(57)【要約】  原子炉圧力容器アセンブリは、原子炉ハウジング構造に部品を含む。部品は、本体と、振動吸収器とを含む。前記本体は、内部表面を含む。前記本体の前記内部表面は、前記本体の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティを画定する。振動吸収器は、本体の内部表面または本体の外部表面に接続された調和振動子、少なくとも１つのキャビティ内のせん断増倍器、少なくとも１つのキャビティ内にあり、本体の内部表面に固定されていないハイブリッド質量粘弾性構造、および本体に組み込まれた分布減衰構造の少なくとも１つを含む。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉ハウジング構造と、
前記原子炉ハウジング構造の部品（３００Ａ）とを含み、
前記部品（３００Ａ）は、本体（３０５）と、振動吸収器とを含み、
前記本体（３０５）は、内部表面（Ｓ１）を含み、
前記本体（３０５）の前記内部表面（Ｓ１）は、前記本体（３０５）の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティ（３２０）を画定し、
前記振動吸収器は、
前記本体（３０５）の前記内部表面（Ｓ１）または前記本体（３０５）の外部表面（Ｓ２）に接続された調和振動子、
前記少なくとも１つのキャビティ（３２０）内のせん断増倍器構造、
前記少なくとも１つのキャビティ（３２０）内にあり、前記本体（３０５）の前記内部表面（Ｓ１）に固定されていないハイブリッド質量粘弾性構造、および
前記本体（３０５）に組み込まれた分布減衰構造の少なくとも１つを含む、原子炉圧力容器アセンブリ（１００）。
【請求項２】
シュラウド（１０４）、支持プレート（１２８）、煙突アセンブリ（１０８）、コアプレート（１１６）、トップガイド（１２０）、ノズル（１２２）、スパージャ（１２６）、流体セパレータ、スタンドパイプ（ＳＰ）、および乾燥器の少なくとも１つをさらに含み、
前記部品（３００Ａ）が、前記シュラウド（１０４）、前記支持プレート（１２８）、前記煙突アセンブリ（１０８）、前記コアプレート（１１６）、前記トップガイド（１２０）、管状構造、前記ノズル（１２２）、前記スパージャ（１２６）、蒸気セパレータ（１１８）、前記スタンドパイプ（ＳＰ）、および前記乾燥器の前記少なくとも１つのうちの１つである、請求項１に記載の原子炉圧力容器アセンブリ（１００）。
【請求項３】
前記部品（３００Ａ）が、前記原子炉ハウジング構造に埋め込まれる、請求項１に記載の原子炉圧力容器アセンブリ（１００）。
【請求項４】
前記振動吸収器が、前記調和振動子を含み、
前記調和振動子が、少なくとも１つのばね−マス構造を含む、請求項１に記載の原子炉圧力容器アセンブリ（１００）。
【請求項５】
前記振動吸収器が、前記せん断増倍器構造を含み、
前記せん断増倍器構造が、２つの層（３２５，３３５）の間に粘弾性減衰材料（３３０）を含み、
前記せん断増倍器構造の少なくとも一端が、前記本体（３０５）の内側表面に接続される、請求項１に記載の原子炉圧力容器アセンブリ（１００）。
【請求項６】
前記振動吸収器が、前記ハイブリッド質量粘弾性構造を含み、
前記ハイブリッド質量粘弾性構造が、マス（３４０）を取り囲む粘弾性減衰材料（３４５）を含む、請求項１に記載の原子炉圧力容器アセンブリ（１００）。
【請求項７】
前記振動吸収器が、前記本体（３０５）に組み込まれた前記分布減衰構造を含み、
前記分布減衰構造の粒子ミクロ組織が、第２の材料（Ｍ２）に分散された第１の材料（Ｍ１）を含み、
前記第１の材料（Ｍ１）の減衰係数が、前記第２の材料（Ｍ２）の減衰係数より大きい、請求項１に記載の原子炉圧力容器アセンブリ（１００）。
【請求項８】
前記本体（３０５）の外側部分が、前記第２の材料（Ｍ２）を含み、前記第１の材料（Ｍ１）を含まず、
前記本体（３０５）の前記外側部分が、前記分布減衰構造が前記本体（３０５）の外部の前記環境に曝されないように、前記分布減衰構造を取り囲み、
前記第１の材料（Ｍ１）が、マグネシウムを含む、請求項７に記載の原子炉圧力容器アセンブリ（１００）。
【請求項９】
前記本体（３０５）の材料が、低合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、およびそれらの組み合わせの１つを含む、請求項１に記載の原子炉圧力容器アセンブリ（１００）。
【請求項１０】
前記本体（３０５）が、単一体構造である、請求項１に記載の原子炉圧力容器アセンブリ（１００）。
【請求項１１】
複数の部品（３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ，４００）をさらに含み、
前記複数の部品（３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ，４００）が、前記原子炉ハウジング構造に前記部品（３００Ａ）を含み、
前記複数の部品（３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ，４００）が、前記原子炉ハウジング構造にある、請求項１に記載の原子炉圧力容器アセンブリ（１００）。
【請求項１２】
内部表面（Ｓ１）を含む本体（３０５）と、
前記本体（３０５）の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティ（３２０）を画定する前記本体（３０５）の前記内部表面（Ｓ１）と、
前記本体（３０５）の前記内部表面（Ｓ１）または前記本体（３０５）の外部表面（Ｓ２）に接続された調和振動子、
前記少なくとも１つのキャビティ（３２０）内のせん断増倍器構造、
前記少なくとも１つのキャビティ（３２０）内にあり、前記本体（３０５）の前記内部表面（Ｓ１）に固定されていないハイブリッド質量粘弾性構造、および
前記本体（３０５）に組み込まれた分布減衰構造の少なくとも１つを含む振動吸収器とを含む、部品（３００Ａ）。
【請求項１３】
前記振動吸収器が、前記ハウジングに組み込まれた前記分布減衰構造を含み、
前記分布減衰構造の粒子ミクロ組織が、第２の材料（Ｍ２）に分散された第１の材料（Ｍ１）を含み、
前記第１の材料（Ｍ１）の減衰係数が、前記第２の材料（Ｍ２）の減衰係数より大きい、請求項１２に記載の部品（３００Ａ）。
【請求項１４】
前記本体（３０５）の材料が、低合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、およびそれらの組み合わせの１つを含む、請求項１２に記載の部品（３００Ａ）。
【請求項１５】
前記部品（３００Ａ）が、基準部品の固有周波数とは異なる固有周波数を有するように構成され、前記基準部品が、振動吸収器を含まない、請求項１２に記載の部品（３００Ａ）。
【請求項１６】
前記振動吸収器が、前記調和振動子を含む、請求項１２に記載の部品（３００Ａ）。
【請求項１７】
基準部品に基づいて修正原子炉部品を製造する方法であって、
前記基準部品の本体に基づいて前記修正原子炉部品の本体を形成することであって、
前記修正原子炉部品の前記本体は、少なくとも前記修正原子炉部品の前記本体の内部表面が前記修正原子炉部品の前記本体の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティを画定するので、前記基準部品の前記本体とは異なる構造を有する形成することと、
前記修正原子炉部品に振動吸収器を形成することであって、前記振動吸収器は、
前記本体の前記内部表面または前記本体の外部表面に接続された調和振動子、
前記少なくとも１つのキャビティ内のせん断増倍器構造、
前記少なくとも１つのキャビティ内にあり、前記本体の前記内部表面に固定されていないハイブリッド質量粘弾性構造、および
前記本体に組み込まれた分布減衰構造の少なくとも１つを含む形成することとを含む、方法。
【請求項１８】
基準部品に基づいて修正部品を製造する方法であって、
前記基準部品の本体に基づいて前記修正部品の本体を形成することであって、前記修正部品の前記本体は、少なくとも前記修正部品の前記本体の内部表面が前記修正部品の前記本体の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティを画定するので、前記基準部品の前記本体とは異なる構造を有する形成することと、
前記修正部品に振動吸収器を形成することであって、前記振動吸収器は、
前記本体の前記内部表面に接続された調和振動子、
前記少なくとも１つのキャビティ内のせん断増倍器構造、
前記少なくとも１つのキャビティ内にあり、前記本体の前記内部表面に固定されていないハイブリッド質量粘弾性構造、および
前記本体に組み込まれた分布減衰構造の少なくとも１つを含む形成することとを含む、方法。
【請求項１９】
