JPH02171689A - 圧力容器 - Google Patents
圧力容器Info
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- JPH02171689A JPH02171689A JP1272765A JP27276589A JPH02171689A JP H02171689 A JPH02171689 A JP H02171689A JP 1272765 A JP1272765 A JP 1272765A JP 27276589 A JP27276589 A JP 27276589A JP H02171689 A JPH02171689 A JP H02171689A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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- G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
- G21C13/10—Means for preventing contamination in the event of leakage, e.g. double wall
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S220/917—Corrosion resistant container
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ0発明の分野
本発明は水素を含有しそして中性子束にざらされる流体
のための圧力容器に係り、そして特にそのような圧力容
器であって荷重支持構成要素の損傷が発生する以前に漏
れの検出を可能にする系において使用されるものに係る
。
のための圧力容器に係り、そして特にそのような圧力容
器であって荷重支持構成要素の損傷が発生する以前に漏
れの検出を可能にする系において使用されるものに係る
。
ロ6発明の背景
CANDU (カブダ型重水素誠速ウラン)を燃料とす
る原子炉の圧力管と関連する諸問題の一つは、水素及び
応力の存在に起因する材料にお番プる遅発水素亀裂(D
HC)のリスクである。ここで用いられる用語“水素
”は水素のアイソトープ、例えば重水素、を含む。亀裂
の問題は水素を収容する圧力容器において一般に生じる
。現在のカブダ型重水炉においては、圧力管は水素侵入
率についてモニタされ、そしてDHCのリスクに関し評
価検討される。もしリスクがあまりにも高くなるならば
、即ち、もし圧力管に漏れが生じるならば、それらは交
換される。圧力管のモニタリング及び交換は相当な時間
並びに費用を伴う。
る原子炉の圧力管と関連する諸問題の一つは、水素及び
応力の存在に起因する材料にお番プる遅発水素亀裂(D
HC)のリスクである。ここで用いられる用語“水素
”は水素のアイソトープ、例えば重水素、を含む。亀裂
の問題は水素を収容する圧力容器において一般に生じる
。現在のカブダ型重水炉においては、圧力管は水素侵入
率についてモニタされ、そしてDHCのリスクに関し評
価検討される。もしリスクがあまりにも高くなるならば
、即ち、もし圧力管に漏れが生じるならば、それらは交
換される。圧力管のモニタリング及び交換は相当な時間
並びに費用を伴う。
非核用途のためには、水素を収容する圧力容器であって
、水素による脆化の可能性を低減されているが外層の孔
を通過する水素の移動を阻止しない内層を使用するもの
が提案されている。そのような多層容器は、内層に圧縮
力を生じる収縮嵌合、または、しょっばめによって組立
てられる。これら収縮嵌合型の高圧w器は中性子束にさ
らされるとき恐らく好ましくない。そのような環境は放
射誘導クリープ及び成長、以下においてひずみど評ぶ、
を外荷重支持層において生じさ往、その結果、内シーリ
ング層の遅発水素亀裂(DHc)の原因となり得る引張
応力を内シーリング層に生じさせる。内シーリング層の
亀裂は、下に位置する外荷重支持層に水素の高度局部集
中が生じるのを許しそして圧力容器の非延性故障に発展
する恐れがある。
、水素による脆化の可能性を低減されているが外層の孔
を通過する水素の移動を阻止しない内層を使用するもの
が提案されている。そのような多層容器は、内層に圧縮
力を生じる収縮嵌合、または、しょっばめによって組立
てられる。これら収縮嵌合型の高圧w器は中性子束にさ
らされるとき恐らく好ましくない。そのような環境は放
射誘導クリープ及び成長、以下においてひずみど評ぶ、
を外荷重支持層において生じさ往、その結果、内シーリ
ング層の遅発水素亀裂(DHc)の原因となり得る引張
応力を内シーリング層に生じさせる。内シーリング層の
亀裂は、下に位置する外荷重支持層に水素の高度局部集
中が生じるのを許しそして圧力容器の非延性故障に発展
する恐れがある。
原子炉のための圧力管の場合、低中性子吸収横断面を有
しそして原子炉耐蝕性において勝れる材料を使用する願
望によって設計はいっそう困難にされる。
しそして原子炉耐蝕性において勝れる材料を使用する願
望によって設計はいっそう困難にされる。
ハ1発明のR要
本発゛明の目的は、水素を含有しそして中性子束にさら
される流体のための圧力容器であって非延性故障を発生
ずる可能性を低減されそしてI1m前漏れ検出(1ea
k−before−break )方式の運転に媚える
ものを提供することである。
される流体のための圧力容器であって非延性故障を発生
ずる可能性を低減されそしてI1m前漏れ検出(1ea
k−before−break )方式の運転に媚える
ものを提供することである。
本発明の圧力容器は、内シーリング層と外荷重支持層と
を有し、前記内シーリング層はその応力を最小限にする
ため運転条件下で前記外荷重支持層のそれより高い放射
M導直径ひずみ率を有する材料から構成され、前記内シ
ーリング層と外荷重支持層は流体を透過し得るインター
フェースを画成しそして内シーリング層から外荷重支持
層への亀裂の伝播を防止するように互いに非冶金技術的
に接合され、前配外荷重支持廟は内シーリング層を透過
する流体の通過を許す複数の離開された孔を有する。
を有し、前記内シーリング層はその応力を最小限にする
ため運転条件下で前記外荷重支持層のそれより高い放射
M導直径ひずみ率を有する材料から構成され、前記内シ
ーリング層と外荷重支持層は流体を透過し得るインター
フェースを画成しそして内シーリング層から外荷重支持
層への亀裂の伝播を防止するように互いに非冶金技術的
に接合され、前配外荷重支持廟は内シーリング層を透過
する流体の通過を許す複数の離開された孔を有する。
二、好適実施例の説明
第1図及び第2図を参照でると、圧力容器1は内シーリ
ング[12と外荷重支持層3とを有する。
ング[12と外荷重支持層3とを有する。
内シーリング層2は収容された′S瀉高比の流体4によ
る腐食に耐える材料から組立てられる。また、内シーリ
ング層2のための材料は、運転条件下で外荷重支持層3
のそれに比しより高い放射誘導直径ひずみ率を有するよ
うに選択される。
る腐食に耐える材料から組立てられる。また、内シーリ
ング層2のための材料は、運転条件下で外荷重支持層3
のそれに比しより高い放射誘導直径ひずみ率を有するよ
うに選択される。
好適とされる適用、例えば原子炉のための圧力管として
の適用、において内シーリング層のための材料は、さら
に耐摩耗性及び耐腐食性を有するとともに低中性子吸収
率を有するように選択されるであろう。
の適用、において内シーリング層のための材料は、さら
に耐摩耗性及び耐腐食性を有するとともに低中性子吸収
率を有するように選択されるであろう。
内シーリング層2と外荷重支持層3は、その平面に沿っ
て流体透過性を有するインターフェース5を形成するよ
うに、互いに対して非冶金技術的に接合される。さらに
、インターフェース5はそれを横切って亀裂が伝Iaす
るのを防ぐように内シーリング112と外荷重支持Wi
3との間の断絶性を確立する。
て流体透過性を有するインターフェース5を形成するよ
うに、互いに対して非冶金技術的に接合される。さらに
、インターフェース5はそれを横切って亀裂が伝Iaす
るのを防ぐように内シーリング112と外荷重支持Wi
3との間の断絶性を確立する。
外荷重支持層3は流体が内シーリング112を透過した
場合その通過を可能にする複数の孔6を設けられる。こ
れら孔6の寸法は漏出する流体の通過を許すのに必要な
程度を超えない大きざにされ、そして応力集中を最小限
にするような形状、例えば円形、にされそして、かよう
にして、外荷重支持J113の破裂抵抗性に対する不利
な影響を最小限にしなくてはならない。孔間距離は内シ
ーリング層2を透過した流体がインターフェース5に沿
って運動する速度を考鑵に入れて許容され得る検出時間
を提供するように選択される。
場合その通過を可能にする複数の孔6を設けられる。こ
れら孔6の寸法は漏出する流体の通過を許すのに必要な
程度を超えない大きざにされ、そして応力集中を最小限
にするような形状、例えば円形、にされそして、かよう
にして、外荷重支持J113の破裂抵抗性に対する不利
な影響を最小限にしなくてはならない。孔間距離は内シ
ーリング層2を透過した流体がインターフェース5に沿
って運動する速度を考鑵に入れて許容され得る検出時間
を提供するように選択される。
第3図を参照すると、内シーリング層12と外荷重支持
層13との間に、インターフェース15において中間水
素障壁即ちシンク層17が配設され得る。中間水素障壁
即ちシンク層17は独立層の形式または前記内層及び/
または外層上の酸化物層の形式にされ得る。中間水素障
壁またはシンク1117の構成の別に叶係無く、前述の
ごとく、内シーリング層と外荷重支持層との間には、1
個または複数個の孔16へ流体を逃がすための通路を提
供するように流体を透過し得るインターフェースが設け
られなくてはならない。第3図に示される実施例におい
て、中間水素障壁即ちシンク層17は内シーリング層1
2に対しては冶金技術的に接合されているが、外荷重支
持H13に対しては流体を通過し得るインターフェース
15を構成するように非冶金技術的に接合されている。
