JPH05240592A - 飛び出し防止支持装置を備えた、ｕ字管をもつ熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原子力発電所の蒸気発生装置等に使用する熱
交換器で、従来使われていた飛び出し防止クリップがな
く組立容易なものを提供すること。 【構成】 束にまとめられて平行な層を形成する逆Ｕ字
管（１４）が隣接するこれらの層の各対の間に配置され
た防振棒（３６ａ、３６ｂ´、３６ｃ´）によってそれ
らの中間の内方に湾曲した部分（１４ｃ）で保持されて
いて、該棒はこの束の外側で連結ピン（３８ａ、３８
ｂ、３８ｃ）によって相互結合されている。これらの防
振棒と連結ピンによって構成される組立体の飛び出しを
防止するため、これらの防振棒の少くとも一部が、最上
部の間隔板（３４ａ）に固定された長い構造物（４０）
のスロット（４８、５０）にはめ込まれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、Ｕ字管の束又はグループを有
し、その中間の内方に湾曲した部分が新規な種類の飛び
出し防止支持装置によって維持される熱交換器に関す
る。

【０００２】本発明は、更に詳しくは加圧水型原子炉の
１次回路と２次回路の間で熱を伝達するために原子力発
電所で使用する蒸気発生装置に適用する。

【０００３】

【従来技術】そのような蒸気発生装置に於いては、炉心
での加熱後、この１次回路の水（以下“１次水”と称す
る）はその熱を２次回路の水（以下“２次水”と称す
る）に伝達してそれを蒸気に変換するために、逆Ｕ字形
の管束の中を循環する。

【０００４】更に詳しくは、この束になった逆Ｕ字形の
管は平行な層状に配置され、それらの直線分岐は水平間
隔板を貫通してこの束の殆んどの高さにわたってのそれ
らの相対位置を保証する。

【０００５】この束の上部で、即ちこれらの管の中間の
内方に湾曲した部分で、これらの管の間での相対位置の
維持は防振棒によってもたらされる。更に詳しくは、こ
の束の該上部に於いて、これらの管の内外を水が循環す
ることから生ずることがある管の振動を防ぐため、少く
とも１本の多かれ少なかれ開いたＶ字形の棒が通常、隣
接する管の層の各対の間に置かれる。これらの防振棒は
全て、この管束の先で、これらの棒の端に溶接された連
結ピン又は接合ピンによって相互連結されている。

【０００６】米国特許明細書第３００７６７９号により
詳しく示すように、管の束の上部を支持するための装置
に於いては、この連結ピンと防振棒によって構成される
組立体の飛び出しは、通常これらの連結ピンに固定さ
れ、この束の外側に配置され管のいくつかを囲む飛び出
し防止クリップによって防がれる。

【０００７】そのような構造に於いて、これらの飛び出
し防止クリップは、この束のいくつかの管を相互連結
し、それが、特にこの蒸気発生装置の寿命中該管の一つ
以上が詰るかふさがれたなら、該管の間に膨張の差が生
じた場合に応力を生ずるという欠点に悩まされている。

【０００８】

【発明の概要】本発明は特に、束になった管がその上部
で、連結ピンによって相互連結された防振棒によって従
来の方法で保持又は維持されるが、従来使った飛び出し
防止クリップが除去され、該クリップの欠点がなく、こ
の熱交換器の製造中容易に組立できる異なった種類の飛
び出し防止手段で置き換えられた熱交換器に関する。

【０００９】本発明によれば、この結果は、各々２本の
直線部及び中間の内方に湾曲した部分を有するＵ字管の
層状に配置された束、これらの管の直線部が貫通する間
隔板、隣接する管の層の各対の間にその中間の内方に湾
曲した部分に置かれた少くとも１本の防振棒、これらの
防振棒のための連結ピン並びにこれらの防振棒及び連結
ピンによって構成された組立体のための飛び出し防止手
段を備える熱交換器に於いて、この飛び出し防止手段
が、これらの管の中間の内方に湾曲した部分の内部に該
層に垂直に、該内方に湾曲した部分に最も近い間隔板に
固定された長い構造物を含み、該長い構造物が、隣接す
る管の層の各対の間に、防振棒を受けるための少くとも
一つのスロットを有することを特徴とする熱交換器によ
って得られる。

