JPH07332576A - 蒸気タービン配管装置 - Google Patents
蒸気タービン配管装置Info
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- JPH07332576A JPH07332576A JP12278894A JP12278894A JPH07332576A JP H07332576 A JPH07332576 A JP H07332576A JP 12278894 A JP12278894 A JP 12278894A JP 12278894 A JP12278894 A JP 12278894A JP H07332576 A JPH07332576 A JP H07332576A
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- vibration
- acoustic mode
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/04—Devices damping pulsations or vibrations in fluids
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 蒸気タービン配管装置における高次音響モー
ドと配管壁との連成振動を抑制し配管の健全性を向上さ
せること。 【構成】 ボイラーで発生した蒸気をタービンに送給す
る蒸気タービン配管装置において、上記配管１０の経路
に設けられた流量調節弁の下流側に、蒸気タービン配管
と異なる高次音響モードを有するインラインサージタン
ク１１、ヘッダー１２或は短管１３等の高次音響モード
の圧力変動伝播防止管部を設けた。
ドと配管壁との連成振動を抑制し配管の健全性を向上さ
せること。 【構成】 ボイラーで発生した蒸気をタービンに送給す
る蒸気タービン配管装置において、上記配管１０の経路
に設けられた流量調節弁の下流側に、蒸気タービン配管
と異なる高次音響モードを有するインラインサージタン
ク１１、ヘッダー１２或は短管１３等の高次音響モード
の圧力変動伝播防止管部を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラーから蒸気ター
ビンに蒸気を送給する蒸気タービン配管の途中に流量調
節弁を設けた蒸気タービン配管装置に関する。
ビンに蒸気を送給する蒸気タービン配管の途中に流量調
節弁を設けた蒸気タービン配管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、蒸気タービン配管系では、流量調節のために絞り機
構を有する流量調節弁を設けているが、この流量調節弁
を絞って上流圧力Ｐ1 と下流圧力Ｐ2 の比である圧力比
Ｐ1 ／Ｐ2 が或る値以上になると、弁絞り部で流体流速
が超音速となり、衝撃波が発生するなど大きな流体の乱
れが発生することが知られている。
に、蒸気タービン配管系では、流量調節のために絞り機
構を有する流量調節弁を設けているが、この流量調節弁
を絞って上流圧力Ｐ1 と下流圧力Ｐ2 の比である圧力比
Ｐ1 ／Ｐ2 が或る値以上になると、弁絞り部で流体流速
が超音速となり、衝撃波が発生するなど大きな流体の乱
れが発生することが知られている。
【０００３】図７は、ボイラーで発生した蒸気を蒸気タ
ービンに送給する蒸気タービン配管系の概略構成を示す
図であり、ボイラー１で発生した蒸気は上流配管２を通
じて流量調節弁３に達し、流量調節弁３の絞りを調節す
ることにより所定の圧力・流量の蒸気が下流配管４を経
て蒸気タービン５に送給される。
ービンに送給する蒸気タービン配管系の概略構成を示す
図であり、ボイラー１で発生した蒸気は上流配管２を通
じて流量調節弁３に達し、流量調節弁３の絞りを調節す
ることにより所定の圧力・流量の蒸気が下流配管４を経
て蒸気タービン５に送給される。
【０００４】ところが、このとき流量調節弁３の上流側
と下流側の圧力比が流体の種類によって決まる臨界圧力
比以上になると、絞り部で超音速となり衝撃波が発生す
る。そして、この衝撃波による圧力変動が弁下流側への
流れの乱れとなって伝わる。圧力変動の伝播は、図８に
示すように比較的低周波の軸方向平面波として伝わる場
合と、周方向及び径方向にもモードを持つ高次音響モー
ドとして伝わる場合があり、流量調節弁３で発生した圧
力変動が流量調節弁３から離れた場所まで伝わると、こ
れが配管４に加振力として働き配管振動を誘発する危険
性が生じる。
と下流側の圧力比が流体の種類によって決まる臨界圧力