層13との間に、インターフェース15において中間水
素障壁即ちシンク層17が配設され得る。中間水素障壁
即ちシンク層17は独立層の形式または前記内層及び/
または外層上の酸化物層の形式にされ得る。中間水素障
壁またはシンク1117の構成の別に叶係無く、前述の
ごとく、内シーリング層と外荷重支持層との間には、1
個または複数個の孔16へ流体を逃がすための通路を提
供するように流体を透過し得るインターフェースが設け
られなくてはならない。第3図に示される実施例におい
て、中間水素障壁即ちシンク層17は内シーリング層1
2に対しては冶金技術的に接合されているが、外荷重支
持H13に対しては流体を通過し得るインターフェース
15を構成するように非冶金技術的に接合されている。
第1図を与熱すると、圧力容器1の外側には、漏れ検出
器7が配置される。漏れ検出217は圧力容器1を包囲
するエンクロージャ9と連通ずる。
器7が配置される。漏れ検出217は圧力容器1を包囲
するエンクロージャ9と連通ずる。
運転時、内シーリング層2のひずみ率(例えば、クリー
プ率)が比較的高い場合は、内シーリング層2が外荷重
支持層3内にクリープし、従って、外荷重支持層3が実
質的に全ての荷重を担持することになる。内シーリング
層2は高応力にさらされないから、内シーリング層2の
亀裂が生じる可能性は恐らく無い。内シーリング層2と
外荷重支持層3との間のインターフェース5において設
けられた断絶の故に、内シーリング1l12の亀裂は外
荷重支持層3に伝播することを防止される。外?、η重
支持層3によって提供される補強効果の故に、内シーリ
ング層2の亀裂は不安定化し得ない。しかし、もし亀裂
が内シーリング層2に出現するならば、下に横たわる外
荷重支持層3は流体中の水素からの水素化合物化作用を
受けさせられる。従って、内シーリング112における
いかなる亀裂も外荷重支持層3の損傷が発生する以前に
検出されることが望ましい。漏れ検出は、内シーリング
層2を透過するどのような流体も、外荷重支持層3の損
傷を発生させる前に外?ji重支持層3を迅速に通過し
てそれが検出され得る点へ達するように構成することに
よって容易にされる。内シーリング層2と外vI重支持
層3との間のインターフェース5は冶金技術的に接合さ
れていないから、内シーリング層2を透過するどのよう
な流体もインターフェース5に沿って1個または複数個
の孔6へ達し得る。孔6を通過した後、脱出した流体検
出され畳る。
プ率)が比較的高い場合は、内シーリング層2が外荷重
支持層3内にクリープし、従って、外荷重支持層3が実
質的に全ての荷重を担持することになる。内シーリング
層2は高応力にさらされないから、内シーリング層2の
亀裂が生じる可能性は恐らく無い。内シーリング層2と
外荷重支持層3との間のインターフェース5において設
けられた断絶の故に、内シーリング1l12の亀裂は外
荷重支持層3に伝播することを防止される。外?、η重
支持層3によって提供される補強効果の故に、内シーリ
ング層2の亀裂は不安定化し得ない。しかし、もし亀裂
が内シーリング層2に出現するならば、下に横たわる外
荷重支持層3は流体中の水素からの水素化合物化作用を
受けさせられる。従って、内シーリング112における
いかなる亀裂も外荷重支持層3の損傷が発生する以前に
検出されることが望ましい。漏れ検出は、内シーリング
層2を透過するどのような流体も、外荷重支持層3の損
傷を発生させる前に外?ji重支持層3を迅速に通過し
てそれが検出され得る点へ達するように構成することに
よって容易にされる。内シーリング層2と外vI重支持
層3との間のインターフェース5は冶金技術的に接合さ
れていないから、内シーリング層2を透過するどのよう
な流体もインターフェース5に沿って1個または複数個
の孔6へ達し得る。孔6を通過した後、脱出した流体検
出され畳る。
第1図を参照すると、好適な漏れ検出器7によって、圧
力容器1を包囲するエンクロージャ9から流体9を取出
し、そして漏出した流体4の存在を検出することによっ
て、漏れ検出が遂行されることが示される。
力容器1を包囲するエンクロージャ9から流体9を取出
し、そして漏出した流体4の存在を検出することによっ
て、漏れ検出が遂行されることが示される。
例
以下の説明は本発明を組込まれるカナダ型小水炉に好適
な圧力管の細部に関する。
な圧力管の細部に関する。
圧力管は概ね101の直径を有する。外荷重支持層は、
冷間加工された7r−2,5重量%Nbから形成されそ
して概ね4ms+の厚さを有する。内シーリング層はジ
ルカロイ−4または7r−2,5検品%Nbから形成さ
れそして1#IIlの厚さを有する。内シーリング層の
ための前記材料は、原子炉の運転条件下において、外荷
重支持層のために選ばれた材料よりも^いひずみ率を有
する。
冷間加工された7r−2,5重量%Nbから形成されそ
して概ね4ms+の厚さを有する。内シーリング層はジ
ルカロイ−4または7r−2,5検品%Nbから形成さ
れそして1#IIlの厚さを有する。内シーリング層の
ための前記材料は、原子炉の運転条件下において、外荷
重支持層のために選ばれた材料よりも^いひずみ率を有
する。
概ね0.1−0.2m+の厚さの金屈アルミニウムまた
は酸化ジルコニウムセラミックのごとき材料から形成さ
れた障壁層が内シーリング層の外側に配設される。
は酸化ジルコニウムセラミックのごとき材料から形成さ
れた障壁層が内シーリング層の外側に配設される。
外荷重支持層の孔は、概ね1amの直径を有し、そして
正反対に対向してジグザグに位置された複数の対として
、長手方向に圧力管に沿って概ね30αの長手方向間隔
で離されて配列される。
正反対に対向してジグザグに位置された複数の対として
、長手方向に圧力管に沿って概ね30αの長手方向間隔
で離されて配列される。
冷却材の漏れの検出は、原子炉のカランドリア管即ら前
記エンクロージャ9と圧力管1との間の環状空間から循
環気体を受取るように位置された露点測定装置のごとき
漏れ検出器7によって達成される。
記エンクロージャ9と圧力管1との間の環状空間から循
環気体を受取るように位置された露点測定装置のごとき
漏れ検出器7によって達成される。
第1図は本発明に従う圧力容器の概略横断面図、ψ
第2図圧力容器の構造を示す第1図のト」線に沿って取
られた断面の部分拡大図、第3図は障壁層を組込まれた
他の−・実11の第2図と同様の断面の部分拡大図であ
る。 図面上、1・・圧力容器、2.12・・内シーリング層
、3.13・・外荷重支持層、4・・流体、5.15・
・インターフェース、6,16・・孔、7・・漏れ検出
器、8・・流体、9・・エンクロージャ、17・・中間
水素障壁層またはシンク層。
られた断面の部分拡大図、第3図は障壁層を組込まれた
他の−・実11の第2図と同様の断面の部分拡大図であ
る。 図面上、1・・圧力容器、2.12・・内シーリング層
、3.13・・外荷重支持層、4・・流体、5.15・
・インターフェース、6,16・・孔、7・・漏れ検出
器、8・・流体、9・・エンクロージャ、17・・中間
水素障壁層またはシンク層。
Claims (6)
- (1)水素を含有しそして中性子束にさらされる流体の
ための圧力容器において、水素を事実上透過させない内
シーリング層と、外荷重支持層とを有し、前記内シーリ
ング層が運転間その応力を最小限にするため前記外荷重
支持層のそれより高い放射誘導直径ひずみ率を有する材
料から構成され、前記内シーリング層と外荷重支持層が
流体を透過し得るインターフェースを画成しそして前記
内シーリング層から外荷重支持層への亀裂の伝播を防止
するように互いに非冶金技術的に接合させ、前記外荷重
支持層が内シーリング層を透過する流体の通過を許す複
数の互いに離された孔を有することを特徴とする流体の
ための圧力容器。 - (2)特許請求の範囲第1項記載の圧力容器において、
さらに、前記内シーリング層と外荷重支持層との間に配
置される中間層であつて水素に対する障壁またはシンク
を構成するものを有することを特徴とする流体のための
圧力容器。 - (3)特許請求の範囲第1項記載の圧力容器において、
前記中間層が前記内シーリング層または外荷重支持層の
一方に一体的に結合されていることを特徴とする流体の
ための圧力容器。 - (4)特許請求の範囲第1項記載の圧力容器において、
前記内シーリング層及び外荷重支持層が低中性子吸収率
を有する材料から構成されることを特徴とする流体のた
めの圧力容器。 - (5)特許請求の範囲第1項記載の圧力容器において、
漏出した流体の存在を検出しそれによつて前記内シーリ
ング層の損傷を表示するため圧力容器の外側に位置され
る検出手段を組込まれることを特徴とする流体のための
圧力容器。 - (6)特許請求の範囲第1項記載の圧力容器において、
該圧力容器が原子炉のための圧力管であることを特徴と
する流体のための圧力容器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA581982 | 1988-11-02 | ||
CA581982 | 1988-11-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02171689A true JPH02171689A (ja) | 1990-07-03 |
Family
ID=4139021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1272765A Pending JPH02171689A (ja) | 1988-11-02 | 1989-10-19 | 圧力容器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4986112A (ja) |
EP (1) | EP0367584A3 (ja) |
JP (1) | JPH02171689A (ja) |
KR (1) | KR900008532A (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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