JPS60228986A - 配管カプラ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は配管カブラに係わり、特に核融合炉における配
管カブラに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

既に提案されている核融合炉においては、第６図に示す
ように、断熱真空容器（図示せず）内に、プラズマ１の
加熱及び制御を行なうポロイダルコイル２と、プラズマ
１を封じ込めるトロイダルコイル３が設置されている。

また、トロイダルコイル３の内側にはトーラス状の真空
容器４が設置されている。さらに、この真空容器４内に
は、例えば内部にトリチウム増殖材としてのリチウムと
中性子増倍材である鉛とを収容するブランケットモジュ
ール５が配置されている。このブランケットモジュール
５は第１壁６、ブランケット７および遮蔽体８からなり
、プラズマ１から放射される高エネルギの中性子とリチ
ウムとを反応させ、この際発生する熱エネルギを水等の
冷却材で外部に取り出すように構成されている。

また、ブランケットモジュール５内にはダイバータ、リ
ミタ等の不純物除去装置９が設けられている。この不純
物除去装置９は核融合反応によつてプラズマ中に生成さ
れる不純物を真空排気ダクト１０から排気するよう構成
されている。

一方、ブランケットモジュール５の外側には、真空バウ
ンダリを構成するアクセスポート１１およびアクセスド
ア１２が設けられている。また、真空バウンダリを貫通
してブランケットモジュール５に接続される第１壁冷部
配管、ブランケット冷却配管、遮蔽体冷却配管、トリチ
ウム回収配管等の配管１３ａが配設されている。さらに
、真空バウンダリを貫通して不純物除去装置９に接続さ
れる他の配管１３ｂが配設されている。

而して、この配管１３ａ、１３ｂ（以下この両配管を総
称する場合には符号１３を用いる）を通じて送られてく
る冷却流体によって、高熱流束および高粒子束を受ける
ブランケットモジュール５および不純物除去装置９の表
面を冷却し、その健全性を長期間確保することが行なわ
れている。

しかしながら、高熱流束および高粒子束を受けるブラン
ケットモジュール５および不純物除去装置９には寿命が
あり、これらを定期的に交換する必要がある。

この交換方法の概略が第７図乃至第９図に示されており
、例えばブランケットモジコール５を引き抜く場合には
、第７図に示すように、先ずアクセスドア１２を撤去す
る。続いて、第８図に示すように、配管１３を切断する
。次いで、第９図に示すように、ブランケットモジュー
ル５を半径方向外側に向って引き抜く。

一方、ブランケットモジュール５を装着するにあたって
は引抜きと逆の手順にて行なう。この際、配管１３の再
結合を行なう。

ところで、ブランケットモジュール５の引抜き、装着の
除行なわれる配管１３の切断、再結合には従来２つの方
法が用いられていた。

１つの方法は配管１３をカッターやプラズマアーク等に
よって切断し、溶接等によって再接合するものである。

しかし、この方法では切断に際し切り粉が配管１３内や
周囲に飛散する可能性があるので、かかる飛散を防止す
るための工夫を切断装置に施す必要がある。また、再接
合後においては溶接部の非破壊検査が必要となり、該検
査に長時間を要する。

さらに、非破壊検査のための専用装置が必要となるが、
この専用装置は場合によっては管径の大きさの違いに従
って製作する必要があり、したがってその製作費用は膨
大なものとなる。

第２の方法はＯリングを介装した管フランジ間をボルト
にて締結するものである。

しかし、この方法ではボルトを均一に締め付けることが
難しく炉運転中の振動等によりボルトが緩み、このボル
トを定期的に増締めする必要がある。また、この作業は
放射能で汚染された環境でも行なわなければならず、か
かる場合にはマニピュレータ等の遠隔機器を必要とする
。ぞしてマニピュレータ等を用いた場合にはボルト締め
作業に長時間を要すると共にねし山を破損させる危険性
がある。また、ボルト等が床に誤まって落ちる場合もあ
り、かかる場合には回収に手間どり、さらには回収不能
なときもある。そして、回収不能の場合、それが原因で
重大事故に結び付く危険性もある。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、ブランケッ
トモジュールの交換が容易な配管カプラを提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、−の配管に設けられたフランジと他の配管に
設けられたフランジとを互いに突き合わせてこの両配管
を連結する配管カプラにおいて、円弧状を有しフランジ
の背面に当接される対をなす連結板と、この連結板間に
はり渡された該連結板の間隔を変える形状記憶合金から
なる素子と、この素子を加熱または冷却する加熱・冷却
装置とを有するものである。

〔発明の実施例〕 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

なお、従来と同一部分については同一符号を付し、その
説明は省略する。

第２図は一端がブランケットモジュール５等に接続され
た配管１３と、この配管１３の他端に連結される他の配
管１３′とを示しており、この両配管１３．１３’　に
はそれぞれフランジ１４ａ。

