JP6168861B2 - Damping method, power plant using the same, and damping vibration system - Google Patents
Damping method, power plant using the same, and damping vibration system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6168861B2 JP6168861B2 JP2013122713A JP2013122713A JP6168861B2 JP 6168861 B2 JP6168861 B2 JP 6168861B2 JP 2013122713 A JP2013122713 A JP 2013122713A JP 2013122713 A JP2013122713 A JP 2013122713A JP 6168861 B2 JP6168861 B2 JP 6168861B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- ground
- damping
- vibration damping
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
本発明は、制振方法およびこれを用いた発電プラント、ならびに制振振動系に関する。 The present invention relates to a damping method, a power plant using the damping method, and a damping vibration system.
構造物を制振する技術は、例えば、地震による揺れ(振動)を制御して建物の損傷を防止するのに応用される。構造物を制振する技術としては、制振対象を剛に支持する方法やダンパ等により減衰を付加しエネルギを散逸させる技術、動吸振器を利用する技術、アクティブな制御装置により振動を制御する技術などが一般的である。 The technology for damping a structure is applied, for example, to prevent damage to a building by controlling shaking (vibration) caused by an earthquake. Technologies for damping structures include a method of rigidly supporting the object to be damped, a technique of adding energy with a damper to dissipate energy, a technique of using a dynamic vibration absorber, and controlling vibration with an active control device. Technology is common.
また、上記技術の他にも、慣性質量要素を利用して構造物を制振する技術が提案されている。ここで述べる慣性質量要素とは、設置した要素間の相対加速度に比例した慣性力を発生させるものである。 In addition to the above technique, a technique for damping a structure using an inertial mass element has been proposed. The inertial mass element described here generates an inertial force proportional to the relative acceleration between installed elements.
このような慣性質量要素を利用する構造物の制振技術の例としては、例えば、複数層を有する構造物に対して、各層間の相対加速度に応じて慣性力を発生する慣性質量要素を利用し、構造物の高次の振動モードの刺激係数を0(ゼロ)とする設計手法を導入した技術(特許文献1)や流体の慣性質量により、特定の振動数において制振対象への変位伝達率を0とする技術(非特許文献1)がある。 As an example of a structure damping technology using such an inertial mass element, for example, an inertial mass element that generates an inertial force according to the relative acceleration between each layer is used for a structure having a plurality of layers. Displacement transmission to the object to be controlled at a specific frequency due to the technology (Patent Document 1) that introduces a design method for setting the stimulation coefficient of the higher-order vibration mode of the structure to 0 (zero) and the inertial mass of the fluid There is a technique (Non-Patent Document 1) in which the rate is zero.
非特許文献1に記載される技術は、より詳細には、流体を封入したシリンダー内の両端部を結ぶようにバイパス管を設置し、シリンダーの外側からピストンの前後の流体を連結し、シリンダー内のピストンの動きにより、バイパス管内の流体が高加速度で移動することを利用し、流体の慣性抵抗に基づく制振効果を得ている。また、この流体の移動により得られる慣性質量の値を調節することにより、特定の振動数(周波数)における変位伝達率を0とし、構造物を制振している。
More specifically, in the technique described in Non-Patent
特許文献1に記載される技術は、下端が地盤に支持され、上端がフリーとなっているマンション等のような多層の構造物(振動系)を対象とする技術である。ところが、地震動により振動の影響を受ける構造物(振動系)は、下端が地盤に支持され、上端がフリーとなっている構造物に限定される訳ではない。
The technique described in
例えば、地盤に剛に配設される機器(以下、「非免震機器」と称する。)と地盤に対して免震されている(地盤との間に制振手段である制振装置が介挿されている)機器(以下、「免震機器」と称する。)とを、金属配管等の低可撓性構造物で接続される機器システム(振動系)等のように、両端が地盤に接続されている振動系も想定され得る。 For example, a device that is rigidly disposed on the ground (hereinafter referred to as “non-seismic isolation device”) and a base that is isolated from the ground (a vibration control device that is a vibration control unit is interposed between the ground and the ground). Inserted equipment (hereinafter referred to as “Seismic Isolation Equipment”) on both ends of the ground, such as equipment systems (vibration systems) connected by low-flexible structures such as metal piping A connected vibration system can also be envisaged.
