(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器を支持する円筒形スカート部と、該スカート部の内側に設けられ、かつ圧力容器，スカート部，及び保温材で囲まれたドーナツ状中空空間と、圧力容器冷却ファンから圧力容器を貫通して内部に冷却空気を供給する容器冷却管と、を備えた高温圧力容器において、
前記容器冷却管からドーナツ状中空空間内に冷却空気を供給するスカート冷却管と、前記スカート取付部を間隔を隔てて水平に囲む複数の電気ヒータと、を備えた、ことを特徴とする高温圧力容器。
【請求項２】
前記スカート冷却管に設けられた流量調節器と、前記スカート取付部の温度を検出する温度センサーと、該温度センサーの出力により前記電気ヒータの出力を調節する温度制御装置と、を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の高温圧力容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度差の生じる支持部を有する高温圧力容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高温で使用する大形圧力容器（例えば、加圧流動層の格納容器、原子炉圧力容器、等）では、起動停止の度に、圧力容器の温度が常温と高温（例えば約３００〜３５０℃）との間を加熱／冷却され、その度に圧力容器を支持するスカート取付部に大きな温度勾配ができ、部分的に大きな熱応力が発生する。このため、かかる高温圧力容器では、図２（Ａ）に示すように、スカート１の取付部１ａにホットボックスと呼ぶ保温のない空間２を設け、圧力容器３からの輻射によりスカート取付部１ａを加熱／冷却して温度差を低減すると共に、圧力容器３の起動停止（加熱／冷却）をゆっくりと行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した高温圧力容器では装置の運転上の必要性により急速な起動（加熱）や停止（冷却）が不可欠である場合があり、冷却の場合には、図２（Ａ）に示すように、予め強制冷却用の冷却管４を圧力容器３を貫通して設け、圧力容器３の内面に冷却空気を吹き付けて圧力容器３を強制冷却して１〜２日で急速に圧力容器を冷却するようになっている。しかし、この場合には、大きな温度勾配の発生が避けがたく、スカート取付部１ａに図２（Ｂ）に示す高応力部が発生してしまい、疲労損傷を受けることがある問題点があった。
【０００４】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、大形の高温圧力容器のスカート取付部に高応力部を発生させることなく、急速に加熱又は冷却することができる高温圧力容器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、圧力容器を支持する円筒形スカート部と、該スカート部の内側に設けられ、かつ圧力容器，スカート部，及び保温材で囲まれたドーナツ状中空空間と、圧力容器冷却ファンから圧力容器を貫通して内部に冷却空気を供給する容器冷却管と、を備えた高温圧力容器において、前記容器冷却管からドーナツ状中空空間内に冷却空気を供給するスカート冷却管と、前記スカート取付部を間隔を隔てて水平に囲む複数の電気ヒータと、を備えた、ことを特徴とする高温圧力容器が提供される。
【０００６】
上記本発明の構成によれば、加熱時にはドーナツ状中空空間をホットボックスとして作用させて、圧力容器とスカート部の間の輻射伝熱を促進し、複数の電気ヒータによりスカート取付部の温度上昇を促進させ温度勾配を調節することができる。また、急冷時にはスカート冷却管を介してホットボックス内に冷却空気を供給して、圧力容器の急冷に応じてスカート部を急冷し、スカート部の温度を調節することができる。従って、大形の高温圧力容器のスカート取付部に高応力部を発生させることなく、急速に加熱又は冷却することができる。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記スカート冷却管に設けられた流量調節器と、前記スカート取付部の温度を検出する温度センサーと、該温度センサーの出力により前記電気ヒータの出力を調節する温度制御装置と、を更に備える。この構成により、流量調節器（例えば、オリフィス，流量調節弁）により、圧力容器の急冷に応じて必要な冷却空気量をホットボックス内に供給してスカート部を急冷し、同時にスカート取付部の温度分布を温度センサーで検出しながら、電気ヒータで必要な加熱を行うことができ、急加熱又は急冷時のスカート取付部の非定常温度分布を制御することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
図１は、本発明による高温圧力容器のスカート部構成図である。この図に示すように、本発明の高温圧力容器１０は、圧力容器３を支持する円筒形スカート部１１と、スカート部１１の内側に設けられ、かつ圧力容器３，スカート部１１，及び保温材１２で囲まれたドーナツ状中空空間１３と、圧力容器冷却ファン１５から圧力容器３を貫通して内部に冷却空気を供給する容器冷却管１４と、を備えている。
【０００９】
円筒形スカート部１１は、下端が基礎用の鉄骨に固定され、或いはコンクートで埋設されて圧力容器３の大重量（例えば加圧流動層では４０００トン以上）を基礎部に円滑に伝えるようになっている。この円筒形スカート部１１の上端は、圧力容器３の下部に溶接されている。また、圧力容器３への取付部１１ａは、図に示すように容器との接続部を厚肉として、圧力容器３からの伝熱量を増加させ、かつ下方の肉厚を減らして構成されている。この構成により、熱応力の増大を抑制するようになっている。
【００１０】
保温材１２は、圧力容器３とスカート部１１で挟まれた断面がほぼ三角形の空間（ドーナツ状中空空間１３）を除いて施工されている。すなわち、圧力容器３のほとんどの外面、及び円筒形スカート部１１のほとんどの外面に保温材１２が取り付けられ、放熱ロスを防いでいるが、ドーナツ状中空空間１３は保温せず、この空間をホットボックスとして作用させるようになっている。
【００１１】
この構成により、ドーナツ状中空空間１３内の空気が圧力容器３からの伝熱により高温になり、スカート部１１を対流伝熱で加熱すると共に、圧力容器３からの輻射によってもスカート部１１を加熱することができる。また、冷却時にも同様に対流伝熱と輻射伝熱により両者の温度差を低減するように作用する。
【００１２】
圧力容器冷却ファン１５は、圧力容器３の外部に設置さており、容器冷却管１４を介して、圧力容器３内に冷却空気を供給するようになっている。この圧力容器冷却ファン１５は、高温圧力容器３を急冷する必要がある場合（例えば、内部機器のメンテナンス等）にのみ稼働され、加熱時や通常の運転時には停止している。
【００１３】
本発明の高温圧力容器１０は、更に、容器冷却管１４からドーナツ状中空空間１３（ホットボックス）内に冷却空気を供給するスカート冷却管１６と、スカート取付部１１ａを上下に間隔を隔てて水平に囲む複数の電気ヒータ１７と、を備えている。
また、この実施形態では、スカート冷却管１６に設けられた流量調節器１６ａと、スカート取付部１１ａの温度を検出する温度センサー１８と、温度センサー１８の出力により電気ヒータ１７の出力を調節する温度制御装置１９とを更に備えている。
【００１４】
上述した構成により、流量調節器１６ａ（例えば、オリフィス，流量調節弁）により、圧力容器３の急冷に応じて必要な冷却空気量をホットボックス１３内に供給してスカート部１１を急冷し、同時にスカート取付部１１ａの温度分布を温度センサー１８で検出しながら、加熱時には電気ヒータ１７で必要な加熱を行うことができ、急加熱又は急冷時のスカート取付部１１ａの非定常温度分布を制御することができる。
【００１５】
従って、ドーナツ状中空空間１３をホットボックスとして作用させて、圧力容器３とスカート部１１の間の輻射伝熱を促進し、急冷時にはスカート冷却管１６を介してホットボックス１３内に冷却空気を供給して、圧力容器３の急冷に応じてスカート部１１を急冷し、同時に複数の電気ヒータ１７によりスカート取付部１１の温度勾配を調節することができ、大形の高温圧力容器のスカート取付部１１ａに高応力部を発生させることなく、急速に加熱又は冷却することができる。
【００１６】
なお、本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、▲１▼スカート部１１に電気ヒータ１７を上下に並べることにより、起動時（昇温時）のスカート部の上下温度分布をなだらかに制御可能となり、▲２▼スカート部のホットボックス１３内に圧力容器冷却ファン１５の出口から取り出した配管１６を連結し、その配管途中にオリフィス又は弁１６ａを設け、流量を調節可能として、停止時（特に強制冷却時）に圧力容器３の急冷に応じてスカート部１１を急冷することができる。
【００１８】
従って、本発明の高温圧力容器１０は、スカート部１１の容器取付部１１ａ付近の温度とその下部の温度分布を制御することが可能であり、起動停止を頻繁に行う運用の圧力容器の支持部応力を低減することができ、これにより、信頼性を向上させることができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高温圧力容器のスカート部構成図である。
【図２】従来の高温圧力容器のスカート部構成図である。
【符号の説明】
１  スカート部
１ａ  スカート取付部
２  ホットボックス（保温のない空間）
３  圧力容器
４  冷却管
１０  高温圧力容器
１１  スカート部
１１ａ  スカート取付部
１２  保温材
１３  中空空間（ホットボックス）
１４  容器冷却管
１５  圧力容器冷却ファン
１６  スカート冷却管
１６ａ  流量調節器
１７  電気ヒータ
１８  温度センサー
１９  温度制御装置
【図１】
0003682804.tif 000002
【図２】
0003682804.tif 000003