JP2010044070A

JP2010044070A - 炉心スプレイライン内の溶接エルボ継ぎ手の修理用の装置および方法

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Publication number: JP2010044070A
Application number: JP2009183931A
Authority: JP
Inventors: Grant C Jensen; グラント・クラーク・ジェンセン
Original assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Current assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2029-08-07
Also published as: MX2009008565A; JP5513805B2; US7617963B1; EP2154413A1; ES2386600T3; EP2154413B1

Abstract

【課題】炉心スプレイライのエルボの溶接部位置で円周壁貫通割れが起きた場合に、その分離を防止するためのクランプ機器を提供する。
【解決手段】炉心スプレイライン１０内で短半径エルボ１７を炉心スプレイ水平パイプと垂直ダウンカマーパイプ１８に連結する溶接部を構造的に固定するために遠隔で設置することができるクランプアセンブリ２０が設置される。このクランプアセンブリ２０は３つのサブアセンブリ、水平パイプクランプサブアセンブリ２２、エルボ拘束サブアセンブリ２４およびダウンカマーパイプサブアセンブリ２６から構成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、稼動している沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）内の炉心スプレイ配管システムに関し、より詳しくは炉心スプレイライン内の溶接エルボ継ぎ手を修理するための修理機器に関する。

ほとんどの稼動している沸騰水型原子炉に共通して、炉心スプレイ冷却水は、原子炉容器内部の炉心スプレイライン１０によって原子炉炉心区域に供給される。この内部配管の一部分は、原子炉容器壁の曲率半径に従うように形成される水平のセグメント１２である。この水平炉心スプレイライン１０の近位端１４は、炉心スプレイノズル貫通部のところでＴ−ボックス１６に接続される。この水平炉心スプレイライン１０の遠位端１３は、短半径エルボ１７に溶接される。炉心スプレイライン１０の遠位端１３を短半径エルボ１７に接合する溶接部は、Ｐ４ａ溶接部と呼ばれる。垂直のダウンカマーパイプ１８は、短半径エルボ１７の対向する端部に溶接される。ダウンカマーパイプ１８を短半径エルボ１７に接合する溶接部は、Ｐ４ｂ溶接部と呼ばれる。この配管構成および関連する接続溶接部を図１および２に示す。

作動しているＢＷＲ内のこの炉心スプレイ配管システムは、溶接構造である。当初の炉心スプレイライン１０内の溶接部は、粒界応力腐蝕割れ（ＩＧＳＣＣ）を受け易い。万一Ｐ４溶接部またはＰ４ｂ溶接部に割れが起きる場合は、冷却水を原子炉炉心に供給する炉心スプレイライン１０の構造的完全性は失われることになる。事前対策は、炉心スプレイライ１０内のこれらの溶接部位置で円周壁貫通割れが万一起きる場合に、Ｐ４ａおよびＰ４ｂ溶接部のうちの１つまたは両方の分離を防止するであろうクランプ機器を設計し、製造しかつ設置することであろう。

本発明の例示的な一実施形態では、第１と第２のパイプの間でエルボを接続する溶接継ぎ手を修理するための装置は、第１のパイプの周りに取り付けるための第１のクランプサブアセンブリと、第２のパイプに取り付けるための第２のクランプサブアセンブリと、エルボに取り付けるためのエルボ拘束サブアセンブリとを備え、第１のクランプサブアセンブリは第１のクランプサブアセンブリの一部分を貫通して挿入される第１のストラットを有し、第２のクランプサブアセンブリは第２のクランプサブアセンブリの一部分を貫通して挿入される第２のストラットを有し、エルボ拘束サブアセンブリは、エルボ拘束サブアセンブリと第１および第２のクランプサブアセンブリが互いに対して固定して位置決めされ、それによって第１および第２のパイプがエルボから切り離されるのを防止するように、第１のストラットおよび第２のストラットを互いに取り付けかつエルボ拘束サブアセンブリに取り付けるための複数の構成部品を含む。

本発明の別の例示的な実施形態では、原子炉容器炉心スプレイラインパイプとダウンカマーパイプの間でエルボを接続する溶接継ぎ手を修理するための装置は、スプレイラインパイプに取り付けるための、スプレイラインパイプクランプサブアセンブリの一部分を貫通して挿入される第１のストラットを有するスプレイラインパイプクランプサブアセンブリと、ダウンカマーパイプに取り付けるための、ダウンカマークランプサブアセンブリの一部分を貫通して挿入される第２のストラットを有するダウンカマーパイプクランプサブアセンブリと、エルボに取り付けるための、第１のストラットおよび第２のストラットを互いに取り付けかつエルボ拘束サブアセンブリに取り付けるための複数の構成部品を含むエルボ拘束サブアセンブリとを備え、この複数の構成部品は、エルボ拘束サブアセンブリ、スプレイラインパイプクランプサブアセンブリおよびダウンカマーパイプクランプサブアセンブリが互いに対して固定して位置決めされ、それによってスプレイラインパイプおよびダウンカマーパイプがエルボから分離されるのを防止するように、第１および第２のストラットを互いに対して接続しかつエルボ拘束サブアセンブリに接続するのを容易にするためにこの複数の取り付け構成部品の向きを調整するための旋回搭載サブアセンブリを含む。

