JP5901244B2 - 蒸気発生器 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気発生器が有する伝熱管の円弧部が集合した部分での耐震構造に関する。

蒸気発生器は、Ｕ字形状の伝熱管が複数整列されたものである。Ｕ字形状の円弧部が集合している部分をＵベンド部という。従来、このＵベンド部の地震に対する耐性（耐震性）を向上させるための構造が知られている（例えば、特許文献１または２参照）。

米国特許第６７７２８３２号明細書 米国特許第５６９２５５７号明細書

特許文献１の技術は、Ｕベンド部において複数の伝熱管を保持する部材が支持部材によって固定される構造であるが、前記支持部材は、蒸気発生器の容器に固定されていないので、Ｕベンド部の耐震性を十分に確保できないおそれがある。特許文献２の技術は、支持部材を介して伝熱管を蒸気発生器の容器に固定する構造であるが、Ｕベンド部の拘束力が大きいと、流動振動に対する耐性に影響を与えるおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、Ｕベンド部の耐震性を確保することのできる蒸気発生器を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、第１の発明の蒸気発生器造は、逆Ｕ字形状の伝熱管を複数配列することで上端の円弧部が集合したＵベンド部を有する蒸気発生器において、前記Ｕベンド部における前記伝熱管の間に挿入されて前記Ｕベンド部を複数に仕切るように設けられ、前記伝熱管を格納する蒸気発生器の胴部側に対して支持部によって支持された仕切板を備えることを特徴とする。

この蒸気発生器によれば、仕切板によりＵベンド部の内部で伝熱管の変形を抑制するため、過大な加振力に対してＵベンド部に掛かる応力を許容応力以下に低下させ、Ｕベンド部の耐震性を確保することができる。

また、第２の発明の蒸気発生器は、第１の発明において、前記仕切板を複数箇所に設けることを特徴とする。

地震などによって蒸気発生器に揺れが伝わると、伝熱管の上端側のＵベンド部は大きな加振力を受けることになる。この点、本発明の蒸気発生器によれば、仕切板によりＵベンド部の内部の複数箇所で伝熱管の変形を抑制するため、過大な加振力に対してＵベンド部に掛かる応力を許容応力以下により低下させ、Ｕベンド部の耐震性をより確保することができる。

また、第３の発明の蒸気発生器は、第１または第２の発明において、前記仕切板を複数重ねて設けることを特徴とする。

この蒸気発生器によれば、複数重ねられて自身の剛性が高められた仕切板によりＵベンド部の内部で伝熱管の変形を抑制するため、過大な加振力に対してＵベンド部に掛かる応力を許容応力以下により低下させ、Ｕベンド部の耐震性をより確保することができる。

また、第４の発明の蒸気発生器は、第１〜第３のいずれか一つの発明において、前記仕切板に貫通穴を設けることを特徴とする。

この蒸気発生器によれば、仕切板によりＵベンド部の耐震性を確保するとともに、貫通穴により二次冷却水の流動性を確保し、蒸気発生効率を確保することができる。

また、第５の発明の蒸気発生器は、第４の発明において、前記貫通穴がオリフィスとして形成されていることを特徴とする。

この蒸気発生器によれば、オリフィスにより二次冷却水の流動性を確保し、蒸気発生効率を確保するとともに、地震時などで仕切板が振動した場合に、この振動を減衰させることができる。

また、第６の発明の蒸気発生器は、第１〜第５のいずれか一つの発明において、前記支持部は、前記伝熱管を固定する態様で胴部側に支持される管支持板であることを特徴とする。

この蒸気発生器によれば、上記支持部によって仕切板を支持することで、当該仕切板を、Ｕベンド部における伝熱管の間に挿入し、胴部側に対して支持することができる。

また、第７の発明の蒸気発生器は、第１〜第５のいずれか一つの発明において、前記支持部は、前記Ｕベンド部の外周部を取り囲む管群外筒の内側にて前記Ｕベンド部の周囲を取り囲んで設けられる環状部材と、前記管群外筒の内側にて当該管群外筒と前記環状部材との間に介在されるとともに前記環状部材を支持する管群外筒内側部材と、前記管群外筒の外側にて当該管群外筒と前記胴部との間に介在されるとともに前記管群外筒内側部材を支持する管群外筒外側部材とを有し、前記仕切板が前記環状部材によって支持されることを特徴とする。

この蒸気発生器によれば、上記支持部によって仕切板を支持することで、当該仕切板を、Ｕベンド部における伝熱管の間に挿入し、胴部側に対して支持することができる。

また、第８の発明の蒸気発生器は、第１〜第５のいずれか一つの発明において、前記支持部は、前記Ｕベンド部の外周部を取り囲む管群外筒の外側にて当該管群外筒と前記胴部との間に介在される管群外筒外側部材を有し、前記管群外筒に至り延在した前記仕切板の端部が前記管群外筒外側部材によって支持されることを特徴とする。

この蒸気発生器によれば、上記支持部によって仕切板を支持することで、当該仕切板を、Ｕベンド部における伝熱管の間に挿入し、胴部側に対して支持することができる。

また、第９の発明の蒸気発生器は、第１〜第５のいずれか一つの発明において、前記支持部は、前記Ｕベンド部の外周部を取り囲む管群外筒の内側に設けられた管群外筒内側部材と、前記管群外筒の外側にて当該管群外筒と前記胴部との間に介在されるとともに前記管群外筒内側部材を支持する管群外筒外側部材とを有し、前記仕切板が複数の前記管群外筒内側部材によって挟まれるように支持されることを特徴とする。

この蒸気発生器によれば、上記支持部によって仕切板を支持することで、当該仕切板を、Ｕベンド部における伝熱管の間に挿入し、胴部側に対して支持することができる。

また、第１０の発明の蒸気発生器は、第１〜第９のいずれか一つの発明において、前記支持部と前記仕切板との間、または前記支持部の部材間に、所定の隙間を有して相互を接合する接合機構を有することを特徴とする。

この蒸気発生器によれば、接合機構によって支持部と仕切板との間、または支持部の部材間を、所定の隙間を有して相互を接合することにより、相互間を強固に固定することがないため、通常の蒸気発生器の運転中の振動を、胴部や仕切板に伝達させることを防止することができる。

また、第１１の発明の蒸気発生器は、第１〜第９のいずれか一つの発明において、前記支持部と前記仕切板との間、または前記支持部の部材間を連結し、相互の相対移動を許容しつつ、当該移動を減衰させる減衰機構を有することを特徴とする。

この蒸気発生器によれば、減衰機構によって支持部と仕切板との間、または支持部の部材間に発生する揺れを減衰させるため、Ｕベンド部の耐震性をより確保することができる。

本発明によれば、Ｕベンド部の耐震性を確保することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器の側断面図である。 図２は、Ｕベンド部の平面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。 図４は、Ｕベンド部の斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における仕切板を示す側面図である。 図６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における仕切板の他の形態を示す側面図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における仕切板の他の形態を示す側面図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における仕切板を示す断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における仕切板を示す断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における支持部を示す側面図である。 図１２は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における支持部を示す斜視図である。 図１３は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における支持部を示す平面図である。 図１４は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における支持部の他の形態を示す側面図である。 図１５は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における支持部の他の形態を示す側面図である。 図１６は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における接合機構を示す概略図である。 図１７は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における減衰機構を示す概略図である。 図１８は、本発明の実施の形態に係る蒸気発生器における減衰機構の他の形態を示す概略図である。

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、本実施の形態に係る蒸気発生器の側断面図である。蒸気発生器１は、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）に用いられる。加圧水型原子炉は、原子炉冷却材および中性子減速材として軽水を使用している。加圧水型原子炉は、軽水を炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水としての一次冷却水を蒸気発生器１に送る。蒸気発生器１では、高温高圧の一次冷却水の熱を二次冷却水に伝え、二次冷却水に水蒸気を発生させる。そして、この水蒸気によりタービン発電機が回されて発電する。

蒸気発生器１は、上下方向に延在され、かつ密閉された中空円筒形状を成し、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５Ｕを上方、すなわち蒸気排出口１２に向けて配置され、下方、すなわち水室７側に向く端部が管板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。複数の伝熱管５のＵ字形状の円弧部５Ｕが集合した部分は、Ｕベンド部１８という。Ｕベンド部１８は、伝熱管群５１の上方、すなわち蒸気排出口１２側に配置される。管支持板６には、多数の貫通孔が形成されており、この貫通孔内に各伝熱管５が貫通した状態で固定されている。また、管支持板６は、管群外筒３を介して胴部２に支持されている。

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７１１が形成され、出室７２は、胴部２の外部に通じる出口ノズル７２１が形成されている。そして、入口ノズル７１１は、加圧水型原子炉から一次冷却水が送られる冷却水配管（図示せず）が連結され、出口ノズル７２１は、熱交換された後の一次冷却水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、給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器９、およ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内に二次冷却水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水を、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水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では、加圧水型原子炉で加熱された一次冷却水は、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水は、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、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われる。そして、冷やされた一次冷却水は出室７２から加圧水型原子炉に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、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。

この蒸気発生器１は、一次冷却水が各伝熱管５内を通過する際、Ｕベンド部１８であって、逆Ｕ字形状の円弧部５Ｕにおいて流体励起振動が発生する。そこで、伝熱管５の円弧部５Ｕには、振止部材が設けられている。図２は、Ｕベンド部の平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図４は、Ｕベンド部の斜視図である。

伝熱管群５１の上端部には、上述したように、Ｕベンド部１８であって、伝熱管５の逆Ｕ字形状の円弧部５Ｕが配置されている。伝熱管５は、図３に示すように、中央から外側に向けて円弧部５Ｕの径が大きなものを配列した伝熱管層５Ａとし、かつ当該伝熱管層５Ａを、図２に示すように、側方に重ねつつ最外周伝熱管の径を変えることで、伝熱管群５１の上端部である円弧部５Ｕが半球形状に形成されている。

