JP6810660B2 - 支持力検査装置及び支持力検査方法 - Google Patents
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Description
蒸気発生器は、複数の伝熱管内に一次冷却水としての高圧水が供給され、外部の二次冷却水を加熱して蒸気を生成することから、伝熱管が振動しやすい。そのため、伝熱管の振動を抑制するために、複数の伝熱管の間にはUベンド部において振れ止め金具が伝熱管に接触するように介装されている。
この支持力検査装置では、伝熱管の内面に向けて超音波を送信し、伝熱管を伝播する超音波を受信することで、送信部及び受信部からの信号に基づいて超音波伝播速度の変化を求め、この超音波伝播速度の変化から伝熱管の応力を求めることにより、振れ止め部材による伝熱管の支持力を測定する。
このことから、振れ止め部材による上記面内方向の支持力を測定することが求められている。
蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査装置であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサと、
前記加速度センサを保持するセンサ保持部であって、前記伝熱管の内部に配置されるセンサ保持部と、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と、を備え、
前記加振力発生部は、前記センサ保持部と協働して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される。
前記センサ保持部は、前記伝熱管の内面と係合した状態で前記伝熱管の内部を閉塞するように構成され、
前記加振力発生部は、前記センサ保持部で閉塞された前記伝熱管の内部に満たされた液体に経時的に変動するように圧力を加えるように構成される。
これにより、液体による静水圧によって曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を効率的に振動させることができるので、曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力の検査精度を向上できる。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を変更することで、加振力の周波数を容易に変更できる。これにより、加振力の周波数領域を広げることができるので、伝熱管を様々な周波数の加振力で振動させることができ、支持力の検査精度が向上する。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を大きくすることで、液体に加える圧力の大きさを低下させずに、加振力が生じる時間的な間隔を大きくすることができる。これにより、加振力の周波数が低周波数となる領域であっても、伝熱管を振動させるのに十分な加振力を得ることができ、低周波数領域における支持力の検査精度が向上する。
また、上記(5)の構成によれば、伝熱管の内面と係合した状態で伝熱管の内部を閉塞するようにセンサ保持部が構成されているので、伝熱管の内部を閉塞する部材等を別途用意して伝熱管内で固定する必要がないので、支持力検査装置の構成を簡素化できる。
前記加振力発生部は、前記伝熱管の内面と係合した前記センサ保持部に向かって前記伝熱管内を管軸方向に射出体を射出するように構成され、
前記センサ保持部は、前記射出体が衝突することで生じた衝撃力を前記伝熱管に伝達することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される。
したがって、センサ保持部の係合位置において、曲部の曲率円が存在する面に沿った加振力を伝熱管に対して効率的に伝達できる。これにより、振れ止め部材の介装された位置でセンサ保持部を伝熱管の内面と係合させることで、振れ止め部材の介装された位置において伝熱管に加振力を効率的に伝達できるとともに、振れ止め部材の介装された位置で曲部の振動状態を検出できるので、振れ止め部材の支持力を正確に検査できる。
また、上記(6)の構成によれば、射出体が衝突することで生じた衝撃力を伝熱管に伝達することで曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるようにセンサ保持部が構成されているので、センサ保持部材が伝熱管への振動を伝達する部材としても機能し、支持力検査装置の構成を簡素化できる。
前記加振力発生部は、前記センサ保持部に保持されており、前記センサ保持部に前記加振力を与えるように構成され、
前記センサ保持部は、保持している前記加振力発生部から与えられた前記加振力を前記伝熱管に伝達することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される。
