WO2018070482A1 - 圧力容器 - Google Patents

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WO2018070482A1
WO2018070482A1 PCT/JP2017/037026 JP2017037026W WO2018070482A1 WO 2018070482 A1 WO2018070482 A1 WO 2018070482A1 JP 2017037026 W JP2017037026 W JP 2017037026W WO 2018070482 A1 WO2018070482 A1 WO 2018070482A1
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pressure vessel
main body
fluid
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outlet
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茂樹 坂倉
信之 本間
敏之 坂田
高平 鶴ヶ谷
角田　大輔
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株式会社Ihi
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Publication date
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Definitions

  • This disclosure relates to a pressure vessel.
  • Patent Document 1 describes a pressure vessel including a heat exchanger.
  • pressure vessels such as conventional reactors (reactors) and heat exchangers are provided with a body part provided with a flow path through which a fluid flows, and a body flange provided on at least one end side in the longitudinal direction of the body part.
  • a header through which fluid enters and exits is provided at the body of the pressure vessel. Since such a pressure vessel is usually installed in a plant or the like, it is desired to further reduce the size of the pressure vessel in order to make the plant or the like compact.
  • an object of the present disclosure is to provide a pressure vessel that can be further miniaturized.
  • a pressure vessel is provided with a flow path through which a fluid flows, has a rectangular cross-sectional shape, and is formed to extend, and at least one end side in the longitudinal direction of the pressure vessel main body
  • the pressure vessel main body is provided at one end side in the longitudinal direction of the pressure vessel main body and on the main body flange side, communicates with the flow path, and the fluid enters and exits.
  • a fluid inlet / outlet header formed between the pressure vessel main body and the main body flange in a closed space communicating with the fluid inlet / outlet.
  • a plurality of the inlet / outlet headers are provided between the pressure vessel main body and the main body flange.
  • the inlet / outlet header has a pair of lids that form the closed space on both sides in the thickness direction of the main body flange.
  • At least one of the pair of lids is formed to be openable and closable.
  • the pressure vessel having the above-described configuration, it is not necessary to attach a header through which the fluid enters and exits to the pressure vessel body, so that a region for attaching the header in the pressure vessel body is unnecessary. Thereby, since a pressure vessel main body can be comprised smaller, it becomes possible to make a pressure vessel smaller.
  • FIG. 5 is a diagram for describing an entrance / exit header in the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram for describing an entrance / exit header in the first embodiment of the present disclosure.
  • it is a diagram for explaining the operation of the pressure vessel.
  • it is a diagram for explaining the operation of the pressure vessel.
  • it is a figure which shows the structure of a pressure vessel.
  • it is a diagram for explaining the operation of the pressure vessel.
  • the 3rd embodiment of this indication it is a figure showing the composition of a pressure vessel.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the pressure vessel 10.
  • FIG. 2 is a detailed view showing the configuration of the pressure vessel 10.
  • the pressure vessel 10 includes, for example, a reactor (reactor), a heat exchanger, and the like.
  • the pressure vessel 10 includes a pressure vessel main body 12 and at least one lid 14 provided on the pressure vessel main body 12.
  • the pressure vessel 10 has a main body flange 16 provided on at least one end side in the longitudinal direction of the pressure vessel main body 12.
  • the main body flange 16 may be provided on both ends in the longitudinal direction of the pressure vessel main body 12.
  • the pressure vessel 10 has a lid flange 18 provided on the lid body 14.
  • the main body flange 16 and the lid flange 18 are fastened by a fastening member such as a bolt 20 so as to be opened and closed.
  • the lid body 14 may be provided on both sides of the pressure vessel body 12.
  • the pressure vessel body 12 has a rectangular cross-sectional shape and is formed to extend.
  • the pressure vessel main body 12 is formed in a rectangular parallelepiped shape, for example.
  • the pressure vessel body 12 is made of stainless steel, Ni (nickel) alloy, low alloy steel, carbon steel, or the like.
  • the pressure vessel body 12 has a first flow path (not shown) through which the first fluid flows.
  • One first flow path may be provided, or a plurality of first flow paths may be provided.
  • the first flow path may be formed along the longitudinal direction of the pressure vessel body 12.
  • the first flow path may be formed in a straight line or may be formed in a meandering manner.
  • the pressure vessel main body 12 is provided on one end side in the longitudinal direction of the pressure vessel main body 12 and on the main body flange 16 side, and has a first fluid inlet / outlet port 22 that communicates with the first flow path and through which the first fluid enters and exits. Yes. More specifically, the pressure vessel main body 12 has a first fluid inlet / outlet port 22 through which the first fluid enters and exits on the side surface on one end side in the longitudinal direction of the pressure vessel main body 12. The first fluid inlet / outlet port 22 is formed in communication with the first flow path. It is sufficient that at least one first fluid inlet / outlet port 22 is provided, and a plurality of first fluid inlet / outlet ports 22 may be provided. For example, as shown in FIG. 2, three first fluid inlets / outlets 22 are provided on one end side in the longitudinal direction of the pressure vessel body 12.