【００１０】これらの防振棒を、これらの管の内方に湾
曲した部分に最も近い間隔板に支持された長い構造物に
作られているスロットに固定する結果、これらの防振棒
と連結ピンによって構成される組立体の飛び出しは、従
来技術のように飛び出し防止クリップを設ける必要なく
防止される。その上、本発明が提案する装置は、各層の
管の全て、即ち最小の曲げ半径から最大の曲げ半径まで
の範囲の管をこれらの防振棒で支持できるようにする
が、従来技術では必ずしもそうではなかった。

【００１１】もし、隣接する管の層の各対の間に少くと
も２本の防振棒が配置されるなら、この長い構造物に作
られたスロットが、二つの隣接する層の間に配置された
全ての防振棒を受けるスロットのグループを含み、該ス
ロットのグループがｎ層（ｎは２以上の整数、例えば
８）毎に規則的に分布され、且つ該長い構造物に作られ
たスロットが各々残りの層に対してこの長い構造物に最
も近い防振棒を受ける単一スロットを含む。

【００１２】本発明の好ましい実施例によれば、この長
い構造物に作られたスロットがアクセス溝によって該構
造物の溝に通じ、管の内方に湾曲した部分に向けられて
いて、これらのアクセス溝によって防振棒を導入するこ
とができる。これらのスロットがスロットのグループの
形をしている場合、同じグループの全てのスロットが共
通アクセス溝によって該縁に通じている。

【００１３】例えば仏国追加特許公開明細書第６０３３
６４号に記載の方法によって、この熱交換器を容易に設
置できるようにするため、これらのアクセス溝は、該溝
に通じるスロットに関して半径方向に管の束の外側の方
に変位されている。

【００１４】この長い構造物がこれらの管の内方に湾曲
した部分に最も近い間隔板に固定され、且つ該板に垂直
な直線取付レールを含むことが好ましい。この取付レー
ルと間隔板を構成する材料の性質の関数として、該レー
ルは該板に直接溶接することも、例えばねじのような固
定手段によって間隔板に固定された少くとも１枚の台板
に溶接することもできる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明を、非限定的な実施例に関し
て、添付の図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】図１は、原子力発電所に使用するための、
本発明による構成の蒸気発生装置を非常に図式的に示
す。しかし、この用途は本発明の例示的実施例を構成す
るにすぎず、本発明は、束又はグループの形で配置され
たＵ字管がある熱交換器ならば、１次流体と２次流体の
どちらがこれらの管の中を及びそれらの周りを流れよう
とも、これらの管の方向がどうであろうと、即ちこの束
の主軸が、説明する実施例のように、垂直に向いていて
も、水平でも、更には傾斜していてさえも、どれにでも
適用できる。

【００１７】既知の方法で、図１の蒸気発生装置は、軸
が垂直な外部円筒包被１０を含み、その内容積は、この
外部包被１０の凸底のすぐ近くで、管板として知られる
水平板１２によって二つの部分に細分されている。この
管板１２を複数の孔が貫通し、その中に逆Ｕ字管１４の
組立体の下端が固定されていて、該管がこの外部包被１
０の管板１２より上に位置する部分に束の形で配列され
ている。

【００１８】更に詳しくは、この束の各管１４の端は、
各管の両端が垂直仕切板２０によって互いに分離された
１次水入口室１６と１次水出口室１８のそれぞれにこの
管板１２の下で通じるように、この管板１２に固定され
ている。１次水入口管２２及び１次水出口管２４はそれ
ぞれ入口室１６及び出口室１８に通じている。

