(57)【要約】【課題】蒸気発生器内で管を支持する改良された方法及び装置を提供すること。【解決手段】管支持プレート（４５）の横方向のズレ又は偏倚が、前負荷したバネバー（１１２）を有する管支持プレート偏倚システム（１５０）により生じる。バネバー（１１２）がプッシュロッド（１１４）を各管支持プレート（４５）の側部に押し付ける。シュラウド（２６）と、管支持プレート（４５）との間の熱膨張差により管支持プレート（４５）の有効な横方向偏倚が許容され、かくして、管（２７）の流れ励起性の振動を緩和するに十分な動作上の間隙が提供される。【選択図】図３
2010032209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を流動させるための、平行状態に離間した複数の管にして、各管が該管に沿って流動する流体に伝熱する管を有し、各管を横断する横方向に配置した複数の管支持プレートを更に有する蒸気発生器の組み立て及び運転方法であって、
管支持プレートを整列させること、
整列した管支持プレートを貫いて管を挿通すること、
蒸気発生器を加熱する間、少なくとも１つの管支持プレートを、管を横断する横方向に偏倚させて不整列化させ、かくして管支持効果を増長させること、
を含む方法。
【請求項２】
蒸気発生器を加熱する間、少なくとも１つの管支持プレートを、管を横断する横方向に偏倚させて不整列化させ、かくして管支持効果を増長させることが、隣り合う管支持プレートを、管を横断する同じ横方向に偏倚させることを更に含む請求項１の方法。
【請求項３】
蒸気発生器を加熱する間、少なくとも１つの管支持プレートを、管を横断する横方向に偏倚させて不整列化させ、かくして管支持効果を増長させることが、管支持プレートを管を横断する同じ横方向に１つおきに偏倚させることを更に含む請求項１の方法。
【請求項４】
蒸気発生器を加熱する間、少なくとも１つの管支持プレートを、管を横断する横方向に偏倚させて不整列化させ、かくして管支持効果を増長させることが、管支持プレートを、管を横断する同じ第１の横方向に交互に偏倚させ、残余の管支持プレートを第１の横方向とは反対の、管を横断する第２の横方向に偏倚させることを更に含む請求項１の方法。
【請求項５】
蒸気発生器を加熱する間、少なくとも１つの管支持プレートを、管を横断する横方向に偏倚させて不整列化させ、かくして管支持効果を増長させることが、第１の複数の管支持プレートを、管を横断する同じ第１の横方向に交互に偏倚させ、残余の複数の管支持プレートを第１の横方向とは反対の、管を横断する第２の横方向に偏倚させることを更に含む請求項１の方法。
【請求項６】
蒸気発生器を加熱する間、少なくとも１つの管支持プレートを、管を横断する横方向に偏倚させて不整列化させ、かくして管支持効果を増長させることが、複数の管支持プレートを偏倚させることを更に含む請求項１の方法。
【請求項７】
蒸気発生器を加熱する間、少なくとも１つの管支持プレートを、管を横断する横方向に偏倚させて不整列化させ、かくして管支持効果を増長させることが、複数の管支持プレートを可変量偏倚させることを更に含む請求項６の方法。
【請求項８】
蒸気発生器を加熱する間、少なくとも１つの管支持プレートを、管を横断する横方向に偏倚させて不整列化させ、かくして管支持効果を増長させることが、複数の管支持プレートを、複数の方向の１つ以上において偏倚させることを更に含む請求項６の方法。
【請求項９】
蒸気発生器を加熱する間、少なくとも１つの管支持プレートを、管を横断する横方向に偏倚させて不整列化させ、かくして管支持効果を増長させることが、複数の管支持プレートを複数の異なる方向の１つ以上において可変量偏倚させることを更に含む請求項１の方法。
【請求項１０】
流体を流動させるための、平行状態に離間した複数の管にして、各管が該管に沿って流動する流体に伝熱する管を有し、円筒状のシュラウドを更に有し、該シュラウドが円筒状の圧力シェルの内部に配置され且つシュラウドを包囲する蒸気発生器で使用するための管支持システムであって、
各管を横断して配置した管支持プレートにして、熱膨張係数がシュラウドのそれよりも小さい材料から作製した管支持プレートと、
各管を横断する横方向において管支持プレートを偏倚させるための手段と、
を含む管支持システム。
【請求項１１】
管支持プレートを４１０Ｓステンレス鋼から作製し、シュラウドを炭素鋼から作製した請求項１０の管支持システム。
