JP2023000606A - Vessel or piping connection mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は容器又は配管接続機構に係り、特に、内部流体を有し高温高圧下で使用されるものに好適な容器又は配管接続機構に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a container or pipe connection mechanism, and more particularly to a container or pipe connection mechanism suitable for use under high temperature and high pressure conditions having an internal fluid.
容器又は配管接続機構の先行技術文献としては、例えば、ガスタービン用燃焼器の燃料ノズルなどの熱伸び差を免れることのできない管部材同士を接合するに際し、流体漏れを防ぐことのできる管部材同士の接合構造が特許文献１に記載されている。 Prior art documents relating to container or pipe connection mechanisms include, for example, pipe members that can prevent fluid leakage when joining pipe members that cannot avoid a difference in thermal elongation, such as a fuel nozzle of a combustor for a gas turbine. is described in Patent Document 1.
この特許文献１には、内部に流体を通す１対の管部材に各々フランジを形成し、前記フランジ同士を突き合わせてその合わせ目をシール溶接すると共に、溶接後のフランジ同士をクランプ部材で挟み付け、ボルトとナットでクランプ部材を締め付けてフランジ端面間に面圧を発生させることによりシール溶接部の熱応力を低減し、また、シール溶接部が圧縮力を受けているので、仮に、シール溶接部にクラックが発生したとしても流体漏れは生じないことが記載されている。 In this patent document 1, flanges are formed on each of a pair of pipe members through which a fluid is passed, the flanges are butted against each other and the seams are seal-welded, and the welded flanges are clamped by a clamp member. , The clamp member is tightened with bolts and nuts to generate surface pressure between the flange end faces, thereby reducing the thermal stress of the seal welded portion. It is described that even if cracks occur in the , fluid leakage does not occur.
ところで、原子炉設備では、配管同士の溶接接続又は容器や弁と配管との溶接接続では、全周破断の発生を考慮する必要があるが、配管同士や容器や弁と配管との接続を、ボルトを用いたフランジ接続することで全周破断は回避できる。 By the way, in nuclear reactor facilities, it is necessary to consider the occurrence of all-round rupture in welded connections between pipes or welded connections between containers or valves and pipes. Flange connection using bolts can avoid all-round breakage.
即ち、溶接とボルトによる二重接続構造とすることで全周破断が回避できるが、上記したフランジ接続では、配管同士や容器や弁と配管との接続部からのリークポテンシャルが高くなる問題があった。 In other words, the double connection structure using welding and bolts can avoid the breakage of the whole circumference, but the above-described flange connection has the problem of increasing the leakage potential from the connection between the pipes and the connection between the container and the valve and the pipe. rice field.
上述した特許文献１には、熱伸び差を免れることのできない管部材同士を接合するに際し、流体漏れを防ぐことのできる管部材同士の接合構造が記載されているが、フランジ部からの流体リークのリスクを更に回避するためには、未だ改善の余地がある。 The above-mentioned Patent Document 1 describes a joining structure between pipe members that can prevent fluid leakage when joining pipe members that cannot avoid a difference in thermal expansion, but fluid leakage from the flange portion is described. There is still room for improvement in order to further avoid the risk of
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、溶接部の熱応力を抑制して溶接部の接続強度を高めつつ、接続の強度（信頼性）を溶接と接続部サポートの両方で確保し、全周破断防止とフランジ部からの流体リークのリスクを回避できる容器又は配管接続機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its object is to improve the strength (reliability) of the connection between the weld and the joint while suppressing the thermal stress of the weld and increasing the connection strength of the weld. To provide a container or pipe connection mechanism that secures both support, prevents breakage around the circumference, and avoids the risk of fluid leakage from a flange.
