JPH02251095A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH02251095A JPH02251095A JP1073453A JP7345389A JPH02251095A JP H02251095 A JPH02251095 A JP H02251095A JP 1073453 A JP1073453 A JP 1073453A JP 7345389 A JP7345389 A JP 7345389A JP H02251095 A JPH02251095 A JP H02251095A
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- water vapor
- sodium
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- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 26
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 abstract description 23
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract 2
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 4
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 4
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ナトリウム冷却高速増殖炉プラント等に於い
て使用する蒸気発生器等の熱交換器に係り、特にその熱
交換器の管板形状の改良に関する。
て使用する蒸気発生器等の熱交換器に係り、特にその熱
交換器の管板形状の改良に関する。
従来の蒸気発生器等の熱交換器の管板形状は、一般に第
３図に示す如く上下両面がフラットな管板１の外周のリ
ム部２に、水蒸気側の上部鏡板３と接続する付根部４と
ナトリウム側のシェル５と接続する付根部６が一体に設
けられた形状で、管板１は付根部４を介して上部鏡板３
とボルト７により締着固定され、付根部６を介してシェ
ル５と溶接されている。
３図に示す如く上下両面がフラットな管板１の外周のリ
ム部２に、水蒸気側の上部鏡板３と接続する付根部４と
ナトリウム側のシェル５と接続する付根部６が一体に設
けられた形状で、管板１は付根部４を介して上部鏡板３
とボルト７により締着固定され、付根部６を介してシェ
ル５と溶接されている。
また近年蒸気発生器等の熱交換器の管板形状として、第
４図に示す如く管板１の水蒸気側の上面を球面状となし
、ナトリウム側の下面をフラットとなし、管板１の外周
の上部に水蒸気側の上部鏡板３と接続する付根部４とナ
トリウム側のシェル５と接続する付根部６とが一体とな
った付根部８を一体に設け、付根部４の内面は球面状の
管板１の上面を延長した球面状となし、付根部６は管板
１の外周面より離隔するように斜め下方に拡げたものか
あり、管板１は付根部４を介して上部鏡板３と、付根部
６を介してシェル５と接続されている（先行技術文献と
して、ＵＫ ＳｔｅａｍＧｅｎｅｒａｔｏｒ Ｄｅｓｉ
ｇｎ ５ｔｕｄｉｅｓ、Ｏ，Ｈａｙｄｅｍ他〜がある。
４図に示す如く管板１の水蒸気側の上面を球面状となし
、ナトリウム側の下面をフラットとなし、管板１の外周
の上部に水蒸気側の上部鏡板３と接続する付根部４とナ
トリウム側のシェル５と接続する付根部６とが一体とな
った付根部８を一体に設け、付根部４の内面は球面状の
管板１の上面を延長した球面状となし、付根部６は管板
１の外周面より離隔するように斜め下方に拡げたものか
あり、管板１は付根部４を介して上部鏡板３と、付根部
６を介してシェル５と接続されている（先行技術文献と
して、ＵＫ ＳｔｅａｍＧｅｎｅｒａｔｏｒ Ｄｅｓｉ
ｇｎ ５ｔｕｄｉｅｓ、Ｏ，Ｈａｙｄｅｍ他〜がある。
）。
ところで、蒸気発生器の管板には、ナトリウム冷却高速
増殖炉プラントの手動！・リップ、ポンプスティック事
象等の熱過渡時に厳しい熱応力が発生する。
増殖炉プラントの手動！・リップ、ポンプスティック事
象等の熱過渡時に厳しい熱応力が発生する。
前述の第３図に示す管板形状に於いては、管板と大きな
構造不連続を生じる水蒸気側の付根部４は温度勾配係数
が大きいので、その付根部４に熱応力が集中する。勿論
ナトリウム側の付根部６も温度勾配係数が大きいので、
その付根部６にも熱応力が集中する。さらに伝熱管が設
