JP4714267B2 - 高温原子炉のための熱交換器組立体 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、熱交換器に関し、特に、高温又は超高温の原子炉（ＨＴＲ又はＶＨＴＲ）のための熱交換器に関する。

より詳しくは、本発明は、第１の流体と第２の流体との間にて熱交換するための組立体であって、組立体が、
心軸線を有し、第１の流体のための少なくともひとつの入口及び出口と、第２の流体のための少なくともひとつの入口及び出口とを備えてなる外被と、
中心軸線に沿って延在し、第１の流体のための入口及び出口のうちの一方と連通してなる中央マニホールドと、
中央マニホールドのまわりに配置され、第１の流体のための入口及び出口のうちの他方と連通してなる環状マニホールドと、
中心軸線のまわりに配置され、中央マニホールドと環状マニホールドとの間にて半径方向に介在されてなる複数の熱交換器と、
第２の流体のための入口と連通してなる複数の軸線入口マニホールドと、第２の流体のための出口と連通してなる複数の軸線出口マニホールドとであって、軸線入口マニホールド及び軸線出口マニホールドは、熱交換器の間に円周方向に介在しているような、上記軸線入口マニホールド及び軸線出口マニホールドと、を備え、
それぞれの熱交換器は、中央マニホールドと環状マニホールドの間において第１の流体が流れるための複数の通路と、少なくともひとつの入口マニホールドから少なくともひとつの出口マニホールドへ向けて第２の流体が流れるための複数の通路とを備えている。

このタイプの組立体は、特許文献ＪＰ−２００４／１４４４２２によって知られており、開示された熱交換器組立体は、それぞれの軸線入口マニホールドのために、それぞれの二次流体入口を備えている。そうした組立体においては、それぞれの入口は、一般に、溶接配管によって、対応する軸線入口マニホールドに結合されている。動作に際しては、配管とマニホールドとの間の結合部は、高レベルの熱機械的応力に曝される。従って、時期尚早な破損のリスクが存在する。

ＪＰ−２００４／１４４４２２

この文脈において、本発明は、通常の動作中及び事故的状況の両方において、そうした破損のリスクが大いに減少するような、熱交換器組立体を提案しようとする。

このために、本発明によって提供される上述したタイプの組立体は、熱交換器の第１の軸線端部に設けられた入口チャンバを具備し、第２の流体のための入口を、少なくとも複数の軸線入口マニホールドに連通させていることを特徴とする。

組立体は、個別的に又は任意の技術的に可能な組合せにおいて、１又は複数の以下の特性を備える。
入口チャンバは、環状の形状であり、中央マニホールドを取り囲んでいること。
組立体が、第１の軸線端部とは反対側の、熱交換器の第２の軸線端部に設けられた出口チャンバを具備し、第２の流体のための出口を、少なくとも複数の軸線出口マニホールドに連通させていること。
組立体が、中央マニホールドの第２の端部から軸線方向に延びる点検通路を具備し、着脱可能なハッチによって隔離され、出口チャンバは、環状の形状であり、点検通路を取り囲んでいること。
少なくとも、熱交換器と、入口及び出口のチャンバと、軸線入口及び軸線出口のマニホールドとは、機械的なサブアセンブリとして統合されていて、単一部品として外被から取り出すことができること。
外被は垂直な中心軸線を有し、外被は、容器を備え、容器の内部にサブアセンブリが配置され、前記サブアセンブリを取り出すための開口部を頂部に向けて備え、容器の開口部を漏れ無く閉じる、着脱可能な閉鎖頭部を備えていること。
容器は、中心軸線と同軸的な円筒形のシェルを備え、第２の流体のための入口及び出口を形成され、入口及び出口のチャンバは、チャンバの中に引っ込めることができるような、着脱可能なスリーブによって、第２の流体のための入口及び出口に漏れ無く結合されていること。
スリーブが、チャンバの内側から取り外されるように適していること。
外被が、第２の流体のための複数の入口と、第２の流体のための複数の出口とを有し、これらの入口及び出口は、シェルにおける円周の半分のひとつにまとめられていること。
サブアセンブリが、中心軸線と同軸的な円筒形の外被を備え、出口チャンバと環状マニホールドとを半径方向外方に形成していること。
組立体が、底部の入口及び出口マニホールドを具備し、これらは同軸的であり、それぞれ第１の流体のための入口及び出口に連通し、これらはサブアセンブリの下方に配置され、サブアセンブリの底部は、円筒形の外被から収束してなる円錐台の外被によって形成され、前記円錐台の外被は、中央マニホールドを取り囲み、これと協働して、環状マニホールドを形成し、底部マニホールドは、単に互いの係合による漏れ無いやり方にて、中央マニホールド及び円錐台の外被の底部自由端を受けるのに適したフランジによって上方に終端していること。
中央マニホールドが、着脱可能なハッチで閉じられる点検孔を備え、入口チャンバと連通し、点検通路は、出口チャンバと連通した開口部を備えていること。
外被は底部端部壁を備え、組立体は、底部端部壁に固定された循環部材を具備し、環状の通路から又は中央の通路から入ってくる第１の流体を吸引し、第１の流体のための出口に送出するのに適していること。
軸線入口及び軸線出口のマニホールドと、中央マニホールドと、環状マニホールドとはいずれも、オペレータが熱交換器に対して直接作業できるのに充分な貫通部分を有していること。
第１の流体のための入口及び出口は同軸的になっていること。
熱交換器は、中心軸線を中心とした円形に、規則的に間隔を隔てて配置され、それぞれの軸線マニホールドは、内側及び外側の両方が、２つの熱交換器に溶接されてなる、それぞれ内側及び外側の円周シートによって形成され、熱交換器の間に前記マニホールドが延在していること。
環状マニホールドの内側は、熱交換器によって、及び外側シートによって、形成されていること。
中央マニホールドは、熱交換器によって、及び内側シートによって、形成されていること。
それぞれの熱交換器が、軸線方向に積み重ねられた、複数の熱交換モジュールから構成されていること。
モジュールが、中心軸線に対して垂直に、矩形の部分を備え、熱交換器の軸線全高にわたって機械加工された角部を備え、熱交換器はさらに、鍛造された及び／又は機械加工された金属棒を、機械加工された角部に配置され、モジュールが溶接されていること。及び、
− それぞれの棒が、モジュールに対して円周方向に突出し、隣接する軸線マニホールドに向けて突出してなるフランジを備え、溶接された前記軸線マニホールドを形成する、内側又は外側のシートを有していること。

第２の観点においては、本発明は、上述した特性を備えてなる組立体の使用を提供する。
第１の流体は、主としてヘリウムからなり、第２の流体は、主としてヘリウム及び／又は窒素からなること。
第１の流体は、主としてヘリウムからなり、第２の流体は、主として水からなり、第２の流体は、熱交換器組立体の中で気化されること。
第１及び第２の流体は、主として水からなり、第２の流体は、熱交換器組立体の中で気化されること。及び、
第１及び第２の流体のひとつが、原子炉から来ること。