比以上になると、絞り部で超音速となり衝撃波が発生す
る。そして、この衝撃波による圧力変動が弁下流側への
流れの乱れとなって伝わる。圧力変動の伝播は、図８に
示すように比較的低周波の軸方向平面波として伝わる場
合と、周方向及び径方向にもモードを持つ高次音響モー
ドとして伝わる場合があり、流量調節弁３で発生した圧
力変動が流量調節弁３から離れた場所まで伝わると、こ
れが配管４に加振力として働き配管振動を誘発する危険
性が生じる。
【０００５】上記平面波の圧力変動が引き起こす配管振
動については、図９に示されるような圧力変動の腹とな
る点に配管サポート６を設置する等して配管振動を抑制
する手段が取られている。
動については、図９に示されるような圧力変動の腹とな
る点に配管サポート６を設置する等して配管振動を抑制
する手段が取られている。
【０００６】一方、高次音響モードの圧力変動が引き起
こす配管振動は平面波に比べて周波数が高く、従来の平
面波による配管振動を防止する配管サポートでは十分振
動を抑制できないという問題がある。特に、図７の流量
調節弁３を絞り、圧力比が大きくなると、高次音響モー
ドの成分と配管壁の振動モードとが連成する振動モード
が励起されるようになり、流量調節弁３からなり離れた
下流配管４ｂ部でも配管振動が発生する恐れがあり、配
管の健全性を損う可能性がある。この高次音響モードと
配管壁との連成振動は配管の周方向・径方向・軸方向に
それぞれ振動モードをもっており、従来の蒸気タービン
配管装置ではこうした複雑な配管振動を抑制することは
困難であった。
こす配管振動は平面波に比べて周波数が高く、従来の平
面波による配管振動を防止する配管サポートでは十分振
動を抑制できないという問題がある。特に、図７の流量
調節弁３を絞り、圧力比が大きくなると、高次音響モー
ドの成分と配管壁の振動モードとが連成する振動モード
が励起されるようになり、流量調節弁３からなり離れた
下流配管４ｂ部でも配管振動が発生する恐れがあり、配
管の健全性を損う可能性がある。この高次音響モードと
配管壁との連成振動は配管の周方向・径方向・軸方向に
それぞれ振動モードをもっており、従来の蒸気タービン
配管装置ではこうした複雑な配管振動を抑制することは
困難であった。
【０００７】すなわち、従来の蒸気タービン配管では、
流量調節弁の弁絞り圧力比が臨界圧力比を超えたときに
発生する周波数の大きい高次音響モードによる配管振動
を十分抑制できない等の問題があった。
流量調節弁の弁絞り圧力比が臨界圧力比を超えたときに
発生する周波数の大きい高次音響モードによる配管振動
を十分抑制できない等の問題があった。
【０００８】本発明はこのような点に鑑み、高次音響モ
ードと配管壁との連成振動を抑制し配管の健全性を向上
させるようにした蒸気タービン配管装置を得ることを目
的とする。
ードと配管壁との連成振動を抑制し配管の健全性を向上
させるようにした蒸気タービン配管装置を得ることを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、ボイラーで発生した蒸気をタービン
に送給する蒸気タービン配管装置において、上記配管の
経路に設けられた流量調節弁の下流側に蒸気タービン配
管と異なる高次音響モードを有する、高次音響モードの
圧力変動伝播防止管部を配設したことを特徴とする。
め、第１の発明は、ボイラーで発生した蒸気をタービン
に送給する蒸気タービン配管装置において、上記配管の
経路に設けられた流量調節弁の下流側に蒸気タービン配
管と異なる高次音響モードを有する、高次音響モードの
圧力変動伝播防止管部を配設したことを特徴とする。
【００１０】また第２の発明は、上記圧力変動伝播防止
管部が、配管軸方向長さが配管の管壁振動と配管内流体
の周及び径方向の振動を含む高次音響モードとの連成振
動の１次及び２次モードの軸方向波長より長いインライ
ンサージタンクであることを特徴とする。
管部が、配管軸方向長さが配管の管壁振動と配管内流体
の周及び径方向の振動を含む高次音響モードとの連成振
動の１次及び２次モードの軸方向波長より長いインライ
ンサージタンクであることを特徴とする。
【００１１】第３の発明は、上記高次音響モードの圧力
変動伝播防止管部が、長軸側の長さが上記配管の管壁振
動と配管内流体の周及び径方向の振動を含む高次音響モ
ードとの連成振動の１次及び２次モードの軸方向波長よ
り長い、複数の蒸気タービン配管を集合させるヘッダー
であることを特徴とする。
変動伝播防止管部が、長軸側の長さが上記配管の管壁振
動と配管内流体の周及び径方向の振動を含む高次音響モ
ードとの連成振動の１次及び２次モードの軸方向波長よ
り長い、複数の蒸気タービン配管を集合させるヘッダー
であることを特徴とする。
【００１２】さらに第４の発明は、高次音響モードの圧
力変動伝播防止管部が、内径が蒸気タービン配管の内径
より小さく、配管軸方向長さが配管の管壁振動と配管内
流体の周及び径方向の振動を含む高次音響モードとの連
成振動の１次モード及び２次モードの軸方向波長より長
い短管であることを特徴とする。
力変動伝播防止管部が、内径が蒸気タービン配管の内径
より小さく、配管軸方向長さが配管の管壁振動と配管内
流体の周及び径方向の振動を含む高次音響モードとの連
成振動の１次モード及び２次モードの軸方向波長より長
い短管であることを特徴とする。
【００１３】
【作用】蒸気タービン配管の流量調節弁下流において発
生する管内流体の高次音響モードと配管壁との連成振動
が、流量調節弁より下流側に配設された、蒸気タービン
配管と異なる高次音響モードを有するインラインサージ
タンク等によって高次音響モードの圧力変動の下流側へ
の伝播が防止され、蒸気タービン配管の振動が抑制され
る。
生する管内流体の高次音響モードと配管壁との連成振動
が、流量調節弁より下流側に配設された、蒸気タービン
配管と異なる高次音響モードを有するインラインサージ
タンク等によって高次音響モードの圧力変動の下流側へ
の伝播が防止され、蒸気タービン配管の振動が抑制され
る。
【００１４】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１５】まず、具体的な実施例を説明する前に、本
発明装置が制振しようとしている蒸気タービン配管内流
体の高次音響モードと配管壁との連成振動現象について
説明する。図７に示すように、流量制御弁３のすぐ下流
の点Ａと流量制御弁３から離れた点Ｂにおける配管内の
圧力変動は、流量調節弁での絞り圧力比、すなわち、弁
上流圧力／弁下流圧力が大きいときには、図１０に示す
ような周波数特性を示す。つまり、弁近傍のＡ点での圧
力変動の周波数特性は、周波数が大きくなるほど圧力変
動が小さくなるという１／ｆ特性を示し、ランダム変動
である。
発明装置が制振しようとしている蒸気タービン配管内流
体の高次音響モードと配管壁との連成振動現象について
説明する。図７に示すように、流量制御弁３のすぐ下流
の点Ａと流量制御弁３から離れた点Ｂにおける配管内の
圧力変動は、流量調節弁での絞り圧力比、すなわち、弁
上流圧力／弁下流圧力が大きいときには、図１０に示す
ような周波数特性を示す。つまり、弁近傍のＡ点での圧
力変動の周波数特性は、周波数が大きくなるほど圧力変
動が小さくなるという１／ｆ特性を示し、ランダム変動
である。
【００１６】一方、流量調節弁から離れた点Ｂでは、弁
近傍で観測された圧力変動の周波数成分の多くは減衰し
て小さくなるが、配管内流体の高次音響モードと配管壁
との連成振動の１次・２次モードの成分は減衰せず大き
な圧力変動を保っている。
近傍で観測された圧力変動の周波数成分の多くは減衰し
て小さくなるが、配管内流体の高次音響モードと配管壁
との連成振動の１次・２次モードの成分は減衰せず大き
な圧力変動を保っている。
【００１７】これは、図１１（ａ），（ｂ）に示すよう
に、管壁の周方向振動モードの１次（ｎ＝１）及び２次
（ｎ＝２）のモードが、管内流体の高次音響モードの周
方向１次（ｎ＝１，ｍ＝１）及び２次（ｎ＝１，ｍ＝
１）のモードと互いに刺激し合う連成関係にあり、管内
圧力の高い時に配管壁が膨れ、管内圧力が低い時に管壁
が縮む連成振動が発生しているために、減衰せずに下流
側に伝わっていることになる。
に、管壁の周方向振動モードの１次（ｎ＝１）及び２次
（ｎ＝２）のモードが、管内流体の高次音響モードの周
方向１次（ｎ＝１，ｍ＝１）及び２次（ｎ＝１，ｍ＝
１）のモードと互いに刺激し合う連成関係にあり、管内
圧力の高い時に配管壁が膨れ、管内圧力が低い時に管壁
が縮む連成振動が発生しているために、減衰せずに下流
側に伝わっていることになる。
【００１８】この連成振動の周波数は、管内流体の高次
音響モードの周波数を表した下記（１）式と、配管壁振
動を薄肉円筒シェルで近似した（２）式の解から得られ
る振動数とが、軸方向の波数を含めて一致する場合の振
動周波数として得られる。
音響モードの周波数を表した下記（１）式と、配管壁振
動を薄肉円筒シェルで近似した（２）式の解から得られ
る振動数とが、軸方向の波数を含めて一致する場合の振
動周波数として得られる。
【００１９】
【数１】
【００２０】
【数２】 ξ＝Ｋ2 Ｒ ε＝ｈ2 ／１２Ｒ2 Ｒ： 配管の平均半径 Ｅ： 配管材料のヤング率 ｈ： 配管肉厚 ν： 配管材料のポアソン比 ρ： 配管材料の密度 Ｋz ： 配管軸方向波数 ｎ： 配管周方向のモード 連成振動のモードは図１２（ａ），（ｂ）に示すよう
に、軸方向の波長を含めて配管壁の振動モードと配管内
流体の圧力振動モード（黒い部分が圧力が高く、白い部
分が圧力が低い）とが一致している。そして、軸方向波
長は軸方向波数ｋｚによって、 （軸方向波長）＝２π／ｋｚ で表わされる。図１３は、蒸気タービン配管（管内音速
５００ｍ／秒）の連成振動の軸方向波長をスケジュール
４０の鋼製配管について横軸の配管外径をとって示した
ものであり、連成振動の軸方向波長は配管外径の大きさ
に比例して大きくなる。
に、軸方向の波長を含めて配管壁の振動モードと配管内
流体の圧力振動モード（黒い部分が圧力が高く、白い部
分が圧力が低い）とが一致している。そして、軸方向波
長は軸方向波数ｋｚによって、 （軸方向波長）＝２π／ｋｚ で表わされる。図１３は、蒸気タービン配管（管内音速
５００ｍ／秒）の連成振動の軸方向波長をスケジュール
４０の鋼製配管について横軸の配管外径をとって示した
ものであり、連成振動の軸方向波長は配管外径の大きさ
に比例して大きくなる。
【００２１】このように、蒸気タービン配管の高次音響
モードと配管壁との連成振動は、配管径・厚さ・配管内
流体の音速によって一義的に決まる特性を有している。
モードと配管壁との連成振動は、配管径・厚さ・配管内
流体の音速によって一義的に決まる特性を有している。
【００２２】図１は本発明の一実施例を示す図であり、
図中符号１０は流量調節弁３の下流側に配設されている
配管であって、その配管１０の途中には、配管１０の内
径ｄより大きな内径ｄｓを有するインラインサージタン
ク１１が配設されている。このインラインサージタンク
１１の配管軸方向長さＬは少なくとも配管１０の高次音
響モードと管壁振動との連成振動の軸方向波長以上の長
さのものとしてある。
図中符号１０は流量調節弁３の下流側に配設されている
配管であって、その配管１０の途中には、配管１０の内
径ｄより大きな内径ｄｓを有するインラインサージタン
ク１１が配設されている。このインラインサージタンク
１１の配管軸方向長さＬは少なくとも配管１０の高次音
響モードと管壁振動との連成振動の軸方向波長以上の長
さのものとしてある。
【００２３】ところで、図１２に示されるように、高次
音響モードと配管壁との連成振動は配管の周方向・径方
向及び軸方向に振幅モードをもつ振動であるが、インラ
インサージタンク１１ではその内径ｄｓが配管１０の内
径ｄよりも大きいため、（１）式から明らかなように、
インラインサージタンク１１の高次音響モードの１次或
は２次周波数は配管１０の高次音響モードの１次或は２
次周波数より小さくなる。
音響モードと配管壁との連成振動は配管の周方向・径方
向及び軸方向に振幅モードをもつ振動であるが、インラ
インサージタンク１１ではその内径ｄｓが配管１０の内
径ｄよりも大きいため、（１）式から明らかなように、
インラインサージタンク１１の高次音響モードの１次或
は２次周波数は配管１０の高次音響モードの１次或は２
次周波数より小さくなる。
【００２４】図２は、インラインサージタンク１１より
上流側の配管１０の位置Ａでの圧力変動のスペクトル
と、インラインサージタンク１１の下流側出口側付近の
位置Ｂでの圧力変動のスペクトルと、インラインサージ
タンク１１より下流側の配管１０の位置Ｃでの圧力変動
のスペクトルを示す図であり、位置Ａでは配管１０の高
次音響モードと配管壁との連成振動の１次成分と２次成
分が卓越しているが、位置Ｂでは高次音響モードの周波
数が小さくなり、またインラインサージタンク１１の配
管軸方向長さＬが配管１０の高次音響モードと管壁振動
との連成振動の軸方向波長以上の長さとしてあるため、
位置Ａで卓越していた成分が減衰し小さくなる。
上流側の配管１０の位置Ａでの圧力変動のスペクトル
と、インラインサージタンク１１の下流側出口側付近の
位置Ｂでの圧力変動のスペクトルと、インラインサージ
タンク１１より下流側の配管１０の位置Ｃでの圧力変動
のスペクトルを示す図であり、位置Ａでは配管１０の高
次音響モードと配管壁との連成振動の１次成分と２次成
分が卓越しているが、位置Ｂでは高次音響モードの周波
数が小さくなり、またインラインサージタンク１１の配
管軸方向長さＬが配管１０の高次音響モードと管壁振動
との連成振動の軸方向波長以上の長さとしてあるため、
位置Ａで卓越していた成分が減衰し小さくなる。
【００２５】インラインサージタンク１１より下流の位
置Ｃでは再び高次音響モードの周波数が位置Ａでの周波