【請求項１２】
各管を横断する横方向において管支持プレートを偏倚させるための手段が、管支持プレートの縁部と接触するプッシュロッドを含む請求項１０の管支持システム。
【請求項１３】
各管を横断する横方向において管支持プレートを偏倚させるための手段が、プッシュロッドとネジ溝を介して係合するバネバーを含む請求項１２の管支持システム。
【請求項１４】
プッシュロッドとバネバーとをシェルの内部に位置付けた請求項１３の管支持システム。
【請求項１５】
バネバーを前負荷した請求項１３の管支持システム。
【請求項１６】
バネバーの各端部がシェルの内面と接触する請求項１３の管支持システム。
【請求項１７】
バネバーが中央部分を有し、ネジ溝付きの開口が該中央部分を貫いて伸延する請求項１３の管支持システム。
【請求項１８】
バネバーが、対向状態でテーパ付けした、中央部分から伸延する部分を有する請求項１７の管支持システム。
【請求項１９】
流体を流動させるための、平行状態に離間した複数の管にして、各管が該管に沿って流動する流体に伝熱する管を有し、各管を横断して対置した管支持プレート及び円筒状のシュラウドを更に有し、該シュラウドが円筒状の圧力シェルの内部に配置され且つシュラウドを包囲する蒸気発生器で使用するための管支持体偏倚システムであって、
管支持プレートと接触する接触端と、該接触端部とは反対側の旋回端とを有するプッシュロッドと、
プッシュロッドと係合し、プッシュロッドを、管を横断する横方向に偏倚させる偏倚力を付加するバネバーと、
を含む管支持体偏倚システム。
【請求項２０】
プッシュロッドがバネバーからの反作用を受ける間の、該プッシュロッドに付加される偏倚力を調節するためにシェルを貫くアクセス手段を含む請求項１９の管支持体偏倚システム。
【請求項２１】
プッシュロッドの長さが、その最大横方向偏倚量を制限するべく調節される請求項１９の管支持体偏倚システム。
【請求項２２】
管支持プレートの材料が、プッシュロッドの最大横方向偏倚量を制限するべく予め調節される請求項１９の管支持体偏倚システム。
【請求項２３】
バネバーが前付加される請求項１９の管支持体偏倚システム。
【請求項２４】
プッシュロッド及びバネバーが、管支持体偏倚システムにおいてシェル内に位置付けられる部品である請求項１９の管支持体偏倚システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に原子炉蒸気発生器に関し、詳しくは、管支持プレートを使用して蒸気発生器内部の管列間隔を保持する、原子炉蒸気発生器で使用する新規且つ有益な管支持システム及び管支持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所に関連する加圧型蒸気発生器又は熱交換器が、リアクターで生じた一次冷却材からの熱を二次冷却材に移行させ、移行された熱が発電所のタービンを駆動する。こうした蒸気発生器は長さが約２２．５ｍ（７５フィート）、外径は約３．６ｍ（１２フィート）であり、その内部の冷却材流通用の直管は外径約１．６ｃｍ（５／８インチ）である。然し乍らこの直管はその各取り付け端と、相対する管板フェースとの間の有効長さが約１５．６ｍ（５２フィート）にもなる。熱交換器一基の管束には、代表的には１５０００本以上の管が含まれる。これらの管の支持構造、例えば管支持プレートを各管板間に設けて管の分離、適切な剛性その他を確保する必要があることは明らかである。
【０００３】
米国特許第４，５０３，９０３号には、内外の各シェルを有するＵ字管型蒸気発生器のような熱交換器内で管支持プレートを半径方向に支持する装置及び方法が記載される。装置は内側シェルに剛着され、この内側シェル内で管支持プレートを中央に位置付ける。
【０００４】
米国特許第５，４９７，８２７号には、Ｕ字管型蒸気発生器内で管支持体を半径方向に保持する装置及び方法が記載される。内側の管束包囲体又は内側シェルが、アバットメントによって外側の圧力包囲体から半径方向に離間される。各アバットメントは内側の管束包囲体に溶着固定されると共に、圧力包囲体の内側フェースと接触される。各アバットメントは、スぺーサプレートにより、蒸気発生器の同軸の異なる包囲体と管束のアセンブリとを半径方向に維持するが、これは、例えば地震に伴う外部応力により各包囲体と管束との間に生じる相対的な偏倚や衝撃の回避を意図したものである。装置の変形例の１つでは、スぺーサプレートに接触させる弾性圧力を得るために螺旋型ばねが使用され、このバネが圧力包囲体の内側に位置付けられる。
