JPH0610585B2 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPH0610585B2 JPH0610585B2 JP58231041A JP23104183A JPH0610585B2 JP H0610585 B2 JPH0610585 B2 JP H0610585B2 JP 58231041 A JP58231041 A JP 58231041A JP 23104183 A JP23104183 A JP 23104183A JP H0610585 B2 JPH0610585 B2 JP H0610585B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube bundle
- heat exchanger
- divided
- tube
- divided body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/007—Auxiliary supports for elements
- F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
- F28F9/0131—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by plates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は例えばナトリウム冷却形高速増殖炉プラント等
で用いる熱交換器に係り、特に原子炉容器内で放射化さ
れた一次ナトリウムと蒸気発生器からの二次ナトリウム
との間で熱交換を行なう、堅形シエル・アンド・チユー
ブ型熱交換器等に好適する熱交換器に関する。
で用いる熱交換器に係り、特に原子炉容器内で放射化さ
れた一次ナトリウムと蒸気発生器からの二次ナトリウム
との間で熱交換を行なう、堅形シエル・アンド・チユー
ブ型熱交換器等に好適する熱交換器に関する。
一般にナトリウム冷却形高速増殖炉プラントの中間熱交
換器は、第１図に示すようなシエル・アンドチユーブ型
とされている。即ち外胴１は、一次流体入口ノズル２と
一次流体出口ノズル６とを有し、二次側上部鏡板３は上
管板４と一体化され、内部に二次側上部プレナム５を形
成し、上方に二次流体出口ノズル７を設置してある。管
束部は、小径薄肉の複数伝熱管９と厚肉剛の上・下管板
４，８により形成され、各々、上端を上管板４、下端を
下管板８に接続され同心円上に配列されている。上下管
板４，８の内側には、熱遮蔽板１１が取付けられ、伝熱
管９の外部を囲んで上部に入口窓12、下部に出口窓１３
を有する外部シユラウド１０が設置されている。この外
部シユラウド１０は、一次流体入口ノズル２より流入し
た高温ナトリウムからの熱影響を防止すると共に、流路
を形成し、入口窓１２に導く機能を有する。二次流体入
口管１５は、二次側上部鏡板３、上下管板４，８を貫通
して、二次側下部プレナム１４に下端開口部を有し、下
管板８に接続されている。
換器は、第１図に示すようなシエル・アンドチユーブ型
とされている。即ち外胴１は、一次流体入口ノズル２と
一次流体出口ノズル６とを有し、二次側上部鏡板３は上
管板４と一体化され、内部に二次側上部プレナム５を形
成し、上方に二次流体出口ノズル７を設置してある。管
束部は、小径薄肉の複数伝熱管９と厚肉剛の上・下管板
４，８により形成され、各々、上端を上管板４、下端を
下管板８に接続され同心円上に配列されている。上下管
板４，８の内側には、熱遮蔽板１１が取付けられ、伝熱
管９の外部を囲んで上部に入口窓12、下部に出口窓１３
を有する外部シユラウド１０が設置されている。この外
部シユラウド１０は、一次流体入口ノズル２より流入し
た高温ナトリウムからの熱影響を防止すると共に、流路
を形成し、入口窓１２に導く機能を有する。二次流体入
口管１５は、二次側上部鏡板３、上下管板４，８を貫通
して、二次側下部プレナム１４に下端開口部を有し、下
管板８に接続されている。
このような構造で形成されている中間熱交換器におい
て、原子炉容器で放射化された一次高温ナトリウムは、
一次流体入口ノズル２より機器外胴１内に導入され、整
流板１６を通り外部シユラウド１０内の上部に設けた周
方向６箇所の入口窓１２より管束部に流入し、伝熱管９
内を上昇する二次低温ナトリウムと熱交換しながら伝熱
管９外側を下降し、外部シユラウド１０の下部に設けら
