JP7261731B2

JP7261731B2 - 原子炉圧力容器用のノズル

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Publication number: JP7261731B2
Application number: JP2019227799A
Authority: JP
Inventors: 聖平野; 芳久清時; 大助平澤; 和也石田; 梢松川
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2023-04-20
Anticipated expiration: 2039-12-18
Also published as: WO2021125077A1; JP2021096173A

Description

本発明は、原子炉圧力容器に取り付けられる原子炉圧力容器用のノズルに関する。

原子力発電設備を安全かつ確実に運用するためには、原子力発電設備から外部環境への放射性物質放出を許容される範囲内に、かつ、可能な限り低いレベルに維持管理する必要がある。この目的のため、原子力発電設備は、大量の放射性物質を内包している原子炉炉心を原子炉圧力容器（ＲＰＶ：ＲｅａｃｔｏｒＰｒｅｓｓｕｒｅＶｅｓｓｅｌ）内に設置している。さらに、ＲＰＶを鉄鋼製および／または、鉄筋コンクリート製の原子炉格納容器（ＰＣＶ：ＰｒｉｍａｒｙＣｏｎｔａｉｎｍｅｎｔＶｅｓｓｅｌ）内に設置する。これにより原子力安全設備に何らかの異常が生じた際であっても、原子炉炉心に存在する放射性物質の外部環境への放出量を許容される範囲内にかつ可能な限り低いレベルに抑制し、維持することを高い信頼性をもって可能とするものとしている。

また、原子力発電設備では、原子炉から発電に必要なエネルギーを取り出すため、原子炉を循環する流体をＲＰＶの外部に導く配管設備を必要とする。このため、炉心を冷却する流体が循環する配管設備の破損等による異常時であっても、ＰＣＶ内で異常事象が収束する設備を設けている。このような原子力発電設備では、万一、ＰＣＶ隔離弁上流に位置する配管等が破損し、冷却材を喪失する事態（ＬＯＣＡ：ＬｏｓｓＯｆＣｏｏｌａｎｔＡｃｃｉｄｅｎｔ）が生じた場合、破損した配管からの原子炉冷却材の流出を抑止できない。このため、原子炉に制御棒が挿入された以降に発生する炉心の崩壊熱に確実に対処するため、炉心を冷却するための流体を継続的に炉心に注入する必要があり、結果として、多重化・多様化した大規模な原子力発電設備特有の縦深構成の安全設備が必要になっている。その設備は、非常時炉心冷却設備（ＥＣＣＳ：ＥｍｅｒｇｅｎｃｙＣｏｒｅＣｏｏｌｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を含む工学的安全設備である。この設備は、ＰＣＶ内で発生した異常な事象をＰＣＶ外に波及させないようにするため、原子炉格納容器隔離弁（ＰＣＶ隔離弁）が、その工学的安全設備の一つとして、ＰＣＶの内外に設置されている。

安全性を考慮した設備として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には、「周知の解決策は、容器貫通部に一体型隔離弁（ＩＩＶ：ｉｎｔｅｇｒａｌｉｓｏｌａｔｉｏｎｖａｌｖｅ）を設けることである。ＩＩＶは、圧力容器に接続するフランジ内に構築された弁を備える。ＩＩＶは容器貫通部内へ直接一体化されるため、ＩＩＶを閉じることで、ＬＯＣＡ破断点における原子炉冷却材の喪失が確実に停止される。」と記載されている。

特表２０１７-５２１６７１号公報

特許文献１には、ＲＰＶ本体（胴部）に接続される大口径のフランジ付一体型隔離弁（ＩＩＶ：段落００３９参照）が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載されたフランジ付一体型隔離弁では、ＲＰＶ本体との接続にフランジ構造を採用している。このため、ＲＰＶ本体とフランジ付一体型隔離弁との接続部から内部流体が漏洩する可能性があるという問題がある。例えば、ボルト、ナットによるフランジの適切な締め付けが行われなかった場合、フランジ面圧が不足して内部流体が漏洩する。また、フランジ面に使用されるシール部材に経時的な応力緩和や劣化が生じた場合にも、内部流体が漏洩する。