【００１９】この２次水は、この管束１４の最上位置よ
り上の高さにある２次水入口管２６によってこの外部包
被１０の中へ導入され、その入口管２６は円環状コレク
タ２８によってこの蒸気発生装置の内部に接続されてい
て、逆Ｊ字形管２９によってその全外周にわたってこの
２次水を放出する。

【００２０】この蒸気発生装置の外部包被１０の中に導
入された２次水は、該外部包被１０とこの管束１４をそ
の高さ全体にわたって囲み下端がこの管板１２の近くに
ある内部包被３０との間にできた環状空間の中へ重力に
よって落下する。この２次水は、次にこの内部包被３０
の中を昇り、これらの管１４の周りを循環して、この１
次水が運搬したカロリーのいくらかを摂取してこの内部
包被３０の上部でそれらを蒸気に変換する。

【００２１】更に既知の方法で、このようにして作られ
た蒸気は、この内部包被３０の上部に集められ、水と蒸
気を分離するための及び蒸気を乾燥するための手段に通
されるが、それはこの分野の専門家にはよく知られてい
るので図１には示さない。この乾燥した蒸気は、次に、
この外部包被１０のドームの中へ軸方向に入っている２
次蒸気出口管３２によって、この蒸気発生装置の外へ出
る。

【００２２】１次水と２次水の間の熱交換が行われるこ
の管束の各逆Ｕ字管１４は、２本の非常に長い、直線、
垂直部１４ａ、１４ｂとこの束の上部に位置する、中間
の、内方に湾曲した、半円形部１４ｃを有する。

【００２３】図１に非常に図式的に示すように、これら
の管１４の直線部１４ａ、１４ｂは、この束になった管
の直線部１４ａ、１４ｂの高さ全体にわたって水平で互
いに等間隔に配置された間隔板３４の組立体によって支
持されている。これらの板は、管１４が通る孔があり、
それが該管の周りを流れる２次水の循環の制御を保証す
る。この上間隔板３４ａは、管１４の内方に湾曲した部
分１４ｃの全ての中心がある、図１及び図３の平面に垂
直な水平軸のわずかに下に位置する。

【００２４】図２に更によく示すように、これらの管１
４は層の形に配列されていること、即ちそれらは図１及
び図３の平面に平行で図２の面に垂直な直立面に位置す
ることを観察することが重要である。これらの層の各々
は、この蒸気発生装置の縦軸に近づくにつれて次第に多
くなる多数の管１４を有し、各層の管は、図１及び図３
に示すように、半径方向にこの束の内部に向うにつれそ
の曲率半径が減少する、中間の、内方に湾曲した部分１
４ｃを有する。

【００２５】間隔板３４では支持されない、これらの管
１４の内方に湾曲した部分１４ｃを支持するため、既知
の方法で、隣接する管層の各対間に配置された防振棒を
使用する。更に詳しくは、図３及び図５に示す実施例で
は、隣接する管層１４の各対間に３本の防振棒３６ａ、
３６ｂ、３６ｃ（又は３６ａ、３６ｂ´、３６ｃ´）が
あり、これらの３本は全て頂点が丸いＶ字形で、この蒸
気発生装置の縦軸を通る管１４の束の対称面に関して対
称に配置され且つ図１及び図３に垂直に向けられてい
る。

【００２６】各隣接する管層の対の間に置かれたこれら
３本の防振棒３６ａ、３６ｂ、３６ｃ（又は３６ａ、３
６ｂ´、３６ｃ´）は、その頂角及び位置が本質的に異
なる。それで、上間隔板３４ａに最も近い防振棒３６ａ
は頂角が鈍角であるが、中間の防振棒３６ｂ（又は３６
ｂ´）は頂角が９０°に近く、上間隔板３４ａから最も
遠い防振棒３６ｃ（又は３６ｃ´）は頂角が鋭角であ
る。

