JP3576777B2

JP3576777B2 - Pressure vessel stand pipe support device

Info

Publication number: JP3576777B2
Application number: JP31543397A
Authority: JP
Inventors: 悦朗堂本; 陽一馬原; 洋治浦上; 正雄久保
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2017-11-17
Also published as: JPH11148994A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力容器スタンドパイプ支持装置に係り、特に熱膨張を拘束しないで吸収しつつ、地震等の水平力を支持するのに好適なサポート構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力容器１の上鏡２には、図１２および図１３に示すように、燃料交換および制御用棒駆動装置を収容するための多数のスタンドパイプ３が取付けられている。運転中における圧力容器１は熱膨張により、スタンドパイプ３に半径方向および軸方向の変位が生じることになる。この熱膨張による変位を拘束するとスタンドパイプ３には曲げ荷重が加わることになり、スタンドパイプ３にはこの曲げ荷重による応力が発生し、強度健全性上好ましくない。
【０００３】
なお、これらの図において、６は遮蔽コンクリート、７は貫通孔である。
【０００４】
従来の技術では、この熱膨張による変位を吸収（変位による曲げ荷重等が掛からない）する方法として、スタンドパイプ３に防振器（スナツバ）を取付ける構造や、図１４〜図１７に示すようなサポート構造が考えられている。
【０００５】
図１６、図１７においては、遮蔽コンクリート６上に固定した一対のキーサポート９，９Ａにそれぞれ図に示すように、キー溝Ｓ，ＳＡを設け、これに係合するような互いに上下方向を逆にしたくさび形ラジアルキー８，８Ａをスタンドパイプ３の外壁面に固定してスタンドパイプ３を支持している。そして、圧力容器１の熱膨張により、その半径方向および軸方向に生じる各スタンドパイプ３の変位（伸び）は、くさび形ラジアルキー８，８Ａがキー溝Ｓ，ＳＡに沿つて摺動することによつて吸収できる構造となつている。
【０００６】
さらに、各スタンドパイプ３の支持を安定するように、各スタンドパイプ３の遮蔽コンクリート６に対する支持部すなわち、くさび形ラジアルキー８，８Ａの取付部における圧力容器１の熱膨張による半径方向と軸方向との変位量の比が、これらくさび形ラジアルキー８，８Ａのくさび角（θで図１４に示す）、即ち上記キー溝Ｓ，ＳＡの溝角の正接となるよう設定されている。
【０００７】
従つて、圧力容器１が熱膨張してスタンドパイプ３の支持部が上向きに変位すると、キーサポート９，９Ａ内の両方のくさび形ラジアルキー８，８Ａはキー溝Ｓ，ＳＡ内を上方に沿つて摺動し、この上向き変位と同時に起こる半径方向変位量だけ半径方向に変位することになる。
【０００８】
また、図１６、図１７のものでは、各スタンドパイプ３に２つ割り型バンド１１，１１Ａを取付ボルト１０により取付け、これに各くさび形ラジアルキー８，８Ａを固定し、さらにスタンドパイプ３を巻いて固定したサポートリング１２上に両バンド１１，１１Ａを載置する構造となつている。
【０００９】
なお、図１４、図１５に示す構造も、バンド１１，１１Ａがないだけで上記と同様である。
【００１０】
上記した従来技術においては、運転中における圧力容器１の熱膨張による変位は吸収できる構造ではあるが、圧力容器１の運転時における過大な地震荷重が作用した場合、当該くさび形ラジアルキー８，８Ａにはモーメントが生じ、くさび形ラジアルキー８，８Ａ取付部のスタンドパイプ３には局部的に大きな応力が発生し、スタンドパイプ３の強度健全性上問題がある。
【００１１】