本発明のその他の特性及び利点は、添付図面を参照して、非制限的な例示を与える、以下の説明から明らかになる。

図１及び図２に示した組立体１は、第１の流体と第２の流体との間にて熱交換するために、高温又は超高温の原子炉（ＨＴＲ／ＶＨＴＲ）において使用される。

第１の流体は、原子炉の一次流体であり、閉ループを通って流れる。第１の流体は、原子炉の炉心（図示せず）を通過し、組立体１を通り、最後には、炉心の入口に戻される。一次流体は、炉心内にて加熱され、例えば、約８５０℃の温度になって、炉心から出る。組立体１の内部において、熱の一部分が二次流体に与えられ、例えば、約４５０℃の温度になって、組立体１から出る。一次流体は、代表的には、実質的に純粋なヘリウムガスである。

第２の流体は、原子炉の二次流体であり、閉ループを通って流れる。第２の流体は、組立体１を通過し、電気発電機を駆動するガスタービンを通過して、組立体１の入口に戻される。二次流体は、例えば、約４０５℃の温度にて組立体１に入り、例えば、約８０５℃の温度にて組立体から出る。二次流体は、主としてヘリウム及び窒素からなるガスである。

組立体１は、
− 実質的に垂直な中心軸線１を備えた外被２であって、一次流体のための入口４及び出口６と、二次流体のための４つの入口８及び４つの出口１０とを設けられてなる上記外被と、
− 外被２の内部に配置された８つの熱交換器１２であって、その中で、一次流体と二次流体との間にて熱交換されるような上記熱交換器と、
− 外被２の内側に配置された、一次流体流のマニホールド１４及び１６と、
− 外被２の内側に配置された、二次流体流のマニホールド１８及び２０と、
− マニホールド１８に二次流体を分配する入口チャンバ２２と、マニホールド２０の出口から二次流体を収集する出口チャンバ２４と、
− 第１に、マニホールド１４と１６との間にて、第２に、流体入口及び出口４及び６の間にて、一次流体の通路となる底部内部設備２６と、
− 外被２に固定された、一次流体の循環器２８と、を備えている。

外被２は、容器３０を備え、容器内には、熱交換器１２と、マニホールド１４，１６，１８，２０とが配置され、容器は頂部に向けて開口部３２を備え、容器３０の開口部３２を漏れ無く閉じる、着脱可能な閉鎖頭部３４を備えている。

容器３０は、軸線Ｘに対して同軸的な、円筒形の頂部シェル３６と、シェル３６の下方に配置され、シェル３６に比べてわずかに小さな直径である、軸線Ｘに対して同軸的な、円筒形の底部シェル３８と、シェル３６及び３８の間に介在された円錐台のシェル４０と、シェル３８の底部を閉じる丸い底部４２とを備えている。

シェル３６の頂部自由縁は、開口部３２を取り囲み、フランジ４４を形成している。

閉鎖頭部３４は、上方向のドーム形であり、容器３０のフランジ４４と相補的なフランジ４６を形成してなる自由縁を備えている。軸線Ｘを含む平面において、閉鎖頭部３４は、実質的に楕円の一部分を構成するような、頂部壁の部分を備えている。

図１１から分かるように、閉鎖頭部３４を容器３０に堅固に固定するために、８０本のタイロッド５０をフランジ４６に形成された孔５２に係合させ、フランジ４４に形成されたネジ付きオリフィス５４に螺入させる。フランジ４６は、極めて漏れの無い金属製のガスケット５５、例えば、登録商標“Ｈｅｌｉｃｏｆｌｅｘ”にて販売されているタイプのガスケットを支持し、閉鎖頭部３４と容器３０とが互いに固定されたとき、両者の間に密封を提供する。

二次流体の入口８は、共通する円周にて、シェル３６の底部に設けられる。それらのすべての４つは、図４に示すように、シェル３６の半分に配置される。これらの入口は円形であり、互いに４２゜にて配置された軸線を有する。

二次流体の出口１０は、頂部シェル３６の頂部に形成され、前記シェルの共通する円周に位置している（図３）。これらは、シェル３６における入口８と同じ半分に位置している。入口と同様に、これらの出口１０は円形であり、それらの軸線は４２゜だけ間隔を隔てている。

底部シェル３８は単一のタッピング箇所を有し、これを通して、一次流体の入口４及び出口６が設けられる。図２に示すように、入口４と出口６とは同軸的になっていて、出口６が入口４を取り囲んでいる。

丸い底部４２は、下向きに膨らんでいて、軸線Ｘを中心とする丸い中央開口部を有し、その中には循環器２８が固定されている。

図５から分かるように、８つの熱交換器１２が、軸線Ｘを中心として円形に配置され、これらは軸線のまわりに規則的に分配されている。

熱交換器１２は、プレートタイプの熱交換器である。それぞれの熱交換器１２は、８つの互いに同一なモジュール５６の垂直な積み重ねから構成される。

図７に示すように、それぞれのモジュール５６は、矩形の平行六面体の形態になっている。それぞれのモジュール５６は、一次流体のための入口及び出口のスロット６０及び６２と、機械加工された二次流体のための入口及び出口のスロット６４及び６６との両方を有してなる外被５８を備え、また、軸線上の積み重ねとして、外被５８の内部に配置された、複数のプレート６７を備えている。

スロット６０及び６２は、外被５８における２つの反対側の面に配置され、それぞれ、組立体１の内側と外側とに向いている。スロット６４及び６６は、外被５８における２つの実質的に半径方向の反対側の面に形成されている（図６Ａ乃至図６Ｃ）。

積み重ねられたプレート６７は、それらの間に、複数の一次流体の流路を形成し、流路は、スロット６０からスロット６２へと半径方向に延びている。

また、プレート６７は、互いの間に、複数の二次流体の流路を形成し、流路は、スロット６４からスロット６６へと実質的に円周方向に延びている。スロット６４は、スロット６６から半径方向外方にオフセットしていて、二次流体は、図６Ｂに示すように、Ｚ字形の経路に従って、モジュール５６を通過することを理解されたい。

一次流体と二次流体との流路は、モジュール５６の内部において交互に重ねられ、流体間の熱交換の効率を高めている。

一次流体のための半径方向の流路は、モジュール５６における２つの半径方向の面に沿っては開いていないので、二次流体は、スロット６４及び６６を介して前記流路に浸透することはない。同様に、二次流体のための実質的に円周方向の流路は、モジュール５６における内面及び外面に沿っては開いていないので、一次流体は、スロット６０及び６２を通って、これらの流路には浸透することはない。

図７に示すように、矩形のモジュール５６は、熱交換器１２の軸線の全高に沿って、機械加工された角部を有している。また、熱交換器１２は、鍛造されて機械加工された金属棒６８を、モジュール５６の機械加工された角部に配置されて有している。これらの棒６８は、熱交換器１２の軸線の全高にわたって延びている。モジュール５６は、それぞれの外被５８を介して互いに溶接され、また、金属棒６８に溶接されている。

