JPH10132151A - 二重管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内管と外管とを同軸に配置した二重管におい
て、熱膨張に起因した内管及び外管に対する応力を緩和
する。 【解決手段】 内管３に直列に遊嵌する複数の外管構成
体１０と、隣接する外管構成体１０の管軸方向端部を相
互に接続するベローズ１１と、外管構成体１０の内周面
に対して所定の間隔を隔てるように内管３の外周面に固
着されたスペーサ８とを備え、内管３と外管構成体１０
との間に管軸方向への相対的な変位が生じると、ベロー
ズ１１が撓んで内管３及び外管構成体１０に対する応力
を緩和する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温の流体を送給
する手段として提案されている二重管に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５から図７は高温ガス炉の炉心を冷却
することにより昇温された一次ヘリウムにより中間熱交
換器を介して昇温された二次ヘリウムガスを、熱利用系
へ送給し、熱利用系により温度が低下した二次ヘリウム
ガスを中間熱交換器に送給する手段として提案されてい
る二重管の一例を示すものである。

【０００３】この二重管は、薄肉管状のライナ１を断熱
材２を介して同軸に内装する内管３と、該内管３との間
に中間熱交換器へガスを送給するガス流路４が形成され
るように内管３を周方向に取り囲む外管５とを有してい
る。

【０００４】ライナ１の内方には、中間熱交換器から熱
利用系へ送給されるべき熱交換前の二次ヘリウムガスが
流通し、また、内管３と外管５との間のガス流路４に
は、熱利用系から中間熱交換器へ送給されるべき熱交換
後の二次ヘリウムガスが流通するようになっている。

【０００５】前記の外管５の中間部分の所定箇所には、
クランプ６が外嵌されており、該クランプ６と外管５の
近傍に位置する固定構造物（図示せず）とを相互に連結
するスナッパー７によって、外管５の径方向の振れが減
衰されるようになっている。

【０００６】更に、内管３の中間部分の所定箇所には、
外管５の内周面に対して間隙が形成されるようにスペー
サ８が固着されており、該スペーサ８によって、内管３
の径方向の振れが抑制されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな内管３と外管５とにより構成される二重管では、内
管３と外管５との間のガス流路４を流通する二次ヘリウ
ムガスの温度よりも、内管３の内方を流通する二次ヘリ
ウムガスの温度の方が高いので、外管５に比べて内管３
の方に、より大きな熱膨張が生じる。

【０００８】また、図７に示すように、内管３と外管５
とによって構成される２本の二重管の端部を、内部エル
ボ部材３ａと外部エルボ部材５ａとにより構成される二
重管エルボを介して接続した場合に、スペーサ８に対す
る二重管と二重管エルボとの接続部９の間隔が短いと、
内管３に熱膨張が生じた際にスペーサ８が外管５に干渉
して該内管３の変位が抑制され、内管３、外管５に過大
な応力が作用することになる。

【０００９】このため、中間熱交換器と熱利用系との間
で二次ヘリウムガスの授受を行なう手段に適用される二
重管においては、上述したようなスペーサ８に対して二
重管と二重管エルボとの接続部９が充分な間隔を隔てる
ように、二重管の引き回しを長くする必要がある。

【００１０】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、熱変形に起因した内管及び外管に対する応力を緩和
できる二重管を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載した二重管では、内管に直
列に遊嵌する複数の外管構成体と、隣接する外管構成体
の管軸方向端部を相互に接続するベローズと、外管構成
体の内周面に対して所定の間隔を隔てるように内管の外
周面に固着されたスペーサとを備え、内管の一端部を外
管構成体から露出させ且つ所定形状に屈曲させている。

【００１２】本発明の請求項２に記載した二重管では、
内管に直列に遊嵌する複数の外管構成体と、隣接する外
管構成体の管軸方向端部を相互に接続するベローズと、
内管の外周面に対して所定の間隔を隔てるように外管構
成体の内周面に固着されたスペーサとを備え、内管の一
端部を外管構成体から露出させ且つ所定形状に屈曲させ
ている。

