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JP2002116279A - High-temperature vessel - Google Patents

High-temperature vessel

Info

Publication number
JP2002116279A
JP2002116279A JP2000304916A JP2000304916A JP2002116279A JP 2002116279 A JP2002116279 A JP 2002116279A JP 2000304916 A JP2000304916 A JP 2000304916A JP 2000304916 A JP2000304916 A JP 2000304916A JP 2002116279 A JP2002116279 A JP 2002116279A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
skirt
container
temperature
vessel
root
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000304916A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumasa Hara
原  和正
Yukinori Yamamoto
行則 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP2000304916A priority Critical patent/JP2002116279A/en
Publication of JP2002116279A publication Critical patent/JP2002116279A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the strength soundness of a high-temperature vessel by reducing thermal stresses generated to the root of a skirt in the high- temperature vessel. SOLUTION: The high-temperature vessel has a vessel 1a for storing a high temperature fluid, and the fan-shaped cylindrical skirt 1b, having one end connected to an outer periphery of the container 1a and the other end part fixed to a base 2. An acetylene soot radiation coating 9 is formed on an outer peripheral face 10 of the container and an inner peripheral face 11 of the skirt opposite to each other, in the vicinity of the skirt root 12 where the skirt 1b is connected to the container 1a. The radiation coating 9 has emissivity larger than emissivities of these faces 10 and 11. A heat transfer by radiation is increased between the faces 10 and 11, so that the temperature difference between the container 1a and the skirt 1b is reduced quickly. The thermal stresses of the skirt root are thus reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高温流体を収容す
る高温容器に係り、特に原子炉圧力容器のように圧力容
器と該圧力容器外周に取り付けられたスカートとの付根
部における温度差を緩和し、そこに発生する熱応力を低
減するために好適な高温容器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-temperature vessel for storing a high-temperature fluid, and more particularly to a method for reducing a temperature difference at a root portion between a pressure vessel and a skirt attached to an outer periphery of the pressure vessel, such as a reactor pressure vessel. The present invention also relates to a high-temperature container suitable for reducing thermal stress generated therein.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の高温容器として原子炉圧力容器の
一例を説明する。典型的な原子炉圧力容器1は、図1に
示すように、高温の流体を収納する容器1aの胴部外周に
末広がり状のスカート1bが取り付けられ、スカート1b先
端部のスカートフランジ1cが基礎に固定されるように構
成されている。そしてスカートフランジは、図7に示す
ように、その大部分が保温材7により保温されている。
この保温は、スカート1bからの放熱を防ぎ、容器1aとス
カート1b間の温度差を減少させ、スカート付根部におけ
る熱応力の低減を図ることが目的である。
2. Description of the Related Art An example of a reactor pressure vessel will be described as a conventional high-temperature vessel. As shown in FIG. 1, a typical reactor pressure vessel 1 has a flared skirt 1b attached to the outer periphery of a body of a vessel 1a for storing a high-temperature fluid, and a skirt flange 1c at the tip of the skirt 1b is used as a base. It is configured to be fixed. Most of the skirt flange is kept warm by the heat retaining material 7 as shown in FIG.
The purpose of this heat retention is to prevent heat radiation from the skirt 1b, reduce the temperature difference between the container 1a and the skirt 1b, and reduce the thermal stress at the root of the skirt.