それぞれの棒６８は、モジュール５６における機械加工された部分に配置された、軸線Ｘに対して垂直であるような矩形部分の主たる部分７０と、モジュール５６に対して円周方向に突出してなるフランジ７２との両方を有している。

図７、図８Ａ、及び図８Ｂに示すように、主たる部分７０は、２つの軸線溶接線７４及び７６に沿って、対応するモジュール５６に溶接されている。線７４は、モジュール５６の半径方向の面に沿って延び、線７６は、モジュール５６の内面に沿って又は外面に沿って延びている。

空の軸線通路７８は、モジュール５６において、及び、棒６８における溶接線７４及び７６の後方において、その全長にわたって、機械加工されることを理解されたい。これらの空の通路７８が存在することで、溶接７４及び７６の品質を超音波によって確認することができる。

フランジ７２は、所定の曲率半径Ｒをもってモジュール５６の半径面に結合され、曲率半径Ｒは、棒６８の応力を低下させるように定められることを理解されたい。

モジュール５６は、溶接線７９に沿って、互いに溶接される。これらの溶接線７９は、頂部及び底部にて、モジュール５６の内側及び外側の半径面を形成している縁部に従っている。

組立体１は、入口チャンバ２２を介して二次流体の入口８に連通してなる、４つの軸線入口マニホールド１８と、出口チャンバ２４を介して二次流体の出口１０に連通してなる、４つの軸線出口通路２０とを有している。

図５に示すように、マニホールド１８及び２０は、熱交換器１２の間に円周方向に介在される。軸線入口及び軸線出口のマニホールド１８及び２０は、中心軸線Ｘのまわりに交互に配置され、中心軸線Ｘのまわりに順に、熱交換器１２、軸線入口マニホールド１８、熱交換器１２、軸線出口マニホールド２０、熱交換器１２、軸線入口マニホールド１８などのように見い出される。

それぞれの軸線マニホールド１８及び２０は、リングの扇形の形態からなる、軸線Ｘに対して垂直な部分を有し、それぞれ円周形のシート８０及び８２によって、内側に向けて、及び外側に向けて形成され、前記マニホールドを間に延在させている熱交換器１２の半径面によって側面に向けて形成されている。

所定の軸線マニホールド１８又は２０における内側及び外側のシート８０及び８２は、マニホールドに隣接した２つの熱交換器１２における棒６８のフランジ７２に突き合わせて溶接されている。フランジ７２の形状は、これらのフランジが、内側又は外側のシート８０又は８２と連続して配置されるように定められる（図８Ａ及び図８Ｂ）。

モジュール５６は、入口窓６４が軸線入口通路１８に開かれ、出口窓６６が軸線出口通路２０に開かれるように向けられている。

また、組立体１は、軸線Ｘに沿って延び、一次流体の入口４と連通してなる中央マニホールド１４と、一次流体の出口６に連通してなる環状通路１６とを具備している。

中央マニホールド１４は、熱交換器１２の内側を半径方向に延び、モジュール５６の底面によって、及び内側シート８０によって形成されている。実質的に円形である、軸線Ｘに対して垂直な部分を有している。窓６０は、中央マニホールド１４に開かれている。

環状マニホールド１６は、熱交換器１２のまわりにて、熱交換器の半径方向外側に延びている。環状マニホールドの内側は、外側シート８２と、モジュール５６の外面とによって形成されている。窓６２は、環状マニホールド１６に開かれている。

二次流体のための入口及び出口チャンバ２２及び２４は、それぞれ、熱交換器１２の下方と、熱交換器１２の上方とに配置されている（図１及び図２）。

中央マニホールド１４は、熱交換器１２の下方に配置された、中間的な円筒形セグメント８４の形態にて、軸線方向下向きに延びている。同様に、環状マニホールド１６は、中間的な円筒形セグメント８４を取り囲む、中間的な環状セグメント８６の形態にて、軸線方向下向きに延びている。

入口チャンバ２２は、環状の形状であり、二次流体の入口８の軸線高さに配置されている。入口チャンバは、中間的な円筒形セグメント８４を取り囲み、中間的な環状セグメント８６の半径方向内側に延びている。入口チャンバ２２は、円筒形の壁８５によって、半径方向外方に形成されている。

さらに、組立体１は、熱交換器１２を越えて、軸線方向上方へマニホールド１４を延びてなる、点検通路８８を具備している。この点検通路８８は、着脱可能なハッチ９０によって、中央マニホールド１４から隔離されている。点検通路は、別の着脱可能な点検ハッチ９２によって、上方において閉じられている。

出口チャンバ２４も環状の形状であり、点検通路８８を取り囲んでいる。

軸線入口通路１８は、下向きに開かれて、入口チャンバ２２と連通している。それらは、上方に閉じられて、出口チャンバ２４から隔離されている。逆に、軸線出口通路２０は、下向きに閉じられて、入口チャンバ２２から隔離され、それらは、上方に開かれて、出口チャンバ２４と連通している。

環状マニホールド１６は、上方に閉じられて、出口チャンバ２４とは連通していない。

本発明の別の重要な観点によれば、熱交換器１２と、入口及び出口チャンバ２２及び２４と、マニホールド１４，１６，１８，２０とは、機械的なサブアセンブリ９４に統合されて、これを単一部品として外被２から取り出すことができる。このサブアセンブリは、図９に示されている。

サブアセンブリ９４は、軸線Ｘを中心とする、略円筒形の形状である。

サブアセンブリ９４は、上方は平面の円形プレート９６にて形成され、半径方向外方は円筒形の外被９８にて形成され、下方は、円筒形の外被９８から下向きに延びて収束してなる円錐台の外被１００にて形成されている。頂部プレート９６は、出口チャンバ２４の頂部を形成している（図１及び図２）。点検通路８８は、上方へ延びて、サブアセンブリ９４を把持するためのマッシュルーム形状の部分１０２を形成してなるプレート９６の上方に突出している。ハッチ９２は、頂部プレート９６と同じ高さに位置している。

また、サブアセンブリ９４は、係合リング１０４を備え、頂部プレート９６を取り囲み（図９）、外被９８に対して半径方向外方へ突出している。その下側において、このリング９６は、支持面１０６を形成している。半径方向内側において、フランジ９４は、相補的な支持面１０８を有し、サブアセンブリ９４が容器３０の内部に配置されると、支持面１０８に対して支持面１０６が載置される。

また、サブアセンブリ９４は、マッシュルーム形状の部分１０２からリング１０４へ向けて半径方向に延びる４つの補強体１０８を有している。

外被９８は、半径方向外方に、出口チャンバ２４及び環状マニホールド１６を形成し、特に、前記マニホールドの中間的セグメント８６を形成する。外被には、上方部分の４つの円形孔１１０と、下方部分の４つの円形孔１１２とが穿設され、それぞれ、サブアセンブリ９４が外被２の中に配置されたときには、二次流体の出口１０と二次流体の入口８とに合致して配置される。

