特許 6469972 局所出力領域中性子検出器集合体および局所出力領域中性子検出器集合体組立て方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6469972

(24)【登録日】2019年1月25日

(45)【発行日】2019年2月13日

(54)【発明の名称】局所出力領域中性子検出器集合体および局所出力領域中性子検出器集合体組立て方法

(51)【国際特許分類】

   G21C 17/10 20060101AFI20190204BHJP

   G21C 17/12 20060101ALI20190204BHJP

   G01T 3/00 20060101ALI20190204BHJP

【ＦＩ】

   G21C17/10 400

   G21C17/12 300

   G01T3/00 D

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-113528(P2014-113528)

(22)【出願日】2014年5月30日

(65)【公開番号】特開2015-227814(P2015-227814A)

(43)【公開日】2015年12月17日

【審査請求日】2017年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】503382542

【氏名又は名称】キヤノン電子管デバイス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390014568

【氏名又は名称】東芝プラントシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤田 恭一

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 禎司

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 敏明

(72)【発明者】

【氏名】勝田 昌治

(72)【発明者】

【氏名】柴崎 正人

(72)【発明者】

【氏名】大川 清文

【審査官】 藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−３２５１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−０３９６９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６０−００３３８３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５９−１６３２８５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６１−１４４５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２１８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２０１５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０１７５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１０２４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５２−０７０２９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０２−１４５９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０２７８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１８６２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−１１７１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４３１８７７６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第５４４２６６５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｃ １７／００−１７／１４

Ｇ０１Ｔ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原子炉の出力運転中に原子炉圧力容器に収納された炉心の局所中性子束を測定する局所出力領域中性子検出器集合体において、
前記原子炉圧力容器内で、中性子検出器および中性子検出用収納品の径方向外側を囲み上端および下端が開放され上下方向に延びた管状のカバーパイプと、
上端および下端が開放されて上下方向に延びるハウジングパイプであって、上端が前記カバーパイプと溶接され前記原子炉圧力容器の下部を貫通して延びて、前記中性子検出用収納品がその下端を貫通して延びる管状のハウジングパイプと、
前記ハウジングパイプの上端と下端の間に設けられて、前記中性子検出用収納品が気密に貫通する円板状のシール部と、
を備え、
前記カバーパイプは、前記炉心内の部分と前記炉心の下端より下方において上端から下端に至るまでに外径が拡大する拡大部を有し、前記ハウジングパイプとの接続部における前記拡大部の下端の断面と前記ハウジングパイプの上端の断面とが重なる面積が、前記カバーパイプの前記炉心内の部分の断面積より大きい、
ことを特徴とする局所出力領域中性子検出器集合体。

【請求項2】

原子炉の出力運転中に原子炉圧力容器に収納された炉心の局所中性子束を測定する局所出力領域中性子検出器集合体において、
前記原子炉圧力容器内で、中性子検出器および中性子検出用収納品の径方向外側を囲み上端および下端が開放され上下方向に延びた管状のカバーパイプと、
上端および下端が開放され、上端が前記カバーパイプの下端と溶接されたアダプタと、
上端および下端が開放されて上下方向に延びるハウジングパイプであって、前記上端が前記アダプタの下端と溶接され前記原子炉圧力容器の下部を貫通して延びて、前記中性子検出用収納品がその下端を貫通して延びる管状のハウジングパイプと、
前記ハウジングパイプの上端と下端の間に設けられて、前記中性子検出用収納品が気密に貫通する円板状のシール部と、
を備え、
前記アダプタは、上端と下端の間に拡大部を有し、前記ハウジングパイプとの接続部における当該アダプタの下端の断面と前記ハウジングパイプの上端の断面とが重なる面積が当該拡大部の上端の断面積より大きい、
ことを特徴とする局所出力領域中性子検出器集合体。

