JPH08136167A - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger

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JPH08136167A
JPH08136167A JP6276489A JP27648994A JPH08136167A JP H08136167 A JPH08136167 A JP H08136167A JP 6276489 A JP6276489 A JP 6276489A JP 27648994 A JP27648994 A JP 27648994A JP H08136167 A JPH08136167 A JP H08136167A
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JP
Japan
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main body
primary fluid
plenum forming
cylinder
primary
Prior art date
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Pending
Application number
JP6276489A
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Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Watabe
一郎 渡部
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
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Publication of JPH08136167A publication Critical patent/JPH08136167A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a heat exchanger in which the installing area can be reduced by providing a plenum forming drum extended in the vertical direction along the outer periphery of a body drum, and so forming as to recover primary fluid from the upper part of the forming drum. CONSTITUTION: A plenum forming drum 25 is provided on the outer periphery of the intermediate site of a body drum 24, a primary fluid recovery channel 27 is formed between the drums 24 and 25, and a primary fluid outlet nozzle 8 is provided at the upper end of the channel 27. The primary fluid (a) supplied to the nozzle 8 flows from the upper side toward the lower side in a heat exchange chamber 14, and secondary fluid (b) supplied to a secondary fluid inlet nozzle 18 flows to a heat transfer tube 13 via a secondary fluid inlet chamber 17, and flows from the lower side toward the upper side in the tube 13. In this case, the fluid (a) is heat exchanged with the fluid (b) via the tube 13. The fluid (a) lowered at its temperature rises from the chamber 14 in the channel 27, and flows out via a primary fluid outlet nozzle 28.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、省スペースを図った熱
交換器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a space-saving heat exchanger.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は従来の直管型熱交換器の一例を示
すものである。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows an example of a conventional straight tube heat exchanger.

【0003】1は略垂直に延びる円筒状の本体胴であ
り、該本体胴1の下端部には、上下方向に伸縮可能なベ
ローズ状の熱膨張吸収構造部2が形成されている。
Reference numeral 1 denotes a cylindrical main body cylinder extending substantially vertically, and a bellows-like thermal expansion absorbing structure portion 2 which is vertically expandable and contractible is formed at a lower end portion of the main body cylinder 1.

【0004】また、本体胴1は、その外周面の長手方向
の中間部に設けたスカート3を介して、架構等の固定構
造物4により支持されている。
Further, the main body 1 is supported by a fixed structure 4 such as a frame via a skirt 3 provided in the longitudinally intermediate portion of the outer peripheral surface thereof.

【0005】本体胴1の上端部には、本体胴1に連なっ
て上下方向へ延びる円筒状の上部流路形成部材5が設け
られ、また、本体胴1の下端部には、本体胴1に連なっ
て下方へ延びる円筒状の下部流路形成部材6が設けられ
ている。
A cylindrical upper flow path forming member 5 is provided at the upper end of the main body cylinder 1 and extends in the up-down direction in succession to the main body cylinder 1. Also, at the lower end of the main body cylinder 1, the main body cylinder 1 is provided. A cylindrical lower flow path forming member 6 is provided so as to extend continuously downward.

【0006】7は筒状の上部プレナム形成部材であり、
該上部プレナム形成部材7は、上部流路形成部材5の外
周面に対して所定の間隔を隔て且つ該上部流路形成部材
5を周方向に取り囲むように前記の本体胴1の上端部に
固着されている。
Reference numeral 7 denotes a tubular upper plenum forming member,
The upper plenum forming member 7 is fixed to the upper end portion of the main body 1 at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the upper flow passage forming member 5 and so as to surround the upper flow passage forming member 5 in the circumferential direction. Has been done.

【0007】この上部プレナム形成部材7には、前記の
上部流路形成部材5と対向するように一次流体入口ノズ
ル8が設けられている。
The upper plenum forming member 7 is provided with a primary fluid inlet nozzle 8 so as to face the upper flow passage forming member 5.

【0008】9は筒状の下部プレナム形成部材であり、
該下部プレナム形成部材9は、下部流路形成部材6の外
周面に対して所定の間隔を隔て且つ該下部流路形成部材
6を周方向に取り囲むように前記の本体胴1の下端部に
固着されている。
Reference numeral 9 denotes a tubular lower plenum forming member,
The lower plenum forming member 9 is fixed to the lower end portion of the main body 1 so as to surround the lower flow passage forming member 6 in the circumferential direction at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the lower flow passage forming member 6. Has been done.

【0009】この下部プレナム形成部材9には、前記の
下部流路形成部材6と対向するように一次流体出口ノズ
ル10が設けられている。
The lower plenum forming member 9 is provided with a primary fluid outlet nozzle 10 so as to face the lower flow passage forming member 6.

【0010】11は上部管板、12は下部管板であり、
上部管板11は上部プレナム形成部材7の上端部に内接
するように固着され、また、下部管板12は下部プレナ
ム形成部材9の下端部に内接するように固着されてい
る。
11 is an upper tube sheet, 12 is a lower tube sheet,
The upper tube sheet 11 is fixed so as to be inscribed in the upper end portion of the upper plenum forming member 7, and the lower tube sheet 12 is fixed so as to be inscribed in the lower end portion of the lower plenum forming member 9.