また、サブアセンブリ９４は、環状の水平床１１４（図１及び図２）を有し、入口チャンバ２２の底部を形成し、中央及び環状のマニホールド１４及び１６のそれぞれのセグメント８４及び８６の間に延びている。

さらに、中央マニホールド１４は、軸線Ｘの底部円筒形セグメント１１６の形態であるセグメント８４の下方に延び、自由縁１１８によって下向きに終端している（図２）。

円錐台の外被１００は、底部セグメント１１６を取り囲み、軸線Ｘの円筒形リム１２０によって下向きに終端している。環状マニホールド１６における環状セグメント８６は、底部セグメント１１６と円錐台の外被１００との間に、下向きに開いている。

図１から分かるように、サブアセンブリ９４は、補強シェル１２２を具備し、底部セグメント１１６のまわりに配置され、一次流体がこれを通って流れるように孔が開けられている。この底部シェル１２２は、頂部にて床１１４に溶接され、底部にて円錐台のシェル１００に溶接されている。半径補強体１２４は、床１１４と、円錐台のシェル１００と、底部シェル１２２とに、同時に溶接され、サブアセンブリ９４の底部部分の剛性を高めている。

外側円筒形シェル１２６（図１２）は、円錐台の外被１００の下側に溶接されている。それは、容器３０の円錐台のシェル４０の近くに延びている。この外側シェルは、円錐台の外被１００と、外側シェル１２６との両方に溶接された、６つの半径補強体１２８によって補強されている。それらの間において、これらの補強体１２８は、図１２に示すように、３つのキー１３０を支持していて、容器３０のシェル４０に形成された、軸線溝部１３２と協働する。キー１３０と溝部１３２とは、軸線Ｘを中心として、互いに１２０゜に配置され、軸線Ｘを中心とした回転について、サブアセンブリ９４を割り出す。

出口チャンバ２４は、図１０Ａに示すように、外側及び内側スリーブ１４０及び１４２を介して、漏れの無いやり方にて、二次流体出口１０に結合されている。外側スリーブ１４０は、出口１０に溶接された環状部分１４４に螺着されている。外側スリーブは、管状の形状であり、出口１０から内側へ向けて延び、外被９８の孔１１０に係合する。固定ネジ１４６は、出口チャンバ２４の内側からアクセス可能になっている。

孔１１０は、外被９８から出口チャンバ２４の内側へ向けて突出してなる縁部１４８によって取り囲まれている。内側スリーブ１４２は、管状の形状であり、外側スリーブ１４０と突出縁部１４８との間に介装されている。それは、ネジ１５０によって、突出縁部１４８の自由端に固定されている。

登録商標“Ｈｅｌｉｃｏｆｌｅｘ”にて販売されているような、公知のタイプの極めて漏れの無い金属製のガスケットが、第１に、外側スリーブ１４０とリング形状部分１４４との間に、第２に、内側スリーブ１４２と突出縁部１４８との間に、介装される。

さらに、管状のベローズ１５４が、漏れの無いやり方にて、スリーブ１４０及び１４２を相互に結合している。スリーブ１４０及び１４２は、軸線Ｘに対する半径方向に、互いに自由に摺動し、密封は、ベローズ１４４によって維持される。

ラギングブロック１５６は、ベローズ１５４及びネジ１４６を、出口チャンバ２４から出口１０へ向けて流れる二次流体から隔離する。

入口チャンバ２２は、上述した外側及び内側スリーブ１４０及び１４２に類似した、外側及び内側スリーブ１５８及び１６０によって、漏れの無いやり方にて、入口８に結合されている（図１０Ｂ）。それにもかかわらず、この例においては、突出縁部１４８が、外被９８から円筒壁８５を越えて、入口チャンバ２２の内部に延びていることを理解されたい。円筒壁８５は、突出縁部１４８に溶接されている。従って、突出縁部１４８は、入口チャンバ２２から、マニホールド１６の環状中間セグメント８６を通って、外被９８へと至る、漏れの無い通路を提供するように働く。さらに、外側及び内側スリーブ１５８及び１６０とベローズ１５４とは、組立体１の入口における二次ガスが適度な温度であるならば、外被材で覆われない。

点検通路８８は、大きな開口部（１６３）を有し、出口チャンバ２４を係脱させるためのシステムへのアクセスを与える。マニホールド１４の中間的セグメント８４は、入口チャンバ２２に連通してなる点検孔１６４を有している（図２）。この点検孔１６４は、着脱可能なハッチによって、漏れの無いやり方にて、閉じられる。着脱可能なハッチを備えた点検孔（図示せず）は、軸線出口通路２０のひとつから、環状通路１６へのアクセスを与える。

底部内側設備２６は、軸線Ｘを中心として同軸的な、底部入口及び出口マニホールド１７０及び１７２を備え、それぞれ、一次流体の入口４及び出口６と連通している（図２）。底部出口マニホールド１７２は、底部入口マニホールド１７０を取り囲んでいる。底部入口マニホールド１７２は、底部出口マニホールド１７２を通り抜ける半径方向の配管１７４によって、入口４に結合されている。マニホールド１７２は、漏れの無いやり方にて、配管１７４のまわりに溶接されている。

底部入口及び出口マニホールド１７０及び１７２は、いずれも、上方のフランジ１７６にて終端しており、フランジは、漏れの無いやり方にて、単なる相互係合によって、中央マニホールド１４の自由縁１１８と、円錐台の外被１００の縁部１２０とを受けるのに適している。内側へ向けて、フランジ１７６は、自由縁１１８及びリム１２０をガイドするように働く、円錐台の支持面を有している。さらに、縁とリムとは、外側金属ガスケットを支持しており、フランジ１７６の内側面と、漏れの無い接触を提供している。

底部出口マニホールド１７２は、軸線Ｘに対して垂直に延びる底部壁１７８によって、下向きに閉じられる。底部入口マニホールド１７０は、軸線Ｘのまわりに、底部壁１７８まで延びてなる円筒形シェル１８０を備え、軸線Ｘに対して垂直なそれ自体の底部壁１８２を備え、配管１７４と底部壁１７８との中間レベルにて、シェル１８０を閉じている。

底部壁１７８には、循環器２８の吸入側を受ける、中央開口部１８４が穿設されている。また、シェル１８０は、底部壁１８２の下方に貫通開口部１８６を有し、従って、一次流体が、底部出口マニホールド１７２から、開口部１８６を通って、底部壁１７８及び１８２の間に延びる体積に入り、循環器２８の吸入側に通じる経路が作られる。

さらに、底部内部設備２６は、上方へ収束している別の円錐台シェル１８８を具備し、その大きなベースは容器３０の底部シェル３８に溶接され、その小さなベースは底部出口マニホールド１７２のまわりに溶接されている。円錐台のシェル１８８は、貫通開口部１９０を有している。これらの開口部は、底部入口及び出口マニホールド１７０及び１７２の下方の体積を、前記底部マニホールドのまわりに位置する体積に連通させている。

一次流体の出口６は、底部マニホールド１７０及び１７２のまわりに位置する体積に直接開かれている。

循環器２８は、一次流体を、丸い底部壁４２の半径開口部に通して送り、一次流体は、開口部１９０を通して、出口６を介して、上方へ流れるのに適している。

最後に、容器３０は、底部シェル３８に一体化されて溶接された、３つの支持ブロック１９４を具備している。ブロック１９４は、軸線Ｘを中心として、互いに１２０゜に配置されている。図１３に示すように、組立体１は、組立体１が配置されるセル１９７の壁から突出してなる、コンクリートの基礎１９６の上に、ブロック１９４を介して載置される。

バトレス１９８は、セルの壁と容器３０の頂部シェル３６との間に介装され、組立体１を垂直位置に安定化させるように働く。

組立体１における最も高温の部分は、外被材で覆われ、例えば、Ａｌ₂Ｏ₂の繊維又は炭素繊維からなるブロックによって覆われる。これらの部分は、公称動作において、８００℃に近いか、それ以上の温度にて動作する。それらは、配管１７６、底部入口マニホールド１７０、中間及び底部セグメント８４及び１１６を含む中央マニホールド１４、軸線出口マニホールド２０、出口チャンバ２４、及び出口チャンバ２４を二次流体出口１０に結合しているスリーブ１４０及び１４２を備える。

外被２は、約２７メートル（ｍ）の全高と、約７ｍの直径とを有する。円筒形の外被９８は、約６３００ミリメートル（ｍｍ）の直径を有する。

それぞれの熱交換器１２は、約４８００ｍｍの軸線高さと、約１３００ｍｍ半径深さと、約５６０ｍｍの円周幅とを有する。それぞれのモジュール５６は、約６００ｍｍの高さを有する。

中央マニホールド１４の直径は、約２８００mmである。直径は、軸線マニホールド１８及び２０を形成する内側シート８０が可撓性を有し、それぞれの円周方向の展開長さが、軸線Ｘに対して垂直な平面に熱交換器１２が与える変形に充分に適合するように定められる。

環状マニホールド１６の半径深さは、約５００ｍｍである。半径深さは、熱交換器１２の外面に点検及び／又は修理を実行すべく、オペレータが環状マニホールド１６の内部に通れるように定められる。

二次流体の入口８は、少なくとも８５０ｍｍの内径を有し、二次流体の出口１０は、少なくとも１ｍの内径を有する。

組立体１の寸法は、例えば、一次流体の圧力が約５０バールで、一次流体の流量が約２００キログラム／秒（kg/s）で、二次流体の流量が約６００（kg/s）で、一次流体と二次流体との間の通常運転における圧力差が約５バールに定められる。

以下、組立体１を通る一次流体及び二次流体の流路について説明する（図１）。

一次流体は、入口４を介して組立体１に入り、配管１７４を通過して、底部入口マニホールド１７０に入ってから、中央マニホールド１４に入る。一次流体は、中央マニホールド１４から、中央マニホールドのまわりに分配された様々な熱交換器１２に送られ、熱交換器を半径方向に通過して、環状マニホールド１６に至り、このとき、熱の一部分を二次流体に伝える。次に、一次流体は、環状マニホールド１６に沿って下向きに流れ、その底部部分８６に沿って、孔の開いたシェル１２２の開口部を通過し、次に、中央マニホールド１４の底部セグメント１１６のまわりを流れて、次に、底部マニホールド１７０と底部マニホールド１７２との間を通過する。その後に、一次流体は、シェル１８０の開口部１８６を通過し、循環器２８に吸入され、半径方向に送られて容器３０の底部に入る。その後に、円錐台のシェル１８８の開口部１９０を通過し、入口４のまわりに形成された出口６を介して、組立体１から排出される。

二次流体は、入口８を介して組立体１に流入し、スリーブ１５８及び１６０を通って入口チャンバ２２へ至り、次に、入口チャンバ２２から様々な軸線入口マニホールド１８に分配される。二次流体は、円周方向に熱交換器１２を通り抜けて、軸線出口マニホールド２０に集められる。二次流体は、マニホールド２０に沿って、軸線方向に出口チャンバ２４へ至り、チャンバ２４から様々な出口１０に送られる。

組立体１の保守の手順は以下の通りである。

熱交換器１２に対して小さな作業を実行する場合、例えば、一次流体又は二次流体の流路の詰まりに対しては、オペレータは、熱交換器を外被２の内側の所定位置に維持したままで、熱交換器１２に直接作業する。

この目的のために、閉鎖頭部３４は、初めに、外被２から取り外される。その後、オペレータは、ハッチ９２を開き、点検通路８８に入る。修理を、軸線出口通路２０に向けて面した熱交換器１２の面に対して行う場合には、オペレータは、開口部１６３（図２）を通り抜けて、出口チャンバ２４へと入り、次に、チャンバ２４から適切な軸線出口マニホールドの内側へ降りる。

修理を、熱交換器１２の外面に対して行う場合には、オペレータは、点検孔を有する軸線出口通路２０を介して、チャンバ２４から環状マニホールド１６に入り、マニホールド１６から修理を実行する。

熱交換器１２の内面に作業を行う場合には、オペレータは、ハッチ９０を開いて、点検通路８８から中央マニホールド１４へ行く。修理は、中央マニホールド１４から実行する。

軸線入口マニホールド１８に面した熱交換器１２の側部に対して作業を実行する場合には、オペレータは、中央マニホールド１４に沿って中間セグメント８４へと降りて、ハッチ１６４を開き、入口チャンバ２２に入り、チャンバ２２から適当な軸線入口マニホールド１８の内部へ登る。

熱交換器１２に対して大規模な修理を行う場合、例えば、モジュール５６を交換する場合には、初めに、容器３０からサブアセンブリ９４を取り出すことが必要になる。この目的のために、組立体１が配置されたセル１９７の上方には、保守セル２００（図１３）が設けられている。これらの２つのセルは、開口部２０２を介して連通し、組立体１の上方に延在する隔離ハッチ２０３によって閉じられている。

初めに、組立体１の頂部部分のまわりに、密封リング２０４を配置する。ガスケットは、第１に、リング２０４と容器３０のフランジ４４との間に、第２に、リング２０４とハッチ２０２の周囲の縁部との間に、シールを提供する。シールリング２０４の上方には、ビニールソックス２０６が配置され、セル２００内のブリッジクレーン２０１の持ち上げ梁から吊下される。