【0003】従来構造では圧力容器の昇温時において、
容器1aの温度上昇に伴うスカート1bの温度上昇は、スカ
ート付根12からの熱伝導が支配的である。この際、スカ
ート付根12近傍で対向する容器1aの外周面10とスカート
1bの内周面11との対面輻射によってもスカート1bの温度
は上昇するが、その効果は前記の熱伝導よりも小さく、
昇温時に容器1aとスカート1bに温度差が生じる。その結
果、原子炉圧力容器1の半径方向熱膨張を主にスカート
付根12が拘束することとなり、昇温時にはスカート1bは
図7に破線で示すようにスカート付根12に大きな変形を
起こし、そこに大きな熱応力が発生する。
In the conventional structure, when the pressure vessel is heated,
As for the temperature rise of the skirt 1b due to the temperature rise of the container 1a, heat conduction from the skirt base 12 is dominant. At this time, the outer peripheral surface 10 of the container 1a and the skirt
The temperature of the skirt 1b also rises due to face-to-face radiation with the inner peripheral surface 11 of 1b, but the effect is smaller than the above-mentioned heat conduction,
When the temperature rises, a temperature difference occurs between the container 1a and the skirt 1b. As a result, the skirt root 12 mainly restrains the thermal expansion of the reactor pressure vessel 1 in the radial direction, and when the temperature rises, the skirt 1b causes a large deformation of the skirt root 12 as shown by a broken line in FIG. Large thermal stress occurs.

【0004】原子炉圧力容器の他の例として図4に示す
ものがある。この原子炉圧力容器1は、図1に示すもの
とは、スカートbの形状が略円筒状である点と、取り付
け位置が容器1aの下部である点が異なるだけで、原子炉
圧力容器1の動作や昇温時の容器の変形については、同
じである。
Another example of a reactor pressure vessel is shown in FIG. This reactor pressure vessel 1 is different from that shown in FIG. 1 only in that the shape of the skirt b is substantially cylindrical and that the mounting position is below the vessel 1a. The same applies to the operation and deformation of the container during temperature rise.

【0005】また、図9に示す従来技術である特開昭58
-54595号に開示された技術おいては、頂部にノズル23を
有し内部に高温流体24を収容する高温容器21と支持スカ
ート1bとにはさまれた空間に熱伝導の高い金属繊維26を
充填し、容器1a側の熱を金属繊維26を介して、この熱伝
導により、低温側のスカート1bに伝熱しようとするもの
である。しかし、この方法では、金属繊維26を網状にし
て使用することを想定しており、施工に手間及びコスト
がかかること、また、網状とすることで、各金属繊維間
は空気層となるために、熱伝導率の良い金属の繊維を用
いたとしても、伝熱効果が低下するという問題がある。
FIG. 9 shows a conventional technique disclosed in
In the technique disclosed in Japanese Patent No. 54595, a metal fiber 26 having high thermal conductivity is provided in a space between a high-temperature container 21 having a nozzle 23 at the top and containing a high-temperature fluid 24 therein and a support skirt 1b. After filling, the heat of the container 1a is to be transferred to the low temperature side skirt 1b by the heat conduction through the metal fibers 26. However, in this method, it is assumed that the metal fibers 26 are used in the form of a mesh, and it is troublesome and costly to perform the construction. However, even if metal fibers having good thermal conductivity are used, there is a problem that the heat transfer effect is reduced.

【0006】また、図10に示す従来技術である特開昭
59-9593号に開示された技術では、ヒーター32を用いて
スカート1bを加熱昇温させることでスカート1bを熱膨張
させている。そして加熱温度を測定する熱電対33や温度
調節器34を備えている。しかし、この方法では、設備及
びその制御等が煩雑となり、好ましくない。
[0006] FIG.
In the technique disclosed in Japanese Patent Application No. 59-9593, the skirt 1b is thermally expanded by heating and raising the temperature of the skirt 1b using the heater 32. A thermocouple 33 for measuring a heating temperature and a temperature controller 34 are provided. However, this method is not preferable because equipment and its control are complicated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の原子力
圧力容器では、スカート1bの温度上昇はスカート付根12
からの熱伝導が支配的であるため、原子炉圧力容器1の
昇温時にはスカート1b側の温度上昇が遅く、スカート付
根に大きな熱応力が発生するという問題があった。また
上記各公報に開示された技術を用いてスカート付根に発
生する熱応力の問題を解決しようとしても、施工性及び
信頼性の面で好ましくない点がある。
In the above-mentioned prior art nuclear pressure vessel, the temperature rise of the skirt 1b is caused by the rise of the skirt root 12b.
Since heat conduction from the skirt is dominant, when the temperature of the reactor pressure vessel 1 rises, the temperature rise on the skirt 1b side is slow, and there is a problem that a large thermal stress is generated at the root of the skirt. Further, even if an attempt is made to solve the problem of the thermal stress generated at the root of the skirt by using the techniques disclosed in the above publications, there is a point that it is not preferable in terms of workability and reliability.

【0008】本発明の目的は、高温容器において、容器
からスカートへの熱伝達を熱伝導によるのみでなく、両
者の対面輻射による伝熱を向上させることにより、容器
とスカート間の温度差を低減し、スカート付根に生じる
熱応力を低減して、高温容器の強度健全性の向上を図る
ことである。
An object of the present invention is to reduce the temperature difference between a container and a skirt in a high-temperature container by improving not only the heat transfer from the container to the skirt but also the heat transfer due to the face-to-face radiation between the two. Another object of the present invention is to reduce the thermal stress generated at the root of the skirt to improve the strength and soundness of the high-temperature container.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の高温容器は、高温流体を収容する容器と、
この容器の胴部外周に一端が接続され他端部が容器を設
置する基礎に固定された筒状のスカートとからなる高温
容器において、容器外周にスカートが接続するスカート
付根近傍で容器外周面及びこの外周面に対向するスカー
ト内周面に、容器外周面及びスカート内周面より高い輻
射率を有する被膜を形成したことを特徴とする。そして
被膜はアセチレンのすすから構成することがこのまし
い。
In order to achieve the above object, a high-temperature container according to the present invention comprises: a container for storing a high-temperature fluid;
In a high-temperature container comprising a cylindrical skirt having one end connected to the outer periphery of the body of the container and the other end fixed to a foundation on which the container is installed, the outer peripheral surface of the container near the root of the skirt to which the skirt is connected to the outer periphery of the container; A coating having a higher emissivity than the outer peripheral surface of the container and the inner peripheral surface of the skirt is formed on the inner peripheral surface of the skirt facing the outer peripheral surface. The coating is preferably made of acetylene soot.

【0010】上記のように構成された高温容器において
は、高温側の容器から低温側のスカートへの熱伝達は、
従来の熱伝導を主体とするのとは異なり、熱伝導と共に
互いに対向する容器外周面上の被膜とスカート内周面上
の被膜間の輻射により行われるので、スカートの昇温度
速度がより速くなり、スカートの広範囲に熱が移行す
る。したがって高温容器の昇温時、高温容器の熱膨張に
よる生じるスカートの変形をスカートの広い範囲で吸収
することになり、スカート付根部に生じる熱応力を減少
させる。
[0010] In the high-temperature container configured as described above, heat transfer from the high-temperature container to the low-temperature skirt is as follows.
Unlike conventional heat conduction, heat conduction is performed by radiation between the coating on the outer peripheral surface of the container and the coating on the inner peripheral surface of the skirt that oppose each other. The heat transfers to a wide area of the skirt. Therefore, when the temperature of the high temperature container is raised, the deformation of the skirt caused by the thermal expansion of the high temperature container is absorbed in a wide range of the skirt, and the thermal stress generated at the root of the skirt is reduced.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態1となる高温
容器を、図1〜図3を参照して説明する。図1は高温容
器として原子炉圧力容器の構造を示す図、図2は図1の
A部詳細図で容器に接続するスカートを示す図、図3は
図2に示す容器及びスカートの変形を説明する図であ
る。この原子炉圧力容器1は、概して図1に示すよう
に、高温の流体を収納する円筒状容器1aと、容器1aの胴
部外周に取り付けられたスカート1bと、スカート1b先端
のスカートフランジ1cとから構成されている。スカート
1bは容器1a胴部の軸(上下)方向の中間位置に該胴部円
周上に一端を接続して下方に末広がりの円錐筒状で、他
端には円環状のスカートフランジ1cが取り付けられてい
る。スカートフランジ1cは原子炉圧力容器1を囲む遮蔽
体8に設けられた基礎2に、ベースプレート3を介して、
ナット4、ボルト5、ワッシャ6により固定される。また
スカート1bの内外両面は保温材7に覆われて、これによ
りスカート1bからの放熱を少なくする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A high-temperature container according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view showing the structure of a reactor pressure vessel as a high-temperature vessel, FIG. 2 is a view showing a skirt connected to the vessel in a detailed view of part A of FIG. 1, and FIG. FIG. As shown in FIG. 1, the reactor pressure vessel 1 generally includes a cylindrical vessel 1a for storing a high-temperature fluid, a skirt 1b attached to the outer periphery of the body of the vessel 1a, and a skirt flange 1c at the tip of the skirt 1b. It is composed of skirt
1b is a conical cylinder having one end connected on the circumference of the body 1a at an intermediate position in the axis (up and down) direction of the body of the container 1a and diverging downward, and an annular skirt flange 1c is attached to the other end. ing. The skirt flange 1c is provided on a base 2 provided on a shield 8 surrounding the reactor pressure vessel 1 through a base plate 3,
It is fixed with nuts 4, bolts 5, and washers 6. Further, both the inner and outer surfaces of the skirt 1b are covered with the heat insulating material 7, thereby reducing heat radiation from the skirt 1b.

