JP2014163560A - 振動抑制部材、その配設方法、蒸気発生器、原子力プラント、伝熱管群及びプラント - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱管の振動を好適に抑制することができる振動抑制部材及び振動抑制部材の配設方法等を提供する。
【解決手段】隣り合う伝熱管５の隙間に配設され、伝熱管５に接触させて、伝熱管５の振動を抑制する振動抑制部材１４であって、少なくとも伝熱管５と接触する接触面８１には、液体を保持可能なディンプル９１が形成されている。ディンプル９１は、複数の窪み９１ａを有し、各窪み９１ａは、接触面８１に対して窪んで形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、隣り合う伝熱管の隙間に配設される振動抑制部材、振動抑制部材の配設方法、蒸気発生器、原子力プラント、伝熱管群及びプラントに関するものである。

従来、複数の伝熱管の振動を抑制する振動止め装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。振動止め装置（振動止め金具）は、角棒状振動止め金具と丸棒状振動止め金具とによりＶ字状に組み付けられており、この振動止め装置が、伝熱管の間に配設されている。

実開昭６２−９０３号公報

特許文献１において、振動止め金具は、伝熱管に接触して設けられることで、伝熱管の振動を抑制している。ところで、伝熱管は、蒸気発生器の内部に設けられることから、伝熱管の周囲は、気液二相流となる。このとき、伝熱管の周囲を流れる気液二相流が、気相の割合が多い気液二相流である場合、伝熱管と振動止め金具との接触部分は、気相の状態となり易く、液相の状態となり難い。この場合、伝熱管と振動止め金具との接触部分において、液体によるダンピング効果が発揮し難くなるため、振動止め金具による振動の抑制を好適に行うことが困難であった。

そこで、本発明は、伝熱管の振動を好適に抑制することができる振動抑制部材、振動抑制部材の配設方法、蒸気発生器、原子力プラント、伝熱管群及びプラントを提供することを課題とする。

本発明の振動抑制部材は、隣り合う伝熱管の隙間に配設され、前記伝熱管に接触させて、前記伝熱管の振動を抑制する振動抑制部材であって、少なくとも前記伝熱管と接触する接触面は、液体を保持可能なパターンになっていることを特徴とする。

この構成によれば、接触面を、液体を保持可能なパターンとすることができる。このため、伝熱管と振動抑制部材との接触部分は、液相の状態となり易く、液体によるダンピング効果を発揮し易くなる。これにより、振動抑制部材による振動抑制の効果をより好適に作用させることができるため、伝熱管の振動を好適に抑制することができる。また、伝熱管と振動抑制部材との接触部分を液相状態に維持することができるため、伝熱管と振動抑制部材との接触部分が気相状態になることで析出するコンタミネーションの発生を抑制することができる。このため、コンタミネーションによる伝熱管の腐食等の不具合も抑制することが可能となる。

この場合、前記パターンは、前記接触面に対して窪んで形成されていることが好ましい。

この構成によれば、パターンを、接触面に対して窪んで形成することができる。このため、接触面から突出する突起部による伝熱管への損傷を生ずることがない。よって、伝熱管に対して損傷等を与えることなく、好適に接触させることができる。なお、パターンとしては、例えば、複数の窪みを有するディンプル、または溝等がある。

この場合、前記パターンは、複数の窪みを有するディンプルであることが好ましい。

この構成によれば、パターンを、ディンプルとすることができるため、簡易な構成により、接触面において液体を好適に保持することができる。なお、ディンプルの大きさは、表面張力が有効に作用する大きさとなっている。

この場合、前記伝熱管は、所定面の面内方向に前記伝熱管を複数並べて伝熱管層を形成するとともに、前記所定面の面外方向に前記伝熱管層を複数並べて伝熱管群を形成しており、隣り合う前記伝熱管層の隙間に配設される長尺部と、前記伝熱管層において、隣り合う前記伝熱管の隙間に配設され、前記長尺部から突出して設けられるとともに、前記伝熱管に接触する突出部と、を備え、前記パターンは、少なくとも前記伝熱管と接触する前記突出部の接触面に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、長尺部及び突出部を有する場合であっても、突出部の接触面を、液体を保持可能なパターンとすることができる。このため、液体によるダンピング効果により、伝熱管の振動を好適に抑制することができる。また、伝熱管と振動抑制部材との接触部分を液相状態に維持することができるため、伝熱管と振動抑制部材との接触部分が気相状態になることで析出するコンタミネーションの発生を抑制することができる。このため、コンタミネーションによる伝熱管の腐食等の不具合も抑制することが可能となる。また、突出部を伝熱管に接触させることで、伝熱管の面内方向における振動を抑制することができる。

