JPS60249791A - 流体密接続構造 - 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 本発明は流体密な接続、ことに同軸の管またはこれに類
似の部材の間の流体密な接続の技術に関するものである
。

従来技術 多くの工業分野、ことに原子力関係の技術分野において
は、内部でプロセスが高圧力下で起るような大型の容器
に貫通部を形成しなければならない。原子炉容器の場合
には、このような貫通部は制御棒ないしは制御装置を炉
心内に挿入するための開口を形成するのに必要なのであ
る。典型的には、原子炉容器の壁にノズルを溶接して制
御棒の操作に関係する装置類を装架する支持面を形成せ
しめている。

多くの場合、カラムまたは導管をこのノズル内に同軸に
通し、これをノズルまたは容器内のその他の構造物に内
部的に取付けている。しかしこのようなノズルに装架し
た装置やノズル内に取付けたカラムなどは保守点検時ま
たは修理時には取外さねばならない。その上正規運転中
は、ノズルとこのノズル内に取付けたカラムとの間には
流体密な閉鎖関係すなわち接続関係が確立され、放射能
もれを防止されるようにしなければならない。さもなけ
れば容器から放射能を帯びた流体が周囲環境に逸出して
しまう。

カラムをノズルに接続し密封する既知法のひとつとして
は、マーマン（Ｍａｒｍａｎ　）クランプ（米国カリフ
ォルリア州ロスアンゼルスのエーロクイツブ社の製品）
によって金属対金属の密封材を施すことがあげられる。

典型的には、液圧工具をノズルに形成した溝またはその
他の装架手段に取付けるかまたはノズルに装架したアダ
プタ部材に取付けて前述の密封材を着座せしめるのであ
る。このように密封材をセットした後、マーマンクラン
プの両半部をボルトで互いに締付けて密封材を圧縮状態
とするのである。次いで液圧工具を取外し、オートクレ
ーブ型金属クールをノズルの周囲に何本かのねじによっ
て締め付けるのである。この方法は時間がかかり、しか
も許容誤差がわずかしかない。

発明の開示 本発明は、たとえば原子カプラントの容器とこの容器を
貫通するノズルとに関連して圧力の境界を設定すること
すなわち同軸の管またはその類似部材間に圧力の境界を
設定するのに殊に有用な、流体密の接続装置およびその
設置方法に関する。

この接続装置は、外側の管またはノズルのフランジにク
ランプされる閉塞部材を包含し、この閉塞部材はカラム
に係合しカラムに対する相対的な軸線方向の動きを制限
する肩部またはその他の装置を有するものである。閉塞
部材はまたカラムのハブ部分を包含する。この閉塞部材
はノズルのフランジへと引き寄せられ、その間にシール
部材を圧縮してこのフランジと閉塞部材との間の洩れを
防止するようにしである。このためのドライブユニット
は閉塞部材の上方においてカラムに取付け、閉塞部材を
カラムの方へしっかりと引き寄せて。

ハブ部分とカラムとの間の環状のスペースに沿ってドラ
イブスリーブを前進せしめ、これによりその間の環状の
ガスケットが圧縮されて第２の漏れ止めシールを形成す
るようにしである。好適な実施例においては、このドラ
イブユニットは、前記環状のスペース内におさまる下部
部分と、ねじを切った上部部分と、この上部部分にら合
するたとえばナツトのような作動装置と、溝の中でカラ
ムにしっかりと接続されたカラー好適にはスプリットカ
ラーとを包含している。閉塞部材を一旦第１のシールお
よびノズルフランジにクランプしこれに対して一杯に引
き寄せてしまうと、ドライブユニットはカラムに取付け
られることとなる。次いでレンチで前述のナツトをまわ
すだけでドライブユニットが作動し、カラーはカラムの
重量を担持するようになり、これを閉塞部材に引き寄け
る。

このようなカラーへの負荷を更に与え続けると、ドライ
ブユニットはガスケットに対して前進し第２のシールを
完成せしめるのである。

一般に、本発明の接続装置は、ノズルフランジと閉塞部
材との間をまず閉塞しシールし、次いでドライブユニッ
トをカラムに取付けてガスケットによる第２のシールを
行なう前に全体の接続を締め上げて主な圧力境界を完成
せしめるものである。

この締め上げはカラムへのカラー接続部およびカラムへ
の閉塞部材の係合部において剛性な上部および下部支持
面をまず確立せしめることにより果される。カラーに作
用する作動部材であるナツトおよびドライブスリーブの
配置はこの゛ドライブスリーブを効果的に作用せしめる
ようになされている。