【００１３】本発明の請求項３に記載した二重管では、
本発明の請求項１あるいは請求項２に記載の二重管の構
成に加えて、内管の外周面に固着された内管側軸方向揺
れ止め部材と、該内管側軸方向揺れ止め部材の管軸方向
端面に対して所定の間隔を隔てるように外管構成体の内
周面に固着された外管側軸方向揺れ止め部材とを備えて
いる。

【００１４】本発明の請求項４に記載した二重管では、
本発明の請求項１あるいは請求項２に記載の二重管の構
成に加えて、外管構成体の内周面に固着された外管側軸
方向揺れ止め部材と、該外管側軸方向揺れ止め部材の管
軸方向端面に対して所定の間隔を隔てるように内管の外
周面に固着された内管側軸方向揺れ止め部材とを備えて
いる。

【００１５】本発明の請求項５に記載した二重管では、
内管に直列に遊嵌する複数の外管構成体と、内管に気密
に外接し且つ各外管構成体のそれぞれの管軸方向端部に
気密に固着された環状の端板と、隣接する外管構成体の
径方向外方に配置され且つ両外管構成体を相互に連通す
る連結管と、外管構成体の内周面に対して所定の間隔を
隔てるように内管の外周面に固着されたスペーサとを備
え、内管の一端部を外管構成体から露出させ且つ所定形
状に屈曲させている。

【００１６】本発明の請求項６に記載した二重管では、
内管に直列に遊嵌する複数の外管構成体と、内管に気密
に外接し且つ各外管構成体のそれぞれの管軸方向端部に
気密に固着された環状の端板と、隣接する外管構成体の
径方向外方に配置され且つ両外管構成体を相互に連通す
る連結管と、内管の外周面に対して所定の間隔を隔てる
ように外管構成体の内周面に固着されたスペーサとを備
え、内管の一端部を外管構成体から露出させ且つ所定形
状に屈曲させている。

【００１７】本発明の請求項１から請求項４に記載した
二重管のいずれにおいても、内管と外管構成体との間
に、熱膨張に起因して相対的な径方向変位、軸方向変
位、周方向変位が生じようとすると、ベローズが撓ん
で、前記の各変位差に起因して生じる内管及び外管構成
体に対する応力を緩和する。

【００１８】本発明の請求項５及び請求項６に記載した
二重管においては、内管よりも短い外管構成体を内管に
遊嵌し且つ端板を介して外管構成体を内管に固着するこ
とにより、内管と外管構成体との間に生じる熱膨張差に
起因した管軸方向への変位量の縮小を図って、外管構成
体に作用する熱膨張応力を低減し、また、内管の振れ止
めを行う。

【００１９】さらに、本発明の請求項１から請求項６に
記載した二重管のいずれにおいても、内管に熱膨張に起
因して軸方向変位が生じようとすると、所定形状に屈曲
させた内管の部分が撓んで、軸方向変位に起因して生じ
る内管に対する応力を緩和する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００２１】図１及び図２は本発明の二重管の実施の形
態の第１の例を示すものであり、図中、図５から図７と
同一の符号を付した部分は同一物を表している。

【００２２】図１に示す二重管は、内管３と、スペーサ
８と、複数の外管構成体１０と、ベローズ１１と、軸方
向揺れ止め部材１２とによって構成されている。

【００２３】外管構成体１０は、内管３との間にガス流
路４が形成されるように内管３を周方向に取り囲む外管
本体１３と、該外管本体１３の管軸方向両端部の外周に
それぞれ設けられた円環状のフランジ部材１４とにより
形成されている。

【００２４】この外管構成体１０は、隣接する各外管構
成体１０のそれぞれのフランジ部材１４の端面が互いに
正対し且つ所定の間隔を隔てるように、内管３と同軸に
配置されている。

【００２５】また、外管本体１３の中間部分の所定箇所
には、クランプ６が外嵌されており、該クランプ６と外
管構成体１０の近傍に位置する固定構造物（図示せず）
とを相互に連結するスナッパー７によって、外管本体１
３の径方向の振れが減衰されるようになっている。