また、特許文献１に記載されたフランジ付一体型隔離弁は、フランジ締結部がＲＰＶ本体とＩＩＶ間に存在する構成となり、フランジ締結部の一方がＲＰＶ本体に拘束され、相対する一方がＰＣＶに拘束される構成である。このため、フランジのシール面の一部または全面に面圧低下を生じさせる荷重および／またはモーメントが作用し、フランジ締結部からの原子炉炉心冷却材の漏洩を誘発しかねないものとなっている。

加えて、特許文献１のフランジ締結部で構成されるシール部においては、フランジ付一体型隔離弁が、鉛直なＲＰＶの胴部に対してほぼ垂直（直角）に設置されるため、ほぼ鉛直な面を有するフランジ締結部となる。このような構成のフランジ締結部は、ＩＩＶのフランジ締結作業時に、フランジ付一体型隔離弁（ＩＩＶ）の自重によってフランジシール面圧分布が不均一となりやすい。その結果、フランジ締結部に用いられるガスケットの経年的な応力緩和も加わって、内部流体の耐圧部外への漏洩を防止するには困難が伴う。また、高いシール性を長期間維持するには、フランジ締結に特別なフランジ締結作業場の配慮が必要となる。また、ＲＰＶ本体（胴部）は、熱によって伸び縮みするため、熱伸びによって位置ずれが発生し、またＲＰＶ本体に接続される配管に関しても、熱伸びなどによって位置がずれる。このため、ＲＰＶ本体と配管とを互いにフランジを介して接続することは、非常に困難を伴うものである。

本発明の目的は、内部流体の漏洩可能性を排除した、信頼性の高い原子炉圧力容器用のノズルを提供することにある。

本発明は、原子炉圧力容器に溶接されている原子炉圧力容器用のノズルであって、前記ノズルは、弁構造部を内蔵し、前記弁構造部の弁体を閉じることで前記原子炉圧力容器の内部の流体を当該原子炉圧力容器の外部と隔離し、前記ノズルは、前記弁体を点検する際に開閉される弁蓋を備え、前記弁蓋は、前記ノズルの鉛直方向の上面側に配置され、前記ノズルは、鉛直方向上方に向けて突出するフランジ部を備え、前記フランジ部には、当該フランジ部の径方向の中央に前記ノズルの流路と連通する連通孔が形成され、前記連通孔の上部の開口縁部には、シール材が載置されるシール材載置部が形成され、前記シール材載置部は、前記フランジ部の上端面よりも１段低い位置に形成され、前記弁蓋は、前記シール材を押圧する押圧部が鉛直方向下方に向けて突出して形成されるとともに、前記連通孔内に入り込む形状の嵌合部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、内部流体の漏洩可能性を排除した、信頼性の高い原子炉圧力容器用ノズルを提供できる。

第１実施形態に係る原子炉圧力容器用ノズルを備えた原子炉圧力容器を原子炉格納容器内に設置した状態を示す構成図である。従来の隔離弁を備えた原子炉圧力容器を原子炉格納容器内に設置した状態を示す構成図である。第１実施形態に係る原子炉圧力容器用ノズルを示す断面図である。第２実施形態に係る原子炉圧力容器用ノズルの構成を示す断面図である。第３実施形態に係る原子炉圧力容器用ノズルの構成を示す断面図である。第４実施形態に係る原子炉圧力容器用ノズルの構成を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、同様の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る原子炉圧力容器用ノズルを備えた原子炉圧力容器を原子炉格納容器内に設置した状態を示す構成図である。なお、図１は、原子炉隔離ノズル３（原子炉圧力容器用のノズル）を備えた原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶとする）１の概要図である。なお、本発明でのノズルとは、「圧力容器の胴、鏡板などに配管、計装品などを接続するために設けた分岐部」（ＪＩＳＢ０１９０参照）を意味する。