このような両端が地盤に接続されている構造物(振動系)に対して、特許文献1に記載される制振技術は必ずしも有効ではない。すなわち、特許文献1に記載される制振技術を適用したとしても、両端が地盤に接続されている振動系に対しては、期待した制振効果を得られるとは限らない。なお、ここで低可撓性構造物とは、金属配管等、剛構造でありながらも一定の弾性変形が許容される構造物を指すものとする。
The damping technique described in
また、非特許文献1では、流体の慣性抵抗を利用し、特定の周波数においては変位伝達率を0とすることができるため、両端が地盤に接続されている構造物に対しても適用できる。しかしながら、非特許文献1に記載される制振技術では、地震動のような複数の周波数成分を含む振動が入力となる場合には十分な制振効果を得ることができない。従って、非特許文献1に記載される技術は、地震対策として有効な制振技術ではない。
Further, in
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、一方が地盤に対して制振され、他方が地盤に剛に配設される2つの機器と、これらを接続する低可撓性構造物からなる振動系を制振することによって、地震動に起因した当該振動系の振動を抑制する制振方法およびこれを用いた発電プラント、ならびに制振振動系を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and two devices, one of which is damped to the ground and the other of which is rigidly disposed on the ground, and a low-flexible structure that connects them. It is an object of the present invention to provide a vibration damping method, a power plant using the vibration damping method, and a vibration damping vibration system that suppresses vibrations of the vibration system caused by earthquake motion by damping a vibration system composed of objects.
本発明の実施形態に係る制振方法は、前述した課題を解決するため、地盤に剛に配設される第1の機器と、前記地盤と第1の制振手段を介して配設される第2の機器と、前記第1の機器と前記第2の機器の間を接続し当該第1の機器への接続部と第2の機器への接続部の間の静止時の距離よりも長い低可撓性構造物を備える振動系の制振方法において、前記地盤と前記低可撓性構造物との間に第2の制振手段を設置することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a vibration damping method according to an embodiment of the present invention is disposed via a first device that is rigidly disposed on the ground, and the ground and first vibration damping means. The second device is connected between the first device and the second device, and is longer than the distance at rest between the connection to the first device and the connection to the second device. In the vibration damping method including a low-flexibility structure, a second damping means is installed between the ground and the low-flexibility structure.
本発明の実施形態に係る発電プラントは、前述した課題を解決するため、前記第1の機器をタービン建屋とし、前記第2の機器を前記タービン建屋に供給される蒸気を発生させる蒸気発生設備とし、前記低可撓性構造物は前記蒸気発生設備から発生した蒸気を前記タービン建屋に供給する蒸気配管として上記制振方法により制振されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a power plant according to an embodiment of the present invention uses the first equipment as a turbine building and the second equipment as a steam generation facility that generates steam supplied to the turbine building. The low-flexible structure is controlled by the above-described vibration suppression method as a steam pipe for supplying steam generated from the steam generation facility to the turbine building.
本発明の実施形態に係る制振振動系は、前述した課題を解決するため、地盤に剛に配設される第1の機器と、前記地盤と第1の制振手段を介して配設されている第2の機器と、前記第1の機器と前記第2の機器の間を接続し当該第1の機器への接続部と第2の機器への接続部の間の静止時の距離よりも長い低可撓性構造物を備える制振振動系において、前記地盤と前記低可撓性構造物との間に第2の制振手段を設けることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a vibration suppression vibration system according to an embodiment of the present invention is disposed via a first device that is rigidly disposed on the ground, and the ground and first vibration damping means. A distance between the second device, the first device, and the second device connected between the first device and the connection portion to the second device when stationary. In the vibration suppression vibration system including a long low-flexibility structure, a second vibration suppression unit is provided between the ground and the low-flexibility structure.
本発明によれば、地震動に起因した当該振動系の振動を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the vibration of the vibration system due to the earthquake motion.