また、従来技術では図１４〜図１７に示すように、スタンドパイプ３を支持する構成部品が多数であり、製作は勿論のこと現地での取付け工数も大となり、経済的にも好ましくない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、スタンドパイプ支持構造物において、運転中の圧力容器に地震等の水平力が作用した場合、スタンドパイプの局部に過大な応力が発生すること、あるいは支持構造物の構成部品が多く、製作性、現地での取付け・作業性が悪いという難点があり、スタンドパイプの強度健全性および経済性の問題があつた。また、据付け誤差が生じた場合の支持構造物の取付けが困難となる可能性があつた。
【００１３】
本発明の目的は、スタンドパイプの支持構造物の現地での取付け作業を効率的に行い、かつ運転中における圧力容器の熱膨張を拘束しないで吸収しつつ、地震等の水平力を効果的に支持すること、および据付け誤差に対して調節可能にすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、格納室内に設置された圧力容器の上鏡に取付けられて上方に延びる多数のスタンドパイプの各上部を、当該格納室に固設した支持部材上に配設した多数の貫通孔のそれぞれに挿入して、当該スタンドパイプの水平位置の支持を行うようにした圧力容器スタンドパイプ支持装置において、前記貫通孔は前記支持部材に取り付けた第１の円筒形状傾斜付サポータで形成され、前記スタンドパイプに第２の円筒形状傾斜付サポータを設け、前記第１の円筒形状傾斜付サポータと第２の円筒形状傾斜付サポータのスライド面に、（圧力容器の半径方向の熱膨張量ΔＲ）／（圧力容器の軸方向の熱膨張量ΔＶ）の勾配を設けたことにより達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
前述のように支持構造方式として、円筒形状にすることにより、支持構造の構成部品が少なくなり、構造が簡素化され、スタンドパイプ３設置部のスペースが大となり、また、据付け誤差に対して調整可能とすることで、現地での据付け（取付け）作業性が向上する。
【００１６】
また、スタンドパイプ３の円周上に本発明の支持装置を取付けることにより、地震等の水平力が作用した場合、荷重伝達部が円筒形状であることから、荷重を分散して作用させることにより、スタンドパイプ３における局部的に過大な応力の発生が防止でき、スタンドパイプ３の強度健全性の向上が図れる。
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例に係る原子炉圧力容器格納室の縦断面図、図２は図１のＡ部の詳細であるスタンドパイプ支持装置の縦断面図、図３は同、平面図である。
【００１８】
図１において、１は据付け時の圧力容器、１Ａは運転時の圧力容器、２は上鏡、３は据付け時のスタンドパイプ、３Ａは運転時のスタンドパイプ、４，４Ａは円筒形状傾斜付サポート、５は支持部材である。
【００１９】
図２、図３において、本発明の要部をなすところは、円筒形状傾斜付サポート４Ａの外側にアダプタ１３とスペーサ１４を配置した部分である。つまり、スタンドパイプ３側に円筒形状傾斜付サポート４Ａを、支持部材５側にアダプタ１３、円筒形状傾斜付サポート４を取付ける。そして、円筒形状傾斜付サポート４には取付ボルト１０よりも大きい取付穴１７が設けられている。従つて、据付け誤差をこの取付穴１７とスペーサ１４により調整する。
【００２０】
つまり、円筒形状傾斜付サポート４には取付ボルト１０よりも大きい取付穴１７が穿設されているので、取付け位置を左、右にずらせることによつて、円筒形状傾斜付サポート４Ａ，４間の傾斜を調整することができる。
【００２１】
次に、圧力容器１の運転中における熱膨張に対するこれらの作用を述べる。圧力容器１の運転中における、図１に示す半径方向の熱膨張量ΔＲと軸方向の熱膨張量ΔＶとの関係は、説明のため温度が全体均一の場合を例示すると、次のようになる。
【００２２】

