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リアクター容器とは？設計、規格、産業用途
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原子炉容器の設計
,化学反応器の規格
,工業用リアクターの用途
原子炉 容器 は 何 です か
根本的な質問に答えます原子炉容器とは何か? 標準的な圧力容器とはどう違いますか?A reactor vessel is an ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) Section VIII-compliant pressure container specifically engineered to safely contain and sustain chemical reactions under controlled temperature単純な貯蔵容器とは異なり,原子炉容器には,反応剤の供給と製品の放出のためのプロセスノズル,混ぜ合わせのための混ぜ器の設置,内部コイルまたは熱伝送のための外部のジャケット温度,圧力,レベル測定のための装置ポートは0から設計圧力での周期的な熱および圧力負荷下で構造的整合性を維持するように設計されています.1〜20MPa,温度は -196〜+450°C.
1原子炉容器の基本設計原則
- ASME 第8節 適合性:原子炉容器は,ASME BPVC第8節第1または第2セクションに従って設計,製造,検査およびスタンプされている.設計は,同じ設計温度で最大許容作業圧 (MAWP) を満たさなければならない., 壁厚さが t = (P*R) / ((S*E - 0.6*P) と計算され,溶接接関節効率 E と腐食許容量を組み込む.
- 頭と殻の幾何学:標準的な原子炉容器では,最大10MPa (最もコスト効率の良い) の圧力で 2:1の円筒形ヘッド,中気圧でトリスフィア (クロエッパー) のヘッドを使用します.10 MPa以上の高圧用ヘッドと半球型ヘッドで,ヘッドの厚さは殻厚さの60〜80%に近づくシェルとヘッドの交差点でのストレスの濃度を減らす.
- ノズルの加重と強化:処理用フード,放出,計測装置,換気用のノズルは,容器壁を弱める開口を作り出す.強化は,面積交換方法を使用してASME UG-37により提供される.除去された金属領域が外殻の壁厚さの過剰によって補償されることを確保する補強パッドは補強の限界内です
2原子炉容器の主要タイプ
- 覆い付きの混ぜた原子炉容器:熱伝送流体の循環のために外殻表面に溶接された全管または半管のジャケットを備えています.容量100〜20の容器1000Lと熱伝達面積は1~30m2で,外熱熱負荷は10~100kW/m3である.
- 覆われた原子炉容器:炭素鋼のベースシェルで作られ,溶接覆いまたは爆発性結合により,3〜5mmの不?? 鋼,インコネル,またはハステロイコーティングで覆われています.固体合金構造よりも 40-60% 低コストで炭素鋼の強さを提供し,同時に酸性鋼に必要とされる耐腐蝕性を提供します塩素や硫黄を含むプロセス環境.
- 厚壁型高圧容器:10〜30MPaの高圧ポリメリゼーション,水素処理,水素クラッキングのために設計された.壁厚さ50〜300mmの鋳造リング構造を使用する.多層 (同心型シェル) または単層設計70 MPa以上の圧力においてASME第8節第3課程による周期圧負荷の疲労分析を慎重に検討する必要があります.
原子炉容器型 比較マトリックス
| 船舶の種類 | 頭の幾何学 | 設計圧力範囲 | 製造基準 |
|---|---|---|---|
| ジャケット付き 混ぜた容器 | 2エリプティック | 0.1〜6MPa | ASME Sec. VIII Div. 1, -20から300°C |
| 覆われた船 | 2エリプス型またはトリスフィア型 | 0.1〜10MPa | ASME Sec. VIII Div. 1 + コーティング仕様 |
| 厚壁HP容器 | 半球型 | 10〜30MPa以上 | ASME Sec. VIII Div.2 または Div.3 |
よくある質問 (FAQ)
Q: 原子炉容器と貯蔵容器の主な違いは何ですか?
A: 原子炉容器は,動的熱圧負荷下での化学反応を維持するように設計されており,統合されたノズル,調動器のマウント,熱伝送表面,計測器のポートがあります.,貯蔵容器は,プロセス統合を最小限に抑え,ほぼ静的状態で物質を保持するだけです.
Q: 原子炉容器の壁厚さはどのように計算されますか?
A: ASME BPVC 第8節によると,必要な壁厚さは t = (P*R) / ((S*E - 0.6*P) + 腐食許容量で,P は設計圧,R は殻半径,S は設計温度での許容性ストレスです.,Eは溶接関節効率 (全線写真では1.0,スポット写真では0.85,検査なしでは0.70)
Q: 水静止試験とは何か?なぜ必要なのか?
A: 水静止試験では,試験媒体を水として使って,完成した容器をMAWP (Division 1) の1.3倍の内部圧力にさらします.船舶の使用開始前に構造的整合性および漏れ防止性を検証する; ASME UG-99 に基づいて義務付けられ,製造者のデータレポートに記載されている.
Q: 原子炉容器の腐食許容量はどのように決定されますか?
A: 腐食許容量は,プロセス流体の腐食率 (mm/年) を設計寿命 (通常は20年) に掛けて指定され,1の腐食許容量が得られます.中程度の腐食性のある使用中の炭素鋼の5〜6mm耐腐食率が0.05mm/年未満の不酸化物や合金構造の場合は0~1.5mm.
