JP2004069678A - ばね座金の弾性を求める方法及び装置 - Google Patents
ばね座金の弾性を求める方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004069678A JP2004069678A JP2003133936A JP2003133936A JP2004069678A JP 2004069678 A JP2004069678 A JP 2004069678A JP 2003133936 A JP2003133936 A JP 2003133936A JP 2003133936 A JP2003133936 A JP 2003133936A JP 2004069678 A JP2004069678 A JP 2004069678A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stacked
- spring washers
- series arrangement
- arrangement
- spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21D—NUCLEAR POWER PLANT
- G21D3/00—Control of nuclear power plant
- G21D3/001—Computer implemented control
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/026—Specifications of the specimen
- G01N2203/0288—Springs
- G01N2203/0292—Coil spring
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Springs (AREA)
- Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
【解決手段】この方法は、直列配置に加えられた軸方向荷重(P)と該直列配置の変位(Xs)と該直列配置に積み重ねられたばね座金の数(Ns)との積を積分することによって該直列配置についての位置エネルギーを求めること、及び、少なくとも2つの非線形方程式を解いて該直列配置に積み重ねられたばね座金の弾性を求めることを含む。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にばね座金に関し、より具体的には、ばね座金の弾性を求めるための方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
締結システム又は支持システムにおいては、対象とするサービス周期の全体を通して、クランプされる部材に圧縮力が維持されることを保証するために、皿形ばね座金が用いられることが多い。皿形ばね座金は、圧縮されたとき、該皿形ばね座金に直接隣接する部材に作用する力(分離力)を連続的に生成する。皿形ばね座金が、クランプされる部材を固定するボルトヘッド又はナットと該クランプされる部材との間で圧縮されると、皿形ばね座金の分離力がクランプされる部材をクランプするのを助ける。クランプされる部材と例えばボルトのようなクランプする部材との間、及びこれらの中に動きの差(ひずみ)があるとき、ばね座金の有効な作動行程によってクランプされる部材にかかる力が生成され、維持される。
【0003】
ばね座金はまた、部品が損傷し又は損傷につながる事象に遭遇したとき、該部品の移動量を制限するのを助けるための用途にも用いられる。例えば、沸騰水型原子炉(BWR)の原子炉圧力容器(RPV)内では、RPVの下方にあるハウジング支持棒は、複数のばね座金及びナットを用いてRPVに連結された制御棒ハウジング支持体内に収納される。より具体的には、ばね座金は、ハンガ支持棒の上部に配置され、制御棒駆動ハウジングが損傷した場合に、ハウジング支持棒が下方に移動する量を制限するのを助ける。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
円錐形で環状のディスク形座金により、従来の形態のばねでは容易に得ることができない荷重撓み特性がもたらされるので、このような用途では、典型的にばね座金が用いられる。従って、座金は、このような用途に用いられるばね座金の数、配置及び特性に基づいて種々選択され、用途において各々のばねを最適化できるようにするために、少なくとも幾つかの公知の設計式を用いて適切なばねの幾何学的形状特性を定める。しかしながら、1つの公知の式では、一度に1つのばね座金の特性を求めるだけなので、公知の式は限定された特性の正確さしかもたらさない。従って、直列及び/又は並列構成に配置された座金のスタックの特性を求めるためには、多くの近似化を行わなければならない。その結果、そのような近似化に基づいたばね特性は不正確なものとなり、関連した部品の損傷を招くことがある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
一つの態様において、直列配置に積み重ねられた複数のばね座金の弾性を求める方法が提供される。この方法は、直列配置に加えられた軸方向荷重と該直列配置の変位と該直列配置に積み重ねられたばね座金の数との積を積分することによってこの直列配置についての位置エネルギーを求め、少なくとも2つの非線形方程式を解いて該直列配置に積み重ねられたばね座金の弾性を求めることを含む。
【0006】
別の態様において、直列配置に積み重ねられた複数のばね座金の弾性を求めるための装置が提供される。この装置は、直列配置に加えられた軸方向荷重と該直列配置の変位と該直列配置に積み重ねられたばね座金の数との積を積分して該直列配置についての位置エネルギーを求め、また、少なくとも2つの非線形方程式を解いて直列配置に積み重ねられたばね座金の弾性を求めるようにプログラムされたプロセッサを含む。
