(57)【要約】【課題】蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材による、曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力を精度よく検査する。【解決手段】支持力検査装置は、蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査装置であって、前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサと、前記加速度センサを保持するセンサ保持部であって、前記伝熱管の内部に配置されるセンサ保持部と、前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と、を備え、前記加振力発生部は、前記センサ保持部と協働して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査装置であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサと、
前記加速度センサを保持するセンサ保持部であって、前記伝熱管の内部に配置されるセンサ保持部と、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と、を備え、
前記加振力発生部は、前記センサ保持部と協働して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される支持力検査装置。
【請求項２】
前記加速度センサは、前記センサ保持部が前記伝熱管の内面と係合した状態で前記曲部の振動状態を検出するように構成される、請求項１に記載の支持力検査装置。
【請求項３】
前記センサ保持部は、モータを保持するモータ保持体と、前記モータで前記モータ保持体に対して回動されるように構成された偏心カムと、前記加速度センサを保持し前記モータ保持体に固定されるセンサ保持体とを有し、前記モータで前記モータ保持体に対して前記偏心カムを回動させて前記モータ保持体と前記偏心カムとが前記伝熱管の内面を押圧することで、前記センサ保持部が前記伝熱管の内面と係合するように構成される、請求項２に記載の支持力検査装置。
【請求項４】
前記加振力発生部は、経時的に変動するように前記加振力を発生させるように構成される、請求項２又は３に記載の支持力検査装置。
【請求項５】
前記センサ保持部は、前記伝熱管の内面と係合した状態で前記伝熱管の内部を閉塞するように構成され、
前記加振力発生部は、前記センサ保持部で閉塞された前記伝熱管の内部に満たされた液体に経時的に変動するように圧力を加えるように構成される、請求項４に記載の支持力検査装置。
【請求項６】
前記加振力発生部は、前記伝熱管の内面と係合した前記センサ保持部に向かって前記伝熱管内を管軸方向に射出体を射出するように構成され、
前記センサ保持部は、前記射出体が衝突することで生じた衝撃力を前記伝熱管に伝達することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される、請求項２又は３に記載の支持力検査装置。
【請求項７】
前記加振力発生部は、前記センサ保持部に保持されており、前記センサ保持部に前記加振力を与えるように構成され、
前記センサ保持部は、保持している前記加振力発生部から与えられた前記加振力を前記伝熱管に伝達することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される、請求項２又は３に記載の支持力検査装置。
【請求項８】
前記加振力発生部は、射出体を射出することで前記センサ保持部に前記加振力を与えるように構成される、請求項７に記載の支持力検査装置。
【請求項９】
前記加振力発生部は、流体を断続的に噴射することで前記センサ保持部に大きさが経時的に変動するように前記加振力を与えるように構成される、請求項７に記載の支持力検査装置。
【請求項１０】
前記加速度センサは、前記センサ保持部が前記伝熱管内を移動している状態で前記曲部の振動状態を検出するように構成され、
前記加振力発生部は、前記伝熱管内を管軸方向に前記センサ保持部を射出するように構成され、
前記センサ保持部は、前記曲部で前記伝熱管内を摺動しながら移動することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される、請求項１に記載の支持力検査装置。
【請求項１１】
蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査装置であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサと、
前記加速度センサを保持するセンサ保持部であって、前記伝熱管の外部に配置されるセンサ保持部と、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と、
前記センサ保持部と前記加振力発生部とを接続する加振ロッドと、を備え、
前記加振力発生部は、前記加振ロッドを介して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される支持力検査装置。
【請求項１２】
前記加振ロッドは、前記曲率円が存在する面と交差する方向に離間して配置された第１伝熱管と第２伝熱管との間に挿入可能に構成され、
前記加振ロッドの一端側には、前記加振ロッドの延在方向と交差する方向に突出し、前記伝熱管の外周面を把持可能な一対の把持部と、前記センサ保持部と、が設けられ、
前記加振ロッドの他端側には、前記加振力発生部が接続され、
前記加振ロッドは、前記一対の把持部の突出方向を少なくとも前記曲率円が存在する面に沿う方向と一致させると、前記一対の把持部を前記第１伝熱管と前記第２伝熱管との間に挿入可能に構成され、前記第１伝熱管と前記第２伝熱管との間に挿入された前記一対の把持部の突出方向を前記曲率円が存在する面と交差する方向に一致させると前記一対の把持部が前記第１又は第２伝熱管の外周面を把持可能に構成される、請求項１１に記載の支持力検査装置。
【請求項１３】
蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査方法であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサを保持するセンサ保持部を前記伝熱管の内部に配置する配置ステップと、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と前記センサ保持部とが協働して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させる加振ステップと、
前記加振ステップで振動させた前記曲部の振動状態を前記センサ保持部で保持された加速度センサで検出する加速度検出ステップと、を備える支持力検査方法。
【請求項１４】
前記配置ステップにおいて、前記センサ保持部は、前記伝熱管の内面と係合されて前記伝熱管の内部を閉塞し、
前記加振ステップにおいて、前記センサ保持部で閉塞された前記伝熱管の内部に液体を満たし、前記伝熱管の内部に満たされた液体に経時的に変動するように圧力を加えることで、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させる、請求項１３に記載の支持力検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、支持力検査装置及び支持力検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントは、原子炉、蒸気発生器、蒸気タービン、発電機などにより構成されている。例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ  Ｒｅａｃｔｏｒ）は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水を生成する。蒸気発生器は、この高温高圧水（一次冷却水）と二次冷却水との間で熱交換し、蒸気を生成する。蒸気タービンは、この蒸気によりタービンを駆動し、発電機はこの駆動力により発電する。
【０００３】
蒸気発生器は、中空密閉形状をなす胴部内に、その内壁面と所定間隔をもって管群外筒が配設され、管群外筒内に逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管が配設されている。
蒸気発生器は、複数の伝熱管内に一次冷却水としての高圧水が供給され、外部の二次冷却水を加熱して蒸気を生成することから、伝熱管が振動しやすい。そのため、伝熱管の振動を抑制するために、複数の伝熱管の間にはＵベンド部において振れ止め金具が伝熱管に接触するように介装されている。
【０００４】
振れ止め金具は、熱膨張によって伝熱管がＵベンドの曲率円が存在する面に沿う方向（面内方向）に移動できるようにするため、伝熱管には固着されていない。そのため、製造誤差、組付誤差、各種部材の磨耗や熱伸びにより伝熱管と振れ止め金具との間に隙間が発生し、振れ止め金具による伝熱管の支持が不十分となるおそれがある。
【０００５】
この課題を解決するために、伝熱管と振れ止め部材との接触力を測定する支持力測定装置が知られている（特許文献１参照）。
この支持力検査装置では、伝熱管の内面に向けて超音波を送信し、伝熱管を伝播する超音波を受信することで、送信部及び受信部からの信号に基づいて超音波伝播速度の変化を求め、この超音波伝播速度の変化から伝熱管の応力を求めることにより、振れ止め部材による伝熱管の支持力を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０４１１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
蒸気発生器では、Ｕベンド部において伝熱管が上記面内方向に振動するおそれがある。これに対し、上述した特許文献に記載の支持力測定装置では、振れ止め部材による伝熱管の支持力を伝熱管の応力から求めているので、測定される支持力は、主として上記面内方向と直交する方向の支持力である。
このことから、振れ止め部材による上記面内方向の支持力を測定することが求められている。
【０００８】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材による、曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力を精度よく検査することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る支持力検査装置は、
蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査装置であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサと、
前記加速度センサを保持するセンサ保持部であって、前記伝熱管の内部に配置されるセンサ保持部と、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と、を備え、
前記加振力発生部は、前記センサ保持部と協働して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される。
【００１０】
上記（１）の構成によれば、曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部を備え、加振力発生部がセンサ保持部と協働して、曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるように構成されるので、曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させることができる。そして、曲部の振動状態を加速度センサで検出できるので、加速度センサで検出した曲部の振動状態から振れ止め部材による曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力を精度よく検査できる。
【００１１】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記加速度センサは、前記センサ保持部が前記伝熱管の内面と係合した状態で前記曲部の振動状態を検出するように構成される。
【００１２】
上記（２）の構成によれば、センサ保持部が伝熱管の内面と係合した状態で曲部の振動状態を加速度センサで検出できるので、例えば、振れ止め部材の介装された位置でセンサ保持部を伝熱管の内面と係合させて曲部の振動状態を検出することで、振れ止め部材の支持力を正確に検査できる。
