JPS6025032Y2 - pipe restraint device - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はパイプ制止部材に関するものである。[Detailed explanation of the idea] The present invention relates to a pipe restraining member.

高圧の流体を伝達するためのパイプを含んだシステムは
数多く存在する。Many systems exist that include pipes for transmitting high pressure fluids.

たとえば公知の蒸気発電所においては、一次安全コンテ
ナによって包囲された圧力容器内に熱交換器（たてえば
原子炉の炉心）が設置され、そしてその中に水が循環さ
れられる。For example, in known steam power plants, a heat exchanger (for example, the core of a nuclear reactor) is installed in a pressure vessel surrounded by a primary safety container, and water is circulated within it.

こうして発生された蒸気は圧力容器から蒸気パイプ（ま
たは蒸気管路）を通して取出され、そして多くは圧力容
器からやや離れた位置に設置された蒸気タービン発電機
に供給される。The steam thus generated is removed from the pressure vessel through a steam pipe (or steam line) and is supplied to a steam turbine generator, often located at a location some distance from the pressure vessel.

勿論、圧力容器に連結されかつ一次コンテナの内部に位
置する圧力バイブはその他にも数が多い。Of course, there are many other pressure vibrators connected to the pressure vessel and located inside the primary container.

かかる圧力バイブとしてはたとえば冷却材循環パイプが
あるし、また発電用原子炉の場合には炉心に非常用冷却
材を供給するためのパイプもある。Such pressure vibrators include, for example, coolant circulation pipes and, in the case of power reactors, pipes for supplying emergency coolant to the reactor core.

−次コンテナはまた、検知装置や測定装置およびそれに
接続された電気回路のごときその他の重要な設備をも収
容している。- The next container also houses other important equipment such as sensing and measuring equipment and electrical circuits connected thereto.

ところで、かかる圧力バイブの１本が万一破裂ないし破
壊した場合、漏れ出る高圧流体の大きな噴出力（すなわ
ちブローダウン推力）のためにパイプかむら打ち運動を
することがある。By the way, in the event that one of such pressure vibrators ruptures or breaks, the pipe may move unevenly due to the large ejection force (i.e., blowdown thrust) of the leaking high-pressure fluid.

すなわち、元来のパイプ長軸とある角度を威す方向へパ
イプが運動をするのである。In other words, the pipe moves in a direction that makes a certain angle with the original long axis of the pipe.

制止されなければ、このようなむち打ち運動をするパイ
プは他の構成要素（たとえばコンテナ、別のパイプ、計
器類、電気ケーブルなど）に衝突し、それによってシス
テムに損害をもたらすことがある。If unchecked, pipes with such whipping movements can strike other components (eg, containers, other pipes, instrumentation, electrical cables, etc.), thereby causing damage to the system.

それ故、切断したパイプの運動を制限して隣接する構成
要素への衝撃を防止するためのパイプ制止手段を得るこ
とは望ましいわけである。Therefore, it would be desirable to have a pipe restraint means to limit the movement of the cut pipe to prevent impact to adjacent components.

その場合、かかるパイプ制止手段は下記のような特徴を
有することが望ましい。In that case, it is desirable that such pipe restraint means have the following characteristics.

１ 運動するパイプのエネルギーを吸収するため、大き
いエネルギー吸収容量および高い材料効率を有すること
。1. Having large energy absorption capacity and high material efficiency to absorb the energy of moving pipes.

２ 正常時の熱的なパイプ運動を拘束せず、稼動中のパ
イプ検査を容易にし、かつ標準的なパイプ絶縁材料の使
用を可能にするよう、正常時には制止部材とパイプとの
間に比較的大きな間隙を有すること。2. In order to not restrict the thermal movement of the pipe under normal conditions, to facilitate pipe inspection during operation, and to enable the use of standard pipe insulation materials, there shall be a relatively small gap between the restraining member and the pipe during normal operation. Having a large gap.

３ 一次コンテナ内のスペースが極で限られているため
、小形であること。3. The space within the primary container is extremely limited, so it must be small.

４ 早朝のパイプ圧潰および破断によってパイプの破断
部分が飛行物体となることがないよう、局部的な制止力
がパイプに加わるのを防止すること。4. Prevent local restraining force from being applied to the pipe so that the broken part of the pipe does not become a flying object due to pipe collapse and breakage in the early morning.

５ 交換またはパイプ修復のため、容易に取外し可能で
あること。5. Must be easily removable for replacement or pipe repair.

６ パイプ制止手段の取付けられた構造物に対する荷重
が最小であること。6. The load on the structure to which the pipe restraint means is installed shall be minimal.

７ パイプのはね返りが最小であること。7. Pipe rebound shall be minimal.

８ 予測可能なエネルギー吸収および荷重たわみ特性を
示すこと。8 Demonstrate predictable energy absorption and load deflection characteristics.

以前に考えらたパイプ制止手段は、これらの望ましい特
徴を有する。The previously contemplated pipe restraint means have these desirable features.

とは言えない。たとえば、剛性または弾性制止手段は大
形である上、正常なパイプ運動を妨害する。It can not be said. For example, rigid or elastic restraints are bulky and interfere with normal pipe movement.

しかも、それらはパイプのはね返りをもたらす上、パイ
プよび制止手段取付は構造物に対して大きな荷重を負わ
せることがある。Additionally, they can cause pipe bounce and the pipe and restraint installations can place large loads on the structure.

また、従来の例の考案に従えば、パイプの周囲に比較的
多重の破砕可能な材料が使用されていた。Also, according to prior art designs, relatively multiple layers of frangible material were used around the pipe.

しかも、かかる考案は過大なスペースを必要とするばか
りか、パイプの検査および修復を妨害する。Moreover, such designs not only require excessive space but also obstruct pipe inspection and repair.

勿論、本考案はたとえば米国特許第２２９１１４亀３６
２３６８６および３５３９１３６号明細書中に記載のご
ときパイプハンガ（サドルまたはクレードル）とも全く
異なるものである。Of course, the present invention is disclosed in, for example, U.S. Pat.
It is completely different from the pipe hanger (saddle or cradle) as described in 23686 and 3539136.

かかるパイプハンガは、正常運転時におけるパイプの支
持を目的とするため、パイプと接触している。Such a pipe hanger is in contact with the pipe to support the pipe during normal operation.

このように、それらはパイプと常時接触しないように設
計されているわけではないし、また破裂ないし破壊した
パイプのむち打ち運動のエネルギーを吸収するように設
計されているわけでもない。As such, they are not designed to avoid constant contact with the pipe, nor are they designed to absorb the energy of the whipping motion of a ruptured or fractured pipe.

従って、本考案の目的は前述のごとき望ましい特徴を有
するパイプ制止装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a pipe restraint device having the desirable features described above.

さて上記およびその他の目的は、間隙をはさんでパイプ
を取巻くＵ字形制止棒（または制止部材）から成るパイ
プ制止ユニットによって達成される。These and other objects are now achieved by means of a pipe restraint unit consisting of a U-shaped restraint bar (or restraint member) surrounding the pipe with a gap in between.

かかる制止棒の両端は、耳状突起およびＵリンクのごと
き旋回可能な連結機構を介して構造部材に固定される。The ends of such a stop bar are secured to the structural member via pivotable coupling mechanisms such as ears and clevises.

・また、荷重を分配してパイプの局部的な圧潰を最少に
するため、各制止棒にはＣ字形の柔軟なささえ板が取付
けられる。- Each stop bar is also fitted with a C-shaped flexible support plate to distribute the load and minimize local collapse of the pipe.

なお制止棒の材料および直径は、仮想されたパイプのむ
ち打ち運動による荷重に対し、制止棒の塑性的な伸びお
よび運動するパイプのエネルギーの吸収をもたらすよう
に選定される。The material and diameter of the restraining rod are selected to provide plastic elongation of the restraining rod and absorption of the energy of the moving pipe against the loads due to the hypothetical whipping movement of the pipe.

更にまた、はね返り最少にするため、ささえ板はパイプ
を包囲するように設計される。Furthermore, the support plate is designed to surround the pipe to minimize bounce.

以下、添付の図面を参照しながら本考案が一層詳しく記
載される。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

先ず第１図を見れば、本考案の使用の一例として、蒸気
供給システムが簡略化された部分模式図の形で示されて
いる。Turning first to FIG. 1, a steam supply system is shown in simplified partial schematic form as an example of the use of the present invention.

かかるシステムはたとえば原子炉の炉心を収容した鋼製
圧力容器１０を含んでいる。Such a system includes, for example, a steel pressure vessel 10 containing the core of a nuclear reactor.

その圧力容器１０はたとえば補強コンクリートから成る
遮蔽壁１１によって包囲されて１．）る。The pressure vessel 10 is surrounded by a shielding wall 11 made of reinforced concrete, for example. ).

更に、圧力容器１０および遮蔽壁１１は声閉可能な隔室
（すなわちコンテナ）１２の内部に収容されている。Furthermore, the pressure vessel 10 and the shielding wall 11 are housed inside a closable compartment (or container) 12 .

圧力容器１０には多数の圧力バイブが連結されていて、
それらの中にはコンテナ１２の内部に位置しているもの
もあればコンテナ１２を横断しているものもある。A large number of pressure vibrators are connected to the pressure vessel 10,
Some of them are located inside the container 12, while others are located across the container 12.

かかるパイプの実例としては、第１図に示されているご
とく、主蒸気パイプ１３、給水パイプ１４、冷却材循環
パイプ系統１６および非常用冷却材パイプ１７．１８が
挙げられる。Examples of such pipes include main steam pipe 13, water supply pipe 14, coolant circulation pipe system 16, and emergency coolant pipes 17,18, as shown in FIG.

（なお、コンテナ１２の外壁を貫通している管路は給水
パイプの弁１９のごとき隔離弁を包含している。(Note that the conduit penetrating the outer wall of the container 12 includes an isolation valve, such as the valve 19 of the water supply pipe.

）パイプのむち打ち運動が制止されなければいかに重大
な結果が生じるかを理解するためには、主蒸気パイプ１
３がたとえば２１の箇所で破壊または切断したと仮定し
てみればよい。) To understand how serious the consequences can be if the whipping motion of the pipe is not stopped, the main steam pipe 1
Let's assume that 3 is broken or severed at, for example, 21 points.

もしパイプが制止されなければ、かかる裂は目から噴出
する高圧蒸気のため、パイプ１３の裂は目より（第１図
において）左方の部分は湾曲した破線矢印２２によって
概略的に表わされる弓形の経路に沿ってむち打ち運動を
行なうことがあり得る。If the pipe is unrestrained, such a crack would result in high-pressure steam escaping from the eye, so that the part to the left of the eye (in FIG. It is possible to perform a whipping motion along the path of

こようなむち打ち運動を行なうパイプは、明らかに、コ
ンテナ１２内の他のパイプや他のシステム構成要素に危
険をもたらす。A pipe undergoing such a whipping motion clearly poses a danger to other pipes within the container 12 and to other system components.

かかるパイプの運動を回避するため、第１図中のパイプ
制止ユニット２３のごとく、本発明に基づく制止装置が
各種パイプの適当な箇所に設置されている。In order to avoid such movement of the pipes, restraining devices according to the invention, such as pipe restraining unit 23 in FIG. 1, are installed at appropriate locations on various pipes.

これらのパイプ制止ユニット２３は、コンテナ構造物の
適当な隣接部分たとえば遮蔽壁１１、床２４、はり２６
などに取付けられている。These pipe restraint units 23 are connected to suitable adjacent parts of the container structure, such as the shielding wall 11, the floor 24, the beam 26
etc. are installed.

本考案に基づくパイプ制止ユニット２３は第２ａ〜２ｃ
図に詳しく示されている。The pipe restraining unit 23 based on the present invention is comprised of parts 2a to 2c.
This is shown in detail in the figure.

パイプ制止ユニット２３は１個以上の構成単位３１から
戊っていて、その各々はＵ字形側止棒３２、ささえ板３
３、制止棒３２の両端に取付けられたＵリンク３４、．
３４゜および１対の耳状突起３６１，３６２から構成さ
れている。The pipe stop unit 23 is separated from one or more structural units 31, each of which includes a U-shaped side stop bar 32, a support plate 3
3. U-links 34 attached to both ends of the stop bar 32, .
34° and a pair of ear-shaped projections 361 and 362.

耳状突起３６．．３６□は（たとえば溶接によって）そ
れぞれの基板３７１．３７□に固定され、かつピン３８
１．３８□によってＵリンク３４□、３４２と旋回可能
に（つようつがい状に）結合されている。Auriculum 36. ．． 36□ is fixed (for example by welding) to the respective substrate 371, 37□ and connected to the pin 38
1.38□ is connected to the U-links 34□ and 342 so as to be pivotable (in a pair-like manner).

基板３７□、３７゜は（たとえば溶接によって）適当な
構造部材３９（たとえば遮蔽壁１１、床２４、はり２６
など）に固定されている。The substrates 37□, 37° are attached (for example by welding) to suitable structural members 39 (for example the shielding wall 11, the floor 24, the beam 26).
etc.) are fixed.

弓形のささえ板３３は、その両端４１１．４１□よりも
手前の位置において、制止棒３２に取付けられている。The arcuate support plate 33 is attached to the stop bar 32 at a position in front of both ends 411, 41□.

そのためには、（たとえば溶接によって）基板３３に固
定された複数個の締め金２５のごとき適当な手段が使用
される。For this purpose, suitable means are used, such as a plurality of clamps 25 fixed to the base plate 33 (for example by welding).

かかる弓形ささえ板３３を伴なったＵ字形側止棒３２は
、制止すべき圧力バイブ（たとえば鋼管）４３の周囲に
間隙をはさんで設置されている。The U-shaped side stop rod 32 with such an arcuate support plate 33 is installed with a gap around the pressure vibrator (for example, a steel pipe) 43 to be stopped.

（圧力バイブ４３は通常の熱絶縁材４４によって被覆さ
れていることがある。(The pressure vibrator 43 may be covered with a conventional thermal insulation material 44.

）制止棒３２の両端３５□、３５゜は、第２ａおよび２
ｂ図に示されるごとく、Ｕリンク３４１゜３４□に溶接
されていればよい。) Both ends 35□, 35° of the stop bar 32 are connected to the second a and the second ends.
As shown in Figure b, it is sufficient if it is welded to the U-link 341°34□.

あるいはまた、第２ｃ図に示されるごとく、制止棒３２
の両端をねじ付きの拡大部４５として形成することも可
能で、その場合のＵリンク３４．．３４□は対応する雌
ねじを有する。Alternatively, as shown in FIG. 2c, the stop bar 32
It is also possible to form both ends of the U-link 34. as a threaded enlargement 45, in which case the U-link 34. ．． 34□ has a corresponding internal thread.

このような拡大部４５を使用すれば、制止棒がねじの根
元で折れる可能性が少なくなる。Use of such an enlarged portion 45 reduces the possibility that the stop bar will break at the base of the screw.

制止棒の材料、構成単位３１の数および制止棒の直径は
、後記に一層詳しく説明される通り、圧力バイブ４３の
破壊を仮想した場合に吸収する必要のあるエネルギーに
関連して選定される。The material of the stop rod, the number of structural units 31 and the diameter of the stop rod are chosen in relation to the energy that would have to be absorbed in the hypothetical failure of the pressure vibrator 43, as will be explained in more detail below.

次の第３ａ〜３ｃ図には、むち打ち運動を行なうパイプ
５１のエネルギーを吸収する際におけるパイプ制ユニッ
ト２３の作用が示されいる。The following figures 3a to 3c show the action of the pipe control unit 23 in absorbing the energy of the pipe 51 performing the whipping movement.

なお、この場合働く力は第３ｂ図中の矢印によって示さ
れるごとくパイプ５１を下方へ運動させるようなもので
あると仮定する。It is assumed that the force acting in this case is such as to move the pipe 51 downward as indicated by the arrow in FIG. 3b.

第３ａ図には、パイプ５１および制止ユニット２３の正
常状態が示されている。FIG. 3a shows the pipe 51 and the stop unit 23 in their normal state.

第３ｂ図は、パイプ制止ユニット２３がパイプ５１の運
動を制止した後における端面図である。FIG. 3b is an end view after the pipe restraining unit 23 has restrained the movement of the pipe 51.

制止棒３２はパイプのむち打ち運動のエネルギーを吸収
した際に変形を受けている。The stop bar 32 is deformed when it absorbs the energy of the whipping motion of the pipe.

（すなわち引伸ばされている）。(i.e. stretched).

ささえ板３３が周囲に沿って応力を分配した結果、パイ
プの横断面形状が長楕円形になっているとは言え、パイ
プの全体的な圧潰は防止されている。As a result of the support plate 33 distributing stress along the circumference, the overall collapse of the pipe is prevented, although the cross-sectional shape of the pipe is oblong.

ささえ板３３は部分的に変形したパイプの周囲に曲がり
、そして自由端４１１．４２□がパイプ５１を包囲する
ように働く結果、パイプのはね返りも防止されている。The support plate 33 bends around the partially deformed pipe and the free ends 411,42□ act to surround the pipe 51, so that the pipe is also prevented from rebounding.

第３ｃ図は、パイプ制止ユニット２３がパイプ５１の運
動を制止した後における側面図である。FIG. 3c is a side view after the pipe restraining unit 23 has restrained the movement of the pipe 51.

複数個の構成単位３１を使用することは、（たとえばた
だ１個の強力な制止棒を使用した場合に比べ）パイプむ
ち打ち運動のエネルギーをパイプ５１の軸方向に沿って
分配するのに役立つ。The use of multiple units 31 helps distribute the energy of the pipe whipping motion along the axial direction of the pipe 51 (compared to, for example, only one strong stop bar).

かかる荷重の分配はまた、それぞれのささえ板が独立し
てパイプ５１の表面の形状に順応し得ることによっても
遠戚される。The distribution of such loads is also facilitated by the fact that each support plate can independently adapt to the shape of the surface of the pipe 51.

また、複数個の構成単位３１を用いてパイプ制止ユニッ
ト２３を形成すれば、個々の部品の寸法および重量が小
さくなるために製造、設置および交換時の取扱いが簡便
となるばかりでなく、類似した多数の部品を使用するた
めに原価も安くなる。Furthermore, if the pipe restraint unit 23 is formed using a plurality of structural units 31, the dimensions and weight of the individual parts are reduced, which not only simplifies the handling during manufacturing, installation, and replacement, but also The cost is also lower because a large number of parts are used.

更にまた、このような複合方式を採用すれば、単に構成
単位の数を適切に選定することにより、所定のパイプ制
止ユニットのエネルギー吸収容量をかなり広い範囲にわ
たって調節することもできる。Moreover, such a combination approach also allows the energy absorption capacity of a given pipe arresting unit to be adjusted over a fairly wide range simply by selecting the number of constituent units appropriately.

次の第４ａ〜４ｄ図を見れば、破壊したパイプを制止す
る際における本発明のパイプ制止ユニットの作用が一層
詳しく示されている。Referring now to Figures 4a-4d, the action of the pipe arresting unit of the present invention in restraining a broken pipe is illustrated in more detail.

本発明のパイプ制止ユニットの顕著な利点の一つは、パ
イプ５１およびパイプ制止ユニット２３の正常時の中心
線とある角度を威す方向へのパイプの運動を制止し得る
ことにある。One of the significant advantages of the pipe restraint unit of the present invention is that it can restrain the movement of the pipe in a direction that makes an angle with the normal center line of the pipe 51 and the pipe restraint unit 23.

従って、ここではパイプのむち打ち運動の力Ｆｐが中心
線５３と角度Ｘを威すという一般的な場合が記載される
。Therefore, the general case is described here in which the force Fp of the whipping movement of the pipe imposes an angle X with the center line 53.

第４ａ図はパイプ制止ユニット２３およびパイプ５１の
正常状態をしている。FIG. 4a shows the pipe restraining unit 23 and the pipe 51 in a normal state.

Ｄｌはパイプ５１とささえ板３３との間の初期間隙であ
る。Dl is the initial gap between the pipe 51 and the support plate 33.

Ｂはささえ板３３の厚さ、そしてＣはパイプ５１の中心
を通る中心線５４とリンク３４との間における制止体３
２の長さである。B is the thickness of the support plate 33, and C is the thickness of the stopper 3 between the center line 54 passing through the center of the pipe 51 and the link 34.
The length is 2.

Ｒはパイプ５１の（外側）半径、そしてＲ１はパイプ５
１の中心から測定した制止体３２の正常時の曲率半径で
ある。R is the (outer) radius of the pipe 51, and R1 is the (outer) radius of the pipe 5
This is the radius of curvature of the stopper 32 when it is normal, measured from the center of 1.

その結果、制止体３２の正常時の有効長さはｘＲ１十２
Ｃに等しくなる。As a result, the effective length of the stopper 32 under normal conditions is xR1
becomes equal to C.

パイプの破裂によって中心線５３と角度Ｘを威す方向に
瞬間的なパイプ推力Ｆｐが生じるものと仮定すれば、パ
イプ５１は初期間隙Ｄ１を通過し、そして第４ｂ図に示
されるごとくささえ板３３に接触する。Assuming that the rupture of the pipe produces an instantaneous pipe thrust Fp in a direction that imposes an angle come into contact with.

次いで、制止体３２の半径Ｒ１はパイプの半径Ｒよりも
大きいから、制止体３２およびささえ板３３はパイプに
順応して形状を変えるはずである。Next, since the radius R1 of the stopper 32 is larger than the radius R of the pipe, the stopper 32 and the support plate 33 should change their shape to accommodate the pipe.

すなわち、第４ｂ図に示されるごとくパイプ５１がパイ
プ制止ユニットに接触した後、制止体３２がぴんと張る
までにパイプ５１およびパイプ制止ユニットは距離Ｄ２
（「順応間隙」と呼ぶ）だけ運動する。That is, as shown in FIG. 4b, after the pipe 51 contacts the pipe restraining unit, the pipe 51 and the pipe restraining unit have moved a distance D2 before the restraining body 32 becomes taut.
(called the "accommodation gap").

このように順応間隙Ｄ２だけ運動する間に、パイプ制止
ユニット２３は第４ｃ図に示されるごとくパイプ５１の
形状に順応するが、パイプ５１の運動に対して顕著な抵
抗を示すには至らない。During this movement by the accommodation gap D2, the pipe restraint unit 23 adapts to the shape of the pipe 51, as shown in FIG. 4c, but does not offer any significant resistance to the movement of the pipe 51.

やがて、パイプ５１が初期間隙Ｄ□および順応間隙Ｄ２
の和に等しい実行間隙だけ運動した後、パイプ制止ユニ
ット２３はパイプ５１の運動を阻止してパイプのむち打
ち運動のエネルギーを吸収するのに有効になる。Eventually, the pipe 51 has the initial gap D□ and the adaptation gap D2.
After movement by a running clearance equal to the sum of , the pipe restraint unit 23 becomes effective to prevent the movement of the pipe 51 and absorb the energy of the whipping motion of the pipe.

実際には、かかる実効間隙をできるだけ小さくシ、それ
によって破裂したパイプの運動エネルギーの過度の増大
を避けることが望ましい。In practice, it is desirable to keep such an effective gap as small as possible, thereby avoiding an undue increase in the kinetic energy of the ruptured pipe.

運動するパイプの作用によってパイプ制止ユニット２３
が実効間隙を越えて変形する際、制止体３２は塑性的に
引き伸ばされ、それによってパイプのむち打ち運動のエ
ネルギーを吸収する。Pipe restraint unit 23 by the action of the moving pipe
When deformed beyond the effective clearance, the stop 32 is stretched plastically, thereby absorbing the energy of the whipping motion of the pipe.

こうして引き伸ばされる制止体３２は、制止部材の応力
ひずみ曲線または荷重たわみ特性に基づき、パイプ５１
に対して反力Ｆｒを及ぼす。The restraint body 32 stretched in this way is controlled by the pipe 51 based on the stress-strain curve or load-deflection characteristics of the restraint member.
A reaction force Fr is exerted on.

第４ｂ図には、パイプ制止ユニット２３が実効間隙を越
えて距離Ｄ３（「実働たわみ」と呼ぶ）だけ変形した場
合が示されている。FIG. 4b shows the pipe restraint unit 23 being deformed by a distance D3 (referred to as the "actual deflection") beyond the effective clearance.

ここで、パイプのむち打ち運動の荷重下におけるパイプ
制止ユニット２３の作用を予測するため、解析的な関係
式を求めてみよう。Here, in order to predict the action of the pipe restraining unit 23 under the load of whipping motion of the pipe, let us find an analytical relational expression.

かかる関係式の１つは、制止体３２の２つ断片Ｓ１およ
びＳ２が一般には相異なる長さを有するにせよ、いずれ
の断片も同じ量Ｄ３だけ変形するという仮定に基づくも
のである。One such relationship is based on the assumption that although the two segments S1 and S2 of the stop 32 generally have different lengths, both segments deform by the same amount D3.

（このような等たわみ関係を表わす簡単なモデルとして
は、相違なる長さを持った２本の棒がピンで連結され、
そしてその連結点に荷重が加わるよう□な場合が挙げら
れる。(A simple model that expresses this equal deflection relationship is two rods with different lengths connected with a pin,
There are also cases where a load is applied to the connection point.

）かかる等にたわみ解析に基づけば、反力Ｆｒは次のよ
うになる。) Based on the deflection analysis, the reaction force Fr is as follows.

” （１） Ｆｒ＝ＡＫ５ （ｔ、ｎ−、ｘ肝） ただし、Ｆｒはパイプ制止ユニットがパイプに対して及
ぼす反力、Ｄ３はパイプ制止ユニットの実働たわみ、Ａ
は制止体の横断面積、杭は制止体の短片Ｓ１の有効長さ
、Ｌ２は制止体の長片Ｓ２の有効長さ、ｎは（後述のご
とき）制止体の材料の塑性領域に関する応力ひずみ関係
式中の指数、そしてＫは制止体の材料の塑性領域に関す
る応力ひずみ関係式中の係数である。(1) Fr=AK5 (t, n-, x liver) However, Fr is the reaction force that the pipe restraint unit exerts on the pipe, D3 is the actual deflection of the pipe restraint unit, and A
is the cross-sectional area of the restraint, pile is the effective length of the short piece S1 of the restraint, L2 is the effective length of the long piece S2 of the restraint, and n is the stress-strain relationship for the plastic region of the material of the restraint (as described below). The index in the equation, and K, are the coefficients in the stress-strain relationship for the plastic region of the material of the restraint.

パイプ推力Ｆｐの下で制止体３２が引き伸ばされる際に
は、ささえ板３３およびそれと接触した制止棒３２の湾
曲部分５６の間に摩擦が働く。When the restraint body 32 is stretched under the pipe thrust Fp, friction acts between the support plate 33 and the curved portion 56 of the restraint rod 32 that is in contact with the support plate 33.

かかる摩擦のため、湾曲部分５６の応力ないし張力は低
下する。Because of this friction, the stress or tension in the curved portion 56 is reduced.

従って制止棒３２は、エネルギーの吸収に関し、一様な
張力を受ける同じ長さの部材と同等に有効であるとは言
えない。Therefore, the stop bar 32 is not as effective in absorbing energy as a member of the same length subjected to uniform tension.

換言すれば、制止棒３２は実際の長さよりも小さい有効
長さを有するわけである。In other words, the stop bar 32 has an effective length that is smaller than its actual length.

このような有効性の低下を斜動するため、上記の関係式
（１）中では制止棒の短片Ｓ１および長片Ｓ２のそれぞ
れに関して有効長さＬｌおよびｈが使用されている。In order to compensate for this decrease in effectiveness, the effective lengths Ll and h are used in relation (1) above for the short piece S1 and the long piece S2 of the stop bar, respectively.

かかる有効長さＬ工およびＬ２は、幾可学的形状および
摩擦係数ｆに基づき、次のように定義することができる
。Such effective lengths L and L2 can be defined as follows based on the geometrical shape and the friction coefficient f.

ただし、Ｃは正常時における制止棒３２の各断片の直線
部分の長さ、Ｒ１は正常時における制止棒３２の湾曲部
分の内側半径、Ｘは正常時の中心線５３に対してパイプ
推力Ｆｐが威す角度、ｙ２は制止棒３２の長片上におけ
るパイプ５１とささえ板３３との接触角、Ｒはパイプ５
１の外側半径、ｙｌは制止棒３２の短片上におけるパイ
プ５１とささえ板３３との接触角、ｎは（後述のごとき
）制止棒３２の材料の塑性領域に関する応力ひずみ関係
式中の指数、ｅは自然対数の底、モしてｆは制止棒３２
とささえ板３３との間の摩擦係数である。However, C is the length of the straight part of each piece of the stop rod 32 in normal conditions, R1 is the inner radius of the curved portion of the stop rod 32 in normal conditions, and X is the pipe thrust Fp with respect to the center line 53 in normal conditions. y2 is the contact angle between the pipe 51 and the support plate 33 on the long piece of the stop rod 32, and R is the angle of contact between the pipe 51 and the support plate 33.
1, yl is the contact angle between the pipe 51 and the support plate 33 on the short piece of the stop bar 32, n is the index in the stress-strain relationship regarding the plastic region of the material of the stop bar 32 (as described below), and e is the base of the natural logarithm, and f is the stop bar 32
This is the coefficient of friction between the support plate 33 and the support plate 33.

各種の材料に関する摩擦係数の表は数多い公知のハンド
ブック中に見出される。Tables of coefficients of friction for various materials can be found in numerous known handbooks.

しかるに、かかるハンドブック中に示されるｆの値（た
とえば乾燥した鋼製部材間で００遍度）は本発明の目的
にとってやや大き過ぎることが判明した。However, it has been found that the values of f given in such handbooks (e.g., 00 degrees uniformity among dry steel members) are somewhat too large for the purposes of the present invention.

それ故、個々の場合における特定の金属に関し、日常的
な実験によって正確なｆの値を求めるのが最良である。It is therefore best to determine the exact value of f for the particular metal in each case by routine experimentation.

制止棒３２が３０４ステンレス鋼から威りかつささえ板
３３が炭素鋼から成る場合、清浄な非潤滑状態におおけ
る摩擦係数は約０．２であることが判明した。When the stop bar 32 is made of 304 stainless steel and the support plate 33 is made of carbon steel, the coefficient of friction in clean, unlubricated conditions has been found to be approximately 0.2.

なお、黒鉛やポリテトラフルオルエチレンなどのごき材
料から成る減摩被膜を使用すれば、かかる摩擦を小さく
することができる。Note that such friction can be reduced by using an anti-friction coating made of a hard material such as graphite or polytetrafluoroethylene.

上記の係数におよび指数ｎは、材料の塑性頭皮に関する
次のような公知の応力ひずみ関係式中に現われるもので
ある。The above-mentioned coefficients and the index n appear in the following known stress-strain relationship for the plastic scalp of the material.

５＝ＫＳ” （４）
ただし、Ｓは応力、そしてＳはひずみ（すなわち伸び）
である。5=KS” (4)
where S is stress and S is strain (i.e. elongation)
It is.

係数におよび指数ｎは、制止棒３２を形成すべき材料の
試料に関する応力ひずみ試験により、実験的に求めるの
が最良である。The modulus and index n are best determined experimentally by stress strain tests on samples of the material from which the stop bar 32 is to be formed.

かかる公知の日常的な試験から得られたデータに基づけ
ば、応力ヒずみ曲線を描くことができる。Based on the data obtained from such known routine tests, stress strain curves can be drawn.

第５図には、塑性領域におする３０４ステンレス鋼の引
張試験から得られた典型的な応力ひずみ試験が示されて
いる。FIG. 5 shows a typical stress strain test obtained from a tensile test of 304 stainless steel in the plastic region.

この曲線は約３５０００ｐｓｉ （ポンド／平方インチ
）の降伏点応力から約９００００ｐｓｉの極限応力（す
なわち極限強さ）至るまでの上記材料の応力ひずみ特性
を示すもので、極限応力下におけるひずみ（すなわち伸
び） Ｓｕは約５５％となっている。This curve shows the stress-strain properties of the material from a yield stress of about 35,000 psi (pounds per square inch) to an ultimate stress (or ultimate strength) of about 90,000 psi, and the strain (or elongation) at the ultimate stress. Su is about 55%.

上記の関係式４中の係数におよび指数ｎは、公知のごと
く、応力ひずみ曲線への当てはめによって求めることが
できる。The coefficients and the index n in the above relational expression 4 can be determined by fitting to a stress strain curve, as is well known.

第５図に示された３０４ステンレズ鋼の応力ひずみ曲線
の場合、係数にの値は約１０４０００．そして指数ｎの
値は約０．２４である。For the stress-strain curve of 304 stainless steel shown in Figure 5, the value of the coefficient is approximately 104,000. The value of the index n is approximately 0.24.

パイプ制止ユニットの実働にたわみＤ３は、材料の応力
ひずみ特性に基づき、次のように定義することができる
。The actual deflection D3 of the pipe restraint unit can be defined as follows based on the stress-strain characteristics of the material.

Ｄ３＝ＳＬ１ （Ｓｉｎｙｘ）” （
５）ところで、実働たわみＤ３に対して十分控目な設計
限界を与えるため、ひずみＳの設計μｓｄは制止棒の材
料の極限応力下における最大ひずみＳｕの数分の１（た
とえば２分のｌ程度）となるように選定される。D3=SL1 (Sinyx)” (
5) By the way, in order to give a sufficiently modest design limit to the actual deflection D3, the design μsd of the strain S is a fraction (for example, about half) of the maximum strain Su under the ultimate stress of the material of the restraining rod. ).

従って、次のような関係式が得られる。Therefore, the following relational expression is obtained.

Ｄ３ （設計限界）ＳｄＬ、（Ｓｉｎｙ、）１（６）た
だし、Ｓｄは制止棒の材料に関して選定されたひずみ限
界である。D3 (Design Limit) SdL, (Siny,) 1 (6) where Sd is the selected strain limit for the material of the stop bar.

特定の材料に関する応力ひずみ曲線（たとえば３０４ス
テンレス鋼に関する第５図の応力ひずみ曲線）において
、降伏点応力下のひずみｓｙから極限応力下のひずみＳ
ｕに至るまでの曲線下方の面積はその材料のエネルギー
吸収容量を表わす。In a stress-strain curve for a particular material (for example, the stress-strain curve in Figure 5 for 304 stainless steel), the strain sy under the yield point stress is changed to the strain S under the ultimate stress.
The area under the curve up to u represents the energy absorption capacity of the material.

かかる面積、従ってそれに対応するエネルギーＥは、応
力ひずみ関係式の積分によって求めることができる。Such an area, and therefore the corresponding energy E, can be determined by integrating the stress-strain relationship.

第６図には、第５図の応力ひずみ曲線の積分によって誘
導された３０４ステンレス鋼に関する典型的なエネルギ
ーひずみ曲線が示されている。FIG. 6 shows a typical energy-strain curve for 304 stainless steel derived by integrating the stress-strain curve of FIG.

（その他の材料に関する応力ひずみ曲線およびエネルギ
ーひずみ曲線も同様にして求め得ることは自明であろう
。(It is obvious that stress-strain curves and energy-strain curves for other materials can be obtained in a similar manner.

）以上の考察に基づけば、個々の場合においてパイプの
むち打ち運動のエネルギーを吸収すべき本考案のパイプ
制止ユニットを決定することができよう。) Based on the above considerations, it will be possible to determine in each case the pipe arresting unit according to the invention which is to absorb the energy of the whipping movement of the pipe.

制止棒３２の初期長・さは、パイプ５１の寸法、パイプ
制止ユニットを取付けるべき構造部材３９とパイプ５１
との距離、および所要の初期間隙Ｄ１によって決定され
る。The initial length of the restraining rod 32 is based on the dimensions of the pipe 51, the structural member 39 to which the pipe restraining unit is attached, and the pipe 51.
and the required initial gap D1.

また、ささえ板３３の材料、幅および厚さはパイプの圧
潰を最少にするだけの剛直性とパイプに順応して包囲し
得るだけの柔軟性との妥協案として選定される。Additionally, the material, width, and thickness of the support plate 33 are selected as a compromise between stiffness sufficient to minimize collapse of the pipe and flexibility sufficient to accommodate and encircle the pipe.

パイプ制止ユニット中の構成単位３１の数、従って制止
棒３２の数は、パイプの長手方向に沿って制止力Ｆｒが
所望の程度に分布し得るように選定される。The number of structural units 31 in the pipe restraining unit, and thus the number of restraining rods 32, is selected in such a way that the restraining force Fr can be distributed to the desired degree along the longitudinal direction of the pipe.

とは言え、製造および取扱いの便宜上、パイプ制止ユニ
ット１基当り最少４個の制止棒が推奨される。However, for manufacturing and handling convenience, a minimum of four restraint bars per pipe restraint unit is recommended.

制止棒３２を形成すべき材料は大きなエネルギー吸収容
量を与えるように選定される。The material from which the stop bar 32 is formed is selected to provide a large energy absorption capacity.

適当な材料のうちでも特に３０４ステンレス鋼が好適で
ある。Among suitable materials, 304 stainless steel is particularly preferred.

制止棒の長さ、パイプ制止ユニット１基当りの構成単位
（従って制止棒）の数および制止棒の材料が与えられれ
ば、制止棒の直径は吸収すべきパイプむち打ち運動エネ
ルギーに関連して決定される。Given the length of the restraining rod, the number of structural units (and therefore restraining rods) per pipe restraining unit, and the material of the restraining rod, the diameter of the restraining rod can be determined in relation to the pipe whipping kinetic energy to be absorbed. Ru.

その際には、上記および第５〜６図に示された関係式に
おいて、「最悪の場合」すなわち予想される最大のたわ
み角Ｘを仮定し、次いで制止棒の短片のひずみを設計限
界ｓｄに制限すればよい。At that time, in the relational expressions shown above and in Figures 5 and 6, assume the "worst case", that is, the maximum expected deflection angle X, and then adjust the strain of the short piece of the stop bar to the design limit sd Just limit it.

制止棒の直径とパイプ制止ユニット中の制止棒の数との
間に実用的な釣合いを達成するためには、何回かの試験
錯誤が必要なこともある。Some trial and error may be necessary to achieve a practical balance between the diameter of the stop bar and the number of stop bars in the pipe stop unit.

たとえば、決定された直径が過大である場合には、制止
棒の数を増すようにすればよい。For example, if the determined diameter is too large, the number of stop bars may be increased.

本考案の実施例を威す９種のパイプ制止ユニットの寸法
が第７図中の表にまとめられいる。The dimensions of nine types of pipe restraint units incorporating embodiments of the present invention are summarized in the table in FIG.

これらのパイプ制止ユニットは、約６００°Ｆの温度下
で約１１０００ｐＳｉの蒸気圧を有する原子力発電シス
テムにおいて各種のパイプと共に使用するように設計さ
れたものである。These pipe restraint units are designed for use with a variety of pipes in nuclear power generation systems having a vapor pressure of approximately 11,000 pSi at temperatures of approximately 600°F.

制止棒は３０４ステンレス鋼から戒っている。The stop bar is made of 304 stainless steel.

また、その他の部品は炭素鋼から成り得る。Other parts may also be made of carbon steel.

なお、第７表中の「荷重」とは制止棒の極限応力下にお
ける最大荷重容量を表わす。Note that "load" in Table 7 represents the maximum load capacity of the restraining rod under ultimate stress.

第７図にはまた、制止棒と基板との間における別の施回
可能な連結機構も示されている。FIG. 7 also shows another rotatable connection between the stop bar and the base plate.

この場合には、（Ｕリンクではなくて）耳状突起１３４
がねじによって制止棒の末端に取付けられ、そして基板
１３７に固定された耳状突起１３６の間に設置されてい
る。In this case, the ear 134 (rather than the U-link)
is attached to the distal end of the stop bar by screws and is located between ears 136 secured to base plate 137.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は圧力バイブ系統を含んだ蒸気発電機コンテナの
立面図、第２ａ〜２ｃ図は本考案に基づくパイプ制止ユ
ニットの図解、第３ａ〜３ｃ図は運動するパイプのエネ
ルギーを吸収する際におけるパイプ制止ユニットの作用
の図解、第４ａ〜４ｄ図は運動するパイプを制止する際
におけるパイプ制止ユニットの作用の一般的な場合の図
解、第５図はパイプ制止ユニット用として適当な材料の
応力ひずみ曲線、第６図は第５図の曲線から誘導された
エネルギーひずみ曲線、そして第７図は本考案に基づく
パイプ制止ユニットの実施例の寸法図表である。 図中、２３はパイプ制止ユニット、３１は構成単位、３
２は制止棒、３３はささえ板、３４はＵリンク、３６は
耳状突起、３７は基板、３８はピン、３９は構造部材、
４３はパイプ、そして５１はむち打ち運動を行なうパイ
プを表わす。Figure 1 is an elevational view of the steam generator container containing the pressure vibrator system, Figures 2a-2c are illustrations of a pipe restraint unit according to the invention, and Figures 3a-3c are used to absorb the energy of moving pipes. 4a to 4d are illustrations of the general case of the action of a pipe arresting unit in restraining a moving pipe; FIG. FIG. 6 is an energy strain curve derived from the curve of FIG. 5, and FIG. 7 is a dimensional diagram of an embodiment of a pipe restraint unit according to the invention. In the figure, 23 is a pipe restraining unit, 31 is a structural unit, 3
2 is a stop bar, 33 is a support plate, 34 is a U link, 36 is an ear-shaped projection, 37 is a substrate, 38 is a pin, 39 is a structural member,
43 represents a pipe, and 51 represents a pipe that performs the whipping motion.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 高圧の流体を伝達するためのパイプを含んだ蒸気供給シ
ステムにおいて前記パイプの破裂時に前記パイプの運動
を制限するため、間隙をはさんで前記パイプの周囲に設
置されたＵ字形制止部材、前記制止部材の末端に隣接し
かつ前記システムの構造部材に固定された支持手段、前
記制止部材の末端の各々と前記支持手段との間の旋回可
能な連結機構および前記制止部材と前記パイプとの間に
おいて前記パイプから間隔を置きながら前記制止部材に
固定されたささえ板の諸要素から構成され、しかも前記
パイプの破裂時に前記パイプが前記制止部材に衝突する
と前記制止部材が塑性的に引き伸ばされて前記パイプの
エネルギーを吸収するように前記制止部材の材料および
寸法が選定されていることを特徴とするパイプ制止装置
。In a steam supply system including a pipe for transmitting a high-pressure fluid, a U-shaped restraining member installed around the pipe with a gap therebetween for restricting the movement of the pipe when the pipe ruptures; support means adjacent the ends of the members and fixed to the structural members of the system, a pivotable connection between each of the ends of the stop members and the support means, and between the stop members and the pipe; It consists of elements of a support plate fixed to the restraining member at a distance from the pipe, and when the pipe collides with the restraining member when the pipe ruptures, the restraining member is plastically stretched and the pipe is A pipe restraining device characterized in that the material and dimensions of the restraining member are selected so as to absorb the energy of.