本発明の容器又は配管接続機構は、上記目的を達成するために、２つの容器又は配管の軸方向に突出した部分を突き合わせ、その突合せ部分が溶接により接続されている容器又は配管接続機構であって、２つの前記容器又は配管の軸方向に突出した部分の接続部近傍のそれぞれに、前記溶接部を挟んで相対向するように接続部サポートを設け、相対向する前記接続部サポートの外周側に、相対向する前記接続部サポート同士を接続する接続部材が設置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the container or pipe connection mechanism of the present invention is a container or pipe connection mechanism in which the portions protruding in the axial direction of two containers or pipes are butted together and the butted portions are connected by welding. In each of the vicinity of the connecting portion of the portion protruding in the axial direction of the two containers or pipes, a connecting portion support is provided so as to face each other with the weld portion interposed therebetween, and the outer peripheral side of the connecting portion support facing each other. , a connection member is installed to connect the connection portion supports facing each other.
本発明によれば、接続部サポートにより溶接部の熱応力を抑制し溶接部の接続強度を高めつつ、接続の強度(信頼性)を溶接と接続部サポートの両方で確保し、全周破断防止とフランジ部からの流体リークのリスクを回避できる。 According to the present invention, the joint support suppresses the thermal stress of the welded part and increases the connection strength of the welded part, while ensuring the strength (reliability) of the connection by both the welding and the joint support, thereby preventing the breakage of the entire circumference. and the risk of fluid leakage from the flange can be avoided.
以下、図示した実施例に基づいて本発明の容器又は配管接続機構を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。 Hereinafter, the container or piping connection mechanism of the present invention will be described based on the illustrated embodiments. In addition, in each embodiment, the same symbols are used for the same components.
また、以下で説明する実施例は、容器１と弁箱２との接続機構を例にして説明するが、本発明は、容器１と弁箱２との接続機構に限定されるものでは無く、配管と配管、容器と配管、弁箱と配管等、他の要素との接続機構にも適用可能である。
In the embodiments described below, the connecting mechanism between the container 1 and the
図１に、本発明の容器又は配管接続機構の実施例１を示す。該図に示す本実施例は、容器１と弁箱２間の接続機構である。
FIG. 1 shows Example 1 of the container or piping connection mechanism of the present invention. The present embodiment shown in the figure is a connection mechanism between the container 1 and the
図１に示す本実施例の容器１と弁箱２間の接続機構において、容器１の管部材３は、容器１のノズル部１ａから溶接接続無しに軸方向に延長された部分（軸方向に突出した部分）であり、一方、弁箱２の管部材４は、弁箱２から溶接接続無しに軸方向に延長された部分（軸方向に突出した部分）であり、容器１の管部材３と弁箱２の管部材４は、それぞれ溶接部１０から少なくとも２Ｔ以上（Ｔは、弁箱２の管部材４又は容器１の管部材３の厚み）離れた位置（図１の距離“Ｗ”離れた位置）に円盤状の接続部サポート７と８を備えている（以下で説明する実施例２及び３も同様である）。
In the connection mechanism between the container 1 and the
上記した接続部サポート７と８が、容器１の管部材３と弁箱２の管部材４の溶接部１０から少なくとも２Ｔ以上離れた位置（図１の距離“Ｗ”離れた位置）に固定されているのは、容器１の管部材３と弁箱２の管部材４の溶接後の溶接検査（例えば、超音波探傷試験）の検査性を考慮し、接続部サポート７と８は、溶接部１０の検査に必要な距離（例えば、検査装置で溶接部１０の超音波探傷試験が可能な距離）だけ離れた位置（Ｗが２Ｔ以上）であれば、例えば、超音波探傷試験を行うには支障がないからである（以下で説明する実施例２及び３も同様である）。
