JPS6086394A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPS6086394A JPS6086394A JP19493383A JP19493383A JPS6086394A JP S6086394 A JPS6086394 A JP S6086394A JP 19493383 A JP19493383 A JP 19493383A JP 19493383 A JP19493383 A JP 19493383A JP S6086394 A JPS6086394 A JP S6086394A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- connecting rod
- thermal expansion
- heat transfer
- steam
- 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
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/007—Auxiliary supports for elements
- F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
- F28F9/0131—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by plates
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、例えば蒸気タービン用再熱装置の如き熱交換
器ζこ関する。
器ζこ関する。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕一般に、沸騰水
型或は加圧水型の軽水炉を用いる原子力発電プラントに
おける蒸気タービンに供給される蒸気は、化石燃料を用
いる火力発電プラントにおける蒸気と比較して湿分が遥
かに多い、いわゆる湿り蒸気である。ところがこの湿り
蒸気中の湿分は、蒸気タービンの羽根を浸食するばかり
でなく蒸気タービンの効率低下を招くため、上記湿分を
除去する必要がある。
型或は加圧水型の軽水炉を用いる原子力発電プラントに
おける蒸気タービンに供給される蒸気は、化石燃料を用
いる火力発電プラントにおける蒸気と比較して湿分が遥
かに多い、いわゆる湿り蒸気である。ところがこの湿り
蒸気中の湿分は、蒸気タービンの羽根を浸食するばかり
でなく蒸気タービンの効率低下を招くため、上記湿分を
除去する必要がある。
そこで、原子力発電プラントでは、高圧タービンと低圧
タービンとの間に例えばシェブロン型のようなドレンポ
ケット付波板状の湿分分離装置を設け、高圧タービン排
気蒸気中に含まれる10チ程度の湿分を1チ或はそれ以
下に減少せしめ、この湿分が低下した蒸気をさらに高圧
タービンからの抽気蒸気または原子炉で発生した蒸気を
加熱源とした再熱装置により加熱し、そこで加熱された
過熱蒸気を低圧タービンに供給するようにした再熱サイ
クルを採用している。一般にこの湿分分離装置と再熱装
置とは一つの胴の中に収容されており、湿分分離再熱装
置と呼ばれている。
タービンとの間に例えばシェブロン型のようなドレンポ
ケット付波板状の湿分分離装置を設け、高圧タービン排
気蒸気中に含まれる10チ程度の湿分を1チ或はそれ以
下に減少せしめ、この湿分が低下した蒸気をさらに高圧
タービンからの抽気蒸気または原子炉で発生した蒸気を
加熱源とした再熱装置により加熱し、そこで加熱された
過熱蒸気を低圧タービンに供給するようにした再熱サイ
クルを採用している。一般にこの湿分分離装置と再熱装
置とは一つの胴の中に収容されており、湿分分離再熱装
置と呼ばれている。
第1図は、高圧タービンからの抽気蒸気で第1段の再熱
を行ないさらに原子炉で発生した蒸気で第2段の再熱を
行なうようにした、従来の2段再熱形式の湿分分離再熱
装置の縦断面図であって、装置の外殻をなす本体胴1は
横長の円筒で、下側部に被再熱湿り蒸気導入管2および
ドレン排出管3が設けられ、上側部には過熱蒸気排出管
4が設けられており、本体胴1の両端部は蓋板5によっ
て閉じられ、その蓋板5の近くに仕切板6が本体胴内に
対向して設けられている。本体胴1の底面付近には、両
端の仕切板6を胴軸方向で連結する水平な底板7と、こ
の底板7の上方にあって底板と平行な天井板8が設けら
れている。そして、上記底板7の上面には、第2図に示
すように、蒸気分配板9が両社切板6の間に山形に設け
られ、底板7.蒸気分配板9および仕切板6によって横
断面形状が三角形の蒸気分配室10が形成されている。
を行ないさらに原子炉で発生した蒸気で第2段の再熱を
行なうようにした、従来の2段再熱形式の湿分分離再熱
装置の縦断面図であって、装置の外殻をなす本体胴1は
横長の円筒で、下側部に被再熱湿り蒸気導入管2および
ドレン排出管3が設けられ、上側部には過熱蒸気排出管
4が設けられており、本体胴1の両端部は蓋板5によっ
て閉じられ、その蓋板5の近くに仕切板6が本体胴内に
対向して設けられている。本体胴1の底面付近には、両
端の仕切板6を胴軸方向で連結する水平な底板7と、こ
の底板7の上方にあって底板と平行な天井板8が設けら
れている。そして、上記底板7の上面には、第2図に示
すように、蒸気分配板9が両社切板6の間に山形に設け
られ、底板7.蒸気分配板9および仕切板6によって横
断面形状が三角形の蒸気分配室10が形成されている。
蒸気分配板9の間外側には、底板7と天井板8との間に
湿分分離装置11が併設されている。
湿分分離装置11が併設されている。
また、天井板8の上部両端縁には長手方向に2枚の分割
板12が山形を形成するように設けられ、さらにこの分
割板12の外側に平行して対向板13が設けられて、こ
の分割板12と対向板13の間の流路が上部で合流して
過熱蒸気排出管4へ遅なり、本体胴内に横断面が逆T字
状の再熱路14が形成されている。
板12が山形を形成するように設けられ、さらにこの分
割板12の外側に平行して対向板13が設けられて、こ
の分割板12と対向板13の間の流路が上部で合流して
過熱蒸気排出管4へ遅なり、本体胴内に横断面が逆T字
状の再熱路14が形成されている。
一方、本体胴両端の蓋板5と仕切板6との間の空間には
、第1段再熱装置の第1段再熱ヘッダ15と第2段再熱
装置の第2段再熱ヘッダ16とがそれぞれ設けられてい
る。そして、再熱路14の下部には多数のU字状伝熱管
17からなる第1段再熱装置のU字管束が配設され、ま
た再熱路14の上部には第2段再熱装置のU字管束が配
設されている。この第1段および第2段再熱装置は、第
3図および第4図に示すように、隔壁18によって高温
室19と低温南回とに区画された再熱ヘッダ15 、1
6と、始端を高温室19に、末端を低温南回に開口し、
両市管部がそれぞれ上下に位置するようにされた多数の
U字状伝熱管17とを有し、これらの伝熱管は再熱ヘッ
ダ15或は16の管板21に取付けられ、さらに複数の
連結棒22a 、 22b 、 22cによって適当な
間隔に保持された支え板231こよって支持され、その
振動が防止されるようにしである。また、高温室19に
は再熱蒸気導入管冴が、低温南回にはドレン排出管δ、
ベント蒸気排出管か、および出入用マンホールnが設け
られている。
、第1段再熱装置の第1段再熱ヘッダ15と第2段再熱
装置の第2段再熱ヘッダ16とがそれぞれ設けられてい
る。そして、再熱路14の下部には多数のU字状伝熱管
17からなる第1段再熱装置のU字管束が配設され、ま
た再熱路14の上部には第2段再熱装置のU字管束が配
設されている。この第1段および第2段再熱装置は、第
3図および第4図に示すように、隔壁18によって高温
室19と低温南回とに区画された再熱ヘッダ15 、1
6と、始端を高温室19に、末端を低温南回に開口し、
両市管部がそれぞれ上下に位置するようにされた多数の
U字状伝熱管17とを有し、これらの伝熱管は再熱ヘッ
ダ15或は16の管板21に取付けられ、さらに複数の
連結棒22a 、 22b 、 22cによって適当な
間隔に保持された支え板231こよって支持され、その
振動が防止されるようにしである。また、高温室19に
は再熱蒸気導入管冴が、低温南回にはドレン排出管δ、
ベント蒸気排出管か、および出入用マンホールnが設け
られている。
しかして、被再熱側蒸気は、被再熱湿り蒸気導入管2よ
り本体胴1内に流入し、蒸気分配室10内を本体胴軸方
向へ流れ、蒸気分配板9により2分されたのち、湿分分
離装置11を通過する間に湿分が除去され、再熱路14
に導かれる。除去された湿分は重力により湿分分離装置
11中を流下して集められてドレン排出管13より排出
される。また再熱路14に送られた蒸気は、第1段およ
び第2段のU字状伝熱管170間をそれと直交して流れ
る間に、伝熱管内を流れる再熱蒸気と熱交換して過熱蒸
気排出管4から流出し、低圧タービンに送られる。
り本体胴1内に流入し、蒸気分配室10内を本体胴軸方
向へ流れ、蒸気分配板9により2分されたのち、湿分分
離装置11を通過する間に湿分が除去され、再熱路14
に導かれる。除去された湿分は重力により湿分分離装置
11中を流下して集められてドレン排出管13より排出
される。また再熱路14に送られた蒸気は、第1段およ
び第2段のU字状伝熱管170間をそれと直交して流れ
る間に、伝熱管内を流れる再熱蒸気と熱交換して過熱蒸
気排出管4から流出し、低圧タービンに送られる。
一方、再熱側蒸気は、再熱蒸気導入管冴を通して再熱ヘ