図１に示すように、ＲＰＶ１には、ＲＰＶ１内で発生した蒸気（流体）をＲＰＶ１の外部に取り出すための配管２が接続されている。また、ＲＰＶ１は、原子炉格納容器４（以下、ＰＣＶとする）に収容されている。配管２は、ＰＣＶ４の外側に引き出されている。また、配管２は、原子炉隔離ノズル３に対して、ＲＰＶ１とは逆側（反対側）に接続されている。原子炉隔離ノズル３は、ＲＰＶ１に溶接によって接続されている。なお、配管２は、蒸気をＲＰＶ１から取り出す（排出する）ものを例に挙げて説明しているが、これに限らず、ＲＰＶ１へ流体を送り込む用途の配管にも適用可能である。

比較のため、図２において、従来の軽水炉における代表的なＲＰＶ１０１とＰＣＶ隔離弁の関係を示す。図２は、従来の隔離弁を備えた原子炉圧力容器を原子炉格納容器内に設置した状態を示す構成図である。
図２に示すように、ＲＰＶ１０１は、ＲＰＶ１０１内で発生した蒸気をＲＰＶ１０１の外部に取り出すための配管１０２（１０２Ａ）が接続されている。ＲＰＶ１０１は、ＰＣＶ１０４に収容されている。配管１０２は、ＰＣＶ１０４の外側に引き出されている。また、配管１０２（１０２Ａ）は、ＲＰＶノズル１０５を介してＲＰＶ１０１に接続されている。ＲＰＶノズル１０５は、ＰＣＶ１０４の内側に設けられる内側ＰＣＶ隔離弁１０６と、配管１０２Ａ（配管１０２の一部）を介して接続されている。配管１０２Ａの上流端Ｐ１０１は、ＲＰＶノズル１０５と溶接によって接合されている。また、配管１０２Ａの下流端Ｐ１０２は、内側ＰＣＶ隔離弁１０６と溶接によって接合されている。また、内側ＰＣＶ隔離弁１０６の下流側には、ＰＣＶ１０４の外側に設けられる外側ＰＣＶ隔離弁１０７が設置されている。

図３は、第１実施形態に係る原子炉圧力容器用ノズルを示す断面図である。
図３に示すように、原子炉隔離ノズル３は、ノズル本体８と、弁構造部（弁トリム）９と、弁蓋１０と、弁蓋１０をノズル本体８に締結するボルト１２と、シール材１３と、によって構成されている。

ノズル本体８は、ＲＰＶ１と溶接部１１によって接続されている。つまり、ノズル本体８は、ＲＰＶ１とフランジ部を介して接続されていないものである。また、ノズル本体８は、ＲＰＶ１から延びる円筒状の管部８ａを有している。この管部８ａ（ノズル本体８）は、鉛直方向に長く構成されたＲＰＶ１に対して直交する方向（水平方向）に延びて形成されている。また、ノズル本体８は、継ぎ目の無い一体構造であり、上流端がＲＰＶ１に対して溶接部１１を介して接続され、下流端が配管２に対して溶接部１５を介して接続されている。

また、ノズル本体８は、溶接部１５から上流側（ＲＰＶ１側）に延びる円筒状の管部８ｂを有している。この管部８ｂと管部８ａとの間には、ノズル本体８の流路を開閉する弁構造部９（弁トリム）が設けられている。

弁構造部９は、弁体９ａと、弁体９ａを支持する腕部９ｂと、腕部９ｂを回動自在に支持する軸部９ｃと、弁体９ａが開閉動作可能な空間である弁収容管部９ｄと、を備えている。弁収容管部９ｄには、弁体９ａが当接する弁座９ｅが形成されている。

