特開 2023-90159 横型円筒タンク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023090159

(43)【公開日】2023-06-29

(54)【発明の名称】横型円筒タンク

(51)【国際特許分類】

   B65D 90/02 20190101AFI20230622BHJP

【ＦＩ】

B65D90/02 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021204971

(22)【出願日】2021-12-17

(71)【出願人】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】屋嘉 広行

(72)【発明者】

【氏名】青木 祐介

【テーマコード（参考）】

3E170

【Ｆターム（参考）】

3E170AA03

3E170AB02

3E170AB03

3E170BA10

3E170DA01

3E170QA01

3E170RA01

3E170SA01

3E170SA03

3E170SA20

(57)【要約】

【課題】
本発明は、簡易な補強構造（補強部材）により、バルジング振動によるタンク胴の変形を抑制する横型円筒タンクを提供する。
【解決手段】
上記した課題を解決するため、本発明の横型円筒タンクは、横置きに設置され、液体を貯留する円筒状のタンク胴と、タンク胴を基礎に固定するタンク支持部材と、タンク胴の内部に設置され、タンク胴の内壁面に接触荷重を伝達し、コイルスプリング状に設置される補強フレームと、を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

横置きに設置され、液体を貯留する円筒状のタンク胴と、前記タンク胴を基礎に固定するタンク支持部材と、前記タンク胴の内部に設置され、前記タンク胴の内壁面に接触荷重を伝達し、コイルスプリング状に設置される補強フレームと、を有することを特徴とする横型円筒タンク。

【請求項2】

請求項１に記載する横型円筒タンクであって、
前記タンク胴が、トーラス形状のタンク胴であることを特徴とする横型円筒タンク。

【請求項3】

請求項２に記載する横型円筒タンクであって、
前記補強フレームの端部同士を結合することを特徴とする横型円筒タンク。

【請求項4】

請求項１に記載する横型円筒タンクであって、
前記補強フレームが、中空パイプで構成されることを特徴とする横型円筒タンク。

【請求項5】

請求項４に記載する横型円筒タンクであって、
前記中空パイプに内圧を付加する空気を流通するパイプと、前記パイプを流通する空気を加圧する加圧装置と、前記パイプを流通する空気の流量を制御し、前記中空パイプの内圧を制御する圧力制御バルブと、を有することを特徴とする横型円筒タンク。

【請求項6】

請求項５に記載する横型円筒タンクであって、
前記タンク支持部材の加速度を測定する支持部材加速度計と、前記タンク胴の加速度を測定するタンク胴加速度計と、前記支持部材加速度計と前記タンク胴加速度計との測定結果に基づいて、前記圧力制御バルブと前記加圧装置とを制御する制御装置と、を有することを特徴とする横型円筒タンク。

【請求項7】

請求項４に記載する横型円筒タンクであって、
前記中空パイプは、その一部に、前記中空パイプの長手方向に伸縮するＵベローズを有することを特徴とする横型円筒タンク。

【請求項8】

請求項７に記載する横型円筒タンクであって、
前記中空パイプは、前記Ｕベローズを補強し、前記Ｕベローズの長手方向のみの伸縮を許容する作動ガイドを有することを特徴とする横型円筒タンク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、横型円筒タンクに関する。

【背景技術】

【0002】

水や燃料油などの液体を貯留する円筒タンクは、地震が発生した場合であっても、倒壊せずに自立した状態を維持し、かつ、液体の漏洩が発生しないことが要求される。加えて、円筒タンクは、タンク胴が地震の振動に起因して損傷する恐れがあるため、タンク胴の損傷を抑制する必要がある。

【0003】

こうした技術分野における背景技術として、特開２０１９－１４７５６３号公報（特許文献１）がある。

【0004】

この特許文献１には、タンク胴の内部にタンク胴の内壁面と隙間を形成して設置され、気体が封入される中空パイプにより構成されるトーラス（ドーナツ）形状の補強フレームと、タンク胴の内部に設置され、一端がタンク胴の液面に位置する浮力体に接続し、他端がタンク胴の下部に位置する接続治具に接続し、補強フレームを停留する位置決め装置と、を有する円筒タンクが記載されている。

【0005】

そして、特許文献１には、タンク胴の内部から、タンク胴に発生するバルジング振動を抑制し、タンク胴の半径方向（水平方向）の変形を抑制する円筒タンクが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１９－１４７５６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１には、バルジング振動を抑制する縦型円筒タンク（平底円筒タンク）が記載されている。そして、特許文献１に記載される補強フレームと位置決め装置とを有する縦型円筒タンクは、バルジング振動を抑制する。

【0008】

しかし、特許文献１には、横型円筒タンクは記載されていない。そして、横型円筒タンクには、特許文献１に記載されるような、補強フレームと位置決め装置とを設置することができない。

【0009】

また、横型円筒タンクのタンク胴の外側にスペースがあり、工事の制約が無い場合には、タンク胴の外側に補強リブを設置することができる。しかし、横型円筒タンクのタンク胴の外側にスペースがなく、工事の制約が有る既設の横型円筒タンクは、タンク胴の外側に補強リブを設置することができない。

【0010】

また、横型円筒タンクのタンク胴の内側に補強リブを設置する場合には、地震が発生した際の横型円筒タンクの挙動を決定する横型円筒タンクの固有振動モードに影響する流体付加質量が増加する恐れがある。

【0011】

そこで、本発明は、簡易な補強構造（補強部材）により、バルジング振動によるタンク胴の変形を抑制する横型円筒タンクを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記した課題を解決するため、本発明の横型円筒タンクは、横置きに設置され、液体を貯留する円筒状のタンク胴と、タンク胴を基礎に固定するタンク支持部材と、タンク胴の内部に設置され、タンク胴の内壁面に接触荷重を伝達し、コイルスプリング状に設置される補強フレームと、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、簡易な補強構造（補強部材）により、バルジング振動によるタンク胴の変形を抑制する横型円筒タンクを提供することができる。

【0014】

なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明により、明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施例１に記載する補強フレーム１を有する横型円筒タンク２を説明する概略鳥瞰図である。

【図2】実施例２に記載する補強フレーム１を有するトーラス型円筒タンク２２を説明する概略切断鳥瞰図である。

【図3】実施例３に記載する補強フレーム１を有する横型円筒タンク２を説明する概略説明図である。

【図4】実施例４に記載する補強フレーム１を有する横型円筒タンク２を説明する部分概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施例について、図面を使用し、説明する。なお、各図面において、実質的に同一又は類似の構成は、同一の符号を使用し、説明し、各図面において、説明が重複する場合には、重複する説明を省略する場合がある。

【実施例0017】

先ず、実施例１に記載する補強フレーム１を有する横型円筒タンク２を説明する。

【0018】

図１は、実施例１に記載する補強フレーム１を有する横型円筒タンク２を説明する概略鳥瞰図である。

【0019】

実施例１に記載する横型円筒タンク２は、液体１０を貯留する。

【0020】

そして、横型円筒タンク２は、以下の構成を有する。
（１）液体１０を貯留し、水平方向の断面が長方形（鉛直方向の断面が円形）となるように横置きに設置される円筒状のタンク胴２３、
（２）タンク胴２３を地盤に繋がる強固な基礎３に固定するタンク支持脚（タンク支持部材）４、
（３）タンク胴２３の内部に設置され、タンク胴２３の内壁面（タンク胴２３を構成する筒状板）に接触荷重（補強フレーム１からタンク胴２３の内壁面に作用する荷重）を伝達し、タンク胴２３の内壁面に沿うように螺旋状（渦巻状、コイルスプリング状）に設置される補強フレーム１。

【0021】

なお、このような横型円筒タンク２は、例えば、１６台の横型円筒タンク２を水平方向に円形状に設置（それぞれの接続部は斜めに形成）され、原子炉の格納容器の一部であり、原子炉の冷却材が喪失された際に放出される蒸気を凝縮するプール水を保持するサプレッションチェンバを形成する。

【0022】

タンク胴２３は、例えば、直径が約７ｍ、長手方向（軸方向）の長さが約１５ｍであり、その厚さが約１５ｍｍである鋼（スチール）により、形成される。

【0023】

タンク支持脚４は、例えば、タンク胴２３の下方から基礎３に対して鉛直方向に伸長するタンク支持部材であり、タンク胴２３を基礎３に強固に設置する。タンク支持脚４は、円形（タンク胴２３の鉛直方向であって、タンク胴２３の長手方向に垂直な断面は円形）の下方の左右に設置され、タンク胴２３の長手方向に、複数、設置される。

【0024】

なお、タンク支持脚４は、地震が発生した場合であっても、倒壊せずに自立した状態を維持するように、タンク支持脚４自身、タンク支持脚４と基礎３との接続部分、及び、タンク支持脚４とタンク胴２３との接続部分について、対策される。

【0025】

また、実施例１では、タンク支持脚４を使用し、説明したが、タンク支持脚４は、タンク胴２３を基礎３に強固に設置するタンク支持部材であればよく、必ずしもタンク支持脚４に限定されるものではない。

【0026】

補強フレーム１は、タンク胴２３の内壁面に沿うように設置され、タンク胴２３の内径よりも大きな外径を有するコイルスプリング状の、例えば、鋼（スチール）からなる補強部材である。なお、補強フレーム１は、例えば、断面が円形状又は四角形状であり、直径又は一辺の長さが９０～１００ｍｍの中実であり、５～１０巻きのコイルスプリング状の補強部材である。

【0027】

そして、補強フレーム１は、タンク胴２３の内径よりも小さな外径となるように圧縮され、タンク胴２３の内部に挿入され、タンク胴２３の内部に設置される。補強フレーム１は、タンク胴２３の内壁面に対して、その反発力（反力）により、内側から外側の方向（外向き）に接触荷重（接触反力）を付加する。つまり、補強フレーム１は、接触荷重により、タンク胴２３の内壁面を支持する。

【0028】

また、補強フレーム１は、その端部のみが、溶接により、タンク胴２３に固定され、端部のみ以外は、タンク胴２３に固定されていない。これにより、補強フレーム１は、地震の振動に起因し、補強フレーム１に水平荷重が付加される場合であっても、タンク胴２３の長手方向に摺動し、移動することができる。

【0029】

タンク胴２３は、地震が発生した場合であっても、地震の振動に起因する損傷を抑制する必要がある。地震が発生した場合、タンク胴２３に貯留される液体１０により、タンク胴２３の内壁面には、タンク胴２３の内壁面を内側に引っ張る引っ張り荷重（地震の振動に起因し、液体１０がタンク胴２３の内壁面に作用する動的な圧力荷重）が発生する。

【0030】

そこで、実施例１では、タンク胴２３の内部に、コイルスプリング状の補強フレーム１を設置し、タンク胴２３の内壁面に引っ張り荷重が発生した場合であっても、補強フレーム１の接触荷重により、タンク胴２３の内壁面を支持する。

【0031】

つまり、補強フレーム１は、その反発力により、タンク胴２３の内壁面に、内側から外側の方向に接触荷重を発生する。そして、補強フレーム１の接触荷重により、地震の振動に起因する液体１０の負の動圧により半径方向に変形するタンク胴２３の内壁面を支持する。

【0032】

このように、実施例１に記載する横型円筒タンク２は、横置きに設置され、液体１０を貯留する円筒状のタンク胴２３と、タンク胴２３を基礎３に固定するタンク支持脚（タンク支持部材）４と、タンク胴２３の内部に設置され、タンク胴２３の内壁面に接触荷重を伝達し、コイルスプリング状に設置される補強フレーム１と、を有する。

【0033】

これにより、特に、横型円筒タンク２において、低コストで、簡易な補強構造（補強部材）により、タンク胴２３の内壁面を支持し、地震の振動に起因するタンク胴２３に発生するバルジング（bulging）振動を抑制し、バルジング振動によるオーバル振動モードの励起（発生）を抑制し、タンク胴２３の半径方向の変形を抑制する。

【0034】

また、これにより、地震の振動に起因し、補強フレーム１に水平荷重が付加される場合であっても、補強フレーム１は、タンク胴２３の長手方向に摺動し、移動するため、地震が発生した際の挙動を決定する横型円筒タンク２の固有振動モードに影響する流体付加質量の増加を抑制することができる。更に、補強フレーム１は、タンク胴２３の長手方向に摺動し、移動するため、減衰効果が発生し、応答加速度を低減することができる。

【0035】

また、補強フレーム１は、既設の横型円筒タンク２であっても、容易に設置することができる。

【実施例0036】

次に、実施例２に記載する補強フレーム１を有するトーラス型円筒タンク２２を説明する。

【0037】

図２は、実施例２に記載する補強フレーム１を有するトーラス型円筒タンク２２を説明する概略切断鳥瞰図である。

【0038】

実施例２に記載するトーラス型円筒タンク２２は、トーラス（ドーナツ）形状の横型円筒タンク２であり、基本的に、図１に示す横型円筒タンク２と同様の構成を有する。このため、詳細な説明は省略する。なお、水面１０は省略する。

【0039】

トーラス型円筒タンク２２は、液体１０を貯留するトーラス形状のタンク胴２３と、タンク胴２３の内部に設置され、タンク胴２３の内壁面に接触荷重を伝達し、コイルスプリング状に設置される補強フレーム１と、を有する。

【0040】

つまり、トーラス型円筒タンク２２は、トーラス形状のタンク胴２３の内部に、コイルスプリング状の補強フレーム１を設置する。

【0041】

そして、地震が発生した場合には、タンク胴２３に貯留される液体１０は、一方向に流動しやすくなる。これにより、トーラス型円筒タンク２２の全体が移動するようなモードに対する流体付加質量の低減効果が期待できる。

【0042】

また、トーラス型円筒タンク２２では、補強フレーム１の端部同士を結合することができる。これにより、補強フレーム１の反発力を調整することができる。