室屋 格 (〒86 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Hyogo, 6768686, JP)
SHIMAMURA, Kengo (LTD. 1-1 Wadasaki-cho 1-chome, Hyogo-ku, Kobe-sh, Hyogo 85, 6528585, JP)
三菱重工業株式会社 (〒15 東京都港区港南二丁目16番5号 Tokyo, 1088215, JP)
MUROYA, Itaru (LTD. 1-1 Arai-cho Shinhama2-chome, Takasago-sh, Hyogo 86, 6768686, JP)
室屋 格 (〒86 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Hyogo, 6768686, JP)
| 蒸気発生器の内部に配置されると共に、伝熱管が貫通する多数の貫通孔が形成された管支持板において、 前記貫通孔の孔形状は、六角形状であり、この六角形状を形成する辺のうち、一つおきの辺には、前記貫通孔の中心に向かって突出する突出部が形成されるとともに、 前記貫通孔の配列は、前記貫通孔が一定のピッチで直線状に並んだ貫通孔列が、平行状態で多数並んだ状態で配置されており、しかも、隣接する貫通孔列同士では、貫通孔の配置位置が、前記ピッチの半分の距離だけシフトしていることを特徴とする蒸気発生器の管支持板。 |
| 請求項1において、 前記辺の端部は、湾曲していることを特徴とする蒸気発生器の管支持板。 |
本発明は蒸気発生器の管支持板に関し、 損を低減すると共に十分な強度を確保でき ように工夫したものである。
加圧水型原子力発電プラントでは、原子 において加熱された一次冷却水を蒸気発生 へ供給する。蒸気発生器においては、一次 却水の熱により二次冷却水を加熱して二次 気を生成する。この二次蒸気を蒸気タービ に供給して蒸気タービンを回転して発電機 駆動するようにしている。
ここで図5を参照して、加圧水型原子力発 電プラントで用いられている蒸気発生器10の 造を説明する。
図5に示すように蒸気発生器10の竪型の外筒1
1の下部には、管板12が一体的に接続されてい
る。この外筒11の上部には、主蒸気管13や給
管14が接続されている。
管板12は肉厚が厚い板状部材であり、外筒11
の下部を塞ぐ状態で配置されており、この管
板12には多数の孔が形成されている。
管板12の下側は仕切板15により、高温側水 室16と低温側水室17とに区画されている。
外筒11の内部には内筒18が配置されている 。そして、逆U字型の伝熱管19が内筒18の内部 多数本配置されている。図では簡略的に示 ているが、伝熱管19の配置本数は極めて多 であり、これら伝熱管19は鉛直方向に伸びる 状態で配置されると共に、各伝熱管19の上端 逆U字型に湾曲している。また、各伝熱管19 下側の両端は、管板12に形成された多数の に挿入され拡管により固定されて、それぞ 、高温側水室16と低温側水室17に接続されて る。
更に、内筒18の高さ方向に沿う複数箇所 は、水平方向に広がった管支持板20が配置さ れている。管支持板20には、多数の伝熱管19 貫通するための貫通孔が形成されている。 支持板20は、伝熱管19の振動防止や相互間の 隔保持のために使用されている。つまり、 支持板20に多数の伝熱管19が貫通しているた め、伝熱管19相互間の間隔が保持できると共 伝熱管19の振動防止を図り、更に、地震な により横荷重が作用したときに、この横荷 を管支持板20が支えている。
また、外筒11の上部には、気水分離器21や 蒸気乾燥器22が配置されている。
原子炉にて加熱された一次冷却水W1は、高
側水室16に供給されてから、伝熱管19内を流
し、低温側水室17を通って、原子炉に戻る
一方、二次冷却水W2は給水管14を介して、外
筒11と内筒18との間の空間(ダウンカマー)内に
供給されてダウンカマー内を下降し、内筒18
下端から内筒18内に入り内筒18内を上昇する
