JPS624790Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、高温流体、特に高温不活性ガスを通
す多重配管において、各管の配置間隔を保つ金属
製スペーサと管との滑動可能なスライドジヨイン
ト部における高温凝着を防止した高温高圧流体用
多重配管に関するものである。

現在、原子力エネルギー利用のための開発研究
が盛んに行なわれている。通常、この原子力エネ
ルギー利用には、温度が約800゜Ｃ〜1000゜Ｃ、
圧力が約40Kg／cm²前後と、従来類例を見なかつた
ような不活性な高温高圧流体が、熱媒体として使
用される。

通常、高温高圧流体を通す多重配管は、第１図
のように構成されている。

すなわち、一次流体を通す内管１と、二次流体
を通す中間管（又は仕切管とも呼ぶ）２および最
も外側の耐圧的に優れた圧力管３とが同心円状の
配管で組合され、内管１と中間管２との配置間隔
はスペーサ４により、また中間管２と圧力管３と
の配置間隔は、スペーサ５によつて保たれてい
る。各スペーサの一側が管に対し滑動可能になつ
ていて、管相互間の軸方向熱膨脹差が遊動部の滑
りによつて解消されるようになつている。

もつともスペーサ５は、構造的制約が少ないの
で、第３図を見るとわかるように、耐熱性を考虜
してアルミナ耐火物による分割形構造として作ら
れており、その円周方向に適切な間隔で突出た突
起部５ａが圧力管内面と接触するように構成され
ている。（第３図参照）。

また、内管１には適当な配置間隔でベローズジ
ヨイント８…が組み込まれ、中間管２の接続には
スライドジヨイント９が使用されている。

この多重配管における内管１の軸方向の熱膨脹
は、ベローズジヨイント８の圧縮変形で吸収さ
れ、中間管２の軸方向の熱膨脹は、スライドジヨ
イント９における滑りで吸収される。また圧力管
３の軸方向熱膨脹は、この配管接続部に使用され
る熱膨脹継手等により吸収される（図示省略）。

一方相互間の熱膨脹差は、内管１と中間管２の
軸方向熱膨脹差については、スペーサ４の接触点
における滑りで解消され、同様に中間管２と圧力
管３の熱膨脹差については、スペーサ５の突起部
５ａにおける滑りで解消される。

このように、この種の多重管に使用されるスペ
ーサ、特に高温部に位置する内管１と中間管２と
の間に使用されるスペーサ４は、単に同心円状に
組合された二つの管の配置間隔を構造的に安定に
保つ機能だけでなく、構造的耐力の他に断熱性、
耐熱性に優れ、熱膨脹差解消のために滑りを許容
する構成でなければならない。その上にこのスペ
ーサ４は、それが位置する場所（つまり内管と中
間管との間の空間）が、多重配管の機能上二次流
体の流れる流路として構成されているから、中間
管２と圧力管３との間に使用されるスペーサ５と
は異なり、流体の流れをあまり邪魔しないように
小さくてしかも流体抵抗の少ない形状に製作され
なければならない。

従来のスペーサ４は、スペーサ５のように耐火
物で作るというわけにもゆかず、現在のところハ
ステロイーＸといつたような特殊な超耐熱性高合
金で作られていた。又、中間管２のスライドジヨ
イント部は、中間管２同志のすべりによつて行な
われていた。即ち、スペーサ４と中間管２の内周
面及び中間管２同志のスライドジヨイント部９
は、共に金属面同志の接触面となつていた。

このように金属面同志の接触面が800゜Ｃ〜
1000゜Ｃの不活性な雰囲気内に長時間置かれる
と、不活性であるために金属表面に酸化被膜が形
成されずに、接触している金属の分子が拡散され
て金属同志がくつつく現象が現われ（この現象を
凝着という）、スペーサ及びスライドジヨイント
の機能を損うという事態が発生した。

この凝着は種々学問的に研究されているが、金
属の材質と温度に関係することが明らかとなつた
にとゞまり、凝着の原因は学問的に解明されてい
ないのが現状である。

そこで考案者は、高温流体を扱う配管としての
条件を満す材料を選定するために次の条件を想定
して実験を行なつた。その条件としては、(イ)配管
系は、配管系路に合せて複雑に曲げられ配管が熱
膨脹した際に圧縮力や曲げ力が加わるので、圧縮
力や曲げ力に強い材料が必要である。次に(ロ)負荷
変動によつて流体温度が変化するので、膨脹、収
縮のくり返しに充分耐える材料で且つ剥離しない
こと、及び製作や輪送中の衝撃力に対し強いこと
などを条件として、温度800゜Ｃ〜1000゜Ｃの間
で実験した。

その結果ジルコニアは、上記条件をほゞ満すこ
とが確認された。

本考案は、上記実験を基になされたものであつ
て、スペーサ及びスライドジヨイント部において
高温凝着を起さない信頼性の高い高温高圧流体用
多重配管を提供せんとするものである。

即ち本考案は、中間管の内部に内管を同心円状
に挿入し、さらに中間管の外側に圧力管を同心円
状に嵌装して成る高温高圧流体用多重配管におい
て、上記中間管と内管及び中間管と圧力管とをス
ペーサを介して同心円状に保持すると共に、中間
管同志をスライドジヨイントを介して接続し、該
スライド部及びスペーサの摺動面にジルコニアを
コーテイングして高温凝着を防止し、内管と中間
管或は中間管と圧力管相互間の相対的な熱膨脹差
を吸収すると共に、スライドジヨイント部によつ
て中間管自体の熱膨脹を吸収するようにしたこと
を特徴とする。