振止部材１４は、図４に示すように、重ねられる伝熱管層５Ａの間に挿入される。振止部材１４は、矩形断面をなす棒状体であって、伝熱管層５Ａの円弧部５Ｕの中心線Ｓから外れる位置では、ほぼＶ字形状に折り曲げて形成されている（以下、Ｖ字形状の振止部材に符号１４Ａを付す）。また、振止部材１４は、伝熱管層５Ａの円弧部５Ｕの中央（中心線Ｓ）の位置では、中心線Ｓに沿って直線形状に形成されている（以下、直線形状の振止部材に符号１４Ｂを付す）。

Ｖ字形状に形成された振止部材１４Ａは、重ねられた各伝熱管層５Ａの同径の部位に屈曲部が配置される。そして、振止部材１４Ａは、最も大きい径の伝熱管５の円弧部５Ｕの外側に両端部が突出されている。また、振止部材１４Ａは、大きいほぼＶ字形状のものの内側に小さいＶ字形状のものが配置されて対をなし、この対が伝熱管５の半円部分に例えば２つ配置されている。

直線形状に形成された振止部材１４Ｂは、伝熱管層５Ａの円弧部５Ｕの中心線Ｓに沿って配置される。そして、振止部材１４Ｂは、最も大きい径の伝熱管５の円弧部５Ｕの外側に一端部が突出され、蒸気発生器１において最も上側の管支持板６に取り付けられている。なお、蒸気発生器１の種類によっては、直線形状に形成された振止部材１４Ｂが設けられていないものもある。

このような、振止部材１４（１４Ａ，１４Ｂ）は、伝熱管５の円弧部５Ｕの外側に突出された端部が、伝熱管層５Ａの積層方向であって半球形状の円弧に沿って一列に並んで配置される。また、伝熱管５の円弧部５Ｕの外側に突出された端部に、接合部材１５が設けられている。振止部材１４に設けられた接合部材１５は、図２〜図４に示すように、保持部材１６が溶接されている。保持部材１６は、伝熱管群５１の半球状の外周に沿って取り付けられた棒状のもので、伝熱管層５Ａの積層方向であって半球形状の円弧に沿って一列に並んで配置される振止部材１４（１４Ａ，１４Ｂ）の端部を繋ぐように、各接合部材１５に溶接されている。保持部材１６は、最外周の伝熱管５とその内側の伝熱管５との間に挿入されたほぼコ字形状の取付部１７の両端が溶接されることで伝熱管群５１に取り付けられる。これにより、保持部材１６を介して振止部材１４が伝熱管群５１に取り付けられる。

本実施の形態の蒸気発生器１は、上述したＵベンド部１８において、当該Ｕベンド部１８の耐震性を確保するために仕切板が設けられている。図５は、本実施の形態に係る蒸気発生器における仕切板を示す側面図であり、図６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。

図５に示すように、仕切板２０は、Ｕベンド部１８における伝熱管５の間に挿入されている。具体的に、仕切板２０は、上述した伝熱管層５Ａの間に挿入される。また、伝熱管層５Ａと仕切板２０との間は、上述した振止部材１４が設けられている。すなわち、仕切板２０は、少なくとも１層の伝熱管層５Ａを配置する箇所に、伝熱管層５Ａと置き換えるように配置されている。そして、図６に示すように、仕切板２０は、隣接する伝熱管層５Ａ全体に重なるように設けられている。この仕切板２０は、管群外筒３を介して胴部２に支持されている支持部としての管支持板６に固定されることで、伝熱管５を格納する蒸気発生器１の胴部２側に対して支持されており、Ｕベンド部１８を複数に仕切るように設けられている。図５および図６に示す仕切板２０は、Ｕベンド部１８の中央（中心線Ｓの位置）で、Ｕベンド部１８を２分割して仕切るように設けられている。なお、仕切板２０は、Ｕベンド部１８の構成部である伝熱管５、振止部材１４、保持部材１６、および取付部１７に対して接触して配置されていても、切り離されて配置されていてもよい。

このような蒸気発生器１によれば、仕切板２０によりＵベンド部１８の内部で伝熱管５の変形を抑制するため、過大な加振力に対してＵベンド部１８に掛かる応力を許容応力以下に低下させ、Ｕベンド部１８の耐震性を確保することが可能になる。

図７は、本実施の形態に係る蒸気発生器における仕切板の他の形態を示す側面図である。図７に示す形態は、仕切板２０が複数箇所に設けられている。各仕切板２０は、Ｕベンド部１８の複数箇所（本実施の形態では２箇所）において伝熱管５の間に挿入されている。具体的に、仕切板２０は、上述した伝熱管層５Ａの間に挿入される。また、伝熱管層５Ａと仕切板２０との間は、上述した振止部材１４が設けられている。すなわち、仕切板２０は、少なくとも１層の伝熱管層５Ａを配置する箇所に、伝熱管層５Ａと置き換えるように配置されている。そして、仕切板２０は、隣接する伝熱管層５Ａ全体に重なるように設けられている。この仕切板２０は、管群外筒３を介して胴部２に支持されている支持部としての管支持板６に固定されることで、伝熱管５を格納する蒸気発生器１の胴部２側に対して支持されており、Ｕベンド部１８を複数に仕切るように設けられている。図７に示す仕切板２０は、Ｕベンド部１８を水平方向に３分割して仕切るように設けられている。なお、仕切板２０は、Ｕベンド部１８の構成部である伝熱管５、振止部材１４、保持部材１６、および取付部１７に対して接触して配置されていても、切り離されて配置されていてもよい。

