JP5901266B2 - 蒸気発生器 - Google Patents

Description

本発明は、複数の伝熱管の曲がり部が集合配列されてなるＵベンド部を有する蒸気発生器に関する。

蒸気発生器は、Ｕ字形状の曲がり部を有する複数の伝熱管を全体として半球状をなすように集合配列してなるＵベンド部を有している。
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。一例として特許文献１には、Ｕベンド部における複数の伝熱管を保持する部材を支持部材が固定する構造が開示されている。また、特許文献２には、支持部材を介してＵベンド部の伝熱管を蒸気発生器の容器（胴部）に固定する構造が開示されている。

米国特許第６７７２８３２号明細書 米国特許第５６９２５５７号明細書

ここで、地震発生時において地震加速度が伝熱管の面内方向、即ち、伝熱管の曲がり部を含む面に沿う方向に加わった場合には、Ｕベンド部は伝熱管自身の剛性によって該地震加速度に耐え得ることができる。
一方、地震加速度が伝熱管の面外方向、即ち、伝熱管の曲がり部を含む平面に直交する方向に加わった場合には、当該方向の伝熱管自身の剛性が低いため、Ｕベンド部が大きく変位してしまうという問題がある。
さらに、特許文献１及び２の技術では、支持部材によってＵベンド部を不動に固定する構造であるため、該Ｕベンド部の拘束力が過大となり、流動振動に対する耐性に影響を与えるおそれがある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、Ｕベンド部の面外方向への耐震性及び流動振動に対する耐性を確保することが可能な蒸気発生器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提供している。
即ち、本発明に係る蒸気発生器は、全体として半球状をなすように、複数の伝熱管におけるＵ字形状をなす曲がり部を少なくとも該曲がり部を含む平面に直交する面外方向に複数配列されてなるＵベンド部と、該Ｕベンド部を外周側から取り囲む管群外筒と、前記Ｕベンド部の頂部側に該Ｕベンド部に対して間隔をあけて配置され、前記Ｕベンド部の半球面に沿って前記面外方向に延在するように、両端が前記管群外筒の内周面に固定された梁部材と、前記梁部材に対する前記Ｕベンド部の前記面外方向への相対移動を規制する移動規制部とを備え、前記移動規制部は、前記面外方向に隣り合う前記伝熱管の間に配置されてこれら隣り合う伝熱管を接続するとともに端部が前記半球面から突出する複数の振止部材と、これら複数の振止部材の端部を前記曲がり部の延在方向に連結するブリッジと、前記梁部材に設けられ、前記ブリッジを所定の間隔をあけて前記面外方向から挟み込む規制部材と、を有することを特徴とする。

このような特徴の蒸気発生器によれば、Ｕベンド部に対して面外方向に地震加速度が加わりＵベンド部が振動した場合には、該Ｕベンド部の半球面に沿って面外方向に延在する梁部材によって、Ｕベンド部の面外方向への振動を受けることができる。
また、梁部材は、Ｕベンド部との間に間隔をあけて配置されているので、Ｕベンド部の拘束力を低減することができる。このため、蒸気発生器が運転されている際には、梁部材とＵベンド部との間を通過する二次冷却水による伝熱管等の振動摩耗等を抑制する。

これにより、地震時の梁部材によるＵベンド部の振動抑制を確実に図りながら、蒸気発生器の運転時にはＵベンド部の拘束力を低減させることができる。

梁部材に取り付けられた規制部材は、振止部材を介してブリッジに支持されている伝熱管を拘束しない。このため、蒸気発生器が運転されているときには、規制部材とＵベンド部との間に形成された隙間を通過する二次冷却水によるブリッジの振動摩耗等を抑制することができる。したがって、伝熱管の流動振動に対する耐性に与える影響を低減し、該耐性の低下を抑制することができる。
一方、地震等によってＵベンド部、振止部材及びブリッジが一体に振動した場合には、規制部材はブリッジの面外方向への振動を規制する。これにより、振止部材を介してブリッジと接続された伝熱管の面外方向への振動を抑制することができる。

