JP2004019813A - 低温流体用多重配管 - Google Patents
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Abstract
【課題】真空配管の熱負荷が増大しても、真空配管を効率よく除熱できる低温流体用多重配管を提供する。
【解決手段】液体水素６が内部を流れる液体水素配管内管１及び液体水素配管外管２の外側には、断熱性を保持するため真空配管１３が設けられ、外管２と真空配管１３との間を真空雰囲気９に保っている。真空配管１３には、外周側２箇所に、断面が略矩形で径方向外側に突出した突起部１０が設けられている。この突起部１０の段付部１０ａにおいて、半円筒形状のヘリウム配管１４の両端が溶接により固定されている。ヘリウム配管１４と真空配管１３との間にはヘリウムガス７が充填される。また、突起部１０の外周面１０ｂには、内部を冷却水８が流れる冷却水配管１５が溶接により固定されている。
【選択図】 図１
【解決手段】液体水素６が内部を流れる液体水素配管内管１及び液体水素配管外管２の外側には、断熱性を保持するため真空配管１３が設けられ、外管２と真空配管１３との間を真空雰囲気９に保っている。真空配管１３には、外周側２箇所に、断面が略矩形で径方向外側に突出した突起部１０が設けられている。この突起部１０の段付部１０ａにおいて、半円筒形状のヘリウム配管１４の両端が溶接により固定されている。ヘリウム配管１４と真空配管１３との間にはヘリウムガス７が充填される。また、突起部１０の外周面１０ｂには、内部を冷却水８が流れる冷却水配管１５が溶接により固定されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、中性子発生装置に用いる低温流体用多重配管の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中性子発生装置では、ある既定のエネルギーの中性子を利用するために、水素ガス、液体メタンを含む液体水素等の減速材が用いられる。この減速材を移送する導管は、水素等の漏洩を防止すると共に、液体水素が気化しないように、断熱性を考慮した多重配管構造とする必要がある。
図２は減速材容器への導管に用いられる従来の多重配管の断面を示す。
液体水素配管内管１は、液体水素６を減速材容器に導き、液体水素配管外管２を通じて冷凍機へと移送する。液体水素配管の内管１及び外管２の断熱性を保持するため、外管２の外側には真空配管３が設けられ、真空配管３内は真空雰囲気９に保たれている。そして水素漏洩時の事故に備え、真空配管３の外側にヘリウム配管４が設けられ内部にヘリウムガス７が充填され、不活性ガス層を形成している。また、ヘリウム配管４には中性子やガンマ線照射による配管の核発熱を除熱するため、冷却水配管５が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された多重配管において、真空配管３に生じる核発熱は、ヘリウムガス７により熱伝達されてヘリウム配管４と接している冷却水配管５の冷却水８により除熱されている。
しかしながら、真空配管の熱負荷が大きくなるとヘリウムガス７による熱伝達だけでは真空配管３に生じる核発熱に対する除熱が困難となる課題がある。
【０００４】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、真空配管の熱負荷が増大しても、真空配管を効率よく除熱できる低温流体用多重配管を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る低温流体用多重配管は、内部に低温流体を流す低温流体配管と、この低温流体配管を取り囲み環状の断熱真空層を形成する真空配管と、この真空配管を取り囲み内部に不活性ガス層を形成する不活性ガス層形成部材とを備えた低温流体用多重配管において、真空配管と不活性ガス層形成部材とを接続する熱伝導部が設けられるとともに、この熱伝導部に接触させて、不活性ガス層形成部材及び内部に冷却水を流す冷却水配管を配置したことを特徴とするものである。
また、熱伝導部は、真空配管の外周から突出して、真空配管の長手方向に沿った複数の帯状体として形成され、不活性ガス層形成部材は複数設けられ、各不活性ガス層形成部材の両側部が隣接する熱伝導部にそれぞれ接続されて、内部に不活性ガス層を形成するとともに、冷却水配管が熱伝導部の外周面に配置されてもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施の形態に係る低温流体用多重配管の構造を示す断面図である。
液体水素６を図示しない減速材容器に導く液体水素配管内管１が中心に設けられ、その外側には液体水素６を図示しない冷凍機へ移送する液体水素配管外管２が設けられている。ここで、液体水素６は低温流体を、液体水素配管内管１及び液体水素配管外管２は、低温流体配管を構成する。