本発明の他の振動抑制部材は、隣り合う伝熱管の隙間に配設され、前記伝熱管に接触させて、前記伝熱管の振動を抑制する振動抑制部材であって、前記伝熱管は、所定面の面内方向に前記伝熱管を複数並べて伝熱管層を形成するとともに、前記所定面の面外方向に前記伝熱管層を複数並べて伝熱管群を形成しており、隣り合う前記伝熱管層の隙間に配設される長尺部と、前記伝熱管層において、隣り合う前記伝熱管の隙間に配設され、前記長尺部から突出して設けられるとともに、前記伝熱管に接触する突出部と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、突出部を伝熱管に接触させることで、伝熱管の面内方向における振動を抑制することができる。

本発明の振動抑制部材の配設方法は、上記の振動抑制部材を、伝熱管群に配設する振動抑制部材の配設方法であって、前記伝熱管群は、所定面の面内方向に前記伝熱管を複数並べて伝熱管層が形成され、前記所定面の面外方向に前記伝熱管層を複数並べて形成され、前記伝熱管層を挟んで、前記面外方向の一方に前記振動抑制部材の前記長尺部を配設するとともに、前記伝熱管を挟んで、前記面内方向の一方に前記振動抑制部材の前記突出部を配設する第１配設工程と、前記伝熱管層を挟んで、前記面外方向の他方に前記振動抑制部材の前記長尺部を配設するとともに、前記伝熱管を挟んで、前記面内方向の他方に前記振動抑制部材の前記突出部を配設する第２配設工程と、一方の前記振動抑制部材の前記突出部と、他方の前記振動抑制部材の前記突出部とにより、前記伝熱管を挟み込む挟持工程と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、伝熱管層において、面内方向の両側から、一対の振動抑制部材の突出部により、伝熱管を挟み込むことができる。このため、伝熱管の面内方向における振動を、一対の振動抑制部材を用いて、より好適に抑制することができる。

本発明の蒸気発生器は、上記の振動抑制部材と、前記振動抑制部材と接触する複数の伝熱管と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、振動抑制部材により伝熱管の振動を抑制することができるため、振動による伝熱管への負荷を低減することができ、伝熱管の耐用寿命を向上させることができる。

本発明の原子力プラントは、上記の蒸気発生器と、前記蒸気発生器に接続される原子炉と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、伝熱管への負荷を低減した蒸気発生器を用いることができるため、安全性の高いものを提供することができる。

本発明の伝熱管群は、上記の振動抑制部材と、前記振動抑制部材と接触する複数の伝熱管と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、振動抑制部材により伝熱管の振動を抑制することができるため、振動による伝熱管への負荷を低減することができ、伝熱管の耐用寿命を向上させることができる。

本発明のプラントは、上記の伝熱管群を備えることを特徴とする。

この構成によれば、伝熱管への負荷を低減した伝熱管群を用いることができるため、安全性の高いプラントを提供することができる。なお、プラントとしては、化学プラントまたは発電プラントを含むプラントであり、伝熱管群を備えるプラントであれば、いずれのプラントであってもよい。

図１は、実施例１に係る振動抑制部材が用いられる蒸気発生器の側断面概略図である。 図２は、伝熱管群の平面視概略図である。 図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。 図４は、伝熱管群の斜視概略図である。 図５は、実施例１に係る振動抑制部材が配設された中心面における伝熱管群の軸断面図である。 図６は、実施例１に係る振動抑制部材の接触面を示す説明図である。 図７は、実施例２に係る振動抑制部材に関する一例の説明図である。 図８は、実施例２に係る振動抑制部材の接触面の一例を示す説明図である。 図９は、実施例２に係る振動抑制部材の接触面の一例を示す説明図である。

以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、実施例１に係る振動抑制部材が用いられる蒸気発生器の側断面概略図である。伝熱管を内部に複数有するものとして、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）に用いられる蒸気発生器１がある。蒸気発生器１は、原子力プラントに設けられている。この蒸気発生器１には、原子炉内を流通する原子炉冷却材及び中性子減速材としての一次冷却材（例えば、軽水）と、タービン内を流通する二次冷却材とが流入する。そして、蒸気発生器１では、高温高圧となった一次冷却材を、二次冷却材と熱交換させることにより、二次冷却材を蒸発させて蒸気を発生させ、かつ高温高圧となった一次冷却材を冷却している。