本発明のさらに別の例示的な実施形態では、第１と第２のパイプの間でエルボを接続する溶接継ぎ手を修理するための装置は、第１および第２のパイプにそれぞれ取り付けるための第１および第２のクランプサブアセンブリを備え、この第１および第２のクランプサブアセンブリの各々は、第１および第２のクランプ本体と、第１および第２のクランプ本体を貫通して延びる少なくとも１本のクランプボルトと、第１および第２のクランプ本体を第１または第２のパイプの両側に対面する関係で一緒に連結するための、少なくとも１本のクランプボルト上にねじ切りされた少なくとも１つのクランプボルトキーパーナットと、第１のクランプ本体内に挿入され、かつ第１または第２のパイプ内に機械加工される孔内に着座する少なくとも１本の停止ボルトと、第１のクランプ本体上に配置され、かつ少なくとも１つの停止ボルトの回転を防止しそれによって少なくとも１つの停止ボルト上の予荷重を保持するように少なくとも１つの停止ボルトと係合する、少なくとも１つの停止ボルトキーパーと、エルボに取り付けるための、エルボの内側半径と係合するように湾曲する突起部を含むインボードエルボ拘束器本体とエルボの外側半径と係合するような形状にされた複数のフィンガーを含むアウトボードエルボ拘束器本体とを備えるエルボ拘束サブアセンブリと、アウトボードエルボ拘束器本体を貫通して延び、アウトボードおよびインボードエルボ拘束器本体を一緒に引っ張り、それによってエルボの両側に複数のフィンガーおよび湾曲する突起部を互いに対面する関係で固定するように、インボードエルボ拘束器本体にねじ込まれる少なくとも１本の拘束ボルトと、アウトボードエルボ拘束器上に配置され、少なくとも１本の拘束ボルトの回転を防止するようなくとも１本の拘束ボルトと係合する少なくとも１つの拘束ボルトキーパーとから構成され、この第１および第２のクランプサブアセンブリは、それぞれ第１および第２のクランプサブアセンブリの部分を貫通して挿入される第１および第２のストラットを有し、エルボ拘束サブアセンブリは、旋回搭載部サブアセンブリと、エルボ拘束サブアセンブリおよび第１および第２のクランプサブアセンブリが互いに対して固定して位置決めされ、それによって第１および第２のパイプがエルボから分離するのを防止するように、第１および第２のストラットを貫通して挿入され、かつ第１のストラットおよび第２のストラットを互いに取り付けかつエルボ拘束サブアセンブリに取り付けるために旋回搭載部サブアセンブリに取り付けられる連結ボルトとをさらに備える。

短半径エルボ近くの遠位端辺りの炉心スプレイラインの等角投影図である。図１の、ただしＴ−ボックス近くの近位端辺りの炉心スプレイラインの等角投影図である。短半径エルボ上に設置されたエルボ（Ｐ４ａ／Ｐ４ｂ溶接部）クランプアセンブリの一実施形態の上面等角投影図である。短半径エルボ上に設置されたエルボクランプアセンブリの開示された実施形態の別の等角投影図である。短半径エルボ上に設置されたエルボクランプアセンブリの開示された実施形態の別の等角投影図である。水平パイプクランプサブアセンブリの上面等角投影図である。水平パイプクランプサブアセンブリの底面等角投影図である。上側クランプ本体の上面等角投影図である。上側クランプ本体の底面等角投影図である。下側クランプ本体の上面等角投影図である。下側クランプ本体の底面等角投影図である。クランプボルトの等角投影図である。クランプボルトキーパーナットの等角投影図である。図１３のクランプボルトキーパーナットの別の等角投影図である。停止ボルトの等角投影図である。停止ボルトキーパーの等角投影図である。ストラットの等角投影図である。図１７のストラットの別の等角投影図である。ストラットナット／連結ボルトナットの等角投影図である。図１９のストラットナット／連結ボルトナットの別の等角投影図である。ストラットナットキーパーの等角投影図である。図２１のストラットナットキーパーの別の等角投影図である。水平パイプクランプサブアセンブリの横断面図である。ダウンカマークランプサブアセンブリの等角投影図である。図２４のダウンカマークランプサブアセンブリの別の等角投影図である。アウトボードクランプ本体の等角投影図である。図２６のアウトボードクランプ本体の別の等角投影図である。インボードクランプ本体の等角投影図である。図２８のインボードクランプ本体の別の等角投影図である。ダウンカマークランプサブアセンブリの横断面図である。炉心スプレイラインとダウンカマーパイプの間でエルボを接続する溶接継ぎ手を修理するためのクランプアセンブリの等角投影図である。図３１の連結ボルトおよび関連する構成部品の分解図である。ストラットスペーサの等角投影図である。ストラットスペーサの等角投影図である。連結ボルトの等角投影図である。連結ボルトナットキーパーの等角投影図である。図３５の連結ボルトナットキーパーの別の等角投影図である。エルボ拘束サブアセンブリの等角投影図である。図３７のエルボ拘束サブアセンブリの別の等角投影図である。図３７および３８のエルボ拘束サブアセンブリの横断面図である。アウトボードエルボ拘束器の等角投影図である。図４０のアウトボードエルボ拘束器の別の等角投影図である。インボードエルボ拘束器の等角投影図である。図４２のインボードエルボ拘束器の別の等角投影図である。エルボ拘束ボルトの等角投影図である。エルボ拘束ボルトキーパーの等角投影図である。旋回搭載部の等角投影図である。ボール旋回部の等角投影図である。旋回搭載部カバーの等角投影図である。旋回搭載部カバーの等角投影図である。旋回搭載部ボルトの等角投影図である。旋回搭載部スペーサの等角投影図である。