  • the pressure vessel main body 12 may have a second flow path (not shown) through which the second fluid flows.
  • the second flow path is formed separately from the first flow path so that the first fluid and the second fluid are not mixed.
  • One second flow path may be provided, or a plurality of second flow paths may be provided.
  • the second flow path may be formed along the longitudinal direction of the pressure vessel body 12.
  • the second flow path may be formed in a straight line or may be formed in a meandering manner.
  • the pressure vessel main body 12 has a second fluid inlet / outlet 24 through which the second fluid enters and exits on an end face on one end side in the longitudinal direction of the pressure vessel main body 12.
  • the second fluid inlet / outlet 24 is formed in communication with the second flow path. It is sufficient that at least one second fluid inlet / outlet port 24 is provided, and a plurality of second fluid inlet / outlet ports 24 may be provided. For example, as shown in FIG. 2, four second fluid inlets / outlets 24 are provided on one end side in the longitudinal direction of the pressure vessel body 12.
  • a catalyst member, a fin, or the like may be inserted into the first channel and the second channel.
  • the first fluid and the second fluid may flow in the same direction (so-called parallel flow type) or may flow in opposite directions (so-called counter flow type).
  • a reaction fluid such as an organic compound, a high-temperature gas such as a combustion gas, a heat medium such as water or a refrigerant can be used.
  • the pressure vessel 10 is a reactor (reactor), for example, a reaction fluid is used as the first fluid, and a heat medium is used as the second fluid.
  • the first fluid is heated or cooled by heat exchange between the first fluid and the second fluid. Thereby, the reaction fluid of the first fluid can be reacted to generate a product.
  • the main body flange 16 is provided on at least one end side in the longitudinal direction of the pressure vessel main body 12.
  • the main body flange 16 is formed in a circular shape.
  • the main body flange 16 includes an opening made of a through hole.
  • the opening of the main body flange 16 has a space in which the pressure vessel main body 12 can be inserted and a space in which an inlet / outlet header 32 described later can be formed.
  • the shape of the opening part of the main body flange 16 is not specifically limited, For example, it is good to form in circular shape.
  • the main body flange 16 has a fastening hole 26 for fastening with a fastening member such as a lid flange 18 and a bolt 20 on the peripheral edge of the main body flange 16.
  • the main body flange 16 is made of stainless steel, Ni alloy, low alloy steel, carbon steel or the like.
  • the main body flange 16 is joined to the pressure vessel main body 12 by welding or the like.
  • the main body flange 16 may be welded along the circumferential direction of the pressure vessel main body 12, or may be welded along the thickness direction of the main body flange 16.
  • the lid 14 is formed in a dome shape or the like.
  • the lid 14 communicates with the inside of the lid 14 and is provided with a nozzle 28 through which the second fluid enters and exits.
  • the nozzle 28 may function as an inlet nozzle into which the second fluid enters, or may function as an outlet nozzle through which the second fluid exits.
  • the nozzle 28 functions as an inlet nozzle
  • the second fluid entering from the nozzle 28 is introduced into the second flow path from the second fluid inlet / outlet 24 of the pressure vessel body 12.
  • the nozzle 28 functions as an outlet nozzle
  • the second fluid exiting from the second fluid inlet / outlet 24 of the pressure vessel body 12 is discharged from the nozzle 28 of the lid body 14.
  • the lid 14 is made of stainless steel, Ni alloy, low alloy steel, carbon steel, or the like.
  • the lid flange 18 is provided on the pressure vessel body 12 side of the lid body 14.
  • the lid flange 18 is joined to the lid body 14 by welding or the like.
  • the cover flange 18 has a fastening hole 30 for fastening with a fastening member such as the main body flange 16 and the bolt 20 on the peripheral edge of the cover flange 18.
  • the lid flange 18 is made of stainless steel, Ni alloy, low alloy steel, carbon steel or the like.
  • the pressure vessel 10 includes an opening mechanism having a main body flange 16 and a lid flange 18. By providing such an opening mechanism, the pressure vessel 10 can be opened and repaired.
  • the pressure vessel 10 has an entrance / exit header 32 through which the first fluid enters and exits.
  • FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for explaining the entrance / exit header 32.
  • the pressure vessel 10 is formed in a closed space communicating with the first fluid inlet / outlet 22 between the pressure vessel main body 12 and the main body flange 16, and has an inlet / outlet header 32 through which the first fluid enters and exits.
  • the inlet / outlet header 32 may function as an outlet header that discharges the first fluid, or may function as an inlet header that introduces the first fluid.