【請求項3】

前記中性子検出用収納品は、
前記中性子検出器に接続されて前記中性子検出器の下方に前記原子炉圧力容器を貫通して延び、前記中性子検出器の出力信号を伝送する信号出力用ケーブルと、
前記中性子検出器を校正するための走行型中性子検出器が内部を上下動するために設けられ、前記中性子検出器の設置レベルから下方に前記原子炉圧力容器を貫通して延びて上端が閉止され下端が開放された校正用導管と、
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の局所出力領域中性子検出器集合体。

【請求項4】

原子炉圧力容器内で上端および下端が開放され上下方向に延びた管状のカバーパイプと、
上端および下端が開放されて上下方向に延び、上端が前記カバーパイプと溶接され前記原子炉圧力容器の下部を貫通して延びる管状のハウジングパイプと、
前記カバーパイプの内側に配置される中性子検出器と、
前記カバーパイプの内側から前記ハウジングパイプの下端を貫通して伸びる中性子検出用収納品と、
前記ハウジングパイプの上端と下端の間に設けられて、前記中性子検出用収納品が気密に貫通する円板状のシール部と、
を備える局所出力領域中性子検出器集合体の組み立て方法であって、
前記中性子検出用収納品を前記シール部に貫通させ、前記中性子検出用収納品を前記シール部と気密に接合するシール部内接合ステップと、
前記シール部内接合ステップの後に、前記ハウジングパイプに前記中性子検出用収納品が貫通した前記シール部を挿入し、前記ハウジングパイプと前記シール部とを気密に接合するシール部外側接合ステップと、
前記シール部外側接合ステップの後に、前記ハウジングパイプと、下部に上端から下端に至るまでに外径が拡大する拡大部を有する前記カバーパイプの前記拡大部の下端または前記拡大部の下端よりも下側の端部と、を溶接する全体接合ステップと、
を有することを特徴とする局所出力領域中性子検出器集合体の組立て方法。

【請求項5】

原子炉圧力容器内で上端および下端が開放され上下方向に延びた管状のカバーパイプと、
上端および下端が開放され、上端が前記カバーパイプの下端と溶接され、その上端から下端に至るまでに外径が拡大する拡大部を有するアダプタと、
上端および下端が開放されて上下方向に延び、上端が前記アダプタと溶接され前記原子炉圧力容器の下部を貫通して延びる管状のハウジングパイプと、
前記カバーパイプの内側に配置される中性子検出器と、
前記カバーパイプの内側から前記ハウジングパイプの下端を貫通して伸びる中性子検出用収納品と、
前記ハウジングパイプの上端と下端の間に設けられて、前記中性子検出用収納品が気密に貫通する円板状のシール部と、
を備える局所出力領域中性子検出器集合体の組み立て方法であって、
前記中性子検出用収納品を前記シール部に貫通させ、前記中性子検出用収納品を前記シール部と気密に接合するシール部内接合ステップと、
前記シール部内接合ステップの後に、前記ハウジングパイプに前記中性子検出用収納品が貫通した前記シール部を挿入し、前記ハウジングパイプと前記シール部とを気密に接合するシール部外側接合ステップと、
前記カバーパイプと前記アダプタの上端とを溶接し、放射線検査を実施するアダプタ溶接ステップと、
前記アダプタ溶接ステップの後に、前記ハウジングパイプと前記アダプタの下端とを溶接する全体接合ステップと、
を有することを特徴とする局所出力領域中性子検出器集合体の組立て方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、局所出力領域中性子検出器集合体およびその組立て方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に沸騰水型原子炉には、原子炉圧力容器を貫通し、炉心内の複数の燃料集合体間の隙間に挿入された複数の中性子検出器と、炉心の中性子束またはガンマ線束を測定し、中性子検出器の校正を実施する移動式炉心内計装機器の導管（以下、校正用導管）が組み込まれた、局所出力領域中性子検出器集合体（Ｌｏｃａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｎｇｅ ｎｅｕｔｒｏｎ Ｍｏｎｉｔｏｒ、以下、ＬＰＲＭと呼ぶ）が設置されている。

