JPH08278095A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一次流体を抜かなくともダイアフラムの溶接
部の検査を行い得るようにする。 【構成】 一次流体通路２８の途中に設けた開閉弁２９
を閉じて水室部２内における一次流体１５の流動を停止
し、減圧ポンプ３２を作動させて、減圧流路３０を介
し、一次流体通路２８の水室部２入側を吸引して、熱交
換器本体１の水室部２内を減圧させることにより、水室
部２の水頭圧を、薄いダイアフラムが耐えられる圧力ま
で下げることができるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】軽水炉などの原子炉の炉水冷却系統に
は、熱交換器が取り付けられている。

【０００３】該熱交換器は、図２〜図５に示すようなも
のである。

【０００４】即ち、水平方向へ延びる円筒容器状をした
熱交換器本体１を設け、該熱交換器本体１の一端部に、
図３に示すように、端面が開口する水室部２を取り付け
る。水室部２の開口部３全面に、図４・図５に示すよう
に、薄いダイアフラム４を溶接固定して（溶接部５）、
水室部２を閉塞し、更に、ダイアフラム４の外側を覆う
ように厚い水室蓋６を当接して、水室蓋６の周縁部に形
成したボルト用貫通孔７を通して水室部２の端面に形成
したネジ孔８に無頭のボルト９を螺着し、該ボルト９に
ナット１０を締めて水室蓋６を固定する。

【０００５】尚、１１は水室蓋６の中央部に形成したダ
イアフラム押用凸部である。

【０００６】そして、水室部２内を隔壁１２でほぼ半分
に仕切って入口側室１４を形成すると共に、水室部２内
の残る部分を出口側室１３とし、入口側室１４に一次流
体１５を供給するための一次流体供給口１６を形成する
と共に、出口側室１３に一次流体排出口１７を形成す
る。

【０００７】図３に示すように、熱交換器本体１内部
に、Ｕ字状をした伝熱管１８を、熱交換器本体１の一端
部側から他端部側へ延びて再び一端部側へ戻るように複
数本配設し、その両端をそれぞれ入口側室１４と出口側
室１３に接続する。

【０００８】熱交換器本体１の一端部と他端部に、それ
ぞれ二次流体１９を給排するための二次流体排出口２０
と二次流体供給口２１を設け、熱交換器本体１の一端部
から他端部にかけて、熱交換器本体１内部を二次流体が
蛇行状に流れるようにじゃま板２２を多数枚設ける。

【０００９】尚、２３は熱交換器本体１の他端部に設け
られた伝熱管支持板である。

【００１０】そして、上記構造の熱交換器２４を、図２
に示すように、上下方向に多段（図面では３段）に組合
せて、上下に配設された熱交換器２４の対応する一次流
体排出口１７と一次流体供給口１６との間を一次流体通
路２５で連結すると共に、上下に配設された熱交換器２
４の対応する二次流体排出口２０と二次流体供給口２１
との間を二次流体通路２６で連結して、必要な熱交換容
量を確保できるようにする。

【００１１】尚、２７は上下の熱交換器２４を支持する
ための支持フレーム、２８は最上段の熱交換器２４の一
次流体供給口１６に接続された一次流体通路である。

【００１２】そして、上記熱交換器２４では、軽水炉な
どの原子炉を冷却して加熱された一次流体１５は、一次
流体通路２８を介して一次流体供給口１６から最上段の
熱交換器２４の水室部２の入口側室１４へ入り、入口側
室１４から伝熱管１８を通って熱交換器本体１内部を通
り、出口側室１３へ戻って一次流体排出口１７から一次
流体通路２５へと排出され、一次流体１５は、同様にし
て下段側の熱交換器２４へ順次送られた後、原子炉の炉
水冷却系統に循環使用される。

【００１３】このとき同時に、最下段の熱交換器２４の
熱交換器本体１の他端部に形成された二次流体供給口２
１から二次流体１９を供給すると、二次流体１９は熱交
換器本体１内部をじゃま板２２によって蛇行しながら一
端部側へ移動し、一端部に形成された二次流体排出口２
０から二次流体通路２６へ排出され、同様にして上段側
の熱交換器２４へと順次送られ、系外へ取り出される。

【００１４】この時、各熱交換器２４の内部では、伝熱
管１８内部を流れる一次流体１５が、熱交換器本体１の
内部を流れる二次流体１９と熱交換され、一次流体１５
が冷却される。