  • the entrance / exit header 32 may have a pair of lids 34 and 36 for forming a closed space on both sides of the body flange 16 in the thickness direction.
  • the inlet / outlet header 32 is formed by a sealed closed space surrounded by the outer surface of the pressure vessel main body 12, the inner surface of the main body flange 16, and the pair of lids 34 and 36.
  • the pair of lids 34 and 36 are preferably joined to the pressure vessel main body 12 and the main body flange 16 by, for example, all-around welding.
  • the pair of lids 34 and 36 includes an inner lid 34 and an outer lid 36.
  • the inner lid 34 and the outer lid 36 are made of stainless steel, Ni alloy, low alloy steel, carbon steel, or the like.
  • the inner lid 34 has a function of partitioning the first fluid side and the second fluid side in order to suppress mixing of the first fluid and the second fluid.
  • the inner lid 34 may be formed in a flat plate shape in order to suppress interference with the lid flange 18.
  • the inner lid 34 is formed of, for example, an arcuate plate.
  • the outer lid 36 has a function of partitioning the inlet / outlet header 32 and the outside of the pressure vessel 10 in order to suppress leakage of the first fluid to the outside of the pressure vessel 10.
  • the outer lid 36 may be formed in a plate shape such as an arcuate plate or a dome shape protruding to the outside of the pressure vessel 10. When the outer lid 36 is formed in a dome shape that protrudes to the outside of the pressure vessel 10, pressure can be applied to the outer lid 36 more evenly.
  • the outer lid 36 is provided on the back surface of the outer lid 36 and has a nozzle 38 communicating with the entrance / exit header 32.
  • the nozzle 38 is joined to the outer lid 36 by welding or the like.
  • the nozzle 38 is connected to, for example, existing piping or the like (not shown).
  • the first fluid can enter and exit the entrance header 32 from the nozzle 38 of the outer lid 36.
  • the pressure vessel main body 12 is configured to be smaller. Can do.
  • the pressure vessel 10 can be further downsized.
  • the pressure vessel 10 is a reactor (reactor) or a heat exchanger, substantially the entire region in the longitudinal direction of the pressure vessel body 12 is used for heat exchange between the first fluid and the second fluid. Can do.
  • the pressure vessel main body 12 can be made smaller, the material cost of the pressure vessel main body 12 can be reduced.
  • FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams for explaining the operation of the pressure vessel 10.
  • the arrow shown in FIG.5 and FIG.6 has shown the direction of the flow of 1st fluid.
  • the first fluid is discharged from the first fluid inlet / outlet port 22 of the pressure vessel body 12.
  • the first fluid discharged from the first fluid inlet / outlet 22 joins at the inlet / outlet header 32.
  • the first fluid merged at the inlet / outlet header 32 is discharged from the nozzle 38 of the outer lid 36.
  • the first fluid entering from the nozzle 38 of the outer lid 36 is introduced into the inlet / outlet header 32.
  • the first fluid introduced into the inlet / outlet header 32 is introduced from the first fluid inlet / outlet 22 of the pressure vessel body 12.
  • the inlet / outlet header for allowing the fluid to enter and exit is provided between the pressure vessel main body and the main body flange, an area for attaching the header in the pressure vessel main body becomes unnecessary.
  • a pressure vessel main body can be shortened and a pressure vessel main body can be comprised smaller, a pressure vessel can be reduced more in size and weight.
  • the pressure vessel body can be made smaller, the material cost of the pressure vessel body can be suppressed, and the manufacturing cost of the pressure vessel can be reduced.
  • FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the pressure vessel 40.
  • FIG. 8 is a view for explaining the operation of the pressure vessel 40.
  • the arrows shown in FIGS. 7 and 8 indicate the flow direction of the first fluid.
  • symbol is attached
  • the pressure vessel 40 of the second embodiment differs from the pressure vessel 10 of the first embodiment in that a plurality of inlet / outlet headers 32 and 44 are provided between the pressure vessel main body 42 and the main body flange 16. Yes.
  • the pressure vessel 40 has a plurality of inlet / outlet headers 32 and 44 between the pressure vessel main body 42 and the main body flange 16.
  • the pressure vessel 40 shown in FIGS. 7 and 8 has two inlet / outlet headers 32 and 44 between the pressure vessel main body 42 and the main body flange 16.
  • the two inlet / outlet headers 32 and 44 are formed to face each other with the pressure vessel main body 42 interposed therebetween.
  • the pressure vessel main body 42 is provided on one end side in the longitudinal direction of the pressure vessel main body 42 and on the main body flange 16 side, and communicates with the first flow path, and has first fluid inlets 22 and 46 through which the first fluid enters and exits. is doing.
  • the pressure vessel body 42 has first fluid inlets 22 and 46 through which the first fluid enters and exits on both side surfaces on one end side in the longitudinal direction of the pressure vessel body 42.