置されるリガメント部の外周のリム部２は伝熱管を付根
部６より離隔している為、温度勾配が大きく、熱応力が
生じる。
構造不連続を生じる水蒸気側の付根部４は温度勾配係数
が大きいので、その付根部４に熱応力が集中する。勿論
ナトリウム側の付根部６も温度勾配係数が大きいので、
その付根部６にも熱応力が集中する。さらに伝熱管が設
置されるリガメント部の外周のリム部２は伝熱管を付根
部６より離隔している為、温度勾配が大きく、熱応力が
生じる。
また第４図に示す管板形状に於いては、水蒸気側の付根
部４とすトリウム側の付根部６と一体となった（＝Ｊ根
部８の基部８ａは管板１の外周面の上端位置から、付根
部外周面までの半径方向の肉厚が厚いので、温度勾配が
大きく、しかも管板］との構造不連続が大きいので、熱
応力が集中する。
部４とすトリウム側の付根部６と一体となった（＝Ｊ根
部８の基部８ａは管板１の外周面の上端位置から、付根
部外周面までの半径方向の肉厚が厚いので、温度勾配が
大きく、しかも管板］との構造不連続が大きいので、熱
応力が集中する。
また管板１の外周面とナトリウム側の付根部６との間に
切欠かあるので、大型の蒸気発生器の場合、付根部８の
熱応力集中係数が大きくなる。さらにこの第４図に示す
管板形状に於いては、管板１から付根部８が外側に大き
く突出しているので鍛造品として大型化し、コスト高と
なるものである。
切欠かあるので、大型の蒸気発生器の場合、付根部８の
熱応力集中係数が大きくなる。さらにこの第４図に示す
管板形状に於いては、管板１から付根部８が外側に大き
く突出しているので鍛造品として大型化し、コスト高と
なるものである。
そこで本発明は、熱過渡時に管板に発生する熱応力を大
幅に低減する為に、構造不連続の少ない滑らかな形状の
管板を有する熱交換器を提供しようとするものである。
幅に低減する為に、構造不連続の少ない滑らかな形状の
管板を有する熱交換器を提供しようとするものである。
上記課題を解決するための本発明の熱交換器は、管板の
形状を水蒸気側を球面状となすと共に水蒸気側の上部鏡
板とフランジを介して接続する付根部の内面を球面状の
管板上面を延長した球面状となし、管板の外周のリム部
は肉厚を薄くし、ナトリウム側のシェルと接続する管板
よりも下側の付根部は前記リム部から或る曲率を持って
拡径し且つ薄肉となしたことを特徴とするものである。
形状を水蒸気側を球面状となすと共に水蒸気側の上部鏡
板とフランジを介して接続する付根部の内面を球面状の
管板上面を延長した球面状となし、管板の外周のリム部
は肉厚を薄くし、ナトリウム側のシェルと接続する管板
よりも下側の付根部は前記リム部から或る曲率を持って
拡径し且つ薄肉となしたことを特徴とするものである。
本発明の熱交換器は、上述の如く管板の形状を水蒸気側
を球面状となすと共に水蒸気側の上部鏡板と接続する付
根部の内面を球面状の管板上面を延長した球面状となし
ているので、構造不連続の少ない滑らかな形状である。
を球面状となすと共に水蒸気側の上部鏡板と接続する付
根部の内面を球面状の管板上面を延長した球面状となし
ているので、構造不連続の少ない滑らかな形状である。
従って熱応力集中係数が低減され、熱過渡時に付根部に
生じる熱応力を緩和できる。
生じる熱応力を緩和できる。
また管板の外周のリム部は肉厚を薄くしであるので、半
径方向の温度勾配が小さく、熱応力が集中することが無
い。
径方向の温度勾配が小さく、熱応力が集中することが無
い。
さらにナトリウム側のシェルと接続するイ」根部はリム
部から或る曲率を持って拡径し旦つ薄肉となしであるの
で、構造不連続の少ない滑らかな形状である。従って熱
応力集中係数が低減され、熱過渡時に付根部に生じる熱
応力を大幅に緩和できる。
部から或る曲率を持って拡径し旦つ薄肉となしであるの
で、構造不連続の少ない滑らかな形状である。従って熱
応力集中係数が低減され、熱過渡時に付根部に生じる熱
応力を大幅に緩和できる。
本発明の熱交換器の一実施例をすトリウム冷却高速増殖
炉プラントの蒸気発生器の場合を図によって説明する。
炉プラントの蒸気発生器の場合を図によって説明する。
第１図は直管型蒸気発生器の概略断面図で、５はシェル
、１１は内胴、１２は伝熱管、１３は上部管板、１４は
上部鏡板、１５は蒸気室、■６は蒸気川口、１７は下部
管板、１８は下部鏡板、１９は氷室、２０は給水人口で
ある。２１はすトリウム入口、２２はナトリウム流路、
２３はナトリウム流入窓、２４はすトリウム流出窓、２
５はナトリウム流路、２６はすトリウム出口である。尚
、２７は伝熱管のスペーサー、２８は下部管板１７の熱
遮蔽板、２９は上部管板１３の熱遮蔽板である。