【0003】

図６は、従来の局所出力領域中性子検出器集合体の一部の構成を示す縦部分断面図である。このＬＰＲＭにおいては、校正用導管１３と、中性子検出器１１に接続された信号出力用ケーブル１２とが、ＬＰＲＭの下部にあるシール部１７において気密に溶接されている。また、校正用導管１３と、中性子検出器１１に接続された信号出力用ケーブル１２とは、シール部１７と溶接されたハウジングパイプ１５と、ハウジングパイプ１５に溶接されたカバーパイプ８によって覆われている。カバーパイプ８は、燃料集合体の隙間に挿入されるため外径が制約され、内径も中性子検出器１１のガンマ線加熱による温度上昇影響を軽減するための冷却水流量を確保するため、制約される。一方、ハウジングパイプ１５は、カバーパイプ８に比べて制約がないため、肉厚はカバーパイプ８より厚い（特許文献１）。

【0004】

カバーパイプ８とハウジングパイプ１５の溶接部Ａの溶接検査は、非破壊試験として溶接部外面に対する液体浸透探傷試験（ＰＴ）は、実施可能である。しかし、溶接部内面に対する放射線透過試験（ＲＴ）は、当該溶接部Ａの内側に校正用導管１３と信号出力用ケーブル１２を内蔵しているため、適切に実施できない。

【0005】

また、カバーパイプ８とハウジングパイプ１５を溶接後、校正用導管１３と信号出力用ケーブル１２を内蔵しない状態でＲＴを実施後に、校正用導管１３および信号出力用ケーブル１２を取り付ける場合も、校正用導管１３および信号出力用ケーブル１２の取付け後のこれらの長さを測定することができず、ＬＰＲＭによる測定時の中性子検出器１１の炉心内における高さ位置が不明確となり、正確な測定ができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１−２２１８８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

カバーパイプ８は、地震時に燃料集合体内の隙間部で径方向に振動する。曲げモーメントはカバーパイプ８の下側ほど大きくなるため、カバーパイプ８の下端部のハウジングパイプ１５との溶接部Ａが最も応力が厳しくなる。

【0008】

ここで、溶接部においては、強度評価上、継手効率を見込む必要がある。継手効率は、ＲＴを全箇所について実施する場合は１．０、すなわち母材と同じ値を使用できる。ＲＴを実施する割合が低下すると使用できる溶接効率は低い値となる。

【0009】

カバーパイプ８とハウジングパイプ１５管の溶接部については、非破壊試験としてＲＴを実施できないことから、溶接部の継手効率として低い値を使用せざるを得ず強度上の余裕を十分に確保できない場合があった。

【0010】

そこで、本発明の実施形態は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ＬＰＲＭにおける構造強度上の余裕を確保することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上述の目的を達成するため、本実施形態は、局所出力領域中性子検出器集合体において、原子炉の出力運転中に原子炉圧力容器に収納された炉心の局所中性子束を測定する局所出力領域中性子検出器集合体において、前記原子炉圧力容器内で、中性子検出器および中性子検出用収納品の径方向外側を囲み上端および下端が開放され上下方向に延びた管状のカバーパイプと、上端および下端が開放されて上下方向に延びるハウジングパイプであって、上端が前記カバーパイプと溶接され前記原子炉圧力容器の下部を貫通して延びて、前記中性子検出用収納品がその下端を貫通して延びる管状のハウジングパイプと、前記ハウジングパイプの上端と下端の間に設けられて、前記中性子検出用収納品が気密に貫通する円板状のシール部と、を備え、前記カバーパイプは、前記炉心内の部分と前記炉心の下端より下方において上端から下端に至るまでに外径が拡大する拡大部を有し、前記ハウジングパイプとの接続部における前記拡大部の下端の断面と前記ハウジングパイプの上端の断面とが重なる面積が、前記カバーパイプの前記炉心内の部分の断面積より大きい、ことを特徴とする。