【０００５】
米国特許第４，２０４，３０５号には、ここに引用することにより本明細書の一部とする、一般にＯｎｃｅ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＯＴＳＧ）として参照される原子力蒸気発生器が記載される。ＯＴＳＧは、直管を含む管束を収納し、各管はその長さ方向の数カ所で管支持プレート（ＴＳＰ）により横方向に支持される。各管はＴＳＰの、３本の流路と、各管を横方向に支持する３つの管接触面と、を有する孔に挿通される。熱交換器組み立て後、各管はＴＳＰの内側に突出する各ランドの１つ又は２つと接触され、かくして地震に付随する負荷の如き横方向力に対して管束を維持する横方向の支持のみならず、通常運転時の管振動を緩和する支持が提供される。
【０００６】
米国特許第６，９１４，９５５Ｂ２号には、前記ＯＴＳＧでの使用に好適な管支持プレートが記載される。
原子炉蒸気発生器の特徴の一般的説明に関しては、２００５年の米国オハイオ州バーベルトンのＢａｂｃｏｃｋ  ＆  Ｗｉｌｃｏｘ社のＳｔｅａｍ／Ｉｔｓ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｕｓｅ  第４１版第４８章を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，５０３，９０３号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４９７，８２７号明細書
【特許文献３】米国特許第４，２０４，３０５号明細書
【特許文献４】米国特許第６，９１４，９５５Ｂ２号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】２００５年の米国オハイオ州バーベルトンのＢａｂｃｏｃｋ  ＆  Ｗｉｌｃｏｘ社のＳｔｅａｍ／Ｉｔｓ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｕｓｅ  第４１版第４８章
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
蒸気発生器内で管を支持する改良された方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、管支持プレートを、通常の作製プロセスとの互換性を有する整列構成下に有益に組み込み得る管束支持システム及び管束支持方法が提供される。蒸気発生器が高温状況となるに従い、１つ以上の管支持プレートが制御下に不整列化される。管支持プレートは、熱膨張係数が、管を包囲するシュラウドのそれよりも小さい材料から作製する。その結果、蒸気発生器が加熱されるに従い、管支持プレートに隣り合う半径方向間隙が生じ、かくして、関連する管支持体偏倚システムにより、各管支持プレートが横方向にズレ又は偏倚するための空間が提供される。
【００１１】
管支持体偏倚システムは蒸気発生器のシェル内にはその２つの部品のみが位置付けられ、かくして部品喪失の恐れが最小化される。
本発明の装置及び方法は、内部の変更量が少ないので、既存の蒸気発生器に容易に組み込み可能であり、また逆に、蒸気発生器を元の状況に戻すために容易に取り外し得る。
各管や支持体、シュラウドとシェル、との間の、地震による負荷を移行させるための通常の負荷通路はそのまま利用され得る。
【００１２】
従って、本発明の１様相によれば、流体を流すための、平行に離間する複数の管にして、各管がこれらの管に沿って流れる流体に伝熱する管を有し、管を横断する横方向に配置した複数の管支持プレートをも有する蒸気発生器の組み立て及び運転方法が提供される。蒸気発生器の組み立て及び運転方法には、１）管支持プレートを整列させること、２）整列させた管支持プレートに管を挿通すること、３）蒸気発生器を加熱する間、少なくとも１つの管支持プレートを、各管を横断する横方向に偏倚させ、かくして管支持の有効性を増長させること、が含まれる。
【００１３】
本方法には、隣り合う管支持プレートを管を横断する同じ横方向に偏倚させることが含まれ得る。
本方法には、管支持プレートを、管を横断する同じ横方向に１つおきに偏倚させることが含まれ得る。
