JPS5812065Y2 - ネツコウカンキノナイトウカン - Google Patents
ネツコウカンキノナイトウカンInfo
- Publication number
- JPS5812065Y2 JPS5812065Y2 JP17132675U JP17132675U JPS5812065Y2 JP S5812065 Y2 JPS5812065 Y2 JP S5812065Y2 JP 17132675 U JP17132675 U JP 17132675U JP 17132675 U JP17132675 U JP 17132675U JP S5812065 Y2 JPS5812065 Y2 JP S5812065Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- heat transfer
- inner cylindrical
- fluid
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、超高温高圧熱交換器に使用される内筒管の改
良に関する。
良に関する。
本考案の目的は、超高温流体と接触する内筒管が、熱衝
撃や熱応力に起因した思いがけない過渡現象等によりそ
の健全性を損なわれたり、ついには破壊にまで進展する
、決して起ってはいけない事態に対する完べきな対策を
講するにある。
撃や熱応力に起因した思いがけない過渡現象等によりそ
の健全性を損なわれたり、ついには破壊にまで進展する
、決して起ってはいけない事態に対する完べきな対策を
講するにある。
(技術的背景)
第1図と第2図にヘリカルコイル型超高温熱交換器の1
例を示している通り、チューブ群2の中心部に内筒管1
が使用されている。
例を示している通り、チューブ群2の中心部に内筒管1
が使用されている。
この内筒管1の主たる役目は、矢印Aのように入口ノズ
ル3から流入した1次高温流体が内壁管空間を上昇する
際に適当な流れ抵抗を付与し、熱交換室4の横断面の全
領域に均等な流れを作り、高温流体の流路短絡を防止す
ることにある。
ル3から流入した1次高温流体が内壁管空間を上昇する
際に適当な流れ抵抗を付与し、熱交換室4の横断面の全
領域に均等な流れを作り、高温流体の流路短絡を防止す
ることにある。
すなわち、図示例の熱交換器においては、チューブ群2
は大幅に省略して表わしているが、個々の伝熱管をコイ
ル状に成形し、そのコイルを同心円状の配置で多数層に
積層した構成である。
は大幅に省略して表わしているが、個々の伝熱管をコイ
ル状に成形し、そのコイルを同心円状の配置で多数層に
積層した構成である。
この構成で問題なのは、伝熱管の屈曲成形にはどうして
もその最小曲率半径に限度があるという点である。
もその最小曲率半径に限度があるという点である。
このため、最内周のコイルは軸方向に円筒形の中空部を
形威し、これをそのまま放置すれば、1次流体が流れ抵
抗の小さいこの中空部をどんどん上昇し、いわゆる流れ
の短絡現象を生じてしまう。
形威し、これをそのまま放置すれば、1次流体が流れ抵
抗の小さいこの中空部をどんどん上昇し、いわゆる流れ
の短絡現象を生じてしまう。
短絡現象は、勿論、伝熱管内を下降する2次側流体との
熱交換の効率を著るしく低下させてしまう。
熱交換の効率を著るしく低下させてしまう。
もつといけないのは、短絡現象によって、はとんど温度
降下しないままの高温流体の直撃により、通常の設計条
件下では高温流体が流れないとされているところの材料
、例えば上側の管板5、分配器6、出口ノズル7および
それに続く管に熱応力や熱衝撃がか五り管の健全性を損
い、ついには高温破壊に至らしめる恐れがある。
降下しないままの高温流体の直撃により、通常の設計条
件下では高温流体が流れないとされているところの材料
、例えば上側の管板5、分配器6、出口ノズル7および
それに続く管に熱応力や熱衝撃がか五り管の健全性を損
い、ついには高温破壊に至らしめる恐れがある。
ひいては熱交換器そのものの機能ならびに構造を危険な
状態に導き、さらに進んで破壊という重大率が予想され
る。
状態に導き、さらに進んで破壊という重大率が予想され
る。
例えば、原子カプラントの場合であると、単に1つの熱
交換器のトラブルに止どまらず、プラント全体の運転に
支障をもたらすし、事故発生に対し、プラントの急停止
は不可能であることも考慮する必要がある。
交換器のトラブルに止どまらず、プラント全体の運転に
支障をもたらすし、事故発生に対し、プラントの急停止
は不可能であることも考慮する必要がある。
特に原子カプラントに関しては、安全性が厳格に判断さ
れ、いかに些細な事項でも心配な点は完全な対策と措置
を検討に付すべき特殊事情がある。
れ、いかに些細な事項でも心配な点は完全な対策と措置
を検討に付すべき特殊事情がある。
内筒管1は、チューブ群2の中心部に形成される中空円