【0012】

また、本実施形態は、原子炉の出力運転中に原子炉圧力容器に収納された炉心の局所中性子束を測定する局所出力領域中性子検出器集合体において、前記原子炉圧力容器内で、中性子検出器および中性子検出用収納品の径方向外側を囲み上端および下端が開放され上下方向に延びた管状のカバーパイプと、上端および下端が開放され、上端が前記カバーパイプの下端と溶接されたアダプタと、上端および下端が開放されて上下方向に延びるハウジングパイプであって、前記上端が前記アダプタの下端と溶接され前記原子炉圧力容器の下部を貫通して延びて、前記中性子検出用収納品がその下端を貫通して延びる管状のハウジングパイプと、前記ハウジングパイプの上端と下端の間に設けられて、前記中性子検出用収納品が気密に貫通する円板状のシール部と、を備え、前記アダプタは、上端と下端の間に拡大部を有し、前記ハウジングパイプとの接続部における当該アダプタの下端の断面と前記ハウジングパイプの上端の断面とが重なる面積が当該拡大部の上端の断面積より大きい、ことを特徴とする。

【0013】

また、本実施形態は、局所出力領域中性子検出器集合体の組立て方法において、原子炉圧力容器内で上端および下端が開放され上下方向に延びた管状のカバーパイプと、上端および下端が開放されて上下方向に延び、上端が前記カバーパイプと溶接され前記原子炉圧力容器の下部を貫通して延びる管状のハウジングパイプと、前記カバーパイプの内側に配置される中性子検出器と、前記カバーパイプの内側から前記ハウジングパイプの下端を貫通して伸びる中性子検出用収納品と、前記ハウジングパイプの上端と下端の間に設けられて、前記中性子検出用収納品が気密に貫通する円板状のシール部と、を備える局所出力領域中性子検出器集合体の組み立て方法であって、前記中性子検出用収納品を前記シール部に貫通させ、前記中性子検出用収納品を前記シール部と気密に接合するシール部内接合ステップと、前記シール部内接合ステップの後に、前記ハウジングパイプに前記中性子検出用収納品が貫通した前記シール部を挿入し、前記ハウジングパイプと前記シール部とを気密に接合するシール部外側接合ステップと、前記シール部外側接合ステップの後に、前記ハウジングパイプと、下部に上端から下端に至るまでに外径が拡大する拡大部を有する前記カバーパイプの前記拡大部の下端または前記拡大部の下端よりも下側の端部と、を溶接する全体接合ステップと、を有することを特徴とする。

【0014】

また、本実施形態は、局所出力領域中性子検出器集合体の組立て方法において、原子炉圧力容器内で上端および下端が開放され上下方向に延びた管状のカバーパイプと、上端および下端が開放され、上端が前記カバーパイプの下端と溶接され、その上端から下端に至るまでに外径が拡大する拡大部を有するアダプタと、上端および下端が開放されて上下方向に延び、上端が前記アダプタと溶接され前記原子炉圧力容器の下部を貫通して延びる管状のハウジングパイプと、前記カバーパイプの内側に配置される中性子検出器と、前記カバーパイプの内側から前記ハウジングパイプの下端を貫通して伸びる中性子検出用収納品と、前記ハウジングパイプの上端と下端の間に設けられて、前記中性子検出用収納品が気密に貫通する円板状のシール部と、を備える局所出力領域中性子検出器集合体の組み立て方法であって、前記中性子検出用収納品を前記シール部に貫通させ、前記中性子検出用収納品を前記シール部と気密に接合するシール部内接合ステップと、前記シール部内接合ステップの後に、前記ハウジングパイプに前記中性子検出用収納品が貫通した前記シール部を挿入し、前記ハウジングパイプと前記シール部とを気密に接合するシール部外側接合ステップと、前記カバーパイプと前記アダプタの上端とを溶接し、放射線検査を実施するアダプタ溶接ステップと、前記アダプタ溶接ステップの後に、前記ハウジングパイプと前記アダプタの下端とを溶接する全体接合ステップと、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明の実施形態によれば、ＬＰＲＭにおける構造強度上の余裕を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１の実施形態に係る局所出力領域中性子検出器集合体を原子炉に取り付けた状態を示す縦断面図である。