ッダ15 、16の高温室19に流入したのち、多数の
U字状伝熱管17に分配されて、上部直管部17a、半
円部17b、下部直管部17cとこの順に伝熱管内を流
れ、この間に被再熱側蒸気と熱交換を行ない、徐々に凝
縮し、低温南回を経てドレン排出管6から排出される。
ッダ15 、16の高温室19に流入したのち、多数の
U字状伝熱管17に分配されて、上部直管部17a、半
円部17b、下部直管部17cとこの順に伝熱管内を流
れ、この間に被再熱側蒸気と熱交換を行ない、徐々に凝
縮し、低温南回を経てドレン排出管6から排出される。
ところで、上記U字状伝熱管17には、前述のように再
熱側蒸気が上部直管部17a、半円部17b、下部直管
部17eと順次流れ、再熱装置に供給される被再熱側蒸
気が下方から流入して伝熱管部で加熱され高温の過熱蒸
気となって上側から流出するので、これに伴ない支え板
乙を所定間隔に保持している連結棒22a 、 22b
、 22cはその上方に位置するものほど高温となる
。ところが、従来の湿分分離再熱器においては上記各連
結棒22a 、 22b 、 22cが共に同材質によ
って形成されているため、各連結棒22a。
熱側蒸気が上部直管部17a、半円部17b、下部直管
部17eと順次流れ、再熱装置に供給される被再熱側蒸
気が下方から流入して伝熱管部で加熱され高温の過熱蒸
気となって上側から流出するので、これに伴ない支え板
乙を所定間隔に保持している連結棒22a 、 22b
、 22cはその上方に位置するものほど高温となる
。ところが、従来の湿分分離再熱器においては上記各連
結棒22a 、 22b 、 22cが共に同材質によ
って形成されているため、各連結棒22a。
22b、22cはその設置位置の温度の違いにょる熱膨
張の違いにより、上方(被再熱側蒸気の出口側)の連結
棒はど他の連結より長くなる。すなわち、被再熱側蒸気
の出口側の連結棒22a、中央の連結棒22b、被再熱
側蒸気の入口側の連結棒22cの順に連結棒の長さが短
かくなる。その結果、連結棒によって所定間隔に保持さ
れているささえ板ziは、第4図に示すようにその上方
側が蒸気ヘッダ15と反対側に傾き、その傾きが成る値
以上になると、各U字状伝熱管17にささえ板z3の開
口端縁が食い込み、伝熱管の外面に損傷を与えるととも
に、その伸びを拘束し、伝熱管の破壊を招くことがある
等の問題がある。
張の違いにより、上方(被再熱側蒸気の出口側)の連結
棒はど他の連結より長くなる。すなわち、被再熱側蒸気
の出口側の連結棒22a、中央の連結棒22b、被再熱
側蒸気の入口側の連結棒22cの順に連結棒の長さが短
かくなる。その結果、連結棒によって所定間隔に保持さ
れているささえ板ziは、第4図に示すようにその上方
側が蒸気ヘッダ15と反対側に傾き、その傾きが成る値
以上になると、各U字状伝熱管17にささえ板z3の開
口端縁が食い込み、伝熱管の外面に損傷を与えるととも
に、その伸びを拘束し、伝熱管の破壊を招くことがある
等の問題がある。
本発明はこのような点に鑑み、伝熱管に温度差が生じて
も、そのささえ板が伝熱管の熱膨張を拘束することがな
く、伝熱管の損傷を招くことがないようにした熱交換器
を得ることを目的とする。
も、そのささえ板が伝熱管の熱膨張を拘束することがな
く、伝熱管の損傷を招くことがないようにした熱交換器
を得ることを目的とする。
本発明は、ヘッダに多数のU字状伝熱管からなるU字管
束を接続し、その伝熱管を適当な間隔で配設された支え
板によって支承するようにし、伝熱管内を流れる加熱流
体によって伝熱管外を流れる被加熱流体を加熱する熱交
換器において、上記支え板を所定間隔に保つ連結棒を、
被加熱流体の入口側に位置するものから高温側ζこ位置
するものにしたがって、順次熱膨張率が小さい材質によ
って構成したことを特徴とする。
束を接続し、その伝熱管を適当な間隔で配設された支え
板によって支承するようにし、伝熱管内を流れる加熱流
体によって伝熱管外を流れる被加熱流体を加熱する熱交
換器において、上記支え板を所定間隔に保つ連結棒を、
被加熱流体の入口側に位置するものから高温側ζこ位置
するものにしたがって、順次熱膨張率が小さい材質によ
って構成したことを特徴とする。
以下、第5図および第6図を参照して本発明の一実施例
について説明する。
について説明する。
第5図において、再熱ヘッダ15の高温室19に多数の
U字状伝熱管17の上部直管部17aの一端を開口せし
め、低温量論に下部直管部17cの一端を開口させるこ
とによって、多数のU字状伝熱管からなるU字管束が再
熱ヘッダ15に接続され、上記各伝熱管17は、連結棒
22a 、 22b 、 22aによって所定間隔に保
持された支え板器、23,23によって支持されている
。
U字状伝熱管17の上部直管部17aの一端を開口せし