The joint supports 7 and 8 described above are fixed at a position separated by at least 2T or more from the
また、本実施例では、接続部サポート７及び８の容器１の管部材３又は弁箱２の管部材４からの高さ（図１に符号“Ｃ”で示す）は、容器１の管部材３又は弁箱２の管部材４の外径寸法を“Ｄ”とするとＤ／１０以上としている（以下で説明する実施例２及び３も同様である）。
Also, in this embodiment, the height of the joint supports 7 and 8 from the
これは、ボルト９による接続部サポート７と８の締結に支障がない接続部サポート７及び８の容器１の管部材３又は弁箱２の管部材４からの高さ“Ｃ”は、容器１の管部材３又は弁箱２の管部材４の外径寸法“Ｄ”のＤ／１０以上であれば充分であることに基づくものである（以下で説明する実施例２及び３も同様である）。
This is because the height "C" of the joint supports 7 and 8 from the
また、上記した接続部サポート７と８は、容器１の管部材３と弁箱２の管部材４にボルト穴をあけ、それぞれのボルト穴に接続部サポート７と８を挿入することで、容器１の管部材３と弁箱２の管部材４に固定されている。
Further, the connecting part supports 7 and 8 described above are formed by drilling bolt holes in the
更に、容器１の管部材３の接続部５と弁箱２の管部材４の接続部６は、全周で、かつ、両者の接続部５、６の外面から内面までが溶接により接続されている。
Furthermore, the connecting
しかも、本実施例では、上記の溶接後に接続部サポート７と８が、少なくとも周方向に４箇所以上（本実施例では４箇所）の等角度間隔でボルト９にて接続されている。接続部サポート７と８のボルト９による接続により、接続部５、６の溶接部１０に対して軸方向に圧縮応力がかかるため、溶接部１０が離れようとする力を緩和でき、接続部５、６の溶接部１０の信頼性が向上する。
Moreover, in this embodiment, after the welding described above, the
このような本実施例の構成によれば、容器１の管部材３と弁箱２の管部材４の接続部５と６の強度（信頼性）を、溶接と接続部サポート７、８を用いたボルト接続の両方で確保することができ、全周溶接により耐リーク性を確保し、万が一、溶接部１０が破断した場合でも、少なくとも４箇所あるボルト９が同時に破断する確率は非常に小さいため、溶接サポート７、８間のボルト接続により、全周破断のリスクを回避することができるため、接続部サポート７と８により溶接部１０の熱応力を抑制し溶接部１０の接続強度を高めつつ、接続の強度(信頼性)を溶接と接続部サポート７と８の両方で確保し、全周破断防止とフランジ部からの流体リークのリスクを回避できる。
According to the configuration of this embodiment, the strength (reliability) of the
図２及び図３に、本発明の容器又は配管接続機構の実施例２を示す。 2 and 3 show Example 2 of the container or piping connection mechanism of the present invention.
図２は、本実施例である容器１と弁箱２間の接続機構を示し、図３は、図２の容器１と弁箱２間の接続機構に採用される接続部サポートカバー１１を示す。
2 shows the connection mechanism between the container 1 and the
該図に示す本実施例の容器１と弁箱２間の接続機構は、実施例１と略同様な構成であるが、本実施例では、接続部サポート７と８に形成されたはめ込み溝にリングガスケット１２をはめ込むと共に、容器１の管部材３の接続部５と弁箱２の管部材４の接続部６は、全周で、かつ、両者の接続部５、６の外面から内面までが溶接により固定され、しかも、本実施例では、容器１の管部材３の接続部５と弁箱２の管部材４の接続部６の溶接後に、接続部サポート７、８を半円盤状の接続部サポートカバー１１で挟み、接続部サポート７、８を接続部サポートカバー１１で挟んだところで、図３に示すように、ボルト１３を用いて半円盤状の接続部サポートカバー１１を接続している。
The connection mechanism between the container 1 and the
ボルト１３を用いて半円盤状の接続部サポートカバー１１を締め付けることにより、リングガスケット１２を面圧で押しつぶすことができ、これにより、耐リーク性が確保できる。
By tightening the semi-disc-shaped connecting
このような本実施例の構成によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、接続部サポート７、８の接続部５、６の溶接部１０は、小リークの可能性があるが接続部サポートカバー１１及びリングガスケット１２により、更なるリーク防止が可能となる。
According to the configuration of this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, of course, and the
なお、上記したはめ込み溝とリングガスケット１２は、接続部サポート７、８側に設置しているが、溶接部サポートカバー１１側に設置しても同じ効果を得ることができる。
Although the fitting groove and the
図４に、本発明の容器又は配管接続機構の実施例３を示す。該図に示す本実施例は、容器１と弁箱２間の接続機構である。