なお、詳細は後述するが、この蒸気発生器１に設けられた複数の伝熱管５には、蒸気発生器１の組み立て時に、第１振動抑制部材１４Ａが取り付けられる。また、複数の伝熱管５には、蒸気発生器１の組み立て後（例えば、蒸気発生器１の設置後）に、第２振動抑制部材１４Ｂが別途取り付けられる場合がある。先ず、図１を参照して、蒸気発生器１について説明する。

蒸気発生器１は、上下方向に延在し、かつ密閉された中空円筒形状となっている。蒸気発生器１は、上半部に対して下半部が若干小径とされた胴部２を有している。胴部２は、その下半部内に、該胴部２の内壁面と所定間隔をもって配置された円筒形状を成す管群外筒３が設けられている。この管群外筒３は、その下端部が、胴部２の下半部内の下方に配置された管板４近傍まで延設されている。管群外筒３内には、伝熱管群５１が設けられている。伝熱管群５１は、逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管５から成る。各伝熱管５は、Ｕ字形状の円弧部が上方側に凸となるように配置され、下方側の両端部が管板４に支持されているとともに、中間部が複数の管支持板６を介して管群外筒３に支持されている。管支持板６には、多数の貫通孔（図示せず）が形成されており、この貫通孔内に各伝熱管５が挿通されている。

胴部２は、その下端部に水室７が設けられている。水室７は、内部が隔壁８により入室７１と出室７２とに区画されている。入室７１は、各伝熱管５の一端部が連通され、出室７２は、各伝熱管５の他端部が連通されている。また、入室７１は、胴部２の外部に通じる入口ノズル７４が形成され、出室７２は、胴部２の外部に通じる出口ノズル７５が形成されている。そして、入口ノズル７４は、加圧水型原子炉から一次冷却材が送られる冷却水配管（図示せず）が連結され、出口ノズル７５は、熱交換された後の一次冷却材を加圧水型原子炉に送る冷却水配管（図示せず）が連結される。

胴部２は、その上半部内に、熱交換後の二次冷却材を蒸気（気相）と熱水（液相）とに分離する気水分離器９、及び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１０が設けられている。気水分離器９と伝熱管群５１との間には、外部から胴部２内に二次冷却材の給水を行う給水管１１が挿入されている。さらに、胴部２は、その上端部に、蒸気排出口１２が形成されている。また、胴部２は、その下半部内に、給水管１１からこの胴部２内に給水された二次冷却材を、胴部２と管群外筒３との間を流下させて管板４にて折り返させ、伝熱管群５１に沿って上昇させる給水路１３が形成されている。なお、蒸気排出口１２は、タービンに蒸気を送る冷却水配管（図示せず）が連結され、給水管１１は、タービンで使用された蒸気が復水器（図示せず）で冷却された二次冷却材を供給するための冷却水配管（図示せず）が連結される。

このような蒸気発生器１において、加圧水型原子炉で加熱された一次冷却材は、入室７１に送られ、多数の伝熱管５内を通って循環して出室７２に至る。一方、復水器で冷却された二次冷却材は、給水管１１に送られ、胴部２内の給水路１３を通って伝熱管群５１に沿って上昇する。このとき、胴部２内で、高温高圧の一次冷却材と二次冷却材との間で熱交換が行われる。そして、冷却された一次冷却材は、出室７２から加圧水型原子炉に戻される。一方、高温高圧の一次冷却材と熱交換を行った二次冷却材は、胴部２内を上昇し、気水分離器９で蒸気と熱水とに分離される。そして、分離された蒸気は、湿分分離器１０で湿分が除去されてからタービンに送られる。

このように構成された蒸気発生器１では、一次冷却材が各伝熱管５内を通過する際、逆Ｕ字形状の円弧部にて流体励起振動が発生する。そこで、伝熱管５の円弧部には、伝熱管５の振動を抑制する複数の振動抑制部材１４が設けられている。

図２は、伝熱管群の平面視概略図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、伝熱管群の斜視概略図である。

伝熱管群５１の上端部は、逆Ｕ字形状となる複数の伝熱管５の円弧部が配置されることで、半球形状に形成されている。つまり、図３に示すように、各伝熱管５は、面内において所定の曲率半径で曲げられている。このため、伝熱管５は、その円弧部の中央となる頂点と曲率半径の中心とを通る伝熱管５の軸断面である中心面Ｃを挟んで、左右対称に形成される。そして、複数の伝熱管５は、所定面の面内方向において、曲率半径の径方向外側に向かうにつれて曲率半径が大きくなるように設けられると共に、軸方向が平行となるように並べて設けられることで伝熱管層５Ａとなる。