接続装置は閉塞部材をカラムの上に置き、ノズルフラン
ジと閉塞部材との間にシールリングを嵌め、次いでクラ
ンプにより閉塞部材を締め上げることにより装架される
。ガスケットリングはこの接続装置のハブ部分とカラム
との間の環状のスペースに挿置される。ドライブスリー
ブはこの環状のスペースに挿入されガスケットに当接せ
しめられる。作動部材であるナツトはドライブスリーブ
の上部部分にねじ込まれ、カラーはこのナツトがカラー
に負荷を与えることができるようにカラムにしっかりと
取付けられる。ナツトかまわされるにつれ、カラーには
負荷が与えられ、遂にはカラムは、しつかりした接続が
果されるまで閉塞部材の方へと軸線方向に移動せしめら
れる。さらに締め上げればドライブスリーブは環状のス
ペースに沿って進められ、ガスケットを所望程度まで圧
縮する。

本発明の接続装置はたった１人の人間が片手に工具をも
って装架することができる。何の特別の工具もいらなけ
れば、油圧工具も必要ない。本発明において用いるガス
ケットの種類としては、グラファイトまたはグラファイ
トが好適である。このようなガスケットは従来の金属ガ
スケットよりもシール面が不整でもよいからである。本
発明による装置は他の従来設計よりも丈夫であるので、
屋外におけるものに好適であり、取付工程における若干
のちがいを許容でき、しかも良好なシールを果すことが
できる。

実施例 第１図は圧力境界型の接続装置１１を取付けた原子炉容
器の熱電対貫通構体１０を示す。典型的にはノズルポス
１２は原子炉容器（図示せず）に溶接されており、ノズ
ルアダプタ１４と整合している。ノズルアダプタ１４は
典型的には上方にのび、大略円筒形のノズル頚部１６を
形成している。

ノズルフランジ１８がこのノズル頚部上に形成すれてい
るか、または溶接されている。カラム２゜またはこれと
同様な管状構造が上方にのびており、典型的には原子炉
容器内の構造物に取付けることによりノズル内で同心に
支持されている。このような取付の態様自体は本発明の
実施に必要なことではない。しかじカラムに若干の弾性
ないしは余裕を与えて、少なくとも比較的短い距離だけ
ノズルに対して軸線方向に動けるようにすべきである。

ノズルボス１２の孔は原子炉容器内のフｏ　−ｔ＝　ス
流体の圧力に直接さらされている。この圧力は流体を、
カラ虎ノズル頚部１６およびノズルフランジ１８との間
を上方に向かわせる。本発明の主要な目的はカラム２０
とノズルの頚部１６およびフランジ１８との間の接続部
を形成して、前述の加圧流体が外へ漏れるのを防止する
ことにある。

本発明はこのようにして１次的な圧力境界接続を提供す
ることにあり、この接続は２５００　ｐｓｉ　（１７６
ｋｌｉＪ／ｃｒｌ）またはそれ以上の圧力に耐え、６５
０　’Ｆ（３４３℃）の高温、高い放射能にも耐えるこ
とができるのである。

第１図および第２図を参照して本発明の接続装置の取付
について以下に述べる。ノズルフランジ１８は好適には
たとえばテキサス州ヒユーストンのグレイ、ツール、カ
ンパニーで市販されているＧｒａｙｌｏｃ　３　ＧＲ２
５という型式の金属シールリング２２を収容するような
形としである。適宜に形成したフランジ１８があるもの
として、取付の第１の工程はシールリング２２をカラム
の上端部２４からノズルフランジ１８に着座するまで、
滑入せしめることである。同様に閉塞部材２６をカラム
上端部からシールリング２２の上に滑入せしめる。

閉塞フランジ２８もノズルフランジ１８と同様にシール
リング２２に整合せしめるようにしてクランプ部材２９
、好適には上述のＧｒａｙｌｏｃ　３　ＧＲ２５のよう
なりランプ部材を受け入れるようにする。

クランプ部材２９は、シールリング２２が充分に圧縮さ
れてノズルフランジ１８と閉塞フランジ２８との間の圧
力境界が維持されるまで製造業者の仕様書に従って締め
るか引き寄せるのである。

閉塞部材２６は内部閉塞面または肩部３０を有する。こ
の内部閉塞面はフランジ１８およびシール２２の高さ位
置においてカラム２０のカラム肩部３２と係合するよう
Ｋしである。肩部３０，３２は通常は、クランプ部材２
９が一杯に締められた時に一杯に係合するものではなく
、閉塞部材２６とカラム２０の上端との間には漏洩路が
残されている。この漏洩路を急速にかつ効果的にシール
するために本発明装置を閉塞部材２６の閉塞・・ブ部分
３４によって与えられたスペースに挿置するのである。