液体水素配管外管２の外側には、液体水素配管の内管１及外管２の断熱性を保持するため、真空配管１３が設けられ、外管２と真空配管１３との間を真空雰囲気９に保っている。
【０００７】
真空配管１３には、外周側２箇所に、熱伝導部としての突起部１０が設けられている。この突起部１０は、断面が略矩形で径方向外側に突出しており、真空配管１３の長手方向に沿って帯状に形成されている。突起部１０の段付部１０ａにおいて、半円筒形状をした不活性ガス層形成部材であるヘリウム配管１４が、その両端で溶接により固定されている。このヘリウム配管１４と真空配管１３との間には、真空配管１３の一部が破損した場合に気化した液体水素６が漏洩するのを防止するため、ヘリウムガス７が充填され、不活性ガス層を形成している。
また、突起部１０の外周面１０ｂには、内部を冷却水８が流れる冷却水配管１５が溶接により固定されている。
液体水素配管内管１、液体水素配管外管２、真空配管１３、ヘリウム配管１４及び冷却水配管１５は、押し出し等の工法を用いたアルミ合金またはステンレス合金により製造される。
【０００８】
このような構造の低温流体用多重配管において、核発熱により真空配管１３への熱負荷が増大した場合、真空配管１３の熱は、ヘリウムガス７を介してヘリウム配管１４側へ伝達されるとともに、突起部１０を介しても直接的に伝導される。突起部１０は、冷却水配管１５が接触しているので真空配管１３を効率的に冷却できる。また、ヘリウム配管１４は、その両端で突起部１０に固定されているので、ヘリウムガス７を介してヘリウム配管１４に伝達された熱は、突起部１０に伝導して冷却水配管１５の冷却水８によって冷却される。
なお、液体水素配管内管１、液体水素配管外管２、突起部１０を含む真空配管１３、ヘリウム配管１４及び冷却水配管１５には、熱伝導性に優れたアルミ合金またはステンレス合金が使用されているので、冷却効率がさらに向上する。
【０００９】
【発明の効果】
この発明によれば、内部に低温流体を流す低温流体配管と、この低温流体配管を取り囲み環状の断熱真空層を形成する真空配管と、この真空配管を取り囲み内部に不活性ガス層を形成する不活性ガス層形成部材とを備えた低温流体用多重配管において、真空配管と不活性ガス層形成部材とを接続する熱伝導部が設けられるとともに、この熱伝導部に接触させて、不活性ガス層形成部材及び内部に冷却水を流す冷却水配管を配置しているので、真空配管の熱負荷が増大しても、真空配管を効率よく除熱できる。
また、熱伝導部は、真空配管の外周から突出して、真空配管の長手方向に沿った複数の帯状体として形成され、不活性ガス層形成部材は、複数設けられ、各不活性ガス層形成部材の両側部が隣接する熱伝導部にそれぞれ接続されて、内部に不活性ガス層を形成するとともに、冷却水配管が熱伝導部の外周面に配置されているので、さらに真空配管を効率よく除熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る低温流体用多重配管の構造を示す断面図である。
【図２】従来の低温流体用多重配管の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…液体水素配管外管、２…液体水素配管外管、６…液体水素、７…ヘリウムガス、８…冷却水、９…真空雰囲気、１０…突起部（熱伝導部）、１０ａ…外周面、１３…真空配管、１４…ヘリウム配管、１５…冷却水配管。
【発明の属する技術分野】
この発明は、中性子発生装置に用いる低温流体用多重配管の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中性子発生装置では、ある既定のエネルギーの中性子を利用するために、水素ガス、液体メタンを含む液体水素等の減速材が用いられる。この減速材を移送する導管は、水素等の漏洩を防止すると共に、液体水素が気化しないように、断熱性を考慮した多重配管構造とする必要がある。
図２は減速材容器への導管に用いられる従来の多重配管の断面を示す。
液体水素配管内管１は、液体水素６を減速材容器に導き、液体水素配管外管２を通じて冷凍機へと移送する。液体水素配管の内管１及び外管２の断熱性を保持するため、外管２の外側には真空配管３が設けられ、真空配管３内は真空雰囲気９に保たれている。そして水素漏洩時の事故に備え、真空配管３の外側にヘリウム配管４が設けられ内部にヘリウムガス７が充填され、不活性ガス層を形成している。また、ヘリウム配管４には中性子やガンマ線照射による配管の核発熱を除熱するため、冷却水配管５が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された多重配管において、真空配管３に生じる核発熱は、ヘリウムガス７により熱伝達されてヘリウム配管４と接している冷却水配管５の冷却水８により除熱されている。
しかしながら、真空配管の熱負荷が大きくなるとヘリウムガス７による熱伝達だけでは真空配管３に生じる核発熱に対する除熱が困難となる課題がある。
【０００４】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、真空配管の熱負荷が増大しても、真空配管を効率よく除熱できる低温流体用多重配管を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る低温流体用多重配管は、内部に低温流体を流す低温流体配管と、この低温流体配管を取り囲み環状の断熱真空層を形成する真空配管と、この真空配管を取り囲み内部に不活性ガス層を形成する不活性ガス層形成部材とを備えた低温流体用多重配管において、真空配管と不活性ガス層形成部材とを接続する熱伝導部が設けられるとともに、この熱伝導部に接触させて、不活性ガス層形成部材及び内部に冷却水を流す冷却水配管を配置したことを特徴とするものである。
また、熱伝導部は、真空配管の外周から突出して、真空配管の長手方向に沿った複数の帯状体として形成され、不活性ガス層形成部材は複数設けられ、各不活性ガス層形成部材の両側部が隣接する熱伝導部にそれぞれ接続されて、内部に不活性ガス層を形成するとともに、冷却水配管が熱伝導部の外周面に配置されてもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施の形態に係る低温流体用多重配管の構造を示す断面図である。
液体水素６を図示しない減速材容器に導く液体水素配管内管１が中心に設けられ、その外側には液体水素６を図示しない冷凍機へ移送する液体水素配管外管２が設けられている。ここで、液体水素６は低温流体を、液体水素配管内管１及び液体水素配管外管２は、低温流体配管を構成する。
液体水素配管外管２の外側には、液体水素配管の内管１及外管２の断熱性を保持するため、真空配管１３が設けられ、外管２と真空配管１３との間を真空雰囲気９に保っている。
【０００７】
真空配管１３には、外周側２箇所に、熱伝導部としての突起部１０が設けられている。この突起部１０は、断面が略矩形で径方向外側に突出しており、真空配管１３の長手方向に沿って帯状に形成されている。突起部１０の段付部１０ａにおいて、半円筒形状をした不活性ガス層形成部材であるヘリウム配管１４が、その両端で溶接により固定されている。このヘリウム配管１４と真空配管１３との間には、真空配管１３の一部が破損した場合に気化した液体水素６が漏洩するのを防止するため、ヘリウムガス７が充填され、不活性ガス層を形成している。
また、突起部１０の外周面１０ｂには、内部を冷却水８が流れる冷却水配管１５が溶接により固定されている。
液体水素配管内管１、液体水素配管外管２、真空配管１３、ヘリウム配管１４及び冷却水配管１５は、押し出し等の工法を用いたアルミ合金またはステンレス合金により製造される。
【０００８】
このような構造の低温流体用多重配管において、核発熱により真空配管１３への熱負荷が増大した場合、真空配管１３の熱は、ヘリウムガス７を介してヘリウム配管１４側へ伝達されるとともに、突起部１０を介しても直接的に伝導される。突起部１０は、冷却水配管１５が接触しているので真空配管１３を効率的に冷却できる。また、ヘリウム配管１４は、その両端で突起部１０に固定されているので、ヘリウムガス７を介してヘリウム配管１４に伝達された熱は、突起部１０に伝導して冷却水配管１５の冷却水８によって冷却される。
なお、液体水素配管内管１、液体水素配管外管２、突起部１０を含む真空配管１３、ヘリウム配管１４及び冷却水配管１５には、熱伝導性に優れたアルミ合金またはステンレス合金が使用されているので、冷却効率がさらに向上する。
【０００９】
【発明の効果】
この発明によれば、内部に低温流体を流す低温流体配管と、この低温流体配管を取り囲み環状の断熱真空層を形成する真空配管と、この真空配管を取り囲み内部に不活性ガス層を形成する不活性ガス層形成部材とを備えた低温流体用多重配管において、真空配管と不活性ガス層形成部材とを接続する熱伝導部が設けられるとともに、この熱伝導部に接触させて、不活性ガス層形成部材及び内部に冷却水を流す冷却水配管を配置しているので、真空配管の熱負荷が増大しても、真空配管を効率よく除熱できる。
また、熱伝導部は、真空配管の外周から突出して、真空配管の長手方向に沿った複数の帯状体として形成され、不活性ガス層形成部材は、複数設けられ、各不活性ガス層形成部材の両側部が隣接する熱伝導部にそれぞれ接続されて、内部に不活性ガス層を形成するとともに、冷却水配管が熱伝導部の外周面に配置されているので、さらに真空配管を効率よく除熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る低温流体用多重配管の構造を示す断面図である。
【図２】従来の低温流体用多重配管の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…液体水素配管外管、２…液体水素配管外管、６…液体水素、７…ヘリウムガス、８…冷却水、９…真空雰囲気、１０…突起部（熱伝導部）、１０ａ…外周面、１３…真空配管、１４…ヘリウム配管、１５…冷却水配管。
Claims (2)
- 内部に低温流体を流す低温流体配管と、
この低温流体配管を取り囲み環状の断熱真空層を形成する真空配管と、
この真空配管を取り囲み内部に不活性ガス層を形成する不活性ガス層形成部材とを備えた低温流体用多重配管において、
真空配管と不活性ガス層形成部材とを接続する熱伝導部が設けられるとともに、
この熱伝導部に接触させて、不活性ガス層形成部材及び内部に冷却水を流す冷却水配管を配置したことを特徴とする低温流体用多重配管。 - 熱伝導部は、真空配管の外周から突出して、真空配管の長手方向に沿った複数の帯状体として形成され、
不活性ガス層形成部材は、複数設けられ、
各不活性ガス層形成部材の両側部が隣接する熱伝導部にそれぞれ接続されて、内部に不活性ガス層を形成するとともに、
冷却水配管が熱伝導部の外周面に配置された請求項１に記載の低温流体用多重配管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002176531A JP2004019813A (ja) | 2002-06-18 | 2002-06-18 | 低温流体用多重配管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002176531A JP2004019813A (ja) | 2002-06-18 | 2002-06-18 | 低温流体用多重配管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004019813A true JP2004019813A (ja) | 2004-01-22 |
Family
ID=31174811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002176531A Withdrawn JP2004019813A (ja) | 2002-06-18 | 2002-06-18 | 低温流体用多重配管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004019813A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008544166A (ja) * | 2005-06-08 | 2008-12-04 | シングル・ブイ・ムーリングス・インコーポレイテッド | 極低温対応型移送ホース |
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| KR102050809B1 (ko) * | 2019-07-22 | 2019-12-03 | 탈렌트엘엔지(주) | 진공단열배관 |
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| WO2023137968A1 (zh) * | 2022-01-24 | 2023-07-27 | 临海伟星新型建材有限公司 | 一种氢气天然气混合能源传输管道及其制备方法 |
| RU2807839C1 (ru) * | 2023-05-22 | 2023-11-21 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Система реверсной перекачки криогенных жидкостей |
| WO2024154181A1 (ja) * | 2023-01-16 | 2024-07-25 | 川崎重工業株式会社 | 液化水素設備 |
-
2002
- 2002-06-18 JP JP2002176531A patent/JP2004019813A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2021534351A (ja) * | 2019-07-22 | 2021-12-09 | タレント エルエヌジー カンパニー，リミテッド | 真空断熱配管 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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