したがって、センサ保持部の係合位置において、曲部の曲率円が存在する面に沿った加振力を伝熱管に対して効率的に伝達できる。これにより、振れ止め部材の介装された位置でセンサ保持部を伝熱管の内面と係合させることで、振れ止め部材の介装された位置において伝熱管に加振力を効率的に伝達できるとともに、振れ止め部材の介装された位置で曲部の振動状態を検出できるので、振れ止め部材の支持力を正確に検査できる。
また、上記(7)の構成によれば、センサ保持部が加振力発生部から与えられた加振力を伝熱管に伝達することで曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるように構成されているので、センサ保持部材が伝熱管への振動を伝達する部材としても機能し、支持力検査装置の構成を簡素化できる。
前記加振力発生部は、射出体を射出することで前記センサ保持部に前記加振力を与えるように構成される。
前記加振力発生部は、流体を断続的に噴射することで前記センサ保持部に大きさが経時的に変動するように前記加振力を与えるように構成される。
また、流体の噴射量を変動させる時間的な間隔を変更することで、加振力の周波数を容易に変更できる。これにより、加振力の周波数領域を広げることができるので、伝熱管を様々な周波数の加振力で振動させることができ、支持力の検査精度が向上する。
また、流体の噴射量を変動させる時間的な間隔を大きくすることで、流体の噴射による反力の大きさを低下させずに、反力が生じる時間的な間隔を大きくすることができる。これにより、加振力の周波数が低周波数となる領域であっても、伝熱管を振動させるのに十分な加振力を得ることができ、低周波数領域における支持力の検査精度が向上する。
前記加速度センサは、前記センサ保持部が前記伝熱管内を移動している状態で前記曲部の振動状態を検出するように構成され、
前記加振力発生部は、前記伝熱管内を管軸方向に前記センサ保持部を射出するように構成され、
前記センサ保持部は、前記曲部で前記伝熱管内を摺動しながら移動することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される。
これにより、センサ保持部が伝熱管内を移動している間に加速度センサで曲部の振動状態を検出できるので、振れ止め部材の支持力を迅速に検査できる。また、センサ保持部の1回の射出によって曲部の各箇所に配置された振れ止め部材のそれぞれについての支持力を検査できるので、効率的である。
また、センサ保持部が曲部で伝熱管内を摺動しながら移動するように構成されているので、曲部の曲率円が存在する面に沿った加振力を簡単な構成で発生できる。
また、上記(10)の構成によれば、センサ保持部が曲部で伝熱管内を摺動しながら移動することで曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を振動させるようにセンサ保持部が構成されているので、センサ保持部材が伝熱管への振動を伝達する部材としても機能し、支持力検査装置の構成を簡素化できる。
蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査装置であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサと、
前記加速度センサを保持するセンサ保持部であって、前記伝熱管の外部に配置されるセンサ保持部と、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と、
前記センサ保持部と前記加振力発生部とを接続する加振ロッドと、を備え、
前記加振力発生部は、前記加振ロッドを介して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される。
これにより、伝熱管の外周面側から曲部にアクセスできる場合には、曲部の曲率円が存在する面に沿って伝熱管を容易に振動させることができるので、振れ止め部材による曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力を精度よく検査できる。
前記加振ロッドは、前記曲率円が存在する面と交差する方向に離間して配置された第1伝熱管と第2伝熱管との間に挿入可能に構成され、
前記加振ロッドの一端側には、前記加振ロッドの延在方向と交差する方向に突出し、前記伝熱管の外周面を把持可能な一対の把持部と、前記センサ保持部と、が設けられ、
前記加振ロッドの他端側には、前記加振力発生部が接続され、
前記加振ロッドは、前記一対の把持部の突出方向を少なくとも前記曲率円が存在する面に沿う方向と一致させると、前記一対の把持部を前記第1伝熱管と前記第2伝熱管との間に挿入可能に構成され、前記第1伝熱管と前記第2伝熱管との間に挿入された前記一対の把持部の突出方向を前記曲率円が存在する面と交差する方向に一致させると前記一対の把持部が前記第1又は第2伝熱管の外周面を把持可能に構成される。
また、例えば蒸気発生器のように、複数の伝熱管が狭い間隔で隣り合って配置されている伝熱管群であっても、伝熱管群の外部から任意の伝熱管の近傍まで一対の把持部を差し入れて、当該伝熱管の外周面を一対の把持部で把持できる。したがって、蒸気発生器のように、複数の伝熱管が狭い間隔で隣り合って配置されている伝熱管群であっても、任意の伝熱管について、振れ止め部材による曲部の曲率円が存在する面に沿う方向の支持力を検査できる。したがって、複数の伝熱管が狭い間隔で隣り合って配置されている装置における伝熱管の振れ止め部材による支持力の検査に適した支持力検査装置を提供できる。
蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査方法であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサを保持するセンサ保持部を前記伝熱管の内部に配置する配置ステップと、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と前記センサ保持部とが協働して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させる加振ステップと、
前記加振ステップで振動させた前記曲部の振動状態を前記センサ保持部で保持された加速度センサで検出する加速度検出ステップと、を備える。
前記配置ステップにおいて、前記センサ保持部は、前記伝熱管の内面と係合されて前記伝熱管の内部を閉塞し、
前記加振ステップにおいて、前記センサ保持部で閉塞された前記伝熱管の内部に液体を満たし、前記伝熱管の内部に満たされた液体に経時的に変動するように圧力を加えることで、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させる。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を変更することで、加振力の周波数を容易に変更できる。これにより、加振力の周波数領域を広げることができるので、伝熱管を様々な周波数の加振力で振動させることができ、支持力の検査精度が向上する。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を大きくすることで、液体に加える圧力の大きさを低下させずに、反力が生じる時間的な間隔を大きくすることができる。これにより、加振力の周波数が低周波数となる領域であっても、伝熱管を振動させるのに十分な加振力を得ることができ、低周波数領域における支持力の検査精度が向上する。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
すなわち、図3における紙面奥行き方向に複数の伝熱管66が配置され、図3における紙面奥行き方向で隣り合う伝熱管66のUベンド部68同士の間には、振れ止め金具69が介装されている。伝熱管66は、Uベンド部68において、図3における紙面奥行き方向手前側及び奥側の外周面が振れ止め金具69と接触している。
以下の説明では、図3における紙面と平行な方向、すなわち、伝熱管66の曲部であるUベンド部68の曲率円が存在する面に沿う方向を面内方向とも呼ぶ。すなわち、Uベンド部68の曲率円は、例えばUベンド部68における伝熱管66の中心線を円弧の一部とする円である。
この振れ止め金具69は、上述したように面内方向と交差する方向から伝熱管66の外周面に接触している。
そのため、振れ止め金具69による伝熱管66の面内方向への振動の抑制効果を確認するため、振れ止め金具69による伝熱管66の面内方向の支持力を精度よく測定することが求められている。
図4〜図8は、実施形態に係る支持力検査装置100A〜100Eの構成を模式的に示す図である。
図9は、伝熱管66の内部に配置されて、伝熱管66の内面と係合した状態にあるセンサ保持部110Aの概略の構成を示す図である。
一実施形態に係るセンサ保持部110Aは、伝熱管66の内面と係合した状態で伝熱管66の内部を閉塞するように構成されている。すなわち、例えば一実施形態に係るセンサ保持部110Aは、モータ保持体111及び偏心カム112の外表面のうち、例えば伝熱管66の内周面と当接する部分の一部がゴム等の弾性を有する部材によって構成されている。そのため、モータ保持体111と偏心カム112とによって伝熱管66の内面を押圧することで、センサ保持部110Aを伝熱管66の内面に係合させると、上記の弾性を有する部材が撓んで伝熱管66の内面に密着するように構成されている。したがって、一実施形態に係るセンサ保持部110Aは、伝熱管66の内面と係合されて伝熱管66の内部を閉塞することができる。