１４ｂが設けられている。フランジ１４ａ。

１４ｂの外周部には周方向に延在する凹凸形状の各２個
の係合部１５ａ、１５ｂがフランジ１４ａ。

１４ｂの直径方向に間隔を隔てて形成されている。

この係合部１５ａ、１５ｂは配管１３．１３’の軸方向
に延びる複数の溝１６ａ、１６ｂから構成されている。

また、第１図は実施例における配管カブラ１７を示して
いる。この配管カブラ１７は、円弧状を呈し軸方向に間
隔を隔てて互いに対峙される２個の連結板１８ａ、１８
ｂを有し、この連結板ｉｓａ、１ｓｂには溝１６ａ、１
６ｂに合致して周方向所定間隔に該溝１６ａ、１６ｂと
同数の貫通孔が穿設されている。そして、連結板１８ａ
。

１８ｂには、中空状を呈し両端部にねじ山の形成された
形状記憶合金からなる素子１９が、その両端部を前記貫
通孔に挿通されナツト２０ａ。

２０ｂにて螺合されることによりはり渡されている。ま
た、このナツト２０ａ　、２０ｂは溶接によって連結板
１８ａ、１８ｂに固着されている。

形状記憶合金としては熱弾性型マルテンサイト変態を行
なう合金が使用されている。この熱弾性型マルテンサイ
ト変態を行なう合金は母相からの冷却によりマルテンサ
イト相となり、一方、マルテンサイト相からの加熱によ
り母相となる性質を有する。そして、母相状態で合金に
任意の形状を記憶させた後、母相をマルテンサイト相に
し、このマルテンサイト相下において合金の形状を変化
させたものが形状記憶合金であり、この形状記憶合金は
母相状態では元の記憶さけた形状に回復する。この形状
回復の際発生する応力はマルテンサイト相の合金を変形
させるのに十分である。

本実施例においてはこの形状記憶合金からなる素子１９
として、第３図に示すように、母相状態で伸び回復をす
る伸び回復素子１９ａと、母相状態で縮み回復をする縮
み回復素子１９ｂとが用いられており、連結板１８ａ、
１８ｂにはこの伸び回復素子１９ａおよび縮み回復素子
１９ｂが交互に配設されるようになされている。なお、
この配設の際には伸び回復素子１９ａはマルテンサイト
相下で変形させである。

また、連結板１８ａ、１８ｂの外周に沿って素子１９を
加熱、冷却させるための媒体を供給する流路２１ａ　、
２１ｂが設けられている。連結板１８ａに儲けられた流
路２１ａは分岐管２２ａを介して伸び回復素子１９ａに
接続され、一方、連結板１８ｂに設けられた流路２１ｂ
は分岐管２２ｂを介して縮み回復素子１９ｂに接続され
ている。さらに連結板１８ａ、１８ｂには媒体供給口２
３ａ　、２３ｂとマニピコレータの手先部のトング（図
示せず）と係合する嵌合口２４との形成されたボックス
２５が取り付けられている。

続いて実施例の作用について説明する。

なお、伸び回復素子１９ａのマルテンサイト変態の始ま
る温度を１ｙｌｓａ、逆変態の始まる高度をＡＳａとし
、縮み回復素子１９ｂのそれをそれぞれＭＳｂ、ＡＳｂ
とする。また、伸び回復素子１９ａ、縮み回復素子１９
ｂに供給される媒体の温度をそれぞれＴａ　、Ｔｂとす
る。

今、例えば伸び回復素子１９ａに供給される媒体の温度
ＴａがＴａ＞ＡＳａ、縮み回復素子１９ｂに供給される
媒体の温度ＴｂがＴｔｌ＜ＩＶＩＳＩＩＩの関係にある
とする。この際発生する応力によって縮み回復素子１９
ｂが引き伸ばされる。そして、連結板１８ａ、１８ｂ間
の距離が伸長される。

一方、伸び回復素子１９ａに供給される媒体の温度ｌａ
がＴａ＜ＭＳａ、縮み回復素子１９ｂに供給される媒体
の温度ＴｂがＴｂ〉ＡＳｂの関係にあるとする。この場
合には縮み回復素子１９ｂは形状回復され、この際発生
する応力によって伸び回復素子１９ａが縮小される。

本実施例では上記性質を利用して配管カブラの装脱を行
なう。

即ち、配管カブラをフランジ１４．１５に装着する場合
には、媒体の温度Ｔａ、王すをそれぞれＴａ　＜Ａｓａ
、　Ｔｂ　＜Ｍｓｂとなるようにして連結板１８ａ、１
８ｂ間の距離を伸長させる。そして素子１９と係合部１
５ａ、１．５ｂの溝１６ａ。