弁体９ａは、弁座９ｅに当接する部位にシール部９ｆが設けられている。このシール部９ｆは、例えば金属製のものであり、弁座９ｅに向けて盛り上がるように形成されている。

腕部９ｂは、側面視において略Ｌ字状に形成され、先端に弁体９ａが挿通される挿通孔９ｇが形成されている。挿通孔９ｇには弁体９ａが挿入され、挿通孔９ｇから突出した弁体９ａがボルト９ｈによって固定されることで、弁体９ａが腕部９ｂに固定される。また、腕部９ｂの基端は、後記する弁蓋１０に軸部９ｃを介して回動自在に支持されている。

軸部９ｃは、腕部９ｂの挿通孔９ｇと反対側の端部に位置し、ノズル本体８に取り付けられている。また、軸部９ｃは、ノズル本体８に形成された連通孔８ｇ内に位置している。

また、弁構造部９は、自律的に作動する機構および／またはＦａｉｌ動作機能により安全側に動作可能な駆動装置を有するものである。なお、弁体９ａは、例えば、通常時は開弁状態であり、電源を喪失したときに、重力によって閉じるようにしたものである。

また、管部８ａの流路径は、ＲＰＶ１の内部につながる開口８ｅから弁収容管部９ｄまで略同じ径となるように構成されている。また、管部８ａの流路径は、配管２の流路径と略同じになるように構成されている。また、管部８ｂの流路径は、上流側が管部８ａの流路径および配管２の流路径よりも小さくなっている。また、管部８ｂの流路径は、下流側が配管２に向けて流路径が徐々に拡大するように構成されている。

このように、ノズル本体８は、フランジを介してボルトによってＲＰＶ１に締結されるものではなく、溶接によってＲＰＶ１に接続されるものである。よって、原子炉隔離ノズル３は、ＲＰＶ１の本体（円筒状の胴部１ａ）から配管２まで継ぎ目の無いノズル本体８を備えている。

また、ノズル本体８は、鉛直方向上方に向けて突出するフランジ部８ｆが形成されている。このフランジ部８ｆは、円筒状に形成され、その径方向の中央に、弁収容管部９ｄと連通する連通孔８ｇが形成されている。

また、ノズル本体８は、継ぎ目のない一体構造で製造されている。なお、継ぎ目のない一体構造での製造とは、例えば、鍛造によって製造されていることを指す。ただし、継ぎ目の無い一体構造であれば、鍛造に限定されるものではなく、鋳造、レーザ積層造形法、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ：ＨｏｔＩｓｏｓｔａｔｉｃＰｒｅｓｓｉｎｇ）、切削加工など鍛造以外の製法技術を用いることができる。これによれば、ノズル本体８を鍛造に比べて作り易くなる。

また、ノズル本体８の材料としては、ＲＰＶ１で用いられている材料と同等のもの、例えば機械的特性が同等のものを適用することができる。また、ノズル本体８の材料としては、具体的に、ＳＦＶＱ１Ａ（ＪＩＳＧ３２０４圧力容器用調質型合金鋼鍛鋼品)を用いることができる。これによれば、ＲＰＶ１の本体（胴部１ａ）と同等の強度を確保することができ、流体の漏洩可能性を排除できる。

また、ノズル本体８は、ＲＰＶ１との溶接作業性および検査作業性を考慮して、ＲＰＶ１との接続側端部につば部１４が形成されている。このつば部１４は、管部８ａの端部において、径方向外側に向けて環状に形成されている。つば部１４は、ＲＰＶ１に形成された貫通孔１ｂと嵌合した状態で、溶接によってＲＰＶ１の胴部１ａと接合される。つば部１４とＲＰＶ１との溶接部１１は、例えば、ＲＰＶ１の外側と内側から溶接されることによって形成される。

また、つば部１４は、ＲＰＶ１の外面側に、平らな面で構成される平滑部１４ａが形成されている。この平滑部１４ａは、図３の断面視において、管部８ａとつば部１４との境界の角部のＲ部１４ｂを除いた端部から溶接部１１までの範囲を指す。なお、平滑部１４ａの距離（平滑部１４ａの半径方向の寸法）Ｌ１は、３０ｍｍ以上に設定される。これによって、溶接部１１の品質を検査するための超音波探傷試験における探触子の設置スペースを確保することができる。