【0007】
本発明の更に別の態様において、直列配置に積み重ねられた複数のばね座金の弾性を求めるためのシステムが提供される。このシステムは、ブラウザを備えるクライアントシステムと、複数のユーザに関する情報を格納するためのデータ記憶装置と、該クライアントシステム及び該データ記憶装置に連結されるように構成されたサーバシステムとを含む。このサーバシステムは、直列配置に加えられた軸方向荷重と該直列配置の変位と該直列配置に積み重ねられたばね座金の数との積を積分して該直列配置についての位置エネルギーを求め、また、少なくとも2つの非線形方程式を解いて該直列配置に積み重ねられたばね座金の弾性を求めるように更に構成されている。
【0008】
【発明の実施の形態】
ばね座金の弾性を求めるためのシステム及び方法を、本明細書において説明する。このシステム及び方法は、ここに説明する特定の実施形態に限定されるものではない。むしろ、かつ、加えて、各システムの要素及び各方法を、単独で実施することができ、また、ここに説明する他の要素及び方法とは別に実施することができる。各々の要素及び方法を、他の要素及び他の方法と組み合わせて用いることもできる。
【0009】
図1は、沸騰水型原子炉圧力容器(RPV)10の一部を切り欠いた断面図である。図2は、RPV10の容器下方部の部分拡大図である。RPV10は、ほぼ円筒形の形状を有し、一端は底部ヘッド12により閉じられ、他端は取り外し可能な上部ヘッド14により閉じられる。側壁16が、底部ヘッド12から上部ヘッド14まで延びる。側壁16は、上部フランジ18を含む。上部ヘッド14は、上部フランジ18に取り付けられる。円筒形の形状の炉心シュラウド20が、原子炉の炉心22を囲む。シュラウド20は、一端がシュラウド支持体24により支持され、反対側に取り外し可能なシュラウドヘッド26を含む。環状空間28が、シュラウド20と側壁16との間に形成される。環形状を持つポンプデッキ30が、シュラウド支持体24とRPVの側壁16との間に延びる。ポンプデッキ30は複数の円形の開口部32を含み、各々の開口部は噴射ポンプ34を収容する。噴射ポンプ34は、炉心シュラウド20の周りに周方向に分散配置される。入口上昇管36が、移行部組立体38によって、2つの噴射ポンプ34に連結される。各々の噴射ポンプ34は、入口ミキサー40及びディフューザ42を含む。入口上昇管36及び2つの連結された噴射ポンプ34は、噴射ポンプ組立体44を形成する。
【0010】
熱が、核分裂性物質の燃料集合体46を含む炉心22内で生成される。炉心22を通って循環している水は、少なくとも部分的に蒸気に変換される。蒸気分離器48が、再循環している水から蒸気を分離する。蒸気乾燥器50が、蒸気から残留水を取り除く。蒸気は、容器の上部ヘッド14の近くにある蒸気出口52を通ってRPV10を出る。
【0011】
炉心22内で生成される熱の量は、例えばハフニウムのような中性子吸収材料でできた複数の制御棒54を挿入したり引き抜いたりすることによって調整される。燃料集合体46に隣接して制御棒54が挿入される程度に応じて、該制御棒54は、そうしなければ炉心22内で熱を生成する連鎖反応を促進するために利用可能であった筈の中性子を吸収する。
【0012】
各々の制御棒54は、制御棒駆動機構(CRDM)58と連結され、制御棒装置60を形成する。CRDM58は、炉心支持プレート64及び隣接した燃料集合体46に対して制御棒54を移動させる。CRDM58は、底部ヘッド12を貫通して延び、制御棒駆動機構ハウジング66内に収容される。制御棒案内管56が、制御棒駆動機構ハウジング66から炉心支持プレート64まで垂直方向に延びる。制御棒案内管56は、制御棒54を挿入したり引き抜いたりする間、制御棒54の垂直方向以外の動きを制限する。制御棒案内管56は、例えば十字形の形状、円筒形の形状、長方形の形状、Y型の形状、その他のあらゆる適切な多角形の形状のような、多数の形状のいずれであってもよい。
【0013】
図2において、水平方向の梁68が、RPV底部ヘッド12の真下で、CRDハウジング66の列の間に連結される。複数のハンガ棒70が、梁68に連結される。一つの実施形態において、容器10は4つのハンガ棒70を含む。より具体的には、各ハンガ棒70の第1の端部72が、複数のディスクばね74によって梁68に支持される。各ハンガ棒70の第2の端部80は、制御棒駆動ハウジング支持体82に連結される。ハウジング支持体82は、複数の格子プレート86及び格子クランプ88によって互いに連結された、複数のほぼ平行な支持バー84を含む。
【0014】
より具体的には、バー84は、隣接するCRDハウジング66の間を延び、隙間89がハウジング支持体82とCRDハウジング66との間に形成されるように配置される。隙間89は、プラントの稼動中に熱膨張によってハウジング支持体82とCRDハウジング66との間で生じる垂直方向の接触応力を防止するのを助ける。
【0015】
作動温度が上がるにつれて隙間89は減少するが、通常の作動状態の間には、隙間89は、ハウジング支持体82とハウジング66との間に形成されたままである。各ハンガ棒の第2の端部80は、ナット90、回り止めナット92、及びこれらの間に延びる複数の座金94によって、それぞれの支持バー84に連結される。仮にCRDハウジング66に損傷が生じたとすると、CRDハウジング66がハウジング支持体82に接触する際に該CRDハウジング支持体82に荷重がかかると考えられる。生じる荷重は、格子プレート86、支持バー84、ハンガ棒70、ディスクばね74、及び隣接する梁68により支持される。その結果、CRDハウジング66が損傷した場合に、ディスクばね74及び座金94は、CRDハウジング支持体82が下方に移動する量を制限するように働く。