本発明は、炉心スプレイライン内で短半径エルボを炉心スプレイ水平パイプおよび垂直のダウンカマーパイプに接合する、Ｐ４ａおよびＰ４ｂ溶接部を構造的に交換するために遠隔で設置することができるクランプアセンブリ２０を対象とする。このクランプアセンブリは、異なるサイズの炉心スプレイラインを有する沸騰水型原子炉プラントに適用可能である。Ｐ４ａおよびＰ４ｂ溶接部を構造的に交換する、クランプアセンブリ２０の一実施形態を、炉心スプレイラインおよびダウンカマーパイプに設置された状態で図３〜５に示す。このエルボクランプアセンブリ２０のデザインを備えるクランプサブアセンブリも図３〜５に等角投影図で示す。これらのサブアセンブリは、水平パイプクランプサブアセンブリ２２、エルボ拘束サブアセンブリ２４およびダウンカマーパイプサブアセンブリ２６を含む。

水平パイプクランプサブアセンブリ２２の別の等角投影図を、図６および７に図示する。この水平パイプクランプサブアセンブリ２２は、上側クランプ本体２８、下側クランプ本体３０、２本のクランプボルト３２、２つのクランプボルトキーパーナット３４、停止ボルト３６、停止ボルトキーパー３８、水平ストラット４０、ストラットナットキーパー４２およびストラットナット４４から構成される。これらの構成部品を、図８から２２に示す。上側クランプ本体２８（図８および９）および下側クランプ本体３０（図１０および１１）は、互いに対面する関係で炉心スプレイライン１０の両側にクランプ本体２８および３０を一緒に連結するために使用されるクランプボルト３２を受けるための、上側ブロック２１および下側ブロック２３をそれぞれ含む。

クランプ本体２８および３０のブロック２１および２３は、ブロック２１および２３を貫通するクランプボルト３２の挿入のための貫通孔３３を含む。クランプ本体２８および３０は、本体２８および３０のブロック２１および２３内の孔３３を貫通して挿入され、かつボルト３２の上にねじ切りされるクランプボルトキーパーナット３４によって所定の位置に保持される、好ましくは２本のクランプボルト３２によって加えられる機械的な引っ張り力によって炉心スプレイライン１０の所定の位置にクランプされる。

上側および下側クランプ本体２８および３０はそれぞれ、炉心スプレイライン１０の湾曲した輪郭に従うように機械加工される。それぞれ、図８〜９および１０〜１１に示す上側湾曲ジョー２７および下側湾曲ジョー２９は、上側ブロック２１および下側ブロック２３から片持ち梁で、またはその他の方法で突き出している。上側および下側湾曲ジョー２７および２９は、炉心スプレイライン１０と係合するための指定の曲率半径を有する。炉心スプレイラインの外側直径は指定の製造公差内で変動する可能性があるので、上側および下側クランプ本体２８および３０の上側および下側湾曲ジョー２７および２９内に機械加工される曲率半径は、ライン１０の公称曲率半径よりわずかに小さい。これによって、図２３の横断面図に示すように、クランプ本体は炉心スプレイラインと確実に連結する。図２３に示すように、上側および下側クランプ本体２８および３０の上側および下側湾曲ジョー２７および２９は、ライン１０と上側および下側湾曲ジョー２７および２９との間でライン１０上の場所で２つの意図的な隙間（ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｇａｐ）３７を形成できるように、４つの接触点３９のところで炉心スプレイライン１０と接触する。この配置は、上側クランプ本体２８および／または下側クランプ本体３０が、それらが上に設置される炉心スプレイライン１０の外部上で揺れるのを防止し、それによってクランプサブアセンブリ２２が炉心スプレイライン１０と安定した方式で係合するのを確実にする。

上側および下側クランプ本体２８および３０の両方とも、クランプボルトキーパーナットおよびクランプボルトの球状着座表面４２とそれぞれ対合する球状着座表面４１を特徴とする。これによって、クランプボルト３２上に曲げ応力が全く加えられなくなることが確実になる。上側クランプ本体２８は、上側クランプ本体２８内の機械加工されたくぼみ４４内に拘束されて保持される停止ボルトキーパー３８を格納する。この停止ボルトキーパー３８は、キーパー３８および上側クランプ本体２８によって共有される連結機構によって３つの別個の場所で拘束されて維持される。この停止ボルトキーパー３８は、停止ボルト３６の回転を防止し、その結果停止ボルトの予荷重を保持するように機能する。

停止ボルト３６の一実施形態を図１５に示す。図１５に示す停止ボルト３６は、６角形状のヘッド４１と、大きくされた直径を有する中間円形部分４３と、中間円形部分４３の円周周りを延びる複数のラチェット歯１３８とを含むのが好ましい。停止ボルト３６の各々の６角形状のヘッド４１内に機械加工される「Ｖ字形」形状の溝４５は、クランプアセンブリ２０の設置中そのようなボルトの原子炉内への遠隔供給のために停止ボルト３６の保持を容易にするように設計される１つの工具機構である。円錐形状の端部１３９を有するねじ切りされたシャフト４９が中間円形部分４３の下側表面４７から延びる。ねじ切りされたシャフト４９は、クランプハウジング２８および７４内への停止ボルト３６の挿入を容易にする。