また、ノズル本体８は、ＲＰＶ１と接続される端部（溶接部端部）１１ａから弁蓋１０（ＲＰＶ１に最も近い弁蓋１０の側面）までの管部８ａと平行な距離Ｌ２は、３０ｍｍ以上に設定される。これによって、ノズル本体８とＲＰＶ１とを溶接する際の溶接作業スペースを確保することができる。

また、ノズル本体８に形成された連通孔８ｇは、弁体９ａを、ノズル本体８の外部に取り出すことができる寸法に形成されている。また、連通孔８ｇの上部の開口縁部には、シール材１３が載置されるシール材載置部８ｈが形成されている。このシール材載置部８ｈは、フランジ部８ｆの上端面よりも１段低い位置に形成されている。

弁蓋１０は、連通孔８ｇを開閉することができるように円板状に形成されている。また、弁蓋１０は、フランジ部８ｆと対向する位置に、ボルト１２が挿通されるボルト挿通孔１０ａが形成されている。ボルト挿通孔１０ａは、周方向に沿って複数形成されている。

また、弁蓋１０は、シール材１３を押圧する押圧部１０ｂが鉛直方向下方に向けて突出して形成されている。また、弁蓋１０は、連通孔８ｇ内に入り込む形状の嵌合部１０ｃが形成されている。

弁蓋１０をノズル本体８に固定する場合には、ボルト１２をボルト挿通孔１０ａに挿通し、フランジ部８ｆの上面に螺合することで行われる。これにより、シール材１３が押圧部１０ｂによって押圧されることで、連通孔８ｇと弁蓋１０との隙間が密閉される。

このように、弁体９ａを備えた弁構造部（弁トリム）９をノズル内部（ノズル本体８の内部）に設けることによって、ＲＰＶ１から配管２への流体の流れを遮断することが可能になる。また、弁蓋１０をノズル（ノズル本体８）に設けることによって、弁構造部（弁トリム)９のメンテナンスが可能になる。なお、弁構造部９のメンテナンスとは、弁体９ａの点検や交換などである。

また、弁蓋１０は、軸方向が鉛直なＲＰＶ１の胴部１ａ（円筒部）から、ほぼ垂直に設置されるノズル本体８の上面側に設置されている。これにより、弁蓋１０が側面や下面に締結されるよりも、弁蓋１０をフランジ部８ｆに締結する際の締結作業および作業管理が容易になる。また、弁蓋１０をノズル本体８の上面側に設置することで、シール材１３のシール面圧分布の均一化を計ることができ、弁蓋１０のシール材１３の高いシール性を長期間維持することが可能になる。

また、ノズル本体８は、継ぎ目のない一体構造によって構成されているので、前記した弁蓋１０の高いシール性と併せ、原子炉隔離ノズル３としての高い耐漏えい性を有するものにすることができる。

また、ノズル本体８の材料として、ＲＰＶ１で用いられている材料と、機械的特性が同等のものを適用することによって、ＲＰＶ１と同等の強度信頼性を確保することが可能になる。

なお、図３では、原子炉隔離ノズル３の流路遮断を行うために、弁構造部９として逆止弁の構造を採用している。ただし、弁の型式については、流路遮断機能を有するものであれば、逆止弁に限定されるものではなく、玉型弁や仕切弁など他の種類の弁を適用することも可能である。

ところで、特許文献１に記載のような従来技術では、隔離弁がＲＰＶの本体（胴部）にフランジを介して接続されている。このため、ボルト・ナットによるフランジの締結が適切に行われなかった場合、フランジ面に使用されているシール部材に経時的な応力緩和や劣化が生じた場合や、ＲＰＶの熱膨張に起因したＲＰＶに接続されるフランジに加わる荷重および／またはモーメントを原因として、内部流体が漏洩する可能性がある。これに対して、第１実施形態では、隔離弁（弁体９ａ、弁構造部９）が、ノズル（ノズル本体８）と一体構造になっているため、漏洩ポテンシャル（漏洩可能性）を従来よりも低減することができる。

以上説明したように、第１実施形態の原子炉隔離ノズル３は、ＲＰＶ１に溶接部１１を介して接続され、原子炉隔離ノズル３に弁構造部９（弁体９ａ）を内蔵し、弁構造部９の弁体９ａを閉じることでＲＰＶ１内の流体をＲＰＶ１の外部と隔離するものである。これによれば、図２の従来技術に示すような配管１０２Ａに相当する位置で破損が生じた場合であっても、ＲＰＶ１を外部と隔離することができ、原子炉冷却材（流体）の流出を防止することができる。その結果、ＲＰＶ１内の水位を維持することができる。また、異常時であっても、炉心の冷却が容易となり、従来の原子力発電設備に比べて、安全性・信頼性の高い設備が供給可能となる。

また、第１実施形態によれば、ＥＣＣＳを含む工学的安全設備等の必要な安全設備よりも余裕のある/または設備を不要とする合理的な設計も可能となり、原子力発電設備のよりコンパクトな設備設計が可能となる。

また、第１実施形態によれば、ノズル（ノズル本体８）がＲＰＶ１の本体（胴部１ａ）に溶接部１１を介して接続されている。これによれば、従来のようなフランジ接続におけるフランジ締結作業が不要になり、またＲＰＶ１とノズルとをフランジを介して接続する場合（特許文献１参照）のシール部材の交換作業が不要になる。その結果、作業者の労力および現場作業に伴う被ばくを排除することができる。また、ノズル（ノズル本体８）がＲＰＶ１の本体（胴部１ａ）に溶接部１１を介して接続されていることで、溶接部１１にモーメントが作用したとしても流体が漏れ出ることがない。

また、第１実施形態は、ノズルが、弁体９ａを点検する際に開閉される弁蓋１０を備える。これによれば、弁構造部９（弁体９ａ）の点検や交換が容易になる。

また、第１実施形態は、弁蓋１０が、ノズル（ノズル本体８）の鉛直方向の上面側に配置されている。これによれば、弁蓋１０をノズル本体８のフランジ部８ｆに締結する際の締結作業および作業管理が容易になる。また、ノズル本体８と弁蓋１０との間を密閉するシール材１３の面圧分布の均一化を図ることができ、高いシール性を長期間維持することが可能になる。

また、第１実施形態は、ノズル本体８が、継ぎ目の無い一体構造である（図３参照）。これによれば、図２の従来技術のような、配管１０２Ａを上流端Ｐ１０１および下流端Ｐ１０２において溶接するための溶接作業が不要になり、それに伴う非破壊検査作業が不要になる。その結果、第１実施形態では、作業者の労力および現場作業に伴う被ばくを排除することができる。

また、第１実施形態は、ノズル本体８が鍛造によって製造されている。これによれば、ノズル本体８の強度を高めることができ、内部流体の漏洩可能性（漏洩発生確率）を排除できる。

また、第１実施形態は、ノズル本体８の溶接部１１の端部（溶接部端部）１１ａから弁蓋１０までの水平方向の距離（寸法）Ｌ２は、３０ｍｍ以上である。これによれば、ノズル本体８とＲＰＶ１とを溶接する際の溶接作業スペースを確保することができる。

このように、第１実施形態では、原子炉隔離ノズル３（弁体９ａを内蔵したノズル）を用いることにより、ＲＰＶバウンダリ内（ノズル本体８の流路壁面）で流体の遮断が可能になる。このことから、ＬＯＣＡの発生を防止することが可能になる。これに伴い、ＬＯＣＡに対応するための安全設備を不要にすることができる。その結果、第１実施形態の原子炉隔離ノズル３を採用した原子力発電所において、規模の縮小が可能となり、設計・建設・メンテナンスの観点から大幅なコストダウンが見込まれる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る原子炉圧力容器用ノズルの構成を示す断面図である。
図４に示すように、第２実施形態の原子炉隔離ノズル３Ａ（原子炉圧力容器用のノズル）は、第１実施形態のノズル本体８に替えて、ノズル本体８Ａを備えている。

ノズル本体８Ａは、管部８ｍ（流量制限部）を備えている。この管部８ｍは、流路が弁構造部９からＲＰＶ１に向けて流路断面積が縮小するように構成されている。すなわち、管部８ｍは、ＲＰＶ１側の開口８ｎが、弁収容管部９ｄ側の開口８ｏよりも小径になるように構成されている。

第２実施形態では、ノズル本体８の弁構造部９の上流側流路の内径をＲＰＶ１側に向けて絞る形状にすることによって、流量制限機能を持たせている。これにより、ＲＰＶ１から排出される流体の流量を制限することができる。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態に係る原子炉圧力容器用ノズルの構成を示す断面図である。
図５に示すように、第３実施形態の原子炉隔離ノズル３Ｂ（原子炉圧力容器用のノズル）は、第１実施形態のノズル本体８に替えて、ノズル本体８Ｂを備えている。

ノズル本体８Ｂは、管部８ｐを備えている。この管部８ｐは、弁構造部９の上流側に、多孔式のオリフィス１６（流量制限部）を備えている。なお、オリフィス１６の位置は、管部８ｐの軸方向（流体の流れ方向）の中央に配置した場合を例に挙げて説明しているが、オリフィス１６を開口８ｅ側に設けてもよく、または弁構造部９側に設けてもよい。

このように、第３実施形態では、ＲＰＶ１から排出される流体の流量を制限することができる。

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態に係る原子炉圧力容器用ノズルの構成を示す断面図である。
図６に示すように、第４実施形態の原子炉隔離ノズル３Ｃ（原子炉圧力容器用のノズル）は、流路閉鎖機能に多重性を持たせるために、１つのノズル内部（ノズル本体８Ｃの内部）に同一タイプの弁構造部（弁トリム）９Ａ，９Ｂを流路に対して直列に備えたものである。

すなわち、ノズル本体８Ｃは、ＲＰＶ１から延びる円筒状の管部８ａ，８ｃ，８ｂ（流路）を有している。この管部８ａ～８ｃ（ノズル本体８）は、鉛直方向に長く構成されたＲＰＶ１に対して直交する方向に延びて形成されている。また、ノズル本体８（管部８ａ～８ｃ）は、継ぎ目の無い一体構造であり、上流端がＲＰＶ１に対して溶接部１１を介して接続され、下流端が配管２に対して溶接部１５を介して接続されている。

原子炉隔離ノズル３Ｃは、管部８ａと管部８ｃとの間に、弁構造部９Ａを備えている。また、原子炉隔離ノズル３Ｃは、管部８ｃと管部８ｂとの間に、弁構造部９Ｂを備えている。弁構造部９Ａ，９Ｂは、いずれも、第１実施形態の弁構造部９と同様に構成されたものである。

これによって、図２で示した従来構成の外側ＰＣＶ隔離弁１０７をノズル内部（ノズル本体８Ｃの内部）に含めることができ、内側ＰＣＶ隔離弁１０６とともに外側ＰＣＶ隔離弁１０７を省略することができ、図１に示す原子炉発電設備にすることができる。

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、第２実施形態の流量制限部と第３実施形態の流量制限部とを組み合わせて構成してもよい。また、第４実施形態に、第２実施形態の流量制限部および／または第３実施形態の流量制限部を適用してもよい。

また、第４実施形態では、同一の弁構造部９Ａ，９Ｂを備えた場合を例に挙げて説明したが、異なるタイプの弁構造部（例えば、一方を逆止弁、他方を玉型弁）にしてもよい。また、第４実施形態では、２つの弁構造部９Ａ，９Ｂを備えた場合を例に挙げて説明したが、３つ以上の弁構造部を備えるものであってもよい。