【図2】第１の実施形態に係る局所出力領域中性子検出器集合体の一部の構成を示す縦部分断面図である。

【図3】第１の実施形態に係る局所出力領域中性子検出器集合体の組立て方法の手順を示すフロー図である。

【図4】第２の実施形態に係る局所出力領域中性子検出器集合体の一部の構成を示す縦部分断面図である。

【図5】第２の実施形態に係る局所出力領域中性子検出器集合体の組立て方法の手順を示すフロー図である。

【図6】従来の局所出力領域中性子検出器集合体の一部の構成を示す縦部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る局所出力領域中性子検出器集合体および局所出力領域中性子検出器集合体の組立て方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

【0018】

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る局所出力領域中性子検出器集合体を原子炉に取り付けた状態を示す縦断面図である。なお、図１では、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の炉心シュラウド、原子炉冷却材の再循環用のジェットポンプ、炉心上部の気水分離器等の図示を省略している。

【0019】

原子炉圧力容器（ＲＰＶ）１の内部に炉心２が収納されている。炉心２の下側には水平方向に広がる炉心支持板３が設けられている。また、炉心２の上側には水平方向に広がる上部格子板４が設けられている。

【0020】

ＲＰＶ１の底部には、局所出力領域中性子検出器集合体（ＬＰＲＭ）１０がＲＰＶ１を貫通するために、ＲＰＶ管台部５および下部閉止部７が設けられている。ＲＰＶ管台部５は、ＲＰＶ１の管台およびその延長部分である。ＲＰＶ管台部５および下部閉止部７とＬＰＲＭ１０の外側部分は、ＲＰＶ１内部雰囲気とＲＰＶ１の外部雰囲気とを隔離している。ＲＰＶ１の内部においては、ＬＰＲＭ１０をガイドしかつ保護するための上下方向に延びる案内管６がＲＰＶ１の底部から炉心支持板３の下面までの間に設けられている。

【0021】

ＬＰＲＭ１０は、互いに上下に接続されたハウジングパイプ１５とカバーパイプ１６、およびカバーパイプ１６に内蔵された中性子検出器１１（図２）および中性子検出用収納品とを有する。ここで、中性子検出用収納品は、信号出力用ケーブル１２（図２）と校正用導管１３（図２）とを有する。

【0022】

カバーパイプ１６は、上下に延びた管状であり、上端および下端が開放されている。ＬＰＲＭ１０は炉心２内では、炉心２の位置に配列された図示しない燃料集合体の間に設けられている。このため、ＬＰＲＭ１０の炉心２内の部分であるカバーパイプ１６の径は配置上所定の寸法を超えないように制限されている。

【0023】

カバーパイプ１６の炉心２の下端高さの位置にあたる部分より下側には拡大部１６ａが形成されている。また、カバーパイプ１６の上端には伸縮部１６ｂが取り付けられている。伸縮部１６ｂは、たとえば上下に伸縮するコイルばねを内蔵しており、上下に伸縮可能に形成されている。ハウジングパイプ１５は、上下の端部が開放された管状である。ハウジングパイプ１５は、カバーパイプ１６の下端に溶接される。

【0024】

ＬＰＲＭ１０がＲＰＶ１内に設けられている状態では、ＬＰＲＭ１０は、全体としてＲＰＶ１の内部に上下の方向に設置されている。ＬＰＲＭ１０の上端、すなわち伸縮部１６ｂはその上端が、上部格子板４の下面に形成された凹み部にはめ込まれている。ＬＰＲＭ１０、具体的にはハウジングパイプ１５は、炉心支持板３を貫通し、また、下側部分すなわちハウジングパイプ１５の下部は、ＲＰＶ１の底部を貫通している。

