堆芯吊籃的制造方法以及堆芯吊籃的制作方法
【專利摘要】實(shí)施方式的堆芯吊籃的制造方法具備：將短環(huán)的一端部焊接接合于下部爐心支承板的工序；以及對(duì)焊接接合了短環(huán)的下部爐心支承板進(jìn)行機(jī)械加工的工序，在該工序中，形成載置燃料集合體的載置面及供用于定位燃料集合體的定位銷插入的銷孔。在對(duì)下部爐心支承板進(jìn)行機(jī)械加工的工序之后，對(duì)包含載置于載置面上的燃料集合體的爐心進(jìn)行覆蓋的主體筒被焊接接合于短環(huán)的另一端部。
【專利說(shuō)明】
堆芯吊籃的制造方法以及堆芯吊籃
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及堆芯吊籃(corebarrel)的制造方法以及堆芯吊籃。
【背景技術(shù)】
[0002]在壓水型核反應(yīng)堆的壓力容器內(nèi)，設(shè)置有對(duì)包含燃料集合體的爐心進(jìn)行保持的堆芯吊籃(也稱為爐心槽)。該堆芯吊籃具有對(duì)燃料集合體的重量予以支撐的功能和進(jìn)行燃料集合體的定位的功能。
[0003]在以往的壓水型核反應(yīng)堆中，燃料集合體被載置于下部爐心板上，在下部爐心板的下方設(shè)置有下部爐心支承板，下部爐心板通過(guò)下部爐心支承柱安裝于下部爐心支承板。通過(guò)這樣的構(gòu)成，燃料集合體通過(guò)構(gòu)成堆芯吊籃的下部爐心支承板來(lái)支承。
[0004]上述的下部爐心支承柱通過(guò)螺栓等緊固連結(jié)于下部爐心板以及下部爐心支承板。由于該情況，因螺栓斷裂可能對(duì)燃料集合體帶來(lái)?yè)p傷。因此，考慮為了使下部爐心支承板具有下部爐心板的功能，而使下部爐心支承板和下部爐心板一體化，并使燃料集合體載置于下部爐心支承板的構(gòu)造。
[0005]將適應(yīng)這種構(gòu)造的堆芯吊籃的一個(gè)例子示于圖5。圖5所示的堆芯吊籃50具備:安裝于核反應(yīng)堆壓力容器的法蘭部51、從法蘭部51向下方延伸的上部筒52、設(shè)置于上部筒52的噴嘴部53、從上部筒52向下方延伸的中部筒54、從中部筒54向下方延伸的下部筒55、及與下部筒55的下端部接合的上述的下部爐心支承板56。其中，下部爐心支承板56具有載置燃料集合體的載置面57。上部筒52、中部筒54以及下部筒55如圖6所示，是通過(guò)將板狀的部件彎成圓筒狀并進(jìn)行焊接接合而制作的，在上部筒52、中部筒54以及下部筒55上分別形成有上部筒縱焊接線58、中部筒縱焊接線59以及下部筒縱焊接線60。此外，如圖5所示，在法蘭部51與上部筒52之間形成有法蘭部圓周焊接線61，在上部筒52與中部筒54之間形成有上部筒圓周焊接線62，在中部筒54與下部筒55之間形成有中部筒圓周焊接線63，并且在下部筒55與下部爐心支承板56之間形成有下部爐心支承板圓周焊接線64。
[0006]這樣，堆芯吊籃成為焊接制罐構(gòu)造物。然而，考慮到在焊接線與燃料集合體對(duì)置時(shí)由于從燃料集合體照射的放射線而產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂、熱脆化、照射脆化的情況。因此，就燃料集合體經(jīng)由下部爐心板以及下部爐心支承柱通過(guò)下部爐心支承板來(lái)支承的方式而言，已知有為了減少與燃料集合體對(duì)置的焊接線而通過(guò)鍛造制作的堆芯吊籃。
[0007]另外，在要制作圖5所示的堆芯吊籃的情況下，首先，對(duì)下部爐心支承板56進(jìn)行機(jī)械加工，形成載置面57、供用于決定燃料集合體的位置的定位銷插入的銷孔(未圖示)。接下來(lái)，下部筒55被焊接接合于下部爐心支承板56。然后，法蘭部51、上部筒52以及中部筒54被焊接接合于下部筒55。
[0008]通常，要求爐心的各燃料集合體的保持位置有較高的精度。因此，希望下部爐心支承板56的載置面57的平面度、銷孔的位置或者形狀精度較高。
