JPS6034383A - 容器の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は高温の流体を内包する容器、機器の支持構造に
係り、対象とする容器、機器としては、熱交換器、タン
ク類、配管支持構造等に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の容器支持構造の例として、フランジ型支持構造を
持つ熱交換器を第１図に示す。

外胴ｌは１次式ロノズル２と１次出口ノズル６とを有す
る。

２次側上部鏡板３は外胴ｌに接続されており、その内部
に２次側上部プレナム５を形成する。２次側上部鏡板３
の上方には、２次出口ノズル７を有する。

伝熱′Ｕ営束９は、上端を上管板４、下端金下官板８に
接続され、ぞれぞれの′Ｕ板近傍に熱遮蔽板１１ｆ：内
包し、伝熱官官束９を形成している。また伝熱官官束９
を取り囲んで上部に入口窓１２、及び下部に出口窓ｌａ
２有する外部シュラウド１０が設置されている。

なお、外胴１と外部シュラウドｌＯの間には、バイパス
シール１６が設置されている。

２火入口管１５は、２次側上部鏡板３、上管板４及び下
官板８を貞通しでおり、２次側下部プレナム１４に下端
開口部を有する。

１次側高温流体は、１次式ロノズル２より外胴ｌ内に導
入され、外部シュラウドｌＯに設けられている入口窓１
２から、外部シュラウドｌＯ内に流入し、伝熱官′０束
９内を上昇する２次側流体と熱交換しながら下降し、外
部シュラウドｌＯの下部に設けられた出口窓１３を通り
、１次出口ノズル６より機器外に流出する。

一方、２次側低温流体は、２火入口管１５より機器内に
流入し、２次側下部プレナム１４で反転して、下管板８
に接続している伝熱骨内に流れ込み、１次側高温流体と
熱交換しながら上昇し、２次側上部プレナム５に生り、
２次出口ノズル７よシ機器外に流出する。

このような熱交換器が、フランジ型支持構造によって支
持されている。

第２図にフランジ部詳細を示す。フランジ支持部は、外
胴ｌに接続された外胴フランジ１７が、サポートフラン
ジ１８にボルトによって固定される。このサポートフラ
ンジ１８はサポート胴１９に接続されておシ、据付フラ
ンジ２０により熱交換器全体が支持されている。このよ
うな熱交換器において、機器の起動・停止時等、外胴ｌ
の内側を流れる１次側流体の温度が変化した場合におい
ては、外胴ｌは薄肉であるので１次側流体に対する温度
追従性が良好であるのに対して、フランジ１７は熱容量
が大きいために、１次側流体に対する温度追従が遅れる
。

１次側流体の温度が起動停止の温度変化した場合の温度
変化図會第３図に示す。外胴ｌと外胴フランジ１７との
間に、大きな温度差がつさ、外胴ｌと外胴フランジ１７
の接伐部で大きな熱応力が発生する。

高応力が発生する外胴ｌと外胴フランジ１７との接合部
内向側では１次側側流体温度上昇時（起動時）に外胴ｌ
が尚温度となるのに対し、外胴フランジ１７が低温度で
取り残されるため、圧縮応力が生じ、１次側流体の温度
低下時（停止時）にはこれとは逆に引張応力が生じる。

そのために、全体として発生応力の変動範囲が大きくな
る。

フランジ型支持構造は、構造が比較的単純でるり、組み
立てが容易であるという利点がろるにもかかわらず、外
胴フランジ１７の温度追従性が悪く大きな応力が発生す
るため内部流体の温度変化が非常にゆっくりとした機器
、または小型の機器に適用が考えられ、大型機器には採
用が困難である。

外胴フランジ１７部の温度追従性を改善するために、外
胴フランジ１７の板厚を、薄くして熱容量を小さくする
ことも考えられるが、強度上、板厚を薄くするにも限界
かめるはかりでなく、温度変化が半径方向の温度の遅れ
によるものであり半径方向の距離を短縮する必要が必る
ため、外胴フランジの板厚には無関係である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、筒温容器支持構造に２いて、容器の内
部を流れる流体の温蔵変化に対する支持構造物のｍ匿追
従性會良くすることによシ、熱応力の発生を低減するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明は、高温容器支持構造に２いて、容器を支持する
ための突起物の外表面から、容器内部を流れる流体まで
の板厚をほぼ均一にして、流体の温度変化に対する支持
構造物の温度追従性を良くするものである。これにより
、熱応力の発生を低減することができる。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例全第４図に示す。

外胴１には外胴ｌとほぼ同板の板厚で作られた外胴支持
部２２が設けられている。外胴支持部２２２はサポート
フランジ１８の上面に接しており、おさえ金具２３によ
り固定される。また、外胴支持部２２とサポートフラン
ジ１８との間にはキー構造２４が設けられておシ、外胴
支持部２２と、サポートフランジ１８との間の回転変形
を防止する。このサポートフランジ１８はサポート胴２
゜に接続され、据付７う／ジ２１によりａｔ器全体が支
持される構造は従来例と同じである。