【0025】

ハウジングパイプ１５は、炉心支持板３を貫通後、ＲＰＶ１の底部までの間は、案内管６の内部に収納されている。ハウジングパイプ１５は、さらに下方に延びて、ＲＰＶ１の底部を貫通している。ＲＰＶ１の底部を貫通した後、ハウジングパイプ１５は、ＲＰＶ管台部５内を延びて、下部閉止部７を貫通後に外部の空気雰囲気内に延びている。

【0026】

図２は、局所出力領域中性子検出器集合体１０の一部の構成を示す縦部分断面図である。ＲＰＶ１、ＲＰＶ管台部５および下部閉止部７は、ＬＰＲＭ１０とは接合されていない周囲の構造物であり、破線で表示している。図２では、カバーパイプ１６の上端に取り付けられた伸縮部１６ｂ、および下部閉止部７の一部を省略している。

【0027】

カバーパイプ１６の下部には、前述のように拡大部１６ａが形成されている。拡大部１６ａにおいては、カバーパイプ１６の炉心２内（図１）を通過する部分の径から下方に行くに従って外径が徐々に増加し、ハウジングパイプ１５の外径と同等となってからその外径を維持して延びている。したがって、カバーパイプ１６とハウジングパイプ１５との溶接部Ｂにおいては、互いに対向するカバーパイプ１６の断面とハウジングパイプ１５の断面とは同じ外径となっている。なお、必ずしも、同じ外径である必要はなく、互いに対向するカバーパイプ１６の断面とハウジングパイプ１５の断面が重なり合う面積が強度評価上十分な面積であれば、両者の外径および内径の互いの大小を問わない。

【0028】

カバーパイプ１６は、ＲＰＶ１内で、４つの中性子検出器１１と、それぞれの中性子検出器１１に接続された信号出力用ケーブル１２と、校正用導管１３を収納している。中性子検出器１１は、互いに間隔をあけて上下に配列されている。信号出力用ケーブル１２は、中性子検出器１１との接続箇所から下方に延びている。また、校正用導管１３は、最上部の中性子検出器１１の高さから下方に延びている。

【0029】

すなわち、信号出力用ケーブル１２と校正用導管１３は、互いに平行に下方に延びており、カバーパイプ１６の下端を過ぎるとハウジングパイプ１５内をさらに下方に延びている。信号出力用ケーブル１２と校正用導管１３は、ハウジングパイプ１５が下部閉止部７を貫通し、空気雰囲気内に至るまで延びている。信号出力用ケーブル１２の端部は、空気雰囲気に設けられた図示しないコネクタに接続されている。すなわち、コネクタで外部のケーブル（図示せず）と接続および切り離しが可能である。

【0030】

カバーパイプ１６内には、上下方向に互いに間隔をおいて複数のスペーサ１４が設けられており、信号出力用ケーブル１２および校正用導管１３が水平方向の振動によりカバーパイプ１６およびハウジングパイプ１５の内壁に接触したり、互いに接触したりすることによる不具合の発生を防止するために、信号出力用ケーブル１２および校正用導管１３を支持している。

【0031】

ハウジングパイプ１５内には、シール部１７が設けられている。シール部１７は円板形状であり、ハウジングパイプ１５内に水平に設けられている。シール部１７の外周は、ハウジングパイプ１５の内面と気密に接合されている。また、シール部１７を４本の信号出力用ケーブル１２と校正用導管１３が上下に貫通している。４本の信号出力用ケーブル１２と校正用導管１３のシール部１７を貫通す部分は、気密に接合されている。したがって、シール部１７は、その上下を気密に隔離する隔壁となっている。すなわち、ハウジングパイプ１５の内側は、シール部１７において、上側の原子炉冷却材と下側の空気とが隔離されている。