【0012】そして本発明の特徴として、図2に示すよ
うに、容器1aの胴部にスカート1bが結合するスカート付
根近傍で、容器1aの胴部外周面10からスカート1b内周面
11にかけてアセチレンのすすを付着させる表面処理をし
て、輻射被膜9を形成している。
As a feature of the present invention, as shown in FIG. 2, near the root of the skirt where the skirt 1b is connected to the body of the container 1a, the outer surface 10 of the body of the container 1a and the inner surface of the skirt 1b are connected.
The radiation coating 9 is formed by performing a surface treatment to adhere acetylene soot to 11.

【0013】この原子炉圧力容器1の動作を説明する。
原子炉圧力容器1が停止状態から運転状態に移ったと
き、原子炉圧力容器1は内部の流体が昇温するにしたが
い熱膨張して半径方向及び軸方向に伸びる。スカート1b
他端が基礎2に固定されているために、原子炉圧力容器1
の半径方向の膨張はスカート1bを変形させ、スカート付
根部に大きな熱応力を発生する。原子炉圧力容器1内部
の流体の熱は、熱伝導によって容器1a胴体からスカート
付根を通ってスカート1bに移行すると共に、輻射によっ
て容器1a胴部外面の輻射被膜9からそれに対向するスカ
ート1b内面の輻射被膜9を介してスカート1bに移行す
る。このようにアセチレンのすすからなる輻射被膜9を
設けることにより、輻射により容器1aからスカート1bに
伝達する熱量を従来より増大させることができ、したが
ってスカート1b内での熱拡散が早くなり、原子炉圧力容
器1の熱膨張をスカート1bの広範囲の変形で吸収するこ
とになり、スカート付根部の変形、熱応力が緩和され
る。図3において、実線は輻射被膜9をスカート付根部
に形成した原子炉圧力容器の据付時又は停止時の形状を
示し、破線は昇温時の変形状態を示す。図3に示す本発
明にかかる原子炉圧力容器1の熱変形を、輻射被膜のな
い従来の原子炉圧力容器の熱変形(図7)に比べると、
本発明の原子炉圧力容器では、従来のものよりスカート
1bで変形する範囲が広がり全体的に変形していることが
分かる。これによりスカート付根部の熱応力が緩和さ
れ、スカート1bの健全性を高めることができる。なお、
輻射被膜の材料はアセチレンのすすに限らず、容器外周
面及びスカート内周面より輻射率の高い材料であれば、
それを用いることができる。次に本発明の実施の形態2
となる高温容器を、図4〜図6により説明する。図4は
高温容器として別の原子炉圧力容器の構造を示す図、図
5は図4のA部詳細図で容器に接続するスカートを示す
図、図6は図5に示す容器及びスカートの変形を説明す
る図である。別の原子炉容器1は、図1に示すタイプと
はスカート1bの形状及び取り付け位置が異なるのみで、
他は同一であるといえる。即ち、この原子炉圧力容器1
は、概して図5に示すように、高温の流体を収納する円
筒状容器1aと、容器1aの胴部の下部外周に取り付けられ
た円筒状スカート1bとから構成されている。スカート1b
は胴部円周上に一端を接続し、他端には円環状のスカー
トフランジ1cが取り付けられている。スカートフランジ
1cは原子炉圧力容器の設置する基礎2に固定されてい
る。またスカート1bの内外両面は保温材7により覆われ
ている。そして本発明の特徴である輻射被膜9が、図5
に示すように、容器1a胴部にスカート1bが結合するスカ
ート付根近傍で、容器1a胴部の外周面からスカート1b内
周面にかけて、形成されている。
The operation of the reactor pressure vessel 1 will be described.
When the reactor pressure vessel 1 shifts from the stopped state to the operating state, the reactor pressure vessel 1 thermally expands and expands in the radial and axial directions as the temperature of the internal fluid increases. Skirt 1b
Because the other end is fixed to the foundation 2, the reactor pressure vessel 1
Radial expansion causes the skirt 1b to deform, generating a large thermal stress at the root of the skirt. The heat of the fluid inside the reactor pressure vessel 1 is transferred from the body of the vessel 1a to the skirt 1b through the root of the skirt by heat conduction, and the radiation coating 9 on the outer surface of the body of the vessel 1a is radiated from the radiation coating 9 on the inner surface of the skirt 1b facing the same. The film moves to the skirt 1b via the radiation coating 9. By providing the radiation coating 9 made of soot of acetylene in this way, the amount of heat transmitted from the container 1a to the skirt 1b by radiation can be