、１１は内胴、１２は伝熱管、１３は上部管板、１４は
上部鏡板、１５は蒸気室、■６は蒸気川口、１７は下部
管板、１８は下部鏡板、１９は氷室、２０は給水人口で
ある。２１はすトリウム入口、２２はナトリウム流路、
２３はナトリウム流入窓、２４はすトリウム流出窓、２
５はナトリウム流路、２６はすトリウム出口である。尚
、２７は伝熱管のスペーサー、２８は下部管板１７の熱
遮蔽板、２９は上部管板１３の熱遮蔽板である。
前記上部管板１３は第２図に示す如くその形状を水蒸気
側を球面状に形成すると共に水蒸気側の上部鏡板１４と
フランジ３３を介して接続する付根部３０の内面を球面
状の管板上面を延長した球面状に形成しである。上部管
板１３の伝熱管１２を設置した範囲（リガメント部）Ｌ
の外周のリム部３１は付根部３０の肉厚よりも薄くしで
ある。ナトリウム側のシェル５と接続する付根部３２は
、前記リム部３１がら上部管板１３よりも下方へ或る曲
率をもって拡径し且つ薄肉に形成しである。
側を球面状に形成すると共に水蒸気側の上部鏡板１４と
フランジ３３を介して接続する付根部３０の内面を球面
状の管板上面を延長した球面状に形成しである。上部管
板１３の伝熱管１２を設置した範囲（リガメント部）Ｌ
の外周のリム部３１は付根部３０の肉厚よりも薄くしで
ある。ナトリウム側のシェル５と接続する付根部３２は
、前記リム部３１がら上部管板１３よりも下方へ或る曲
率をもって拡径し且つ薄肉に形成しである。
尚、下部管板１７も上部管板１３と同様の管板形状に形
成しである。
成しである。
上記構成の直管型蒸気発生器は、水が給水人口２０より
水室１９に入り、多数の伝熱管１２内を通って上昇し、
伝熱管１２外の高温のナトリウムと熱交換し、水蒸気と
なって蒸気室１５に入り、蒸気出口１６より出ていく。
水室１９に入り、多数の伝熱管１２内を通って上昇し、
伝熱管１２外の高温のナトリウムと熱交換し、水蒸気と
なって蒸気室１５に入り、蒸気出口１６より出ていく。
一方、高温のナトリウムはナトリウム人口２１よりシェ
ル５内に入り、ナトリウム流路２２を通ってナトリウム
流入窓２３より内胴１１内に入って伝熱管１２外を流れ
、伝熱管１２内の水と熱交換して次第に温度降下し、伝
熱管１２内の水を水蒸気にする。温度降下したすトリウ
ムはナトリウム流出窓２４より内胴１１外に出てナトリ
ウム流路２５を通ってナトリウム出口２６よりシェル５
外に出ていく。
ル５内に入り、ナトリウム流路２２を通ってナトリウム
流入窓２３より内胴１１内に入って伝熱管１２外を流れ
、伝熱管１２内の水と熱交換して次第に温度降下し、伝
熱管１２内の水を水蒸気にする。温度降下したすトリウ
ムはナトリウム流出窓２４より内胴１１外に出てナトリ
ウム流路２５を通ってナトリウム出口２６よりシェル５
外に出ていく。
この直管型蒸気発生器における水と高温ナトリウムとの
熱交換中、高速増殖炉プラントの手動トリップ、ポンプ
スティック事象等の熱過渡時に上部管板１３に発生する
熱応力は大幅に緩和される。
熱交換中、高速増殖炉プラントの手動トリップ、ポンプ
スティック事象等の熱過渡時に上部管板１３に発生する
熱応力は大幅に緩和される。
即ち、上部管板１３は蒸気室１５側の上面を球面状に形
成すると共に上部鏡板１４とフランジ３３を介して接続
する（＝Ｊ根部３０の内面を球面状の管板上面を延長し
た球面状に形成しているので、水蒸気側は構造不連続の
少ない滑らかな形状である。従って熱応力集中係数が低
減され、熱過渡時に付根部３０に生じる熱応力が緩和さ
れる。また上部管板１８の外周のリム部３１は肉厚を薄
くしであるので、半径方向の温度勾配が小さく、熱応力
が集中することが無い。さらにナトリウム側のシェル５
と接続する付根部３２は、リム部３１から上部管板１３
よりも下方へ或る曲率をもって拡径し且つ薄肉に形成し
であるので、構造不連続の少ない滑らかな形状である。
成すると共に上部鏡板１４とフランジ３３を介して接続
する（＝Ｊ根部３０の内面を球面状の管板上面を延長し
た球面状に形成しているので、水蒸気側は構造不連続の
少ない滑らかな形状である。従って熱応力集中係数が低
減され、熱過渡時に付根部３０に生じる熱応力が緩和さ
れる。また上部管板１８の外周のリム部３１は肉厚を薄
くしであるので、半径方向の温度勾配が小さく、熱応力
が集中することが無い。さらにナトリウム側のシェル５
と接続する付根部３２は、リム部３１から上部管板１３
よりも下方へ或る曲率をもって拡径し且つ薄肉に形成し
であるので、構造不連続の少ない滑らかな形状である。
従って熱応力集中係数が低減されると共に、熱曲げ応力
も減少することから、熱過渡時に付根部３２に生じる熱
