JPH0250398B2 - - Google Patents

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JPH0250398B2
JPH0250398B2 JP54078981A JP7898179A JPH0250398B2 JP H0250398 B2 JPH0250398 B2 JP H0250398B2 JP 54078981 A JP54078981 A JP 54078981A JP 7898179 A JP7898179 A JP 7898179A JP H0250398 B2 JPH0250398 B2 JP H0250398B2
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JP
Japan
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ferrule
tube
tubes
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secondary fluid
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JP54078981A
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Jogan Patoritsuku
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication of JPH0250398B2 publication Critical patent/JPH0250398B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1669—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having an annular shape; the conduits being assembled around a central distribution tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D1/0206—Heat exchangers immersed in a large body of liquid
    • F28D1/0213—Heat exchangers immersed in a large body of liquid for heating or cooling a liquid in a tank
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F28F9/0133—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by concentric strips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0054—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for nuclear applications
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/355—Heat exchange having separate flow passage for two distinct fluids
    • Y10S165/40—Shell enclosed conduit assembly
    • Y10S165/401—Shell enclosed conduit assembly including tube support or shell-side flow director
    • Y10S165/416—Extending transverse of shell, e.g. fin, baffle
    • Y10S165/423—Bar

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炉心の冷却が主容器内に含有された
流体金属、すなわちナトリウムの連続循環によつ
て持たらされ、該主容器内に炉心が沈められ、液
体金属が炉心を通過する時に燃料アセンブリと接
触して獲得したカロリ（calories）が２次流体へ
伝達され、該２次流体がまたナトリウムであつて
容器内へ入つた中間交換器のチユーブを内部的に
通過し、炉心の液体冷却金属が２次流体と熱交換
関係で前記チユーブの外部を循環する１次流体と
して作用する原子炉に係る。周知の方法では、こ
のようにして加熱された２次流体が次に原子炉容
器の外部で発生器に戻され、該発生器が発電プラ
ントで直接膨張する加圧蒸気を供給できる。
本発明は、さらに詳しくは、このような中間交
換器の内部構造の配置に係るが、該中間交換器
は、それ自体周知の方法で、垂直方向の軸線を有
した円筒状の内部のフエルールと、該内部のフエ
ルールと同軸の外部のフエルールと、前記フエル
ールの上下端付近に位置した円環状の水平なチユ
ーブを備えた２枚の板と、フエルールと同軸の円
筒状の層の形状のチユーブつき板の間を延びる真
直チユーブの束であつて前記層が層のチユーブの
間で該チユーブに接触して位置した離隔部材を担
持する水平なバンドにより形成される横方向のベ
ルトで相互に補強された真直チユーブの束と、下
部の板の下方と上部の板の上方にそれぞれ設けら
れて前記チユーブ内を循環する２次流体を流入お
よび排出させるコレクタとを含み、内側のフエル
ールが流入コレクタへ２次流体を供給するパイプ
を形成する１方、外側のフエルールが該２次流体
のチユーブ通過後に排出コレクタに集められた該
２次流体の排出用のパイプによつて上方へ延ばさ
れ、さらにチユーブの壁を通つて２次流体とカロ
リを交換する１次流体のチユーブつき板付近の流
入および排出用の外側フエルールの軸線のまわり
に分布された入口孔と出口孔とを含む。
したがつて、この型式の通常の構造では、１次
流体が入口窓により交換器に横方向の方法で侵入
し、内側のフエルールと外側のフエルールとの間
の空間において分布され、束になつたチユーブに
接触してほぼ90゜の方向の第１の変化を受けて循
環し、流れが２次流体と向流になつて前記チユー
ブの大部分の長さに亘つて生じ、１次流体がもう
１度再び90゜の方向の第２の変化を受け、そして
次に出口孔により交換器から排出される。
この２重の方向変化の結果として、排出コレク
タにおける束のチユーブを去る時に２次流体の温
度に意味ある変化が生じ、内側のフエルールに可
能な限り接近して位置した円筒状の層が外側のフ
エルールに近接した層のチユーブよりもより冷い
２次流体の排出を許し、１次流体との熱交換が前
記の外側フエルールに近接した内側の層における
よりも小さい効果になることが明白である。この
変化は特に入口孔および出口孔と同じ高さにおけ
る内側の層のチユーブへの１次流体の減少した供
給に特に起因する。この結果として、内側と外側
のフエルール間に意味のある差別的な膨張が生
じ、これが交換器の良好な挙動に有害な高い機械
的な応力となる。
本発明の目的は高温１次流体が束のチユーブを
通つて、さらに詳しくは内側と外側のチユーブの
層の間で交換器に流入する時に高温１次流体の分
布をより均一にすることによつて前記の欠陥を除
去することである。
本発明によれば、この目的はチユーブの束が外
側の層のチユーブにより占有された領域における
よりも内側の層のチユーブにより占有された領域
における方がより大きい供給を持たらすことので
きる装置を有し、前記装置が交換器内における１
次流体の循環中に可変的な圧力降下を生じるよう
にした交換器により解決される。
好適な実施例によれば、この供給を実施する装
置は離隔部材自体にあり、該離隔部材が中空部材
であり、相異なる圧力降下を備える少なくとも２
つの領域を形成する。
本発明による高速中性子原子炉用の中間交換器
の他の特徴は非限定的な実施例の以下の説明から
添付図面を参照して推断し得る。
図面において、同一の参照番号が類似した部材
または同一の部材を指示するのに使用される。
第１図において、参照番号１が本発明による中
間交換器の全体を指示し、該中間交換器は高速中
性子原子炉の容器（図に示さず）内に据付けられ
たものであり、該中間交換器が特に交換器本体に
より横切られる横方向の部材２を有する。該部材
２が前記容器内でそれぞれ参照番号３と４で示す
２つの領域を形成し、これによつて領域３が炉心
からの液体冷却金属を収容し、かつこのようにし
て燃料アセンブリと接触した時に獲得したカロリ
を有し、前記ナトリウムが中間交換器１を横切つ
た後で２次流体との交換器内の熱交換の結果とし
て明らかにより低い温度になつて部材２の下方の
領域４に集められる。好適には、１次および２次
の流体は液体ナトリウムである。
交換器１は、大体において、垂直な軸線を有す
る内側の円筒状のフエルール５と、該フエルール
５に対して同軸の外側の円筒状のフエルール６と
を有し、前記の２つのフエルールがそれぞれ該フ
エルールの上下端の付近において水平なチユーブ
を備えた２枚の板７および８によつて接合され
る。板７と８との間には、真直チユーブの束のチ
ユーブ９が位置し、該チユーブ内において１次流
体とカロリを交換する２次流体が循環し、該１次
流体それ自体が交換器内においてチユーブ９の外
部を流れる。束において、チユーブ９は互いに適
当に離隔して円筒状の層を形成し、該層がフエル
ールに同軸であり、かつ該層においてチユーブが
横方向のベルト１０によつて所定の間隔に維持さ
れるが、この詳細は第２図の部分図からより明白
に推断し得る。下端において、交換器は基底部１
１を有し、該基底部１１が管状の板８と共に２次
流体用の流入コレクタ１２を形成し、該２次流体
が内側のフエルール５の内部によつて交換器内へ
送られるが、該内側のフエルールは下部が端部開
放１３である。このようにして、コレクタ１２の
内部へ流入する２次流体は束のチユーブ９内を流
れ、そして内側のフエルール５と外側のフエルー
ル６の延長部１５との間に形成された上部コレク
タ１４内に最終的に集められる。
領域３における高温１次流体は入口孔１７によ
つて中間交換器の内側に侵入するが、該入口孔は
外側フエルール６において交換器の軸線のまわり
に一様に分布される。該１次流体は頂部から底部
へチユーブ９の長さの大部分に亘つて前記チユー
ブ９と接触して、該チユーブ内を底部から頂部へ
通過する２次流体に対して向流となつて流れる。
交換器を去る時、１次流体は出口孔１８により外
側のフエルール６から流出するが、該出口孔もま
た前記フエルールの軸線のまわりに規則正しく分
布される。
第２図は離隔ベルト１０の実際の構造をより詳
細に示し、該離隔ベルトが束のチユーブ９を互い
に所定の間隔に保つ１方、同時に１次流体の循環
に起因した振動に関してチユーブの保護を確実に
する。このために、ベルト１０が、さらに詳しく
は、水平なバンド１９を含み、該バンドに参照番
号２０および２１のような離隔部材が溶接され
る。
本発明、特に第１図ないし第３図に示す第１の
実施例によれば、離隔部材はフエルール５と６と
の間に設けられた離隔ベルト１０の管状部材２０
および２１であり、該管状部材が異なる長さを有
するような離隔部材であり、かつさらに詳しくは
長い方の中空部材２０が束の外側の層に配置され
る１方、短かい方の部材２１が内側の層に設けら
れるような離隔部材である。
この配置の結果、交換器の中間部分において、
特定すると、１次流体が入口孔１７を通つて横方
向に侵入した後かつ90゜の第１の方向変化を受け