increased as compared with the conventional case, so that the heat diffusion in the skirt 1b becomes faster, The thermal expansion of the pressure vessel 1 is absorbed by a wide range of deformation of the skirt 1b, so that deformation of the root of the skirt and thermal stress are reduced. In FIG. 3, the solid line shows the shape of the reactor pressure vessel with the radiation coating 9 formed at the root of the skirt when the reactor pressure vessel is installed or stopped, and the broken line shows the deformed state when the temperature is raised. The thermal deformation of the reactor pressure vessel 1 according to the present invention shown in FIG. 3 is compared with the thermal deformation of the conventional reactor pressure vessel without a radiation coating (FIG. 7).
In the reactor pressure vessel of the present invention, the skirt is
It can be seen that the area to be deformed in 1b is expanded and the entire area is deformed. Thereby, the thermal stress at the root of the skirt is reduced, and the soundness of the skirt 1b can be improved. In addition,
The material of the radiation coating is not limited to acetylene soot, as long as the material has a higher emissivity than the outer peripheral surface of the container and the inner peripheral surface of the skirt.
You can use it. Next, Embodiment 2 of the present invention
The high-temperature container which will be described below will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a view showing the structure of another reactor pressure vessel as a high temperature vessel, FIG. 5 is a view showing a skirt connected to the vessel in a detailed view of part A in FIG. 4, and FIG. 6 is a view of the vessel and the skirt shown in FIG. FIG. Another reactor vessel 1 is different from the type shown in FIG. 1 only in the shape and mounting position of the skirt 1b.
Others can be said to be the same. That is, this reactor pressure vessel 1
As shown in FIG. 5, generally comprises a cylindrical container 1a for storing a high-temperature fluid, and a cylindrical skirt 1b attached to the outer periphery of the lower part of the body of the container 1a. Skirt 1b
Has one end connected to the circumference of the trunk, and an annular skirt flange 1c is attached to the other end. Skirt flange
1c is fixed to the foundation 2 on which the reactor pressure vessel is installed. The inner and outer surfaces of the skirt 1b are covered with a heat insulating material 7. The radiation coating 9 which is a feature of the present invention is shown in FIG.
As shown in (1), it is formed from the outer peripheral surface of the body of the container 1a to the inner peripheral surface of the skirt 1b near the root of the skirt where the skirt 1b is joined to the body of the container 1a.