【0016】
図3は、ハンガ棒の第1の端部72の概略拡大図である。図4は、ハンガ棒の第1の端部72に用いられる座金74の概略図である。座金74は、円錐状ディスクばねとしても知られているばね座金であり、磨耗による寸法変化に関係なく一定の力を維持するために用いられる。一つの実施形態において、座金74は皿形座金である。一般的に、複数の座金74は、回り止めナット95とナット96との間に互いに積み重ねられ、スタック100を形成する。座金74が円錐形状であるため、座金74を、並列スタック102或いは直列スタック104となるように積み重ねることができる。並列スタック102内では、全ての座金74が同じ方向の対をなすように積み重ねられ、これと対照的に直列スタック104内では、座金74は、一つずつ交互に、各座金74の凸面が隣接する座金74の凹面の反対側になるように配置されて積み重ねられる。
【0017】
各ハンガの支持棒70は、並列スタック102と直列スタック104(組み合わせスタックとして知られている配置)とを含む。少なくとも2つの座金74が、各々のスタック102及び104の中に含まれ、スタック102及びスタック104は、スタック104がスタック102の上になるように配置される。例示的な実施形態において、直列スタック104は10個の座金74を含み、並列スタック102は14対の座金74を含む。より具体的には、直列スタック104内の座金74の数ns及び並列の組102内の座金74の数npが、可変的に選択される。
【0018】
ハウジング支持体82(図2に示される)に接触するように荷重Pが加えられるとき、スタック全体の撓みX全体に対して、直列スタック104内の各座金74は、Xsだけ撓み、並列スタック102内の各座金はXpだけ撓む。更に、荷重Pが加えられるとき、ハンガ棒70及びそれぞれの梁68は、各々が線形ばねとして機能し、そのことが図4に示されている。
【0019】
図5は、ばね座金の弾性を求めるためのシステム120のブロック図である。システム120は、サーバ122と、該サーバ122に接続された複数の装置124とを含む。一つの実施形態において、装置124はウェブブラウザを含むコンピュータであり、サーバ122はインターネットを介して装置124にアクセス可能である。別の実施形態においては、装置124は顧客の装置のネットワーク用のサーバである。システム120は、大容量記憶装置(図示せず)に接続される。例示的な実施形態において、サーバ122は、集中型データベース128に接続されたデータベースサーバ126を含む。
【0020】
装置124は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、又は広域ネットワーク(WAN)のようなネットワーク経由を含む多くのインターフェース、ダイヤルイン接続、ケーブルモデム、及び特別高速ISDN回線を通してインターネットに相互接続される。或いは、装置124を、インターネットを使った電話、又は他のインターネットを使った接続可能な機器を含む、インターネットに相互接続することができる何らかの装置としてもよい。複数のプラントに関する情報を提供するデータベースがサーバ122上に格納され、装置124の1つを通してサーバ122に接続することによって、ユーザが装置124の1つにおいて該データベースにアクセスすることができる。
【0021】
システム120は、ユーザがばね座金のデータを入力する様々なユーザインターフェースを提供するように構成される。クライアントシステム124からダウンロードに対する要求が受信されると、サーバ122は、格納された情報にアクセスし、要求された演算データをクライアントシステム124の少なくとも1つにダウンロードする。データベースは、標準ウェブブラウザを有するように構成されたクライアントシステム124を用いてユーザによりアクセスされる。
【0022】
図6は、ばね座金の弾性を求めるためのシステム132のサーバアーキテクチャの例示的な実施形態の拡大版ブロック図である。システム120(図5に示される)のコンポーネントと同一の、システム132のコンポーネントが、図5に用いられるものと同じ参照番号を用いて図6に示されている。システム132は、サーバサブシステム122とユーザデバイス124から構成される。サーバサブシステム122は、データベースサーバ126、アプリケーションサーバ134、ウェブサーバ136、ファックスサーバ138、ディレクトリサーバ140、及び、メールサーバ142を含む。ディスク記憶ユニット144が、データベースサーバ126及びディレクトリサーバ140に接続される。サーバ126、134、136、138、140、及び142は、ローカルエリアネトワーク(LAN)146内に接続される。更に、システム管理者ワークステーション148、ユーザワークステーション150及び監視ワークステーション152が、LAN146に接続される。代りに、ワークステーション148、150、152は、インターネットリンクを介してLAN146に接続されるか、又はイントラネットを通して接続される。
【0023】
各々のワークステーション148、150、152は、ウェブブラウザを有するパーソナルコンピュータである。典型的にワークステーションにおいて実行される機能が、それぞれのワークステーション148、150、152において実行されるように示されるが、そのような機能を、LAN146に接続された多くのパーソナルコンピュータの1つにおいて実行することもできる。ワークステーション148、150、及び152は、LAN146へのアクセスを有する個人によって実行され得る異なる種類の機能の理解を助けるためだけに、別個の機能と関連するものとして示されている。
【0024】
