JP3265982B2 - ガス開放構造を用いた液体機器 - Google Patents
ガス開放構造を用いた液体機器Info
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- JP3265982B2 JP3265982B2 JP09644996A JP9644996A JP3265982B2 JP 3265982 B2 JP3265982 B2 JP 3265982B2 JP 09644996 A JP09644996 A JP 09644996A JP 9644996 A JP9644996 A JP 9644996A JP 3265982 B2 JP3265982 B2 JP 3265982B2
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- gas
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- 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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は気液分離手段を備え
た流体機器に属する技術に関する。
た流体機器に属する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】液体中にガスが巻き込まれて連行される
ことを嫌う流体機器には、ガスの巻込み防止手段が講じ
られている。その従来例として、特開平6−3487号
公報,特開平7−55983号公報,特開平7−225
290号公報,特開平7−301686号公報にて開示
されたものが掲げられる。ポンプ吸い込み水槽に代表さ
れるような自由液面を有する流体機械の例として原子炉
の熱交換器を図5に示す。
ことを嫌う流体機器には、ガスの巻込み防止手段が講じ
られている。その従来例として、特開平6−3487号
公報,特開平7−55983号公報,特開平7−225
290号公報,特開平7−301686号公報にて開示
されたものが掲げられる。ポンプ吸い込み水槽に代表さ
れるような自由液面を有する流体機械の例として原子炉
の熱交換器を図5に示す。
【0003】この熱交換器本体1は、自由液面2を有す
る一次冷却材3が充填され、かつ隔壁4により上部プレ
ナム5と下部プレナム6とに分けられた熱交換器容器7
の上部より吊り下げられている。また、熱交換器容器7
の上部からは図示されていないが一次冷却材3を流入さ
せる入り口ノズルが冷却材中に挿入されている。
る一次冷却材3が充填され、かつ隔壁4により上部プレ
ナム5と下部プレナム6とに分けられた熱交換器容器7
の上部より吊り下げられている。また、熱交換器容器7
の上部からは図示されていないが一次冷却材3を流入さ
せる入り口ノズルが冷却材中に挿入されている。
【0004】熱交換器本体1の周囲には、一次冷却材3
を熱交換器本体1の内部へと導くフローシュラウド8が
設けられている。熱交換器本体1の上部にはフローシュ
ラウド8内を通った一次冷却材3が流入する入口窓9が
設けられており、その下方に上部管室10、さらにその
下方には伝熱管群11が設けられている。伝熱管群11
を固定するために、その上部及び下部にそれぞれ上部管
板12及び下部管板13が設けられている。下部管板1
3の下方には下部管室14,一次冷却材出口ノズル15
があり、一次冷却材出口ノズル15は下部プレナム6に
通じている。
を熱交換器本体1の内部へと導くフローシュラウド8が
設けられている。熱交換器本体1の上部にはフローシュ
ラウド8内を通った一次冷却材3が流入する入口窓9が
設けられており、その下方に上部管室10、さらにその
下方には伝熱管群11が設けられている。伝熱管群11
を固定するために、その上部及び下部にそれぞれ上部管
板12及び下部管板13が設けられている。下部管板1
3の下方には下部管室14,一次冷却材出口ノズル15
があり、一次冷却材出口ノズル15は下部プレナム6に
通じている。
【0005】熱交換器本体1の中心には二次冷却材が通
る二次冷却材入口配管16及び出口配管17があり、一
次冷却材3と二次冷却材との間で熱交換を行うために、
伝熱管群11の周りに二次冷却材流路18が設けられて
いる。
る二次冷却材入口配管16及び出口配管17があり、一
次冷却材3と二次冷却材との間で熱交換を行うために、
伝熱管群11の周りに二次冷却材流路18が設けられて
いる。
【0006】一次冷却材3はフローシュラウド8内を通
って入口窓9から熱交換器本体1の上部管室10に入
り、伝熱管群11を構成している伝熱管内に入り、下部
管室14に抜け出、一次冷却材出口ノズル15から下部
プレナム6内に吐出され、その吐出された一次冷却材3
は下部プレナム6から配管25により吸い込まれて配管
25に連通した図示していないポンプで原子炉側に送り
込まれ、その後に原子炉で加熱を受けて熱交換器容器7
内に戻されて再び熱交換器本体1内に入って行く。
って入口窓9から熱交換器本体1の上部管室10に入
り、伝熱管群11を構成している伝熱管内に入り、下部
管室14に抜け出、一次冷却材出口ノズル15から下部
プレナム6内に吐出され、その吐出された一次冷却材3
は下部プレナム6から配管25により吸い込まれて配管
25に連通した図示していないポンプで原子炉側に送り
込まれ、その後に原子炉で加熱を受けて熱交換器容器7
内に戻されて再び熱交換器本体1内に入って行く。
【0007】一方、二次冷却材は二次冷却材入口配管1
6を下方に流れて伝熱管群11の下端部分で上方に流れ
を変えて伝熱管の外周を上向きに流れて、この時に、伝
熱管内の一次冷却材との間で伝熱管壁を介して熱交換を
行い、その後に二次冷却材出口配管17を通過して目的
箇所に供給される。
