JPH046917B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば多目的高温ガス炉の炉心伝
熱流動特性を模擬する試験装置として用いられ
る、炉心を模擬したブロツク等の重量物である試
験体を圧力容器へ過大な熱応力を与えることなし
に支持させるための支持装置に関する。

頭記支持装置は、高温になる試験体と、これを
収容する圧力容器との間に大きな温度差があるこ
とから、支持装置に発生する熱応力をできる限り
抑えること、および支持装置に使用される金属部
材ができるだけ高温ガスにさらされないようにす
ることが望まれる。

ここで従来採用されていた頭記支持装置を第１
図に示す。第１図は圧力容器１の中に実機の炉心
を模擬する燃料試験体２を収容し、ここに外部か
ら矢印Ａのように冷却ガスを流して炉心の伝熱流
動特性を試験するための装置である。圧力容器１
は外筒３と、その上下に配備されたセラミツクフ
アイバー等の断熱材で作られたヘツダ４とからな
る。また試験体２は実機の炉心と同じ黒鉛製のブ
ロツク２にガス流路孔５を穿ち、ここに燃料と同
等の発熱能力をもつヒータを組み込んで構成され
た重量物であり、かつ圧力容器１の外筒３との間
には試験体２を包囲して保温ブロツク６が介在さ
れている。７は圧力容器へのガス流入口、出口配
管である。かかる試験体２および保温ブロツク６
の重量は次記の支持装置８を介して圧力容器１に
支持される。すなわち支持装置８は半径方向に重
なり合つて並ぶ黒鉛製の支持ブロツク９と、炭素
質の断熱ブロツク１０と、および耐熱金属製の支
持円筒１１との組立体として構成されている。こ
のうち試験体２を上面に直接乗せて担持する支持
ブロツク９は、冷却ガスの温度変化による熱シヨ
ツクを緩和させるために熱伝導率の大きい黒鉛を
使用している。断熱ブロツク１０は金属製の支持
筒１１との間で断熱を図るためのもので、熱伝導
率の小さい炭素質の断熱材で作られており、試験
体２の重量荷重は支持ブロツク９から断熱ブロツ
ク１０、支持筒１１を介して圧力容器１に伝えら
れる。また支持筒１１は同時に保温ブロツク６を
支持するように上縁フランジを備えている。また
これ等各部材および試験体２との間はすべて面接
触させて、試験体のガス流路孔以外の経路通つて
バイパスする冷却ガスの流れを阻止している。

ところで上記試験装置では、試験体２の内部で
は1000℃程度の高温になるのに対し、圧力容器１
の外筒３は温度上昇を抑えるように水冷却されて
いるために、両者間には非常に大きな温度差が生
じ、この温度差による温度勾配が支持装置８の半
径方向に作用して断熱ブロツク１０、支持筒１１
に過大な熱応力を発生させる。すなわち、断熱ブ
ロツク１０自身は半径方向の厚みが非常に大であ
り、ブロツク自体の半径方向の温度勾配は大とな
る。また支持筒１１の内周に接する炭素質の断熱
ブロツク１０は熱伝導率が比較的小さいものの、
セラミツクフアイバー等の断熱材に較べて熱伝導
率は一桁大きく、このために支持筒の内径側はか
なり高温になる。これに対し、圧力容器１は前述
のように水冷却されている。しかも各部品は半径
方向に拘束されており、この結果支持筒フランジ
の内外径間、および断熱ブロツク１０には前記温
度差により過大な熱応力が発生する。なお、熱応
力を緩和させるには、例えば支持筒のフランジ部
にスリツトを入れて熱膨張を逃がす等の手段も考
えられるが、ガス流のバイパス阻止の面からこの
方法は採用できない。

この発明は上記の従来構造の欠点を除去し、よ
り健全性の高い高温ガス中で使用される重量物の
支持装置を提供することを目的とする。

以下この発明を図示の実施例に基づいて詳述す
る。

第２図において、この発明により支持装置８は
黒鉛製の支持ブロツク９と、熱伝導率の低いセラ
ミツク製の断熱ブロツク１０と、円筒形の第一の
耐熱金属製支持筒１１Ａ、及び逆円錐台形の第二
の耐熱金属製支持筒１１Ｂとからなり、試験体２
の重量物荷重は支持ブロツク９、断熱ブロツク１
０、第二支持筒１１Ｂ、第一支持筒１１Ａを介し
て圧力容器１に支持される。また保温ブロツク５
も同様にして支持される。ここで支持ブロツク９
は中央にガス流路があけられた円筒体であり、そ
の平坦な上面で試験体２を担持している。また断
熱ブロツク１０は外径寸法が左程大きくない円筒
形状体であり、支持ブロツク９の外周の段部に係
合して支持ブロツクの周面をカバーしつつ支持ブ
ロツク９を下方から支えている。一方、圧力容器
外筒３の内周に沿わせて配置された第一の支持筒
１１Ａは上下にフランジを有し、その下部フラン
ジが圧力容器側に固定支持されており、この第一
の支持筒１１Ａの上部フランジと前記断熱ブロツ
ク１０の下面との間にまたがるように上下端のフ
ランジを当てがつて逆円錐台形の第二の支持筒１
１Ｂが架け渡し設置されている。更に高温ガス流
路側に面する断熱ブロツク１０の内径側、及び金
属製支持筒１１Ｂの内外径側の残余空間は、圧力
容器のヘツダ４と同材料の断熱性に優れたセラミ
ツクフアイバーで覆われている。

上記の構成によれば、まず支持ブロツク９と第
二の支持筒１１Ｂの内径側フランジとは上下に対
向位置し、この両者間に介在して断熱を行う断熱
ブロツク１０は半径方向の肉厚を薄くすることが
できるので、それだけ半径方向の温度差による熱
応力が軽減される。またその内径側を別の断熱材
で覆つたので直接高温ガスにさらされることがな
い。それでも断熱ブロツク１０の支持部と圧力容
器１への固定部との間には大きな温度差が生じる
が、この点については円筒形の第一の支持筒１１
Ａと逆円錐台形の第二の支持筒１１Ｂを図示のよ
うに直列的に組合わせたことにより、径方向の温
度勾配は軸方向の温度勾配に変換され、したがつ
て熱膨張による変形が第１図装置のように完全に
拘束されることがなくなり、比較的自由に逃げら
れるので熱応力が緩和され、かくして過大な熱応
力の発生を避けることができる。なおこの構成に
おいても、従来構造と同様に各部品の相互間はす
べて面接触されており、圧力容器内における冷却
ガス流の不当なバイパスを阻止することができ
る。

以上述べたように、この発明は重量物支持装置
を重量物を担持する支持ブロツクと、支持ブロツ
クを支える断熱ブロツクと、下部フランジが圧力
容器側に固定支持された円筒形の支持筒と、該支
持筒の上部フランジと断熱ブロツクの下面との間
に架設介在された逆円錐台形の支持筒と組合わせ
構造として構成したものであり、したがつて従来
装置のように支持装置を構成する各部品を圧力容
器との間で半径方向に重ね合わせた構造に較べ
て、高温ガスにさらされる中心部と圧力容器との
間の大きな温度差によつて支持装置に生じる熱応
力を大幅に緩和することができ、支持装置として
の健全性の向上を図ることができる。

なお、この発明は図示例として示した試験装置
に限られるものではなく、高温ガス中で重量物を
支持する各種の装置として広く一般に実施応用す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における支持装置を用いた原子炉
炉心の模擬試験装置全体の構成断面図、第２図は
この発明の実施例を示す構成断面図である。 １……圧力容器、２……重量物としての試験
体、５……ガス流路穴、７……ガス流路の配管、
８……支持装置、９……支持ブロツク、１０……
断熱ブロツク、１１Ａ……第一の支持筒、１１Ｂ
……第二の支持筒、Ａ……ガス流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温ガス流路に配置された重量物をこれを収
   容する圧力容器に支持するための支持構造であつ
   て、高温ガス流路を囲んでその上面に重量物を担
   持する熱伝導率の大きな材料で作られた支持ブロ
   ツクと、該支持ブロツクを支える円筒形の断熱ブ
   ロツクと、断熱ブロツクより径大な寸法を有し、
   かつその下部フランジが圧力容器側に固定支持さ
   れた円筒形の第一の金属製支持筒と、重量物の荷
   重を前記支持筒へ伝えるように円筒形金属支持筒
   の上部フランジと前記断熱ブロツクの下面との間
   にまたがつて架け渡し設置された逆円錐台形の第
   二の金属製支持筒とで構成したことを特徴とする
   高温ガス中に据付ける重量物の支持装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の支持装置におい
   て、高温ガス流路に面した断熱ブロツクの内径側
   が断熱性の良い断熱材で覆われていることを特徴
   とする高温ガス中に据付ける重量物の支持装置。