以下本考案の一実施例を詳細に説明する。第１
図において高温高圧流体用多重配管の概略を説明
する。

図において中間管２の内部には、内管１がスペ
ーサ４によつて同心円状に挿入されている。この
中間管２の外側には、圧力管３がスペーサ５によ
つて同心円状に嵌装されている。８は内管１の熱
膨脹を吸収するためのベローズ継手、９は中間管
２の熱膨脹を吸収するためのスライドジヨイント
である。７は断熱材であつて、圧力管３の温度を
低温域に保つために装填されており、配管の熱膨
脹に対応できるようにメス１２とオス１３の嵌め
合いになつている。なお６は、中間管２の外周に
設けられたスペーサ５の保持部材である。

第２図は、第１図におけるスライドジヨイント
部を詳細に示した部分拡大図である。図におい
て、中間管２をメス側２Ａとオス側２Ｂの二つに
分けて嵌合させ、メス側２Ａの内面に突起１１を
設け、オス側の外面表にジルコニア１０をコーテ
イングし、この突起１１とジルコニアコーテイン
グ面１０との間で摺動可能にし、スライドジヨイ
ント９を構成している。第３図は第１図の−
断面図であり、スペーサ５を示したものである。
図においてスペーサ５は、複数側に分割され、保
持部材６に保持されている。この状態でスペーサ
５に設けた突起５ａは圧力管３の内周面に接触し
ている。第４図はスペーサ４の部分拡大図であ
り、内管１の外周に固着されたスペーサ４にジル
コニアがコーテイングされ、このジルコニアコー
テイング面１４は、中間管２の内周面に接触して
いる。

前記スライドジヨイント部９及びスペーサ４の
ジルコニアコーテイング面１０，１４は、コーテ
イング領域を浅く削り、このアンダーカツトされ
た深さ相当分だけジルコニアがコーテイングされ
る。通常この厚さは0.1〜0.5mm程度である。

以上のように構成した本実施例の作用を次に説
明する。第１図において、高温高圧の一次流体
は、内管１内を流れる。又高温高圧の二次流体
は、スペーサ４によつて保持されている環状の隙
間内を流れる。このように一次流体と二次流体が
内管１の内外面に添つて流れることにより、内管
１の内外面の圧力はほゞ等しくなり、実質上内管
に圧力がかゝつていない状態になつている。

又二次流体は、スライドジヨイント部９より断
熱層７内に流入し圧力管３によつて流体圧力が保
持され、断熱層７内に帯溜する。この帯溜によつ
て中間管２の内外面の圧力は同じになり、実質上
中間管に圧力がかゝつていない状態になる。この
ようにして内管１及び中間管２には実質上圧力が
かゝつていない状態にして温度に対する強度を受
け持たせ、流体の圧力はすべて低温域にある圧力
管によつて保ち、多重管としての機能を保持させ
る。

一方熱膨脹に対しては、内管１にあつてはベロ
ーズ８によつて吸収され、中間管２にあつてはス
ライドジヨイント部９によつて吸収する。又、内
管１と中間管２との間の熱膨脹差は、スペーサ４
と中間管２の内周面との間のすべりによつて吸収
される。又、中間管２と圧力管３との間の熱膨脹
差は、スペーサ５と圧力管３の内周面との間のす
べりによつて吸収される。

以上詳述した通り本考案によれば、中間管と内
管及び中間管と圧力管とをスペーサを介して同心
円状に保持すると共に、中間管同志をスライドジ
ヨイントを介して接続し、該スライドジヨイント
とスペーサの摺動面にジルコニアをコーテイング
したので、内管及び中間管に実質上流体圧力をか
けないで熱に対する強度を受け持たせ、流体の圧
力をすべて圧力管によつて保持して二重配管とし
ての機能を保持させると共に、スライドジヨイン
ト部及びスペーサの摺接面の高温凝着を防止して
熱膨脹に対する信頼性を向上させ、さらにジルコ
ニアのコーテイングによつて曲げ力や衝撃力或は
温度変化等の配管としての諸条件を満すなど、信
頼性の高い高温高圧流体用多重配管を得ることが
できた。

特に外部への放射線の漏洩がきびしい原子力エ
ネルギー利用プラントにおいて優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は多重管の軸方向断面図、第２図はスラ
イドジヨイントの詳細断面図、第３図は第１図の
−断面図、第４図はスペーサ部分の詳細図で
ある。 １……内管、２……中間管、３……圧力管、
４，５……スペーサ、９……スライドジヨイント
部、１０，１４……ジルコニアコーテイング面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中間管の内部に内管を同心円状に挿入し、さら
   に中間管の外側に圧力管を同心円状に嵌装して成
   る高温高圧流体用多重配管において、上記中間管
   と内管及び中間管と圧力管とをスペーサを介して
   同心円状に保持すると共に、中間管同志をスライ
   ドジヨイントを介して接続し、該スライドジヨイ
   ント部及びスペーサの摺動面にジルコニアをコー
   テイングし、高温凝着を防止したことを特徴とす
   る高温凝着を防止した高温高圧流体用多重配管。