地震などによって蒸気発生器１に揺れが伝わると、管板４に対して下方に向く端部が支持されている伝熱管群５１は、その上端側のＵベンド部１８は大きな加振力を受けることになる。特に、伝熱管群５１をなす伝熱管層５Ａが重ねられている方向で加振力を受け易い。この点、本実施の形態の蒸気発生器１によれば、仕切板２０によりＵベンド部１８の内部の複数箇所で伝熱管５の変形を抑制するため、過大な加振力に対してＵベンド部１８に掛かる応力を許容応力以下により低下させ、Ｕベンド部１８の耐震性をより確保することが可能になる。

図８は、本実施の形態に係る蒸気発生器における仕切板の他の形態を示す側面図である。図８に示す形態は、仕切板２０がＵベンド部１８における伝熱管５の間に挿入されている。具体的に、仕切板２０は、複数（本実施の形態では５つ）の仕切板２０ａを重ねて設けたもので、上述した伝熱管層５Ａの間に挿入される。また、伝熱管層５Ａと仕切板２０との間は、上述した振止部材１４が設けられている。すなわち、仕切板２０は、少なくとも３層の伝熱管層５Ａを配置する箇所に、伝熱管層５Ａおよび振止部材１４と置き換えるように配置されている。そして、仕切板２０は、隣接する伝熱管層５Ａ全体に重なるように設けられている。この仕切板２０は、管群外筒３を介して胴部２に支持されている支持部としての管支持板６に固定されることで、伝熱管５を格納する蒸気発生器１の胴部２側に対して支持されており、Ｕベンド部１８を複数に仕切るように設けられている。図８に示す仕切板２０は、Ｕベンド部１８の中央（中心線Ｓの位置）で、Ｕベンド部１８を２分割して仕切るように設けられている。なお、仕切板２０は、Ｕベンド部１８の構成部である伝熱管５、振止部材１４、保持部材１６、および取付部１７に対して接触して配置されていても、切り離されて配置されていてもよい。

このような蒸気発生器１によれば、複数重ねられて自身の剛性が高められた仕切板２０によりＵベンド部１８の内部で伝熱管５の変形を抑制するため、過大な加振力に対してＵベンド部１８に掛かる応力を許容応力以下により低下させ、Ｕベンド部１８の耐震性をより確保することが可能になる。

なお、本実施の形態において、仕切板２０は、伝熱管５（伝熱管層５Ａ）の間であって、伝熱管５との間に振止部材１４が設けられている。このため、流体励起振動が発生した場合、振止部材１４によって仕切板２０に隣接する伝熱管５（伝熱管層５Ａ）の振れを的日抑止することが可能である。

図９は、本実施の形態に係る蒸気発生器における仕切板を示す断面図である。図９に示す形態は、上述した仕切板２０において、貫通穴２１が設けられている。貫通穴２１は、仕切板２０の板厚を貫通するもので、複数設けられている。

このような蒸気発生器１によれば、仕切板２０によりＵベンド部１８の耐震性を確保するとともに、貫通穴２１により二次冷却水の流動性を確保し、蒸気発生効率を確保することが可能になる。なお、貫通穴２１を有する仕切板２０としては、板体に穴を貫通させた構成の他、仕切板２０を網状や格子状に形成してもよい。

図１０は、本実施の形態に係る蒸気発生器における仕切板を示す断面図である。図１０に示す形態は、上述した貫通穴２１がオリフィスとして形成されている。

このような蒸気発生器１によれば、オリフィスにより二次冷却水の流動性を確保し、蒸気発生効率を確保するとともに、地震時などで仕切板２０が振動した場合に、この振動を減衰させることが可能になる。

図１１は、本実施の形態に係る蒸気発生器における支持部を示す側面図であり、図１２は、本実施の形態に係る蒸気発生器における支持部を示す斜視図であり、図１３は、本実施の形態に係る蒸気発生器における支持部を示す平面図である。

図１１に示すように、支持部２５は、環状部材２５ａと、管群外筒内側部材２５ｂと、管群外筒外側部材２５ｃとを有している。

環状部材２５ａは、図１１〜図１３に示すように、Ｕベンド部１８の外周部を取り囲む管群外筒３の内側で、Ｕベンド部１８の周囲を一周して取り囲んで設けられている。環状部材２５ａは、本実施の形態では、上下に２つ配置されている。この環状部材２５ａは、中空の円管を環状に形成してもよいし、中実の棒状体を環状に形成してもよい。