図4に示した一実施形態の支持力検査装置100Aを用いて振れ止め金具69による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、センサ保持部110Aを伝熱管66の内部に配置する。具体的には、例えば、検査対象となる伝熱管66の入口側下端部66a及び出口側下端部66bの何れか一方からセンサ保持部110Aを伝熱管66の内部に挿入する。なお、図4に示す例では、センサ保持部110Aは、検査対象となる伝熱管66の出口側下端部66bから伝熱管66の内部に挿入されている。
所望の位置までセンサ保持部110Aを移動させた後、上述したようにモータ保持体111と偏心カム112とによって伝熱管66の内面を押圧することで、センサ保持部110Aを伝熱管66の内面に係合させる。これにより、上述したように、一実施形態に係るセンサ保持部110Aは、伝熱管66の内部を閉塞する。
このように、伝熱管66の内部に満たされた液体191に経時的に変動するように加振力発生部120Aによって圧力を加えることで、Uベンド部68には、曲率を変化させようとする力が作用するので、Uベンド部68は、面内方向に曲げ伸ばしされるように振動する。
このように、加振ステップでは、センサ保持部110Aと加振力発生部120Aとが協働して、伝熱管66を面内方向に振動させる。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を変更することで、加振力の周波数を容易に変更できる。これにより、加振力の周波数領域を広げることができるので、伝熱管66を様々な周波数の加振力で振動させることができ、支持力Fの検査精度が向上する。
また、液体に加える圧力を変動させる時間的な間隔を大きくすることで、液体に加える圧力の大きさを低下させずに、加振力が生じる時間的な間隔を大きくすることができる。これにより、加振力の周波数が低周波数となる領域であっても、伝熱管66を振動させるのに十分な加振力を得ることができ、低周波数領域における支持力Fの検査精度が向上する。
他の実施形態に係る加振力発生部120Bは、伝熱管66の内面と係合したセンサ保持部110Bに向かって伝熱管66内を管軸方向に射出体102Bを射出するように構成されている。
他の実施形態に係るセンサ保持部110Bは、射出体102Bが衝突することで生じた衝撃力を伝熱管66に伝達することで伝熱管66を面内方向に振動させるように構成されている。
すなわち、他の実施形態に係る加振力発生部120Bは、圧縮空気の圧力や、バネ等の弾性部材による付勢力、火薬等の燃焼や爆発によって生じる圧力等を駆動力として、保持している射出体102Bを伝熱管66の管軸方向に射出可能に構成されている。
射出体102Bは、センサ保持部110Bに与える衝撃力を考慮して適宜重量が設定された部材である。なお、複数の射出体102BをUベンド部68内で屈曲可能に連結して用いることで、センサ保持部110Bに与える衝撃力を増やすようにしてもよい。
図5に示した他の実施形態の支持力検査装置100Bを用いて振れ止め金具69による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、他の実施形態に係るセンサ保持部110Bを伝熱管66の内部に配置する。具体的には、図4に示した一実施形態に係るセンサ保持部110Aと同様にして、伝熱管66内の所望の位置までセンサ保持部110Bを移動させた後、センサ保持部110Bを伝熱管66の内面に係合させる。
センサ保持部110Bは、射出体102Bが衝突することで生じた衝撃力を伝熱管66に伝達する。これにより、伝熱管66には、面内方向にインパルス入力が与えられるので、伝熱管66は面内方向に振動する。
このように、加振ステップでは、他の実施形態に係るセンサ保持部110Bと加振力発生部120Bとが協働して、伝熱管66を面内方向に振動させる。
したがって、センサ保持部110Bの係合位置において、面内方向への加振力を伝熱管66に対して効率的に伝達できる。これにより、振れ止め金具69の介装された位置でセンサ保持部110Bを伝熱管66の内面と係合させることで、振れ止め金具69の介装された位置において伝熱管66に加振力を効率的に伝達できるとともに、振れ止め金具69の介装された位置でUベンド部68の振動状態を検出できるので、振れ止め金具69による面内方向の支持力Fを正確に検査できる。
他の実施形態に係る加振力発生部120Cは、センサ保持部110Cに保持されており、センサ保持部110Cに加振力を与えるように構成されている。
他の実施形態に係るセンサ保持部110Cは、保持している加振力発生部120Cから与えられた加振力を伝熱管66に伝達することで伝熱管66を面内方向に振動させるように構成されている。
すなわち、他の実施形態に係る加振力発生部120Cは、圧縮空気の圧力や、バネ等の弾性部材による付勢力、火薬等の燃焼や爆発によって生じる圧力等を駆動力として、保持している射出体102Cを伝熱管66の管軸方向に射出可能に構成されている。
射出体102Cは、センサ保持部110Cに与える加振力を考慮して適宜重量が設定された部材である。なお、複数の射出体102CをUベンド部68内で屈曲可能に連結して用いることで、センサ保持部110Cに与える加振力を増やすようにしてもよい。
図6に示した他の実施形態の支持力検査装置100Cを用いて振れ止め金具69による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、他の実施形態に係る加振力発生部120Cを保持したセンサ保持部110Cを伝熱管66の内部に配置する。具体的には、図4に示した一実施形態に係るセンサ保持部110Aと同様にして、伝熱管66内の所望の位置までセンサ保持部110Cを移動させた後、センサ保持部110Cを伝熱管66の内面に係合させる。なお、射出体102Cは、他の実施形態に係る加振力発生部120Cに予め保持されている。
センサ保持部110Cは、加振力発生部120Cが射出体102Cを射出することで生じた反力を加振力として伝熱管66に伝達する。これにより、伝熱管66には、面内方向にインパルス入力が与えられるので、伝熱管66は面内方向に振動する。
このように、加振ステップでは、他の実施形態に係るセンサ保持部110Cと加振力発生部120Cとが協働して、伝熱管66を面内方向に振動させる。
したがって、図6に示した他の実施形態では、図5に示した他の実施形態と同様に、残留振動の周波数及び残留振動の継続時間から、支持力Fを推定できる。
したがって、センサ保持部110Cの係合位置において、面内方向への加振力を伝熱管66に対して効率的に伝達できる。これにより、振れ止め金具69の介装された位置でセンサ保持部110Cを伝熱管66の内面と係合させることで、振れ止め金具69の介装された位置において伝熱管66に加振力を効率的に伝達できるとともに、振れ止め金具69の介装された位置でUベンド部68の振動状態を検出できるので、振れ止め金具69による面内方向の支持力Fを正確に検査できる。
他の実施形態に係る加振力発生部120Dは、センサ保持部110Dに保持されており、センサ保持部110Dに加振力を与えるように構成されている。
他の実施形態に係るセンサ保持部110Dは、保持している加振力発生部120Dから与えられた加振力を伝熱管66に伝達することで伝熱管66を面内方向に振動させるように構成されている。
すなわち、他の実施形態に係る加振力発生部120Dは、流体103D、すなわち圧縮空気等の気体や水等の液体を断続的に噴射することによって生じる、大きさが経時的に変動する反力を得て、センサ保持部110Dに伝達するように構成されている。
なお、他の実施形態に係る加振力発生部120Dは、流体103Dを断続的に噴射することで大きさが経時的に変動する反力を得るようにしてもよく、流体103Dの噴射量や噴射する圧力などを経時的に変動させることで大きさが経時的に変動する反力を得るようにしてもよい。また、他の実施形態に係る加振力発生部120Dは、流体103Dを噴射する方向を管軸方向の一方側と他方側とで経時的に切り替えるように構成することで、大きさだけでなく、作用する方向が経時的に変化する反力を得るようにしてもよい。
図7に示した他の実施形態の支持力検査装置100Dを用いて振れ止め金具69による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、他の実施形態に係る加振力発生部120Dを保持したセンサ保持部110Dを伝熱管66の内部に配置する。具体的には、図4に示した一実施形態に係るセンサ保持部110Aと同様にして、伝熱管66内の所望の位置までセンサ保持部110Dを移動させた後、センサ保持部110Dを伝熱管66の内面に係合させる。
センサ保持部110Dは、加振力発生部120Dが管軸方向に流体103Dを断続的に噴射することで生じた反力を加振力として伝熱管66に伝達する。これにより、伝熱管66は面内方向に振動する。
このように、加振ステップでは、他の実施形態に係るセンサ保持部110Dと加振力発生部120Dとが協働して、伝熱管66を面内方向に振動させる。
したがって、図7に示した他の実施形態では、図4に示した一実施形態と同様に、周波数f1の値から、支持力Fを推定できる。
したがって、センサ保持部110Dの係合位置において、面内方向への加振力を伝熱管66に対して効率的に伝達できる。これにより、振れ止め金具69の介装された位置でセンサ保持部110Dを伝熱管66の内面と係合させることで、振れ止め金具69の介装された位置において伝熱管66に加振力を効率的に伝達できるとともに、振れ止め金具69の介装された位置でUベンド部68の振動状態を検出できるので、振れ止め金具69による面内方向の支持力Fを正確に検査できる。
また、流体103Dの噴射量を変動させる時間的な間隔を変更することで、加振力の周波数を容易に変更できる。これにより、加振力の周波数領域を広げることができるので、伝熱管66を様々な周波数の加振力で振動させることができ、支持力Fの検査精度が向上する。