FIG. 4 shows Example 3 of the container or piping connection mechanism of the present invention. The present embodiment shown in the figure is a connection mechanism between the container 1 and the
該図に示す本実施例の容器１と弁箱２間の接続機構は、実施例１と略同様な構成であるが、本実施例では、容器１の管部材３と弁箱２の管部材４に、それぞれガスケット１５ａと１５ｂを取り付けると共に、容器１の管部材３と弁箱２の管部材４に取付けたガスケット１５ａと１５ｂの間にスペーサ１４を設置している。
The connection mechanism between the container 1 and the
このような本実施例の構成によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、溶接部１０が小破断してもガスケット１５ａ、１５ｂ及びスペーサ１４により配管（溶接部１０）からの流体漏れを防止できる。
According to the configuration of this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and even if the welded
図５に、本発明の容器又は配管接続機構の実施例４を示す。該図に示す本実施例は、容器１と弁箱２間の接続機構である。
FIG. 5 shows Example 4 of the container or piping connection mechanism of the present invention. The present embodiment shown in the figure is a connection mechanism between the container 1 and the
図５に示すように、本実施例では、容器１の管部材３と弁箱２の管部材４の接続部５と６は溶接部１０で接続され、更に、弁箱２の管部材４に接続部サポート７を設けると共に、容器１の壁面にボルト穴１ｂをあけ、接続部サポート７は、容器１の壁面にあけたボルト穴１ｂにボルト９を挿入して固定されている。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, connecting
図５では、弁箱２の管部材４に接続部サポート７を設けると共に、容器１の壁面にボルト穴１ｂをあけ、接続部サポート７は、容器１の壁面にあけたボルト穴１ｂにボルト９を挿入して固定されているが、容器１の管部材３に接続部サポート７を設けると共に、弁箱２の壁面にボルト穴をあけ、接続部サポート７は、弁箱２の壁面にあけたボルト穴にボルト９を挿入して固定してもよい。
In FIG. 5, a connecting
このような本実施例の構成によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、実施例１に比べて、容器１と弁箱２間の接続機構が簡素化される。
According to the configuration of this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the connecting mechanism between the container 1 and the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、ほかの構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. In addition, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
１…容器、１ａ…容器のノズル部、１ｂ…ボルト穴、２…弁箱、３…容器の管部材、４…弁箱の管部材、５…容器の管部材の接続部、６…弁箱の管部材の接続部、７、８…接続部サポート、９、１３…ボルト、１０…溶接部、１１…接続部サポートカバー、１２…リングガスケット、１５ａ、１５ｂ…ガスケット、１４…スペーサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...
Claims (14)
２つの前記容器又は配管の軸方向に突出した部分の接続部近傍のそれぞれに、前記溶接部を挟んで相対向するように接続部サポートを設け、相対向する前記接続部サポートの外周側に、相対向する前記接続部サポート同士を接続する接続部材が設置されていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 A container or pipe connection mechanism in which the axially projecting portions of two containers or pipes are butted and the butted portions are connected by welding,
A connecting part support is provided in the vicinity of the connecting part of each of the two containers or pipes protruding in the axial direction so as to face each other with the weld part interposed therebetween, and on the outer peripheral side of the connecting part support that faces each other, A container or pipe connection mechanism, characterized in that a connecting member is provided for connecting said connecting portion supports facing each other.
前記接続部材はボルトであり、相対向するように設けられた前記接続部サポートは、周方向に所定間隔で設けられた複数の前記ボルトで接続されていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 The container or piping connection mechanism according to claim 1,
The container or pipe connection mechanism, wherein the connection members are bolts, and the connection support provided so as to face each other is connected by a plurality of the bolts provided at predetermined intervals in the circumferential direction. .
前記容器又は配管の軸方向に突出した部分の接続部は、前記容器の管部材と弁箱の管部材であり、相対向するように設けられた前記接続部サポートは、前記容器の管部材と前記弁箱の管部材に穴をあけ、それぞれの前記穴に相対向するように設けられた前記接続部サポートを挿入することで前記容器の管部材と前記弁箱の管部材に固定されていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 The container or piping connection mechanism according to claim 1 or 2,
The connecting part of the portion protruding in the axial direction of the container or pipe is the pipe member of the container and the pipe member of the valve box, and the connecting part support provided so as to face each other is the pipe member of the container. It is fixed to the pipe member of the container and the pipe member of the valve box by making holes in the pipe member of the valve box and inserting the connection support provided so as to face each other in each of the holes. A container or piping connection mechanism characterized by:
前記容器の管部材と前記弁箱の管部材に、それぞれガスケットを取り付けると共に、前記容器の管部材と前記弁箱の管部材に取付けた前記ガスケットの間にスペーサが設置されていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 The container or piping connection mechanism according to claim 3,
A gasket is attached to each of the pipe member of the container and the pipe member of the valve box, and a spacer is installed between the gaskets attached to the pipe member of the container and the pipe member of the valve box. vessel or piping connection mechanism.
前記容器の管部材の接続部と前記弁箱の管部材の接続部は、全周で、かつ、両者の前記接続部の外面から内面までが溶接により接続されていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 The container or piping connection mechanism according to claim 3 or 4,
A container characterized in that the connecting portion of the pipe member of the container and the connecting portion of the pipe member of the valve box are connected by welding from the outer surface to the inner surface of the connecting portions of the both around the entire circumference, or Plumbing connection mechanism.
前記容器の管部材と前記弁箱の管部材は、それぞれ前記溶接部から少なくとも２Ｔ以上（但し、Ｔは、前記弁箱の管部材又は前記容器の管部材の厚み）離れた位置に前記接続部サポートが接続されていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 The container or piping connection mechanism according to any one of claims 3 to 5,
The pipe member of the container and the pipe member of the valve box are each connected to the connecting portion at a position separated from the welded portion by at least 2T or more (where T is the thickness of the pipe member of the valve box or the pipe member of the container). A vessel or piping connection, characterized in that the support is connected.
前記接続部サポートの前記容器の管部材又は前記弁箱の管部材からの高さは、前記容器の管部材又は前記弁箱の管部材の外径寸法を“Ｄ”とするとＤ／１０以上になっていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 The container or piping connection mechanism according to any one of claims 3 to 6,
The height of the connecting part support from the container pipe member or the valve box pipe member is D/10 or more, where "D" is the outer diameter dimension of the container pipe member or the valve box pipe member. A container or piping connection mechanism characterized by:
前記接続部材は接続部サポートカバーであり、相対向するように設けられた前記接続部サポートを半円盤状の接続部サポートカバーで挟み、相対向するように設けられた前記接続部サポートを前記接続部サポートカバーで挟んだところで、ボルトを用いて半円盤状の前記接続部サポートカバーを接続することで、相対向する前記接続部サポート同士が接続されていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 The container or piping connection mechanism according to claim 1,
The connection member is a connection part support cover, and the connection part support provided so as to face each other is sandwiched between semi-disk-shaped connection part support covers, and the connection part support provided so as to face each other is connected to the connection part support cover. A container or pipe connection mechanism characterized in that the opposing connection support covers are connected to each other by connecting the connection support covers in the form of semi-discs using bolts where they are sandwiched between the support covers. .