6を下方に流れて伝熱管群11の下端部分で上方に流れ
を変えて伝熱管の外周を上向きに流れて、この時に、伝
熱管内の一次冷却材との間で伝熱管壁を介して熱交換を
行い、その後に二次冷却材出口配管17を通過して目的
箇所に供給される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】熱交換器容器7内に
は、一次冷却材3の自由液面2を有するので、その自由
液面2の上方に存在するガス空間29のガスを熱交換器
容器7内の一次冷却材3が巻き込むと、その巻き込みエ
ネルギーが大きい場合に液面からフローシュラウド8の
入り口に至る渦を形成してガスが熱交換器内に巻き込ま
れ、一次冷却材と巻き込まれたガスとが一緒になって流
れて原子炉と熱交換器との間を循環する。
は、一次冷却材3の自由液面2を有するので、その自由
液面2の上方に存在するガス空間29のガスを熱交換器
容器7内の一次冷却材3が巻き込むと、その巻き込みエ
ネルギーが大きい場合に液面からフローシュラウド8の
入り口に至る渦を形成してガスが熱交換器内に巻き込ま
れ、一次冷却材と巻き込まれたガスとが一緒になって流
れて原子炉と熱交換器との間を循環する。
【0009】巻き込んだガスを一次冷却材3に連行させ
て循環すると、一次冷却材がガスによる気泡を含むこと
により熱交換器の熱交換効率の低下と、配管25に連通
するポンプに気泡を送り込んでポンプ性能を低下させる
という課題を生じやすい。
て循環すると、一次冷却材がガスによる気泡を含むこと
により熱交換器の熱交換効率の低下と、配管25に連通
するポンプに気泡を送り込んでポンプ性能を低下させる
という課題を生じやすい。
【0010】従って、本発明の目的は、ポンプ設備や熱
交換設備等の液体を扱う流体機械の流体に連行された気
体による悪影響を防止することにある。
交換設備等の液体を扱う流体機械の流体に連行された気
体による悪影響を防止することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第1手段は、一次側の液体が有液面状態で入れられる
熱交換器容器と、前記熱交換器容器の上部プレナム内の
前記一次側の液体を流入して二次側の液体との間で熱交
換する熱交換器と、熱交換後の一次側の液体を前記熱交
換器から受け入れる前記熱交換器容器の下部プレナム
と、前記下部プレナム内の一次側の液体を吸い込む第1
の流路と、前記下部プレナム内の一次側の液体と前記上
部プレナム内の一次側の液体との混合を抑制する隔壁と
を備えた、熱交換に供する液体機器において、前記熱交
換器容器の内側に、前記熱交換器容器よりも小径な上部
プレナム容器を入れて、前記上部プレナム容器の容器壁
を前記隔壁として前記上部プレナム容器内に前記上部プ
レナムを、前記上部プレナム容器よりも下方に前記下部
プレナムを形成して有し、前記下部プレナム内に前記熱
交換後の一次側の液体を受け入れて気液分離をなす気液
分離手段を備え、前記熱交換器容器と前記上部プレナム
容器との側面間の間隙を前記気液分離手段で発生した気
体を前記下部プレナムから前記上部プレナム内の液面上
方に存在するガス空間へ開放する第2の流路としたこと
を特徴とした熱交換に供する液体機器である。
の第1手段は、一次側の液体が有液面状態で入れられる
熱交換器容器と、前記熱交換器容器の上部プレナム内の
前記一次側の液体を流入して二次側の液体との間で熱交
換する熱交換器と、熱交換後の一次側の液体を前記熱交
換器から受け入れる前記熱交換器容器の下部プレナム
と、前記下部プレナム内の一次側の液体を吸い込む第1
の流路と、前記下部プレナム内の一次側の液体と前記上
部プレナム内の一次側の液体との混合を抑制する隔壁と
を備えた、熱交換に供する液体機器において、前記熱交
換器容器の内側に、前記熱交換器容器よりも小径な上部
プレナム容器を入れて、前記上部プレナム容器の容器壁
を前記隔壁として前記上部プレナム容器内に前記上部プ
レナムを、前記上部プレナム容器よりも下方に前記下部
プレナムを形成して有し、前記下部プレナム内に前記熱
交換後の一次側の液体を受け入れて気液分離をなす気液
分離手段を備え、前記熱交換器容器と前記上部プレナム
容器との側面間の間隙を前記気液分離手段で発生した気
体を前記下部プレナムから前記上部プレナム内の液面上
方に存在するガス空間へ開放する第2の流路としたこと
を特徴とした熱交換に供する液体機器である。
【0012】このような第1手段によれば、容器内の一
次側の流体が熱交換器から気液分離手段に吐出され、こ
こで気液分離を受けて分離された気体は浮力により上部
プレナム容器と熱交換器容器との間隙を上昇して下部プ
レナム内から外部に開放され、気体含有率の少ない分離
後の液体は下部プレナム内から第1の流路で吸い込まれ
て熱交換後の気体含有率の少ない液体を目的の流体機器
に供給する作用をなし、その作用を熱交換器容器内で熱
損失少なく合理的に達成でき、多機能を合理的に集約で
きるという効果と、例えば、吸い込み駆動手段としてポ
ンプを用いた場合には、ポンプに気泡が到達しないから
ポンプの性能が維持できる等、吸い込み後の液体を利用
するさきの流体機器の気泡による悪影響を抑制する効果
とが得られる。その上、上部プレナムと下部プレナムと
は上部プレナム容器の容器壁により連通しないように区
画されるという作用が得られ、その区画のための隔壁と
気体を開放するための第2の流路とを上部プレナム容器
を採用することにより一気に構築できるという効果が得
られる。
次側の流体が熱交換器から気液分離手段に吐出され、こ
こで気液分離を受けて分離された気体は浮力により上部
プレナム容器と熱交換器容器との間隙を上昇して下部プ
レナム内から外部に開放され、気体含有率の少ない分離
後の液体は下部プレナム内から第1の流路で吸い込まれ
て熱交換後の気体含有率の少ない液体を目的の流体機器