【００１３】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記センサ保持部は、モータを保持するモータ保持体と、前記モータで前記モータ保持体に対して回動されるように構成された偏心カムと、前記加速度センサを保持し前記モータ保持体に固定されるセンサ保持体とを有し、前記モータで前記モータ保持体に対して前記偏心カムを回動させて前記モータ保持体と前記偏心カムとが前記伝熱管の内面を押圧することで、前記センサ保持部が前記伝熱管の内面と係合するように構成される。
【００１４】
上記（３）の構成によれば、モータでモータ保持体に対して偏心カムを回動させてモータ保持体と偏心カムとが伝熱管の内面を押圧することで、センサ保持部が伝熱管の内面と係合するように構成されるので、簡単な構成でセンサ保持部を伝熱管の内面と係合できる。また、簡単な構成でセンサ保持部を伝熱管の内面と係合させることができるので、センサ保持部を小型化でき、径の細い伝熱管や、曲率半径の小さい伝熱管であってもセンサ保持部を伝熱管の内部に配置できる。
【００１５】
（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の構成において、前記加振力発生部は、経時的に変動するように前記加振力を発生させるように構成される。
【００１６】
上記（４）の構成によれば、加振力発生部が経時的に変動するように加振力を発生できるので、曲率円が存在する面に沿って伝熱管を効率的に振動させることができ、曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力の検査精度を向上できる。
【００１７】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記センサ保持部は、前記伝熱管の内面と係合した状態で前記伝熱管の内部を閉塞するように構成され、
前記加振力発生部は、前記センサ保持部で閉塞された前記伝熱管の内部に満たされた液体に経時的に変動するように圧力を加えるように構成される。
【００１８】
上記（５）の構成によれば、伝熱管の内面と係合した状態で伝熱管の内部を閉塞するようにセンサ保持部が構成され、センサ保持部で閉塞された伝熱管の内部に満たされた液体に経時的に変動するように圧力を加えるように加振力発生部が構成されている。つまり、加振力発生部とセンサ保持部とが協働して、曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるように構成されている。
これにより、液体による静水圧によって曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を効率的に振動させることができるので、曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力の検査精度を向上できる。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を変更することで、加振力の周波数を容易に変更できる。これにより、加振力の周波数領域を広げることができるので、伝熱管を様々な周波数の加振力で振動させることができ、支持力の検査精度が向上する。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を大きくすることで、液体に加える圧力の大きさを低下させずに、加振力が生じる時間的な間隔を大きくすることができる。これにより、加振力の周波数が低周波数となる領域であっても、伝熱管を振動させるのに十分な加振力を得ることができ、低周波数領域における支持力の検査精度が向上する。
また、上記（５）の構成によれば、伝熱管の内面と係合した状態で伝熱管の内部を閉塞するようにセンサ保持部が構成されているので、伝熱管の内部を閉塞する部材等を別途用意して伝熱管内で固定する必要がないので、支持力検査装置の構成を簡素化できる。
【００１９】
（６）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の構成において、
前記加振力発生部は、前記伝熱管の内面と係合した前記センサ保持部に向かって前記伝熱管内を管軸方向に射出体を射出するように構成され、
前記センサ保持部は、前記射出体が衝突することで生じた衝撃力を前記伝熱管に伝達することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される。
【００２０】
上記（６）の構成によれば、伝熱管の内面と係合したセンサ保持部に向かって伝熱管内を管軸方向に射出体を射出するように加振力発生部が構成され、射出体が衝突することで生じた衝撃力を伝熱管に伝達することで曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるようにセンサ保持部が構成されている。つまり、加振力発生部とセンサ保持部とが協働して、曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるように構成されている。
したがって、センサ保持部の係合位置において、曲部の曲率円が存在する面に沿った加振力を伝熱管に対して効率的に伝達できる。これにより、振れ止め部材の介装された位置でセンサ保持部を伝熱管の内面と係合させることで、振れ止め部材の介装された位置において伝熱管に加振力を効率的に伝達できるとともに、振れ止め部材の介装された位置で曲部の振動状態を検出できるので、振れ止め部材の支持力を正確に検査できる。
また、上記（６）の構成によれば、射出体が衝突することで生じた衝撃力を伝熱管に伝達することで曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるようにセンサ保持部が構成されているので、センサ保持部材が伝熱管への振動を伝達する部材としても機能し、支持力検査装置の構成を簡素化できる。
【００２１】
（７）幾つかの実施形態では、上記（２）または（３）の構成において、
前記加振力発生部は、前記センサ保持部に保持されており、前記センサ保持部に前記加振力を与えるように構成され、
前記センサ保持部は、保持している前記加振力発生部から与えられた前記加振力を前記伝熱管に伝達することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される。
【００２２】
上記（７）の構成によれば、加振力発生部がセンサ保持部に保持されており、センサ保持部が加振力発生部から与えられた加振力を伝熱管に伝達することで曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるように構成されている。つまり、加振力発生部とセンサ保持部とが協働して、曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるように構成されている。
したがって、センサ保持部の係合位置において、曲部の曲率円が存在する面に沿った加振力を伝熱管に対して効率的に伝達できる。これにより、振れ止め部材の介装された位置でセンサ保持部を伝熱管の内面と係合させることで、振れ止め部材の介装された位置において伝熱管に加振力を効率的に伝達できるとともに、振れ止め部材の介装された位置で曲部の振動状態を検出できるので、振れ止め部材の支持力を正確に検査できる。
また、上記（７）の構成によれば、センサ保持部が加振力発生部から与えられた加振力を伝熱管に伝達することで曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるように構成されているので、センサ保持部材が伝熱管への振動を伝達する部材としても機能し、支持力検査装置の構成を簡素化できる。
【００２３】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記加振力発生部は、射出体を射出することで前記センサ保持部に前記加振力を与えるように構成される。
【００２４】
上記（８）の構成によれば、射出体を射出することでセンサ保持部に加振力を与えるように加振力発生部が構成されているので、簡単な構成によって効率的に加振力を発生でき、加振力発生部を小型化できる。
【００２５】
（９）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記加振力発生部は、流体を断続的に噴射することで前記センサ保持部に大きさが経時的に変動するように前記加振力を与えるように構成される。
【００２６】
上記（９）の構成によれば、流体を噴射することでセンサ保持部に大きさが経時的に変動するように加振力を与えるように加振力発生部が構成されているので、簡単な構成によって効率的に加振力を発生でき、加振力発生部を小型化できる。
また、流体の噴射量を変動させる時間的な間隔を変更することで、加振力の周波数を容易に変更できる。これにより、加振力の周波数領域を広げることができるので、伝熱管を様々な周波数の加振力で振動させることができ、支持力の検査精度が向上する。
また、流体の噴射量を変動させる時間的な間隔を大きくすることで、流体の噴射による反力の大きさを低下させずに、反力が生じる時間的な間隔を大きくすることができる。これにより、加振力の周波数が低周波数となる領域であっても、伝熱管を振動させるのに十分な加振力を得ることができ、低周波数領域における支持力の検査精度が向上する。
【００２７】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記加速度センサは、前記センサ保持部が前記伝熱管内を移動している状態で前記曲部の振動状態を検出するように構成され、
前記加振力発生部は、前記伝熱管内を管軸方向に前記センサ保持部を射出するように構成され、
前記センサ保持部は、前記曲部で前記伝熱管内を摺動しながら移動することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される。
【００２８】
上記（１０）の構成によれば、センサ保持部が伝熱管内を移動している状態で曲部の振動状態を検出するように加速度センサが構成され、伝熱管内を管軸方向にセンサ保持部を射出するように加振力発生部が構成され、センサ保持部が曲部で伝熱管内を摺動しながら移動することで曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるようにセンサ保持部が構成されている。つまり、加振力発生部とセンサ保持部とが協働して、曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるように構成されている。
これにより、センサ保持部が伝熱管内を移動している間に加速度センサで曲部の振動状態を検出できるので、振れ止め部材の支持力を迅速に検査できる。また、センサ保持部の１回の射出によって曲部の各箇所に配置された振れ止め部材のそれぞれについての支持力を検査できるので、効率的である。
また、センサ保持部が曲部で伝熱管内を摺動しながら移動するように構成されているので、曲部の曲率円が存在する面に沿った加振力を簡単な構成で発生できる。
また、上記（１０）の構成によれば、センサ保持部が曲部で伝熱管内を摺動しながら移動することで曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるようにセンサ保持部が構成されているので、センサ保持部材が伝熱管への振動を伝達する部材としても機能し、支持力検査装置の構成を簡素化できる。
【００２９】
（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る支持力検査装置は、
蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査装置であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサと、
前記加速度センサを保持するセンサ保持部であって、前記伝熱管の外部に配置されるセンサ保持部と、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と、
前記センサ保持部と前記加振力発生部とを接続する加振ロッドと、を備え、
前記加振力発生部は、前記加振ロッドを介して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される。
【００３０】
上記（１１）の構成によれば、伝熱管の外部に配置されるセンサ保持部と加振力発生部とを接続する加振ロッドを備え、加振力発生部が加振ロッドを介して、曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるように構成されている。
