JPH085267A - 熱交換器の伝熱管保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シェル側に加熱流体として蒸気を用いる横置
シェルアンドチューブ式熱交換器の蒸気入口部伝熱管を
凝縮液滴による浸食から保護すること。 【構成】 加熱用蒸気入口ノズル（８）の直下の伝熱管
群（１７ａ）上面に設けられた受衝板（１３）と管軸方
向の長さがほぼ等しく、受衝板（１３）部以外で伝熱管
群（１７ａ），（１７ｂ）の外周部を覆う、約１０〜３
０メッシュ程度の金網を設ける。これにより、受衝板
（１３）の下方の伝熱管群（１７ａ）で凝縮した液滴
（１９）が主蒸気流（１８），（２０）に混入するのを
抑制するとともに、凝縮液滴を同伴した蒸気流（２１）
中の液滴が下方の伝熱管管群（１７ｂ）に流入するのを
防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシェル側の加熱流体とし
て蒸気を用いる横置シェルアンドチューブ式熱交換器の
蒸気入口部伝熱管の保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の横置シェルアンドチューブ
式熱交換器の一例を示す縦断側面図、図３は図２のIII
−III 矢視横断面図、図４は図２のIV−IV矢視平面図、
図５は図２のＶ−Ｖ矢視平面図である。

【０００３】まず図２において、被加熱流体（１）（例
えば水）は被加熱流体入口ノズル（５）から水室（３
ａ）に入り、管板（１０）に取付けられ胴（７）内の邪
魔板（１１）等によって束ねられた伝熱管（１２）の内
部を、管外の加熱流体（２）によって加熱されつつ流
れ、再び管板（１０）を通って出口側水室（３ｂ）に入
り、被加熱流体出口ノズル（６）から外部に出ていく。

【０００４】一方、胴（７）上部に設けられている加熱
流体入口ノズル（８）（図示例では２か所）からは加熱
流体（２）（例えば蒸気）が流入するが、そのままでは
加熱流体入口部直下に位置する伝熱管（１２）が浸食を
受けるため、受衝板（１３）を設けてこれを防止する。
加熱流体（２）は受衝板（１３）にあたって方向を変
え、邪魔板（１１）の間を通って伝熱管（１２）を加熱
しつつ、加熱流体出口ノズル（９）から熱交換器を出て
いく。

【０００５】上記受衝板（１３）は、図３、図４、図５
に示されるように、加熱流体入口ノズル（８）の真下
で、伝熱管（１２）管群のすぐ上方に配された曲板ない
し平板であり、下面に固着された受衝板支持棒（１４）
によって邪魔板（１１）に取付け支持されている。そし
て入口ノズル（８）からの加熱流体（２）の直撃を受け
止め伝熱管（１２）の浸食を防止する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、シェル
側の加熱流体として蒸気を使用する従来のシェルアンド
チューブ式熱交換器では、流入する蒸気の衝撃による伝
熱管の損傷を受衝板（１３）によって防止することがで
きた。ところが、受衝板（１３）の直下部の伝熱管群
（１７ａ）内で凝縮した液滴（１９）が、受衝板（１
３）の端部から流入する蒸気流（２０）の吸い出し効果
により伝熱管群（１７ａ）外へ流出し、この凝縮液滴
（１９）を同伴した蒸気（２１）が、下部の伝熱管群
（１７ｂ）に側方から再度流入する時に、この部分の伝
熱管に浸食が生ずるという問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来の
課題を解決するために、加熱用蒸気入口ノズルの下方の
伝熱管群の上面を覆って伝熱管を保護する受衝板が取り
付けられた横置シェルアンドチューブ式の熱交換器にお
いて、管軸方向の長さが上記受衝板とほぼ等しく上記受
衝板部以外で上記伝熱管群の外周を覆う金網と、同金網
を支持する複数本の金網支持棒とを設けたことを特徴と
する熱交換器の伝熱管保護装置を提案するものである。

【０００８】

【作用】本発明は前記構成を有するので、受衝板直下部
分の伝熱管群内で凝縮した液滴が、受衝板端部から側方
へ流れる蒸気流により吸い出されて管群の側上方へ流出
しようとするが、そこに設けられた金網によって捕集さ
れる。これにより、蒸気中に含まれる凝縮液滴の量が減
少することになる。また凝縮液滴は、金網に滞留してい
る間に流入蒸気流の加熱作用によって再蒸発するので、
これによっても管群内から上側方へ流れる蒸気流に混入
する凝縮液滴の量が減少する。

【０００９】凝縮液滴を同伴した蒸気が下側方から伝熱
管群へ流入する時にも、凝縮液滴は金網に捕集される。
これによって、凝縮液滴の伝熱管群への流入量が減少す
ることとなる。こうして下側方から伝熱管群へ流入する
蒸気中の液滴を減少させることにより、下側方の管群外
周部の伝熱管が蒸気流により浸食されるのを防止でき
る。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す加熱流体入口
ノズル部の熱交換器横断面図（前記図３に対応）であ
る。本実施例では、横置シェルアンドチューブ式熱交換
器の加熱用蒸気入口部の伝熱管群（１７ａ）を保護する
ために加熱蒸気入口ノズル（８）直下の伝熱管群（１７
ａ）上面を覆って設けられた受衝板（１３）と管軸方向
の長さが等しく、受衝板（１３）部以外の伝熱管群（１
７ａ），（１７ｂ）外周を覆う、約１０〜３０メッシュ
程度の金網（１５）を設置し、その金網（１５）を複数
本の金網支持棒（１６）で支える構成となっている。こ
れは受衝板（１３）のみによる従来の伝熱管群（１７
ａ）の保護方式に比し、金網（１５）と金網支持棒（１
６）を余分に設けるものである。

【００１１】本実施例においては、受衝板（１３）直下
部分の伝熱管群（１７ａ）内で凝縮した液滴が受衝板
（１３）端部から管群の上側方へ吸い出されるようとす
るが、この金網（１５）によって捕集される。これによ
り、蒸気中に含まれる凝縮液滴の量が減少することにな
る。また凝縮液滴が金網（１５）に滞留している間に、
流入蒸気流の加熱作用によって再蒸発するので、これに
よっても蒸気流（２０）に混入する凝縮液滴の量が減少
する。

【００１２】次に、凝縮液滴を同伴した蒸気は、下側方
から蒸気流れ（２１）として下部の伝熱管群（１７ｂ）
へ流入する。この場合、金網（１５）が無ければ蒸気に
同伴されている液滴が伝熱管群（１７ｂ）の浸食の原因
となる。しかし本実施例では、金網（１５）が設置され
ているので、蒸気流れ（２１）に同伴されている液滴は
金網（１５）に捕集され、伝熱管群（１７ｂ）を浸食す
る液滴量が減少する。金網（１５）に捕集された液滴
は、蒸気により加熱され再蒸発するか、または伝熱管群
（１７ａ），（１７ｂ）で凝縮した液の流れである凝縮
液流れ（２２）により下方の凝縮液（２３）へドレンと
して移動することになる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。 （１）受衝板直下部で凝縮した液滴が蒸気流れに同伴さ
れる量を減少することができる。 （２）液滴を同伴した蒸気による伝熱管の浸食を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例における加熱流体入口
ノズル部を示す熱交換器横断面図（後出図３に対応）で
ある。

【図２】図２は従来の横置シェルアンドチューブ式熱交
換器の一例を示す縦断側面図である。

【図３】図３は図２のIII −III 矢視横断面図である。

【図４】図４は図２のIV−IV矢視平面図である。

【図５】図５は図２のＶ−Ｖ矢視平面図である。

【符号の説明】

（１） 被加熱流体 （２） 加熱流体 （３ａ） 入口側水室 （３ｂ） 出口側水室 （４） 仕切り板 （５） 被加熱流体入口ノズル （６） 被加熱流体出口ノズル （７） 胴 （８） 加熱流体入口ノズル （９） 加熱流体出口ノズル （１０） 管板 （１１） 邪魔板 （１２） 伝熱管 （１３） 受衝板 （１４） 受衝板支持棒 （１５） 金網 （１６） 金網支持棒 （１７ａ），（１７ｂ） 伝熱管群 （１８） 主蒸気流れ （１９） 伝熱管群上部凝縮液滴流れ （２０） 蒸気流れ （２１） 液滴同伴蒸気流れ （２２） 凝縮液流れ （２３） 凝縮液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱用蒸気入口ノズルの下方の伝熱管群
   の上面を覆って伝熱管を保護する受衝板が取り付けられ
   た横置シェルアンドチューブ式の熱交換器において、管
   軸方向の長さが上記受衝板とほぼ等しく上記受衝板部以
   外で上記伝熱管群の外周を覆う金網と、同金網を支持す
   る複数本の金網支持棒とを設けたことを特徴とする熱交
   換器の伝熱管保護装置。