に供給する作用をなし、その作用を熱交換器容器内で熱
損失少なく合理的に達成でき、多機能を合理的に集約で
きるという効果と、例えば、吸い込み駆動手段としてポ
ンプを用いた場合には、ポンプに気泡が到達しないから
ポンプの性能が維持できる等、吸い込み後の液体を利用
するさきの流体機器の気泡による悪影響を抑制する効果
とが得られる。その上、上部プレナムと下部プレナムと
は上部プレナム容器の容器壁により連通しないように区
画されるという作用が得られ、その区画のための隔壁と
気体を開放するための第2の流路とを上部プレナム容器
を採用することにより一気に構築できるという効果が得
られる。
【0013】同じく第2手段は、一次側の液体が有液面
状態で入れられる熱交換器容器と、前記熱交換器容器の
上部プレナム内の前記一次側の液体を流入して二次側の
液体との間で熱交換する熱交換器と、熱交換後の一次側
の液体を前記熱交換器から受け入れる前記熱交換器容器
の下部プレナムと、前記下部プレナム内の一次側の液体
を吸い込む第1の流路と、前記下部プレナム内の一次側
の液体と前記上部プレナム内の一次側の液体との混合を
抑制する隔壁とを備えた、熱交換に供する液体機器にお
いて、前記下部プレナム内に前記熱交換後の一次側の液
体を受け入れて気液分離をなす気液分離手段を備え、前
記気液分離手段で発生した気体を前記下部プレナムから
前記上部プレナム内の液面上方に存在するガス空間へ開
放する第2の流路とを備え、前記第2の流路は、前記ガ
ス空間に出口が、前記上部プレナム内であって前記第1
の流路の吸い込み口よりも上方の位置で入り口が開口さ
れていて前記第1の流路と同心状に配置されており、前
記下部プレナム内には前記入り口に向かって気体を誘導
する気泡捕集板が装備されていることを特徴とした熱交
換器に供する流体機器である。
状態で入れられる熱交換器容器と、前記熱交換器容器の
上部プレナム内の前記一次側の液体を流入して二次側の
液体との間で熱交換する熱交換器と、熱交換後の一次側
の液体を前記熱交換器から受け入れる前記熱交換器容器
の下部プレナムと、前記下部プレナム内の一次側の液体
を吸い込む第1の流路と、前記下部プレナム内の一次側
の液体と前記上部プレナム内の一次側の液体との混合を
抑制する隔壁とを備えた、熱交換に供する液体機器にお
いて、前記下部プレナム内に前記熱交換後の一次側の液
体を受け入れて気液分離をなす気液分離手段を備え、前
記気液分離手段で発生した気体を前記下部プレナムから
前記上部プレナム内の液面上方に存在するガス空間へ開
放する第2の流路とを備え、前記第2の流路は、前記ガ
ス空間に出口が、前記上部プレナム内であって前記第1
の流路の吸い込み口よりも上方の位置で入り口が開口さ
れていて前記第1の流路と同心状に配置されており、前
記下部プレナム内には前記入り口に向かって気体を誘導
する気泡捕集板が装備されていることを特徴とした熱交
換器に供する流体機器である。
【0014】このような第2手段によれば、容器内の一
次側の流体が熱交換器から気液分離手段に吐出され、こ
こで気液分離を受けて分離された気体は気泡捕集板に誘
導されて前記入り口に導かれて第2の流路で下部プレナ
ム内から外部に効率よく開放され、その入り口が第1の
流路の吸い込み口よりも上方にはなれているから、第1
の流路の吸い込み口に分離された気体が巻き込まれるこ
とが防止できる。したがって、気体含有率の少ない分離
後の液体は下部プレナム内から第1の流路で吸い込まれ
て熱交換後の気体含有率の少ない液体を目的の流体機器
に供給する作用をなし、その作用を熱交換器容器内で熱
損失少なく合理的に達成でき、多機能を合理的に集約で
きるという効果と、例えば、吸い込み駆動手段としてポ
ンプを用いた場合には、ポンプに気泡が到達しないから
ポンプの性能が維持できる等、吸い込み後の液体を利用
するさきの流体機器の気泡による悪影響を抑制する効果
とが得られる。
次側の流体が熱交換器から気液分離手段に吐出され、こ
こで気液分離を受けて分離された気体は気泡捕集板に誘
導されて前記入り口に導かれて第2の流路で下部プレナ
ム内から外部に効率よく開放され、その入り口が第1の
流路の吸い込み口よりも上方にはなれているから、第1
の流路の吸い込み口に分離された気体が巻き込まれるこ
とが防止できる。したがって、気体含有率の少ない分離
後の液体は下部プレナム内から第1の流路で吸い込まれ
て熱交換後の気体含有率の少ない液体を目的の流体機器
に供給する作用をなし、その作用を熱交換器容器内で熱
損失少なく合理的に達成でき、多機能を合理的に集約で
きるという効果と、例えば、吸い込み駆動手段としてポ
ンプを用いた場合には、ポンプに気泡が到達しないから
ポンプの性能が維持できる等、吸い込み後の液体を利用
するさきの流体機器の気泡による悪影響を抑制する効果
とが得られる。
【0015】同じく第3手段は、第1手段又は第2手段
において、気液分離手段は、前記下部プレナム内に前記
熱交換後の一次側の液体を下部プレナムの周方向に吐出
して供給するノズルと、前記周方向への吐出により生じ
た前記一次側の流体による旋回流を覆うように前記下部
プレナム内に装備された囲いと、前記囲い内の気体を第
1流路の吸い込み口よりも上部且つ水平方向に外れた前
記囲い外の部所に導く案内流路と、前記囲い内の一次側
の液体を前記囲いの外部であって前記吸い込み口の存在
する部所へ抜けさせる開口部とを備えて構成されている
ことを特徴とした熱交換器に供する流体機器である。
において、気液分離手段は、前記下部プレナム内に前記
熱交換後の一次側の液体を下部プレナムの周方向に吐出
して供給するノズルと、前記周方向への吐出により生じ
た前記一次側の流体による旋回流を覆うように前記下部
プレナム内に装備された囲いと、前記囲い内の気体を第
1流路の吸い込み口よりも上部且つ水平方向に外れた前
記囲い外の部所に導く案内流路と、前記囲い内の一次側
