(57)【要約】【課題】ヘリウムガス冷却材などの流体の漏洩を抑制することが可能なフランジ構造を提供する。【解決手段】本発明に係るフランジ構造は、第１部材に設けられた第１フランジ（２１）と、第２部材に設けられた第２フランジ（４２）と、前記第１フランジと前記第２フランジとを締結する締結部材（７０）と、前記第１フランジと前記第２フランジと間の温度差を補正する温度差補正部（ヒーター８０や断熱部材９０）と、からなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材に設けられた第１フランジと、
第２部材に設けられた第２フランジと、
前記第１フランジと前記第２フランジとを締結する締結部材と、
前記第１フランジと前記第２フランジと間の温度差を補正する温度差補正部と、からなることを特徴とするフランジ構造。
【請求項２】
前記温度差補正部がヒーターであることを特徴とする請求項１に記載のフランジ構造。
【請求項３】
前記温度差補正部が冷却配管であることを特徴とする請求項１に記載のフランジ構造。
【請求項４】
前記温度差補正部が断熱部材であることを特徴とする請求項１に記載のフランジ構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のフランジ構造が設けられたことを特徴とする循環機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却材などの流体の漏洩を低減できるフランジ構造、そのようなフランジ構造が設けられた循環機に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温ガス炉は、炉心の構成材料および冷却材特性に基づく固有の安全性が高く、異常時の過渡挙動も極めて緩慢である。万一事故が発生しても、現在商業炉として稼働している軽水型原子炉のような制御棒駆動装置や緊急炉心冷却装置などの機械的作動要素を使用せずとも、高温ガス炉特有の構造に基づいて、負の反応度フィードバック特性により、原子炉出力が低下すると共に、自然の原理（ふく射、自然対流、熱伝導）により、燃料溶融を起こさずに原子炉を冷温停止させることができることが知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平０８−３３８８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図３は高温ガス炉におけるヘリウムガス冷却材（流体）の循環経路の一例を示す図である。図３において符号１は高温ガス炉の炉心を示している。炉心１内にはウランが黒鉛およびセラミックで被覆された燃料粒子が多数配置されている。
【０００４】
炉心１には、熱交換器４などで約400℃まで冷却されたヘリウムガス冷却材が流入する。ヘリウムガス冷却材は炉心１の内部を流れ、約1,000℃に加熱され、熱交換器４に与えられるか、直接ガスタービンなどの発電機（不図示）に供給される。循環機１０は、熱交換器４で冷却されたヘリウムガス冷却材を、配管３を通じて、再び炉心１へと循環させる。
【０００５】
このような循環機１０の概要を図４により説明する。循環機１０は、下部ケーシング２０と上部ケーシング４０とが締結部材７０によって締結されると共に、上部ケーシング４０と上部蓋体５０とが締結部材７０によって締結されることで密閉されている。
【０００６】
下部ケーシング２０にはモーター３０が組み込まれており、このモーター３０を駆動し、インペラ３７を回転させることで、ヘリウム流入口４７から流入したヘリウムガス冷却材をヘリウム流出口４８から流出させて、ヘリウムガス冷却材を炉心１へと循環させる。
【０００７】
しかしながら、下部ケーシング２０の第１フランジ２１と、上部ケーシング４０の第２フランジ４２とからなるフランジ構造からは、ヘリウムガス冷却材が漏洩しやすい、という問題があった。
【０００８】
特に、高温ガス炉の運転中にヘリウムガス冷却材の漏洩が生じたとしても、人が容易に立ち入ることができないため、ヘリウムガス冷却材の漏洩の起こっているフランジ構造における締結部材７０の増し締めを行うことができない、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような問題点を解決するために、本発明に係るフランジ構造は、第１部材に設けられた第１フランジと、第２部材に設けられた第２フランジと、前記第１フランジと前記第２フランジとを締結する締結部材と、前記第１フランジと前記第２フランジと間の温度差を補正する温度差補正部と、からなることを特徴とするフランジ。
【００１０】
また、本発明に係るフランジ構造は、前記温度差補正部がヒーターであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るフランジ構造は、前記温度差補正部が冷却配管であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るフランジ構造は、前記温度差補正部が断熱部材であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る循環機は、前記のいずれかに記載のフランジ構造が設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るフランジ構造は、前記第１フランジと前記第２フランジと間の温度差を補正する温度差補正部を有しており、このような本発明に係るフランジ構造によれば、ヘリウムガス冷却材などの流体の漏洩を抑制することが可能となり、ヘリウムガスなどの資源を節約することができる。
【００１５】
また、本発明に係るフランジ構造を備えた循環機１０によれば、ヘリウムガス冷却材などの流体の漏洩を抑制することができ、高温ガス炉の運転中にフランジ構造における締結部材７０の増し締めなどを行う必要がない。
【００１６】
