JPS59112197A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPS59112197A JPS59112197A JP22182882A JP22182882A JPS59112197A JP S59112197 A JPS59112197 A JP S59112197A JP 22182882 A JP22182882 A JP 22182882A JP 22182882 A JP22182882 A JP 22182882A JP S59112197 A JPS59112197 A JP S59112197A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat exchanger
- tube
- flow
- pipe
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/08—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by varying the cross-section of the flow channels
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱交換器に係り、特に加熱側及び被加熱側流
体としてガスあるいは蒸気を使用するに好適な多管式熱
交換器に関するものである。
体としてガスあるいは蒸気を使用するに好適な多管式熱
交換器に関するものである。
最近、各種プラント等において省エネルギの観点から排
熱回収用熱交換器、再生器、再熱器等の熱交換器では、
起動時の熱衝撃や伝熱管の長手方向の温度分布の不均一
等によって伝熱管が動いたシ、変形したシする。特に、
管内で蒸気の相変化を利用する熱交換器では二相流が形
成されるため流動状態が複雑となシ、著しい場合は不安
定流動現象を発生し、伝熱管の振動や変形、さらには熱
交換器の性能劣化等の原因となっている。
熱回収用熱交換器、再生器、再熱器等の熱交換器では、
起動時の熱衝撃や伝熱管の長手方向の温度分布の不均一
等によって伝熱管が動いたシ、変形したシする。特に、
管内で蒸気の相変化を利用する熱交換器では二相流が形
成されるため流動状態が複雑となシ、著しい場合は不安
定流動現象を発生し、伝熱管の振動や変形、さらには熱
交換器の性能劣化等の原因となっている。
ここで、このような熱交換器の欠点の発生原因について
、図を用いて説明する。
、図を用いて説明する。
第１図は、本発明の対象となる熱交換の一例と器
して、直交流型の多管式熱交換ρ構成を模式的に説明し
たものである。すなわち、シェル１の内部に複数本のＵ
字型伝熱管２を内蔵するとともに、これらの伝熱管２の
開口端を管板３に取付け、さらに管板３をはさんで伝熱
管２に対向し、伝熱管２に流体を供給する仕切室６，８
を構成する鏡板４などから構成される熱交換器の例を示
している。
たものである。すなわち、シェル１の内部に複数本のＵ
字型伝熱管２を内蔵するとともに、これらの伝熱管２の
開口端を管板３に取付け、さらに管板３をはさんで伝熱
管２に対向し、伝熱管２に流体を供給する仕切室６，８
を構成する鏡板４などから構成される熱交換器の例を示
している。
鏡板４の内部には、伝熱管２に熱交換を行う前の流体を
供給する仕切室６と熱交換後の流体を集合させる仕切室
８を構成する仕切板９が設けられ、一方シエル１の内部
には伝熱管２の保持と内部空間の仕切を目的とした支持
板１５や、シェル側流体を案内する案内板１３及びじゃ
ま板１４などが設けられている。このような型式の熱交
換器において加熱側流体として蒸気を用い、その潜熱を
放出するととによって被加熱流体に熱エネルギを伝達す
る場合、管内側を加熱流体、管外流体を被加熱蒸気とす
るのが一般的である。すなわち、加熱側流体１６は、鏡
板４に入口管５から仕切室６に入シ伝熱管２の内部を通
過するに従い潜熱を放出し、気体から液体に相変化する
から凝縮水１７が管内に発生する。一方、上記伝熱管２
の外周側の流体温度は各管列毎に変化するから、各伝熱
管への熱負荷も変化する。又、熱負荷が一様でないこと
から、管長方向に温度勾配が大きくなる。このためＵ字
型伝熱管２の上側と下側で、管壁の温度差が犬きくなシ
熱変形の一因となる。一方、第２図には伝熱管２４の内
部の凝縮液１９の流動状況を示しているが、加熱側流体
１６は伝熱管２４の内部で潜熱を放出し、凝縮液１７と
なるが入口近傍では、この凝縮液が管内の下部に層状流
１７となって存在し、次第に波状流２０．スラグ流２１
、プラグ流２２１、気泡流２３となる。このような流動
状況では、特にスラグ流２１、プラグ流２２の占める領
域が大きいと、負荷変動等に伴って不安定流動現象に起
因した熱応力の発生がＱ必され、機器の信頼性を著しく
損ねる危険性をもっている。
供給する仕切室６と熱交換後の流体を集合させる仕切室