【0032】

校正用導管１３は、上端が閉止されており、ＲＰＶ１内には開放されていない管である。原子炉の出力運転中にＬＰＲＭ１０の中性子検出器１１の出力信号を校正する目的で、図示しない走行型中性子検出器（ＴＩＰ）が、ＬＰＲＭ１０のそれぞれの中性子検出器１１と同じ高さの位置において中性子検出を行い、ＬＰＲＭ１０の中性子検出器１１の校正を行う。校正用導管１３は、このＴＩＰが上下に移動する通路を形成している。したがって、校正用導管１３の下方の端部は、ＴＩＰの図示しない駆動装置に接続されている。

【0033】

ハウジングパイプ１５の外面は、上部と下部とで外形が異なり、途中の高さの部分で周方向にわたって上から下に行くにつれて外径が減少するようにテーパ部１５ａが形成されている。また、テーパ部１５ａに対応するように、下部閉止部７に下向きの円錐状にくり抜くようにテーパ部７ａが形成されている。テーパ部１５ａとテーパ部７ａとの接触面は気密に形成されており、ハウジングパイプ１５の外側について、ＲＰＶ１内の雰囲気とＲＰＶ１外の雰囲気を隔離する境界となっている。

【0034】

ＲＰＶ管台部５の下端にはフランジ部５ａが形成されている。下部閉止部７の上面は、ＲＰＶ管台部５のフランジ部５ａと対向して図示しないボルトによりに互いに密着するように形成されている。下部閉止部７に形成された貫通孔とハウジングパイプ１５の外面との間は図２に図示していないが気密に形成されている。このため、この部分も、テーパ部１５ａとテーパ部７ａとの接触面と同様にＲＰＶ１内の雰囲気とＲＰＶ１外の雰囲気を隔離する境界となっている。

【0035】

なお、ボルトを締め付けることにより下部閉止部７の上面とフランジ部５ａとが密着するとともに、ハウジングパイプ１５のテーパ部１５ａと下部閉止部７のテーパ部７ａとが密着する。この際、ＬＰＲＭ１０の上端の伸縮部１６ｂが上下方向に伸縮することにより、ＬＰＲＭ１０に過大な圧縮力はかからない。

【0036】

図３は、局所出力領域中性子検出器集合体１０の組立て方法の手順を示すフロー図である。まず、シール部１７と、４本の信号出力用ケーブル１２および校正用導管１３とを組立てる（ステップＳ１０１）。すなわち、４本の信号出力用ケーブル１２および校正用導管１３がシール部１７を貫通する状態とする。次に、４本の信号出力用ケーブル１２および校正用導管１３のそれぞれについて、シール部１７の貫通部分において、シール部１７と気密に接合する。

【0037】

次に、ステップＳ１０１で組立てられたシール部１７と信号出力用ケーブル１２および校正用導管１３の組み合わせと、ハウジングパイプ１５との組立てを行う（ステップＳ１０２）。具体的には、まず、ハウジングパイプ１５内に、４本の信号出力用ケーブル１２および校正用導管１３が貫通し接合されたシール部１７を挿入する。その上で、シール部１７の外周とハウジングパイプ１５の内面とを全周にわたり接合する。この段階で、ハウジングパイプ１５内の気密の隔壁が形成される。

【0038】

次に、ハウジングパイプ１５とカバーパイプ１６とを直列に溶接する（ステップＳ１０３）。すなわち、ハウジングパイプ１５の上端面と、カバーパイプ１６の拡大部１６ａの部分が溶接部Ｂにおいて溶接される。

【0039】

以上のような本実施形態に係るＬＰＲＭ１０においては、ハウジングパイプ１５とカバーパイプ１６の溶接部Ｂにおけるカバーパイプ１６の断面積が大きくなっている。すなわち、従来は、ハウジングパイプ１５との溶接部における断面積は、炉心２内における部分の断面積と同じであった。一方、本実施形態においては、拡大部１６ａで断面積が増大した後の部分で溶接が行われる。

【0040】

ハウジングパイプ１５とカバーパイプ１６との溶接部Ｂの溶接検査でＲＴができないため、溶接効率としては、ＲＴ実施の場合に比べて低い溶接効率を許容応力に乗じる必要がある。しかしながら、許容されるせん断力は、許容応力と溶接効率と溶接部の断面積であるから、許容されるせん断力は、面積の増加割合だけ増加することになる。このため、溶接部における応力評価上の余裕を確保することができる。