[0009]然而，下部爐心支承板圓周焊接線64形成在與下部爐心支承板56的載置面57接近的位置。因此，受到形成該下部爐心支承板圓周焊接線64時(shí)的焊接的影響，可能產(chǎn)生已通過(guò)機(jī)械加工形成的載置面57的平面度、銷孔的精度無(wú)法滿足要求值的情況。在此情況下，各燃料集合體的位置的精度確保可能是困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]實(shí)施方式的堆芯吊籃的制造方法，是對(duì)設(shè)置于壓水型核反應(yīng)堆的核反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)并保持包含燃料集合體的爐心的堆芯吊籃的制造方法。該堆芯吊籃的制造方法具備:將短環(huán)(short ring)的一端部焊接接合于下部爐心支承板的工序；以及對(duì)焊接接合了上述短環(huán)的上述下部爐心支承板進(jìn)行機(jī)械加工的工序，在該工序中，形成載置上述燃料集合體的載置面和供用于對(duì)上述燃料集合體進(jìn)行定位的定位銷插入的銷孔。在對(duì)下部爐心支承板進(jìn)行機(jī)械加工的工序之后，對(duì)包含載置于載置面上的燃料集合體的爐心進(jìn)行覆蓋的主體筒被焊接接合于短環(huán)的另一端部。
[0011]此外，實(shí)施方式的堆芯吊籃，設(shè)置于壓水型核反應(yīng)堆的壓力容器內(nèi)，對(duì)包含燃料集合體的爐心進(jìn)行保持。該堆芯吊籃具備:下部爐心支承板，具有載置燃料集合體的載置面和供用于定位上述燃料集合體的定位銷插入的銷孔;主體筒，對(duì)包含載置于下部爐心支承板的載置面上的燃料集合體的爐心進(jìn)行覆蓋；以及短環(huán)，一端部焊接接合于下部爐心支承板，另一端部焊接接合于主體筒。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是表示實(shí)施方式中的壓水型核反應(yīng)堆的概略構(gòu)成的一個(gè)例子的縱剖視圖。
[0013]圖2是將對(duì)圖1的壓水型核反應(yīng)堆中的堆芯吊籃進(jìn)行表示的右半部分省略的縱剖視圖。
[0014]圖3是表示在圖1的壓水型核反應(yīng)堆中將燃料集合體保持于下部爐心支承板的構(gòu)成的主要部分切口剖視圖。
[0015]圖4是用于說(shuō)明圖2的堆芯吊籃的制造方法的流程圖。
[0016]圖5是將表示一般的堆芯吊籃的右半部分省略的縱剖視圖。
[0017]圖6是表示圖5的各筒的焊接線的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施方式的堆芯吊籃的制造方法，是設(shè)置于壓水型核反應(yīng)堆的核反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)并保持包含燃料集合體的爐心的堆芯吊籃的制造方法。該堆芯吊籃的制造方法具備:將短環(huán)的一端部焊接接合于下部爐心支承板的工序；以及對(duì)焊接接合了上述短環(huán)的上述下部爐心支承板進(jìn)行機(jī)械加工的工序，在該工序中，形成載置上述燃料集合體的載置面和供用于對(duì)上述燃料集合體進(jìn)行定位的定位銷插入的銷孔。在對(duì)下部爐心支承板進(jìn)行機(jī)械加工的工序之后，對(duì)包含載置于載置面上的燃料集合體的爐心進(jìn)行覆蓋的主體筒被焊接接合于短環(huán)的另一端部。
[0019]此外，實(shí)施方式的堆芯吊籃，設(shè)置于壓水型核反應(yīng)堆的壓力容器內(nèi)，對(duì)包含燃料集合體的爐心進(jìn)行保持。該堆芯吊籃具備:下部爐心支承板，具有載置燃料集合體的載置面和供用于定位上述燃料集合體的定位銷插入的銷孔;主體筒，對(duì)包含載置于下部爐心支承板的載置面上的燃料集合體的爐心進(jìn)行覆蓋；以及短環(huán)，一端部焊接接合于下部爐心支承板，另一端部焊接接合于主體筒。
[0020]以下，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式中的堆芯吊籃以及堆芯吊籃的制造方法。
[0021]首先，使用圖1，說(shuō)明壓水型核反應(yīng)堆的概略構(gòu)成。
[0022]如圖1所示，壓水型核反應(yīng)堆I具備:具有沿鉛垂方向(圖1中的上下方向)延伸的中心軸線的圓筒狀的核反應(yīng)堆壓力容器2、設(shè)置于核反應(yīng)堆壓力容器2的冷卻材料入口噴嘴3以及冷卻材料出口噴嘴4、以及設(shè)置于核反應(yīng)堆壓力容器2內(nèi)的堆芯吊籃20。其中，在堆芯吊籃20的上部，設(shè)置有后述的噴嘴部34，該噴嘴部34與冷卻材料出口噴嘴4連通，避免與從冷卻材料入口噴嘴3流入的冷卻材料的混合。