ストラット４０を受ける貫通孔４６は、下側クランプ本体３０のデザインに組み込まれる。下側クランプ本体３０の一端部のところのより小さな端繰り穴４８が、ストラット４０の近位端部または「ヘッド」端部５０を受ける。下側クランプ本体３０の対向する端部のところに、付随する長方形形状のくぼみ５４または「キー溝」機構を有するより大きな端繰り穴５２が設けられる。ストラットナットキーパー４２が下側クランプ本体３０と連結するのは、このより大きな端繰り穴５２内である。ストラットナットキーパー４２の「キー」５６は、下側クランプ本体３０内の長方形の「キー溝」５４と対合し、ストラットナットキーパー４２の下側クランプ本体３０に対する回転動作を妨げる。ストラット４０の遠位端５８上にねじ切りされたストラットナット４４は、ストラットナットキーパー４２内に受けられ、その結果ストラットナットキーパー４２を押し付ける。その上、ストラットナットの歯６０が、ストラットナットキーパー４２の対合する歯６２と連結し、それによってストラット４０内の機械的な予荷重を増加させる方向にのみストラットナット４４の回転が可能になり、それによってストラット予荷重の緩みおよび結果としての喪失を防止することが可能になる。

クランプボルト３２を図１２に示す。クランプボルト３２の遠位端６４はクランプボルトキーパーナット３４の内側直径よりわずかにより小さい直径に機械加工され、かつクランプボルトキーパーナット３４の薄壁のクリンプカラー６８のクランプボルト３２の溝６６上へのかしめを容易にするように、溝６６付きで機械加工される。クランプボルト３２の近位端７０は、下側クランプ本体３０の球状着座表面４１と連結する球状着座表面４２を組み込む。

クランプボルトキーパーナット３４を等角投影図で図１３および１４に示す。注目すべき特徴は、上側クランプ本体２８の球状着座表面４１と連結する球状着座表面４２、円筒状薄壁クリンプカラー６８、および内部ねじを有する延長カラー７２である。このねじ切りされた延長部７２は、クランプアセンブリ２０の遠隔設置を容易にする。クランプボルトキーパーナット３４のこのねじ切りされた延長カラー７２によって、上側および下側クランプ本体２８および３０は、クランプボルト３２上のクランプボルトキーパーナット３４を締め付けることによって最終的に互いにボルト留めされる前に、水平炉心スプレイライン１０の外側直径上を通過するように十分に分離させることが可能になる。

ダウンカマークランプサブアセンブリ２６を図２４および２５に図示する。ダウンカマークランプサブアセンブリ２６を構成する主要な構成部品は、アウトボードクランプ本体７４およびインボードクランプ本体７６である。これら２つの構成部品を図２６から２９に示す。ダウンカマークランプサブアセンブリ２６を構成する残りの構成部品は、水平パイプクランプサブアセンブリ２２に付随するものと同一である。共通の部品は、クランプボルト３２、クランプボルトキーパーナット３４、停止ボルト３６、停止ボルトキーパー３８、ストラット４０、ストラットナットキーパー４２、およびストラットナット４４である。これらの部品は、図１２から２２に参照されている。アウトボードクランプ本体７４（図２６および２７）およびインボードクランプ本体７６（図２８および２９）は、炉心スプレイダウンカマーライン１８の両側で互いに対面する方式でクランプ本体７４および７６を一緒に連結するのに使用されるクランプボルト３２を受けるための、アウトボードブロック７１およびインボードブロック７３をそれぞれ含む。

クランプ本体７４および７６のブロック７１および７３は、ブロック７１および７３を貫通するクランプボルト３２の挿入用の貫通孔３３を含む。ここでやはり、ダウンカマークランプサブアセンブリ２６のクランプ本体７４および７６は、クランプ本体７４および７６を介して作用するクランプボルト３２およびクランプボルトキーパーナット３４の機械的な予荷重によって所定の位置にクランプされる。

アウトボードおよびインボードクランプ本体７４および７６それぞれは、ダウンカマーパイプ１８の湾曲する輪郭に従うように機械加工される。図２６〜２７および２８〜２９にそれぞれ示す、アウトボード湾曲ジョー７７およびインボード湾曲ジョー７９が、外側ブロック７１および内側ブロック７３から片持ち梁で、またはその他の方法で突き出している。アウトボードおよびインボード湾曲ジョー７７および７９は、ダウンカマーパイプ１８と係合するための指定される曲率半径を有する。ダウンカマーパイプ１８の外側直径は指定される製造公差内で変動する場合があるので、アウトボードおよびインボードクランプ本体７４および７６内に機械加工される曲率半径は、ダウンカマー１８の公称曲率半径よりわずかに小さい。これによって、クランプ本体７４および７６がダウンカマーパイプ１８に図３０の横断面図に示すように確実に連結することになる。

図３０に示すように、アウトボードおよびインボードクランプ本体７４および７６のアウトボードおよびインボード湾曲ジョー７７および７９は、ライン１８とアウトボードおよびインボード湾曲ジョー７７および７９の間でライン１８上の場所で２つの工学的隙間３７を形成できるように、４つの接触点３９のところで炉心ダウンカマーパイプ１８に接触する。この配置は、アウトボードクランプ本体７４および／またはインボードクランプ本体７６が、それらが上に設置される炉心スプレイダウンカマーパイプ１８の外部上で揺れるのを防止し、それによってクランプアセンブリ２６が炉心スプレイダウンカマーライン１８と安定した方式で係合するのを確実にする。

アウトボードおよびインボードクランプ本体７４および７６の両方とも、クランプボルトキーパーナット３４およびクランプボルト３２の球状着座表面４２とそれぞれ対合する球状着座表面４１を特徴とする。これによって、クランプボルト３２上に曲げ応力が全く加えられなくなることが確実になる。アウトボードクランプ本体７４は、アウトボードクランプ本体７４内の機械加工されたくぼみ４４内に拘束して保持される、停止ボルトキーパー３８を格納する。この停止ボルトキーパー３８は、キーパーおよびアウトボードクランプ本体７４によって共有される連結機構によって３つの別個の場所で拘束されて維持される。この停止ボルトキーパー３８の機能は、停止ボルト３６の回転を防止し、その結果停止ボルトの予荷重を保持することである。