応力が大幅に緩和される。
も減少することから、熱過渡時に付根部３２に生じる熱
応力が大幅に緩和される。
かくして上部管板１３の接続部に生じる熱応力は著しく
低減される。
低減される。
以上の説明で判るように本発明の熱交換器は、管板を構
造不連続の少ない滑らかな形状にしだので、熱過渡時に
管板に生じる熱応力を大幅に低減できて、熱交換器の構
造健全性が確保される。また付根部が管板の外側に大き
く突出しないので鍛造品として大型化が避けられコスト
を低減できる。
造不連続の少ない滑らかな形状にしだので、熱過渡時に
管板に生じる熱応力を大幅に低減できて、熱交換器の構
造健全性が確保される。また付根部が管板の外側に大き
く突出しないので鍛造品として大型化が避けられコスト
を低減できる。
第１図は本発明の一実施例である直管型蒸気発生器の概
略断面図、第２図はその直管型蒸気発生器に於ける上部
管板の拡大断面図、第３図及び第４図は夫々従来の蒸気
発生器に於ける管板形状を示す断面図である。 ５・・・シェル １３・・・上部管板１４
・・・上部鏡板 ３０・・・水蒸気側の付根部 ３１・・・リム部３２
・・・ナトリウム側の付根部 ３３・・・フランジ
略断面図、第２図はその直管型蒸気発生器に於ける上部
管板の拡大断面図、第３図及び第４図は夫々従来の蒸気
発生器に於ける管板形状を示す断面図である。 ５・・・シェル １３・・・上部管板１４
・・・上部鏡板 ３０・・・水蒸気側の付根部 ３１・・・リム部３２
・・・ナトリウム側の付根部 ３３・・・フランジ
Claims (1)
- １）管板の形状を水蒸気側を球面状となすと共に水蒸気
側の上部鏡板とフランジを介して接続する付根部の内面
を球面状の管板上面を延長した球面状となし、管板の外
周のリム部は肉厚を薄くし、ナトリウム側のシェルと接
続する管板よりも下側の付根部は前記リム部から或る曲
率を持って拡径し且つ薄肉となしたことを特徴とする熱
交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1073453A JPH07117353B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1073453A JPH07117353B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02251095A true JPH02251095A (ja) | 1990-10-08 |
| JPH07117353B2 JPH07117353B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=13518670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1073453A Expired - Fee Related JPH07117353B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117353B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4120481Y1 (ja) * | 1966-04-19 | 1966-10-04 | ||
| JPS52113404A (en) * | 1976-03-19 | 1977-09-22 | Hitachi Ltd | Heat exchanger |
| JPS62158995A (ja) * | 1986-01-06 | 1987-07-14 | Kobe Steel Ltd | 固定管板型熱交換器 |
-
1989
- 1989-03-25 JP JP1073453A patent/JPH07117353B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4120481Y1 (ja) * | 1966-04-19 | 1966-10-04 | ||
| JPS52113404A (en) * | 1976-03-19 | 1977-09-22 | Hitachi Ltd | Heat exchanger |
| JPS62158995A (ja) * | 1986-01-06 | 1987-07-14 | Kobe Steel Ltd | 固定管板型熱交換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07117353B2 (ja) | 1995-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |