JP3280793B2

JP3280793B2 - 熱交換器

Info

Publication number: JP3280793B2
Application number: JP03600094A
Authority: JP
Inventors: 慶直大川; 道博笠羽
Original assignee: 日本原子力研究所; 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1994-03-07
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 2002-05-13
Anticipated expiration: 2017-05-13
Also published as: JPH07243777A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱交換器に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図３は現在研究開発が行われている熱発
生源（核融合炉）に適用される熱交換器の一例を示すも
ので、１は核融合炉本体、２は第１の熱交換器本体、３
は第２の熱交換器本体であり、前記の核融合炉本体１及
び第１の熱交換器本体２は、遮蔽構造物４の内部に配置
されている。

【０００３】核融合炉本体１の内部と第１の熱交換器本
体２の内部に設置された一次系伝熱管５とは、管路６及
び管路７を介して接続されており、これら核融合炉本体
１と管路６と一次系伝熱管５と管路７とによって構成さ
れる一次流体ループには、一次冷却材として水（蒸気）
が図示されていない一次系ポンプにより循環するように
なっている。

【０００４】また、第１の熱交換器本体２の内部と第２
の熱交換器本体３の内部とは、管路８及び管路９を介し
て接続されており、これら第１の熱交換器本体２と管路
８と第２の熱交換器本体３と管路９とによって構成され
る二次流体ループには、二次冷却材として水が図示され
ていない二次系ポンプにより循環するようになってい
る。

【０００５】更に、第２の熱交換器本体３の内部に設置
された三次系伝熱管１０は、管路１１，１２を介して
海、湖沼、冷却用水池等の水中１３に連通しており、こ
れら三次系伝熱管１０と管路１１と水中１３と管路１２
とによって形成される三次流体ループには、三次冷却材
として水（海水）が図示されていない三次系ポンプによ
り循環するようになっている。

【０００６】このように、熱交換系を一次流体系と二次
流体系と三次流体系とに分割しているのは、万一、第１
の熱交換器本体２の内部に設置されている一次系伝熱管
５が破損しても、核融合炉本体１の炉心部で発生し且つ
一次冷却材中に混入する放射性物質トリチウム（³Ｈ）
が熱交換器の外部へ流出しないようにするためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図３に示す熱交換器で
は、遮蔽構造物４の外部へのトリチウムの漏洩を阻止す
る障壁は、一次系伝熱管５と三次系伝熱管１０との二つ
である。

【０００８】しかしながら、一次系伝熱管５と三次系伝
熱管１０はそれぞれ有効伝熱面積を可能な限り大きくす
るために複雑な形状とせざるを得ないので、特に高温冷
却材が流通する一次系伝熱管５の屈曲部分は、熱膨張収
縮や振動に起因する材料疲労の度合いが、三次系伝熱管
１０や他の管路６，７，８，９，１１，１２に比べて高
いと予想される。