また、本発明に係る蒸気発生器は、前記管群外筒の外周側に設けられ、該管群外筒及び前記複数の伝熱管を格納する胴部と、該胴部の内周面と前記管群外筒の外周面にわたって配置されて、前記管群外筒を支持する支持部材と、をさらに備えることが好ましい。

これによって、Ｕベンド部の面外方向への振動を、梁部材、管群外筒及び支持部材を介して胴部で受けることができるので、Ｕベンド部の耐震性をより強固なものとすることができる。

さらに、本発明に係る蒸気発生器においては、前記梁部材が前記曲がり部の延在方向に間隔をあけて複数設けられていることが好ましい。

これによって、Ｕベンド部の面外方向への振動をより確実に抑えることができる。

また、本発明に係る蒸気発生器において、前記梁部材は、複数の分割梁を前記面外方向に連結してなることが好ましい。

一般に、蒸気発生器におけるＵベンド部の頂部側には各種構造物が設けられているため、一体物の梁部材を設置箇所まで搬送して設置することは難しい。これに対して、梁部材を複数の分割梁から構成することで、各分割梁を梁部材の設置箇所まで搬送し易くなるため、これら分割梁を梁部材の設置箇所で連結することにより、容易に梁部材を設置することが可能となる。

さらに、本発明に係る蒸気発生器において、前記梁部材は、トラス構造をなしていることが好ましい。

これにより、梁部材としての剛性を確保しながら該梁部材の延在方向に直交する断面積を低減させることができるため、二次冷却水の流体抵抗を低減させることが可能となる。したがって、蒸気発生器としての性能を阻害することなく、梁部材によるＵベンド部の面外方向の振動抑制機能を得ることができる。

本発明の蒸気発生器によれば、Ｕベンド部の半球面に沿って面外方向に延在する梁部材によって該Ｕベンド部の面外方向への振動を受けることができるため、Ｕベンド部の面外方向への耐震性を確保することができる。また、梁部材は、Ｕベンド部と間隔をあけて配置されているため、これら梁部材とＵベンド部との間を通過する二次冷却水による伝熱管等の振動摩耗等を抑制することができ、流動振動に対する耐性を確保することが可能となる。

第一実施形態に係る蒸気発生器の縦断面図である。 第一実施形態に係る蒸気発生器のＵベンド部の斜視図である。 第一実施形態に係る蒸気発生器における振止部材、保持部材及びブリッジの関係を示す面外方向を含む縦断面図である。 第一実施形態に係る蒸気発生器の耐震構造の平面図である。 第一実施形態に係る蒸気発生器の耐震構造の縦断面図である。 第一実施形態に係る蒸気発生器の耐震構造におけるブリッジ及び規制部材の関係を示す面外方向を含む縦断面図である。 第二実施形態に係る蒸気発生器の耐震構造の縦断面図である。 第二実施形態に係る蒸気発生器の耐震構造における分割梁の連結箇所を示す（ａ）縦断面図（ｂ）横断面図である。 第三実施形態に係る蒸気発生器の耐震構造の縦断面図である。

以下、本発明の蒸気発生器の第一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１に示す蒸気発生器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、原子炉冷却材及び中性子減速材として軽水を使用しており、この軽水を一次冷却材として用いる。加圧水型原子炉は、一次冷却材（一次冷却水）を、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水として、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材（二次冷却水）に伝え、二次冷却水を水蒸気とする。この水蒸気は、蒸気タービンに送られて該蒸気タービンを駆動する。蒸気タービンの出力軸には発電機の入力軸が連結されているので、蒸気タービンによって駆動された発電機は、電力を発生する。

蒸気発生器１は、胴部２を有する。胴部２は、上下方向に延在し、かつ、密閉された中空円筒形状であって、上半部に対して下半部の方が小径の構造物である。胴部２は、一端部側に水室７が配置され、他端部側に蒸気排出口１２が配置される。蒸気発生器１は、水室７を下方に、蒸気排出口１２を上方に向けて設置される。

