JPH08247691A - スチームコンデンサ用の管束 - Google Patents

スチームコンデンサ用の管束

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JPH08247691A
JPH08247691A JP8036969A JP3696996A JPH08247691A JP H08247691 A JPH08247691 A JP H08247691A JP 8036969 A JP8036969 A JP 8036969A JP 3696996 A JP3696996 A JP 3696996A JP H08247691 A JPH08247691 A JP H08247691A
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Alstom Power Heat Exchange SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は管束の全断面積に対する管が挿入さ
れているゾーンのより良好な充填係数を得、その結果所
定数の管について管束の寸法を小さくし、管束の熱交換
性能を改善することにある。 【解決手段】 管の軸に垂直な平面において、管が挿入
されている管束ゾーンのジャケットの経路が、放射状の
スパイク（６、１０−１８）を形成するタイプの経路で
あり、少なくともいくつかのスパイク（６、１０−１
３）が、少なくとも一度分岐部（８、９、２８、２９、
３２−３５、４６、４７、４８、４９）に分れており、
前記スパイクがほぼ環状のリング（２２）を形成する管
挿入域から放射状に延びているスチームコンデンサ用管
束。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管の軸に垂直な平
面において、管が挿入されている管束ゾーンのジャケッ
トの経路が放射状のスパイク（ｅｐｉ、穂状花序状構造
物）の形をつくるタイプの経路であるスチームコンデン
サ用の管束に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フランス特許第１３９１６６１号には、
このタイプの管束が記載されている。
【０００３】このような管束においては、管が挿入され
ているゾーンを構成する放射状の各スパイクの間に、管
が挿入されていない三角形の切込みが存在する。このよ
うな切込みは、切込みの両側に位置する二つのスパイク
の管に向かって蒸気を通すために必要である。このよう
に、切込みは、管を切込みの両側二つのハーフスパイク
（ｄｅｍｉ−ｅｐｉ）に「分け与えている」と言える。
【０００４】管束が占めている全断面積は、以下に応じ
て異なる。
【０００５】− 管の数と管のピッチによって左右され
る管が挿入されているゾーンの断面積。
【０００６】− スパイクの間に蒸気を通す前記の切込
みのために必要となる断面積。
【０００７】− たとえば管が挿入されているゾーンの
周りの空気冷却器のような、経路の制約条件による管の
ないゾーンの断面積。
【０００８】二つのスパイクの間を流れる切込みに沿う
蒸気の所定の速度Ｖメーター／秒(m/s) と、管の所定の
長さＬメーター(m) と、すべての管について一様な、管
当りの凝縮する蒸気の所定の流量ｑi 立方メートル／秒
（ｍ3 ／ｓ）について、次の計算によって示すことがで
きる。
【０００９】三角形の切込みに必要な数面積は、
【００１０】
【数１】
【００１１】に等しい。
【００１２】（ここでｌは切込みの幅、つまりこれらの
端部で二つのスパイクを隔てる距離を示しており、Ｈ
は、切込みの両側の二つのハーフスパイクの高さに対応
する切込みの高さを示している）そして、断面積Ｓは
【００１３】
【数２】
【００１４】によっても与えられる。
【００１５】この場合、Ｎは高さＨの三角形の切込みに
よって与えられる二つのハーフスパイクの管の数を示し
ている。
【００１６】切込みの両側の二つのハーフスパイクに向
かって蒸気を通すために必要とされる管のない区域であ
る切込みの必要な断面積は、隣接する二つのハーフスパ
イクの管の数Ｎと切込みの高さＨに比例している。
【００１７】したがって、長いスパイク、すなわち長い
切込みを有する大きな管束は、より短いスパイクを有す
るより小さい管束よりも管ごとに、管のない大きな区域
を必要とすることが明らかである。
【００１８】このように、定められた蒸気の速度Ｖにつ
いて、単位区域ごとに設置できる管の数は、三角形の蒸
気用切込みの高さＨがより大きくなる分だけ小さくな
る。
【００１９】あいにく、管束の中で交換される出力は、
熱交換の面積、すなわち管の数に比例する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
管束の全断面積に対する管が挿入されているゾーンのよ
り良好な充填係数を得、その結果所定数の管について管
束の寸法を小さくし、管束の熱交換性能を改善すること
にあるが、これは管束の新しい経路によって実現する。
【００２１】
【課題を解決するための手段】このように、本発明は管
の軸に垂直な平面において、管が挿入されている管束ゾ
ーンのジャケットの経路が放射状のスパイクの形をとる
タイプの経路であるようなスチームコンデンサ用の管束
であって、少なくともスパイクのいくつかは、少なくと
も一度複数の分岐部に分れており、前記の放射状のスパ
イクは、ほぼ円形のリングを形成する管挿入域から放射
状に延びている管束を提供する。
【００２２】別の特徴によれば、分枝しているスパイク
は、その基幹を備えており、この幹は次第に広がり、ス
パイクの幹の太さがその底部における太さの１．５倍か
ら２倍に達するところから同じ太さの２本の枝に分岐す
る。
【００２３】リングを形成する管が挿入されている前記
区域の厚みがほぼ一定であるのが有利である。
【００２４】別の特徴によれば、空気冷却器と呼ばれる
台形の管挿入域は、前記の空気冷却器の下面を除いて、
フードで覆われており、前記の管挿入リングの内側に位
置している。管が挿入されていない区域は、前記の管が
挿入されているリングから前記の台形の区域を分離し、
前記の管が挿入されているリングは、前記のフードの上
端がはいり込んでいるギャップを備え、管が挿入されて
いない環状の区域と二つのスパイクの間の蒸気通過用の
管が挿入されていない切込みとの間の連通するクリアラ
ンスを残しており、さらに前記のフードは、前記の切込
みの中を通っている数本の抽出用管に通じている。
【００２５】ここで添付の図面を参照して、種々の本発
明の実施例を説明する。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１は、スチームコンデンサ用の
管束の経路を示している。これは、放射状スパイク型の
従来の技術の管束である。
【００２７】この経路は、すべてが平行になっている管
５０の軸に垂直な平面において、管が挿入されているゾ
ーンのジャケットを構成している。この平面は、両端の
管板に平行である。
【００２８】この管束は、空気冷却器と呼ばれる等脚台
形の第一の管挿入ゾーン１を備えており、このゾーン
は、空気冷却器の下面を除いて単線５１によって図式的
に表わされているフードで取り囲まれている。この空気
冷却器の周りに、多数の放射状のスパイク２を形成する
管が挿入されている第二のゾーンが置かれている。
【００２９】これらの閉鎖された経路の外側では、表面
には管がない。、とりわけ連続する複数対のスパイクの
間の蒸気を通すほぼ三角形の断面を持つ切込み３及び空
気冷却器１とスパイク２の基部との間の空気冷却器１の
周りのゾーン４にも管がない。
【００３０】空気冷却器１は、真空ポンプにより抜き出
しができるように、非凝縮物（空気）を濃縮するために
用いる。フード５１は端部で上部切込み３の中を通る数
本の抽出管５２につながっている。
【００３１】図１及び他の図の経路においても、管が挿
入されている各ゾーンにおいては、数本の管５０しか記
されていないが、これらの管挿入ゾーンの残りの部分は
灰色で陰影をつけている。
【００３２】各ハーフスパイク２には、近傍の切込み３
から蒸気が「供給」される。さらに各スパイク２は、ス
パイクを二つのハーフスパイクに分ける管が挿入されて
いない狭い切込み５（一般に管一列分だけの幅）を備え
ている。