この論議で前に述べたように、ダウンカマークランプサブアセンブリ２６に付随するクランプボルト３２およびクランプボルトキーパーナット３４は、水平クランプサブアセンブリ２２に付随するものと同一である。図１２を参照すると、これらのボルト３２の遠位端６４は、クランプボルトキーパーナットクリンプカラー６８の内側直径よりわずかにより小さな直径に機械加工される。同様に、６個の等間隔な溝６６が、クランプボルトキーパーナット３４の薄壁クリンプカラー６８の、クランプボルト３２の溝６６上へのかしめを容易にするために設けられる。クランプボルトの近位端７０のところの球状着座表面４２は、インボードクランプ本体７６の球状着座表面４１と連結する。

クランプボルトキーパーナット３４を図１３および１４に等角投影図で示す。ここではやはり、クランプボルトキーパーナットの注目すべき特徴は、アウトボードクランプ本体７４内の球状着座表面４１と連結する球状着座表面４２、円筒状薄壁クリンプカラー６８、および内部ねじを有する延長カラー７２である。このねじ切りされた延長部７２によって、クランプアセンブリ２６の遠隔設置が可能になる。クランプボルトキーパーナット３４のこのねじ切りされた延長カラー７２によって、アウトボードおよびインボードクランプ本体７４および７６は、クランプボルト３２上のクランプボルトキーパーナット３４を締め付けることによって最終的に互いにボルト留めされる前に、ダウンカマーパイプ１８の外側直径上を通過するように十分に分離させることが可能になる。

水平クランプサブアセンブリ２２のストラット要素４０は、ダウンカマークランプ２６のストラット要素４０に連結ボルト７８によって連結される（図４および５）。この継ぎ手を構成するストラット４０および連結ボルト７８の他に、他の構成部品にはストラットスペーサ８６、連結ボルトナットキーパー８０、および連結ボルトナット８２がある。同様に、エルボ拘束サブアセンブリに付随する他の構成部品は、連結ボルト７８のねじ切りされた端部８４に取り付けられ、後で論じられる。連結ボルト７８およびその付随する構成部品を図３１に等角投影図でかつ図３２に分解図で示す。炉心スプレイラインの建設されたままの幾何学的形状の予想される変動に起因して、それぞれのストラット４０の間の連結空間は、それに応じて変動する。結果として、ストラットスペーサ８６の機械加工される厚さを指示する「現場（ｆｉｅｌｄ）」測定値が得られる。このストラットスペーサ８６は基本的に、他の角度が生じる場合があることに留意すべきであるが、好ましくは互いに対して９０度の角度を向いた「キー」８８を両側に有するワッシャーである。この角度は、水平およびダウンカマー配管の建設されたままの角度構成の関数である。水平配管クランプのストラット４０とダウンカマークランプサブアセンブリ２２および２６との間の回転移動を防止するために、連結ボルト７８、ストラット４０、ストラットスペーサ８６、および連結ボルトナットキーパー８０は全て連結「キー」８８および「キー溝」９０を特徴として持っている。これらの構成部品は、図１７〜１８、２１〜２２および３３〜３６に図示する。

エルボ拘束サブアセンブリ２４のクランプ要素は、アウトボードエルボ拘束器９２、インボードエルボ拘束器９４、エルボ拘束ボルト９６、およびエルボ拘束ボルトキーパー９８から構成される。これらの構成部品を図３７〜３９にエルボ拘束サブアセンブリの一体化された部品として示す。エルボ拘束サブアセンブリ２４は、図３７〜３９に示すように連結ボルト７８のねじ切りされた端部８４に対して位置決めされかつ取り付けられる。アウトボードおよびインボードエルボ拘束器９２および９４は、水平およびダウンカマークランプサブアセンブリ２２および２６が炉心スプレイライン１０およびダウンカマーパイプ１８上に設置されるのと同時に、エルボ拘束サブアセンブリ２４が短半径エルボ１７上に設置されるように延長される。アウトボードエルボ拘束器９２およびインボードエルボ拘束器９４は、短半径エルボ１７の輪郭に合致するように機械加工される。これらの構成部品を図４０〜４３に図示する。これらの図を見れば分かるように、アウトボードエルボ拘束器９２は、図３〜５に示すようにエルボ１７の外側半径１９に合致するように角度がつけられかつ機械加工される４本のフィンガー９１を含む。具体的には、フィンガー９１の各々は、エルボ１７の外側半径１９に合致するような形状にされる湾曲する端部表面９５を含む。その上、インボードエルボ拘束器９４は、エルボ１７の内側半径１５に合致するように機械加工される湾曲するクレードルのような突起部分９３を有する。したがって、図３〜５に示すように、エルボ拘束サブアセンブリ２４が短半径エルボ１７に対して位置決めされかつクランプされるとき、アウトボードエルボ拘束器９２のこのフィンガー９１はエルボ１７の外側半径１９と係合し、一方インボードエルボ拘束器９４のクレードルのような延長部９３は、アウトボードエルボ拘束器９２のフィンガー９１に対して対面する関係でエルボ１７の内側半径１５と係合する。

