JP2015121369A - 復水器及びその耐震補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐震強度を一段と向上させた復水器を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、復水器は、基礎２の上方に設置された下部本体３と、下部本体３の上部に接合された上部本体を備えている。復水器は、下部本体３に、下部本体３の水平面における一方向及びこの一方向と異なる他方向の少なくとも一方への下部本体３の移動を規制する耐震部材２０が設けられている。また、下部本体３は、平面形状が長方形に形成され、水平面における一方向を長さ方向とし、他方向を一方向に対して直交する幅方向としている。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、例えば火力又は原子力発電プラントに設置される復水器及びその耐震補強方法に関する。

東日本大震災以前から火力又は原子力発電プラントには、耐震強度を高める要求があり、復水器もその要求に基づいて設計されている。しかし、東日本大震災以後、発電プラントに対して耐震強度を高める要求が一段と厳しくなり、現状の復水器では耐震強度が不十分なものもある。

また、耐震強度を高めた復水器としては、例えば特許文献１に記載された技術がある。この復水器は、復水器下部本体と復水器上部本体とをエキスパンションジョイントを介して接続したものである。

特開２０００−３１０４９４号公報

ところで、地震時、復水器には大きな横揺れにより、その長さ方向とその長さ方向に対して直交する幅方向の平面２軸方向に大きな加速度がかかる。この加速度により、復水器が横方向に移動して復水器の基礎から脱落してしまう可能性がある。

通常、復水器は建屋内に設置されている。そのため、復水器は、大地震時の揺れによる加速度でも破損しないような耐震強度を備えたものに改善する必要がある。

本発明の実施形態は、耐震強度を一段と向上させた復水器及びその耐震補強方法を提供することを目的とする。

本実施形態の復水器は、基礎の上方に設置された下部本体と、前記下部本体の上部に接合された上部本体と、を備えた復水器であって、前記下部本体は、前記下部本体の水平面における一方向及びこの一方向と異なる他方向の少なくとも一方への前記下部本体の移動を規制する耐震部材を有することを特徴とする。

本実施形態の復水器の耐震補強方法は、基礎の上部に設置された下部本体と、前記下部本体の上部に接続された上部本体とを備えた復水器の耐震強度を補強する復水器の耐震補強方法であって、前記下部本体の底板側に台座を据え付ける台座据付工程と、前記台座据付工程の後に、前記台座及び前記下部本体に、前記下部本体の水平面における一方向及びこの一方向と異なる他方向の少なくとも一方への前記下部本体の移動を規制する耐震部材を設置する耐震部材設置工程と、を有することを特徴とする。

本実施形態によれば、耐震強度を一段と向上させることができる。

本発明に係る復水器の第１実施形態を示す立面図である。 図１の側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による概略断面図である。 図１の既設及び新設の耐震部材を示す斜視図である。 図１の既設及び新設の耐震部材を示す立面図である。 図５の側面図である。 図５の補強板及び転倒防止板を示す平面図である。 本発明に係る復水器の第２実施形態を示す立面図である。 図８の側面図である。 図９のＸ−Ｘ線による概略断面図である。 本発明に係る復水器の第３実施形態を示す概略断面図である。

以下に、本発明に係る復水器及びその耐震補強方法の実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
［構 成］
図１は本発明に係る復水器の第１実施形態を示す立面図である。図２は図１の側面図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による概略断面図である。

図１〜図３に示すように、復水器本体１は、下部本体３と上部本体７とを備え、４隅が４つの基礎２により支持されている。下部本体３は、平断面形状が長方形に形成されている。下部本体３は、基礎２の上方に載置するように設置され、内部に伝熱管４が設置されている。下部本体３は、基礎２と接続された下部本体底板３ａと、下部本体底板３ａの上方に固定されて互いに対向する一対の下部本体側板３ｂ及び下部本体端板３ｃとを有している。これら一対の下部本体側板３ｂ及び下部本体端板３ｃの上端は、上部本体７に接合されている。

一対の下部本体端板３ｃには、管板５が取り付けられている。これらの管板５には、水室６が設置されている。一方の水室６には冷却水が流入し、この冷却水は一方の管板５、伝熱管４、他方の管板５を経て他方の水室６から流出する。このとき、復水器本体１にはタービン蒸気が流入し、この蒸気が伝熱管４に流入した冷却水と熱交換され、凝縮水となる。

上部本体７は、下部本体３に載置され、溶接により剛接合されている。これにより、上部本体７の荷重は、下部本体３により支持されている。上部本体７の上方には、接続片８が溶接より剛接合されている。この接続片８は、図示しないタービンケーシングに接続される。

次に、既設及び新設の耐震部材について説明する。

図４は図１の既設及び新設の耐震部材を示す斜視図である。図５は図１の既設及び新設の耐震部材を示す立面図である。図６は図５の側面図である。図７は図５の補強板及び転倒防止板を示す平面図である。

本実施形態では、図１及び図３に示すように既設の耐震部材１０及び新設の耐震部材２０が下部本体３の水平面における長さ方向（一方向）ほぼ中央に設置されている。既設の耐震部材１０及び新設の耐震部材２０は、図４〜図７に示すように台座側と下部本体３側とで分割構成されている。

台座側の既設の耐震部材１０は、下部本体３の下部本体底板３ａの下方に設置される台座１１と、この台座１１上に固定された台座固定板１２と、この台座固定板１２上に互いに平行に配置された起立壁１３とを備えている。この起立壁１３間には、キー溝１４が形成されている。

また、下部本体３側の既設の耐震部材１０は、下部本体側板３ｂの内面に溶接により固定されたブロック状のキー１６と、このキー１６の両側及び下部本体側板３ｂの内面に固定されてキー１６の固定強度を高めるための補強板１７とを備えている。キー１６の下端は、下部本体底板３ａに形成された挿通孔を貫通してキー溝１４内に摺動可能に差し込まれている。

したがって、キー１６は、キー溝１４が形成された方向に移動可能となる。また、起立壁１３は、キー溝１４が形成された方向と直交する方向へのキー１６の移動を規制する。これにより、下部本体３は、図３に示すように台座１１に対して矢印Ａ方向に移動可能となる。また、下部本体３は、図３に示すように下部本体３の矢印Ａ方向と直交する矢印Ｂ方向への移動が規制される。

新設の耐震部材２０も既設の耐震部材１０とほぼ同様に台座側と下部本体３側とで分割構成されている。具体的には、新設の耐震部材２０は、下部本体３の下部本体底板３ａの下方に設置される台座２１と、この台座２１上に固定された台座固定板２２と、この台座固定板２２上に互いに平行に配置された起立壁２３とを備えている。この起立壁２３間には、キー溝２４が形成されている。

また、下部本体３側の新設の耐震部材２０は、下部本体側板３ｂに溶接により接合される側板固定板２５と、この側板固定板２５の外側に水平方向に固定されたブロック状のキー２６と、このキー２６の両側及び側板固定板２５に固定されてキー２６の固定強度を高めるための補強板２７と、キー２６の下端近傍に固定されてキー２６の転倒を防止するための転倒防止板２８とを備えている。キー２６の下端は、キー溝２４内に摺動可能に差し込まれている。

したがって、キー２６は、キー溝２４に形成された方向に移動可能となる。また、起立壁２３は、キー溝２４が形成された方向と直交する方向へのキー２６の移動を規制する。これにより、下部本体３は、図３に示すように台座２１に対して矢印Ａ方向に移動可能となる。また、下部本体３は、図３に示すように下部本体３の矢印Ａ方向と直交する矢印Ｂ方向への移動が規制される。

さらに、図３において、既設の耐震部材１０及び新設の耐震部材２０の起立壁１３，２３には、複数の補強リブ１９，２９が固定されている。これらの補強リブ１９，２９は、図面が複雑化するため、図４〜図７では省略している。

［作 用］
次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、既設の耐震部材１０が復水器本体１に予め設置されているものとする。まず、新設の耐震部材２０の台座２１を既設の耐震部材１０の下部本体底板３ａ側に設置する。具体的には、台座２１を既設の耐震部材１０の台座１１と同一高さになるように隣接して据え付ける。この場合、台座固定板２２及び起立壁２３は、台座２１を据え付ける前に台座２１に予め取り付けておいてもよい。

次いで、キー２６、補強板２７、及び転倒防止板２８が固定された側板固定板２５を下部本体側板３ｂの下端部に溶接により固定する。このようにして下部本体側板３ｂを固定した場合は、キー２６がキー溝２４内に摺動可能に差し込まれるように位置決めされる。

地震時、その揺れによる加速度が復水器本体１に矢印Ｂ方向に作用したとすると、既設の耐震部材１０及び新設の耐震部材２０におけるキー１６，２６の移動方向が矢印Ａである。そのため、既設の耐震部材１０及び新設の耐震部材２０における起立壁１３，２３により復水器本体１の下部本体３に対して矢印Ｂ方向に作用する加速度を受け止める。この反力が既設の耐震部材１０ではキー１６に伝わり補強板１７を介して下部本体３に分散する。同様に、新設の耐震部材２０ではキー２６に伝わり補強板２７及び転倒防止板２８を介して下部本体３に分散する。よって、強固な耐震部材とすることが可能となる。

すなわち、地震により復水器本体１に揺れが発生した場合、既設の耐震部材１０及び新設の耐震部材２０に揺れの加速度がかかる。この加速度をキー１６，２６で受け止めることができる。この時、大きな荷重がキー１６，２６に加わり転倒モーメントが発生する。

しかし、下部本体３の内側のキー１６は、下部本体底板３ａ及び補強板１７で、下部本体３の外側のキー２６は、補強板２７及び転倒防止板２８で大きな荷重を受けることができる。特に、転倒防止板２８は、キー２６にかかる転倒モーメントを受ける場合には重要な構成要素となる。

また、既設の耐震部材１０及び新設の耐震部材２０は、下部本体底板３ａ及び下部本体側板３ｂに固定されているため、矢印Ｂ方向に作用する加速度は、既設の耐震部材１０及び新設の耐震部材２０を介して下部本体底板３ａ及び下部本体側板３ｂに分散される。

［効 果］
このように本実施形態によれば、地震時に復水器本体１に下部本体側板３ｂと平行方向に作用する揺れによる加速度に対して、その加速度とは直交する方向に移動可能であって、加速度と同方向の移動を規制する新設の耐震部材２０を設けることで、地震時の揺れによる加速度を新設の耐震部材２０で吸収することができる。これにより、耐震強度を一段と向上させることができる。

また、本実施形態によれば、新設の耐震部材２０を下部本体底板３ａ及び下部本体側板３ｂの２面で固定させることで、地震時の揺れによる加速度を復水器本体１全体に分散させて吸収することができる。その結果、狭いタービン建屋の空間に設置された復水器本体１の耐震強度を向上させることが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、新設の耐震部材２０の起立壁２３に複数の補強リブ２９を固定したことにより、起立壁２３の取付強度を高めることが可能となる。

（第２実施形態）
［構 成］
図８は本発明に係る復水器の第２実施形態を示す立面図である。図９は図８の側面図である。図１０は図９のＸ−Ｘ線による概略断面図である。なお、前記第１実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を付して説明する。その他の実施形態も同様とする。

本実施形態は、前記第１実施形態の変形例である。本実施形態では、図８〜図１０に示すように新設の耐震部材２０が下部本体３の水平面における幅方向（他方向）ほぼ中央に設置されている。新設の耐震部材２０は、前記第１実施形態と同様に台座２１側と下部本体３側とで分割構成されている。なお、本実施形態は、前記第１実施形態と異なり既設の耐震部材１０が設置されていない。

本実施形態は、新設の耐震部材２０が下部本体底板３ａ及び下部本体端板３ｃに接続するように配置する。具体的には、キー２６、補強板２７、及び転倒防止板２８が固定された側板固定板２５が下部本体端板３ｃの下端部に溶接より固定されている。

［作 用］
地震時、その揺れによる加速度が復水器本体１に矢印Ｄ方向に作用したとすると、新設の耐震部材２０におけるキー２６の移動方向が矢印Ｃである。そのため、新設の耐震部材２０における起立壁２３により復水器本体１の下部本体３に対して矢印Ｄ方向に作用する加速度を受け止める。この反力がキー２６に伝わり補強板２７及び転倒防止板２８を介して下部本体３に分散する。よって、強固な耐震部材とすることが可能となる。

また、新設の耐震部材２０は、下部本体底板３ａ及び下部本体端板３ｃに固定されているため、矢印Ｄ方向に作用する加速度は、新設の耐震部材２０を介して下部本体底板３ａ及び下部本体端板３ｃに分散される。

その他の構成及び作用は、前記第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

［効 果］
このように本実施形態によれば、前記第１実施形態の効果と同様に、地震時に復水器本体１に下部本体端板３ｃと平行方向に作用する揺れによる加速度に対して、その加速度とは直交方向に移動可能であって、加速度と同方向の移動を規制する新設の耐震部材２０を設けることで、地震時の揺れによる加速度を新設の耐震部材２０で吸収することができる。これにより、耐震強度を一段と向上させることができる。

また、本実施形態によれば、新設の耐震部材２０を下部本体底板３ａ及び下部本体端板３ｃの２面で固定させることで、地震時の揺れによる加速度を復水器本体１全体に分散させて吸収することができる。その結果、狭いタービン建屋の空間に設置された復水器本体１の耐震強度を向上させることが可能となる。

（第３実施形態）
図１１は本発明に係る復水器の第３実施形態を示す概略断面図である。

本実施形態は、前記第１実施形態と前記第２実施形態を組み合わせた変形例である。

本実施形態では、新設の耐震部材２０が下部本体３の長さ方向（一方向）ほぼ中央に設置されているとともに、下部本体３の幅方向（他方向）ほぼ中央に設置されている。上記下部本体３の長さ方向と幅方向は、互いに直交する方向にある。すなわち、本実施形態は、新設の耐震部材２０を下部本体底板３ａ及び下部本体側板３ｂに固定するように配置するとともに、下部本体底板３ａ及び下部本体端板３ｃに固定するように配置している。

