JPS6246086A - ジンバル型ベロ−ズ継手の過大変位防止構造 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、原子カプラントの配管系に於けるジンバル型
べ１−ズ継手の過大変位置１に構造に関する。

［従来技術どその問題点］ 原子カプラントに用いられる配管、例えば高速増殖炉（
以下ＦＢＲど略称する）の１次冷却系に用いられる配管
系は、およそ５００°０にも達り゛る高温のナトリウム
を輸送することから、その配性系を構成する材料は′１
％濡強度の高いスデンレス鋼或いはニッケル合金鋼等が
用いられでいる。更に外表面は放散熱量を減少Ｊるため
に保温材で被覆されているので、配管の材料温度もほぼ
５００℃にも達する。そのため配管の熱膨張により熱応
力の増大をまねき、１つ材料のｎ容応力飴も低下づるの
で、配管系が破損する危険が生じる。そこで熱応力を緩
和すべく複雑な配管引用しを行っていたが、イの結果ブ
ラント建設費の増大を来たしでいた。

このＪ：うなブラン１−ｔｌ！設費の増大を改善するた
めに、配管系の所定の位置に膨張−収縮継手を設け−Ｕ
ＭＩ％Ｂ張を吸収し、配管系を：１ンパクト化りること
が要求されている。しかしながら、Ｆ　ＢＲ等の原子カ
プラントぐは内部流体漏洩に対りるバウンダリーを形成
する必要があることから、一般に膨張−収縮継手は完全
シールが可能なベローズ継手が用いられている。更に原
子カプラントでは一次流体の漏洩は、プラントの安全性
を著しく損うことになる。例えば、「］１Ｒでは冷ｆＪ
Ｉ材に液体金属ナトリウムを用いているため、万一べ【
］−ズが破損し、フトリウムの外部流出事故が起ると、
放射性物質が大気中に放出されるばかりで／【り、空気
中の酸素により激しい酸化反応が起り、大火災を誘発す
ることが予想される。そのため、べ［１−ズ継手には様
々な安全機構が施されている。その中の一つに、軸変位
へりのべ［１−ズ破損の主要なにζ囚の一つである過剰
変位の防ｌトを目的としたストッパーやガイドどいった
拘束ＩＮ構があるが、ジンバル型ベローズ継手等の回転
角変位型のべ［］−ズ継手は、定格運転中配管系の中（
・のバランスにＪ：つて負？１訂変位角が一義的に定ま
るので、軸変位型べＩＮ−ズ継手のようにス１〜ツバ−
や拘束機構を必要どしく７いことから、一般に回転角変
位置のべｌ’１−ズ継丁継手このような過大変位防１１
川ストッパー苦の拘東機構は用いられでいなかった。

しかしながら、運転状態によっては配管系の異常過熱や
予想外のｉ’ｉ？Ｉ重により成る一つの継手に設置１飴
を土用る過大な変位が集中する可能性が了想され、この
過大変位を防＋Ｌ　シ、べｒｌ−ズの破損を避１するた
めに、効宋的ｔ【拘束Ｉ幾構の開発が望まれで　き　Ｉ
こ　。

［発明の１］的１ 本発明は、］二記の技術的な問題に鑑みなされたもので
あり、ベローズへの過大何重を防１１シ、べ１−１−ズ
破損の危険を回避りるｌこめに有効２７過大変位防止構
造を捉供り−ることを目的どするものである。

［問題点を解決づ−るための手段］ ［゛記問題点を解決するための本発明の過大変位防止構
造（よ、−・方のシェルと固定リングとを、ベローズ継
手の中央をピンの軸心が通るＪ、うに設置Ｊた一対の相
対する二つのピンににり回転ｒｑ能に接続し、他方のシ
ェルど固定リングどを前記二つのピンの軸心ど９０°回
転した位置でもう一対の相対する二つのピンにより回転
可能に接続したジンバル型ベローズ継手に於いて、ピン
取付部の固定リング十にベローズ継手の中心線と平行と
なるように過大変位防止冶具を設【−」、該過大変位防
ＩＩ−冶具をバネＭ４造として形成し、相対向づるシェ
ル十にスｉ・ツバ−を取付けて構成したことを特徴とす
るものである。