【0011】13は略垂直に延びる複数の伝熱管であ
り、該伝熱管13は、その中間部分が、本体胴1、上部
プレナム形成部材7、下部プレナム形成部材9のそれぞ
れの内周面と、上部管板11の下面と、下部管板12の
上面とにより形成される熱交換室14の内部に配置さ
れ、上端部分が上部管板11を貫通し、また、下端部分
が下部管板12を貫通している。
Reference numeral 13 denotes a plurality of heat transfer tubes extending substantially vertically. The heat transfer tube 13 has an intermediate portion at the inner peripheral surfaces of the body barrel 1, the upper plenum forming member 7, and the lower plenum forming member 9, respectively. It is arranged inside a heat exchange chamber 14 formed by the lower surface of the upper tube sheet 11 and the upper surface of the lower tube sheet 12, the upper end portion of which penetrates the upper tube sheet 11, and the lower end portion of the lower tube sheet 12. Penetrates.

【0012】この伝熱管13の中間部分は、バッフル板
15によって本体胴1の内周面に支持されている。
An intermediate portion of the heat transfer tube 13 is supported on the inner peripheral surface of the main body 1 by a baffle plate 15.

【0013】16は下鏡であり、該下鏡16は、前記の
下部管板12を下側から覆うように下部プレナム形成部
材9の下端部に固着されている。
A lower mirror 16 is fixed to the lower end of the lower plenum forming member 9 so as to cover the lower tube sheet 12 from the lower side.

【0014】この下鏡16には、該下鏡16の内側面及
び下部管板12の下面により形成される二次流体入口室
17と下鏡16の外部とを連通する二次流体入口ノズル
18が設けられている。
The lower mirror 16 has a secondary fluid inlet nozzle 18 for communicating the secondary fluid inlet chamber 17 formed by the inner surface of the lower mirror 16 and the lower surface of the lower tube sheet 12 with the outside of the lower mirror 16. Is provided.

【0015】19は上鏡であり、該上鏡19は、前記の
上部管板11を上側から覆うように上部プレナム形成部
材7の上端部に固着されている。
Reference numeral 19 is an upper mirror, and the upper mirror 19 is fixed to the upper end portion of the upper plenum forming member 7 so as to cover the upper tube sheet 11 from above.

【0016】この上鏡19には、該上鏡19の内側面及
び上部管板11の上面により形成される二次流体出口室
20と上鏡19の外部とを連通する二次流体出口ノズル
21が設けられている。
This upper mirror 19 has a secondary fluid outlet chamber 21 formed by the inner surface of the upper mirror 19 and the upper surface of the upper tube sheet 11 and a secondary fluid outlet nozzle 21 for communicating the outside of the upper mirror 19. Is provided.

【0017】22は一次流体回収管路(後で述べる図3
における二次ナトリウム回収管路)であり、該一次流体
回収管路22は、前記の一次流体出口ノズル10に接続
されている。
Reference numeral 22 denotes a primary fluid recovery conduit (see FIG. 3 which will be described later).
Secondary sodium recovery pipeline), and the primary fluid recovery pipeline 22 is connected to the primary fluid outlet nozzle 10.

【0018】上述した構成を有する直管型熱交換器によ
って、一次流体aと二次流体bとの間に熱交換を行なう
際には、高温の一次流体aを一次流体入口ノズル8へ供
給するとともに、低温の二次流体bを二次流体入口ノズ
ル18へ供給する。
When heat is exchanged between the primary fluid a and the secondary fluid b by the straight pipe heat exchanger having the above-mentioned structure, the high temperature primary fluid a is supplied to the primary fluid inlet nozzle 8. At the same time, the low temperature secondary fluid b is supplied to the secondary fluid inlet nozzle 18.

【0019】一次流体入口ノズル8へ供給された一次流
体aは、熱交換室14の内部を上側から下側へ向かって
流通し、また、二次流体入口ノズル18へ供給された二
次流体bは、二次流体入口室17を経て伝熱管13内に
流入し、該伝熱管13の内部を下側から上側へ向かって
流通する。
The primary fluid a supplied to the primary fluid inlet nozzle 8 circulates in the heat exchange chamber 14 from the upper side to the lower side, and the secondary fluid b supplied to the secondary fluid inlet nozzle 18. Flows into the heat transfer tube 13 through the secondary fluid inlet chamber 17 and flows through the inside of the heat transfer tube 13 from the lower side to the upper side.

【0020】この時、伝熱管13を介して一次流体aと
二次流体bとの間で熱交換が行なわれ、二次流体bの温
度が上昇するとともに、一次流体aの温度が低下する。
At this time, heat exchange is performed between the primary fluid a and the secondary fluid b via the heat transfer tube 13, so that the temperature of the secondary fluid b rises and the temperature of the primary fluid a falls.

【0021】さらに、温度が上昇した二次流体bは、二
次流体出口室20から二次流体出口ノズル21を経て外
部へ流出し、温度が低下した一次流体aは、熱交換室1
4から一次流体出口ノズル10を経て外部へ流出する。
Further, the secondary fluid b whose temperature has risen flows out from the secondary fluid outlet chamber 20 through the secondary fluid outlet nozzle 21 to the outside, and the primary fluid a whose temperature has dropped is the heat exchange chamber 1
4 to the outside through the primary fluid outlet nozzle 10.

【0022】このような熱交換が行なわれる際には、内
部に高温の一次流体aが流通する本体胴1と内部に低温
の二次流体bが流通し且つ外部が高温の一次流体aに触
れる伝熱管13とに熱膨張に起因する伸張差が生じる
が、この伸張差は、本体胴1の熱膨張吸収構造部2によ
って吸収される。
When such heat exchange is performed, the main body cylinder 1 in which the high temperature primary fluid a flows, the low temperature secondary fluid b in the inside, and the outside contact the high temperature primary fluid a. An expansion difference occurs due to thermal expansion with the heat transfer tube 13, and this expansion difference is absorbed by the thermal expansion absorption structure portion 2 of the main body cylinder 1.

【0023】図3は図2に示す直管型熱交換器を蒸気発
生装置23として使用した高速増殖炉の一例を示すもの
である。
FIG. 3 shows an example of a fast breeder reactor using the straight tube heat exchanger shown in FIG. 2 as the steam generator 23.

【0024】30は原子炉本体(高速増殖炉本体)であ
り、該原子炉本体30の内部には、発熱源である炉心3
1の冷却材としてのナトリウム(Na)(一次)が充填
されている。
Reference numeral 30 denotes a reactor main body (fast breeder reactor main body), and inside the reactor main body 30, there is a core 3 which is a heat source.
No. 1 is filled with sodium (Na) (primary) as a coolant.

【0025】32は中間熱交換器本体であり、該中間熱
交換器本体32の内部には、ナトリウム(一次)が充填
されており、伝熱装置33が設けられている。この伝熱
装置の内部にはナトリウム(二次)が充填されている。
Reference numeral 32 denotes an intermediate heat exchanger body, and the inside of the intermediate heat exchanger body 32 is filled with sodium (primary), and a heat transfer device 33 is provided. The inside of this heat transfer device is filled with sodium (secondary).

【0026】34は一次ナトリウム供給管路であり、該
一次ナトリウム供給管路34は、前記の原子炉本体30
の内部から中間熱交換器本体32の内部へナトリウム
(一次)を移送するように構成されている。
Reference numeral 34 is a primary sodium supply line, and the primary sodium supply line 34 is the reactor main body 30.
Is configured to transfer sodium (primary) from the inside to the inside of the intermediate heat exchanger body 32.

【0027】35は一次ナトリウム回収管路であり、該
一次ナトリウム回収管路35は、前記中間熱交換器本体
32の内部から原子炉本体30の内部へナトリウム(一
次)を移送するように構成されている。
Reference numeral 35 is a primary sodium recovery pipeline, and the primary sodium recovery pipeline 35 is configured to transfer sodium (primary) from the inside of the intermediate heat exchanger body 32 to the inside of the reactor body 30. ing.

【0028】36は二次ナトリウム供給管路であり、該
二次ナトリウム供給管路36は、前記の伝熱装置33の
流体出口と蒸気発生装置23の一次流体入口(図2に示
す直管式熱交換器の一次流体入口ノズル8)とを接続
し、伝熱装置33の内部から蒸気発生装置23に対して
ナトリウム(二次)を図2に示す一次流体aとして供給
するように構成されている。
Reference numeral 36 denotes a secondary sodium supply pipe line. The secondary sodium supply pipe line 36 is a fluid outlet of the heat transfer device 33 and a primary fluid inlet of the steam generator 23 (a straight pipe type shown in FIG. 2). It is configured to be connected to the primary fluid inlet nozzle 8) of the heat exchanger and to supply sodium (secondary) from the inside of the heat transfer device 33 to the steam generator 23 as the primary fluid a shown in FIG. There is.

【0029】さらに、前記の伝熱装置33の流体入口に
は、蒸気発生装置23の一次流体出口(図2に示す直管
型熱交換器の一次流体出口ノズル10)に連通する二次
ナトリウム回収管路(図2に示す一次流体回収管路)2
2が接続されている。
Further, at the fluid inlet of the heat transfer device 33, secondary sodium recovery communicating with the primary fluid outlet of the steam generator 23 (the primary fluid outlet nozzle 10 of the straight pipe type heat exchanger shown in FIG. 2) is recovered. Pipe line (primary fluid recovery pipe line shown in FIG. 2) 2
2 is connected.