【0041】

また、肉厚が薄い部分から肉厚が厚い部分に移行する境界が、従来溶接部であったが、本実施形態においては、この部分は溶接部ではなくなったため、継手効率を乗ずることによる許容値の減少はなく、この部分においても応力評価上の余裕を確保することができる。

【0042】

以上のように、本実施形態によれば、断面積の変化する箇所と溶接箇所とを分離することによって、ＬＰＲＭにおける構造強度上の余裕を確保することができる。

【0043】

［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態に係る局所出力領域中性子検出器集合体１０の一部の構成を示す縦部分断面図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形である。本第２の実施形態においては、ＬＰＲＭのカバーパイプ２２には第１の実施形態における拡大部のような部分はなく、上端から下端まで同じ外形である。本第２の実施形態においては、カバーパイプ２２とハウジングパイプ１５の間にアダプタ２１が設けられている。

【0044】

アダプタ２１は、上下が開放された管状であり、内面は一定の径を有する。アダプタ２１の上端はカバーパイプ２２の断面に対向する形状の断面を有し、また、下端は上端に比べて大きな断面積を有する。アダプタ２１は、途中に円錐台状の拡大部２１ａを有し、外径が増大後下方に延びている。アダプタ２１は、上端はカバーパイプ２２と溶接される。また、アダプタ２１の下端はハウジングパイプ１５と溶接される。

【0045】

なお、アダプタ２１の下端は、必ずしもハウジングパイプ１５と同じ外径である必要はなく、互いに対向するアダプタ２１の断面とハウジングパイプ１５の断面が重なり合う面積が強度評価上十分な面積であれば、両者の外径および内径の互いの大小を問わない。

【0046】

図５は、局所出力領域中性子検出器集合体の組立て方法の手順を示すフロー図である。本実施形態においては、まず、シール部１７と４本の信号出力用ケーブル１２および校正用導管１３を組立てる（ステップＳ１０１）。次にハウジングパイプ１５との組立てを行う（ステップＳ１０２）というステップは、第１の実施形態と同様である。

【0047】

次に、カバーパイプ２２にアダプタ２１を溶接する（ステップＳ１２１）。カバーパイプ２２とアダプタ２１との溶接部においては、カバーパイプ２２とアダプタ２１のいずれの断面積も小さい。この溶接部については、ＲＴを実施する。

【0048】

次に、カバーパイプ２２に溶接したアダプタ２１にハウジングパイプ１５を溶接する（ステップＳ１２２）。

【0049】

本実施形態によれば、断面積の変化する箇所をアダプタ２１の内部とし、アダプタ２１の両端部を溶接箇所として、断面積の変化する箇所と溶接箇所とを分離することによって、ＬＰＲＭにおける構造強度上の余裕を確保することができる。

【0050】

また、断面積の変化する部分をカバーパイプ２２およびハウジングパイプ１５に比べて短尺のアダプタ２１内とすることにより、製作上の負担を大幅に軽減することができる。

【0051】

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

【0052】

実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0053】

１…原子炉圧力容器（ＲＰＶ）、２…炉心、３…炉心支持板、４…上部格子板、５…ＲＰＶ管台部、５ａ…フランジ部、６…案内管、７…下部閉止部、７ａ…テーパ部、８…カバーパイプ、１０…局所出力領域中性子検出器集合体（ＬＰＲＭ）、１１…中性子検出器、１２…信号出力用ケーブル（中性子検出用収納品）、１３…校正用導管（中性子検出用収納品）、１４…スペーサ、１５…ハウジングパイプ、１５ａ…テーパ部、１６…カバーパイプ、１６ａ…拡大部、１６ｂ…伸縮部、１７…シール部、２１…アダプタ、２１ａ…拡大部、２２…カバーパイプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】