閉塞ハブ部分３４は第２図および第３図に詳細に示しで
ある。この閉塞ハブ部分３４の内径はカラム２０の外径
よりも犬とし、ハブ部分３４とこれに隣接するカラム２
０との間に環状のスペース３６を形成しである。この環
状のスペース３６の下端部の支持面３８はひとつまたは
ひとつ以上のパツキンまたはガスケットリング４０を受
けるように設けである。これらのガスケットリング４０
はカラムの上端部から環状のスペースへと、これらが支
持面３８に当接するまで落し込まれる。これらのガスケ
ットリング４０は好適にはグランオイルという名前で広
く知られている型式のグラファイト製のものとする。

次に、おおよそ円筒形のドライブスリーブ４２をカラム
上端部２４から環状のスペース３６へと、密封端部４４
がガスケット４０に接触スるまテ落し込む。ドライブス
リーブの上部部分すなわち作動端部４６は好適には符号
４８で示すようにねじを切り、６角のナツト５０をはめ
る。好適にはスラスト軸受５２をこのナツト５０の上に
配設する。

次いでカラー５４をカラムに対して横方向にしっかりと
接続する。好適にはスプリットリングカラー５４（半分
だけを図示）をボルト５５により溝５８に取付るとよい
。

ナツト５０は好適には、カラム２４の端部にまで至る前
にねじ４８とら合するようにする。これにより作業時間
を短縮することができる。装着作業に先立って、カラム
２０の距離Ａを確認してこれをベンチマークとして、ガ
スケットリング４０゜ドライブスリーブ４２、ナツト５
０、スラスト軸受５２、およびカラー５４の装着に便な
らしめる。

第２図に示した部品を一旦手締めのがたさにまで組付け
た後、ドライブスリーブ４２をカラム２゜に対して回転
しないように維持して、ナツト５゜をまわす。これはド
ライブユニットであるドライ７”　スリーブ４２、ナツ
ト５０をひろげて、カラム２０の重量がカラー５４によ
って支持されるに至らしめる。さらにナツト５０をまわ
し続けると、カラム２０がもち上り、肩部３０．３２が
しっがりと係合するに至る。これらの肩部は第２図に示
すように斜めに係合するようにするか、或いは図示はし
ないが平らに係合するようにする。ナツト５０を更にま
わし続けると、ドライブスリーブ４２はカラム２０に対
し軸線方向下方に滑動して、密封端部４４がガスケット
４０を圧縮して所望の圧力境界密封を果すことができる
。

この好適な実施例においては、ナラ）５０をまわしてい
る時にドライブスリーブ４２０回転を防止する手段とし
てキーまたはスプライン６ｏを採用している。このキー
またはスプライン６ｏは第２図および第３図に例示しで
あるように閉塞部材２６のハブ部分３４の溝５６に嵌合
している。また、環状のスペース３６をカラム２０に？
Ｅい均一の寸法のものとし、突起（図示しない）を閉塞
部材２６の上端部とナラ）５０の下端部との間の領域に
おいてドライブスリーブに設けてもよい。この構成によ
れば、ひとつの工具で突起を保持しながら、もうひとつ
の工具でナラｌ−５０をまわすことを必要とする。しか
し好適な実施例においては、必要とされる唯一の工具は
簡単なレンチであって、このレンチを使って所望の圧力
がガスケットリング４０に印加されるまでナツト５ｏを
まわすのである。

普通の状況下においては、カラム２ｏは容器に関係する
恒久的な固定部材であって、肩部３２および溝５８の位
置は接続装置の設置に先立って知られている。さらに、
ノズル構造は第１図に例示■７たもの以外の型式のフラ
ンジ１８を包含する。

各種の閉塞構体たとえばノズルフランジ１８、シールリ
ング２２、フランジ２８、さらにはクランプ部材２９の
形が変っても本発明は適用できるのである。

本発明の主要な特徴は、閉塞部材２６とカラー５４とが
、非屈従性の横方向支持面を提供し、この間でナツト、
ドライブスリーブのようなドライブユニットを拡張せし
めることにある。ドライブスリーブ４２とナツト５０の
拡張可能配置構成は、ガスケット４０を、閉塞部材２６
とカラム２０との間で圧縮せしめることとなる。このよ
うに本発明では、たとえば肩部３０．３２のような手段
が、カラム２０の上方移動すなわちカラム２０の閉塞部
材２６に・対する移動を制限するために設けられること
を必要としている。