筒部をふさぎ、上記した短絡現象の防止に効果を奏する
。
筒部をふさぎ、上記した短絡現象の防止に効果を奏する
。
しかし、この内管は、伝熱管外流体の入口と出口部で大
きな温度差があり(例えば、入ロ側温度り000℃出ロ
側温度400℃)、この温度差によって内管に大きな熱
応力が発生し、内管は強度上苛酷な状態にある。
きな温度差があり(例えば、入ロ側温度り000℃出ロ
側温度400℃)、この温度差によって内管に大きな熱
応力が発生し、内管は強度上苛酷な状態にある。
このように強度上苛酷な状態にある内管は、以上に説明
した通りの趣旨で決してその健全性が損なわれてはなら
ず、もし万が−にも健全性が損なわれたとしてもそれに
対する万全の善後策がなされていなげればならないので
ある。
した通りの趣旨で決してその健全性が損なわれてはなら
ず、もし万が−にも健全性が損なわれたとしてもそれに
対する万全の善後策がなされていなげればならないので
ある。
(実施例の説明)
次に、本考案により改良された内筒管を第3図以降に示
した実施例により説明する。
した実施例により説明する。
この内筒管10は、従来例と同様その上端部に約120
°づつ等配された(第4図参照)支持プレート11を有
し、この支持プレートを内壁管へ接合する(第1図参照
)ことで熱交換器へ懸垂状態で設置される。
°づつ等配された(第4図参照)支持プレート11を有
し、この支持プレートを内壁管へ接合する(第1図参照
)ことで熱交換器へ懸垂状態で設置される。
との内筒管10は、下端を閉鎖した管体であり、その下
端は半球形に加工されている。
端は半球形に加工されている。
内筒管10の下方部分に、同材質で同程度の強度を有す
る仕切管12が同心円状配置(第5図参照)で設置され
、仕切管12の上端部14が内筒管10へ接合され、1
つの独立した閉鎖空間を形成しでいる。
る仕切管12が同心円状配置(第5図参照)で設置され
、仕切管12の上端部14が内筒管10へ接合され、1
つの独立した閉鎖空間を形成しでいる。
仕切管12の下端は、内筒管と同心の半球形に加工され
ている。
ている。
仕切管12の長さは任意である。
が、材料経済の面からいえば、内筒管10の健全性が損
なわれる恐れのある部分についてのみ使用されればよく
、その意味で、例えば全長10mの内筒管10の下方部
分に長さ2.7mの仕切管12を使用することが設計的
に求められる。
なわれる恐れのある部分についてのみ使用されればよく
、その意味で、例えば全長10mの内筒管10の下方部
分に長さ2.7mの仕切管12を使用することが設計的
に求められる。
また仕切管12は、図示例のように一重の他、必要によ
っては幾重にも使用され、内筒管の実質的健全性が図ら
れる。
っては幾重にも使用され、内筒管の実質的健全性が図ら
れる。
図中13は断熱材を指している。
この断熱材13の役割は、第1図で見るとわかるように
、熱交換を行いつつ上昇して出口ノズル7の近辺に至り
温度降下した1次側流体の一部は、内筒管1の上端部開
口からその中へ入り滞留する。
、熱交換を行いつつ上昇して出口ノズル7の近辺に至り
温度降下した1次側流体の一部は、内筒管1の上端部開
口からその中へ入り滞留する。
この内筒管内滞留流体と内筒管外を上昇する1次側流体
との間で熱交換が行なわれると、内筒管内に自然対流が
発生し幣害をもたらすので、それを阻止するために断熱
材13が効果を奏する。
との間で熱交換が行なわれると、内筒管内に自然対流が
発生し幣害をもたらすので、それを阻止するために断熱
材13が効果を奏する。
断熱材13は、基本的には内筒管内の空間を埋めれば良
いのであるが、内筒管内に滞留する流体の自然対流を可
及的に阻止するという意味からは、第3図と第5図でわ
かりやすいように、管軸を中心として渦巻状に巻いたも
のと、管軸に対し垂直に積層した断熱材とを交互に配設
することがより好ましい。
いのであるが、内筒管内に滞留する流体の自然対流を可
及的に阻止するという意味からは、第3図と第5図でわ
かりやすいように、管軸を中心として渦巻状に巻いたも
のと、管軸に対し垂直に積層した断熱材とを交互に配設
することがより好ましい。
かくて充填された断熱材13の全重量が仕切管12へ負
荷されてその強度低下をきたすことを防ぐため、および
断熱材密度を均等化するために、上端を支持プレート1
5により懸垂された支持パイプ16を内筒管10の中心
に沿って設置し、この支持パイプ16に断熱材支持円板
17を水平に取付けている。
荷されてその強度低下をきたすことを防ぐため、および
断熱材密度を均等化するために、上端を支持プレート1
5により懸垂された支持パイプ16を内筒管10の中心
に沿って設置し、この支持パイプ16に断熱材支持円板
17を水平に取付けている。
以上に説明した構成の内筒管によれば、内筒管の内部に
伝熱管外流体を流入させると共に断熱材によって内筒管
内の流体の自然対流を防止したので、内筒管の内外面の