インボードエルボ拘束器９４の長方形の区画１００は、アウトボードエルボ拘束器９２内の長方形空洞１０２内で平行移動または摺動するように設計される。図４４に示すこのエルボ拘束ボルト９６は、アウトボードエルボ拘束器９２内の端繰りされた穴１０６を通過し、インボードエルボ拘束器９４内のねじ切りされた孔１０８内にねじ込まれる。そのヘッド１１０がアウトボードエルボ拘束器９２の端繰り穴の開口部１１２内にあるエルボ拘束ボルト９６を回転させる動作は、クランプ要素（すなわち、アウトボードおよびインボードエルボ拘束器９２および９４）を一緒に引き寄せ、その結果短半径エルボ１７にクランプ力を加える。歯１１２が、エルボ拘束ボルト９６のヘッド１１０の周囲内に機械加工される。これらの歯１１２は、図４５に示すエルボ拘束ボルトキーパー９８の対合する歯１１６と連結する。このキーパー９８は、アウトボードエルボ拘束器９２内の機械加工されたくぼみ１２０（図４０）内に拘束されて保持される。図４５を見れば分かるように、エルボ拘束ボルトキーパー１１８は、停止ボルトキーパー３８の形状と同様な形状を有する、すなわち一端部１１１のところで連結される２つの片持ち梁１１３および１１５を有するヘアピンのような形状である。歯１１６は、やはり、図４５に示すように片持ち梁１１３の自由端のところに配置される。

水平配管クランプサブアセンブリ２２およびダウンカマークランプサブアセンブリ２６が炉心スプレイライン１０およびダウンカマーライン１８上にそれぞれ設置され、連結ボルト７８のところで一緒に連結された後、連結ボルト７８の向きが炉心スプレイライン１０およびダウンカマーライン１８の建設されたままの幾何学的形状によって画定される。連結ボルト７８の向きを調節するために、旋回搭載部１２２、ボール旋回部１２４、および旋回搭載部カバー１２６が「ボールとソケット（ｂａｌｌａｎｄｓｏｃｋｅｔ）」旋回搭載部サブアセンブリ１２８を形成するように一緒に組み立てられる。これらの構成部品を図４６〜４８に示す。この旋回搭載部サブアセンブリ１２８は、図３７〜３９に示すように連結ボルト７８上にねじ込まれる。この旋回搭載部サブアセンブリ１２８は、旋回搭載部ボルト１３０および旋回搭載部スペーサ１３２によってインボードエルボ拘束器９４に連結される。旋回搭載部スペーサ１３２は、インボードエルボ拘束器９４と旋回搭載部１２２の間の直角距離に対応するように「現場」機械加工される。この旋回搭載部ボルト１３０および旋回搭載部スペーサ１３２をそれぞれ図４９および５０に示す。デザインに調整可能性を与えるために、スロット１３４がインボードエルボ拘束器９４内に旋回搭載部ボルト１３０の通過のために設けられる。同様に、連結ボルト７８上の旋回搭載部サブアセンブリ１２８の位置も、連結ボルト７８上のボール旋回部１２４の位置を調整することによって調整することができる。

エルボクランプアセンブリ２４の設置の最終段階は、炉心スプレイライン１０およびダウンカマーライン１８内の円錐孔の放電機械加工「ＥＤＭ」および２本の停止ボルト３６の設置を伴う。水平配管クランプサブアセンブリ２２の上側クランプ本体２８およびダウンカマークランプサブアセンブリ２６のアウトボードクランプ本体７４が、放電機械加工アクチュエータ（図示せず）を固定するために使用され、これが水平炉心スプレイパイプおよびダウンカマー配管内に指示される深さまで円錐孔１３６を機械加工する。次いで図１５に示す停止ボルト３６が、上側クランプ本体およびアウトボードクランプ本体２８および７４内にねじ込まれる。停止ボルトの遠位端１３９は形状が円錐であり、したがって、炉心スプレイライン１０およびダウンカマーパイプ１８内の円錐ＥＤＭ孔１３６内に着座するように設計される。

図８および２６に示すように、停止ボルト貫通孔８３を取り囲む着座表面８１は、そのようなボルトがクランプハウジング２８および７４内の停止ボルト貫通孔８３内にねじ込まれるとき、停止ボルト３６上の表面４７に向かい合うが、接触はしない。停止ボルト３６がクランプハウジング２８および７４内に完全にねじ込まれるとき、停止ボルト３６の円錐状に形状化された遠位端１３９が炉心スプレイライン配管およびダウンカマーパイプ１８内に機械加工される円錐孔１３６内に着座するので、表面４７は着座表面８１に接触しない。このデザインの機構は、確実に冷却材漏れを最小限にする。

停止ボルトキーパー３８上の対応する歯１４０と連結するラチェット歯１３８が、停止ボルト３６のデザインに一体化される。図１６に示す停止ボルトキーパー３８は、停止ボルト３６の時計回りの回転のみ許し、その結果流れに誘起される振動に曝されるとき予荷重の喪失を防止するように設計される。停止ボルト３６は、Ｐ４ａ溶接部またはＰ４ｂ溶接部の万一の破損の場合に、パイプ分離および結果として起きる制御されない漏れを防止する積極的な手段を提供するために、エルボクランプアセンブリのデザインに組み込まれる。

図１６を見れば分かるように、停止ボルトキーパー３８は、一端部６１のところで連結される基本的に２つの片持ち梁５７および５９から構成される、ヘアピンのような形状であることが好ましい。第１および第２の片持ち梁５７および５９の自由端６３および６５のところに、かつ両方の梁が互いに連結される共通の端部６１のところにも保持機構が存在する。その上、第１の片持ち梁５７の端部６１のところの保持機構は、停止ボルト３６の歯１３８と連結しかつボルト予荷重を減少させる方向での停止ボルト３６の回転を防止するように機能する歯１４０も組み込む。

停止ボルト３６の設置および全てのクランプボルトキーパーナット３４へのトルクの最終付加に引き続き、キーパーナット３４のクリンプカラー６８がそれぞれのボルト３２の溝の切られた端部６６上にかしめられる。

