JPH07243595A - 混合流配管構造 - Google Patents
混合流配管構造Info
- Publication number
- JPH07243595A JPH07243595A JP6038088A JP3808894A JPH07243595A JP H07243595 A JPH07243595 A JP H07243595A JP 6038088 A JP6038088 A JP 6038088A JP 3808894 A JP3808894 A JP 3808894A JP H07243595 A JPH07243595 A JP H07243595A
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- Japan
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- fluids
- flow
- main
- temperature
- fluid
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-
- 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
- Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】火力及び原子力プラントの配管、特に高温水配
管と低温水配管の混合接触部において、低温水と高温水
とが急激に接触する際の混合部配管の壁温変動に起因す
る熱応力の発生を抑制し、高度な混合性能を有する混合
流配管構造を提供すること。 【構成】高温水と低温水が合流する混合配管の主管に主
流と支流の流れ方向のなす平面に平行な複数の流路分割
板サーマルスリーブを取付ける。 【効果】以上のような機構により、混合流配管部におい
て、複雑な形状を必要としないで、温度差を有する二流
体の接触する前の充分な温度差低減と高度な混合性能の
二つを可能とする。その結果、プラント用配管の安全
性，信頼性を確保する。
管と低温水配管の混合接触部において、低温水と高温水
とが急激に接触する際の混合部配管の壁温変動に起因す
る熱応力の発生を抑制し、高度な混合性能を有する混合
流配管構造を提供すること。 【構成】高温水と低温水が合流する混合配管の主管に主
流と支流の流れ方向のなす平面に平行な複数の流路分割
板サーマルスリーブを取付ける。 【効果】以上のような機構により、混合流配管部におい
て、複雑な形状を必要としないで、温度差を有する二流
体の接触する前の充分な温度差低減と高度な混合性能の
二つを可能とする。その結果、プラント用配管の安全
性，信頼性を確保する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は火力及び原子力プラント
の配管に係り、特に高温水と低温水が接触する際の混合
部配管の壁温変動に起因する熱応力や熱疲労の発生を抑
制するのに好適な温度差緩和及び、両流体の混合を促進
させるのに好適な混合性能機構に関する。
の配管に係り、特に高温水と低温水が接触する際の混合
部配管の壁温変動に起因する熱応力や熱疲労の発生を抑
制するのに好適な温度差緩和及び、両流体の混合を促進
させるのに好適な混合性能機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来使われている温度差低減を考
慮した基本的な合流配管構造である。図３の構造では伝
熱面積はそれ程大きくなく、大きな温度差を有した二流
体の混合では充分な温度差の低減無しで両流体は接触す
る。また、図３の構造は両流体をそれぞれ中心と壁側に
分離し、二流体が熱的平衡に達する混合到達距離はかな
り長くなると考えられ、混合性能の観点も考慮に入れる
と好ましいとはいえない。図４は特開昭59−39331 号公
報の結合配管の混合促進構造である。図４の構造から混
合性能は良いと思われる。しかし、小孔から出た流体Ｂ
は主流の流体と大きな温度差を有したまま直接混合する
ことは変わらず、流体Ｄは小孔から噴出された流体Ｂと
温度差を有したまま直接接触し、温度変動を生じると考
えられる。そのため、サーマルスリーブ４上で温度変動
による熱疲労が生じるものと考えられ、熱疲労の観点か
ら見るとあまり好ましくないと考えられる。また、支流
流れの圧力損失は大きく圧力損失の観点からも、好適な
ものとは言えない。
慮した基本的な合流配管構造である。図３の構造では伝
熱面積はそれ程大きくなく、大きな温度差を有した二流
体の混合では充分な温度差の低減無しで両流体は接触す
る。また、図３の構造は両流体をそれぞれ中心と壁側に
分離し、二流体が熱的平衡に達する混合到達距離はかな
り長くなると考えられ、混合性能の観点も考慮に入れる
と好ましいとはいえない。図４は特開昭59−39331 号公
報の結合配管の混合促進構造である。図４の構造から混
合性能は良いと思われる。しかし、小孔から出た流体Ｂ
は主流の流体と大きな温度差を有したまま直接混合する
ことは変わらず、流体Ｄは小孔から噴出された流体Ｂと
温度差を有したまま直接接触し、温度変動を生じると考
えられる。そのため、サーマルスリーブ４上で温度変動
による熱疲労が生じるものと考えられ、熱疲労の観点か
ら見るとあまり好ましくないと考えられる。また、支流
流れの圧力損失は大きく圧力損失の観点からも、好適な
ものとは言えない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高温水配管と低温水配
管とが大きな温度差を有して合流する混合流配管におい
て、大幅な温度差低減と高度な混合性能の二つの観点を
考慮に入れると従来の発明では充分な性能を有している