以下、本発明の実施形態に係る制振方法、制振方法を用いた発電プラント、および制振振動系について添付の図面を参照して説明する。 Hereinafter, a vibration damping method, a power plant using the vibration damping method, and a vibration damping system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る制振振動系の一例である制振装置1の適用例であり、制振装置1によって制振される制振振動系10を例示した概略図である。
FIG. 1 is an application example of a
制振装置1は、例えば、地盤11の上に剛に(免震装置等を介さずに)配設される対象物(以下、「非免震対象物」と称する。)12と、地盤11との間に第1の制振手段である免震装置13等が介挿される等して免震化されている対象物(以下、「免震対象物」と称する。)14とを、低可撓性構造物の一例である配管17を介して接続した制振振動系10の両端が地盤11(または非免震対象物12の壁面)に接続(固定)される振動系に適用される。
The
図1に示される制振振動系10として、幾つかを例示すると、例えば、少なくとも1つの免震化された建屋を含む複数の建屋と、これらの複数の建屋を接続する配管設備(渡り配管)が配設されている発電プラントや産業プラントのような系統の一部または全部や、工場等に載置される免震装置上に設置された非常用ディーゼル発電機等の免震対象物と、この非常用ディーゼル発電機と配管を介して接続され燃料タンク等の非免震対象物とを備える非常用発電システム等である。発電プラントに適用する場合、免震化された免震建屋には、例えば、原子炉等の蒸気発生設備を設けることができる。
Some examples of the vibration
図1に示されるような制振振動系10では、地震が発生すると、免震対象物14は、免震装置13によって免震されてゆっくり大きく変位する(いわゆる長周期振動が発生する)。また、一端である非免震対象物12と他端である免震対象物14とを接続する配管17は、地震等によって生じる非免震対象物12および免震対象物14の変位を考慮し、例えば、直線状に折れ曲がる折曲部や曲線状に湾曲する湾曲部が設けて余裕をもたせている。このような折曲部等の余裕を持たせることで、長周期振動による配管17の変位を吸収し、配管17が損傷しないように図られている。すなわち、低可撓性構造物である配管17は、その長さを、配管17が非免震対象物12に接続される接続部と配管17が免震対象物14に接続される接続部との間の静止時の距離よりも長く取ることで余裕を持たせ、これによりある程度の可撓性が実現されている。
In the vibration
しかしながら、折曲部等の余裕を設ける結果、配管17は長尺化し、配管17の共振周波数が低下する。配管17の共振周波数が地震動の振動数の領域付近まで低下する場合、配管17は地震時に共振を起こして地震動による長周期振動よりも短い周期で大きく変位(短周期振動)する。このため、配管17が地震動の長周期振動による変位を可撓性によって吸収させても、低可撓性構造物である配管17には配管17自体の共振に伴う短周期振動が発生することが懸念される。
However, as a result of providing a margin such as a bent portion, the
制振装置1は、地盤11から配管17に伝播する地震動による振動を制振することによって、配管17の長周期振動は許容しつつも短周期振動である配管17の共振を抑制することができる。図1に示した本実施の形態においては、制振装置1は地盤11と配管17の間に設けられているが、上述の通り、非免震対象物12は地盤11に剛に配設されているため、制振装置1を非免震対象物12と配管17との間に設けてもよい。
The
なお、配管17等、本明細書中に記載する配管は、管状の構造物(管状構造物)を意味し、その名称によって限定されない。例えば、「xxダクト」等のように名称が「xx配管」ではない管状の構造物も本明細書中に記載する「配管」に該当する。
In addition, piping described in this specification, such as
また、低可撓性構造物とは、金属配管等、剛構造でありながらも一定の弾性変形が許容される構造物を指すものとする。ここで、低可撓性構造物である配管17は、その固有振動数が免震対象物14の地盤11に対する固有振動数、すなわち免震装置13に載置された免震対象物14の固有振動数(免震装置13と免震対象物14とで構成される振動要素の固有振動数)よりも高く、非免震対象物12の地盤11に対する固有振動数よりも低い。すなわち、低可撓性構造物は、この範囲の固有振動数を有する構造物ということもできる。
In addition, the low-flexibility structure refers to a structure such as a metal pipe that has a rigid structure but allows a certain amount of elastic deformation. Here, the piping 17 which is a low-flexible structure has a natural frequency of the natural frequency of the
図2は、図1に示される制振振動系10をモデル化した振動モデル20を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a
振動モデル20は、図1の地盤11に相当する剛体壁21(図中左側)と第1の質量要素31とを第1のばね41で、剛体壁21(図中右側)と第2の質量要素32とを第2のばね42で、第1の質量要素31と第2の質量要素32とを第3のばね43で、接続して構成される2質点系モデルである。また、剛体壁21(図中左側)と第1の質量要素31との間には、第1のばね41と並列に挿入される慣性質量要素34が接続される。
The
第1の質量要素31、第2の質量要素32、および慣性質量要素34は、制振振動系10(図1)においては、それぞれ、非免震対象物12と免震対象物14とを接続する低可撓性構造物としての配管17、免震対象物14、および地震時の配管17の共振を抑制する制振装置1に相当する。
The first
ここで、振動モデル20(2質点系モデル)における2つの振動モードのうち、1次モードは免震対象物14の動きに相当し、2次モードは配管17自身の共振に相当する。後述する刺激係数は、特に言及がない限り、2次モードについての刺激係数である。
Here, of the two vibration modes in the vibration model 20 (two-mass system model), the primary mode corresponds to the movement of the