胴部２の下半部内から上半部にかけて、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の管群外筒（ラッパー管）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まで延在している。管群外筒３内には、図２に示すようにＵ字状の曲がり部５Ｕを有する複数の伝熱管５からなる伝熱管群５１が設けられている。
そして、管群外筒３の外周側に設けられた胴部２によって、該管群外筒３及びこれら複数の伝熱管５が格納されている。

各伝熱管５は、曲がり部５ＵのＵ字形状の部分を上方、即ち、蒸気排出口１２に向けて配置され、下方を向く端部、即ち、水室７側に向く端部は、管板４に支持されるとともに、中間部が複数の管支持板６により支持されている。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が非接触状態で貫通している。

そして、複数の伝熱管５のＵ字形状の曲がり部５Ｕが集合した部分は、Ｕベンド部１８とされている。Ｕベンド部１８は、図２に示すように、全体として半球状をなしており、伝熱管群５１の上方、即ち、蒸気排出口１２側において、半球状の頂部を上方側に向けて配置されている。

図１に示すように、胴部２の下端部には、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には、各伝熱管５の一端部が連通され、出室７２には、各伝熱管５の他端部が連通されている。また、入室７１には、胴部２の外部に通じる入口ノズル７１１が形成され、出室７２には、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には、加圧水型原子炉から一次冷却水が送られる冷却水配管が連結される。出口ノズル７２１には、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が連結される。

胴部２の上半部には、給水Ｗを蒸気Ｓと熱水とに分離する気水分離器９及び分離された蒸気Ｓ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内に二次冷却水を給水する給水管１１が挿入されている。

さらに、胴部２の上端部には、蒸気排出口１２が形成されている。また、胴部２の下半部内には、給水管１１から胴部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で折り返させ、伝熱管群５１に沿って上昇させる給水路１３が設けられている。なお、蒸気排出口１２には、タービンに蒸気を送る冷却水配管が連結され、給水管１１には、タービンで使用された蒸気が復水器で冷却された二次冷却水を供給するための冷却水配管が連結される。

このような蒸気発生器１は、加圧水型原子炉で加熱された一次冷却水が入室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内においては、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、冷却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した二次冷却水は、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で湿分を除去されてからタービンに送られる。

蒸気発生器１において、一次冷却水が各伝熱管５内を通過する際、Ｕ字形状の曲がり部５Ｕにおいて、流体励起振動が発生する。そこで、伝熱管５の曲がり部５Ｕには、振止部材１４が設けられている。図２に示すように、伝熱管５は、外側（上側）に向かうに従って曲がり部５Ｕの曲率半径が大きなものが順次配列され、このように配列されたものを曲がり部５Ｕを含む平面に直交する方向（面外方向Ｄ１）に重ねながら曲がり部５Ｕの曲率半径を変化させることで、伝熱管群５１の上端部を半球形状に形成している。これによって、曲がり部５Ｕが集合配列されてなる全体として半球状をなすＵベンド部１８が構成されている。なお、図１に示す蒸気排出口１２に最も近い部分がＵベンド部１８の頂部になる。

振止部材１４は、図２及び図３に示すように、面外方向Ｄ１に重ねられた伝熱管５の列の間に挿入されており、これにより面外方向Ｄ１に隣り合う伝熱管５を接続している。振止部材１４は、図２に示すように、矩形断面の棒状部材をＶ字形状に形成した部材である。振止部材１４は、重ねられた各伝熱管５の列における同径の部位（所定位置）に屈曲部が配置され、かつ、曲がり部５Ｕの曲率半径が最も大きい伝熱管５の円弧部の外側に端部１５が突出されている。即ち、振止部材１４の端部１５は、図３に示すように、最も外側の伝熱管５の曲がり部５Ｕによって構成されてなるＵベンド部１８の半球面から突出している。これにより、振止部材１４の端部１５は、伝熱管群５１の円弧に沿って、曲がり部５Ｕを含む平面に沿う水平方向（面内方向Ｄ２）に一列に並んで配置されている。また、このように一列に並んだ複数の端部１５が、面外方向Ｄ２に伝熱管５の分だけ間隔をあけて複数配置されている。

また、振止部材１４は、大きい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ている。本実施形態においては、この振止部材１４の対が、伝熱管５の半円部分に３つ配置されている。さらに、振止部材１４は、重ねられた伝熱管５の列の間に挿入されている部分が、振動を抑止するのに好ましい材料（例えば、ＳＵＳ４０５）で形成されている。

振止部材１４の端部１５には、図３に示すように、保持部材１６が溶接されており、該保持部材１６は、複数の振止部材１４の端部１５を連結している。保持部材１６は、Ｕベンド部１８の外周、即ち、伝熱管群５１の半球状の外周に沿って取り付けられた円弧状の棒状部材である。保持部材１６は、複数の伝熱管５が重ねられる方向、即ち、面外方向Ｄ１に向かってＵベンド部１８の半球面に沿って延在している。

さらに、図３に示すように、面外方向Ｄ１に間隔をあけて設けられた複数の振止部材１４の端部１５のうちの一部には、ブリッジ１７が溶接されている。より詳細には、当該振止部材１４の端部１５は、他の振止部材１４よりも半球面の径方向外側に突出しており、この突出部分にブリッジ１７が溶接されている。
このブリッジ１７は、Ｕベンド部１８の外周、即ち、伝熱管群５１の半球状の外周に沿って面内方向Ｄ２に延在するように配置された円弧形状かつ板状の部材である。ブリッジ１７は、Ｕベンド部１８において曲がり部５Ｕの延在方向に沿って延在している。図２においては１本のブリッジ１７が示されているが、ブリッジ１７は、面外方向Ｄ１に間隔をあけて複数配置されている。

次に、本実施形態に係る蒸気発生器１の耐震構造２０を説明する。
蒸気発生器１の耐震構造２０（以下、耐震構造２０という）は、図２から図５に示すように、Ｕベンド部１８の頂部側（上側）に配置される梁部材２１と、管群外筒３及び胴部２を連結する支持部材２３と、梁部材２１に対してＵベンド部１８の相対移動を規制する移動規制部３０とを備えている。

梁部材２１は、Ｕベンド部１８の頂部側に該Ｕベンドに対して間隔をあけて配置されている。この梁部材２１は、Ｕベンド部１８の面外方向Ｄ１に延在する棒状をなしており、その両端は管群外筒３の内周面にそれぞれ固定されている。また、梁部材２１は、その延在方向の両端を除く部分が、Ｕベンド部１８の半球面に沿って湾曲しており、これにより当該部分はＵベンド部１８の半球面に対してほぼ一定の間隔をあけた状態で対向配置されている。本実施形態の梁部材２１は、例えば鋼材によって一体物として構成されている。

このような梁部材２１は、Ｕベンド部１８における伝熱管５の曲がり部５Ｕを含む平面に沿う水平方向、即ち、面外方向Ｄ２に間隔をあけて複数（本実施形態では３つ）が設けられている。換言すれば、梁部材２１は、曲がり部５Ｕの延在方向に間隔をあけて複数（本実施形態では３つ）が設けられている。なお、梁部材２１におけるその延在方向に直交する断面形状は、該梁部材２１の周囲の流体の流動抵抗を低減すべく、例えば翼形状をなしていることが好ましい。

支持部材２３は、図４及び図５に示すように、管群外筒３の外周面と胴部２の内周面とにわたって配置されており、これら管群外筒３及び胴部２の周方向に間隔をあけて複数設けられている。
この支持部材２３は、管群外筒３及び胴部２の径方向に延びる棒部２４と、該棒部２４の両端にそれぞれ固定された内側台座２５及び外側台座２６とを備えている。

内側台座２５は、棒部２４における管群外筒３及び胴部２の径方向内側の端部に例えば溶接等によって一体に接合されており、管群外筒３の外周面に対して例えばボルト等の締結手段によって固定されている。
外側台座２６は、棒部２４における管群外筒３及び胴部２の径方向外側の端部に、内側台座２５と同じく例えば溶接等によって一体に接合されており、胴部２の内周面に対して例えばボルト等の締結手段によって固定されている。
このような構造により、支持部材２３は胴部２と管群外筒３とを連結する。

移動規制部３０は、上述した振止部材１４、保持部材１６及びブリッジ１７と、これらに加えて設けられた規制部材３１とから構成されている。
規制部材３１は、図２、図３、図５及び図６に示すように、梁部材２１におけるＵベンド部１８の半球状の径方向内側を向く面に固定されており、該梁部材２１の延在方向に間隔をあけて複数設けられている。これら規制部材３１は、複数のブリッジ１７と一対一の関係で対応しており、即ち、規制部材３１は面外方向Ｄ１に間隔をあけて配置された複数のブリッジ１７に対応する箇所に設けられている。

このような規制部材３１は、Ｕベンド部１８における伝熱管５の間に配置された複数の振止部材１４の端部１５を連結するブリッジ１７を、面外方向Ｄ１に所定の間隔を有して挟み込んで、ブリッジ１７の動きを面外方向Ｄ１に規制する。
規制部材３１は、該規制部材３１におけるＵベンド部１８の半球状の径方向内側を向く面に、径方向外側に向かって凹む溝部３２を有している。この溝部３２に、ブリッジ１７が所定の間隔を有して挟み込まれる。この規制部材３１は、例えば、溶接等の接合手段によって接合されて、取り付けられる。規制部材３１とブリッジ１７とは、面外方向Ｄ１に所定の間隔（例えば５ｍｍから１０ｍｍ程度）を有しているので、両者の間には隙間が生じる。

以上のような構成の蒸気発生器１によれば、地震等が発生し、Ｕベンド部１８に対して面外方向Ｄ１に地震加速度が加わり、該Ｕベンド部１８が振動した際には、該Ｕベンド部１８の半球面に沿って面外方向Ｄ１に延在する梁部材２１によって、Ｕベンド部１８の面外方向Ｄ１への振動を受けることができる。
即ち、梁部材２１は、該梁部材２１とＵベンド部１８の半球面との間隔の範囲以上にＵベンド部１８の面外方向Ｄ１に振動した際には、該Ｕベンド部１８の振動を受けることで振動抑制を図ることができるため、Ｕベンド部１８の耐震性を確保することができる。

また、上述したように梁部材２１は、Ｕベンド部１８との間に間隔をあけて配置されているので、Ｕベンド部１８の拘束力を低減することができる。特に本実施形態では、梁部材２１がＵベンド部１８の伝熱管５を拘束しないので、拘束力は生じない。このため、蒸気発生器１が運用されているときには、梁部材２１とＵベンド部１８との間を通過する二次冷却水による伝熱管５等の振動摩耗等を抑制することができる。その結果、梁部材２１を耐震構造２０は、伝熱管５の流動振動に対する耐性に与える影響を低減して、該耐性を確保することができる。また、耐震構造２０は、既設の蒸気発生器１に対しても補修工事により梁部材２１を取り付けることができるので、既設の蒸気発生器１の耐震性を向上させることができる。

ここで、伝熱管５内には、二次冷却水と熱交換が行われる一次冷却水が流通しているため、該伝熱管５の曲がり部５Ｕにおいては、面内方向Ｄ２一方側と面内方向Ｄ２他方側との間で温度差が生じる。即ち、曲がり部５Ｕ（Ｕベンド部１８）における一次冷却水の上流側の方が下流側に比べて温度が高くなる。
したがって、仮に梁部材２１をＵベンド部１８の半球面に沿って面内方向Ｄ２に延在するように配置した場合には、曲がり部５Ｕからの熱伝達の影響により、梁部材２１にもその延在方向に温度差が生じる。したがって、梁部材２１にその延在方向に偏った熱膨張が生じることで、該梁部材２１とＵベンド部１８との間隔を一定に保つことができなくなり、該梁部材２１によるＵベンド部１８の耐震性を担保できなくなるおそれがある。

これに対して、本実施形態では、梁部材２１がＵベンド部１８の半球面に沿って面外方向Ｄ１に延在しているため、該梁部材２１にその延在方向に温度差が生じることはない。即ち、梁部材２１の延在方向、即ち、面外方向Ｄ１においては、Ｕベンド部１８の温度が均一であるため、該Ｕベンド部１８から梁部材２１への熱伝達も面外方向Ｄ１にわたって均一なものとなる。したがって、梁部材２１の熱膨張はその延在方向にわたって偏ることはないため、梁部材２１とＵベンド部１８との間隔を一定に保持することができる。これによって、梁部材２１によるＵベンド部１８の耐震性を確実に担保することが可能となる。

さらに、本実施形態の蒸気発生器１は、梁部材２１に対するＵベンド部１８の面外方向Ｄ１への相対移動を規制する移動規制部３０を備えているため、地震時の梁部材２１によるＵベンド部１８の振動抑制を確実に図りながら、蒸気発生器１の運転時にはＵベンド部１８の拘束力を低減させることができる。

即ち、梁部材２１に取り付けられた規制部材３１は、Ｕベンド部１８において振止部材１４を介してブリッジ１７に支持されている伝熱管５を拘束しないので、伝熱管５に対する拘束力は生じない。このため、蒸気発生器１が運転されている際には、規制部材３１とＵベンド部１８との間に形成された隙間を通過する二次冷却水によるブリッジ１７の振動摩耗等を抑制することができる。したがって、伝熱管５の流動振動に対する耐性に与える影響を低減し、該耐性の低下を抑制することができる。

また、地震等によってＵベンド部１８及びブリッジ１７が面外方向Ｄ１に振動した場合、梁部材２１に一体に設けられた規制部材３１は、ブリッジ１７の振動を規制する。ブリッジ１７は、Ｕベンド部１８の複数の伝熱管５を支持しているので、これらの振動も規制部材３１によって規制される。なお、規制部材３１とブリッジ１７との間隔を、梁部材２１とＵベンド部１８の複数の伝熱管５との間隔よりも小さくした場合には、より効果的にＵベンド部１８の面外方向Ｄ１への振動を抑制することができる。その結果、規制部材３１を有する耐震構造２０は、Ｕベンド部１８の耐震性をより確実に確保することができる。

また、本実施形態では、管群外筒３と胴部２とを連結する支持部材２３を備えているため、Ｕベンド部１８の面外方向Ｄ１への振動を梁部材２１、管群外筒３及び支持部材２３を介して胴部２で受けることができる。これによって、Ｕベンド部１８の耐震性を確実に得ることができる。

さらに、梁部材２１は曲がり部５Ｕの延在方向、即ち、面内方向Ｄ２に間隔をあけて複数設けられているため、Ｕベンド部１８の振動をより確実に抑制して、耐震性をさらに確保することができる。

次に、第二実施形態に係る蒸気発生器１について図７及び図８を参照して説明する。なお、第二実施形態においては、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第二実施形態の梁部材２１は、該梁部材２１自体が複数の分割梁４２を連結することで構成されている点で、第一実施形態と相違する。
即ち、第二実施形態の梁部材２１は、図７及び図８に示すように、複数（本実施形態では５つ）の分割梁４２と、互いに隣接する分割梁４２を連結する連結ピン４５とから構成されている。

分割梁４２は、梁部材２１をその延在方向に複数に分割した形状をなしており、該分割梁４２を順次連結することで梁部材２１が構成される。
図８に示すように、分割梁４２の一端には、該一端から突出する凸部４３が形成されており、分割梁４２の他端には、該他端から凹んで凸部４３に嵌合可能とされた凹部４４が形成されている。そして、これら凸部４３及び凹部４４が嵌合された状態で、両者が連結ピン４５により連結されることで分割梁４２が互いに連結される。

連結ピン４５は、互いに隣接して嵌合された凸部４３及び凹部４４を一体に貫通するピン本体４６と、該ピン本体４６の両端に形成された溶接部４７とを有している。即ち、この連結ピン４５は、ピン本体４６が凸部４３及び凹部４４を一体に貫通して連結した状態で、該ピン本体４６の両端に肉盛溶接をして溶接部４７を形成することで、ピン本体４６の凸部４３及び凹部４４からの脱落を防止している。本実施形態では、２本の連結ピン４５によって互いに隣接する分割梁４２が連結されているが、１本で連結してもよいし、３本以上で連結してもよい。