管群外筒内側部材２５ｂは、図１１〜図１３に示すように、管群外筒３の内側にて当該管群外筒３と環状部材２５ａとの間に介在され、各環状部材２５ａを支持するものである。管群外筒内側部材２５ｂは、それぞれの環状部材２５ａの径方向外側に設けられて、管群外筒３に向かって環状部材２５ａから放射状に延在する複数の棒状体として形成されている。管群外筒内側部材２５ｂは、環状部材２５ａ側とは反対側の端部が、管群外筒３の内壁面に固定された台座２５ｄを介して管群外筒３に取り付けられている。管群外筒内側部材２５ｂと台座２５ｄとは、例えば、溶接によって接合されて取り付けられている。また、台座２５ｄは、例えば、ボルトなどの締結手段によって管群外筒３に固定されている。この管群外筒内側部材２５ｂは、中空の円管であっても、中実の棒状体であってもよい。

管群外筒外側部材２５ｃは、図１１〜図１３に示すように、管群外筒３の外側にて当該管群外筒３と胴部２との間に介在され、各管群外筒内側部材２５ｂを支持するものである。管群外筒外側部材２５ｃは、管群外筒３を介してそれぞれの管群外筒内側部材２５ｂの外側に連続するように設けられて、管群外筒３と胴部２とを繋ぐ棒状体として形成されている。管群外筒外側部材２５ｃは、一方の端部が管群外筒３の外壁面に固定された台座２５ｄを介して管群外筒３に取り付けられ、他方の端部が胴部２の内壁面に固定された台座２５ｄを介して胴部２に取り付けられている。管群外筒外側部材２５ｃと台座２５ｄとは、例えば、溶接によって接合されて取り付けられている。また、台座２５ｄは、例えば、ボルトなどの締結手段によって管群外筒３や胴部２に固定されている。この管群外筒外側部材２５ｃは、中空の円管であっても、中実の棒状体であってもよい。

すなわち、管群外筒内側部材２５ｂおよび管群外筒外側部材２５ｃにより、胴部２および管群外筒３に対して環状部材２５ａが支持される。そして、支持される環状部材２５ａは、Ｕベンド部１８および管群外筒３に対して非接触で所定間隔を有して配置される。

この支持部２５に対し、仕切板２０が支持されている。仕切板２０は、図１１に示すように、環状部材２５ａから延在する支持部材２５ｅに対して支持される。なお、仕切板２０は、複数（本実施の形態では２つ）の環状部材２５ａにより支持されることが支持力を確保するうえで好ましい。

このように支持部２５によって仕切板２０を支持することで、当該仕切板２０を、Ｕベンド部１８における伝熱管５の間に挿入し、胴部２側に対して支持することが可能である。なお、支持部２５を用いる場合、必要に応じて仕切板２０を管支持板６から切り離してもよい。

図１４は、本実施の形態に係る蒸気発生器における支持部の他の形態を示す側面図である。

図１４に示すように、支持部２６は、管群外筒外側部材２６ａを有している。

管群外筒外側部材２６ａは、管群外筒３の外側にて当該管群外筒３と胴部２との間に介在して設けられている。管群外筒外側部材２６ａは、管群外筒３に至り延在した仕切板２０の端部に対し、管群外筒３を介して連続するように設けられて、管群外筒３と胴部２とを繋ぐ棒状体として形成されている。管群外筒外側部材２６ａは、一方の端部が管群外筒３の外壁面に固定された台座２６ｂを介して管群外筒３に取り付けられ、他方の端部が胴部２の内壁面に固定された台座２６ｂを介して胴部２に取り付けられている。管群外筒外側部材２６ａと台座２６ｂとは、例えば、溶接によって接合されて取り付けられている。また、台座２６ｂは、例えば、ボルトなどの締結手段によって管群外筒３や胴部２に固定されている。この管群外筒外側部材２６ａは、中空の円管であっても、中実の棒状体であってもよい。

この支持部２６に対し、仕切板２０が支持されている。仕切板２０は、その端部が管群外筒３に至り延在し、管群外筒外側部材２６ａの内側に連続するように、管群外筒３の内壁面に固定された台座２６ｂを介して管群外筒３に支持される。なお、仕切板２０は、その端部を複数（本実施の形態では３つ）の管群外筒外側部材２６ａにより支持されることが支持力を確保するうえで好ましい。

このように支持部２６によって仕切板２０を支持することで、当該仕切板２０を、Ｕベンド部１８における伝熱管５の間に挿入し、胴部２側に対して支持することが可能である。なお、支持部２６を用いる場合、必要に応じて仕切板２０を管支持板６から切り離してもよい。

図１５は、本実施の形態に係る蒸気発生器における支持部の他の形態を示す側面図である。

図１５に示すように、支持部２７は、管群外筒内側部材２７ａと、管群外筒外側部材２７ｂとを有している。

管群外筒内側部材２７ａは、管群外筒３の内側にて当該管群外筒３と仕切板２０の板面との間に介在して設けられている。管群外筒内側部材２７ａは、管群外筒３の中央から内壁面に向かって延在する棒状体として形成されている。管群外筒内側部材２７ａは、管群外筒３側の端部が、管群外筒３の内壁面に固定された台座２７ｃを介して管群外筒３に取り付けられている。管群外筒内側部材２６ａと台座２６ｂとは、例えば、溶接によって接合されて取り付けられている。また、台座２６ｂは、例えば、ボルトなどの締結手段によって管群外筒３に固定されている。この管群外筒内側部材２７ａは、中空の円管であっても、中実の棒状体であってもよい。