め、低温量論に下部直管部17cの一端を開口させるこ
とによって、多数のU字状伝熱管からなるU字管束が再
熱ヘッダ15に接続され、上記各伝熱管17は、連結棒
22a 、 22b 、 22aによって所定間隔に保
持された支え板器、23,23によって支持されている
。
これらの点は第4図に示す従来のものと全く同じである
が、本発明においては、被再熱側蒸気の出口側(上方側
)に位置する連結棒22aが熱膨張率の小さい材料によ
って構成され、それより低温側の被再熱側蒸気の入口側
(下方側)に位置する連結棒22cが連結棒2’2aよ
り熱膨張率が大きい材料によって構成され、さらに中央
の連結棒22bにはそれらの中間の熱膨張率を有する材
料が使用されており、再熱器の定常運転時において、各
連結棒22a 、 22b 、 22cの熱膨張量が同
一になるようにしである。
が、本発明においては、被再熱側蒸気の出口側(上方側
)に位置する連結棒22aが熱膨張率の小さい材料によ
って構成され、それより低温側の被再熱側蒸気の入口側
(下方側)に位置する連結棒22cが連結棒2’2aよ
り熱膨張率が大きい材料によって構成され、さらに中央
の連結棒22bにはそれらの中間の熱膨張率を有する材
料が使用されており、再熱器の定常運転時において、各
連結棒22a 、 22b 、 22cの熱膨張量が同
一になるようにしである。
すなわち、第6図は材料A、B、Cの温度に対する熱膨
張量を示す線図であって、材料A、B。
張量を示す線図であって、材料A、B。
Cはそれぞれ温度200℃、230℃、260’Oにお
いてその熱膨張量が同一となっている。そこで、例えば
再熱器の入口で200℃、中央で230°0.出口で2
60°Cとなる場合、連結棒22cには材料Aを、連結
$22.bには材料Bを、また連結棒22Bには材料C
を使用すれば、再熱器の定常運転時には各連結棒22a
、 22b 、 22cの熱膨@量が全て同一の3朋
になることとなる。しかして、再熱器の各部の温度に応
じて、対応する位置の連結棒の熱膨張量がはゾ同一にな
るように各連結棒の材質が選定される。
いてその熱膨張量が同一となっている。そこで、例えば
再熱器の入口で200℃、中央で230°0.出口で2
60°Cとなる場合、連結棒22cには材料Aを、連結
$22.bには材料Bを、また連結棒22Bには材料C
を使用すれば、再熱器の定常運転時には各連結棒22a
、 22b 、 22cの熱膨@量が全て同一の3朋
になることとなる。しかして、再熱器の各部の温度に応
じて、対応する位置の連結棒の熱膨張量がはゾ同一にな
るように各連結棒の材質が選定される。
なお、Aに相当する材料としてはオーステナイト系ステ
ンレス鋼、Bに相当する材料としてニッケルクロム合金
鋼、Cに相当する材料として炭素鋼等の使用が考えられ
る。
ンレス鋼、Bに相当する材料としてニッケルクロム合金
鋼、Cに相当する材料として炭素鋼等の使用が考えられ
る。
このようにして、被再熱側蒸気温度が再熱器内で前述の
如き温度分布をしている場合においても、各連結棒の熱
膨張量ははゾ等しく、第5図に示すようにささえ板を各
伝熱管に対して常にほぼ垂直に保つことができ、ささえ
板によって伝熱管の熱膨張が拘束されるようなことがな
い。
如き温度分布をしている場合においても、各連結棒の熱
膨張量ははゾ等しく、第5図に示すようにささえ板を各
伝熱管に対して常にほぼ垂直に保つことができ、ささえ
板によって伝熱管の熱膨張が拘束されるようなことがな
い。
なお、上記実施例においては、連結棒を3種類のものと
したものを示したが、2種類或は4111類等とするこ
ともできる。また再熱器以外の熱交換器に適用すること
もできる。
したものを示したが、2種類或は4111類等とするこ
ともできる。また再熱器以外の熱交換器に適用すること
もできる。
以上説明したように本発明においては、伝熱管を支持す
る支え板を所定間隔に保つ連結棒を、被加熱流体の入口
側に位置するものから高温側に位置するものにしたがっ
て、順次熱膨張率が小さい材質によって構成したので、
常に各連結棒の熱膨張量をはゾ同一にでき、ささえ板が
伝熱管に食い込むことを防止でき、ささえ板による伝熱
管の熱膨張の拘束が生ず不ようなことを確実に防止でき
る。したがって、伝熱管の破損事故等のi生を防止でき
て、熱交換器自体の信頼性を向上せしめることができる
。
る支え板を所定間隔に保つ連結棒を、被加熱流体の入口
側に位置するものから高温側に位置するものにしたがっ
て、順次熱膨張率が小さい材質によって構成したので、
常に各連結棒の熱膨張量をはゾ同一にでき、ささえ板が
伝熱管に食い込むことを防止でき、ささえ板による伝熱
管の熱膨張の拘束が生ず不ようなことを確実に防止でき
る。したがって、伝熱管の破損事故等のi生を防止でき
て、熱交換器自体の信頼性を向上せしめることができる
。
第1図は従来の湿分分離再熱装置の断面図、第2図は第
1図のn−matこ沿う断面図、第3図は第1図の■−
■線に沿う断面図、第4図は従来の再熱装置の連結棒の
変形状態説明図、第5図は本発明における再熱器の正面
図、第6図は複数の材料の熱膨張量変化線図である。 15・・・再熱ヘッダ、17・・・U字状伝熱管、19
・・・高温室、 20・・・低温室、 22a 、 2
2b 、 22cm・・連結棒、 23・・・支え板。 (11)
1図のn−matこ沿う断面図、第3図は第1図の■−
■線に沿う断面図、第4図は従来の再熱装置の連結棒の
変形状態説明図、第5図は本発明における再熱器の正面
図、第6図は複数の材料の熱膨張量変化線図である。 15・・・再熱ヘッダ、17・・・U字状伝熱管、19
・・・高温室、 20・・・低温室、 22a 、 2
2b 、 22cm・・連結棒、 23・・・支え板。 (11)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ヘッダに多数のU字状伝熱管からなるU字管束を接
続し、その伝熱管を適当な間隔で配設された支え板によ
って支承するようにし、伝熱管内を流れる加熱流体によ
って伝熱管外を流れる被加熱流体を加熱する熱交換器に
おいて、上記支え板を所定間隔に保つ連結棒を、被加熱
流体の入口側に位置するものから高温側に位置するもの
にしたがって、順次熱膨張率が小さい材質によって構成
したことを特徴とする、熱交換器。 2、被加熱流体の入口側の連結棒はオーステナイト系ス
テンレス鋼、出口側の連結棒は炭素鋼。 中央部の連結棒はニッケルクロム鋼によって構成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の熱交
換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19493383A JPS6086394A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19493383A JPS6086394A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 熱交換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6086394A true JPS6086394A (ja) | 1985-05-15 |
Family
ID=16332752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19493383A Pending JPS6086394A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 熱交換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6086394A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62245008A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-10-26 | 株式会社東芝 | 蒸気タ−ビン用再熱装置 |
US5005637A (en) * | 1986-11-05 | 1991-04-09 | Phillips Petroleum Company | Heat exchanger U-bend tube support |
JP2014169840A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 熱交換器 |
CN109974479A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-05 | 浙江康利德科技有限公司 | 壳管换热器 |
-
1983
- 1983-10-18 JP JP19493383A patent/JPS6086394A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62245008A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-10-26 | 株式会社東芝 | 蒸気タ−ビン用再熱装置 |
US5005637A (en) * | 1986-11-05 | 1991-04-09 | Phillips Petroleum Company | Heat exchanger U-bend tube support |
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