ここで、Ｔ；圧力容器１の運転中の温度、Ｔ_０；圧力容器１の据付け時（停止時）の温度、α；温度Ｔ_０から温度Ｔまでの圧力容器１の平均熱膨張係数、Ｒ；スタンドパイプ３の半径方向取付け位置（半径方向の熱膨張伸び基準長さ）、Ｖ；スタンドパイプ３の軸方向の長さ（軸方向の熱膨張伸び基準長さ）。
【００２３】
従つて図１に示すように、円筒形状傾斜付サポート４Ａ、円筒形状傾斜付サポート４のスライド面にΔＲ／ΔＶの勾配を設けておけば、据付け時から運転中を通して、常にスタンドパイプ３の熱膨張を拘束しないでスライド支持されることになる。
【００２４】
なお、温度が部分（場所）によつて異なる場合でも、予め半径方向の熱膨張量ΔＲと上下方向の熱膨張量ΔＶとの関係を求めておけば、同様にしてΔＲ／ΔＶの勾配を定めることができる。
【００２５】
次に、本発明となる支持装置の詳細を再び図２およず図３において説明する。本図に示す通り、従来の構造と比較して非常に簡素化されており、製作性、現地での据付け性において非常にメリツトがあり、圧力容器１の熱膨張を拘束しないで吸収しつつ、地震等の水平力を効果的に支持でき、据付け誤差の調整もできる。
【００２６】
図２および図３は、任意の位置のスタンドパイプ３についての支持装置の詳細を示すものであるが、その他の多数のスタンドパイプ３についても支持部材５に円筒形状傾斜付サポート４とアダプタ１３を設けることにより、同様な効果を得ることができる。
【００２７】
本発明になる他の実施例を図４および図５に示す。本実施例は、図２および図３において、アダプタ１３とスペーサ１４を取付けることによつて据付け誤差を調整するのに対して、内周が外周に対して偏心させた偏心アダプタ１５、偏心スペーサ１６を二重に取付け、偏心アダプタ１５、偏心スペーサ１６を支持部材５上で自在に回転させて据付け誤差を調整できるようにしたもので、部品数が少なくなり、現地での取付け作業が容易となる特徴がある。
【００２８】
図６および図７、図８および図９、図１０および図１１はそれぞれ異なる本発明の変形例を示すものであり、これらの実施例においても上記と同様に、円筒形状傾斜付サポート４，４Ａをスタンドパイプ支持構造に組み込むことで、従来技術の問題点である、強度健全性、作業性、経済性上の問題を解決している。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スタンドパイプの支持構造物の現地での取付け作業を効率的に行い、かつ運転中における圧力容器の熱膨張を拘束しないで吸収しつつ、地震等の水平力を効果的に支持すること、および据付け誤差に対して調節可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される原子炉圧力容器格納室の縦断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るスタンドパイプ支持装置の縦断面図である。
【図３】本発明の実施例に係るスタンドパイプ支持装置の平面図である。
【図４】本発明の他の実施例に係るスタンドパイプ支持装置の縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施例に係るスタンドパイプ支持装置の平面図である。
【図６】本発明の変形例に係るスタンドパイプ支持装置の縦断面図である。
【図７】本発明の変形例に係るスタンドパイプ支持装置の平面図である。
【図８】本発明の他の変形例に係るスタンドパイプ支持装置の縦断面図である。
【図９】本発明の他の変形例に係るスタンドパイプ支持装置の平面図である。
【図１０】本発明のさらに他の変形例に係るスタンドパイプ支持装置の縦断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の変形例に係るスタンドパイプ支持装置の平面図である。
【図１２】従来例に係る原子炉圧力容器格納室の縦断面図である。
【図１３】従来例に係る原子炉圧力容器格納室の平面図である。
【図１４】従来例に係るスタンドパイプ支持装置の縦断面図である。
【図１５】従来例に係るスタンドパイプ支持装置の平面図である。
【図１６】他の従来例に係るスタンドパイプ支持装置の縦断面図である。
【図１７】他の従来例に係るスタンドパイプ支持装置の平面図である。
【符号の説明】
１圧力容器
２上鏡
３スタンドパイプ
４円筒形状傾斜付サポート
５支持部材
１５偏心アダプタ
１６偏心スペーサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure vessel stand pipe support device, and more particularly to a support structure suitable for supporting a horizontal force such as an earthquake while absorbing thermal expansion without restraint.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIGS. 12 and 13, a number of stand pipes 3 for accommodating a refueling and control rod driving device are attached to the upper mirror 2 of the pressure vessel 1. During operation, the pressure vessel 1 undergoes radial expansion and axial displacement of the stand pipe 3 due to thermal expansion. When the displacement due to the thermal expansion is restricted, a bending load is applied to the stand pipe 3, and a stress is generated in the stand pipe 3 due to the bending load, which is not preferable in terms of strength and soundness.
[0003]
In these figures, 6 is a shielding concrete, and 7 is a through hole.
[0004]
In the prior art, as a method of absorbing the displacement due to the thermal expansion (a bending load or the like due to the displacement is not applied), a structure in which a vibration isolator (snubber) is attached to the stand pipe 3 or a method shown in FIGS. Support structure is considered.
[0005]
In FIGS. 16 and 17, a pair of key supports 9 and 9A fixed on the shielding concrete 6 are provided with key grooves S and SA, respectively, as shown in FIG. The wedge-shaped