圧力を等しくして実質上流体圧力が作用していない状態
にし、又内筒管内流体の自然対流を防止して内筒管の温
度上昇を防止し、流体圧力と温度に対する強度上の問題
を解決して苛酷な条件を軽減し、内筒管の安全性を向上
させることができる。
伝熱管外流体を流入させると共に断熱材によって内筒管
内の流体の自然対流を防止したので、内筒管の内外面の
圧力を等しくして実質上流体圧力が作用していない状態
にし、又内筒管内流体の自然対流を防止して内筒管の温
度上昇を防止し、流体圧力と温度に対する強度上の問題
を解決して苛酷な条件を軽減し、内筒管の安全性を向上
させることができる。
更に伝熱管外流体の入口部において、内筒管を二重構造
にしたので、仮に思いがけない突発的過渡現象により内
筒管10の健全性が損なわれたとしても、その内側に同
様な強度を有する仕切管12が存在するので、それが内
筒管と同様な役割を果して実質的被害は生じない。
にしたので、仮に思いがけない突発的過渡現象により内
筒管10の健全性が損なわれたとしても、その内側に同
様な強度を有する仕切管12が存在するので、それが内
筒管と同様な役割を果して実質的被害は生じない。
従がって、熱交換器としての健全性にも別設の支障がな
いから、そのまま継続して平常運転を行うことができる
し、あるいは適当な時期を見つけて、プラントの運転に
悪影響を及ぼさない限度に修復作業を行うことができる
のである。
いから、そのまま継続して平常運転を行うことができる
し、あるいは適当な時期を見つけて、プラントの運転に
悪影響を及ぼさない限度に修復作業を行うことができる
のである。
かくて、本考案によれば、当初の目的を十分に達成する
内筒管を提供できるのである。
内筒管を提供できるのである。
第1図はヘリカルコイル型で伝熱管群をコイル状に成形
してなる熱交換器主要部の断面図、第2図は第1図の■
−■断面図、第3図は本考案により改良された内筒管の
断面図、第4図は平面図、第5図は第3図の5−5断面
図である。 10・・・・・・内筒管、11・・・・・・支持プレー
ト、12・・・・・・仕切管、13・・・・・・断熱材
、16・・・・・・支持パイプ。
してなる熱交換器主要部の断面図、第2図は第1図の■
−■断面図、第3図は本考案により改良された内筒管の
断面図、第4図は平面図、第5図は第3図の5−5断面
図である。 10・・・・・・内筒管、11・・・・・・支持プレー
ト、12・・・・・・仕切管、13・・・・・・断熱材
、16・・・・・・支持パイプ。
Claims (1)
- 熱交換器の胴の内部に管板を設け、この管板に支持した
伝熱管を多数層に巻回してチューブ群を形成し、該チュ
ーブ群の中心空間部に内筒管を挿入し、伝熱管内流体と
伝熱管外流体とを対向流にして伝熱管内流体を昇温加熱
するようにしたヘリカルコイル型の熱交換器において、
上記内筒管を懸吊支持してその上縁を開口にし、内筒管
内へ伝熱管外流体が流入できる構造となすと共に内筒管
内に断熱材を装填し、伝熱管外流体入口部に近い内筒管
の先端部を二重構造に構成したことを特徴とする熱交換
器の内筒管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17132675U JPS5812065Y2 (ja) | 1975-12-18 | 1975-12-18 | ネツコウカンキノナイトウカン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17132675U JPS5812065Y2 (ja) | 1975-12-18 | 1975-12-18 | ネツコウカンキノナイトウカン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5282263U JPS5282263U (ja) | 1977-06-20 |
JPS5812065Y2 true JPS5812065Y2 (ja) | 1983-03-07 |
Family
ID=28649793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17132675U Expired JPS5812065Y2 (ja) | 1975-12-18 | 1975-12-18 | ネツコウカンキノナイトウカン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5812065Y2 (ja) |
-
1975
- 1975-12-18 JP JP17132675U patent/JPS5812065Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5282263U (ja) | 1977-06-20 |
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