これにより、伝熱管の外周面側から曲部にアクセスできる場合には、曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を容易に振動させることができるので、振れ止め部材による曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力を精度よく検査できる。
【００３１】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の構成において、
前記加振ロッドは、前記曲率円が存在する面と交差する方向に離間して配置された第１伝熱管と第２伝熱管との間に挿入可能に構成され、
前記加振ロッドの一端側には、前記加振ロッドの延在方向と交差する方向に突出し、前記伝熱管の外周面を把持可能な一対の把持部と、前記センサ保持部と、が設けられ、
前記加振ロッドの他端側には、前記加振力発生部が接続され、
前記加振ロッドは、前記一対の把持部の突出方向を少なくとも前記曲率円が存在する面に沿う方向と一致させると、前記一対の把持部を前記第１伝熱管と前記第２伝熱管との間に挿入可能に構成され、前記第１伝熱管と前記第２伝熱管との間に挿入された前記一対の把持部の突出方向を前記曲率円が存在する面と交差する方向に一致させると前記一対の把持部が前記第１又は第２伝熱管の外周面を把持可能に構成される。
【００３２】
上記（１２）の構成によれば、曲部の曲率円が存在する面と交差する方向に離間して配置された第１伝熱管と第２伝熱管との間に挿入可能に加振ロッドが構成され、加振ロッドの一端側には一対の把持部とセンサ保持部とが設けられ、加振ロッドの他端側には加振力発生部が接続される。これにより、支持力検査装置の構成を簡素化できる。
また、例えば蒸気発生器のように、複数の伝熱管が狭い間隔で隣り合って配置されている伝熱管群であっても、伝熱管群の外部から任意の伝熱管の近傍まで一対の把持部を差し入れて、当該伝熱管の外周面を一対の把持部で把持できる。したがって、蒸気発生器のように、複数の伝熱管が狭い間隔で隣り合って配置されている伝熱管群であっても、任意の伝熱管について、振れ止め部材による曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力を検査できる。したがって、複数の伝熱管が狭い間隔で隣り合って配置されている装置における伝熱管の振れ止め部材による支持力の検査に適した支持力検査装置を提供できる。
【００３３】
（１３）本発明の少なくとも一実施形態に係る支持力検査方法は、
蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査方法であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサを保持するセンサ保持部を前記伝熱管の内部に配置する配置ステップと、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と前記センサ保持部とが協働して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させる加振ステップと、
前記加振ステップで振動させた前記曲部の振動状態を前記センサ保持部で保持された加速度センサで検出する加速度検出ステップと、を備える。
【００３４】
上記（１３）の方法によれば、曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と、加速度センサを保持するセンサ保持部とが協働して、曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させることができる。そして、曲部の振動状態を加速度センサで検出できるので、加速度センサで検出した曲部の振動状態から振れ止め部材による曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力を精度よく検査できる。
【００３５】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の方法において、
前記配置ステップにおいて、前記センサ保持部は、前記伝熱管の内面と係合されて前記伝熱管の内部を閉塞し、
前記加振ステップにおいて、前記センサ保持部で閉塞された前記伝熱管の内部に液体を満たし、前記伝熱管の内部に満たされた液体に経時的に変動するように圧力を加えることで、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させる。
【００３６】
上記（１４）の方法によれば、センサ保持部が伝熱管の内面と係合されて伝熱管の内部を閉塞し、センサ保持部で閉塞された伝熱管の内部に液体を満たし、伝熱管の内部に満たされた液体に経時的に変動するように圧力を加える。これにより、液体による静水圧によって曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を効率的に振動させることができるので、曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力の検査精度を向上できる。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を変更することで、加振力の周波数を容易に変更できる。これにより、加振力の周波数領域を広げることができるので、伝熱管を様々な周波数の加振力で振動させることができ、支持力の検査精度が向上する。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を大きくすることで、液体に加える圧力の大きさを低下させずに、反力が生じる時間的な間隔を大きくすることができる。これにより、加振力の周波数が低周波数となる領域であっても、伝熱管を振動させるのに十分な加振力を得ることができ、低周波数領域における支持力の検査精度が向上する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材による、曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力を精度よく検査できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】幾つかの実施形態に係る支持力検査装置による検査対象の蒸気発生器が適用された原子力発電プラントの概略構成図である。
【図２】幾つかの実施形態に係る支持力検査装置による検査対象の蒸気発生器を表す概略構成図である。
【図３】図２に示した蒸気発生器の伝熱管の近傍を模式的に示した断面図である。
【図４】実施形態に係る支持力検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】実施形態に係る支持力検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図６】実施形態に係る支持力検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図７】実施形態に係る支持力検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図８】実施形態に係る支持力検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図９】伝熱管の内部に配置されて、伝熱管の内面と係合した状態にあるセンサ保持部の概略の構成を示す図である。
【図１０】モータ保持体及び偏心カムについての斜視図である。
【図１１】加速度検出ステップにおいて加速度センサで検出された加速度と振動周波数との関係を示すグラフの一例である。
【図１２】加速度検出ステップにおいて加速度センサで検出されたＵベンド部の残留振動の時間推移を示すグラフの一例である。
【図１３】加速度検出ステップにおいて加速度センサで検出された加速度を示すグラフの一例である。
【図１４】さらに他の実施形態に係る支持力検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００４０】
図１を参照して、幾つかの実施形態に係る支持力検査装置による検査対象の蒸気発生器が適用された原子力発電プラントについて説明する。図１は、幾つかの実施形態に係る支持力検査装置による検査対象の蒸気発生器が適用された原子力発電プラントの概略構成図である。図２は、幾つかの実施形態に係る支持力検査装置による検査対象の蒸気発生器を表す概略構成図である。図３は、図２に示した蒸気発生器の伝熱管の近傍を模式的に示した断面図である。
【００４１】
図１に示した原子力発電プラントにおける原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ  Ｒｅａｃｔｏｒ）である。
【００４２】
図１に示した原子力発電プラントにおいて、原子炉格納容器１１は、内部に加圧水型原子炉１２及び蒸気発生器１３が格納されており、この加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３とは高温側送給配管１４と低温側送給配管１５を介して連結されており、高温側送給配管１４に加圧器１６が設けられ、低温側送給配管１５に一次冷却水ポンプ１７が設けられている。この場合、減速材及び一次冷却水（冷却材）として軽水を用い、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するために、一次冷却系統は加圧器１６により１５０〜１６０気圧程度の高圧状態を維持するように制御している。
【００４３】
従って、加圧水型原子炉１２にて、燃料（原子燃料）として低濃縮ウランまたはＭＯＸにより一次冷却水として軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器１６により所定の高圧に維持された状態で、高温側送給配管１４を通して蒸気発生器１３に送られる。この蒸気発生器１３では、高温高圧の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は低温側送給配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。
【００４４】
蒸気発生器１３は、加熱された二次冷却水、つまり、蒸気を送給する配管３１を介して蒸気タービン３２と連結されており、この配管３１に主蒸気隔離弁３３が設けられている。蒸気タービン３２は、高圧タービン３４と低圧タービン３５を有すると共に、発電機（発電装置）３６が接続されている。また、高圧タービン３４と低圧タービン３５は、その間に湿分分離加熱器３７が設けられており、配管３１から分岐した冷却水分岐配管３８が湿分分離加熱器３７に連結される一方、高圧タービン３４と湿分分離加熱器３７は低温再熱管３９により連結され、湿分分離加熱器３７と低圧タービン３５は高温再熱管４０により連結されている。
【００４５】
更に、蒸気タービン３２の低圧タービン３５は、復水器４１を有しており、この復水器４１は、配管３１からバイパス弁４２を有するタービンバイパス配管４３が接続されると共に、冷却水（例えば、海水）を給排する取水管４４及び排水管４５が連結されている。この取水管４４は、循環水ポンプ４６を有し、排水管４５と共に他端部が海中に配置されている。
【００４６】
そして、この復水器４１は、配管４７が接続されており、復水ポンプ４８、グランドコンデンサ４９、復水脱塩装置５０、復水ブースタポンプ５１、低圧給水加熱器５２が接続されている。また、配管４７は、脱気器５３が連結されると共に、主給水ポンプ５４、高圧給水加熱器５５、主給水制御弁５６が設けられている。
【００４７】
従って、蒸気発生器１３にて、高温高圧の一次冷却水と熱交換を行って生成された蒸気は、配管３１を通して蒸気タービン３２（高圧タービン３４から低圧タービン３５）に送られ、この蒸気により蒸気タービン３２を駆動して発電機３６により発電を行う。このとき、蒸気発生器１３からの蒸気は、高圧タービン３４を駆動した後、湿分分離加熱器３７で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン３５を駆動する。そして、蒸気タービン３２を駆動した蒸気は、復水器４１で海水を用いて冷却されて復水となり、グランドコンデンサ４９、復水脱塩装置５０、低圧給水加熱器５２、脱気器５３、高圧給水加熱器５５などを通して蒸気発生器１３に戻される。
【００４８】
このように構成された原子力発電プラントの蒸気発生器１３において、図２に示すように、胴部６１は、密閉された中空円筒形状をなし、上部に対して下部が若干小径となっている。この胴部６１は、その下部に内壁面と所定間隔をもって円筒形状をなす管群外筒６２が配設されている。この管群外筒６２は、内部に所定の高さ位置に対応して複数の管支持板６３が配設されると共に、この管支持板６３の下方に管板６４が固定されており、各管支持板６３は、管板６４から上方に延設された複数のステーロッド６５により支持されている。そして、この管群外筒６２は、内部に逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管６６からなる伝熱管群６７が配設されている。
【００４９】
伝熱管群６７にて、各伝熱管６６は、上部がＵ字形状部としてのＵベンド部６８が構成され、入口側下端部６６ａ及び出口側下端部６６ｂがそれぞれ管板６４に拡管して支持されると共に、中間部（中途部）が複数の管支持板６３により支持されている。Ｕベンド部６８は、複数の伝熱管が管群外筒６２の内外方向（上下方向）に略平行をなして配置されると共に、管群外筒６２の径方向（水平方向）に略平行をなして配置されている。そして、管群外筒６２の径方向に配置された各伝熱管は、その間に複数の振れ止め金具（振れ止め部材）６９が介装されている。
すなわち、図３における紙面奥行き方向に複数の伝熱管６６が配置され、図３における紙面奥行き方向で隣り合う伝熱管６６のＵベンド部６８同士の間には、振れ止め金具６９が介装されている。伝熱管６６は、Ｕベンド部６８において、図３における紙面奥行き方向手前側及び奥側の外周面が振れ止め金具６９と接触している。
以下の説明では、図３における紙面と平行な方向、すなわち、伝熱管６６の曲部であるＵベンド部６８の曲率円が存在する面に沿う方向を面内方向とも呼ぶ。すなわち、Ｕベンド部６８の曲率円は、例えばＵベンド部６８における伝熱管６６の中心線を円弧の一部とする円である。
【００５０】
なお、振れ止め金具６９は、熱膨張によって伝熱管６６が面内方向に移動できるようにするため、伝熱管６６には固着されていない。
【００５１】
また、胴部６１は、下部が球面形状をなし、管板６４の下方に隔壁７０により入室７１と出室７２が区画形成されると共に、入口ノズル７３及び出口ノズル７４が形成され、各伝熱管６６の一端部が入室７１に連通し、他端部が出室７２に連通している。
【００５２】
また、胴部６１は、伝熱管群６７の上方に給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器７５と、この分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器７６が設けられている。また、胴部６１は、伝熱管群６７と気水分離器７５との間に、内部に二次冷却水の給水を行う給水管７７が連結される一方、天井部に蒸気出口７８が形成されている。即ち、給水管７７から内部に給水された二次冷却水は、管群外筒６２との間を流下し、管板６４にて上方に循環し、伝熱管群６７内を上昇するときに各伝熱管６６内を流れる熱水（一次冷却水）との熱交換を行う。
【００５３】
従って、図１及び図２に示すように、加圧水型原子炉１２で加熱された一次冷却水が高温側送給配管１４を通して蒸気発生器１３の入室７１に送られ、多数の伝熱管６６内を通って循環して出室７２に至る。一方、復水器４１で冷却された二次冷却水が冷却水配管４７を通して蒸気発生器１３の給水管７７に送られ、胴部６１内を通って伝熱管６６内を流れる熱水（一次冷却水）と熱交換を行う。即ち、胴部６１は、内部で高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は出室７２から冷却水配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、胴部６１内を上昇し、気水分離器７５で蒸気と熱水とに分離され、湿分分離器７６でこの蒸気の湿分を除去され、蒸気出口７８から配管３１を通して蒸気タービン３２に送られる。
【００５４】
このように構成された蒸気発生器１３にて、図３に示すように、複数の伝熱管６６は、内部に一次冷却水としての高圧水が流動し、胴部６１内を流れる二次冷却水を加熱して蒸気を生成することから、振動しやすい。そのため、伝熱管６６は、入口側下端部６６ａ及び出口側下端部６６ｂが管板６４に支持される一方、上端部にあるＵベンド部６８が上述したように振れ止め金具６９により支持されている。即ち、複数の伝熱管６６は、Ｕベンド部６８で各伝熱管６６の間にそれぞれ振れ止め金具６９が接触するように介装されることで、伝熱管の振動を抑制するようにしている。
この振れ止め金具６９は、上述したように面内方向と交差する方向から伝熱管６６の外周面に接触している。
【００５５】
ところで、蒸気発生器１３では、Ｕベンド部６８において伝熱管６６が面内方向にも振動するおそれがあることが知られている。したがって、振れ止め金具６９によって伝熱管６６の面内方向への振動を抑制することが必要とされる。
そのため、振れ止め金具６９による伝熱管６６の面内方向への振動の抑制効果を確認するため、振れ止め金具６９による伝熱管６６の面内方向の支持力を精度よく測定することが求められている。
【００５６】
そこで、以下で説明する幾つかの実施形態の支持力検査装置を用いることで、例えば蒸気発生器１３の製造段階や、蒸気発生器１３の使用を開始した後の定期点検時等において、振れ止め金具６９による伝熱管６６の面内方向の支持力を測定することができる。
図４〜図８は、実施形態に係る支持力検査装置１００Ａ〜１００Ｅの構成を模式的に示す図である。
【００５７】
図４〜図８に示す実施形態の支持力検査装置１００Ａ〜１００Ｅは、伝熱管６６の内部に配置されるセンサ保持部１１０Ａ〜１１０Ｅと、Ｕベンド部６８、すなわち伝熱管６６の曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管６６を振動させるための加振力を発生する加振力発生部１２０Ａ〜１２０Ｅとを備える。以下で説明するように、加振力発生部１２０Ａ〜１２０Ｅは、センサ保持部１１０Ａ〜１１０Ｅと協働して、伝熱管６６の曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管６６を振動させるように構成される。
【００５８】
図４〜図７に示すセンサ保持部１１０Ａ〜１１０Ｄは、伝熱管６６の内面と係合するよう及び係合を解除できるように構成されている。なお、センサ保持部１１０Ａ〜１１０Ｄは、いずれも同様の構成を有するので、センサ保持部１１０Ａ〜１１０Ｄを代表して、センサ保持部１１０Ａの概略の構成を、図９を参照して説明する。
図９は、伝熱管６６の内部に配置されて、伝熱管６６の内面と係合した状態にあるセンサ保持部１１０Ａの概略の構成を示す図である。
【００５９】
図９に示すように、センサ保持部１１０Ａは、モータ１１５を保持するモータ保持体１１１と、モータ１１５でモータ保持体１１１に対して回動されるように構成された偏心カム１１２と、伝熱管６６の曲部の振動状態を検出するための加速度センサ１１６を保持しモータ保持体１１１に固定されるセンサ保持体１１３と、を有する。センサ保持体１１３には、加速度センサ１１６からの出力を伝達するための配線や、モータ１１５に電力を供給する配線等が内部に挿通されたフレキシブルケーブル１１４が取り付けられている。
【００６０】
図１０は、モータ保持体１１１及び偏心カム１１２についての斜視図である。図１０に示すように、モータ１１５でモータ保持体１１１に対して偏心カム１１２を回動させることで、モータ保持体１１１に対して偏心カム１１２の位置を変更できる。このようにしてモータ保持体１１１に対して偏心カム１１２の位置を変更して、図９に示すように、モータ保持体１１１と偏心カム１１２とが伝熱管６６の内面を押圧することで、センサ保持部１１０Ａは伝熱管６６の内面と係合できるように構成されている。
【００６１】
図４〜図７に示す実施形態の支持力検査装置１００Ａ〜１００Ｄでは、加速度センサ１１６は、センサ保持部１１０Ａ〜１１０Ｄが伝熱管６６の内面と係合した状態でＵベンド部６８の振動状態を検出するように構成されている。これにより、例えば、振れ止め金具６９の介装された位置でセンサ保持部１１０Ａ〜１１０Ｄを伝熱管６６の内面と係合させてＵベンド部６８の振動状態を検出することで、振れ止め金具６９による伝熱管６６の面内方向の支持力Ｆを正確に検査できる。
【００６２】
なお、図８に示す実施形態の支持力検査装置１００Ｅでは、加速度センサ１１６は、後述するように、センサ保持部１１０Ｅが伝熱管６６内を移動している状態でＵベンド部６８の振動状態を検出するように構成されている。
【００６３】
以下、図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａについて、さらに説明する。
一実施形態に係るセンサ保持部１１０Ａは、伝熱管６６の内面と係合した状態で伝熱管６６の内部を閉塞するように構成されている。すなわち、例えば一実施形態に係るセンサ保持部１１０Ａは、モータ保持体１１１及び偏心カム１１２の外表面のうち、例えば伝熱管６６の内周面と当接する部分の一部がゴム等の弾性を有する部材によって構成されている。そのため、モータ保持体１１１と偏心カム１１２とによって伝熱管６６の内面を押圧することで、センサ保持部１１０Ａを伝熱管６６の内面に係合させると、上記の弾性を有する部材が撓んで伝熱管６６の内面に密着するように構成されている。したがって、一実施形態に係るセンサ保持部１１０Ａは、伝熱管６６の内面と係合されて伝熱管６６の内部を閉塞することができる。
【００６４】
一実施形態に係る加振力発生部１２０Ａは、センサ保持部１１０Ａで閉塞された伝熱管６６の内部に満たされた例えば水などの液体１９１に経時的に変動するように圧力を加えるように、例えば不図示のシリンダ内で往復動する不図示のピストンがシリンダ内の液体を押圧するように構成されている。
【００６５】
以下、図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａを用いた支持力の検査手順について説明する。
図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａを用いて振れ止め金具６９による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、センサ保持部１１０Ａを伝熱管６６の内部に配置する。具体的には、例えば、検査対象となる伝熱管６６の入口側下端部６６ａ及び出口側下端部６６ｂの何れか一方からセンサ保持部１１０Ａを伝熱管６６の内部に挿入する。なお、図４に示す例では、センサ保持部１１０Ａは、検査対象となる伝熱管６６の出口側下端部６６ｂから伝熱管６６の内部に挿入されている。
【００６６】
そして、例えばフレキシブルケーブル１１４を押し込むことで、複数の振れ止め金具６９のうち、支持力の検査対象となる振れ止め金具６９によって外周面が支持されている位置までセンサ保持部１１０Ａを移動させる。なお、伝熱管６６内におけるセンサ保持部１１０Ａの到達位置は、蒸気発生器１３の設計情報と、フレキシブルケーブル１１４の伝熱管６６内への挿入長さとにより把握可能である。また、振れ止め金具６９が伝熱管６６の外周面を支持する位置は、蒸気発生器１３の設計情報から知ることができる。
所望の位置までセンサ保持部１１０Ａを移動させた後、上述したようにモータ保持体１１１と偏心カム１１２とによって伝熱管６６の内面を押圧することで、センサ保持部１１０Ａを伝熱管６６の内面に係合させる。これにより、上述したように、一実施形態に係るセンサ保持部１１０Ａは、伝熱管６６の内部を閉塞する。
【００６７】
また、検査対象となる伝熱管６６の入口側下端部６６ａ及び出口側下端部６６ｂの何れか他方に加振力発生部１２０Ａを取り付ける。なお、図４に示す例では、加振力発生部１２０Ａは、検査対象となる伝熱管６６の入口側下端部６６ａに配置されている。
【００６８】
次いで、加振ステップとして、Ｕベンド部６８の曲率円が存在する面に沿って、すなわち面内方向に伝熱管６６を振動させる。具体的には、まず、センサ保持部１１０Ａと加振力発生部１２０Ａとによって閉塞された伝熱管６６の内部に水等の液体１９１を満たす。そして、伝熱管６６の内部に満たされた液体１９１に経時的に変動するように加振力発生部１２０Ａによって圧力を加えることで、面内方向に伝熱管６６を振動させる。すなわち、加振ステップでは、加振力発生部１２０Ａは、伝熱管６６の内部に満たされた液体１９１に与える圧力、すなわち加振力の周波数を適宜掃引する。
このように、伝熱管６６の内部に満たされた液体１９１に経時的に変動するように加振力発生部１２０Ａによって圧力を加えることで、Ｕベンド部６８には、曲率を変化させようとする力が作用するので、Ｕベンド部６８は、面内方向に曲げ伸ばしされるように振動する。
このように、加振ステップでは、センサ保持部１１０Ａと加振力発生部１２０Ａとが協働して、伝熱管６６を面内方向に振動させる。
【００６９】
加速度検出ステップでは、加振ステップで振動させたＵベンド部６８の振動状態をセンサ保持部１１０Ａで保持された加速度センサ１１６で検出する。図１１は、加速度検出ステップにおいて加速度センサ１１６で検出された加速度と振動周波数との関係を示すグラフの一例である。加速度検出ステップにおける加速度センサ１１６の検出結果に基づいて、例えば図１１に示すように、ある周波数ｆ１において加速度の極大値（ピーク８２）を有するグラフ８１が得られる。なお、説明の便宜上、図１１に示すグラフ８１では、１つの振動モードについての加速度の値を表すこととし、他の振動モードの影響を排除したグラフとして掲載している。