【００２７】既知の手順に従って、全ての防振棒３６ａ
は、この管束１４の外側の管の外で、これらの棒３６ａ
の端に溶接され、この束の外側に突出する連結ピン３８
ａによって、相互連結されている。同様に、連結ピン３
８ｂ及び３８ｃが、この管１４の束の外側管の先で、そ
れぞれ防振棒３６ｂ、３６ｂ´及び３６ｃ、３６ｃ´の
端に溶接され、全ての防振棒３６ｂ、３６ｂ´及び全て
の防振棒３６ｃ、３６ｃ´を相互連結する。

【００２８】本発明は、更に詳しくは、防振棒３６ａ、
３６ｂ、３６ｂ´、３６ｃ、３６ｃ´により及び連結ピ
ン３８ａ、３８ｂ、３８ｃによって作られた組立体に関
連し、それが水の循環によって管１４に生じた振動の影
響で該組立体がこれらの管の層の間から部分的に逃げる
のを防ぐための新規な種類の飛び出し防止装置に関す
る。

【００２９】図３及至図５に更に詳しく示すように、該
飛び出し防止装置は、この束のこれらの管１４の内方に
湾曲した部分１４ｃの内部で、該管によって作られた層
に垂直に、即ち図１及び図３の平面に垂直な方向にこの
蒸気発生装置の縦軸を貫通してこの上間隔板３４ａに固
定され、その上にこれらの管の内方に湾曲した部分１４
ｃの中心がある、長い構造物４０を含む。

【００３０】この長い構造物４０は、主として、直線の
取付レール４２を含む。図５に示す実施例では、この取
付レール４２は規則的に分布した台板４４に溶接されて
いて、その台板自身はねじ又はボルト４６のような固定
手段によって上間隔板３４ａに固定されている。

【００３１】図示しない構成の変形に於いて、この台板
４４をこの取付レール４２の長さ全体にわたって伸びる
１枚の台板で置き換えることができることに注意すべき
である。

【００３２】もう一つの図示しない実施例に於いて、こ
の取付レール４２を上間隔板３４ａに、もしこれらの両
部品を構成する材料が許すなら、直接溶接することもで
きる。

【００３３】図４と図５に更に詳しく示すように、この
取付レール４２は、その全長にわたって、防振棒３６
ａ、３６ｂ´及び３６ｃ´の中央部を受けるスロットを
有する。

【００３４】それで、隣接する管層のある対の間に、こ
の取付レール４２三つのスロット４８ａ、４８ｂ、４8
ｃのグループを有し、隣接する管層の他の対の間に、一
つのスロット５０を有する。更に詳しくは、これらの三
つのスロット４８ａ、４８ｂ、４８ｃのグループは、図
示の実施例では、八つの管層毎に規則的に分布されてい
て、一方この取付レール４２は残りの全ての層に対して
一つのスロット５０を有する。

【００３５】三つのスロット４８ａ、４８ｂ、４８ｃの
各グループは、３本の防振棒３６ａ、３６ｂ´、３６ｃ
´のグループを含む平面内に配置され、これらの三つの
スロットが共通アクセス溝５２によってこの取付レール
４２の縁４２ａに通じ、これらの管の内方に湾曲した部
分１４ｃの方に向けられている。

【００３６】更に、各単一スロット５０も３本の防振棒
３６ａ、３６ｂ、３６ｃのグループと同じ平面内に配置
されているが、これらの管の束の軸に最も近い防振棒３
６ａの中央部しか受けない。これらの単一スロット５０
は、スロット４８ａ、４８ｂ、４８ｃのグループの、レ
ール４２の縁４２ａに最も近いスロット４８ｃに整列さ
れている。

【００３７】これらの防振棒３６ａも、この取付レール
４２の縁４２ａに通じるアクセス溝５４によってスロッ
ト５０の中へ導入される。

【００３８】アクセス溝５２及び５４は、防振棒３６
ａ、３６ｂ´、３６ｃ´及びそれに対応する３６ａ、３
６ｂ、３６ｃのグループを含む平面と平行に向き、該平
面に関して半径方向に管束の外側の方に変位されてい
る。

