JPH10238979A - 蓄熱型熱交換器 - Google Patents
蓄熱型熱交換器Info
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- JPH10238979A JPH10238979A JP9052499A JP5249997A JPH10238979A JP H10238979 A JPH10238979 A JP H10238979A JP 9052499 A JP9052499 A JP 9052499A JP 5249997 A JP5249997 A JP 5249997A JP H10238979 A JPH10238979 A JP H10238979A
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- JP
- Japan
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- heat storage
- heat
- heat exchanger
- phase change
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/023—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material being enclosed in granular particles or dispersed in a porous, fibrous or cellular structure
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
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- Dispersion Chemistry (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １次系、２次系間の相互安定性を高めた、構
成簡素で安価な蓄熱型熱交換器。 【解決手段】 蓄熱型熱交換器１の熱交換器容器１０内
を貫通して１次系、２次系の配管４、５が離隔配置され
る。両配管４，５の周囲には蓄熱熱交換ブロック１１が
設置される。蓄熱熱交換ブロック１１は、熱伝導率の高
いセラミックス多孔体や黒鉛繊維からなる母材１２とそ
の空洞１３中に溶融塩類のような相変化性の物質を含む
媒体を分布保持させたもので構成される。流体４１によ
り熱交換器１まで移送された熱は、セラミックスや黒鉛
繊維母材を介した熱伝導によって蓄熱熱交換ブロック１
１内部に伝えられ、その多くが蓄熱媒体１４に貯蔵され
る。１次側の熱出力変動あるいは２次側の負荷変動等が
発生しても、熱収支のアンバランスは蓄熱媒体１４の相
変化の潜熱で吸収され、１次系・２次系間の変動の相互
波及が回避される。原子炉の中間熱交換器にすれば、２
次系で発生した異常事態が一次系へ波及して大事故に至
ることが防止される。
成簡素で安価な蓄熱型熱交換器。 【解決手段】 蓄熱型熱交換器１の熱交換器容器１０内
を貫通して１次系、２次系の配管４、５が離隔配置され
る。両配管４，５の周囲には蓄熱熱交換ブロック１１が
設置される。蓄熱熱交換ブロック１１は、熱伝導率の高
いセラミックス多孔体や黒鉛繊維からなる母材１２とそ
の空洞１３中に溶融塩類のような相変化性の物質を含む
媒体を分布保持させたもので構成される。流体４１によ
り熱交換器１まで移送された熱は、セラミックスや黒鉛
繊維母材を介した熱伝導によって蓄熱熱交換ブロック１
１内部に伝えられ、その多くが蓄熱媒体１４に貯蔵され
る。１次側の熱出力変動あるいは２次側の負荷変動等が
発生しても、熱収支のアンバランスは蓄熱媒体１４の相
変化の潜熱で吸収され、１次系・２次系間の変動の相互
波及が回避される。原子炉の中間熱交換器にすれば、２
次系で発生した異常事態が一次系へ波及して大事故に至
ることが防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器に関し、更
に詳しく言えば、１次系と２次系の間に蓄熱能力を持つ
中間熱交換体を介在させて性能向上を図った前記熱交換
器に関する。
に詳しく言えば、１次系と２次系の間に蓄熱能力を持つ
中間熱交換体を介在させて性能向上を図った前記熱交換
器に関する。
【０００２】
【従来技術】従来より原子炉施設等で一般的に使用され
ている熱交換器は、１次系流体と２次系流体を管壁を介
して直接的に接触させ、両者間の温度差と管壁の熱伝導