【００１５】尚、熱交換器２４は高温高圧となるため、
水室部２の開口部３に、シールと圧力保持を兼ねて一枚
ものの厚板を溶接すると、溶接部に熱応力が集中するこ
とになるので、このような構造は採用せず、代りに、熱
応力の集中しにくい薄いダイアフラム４をシールのため
に溶接固定し、その上から圧力保持のために厚い水室蓋
６をボルト止めする構造として、上記熱応力の問題を解
消させていた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の熱交換器には、以下のような問題があった。

【００１７】即ち、水室部２の開口部３には、シールの
ために薄いダイアフラム４を溶接付けしていたが、薄い
ダイアフラム４は０．３〜０．５kg/cm³程度の低い圧力
に耐え得る強度しか持たず、送水を停止して水室部２内
に一次流体１５が溜っている時の水室部２内の一次流体
１５の水頭圧（１．０〜１．５kg/cm³）に耐えることが
できないので、設備の定期点検時などには、水室部２内
部から一次流体１５を抜かなければ、ダイアフラム４と
水室部２との溶接部５の検査を行うことができなかっ
た。

【００１８】そのため、検査の前に一次流体１５を抜い
たり、検査終了後に一次流体１５を張ったりする作業が
必要となり、これに長い時間を要するので、効率良く検
査を行わせることができなかった。

【００１９】本発明は、上述の実情に鑑み、一次流体を
抜かなくともダイアフラムの溶接部の検査を行い得るよ
うにした熱交換器を提供することを目的とするものであ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部に二次流
体を流通可能な熱交換器本体の一端部に、端面が開口す
る水室部を取り付け、水室部の開口部全面に、薄いダイ
アフラムを溶接固定して水室部を閉塞し、更に、ダイア
フラムの外側を覆うように厚い水室蓋を当接してボルト
などで固定すると共に、閉止された水室部内を隔壁で入
口側室と出口側室とに仕切って、熱交換器本体内部に配
設した伝熱管の両端部をそれぞれ入口側室と出口側室に
接続し、入口側室に一次流体供給口を、又、出口側室に
一次流体排出口を形成した熱交換器において、一次流体
供給口に接続された一次流体通路の途中に開閉弁を設け
ると共に、開閉弁と一次流体供給口との間の一次流体通
路部分に、開閉弁及び減圧ポンプを備えた減圧流路を接
続したことを特徴とする熱交換器にかかるものである。

【００２１】

【作用】本発明の作用は以下の通りである。

【００２２】一次流体通路を介して送給される一次流体
は、一次流体供給口から水室部の入口側室へ入り、入口
側室から伝熱管によって熱交換器本体の内部を通され、
出口側室へ戻って一次流体排出口から外部へ排出され
る。

【００２３】このとき、熱交換器本体に二次流体を供給
すると、伝熱管内部を流れる一次流体が、熱交換器本体
の内部を流れる二次流体と熱交換され、一次流体が冷却
される。

【００２４】尚、水室部は高温高圧となるため、開口部
に、シールと圧力保持を兼ねて厚板を溶接すると、溶接
部に熱応力が集中することになるので、このような構造
は採用せず、代りに、熱応力の集中しにくい薄いダイア
フラムをシールのために溶接固定し、その上から圧力保
持のために厚い水室蓋をボルト止めする構造として、上
記熱応力の問題を解消させている。

【００２５】定期点検時には、一次流体通路からの一次
流体の送給を停止し、一次流体通路の開閉弁を閉じて水
室部内における一次流体の流動を停止する。

【００２６】この時、熱交換器の水室部内には一次流体
が充満された状態となっており、水室部内部の一次流体
の水頭圧は、ほぼ１．０〜１．５kg/cm³である。

【００２７】この状態で、水室蓋を取り外すと、薄いダ
イアフラムは水頭圧に耐えることができないので、破損
してしまう。

【００２８】そこで、ダイアフラムと水室部との溶接部
の検査を行うには、更に、減圧ポンプを作動させ、減圧
流路を介して、水室部内を吸引して、水室部内を減圧さ
せる。

【００２９】これにより、水室部の水頭圧が、０．３〜
０．５kg/cm³程度以下と、ダイアフラムが耐えられる圧
力まで低下される。

【００３０】そこで、ボルトを外すなどして水室蓋を取
り外し、超音波探傷装置などを用いて、ダイアフラムと
水室部との溶接部を検査する。

【００３１】検査後は、上記とはほぼ反対の手順で、水
室蓋をダイアフラムに当接させてボルトやナットなどを
締めることにより水室蓋を取り付け、減圧ポンプを停止
して、減圧状態を解除し、通路の開閉弁を開き、一次流
体の送給を再開させる。

【００３２】このように、本発明によれば、水室部から
一次流体を抜かずにダイアフラムと水室部との溶接部を
検査することができるので、効率良く検査を行わせるこ
とができる。

【００３３】

【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。

【００３４】図１は、本発明の一実施例である。

【００３５】熱交換器の基本的な構造については、図２
〜図５と同様であるため、必要に応じてこれらの図を参
照する。

【００３６】本発明では、最上段の熱交換器２４におけ
る水室部２の一次流体供給口１６に接続された入側の一
次流体通路２８の途中に開閉弁２９を設け、該開閉弁２
９と一次流体供給口１６との間に減圧流路３０を接続
し、減圧流路３０の途中に開閉弁３１と減圧ポンプ３２
を設ける。

【００３７】尚、３３は一次流体通路２８の送給を停止
し、開閉弁２９を閉じた後の一次流体１５の水面であ
る。

【００３８】次に、作動について説明する。

【００３９】熱交換器自体の作動については、図２〜図
５の場合と同様である。

【００４０】熱交換器の定期点検時には、一次流体通路
２８における一次流体１５の送給を停止し、一次流体通
路２８に設けられた開閉弁２９を閉じて各熱交換器２４
内の一次流体１５の流動を停止させる。

【００４１】この時、熱交換器２４部分の一次流体１５
の水面３３は、図に示すように、最上段の熱交換器２４
における水室部２の一次流体供給口１６よりも高くな
り、各熱交換器２４の水室部２内には一次流体１５が充
満された状態となっている。このときの水室部２内部の
一次流体１５の水頭圧は、ほぼ１．０〜１．５kg/cm³で
ある。

【００４２】この状態で、水室蓋６を取り外すと、薄い
ダイアフラム４は水頭圧に耐えることができないので、
破損してしまう。

【００４３】そこで、ダイアフラム４と水室部２との溶
接部５の検査を行うには、更に、減圧流路３０の途中に
設けられた開閉弁３１を開け、減圧ポンプ３２を作動さ
せて、最上段の熱交換器２４の一次流体供給口１６の部
分を吸引して、各熱交換器２４内部を減圧させる。

【００４４】これにより、互いに連通している各熱交換
器２４における水室部２の水頭圧が、それぞれ０．３〜
０．５kg/cm³程度以下と、ダイアフラム４が耐えられる
圧力まで低下される。

【００４５】そこで、ナット１０を外すなどして水室蓋
６を取り外し、図示しない超音波探傷装置などを用い
て、ダイアフラム４と水室部２との溶接部５を検査す
る。

【００４６】検査後は、上記とはほぼ反対の手順で、水
室蓋６をダイアフラム４に当接させてナット１０を締め
ることにより水室蓋６を取り付け、減圧ポンプ３２を停
止して、減圧状態を解除し、減圧流路３０の開閉弁３１
を閉じて、一次流体通路２８の開閉弁２９を開き、一次
流体通路２８への一次流体１５の送給を再開させる。

【００４７】このように、本発明によれば、各熱交換器
２４から一次流体１５を抜かずにダイアフラム４と水室
部２との溶接部５を検査することができるので、効率良
く検査を行わせることができる。

【００４８】尚、本発明は、上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。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
によれば、一次流体を抜かなくともダイアフラムの溶接
部の検査を行わせることができるという優れた効果を奏
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体側面図である。

【図２】従来例の全体側面図である。

【図３】図２の熱交換器の側方断面図である。

【図４】図３の水室部の拡大図である。

【図５】図４の部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器本体 ２ 水室部 ３ 開口部 ４ ダイアフラム ６ 水室蓋 ９ ボルト １０ ナット １２ 隔壁 １３ 出口側室 １４ 入口側室 １６ 一次流体供給口 １７ 一次流体排出口 １８ 伝熱管 １９ 二次流体 ２８ 一次流体通路 ２９ 開閉弁 ３０ 減圧流路 ３１ 開閉弁 ３２ 減圧ポンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に二次流体を流通可能な熱交換器本
   体の一端部に、端面が開口する水室部を取り付け、水室
   部の開口部全面に、薄いダイアフラムを溶接固定して水
   室部を閉塞し、更に、ダイアフラムの外側を覆うように
   厚い水室蓋を当接してボルトなどで固定すると共に、閉
   止された水室部内を隔壁で入口側室と出口側室とに仕切
   って、熱交換器本体内部に配設した伝熱管の両端部をそ
   れぞれ入口側室と出口側室に接続し、入口側室に一次流
   体供給口を、又、出口側室に一次流体排出口を形成した
   熱交換器において、一次流体供給口に接続された一次流
   体通路の途中に開閉弁を設けると共に、開閉弁と一次流
   体供給口との間の一次流体通路部分に、開閉弁及び減圧
   ポンプを備えた減圧流路を接続したことを特徴とする熱
   交換器。