセンブリ３６を、他の構造と結合することができ、あるいは、ＲＰＶ内でまた乾燥器アセンブリ１８に対して他の位置関係で配置させることができることを理解されたい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、安定化力３８および４０は、熱膨張中でさえも加えられるかなり大きな下向きの力になることが望まれる。安定化力３８および４０は、しばしば、乾燥器支持ブラケット２８での乾燥器アセンブリ１８のいかなる揺動も防止することが望まれる。一実施形態では、好ましいばね力は、乾燥器の重量の約１／４〜１／２、または１本の吊上げ棒３４につき約９０８０ｋｇ（２０，０００ポンド）である。この好ましいばね力は、乾燥器アセンブリ１８の運動を有効に抑止するには十分であるが、ばね力に反発するのに使用可能な上蓋１２および閉鎖ボルト１４の予荷重を組み合わせた重量に比べて大きくない。
【００２５】
いくつかの実施形態では、安定化力３８および安定化力４０は、１つまたは複数の安定化アセンブリ３６にかかる変位制限力でよい。例えば、いくつかの実施形態では、安定化アセンブリ３６は、乾燥器アセンブリ１８が静止したまたは正常な位置にあるとき、下向きの力を加えなくてもよい。このような実施形態では、安定化力３６は、乾燥器アセンブリ１８が上向きに動いたときに安定化力３８を加えるように構成されている。例えば、この動きは、乾燥器支持リング２７が乾燥器支持ブラケット２８から上向きに移動することを含むことができる。この場合、蒸気乾燥器１８の望ましくない運動を抑制するのは、安定化アセンブリ３６の付加剛性である。
【００２６】
他の実施形態では、設置された全ての安定化アセンブリ３６が、ＲＰＶ１０の組立て後の正常運転中、安定化力３８を加えるように構成されている。例えば、これは連続的な下向きの力でよい。このような実施形態では、上蓋１２および乾燥器押さえ用アセンブリ２０が配置されている結果、安定化アセンブリ３６に予負荷を加えることができる。例えば、いくつかの実施形態では、安定化アセンブリ３６は、上蓋１２が毎回の燃料補給後にＲＰＶ１０上に置かれるとき、上蓋１２と乾燥器アセンブリ１８の間で圧縮される１つまたは複数のばね（図示せず）を含むことができる。このような圧縮ばねは、連続的に下向きに安定化力３８を乾燥器吊上げ棒アイボルト３２に与え、それによって、乾燥器アセンブリ１８の乾燥器支持リング２７と乾燥器支持ブラケット２８の間に下向きの安定化力４０を加え続ける。
【００２７】
図２および図３は、一例示的実施形態による、乾燥器安定化アセンブリ３６の２つの図（図２は側面図、図３は正面図）を示す。図２に示すように、乾燥器安定化アセンブリ３６は、乾燥器押さえブラケット３０を介して上蓋１２に結合することができる。１つまたは複数の反動アーム２０２が、ピボット軸２０４の周りで乾燥器押さえブラケット３０に回転可能に結合される。反動アーム２０２は、図３に示すように、乾燥器押さえブラケット３０によって規定され、取り付け穴２０３を貫通して配置された締結具２０６によって乾燥器押さえブラケット３０に結合されている。締結具２０６は、どのようなタイプの適切な締結具でもよく、例えば、ボルトとナットのアセンブリを含むことができる。図３に示すように、一実施形態では、取り付け穴２０３はボルト締結具２０６を受ける。第１反動アーム２０２Ａが、乾燥器押さえブラケット３０の第１側面に配置され、第２反動アーム２０２Ｂが、乾燥器押さえブラケット３０の第２側面に配置される。締結具またはボルトが、２つの反動アーム２０２Ａおよび２０２Ｂを乾燥器押さえブラケット３０に結合するように位置決めされる。
【００２８】
ばね２０８が連結締結具２１０を介して反動アーム２０２に結合されている。ばね２０８は、どのようなタイプのばねあるいは弾性装置またはアセンブリでもよく、図２には、例としてのみであるが、渦巻きばねとして示されている。ばね２０８は、原子炉内でばねとして使用するのに適したどのような高強度耐食性弾性材料製でもよい。例えば、ばね２０８は、Ｘ−７５０合金などのニッケルクロム鉄合金製でよい。連結締結具２１０は、どのようなトルク伝達締結具でもよく、図２および図３に示すように、一体になった四角のラグ（ｌｕｇ）を含むことができる。ばね２０８が渦巻きばねであるとき、連結締結具２１０は、ばねの中心が連結締結具２１０の周りを回転しないように、ばね２０８の中央部に固定して結合することができる。押さえブラケット３０に接して巻かれた渦巻きばねの形の高力合金を使用すると、コンパクトな外形をもたらすことができ、その結果、ＲＰＶ１０を出る乾燥器アセンブリ１８からの水蒸気の流路の閉塞を最小限に抑えることができる。
【００２９】
ばね２０８は、乾燥器押さえブラケット３０の下面２１４と乾燥器吊上げ棒アイボルト３２の頂面２１６の間に配置された突出端２１２を含むことができる。ばね２０８は、突出端２１２が低い位置かつ取り付けられた位置２１８Ｂにある、自由な状態２１８Ａを有するものとして図示されている。取り付けられた位置２１８Ｂでは、突出端２１２の下面が上面２１６に対して圧縮され、ばね２０８は、位置２１８Ｂへと弾性的にゆるめられている。取り付けられた位置２１８Ｂでは、安定化空隙２２０が、突出端２１２と乾燥器押さえブラケット３０の下面２１４の間に画成されている。安定化空隙２２０は、安定化アセンブリ３６が下向きの安定化力３８を与えることを可能にしながら、ばね２０８および乾燥器吊上げ棒アイボルト３２が上方に屈曲できるような様々な距離でよい。この空隙の大きさは、ばねの寸法設定に合わせ、原子炉の起動および運転停止などの過渡状態時の乾燥器アセンブリ１８と上蓋１２の間の膨張差を受け入れるように、予め決定することができる。いくつかの実施形態では、安定化空隙２２０は、約１．２７ｃｍ（１／２インチ）でよい。
【００３０】
いくつかの実施形態では、反動アーム２０２は、第１反動アーム部分と、反動アーム２０２を形成するように第１反動アーム部にほぼ平行に位置決めされた第２反動アーム部分とを含むことができる。第１反動アーム部は、乾燥器押さえブラケット３０の第１側面およびばね２０８の第１側面に配置することができる。第２反動アーム部分は、乾燥器押さえブラケット３０の第２側面およびばね２０８の第２側面に配置することができる。このようにして、ばね２０８および乾燥器押さえブラケット３０は、反動アーム２０２の２つの部分、すなわち締結具２０６と連結締結具２１０の間に保持されて、少なくとも部分的に安定化アセンブリ３６を形成する。
【００３１】
いくつかの例示的実施形態では、安定化アセンブリ３６は、上蓋１２と乾燥器吊上げ棒アイボルト３２の間に下向きの力（連続的な下向きの力でよい）を加え、それによって、安定化力３８を乾燥器アセンブリ１８に加える。ばね２０８は、安定化アセンブリ３６を設置し反動アーム２０２Ａおよび２０２Ｂを乾燥器押さえブラケット３０およびばね２０８に結合した後、自由な状態２１８Ａに置くことができる。安定化アセンブリ３６は、ばね２０８が、ばね２０８と押さえブラケット３０の側面との間の接触によって乾燥器吊上げ棒アイボルト３２と係合するように、正しく位置合わせされた状態で支持されるように構成することができる。ばね２０８は、上蓋１２をＲＰＶ１０上に下ろしたとき、取り付けられた位置２１８Ｂで圧縮される。
【００３２】
いくつかの実施形態では、構築および設置中に新しいＲＰＶ１０に安定化アセンブリ３６を設置することができる。他の実施形態では、既存の原子炉および原子炉圧力容器（ＲＰＶ）への改変として安定化アセンブリ３６を設置することができる。
【００３３】
例えば、一実施形態では、原子炉の運転中に乾燥器アセンブリを安定させるように原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）を改変する方法は、原子炉圧力容器内で乾燥器アセンブリに安定化力をもたらすように、原子炉圧力容器と乾燥器アセンブリの間にばねを位置決めすることを含む。
【００３４】
いくつかの実施形態では、本方法は、ばね２０８を原子炉圧力容器１０の上蓋１２の押さえブラケット３０に取り付けること、および上蓋１２を原子炉圧力容器１０上に置くことを含む。このように、安定化力３８は、蒸気乾燥器押さえブラケット３０を押し付ける連続的な下向きの安定化力、または乾燥器アセンブリ１８の上向きの動きを抑制する変位制限力のどちらでもよい。後者の実施形態は、乾燥器アセンブリ１８の支持体に付加剛性を与え、それによってＲＰＶ１０内で乾燥器アセンブリ１８を上向きに移動しないように安定させる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、本方法は、ばねの一部分を、押さえブラケット３０の一部分と蒸気乾燥器吊上げ棒３４の間に置くことを含む。このようにすると、上蓋１２を原子炉圧力容器１０上に置いたとき、ばね２０８は、蒸気乾燥器吊上げ棒３４と接触することによって偏向され、それによって乾燥器吊上げ棒を、したがって乾燥器アセンブリ１８を押し付ける下向きの安定化力３８を生み出すことができる。
【００３６】
例えば、図４は、乾燥器アセンブリ１８を安定させる本方法を用いて改変することができる、従来型の原子炉圧力容器４００を示す。このＲＰＶ４００は、上記ＲＰＶ１０の改変前の形である。従来型のＲＰＶ４００の場合と同様に、乾燥器アセンブリ１８は、正常運転中でも、あるいは乾燥器支持ブラケット２８からの乾燥器の上向きの移動中でも、乾燥器支持リング２７を介して乾燥器支持ブラケット２８に安定化力なしに取り付けられている。従来型のＲＰＶ４００では、乾燥器アセンブリ１８はかなりの重量を有し、この重量は、ＲＰＶ上側シェル１１に取り付けられた複数の乾燥器支持ブラケット２８上に対応する乾燥器支持リング２７を着座させることによって、乾燥器アセンブリ１８の底部で支持されている。４個の蒸気乾燥器吊上げ棒３４は、乾燥器アセンブリ１８の事故状態時の押さえ用装置として使用される。蒸気乾燥器吊上げ棒３４の上向きの変位は、ＲＰＶ４００の上蓋１２の内側に取り付けられた４個の押さえブラケット３０によって制限される。乾燥器押さえブラケット３０は通常、吊上げ棒アイボルト３２との間に約１．２７（１／２インチ）〜２．５４ｃｍ（１インチ）の隙間または空隙４０２を有する。空隙４０２は通常、ＲＰＶ１０と蒸気乾燥器吊上げ棒３４の間の差のある熱膨張を可能にし、一般に、それぞれの蒸気乾燥器吊上げ棒アイボルト３２をその上面が所望の空隙４０２を形成するように調整することによって構築中に形成される。したがって、乾燥器押さえブラケット３０は、乾燥器支持ブラケット２８上で揺動する乾燥器アセンブリ１８によって発生する通常運転時の動きを抑止しない。
【００３７】
しかし、ＲＰＶ４００は、上記で説明し、図５および図６にさらに示すように、原子炉の保守手順中に改変することができる。図５は、取り付けられた位置にある従来型の原子炉圧力容器４００乾燥器保持ブラケット３０を、乾燥器吊上げ棒アイボルト３２に対して示す。図に示すように、乾燥器保持ブラケット３０は下面５０４を有する下部５０２を含み、下面５０４は、乾燥器吊上げ棒アイボルト３２の頂面２１６と共に空隙４０２を形成するように下向きに延在している。安定化アセンブリ３６を受け入れるように乾燥器保持ブラケット３０を改変するために、下部５０２が下面２１４まで短縮される。除去部分６０２の量は、測定装置または測定用具を所定の位置に置いて、１回または複数回上蓋１２を持ち上げそれを戻して、所要の除去部分６０２の必要な量を求めることによって決定することができる。あるいは、所要の除去部分６０２の量は、容器閉鎖部の密封面（図示せず）の上方のそれぞれの乾燥器吊上げ棒アイボルト３２の高さ、およびそれと対合する上蓋の密封面（図示せず）の上方のそれぞれの押さえブラケット３０の高さを測定することによって求めることができる。これは、上蓋１２を戻さずに実施することができる。
【００３８】
図６に示すように、下部５０２の除去部分６０２が、乾燥器保持ブラケット３０から除去されて、より大きな空隙６０４が形成される。除去部分６０２は、研磨、のこ引き、またはフライス削りを含む従来のどのような切断方法によって除去してもよい。新しいより大きな空隙６０４は、乾燥器保持ブラケット３０と乾燥器吊上げ棒アイボルト３２の間にばね２０８の突出端２１２を受け入れ（例えば図２に示すように）、所望の安定化空隙２２０を形成するように寸法設定される。
【００３９】
さらに、図６に示すように、乾燥器保持ブラケット３０に取り付け穴２０３を、ドリル穿孔しあるいは別の方法で機械切削することができる。取り付け穴２０３は、締結具２０６を受け入れ、また、１つまたは複数の反動アーム２０２用のピボット軸２０４を提供するような形状である。
【００４０】
図６に示すように乾燥器保持ブラケット３０を改変した後、図に示し、図２および図３に関して上述した安定化アセンブリを、乾燥器押さえブラケット３０およびＲＰＶ４００の頂部に戻された上蓋１２に結合することができる。このようにして、図１に示す安定化アセンブリ３６が実施される。