別の実施形態において、サーバサブシステム122は、ISPインターネット接続158経由で、様々な個人又は従業員154及びユーザ156に通信可能に接続されるように構成される。例示的な実施形態における通信は、インターネット経由で実行されるように示されるが、他の実施形態においては、他の如何なる広域ネットワーク(WAN)型通信も利用することができ、すなわち、そのシステム及び方法は、インターネット経由で実行されることに限定されるものではない。更に、WAN160を用いるのではなく、ローカルエリアネットワーク146をWAN160の代わりに用いることができる。
【0025】
例示的な実施形態において、承認された個人、又はワークステーション162を有する企業体の従業員のいずれかが、サーバのサブシステム122にアクセスすることができる。ユーザデバイス124の1つには、遠隔地に位置する上級管理者ワークステーション164が含まれる。ワークステーション162及び164は、ウェブブラウザを有するパーソナルコンピュータである。また、ワークステーション162及び164は、サーバサブシステム122と通信するように構成される。更に、ファックスサーバ138は、企業体の外部に位置する従業員、及び、ユーザシステム166を含む遠隔地に位置するユーザシステムのいずれかとも、電話リンク経由で通信する。ファックスサーバ138は、他のワークステーション148、150、及び152とも同様に通信するように構成される。
【0026】
荷重Pが、ハウジング支持体82(図2に示される)に接触するように加えられるとき、スタック全体の撓みX全体に対して、直列スタック104(図4に示される)内の各座金74(図1、図2、図3、及び図4に示される)はXsだけ撓み、並列スタック102(図4に示される)内の各座金は、Xpだけ撓む。座金74は、皿の高さh、厚さt、外径do、内径di、及び3.0×106psiに等しい弾性係数Ewを含む、弾性を求めるのに用いられる複数の固有のデータを有する。一つの実施形態において、tはおよそ0.291インチに等しく、doはおよそ4.921インチに等しく、diはおよそ2.791インチに等しく、hはおよそ0.094インチに等しく、ポワソン比μは0.3に等しい。更に、例示的な実施形態において、直列のばねの数nsは10個であり、並列のばねの数npは2個であり、直列の並列組の数ns2は14個である。
【0027】
方程式(1)
【0028】
【数1】
【0029】
【数2】
【0030】
【数3】
【0031】
を用いて単一のばね座金に加えることができる荷重Pを計算することは公知である。
【0032】
ここで、yは単一の座金の撓みを示す。しかしながら、方程式(1)は単一の座金に適用できるだけであり、従って、複数の仮定及び非実験的データを含まなければ座金のスタックについての弾性は得られない。
【0033】
システム132及び120は、全体の位置エネルギーPE_全体が、直列スタック104、並列スタック102、ハンガ棒70、及び梁68の個々の位置エネルギーの合計と等しくなるように、エネルギーモデルに基づいてばね座金の弾性を定める。数学的に、全体の位置エネルギーPE_全体は、
PE_全体=PE_直列+PE_並列+PE_棒+PE_梁 (2)
により表される。
【0034】
ここで、PE_直列は、直列配置のばねによってなされた仕事を表し、PE_並列は、並列配置のばねによってなされた仕事を表し、PE_棒は、ハンガ棒によってなされた仕事を表し、PE_梁は、梁によってなされた仕事を表す。更に、加えられた全体の力は、
【0035】
【数4】
【0036】
により表される。
【0037】
ここで、Fは加えられた全体の力を表し、DWは落下重量を表し、d_ハウジングはハウジングの外径を表し、pは原子炉圧力をpsiで表す。隙間89が形成されるので、方程式(3)は隙間89を含むように修正され、落下重量によりなされた仕事は、
F*(X全体+d1) (4)
により表される。
【0038】
ここで、X全体は、ハンガ棒及び梁を含む、ばねスタックの全体の撓みをインチで表し、d1は隙間89の幅を表す。
【0039】
方程式(2)を用いるとき、直列配置された複数のばねによってなされた仕事は、荷重と直列スタックの距離との積の積分を表す次の方程式
【0040】
【数5】
【0041】
を用いて求められる。この方程式を解くために、Cを、方程式(1)に示された最初の分数すなわちC=Ew/〔(1−μ2)*M*(do/2)2〕を表すものとし、それからこれをP_直列に代入し、得られた結果を積分する。
【0042】
【数6】
【0043】
方程式(2)を用いるとき、並列配置された複数のばねによってなされた仕事は、直列スタックに対する荷重と並列スタックの距離との積の積分を表す次の方程式(7)
【0044】
【数7】
【0045】
を用いて求められる。これを、直列スタックの結果についての上に類似した方法で解くと、
【0046】
【数8】
【0047】
よって、
X全体=nsXs+ns2Xp (9)
となり、
位置エネルギーを等しくすることにより、第1の非線形方程式(10)
【0048】
【数9】
【0049】
がもたらされる。
【0050】
方程式(8)を用いることにより、方程式(10)を解くことができ、
【0051】
【数10】
【0052】
が得られる。
【0053】
次に、次の方程式(11)
P_直列=np*P_並列 (11)
を用いることによって、Xs及びXpを関連付けることができる。
【0054】
方程式(11)を解くことにより、第2の非線形方程式(12)
【0055】
【数11】
【0056】
がもたらされる。
【0057】
従って、方程式(2)と共に方程式(5)及び(7)を用いることにより、2つの未知数すなわちXs及びXpと、2つの非線形方程式すなわち方程式(10)及び(12)がもたらされる。唯一の制約は、Xs及びXpの変位を、座金の高さhよりも大きくすることができないことであり、従って、例示的な実施形態においては、Xs及びXpは、0.0と0.094の間でなければならない。一つの実施形態において、Xs及びXpは、フォートランプログラムを用いて解かれる。別の実施形態においては、Xs及びXpは、数学キャドプログラムを用いて解かれる。Xs及びXpについての解及び次の方程式
衝撃力=kスタック*X全体
を用いて、座金の衝撃力を容易に求めることができる。
ここで、kスタックは座金スタックの剛性を表す。
【0058】
上述したシステム及び方法は、衝撃力或いはばね座金緩衝システムの弾性を得ることを可能にするものである。より具体的には、このシステム及び方法は、実験的データから導き出された非線形方程式を用いて、複雑なばね座金システムの一般的な解析を行うものである。その結果、公知の方法及びシステムを用いて実行可能な方法よりも、より正確で時宜を得た方法でばね座金緩衝システムの衝撃力を求めることを容易にする解析的な方法が提供される。
【0059】
なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】沸騰水型原子炉圧力容器(RPV)の一部を切り欠いた断面図。
【図2】図1に示すRPVの容器下方部の部分拡大図。
【図3】図2に示すPRVと共に用いられているハンガ棒の概略拡大図。
【図4】図3に示すハンガ棒と共に用いられている座金スタックの一部の概略図。
【図5】ばね座金の弾性を求めるためのシステムのブロック図。
【図6】ばね座金の弾性を求めるためのシステムのサーバアーキテクチャの例示的な実施形態の拡大版ブロック図。
【符号の説明】
10 沸騰水型原子炉圧力容器
66 CRDハウジング
68 梁
70 ハンガ棒
74 ばね座金
82 CRDハウジング支持体
84 支持バー
86 格子プレート
88 格子クランプ
90 ナット
92 回り止めナット
94 座金
Claims (17)
- 直列配置(104)に積み重ねられた複数のばね座金(74)の弾性(R)を求める方法であって、
前記直列配置に加えられた軸方向荷重(P)と該直列配置の変位(Xs)と該直列配置に積み重ねられたばね座金の数(Ns)との積を積分することによって、該直列配置についての位置エネルギー(PE)を求め、
少なくとも2つの非線形方程式を解いて、前記直列配置に積み重ねられたばね座金の弾性を求める、
段階を含むことを特徴とする方法。 - 前記少なくとも2つの非線形方程式を解くことが、所定の荷重についての前記直列配置(104)の剛性(Kスタック)を求める段階を更に含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記直列配置(104)に積み重ねられた複数のばね座金が、並列配置(102)された複数のばね座金(74)と組み合わせて積み重ねられており、前記少なくとも2つの非線形方程式を解くことが、前記並列配置されたばね座金についての位置エネルギー(PE)を求める段階を更に含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記並列配置(102)されたばね座金(74)についての位置エネルギー(PE)を求めることが、該並列配置に加えられた軸方向荷重(P)と該並列配置の変位(Xp)と該並列配置に積み重ねられたばね座金の数(Np)と前記直列配置に積み重ねられたばね座金の数(Ns)との積を積分する段階を更に含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記直列配置(104)に積み重ねられた複数のばね座金(74)が、少なくとも1つの線形ばねと組み合わせて積み重ねられており、前記少なくとも2つの非線形方程式を解くことが、前記線形ばねについての位置エネルギー(PE)を求める段階を更に含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記直列配置(104)に積み重ねられた複数のばね座金(74)が、少なくとも1つの線形ばねと組み合わせて積み重ねられており、前記少なくとも2つの非線形方程式を解くことが、前記線形ばねについての位置エネルギー(PE)を求める段階を更に含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 直列配置(104)に積み重ねられた複数のばね座金(74)の弾性を求めるための装置(120)であって、該装置が、
前記直列配置に加えられた軸方向荷重(P)と該直列配置の変位(Xs)と該直列配置に積み重ねられたばね座金の数(Ns)との積を積分して、該直列配置についての位置エネルギー(PE)を求め、
少なくとも2つの非線形方程式を解いて、前記直列配置に積み重ねられたばね座金の弾性(R)を求める、
ようにプログラムされたプロセッサ(122)を備える、
ことを特徴とする装置(120)。 - 前記プロセッサ(122)が、所定の荷重(P)についての前記直列配置の剛性(Kスタック)を求めるように更にプログラムされていることを特徴とする、請求項7に記載の装置(120)。
- 前記プロセッサ(122)が、前記直列配置(104)に積み重ねられた複数個(Ns)のばね座金と組み合わせて積み重ねられた、少なくとも1つの線形ばね(74)の位置エネルギー(PE)を求めるように更にプログラムされていることを特徴とする、請求項7に記載の装置(120)。
- 前記プロセッサ(122)が、前記直列配置(104)に積み重ねられた複数個(Ns)のばね座金と組み合わせて積み重ねられた、少なくとも2つのばね座金(74)の位置エネルギー(PE)を求めるように更にプログラムされていることを特徴とする、請求項7に記載の装置(120)。
- 前記プロセッサ(122)が、並列配置(102)に加えられた軸方向荷重(P)と該並列配置の変位(Xp)と該並列配置に積み重ねられたばね座金の数(Np)と前記直列配置(104)に積み重ねられたばね座金の数(Ns)との積を積分して、前記少なくとも2つのばね座金(74)の位置エネルギー(PE)を求めるように更にプログラムされていることを特徴とする、請求項10に記載の装置(120)。