  • the one inlet / outlet header 32 is formed by a closed space communicating with the first fluid inlet / outlet 22.
  • the other inlet / outlet header 44 is formed in a closed space communicating with the other first fluid inlet / outlet 46.
  • the first fluid can be taken in and out from the plurality of inlet / outlet headers 32 and 44.
  • the first fluid discharged from the first fluid inlet / outlet 22 joins at the inlet / outlet header 32 and is discharged from the nozzle 38.
  • the first fluid discharged from the first fluid inlet / outlet 46 merges at the inlet / outlet header 44 and is discharged from the nozzle 48.
  • the other first fluid inlet / outlet 46 may be a third fluid inlet / outlet for taking in and out the third fluid by providing a third flow path for allowing the third fluid to flow in the pressure vessel main body 42.
  • the first fluid can be taken in and out from one inlet / outlet header 32, and the third fluid can be put in and out from the other inlet / outlet header 44.
  • the pressure vessel 40 may be provided with an inlet / outlet header at another portion between the pressure vessel main body 42 and the main body flange 16 by changing the flow path configuration of the pressure vessel main body 42. More specifically, as shown in regions A and B shown in FIG. 8, the pressure vessel main body 42 in the direction intersecting the line connecting the one inlet / outlet header 32 and the other inlet / outlet header 44, and the main body flange 16 In addition, an entrance / exit header may be provided. Thereby, it is possible to provide three inlet / outlet headers and four inlet / outlet headers between the pressure vessel main body 42 and the main body flange 16.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the pressure vessel 50.
  • symbol is attached
  • the pressure vessel 50 of 3rd Embodiment at least one of a pair of lid
  • the arrow shown in FIG. 9 has shown the direction of the flow of a 1st fluid.
  • the inner lid 34 is formed to be openable and closable. More specifically, for example, an annular protrusion 51 is attached to the outer surface of the pressure vessel main body 12 and the inner surface of the main body flange 16 by welding or the like. A fastening member such as a bolt 52 is attached to the annular protrusion 51 by welding or the like. The inner lid 34 is fastened by an annular protrusion 51 and a fastening member such as a bolt 52 so as to be opened and closed. In order to suppress leakage of the first fluid, a sealing material such as a gasket may be used.
  • the inner lid 34 can be formed to be openable and closable, the entrance / exit header 32 can be inspected for opening.
  • the outer lid 36 may be formed to be openable / closable in the same manner, or only the outer lid 36 may be formed to be openable / closable.
  • the inner lid 34 when either the inner lid 34 or the outer lid 36 is formed to be openable / closable, the inner lid 34 may be formed to be openable / closable. Since the outer lid 36 separates the inside and the outside of the pressure vessel, the pressure difference tends to increase on both sides of the outer lid 36. For this reason, the outer lid 36 may be welded to the outer surface of the pressure vessel main body 12 and the inner surface of the main body flange 16 all around. On the other hand, since the inner lid 34 partitions the first fluid side and the second fluid side inside the pressure vessel 50, the pressure difference tends to be small on both sides of the inner lid 34.
  • At least one of the pair of lids in the entrance / exit header can be opened / closed, and the entrance / exit header is inspected for opening. Is possible.
  • This disclosure is useful for plants and the like because the pressure vessel can be reduced in size.

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Abstract

圧力容器（１０）は、流体が流れる流路が設けられ、矩形の断面形状を有し、延びて形成されている圧力容器本体（１２）と、圧力容器本体（１２）の長手方向の少なくとも一端側に設けられる円形状の本体フランジ（１６）と、を備え、圧力容器本体（１２）は、圧力容器本体（１２）の長手方向の一端側で、且つ本体フランジ側に設けられ、流路と連通し、流体が出入りする流体出入口（２２）を有し、圧力容器本体（１２）と、本体フランジ（１６）との間に、流体出入口（２２）と連通する閉空間で形成され、流体が出入りする出入口ヘッダ（３２）を有する。

Description

圧力容器
　本開示は、圧力容器に関する。
　反応器（リアクタ）、熱交換器等の圧力容器では、一次流体と、二次流体との間で熱交換を行うことにより、反応物の生成や、加熱・冷却等が行われている。特表２０１２－５２５５６２号公報（特許文献１）には、熱交換器からなる圧力容器が記載されている。
特表２０１２－５２５５６２号公報
　ところで、従来の反応器（リアクタ）、熱交換器等の圧力容器は、流体が流れる流路が設けられる胴部と、胴部の長手方向の少なくとも一端側に設けられる胴フランジと、を備えている。圧力容器の胴部には、流体が出入りするヘッダが設けられている。このような圧力容器は、通常、プラント等に設置されるので、プラント等をコンパクトにするために、圧力容器をより小型化することが望まれている。
　そこで本開示の目的は、より小型化することが可能な圧力容器を提供することである。
　本開示の実施形態に係る圧力容器は、流体が流れる流路が設けられ、矩形の断面形状を有し、延びて形成されている圧力容器本体と、前記圧力容器本体の長手方向の少なくとも一端側に設けられる円形状の本体フランジと、を備え、前記圧力容器本体は、前記圧力容器本体の長手方向の一端側で、且つ本体フランジ側に設けられ、前記流路と連通し、前記流体が出入りする流体出入口を有し、前記圧力容器本体と、前記本体フランジとの間に、前記流体出入口と連通する閉空間で形成され、前記流体が出入りする出入口ヘッダを有する。
　本開示の実施形態に係る圧力容器において、前記出入口ヘッダは、前記圧力容器本体と、前記本体フランジとの間に、複数設けられている。
　本開示の実施形態に係る圧力容器において、前記出入口ヘッダは、前記本体フランジの厚み方向の両側に、前記閉空間を形成する一対の蓋を有している。
　本開示の実施形態に係る圧力容器において、前記一対の蓋の少なくとも一方は、開閉可能に形成されている。
　上記構成の圧力容器によれば、圧力容器本体に、流体が出入りするヘッダを取り付ける必要がないので、圧力容器本体におけるヘッダを取り付ける領域が不要となる。これにより、圧力容器本体をより小さく構成することができるので、圧力容器をより小型化することが可能となる。
本開示の第１の実施の形態において、圧力容器の構成を示す概略図である。 本開示の第１の実施の形態において、圧力容器の構成を示す詳細図である。 本開示の第１の実施の形態において、出入口ヘッダを説明するための図である。 本開示の第１の実施の形態において、出入口ヘッダを説明するための図である。 本開示の第１の実施の形態において、圧力容器の作用を説明するための図である。 本開示の第１の実施の形態において、圧力容器の作用を説明するための図である。 本開示の第２の実施の形態において、圧力容器の構成を示す図である。 本開示の第２の実施の形態において、圧力容器の作用を説明するための図である。 本開示の第３の実施の形態において、圧力容器の構成を示す図である。
　以下に本開示の各実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
 ［第１実施形態］
　本開示の第１実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、圧力容器１０の構成を示す概略図である。図２は、圧力容器１０の構成を示す詳細図である。圧力容器１０は、例えば、反応器（リアクタ）、熱交換器等で構成されている。
　圧力容器１０は、圧力容器本体１２と、圧力容器本体１２に設けられる少なくとも１つの蓋体１４と、を備えている。圧力容器１０は、圧力容器本体１２の長手方向の少なくとも一端側に設けられる本体フランジ１６を有している。本体フランジ１６は、圧力容器本体１２の長手方向の両端側に設けられていてもよい。圧力容器１０は、蓋体１４に設けられる蓋フランジ１８を有している。本体フランジ１６と、蓋フランジ１８とは、ボルト２０等の締結部材で開閉可能に締結されている。なお、蓋体１４は、圧力容器本体１２の両側に設けられていてもよい。
　圧力容器本体１２は、矩形の断面形状を有しており、延びて形成されている。圧力容器本体１２は、例えば、直方体形状等に形成されている。圧力容器本体１２は、ステンレス鋼、Ｎｉ（ニッケル）合金、低合金鋼、炭素鋼等で形成されている。圧力容器本体１２は、第１流体が流れる第１流路（図示せず）を有している。第１流路は、１つ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。第１流路は、圧力容器本体１２の長手方向に沿って形成されているとよい。第１流路は、直線状に形成されていてもよいし、蛇行して形成されていてもよい。
　圧力容器本体１２は、圧力容器本体１２の長手方向の一端側で、且つ本体フランジ１６側に設けられ、第１流路と連通し、第１流体が出入りする第１流体出入口２２を有している。より詳細には、圧力容器本体１２は、圧力容器本体１２の長手方向の一端側の側面に、第１流体が出入りする第１流体出入口２２を有している。第１流体出入口２２は、第１流路と連通して形成されている。第１流体出入口２２は、少なくとも１つ設けられていればよく、複数設けられていてもよい。圧力容器本体１２の長手方向の一端側には、例えば、図２に示すように、３つの第１流体出入口２２が設けられている。
　圧力容器本体１２は、第２流体が流れる第２流路（図示せず）を有していてもよい。第２流路は、第１流体と第２流体とが混ざらないように、第１流路と別れて形成されている。第２流路は、１つ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。第２流路は、圧力容器本体１２の長手方向に沿って形成されているとよい。第２流路は、直線状に形成されていてもよいし、蛇行して形成されていてもよい。
　圧力容器本体１２は、圧力容器本体１２の長手方向の一端側の端面に、第２流体が出入りする第２流体出入口２４を有している。第２流体出入口２４は、第２流路と連通して形成されている。第２流体出入口２４は、少なくとも１つ設けられていればよく、複数設けられていてもよい。圧力容器本体１２の長手方向の一端側には、例えば、図２に示すように、４つの第２流体出入口２４が設けられている。
　第１流路と、第２流路とは、触媒部材やフィン等が挿入されていてもよい。第１流体と、第２流体とは、同じ方向に流れるようにしてもよいし（いわゆる並流式）、逆方向に流れるようにしてもよい（いわゆる対向流式）。第１流体や第２流体には、例えば、有機化合物等の反応流体、燃焼ガス等の高温ガス、水、冷媒等の熱媒体を用いることができる。
　圧力容器１０が反応器（リアクタ）の場合には、例えば、第１流体には反応流体が用いられ、第２流体には熱媒体が用いられる。第１流体と、第２流体との間の熱交換によって、第１流体を加熱または冷却する。これにより第１流体の反応流体を反応させて、生成物を生成することができる。
　本体フランジ１６は、圧力容器本体１２の長手方向の少なくとも一端側に設けられている。本体フランジ１６は、円形状に形成されている。本体フランジ１６は、貫通穴からなる開口部を備えている。本体フランジ１６の開口部は、圧力容器本体１２を挿入可能な空間と、後述する出入口ヘッダ３２を形成可能な空間と、を有している。本体フランジ１６の開口部の形状は、特に限定されないが、例えば、円形状に形成されているとよい。本体フランジ１６は、本体フランジ１６の周縁部に、蓋フランジ１８とボルト２０等の締結部材で締結するための締結穴２６を有している。本体フランジ１６は、ステンレス鋼、Ｎｉ合金、低合金鋼、炭素鋼等で形成されている。本体フランジ１６は、圧力容器本体１２と溶接等で接合されている。本体フランジ１６と、圧力容器本体１２とを溶接する場合には、圧力容器本体１２の周方向に沿って溶接してもよいし、本体フランジ１６の厚み方向に沿って溶接してもよい。
　蓋体１４は、ドーム状等に形成されている。蓋体１４は、蓋体１４内と連通し、第２流体が出入りするノズル２８が設けられている。ノズル２８は、第２流体が入る入口ノズルとして機能してもよいし、第２流体が出る出口ノズルとして機能してもよい。ノズル２８が入口ノズルとして機能する場合には、ノズル２８から入った第２流体は、圧力容器本体１２の第２流体出入口２４から第２流路へ導入される。また、ノズル２８が出口ノズルとして機能する場合には、圧力容器本体１２の第２流体出入口２４から出た第２流体は、蓋体１４のノズル２８から排出される。蓋体１４は、ステンレス鋼、Ｎｉ合金、低合金鋼、炭素鋼等で形成されている。