radial keys

8, 8A are fixed to the outer wall surface of the stand pipe 3 to support the stand pipe 3. The displacement (elongation) of each standpipe 3 generated in the radial direction and the axial direction due to the thermal expansion of the pressure vessel 1 is caused by the wedge-shaped

radial keys

8, 8A sliding along the key grooves S, SA. It has a structure that can be absorbed.
[0006]
Furthermore, in order to stabilize the support of each standpipe 3, the radial direction and the axial direction due to the thermal expansion of the pressure vessel 1 at the support portion of the standpipe 3 to the shielding concrete 6, that is, the mounting portion of the wedge-shaped

radial keys

8, 8A. Is set so that the wedge angles of these wedge-shaped

radial keys

8 and 8A (shown by θ in FIG. 14), that is, the tangents of the groove angles of the key grooves S and SA.
[0007]
Therefore, when the support portion of the stand pipe 3 is displaced upward due to the thermal expansion of the pressure vessel 1, both wedge-shaped

radial keys

8, 8A in the key supports 9, 9A move upward along the key grooves S, SA. , And is displaced in the radial direction by the amount of radial displacement that occurs simultaneously with the upward displacement.
[0008]
In FIGS. 16 and 17,

split bands

11 and 11A are attached to each stand pipe 3 with mounting bolts 10, wedge-shaped

radial keys

8, 8A are fixed thereto, and the stand pipe 3 is further attached. The structure is such that both

bands

11, 11A are placed on a support ring 12 which is wound and fixed.
[0009]
The structure shown in FIGS. 14 and 15 is the same as above except that the

bands

11 and 11A are not provided.
[0010]
In the above-described prior art, the displacement due to the thermal expansion of the pressure vessel 1 during operation can be absorbed, but when an excessive seismic load acts during operation of the pressure vessel 1, the wedge-shaped

radial keys

8, 8A are applied. , A large stress is locally generated in the stand pipe 3 where the wedge-shaped

radial keys

8, 8A are attached, and there is a problem in the strength soundness of the stand pipe 3.
[0011]
Further, in the prior art, as shown in FIGS. 14 to 17, there are a large number of components for supporting the stand pipe 3, so that not only the production but also the number of installation steps on site are large, which is not economically preferable.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above prior art, in a standpipe support structure, when a horizontal force such as an earthquake acts on a pressure vessel during operation, an excessive stress is generated in a local portion of the standpipe, or many components of the support structure are used. However, there is a problem that the productivity and the installation and workability in the field are poor, and there is a problem of strength soundness of the standpipe and economy. In addition, there is a possibility that it is difficult to mount the support structure when an installation error occurs.
[0013]
It is an object of the present invention to efficiently perform on-site installation work of a support structure for a standpipe, and to effectively absorb horizontal expansion such as an earthquake while absorbing thermal expansion of a pressure vessel during operation without restraint. To support and to be adjustable for installation errors.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by providing the upper part of a number of stand pipes attached to the upper mirror of a pressure vessel installed in a containment chamber and extending upward to a plurality of through-holes provided on a support member fixed to the containment chamber. In the pressure vessel stand pipe support device inserted into each and adapted to support the horizontal position of the stand pipe, the through hole is formed by a first cylindrical inclined supporter attached to the support member, A standpipe is provided with a second cylindrical-shaped inclined supporter, and the slide surfaces of the first cylindrical-shaped inclined supporter and the second cylindrical-shaped inclined supporter are (thermal expansion amount ΔR in the radial direction of the pressure vessel) / This is achieved by providing a gradient of (the amount of thermal expansion ΔV in the axial direction of the pressure vessel) .
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As described above, the cylindrical structure of the support structure reduces the number of components of the support structure, simplifies the structure, increases the space for the stand pipe 3 installation part, and adjusts for installation errors. By making it possible, on-site installation (installation) workability is improved.
[0016]
Also, by mounting the support device of the present invention on the circumference of the stand pipe 3, when a horizontal force such as an earthquake is applied, the load is distributed and applied since the load transmitting portion is cylindrical in shape. In addition, the occurrence of locally excessive stress in the stand pipe 3 can be prevented, and the strength and soundness of the stand pipe 3 can be improved.
[0017]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view of a containment chamber of a reactor pressure vessel according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vertical sectional view of a stand pipe support device which is a detail of a portion A in FIG. 1, and FIG. is there.
[0018]
In FIG. 1, 1 is a pressure vessel at the time of installation, 1A is a pressure vessel at the time of operation, 2 is an upper mirror, 3 is a standpipe at the time of installation, 3A is a standpipe at the time of operation, and 4 and 4A are cylindrical inclined supports. 5 and 5 are support members.
[0019]
2 and 3, a main part of the present invention is a portion where the adapter 13 and the spacer 14 are arranged outside the cylindrical inclined support 4A. That is, the cylindrical inclined support 4A is mounted on the stand pipe 3 side, and the adapter 13 and the cylindrical inclined support 4 are mounted on the support member 5 side. The cylindrical inclined support 4 is provided with a mounting hole 17 larger than the mounting bolt 10. Therefore, the installation error is adjusted by the mounting hole 17 and the spacer 14.
[0020]
That is, since the mounting hole 17 larger than the mounting bolt 10 is formed in the cylindrical-shaped inclined support 4, the mounting position is shifted to the left or right, so that the cylindrical-shaped

inclined support

4 A, 4 is moved. Can be adjusted.
[0021]
Next, these effects on thermal expansion during operation of the pressure vessel 1 will be described. The relationship between the radial thermal expansion ΔR and the axial thermal expansion ΔV shown in FIG. 1 during the operation of the pressure vessel 1 is as follows, for example, when the temperature is entirely uniform for the sake of explanation. .
[0022]