相対向する前記接続部サポートと前記接続部サポートカバーのいずれか一方にはめ込み溝が形成され、前記はめ込み溝にリングガスケットがはめ込まれていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 A container or piping connection mechanism according to claim 8,
A container or pipe connecting mechanism, wherein a fitting groove is formed in one of said connecting part support and said connecting part support cover facing each other, and a ring gasket is fitted in said fitting groove.
前記容器又は配管の軸方向に突出した部分の接続部は、前記容器の管部材と弁箱の管部材であり、相対向するように設けられた前記接続部サポートは、前記容器の管部材と前記弁箱の管部材に穴をあけ、それぞれの前記穴に相対向するように設けられた前記接続部サポートを挿入することで前記容器の管部材と前記弁箱の管部材に固定されていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 The container or piping connection mechanism according to claim 8 or 9,
The connecting part of the portion protruding in the axial direction of the container or pipe is the pipe member of the container and the pipe member of the valve box, and the connecting part support provided so as to face each other is the pipe member of the container. It is fixed to the pipe member of the container and the pipe member of the valve box by making holes in the pipe member of the valve box and inserting the connection support provided so as to face each other in each of the holes. A container or piping connection mechanism characterized by:
前記容器の管部材の接続部と前記弁箱の管部材の接続部は、全周で、かつ、両者の前記接続部の外面から内面までが溶接により接続されていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 A container or piping connection mechanism according to claim 10,
A container characterized in that the connecting portion of the pipe member of the container and the connecting portion of the pipe member of the valve box are connected by welding from the outer surface to the inner surface of the connecting portions of the both around the entire circumference, or Plumbing connection mechanism.
前記容器の管部材と前記弁箱の管部材は、それぞれ前記溶接部から少なくとも２Ｔ以上（但し、Ｔは、前記弁箱の管部材又は前記容器の管部材の厚み）離れた位置に前記接続部サポートが接続されていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 The container or piping connection mechanism according to claim 10 or 11,
The pipe member of the container and the pipe member of the valve box are each connected to the connecting portion at a position separated from the welded portion by at least 2T or more (where T is the thickness of the pipe member of the valve box or the pipe member of the container). A vessel or piping connection, characterized in that the support is connected.
前記接続部サポートの前記容器の管部材又は前記弁箱の管部材からの高さは、前記容器の管部材又は前記弁箱の管部材の外径寸法を“Ｄ”とするとＤ／１０以上になっていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 The container or piping connection mechanism according to any one of claims 10 to 12,
The height of the connecting part support from the container pipe member or the valve box pipe member is D/10 or more, where "D" is the outer diameter dimension of the container pipe member or the valve box pipe member. A container or piping connection mechanism characterized by:
前記容器の管部材と前記弁箱の管部材のいずれか一方の前記溶接部近傍に接続部サポートを設けると共に、前記容器又は前記弁箱のいずれか一方の壁面にボルト穴をあけ、前記接続部サポートは、前記容器又は前記弁箱のいずれか一方の壁面にあけた前記ボルト穴にボルトを挿入して固定されていることを特徴とする容器又は配管接続機構。 A container or pipe connection mechanism in which a pipe member of the container projecting in the axial direction of the container and the valve body is butted against a pipe member of the valve body, and the butted portions are connected by welding,
A connecting part support is provided in the vicinity of the welded part of either one of the pipe member of the container and the pipe member of the valve body, and a bolt hole is bored in the wall surface of either the container or the valve body, and the connecting part A container or piping connection mechanism, wherein the support is fixed by inserting a bolt into the bolt hole drilled in the wall surface of either the container or the valve box.
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| JP (1) | JP2023000606A (en) |
-
2021
- 2021-06-18 JP JP2021101536A patent/JP2023000606A/en active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231115 |