本方法には、各管を横断する第１の横方向に管支持プレートを交互に偏倚させ、残余の管支持プレートを第１の横方向とは反対の横方向に偏倚させることが含まれ得る。
本方法には、複数の管支持プレートを、管を横断する第１の横方向に偏倚させ、残余の複数の管支持プレートを第１の横方向とは反対の横方向に偏倚させることが含まれ得る。
本方法には、１つ以上の管支持プレートを同じ又は可変の量及び方向において偏倚させ、任意の各管支持プレートに対して１つ以上の偏倚を提供することが含まれ得る。
【００１４】
本発明の更に他の様相によれば、流体を流すための、平行に離間する複数の管にして、各管がこれらの管に沿って流れる流体に間接伝熱する管を有する熱交換器で使用する管支持プレート偏倚システムであって、熱交換器が、各管を横断する横方向に配置した管支持プレートと、円筒状の圧力シェル内部に配置され且つ各管を包囲する円筒状のシュラウドとを更に有する管支持プレート偏倚システムが提供される。管支持プレート偏倚システムには、管を横断する横方向に配置され、熱膨張係数がシュラウドのそれよりも小さい材料から作製した管支持プレートが含まれ、この管支持プレートが、管支持プレートを、管を横断する横方向に偏倚するための偏倚手段を更に含む。偏倚手段は、シェルの内側表面と接触するバネバーと、プッシュロッドにして、バネバーを貫いて螺装され、管支持プレートの縁部と接触した後もプッシュロッドをネジ溝に沿って進めることによりバネ力を生じ、かくして管支持プレートを偏倚させるプッシュロッドと、をも含む。
【００１５】
本発明の更に他の様相によれば、流体を流すための、平行に離間する複数の管にして、各管がこれらの管に沿って流れる流体に間接伝熱する管を有し、管を横断する横方向に配置した複数の管支持プレートを及び円筒状のシュラウドを更に有し、シュラウドが円筒状の圧力シェルの内部に配置され且つ各管を包囲する蒸気発生器で使用するための管支持体偏倚システムが提供される。
管支持体偏倚システムにはプッシュロッドが含まれる。プッシュロッドは、管支持プレートの外側縁部と接触する接触端と、この接触端とは反対側の旋回端とを有する。プッシュロッドにネジ溝を介してバネバーを係合させる。バネバーは、このバネバーに管支持プレートを挿通させて螺装させる際に管支持プレートを管を横断する横方向に偏倚させる。旋回端は、シェル内のハンドホールを通してアクセス自在の駆動ヘッドを有する。駆動ヘッドは、プッシュロッドをバネバーを貫いて螺装して管支持プレートに接触させ、その間、シェル方向に押されるバネバーからの反作用を受ける。
バネバーにおける前負荷及びプッシュロッドの押し付け力は、プッシュロッドをバネバーを貫いて螺装する距離により制御される。プッシュロッドの最大横方向偏倚量は、プッシュロッドの長さを調節する又は管支持プレートの材料を予め選択することにより制御され得る。プッシュロッドとバネバーとは、管支持体偏倚システムにおいてシェル内部に配置される２つの部品である。
管支持体偏倚システムは、１つ以上の管支持プレートを、同じ又は可変の量及び方向において、且つ１つ以上の装置を任意の個別の管支持プレートに設ける状態において制御下に不整列化させるために使用され得る。
【発明の効果】
【００１６】
蒸気発生器内で管を支持するための改良方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の原理を実施し得る貫流蒸気発生器の断面図である。
【図２】図２は、本発明に従うバネバーの平面図である。
【図３】図３は、図２に示すバネバーの端面図である。
【図４】図４は、本発明に従う管支持プレート偏倚システムを構成するバネバーの非負荷状況を例示する略側面図である。
【図５】図５は、本発明に従う管支持プレート偏倚システムを構成するバネバーの負荷状況を例示する略側面図である。
【図６】図６は、本発明に従う複数の管支持プレート偏倚システムを組み込んだ構成における管支持プレートの側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１には従来の貫流蒸気発生器１０が示され、上方ヘッド１２及び下方ヘッド１３により夫々閉鎖した各端部を有する垂直の細長円筒状の圧力容器又はシェル１１を含んでいる。
上方ヘッドは、上部管板１４と、一次冷却材入口１５と、人道１６と、ハンドホール１７とを含む。人道１６及びハンドホール１７は、蒸気発生器１０の停止時の検査及び補修のために使用される。下方ヘッド１３はドレン１８と、冷却材出口２０と、ハンドホール２１と、人道２２と、下方の管板２３と、を含む。
蒸気発生器１０は、この蒸気発生器１０を構造床２５の上方に支持するための、下方ヘッド１３の外側表面と係合させた切頭円錐又は円筒状のスカート２４上に支持される。
検討対象とする代表的な蒸気発生器の、構造床２５と、一次冷却材入口１５の上端部との間の全長は、約２２．５ｍ（７５フィート）であり、蒸気発生器１０の全体直径は３．６ｍ（１２フィート）を越える。
【００１９】
シェル１１、熱交換器の管束２７を包囲する、下方の円筒状のシュラウド２６又はラッパー又はバッフルは、図１にその一部が例示される。検討対象とする蒸気発生器のシュラウド２６内に包入される管数は１５０００本を超え、各管の外径は約１．６ｃｍ（５／８インチ）である。ここで説明する形式の蒸気発生器では６９０合金が管の材料として好ましいことが分かった。各管束における各管２７は、上方及び下方の各管板１４及び２３に形成した各孔に、ベル状に拡開させる又は管端部を管板内部に溶接することにより係止される。
【００２０】
下方のシュラウド２６は、シュラウド整列ピンによりシェル１１の内部で整列される。シュラウド２６は下方の管板２３へのボルト止めにより、又はシェル１１の下端から突出するラグへの溶接により固定され得る。シュラウド２６の下方縁部は、入口からライザチャンバ１９に向かう供給水流れを収受する、一群の矩形の水ポート３０又は全円周方向に開口する単一開口（図示せず）を有する。シュラウド２６の上端は、シュラウド２６内のライザチャンバ１９と、シュラウド２６の外側表面及び円筒状のシェル１１の内側表面間に形成した環状の降水管環状空間３１との間に、ギャップ又は蒸気放出孔３２を介した流体連通を確立する。
支持ロッドシステム２８が最上部の支持プレート４５Ｂ位置に固定され、この支持ロッドシステム２８が、下方の管板２３と、最下部の支持プレート４５Ａとの間を、次いで最上部の支持プレート４５Ｂまでの全ての支持プレート４５間に渡るネジ溝付きセグメントを含んでいる。
【００２１】
中空の、トロイド形状の二次冷却材給水入口ヘッダ（以下ヘッダ）３４がシェル１１の外側表面を取り巻く。ヘッダ３４は、半径方向に配置した給水入口ノズル３５の配列体（以下、アレイ）を介して環状の降水管環状空間３１と流体連通する。図１に矢印で示すように、給水流れはヘッダ３４からノズル３５及び３６を通して蒸気発生器１０に流入する。ノズルから流入した給水は下方に流れて環状の降水管環状空間３１の端部から水ポート３０を通り、ライザチャンバ１９に入る。二次冷却材流れはシュラウド２６内を、各管２７内を下方に流れる一次冷却材と向流する方向でライザチャンバ内を上昇する。シェル１１の内側表面と、上方の円筒状のシュラウドの底縁部の外側表面との間に溶接した環状プレート３７と、バッフル又はラッパー３３とが、降水管環状空間３１に入る給水が矢印で示す方向で水ポート３０に向けて流下することを保証する。二次冷却材は、管束内の各管２７を通過する一次冷却材から熱を吸収し、かくして、シュラウド２６及びバッフル３３により画定されるライザチャンバ１９内を上昇して蒸気となる。
【００２２】
バッフル３３は整列ピン（図１には示さず）によりシェル１１と整列され、環状プレート３７を貫いて蒸気出口ノズル４０の直下位置でシェル１１に溶接されることにより適宜位置に固定される。バッフル３３は、管束を構成する各管２７の約３分の１を包囲する。
【００２３】
補助給水ヘッダ４１が、シェル１１と、バッフル３３とを貫く１つ以上のノズル４２を介して、観測の上方部分と流体連通する。補助給水ヘッダは、例えば、万が一、ヘッダ３４からの給水流れが止まった場合に蒸気発生器１０を充填するために使用する。上述したように、給水又は二次冷却材は管２７に沿って矢印方向に上昇し、蒸気となる。例示した実施例では、この蒸気はバッフル３３の上縁部に達する以前に過熱され、バッフル３３の上部を越えて矢印方向に流れ、バッフル３３の外側表面と、シェル１１の内側表面との間に形成した環状の出口通路４３を流下する。出口通路４３内の蒸気は、この出口通路４３と連通する蒸気出口ノズル４０を通して蒸気発生器１０を出る。かくして、二次冷却材の温度は、給水入口温度から蒸気出口ノズル４０位置における過熱蒸気温度へと上昇する。環状プレート３７が、蒸気と、降水管環状空間３１から流入する給水との混合を防止する。一次冷却材が原子炉（図示せず）から上方ヘッド１２内の一次冷却材入口１５に流入し、熱交換器の管束内の各管２７を通過して下方ヘッド１３に入り、二次冷却材に熱を移行させ、出口２０から排出され、かくして原子炉へのループバックを完了し、原子炉が、最終的に有益な仕事を引き出す熱を発生する。
【００２４】
製造を容易化し、特には、製造プロセス中の管２７の挿通を容易化するために、管支持プレート４５が全体的に相互に且つ上方及び下方の各管板とも整列される。管支持プレート４５の整列状態は、管支持プレートとシュラウド２６又はバッフル３３の内側表面との間で管支持プレートの周囲部分に沿って配置した、図４〜図６に示す管支持プレート整列ブロック１０４により維持される。管支持プレート整列ブロック１０４はシュラウド２６又はバッフル３３、又は管支持プレート４５に装着されるが、それらの両方には装着されず、管支持プレート４５と、シュラウド２６又はバッフル３３との間の、管支持プレートの周囲に沿った特定位置に生じ得る間隙の殆ど又は全てを充填する。一般には連続する大型の円筒体であるところのシュラウドは、ＯＴＳＧのシェル１１の内部で、図４及び図５に示すシュラウド整列ピン１０６により横方向に支持される。この支持構成により、管２７から管支持プレート４５を通り、シェル１１に支持されたシュラウド２６又はバッフル３３に至る横方向の負荷通路が提供される。
【００２５】
図２〜図５を参照するに、製造中に各構成部品間の間隙を最小化する状態下に管支持プレート４５を正確に整列させ、蒸気発生機の温度上昇に従う制御下の不整列を生じさせる管束支持システム１００及び方法が提供される。管支持プレート４５は有益には、通常の製造プロセスとの互換性のある整列構成下に組み込まれる。不整列を生じさせる偏倚は熱交換器の加熱時においてのみ生じる。高温状況下に管支持プレート４５を不整列状態に偏倚させることにより、交叉流れ又は軸流の励振メカニズムによる管振動を有益に緩和させ得る。
【００２６】
管支持プレート４５の異なる高さ間での不整列化は、管支持プレート４５を熱膨張係数がシュラウド２６又はバッフル３３のそれよりも小さい材料から作製することにより、これらの管支持プレートの加熱中に部分的に達成され得る。管支持プレート４５とシュラウド２６又はバッフル３３との間の、図６に示す半径方向間隙１０２は、蒸気発生機の温度上昇に伴い管支持プレート整列ブロック１０４の各位置で生じ、これらの半径方向間隙が、各管支持プレート４５の横方向のズレ又は偏倚を容易化する空間を提供する。
【００２７】
以下に詳しく説明するように、横方向のズレ又は偏倚は、前負荷したバネバー１１２を有する管支持プレート偏倚システム１００により生じさせる。バネバー１１２がプッシュロッド１１４を各管支持プレート４５の側部に押し付ける。好ましくは炭素鋼製のシュラウド１１と、好ましくは４１０Ｓステンレススチール製の管支持プレート４５との間の熱膨張差により管支持プレート４５の有効な横方向偏倚を許容し、かくして、管２７の流れ励起性の振動を緩和するに十分な動作上の間隙が提供される。半径方向間隙１０２はプッシュロッドの力によって０に低減され得る。
管支持プレート整列ブロック１０４は、高温条件下での管支持プレートの動作を容易化する初期間隙を伴う状況下に組み込み得る。
図６に示すように、異なる高さ位置、例えば、４５Ｃ、４５Ｄ、４５Ｅ、４５Ｆで連続する管支持プレートの押し付け方向を交互させることにより、管支持プレートに所望される不整列性と、管支持プレートの孔１１６の内部に管２７を装填し得る。
【００２８】
直立状態の熱交換器における全ての高さ位置における管支持プレート４５を横方向に不整列化させる必要は恐らくない。例えば、管支持プレート４５を交互に同じ方向に偏倚させ、残余の管支持プレート４５は元の位置のまま拘束することで所望の不整列を得ることができる。ある管支持プレートの高さ位置につき１つ以上の管支持プレート偏倚システム１００を設けても良い。かくして、管支持プレート偏倚システム１００は、１つ以上の管支持プレートにおける複数の管支持プレートを１つ以上の複数の異なる方向に可変的に偏倚させることで、同じ又は可変の量及び方向において、また、任意の個別の管支持プレートに１つ以上の装置を設ける状況下において、１つ以上の管支持プレートの制御下の不整列化を提供する。
【００２９】