したがって、本実施形態では、地震時、その揺れによる加速度が復水器本体１の矢印Ｂ方向及びＤ方向に作用したとすると、新設の耐震部材２０におけるキー２６の移動方向が矢印Ａ，Ｃである。そのため、新設の耐震部材２０における起立壁２３により復水器本体１の下部本体３に対して矢印Ｂ，Ｄ方向に作用する加速度を受け止める。

また、下部本体３の長さ方向ほぼ中央に設置された新設の耐震部材２０は、下部本体底板３ａ及び下部本体側板３ｂに固定されているため、矢印Ｂ方向に作用する加速度は、新設の耐震部材２０を介して下部本体底板３ａ及び下部本体側板３ｂに分散される。

同様に、下部本体３の幅方向ほぼ中央に設置された新設の耐震部材２０は、下部本体底板３ａ及び下部本体端板３ｃに固定されているため、矢印Ｂ方向に対して直交する矢印Ｄ方向に作用する加速度は、新設の耐震部材２０を介して下部本体底板３ａ及び下部本体端板３ｃに分散される。

このように本実施形態によれば、前記第１実施形態及び前記第２実施形態を組み合わせた変形例であるため、復水器本体１の平面方向の揺れに対する耐震強度を一段と確保することができる。

（その他の実施形態）
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、上記各実施形態は、平面形状が長方形に形成された下部本体３に適用した場合について説明したが、これに限定されることなく、平面形状が正方形に形成されたものについても適用可能である。

また、上記第３実施形態では、新設の耐震部材２０が下部本体３の長さ方向（一方向）と、下部本体３の幅方向（他方向）のように互いに直交する方向に設置した例について説明したが、これに限らず新設の耐震部材２０を下部本体３の水平面において互いに交差する方向等のように異なる方向であればよく、その数も３つ以上設置するようにしてもよい。

１… 復水器本体、２…基礎、３…下部本体、３ａ…下部本体底板、３ｂ…下部本体側板、３ｃ…下部本体端板、４…伝熱管、５…管板、６…水室、７…上部本体、８…接続片、１０…既設の耐震部材、１１…台座、１２…台座固定板、１３…起立壁、１４…キー溝、１６…キー、１７…補強板、１９…補強リブ、２０…新設の耐震部材、２１…台座、２２…台座固定板、２３…起立壁、２４…キー溝、２５…側板固定板、２６…キー、２７…補強板、２８…転倒防止板、２９…補強リブ

Claims (7)

1. 基礎の上方に設置された下部本体と、
   前記下部本体の上部に接合された上部本体と、
   を備えた復水器であって、
   前記下部本体は、前記下部本体の水平面における一方向及びこの一方向と異なる他方向の少なくとも一方への前記下部本体の移動を規制する耐震部材を有することを特徴とする復水器。
2. 前記下部本体は、平面形状が長方形に形成され、水平面における前記一方向を長さ方向とし、前記他方向を前記一方向に対して直交する幅方向としたことを特徴とする請求項１に記載の復水器。
3. 前記下部本体は、前記基礎に取り付けられる下部本体底板と、この下部本体底板に固定された下部本体側板及び下部本体端板と、を備え、
   前記下部本体側板及び前記下部本体端板に前記上部本体が接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の復水器。
4. 前記耐震部材は、
   前記下部本体底板の下方に設置される台座と、
   前記台座に固定されてキー溝を形成する起立壁と、
   前記下部本体側板及び前記下部本体端板の少なくとも一方に固定されて前記キー溝内に差し込まれ、前記キー溝が形成された方向に移動可能であって、前記キー溝が形成された方向と直交する方向の移動が規制されるキーと、
   を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の復水器。
5. 前記耐震部材は、前記下部本体側板及び前記下部本体端板の少なくとも一方と前記キーに対して水平方向に固定した補強板をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の復水器。
6. 前記耐震部材は、前記下部本体側板及び前記下部本体端板の少なくとも一方と前記キーに対して水平方向に固定し、かつ前記キーの転倒を防止するための転倒防止板をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の復水器。
7. 基礎の上部に設置された下部本体と、前記下部本体の上部に接続された上部本体とを備えた復水器の耐震強度を補強する復水器の耐震補強方法であって、
   前記下部本体の底板側に台座を据え付ける台座据付工程と、
   前記台座据付工程の後に、前記台座及び前記下部本体に、前記下部本体の水平面における一方向及びこの一方向と異なる他方向の少なくとも一方への前記下部本体の移動を規制する耐震部材を設置する耐震部材設置工程と、
   を有することを特徴とする復水器の耐震補強方法。

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