【０００９】このため、核融合炉を実用化するにあた
り、更に熱交換器本体の外部へのトリチウムの漏洩を阻
止する障壁を増加させたいという要望がある。

【００１０】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、トリチウム等の放射性物質を含有する流体を一次流
体として適用する熱交換器において、熱膨張収縮や振動
に起因する材料疲労の度合いが他の管材に比べて高いと
予想される一次系伝熱管の熱交換室に位置する部分の安
全性をより向上させることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の熱交換器においては、一端より他端へ向っ
て順に一次流体入口室２７、第１の管板１６、第１のモ
ニタガス室２８、第２の管板１８、三次流体出口室２
９、第３の管板２０、熱交換室３０、第４の管板２２、
三次流体入口室３１、第５の管板２４、第２のモニタガ
ス室３２、第６の管板２６、一次流体出口室３５を有す
る熱交換器本体３６と、該熱交換器本体３６の内部に配
置され且つ第２の管板１８、三次流体出口室２９、第３
の管板２０、熱交換室３０、第４の管板２２、三次流体
入口室３１、第５の管板２４を貫通して第１のモニタガ
ス室２８と第２のモニタガス室３２とを連通するモニタ
ガス流通管３７と、中間部がモニタガス流通管３７の内
部に該モニタガス流通管３７の内側部との間にモニタガ
ス流路３９が形成されるように設置され且つ一端寄りの
部分が第１のモニタガス室２８、第１の管板１６を貫通
しまた他端寄りの部分が第２のモニタガス室３２、第６
の管板２６を貫通して一次流体入口室２７と一次流体出
口室３５とを連通する一次系伝熱管３８と、前記の熱交
換器本体３６の内部に配置され且つ第３の管板２０、熱
交換室３０、第４の管板２２を貫通して三次流体出口室
２９と三次流体入口室３１とを連通する三次系伝熱管４
３と、前記の一次流体入口室２７と熱交換器本体３６の
外部とを連通する一次流体入口流路１５と、前記の一次
流体出口室３５と熱交換器本体３６の外部とを連通する
一次流体出口流路３４と、前記の三次流体入口室３１と
熱交換器本体３６の外部とを連通する三次流体入口流路
４６と、前記の三次流体出口室２９と熱交換器本体３６
の外部とを連通する三次流体出口流路４７と、前記の第
１のモニタガス室２８と熱交換器本体３６の外部とを連
通するモニタガス流通口４８と、前記の第２のモニタガ
ス室３２と熱交換器本体３６の外部とを連通するモニタ
ガス流通口４９と、モニタガス流通口４８とモニタガス
流通口４９とを連通し且つ水分・放射線検出器６０及び
ポンプ６１を有する管路５８，５９と、前記の水分・放
射線検出器６０より出力される警報信号６３に基づき作
動する警報装置６２とを備えている。

【００１２】また、熱交換室３０における熱交換効率を
より向上させるために、熱交換室３０と熱交換器本体３
６の外部とを連通する二次流体入口流路４４並びに二次
流体出口流路４５を設け、ポンプ５４を有する管路５３
によって前記の二次流体入口流路４４と二次流体出口流
路４５とを連通させる構成を付加するか、あるいは、モ
ニタガス流通管３７、一次系伝熱管３８と三次系伝熱管
４３との熱交換室３０に位置する部分を、略同心の円筒
コイル状に形成するようにするとよい。

【００１３】

【作用】本発明においては、一次系伝熱管３８の熱交換
室３０に位置する部分をモニタガス流通管３７によって
被覆しているので、熱膨張収縮や振動に起因する材料疲
労の度合いが他の部分に比べて高いと予想される熱交換
室３０において、熱交換器本体３６の外部への一次流体
の漏洩を阻止する障壁が、一次系伝熱管３８とモニタガ
ス流通管３７と三次系伝熱管４３との三つとなり、熱交
換器の安全性が更に向上する。

【００１４】また、万一、一次系伝熱管３８の熱交換室
３０に位置する部分において管に亀裂等の損傷が生じる
ことによって一次系伝熱管３８の外部に放射性物質を含
有する一次流体が漏洩した際には、水分・放射線検出器
６０から警報信号６３が出力されることによって警報装
置６２が作動する。

【００１５】更に、熱交換室３０と熱交換器本体３６の
外部とを連通する二次流体入口流路４４並びに二次流体
出口流路４５を設け、ポンプ５４を有する管路５３によ
って前記の二次流体入口流路４４と二次流体出口流路４
５とを連通させる構成を付加した場合には、ポンプ５４
を作動させて熱交換室３０に充填された二次流体を強制
的に循環させることによって、一次流体と三次流体との
間の熱交換効率をより向上させることができる。

【００１６】一方、モニタガス流通管３７、一次系伝熱
管３８と三次系伝熱管４３との熱交換室３０に位置する
部分を、略同心の円筒コイル状に形成するようにした場
合には、モニタガス流通管３７、一次系伝熱管３８と三
次系伝熱管４３との有効伝熱面積が大きくなって一次流
体と三次流体との間の熱交換効率をより向上させること
ができる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。

【００１８】図１及び図２は本発明の熱交換器の一実施
例を示すもので、図３と同一の符号を付した部分は同一
物を表わしている。

【００１９】１４は第１の端部部材であり、該第１の端
部部材１４は、一端に一次流体入口流路１５を有し且つ
他端が筒状に開口した中空構造に形成されている。

【００２０】１６は第１の管板、１８は第２の管板、２
０は第３の管板、２２は第４の管板、２４は第５の管
板、２６は第６の管板であり、これらの各管板１６，１
８，２０，２２，２４，２６は、それぞれ前記の第１の
端部部材１４の他端開口部と略等しい外径を有する円板
状に形成されている。

【００２１】１７は第１の胴部部材、１９は第２の胴部
部材、２１は第３の胴部部材、２３は第４の胴部部材、
２５は第５の胴部部材であり、これらの各胴部部材１
７，１９，２１，２３，２５は、それぞれ前記の第１の
端部部材１４の他端開口部と略等しい内外径を有する筒
状に形成されている。

【００２２】また、第３の胴部部材２１の全長は、他の
胴部部材１７，１９，２３，２５に比べて長くなってい
る。

【００２３】第１の端部部材１４の他端周縁部には、第
１の管板１６の一側面縁部が密着固定されており、前記
の第１の端部部材１４の内側面と第１の管板１６の一側
面とによって一次流体入口室２７を形成している。

【００２４】第１の管板１６の他側面縁部には第１の胴
部部材１７の一端周縁部が、また該第１の胴部部材１７
の他端周縁部には第２の管板１８の一側面縁部がそれぞ
れ密着固着されており、第１の管板１６の他側面と第１
の胴部部材１７の内側面と第２の管板１８の一側面とに
よって第１のモニタガス室２８を形成している。

【００２５】第２の管板１８の他側面縁部には第２の胴
部部材１９の一端周縁部が、また該第２の胴部部材１９
の他端周縁部には第３の管板２０の一側面縁部がそれぞ
れ密着固着されており、第２の管板１８の他側面と第２
の胴部部材１９の内側面と第３の管板２０の一側面とに
よって三次流体出口室２９を形成している。

【００２６】第３の管板２０の他側面縁部には第３の胴
部部材２１の一端周縁部が、また該第３の胴部部材２１
の他端周縁部には第４の管板２２の一側面縁部がそれぞ
れ密着固着されており、第３の管板２０の他側面と第３
の胴部部材２１の内側面と第４の管板２２の一側面とに
よって熱交換室３０を形成している。

【００２７】第４の管板２２の他側面縁部には第４の胴
部部材２３の一端周縁部が、また該第４の胴部部材２３
の他端周縁部には第５の管板２４の一側面縁部がそれぞ
れ密着固着されており、第４の管板２２の他側面と第４
の胴部部材２３の内側面と第５の管板２４の一側面とに
よって三次流体入口室３１を形成している。

【００２８】第５の管板２４の他側面縁部には第５の胴
部部材２５の一端周縁部が、また該第５の胴部部材２５
の他端周縁部には第６の管板２６の一側面縁部がそれぞ
れ密着固着されており、第５の管板２４の他側面と第５
の胴部部材２５の内側面と第６の管板２６の一側面とに
よって第２のモニタガス室３２を形成している。

【００２９】３３は第２の端部部材であり、該第２の端
部部材３３は、一端が筒状に開口し且つ他端に一次流体
出口流路３４を有する中空構造に形成されおり、第２の
端部部材３３の一端開口部は、前記の第１の端部部材１
４の他端開口部と略等しい内外径を有している。

【００３０】この第２の端部部材３３の一端周縁部は前
記の第６の管板２６の他側面縁部が密着固定されてお
り、第２の端部部材３３の内側面と第６の管板２６の他
側面とによって一次流体出口室３５を形成している。

【００３１】本実施例では、上述した第１の端部部材１
４、第１の管板１６、第１の胴部部材１７、第２の管板
１８、第２の胴部部材１９、第３の管板２０、第３の胴
部部材２１、第４の管板２２、第４の胴部部材２３、第
５の管板２４、第５の胴部部材２５、第６の管板２６、
第２の端部部材３３によって、熱交換器本体３６を形成
しており、該熱交換器本体３６及び核融合炉本体１は、
遮蔽構造物４の内部に設置されている。

【００３２】３７はモニタガス流通管であり、該モニタ
ガス流通管３７は、前記の第２の管板１８、三次流体出
口室２９、第３の管板２０、熱交換室３０、第４の管板
２２、三次流体入口室３１、第５の管板２４を貫通し
て、第１のモニタガス室２８と第２のモニタガス室３２
とを連通するようになっている。

【００３３】このモニタガス流通管３７の第２の管板１
８、第３の管板２０、第４の管板２２、第５の管板２４
を貫通する部分は、各管板１８，２０，２２，２４に形
成した管挿通孔にモニタガス流通管３７を挿通させ、各
管板１８，２０，２２，２４の管挿通孔周縁部とモニタ
ガス流通管３７の外側部とを溶接等の手段によって気密
に固着した構造になっている。

【００３４】また、モニタガス流通管３７の第３の管板
２０と第４の管板２２との間、すなわち熱交換室３０に
位置する部分は、第３の胴部部材と同心の円筒コイル状
に形成されている。

【００３５】なお、図１において、モニタガス流通管３
７は１本のみだけ図示されているが、実際には多数設け
られている。

【００３６】３８は一次系伝熱管であり、該一次系伝熱
管３８は、中間部がモニタガス流通管３７の内部に該モ
ニタガス流通管３７の内側部との間にモニタガス流路３
９が形成されるように設置され且つ一端寄りの部分が第
１のモニタガス室２８、第１の管板１６を貫通し他端寄
りの部分が第２のモニタガス室３２、第６の管板２６を
貫通して一次流体入口室３５と一次流体出口室３５とを
連通するようになっている。

【００３７】この一次系伝熱管３８の第１の管板１６、
第３の管板２６を貫通する部分は、各管板１６，２６に
形成した管挿通孔に一次系伝熱管３８を挿通させ、各管
板１６，２６の管挿通孔周縁部と一次系伝熱管３８の外
側部とを溶接等の手段によって気密に固着した構造にな
っている。

【００３８】なお、図１において、一次系伝熱管３８は
１本のみだけ図示されているが、実際には先に述べた各
モニタガス流通管３７ごとに設けられている。

【００３９】前述したモニタガス流通管３７の内部に一
次系伝熱管３８が設置されている部分には、図２に示す
ような二重構造管が用いられている。

【００４０】この二重構造管は、金属製の内部管４０
と、該内部管４０の外側面を被覆するように設けたワイ
ヤメッシュ材等の金属製通気材よりなるアニュラス部材
４１と、該アニュラス部材４１を介して前記の内部管４
０を被覆する外部管４２によって形成されている。

【００４１】すなわち、二重構造管の内部管４０により
前記の一次系伝熱管３８をなし、また、外部管４２によ
り前記のモニタガス流通管３７をなし、アニュラス部材
４１の空隙部分によってモニタガス流路３９を形成する
ようになっている。

【００４２】更に、図２に示す二重管に替えて、内部管
と、該内部管に外接する外部管と、内部管の外側面ある
いは外部管の内側面の少なくとも一方に形成した管長手
へ延びる溝部とを有する二重管を適用し、前記の溝部を
先に述べたモニタガス流路３９とするようにしてもよ
い。

【００４３】４３は三次系伝熱管であり、該三次系伝熱
管４３は、第３の管板２０、熱交換室３０、第４の管板
２２を貫通して三次流体出口室２９と三次流体入口室３
１とを連通するようになっている。