【0014】実施の形態2の原子炉容器の動作は実施の
形態1のそれと同様であり、図6で鎖線により示す実施
の形態2の原子炉容器の変形は、図8に示す従来のもの
のそれより、スカート1bが全体的に変形していることが
分かる。かくしてスカート付根部の熱応力が緩和され、
スカートの健全性を高めることができる。
The operation of the reactor vessel of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the modification of the reactor vessel of the second embodiment shown by a chain line in FIG. 6 is different from that of the conventional reactor shown in FIG. From this, it can be seen that the skirt 1b is entirely deformed. Thus, the thermal stress at the root of the skirt is reduced,
The soundness of the skirt can be improved.

【0015】ここで輻射による伝熱量Qについて検討す
る。輻射による伝熱量Qは互いに対向する2面の温度を
それぞれT及びTとすると、 Q=形状により決定される定数×(T −T )×輻射率 (1) となる。式(1)から明らかなようにTが大きくなる
と、Qに対するTの影響は小さくなり、Qに対する影
響はTが支配的となる。この時のQはほぼTの4乗
に比例するため、T(高温容器の温度)が高い程、本
発明による効果は顕著となる。
Here, the amount of heat transfer Q by radiation will be considered. When the heat transfer amount Q by radiation to a temperature of two surfaces between T 1 and T 2, respectively, which are opposite to each other, is a constant × determined by Q = shape (T 1 4 -T 2 4) × emissivity (1). When T 1 As is apparent from equation (1) increases, decreases the effect of T 2 to Q, effect on Q becomes T 1 is dominant. Since Q at this time is approximately proportional to the fourth power of T 1 , the effect of the present invention becomes more remarkable as T 1 (the temperature of the high-temperature vessel) is higher.

【0016】 式(1)における温度の項(T −T
)ついて検討する。軽水炉の場合、炉運転時の原子
炉圧力容器の温度Tは550K程度なり、高速増殖炉の
場合はTは770K程度となる。それぞれの炉停止時の
支持スカート付根部の温度T を300K(常温)とする
と、(770−300)/(550−300)の値は約4と
なる。即ち温度のみを考慮すると、高速増殖炉は軽水炉
の4倍の輻射熱を容器側からスカート側に伝熱すること
になる。
[0016] The temperature term (T1 4-T
2 4). In the case of light water reactors, the atomic
Furnace pressure vessel temperature T1Is about 550K, which is
If T1Is about 770K. At the time of each furnace shutdown
Temperature T at root of supporting skirt 2To 300K (normal temperature)
And (7704−3004) / (5504−3004) Is about 4
Become. That is, considering only the temperature, the fast breeder reactor is a light water reactor.
Transfer radiant heat four times larger than that of the container to the skirt
become.