　蓋フランジ１８は、蓋体１４の圧力容器本体１２側に設けられている。蓋フランジ１８は、蓋体１４と溶接等で接合されている。蓋フランジ１８は、蓋フランジ１８の周縁部に、本体フランジ１６とボルト２０等の締結部材で締結するための締結穴３０を有している。蓋フランジ１８は、ステンレス鋼、Ｎｉ合金、低合金鋼、炭素鋼等で形成されている。
　圧力容器１０は、本体フランジ１６と、蓋フランジ１８とを有する開放機構を備えている。圧力容器１０は、このような開放機構を備えることにより、開放点検、修理等が可能となる。
　圧力容器１０は、第１流体が出入りする出入口ヘッダ３２を有している。図３と、図４とは、出入口ヘッダ３２を説明するための図である。圧力容器１０は、圧力容器本体１２と、本体フランジ１６との間に、第１流体出入口２２と連通する閉空間で形成され、第１流体が出入りする出入口ヘッダ３２を有している。出入口ヘッダ３２は、第１流体を排出する出口ヘッダとして機能してもよいし、第１流体を導入する入口ヘッダとして機能してもよい。
　出入口ヘッダ３２は、本体フランジ１６の厚み方向の両側に、閉空間を形成するための一対の蓋３４、３６を有しているとよい。出入口ヘッダ３２は、圧力容器本体１２の外面と、本体フランジ１６の内面と、一対の蓋３４、３６とに囲まれた密閉された閉空間で形成されている。一対の蓋３４、３６は、圧力容器本体１２と、本体フランジ１６とに全周溶接等により接合されているとよい。一対の蓋３４、３６は、内蓋３４と、外蓋３６と、から構成されている。内蓋３４と、外蓋３６とは、ステンレス鋼、Ｎｉ合金、低合金鋼、炭素鋼等で形成されている。
　内蓋３４は、第１流体と第２流体との混合を抑制するために、第１流体側と第２流体側とを仕切る機能を有している。内蓋３４は、蓋フランジ１８との干渉を抑制するために、平坦な板状に形成されているとよい。内蓋３４は、例えば、弓形の板で形成されている。
　外蓋３６は、第１流体の圧力容器１０の外部への漏れを抑制するために、出入口ヘッダ３２と、圧力容器１０の外部と、を仕切る機能を有している。外蓋３６は、弓形の板等の板状や、圧力容器１０の外部へ突出するドーム状に形成されているとよい。外蓋３６が、圧力容器１０の外部へ突出するドーム状に形成されている場合には、外蓋３６に圧力をより均等に負荷することができる。
　外蓋３６は、外蓋３６の背面に設けられており、出入口ヘッダ３２と連通するノズル３８を有している。ノズル３８は、外蓋３６と溶接等で接合されている。ノズル３８は、例えば、既設の配管等（図示せず）と接続されている。第１流体は、外蓋３６のノズル３８から出入口ヘッダ３２へ出入りすることができる。
　このように圧力容器本体１２と、本体フランジ１６との間に、出入口ヘッダ３２を設けることにより、圧力容器本体１２におけるヘッダを取り付ける領域が不要となるので、圧力容器本体１２をより小さく構成することができる。これにより、圧力容器１０をより小型化することができる。また、圧力容器１０が反応器（リアクタ）や熱交換器である場合には、圧力容器本体１２の長手方向の略全ての領域を、第１流体と第２流体との熱交換に利用することができる。更に、圧力容器本体１２をより小さく構成することができるので、圧力容器本体１２の材料コストを低減することが可能となる。
　次に、圧力容器１０の作用について説明する。図５と、図６とは、圧力容器１０の作用を説明するための図である。なお、図５及び図６に示す矢印は、第１流体の流れの方向を示している。まず、出入口ヘッダ３２が、出口ヘッダとしての機能する場合について説明する。第１流体は、圧力容器本体１２の第１流体出入口２２から排出される。第１流体出入口２２から排出された第１流体は、出入口ヘッダ３２で合流する。出入口ヘッダ３２で合流した第１流体は、外蓋３６のノズル３８から排出される。
　次に、出入口ヘッダ３２が、入口ヘッダとして機能する場合について説明する。外蓋３６のノズル３８から入った第１流体は、出入口ヘッダ３２に導入される。出入口ヘッダ３２に導入された第１流体は、圧力容器本体１２の第１流体出入口２２から導入される。
　上記構成の圧力容器によれば、圧力容器本体と、本体フランジとの間に、流体を出入りさせる出入口ヘッダを設けているので、圧力容器本体におけるヘッダを取り付ける領域が不要となる。これにより、圧力容器本体の長さを短くして圧力容器本体をより小さく構成することができるので、圧力容器をより小型化、軽量化することができる。また、圧力容器本体をより小さく構成することができることから、圧力容器本体の材料コスト等が抑えられ、圧力容器の製造コストを低減することができる。
 ［第２実施形態］
　次に、本開示の第２実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図７は、圧力容器４０の構成を示す図である。図８は、圧力容器４０の作用を説明するための図である。図７及び図８に示す矢印は、第１流体の流れの方向を示している。なお、同様な構成には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。第２実施形態の圧力容器４０では、圧力容器本体４２と、本体フランジ１６との間に、出入口ヘッダ３２、４４が複数設けられている点で、第１実施形態の圧力容器１０と相違している。