また、図２に示すように、伝熱管層５Ａは、その面内方向に直交する面外方向に所定の隙間を空けて平行に並べて設けられている。この複数の伝熱管層５Ａでは、面内において曲率半径の径方向の最外側にあるそれぞれの伝熱管５が、面外方向の外側に向かうにつれて曲率半径が小さくなっている。このように複数の伝熱管５が並べられることで、伝熱管群５１の上端部は半球形状に形成される。

図５は、実施例１に係る振動抑制部材が配設された中心面における伝熱管群の軸断面図である。上記のように設けられた伝熱管群５１は、その中心面Ｃにおける複数の伝熱管５の軸断面が、例えば、図５に示すような配置となっている。図５に示すように、中心面Ｃにおいて、積層された伝熱管層５Ａは、面内方向の上下に位置を異ならせて配置されている。このため、複数の伝熱管５は、中心面Ｃにおいて千鳥状に配置されている（いわゆる、三角配置となっている）。そして、図５に示すように、複数の振動抑制部材１４は、隣り合う伝熱管層５Ａの隙間に挿入される。

振動抑制部材１４は、例えば、ステンレス等の金属材で構成されている。また、複数の振動抑制部材１４は、上記したように、既設（既存）の複数の第１振動抑制部材１４Ａと、追設される複数の第２振動抑制部材１４Ｂとを有している。なお、実施例１では、第２振動抑制部材１４Ｂを取り付ける場合について説明するが、第２振動抑制部材１４Ｂを取り付けず、第１振動抑制部材１４Ａのみの構成であってもよい。

図３に示すように、第１振動抑制部材１４Ａは、矩形断面をなす棒体をほぼＶ字形状に折り曲げて形成されている。第１振動抑制部材１４Ａは、折り曲げられた屈曲部が伝熱管５の曲率半径における径方向の中心側（内側）に位置するように配置され、その両端部が径方向の外側に位置するように配置される。第１振動抑制部材１４Ａの両端部は、曲率半径の径方向の最外側にある伝熱管５から外側に突出している。

また、図３に示すように、複数の第１振動抑制部材１４Ａは、Ｖ字形状の大きい第１振動抑制部材１４Ａと、Ｖ字形状の小さい第１振動抑制部材１４Ａとを含んでいる。そして、Ｖ字形状の大きい第１振動抑制部材１４Ａの内側には、Ｖ字形状の小さい第１振動抑制部材１４Ａが配置されることで対を成している。対を成した第１振動抑制部材１４Ａは、面外方向に隣り合う（積層される）２層の伝熱管層５Ａの隙間において、例えば３組配設される。３組の対となる第１振動抑制部材１４Ａは、曲率半径の周方向に沿って設けられる。つまり、３組のうち、１組の対となる第１振動抑制部材１４Ａは、その屈曲部が中心面Ｃ上に位置するように中央に設けられ、中央の対となる第１振動抑制部材１４Ａの両側に、２組の対となる第１振動抑制部材１４Ａがそれぞれ設けられる。

上記のように、複数の第１振動抑制部材１４Ａが配設されることで、図４に示すように、複数の第１振動抑制部材１４Ａの端部は、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って伝熱管層５Ａの面外方向に一列に並んで配置される。また、一列となる第１振動抑制部材１４Ａの端部は、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って伝熱管層５Ａの面内方向に沿って所定の間隔を空けて複数列配設される。つまり、複数の第１振動抑制部材１４Ａの端部は、半球面において格子状に配置される。

各第１振動抑制部材１４Ａの両端部には、接合部材１５Ａがそれぞれ設けられている。この接合部材１５Ａは、図２から図４に示すように、後述する保持部材１６Ａに接合される。なお、接合部材１５Ａは、例えば、ステンレス等の金属材で構成されている。

保持部材１６Ａは、図２及び図４に示すように、伝熱管群５１の半球状の外周に沿って円弧状に形成された棒体である。この保持部材１６Ａは、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って一列に並んだ各第１振動抑制部材１４Ａの端部を繋ぐように配置される。そして、この保持部材１６Ａには、各第１振動抑制部材１４Ａの端部に設けられた接合部材１５Ａが溶接等により接合される。また、この保持部材１６Ａには、後述する取付部材１７が溶接等により接合される。