性を利用して熱交換を行なうというものであった。この
ような熱交換器は、１次系あるいは２次系の一方の側で
生じた温度や流量の変動が直ちに他方側に影響を及ぼし
易いという性質がある。
ている熱交換器は、１次系流体と２次系流体を管壁を介
して直接的に接触させ、両者間の温度差と管壁の熱伝導
性を利用して熱交換を行なうというものであった。この
ような熱交換器は、１次系あるいは２次系の一方の側で
生じた温度や流量の変動が直ちに他方側に影響を及ぼし
易いという性質がある。
【０００３】このような性質は、例えば次のような要求
が存在する設備において特に問題となる。 （１）温度変動が想定される１次系に対して、２次系で
安定した温度の流体を取り出したい場合。 （２）２次系（負荷側）に負荷変動が生じても、それが
１次系（熱源側）にフィードバックされて１次系の状態
を乱さないようにしたい場合。
が存在する設備において特に問題となる。 （１）温度変動が想定される１次系に対して、２次系で
安定した温度の流体を取り出したい場合。 （２）２次系（負荷側）に負荷変動が生じても、それが
１次系（熱源側）にフィードバックされて１次系の状態
を乱さないようにしたい場合。
【０００４】そこで、熱交換器を含むシステムを安定に
運転するには、系を安定化させるためのプロセス制御を
別途実行する必要があった。プロセス制御を採用した場
合、使用される機器の仕様によってはプロセス制御系の
故障の可能性にも配慮しなければならず、２重３重の安
全系が必要となってしまい、システム全体のコスト増大
の一因となっていた。
運転するには、系を安定化させるためのプロセス制御を
別途実行する必要があった。プロセス制御を採用した場
合、使用される機器の仕様によってはプロセス制御系の
故障の可能性にも配慮しなければならず、２重３重の安
全系が必要となってしまい、システム全体のコスト増大
の一因となっていた。
【０００５】また、特に原子炉のような高い安全性が要
求される施設での使用を考えた場合には、１次系流体と
２次系流体が管壁を介して接する構造は、一方側の破損
が他方側に重大な影響（１次系流体の２次系への流れ込
み、あるいはその逆など）を及ぼす危険が大きく、安全
性の面で問題があった。
求される施設での使用を考えた場合には、１次系流体と
２次系流体が管壁を介して接する構造は、一方側の破損
が他方側に重大な影響（１次系流体の２次系への流れ込
み、あるいはその逆など）を及ぼす危険が大きく、安全
性の面で問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決しようとするものである。即ち、本発
明の一つの目的は、特段の制御系を要することなく、１
次系側あるいは２次系側に温度、流量、負荷等の変動が
生じても、その影響が他方側へ及ぶことを効果的に抑止
し得る熱交換器を提供することにある。
術の問題点を解決しようとするものである。即ち、本発
明の一つの目的は、特段の制御系を要することなく、１
次系側あるいは２次系側に温度、流量、負荷等の変動が
生じても、その影響が他方側へ及ぶことを効果的に抑止
し得る熱交換器を提供することにある。
【０００７】また、本発明のもう一つの目的は、原子炉
施設等においても安全に使用出来る安価な熱交換器を提
供することにある。
施設等においても安全に使用出来る安価な熱交換器を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、１次系流体の
流路と２次系流体の流路を分離して設け、１次系と２次
系の間に溶融塩類等の相変化性媒体を利用した蓄熱ブロ
ックを中間熱交換体として介在させることによって上記
問題を解決したものである。
流路と２次系流体の流路を分離して設け、１次系と２次
系の間に溶融塩類等の相変化性媒体を利用した蓄熱ブロ
ックを中間熱交換体として介在させることによって上記
問題を解決したものである。
【０００９】１次系の変動に対する２次系の安定性を向
上させるためには、相変化性蓄熱媒体として、１次系流
体の定常状態における熱交換温度付近に相変化点を持つ
ものを選ぶことが有利である。逆に、２次系の変動に対
する１次系の安定性を向上させるためには、相変化性蓄
熱媒体として、２次系流体の定常状態における熱交換温
度付近に相変化点を持つものを選ぶことが有利である。
上させるためには、相変化性蓄熱媒体として、１次系流
体の定常状態における熱交換温度付近に相変化点を持つ
ものを選ぶことが有利である。逆に、２次系の変動に対
する１次系の安定性を向上させるためには、相変化性蓄
熱媒体として、２次系流体の定常状態における熱交換温
