JPH0655076U - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管板から突出した管端部に異物が付着するの
を防止した熱交換器を提供する。 【構成】 熱交換器を構成する伝熱管１０は管板７，８
に両端を貫通させて取付けてある。この熱交換器は遊動
管板式２折流熱交換器で、冷却水は左下から右へ流れ、
右端でＵターンして右上から左へと伝熱管１０内を流れ
る。伝熱管１０の先端は管板７，８から突出した状態で
取付けられているが、冷却水の流入側となる管板にはガ
イド板２７がボルト２８によって着脱自在に取付けられ
ている。ガイド板２７には管板における伝熱管の配列に
対応して伝熱管１０の管端が通っている位置に穴を貫通
させてあり、管板にガイド板２７を取付けると、管板か
ら突出している伝熱管１０の管端はガイド板２７の穴内
に没入された状態となる。ガイド板２７に設けられた穴
は冷却水の流入側がテーパ状に拡大されており流体の流
れを円滑に導くようになっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は海水等を冷却水として使用する熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

海水など異物を含む液体を冷却水として使用する熱交換器は発電所などに多数 設置されている。 この種の熱交換器を有する冷却水系統の１例を図４に示してある。 図４は原子力発電所における冷却水に海水を使用するシステムの１例を示してい る。 このシステムには３系統の冷却設備１１５，１１６，１１７が用いられている。 １１５は例えば補機器類に二次冷却水を供給するＡ系統冷却設備であり、１１６ は例えばプラントの空調設備に二次冷却水を供給するＢ系統冷却設備、そして１ １７は例えば非常用予備発電装置のためのＣ系統冷却設備である。

【０００３】 このように、種々の冷却設備が用いられ、その熱交換器１２３には冷却水とし て海水が供給される。 海水は取水口１０１からポンプ１０３の作用により吸水管１０２、吐出管１０４ 、供給管１１１を経てＡ系統冷却設備１１５、Ｂ系統冷却設備１１６、Ｃ系統冷 却設備１１７等に供給され各熱交換器１２３通過後、排水管１２１から放出口１ ２２に排出される。

【０００４】 また、海水中に混入した一般のゴミは吐出管１０４の途中に設けたストレーナ １０５により除去してドレン管１０９を通してピット１１０に排出することで除 去されるが、藻等のわら状のものはストレーナ１０５で除去することが出来ない ため下流の各冷却系統設備に流れる。 この場合ストレーナ１０５の網目のあらさを細くすることも考えられるが、濾過 面積によるストレーナ１０５の大型化又はポンプ容量の大型化等問題が残る。 以上の状況から各冷却系統設備１１５，１１６，１１７にはプラントの運用上に おいて必然的に供給される海水にわら状の藻等が混入されている。 なお、図４に示す１０６，１０７，１０８，１１２，１１３，１１４，１１８， １１９，１２０は弁を示し、これらの弁は運転状況に対応し開又は閉に操作し使 用される。

【０００５】 図４に示した熱交換器１２３の例を図５に示してある。 図５において、熱交換器１２３は胴１、フランジ２，３、管台４，５、脚６等で 構成された胴体に管板７、管板８、固定棒９、伝熱管１０、邪魔板１１等で構成 された管束を挿入し胴体の片側に胴１２、フランジ１３，１４、管台１５，１６ 、仕切板１７、蓋１８等で構成された冷却水出入口管側水室を取付け、胴体の残 り片側にスペーサ１９と胴２０、フランジ２１，２２、蓋２３等で構成された冷 却水折返側水室を取付けた構造となっている。

【０００６】 また、胴と各水室及び各水室と蓋との取付けはボルトナット２４で取付けられ ている。 なお、図中に示す矢印は流体の流れの方向を示すもので次のとおりとなっている 。