閉鎖頭部３４は、初めに、クレーン２０１を使用して、外被２から取り外される。その後に、外被２は、閉鎖頭部３４を取り外したまま、ハッチ２０３を所定位置に配置することで、保守セル２００から隔離される。ビニールソックス２０６を所定位置に配置して、ハッチ２０３が開かれた後に、オペレータは、ハッチ９２及び開口部１６３を通って、出口チャンバ２４の中に入る。オペレータは、スリーブ１４０及び１４２を保護しているラギングブロック１５６を取り外し、適当な工具を用いて、ネジ１４６及び１５０を緩める。いったん、スリーブ１４０及び１４２を解放したならば、オペレータは、（特殊工具を用いて）スリーブを出口チャンバ２４の内側に引き入れる。オペレータは、すべての４つの二次流体出口１０について、この作業を進める。

その後に、オペレータは、ハッチ９０及び１６４を介して、入口チャンバ２２に入る。オペレータは、二次流体の入口８を入口チャンバ２２に結合しているスリーブ１５８及び１６０を解放し、特殊工具を使用して、スリーブをチャンバの内側に引き入れる。

そして、オペレータは、組立体１から去る。

次に、クレーン２０１の梁を、サブアセンブリ９４のマッシュルーム１０２に結合させる。そして、サブアセンブリは、クレーン２０１の梁を上昇させて持ち上げられ、それにより、容器３０からサブアセンブリを引き抜き、サブアセンブリは、ハッチ２０２を通して持ち上げられて、セル２００に入る。サブアセンブリは、ビニールソックス２０６の内側に配置され、再びハッチ２０２を閉じることで、外被１から隔離される。次に、クレーンは保守セル２００の内側にて動いて、サブアセンブリ９４を適当な応接台の上に降ろす。そして、セル２００内にて、大規模な保守作業が実行される。

サブアセンブリ９４は、上述した手順とは全く逆の手順によって、容器３０の内部の所定位置に戻される。

サブアセンブリ９４は、所定位置に戻されるとき、軸線Ｘを中心とする回転について案内されることを必要とし、割り出しキー１３０が適切な溝部１３２と係合する。

いったん、フランジ１０４の支持面１０６が、容器３０における相補的な支持面１０８に支持されると、クレーン２０１の梁は、把持マッシュルーム１０２から係脱される。

保守セル２００は、複数の組立体１に共通するものでも良く、すべてが同一の原子炉のために働くか、または、複数の異なる原子炉のために働く。

上述した組立体は、多数の利点を有する。

軸線マニホールド１８及び２０は、入口及び出口チャンバ２２及び２４に開かれて、それらは、二次流体の入口及び出口８及び１０と機械的に直接結合されることがない。この構成は、容器に結合された入口及び出口８及び１０と熱交換器のサブアセンブリ９４に属するチャンバ２２及び２４との間の異なる膨張の観点から好ましく、それにより、これらの結合部に働く熱機械的な応力を著しく制限する。

熱交換器１２と軸線出口及び入口マニホールド１８及び２０の配置は、マニホールド１８及び２０にそれぞれ大きな貫通部分を与えることができる。これらのマニホールドに沿って流れる二次流体の軸線速度は、例えば、１０メートル／秒（ｍ／ｓ）から２０ｍ／ｓの範囲である。他の熱交換器のデザインにおいては、これらの速度は、６０ｍ／ｓまでになる。通常の運転中に、それぞれのマニホールド５６の二次流体の入口及び出口６４及び６６の間における液圧平衡を維持するためには、遅い速度が好ましい。また、これらの小さな速度によれば、所定の軸線マニホールド１８に沿って積み重ねられた様々なモジュール５６において、二次流体が均一に分布することを可能にし、熱水力学的な観点から、過渡的動作中にも好ましい。熱交換器１２の総合的な効率が改善される。

また、マニホールドの熱機械的な挙動も特に好ましい。軸線マニホールド１８及び２０は、可撓性である、内側及び外側の円周シート８０及び８２によって形成されていて、熱交換器１２によって与えられた応力の効果の下で、容易に変形する。熱交換器１２は、シート８０及び８２に比べて非常に堅固なブロックであり、このことは、変形がシートに課されることを意味する。シート８０及び８２は、曲率半径の大きな薄いシェルを構成し、それにより、大きな量の可撓性を与える。

入口及び出口チャンバ２２及び２４は、大きなサイズであり、内部に仕切を有していない。その結果、入口チャンバは、様々な軸線入口マニホールド１８に、二次流体を均一に分布させる。さらに、それらの大きな貫通部分のために、これらのチャンバは、二次流体の流れに対してほとんど抵抗を示さない。それらは、入口８及び出口１０に容易なアクセスを提供するので、スリーブ１４０，１４２，１５８，１６０を、入口８及び出口１０から、容易かつ迅速に係脱することを可能にする。

最後に、チャンバは内部の仕切を全く有しないので、すべての入口８及び出口１０を外被２における同一の側に配置することが可能になる。

従って、組立体１をセル９７のひとつの壁に接近させて配置することが可能になるが、というのは、二次流体のための入口及び出口の配管は、すべて、該壁から離れて配置されるためである。

熱交換器と主たる一次及び二次流体の流れマニホールドとのすべてを含むサブアセンブリ９４は、単一部品として、外被２から引き抜くことができる。この作業は、特に簡単で便利な方法で実行され、閉鎖頭部３４を取り外して、スリーブ４０及び４２を入口及び出口チャンバ２２及び２４の中に引っ込めた後、熱交換器組立体１の上方に位置する保守セルにあるクレーンを使用する。スリーブ４０及び４２は、特殊工具を使用して、迅速かつ容易に引っ込められ、オペレータが曝される放射線量は小さい。

いったん、スリーブ１４０及び１４２が引っ込められると、単に互いの係脱及び係合によって、サブアセンブリ９４は、外被２から引き抜かれ、再挿入される。

底部マニホールド１７０及び１７２は、サブアセンブリが所定位置に戻されるとき、サブアセンブリ９４の底部部分を案内するのに適合した形状のフランジ１７６を有している。中央マニホールド１４と環状マニホールド１６とは、単に垂直方向に互いに係合させるだけで、底部マニホールド１７０及び１７２に、漏れの無いやり方で結合される。

大規模な保守作業は、適当な設備の取り付けられた、特殊な保守セル内にて、便利なやり方で、熱交換器１２に対して実行される。

さらに、小さな修理は、もとの場所で、すなわち、サブアセンブリ９４を外被２から引き抜くことなく、熱交換器１２に対して実行される。中央マニホールド、環状マニホールド、及び軸線入口及び出口マニホールドは、オペレータが入って作業できるような、充分に大きいサイズの部分を有する。熱交換器１２は、修理のために、すべての４つの面からアクセス可能である。

それぞれの熱交換器１２を構成しているモジュール５６は、これらのモジュールの上下、内外、及び半径面を形成する縁部に沿って、互いに溶接される。モジュール５６の機械加工された角部に配置された棒６８の存在によって、角部の溶接は省略される。