【００３３】いくつかのスパイク２、とりわけ上部スパ
イクは非常に長く、蒸気を通すための深い切込み３によ
って供給されることがわかる。このことは、上述のよう
に、蒸気の通路用の管が挿入されていない必要な三角形
の断面積３が、切込みの高さＨ、すなわちスパイクの長
さに比例することからみて、不都合である。
【００３４】図２は、幅に対する高さの比が１となる場
合の本発明による管束の経路を示している。
【００３５】この管束もまた放射状スパイクのタイプで
あるが、いくつかのスパイク、すべてではないが大半の
スパイクが分岐部に分枝しているという本発明に特有の
特徴を有している。
【００３６】このように、実施例によればスパイク６
は、その底部から次第に広がっていき、続いて２本の分
岐部８と９に分枝する幹７を有している。２本の分岐部
は、幹７が、その基部における厚さｅの１．５倍から２
倍の範囲の厚さｅ1 に達すると分れる。２本の分岐部８
と９の厚さは等しく、ほぼ一定である。スパイク１０、
１１、１２、１３及び軸Δに対称的に配置されているス
パイクについても同じである。
【００３７】下部スパイク１４、１５、１６は分かれて
いないが非常に短い。同様に、２本の上部スパイク１７
と１８は分かれてはいないが、管が挿入されていない長
方形の切込み１９によって隔てられている。
【００３８】蒸気の通路用の管が挿入されていない他の
スパイクは三角形である。たとえば、スパイク１８とス
パイク６との間の切込み２０及びスパイク６の２本の分
岐部８と９の間の切込み２１である。
【００３９】本発明の別の特徴は、放射状のスパイク
が、管が挿入されているリング２２の形状の区域から放
射状に延びている点である。点線２３はリングを分り易
くするためのものであり、リングは線２３と管のジャケ
ットの経路部分を実際上形成する線２４との間にある。
このリングの厚さは、ほぼ一定であるが、それれでも下
部がわずかに太くなっている。
【００４０】図１の従来の技術におけるのと同じよう
に、空気冷却器（図１では１）を構成する台形２７の管
が挿入されているゾーンが存在する。この空気冷却器
は、空気冷却器の底面を除いて、単線５１によって図示
されているフードに囲まれている。管が挿入されている
リング２２は、そのなかにフード５１の上端がはいりこ
むギャップ２５を備えている。このフード５１と管が挿
入されているリング２２との間のクリアランスは、空気
冷却器２７と管が挿入されているリング２２との間に位
置する管が挿入されていない環状面２６と切込み１９と
の間に蒸気通路の連通ができるようになっている。フー
ド５１は、切込み１９の中を通り、非凝結ガスの抽出の
ために真空ポンプに接続された数本の抽出管５２を備え
ている。
【００４１】分枝の始まりにおけるｅ1 のような増大し
た厚さに注意してほしい。長い切込み２０と短い切込み
２１がある分岐部により、蒸気通路のために必要な区域
が小さくなっている。
【００４２】このように、管が挿入されているスパイク
６、１０、１１、１２等々のこのような分岐によって、
管の数を減らさずにスパイクの厚さを減少させ、熱交換
を増大させることが可能である。
【００４３】また、このようにスパイクの厚さを減少さ
せることによって、分岐部の特別な厚さｅ1 を受け入れ
ることができる。
【００４４】このように、本発明による経路によって、
寸法決定について同じ基準を保ちながら、所定の管板の
断面の中により多くの管を設置することが可能である。
たとえば、図１の従来の技術の経路に比べて、５から１
０％の管を追加することができる。
【００４５】さらに、管の効率はより均質であり、とり
わけスパイクの基部における重大な詰まりを防ぐことが
できる。１０００ＭＷのコンデンサにおいておよそ２か
ら３ミリバール（ｍｂａｒ）の凝縮圧の減少を得ること
ができる。
【００４６】図３は、幅に対する高さの比が０．６の場
合の管束の別の実施例を示している。ここでは、スパイ
ク１１と１２、及び軸Δに対するそれらの対称スパイク
は、まず複数対の分岐部２８、２９及び３０、３１に分
かれ、次にもう一度、分岐部２８については３２と３３
に、分岐部２９については３４と３５に分かれる。スパ
イク１２の分岐部３１は、もう一度２本の分岐部３６と
３７に分かれる。これらすべての分岐部間に、さまざま
な長さの切込み３８から４５がある。
【００４７】図４は、管束の幅に対する高さの比がここ
では１．７となる別の実施例を示している。この例にお
いては、スパイク６及びその対称スパイクは２本の分岐
部４６と４７に分かれ、次に分岐部４６は再び二つの分
岐部４８と４９に分枝する。
【００４８】一般的に、周辺部分は充填係数が大きいの
で、管は管板中によく分配され、その結果熱交換に不都
合な管の詰まりや集中化を防ぐことができる。
【００４９】このように、計算から、従来の技術の場合
では上部スパイクについて、スパイクの端部と半分の高
さの間に位置している管は管全体の４９．３％であった
のに対して、本発明の場合には５４．６％になることが
わかった。その結果、管板の周辺はより無駄なく利用さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来の技術による蒸気のコンデンサー
の管束の経路を示す図である。
【図２】図２は、幅に対する高さの比の第一のケースに
おける本発明による管束の経路を示す図である。
【図３】図３は、幅に対する高さの比の第二のケースに
おける本発明による管束の経路を示す図である。
【図４】図４は、幅に対する高さの比の第三のケースに
おける本発明による管束の経路を示す図である。
【符号の説明】
６、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１
７、１８ スパイク ８、９、２８、２９、３２、３３、３４、３５、４６、
４７、４８、４９ 分岐部 ２２ リング

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 管の軸に垂直な平面において、管束の管
    が挿入されている管束ゾーンのジャケットの経路が、放
    射状のスパイク（６、１０−１８）を形成するタイプの
    経路であり、少なくともいくつかのスパイク（６、１０
    −１３）が、少なくとも一度分岐部（８、９、２８、２
    ９、３２−３５、４６、４７、４８、４９）に分れてお
    り、前記スパイクがほぼ環状のリング（２２）を形成す
    る管挿入域から放射状に延びているスチームコンデンサ
    用管束。
  2. 【請求項２】 分岐するスパイクが基幹（７）を備えて
    おり、この基幹はだんだん広くなっていき、スパイクの
    幹の厚さがその基部における厚さの１．５倍から２倍に
    達すると、同じ厚さの２本の分岐部（８、９）に分れる
    ことを特徴とする請求項１に記載の管束。
  3. 【請求項３】 リング（２２）を形成する前記の管挿入
    域の厚さがほぼ一定であることを特徴とする請求項１ま
    たは２に記載の管束。
  4. 【請求項４】 底面を除き、フード（５１）で取り囲ま
    れた空気冷却器と呼ばれる台形の管挿入域（２７）が、
    前記の管が挿入されているリング（２２）の内側に位置
    しており、管が挿入されていない環状域（２６）が、前
    記の管が挿入されているリング（２２）から前記の台形
    域（２７）を分離し、前記の管が挿入されているリング
    （２２）が、前記のフード（５１）の上端がはいりこむ
    ギャップ（２５）を備えており、二つのスパイク（１
    ７、１８）の間の蒸気の通路用の管が挿入されていない
    切込み（１９）と管が挿入されていない環状の区域（２
    ６）との間に連通用のクリアランスを残し、前記のフー
    ドは、前記の切込み（１９）のなかを通る数本の抽出管
    （５２）とつながっていることを特徴とする請求項１か
    ら３のいずれか一項に記載の管束。
  5. 【請求項５】 前記の切込み（１９）によって分離され
    る前記の二つのスパイク（１７、１８）が分れていない
    スパイクであり、前記の切込み（１９）が長方形である
    ことを特徴とする請求項４に記載の管束。
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