れた周方向６箇所の出口窓１３を通り、一次流体出口ノ
ズル６より機器外へ流出して原子炉容器へ戻る。
て、原子炉容器で放射化された一次高温ナトリウムは、
一次流体入口ノズル２より機器外胴１内に導入され、整
流板１６を通り外部シユラウド１０内の上部に設けた周
方向６箇所の入口窓１２より管束部に流入し、伝熱管９
内を上昇する二次低温ナトリウムと熱交換しながら伝熱
管９外側を下降し、外部シユラウド１０の下部に設けら
れた周方向６箇所の出口窓１３を通り、一次流体出口ノ
ズル６より機器外へ流出して原子炉容器へ戻る。
一方、蒸気発生器を循環する二次低温ナトリウムは、機
器上部の二次流体入口管１５より機器内に導入下降し、
下管板８に設けられた二次側下部プレナム１４に至り、
二次側下部鏡板を反転して下管板８に接続されている伝
熱管９内に流れ込み、伝熱管９外側を下降する一次高温
ナトリウムと熱交換しながら上昇し、上管板４を通り二
次側上部プレナム５に至り、二次流体出口ノズル７より
機器外へ流出するようになつている。
器上部の二次流体入口管１５より機器内に導入下降し、
下管板８に設けられた二次側下部プレナム１４に至り、
二次側下部鏡板を反転して下管板８に接続されている伝
熱管９内に流れ込み、伝熱管９外側を下降する一次高温
ナトリウムと熱交換しながら上昇し、上管板４を通り二
次側上部プレナム５に至り、二次流体出口ノズル７より
機器外へ流出するようになつている。
しかして、一次高温ナトリウムと、二次低温ナトリウム
とを低圧損で半径方向及び周方向に均一流量配分とする
ことが望まれ、従来では、管束部と外部シユラウド１０
との間に流量配分均一化装置を設ける技術が種々提案さ
れている。
とを低圧損で半径方向及び周方向に均一流量配分とする
ことが望まれ、従来では、管束部と外部シユラウド１０
との間に流量配分均一化装置を設ける技術が種々提案さ
れている。
例えば特公昭５８−11557 号公報では、第２図に示すよ
うに、小径薄肉の伝熱管９は、厚肉剛の上・下管板４，
８に接続されており、熱交換する一次高温ナトリウムと
二次低温ナトリウムの流力振動及び流体偏流の温度差に
伴なう熱変形に対応できるようにサポートバンド１８が
各層ごとに設けてある。伝熱管９上部の入口窓１２近傍
には、円板状の管束部整流板１７が入口窓１２より流入
した一次高温ナトリウムの流量を半径方向均一にするた
めに設けてある。
うに、小径薄肉の伝熱管９は、厚肉剛の上・下管板４，
８に接続されており、熱交換する一次高温ナトリウムと
二次低温ナトリウムの流力振動及び流体偏流の温度差に
伴なう熱変形に対応できるようにサポートバンド１８が
各層ごとに設けてある。伝熱管９上部の入口窓１２近傍
には、円板状の管束部整流板１７が入口窓１２より流入
した一次高温ナトリウムの流量を半径方向均一にするた
めに設けてある。
ところが、このものでは、流量配分均一化装置１９を、
蛇腹状の伸縮吸収部１９Ａを設けた円筒体として、サポ
ートバンド１８に溶接してある。このような構成では、
外部シユラウド１０が一般に厚肉、半割筒状体の溶接に
よつて形成され溶接縮み等の変形を生じた場合（実際
上、殆ど不可避である）、管束部と外部シユラウド１０
との間に生じる不均一な隙間に十分対処できない等の問
題がある。
蛇腹状の伸縮吸収部１９Ａを設けた円筒体として、サポ
ートバンド１８に溶接してある。このような構成では、
外部シユラウド１０が一般に厚肉、半割筒状体の溶接に
よつて形成され溶接縮み等の変形を生じた場合（実際
上、殆ど不可避である）、管束部と外部シユラウド１０
との間に生じる不均一な隙間に十分対処できない等の問
題がある。
即ち、 １）蛇腹状の伸縮吸収部を有した流量配分均一化装置を
設けてあるため、製作加工が非常に困難であり、また、
各セクタスパン間での取付位置決めが容易でない。
設けてあるため、製作加工が非常に困難であり、また、
各セクタスパン間での取付位置決めが容易でない。
２）流量配分均一化装置を取付ける際、溶接構造にして
あるために継手変形が生じ、管束部との組立隙間精度を
上げることが難かしい。
あるために継手変形が生じ、管束部との組立隙間精度を
上げることが難かしい。
３）円筒状で一体型の流量配分均一化装置構造であるた
めに復元性がなく、組立てが容易でない。
めに復元性がなく、組立てが容易でない。
４）蛇腹状の伸縮吸収部は、熱変形兼バイパス防止用と
して設けてあるが、熱変形で伸びた場合、隙間が生じバ
イパス防止機能を果たさない。
して設けてあるが、熱変形で伸びた場合、隙間が生じバ
イパス防止機能を果たさない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、管束
部と外部シユラウド間に不均一な隙間が生じても十分な
遮蔽機能を発揮でき、しかも組立性がよく、半径方向及
び周方向の流量配分を均一にして熱効率の向上が有効に
図れる熱交換器を提供することを目的とする。
部と外部シユラウド間に不均一な隙間が生じても十分な
遮蔽機能を発揮でき、しかも組立性がよく、半径方向及
び周方向の流量配分を均一にして熱効率の向上が有効に
図れる熱交換器を提供することを目的とする。
本発明に係る熱交換器では、管束部と外部シユラウドと
の間に設ける流量配分均一化装置を、管束部の管軸方向
に配置されたサポートバンドの相互スパン毎にかつ周方
向に複数に分割した薄板状の分割体から構成し、この分
割体を分割体の軸方向端部に形成された切欠を介して、
サポートバンド、または管束部半径方向に配置されて複
数の管を周方向に区分する仕切板に設けられ、その分割
体の板面を挟む面を有するピンに取付け、かつ分割体同
士のあわせ目を重ね構造として、前記目的を達成せんと
している。
の間に設ける流量配分均一化装置を、管束部の管軸方向
に配置されたサポートバンドの相互スパン毎にかつ周方
向に複数に分割した薄板状の分割体から構成し、この分
割体を分割体の軸方向端部に形成された切欠を介して、
サポートバンド、または管束部半径方向に配置されて複
数の管を周方向に区分する仕切板に設けられ、その分割
体の板面を挟む面を有するピンに取付け、かつ分割体同
士のあわせ目を重ね構造として、前記目的を達成せんと
している。
以下、本発明の一実施例を第３図〜第９図を参照して説
明する。
明する。
伝熱管９は、複数、同心円上に配列されて、仕切板２２
によつて、例えば周方向に６セクタに分割されている。
詳細には、第４図に示すように、軸方向に等間隔に配置
された円弧状のサポートバンド１８によつて各伝熱管９
が支持され、図示しない止着具（例えばワンタッチ式弾
性挾持具等）によつて固定されている。
によつて、例えば周方向に６セクタに分割されている。
詳細には、第４図に示すように、軸方向に等間隔に配置
された円弧状のサポートバンド１８によつて各伝熱管９
が支持され、図示しない止着具（例えばワンタッチ式弾
性挾持具等）によつて固定されている。
流量配分均一化装置１９は周縁部に段差を形成した彎曲
板状の薄肉な分割体１９Ａからなり、この各分割体１９
Ａの軸方向端縁には複数の長孔状の切欠１９Ｂが形成さ
れている。
板状の薄肉な分割体１９Ａからなり、この各分割体１９
Ａの軸方向端縁には複数の長孔状の切欠１９Ｂが形成さ
れている。
この流量配分均一化装置１９の分割体１９Ａが伝熱管９
の支持手段であるサポートバンド１８の相互スパン毎
に、及び管束部の周方向に、夫々周縁段差を重合される
と共に、管束部整流板１７及びサポートバンド１８に、
切欠１９Ｂを介して、鍔付きのピン状部材２０によつて
掛止されている。
の支持手段であるサポートバンド１８の相互スパン毎
に、及び管束部の周方向に、夫々周縁段差を重合される
と共に、管束部整流板１７及びサポートバンド１８に、
切欠１９Ｂを介して、鍔付きのピン状部材２０によつて
掛止されている。
組付け時は、各分割体１９Ａを管束部整流板１７からピ
ン状部材２０に挿入させ、周方向に沿つて順次組付ける
ようにすればよい。組立ての際、万一の管束部の継手変
形に対しては各分割体19Ａの重合部の位置ずれによつて
追従できる。また、ピン状部材２０の先端及び基端の鍔
２０Ａ，20Ｂは、夫々一定の厚みを有し、各分割体１９
Ａを夫夫の内面に接して取付けるだけで自動的に管束部
との隙間を半径方向及び軸方向で一定に保持することが
可能となり、組立精度が十分に出せるようになつてい
る。
ン状部材２０に挿入させ、周方向に沿つて順次組付ける
ようにすればよい。組立ての際、万一の管束部の継手変
形に対しては各分割体19Ａの重合部の位置ずれによつて
追従できる。また、ピン状部材２０の先端及び基端の鍔
２０Ａ，20Ｂは、夫々一定の厚みを有し、各分割体１９
Ａを夫夫の内面に接して取付けるだけで自動的に管束部
との隙間を半径方向及び軸方向で一定に保持することが
可能となり、組立精度が十分に出せるようになつてい
る。
なお、流量配分均一化装置１９と外部シユラウド１０と
の間に生じる隙間を埋め、流体のバイパス下降を防止す
るため、管束部整流板１７近傍位置に円筒状のバイパス
防止体２１を配装し、メタルタツチによつてシールする
ようにしている。
の間に生じる隙間を埋め、流体のバイパス下降を防止す
るため、管束部整流板１７近傍位置に円筒状のバイパス
防止体２１を配装し、メタルタツチによつてシールする
ようにしている。
以上の実施例に係る熱交換器によれば、管束部と外部シ
ユラウド１０との間の流量配分均一化装置１９を薄肉、
多分割重ね方式としたので、サポートバンドスパン間で
の取付位置決めが容易となり、また管束部との隙間精度
を上げることができ、半径方向及び周方向の流量配分の
均一化が高精度で行なえ熱効率の向上に大きく寄与でき
る。
ユラウド１０との間の流量配分均一化装置１９を薄肉、
多分割重ね方式としたので、サポートバンドスパン間で
の取付位置決めが容易となり、また管束部との隙間精度
を上げることができ、半径方向及び周方向の流量配分の
均一化が高精度で行なえ熱効率の向上に大きく寄与でき
る。
また、熱過渡及び熱衝撃時の熱変形等に対しても、ピン
状部材２０による支持及び分割体１９Ａの重ね部を介し
て十分に対処でき、高信頼性が得られる。
状部材２０による支持及び分割体１９Ａの重ね部を介し
て十分に対処でき、高信頼性が得られる。
しかも、組立に際しても、溶接作業を省略し、各スパン
間で分割して取付けるようにしたので、組立効率が良
く、工数低減にも寄与できる。
間で分割して取付けるようにしたので、組立効率が良
く、工数低減にも寄与できる。
なお、前記実施例では、ピン状部材２０を用いて流量配
分均一化装置１９を管束部整流板１７及びサポートバン
ド１８に支持させたが、本発明はそのようなものに限ら
ず、第１０図〜第１５図に示すように、管束部を例えば
６セクタに仕切るために設置した平板状の仕切板２２の
両側に嵌合溝２２Ａを形成してもよい。この場合は、管
束部下端から流量配分均一化装置１９の各分割体１９Ａ
を順次挿入して組立てればよく、前記実施例同様の効果
を奏することができる。
分均一化装置１９を管束部整流板１７及びサポートバン
ド１８に支持させたが、本発明はそのようなものに限ら
ず、第１０図〜第１５図に示すように、管束部を例えば
６セクタに仕切るために設置した平板状の仕切板２２の
両側に嵌合溝２２Ａを形成してもよい。この場合は、管
束部下端から流量配分均一化装置１９の各分割体１９Ａ
を順次挿入して組立てればよく、前記実施例同様の効果
を奏することができる。
また、前記実施例では、管束部と外部シユラウド間のバ
イパス防止体２１を円筒状にしたが、第１０図に示すよ
うなＬ字リング状のもの２１Ａ又は第１４図に示すよう
なベローズ状のもの２１Ｂとしてもよい。
イパス防止体２１を円筒状にしたが、第１０図に示すよ
うなＬ字リング状のもの２１Ａ又は第１４図に示すよう
なベローズ状のもの２１Ｂとしてもよい。
さらに、流量配分均一化装置１９の支持手段について
も、第１２図に示すような溝付吊下げ構造又は第１４図
に示すような引掛け構造等、種々の手段が採用できる。
も、第１２図に示すような溝付吊下げ構造又は第１４図
に示すような引掛け構造等、種々の手段が採用できる。
以上のように、本発明に係る熱交換器によれば、流量配
分均一化装置を、管束部の管軸方向にサポートバンドの
相互スパン毎に分割しかつ周方向に分割した分割体から
構成し、この分割体を分割体端の切欠を介してサボート
バンドまたは仕切板に設けられ分割体の板面を挟む面を
持つピンに取付け、かつ分割体同士のあわせ目を重ね構
造としたことにより、管束部への分割体の組立て性が良
好で、管束部との隙間組立て精度が向上でき、流体の流
量配分の均一化による熱効率の向上が図れる等の優れた
効果が奏される。
分均一化装置を、管束部の管軸方向にサポートバンドの
相互スパン毎に分割しかつ周方向に分割した分割体から
構成し、この分割体を分割体端の切欠を介してサボート
バンドまたは仕切板に設けられ分割体の板面を挟む面を
持つピンに取付け、かつ分割体同士のあわせ目を重ね構
造としたことにより、管束部への分割体の組立て性が良
好で、管束部との隙間組立て精度が向上でき、流体の流
量配分の均一化による熱効率の向上が図れる等の優れた
効果が奏される。
第１図は熱交換器の一例を示す概略図、第２図は従来例
を示す流量配分均一化装置部の要部断面図、第３図〜第
９図は本発明の一実施例を示すもので、第３図は要部断
面図、第４図は第３図のIV部分拡大斜視図、第５図はピ
ン状部材を示す斜視図、第６図は分割体を示す斜視図、
第７図は第６図のVII部分拡大斜視図、第８図及び第９
図は組立状態を示す斜視図、第１０図は本発明の他の実
施例を示す要部断面図、第１１図は第１０図のXI-XI線
断面図、第１２図は異なる他の実施例を示す要部断面
図、第１３図は第１２図のXIII−XIII線断面図、第１４
図はさらに異なる他の実施例を示す要部断面図、第１５
図は第１４図のXV−XV線断面図である。 ９……伝熱管、１０……外部シユラウド、１７……管束
部整流板、１８……サポートバンド、１９……流量配分
均一化装置、２０……ピン状部材、２１……バイパス防
止体、２２……仕切板。
を示す流量配分均一化装置部の要部断面図、第３図〜第
９図は本発明の一実施例を示すもので、第３図は要部断
面図、第４図は第３図のIV部分拡大斜視図、第５図はピ
ン状部材を示す斜視図、第６図は分割体を示す斜視図、
第７図は第６図のVII部分拡大斜視図、第８図及び第９
図は組立状態を示す斜視図、第１０図は本発明の他の実
施例を示す要部断面図、第１１図は第１０図のXI-XI線
断面図、第１２図は異なる他の実施例を示す要部断面
図、第１３図は第１２図のXIII−XIII線断面図、第１４
図はさらに異なる他の実施例を示す要部断面図、第１５
図は第１４図のXV−XV線断面図である。 ９……伝熱管、１０……外部シユラウド、１７……管束
部整流板、１８……サポートバンド、１９……流量配分
均一化装置、２０……ピン状部材、２１……バイパス防
止体、２２……仕切板。
Claims (2)
- 【請求項１】管束部と外部シュラウドとの間に、前記管
束部での管外流体の流量配分を均一化する流量配分均一
化装置を設けている管式熱交換器において、前記流量配
分均一化装置は、前記管束部の管軸方向に配置されたサ
ポートバンドの相互スパン毎にかつ周方向に複数に分割
された薄板状の分割体からなり、該分割体を該分割体の
軸方向端部に形成された切欠を介して、前記サポートバ
ンド、または前記管束部半径方向に配置されて複数の管
を周方向に区分する仕切板に設けられ前記分割体の板面
を挟む面を有するピンに取付け、かつ前記分割体同士の
あわせ目を重ね構造としたことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記分割
体は相互間で熱変形吸収可能に取り付けられていること
を特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231041A JPH0610585B2 (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231041A JPH0610585B2 (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60122895A JPS60122895A (ja) | 1985-07-01 |
| JPH0610585B2 true JPH0610585B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=16917347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58231041A Expired - Lifetime JPH0610585B2 (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610585B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5646078A (en) * | 1979-09-20 | 1981-04-27 | Sanwa Shutter Corp | Method of producing steel door frame |
| JPS5811557A (ja) * | 1981-07-15 | 1983-01-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | コ−テイング材 |
-
1983
- 1983-12-07 JP JP58231041A patent/JPH0610585B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60122895A (ja) | 1985-07-01 |
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