とは言えない。また、十分な温度差低減が可能でも形状
が複雑，圧力損失の増大等の問題がある。図４のような
発明では、ある一部分で熱水と冷水が温度差の低減なし
でほぼ直接接触混合するような構造を有しており、熱疲
労の観点からは好適なものとはいえない。本発明の目的
は上記課題を解決し、温度変動を抑制しつつ、温度差を
有した二流体の充分な温度差低減と高度な混合性能の二
つを可能とすることである。
管とが大きな温度差を有して合流する混合流配管におい
て、大幅な温度差低減と高度な混合性能の二つの観点を
考慮に入れると従来の発明では充分な性能を有している
とは言えない。また、十分な温度差低減が可能でも形状
が複雑，圧力損失の増大等の問題がある。図４のような
発明では、ある一部分で熱水と冷水が温度差の低減なし
でほぼ直接接触混合するような構造を有しており、熱疲
労の観点からは好適なものとはいえない。本発明の目的
は上記課題を解決し、温度変動を抑制しつつ、温度差を
有した二流体の充分な温度差低減と高度な混合性能の二
つを可能とすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的である、ある一
部分での温度変動による熱疲労を抑制するために、図４
のような直接接触して混合することにより、温度差を低
減させる方法を改め、サーマルスリーブ流入時の伝熱面
積の拡大による熱伝達性能の向上によって、十分な温度
差の低減を図る。つまり、合流部主管を複数の流路に分
割し、合流時に主流と支流を交互に別の流路に分けて流
し込み、壁面を介しての熱伝達により、両流体の温度差
を低減させてから、両流体を接触混合させるサーマルス
リーブ構造を主管内に設け、サーマルスリーブの伝熱面
積及び合流接触時の両流体の接触面積を増大することに
よって、上記課題を解決する。
部分での温度変動による熱疲労を抑制するために、図４
のような直接接触して混合することにより、温度差を低
減させる方法を改め、サーマルスリーブ流入時の伝熱面
積の拡大による熱伝達性能の向上によって、十分な温度
差の低減を図る。つまり、合流部主管を複数の流路に分
割し、合流時に主流と支流を交互に別の流路に分けて流
し込み、壁面を介しての熱伝達により、両流体の温度差
を低減させてから、両流体を接触混合させるサーマルス
リーブ構造を主管内に設け、サーマルスリーブの伝熱面
積及び合流接触時の両流体の接触面積を増大することに
よって、上記課題を解決する。
【０００５】
【作用】高温水配管と低温水配管とが大きな温度差を有
して合流する混合流配管に主流と支流の流れ方向のなす
平面に平行に流路を複数分割するサーマルスリーブを設
け、交互に支流と主流を流すと主流からの流体と支流か
らの流体はそれぞれ壁面を隔てて流れるため、流体温度
変動をあまり生じさせないで、壁を通しての熱通過によ
り、それぞれ熱の移動を生じさせることができる。両管
壁の温度勾配は高い状態のままで伝熱面積は大きくなる
ので高い熱伝達を可能とする。よって、両流体の温度差
は直接接触する前に充分に低減する。その後、両流体は
サーマルスリーブ出口において直接接触混合するが、ス
リット状に交互に流れているため、その時両流体の接触
面積は大きく、高い混合性能が望める。これらの作用に
より、温度差を有した二流体が直接接触混合し大きな温
度変動が生じるのを防止しつつ接触前の充分な温度差低
減と高度な混合性能の二つを可能とする。
して合流する混合流配管に主流と支流の流れ方向のなす
平面に平行に流路を複数分割するサーマルスリーブを設
け、交互に支流と主流を流すと主流からの流体と支流か
らの流体はそれぞれ壁面を隔てて流れるため、流体温度
変動をあまり生じさせないで、壁を通しての熱通過によ
り、それぞれ熱の移動を生じさせることができる。両管
壁の温度勾配は高い状態のままで伝熱面積は大きくなる
ので高い熱伝達を可能とする。よって、両流体の温度差
は直接接触する前に充分に低減する。その後、両流体は
サーマルスリーブ出口において直接接触混合するが、ス
リット状に交互に流れているため、その時両流体の接触
面積は大きく、高い混合性能が望める。これらの作用に
より、温度差を有した二流体が直接接触混合し大きな温
度変動が生じるのを防止しつつ接触前の充分な温度差低
減と高度な混合性能の二つを可能とする。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２によ
り説明する。図１は混合流配管部の縦断面図を示す。図
２は混合流配管部の横断面図を示す。
り説明する。図１は混合流配管部の縦断面図を示す。図
２は混合流配管部の横断面図を示す。
【０００７】混合流配管部の構成について説明する。こ
こで、主管内流体Ａは合流部において主流と支流の流れ
方向のなす平面に平行な複数の流路分割板により流体Ｃ
と流体Ｄと流体Ｅに分けられる。また、支管内流体Ｂは
流体Ｆ，Ｇに分けられる。その後に、流体Ｃ，Ｄ，Ｅは
支管内流体Ｆ，Ｇと合流、そして混合流体Ｈが生じる。
この基本構造は、主流である主管１内に主流と支流の流
れ方向のなす平面に平行な複数の流路分割板（サーマル
スリーブ）３を設置する。支管内の流体Ｂは主管内合流
部に流入する時、流路分割板により流体Ｆ，Ｇに分けら
れる。この流体Ｆ，Ｇは外壁近傍を流れる流体Ｃ，Ｅと
管中心部分を流れる流体Ｄに挟まれた形となり、分割板
の管壁３の熱伝達を介して流体Ｃ，Ｄ，Ｅと流体Ｆ，Ｇ
の温度差は減少していく。この時両流体の温度勾配及び
伝熱面積は大きく、熱伝達は大きいので、充分な温度差
の低減が可能である。その結果、流体Ｃ，Ｄ，Ｅと流体
Ｆ，Ｇはサーマルスリーブ３の出口まで直接接触混合す
ることなく、十分に温度差を低減させてからサーマルス
リーブ３の出口で合流，混合する。その後、流体Ｃ，
Ｄ，Ｅと流体Ｆ，Ｇが合流，接触するが、その時両流体
の接触面積は大きく、主管内全体に支流と主流流れが交
互に流れるような分布になる。そのため高い混合性能が
望める。よって温度差を有する二流体の接触前の充分な
温度差低減と高度な混合性能の二つを可能とする。その
結果、プラント用配管の安全性，信頼性を確保する。
こで、主管内流体Ａは合流部において主流と支流の流れ
方向のなす平面に平行な複数の流路分割板により流体Ｃ
と流体Ｄと流体Ｅに分けられる。また、支管内流体Ｂは
流体Ｆ，Ｇに分けられる。その後に、流体Ｃ，Ｄ，Ｅは
支管内流体Ｆ，Ｇと合流、そして混合流体Ｈが生じる。
この基本構造は、主流である主管１内に主流と支流の流
れ方向のなす平面に平行な複数の流路分割板（サーマル
スリーブ）３を設置する。支管内の流体Ｂは主管内合流
部に流入する時、流路分割板により流体Ｆ，Ｇに分けら
れる。この流体Ｆ，Ｇは外壁近傍を流れる流体Ｃ，Ｅと
管中心部分を流れる流体Ｄに挟まれた形となり、分割板
の管壁３の熱伝達を介して流体Ｃ，Ｄ，Ｅと流体Ｆ，Ｇ
の温度差は減少していく。この時両流体の温度勾配及び
伝熱面積は大きく、熱伝達は大きいので、充分な温度差
の低減が可能である。その結果、流体Ｃ，Ｄ，Ｅと流体
Ｆ，Ｇはサーマルスリーブ３の出口まで直接接触混合す
ることなく、十分に温度差を低減させてからサーマルス
リーブ３の出口で合流，混合する。その後、流体Ｃ，
Ｄ，Ｅと流体Ｆ，Ｇが合流，接触するが、その時両流体
の接触面積は大きく、主管内全体に支流と主流流れが交
互に流れるような分布になる。そのため高い混合性能が
望める。よって温度差を有する二流体の接触前の充分な
温度差低減と高度な混合性能の二つを可能とする。その
結果、プラント用配管の安全性，信頼性を確保する。
【０００８】
【発明の効果】本発明により、混合流配管部において次
の効果がある。
の効果がある。
【０００９】（１）高温水，低温水が大きな温度差のま
ま直接接触混合することを抑制しつつ、十分な温度差の
低減を可能とする。
ま直接接触混合することを抑制しつつ、十分な温度差の
低減を可能とする。
【００１０】（２）大きな温度変動を抑制しつつ、高度
な混合性能を可能とする。
な混合性能を可能とする。
【００１１】（３）形状がそれ程複雑でなく、圧力損失
が比較的低い状態で直接接触する前の十分な温度差の低
減と高度な混合性能を可能とする。
が比較的低い状態で直接接触する前の十分な温度差の低
減と高度な混合性能を可能とする。
【００１２】以上より、本発明はプラント用配管のより
高い安全性，信頼性を確保する。
高い安全性，信頼性を確保する。
【図１】本発明の一実施例の混合流配管部の縦断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の一実施例の混合流配管部の横断面図で
ある。
ある。
【図３】従来の混合流配管部の縦断面図である。
【図４】従来の混合流配管の縦断面図である。
１…主管、２…支管、３…流路分割板（サーマルスリー
ブ）、４…サーマルスリーブ、Ａ…流体Ａ、Ｂ…流体
Ｂ、Ｃ…流体Ｃ、Ｄ…流体Ｄ、Ｅ…流体Ｅ、Ｆ…流体
Ｆ、Ｇ…流体Ｇ、Ｈ…流体Ｈ。
ブ）、４…サーマルスリーブ、Ａ…流体Ａ、Ｂ…流体
Ｂ、Ｃ…流体Ｃ、Ｄ…流体Ｄ、Ｅ…流体Ｅ、Ｆ…流体
Ｆ、Ｇ…流体Ｇ、Ｈ…流体Ｈ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｌ 41/02 Ｇ２１Ｄ 1/00 (72)発明者 藤村 秀和 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 水品 靖男 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 浅田 幸宏 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (5)
- 【請求項１】高温水と低温水もしくは高温ガスと低温ガ
スが合流する混合配管で両流体が大きな温度差のまま直
接接触混合することを防止するため、合流部主管内部に
支流流れ方向と主流流れ方向のなす平面と平行に複数配
置した流路分割板を設置し、合流時に主流と支流を交互
に別の流路に分けて流し込み、壁面を介しての熱伝達に
より、両流体の温度差を低減させてから、両流体を直接
接触混合させるサーマルスリーブ構造を有することを特
徴とする混合流配管構造。 - 【請求項２】請求項１において、個々の分割板を別の角
度もしくは放射状に傾けて設置することを特徴とする混
合流配管構造。 - 【請求項３】請求項１又は２において、合流部近くの主
管径もしくは支管径をもとの管径より大きくして分割板
を設置することを特徴とする混合流配管構造。 - 【請求項４】請求項１又は２において、合流部近くの主
管径及び支管径をもとの管径より大きくして分割板を設
置することを特徴とする混合流配管構造。 - 【請求項５】請求項１，２，３又は４において、流路分
割板に複数の穴を設けることを特徴とする混合流配管構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6038088A JPH07243595A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 混合流配管構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6038088A JPH07243595A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 混合流配管構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07243595A true JPH07243595A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12515731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6038088A Pending JPH07243595A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 混合流配管構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07243595A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007061795A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Babcock Hitachi Kk | 高温流体と低温流体を混合させる配管構造 |
| WO2007037328A1 (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 流体混合領域を有する配管 |
| CN102996908A (zh) * | 2012-11-12 | 2013-03-27 | 华北电力大学 | 一种减小热分层影响的管道 |
| CN104315285A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-01-28 | 河北工业大学 | 一种冷热流体混合三通 |
| CN107314005A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-11-03 | 中国联合工程公司 | 一种异种金属堆焊高温高压管道用整流结构 |
| CN108686531A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-23 | 东风商用车有限公司 | 一种简化管壳式流体混合器 |
| CN111006096A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-14 | 西安交通大学 | 一种抑制疲劳损伤的枝型通道结构 |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP6038088A patent/JPH07243595A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007061795A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Babcock Hitachi Kk | 高温流体と低温流体を混合させる配管構造 |
| JP4690836B2 (ja) * | 2005-09-02 | 2011-06-01 | バブコック日立株式会社 | 高温流体と低温流体を混合させる配管構造 |
| WO2007037328A1 (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 流体混合領域を有する配管 |
| KR100970052B1 (ko) * | 2005-09-29 | 2010-07-16 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 유체 혼합 영역을 갖는 배관 |
| US8011392B2 (en) | 2005-09-29 | 2011-09-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Piping having fluid-mixing region |
| CN102996908B (zh) * | 2012-11-12 | 2015-01-21 | 华北电力大学 | 一种减小热分层影响的管道 |
| CN102996908A (zh) * | 2012-11-12 | 2013-03-27 | 华北电力大学 | 一种减小热分层影响的管道 |
| CN104315285A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-01-28 | 河北工业大学 | 一种冷热流体混合三通 |
| CN107314005A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-11-03 | 中国联合工程公司 | 一种异种金属堆焊高温高压管道用整流结构 |
| CN107314005B (zh) * | 2017-07-18 | 2023-06-23 | 中国联合工程有限公司 | 一种异种金属堆焊高温高压管道用整流结构 |
| CN108686531A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-23 | 东风商用车有限公司 | 一种简化管壳式流体混合器 |
| CN108686531B (zh) * | 2018-06-29 | 2024-04-05 | 东风商用车有限公司 | 一种简化管壳式流体混合器 |
| CN111006096A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-14 | 西安交通大学 | 一种抑制疲劳损伤的枝型通道结构 |
| CN111006096B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-03-16 | 西安交通大学 | 一种抑制疲劳损伤的枝型通道结构 |
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