KR20090009132A

KR20090009132A - 마디진 유자형 튜브 지지대

Info

Publication number: KR20090009132A
Application number: KR1020080069634A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 지. 슈나이더; 브라이언 피어스; 니콜라스 이드보리안; 스테펜 더블유. 지글러; 피터 에이. 케이플
Original assignee: 뱁콕 앤드 윌콕스 캐나다 엘티디.
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2009-01-22
Also published as: FR2924526B1; US8695688B2; KR101504352B1; CN101349366B; JP5427375B2; CA2637001A1; US20140158835A1; US20090020273A1; CN101349366A; CA2637001C; JP2009024994A; FR2924526A1; US8794302B2

Abstract

핵 증기발생기의 U자 형상부 영역에 U자형 튜브를 위치시키고 속박하는 자체 지지되는 시스템은 튜브 평면들의 면외 방향으로 돌출하는 마디를 가진 독특한 지지막대들을 포함하는 어레이들을 구비한다. 본 시스템은 어레이들을 이격시키는 어셈블리들, 어레이들이 흔들리는 것을 방지하는 결속 막대들 및 최외곽의 튜브 층들을 지지하는 새들 막대 어셈블리들을 또한 포함한다. 본 발명의 시스템은 튜브 평면들의 면내 방향과 면외 방향 모두로 마디와 맞물린 튜브들에 적극적인 속박을 제공한다.

핵 증기발생기, U자 형상부 영역, U자형 튜브, 마디, 면내 방향, 면외방향

Description

마디진 유자형 튜브 지지대 {NUBBED U-BEND TUBE SUPPORT}

본 발명은 일반적으로 열교환기 튜브 지지대 분야에 관한 것으로서, 특히 유동에 의해 유발된 진동에 대하여 핵 증기발생기 내의 워터 튜브의 U자 형상부를 위치결정하고 속박하는 새롭고 유용한 U자형 지지대 시스템에 관한 것이다.

가압수형 원자력 발전소에 있어서, 증기발생기는 커다란 열교환기로서 원자로심에서의 핵반응을 통해 생성된 열을 1차 냉각수로부터 증기 터빈을 구동하는 2차 냉각수로 전달한다. 1차 냉각수는 가압되어 거의 또는 전혀 끓지 않고 원자로심에서 가열된다. 예를 들어, 경수로에서는, 1차 냉각수가 약 2250 psia로 가압되어 원자로심에서 화씨 약 600도로 가열된다. 원자로로부터 1차 냉각수가 증기발생기로 흐르는데, 증기발생기는 2차 냉각수에 열을 전달한다. U자형 튜브 또는 재순환형 증기발생기에 있어서, 1차 냉각수는 증기발생기의 바닥으로 들어가서 2차 냉각수로 열을 전달하는 뒤집어진 U자 형상을 가진 튜브를 통해 흘러서, 증기발생기의 바닥에서 나간다. 2차 냉각수는 1차 측의 압력 이하의 압력으로만 가압되어, 튜브의 바깥쪽을 따라 흐를 때 끓게 되며, 이에 따라 터빈을 구동시키는데 필요한 증기가 생성된다. 핵 증기발생기는 높은 유동속도로 움직이는 다량의 2상(two-phase) 2차 냉 각수를 취급할 수 있어야 하며 따라서 매우 커다란 구조를 갖는다. 예컨대, U자형 튜브의 핵 증기발생기는 무게가 450톤 이상이고 직경이 12 피트를 넘으며 전체 길이가 70피트 이상일 수 있다. 이러한 핵 증기발생기는 길고 직경이 작으며 얇은 벽을 가진 U자 형상의 튜브를 9,000개 이상 포함할 수 있다. 핵 증기발생기의 특성에 대한 자세한 설명은, 본 명세서에 참조문헌으로서 병합되는, 미국 오하이오주 바버튼에 위치하는 뱁콕 앤 윌콕스 사에서 2005년에 출간한 "증기/그 발생과 사용" 41판의 46장, 48장 및 50장을 참조하기 바란다.

핵 증기발생기는 튜브의 위치를 정하고 유동에 의해 유발되는 진동력에 대하여 튜브를 속박시키기 위하여 튜브 속박장치 또는 지지대를 필요로 한다. 핵 증기발생기의 U자 형상부 영역에서는, 대유량의 증기와 물의 혼합물이 개개의 U자형 튜브의 축에 국부적으로는 법선방향인 일반적인 방향으로 튜브 어레이를 통해 위쪽으로 통과한다. 이 대량의 2상 유동은 유동에 의해 부여되는 난류와 다른 유동력을 매개로 U자형 튜브들의 자극을 초래할 수 있다. 그 결과, 튜브들이 U자 형상부 평면에 대하여 면외(out-of-plane) 방향과 면내(in-plane) 방향 양쪽으로 진동하는 경향이 있다. 전형적으로 이 속박 기능은 편평한 U자형 지지막대들의 어레이에 의해 제공된다. 이 편평한 막대들이 U자 형상부의 면외 방향으로의 적극적인 속박을 제공하지만, 이 막대들은 면내 방향으로는 마찰에 의해서만 속박을 제공한다.

공지된 타입의 핵 증기발생기의 U자형 지지 어셈블리 중 하나가 도1에 도시되어 있고 더 상세하게는 도2에 도시되어 있는데, 이 어셈블리는 뱁콕 앤 윌콕스 캐나나 사(Babcock & Wilcox Canada Ltd)가 제조한 것이다. 도1은 튜브 번들로 언 급된 복수의 U자형 튜브(102)를 갖는 핵 증기발생기(80)를 도시하는데, 이 튜브들의 끝은 무거운 튜브판(90; tubesheet)에 고정되어 있다. U자형 튜브(102)들은 층층으로 또는 행으로 배열된다. 각 층 또는 행은 반경이 계속 더 커지는 한 세트의 튜브와 병합되는데, 이 한 세트의 튜브는 가장 안쪽 튜브로부터 가장 바깥쪽 튜브까지 포개어 중첩되어 개개의 평면에서 튜브들의 층 또는 행을 형성한다. 이 튜브들이 행들로 더 배열되는데, 각 행은 개개의 U자형 반경을 갖는 모든 튜브들을 포함한다. 그러나 도시를 위하여, 도1은 제한된 개수의 U자형 튜브들(102)만을 도시하고 있고, 도2는 중앙의 U자형 층들의 가장 바깥쪽 튜브들만 도시하고 있다. U자형 튜브(102)들의 직선 다리부는 여러 지점에서 도1에 도시된 바와 같이 수직으로 이격된 튜브 지지판(120)들에 의해 지지된다.