し実施例１ 本発明の一実施例を第１．２．３図にＪ：って詳細に説
明りる。第１図はジンバルへリベローズ継手の概略斜視
図、第２図はその一部を示す断面図であり、第３図は過
大変位防止構造部の断面図である。図中１はバウンダリ
ーベローズ、２はバウンダリーベ［１−ズ１の外側に同
心円状に配設されたバックアップベ１］−ズであって、
これらベローズ１，２の両端はスカート３を介してシェ
ルフ及び７′に固定されている。４及び４′は流体の流
れのＹＥ力損失を少なくして流れをスムースにするため
のスリーブである。５はシｆルア及び７′をピン６及び
６′を通して中央部で回転可能に接続しでいる固定リン
グである。相対する二つのピン６によってシェルフと固
定リング５とは二つのピン６の軸心を中心に回転可能に
接続されている。一方シエル７′と固定リング５とは同
様に二つのピン６′の軸心を中心に回転可能に接続され
ている。

即ち、共通の固定リング５を通して二つの独立したシ１
ルア及び７′は相対Ｍ′る二組のピン６゜６′によって
接続されている。９は過大変位を防＋ｌ　ｉＪるｌ、＝
めの冶具で、固定リング５のピン６の取付部に固定され
ている。この過人疫位防１１冶貝９はピン６のべ［１−
ズ継ｆの軸心ど平行イ■玉十の位置に固定されており、
これに対向してシェルフ′にスＩ〜ツバ−１０が取り付
けられている。

ストッパー１０ど過大変（ｉ’／防１１冶只９との間隔
は調整Ｃぎるようになつｌおり、即ら過大変位防止冶具
９をｉｆ退させることにより調整ぐきるようになってい
て、これにＪ−り許容変位を自由に選択りることが可能
である。史に、この過大変位置１１冶貝９は第３図に示
すように変位停止金具９ａ及びバネ９ｂどから構成され
るバネ構造を採用している。この過大変位防止治具９は
自由変位部分δど変位停止Ｆ金具９ａとストッパー１０
との間の距離δ！、とが所定の飴で保たれている。この
バネ構造は第４図に示寸号うバネ構造を採用することも
可能である。又、固定リング５のビン６′の取イ・１部
にも同様に過大変位置１１冶貝９′が固定され（第１図
参照）、これに対向してシェルフ′にストッパー１０′
が取り付ＩＪられている。

次に−１−ｘ！の如く構成された本実施例の作用につい
Ｃ説明す゛る。べ［］−ズ継丁は配管系の所定の位置に
設けられ、運転中配管系の熱膨張により発生する外力を
ピン６を中心どして回転する角変位にによって吸収し、
配管系に熱応力がブを牛するのを抑制している。即ち、
ビン６０軸心を中心に回転する角変４ｉ′ｌと該ピン６
０軸心と９０°回転している位置にあるピン６′の軸心
を中心に回転する角変位とが合成された形で回転り゛る
ので、べ■−ズ継手の中心点を中心どして３６０°あら
ゆる方向に角変位し、配管の熱膨張により発生りる外力
を全て吸収することができる。しかも過大変位防止治具
９どストッパー１０とが、ピン６０軸心と平行に取り句
けられ、［１つ該ピン６の軸心ど９０゜の角面に設けら
れでいるビン６′の軸心と平行な位置に別の過大変位防
止治具貝９′　どス１ヘツバー１０′とが設問されてい
るので、べ［１−ズの角変位と全く同様のあらゆるｈ内
の過大変位を防１１することができる。