【0017】 式(1)における輻射率の項について検
討する。上記各実施の形態において、スカート付根部を
表面処理して形成される輻射被膜はアセチレンのすすで
構成される。軽水炉の原子炉圧力容器の場合、高温容器
及び支持スカートは低合金鋼等で構成されているため、
鋼表面は酸化された面となる。高速増殖炉等の場合、高
温容器及び支持スカートがステンレス鋼で構成されてい
るため、その表面は酸化(錆)し難く、輻射率の点から
鋼の研磨面と同等である。アセチレンのすすからなる被
膜、鋼の酸化面及び鋼の研磨面の各輻射率は次に示す通
り、 アセチレンのすす被膜の輻射率:0.99(260℃) 鋼の酸化面の輻射率 :0.79(260℃) 鋼の研磨面の輻射率 :0.10(260℃) である。
Consider the emissivity term in equation (1). In each of the above embodiments, the radiation coating formed by surface-treating the root portion of the skirt is made of acetylene soot. In the case of a light water reactor pressure vessel, the high temperature vessel and supporting skirt are made of low alloy steel, etc.
The steel surface becomes an oxidized surface. In the case of a fast breeder reactor or the like, since the high-temperature vessel and the supporting skirt are made of stainless steel, their surfaces are hardly oxidized (rusted), and are equivalent to a polished surface of steel in terms of emissivity. The emissivity of the acetylene soot coating, the oxidized surface of the steel and the polished surface of the steel are as follows. Emissivity of the acetylene soot coating: 0.99 (260 ° C) Emissivity of the oxidized steel surface: 0.79 (260 E) Emissivity of polished steel surface: 0.10 (260 ° C).

【0018】軽水炉の原子炉圧力容器のように低合金鋼
等で構成され、かつ酸化している場合は、アセチレンの
すす被膜の適用により、輻射率は0.99/0.79倍となり、
輻射による伝熱は25%程度の向上が見込める。一方、高
速増殖炉等のように高温容器及び支持スカートがステン
レス鋼で構成され、酸化(錆)し難く、輻射率が低い場
合には、アセチレンのすす被膜の適用により、輻射率は
0.99/0.10倍となり、輻射による伝熱はほぼ10倍に向上
する。
When the reactor is made of low-alloy steel or the like like a reactor pressure vessel of a light water reactor and is oxidized, the emissivity becomes 0.99 / 0.79 times by applying a soot coating of acetylene.
Heat transfer by radiation is expected to improve by about 25%. On the other hand, when the high-temperature vessel and the supporting skirt are made of stainless steel, such as a fast breeder reactor, and are hardly oxidized (rusted) and have low emissivity, the emissivity is reduced by applying an acetylene soot coating.
It becomes 0.99 / 0.10 times, and the heat transfer by radiation improves almost 10 times.

【0019】 金属の場合、熱伝導率は純度の影響が
大きく、純金属に比べ、不純物が混入している金属及び
合金の熱伝導率は、下記のとおりかなり小さい値とな
る。このため、高温容器がステンレス鋼製でアセチレン
のすす被膜の適用した場合には、輻射による伝熱と熱伝
導による伝熱の比は、高温容器が低合金鋼製でアセチレ
ンのすす被膜の適用した場合に比較してほぼ4倍とな
る。
In the case of a metal, the thermal conductivity is greatly affected by purity, and the thermal conductivity of a metal or alloy containing impurities is considerably smaller than that of a pure metal as described below. For this reason, when the high-temperature container is made of stainless steel and the acetylene soot coating is applied, the ratio of heat transfer by radiation and heat conduction by heat is determined by applying the acetylene soot coating with the high-temperature container made of low alloy steel. It is almost four times the case.

【0020】 低合金の熱伝導率 :69.8(W/(m/k):300℃) ステンレス鋼の熱伝導率 :17.4(W/(m/k):300℃) 上記、及びにより、高速増殖炉にアセチレンのす
す被膜の適用した場合、軽水炉に該被膜の適用した場合
に比較して、 4倍×(10倍/1.25倍)×4倍=128倍 程度効果的である。
Thermal conductivity of low alloy: 69.8 (W / (m / k): 300 ° C.) Thermal conductivity of stainless steel: 17.4 (W / (m / k): 300 ° C.) When the soot coating of acetylene is applied to the furnace, it is approximately 4 times (10 times / 1.25 times) x 4 times = 128 times more effective than when the coating is applied to a light water reactor.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明によれば、高温容器において、容
器にスカートが結合するスカート付根部に生じる熱応力
が従来構造のそれより緩和されることから、高温容器の
強度健全性の向上が図れる。
According to the present invention, in the high-temperature container, the thermal stress generated at the root portion of the skirt where the skirt is joined to the container is lessened than that of the conventional structure, so that the strength and soundness of the high-temperature container can be improved. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1となる原子炉圧力容器の
一例を示す全体構造図である。
FIG. 1 is an overall structural diagram illustrating an example of a reactor pressure vessel according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のA部詳細図で、容器に結合するスカート
部の構造を示す図である。
FIG. 2 is a detailed view of a portion A of FIG. 1, showing a structure of a skirt portion coupled to a container.

【図3】図2に示す容器とスカートの昇温時における変
形を説明する図である。
FIG. 3 is a view for explaining deformation of the container and the skirt shown in FIG. 2 when the temperature is raised.

【図4】本発明の実施の形態2となる原子炉圧力容器の
他例を示す全体構成図である。
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing another example of a reactor pressure vessel according to Embodiment 2 of the present invention.

【図5】図4のC部詳細断面図で容器に結合するスカー
ト部の構造を示す図である。
5 is a view showing a structure of a skirt portion coupled to the container in a detailed sectional view of a portion C in FIG. 4;

【図6】図5に示す容器とスカートの昇温時における変
形を説明する図である。
FIG. 6 is a view for explaining deformation of the container and the skirt shown in FIG. 5 when the temperature is raised.

【図7】従来の原子炉圧力容器の一例における容器とス
カートの熱変形を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating thermal deformation of a vessel and a skirt in an example of a conventional reactor pressure vessel.

【図8】従来の原子炉圧力容器の他の例における容器と
スカートの熱変形を説明する図である。
FIG. 8 is a view for explaining thermal deformation of a vessel and a skirt in another example of a conventional reactor pressure vessel.

【図9】従来技術として、特開昭58-54595号に開示され
た応力低減法を示す全体及び詳細図である。
FIG. 9 is an overall and detailed view showing a stress reduction method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-54595 as a conventional technique.

【図10】従来技術として、特開昭59-9593号に開示さ
れた応力低減法を示す全体構成図である。
FIG. 10 is an overall configuration diagram showing a stress reduction method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-9593 as a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原子炉圧力容器 1a 容器 1b スカート 1c スカートフランジ 2 基礎 3 ベースプレート 7 保温材 8 遮蔽体 9 輻射被膜 10 容器外表面 11 支持スカート内表面 12 支持スカート付根 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reactor pressure vessel 1a Vessel 1b Skirt 1c Skirt flange 2 Foundation 3 Base plate 7 Heat insulator 8 Shield 9 Radiation coating 10 Vessel outer surface 11 Support skirt inner surface 12 Support skirt root

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高温流体を収容する容器と、該容器の胴
部外周に一端が接続され他端部が前記容器を設置する基
礎に固定された筒状のスカートとからなる高温容器にお
いて、前記容器の胴部外周に前記スカートが接続するス
カート付根近傍で前記容器の胴部外周面及び該外周面に
対向する前記スカート内周面に、前記外周面及び前記内
周面より高い輻射率を有する被膜を形成したことを特徴
とする高温容器。
1. A high-temperature container comprising: a container for storing a high-temperature fluid; and a cylindrical skirt having one end connected to the outer periphery of a body of the container and the other end fixed to a foundation on which the container is installed. Near the root of the skirt where the skirt is connected to the outer periphery of the container, the outer peripheral surface of the container and the inner peripheral surface of the skirt facing the outer peripheral surface have a higher emissivity than the outer peripheral surface and the inner peripheral surface. A high-temperature container having a coating formed thereon.
【請求項2】 前記被膜はアセチレンのすすから構成す
ることを特徴とする請求項1記載の高温容器。
2. The high-temperature container according to claim 1, wherein the coating is made of acetylene soot.
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