JP2017166717A - 蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法および蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具 - Google Patents
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Abstract
【課題】伝熱管群を有する蒸気発生器の下部側組立体の輸送時に、振動による変形を低減することができる蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法を提供する。【解決手段】実施の形態による蒸気発生器1の下部側組立体2の輸送方法は、振止具保持部材34を、輸送治具40を介して管群外筒6に取り付ける工程と、輸送治具40を取り付ける工程の後、蒸気発生器1の下部側組立体2を輸送する工程と、輸送した蒸気発生器1の下部側組立体2から輸送治具40を取り外す工程と、を備えている。【選択図】図6
Description
本発明の実施の形態は、蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法および蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具に関する。
加圧水型原子力発電所で用いられている蒸気発生器は、気水分離器、湿分分離器および伝熱管群を有した熱交換器である。このうち、伝熱管群は、複数の伝熱管の集合によって構成されており、各伝熱管は、上下方向に延びる2本の直管部と、2本の直管部を連結するU字管部とを含み、全体としてU字形状に形成されている。この蒸気発生器は、原子炉側の一次系の熱を、タービン側の二次系に伝達している。すなわち、原子炉の炉心で加熱された一次冷却水は、蒸気発生器の各伝熱管に送られ、この蒸気発生器で二次冷却水と熱交換を行っている。
蒸気発生器においては、一次冷却水は、伝熱管群を構成している各伝熱管内を流れ、伝熱管内を流れる間に伝熱管外を流れる二次冷却水に熱を伝達する。この二次冷却水は、伝熱管の外面に沿って沸騰し、気液二相流が生じ得る。このような二次冷却水の沸騰によって、各伝熱管には流体励起振動と呼ばれる振動が発生し得る。この流体励起振動を抑制するために、伝熱管の直管部は、伝熱管支持板で支持され、伝熱管のU字管部は、隣り合うU字管部の間に延びる伝熱管振止具で支持されている。
ところで、蒸気発生器は、大型のもので全高約23m、胴径約5.6m、重量約600トンある。このため、蒸気発生器を輸送する際、輸送ルートの制約を受ける場合がある。この場合、蒸気発生器を気水分離器および湿分分離器が収容された胴上部を有する上部側組立体と、伝熱管群が収容された胴下部を有する下部側組立体とに分割し、別々に輸送することが知られている。一般的に、上部側組立体および下部側組立体は、鉄道車両による内陸輸送または船による水上輸送で輸送される。
しかしながら、上述した伝熱管、伝熱管支持板、および伝熱管振止具は、互いに接合されていないことが一般的である。このため、伝熱管群を含む下部側組立体を輸送する場合には、振動により伝熱管や伝熱管支持板、伝熱管振止具に負荷がかかることが予想される。この場合、伝熱管および伝熱管振止具の設置位置のずれや変形が懸念される。とりわけ輸送距離が長距離になる場合には、このようなずれや変形が増大するおそれがある。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、伝熱管群を有する蒸気発生器の下部側組立体の輸送時に、振動による変形を低減することができる蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法および蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具を提供することを目的とする。
実施の形態による蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法は、伝熱管群と、複数の伝熱管振止具と、複数の伝熱管振止具の外端部を保持する振止具保持部材とが、U字管部を露出させる開口部を含む胴下部内に設けられた管群外筒に収容された蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法である。このうち伝熱管群は、各々がU字管部を含み、U字管部によって画定される面に直交する面外方向に配列された複数の伝熱管が集合している。また、伝熱管振止具は、面外方向において互いに隣り合うU字管部の間に延びている。この蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法は、振止具保持部材を、輸送治具を介して管群外筒に取り付ける工程と、輸送治具を取り付ける工程の後、蒸気発生器の下部側組立体を輸送する工程と、輸送した蒸気発生器の下部側組立体から輸送治具を取り外す工程と、を備えている。
また、実施の形態による蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具は、伝熱管群と、複数の伝熱管振止具と、複数の伝熱管振止具の外端部を保持する振止具保持部材とが、U字管部を露出させる開口部を含む胴下部内に設けられた管群外筒に収容された蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具である。このうち伝熱管群は、各々がU字管部を含み、U字管部によって画定される面に直交する面外方向に配列された複数の伝熱管が集合している。また、伝熱管振止具は、面外方向において互いに隣り合うU字管部の間に延びている。この蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法は、振止具保持部材に取り外し可能に取り付けられる支持具と、支持具を保持し、蒸気発生器の管群外筒に取り外し可能に取り付けられる支持具保持部材と、を備えている。