　圧力容器４０は、圧力容器本体４２と、本体フランジ１６との間に、複数の出入口ヘッダ３２、４４を有している。図７及び図８に示す圧力容器４０は、圧力容器本体４２と、本体フランジ１６との間に、２つの出入口ヘッダ３２、４４を有している。２つの出入口ヘッダ３２、４４は、圧力容器本体４２を挟んで対向して形成されている。圧力容器本体４２は、圧力容器本体４２の長手方向の一端側で、且つ本体フランジ１６側に設けられ、第１流路と連通し、第１流体が出入りする第１流体出入口２２、４６を有している。より詳細には、圧力容器本体４２は、圧力容器本体４２の長手方向の一端側の両側面に、第１流体が出入りする第１流体出入口２２、４６を有している。一方の出入口ヘッダ３２は、一方の第１流体出入口２２と連通する閉空間で形成されている。他方の出入口ヘッダ４４は、他方の第１流体出入口４６と連通する閉空間で形成されている。
　このように複数の出入口ヘッダ３２、４４を設けることにより、複数の出入口ヘッダ３２、４４から第１流体を出し入れすることが可能となる。例えば、第１流体出入口２２から排出された第１流体は、出入口ヘッダ３２で合流し、ノズル３８から排出される。また、第１流体出入口４６から排出された第１流体は、出入口ヘッダ４４で合流し、ノズル４８から排出される。
　圧力容器４０は、圧力容器本体４２に第３流体を流す第３流路を設けることにより、他方の第１流体出入口４６を、第３流体を出し入れする第３流体出入口としてもよい。このような場合には、一方の出入口ヘッダ３２から第１流体を出し入れし、他方の出入口ヘッダ４４から第３流体を出し入れすることができる。
　更に、圧力容器４０は、圧力容器本体４２の流路構成を変えることにより、圧力容器本体４２と、本体フランジ１６との間の他の部位に、出入口ヘッダを設けるようにしてもよい。より詳細には、図８に示す領域Ａ、Ｂのように、一方の出入口ヘッダ３２と、他方の出入口ヘッダ４４とを結ぶ線に対して交差する方向における圧力容器本体４２と、本体フランジ１６との間に、更に、出入口ヘッダを設けるようにしてもよい。これにより、圧力容器本体４２と、本体フランジ１６との間に、３つの出入口ヘッダや、４つの出入口ヘッダを設けることが可能となる。
　上記構成の圧力容器によれば、圧力容器本体と、本体フランジとの間に、複数の出入口ヘッダが設けられているので、第１実施形態の効果に加えて、より多くの量の流体を出し入れすることや、より多くの種類の流体を用いることが可能となる。
 [第３実施形態]
　次に、本開示の第３実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図９は、圧力容器５０の構成を示す図である。なお、同様な構成には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。第３実施形態の圧力容器５０では、一対の蓋３４、３６の少なくとも一方は、開閉可能に形成されている点で他の実施形態の圧力容器１０、４０と相違している。なお、図９に示す矢印は、第一流体の流れの方向を示している。
　図９に示す圧力容器５０では、内蓋３４が開閉可能に形成されている。より詳細には、圧力容器本体１２の外面と、本体フランジ１６の内面とに、例えば、環状の突出部５１が溶接等により取り付けられている。環状の突出部５１には、ボルト５２等の締結部材が溶接等により取り付けられている。内蓋３４は、環状の突出部５１と、ボルト５２等の締結部材で開閉可能に締結される。また、第一流体の漏れを抑制するために、ガスケット等のシール材を用いるとよい。これにより、内蓋３４を開閉可能に形成することができるので、出入口ヘッダ３２を開放点検等することができる。内蓋３４だけでなく外蓋３６も同様に開閉可能に形成してもよいし、外蓋３６だけを開閉可能に形成してもよい。
　また、内蓋３４及び外蓋３６のどちらか一方を開閉可能に形成する場合には、内蓋３４を開閉可能に形成するとよい。外蓋３６は、圧力容器の内部と外部とを仕切るので、外蓋３６の両側では、圧力差が大きくなる傾向がある。このため、外蓋３６は、圧力容器本体１２の外面と、本体フランジ１６の内面とに、全周溶接されているとよい。これに対して、内蓋３４は、圧力容器５０の内部の第１流体側と、第２流体側とを仕切るので、内蓋３４の両側では、圧力差が小さくなる傾向があるからである。
　上記構成の圧力容器によれば、出入口ヘッダにおける一対の蓋の少なくとも一方を開閉可能に形成することにより、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加えて、出入口ヘッダを開放点検等することが可能となる。
　本開示は、圧力容器を小型化することができるので、プラント等に有用なものである。

Claims (6)

  1. 　圧力容器であって、
    　流体が流れる流路が設けられ、矩形の断面形状を有し、延びて形成されている圧力容器本体と、
    　前記圧力容器本体の長手方向の少なくとも一端側に設けられる円形状の本体フランジと、
    　を備え、
    　前記圧力容器本体は、前記圧力容器本体の長手方向の一端側で、且つ本体フランジ側に設けられ、前記流路と連通し、前記流体が出入りする流体出入口を有し、
    　前記圧力容器本体と、前記本体フランジとの間に、前記流体出入口と連通する閉空間で形成され、前記流体が出入りする出入口ヘッダを有する、圧力容器。
  2. 　請求項１に記載の圧力容器であって、
    　前記出入口ヘッダは、前記圧力容器本体と、前記本体フランジとの間に、複数設けられている、圧力容器。
  3. 　請求項１に記載の圧力容器であって、
    　前記出入口ヘッダは、前記本体フランジの厚み方向の両側に、前記閉空間を形成する一対の蓋を有している、圧力容器。
  4. 　請求項２に記載の圧力容器であって、
    　前記出入口ヘッダは、前記本体フランジの厚み方向の両側に、前記閉空間を形成する一対の蓋を有している、圧力容器。
  5. 　請求項３に記載の圧力容器であって、
    　前記一対の蓋の少なくとも一方は、開閉可能に形成されている、圧力容器。
  6. 　請求項４に記載の圧力容器であって、
    　前記一対の蓋の少なくとも一方は、開閉可能に形成されている、圧力容器。
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