また、流体103Dの噴射量を変動させる時間的な間隔を大きくすることで、流体103Dの噴射による反力の大きさを低下させずに、反力が生じる時間的な間隔を大きくすることができる。これにより、加振力の周波数が低周波数となる領域であっても、伝熱管66を振動させるのに十分な加振力を得ることができ、低周波数領域における支持力Fの検査精度が向上する。
他の実施形態に係る加速度センサ116は、センサ保持部110Eが伝熱管66内を移動している状態でUベンド部68の振動状態を検出するように構成されている。
他の実施形態に係る加振力発生部120Eは、伝熱管66内を管軸方向にセンサ保持部110Eを射出するように構成されている。
他の実施形態に係るセンサ保持部110Eは、Uベンド部68で伝熱管66内を摺動しながら移動することで伝熱管66を面内方向に振動させるように構成されている。
他の実施形態に係るセンサ保持部110Eは、例えば、図5に示した他の実施形態の支持力検査装置100Bにおける射出体102Bと同様の部材であり、加速度センサ118と、加速度センサ118からの出力を記録する不図示の記録部とを保持している。センサ保持部110Eは、後述するようにして伝熱管66に与える加振力を考慮して適宜重量が設定された部材である。
図8に示した他の実施形態の支持力検査装置100Eを用いて振れ止め金具69による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、検査対象となる伝熱管66の入口側下端部66a及び出口側下端部66bの何れか一方に、センサ保持部110Eを保持した他の実施形態に係る加振力発生部120Eを取り付ける。なお、図8に示す例では、加振力発生部120Eは、検査対象となる伝熱管66の入口側下端部66aに配置されている。
センサ保持部110Eは、Uベンド部68を通過する際に主に遠心力を伝熱管66に伝達する。これにより、伝熱管66は、面内方向に振動する。
このように、加振ステップでは、他の実施形態に係るセンサ保持部110Eと加振力発生部120Eとが協働して、伝熱管66を面内方向に振動させる。
加振力発生部120Eから射出されたセンサ保持部110Eは、検査対象となる伝熱管66の入口側下端部66a及び出口側下端部66bの何れか他方から伝熱管66外に射出される。伝熱管66外に射出された加振力発生部120Eを回収し、加振力発生部120Eの不図示の記録部に記録されたデータを例えば外部の機器に転送する。これにより、センサ保持部110EがUベンド部68を通過する際に加速度センサ118で検出した加速度のデータを得ることができる。
図13において、横軸の位置P1〜P5は、振れ止め金具69が伝熱管66の外周面に配置された位置である。
なお、図13のグラフ90では、振れ止め金具69が伝熱管66の外周面に配置された位置のうち、位置P4では、他の位置P1〜P3及び位置P5のような加速度の値の明確なピークが認められない。これは、位置P4では、振れ止め金具69による面内方向の支持力Fが他の位置P1〜P3及び位置P5と比べて低いために、Uベンド部68が面内方向に移動し易くなり、センサ保持部110EがUベンド部68から受ける向心力が低下するためである。
これにより、センサ保持部110Eが伝熱管66内を移動している間に加速度センサ118でUベンド部68の振動状態を検出できるので、振れ止め金具69による面内方向の支持力Fを迅速に検査できる。また、センサ保持部110Eの1回の射出によってUベンド部68の各箇所に配置された振れ止め金具69のそれぞれについての支持力Fを検査できるので、効率的である。
また、センサ保持部110EがUベンド部68で伝熱管66内を摺動しながら移動するように構成されているので、面内方向の加振力を簡単な構成で発生できる。
以下、伝熱管66を面内方向に振動させる加振力を伝熱管66の外面側からから与えることができる、さらに他の実施形態に係る支持力検査装置について説明する。
図14は、さらに他の実施形態に係る支持力検査装置100Fの構成を模式的に示す図であり、Uベンド部68において伝熱管66の管軸方向から見た図である。図15は、図14のA−A矢視図である。
他の実施形態に係る加振力発生部120Fは、加振ロッド151を介して、伝熱管66を面内方向に振動させるように構成されている。
なお、図14において、面内方向は、図14の紙面奥行き方向と図14の紙面上下方向とが含まれる面に沿った方向である。また、図15において、面内方向は、図15の紙面上下方向と図15の紙面奥行き方向とが含まれる面に沿った方向である。
加振ロッド151の一端側には、加振ロッド151の延在方向と交差する方向に突出し、伝熱管66の外周面を把持可能な一対の把持部152と、センサ保持部110Fとが設けられている。加振ロッド151の他端側には、加振力発生部120Fが接続されている。
なお、他の実施形態に係る加振力発生部120Fは、加振力の周波数を適宜掃引できるように構成されている。
