JP2011102600A - 磁気ダンパ装置、インターナルポンプシステム及び磁気ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】インターナルポンプの運転中でも容易に固有振動数を調節できる磁気ダンパ装置を提供する。
【解決手段】磁気ダンパ装置１は磁気ダンパ６及び制御装置３３を備える。磁気ダンパ６はインターナルポンプのポンプケーシングに設置された架台２に設けられる。磁気ダンパ６は吸振要素３２及びロック装置１８を有する。吸振要素３２において、一対の板ばね部材１０が架台２０に設けられた固定部材７に取り付けられ、錘６が各板ばね部材１０の下端部に結合される。架台２０に設けられた導体板１４が錘６の溝１２内に配置され、永久磁石１３が導体板１４に対向して錘６に設けられる。クランプ部材を有するロック装置１８が上下方向に移動可能に設けられる。インターナルポンプの回転時に、制御装置３３によりロック装置１８が上下方向に移動され、上下方向での板ばね部材１０の、クランプ部材による拘束点の位置が調節される。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気ダンパ装置、インターナルポンプシステム及び磁気ダンパに係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な磁気ダンパ装置、インターナルポンプシステム及び磁気ダンパに関する。

改良沸騰水型原子炉（以下、ＡＢＷＲという）は、原子炉圧力容器の底部に複数のインターナルポンプを備えている。これらのインターナルポンプは、原子炉の運転中に回転速度を変えることによって原子炉出力を制御する。このため、インターナルポンプは、原子炉の起動時、原子炉の運転停止時、及びこれらの以外の運転時に、共振周波数での運転を経験する。回転速度の増加または減少に伴ってインターナルポンプの回転周波数とポンプケーシングの固有振動数が接近する際、共振によってインターナルポンプの構造の健全性に影響を与える可能性がある。この共振による過大な振動を抑制するインターナルポンプ用制振装置として、磁気ダンパが提案されている（特開平６−２４１２７４号公報）。

特開平９−１１２６３１号公報は板ばね振動型磁気ダンパを記載している。この板ばね振動型磁気ダンパは、支持杆の周囲に４つの吸振要素を設けている。各吸振要素は、支持杆のフランジ支持天板に取り付けられた固定片、一対の板ばね、慣性部材、及び一対の磁石板を有する。対向する一対の板ばねの上端部を固定片に取り付け、対向する一対の板ばねの下端部を慣性部材に取り付けている。一対の磁石板が向き合って慣性部材に設けられる。一対の磁石板の間に配置された導体板が、支持杆の固定板に設けられている。吸振要素の固有振動数は板ばねの長さを変更することによって調節される。また、板ばねの長さの変更は、固定片の支持杆に対する固定位置を変更することによって行われる。

固有振動数を変更するためにばね定数を電動により変更できる、板ばねを用いた制振装置が、特開２００２−１８８６８３号公報及び特開２００５−６９４０９号公報に説明されている。特開２００２−１８８６８３号公報に記載された制振装置では、可動支持部を固定する支持用ボルトを緩めてスクリュー軸を回転させて可動支持部を移動させ、可動支持部が所定の位置に移動した後、スクリュー軸の回転を停止して支持用ボルトを締め付けて可動支持部を固定している。板ばねは、可動支持部の外側支持板に設けられた突起と内支持材に接触しており、そして、外側支持板に設けられた突起と内支持材によって挟持されている。可動支持部材を移動させることによって、板ばねのばね定数を変更している。

特開２００５−６９４０９号公報に記載された制振装置では、スライド部材の下部を電動により回転させてスライド部材を上下方向に移動させ、スライド部材と板ばねの係合位置を変更することによって、板ばねのばね定数を変更している。スライド部材はスライド可能に一対の板ばねに挟持されているだけである。

特開平６−２４１２７４号公報 特開平９−１１２６３１号公報 特開２００２−１８８６８３号公報 特開２００５−６９４０９号公報

ＡＢＷＲの起動時、ＡＢＷＲの運転停止時、及びこれらの以外の運転時において共振周波数での運転を経験することになるインターナルポンプの振動を効果的に吸収するためには、制振対象であるインターナルポンプの固有振動数と磁気ダンパの固有振動数を同調させる必要がある。

磁気ダンパは、磁気を用いないダンパに比べてエネルギー消散性能が良く、ダンピング効果が大きい。特開平９−１１２６３１号公報は板ばね振動型磁気ダンパを、特開平６−２４１２７４号公報に記載された磁気ダンパの替りにインターナルポンプの磁気ダンパとして用いることができる。この板ばね振動型磁気ダンパをインターナルポンプの制振装置として用いた場合には、この磁気ダンパの固有振動数は、補助質量、及び板ばねのばね定数に依存し、減衰効果は、導体板の固有抵抗、及び磁石板の磁束密度に依存する。磁気ダンパの部品を交換せずに磁気ダンパの固有振動数をインターナルポンプの固有振動数と同調させる方法の一例としては、上記したパラメータのうち、例えば、板ばねのばね定数を変更することが挙げられる。

しかしながら、特開平９−１１２６３１号公報に記載された板ばね振動型磁気ダンパでは、板ばねの上端部がボルト及びナットによって固定片に取り付けられ、板ばねの下端部もボルト及びナットによって固定板に取り付けられている。このため、その板ばね振動型磁気ダンパでの板ばねのばね定数の変更は、ボルト及びナットを取り外して板ばねを固定片及び固定板から取り外し、磁気ダンパの固有振動数をインターナルポンプの固有振動数と同調させる長さの板ばねを、再度、固定片及び固定板に取り付ける必要がある。その際には、固定片と固定板の間の長さを、新たな板ばねが固定片及び固定板に取り付けられるように、固定片の支持杆に対する固定位置を変更する。このような板ばねの長さを変更する作業は、人手によらなければならない。また、このような板ばねの長さを変更する作業は、板ばね振動型磁気ダンパをインターナルポンプに設置した状態で、原子炉圧力容器に設置されたインターナルポンプ周辺で行われる。インターナルポンプの周辺は放射線管理区域であり、作業員の被ばくの問題が生じる。さらに、ＡＢＷＲの運転中は、インターナルポンプ周辺は負圧状態になっており、板ばね振動型磁気ダンパにおける板ばねのばね定数の調節作業が不可能になる。このような観点で、板ばね振動型磁気ダンパのばね定数の変更作業を容易に実施することができない。

特開２００５−６９４０９号公報に記載された制振装置では板ばねが、ばね定数を変更するために所定位置に位置決めされたスライド部材にロックされない。特開２００２−１８８６８３号公報に記載された制振装置でも、板ばねが所定位置に位置決めされた可動支持部にロックされない。しかも、特開２００２−１８８６８３号公報に記載された制振装置では、支持用ボルトを緩めないと可動支持部を移動させることができない。

本発明の目的は、制振対象物の運転中でも容易に固有振動数を調節できる磁気ダンパ装置、インターナルポンプシステム及び磁気ダンパを提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、支持部材と、この支持部材に固定端が取り付けられた板ばね部材と、板ばね部材の自由端に取り付けられた慣性部材と、慣性部材に向き合って配置されて支持部材に取り付けられた導体板と、導体板の第１面及び慣性部材の、第１面と向き合っている第２面のいずれかに設けられた磁石と、板ばね部材の長手方向に移動可能に支持部材に設けられたロック装置と、ロック装置をその長手方向に移動させる第１移動装置とを備え、
ロック装置が、板ばね部材を拘束するクランプ部材、及びクランプ部材を、板ばね部材を拘束する第１位置及び板ばね部材を拘束しない第２位置に位置させる第２移動装置を有し、
第１移動装置及び第２移動装置のそれぞれの駆動を制御する制御装置を設けたことにある。

第１移動装置及び第２移動装置のそれぞれの駆動を制御装置によって制御できるので、制振対象物の運転中においても、ロック装置を板ばね部材の長手方向に移動させ、その長手方向での板ばね部材の、ロック装置のクランプ部材による拘束点の位置を調節することができる。このため、制振対象物の運転中でも容易に磁気ダンパ装置の固有振動数を調節することができ、制振対象物の共振による振動を抑制することができる。

本発明によれば、制振対象物の運転中でも容易に磁気ダンパ装置の固有振動数を調節することができ、制振対象物の共振による振動を抑制することができる。

本発明の好適な一実施例である実施例１の磁気ダンパ装置を設置したインターナルポンプの縦断面図である。 図１に示す磁気ダンパ装置の詳細構成図である。 図２に示す磁気ダンパのロック装置及び移動装置付近の縦断面図である。 図３のIV−IV断面図である。 インターナルポンプのポンプケーシングに設置した振動検出器の出力信号の演算処理部及び制御装置を示す説明図である。 本発明の他の実施例である実施例２のインターナルポンプシステムの構成図である。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の好適な一実施例である磁気ダンパ装置を、図１から図５を用いて説明する。本実施例の磁気ダンパ装置１は、ＡＢＷＲの原子炉圧力容器５０に取り付けられた制振対象物であるインターナルポンプ４０に適用される。

磁気ダンパ装置１が設けられるインターナルポンプ４０の構成について、まず説明する。インターナルポンプ４０は、ポンプケーシング４１、インペラ４２及びモータ４４を備えている。モータ４４が、ロータ４５、ステータ４６及びモータシャフト４７を有する。モータ４４がポンプケーシング４１内に設けられ、ロータ４５がモータシャフト４７に設けられる。環状のステータ４６がロータ４５の周囲を取り囲んでいる。モータカバー４８が、モータ４４を収納したポンプケーシング４１の下端に取り付けられる。ポンプケーシング４１の上端部が、原子炉圧力容器５０の底部に取り付けられる。インペラ４２がインペラシャフト４３の上端部に取り付けられ、インペラシャフト４３がポンプケーシング４１内でモータシャフト４７に連結されている。インペラ４２は、原子炉圧力容器５０と原子炉容器５０内に設置された炉心シュラウド５１の間に形成される環状の領域であるダウンカマ５２内に配置される。

インターナルポンプ４０は、モータ４４を駆動することによってインペラ４２を回転させ、ダウンカマ５２内の冷却水を昇圧する。昇圧された冷却水は、インペラ４２から吐出され、炉心シュラウド５１の内側に存在する、複数の燃料集合体が装荷された炉心（図示せず）に供給される。

磁気ダンパ装置１は、モータカバー４８にスタッドボルト４９によって取り付けられる。この磁気ダンパ装置１は、図１に示すように、架台（支持部材）２０、複数の磁気ダンパ６及び制御装置３３を有する。架台２０は、図２に示すように、上部支持板３、下部支持板４及び連結部材５を有する。下部支持板４は、上部支持板３の下方に配置され、連結部材５によって上部支持板３に取り付けられている。上部支持板３がスタッドボルト４９によってモータカバー４８に取り付けられる。

磁気ダンパ装置１は４個の磁気ダンパ６を有し、それぞれの磁気ダンパ６が架台２０に設置される。４個の磁気ダンパ６は、ポンプケーシング４１の軸心から四方に向かって放射状に配置される。ポンプケーシング４１の周方向で隣り合う各磁気ダンパ６の板ばね部材１０の側面が、互いに直交する方向を向いている。このため、隣り合う磁気ダンパ６は、ダンピングの作用方向が９０°ずれるように、架台２０に設置されている。

各磁気ダンパ６の構成を、図２、図３及び図４を用いて説明する。磁気ダンパ６は、吸振要素３２、移動装置１５及びロック装置１８を有する。吸振要素３２は、固定部材７、一対の板ばね部材１０、錘（慣性部材）１１、複数の永久磁石１３及び導体板１４を有する。固定部材７が、連結部材５の上端部に取り付けられ、連結部材５から水平方向に伸びている。一対の板ばね部材１０が相互間に間隔をあけて配置され、それぞれの板ばね１０の上端部（固定端部）が固定部材７に取り付けられる。１個の錘６が一対の板ばね部材１０の下端部（自由端部）に取り付けられる。錘６には、下端から上方に向って伸びる一対の溝１２が形成されている。これらの溝１２は、互いに平行に配置され、板ばね部材１０の側面と直交する方向に伸びている。一対の導体板１４が、下部支持板４の上面に設置され、そして、各溝１２内に挿入されている。上下方向に所定の間隔で配置された３個の永久磁石１３が、各溝１２の対向する各側面にそれぞれ設置されている。各永久磁石１３は導体板１４の側面に対向しており、各永久磁石１３と導体板１４の側面の間には間隙が形成されている。各永久磁石１３は、溝１２の側面に対向する、導体板１４の側面に設けてもよい。

磁気ダンパ６は向かい合う一対のフレーム８を有する。各フレーム８は、板状の部材であり、それぞれの上端が固定部材７に取り付けられる。各フレーム８は固定部材７から下方に向って伸びており、これらのフレーム８の側面は板ばね部材１０の側面と直交する方向に存在する。上下方向に伸びる一対のガイドレール９Ａ，９Ｂが、各フレーム８の側面にそれぞれ設置されている。

ロック装置１８が、クランプ部材３０，３１、ケーシング３８及びクランプ移動装置３９を有する（図３及び図４参照）。ケーシング３８が、対向する一対の板ばね部材１０の間、及び対向するフレーム８の間に配置される。ケーシング３８が、上部支持板１９、下部支持板２０及び押え板２１Ａ，２１Ｂを有する。上部支持板１９が下部支持板２０の上方に配置される。上部支持板１９が１つの板ばね部材１０に外側の側面で接触する押え板２１Ａの上端部に取り付けられ、下部支持板２０が押え板２１Ａの下端部に取り付けられる。上部支持板１９がもう１つの板ばね部材１０に外側の側面で接触する押え板２１Ｂの上端部に取り付けられ、下部支持板２０が押え板２１Ｂの下端部に取り付けられる。上部支持板１９及び下部支持板２０は、１対のフレーム８にそれぞれ設けられたガイドレール９Ａ，９Ｂによって上下方向にガイドされるように構成されている。

ケーシング３８内、すなわち、上部支持板１９と下部支持板２０の間に配置されたクランプ移動装置（第２移動装置）３９は、モータ２２、ピニオン２３及び平歯車（ラック）２４，２５を有する（図３及び図４参照）。ピニオン２３は、下部支持板２０の上面に設置されたモータ２２の回転軸に取り付けられる。平歯車２４と平歯車２５は上下方向で間隔を置いて配置されている。平歯車２４が下部支持板２０の上面に、平歯車２５が上部支持板１９の下面に、水平方向においてそれぞれスライド可能に設けられている。ピニオン２３が平歯車２４及び平歯車２５と噛み合っている。

移動体２６，２７がケーシング３８内に配置される。移動体２６が平歯車２４の一端に設置され、移動体２７が平歯車２５の一端に設置される。押え板２１Ａをスライド可能に貫通する一対の支持ロッド２８のそれぞれの一端が移動体２６に取り付けられる。クランプ部材３０がケーシング３８の外側でそれらの支持ロッド２８のそれぞれの他端に取り付けられる。押え板２１Ｂをスライド可能に貫通する一対の支持ロッド２９のそれぞれの一端が移動体２７に取り付けられる。クランプ部材３１がケーシング３８の外側でそれらの支持ロッド２９のそれぞれの他端に取り付けられる。移動体２６及び支持ロッド２８がクランプ部材３０の支持部材を構成し、移動体２７及び支持ロッド２９がクランプ部材３１の支持部材を構成する。１つの板ばね部材１０が押え板２１Ａとクランプ部材３０の間に配置され、もう１つの板ばね部材１０が押え板２１Ｂとクランプ部材３１の間に配置される。

移動装置（第１移動装置）１５が、シリンダ装置であるアクチュエータ１６及び駆動軸（ピストンロッド）１７を有する。アクチュエータ１６が、固定部材７の下面に設置される。アクチュエータ１６によって移動される駆動軸１７が、アクチュエータ１６から下方に向って伸びており、ケーシング３８、すなわち、上部支持板１９の上面に接続される。

一対の振動検出器３４がインターナルポンプ４０のポンプケーシング４１の外面に設置されている（図５参照）。これらの振動検出器３４は、周方向において９０°ずれた位置にそれぞれ設置される。各振動検出器３４は、振動演算装置３５及び周波数分析装置３６に接続される。振動演算装置３５及び周波数分析装置３６は、表示装置３７に接続される。

制御装置３３、振動演算装置３５、周波数分析装置３６及び表示装置３７は、例えば、ＡＢＷＲの中央制御室内に設置される。

ＡＢＷＲの運転が開始される。モータ４４が駆動され、インペラ４２が回転する。ダウンカマ５２内の冷却水がインペラ４２によって昇圧され、炉心シュラウド５１内の炉心に供給される。炉心に供給される冷却水流量（炉心流量）が所定値に保持され、炉心内から制御棒が引抜かれ、原子炉出力が上昇される。原子炉出力が所定の原子炉出力になったとき、制御棒の引抜が停止されて炉心流量が定格流量まで上昇され、原子炉出力が定格出力まで上昇される。インターナルポンプ４０が駆動されて炉心流量が定格流量になるまでの期間において、インターナルポンプ４０の回転速度が増大される。

インターナルポンプ４０の振動は、インペラシャフト４３の回転によって引き起こされる。このときのインペラシャフト４３の回転速度に対応した周波数が、インターナルポンプ４０の振動の支配的な成分となる。この周波数成分がポンプケーシング４１の固有振動数と一致したとき、インターナルポンプ４０に共振現象が生じる。インターナルポンプ４０の駆動後、インターナルポンプ４０の回転速度が、炉心流量が定格流量になるときの回転速度まで増加する過程において、インターナルポンプ４０が共振を起こす。このときには、磁気ダンパ６の固有振動数を変更してインターナルポンプ４０の固有振動数に同調させ、インターナルポンプ４０の振動を減衰させる。

ＡＢＷＲの運転中においてインターナルポンプ４０が駆動している状態で、磁気ダンパ装置１の板ばね部材１０の長さを変更して、インターナルポンプ４０を制振することについて説明する。

ポンプケーシング４１に設けられた各振動検出器３４が、９０°ずれた位置でポンプケーシング４１の振動をそれぞれ検出する。各振動検出器３４で検出された振動検出信号が振動演算装置３５及び周波数分析装置３６にそれぞれ入力される。振動演算装置３５は、入力した各振動検出信号に基づいて、振動検出器３４が設置されたそれぞれの位置でのポンプケーシング４１に生じている振動の振動振幅値を求める。さらに、振動演算装置３５は、求められた振動振幅値が振動振幅値の設定値以上になったかを判定する。振動演算装置３５で求められた振動振幅値、及びその判定結果が表示装置３７に出力されて表示される。振動振幅値の設定値としては、インターナルポンプ４０に共振が生じたときの振動振幅値よりも安全側で、共振の発生を予期できる、その振動振幅値よりも小さい振動振幅値が設定され、振動演算装置３５のメモリ（図示せず）に予め記憶されている。この振動振幅値の設定値は、オペレータによって、中央制御室内の操作盤（図示せず）を通して変更することが可能である。振動演算装置３５及び周波数分析装置３６は信号処理装置である。