取付部材１７は、ほぼコ字形状に形成され、曲率半径の径方向の最外側にある伝熱管５と、その内側の伝熱管５との間に挿入されている。そして、取付部材１７の両端部が溶接等により保持部材１６Ａに接合されることで、保持部材１６Ａが伝熱管群５１に取り付けられる。

なお、第１振動抑制部材１４Ａは、Ｖ字形状のものを用いたが、直方体形状（直線形状）のものを用いたり、あるいは、Ｖ字形状のものと直方体形状のものとを混在して用いたりしてもよく、特に限定されない。

図３に示すように、第２振動抑制部材１４Ｂは、矩形断面をなす直方体形状（直線形状）の棒体となっている。第２振動抑制部材１４Ｂは、その長手方向が曲率半径の径方向と同方向となるように配置される。つまり、第２振動抑制部材１４Ｂは、その長手方向の一端部が伝熱管５の曲率半径における径方向の中心側（内側）に位置するように配置され、その長手方向の他端部が径方向の外側に位置するように配置される。このため、第２振動抑制部材１４Ｂは、一端部側から伝熱管５の隙間に挿入される。また、第２振動抑制部材１４Ｂの他端部は、曲率半径の径方向の最外側にある伝熱管５から外側に突出している。

複数の第２振動抑制部材１４Ｂは、複数の第１振動抑制部材１４Ａの端部によって区画された格子状となる伝熱管層５Ａの複数の隙間に適宜設けられている。例えば、複数の第２振動抑制部材１４Ｂは、１組の対となる第１振動抑制部材１４Ａに対してそれぞれ３つ設けられ、また、３組の対となる第１振動抑制部材１４Ａの間に２つ設けられてもよい。１組の対となる第１振動抑制部材１４Ａに対して設けられた３つの第２振動抑制部材１４Ｂは、その１つがＶ字形状の小さい第１振動抑制部材１４Ａの内側に設けられている。残りの２つの第２振動抑制部材１４Ｂは、Ｖ字形状の小さい第１振動抑制部材１４Ａの両端部とＶ字形状の大きい第１振動抑制部材１４Ａの両端部との間にそれぞれ設けられる。また、３組の対となる第１振動抑制部材１４Ａの間に設けられた２つの第２振動抑制部材１４Ｂは、中央に設けられた１組の対となる第１振動抑制部材１４Ａとその両側に設けられた２組の対となる第１振動抑制部材１４Ａとの間にそれぞれ設けられる。なお、第２振動抑制部材１４Ｂは、断面矩形状に形成され、各伝熱管５は、丸管であることから、第２振動抑制部材１４Ｂと伝熱管５とは線接触となる。

上記のように、複数の第２振動抑制部材１４Ｂが配設されることで、図示は省略するが、第１振動抑制部材１４Ａと同様に、複数の第２振動抑制部材１４Ｂの端部は、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って伝熱管層５Ａの面外方向に一列に並んで配置される。また、一列となる第２振動抑制部材１４Ｂの端部は、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って伝熱管層５Ａの面内方向に沿って所定の間隔を空けて複数列配設される。

各第２振動抑制部材１４Ｂの他端部（径方向の外側の端部）には、接合部材１５Ｂがそれぞれ設けられている。この接合部材１５Ｂは、図２及び図３に示すように、後述する保持部材１６Ｂに接合される。なお、接合部材１５Ｂは、例えば、ステンレス等の金属材で構成されている。

保持部材１６Ｂは、図２に示すように、保持部材１６Ａとほぼ同様となっており、伝熱管群５１の半球状の外周に沿って円弧状に形成された棒体である。この保持部材１６Ｂは、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って一列に並んだ各第２振動抑制部材１４Ｂの端部を繋ぐように配置される。このため、保持部材１６Ｂは、隣接する保持部材１６Ａの間に配置される。そして、この保持部材１６Ｂに、各第２振動抑制部材１４Ｂの他端部に設けられた接合部材１５Ｂが溶接等により接合される。

次に、図５及び図６を参照して、振動抑制部材１４について説明する。図６は、実施例１に係る振動抑制部材の接触面を示す説明図である。振動抑制部材１４は、つまり、第１振動抑制部材１４Ａ及び第２振動抑制部材１４Ｂは、伝熱管５と接触する接触面８１に、複数の窪み９１ａを有するディンプル９１が形成されている。なお、実施例１では、第１振動抑制部材１４Ａ及び第２振動抑制部材１４Ｂの少なくとも一方にディンプル９１を形成すればよい。