本発明を最も実際的でかつ好ましい実施形態であると現在思われる実施形態を参照して説明してきたが、本発明は開示された実施形態に限定されず、その逆に添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内に含まれる様々な改変および均等な構成を包含することを意図していることを理解されたい。

１０炉心スプレイライン
１２水平セグメント
１３遠位端
１４近位端
１５エルボの内側半径
１６Ｔ−ボックス
１７短半径エルボ
１９外側半径
１８ダウンカマーパイプ
２０クランプアセンブリ
２１上側ブロック
２２水平パイプクランプサブアセンブリ
２３下側ブロック
２４エルボ拘束サブアセンブリ
２６ダウンカマーパイプサブアセンブリ
２７上側湾曲ジョー
２８上側クランプ本体
２９下側湾曲ジョー
３０下側クランプ本体
３２クランプボルト
３３貫通孔
３４クランプボルトキーパーナット
３６停止ボルト
３７隙間
３８停止ボルトキーパー
３９接触点
４０水平ストラット
４１球状着座表面、ヘッド
４２ストラットナットキーパー、球状着座表面
４３中間円形部分
４４ストラットナット、くぼみ
４５溝
４６貫通孔
４７下側表面
４８端繰り穴
４９ねじ切りされたシャフト
５０ヘッド
５２端繰り穴
５４くぼみ（キー溝）
５６キー
５７、５９片持ち梁
５８遠位端
６０歯
６１端部
６２歯
６３、６５自由端
６４遠位端
６６溝
６８クリンプカラー
７０近位端
７１アウトボードブロック
７２延長カラー
７３インボードブロック
７４アウトボードクランプ本体
７６インボードクランプ本体
７７アウトボード湾曲ジョー
７８連結ボルト
７９インボード湾曲ジョー
８０連結ボルトナットキーパー
８１着座表面
８２連結ボルトナット
８３貫通孔
８４端部
８６ストラットスペーサ
８８キー
９０キー溝
９１フィンガー
９２アウトボードエルボ拘束器
９３突起部分
９４インボードエルボ拘束器
９５湾曲端部表面
９６エルボ拘束ボルト
９８エルボ拘束ボルトキーパー
１００長方形
１０２長方形空洞
１０６端繰り穴
１０８孔
１１０ヘッド
１１２開口部、歯
１１８エルボ拘束ボルトキーパー
１１１端部
１１３、１１５片持ち梁
１１６歯
１２０くぼみ
１２２旋回搭載部
１２４ボール旋回部
１２６旋回搭載部カバー
１２８旋回搭載部サブアセンブリ
１３０旋回搭載部ボルト
１３２旋回搭載部スペーサ
１３４スロット
１３６円錐孔
１３８ラチェット歯
１３９停止ボルト遠位端
１４０歯

