JPH11294706A - シェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器 - Google Patents
シェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器Info
- Publication number
- JPH11294706A JPH11294706A JP9629598A JP9629598A JPH11294706A JP H11294706 A JPH11294706 A JP H11294706A JP 9629598 A JP9629598 A JP 9629598A JP 9629598 A JP9629598 A JP 9629598A JP H11294706 A JPH11294706 A JP H11294706A
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器
において、キャリオーバを防止して湿分セパレータの負
荷を低減する。 【解決手段】 蒸気発生器１０は、横方向に延びた外胴
１１と、外胴１１の内部に横方向に延びて設けられた伝
熱管２３からなる伝熱管群と、外胴１１の天井部に設け
られた湿分セパレータ３７とを有し、更に湿分セパレー
タ３７と伝熱管群との間に多孔板３９を配設している。
において、キャリオーバを防止して湿分セパレータの負
荷を低減する。 【解決手段】 蒸気発生器１０は、横方向に延びた外胴
１１と、外胴１１の内部に横方向に延びて設けられた伝
熱管２３からなる伝熱管群と、外胴１１の天井部に設け
られた湿分セパレータ３７とを有し、更に湿分セパレー
タ３７と伝熱管群との間に多孔板３９を配設している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シェル・チューブ
熱交換器型蒸気発生器に関し、特にこの種蒸気発生器を
横置きにして用いる場合の内部構造に関する。
熱交換器型蒸気発生器に関し、特にこの種蒸気発生器を
横置きにして用いる場合の内部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】シェル・チューブ熱交換器は、シェル即
ち外胴の中に多数のチューブ即ち伝熱管を配置した熱交
換器であるが、これを蒸気発生器として用いる場合は、
胴及び伝熱管を鉛直方向に延びるように据え付ける竪置
のものと胴及び伝熱管を水平方向に延びるように据え付
ける横置のものとがある。横置の蒸気発生器の場合、伝
熱管はＵ字形形状とされ、加熱用高温媒体が内部を貫流
し、その外側の胴側空間内に給水が供給され、加熱沸騰
される。この給水の沸騰によって発生した蒸気は、水平
胴の天井部に形成された蒸気出口から導出され、タービ
ンのような蒸気使用機器へ運ばれるが、蒸気流に伴流す
る湿分などを除去して乾き蒸気とするため、蒸気出口に
臨んで水平胴内天井部に湿分セパレータが設けられてい
る。そして、多数のＵ字形伝熱管からなる伝熱管群乃至
伝熱管束を全体的に水没させる程度に胴内給水面が形成
され、蒸気・給水の二相流の大部分の液分は、液面から
セパレータへ流れる間に重力分離されるようになってい
る。
ち外胴の中に多数のチューブ即ち伝熱管を配置した熱交
換器であるが、これを蒸気発生器として用いる場合は、
胴及び伝熱管を鉛直方向に延びるように据え付ける竪置
のものと胴及び伝熱管を水平方向に延びるように据え付
ける横置のものとがある。横置の蒸気発生器の場合、伝
熱管はＵ字形形状とされ、加熱用高温媒体が内部を貫流
し、その外側の胴側空間内に給水が供給され、加熱沸騰
される。この給水の沸騰によって発生した蒸気は、水平
胴の天井部に形成された蒸気出口から導出され、タービ
ンのような蒸気使用機器へ運ばれるが、蒸気流に伴流す
る湿分などを除去して乾き蒸気とするため、蒸気出口に
臨んで水平胴内天井部に湿分セパレータが設けられてい
る。そして、多数のＵ字形伝熱管からなる伝熱管群乃至
伝熱管束を全体的に水没させる程度に胴内給水面が形成
され、蒸気・給水の二相流の大部分の液分は、液面から
セパレータへ流れる間に重力分離されるようになってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、伝熱管
の長さが大きいと、高温の熱媒体が流れ込む管板近傍の
伝熱管群の負荷が先端部に比して相対的に高くなるの
で、この管板近傍領域からのキャリオーバ（carry-ove
r）が多くなってセパレータの負荷が高くなり、結局蒸
気発生器から出ていく蒸気の状態に悪影響を及ぼす虞れ
があった。従って、本発明の課題は、シェル・チューブ
熱交換器型横置蒸気発生器において、沸騰給水面から湿
分セパレータへ向かう蒸気流のキャリオーバを低減し得
る内部構造を提供するにある。
の長さが大きいと、高温の熱媒体が流れ込む管板近傍の
伝熱管群の負荷が先端部に比して相対的に高くなるの
で、この管板近傍領域からのキャリオーバ（carry-ove
r）が多くなってセパレータの負荷が高くなり、結局蒸
気発生器から出ていく蒸気の状態に悪影響を及ぼす虞れ
があった。従って、本発明の課題は、シェル・チューブ
熱交換器型横置蒸気発生器において、沸騰給水面から湿
分セパレータへ向かう蒸気流のキャリオーバを低減し得
る内部構造を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、横方向に延びた胴と、この胴の内
部に横方向に延びて設けられた伝熱管群と、前記胴の天
井部に設けられた湿分セパレータとを有するシェル・チ
ューブ熱交換器型横置蒸気発生器において、その湿分セ
パレータと伝熱管群との間に多孔板が配設されて、キャ
リオーバを直接的に抑制している。更に、その伝熱管群
が多数のＵ字形伝熱管から形成され、胴の一端に形成さ
れた管板に前記Ｕ字形伝熱管の開口端部が支持されてい
る一般的なシェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器
においては、その多孔板の開口率を熱負荷の相対的に高
い管板側に接近するに従い漸減するように形成するのが
好適である。
め、本発明によれば、横方向に延びた胴と、この胴の内
部に横方向に延びて設けられた伝熱管群と、前記胴の天
井部に設けられた湿分セパレータとを有するシェル・チ
ューブ熱交換器型横置蒸気発生器において、その湿分セ
パレータと伝熱管群との間に多孔板が配設されて、キャ
リオーバを直接的に抑制している。更に、その伝熱管群
が多数のＵ字形伝熱管から形成され、胴の一端に形成さ
れた管板に前記Ｕ字形伝熱管の開口端部が支持されてい
る一般的なシェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器
においては、その多孔板の開口率を熱負荷の相対的に高
い管板側に接近するに従い漸減するように形成するのが
好適である。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。蒸気発生器１０の外胴１１は概
して円形の断面を有し、鏡板１１ａの反対側は管板１３
に接続している。管板１３に隣接して、加熱媒体の入口
水室１５と出口水室１７とが画成され、これらはセンタ
ーポストを含む仕切り壁１９により隔離されている。入
口水室１５には入口管台２１が形成され、図示しない供
給管に接続すると共に出口水室１７にも出口管台（図示
しない。）が形成され、図示しない戻り管に接続してい
る。入口端部及び出口端部が管板１３に連結支持された
多数のＵ字形伝熱管２３は、それぞれ入口水室１５と出
口水室１７とに連通しており、加熱媒体が内部を貫流す
るようになっているが、伝熱管群２５を形成して外筒２
７で囲まれている。そして、伝熱管群２５を形成する個
々の多数のＵ字形伝熱管２３は、垂直な管支持板２９に
よって支持されている。
の実施形態を説明する。蒸気発生器１０の外胴１１は概
して円形の断面を有し、鏡板１１ａの反対側は管板１３
に接続している。管板１３に隣接して、加熱媒体の入口
水室１５と出口水室１７とが画成され、これらはセンタ
ーポストを含む仕切り壁１９により隔離されている。入
口水室１５には入口管台２１が形成され、図示しない供
給管に接続すると共に出口水室１７にも出口管台（図示
しない。）が形成され、図示しない戻り管に接続してい
る。入口端部及び出口端部が管板１３に連結支持された
多数のＵ字形伝熱管２３は、それぞれ入口水室１５と出
口水室１７とに連通しており、加熱媒体が内部を貫流す
るようになっているが、伝熱管群２５を形成して外筒２
７で囲まれている。そして、伝熱管群２５を形成する個
々の多数のＵ字形伝熱管２３は、垂直な管支持板２９に
よって支持されている。
【０００６】その外筒２７と外胴１１の内面との間に
は、給水内管３１が外胴１１の長手方向に延びて設けら
れ、外胴１１に貫設された入口管台３３を介して図示し
ない給水供給管に連絡されている。更に、管板１３から
離れた部分の外胴１１は天井が相対的に高くなってい
て、蒸気出口管台３５が形成されている。この蒸気出口
管台３５は、図示しない蒸気管を介して蒸気タービン等
（図示しない）の蒸気使用機器に連絡しているが、その
入口側の外胴１１内には湿分セパレータ３７が設けられ
ている。その蒸気出口管台３５が形成された高天井部か
ら管板１３の部分への外胴１１は徐々に窄む形状になっ
ている。そして、伝熱管群２５の天井部の外筒２７の開
いた部分に図３に示すような屋根状の多孔板３９が設け
られている。その多孔板３９には図示のように所定の径
の穴４１が多数穿設されているが、管板１３に近い部分
ほどその間隔が大きく即ち粗くなっていて（開口率が小
さい。）、通過蒸気流が均一になるようになっている。
は、給水内管３１が外胴１１の長手方向に延びて設けら
れ、外胴１１に貫設された入口管台３３を介して図示し
ない給水供給管に連絡されている。更に、管板１３から
離れた部分の外胴１１は天井が相対的に高くなってい
て、蒸気出口管台３５が形成されている。この蒸気出口
管台３５は、図示しない蒸気管を介して蒸気タービン等
（図示しない）の蒸気使用機器に連絡しているが、その
入口側の外胴１１内には湿分セパレータ３７が設けられ
ている。その蒸気出口管台３５が形成された高天井部か
ら管板１３の部分への外胴１１は徐々に窄む形状になっ
ている。そして、伝熱管群２５の天井部の外筒２７の開
いた部分に図３に示すような屋根状の多孔板３９が設け
られている。その多孔板３９には図示のように所定の径
の穴４１が多数穿設されているが、管板１３に近い部分
ほどその間隔が大きく即ち粗くなっていて（開口率が小
さい。）、通過蒸気流が均一になるようになっている。
【０００７】以上のような構成の蒸気発生器１０の機能
を図４及び図５の模式図を図１乃至図３と併せ参照して
説明する。給水は、入口管台３３から給水内管３１に入
り、外胴１１の胴側空間内に流出されるが、相対的には
低温であるので、図５の矢印Ａに示すように下向きに流
れる。その際、後述するような再循環水Ｂと混じり合っ
て伴流する。このように、伝熱管群２５の周りには給水
が供給されているが、入口水室１５に入った高温加熱媒
体は、次に伝熱管２３を貫流して外側の給水に熱を与え
て加熱、沸騰させる。そして自身は、相対的に低温にな
って出口水室１７に戻り、更に図示しない加熱源に戻っ
ていく。前述のように沸騰して蒸気となった給水は、二
相流Ｃとなって上昇し、多孔板３９の部分で粗分離さ
れ、幾分湿分を含む蒸気流Ｄとなる。蒸気流Ｄは、湿分
セパレータ３７において細かい湿分が分離され、乾いた
蒸気Ｓが蒸気出口管台３５を通って流出し、蒸気タービ
ン等に向かう。
を図４及び図５の模式図を図１乃至図３と併せ参照して
説明する。給水は、入口管台３３から給水内管３１に入
り、外胴１１の胴側空間内に流出されるが、相対的には
低温であるので、図５の矢印Ａに示すように下向きに流
れる。その際、後述するような再循環水Ｂと混じり合っ
て伴流する。このように、伝熱管群２５の周りには給水
が供給されているが、入口水室１５に入った高温加熱媒
体は、次に伝熱管２３を貫流して外側の給水に熱を与え
て加熱、沸騰させる。そして自身は、相対的に低温にな
って出口水室１７に戻り、更に図示しない加熱源に戻っ
ていく。前述のように沸騰して蒸気となった給水は、二
相流Ｃとなって上昇し、多孔板３９の部分で粗分離さ
れ、幾分湿分を含む蒸気流Ｄとなる。蒸気流Ｄは、湿分
セパレータ３７において細かい湿分が分離され、乾いた
蒸気Ｓが蒸気出口管台３５を通って流出し、蒸気タービ
ン等に向かう。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器において、
伝熱管群と上方のセパレータとの間に多孔板を配設した
ので、蒸気と給水の二相流がこれに当たり、殆どの液相
分が分離されるから、湿分セパータヘの負荷が小さくな
り、結局得られる蒸気の質が向上される。更に、本発明
によれば、伝熱管群の熱負荷即ちボイド率の大小に合わ
せて多孔板の開口率を設定しているので、セパレータへ
向かう蒸気流が均一になり、質のよい蒸気が効率良く得
られる。
シェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器において、
伝熱管群と上方のセパレータとの間に多孔板を配設した
ので、蒸気と給水の二相流がこれに当たり、殆どの液相
分が分離されるから、湿分セパータヘの負荷が小さくな
り、結局得られる蒸気の質が向上される。更に、本発明
によれば、伝熱管群の熱負荷即ちボイド率の大小に合わ
せて多孔板の開口率を設定しているので、セパレータへ
向かう蒸気流が均一になり、質のよい蒸気が効率良く得
られる。
【図１】本発明の実施形態に係る横置蒸気発生器の縦断
面図である。
面図である。
【図２】前記実施形態に係る横断面図である。
【図３】前記実施形態の要部を取り出して示す斜視図で
ある。
ある。
【図４】前記実施形態の作用を説明するための概念的縦
断面図である。
断面図である。
【図５】前記実施形態の作用を説明するための概念的横
断面図である。
断面図である。
１０ 蒸気発生器 １１ 外胴 １３ 管板 １５ 入口水室 １７ 出口水室 １９ 仕切り壁 ２１ 入口管台 ２３ Ｕ字形伝熱管 ２５ 伝熱管群 ２７ 外筒 ２９ 管支持板 ３１ 給水内管 ３３ 給水入口管台 ３５ 蒸気出口管台 ３７ 湿分セパレータ ３９ 多孔板 ４１ 穴 Ａ 給水 Ｂ 再循環水 Ｃ 二相流 Ｄ 蒸気流
Claims (2)
- 【請求項１】 横方向に延びた胴と、該胴の内部に横方
向に延びて設けられた伝熱管群と、前記胴の天井部に設
けられた湿分セパレータとを有するシェル・チューブ熱
交換器型横置蒸気発生器において、前記湿分セパレータ
と前記伝熱管群との間に多孔板を配設したことを特徴と
するシェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器。 - 【請求項２】 前記伝熱管群は多数のＵ字形伝熱管から
形成され、前記胴の一端に形成された管板に前記Ｕ字形
伝熱管の開口端部が支持され、前記多孔板の開口率を前
記管板に接近するに従い漸減するようにしたことを特徴
とする請求項１記載のシェル・チューブ熱交換器型横置
蒸気発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9629598A JPH11294706A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | シェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9629598A JPH11294706A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | シェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11294706A true JPH11294706A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14161070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9629598A Withdrawn JPH11294706A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | シェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11294706A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017072343A (ja) * | 2015-10-09 | 2017-04-13 | 三菱重工業株式会社 | 蒸発器、これを備えたターボ冷凍装置 |