本発明によれば、伝熱管群を有する蒸気発生器の下部側組立体の輸送時に、振動による変形を低減することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態における蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法および蒸気発生器の輸送治具について説明する。
(第1の実施の形態)
図1乃至図6を用いて、第1の実施の形態における蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法および蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具について説明する。ここでは、まず、本実施の形態による蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法および蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具を好適に適用し得る蒸気発生器の一例について図1乃至図3を用いて説明する。
図1乃至図6を用いて、第1の実施の形態における蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法および蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具について説明する。ここでは、まず、本実施の形態による蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法および蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具を好適に適用し得る蒸気発生器の一例について図1乃至図3を用いて説明する。
図1に示すように、蒸気発生器1は、下部側組立体2と、下部側組立体2の上部に設けられた上部側組立体3と、を備えている。このうち、下部側組立体2は、外筒4の下側部を構成する胴下部5と、胴下部5内に設けられた管群外筒6と、を有している。この胴下部5は、伝熱管30のU字管部36(後述)を露出させる開口部7(図6(e)参照)を含んでいる。また、胴下部5と管群外筒6との間には、給水入口ノズル17(後述)から給水された二次冷却水が通過する環状通路8が形成されている。
胴下部5の下部には、管板9が設けられ、この管板9の下部には、管板9との間で一対の水室10を形成する水室鏡11が設けられている。一方の水室10には一次系入口ノズル12が設けられ、原子炉側からの一次冷却水は、一次系入口ノズル12およびこれに対応する水室10を通って、後述する複数の伝熱管30に供給される。他方の水室10には一次系出口ノズル13が設けられ、各伝熱管30を通過した一次冷却水は、当該水室10および一次系出口ノズル13を通って原子炉へ戻される。
各伝熱管30内では、一次冷却水が通過するようになっている。一方、伝熱管30の外側では、二次冷却水が流れるようになっている。すなわち、給水入口ノズル17(後述)から胴下部5に供給された二次冷却水は、環状通路8を通過し、管板9上で管群外筒6の内側に入り込み、伝熱管30に沿って上昇する。このようにして、一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、二次冷却水が沸騰して気液二相流となって管群外筒6内を上昇する。
図1に示すように、上部側組立体3は、外筒4の上部側を構成する胴上部14と、胴上部14に収容された気水分離器15と、気水分離器15の上方に設けられた湿分分離器16と、を有している。このうち、胴上部14の側部には、二次冷却水を胴下部5の環状通路8に給水するための給水入口ノズル17が設けられ、胴上部14の上部には、湿分を取り除かれた蒸気が通過する蒸気出口ノズル18が設けられている。
気水分離器15は、管群外筒6の上部に設けられたプレート19に取り付けられており、管群外筒6内を上昇した二次冷却水の気液二相流を蒸気と水とに分離する。分離された蒸気は湿分分離器16により湿分を取り除かれ、蒸気出口ノズル18を介して図示しないタービンに供給される。分離された水は、給水入口ノズル17から流入する二次冷却水と混合されて環状通路8に向かう。
ところで、管群外筒6内には上下方向に離間した複数の伝熱管支持板20が設けられている。これらの各伝熱管支持板20には、各伝熱管30の直管部35(後述)が貫通している。このようにして、各伝熱管30が、各伝熱管支持板20に支持されている。
図1および図2に示すように、管群外筒6には、複数の伝熱管30が集合した伝熱管群31と、伝熱管30の間に延びる複数の伝熱管振止具32と、複数の伝熱管振止具32の外端部33を保持する振止具保持部材34と、が収容されている。このうち、伝熱管群31を構成する伝熱管30の各々は、上下方向に延びる2本の直管部35と、2本の直管部35の上端部を連結するU字形のU字管部36と、を含んでいる。
図1乃至図3に示すように、各伝熱管30は、U字管部36によって画定される面が互いに平行になるように配列されている。