更に過大変位防止治具９は変位停止１−金具９ａとバネ
９ｂどから構成されるバネ吸収方式を採用しているので
、ベローズが吸収する一定変形以上の変位が０荷されて
も、許容変位を第５図に承りようにバネ構造で受けへ１
］−ズに負傭される変位をバネの反力にＪ：り低減する
部分（δ１６−δ）と変位を拘束しくｉい自由な変位部
分（δ）どに分けて吸収され牛峠る。そのためべ目−ズ
継手全体どしての変位バネ特性を従来の線型なものから
多灯線型にすることｈ＜可能どなり、べ１コーズと配管
両者の応力低減を図ることが可能となった。即ちべ［１
−ズのバネ定数をＫＢｅｌｌｏｗｓ　１バネ構造とベロ
ーズの合成バネ定数をＫＳ、べ［ｌ−ズ継手全体としく
のバネ定数をＫど゛すれば変位がδ以上となる領域にお
いてその関係は となり、ＫＳを任意に選ぶことにより、ベローズ継手の
バネ定数をＫＢｅｌｌｏｗｓ　〈Ｋの範囲の所定の値に
保つことが可能と（２す、べ［］−ズ単体に過大４【負
担をか（）る変位δ１．−δの部分の負荷をバネの反力
により低減−りることが可能となった。

このためバネ構造は、ベローズが自由に変形しつるクリ
アランスδとバネ＼定数Ｋｓを任意に選択することによ
り、配管系全体の熱変形をベローズど配管自体のたわみ
に振り分けて吸収するようバランスのとれＩこ設計が可
能どなった。

従って、配管系の一つのべ〔］−ズ継手に集中し−Ｂ　
　− て過大変位が発生ηるのが防止され、各べ■−ズ継手に
発生Ｊ−る変位が平均化されるので、べ［１−ズ継手の
ズを命を延長づ゛ることが可能どなった。

［発明の効宋］ 以上訂）ホした通り本発明による過大変位置１１構浩は
、ジンバル型ベローズ継手に於いて、ビン取１４部の固
定リング十とビンと相対するシＪル」に、夫々過大変位
防止治具とストッパーとをベローズ継手の中心線と平行
どなるように設けて構成したものであるから、配管系で
べ［１−ズ継ｆに集中してかかる過大変位を防１１（る
ことが可能どなり、各ベローズ継手に発生Ｊ８変位が平
均化され、べ［−１−ズ継手の寿命が延長し、従って長
期にわたって原子カプラントの配管系の叶全竹を保つこ
とが可能どくＴっだ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による過大変位置１１−構造を備えたジ
ンバル型べ［１−ズ継手の斜視図、第２図はイの要部断
面図、第３図は過大変位置１１−治具への要部断面図、
第１図は過大変位置１１゛冶貝の他の実施例の要部断面
図、第５図は実施例の反力−変位関係図である。 １・・・バウンダリーベ［１−ズ ２・・・バックアップへ［１−ズ ３・・・スカー１−　　　　　　＝１．４’・・・スリ
ーブ５・・・固定リング　　　　６．６′・・・ピ　ン
７．７′・・・シェル ９．９′・・・過人疫位防１１冶貝 １０．１０’　・・・ストッパー 出願　人　川崎ｆｆ１Ｔ業株式会ネ１ 第１図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方のシェルと固定リングをベローズ継手の中央をピン
   の軸心が通るように設けた一対の相対する二つのピンに
   より回転可能に接続し、他方のシェルと固定リングとを
   前記二つのピンの軸心と９０°回転した位置でもう一対
   の相対する二つのピンにより回転可能に接続したジンバ
   ル型ベローズ継手に於いて、ピン取付部の固定リング上
   にベローズ継手の中心線と平行となるように過大変位防
   止冶具を設け、該過大変位防止冶具と相対するシェル上
   にストッパーを取付けて構成し、前記過大変位防止治具
   を変位停止金具とバネとで形成し、変位を自由変位部分
   とバネ変位部分とに分割したことを特徴とするジンバル
   型ベローズ継手の過大変位防止構造。