Claims

第１と第２のパイプ（１０、１８）の間のエルボ（１７）を接続する溶接継ぎ手を修理する修理装置（２０）であって、
前記第１のパイプ（１０）に取り付けるための第１のクランプサブアセンブリ（２２）と、
前記第２のパイプ（１８）に取り付けるための第２のクランプサブアセンブリ（２６）と、
前記エルボ（１７）に取り付けるためのエルボ拘束サブアセンブリ（２４）とを備え、
前記第１のクランプサブアセンブリ（２２）が前記第１のクランプサブアセンブリ（２２）の一部分（３０）を貫通して固定して挿入される第１のストラット（４０）を有し、
前記第２のクランプサブアセンブリ（２６）が前記第２のクランプサブアセンブリ（２６）の一部分（３０）を貫通して固定して挿入される第２のストラット（４０）を有し、
前記エルボ拘束サブアセンブリ（２４）および前記第１および第２のクランプサブアセンブリ（２２、２６）が互いに対して固定して位置決めされ、それによって前記第１および第２のパイプ（１０、１８）が前記エルボから分離されるのを防止するように、前記エルボ拘束サブアセンブリ（２４）が、前記第１のストラット（４０）および前記第２のストラット（４０）を互いに取り付け、かつ前記エルボ拘束サブアセンブリ（２４）に取り付けるための複数の構成部品を含む装置（２０）。
前記エルボ拘束サブアセンブリ（２４）が、
前記エルボの内側半径に合致するように湾曲した突起部（９３）を含むインボードエルボ拘束器本体（９４）と、
前記エルボの外側半径に合致するような形状にされた複数のフィンガー（９１）を含み、かつ前記インボードエルボ拘束器本体（９４）の相補的形状の区画（１００）を摺動可能に受けるための空洞（１０２）を有する、アウトボードエルボ拘束器本体（９２）と、
前記アウトボードおよびインボードエルボ拘束器本体（９２、９４）を一緒に引き寄せ、それによって前記複数のフィンガー（９１）および前記湾曲する突起部（９３）を前記エルボ（１７）の両側で互いに対面する関係で固定するように、前記インボードエルボ拘束器本体（９４）の相補的な形状にされる区画（１００）内にねじ込まれる少なくとも１本の拘束ボルト（９６）とを備えることを特徴とする請求項１記載の装置（２０）。
前記第１のストラット（４０）および前記第２のストラット（４０）を互いに取り付け、かつ前記エルボ拘束器アセンブリ（２４）に取り付けるための前記複数の構成部品が：
前記第１および第２のストラット（４０、４０）を互いに接続しかつ前記エルボ拘束サブアセンブリ（２４）に接続するのを容易にするように前記複数の構成部品の向きを調整するための、前記インボードエルボ拘束器本体（９４）上に搭載される旋回搭載部サブアセンブリ（１２８）と、
前記第１および第２のストラット（４０、４０）を貫通して挿入され、前記旋回搭載部サブアセンブリ（１２８）に取り付けられる連結ボルト（７８）とから構成されることを特徴とする請求項２記載の装置（２０）。
前記旋回搭載部サブアセンブリ（１２８）が：
前記インボードエルボ拘束器本体（９４）に調整可能に取り付けられる旋回搭載部（１２２）と、
前記旋回搭載部（１２２）に回転可能に搭載され、前記連結ボルト（７８）が内部にねじ込まれるボール旋回器（１２４）と、
前記ボール旋回器（１２４）を前記旋回搭載部（１２２）内に保持できるように、前記旋回搭載部（１２２）内にねじ込まれる旋回搭載部カバー（１２６）とから構成されることを特徴とする請求項３記載の装置（２０）。
前記連結ボルト（７８）上にねじ切りされた連結ボルトナット（８２）であって、その円周周りを延びる第１の複数の歯を有する連結ボルトナット（８２）と、
前記連結ボルトナット（８２）に隣接して位置決めされ、前記連結ボルトナット（８２）が回転するのを防止するように、前記第１の複数の歯と係合する第２の複数の歯を有する連結ボルトナットキーパー（８０）と、
前記第１および第２のストラット（４０、４０）の間に位置決めされるストラットスペーサ（８６）とをさらに備え、
前記連結ボルト（８２）、前記ストラットスペーサ（８６）および前記連結ボルトナットキーパー（８０）が、前記第１および第２のストラット（４０、４０）が前記連結ボルト（７８）に対して移動するのを防止し、それによって前記エルボ拘束サブアセンブリ（２４）および前記第１および第２のクランプサブアセンブリ（２２、２６）が全て互いに対して固定して向きを合わすことができるように、前記第１および第２のストラット（４０、４０）上に配置される対応するキー溝（９０）と係合するように位置決めされる複数のキー（８８）を有することを特徴とする請求項３記載の装置（２０）。
前記第１および第２のクランプサブアセンブリ（２２、２６）がそれぞれ：
第１の湾曲ジョー（２７）を含む第１のクランプ本体（２８）と、
第２の湾曲ジョー（２９）を含み、かつ前記第１または第２のストラット（４０、４０）が貫通して挿入される貫通孔（４６）を含む、第２のクランプ本体（３０）と、
前記第１および第２のクランプ本体（２８、３０）を一緒に接続し、それによって前記第１および第２の湾曲ジョー（２７、２９）を前記第１または第２のパイプ（１０、１８）の両側に対面する関係で固定するように、互いに連結される少なくとも１つのクランプボルト（３２）と少なくとも１つのクランプボルトキーパーナット（３４）とから構成され、前記少なくとも１つのクランプボルト（３２）が、前記第１および第２の湾曲ジョー（２７、２９）以外の前記接続された第１および第２のクランプ本体（２８、３０）の部分を貫通して延びることを特徴とする請求項１記載の装置（２０）。
前記第１のクランプ本体（２８）の前記第１の湾曲ジョー（２７）内に挿入され、前記第１または第２のパイプ（１０、１８）内に機械加工された孔（１３６）内に着座する少なくとも１つの停止ボルト（３６）と、
前記少なくとも１つの停止ボルト（３６）に対応し、前記第１のクランプ本体（２８）の前記第１の湾曲ジョー（２７）上に配置される少なくとも１つの停止ボルトキーパー（３８）と、
前記少なくとも１つの停止ボルト（３６）の回転を防止し、それによって予荷重を前記少なくとも１つの停止ボルト（３６）上に保持できるように、前記少なくとも１つの停止ボルトキーパー（３８）の第２の部分（１４０）と係合する、前記少なくとも１つの停止ボルト（３６）の第１の部分（１３８）とをさらに備えることを特徴とする請求項６記載の装置（２０）。
前記第１または第２のストラット（４０）の端部（５８）上にねじ切りされ、かつ第１の複数の歯（６０）を有するストラットナット（４４）と、
前記第２のクランプ本体（２６）内の端繰り穴（５２）内に位置決めされ、かつ前記ストラットナット（４４）が回転するのを防止するように前記第１の複数の歯（６０）と係合する第２の複数の歯（６２）を有するストラットナットキーパー（４２）と、
前記ストラットナットキーパー（４２）が回転するのを防止するように、前記ストラットナットキーパー（４２）上のキー（５６）と連結するためのキー溝（５４）を含む端繰り穴（５２）とをさらに備えることを特徴とする請求項６記載の装置（２０）。
前記第１および第２の湾曲ジョー（２７、２９）が、前記第１または第２の湾曲ジョー（２７、２９）があてがわれる前記第１または第２のパイプ（１０、１８）の公称曲率半径よりわずかにより小さな、前記第１または第２のパイプ（１０、１８）と係合するための所定の曲率半径を有することを特徴とする請求項６記載の装置（２０）。
前記第１または第２のパイプ（１０、１８）の公称曲率半径に対する前記第１または第２の湾曲ジョー（２７、２９）の所定の曲率半径が、前記第１または第２のパイプ（１０、１８）と前記第１または第２の湾曲ジョー（２７、２９）の間で複数の隙間（３７）を形成し、それによって前記クランプ機器（２２、２６）が前記第１または第２のパイプ（１０、１８）と確実に安定した方式で係合できるように、前記第１または第２の湾曲ジョー（２７、２９）の各々を前記第１または第２のパイプ（１０、１８）と複数の接触点（３９）で接触するようにさせることを特徴とする請求項９記載の装置。