【００４４】この三次系伝熱管４３の第３の管板２０、
第４の管板２２を貫通する部分は、各管板２０，２２に
形成した管挿通孔に三次系伝熱管４３を挿通させ、各管
板２０，２２の管挿通孔周縁部と三次系伝熱管４３の外
側部とを溶接等の手段によって気密に固着した構造にな
っている。

【００４５】また、三次系伝熱管４３の第３の管板２０
と第４の管板２２との間、すなわち熱交換室３０に位置
する部分は、先に述べたモニタガス流通管３７（一次系
伝熱管３８）と同心の円筒コイル状に形成されている。

【００４６】なお、図１において、三次系伝熱管４３は
１本のみだけ図示されているが、実際には多数設けられ
ている。

【００４７】４４は二次流体入口流路であり、該二次流
体入口流路４４は、熱交換器本体３６の外部と熱交換室
３０とを連通するように第３の胴部部材２１の一端寄り
の部分に設けられている。

【００４８】４５は二次流体出口流路であり、該二次流
体出口流路４５は、熱交換器本体３６の外部と熱交換室
３０とを連通するように第３の胴部部材２１の他端寄り
の部分に設けられている。

【００４９】４６は三次流体入口流路であり、該三次流
体入口流路４６は、熱交換器本体３６の外部と三次流体
入口室３１とを連通するように第４の胴部部材２３に設
けられている。

【００５０】４７は三次流体出口流路であり、該三次流
体出口流路４７は、熱交換器本体３６の外部と三次流体
出口室２９とを連通するように第２の胴部部材１９に設
けられている。

【００５１】４８はモニタガス流通口であり、該モニタ
ガス流通口４８は、熱交換器本体３６の外部と第１のモ
ニタガス室２８とを連通するように第１の胴部部材１７
に設けられている。

【００５２】４９はモニタガス流通口であり、該モニタ
ガス流通口４９は、熱交換器本体３６の外部と第２のモ
ニタガス室３２とを連通するように第５の胴部部材２５
に設けられている。

【００５３】５０，５１は管路であり、管路５０は、核
融合炉本体１の一次流体出口と一次流体入口流路１５と
を連通し、また、管路５１は、ポンプ５２を備え且つ一
次流体出口流路３４と核融合炉本体１の一次流体入口と
を連通するようになっており、核融合炉本体１、管路５
０、一次流体入口流路１５、一次流体入口室２７、一次
系伝熱管３８、一次流体出口室３５、一次流体出口流路
３４、管路５１によって一次流体ループを形成してい
る。

【００５４】この一次流体ループには、冷却材として水
（水蒸気）が前記のポンプ５２により循環するようにな
っている。

【００５５】５３は管路であり、管路５３は、ポンプ５
４を備え且つ二次流体出口流路４５と二次流体入口流路
４４とを連通しており、管路５３、熱交換室３０によっ
て二次流体ループを形成している。

【００５６】この二次流体ループには、冷却材として水
が前記のポンプ５４により循環するようになっている。

【００５７】５５，５６は管路であり、管路５５は、ポ
ンプ５７を備え且つ海、湖沼、冷却用水池等の水中１３
と三次流体入口流路４６とを連通し、また、管路５６
は、三次流体出口流路４７と水中１３とを連通するよう
になっており、水中１３、管路５５、三次流体出口流路
４７、三次流体入口室３１、三次系伝熱管４３、三次流
体出口室２９、三次流体出口流路４７、管路５６によっ
て三次流体ループを形成している。

【００５８】この三次流体ループには、冷却材として水
（海水）が前記のポンプ５７により循環するようになっ
ている。

【００５９】５８，５９は管路、６０は水分・放射線検
出器であり、管路５８は、ポンプ６１を備え且つモニタ
ガス流通口４９と水分・放射線検出器６０のガス入口と
を連通し、また、管路５９は、水分・放射線検出器６０
のガス出口とモニタガス流通口４８とを連通するように
なっており、モニタガス流通口４８、第１のモニタガス
室２８、モニタガス流路３９、第２のモニタガス室３
２、モニタガス流通口４９、管路５８、水分・放射線検
出器６０、管路５９によってモニタガスループを形成し
ている。