ディンプル９１は、少なくとも振動抑制部材１４と伝熱管５とが接触する接触面８１に設けられている。ディンプル９１は、複数の窪み９１ａが千鳥状に配置されている。また、ディンプル９１は、各窪み９１ａが、接触面８１に対して窪んで形成される半球状の有底穴となっている。各窪み９１ａは、その大きさが、表面張力によって液体を保持可能な大きさとなっている。なお、各窪みの９１ａの大きさは、蒸気発生器１の内部温度、及び振動抑制部材１４に付着する液体の粘性係数等の各種パラメータに応じて適宜決定される。このように形成されたディンプル９１は、伝熱管群５１を通過する二次冷却材の液相を保持可能なパターン形状となる。

以上のように、実施例１の構成によれば、振動抑制部材１４の接触面８１を、液体を保持可能なパターンであるディンプル９１とすることができる。このため、伝熱管５と振動抑制部材１４との接触部分は、液相の状態を保持し易くすることができるため、液体によるダンピング効果を発揮し易くなる。これにより、振動抑制部材１４による振動抑制の効果をより好適に作用させることができるため、伝熱管５の振動を好適に抑制することができる。また、伝熱管５と振動抑制部材１４との接触部分を液相状態に維持することができるため、伝熱管５と振動抑制部材１４との接触部分が気相状態になることで析出するコンタミネーションの発生を抑制することができる。このため、コンタミネーションによる伝熱管５の腐食等の不具合も抑制することが可能となる。

また、実施例１の構成によれば、ディンプル９１の各窪み９１ａを、接触面８１に対して窪ませて形成することができる。このため、接触面８１から突出する突起部による伝熱管５への損傷を生ずることがない。よって、伝熱管５に対して損傷等を与えることなく、好適に接触させることができる。

また、実施例１の構成によれば、液体を保持可能なパターンとして、ディンプル９１とすることができるため、簡易な構成により、接触面８１において液体を好適に保持することができる。

なお、実施例１では、液体を保持可能なパターンとして、ディンプル９１を適用したが、この構成に限定されない。液体を保持可能なパターンとして、例えば、複数の溝を適用してもよく、複数の溝を平行に並べて形成してもよいし、複数の溝を格子状に形成してもよい。

次に、図７から図９を参照して、実施例２に係る振動抑制部材１００について説明する。なお、実施例２では、実施例１と重複する記載を避けるべく、実施例１と異なる部分についてのみ言及し、実施例１と重複する部分については、同じ符号を付して説明する。図７は、実施例２に係る振動抑制部材に関する一例の説明図である。図８は、実施例２に係る振動抑制部材の接触面の一例を示す説明図である。図９は、実施例２に係る振動抑制部材の接触面の一例を示す説明図である。実施例２の振動抑制部材１００は、実施例１の振動抑制部材１４の形状と異なる形状となっている。以下、図７から図９を参照して、実施例２の振動抑制部材１００について説明する。

図７に示すように、実施例２の振動抑制部材１００は、伝熱管層５Ａを挟んで一対設けられている。つまり、一対の振動抑制部材１００は、その一方が、伝熱管層５Ａを挟んで面外方向の一方側に配設され、その他方が、伝熱管層５Ａを挟んで面外方向の他方側に配設されている。この振動抑制部材１００は、例えば、既設の伝熱管群５１に追設される第２振動抑制部材１４Ｂとして取り扱われる。

各振動抑制部材１００は、長尺部１００ａと、長尺部１００ａから突出する複数の突出部１００ｂと、を有している。長尺部１００ａは、隣り合う伝熱管層５Ａ同士の隙間に配設され、その長手方向が、伝熱管５の曲率半径の径方向と同方向となるように配置される。複数の突出部１００ｂは、伝熱管層５Ａにおいて、隣り合う伝熱管５の隙間にそれぞれ配設されている。このとき、面外方向の一方側の振動抑制部材１００における各突出部１００ｂは、他方側の振動抑制部材１００へ向けて面外方向に突出している。同様に、面外方向の他方側の振動抑制部材１００における各突出部１００ｂは、一方側の振動抑制部材１００へ向けて面外方向に突出している。そして、一方側の突出部１００ｂは、伝熱管５を挟んで、面内方向の一方側に配設され、他方側の突出部１００ｂは、伝熱管５を挟んで、面内方向の他方側に配設される。

また、図８に示すように、突出部１００ｂは、伝熱管５と接触する接触面１０５に、複数の窪み１０６ａを有するディンプル１０６が形成されている。なお、実施例２のディンプル１０６は、実施例１のディンプル９１と同様であるため、説明を省略する。また、実施例２のディンプル１０６も、少なくとも突出部１００ｂに形成すればよい。