また、図2に記される各符号について、符号u,x1,x2は、それぞれ、地盤11の変位量、第1の質量要素31の変位量、および第2の質量要素32の変位量である。さらに、符号m1,m2,mSは、それぞれ、対象としている振動モード(2次モード)における低可撓性構造物(配管17)の等価質量、免震対象物14の質量、および制振装置1によって調整可能な慣性質量要素34の慣性質量である。本明細書中で述べる慣性質量要素34は、設置した要素間の相対加速度に比例した慣性力を発生させるものである。
2, the symbols u, x 1 , and x 2 represent the displacement amount of the
さらにまた、符号k1,k2,k3は、それぞれ、低可撓性構造物(配管17)の等価質量m1に対する非免震対象物12側の等価剛性、免震装置13の等価剛性、および低可撓性構造物(配管17)の等価質量m1に対する免震対象物14側の等価剛性であり、振動モデル20(2質点系モデル)においては、それぞれ、第1,2,3のばね41,42,43のばね定数に相当する。なお、m1,k1,k3は、それぞれ、解析により求めることができる。
Furthermore, reference numerals k 1 , k 2 , and k 3 denote the equivalent rigidity of the
本発明の実施形態に係る制振方法および制振振動系は、このような振動モデル20における慣性質量要素34の慣性質量mSの値を調整(最適化)することによって、対象としている振動モード(2次モード)の刺激係数を最小化するものである。
The vibration suppression method and the vibration suppression vibration system according to the embodiment of the present invention adjusts (optimizes) the value of the inertia mass m S of the
なお、本発明の実施形態に係る制振振動系の構成は、設置される要素間の相対加速度に比例する慣性力を発生させる機能を満足する限り任意である。例えば、流体の慣性質量を利用するものや質量体の慣性モーメントを利用して実際の質量体の質量よりも大きな慣性質量を得るもの等、種々の方式を用いて、本発明の実施形態に係る制振装置を構成することができる。 The configuration of the vibration damping system according to the embodiment of the present invention is arbitrary as long as it satisfies the function of generating an inertial force proportional to the relative acceleration between the installed elements. For example, according to the embodiment of the present invention, various methods are used such as one that uses the inertial mass of the fluid or one that obtains an inertial mass larger than the mass of the actual mass using the inertial moment of the mass. A vibration damping device can be configured.
続いて、このような振動モデル20における慣性質量mSの最適化方法(第1の最適化方法、および第2の最適化方法)について説明する。
Subsequently, an optimization method (first optimization method and second optimization method) of the inertial mass m S in the
[第1の最適化方法]
振動モデル20において、第1の質量要素31と剛体壁21との間に配設される慣性質量要素34は、第1の質量要素31と剛体壁21との間の相対加速度に比例した慣性力を発生させる。振動モデル20の第1の質量要素31についての運動方程式は下記式(1)で表すことができる。
[First optimization method]
In the
この式(2)において、慣性項については慣性質量mSが付加されている一方、外力項についてはmSが付加されていない。従って、慣性項についてはmSの影響を受けるが、外力項についてはmSの影響を受けないことがわかる。これは、慣性力が第1の質量要素31と剛体壁21との間の相対加速度に比例し、第1の質量要素31自身により生じる慣性力は絶対加速度に比例するためである。
In this equation (2), inertial mass m S is added for the inertia term, while m S is not added for the external force term. Therefore, it can be seen that the inertial term is affected by m S , but the external force term is not affected by m S. This is because the inertial force is proportional to the relative acceleration between the first
次に、外力がない場合を考え、固有振動数および固有モードベクトルを求める。運動方程式は、下記式(5)で表すことができる。 Next, considering the case where there is no external force, the natural frequency and the natural mode vector are obtained. The equation of motion can be expressed by the following equation (5).
第1の最適化方法では、上記式(13)で表される刺激係数β2の絶対値が最小値、より好ましくはゼロ(β2=0)となるように、慣性質量要素34の慣性質量mSが調整され、慣性質量mSの最適化が行われる。 In the first optimization method, the equation (13) the absolute value of the minimum value of the stimulation index beta 2 represented, as more preferably zero (beta 2 = 0), the inertial mass of the inertial mass element 34 m S is adjusted and the inertial mass m S is optimized.