【００６０】このモニタガスループには、モニタガスと
してヘリウムガスがポンプ６１により循環するようにな
っている。

【００６１】６２は警報装置であり、該警報装置６２
は、前記の水分・放射線検出器６０が検出する水分量あ
るいは放射線量が予め設定された値を超過した際に、該
水分・放射線検出器６０より出力される警報信号６３に
基づき作動するようになっている。

【００６２】なお、図１において、６４は流路形成部材
をなす内筒、６５はステーを示し、内筒６４は、円筒コ
イル状に形成されたモニタガス流通管３７（一次系伝熱
管３８）と三次系伝熱管４３の内方に位置するように熱
交換室３０に配置され、また、ステー６５は、モニタガ
ス流通管３７と三次系伝熱管４３とを前記の内筒６４に
支持している。

【００６３】以下、本実施例の作動を説明する。

【００６４】核融合炉本体１において発生する熱を吸収
する際には、熱交換室３０等の二次流体ループに冷却材
を充填したうえ、ポンプ５２，５４，５７，６１及び水
分・放射線検出器を稼働させる。

【００６５】ポンプ５２を稼働すると、一次流体ループ
の冷却材が、核融合炉本体１、管路５０、一次流体入口
流路１５、一次流体入口室２７、一次系伝熱管３８、一
次流体出口室３５、一次流体出口流路３４、管路５１、
核融合炉本体１の順に循環する。

【００６６】また、ポンプ５４が稼働すると、二次流体
ループの冷却材が、管路５３、熱交換室３０の順に循環
する。

【００６７】更に、ポンプ５７が稼働すると、三次流体
ループの冷却材が、水中１３、管路５５、三次流体入口
流路４６、三次流体入口室３１、三次系伝熱管４３、三
次流体出口室２９、三次流体出口流路４７、管路５６の
順に循環する。

【００６８】一方、ポンプ６１が稼働すると、モニタガ
スループのモニタガスが、モニタガス流通口４８、第１
のモニタガス室２８、モニタガス流路３９、第２のモニ
タガス室３２、モニタガス流通口４９、管路５８、水分
・放射線検出器６０、管路５９の順に循環する。

【００６９】このとき、熱交換室３０において、一次系
伝熱管３８を流通する核融合炉本体１によって昇温され
た一次流体ループの冷却材の熱が、一次系伝熱管３８
（内部管４０）、（アニュラス部材４１）、モニタガス
流通管３７（外部管４２）、熱交換室３０に存在してい
る二次流体ループの冷却材、三次系伝熱管４３を介し
て、該三次系伝熱管４３を流通する三次流体ループの冷
却材に伝達される。

【００７０】従って、核融合炉本体１によって昇温され
た一次流体ループの冷却材は、一次系伝熱管３８を流通
する際に熱を放出し、この熱を放出した冷却材が再度核
融合炉本体１に対して供給され、また同時に、三次流体
ループの冷却材は、三次系伝熱管４３を流通する際に熱
を吸収し、この熱を吸収した冷却材が水中へ放出され
る。

【００７１】このようにして一次流体ループの冷却材と
三次流体ループの冷却材との間で熱交換を行う本実施例
においては、有効伝熱面積を可能な限り大きくするため
に円筒コイル状に形成した一次系伝熱管３８の熱交換室
３０に位置する部分をモニタガス流通管３７によって被
覆しているので、熱膨張収縮や振動に起因する材料疲労
の度合いが他の部分に比べて高いと予想される熱交換室
３０において、熱交換器本体３６の外部へのトリチウム
を有する冷却材の漏洩を阻止する障壁が、一次系伝熱管
３８とモニタガス流通管３７と三次系伝熱管４３との三
つとなり、熱交換器の安全性が更に向上する。