周波数分析装置３６は、入力した各振動検出信号に基づいて、ポンプケーシング４１で生じている振動の周波数を求める。得られたポンプケーシング４１の振動周波数は表示装置３７に表示される。

オペレータが、表示装置３７に表示された振動振幅値、振動振幅値の判定結果の情報及びポンプケーシング４１の振動周波数を見て、ポンプケーシング４１の振動振幅値が振動振幅値の設定値以上になったとき、卓越周波数である制振対象周波数の設定値を操作盤に入力する。卓越周波数は、オペレータによって以下のようにして求められる。振動演算装置３５で求められた振動振幅値が振動振幅値の設定値以上になったとき、オペレータが、周波数分析装置３６での周波数分析によって得られたポンプケーシング４１の振動周波数のうち、最も卓越した振動周波数を選択する。オペレータは、この最も卓越した振動周波数を、制振対象周波数（卓越周波数）の設定値として、操作盤に入力する。この制振対象周波数の設定値が、操作盤から制御装置３３に入力される。

制御装置３３は以下の３つの機能を有する。第１の機能は、入力された制振対象周波数の設定値に基づいて、この設定された制振対象周波数を最も効率良く抑制するために必要な板ばね部材１０の長さ（板ばね部材１０の下端からの長さ）５４（図２参照）、すなわち、クランプ部材３０，３１で拘束する、板ばね部材１０の下端からの位置を求める演算機能である。第２の機能は、算出された板ばね部材１０の長さ５４になる位置までクランプ部材３０，３１を移動させるために、アクチュエータ１６を制御する機能である。第３の機能は、クランプ部材３０，３１による各板ばね部材１０の拘束及び拘束解除を行うロック装置１８を制御する機能である。第１、第２及び第３の各機能は、制御装置３３のメモリに記憶されたプログラムにより実行される。

制御装置３３は、入力した制振対象周波数の設定値に基づいて第１の機能の演算を行い、板ばね部材１０の長さ、具体的には、クランプ部材３０，３１で押える、板ばね部材１０の下端からの位置を求める。その後、制御装置３３は第３の機能の制御を実行する。制御装置３３からロック装置１８のモータ２２に板ばね部材非拘束指令を出力する。板ばね部材非拘束指令に基づいてモータ２２が駆動される。このモータ２２の駆動によって、ピニオン２３が、図３において時計方向に回転され、平歯車２４を矢印ａ（図３及び図４参照）の方向に移動させて平歯車２５を矢印ａの方向とは逆の矢印ｂ（図３及び図４参照）の方向に移動させる。これにより、クランプ部材３０が、矢印ａの方向に移動し、１つの板ばね部材１０から離される。クランプ部材３１が、矢印ｂの方向に移動し、もう１つの板ばね部材１０から離される。すなわち、クランプ部材３０，３１が、クランプ移動装置３９によって、各板ばね部材１０を非拘束状態にする第２の位置まで移動される。一対の板ばね部材１０が、クランプ部材３０，３１による拘束状態から解除される。

次に、制御装置３３は、第２の機能の制御を実行する。制御装置３３は、アクチュエータ１６に対して駆動指令を出力する。この駆動指令に基づいて、アクチュエータ１６が駆動軸１５を移動させる。アクチュエータ１６は、空圧駆動（または油圧駆動）の駆動装置（例えば、シリンダ装置）を備えている。アクチュエータ１６は、クランプ部材３０，３１が、第１の演算機能で求められた、クランプ部材３０，３１で拘束する、板ばね部材１０の下端からの位置に到達するまで、駆動軸１５を移動させる。駆動軸１５の移動により、ロック装置１８のケーシング３８が、一対のフレーム８に設けられたガイドレール９Ａ，９Ｂに沿って上下方向に移動し、やがて、クランプ部材３０，３１が、上下方向において、各板ばね部材１０を拘束する位置に到達する。

クランプ部材３０，３１がこの拘束位置に到達したとき、制御装置３３が、第２の機能の制御を実行し、モータ２２に対して板ばね部材拘束指令を出力する。板ばね部材拘束指令に基づいて、モータ２２が、板ばね部材非拘束指令のときとは逆方向に回転する。このモータ２２の回転によって、ピニオン２３が、逆回転方向である図３において反時計方向に回転され、平歯車２４を矢印ｂの方向に移動させて平歯車２５を矢印ａの方向に移動させる。これにより、クランプ部材３０が、矢印ｂの方向に移動して１つの板ばね部材１０に接触し、この板ばね部材１０を押え板２１Ａに押し付ける。クランプ部材３１が、矢印ａの方向に移動してもう１つの板ばね部材１０に接触し、この板ばね部材１０を押え板２１Ｂに押し付ける。すなわち、クランプ部材３０，３１が、クランプ移動装置３９によって、各板ばね部材１０を拘束状態にする第１の位置まで移動される。このようにして、一対の板ばね部材１０が、第１の演算機能で求められた位置であって、クランプ部材３０，３１で拘束する、板ばね部材１０の下端からのその位置において、該当するクランプ部材によって拘束される。このように、ロック装置１８を上下方向に移動させてクランプ部材３０，３１による各板ばね部材１０の拘束点を変更することによって、クランプ部材３０，３１による拘束点を基点とした自由端までの各板ばね部材１０の長さ５４（図２参照）、すなわち、その拘束点と板ばね部材１０の下端（自由端）との間の長さを調節することができる。

制御装置３３による第２及び第３の各機能による制御は、磁気ダンパ装置１に設けられた４個の磁気ダンパ６に対して行われる。

インターナルポンプ４０の回転速度の増大によって、ポンプケーシング４１が、板ばね部材１０の長さを調節した制振対象周波数の設定値の周波数で振動したとき、板ばね部材１０の下端に設けられた錘１１が、板ばね部材１０の、クランプ部材３０，３１で拘束された位置を基点にして、ポンプケーシング４１の振動と共振して大きく振動する。各導体板１４がポンプケーシング４１にモータカバー４８を介して取り付けられる架台２に設置されているので、錘１１の振動に伴う揺れにより、錘１１に設置されて導体板１４に対向している各永久磁石１３と導体板１４の間に相対運動が発生する。この相対運動によって生じる電磁誘導現象が導体板１４の各側面に渦電流を励起する。発生したこの渦電流の作用によって各永久磁石１３と導体板１４の相対運動を妨げる方向に減衰力が生じ、ポンプケーシング４１の振動を抑制する。この減衰力は、各磁気ダンパ６で発生する。

ポンプケーシング４０の振動により周波数が共振周波数になったとき、磁気ダンパ装置１が、以上のように、ポンプケーシング４１の振動を減衰させることができるので、ポンプケーシング４１の共振による過大な振動を抑制することができる。

インターナルポンプ４０の駆動停止時でインターナルポンプ４０の回転速度が減少するときでも、磁気ダンパ装置１により、ポンプケーシング４１の共振による過大な振動を抑制することができる。

インターナルポンプ４０には、運転範囲の回転速度の範囲において２つの共振周波数が存在する場合がある。このように、複数の共振周波数が存在するインターナルポンプ４０に対しては、前述した制御装置３３における第１、第２及び第３の各機能の実行が、それぞれの共振周波数ごとに行われる。このため、ポンプケーシングの振動による周波数が共振周波数になった場合でも、ポンプケーシング４１のそれぞれの共振による過大な振動を抑制することができる。

ＡＢＷＲには、通常、１０基のインターナルポンプ４０が設置されている。これらのインターナルポンプ４０においてポンプケーシング４１の共振周波数が異なっている。このため、オペレータは、表示装置３７に表示されたそれぞれのインターナルポンプ４０に関する各情報を見て、インターナルポンプ４０ごとにそれぞれの制振対象周波数の設定値を操作盤に入力する。制御装置３３は、これらの制振対象周波数の設定値に基づいて該当するインターナルポンプ４０の磁気ダンパ装置１に対し、第１の機能の演算処理、及び第２及び第３の機能の各制御が実行される。

本実施例の磁気ダンパ装置１では、ポンプケーシング４１で共振周波数の振動が生じる場合における、クランプ部材３０，３１による、板ばね部材１０の拘束位置を、インターナルポンプ４０の駆動中に求め、インターナルポンプ４０の駆動中に、その拘束位置で各板ばね部材１０をロック装置１８によって拘束することができる。このため、インターナルポンプの運転中でも容易に磁気ダンパ装置１の固有振動数を調節でき、ポンプケーシング４１に共振が発生した場合でもポンプケーシング４１の振動を減衰することができる。磁気ダンパ装置１により、ポンプケーシング４１の共振による過大な振動を抑制することができる。

本実施例では、ポンプケーシング４１に設置した振動検出器３４で検出したポンプケーシング４１の振動に基づいて求められた振動振幅値、振動振幅値の判定結果の情報及びポンプケーシング４１の振動の周波数により、制振対象周波数の設定値を決めるので、精度良く制振対象周波数の設定値を決めることができる。したがって、板ばね部材１０の拘束位置を精度良く求めることができ、ポンプケーシング４１の共振による過大な振動を確実に抑制できる。

制御装置３３及び表示装置３７が、原子炉圧力容器５０を取り囲む原子炉格納容器（図示せず）の外側に配置され、原子炉格納容器内の放射線から隔離された中央制御室内に配置されている。このため、中央制御室から遠隔で、磁気ダンパ装置１の固有振動数の調節を行うことができるので、制御装置３３に制振対象周波数の設定値を入力するオペレータは、原子炉格納容器内の放射線による被ばくの危険性がない。

磁気ダンパ装置１を含むインターナルポンプシステムは、磁気ダンパ装置１及びインターナルポンプ４０以外に、制御装置３３、振動検出器３４、振動演算装置３５、周波数分析装置３６及び表示装置３７を有している。

本発明の他の実施例である実施例２のインターナルポンプシステムを、図６を用いて説明する。本実施例のインターナルポンプシステム５３は、実施例１において構成されるインターナルポンプシステムにおいて振動演算装置３５及び周波数分析装置３６を制御装置３３に接続した構成を有する。インターナルポンプシステム５３の他の構成は、実施例１において構成されるインターナルポンプシステムと同じである。インターナルポンプシステム５３は、磁気ダンパ装置１、制御装置３３、振動検出器３４、振動演算装置３５、周波数分析装置３６及び表示装置３７を備えている。

実施例１では制振対象周波数の設定値をオペレータが操作盤から制御装置３３に入力していたが、本実施例では、制御装置３３が、振動演算装置３５から出力された、ポンプケーシング４１の振動振幅値が振動振幅値の設定値以上になっているとの判定情報、及び周波数分析装置３６から出力されたポンプケーシング４１の振動の周波数を用いて制振対象周波数の設定値を求める。制御装置３３における制振対象周波数の設定値の算出の一例を以下に説明する。制御装置３３は、振動演算装置３５で振動振幅値が振動振幅値の設定値以上になったと判定されたとき、周波数分析装置３６での周波数分析によって得られたポンプケーシング４１の振動周波数のうち、最も卓越した振動周波数を、制振対象周波数の設定値にする。制御装置３３は、求められた制振対象周波数の設定値に基づいて、第１の機能である演算機能、第２の機能である制御機能、及び第３の機能である制御機能を実行する。

本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、制振対象周波数の設定値の設定をオペレータではなく、制御装置３３で設定することができる。このため、オペレータへの負担が軽減される。

本実施例では、ポンプケーシング４１の振動振幅値が振動振幅値の設定値以上になっているかの判定を振動演算装置３５で行っているが、その判定は制御装置３３で行ってもよい。すなわち、制御装置３３は、振動演算装置３５から入力したポンプケーシング４１の振動振幅値が振動振幅値の設定値以上になっているかを判定する。

本発明は、インターナルポンプに適用することができる。

１…磁気ダンパ装置、２…架台、６…磁気ダンパ、８…フレーム、９Ａ，９Ｂ…ガイドレール、１０…板ばね部材、１１…錘、１３…永久磁石、１４…導体板、１５…移動装置、１６…アクチュエータ、１８…ロック装置、２１Ａ，２１Ｂ…押え板、２２，４４…モータ、２３…ピニオン、２４，２５…平歯車、３０，３１…クランプ部材、３２…吸振要素、３４…振動検出器、３５…振動演算装置、３６…周波数分析装置、３７…表示装置、３８…ケーシング、３９…クランプ移動装置、４０…インターナルポンプ、４１…ポンプケーシング、４２…インペラ、５０…原子炉圧力容器、５３…インターナルポンプケーシング。

Claims (7)

1. 支持部材と、前記支持部材に固定端が取り付けられた板ばね部材と、前記板ばね部材の自由端に取り付けられた慣性部材と、前記慣性部材に向き合って配置されて前記支持部材に取り付けられた導体板と、前記導体板の第１面及び前記慣性部材の、前記第１面と向き合っている第２面のいずれかに設けられた磁石と、前記板ばね部材の長手方向に移動可能に前記支持部材に設けられたロック装置と、前記ロック装置を前記長手方向に移動させる第１移動装置とを備え、
   前記ロック装置が、前記板ばね部材を拘束するクランプ部材、及び前記クランプ部材を、前記板ばね部材を拘束状態にする第１位置と前記板ばね部材を非拘束状態にする第２位置の間で移動させる第２移動装置を有し、
   前記第１移動装置及び前記第２移動装置のそれぞれの駆動を制御する制御装置を設けたことを特徴とする磁気ダンパ装置。
2. 制振対象物の振動を検出する振動検出装置と、前記振動検出装置から出力された振動検出信号に基づいて求められた、前記制振対象物の振動振幅が、振幅設定値以上であるかを判定し、前記振動検出信号に基づいて前記制振対象物の振動周波数を求める信号処理装置と、前記判定に関する情報、及び前記周波数を表示する表示装置とを備えた請求項１に記載の磁気ダンパ装置。
3. 制振対象物の振動を検出する振動検出装置と、前記振動検出装置から出力された振動検出信号に基づいて前記制振対象物の振動振幅を求め、前記振動検出信号に基づいて前記制振対象物の振動周波数を求める信号処理装置とを備え、
   前記制御装置が、前記制振対象物の振動振幅が振幅設定値以上になったとき、前記振動周波数に基づいて求められた制振対象周波数の設定値を用いて、前記板ばね部材の、前記クランプ部材で拘束する前記板ばね部材の長手方向での第３位置を求め、前記ロック装置を前記第３位置まで移動させるために前記第１及び第２移動装置をそれぞれ制御する請求項２に記載の磁気ダンパ装置。
4. インターナルポンプと、前記インターナルポンプのケーシングに取り付けられた支持部材と、前記支持部材に固定端が取り付けられた板ばね部材と、前記板ばね部材の自由端に取り付けられた慣性部材と、前記慣性部材に向き合って配置されて前記支持部材に取り付けられた導体板と、前記導体板の第１面及び前記慣性部材の、前記第１面と向き合っている第２面のいずれかに設けられた磁石と、前記板ばね部材の長手方向に移動可能に前記支持部材に設けられたロック装置と、前記ロック装置を前記長手方向に移動させる第１移動装置とを備え、
   前記ロック装置が、前記板ばね部材を拘束するクランプ部材、及び前記クランプ部材を、前記板ばね部材を拘束状態にする第１位置と前記板ばね部材を非拘束状態にする第２位置の間で移動させる第２移動装置を有し、
   さらに、前記第１移動装置及び前記第２移動装置のそれぞれの駆動を制御する制御装置と、前記ケーシングの振動を検出する振動検出装置と、前記振動検出装置から出力された振動検出信号に基づいて求められた、前記ケーシングの振動振幅が振幅設定値以上であるかを判定し、前記振動検出信号に基づいて前記ケーシングの振動周波数を求める信号処理装置と、前記判定に関する情報、及び前記周波数を表示する表示装置とを備えたことを特徴とするインターナルポンプシステム。
5. 前記制御装置が、前記制振対象物の振動振幅が振幅設定値以上になったとき、前記振動周波数に基づいて求められた制振対象周波数の設定値を用いて、前記板ばね部材の、前記クランプ部材で拘束する前記板ばね部材の長手方向での第３位置を求め、前記ロック装置を前記第３位置まで移動させるために前記第１及び第２移動装置をそれぞれ制御する請求項４に記載のインターナルポンプシステム。
6. インターナルポンプと、前記インターナルポンプのケーシングに取り付けられた支持部材と、前記支持部材に固定端が取り付けられた板ばね部材と、前記板ばね部材の自由端に取り付けられた慣性部材と、前記慣性部材に向き合って配置されて前記支持部材に取り付けられた導体板と、前記導体板の第１面及び前記慣性部材の、前記第１面と向き合っている第２面のいずれかに設けられた磁石と、前記板ばね部材の長手方向に移動可能に前記支持部材に設けられたロック装置と、前記ロック装置を前記長手方向に移動させる第１移動装置とを備え、
   前記ロック装置が、前記板ばね部材を拘束するクランプ部材、及び前記クランプ部材を、前記板ばね部材を拘束状態にする第１位置と前記板ばね部材を非拘束状態にする第２位置の間で移動させる第２移動装置を有し、
   さらに、前記ケーシングの振動を検出する振動検出装置と、前記振動検出装置から出力された振動検出信号に基づいて前記ケーシングの振動振幅を求め、前記振動検出信号に基づいて前記ケーシングの振動周波数を求める信号処理装置と、前記制振対象物の振動振幅が振幅設定値以上になったとき、前記振動周波数に基づいて求められた制振対象周波数の設定値を用いて、前記板ばね部材の、前記クランプ部材で拘束する前記板ばね部材の長手方向での第３位置を求め、前記ロック装置を前記第３位置まで移動させるために前記第１及び第２移動装置をそれぞれ制御する制御装置とを備えたことを特徴とするインターナルポンプシステム。
7. 支持部材に固定端が取り付けられた板ばね部材と、前記板ばね部材の自由端に取り付けられた慣性部材と、前記慣性部材に向き合って配置された導体板と、前記導体板の第１面及び前記慣性部材の、前記第１面と向き合っている第２面のいずれかに設けられた磁石と、前記板ばね部材の長手方向に移動可能に前記支持部材に設けられたロック装置と、前記ロック装置を前記長手方向に移動させる第１移動装置とを備え、
   前記ロック装置が、前記板ばね部材を拘束するクランプ部材、及び前記クランプ部材を、前記板ばね部材を拘束状態にする第１位置と前記板ばね部材を非拘束状態にする第２位置の間で移動させる第２移動装置を有していることを特徴とする磁気ダンパ。

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