[0023]堆芯吊籃20收納并保持包含燃料集合體5a的爐心5。堆芯吊籃20具有后述的下部爐心支承板21，在該下部爐心支承板21上載置有爐心5的燃料集合體5a。
[0024]冷卻材料從核反應(yīng)堆壓力容器2的外部的配管(未圖示)通過(guò)冷卻材料入口噴嘴3向核反應(yīng)堆壓力容器2的內(nèi)部流入。流入的冷卻材料在形成于核反應(yīng)堆壓力容器2的側(cè)壁與堆芯吊籃20之間的下導(dǎo)管部6中向下方向流動(dòng)，并通過(guò)在核反應(yīng)堆壓力容器2的下部設(shè)置的流裙部7將流動(dòng)的方向改變?yōu)樯戏较颉２⑶?，冷卻材料在下部爐心支承板21的連通孔24(參照?qǐng)D3)通過(guò)后流入爐心5。流入到爐心5的冷卻材料通過(guò)將燃料冷卻而溫度上升后從爐心5流出，并在噴嘴部34以及冷卻材料出口噴嘴4通過(guò)后向核反應(yīng)堆壓力容器2的外部的配管(未圖示)流出。
[0025]在核反應(yīng)堆壓力容器2的上部設(shè)置有控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8，為了進(jìn)行核反應(yīng)堆輸出的控制、緊急時(shí)的核反應(yīng)堆中的反應(yīng)的停止，構(gòu)成為控制棒能夠插入到爐心5內(nèi)。此外，在核反應(yīng)堆壓力容器2的上部，設(shè)置有上部爐心支承板9，構(gòu)成為從上方支承爐心5。
[0026]接下來(lái)，使用圖2對(duì)本實(shí)施方式中的堆芯吊籃20進(jìn)行說(shuō)明。
[0027]如圖2所示，堆芯吊籃20具有載置燃料集合體5a的下部爐心支承板21、以及將包含載置于下部爐心支承板21的燃料集合體5a的爐心5覆蓋的主體筒30。其中，下部爐心支承板21由板狀的部件來(lái)制作，主體筒30(后述的各筒)通過(guò)將圓筒狀的部件例如將板狀的部件彎成圓筒狀后焊接接合而制作。
[0028]下部爐心支承板21如圖2以及圖3所示，具有載置燃料集合體5a的載置面22、供用于決定燃料集合體5a的位置的定位銷10插入的銷孔23、及冷卻材料通過(guò)的連通孔24。這些載置面22、銷孔23以及連通孔24是在對(duì)下部爐心支承板21進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)形成的。此外，在載置面22的半徑方向外側(cè)，設(shè)置有將后述短環(huán)37的下端部焊接接合的接合部25。
[0029]主體筒30具有安裝于核反應(yīng)堆壓力容器2的法蘭部31、從法蘭部31向下方延伸的上部筒32及從上部筒32向下方延伸的下部筒33。其中，在上部筒32上設(shè)置有上述的噴嘴部34。法蘭部31、上部筒32及下部筒33互相焊接接合，在法蘭部31與上部筒32之間形成有法蘭部圓周焊接線35，在上部筒32與下部筒33之間形成有上部筒圓周焊接線36。
[0030]下部爐心支承板21與下部筒33經(jīng)由短環(huán)37而接合。更具體地說(shuō)，短環(huán)37的一端部(下端部)與下部爐心支承板21的接合部25焊接接合，另一端部(上端部)與下部筒33焊接接合。在下部爐心支承板21與短環(huán)37之間形成有下部爐心支承板圓周焊接線38，在短環(huán)37與下部筒33之間形成有下部筒圓周焊接線39。
[0031]本實(shí)施方式的短環(huán)37，與下部筒33相比軸向長(zhǎng)度(圖2的上下方向長(zhǎng)度)短且形成為環(huán)狀，且作為表示出如下環(huán)的部件而使用，該環(huán)為，具有在將短環(huán)37焊接接合于下部爐心支承板21后能夠?qū)ο虏繝t心支承板21進(jìn)行機(jī)械加工的程度的軸向長(zhǎng)度的環(huán)。更具體地說(shuō)，短環(huán)37只要具有在將短環(huán)37焊接接合于下部爐心支承板21后、加工器的工具能夠從短環(huán)37的上端部的開(kāi)口 40到達(dá)下部爐心支承板21并能夠以所期望的精度對(duì)下部爐心支承板21進(jìn)行加工的軸向長(zhǎng)度即可。這種短環(huán)37的軸向長(zhǎng)度優(yōu)選是例如300mm左右。通過(guò)這樣，能夠使用一般的加工器，將工具從短環(huán)37的上端部的開(kāi)口 40伸到下部爐心支承板21并高精度地進(jìn)行機(jī)械加工。此外，通過(guò)將短環(huán)37的軸向長(zhǎng)度設(shè)為300mm左右，能夠使下部筒圓周焊接線39從下部爐心支承板21離開(kāi)，能夠抑制下部爐心支承板21在短環(huán)37與下部筒33的焊接接合、下部筒圓周焊接線39的熱處理時(shí)變形。
[0032]接下來(lái)，對(duì)由這種結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本實(shí)施方式的作用進(jìn)行說(shuō)明。在此，對(duì)堆芯吊籃20的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0033]首先，短環(huán)37的下端部被焊接接合于下部爐心支承板21的接合部25(步驟SI)。在此情況下，在短環(huán)37的下端部和下部爐心支承板21的接合部25形成有坡口(未圖示)，短環(huán)37的下端部與下部爐心支承板21的接合部25對(duì)接并焊接接合。由此，形成下部爐心支承板圓周焊接線38。
[0034]接下來(lái)，對(duì)所形成的下部爐心支承板圓周焊接線38進(jìn)行尺寸穩(wěn)定化熱處理(步驟S2)。通過(guò)這樣，下部爐心支承板圓周焊接線38的殘留應(yīng)力被釋放。另外，尺寸穩(wěn)定化熱處理能夠通過(guò)作為焊接后的熱處理而進(jìn)行的一般的方法來(lái)進(jìn)行。
[0035]接下來(lái)，下部爐心支承板21被機(jī)械加工，形成載置面22、銷孔23以及連通孔24(步驟S3)。在此，下部爐心支承板21以及短環(huán)37被全面地機(jī)械加工，載置面22、銷孔23以及連通孔24以所期望的精度形成為最終形狀。通過(guò)上述的步驟S2的尺寸穩(wěn)定化熱處理，下部爐心支承板圓周焊接線38的殘留應(yīng)力已被釋放，因此在步驟S3中由機(jī)械加工產(chǎn)生的應(yīng)力釋放得以抑制。通過(guò)這樣，能夠提高機(jī)械加工的精度。另外，機(jī)械加工為，使用具有從短環(huán)37的上端部的開(kāi)口 40到達(dá)下部爐心支承板21的工具的加工器進(jìn)行機(jī)械加工。此外，最終形狀是指，下部爐心支承板21以及短環(huán)37是與堆芯吊籃20完成時(shí)的形狀相同的形狀的狀態(tài)。
[0036]接下來(lái)，覆蓋爐心5的主體筒30的下部筒33被焊接接合于短環(huán)37的上端部(步驟S4)。更具體地說(shuō)，在下部筒33的下端部和短環(huán)37的上端部形成坡口(未圖示)，下部筒33的下端部和短環(huán)37的上端部對(duì)接并被焊接接合。由此，形成下部筒圓周焊接線39。此時(shí)，下部筒圓周焊接線39形成于從下部爐心支承板21離開(kāi)的位置，因此能夠抑制下部爐心支承板21由于下部筒33和短環(huán)37的焊接接合而變形。
[0037]然后，對(duì)所形成的下部筒圓周焊接線39進(jìn)行尺寸穩(wěn)定化熱處理(步驟S5)。通過(guò)這樣，下部筒圓周焊接線39的殘留應(yīng)力得以釋放。此時(shí)，下部爐心支承板圓周焊接線38在上述的步驟S2中釋放了殘留應(yīng)力，因此能夠抑制下部爐心支承板21在步驟S5的熱處理時(shí)變形。此外，如上所述，下部筒圓周焊接線39形成于從下部爐心支承板21離開(kāi)的位置，因此能夠抑制下部爐心支承板21由于下部筒圓周焊接線39的尺寸穩(wěn)定化熱處理而變形。
[0038]另外，法蘭部31與上部筒32被焊接接合的工序及上部筒32與下部筒33被焊接接合的工序也可以在步驟S5時(shí)進(jìn)行，或者在步驟S5之前或之后進(jìn)行。在任一情況下，所形成的法蘭部圓周焊接線35、上部筒圓周焊接線36被進(jìn)行與上述的步驟S2、S5同樣的尺寸穩(wěn)定化熱處理是優(yōu)選的。
[0039]這樣，通過(guò)本實(shí)施方式，焊接接合了短環(huán)37下端部的下部爐心支承板21被機(jī)械加工，由此在下部爐心支承板21上形成載置燃料集合體5a的載置面22、供用于定位燃料集合體5a的定位銷10插入的銷孔23，然后，將主體筒30的下部筒33與短環(huán)37的上端部焊接接合。通過(guò)這樣，能夠使通過(guò)機(jī)械加工形成載置面22和銷孔23后形成的下部筒圓周焊接線39從下部爐心支承板21離開(kāi)。因此，能夠抑制下部爐心支承板21由于對(duì)下部爐心支承板21進(jìn)行機(jī)械加工后的焊接而變形。其結(jié)果是，能夠提高載置燃料集合體5a的下部爐心支承板21的形狀精度，能夠提高燃料集合體5a的位置精度。