度付近に相変化点を持つものを選ぶことが有利である。
【００１０】更に、熱交換温度近辺で互いに異なる相変
化点を持つ複数種類の相変化性蓄熱媒体を利用すれば、
複数点で温度変化を阻止する特性を有するような安定性
を与えることが出来る。
化点を持つ複数種類の相変化性蓄熱媒体を利用すれば、
複数点で温度変化を阻止する特性を有するような安定性
を与えることが出来る。
【００１１】熱交換器の熱応答性を確保するためには、
多数の空洞を有する高熱伝導性の母材を用い、その空洞
内に相変化性蓄熱媒体を分布させることが好ましい。母
材のとしては、セラミックス多孔体や黒鉛繊維を用いた
材料が利用出来る。
多数の空洞を有する高熱伝導性の母材を用い、その空洞
内に相変化性蓄熱媒体を分布させることが好ましい。母
材のとしては、セラミックス多孔体や黒鉛繊維を用いた
材料が利用出来る。
【００１２】本発明の熱交換器は、１次系流体の流路と
２次系流体の流路を独立させ、両流路間に相変化を利用
した蓄熱ブロックを中間熱交換体として介在させている
ので、一方の系の状態変化によって生じる熱収支のアン
バランスを相変化潜熱として吸収することが出来るの
で、両流路間の定温条件が保持される。従って、一系統
の変動が他系統に影響する現象が抑止される。このよう
な特性は、例えば、１次系の熱源が原子炉である場合に
非常に望ましいものである。
２次系流体の流路を独立させ、両流路間に相変化を利用
した蓄熱ブロックを中間熱交換体として介在させている
ので、一方の系の状態変化によって生じる熱収支のアン
バランスを相変化潜熱として吸収することが出来るの
で、両流路間の定温条件が保持される。従って、一系統
の変動が他系統に影響する現象が抑止される。このよう
な特性は、例えば、１次系の熱源が原子炉である場合に
非常に望ましいものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の蓄熱型熱交換器
を原子炉施設で使用する際の配置の概略を説明するブロ
ック図である。本発明に従った蓄熱型熱交換器１は原子
炉等の熱源２に直接接続される１次系配管４と、水素製
造装置等の熱利用系３に接続される２次系配管５の間に
設置される。原子炉等の熱源２で生成された熱は、１次
系配管４内を流れる１次系流体４１（例えば、ヘリウ
ム、窒素など）によって蓄熱型熱交換器１まで移送され
る。
を原子炉施設で使用する際の配置の概略を説明するブロ
ック図である。本発明に従った蓄熱型熱交換器１は原子
炉等の熱源２に直接接続される１次系配管４と、水素製
造装置等の熱利用系３に接続される２次系配管５の間に
設置される。原子炉等の熱源２で生成された熱は、１次
系配管４内を流れる１次系流体４１（例えば、ヘリウ
ム、窒素など）によって蓄熱型熱交換器１まで移送され
る。
【００１４】２次系配管５内を流れる２次系流体５１
（例えば、ヘリウム、窒素など）は、熱源２で生成され
た熱を蓄熱型熱交換器１内で間接的に受取り、熱利用系
３に移送してこれを水素製造等に必要なエネルギとして
利用する。熱交換器１が本発明に従った蓄熱型熱交換器
である点を除けば、このような配置自体は一般的に知ら
れたものである。
（例えば、ヘリウム、窒素など）は、熱源２で生成され
た熱を蓄熱型熱交換器１内で間接的に受取り、熱利用系
３に移送してこれを水素製造等に必要なエネルギとして
利用する。熱交換器１が本発明に従った蓄熱型熱交換器
である点を除けば、このような配置自体は一般的に知ら
れたものである。
【００１５】次に、図２を参照して本発明に従った蓄熱
型熱交換器１の内部構造の概略を説明する。図２中左側
に主要部を模式的に示したように、蓄熱型熱交換器１は
熱交換器容器１０を備え、１次系配管４と２次系配管５
が熱交換器容器１０中を貫通するように配置されてい
る。１次系配管４と２次系配管５は互いに直接的な熱交
換を生じない程度の間隔を以て離隔配置されており、両
配管４，５の周囲には空隙を埋めるように蓄熱ブロック
１１が設置されている。
型熱交換器１の内部構造の概略を説明する。図２中左側
に主要部を模式的に示したように、蓄熱型熱交換器１は
熱交換器容器１０を備え、１次系配管４と２次系配管５
が熱交換器容器１０中を貫通するように配置されてい
る。１次系配管４と２次系配管５は互いに直接的な熱交
換を生じない程度の間隔を以て離隔配置されており、両
配管４，５の周囲には空隙を埋めるように蓄熱ブロック
１１が設置されている。
【００１６】蓄熱ブロック１１は、蓄熱を行いながら１
次系と２次系の間の熱交換を媒介する機能を持つもの