管群外筒外側部材２７ｂは、管群外筒３の外側にて当該管群外筒３と胴部２との間に介在され、各管群外筒内側部材２７ａを支持するものである。管群外筒外側部材２７ｂは、管群外筒３を介してそれぞれの管群外筒内側部材２７ａの外側に連続するように設けられて、管群外筒３と胴部２とを繋ぐ棒状体として形成されている。管群外筒外側部材２７ｂは、一方の端部が管群外筒３の外壁面に固定された台座２７ｃを介して管群外筒３に取り付けられ、他方の端部が胴部２の内壁面に固定された台座２７ｃを介して胴部２に取り付けられている。管群外筒外側部材２７ｂと台座２７ｃとは、例えば、溶接によって接合されて取り付けられている。また、台座２７ｃは、例えば、ボルトなどの締結手段によって管群外筒３や胴部２に固定されている。この管群外筒外側部材２７ｂは、中空の円管であっても、中実の棒状体であってもよい。

この支持部２７に対し、仕切板２０が支持されている。仕切板２０は、両板面に向かって延在する各管群外筒内側部材２７ａによって挟まれるように、管群外筒内側部材２７ａに対して台座２７ｃを介して支持される。なお、仕切板２０は、両板面を複数箇所（本実施の形態では仕切板２０の一端側３箇所の計６箇所）で管群外筒内側部材２７ａにより挟まれて支持されることが支持力を確保するうえで好ましい。

このように支持部２６によって仕切板２０を支持することで、当該仕切板２０を、Ｕベンド部１８における伝熱管５の間に挿入し、胴部２側に対して支持することが可能である。なお、支持部２７を用いる場合、必要に応じて仕切板２０を管支持板６から切り離してもよい。

図１６は、本実施の形態に係る蒸気発生器における接合機構を示す概略図である。

図１６に示すように、本実施の形態の蒸気発生器１は、上述した支持部２５，２６，２７と仕切板２０との間、または支持部２５，２６，２７の部材間に、所定の隙間Ｃを有して相互を接合する接合機構２８が設けられている。

図１６においては、支持部２５の支持部材２５ｅと仕切板２０との間、支持部２６における管群外筒３内側の台座２６ｂと仕切板２０との間、または支持部２７における仕切板２０側の台座２７ｃと仕切板２０との間に、隙間Ｃを有して仕切板２０を挟むように相互を接合する接合機構２８が設けられている。

また、図には明示しないが、接合機構２８は、支持部２５において、支持部材２５ｅと環状部材２５ａとの間、環状部材２５ａと管群外筒内側部材２５ｂとの間、管群外筒内側部材２５ｂと管群外筒３内側の台座２５ｄとの間、管群外筒外側部材２５ｃと管群外筒３外側の台座２５ｄとの間、または管群外筒外側部材２５ｃと胴部２側の台座２５ｄとの間に設けられていてもよい。

また、図には明示しないが、接合機構２８は、支持部２６において、管群外筒外側部材２６ａと管群外筒３外側の台座２６ｂとの間、または管群外筒外側部材２６ａと胴部２側の台座２６ｂとの間に設けられていてもよい。

また、図には明示しないが、接合機構２８は、支持部２７において、管群外筒内側部材２７ａと仕切板２０側の台座２７ｃとの間、管群外筒内側部材２７ａと管群外筒３内側の台座２７ｃとの間、管群外筒外側部材２７ｂと管群外筒３外側の台座２７ｃとの間、または管群外筒外側部材２７ｂと胴部２側の台座２７ｃとの間に設けられていてもよい。

このように接合機構２８によって支持部２５，２６，２７と仕切板２０との間、または支持部２５，２６，２７の部材間を、所定の隙間Ｃを有して相互を接合することにより、相互間を強固に固定することがないため、通常の蒸気発生器１の運転中の振動を、胴部２や仕切板２０に伝達させることを防止することが可能になる。

図１７は、本実施の形態に係る蒸気発生器における減衰機構を示す概略図である。

図１７に示すように、本実施の形態の蒸気発生器１は、上述した支持部２５，２６，２７と仕切板２０との間、または支持部２５，２６，２７の部材間を連結し、相互の相対移動を許容しつつ、当該移動を減衰させる減衰機構２９が設けられている。

図１７においては、支持部２５の支持部材２５ｅと仕切板２０との間、支持部２６における管群外筒３内側の台座２６ｂと仕切板２０との間、または支持部２７における仕切板２０側の台座２７ｃと仕切板２０との間に、相互の相対移動を許容しつつ、当該移動を減衰させる減衰機構２９が設けられている。