腕部153と把持爪154との間には、加振力を検出するため加振力検出センサ161が設けられている。加振力検出センサ161は、例えばロードセルである。
図14に示した他の実施形態に係る支持力検査装置100Eを用いて振れ止め金具69による支持力を検査する場合、まず、配置ステップとして、伝熱管群67の外部から検査対象の伝熱管66の近傍まで加振ロッド151の先端を差し入れて、当該伝熱管の外周面を一対の把持部152で把持する。なお、一対の把持部152によって伝熱管66を把持する位置は、図14及び図15において不図示である、何れかの振れ止め金具69による支持位置の近傍である。
したがって、図14に示した他の実施形態では、図4に示した一実施形態と同様に、周波数f1の値から、支持力Fを推定できる。
なお、述した加速度センサ119の検出結果に基づいて検査対象の伝熱管66の共振周波数を把握し、このようにして把握した共振周波数に対応する加振周波数で加振したときの押圧力から、面内方向の支持力Fを推定してもよい。
これにより、伝熱管66の外周面側からUベンド部68にアクセスできる場合には、伝熱管を面内方向に容易に振動させることができるので、振れ止め金具69による面内方向の支持力Fを精度よく検査できる。
また、例えば蒸気発生器13のように、複数の伝熱管66が狭い間隔で隣り合って配置されている伝熱管群67であっても、伝熱管群67の外部から任意の伝熱管66の近傍まで一対の把持部152を差し入れて、当該伝熱管66の外周面を一対の把持部152で把持できる。したがって、蒸気発生器13のように、複数の伝熱管66が狭い間隔で隣り合って配置されている伝熱管群67であっても、任意の伝熱管66について、振れ止め金具69による面内方向の支持力Fを検査できる。したがって、複数の伝熱管66が狭い間隔で隣り合って配置されている装置における伝熱管66の振れ止め金具69による支持力Fの検査に適した支持力検査装置100Fを提供できる。
例えば、図4において、センサ保持部110Aが伝熱管66の内面と係合して伝熱管66の内部を閉塞するが、その際、センサ保持部110Aは、伝熱管66の内部を完全に閉塞しなくてもよく、支持力Fの検査に支障が出ない程度であれば、センサ保持部110Aと伝熱管66の内面との間に隙間が存在してもよい。
なお、センサ保持部110Aと伝熱管66の内面との間の隙間からある程度の液体191が漏れる状態であっても、液体191がセンサ保持部110Aと伝熱管66の内面との間の隙間から流れる際に圧力損失が生じる。
したがって、センサ保持部110Aと伝熱管66の内面との間の隙間からある程度の液体191が漏れる状態であっても加振力発生部120Aによって伝熱管66の内部に満たされた液体191に圧力を与えることで、Uベンド部68を面内方向に曲げ伸ばしするように振動させることができる。
13 蒸気発生器
66 伝熱管
68 Uベンド部
69 振れ止め金具(振れ止め部材)
100A〜100F 支持力検査装置
102B,102C 射出体
103D 流体
110A〜110F センサ保持部
111 モータ保持体
112 偏心カム
113 センサ保持体
115 モータ
116,118,119 加速度センサ
120A〜120F 加振力発生部
151 加振ロッド
152 把持部
Claims (14)
- 蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査装置であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサと、
前記加速度センサを保持するセンサ保持部であって、前記伝熱管の内部に配置されるセンサ保持部と、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と、を備え、
前記加振力発生部は、前記センサ保持部と協働して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される支持力検査装置。 - 前記加速度センサは、前記センサ保持部が前記伝熱管の内面と係合した状態で前記曲部の振動状態を検出するように構成される、請求項1に記載の支持力検査装置。
- 前記センサ保持部は、モータを保持するモータ保持体と、前記モータで前記モータ保持体に対して回動されるように構成された偏心カムと、前記加速度センサを保持し前記モータ保持体に固定されるセンサ保持体とを有し、前記モータで前記モータ保持体に対して前記偏心カムを回動させて前記モータ保持体と前記偏心カムとが前記伝熱管の内面を押圧することで、前記センサ保持部が前記伝熱管の内面と係合するように構成される、請求項2に記載の支持力検査装置。
- 前記加振力発生部は、経時的に変動するように前記加振力を発生させるように構成される、請求項2又は3に記載の支持力検査装置。
- 前記センサ保持部は、前記伝熱管の内面と係合した状態で前記伝熱管の内部を閉塞するように構成され、
前記加振力発生部は、前記センサ保持部で閉塞された前記伝熱管の内部に満たされた液体に経時的に変動するように圧力を加えるように構成される、請求項4に記載の支持力検査装置。 - 前記加振力発生部は、前記伝熱管の内面と係合した前記センサ保持部に向かって前記伝熱管内を管軸方向に射出体を射出するように構成され、
前記センサ保持部は、前記射出体が衝突することで生じた衝撃力を前記伝熱管に伝達することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される、請求項2又は3に記載の支持力検査装置。 - 前記加振力発生部は、前記センサ保持部に保持されており、前記センサ保持部に前記加振力を与えるように構成され、
前記センサ保持部は、保持している前記加振力発生部から与えられた前記加振力を前記伝熱管に伝達することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される、請求項2又は3に記載の支持力検査装置。 - 前記加振力発生部は、射出体を射出することで前記センサ保持部に前記加振力を与えるように構成される、請求項7に記載の支持力検査装置。
- 前記加振力発生部は、流体を断続的に噴射することで前記センサ保持部に大きさが経時的に変動するように前記加振力を与えるように構成される、請求項7に記載の支持力検査装置。
- 前記加速度センサは、前記センサ保持部が前記伝熱管内を移動している状態で前記曲部の振動状態を検出するように構成され、
前記加振力発生部は、前記伝熱管内を管軸方向に前記センサ保持部を射出するように構成され、
前記センサ保持部は、前記曲部で前記伝熱管内を摺動しながら移動することで前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される、請求項1に記載の支持力検査装置。 - 蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査装置であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサと、
前記加速度センサを保持するセンサ保持部であって、前記伝熱管の外部に配置されるセンサ保持部と、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と、
前記センサ保持部と前記加振力発生部とを接続する加振ロッドと、を備え、
前記加振力発生部は、前記加振ロッドの延在方向に沿った加振力を前記加振ロッドに与え、前記加振ロッドを介して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるように構成される支持力検査装置。 - 前記加振ロッドは、前記曲率円が存在する面と交差する方向に離間して配置された第1伝熱管と第2伝熱管との間に挿入可能に構成され、
前記加振ロッドの一端側には、前記加振ロッドの延在方向と交差する方向に突出し、前記伝熱管の外周面を把持可能な一対の把持部と、前記センサ保持部と、が設けられ、
前記加振ロッドの他端側には、前記加振力発生部が接続され、
前記加振ロッドは、前記一対の把持部の突出方向を少なくとも前記曲率円が存在する面に沿う方向と一致させると、前記一対の把持部を前記第1伝熱管と前記第2伝熱管との間に挿入可能に構成され、前記第1伝熱管と前記第2伝熱管との間に挿入された前記一対の把持部の突出方向を前記曲率円が存在する面と交差する方向に一致させると前記一対の把持部が前記第1又は第2伝熱管の外周面を把持可能に構成される、請求項11に記載の支持力検査装置。 - 蒸気発生器における複数の伝熱管の曲部間に介装される振れ止め部材の支持力を検査するための支持力検査方法であって、
前記曲部の振動状態を検出するための加速度センサを保持するセンサ保持部を前記伝熱管の内部に配置する配置ステップと、
前記曲部の曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させるための加振力を発生する加振力発生部と前記センサ保持部とが協働して、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させる加振ステップと、
前記加振ステップで振動させた前記曲部の振動状態を前記センサ保持部で保持された加速度センサで検出する加速度検出ステップと、を備える支持力検査方法。 - 前記配置ステップにおいて、前記センサ保持部は、前記伝熱管の内面と係合されて前記伝熱管の内部を閉塞し、
前記加振ステップにおいて、前記センサ保持部で閉塞された前記伝熱管の内部に液体を満たし、前記伝熱管の内部に満たされた液体に経時的に変動するように圧力を加えることで、前記曲率円が存在する面に沿って前記伝熱管を振動させる、請求項13に記載の支持力検査方法。
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