【００７２】また、万一、一次系伝熱管３８の熱交換室
３０に位置する部分において管に亀裂等の損傷が生じる
ことによって一次系伝熱管３８の外部にトリチウムを含
有する冷却材が漏洩すると、モニタガスループを流通す
るモニタガスの水分量及び放射線量が増加する。

【００７３】このモニタガスループを循環するモニタガ
ス中の水分量及び放射線量は、前記の水分・放射線検出
器６０によって常時モニタされており、上記のように一
次系伝熱管３８の外部に冷却材が漏洩した際には、水分
・放射線検出器６０から警報信号６３が出力されること
によって警報装置６２が作動し、熱交換器の運転管理者
に対して一次系伝熱管３８に損傷が発生したことを告知
するので、一次系伝熱管３８に損傷が発生したことを確
実に認識できる。

【００７４】なお、本発明の熱交換器は、上述した実施
例のみに限定されるものではなく、一次系伝熱管３８を
流通する冷却材（一次流体）と三次系伝熱管を流通する
冷却材（三次流体）の温度条件等により熱交換室３０に
充填された冷却材（二次流体）の自然対流のみだけで所
定の熱交換を行うことができる場合において、二次流体
入口流路４４、二次流体出口流路４５、管路５３、ポン
プ５４の設置を省略すること、モニタガス流通管３７、
一次系伝熱管３８と三次系伝熱管４３との熱交換室３０
に位置する部分を円筒コイル状でなく直管状に形成する
こと、モニタガスにヘリウム以外の不活性ガスを用いる
ようにすること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００７５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の熱交換器に
よれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。

【００７６】（１）本発明の請求項１から請求項３に記
載した熱交換器のいずれにおいても、一次系伝熱管３８
の熱交換室３０に位置する部分をモニタガス流通管３７
によって被覆しているので、熱膨張収縮や振動に起因す
る材料疲労の度合いが他の部分に比べて高いと予想され
る熱交換室３０において、熱交換器本体３６の外部へ一
次流体の漏洩を阻止する障壁が、一次系伝熱管３８とモ
ニタガス流通管３７と三次系伝熱管４３との三つとな
り、熱交換器の安全性が更に向上させることができる。

【００７７】（２）本発明の請求項１から請求項３に記
載した熱交換器のいずれにおいても、万一、一次系伝熱
管３８の熱交換室３０に位置する部分において管に亀裂
等の損傷が生じることによって一次系伝熱管３８の外部
に放射性物質を含有する一次流体が漏洩した際には、水
分・放射線検出器６０から警報信号６３が出力されるこ
とによって警報装置６２が作動するので、一次系伝熱管
３８に損傷が発生したことを確実に認識することができ
る。

【００７８】（３）本発明の請求項２に記載した熱交換
器においては、ポンプ５４によって熱交換室３０に充填
した二次流体を強制的に循環させるので、一次流体と三
次流体との間の熱交換効率をより向上させることができ
る。

【００７９】（４）本発明の請求項３に記載した熱交換
器においては、モニタガス流通管３７、一次系伝熱管３
８と三次系伝熱管４３との熱交換室３０に位置する部分
を略同心の円筒コイル状に形成しているので、モニタガ
ス流通管３７、一次系伝熱管３８と三次系伝熱管４３と
の有効伝熱面積が大きくなって一次流体と三次流体との
間の熱交換効率をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換器の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の熱交換器の一実施例におけるモニタガ
ス流通管に一次系伝熱管を挿通させた部分に適用する二
重構造管の一例を示す部分切断斜視図である。