減衰機構２９は、例えば、ピストン２９ａが設けられたピストンロッド２９ｂを連結する一方（図１７では仕切板２０）に接続し、ピストン２９ａを収容する外筒２９ｃを連結する一方（図１７では支持部材２５ｅ，台座２６ｂ，台座２７ｃ）に接続している。外筒２９ｃは、その内部にフリーピストン２９ｄがガス室２９ｅを形成するように設けられている。また、外筒２９ｃは、その内部のガス室２９ｅ以外の領域であってピストン２９ａが移動する部分に蒸気発生器１内の二次冷却水と同じ流体（例えば、水）が収容されている。なお、図１７では、仕切板２０を間においてその両側に減衰機構２９が設けられた形態を示しているが、いずれか一方のみに減衰機構２９を設けてもよい。

また、図には明示しないが、減衰機構２９は、支持部２５において、支持部材２５ｅと環状部材２５ａとの間、環状部材２５ａと管群外筒内側部材２５ｂとの間、管群外筒内側部材２５ｂと管群外筒３内側の台座２５ｄとの間、管群外筒外側部材２５ｃと管群外筒３外側の台座２５ｄとの間、または管群外筒外側部材２５ｃと胴部２側の台座２５ｄとの間に設けられていてもよい。

また、図には明示しないが、減衰機構２９は、支持部２６において、管群外筒外側部材２６ａと管群外筒３外側の台座２６ｂとの間、または管群外筒外側部材２６ａと胴部２側の台座２６ｂとの間に設けられていてもよい。

また、図には明示しないが、減衰機構２９は、支持部２７において、管群外筒内側部材２７ａと仕切板２０側の台座２７ｃとの間、管群外筒内側部材２７ａと管群外筒３内側の台座２７ｃとの間、管群外筒外側部材２７ｂと管群外筒３外側の台座２７ｃとの間、または管群外筒外側部材２７ｂと胴部２側の台座２７ｃとの間に設けられていてもよい。

このように減衰機構２９によって支持部２５，２６，２７と仕切板２０との間、または支持部２５，２６，２７の部材間に発生する揺れを減衰させるため、Ｕベンド部の耐震性をより確保することが可能になる。

図１８は、本実施の形態に係る蒸気発生器における減衰機構の他の形態を示す概略図である。

本実施の形態の蒸気発生器１は、上述した支持部２５，２６，２７と仕切板２０との間、または支持部２５，２６，２７の部材間を連結し、相互の相対移動を許容しつつ、当該移動を減衰させる減衰機構３０が設けられている。

減衰機構３０は、支持部２５，２６，２７と仕切板２０との一方（図１８では仕切板２０）を他方（図１８では支持部材２５ｅ，台座２６ｂ，台座２７ｃ）で挟むように構成し、相互の面間に摩擦発生部３０ａを設ける。摩擦発生部３０ａとしては、振れが生じた場合に、この揺れを減衰させる摩擦力を相互の面間に付与するものであればよい。また、相互の面間の摩擦力を調整するように、ボルトの締め付けなどによって挟む力を調整できるように構成してもよい。なお、図１７では、仕切板２０を間においてその両側に支持部材２５ｅ，台座２６ｂ，台座２７ｃを設けた形態を示しているが、その逆であってもよい。

また、図には明示しないが、減衰機構３０は、支持部２５において、支持部材２５ｅと環状部材２５ａとの間、環状部材２５ａと管群外筒内側部材２５ｂとの間、管群外筒内側部材２５ｂと管群外筒３内側の台座２５ｄとの間、管群外筒外側部材２５ｃと管群外筒３外側の台座２５ｄとの間、または管群外筒外側部材２５ｃと胴部２側の台座２５ｄとの間に設けられていてもよい。

また、図には明示しないが、減衰機構３０は、支持部２６において、管群外筒外側部材２６ａと管群外筒３外側の台座２６ｂとの間、または管群外筒外側部材２６ａと胴部２側の台座２６ｂとの間に設けられていてもよい。

また、図には明示しないが、減衰機構３０は、支持部２７において、管群外筒内側部材２７ａと仕切板２０側の台座２７ｃとの間、管群外筒内側部材２７ａと管群外筒３内側の台座２７ｃとの間、管群外筒外側部材２７ｂと管群外筒３外側の台座２７ｃとの間、または管群外筒外側部材２７ｂと胴部２側の台座２７ｃとの間に設けられていてもよい。

このように減衰機構３０によって支持部２５，２６，２７と仕切板２０との間、または支持部２５，２６，２７の部材間に発生する揺れを減衰させるため、Ｕベンド部１８の耐震性をより確保することが可能になる。

１ 蒸気発生器
２ 胴部
３ 管群外筒
５ 伝熱管
５Ａ 伝熱管層
５Ｕ 円弧部
６ 管支持板（支持部）
１８ Ｕベンド部
２０ 仕切板
２０ａ 仕切板
２１ 貫通穴
２５ 支持部
２５ａ 環状部材
２５ｂ 管群外筒内側部材
２５ｃ 管群外筒外側部材
２５ｄ 台座
２５ｅ 支持部材
２６ 支持部
２６ａ 管群外筒外側部材
２６ｂ 台座
２７ 支持部
２７ａ 管群外筒内側部材
２７ｂ 管群外筒外側部材
２７ｃ 台座
２８ 接合機構
２９ 減衰機構
３０ 減衰機構
Ｃ 隙間