【0030】上述した構成を有する高速増殖炉を熱源と
して蒸気を発生させる際には、原子炉本体30の炉心3
1を冷却して高温となった原子炉本体30の内部のナト
リウム(一次)を一次ナトリウム供給管路34を介して
中間熱交換器本体32へ移送する。
When steam is generated by using the fast breeder reactor having the above-mentioned structure as a heat source, the core 3 of the reactor body 30 is used.
The sodium (primary) in the reactor body 30 that has become hot after cooling 1 is transferred to the intermediate heat exchanger body 32 via the primary sodium supply pipe 34.

【0031】中間熱交換器本体32へ移送されたナトリ
ウム(一次)は、該中間熱交換器本体32の内部に設け
られた伝熱装置33の外周に沿って流下し、該伝熱装置
33を介して伝熱装置33の内部に充填されているナト
リウム(二次)との間で熱交換を行なう。
The sodium (primary) transferred to the intermediate heat exchanger body 32 flows down along the outer periphery of the heat transfer device 33 provided inside the intermediate heat exchanger body 32, and the sodium (primary) flows through the heat transfer device 33. The heat is exchanged with sodium (secondary) filled in the heat transfer device 33 via the heat transfer device 33.

【0032】このとき、ナトリウム(二次)の温度が上
昇するとともに、ナトリウム(一次)の温度が低下す
る。温度が上昇したナトリウム(二次)は伝熱装置33
の流体出口から二次ナトリウム供給管路36を通り蒸気
発生装置23の一次流体入口(図2に示す直管型熱交換
器の一次流体入口ノズル8)へ移送され、温度が低下し
たナトリウム(一次)は、中間熱交換器本体32の内部
から一次ナトリウム回収管路35を介して原子炉本体3
0の内部へ移送される。
At this time, the temperature of sodium (secondary) increases and the temperature of sodium (primary) decreases. Sodium (secondary) whose temperature has risen is the heat transfer device 33.
Of the sodium (primary fluid inlet nozzle 8 of the straight-tube heat exchanger shown in FIG. 2) transferred to the primary fluid inlet of the steam generator 23 from the fluid outlet of the secondary sodium supply pipe 36. ) Is from the inside of the intermediate heat exchanger body 32 via the primary sodium recovery pipe 35.
0 is transferred to the inside.

【0033】さらに、蒸気発生装置23の一次流体入口
へ移送されたナトリウム(二次)は、図2に示す熱交換
室14の内部を上側から下側へ向かって流通し、同じく
図2に示す二次流体入口ノズル18へ供給され二次流体
入口室17を経て伝熱管13内へ流入し、該伝熱管13
の内部を下側から上側へ向かって流通する二次流体b
(例えば、図示しない発電機駆動用タービン凝縮器から
供給される水)と、伝熱管13を介して熱交換をなし、
該二次流体bの温度を上昇させて水蒸気を発生させると
ともに、該ナトリウム(二次)の温度は低下する。
Further, sodium (secondary) transferred to the primary fluid inlet of the steam generator 23 flows through the inside of the heat exchange chamber 14 shown in FIG. 2 from the upper side to the lower side, and also shown in FIG. It is supplied to the secondary fluid inlet nozzle 18 and flows into the heat transfer tube 13 through the secondary fluid inlet chamber 17,
Secondary fluid b flowing from the lower side to the upper side in the inside of the
(For example, water supplied from a turbine condenser for driving a generator (not shown)) and heat exchange via the heat transfer tube 13,
While the temperature of the secondary fluid b is increased to generate steam, the temperature of the sodium (secondary) is decreased.

【0034】前記の水蒸気となった二次流体bは、図2
に示す二次流体出口室20から二次流体出口ノズル21
を経て外部の機器(例えば、図示しない発電機駆動用タ
ービン)へ送給される。
The secondary fluid b which has become the above-mentioned steam is shown in FIG.
From the secondary fluid outlet chamber 20 shown in FIG.
And is fed to an external device (for example, a generator driving turbine (not shown)).

【0035】また、原子炉本体30の内部へ移送された
ナトリウム(一次)は再び炉心31を冷却するように作
用する。
The sodium (primary) transferred to the inside of the reactor body 30 acts to cool the core 31 again.

【0036】[0036]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の蒸気
発生装置23(直管型熱交換器)では、二次ナトリウム
回収管路(図2に示す一次流体回収管路)22が損傷し
た場合に、その損傷箇所から中間熱交換器本体32の内
部のナトリウム(二次)の全量が外部へ流出することを
防止するために、二次ナトリウム回収管路22を中間熱
交換器本体32の上方に設置するようにしている。
However, in the above-described steam generator 23 (straight tube heat exchanger), when the secondary sodium recovery pipeline (primary fluid recovery pipeline shown in FIG. 2) 22 is damaged. In order to prevent the total amount of sodium (secondary) inside the intermediate heat exchanger body 32 from flowing out from the damaged portion, the secondary sodium recovery pipe line 22 is placed above the intermediate heat exchanger body 32. I am trying to install it.