数と同じになるが、圧力変動の大きさは位置Ｂより大き
くなることはないので、結果として位置Ａでの圧力変動
より小さくなり、圧力変動と連成している配管壁の振動
も小さくなる。
置Ｃでは再び高次音響モードの周波数が位置Ａでの周波
数と同じになるが、圧力変動の大きさは位置Ｂより大き
くなることはないので、結果として位置Ａでの圧力変動
より小さくなり、圧力変動と連成している配管壁の振動
も小さくなる。
【００２６】また、図３に示すように、蒸気タービン配
管の場合には配管１０の外径Ｄの５倍或は２倍が連成振
動１次或は２次の軸方向波長に相当するので、インライ
ンサージタンク１１の配管軸方向長さは、簡易的には連
成振動の１次モードに対しては配管１０の外径Ｄの５倍
（５Ｄ）以上、連成振動２次モードに対しては配管１０
の外径Ｄの２倍（２Ｄ）以上とすることによって十分圧
力変動を減衰させることができる。
管の場合には配管１０の外径Ｄの５倍或は２倍が連成振
動１次或は２次の軸方向波長に相当するので、インライ
ンサージタンク１１の配管軸方向長さは、簡易的には連
成振動の１次モードに対しては配管１０の外径Ｄの５倍
（５Ｄ）以上、連成振動２次モードに対しては配管１０
の外径Ｄの２倍（２Ｄ）以上とすることによって十分圧
力変動を減衰させることができる。
【００２７】図４は、本発明の他の実施例を示す図であ
り、複数の蒸気タービン配管１０がそれぞれ流量調節弁
３の下流側においてヘッダー１２に接続されており、そ
のヘッダー１２には複数の配管１０が分岐導出されてい
る。そして、上記ヘッダー１２の内径ｄｈは配管１０の
内径ｄより大きく、ヘッダー１２の長軸方向長さＭは少
なくとも配管１０の高次音響モードと配管壁との連成振
動の軸方向波長以上の長さとしてある。
り、複数の蒸気タービン配管１０がそれぞれ流量調節弁
３の下流側においてヘッダー１２に接続されており、そ
のヘッダー１２には複数の配管１０が分岐導出されてい
る。そして、上記ヘッダー１２の内径ｄｈは配管１０の
内径ｄより大きく、ヘッダー１２の長軸方向長さＭは少
なくとも配管１０の高次音響モードと配管壁との連成振
動の軸方向波長以上の長さとしてある。
【００２８】しかして、ヘッダー１２では、図１に示す
インラインサージタンク１１と同様に、その内径ｄｈが
配管１０の内径ｄよりも大きいため、ヘッダー１２の高
次音響モードの１次或は２次周波数は、配管１０の高次
音響モードの１次或は２次周波数より小さくなり、ヘッ
ダー１２内で高次音響モード成分の圧力変動は減衰す
る。この減衰に必要な長軸方向長さは、配管１０での高
次音響モードと配管壁との連成振動の軸方向波長以上必
要であり、ヘッダー１２の長軸方向長さを連成振動の軸
方向波長以上とすることでこの条件は満たされている。
したがって、ヘッダー１２より下流の配管１０内の圧力
変動は小さくなり、圧力変動と連成している配管壁の振
動も小さくなる。なお、図４では２本の蒸気タービン配
管がヘッダー１２に合流して４本の蒸気タービン配管に
分岐しているが、合流・分岐する配管の本数はこれに限
らない。
インラインサージタンク１１と同様に、その内径ｄｈが
配管１０の内径ｄよりも大きいため、ヘッダー１２の高
次音響モードの１次或は２次周波数は、配管１０の高次
音響モードの１次或は２次周波数より小さくなり、ヘッ
ダー１２内で高次音響モード成分の圧力変動は減衰す
る。この減衰に必要な長軸方向長さは、配管１０での高
次音響モードと配管壁との連成振動の軸方向波長以上必
要であり、ヘッダー１２の長軸方向長さを連成振動の軸
方向波長以上とすることでこの条件は満たされている。
したがって、ヘッダー１２より下流の配管１０内の圧力
変動は小さくなり、圧力変動と連成している配管壁の振
動も小さくなる。なお、図４では２本の蒸気タービン配
管がヘッダー１２に合流して４本の蒸気タービン配管に
分岐しているが、合流・分岐する配管の本数はこれに限
らない。
【００２９】図５は本発明のさらに他の実施例を示す図
であり、流量調節弁３より下流側の配管１０の下流側
に、配管１０の内径ｄより小さな内径ｄｐを有する短管
１３が配設されている。上記短管１３の配管軸方向長さ
Ｎは少なくとも配管１０の高次音響モードと管壁振動と
の連成振動の軸方向波長以上の長さとしてある。
であり、流量調節弁３より下流側の配管１０の下流側
に、配管１０の内径ｄより小さな内径ｄｐを有する短管
１３が配設されている。上記短管１３の配管軸方向長さ
Ｎは少なくとも配管１０の高次音響モードと管壁振動と
の連成振動の軸方向波長以上の長さとしてある。
【００３０】しかして、図１に示すインラインサージタ
ンク１１や図４に示すヘッダー１２では高次音響モード
の周波数を配管１０の周波数より小さくして圧力変動を
減衰させたが、上記図５に示すものでは、短管１３の内
径ｄｐが配管１０の内径ｄより小さくしてあるため、逆
に（１）式から明らかなように、高次音響モードの１次
周波数、２次周波数を大きくすることによって圧力変動
が減衰される。
ンク１１や図４に示すヘッダー１２では高次音響モード
の周波数を配管１０の周波数より小さくして圧力変動を
減衰させたが、上記図５に示すものでは、短管１３の内
径ｄｐが配管１０の内径ｄより小さくしてあるため、逆
に（１）式から明らかなように、高次音響モードの１次
周波数、２次周波数を大きくすることによって圧力変動
が減衰される。
【００３１】図６は、短管１３により上流の配管１０内
のＡ点での圧力変動と、短管１３の出口側Ｂ点の圧力変
動と、短管１３により下流の配管１０内のＣ点での圧力
変動のスペクトルを示す図であり、Ａ点での圧力変動は
配管１０の高次音響モードの１次・２次周波数が卓越し
ているが、短管１３の出口側のＢ点での圧力変動は、短
管１３の高次音響モードの１次・２次周波数が卓越し、
それ以外の成分は減衰する。また短管１３より下流の配
管１０のＣ点での圧力変動は再び配管１０の高次音響モ
ードの１次・２次周波数で卓越するが、短管１３内で配
管１０の高次音響モードの１次・２次周波数成分が減衰
しているため、位置Ｃでの圧力変動は位置Ａでの圧力変
動より小さくなる。
のＡ点での圧力変動と、短管１３の出口側Ｂ点の圧力変
動と、短管１３により下流の配管１０内のＣ点での圧力
変動のスペクトルを示す図であり、Ａ点での圧力変動は
配管１０の高次音響モードの１次・２次周波数が卓越し
ているが、短管１３の出口側のＢ点での圧力変動は、短
管１３の高次音響モードの１次・２次周波数が卓越し、
それ以外の成分は減衰する。また短管１３より下流の配
管１０のＣ点での圧力変動は再び配管１０の高次音響モ
ードの１次・２次周波数で卓越するが、短管１３内で配
管１０の高次音響モードの１次・２次周波数成分が減衰
しているため、位置Ｃでの圧力変動は位置Ａでの圧力変
動より小さくなる。
【００３２】しかして、図５に示した蒸気タービン配管
でも、短管１３より下流では高次音響モードの周波数成
分の圧力変動を低減させることができ、高次音響モード
と連成した配管振動を抑えることができる。
でも、短管１３より下流では高次音響モードの周波数成
分の圧力変動を低減させることができ、高次音響モード
と連成した配管振動を抑えることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は蒸気ター
ビン配管の経路に設けられた流量調節弁の下流側に、蒸
気タービン配管と異なる高次音響モードを有する高次音
響モードの圧力変動伝播防止管部を配設したので、流量
調節弁の下流配管における高次音響モードの圧力変動を
低減し、高次音響モードと連成した高周波の配管振動を
防止し、蒸気タービン配管の健全性を向上させることが
できる。
ビン配管の経路に設けられた流量調節弁の下流側に、蒸
気タービン配管と異なる高次音響モードを有する高次音
響モードの圧力変動伝播防止管部を配設したので、流量
調節弁の下流配管における高次音響モードの圧力変動を
低減し、高次音響モードと連成した高周波の配管振動を
防止し、蒸気タービン配管の健全性を向上させることが
できる。
【図１】本発明の一実施例を示す図。
【図２】本発明の一実施例の機能説明図。
【図３】配管外径に対する連成１次・２次モードの軸方
向波長変化図。
向波長変化図。
【図４】本発明の他の実施例を示す図。
【図５】本発明のさらに他の実施例を示す図。
【図６】図５に示す実施例の機能説明図。
【図７】蒸気タービン配管系の概略構成図。
【図８】従来の配管振動防止装置の説明図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は配管内の圧力伝播説明図。
【図１０】連成振動現象説明図。
【図１１】連成振動現象説明図。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は配管壁振動と高次音響モー
ドとの連成モード説明図。
ドとの連成モード説明図。
【図１３】配管外径と高次音響モードの軸方向波長との
関係を表わす図。
関係を表わす図。
３ 流量調節弁 １０ 配管 １１ インラインサージタンク １２ ヘッダー １３ 短管
Claims (4)
- 【請求項１】ボイラーで発生した蒸気をタービンに送給
する蒸気タービン配管装置において、上記配管の経路に
設けられた流量調節弁の下流側に、蒸気タービン配管と
異なる高次音響モードを有する、高次音響モードの圧力
変動伝播防止管部を配設したことを特徴とする、蒸気タ
ービン配管装置。 - 【請求項２】高次音響モードの圧力変動伝播防止管部
が、配管軸方向長さが配管の管壁振動と配管内流体の周
及び径方向の振動を含む高次音響モードとの連成振動の
１次及び２次モードの軸方向波長より長いインラインサ
ージタンクであることを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービン配管装置。 - 【請求項３】高次音響モードの圧力変動伝播防止管部
が、長軸側の長さが上記配管の管壁振動と配管内流体の
周及び径方向の振動を含む高次音響モードとの連成振動
の１次及び２次モードの軸方向波長より長い、複数の蒸
気タービン配管を集合させるヘッダーであることを特徴
とする、請求項１記載の蒸気タービン配管装置。 - 【請求項４】高次音響モードの圧力変動伝播防止管部
が、内径が蒸気タービン配管の内径より小さく、配管軸
方向長さが配管の管壁振動と配管内流体の周及び径方向
の振動を含む高次音響モードとの連成振動の１次モード
及び２次モードの軸方向波長より長い短管であることを
特徴とする、請求項１記載の蒸気タービン配管装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12278894A JPH07332576A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 蒸気タービン配管装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12278894A JPH07332576A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 蒸気タービン配管装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332576A true JPH07332576A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14844641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12278894A Pending JPH07332576A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 蒸気タービン配管装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07332576A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007303384A (ja) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | フューエルデリバリパイプ |
| JP2011007516A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 分岐部を有する配管を備えたプラント及び沸騰水型原子力プラント |
| US20150211387A1 (en) * | 2014-01-27 | 2015-07-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine pipe |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP12278894A patent/JPH07332576A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007303384A (ja) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | フューエルデリバリパイプ |
| JP2011007516A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 分岐部を有する配管を備えたプラント及び沸騰水型原子力プラント |
| US20150211387A1 (en) * | 2014-01-27 | 2015-07-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine pipe |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040123 |