【００３９】それで、防振棒３６ａ、３６ｂ´及び３６
ｃ´は、この管束の軸に最も近い隣接する管１４の層を
然るべき位置に入れてから、溝５２によって順次導入
し、対応するスロット４８ａ、４８ｂ及び４８ｃの然る
べき位置に入れることができる。次の管層を順番にこの
装置に設置したとき、これらの防振棒３６ａ、３６ｂ´
及び３６ｃ´が自動的に保持される。

【００４０】同様な方法で、防振棒３６ａ、３６ｂ、３
６ｃの各グループの棒３６ａは、束軸に最も近い隣接す
る管層を然るべき位置に入れてから、溝５４によってス
ロット５０の中へ導入することができる。この防振棒３
６ａは、次の管層を然るべき位置に入れたときに固定さ
れる。

【００４１】管の束の軸に最も近い防振棒３６ａは、該
棒がスロット４８ａと係合したときとスロット５０と係
合したときでは殆ど同じであることに気付くべきであ
る。逆に、スロット４８ｂ及び４８ｃと係合する防振棒
３６ｂ´及び３６ｃ´は、これらのスロットと係合しな
い対応する防振棒３６ｂ、３６ｃより頂角が小さい。こ
れらの２種類の防振棒を区別するために、スロットと係
合しないものは、図３及至図５で参照番号３６ｂ、３６
ｃで表し、一方スロット４８ｂ、４８ｃと係合するもの
は参照番号３６ｂ´及び３６ｃ´で表す。

【００４２】本発明による蒸気発生装置管１４の組立体
は、仏国追加特許公開明細書第６０３３６４号によれば
都合よく行われる。

【００４３】先に図３及至図５を参照して詳細に説明し
た構造物の結果として、防振棒３６ａ、３６ｂ、３６
ｃ、３６ｂ´及び３６ｃ´により並びに連結ピン３８
ａ、３８ｂ、３８ｃにより構成される組立体は、飛び出
し防止クリップを使う必要なしにそれが飛び出せないよ
うな方法で、上間隔板３４ａに取付けられるが、該クリ
ップを使えばそれが、特に管の一つ以上が詰ったとき、
該クリップによって囲まれた管の間に膨張の差がある場
合に応力を生ずることがある。

【００４４】この構造物は又、防振棒３６ａ、３６ｂ、
３６ｃ、３６ｂ´及び３６ｃ´が各層の全ての管１４、
即ち内方に湾曲した部分１４ｃの最小の曲げ半径から最
大の半径までの範囲の管を支持することも可能にする。

【００４５】更に、本発明による飛び出し防止装置は、
この束の異なる層の管１４を設置するのでこれらの防振
棒の設置を容易にする。それでこの蒸気発生装置の組立
手順は実質的に変わらないままである。

【００４６】明らかに、本発明は上に例示的に説明した
実施例には限定されず、その全ての変形を包含する。こ
れまで説明してきたように、本発明は、Ｕ字管の束を有
するものならばその方向がどうであっても用途がどうで
あっても、どの熱交換器にも適用できる。更に、本発明
は、管の連続する層の間に防振棒が何本あろうと使用す
ることができ、この棒の取付装置を、説明した実施例の
ように、それらの全て又はそれらのいくつかだけに関係
させることができる。後者の場合、対応する防振棒の全
てを受けるスロットのグループは、この組立体を然るべ
き位置に保持するように、単一スロットの間にｎ個の管
層毎に分布しなければならない。この数ｎは２以上の任
意の数にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による蒸気発生装置を部分断面で示す図
式的側面図。