図２及び図３を参照するに、バネバー１１２が示され、その中央部分１１８を貫いて水平方向に伸延するネジ溝付きの開口１２０を有している。バネバー１１２は、中央部分１１８から外側に伸延する、対向状態でテーパ付けされたテーパ部分１２２を有する。図４及び図５を参照するに、バネバー１１２の外側端部はシェル１１の内壁と接触するがこの内壁には固定されない。
【００３０】
図４〜図６に示すように、管支持プレート偏倚システム１００は、管支持プレート４５を横方向に偏倚させるために使用される。プッシュロッド１１４が、バネバー１１２とネジ溝を介して係合され、接触端１２４と、旋回端１２６とを有している。プッシュロッドと接触する接触端１２４はシュラウド２６又はバッフル３３の開口１３０を通過して管支持プレート４５に対面する。プッシュロッドの旋回端１２６には駆動ヘッド１２８を嵌装させる。駆動ヘッド１２８は、プッシュロッド１１４をバネバー１１２の、図２及び図３に示す開口１２０を通してネジ込み、プッシュロッドの接触端１２４を管支持プレート４５の外側縁部と接触させる。シェル１１には、プッシュロッドの駆動ヘッド１２８にアクセスするためのハンドホール１３２を設ける。ハンドホール１３２は、その不使用時には、ボルト止めした、ガスケット付きのハンドホールカバー１３４でシールされる。
【００３１】
図４及び図５には、管支持プレート偏倚システム１００を使用しての管支持プレート４５への横方向偏倚付与に関連するプッシュロッド１１４の方向が示される。図４には、公称の、取り付け時の冷間状況において、バネバー１１２又はプッシュロッド１１４に負荷が加わらない状態でプッシュロッド１１４が管支持プレート４５と接触する状態が示され、図５には、プッシュロッド１１４及びバネバー１１２に負荷を加えてプッシュロッド１１４を管支持プレート４５と接触させ、プッシュロッドを管支持プレート４５の外側縁部と接触させた後もプッシュロッド１１４を旋回させ続けて捻込むことにより、バネバー１１２がバネ動作する状況が示される。バネバー１１２における前負荷と、プッシュロッド１１４における押し付け力とは、バネバー１１２を貫いてのプッシュロッド１１４の捻込み距離によって制御される。この冷間条件下では、管支持プレート４５はシュラウド整列ピン１０６によりシェル１１内に構造上保持されたシュラウド２６又はバッフル３３内に隔設した管支持プレート整列ブロック１０４と接触する。取り付け時の冷間状況でのプッシュロッド１１４の押し付け力は、管支持プレート４５の対向側部上の単数又は複数の管支持プレート整列ブロック１０４における反作用を生じさせる。
【００３２】
シェル／シュラウド／管支持プレートアセンブリが高温化されると、シェル１１及びシュラウド２６又はバッフル３３の熱膨張係数が管支持プレート４５の材料のそれよりも大きいことから、シュラウド２６又はバッフル３３が管支持プレート４５に関して膨張する。図６に示すように、この高温条件下において、プッシュロッド１１４はシュラウド２６又はバッフル３３内で管支持プレート４５をその初期の中心位置１３８に関して横方向に偏倚させ又はオフセット１３６を与える。プッシュロッド１１４の押し付け力が、接触する管２７による、又は管２７及び管支持プレート４５の反対側の管支持プレート整列ブロック１０４による反作用を生じさせるが、何れの場合においても押し付け力が得られ、かくして所望の高い管支持効果が提供される。
【００３３】
高温条件下での管と管支持プレートとの接触力は、バネバー１１２及びプッシュロッド１１４における初期冷間状況下での前負荷を制御することにより制御される。この前負荷は、プッシュロッド１１４の駆動ヘッド１２８へのアクセスを提供するハンドホールカバー１３２を介して調節自在である。冷間停止状況ではハンドホールカバー１３２はプッシュロッド１１４へのアクセスするために取り外し、駆動ヘッド１２８を回転させてバネバー１１２への負荷を所望値に調節する。
図６に示すように、異なる高さ位置、例えば４５Ｃ、４５Ｄ、４５Ｅにおいて連続する管支持プレートの押し付け方向を交互させることにより、管支持プレートを所望通りに不整列化させると共に、管支持プレートの各孔内での管２７への負荷を調節可能である。例えば、管支持プレートを１つおきに同じ方向にずらし、他方、残余の管支持プレートを中立位置に維持することにより、所望の不整列化を達成し得る。管支持プレートの高さに対する管支持プレート偏倚システム１００の数を１つ以上にすることもできる。
【００３４】
また、管２７と、管支持プレート４５との間の接触力を、プッシュロッド１１４の横方向偏倚量又はストロークを制限することによって制御できる。最大ストローク距離は、管支持プレート４５の材料として所望の熱膨張係数のものを選択し、かくして、高温条件下での管支持プレート４５と管支持プレート整列ブロック１０４との間の最大半径方向間隙量によってストローク長を制限するか、又は、プッシュロッド１１４の長さを調節してプッシュロッド１１４の最大動作範囲を制限することによって制御し得る。
プッシュロッド１１４の作製材料としては、その押し付け機能を支援させるべく熱膨張係数の大きいものを選択し得る。
【００３５】
本発明の利益には以下のものが含まれる。
管支持プレート４５が、有情の製造プロセスとの互換性を有する整列形態において組み込まれる。所望の不整列が、熱交換器の高温状態下においてのみ生じる。
高温条件下での管支持プレート４５の不整列が、交叉流れ又は軸流励起性メカニズムに基づく管振動を緩和させ得る。
高温条件下での管と管支持プレートとの接触負荷が、プッシュロッドの力と、管支持プレートの偏倚量と、プッシュロッドの偏倚量又はそれらの組み合わせを制御することにより制御され得る。
管２７と、管支持プレート４５と、シュラウド２６又はバッフル３３と、シェル１１との間における地震による負荷を移行させるために使用する通常の負荷通路は不変である。
管支持プレート偏倚システム１００は、相互にネジ溝を介して係合し、蒸気発生器のシェル１１の内部に配置する部材としてバネバー１１２及びプッシュロッド１１４のみを有し、かくして、部品喪失の恐れが最小化される。
プッシュロッドの力を生じさせるハードウェアは蒸気発生機の外側にあり、かくして検査、前負荷調整又はストローク長さ調節のためのアクセスが容易である。
【００３６】
プッシュロッドの接触端１２４はシュラウドの開口１３０内に配置され、プッシュロッドの旋回端１２６がハンドホール１３２内に配置される。プッシュロッド１１４はバネバー１１２とネジ溝を介して係合し、かくして、相互に部品喪失の恐れを防止する。
プッシュロッドを不整列化させる負荷が、比較的可撓性を有するシュラウド２６又はバッフル３３ではなく、剛性のアンカーポイントであるところのシェル１１からの反作用を受ける。
本発明では、管支持プレート４５を押すことにより不整列化を実現するが、管支持プレート４５に構造上何も装着する必要がないことから、管支持プレートを引張するようにもできる。
【００３７】
本発明は、装置内部の必要変更量が僅かであることから既存の装置に組み込み可能である。逆に、管支持プレート偏倚システム１５０は蒸気発生器を元の状況に戻すために容易に取り外すことができる。
管支持プレート整列ブロック１０４は熱交換器の加熱中の管支持プレートの偏倚を容易化する初期間隙量において組み込み得る。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３８】
１０  蒸気発生器
１１  シェル
１２  上方ヘッド
１３  下方ヘッド
１４  上部管板
１５  一次冷却材入口
１６  人道
１７  ハンドホール
１８  ドレン
１９  ライザチャンバ
２０  冷却水出口
２１  ハンドホール
２２  人道
２３  管板
２５  構造床
２６  シュラウド
２７  各管
２８  支持ロッドシステム
３０  水ポート
３１  降水管環状空間
３２  蒸気放出孔
３３  バッフル
３４  ヘッダ
３５  給水入口ノズル
３７  環状プレート
４０  蒸気出口ノズル
４１  補助給水ヘッダ
４２  ノズル
４３  出口通路
４５、４５Ａ、４５Ｂ  管支持プレート
４８  管支持プレート整列ブロック
４９  シュラウド整列ピン
１００  管支持プレート偏倚システム
１０２  半径方向間隙
１０４  管支持プレート整列ブロック
１０６  シュラウド整列ピン
１１０  管支持プレート偏倚システム
１１２  バネバー
１１４  プッシュロッド
１１８  中央部分
１２０  開口
１２２  テーパ部分
１２４  接触端
１２６  旋回端
１２８  駆動ヘッド
１３０  開口
１３２  ハンドホール
１３４  ハンドホールカバー
１３８  中心位置
１５０  管支持プレート偏倚システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010032209.tif 000008
【外国語明細書】
2010032209000001.pdf