JPH07310660A

JPH07310660A - インターナルポンプの制振装置

Info

Publication number: JPH07310660A
Application number: JP9897394A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Akagawa; 勝彦赤川
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【目的】半径方向および上下方向の熱膨張に追従する
ことができ、かつインターナルポンプが水平方向に振動
する場合にその振動を低減できるインターナルポンプの
制振装置を提供する。【構成】インターナルポンプ１５の下端外面に取り付
けられ下方に延びる円柱状の制振棒２４と、制振棒の下
端部に取り付けられ制振棒の熱膨張による遅い移動を許
容しかつ水平振動を低減する制振部材２６と、を備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉圧力容器に使用
されるインターナルポンプの制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉は原子炉圧力容器（以下、単に圧
力容器という）の内部で核反応を行い、その際発生する
熱を冷却水で取り出して蒸気を発生する装置であり、発
生した熱を効率よく取り出せるように冷却水を圧力容器
内で循環させている。冷却水を圧力容器内で循環させる
手段として、循環ポンプを圧力容器の外部に設置し、圧
力容器から取り出した冷却水を再び圧力容器内に送り込
む手段と、循環ポンプを圧力容器内に設置し、これを駆
動する電動機のみを圧力容器の下面に取付け、圧力容器
内のみで冷却水を循環させる手段とがある。後者の循環
ポンプと電動機を含めてインターナルポンプと言う。

【０００３】図７は内面に鋼板ライニングプレートを用
いた鉄筋コンクリート格納容器（ＲＣＣＶ）と、その内
部の主要構造を示す図である。ＲＣＣＶは全体として円
筒形に構成され、高さ方向をダイヤフラムフロア４で上
部、下部に仕切り、かつ下部の中央に円筒形のペデスタ
ル１２を設け、上部を上部ドライウェル１、下部をサプ
レッションチャンバ２、ペデスタル１２の内側を下部ド
ライウェル３としている。上部ドライウェル１と下部ド
ライウェル３はペデスタル１２内の中空部を介して連通
している。

【０００４】上部ドライウェル１の項部は、内面に鋼板
ライニングプレートを用いたトップスラブ５と、中央に
設けられた鋼板製の開閉可能なトップヘッド１０とから
構成される。サプレッションチャンバ２の底面は内面に
鋼板ライニングプレートを設けた鉄筋コンクリート構造
であり、ペデスタル１２は鋼板で構成し、内部にコンク
リートが充填されている。なお、ペデスタル１２の内部
には、上部ドライウェル１及び下部ドライウェル３で発
生した蒸気をサプレッションチャンバ２内に導くベント
管８が埋設されている。サプレッションチャンバ２には
外部から下部ドライウェル３までメンテナンス時に作業
員が通るためのレイズドトンネル７が設けられている。

【０００５】圧力容器１１はペデスタル１２の上部に据
付けられ、ダイヤフラムフロア４には圧力容器１１の周
囲に円筒状の原子炉遮蔽壁（ＲＳＷ）６が設けられる。
原子炉遮蔽壁６の項部にはＲＰＶスタビライザ１４が設
けられ、圧力容器１１の上部に加わる水平力を支持す
る。原子炉遮蔽壁６の上部には原子炉遮蔽壁６より薄い
上部遮蔽壁１３が設けられている。原子炉遮蔽壁６の周
囲には鋼製の柱、梁で階層状に構成されたパイプホイッ
プストラクチャ９が設けられ、圧力容器１１に接続する
配管や機器を支持するようになっている。

【０００６】圧力容器１１の下部にはインターナルポン
プ１５が取付けられている。取付け位置は圧力容器の底
部周囲に原子炉の出力に応じて複数個（例えば１０個以
上）が、ほぼ等間隔に取付けられる。

【０００７】図８はインターナルポンプ１５と圧力容器
１１との取り合いを示す図である。電動機２０は、中空
円筒状のケーシング２１内に格納され、ポンプ軸１８を
介して圧力容器１１内のインペラ１６を回転するように
なっている。ケーシング２１は、上部に細長い頸部分１
９を有し、頸部分１９の上端が圧力容器１１に溶接され
て、圧力容器１１から全体が吊り下げられている。圧力
容器１１は停止中と運転中の温度差により半径方向およ
び上下方向に熱膨張するが、インターナルポンプ１５は
圧力容器１１に吊り下げられているので、この熱膨張に
追従して圧力容器１１とともに移動する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来のインター
ナルポンプでは、電動機２０の過熱を防止するため、頸
部分１９をできるだけ長くかつ薄くする必要があり、例
えば頸部分１９を１０〜１５ｍｍ厚で約８００ｍｍの長
さとし、その上端部を圧力容器１１に溶接してインター
ナルポンプ全体の重量（約５トン）を吊り下げていた。
しかし、圧力容器１１の固有振動数は非常に低いが、電
動機２０とケーシング２１を含めたインターナルポンプ
１５の固有振動数は１０Ｈｚ前後であり、電動機２０の
回転数が８〜２５ｒｐｓであるため、インターナルポン
プ１５が共振するおそれがある問題点があった。共振が
生じると、インターナルポンプが水平方向に激しく振動
し、溶接部の発生応力が高まり、疲労により溶接部及び
溶接部近傍にダメージを与えるおそれがある。

【０００９】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、半
径方向および上下方向の熱膨張に追従することができ、
かつインターナルポンプが水平方向に振動する場合に、
その振動を低減できるインターナルポンプの制振装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、インタ
ーナルポンプの下端外面に取り付けられ下方に延びる円
柱状の制振棒と、該制振棒の下端部に取り付けられ圧力
容器の熱膨張による遅い移動を許容し、かつ水平振動を
低減する制振部材と、を備えたことを特徴とするインタ
ーナルポンプの制振装置が提供される。

【００１１】本発明の好ましい実施例によれば、前記制
振部材は、制振棒が隙間をもって貫通する貫通孔と、水
平方向に撓む可撓部分とを有しかつ両端が固定された上
下２枚の制振板からなり、該制振板は、降伏応力の高い
材料と降伏応力の低い材料とを結合した超塑性材からな
る。また、前記制振部材は、制振棒が隙間をもって貫通
する貫通孔を有する支持部材と、該支持部材に一端が連
結され他端が固定部分に連結された水平方向に可撓な制
振器と、を備え、該制振器は、降伏応力の高い材料と降
伏応力の低い材料とを結合した超塑性材からなるコイル
バネである。更に、前記制振部材は、制振棒が隙間をも
って貫通する貫通孔を有する支持部材と、該支持部材に
一端が連結され他端が固定部分に連結された水平方向に
可撓な制振器と、を備え、該制振器は、メカニカルスナ
ッバである。また、前記制振部材は、制振棒の先端に取
り付けられた球状のボールと、熱膨張によるボールの移
動を隙間を隔てて案内する案内溝を有するボールガイド
と、からなるのがよい。

【００１２】また、前記制振部材は、制振棒の先端部に
取り付けられたＥＲダンパーである。更に、前記制振部
材は、制振棒の先端部に取り付けられたフードダンパー
であるのがよい。

【００１３】

【作用】上記本発明の構成によれば、インターナルポン
プの下端外面に取り付けられ下方に延びる円柱状の制振
棒と、該制振棒の下端部に取り付けられ圧力容器の熱膨
張による遅い移動を許容しかつ水平振動を低減する制振
部材と、を備えているので、制振部材により制振棒下端
部の水平振動を低減することができる。

【００１４】すなわち、制振部材を、制振棒が貫通孔と
可撓部分とを有しかつ両端が固定された上下２枚の制振
板から構成し、この制振板を、降伏応力の高い材料と降
伏応力の低い材料とを結合した超塑性材から構成すれ
ば、貫通孔内での制振棒の軸方向移動と超塑性材による
可撓部分の変形とにより制振棒の熱膨張を許容すること
ができ、かつ水平振動を超塑性材を介して固定部分に伝
達することにより、水平振動を低減することができる。
また、制振板の代えて、超塑性材からなるコイルバネ、
或いはメカニカルスナッバを用いても同様に水平振動を
低減することができる。更に、制振棒の先端に球状のボ
ールを付け、これを隙間を隔てて案内しても、同様に水
平振動を低減することができる。

【００１５】また、制振棒の先端にＥＲダンパー或いは
フードダンパーを取り付けることにより、外部固定部分
と直接連結することなく、制振棒の熱膨張を許容するこ
とができかつ水平振動を低減することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において、共通する部分には
同一の符号を付してその説明を省略する。図１は、本発
明によるインターナルポンプの制振装置の第１実施例を
示す全体構成図である。この図において、本発明の制振
装置２２は、インターナルポンプ１５の下端外面に取り
付けられ下方に延びる円柱状の制振棒２４と、制振棒２
４の下端部に取り付けられ圧力容器の熱膨張による遅い
移動を許容しかつ水平振動を低減する制振部材２６と、
を備えている。かかる構成は、後述する別の実施例でも
同様である。

【００１７】図１において、制振部材２６は、両端が固
定部材１７に固定された上下２枚の制振板２７、２８か
らなる。固定部材１７は、圧力容器１１の下面から張出
してもよく、或いはペデスタル１２から張出してもよ
い。制振板２７、２８は、制振棒２４が隙間をもって貫
通する貫通孔３５と、水平方向に撓む可撓部分２７ａ、
２８ａとを有する。

【００１８】制振板２７、２８は、降伏応力の高い材料
と降伏応力の低い材料とを結合した超塑性材から形成す
るのがよい。降伏応力の高い材料としては、軟鋼、高張
力鋼、バネ鋼等がよく、降伏応力の低い材料としては、
鉛、アルミニウム、銅、軟鋼、純鉄、及びこれらの合金
がよい。また、超塑性材はこれらの材料をサンドイッチ
状に積層するのがよい。かかる超塑性材は、ひずみ速度
（変形）が小さい場合には発生応力が小さく、ひずみ速
度（変形）が大きい場合には大きい応力が発生すること
が知られている（例えば特開昭６０−１３６６３９
号）。

【００１９】上述した構成により、貫通孔内での制振棒
２４の軸方向移動と超塑性材による可撓部分２７ａ、２
８ａの変形とにより制振棒２４の熱膨張を許容すること
ができ、かつ水平振動を超塑性材を介して固定部分に伝
達することにより、水平振動を低減することができる。

【００２０】図２は、本発明によるインターナルポンプ
の制振装置の第２実施例を示す全体構成図であり、図３
は第３実施例を示す全体構成図である。図１及び図３に
おいて、制振部材２６は、制振棒２４が隙間をもって貫
通する貫通孔を有する支持部材２９と、支持部材２９に
一端が連結され他端が固定部分１７に連結された水平方
向に可撓な制振器３０とを備える。制振器３０は水平方
向に複数、好ましくは３つ設けるのがよい。

【００２１】図２において、制振器３０は、降伏応力の
高い材料と降伏応力の低い材料とを結合した超塑性材か
らなるコイルバネであり、図３において、制振器３０
は、メカニカルスナッバである。その他の構成は、図１
の第１実施例と同様である。かかる構成により、貫通孔
内での制振棒２４の軸方向移動と制振器３０の変形とに
より制振棒２４の熱膨張を許容することができ、かつ水
平振動を制振器３０を介して固定部分１７に伝達するこ
とにより、水平振動を低減することができる。

【００２２】図４（Ａ）は、本発明によるインターナル
ポンプの制振装置の第４実施例を示す全体構成図であ
り、図４（Ｂ）は、（Ａ）のＸ−Ｘ線における断面図で
ある。図４において、制振部材２６は、制振棒２４の先
端に取り付けられた球状のボール３１と、熱膨張による
ボール３１の移動を隙間を隔てて案内する案内溝３２ａ
を有するボールガイド３２と、からなる。ボールガイド
３２は、圧力容器１１の中心から放射状に配置し、熱膨
張によるボール３１の移動が案内溝３２ａに沿うよう固
定部分１７に固定されている。その他の構成は、図１の
第１実施例と同様である。かかる構成により、案内溝３
２ａにより制振棒２４の熱膨張を許容することができ、
かつボールガイド３２に垂直な水平振動をボールガイド
３２を介して固定部分１７に伝達することにより、案内
溝３２ａに直交する方向（図４（Ａ）で紙面に垂直方
向）の水平振動を低減することができる。

【００２３】図５は、本発明によるインターナルポンプ
の制振装置の第５実施例を示す全体構成図であり、図６
は第６実施例を示す全体構成図である。図５において、
制振部材２６は、制振棒２４の先端部に取り付けられた
ＥＲダンパー３３（磁性流体ダンパー）である。ＥＲダ
ンパー３３は、制振棒２４の先端に取り付けられた銅板
３３ａと、銅板３３ａを間隔を隔てて挟持する複数の電
磁石３３ｂからなる。電磁石３３ｂは、固定部分１７に
連結されている。また、図６において、制振部材２６
は、制振棒の先端部に取り付けられたフードダンパー３
４である。フードダンパー３４は、制振棒２４の先端に
取り付けられた銅板３４ａと、銅板３４ａを間隔を隔て
て挟持する２枚の中空円板３４ｂと、銅板３４ａと中空
円板３４ｂを連結する弾性部材３４ｃと、中空円板３４
ｂに取り付けれ銅板３４ａを間隔を隔てて挟持する磁石
３４ｄとからなる。かかる構成により、外部固定部分と
連結することなく、制振棒の熱膨張を自由に許容するこ
とができ、かつＥＲダンパー３３又はフードダンパー３
４によりインターナルポンプの水平振動を低減すること
ができる。

【００２４】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更できる
ことは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】上述したように、本発明のインターナル
ポンプの制振装置によれば、インターナルポンプの下端
外面に取り付けられ下方に延びる円柱状の制振棒と、該
制振棒の下端部に取り付けられ圧力容器の熱膨張による
遅い移動を許容しかつ水平振動を低減する制振部材と、
を備えているので、制振部材により制振棒下端部の水平
振動を低減することができる。

【００２６】従って、本発明のインターナルポンプの制
振装置は、半径方向および上下方向の熱膨張に追従する
ことができ、かつインターナルポンプが水平方向に振動
する場合に、その振動を低減できる優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインターナルポンプの制振装置の
第１実施例を示す全体構成図である。

【図２】本発明による制振装置の第２実施例を示す全体
構成図である。

【図３】本発明による制振装置の第３実施例を示す全体
構成図である。

【図４】本発明による制振装置の第４実施例を示す全体
構成図である。

【図５】本発明による制振装置の第５実施例を示す全体
構成図である。

【図６】本発明による制振装置の第６実施例を示す全体
構成図である。

【図７】原子炉圧力容器を含む原子炉格納容器内の配置
を示す図である。

【図８】従来のインターナルポンプの取付詳細図であ
る。

【符号の説明】

１上部ドライウェル２サプレッションチャンバ３下部ドライウェル４ダイヤフラムフロア５トップスラブ６原子炉遮蔽壁７レンズドトンネル８ベント管９パイプホイップストラクチャ１０トップヘッド１１原子炉圧力容器１２ペデスタル１３上部遮蔽壁１４ＲＰＶスタビライザ１５インターナルポンプ１６インペラ１７固定部材１８ポンプ軸１９頸部分２０電動機２１ケーシング２２制振装置２４制振棒２６制振部材２７、２８制振板２９支持部材３０制振器３１ボール３２ボールガイド３３ＥＲダンパー（磁性流体ダンパー）３４フードダンパー３５貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インターナルポンプの下端外面に取り付
けられ下方に延びる円柱状の制振棒と、該制振棒の下端
部に取り付けられ圧力容器の熱膨張による遅い移動を許
容し、かつ水平振動を低減する制振部材と、を備えたこ
とを特徴とするインターナルポンプの制振装置。
【請求項２】前記制振部材は、制振棒が隙間をもって
貫通する貫通孔と、水平方向に撓む可撓部分とを有しか
つ両端が固定された上下２枚の制振板からなり、該制振
板は、降伏応力の高い材料と降伏応力の低い材料とを結
合した超塑性材からなる、ことを特徴とする請求項１に
記載のインターナルポンプの制振装置。
【請求項３】前記制振部材は、制振棒が隙間をもって
貫通する貫通孔を有する支持部材と、該支持部材に一端
が連結され他端が固定部分に連結された水平方向に可撓
な制振器と、を備え、該制振器は、降伏応力の高い材料
と降伏応力の低い材料とを結合した超塑性材からなるコ
イルバネである、ことを特徴とする請求項１に記載のイ
ンターナルポンプの制振装置。
【請求項４】前記制振部材は、制振棒が隙間をもって
貫通する貫通孔を有する支持部材と、該支持部材に一端
が連結され他端が固定部分に連結された水平方向に可撓
な制振器と、を備え、該制振器は、メカニカルスナッバ
である、ことを特徴とする請求項１に記載のインターナ
ルポンプの制振装置。
【請求項５】前記制振部材は、制振棒の先端に取り付
けられた球状のボールと、熱膨張によるボールの移動を
隙間を隔てて案内する案内溝を有するボールガイドと、
からなることを特徴とする請求項１に記載のインターナ
ルポンプの制振装置。
【請求項６】前記制振部材は、制振棒の先端部に取り
付けられたＥＲダンパーである、ことを特徴とする請求
項１に記載のインターナルポンプの制振装置。
【請求項７】前記制振部材は、制振棒の先端部に取り
付けられたフードダンパーである、ことを特徴とする請
求項１に記載のインターナルポンプの制振装置。