JPH0643286A

JPH0643286A - バイブレーションダンパ

Info

Publication number: JPH0643286A
Application number: JP5082543A
Authority: JP
Inventors: Franklin D Obermeyer; デラノオーバーマイヤーフランクリン; Willis B Middlebrooks; ブリュースターミドルブルックスウィリス; Edmund E Demario; エモリーデマリオエドムンド
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1992-03-18
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1994-02-18
Also published as: ITPD930058A1; US5357547A; ITPD930058A0; GB2265686B; IT1263338B; KR930020480A; GB9305146D0; GB2265686A; CN1078822A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】原子炉圧力容器内の計装管の振動を止めるバ
イブレーションダンパを提供する。【構成】計装管１７０は、ガイドシンブル管２７０内
に受け入れられる。バイブレーションダンパ３１０は、
ガイドシンブルの内面２８０に取り付けることができ、
計装管を包囲するような寸法に設定された環状スリーブ
３２０を有する。計装管を半径方向に支持するためのデ
ィンプル３７０が、スリーブの内壁３３０に取り付けら
れる。スリーブの内壁は、ディンプルに対向して配置さ
れ、計装管を押圧してディンプルと整列状態にするため
の可撓性バネ部材３８０を有する。計装管の流体励起振
動により、計装管は動いてディンプルから離れてバネ部
材に強く係合し、バネ部材は所定量撓んで反力を計装管
に及ぼしてその動きを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は一般に、防振又は制振装
置に関し、特に、管状部材、例えば典型的には原子炉の
圧力容器内で見受けられるような計装管の振動を止める
ためのバイブレーションダンパに関する。

【０００１】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】しかし
ながら、技術の現状を説明する前に、まず最初に、管状
部材、例えば計装管を有する典型的な原子炉の構造及び
作動原理を概略的に説明することが有益である。この点
に関し、原子炉は、核分裂性物質の核分裂を制御するこ
とにより熱を生じさせるための装置である。核分裂性物
質は、燃料ペレットの被覆管として役立つ細長いロッド
内に配置された燃料ペレットの形態である。複数の細長
い燃料棒が、各燃料棒を挿通させる開口セルを備えた複
数の間隔保持格子によって互いに束ねられている。さら
に、複数の細長い可動制御棒が、核分裂プロセスを制御
するために燃料棒を収容していない格子セルのうち所定
のものを摺動自在に貫通している。複数のこれら燃料棒
集合体は、原子炉の圧力容器内に密封的に収容される炉
心を構成するようグルーピングされる。液体減速剤／冷
却材（即ち、脱イオン水）を核燃料集合体の燃料棒を通
り過ぎて流し、核分裂プロセスを助けると共に核分裂プ
ロセスによって生じた熱を奪い去る。液体減速材／冷却
材によって運び去られた熱は、最終的には、発電技術分
野において周知の方法で発電を行なうためのタービン発
電機に送られる。

【０００２】原子炉の圧力容器内には、上部炉心板及び
上部炉心板の上に間隔をおいて位置した上部支持板が設
けられており、上部支持板及び上部炉心板は原子炉の圧
力容器内で水平方向に配置されている。核燃料集合体
は、上部炉心板から垂直方向に間隔を置くと共にこの下
に位置している。さらに、少なくとも１つの細長い計装
管が上部炉心板を垂直方向に貫通すると共に核燃料集合
体の中に延びており、この計装管は燃料集合体中の所望
の炉心物理量（例えば中性子束）を測定するための少な
くとも１つの検出器を収容している。

【０００３】しかしながら、原子炉の通常（ノーマル）
運転中、液体減速材／冷却材が原子炉の圧力容器内で循
環することにより、圧力容器内に設けられている計装管
を含む内部構成要素が振動を生じる。さらに、地震及び
仮想事故（例えば冷却材喪失事故）によって引き起こさ
れるオフノーマル運転によっても、計装管を含む内部構
成要素の振動が生じる。過度の振動は炉心の物理量の不
正確な測定及び計装管の早期の摩耗をもたらす場合があ
るので、ノーマル運転及びオフノーマル運転中における
計装管の振動を止めることが望ましい。

【０００４】したがって、計装管が原子炉の日常運転に
よって通常の振動を受けても、また、計装管が地震及び
仮想事故によって引き起こされるオフノーマルな振動を
受けても、計装管の振動を減衰させる（即ち、振動の振
幅を減少させる）手段を提供することが当該技術分野に
おける課題である。

【０００５】防振装置は公知である。かかる装置の一例
として、１９９１年２月５日に発行された米国特許第
４，９９０，３０４号（発明の名称は、“Instrumentat
ion Tube Feature For Reduction Of Coolant Flow-Ind
uced Vibration Of Flux Thimble Tube"）に開示されて
いる。この米国特許は、計装管内に設けられていて、中
性子束シンブル管を計装管内に拘束するディンプルを開
示しており、中性子束シンブル管は中性子束検出器を収
納している。上記米国特許はまた、計装管内に形成され
ていて、中性子束シンブル管に接触する内方へ突出した
バネフィンガを開示している。上記米国特許は中性子束
シンブル管を計装管内に拘束するためのディンプル及び
バネフィンガを開示しているが、上述したような管状部
材の振動を止めるためのバイブレーションダンパを開示
しているとは考えられない。

【０００６】したがって、本発明の目的は、管状部材、
例えば典型的には原子炉の圧力容器内で見受けられるよ
うな計装管の振動を止めるためのバイブレーションダン
パを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は広義には、長さ
方向軸線を備えた管状部材の振動を止めるためのバイブ
レーションダンパであって、管状部材は、該部材を包囲
する内面を備えた管状導管内に受け入れられるよう寸法
決めされており、前記導管の内面に連結でき、前記導管
と管状部材との間に介在するよう寸法決めされたスリー
ブが設けられ、スリーブは、長さ方向軸線を備え、スリ
ーブは、管状部材を包囲する内面及び前記導管の内面に
係合する外面を有し、前記内面及び外面は、これらの間
に環状壁を画定し、管状部材を支持するための複数の間
隔を置いて位置すると共に内方へ向いたディンプルが、
スリーブの前記内面に一体的に取り付けられ、管状部材
を押圧してディンプルに当接させる細長い内方へ向いた
可撓性バネ部材が、ディンプルに対向して半径方向に設
けられると共にスリーブの壁に切り込まれた一対の平行
な間隔を置いて設けられたスロットで構成され、該スロ
ットの間に位置しており、前記バネ部材は、前記壁に一
体的に取り付けられた第１の端部と第２の端部を有する
ことを特徴とするバイブレーションダンパにある。

【０００８】より詳細には、本発明は、管状部材、例え
ば典型的には原子炉の圧力容器内で見受けられるような
計装管の振動を止めるためのバイブレーションダンパに
関する。少なくとも１つの炉内物理学的測定装置を収容
する計装管は、外側の管状部材、例えばガイドシンブル
管内に受け入れられている。バイブレーションダンパ
は、ガイドシンブル管の内面に取り付け可能であり、計
装管を包囲するよう寸法決めされた環状スリーブを有す
る。計装管を半径方向に支持するためのディンプルがス
リーブの内壁に取り付けられている。スリーブの壁は、
ディンプルと対抗して設けられていて、壁で構成されて
おり、計装管を押圧してディンプルに当接させるための
バネ部材を有する。計装管の流体励起振動により、計装
管は動いてディンプルから離れてバネ部材に強く係合
し、バネ部材は所定量撓んで反力を計装管に及ぼしてそ
の動きを抑制することになる。計装管に及ぼされた反力
は、計装管を、計装管の振動の振幅を減衰させるような
方法でガイドシンブル管内でその元々の軸方向位置に戻
すのに十分であろう。このようにして、計装管の振動は
止められ（即ち、振動の振幅が減少し）したがって炉内
物理学的測定が正確であるようになると共に計装管はガ
イドシンブル管の内面に当たって早期に摩耗するという
ことはないようになる。

【０００９】本発明の特徴は、計装管を包囲するスリー
ブを設けたことにあり、スリーブはガイドシンブル管の
内面に取付け可能であると共に、その壁で形成されてい
て、計装管の振動を止めるためのディンプル及びバネ部
材を有する。

【００１０】本発明の利点は、ディンプルが計装管に当
たり、またバネ部材が計装管を可撓的に押圧してディン
プルに当接させると計装管の流体励起振動が止められ、
したがって炉心物理量（例えば中性子束）が正確に測定
されると共に振動により計装管がガイドシンブル管の内
面に当たって時期尚早に摩耗するということがないよう
になる。

【００１１】本発明の内容は添付の図面を参照して以下
の詳細な説明を読むと一層あきらかになろう。

【００１２】

【実施例】原子炉の圧力容器は、内部構成要素、例えば
炉心の物理量、例えば中性子束を測定するための計装管
を収容している。しかしながら、原子炉の通常運転中、
圧力容器内を循環している液体冷却材により、計装管を
含む内部構成部品の振動が生ずる。さらに、地震及び仮
想事故（例えば冷却材喪失事故）によって生じるオフノ
ーマル運転によっても、計装管を含む内部構成要素の振
動が生ずる。過度の振動は炉心の物理量の値の不正確な
測定及び計装管の早期摩耗をもたらすので、通常の運転
状態及びオフノーマル運転状態の際、計装管の振動を止
めることが望ましい。したがって、本明細書において、
管状部材、例えば典型的には原子炉の圧力容器内で見受
けられる計装管の振動を止めるためのバイブレーション
ダンパを開示する。

【００１３】しかしながら本発明の内容を説明する前
に、まず最初に典型的な原子炉の構造及び作動原理を大
まかに説明することが有益である。

【００１４】したがって、図１及び図２を参照すると、
核分裂性の核燃料物質（図示せず）の核分裂の制御によ
り熱を生じさせるための典型的な原子炉１０が示されて
いる。原子炉１０は、その頂端部が開口しており、上部
に取り付けらた複数の入口ノズル３０及び出口ノズル４
０（ノズルを１つしか示さず）を有する全体として円筒
形の垂直方向に向いた原子炉圧力容器シェル２０を有す
る。半球形のクロージャヘッド５０が容器シェル２０の
上部に取り付けられており、例えばボルト留めによって
容器シェル２０の開口頂端部に密封的に取り付けられて
いて、したがってクロージャヘッド５０は容器シェル２
０を密閉するようになっている。密閉された容器シェル
２０はこのようにして、原子炉１０の運転中、容器シェ
ル２０内の冷却材の適当な加圧を行なうことができる。

【００１５】引き続き図１及び図２を参照すると、全体
を符号６０で指示した原子炉の炉心が原子炉１０内に収
容されており、炉心は複数の燃料集合体７０の中に配置
された核燃料を有している。制御棒駆動シャフト（図示
せず）が、原子力発電分野において周知の方法で燃料集
合体７０内の核分裂プロセスを制御するための複数の可
動制御棒（図示せず）に係合する。容器シェル２０の内
側には水平の上部支持板８０が設けられており、この上
部支持板８０は炉心及び他の内部構成要素から荷重を圧
力容器の壁及び水平の上部炉心板９０に伝え、この上部
炉心板９０は燃料集合体７０の頂部を支持すると共にこ
れを位置決めし、上部支持板８０の下方に間隔をおいて
維持している。上部支持板８０は、底面１００を有し、
上部炉心板９０は頂面１１０を有する。さらに、上部支
持板８０及び上部炉心板９０はそれぞれ、液体減速材／
冷却材（即ち、脱イオン水）を流通させることができる
多数の冷却材流通オリフィス１２０を有し、この冷却材
は燃料集合体７０内に収容された核分裂性燃料物質の核
分裂によって生じた熱を奪うと共に核分裂プロセスを助
ける。上部支持板８０はまた、後述の理由により複数の
雌ねじ付き穴１３０を有する。さらに、上部炉心板９０
は後述の理由により複数の計装管穴１４０を有する。

【００１６】図２、図３、図４、図５、図６、図７を参
照すると、上部支持板８０を支持すると共に上部支持板
８０を上部炉心板９０に連結するための管状支持コラム
１５０が、上部支持板８０と上部炉心板９０との間に位
置している。支持コラム１５０は、管状計装導管１６５
を受け入れるための内面１６０を有し、この管状計装導
管１６５は内面１６０に連結されると共にこの中に同軸
状または同心状に設けられている。導管１６５は、計装
管１７０を摺動自在に受け入れるための内面１６７を有
し、計装管１７０は炉心物理量（例えば、中性子束）を
測定するための少なくとも１つの検出器１８０を有す
る。支持コラム１５０はまた、孔１３０に嵌合する上方
部分１８５を有していて、支持コラム１５０は孔１３０
内で横方向に支持されるようになっている。支持コラム
１５０の上方部分１８５の上部には内面２００を有する
管状支持コラム延長部１９０が同軸状に取り付けられて
おり、延長部１９０は内面に沿って計装管１７０を摺動
自在に受け入れるようになっている。支持コラム延長部
１９０は孔１３０の雌ねじに螺合して支持コラム延長部
１９０が上部支持板８０に螺合されるようにするための
雄ねじが一端部の周りに設けられている。支持コラム１
５０はまた、下方部分２１０を有し、下方部分２１０
は、それから垂下していて、上部炉心板９０の頂面１１
０上に支持コラム１５０を載置するための複数の一体に
取り付けられた外方に延びる脚部２２０を有する。脚部
２２０の各々は、締結具２３０によって上部炉心板９０
に取り付けられている。下方部分２２０の内面１６２
は、導管１６５を支持するための全体として管状の計装
管アダプタ２４０を螺合させるのがよい。計装管アダプ
タ２４０は計装管アダプタ２４０及び計装管孔１４０を
貫通する導管１６５を受け入れるための内面２４５を有
している。

【００１７】図２、図３、図４、図５、図６、図７を再
び参照すると、燃料集合体７０が、計装管孔１４０の下
方に（即ち、上部炉心板９０の下に）同軸状に配置され
ると共にこれから間隔をおいて位置しており、燃料集合
体７０は間隔を置いた平行な列の状態に配列された複数
の垂直方向に向いた燃料棒２５０を有する。核燃料棒２
５０は燃料集合体格子２６０に形成されている関連の開
口格子セル（図示せず）を貫通して受け入れられてい
る。この点において、各格子セルは核燃料棒格子２６０
に固定するために核燃料棒２５０に摩擦係合している。
また、細長い垂直方向に向いたガイドシンブル管２７０
が格子セルのそれぞれの１つを貫通すると共に燃料集合
体７０のほぼ中央に配置されており、ガイドシンブル管
２７０は計装管１７０を摺動自在に受け入れるための内
面２８０を有する。燃料棒２５０及びガイドシンブル管
２７０を間隔をおいた平行な列の状態に維持するための
複数の格子２６０が燃料集合体７０に沿って軸方向に間
隔を置いて位置している。燃料集合体７０はまた、その
頂部に取り付けられた上方に延びるホールドダウンバネ
３００を有する上部ノズル２９０を有する。ホールドダ
ウンバネ３００は、炉心板９０に係合すると燃料集合体
７０を下方に押圧して燃料集合体７０が下部炉心板３０
５（図１参照）から浮き上がらないようになっており、
下部炉心板３０５は上部炉心板９０の下方に間隔をおい
て位置し、下部炉心板３０５の上には燃料集合体７０が
載っている。

【００１８】図２、図３、図４、図５、図６、図７を参
照すると、上部炉心板９０と上部ノズル２９０との間に
は隙間またはスペースが存在することが容易に理解され
よう。このスペースは、冷却材がこのスペースに流入
し、冷却材に露される部分を有するであろう計装管１７
０に衝撃を与えるのに十分な大きさである。冷却材が計
装管１７０に衝撃を与えると、計装管１７０は横方向に
振動を生ずる。かかる振動を防止しまたは少なくとも減
衰させる（即ち振動の振幅を減少させ）、検出器１８０
によって得られた炉心の物理量測定値が正確であるとと
もに計装管１７０が、振動して計装導管１６５及びガイ
ドシンブル管１７０の内面に当たることによる早期の摩
耗を生じないようにすることが望ましい。