内側及び外側の円周シート８０及び８２は、棒６８のフランジ７２に溶接される。この溶接は、モジュール５６から所定距離に位置し、Ｘ線を用いた実用的な方法で点検される。

熱機械的応力が最大となる臨界領域Ｃは（図９Ａ及び図９Ｂ参照）、フランジ７２と、棒６８の主たる部分７０との間の接合部に位置し、この領域は、溶接部ではなく、棒６８の材料内に延びる。

最後に、フランジ７２は、臨界領域Ｃの熱機械的応力の関数として最適化される曲率半径（Ｒ）を介して、モジュール５６の半径面に結合される。

これらの様々な構造的な配置は、熱交換器１２が、特に良好に、熱機械的応力に耐えられるようにする。

上述した熱交換器組立体には、多数の変形例が存在する。

従って、例えば、熱交換器１２は、プレートタイプの熱交換器である必要はなく、管とシェルとを有するタイプの熱交換器でも良い。

循環器２８は、容器３０の底部に配置する必要はなく、閉鎖頭部３４に固定しても良い。その場合には、一次流体が熱交換器１２を去るときの経路を変更することが必要になる。環状マニホールド１６は、循環器２８に向けて上方へ延び、一次流れを循環器２８に導く上昇部分と、一次流れを循環器２８から出口６に導く下降部分とを形成するように仕切られる。

これは、サブアセンブリ９４を取り外すことをより複雑にするが、というのは、外被２から閉鎖頭部３４を取り外す前に、循環器２８を取り外すことから始めることが必要になるためである。

熱交換器組立体は、８つよりも多い又は少ない数の熱交換器１２を有していても良い。

二次流体の入口８を、頂部シェル３６の頂部に配置して、二次流体の出口１０を、熱交換器１２の下方に配置しても良い。

一次流体は、入口４から、環状マニホールド１６内の熱交換器１２に向けて流れ、中央マニホールドを介して、熱交換器から出口６へと戻る。

一次流体は、入口チャンバ２２から軸線通路１８及び２０を通って出口チャンバ２４へと流れ、二次流体は、中央マニホールド１４と環状マニホールド１６を通って流れても良い。

一次流体は、実質的に純粋なヘリウムである必要はなく、ヘリウムと窒素との混合物でも良い。また、一次流体は、主として水から構成されていても良い。

二次流体は、実質的に純粋なヘリウムであるか、または、ヘリウムと窒素との混合物である（例えば、２０％のヘリウムと８０％の窒素、又は４０％のヘリウムと６０％の窒素。）。また、二次流体は、主として水から構成されて、熱交換器組立体の内部で蒸発しても良い。そうした状況においては、熱交換器は、蒸気発生器として機能する。

上述した熱交換器組立体１は、互いに独立して保護されるために適した、複数の独自の観点を有することを理解されたい。

従って、組立体１は、たとえ、軸線マニホールド１８及び２０が、２２及び２４のようなチャンバを介してではなく、結合配管を介して入口８及び出口１０に結合されていたとしても、サブアセンブリ９４のように、単一部品として引き抜くことができる機械的なサブアセンブリを有することが可能である。そうした状況においては、結合配管における終端部分は、例えば、閉鎖頭部３４と熱交換器１２との間の空のスペースから、及び、円錐台の外被１００と熱交換器１２との間の空のスペースから、入口及び出口８及び１０から手作業で係脱されるのに適しているべきである。これらの終端部分は、結合配管の内側に引っ込められ、または、完全に分離されて、オペレータによって、外被２から手作業にて引き抜かれる。

同様に、組立体１は、軸線マニホールド１８及び２０をチャンバ２２及び２４によって入口８及び出口１０に結合させずに、上述した種類の棒６８を備えてなる熱交換器１２を有することも可能であり、及び／又は、組立体１は、取り外せるサブアセンブリ９４を具備していないことも可能である。

本発明による熱交換器組立体を示した斜視図であって、組立体の内部部分が見えるように破断している。 図３の断面II−IIに沿った、図１の組立体の軸線断面図である。 図２の断面III−IIIに沿った、図２の組立体を軸線に対して垂直に示した断面図である。 図２の断面IV−IVに沿った、図２の組立体を軸線に対して垂直に示した断面図である。 図２の断面Ｖ−Ｖに沿った、図２の組立体を軸線に対して垂直に示した断面図であって、熱交換器の配置を示している。 図６Ａ及び図６Ｂは、図５の熱交換器を通る第１及び第２の流体のそれぞれの流れ方向を示した模式図であり、図６Ｃは、図５の熱交換器のプレートを示した分解図である。 図１及び図２の熱交換器のモジュールを示した斜視図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、図７のVIIIＡ及びVIIIＢの部分を示した拡大図である。 図１の組立体を示した分解図であって、熱交換器及びマニホールドからなる、着脱可能な機械的サブアセンブリを、外被の底部部分から取り外して示していて、前記外被は、一部を破断して示している。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、図２のＸＡ及びＸＢの部分を示した拡大図である。 図２のＸＩの部分を示した拡大図である。 図２のＸIIの部分を示した拡大図である。 図１０の機械的サブアセンブリを外被から引き抜くために、原子炉で実現される手段を要約した模式図である。

Claims (25)