続いて、上記式(13)を用いた慣性質量mSの最適化計算の一例を示し、第1の最適化方法における慣性質量mSの最適化について説明する。 Subsequently, an example of optimization calculation of the inertia mass m S using the above formula (13) will be shown, and the optimization of the inertia mass m S in the first optimization method will be described.
図3は、慣性質量要素34の慣性質量mSに比例する無次元パラメータμSに対する2次の振動モードの刺激係数β2の絶対値を示した説明図(グラフ)である。
FIG. 3 is an explanatory diagram (graph) showing the absolute value of the stimulation coefficient β 2 of the second-order vibration mode with respect to the dimensionless parameter μ S proportional to the inertia mass m S of the
なお、図3に示されるグラフは、無次元パラメータμI,νI,αが、それぞれ、μI=5,νI=0.1,α=0.5の場合である。 In the graph shown in FIG. 3, the dimensionless parameters μ I , ν I , and α are μ I = 5, ν I = 0.1, and α = 0.5, respectively.
図3に示されるグラフによれば、横軸であるμSがμS=0.86において、縦軸である刺激係数β2の絶対値が0となっていることがわかる。上記条件下においては、μS=0.86、すなわち、慣性質量要素34の慣性質量mSを第1の質量要素31のm1の0.86倍(mS=0.86m1)に設定することで刺激係数β2(絶対値)を0とすることができる。
According to the graph shown in FIG. 3, the mu S is mu S = 0.86 a horizontal axis, that the absolute value of the stimulation index beta 2 is a vertical axis represents the 0 seen. Under the above conditions, μ S = 0.86, that is, the inertia mass m S of the
このように刺激係数β2の絶対値を可能な限り小さく(この場合にはβ2=0)なるように、慣性質量要素34の慣性質量mSを設定することで、振動モードの励起を抑えることができる。
Thus, the excitation of the vibration mode is suppressed by setting the inertia mass m S of the
なお、刺激係数β2の絶対値は、必ずしも最小値である必要はなく、シミュレーション結果等から導かれる共振を効果的に抑制することが可能な許容値以下であれば任意に設定できる。但し、刺激係数β2の絶対値が小さいほど、入力される振動に対する影響は低下することになるので、刺激係数β2の絶対値は、β2=0とすることができない場合があっても最小値とすることがより好ましく、β2=0とすることができる場合には0とすることがさらに好ましい。 The absolute value of the stimulation index beta 2 may not necessarily be the minimum value, the simulation arbitrarily set as long as effectively tolerance less capable of suppressing the resonance derived from the results and the like. However, the smaller the absolute value of the stimulation coefficient β 2 is, the lower the influence on the input vibration is. Therefore, even if the absolute value of the stimulation coefficient β 2 cannot be set to β 2 = 0. The minimum value is more preferable, and when β 2 = 0 can be set, 0 is further preferable.
また、図3に示されるグラフは一例であり、刺激係数β2を計算する条件としての無次元パラメータμI,νI,αの値は必ずしも前記例と一致するものではない。これら無次元パラメータμI,νI,αの値は条件により異なる値を採る。 Also, the graph shown in FIG. 3 is an example, and the values of the dimensionless parameters μ I , ν I , α as conditions for calculating the stimulation coefficient β 2 do not necessarily match those in the above example. The values of these dimensionless parameters μ I , ν I , α vary depending on conditions.
[第2の最適化方法]
第2の最適化方法は、第1の最適化方法をベースとしつつ、第1の最適化方法とは異なる式を用いて第1の最適化方法よりも簡易に慣性質量要素34の慣性質量mSを最適化する。より詳細には、振動モデル20(図2)の2つの振動体である第1,2の質量要素31,32の剛性および質量に大きな差がある場合、上述した式(13)をより簡易化した式(後述する式(25))を用いて慣性質量要素34の慣性質量mSの最適化を行う。
[Second optimization method]
The second optimization method is based on the first optimization method, but using an equation different from the first optimization method, the inertia mass m of the
続いて、上記式(26)を用いた慣性質量mSの最適化計算の一例を示し、第2の最適化方法における慣性質量mSの最適化について説明する。 Subsequently, an example of optimization calculation of the inertial mass m S using the above formula (26) will be shown, and the optimization of the inertial mass m S in the second optimization method will be described.
図4は、慣性質量要素34の慣性質量mSに比例する無次元パラメータμSに対する振動モードの刺激係数βの絶対値を示した説明図(グラフ)である。
FIG. 4 is an explanatory diagram (graph) showing the absolute value of the vibration mode stimulation coefficient β with respect to the dimensionless parameter μ S proportional to the inertia mass m S of the
図4に示されるグラフのうち、実線は第2の最適化方法により得られる慣性質量要素34の慣性質量mSに比例する無次元パラメータμSに対する振動モードの刺激係数βの絶対値、破線は第1の最適化方法により得られる慣性質量要素34の慣性質量mSに比例する無次元パラメータμSに対する2次の振動モードの刺激係数β2の絶対値を示している。
In the graph shown in FIG. 4, the solid line represents the absolute value of the stimulation coefficient β of the vibration mode with respect to the dimensionless parameter μ S proportional to the inertia mass m S of the
なお、他の無次元パラメータμI,νI,αは、それぞれ、μI=100,νI=0.1,α=0.5である。 The other dimensionless parameters μ I , ν I , α are μ I = 100, ν I = 0.1, and α = 0.5, respectively.
図4に示される実線と破線とを比較すると、実線および破線で示される二つの計算結果はよく一致していることが確認できる。従って、無次元パラメータνI,μIが上述した式(15a),(15b)が成立する場合、すなわち、上述した式(14a),(14b)で示される条件が成立している場合であれば、上述した式(26)で示される刺激係数βの絶対値を最小値とすることで慣性質量要素34の慣性質量mSの最適化を行う第2の最適化方法は、簡易、かつ有効であるといえる。
When the solid line and the broken line shown in FIG. 4 are compared, it can be confirmed that the two calculation results indicated by the solid line and the broken line are in good agreement. Therefore, when the dimensionless parameters ν I and μ I satisfy the above-described expressions (15a) and (15b), that is, when the conditions expressed by the above-described expressions (14a) and (14b) are satisfied. For example, the second optimization method for optimizing the inertial mass m S of the inertial
従って、上述した式(14a),(14b)で示される条件、および、k1=k3が成立している場合、慣性質量mSを、mS=m1と設定すれば、刺激係数βの絶対値を最小値である0とすることができる。このように、上述した式(14a),(14b)で示される条件が成立している場合、慣性質量要素34の慣性質量mSをより簡易に最適化することができる。
Therefore, when the conditions shown by the above-described equations (14a) and (14b) and k 1 = k 3 are satisfied, if the inertia mass m S is set as m S = m 1 , the stimulation coefficient β Can be set to 0 which is the minimum value. Thus, when the conditions shown by the above-described equations (14a) and (14b) are satisfied, the inertial mass m S of the inertial
次に、本発明の実施形態に係る制振方法および制振振動系による制振の作用および効果を説明する。 Next, the action and effect of damping by the damping method and damping vibration system according to the embodiment of the present invention will be described.
図5は、制振装置1を適用した場合と適用していない場合との振動の差異を説明する説明図であり、図5(A)が制振装置1を適用した場合における構造物への荷重の推移を解析した結果を示す説明図、図5(B)が制振装置1を適用していない場合における構造物への荷重の推移を解析した結果を示す説明図である。なお、図5(A)に示される符号R1,R2は、いずれも時間領域であり、それぞれ、図5(B)に示される時間領域R1,R2に対応している。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a difference in vibration between the case where the
図5(A)に示される波形には、免震対象物の揺れの周期に相当する周期の長い波形に配管等の構造物の共振に伴う揺れに相当する周期の短い波形が重畳しており、時間領域R1,R2においても、周期の短い波形が観測される。これに対して、図5(B)に示される時間領域R1,R2では、共振に伴う揺れに相当する周期の短い波形は存在しておらず、抑制されていることがわかる。 In the waveform shown in FIG. 5 (A), a waveform having a short period corresponding to the vibration associated with resonance of a structure such as a pipe is superimposed on a waveform having a long period corresponding to the period of the swing of the seismic isolation object. In the time regions R1 and R2, a waveform having a short period is observed. On the other hand, in the time regions R1 and R2 shown in FIG. 5B, it can be seen that there is no waveform having a short period corresponding to the vibration associated with resonance, which is suppressed.