た後でチユーブの方向に平行になつて該チユーブ
内の２次流体と向流状態で流れる領域において、
内側の層への１次流体の供給過剰が生じる。この
ようにしてチユーブ９間に生じるこの供給過剰が
問題のチユーブに対して該チユーブの中央領域に
おける熱交換を大いに増加させ、そしてさらに詳
しくはコレクタ１４内のチユーブからの出口にお
いてほぼ一様な温度を確立することを可能にする
ことによつてチユーブの異なる領域間における熱
交換の良好な全体的平衡をもたらす。
２つの領域間の圧力降下を平衡させるために、
該領域に振動防止ベルトを設置することも可能で
あり、該振動防止ベルトが第１図の実施例におけ
るように差別的な圧力降下を生じてチユーブのよ
り大きいピツチに起因したより小さい線形の圧力
降下を平衡にすることが注目されるべきである。
本発明は前記に詳細に説明しかつ図示した実施
例に限定されず、かついろいろの変形が本発明の
範囲を越えることなく可能である。
以上のような構成のため、本発明によれば、極
めて簡単な構造（単に長さを変えただけ）の管状
離隔部材を使用するのみで、内側チユーブ層側へ
の高温１次流体の供給量を外側チユーブ層側への
高温１次流体の供給量より多くすることができ、
排出コレクタにおいてほぼ一様な温度の２次流体
を得ることができるという、従来装置では達成で
きなかつた、作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による好適な実施例における中
間交換器の軸線方向断面の概略図、第２図は第１
図の交換器のチユーブに対する補強ベルトの１つ
の詳細な斜視図、第３図は第１図の交換器の線
−に沿つた第１図の交換器の断面図である。 １……中間交換器、２……横方向の部材、５…
…内側のフエルール、６……外側のフエルール、
７，８……板、９……チユーブ、１０……横方向
のベルト、１１……基底部、１２……流入コレク
タ、１４……排出コレクタ、１７……入口孔、１
８……出口孔、１９……水平なバンド、２０，２
１……離隔部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 垂直方向に軸線を有した円筒状の内部のフエ
    ルールと、該内部のフエルールと同軸の外部のフ
    エルールと、前記フエルールの上方端および下方
    端にそれぞれ相互連結した上方および下方の環状
    の水平な板と、該フエルールと同軸の円筒状の層
    の形態をなしてこれらの水平な板間を延びる真直
    チユーブの束とを備え、前記層が、層をなす前記
    チユーブ間に位置し該チユーブに接触し離隔部材
    を担持した水平なバンドにより形成された横方向
    のベルトによつて相互に補強されており、更に、
    前記チユーブ内を循環する２次流体のための流入
    コレクタと排出コレクタとをも備え、該流入およ
    び排出コレクタを前記下方の板の下方および前記
    上方の板の上方にそれぞれ配置し、前記内部のフ
    エルールが前記流入コレクタへ２次流体を供給す
    るパイプを形成する一方、前記排出コレクタが該
    ２次流体を排出させるためのパイプを具備し、更
    に、前記チユーブの壁を介して２次流体と熱交換
    される１次流体をチユーブ付きの前記板の近傍で
    流入、排出させるための入口孔および出口孔を前
    記外部のフエルールに設けた熱交換器において、 前記離隔部材が垂直の管状部材から成り、前記
    束の外側層内に位置した該管状部材が該束の内側
    層内に位置した該管状部材よりも長くなつてい
    て、該内側層のチユーブにより占有される領域で
    得られる１次流体の供給量を該外側層のチユーブ
    により占有される領域で得られる１次流体の供給
    量よりも大となしたことを特徴とする熱交換器。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の熱交換器にお
    いて、前記管状部材を複数の水平な平面内に配置
    した熱交換器。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の熱交換器にお
    いて、更に内部及び外部の同心環状領域を備え、
    該内部の同心環状領域の前記管状部材が第１長さ
    を有し、該外部の同心環状領域の前記管状部材が
    該第１長さより長い第２長さを有する熱交換器。
JP7898179A 1978-06-22 1979-06-22 Intermediate exchanger Granted JPS552999A (en)

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FR7818711A FR2429402A1 (fr) 1978-06-22 1978-06-22 Echangeur intermediaire pour reacteur nucleaire a neutrons rapides

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JPS552999A JPS552999A (en) 1980-01-10
JPH0250398B2 true JPH0250398B2 (ja) 1990-11-02

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US (1) US4305458A (ja)
EP (1) EP0006795B1 (ja)
JP (1) JPS552999A (ja)
DE (1) DE2960987D1 (ja)
ES (1) ES481716A1 (ja)
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