JPS5990092A - 高温ガス中に据付ける重量物の支持装置 - 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】 この発明は、例えば多目的高温ガス炉の炉心伝熱流動特
性を模擬する試験装置として用いられる、炉心を模擬し
たブロック等の重量物である試験体を圧力容器へ過大な
熱応力を与えることなしに支持させるための支持装置に
関する。

頭記支持装置は、高温になる試験体と、これを収容する
圧力容器との間に大きな温度差があることから、支持装
置に発生する熱応力をできる限り抑えること、２よび支
持装置に使用される金属部材ができるだけ高温ガスにさ
らされないようにすることが望まれる。

ここで従来採用されていた頭記支持装置を第１図に示す
。第１図は圧力容器１の中に実機の炉心を模擬する燃料
試験体２を収容し、ここに外部から矢印Ａのように冷却
ガスを泥して炉心の伝熱流動特性を試験するための装置
である。圧力容器１は外筒３と、その上下に配備された
セラミックファイバー等の断熱材で作られたベツク４と
からなる。また試験体２は実機の炉心と同じ黒鉛製のブ
ロック２にガス流路孔５を穿ち、ここに態別と同等の発
熱能力をもつヒータを組み込んで構成された重量物であ
り、かつ圧力容器１の外筒３との間には試験体２を包囲
して保温ブロック６が介在されている。７は圧力容器へ
のガス流入口、出口配管である。かかる試験体２および
保温ブロック６の重量は欠配の支持装置８′？：介して
圧力容器１に支持される。すなわち支持装置８は半径方
向に重なり合って並ぶ黒鉛製の支持ブロック９と、炭素
質の断熱ブロック１０と、および耐熱金属製の支持円筒
１１との組立体として構成されている。このうち試験体
２を上面に直接乗せて担持する支持ブロック９は、冷却
ガスの温度変化による熱ショックを緩和させるために熱
伝導率の大きい黒鉛を使用している。断熱ブロック１０
は金属製の支持筒１１との間で断熱を図るためのもので
、熱伝導率の小さい炭素質の断熱材で作られており、試
験体２の重量荷重は支持ブロック９から断熱ブロック１
０．支持筒１１を介して圧力容器１に伝えられる。また
支持筒１１は同時に保温ブロック６を支持するように上
縁フランジを備えている。またこれ等各部材および試験
体２との間はすべて面接Ｍ！させて、試験体のガス流路
孔以外の経路通ってバイパスする冷却ガスの流れを阻止
している。

ところで上記試験装置では、試験体２の内部では１００
０℃程度の高温になるのに対し、圧力容器１の外筒３を
工温度上昇を抑えるように水冷却されてに作用１−て断
熱ブロック１０．支持筒１１に過大な熱応力を発生させ
る。すなわち、断熱ブロック１０自身は半径方向の厚み
が非常に犬であり、ブロック自体の半径方向の温度勾配
は大となる。また支持筒１１の内周に接する炭素質の断
熱ブロック１０は熱伝導率が比較的小さいものの、セラ
ミックファイパテ等の断熱材に較べて熱伝導率は１桁大
きく、このために支持筒の内径側はかなり高温になる。

これに対し、圧力容器１は前述のように水冷却されてい
る。しかも各部品は半径方向に拘束されており、この結
果支持筒７ランジの内外径間、および断熱ブロック１０
には前記温度差により過大な熱応力が発生する。なお、
熱応力を緩和させるには、例えば支持筒の７ランジ部に
スリットを入れて熱膨張を逃がす等の手段も考えられる
が、ガス流のバイパス阻止の面からこの方法は採用でき
ない。