【図３】従来の熱交換器の一例を示す概念図である。

【符号の説明】

１５一次流体入口流路１６第１の管板１８第２の管板２０第３の管板２２第４の管板２４第５の管板２６第６の管板２７一次流体入口室２８第１のモニタガス室２９三次流体出口室３０熱交換室３１三次流体入口室３２第２のモニタガス室３４一次流体出口流路３５一次流体出口室３６熱交換器本体３７モニタガス流通管３８一次系伝熱管３９モニタガス流路４３三次系伝熱管４４二次流体入口流路４５二次流体出口流路４６三次流体入口流路４７三次流体出口流路４８，４９モニタガス流通口５３，５８，５９管路５４，６１ポンプ６０水分・放射線検出器

フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−15001（ＪＰ，Ａ) 特開平１−256791（ＪＰ，Ａ) 特開平４−203896（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−181174（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−192091（ＪＰ，Ｕ) 特公昭44−27424（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28D 7/16 F28F 1/00 F28F 9/00 G21D 1/00 F28D 21/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一端より他端へ向って順に一次流体入口
室（２７）、第１の管板（１６）、第１のモニタガス室
（２８）、第２の管板（１８）、三次流体出口室（２
９）、第３の管板（２０）、熱交換室（３０）、第４の
管板（２２）、三次流体入口室（３１）、第５の管板
（２４）、第２のモニタガス室（３２）、第６の管板
（２６）、一次流体出口室（３５）を有する熱交換器本
体（３６）と、該熱交換器本体（３６）の内部に配置さ
れ且つ第２の管板（１８）、三次流体出口室（２９）、
第３の管板（２０）、熱交換室（３０）、第４の管板
（２２）、三次流体入口室（３１）、第５の管板（２
４）を貫通して第１のモニタガス室（２８）と第２のモ
ニタガス室（３２）とを連通するモニタガス流通管（３
７）と、中間部がモニタガス流通管（３７）の内部に該
モニタガス流通管（３７）の内側部との間にモニタガス
流路（３９）が形成されるように設置され且つ一端寄り
の部分が第１のモニタガス室（２８）、第１の管板（１
６）を貫通しまた他端寄りの部分が第２のモニタガス室
（３２）、第６の管板（２６）を貫通して一次流体入口
室（２７）と一次流体出口室（３５）とを連通する一次
系伝熱管（３８）と、前記の熱交換器本体（３６）の内
部に配置され且つ第３の管板（２０）、熱交換室（３
０）、第４の管板（２２）を貫通して三次流体出口室
（２９）と三次流体入口室（３１）とを連通する三次系
伝熱管（４３）と、前記の一次流体入口室（２７）と熱
交換器本体（３６）の外部とを連通する一次流体入口流
路（１５）と、前記の一次流体出口室（３５）と熱交換
器本体（３６）の外部とを連通する一次流体出口流路
（３４）と、前記の三次流体入口室（３１）と熱交換器
本体（３６）の外部とを連通する三次流体入口流路（４
６）と、前記の三次流体出口室（２９）と熱交換器本体
（３６）の外部とを連通する三次流体出口流路（４７）
と、前記の第１のモニタガス室（２８）と熱交換器本体
（３６）の外部とを連通するモニタガス流通口（４８）
と、前記の第２のモニタガス室（３２）と熱交換器本体
（３６）の外部とを連通するモニタガス流通口（４９）
と、モニタガス流通口（４８）とモニタガス流通口（４
９）とを連通し且つ水分・放射線検出器（６０）及びポ
ンプ（６１）を有する管路（５８）（５９）と、前記の
水分・放射線検出器（６０）より出力される警報信号
（６３）に基づき作動する警報装置（６２）とを備えて
なることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】熱交換室（３０）と熱交換器本体（３
６）の外部とを連通する二次流体入口流路（４４）並び
に二次流体出口流路（４５）を設け、ポンプ（５４）を
有する管路（５３）によって前記の二次流体入口流路
（４４）と二次流体出口流路（４５）とを連通させたこ
とを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】モニタガス流通管（３７）、一次系伝熱
管（３８）と三次系伝熱管（４３）との熱交換室（３
０）に位置する部分を、略同心の円筒コイル状に形成し
たことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の
熱交換器。