- 前記プロセッサ(122)が、前記直列配置(104)に積み重ねられた複数個(Ns)のばね座金及び前記並列配置(102)に積み重ねられた少なくとも2つの座金(Np)と組み合わせて積み重ねられた、少なくとも1つの線形ばね(74)の位置エネルギー(PE)を求めるように更にプログラムされていることを特徴とする、請求項10に記載の装置(120)。
- 前記直列配置(102)に積み重ねられたばね座金(74)及び前記並列配置(102)に積み重ねられた少なくとも2つのばね座金(Np)が、制御棒駆動ハウジング支持座金を含んでおり、前記プロセッサ(122)が、前記ばね座金に連結された少なくとも1つのハンガ棒(70)を含む制御棒ハウジング支持体(82)の位置エネルギー(PE)を求めるように更に構成されていることを特徴とする、請求項12に記載の装置(120)。
- 直列配置(104)に積み重ねられた複数のばね座金(74)の弾性(R)を求めるためのシステム(120)であって、該システムが、
ブラウザを備えるクライアントシステム(132)と、
複数のユーザ(156)に関する情報を格納するためのデータ記憶装置(144)と、
前記クライアントシステム及び前記データ記憶装置に連結されるように構成されたサーバシステム(122)と、
を備え、
該サーバシステム(122)が、前記直列配置(104)に加えられた軸方向荷重(P)と該直列配置の変位(Xs)と該直列配置に積み重ねられたばね座金の数(Ns)との積を積分して前記直列配置についての位置エネルギー(PE)を求め、少なくとも2つの非線形方程式を解いて前記直列配置に積み重ねられたばね座金の弾性を求めるように更に構成されている、
ことを特徴とするシステム(120)。 - 前記サーバシステム(122)が、前記直列配置(104)に積み重ねられた複数個(Ns)のばね座金と組み合わせて積み重ねられた、少なくとも1つの線形ばね(74)の位置エネルギー(PE)を求めるように更に構成されていることを特徴とする、請求項14に記載のシステム(120)。
- 前記サーバシステム(122)が、前記直列配置(104)に積み重ねられた複数個(Ns)のばね座金と組み合わせて積み重ねられた少なくとも2つのばね座金(74)の位置エネルギー(PE)を、並列配置(102)に加えられた軸方向荷重(P)と該並列配置の変位(Xp)と該並列配置に積み重ねられたばね座金の数(Np)と前記直列配置に積み重ねられたばね座金の数との積を積分して該少なくとも2つのばね座金の位置エネルギーを求めることによって、求めるように更に構成されていることを特徴とする、請求項15に記載のシステム(120)。
- 前記サーバシステム(122)が、前記直列配置(104)に積み重ねられた複数個(Ns)のばね座金と組み合わせて積み重ねられた少なくとも2つのばね座金(74)の位置エネルギー(PE)を、並列配置(102)に加えられた軸方向荷重(P)と該並列配置の変位(Xp)と該並列配置に積み重ねられたばね座金の数(Np)と前記直列配置に積み重ねられたばね座金の数との積を積分して該少なくとも2つのばね座金の位置エネルギーを求めることによって、求めるように更に構成されていることを特徴とする、請求項14に記載のシステム(120)。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/146,591 US6671632B2 (en) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | Methods and apparatus for determining resilience of spring washers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004069678A true JP2004069678A (ja) | 2004-03-04 |
JP2004069678A5 JP2004069678A5 (ja) | 2006-06-29 |
Family
ID=29418847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003133936A Pending JP2004069678A (ja) | 2002-05-14 | 2003-05-13 | ばね座金の弾性を求める方法及び装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6671632B2 (ja) |
JP (1) | JP2004069678A (ja) |
CH (1) | CH696733A5 (ja) |
ES (1) | ES2249084B1 (ja) |
MX (1) | MXPA03004212A (ja) |
TW (1) | TWI268515B (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5631098B2 (ja) * | 2010-08-02 | 2014-11-26 | 三菱重工業株式会社 | 原子力プラントの運転監視装置 |
CN102493939B (zh) * | 2011-12-15 | 2014-12-24 | 中国石油集团钻井工程技术研究院 | 一种用于井下导向能量获取装置的组合式单柱塞液压泵 |
US10102933B2 (en) | 2012-04-13 | 2018-10-16 | Bwxt Mpower, Inc. | Control rod assembly impact limiter |
CN103278409B (zh) * | 2013-04-28 | 2015-05-20 | 河南中光学集团有限公司 | 小尺寸碟形垫圈特性弹力值检测装置及其检测方法 |
CN103884579B (zh) * | 2014-03-14 | 2016-08-17 | 中信戴卡宁波轮毂制造有限公司 | 弹簧刚度检测装置 |
WO2016081528A1 (en) | 2014-11-17 | 2016-05-26 | Bridging Medical, Llc | Bone compression systems |
CN104390752B (zh) * | 2014-11-26 | 2017-06-16 | 河南航天精工制造有限公司 | 垫圈弹性试验工装 |
CN113029540A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-25 | 花侠温控科技(苏州)有限公司 | 弹簧测试方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1224348A (en) * | 1968-07-25 | 1971-03-10 | Schenck Gmbh Carl | Arrangement for reproducing prescribed loadings, particularly in the case of testing machines or testing apparatus |
DE3219617A1 (de) * | 1982-05-25 | 1983-12-01 | Gerd 3300 Braunschweig Hermann | Federmessgeraet zum bestimmen und/oder pruefen der federcharakteristik von zug- und/oder druckfedern |
US4754417A (en) * | 1984-02-29 | 1988-06-28 | Cummins Engine Company, Inc. | Computer implemented go/no go gauging system |
WO1991010480A1 (de) * | 1990-01-11 | 1991-07-25 | Heiderose Brunner | Schlägerbespannungskontrollgerät |
US5624409A (en) * | 1994-06-10 | 1997-04-29 | Fluidsense Corporation | Variable-pulse dynamic fluid flow controller |
DE19734224C1 (de) * | 1997-08-07 | 1999-02-04 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von schaltgerätespezifischen Daten an Kontakten in Schaltgeräten und/oder zur Bestimmung von betriebsspezifischen Daten im damit geschalteten Netz |
JP3027131B2 (ja) * | 1997-08-28 | 2000-03-27 | 株式会社パイロット | ノック式筆記具 |
-
2002
- 2002-05-14 US US10/146,591 patent/US6671632B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-04-16 CH CH00688/03A patent/CH696733A5/de not_active IP Right Cessation
- 2003-05-02 TW TW092112151A patent/TWI268515B/zh active
- 2003-05-07 ES ES200301038A patent/ES2249084B1/es not_active Expired - Fee Related
- 2003-05-13 MX MXPA03004212A patent/MXPA03004212A/es active IP Right Grant
- 2003-05-13 JP JP2003133936A patent/JP2004069678A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6671632B2 (en) | 2003-12-30 |
ES2249084A1 (es) | 2006-03-16 |
MXPA03004212A (es) | 2003-11-19 |
CH696733A5 (de) | 2007-10-31 |
TW200403691A (en) | 2004-03-01 |
US20030216872A1 (en) | 2003-11-20 |
TWI268515B (en) | 2006-12-11 |
ES2249084B1 (es) | 2007-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2004069678A (ja) | ばね座金の弾性を求める方法及び装置 | |
EP0704858A1 (en) | Nuclear fuel assembly with extruded active height for a pressurized water reactor | |
Skinner et al. | A practical system for isolating nuclear power plants from earthquake attack | |
US20070153959A1 (en) | Method and system for optimizing a refueling outage schedule | |