前記修正部品に前記振動吸収器を前記形成することは、
前記基準部品の固有周波数に対して前記修正部品の固有周波数を変更すること、および
前記修正部品の減衰レベルが前記基準部品の減衰レベルより大きくなるように、前記基準部品の前記減衰レベルに対して前記修正部品の前記減衰レベルを変更することの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記基準部品の前記固有周波数に対して前記修正部品の前記固有周波数を前記変更することは、
前記修正部品の前記少なくとも１つのキャビティ内にマスを追加すること、および
前記修正部品の剛性が前記基準部品の剛性より大きくなるように、前記修正部品の前記剛性を増加させることの１つを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記修正部品の前記本体を前記形成すること、および前記修正部品に前記振動吸収器を前記形成することは、付加製造装置を使用して行われる、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、振動緩和方法を含む部品、振動緩和方法を有する部品を含む原子炉圧力容器アセンブリ、および／またはそれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）のような原子炉では、内部の原子炉部品が水、蒸気、および／または放射線フルエンスに曝されることがある。化学物質の問題により、内部の原子炉部品を形成するために使用され得る材料の種類は制限される。ステンレス鋼および／またはニッケル基合金で形成された原子炉部品が、一般に原子炉内で使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２１１９９３６号明細書
【発明の概要】
【０００４】
いくつかの例示的な実施形態は、振動緩和デバイスを有する少なくとも１つの部品および／またはそれを製造する方法を含む原子炉圧力容器アセンブリに関する。
【０００５】
いくつかの例示的な実施形態は、本体と、振動吸収器とを含む部品、および／またはそれを製造する方法に関する。
【０００６】
他の例示的な実施形態は、基準部品に基づいて修正部品を製造する方法、基準部品に基づいて修正原子炉部品を製造する方法、および／またはこのような方法によって製造される修正部品に関する。
【０００７】
例示的な実施形態によれば、原子炉圧力容器アセンブリは、原子炉ハウジング構造と、前記原子炉ハウジング構造の部品とを含む。前記部品は、本体と、振動緩和デバイスとを含む。前記振動緩和デバイスは、振動吸収器であってもよい。前記本体は、内部表面を含む。前記本体の前記内部表面は、前記本体の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティを画定する。前記振動緩和デバイスは、前記本体の前記内部表面または前記本体の外部表面に接続された調和振動子、前記少なくとも１つのキャビティ内のせん断増倍器、前記少なくとも１つのキャビティ内にあり、前記本体の前記内部表面に固定されていないハイブリッド質量粘弾性構造、および前記本体に組み込まれた分布減衰構造の少なくとも１つを含む。
【０００８】
前記原子炉圧力容器アセンブリは、シュラウド、支持プレート、煙突アセンブリ、コアプレート、トップガイド、ノズル、スパージャ、流体セパレータ、スタンドパイプ、および乾燥器の少なくとも１つをさらに含んでもよい。前記部品は、前記シュラウド、前記支持プレート、前記煙突アセンブリ、前記コアプレート、前記トップガイド、管状構造、前記ノズル、前記スパージャ、蒸気セパレータ、前記スタンドパイプ、および前記乾燥器の前記少なくとも１つのうちの１つであってもよい。
【０００９】
前記部品は、前記原子炉ハウジング構造に埋め込まれてもよい。
【００１０】
前記振動吸収器は、前記調和振動子を含んでもよい。前記調和振動子は、少なくとも１つのばね−マス構造を含んでもよい。
【００１１】
前記振動吸収器は、前記せん断増倍器構造を含んでもよい。前記せん断増倍器構造は、２つの層の間に粘弾性減衰材料を含んでもよい。前記せん断増倍器構造の少なくとも一端は、前記本体の内側表面に接続されてもよい。
【００１２】
前記振動吸収器は、前記ハイブリッド質量粘弾性構造を含んでもよく、前記ハイブリッド質量粘弾性構造は、マスを取り囲む粘弾性減衰材料を含んでもよい。
【００１３】
前記振動吸収器は、前記本体に組み込まれた前記分布減衰構造を含んでもよい。前記分布減衰構造の粒子ミクロ組織は、第２の材料に分散された第１の材料を含んでもよく、前記第１の材料の減衰係数は、前記第２の材料の減衰係数より大きくてもよい。
【００１４】
前記本体の外側部分は、前記第２の材料を含み、前記第１の材料を含まなくてもよい。前記本体の前記外側部分は、前記分布減衰構造が前記本体の外部の前記環境に曝されないように、前記分布減衰構造を取り囲んでもよい。前記第１の材料は、マグネシウムを含んでもよい。前記第１の材料は、マグネシウムであってもよい。
【００１５】
前記本体は、単一体構造であってもよい。
【００１６】
前記原子炉圧力容器アセンブリは、複数の部品をさらに含んでもよい。前記複数の部品は、前記原子炉ハウジング構造に前記部品を含んでもよい。前記複数の部品は、前記原子炉ハウジング構造内にあってもよい。
【００１７】
例示的な実施形態によれば、部品は、本体と、振動吸収器とを含んでもよい。前記本体は、内部表面を含む。前記本体の前記内部表面は、前記本体の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティを画定する。前記振動吸収器は、前記本体の前記内部表面または前記本体の外部表面に接続された調和振動子、前記少なくとも１つのキャビティ内のせん断増倍器構造、前記少なくとも１つのキャビティ内にあり、前記本体の前記内部表面に固定されていないハイブリッド質量粘弾性構造、および前記本体に組み込まれた分布減衰構造の少なくとも１つを含む。
【００１８】
前記振動吸収器は、前記ハウジングに組み込まれた前記分布減衰構造を含んでもよい。前記分布減衰構造の粒子ミクロ組織は、第２の材料に分散された第１の材料を含んでもよい。前記第１の材料の減衰係数は、前記第２の材料の減衰係数より大きくてもよい。
【００１９】
前記本体の材料は、低合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、およびそれらの組み合わせの１つを含んでもよい。
【００２０】
前記部品は、振動吸収器を含まない基準部品の固有周波数とは異なる固有周波数を有するように構成されてもよい。
【００２１】
前記振動吸収器は、前記調和振動子を含んでもよい。
【００２２】
例示的な実施形態によれば、基準部品に基づいて修正原子炉部品を製造する方法が提供される。前記方法は、前記基準部品の本体に基づいて前記修正原子炉部品の本体を形成することと、前記修正原子炉部品に振動吸収器を形成することとを含む。前記修正原子炉部品の前記本体は、少なくとも前記修正原子炉部品の前記本体の内部表面が前記修正原子炉部品の前記本体の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティを画定するので、前記基準部品の前記本体とは異なる構造を有する。前記振動吸収器は、前記本体の前記内部表面または前記本体の外部表面に接続された調和振動子、前記少なくとも１つのキャビティ内のせん断増倍器構造、前記少なくとも１つのキャビティ内にあり、前記本体の前記内部表面に固定されていないハイブリッド質量粘弾性構造、および前記本体に組み込まれた分布減衰構造の少なくとも１つを含む。
【００２３】
例示的な実施形態によれば、基準部品に基づいて修正部品を製造する方法が提供される。前記方法は、前記基準部品の本体に基づいて前記修正部品の本体を形成することと、前記部品に振動吸収器を形成することとを含む。前記修正部品の前記本体は、少なくとも前記修正部品の前記本体の内部表面が前記修正部品の前記本体の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティを画定するので、前記基準部品の前記本体とは異なる構造を有する。前記振動吸収器は、前記本体の前記内部表面または前記本体の外部表面に接続された調和振動子、前記少なくとも１つのキャビティ内のせん断増倍器構造、前記少なくとも１つのキャビティ内にあり、前記本体の前記内部表面に固定されていないハイブリッド質量粘弾性構造、および前記本体に組み込まれた分布減衰構造の少なくとも１つを含む。
【００２４】
前記修正部品に前記振動吸収器を前記形成することは、前記基準部品の固有周波数に対して前記修正部品の固有周波数を変更すること、および前記修正部品の減衰レベルが前記基準部品の減衰レベルより大きくなるように、前記基準部品の前記減衰レベルに対して前記修正部品の前記減衰レベルを変更することの少なくとも１つを含んでもよい。
