JPH11159675A - 高温断熱単管ベローズ設置部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温断熱単管の軸ずれによる不都合を効果的
に解消できる新規な高温断熱単管ベローズ設置部構造の
提供。 【解決手段】 その高温断熱単管１のライナ２端部同士
を互いにスライド自在に嵌合すると共に、上記単管８同
士を伸縮自在なベローズｌで接続した高温断熱単管ベロ
ーズ設置部構造において、上記ライナ２のいずれか一方
に、これより他方のライナ２側へ同軸上に延びるスリー
ブ状の断熱部材９をそのライナ２に対して揺動自在にカ
ンチレバー式に取り付ける。これによって、断熱部材９
とライナ２との接触部の応力が軽減されて挫屈や破損を
未然に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱媒体を流す高温
断熱単管の構造に係り、特に、熱変形に伴う配管の変位
を効果的に吸収することができる高温断熱単管ベローズ
設置部構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、原子炉で発生した高温の熱の利用
形態として、ＬＮＧの水蒸気改質システムの熱源として
用いることが計画されている。

【０００３】このシステムは、原子炉で生じた最高９５
０℃の熱を中間熱交換器を介して一次ヘリウムから二次
ヘリウムに伝達した後、この二次ヘリウムを熱媒体とし
て断熱性に優れた高温断熱単管を介して熱利用系へ供給
し、水蒸気改質反応の熱源として用いるようにしたもの
である。

【０００４】ここで、この高温断熱単管は、原子炉等が
収容される格納容器を貫通した後、中間熱交換器出口か
ら熱利用系エリアまでの距離を引き回されることになる
が、熱変位の吸収と耐震性を得るために通常の設計手法
である配管引き回しによって配設すると、配管長が長大
となってしまうことから、配管からの放熱が多くなって
水蒸気改質器入口温度が低下してプラントの効率が低下
したり、配管物量が多くなってプラントの経済性が低下
するといった問題がある。

【０００５】そのため、この高温断熱単管を直線化する
と共に、その端部に熱変形に伴う変位を吸収する機能を
持たせる必要がある。

【０００６】図５は、この高温断熱単管の接続部構造と
して従来提案されているものを示したものである。

【０００７】先ず、図中左端に位置する高温断熱単管ａ
のライナｂの端部には、これよりやや縮径した移動側ラ
イナｃが設けられており、図中右端に位置する高温断熱
単管ｄのライナｂから延びる固定側ライナｅにスライド
自在に挿入されるようになっている。これによって図中
左端に位置する高温断熱単管ａのライナｂから流れてき
た熱媒体が移動側ライナｃ及び固定側ライナｅを介して
図中右端に位置する高温断熱単管ｄのライナｂ側へ流れ
ると共に、熱膨張による高温断熱単管ａのライナｂの変
位を移動側ライナｃのスライド移動によって効果的に吸
収するようになっている。

【０００８】次に、図中左端に位置する高温断熱単管ａ
の内側には、高温断熱単管ａ側の断熱層ｇと連続するよ
うにスリーブ状をした移動側内側断熱部材ｈがカンチレ
バー式（片持ち式）に固定されており、高温断熱単管ａ
の変位に伴って軸方向にスライドすると共に、移動側ラ
イナｃから固定側ライナｅに亘ってその周囲を断熱する
ようになっている。

【０００９】一方、固定側ライナｅの外側には、固定側
内側断熱層ｉが設けられると共に、さらに、この固定側
内側断熱層ｉにはスリーブ状をした固定側外側断熱部材
ｊが上記移動側内側断熱部材ｈと重なり合うように固定
されており、固定側ライナｅからの放熱を二重に防止す
るようになっている。

【００１０】また、高温断熱単管ａ，ｄのそれぞれの端
部には、固定側外側断熱部材ｊの外側を覆うように拡径
されていると共に、その端部同士が伸縮自在なベローズ
ｌで接続されており、熱媒体等が外部に漏れないように
それらの接続部をシールするようになっている。

【００１１】また、固定側ライナｅの下流側端部はライ
ナ支持部材ｍで支持されると共に、上流側端部がスライ
ド金物受けｓを介してスライド支持金物ｎに支持されて
おり、固定側ライナｅの軸ずれが防止されると同時に、
固定側ライナｅ上流側がスライドすることで固定側ライ
ナｅの熱変位が吸収されるようになっている。

【００１２】従って、このような接続部構造とすること
によって、図６に示すように図中左端に位置する高温断
熱単管ａが熱伸縮によって軸方向に変位した場合、これ
に伴って移動側内側断熱部材ｈがスライド移動すると共
に、ベローズｌが伸縮するため、良好な断熱性及びシー
ル性を維持しつつ、熱伸縮による変位を効果的に吸収で
きることになる。尚、ｒは移動側ライナｃと固定側ライ
ナｅとの嵌合部から漏れた熱媒体をシールするための仕
切り板である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図５に示す
ように、高温断熱単管ａ側に固定されている移動側内側
断熱部材ｈは、ハステロイ等の摺動部材を有するスリー
ブ状のケーシングｏ内にカオウール等の断熱材ｐを充填
した構造をしているが、この移動側内側断熱部材ｈは、
高温断熱単管ａにカンチレバー式に固定されているた
め、高温断熱単管ａの軸と、固定側ライナｅの軸がずれ
ていると、この移動側内側断熱部材ｈの端部（図中Ａ
部）が固定側ライナｅに当たって大きな応力が掛かって
しまうことがある。

【００１４】そして、このような状態で、高温断熱単管
ａが熱伸縮に伴って変位を繰り返すと、その摺動に伴っ
て移動側内側断熱部材ｈの端部（図中Ａ部）の摺動部材
ｆと固定側ライナｅが繰り返し擦れあうことから、その
部分が挫屈したり磨耗により破損してしまうといったお
それがあった。

【００１５】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、高
温断熱単管の移動側内側断熱部材の軸ずれが生じている
場合であっても、その軸ずれによる不都合を効果的に解
消できる新規な高温断熱単管ベローズ設置部構造を提供
するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、配管内に断熱層を介してライナを同軸に備
えた高温断熱単管同士を突き合わせ、その高温断熱単管
のライナ同士を互いにスライド自在に嵌合すると共に、
上記配管同士を伸縮自在なベローズで接続した高温断熱
単管ベローズ設置部構造において、上記ライナのいずれ
か一方に、これより他方のライナ側へ同軸上に延びるス
リーブ状の断熱部材をそのライナに対して揺動自在にカ
ンチレバー式に取り付けたものである。

【００１７】すなわち、本発明は従来、いずれか一方の
高温断熱単管側に一体的に固定されることによってその
動きが規制されていたスリーブ状の断熱部材をそのライ
ナに対して揺動自在にカンチレバー式に取り付けたもの
である。

【００１８】従って、ライナ同士の軸がずれている場合
であっても、断熱部材が自在に動くため、他方のライナ
と断熱部材との接触部に大きな応力が加わることがなく
なり、ライナ又は断熱部材に発生しやすかった挫屈や磨
耗による破損等を未然に回避することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。

【００２０】図１は本発明に係る高温断熱単管ベローズ
設置部構造を示す断面図、図２は図１中Ｘ−Ｘ断面図、
図３は図１中Ｙ−Ｙ断面図である。

【００２１】図示するように、移動側に位置する高温断
熱単管１のライナ２の端部には、これより縮径した移動
側ライナ３が一体的に接続されており、固定側に位置す
る高温断熱単管１のライナ２から延びる固定側ライナ４
の端部に嵌合されてスライド自在となっている。

【００２２】また、この固定側ライナ４の下端部には軸
方向に延びるスライド支持金物受け５が設けられてお
り、固定側ライナ４の下端部をスライド支持金物６上に
スライド自在に支持するようになっている。

【００２３】また、このライナ２の周囲には断熱層７を
介して単管８が同軸上に設けられており、さらにこの単
管８は移動側ライナ３の接続部分付近からテーパー状に
拡径して固定側ライナ４側に延びるようになっている。

【００２４】また、このライナ２の端部には、固定側ラ
イナ４側へ延びるスリーブ状をした移動側内側断熱部材
９が設けられており、移動側ライナ３から固定側ライナ
４の周囲を覆って断熱するようになっている。

【００２５】この移動側内側断熱部材９は、上述したよ
うにハステロイ等の摺動部材からなるケーシング１０内
に、カオウール等の断熱材１１を充填したものであり、
このケーシング１０のブラケット１５がライナ２側まで
延出すると共に、ライナ２の外側に対向するように設け
られた一対の取付けピン１２，１２によってライナ２側
に揺動自在に取り付けられている。さらに、図４に示す
ように、この取付けピン１２，１２をそれぞれ貫通する
ケーシング１０側の取付孔１４，１４は軸方向に延びる
長孔状に形成されており、ケーシング１０がライナ２に
対して移動自在となっている。

【００２６】すなわち、図１及び図２に示すように、こ
の移動側内側断熱部材９は、取付けピン１２，１２によ
ってライナ２側に係合されているものの、その動きは取
付けピン１２，１２を軸としてライナ２に対して上下左
右に独立して自在に揺動できる構造となっている。

【００２７】従って、機械的誤差等の原因によって、ラ
イナ２と固定側ライナ４との軸がずれている場合であっ
ても、移動側内側断熱部材９が自在に揺動することによ
って固定側ライナ４との接触部分に大きな応力が加わる
ことがなくなり、座屈や破損、亀裂などの不都合を未然
に防止することができる。

【００２８】尚、本実施の形態では、移動側内側断熱部
材９を係合するために一対の取付けピン１２，１２を設
けた例で説明したが、移動側内側断熱部材９を揺動自在
に係合できれば、その数は本実施の形態に限定されるも
のではないことは勿論である。また、図中１３は移動側
ライナ３と固定側ライナ４との隙間から漏れ出した熱媒
体の漏れをシールするための仕切り板である。

【００２９】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ライナ端
部の断熱部材をライナに対して揺動自在に取り付けたた
め、接続されるライナ同士の軸がずれている場合でも断
熱部材とライナとの接触部分に大きな応力が加わること
がなくなり、断熱部材及びライナの挫屈や磨耗による破
損等を未然に防止することができる等といった優れた効
果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】図１中Ｘ−Ｘ断面図である。

【図３】図１中Ｙ−Ｙ断面図である。

【図４】図２中Ａ部を示す部分拡大図である。

【図５】（Ａ）は従来の高温断熱単管ベローズ設置部構
造を示す断面図である。（Ｂ）は図５（Ａ）中Ａ部を示
す部分拡大図である。

【図６】（Ａ）は移動側の高温断熱単管が最大限に収縮
した状態を示す断面図である。（Ｂ）は高温断熱単管の
ベローズ設置部の通常の状態を示した断面図である。
（Ｃ）は移動側の高温断熱単管が最大限に伸張した状態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 高温断熱単管 ２ ライナ ７ 断熱層 ８ 単管 ９ 断熱部材 12 取付ピン 14 取付孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠羽 道博 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単管内に断熱層を介してライナを同軸に
   備えた高温断熱単管同士を突き合わせ、その高温断熱単
   管のライナ同士を互いにスライド自在に嵌合すると共
   に、上記単管同士を伸縮自在なベローズで接続した高温
   断熱単管ベローズ設置部構造において、上記ライナのい
   ずれか一方に、これより他方のライナ側へ同軸上に延び
   るスリーブ状の断熱部材をそのライナに対して揺動自在
   にカンチレバー式に取り付けたことを特徴とする高温断
   熱単管ベローズ設置部構造。