DE1129170B - Zylindrisches Waermeaustauschelement, insbesondere fuer Kernbrennstoffelemente, mit laengs angestroemten Querrippen - Google Patents
Zylindrisches Waermeaustauschelement, insbesondere fuer Kernbrennstoffelemente, mit laengs angestroemten QuerrippenInfo
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Wärmeübertragungssysteme und betrifft in erster Linie ausgedehnte
oder vergrößerte Wärmeübertragungsflächen, welche Brennstoffelementen für Kernreaktoren zugeordnet
werden.
Die Entwicklung bei der Herstellung solcher vergrößerter bzw. Ausdehnungs-Wärmeübertragungsflächen
für Kernbrennstoffelemente ging prinzipiell von Längsrippen bzw. -lamellen aus, während später
auf entlang dem Umfang verlaufende Rippen übergegangen wurde. Bei dieser letzteren Rippenanordnung
wurde der Verlust, welcher durch die vermehrte Pumpleistung entstand, die erforderlich war, um
ein Kühlmittel über die Brennstoffelemente zu leiten, durch verbesserte Wärmeübertragungscharakteristiken
mehr als ausgeglichen. Es ist angenommen worden, daß bei Umf angsrippen (d. h. vergrößerten Flächen,
welche quer zum Hauptkühlmittelstrom verlaufen) eine Wirbelung bzw. Ringwirbelströmung
zwischen den Rippen hervorgerufen wird, welche die Eigenschaft hat, für einen ausreichenden Wärmeaustausch
zwischen der heißen Brennstoffelementoberfläche und dem Kühlgas zu sorgen. Jedoch besteht
bei der gegenwärtigen Entwicklung von Kernreaktoren zur Erzeugung gewerblich nutzbarer bzw.
verkäuflicher Elektrizität ein fortgesetztes Bestreben
danach, den Temperaturunterschied zwischen dem
wärmeerzeugenden Brennstoffelement und dem Kühlgas beim Austreten aus dem Reaktor zu verringern,
und demgemäß entsteht ein Bedarf nach verbesserten Wärmeübertragungsflächen an den Brennstoffelementen.
Zylindrische Körper bzw. Wärmeaustauschelemente mit Wärmeübertragungsflächen in Form von
teilweise umgebogenen Umfangsrippen sind bekannt. Die Umbiegungen werden dabei durch Querriffelungen
in den Rippen oder durch mehrmaliges Einschneiden der Rippen und Abbiegen der entstehenden
Laschen abwechselnd nach der einen oder anderen Seite hergestellt. Durch diese bekannten Anordnungen
wird eine Verbesserung der Wärmeübertragung durch Verstärken der Wirbelung erreicht; bei Strömung
parallel zur Längsachse des die Rippen tragenden Körpers (wie bei Reaktoren üblich) hat eine stärkere
Wirbelbildung größere Druckabfälle zur Folge. Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Brennstoffelementes
mit Wärmeübertragungsflächen, die eine geordnete Wirbelströmung erzeugen, so daß
hohe Wärmeübergangszahlen bei vergleichsweise kleinen Druckverlusten erreicht werden.
Erfindungsgemäß ist die Ausbildung eines zylindrischen Wärmeaustauschelements, insbesondere
Zylindrisches Wärmeaustauschelement,
insbesondere für Kernbrennstoifelemente,
mit längs angeströmten Querrippen
Anmelder:
United Kingdom Atomic Energy Authority,
London
London
Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen, Oranienstr. 14
Siegen, Oranienstr. 14
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 28. September 1956 (Nr. 29 648)
Großbritannien vom 28. September 1956 (Nr. 29 648)
William Bateman Hall, London,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Kernbrennstoffelements, in einem Kanal zur Führung der Strömung eines Wärmeaustauschmittels in Längsrichtung
des Elements, welches ringförmige Wärmeaustauschrippen oder eine schraubenförmige Rippe,
die sich quer zur Längsachse des Elements erstreckt, aufweist, mit dem Merkmal, daß auf jedem Gang der
schraubenförmigen Rippe oder jedem Rippenring vier Segmente in an sich bekannter Weise jeweils entlang
einer Sehne des den Grundriß der Rippen bildenden Kreises abgebogen sind, derart, daß die abgebogenen
Segmente in Achsrichtung miteinander fluchten und diese Segmente in der gleichen Richtung abgebogen
sind, während jedes Segment in entgegengesetzter Richtung relativ zum nächsten Segment an der Rippe
abgebogen ist. Die Rippen können entweder radial eingeschnitten sein, um dadurch das Abbiegen zu gestatten,
oder sie können lediglich mit gegeneinander abgebogenen Krümmungsspitzen ausgebildet werden.
Die Erfindung soll nunmehr an Hand der sie beispielsweise
wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden, und zwar zeigen
Fig. 1 und 2 teilweise im Schnitt dargestellte perspektivische
Ansichten, während
Fig. 3 eine Teilansicht wiedergibt.
In Fig. 1 ist ein Teil eines Brennstoffelementes 27,
welches eine Ummantelung 28 und Umfangsrippen 20 aufweist, in einem im Schnitt kreisförmigen Kanal 21
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dargestellt, entlang welchem ein Kühlmittel in Richtung
eines Pfeiles 22 fließt. Die Rippen 20 weisen vier Einschnitte 23 aus und sind abwechselnd auf- und
abgebogen, wobei die einen Segmente 24 der Rippe entgegen der Richtung des Pfeiles 22 gebogen sind,
während die anderen Segmente 25 in Richtung des Pfeiles 22 gebogen sind. Bei einer derartigen Anordnung
der Rippenabbiegungen treten je vier Wirbelströmungen auf, wie durch die Pfeile und Linien 26
angedeutet ist. Teile des Kühlmittels werden von der Gesamtströmung (Pfeil 22) mittels der einen Segmente
24 abgezweigt und mit Hilfe der Segmente 25 wieder zurück in die Gesamtströmung geleitet, so daß
von dem Hauptstrom (Pfeil 22) ein Bruchteil ständig abgezogen oder abgezweigt wird, um über die Heißfläche
des Ansatzstücks der Rippe hinwegzustreichen und dann in die Hauptströmung zurückzukehren.
Fig. 2 veranschaulicht eine derjenigen nach Fig. 1 ähnliche Rippenanordnung (es sind die gleichen Bezugszeichen
verwendet worden), nur die Einschnitte 23 fehlen, und die Abbiegungen (13 ä) liegen entsprechend
weiter außen.
Die abgebogenen bzw. gekrümmten Rippen können dadurch hergestellt werden, daß das Brennstoffelement, während es heiß ist, so daß sich die Rippen
plastisch verformen lassen, durch ein kreisförmiges Gesenk bzw. Prägewerkzeug herabgelassen oder
fallengelassen wird, welches zwei einander gegenüberliegende Flächen von zunehmender Biegung oder
Krümmung aufweist, um dadurch das in die eine Richtung abgebogene Segmentpaar zu bilden, und
daß das Element durch ein Gesenk hindurch angehoben wird, welches zwei Paar einander gegenüberliegender
Flächen aufweist, welche alle die besagte zunehmende Krümmung haben, um dadurch das in
die andere Richtung abgebogene Segmentpaar zu bilden.
In Fig. 3 ist eine gegen den Kühlmittelhauptstrom (Pfeil 22) abgebogene Rippe 24 dargestellt. Es hat
sich herausgestellt, daß verbesserte Wärmeübertra-
gungscharakteristiken erhalten werden können, wenn die Ecke 29 der Rippe, wie durch die Linie 30 angedeutet
ist, abgekantet wird, so daß die Ecke gegenüber dem Kühlmittelhauptstrom eine Schneidkante
darstellt.
Claims (3)
1. Ausbildung eines zylindrischen Wärmeaustauschelementes,
insbesondere Kernbrennstoffelementes, in einem Kanal zur Führung der Strömung eines Wärmeaustauschmittels in Längsrichtung
des Elementes, welches ringförmige Wärmeaustauschrippen oder eine schraubenförmige
Rippe, die sich quer zur Längsachse des Elementes erstreckt, aufweist, dadurch gekenn
zeichnet, daß auf jedem Gang der schraubenförmigen Rippe oder jedem Rippenring vier
Segmente in an sich bekannter Weise jeweils entlang einer Sehne des den Grundriß der Rippen
bildenden Kreises abgebogen sind, derart, daß die abgebogenen Segmente in Achsrichtung miteinander
fluchten und diese Segmente in der gleichen Richtung abgebogen sind, während jedes
Segment in entgegengesetzter Richtung relativ zum nächsten Segment an der Rippe abgebogen ist.
2. Wärmeaustauschelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen in an
sich bekannter Weise an den Enden der Sehnen radial eingeschnitten sind.
3. Wärmeaustauschelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken (29) der
entgegen dem Hauptstrom des Wärmeaustauschmittels abgebogenen Rippen (24) entgegen dem
Hauptstrom des Wärmeaustauschmittels abgebogen sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 548407;
USA.-Patentschrift Nr. 2 667 337.
Deutsche Patentschrift Nr. 548407;
USA.-Patentschrift Nr. 2 667 337.
Hierzu !Blatt Zeichnungen
© 209 579/175 5.62
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---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DEU4801A Pending DE1129170B (de) | 1956-09-28 | 1957-09-24 | Zylindrisches Waermeaustauschelement, insbesondere fuer Kernbrennstoffelemente, mit laengs angestroemten Querrippen |
Country Status (5)
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---|---|
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BE (1) | BE561143A (de) |
DE (1) | DE1129170B (de) |
FR (1) | FR1183549A (de) |
GB (1) | GB821861A (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4648443A (en) * | 1981-02-06 | 1987-03-10 | Energiagazdalkodasi Intezet | Heat exchanger with ribbed fin |
US4742869A (en) * | 1985-10-21 | 1988-05-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heat and mass transfer device |
DE102017218973A1 (de) * | 2017-10-24 | 2019-04-25 | Hanon Systems | Gegenstrom-Wärmeübertrager |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL254720A (de) * | 1959-08-13 | |||
DE1215823B (de) * | 1960-09-01 | 1966-05-05 | Hartwig Benzler Dr Ing | Einrichtung zur Vermeidung der Rueckstroemung bei einem gasgekuehlten Kernreaktor |
NL124607C (de) * | 1961-11-21 | |||
US3363682A (en) * | 1964-07-09 | 1968-01-16 | Int Combustion Holdings Ltd | Heat exchangers having vortex producing vanes |
JPH10206059A (ja) * | 1997-01-20 | 1998-08-07 | Toshiba Corp | 熱交換器 |
US6234245B1 (en) | 1998-07-02 | 2001-05-22 | Fintube Technologies, Inc. | Aero curve fin segment |
DE102006017432B4 (de) * | 2006-04-06 | 2009-05-28 | Visteon Global Technologies Inc., Van Buren | Innerer Wärmeübertrager mit kalibriertem wendelförmigen Rippenrohr |
US20100282456A1 (en) * | 2009-05-06 | 2010-11-11 | General Electric Company | Finned tube heat exchanger |
US20110308228A1 (en) * | 2010-06-18 | 2011-12-22 | General Electric Company | Fin and Tube Heat Exchanger |
US10436524B2 (en) | 2014-07-03 | 2019-10-08 | King Mongkut's University Of Technology Thonburi | Mixed louver spiral fin |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE548407C (de) * | 1932-10-14 | Ernelies Rossmaier | Gehaeuse, insbesondere Zylinder fuer Brennkraftmaschinen | |
US2667337A (en) * | 1947-08-06 | 1954-01-26 | Chapman Everett | Finned element for thermal or heat transfer purposes |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2216778A (en) * | 1937-07-23 | 1940-10-08 | Houdry Process Corp | Heat exchange member and method of making |
US2217469A (en) * | 1940-03-09 | 1940-10-08 | Vulcan Radiator Co | Heat transfer unit |
US2335918A (en) * | 1941-03-03 | 1943-12-07 | Mantle Lamp Co America | Water heater |
US2418619A (en) * | 1943-08-11 | 1947-04-08 | Brown Fintube Co | Finned tube |
US2454357A (en) * | 1945-12-29 | 1948-11-23 | Warren Webster & Co | Finned radiator construction |
US2620171A (en) * | 1949-10-27 | 1952-12-02 | Slant Fin Radiator Corp | Heat exchange fin and assembly |
-
0
- BE BE561143D patent/BE561143A/xx unknown
-
1956
- 1956-09-28 GB GB29648/56A patent/GB821861A/en not_active Expired
-
1957
- 1957-09-24 DE DEU4801A patent/DE1129170B/de active Pending
- 1957-09-27 US US686639A patent/US2965555A/en not_active Expired - Lifetime
- 1957-09-28 FR FR1183549D patent/FR1183549A/fr not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE548407C (de) * | 1932-10-14 | Ernelies Rossmaier | Gehaeuse, insbesondere Zylinder fuer Brennkraftmaschinen | |
US2667337A (en) * | 1947-08-06 | 1954-01-26 | Chapman Everett | Finned element for thermal or heat transfer purposes |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4648443A (en) * | 1981-02-06 | 1987-03-10 | Energiagazdalkodasi Intezet | Heat exchanger with ribbed fin |
US4742869A (en) * | 1985-10-21 | 1988-05-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heat and mass transfer device |
DE102017218973A1 (de) * | 2017-10-24 | 2019-04-25 | Hanon Systems | Gegenstrom-Wärmeübertrager |
US11002487B2 (en) | 2017-10-24 | 2021-05-11 | Hanon Systems | Counter flow heat exchanger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US2965555A (en) | 1960-12-20 |
GB821861A (en) | 1959-10-14 |
BE561143A (de) | |
FR1183549A (fr) | 1959-07-08 |
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