[0040]此外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)將作為下部爐心支承板21的板狀的部件與如短環(huán)37、主體筒30那樣的圓筒狀的部件焊接接合，能夠得到堆芯吊籃20。通過(guò)這樣，與通過(guò)鍛造等制作堆芯吊籃20的情況相比，能夠廉價(jià)地制作。
[0041]并且，根據(jù)本實(shí)施方式，在對(duì)形成于短環(huán)37與下部爐心支承板21之間的下部爐心支承板圓周焊接線38進(jìn)行了熱處理后對(duì)下部爐心支承板21進(jìn)行機(jī)械加工。通過(guò)這樣，在下部爐心支承板21的機(jī)械加工之前，能夠釋放下部爐心支承板圓周焊接線38的殘留應(yīng)力。因此，防止在對(duì)下部爐心支承板21進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)進(jìn)行應(yīng)力釋放，能夠提高機(jī)械加工的精度。
[0042]通過(guò)以上所述的實(shí)施方式，能夠提高載置燃料集合體的下部爐心支承板的形狀精度，能夠提高燃料集合體的位置精度。
[0043]對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但該實(shí)施方式是作為例子提示的，意圖不在于限定發(fā)明的范圍。該新的實(shí)施方式能夠以其他各種各樣的方式實(shí)施，在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行種種省略、置換及變更。這些實(shí)施方式及其變形，包含于發(fā)明的范圍及宗旨，并且包含于權(quán)利要求書(shū)記載的發(fā)明及其等同的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種堆芯吊籃的制造方法，該堆芯吊籃設(shè)置于壓水型核反應(yīng)堆的核反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)，并對(duì)包含燃料集合體的爐心進(jìn)行保持，所述堆芯吊籃的制造方法的特征在于，具備: 將短環(huán)的一端部焊接接合于下部爐心支承板的工序； 對(duì)焊接接合了上述短環(huán)的上述下部爐心支承板進(jìn)行機(jī)械加工的工序，在該工序中，形成載置上述燃料集合體的載置面及供用于定位上述燃料集合體的定位銷插入的銷孔;以及 在對(duì)上述下部爐心支承板進(jìn)行機(jī)械加工的工序之后，使對(duì)包含載置于上述載置面上的上述燃料集合體的上述爐心進(jìn)行覆蓋的主體筒與上述短環(huán)的另一端部焊接接合的工序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆芯吊籃的制造方法，其特征在于， 在對(duì)上述下部爐心支承板進(jìn)行機(jī)械加工的工序之前，對(duì)形成于上述短環(huán)與上述下部爐心支承板之間的焊接線進(jìn)行熱處理。3.—種堆芯吊籃，設(shè)置于壓水型核反應(yīng)堆的壓力容器內(nèi)，對(duì)包含燃料集合體的爐心進(jìn)行保持， 所述堆芯吊籃的特征在于，具備: 下部爐心支承板，具有載置上述燃料集合體的載置面和供用于定位上述燃料集合體的定位銷插入的銷孔； 主體筒，對(duì)包含載置于上述下部爐心支承板的上述載置面上的上述燃料集合體的上述爐心進(jìn)行覆蓋；以及 短環(huán)，一端部被焊接接合于上述下部爐心支承板，另一端部被焊接接合于上述主體筒。
【文檔編號(hào)】G21C21/00GK105895177SQ201610089875
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年2月17日
【發(fā)明人】山本彬, 小野芳明, 丸山大樹(shù)
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社東芝