| US20170321879A1 (en) * | 2014-12-12 | 2017-11-09 | Aktsyonernoe Obshchestivo "Ordena Trudovogo Krasnogo Znameni I Ordena Truda Chssr Opytnoe | Horizontal Steam Generator for a Reactor Plant with a Water-Cooled Water-Moderated Power Reactor and a Reactor Plant with the said Steam Generator |
| US20170321880A1 (en) * | 2014-12-12 | 2017-11-09 | Joint Stock Company "Experimental And Design Organization "Gidropress" Awarded The Order Of | Steam Generator with a Horizontal Heat-Exchange Tube Bundle and Its Assembly Method |
| CN113970093A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-25 | 西安热工研究院有限公司 | 一种多级u型管卧式高温气冷堆蒸汽发生器 |
| US11953196B1 (en) * | 2023-02-02 | 2024-04-09 | En-Fab Inc. | Steam generation system with submerged superheater coil |
-
1998
- 1998-04-08 JP JP9629598A patent/JPH11294706A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170321879A1 (en) * | 2014-12-12 | 2017-11-09 | Aktsyonernoe Obshchestivo "Ordena Trudovogo Krasnogo Znameni I Ordena Truda Chssr Opytnoe | Horizontal Steam Generator for a Reactor Plant with a Water-Cooled Water-Moderated Power Reactor and a Reactor Plant with the said Steam Generator |
| US20170321880A1 (en) * | 2014-12-12 | 2017-11-09 | Joint Stock Company "Experimental And Design Organization "Gidropress" Awarded The Order Of | Steam Generator with a Horizontal Heat-Exchange Tube Bundle and Its Assembly Method |
| JP2017072343A (ja) * | 2015-10-09 | 2017-04-13 | 三菱重工業株式会社 | 蒸発器、これを備えたターボ冷凍装置 |
| WO2017061211A1 (ja) * | 2015-10-09 | 2017-04-13 | 三菱重工業株式会社 | 蒸発器、これを備えたターボ冷凍装置 |
| CN107850359A (zh) * | 2015-10-09 | 2018-03-27 | 三菱重工制冷空调系统株式会社 | 蒸发器及具备该蒸发器的涡轮制冷装置 |
| CN107850359B (zh) * | 2015-10-09 | 2021-03-26 | 三菱重工制冷空调系统株式会社 | 蒸发器及具备该蒸发器的涡轮制冷装置 |
| CN113970093A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-25 | 西安热工研究院有限公司 | 一种多级u型管卧式高温气冷堆蒸汽发生器 |
| CN113970093B (zh) * | 2021-10-15 | 2024-03-26 | 西安热工研究院有限公司 | 一种多级u型管卧式高温气冷堆蒸汽发生器 |
| US11953196B1 (en) * | 2023-02-02 | 2024-04-09 | En-Fab Inc. | Steam generation system with submerged superheater coil |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |