JPS5892701A - 特に蒸気発生器の管束の支持−耐震装置及びその取付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、管束を形成する管の振動の可能性をできるだ
け制限しながら、それらの管の集合体を所定位置に保持
するための支持−耐震装置に関する。本発明による支持
−耐震装置は、特に、高速中性子型の原子力発電所に用
いら、れる水−ナトリウム型の蒸気発生器の水−水蒸気
回路を形成する管束の支持用に適用される。

本発明は、この支持−耐震装置の組立て方法も対象とし
ている。

一方の回路が管束により形成された熱交換器におい゛て
は、管を位置決めし所定位置に保持することに関連した
いろいろの難点が通常存在する。７つの難点は、管の間
に差動的な熱膨張が起こるため、管を複数の箇所におい
て完全に固定させることができないことにある。別の難
点は、管が高速の流体の流れ中におかれるため、管の振
動現象が発生することであり、それにより、管の各々の
自由な区分が振動周波数に近い固有周波数をもたないよ
うに分布させた振動減衰用の支持体を設けることが必要
になる。

この管束を固定させる問題は、高温の液体ナトリウムが
循環される囲いの内部に延びる管束により水−水蒸気回
路、が形成された水−ナトリウム型の蒸気発生器の場合
に、特に重要に、また困難になる。水−ナトリウム型の
蒸気発生器に特有の本質的な問題は、液体す）　ＩＪウ
ムの熱伝導率が非常に高いことに基因しており、液体ナ
トリウムのこの性質は、非常に望ましい性質であるが、
過渡的な作動状態において急激な温度変化を管束に与え
ることにより、管の差動的な熱膨張を大きくするという
不利益も伴なっている。

管束のいろいろの支持装置力；これまでに提案されたが
、これらの支持装置には、構造が比較的複雑なこと、支
持体による締付は部所において管に摩耗又は変形が起こ
ること、差動的な熱膨張により管中に発生する内部応力
のレベルが制御できないこと、固定及び耐震の経時的な
特性が一定でないこと、などの欠点があった。

本発明により、帯状の金属板により管を弾性的に支持す
る装置が提供される。これらの金属板の寸法及び形状に
より、管に対する点接触が実現され、作動のあいだ管の
運動（回動及び軸方向のすべり）が許容される。支持−
耐震装置の構成は、管が共通のモードにおいて励振され
る周波数から金属板を隔だてることに寄与し、流体が管
の回りに流れ得るようにする。金属板の弾性のため取付
は位置の偏よりか許容される。

本発明は、囲いの内部に配設した管の管束の支持−耐震
装置であって、囲いの内部において管列に従って配列さ
れた管の回りに流体を循環させ、各々の管列の両側に少
くとも／対の帯状の金属板を配し、各々の金属板には、
管を受けいれるようにした彎曲部分を形成し、７つの該
管列の両側に配した２つの該金属板の彎曲部分は向かい
合いに位置させ、該彎曲部分の中間にあって該金属板を
互に対し締付ける締付は要素の作用の下に、管を締付け
るようにしたものにおいて、上記金属板の両端を相互並
びに上記囲いの固定部分に一体化したことを特徴とする
支持−耐震装置に関する。

本発明の好ましい実施態様によれば、各々の金属板は、
管と接触している各々の彎曲部分のところに、横断方向
にわずかな曲率を示し、金属管の側縁部分は管から離れ
、金属′板の中心部分のみが管と接触する。

本発明の別の好ましい実施態様によれば、管と接触する
金属板の彎曲部分は、管よりも大ぎな曲率半径を有する
。

本発明のその他の特徴及び利点は、本発明の好ましい実
施例を示す添付図面を参照とした以下の説明により一層
明らかとなるであろう。

高速中性子型原子力発電所に使用した水−ナトリウム型
蒸気発生器の分野に本発明を適用した実施例について以
下に説明する。

第１図には、蒸気発生器の構造ないし囲いの上部が図示
してあり、この上部は本質的に、外側の円筒状直立ケー
シング１と、このケーシングとの間に環状スペースを形
成する円筒状中心管２とにより形成される。

管８は、ケーシング１と中心管２とを隔だでる環状スペ
ース中に配設きれている。高温の液体ナトリウムは、ケ
ーシングｌと中心管２との間の。

ナトリウム流を閉じこめるための環状スペースの内部に
おいて循環する。ナトリウム流は、ケーシングｌと中心
管２との・軸線に対し平行に下方から上方に向けられる
。ナトリウムはこのように流れる間に、管８を通って循
環される与圧された水にその熱を与え、水はそれにより
水蒸気となる。

管３は蒸気発生器の大部分についてこのように包みこま
れた状態に配設され、上端部及び下端部は周知のように
蒸気発′：生器のケーシング１の外部に開口している。

第７図に管３の上端と外部との連結状態を示す。

管３は、管束本体を形成する管８の包みこみ領域専の終
端において、管部分５では長手方向に配置され１次に管
部分６ではダ分円の形状にまとめられた後、ケーシング
ｌを通過し、ケーシングｌの外部に引出され、そこで図
示しない周知のしかたでまとめられる。長手方向に延び
る管部分５は以下に時に管束と称されており、またｑ分
円状に彎曲した管部分６は以下に時にｑ分内部分と称さ
れている。

この実施例による蒸気発生器において管３は。

包みこみ領域４を通過した後に、管部分５を形成するよ
うに彎曲され、管部分５は蒸気発生器の内部に規則的に
分布された管列９ａ、９ｂに従って配され、長手方向に
延長している。

本発明は、管８の先端を保持しその振動を減衰させる支
持−振動減衰装置７，８に特に向けられている。装置７
は長手方向に延びる管部分５のところにあり、装置８は
管束から更に離れて、管部分６の近くにある。第２図に
は管束保持装置（支持−振動減衰装置７）を上面側から
示し、第３図にはｑ分内部分保持装置（支持−振動減衰
装置８）を上面側から示す。なお、これらコ種の保持装
置は全く同一の構造を備えている。

各々の支持−振動減衰装置７，８は、一定の厚みの帯状
の波板７ａ、７ｂ、８ｍ、８ｂを有し。

これらの波板は、管８に適合させた彎曲部分１６と、そ
の中間の狭い部分１７とから成っている。

波板？ａ、７ｂ、８ａ、８ｂは管５を横断して。

またナトリウム流と直角に延長し、２個／組として各々
の管列９ａ、９ｂの両側に取付けられ、カラー状に管３
を締付け、それらを所定位置に保持している。

金属製の波板７８〜８ｂの形状を第５〜７図について一
層詳細に説明する。第６．７図において。

金属製の波板７ａ　、’７ｂは、各々の管３のところに
彎曲部分１６を形成するように彎曲している。

同一の管列例えば９ａに組合された２つの波板７ａ、７
ｂは、管３を挿通するためのハウソングを形成している
。また波板７ａ　、７ｂは、管３を隔だでる間隙に対応
して、彎曲部分１６の間にある狭い部分１７を形成する
ように彎曲している。

第７図において、波板７ｍ、７ｂの狭い部分１７は、比
較的わずかな空所１８を形成するように互に最も近接し
ている。これらの狭い部分１７には通孔が穿設され、こ
れらの通孔には？シト１９゜２１が通きれ、これらのボ
ルトにより金属製の波板７ａ、７ｂを互に近付け、波板
７ａ、７ｂの彎曲部分１６のところで全部の管８を締付
けてその所定位置に保持すると共に、取付は体の成る程
度の弾性と、熱膨張差による管３の成る程度の長手方向
移動と、管束の組立体においての成る程度の振動の減衰
とが得られるようにする。

各々の波板７ａ、７ｂは、−側から管８に当接している
。そのため、２つの隣接した管列の管８に当接した２つ
の隣接した金属製の波板７ａ。

７ｂは相互から隔だてられ、ナトリウムを循環させるた
めのスペースを形成する。

同じ管列９ｍ、９ｂの両側□ニ［゛取付けた２枚の波板
７ａ、７ｂの先端は互に連結されている。また別々の管
列に組合された波板７ａ、７ｂの先端も互に連結されて
いる。その目的で、波板７ａ。

７ｂの先端は、囲いを形成するケーシング１及び中心管
２に一体化した連結環１２．１８，１４゜１５に、公知
の適宜の手段により固定されている。

管３の締付は力は、締付けが有効に行なわれる程度に大
きくするが、管３を押潰したり、管３に圧こん夛形成し
たりするほど大きくするべきではない。この目的で、金
属製の波板７ａ、７ｂには、彎曲部分１６の箇所におい
て、第Ｓ図に示すように、横断方向にわずかな彎曲が付
しであるため、波板７ａ　、７ｂの側部縁は、波板？ａ
、７ｂが接触している管３から少し隔だてられ、波板７
ａ。

７ｂの中心部分２０のみが管８と接触する。管部分５又
は後述する円筒形のピース１１の曲率半径Ｒ２よりも少
し大きな曲率半径Ｒ１を金属製波板７ａ、７ｂの彎曲部
分１６に与え、管３に対する波板７ａ　、７ｂの取付け
において管８に異常な応力を生ずることな七、管３寺互
に隔だてている距離の若干の変動が許容されるようにす
ることが望ましい。

以上に説明した波板７ａ、？ｂの詳細な構造は。

管部分６の支持装置を形成する金属製の波板８ａ。

８ｂにもそのまま適用される。

管部分５は、管列９ａ、９ｂ・・・・・・・・・・・・
・・・上の全ての可能な場所を占有していない。これは
−例として示した蒸気発生器の構造形態にのみ関連して
いる。即ち第１，２図において箇所ｌＯは管部分５によ
り占有されていない。管列９上においての管８の分布は
全ての管列について異なるため、別々の管列９ｍ、９ｂ
・・・・・・・・・・・・・・・について異なった波板
７８〜８ｂを形成する代りに、金属製の波板を全部同一
の波形に形成し、管３のない箇所ＩＯには。

管３と同じ直径の円筒形のピース１１を配設する。

第２図の一部の拡大側面図である第９図には、欠落した
管部分５に代わるべき円筒形のピース１１が図示されて
いる。

この実施例では、同一の管列９ａ、９ｂ・・・・・・・
・・上に配列された全部の管３は、第３図に示すように
互に対し等距離に、ｑ分用部分（管部分６）を形成する
ように、管部分６の支持−振動減衰装置ものところでま
とめられるため、管３の欠落はなく、従って円筒形のピ
ース１１を配する必要はない。そのため金属製波板８ａ
　、８ｂは、波板７　ａ。

７ｂよりも短かいことを除いてはこれらと全く同一の構
造を備えている。

管８の締付は力が経時的に一定であることが望ましい。

数十年間も作動し続け、約５２５°の温度に曝露され、
大きな熱衝撃を受ける水−ナトリウム型の蒸気発生器の
場合には、金属製の波板７ａ〜８ｂの材料の選択は非常
に困難な問題になる。本発明によればこの問題は、熱間
弾性限界値の高い鋼を金属−製の波板７ａ〜８ｂの材料
として選定することにより解決される。適切な鋼は、好
ましくケチタン及びアルミニウムを含有するオーステナ
イト組織の硬化構造合金鋼である。この鋼は、焼入れ１
７た鋼と比較可能な高い弾性限界値とすぐれた伸び率及
び延性（ステンレス鋼の特徴である）を備えているため
、水−ナトリウム型の蒸気発生器においての使用に特に
艮〈適合している。

従ってこの鋼は、ｓｘｓ′。又はそれより更に高い温度
においても、相当長い時間の経過後にも、はとんとクリ
ープなしに、相当大きな弾性応力を保持している。

本発明は、上述した支持−振動減衰装置の取付は方法も
対像としている。金属製波板７ａ　、　７ｂの中心部２
０に生ずる管８の締付は力が、全部の管３についてほぼ
一定の値をもつことは、実際に重要である。この締付は
力はポル）１９のねじ止めにより発生させる。本発明に
よる取付は方法は。

管３の両側に金属製の波板７ａ、７ｂ、８ａ。

８ｂを配し、波板７８〜８ｂが隣接する管８上に締付は
力を及ぼし始めたら直ちにナツ）２１の回動を止めるよ
うにして最小のトルクでナツト２１を締付けて、デル）
１９を取付は構成る一定の回転角に従ってナツ）２１を
ゲル）１９上にねじ込み続け、各々の管の間において波
板中に成る一定のたわみを生じさせ、それ自体として比
較的一定の管締付は力を発生させ−１押潰し、くさび止
め又は点溶接のような任意の適当な締着手段によりｙｔ
＝”シト１９上においてナツ）２１を不動にすることか
ら成る。

本発明は上述した実施例のほかにもいろいろ変更して実
施でき、上述した特定の構成は単なる例にすぎず、本発
明を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は蒸気発生器の管束の上部の簡略化した縦断面図
、第２図は支持振動減衰装置のレベルにおいて第１図の
Ａ−Ａ線に沿い切断し、て示す部分断面図、第３図は別
の支持−振動減衰装置のレベルにおいて第１図のＢ−Ｂ
線に沿い切断して示す部分断面図、第９図は第１図の支
持−振動減衰装置の拡大側面図、第・５図は第９図のＣ
−Ｃ線に沿い切断して示す断面図、第６図は第Ｓ図のＤ
−Ｄ線に沿い切断して示す断面図、第７図は第Ｓ図のＥ
−Ｅ線に沿い切断して示す断面図である。 符号の説明 ■・・７・・・・・・ケーシング（囲い）。　２・・・
・・・・・・中心管（囲い）。　５・・・・・・・・・
管部分（管）。 ７　ａＴ　７　ｂｒ　８　ａ　＋　８　ｂ・・・・・・
・・・波板（金属板）。 ９ａ、９ｂ・・・・・・・・・管列。　１６・・・・・
・・・・彎曲部分−０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／）囲い（１，２）の内部に配設した管（５、）の管束
   の支持−耐震装置であって、囲い（１，２）の内部に管
   列（９ａ、９ｂ）に従って配列された管（５）の回りに
   、流体を循環させ、各々の管列（９ａ　、　９ｂ　）の
   両側に少くとも／対の帯状の金属板（７ａ、７ｂ、８ａ
   。 ８ｂ）を配し、各々の該金属板には、管（５）を受けい
   れるための彎曲部分（１６）を形成し、７つの該管列の
   両側に配した一つの該金属板の彎曲部分は向かい合いに
   位置させ、該彎曲部分の中間にあって該金属板を互に対
   して締付ける締付は要素の作用の下に、管を締付けるよ
   うにしたものにおいて、上記金属板の両端を相互並びに
   上記囲いの固定部分に一体化したことを特徴とする支持
   −耐震装置。 ２）各々の金属板（７ａ、７ｂ）が、管（５）と接触し
   て′いる各々の彎曲部分（１６）のところに、横断方向
   にわずかな曲率（２０）を示し、該金属板の側部縁は管
   （５）から離れ、金属板の中心部のみが管（５）と接触
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第７項
   記載の支持−耐震装置。 ３）管（５）と接触する金属板（７ａ、７ｂ）の各々の
   彎曲部分（１６）の曲率半径（Ｒ１）を管（５）の曲率
   半径（Ｒ２）よりも大きくしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第一項記載の支持−耐震装置。 ｑ）波形の金属板（７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ）を弾性限
   界値の高い鋼製としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１〜３項のいずれか７項記載の支持−耐震装置。 Ｓ）鋼を硬化オーステナイト構造鋼としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第９項記載の支持−耐實一装置。 ６）各々の波形の金属板について、管の方向の全ての彎
   曲部分（１６）が管（５）と接触し、管（５）が欠落し
   ている場合には、管（５）と同じ直径の円筒形の代替ピ
   ース（１１）と接触するようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１〜Ｓ項のいずれか７項記載の支持−耐
   震装置。 ７）特許請求の範囲第９項記載の支持−耐震装置の取付
   は方法において、不動にしようとする管列の両側に帯状
   の波形金属板（７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ）を当て、該金
   属板が管上に締付けられ始める位置まで、該金属板上に
   取付けたビル）　（１９，２１）をねじ込み、次に成る
   一定の回転角度に従って該ゲルトのねじ込みを続け、各
   々の管（５）の中間において該金属板中に成る一定の歪
   みを発生−させることがら°成る取付は方法。