次に、実施例２の振動抑制部材１００を伝熱管群５１に配設する振動抑制部材１００の配設方法について説明する。一対の振動抑制部材１００を伝熱管群５１に配設する場合、先ず、一方の振動抑制部材１００を、隣接する伝熱管層５Ａ同士の隙間に挿入する。このとき、一方の振動抑制部材１００の挿入時において、一方の振動抑制部材１００の複数の突出部１００ｂと伝熱管層５Ａとの物理的な干渉を避けるべく、一方の振動抑制部材１００は、各突出部１００ｂの突出方向が、面内方向となった状態で、隣接する伝熱管層５Ａ同士の隙間に挿入される。振動抑制部材１００の挿入後、各突出部１００ｂの突出方向が、面外方向となるように、一方の振動抑制部材１００を、長尺部１００ａを軸として回転させる。これにより、一方の振動抑制部材１００は、その長尺部１００ａが伝熱管層５Ａの一方側に位置し、その突出部１００ｂが伝熱管層５Ａにおける伝熱管５の一方側に位置するように配設される（第１配設工程）。

続いて、他方の振動抑制部材１００を、隣接する伝熱管層５Ａ同士の隙間に挿入する。このとき、他方の振動抑制部材１００は、伝熱管層５Ａを挟んで、一方の振動抑制部材１００と対向するように配設される。なお、他方の振動抑制部材１００の挿入時においても、他方の振動抑制部材１００の複数の突出部１００ｂと伝熱管層５Ａとの物理的な干渉を避けるべく、他方の振動抑制部材１００は、各突出部１００ｂの突出方向が、面内方向となった状態で、隣接する伝熱管層５Ａ同士の隙間に挿入される。振動抑制部材１００の挿入後、各突出部１００ｂの突出方向が、面外方向となるように、他方の振動抑制部材１００を、長尺部１００ａを軸として回転させる。これにより、他方の振動抑制部材１００は、その長尺部１００ａが伝熱管層５Ａの他方側に位置し、その突出部１００ｂが伝熱管層５Ａにおける伝熱管５の他方側に位置するように配設される（第２配設工程）。

この後、一方の振動抑制部材１００を、長尺部１００ａの長手方向の一方側に移動させることで、各突出部１００ｂを各伝熱管５に押し当てる。同様に、他方の振動抑制部材１００を、長尺部１００ａの長手方向の他方側に移動させることで、各突出部１００ｂを各伝熱管５に押し当てる。これにより、伝熱管層５Ａにおける各伝熱管５は、一方の振動抑制部材１００の各突出部１００ｂと、他方の振動抑制部材１００の各突出部１００ｂとにより挟み込まれる（挟持工程）。

以上のように、実施例２の構成によれば、振動抑制部材１００の突出部１００ｂを伝熱管５に接触させることで、伝熱管５の面内方向における振動を抑制することができる。また、振動抑制部材１００の突出部１００ｂには、伝熱管５と接触する接触面１０５に、複数の窪み１０６ａを有するディンプル１０６を形成することができる。このため、長尺部１００ａ及び突出部１００ｂを有する振動抑制部材１００であっても、突出部１００ｂの接触面１０５を、液体を保持可能なパターンとすることができる。よって、実施例１と同様に、液体によるダンピング効果により、伝熱管５の振動を好適に抑制することができる。また、伝熱管５と振動抑制部材１００との接触部分を液相状態に維持することができるため、伝熱管５と振動抑制部材１００との接触部分が気相状態になることで析出するコンタミネーションの発生を抑制することができる。このため、コンタミネーションによる伝熱管５の腐食等の不具合も抑制することが可能となる。

また、実施例２の構成によれば、伝熱管層５Ａにおいて、一対の振動抑制部材１００の突出部１００ｂにより、面内方向の両側から伝熱管５を挟み込むことができる。このため、伝熱管５の面内方向における振動を、一対の振動抑制部材１００を用いて、より好適に抑制することができる。

なお、実施例２では、図８に示すように、突出部１００ｂの接触面１０５にディンプル１０６を設ける構成としたが、この構成に限定されない。図９に示すように、突出部１００ｂの接触面１０５を平坦面に形成してもよい。つまり、一対の突出部１００ｂによる伝熱管５の挟み込みにより、伝熱管５の振動を十分に抑制可能であれば、突出部１００ｂの接触面１０５にディンプル１０６等のパターンを形成しなくてもよい。

また、実施例１及び実施例２では、原子力プラントに適用して説明したが、振動抑制部材１４，１００が配設される伝熱管群５１であれば、いずれのプラントに適用してもよく、例えば、化学プラントに適用してもよい。

１ 蒸気発生器
２ 胴部
３ 管群外筒
４ 管板
５ 伝熱管
５Ａ 伝熱管層
６ 管支持板
７ 水室
８ 隔壁
９ 気水分離器
１０ 湿分分離器
１１ 給水管
１２ 蒸気排出口
１４ 振動抑制部材
１４Ａ 第１振動抑制部材
１４Ｂ 第２振動抑制部材
１５Ａ 接合部材
１５Ｂ 接合部材
１６Ａ 保持部材
１６Ｂ 保持部材
１７ 取付部材
５１ 伝熱管群
７１ 入室
７２ 出室
７４ 入口ノズル
７５ 出口ノズル
８１ 接触面
９１ ディンプル
９１ａ 窪み
１００ 振動抑制部材（実施例２）
１００ａ 長尺部（実施例２）
１００ｂ 突出部（実施例２）
１０５ 接触面（実施例２）
１０６ ディンプル（実施例２）
１０６ａ 窪み（実施例２）

Claims (10)

1. 隣り合う伝熱管の隙間に配設され、前記伝熱管に接触させて、前記伝熱管の振動を抑制する振動抑制部材であって、
   少なくとも前記伝熱管と接触する接触面は、液体を保持可能なパターンになっていることを特徴とする振動抑制部材。
2. 前記パターンは、前記接触面に対して窪んで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動抑制部材。
3. 前記パターンは、複数の窪みを有するディンプルであることを特徴とする請求項１または２に記載の振動抑制部材。
4. 前記伝熱管は、所定面の面内方向に前記伝熱管を複数並べて伝熱管層を形成するとともに、前記所定面の面外方向に前記伝熱管層を複数並べて伝熱管群を形成しており、
   隣り合う前記伝熱管層の隙間に配設される長尺部と、
   前記伝熱管層において、隣り合う前記伝熱管の隙間に配設され、前記長尺部から突出して設けられるとともに、前記伝熱管に接触する突出部と、を備え、
   前記パターンは、少なくとも前記伝熱管と接触する前記突出部の接触面に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の振動抑制部材。
5. 隣り合う伝熱管の隙間に配設され、前記伝熱管に接触させて、前記伝熱管の振動を抑制する振動抑制部材であって、
   前記伝熱管は、所定面の面内方向に前記伝熱管を複数並べて伝熱管層を形成するとともに、前記所定面の面外方向に前記伝熱管層を複数並べて伝熱管群を形成しており、
   隣り合う前記伝熱管層の隙間に配設される長尺部と、
   前記伝熱管層において、隣り合う前記伝熱管の隙間に配設され、前記長尺部から突出して設けられるとともに、前記伝熱管に接触する突出部と、を備えることを特徴とする振動抑制部材。
6. 請求項４または５に記載の振動抑制部材を、伝熱管群に配設する振動抑制部材の配設方法であって、
   前記伝熱管群は、所定面の面内方向に前記伝熱管を複数並べて伝熱管層が形成され、前記所定面の面外方向に前記伝熱管層を複数並べて形成され、
   前記伝熱管層を挟んで、前記面外方向の一方に前記振動抑制部材の前記長尺部を配設するとともに、前記伝熱管を挟んで、前記面内方向の一方に前記振動抑制部材の前記突出部を配設する第１配設工程と、
   前記伝熱管層を挟んで、前記面外方向の他方に前記振動抑制部材の前記長尺部を配設するとともに、前記伝熱管を挟んで、前記面内方向の他方に前記振動抑制部材の前記突出部を配設する第２配設工程と、
   一方の前記振動抑制部材の前記突出部と、他方の前記振動抑制部材の前記突出部とにより、前記伝熱管を挟み込む挟持工程と、を備えることを特徴とする振動抑制部材の配設方法。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の振動抑制部材と、
   前記振動抑制部材と接触する複数の伝熱管と、を備えることを特徴とする蒸気発生器。
8. 請求項７に記載の蒸気発生器と、
   前記蒸気発生器に接続される原子炉と、を備えることを特徴とする原子力プラント。
9. 請求項１から５のいずれか１項に記載の振動抑制部材と、
   前記振動抑制部材と接触する複数の伝熱管と、を備えることを特徴とする伝熱管群。
10. 請求項９に記載の伝熱管群を備えることを特徴とするプラント。

Images