튜브(102)들의 U자형상 부분(103)은 최상의 튜브 지지 격자(또는 판)(124)을 지나서 뻗어 있고 180°의 호를 이룬다. 각 U자형 튜브(102)의 비교적 긴 U자 형상부 영역(103)은 제 위치에 유지되기 위해 그리고 2상의 증기/물 혼합물의 상방향 대량유동에 기인하는 유동에 의해 유발된 진동(FIV) 자극을 억제하기 위하여 지지대를 필요로 한다.

도1에 도시되고 도2에 더 상세히 도시된 바와 같이, U자형 튜브(102)들은 U자형 지지 어셈블리(100)에 의해 U자형 튜브(102)들의 U자 형상부 영역(103)에 위치되고 속박되는데, 어셈블리(100)는 다수의 U자형 지지막대 어레이(180)를 포함한다. 각 U자형 지지막대 어레이(180)는 편평한 U자형 지지막대(160)로 이루어지며, 지지막대는 증기발생기의 U자 형상부 영역 내의 튜브 층들 사이에 세트로 위치된 다.

도2에 도시된 것처럼, 개개의 막대 세트들이 U자형 지지막대 어레이(180) 또는 "부채"형 막대 어레이로 조립되도록 편평한 U자형 지지막대(160)는 U자 형상부의 중심으로부터 부채모양으로 펼쳐지는데, 개개 막대들의 안쪽 끝들은 기계적 접합부 또는 용접된 접합부(190)에 의해 컬렉터 막대(114)에 서로 연결된다. U자형 지지막대 어레이(180)를 "반부채꼴" 어레이라 하는데 이는 컬렉터 막대(114)가 특별한 평면에서 튜브들의 U자 형상부 영역의 절반(즉, 차가운 다리부 또는 뜨거운 다리부 중 하나)만을 덮고 있기 때문이다.

각 U자형 지지막대 어레이(180)는 약 4개 내지 12개의 편평한 U자형 지지막대(160)를 포함한다. 편평한 U자형 지지막대(160)는 어레이 내의 각 U자형 튜브의 호를 따라 일정한 지점들에서 U자형 튜브(102)들에 지지대를 제공하도록 위치된다. 편평한 U자형 지지막대(160)의 각거리(angular separation)는 U자 형상부의 크기와 유동의 조건들에 좌우되며; 편평한 U자형 지지막대(160)는 지지되지 않은 튜브 길이를 최소로 하도록 위치된다. 개개의 편평한 U자형 지지막대(160)는 전형적으로는 스테인레스 스틸로 제조되며, 넓이가 1 내지 1.5 인치이고 두께가 0.1 내지 0.2 인치이다. U자 형상부 지지 어셈블리(100)는 약 100 내지 200 개의 부채꼴의 U자형 지지막대 어레이(180) 사이에 포함될 수 있는데, 하나의 어레이는 U자형 튜브들의 각 평면 사이에 위치된다.

편평한 U자형 지지막대(160)의 바깥쪽 끝들은 아치형 막대 지지 구조에 의해 수집되고 속박되고 지지되는데, 이 구조는 U자형 튜브(102)들의 행들 또는 층들에 수직한, 면외 방향으로 뻗어있다. 각 아치형 막대 구조는 아치형 막대(170)와 클램프 막대(175)로 이루어진다. 각 아치형 막대(170)는 단일한 연속편이다. 클램프 막대(175)는 분할되고 제이(J) 탭(176)과 편평한 U자형 지지막대(160)의 상부 끝들을 아치형 막대(170)들에 부착시킨다. 각 아치형 막대 지지 구조는 U자형 지지막대 어레이(180)의 편평한 U자형 지지막대(160)의 위치를 결정하며, 막대들의 무게를 지탱하고 U자형 지지 어셈블리(100)의 무게를 제이 탭(176)들을 매개로 주변의 U자형 튜브들로 재분배시킨다. 결속 튜브(150)들은 아치형 막대(170)들 위에 수평으로 배열되며 선택된 위치들에서 아치형 막대 지지 구조를 서로 연결시키는데, 부채꼴 막대 어레이를 U자형상부 상에서 제 위치에 속박한다.

U자형 지지막대 어레이(180)는 U자형 튜브(102)들의 평면들을 공간에서 위치결정하고, 가장 중요하게는 유동에 의해 유발된 진동에 대하여 개개의 U자형 튜브들을 속박한다. 면외 운동에 대한 속박은 편평한 U자형 지지막대(160)의 물리적인 존재에 의해 제공되며, 지지막대(160)는 U자형 튜브(102)들에 바로 인접하여 위치된다. 막대와 튜브의 간극은 의도적으로 상당히 작은데, 개개의 막대와 튜브 간의 직경 간극은 0에서 0.01 인치 이상 변한다. 편평한 U자형 지지막대(160)는 막대와 튜브의 간극이 작고 따라서 면외방향(140)으로 튜브들이 상당히 움직이는 것을 방지한다. 그러나 면내 운동(130)의 경우, U자형 튜브(102)들은 적극적으로 속박되지는 않지만 대신에 면내 방향으로의 튜브들의 유동에 의해 유발된 움직임을 억제하고 감쇠시키기 위하여 U자형 튜브(102)들과 편평한 U자형 지지막대(160) 사이의 마찰에만 의존한다. 설계 상세사항 및 유동 조건들에 따라서, 면내 구속을 제공함에 있어서 마찰의 효과가 효과적인 면내 구속을 제공하는데 완전히 충분하지 않을 수 있다.

본 발명의 양수인에게 양도된 미국특허 제6,772,832호에는 막대의 대각선으로 마주보는 면들에 위치된 오목한 포켓(pocket) 열들을 가진 교정된 개량 튜브 지지구조가 개시되어 있다.

본 발명은 U자형 튜브 핵 증기발생기의 U자 형상부 영역에 특히 적합한 개선된 U자형 튜브 지지 시스템을 제공하는 것이다. 본 시스템은 튜브 평면들의 면외 방향으로 돌출하는 마디를 가진 독특한 지지막대들의 어레이를 포함한다. 본 시스템은 어레이들을 이격시키는 어셈블리들, 어레이들이 흔들리는 것을 방지하는 결속 막대들 및 최외곽의 튜브 층들을 지지하는 새들 막대 어셈블리들을 또한 포함한다.

본 발명의 시스템은 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역에 위치되며 면내 방향과 면외방향 모두에 적극적인 속박을 제공한다. 유리하게는 본 시스템은 추가 구조물이나 외부의 속박을 요구하지 않고 자체 지지되며 정비와 수리를 위한 개선된 접근을 제공한다.

따라서, 본 발명의 일 태양은 본체의 적어도 일측으로부터 면외 방향에서 돌출하는 복수의 마디들을 가진 기다란 본체로 이루어진 핵 증기발생기의 U자형 튜브의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지 막대를 제공한다.

본 발명의 다른 태양은 핵 증기발생기의 U자형 튜브의 U자 형상부 영역을 지지하는 마디진 지지막대 어레이를 제공한다. 마다진 지지막대 어레이는 복수의 편평하고 기다란 막대들과 복수의 마디진 지지막대를 포함한다. 각 마디진 막대는 본체의 적어도 일측으로부터 면외방향에서 돌출하는 복수의 마디를 구비한 기다란 본체이다. 마디진 막대는 통합 스페이서 블록을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양은 핵 증기발생기의 U자형 튜브의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어셈블리를 제공한다. 이 어셈블리는 인접하는 U자형 튜브 층들 사이에 배열된 마디진 막대 어레이들을 구비한 복수의 마디진 지지막대 어레이를 포함한다. 마디진 지지막대 어레이들은 복수의 편평하고 기다란 막대들, 복수의 마디진 지지막대들, 복수의 편평하고 기다란 막대들의 안쪽 끝들에 연결되고 복수의 마디진 지지막대의 안쪽 끝들에 직접 또는 간접으로 연결된 대체로 편평하고 기다란 커넥터 막대를 포함한다. 연결 막대는 연관된 튜브 층의 뜨거운 다리부와 차다운 다리부 모두를 가로질러 뻗어있다. 각 마디진 막대는 적어도 일측으로부터 면외방향으로 돌출하는 복수의 마디를 구비한 기다란 본체이다. 각 마디는 대체로 사각형의 길이방향 단면과 그리고 U자형 튜브의 안쪽 둘레와 바깥 둘레에 대체로 평행한 튜브 접촉면들을 가진다. 어셈블리는 면외방향으로 바깥쪽 막대 끝들을 이격시키는 스페이서 블록들 또는 스페이서 클립들과, 면내방향에서 각 마디진 지지막대 어레이를 이격시키는 활모양의 결속 막대들을 또한 포함한다. 각 결속막대는 연관된 튜브 층의 최외곽 튜브의 바깥 둘레와 평행하게 이격되며, U자형 튜브들의 단면 반경의 약 2배의 면외 두께를 가진다.

본 발명을 특징짓는 여러 신규한 사항들은 본 명세서에 첨부되고 본 명세서의 부분을 이루는 청구항들에 특별히 기재되어 있다. 본 발명과 그리고 그 사용에 의해 달성되는 동작상의 장점들을 더 잘 이해할 수 있도록, 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부도면 및 기재사항들이 참조되는데, 첨부 도면 등에는 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.

본 발명의 시스템은 튜브 평면들의 면내 방향과 면외방향 모두로 마디와 맞물린 튜브들에 적극적인 속박을 제공한다.

동일하거나 기능적으로 유사한 부재들에 대해 참조번호들이 사용되는 도면들을 참조하면, 도3과 도4는 U자형 튜브 핵 증기발생기에 사용하기 위한, 본 발명의 개선된 U자형 지지 어셈블리(200)를 나타내는데, 위 핵 증기발생기는 마디진(nubbed) 부채꼴 막대 어레이(280)에 배열된 마디진 부채꼴 막대(210)들을 포함한다.

마디진 부채꼴 막대 어레이(280)는 마디진 부채꼴 막대(210)와 편평하고 기다란 막대(260)의 용접된 어레이로서, 컬렉터 막대(214)로부터 위쪽으로 뻗어있다.

각 마디진 부채꼴 막대(210)는 다수의 마디(212)를 갖는 기다란 본체이며, 마디들은 마디진 부채꼴 막대(210)의 편평한 면 또는 측면(240)으로부터 돌출하고 통상 기다란 사각형 단면을 가진다. 마디(212)들은 마디진 부채꼴 막대(210)의 표면(240)에 마디가 시작하는 반경(276)까지 기계가공되거나 또는 다른 방법으로 형성될 수 있는데, 전형적으로 가장 큰 튜브의 곡률반경의 약 30%이다. 마디진 부채꼴 막대(210)의 뒷면(250)과 마주보는 면(240)은 전형적으로 편평하지만 역시 마디들을 가질 수 있다.

전형적으로 어셈블리 간극을 위한 설비와 함께, 마디(212)들은 연속적인 튜브들(예컨대 특별한 튜브 행(203) 내의 튜브들(202, 204, 206)) 사이의 반경 방향 의 공간을 채운다. 마디(212)들은 인접하는 튜브 행(203)의 튜브들의 단면 반경(217)보다 큰 거리를 면외 반향(편편한 면(240)에 수직한)으로 돌출한다. 마디(212)의 튜브 접촉면(230, 231)들은 따라서 (튜브 행(203)과 같은 튜브 행에 의해 규정되는) U자형 면내 방향에 수직하다. 각각 바람직하게는 볼록하고 편평하거나 오목한 형상의 튜브 접촉면(230, 231)들은 각각 튜브의 안둘레와 바깥둘레에 비교적 평행하다 (그러나 마디 모서리들로부터의 튜브 피로(distress)의 가능성을 피하기 위해 릴리브(relieve)된다).

바람직하게는 마디진 부채꼴 막대(210)들은 튜브 행(203)과 같은 튜브 행 또는 층의 튜브들의 U자 형상부의 곡률 중심(219)에 대하여 반경방향 방위를 갖는 마주보는 쌍들로 배열된다.

도3에 도시된 바와 같이, 편평한 부채꼴 막대(260)들의 안쪽 끝들은 컬렉터 막대(214)에 용접되며, 컬렉터 막대는 부채꼴 막대(260)들의 안쪽 끝들을 가로질러 통상 수평으로 뻗어있다. 마디진 부채꼴 막대(210)의 안쪽 끝들은 마찬가지로 용접에 의해 직접 또는 간접으로 컬렉터 막대(214)에 부착된다. 막대들(210, 214, 260)은 짝수개의 막대들로 배열되며, 전형적으로는 도합 약 4개 내지 약 12개로 배열된다. 컬렉터 막대(214)는 바람직하게는 함께 용접된 2개의 기다랗고 편평한 막대로 이루어진다. 마디진 부채꼴 막대 어레이(280)의 컬렉터 막대(214)는 전체 튜브 층 또는 행(203)의 모든 튜브들을 가로질러서, 즉 최외곽의 뜨거운 다리부 튜브로부터 최외곽의 차가운 다리부 튜브까지 가로질러서, 마디진 부채꼴 막대 어레이(280)는 특별한 행(203)에서 튜브들의 전체 U자 형상부 영역을 덮고 있는 전체 부채꼴 막대 어레이이다.

채택되는 경우, 마디(212)들은 유동에 의해 유발된 진동 자극에 대하여 면내 튜브 속박을 제공한다. 마디(212)들을 구비한 마디진 부채꼴 막대(210)들을 위한 마디의 커버 범위는 특별한 튜브층의 최외곽 튜브(202)의 바깥면으로부터 일부 마디가 개시되는 반경(206)에 있는 튜브 아래까지 연장될 수 있다. 마디가 개시되는 반경(206)은 특별한 튜브 층 내의 튜브끼리의 차동 운동에 관련된 면내의 마디에 의한 속박에 기인한 튜브의 초과 응력을 받는 일 없이, 가장 작은 가능한 반경에 면내 구속 커버 범위를 제공하도록 선택된다. 각 마디진 부채꼴 막대(210)의 마디(212)들은 최대 튜브 번들 반경, 즉 U자 형상부 영역의 가장 큰 튜브 곡률반경의 대략 바깥쪽 70%를 커버하기 위하여 바람직하게는 튜브 행 또는 층(예컨대 튜브(202))의 최외곽 튜브를 바로 지나서부터 마디가 개시되는 반경(예컨대 튜브(206))까지 뻗어 있다.

도6a 내지 도6e를 참조하면, 부채꼴 막대(210, 260)의 바깥쪽 끝들(218, 268)은 스페이서 블록(405), 스터드(402), 보유핀(430), 너트(404) 및 너트 잠금 장치로 이루어진 스페이서 블록 어셈블리(400)의 시스템에 의해 면외방향으로 바람직하게는 서로 연결되고 이격된다. 컬렉터 막대들(214)은 바람직하게는 스페이서 어셈블리(400)를 갖지 않는다.

스페이서 블록 어셈블리(400)는 바람직하게는 튜브의 면외 피치와 정확히 같은, 즉 인접하는 튜브 평면들(209) 사이의 거리와 정확히 같은 두께를 갖는 스페이서 블록(405)들을 포함한다. 스터드(402)는 스페이서 블록(405)을 서로 연결시킨 다. 부채꼴 막대(210, 260)의 선단부 또는 끝들(218, 268)은 각 스페이서 블록(405)의 뒷면에 있는 슬롯(407) 내에 위치되고, 막대 끝들(218, 268) 근처의 하나 이상의 드릴링된 구멍들(215, 216)을 통과하며 인접하는 스페이서 블록(405)의 정렬된 구멍들(415, 416)을 통과하는 스터드(402)와 맞물린다.

도6a에 도시된 바와 같이, 스페이서 블록(405)들은 부채꼴 막대 끝들(218, 268)의 지점들에서 튜브 번들의 상부 위로 복수의 조립된 아치형 어셈블리(270)들을 형성한다.

스페이서 블록 어셈블리(400)는 바람직하게는 바닥에서 꼭대기까지(번들 및 U자형 평면 수평)의 점진적인 조립 과정이 가능하게 설계되는바, 즉 스페이서 블록(405)들은 시종일관 비슷한 형상이고 동일한 방위를 갖는다 (그리고 중앙면에 대하여 대칭적이지 않다).

도5a, 7, 8에 도시된 다른 실시예에서는, 마디진 사다리-블록 부채꼴 막대 어레이(780)를 형성하기 위하여, 사다리-블록 마디진 막대(710)는 마디진 부채꼴 막대 어레이(280)의 마디진 부채꼴 막대(210)와 스페이서 블록(405) 조합 대신에 사용될 수 있다.

사다리-블록 마디진 막대(710)는 편평한 부채꼴 막대(760)를 가지며, 편평한 부채꼴 막대(760)와 맞물리도록 스페이서 블록(405)과 유사하게 슬롯 또는 채널(707)을 그 뒷면에 갖는다. 슬롯(707)은 조립된 블록 어셈블리 더미가 블록 대 블록이도록, 즉 적층이 블록 대 블록이고 블록 대 막대 대 블록이 아님을 보장하기 위하여 부채꼴 막대(760)가 슬롯(707) 내에 약간의 간극을 가지도록 하는 크기를 갖는다. 마디진 사다리-블록(710)의 블록 부분은 하나 또는 두개의 스터드 구멍(715, 716), 스터드 보유 핀 구멍(730) 등을 포함하는 스페이서 블록(405)의 특징들 모두를 갖는 것이 바람직하다.

마디진 사다리-블록(710)은 U자형 튜브(203)의 U자 형상부 영역과 맞물리는 사다리 레일부(740)에 마디(712)를 갖는다. 도7에 도시된 바와 같이, 마디진 사다리 블록(710)들은 반경방향으로 방위설정된 편평한 부채꼴 막대(760) 쌍들의 바깥쪽 끝들(768)에 위치되는 것이 바람직한데, U자 형상부 영역에 U자형 튜브(203)와 맞물리게 하기 위함이다. 통상의 스페이서 블록(405)은 다른 마디지지 않은 막대 위치(260)들에서 사용되는 것이 바람직하다. 조립하는 동안 튜브(203)들과 마디진 사다리-블록(710)들과 스페이서(405)들을 위치시킨 후, 그 튜브 행에 대한 부채꼴 막대 어레이(780)는 튜브(203)들, 마디진 사다리-블록(710)들 및 스페이서(405)들의 꼭대기에 위치된다.

마디진 사다리-블록 막대(710)들이 마디진 막대(210)들을 대신하여 사용되는 경우, 마디가 커버하는 안쪽 범위는 마디진 사다리 블록(710)의 사다리 레일(740)의 길이에 의해 제한된다. 이것은 면내 구속없이 마디가 개시되는 반경(206)과 마디진 사다리 블록(710)의 안쪽 끝(717) 사이의 영역에 튜브를 남겨둔다. 도8에 도시된 바와 같이, 면내 구속은 마디진 사다리 연장부(770)들에 의한 영역에 대하여 제공된다. 마디진 사다리-블록(710)들과 마디진 사다리 연장부(770)들의 조합에 의해 따라서 원하는 길이를 따른 마디의 커버 범위가 제공된다.

도5b의 마디진 사다리 연장부(770)는 적절한 길이의 2개의 사다리 레일(741) 로 이루어지며, 도5a에 도시된 마디진 사다리 블록(710)들의 사다리 부분의 레일(740)과 마디(712)의 상세와 유사하게, 적어도 일측에 그 길이를 따라서 각 튜브 사이의 공간에 횡방향 마디(712)들을 구비한다.

특별한 튜브 층에 대한 사다리 길이들은, 마디진 사다리-블록(710)으로부터 또는 하나 이상의 마디진 사다리 연장부(770)들로부터, 마디가 개시되는 반경(206)까지 각 튜브 행 내의 모든 튜브 사이의 공간들이 마디(712)를 갖도록 배열되는 것이 바람직하다.

도5b와 도8을 참조하면, 마디진 사다리 연장부(770)들은 각각의 튜브들과 맞물리는 마디(712)들을 구비하는 연관된 부채꼴 막대(760)에 위치된다. 마디진 사다리 연장부(770)들은 마디진 사다리 블록들(710)이나 다른 부재에 서로 확고히 부착되지 않는 것이 바람직하다. 연장부들은 연관된 부채꼴 막대들 및 튜브들과 맞물림으로써 전적으로 위치되며, 체결구들을 갖지 않는다. 임의의 사다리에 의해 유발된 튜브간의 상호작용은 따라서 특별한 마디진 사다리 연장부(770)의 범위 내에 있게 된다.

사다리 연장부(770)를 위한 레일(741)들의 아래쪽 끝(717)들은 물론 사다리 블록(710)들의 레일(740)들의 아래쪽 끝들은 레일에서의 튜브 접촉 라인과 일치하는 것을 피하여 레일 모서리에서 마모를 제한하도록 통상 위치된다. 사다리 연장부들의 레일(741)들의 위쪽 끝(718)들은 각각의 레일 끝들 사이에 작은 간극(719)을 허용하도록 위치되어, 사다리 블록(710)들과 사다리 연장부(770)들이 연결되지 않고 서로 독립적으로 남아있도록 하는 것이 바람직하다.

도7과 도8에 도시된 바와 같이, 마디진 사다리 블록 부채꼴 막대 어레이(780)는 복수의 편평한 부채꼴 막대(260, 760)들을 가진 전체 부채꼴 막대 어레이이다. 사다리 블록(710)들과 사다리 연장부(770)들이 어레이로부터 분리됨에 따라, 마디진 사다리 블록 부채꼴 막대 어레이(780)는 편평하고 임의의 면외 ㄱ기긱기구가 없다.

도9a 내지 도9c에 도시된 바와 같이, 스페이서 클립과 커넥터(805)가 스페이서 블록 어셈블리(400)의 스페이서 블록(405) 및 스터드(402) 배치의 대안으로 사용될 수 있다. 스페이서 클립(805)은 튜브 층(203)에 인접한 그 평면에 제1 부채꼴 막대(860)와 맞물리게 하는 제1 슬롯(807)을 가진다. 스페이서 클립(805)은 막대 끝 근처에서 구멍이나 노치와 맞물리며 스페이서 클립(805)이 막대(860)를 따라서 길게 미끄러지지 못하게 하는 "도그(dog)" 또는 다른 파지수단(804)으로 부채꼴 막대(860)에 고정된다.

스페이서 클립(805)은 인접한 평면에 부채꼴 막대(861)와 맞물리게 하는 제2 슬롯(808)도 가진다. 막대(861)는 그 슬롯(808) 내에서 끝쪽을 향해 자유롭게 미끄럼 운동한다.

도9b에 도시된 바와 같이, 스페이서 클립(805)은 스페이서 블록(405)으로 이루어진 조립 아치 어셈블리(270)와 유사하게 각 부채꼴 막대 위치에서 U자형 어셈블리 위로 조립 아치(870)를 형성하기 위하여 각 부채꼴 막대(210, 260)의 끝에 설치된다.

부채꼴 및 U자형 층들은 스페이서 클립(805)의 허용오차 제어에 의해 인접하 는 이웃들에 대하여 정밀하게 이격된다. 그러나 부채꼴들과 튜브들의 층들은 U자형 번들이 (막대 끝들을 클램프 조임하여 발생될 수 있는) 층끼리의 구속없이 자유롭게 움직이도록 서로에 대하여 자유롭게 미끄럼 운동한다. 이러한 구속에 의해 더 큰 힘과 응력이 부채꼴 막대 등에 야기될 수 있다. 스페이서 클립(805)을 사용하면, U자형/부채꼴 층들의 움직임은 부채꼴 막대에 의해 조정되고 완화되지만, 엄격히 구속되지는 않는다. 결과적으로 발생하는 흔들림 운동들은 클램프로 조여진 배치의 경우보다 크지만, 엄격한 구속에 기인하는 국부적인 응력들이 회피된다.

도9c를 참조하면, 스페이서 클립(805)의 다른 실시예가 도시된다. 사다리 클립(880)은 클립(805)과 유사하게 클립부(881)를 구비하고 사다리 블록(710)의 사다리부(731)와 유사하게 사다리부(882)를 구비한다.

도6e를 참조하면, 클립(805)들이 사용되는 경우, 결속 막대(220)들은 스페이서 블록(405)들과 결속 막대(220)가 맞물리는 것과 유사한 방식으로 클립들의 노치(412)들과 맞물리는 결속막대의 돌출부(224)에 의해 클립(805)들에 연결된다.

도3, 도6a 내지 도6e, 도7, 도8, 도9b, 도11 및 도12를 참조하면, 결속 막대(220)들은 면내 방향으로 마디진 부채꼴 막대 어레이(280, 780)를 위치시키고 부채꼴 막대들(예컨대 210, 260 및 760)이 바깥쪽으로 벌어지지 않게 하는데 (즉, 마디진 부채꼴 막대 어레이(280, 780)가 튜브 축들의 방향으로 퍼져서 U자 형상부의 2개의 측면들 아래로 미끄러지지 않게 하는데) 사용되는 것이 바람직하다.

도6a 내지 도6e에 도시된 것처럼, 결속 막대(220)는 최외곽 U자형 튜브(202)의 바깥둘레에 인접하고 이 바깥둘레와 평행하게 이격된 연관된 튜브 층 또는 행(203)의 평면에 배치된 활모양의 막대이다. 결속 막대(220)들은 튜브 직경과 같은 면외 두께(222)(즉 도4에 도시된 바와 같이 단면 반경(217)의 길이의 두배)를 가지며 연관된 튜브 행 또는 층(203)의 평면 내에 전적으로 놓이는 것이 바람직하다. 이런 식으로 결속막대(220)들은 그 분야에서 서비스 작업을 위하여 추가로 튜브 사이의 번들 접근이 가능하게 전체가 투명하다.

도6c 내지 도6e에 도시된 바와 같이, 결속 막대 프로파일은 돌출부(224)들을 가지는데 스페이서 블록(405, 805)들의 노치(411, 412)들과 맞물리며 (또는 이와 달리 마디진 사다리 블록(710)의 돌출부(711)들과 맞물리며), 연속적인 부채꼴 막대들, 예컨대 마디진 부채꼴 막대(210)와 인접하는 마디진 부채꼴 막대(211) 또는 부채꼴 막대(220)와 인접하는 부채꼴 막대(261) 사이에 포획되어, 결속 막대(220)들을 제자리에 위치시키거나 그 기능을 수행하기 위해 어떠한 체결구도 필요로 하지 않는다.

바람직하게는 약 5개 내지 8개의 결속 막대(220) 쌍이 요구될 수 있는데, U자형 지지 어셈블리(200)를 가로질러 분포된다.

도10과 도11은 작은 만곡의 곡률반경을 갖는 U자형 튜브들로 이루어지는 U자형 튜브들의 층들에 인접하여, 튜브 번들의 바깥쪽 가장자리에 위치된 바깥쪽 부채꼴 막대 어레이(380)를 나타낸다. 바깥쪽 부채꼴 막대 어레이(380)는 따라서 튜브 층들 사이에 포획되지 않으며 이격되고 다른 부채꼴 막대 어레이, 예를 들어 번들 내의 280, 780에 연결되어야 한다. 본 발명에 있어서, 이는 새들 막대 어셈블리(300)들을 사용하여 달성되는데, 이 어셈블리는 최외곽 부채꼴 막대 어레이(380) 들을 적절하게 위치시키기 위하여 튜브 번들의 바깥쪽의 1개, 2개 또는 3개의 튜브 층 위에 안착된다.

새들 막대 어셈블리(300)는 이 어셈블리가 최외곽 U자형 튜브(303)들의 각각의 U자 형상부 영역 위로 포개지게끔 그리고 모든 튜브 접촉 위치들에서 적절히 제어된 지지 간극들을 제공하게끔 배열된 편평한 부채꼴 막대(360)들과 스페이스 편(305)들로 구성된 부채꼴 막대 어레이(380)(도10에 4개가 도시됨)로 이루어진다. 부채꼴 어레이(380)는 스페이스 편(305)에서 용접에 의해 일반적으로 연결된다.

새들 막대 어셈블리(300)의 가장 안쪽 부채꼴 어레이(381)는 부채꼴 막대 스터드 구멍(306)들 또는 다른 연결수단을 통과하며 가장 안쪽의 부채꼴 어레이(381)를 인접하는 부채꼴 막대 어레이(280) 또는 마디진 사다리 블록 어레이(780)에 결합시키는 스터드들에 의해 U자형 어셈블리의 나머지에 연결된다. 새들 막대 어셈블리(300)의 무게는 따라서 마디(212)를 갖는 인접하는 어레이(280, 780)들에 전달되고, 이에 따라 스터드 구멍(306)들을 통과하는 스터드들(308)을 이용하여 마디진 부채꼴 막대 어레이(280, 780)들을 지지하는 튜브 행들에 새들 막대 어셈블리(300)의 무게가 전달된다.

도12는 U자형 지지 어셈블리(200)의 부분 사시도로서, 선택된 U자형 튜브들과 마디진 부채꼴 막대 어레이들만이 명료하게 하기 위하여 도시되어 있다. 지지 어셈블리(200)는 새들 막대 어셈블리(300)들, 결속 막대(220)들, 부채꼴 막대 어레이(280)들 또는 마디진 사다리 블록 어레이(780)들 및 스페이서 블록(405)들을 갖는 스페이서 블록 어셈블리(400)들로 구성된다.

도12를 참조하면, 스페이서 블록(405)과 마디진 사다리 블록(710, 780)은 부재번호 218, 268, 768 등의 부채꼴 막대 끝들의 지점들에서 튜브 번들의 상부 위에 복수의 조립 아치 어셈블리(270)를 형성한다. 결속 막대(220)들은 관련 튜브 평면들 또는 층들 내에 놓이는데, 차례로 조립 아치 어셈블리(270)와 부채꼴 막대 끝들(218, 268, 768)의 위치를 서로 연결시키고 제어한다.

U자형 지지 어셈블리(200)는 마디진 지지 막대 어레이(280, 780)들의 마디를 통해 튜브 층들에 자체적으로 지지되며, 결속 막대(220)들에 의해 면내 방향에서 그리고 스페이서 블록(405)들, 스페이서 클립(805)들 또는 사다리 블록(710)들에 의해 면외 방향에서 이격된다. 외부의 추가적인 U자형 지지 구조를 필요로 하지 않는다.

개개의 튜브와 부채꼴 막대 층들은 임의선택사항으로서 서로에 대하여 미끄러지게 제조될 수 있어서, 전체로서의 지지 어셈블리(200)와 U자형 튜브들은 확고한 국부 속박으로 인한 초과 응력없이 (튜브 번들이 수평으로 방위설정되는 상황을 포함하여) 진동성의 또는 취급상의 부하들에 기인하여 자유롭게 면외에서 움직일 수 있다. 임의선택적으로 자유롭게 움직이는 조건은 스터드(402)(도6b) 상의 장력을 제한함으로써 또는 클립(805)이나 사다리 클립(881)을 사용함으로써 달성될 수 있다.

U자형 지지 어셈블리(200)(도3)는 모든 행(203)들의 모든 U자형 튜브들이 같은 곡률중심(219)을 가지며, 따라서 동일한 접점 높이(213; tangent point elevation)를 갖는 핵 U자형 튜브 증기발생기에서 사용되는 것이 바람직하다. 이러 한 증기 발생기는 교차 튜브들이 없고 수직으로 오프셋된 곡률중심을 구비한 확장된 U자 형상부 피치를 갖는 튜브층들도 없다.

본 발명의 원리들이 적용되는 것을 나타내기 위하여 본 발명의 특정 실시예들 및/또는 상세한 점이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 정신으로부터 일탈하지 않고서 청구항들에 더 자세히 설명된 것처럼 또는 당업자에게 공지된 다른 방식으로 본 발명을 구현할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

첨부도면들은 본 명세서의 일부분을 형성하는 것으로서, 도면에 도시된 참조번호들은 동일한 또는 상응하는 부재들을 나타낸다.

도1은 U자형 열교환기 튜브들을 갖는 핵 증기발생기의 개략도이다.

도2는 공지된 U자형 지지 어셈블리의 부분 절단 사시도이다.

도3은 본 발명의 개선된 U자형 튜브 지지 시스템의 정면 단면도이다.

도4는 제1 실시예에 따라 본 발명에 채택된 마디진 지지 막대의 부분 사시도이다.

도5a는 제2 실시예에 따라 본 발명에 채택된 마디진 지지 막대의 부분 사시도이다.

도5b는 마디진 지지 막대 연장부의 부분 사시도이다.

도6a는 본 발명에 사용하는데 적절한 스페이서 어셈블리의 정면 부분단면도이다.

도6b는 본 발명에 사용하는데 적절한 스페이서 어셈블리의 부분사시도이다.

도6c는 본 발명에 사용하는데 적절한 스페이서 어셈블리와 결속 막대 배치의 부분사시도이다.

도6d는 본 발명에 사용하는데 적절한 스페이서 어셈블리와 결속 막대 배치의 부분단면도이다.

도6e는 클립 어셈블리와 결속 막대 배치의 부분단면도이다.

도7은 제2 실시예에 따라 본 발명의 개선된 U자형 튜브 지지막대 어레이의 부재들을 나타내는 정면 단면도이다.

도8은 제2 실시예에 따라 본 발명의 개선된 U자형 튜브 지지막대 어레이의 정면 단면도이다.

도9a는 본 발명에 사용하는데 적절한 스페이서 클립 커넥터의 부분사시도이다.

도9b는 본 발명에 사용하는데 적절한 스페이서 클립 커넥터의 단면도이다.

도9c는 스페이서 클립과 사다리 구성요소의 단면도이다.

도10은 본 발명에 사용하는데 적절한 새들 막대 어셈블리의 사시도이다.

도11은 도3의 라인 11-11을 따라 취한 새들 막대 어셈블리의 단면도이다.

도12는 본 발명에 따른 개선된 U자형 지지 어셈블리의 부분사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200: U자형 지지 어셈블리 202, 204, 206: 튜브

210: 마디진 부채꼴 막대 212: 마디

280: 마디진 부채꼴 막대 어레이

400: 스페이서 블록 어셈블리 402: 스터드

405: 스페이서 블록 415, 416: 정렬된 구멍

Claims

핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대로서, 상기 U자형 튜브들은 소정의 단면 반경을 가지며, 각 U자형 튜브는 안쪽 둘레와 바깥쪽 둘레를 가지고, 상기 U자형 튜브들은 평행한 튜브 층들로 배열되며, 각 튜브층은 가장 안쪽의 튜브로부터 가장 바깥쪽의 튜브로 뻗어있고 면내 방향과 면외 방향을 규정하며,

상기 지지막대는 안쪽 끝과 바깥쪽 끝, 제1측과 제2측, 및 제1측으로부터 면외 방향으로 돌출하는 복수의 마디를 가진 기다란 본체를 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제1항에 있어서, 상기 마디들은 U자형 튜브들의 단면 반경보다 큰 거리로 면외 방향에서 돌출하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제1항에 있어서, 각 마디는 대체로 사각형 단면을 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제1항에 있어서, 각 마디는 볼록한 튜브 접촉면을 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제1항에 있어서, 각 마디는 인접하는 U자형 튜브의 안쪽 둘레와 바깥쪽 둘레중 하나에 대체로 평행한 튜브 접촉면을 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제1항에 있어서, 기다란 본체의 안쪽 끝으로부터 길이방향으로 뻗어있는 슬롯을 더 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제6항에 있어서, 상기 슬롯 내에 미끄럼운동 가능하게 배치된 편평한 막대를 더 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제6항에 있어서, 상기 막대를 이격시키는 일체화된 수단을 더 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제8항에 있어서, 상기 막대를 이격시키는 일체화된 수단은 편평한 막대를 수용하는 슬롯과 적어도 하나의 관통 구멍을 가지는 스페이서 블록을 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이로서, 상기 U자형 튜브들은 소정의 단면 반경을 가지며, 각 U자형 튜브는 안쪽 둘레와 바깥쪽 둘레 및 U자형 튜브의 곡률반경을 가지고, 상기 U자형 튜브는 최대 번들 반경을 규정하는 가장 큰 곡률반경을 가지며, 상기 U자형 튜브들은 각 튜브층과 연관된 지지 막대 어레이와 평행한 튜브 층들로 배열되며, 각 튜브층의 U자 형상부 영역은 가장 안쪽의 튜브로부터 가장 바깥쪽의 튜브까지 곡률중심에 대하여 반경방향으로 뻗어있으며 면내 방향과 면외 방향을 더 규정하고,

상기 지지막대 어레이는,

각 막대들이 바깥쪽 끝과 안쪽 끝을 가지는 복수의 편평하고 기다란 제1 막대들, 및

각 마디진 막대들이 바깥쪽 끝과, 상기 복수의 편평한 제1 막대들 중 하나에 연결된 안쪽 끝과, 제1 편평한 측부와 제2 편평한 측부, 및 제1 측부로부터 면외 방향으로 돌출하는 복수의 마디를 가지는 기다란 본체를 구비하는 복수의 마디진 막대들을 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제10항에 있어서, 상기 마디들은 U자형 튜브들의 단면 반경보다 큰 거리로 면외 방향으로 돌출하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제10항에 있어서, 각 마디는 대체로 사각형 단면을 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제10항에 있어서, 각 마디는 볼록한 튜브 접촉면을 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제10항에 있어서, 각 마디는 인접하는 U자형 튜브의 안쪽 둘레와 바깥쪽 둘레 중 하나에 대체로 평행한 튜브 접촉면을 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제10항에 있어서, 상기 복수의 편평한 제1 막대의 안쪽 끝들에 연결되고 전체 연관된 튜브 층을 가로질러 뻗어있는 대체로 편평하고 기다란 막대를 더 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제15항에 있어서, 상기 대체로 편평하고 기다란 막대는 상기 마디진 막대들의 안쪽 끝들에도 연결되는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제15항에 있어서, 상기 대체로 편평하고 기다란 막대는 함께 용접된 편평하 고 기다란 막대들 쌍으로 이루어지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제10항에 있어서, 상기 복수의 마디진 막대는 가장 바깥쪽 튜브에 인접한 지점으로부터 곡률 중심을 향하여 연관된 튜브 층의 면내 방향에서 반경방향으로 뻗어있는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제10항에 있어서, 상기 복수의 마디는 가장 바깥쪽 튜브에 인접한 지점으로부터 최대 번들 반경의 약 30%에 상당하는 곡률중심을 갖는 U자형 튜브에 인접한 지점까지 연관된 튜브 층 내에서 뻗어있는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제10항에 있어서, 상기 각 마디진 막대들은 기다란 본체의 안쪽 끝으로부터 길이방향으로 뻗어있는 슬롯을 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제10항에 있어서, 상기 각 마디진 막대들은 기다란 본체의 안쪽 끝으로부터 길이방향으로 뻗어있는 슬롯에 배치되는 편평한 막대를 더 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제10항에 있어서, 면외 방향에서 상기 지지 막대 어레이를 이격시키기 위하여, 상기 편평한 제1 막대의 바깥쪽 끝들에 연결된 제1 스페이서 수단과, 상기 마디진 막대의 바깥쪽 끝들에 연결된 제2 스페이서 수단을 더 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제22항에 있어서, 제1 스페이서 수단과 제2 스페이서 수단은 인접하는 튜브 층들 사이의 튜브 피치에 상당하는 면외 두께를 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제22항에 있어서, 상기 제2 스페이서 수단은 각 마디진 막대의 바깥쪽 끝과 일체화된, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제22항에 있어서, 제1 스페이서 수단과 제2 스페이서 수단은 스페이서 클립 커넥터들을 구비하고, 각 스페이서 클립 커넥터는 제1 및 제2 바깥쪽 막대 끝들과 그리고 제1 바깥쪽 막대 끝과 맞물리는 파지수단을 미끄럼 가능하게 수용하기 위한 제1 및 제2 슬롯을 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제22항에 있어서, 제1 스페이서 수단과 제2 스페이서 수단은 스페이서 블록들을 구비하고, 각 스페이서 블록은 적어도 하나의 관통구멍과 그 안에 편평한 막대를 수용하는 슬롯을 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제26항에 있어서, 면내 방향에서 상기 지지 막대 어레이를 이격시키는 결속 막대 수단을 더 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제27항에 있어서, 상기 스페이서 수단은 그 안에 배치된 스페이서 노치를 가지며, 결속 막대 수단은 연관된 튜브 층의 제일 바깥쪽 튜브의 바깥둘레와 평행하게 이격되고, 활모양 막대는 스페이서 노치와 맞물리는 돌출부를 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
제27항에 있어서, 면외 방향에서의 상기 결속 막대 수단의 두께는 U자형 튜브들의 단면 반경의 약 2배인, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어레이.
핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대 어셈블리로서, 상기 U자형 튜브들은 소정의 단면 반경을 가지며, 각 U자형 튜브는 안 쪽 둘레와 바깥쪽 둘레 및 U자형 튜브의 곡률반경을 가지고, 상기 U자형 튜브는 최대 번들 반경을 규정하는 가장 큰 곡률반경을 가지며, 상기 U자형 튜브들은 평행한 튜브 층들로 배열되고, 각 튜브층의 U자 형상부 영역은 뜨거운 다리부에서 차가운 다리부까지 뻗어있고 가장 안쪽의 튜브로부터 가장 바깥쪽의 튜브까지 곡률중심에 대하여 반경방향으로 뻗어있으며, 각 튜브 층은 면내 방향과 면외 방향을 더 규정하고,

상기 지지막대 어셈블리는,

인접하는 튜브 층과 연관된 각 마디진 막대 어레이가, 안쪽 및 바깥쪽 제1 편평한 막대 끝들을 갖는 복수의 편평하고 기다란 제1 막대들과, 이 복수의 편평한 제1 막대들의 안쪽 끝들에 연결되고 연관된 튜브 층의 뜨거운 다리부와 차가운 다리부 모두를 가로질러 연장되는 대체로 편평하고 기다란 막대와, 각 마디진 막대가 바깥쪽 끝과 상기 복수의 편평한 제1 막대들 중 하나에 연결된 안쪽 끝과 편평한 제1 및 제2 측부와 이 제1 측부로부터 면외방향으로 돌출하는 복수의 마디로서 각 마디가 대략 사각형의 단면과 그리고 연관된 U자형 튜브 층의 U자형 튜브의 안쪽 둘레와 바깥쪽 둘레 중 하나에 대체로 평행한 튜브 접촉면을 갖는 복수의 마디를 구비하는 기다란 본체를 포함하는 복수의 마디진 막대를 구비하는, 복수의 마디진 지지 막대 어레이;와,

면외 방향에서 각 마디진 지지막대 어레이를 이격시키는 마디진 막대의 바깥쪽 끝들과 상기 편평한 제1 막대의 바깥쪽 막대 끝들에 연결된 제1 스페이서 수단; 및

각 결속막대가 연관된 튜브 층의 가장 바깥쪽 튜브의 바깥 둘레와 평행하게 이격되고 U자형 튜브들의 단면 반경의 약 2배의 면외 두께를 가지는, 복수의 활모양 결속 막대;를 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제30항에 있어서, 상기 마디들은 U자형 튜브들의 단면 반경보다 큰 거리로 면외 방향에서 돌출하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제30항에 있어서, 상기 복수의 마디는 가장 바깥쪽 U자형 튜브에 인접한 지점으로부터 최대 번들 반경의 약 30%에 상당하는 곡률중심을 갖는 U자형 튜브에 인접한 지점까지 연관된 튜브 층 내에서 뻗어있는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제30항에 있어서, 상기 마디진 막대들은 기다란 본체의 안쪽 끝으로부터 길이방향으로 뻗어있는 슬롯을 가지는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제30항에 있어서, 상기 마디진 막대들은 기다란 본체의 안쪽 끝으로부터 길이방향으로 뻗어있는 슬롯에 배치되는 편평한 막대를 더 구비하는, 핵 증기 발생기 의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제30항에 있어서, 상기 제1 스페이서 수단은 복수의 스페이서 블록을 구비하고, 각 스페이서 블록은 제1 마디진 지지막대 어레이의 제1 바깥쪽 막대 끝과 인접한 마디진 지지막대 어레이의 제2 바깥쪽 막대끝 사이에 위치되고, 각 스페이서 블록은 제1 바깥쪽 막대 끝을 그 안에 수용하는 슬롯을 가지며, 스페이서 블록과 그리고 제1 및 제2 바깥쪽 막대 끝들은 각기 관통구멍을 가지고, 스페이서 블록과 그리고 인접하는 바깥쪽 막대 끝들은 상기 구멍을 통과하는 스터드로 연결되며, 여기에서 각 스페이서 블록은 스페이서 노치들을 가지고 각 결속막대는 스페이서 노치들과 맞물리는 돌출부를 갖는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제30항에 있어서, 제1 스페이서 수단은 스페이서 클립 커넥터들을 구비하고, 각 스페이서 클립 커넥터는 제1 마디진 지지막대 어레이의 제1 바깥쪽 막대 끝과 그리고 인접하는 마디진 지지막대 어레이의 제2 바깥쪽 막대 끝 사이에 위치되고, 제1 바깥쪽 막대 끝은 개구와 그 안의 노치 중 하나를 가지며, 클립 커넥터는 개구와 노치 중 하나와 맞물리는 파지수단과 제1 및 제2 바깥쪽 막대 끝들을 미끄럼 가능하게 수용하는 제1 및 제2 슬롯을 갖는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제30항에 있어서, 인접하는 마디진 막대 어레이에 연결된 새들 막대 어셈블리를 더 구비하고, 이 새들 막대 어셈블리는 복수의 바깥쪽 부채꼴 막대 어레이를 가지며, 각 바깥쪽 부채꼴 막대 어레이는 안쪽 끝과 바깥쪽 끝을 구비한 복수의 편평하고 기다란 제2 막대들과 복수의 편평한 제2 막대의 안쪽 끝들에 연결되고 연관된 튜브 층의 뜨거운 다리부와 차가운 다리부 모두를 가로질러 뻗어있는 대체로 편평하고 기다란 막대와 바깥쪽 끝들에 연결된 제2 스페이서 수단을 갖는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.
제30항에 있어서, 제1 스페이서 수단은 사다리 클립을 구비하는, 핵 증기 발생기의 U자형 튜브들의 U자 형상부 영역을 지지하는 지지막대.