より詳細に説明すると、図3に示すように、U字管部36によって画定される面に平行な方向(平面内の方向)を面内方向とし、当該面に直交する方向を面外方向とすると、各伝熱管30は、面内方向および面外方向に配列されている。伝熱管群31は、例えば、数千本から1万本以上もの伝熱管30から構成され、伝熱管群31の上部は、伝熱管30のU字管部36の連続的な配列により全体として半球状に形成されている。なお、図1乃至図4および図6においては、図面を簡略化するために、伝熱管30の本数を省略して表示している。例えば、図1においては、3本の伝熱管30を誇張して表示している。
図1および図2に示すように、複数の伝熱管振止具32は、面外方向において互いに隣り合うU字管部36の間で延びており、U字管部36の外周側から内周側に向かって延びている。伝熱管振止具32は、U字管部36の中心を通る鉛直軸線Xに対して線対称に配列されており、互いに対応する伝熱管振止具32の内端部が連結されている。また、伝熱管振止具32は、一の面内において複数設けられており、それぞれ所定の間隔で配列されている。すなわち、伝熱管振止具32は、上述した鉛直軸線Xに対して所定の角度となる位置に配列されている。図2に示すように、各伝熱管振止具32は隣接した伝熱管30のU字管部36に当接して、伝熱管30を支持し、伝熱管30の振れを抑制している。伝熱管振止具32の外端部33は、伝熱管群31よりも外周側(管群外筒6側)に突出している。
振止具保持部材34は、伝熱管群31の各U字管部36の外周に沿って延びている。より詳細に説明すると、振止具保持部材34は、鉛直軸線Xに対する角度が同一となる複数の伝熱管振止具32の外端部33を保持しており、当該角度ごとに複数設けられている。
次に、図4および図5を用いて、本実施の形態による蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具(以下、単に輸送治具と記す)について説明する。
この輸送治具40は、振止具保持部材34に取り外し可能に取り付けられる複数の支持具41と、支持具41を保持し、蒸気発生器1の管群外筒6に取り外し可能に取り付けられる支持具保持部材42と、を備えている。このうち、支持具41は、振止具保持部材34から上方に延びている。支持具41の下端部43は、図示しないボルト等により振止具保持部材34に取り付けられており、支持具41の上端部44は、図示しないボルト等により支持具保持部材42に保持されている。なお、支持具41の上端部44は、溶接等により取り外し不能に支持具保持部材42に取り付けられていてもよい。また、支持具41は、1つの振止具保持部材34につき、複数取り付けられていることが好適である。このことにより、振止具保持部材34を複数の支持具41で効果的に支持することができる。また、支持具41を太くすることにより、振止具保持部材34を強固に支持することもできる。
支持具保持部材42は、図5に示すように、格子形状に形成されていることが好適である。本実施の形態においては、支持具保持部材42は、リング状に形成された外周縁部45と、外周縁部45の内側に設けられた格子形状部46と、を含んでいる。このうち外周縁部45は、図示しないボルト等により管群外筒6に取り付けられている。格子形状部46には、上述した支持具41の上端部44が取り付けられている。このようにして、支持具41および支持具保持部材42を介して、伝熱管30、伝熱管振止具32および振止具保持部材34が管群外筒6に支持されている。なお、支持具保持部材42の格子形状部46の格子間の間隔を狭め、または格子形状部46を形成する部材を太くすることにより、支持具41を強固に支持することもできる。
次に、このような構成からなる本実施の形態における作用について説明する。ここでは、図1に示す蒸気発生器1の下部側組立体2の輸送方法について、図6を用いて説明する。
まず、図6(a)に示すように、伝熱管群31と、複数の伝熱管振止具32と、振止具保持部材34と、が胴下部5の管群外筒6に収容された蒸気発生器1の下部側組立体2を準備する。この場合、図1に示すように、例えば外胴4の胴下部5と胴上部14とが接合されている状態であれば、まず、蒸気発生器1が切断され、胴下部5と胴上部14とに分割される。なお、蒸気発生器1の切断位置は、蒸気発生器1の高さおよび重量等により任意に設定可能であるが、伝熱管30のU字管部36よりも上方であることが好適である。この場合、輸送時に伝熱管30の周囲を胴下部5および管群外筒6で覆うことができ、伝熱管30をより適切に保護できる。本実施の形態においては、一例として、胴下部5および胴上部14は、管群外筒6とプレート19とを分離させる位置で分割されている。
次に、図6(b)に示すように、振止具保持部材34および管群外筒6に輸送治具40が取り付けられる。この場合、輸送治具40の支持具41の下端部43が、図示しないボルト等により振止具保持部材34に取り付けられるとともに、輸送治具40の支持具保持部材42が、図示しないボルト等により管群外筒6に取り付けられる。また、支持具41の上端部44が、図示しないボルト等により、または溶接等により支持具保持部材42の格子形状部46に保持される。このようにして、振止具保持部材34が輸送治具40を介して管群外筒6に取り付けられる。
このとき、加速度計60が、振止具保持部材34に取り付けられていてもよい(図5参照)。
次に、図6(c)に示すように、胴下部5の開口部7が、閉塞部材47により閉塞されるようにしてもよい。このとき、胴下部5に窒素が充填された後に、開口部7が閉塞される。このようにして、伝熱管群31が空気に触れることを防止し、伝熱管群31の酸化防止を図っている。