1. 第１の流体と第２の流体との間にて熱交換するための熱交換器組立体（１）であって、組立体が、
   中心軸線（Ｘ）を有し、第１の流体のための少なくともひとつの入口（４）及び出口（６）と、第２の流体のための少なくともひとつの入口（８）及び出口（１０）とを備えてなる外被（２）と、
   中心軸線（Ｘ）に沿って延在し、第１の流体のための入口（４）及び出口（６）のうちの一方と連通してなる中央マニホールド（１４）と、
   中央マニホールド（１４）のまわりに配置され、第１の流体のための入口（４）及び出口（６）のうちの他方と連通してなる環状マニホールド（１６）と、
   中心軸線（Ｘ）のまわりに配置され、中央マニホールド（１４）と環状マニホールド（１６）との間にて半径方向に介在されてなる複数の熱交換器（１２）と、
   第２の流体のための入口（８）と連通してなる複数の軸線入口マニホールド（１８）と、第２の流体のための出口（１０）と連通してなる複数の軸線出口マニホールド（２０）とであって、軸線入口マニホールド及び軸線出口マニホールド（１８，２０）は、熱交換器（１２）の間に円周方向に介在しているような、上記軸線入口マニホールド及び軸線出口マニホールドと、を備え、
   それぞれの熱交換器（１２）は、中央マニホールドと環状マニホールド（１４及び１６）の間において第１の流体が流れるための複数の通路と、少なくともひとつの入口マニホールド（１８）から少なくともひとつの出口マニホールド（２０）へ向けて第２の流体が流れるための複数の通路とを備え、
   組立体は、熱交換器（１２）の第１の軸線端部に設けられた入口チャンバ（２２）を具備し、第２の流体のための入口（８）を、少なくとも複数の軸線入口マニホールド（１８）に連通させていることを特徴とする組立体。
2. 入口チャンバ（２２）は、環状の形状であり、中央マニホールド（１４）を取り囲んでいることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
3. 組立体は、第１の軸線端部とは反対側の、熱交換器（１２）の第２の軸線端部に設けられた出口チャンバ（２４）を具備し、第２の流体のための出口（１０）を、少なくとも複数の軸線出口マニホールド（２０）に連通させていることを特徴とする請求項１又は２に記載の組立体。
4. 組立体は、中央マニホールド（１４）の第２の端部から軸線方向に延びる点検通路（８８）を具備し、着脱可能なハッチ（９２）によって隔離され、出口チャンバ（２４）は、環状の形状であり、点検通路（８８）を取り囲んでいることを特徴とする請求項３に記載の組立体。
5. 少なくとも、熱交換器（１２）と、入口及び出口のチャンバ（２２及び２４）と、軸線入口及び軸線出口のマニホールド（１８及び２０）とは、機械的なサブアセンブリ（９４）として統合されていて、単一部品として外被（２）から取り出すことができることを特徴とする請求項４に記載の組立体。
6. 外被（２）は垂直な中心軸線を有し、外被（２）は、容器（３０）を備え、容器の内部にサブアセンブリ（９４）が配置され、前記サブアセンブリ（９４）を取り出すための開口部（３２）を頂部に向けて備え、容器（３０）の開口部（３２）を漏れ無く閉じる、着脱可能な閉鎖頭部（３４）を備えていることを特徴とする請求項５に記載の組立体。
7. 容器（３０）は、中心軸線と同軸的な円筒形のシェル（３６）を備え、第２の流体のための入口及び出口（８及び１０）を形成され、入口及び出口のチャンバ（２２及び２４）は、チャンバ（２２，２４）の中に引っ込めることができるような、着脱可能なスリーブ（１４０，１４２，１５８，１６０）によって、第２の流体のための入口及び出口（８及び１０）に漏れ無く結合されていることを特徴とする請求項６に記載の組立体。
8. スリーブ（１４０，１４２，１５８，１６０）は、チャンバ（２２，２４）の内側から取り外されるように適していることを特徴とする請求項７に記載の組立体。
9. 外被（２）は、第２の流体のための複数の入口（８）と、第２の流体のための複数の出口（１０）とを有し、これらの入口及び出口（８及び１０）は、シェル（３６）における円周の半分のひとつにまとめられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の組立体。
10. サブアセンブリ（９４）は、中心軸線（Ｘ）と同軸的な円筒形の外被（９８）を備え、出口チャンバ（２４）と環状マニホールド（１６）とを半径方向外方に形成していることを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の組立体。
11. 組立体は、底部の入口及び出口マニホールド（１７０及び１７２）を具備し、これらは同軸的であり、それぞれ第１の流体のための入口（４）及び出口（６）に連通し、これらはサブアセンブリ（９４）の下方に配置され、サブアセンブリの底部は、円筒形の外被（９８）から収束してなる円錐台の外被（１００）によって形成され、前記円錐台の外被（１００）は、中央マニホールド（１４）を取り囲み、これと協働して、環状マニホールド（１６）を形成し、底部マニホールド（１７０，１７２）は、単に互いの係合による漏れ無いやり方にて、中央マニホールド（１４）及び円錐台の外被（１００）の底部自由端を受けるのに適したフランジ（１７６）によって上方に終端していることを特徴とする請求項１０に記載の組立体。
12. 中央マニホールド（１４）は、着脱可能なハッチで閉じられる点検孔（１６４）を備え、入口チャンバ（２２）と連通し、点検通路（８８）は、出口チャンバ（２４）と連通した開口部（１６３）を備えていることを特徴とする請求項４乃至１１の何れか１項に記載の組立体。
13. 外被（２）は底部端部壁（４２）を備え、組立体（１）は、底部端部壁（４２）に固定された循環部材（２８）を具備し、環状の通路（１６）から又は中央の通路（１４）から入ってくる第１の流体を吸引し、第１の流体のための出口（６）に送出するのに適していることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の組立体。
14. 軸線入口及び軸線出口のマニホールド（１８及び２０）と、中央マニホールド（１４）と、環状マニホールド（１６）とはいずれも、オペレータが熱交換器（２２）に対して直接作業できるのに充分な貫通部分を有していることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の組立体。
15. 第１の流体のための入口及び出口（４及び６）は同軸的になっていることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の組立体。
16. 熱交換器（１２）は、中心軸線（Ｘ）を中心とした円形に、規則的に間隔を隔てて配置され、それぞれの軸線マニホールド（１８，２０）は、内側及び外側の両方が、２つの熱交換器（１２）に溶接されてなる、それぞれ内側及び外側の円周シート（８０及び８２）によって形成され、熱交換器の間に前記マニホールドが延在していることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の組立体。
17. 環状マニホールド（１６）の内側は、熱交換器（１２）によって、及び外側シート（８２）によって、形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の組立体。
18. 中央マニホールド（１４）は、熱交換器（１２）によって、及び内側シート（８０）によって、形成されていることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の組立体。
19. それぞれの熱交換器（１２）は、軸線方向に積み重ねられた、複数の熱交換モジュール（５６）から構成されていることを特徴とする請求項１６乃至１８の何れか１項に記載の組立体。
20. モジュール（５６）は、中心軸線（Ｘ）に対して垂直に、矩形の部分を備え、熱交換器（１２）の軸線全高にわたって機械加工された角部を備え、熱交換器はさらに、鍛造された及び／又は機械加工された金属棒（６８）を、機械加工された角部に配置され、モジュール（５６）が溶接されていることを特徴とする請求項１６乃至１９の何れか１項に記載の組立体。
21. それぞれの棒（６８）は、モジュール（５６）に対して円周方向に突出し、隣接する軸線マニホールド（１８，２０）に向けて突出してなるフランジ（７２）を備え、溶接された前記軸線マニホールドを形成する、内側又は外側のシート（８０又は８２）を有していることを特徴とする請求項２０に記載の組立体。
22. 第１の流体は、主としてヘリウムからなり、第２の流体は、主としてヘリウム及び／又は窒素からなることを特徴とする請求項１乃至２１の何れか１項に記載の組立体の使用。
23. 第１の流体は、主としてヘリウムからなり、第２の流体は、主として水からなり、第２の流体は、熱交換器組立体の中で気化されることを特徴とする請求項１乃至２１の何れか１項に記載の組立体の使用。
24. 第１及び第２の流体は、主として水からなり、第２の流体は、熱交換器組立体の中で気化されることを特徴とする請求項１乃至２１の何れか１項に記載の組立体の使用。
25. 第１及び第２の流体のひとつが、原子炉から来ることを特徴とする請求項２２乃至２４の何れか１項に記載の使用。

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