８を構成する仕切板９が設けられ、一方シエル１の内部
には伝熱管２の保持と内部空間の仕切を目的とした支持
板１５や、シェル側流体を案内する案内板１３及びじゃ
ま板１４などが設けられている。このような型式の熱交
換器において加熱側流体として蒸気を用い、その潜熱を
放出するととによって被加熱流体に熱エネルギを伝達す
る場合、管内側を加熱流体、管外流体を被加熱蒸気とす
るのが一般的である。すなわち、加熱側流体１６は、鏡
板４に入口管５から仕切室６に入シ伝熱管２の内部を通
過するに従い潜熱を放出し、気体から液体に相変化する
から凝縮水１７が管内に発生する。一方、上記伝熱管２
の外周側の流体温度は各管列毎に変化するから、各伝熱
管への熱負荷も変化する。又、熱負荷が一様でないこと
から、管長方向に温度勾配が大きくなる。このためＵ字
型伝熱管２の上側と下側で、管壁の温度差が犬きくなシ
熱変形の一因となる。一方、第２図には伝熱管２４の内
部の凝縮液１９の流動状況を示しているが、加熱側流体
１６は伝熱管２４の内部で潜熱を放出し、凝縮液１７と
なるが入口近傍では、この凝縮液が管内の下部に層状流
１７となって存在し、次第に波状流２０．スラグ流２１
、プラグ流２２１、気泡流２３となる。このような流動
状況では、特にスラグ流２１、プラグ流２２の占める領
域が大きいと、負荷変動等に伴って不安定流動現象に起
因した熱応力の発生がＱ必され、機器の信頼性を著しく
損ねる危険性をもっている。
このため、従来技術では、これらの欠点、特に不安定流
動現象を防止するため、加熱側流体１６を必要以上に流
し、仕切室８に連通ずる放出口２５から掃気用の加熱側
流体１６を取シ出すことも多い。この場合、掃気された
加熱側流体１６の保有する熱エネルギは、無駄に消費さ
れることになシ、場合によってはプラント性能を劣化さ
せることもある。
動現象を防止するため、加熱側流体１６を必要以上に流
し、仕切室８に連通ずる放出口２５から掃気用の加熱側
流体１６を取シ出すことも多い。この場合、掃気された
加熱側流体１６の保有する熱エネルギは、無駄に消費さ
れることになシ、場合によってはプラント性能を劣化さ
せることもある。
本発明の目的は、伝熱管内で相変化を利用する熱交換器
において、加熱流体を余剰させることなく、伝熱管内部
の不安定流動を回避するとともに、加熱側流体の過冷却
に起因する伝熱管の信頼性の向上に寄与できる熱交換器
を提供することにある。
において、加熱流体を余剰させることなく、伝熱管内部
の不安定流動を回避するとともに、加熱側流体の過冷却
に起因する伝熱管の信頼性の向上に寄与できる熱交換器
を提供することにある。
次に本発明の具体的内容については、実施例である熱交
換器を図面を用いて説明する。
換器を図面を用いて説明する。
本発明の対象となる熱交換器の一実施例とじて第１図に
示す構成のように、管内を加熱流体が通過し、相変化に
よる潜熱を放出することによって、管外の被加熱側流体
を加熱する直交流型の多管式熱交換器を例にとる。
示す構成のように、管内を加熱流体が通過し、相変化に
よる潜熱を放出することによって、管外の被加熱側流体
を加熱する直交流型の多管式熱交換器を例にとる。
本発明では、熱交換器の管巣において、熱負荷が一層平
等になる様第３図仕切室６側の入口近傍をベロー構造と
し他端が７０−ノズル構造とするスリーブを第５図のよ
うに１管板３面上の孔３゜内である伝熱管内に、前記ス
リー７：２８を装置し、且つ前記スリーブ２８のノズル
径（ｄ）を、第４図上部の伝熱管３１より下方の伝熱管
３２へと変化させ、管板３を数分割にして形成すること
にょシ、管巣内の熱負荷分布も均一化されるので、管内
に占める第５固装縮流２７も安定した層状流に近い様な
流れとなシ、凝縮流の不安定流動現象を防止できると共
に、スリーブ２８の長手方向に、流路面積を縮少するこ
とによシ後流側で発生する流れの剥離或いは、渦等によ
る伝熱管２４への損傷を防止でき、管及び熱交換器の信
頼性向上に大きく寄与することができる。
等になる様第３図仕切室６側の入口近傍をベロー構造と
し他端が７０−ノズル構造とするスリーブを第５図のよ
うに１管板３面上の孔３゜内である伝熱管内に、前記ス
リー７：２８を装置し、且つ前記スリーブ２８のノズル
径（ｄ）を、第４図上部の伝熱管３１より下方の伝熱管
３２へと変化させ、管板３を数分割にして形成すること
にょシ、管巣内の熱負荷分布も均一化されるので、管内
に占める第５固装縮流２７も安定した層状流に近い様な
流れとなシ、凝縮流の不安定流動現象を防止できると共
に、スリーブ２８の長手方向に、流路面積を縮少するこ
とによシ後流側で発生する流れの剥離或いは、渦等によ
る伝熱管２４への損傷を防止でき、管及び熱交換器の信
頼性向上に大きく寄与することができる。
第１図は従来技術による熱交換器の一例を示す断面図、
第２図は従来技術による伝熱管内部の流動状況を示す説
明図、第３図は本発明の一実施例であるスリーブ断面図