Lee et al. | Simplified analysis of shear-lag in framed-tube structures with multiple internal tubes | |
Blumer et al. | Structural qualification of high density fuel storage racks | |
Manuel et al. | Nonlinear finite element analysis of seismic loads on RPV internals | |
Singh et al. | Stability Analysis of Storage of Spent Fuel in stack of Trays in Pool | |
Panicker et al. | Validation of Thermohydraulic Simulations using RELAP for Critical Dual Purpose Canisters | |
Benda et al. | Seismic safety margins research program. Phase I final report-Major structure response (Project IV) | |
Kitano et al. | The effect of spacer grids on the stress applied to a post-LOCA cladding tube under horizontal vibrations | |
Hadjian | Piping system damping evaluation | |
Matsubara et al. | Design Improvement and Evaluation Technology Enhancement of PWR Main Components for Higher Reliability | |
Srinivasan et al. | Verification of piping response calculations of SMACS code with data from seismic testing of an in-plant piping system | |
Schwirian et al. | The baffle-barrel-bolting analysis program: evolution and technical accomplishments | |
Jhung et al. | Dynamic Qualification of Fuel Assembly for Secondary Side Pipe Breaks | |
Jhung | Structural integrity of PWR fuel assembly for earthquake | |
Darke et al. | Commissioning and initial operation of CHARDIS 2 and comparison with CRAMP | |
Steele Jr et al. | Performance of a piping system and equipment in the HDR (Heissdampfreaktor) simulated seismic experiments | |
Bryan | Lower end fitting | |
Srinivasan et al. | Verification of nonlinear piping response calculation with data from seismic testing of an in-plant piping system | |
Kondo | PWR fuel performance and future trend in Japan | |
JPS6363989A (ja) | 燃料集合体 | |
Benda et al. | Seismic Safety Margins Research Program. Phase I, final report. Major structure response (Project IV). Volume 5 | |
Harris et al. | Seismic and cask drop excitation evaluation of the tower shielding reactor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060510 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060510 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080708 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20081008 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20081014 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090210 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090511 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090514 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091020 |