【００２６】また、内管３の中間部分の所定箇所には、
外管本体１３の内側面に対して間隙が形成されるように
スペーサ８が固着されており、該スペーサ８によって、
内管３の径方向の振れが抑制されるようになっている。

【００２７】ベローズ１１は、隣接する外管構成体１０
のフランジ部材１４の間に、内管３を取り囲むように且
つ伸縮自在に装着されている。

【００２８】このベローズ１１の両端部は、フランジ部
材１４の端面に気密に固着され、隣接する各外管本体１
３と内管３とによって形成されているそれぞれのガス流
路４を互いに連通させている。

【００２９】軸方向揺れ止め部材１２は、前記のスペー
サ８を設けた箇所と異なる内管３の中間部分の所定箇所
の内管３外周面に、周方向へ所定の間隔を隔てて配置・
固着された複数のブロック１５と、該各ブロック１５の
それぞれの管軸方向の両側端面に相対して所定の間隔を
隔てるように、外管本体１３の内周面に固着されたスト
ッパ１６とにより形成されており、この軸方向揺れ止め
部材１２によって、内管３の管軸方向の揺れが抑制され
るようになっている。

【００３０】図１に示す二重管を中間熱交換器と熱利用
系との間で二次ヘリウムガスの授受を行なう手段として
適用する場合には、図２に示すように、外管本体１３の
閉塞端部から露出させた内管３の一端部を所定の形状に
屈曲させた内管屈曲部１７を設け、該内管屈曲部１７を
介して内管３を中間熱交換器あるいは熱利用系に接続
し、外管本体１３の閉塞された端部から中間熱交換器あ
るいは熱利用系方向へ延びる連通管１８を延設してガス
流路４と中間熱交換器あるいは熱利用系とを連通させ
る。

【００３１】以下、図１及び図２に示す二重管の作動に
ついて説明する。

【００３２】隣接する外管構成体１０を内管３に対して
相対的に変位させるような外力が付与されると、各外管
構成体１０の間に設けたそれぞれのベローズ１１が撓ん
で変形する。

【００３３】即ち、図１及び図２に示す二重管において
は、内管３と外管構成体１０との間に、相対的な径方向
変位、軸方向変位、周方向変位が生じようとすると、各
外管構成体１０の間のベローズ１１が撓んで内管３及び
外管本体１３に対する応力を緩和する。

【００３４】また、内管３に熱膨張に起因して軸方向変
位が生じると、内管屈曲部１７が撓んで、内管３に対す
る応力を緩和する。

【００３５】さらに、スペーサ８によって内管３の径方
向の振れが抑制され、軸方向揺れ止め部材１２によって
内管３の管軸方向の揺れが抑制される。

【００３６】従って、図１及び図２に示す二重管を、中
間熱交換器と熱利用系との間で二次ヘリウムガスの授受
を行なう手段に適用すれば、熱変形に起因した内管３及
び外管本体１３に対する相対的な各変位を吸収すること
ができ、且つ熱膨張に起因する応力を緩和できる。

【００３７】また、内管３のみを引き回すようにしたの
で、二重管の長さを短くすることができ、建設コストを
削減できる。

【００３８】図３及び図４は本発明の二重管の実施の形
態の第２の例を示すものであり、図中、図１及び図２と
同一の符号を付した部分は同一物を表している。

【００３９】図３に示す二重管は、内管３と、スペーサ
８と、複数の外管構成体１９と、連結管２０とによって
構成されている。

【００４０】外管構成体１９は、内管３との間にガス流
路４が形成されるように内管３を周方向に取り囲む外管
本体２１と、内管３に対して気密に外接し且つ前記の外
管本体２１の管軸方向両端部に気密に固着された円環状
の端板２２とにより形成されている。

【００４１】この外管構成体１９は、隣接する各外管構
成体１９の端板２２が互いに相対し且つ所定の間隔を隔
てるように、内管３と同軸に配置されている。

【００４２】また、外管本体２１の中間部分の所定箇所
には、クランプ６が外嵌されており、該クランプ６と外
管構成体１９の近傍に位置する固定構造物（図示せず）
とを相互に連結するスナッパー７によって、外管本体２
１の径方向の振れが減衰されるようになっている。

【００４３】また、内管３の中間部分の所定箇所には、
外管本体２１の内側面に対して間隙が形成されるように
スペーサ８が固着されており、該スペーサ８によって、
内管３の径方向の振れが抑制されるようになっている。

【００４４】連結管２０は、隣接する外管構成体１９の
管軸方向端部近傍の径方向外側に配置されている。

【００４５】この連結管２０の両端部は、外管本体２１
を貫通して気密に固着され、隣接する外管本体２１と内
管３とによって形成されているガス流路４を連通させて
いる。

【００４６】図３に示す二重管を中間熱交換器と熱利用
系との間で二次ヘリウムガスの授受を行なう手段として
適用する場合には、図４に示すように、外管本体２１の
閉塞端部から露出させた内管３の一端部を所定の形状に
屈曲させた内管屈曲部１７を設け、該内管屈曲部１７を
介して内管３を中間熱交換器あるいは熱利用系に接続
し、外管本体２１の閉塞された端部から中間熱交換器あ
るいは熱利用系方向へ延びる連通管１８を延設してガス
流路４と中間熱交換器あるいは熱利用系とを連通させ
る。

【００４７】以下、図３及び図４に示す二重管の作動に
ついて説明する。

【００４８】図３及び図４における二重管では、内管３
よりも短い外管構成体１９を内管３に遊嵌し且つ端板２
２を介して外管構成体１９を内管３に固着することによ
り、内管３と外管構成体１９との間に生じる熱膨張差に
起因した管軸方向への変位量が小さくなり、外管構成体
１９に作用する熱膨張応力が低減される。

【００４９】また、内管３に熱膨張に起因して軸方向変
位が生じると、内管屈曲部１７が撓んで内管３に対する
応力を緩和する。

【００５０】さらに、スペーサ８によって内管３の径方
向の振れが抑制される。

【００５１】従って、図３及び図４に示す二重管を、中
間熱交換器と熱利用系との間で二次ヘリウムガスの授受
を行なう手段に適用すれば、熱変形に起因した内管３及
び外管本体２１に対する相対的な各変位を吸収すること
ができ、且つ熱膨張に起因する応力を緩和できる。

【００５２】また、内管３のみを引き回すようにしたの
で、二重管の長さを短くすることができ、建設コストを
削減できる。

【００５３】なお、本発明の二重管は上述した形態例に
のみ限定されるものではなく、例えば、本発明の実施の
形態の各例では、スペーサ８を内管３の外周面に固着し
た場合について説明したが、スペーサ８を外管本体１
３，２１の内周面に固着した構成とすること、また、本
発明の実施の形態の第１の例では、軸方向揺れ止め部材
１２を構成するブロック１５を内管３の外周面に固着し
且つストッパ１６を外管本体１３の内周面に固着した場
合について説明したが、ブロック１５を外管本体１３の
内周面に固着し、ストッパ１６を内管３の外周面に固着
した構成とすること、その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の二重管によ
れば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。

【００５５】（１）本発明の請求項１から請求項４に記
載の二重管では、内管と外管構成体との間に熱膨張差な
どに起因して相対的な径方向変位、軸方向変位、周方向
変位が生じようとすると、外管構成体の間に設けたベロ
ーズが撓むので、熱膨張差に起因した内管及び外管構成
体に対する応力を緩和することができる。

【００５６】（２）本発明の請求項３及び請求項４に記
載の二重管では、内管と外管構成体との間に熱膨張差な
どに起因して相対的な軸方向変位が生じようとすると、
内管側軸方向揺れ止め部材と外管側軸方向揺れ止め部材
とが当接するので、内管と外管構成体との間の相対的な
軸方向変位を抑制することができる。

【００５７】（３）本発明の請求項５及び請求項６に記
載の二重管では、内管よりも短い外管構成体を内管に遊
嵌し且つ端板を介して外管構成体を内管に固着している
ので、内管と外管構成体との間に生じる熱膨張差に起因
した管軸方向への変位量が小さくなり、外管構成体に作
用する熱膨張応力を低減することができ、また、内管の
振れ止めを行うことができる。

【００５８】（４）請求項１から請求項６に記載の二重
管では、外管から露出させた内管の一端を所定形状に屈
折させたので、二重管部分の短縮を図ることでき、プラ
ントの建設コストを削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二重管の実施の形態の第１の例を示す
管軸平行方向断面図である。

【図２】図１に関連する二重管の引き回しを示す概念図
である。

【図３】本発明の二重管の実施の形態の第２の例を示す
管軸平行方向断面図である。

【図４】図３に関連する二重管の引き回しを示す概念図
である。

【図５】従来の二重管の一例を示す管軸平行方向断面図
である。

【図６】図５に関連する管軸直角方向断面図である。

【図７】図５の二重管を適用した屈曲管の一例を示す概
念図である。

【符号の説明】

３ 内管 ８ スペーサ １０ 外管構成体 １１ ベローズ １２ 軸方向揺れ止め部材 １９ 外管構成体 ２０ 連結管 ２２ 端板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内管に直列に遊嵌する複数の外管構成体
   と、隣接する外管構成体の管軸方向端部を相互に接続す
   るベローズと、外管構成体の内周面に対して所定の間隔
   を隔てるように内管の外周面に固着されたスペーサとを
   備え、内管の一端部を外管構成体から露出させ且つ所定
   形状に屈曲させたことを特徴とする二重管。
2. 【請求項２】 内管に直列に遊嵌する複数の外管構成体
   と、隣接する外管構成体の管軸方向端部を相互に接続す
   るベローズと、内管の外周面に対して所定の間隔を隔て
   るように外管構成体の内周面に固着されたスペーサとを
   備え、内管の一端部を外管構成体から露出させ且つ所定
   形状に屈曲させたことを特徴とする二重管。
3. 【請求項３】 内管の外周面に固着された内管側軸方向
   揺れ止め部材と、該内管側軸方向揺れ止め部材の管軸方
   向端面に対して所定の間隔を隔てるように外管構成体の
   内周面に固着された外管側軸方向揺れ止め部材とを備え
   てなる請求項１あるいは請求項２に記載の二重管。
4. 【請求項４】 外管構成体の内周面に固着された外管側
   軸方向揺れ止め部材と、該外管側軸方向揺れ止め部材の
   管軸方向端面に対して所定の間隔を隔てるように内管の
   外周面に固着された内管側軸方向揺れ止め部材とを備え
   てなる請求項１あるいは請求項２に記載の二重管。
5. 【請求項５】 内管に直列に遊嵌する複数の外管構成体
   と、内管に気密に外接し且つ各外管構成体のそれぞれの
   管軸方向端部に気密に固着された環状の端板と、隣接す
   る外管構成体の径方向外方に配置され且つ両外管構成体
   を相互に連通する連結管と、外管構成体の内周面に対し
   て所定の間隔を隔てるように内管の外周面に固着された
   スペーサとを備え、内管の一端部を外管構成体から露出
   させ且つ所定形状に屈曲させたことを特徴とする二重
   管。
6. 【請求項６】 内管に直列に遊嵌する複数の外管構成体
   と、内管に気密に外接し且つ各外管構成体のそれぞれの
   管軸方向端部に気密に固着された環状の端板と、隣接す
   る外管構成体の径方向外方に配置され且つ両外管構成体
   を相互に連通する連結管と、内管の外周面に対して所定
   の間隔を隔てるように外管構成体の内周面に固着された
   スペーサとを備え、内管の一端部を外管構成体から露出
   させ且つ所定形状に屈曲させたことを特徴とする二重
   管。