で、その内部構造を符号Ａで示した部分の拡大図の形式
で図２中右側に示した。この部分拡大図に示されている
ように、蓄熱ブロック１１は、多数の空洞１３を内包し
た母材１２とそれら空洞１３中に浸透するように分布保
持された蓄熱媒体１４で構成されている。
次系と２次系の間の熱交換を媒介する機能を持つもの
で、その内部構造を符号Ａで示した部分の拡大図の形式
で図２中右側に示した。この部分拡大図に示されている
ように、蓄熱ブロック１１は、多数の空洞１３を内包し
た母材１２とそれら空洞１３中に浸透するように分布保
持された蓄熱媒体１４で構成されている。
【００１７】蓄熱媒体１４には、本発明の特徴に従っ
て、相変化性の物質を含む材料が使用される。ここで、
相変化性の物質とは、系が定常時にある時の熱交換温度
付近で相変化を起す物質を指す。多くの溶融塩類（実用
的な熱交換温度に溶融点を持つ塩類。以下同じ。）がこ
のような条件を満たす候補となり得る。相変化性蓄熱媒
体１４に利用出来る具体的な材料としては、次の［例
１］〜［例３］を挙げることが出来る。
て、相変化性の物質を含む材料が使用される。ここで、
相変化性の物質とは、系が定常時にある時の熱交換温度
付近で相変化を起す物質を指す。多くの溶融塩類（実用
的な熱交換温度に溶融点を持つ塩類。以下同じ。）がこ
のような条件を満たす候補となり得る。相変化性蓄熱媒
体１４に利用出来る具体的な材料としては、次の［例
１］〜［例３］を挙げることが出来る。
【００１８】［例１］Ｎａ2 ＣＯ3 （１７．１ｗｔ％）
とＮａＯＨ（８２．９ｗｔ％）の混合物／相変化温度Ｔ
tr＝２８３℃ ［例２］ＭｇＣｌ2 （５２．１ｗｔ％）とＮａＣｌ（４
７．９ｗｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr＝４５０℃ ［例３］ＣａＣｌ2 （６９．９ｗｔ％）とＮａＣｌ（３
０．１ｗｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr＝４９０℃
とＮａＯＨ（８２．９ｗｔ％）の混合物／相変化温度Ｔ
tr＝２８３℃ ［例２］ＭｇＣｌ2 （５２．１ｗｔ％）とＮａＣｌ（４
７．９ｗｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr＝４５０℃ ［例３］ＣａＣｌ2 （６９．９ｗｔ％）とＮａＣｌ（３
０．１ｗｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr＝４９０℃
【００１９】これら溶融塩類は一般に熱伝導率が小さい
ので、熱交換器の熱応答性を確保するために、母材１２
には、熱伝導率の高いセラミックス多孔体や黒鉛繊維等
を母材としたものを使用することが好ましい。
ので、熱交換器の熱応答性を確保するために、母材１２
には、熱伝導率の高いセラミックス多孔体や黒鉛繊維等
を母材としたものを使用することが好ましい。
【００２０】熱伝導率の高い母材１２を利用すれば、１
次系流体４１により熱交換器１まで移送された熱はセラ
ミックスや黒鉛繊維母材を介した熱伝導によって蓄熱ブ
ロック１１内部に効率的に伝えられ、その多くが蓄熱媒
体１４に貯蔵される。
次系流体４１により熱交換器１まで移送された熱はセラ
ミックスや黒鉛繊維母材を介した熱伝導によって蓄熱ブ
ロック１１内部に効率的に伝えられ、その多くが蓄熱媒
体１４に貯蔵される。
【００２１】今、定常時の平均的な熱交換温度を１次側
でＴ1 、２次側でＴ2 、熱蓄積媒体１４の相変化温度を
Ｔtrとした時、相変化温度Ｔtrが１次側流体の熱交換器
１到達時の平均温度Ｔ1 に近い蓄熱媒体１４を選択すれ
ば、１次系流体４１の温度が変動しても、それによる熱
収支の変動熱交換器１内で蓄熱媒体１４の相変化潜熱と
して吸収され、蓄熱媒体１４及びそれを保持する母材１
２の温度は殆ど変化しない。このような特性は、２次側
で常に一定の温度の流体を取り出すことが要求されるシ
ステムにとって特に有利である。
でＴ1 、２次側でＴ2 、熱蓄積媒体１４の相変化温度を
Ｔtrとした時、相変化温度Ｔtrが１次側流体の熱交換器
１到達時の平均温度Ｔ1 に近い蓄熱媒体１４を選択すれ
ば、１次系流体４１の温度が変動しても、それによる熱
収支の変動熱交換器１内で蓄熱媒体１４の相変化潜熱と
して吸収され、蓄熱媒体１４及びそれを保持する母材１
２の温度は殆ど変化しない。このような特性は、２次側
で常に一定の温度の流体を取り出すことが要求されるシ
ステムにとって特に有利である。
【００２２】また、相変化温度Ｔtrが２次側流体の平均
温度Ｔ2 に近い蓄熱媒体を選択すれば、２次側における
負荷変動によって２次側流体温度が変化しても、熱収支
の変動はやはり熱交換器１内で蓄熱媒体１４の相変化潜
熱として吸収され、蓄熱媒体１４及びそれを保持する母
材１２の温度は殆ど変化しない。その結果、２次系の負
荷変動が１次系に及ぼす影響は非常に小さくなる。この
ような特性は、１次系が原子炉のような非安定化の回避
要求が強い熱源である場合に特に好ましいものである。
温度Ｔ2 に近い蓄熱媒体を選択すれば、２次側における
負荷変動によって２次側流体温度が変化しても、熱収支
の変動はやはり熱交換器１内で蓄熱媒体１４の相変化潜
熱として吸収され、蓄熱媒体１４及びそれを保持する母
材１２の温度は殆ど変化しない。その結果、２次系の負
荷変動が１次系に及ぼす影響は非常に小さくなる。この
ような特性は、１次系が原子炉のような非安定化の回避
要求が強い熱源である場合に特に好ましいものである。
【００２３】なお、熱蓄積媒体１４として複数種のもの
を合わない状態で使用すれば、更に異なった態様の安定
性が得られる。例えば、１次側流体の平均温度Ｔ1 （高
温側）に近い相変化温度Ｔtr1 を持つ蓄熱媒体と、２次
側流体の平均温度Ｔ2 （低温側）に近い相変化温度Ｔtr
2 を持つ別の蓄熱媒体（Ｔtr2 ＜Ｔtr1 ）を混ざり合わ
ない状態で使用すれば、温度下降側はＴtr2 、温度上昇
側はＴtr1 で各々温度変化をブロックするような安定性
が得られる。
を合わない状態で使用すれば、更に異なった態様の安定
性が得られる。例えば、１次側流体の平均温度Ｔ1 （高
温側）に近い相変化温度Ｔtr1 を持つ蓄熱媒体と、２次
側流体の平均温度Ｔ2 （低温側）に近い相変化温度Ｔtr
2 を持つ別の蓄熱媒体（Ｔtr2 ＜Ｔtr1 ）を混ざり合わ
ない状態で使用すれば、温度下降側はＴtr2 、温度上昇
側はＴtr1 で各々温度変化をブロックするような安定性
が得られる。
【００２４】このような条件を満たす蓄熱媒体の組合せ
としては、次の例４、例５を挙げることが出来る。 ［例４］ ・相変化温度Ｔtr1 を持つ蓄熱媒体： ＣａＣｌ2 （６９．９ｗｔ％）とＮａＣｌ（３０．１ｗ
ｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr1 ＝４９０℃ ・相変化温度Ｔtr2 を持つ蓄熱媒体： ＭｇＣｌ2 （５２．１ｗｔ％）とＮａＣｌ（４７．９ｗ
ｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr2 ＝４５０℃ ［例５］ ・相変化温度Ｔtr1 を持つ蓄熱媒体： ＣａＣｌ2 （６８．０ｗｔ％）とＮａＣｌ（１２．０ｗ
ｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr1 ＝５００℃ ・相変化温度Ｔtr2 を持つ蓄熱媒体： ＣａＣｌ2 （６９．９ｗｔ％）とＮａＣｌ（３０．１ｗ
ｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr2 ＝４９０℃
としては、次の例４、例５を挙げることが出来る。 ［例４］ ・相変化温度Ｔtr1 を持つ蓄熱媒体： ＣａＣｌ2 （６９．９ｗｔ％）とＮａＣｌ（３０．１ｗ
ｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr1 ＝４９０℃ ・相変化温度Ｔtr2 を持つ蓄熱媒体： ＭｇＣｌ2 （５２．１ｗｔ％）とＮａＣｌ（４７．９ｗ
ｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr2 ＝４５０℃ ［例５］ ・相変化温度Ｔtr1 を持つ蓄熱媒体： ＣａＣｌ2 （６８．０ｗｔ％）とＮａＣｌ（１２．０ｗ
ｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr1 ＝５００℃ ・相変化温度Ｔtr2 を持つ蓄熱媒体： ＣａＣｌ2 （６９．９ｗｔ％）とＮａＣｌ（３０．１ｗ
ｔ％）の混合物／相変化温度Ｔtr2 ＝４９０℃
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の蓄熱熱交
換器を用いると、１次系あるいは２次系の熱出力変動や
負荷変動を吸収することができ、一方の変動が他方に直
ちに波及することが未然に防止される。この特性を通し
て、次のような利点が生じる。
換器を用いると、１次系あるいは２次系の熱出力変動や
負荷変動を吸収することができ、一方の変動が他方に直
ちに波及することが未然に防止される。この特性を通し
て、次のような利点が生じる。
【００２６】（１）２次系で流体漏れなどによる除熱不
能のような異常事態が発生しても、相変化温度Ｔtrが１
次側流体の平均温度Ｔ1 に近い蓄熱媒体を選択しておけ
ば、１次系の急激な温度上昇を相当の時間の間回避する
ことが可能になる。この時間的余裕によって、事故の拡
大を阻止するための適切な措置を取り得る可能性が高ま
ることは明らかである。このような利点は、本発明を原
子炉の中間熱交換器などに適用する場合に特に意味が大
きい。
能のような異常事態が発生しても、相変化温度Ｔtrが１
次側流体の平均温度Ｔ1 に近い蓄熱媒体を選択しておけ
ば、１次系の急激な温度上昇を相当の時間の間回避する
ことが可能になる。この時間的余裕によって、事故の拡
大を阻止するための適切な措置を取り得る可能性が高ま
ることは明らかである。このような利点は、本発明を原
子炉の中間熱交換器などに適用する場合に特に意味が大
きい。
【００２７】（２）１次側流体の温度にある程度の変動
が生じても、相変化温度Ｔtrが１次側流体の平均温度Ｔ
1 に近い蓄熱媒体を選択しておけば、２次側の流体の温
度の変化は非常に小さい。この特性を利用すれば、２次
系で定温流体が要求される機器を使用する場合に、定温
維持のための制御系の簡素化あるいは省略が可能にな
る。
が生じても、相変化温度Ｔtrが１次側流体の平均温度Ｔ
1 に近い蓄熱媒体を選択しておけば、２次側の流体の温
度の変化は非常に小さい。この特性を利用すれば、２次
系で定温流体が要求される機器を使用する場合に、定温
維持のための制御系の簡素化あるいは省略が可能にな
る。
【００２８】（３）１次系と２次系の配管が熱交換器内
でも離隔しているので、一方が破断しても漏れ出した流
体が他方に流入する事態に至らない。従って、原子炉施
設等における安全性が画期的に高まることが期待され
る。 （４）従来、１次系の安定化のために必要とされていた
２次系の負荷変動制御用の制御系を簡素化あるいは省略
することが可能になる。
でも離隔しているので、一方が破断しても漏れ出した流
体が他方に流入する事態に至らない。従って、原子炉施
設等における安全性が画期的に高まることが期待され
る。 （４）従来、１次系の安定化のために必要とされていた
２次系の負荷変動制御用の制御系を簡素化あるいは省略
することが可能になる。
【図１】本発明の蓄熱型熱交換器を原子炉施設で使用す
る際の配置の概略を説明するブロック図である。
る際の配置の概略を説明するブロック図である。
【図２】本発明に従った蓄熱型熱交換器の内部構造の概
略を説明する図である。
略を説明する図である。
１ 蓄熱型熱交換器 ２ 熱源（原子炉等） ３ 熱利用系（水素製造装置等） ４ １次系配管 ５ ２次系配管 １０ 熱交換器容器 １１ 蓄熱ブロック １２ 母材（セラミック多孔体、黒鉛繊維材） １３ 空洞 １４ 相変化蓄熱媒体（溶融塩類） ４１ １次系流体 ５１ ２次系流体
Claims (9)
- 【請求項１】 １次系流体の流路と２次系流体の流路を
分離して設け、前記１次系流体の流路と前記２次系流体
の流路の間に蓄熱機能を有する蓄熱ブロックを中間熱交
換体として介在させた蓄熱型熱交換器であって、 前記蓄熱ブロックが相変化点を持つ相変化性蓄熱媒体を
備えている前記蓄熱型熱交換器。 - 【請求項２】 前記相変化性蓄熱媒体の前記相変化点
が、前記１次系流体の定常状態における熱交換温度付近
にある、請求項１に記載された蓄熱型熱交換器。 - 【請求項３】 前記相変化性蓄熱媒体の前記相変化点
が、前記２次系流体の定常状態における熱交換温度付近
にある、請求項１に記載された蓄熱型熱交換器。 - 【請求項４】 １次系流体の流路と２次系流体の流路を
分離して設け、前記１次系流体の流路と前記２次系流体
の流路の間に蓄熱機能を有する蓄熱ブロックを中間熱交
換体として介在させた蓄熱型熱交換器であって、 前記蓄熱ブロックが、熱交換温度近辺で互いに異なる相
変化点を持つ複数種類の相変化性蓄熱媒体を備えている
前記蓄熱型熱交換器。 - 【請求項５】 前記相変化性蓄熱媒体が、多数の空洞を
備えた高熱伝導性の母材の前記空洞内に担持されてい
る、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載された蓄
熱型熱交換器。 - 【請求項６】 前記母材がセラミックス多孔体を含む材
料からなる、請求項５に記載された蓄熱型熱交換器。 - 【請求項７】 前記母材が黒鉛繊維を含む材料からな
る、請求項５に記載された蓄熱型熱交換器。 - 【請求項８】 前記１次系流体の流路が原子炉に熱的に
結合されている、請求項１〜請求項７のいずれか１項に
