伝熱管振れ止め装置
【課題】蒸気発生器などの熱交換器の製作時だけでなく、常に隙間調整をして、伝熱管との接触状態を維持することが可能な伝熱管振れ止め装置を提供する。
【解決手段】伝熱管４１と伝熱管４１の間に挿入されるＡＶＢ６１と、伝熱管の外周面４１ｄに接する接触面６２ｃを有する接触板６２と、ＡＶＢと接触板との間に介設され、弾性力で接触板を付勢して接触面を伝熱管の外周面に押し付ける板ばね６３とを備えた構成とする。また、伝熱管の側面６１ａに凹部６１ｂを形成し、接触板は凹部に設け、接触面は凹部の出口６１ｃから凹部の外へ出て、伝熱管の側面よりも突出させ、板ばねは凹部に設け、凹部の底面６１ｆと接触板との間に介設する。また、接触板の周縁部にストッパ部６２ａ−１を設け、凹部の出口の周縁部にストッパ当接部６１ｄを設ける。また、接触面は伝熱管の外周面に沿った曲面とする。
【解決手段】伝熱管４１と伝熱管４１の間に挿入されるＡＶＢ６１と、伝熱管の外周面４１ｄに接する接触面６２ｃを有する接触板６２と、ＡＶＢと接触板との間に介設され、弾性力で接触板を付勢して接触面を伝熱管の外周面に押し付ける板ばね６３とを備えた構成とする。また、伝熱管の側面６１ａに凹部６１ｂを形成し、接触板は凹部に設け、接触面は凹部の出口６１ｃから凹部の外へ出て、伝熱管の側面よりも突出させ、板ばねは凹部に設け、凹部の底面６１ｆと接触板との間に介設する。また、接触板の周縁部にストッパ部６２ａ−１を設け、凹部の出口の周縁部にストッパ当接部６１ｄを設ける。また、接触面は伝熱管の外周面に沿った曲面とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸気発生器などの熱交換器に設けられる伝熱管振れ止め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子力発電プラント（ＰＷＲ発電プラント）の蒸気発生器などの熱交換器における伝熱管のＵベンド部には、伝熱管の流力弾性振動の発生を防止するために伝熱管振れ止め金具（ＡＶＢ：Anti Vibration Bar）が設けられる。
【０００３】
ＡＶＢは伝熱管と伝熱管の間に挿入されるが、このときにＡＶＢと伝熱管の間に隙間が生じないようにすることが重要である。ＡＶＢと伝熱管の間に隙間ができると、伝熱管の流力弾性振動が発生して伝熱管が摩耗する可能性が考えられる。
【０００４】
これに対して下記の特許文献１には、ＡＶＢと伝熱管の間の隙間を調整して、ＡＶＢと伝熱管の間の隙間を無くす（即ちＡＶＢを伝熱管に接触させる）技術が開示されている。図１４〜図１６には特許文献１に開示されているＡＶＢの例を示す。
【０００５】
図１４に示すＡＶＢ１は、隣り合う伝熱管２と伝熱管２の間にＡＶＢ１を挿入し、シリンダ３の底面３ａに内圧を作用させてシリンダ３の接触面３ｂを伝熱管２の外周面２ａに接触させ、ラチェット機構５でシリンダ３をボックス４にロックする構成のものである。
図１５に示すＡＶＢ１１は、隣り合う伝熱管１２と伝熱管１２の間にＡＶＢ１１を挿入し、シリンダ１３の底面１３ａにテーパ付き引張り棒１４を作用させてシリンダ１３の接触面１３ｂを伝熱管１２の外周面１２ａに接触させ、ラチェット機構１５でシリンダ１３をボックス１６にロックする構成のものである。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すＡＶＢ２１はピン２２で組み立てられた井型の骨組構造物であり、図１６（ａ）のように折りたたんだ状態で隣り合う伝熱管２２と伝熱管２２の間に挿入した後、図１６（ｂ）のように広げて伝熱管２２の外周面２２ａに接触させる構成のものである。
なお、図示及び説明は省略するが、ＡＶＢが開示されている先行技術文献としては下記の特許文献２，３などもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２９１８９６号公報
【特許文献２】特許昭６２−０９３５８６号公報
【特許文献３】特開平１０−０７８２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１４〜図１６に示すＡＶＢ１，１１，２１は、何れも蒸気発生器の製作時にＡＶＢ１，１１，２１と伝熱管２，１２，２２との間の隙間調整を行ってＡＶＢ１，１１，２１を伝熱管２，１２，２２に接触させるものであり、蒸気発生器の製作後に何らかの理由によって伝熱管２，１２，２２と伝熱管２，１２，２２の間隔が変化した場合、この変化に追従してＡＶＢ１，１１，２１と伝熱管２，１２，２２との間の隙間調整を行うこと（即ち両者の接触状態を維持すること）はできない。
【０００８】
例えば、ＡＶＢ１，１１，２１の何れかを有する蒸気発生器を備えたプラントが起動から定格運転に至るまでの間に生じる伝熱管２，１２，２２の熱伸びなどにより、伝熱管２，１２，２２と伝熱管２，１２，２２の間隔が広くなった場合、ＡＶＢ１，１１，２１は、この間隔の広がりに追従して隙間調整をすることができない。このため、ＡＶＢ１，１１，２１と伝熱管２，１２，２２との間に隙間が生じるおそれがある。なお、伝熱管２，１２，２２と伝熱管２，１２，２２の間隔が変化する理由としては、製作後の輸送時の振動やプラント据付時に蒸気発生器をクレーンで立てて設置することなど、ＡＢＶを組み込んだ初期状態から状態が変化することも考えられる。
【０００９】
従って本発明は上記の事情に鑑み、蒸気発生器などの熱交換器の製作時だけでなく、常に隙間調整をして、伝熱管との接触状態を維持することが可能な伝熱管振れ止め装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する第１発明の伝熱管振れ止め装置は、熱交換器の伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め装置であって、
前記伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め金具と、
前記伝熱管の外周面に接する接触面を有する接触板と、
前記伝熱管振れ止め金具と前記接触板との間に介設され、弾性力で前記接触板を付勢して前記接触面を前記伝熱管の外周面に押し付ける弾性体とを備えた構成であることを特徴とする。
【００１１】
また、第２発明の伝熱管振れ止め装置は、第１発明の伝熱管振れ止め装置において、
前記伝熱管振れ止め金具の側面には凹部が形成され、
前記接触板は前記凹部に設けられ、前記接触面が前記凹部の出口から前記凹部の外へ出て、前記伝熱管振れ止め金具の側面よりも突出しており、
前記弾性体は前記凹部に設けられ、前記凹部の底面と前記接触板との間に介設されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第３発明の伝熱管振れ止め装置は、第２発明の伝熱管振れ止め装置において、
前記接触板の周縁部にはストッパ部が設けられており、
前記接触板が前記凹部の奥へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の基端が前記凹部の底面に当接して、前記接触板の前記奥へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触面が前記振れ止め金具の側面よりも内側に凹むのを防止する構成であることを特徴とする。
【００１３】
また、第４発明の伝熱管振れ止め装置は、第３発明の伝熱管振れ止め装置において、
前記凹部の出口の周縁部にはストッパ当接部が設けられており、
前記接触板が前記凹部の出口へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の先端が前記ストッパ当接部の裏面に当接して、前記接触板の前記出口へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触板が前記凹部の外に飛び出るのを防止する構成であることを特徴とする。
【００１４】
また、第５発明の伝熱管振れ止め装置は、第１〜第４発明の何れか１つの伝熱管振れ止め装置において、
前記接触面は前記伝熱管の外周面に沿った曲面であり、前記接触面と前記伝熱管の外周面とが面接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明の伝熱管振れ止め装置によれば、熱交換器の伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め装置であって、前記伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め金具と、前記伝熱管の外周面に接する接触面を有する接触板と、前記伝熱管振れ止め金具と前記接触板との間に介設され、弾性力で前記接触板を付勢して前記接触面を前記伝熱管の外周面に押し付ける弾性体とを備えた構成であることを特徴としていることから、弾性体の弾性力（復元力）を利用することができるため、熱交換器の製作時だけでなく、常に隙間調整をして、伝熱管との接触状態を維持することが可能である。
例えば熱交換器を備えたプラントの起動から定格運転に至るまでに生じる伝熱管の熱伸びなどの理由により、伝熱管振れ止め金具が間に挿入されている伝熱管と伝熱管の間隔が広がっても、これに追従して弾性体が変形（復元）するため、この弾性体の弾性力（復元力）によって接触板を一方の伝熱管へ向かう方向に付勢することにより、接触板の接触面を一方の伝熱管の外周面に押し付けることができる。同時に伝熱管振れ止め金具の他方の側面も、弾性体の弾性力（復元力）で他方の伝熱管へ向かう方向に付勢されることにより、他方の伝熱管の外周面に押し付けられる。
【００１６】
第２発明の伝熱管振れ止め装置によれば、第１発明の伝熱管振れ止め装置において、前記伝熱管振れ止め金具の側面には凹部が形成され、前記接触板は前記凹部に設けられ、前記接触面が前記凹部の出口から前記凹部の外へ出て、前記伝熱管振れ止め金具の側面よりも突出しており、前記弾性体は前記凹部に設けられ、前記凹部の底面と前記接触板との間に介設されていることを特徴としているため、接触板及び弾性体が伝熱管振れ止め金具の凹部に設けられることにより、接触板及び弾性体を容易且つ確実に伝熱管に対応した位置に配置することができる。
【００１７】
第３発明の伝熱管振れ止め装置によれば、第２発明の伝熱管振れ止め装置において、前記接触板の周縁部にはストッパ部が設けられており、前記接触板が前記凹部の奥へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の基端が前記凹部の底面に当接して、前記接触板の前記奥へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触面が前記振れ止め金具の側面よりも内側に凹むのを防止する構成であることを特徴としているため、接触板の接触面が振れ止め金具の側面よりも内側に凹んで接触板の接触面と伝熱管の外周面との間に隙間が生じるのを、確実に防止することができる。このため、より確実に伝熱管を伝熱管振れ止め装置によって支持することができる。
【００１８】
第４発明の伝熱管振れ止め装置によれば、第３発明の伝熱管振れ止め装置において、前記凹部の出口の周縁部にはストッパ当接部が設けられており、前記接触板が前記凹部の出口へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の先端が前記ストッパ当接部の裏面に当接して、前記接触板の前記出口へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触板が前記凹部の外に飛び出るのを防止する構成であることを特徴としているため、接触板が凹部の外に飛び出たすのを確実に防止することができる。このため、より確実に伝熱管を伝熱管振れ止め装置によって支持することができる。
【００１９】
第５発明の伝熱管振れ止め装置によれば、第１〜第４発明の何れか１つの伝熱管振れ止め装置において、前記接触面は前記伝熱管の外周面に沿った曲面であり、前記接触面と前記伝熱管の外周面とが面接触していることを特徴としているため、接触板の接触面と伝熱管の外周面が線接触している場合に比べて、より大きな接触板の接触面と伝熱管と外周面との間の摩擦による減衰効果が得られる。このため、伝熱管の応答（振れ）を低減する効果がより大きくなり、伝熱管の摩耗進行速度をより遅くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置を備えた蒸気発生器の概要図である。
【図２】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の正面図（図２のＡ方向矢視図）である。
【図４】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の横断面図（図３のＢ−Ｂ線矢視断面図）である。
【図５】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の横断面図（図３のＣ−Ｃ線矢視断面図）である。
【図６】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の縦断面図（図３のＤ−Ｄ線矢視断面図）である。
【図７】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の縦断面図（図３のＥ−Ｅ線矢視断面図）である。
【図８】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の正面図（図８のＦ方向矢視図）である。
【図１０】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の横断面図（図９のＧ−Ｇ線矢視断面図）である。
【図１１】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の横断面図（図９のＨ−Ｈ線矢視断面図）である。
【図１２】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の縦断面図（図９のＩ−Ｉ線矢視断面図）である。
【図１３】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の縦断面図（図９のＪ−Ｊ線矢視断面図）である。
【図１４】従来の伝熱管振れ止め金具の例を示す図である。
【図１５】従来の伝熱管振れ止め金具の例を示す図である。
【図１６】従来の伝熱管振れ止め金具の例を示す図であり、（ａ）には伝熱管振れ止め金具を折りたたんだ状態を示し、（ｂ）には伝熱管振れ止め金具を広げた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
＜実施の形態例１＞
まず、図１に基づき、本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置５１を備えた蒸気発生器３１の概要について説明する。
【００２３】
図１に示す蒸気発生器３１はＰＷＲ発電プラントに設けられるものであり、１次冷却水（１次冷却材）と２次冷却水（２次冷却材）との間の熱交換によって２次冷却水を沸騰させることにより、発電機駆動用の蒸気タービン（図示省略）を駆動するための水蒸気を発生させるものである。
【００２４】
図１に示すように、蒸気発生器３１は容器３２を有している。容器３２の下端部は、１次冷却材入口ノズル３５を有する第１水室３３と、１次冷却材出口ノズル３６を有する第２水室３４とに区画されている。容器３２の上端には蒸気出口ノズル３７が設けられ、容器３２の中間部には給水入口ノズル３８が設けられている。容器３２の内部には、逆Ｕ字状に形成された多数の伝熱管４１と、給水入口ノズル３８に接続された給水リング４２と、気水分離器４３と、湿分分離器４４などが設けられている。伝熱管４１の下端部４１ａは管板４５に固定され、管板４５から上方に延びている伝熱管４１の直管部４１ｂは複数の管支持板４６によって支持されている。また、伝熱管４１群の周囲は管群外筒４７によって囲まれている。
【００２５】
そして、伝熱管４１の上部のＵベンド部４１ｃは、伝熱管４１の流力弾性振動が発生するのを防止するため、隣り合う伝熱管４１と伝熱管４１との間に挿入された複数の伝熱管振れ止め装置５１によって支持されている。なお、伝熱管振れ止め装置５１は、保持金具５２によって保持されている。
【００２６】
かかる構成の蒸気発生器３１では、原子炉（図示省略）で加熱された１次冷却水が、１次冷却材入口ノズル３５から第１水室３３に流入し、伝熱管４１内を流通した後、第２水室３５を経て１次冷却材出口ノズル３６から流出し、原子炉へ戻る。一方、２次冷却水は給水入口ノズル３８及び給水リング４２を介して容器４３内に供給され、容器４３と管群外筒４７の間のダウンカマー部を下降して、管群外筒４７の下端から管群外筒４７の内側に流入した後、伝熱管４１群を上昇する。このとき、伝熱管４１の外側を流れる２次冷却水と伝熱管４１内を流れる１次冷却水との間で熱交換が行われることにより、２次冷却水が沸騰する。この沸騰した２次冷却水を気水分離器４３で気水分離することにより水蒸気を生成し、この水蒸気が、湿分分離器４４で湿分分離された後、蒸気出口ノズル３７から流出して蒸気タービンへ送られる。
【００２７】
そして、このときに伝熱管振れ止め装置５１では、伝熱管４１の外側を流れる２次冷却水によって伝熱管４１のＵベンド部４１ｃで流力弾性振動が発生するのを防止している。
【００２８】
次に、図２〜図７に基づき、伝熱管振れ止め装置５１の構成について説明する。なお、図２〜図７では、説明の便宜上、伝熱管４１を一点鎖線（透視図）で示している。このことは、後述する本発明の実施の形態例２（図８〜図１３）においても同様である。
【００２９】
図２〜図７に示すように、伝熱管振れ止め装置５１は伝熱管振れ止め金具（ＡＶＢ）６１と、接触板６２と、弾性体の一例である板ばね６３とを備えた構成となっている。なお、図２〜図７には伝熱管振れ止め装置５１が、伝熱管４１群のうちの最も外側の伝熱管４１に設けられている状態を例示している（保持金具５２は図示省略）。
伝熱管振れ止め装置５１（ＡＶＢ６１に接触板６２及び板ばね６３を設けた構造）は、全ての伝熱管４１に適用してもよいが、流力弾性振動による摩耗が厳しいと考えらる箇所が事前に把握できていれば、その箇所の伝熱管４１（例えば最も外側の伝熱管４１）のみに適用してもよい。これらのことは、後述する本発明の実施の形態例２（図８〜図１３）についても同様である。
【００３０】
伝熱管振れ止め装置５１の構成について詳述すると、図２〜図７に示すように、ＡＶＢ６１は隣り合う伝熱管４１と伝熱管４１の間に挿入されている。伝熱管４１は横断面が円形のものである（図６）。ＡＶＢ６１はＶ字状（図１）や直線状などに形成された棒状の部材であり、横断面が矩形状（図４，図５）に形成されている。ＡＶＢ６１の一方の側面６１ａには、凹部６１ｂが形成されている。凹部６１ｂは、側面６１ａにおける伝熱管４１に対応する位置に形成されている。
また、凹部６１ｂの出口（開口）６１ｃの周縁部には、ストッパ当接部６１ｄが形成されている。ストッパ当接部６１ｄの表面６１ｄ−１とＡＶＢ６１の側面６１ａは面一になっている。ストッパ当接部６１ｄを設けることにより、凹部６１ｂの出口６１ｃの広さが、凹部６１ｂの内部６１ｅの広さよりも狭くなっている。
【００３１】
接触板６２は、正面視（図３）が矩形状の基部６２ａと、正面視（図３）が矩形状で基部６２ａよりも一回り小さな凸部６２ｂとを有する形状の部材であり、凸部６２ｂの表面が平坦な接触面６２ｃとなっている。接触板６２の凸部６２ｂは、ＡＶＢ６１における凹部６１ｂの出口６１ｃよりも一回り小さくなっている。接触板６２は凹部６１ｂに設けられている。接触板６１の基部６２ａは、凹部６１ｂの内部６１ｅよりも一回り小さく形成されて、この内部６１ｅに位置している。
一方、接触板６２の凸部６２ｂは、その一部（先端部）が、凹部６１ｂの出口６１ｃから凹部６１ｂの外へ出ている。従って、接触板６２（凸部６２ｂ）の接触面６２ｃは、凹部６１ｂの外へ出て、ＡＶＢ６１の側面６１ａよりも突出している。
なお、伝熱管振れ止め装置５１の製作時に接触板６２を凹部６１ｂに設ける際には、例えば接触板６２（基部６２ａ）を凹部６１ｂの内部６１ｅに設けた後、凹部６１ｂの出口６１ｃの周縁部にストッパ当接部６１ｄを、溶接などによって設ければよい。
【００３２】
また、接触板６２における基部６２ａの周縁部は、ストッパ部６２ａ−１となっている。
このため、接触板６２が、ＡＶＢ６１の凹部６１ｂの奥へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）へ移動したときには、ストッパ部６２ａ−１の基端６２ａ−２が、凹部６１ｂの底面６１ｆに当接する。このため、接触板６２の前記奥へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）の移動が規制されて、接触板６１の接触面６２ｃが、ＡＶＢ６１の側面６１ａよりも内側（凹部６１ｂ内）に凹むのを防止することができる。
一方、接触板６２が、ＡＶＢ６１の凹部６１ｂの出口６１ｃへ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）へ移動したときには、ストッパ部６２ａ−１の先端６２ａ−３が、ストッパ当接部６１ｄの裏面６１ｄ−２に当接する。このため、接触板６２の前記出口６１ｃへ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）への移動を規制して、接触板６２が凹部６１ｂの外に飛び出るのを防止することができる。
【００３３】
また、接触板６２の裏面６２ｄには、凹部６２ｅが形成されている。この凹部６２ｅは、板ばね６３の幅よりも少し広い幅を有してしている（図７）。
【００３４】
板ばね６３は、側面視（図５）が円弧状に形成された本体部６３ａと、この本体部６３ａの長手方向の両側に形成された直線状の端部６３ｂ，６３ｃとを有する構造のものであり、ＡＶＢ６１と接触板６２との間に介設されている。
具体的には、板ばね６３は、ＡＶＢ６１の凹部６１ｂに設けられ、この凹部６１ｂの底面６１ｆと接触板６２との間に介設されている。板ばね６３の本体部６３ａは、接触板６２の凹部６２ｅに設けられている。このため、凹部６２ｅによって板ばね６３の幅方向（図７の上下方向）の移動を防止している。そして、板ばね６３の本体部６３ａは、凹部６２ｅの底面６２ｅ−１に接している一方、板ばね６３の端部６３ｂ，６３ｃは、ＡＶＢ６１の凹部６１ｂの底面６１ｆに接している。
【００３５】
従って、板ばね６３は、その弾性力（復元力）で接触板６２を、一方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）に付勢することにより、接触板６２の接触面６２ｃを、一方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けている。このとき、ＡＶＢ６１の他方の側面（凹部６１ｂが形成されている側面６１ａと反対側の側面）６１ｇも、板ばね６３の弾性力でＡＶＢ６１が他方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）に付勢されることにより、他方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けられる。
【００３６】
図４〜図７には、接触板６２におけるストッパ部６２ａ−１の先端６２ａ−３と、ＡＶＢ６１におけるストッパ当接部６１ｄの裏面（内面）６１ｄ−２との間に隙間を有し、接触板６２におけるストッパ部６２ａ−１の基端６２ａ−２と、ＡＶＢ６１における凹部６１ｂの底面６１ｆとの間にも隙間を有している状態を示している。
【００３７】
この状態で、例えば蒸気発生器３１を備えたＰＷＲ発電プラントの起動から定格運転に至るまでに生じる伝熱管４１の熱伸びなどの理由により、ＡＶＢ６１が間に挿入されている伝熱管４１と伝熱管４１の間隔ｄ（図５）が広がったとしても、これに追従して板ばね６３が図５に一点鎖線で示すように変形（復元）する。従って、この板ばね６３の弾性力（復元力）により、接触板６２が、一方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）に付勢されるため、接触板６２の接触面６２ｃが、一方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けられる。勿論、このときにＡＶＢ６１の他方の側面６１ｇも、板ばね６３の弾性力（復元力）によって他方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）に付勢されるため、他方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けられる。
【００３８】
かくして、板ばね６３の弾性力（復元力）を利用した隙間調整により、接触板６２の接触面６２ｃと一方の伝熱管４１の外周面４１ｄとの間や、ＡＶＢ６１の他方の側面６１ｇと他方の伝熱管４１の外周面４１ｄとの間に隙間が発生するのを防止する。
【００３９】
以上のように、本実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１によれば、蒸気発生器３１における伝熱管４１と伝熱管４１の間に挿入される伝熱管振れ止め装置であって、伝熱管４１と伝熱管４１の間に挿入されるＡＶＢ６１と、伝熱管４１の外周面４１ｄに接する接触面６２ｃを有する接触板６２と、ＡＶＢ６１と接触板６２との間に介設され、弾性力で接触板６２を付勢して接触面６２ｃを伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付ける板ばね６３とを備えた構成であることを特徴としていることから、板ばね６３の弾性力（復元力）を利用することができるため、蒸気発生器３１の製作時だけでなく、常に隙間調整をして、伝熱管４１との接触状態を維持することが可能である。
即ち、伝熱管４１の熱伸びなどの理由により、伝熱管４１と伝熱管４１の間隔が広がっても、これに追従して板ばね６３が変形（復元）するため、この板ばね６３の弾性力（復元力）によって接触板６２を一方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）に付勢することにより、接触板６２の接触面６２ｃを一方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けることができる。同時にＡＶＢ６１の他方の側面６１ｇも、板ばね６１の弾性力（復元力）で他方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）に付勢されることにより、他方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けられる。
【００４０】
また、本実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１によれば、ＡＶＢ６１の側面６１ａには凹部６１ｂが形成され、接触板６２は凹部６１ｂに設けられ、接触面６２ｃが凹部６１ｂの出口６１ｃから凹部６１ｂの外へ出て、ＡＶＢ６１の側面６１ａよりも突出しており、板ばね６３は凹部６１ｂに設けられ、凹部６１ｂの底面６１ｆと接触板６２との間に介設されていることを特徴としているため、接触板６２及び板ばね６３がＡＶＢ６１の凹部に設けられることにより、接触板６２及び板ばね６３を容易且つ確実に伝熱管４１に対応した位置に配置することができる。
【００４１】
また、本実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１によれば、接触板６２（基部６２ａ）の周縁部にはストッパ部６２ａ−１が設けられており、接触板６２が凹部６１ｂの奥へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）へ移動したとき、ストッパ部６２ａ−１の基端６２ａ−２が凹部６１ｂの底面６１ｆに当接して、接触板６２の前記奥へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）の移動を規制することにより、接触面６２ｃがＡＶＢ６１の側面６１ａよりも内側に凹むのを防止する構成であることを特徴としているため、接触板６２の接触面６２ｃがＡＶＢ６１の側面６１ａよりも内側に凹んで接触板６２の接触面６２ｃと伝熱管４１の外周面４１ｄとの間に隙間が生じるのを、確実に防止することができる。このため、より確実に伝熱管４１を伝熱管振れ止め装置５１によって支持することができる。
【００４２】
また、本実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１によれば、凹部６１ｂの出口６１ｃの周縁部にはストッパ当接部６１ｄが設けられており、接触板６２が凹部６１ｂの出口６１ｃへ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）へ移動したとき、ストッパ部６２ａ−１の先端６２ａ−３がストッパ当接部６１ｄの裏面６１ｄ−２に当接して、接触板６２の前記出口６１ｃへ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）の移動を規制することにより、接触板６２が凹部６１ｂの外に飛び出るのを防止する構成であることを特徴としているため、接触板６２が凹部６１ｂの外に飛び出たすのを確実に防止することができる。このため、より確実に伝熱管４１を伝熱管振れ止め装置５１によって支持することができる。
【００４３】
＜実施の形態例２＞
図８〜図１３に基づき、本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置７１について説明する。図８〜図１３において、図２〜図７と同様の部分には同一の符号を付した。両者の対応関係ついては、図２と図８、図３と図９、図４と図１０、図５と図１１、図６と図１２、図７と図１３がそれぞれ対応している。
なお、本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１は、上記実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１に代えて、蒸気発生器３１（図１）に設けることができるものである。
【００４４】
そして、本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１と、上記実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１とでは、接触板６１（凸部６２ｂ）における接触面６２ａの形状が異なっている。
即ち、上記実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置７１では接触板６２の接触面６１ｃが平らであるのに対して（図２〜図７）、図８〜図１３に示すように本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１では、接触板６２（凸部６２ｂ）の接触面６２ｃが、伝熱管４１の外周面に沿った曲面となっている。換言すると、接触面６２ｃは、側面視（図１２，図１３）が、伝熱管４１の外周面４１ｄの周方向に沿った円弧状となっている。このため、接触面６２ｃと伝熱管４１の外周面４１ｄは面接触している。
【００４５】
本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１のその他の構成については、上記実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４６】
以上のことから、本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１においても、上記実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１と同様の作用効果が得られる。
【００４７】
しかも、本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１によれば、接触板６２の接触面６２ｃは伝熱管４１の外周面４１ｄに沿った曲面であり、接触板６２の接触面６２ｃと伝熱管４１の外周面４１ｄとが面接触していることを特徴としているため、接触板６２の接触面６２ｃと伝熱管４１の外周面４１ｄが線接触している場合に比べて、より大きな接触板６２の接触面６２ｃと伝熱管４１と外周面４１ｄとの間の摩擦による減衰効果が得られる。このため、伝熱管４１の応答（振れ）を低減する効果がより大きくなり、伝熱管４１の摩耗進行速度をより遅くすることができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態例１，２では弾性体として板ばね６３を用いた例を示したが、本発明の伝熱管振れ止め装置に適用する弾性体としては、板ばね６３に限定するものではなく、その他の弾性体でもよい。例えば、板ばね６３とは異なる形状の板ばねや、板ばね以外のばね（例えばコイルばね）などを適用してもよい。また、弾性体の弾性力（復元力）は、弾性体の形状や材質によって弾性体の剛性を調整することにより、調整可能である。
【００４９】
また、上記では本発明の伝熱管振れ止め装置をＰＷＲ発電プラントの蒸気発生器に適用した場合について説明したが、これに限定するものではなく、本発明の伝熱管振れ止め装置は蒸気発生器以外の熱交換器にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は伝熱管振れ止め装置に関するものであり、ＰＷＲ発電プラントの蒸気発生器などの熱交換器において、伝熱管の流力弾性振動の発生を確実に防止する場合に適用して有用なものである。
【符号の説明】
【００５１】
３１ 蒸気発生器
３２ 容器
３３ 第１水室
３４ 第２水室
３５ １次冷却材入口ノズル
３６ １次冷却材出口ノズル
３７ 蒸気出口ノズル
３８ 給水入口ノズル
４１ 伝熱管
４１ａ 下端部
４１ｂ 直管部
４１ｃ Ｕベンド部
４１ｄ 外周面
４２ 給水リング
４３ 気水分離器
４４ 湿分分離器
４５ 管板
４６ 管支持板
４７ 管群外筒
５１ 伝熱管振れ止め装置
５２ 保持金具
６１ 振れ止め金具（ＡＶＢ）
６１ａ 側面
６１ｂ 凹部
６１ｃ 出口
６１ｄ ストッパ当接部
６１ｄ−１ 表面
６１ｄ−２ 裏面
６１ｅ 内部
６１ｆ 底面
６１ｇ 側面
６２ 接触板
６２ａ 基部
６２ｂ 凸部
６２ａ−１ ストッパ部
６２ａ−２ 基端
６２ａ−３ 先端
６２ｂ 凸部
６２ｃ 接触面
６２ｄ 裏面
６２ｅ 凹部
６２ｅ−１ 底面
６３ 板ばね
６３ａ 本体部
６３ｂ，６３ｃ 端部
７１ 伝熱管振れ止め装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸気発生器などの熱交換器に設けられる伝熱管振れ止め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子力発電プラント（ＰＷＲ発電プラント）の蒸気発生器などの熱交換器における伝熱管のＵベンド部には、伝熱管の流力弾性振動の発生を防止するために伝熱管振れ止め金具（ＡＶＢ：Anti Vibration Bar）が設けられる。
【０００３】
ＡＶＢは伝熱管と伝熱管の間に挿入されるが、このときにＡＶＢと伝熱管の間に隙間が生じないようにすることが重要である。ＡＶＢと伝熱管の間に隙間ができると、伝熱管の流力弾性振動が発生して伝熱管が摩耗する可能性が考えられる。
【０００４】
これに対して下記の特許文献１には、ＡＶＢと伝熱管の間の隙間を調整して、ＡＶＢと伝熱管の間の隙間を無くす（即ちＡＶＢを伝熱管に接触させる）技術が開示されている。図１４〜図１６には特許文献１に開示されているＡＶＢの例を示す。
【０００５】
図１４に示すＡＶＢ１は、隣り合う伝熱管２と伝熱管２の間にＡＶＢ１を挿入し、シリンダ３の底面３ａに内圧を作用させてシリンダ３の接触面３ｂを伝熱管２の外周面２ａに接触させ、ラチェット機構５でシリンダ３をボックス４にロックする構成のものである。
図１５に示すＡＶＢ１１は、隣り合う伝熱管１２と伝熱管１２の間にＡＶＢ１１を挿入し、シリンダ１３の底面１３ａにテーパ付き引張り棒１４を作用させてシリンダ１３の接触面１３ｂを伝熱管１２の外周面１２ａに接触させ、ラチェット機構１５でシリンダ１３をボックス１６にロックする構成のものである。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すＡＶＢ２１はピン２２で組み立てられた井型の骨組構造物であり、図１６（ａ）のように折りたたんだ状態で隣り合う伝熱管２２と伝熱管２２の間に挿入した後、図１６（ｂ）のように広げて伝熱管２２の外周面２２ａに接触させる構成のものである。
なお、図示及び説明は省略するが、ＡＶＢが開示されている先行技術文献としては下記の特許文献２，３などもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２９１８９６号公報
【特許文献２】特許昭６２−０９３５８６号公報
【特許文献３】特開平１０−０７８２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１４〜図１６に示すＡＶＢ１，１１，２１は、何れも蒸気発生器の製作時にＡＶＢ１，１１，２１と伝熱管２，１２，２２との間の隙間調整を行ってＡＶＢ１，１１，２１を伝熱管２，１２，２２に接触させるものであり、蒸気発生器の製作後に何らかの理由によって伝熱管２，１２，２２と伝熱管２，１２，２２の間隔が変化した場合、この変化に追従してＡＶＢ１，１１，２１と伝熱管２，１２，２２との間の隙間調整を行うこと（即ち両者の接触状態を維持すること）はできない。
【０００８】
例えば、ＡＶＢ１，１１，２１の何れかを有する蒸気発生器を備えたプラントが起動から定格運転に至るまでの間に生じる伝熱管２，１２，２２の熱伸びなどにより、伝熱管２，１２，２２と伝熱管２，１２，２２の間隔が広くなった場合、ＡＶＢ１，１１，２１は、この間隔の広がりに追従して隙間調整をすることができない。このため、ＡＶＢ１，１１，２１と伝熱管２，１２，２２との間に隙間が生じるおそれがある。なお、伝熱管２，１２，２２と伝熱管２，１２，２２の間隔が変化する理由としては、製作後の輸送時の振動やプラント据付時に蒸気発生器をクレーンで立てて設置することなど、ＡＢＶを組み込んだ初期状態から状態が変化することも考えられる。
【０００９】
従って本発明は上記の事情に鑑み、蒸気発生器などの熱交換器の製作時だけでなく、常に隙間調整をして、伝熱管との接触状態を維持することが可能な伝熱管振れ止め装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する第１発明の伝熱管振れ止め装置は、熱交換器の伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め装置であって、
前記伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め金具と、
前記伝熱管の外周面に接する接触面を有する接触板と、
前記伝熱管振れ止め金具と前記接触板との間に介設され、弾性力で前記接触板を付勢して前記接触面を前記伝熱管の外周面に押し付ける弾性体とを備えた構成であることを特徴とする。
【００１１】
また、第２発明の伝熱管振れ止め装置は、第１発明の伝熱管振れ止め装置において、
前記伝熱管振れ止め金具の側面には凹部が形成され、
前記接触板は前記凹部に設けられ、前記接触面が前記凹部の出口から前記凹部の外へ出て、前記伝熱管振れ止め金具の側面よりも突出しており、
前記弾性体は前記凹部に設けられ、前記凹部の底面と前記接触板との間に介設されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第３発明の伝熱管振れ止め装置は、第２発明の伝熱管振れ止め装置において、
前記接触板の周縁部にはストッパ部が設けられており、
前記接触板が前記凹部の奥へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の基端が前記凹部の底面に当接して、前記接触板の前記奥へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触面が前記振れ止め金具の側面よりも内側に凹むのを防止する構成であることを特徴とする。
【００１３】
また、第４発明の伝熱管振れ止め装置は、第３発明の伝熱管振れ止め装置において、
前記凹部の出口の周縁部にはストッパ当接部が設けられており、
前記接触板が前記凹部の出口へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の先端が前記ストッパ当接部の裏面に当接して、前記接触板の前記出口へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触板が前記凹部の外に飛び出るのを防止する構成であることを特徴とする。
【００１４】
また、第５発明の伝熱管振れ止め装置は、第１〜第４発明の何れか１つの伝熱管振れ止め装置において、
前記接触面は前記伝熱管の外周面に沿った曲面であり、前記接触面と前記伝熱管の外周面とが面接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明の伝熱管振れ止め装置によれば、熱交換器の伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め装置であって、前記伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め金具と、前記伝熱管の外周面に接する接触面を有する接触板と、前記伝熱管振れ止め金具と前記接触板との間に介設され、弾性力で前記接触板を付勢して前記接触面を前記伝熱管の外周面に押し付ける弾性体とを備えた構成であることを特徴としていることから、弾性体の弾性力（復元力）を利用することができるため、熱交換器の製作時だけでなく、常に隙間調整をして、伝熱管との接触状態を維持することが可能である。
例えば熱交換器を備えたプラントの起動から定格運転に至るまでに生じる伝熱管の熱伸びなどの理由により、伝熱管振れ止め金具が間に挿入されている伝熱管と伝熱管の間隔が広がっても、これに追従して弾性体が変形（復元）するため、この弾性体の弾性力（復元力）によって接触板を一方の伝熱管へ向かう方向に付勢することにより、接触板の接触面を一方の伝熱管の外周面に押し付けることができる。同時に伝熱管振れ止め金具の他方の側面も、弾性体の弾性力（復元力）で他方の伝熱管へ向かう方向に付勢されることにより、他方の伝熱管の外周面に押し付けられる。
【００１６】
第２発明の伝熱管振れ止め装置によれば、第１発明の伝熱管振れ止め装置において、前記伝熱管振れ止め金具の側面には凹部が形成され、前記接触板は前記凹部に設けられ、前記接触面が前記凹部の出口から前記凹部の外へ出て、前記伝熱管振れ止め金具の側面よりも突出しており、前記弾性体は前記凹部に設けられ、前記凹部の底面と前記接触板との間に介設されていることを特徴としているため、接触板及び弾性体が伝熱管振れ止め金具の凹部に設けられることにより、接触板及び弾性体を容易且つ確実に伝熱管に対応した位置に配置することができる。
【００１７】
第３発明の伝熱管振れ止め装置によれば、第２発明の伝熱管振れ止め装置において、前記接触板の周縁部にはストッパ部が設けられており、前記接触板が前記凹部の奥へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の基端が前記凹部の底面に当接して、前記接触板の前記奥へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触面が前記振れ止め金具の側面よりも内側に凹むのを防止する構成であることを特徴としているため、接触板の接触面が振れ止め金具の側面よりも内側に凹んで接触板の接触面と伝熱管の外周面との間に隙間が生じるのを、確実に防止することができる。このため、より確実に伝熱管を伝熱管振れ止め装置によって支持することができる。
【００１８】
第４発明の伝熱管振れ止め装置によれば、第３発明の伝熱管振れ止め装置において、前記凹部の出口の周縁部にはストッパ当接部が設けられており、前記接触板が前記凹部の出口へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の先端が前記ストッパ当接部の裏面に当接して、前記接触板の前記出口へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触板が前記凹部の外に飛び出るのを防止する構成であることを特徴としているため、接触板が凹部の外に飛び出たすのを確実に防止することができる。このため、より確実に伝熱管を伝熱管振れ止め装置によって支持することができる。
【００１９】
第５発明の伝熱管振れ止め装置によれば、第１〜第４発明の何れか１つの伝熱管振れ止め装置において、前記接触面は前記伝熱管の外周面に沿った曲面であり、前記接触面と前記伝熱管の外周面とが面接触していることを特徴としているため、接触板の接触面と伝熱管の外周面が線接触している場合に比べて、より大きな接触板の接触面と伝熱管と外周面との間の摩擦による減衰効果が得られる。このため、伝熱管の応答（振れ）を低減する効果がより大きくなり、伝熱管の摩耗進行速度をより遅くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置を備えた蒸気発生器の概要図である。
【図２】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の正面図（図２のＡ方向矢視図）である。
【図４】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の横断面図（図３のＢ−Ｂ線矢視断面図）である。
【図５】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の横断面図（図３のＣ−Ｃ線矢視断面図）である。
【図６】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の縦断面図（図３のＤ−Ｄ線矢視断面図）である。
【図７】本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置の縦断面図（図３のＥ−Ｅ線矢視断面図）である。
【図８】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の正面図（図８のＦ方向矢視図）である。
【図１０】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の横断面図（図９のＧ−Ｇ線矢視断面図）である。
【図１１】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の横断面図（図９のＨ−Ｈ線矢視断面図）である。
【図１２】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の縦断面図（図９のＩ−Ｉ線矢視断面図）である。
【図１３】本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置の縦断面図（図９のＪ−Ｊ線矢視断面図）である。
【図１４】従来の伝熱管振れ止め金具の例を示す図である。
【図１５】従来の伝熱管振れ止め金具の例を示す図である。
【図１６】従来の伝熱管振れ止め金具の例を示す図であり、（ａ）には伝熱管振れ止め金具を折りたたんだ状態を示し、（ｂ）には伝熱管振れ止め金具を広げた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
＜実施の形態例１＞
まず、図１に基づき、本発明の実施の形態例１に係る伝熱管振れ止め装置５１を備えた蒸気発生器３１の概要について説明する。
【００２３】
図１に示す蒸気発生器３１はＰＷＲ発電プラントに設けられるものであり、１次冷却水（１次冷却材）と２次冷却水（２次冷却材）との間の熱交換によって２次冷却水を沸騰させることにより、発電機駆動用の蒸気タービン（図示省略）を駆動するための水蒸気を発生させるものである。
【００２４】
図１に示すように、蒸気発生器３１は容器３２を有している。容器３２の下端部は、１次冷却材入口ノズル３５を有する第１水室３３と、１次冷却材出口ノズル３６を有する第２水室３４とに区画されている。容器３２の上端には蒸気出口ノズル３７が設けられ、容器３２の中間部には給水入口ノズル３８が設けられている。容器３２の内部には、逆Ｕ字状に形成された多数の伝熱管４１と、給水入口ノズル３８に接続された給水リング４２と、気水分離器４３と、湿分分離器４４などが設けられている。伝熱管４１の下端部４１ａは管板４５に固定され、管板４５から上方に延びている伝熱管４１の直管部４１ｂは複数の管支持板４６によって支持されている。また、伝熱管４１群の周囲は管群外筒４７によって囲まれている。
【００２５】
そして、伝熱管４１の上部のＵベンド部４１ｃは、伝熱管４１の流力弾性振動が発生するのを防止するため、隣り合う伝熱管４１と伝熱管４１との間に挿入された複数の伝熱管振れ止め装置５１によって支持されている。なお、伝熱管振れ止め装置５１は、保持金具５２によって保持されている。
【００２６】
かかる構成の蒸気発生器３１では、原子炉（図示省略）で加熱された１次冷却水が、１次冷却材入口ノズル３５から第１水室３３に流入し、伝熱管４１内を流通した後、第２水室３５を経て１次冷却材出口ノズル３６から流出し、原子炉へ戻る。一方、２次冷却水は給水入口ノズル３８及び給水リング４２を介して容器４３内に供給され、容器４３と管群外筒４７の間のダウンカマー部を下降して、管群外筒４７の下端から管群外筒４７の内側に流入した後、伝熱管４１群を上昇する。このとき、伝熱管４１の外側を流れる２次冷却水と伝熱管４１内を流れる１次冷却水との間で熱交換が行われることにより、２次冷却水が沸騰する。この沸騰した２次冷却水を気水分離器４３で気水分離することにより水蒸気を生成し、この水蒸気が、湿分分離器４４で湿分分離された後、蒸気出口ノズル３７から流出して蒸気タービンへ送られる。
【００２７】
そして、このときに伝熱管振れ止め装置５１では、伝熱管４１の外側を流れる２次冷却水によって伝熱管４１のＵベンド部４１ｃで流力弾性振動が発生するのを防止している。
【００２８】
次に、図２〜図７に基づき、伝熱管振れ止め装置５１の構成について説明する。なお、図２〜図７では、説明の便宜上、伝熱管４１を一点鎖線（透視図）で示している。このことは、後述する本発明の実施の形態例２（図８〜図１３）においても同様である。
【００２９】
図２〜図７に示すように、伝熱管振れ止め装置５１は伝熱管振れ止め金具（ＡＶＢ）６１と、接触板６２と、弾性体の一例である板ばね６３とを備えた構成となっている。なお、図２〜図７には伝熱管振れ止め装置５１が、伝熱管４１群のうちの最も外側の伝熱管４１に設けられている状態を例示している（保持金具５２は図示省略）。
伝熱管振れ止め装置５１（ＡＶＢ６１に接触板６２及び板ばね６３を設けた構造）は、全ての伝熱管４１に適用してもよいが、流力弾性振動による摩耗が厳しいと考えらる箇所が事前に把握できていれば、その箇所の伝熱管４１（例えば最も外側の伝熱管４１）のみに適用してもよい。これらのことは、後述する本発明の実施の形態例２（図８〜図１３）についても同様である。
【００３０】
伝熱管振れ止め装置５１の構成について詳述すると、図２〜図７に示すように、ＡＶＢ６１は隣り合う伝熱管４１と伝熱管４１の間に挿入されている。伝熱管４１は横断面が円形のものである（図６）。ＡＶＢ６１はＶ字状（図１）や直線状などに形成された棒状の部材であり、横断面が矩形状（図４，図５）に形成されている。ＡＶＢ６１の一方の側面６１ａには、凹部６１ｂが形成されている。凹部６１ｂは、側面６１ａにおける伝熱管４１に対応する位置に形成されている。
また、凹部６１ｂの出口（開口）６１ｃの周縁部には、ストッパ当接部６１ｄが形成されている。ストッパ当接部６１ｄの表面６１ｄ−１とＡＶＢ６１の側面６１ａは面一になっている。ストッパ当接部６１ｄを設けることにより、凹部６１ｂの出口６１ｃの広さが、凹部６１ｂの内部６１ｅの広さよりも狭くなっている。
【００３１】
接触板６２は、正面視（図３）が矩形状の基部６２ａと、正面視（図３）が矩形状で基部６２ａよりも一回り小さな凸部６２ｂとを有する形状の部材であり、凸部６２ｂの表面が平坦な接触面６２ｃとなっている。接触板６２の凸部６２ｂは、ＡＶＢ６１における凹部６１ｂの出口６１ｃよりも一回り小さくなっている。接触板６２は凹部６１ｂに設けられている。接触板６１の基部６２ａは、凹部６１ｂの内部６１ｅよりも一回り小さく形成されて、この内部６１ｅに位置している。
一方、接触板６２の凸部６２ｂは、その一部（先端部）が、凹部６１ｂの出口６１ｃから凹部６１ｂの外へ出ている。従って、接触板６２（凸部６２ｂ）の接触面６２ｃは、凹部６１ｂの外へ出て、ＡＶＢ６１の側面６１ａよりも突出している。
なお、伝熱管振れ止め装置５１の製作時に接触板６２を凹部６１ｂに設ける際には、例えば接触板６２（基部６２ａ）を凹部６１ｂの内部６１ｅに設けた後、凹部６１ｂの出口６１ｃの周縁部にストッパ当接部６１ｄを、溶接などによって設ければよい。
【００３２】
また、接触板６２における基部６２ａの周縁部は、ストッパ部６２ａ−１となっている。
このため、接触板６２が、ＡＶＢ６１の凹部６１ｂの奥へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）へ移動したときには、ストッパ部６２ａ−１の基端６２ａ−２が、凹部６１ｂの底面６１ｆに当接する。このため、接触板６２の前記奥へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）の移動が規制されて、接触板６１の接触面６２ｃが、ＡＶＢ６１の側面６１ａよりも内側（凹部６１ｂ内）に凹むのを防止することができる。
一方、接触板６２が、ＡＶＢ６１の凹部６１ｂの出口６１ｃへ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）へ移動したときには、ストッパ部６２ａ−１の先端６２ａ−３が、ストッパ当接部６１ｄの裏面６１ｄ−２に当接する。このため、接触板６２の前記出口６１ｃへ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）への移動を規制して、接触板６２が凹部６１ｂの外に飛び出るのを防止することができる。
【００３３】
また、接触板６２の裏面６２ｄには、凹部６２ｅが形成されている。この凹部６２ｅは、板ばね６３の幅よりも少し広い幅を有してしている（図７）。
【００３４】
板ばね６３は、側面視（図５）が円弧状に形成された本体部６３ａと、この本体部６３ａの長手方向の両側に形成された直線状の端部６３ｂ，６３ｃとを有する構造のものであり、ＡＶＢ６１と接触板６２との間に介設されている。
具体的には、板ばね６３は、ＡＶＢ６１の凹部６１ｂに設けられ、この凹部６１ｂの底面６１ｆと接触板６２との間に介設されている。板ばね６３の本体部６３ａは、接触板６２の凹部６２ｅに設けられている。このため、凹部６２ｅによって板ばね６３の幅方向（図７の上下方向）の移動を防止している。そして、板ばね６３の本体部６３ａは、凹部６２ｅの底面６２ｅ−１に接している一方、板ばね６３の端部６３ｂ，６３ｃは、ＡＶＢ６１の凹部６１ｂの底面６１ｆに接している。
【００３５】
従って、板ばね６３は、その弾性力（復元力）で接触板６２を、一方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）に付勢することにより、接触板６２の接触面６２ｃを、一方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けている。このとき、ＡＶＢ６１の他方の側面（凹部６１ｂが形成されている側面６１ａと反対側の側面）６１ｇも、板ばね６３の弾性力でＡＶＢ６１が他方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）に付勢されることにより、他方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けられる。
【００３６】
図４〜図７には、接触板６２におけるストッパ部６２ａ−１の先端６２ａ−３と、ＡＶＢ６１におけるストッパ当接部６１ｄの裏面（内面）６１ｄ−２との間に隙間を有し、接触板６２におけるストッパ部６２ａ−１の基端６２ａ−２と、ＡＶＢ６１における凹部６１ｂの底面６１ｆとの間にも隙間を有している状態を示している。
【００３７】
この状態で、例えば蒸気発生器３１を備えたＰＷＲ発電プラントの起動から定格運転に至るまでに生じる伝熱管４１の熱伸びなどの理由により、ＡＶＢ６１が間に挿入されている伝熱管４１と伝熱管４１の間隔ｄ（図５）が広がったとしても、これに追従して板ばね６３が図５に一点鎖線で示すように変形（復元）する。従って、この板ばね６３の弾性力（復元力）により、接触板６２が、一方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）に付勢されるため、接触板６２の接触面６２ｃが、一方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けられる。勿論、このときにＡＶＢ６１の他方の側面６１ｇも、板ばね６３の弾性力（復元力）によって他方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）に付勢されるため、他方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けられる。
【００３８】
かくして、板ばね６３の弾性力（復元力）を利用した隙間調整により、接触板６２の接触面６２ｃと一方の伝熱管４１の外周面４１ｄとの間や、ＡＶＢ６１の他方の側面６１ｇと他方の伝熱管４１の外周面４１ｄとの間に隙間が発生するのを防止する。
【００３９】
以上のように、本実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１によれば、蒸気発生器３１における伝熱管４１と伝熱管４１の間に挿入される伝熱管振れ止め装置であって、伝熱管４１と伝熱管４１の間に挿入されるＡＶＢ６１と、伝熱管４１の外周面４１ｄに接する接触面６２ｃを有する接触板６２と、ＡＶＢ６１と接触板６２との間に介設され、弾性力で接触板６２を付勢して接触面６２ｃを伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付ける板ばね６３とを備えた構成であることを特徴としていることから、板ばね６３の弾性力（復元力）を利用することができるため、蒸気発生器３１の製作時だけでなく、常に隙間調整をして、伝熱管４１との接触状態を維持することが可能である。
即ち、伝熱管４１の熱伸びなどの理由により、伝熱管４１と伝熱管４１の間隔が広がっても、これに追従して板ばね６３が変形（復元）するため、この板ばね６３の弾性力（復元力）によって接触板６２を一方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）に付勢することにより、接触板６２の接触面６２ｃを一方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けることができる。同時にＡＶＢ６１の他方の側面６１ｇも、板ばね６１の弾性力（復元力）で他方の伝熱管４１へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）に付勢されることにより、他方の伝熱管４１の外周面４１ｄに押し付けられる。
【００４０】
また、本実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１によれば、ＡＶＢ６１の側面６１ａには凹部６１ｂが形成され、接触板６２は凹部６１ｂに設けられ、接触面６２ｃが凹部６１ｂの出口６１ｃから凹部６１ｂの外へ出て、ＡＶＢ６１の側面６１ａよりも突出しており、板ばね６３は凹部６１ｂに設けられ、凹部６１ｂの底面６１ｆと接触板６２との間に介設されていることを特徴としているため、接触板６２及び板ばね６３がＡＶＢ６１の凹部に設けられることにより、接触板６２及び板ばね６３を容易且つ確実に伝熱管４１に対応した位置に配置することができる。
【００４１】
また、本実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１によれば、接触板６２（基部６２ａ）の周縁部にはストッパ部６２ａ−１が設けられており、接触板６２が凹部６１ｂの奥へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）へ移動したとき、ストッパ部６２ａ−１の基端６２ａ−２が凹部６１ｂの底面６１ｆに当接して、接触板６２の前記奥へ向かう方向（図５の矢印Ｋ方向）の移動を規制することにより、接触面６２ｃがＡＶＢ６１の側面６１ａよりも内側に凹むのを防止する構成であることを特徴としているため、接触板６２の接触面６２ｃがＡＶＢ６１の側面６１ａよりも内側に凹んで接触板６２の接触面６２ｃと伝熱管４１の外周面４１ｄとの間に隙間が生じるのを、確実に防止することができる。このため、より確実に伝熱管４１を伝熱管振れ止め装置５１によって支持することができる。
【００４２】
また、本実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１によれば、凹部６１ｂの出口６１ｃの周縁部にはストッパ当接部６１ｄが設けられており、接触板６２が凹部６１ｂの出口６１ｃへ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）へ移動したとき、ストッパ部６２ａ−１の先端６２ａ−３がストッパ当接部６１ｄの裏面６１ｄ−２に当接して、接触板６２の前記出口６１ｃへ向かう方向（図５の矢印Ｌ方向）の移動を規制することにより、接触板６２が凹部６１ｂの外に飛び出るのを防止する構成であることを特徴としているため、接触板６２が凹部６１ｂの外に飛び出たすのを確実に防止することができる。このため、より確実に伝熱管４１を伝熱管振れ止め装置５１によって支持することができる。
【００４３】
＜実施の形態例２＞
図８〜図１３に基づき、本発明の実施の形態例２に係る伝熱管振れ止め装置７１について説明する。図８〜図１３において、図２〜図７と同様の部分には同一の符号を付した。両者の対応関係ついては、図２と図８、図３と図９、図４と図１０、図５と図１１、図６と図１２、図７と図１３がそれぞれ対応している。
なお、本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１は、上記実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１に代えて、蒸気発生器３１（図１）に設けることができるものである。
【００４４】
そして、本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１と、上記実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１とでは、接触板６１（凸部６２ｂ）における接触面６２ａの形状が異なっている。
即ち、上記実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置７１では接触板６２の接触面６１ｃが平らであるのに対して（図２〜図７）、図８〜図１３に示すように本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１では、接触板６２（凸部６２ｂ）の接触面６２ｃが、伝熱管４１の外周面に沿った曲面となっている。換言すると、接触面６２ｃは、側面視（図１２，図１３）が、伝熱管４１の外周面４１ｄの周方向に沿った円弧状となっている。このため、接触面６２ｃと伝熱管４１の外周面４１ｄは面接触している。
【００４５】
本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１のその他の構成については、上記実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４６】
以上のことから、本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１においても、上記実施の形態例１の伝熱管振れ止め装置５１と同様の作用効果が得られる。
【００４７】
しかも、本実施の形態例２の伝熱管振れ止め装置７１によれば、接触板６２の接触面６２ｃは伝熱管４１の外周面４１ｄに沿った曲面であり、接触板６２の接触面６２ｃと伝熱管４１の外周面４１ｄとが面接触していることを特徴としているため、接触板６２の接触面６２ｃと伝熱管４１の外周面４１ｄが線接触している場合に比べて、より大きな接触板６２の接触面６２ｃと伝熱管４１と外周面４１ｄとの間の摩擦による減衰効果が得られる。このため、伝熱管４１の応答（振れ）を低減する効果がより大きくなり、伝熱管４１の摩耗進行速度をより遅くすることができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態例１，２では弾性体として板ばね６３を用いた例を示したが、本発明の伝熱管振れ止め装置に適用する弾性体としては、板ばね６３に限定するものではなく、その他の弾性体でもよい。例えば、板ばね６３とは異なる形状の板ばねや、板ばね以外のばね（例えばコイルばね）などを適用してもよい。また、弾性体の弾性力（復元力）は、弾性体の形状や材質によって弾性体の剛性を調整することにより、調整可能である。
【００４９】
また、上記では本発明の伝熱管振れ止め装置をＰＷＲ発電プラントの蒸気発生器に適用した場合について説明したが、これに限定するものではなく、本発明の伝熱管振れ止め装置は蒸気発生器以外の熱交換器にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は伝熱管振れ止め装置に関するものであり、ＰＷＲ発電プラントの蒸気発生器などの熱交換器において、伝熱管の流力弾性振動の発生を確実に防止する場合に適用して有用なものである。
【符号の説明】
【００５１】
３１ 蒸気発生器
３２ 容器
３３ 第１水室
３４ 第２水室
３５ １次冷却材入口ノズル
３６ １次冷却材出口ノズル
３７ 蒸気出口ノズル
３８ 給水入口ノズル
４１ 伝熱管
４１ａ 下端部
４１ｂ 直管部
４１ｃ Ｕベンド部
４１ｄ 外周面
４２ 給水リング
４３ 気水分離器
４４ 湿分分離器
４５ 管板
４６ 管支持板
４７ 管群外筒
５１ 伝熱管振れ止め装置
５２ 保持金具
６１ 振れ止め金具（ＡＶＢ）
６１ａ 側面
６１ｂ 凹部
６１ｃ 出口
６１ｄ ストッパ当接部
６１ｄ−１ 表面
６１ｄ−２ 裏面
６１ｅ 内部
６１ｆ 底面
６１ｇ 側面
６２ 接触板
６２ａ 基部
６２ｂ 凸部
６２ａ−１ ストッパ部
６２ａ−２ 基端
６２ａ−３ 先端
６２ｂ 凸部
６２ｃ 接触面
６２ｄ 裏面
６２ｅ 凹部
６２ｅ−１ 底面
６３ 板ばね
６３ａ 本体部
６３ｂ，６３ｃ 端部
７１ 伝熱管振れ止め装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器の伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め装置であって、
前記伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め金具と、
前記伝熱管の外周面に接する接触面を有する接触板と、
前記伝熱管振れ止め金具と前記接触板との間に介設され、弾性力で前記接触板を付勢して前記接触面を前記伝熱管の外周面に押し付ける弾性体と
を備えた構成であることを特徴とする伝熱管振れ止め装置。
【請求項２】
請求項１に記載の伝熱管振れ止め装置において、
前記伝熱管振れ止め金具の側面には凹部が形成され、
前記接触板は前記凹部に設けられ、前記接触面が前記凹部の出口から前記凹部の外へ出て、前記伝熱管振れ止め金具の側面よりも突出しており、
前記弾性体は前記凹部に設けられ、前記凹部の底面と前記接触板との間に介設されている
ことを特徴とする伝熱管振れ止め装置。
【請求項３】
請求項２に記載の伝熱管振れ止め装置において、
前記接触板の周縁部にはストッパ部が設けられており、
前記接触板が前記凹部の奥へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の基端が前記凹部の底面に当接して、前記接触板の前記奥へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触面が前記振れ止め金具の側面よりも内側に凹むのを防止する構成であることを特徴とする伝熱管振れ止め装置。
【請求項４】
請求項３に記載の伝熱管振れ止め装置において、
前記凹部の出口の周縁部にはストッパ当接部が設けられており、
前記接触板が前記凹部の出口へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の先端が前記ストッパ当接部の裏面に当接して、前記接触板の前記出口へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触板が前記凹部の外に飛び出るのを防止する構成であることを特徴とする伝熱管振れ止め装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の伝熱管振れ止め装置において、
前記接触面は前記伝熱管の外周面に沿った曲面であり、前記接触面と前記伝熱管の外周面とが面接触していることを特徴とする伝熱管振れ止め装置。
【請求項１】
熱交換器の伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め装置であって、
前記伝熱管と伝熱管の間に挿入される伝熱管振れ止め金具と、
前記伝熱管の外周面に接する接触面を有する接触板と、
前記伝熱管振れ止め金具と前記接触板との間に介設され、弾性力で前記接触板を付勢して前記接触面を前記伝熱管の外周面に押し付ける弾性体と
を備えた構成であることを特徴とする伝熱管振れ止め装置。
【請求項２】
請求項１に記載の伝熱管振れ止め装置において、
前記伝熱管振れ止め金具の側面には凹部が形成され、
前記接触板は前記凹部に設けられ、前記接触面が前記凹部の出口から前記凹部の外へ出て、前記伝熱管振れ止め金具の側面よりも突出しており、
前記弾性体は前記凹部に設けられ、前記凹部の底面と前記接触板との間に介設されている
ことを特徴とする伝熱管振れ止め装置。
【請求項３】
請求項２に記載の伝熱管振れ止め装置において、
前記接触板の周縁部にはストッパ部が設けられており、
前記接触板が前記凹部の奥へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の基端が前記凹部の底面に当接して、前記接触板の前記奥へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触面が前記振れ止め金具の側面よりも内側に凹むのを防止する構成であることを特徴とする伝熱管振れ止め装置。
【請求項４】
請求項３に記載の伝熱管振れ止め装置において、
前記凹部の出口の周縁部にはストッパ当接部が設けられており、
前記接触板が前記凹部の出口へ向かう方向へ移動したとき、前記ストッパ部の先端が前記ストッパ当接部の裏面に当接して、前記接触板の前記出口へ向かう方向の移動を規制することにより、前記接触板が前記凹部の外に飛び出るのを防止する構成であることを特徴とする伝熱管振れ止め装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の伝熱管振れ止め装置において、
前記接触面は前記伝熱管の外周面に沿った曲面であり、前記接触面と前記伝熱管の外周面とが面接触していることを特徴とする伝熱管振れ止め装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−９６６１２（Ｐ２０１３−９６６１２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３８２４９（Ｐ２０１１−２３８２４９）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
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