JPS6199787A - バンド型配管支持装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はバンド型配管支持装置に係シ、特に、高速増殖
炉のような配管の熱変形が著しく、かつ剛性の高い耐震
支持を要求されるような配管系に適用するのに好適なバ
ンド型配管支持装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、高速増殖炉において使用されたバンド型配管支持
装置の例を第１２回に示す。（文献−Ｈｉｇｈ　Ｔｅｍ
ｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｐｉｐｅ　Ｃｌａｍｐ　Ａｐｐｌｉ
ｃａｔｏｎｓｉｎ　Ｊａｐａｎ　＝Ｈ，Ｍ、　Ｍｉｎａ
ｍｉ　ｅｔ　ａｌ、Ａ８ＭＥＰｖＰ−４０，Ｐ、１３９
．１９８０）第１２図では、配管１の耐震支持を行なう
ため、配管１の周囲にバンド２を取付け、更にバンド２
をラグ３によって支持装置４に接合している。配管１は
約５００Ｃのナトリウムがプラント運転時には流れてお
シ、地震等によってプラントが停止する場合には原子炉
における熱出力が過渡的に変化するため、冷却材でらる
ナトリウムの温度も追従して大きく変化する。ところが
、ナトリウムのような液体金属と鋼構造物との間の熱伝
達率は一般に極めて大きい。そのため配管１の温度は内
部ナトリウムの温度変化に対して鋭敏に追従し、この結
果、配管１の断面寸法が運転中に大きく変化する。高速
増殖炉の主冷却系配管では、この直径の変化量は通常数
■程度であり、例えば配管の熱膨張に対してその変形を
拘束すると大きな熱応力の発生を招き、配管の構造建全
性の確保の観点から問題となるうそこで、第１２図の例
では、配管１とバンド２０間に予めクリアランスを設け
、熱膨張に対する拘束を招かない構造を採用している。

しかしながら、このような構造は配管１とバンド２が互
いに密着しておらず、ルーズな結合となっているために
地震時において配管１とバンド２０間にクリアランスの
分だけ相対変位を生じ、割な支持を期待できない不具合
がめった。また、バンド２の横振れを防止するため、配
管１の表面にストッパ７を溶接によって取付けており、
鋼構造のクリープ効果が問題となるような高速増殖炉の
運転温度領域（約５ｏｏｃ）では、溶接部の健全性の確
保が容易でないという問題があった。

このような問題点を解決するための例として、実開昭５
４−１６２９３３のような考案がある。本考案を第１３
図、第１４図により説明する。配管１の周囲には、刺状
のストッパ７を溶接ろるいは鍛造によって取付ける６パ
ンド２にはストツノく７の位置に合わせて接続孔８を設
けてあり、バンド２の端部にあるフランジ５をボルト６
によって締付けると、配管１とバンド２はスイッパ７を
介して接合される。また、配管１とバンド２の間には第
１２図の場合を同様にクリアランスを設け、ノ＜ンド２
が配管１に対して直接に拘束を与えない構造となってい
る。このような構造において、配管１の断面に熱変形を
生ずると、変形の方向は、第１４図に示すように配管１
の半径方向となる。従って、ストッパ７の寸法が大きく
なければストッパ７と接続孔８の相対的な変位は、配管
１の半径方向の変位に限られ、配管１が熱膨張または熱
収縮するいずれの場合についても、ストッパ７と接続孔
８の間で過大な拘束やガタの発生を招く恐れは少ない。

しか′しながら、配管１とバンド２を組み立てる場合に
おいて、ストッパ７と接続孔８が滑らかに接続するよう
にするためには、ストッパ７と接続孔８の間に十分な製
作公差を見込むことが必要なだけでなく、両者の接続面
はテーパ面とする必要がある。このようなテーパ面を設
けると、第１５図に示すように配管１の熱収縮に伴って
、ストッパ７と接続孔８０間にテーパ角度によってガタ
δを生ずることになる。地震時においては、プラントの
運転が停止されて熱出力が低下するため、配管１の熱収
縮と地震とは重畳する事象となる。従って、配管１を支
持する剛性の実質的な低下を招くようなガタの発生は好
ましくないということができる。

また、配管１の表面にストッパ７が溶接るるいは鍛造に
よって取付けられていることは、配管ｌの内部流体の温
度が過渡的に変化した場合に、ストッパ７の近傍の温度
追従が遅れ、局所的に高い熱応力を発生する可能性があ
った。

なお、上記考案と同様な考え方に基づく考案として、特
開昭５６−６９７６がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、配管の熱変形に対して過大な拘束ある
いはガタの発生がなく、また、地震時において配管を高
い剛性で支持できるバンド型配管支持構造を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

配管の熱変形に対して拘束わるいはガタの発生がないよ
う、配管とバンドを放射状に配置したキー構造により接
合するとともに、キー構造の位置を調整可能なものとし
、据付公差によるクリアランスの発生を防止し、また、
キー構造が、地震時においてバンドに加わる荷重を有効
に受けとめ、バンドの変形を防止することによって高い
耐震支持剛性を確保できるよう、バンドの曲げ変形を拘
束する境界条件として作用する部材をバンドに取付けた
点に特徴を有する。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の−の実施例を第１図、第２図により説明
する。なお、第１２図〜第１５図と同一部分には同一の
符号を使用する。

配管１における支持装置の取付部は局所的に肉厚を増加
した構造とするうこれは、高速増殖炉のような大口径薄
肉の配管の場合、配管断面の剛性が比較的低いため、支
持装置の取付部の耐震支持剛性を向上させる必要がある
からである。また、配管厚肉部には放射状位置にキー溝
１１を設け、バンド２に溶接にて取付けられるキー１０
との嵌合を可能としている。

これに対して、支持装置は、２つ割のバンド２をフラン
ジ５で合わせ、このフランジ５にてボルト６により締付
ける。バンド２には、配管側のキー溝１１と位置を合わ
せて、接続孔８が設けられており、キー溝１１と嵌合す
るキー１０を溶接にてバンド２に固定する構造となって
いる。また、バンド２とフランジ５の間には、補強用の
リブ９を設け、バンド２の曲シ梁として変形を拘束する
機能を有する。本発明のように、配管１と支持装置がキ
ーによって局所的に接続されているような構造では、接
続部近傍に局所的な変形及び高い応力が発生することを
防止する必要がアシ、リブ９はそのために設置するもの
である。

上述の支持装置の施工にあたっては、まず配管１の周囲
にバンド２を巻き付け、フランジ５をボルト６によって
仮組する。このとき、配管１とバンド２の間には、配管
１の断面の熱膨張変位を吸収できる量のクリアランスを
設ける。次に、キー１０をバンド２に設けた接続孔８全
通して、配管１に設けたキー溝１１に嵌合させる。嵌合
後、キー１０を接続孔８に溶接にて固定し、最後にボル
ト６の締付力を調整して施工を終了する。

次に、第３図ＫＸ第１図、第２図に示した実施例におけ
る配管１の外形を示す。配管１の厚肉部は、構造的な不
連続を防止するよう、除々に肉厚が増加するように配慮
している。第４図、第５図は配管１に設けたキー溝１１
の詳細を示してお広それぞれ第３図に示したＡ及びＢ方
向からの矢視図である。キー溝１１の隅部は、８寸法を
取ってあり、応力集中を防止する構造を採用している。

第３図〜第９図に示した配管１及びキー溝１１のｌ造は
、旋盤及びフライス盤等による厚肉管からの切削加工に
よる製作が可能であるため、鍛造加工を利用する必要が
なく、製作工数の低減を図り得る効果を派生的に有する
。

第６図は、第２図に示したＣ方向からの矢視図でろり、
バンド２に設けた接続孔８とキー１０の取合を示す。サ
ポートの施工にあたっては、バンド２と配管１を仮組し
た後にバンド２とキー１０を固定する手順となるため、
キー１０と接続孔８の間には、バンド２と配管１の製作
公差及び両者の取合に関する据付公差を吸収し得る調整
代を準備しておく必要がある。そこで、キー１０と接続
孔８の間はくさび１２で接続し、据付時の寸法調整を可
能な構造とした。このように据付時の寸法調整を可能に
することにより、キー接合に関してガタのない構造を実
現することができ、耐震支持剛性の向上をもたらすこと
が可能でらる。

