TWI451032B - 修理核心噴水管路熔接接合的裝置 - Google Patents

Description

修理核心噴水管路熔接接合的裝置

本發明係有關於熔接接合，特別是有關於用於修理或更換沸水式核子反應爐內之核心噴水管路熔接接合部的裝置及方法。

運轉中之沸水式反應爐內的核心噴水管線系統通常是熔接構成的。但是在核心噴水系統管線內的熔接部通常很容易產生晶間應力腐蝕破裂(Intergranular Stress Corrosion Cracking,IGSCC)。因此，核心噴水管路內的熔接起來的管接合部會裂開。

在大部份的運轉中反應爐中，核心噴灑冷卻水是由反應爐容器內部的管線加以輸送至反應爐核心區域。此內部管線的一部份是一水平段，其沿著反應爐容器壁部的曲率半徑延伸。此水平管線的近側末端是連接至核心噴灑噴嘴穿孔處的T形盒上。此熔接是稱為AP3熔接。該水平核心噴水管路的遠側末端則是熔接至一短半徑肘管上。此將核心噴水管路遠側末端加以熔接至該短半徑肘管上的熔接部是稱為P4a熔接(未顯示)。至少有一種沸水式反應爐設計中，在核心噴水管路上靠近於該T形盒處具有另一處熔接部。此熔接部是稱為AP3a熔接。在第1圖中顯示出一鄰近於容器T形盒之範例性管線架構。

在裂痕會發生於AP3a熔接部上的情形中，其會喪失 用來輸送冷卻水至反應爐核心的核心噴。其會需要以預防性修理作業，以供在核心噴水管路之此一熔接部位內發生環周貫穿壁部的裂痕的情形時，防阻AP3a熔接部的分離。

在一範例性實施例中，一種夾持裝置可用以支撐或在結構上取代已連接的管之間的熔接接合。該夾持裝置包含有一上夾持本體及一下夾持本體，能以相面對的關係固定在已連接的管的相對側上，以及至少一夾持螺栓，連接該上及下夾持本體，並可延伸穿過該已連接的管。該上及下夾持本體之一者包含有至少一加工出的凹入部，其可容納一與該夾持螺栓相嚙合而形狀互補的夾持螺帽。加工出的凹入部可防止該夾持螺帽轉動。

在另一範例性實施例中，一種夾持裝置可用以支撐或在結構上取代沸水式核子反應爐內靠近於T形盒附近處的核心噴水管路上的熔接部。在本文中，該夾持裝置包含有一上夾持本體及一下夾持本體，能以相面對的關係固定在該噴水管路的相對側上。該上及下夾持本體包含有一修切部，位於該T形盒旁邊，以確保與該T形盒間的餘隙。至少一夾持螺栓連接該上及下夾持本體，並可延伸穿過該噴水管路。該上及下夾持本體之一者具有至少一加工出的凹入部，其可容納一與該夾持螺栓相嚙合而形狀互補的夾持螺帽。加工出的凹入部可防止該夾持螺帽轉動。

在再另一範例性實施例中，一種支撐或在結構上取代已連接的管之間的熔接接合的方法，包含有下列步驟：在一接合區域內形成至少一孔，貫穿過該已連接的管；以相面對的關係將該上夾持本體及該下夾持本體固定在該已連接的管的相對側上；以一延伸穿過該至少一孔的夾持螺栓來連接該上及下夾持本體，並以一夾持螺帽來固定該夾持螺栓，該夾持螺帽具有一非圓形的形狀；以及將該夾持螺帽嚙合於該上及下夾持本體之一者上的一對應地加工出的凹入部內而防止該夾持螺帽轉動。

本文中說明一種夾持裝置，其可在結構上支撐或取代已連接的管之間的熔接連接部位，特別是可取代用以將水平管線中之一段短管接合至核心噴水管路的水平管線的其餘部位上的AP3a級熔接部。此夾持裝置可應用於具有不同尺寸核心噴水管路的反應爐發電廠。

第2圖顯示出夾持總成10裝設於核心噴水管路上。第3圖及第4圖是夾持總成10的等角視圖。夾持總成10包含有一上夾持本體12及一下夾持本體14，與核心噴水管路相接合。這些夾持本體12、14係由至少一個具有頭部39且穿過形成於水平管上之孔的夾持螺栓16(最好是二個)固定在水平管上。一夾持螺帽18螺合於每一夾持螺栓16的末端上。

核心噴水管路的外徑是可在給定的製造公差內變化 的。另外，一段成型的彎曲管，在截面上很可能會呈現稍微的橢圓形。因此，在上及下夾持本體12、14上加工出的曲率半徑是稍微地小於該管的標準曲率半徑。這可確保夾持本體12、14可與核心噴水管路正確地接合。上及下夾持本體12、14最好是加工成能夠接合至一段彎曲管上(例如該加工面可配合或類似於該彎曲管所界定之平面內的管曲率)。

上及下夾持本體12、14具有球形配座表面20，其可分別與夾持螺帽18及夾持螺栓16的球形配座表面(參見第5圖及第6圖)相配合。另外，上夾持本體12具有一加工出的(machined)(非圓形、方形尤佳)凹入部22，其可接合每一夾持螺帽18，以防止夾持螺帽18轉動。

上及下夾持本體12、14二者圴包含有一修切部26，位於各夾持本體12、14之側邊，以確保與核心噴水T形盒間的餘隙，並提供該AP3熔接部未來檢查時的可觀視性(見第3圖及第4圖)。另外，上及下夾持本體12、14二者均包含有一加工出的溝槽28，以確保與AP3a熔接部上之任何可能的突起部間的餘隙。

下夾持本體14包圍著一夾持螺栓鎖固件24(第4圖)，其係設置於下夾持本體14上的一加工出的內凹部25內。最好是針對每一夾持螺栓16設置一夾持螺栓鎖固件24。夾持螺栓鎖固件24是透過該鎖固件24與下夾持本體14間共有的接合結構在三個不同的位置加以固定住。夾持螺栓鎖固件24的功能是要防止夾持螺栓16轉動，藉 此維持住夾持螺栓的預負載(詳細說明於後)。

夾持螺帽18的內螺紋嚙合夾持螺栓16的外螺紋。螺帽18最好具有大致上正方形的形狀及一可與上夾持本體12接合的球狀配座表面。夾持螺栓16的遠側末端係加工成稍微小於夾持螺帽18的螺紋小徑，以有助於夾持螺帽18的遠端安裝。為能減少核心噴灑冷卻液的洩漏，夾持螺帽18的外徑是稍微小於在該核心噴水管路上加工出的孔。

參閱第7圖，夾持螺栓16的近側末端係設有一球狀配座表面34及棘輪齒狀物(ratchet teeth)36，可分別接合於下夾持本體14及夾持螺栓鎖固件24的介接齒狀物(interfacing teeth)38。另外，夾持螺栓16具有一肩部直徑，稍微小於該在核心噴水管路上加工出的孔(第8圖)，以有助於減少核心噴灑冷卻液的洩漏。夾持螺栓鎖固件24的形狀最好是如同髮夾(hairpin)，基本上具有二懸臂樑，接合於一側末端處。在第一及第二懸臂樑的自由末端及在該二樑接合在一起的共同末端處均設有固定結構。此外，第一懸臂樑末端處的固定結構設有介接齒狀物38，其係與夾持螺栓16之棘輪齒狀物36相接合，並用以限制夾持螺栓16沿著會增加螺栓預負載的方向轉動。

夾持總成10的安裝是先以EDM(放電加工)或類似者在管線段落上加工出孔46，如第8圖所示。其後，將夾持螺栓鎖固件24、下夾持本體14、以及夾持螺栓16以整組的方式放置至核心噴水管路的底側。將夾持螺栓16的 遠側末端插穿過該管線底側的孔46，最後再自該管線頂側的孔46伸出。接著將上夾持本體12及夾持螺帽18放置於夾持螺栓16的遠側末端上。轉動夾持螺栓16來嚙合於夾持螺帽18。接著將夾持螺栓16鎖緊至標稱的預負載。最後，以核准過的扭矩順序將夾持螺帽18加以預負載至它們的最終設定值。

前述的夾持總成可用以支撐或是在結構上取代水平管線之短管段與核心噴水管路之水平管線的其餘部位間的AP3a熔接部。此夾持總成可做遠端安裝，並可應用於具有不同尺寸核心噴水管路的反應爐發電廠。

雖然前文係配合於目前認為最實用及最佳的實施例來說明本發明，但可瞭解，本發明並不僅限於本文所揭示的實施例，而是相反的，意欲涵蓋屬於下文所附申請專利範圍之精神及範疇內的各種變化及等效配置。

10‧‧‧夾持總成

12‧‧‧上夾持本體

14‧‧‧下夾持本體

16‧‧‧夾持螺栓

18‧‧‧夾持螺帽

20‧‧‧球形配座表面

22‧‧‧加工出的凹入部

24‧‧‧夾持螺栓鎖固件

25‧‧‧加工出的槽狀內凹部

26‧‧‧修切部

28‧‧‧加工出的溝槽

34‧‧‧球狀配座表面

36‧‧‧棘輪齒狀物

38‧‧‧介接齒狀物

39‧‧‧(夾持螺栓16的)頭部

46‧‧‧孔

第1圖顯示出一範例性之沸水式核子反應爐內靠近於反應爐容器T形盒附近處的管線配置。

第2圖是安裝有夾持裝置之核心噴水管路的外觀圖。

第3圖及第4圖是夾持裝置的等角視圖。

第5圖顯示出上夾持本體。

第6圖顯示出下夾持本體。

第7圖顯示出夾持螺栓。

第8圖顯示出安裝方法中的一步驟。

10‧‧‧夾持總成

12‧‧‧上夾持本體

14‧‧‧下夾持本體

16‧‧‧夾持螺栓

24‧‧‧夾持螺栓鎖固件

26‧‧‧修切部

28‧‧‧加工出的溝槽

38‧‧‧介接齒狀物

Claims (7)

1. 一種夾持裝置，用以支撐或在結構上取代已連接的管之間的熔接接合，該夾持裝置包含：一上夾持本體及一下夾持本體，能以相面對的關係固定在已連接的該管的相對側上；以及至少一夾持螺栓，連接該上及下夾持本體，並可延伸穿過已連接的該管，其中該上及下夾持本體之一者包含至少一加工出的凹入部，加工出的該凹入部可容納一與該夾持螺栓相嚙合而形狀互補的夾持螺帽，其中加工出的該凹入部可防止該夾持螺帽轉動；其中該上及下夾持本體中的另一者包含一球狀配座表面，其形狀係可容納該夾持螺栓的頭部，和一槽狀內凹部，設置成鄰近於加工出的該凹入部，且一夾持螺栓鎖固件，其係容置於該槽狀內凹部內，並與該夾持螺栓的該頭部嚙合以維持該夾持螺栓上的預負載；且其中該夾持螺栓鎖固件包含一髮夾狀的構件，包含二懸臂樑，接合於一末端，和介接齒狀物，設置於該二懸臂樑之一者的自由端，該介接齒狀物與該夾持螺栓的該頭部嚙合以維持該夾持螺栓上的預負載。
2. 如申請專利範圍第1項所述之夾持裝置，其中該上夾持本體內加工出的該凹入部包含一球形配座表面，其形狀係對應於該夾持螺帽的球狀配座表面，且其中該下夾持本體內加工出的該凹入部包含一球形配 座表面，其形狀係對應於該夾持螺栓的頭部的球狀配座表面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之夾持裝置，其中該夾持螺栓的該頭部包含棘輪齒狀物，圍繞其周邊，當該夾持螺栓鎖固件容置於該槽狀內凹部內時，該棘輪齒狀物嚙合於該夾持螺栓鎖固件上對應的介接齒狀物。
4. 如申請專利範圍第3項所述之夾持裝置，其中對應的該介接齒狀物及棘輪齒狀物被建構成限制該夾持螺栓在增加該夾持螺栓上之預負載的方向上轉動。
5. 如申請專利範圍第1項所述之夾持裝置，包含二夾持螺栓，連接該上及下夾持本體，並延伸穿過已連接的該管。
6. 一種夾持裝置，用以支撐或在結構上取代已連接的管之間的熔接接合，該夾持裝置包含：一上夾持本體及一下夾持本體，能以相面對的關係固定在已連接的該管的相對側上，該上及下夾持本體具有一對穿過自身的孔，對準穿過該下夾持本體的對應孔，該上夾持本體及該下夾持本體的表面面對已連接的該管被加工出具有曲率半徑；一對夾持螺栓可延伸穿過該上夾持本體的該對孔和該下夾持本體的對應孔，並可與對應的一對夾持螺帽嚙合，使得該上夾持本體及下夾持本體在已連接的該管的相對側上連接在一起；第一組凹入部，分別被加工成鄰近於穿過該上夾持本 體的孔，該第一組凹入部為非圓形且被加工成對應於該螺帽的形狀；第二組凹入部，分別被加工成鄰近於貫穿該下夾持本體的對應孔，該第二組凹入部被加工成容納該螺栓的個別頭部；一槽狀內凹部，設置成鄰近於該下夾持本體的該第二組凹入部之每一者；以及夾持螺栓鎖固件，容納於該槽狀內凹部之每一者內且分別與該螺栓的該頭部嚙合以維持該夾持螺栓上的預負載，其中該夾持螺栓鎖固件包含一髮夾狀的構件，其包含二懸臂樑，接合於一末端，和介接齒狀物，設置於該二懸臂樑之一者的自由端，該介接齒狀物與該夾持螺栓的該頭部嚙合以維持該夾持螺栓上的預負載。
7. 如申請專利範圍第6項所述之夾持裝置，其中該夾持螺栓的該頭部包含圍繞其周邊的棘輪齒狀物，當該夾持螺栓鎖固件容置於該槽狀內凹部內時，該棘輪齒狀物嚙合於該夾持螺栓鎖固件上的該介接齒狀物。