この発明は上記の従来構造の欠点を除去し、・より健全
性の高い高温カス中で使用される重量物の支持装Ｃを提
供することを目的とする。

以下この発明を図示の実施例に基づいて詳述する。

第２図において、この発明により支持装置８は黒鉛製の
支持ブロック９と、熱伝導率の低いセラミック製の断熱
ブロック１０と、円筒形の第一の耐′） 耐熱金属製支持筒１１Ｂとからなり、試験体２の重量物
荷重は支持ブロック９．断熱ブロック１０＋　ｉｇ二支
持筒１１Ｂ、第一支持筒１１Ａを介して圧力容器１に支
持される。また保温ブロック５も同様にして支持される
。ここで支持ブロック９は中央にカス流路があげられた
円筒体であり、その平坦な上面で試験体２を担持してい
る。また断熱ブロック１０は外径寸法が左程太き（ない
円筒形状体であり、支持ブロック９の外周の段部に係合
して支持ブロックの局面をカバーしつつ支持ブロック９
を下方から支えている。一方、圧力容器外筒３の内周に
沿わせて配置された第一の支持筒１１Ａは上下に７ラン
ジ乞有し、その下部７ランノが圧力容器側に固定支持さ
れており、この第一の支持筒１１Ａの上部フランジと前
記断熱ブロック１０の下面との間にまたがるように上下
端のフランジを当てがって逆円錐台形の第二の支持筒１
１Ｂが架は渡し設置されている。更に高温カス流路側に
面する断熱ブロック１０の内径側、および金属製支持筒
１１Ｂの内外径側の残余空間は、圧力容器のヘッダ４と
同材料の断熱性に優れたセラミックファイバーで覆われ
ている。

上記の構成によれば、まず支持ブロック９と第二の支持
筒１１Ｂの内径側フランジとは上下に対向位置し、この
両者間に介在して断熱を行う断熱プロック１０は半径方
向の肉厚を薄くすることがでテｉるので、それだけ半径
方向の温度差による熱応力が軽減される。またその内径
（Ｉｌｌｔ別の断熱材で覆ったので直接高温ガスにさら
されることかない。

それでも断熱ブロック１０の支持部と圧力容器］への固
定部との間には大き４仁温匹差が生じろが、この点につ
いては円筒形の第一の支持筒１１Ａと逆円？Ｗ台形の第
二の支持筒１１Ｂを図示のように直列的に組合わせたこ
とにより、径方向の温度勾配は軸方向の温度勾配に変換
され、したがって熱膨張（こよる変形が第１図装置のよ
うに完全に拘束されることがす（１ヨリ、比較的自由に
逃げられるので熱応力が緩和され、かくして過大な熱応
力の発生を避けることができる。なおこの構成において
も、従来構造と同様に各部品の相互間はすべて面接触さ
れており、圧力容器内における冷却カス流の不当ナバイ
パスを阻止することができ’ｂ　。

以上述べたように、この発明は重貨物支持装置を重量物
を担持する支持ブロックと、支持ブロックを支える断熱
ブロックと、下部フランジが圧力容器側に固定支持され
た円筒形の支持筒と、該支持筒の上部フランジと断熱ブ
ロックの下面との間に架設介在された逆円錐台形の支持
筒との組合わせ構造として構成したものであり、したが
って従来装置のように支持装置を構成する各部品を圧力
容器との間で半径方向に重ね合わせた構造に較べて、高
温ガスにさらされる中心部と圧力容器との間の大きな温
度差によって支持装置に生じる熱応力を大幅に緩和する
ことができ、支持装置としての健全性の向上を図ること
ができる。

なお、この発明は図示例として示した試験装置に限られ
ろものではな（、高温ガス中で重量物を支持する各種の
装置として広く一般に実施応用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における支持装置を用いた原子炉炉心の模
擬試験装置、全体の構成断面図、第２図はこの発明の実
施例ケ示す構成ｊ断面図である。 １・・・圧力容器、２・・・重量物としての試験体、５
・・・ガス流路穴、７・・・ガス流路の配管、８・・・
支持装置、９・・・支持ブロック、１０・・・断熱ブロ
ック、ＩＩＡ・・・第一の支持筒、ＩＩＢ・・・第二の
支持筒、Ａ・・・ガス流。 ツ′　１　図 １′２　　侶

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）高温ガス流路に配置された重量物をこれを収容する
   圧力容器に支持するための支持構造であって、高温ガス
   流路を囲んでその上面に重量物を担持する熱伝導率の大
   きな材料で作られた支持ブロックと、該支持ブロックを
   支える円筒形の断熱ブロックと、断熱ブロックより径太
   な寸法を有し、かつその下部フランジが圧力容器側に固
   定支持された円筒形の第一の金属製支持筒と、重量物の
   荷重を前記支持筒へ伝えるように円筒形金属支持筒の上
   部フランジと前記断熱ブロックの下面との１月にまたが
   って架は渡し設置された逆円錐台形の１Ｂ二の金属製支
   持筒とで構成したことを特徴とすｂ高温ガス中に据付け
   る重量物の支持装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の支持装置において、高
   温カス流路に面した断熱ブロックの内径側が断熱性の良
   い断熱材で覆われていることを特徴とする高温ガス中に
   据付ける重量物の支持装置。