記載された蓄熱型熱交換器。 - 【請求項９】 前記相変化性蓄熱媒体に溶融塩類が含ま
れている、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載さ
れた蓄熱型熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9052499A JPH10238979A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 蓄熱型熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9052499A JPH10238979A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 蓄熱型熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10238979A true JPH10238979A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12916425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9052499A Pending JPH10238979A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 蓄熱型熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10238979A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1309797C (zh) * | 2000-06-13 | 2007-04-11 | 广东工业大学 | 一种无机盐/陶瓷基复合储热材料及其制备方法 |
| US20170044415A1 (en) * | 2014-04-24 | 2017-02-16 | National University Corporation Hokkaido University | Latent heat storage body, method for producing latent heat storage body and heat exchange material |
| CN109155160A (zh) * | 2016-04-22 | 2019-01-04 | 法马通股份有限公司 | 无源的料位调节系统 |
| CN109233746A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-18 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 无机玻璃封装熔盐-多孔材料的复合相变储热体及其制备 |
| CN109585045A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-05 | 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 | 一种用于反应堆的换热装置及非能动余热排出系统 |
| JP2020197468A (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 富士電機株式会社 | 高温ガス炉システム及び蓄熱システム |
| US10894907B2 (en) | 2016-05-17 | 2021-01-19 | National University Corporation Hokkaido University | Latent-heat storage body microcapsules and process for producing latent-heat storage body microcapsules |
-
1997
- 1997-02-21 JP JP9052499A patent/JPH10238979A/ja active Pending
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| CN109155160B (zh) * | 2016-04-22 | 2022-10-25 | 法马通股份有限公司 | 无源的料位调节系统 |
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