Claims (10)

1. 逆Ｕ字形状の伝熱管を複数配列することで上端の円弧部が集合したＵベンド部を有する蒸気発生器において、
   前記Ｕベンド部における前記伝熱管の間に挿入されて前記Ｕベンド部を複数に仕切るように設けられ、前記伝熱管を格納する蒸気発生器の胴部側に対して支持部によって支持された仕切板を備え、
   前記仕切板を複数重ねて設けることを特徴とする蒸気発生器。
2. 逆Ｕ字形状の伝熱管を複数配列することで上端の円弧部が集合したＵベンド部を有する蒸気発生器において、
   前記Ｕベンド部における前記伝熱管の間に挿入されて前記Ｕベンド部を複数に仕切るように設けられ、前記伝熱管を格納する蒸気発生器の胴部側に対して支持部によって支持された仕切板を備え、
   前記仕切板に貫通穴を設けることを特徴とする蒸気発生器。
3. 前記貫通穴がオリフィスとして形成されていることを特徴とする請求項２に記載の蒸気発生器。
4. 逆Ｕ字形状の伝熱管を複数配列することで上端の円弧部が集合したＵベンド部を有する蒸気発生器において、
   前記Ｕベンド部における前記伝熱管の間に挿入されて前記Ｕベンド部を複数に仕切るように設けられ、前記伝熱管を格納する蒸気発生器の胴部側に対して支持部によって支持された仕切板を備え、
   前記支持部は、前記Ｕベンド部の外周部を取り囲む管群外筒の内側にて前記Ｕベンド部の周囲を取り囲んで設けられる環状部材と、前記管群外筒の内側にて当該管群外筒と前記環状部材との間に介在されるとともに前記環状部材を支持する管群外筒内側部材と、前記管群外筒の外側にて当該管群外筒と前記胴部との間に介在されるとともに前記管群外筒内側部材を支持する管群外筒外側部材とを有し、前記仕切板が前記環状部材によって支持されることを特徴とする蒸気発生器。
5. 逆Ｕ字形状の伝熱管を複数配列することで上端の円弧部が集合したＵベンド部を有する蒸気発生器において、
   前記Ｕベンド部における前記伝熱管の間に挿入されて前記Ｕベンド部を複数に仕切るように設けられ、前記伝熱管を格納する蒸気発生器の胴部側に対して支持部によって支持された仕切板を備え、
   前記支持部は、前記Ｕベンド部の外周部を取り囲む管群外筒の外側にて当該管群外筒と前記胴部との間に介在される管群外筒外側部材を有し、前記管群外筒に至り延在した前記仕切板の端部が前記管群外筒外側部材によって支持されることを特徴とする蒸気発生器。
6. 逆Ｕ字形状の伝熱管を複数配列することで上端の円弧部が集合したＵベンド部を有する蒸気発生器において、
   前記Ｕベンド部における前記伝熱管の間に挿入されて前記Ｕベンド部を複数に仕切るように設けられ、前記伝熱管を格納する蒸気発生器の胴部側に対して支持部によって支持された仕切板を備え、
   前記支持部は、前記Ｕベンド部の外周部を取り囲む管群外筒の内側に設けられた管群外筒内側部材と、前記管群外筒の外側にて当該管群外筒と前記胴部との間に介在されるとともに前記管群外筒内側部材を支持する管群外筒外側部材とを有し、前記仕切板が複数の前記管群外筒内側部材によって挟まれるように支持されることを特徴とする蒸気発生器。
7. 逆Ｕ字形状の伝熱管を複数配列することで上端の円弧部が集合したＵベンド部を有する蒸気発生器において、
   前記Ｕベンド部における前記伝熱管の間に挿入されて前記Ｕベンド部を複数に仕切るように設けられ、前記伝熱管を格納する蒸気発生器の胴部側に対して支持部によって支持された仕切板を備え、
   前記支持部と前記仕切板との間、または前記支持部の部材間に、所定の隙間を有して相互を接合する接合機構を有することを特徴とする蒸気発生器。
8. 逆Ｕ字形状の伝熱管を複数配列することで上端の円弧部が集合したＵベンド部を有する蒸気発生器において、
   前記Ｕベンド部における前記伝熱管の間に挿入されて前記Ｕベンド部を複数に仕切るように設けられ、前記伝熱管を格納する蒸気発生器の胴部側に対して支持部によって支持された仕切板を備え、
   前記支持部と前記仕切板との間、または前記支持部の部材間を連結し、相互の相対移動を許容しつつ、当該移動を減衰させる減衰機構を有することを特徴とする蒸気発生器。
9. 前記仕切板を複数箇所に設けることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の蒸気発生器。
10. 前記支持部は、前記伝熱管を固定する態様で胴部側に支持される管支持板であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の蒸気発生器。

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