ここで一般に、蒸気発生器１におけるＵベンド部１８の頂部側には各種構造物が設けられているため、一体物の梁部材２１を既設の蒸気発生器１の設置箇所まで搬送することは難しい。これに対して、梁部材２１を複数の分割梁４２から構成し、これら分割梁４２を梁部材２１の設置箇所で連結することにより、容易に梁部材２１を設置することが可能となる。
なお、連結ピン４５での連結に限らず、分割梁４２を溶接等によって連結してもよい。

次に、第三実施形態に係る蒸気発生器１について図９を参照して説明する。なお、第三実施形態においては、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第三実施形態の梁部材２１は、トラス構造をなしている点で第一実施形態と相違する。

即ち、第二実施形態の梁部材２１は、図９に示すように、棒部材４９を互いにピン接合することによって構成されている。これによって、梁部材２１としての剛性を確保しながら該梁部材２１の延在方向に直交する断面積を低減させることができる。したがって、蒸気発生器１としての性能を阻害することなく、梁部材２１によるＵベンド部１８の面外方向Ｄ１の振動抑制機能を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、梁部材２１，４１，４８の数は３個に限定されるものではなく、２個でもいいし４個以上でもよい。また、１個の梁部材２１，４１，４８でＵベンド部１８の耐震性を確保することができれば、梁部材２１は１個でもよい。

また、実施形態では、面外方向Ｄ１に延在する梁部材２１，４１，４８を設けた例について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、面内方向Ｄ２や、面外方向Ｄ１及び面内方向Ｄ２に斜めに延在する第二の梁部材を設けてもよい。これによって、Ｕベンド部１８の耐震強度をより向上させることができる。

１ 蒸気発生器
２ 胴部
３ 管群外筒
４ 管板
５ 伝熱管
５Ｕ 曲がり部
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
１３ 給水路
１４ 振止部材
１５ 端部
１６ 保持部材
１７ ブリッジ
１８ Ｕベンド部
２０ 耐震構造
２１ 梁部材
２３ 支持部材
２４ 棒部
２５ 内側台座
２６ 外側台座
３０ 移動規制部
３１ 規制部材
３２ 溝部
４１ 梁部材
４２ 分割梁
４３ 凸部
４４ 凹部
４５ 連結ピン
４６ ピン本体
４７ 溶接部
４８ 梁部材
４９ 棒部材
５１ 伝熱管群
７１ 入室
７２ 出室
７１１ 入口ノズル
７２１ 出口ノズル
Ｄ１ 面外方向
Ｄ２ 面内方向

Claims (5)

1. 全体として半球状をなすように、複数の伝熱管におけるＵ字形状をなす曲がり部を少なくとも該曲がり部を含む平面に直交する面外方向に複数配列されてなるＵベンド部と、
   該Ｕベンド部を外周側から取り囲む管群外筒と、
   前記Ｕベンド部の頂部側に該Ｕベンド部に対して間隔をあけて配置され、前記Ｕベンド部の半球面に沿って前記面外方向に延在するように、両端が前記管群外筒の内周面に固定された梁部材と、
   前記梁部材に対する前記Ｕベンド部の前記面外方向への相対移動を規制する移動規制部とを備え、
   前記移動規制部は、
   前記面外方向に隣り合う前記伝熱管の間に配置されてこれら隣り合う伝熱管を接続するとともに端部が前記半球面から突出する複数の振止部材と、
   これら複数の振止部材の端部を前記曲がり部の延在方向に連結するブリッジと、
   前記梁部材に設けられ、前記ブリッジを所定の間隔をあけて前記面外方向から挟み込む規制部材と、
   を有することを特徴とする蒸気発生器。
2. 前記管群外筒の外周側に設けられ、該管群外筒及び前記複数の伝熱管を格納する胴部と、
   該胴部の内周面と前記管群外筒の外周面にわたって配置されて、前記管群外筒を支持する支持部材と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生器。
3. 前記梁部材が前記曲がり部の延在方向に間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸気発生器。
4. 前記梁部材は、複数の分割梁を前記面外方向に連結してなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸気発生器。
5. 前記梁部材は、トラス構造をなしていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸気発生器。

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