【図２】管の束の上部を示す、図１の面に垂直な面によ
る断面図。

【図３】この管の束の上部の、図１の面に沿った拡大断
面図。

【図４】本発明により、上間隔板に固定された長い構造
物上への防振棒の設置を更に詳しく示す透視図。

【図５】この蒸気発生装置の上間隔板に固定された長い
構造物への防振棒の取付けを拡大して示す、図２と同じ
垂直面による断面図。

【符号の説明】

１４ Ｕ字管 １４ａ 直線部 １４ｂ 直線部 １４ｃ 湾曲部 ３４ 間隔板 ３６ 防振棒 ３８ 連結ピン ４０ 長い構造物 ４２ 取付レール ４２ａ 縁 ４４ 台板 ４６ 固定手段 ４８ スロット ５０ スロット ５２ 共通アクセス溝 ５４ アクセス溝

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々２本の直線部（１４ａ、１４ｂ）及
   び中間の内方に湾曲した部分（１４ｃ）を有するＵ字管
   （１４）の層状に配置された束、これらの管の直線部が
   貫通する間隔板（３４）、隣接する管の層の各対の間に
   その中間の内方に湾曲した部分に置かれた少くとも１本
   の防振棒（３６）、これらの防振棒のための連結ピン
   （３８）並びにこれらの防振棒及び連結ピンによって構
   成された組立体のための飛び出し防止手段を備える熱交
   換器に於いて、 この飛び出し防止手段が、これらの管の中間の内方に湾
   曲した部分（１４ｃ）の内部に該層に垂直に、該内方に
   湾曲した部分に最も近い間隔板（３４ａ）に固定された
   長い構造物（４０）を含み、該長い構造物が、隣接する
   管の層の各対の間に、防振棒（３６）を受けるための少
   くとも一つのスロット（４８、５０）を有する熱交換
   器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱交換器に於いて、隣接
   する管の層の各対の間に少くとも２本の防振棒（３６）
   が配置され、この長い構造物（４０）に作られたスロッ
   トが、二つの隣接する層の間に配置された全ての防振棒
   （３６ａ、３６ｂ´、３６ｃ´）を受けるスロットのグ
   ループ（４８ａ、４８ｂ、４８ｃ）を含み、該スロット
   のグループがｎ層毎に規則的に分布され、且つ該長い構
   造物に作られたスロットが各々残りの層に対してこの長
   い構造物に最も近い防振棒（３６ａ）を受ける単一スロ
   ット（５０）を含む熱交換器。
3. 【請求項３】 請求項２記載の熱交換器に於いて、この
   長い構造物（４０）に作られたスロット（４８、５０）
   がアクセス溝（５２、５４）によって該構造物の縁（４
   ２ａ）に通じ、管の内方に湾曲した部分（１４ｃ）に向
   けられている熱交換器。
4. 【請求項４】 請求項３記載の熱交換器に於いて、これ
   らのスロットの同じグループのスロット（４８ａ、４８
   ｂ、４８ｃ）が共通アクセス溝（５２）によって該縁
   （４２ａ）に通じている熱交換器。
5. 【請求項５】 請求項３記載の熱交換器に於いて、これ
   らのアクセス溝（５２、５４）が、該溝に通じるスロッ
   ト（４８、５０）に関して半径方向に管の束の外側の方
   に変位されている熱交換器。
6. 【請求項６】 請求項１記載の熱交換器に於いて、この
   長い構造物（４０）がこれらの管の内方に湾曲した部分
   （１４ｃ）に最も近い間隔板（３４ａ）に固定され、且
   つ該板に垂直な直線取付レール（４２）を含む熱交換
   器。
7. 【請求項７】 請求項６記載の熱交換器に於いて、この
   取付レール（４２）が、固定手段（４６）によって間隔
   板（３４ａ）に固定された少くとも１枚の台板（４４）
   に溶接されている熱交換器。
8. 【請求項８】 請求項６記載の熱交換器に於いて、この
   取付レール（４２）が間隔板（３４ａ）に直接溶接され
   ている熱交換器。