【００７０】
図１１に示したグラフ８１においてピーク８２が現れる周波数ｆ１は、検査対象の伝熱管６６の共振周波数であり、振れ止め金具６９による伝熱管６６の面内方向の支持力Ｆによって変化する。たとえば、支持力Ｆが大きくなるほど周波数ｆ１は高くなり、逆に、支持力Ｆが小さくなるほど周波数ｆ１は低くなる。したがって、一実施形態では、周波数ｆ１の値から、支持力Ｆを推定できる。
【００７１】
なお、図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａを用いた支持力の検査では、センサ保持部１１０Ａの伝熱管６６の管軸方向の係合位置を適宜変更して、複数の振れ止め金具６９のそれぞれについて支持力Ｆを検査する。
【００７２】
このように、図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａでは、面内方向に伝熱管６６を振動させるための加振力を発生する加振力発生部１２０Ａを備え、加振力発生部１２０Ａがセンサ保持部１１０Ａと協働して、面内方向に伝熱管６６を振動させるように構成されるので、伝熱管６６を面内方向に効率的に振動させることができる。そして、Ｕベンド部６８の振動状態を加速度センサ１１６で検出できるので、加速度センサ１１６で検出したＵベンド部６８の振動状態から振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを精度よく検査できる。
【００７３】
図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａでは、センサ保持部１１０Ａが伝熱管６６の内面と係合した状態でＵベンド部６８の振動状態を加速度センサ１１６で検出できるので、例えば、振れ止め金具６９の介装された位置でセンサ保持部１１０Ａを伝熱管６６の内面と係合させて振動状態を検出することで、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを正確に検査できる。
【００７４】
図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａでは、モータ１１５でモータ保持体１１１に対して偏心カム１１２を回動させてモータ保持体１１１と偏心カム１１２とが伝熱管６６の内面を押圧することで、センサ保持部１１０Ａが伝熱管６６の内面と係合するように構成される。これにより、簡単な構成でセンサ保持部１１０Ａを伝熱管６６の内面と係合できる。また、簡単な構成でセンサ保持部１１０Ａを伝熱管６６の内面と係合させることができるので、センサ保持部１１０Ａを小型化でき、径の細い伝熱管６６や、Ｕベンド部６８の曲率半径が小さい伝熱管６６であってもセンサ保持部１１０Ａを伝熱管６６の内部に配置できる。
【００７５】
図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａでは、加振力発生部１２０Ａが経時的に変動するように加振力を発生できるので、伝熱管６６を面内方向に効率的に振動させることができ、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆの検査精度を向上できる。
【００７６】
図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａでは、液体による静水圧によって伝熱管を面内方向に効率的に振動させることができるので、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆの検査精度を向上できる。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を変更することで、加振力の周波数を容易に変更できる。これにより、加振力の周波数領域を広げることができるので、伝熱管６６を様々な周波数の加振力で振動させることができ、支持力Ｆの検査精度が向上する。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を大きくすることで、液体に加える圧力の大きさを低下させずに、加振力が生じる時間的な間隔を大きくすることができる。これにより、加振力の周波数が低周波数となる領域であっても、伝熱管６６を振動させるのに十分な加振力を得ることができ、低周波数領域における支持力Ｆの検査精度が向上する。
【００７７】
図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａでは、伝熱管６６の内面と係合した状態で伝熱管６６の内部を閉塞するようにセンサ保持部１１０Ａが構成されているので、伝熱管６６の内部を閉塞する部材等を別途用意して伝熱管６６内で固定する必要がないので、支持力検査装置１００Ａの構成を簡素化できる。
【００７８】
以下、図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂについて、さらに説明する。
他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｂは、伝熱管６６の内面と係合したセンサ保持部１１０Ｂに向かって伝熱管６６内を管軸方向に射出体１０２Ｂを射出するように構成されている。
他の実施形態に係るセンサ保持部１１０Ｂは、射出体１０２Ｂが衝突することで生じた衝撃力を伝熱管６６に伝達することで伝熱管６６を面内方向に振動させるように構成されている。
すなわち、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｂは、圧縮空気の圧力や、バネ等の弾性部材による付勢力、火薬等の燃焼や爆発によって生じる圧力等を駆動力として、保持している射出体１０２Ｂを伝熱管６６の管軸方向に射出可能に構成されている。
射出体１０２Ｂは、センサ保持部１１０Ｂに与える衝撃力を考慮して適宜重量が設定された部材である。なお、複数の射出体１０２ＢをＵベンド部６８内で屈曲可能に連結して用いることで、センサ保持部１１０Ｂに与える衝撃力を増やすようにしてもよい。
【００７９】
以下、図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂを用いた支持力の検査手順について説明する。
図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂを用いて振れ止め金具６９による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、他の実施形態に係るセンサ保持部１１０Ｂを伝熱管６６の内部に配置する。具体的には、図４に示した一実施形態に係るセンサ保持部１１０Ａと同様にして、伝熱管６６内の所望の位置までセンサ保持部１１０Ｂを移動させた後、センサ保持部１１０Ｂを伝熱管６６の内面に係合させる。
【００８０】
また、検査対象となる伝熱管６６の入口側下端部６６ａ及び出口側下端部６６ｂの何れか他方に、射出体１０２Ｂを保持した他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｂを取り付ける。なお、図５に示す例では、加振力発生部１２０Ｂは、検査対象となる伝熱管６６の入口側下端部６６ａに配置されている。
【００８１】
次いで、加振ステップとして、面内方向に伝熱管６６を振動させる。具体的には、加振力発生部１２０Ｂは、伝熱管６６の内面と係合したセンサ保持部１１０Ｂに向かって伝熱管６６内を管軸方向に射出体１０２Ｂを射出する。その後、射出体１０２Ｂは、センサ保持部１１０Ｂに衝突する。
センサ保持部１１０Ｂは、射出体１０２Ｂが衝突することで生じた衝撃力を伝熱管６６に伝達する。これにより、伝熱管６６には、面内方向にインパルス入力が与えられるので、伝熱管６６は面内方向に振動する。
このように、加振ステップでは、他の実施形態に係るセンサ保持部１１０Ｂと加振力発生部１２０Ｂとが協働して、伝熱管６６を面内方向に振動させる。
【００８２】
加速度検出ステップでは、加振ステップで振動させたＵベンド部６８の振動状態、すなわち、Ｕベンド部６８の残留振動をセンサ保持部１１０Ｂで保持された加速度センサ１１６で検出する。図１２は、加速度検出ステップにおいて加速度センサ１１６で検出されたＵベンド部６８の残留振動の時間推移を示すグラフの一例である。加速度検出ステップにおける加速度センサ１１６の検出結果に基づいて、例えば図１２に示すように、検出された残留振動が時間経過することで次第に減衰していくグラフ８５が得られる。
【００８３】
図１２に示したグラフ８５における残留振動は、振れ止め金具６９による伝熱管６６の面内方向の支持力Ｆによって変化する。たとえば、支持力Ｆが大きくなるほど残留振動の周波数は高くなり、残留振動の継続時間は短くなる。逆に、支持力Ｆが小さくなるほど残留振動の周波数は低くなり、残留振動の継続時間は長くなる。したがって、図５に示した他の実施形態では、残留振動の周波数及び残留振動の継続時間から、支持力Ｆを推定できる。
【００８４】
なお、図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂを用いた支持力の検査では、センサ保持部１１０Ｂの伝熱管６６の管軸方向の係合位置を適宜変更して、複数の振れ止め金具６９のそれぞれについて支持力Ｆを検査する。
【００８５】
このように、図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂでは、面内方向に伝熱管６６を振動させるための加振力を発生する加振力発生部１２０Ｂを備え、加振力発生部１２０Ｂがセンサ保持部１１０Ｂと協働して、面内方向に伝熱管６６を振動させるように構成されるので、伝熱管６６を面内方向に効率的に振動させることができる。そして、Ｕベンド部６８の振動状態を加速度センサ１１６で検出できるので、加速度センサ１１６で検出したＵベンド部６８の振動状態から振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを精度よく検査できる。
【００８６】
図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂでは、センサ保持部１１０Ｂが伝熱管６６の内面と係合した状態でＵベンド部６８の振動状態を加速度センサ１１６で検出できるので、例えば、振れ止め金具６９の介装された位置でセンサ保持部１１０Ｂを伝熱管６６の内面と係合させて振動状態を検出することで、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを正確に検査できる。
【００８７】
図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂでは、モータ１１５でモータ保持体１１１に対して偏心カム１１２を回動させてモータ保持体１１１と偏心カム１１２とが伝熱管６６の内面を押圧することで、センサ保持部１１０Ｂが伝熱管６６の内面と係合するように構成される。これにより、簡単な構成でセンサ保持部１１０Ｂを伝熱管６６の内面と係合できる。また、簡単な構成でセンサ保持部１１０Ｂを伝熱管６６の内面と係合させることができるので、センサ保持部１１０Ｂを小型化でき、径の細い伝熱管６６や、Ｕベンド部６８の曲率半径が小さい伝熱管６６であってもセンサ保持部１１０Ｂを伝熱管６６の内部に配置できる。
【００８８】
図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂでは、伝熱管６６の内面と係合したセンサ保持部１１０Ｂに向かって伝熱管６６内を管軸方向に射出体１０２Ｂを射出するように加振力発生部１２０Ｂが構成されている。そして、射出体１０２Ｂが衝突することで生じた衝撃力を伝熱管６６に伝達することで伝熱管を面内方向に振動させるようにセンサ保持部１１０Ｂが構成されている。つまり、加振力発生部１２０Ｂとセンサ保持部１１０Ｂとが協働して、伝熱管を面内方向に振動させるように構成されている。
したがって、センサ保持部１１０Ｂの係合位置において、面内方向への加振力を伝熱管６６に対して効率的に伝達できる。これにより、振れ止め金具６９の介装された位置でセンサ保持部１１０Ｂを伝熱管６６の内面と係合させることで、振れ止め金具６９の介装された位置において伝熱管６６に加振力を効率的に伝達できるとともに、振れ止め金具６９の介装された位置でＵベンド部６８の振動状態を検出できるので、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを正確に検査できる。
【００８９】
図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂでは、射出体１０２Ｂが衝突することで生じた衝撃力を伝熱管６６に伝達することで伝熱管６６を面内方向に振動させるようにセンサ保持部１１０Ｂが構成されているので、センサ保持部１１０Ｂが伝熱管６６への振動を伝達する部材としても機能し、支持力検査装置１００Ｂの構成を簡素化できる。
【００９０】
以下、図６に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｃについて、さらに説明する。
他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｃは、センサ保持部１１０Ｃに保持されており、センサ保持部１１０Ｃに加振力を与えるように構成されている。
他の実施形態に係るセンサ保持部１１０Ｃは、保持している加振力発生部１２０Ｃから与えられた加振力を伝熱管６６に伝達することで伝熱管６６を面内方向に振動させるように構成されている。
【００９１】
具体的には、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｃは、射出体１０２Ｃを射出することで反力を得て、センサ保持部１１０Ｃに加振力を与えるように構成されている。
すなわち、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｃは、圧縮空気の圧力や、バネ等の弾性部材による付勢力、火薬等の燃焼や爆発によって生じる圧力等を駆動力として、保持している射出体１０２Ｃを伝熱管６６の管軸方向に射出可能に構成されている。
射出体１０２Ｃは、センサ保持部１１０Ｃに与える加振力を考慮して適宜重量が設定された部材である。なお、複数の射出体１０２ＣをＵベンド部６８内で屈曲可能に連結して用いることで、センサ保持部１１０Ｃに与える加振力を増やすようにしてもよい。
【００９２】
以下、図６に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｃを用いた支持力の検査手順について説明する。
図６に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｃを用いて振れ止め金具６９による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｃを保持したセンサ保持部１１０Ｃを伝熱管６６の内部に配置する。具体的には、図４に示した一実施形態に係るセンサ保持部１１０Ａと同様にして、伝熱管６６内の所望の位置までセンサ保持部１１０Ｃを移動させた後、センサ保持部１１０Ｃを伝熱管６６の内面に係合させる。なお、射出体１０２Ｃは、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｃに予め保持されている。
【００９３】
次いで、加振ステップとして、面内方向に伝熱管６６を振動させる。具体的には、加振力発生部１２０Ｃは、伝熱管６６内を管軸方向に射出体１０２Ｃを射出する。
センサ保持部１１０Ｃは、加振力発生部１２０Ｃが射出体１０２Ｃを射出することで生じた反力を加振力として伝熱管６６に伝達する。これにより、伝熱管６６には、面内方向にインパルス入力が与えられるので、伝熱管６６は面内方向に振動する。
このように、加振ステップでは、他の実施形態に係るセンサ保持部１１０Ｃと加振力発生部１２０Ｃとが協働して、伝熱管６６を面内方向に振動させる。
【００９４】
加速度検出ステップでは、加振ステップで振動させたＵベンド部６８の振動状態、すなわち、Ｕベンド部６８の残留振動をセンサ保持部１１０Ｃで保持された加速度センサ１１６で検出する。図６に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｃでは、図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂと同様に、加速度検出ステップにおける加速度センサ１１６の検出結果に基づいて、例えば図１２に示すように、検出された残留振動が時間経過することで次第に減衰していくグラフ８５が得られる。
したがって、図６に示した他の実施形態では、図５に示した他の実施形態と同様に、残留振動の周波数及び残留振動の継続時間から、支持力Ｆを推定できる。
【００９５】
なお、図６に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｃを用いた支持力の検査では、センサ保持部１１０Ｃの伝熱管６６の管軸方向の係合位置を適宜変更して、複数の振れ止め金具６９のそれぞれについて支持力Ｆを検査する。
【００９６】
このように、図６に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｃでは、面内方向に伝熱管６６を振動させるための加振力を発生する加振力発生部１２０Ｃを備え、加振力発生部１２０Ｃがセンサ保持部１１０Ｃと協働して、面内方向に伝熱管６６を振動させるように構成されるので、伝熱管６６を面内方向に効率的に振動させることができる。そして、Ｕベンド部６８の振動状態を加速度センサ１１６で検出できるので、加速度センサ１１６で検出したＵベンド部６８の振動状態から振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを精度よく検査できる。
【００９７】
図６に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｃでは、センサ保持部１１０Ｃが伝熱管６６の内面と係合した状態でＵベンド部６８の振動状態を加速度センサ１１６で検出できるので、例えば、振れ止め金具６９の介装された位置でセンサ保持部１１０Ｃを伝熱管６６の内面と係合させて振動状態を検出することで、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを正確に検査できる。
【００９８】
図６に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｃでは、モータ１１５でモータ保持体１１１に対して偏心カム１１２を回動させてモータ保持体１１１と偏心カム１１２とが伝熱管６６の内面を押圧することで、センサ保持部１１０Ｃが伝熱管６６の内面と係合するように構成される。これにより、簡単な構成でセンサ保持部１１０Ｃを伝熱管６６の内面と係合できる。また、簡単な構成でセンサ保持部１１０Ｃを伝熱管６６の内面と係合させることができるので、センサ保持部１１０Ｃを小型化でき、径の細い伝熱管６６や、Ｕベンド部６８の曲率半径が小さい伝熱管６６であってもセンサ保持部１１０Ｃを伝熱管６６の内部に配置できる。
【００９９】
図６に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｃでは、加振力発生部１２０Ｃがセンサ保持部１１０Ｃに保持されており、センサ保持部１１０Ｃが加振力発生部１２０Ｃから与えられた加振力を伝熱管６６に伝達することで伝熱管を面内方向に振動させるように構成されている。つまり、加振力発生部１２０Ｃとセンサ保持部１１０Ｃとが協働して、伝熱管を面内方向に振動させるように構成されている。
したがって、センサ保持部１１０Ｃの係合位置において、面内方向への加振力を伝熱管６６に対して効率的に伝達できる。これにより、振れ止め金具６９の介装された位置でセンサ保持部１１０Ｃを伝熱管６６の内面と係合させることで、振れ止め金具６９の介装された位置において伝熱管６６に加振力を効率的に伝達できるとともに、振れ止め金具６９の介装された位置でＵベンド部６８の振動状態を検出できるので、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを正確に検査できる。
【０１００】
図６に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｃでは、射出体１０２Ｃを射出することで得られた加振力を伝熱管６６に伝達することで伝熱管６６を面内方向に振動させるようにセンサ保持部１１０Ｃが構成されているので、センサ保持部１１０Ｃが伝熱管６６への振動を伝達する部材としても機能し、支持力検査装置１００Ｃの構成を簡素化できる。
【０１０１】
図６に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｃでは、射出体１０２Ｃを射出することでセンサ保持部１１０Ｃに加振力を与えるように加振力発生部１２０Ｃが構成されているので、簡単な構成によって効率的に加振力を発生でき、加振力発生部１２０Ｃを小型化できる。
【０１０２】
以下、図７に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｄについて、さらに説明する。
他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｄは、センサ保持部１１０Ｄに保持されており、センサ保持部１１０Ｄに加振力を与えるように構成されている。
他の実施形態に係るセンサ保持部１１０Ｄは、保持している加振力発生部１２０Ｄから与えられた加振力を伝熱管６６に伝達することで伝熱管６６を面内方向に振動させるように構成されている。
【０１０３】
具体的には、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｄは、管軸方向に流体１０３Ｄを断続的に噴射することで反力を得て、センサ保持部１１０Ｄに大きさが経時的に変動するように加振力を与えるように構成されている。
すなわち、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｄは、流体１０３Ｄ、すなわち圧縮空気等の気体や水等の液体を断続的に噴射することによって生じる、大きさが経時的に変動する反力を得て、センサ保持部１１０Ｄに伝達するように構成されている。
なお、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｄは、流体１０３Ｄを断続的に噴射することで大きさが経時的に変動する反力を得るようにしてもよく、流体１０３Ｄの噴射量や噴射する圧力などを経時的に変動させることで大きさが経時的に変動する反力を得るようにしてもよい。また、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｄは、流体１０３Ｄを噴射する方向を管軸方向の一方側と他方側とで経時的に切り替えるように構成することで、大きさだけでなく、作用する方向が経時的に変化する反力を得るようにしてもよい。
【０１０４】
以下、図７に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｄを用いた支持力の検査手順について説明する。
図７に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｄを用いて振れ止め金具６９による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｄを保持したセンサ保持部１１０Ｄを伝熱管６６の内部に配置する。具体的には、図４に示した一実施形態に係るセンサ保持部１１０Ａと同様にして、伝熱管６６内の所望の位置までセンサ保持部１１０Ｄを移動させた後、センサ保持部１１０Ｄを伝熱管６６の内面に係合させる。
【０１０５】
次いで、加振ステップとして、面内方向に伝熱管６６を振動させる。具体的には、加振力発生部１２０Ｄは、管軸方向に流体１０３Ｄを断続的に噴射する。具体的には、加振ステップでは、加振力発生部１２０Ｄは、噴射１回当たりの噴射継続時間や、噴射停止後に次の噴射を開始するまでの時間、すなわち噴射間隔を適宜変更することで、センサ保持部１１０Ｄに与える反力、すなわち加振力の周波数を適宜掃引する。
センサ保持部１１０Ｄは、加振力発生部１２０Ｄが管軸方向に流体１０３Ｄを断続的に噴射することで生じた反力を加振力として伝熱管６６に伝達する。これにより、伝熱管６６は面内方向に振動する。
このように、加振ステップでは、他の実施形態に係るセンサ保持部１１０Ｄと加振力発生部１２０Ｄとが協働して、伝熱管６６を面内方向に振動させる。
【０１０６】
加速度検出ステップでは、加振ステップで振動させたＵベンド部６８の振動状態をセンサ保持部１１０Ｄで保持された加速度センサ１１６で検出する。図７に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｄでは、図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａと同様に、加速度検出ステップにおける加速度センサ１１６の検出結果に基づいて、例えば図１１に示すように、ある周波数ｆ１において加速度の極大値（ピーク８２）を有するグラフ８１が得られる。
したがって、図７に示した他の実施形態では、図４に示した一実施形態と同様に、周波数ｆ１の値から、支持力Ｆを推定できる。
【０１０７】
なお、図７に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｄを用いた支持力の検査では、センサ保持部１１０Ｄの伝熱管６６の管軸方向の係合位置を適宜変更して、複数の振れ止め金具６９のそれぞれについて支持力Ｆを検査する。
【０１０８】
このように、図７に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｄでは、面内方向に伝熱管６６を振動させるための加振力を発生する加振力発生部１２０Ｄを備え、加振力発生部１２０Ｄがセンサ保持部１１０Ｄと協働して、面内方向に伝熱管６６を振動させるように構成されるので、伝熱管６６を面内方向に効率的に振動させることができる。そして、Ｕベンド部６８の振動状態を加速度センサ１１６で検出できるので、加速度センサ１１６で検出したＵベンド部６８の振動状態から振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを精度よく検査できる。
【０１０９】
図７に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｄでは、センサ保持部１１０Ｄが伝熱管６６の内面と係合した状態でＵベンド部６８の振動状態を加速度センサ１１６で検出できるので、例えば、振れ止め金具６９の介装された位置でセンサ保持部１１０Ｄを伝熱管６６の内面と係合させて振動状態を検出することで、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを正確に検査できる。
【０１１０】
図７に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｄでは、モータ１１５でモータ保持体１１１に対して偏心カム１１２を回動させてモータ保持体１１１と偏心カム１１２とが伝熱管６６の内面を押圧することで、センサ保持部１１０Ｄが伝熱管６６の内面と係合するように構成される。これにより、簡単な構成でセンサ保持部１１０Ｄを伝熱管６６の内面と係合できる。また、簡単な構成でセンサ保持部１１０Ｄを伝熱管６６の内面と係合させることができるので、センサ保持部１１０Ｄを小型化でき、径の細い伝熱管６６や、Ｕベンド部６８の曲率半径が小さい伝熱管６６であってもセンサ保持部１１０Ｄを伝熱管６６の内部に配置できる。
【０１１１】
図７に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｄでは、加振力発生部１２０Ｄがセンサ保持部１１０Ｄに保持されており、センサ保持部１１０Ｄが加振力発生部１２０Ｄから与えられた加振力を伝熱管６６に伝達することで伝熱管を面内方向に振動させるように構成されている。つまり、加振力発生部１２０Ｄとセンサ保持部１１０Ｄとが協働して、伝熱管を面内方向に振動させるように構成されている。
したがって、センサ保持部１１０Ｄの係合位置において、面内方向への加振力を伝熱管６６に対して効率的に伝達できる。これにより、振れ止め金具６９の介装された位置でセンサ保持部１１０Ｄを伝熱管６６の内面と係合させることで、振れ止め金具６９の介装された位置において伝熱管６６に加振力を効率的に伝達できるとともに、振れ止め金具６９の介装された位置でＵベンド部６８の振動状態を検出できるので、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを正確に検査できる。
【０１１２】
図７に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｄでは、流体１０３Ｄを断続的に射出することで得られた加振力を伝熱管６６に伝達することで伝熱管６６を面内方向に振動させるようにセンサ保持部１１０Ｄが構成されているので、センサ保持部１１０Ｄが伝熱管６６への振動を伝達する部材としても機能し、支持力検査装置１００Ｄの構成を簡素化できる。
【０１１３】
図７に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｄでは、流体１０３Ｄを噴射することでセンサ保持部１１０Ｄに大きさが経時的に変動するように加振力を与えるように加振力発生部１２０Ｄが構成されているので、簡単な構成によって効率的に加振力を発生でき、加振力発生部１２０Ｄを小型化できる。
また、流体１０３Ｄの噴射量を変動させる時間的な間隔を変更することで、加振力の周波数を容易に変更できる。これにより、加振力の周波数領域を広げることができるので、伝熱管６６を様々な周波数の加振力で振動させることができ、支持力Ｆの検査精度が向上する。
また、流体１０３Ｄの噴射量を変動させる時間的な間隔を大きくすることで、流体１０３Ｄの噴射による反力の大きさを低下させずに、反力が生じる時間的な間隔を大きくすることができる。これにより、加振力の周波数が低周波数となる領域であっても、伝熱管６６を振動させるのに十分な加振力を得ることができ、低周波数領域における支持力Ｆの検査精度が向上する。
【０１１４】
以下、図８に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｅについて、さらに説明する。
他の実施形態に係る加速度センサ１１６は、センサ保持部１１０Ｅが伝熱管６６内を移動している状態でＵベンド部６８の振動状態を検出するように構成されている。
他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｅは、伝熱管６６内を管軸方向にセンサ保持部１１０Ｅを射出するように構成されている。
他の実施形態に係るセンサ保持部１１０Ｅは、Ｕベンド部６８で伝熱管６６内を摺動しながら移動することで伝熱管６６を面内方向に振動させるように構成されている。
【０１１５】
具体的には、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｅは、例えば、図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂにおける加振力発生部１２０Ｂと同様に、圧縮空気の圧力や、バネ等の弾性部材による付勢力、火薬等の燃焼や爆発によって生じる圧力等を駆動力として、保持しているセンサ保持部１１０Ｅを伝熱管６６の管軸方向に射出可能に構成されている。
他の実施形態に係るセンサ保持部１１０Ｅは、例えば、図５に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｂにおける射出体１０２Ｂと同様の部材であり、加速度センサ１１８と、加速度センサ１１８からの出力を記録する不図示の記録部とを保持している。センサ保持部１１０Ｅは、後述するようにして伝熱管６６に与える加振力を考慮して適宜重量が設定された部材である。
【０１１６】
以下、図８に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｅを用いた支持力の検査手順について説明する。
図８に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｅを用いて振れ止め金具６９による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、検査対象となる伝熱管６６の入口側下端部６６ａ及び出口側下端部６６ｂの何れか一方に、センサ保持部１１０Ｅを保持した他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｅを取り付ける。なお、図８に示す例では、加振力発生部１２０Ｅは、検査対象となる伝熱管６６の入口側下端部６６ａに配置されている。
【０１１７】
次いで、加振ステップとして、面内方向に伝熱管６６を振動させる。具体的には、加振力発生部１２０Ｅは、伝熱管６６内にセンサ保持部１１０Ｅを射出する。
センサ保持部１１０Ｅは、Ｕベンド部６８を通過する際に主に遠心力を伝熱管６６に伝達する。これにより、伝熱管６６は、面内方向に振動する。
このように、加振ステップでは、他の実施形態に係るセンサ保持部１１０Ｅと加振力発生部１２０Ｅとが協働して、伝熱管６６を面内方向に振動させる。
【０１１８】
加速度検出ステップでは、加振ステップで振動させたＵベンド部６８の振動状態をセンサ保持部１１０Ｅで保持された加速度センサ１１８で検出する。すなわち、加速度検出ステップでは、センサ保持部１１０Ｅは、Ｕベンド部６８を通過する際に加速度センサ１１８で検出した加速度を不図示の記録部に記録させる。
加振力発生部１２０Ｅから射出されたセンサ保持部１１０Ｅは、検査対象となる伝熱管６６の入口側下端部６６ａ及び出口側下端部６６ｂの何れか他方から伝熱管６６外に射出される。伝熱管６６外に射出された加振力発生部１２０Ｅを回収し、加振力発生部１２０Ｅの不図示の記録部に記録されたデータを例えば外部の機器に転送する。これにより、センサ保持部１１０ＥがＵベンド部６８を通過する際に加速度センサ１１８で検出した加速度のデータを得ることができる。
【０１１９】
図１３は、加速度検出ステップにおいて加速度センサ１１８で検出された加速度を示すグラフの一例である。図１３に示すグラフ９０では、横軸に伝熱管６６内におけるセンサ保持部１１０Ｅの通過位置をとり、縦軸に加速度センサ１１８で検出された加速度をとる。
図１３において、横軸の位置Ｐ１〜Ｐ５は、振れ止め金具６９が伝熱管６６の外周面に配置された位置である。
【０１２０】
図１３のグラフ９０では、振れ止め金具６９が伝熱管６６の外周面に配置された位置のうち、位置Ｐ１〜Ｐ３及び位置Ｐ５において、加速度の値が極大値をとる。これは、振れ止め金具６９が伝熱管６６の外周面に配置された位置では、センサ保持部１１０Ｅからの遠心力によってＵベンド部６８が面内方向に移動することが振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆによって制限されるため、センサ保持部１１０ＥがＵベンド部６８から受ける向心力が高まるためである。
なお、図１３のグラフ９０では、振れ止め金具６９が伝熱管６６の外周面に配置された位置のうち、位置Ｐ４では、他の位置Ｐ１〜Ｐ３及び位置Ｐ５のような加速度の値の明確なピークが認められない。これは、位置Ｐ４では、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆが他の位置Ｐ１〜Ｐ３及び位置Ｐ５と比べて低いために、Ｕベンド部６８が面内方向に移動し易くなり、センサ保持部１１０ＥがＵベンド部６８から受ける向心力が低下するためである。
【０１２１】
このように、図８に示した他の実施形態では、図１３に示したグラフ９０に基づき、振れ止め金具６９が伝熱管６６の外周面に配置された位置における加速度から、支持力Ｆを推定できる。
【０１２２】
なお、図８に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｅを用いた支持力の検査では、Ｕベンド部６８にセンサ保持部１１０Ｅを１回通過させるだけで、当該Ｕベンド部６８に接触している複数の振れ止め金具６９のそれぞれについて支持力Ｆを検査できる。
【０１２３】
このように、図８に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｅでは、センサ保持部１１０Ｅが伝熱管６６内を移動している状態でＵベンド部６８の振動状態を検出するように加速度センサ１１８が構成されている。そして、図８に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｅでは、伝熱管６６内を管軸方向にセンサ保持部１１０Ｅを射出するように加振力発生部１２０Ｅが構成されている。さらに、図８に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｅでは、センサ保持部１１０ＥがＵベンド部６８で伝熱管６６内を摺動しながら移動することで伝熱管を面内方向に振動させるようにセンサ保持部１１０Ｅが構成されている。つまり、加振力発生部１２０Ｅとセンサ保持部１１０Ｅとが協働して、伝熱管を面内方向に振動させるように構成されている。
これにより、センサ保持部１１０Ｅが伝熱管６６内を移動している間に加速度センサ１１８でＵベンド部６８の振動状態を検出できるので、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを迅速に検査できる。また、センサ保持部１１０Ｅの１回の射出によってＵベンド部６８の各箇所に配置された振れ止め金具６９のそれぞれについての支持力Ｆを検査できるので、効率的である。
また、センサ保持部１１０ＥがＵベンド部６８で伝熱管６６内を摺動しながら移動するように構成されているので、面内方向の加振力を簡単な構成で発生できる。
【０１２４】
図８に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｅでは、センサ保持部１１０ＥがＵベンド部６８で伝熱管６６内を摺動しながら移動することで伝熱管を面内方向に振動させるようにセンサ保持部１１０Ｅが構成されているので、センサ保持部１１０Ｅが伝熱管６６への振動を伝達する部材としても機能し、支持力検査装置１００Ｅの構成を簡素化できる。
【０１２５】
上述した図４〜図８に示す実施形態の支持力検査装置１００Ａ〜１００Ｅでは、伝熱管６６を面内方向に振動させる加振力を伝熱管６６の内面側からから与えたが、次で説明するように、伝熱管６６の外面側からから与えてもよい。
以下、伝熱管６６を面内方向に振動させる加振力を伝熱管６６の外面側からから与えることができる、さらに他の実施形態に係る支持力検査装置について説明する。
図１４は、さらに他の実施形態に係る支持力検査装置１００Ｆの構成を模式的に示す図であり、Ｕベンド部６８において伝熱管６６の管軸方向から見た図である。図１５は、図１４のＡ−Ａ矢視図である。
【０１２６】
図１４に示す他の実施形態に係る支持力検査装置１００Ｆは、Ｕベンド部６８の振動状態を検出するための加速度センサ１１９と、加速度センサ１１９を保持するセンサ保持部であって、伝熱管６６の外部に配置されるセンサ保持部１１０Ｆと、伝熱管６６を面内方向に振動させるための加振力を発生する加振力発生部１２０Ｆと、センサ保持部１１０Ｆと加振力発生部１２０Ｆとを接続する加振ロッド１５１と、を備える。
他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｆは、加振ロッド１５１を介して、伝熱管６６を面内方向に振動させるように構成されている。
なお、図１４において、面内方向は、図１４の紙面奥行き方向と図１４の紙面上下方向とが含まれる面に沿った方向である。また、図１５において、面内方向は、図１５の紙面上下方向と図１５の紙面奥行き方向とが含まれる面に沿った方向である。
【０１２７】
図１４に示す他の実施形態に係る支持力検査装置１００Ｆでは、加振ロッド１５１は、面内方向と交差する方向、すなわち図１４において紙面左右方向に離間して配置された第１伝熱管６６Ａと第２伝熱管６６Ｂとの間に挿入可能に構成されている。
加振ロッド１５１の一端側には、加振ロッド１５１の延在方向と交差する方向に突出し、伝熱管６６の外周面を把持可能な一対の把持部１５２と、センサ保持部１１０Ｆとが設けられている。加振ロッド１５１の他端側には、加振力発生部１２０Ｆが接続されている。
【０１２８】
加振ロッド１５１は、図１５の破線で示すように、一対の把持部１５２の突出方向を少なくとも面内方向と一致させると、一対の把持部１５２を第１伝熱管６６Ａと第２伝熱管６６Ｂとの間に挿入可能に構成されている。また、加振ロッド１５１は、第１伝熱管６６Ａと第２伝熱管６６Ｂとの間に挿入された一対の把持部１５２の突出方向を、加振ロッド１５１を軸周りに回動させることで図１５の実線で示すように面内方向と交差する方向に一致させると、一対の把持部１５２が第１又は第２伝熱管６６Ａ，６６Ｂの外周面を把持可能に構成されている。なお、図１４及び図１５では、一対の把持部１５２が第１伝熱管６６Ａの外周面を把持した状態を示している。
【０１２９】
図１４及び図１５に示すように一対の把持部１５２が伝熱管６６の外周面を把持した状態で、加振ロッド１５１の延在方向に沿った加振力を加振力発生部１２０Ｆから加振ロッド１５１に与えると、加振ロッド１５１及び一対の把持部１５２を介して、一対の把持部１５２で把持している伝熱管６６に対して面内方向への加振力を与えることができる。
なお、他の実施形態に係る加振力発生部１２０Ｆは、加振力の周波数を適宜掃引できるように構成されている。
【０１３０】
なお、一対の把持部１５２のそれぞれは、加振ロッド１５１から突出する腕部１５３と、腕部１５３に取り付けられた把持爪であって、伝熱管６６の外周面に当接して外周面の周方向の所定範囲を把持するように構成された把持爪１５４とを有する。
腕部１５３と把持爪１５４との間には、加振力を検出するため加振力検出センサ１６１が設けられている。加振力検出センサ１６１は、例えばロードセルである。
【０１３１】
このように構成された他の実施形態に係る支持力検査装置１００Ｆを用いることで、例えば蒸気発生器１３の製造段階のようにＵベンド部６８にアクセス可能な状況下で振れ止め金具６９による伝熱管６６の面内方向の支持力Ｆを測定することができる。また、蒸気発生器１３の使用を開始した後の定期点検時等においても、Ｕベンド部６８にアクセス可能な場合には、他の実施形態に係る支持力検査装置１００Ｆを用いて振れ止め金具６９による伝熱管６６の面内方向の支持力Ｆを測定することができる。
【０１３２】
以下、図１４に示した他の実施形態に係る支持力検査装置１００Ｅを用いた支持力の検査手順について説明する。
図１４に示した他の実施形態に係る支持力検査装置１００Ｅを用いて振れ止め金具６９による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、伝熱管群６７の外部から検査対象の伝熱管６６の近傍まで加振ロッド１５１の先端を差し入れて、当該伝熱管の外周面を一対の把持部１５２で把持する。なお、一対の把持部１５２によって伝熱管６６を把持する位置は、図１４及び図１５において不図示である、何れかの振れ止め金具６９による支持位置の近傍である。
【０１３３】
次いで、加振ステップとして、面内方向に伝熱管６６を振動させる。具体的には、一対の把持部１５２で把持した伝熱管６６に加振力発生部１２０Ｆからの加振力を伝達することで伝熱管６６を面内方向に振動させる。加振ステップでは、加振力発生部１２０Ｆは、加振力の周波数を適宜掃引する。
【０１３４】
加速度検出ステップでは、加振ステップで振動させたＵベンド部６８の振動状態をセンサ保持部１１０Ｆで保持された加速度センサ１１９で検出する。図１４に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｆでは、図４に示した一実施形態の支持力検査装置１００Ａと同様に、加速度検出ステップにおける加速度センサ１１９の検出結果に基づいて、例えば図１１に示すように、ある周波数ｆ１において加速度の極大値（ピーク８２）を有するグラフ８１が得られる。
したがって、図１４に示した他の実施形態では、図４に示した一実施形態と同様に、周波数ｆ１の値から、支持力Ｆを推定できる。
【０１３５】
なお、上述した加速度センサ１１９の検出結果に基づく支持力Ｆの推定に代えて、又は、上述した加速度センサ１１９の検出結果に基づく支持力Ｆの推定とともに、加振力検出センサ１６１の検出結果に基づいて支持力Ｆを推定するようにしてもよい。すなわち、加振力検出センサ１６１によって、加振ロッド１５１が伝熱管６６を面内方向に押圧する力（押圧力）を検出できる。この押圧力は、伝熱管６６をその共振周波数と略同じ加振周波数で加振した時に低下する。そのため、加振周波数に対する押圧力の変化から、伝熱管６６の共振周波数を知ることができる。また、伝熱管６６をその共振周波数と略同じ加振周波数で加振した時の押圧力から、面内方向の支持力Ｆを推定できる。
なお、述した加速度センサ１１９の検出結果に基づいて検査対象の伝熱管６６の共振周波数を把握し、このようにして把握した共振周波数に対応する加振周波数で加振したときの押圧力から、面内方向の支持力Ｆを推定してもよい。
【０１３６】
図１４に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｆを用いた支持力の検査では、一対の把持部１５２による伝熱管６６の管軸方向の把持位置を適宜変更して、複数の振れ止め金具６９のそれぞれについて支持力Ｆを検査する。
【０１３７】
このように、図１４に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｆでは、伝熱管６６の外部に配置されるセンサ保持部１１０Ｆと加振力発生部１２０Ｆとを接続する加振ロッド１５１を備え、加振力発生部１２０Ｆが加振ロッド１５１を介して、伝熱管６６を面内方向に振動させるように構成されている。
これにより、伝熱管６６の外周面側からＵベンド部６８にアクセスできる場合には、伝熱管を面内方向に容易に振動させることができるので、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを精度よく検査できる。
【０１３８】
図１４に示した他の実施形態の支持力検査装置１００Ｆでは、面内方向と交差する方向に離間して配置された第１伝熱管６６Ａと第２伝熱管６６Ｂとの間に挿入可能に加振ロッド１５１が構成されている。加振ロッド１５１の一端側には一対の把持部１５２とセンサ保持部１１０Ｆとが設けられ、加振ロッド１５１の他端側には加振力発生部１２０Ｆが接続される。これにより、支持力検査装置１００Ｆの構成を簡素化できる。
また、例えば蒸気発生器１３のように、複数の伝熱管６６が狭い間隔で隣り合って配置されている伝熱管群６７であっても、伝熱管群６７の外部から任意の伝熱管６６の近傍まで一対の把持部１５２を差し入れて、当該伝熱管６６の外周面を一対の把持部１５２で把持できる。したがって、蒸気発生器１３のように、複数の伝熱管６６が狭い間隔で隣り合って配置されている伝熱管群６７であっても、任意の伝熱管６６について、振れ止め金具６９による面内方向の支持力Ｆを検査できる。したがって、複数の伝熱管６６が狭い間隔で隣り合って配置されている装置における伝熱管６６の振れ止め金具６９による支持力Ｆの検査に適した支持力検査装置１００Ｆを提供できる。
【０１３９】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、図４において、センサ保持部１１０Ａが伝熱管６６の内面と係合して伝熱管６６の内部を閉塞するが、その際、センサ保持部１１０Ａは、伝熱管６６の内部を完全に閉塞しなくてもよく、支持力Ｆの検査に支障が出ない程度であれば、センサ保持部１１０Ａと伝熱管６６の内面との間に隙間が存在してもよい。
なお、センサ保持部１１０Ａと伝熱管６６の内面との間の隙間からある程度の液体１９１が漏れる状態であっても、液体１９１がセンサ保持部１１０Ａと伝熱管６６の内面との間の隙間から流れる際に圧力損失が生じる。
したがって、センサ保持部１１０Ａと伝熱管６６の内面との間の隙間からある程度の液体１９１が漏れる状態であっても加振力発生部１２０Ａによって伝熱管６６の内部に満たされた液体１９１に圧力を与えることで、Ｕベンド部６８を面内方向に曲げ伸ばしするように振動させることができる。
【０１４０】
また、例えば、上述した実施形態の支持力検査装置１００Ａ〜１００Ｄでは、モータ保持体１１１と偏心カム１１２とが伝熱管６６の内面を押圧することで、センサ保持部１１０Ａ〜１１０Ｄは伝熱管６６の内面と係合できるように構成されている。しかし、センサ保持部１１０Ａ〜１１０Ｄを伝熱管６６の内面と係合させるための構造は、上述した構造に限定されない。
【０１４１】
また、例えば、上述の説明では、原子力発電プラントにおける蒸気発生器１３の伝熱管６６の支持力の検査のために実施形態の支持力検査装置１００Ａ〜１００Ｆを用いたが、上述した実施形態の支持力検査装置１００Ａ〜１００Ｆによる検査対象は、原子力発電プラントにおける蒸気発生器１３の伝熱管６６に限定されない。例えば、化学プラントにおけるチューブ式の熱交換器の伝熱管や、各種工場やパイプラインにおける各種の配管の支持力の検査に上述した実施形態の支持力検査装置１００Ａ〜１００Ｆを用いてもよい。
【符号の説明】
【０１４２】
１２  加圧水型原子炉
１３  蒸気発生器
６６  伝熱管
６８  Ｕベンド部
６９  振れ止め金具（振れ止め部材）
１００Ａ〜１００Ｆ  支持力検査装置
１０２Ｂ，１０２Ｃ  射出体
１０３Ｄ  流体
１１０Ａ〜１１０Ｆ  センサ保持部
１１１  モータ保持体
１１２  偏心カム
１１３  センサ保持体
１１５  モータ
１１６，１１８，１１９  加速度センサ
１２０Ａ〜１２０Ｆ  加振力発生部
１５１  加振ロッド
１５２  把持部
【図１】
2018205219.tif 000003
【図２】
2018205219.tif 000004
【図３】
2018205219.tif 000005
【図４】
2018205219.tif 000006
【図５】
2018205219.tif 000007
【図６】
2018205219.tif 000008
【図７】
2018205219.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018205219.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2018205219.tif 000013
【図１２】
2018205219.tif 000014
【図１３】
2018205219.tif 000015
【図１４】
2018205219.tif 000016
【図１５】
2018205219.tif 000017