【００１９】したがって、図４、図５、図６、図７、図
８、図９、図１０、図１１及び図１２を参照すると、管
状部材、例えば計装管１７０の振動を止めるための全体
を符号３１０で示したバイブレーションダンパが示され
ている。以下により詳細に説明するように、バイブレー
ションダンパ３１０は導管１６５の内面２４５に取り付
けられると共に計装管１７０の振動を止めるためにガイ
ドシンブル管２７０の内面２８０に取り付けるのがよ
い。この点において、ダンパ３１０は、計装管１７０を
包囲する内面３３０及び導管１６５の内面またはガイド
シンブル管２７０の内面２８０にぴったりと係合する外
面３４０を備えた全体として円筒形のスリーブ３２０を
有する。内面３３０と外面３４０はこれらの間に環状の
壁３５０を画定する。スリーブ３２０はまた、第１の端
部３４３及び第２の端部３４５を有する。さらに、スリ
ーブ３２０は、熱中性子のミクロ吸収断面積が比較的小
さい材料、例えばジルカロイ合金等で作られており、ス
リーブ３２０は実質的に既成的に中性子を吸収しないよ
うになり、これら中性子はさもなければ核分裂プロセス
に関係する。この点において、スリーブ３２０は、約
１．５０重量％の錫、０．１２重量％の鉄、０．０９重
量％のクロム、０．０５重量％のニッケル及び９８．２
４重量％のジルコニウムからなる「ジルカロイ−２」で
あるのがよい。

【００２０】再び、図４、図５、図６、図７、図８、図
９、図１０、図１１、図１２を参照すると、スリーブ３
２０は一対の平行な細長い切欠きまたはスロット３６０
を有するのがよい。スロット３６０はスリーブ３２０の
第１の端部３４３の近傍から第２の端部３４５の近傍ま
で壁３５０内で長さ方向に延びている。計装管１７０を
支持するための支持手段が、スロット３６０と対抗して
半径方向に（即ち、スロット３６０に対して約１８０度
の角度をなして）設けられると共にスリーブ３２０の壁
３５０で形成されており、この支持手段は一対のディン
プル３７０であるのがよい。本発明の好ましい実施例で
は、ディンプル３７０は壁３５０で形成されているが、
ディンプル３７０は壁３５０で形成する必要はなく、む
しろディンプル３７０は例えば溶接によって壁３５０の
内面３３０に一体的に取り付けられた要素であってもよ
いことが理解されよう。いずれの場合においても、ディ
ンプル３７０は計装管１７０に接触または当接するため
に内面３３０から内方へ突出していて、計装管１７０は
それによって適切に支持されるようになっている。

【００２１】引き続き、図４、図５、図６、図７、図
８、図９、図１０、図１１、図１２を参照すると、計装
管１７０を押圧してディンプル３７０に当接させるため
の押圧手段、例えば細長いバネ部材３８０がスロット３
６０の対の間に配置されている。バネ部材３８０はディ
ンプル３７０に対して約１８０度の角度をなして半径方
向に配置されていることが理解されよう。即ち、バネ部
材３８０はスロット３６０の間に配置され、スロット３
６０はそれら自体上述のようにディンプル３７０に対抗
して（即ち、ディンプルから約１８０度の角度をなし
て）配置されている。バネ部材３８０は、壁３５０の第
１の端部３４３の近傍で壁３５０に一体的に取り付けら
れた第１の端部３９０を有する。バネ部材３８０はま
た、壁３５０の第２の端部３８０の近傍で壁３５０に一
体的に取り付けられた第２の端部４００を有する。さら
に、バネ部材３８０（壁３５０で形成するのがよい）は
内向きであって横断面が全体として弓形である。バネ部
材３８０は壁３５０で形成する必要はなく、バネ部材３
８０は例えば溶接によって壁３５０の内面３３０に一体
的に取り付けられた要素であってもよいことは理解され
よう。加うるに、計装管１７０がバネ部材３８０に対し
て振動すると、計装管１７０に接触する膨らみ部４１０
がバネ部材３８０に一体的に取り付けられている。膨ら
み部４１０（バネ部材３８０で形成されるのがよい）は
内方に向いており、横断面が全体として弓形である。

【００２２】再び、図４、図５、図６、図７、図８、図
９、図１０、図１１、図１２を参照すると、壁３１０で
形成された複数の対をなすディンプル３７０及び複数の
バネ部材３８０が形成されている。本発明の好ましい実
施例によれば、２対のディンプル３７０及び二つのバネ
部材３８０が用いられ、これらはスリーブ３２０の壁３
１０で形成されている。即ち、ディンプル３７０の第２
の対はディンプル３７０の第１の対に対して約９０度の
角度で半径方向に設けられているのがよい。さらに、第
２のバネ部材３８０を、第１のバネ部材３８０に対して
約９０度の角度をなして半径方向に配置するのがよい。
２対のディンプル３７０及び２つのバネ部材３８０を上
述のように配置することにより、４つのディンプル３７
０及び２つのバネ部材３８０は計装管１７０に半径方向
に対称の減衰力を及ぼすことができることが理解されよ
う。半径方向の対称の減衰力を計装管１７０に及ぼすこ
とにより、計装管１７０の振動を止めているとき計装管
１７０を内面３３０に沿って同軸状に再び心出しさせる
のに役立ち、計装管１７０が導管１６５及びシンブル管
２７０の内面１６７／２８０に当たって摩耗することが
防止される。

【００２３】図１３及び図１４で最も良く分かるよう
に、管状部材、例えば計装管１７０の振動を止めるため
の本発明の変形例であるバイブレーションダンパ４２０
が示されている。バイブレーションダンパ４２０は、ス
ロット３６０、バネ部材３２０及びディンプル３７０が
壁３５０内に長さ方向に形成されているのではなく壁内
に円周方向に形成されている点を除き、バイブレーショ
ンダンパ３１０と実質的に同一である。加うるに、計装
管１７０がバネ部材３８０に対して振動すると計装管１
７０に接触する膨らみ部４１０がバネ部材３８０に一体
的に取り付けられている。膨らみ部４１０（バネ部材３
８０で形成するのがよい）は内方に向いており、横断面
が全体として弓形である。

【００２４】例示に過ぎないが、スリーブ３２０は長さ
が約５インチ、外径が約１４．７３ｍｍ（０．５８イン
チ）であり、壁３５０の厚さは約１．０２ｍｍ（０．０
０４インチ）であるのがよく、これにより外径が約１
３．７２ｍｍ（０．５４インチ）の計装管１７０を収容
することができるようになっている。各ディンプル３７
０の長さは約６．８６ｍｍ（０．２７インチ）であるの
がよく、また各ディンプルは内面３３０から約１．０２
ｍｍ（０．００４インチ）内方へ突出するのがよい。加
うるに、各スロット３６０の長さは約５０．８０ｍｍ
（２．００インチ）、幅は約１．２７ｍｍ（０．００５
インチ）であるのがよい。各バネ部材３８０は、長さが
約５０．８０ｍｍ（２．００インチ）であるのがよく、
また各バネ部材は内面３３０から約１．５２ｍｍ（０．
００６インチ）内方へ突出するのがよい。さらに、膨ら
み部４１０の長さは約６．１０ｍｍ（０．２４インチ）
であるのがよく、またバネ部材３８０から約１．０２ｍ
ｍ（０．００４インチ）内方へ突出するのがよい。かく
して、上述の説明から、ディンプル及び弾性バネ部材は
計装管１７０の振動を止めるために導管１６５及びシン
ブル管２７０の有効内径を減少させることは理解されよ
う。

【００２５】次に本発明の動作原理を説明する。原子炉
１０の運転中、液体減速材／冷却材は入口ノズル３０に
流入し、炉心６０を通り、そして上部支持板９０及び上
部炉心板１００のオリフィス１２０を通って循環する。
容器シェル２０内で循環する冷却材は最終的には出口ノ
ズル４０を通って容器シェル２０から流出し、次いで蒸
気を発生させるための熱交換器（図示せず）に送られ
る。通常運転中における容器シェル２０内の冷却材の必
要流量は比較的多量であるのがよく、例えば約１秒当た
り４００００ポンド質量である。オフノーマル運転（例
えば、地震及び仮想事故）の際における容器シェル２０
内の冷却材質量流量は流量をもっと多くする場合があ
る。かかる比較的多量の質量流量により必然的に計装管
１７０を含む原子炉の内部構成要素の振動が生ずる。そ
の理由は、冷却材が上部炉心板９０と上部ノズル２９０
との間のスペースに流入し、計装管１７０に当たるから
である。冷却材が計装管１７０に当たると、計装管１７
０はある特定の振幅で振動することになろう。

【００２６】軽減しなければ、上述の望ましくない振動
により、計装管１７０は半径方向に変位してその所定の
長さ方向軸線から離れることになり、したがって検出器
１８０によって得られた炉内物理量を測定し（例えば中
性子束測定値）は不正確になる。かかる炉内物理量測定
値が不正確になる理由は、検出器１８０の正確な位置が
検出器１８０の横方向移動によって分からなくなるから
であり、かかる変位は計装管１７０の流体励起振動によ
って引き起こされる。検出器が炉心６０内に位置してい
る場合は検出器１８０の位置を正確且つ高精度で測定す
ることが望ましい。その理由は、物理量を炉内６０内の
所定の位置で正確に得るためである。例えば、炉心６０
内における中性子束の空間分布を正確に求めることによ
り、原子炉のオペレータは炉心６０内における出力レベ
ルの空間分布を正確に求めることができる。原子力発電
分野において周知のように、核分裂プロセスを適切に制
御するため及び他の安全の目的のために出力レベルの空
間分布を求めることは重要である。

【００２７】さらに、軽減しなければ、上述の望ましく
ない振動により計装管１７０が振動により計装管アダプ
タ２４０の内面１６７に当たると共にガイドシンブル管
２７０の内面２８０にも当たる。これが望ましくない理
由は、かかる軽減されない振動により、計装管１７０が
振動により内面１６７／２８０に当たって早期の摩耗を
生ずる場合があるからである。計装管１７０が非常に早
い時期に摩耗すると計装管１７０の一部が破断して炉心
６０内でぐらぐらした状態になる恐れが大きくなる（こ
れは安全上望ましくない）。それゆえ、本発明は、計装
管１７０の振動を止めて計装管１７０が導管１６５より
ガイドシンブル管２７０内で振動しているときに時期尚
早の摩耗を生じないようにする。

【００２８】したがって、計装管１７０が振動すると、
計装管はディンプル３７０との通常の係合状態から半径
方向または外方へ移動して外れ、かくしてその所定の長
さ方向軸線から遠ざかる傾向を生ずるであろう。計装管
１７０が外方へ移動してその所定の長さ方向軸線から遠
ざかると、バネ部材３８０に属する膨らみ部４１０に強
く係合して横方向に移動させることになろう。計装管１
７０がバネ部材３８０の膨らみ部４１０を移動させる
と、バネ部材３８０は所定の半径方向距離外方へ撓み或
いは曲がることになる。バネ部材３８０の撓み又は曲り
の量は、バネ部材３８０のバネ定数及び計装管１７０の
振動の振幅によってあらかじめ求まるであろう。バネ部
材３８０が計装管１７０によってバネ部材３８０に及ぼ
された力に起因して外方へ撓むと、バネ部材はそれと同
時に計装管１７０の外方移動を阻止して計装管１７０の
振動の振幅を減少させまたは減衰させるに十分な内向き
の反力を計装管１７０に及ぼすことになる。即ち、バネ
部材３８０が計装管１７０に反力を及ぼすと、計装管１
７０は計装管アダプタ２４０及びガイドシンブル管２７
０内でその所定の長さ方向軸線に戻ろうとする。計装管
１７０がその元々の軸線に戻ると、計装管はディンプル
３７０に再び係合し或いは当接してこれにより半径方向
に支持されるようになる。計装管１７０がディンプル３
７０に当接すると、計装管１７０は計装管アダプタ２４
０及びガイドシンブル管２７０内で再び心出しされるよ
うになる。このようにして、ディンプル３７０及びバネ
部材３８０は計装管１７０の振動の振幅を制限すること
になろう。

【００２９】本発明を詳細に図示説明したが、本発明の
精神及びその均等範囲から逸脱することなく本発明に対
して種々の設計変更を想到できる図示の細部に限定され
ることはない。例えば、本発明の好ましい実施例は原子
炉の計装管の流体励起振動を減衰させることに関連して
説明されているが、本発明は、類似の管状部材の振動を
減衰させることを望む場合にはどの場合においても、ま
た振動が原子炉の運転によって流体励起されるかどうか
にかかわらず用いることができる。

【００３０】したがって、管状部材、例えば典型的には
原子炉の圧力容器内で見受けられる計装管の振動を減衰
させるためのバイブレーションダンパが開示されてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】明確化のために幾つかの部品を除去した状態で
示す典型的な原子炉の圧力容器の部分縦断面図である。

【図２】圧力容器の上部内部構造の部分縦断面図であ
り、上部炉内構造物は、上部支持板と上部炉心板との間
に位置した支持コラムを含み、また上部炉心板の下に位
置した複数の燃料集合体を示す図である。

【図３】上部支持板と上部炉心板との間に位置した支持
コラムを縦断面で示すと共に上部炉心板の下に間隔をお
いて位置した燃料集合体のうちの１つを示す図である。

【図４】燃料集合体の中に延びるガイドシンブル管の中
に配置されると共に支持コラムの中に配置された本発明
のバイブレーションバンパの縦断面図である。

【図５】支持コラム内に配置されたバイブレーションダ
ンパの縦断面図である。

【図６】支持コラム内に配置されたバイブレーションダ
ンパの部分縦断面図であり、バネ部材が撓んでいない位
置で示されている図である。

【図７】支持コラム内に配置されたバイブレーションダ
ンパの部分縦断面図であり、バネ部材が撓んだ位置で示
されている図である。

【図８】ガイドシンブル管内に配置されたバイブレーシ
ョンダンパの縦断面図である。

【図９】支持コラムに属するバイブレーションダンパの
縦断面図である。

【図１０】ガイドシンブル管に属するバイブレーション
ダンパの縦断面図である。

【図１１】バイブレーションダンパの平面図である。

【図１２】図１１のVIII−VIII線におけるバイブレーシ
ョンダンパの断面図である。

【図１３】バイブレーションダンパの変形例の平面図で
ある。

【図１４】図１３のＸ−Ｘ線におけるバイブレーション
ダンパの変形例の断面図である。

【符号の説明】

１０原子炉２０圧力容器３０入口ノズル４０出口ノズル５０クロージャヘッド６０炉心７０燃料集合体８０上部支持板９０上部炉心板１５０支持コラム１６５管状導管１７０計装管３１０，４２０バイブレーションダンパ３２０スリーブ３７０ディンプル３８０バネ部材４１０膨らみ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ウィリスブリュースターミドルブルックスアメリカ合衆国フロリダ州ペンサコーラカマルドライブ 7409 (72)発明者エドムンドエモリーデマリオアメリカ合衆国サウスカロライナ州コロンビアメイプルウッドドライブ 1725

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長さ方向軸線を備えた管状部材の振動を
止めるためのバイブレーションダンパであって、管状部
材は、該部材を包囲する内面を備えた管状導管内に受け
入れられるよう寸法決めされており、前記導管の内面に
連結でき、前記導管と管状部材との間に介在するよう寸
法決めされたスリーブが設けられ、スリーブは、長さ方
向軸線を備え、スリーブは、管状部材を包囲する内面及
び前記導管の内面に係合する外面を有し、前記内面及び
外面は、これらの間に環状壁を画定し、管状部材を支持
するための複数の間隔を置いて位置すると共に内方へ向
いたディンプルが、スリーブの前記内面に一体的に取り
付けられ、管状部材を押圧してディンプルに当接させる
細長い内方へ向いた可撓性バネ部材が、ディンプルに対
向して半径方向に設けられると共にスリーブの壁に切り
込まれた一対の平行な間隔を置いて設けられたスロット
で構成され、該スロットの間に位置しており、前記バネ
部材は、前記壁に一体的に取り付けられた第１の端部と
第２の端部を有することを特徴とするバイブレーション
ダンパ。
【請求項２】前記バネ部材は、管状部材に接触するよ
うになった内向きの膨らみ部を有することを特徴とする
請求項１のバイブレーションダンパ。
【請求項３】各ディンプルは、前記バネ部材に対して
約１８０°の角度をなして設けられていることを特徴と
する請求項２のバイブレーションダンパ。
【請求項４】前記バネ部材は、スロットの壁内で長さ
方向に延びていることを特徴とする請求項３のバイブレ
ーションダンパ。
【請求項５】前記バネ部材は、スリーブの壁内で円周
方向に延びていることを特徴とする請求項３のバイブレ
ーションダンパ。