また、本発明に係るフランジ構造を循環機１０に適用することで、フランジ構造のシール性を向上させることができ、資源の有効活用、機器の効率的な運用に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るフランジ構造が用いられた循環機１０を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るフランジ構造によるヘリウムガス冷却材の漏洩低減効果を示す図である。
【図３】高温ガス炉における冷却材の循環経路の一例を示す図である。
【図４】従来のフランジ構造が用いられた循環機１０を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係るフランジ構造が用いられた循環機１０を示す図である。
【００１９】
循環機１０は、下部ケーシング２０と上部ケーシング４０とが締結部材７０によって締結されると共に、上部ケーシング４０と上部蓋体５０とが締結部材７０によって締結されることで密閉されている。
【００２０】
より具体的には、下部ケーシング２０の第１フランジ２１と、上部ケーシング４０の第２フランジ４２とは、ガスケット（不図示）などを間に挟み、ボルトなどの締結部材７０で締結され、シールされている。
【００２１】
また、上部ケーシング４０の第３フランジ４３と、上部蓋体５０とは、ガスケット（不図示）などを間に挟み、ボルトナットなどの締結部材７０で締結され、シールされている。
【００２２】
上部ケーシング４０には、ヘリウム流入口４７と、ヘリウム流出口４８と、これらの間にフィルタ収容部４５とが設けられている。フィルタ収容部４５には、不図示のフィルタが配されており、このフィルタによりヘリウムガス冷却材中の不純物などなどが取り除かれる。
【００２３】
上部ケーシング４０と上部蓋体５０とは、断熱部材６０で覆われている。
【００２４】
下部ケーシング２０にはモーター３０が組み込まれている。モーター３０は駆動されることで、シャフト３２が回転し、シャフト３２の一端に取り付けられ、上部ケーシング４０内に配されているインペラ３７が回転する。軸受け部３３はガス軸受けなどで構成されている。
【００２５】
上部ケーシング４０内のインペラ３７が回転することで、ヘリウム流入口４７から流入したヘリウムガス冷却材をヘリウム流出口４８から流出させて、ヘリウムガス冷却材を炉心１へと循環させる。
【００２６】
また、下部ケーシング２０においてモーター３０が配されている外周には、モーター３０を冷却するために冷却水循環路３９が設けられている。
【００２７】
従来、下部ケーシング２０の第１フランジ２１と、上部ケーシング４０の第２フランジ４２とからなるフランジ構造からは、ヘリウムガス冷却材が漏洩しやすい、という問題があった。
【００２８】
この問題の原因は、温度が比較的低い第１フランジ２１（約４００℃）と、温度が比較的高い第２フランジ４２（約５０℃）と間の温度差によることが検討の結果分かってきた。
【００２９】
そこで、第１フランジ２１には、本発明に係るフランジ構造においては、第１フランジ２１側に、ヒーター８０や断熱部材９０を取り付けることで、第１フランジ２１と第２フランジ４２との間の温度差を低減させるように補正する。ヒーター８０や断熱部材９０を、特許請求の範囲では「温度差補正部」と上位概念的に表現している。
【００３０】
なお、本実施形態においては、第１フランジ２１側に、ヒーター８０や断熱部材９０などを設けて第１フランジ２１を昇温することで、２つのフランジ間の温度差を低減するように補正するようにしたが、第２フランジ４２側に冷却配管などを設けて、第２フランジ４２を降温することで、２つのフランジ間の温度差を低減するように補正するようにしてもよい。
【００３１】
図２は本発明の実施形態に係るフランジ構造によるヘリウムガス冷却材の漏洩低減効果を示す図である。図２の横軸において、温度が０℃であるとは、ヒーター８０や断熱部材９０を取り付けていない従来のフランジ構造の場合を示している。（実際に第１フランジ２１の温度が０℃であるわけではない。）また、このときのヘリウムガス冷却材のフランジ構造からの漏洩量を１００％としている。
【００３２】
図２の横軸において、プラスの温度は、第１フランジ２１側に、ヒーター８０や断熱部材９０などを設けて、第１フランジ２１を先の温度０℃より昇温させた分の温度を示している。図２からも分かるように、第１フランジ２１を先の温度０℃より昇温させることで、ヘリウムガス冷却材のフランジ構造からの漏洩量を減らせることができる。
【００３３】
以上のように、本発明に係るフランジ構造は、第１フランジ２１と第２フランジ４２と間の温度差を補正する、ヒーター８０や断熱部材９０などの温度差補正部を有しており、このような本発明に係るフランジ構造によれば、ヘリウムガス冷却材などの流体の漏洩を抑制することが可能となり、ヘリウムガスなどの資源を節約することができる。
【００３４】
また、本発明に係るフランジ構造を備えた循環機１０によれば、ヘリウムガス冷却材などの流体の漏洩を抑制することができ、高温ガス炉の運転中にフランジ構造における締結部材７０の増し締めなどを行う必要がない。
【００３５】
また、本発明に係るフランジ構造を循環機１０に適用することで、フランジ構造のシール性を向上させることができ、資源の有効活用、機器の効率的な運用に寄与することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・炉心
３・・・配管
４・・・熱交換器
１０・・・循環機
２０・・・下部ケーシング
２１・・・第１フランジ
３０・・・モーター
３２・・・シャフト
３３・・・軸受け部
３７・・・インペラ
３９・・・冷却水循環路
４０・・・上部ケーシング
４２・・・第２フランジ
４３・・・第３フランジ
４５・・・フィルタ収容部
４７・・・ヘリウム流入口
４８・・・ヘリウム流出口
５０・・・上部蓋体
６０・・・断熱部材
７０・・・締結部材
８０・・・ヒーター
９０・・・断熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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