JPS6318076B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温高圧配管の断熱構造に関する。

〔従来技術〕

原子力エネルギ利用プラントでは、高温高圧の
熱媒体が取り扱われるので、該プラントに使用さ
れる配管は、高温高圧に対する特別な技術的問題
がある。

この種の高温高圧配管は、一般に熱に対する強
度を受け持つライナ管と、圧力に対する強度を受
け持つ圧力管とから構成されている。

そして、ライナ管には圧力がかからないよう
に、ライナ管の内外面に同じ圧力をかける構造に
なつており、一方圧力管は断熱材によつて熱がか
からないような断熱構造になつている。

上記の断熱構造について、高温高圧域での新た
な問題を更に詳しく説明する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

即ち、低温域では配管材料として、計容応力に
充分余裕をもつた材料を選ぶことが可能であつた
ので、さほど問題とはならなかつたが、高温高圧
に充分耐え得る材料の開発がなされていない現在
では、その材料の許容応力限界で使用することに
なり、より厳密な設計が要求される。

そこで一つの問題として、断熱層をいくら厚く
しても圧力管の温度が上昇し、強度上もたなくな
るという事態が起つた。この問題について種々検
討した処、ライナ管の内外面に同じ圧力をかける
ために、断熱層内に熱媒体を積極的に入れる構造
になつている高温高圧配管において、この熱媒体
が断熱層内で自然対流を起すこと、又断熱層内を
通り抜けること（以下単にシヨートパスという）、
及び熱媒体の輻射熱等に起因していることが解明
された。

この段階で、これまでに種々の断熱構造が提案
された。併し乍ら、材料の許容応力限界で厳密な
設計が要求されている該技術分野では、上記原因
を少しでも防止できる断熱構造が必要であり、技
術的に解決せねばならない一つの課題となつてい
る。

そこで本発明者等は、種々の断熱構造を試作し
実験した結果、自然対流、シヨートパス及び輻射
熱の点で、ほぼ満足せしめ得る新規な断熱構造を
開発考案するに至つたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち本発明は、圧力管とスライドジヨイントを
介して接続されたライナ管との間の環状隙間に一
方端を拡管して圧力管の内面に溶接し他端はこの
拡管に臨ませて順次連接した仕切管を嵌入し、前
記ライナ管と仕切管及び前記仕切管と圧力管との
間の夫々の環状隙間に断熱材を装填して断熱層を
形成して成る高温高圧配管において、前記ライナ
管と仕切管との間の環状隙間の断熱層を金属箔で
多層に仕切つた断熱層にしてこの断熱層の一方端
のみをキヤツプで蓋をし他端を開放した多重円筒
状の断熱層を連接して装入し、前記仕切管と圧力
管との間の環状隙間の断熱層は、仕切管と圧力管
との間の環状隙間を均圧孔を設けた仕切筒で仕切
り、この仕切筒と仕切管との間の環状隙間に繊維
状断熱材を装填し、一方仕切筒と圧力管との間の
環状隙間にはドーナツ形に成形したアルミナシリ
カ系の断熱材を嵌装し、仕切筒と圧力管との間の
環状隙間にシヨートパスを防止するための仕切板
を設けたことを特徴とする。

〔作用〕

このように構成することにより、ライナ管と仕
切管の環状隙間に装填した多重円筒の金属箔にて
断熱層の厚さを薄くして、最も高温側で発生する
自然対流を防止すると共に、輻射熱をも防止し、
又一方端をキヤツプにて蓋をすることによりシヨ
ートパスを防止する。

又、仕切管と仕切筒との環状隙間に繊維状の断
熱材を装填し、熱媒体の侵入を許容すると共に断
熱効果を図る。そして仕切筒と圧力管との環状隙
間に装填したドーナツ形の断熱材と仕切板及び仕
切管の拡管部によつて、断熱とシヨートパスの防
止を図る。

このようにすることによつて、ライナ管から侵
入した高温熱媒体は、金属箔から成る多重円筒に
より自然対流と輻射熱による昇温を防止して降温
され、開方端より繊維状の断熱層に侵入し、降温
されながらドーナツ形断熱層に侵入し、仕切板に
より滞留する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例の詳細を説明する。

第１図は高温高圧配管を縦断面して示した断熱
構造全体図である。図において、ライナ管１と圧
力管３との間の環状隙間に仕切管２を嵌送し、ラ
イナ管１と圧力管３との間の断熱層を二層に仕切
つている。

又、ライナ管１は、一定長さになつており、こ
れら一定長さのライナ管１は、スライドジヨイン
ト７で摺動動可能に接続されている。次いで仕切
管２も一定長さになつており、その一端を拡管８
にして圧力管３の内周面に溶接し、他端は拡管８
に臨ませて連設し、仕切管２と圧力管３の内周面
との間のシヨートパスを防止している。図中４は
仕切管２とライナ管１との間の断熱層であつて、
その詳細は第３図に示すように、アルミナシリカ
系繊維状断熱層１５の中に、金属箔から成る多重
円筒１４を装入して断熱層１５を複数層に仕切つ
ている。更にこの断熱層１５をフエイスメタル
９，１０で包むようにし、その端部の一方はキヤ
ツプ１１で密閉し、他方は通気性のある金網１２
で蓋を施している。尚、１３は断熱層４を接続す
るのに必要な溶接バンドである。