【０００７】 Ａ：冷却水入口， Ｂ：冷却水出口 Ｃ：被冷却側入口 Ｄ：被冷却側出口 以上が遊動管板式２パス（２折流）熱交換器の概要を示すものである。

【０００８】 このように構成された熱交換器において、伝熱管１０は管板７，８に管端が固 定されている。 この管板７，８に対する伝熱管１０の取付けは種々考えられているが、一般には 管板７，８から伝熱管１０の管端を突出させた状態で固定されている。 即ち、図６に示すように管板への管端の取付け方法は種々あるが、（ａ）に示す 上記の取付け態様は拡管作業が容易で、かつ、伝熱管１０を取替える際の抜管作 業が容易なためこの方式が多く採用されるのである。

【０００９】 図６の（ｂ）から（ｄ）に示すやり方では、いづれも伝熱管の取替えの際の抜 管作業が困難であるばかりか（ｂ）では拡管作業も困難であり、（ｃ）では管板 厚さが大きくなり更に（ｄ）の方式では拡管作業が困難である。 また、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のやり方では、抜管時に管板の穴を損傷しやすい ことから再拡管時の加工精度が悪くなることが懸念される。 以上の理由から前記したように一般的には（ａ）の方式が多く採用されている。

【００１０】 従来の熱交換器１２３においては、このように伝熱管の管端が管板から突出さ れているため、海水中に含まれた紐又はわら状の異物（藻・海草等）が熱交換器 に流れて来ると熱交換器の管板面に付着して堆積する。 熱交換器の管板面に海水中の異物が付着すると伝熱管が閉塞するため次のような 不具合が生ずる。

【００１１】 （１）伝熱管の閉塞が多数になると流れる海水量が不足し熱交換器は冷却機能 を喪失する。

【００１２】 （２）伝熱管は一般的に熱伝導率の優れた銅合金が使用されているが、伝熱管 に閉塞が生じると他の閉塞していない正常な伝熱管は流量が増大し流速が高くな る。 流速が高くなるとエロージョン等により伝熱管は腐食し漏洩に至る恐れがある。

【００１３】 （３）伝熱管の腐食による漏洩は海水と被冷却側の流体との圧力関係により海 水が被冷却側の流体に混入することになるが、もし海水が被冷却側の流体に混入 し被冷却側の流体性状が変化すると、機器に錆の発生や潤滑機能喪失による作動 不良等の悪影響を与える。 また、被冷却側の流体が海水側に流出すると容量不足、圧力低下、温度上昇等に より機器の運用に悪影響を与える。

【００１４】 （４）熱交換器単体の機能喪失はプラントの機能喪失・法的規制等によりプラ ントの運転停止に至る場合がある。 以上のように従来の技術では種々の問題点を残している。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】

前記したように、従来の熱交換器においては伝熱管入口側の管端が管板面より も突出しているため藻等の堆積の原因となっていることから、本考案は伝熱管の 入口側管端面を平坦にして管板面から伝熱管への流れの状態を良くすることによ り管板面に藻等の堆積が無くなるようにすることを課題としている。 また、本考案は、伝熱管取替え時の抜管作業に支障のない状態で前記した従来の ものにみられた欠点を除くことを課題としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、複数体の伝熱管の管端を管板から突出させて構成した熱交換器にお ける前記した課題を解決するため前記した管板から突出した管端を受入れる穴が 穿たれ、かつ、同穴の外側をテーパ状に広く形成してなるガイド板を前記管板の 外面に重ね合せた構成を採用する。

【００１７】

【作用】

本考案による熱交換器では前記した構成を採用したので、管板から突出されて いた伝熱管の管端はガイド板を取付けることによってガイド板の中に没入された 形となる。 しかも、ガイド板に設けられた穴の外側はテーパ状に広く形成されているので海 水中の藻等が管板面よりも突出した伝熱管に引掛り堆積することがなくなり、ス ムーズに伝熱管内に流れる（吸い込まれる状態）ため熱交換器の閉塞による機能 喪失が防止できる。 しかも、伝熱管を交換する必要があるときは、このガイド板を管板から取外すこ とによって伝熱管はその管端が管板から突出した状態で露出するので容易に取替 え作業ができる。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案による熱交換器を図示した実施例に基いて具体的に説明する。 なお、以下の実施例は図４，図５に示したと同様、原子力発電所における海水を 冷却水とする熱交換器に対して本考案を適用した場合を想定しており、図４，図 ５について既に説明した部分の説明は省略する。 本考案の熱交換器における主要部は、図１に示してある。 図１は図５に示した型式の熱交換器に対して本考案を適用した場合の図面で、そ の両端の管板部分のみを拡大して部分的に示したものである。

【００１９】 図１において、伝熱管１０は、管板７と管板８とに加工された穴に端部を導入 されており拡管による施工法で各両端を管板面よりも突出した状態で取付けられ ている。 なお、パッキン２５は冷却水及び被冷却側の流体が漏洩しない様に、図のように 各フランジの接合面に挿入されており、また、Ｏリング２６は伝熱管１０の熱膨 張で管板８が移動しても冷却水と被冷却側の流体が混合しないようシールされて いる。

【００２０】 伝熱管１０の冷却水入口側となる管板と同じように、伝熱管１０の配列に対応 して伝熱管の管端が通っている位置に穴を貫通させてガイド板２７を形成する。 ガイド板２７に設けられた穴ｅは図２の（ｂ）に示すように冷却水の流入側がテ ーパ状１０１に拡大されている。 なお、図２の穴ｆは、後述するようにこのガイド板２７を管板７，８にボルト２ ８で取付けるときの穴である。 このように構成されたガイド板２７は、熱交換器において冷却水の流入側となる 管板７，８にボルト２８によって図１に示すように取付けられる。

【００２１】 管板７又は８に対してガイド板２７を取付けると、図３に部分的断面を示すよ うに、管板７又は８から突出している伝熱管１０の管端は、伝熱管１０の配列に 対応して穿たれたガイド板２７の穴ｅの中に没入する。 従って、伝熱管１０の管端は冷却水の流れに対して突出した状態になっていない ので管板面に沿って流れる流体の流れがスムーズになる。 とくに、流体の入口側となるガイドの穴ｅにはテーパ加工１０１を施こしている ことにより伝熱管１０入口径を大きくしたことゝ同様の作用をする。

【００２２】 このように、この熱交換器は冷却水の流れを円滑にさせ機能を向上させること となり、従来管板面に堆積していた海水中の藻等も伝熱管１０内にスムーズに流 入し熱交換器から排出される様になった。 また、伝熱管１０を取替える必要が生じたときは、ボルト２８を外してガイド板 ２７を管板から除去することにより伝熱管の抜き出しを容易に行うことができる 。 以上本考案を図示した実施例に基づいて具体的に説明したが、本考案はこれら実 施例に限定されるものではなく、本考案の範囲内で種々変更してよいことはいう までもない。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、複数本の伝熱管の管端を管板から突出させて構 成した熱交換器において、前記管板から突出した管端を受入れる穴が穿たれ、か つ、同穴の外側をテーパ状に広く形成してなるガイド板を前記管板の外面に重ね 合せたものであるから、冷却水の流入に対し管板から伝熱管の管端が突出した状 態となっていない。 従って、冷却水としての海水中の藻等が管板に堆積せずスムーズに流れ込むこと により従来伝熱管の閉塞による熱交換器の機能喪失でプラントの運転停止に至っ ていたのが解決される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例による熱交換器の要部を示す
部分的断面図。

【図２】図１に示したガイド板を示す図面で、（ａ）は
平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分的拡大断
面図。

【図３】図１に示す管板の１部を拡大して示す部分的断
面図。

【図４】本考案を適用する熱交換器の例を示す原子力発
電所における海水を冷却水とするシステムを示す系統
図。

【図５】図４に示した系統図における熱交換器の構造を
示す断面図。

【図６】管板に対する伝熱管の管端の取付け状態を示す
断面図。

【符号の説明】

７，８ 管板 １０ 伝熱管 ２７ ガイド板 ２８ ボルト １０１ テーパ加工

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の伝熱管の管端を管板から突出さ
   せて構成した熱交換器において、前記管板から突出した
   管端を受入れる穴が穿たれ、かつ、同穴の外側をテーパ
   状に広く形成してなるガイド板を前記管板の外面に重ね
   合せたことを特徴とする熱交換器。