の液体を前記囲いの外部であって前記吸い込み口の存在
する部所へ抜けさせる開口部とを備えて構成されている
ことを特徴とした熱交換器に供する流体機器である。
【0016】このような第3手段によれば、第1手段又
は第2手段による作用効果に加えて、気液分離手段内に
吐出された一次側の液体は旋回流を生じて遠心分離と浮
力差による分離作用により液体と気体とに分離し、分離
した気体は旋回流の旋回中心側に集合し、下部プレナム
外に開放され、旋回流による周囲他の液体の巻き込みに
よる旋回勢力の減衰を囲いにより抑制して気液分離性能
の低下を抑制し、分離後の液体は開口部から囲いの外に
抜けて第2流路から離れた位置で分離後の気体を巻き込
むことなく第1流路の吸い込み口に吸い込まれる作用が
得られ、効率の良い気体分離効果が得られる。
は第2手段による作用効果に加えて、気液分離手段内に
吐出された一次側の液体は旋回流を生じて遠心分離と浮
力差による分離作用により液体と気体とに分離し、分離
した気体は旋回流の旋回中心側に集合し、下部プレナム
外に開放され、旋回流による周囲他の液体の巻き込みに
よる旋回勢力の減衰を囲いにより抑制して気液分離性能
の低下を抑制し、分離後の液体は開口部から囲いの外に
抜けて第2流路から離れた位置で分離後の気体を巻き込
むことなく第1流路の吸い込み口に吸い込まれる作用が
得られ、効率の良い気体分離効果が得られる。
【0017】同じく第4手段は、第1手段又は第2手段
において、気液分離手段は、前記熱交換後の一次側の液
体を下部プレナムに下向きに吐出して供給するノズル
と、前記下部プレナム内で第1流路の吸い込み口と前記
ノズルとの間に装備されており、前記下向きに吐出した
一次側の液体の流れを上向きに変える障壁とを備えて構
成されていることを特徴とした熱交換器に供する流体機
器である。
において、気液分離手段は、前記熱交換後の一次側の液
体を下部プレナムに下向きに吐出して供給するノズル
と、前記下部プレナム内で第1流路の吸い込み口と前記
ノズルとの間に装備されており、前記下向きに吐出した
一次側の液体の流れを上向きに変える障壁とを備えて構
成されていることを特徴とした熱交換器に供する流体機
器である。
【0018】このような第4手段によれば、第1手段又
は第2手段による作用効果に加えて、熱交換後の一次側
の液体は気液分離手段内に下向きに吐出され、その直後
に障壁に誘導されて上向きに流れが変更され、流れの勢
力を弱めて気体が流れに同伴されることなく気体の浮力
によりその流れから脱出して下部プレナムの上部に移行
して第2の流路により外部に開放され、分離後の液体は
障壁を乗り越えて流れ第1の流路の吸い込み口に吸い込
まれる作用が得られ、気液分離が第1の流路と第2の流
路との間に流れのベクトルを急変させる障壁を備えると
いう簡単な構成により成せるという効果が得られる。
は第2手段による作用効果に加えて、熱交換後の一次側
の液体は気液分離手段内に下向きに吐出され、その直後
に障壁に誘導されて上向きに流れが変更され、流れの勢
力を弱めて気体が流れに同伴されることなく気体の浮力
によりその流れから脱出して下部プレナムの上部に移行
して第2の流路により外部に開放され、分離後の液体は
障壁を乗り越えて流れ第1の流路の吸い込み口に吸い込
まれる作用が得られ、気液分離が第1の流路と第2の流
路との間に流れのベクトルを急変させる障壁を備えると
いう簡単な構成により成せるという効果が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1に本発明を原子炉の熱交換器
容器に適用した第1実施例を示す。この熱交換器本体1
は、自由液面2を有する一次側の液体としての一次冷却
材3が充填され、かつ隔壁4により上部プレナム5と下
部プレナム6とに分けられた熱交換器容器7の上部より
吊り下げられている。
容器に適用した第1実施例を示す。この熱交換器本体1
は、自由液面2を有する一次側の液体としての一次冷却
材3が充填され、かつ隔壁4により上部プレナム5と下
部プレナム6とに分けられた熱交換器容器7の上部より
吊り下げられている。
【0020】また、熱交換器容器7の上部からは図示さ
れていないが一次冷却材3を流入させる入り口ノズルが
冷却材中に挿入されている。熱交換器本体1の周囲に
は、一次冷却材3を熱交換器本体1の内部へと導くフロ
ーシュラウド8が設けられている。熱交換器本体1の上
部にはフローシュラウド8を通った一次冷却材3が流入
する入口窓9が設けられており、その下方に上部管室1
0、さらにその下方には複数本の伝熱管の集合構成であ
る伝熱管群11が設けられている。
れていないが一次冷却材3を流入させる入り口ノズルが
冷却材中に挿入されている。熱交換器本体1の周囲に
は、一次冷却材3を熱交換器本体1の内部へと導くフロ
ーシュラウド8が設けられている。熱交換器本体1の上
部にはフローシュラウド8を通った一次冷却材3が流入
する入口窓9が設けられており、その下方に上部管室1
0、さらにその下方には複数本の伝熱管の集合構成であ
る伝熱管群11が設けられている。
【0021】伝熱管群11を固定するために、その上部
及び下部にそれぞれ上部管板12及び下部管板13が設
けられている。下部管板13の下方には下部管室14,
一次冷却材出口ノズル15があり、一次冷却材出口ノズ
ル15は下部プレナム6に通じている。熱交換器本体1
の中心には二次側の液体としての二次冷却材が通る二次
冷却材入口配管16及び出口配管17があり、伝熱管内
の一次冷却材3と伝熱管外の二次冷却材との間で伝熱管
壁を介して熱交換を行うために、伝熱管群11の周りに
二次冷却材流路18が設けられている。
及び下部にそれぞれ上部管板12及び下部管板13が設
けられている。下部管板13の下方には下部管室14,
一次冷却材出口ノズル15があり、一次冷却材出口ノズ
ル15は下部プレナム6に通じている。熱交換器本体1
の中心には二次側の液体としての二次冷却材が通る二次
冷却材入口配管16及び出口配管17があり、伝熱管内
の一次冷却材3と伝熱管外の二次冷却材との間で伝熱管
壁を介して熱交換を行うために、伝熱管群11の周りに
二次冷却材流路18が設けられている。
【0022】その下部プレナム6内に、気泡が混入した
一次冷却材に旋回を与えるための気液分離装置19を設
け、その気液分離装置19内に一次冷却材出口ノズル1
5を導き、気液分離装置19の周方向に冷却材を吐出す
るようにその周方向(熱交換器容器7の周方向と同じ方
向)に吐出方向を向けたノズル20(図6参照)が取り
付けられている。気液分離装置19に流入した一次冷却
材3は旋回を与えられ、遠心分離の原理により旋回中心
に気泡が集められる。
一次冷却材に旋回を与えるための気液分離装置19を設
け、その気液分離装置19内に一次冷却材出口ノズル1
5を導き、気液分離装置19の周方向に冷却材を吐出す
るようにその周方向(熱交換器容器7の周方向と同じ方
向)に吐出方向を向けたノズル20(図6参照)が取り
付けられている。気液分離装置19に流入した一次冷却
材3は旋回を与えられ、遠心分離の原理により旋回中心
に気泡が集められる。
【0023】気液分離装置19の内部は複数の穴を有す
る仕切板21で内周部22と外周部23とに仕切られて
おり、仕切板21近くの一次冷却材は仕切板21に設け
られた穴を通過して気液分離装置19の外周部23に流
出していく。そしてその分離後の冷却材は気液分離装置
19の外周部23上面に設けられた多孔板24を通って
下部プレナム6内に放出され、放出された冷却材は配管
25を通って配管25に接続されたポンプへと向かう。
る仕切板21で内周部22と外周部23とに仕切られて
おり、仕切板21近くの一次冷却材は仕切板21に設け
られた穴を通過して気液分離装置19の外周部23に流
出していく。そしてその分離後の冷却材は気液分離装置
19の外周部23上面に設けられた多孔板24を通って
下部プレナム6内に放出され、放出された冷却材は配管
25を通って配管25に接続されたポンプへと向かう。
【0024】旋回中心に集められた気泡は、気液分離装
置19の上部中央に設けられた案内管26を通って下部
プレナムの隔壁4の下部に向かう。隔壁4の下部には配
管25,隔壁4との交叉付近に気泡が集まるように気泡
捕集板27が傾斜して取り付けられており、案内管26
より出てきた気泡は、気泡捕集板27に沿って配管25
付近に集まる。配管25にはその周囲を覆い、配管25
とアニュラス状の流路を構成するパイプ28が、下部プ
レナム6から隔壁4を貫通して分離した気体の開放流路
として自由液面2の上に出るように設置されており、気
泡はそのパイプ28を通してガス空間29中に解放され
る。
置19の上部中央に設けられた案内管26を通って下部
プレナムの隔壁4の下部に向かう。隔壁4の下部には配
管25,隔壁4との交叉付近に気泡が集まるように気泡
捕集板27が傾斜して取り付けられており、案内管26
より出てきた気泡は、気泡捕集板27に沿って配管25
付近に集まる。配管25にはその周囲を覆い、配管25
とアニュラス状の流路を構成するパイプ28が、下部プ
レナム6から隔壁4を貫通して分離した気体の開放流路
として自由液面2の上に出るように設置されており、気
泡はそのパイプ28を通してガス空間29中に解放され
る。
【0025】開放流路は、配管25と隔壁4との間隙と
してパイプ28を省略し、分離後の気泡をその間隙に通
して上部プレナム内に入れ、上部プレナム内を開放流路
の流路として利用して気泡を上昇させて液面に至らせる
という流路であっても良い。
してパイプ28を省略し、分離後の気泡をその間隙に通
して上部プレナム内に入れ、上部プレナム内を開放流路
の流路として利用して気泡を上昇させて液面に至らせる
という流路であっても良い。
【0026】図2に、下部プレナム内に設けた一次冷却
材に旋回を与える気液分離装置19の図1中のC−C矢
視図を図示する。熱交換器本体の一次冷却材出口ノズル
15は、気液分離装置19の内周部の内部まで導かれて
おり、その中で周方向に冷却材を放出するようにノズル
20が一次冷却材出口ノズル15に取り付けられてい
る。また気液分離装置19の外周部23の上面には気泡
を分離した一次冷却材3を放出する多孔板24が設けら
れている。
材に旋回を与える気液分離装置19の図1中のC−C矢
視図を図示する。熱交換器本体の一次冷却材出口ノズル
15は、気液分離装置19の内周部の内部まで導かれて
おり、その中で周方向に冷却材を放出するようにノズル
20が一次冷却材出口ノズル15に取り付けられてい
る。また気液分離装置19の外周部23の上面には気泡
を分離した一次冷却材3を放出する多孔板24が設けら
れている。
【0027】図3に第2実施例として二重容器型のガス
解放構造を示す。第2実施例では、図1の第1実施例に
おける隔壁4により熱交換器容器7を上部プレナム5及
び下部プレナム6にわけていたのに対して、熱交換器容
器7の中に上部プレナム5と下部プレナムとを区画する
壁として上部プレナム容器30を入れたものである。こ
の上部プレナム5を構成する上部プレナム容器30の内
径は、熱交換器容器7の内径よりも小さくなっていて、
熱交換器容器7と同心となるように設置されている。ま
た、上部プレナム容器30は自由液面2よりも高い位置
に上端が設けられている。熱交換器本体1の一次冷却材
出口ノズル15より一次冷却材が下部プレナム6内に流
入し、図1に示した構造と同一の気液分離装置19によ
って下部プレナム6内で気泡が分離される。
解放構造を示す。第2実施例では、図1の第1実施例に
おける隔壁4により熱交換器容器7を上部プレナム5及
び下部プレナム6にわけていたのに対して、熱交換器容
器7の中に上部プレナム5と下部プレナムとを区画する
壁として上部プレナム容器30を入れたものである。こ
の上部プレナム5を構成する上部プレナム容器30の内
径は、熱交換器容器7の内径よりも小さくなっていて、
熱交換器容器7と同心となるように設置されている。ま
た、上部プレナム容器30は自由液面2よりも高い位置
に上端が設けられている。熱交換器本体1の一次冷却材
出口ノズル15より一次冷却材が下部プレナム6内に流
入し、図1に示した構造と同一の気液分離装置19によ
って下部プレナム6内で気泡が分離される。
【0028】下部プレナム6内で分離された気泡は上部
プレナム容器30の底面に向かい、湾曲した上部プレナ
ム容器30の底面に沿って熱交換器容器7の外周部に湾
曲の傾斜によって停滞すること無く外周囲に運ばれる。
そしてその気泡は上部プレナム容器30と熱交換器容器
7との間の流路31を通ってガス空間中へと解放され
る。
プレナム容器30の底面に向かい、湾曲した上部プレナ
ム容器30の底面に沿って熱交換器容器7の外周部に湾
曲の傾斜によって停滞すること無く外周囲に運ばれる。
そしてその気泡は上部プレナム容器30と熱交換器容器
7との間の流路31を通ってガス空間中へと解放され
る。
【0029】分離された一次冷却材は内周部22から外
周部23へ仕切板21の開口部から流出して更には多孔
板24の孔から上方へ流出して気液分離装置19の上方
の下部プレナム6内に入り、その下部プレナム6内から
配管25下端の吸い込み口から吸い込まれて目的の箇所
にポンプ輸送される。ポンプ輸送される先は原子炉の炉
心であり、炉心で再度加熱されて熱交換器容器7内の上
部プレナム5内に送られてはいってくる。
周部23へ仕切板21の開口部から流出して更には多孔
板24の孔から上方へ流出して気液分離装置19の上方
の下部プレナム6内に入り、その下部プレナム6内から
配管25下端の吸い込み口から吸い込まれて目的の箇所
にポンプ輸送される。ポンプ輸送される先は原子炉の炉
心であり、炉心で再度加熱されて熱交換器容器7内の上
部プレナム5内に送られてはいってくる。
【0030】その加熱後の一次冷却材は再度熱交換器内
の伝熱管内に入って熱交換の高熱側液体として利用さ
れ、一次冷却材が循環している。このため、循環途中の
ポンプや炉心や熱交換器内に気泡が同伴されて行くこと
を抑制してポンプ性能や炉心制御や熱交換器の熱交換性
能の低下を抑制することができる。
の伝熱管内に入って熱交換の高熱側液体として利用さ
れ、一次冷却材が循環している。このため、循環途中の
ポンプや炉心や熱交換器内に気泡が同伴されて行くこと
を抑制してポンプ性能や炉心制御や熱交換器の熱交換性
能の低下を抑制することができる。
【0031】図4に一次冷却材3に旋回を与えない流路
構成管32を有する熱交換器全体を第3実施例として図
示する。一次冷却材出口ノズル15を取り囲むように、
円筒形の流路構成管32が下部プレナム6内に設けられ
ている。この流路構成管32は気泡捕集板27の近くに
開放された上端を有している。
構成管32を有する熱交換器全体を第3実施例として図
示する。一次冷却材出口ノズル15を取り囲むように、
円筒形の流路構成管32が下部プレナム6内に設けられ
ている。この流路構成管32は気泡捕集板27の近くに
開放された上端を有している。
【0032】熱交換器本体1の一次冷却材出口ノズル1
5より一次冷却材3がこの流路構成管32内に下向きに
流入する。下向きに流入した一次冷却材は周囲が流路構
成管32に囲われているから、水平方向に抜けて広がる
ことができずに、この流路構成管32内で熱交換器容器
7の底部に衝突し、その後反転上昇し、流路構成管32
に誘導されて上向きの流れとなって流路構成管32の上
端へと向かう。
5より一次冷却材3がこの流路構成管32内に下向きに
流入する。下向きに流入した一次冷却材は周囲が流路構
成管32に囲われているから、水平方向に抜けて広がる
ことができずに、この流路構成管32内で熱交換器容器
7の底部に衝突し、その後反転上昇し、流路構成管32
に誘導されて上向きの流れとなって流路構成管32の上
端へと向かう。
【0033】このために、一次冷却材出口ノズル15か
ら配管25の下端にある吸い込み口へショートパスする
流れが存在せず、気泡が吸い込み口へ向かわない。一次
冷却材の流れは流れの方向を上向きに急変させられ気泡
が浮力により抜けやすくなるから、流路構成管32の上
端から出た気泡と冷却材の内、気泡は気泡捕集板27に
沿って配管25の方へ運ばれ、分離後の冷却材は流路構
成管32の上端と気泡捕集板27との上下間隔間を通っ
て前述の吸い込み口へと吸い込まれていく。
ら配管25の下端にある吸い込み口へショートパスする
流れが存在せず、気泡が吸い込み口へ向かわない。一次
冷却材の流れは流れの方向を上向きに急変させられ気泡
が浮力により抜けやすくなるから、流路構成管32の上
端から出た気泡と冷却材の内、気泡は気泡捕集板27に
沿って配管25の方へ運ばれ、分離後の冷却材は流路構
成管32の上端と気泡捕集板27との上下間隔間を通っ
て前述の吸い込み口へと吸い込まれていく。
【0034】分離された気泡はパイプ28を通過してガ
ス空間中に解放される。このパイプ28の下端にある気
泡の入り口と分離した冷却材の前述吸い込み口とは吸い
込み口に気泡が吸い込まれないように上下方向に離され
ている。気泡捕集板で捕集された気泡はパイプ28の下
端に集合するに従って気泡の大きさが大きくなって大き
な浮力を生み、配管25に吸い込まれにくくなってい
る。
ス空間中に解放される。このパイプ28の下端にある気
泡の入り口と分離した冷却材の前述吸い込み口とは吸い
込み口に気泡が吸い込まれないように上下方向に離され
ている。気泡捕集板で捕集された気泡はパイプ28の下
端に集合するに従って気泡の大きさが大きくなって大き
な浮力を生み、配管25に吸い込まれにくくなってい