【００２５】
前記基準部品の前記固有周波数に対して前記修正部品の前記固有周波数を前記変更することは、前記修正部品の前記少なくとも１つのキャビティ内にマスを追加すること、および前記修正部品の剛性が前記基準部品の剛性より大きくなるように、前記修正部品の前記剛性を増加させることの１つを含んでもよい。
【００２６】
前記修正部品の前記本体を前記形成すること、および前記修正部品に前記振動吸収器を前記形成することは、付加製造装置を使用して行ってもよい。前記修正部品の前記本体を前記形成すること、および前記修正部品に前記振動吸収器を前記形成することは、付加製造方法を使用して行ってもよい。
【００２７】
本明細書における非限定的な実施形態の様々な特徴および利点は、添付の図面と併せて詳細な説明を検討することにより、より明らかになるであろう。添付の図面は、単に説明のために提供されたものであり、特許請求の範囲を限定するものではない。添付の図面は、明確に記載されていない限り、縮尺通りに描かれているとはみなされない。明確にするために、図面の種々の寸法は、誇張されている可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】原子炉圧力容器アセンブリの一例を示す図である。
【図２Ａ】一例による内部減衰材料のない長方形部品の断面図である。
【図２Ｂ】一例による内部減衰材料のない円筒形部品の斜視図である。
【図３Ａ】例示的な実施形態による部品の断面図である。
【図３Ｂ】例示的な実施形態による部品の断面図である。
【図３Ｃ】例示的な実施形態による部品の断面図である。
【図３Ｄ】例示的な実施形態による部品の断面図である。
【図３Ｅ】例示的な実施形態による部品の断面図である。
【図３Ｆ】例示的な実施形態による部品の断面図である。
【図４】例示的な実施形態による部品の斜視図である。
【図５】図４の部品の線Ｖ−Ｖ’に沿った断面図である。
【図６】例示的な実施形態による基準部品に基づく修正部品を作製する方法を示すフローチャートである。
【図７】例示的な実施形態による部品を含む原子炉圧力容器アセンブリの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、例示的な実施形態を、いくつかの例示的な実施形態が示される添付の図面を参照してより完全に説明する。しかし、例示的な実施形態は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記載された実施形態に限定されるものと解釈してはならない。むしろ、これらの例示的な実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であり、例示的な実施形態の範囲を当業者に完全に伝えるように提供される。図面において、図面中の同様の参照番号は同様の要素を示しているので、その説明は省略することができる。
【００３０】
ある要素または層が別の要素または層「の上にある」、「に接続される」、「に結合される」、または「を覆う」と言及される場合には、要素または層は、直接的に、他の要素または層の上にあり、接続され、結合され、または覆うことができ、あるいは介在する要素または層が存在してもよいことを理解されたい。逆に、ある要素が別の要素または層「の直接上にある」、「に直接接続される」、または「に直接結合される」と言及される場合には、介在する要素または層は存在しなくてもよい。同様の符号は、明細書全体を通して同様の要素を指す。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のいずれかおよび１つもしくは複数のすべての組み合わせを含む。
【００３１】
第１の、第２の、第３のなどの用語は様々な要素、構成要素、領域、層および／またはセクションを説明するために本明細書で用いることができるが、これらの要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションがこれらの用語によって限定されてはならないことを理解されたい。これらの用語は、単に１つの要素、構成要素、領域、層、またはセクションと別の領域、層、またはセクションを区別するために用いるにすぎない。したがって、以下に説明する第１の要素、構成要素、領域、層、またはセクションは、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層、またはセクションと呼ぶことができる。
【００３２】
空間的に相対的な用語（たとえば、「真下」、「下」、「下部」、「上」、「上部」、など）は、本明細書では、図に示すように、別の要素または特徴に対する１つの要素または特徴の関係を説明するのに説明を容易にするために使用することができる。空間的に相対的な用語は、図に描かれている配向に加えて、使用または動作中のデバイスの異なる配向を含むことを意図することを理解されたい。たとえば、図中のデバイスがひっくり返される場合、他の要素または特徴の「下」または「真下」として記載された要素は、他の要素または特徴の「上」に向けられる。したがって、「下」という用語は、上および下の両方の配向を含むことができる。デバイスを、それ以外の方向に向ける（９０度回転させる、または他の配向に回転させる）ことができ、したがって、本明細書で使用される空間的に相対的な記述は、それに応じて解釈される。
【００３３】
本明細書で使用する専門用語は、様々な実施形態のみを説明するためのものであり、例示的な実施形態を限定するものではない。本明細書で使用する場合、文脈で別途明確に指示しない限り、単数形「１つの（ａ、ａｎ）」、および「前記（ｔｈｅ）」は、複数形も含むものとする。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。
【００３４】
例示的な実施形態は、例示的な実施形態の理想化された実施形態（および中間構造）の概略図である断面図を参照して本明細書で説明される。したがって、たとえば、製造技術および／または公差の結果としての図の形状から変形が予想される。したがって、例示的な実施形態は、本明細書に示される領域の形状に限定されるものと解釈されるべきではなく、たとえば、製造から生じる形状の偏差を含むものとする。したがって、図に示される領域は、本質的に概略図であり、それらの形状は、デバイスの領域の実際の形状を示すよう意図されず、かつ例示的な実施形態の範囲を限定するよう意図されない。
【００３５】
別途定義されない限り、本明細書で使用するすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、例示的な実施形態が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同一の意味を有する。一般的に用いられる辞書に定義されるものを含む用語は、関連技術の文脈におけるそれらの意味と一貫する意味を有するものと解釈されるべきであり、本明細書にそのように明確に定義されない限り、理想化された、または過度に形式的な意味に解釈されないことがさらに理解される。
【００３６】
本明細書で使用する場合、固有周波数および共振周波数という用語は、同義語であり、互換的に使用することができる。
【００３７】
図１は、原子炉圧力容器アセンブリの一例を示す。
【００３８】
原子炉圧力容器アセンブリは、米国特許出願第１４／５７７，３６４号（２０１４年１２月１９日出願）に記載されており、その全内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３９】
図１の原子炉圧力容器アセンブリは、頂部ヘッド（たとえば、原子炉容器ヘッド）なしで示されているが、当業者であれば、ハウジングＨ内に内容物を封入するために、図１に示すハウジングＨの頂部に頂部ヘッドを接続することができることを理解するであろう。
【００４０】
図１を参照すると、原子炉圧力容器アセンブリ１００は、コア入口領域１１４、シュラウド１０４、原子炉コア１１２、煙突アセンブリ１０８、および蒸気セパレータ１１８を取り囲むハウジングＨを含むことができる。ハウジングＨは、原子炉圧力容器アセンブリ１００の垂直壁とすることができる。原子炉コア１１２は、コア入口領域１１４の上にある。煙突アセンブリ１０８は、蒸気セパレータ１１８と原子炉コア１１２との間にある。蒸気セパレータ１１８は、煙突アセンブリ１０８の上にある。原子炉コア１１２は、シュラウド１０４の内側表面、シュラウド１０４の底部に固定されたコアプレート１１６、およびシュラウド１０４の頂部に固定されたトップガイド１２０によって画定され得る。シュラウド１０４は、環状部Ａの下降管環状部から原子炉コア１１２を分離する中空の円筒形構造であってもよい。コアプレート１１６は、原子炉コア１１２に複数の燃料ロッドを含む制御ロッドおよび燃料アセンブリを支持することができる。トップガイド１２０は、燃料アセンブリの頂部に横方向の支持を与えることができる。コアプレート１１６は、制御ロッドを横方向に支持することができる。制御ロッドは、原子炉圧力容器アセンブリの底部ヘッドに溶接される制御ロッドガイドハウジングによって垂直に支持されてもよい。
【００４１】
煙突アセンブリ１０８は、煙突バレルＢと、煙突区画Ｃと、煙突ヘッドＣＨと、プレナム１０６とを含む。煙突バレルＢの内側表面は、原子炉コア１１２と蒸気セパレータ１１８との間の空間を画定する。プレナム１０６は、煙突ヘッドＣＨの下側表面と煙突区画Ｃの上側表面との間の煙突バレルＢの内側表面によって画定された空間の一部である。プレナム１０６の高さは、約２メートルであってもよいが、これに限定されるものではない。煙突区画Ｃは、煙突バレルＢの内側に位置する。煙突区画Ｃは、煙突バレルＢの内側表面によって画定された空間をより小さいセクションに分割する。
【００４２】
環状部Ａは、ハウジングＨの内側表面および煙突アセンブリ１０８の外側表面（たとえば、煙突バレルＢの外側表面）と原子炉コア１１２（たとえば、シュラウド１０４の外側表面）との間の空間によって画定される。共に、煙突アセンブリ１０８の内側表面（たとえば、煙突バレルＢの内側表面）と原子炉コア１１２の内側表面（たとえば、シュラウド１０４の内側表面）は、原子炉コア１１２から煙突アセンブリ１０８を通って蒸気セパレータ１１８に気液二相流を運ぶための導管を画定する。
【００４３】
蒸気乾燥器１０２を、蒸気セパレータ１１８の頂部に接続することができる。蒸気分離は、気液二相流が蒸気セパレータ１１８に入るときに生じる。気液二相流の一部は、蒸気セパレータ１１８を通って蒸気乾燥器１０２に流れることができる。気液二相流の一部が蒸気乾燥器を通過する際に、追加の蒸気分離が生じる。蒸気乾燥器１０２に隣接するノズルを通って原子炉圧力容器アセンブリを出る蒸気は、タービンに動力を供給して電気を生成するために使用され得る。蒸気セパレータ１１８および蒸気乾燥器１０２から除去される気液二相流の液体部分は、原子炉圧力容器アセンブリ１００に下降管の流れを形成することができる。
【００４４】
原子炉圧力容器アセンブリ１００は、過冷却された給水を環状部Ａ内に送達するように構成されるハウジングＨに少なくとも１つの給水スパージャ１２６を含む。給水ノズル１２２は、ハウジングＨに画定された給水開口部を通して各給水スパージャ１２６に接続することができる。
【００４５】
各給水スパージャ１２６は、ハウジングＨによって画定された対応する給水開口部に接続される。原子炉圧力容器アセンブリ１００は、煙突アセンブリ１０８の上に円形パターンで配置され、ハウジングＨによって画定された複数の給水開口部に接続された複数の給水スパージャ１２６を含むことができる。ハウジングは、各給水スパージャ１２６の給水開口部を画定する。環状部Ａは、給水スパージャ１２６に接続された給水開口部、および原子炉コア１１２から煙突アセンブリ１０８を通って蒸気セパレータ１１８に気液二相流を運ぶための導管と流体連通している。
【００４６】
支持プレート１２８は、煙突ヘッドＣＨの上であり、給水スパージャ１２６の高さより下に距離を置いて配置することができる。支持プレート１２８は、煙突ヘッドＣＨに固定されてもよい。たとえば、支持プレート１２８は、蒸気セパレータスタンドパイプＳＰに溶接されてもよい。煙突ヘッドボルト（図示せず）は、スリップ嵌め孔を通って支持プレート１２８の内側に嵌合することができる。支持プレート１２８は、外側スタンドパイプを支持することができ、煙突ヘッドボルトを横方向に支持することができる。
【００４７】
図２Ａは、一例による内部減衰材料のない長方形部品の断面図を示す。
【００４８】
図２Ａを参照すると、長方形部品２００Ａは、長方形周囲を有することができる。長方形部品２００Ａは、内部キャビティのない中実構造を有することができる。長方形部品２００Ａは、長方形部品２００Ａの厚さ全体にわたって同一の材料で作製することができるが、これに限定されるものではない。長方形部品２００Ａは、長方形部品の意図される用途に関連する環境に適した材料で形成されてもよい。これに関して、当業者は、所望の材料の機械的、化学的、および／または電気的特性に基づいて長方形部品の材料を選択することができる。
【００４９】
たとえば、長方形部品２００Ａが原子炉（たとえば、沸騰水型原子炉）内で使用される場合、長方形部品２００Ａは、原子炉内の圧力、温度、および化学環境に対して弾力性のある材料で形成されてもよい。たとえば、長方形部品２００Ａが原子炉内で使用される場合、長方形部品２００Ａは、低合金鋼、ステンレス鋼（たとえば、タイプ３０４，３１６）、ニッケル基合金、および／またはそれらの組み合わせで形成されてもよい。特に、長方形部品２００Ａが原子炉内で使用される場合、外部表面２０５の材料は、原子炉内の動作環境に対して弾力性のある材料、たとえば、低合金鋼、ステンレス鋼（たとえば、タイプ３０４，３１６）、ニッケル基合金、および／またはそれらの組み合わせで形成されてもよい。
【００５０】
長方形部品２００Ａが原子炉内に配置されるのとは異なる用途（すなわち、非原子炉用途）で使用される場合、当業者であれば、非原子炉用途に適した材料を使用して長方形部品２００Ａを形成することができる。非原子炉用途の材料は、低合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、および／またはそれらの組み合わせとは異なっていてもよいが、いくつかの非原子炉用途では、低合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、および／またはそれらの組み合わせが長方形部品２００Ａの適切な材料であってもよい。
【００５１】
図２Ｂは、一例による内部減衰材料のない円筒形部品の斜視図を示す。
【００５２】
図２Ｂを参照すると、円筒形部品２００Ｂは、形状の違いを除いて、上述した長方形部品２００Ａと同一とすることができる。円筒形部品２００Ｂは、管状形状を有してもよいが、他の形状も可能である（たとえば、ロッド形状、ボルト形状など）。
【００５３】
上述した長方形部品２００Ａと同様に、円筒形部品２００Ｂが原子炉内で使用される場合、円筒形部品２００Ｂは、低合金鋼、ステンレス鋼（たとえば、タイプ３０４，３１６）、ニッケル基合金、および／またはそれらの組み合わせで形成されてもよい。特に、円筒形部品２００Ｂが原子炉内で使用される場合、外部表面２１０の材料は、原子炉内の動作環境に対して弾力性のある材料、たとえば、低合金鋼、ステンレス鋼（たとえば、タイプ３０４，３１６）、ニッケル基合金、および／またはそれらの組み合わせで形成されてもよい。
【００５４】
上述した長方形部品２００Ａと同様に、円筒形部品２００Ｂが原子炉内に配置されるのとは異なる用途（すなわち、非原子炉用途）で使用される場合、当業者であれば、非原子炉用途に適した材料から長方形部品２００Ａを形成することができる。
【００５５】
図２Ａおよび２Ｂは、長方形部品２００Ａおよび円筒形部品２００Ｂの非限定的な例（たとえば、管状の形状）を示しているが、図２Ａおよび図２Ｂの部品２００Ａおよび２００Ｂは、特定の部品の所望の構造に応じて、異なる形状を形成するように修正することができる。
【００５６】
たとえば、図１を参照すると、長方形部品２００Ａおよび／または円筒形部品２００Ｂの形状は、上の図１に記載の原子炉圧力容器アセンブリ１００のハウジングＨおよび／または原子炉圧力容器アセンブリ内の任意の部品（たとえば、蒸気乾燥器１０２、シュラウド１０４、煙突アセンブリ１０８および／またはそれらの構成要素、原子炉コア１１２の構成要素、コア入口領域１１４の構成要素、コアプレート１１６、蒸気セパレータ１１８、スタンドパイプＳＰ、支持プレート１２８、給水ノズル１２２、給水スパージャ１２６、支持プレート１２８など）を形成するように修正することができる。
【００５７】
図３Ａ〜図３Ｆは、いくつかの例示的な実施形態による部品の断面図を示す。
【００５８】
図３Ａを参照すると、例示的な実施形態では、部品３００Ａは、本体３０５を含むことができる。本体３０５は、互いに対向する内部表面Ｓ１および外部表面Ｓ２を含むことができる。本体の内部表面Ｓ１は、本体３０５の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティ３２０を画定することができる。キャビティ３２０は、空き空間であってもよいし、流体で満たされていてもよい。流体は、液体であってもよい。流体の材料は、部品３００Ａの減衰特性を変更するために、所望の粘度に基づいて選択することができる。本体３０５は、単一体構造を有してもよい。
【００５９】
部品３００Ａは、本体３０５の内部表面Ｓ１に接続された少なくとも１つの振動緩和デバイスを含むことができる。たとえば、部品３００Ａは、本体３０５の内部表面Ｓ１に接続された少なくとも１つの振動吸収器を含むことができる。振動吸収器は、調和振動子の形態であってもよい。たとえば、図３Ａに示すように、部品３００Ａは、ばね−マス構造の形態の調和振動子を含むことができる。ばね−マス構造は、マス３１５と、ばね部分３１０とを含むことができる。マス３１５は、ばね部分３１０を使用して本体３０５の内部表面Ｓ１に接続することができる。図３Ａに示す部品３００Ａのキャビティ３２０は、キャビティ３２０の頂部および側部でばね部分３１０を使用して本体３０５の内部表面Ｓ１にそれぞれ接続されたマス３１５によって画定される第１のばね−マス構造および第２のばね−マス構造を含む。しかし、このような構成は、非限定的な例である。部品３００Ａは、キャビティ３２０の異なる位置で本体３０５の内部表面Ｓ１に接続されたより多くのまたはより少ないばね−マス構造を含むことができる。さらに、部品３００Ａは、本体３０５の内部表面Ｓ１の異なる位置にそれぞれ接続される、第１のサイズ（たとえば、マス３１５が第１の直径である、またはばね３１０が第１の長さである）を有する少なくとも１つのばね−マス構造、および第２のサイズ（たとえば、マス３１５が第２の直径である、またはばね３１０が第２の長さである）を有する少なくとも１つのばね−マス構造を含んでもよい。第１のサイズと第２のサイズは、互いに異なっていてもよい。たとえば、１つのばね−マスシステムでは、ばね部分のマスおよび／または寸法のサイズは、異なるばね−マスシステムにおけるばね部分のマスおよび／または寸法のサイズとは異なっていてもよい。
【００６０】
ばね部分３１０およびマス３１５は、互いに同一の材料または異なる材料で形成されてもよい。ばね部分３１０は、弾性材料で形成することができる。いくつかの用途では、ばね部分３１０は、金属、金属合金、非金属、および／またはそれらの組み合わせで形成することができる。マス部分３１５は、金属、金属合金、非金属、および／またはそれらの組み合わせで形成することができる。いくつかの用途では、ばね部分３１０および／またはマス３１５は、本体３０５と同一の基材材料で形成されてもよい。他の用途では、ばね部分３１０および／またはマスは、本体３０５の基材材料とマグネシウム合金などの質量減衰材料との組み合わせで形成されてもよい。例示的な実施形態は、ばね部分３１０および／またはマス３１５の上記参照材料に限定されない。当業者は、ばね部分３１０および／またはマス３１５のそれぞれの材料が、部品３００Ａが使用される環境に応じて選択され得ることを理解するであろう。
【００６１】
キャビティ３２０の幅Ｗ１は、部品３００Ａの幅Ｗ２より小さい。キャビティ３２０の幅Ｗ１は、第２の厚さＴ２を有する本体３０５の部分に対向する第１の厚さＴ１を有する本体３０５の部分によって画定されてもよい。部品３００Ａの高さＨ１は、キャビティ３２０の高さＨ２より大きい。キャビティ３２０の高さＨ２は、第４の厚さＴ４を有する本体の部分に対向する第３の厚さＴ３を有する本体３０５の部分によって画定されてもよい。キャビティ３２０は、第１〜第４の厚さＴ１〜Ｔ４をそれぞれ有する本体３０５の部分によって取り囲まれてもよい。第１の厚さＴ１は、第２の厚さＴ２と同一であってもよいし、第２の厚さＴ２とは異なっていてもよい（たとえば、Ｔ１はＴ２より大きくてもよく、Ｔ２より小さくてもよい）。第３の厚さＴ３は、第４の厚さＴ４と同一であってもよいし、第４の厚さＴ４とは異なっていてもよい（たとえば、Ｔ３はＴ４より大きくてもよく、Ｔ４より小さくてもよい）。厚さＴ１〜Ｔ４は、互いに独立していてもよく、互いに異なっていてもよい。厚さＴ１〜Ｔ４は、キャビティ３２０内のばね−マスシステムが本体３０５の外側の環境に曝されるのを制限する（および／または防止する）と共に、部品３００Ａに十分な強度を提供するサイズにすることができる。
【００６２】
図３Ｂを参照すると、例示的な実施形態では、部品３００Ｂは、キャビティ３２０の振動緩和デバイス（たとえば、振動吸収器）の種類を除いて、図３Ａに記載の部品３００Ａと同一の構造を有することができる。
【００６３】
部品３００Ｂは、キャビティ３２０内にせん断増倍器構造の形態の振動吸収器を有することができる。せん断増倍器構造は、第１の層３２５と第２の層３３５との間に粘弾性減衰材料３３０を含んでもよい。粘弾性減衰材料３３０は、粘弾性を有するポリマーを含むことができる。第１の層３２５および第２の層３３５は、粘弾性減衰材料３３０とは異なる材料で形成されてもよい。第１の層３２５および第２の層３３５は、互いに同一の材料または異なる材料で形成されてもよい。第１の層３２５および第２の層３３５は、金属、金属合金（たとえば、ステンレス鋼）、セラミックのうちの１つでそれぞれ形成されてもよいが、これらの材料に限定されるものではない。
【００６４】
第１の層３２５の少なくとも一端および第２の層３３５の少なくとも一端は、本体３０５の内部表面Ｓ１に接続することができる。換言すれば、せん断増倍器構造の少なくとも一端は、本体３０５の内部表面Ｓ１に接続されてもよい。
【００６５】
図３Ｂは、１つのせん断増倍器構造のみがキャビティ３２０にある例を示しているが、例示的な実施形態はこれに限定されるものではなく、部品３００Ｂは、キャビティに複数のせん断増倍器構造を含むことができる。複数のせん断増倍器構造は、互いに離間していてもよい。
【００６６】
また、図３Ｂは、第１の層３２５、粘弾性減衰材料３３０、および第２の層３３５がキャビティ３２０の底部表面に平行に延びる例を示しているが、例示的な実施形態は、これに限定されるものではない。たとえば、例示的な実施形態では、部品３００Ｂは、第１の層３２５、粘弾性減衰材料３３０、および第２の層３３５がキャビティの底部表面からキャビティ３２０の頂部表面に延びるように修正することができる。あるいは、第１の層３２５、粘弾性減衰材料３３０、および第２の層３３５は、キャビティ３２０の任意の表面に接続するように斜めに延びることができる。
【００６７】
図３Ｃを参照すると、例示的な実施形態では、部品３００Ｃは、キャビティ３２０の振動緩和デバイス（たとえば、振動吸収器）の種類を除いて、図３Ａに記載の部品３００Ａと同一の構造を有することができる。代わりに、部品３００Ｃは、キャビティ３２０にハイブリッド質量粘弾性構造の形態の振動吸収器を含むことができる。ハイブリッド質量粘弾性構造は、粘弾性減衰材料３４５によって取り囲まれたマス３４０の形態であってもよい。マス３４０は、球状形状を有してもよいが、これに限定されるものではない。粘弾性減衰材料３４５の形状は、マス３４０のすべてまたは一部を覆うことができる。ハイブリッド質量粘弾性構造は、ハイブリッド質量粘弾性構造がキャビティ３２０の内側表面に固定されないように配置することができる。
【００６８】
図３Ｄを参照すると、例示的な実施形態では、部品３００Ｄは、本体３０５の構造および／またはキャビティ３２０の振動緩和デバイス（たとえば、振動吸収器）の存在を除いて、図３Ａに記載の部品３００Ａと同一の構造を有することができる。
【００６９】
図３Ｄに示すように、分布減衰構造は、部品３００Ｄの本体３５０に組み込むことができる。前記分布減衰構造の粒子ミクロ組織は、第２の材料Ｍ２に分散された第１の材料Ｍ１を含んでもよい。第１の材料Ｍ１の減衰係数は、第２の材料Ｍ２の減衰係数とは異なっていてもよい。第１の材料Ｍ１の減衰係数は、第２の材料Ｍ２の減衰係数より大きくてもよい。
【００７０】
本体３５０の外側部分は、第２の材料Ｍ２を含み、第１の材料Ｍ１を含まなくてもよい。本体３５０の外側部分は、分布減衰構造が本体３５０の外部の環境に曝されないように、分布減衰構造を取り囲んでもよい。
【００７１】
第１の材料Ｍ１は、マグネシウムで形成されるか、またはマグネシウムを含むことができる。第２の材料Ｍ２は、低合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、およびそれらの組み合わせの１つを含んでもよい。しかし、例示的な実施形態はこれに限定されるものではなく、第１の材料Ｍ１および第２の材料Ｍ２の材料は、部品３００Ｄが使用される環境に応じて前述の材料とは異なっていてもよい。本体３５０は、単一体構造を有してもよい。
【００７２】
部品３００Ｄは、キャビティ３２０に振動吸収器を含まないキャビティ３２０を含むことができる。あるいは、部品は、本体３５０によって画定されたキャビティの内側表面に接続された少なくとも１つの振動吸収器（たとえば、調和振動子、せん断増倍器、ハイブリッド質量粘弾性構造）を含むことができる。
【００７３】
図３Ｅを参照すると、例示的な実施形態による部品３００Ｅは、異なる種類の振動緩和デバイス（たとえば、振動吸収器）を含むことができる。たとえば、キャビティ３２０は、キャビティ３２０内に１つまたは複数のばね−マス構造、１つまたは複数のせん断増倍器、および／または１つまたは複数のハイブリッド質量粘弾性構造を含むことができる。部品３００Ｅの本体は、図３Ｄに記載の本体３５０の分布減衰構造を有することができる。あるいは、部品３００Ｅの本体は、図３Ａの部品３００Ａの本体３０５と同一であってもよい。
【００７４】
図３Ｆを参照すると、例示的な実施形態では、部品３００Ｅは、ばね−マス構造が本体の内部表面Ｓ１の代わりに本体３０５の外部表面に取り付けられてもよいことを除いて、図３Ａを参照して説明した部品３００Ａと同一とすることができる。あるいは、図示されていないが、部品３００Ｅは、キャビティ３２０内にあり、本体３０５の内側表面に接続された少なくとも１つのばね−マス構造をさらに含んでもよい。あるいは、図３Ａ〜図３Ｄに記載の部品３００Ａ〜３００Ｄのいずれかが、本体の外部表面にばね−マス構造を含むように修正されてもよい。
【００７５】
図３Ａ〜図３Ｆは、キャビティ３２０が長方形形状を有し、本体３０５が長方形形状を有する非限定的な例を示しているが、当業者であれば、キャビティ３２０は代替的に本体３０５の周囲の形状とは異なる形状を有してもよいことを理解するであろう。たとえば、Ｔ３およびＴ４に対してＴ１および／またはＴ２の厚さを増加させることによって、キャビティ３２０の形状を正方形形状に変更することができる。また、上述した部品３００Ａ〜３００Ｆの内部表面Ｓ１は、湾曲形状（たとえば、円形または楕円形）、テーパ形状などの様々な形状を有するキャビティ３２０を画定するように修正することができる。あるいは、部品３００Ａ〜３００Ｅは、各々１つのキャビティ３２０を有するものとして示されているが、例示的な実施形態はこれに限定されるものではなく、部品３００Ａ〜３００Ｅは、本体３０５の外部の環境に曝されない複数のキャビティ３２０を含むように修正することができる。
【００７６】
本体３０５は、本体の厚さ全体にわたって同一の材料で形成することができるが、これに限定されるものではない。図２Ａおよび図２Ｂを参照して上述した部品２００Ａおよび２００Ｂと同様に、本体３０５は、部品３００Ａ〜３００Ｅの意図される用途の環境に適した材料で形成することができる。本体の材料は、所望の材料の機械的、化学的、および／または電気的特性に基づいて選択することができる。
【００７７】
たとえば、原子炉（たとえば、沸騰水型原子炉）内で部品３００Ａ〜３００Ｅの１つが使用される場合、本体３０５は、低合金鋼（たとえば、ＡＳＭＥ  ＳＡ−５０８）、ステンレス鋼（たとえば、タイプ３０４，３１６）、ニッケル基合金、および／またはそれらの組み合わせの１つで形成されてもよい（または少なくともそれらを含んでもよい）。しかし、例示的な実施形態は、これに限定されるものではない。たとえば、部品３００Ａ〜３００Ｅの１つが原子炉内に配置されるのとは異なる用途（すなわち、非原子炉用途）で使用される場合、本体３０５は、非原子炉用途に適した材料で形成されてもよく、または少なくともその材料を含んでもよい。非原子炉用途の材料は、低合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、および／またはそれらの組み合わせとは異なっていてもよいが、いくつかの非原子炉用途では、低合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、および／またはそれらの組み合わせが本体３０５の適切な材料であってもよい。
【００７８】
図４は、例示的な実施形態による部品の斜視図を示す。図５は、図４の部品の線Ｖ−Ｖ’に沿った断面図を示す。
【００７９】
図４および図５を参照すると、例示的な実施形態では、部品４００は、管状構造することができる。部品４００の本体４０５は、部品４００の長さ方向を通して環状部４２５を画定することができる。あるいは、本体４０５は、環状部４２５を有さないロッド形状を有してもよい。本体４０５は、図３Ａ〜図３Ｃおよび図３Ｅを参照して説明した本体と同一の材料で形成することができる。あるいは、本体４０５は、図３Ｄおよび図３Ｅを参照して上述した本体３５０と同一の材料である分布減衰構造を含んでもよい。
【００８０】
図５に示すように、本体４０５の内側表面は、本体４０５の外部の環境に曝されないキャビティ４２０を画定することができる。キャビティ４２０は、空き空間であってもよいし、流体で満たされていてもよい。流体の材料は、部品４００の減衰特性を変更するために、所望の粘度に基づいて選択することができる。本体４０５は、キャビティ４２０内に少なくとも１つの振動緩和デバイス（たとえば、振動吸収器）を含むことができる。しかし、図５は、非限定的な例である。あるいは、部品４００は、本体４０５の内側表面によって画定され、区画によって隔てられた複数のキャビティ４２０を含んでもよい。
【００８１】
図５は、本体がキャビティ４２０の振動吸収器として２つの調和振動子を有する１つのキャビティ４２０を画定する非限定的な例を示す。調和振動子は、キャビティ４２０の本体４０５の内側表面に取り付けられたばね−マスシステム４１５である。ばね−マスシステム４１５の代わりに、またはばね−マスシステム４１５に加えて、キャビティ４２０は、図３Ａ〜図３Ｄで上述した種類の振動吸収器のいずれかを含むことができる。たとえば、部品４００は、キャビティ４２０（または複数のキャビティ４２０）内に、少なくとも１つのばね−マスシステム４１５、少なくとも１つのせん断増倍器構造（図３Ｂの項目３２５，３３０、および３３５参照）、図３Ｃに記載のマス３４０および粘弾性減衰材料３４５に基づく少なくとも１つのハイブリッド質量粘弾性構造、および／またはそれらの組み合わせを含んでもよい。また、部品４００は、外部表面に取り付けられたばね−マスシステムを含む図３Ｆの部品３００Ｆと同様に、本体４０５の外部表面に取り付けられた少なくとも１つのばね−マスシステム４１５を含むことができる。部品４００が本体４０５の外部表面に取り付けられた１つまたは複数のばね−マスシステム４１５を含む場合、ばね−マスシステム４１５のばねおよびマス部分は、部品４００が配置される環境に適した材料で形成されてもよい。
【００８２】
機械的共振により、物体は、物体の固有周波数に近似しない周波数で加えられる同一の力に応答して物体が振動する量と比較して、物体の固有周波数と同一の（またはほぼ同一の）周波数で加えられる力に応答してより大きい振幅で振動することができる。
【００８３】
図２Ａに記載の部品２００Ａと比較して、図３Ａ〜図３Ｆの部品３００Ａ〜３００Ｅのいずれか１つは、部品２００Ａの固有周波数とは異なる固有周波数を有するように構成することができる。換言すれば、いくつかの例示的な実施形態によれば、少なくとも１つの振動吸収器を内部キャビティに組み込むことによって、および／または少なくとも１つの振動吸収器を外部表面に追加することによって、図３Ａ〜図３Ｆの部品３００Ａ〜３００Ｅは、振動吸収器を含まない図２Ａの部品２００Ａとは異なる固有周波数を有してもよい。したがって、部品が使用される環境の振動レベルの周波数と同一のまたはほぼ同一の固有周波数を部品が有する場合、同一の環境における修正部品の振動を低減するために、異なる固有周波数を有するように修正部品を形成してもよい。
【００８４】
図３Ａ〜図３Ｅおよび図４〜図５は、内部に少なくとも１つの振動吸収器を有する少なくとも１つの内部キャビティを有する長方形部品３００Ａ〜３００Ｅおよび円筒形部品４００の非限定的な例（たとえば、管状の形状）を示しているが、部品３００Ａ〜３００Ｅおよび／または４００は、特定の部品の所望の構造に応じて、異なる形状を形成するように修正することができる。
【００８５】
例示的な実施形態では、原子炉圧力容器アセンブリは、ハウジング構造と、原子炉ハウジング構造の部品とを含むことができる。部品は、本体と、振動吸収器とを含むことができる。本体の内部表面は、本体の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティを画定することができる。振動吸収器は、本体の内部表面または本体の外部表面に接続された調和振動子、少なくとも１つのキャビティ内のせん断増倍器、少なくとも１つのキャビティ内にあり、本体の内部表面に固定されていないハイブリッド質量粘弾性構造、および本体に組み込まれた分布減衰構造の少なくとも１つを含むことができる。原子炉圧力容器アセンブリは、原子炉ハウジング構造に複数の部品を含んでもよい。複数の部品の１つまたは複数は、内部キャビティを有する本体と、本体の内部表面に少なくとも１つの振動吸収器とを含むことができる。いくつかの用途では、図３Ｆのばね部分３１０およびマス３１５のようなばね−マスシステムなどの振動吸収器は、ばね部分３１０およびマス３１５が原子炉圧力容器アセンブリの環境に適した材料で形成される場合、部品の外部表面に接続されてもよい。
【００８６】
たとえば、図７は、例示的な実施形態による部品を含む原子炉圧力容器アセンブリの一例を示す。
【００８７】
図７を参照すると、例示的な実施形態では、原子炉圧力容器アセンブリ５００は、煙突バレルＢ’が本出願の図４に記載の部品４００に基づく構造を有することを除いて、図１の原子炉圧力容器アセンブリ１００と同一とすることができる。
【００８８】
図７は非限定的な例であり、煙突バレルＢ’のみが本出願の図１の対応する構造とは異なる構造を有する。しかし、例示的な実施形態は、これに限定されるものではない。図１および図７を参照すると、長方形部品３００Ａ〜３００Ｅのいずれか１つおよび／または円筒形部品４００の形状は、上の図１に記載の原子炉圧力容器アセンブリ１００のハウジングＨおよび／または原子炉圧力容器アセンブリ内の任意の部品（たとえば、蒸気乾燥器１０２、シュラウド１０４、煙突アセンブリ１０８および／またはそれらの構成要素、原子炉コア１１２の構成要素、コア入口領域１１４の構成要素、コアプレート１１６、蒸気セパレータ１１８の１つのような流体セパレータ、トップガイド１２０、スタンドパイプＳＰ、支持プレート１２８、給水ノズル１２２、給水スパージャ１２６、支持プレート１２８など）を形成するように修正することができる。
【００８９】
部品３００Ａ〜３００Ｅの１つおよび／または円筒形部品４００、またはその修正形状が原子炉圧力容器アセンブリ内で使用される場合、部品３００Ａ〜３００Ｅおよび／または４００の本体３０５，３５０、および／または４０５の材料は、低合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、およびそれらの組み合わせの１つのような、原子炉圧力容器アセンブリ内の環境に適した材料で形成することができる。部品３００Ａ〜３００Ｅの１つおよび／または円筒形部品４００、またはその修正形状が原子炉圧力容器アセンブリ内で使用される場合、結果として生じる部品は単一体構造を有することができる。
【００９０】
また、例示的な実施形態では、図１および／または図７の原子炉圧力容器アセンブリは、原子炉ハウジング構造としてハウジングＨを含むことができるが、ハウジングＨは、本出願の図３Ａ〜図３Ｅの部品３００Ａ〜３００Ｅおよび／または図４〜図５の部品４００において説明した概念に基づいて、ハウジングＨの内側表面によって画定された少なくとも１つのキャビティと、キャビティ内の少なくとも１つの振動吸収器とを含むように構造が修正されてもよい。たとえば、ハウジングＨは、少なくとも１つのばね−マスシステム（図５の４１５参照）、少なくとも１つのせん断増倍器構造（図３Ｂの項目３２５，３３０、および３３５参照）、図３Ｃに記載のマス３４０および粘弾性減衰材料３４５に基づく少なくとも１つのハイブリッド質量粘弾性構造、および／またはそれらの組み合わせを各々含む１つまたは複数のキャビティを含んでもよい。また、ハウジングＨは、外部表面に取り付けられたばね−マスシステムを含む図３Ｆの部品３００Ｆと同様に、本体４０５の外部表面に取り付けられた少なくとも１つのばね−マスシステム４１５を含むことができる。ハウジングＨは、ハウジングＨに埋め込まれた部品３００Ａ〜３００Ｅの１つ、または部品４００を含むことができる。
【００９１】
腐食、疲労、および摩耗は、原子炉内で使用される部品を含み、時間の経過とともに部品を劣化させる可能性がある。原子炉内の環境条件のため、振動減衰材料が水、蒸気、および／または放射線フルエンスに曝される場合、いくつかの振動減衰材料は原子炉内の部品には使用することができない。いくつかの例示的な実施形態によれば、少なくとも１つの振動吸収器は、部品のキャビティに組み込むことができる一方で部品の本体が振動吸収器を取り囲むので、振動吸収器は部品の外部の環境に曝されない。その結果、核部品用途では、例示的な実施形態による部品は、振動吸収器がキャビティ内にあり、部品の本体によって取り囲まれるので、原子炉内の水、蒸気、および／または放射線フルエンスに曝されない少なくとも１つの振動吸収器を含むことができる。
【００９２】
図６は、例示的な実施形態による基準部品に基づく修正部品を作製する方法を示すフローチャートである。
【００９３】
動作Ｓ６１０では、基準部品の振動レベルを判定することができる。たとえば、基準部品は、本出願の図２Ａおよび図２Ｂに記載の部品２００Ａおよび２００Ｂの１つであってもよいが、これに限定されるものではなく、異なる構造を有することができる。基準部品の振動レベルを、測定することができる。基準部品の振動レベルは、基準部品がその意図される用途に使用されている間に測定され得るか、または参照部分がその意図される用途に使用される場合に受けることができる振動レベルを模倣する環境において使用されている間に測定され得る。
【００９４】
動作Ｓ６２０では、基準部品の振動レベルが閾値と比較され、基準部品の振動レベルが閾値未満であるかどうかを判定することができる。振動レベルの閾値は、実証的研究により判定した設計パラメータとすることができる。振動レベルが閾値（たとえば、許容可能な振動レベル）より小さい場合、基準部品に基づいて修正部品を形成する必要はない。一方、基準部品の振動レベルが閾値より大きい場合、少なくとも１つの内部および／または外部振動吸収器を有する修正部品が動作Ｓ６３０で形成されてもよい。
【００９５】
動作Ｓ６３０で修正部品を形成することは、基準部品の固有周波数に対して修正部品の固有周波数を変更すること、および修正部品の減衰レベルが基準部品の減衰レベルより大きくなるように、基準部品の減衰レベルに対して修正部品の減衰レベルを変更することの少なくとも１つを含んでもよい。基準部品の固有周波数に対して修正部品の固有周波数を変更することは、修正部品の少なくとも１つのキャビティ内にマスを追加することを含んでもよい。
【００９６】
これに代えて、または加えて、基準部品の固有周波数に対して修正部品の固有周波数を変更することは、修正部品の剛性が基準部品の剛性より大きくなるように、修正部品の剛性を増加させることを含んでもよい。しかし、例示的な実施形態は、これに限定されるものではない。
【００９７】
修正部品の本体は、基準部品の本体に基づくことができるが、修正部品の本体は、少なくとも修正部品の本体の内部表面が修正部品の本体の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティを画定するので、異なる構造を有することができる。さらに、動作Ｓ６３０は、修正部品のキャビティに少なくとも１つの振動吸収器および／または修正部品の外部表面に取り付けられた振動吸収器を形成することを含むことができる。
【００９８】
修正部品の固有周波数は、様々な方法で基準部品に対して変更することができる。たとえば、基準部品が本出願の図２Ａの部品２００Ａである場合、修正部品は、本出願の部品３００Ａ〜３００Ｆのいずれか１つに基づくことができる。同様に、基準部品が本出願の図２Ｂの部品２００Ｂである場合、修正部品は、本出願の図４〜図５の部品４００に基づくことができる。修正部品のキャビティに少なくとも１つの振動吸収部を形成することによって、および／または修正部品の外部表面に取り付けられた振動吸収器を形成することによって、修正部品の固有周波数は、基準部品の固有周波数とは異なることができる。
【００９９】
図６を参照して示される方法は、本出願の図２Ａおよび図２Ｂの基準部品ならびに／または本出願の図３Ａ〜図３Ｆおよび／もしくは図４〜図５に基づく修正部品に限定されない。当業者であれば、図６の方法は、本出願の図２Ａおよび図２Ｂの基準部品ならびに／または本出願の図３Ａ〜図３Ｆおよび／もしくは図４〜図５に基づく修正部品だけでなく、部品の様々な形状に適用することができることを理解するであろう。
【０１００】
基準部品に基づいて修正部品の目標固有周波数を設計するために、様々な方法を使用することができる。たとえば、有限要素法、解析法、および／またはモード試験などの実証的方法を使用することができる。一般に、キャビティ内にマス−ばねシステムを追加することによって基準部品の減衰を増加させることは、基準部品の固有周波数を低減することができる。一般に、せん断増倍器構造を追加することによって基準部品に剛性を加えることは、基準部品の固有周波数を増加させることができる。しかし、例示的な実施形態は、これに限定されるものではない。
【０１０１】
様々な技術を使用して、修正部品を形成することができる。例示的な実施形態では、修正部品は、三次元印刷装置または三次元印刷方法とも呼ばれる、付加製造装置または方法を使用して形成することができる。換言すれば、修正部品の本体および修正部品の本体のキャビティの（または本体の外部表面に取り付けられた）振動吸収器は、付加製造装置または方法を使用して形成されてもよい。付加製造は、密度およびミクロ組織を変化させることによって特性を向上させるために、ある金属タイプから別の金属タイプへの材料の混合、適合および転移を可能にする。付加製造は、ハイブリッド材料および／または一体化された構成要素を含む部品の形成を可能にする。さらに、いくつかの例示的な実施形態では、付加製造により、少なくとも１つの振動吸収器が本体の外部の環境に曝されないように、修正部品の本体はキャビティ内に少なくとも１つの振動吸収器を有する内部キャビティを含む単一体構造として形成されてもよい。
【０１０２】
動作Ｓ６２０とＳ６３０との間において、基準部品の振動レベルが閾値より大きい場合、機械的共振により基準部品の振動レベルが環境における閾値より大きいのかを判定する分析を実行することができる。機械的共振が、基準部品の振動レベルが閾値より大きいことに寄与すると考えられる場合、基準部品と同様であるが異なる固有周波数を有する修正部品を形成することにより、基準部品が使用される環境において修正部品が基準部品より低い振動レベルを有することになる。
【０１０３】
動作Ｓ６４０では、修正部品の振動レベルを判定することができる。たとえば、修正部品の振動レベルを、測定することができる。次に、動作Ｓ６５０では、修正部品の振動レベルが閾値より小さいかどうかを判定するために、修正部品の振動レベルを閾値と比較することができる。動作Ｓ６５０の閾値は、動作Ｓ６２０で使用された閾値と同一であってもよい。修正部品の振動レベルが閾値（たとえば、許容可能な振動レベル）より小さい場合、修正部品は、それ以上修正することなく使用することができる。一方、修正部品の振動レベルが閾値より大きい場合、修正部品は、動作Ｓ６６０に従って再設計され、再評価され得る。
【０１０４】
動作Ｓ６６０では、再設計された修正部品を形成することができる。再設計された修正部品は、再設計された修正部品が動作Ｓ６６０で試験された修正部品と比較して追加の振動吸収器および／または異なる振動吸収器を含むことができることを除いて、動作Ｓ６６０で試験された修正部品と同一の本体形状を有することができる。たとえば、修正部品が図３Ａに記載の部品３００Ａに基づく場合、再設計された修正部品は、キャビティ内に３つ以上のばね−マスシステム、より大きいマスを有するばね−マスシステム、またはキャビティに異なる種類の振動吸収器を含むように形成されてもよい。あるいは、動作Ｓ６４０の修正部品の本体が分布減衰構造を含まない場合、再設計された修正部品の本体は、分布減衰構造を含むことができる。再設計された修正部品の上述の例は非限定的な例であり、当業者であれば、本出願の図３Ａ〜図３Ｆおよび図４〜図５を参照して説明した概念に基づく多くの変形が可能であることを理解するであろう。
【０１０５】
動作Ｓ６６０で修正部品を再設計して再設計された修正部品を形成した後、再設計された修正部品の振動レベルを、動作Ｓ６４０に従って判定することができる。図６に示すように、再設計された修正部品の振動レベルが閾値未満になるまで、動作Ｓ６４０、Ｓ６５０、およびＳ６６０を複数反復してもよい。
【０１０６】
例示的な実施形態では、図６の方法は、基準部品に基づいて修正原子炉部品を製造するために適用されてもよい。方法は、基準部品の本体に基づいて修正原子炉部品の本体を形成することを含むことができる。本体は、低合金鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、およびそれらの組み合わせの少なくとも１つで形成されてもよい。修正原子炉部品の本体は、少なくとも修正原子炉部品の本体の内部表面が修正原子炉部品の本体の外部の環境に曝されない少なくとも１つのキャビティを画定するので、基準部品の本体とは異なる構造を有してもよい。方法は、修正原子炉部品に振動吸収器を形成することを含むことができる。振動吸収器は、本体の内部表面または本体の外部表面に接続された調和振動子、少なくとも１つのキャビティ内のせん断増倍器構造、少なくとも１つのキャビティ内にあり、本体の内部表面に固定されていないハイブリッド質量粘弾性構造、および本体に組み込まれた分布減衰構造の少なくとも１つを含むことができる。
【０１０７】
修正原子炉部品が図６の方法に従って形成される場合、原子炉部品は、少なくとも１つの振動吸収器が原子炉で使用される場合に蒸気、水および／または放射線フルエンスに曝されないように、キャビティに少なくとも１つの振動吸収器を含むことができる。その結果、例示的な実施形態では、原子炉部品は、特定の振動減衰材料（ポリマーまたは高減衰材料）を内部キャビティ内に組み込むことができ、特定の振動減衰材料が水、蒸気、および／または放射線フルエンスに曝されないようにする。
【０１０８】
説明を容易にするために、非限定的な例を図６を参照して説明したが、動作Ｓ６３０は、基準部品の固有周波数とは異なる固有周波数を有するように設計された修正部品を形成することを含む。しかし、各物体は、複数の固有周波数を有することができる。したがって、動作Ｓ６３０は、基準部品と比較して複数の固有周波数を変更するために、複数の振動吸収器システムを含む修正部品を設計することを含むことができる。たとえば、本出願の図３Ａ〜図３Ｆで説明した部品３００Ａ〜３００Ｆの各々および／または本出願の図４〜図５で説明した部品４００は、互いに異なり、異なる固有周波数を変更するように設計された複数の振動吸収器システムを含むように修正することができる。
【０１０９】
たとえば、図３Ａの部品３００Ａおよび／または図３Ｆの部品３００Ｆは、異なる特性を有する２つ以上のばね−マスシステムを含むことができる。図３Ｂの部品３００Ｂは、異なる特性を有する２つ以上のせん断増倍器構造を含むことができる。図３Ｃの部品３００Ｃは、異なる特性を有する２つ以上のハイブリッド質量粘弾性構造を含むことができる。図３Ｄの部品３００Ｄは、異なる特性を有する２つ以上の分布減衰構造を含むことができる。
【０１１０】
多数の例示的な実施形態が本明細書に開示されているが、他の変形も可能であることを理解されたい。そのような変形は、本開示の精神および範囲からの逸脱とみなされるべきではなく、当業者に明らかとなるようなそのような修正のすべては、以下の特許請求の範囲内に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１１】
１００  原子炉圧力容器アセンブリ
１０２  蒸気乾燥器
１０４  シュラウド
１０６  プレナム
１０８  煙突アセンブリ
１１２  原子炉コア
１１４  コア入口領域
１１６  コアプレート
１１８  蒸気セパレータ
１２０  トップガイド
１２２  給水ノズル
１２６  給水スパージャ
１２８  支持プレート
２００Ａ  長方形部品
２００Ｂ  円筒形部品
２０５  外部表面
２１０  外部表面
３００Ａ  部品
３００Ｂ  部品
３００Ｃ  部品
３００Ｄ  部品
３００Ｅ  部品
３００Ｆ  部品
３０５  本体
３１０  ばね部分
３１５  マス
３２０  キャビティ
３２５  第１の層
３３０  粘弾性減衰材料
３３５  第２の層
３４０  マス
３４５  粘弾性減衰材料
３５０  本体
４００  部品
４０５  本体
４１５  ばね−マスシステム
４２０  キャビティ
４２５  環状部
５００  原子炉圧力容器アセンブリ
Ａ  環状部
Ｂ  煙突バレル
Ｃ  煙突区画
ＣＨ  煙突ヘッド
Ｈ  ハウジング
Ｈ１  高さ
Ｈ２  高さ
Ｍ１  第１の材料
Ｍ２  第２の材料
ＳＰ  スタンドパイプ
Ｓ１  内部表面
Ｓ２  外部表面
Ｔ１  第１の厚さ
Ｔ２  第２の厚さ
Ｔ３  第３の厚さ
Ｔ４  第４の厚さ
Ｗ１  キャビティの幅
Ｗ２  部品の幅
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2018523112.tif 000009
【図３Ｅ】
2018523112.tif 000010
【図３Ｆ】
2018523112.tif 000011
【図４】
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【図５】
2018523112.tif 000013
【図６】
2018523112.tif 000014
【図７】
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【国際調査報告】
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2018523112.tif 000017
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