、第４図は本発明の一実施例である伝熱管に装着したス
リーブのノズルの流路面積の分布を示す説明図、第５図
は本発明による伝熱管内部の流動状況を示す説明図であ
る。
第２図は従来技術による伝熱管内部の流動状況を示す説
明図、第３図は本発明の一実施例であるスリーブ断面図
、第４図は本発明の一実施例である伝熱管に装着したス
リーブのノズルの流路面積の分布を示す説明図、第５図
は本発明による伝熱管内部の流動状況を示す説明図であ
る。
Claims (1)
- １、複数個のＵ字形伝熱管から構成される管巣を内蔵す
るシェルとＵ字形伝熱管の開放端を接合する管板と、管
板に対して伝熱管と対向し、伝熱管と連通ずる仕切室を
設ける鏡板とから成る熱交換器において、該伝熱管の端
部の管内に、上流側がベロー構造とし、他端がフローノ
ズル構造とするスリーブを少なくとも１個以上を装着し
たことを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22182882A JPS59112197A (ja) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22182882A JPS59112197A (ja) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59112197A true JPS59112197A (ja) | 1984-06-28 |
Family
ID=16772820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22182882A Pending JPS59112197A (ja) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59112197A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012038906A2 (en) | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Tenova S.P.A. | Heat exchanger for the rapid cooling of flue gas of ironwork plants, apparatus for the treatment of flue gas in ironwork plants comprising such a heat exchanger and relative treatment method |
| CN104964586A (zh) * | 2015-07-03 | 2015-10-07 | 新疆蓝德精细石油化工股份有限公司 | 降低丁二烯自聚物的换热器及其使用方法 |
| JP2017072329A (ja) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 株式会社Ihi | 多管式熱交換器 |
| CN108106465A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-01 | 重庆华渝重工机电有限公司 | 一种管式陶瓷冷却器 |
-
1982
- 1982-12-20 JP JP22182882A patent/JPS59112197A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012038906A2 (en) | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Tenova S.P.A. | Heat exchanger for the rapid cooling of flue gas of ironwork plants, apparatus for the treatment of flue gas in ironwork plants comprising such a heat exchanger and relative treatment method |
| CN104964586A (zh) * | 2015-07-03 | 2015-10-07 | 新疆蓝德精细石油化工股份有限公司 | 降低丁二烯自聚物的换热器及其使用方法 |
| JP2017072329A (ja) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 株式会社Ihi | 多管式熱交換器 |
| CN108106465A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-01 | 重庆华渝重工机电有限公司 | 一种管式陶瓷冷却器 |
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