JPH0282094A - 多管式熱交換器用伝熱管 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、原子力発電プラント、火力発電プラント、地
熱発電プラント、海洋温度差発電プラント等、高温高圧
水、水蒸気、Ｎ　ａ　％　／ｆｅ水、その他の化学物質
を作動流体とする多管式熱交換器用の伝熱管に関する。

（従来の技術） 従来、発電プラント等における多管式熱交換器において
は、内外表面が−様な伝熱管か用いられてきたが、近年
発電プラントの熱効率の向上を目的として、より熱貫流
率が大きなフィン付管、溝付管の採用が本格化している
。

第６図は上記フィン付管の管板への取付部を示す図であ
って、伝熱管１の外面には管板２への取付部１ａ以外の
部分にフィン３が加工されており、上記フィン３が形成
されていない円管状の取付部１ａが上記管板２に挿入固
着されている。

したがって、上記伝熱管は一本毎に端部から所定の長さ
を残してフィン加工を施こし、その後曲げ加工を行なう
ため、フィン加工部の位置寸法を各伝熱管毎にチエツク
しながらフィン加工するのが一般的である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、第７図は上述のようにＵ字状に折曲した伝熱
管１を管板２に取付けた状態を示す図であり、各伝熱管
１（図にはその１本のみを示す）は、その複数個所にお
いて支え板４によって支持されている。

したがって、このように外面にフィン３を形成した伝熱
管においては、第８図に示すように上記支え板４と伝熱
管１のフィン３の谷間との間にスチール等の不純成生物
５が溜まり、或種の伝熱管ではこの部分で応力腐食割れ
６が発生することがある等の問題がある。

また、上述のようにＵ字状に曲げた伝熱管においては、
第７図に示すように、伝熱管１の上下で大きな温度差が
出るような使用状態のときには、Ｕベンド部と支え板４
との位置で角変位Ａが発生し、第９図に示すようにフィ
ン３が支え板４にひっかかり、伝熱管１がスムーズに長
手方向にスライドが出来な（なり、ベンド部が大きく変
形し、残留応力が大きくなり割れが発生する等の問題が
ある。

すなわち、全長フィン付伝熱管を原子力発電ブラント等
の湿分分離加熱器として使用する場合には、第７図にお
いて矢印の方向に高温の加熱蒸気が流れ、伝熱管１の出
口側では湿り蒸気とドレンの二層流となる。このような
場合には、伝熱管１の入口側と出口側の温度差が大きく
、第７図のように上部側の伝熱管が下部側に膨張してく
る。そのため伝熱管ベンド部で角変形が出来、フィン３
が支え板４に当って長手方向に自由に膨張できなくなり
、この部分で大きな応力が発生し、伝熱管に割れが発生
したり、機器に大きな変形を引き起す可能性がある。

しかも、上述のようなトラブルが発生した場合には、熱
交換器の熱効率を向上することを目的としてフィン付伝
熱管を使用しているにもかかわず、伝熱管に閉止栓をす
る必要が生じ、熱交換器としての性能を著しく低下せし
める。また、熱効率の低下が無視できなくなった場合に
は、熱交換器を交換するか、伝熱管を正常なものと交換
する作業が必要となり、特に原子カプラントの場合には
その放射線被爆等の問題も発生する。

本発明はこ−のような点に鑑み、伝熱管製造時には熱交
換器のサイズに係わりなく一貫して連続作業ができ、耐
エンローション特性、耐割れ感受性を有する伝熱管を得
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、外面にフィン又は溝加工を施こした多管式熱
交換器用伝熱管において、上記伝熱管の管板への挿入部
、支え板への挿入部、およびＵベンド部の如きフィン加
工部または溝加工部が問題となる部分に、金属やセラミ
ックス、或はプラスチックをコーティングし、フィン間
或は溝内を埋めたことを特徴とする。

（作　用） このように伝熱管のフィン加工部または溝加工部が問題
となる部分に、金属やセミックス、或はプラスチックを
コーティングし、フィン部或は溝部に凹凸がないように
したので、支え板と伝熱管との間の溝内に不純成生物が
溜まり応力腐食割れが発生するようなことがなく、また
支え板部において伝熱管の長手方向の熱膨張が阻害され
るようなことも防止される。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。

第１図および第２図において、符号１はその全長にわた
ってフィン加工または溝加工が行なわれている伝熱管で
あって、フィン３間または溝内にスラッジ等が溜まり応
力腐食割れを起す等の問題がある管板２への挿入部には
、その外面に上記フィン３間または溝を埋めるように、
金属、セラミックス、またはプラスチック等の粉末また
は線材を、プラズマ或はガス溶射等によりコーティング
１０が施こされている。

また、第３図は上記管板２への挿入部ばかりでなく、支
え板４への挿入部にもコーティング１０を施こしたもの
である。

しかして、熱交換器製造時において、比較的低圧の場合
は、エキスバンド加工、爆着加工等で管仮に密着できる
し、高圧の場合においても第４図に示すように、管端部
の空洞がないので従来の溝なし管の場合と同様に容易に
溶接することができる。特に、伝熱管が難溶接材の場合
、例えば銅合金やＱＣｒ系材料等の場合、第４図に示す
ように炭素鋼で作られた管板２と異材継手になるため、
一般には管板２側に溶接性の良い材料からなるバターリ
ング部１１を設け、フィラーワイヤも溶接性の優れたＮ
ｉ基の材料で溶接を行なうが、溶接部の希釈の程度（伝
熱管が多く溶けた場合）によっては、高温割れが多く発
生することがある。しかし、フィン付伝熱管で、この管
端部にフィラーワイヤと同一材料を予めコーティングし
てお（ことによって、溶接時の伝熱管素材の希釈は無視
できる程度となり、高温割れの発生等もなくなる。

しかも、伝熱管にはその製造時において、フィン加工ま
たは溝加工をその全長にわたって行なうことができ、伝
熱管の製造管理が簡単になり、さらに伝熱管の一部だけ
に必要に応じて耐食性に優れた材料を溶射することによ
って、特性変化を期待することができる。

また、第３図に示すように支え板４に挿入する部分の伝
熱管フィン部には、前述のようにコーティングを施こす
ことによってフィンの谷間が埋められているので、この
部分にスラッジが凝集するようなことがなくなり、さら
にコーテイング材として耐腐食割れ感受性の高い材料を
適用することによって、この部分での応力腐食割れの発
生を防止することができる。

さらに、第５図に示すように伝熱管１のベンド部にもそ
の外面にコーティング１０を施こすことができる。しか
して、この場合ベンド部におけるフィンの谷がコーティ
ングによって埋められるので、支え板部における長平方
向への移動がスムーズになり、この部分で大きな応力が
発生して伝熱管に割れが発生するようなことが防止され
る。また、銅合金の伝熱管の場合には、この部分をベン
ディング加工した時の残留応力を除去できず、使用中に
このベンド部で応力腐食割れが発生することがあるが、
上述のようにコーティングを施こすことによりこの応力
腐食割れ等を防止することができる。

なお、これらのコーティングは、造管ラインで必要寸法
に伝熱管を切断した後転造等で全長にフィン加工を施こ
し、次に必要な部分のみに溶射等でコーティングを施こ
して一貫した流れ作業で行ない、コーティング部の仕上
り後の最大外径は伝熱管の径をＤ　とした場合、１．１
Ｄｏ程度が好ましい。

〔発明の効果〕

本発明は上述したように構成したので、フィン加工また
は溝加工を伝熱管の特定部分のみに行なうことなく全長
にわたって行なうことができ、伝熱管の製造管理が簡単
になり、完全な流れ加工を行なうことができ、しかも管
板或は支え板等への挿入部における腐食割れ等の発生を
防止することができる。また、Ｕベンド部にコーティン
グを施こした場合には、伝熱管が支え板に対しフィン等
によってその長平方向の移動が阻害されるようなことが
なくなり、この部分で大きな応力が発生して伝熱管に割
れか発生したりするようなことがなくなる等の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は第
１図のＡ部拡大図、第３図は本発明の他の実施例を示す
縦断面図、第４図は伝熱管端部溶接部の拡大図、第５図
は本発明の他の実施例を示す図、第６図は従来の伝熱管
の管板への取付部を示す拡大図、第７図はＵ字状伝熱管
の管板に取付けた状態を示す図、第８図は伝熱管の支え
板への挿通部を示す断面図、第９図は第７図のＢ部拡大
図である。 １・・・伝熱管、２・・・管板、３・・・フィン、４・
・・支え仮、１０・・・コーティング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外面にフィン又は溝加工を施こした多管式熱交換器用伝
   熱管において、上記伝熱管の管板への挿入部、支え板へ
   の挿入部、およびＵベント部の如きフィン加工又は溝加
   工部が問題となる部分に、金属やセラミックス、或はプ
   ラスチックをコーティングし、フィン間或は溝内を埋め
   たことを特徴とする、多管式熱交換器用伝熱管。