【0037】このため、二次ナトリウム回収管路22を
蒸気発生装置23の近傍において略垂直に立ち上げる必
要があり、蒸気発生装置23の設置面積が大きくなる傾
向にある。
Therefore, it is necessary to raise the secondary sodium recovery pipe line 22 in the vicinity of the steam generator 23 substantially vertically, and the installation area of the steam generator 23 tends to increase.

【0038】本発明は、前述の実情に鑑み、本体胴の外
周に沿って上下方向へ延びるプレナム形成胴を設け、該
プレナム形成胴の上部から一次流体を回収し得るように
形成することにより、設置面積の削減を図り得る熱交換
器を提供することを目的としてなしたものである。
In view of the above situation, the present invention provides a plenum forming cylinder extending in the vertical direction along the outer periphery of the main body cylinder, and forms the primary fluid from the upper portion of the plenum forming cylinder so as to collect the primary fluid. The purpose is to provide a heat exchanger capable of reducing the installation area.

【0039】[0039]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の熱交換器においては、略垂直に延びる円筒状
の本体胴と、該本体胴の下側の部分を本体胴の上端付近
まで周方向に取り囲むように配置され且つ上端部が本体
胴の外周面に固着された筒状のプレナム形成胴と、前記
の本体胴の上端部に固着された上部プレナム形成部材
と、該上部プレナム形成部材の上端部に内接するように
固着された上部管板と、前記のプレナム形成胴の下端部
に内接するように固着された下部管板と、上端部分が上
部管板を貫通し且つ下端部分が下部管板を貫通するよう
に本体胴の内方に配置された略垂直に延びる伝熱管と、
前記の下部管板を下側から覆うようにプレナム形成胴の
下端部に固着された下鏡と、前記の上部管板を上側から
覆うように上部プレナム形成部材の上端部に固着された
上鏡と、前記の上部プレナム形成部材に設けられた一次
流体入口ノズルと、前記のプレナム形成胴の上端部近傍
に設けられた一次流体出口ノズルと、前記の下鏡に設け
られた二次流体入口ノズルと、前記の上鏡に設けられた
二次流体出口ノズルとを備えた構成としている。
To achieve the above object, in a heat exchanger according to the present invention, a cylindrical main body cylinder extending substantially vertically and a lower portion of the main body cylinder are provided near an upper end of the main body cylinder. A cylindrical plenum forming cylinder which is arranged so as to surround in the circumferential direction up to and has an upper end fixed to the outer peripheral surface of the main body cylinder, an upper plenum forming member fixed to the upper end of the main body cylinder, and the upper plenum. An upper tube plate fixedly inscribed to the upper end of the forming member, a lower tube plate fixedly inscribed to the lower end of the plenum forming cylinder, and an upper end portion penetrating the upper tube plate and a lower end. A substantially vertically extending heat transfer tube disposed inside the main body so that the portion penetrates the lower tube sheet;
A lower mirror fixed to the lower end of the plenum forming cylinder so as to cover the lower tube sheet from below, and an upper mirror fixed to the upper end of the upper plenum forming member so as to cover the upper tube sheet from above. A primary fluid inlet nozzle provided on the upper plenum forming member, a primary fluid outlet nozzle provided near the upper end of the plenum forming cylinder, and a secondary fluid inlet nozzle provided on the lower mirror. And a secondary fluid outlet nozzle provided on the upper mirror.

【0040】[0040]

【作用】本発明の熱交換器では、高温の一次流体を一次
流体入口ノズルへ供給するとともに、低温の二次流体を
二次流体入口ノズルへ供給すると、一次流体入口ノズル
へ供給された一次流体は、熱交換室の内部を上側から下
側へ向かって流通し、また、二次流体入口ノズルへ供給
された二次流体は、二次流体入口室を経て伝熱管内に流
入し、該伝熱管の内部を下側から上側へ向かって流通
し、伝熱管を介して一次流体と二次流体との間で熱交換
が行なわれ、二次流体の温度が上昇するとともに、一次
流体の温度が低下する。
In the heat exchanger of the present invention, when the high temperature primary fluid is supplied to the primary fluid inlet nozzle and the low temperature secondary fluid is supplied to the secondary fluid inlet nozzle, the primary fluid supplied to the primary fluid inlet nozzle Flows from the upper side to the lower side in the heat exchange chamber, and the secondary fluid supplied to the secondary fluid inlet nozzle flows into the heat transfer tube through the secondary fluid inlet chamber, It flows through the inside of the heat pipe from the lower side to the upper side, heat is exchanged between the primary fluid and the secondary fluid via the heat transfer tube, the temperature of the secondary fluid rises, and the temperature of the primary fluid rises. descend.

【0041】さらに、温度が上昇した二次流体は、二次
流体出口室から二次流体出口ノズルを経て外部へ流出
し、温度が低下した一次流体は、熱交換室から一次流体
回収流路を通り一次流体出口ノズルを経て外部へ流出す
る。
Furthermore, the secondary fluid whose temperature has risen flows out from the secondary fluid outlet chamber to the outside through the secondary fluid outlet nozzle, and the primary fluid whose temperature has dropped from the heat exchange chamber to the primary fluid recovery passageway. Through the primary fluid outlet nozzle.

【0042】[0042]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0043】図1は本発明の熱交換器の一実施例の概略
を表す断面図である。図中、図2と同一の符号を付した
部分は同一物を表している。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an embodiment of the heat exchanger of the present invention. In the figure, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 represent the same things.

【0044】24は略垂直に延びる円筒状の本体胴、2
5は略垂直に延びる円筒状のプレナム形成胴であり、該
プレナム形成胴25の下端部には、上下方向に伸縮可能
なベローズ状の熱膨張吸収構造部26が形成されてい
る。
Reference numeral 24 denotes a cylindrical main body cylinder extending substantially vertically, 2
Reference numeral 5 denotes a cylindrical plenum forming cylinder extending substantially vertically, and a bellows-shaped thermal expansion absorbing structure portion 26 that is vertically expandable and contractible is formed at a lower end portion of the plenum forming cylinder 25.

【0045】このプレナム形成胴25は、その内周面と
本体胴24の上下方向中間部よりも下側の部分の外周面
との間に一次流体回収流路27が形成されるように、本
体胴24の上下方向中間部から下側の部分を周方向に取
り囲むように配置されて上端部が本体胴24の外周面に
固着されている。
The plenum forming cylinder 25 has a main body so that a primary fluid recovery flow passage 27 is formed between the inner peripheral surface of the plenum and the outer peripheral surface of a portion of the main body cylinder 24 below the vertically intermediate portion. The upper and lower ends of the body 24 are fixed to the outer circumferential surface of the main body 24 so as to surround the lower portion of the body 24 in the circumferential direction.

【0046】また、該プレナム形成胴25の上端部近傍
には、一次流体回収流路27とプレナム形成胴25の外
部とを連通する一次流体出口ノズル28が設けられてい
る。
In the vicinity of the upper end of the plenum forming cylinder 25, a primary fluid outlet nozzle 28 is provided which connects the primary fluid recovery flow path 27 and the outside of the plenum forming cylinder 25.

【0047】さらに、プレナム形成胴25は、その外周
面の長手方向中間部に設けたスカート3を介して架構等
の固定構造物4に支持されている。
Further, the plenum forming cylinder 25 is supported by a fixed structure 4 such as a frame via a skirt 3 provided in the longitudinally intermediate portion of the outer peripheral surface thereof.

【0048】本体胴24の外周面とプレナム形成胴25
の内周面との間には振れ止め部材29が適宜の位置に設
けられており、この振れ止め部材29によって、本体胴
24とプレナム形成胴25との相対的な変位が抑制され
るようになっている。
Outer peripheral surface of main body cylinder 24 and plenum forming cylinder 25
An anti-sway member 29 is provided at an appropriate position between the inner peripheral surface of the main body cylinder 24 and the inner peripheral surface thereof so that relative displacement between the main body cylinder 24 and the plenum forming cylinder 25 is suppressed. Has become.

【0049】本体胴24の上端部には、本体胴24に連
なって上下方向へ延びる円筒状の上部流路形成部材5が
設けられている。
At the upper end of the body barrel 24, a cylindrical upper flow path forming member 5 is provided which is continuous with the body barrel 24 and extends vertically.

【0050】7は筒状の上部プレナム形成部材であり、
該上部プレナム形成部材7は、上部流路形成部材5の外
周面に対して所定の間隔を隔て且つ該上部流路形成部材
5を周方向に取り囲むように前記の本体胴24の上端部
に固着され、前記の上部流路形成部材5と対向するよう
に一次流体入口ノズル8が設けられている。
Reference numeral 7 is a cylindrical upper plenum forming member,
The upper plenum forming member 7 is fixed to the upper end portion of the body barrel 24 at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the upper flow passage forming member 5 and so as to surround the upper flow passage forming member 5 in the circumferential direction. The primary fluid inlet nozzle 8 is provided so as to face the upper flow path forming member 5.

【0051】11は上部管板、12は下部管板であり、
上部管板11は上部プレナム形成部材7の上端部に内接
するように固着され、下部管板12はプレナム形成胴2
5の下端部に内接するように固着されている。
11 is an upper tube sheet, 12 is a lower tube sheet,
The upper tube sheet 11 is fixed to the upper end portion of the upper plenum forming member 7 so as to be inscribed, and the lower tube sheet 12 is attached to the plenum forming cylinder 2.
It is fixed so as to be inscribed on the lower end portion of 5.

【0052】13は略垂直に延びる複数の伝熱管であ
り、該伝熱管13は、その中間部分が、本体胴24、上
部プレナム形成部材7、プレナム形成胴25のそれぞれ
の内周面と、上部管板11の下面と、下部管板12の上
面とにより形成される熱交換室14の内部に配置され、
上端部分が上部管板11を貫通し、また、下端部分が下
部管板12を貫通している。
Reference numeral 13 denotes a plurality of heat transfer tubes extending substantially vertically. The heat transfer tube 13 has an intermediate portion at an inner peripheral surface of each of the main body cylinder 24, the upper plenum forming member 7 and the plenum forming cylinder 25, and an upper portion. Disposed inside the heat exchange chamber 14 formed by the lower surface of the tube sheet 11 and the upper surface of the lower tube sheet 12,
The upper end portion penetrates the upper tube sheet 11, and the lower end portion penetrates the lower tube sheet 12.

【0053】この伝熱管13の中間部分は、バッフル板
15によって本体胴24の内周面に支持されている。
The intermediate portion of the heat transfer tube 13 is supported by the baffle plate 15 on the inner peripheral surface of the body case 24.

【0054】16は下鏡であり、該下鏡16は、前記の
下部管板12を下側から覆うようにプレナム形成胴25
の下端部に固着されている。
Reference numeral 16 is a lower mirror, and the lower mirror 16 covers the lower tube sheet 12 from the lower side.
Is fixed to the lower end of the.

【0055】19は上鏡であり、該上鏡19は、前記の
上部管板11を上側から覆うように上部プレナム形成部
材7の上端部に固着されている。
The upper mirror 19 is fixed to the upper end of the upper plenum forming member 7 so as to cover the upper tube sheet 11 from above.

【0056】上述した構成を有する直管型熱交換器によ
って、一次流体aと二次流体bとの間で熱交換を行なう
際には、高温の一次流体aを一次流体入口ノズル8へ供
給するとともに、低温の二次流体bを二次流体入口ノズ
ル18へ供給する。
When heat exchange is performed between the primary fluid a and the secondary fluid b by the straight tube heat exchanger having the above-mentioned configuration, the high temperature primary fluid a is supplied to the primary fluid inlet nozzle 8. At the same time, the low temperature secondary fluid b is supplied to the secondary fluid inlet nozzle 18.

【0057】一次流体入口ノズル8へ供給された一次流
体aは、熱交換室14の内部を上側から下側へ向かって
流通し、また、二次流体入口ノズル18へ供給された二
次流体bは、二次流体入口室17を経て伝熱管13に流
入し、該伝熱管13の内部を下側から上側へ向かって流
通する。
The primary fluid a supplied to the primary fluid inlet nozzle 8 flows through the inside of the heat exchange chamber 14 from the upper side to the lower side, and also the secondary fluid b supplied to the secondary fluid inlet nozzle 18. Flows into the heat transfer tube 13 through the secondary fluid inlet chamber 17 and flows through the inside of the heat transfer tube 13 from the lower side to the upper side.

【0058】このとき、伝熱管13を介して一次流体a
と二次流体bとの間で熱交換が行なわれ、二次流体bの
温度が上昇するとともに、一次流体aの温度が低下す
る。
At this time, the primary fluid a is passed through the heat transfer tube 13.
Heat is exchanged between the secondary fluid b and the secondary fluid b, and the temperature of the secondary fluid b rises and the temperature of the primary fluid a falls.

【0059】さらに、温度が上昇した二次流体bは、二
次流体出口室20から二次流体出口ノズル21を経て外
部へ流出し、温度が低下した一次流体aは、熱交換室1
4から本体胴24とプレナム形成胴25との間に形成さ
れる一次流体回収流路27を上昇し、一次流体出口ノズ
ル28を経て外部へ流出する。
Further, the secondary fluid b whose temperature has risen flows out from the secondary fluid outlet chamber 20 through the secondary fluid outlet nozzle 21 to the outside, and the primary fluid a whose temperature has dropped is the heat exchange chamber 1
4, the primary fluid recovery channel 27 formed between the main body cylinder 24 and the plenum forming cylinder 25 rises, and then flows out through the primary fluid outlet nozzle 28.

【0060】このような熱交換が行なわれる際には、内
部に比較的高温の一次流体aが流通するプレナム形成胴
25と内部に低温の二次流体bが流通し且つ外部が比較
的高温の一次流体aに触れる伝熱管13とに熱膨張に起
因して、比較的に少ない伸張差が生じるが、この伸張差
は、プレナム形成胴25の熱膨張吸収構造部26によっ
て吸収される。
When such heat exchange is performed, the plenum forming cylinder 25 in which the relatively high temperature primary fluid a flows and the low temperature secondary fluid b in the inside and the outside temperature of the relatively high temperature. Due to thermal expansion, a relatively small difference in expansion occurs with the heat transfer tube 13 that comes into contact with the primary fluid a, and this expansion difference is absorbed by the thermal expansion absorption structure 26 of the plenum forming cylinder 25.

【0061】本実施例においては、本体胴24の中間部
位の外周にプレナム形成胴25を設け、本体胴24とプ
レナム形成胴25との間に一次流体回収流路27を形成
し、該一次流体回収流路27の上端部に一次流体出口ノ
ズル28を設けたので、図2の従来例に示す一次流体回
収管路22が不要となり、熱交換器の設置面積の削減を
図り得られ、本体胴24の低温化による熱膨張吸収構造
部26の小型化が可能となり、プレナム形成胴25にス
カート3を設けたので、該スカート3の取合部の低温化
による構造健全性の向上を図ることができる。
In this embodiment, a plenum forming cylinder 25 is provided on the outer periphery of the intermediate portion of the main body cylinder 24, and a primary fluid recovery passage 27 is formed between the main body cylinder 24 and the plenum forming cylinder 25. Since the primary fluid outlet nozzle 28 is provided at the upper end of the recovery channel 27, the primary fluid recovery conduit 22 shown in the conventional example of FIG. 2 is unnecessary, and the installation area of the heat exchanger can be reduced. Since the thermal expansion absorbing structure portion 26 can be downsized by lowering the temperature of 24 and the skirt 3 is provided on the plenum forming cylinder 25, the structural soundness can be improved by lowering the temperature of the joining portion of the skirt 3. it can.

【0062】なお、本発明は前述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明の熱交換器によれば、下記のごと
き種々の優れた効果を奏し得る。
According to the heat exchanger of the present invention, various excellent effects as described below can be obtained.

【0064】I)従来の一次流体回収管路の立上り配管
が不要となり、熱交換器の設置面積の削減を図り得る。
I) The rising pipe of the conventional primary fluid recovery pipe is not required, and the installation area of the heat exchanger can be reduced.

【0065】II)伝熱管とプレナム形成胴との温度差
が比較的に小さく、熱膨張吸収構造部の小型化が可能と
なる。
II) The temperature difference between the heat transfer tube and the plenum forming cylinder is relatively small, and the thermal expansion absorbing structure can be downsized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の熱交換器の一実施例の概略を表す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a heat exchanger of the present invention.

【図2】従来の熱交換器の一例の概略を表す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a conventional heat exchanger.

【図3】図2に示す熱交換器を蒸気発生装置として使用
した高速増殖炉の一例の模式図である。
FIG. 3 is a schematic view of an example of a fast breeder reactor using the heat exchanger shown in FIG. 2 as a steam generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7 上部プレナム形成部材 8 一次流体入口ノズル 11 上部管板 12 下部管板 13 伝熱管 16 下鏡 18 二次流体入口ノズル 19 上鏡 21 二次流体出口ノズル 24 本体胴 25 プレナム形成胴 28 一次流体出口ノズル 7 Upper Plenum Forming Member 8 Primary Fluid Inlet Nozzle 11 Upper Tube Plate 12 Lower Tube Sheet 13 Heat Transfer Tube 16 Lower Mirror 18 Secondary Fluid Inlet Nozzle 19 Upper Mirror 21 Secondary Fluid Outlet Nozzle 24 Main Body 25 Plenum Forming Body 28 Primary Fluid Outlet nozzle

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 略垂直に延びる円筒状の本体胴と、該本
体胴の下側の部分を本体胴の上端付近まで周方向に取り
囲むように配置され且つ上端部が本体胴の外周面に固着
された筒状のプレナム形成胴と、前記の本体胴の上端部
に固着された上部プレナム形成部材と、該上部プレナム
形成部材の上端部に内接するように固着された上部管板
と、前記のプレナム形成胴の下端部に内接するように固
着された下部管板と、上端部分が上部管板を貫通し且つ
下端部分が下部管板を貫通するように本体胴の内方に配
置された略垂直に延びる伝熱管と、前記の下部管板を下
側から覆うようにプレナム形成胴の下端部に固着された
下鏡と、前記の上部管板を上側から覆うように上部プレ
ナム形成部材の上端部に固着された上鏡と、前記の上部
プレナム形成部材に設けられた一次流体入口ノズルと、
前記のプレナム形成胴の上端部近傍に設けられた一次流
体出口ノズルと、前記の下鏡に設けられた二次流体入口
ノズルと、前記の上鏡に設けられた二次流体出口ノズル
とを備えてなることを特徴とする熱交換器。
1. A cylindrical main body cylinder extending substantially vertically, and a lower part of the main body cylinder is disposed so as to circumferentially surround the upper end of the main body cylinder, and the upper end portion is fixed to an outer peripheral surface of the main body cylinder. A tubular plenum forming cylinder, an upper plenum forming member fixed to the upper end of the main body cylinder, an upper tube plate fixed to the upper end of the upper plenum forming member so as to be inscribed, A lower tube sheet fixed so as to be inscribed in the lower end of the plenum forming cylinder, and a generally arranged inside of the main body cylinder so that the upper end portion penetrates the upper tube sheet and the lower end portion penetrates the lower tube sheet. A vertically extending heat transfer tube, a lower mirror fixed to the lower end of the plenum forming cylinder so as to cover the lower tube sheet from below, and an upper end of the upper plenum forming member so as to cover the upper tube sheet from above. The upper mirror fixed to the upper part and the above-mentioned upper plenum forming member. A primary fluid inlet nozzle provided,
A primary fluid outlet nozzle provided in the vicinity of the upper end of the plenum forming cylinder, a secondary fluid inlet nozzle provided in the lower mirror, and a secondary fluid outlet nozzle provided in the upper mirror. A heat exchanger characterized by the following.
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