１６ｂとを合致させるようにして連結板１８ａ。

１８ｂをフランジ１４ａ、１４ｂにそれぞれ装着する。

その後、媒体の温度７ａ、ｌ−ｂをそれぞれＴａ　＜Ｍ
ｓａ、　Ｔｂ　＜Ａｓｂとなるようにして連結板１８ａ
、１８ｂの距離を縮小させ、第４図に示すように、フラ
ンジ１４ａ、１４ｂの突き合わけ面にあるＯリング２６
を締め付ける。而して、配管１３は第５図に示すように
伯の配管１３′と連結される。その後、配管１３．１３
’　に流体を流すことになるが、この際、配管１３．１
３’　を流れる流体の温度をＴｆとし、このＴ　ｆがＡ
　ｓｂ＜　Ｔ　ｆ〈Ｍ、ａの関係にあれば、それ以降素
子１９に媒体を供給する必要はない。なお、事故等によ
って周囲から高温流体が流れ素子１９を加熱する場合も
考えられるが、この高温流体の温度ＴＨは予想し得るの
でＡｓｂ＜ＴＨ＜Ｍｓａとなるように逆変態温度Ａｓｂ
、変態温度１ｙｌｓａを設定しておくことが好ましい。

一方、フランジ１４ａ、１４ｂから配管カプラ１７を取
り外す場合には、媒体の温度Ｔａ、ＴｂをそれぞれＴａ
　＜Ａｓａ、　Ｔｂ　＜Ｍｓａトな８Ｊ：つｋ。

して連結板１８ａ、１８ｂ間の距離を伸長させる。

なお、配管カプラ１７の装脱はマニピュレータの手先部
のトングをボックス２５の嵌合口２４に嵌合させ、該マ
ニピュレータを操作することによってなされる。

この実施例の配管カプラによれば次の効果を得ることが
できる。

素子１９の加熱冷却のみで配管カプラの装脱が容易に行
なえるので、溶接による切断・接合や、ボルト等による
取り外し・取り付けに比べて作業時間が大幅に短縮され
、ひいては核融合炉の稼働率が向上される。また素子１
９の機械的性質を均一にすることにより、Ｏリングの締
付けを容易に均一にすることができる。

なお、実施例においては１方向性の形状記憶合金からな
る素子１９ａ、１９ｂが用いられているが、２方向性の
形状記憶合金からなる素子を用いても良いものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は−の配管に設けられたフラ
ンジと他の配管に設けられたフランジとを互いに突き合
わせてこの両配管を連結する配管カプラにおいて、円弧
状を有しフランジの背面に当接される対をなす連結板と
、この連結板間にはり渡され該連結板の間隔を変える形
状記憶合金からなる素子と、この素子を加熱または冷却
する加熱・冷却装置とを有するので、配管の装脱が容易
になるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る配管カプラの実施例の斜視図、第
２図は第１図の配管カプラによって連結される配管の斜
視図、第３図は第１図の配管カプラの■−■線に沿った
断面図、第４図は第５図のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図
、第５図は第１図の配管カプラを装着した場合の斜視図
、第６図は従来の核融合炉の縦断面図、第７図乃至第９
図はブランケットモジュールの引抜き順序を示す図であ
る。 １３．１３’　、１３ａ、　１３ｂ−・・配管、１４ａ
。 １４ｂ・・・フランジ、１７・・・配管カプラ、１８ａ
。 １８ｂ・・・連結板、１９・・・素子、１９ａ・・・伸
び回復素子、１９ｂ・・・縮み回復素子。 出願人代理人　猪　股　清 毛１図 奉２図 床３閉 ρｂ ＃ｄ　図 第５　図 ！６図 手続補正古 １　事件の表示 昭和５９年　特許願　第８５３４２号 ２　発明の名称 配管カブラ ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 （３０７）　株式会社　東　芝 ４　代　裡　人 ７　補正の対象　′、　−パ 明細書の「発明の詳１１Ｉな説明」の欄。 ８　補正の内容 （１）　明細書第９頁第７行目の「儲【ノられた」を１
設けられた」と訂正する。 （２）　明細書第１０頁第５行目の「この際」を「この
場合には伸び回復素子１９ａは形状回復され、この際」
と訂正する。 （３）　明細書第１０頁第１６行目の［フランジ１４．
１５Ｊをｒフランジ１４ａ、１４ｂＪとＫＴ正する。 （４）　明細書第１０頁第１８行目、第１２頁第１行目
のｒＴａ＜ＡｓａＪをｒＴａ＞ＡｓａＪと訂正する。 （５）　明細書第１１頁第４行目のｒＴｂ＜ＡｓｂＪを
ｒＴｂ＞ＡｓｂＪと訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、−の配管に設けられたフランジと他の配管に設けら
   れたフランジとを互いに突き合わせてこの両配管を連結
   する配管カブラにおいて、円弧状を有しフランジの背面
   に当接される対をなす連結板と、この連結板間にはり渡
   され該連結板の間隔を変える形状記憶合金からなる素子
   と、この素子を加熱または冷却する加熱・冷却装置とを
   有することを特徴とする配管カブラ。 ２、　複数の形状記憶合金からなる素子は伸び回復素子
   および縮み回復素子からなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の配管カブラ。