JP2012533722A - 熱交換器用螺旋管束集成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来技術の高コスト性及び欠点を有しない新規な熱交換器を提供する。
【解決手段】 前記課題は螺旋状に捲回された管束からなる熱交換器により解決される。螺旋状に捲回された管束は管板に接合され、二次流体系と流体的に隔離される一次流体系を画成する。管板及び管は、高耐電解腐食性継手である継手によるこれらの接合を容易にする同じ金属材料で形成されている。
【選択図】 図4
Description
(i)一層大きな管壁表面積による改善された伝熱係数、
(ii)向上された管曲げ剛性、
(iii)管の向上された耐流体励起振動性、
(iv)改善された二次流体流動性、
(v)高断面係数、又は
(vi)前記(i)〜(v)の任意の組合せ。
(i)生物汚染の低感受性、
(ii)改善された耐食性、
(iii)管当たりの改善された表面積、
(iv)改善された二次流体流動性、又は
(v)前記(i)〜(iv)の任意の組合せ。
102 沖合プラットホーム
104 タービン発電機
106 閉ループ導管
108 作動流体
110 熱交換器
110−1 蒸発器
110−2 凝縮器
112 船殻
114、116、124 ポンプ
118 表層部
120 導管(温海水入口)
122 導管(温海水出口)
128 導管(冷海水入口)
130 導管(冷海水出口)
126 深層部
132 中層部
134 展開位置
136 海底
138 出力ケーブル
140 海洋
200 常用の円筒多管式熱交換器
202 管
204 管板
206 邪魔板
208 入口プレナム
210 出口プレナム
212 外殻
214 作動流体入口
216 作動流体出口
218 海水入口
220 海水出口
302 管
304 軸線
306 主軸
402 管板
404 管束
406 管
408 外殻
410 入口
412 出口
502 管束シュラウド
504 管端部
506 中心軸
508 管側壁
510 熱影響域
600 熱交換器
602 管束シュラウド
700 管束
702 中心管
704 外側管
706 中心軸
708 管束組立機構
710 支持構造体
712 固定末端キャップ
714 回転末端キャップ
800 ガイド
802 アーム
804 開口
Claims (25)
- (a)第1の中心軸を有する第1の管束からなり、
第1の管束は第1の流体を搬送するための第1の複数の管からなり、
第1の管束は第1の中心軸の周囲に螺旋状に捲回されている、
ことを特徴とする熱交換器。 - (b)第1の材料からなる第1の管板と、
(c)第1の材料からなる第2の管板を更に有し、
第1の複数の管の各々は、第1の端部と、第2の端部と、管壁とを有し、かつ、第1の複数の管の各々は、第1の材料からなり、
第1の管板と管壁は各第1の端部のところで、耐電解腐食性の継手からなる漏れ止め性のシールにより接合されており、
第2の管板と管壁は各第2の端部のところで、耐電解腐食性の継手からなる漏れ止め性のシールにより接合されている、
ことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。 - (d)殻と、
殻と第1の管板と第2の管板は全体として、第1の管束を入れておくチャンバー(部屋)を画成する、
(e)チャンバーに第2の流体を導入するための入口と、
(f)第2の流体が前記チャンバーから出て行くことが出来るための出口とを更に有し、
第1の複数の管の各々における第1の流体は第2の流体から流体的に隔離されている、
ことを特徴とする請求項2記載の熱交換器。 - 第1の材料はアルミニウムからなる、
ことを特徴とする請求項2記載の熱交換器。 - 第1の管板、第2の管板及び第1の複数の管の各々は本質的に第1の材料からなる、
ことを特徴とする請求項2記載の熱交換器。 - 第1の管板、第2の管板及び第1の複数の管の各々は第1の材料からなる、
ことを特徴とする請求項2記載の熱交換器。 - 各耐電解腐食性継手は摩擦撹拌溶接継手である、
ことを特徴とする請求項2記載の熱交換器。 - 第1の管束は複数の管束のうちの一つであり、複数の管束は第1の管板のところで六辺形の密充填配列構成で配列されている、
ことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。 - 第1の複数の管は、第1の中心軸と一致した第1の管を有し、
第1の管は直線状であり、かつ、撚られていない、
ことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。 - 第1の複数の管の他の管に対する第1の複数の管の各管の運動は抑制されている、
ことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。 - 第1の複数の管の他の管に対する第1の複数の管の各管の運動は禁じられている、
ことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。 - (g)第2の中心軸を有する第2の管束と、
第2の管束は第2の流体を搬送するための第2の複数の管からなる、
(h)第3の流体を搬送するための第1のシュラウドと、
第1のシュラウドは第1の管束を囲み、第3の流体と第1の流体は流体的に隔離されている、
(i)第4の流体を搬送するための第2のシュラウドとを更に有し、
第2のシュラウドは第2の管束を囲み、第4の流体と第2の流体は流体的に隔離されている、
第3の流体と第4の流体は流体的に隔離されている、
ことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。 - 第1の流体と第2の流体は同じ流体である、
ことを特徴とする請求項12記載の熱交換器。 - 第1の管束の少なくとも1個の管は予圧力を受けている、
ことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。 - (i)第1の複数の管からなる第1の管束を準備するステップと、
第1の複数の管の各々は、第1の端部と、第2の端部と、管壁とを有し、第1の管束は第1の中心軸を有し、第1の管束は第1の中心軸の周囲に螺旋状に捲回されている、
(ii)第1の管束の各管の第1の端部のところで、第1の管板と管壁とを耐電解腐食性の継手によりシールするステップと、
(iii)第1の管束の各管の第2の端部のところで、第2の管板と管壁とを耐電解腐食性の継手によりシールするステップと、
からなることを特徴とする熱交換器の製造方法。 - (iv)殻内に第1の管束を閉じ込めるステップを更に有し、
第1の管束の各管内を流れる第1の流体は殻内を流れる第2の流体と流体的に隔離されている、
ことを特徴とする請求項15記載の熱交換器の製造方法。 - (iv)第1の管板を準備するステップと、
第1の管板は第1の材料からなる、
(v)第2の管板を準備するステップと、
第2の管板は第1の材料からなる、
(vi)第1の複数の管を準備するステップとを更に有し、
第1の複数の管の各々は第1の材料からなる、
ことを特徴とする請求項15記載の熱交換器の製造方法。 - (iv)第1の管板を準備するステップと、
第1の管板は本質的に第1の材料からなる、
(v)第2の管板を準備するステップと、
第2の管板は本質的に第1の材料からなる、
(vi)第1の複数の管を準備するステップとを更に有し、
第1の複数の管の各々は本質的に第1の材料からなり、
耐電解腐食性継手は摩擦撹拌溶接法により形成されている、
ことを特徴とする請求項15記載の熱交換器の製造方法。 - (iv)第1の管板を準備するステップと、
第1の管板は第1の材料からなる、
(v)第2の管板を準備するステップと、
第2の管板は第1の材料からなる、
(vi)第1の複数の管を準備するステップとを更に有し、
第1の複数の管の各々は第1の材料からなり、
耐電解腐食性継手は摩擦撹拌溶接法により形成されている、
ことを特徴とする請求項15記載の熱交換器の製造方法。 - (vii)第1の複数の第1の管束を準備するステップと、
(viii)第1の複数の第1の管束の各々の各管の第1の端部のところで、第1の管板と管壁とを耐電解腐食性の継手によりシールするステップとを更に有する、
ことを特徴とする請求項15記載の熱交換器の製造方法。 - (ix)第1の管束及び第1の複数の第1の管束を六辺形密充填配列構成に配列させるステップを更に有する、
ことを特徴とする請求項20記載の熱交換器の製造方法。 - 第1の管束が、第1の中心軸と一致する第1の管及び第1の管の周囲に螺旋状に捲回された第2の複数の管からなるように第1の管束が準備され、第1の管は直線状で、かつ、撚られていない、
ことを特徴とする請求項15記載の熱交換器の製造方法。 - (x)第1の管束を形成するステップを更に有し、
第1の管束は、
(a)第1の端部キャップ内に第1の複数の管の各々の第1の端部を固定するステップと、 第1の端部は、第1の中心軸と一致する中心第1端部を有する第1の端部キャップのところに配列され、残りの第1の端部は中心第1端部から等距離のところに配列される、
(b)第1の複数の管の各々の第2の端部を第2の端部キャップのところに配列させるステップと、
第2の端部は、第1の中心軸と一致する中心第2端部を有する第2の端部キャップのところに配列され、残りの第2の端部は中心第2端部から等距離のところに配列される、
(c)第1の中心軸のまわりを第2の端部キャップを回転させるステップと、
からなる操作により形成される、
ことを特徴とする請求項22記載の熱交換器の製造方法。 - (a)第1の材料からなる第1の複数の管からなる第1の管束と、
第1の複数の管の各々は第1の端部と、第2の端部と、管壁とを有し、第1の管束は第1の中心軸を有し、第1の管束は第1の中心軸のまわりに螺旋状に捲回されている、
(b)第1の材料からなる第1の管板とからなり、
第1の管板と管壁は第1の管束の各管の第1の端部のところで摩擦撹拌溶接継手により接合されている、
ことを特徴とする熱交換器。 - (c)第1の材料からなる第2の複数の管からなる第2の管束と、
第2の複数の管の各々は第1の端部と、第2の端部と、管壁とを有し、第2の管束は第2の中心軸を有し、第2の管束は第2の中心軸のまわりに螺旋状に捲回されている、
(d)第1の材料からなる第3の複数の管からなる第3の管束と、
第3の複数の管の各々は第1の端部と、第2の端部と、管壁とを有し、第3の管束は第3の中心軸を有し、第3の管束は第3の中心軸のまわりに螺旋状に捲回されている、
(e)第1の材料からなる第4の複数の管からなる第4の管束と、
第4の複数の管の各々は第1の端部と、第2の端部と、管壁とを有し、第4の管束は第4の中心軸を有し、第4の管束は第4の中心軸のまわりに螺旋状に捲回されている、
(f)第1の材料からなる第5の複数の管からなる第5の管束と、
第5の複数の管の各々は第1の端部と、第2の端部と、管壁とを有し、第5の管束は第5の中心軸を有し、第5の管束は第5の中心軸のまわりに螺旋状に捲回されている、
(g)第1の材料からなる第6の複数の管からなる第6の管束と、
第6の複数の管の各々は第1の端部と、第2の端部と、管壁とを有し、第6の管束は第6の中心軸を有し、第6の管束は第6の中心軸のまわりに螺旋状に捲回されている、
(h)第1の材料からなる第7の複数の管からなる第7の管束とを更に有し、
第7の複数の管の各々は第1の端部と、第2の端部と、管壁とを有し、第7の管束は第7の中心軸を有し、第7の管束は第7の中心軸のまわりに螺旋状に捲回されている、
第1、第2、第3、第4、第5、第6及び第7の管束の各管の第1の端部のところで第1の管板と管壁とが摩擦撹拌溶接継手により接合されており、
第1、第2、第3、第4、第5、第6及び第7の管束は第1の管板のところで六辺形密充填配列構成で配列されている、
ことを特徴とする請求項24記載の熱交換器。
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