。二次冷却水W2は、内筒18内を上昇しつつ流
する際に、伝熱管19を介して一次冷却水W1か
熱を受けて加熱される。このため、蒸気Sが
発生し、この蒸気Sは、気水分離器21,蒸気乾
器22及び主蒸気管13を通って蒸気タービンに
られる。
このようにして、蒸気Sが発生する状態に おいて、ダウンカマー内の水位Hはほぼ一定 保たれる。
図6は、管支持板20を上方からみた平面図で
り、管支持板20の中央部分(図ではクロスハ
チングを施した部分)には、多数(例えば数
個)の貫通孔20aが形成されている。
従来では、この貫通孔20aの形状は、図7に示
すような、三つ葉型(クローバー型)であった
図7では2つの貫通孔20aのみを示しているが
実際には、管支持板20には、このような三つ
葉型の貫通孔20aが、碁盤の目状に縦横方向に
整列した状態で配置されている。
貫通孔20aは、伝熱管19を支持する機能と 内筒18内を上昇流通する二次冷却水Wや蒸気S 流通させる流通路としての機能を果たして る。
ところで、二次冷却水W2や蒸気Sが、管支持
20の貫通孔20aを流通していく際に生じる圧
が大きいと、ダウンカマー部での水位Hの不
定性が増加してしまう。
ダウンカマー部での水位Hが不安定となりそ
の水位高さが振動した場合には、気水分離器
21に水が掛かり、蒸気発生器10の効率が低下
てしまう。
このため、管支持板20での圧損を低減さ る必要があるが、圧損を低減させるために 通孔20aの孔面積を大きくすると、管支持板20 の強度が低下してしまう。
地震等により蒸気発生器10が大きな横荷 を受けると、管支持板20にも横荷重が負荷さ れる。その際、管支持板20の面内圧縮強度が いと、貫通孔20aが潰れて伝熱管19に接触し 伝熱管19が変形(損傷)する虞がある。このよ な事態の発生を防ぐため、管支持板20は一 の面内強度を持つ必要がある。
本発明は、上記従来技術に鑑み、低圧損 、且つ、十分な強度を持つ、蒸気発生器の 支持板を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の構成は、
蒸気発生器の内部に配置されると共に、伝
管が貫通する多数の貫通孔が形成された管
持板において、
前記貫通孔の孔形状は、六角形状であり、
の六角形状を形成する辺のうち、一つおき
辺には、前記貫通孔の中心に向かって突出
る突出部が形成されるとともに、
前記貫通孔の配列は、前記貫通孔が一定の
ッチで直線状に並んだ貫通孔列が、平行状
で多数並んだ状態で配置されており、しか
、隣接する貫通孔列同士では、貫通孔の配
位置が、前記ピッチの半分の距離だけシフ
していることを特徴とする。
また前記辺の端部は、湾曲していること 特徴とする。
本発明によれば、貫通孔の孔形状を六角 状とすると共に、貫通孔の配列を所謂ハニ ム配列とすることにより、貫通孔の面積を 来に比べて増加でき圧損の低減ができ、し も、面内強度は従来のものと同等とするこ ができた。
10 蒸気発生器
11 外筒
12 管板
13 主蒸気管
14 給水管
15 仕切板
16 高温側水室
17 低温側水室
18 内筒
19 伝熱管
20 管支持板
20a 貫通孔
21 気水分離器
22 蒸気乾燥器
W1 一次冷却水
W2 二次冷却水
S 蒸気
100 貫通孔
101~106 辺
100a,100b,100c 突出部
200 管支持板
210 伝熱管
L リガメント
以下に本発明を実施するための最良の形 を実施例に基づき詳細に説明する。
図1は、実施例に係る、管支持板200を上方か
らみた平面図であり、管支持板200の中央部分
(図1ではクロスハッチングを施した部分)には
、多数(例えば数千個)の貫通孔100が形成され
いる。
管支持板200は、図5に示すのと同様な構造と
なっている蒸気発生器の内部に水平状態で配
置されるものであり、伝熱管210が、貫通孔100
を鉛直方向に貫通する。
なお、貫通孔を総称して示すときには符号
100」を用い、各貫通孔を区別して示すとき