次に、以上に述べた本実施例によって得られる支持装置
の力学的挙動を第７図、第８図を用いて説明する。第７
図は、不実、ｔｆ−１例の力学的境界条件を示すういま
、フランジ５に地震荷重が図中Ｆの方向に加わる状態を
想定する。キーｌＯは、バンド２の接線方向の拘束を与
える。また、ボルト６は、フランジ面に垂直方向の拘束
を与える。このような境界条件に対して、有限要素法を
用いて構造解析を実施した結果を第８図に示す。第８図
中、破線は本実施例のキー構造を有する場合、一点鎖線
はキー構造がない場合の解析結果である。第８図から明
らかなように、キー１０がバンド２の接線方向の拘束を
与えるため、バンド２の曲シ梁としての変形が抑制され
剛性が向上していることがわかる。

次に、本発明の他の実施例を第９図、第１０図により説
明する。なお、同一部分には同一符号を用いる。

この実施例では、配管１の厚肉部をバンド２の両側のみ
とした構造となっている。従って、バンド２は配管２の
厚肉部に狭まれるため、配管１の軸方向の支持がバンド
２によって可能となる。すなわち、第１１図に示すよう
にフランジ５と垂直方向にラグ３が取付けられ、荷重が
作用する場合には、バンド２が２つ側構造となっている
ため、フランジ５を挾んで２つのバンドが互いに独立な
変位を生ずる可能性がめる。このとき、ラグ３に加わる
荷重に対しては、ラグ３が取付けられている側のバンド
２だけが有効な強度部材となシ、取付けられていない側
のバンド２′は有効に作用しない可能性がおる。そこで
、フランジ５に嵌合１３を設けることにより２つ割のバ
ンドの相対的な変位を防止する構造とすることができる
。

本実施例によれば、２つ割のバンド間に嵌合構造を設け
、２つのバンド間の互いに独立な変位を防止できるので
、２つ割部に垂直方向の荷重に対しても２つのバンドは
同等に強度部材として作用し、高い配管支持剛性を確保
できる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、位置ｖ４整が可能なキー構造によって
配管とバンドを接続することができ、また、キー構造は
配管の円周上に放射状に取付けられ、配管の半径方向の
熱変位を吸収できるので、配管の熱変位に伴う配管とバ
ンドの相互の干渉による熱応力あるいはガタの発生が防
止でき、高い配管支持剛性を確保できる効果がめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−の実施例を示す平面図、第２図は同
縦断面図、第３図は配管の厚肉部を示す平面図、第４図
はキー溝の構造を示す第３図の入方向矢視図、第５図は
Ｂ方向矢視図、ｇ６図は第２図のＣ方向矢視図、第７図
は−の実施例の支持装置の力学的境界条件を示す説明図
、第８図はキーの有無による配管の変形状態の差異を示
す説明図、第９図は本発明の他の実施例を示す平面図、
−第９図は本発明の他の実施例を示す平面図、第１　Ｑ
、図は同配管の厚肉部を示す平面図、第１１図は同縦断
面図、第１２図は従来の支持装置の側面縦断面図、第１
３図はその部分断面図、第１４図はその縦断面図、第１
５図はストッパと接続孔との嵌合状態を示す部分波大所
面図である。 １・・・配管、２・・・バンド、３・・・ラグ、４・・
・支持装置、５・・・フランジ、６・・・ボルト、７・
・・ストッパ、８・・・接続孔、９・・・リブ、１０・
・・キー、１１・・・キー溝、そ７ｍ Δｌ（△２ 若１５ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２個一対のバンドにより配管を挾持する
   ことにより当該配管を支持する装置において、前記配管
   の挾持部は厚肉化され、この厚肉化された挾持部外周の
   放射状位置に前記配管の軸方向に延在するキー溝が設け
   られており、前記バンドの両端には締結フランジが設け
   られ、かつ、側端には前記キー溝と連通可能な位置であ
   つて挿入されるキーとの間に調整用クリアランスを存す
   る開口幅を有する接続孔が設けられており、前記キー溝
   と接続孔に連通してキーを挿入し、前記調整用クリアラ
   ンスにくさびを打込んで配管とバンドの相対位置を固定
   するとともに、前記締結フランジ相互を締結手段により
   固定して成ることを特徴とするバンド型配管支持装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の支持装置において、前
   記挾持部の厚肉化は、バンドの両側端に当接する部分に
   のみ施して配管の軸方向におけるバンドの移動を拘束す
   るようにしたことを特徴とするバンド型配管支持装置。