次に、図6(d)に示すように、輸送治具40を取り付けた蒸気発生器1の下部側組立体2が輸送される。この場合、蒸気発生器1の下部側組立体2は、輸送架台48上に台木49を介して積載される。鉄道車両による内陸輸送の場合には輸送架台48ごと鉄道車両に積載されて輸送される。船による水上輸送の場合には輸送架台48ごと船に積載されて輸送される。輸送中、加速度計60により、振止具保持部材34の加速度が計測される。
下部側組立体2が目的地に到着すると、下部側組立体2が輸送架台48から取り外されて、据え付け場所に設置される。その後、図6(e)に示すように、輸送した蒸気発生器1の下部側組立体2から輸送治具40が取り外される。この場合、まず、閉塞部材47が、胴下部5の開口部7から取り外される。続いて、支持具41の下端部43が振止具保持部材34から取り外されるとともに、支持具保持部材42が管群外筒6から取り外される。また、加速度計60も振止具保持部材34から取り外される。
このようにして、蒸気発生器1の下部側組立体2の輸送が完了する。その後、据え付け場所において、下部側組立体2と、別輸送された上部側組立体3とが組み立てられ、蒸気発生器1が据え付けられる。
このように本実施の形態によれば、蒸気発生器1の下部側組立体2の輸送時に、伝熱管30および伝熱管振止具32が、輸送治具40を介して管群外筒6に支持されている。このことにより、輸送時の振動により伝熱管30および伝熱管振止具32に負荷がかかった場合であっても、伝熱管30および伝熱管振止具32の設置位置のずれや変形を抑制できる。このため、伝熱管30および伝熱管振止具32の振動による変形を低減できる。
また、本実施の形態によれば、支持具保持部材42が格子形状となっている。このことにより、支持具保持部材42に支持具41を保持させる際に、支持具保持部材42の格子形状部46を構成する部材の間を通って支持具41にアクセスすることができる。この結果、支持具保持部材42に支持具41を保持させる際の作業性を向上させることができる。
また、本実施の形態によれば、蒸気発生器1の下部側組立体2の輸送時に、加速度計60により振止具保持部材34の加速度が計測されている。このことにより、輸送中の振止具保持部材34の振動を確認することができ、品質の向上を図ることができる。
また、本実施の形態によれば、蒸気発生器1の下部側組立体2の輸送時に、閉塞部材47が胴下部5の開口部7を閉塞している。このことにより、伝熱管30が空気に触れることを防止し、管群外筒6に収容された各伝熱管30の酸化を抑制できる。
(第2の実施の形態)
次に、図7を用いて、第2の実施の形態における蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法および蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具について説明する。
次に、図7を用いて、第2の実施の形態における蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法および蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具について説明する。
図7に示す第2の実施の形態においては、支持具が、U字管部に沿って延びるように、アーチ形状に形成されている点が主に異なり、他の構成は、図1乃至図6に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図7において、図1乃至図6に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図7に示すように、本実施の形態においては、支持具41は、伝熱管30のU字管部36に沿って延びるように、アーチ形状に形成されている。より詳細に説明すると、支持具41が、面外方向に複数離間して設けられており、面外方向に延びる振止具保持部材34と交差するように配列されている。また、支持具41は、U字管群36の外周側に配列されており、複数の振止具保持部材34を外周側から支持している。
本実施の形態による支持具保持部材42は、伝熱管群31を囲うようにリング状に形成されている。この支持具保持部材42は、伝熱管群31の頂部よりも下方に配置されている。図7に示す形態では、支持具保持部材42は、直管部35とU字管部36との境界付近に配置されている。この支持具保持部材42は、第1の実施の形態と同様に、管群外筒6に取り外し可能に取り付けられている。
図7に示すように、支持具41は、図示しないボルト等により、複数の振止具保持部材34に取り外し可能に取り付けられている。より具体的には、支持具41は、複数の支持点50において対応する振止具保持部材34に取り付けられて当該振止具保持部材34を支持している。また、支持具41は、支持点50の両側で、図示しないボルト等により支持具保持部材42に保持されている。本実施の形態においては、支持具保持部材42の複数の支持点50の両側に設けられた端部51で、支持具41は支持具保持部材42に保持されており、複数の支持点50は、両側の端部51の間に設けられている。この場合、支持具保持部材42による支持具41の保持を強固にすることができる。なお、支持具41の両側の端部51は、溶接等により取り外し不能に支持具保持部材42に取り付けられていてもよい。
このように本実施の形態によれば、支持具41が、U字管部36に沿って延びるように、アーチ形状に形成されている。このことにより、支持具41が、伝熱管30のU字管部36に沿って配列された振止具保持部材34をU字管部36の近傍で支持することができる。このため、伝熱管30および伝熱管振止具32の設置位置のずれや変形をより効果的に抑制できる。この結果、伝熱管30および伝熱管振止具32の振動による変形をより効果的に低減できる。
また、本実施の形態によれば、支持具保持部材42が、伝熱管群31を囲うようにリング状に形成されている。このことにより、支持具41の両側の端部51を一の部材で保持することができる。このため、より一層強固に、伝熱管30および伝熱管振止具32を、輸送治具40を介して管群外筒6に支持することができる。
なお、上述した本実施の形態においては、支持具41の両側の端部51が、支持具保持部材42に保持されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、支持具保持部材42が管群外筒6に取り付けられ、支持具41の複数の支持点50のうちの少なくとも一つの支持点50の両側で、支持具41が支持具保持部材42に取り付けられていればよい。
以上述べた実施の形態によれば、伝熱管群を有する蒸気発生器の下部側組立体の輸送時に、振動による変形を低減することができる。
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。
1:蒸気発生器、2:下部側組立体、5:胴下部、6:管群外筒、7:開口部、30:伝熱管、31:伝熱管群、32:伝熱管振止具、33:外端部、34:振止具保持部材、36:U字管部、40:輸送治具、41:支持具、42:支持具保持部材、44:上端部、46:格子形状部、47:閉塞部材、50:支持点、60:加速度計
Claims (8)
- 各々がU字管部を含み、前記U字管部によって画定される面に直交する面外方向に配列された複数の伝熱管が集合した伝熱管群と、前記面外方向において互いに隣り合う前記U字管部の間に延びる複数の伝熱管振止具と、複数の前記伝熱管振止具の外端部を保持する振止具保持部材とが、前記U字管部を露出させる開口部を含む胴下部内に設けられた管群外筒に収容された蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法であって、
前記振止具保持部材を、輸送治具を介して前記管群外筒に取り付ける工程と、
前記輸送治具を取り付ける工程の後、前記蒸気発生器の前記下部側組立体を輸送する工程と、
輸送した前記蒸気発生器の前記下部側組立体から前記輸送治具を取り外す工程と、を備えたことを特徴とする蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法。 - 前記輸送治具は、前記振止具保持部材に取り付けられる、当該振止具保持部材から上方に延びる支持具と、
前記支持具の上端部を保持し、前記管群外筒に取り付けられる支持具保持部材と、を有し、
前記支持具保持部材が、格子形状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法。 - 前記蒸気発生器を輸送する工程において、前記振止具保持部材の加速度を計測することを特徴とする請求項1または2に記載の蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法。
- 前記蒸気発生器の下部側組立体を輸送する工程において、前記胴下部の前記開口部は、閉塞部材により閉塞され、
前記輸送治具を取り外す工程において、前記閉塞部材が取り外され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蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法。 - 各々がU字管部を含み、前記U字管部によって画定される面に直交する面外方向に配列された複数の伝熱管が集合した伝熱管群と、前記面外方向において互いに隣り合う前記U字管部の間に延びる複数の伝熱管振止具と、複数の前記伝熱管振止具の外端部を保持する振止具保持部材とが、前記U字管部を露出させる開口部を含む胴下部内に設けられた管群外筒に収容された蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具であって、
前記振止具保持部材に取り外し可能に取り付けられる支持具と、
前記支持具を保持し、前記蒸気発生器の前記管群外筒に取り外し可能に取り付けられる支持具保持部材と、を備えたことを特徴とする蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具。 - 前記支持具が、前記振止具保持部材から上方に延び、
前記支持具保持部材が、前記支持具の上端部を保持するとともに、格子形状に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具。 - 前記支持具保持部材が、前記支持具が前記振止具保持部材を支持する支持点の両側で、前記支持具を保持し、
前記支持具が、前記U字管部に沿って延びるように、アーチ形状に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具。 - 前記支持具保持部材が、前記伝熱管群を囲うようにリング状に形成されていることを特徴とする請求項7に記載の蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016049593A JP2017166717A (ja) | 2016-03-14 | 2016-03-14 | 蒸気発生器の下部側組立体の輸送方法および蒸気発生器の下部側組立体の輸送治具 |
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