JPH0248835B2 - Fukusuiki - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、火力或は原子力発電設備用復水器の
改良に係り、地震力等によつてかかる復水器細管
の水平軸方向の力に対する強度を持たせ、信頼性
を向上した復水器に関する。

〔従来技術〕

原子力発電設備が開発されつつある現在におい
て、地震に対する健全性が大きな問題となつてい
る。

この原子力発電設備全体の地震に対する健全性
は、発電設備全体を構成している各機器について
講じられることが肝要であり、一つの機器が原因
して、設備全体の健全性が損なわれないようにす
る必要がある。

従来の復水器の一般的な構造を第１図を用いて
説明する。

復水器は主として、下部胴１、上部胴２、水室
３、及び両端を管板１０によつて支持した多数本
の細管４とで構成され、この細管４は、下部胴１
の胴板を貫通し、この胴板に設けられた胴体フラ
ンジ１１と管板１０とを結合することによつて、
実質的には、下部胴１の胴板によつて水平に支持
されている。又水室３は、水室フランジ１２によ
つて、管板１０に取付けられている。

この他に、細管４の途中を支持するためのささ
え板５、このささえ板５を支持するためのサポー
ト６，７、又復水器は胴体内を高真空に保つて運
転されるために、胴体全面に外圧がかかるので、
この外圧に耐えるように、復水器内には多数の支
持管９，１５や、支持ばり８等が設けられ、補強
されている。なお１３は水室補強、１４は底板、
１６は、ホツトウエルである。

このように復水器胴体は、多数のサポートや支
持管及び支持ばり等により、外圧に対して充分な
強度を有するようになつている。

又熱交換は、水室３より流入した海水が、細管
４内に分流され、この間において胴体内に流入し
た蒸気と熱交換し、蒸気は凝縮されて復水化され
る。

この従来の復水器において、発明者らは、モデ
ルを使用し、振動実験、振動解析及び応力解析に
より、地震力に対する強度について検討した結
果、従来の復水器には、次のような欠点があるこ
とを解明した。

即ち、地震力のように、片側から荷重が作用し
両側からの作用力が釣合つていない状態で、細管
の軸方向に荷重が作用した場合には、下部胴１の
水室が設置されている面が大きく変形し、フラン
ジ部や、細管と管板との間の接合部が緩み、充分
なシールが保たれなくなるという事態が生じた。

このように、地震力が細管の軸方向に作用した
場合の下部胴の変形について更に詳しく説明す
る。

第２図は、モデルによる振動解析の変形モード
を模式的に示したものである。図において、矢印
１７の方向に床が加振されると、復水器には矢印
１８の方向に地震力が作用し、下部胴１の胴板の
中心が、矢印Ｐの方向に振られ変形していること
が解る。又次の瞬間には矢印１７と逆の方向に加
振され、復水器には、矢印１８の逆方向に地震力
が作用し、下部胴１の胴板中央の変形も逆方向に
変形し、この変形が繰返される。

第３図は、上記変形の様子を示すために、細管
群のほぼ中央を水平に断面した図である。

この図から解るように、細管群の片側のみから
荷重が作用する場合には、荷重の方向が両端にお
いて同方向となり、細管群はその荷動の方向に移
動する。

この時のサポート７や支持管９は、同様に細管
群と共に同方向に移動し、細管群の移動に対する
補強の効果がまつたくないことが解つた。

又この移動を助長する要因として、復水器の下
部胴１の内部には、細管群４、管ささえ板５、及
びサポート７や支持管９、更には、細管群内部と
水室に海水が満されており、復水器全重量の80〜
90％の重量がこの部分に集中していることであ
る。

従つて、地震力が細管の軸方向に作用した場合
には、下部胴１の水室３を取付けた面には、大き
な荷動がかかることになる。

因みに地震係数を0.3、全重量をＷとすると0.3
×（0.8〜0.9）＝（0.24〜0.27）×Ｗの荷重がかかる
ことになる。

又水室３と下部胴１（管板１０）とのフランジ
接合面に隙間を生じ、気密性が損なわれるという
結果を得た。

その原因は、水室３には、海水を細管群内に通
すために必要な高い内圧力がかかるので、下部胴
１に比べて可成り強固な水室補強１３が施され、
水室全体としては、剛性の高い構造物となつてお
り、下部胴が変形しても、水室自体は変形せず、
その接合面に隙間が発生することが解つた。

第４図はその状態を示す図であり、胴体側フラ
ンジ１１に締付けられた管板１０と、水室側フラ
ンジ１２との間に変形差を生じ、斜線部分が開口
する結果となり、隙間を生ずることになる。

上記変形差を明示するために、第５図に模式図
を示す。このように水室は、下部胴１の変形と共
に回転移動（実線から点線、又は第３図参照）す
るが、水室３全体の剛性が高いために、ほとんど
変形せず、フランジ面は平面を保つている。

一方下部胴１は、図のように変形して曲面（点
線）になるので、斜線部分の隙間ができることに
なる。

この隙間が大きくなつて気密性が保持されなく
なつた場合は、水室３内の海水が漏洩し、細管群
内の流速が低下し、細管内へのスケール付着によ
る細管の破損等の事故を誘発し、発電設備全体の
信頼性を低下させる原因となる。

又細管４と管板１０との間の接合部（一般的に
は拡管法によつて細管４を拡管し管板１０の孔に
圧着接合している）が緩くなり、水室３内の海水
が漏洩し、更には互に隣接している細管同志がこ
すり合つて摩耗し或は、振動等が発生して細管を
破損するという結果を得た。

この原因は、第６図に示すように、管板１０の
変形が、細管４の軸方向に対してある角度θを成
す如くにくり返し変形するので、拡管による圧着
状態が緩められることになる。

この管板１の変形によつて細管４にモーメント
が働き、このモーメント（曲げ力）によつて細管
は、わん曲状に曲げられ、隣接する細管同志がこ
すり合うことになる。

又第６図に示すように、一担拡管部が弛緩する
と、変形等がなくなつた後でも密封性が悪くな
り、再度全数拡管を行なう等の対策が必要とな
り、冷却管の数が膨大であるので、その費用は多
額なものとなる。

このように、従来の復水器は、細管群の軸方向
に地震力が働いた場合、各種の問題が発生するこ
とが実験によつて確認され、その原因は、下部胴
の水室側胴板の変形にあることが究明された。

〔発明の目的〕

本発明は、たとえ細管の軸方向に地震力が働い
ても、下部胴の変形を抑制し、内部流体の漏洩、
細管の摩耗或は振動等が起らない信頼性の高い構
造の復水器を提供せんとするものである。

〔発明の概要〕

即ち本発明は、下部胴の胴板にトラス構造を形
成し、細管の軸方向に地震力が働いても、胴板が
変形しないようにしたものであつて、下部胴の胴
板中央部に大型の補強リブをたて方向に溶接し、
細管の軸と平行に上記大型補強リブにかけ渡すよ
うに横架材を取付け、上記胴板の中央部を頂点と
して開角するように、ステーによつて横架材と大
型補強リブを連接し、細管の軸方向に対し胴板面
にトラス構造を形成し、細管の軸方向に対する変
形を抑制したことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例について詳細に説明す
る。先ず、詳細な説明に当つて、実施例の概略を
説明する。

第７図及び第８図において、２０は、下部胴１
の胴板５に取付けられた大型補強リブ、１９は、
細管４の軸に平行に、大型補強リブ２０にかけ渡
された横架部材、２１はステーであり、このステ
ー２１は、胴板の中央を頂点として開角状に、横
架部材１９と大型補強リブ２０に連接され、トラ
ス構造を形成している。

このようにトラス構造を形成することによつ
て、細管の横方向の荷動は、各メンバーに分散さ
れ、胴板の変形を抑制する。

以下更にその詳細を説明する。第７図及び第８
図において、大型補強リブ２０は、下部胴板１の
水室３が設けられている面の胴板に一体的に取付
けられている。この大型補強リブ２０の取付位置
は、第８図に示すように、細管群４′と４′の間に
位置するように、２本垂設されている。１９は、
横架部材であり、細管４の軸と平行に両側の胴板
に設けられた大型リブ２０に横架して接合し、第
８図に示すように、細管群４′の高さに合せて、
高さ方向の取付位置が決められている。２１は、
胴板の変形を防止するためのステーであり、胴板
の中央（細管群４′の側面中央）を頂点とし、開
角するように大型補強リブ２０と横架部材１９に
接合されている。

本実施例の場合のステー２１と横架部材１９と
の接合点は、ステー２１の開角度を大きくして復
水器全長の端部に位置する所で接合されている
が、この開角度を小さくして、復水器全長の中央
部において、ステー２１と横架部材１９とを接合
し、側面からみて、４本のステー２１によつて菱
形になるよう接合してもよい。

このように、大型補強リブ２０と、横架部材１
９とステー２１とを接合することにより、細管４
の軸方向に対するトラス構造を形成している。

なお第１図において説明した構成において、細
管群４′が、下部胴１の胴板を貫通し、この胴板
に設けられた胴体フランジ１１と管板１０とのフ
ランジ接合により、実質上下部胴１に支持されて
いる構造、及び外圧に対する強度を保持するため
のサポート６，７、支持ばり８、支持管９，１５
及び、管ささえ板５の構造は、同じであるので、
ここでの説明は省略する。

さて以上のように構成した本実施例の作用につ
いて以下説明する。

細管群４′の軸方向に地震力が働いた場合、そ
の荷動は、下部胴１の胴板の中央に接合されたス
テー２１に働くことになる。

例えば、第７図において、地震力がＰ方向に働
いた場合、水室３ｂ側に設けたステー２１は、圧
縮力を受け、逆に水室３ａ側に設けたステー２１
には、引張り力として働くことになる。

このステー２１に働く圧縮力乃至は引張り力
は、横架部材１９によつて受けられて、力のつり
あいが保たれ、細管群４′の軸方向に対し強固な
トラス構造を形成する。つまり、細管群４′の軸
方向に対する下部胴１の剛性が保たれる。

又大型補強リブ２０は、胴板の曲げ変形に対す
る断面二次モーメントを大きくし、胴板自体の曲
げを防止し、ステー２１に対する曲げ力を零にし
て、圧縮力乃至は引張力のみ働くようにし、完全
なトラス構造が形成される。

又前記大型リブ２０は、ステー２１を介して水
室取付側胴板に伝達される横架材１９の反力を分
散し、ステー２１と水室取付側胴板との結合部の
応力が局部的に大きくなるのを防止している。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り本発明による復水器によれ
ば、下部胴の胴板の中央部に大型補強リブを設
け、胴板の断面二次モーメントを大きくして、た
とえ細管軸方向に地震力が作用しても胴板は平面
状態を保つて変形せず、これと相俟つて上記大型
補強リブにかけ渡すように横架部材を接合し、胴
板の中央部を頂点として開角するように、大型補
強リブと横架部材にステーを接合したので、細管
の軸方向に対するトラス構造とすることができ、
もつて下部胴全体の剛性力を高め、細管の軸方向
に地震力が作用しても胴板は変形しない。

その結果、細管の軸方向に地震力が作用して
も、管板と水室との間の接合部に隙間が生ぜず、
又管板と細管の接合部に緩みが発生せず、又細管
の振動や破損もなく信頼性の高い復水器とするこ
とができた。

更に、大型補強リブ、横架部材及びステーによ
つて形成されるトラス構造は、復水器の外圧に対
する補強をも兼ねることになり、復水器としての
信頼性をより向上させるなど、優れた効果を奏す
る。

又簡単な構造によつて達成されるので、既設の
復水器に対しても実施可能であり、実用面におい
ても多大な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は、従来の復水器に係る図で
あり、第１図は、一部断面して示した復水器全体
の斜視図、第２図は、地震力が細管の軸方向に作
用した時の胴体変形を示すモード図、第３図は、
下部胴体の変形を示すために、細管群の中央を水
平に断面した図、第４図は、地震力が作用した時
の胴体フランジ部の変形を示すために、部分拡大
したフランジ部の側断面図で、第３図のＡ―Ａ断
面に対応する図、第５図は、下部胴と水室との間
の変形差を示す模式図、第６図は、細管と管板と
の接合部を部分拡大し、その接合部の緩み状態を
示した断面図である。第７図及び第８図は、本発
明の一実施例であり、第７図は一部破断して内部
構造を示した復水器全体の側面図、第８図は、第
７図のＢ―Ｂ断面図である。 １…下部胴、３ａ，３ｂ…水室、４…細管、１
０…管板、１１…胴体フランジ、１９…横架部
材、２０…大型補強リブ、２１…ステー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 復水器の下部胴胴板を貫通し、その両端を管
   板によつて支持された多数本の細管を内蔵する復
   水器において、上記下部胴胴板の中央部たて方向
   に溶接された大型補強リブと、上記細管に平行に
   大型補強リブ間に横架された横架材と、該横架材
   と前記大型補強リブとを連接するステーとから成
   り、上記大型補強リブに横架材を取付け、下部胴
   胴板の中央部を頂点として開角するようにステー
   を設けて大型補強リブと横架材を連接し、細管の
   軸方向に対してトラス構造を形成したことを特徴
   とする復水器。