は符号「110,120,・・・」等の百番台の数値
用いて説明をする。
貫通孔100の形状は、図2に示すように、六 角形状となっている。つまり、貫通孔100の孔 形状は、6つの辺101,102,103,104,105,106により囲ま れた六角形状となっている。しかも、各辺101 ,102,103,104,105,106の両端部分は湾曲しており、 同士の接続部分は湾曲形状(孔の中心からみ て外周側に凸となる湾曲形状)となっている
また、6つの辺101,102,103,104,105,106のうちの1 つおきの辺102、104,106には、貫通孔100の中心 向かって(つまり伝熱管210側に向かって)突出 する突出部100a,100b,100cが形成されている。各 出部100a,100b,100cは、辺102、104,106の中央部分 形成されており、伝熱管210との間のクリア ンスを保持する機能と、伝熱管210を支持す 機能を果たす。
また、貫通孔100と、伝熱管210の外周面と 間の空間が、二次冷却水や蒸気の流通路と る。
次に、貫通孔100の配列について、図3を参照
して説明する。
図3に示すように、貫通孔111,112,113,114,115・
・が一定のピッチで直線状に並んで、貫通
列110となっており、貫通孔121,122,123,124,125・
・が一定のピッチで直線状に並んで、貫通
列120となっており、
貫通孔131,132,133,134,135・・・が一定のピッチ
直線状に並んで、貫通孔列130となっている
このような貫通孔列110,120,130・・・が、平
状態となって多数並んで配置されている。
しかも、隣接する貫通孔列同士では貫通孔
配置位置が、前記ピッチの半分の距離だけ
貫通孔の直線状の並び方向(α方向)に沿い、
シフトしている。
例えば、貫通孔列110の貫通孔111,112,113,114,115
・・・と、貫通孔列120の貫通孔121,122,123,124,12
5・・・は、α方向に関して、前記ピッチの半
分の距離だけシフトして配置されている。
他の隣接する貫通孔列においても、同様な
フト配置にしている。
いわば、貫通孔100は、ハニカム状の配置(三
角配置)となっている。三角配置とは、例え
、貫通孔111,112,121の孔中心を結ぶと三角形と
なる配置になっていることを意味する。
このような貫通孔100のハニカム状の配置( 三角配置)に応じて、伝熱管210の配置位置も 定されている。
本実施例では、貫通孔100の孔形状を六角 状にしたため、孔面積が広くなり、圧損を 来技術(図7に示す三つ葉型)に比べて、約3割 減少することができた。
また、貫通孔100の配列状態を、ハニカム状
配列(三角配列)としたため、管支持板200の
内強度は従来と同等な強度を確保すること
できた。
このように管支持板200の強度を確保できた
とは、有限要素法を用いた解析により確認
た。
有限要素法による強度の確認結果を、図4(a)
及び図4(b)を用いて説明する。
図4(a)は、図7に示した三つ葉型(クローバー
)の貫通孔を持つ管支持板に、圧縮荷重が負
荷された場合の応力分布図である。図4(b)は
図2に示した六角形状の貫通孔を持つ管支持
に圧縮荷重が負荷された場合の応力分布図
ある。
図4(a)より、三つ葉形(クローバ型)の貫通孔
は、図中のA部分に曲げ変形が発生している
ことが分かる。
一方、図4(b)より、六角形状の貫通孔では、
曲げ変形の発生がほとんど無いことがわかる
。
このように、三つ葉形(クローバ型)に比 て孔面積を広くした六角形状の貫通孔は、 げ変形が抑えられており、その結果として 図2に示すリガメントLを小さくしても従来の 三つ葉型(クローバ型)と同等の強度を得るこ ができたことを確認した。
本発明は、原子力プラントに用いる蒸気発
器に採用している管支持板のみならず、多
の伝熱管を有する各種の蒸気発生器に採用
ている管支持板にも適用することができる
Next Patent: NONAQUEOUS INKJET INK COMPOSITION