次に、図中５，６も断熱層で、その詳細を第２
図に示す。図において仕切管２と圧力管３との間
の断熱層を仕切筒１７で二層に仕切り、仕切管２
と仕切筒１７との間にアルミナシリカ系繊維状断
熱材を装填して断熱層５を形成し、一方仕切筒１
７と圧力管３との間にドーナツ形にしたアルミナ
シリカ系断熱材を嵌装し、その任意箇所にドーナ
ツ形の仕切板１６を嵌入せしめ、こうして断熱層
６を形成している。

上記の如く構成された本実施例の作用を説明す
る。

ライナ管１内を流れている高温高圧の熱媒体
は、ライナ管１のステイドジヨイント部７より断
熱層４内に侵入する。この断熱層４内に侵入した
熱媒体は、断熱層４と４の継ぎ目を通り、更に仕
切管２の継ぎ目を通つて断熱層５に侵入し、次い
で仕切筒１７に設けた均圧孔とか継ぎ合せ目より
断熱層６に侵入する。この熱媒体の断熱層内への
侵入と同時に、その圧力も伝播され、ライナ管１
の内外面を同一圧力となし、且つ該断熱層によつ
て降温された圧力管３で圧力を保持する。

このようにして各断熱層内に侵入した熱媒体
は、断熱層５，６においては、拡管８によつて、
断熱層５，６内での熱媒体の流れが阻止されて滞
留し、更に断熱層６では、ドーナツ形の仕切板１
６によつてその流れが阻止されると共に、断熱層
４においては、金網部１２から侵入した熱媒体の
流れが、キヤツプ１１によつて阻止され、断熱層
４内に滞留する。

かようにして各断熱層内に滞留した熱媒体は、
その熱媒体の温度と断熱層の厚さのある凾数関係
で自然対流が起る。即ち、ある一定の温度で断熱
層の厚さを変えた場合、ある厚さ以上になると自
然対流が生じ、又断熱層の厚さを一定にして、熱
媒体の温度をある温度以上昇温すると自然対流が
起こる。

この自然対流は、最も高温域では金属箔の多重
円筒により断熱層の厚さを実質上薄くすることで
防止され、低温域では、仕切管２及び仕切筒１７
にて断熱層を薄くして自然対流が防止される。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明によれば、ライナ管
と圧力管の間の断熱層を仕切管で仕切つて断熱層
を二層とし、ライナ管と仕切管の間の断熱層（高
温側断熱層）に金属箔を装入或は介在させて高温
側断熱層を複数層に仕切つたので、高温断熱層内
での自然対流を阻止することができ、又金属箔か
ら成る多重円筒の間に断熱材を介在させているの
で、金属箔表面からの輻射熱も阻止し、更には断
熱層の一方をキヤツプにて密閉することによりシ
ヨートパスが阻止され、然かも仕切管と圧力管の
間の断熱層（低温側断熱層）においても、仕切筒
で断熱層の厚さを薄くしてその温度での自然対流
を阻止し、且つ仕切管の拡管及びドーナツ形の仕
切板によつてシヨートパスを防止し、自然対流、
シヨートパス並びに輻射の点でほぼ満足せしめ得
る高温高圧配管を提供することができる等、その
効果は多大なものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例で、第１図
は高温高圧配管を縦断面して示した断熱構造全体
図、第３図はライナ管と仕切管の間の断熱層を拡
大して示した図、第２図は断熱層の一部を拡大し
て示した図である。 １…ライナ管、２…仕切管、３…圧力管、８…
拡管、１４…金属箔から成る多重円筒、１５…断
熱材、１７…仕切筒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧力管とスライドジヨイントを介して接続さ
   れたライナ管との間の環状隙間に一方端を拡管し
   て圧力管の内面に溶接し他端はこの拡管に臨ませ
   て順次連接した仕切管を嵌入し、前記ライナ管と
   仕切管及び前記仕切管と圧力管との間の夫々の環
   状隙間に断熱材を装填して断熱層を形成して成る
   高温高圧配管において、前記ライナ管と仕切管と
   の間の環状隙間の断熱層を金属箔で多層に仕切つ
   た断熱層にしてこの断熱層の一方端のみをキヤツ
   プで蓋をし他端を開放した多重円筒状の断熱層を
   連接して装入し、前記仕切管と圧力管との間の環
   状隙間の断熱層は、仕切管と圧力管との間の環状
   隙間を均圧孔を設けた仕切筒で仕切り、この仕切
   筒と仕切管との間の環状隙間に繊維状断熱材を装
   填し、一方仕切筒と圧力管との間の環状隙間には
   ドーナツ形に成形したアルミナシリカ系の断熱材
   を嵌装し、仕切筒と圧力管との間の環状隙間にシ
   ヨートパスを防止するための仕切板を設けて成る
   高温高圧配管の断熱構造。