【００４１】
図示した改変は、安定化アセンブリの構造、位置決めおよび設計によって変わり得ることを理解されたい。この改変方法は、原子炉圧力容器、乾燥器アセンブリ、および安定化アセンブリの様々な設計のうちの１つを対象とするものにすぎない。これらの教示に整合する他のかかる実行形態も、本開示の範囲に含まれるものとみなされる。
【００４２】
本発明の要素または特徴、あるいはその実施形態を説明するとき、冠詞「１つ」、「その」、および「前記」は、要素または特徴のうちの１つまたは複数が存在することを意味するものとする。用語「備えている」、「含んでいる」および「有している」は、包括的であり、具体的に説明されたもの以外にも追加の要素または特徴が存在してもよいことを意味するものとする。
【００４３】
本発明の範囲から逸脱することなく、上述の例示的実施形態および実行形態に様々な変更を加えることができることを当業者なら認識するであろう。したがって、上記の説明に含まれ、添付の図面に示す全ての事項は、限定の意味ではなく例示的なものと解釈すべきである。
【００４４】
さらに、本明細書に記載される工程または段階は、説明または図示された特定の順序で実行することが必ず要求されていると解釈すべきでないことを理解されたい。また、追加のまたは代替の工程または段階を使用してよいことも理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一例示的実施形態による、ＲＰＶ内に蒸気乾燥器を含む沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の上部を示す図である。
【図２】本発明の一例示的実施形態による、ＲＰＶ内の蒸気乾燥器用の安定化装置の側面斜視図である。
【図３】図２に示す一例示的実施形態による、安定化装置の正面斜視図である。
【図４】ＲＰＶ内に蒸気乾燥器を含む沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）の従来の上部を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による改変前の従来型の蒸気乾燥器押さえブラケットおよび吊上げ棒アイボルトの側面図である。
【図６】本発明の一実施形態による、押さえブラケットの改変を示した、蒸気乾燥器押さえブラケットおよび吊上げ棒アイボルトの側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
１１ ＲＰＶ上部シェル
１２ 上蓋
１４ 閉鎖蓋ボルト
１４ ヘッドスプレーノズル
１８ 乾燥器アセンブリ
２０ 押さえ用アセンブリ
２２ 蒸気出口ノズル
２４ 水蒸気−水混合物
２６ ドレンチャネル
２７ 乾燥器支持リング
２８ 乾燥器支持ブラケット
３０ 押さえブラケット
３２ 吊上げ棒アイボルト
３４ 蒸気乾燥器吊上げ棒
３６ 安定化アセンブリ
３８、４０ 安定化力
２０２ 反動アーム
２０２Ａ 第１反動アーム
２０２Ｂ 第２反動アーム
２０３ アセンブリ取り付け穴
２０４ ピボット軸
２０６ 締結具
２０８ ばね
２１０ 連結締結具
２１２ 突出端
２１４ 下面
２１６ 頂面
２１８Ａ 自由な状態
２１８Ｂ 取り付けられた状態
２２０ 安定化空隙
４００ ＲＰＶ
４０２ 空隙
５０２ 下部
５０４ 下面
６０２ 除去部分
６０４ より大きな空隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の原子炉圧力容器１０内で乾燥器アセンブリ１８を安定させる装置であって、前記乾燥器アセンブリ１８にそれを前記原子炉圧力容器１０に対して安定化させる力３８を加えるように寸法設定され前記原子炉圧力容器１０内に配置されたばね３６を備える装置。
【請求項２】
前記ばね３６が、正常運転中、前記乾燥器アセンブリ１８に連続的な安定化予負荷を与えるように予負荷されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ばね３６が、前記原子炉圧力容器１０の上蓋１２に結合され、前記上蓋１２を前記原子炉圧力容器１０上に置いたとき、前記乾燥器アセンブリ１８に下向きの予負荷された力３８をもたらし、それを前記乾燥器アセンブリ１８の蒸気乾燥器支持ブラケット２８に押し付けるように予負荷されることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記ばね３６が、前記乾燥器アセンブリ１８と前記原子炉圧力容器１０の上蓋１２の間に配置され、前記乾燥器アセンブリ１８の上向きの垂直移動中のみ、乾燥器アセンブリ１８に下向きの力３８を加えるように構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記ばね３６が、前記原子炉圧力容器１０の上蓋１２の押さえブラケット３０と前記乾燥器アセンブリ１８の吊上げ棒３４の間に配置され、前記押さえブラケット３０から前記吊上げ棒３４にかけて下向きの安定化力３８をもたらし、前記装置がさらに、前記ばね３６が安定化空隙内へと上向きに屈曲できるように寸法設定された安定化空隙を備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記押さえブラケット３０に結合された第１部分および前記ばね３６に結合された第２部分を有する反動アームをさらに備え、前記反動アームが、押さえブラケット３０に対して下向きの安定化力３８をもたらすべく前記ばね３６を位置決めするように構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１】
原子炉の原子炉圧力容器１０内で乾燥器アセンブリ１８を安定させる装置であって、前記乾燥器アセンブリ１８にそれを前記原子炉圧力容器１０に対して安定化させる力３８を加えるように寸法設定され前記原子炉圧力容器１０内に配置されたばね３６を備える装置。
【請求項２】
前記ばね３６が、正常運転中、前記乾燥器アセンブリ１８に連続的な安定化予負荷を与えるように予負荷されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ばね３６が、前記原子炉圧力容器１０の上蓋１２に結合され、前記上蓋１２を前記原子炉圧力容器１０上に置いたとき、前記乾燥器アセンブリ１８に下向きの予負荷された力３８をもたらし、それを前記乾燥器アセンブリ１８の蒸気乾燥器支持ブラケット２８に押し付けるように予負荷されることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記ばね３６が、前記乾燥器アセンブリ１８と前記原子炉圧力容器１０の上蓋１２の間に配置され、前記乾燥器アセンブリ１８の上向きの垂直移動中のみ、乾燥器アセンブリ１８に下向きの力３８を加えるように構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記ばね３６が、前記原子炉圧力容器１０の上蓋１２の押さえブラケット３０と前記乾燥器アセンブリ１８の吊上げ棒３４の間に配置され、前記押さえブラケット３０から前記吊上げ棒３４にかけて下向きの安定化力３８をもたらし、前記装置がさらに、前記ばね３６が安定化空隙内へと上向きに屈曲できるように寸法設定された安定化空隙を備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記押さえブラケット３０に結合された第１部分および前記ばね３６に結合された第２部分を有する反動アームをさらに備え、前記反動アームが、押さえブラケット３０に対して下向きの安定化力３８をもたらすべく前記ばね３６を位置決めするように構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１８３２７３（Ｐ２００７−１８３２７３Ａ）
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００６−３５３５６０（Ｐ２００６−３５３５６０）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５３５６０（Ｐ２００６−３５３５６０）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
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