１原子炉圧力容器（ＲＰＶ）
２配管
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ原子炉隔離ノズル（原子炉圧力容器用のノズル）
４原子炉格納容器（ＰＣＶ）
８ノズル本体
８ａ，８ｂ，８ｃ管部（流路）
８ｅ開口
８ｆフランジ部
８ｇ連通孔
８ｈシール材載置部
８ｍ管部（流量制限部）
９，９Ａ，９Ｂ弁構造部
９ａ弁体
９ｂ腕部
９ｃ軸部
９ｄ弁収容管部
９ｅ弁座
９ｆシール部
９ｈボルト
１０弁蓋
１０ａボルト挿通孔
１０ｂ押圧部
１１溶接部
１１ａ端部（溶接部端部）
１２ボルト
１３シール材
１４つば部
１４ａ平滑部
１６多孔式のオリフィス（流量制限部）

Claims

原子炉圧力容器に溶接されている原子炉圧力容器用のノズルであって、
前記ノズルは、弁構造部を内蔵し、
前記弁構造部の弁体を閉じることで前記原子炉圧力容器の内部の流体を当該原子炉圧力容器の外部と隔離し、
前記ノズルは、前記弁体を点検する際に開閉される弁蓋を備え、
前記弁蓋は、前記ノズルの鉛直方向の上面側に配置され、
前記ノズルは、鉛直方向上方に向けて突出するフランジ部を備え、
前記フランジ部には、当該フランジ部の径方向の中央に前記ノズルの流路と連通する連通孔が形成され、
前記連通孔の上部の開口縁部には、シール材が載置されるシール材載置部が形成され、
前記シール材載置部は、前記フランジ部の上端面よりも１段低い位置に形成され、
前記弁蓋は、前記シール材を押圧する押圧部が鉛直方向下方に向けて突出して形成されるとともに、前記連通孔内に入り込む形状の嵌合部が形成されていることを特徴とする原子炉圧力容器用のノズル。
請求項１に記載の原子炉圧力容器用のノズルであって、
前記ノズルのノズル本体は、継ぎ目の無い一体構造であることを特徴とする原子炉圧力容器用のノズル。
請求項２に記載の原子炉圧力容器用のノズルであって、
前記ノズル本体は、前記原子炉圧力容器と同等の材料を用いることを特徴とする原子炉圧力容器用のノズル。
請求項２に記載の原子炉圧力容器用のノズルであって、
前記ノズル本体は、前記原子炉圧力容器と溶接によって接続されるつば部を備え、
前記つば部と前記原子炉圧力容器との溶接部は、当該原子炉圧力容器の外側と内側から溶接されることを特徴とする原子炉圧力容器用のノズル。
請求項４に記載の原子炉圧力容器用のノズルであって、
前記つば部の平滑部の半径方向の寸法Ｌ１は、前記つば部と前記原子炉圧力容器との溶接部の品質を検査するための超音波探傷試験における探触子を設置できる寸法であることを特徴とする原子炉圧力容器用のノズル。
請求項１に記載の原子炉圧力容器用のノズルであって、
前記ノズルの溶接部端部から前記弁蓋までの水平方向の距離は、３０ｍｍ以上であることを特徴とする原子炉圧力容器用のノズル。
請求項１に記載の原子炉圧力容器用のノズルであって、
前記ノズル内部に、前記原子炉圧力容器から排出される流体の流量を制限する流量制限部を備えることを特徴とする原子炉圧力容器用のノズル。
請求項７に記載の原子炉圧力容器用のノズルであって、
前記流量制限部は、前記弁構造部から前記原子炉圧力容器に向けて流路断面積が縮小する管部によって構成されていることを特徴とする原子炉圧力容器用のノズル。
請求項７に記載の原子炉圧力容器用のノズルであって、
前記流量制限部は、多孔式のオリフィスを備えた管部によって構成されていることを特
徴とする原子炉圧力容器用のノズル。
請求項１に記載の原子炉圧力容器用のノズルであって、
前記ノズルは、流路に対して直列に複数の弁構造部を含むことを特徴とする原子炉圧力容器用のノズル。