Here, T: temperature during operation of the pressure vessel 1, T ₀ : temperature at the time of installation (at the time of shutdown) of the pressure vessel 1, α: average thermal expansion coefficient of the pressure vessel 1 from the temperature T ₀ to the temperature T, R A mounting position in the radial direction of the stand pipe 3 (standard length of thermal expansion and expansion in the radial direction), V; a length of the stand pipe 3 in the axial direction (standard length of thermal expansion and expansion in the axial direction).
[0023]
Therefore, as shown in FIG. 1, if a slope of ΔR / ΔV is provided on the slide surface of the cylindrical inclined support 4 A and the cylindrical inclined support 4, the heat of the stand pipe 3 is always maintained throughout the operation from the time of installation. The slide is supported without restricting the expansion.
[0024]
Even when the temperature differs depending on the portion (location), if the relationship between the radial thermal expansion ΔR and the vertical thermal expansion ΔV is determined in advance, the gradient of ΔR / ΔV is similarly determined. be able to.
[0025]
Next, details of the supporting device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3 again. As shown in this figure, the structure is greatly simplified as compared with the conventional structure, and has great advantages in terms of manufacturability and on-site installation, while absorbing the thermal expansion of the pressure vessel 1 without restraining it. It can effectively support horizontal forces such as earthquakes and can adjust installation errors.
[0026]
FIGS. 2 and 3 show details of the support device for the stand pipe 3 at an arbitrary position. The support member 5 is also provided with a cylindrical inclined support 4 and an adapter 13 for many other stand pipes 3. By providing the same, a similar effect can be obtained.
[0027]
Another embodiment according to the present invention is shown in FIGS. In this embodiment, the installation error is adjusted by attaching the adapter 13 and the spacer 14 in FIGS. 2 and 3, whereas the eccentric adapter 15 and the eccentric spacer 16 whose inner circumference is eccentric with respect to the outer circumference are used. Are mounted on the support member 5, and the installation error can be adjusted by freely rotating the eccentric adapter 15 and the eccentric spacer 16 on the support member 5. This reduces the number of parts and facilitates on-site installation work. There are features.
[0028]
FIGS. 6 and 7, FIGS. 8 and 9, FIGS. 10 and 11 show different modifications of the present invention. In these embodiments, similarly to the above,

cylindrical supports

4 and 4A are provided. Incorporating this into the standpipe support structure solves the problems of the prior art, namely, the problems of strength soundness, workability, and economy.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the work of mounting the support structure of the stand pipe on site is efficiently performed, and the thermal expansion of the pressure vessel during operation is absorbed without restraint, and the occurrence of the earthquake or the like is prevented. The horizontal force can be effectively supported and adjustable for installation errors.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a reactor pressure vessel storage chamber to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the stand pipe support device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of the stand pipe support device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a stand pipe support device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a standpipe support device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a stand pipe support device according to a modification of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of a stand pipe support device according to a modification of the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a stand pipe support device according to another modification of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of a stand pipe support device according to another modification of the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a stand pipe support device according to still another modified example of the present invention.
FIG. 11 is a plan view of a stand pipe support device according to still another modification of the present invention.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a conventional reactor pressure vessel storage chamber.
FIG. 13 is a plan view of a conventional reactor pressure vessel storage chamber.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a stand pipe support device according to a conventional example.
FIG. 15 is a plan view of a stand pipe support device according to a conventional example.
FIG. 16 is a longitudinal sectional view of a stand pipe support device according to another conventional example.
FIG. 17 is a plan view of a stand pipe support device according to another conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure vessel 2 Top mirror 3 Stand pipe 4 Cylindrical inclined support 5 Support member 15 Eccentric adapter 16 Eccentric spacer

Claims

Insert each upper part of the many stand pipes attached to the upper mirror of the pressure vessel installed in the storage room and extending upward into each of the many through holes arranged on the support member fixed to the storage room. Therefore, in a pressure vessel stand pipe support device that supports the horizontal position of the stand pipe,
The through-hole is formed by a first cylindrical inclined supporter attached to the support member, a second cylindrical inclined supporter is provided in the stand pipe, and the first cylindrical inclined supporter and the second cylindrical inclined supporter are provided. On the slide surface of the cylindrical inclined supporter,
A pressure vessel stand pipe support device, wherein a gradient of (thermal expansion amount ΔR in the radial direction of the pressure vessel) / (thermal expansion amount ΔV in the axial direction of the pressure vessel) is provided .