る。
【0035】しかも、一次冷却材が流路構成管から出る
と流路構成管の流路面積より下部プレナム内の流路面積
がはるかに広いから一次冷却材の流速は減速して吸い込
み口に向かう下部プレナム内の一次冷却材の流れに分離
した気泡が同伴されることは少なくなる。
と流路構成管の流路面積より下部プレナム内の流路面積
がはるかに広いから一次冷却材の流速は減速して吸い込
み口に向かう下部プレナム内の一次冷却材の流れに分離
した気泡が同伴されることは少なくなる。
【0036】液体が通される機器として熱交換器と配管
25を使用した設備について第1実施例から第3実施例
までに説明したが、それらのいずれの実施例でも、原子
炉設備に適用されるものであり、一次冷却材はポンプや
炉心や熱交換器へと循環して利用され、循環途中にある
機器に気泡が多く混入することによる障害を防止でき
る。
25を使用した設備について第1実施例から第3実施例
までに説明したが、それらのいずれの実施例でも、原子
炉設備に適用されるものであり、一次冷却材はポンプや
炉心や熱交換器へと循環して利用され、循環途中にある
機器に気泡が多く混入することによる障害を防止でき
る。
【0037】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、熱交換機能と
気液分離機能とを一つの容器内で集約して合理的な構造
が得られる効果と、熱交換後の液体を気泡含有率の少な
い状態で容器外に供給して液体を受け入れる先での流体
機器が気泡による悪影響を受けないという効果及び上下
各プレナムの隔壁と分離した気泡を開放する流路とが上
部プレナム容器の採用で容易に得られるという効果が得
られる。
気液分離機能とを一つの容器内で集約して合理的な構造
が得られる効果と、熱交換後の液体を気泡含有率の少な
い状態で容器外に供給して液体を受け入れる先での流体
機器が気泡による悪影響を受けないという効果及び上下
各プレナムの隔壁と分離した気泡を開放する流路とが上
部プレナム容器の採用で容易に得られるという効果が得
られる。
【0038】請求項2の発明によれば、熱交換機能と気
液分離機能とを一つの容器内で集約して合理的な構造が
得られる効果と、熱交換後の液体を気泡含有率の少ない
状態で容器外に供給して液体を受け入れる先での流体機
器が気泡による悪影響を受けないという効果及び気泡を
開放するための流路を開くために、隔壁に専用の開口部
を形成する必要が無くて構成が簡単で隔壁の強度も向上
するという効果と、分離後の気泡を捕集して下部プレナ
ム外への開放が効率良く達成できるという効果が得られ
る。
液分離機能とを一つの容器内で集約して合理的な構造が
得られる効果と、熱交換後の液体を気泡含有率の少ない
状態で容器外に供給して液体を受け入れる先での流体機
器が気泡による悪影響を受けないという効果及び気泡を
開放するための流路を開くために、隔壁に専用の開口部
を形成する必要が無くて構成が簡単で隔壁の強度も向上
するという効果と、分離後の気泡を捕集して下部プレナ
ム外への開放が効率良く達成できるという効果が得られ
る。
【0039】請求項3の発明によれば、請求項1又は請
求項2の発明による効果に加えて、旋回流が囲いで囲わ
れて気液分離作用に利用されるから、周りの外部液体や
分離済みの気泡を巻き込むこと無く効率良く気液分離機
能を達成し、一層気泡の少ない液体を供給先へ供給でき
るという効果が得られる。
求項2の発明による効果に加えて、旋回流が囲いで囲わ
れて気液分離作用に利用されるから、周りの外部液体や
分離済みの気泡を巻き込むこと無く効率良く気液分離機
能を達成し、一層気泡の少ない液体を供給先へ供給でき
るという効果が得られる。
【0040】請求項4の発明によれば、請求項1又は請
求項2の発明による効果に加えて、気液分離機能を障壁
を用いるという簡単な構成で請求項1又は請求項2の発
明の効果を達成できるという効果が得られる。
求項2の発明による効果に加えて、気液分離機能を障壁
を用いるという簡単な構成で請求項1又は請求項2の発
明の効果を達成できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による熱交換器容器の縦断
面図である。
面図である。
【図2】図1のC−C矢視図である。
【図3】本発明の第2実施例による熱交換器容器の縦断
面図である。
面図である。
【図4】本発明の第3実施例による熱交換器容器の縦断
面図である。
面図である。
【図5】従来の熱交換器容器の縦断面図である。
1…熱交換器本体、7…熱交換器容器、19…気液分離
装置、20…旋回ノズル、21…仕切板、24…多孔
板、27…気泡捕集板、28…パイプ、30…上部プレ
ナム容器、31…流路、32…流路構成管。
装置、20…旋回ノズル、21…仕切板、24…多孔
板、27…気泡捕集板、28…パイプ、30…上部プレ
ナム容器、31…流路、32…流路構成管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 床井 博見 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株式会社 日立製作所 電力・電機開発 本部内 (56)参考文献 特開 平5−134087(JP,A) 実開 昭51−99858(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21D 1/00,1/04 F28D 1/06
Claims (4)
- 【請求項1】一次側の液体が有液面状態で入れられる熱
交換器容器と、 前記熱交換器容器の上部プレナム内の前記一次側の液体
を流入して二次側の液体との間で熱交換する熱交換器
と、 熱交換後の一次側の液体を前記熱交換器から受け入れる
前記熱交換器容器の下部プレナムと、 前記下部プレナム内の一次側の液体を吸い込む第1の流
路と、 前記下部プレナム内の一次側の液体と前記上部プレナム
内の一次側の液体との混合を抑制する隔壁とを備えた、
熱交換に供する液体機器において、 前記熱交換器容器の内側に、前記熱交換器容器よりも小
径な上部プレナム容器を入れて、前記上部プレナム容器
の容器壁を前記隔壁として前記上部プレナム容器内に前
記上部プレナムを、前記上部プレナム容器よりも下方に
前記下部プレナムを形成して有し、 前記下部プレナム内に前記熱交換後の一次側の液体を受
け入れて気液分離をなす気液分離手段を備え、 前記熱交換器容器と前記上部プレナム容器との側面間の
間隙を前記気液分離手段で発生した気体を前記下部プレ
ナムから前記上部プレナム内の液面上方に存在するガス
空間へ開放する第2の流路としたことを特徴とした熱交
換に供する液体機器。 - 【請求項2】一次側の液体が有液面状態で入れられる熱
交換器容器と、 前記熱交換器容器の上部プレナム内の前記一次側の液体
を流入して二次側の液体との間で熱交換する熱交換器
と、 熱交換後の一次側の液体を前記熱交換器から受け入れる
前記熱交換器容器の下部プレナムと、 前記下部プレナム内の一次側の液体を吸い込む第1の流
路と、 前記下部プレナム内の一次側の液体と前記上部プレナム
内の一次側の液体との混合を抑制する隔壁とを備えた、
熱交換に供する液体機器において、 前記下部プレナム内に前記熱交換後の一次側の液体を受
け入れて気液分離をなす気液分離手段を備え、 前記気液分離手段で発生した気体を前記下部プレナムか
ら前記上部プレナム内の液面上方に存在するガス空間へ
開放する第2の流路とを備え、 前記第2の流路は、前記ガス空間に出口が、前記上部プ
レナム内であって前記第1の流路の吸い込み口よりも上
方の位置で入り口が開口されていて前記第1の流路と同
心状に配置されており、 前記下部プレナム内には前記入り口に向かって気体を誘
導する気泡捕集板が装備されていることを特徴とした熱
交換器に供する流体機器。 - 【請求項3】請求項1又は請求項2において、気液分離
手段は、前記下部プレナム内に前記熱交換後の一次側の
液体を下部プレナムの周方向に吐出して供給するノズル
と、前記周方向への吐出により生じた前記一次側の流体
による旋回流を覆うように前記下部プレナム内に装備さ
れた囲いと、前記囲い内の気体を第1流路の吸い込み口
よりも上部且つ水平方向に外れた前記囲い外の部所に導
く案内流路と、前記囲い内の一次側の液体を前記囲いの
外部であって前記吸い込み口の存在する部所へ抜けさせ
る開口部とを備えて構成されていることを特徴とした熱
交換器に供する流体機器。 - 【請求項4】請求項1又は請求項2において、気液分離
手段は、前記熱交換後の一次側の液体を下部プレナムに
下向きに吐出して供給するノズルと、前記下部プレナム
内で第1流路の吸い込み口と前記ノズルとの間に装備さ
れており、前記下向きに吐出した一次側の液体の流れを
上向きに変える障壁とを備えて構成されていることを特
徴とした熱交換器に供する流体機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09644996A JP3265982B2 (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | ガス開放構造を用いた液体機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09644996A JP3265982B2 (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | ガス開放構造を用いた液体機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09281282A JPH09281282A (ja) | 1997-10-31 |
JP3265982B2 true JP3265982B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=14165337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09644996A Expired - Fee Related JP3265982B2 (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | ガス開放構造を用いた液体機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3265982B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003262363A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Aisin Seiki Co Ltd | エンジン駆動式空調システム |
WO2007119328A1 (ja) * | 2006-03-13 | 2007-10-25 | Komatsu Ltd. | 液体タンク |
JP6085474B2 (ja) * | 2012-12-25 | 2017-02-22 | 三菱重工業株式会社 | 気液分離装置および船舶 |
-
1996
- 1996-04-18 JP JP09644996A patent/JP3265982B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09281282A (ja) | 1997-10-31 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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