第４図に示した構造において、通常起動、停止時の内部
流体の＠度変化に伴う構造物の温度変化を示したのが、
帛５図である。

内部流体の温度上昇に伴い外胴ｌはほぼ追従して温度追
従し、これにほとんど遅れることなく外胴支持部２２も
温度上昇する。これによシ、外胴ｌと外胴支持部２２と
の温度差はフランジ構造の場合に比べ大巾に減少し、温
度上昇時の外胴ｌと外胴支持部２２との接続部内向に発
生する引張り応力が非常に小さくなる。

温度降下時に２いても、外胴１か内部液体の温度降下に
１１ぼ追従する。これに対し、外胴支持部２２もほとん
ど遅れることなく温度追従を示す。

これにより、外胴ｌと外胴支持部２２との間の温度差は
大巾に減少する。従って、外胴ｌと外胴支持部２２との
接合部内面に発生する圧縮熱応力も大巾に減少すること
になる。

本持構造に要求される機能は、機器自体の自重を保持す
ることにある。また、地震時等の機器に外力が負荷され
た場合には、機器の転倒を防止する必要がある。この場
合、支持構造には円周の一方向において、外胴支持部２
２とサポートフランジ１８との間にすき間ができ、外胴
支持構造が持ち上がる現、ｌｉ！を示す。これを防止し
たのがおさえ金具２３である。おさえ金具２３は周方向
に連続の１体物である必要はなく、周方向に数ケ所設け
られていれば良い。従って、外胴支持部２２とおさえ金
具２３との間に温度差が発生しても、その熱膨張差はお
さえ金具２３にボルト１９のために設けられた穴によシ
吸収することができ、おさえ金具２３には周方向の応力
は発生しない。キー構造２４は機器に接続される配管等
の位置を、機器本体の回転等によりずれることを防止す
ることを目的とする。

本発明の進用対象は、熱交換器はかシでなく、同様の支
持構造？有する高温容器に適用可能である。

本発明の変形状を第６図に示す。第６図において、外胴
ｌには外胴支持構造２２が設けられ、サポートフランジ
１８の上面に設置される。外胴支持構造２２はおさえ金
具２３によ如、機器の転倒などに対する固定を行う。

本構造の場合は、従来のフランジタイプの構造と類似と
なる。基本的な相異は、外胴支持構造２２にボルト用の
孔を設ける必要がないことに必る。つまシ、外胴からの
突出部の半径方向に板厚を減少させることができ、外胴
１との板厚の差を減少させることができる。従って第４
図で示した構造を基本的には同じでめシ、第５図に示し
たような温度変化となる。発生する温度差は、第４図の
構造に比べ多少増加するが、効果は同程度である。

また、亀４図に比べると、構造が単純化するため、製作
時の加工工数ｔ１少くおさえることができる。

本構造においても対象とする機器は、熱交換器にかシで
なく、高温容器一般に用いることができる。特にＦＢＲ
の機器は尚温となるためその効果が大きく、タンク類等
にも本構造【用いることができる。

〔発明の効果〕

本発明によｐ以下の効果が得られる。

ｌ）通常起動、停止のゆつ〈９とした温度変化において
も％生ずる、外胴と支持構造との間の温度差を大巾に減
少させる。

２）ｌ）によシ外胴と支持構造物との接続部に発生する
熱応力を大巾に減少し、構造健全性を尚める。

３）ｌ）、２）の効果は、内部流体が液体金属などの熱
伝達率の＾い流体の場合に大きな効果を示す。

（９）

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱交換器の断面図、第２図は従来の支持
構造詳細図、第３図は従来の支持構造部の温度変化の説
明図、第４図は不発明の実施例の支持構造の詳細図、第
５図は同じく支持構造部の温度変化の説明図、第６図は
本発明の変形例の支持構造部の詳細図である。 ｌ・・・外胴、２・・・１火入ロノズル、３・・・２次
上部鏡板、４・・・上管板、５・・・２次側上部プレナ
ム、６・・・１次出目ノズル、７・・・２次出目ノズル
、８・・・下を板、９・・・伝熱管束、２ｏ・・・サポ
ート胴、２１・・・据付フランジ、２２・・・外胴支持
部、２３・・・おさえ金（１０） 奉　１　凹 １５ 茅　２　図 茅３　目 （ｂ） ハ ０ 第　Ｓ　図 （α） （ｂ） 第　６　ｍ ０ ３ ／９ −４５１２０−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、高温で使用する容器の支持構造において、容器内流
   体の温に変化に追従する薄肉構造によってなることｔ％
   徴とする容器の支持構造。