閉塞部材２６は、シールリング２２とガスケットリング
４０との両方の圧縮負荷に貢献するが、これらリングの
圧縮はふたつの各別の作動機構によって順次各別の過程
（すなわちクランプ部材２９がシールリング２２を作動
せしめ、次いでドライブユニット４２，５０，５４がガ
スケットリング４０を作動せしめる）によって生ずる。

原子炉の保守に当っての放射能被ばくの問題を考えると
本発明は著しい利点があることは明かである。本発明に
よれば、組付けの時間は約１時間半で、現行の技術によ
るよりも約１時間短縮される。さらにグラファイトシー
ルは従来の金属シールよりも表面あらさに不感である。

従ってたとえシール面に多少傷があっても、良好なシー
ルを果すことが可能である。最後に、組付けには油圧工
具を必要とせず、単なるトルクレンチを使用するだけで
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉容器の炉心出口熱電対ノズルに適用した
接続装置を示す縦断面図、第２図は本発明接続装置の拡
大縦断面図、第３図は第２図に示した接続装置の平面図
である。 １０・・熱電対貫通構体、１１・・接続装置、１２・・
ノズルボス、１４・リノズルアダプタ、１６・・ノズル
頚部、１８ｏ・ノズル２ランジ、２０・・カラム、２２
−−シールリング、２４ｏ・上端部、２６・・閉塞部材
、２８・・フランジ。 ２９・・クランプ部材、３０・・肩部、３２・・肩部、
３４・・閉塞ハブ部分、３６・・環状のスペ−，Ｘ、３
８・・支持面、４０・・ガスケットリング、４２・・ド
ライブスリーブ、４６・・作動端部、５０拳・ナツト、
５２・６スラスト軸受、５４・・カーｙ−，６０・・キ
ーまたはスズライン。 ＣＩよＩＰ１名） Ｆｉｇ、　１ Ｆｉｇ、　３ Ｆｉｇ、　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ノズルとこのノズル内に支持された同心のカラムと
   の間の流体密接続構造において、前記ノズルの上端部に
   形成したノズルフランジと、このノズルフランジに担持
   されたシール手段と、前記ノズル内に配設され前記ノズ
   ルフランジの上方に延在し前記シール手段の上方におい
   て肩部な有するカラムと、前記シール手段上に当接する
   外方に張り出した下端部、前記カラムの肩部に係合する
   内部肩部、この内部肩部の上方に位置する内部支持面、
   および前記内部肩部の上方に延び前記カラムからは間隔
   を隔てており大略環状のガスケット手段を受け入れるよ
   うに前記支持面の上方に環状のスペースを画成するノ・
   プ部分を有し、前記カラムを取り囲む閉塞部材と、この
   閉塞部材を前記ノズルフランジの方へ引き寄せてそれら
   の間の前記シール手段を圧縮する装置と、前記環状のス
   ペース内に配設された下端部を有するドライブスリーブ
   と前記カラムにしっかりと取付けられ、前記ドライブス
   リーブと前記カラムとの間の、相対的軸線方向運動を行
   なわす装置とを包含し前記カラムを取り囲むおおよそ円
   筒形のドライブユニットとをそなえ、前記環状のスペー
   ス内に配置した環状のガスケットが前記ドライブスリー
   ブによって前記支持面に対して圧縮され前記閉塞部材と
   前記カラムとの間の流体漏れを防止するようにしたこと
   を特徴とする流体密接続構造。 ２、特許請求の範囲第１項記載の流体密接続構造におい
   て、前記カラムが前記肩部の上方に間隔を隔てた溝を包
   含し、前記ドライブユニットが前記溝に取付けられるカ
   ラーを包含し１作動手段がこれらと協同して前記ドライ
   ブスリーブを前記カラーから前記ガスケット手段の方へ
   と押し進めるようにしたことを特徴とする流体密接続構
   造。 ３　特許請求の範囲第２項記載の流体密接続構造におい
   て、前記ガスケット手段が少なくともひとつのほぼ環状
   のグラファイトリングを包含することを特徴とする流体
   密接続構造。 ４　特許請求の範囲第３項記載の流体密接続構造におい
   て、前記ドライブユニットが、ねじを切った上端部と前
   記環状のスペース内に配置した下部部分とを有するドラ
   イブスリーブと、このドライブスリーブの上端部にねじ
   係合する作動ナツトと、前記カラムに取付けられ前記作
   動ナツトの前記カラムに対する上昇移行を制限するカラ
   一部材とを包含することを特徴とする流体密接続構造。