従って、制振装置1を適用すれば、制振装置1が免震対象物の揺れを吸収(許容)する一方、共振に伴う周期の短い揺れを抑制することができるので、地震動により生じ得る構造物の損傷を最小限にとどめることができる。
Therefore, if the
例えば、低可撓性の管状構造物で接続される機器が複数の建屋にわたって配設されるシステム(例えば、発電プラント、化学プラント、食品プラント等)において、地盤の上に設置される非免震建屋内に配設されるプラント機器を一端とし、免震化されている免震建屋内に配設されるプラント機器を他端とし、前記非免震建屋および前記免震建屋の壁を貫通しているとともに、全長が両端に位置する両プラント機器間の長さよりも長い非可撓性の配管を介して両端に位置する二つのプラント機器が接続されている場合、地盤との間に制振装置1を設置して適用すれば、地震動に起因する免震対象物の揺れの周期に相当する周期の長い揺れは吸収しつつ共振に伴う周期の短い揺れを抑制することができるので、配管に損傷が生じるような事態の発生を防ぎ、プラント全体の健全性を保つことができる。
For example, in a system (for example, a power plant, a chemical plant, a food plant, etc.) in which devices connected by a low-flexible tubular structure are arranged over a plurality of buildings, non-seismic isolation is installed on the ground. One end of the plant equipment installed in the building and the other end of the plant equipment installed in the base-isolated building that has been seismically isolated, penetrate the walls of the non-base-isolated building and the base-isolated building. In addition, if two plant devices located at both ends are connected via non-flexible piping whose overall length is longer than the length between both plant devices located at both ends, If the
以上、本発明の実施形態に係る制振方法および制振振動系によれば、両端が地盤に接続されている振動系を構成する構造物を制振することによって、地震動に起因する免震対象物の揺れの周期に相当する周期の長い揺れは吸収しつつ共振に伴う周期の短い揺れを抑制することができるので、振動により構造物に損傷が生じるような事態の発生を防ぎ、システム全体の健全性を保つことができる。 As described above, according to the vibration suppression method and the vibration suppression vibration system according to the embodiment of the present invention, the vibration-isolating object caused by the ground motion is suppressed by suppressing the structure constituting the vibration system in which both ends are connected to the ground. Since the vibration with a long period corresponding to the period of the object's vibration can be absorbed and the vibration with a short period due to resonance can be suppressed, the occurrence of a situation in which the structure is damaged by the vibration can be prevented, and the entire system can be prevented. Soundness can be maintained.
また、本発明の実施形態に係る発電プラント、すなわち、本発明の実施形態に係る制振装置(または制振方法)を適用した発電プラントによれば、長周期振動による配管17(図1)の変位を吸収しつつ、短周期振動については抑制することができるので、地震が発生した場合などに、配管17を含めたプラント主要部の振動を抑制することができ、発電プラント全体の健全性を保つことができる。 Further, according to the power plant according to the embodiment of the present invention, that is, the power plant to which the vibration damping device (or vibration damping method) according to the embodiment of the present invention is applied, the piping 17 (FIG. 1) due to long-period vibration is used. Since short-period vibration can be suppressed while absorbing the displacement, vibration of the plant main part including the piping 17 can be suppressed in the event of an earthquake, etc., and the soundness of the entire power plant can be reduced. Can keep.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施す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、追加、置き換え、変更を行うことができる。また、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。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be implemented in various forms other than the above-described examples in the implementation stage, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Can be omitted, added, replaced, or changed. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
例えば、本発明の実施形態に係る制振方法等に関して、上述した慣性質量mSの最適化方法では、刺激係数の絶対値が最小値となる慣性質量mSの値を設定することにより行っているが、必ずしも当該刺激係数の絶対値を最小値とする必要はなく、共振を効果的に抑制することが可能な値の範囲内であれば最小値以外の任意な値を設定することもできる。 For example, with respect to the vibration damping method and the like according to an embodiment of the present invention, in the optimization method of the inertial mass m S described above, performed by setting the value of the inertial mass m S of the absolute value of the stimulation index is the minimum value However, it is not always necessary to set the absolute value of the stimulation coefficient to a minimum value, and any value other than the minimum value can be set as long as it is within a range of values that can effectively suppress resonance. .
1…制振装置、10…制振振動系、11…地盤、12…非免震対象物、13…免震装置、14…免震対象物、17…配管(低可撓性構造物)、20…振動モデル、21…剛体壁、31…第1の質量要素、32…第2の質量要素、34…慣性質量要素、41…第1のばね、42…第2のばね、43…第3のばね。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記地盤と前記低可撓性構造物との間に第2の制振手段を設置することを特徴とする制振方法。 Between the first device rigidly disposed on the ground, the second device disposed via the ground and the first vibration damping means, and between the first device and the second device. In a vibration damping method for a vibration system comprising a low-flexible structure that is longer than a stationary distance between a connection portion to the first device and a connection portion to the second device,
A vibration damping method, wherein a second vibration damping means is installed between the ground and the low flexibility structure.
前記地盤と前記低可撓性構造物との間に第2の制振手段を設けることを特徴とする制振振動系。 Between the first device rigidly disposed on the ground, the second device disposed via the ground and the first damping means, and between the first device and the second device In a vibration-damping vibration system comprising a low-flexible structure longer than the distance at rest between the connection to the first device and the connection to the second device,
A vibration damping vibration system characterized in that second vibration damping means is provided between the ground and the low flexible structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013122713A JP6168861B2 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Damping method, power plant using the same, and damping vibration system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013122713A JP6168861B2 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Damping method, power plant using the same, and damping vibration system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014240556A JP2014240556A (en) | 2014-12-25 |
JP6168861B2 true JP6168861B2 (en) | 2017-07-26 |
Family
ID=52139934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013122713A Active JP6168861B2 (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Damping method, power plant using the same, and damping vibration system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6168861B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104695740B (en) * | 2015-01-06 | 2016-09-07 | 江苏中南建筑产业集团有限责任公司 | The shock insulation construction method of air conditioner equipment machine room |
JP6809807B2 (en) * | 2016-04-12 | 2021-01-06 | 三菱パワー株式会社 | Piping structure and boiler system |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002267046A (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vibration isolating device, and facility having pipe or duct supported thereby |
JP2003004094A (en) * | 2001-06-21 | 2003-01-08 | Toshiba Corp | Piping vibration control device |
JP4881277B2 (en) * | 2007-10-19 | 2012-02-22 | 株式会社東芝 | Nuclear power plant |
-
2013
- 2013-06-11 JP JP2013122713A patent/JP6168861B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014240556A (en) | 2014-12-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Elias et al. | Research developments in vibration control of structures using passive tuned mass dampers | |
Zhu et al. | Real-time hybrid simulation of full-scale tuned liquid column dampers to control multi-order modal responses of structures | |
Kim et al. | Wavelet-hybrid feedback linear mean squared algorithm for robust control of cable-stayed bridges | |
Barys et al. | Efficient attenuation of beam vibrations by inertial amplification | |
Gill et al. | Robustness of multi-mode control using tuned mass dampers for seismically excited structures | |
Ghaemmaghami et al. | Numerical modeling of dynamic behavior of annular tuned liquid dampers for applications in wind towers | |
Cho et al. | Dynamic parameter identification of secondary mass dampers based on full‐scale tests | |
Hejazi et al. | Analytical model for viscous wall dampers | |
Liu et al. | Investigation and optimization of a pre‐stressed tuned mass damper for wind turbine tower | |
Zelleke et al. | Semi‐active algorithm for energy‐based predictive structural control using tuned mass dampers | |
Chillemi et al. | Nonlinear mechanical model of a fluid inerter | |
JP6168861B2 (en) | Damping method, power plant using the same, and damping vibration system | |
Ha et al. | Low-energy structures embedded with smart dampers | |
El-Sinawi et al. | Optimal control of magnetorheological fluid dampers for seismic isolation of structures | |
Kıral et al. | Using supplemental linear viscous dampers for experimentally verified base-isolated building: Case study | |
Mishra | Application of tuned mass damper for vibration control of frame structures under seismic excitations | |
Bhattacharyya et al. | Design of an active compliant liquid column damper by LQR and wavelet linear quadratic regulator control strategies | |
Sharma et al. | Dynamic analysis of an offshore jacket platform with a tuned mass damper under the seismic and ice loads | |
Mrabet et al. | A band‐limited reliability‐based robust multimodal optimization of tuned mass dampers | |
Lee et al. | Concept Design of a Parallel-type Tuned Mass Damper-Tuned Sloshing Damper System for Building Motion Control in Wind | |
Sarkar et al. | A frequency domain study on deck isolation effectiveness in control of wave-induced vibration of offshore jacket platform | |
Domaneschi et al. | The effect of rocking excitation on the dynamic behaviour of a Nuclear Power Plant reactor building with base isolation | |
El Ouni et al. | Numerical Study of the Active Tendon Control of a Cable‐Stayed Bridge in a Construction Phase | |
Miyamura et al. | Feasibility study of full-scale elastic-plastic seismic response analysis of nuclear power plant | |
Perotti et al. | The non-linear dynamic response of submerged floating tunnels to earthquake and seaquake excitation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161122 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170530 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170627 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6168861 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |