JPS61190286A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

Info

Publication number
JPS61190286A
JPS61190286A JP2827785A JP2827785A JPS61190286A JP S61190286 A JPS61190286 A JP S61190286A JP 2827785 A JP2827785 A JP 2827785A JP 2827785 A JP2827785 A JP 2827785A JP S61190286 A JPS61190286 A JP S61190286A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
tube
pipe
thermal conduction
fluid
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
Application number
JP2827785A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Matsushima
均 松島
Takehiko Yanagida
柳田 武彦
Kouji Umenishi
浩二 梅西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP2827785A priority Critical patent/JPS61190286A/ja
Publication of JPS61190286A publication Critical patent/JPS61190286A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-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 being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1607Heat-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 being arranged in parallel spaced relation with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/002Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using inserts or attachments

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は熱交換器に係り、特に高温ガス炉用蒸気発生器
に使用するに好適な多管式の熱交換器に関する。
〔発明の背景〕
従来の多管式熱交換器では、胴側流体の流入衝撃力の軽
減並びに腐蝕防止等のために入口ノズル直後に緩衝板を
設置している。しかし、この緩衝板の設置によりノズル
後の流れは胴外周部に向って多く偏流し、かつ、緩衝板
の後方では渦流のよどみ域を形成している。この胴側流
れの偏流は胴外周部管の腐食と流体振動数の増加による
振動破損を誘起し、また緩衝板後流の過流のよどみ域で
は熱交換はほとんど行われないため、吸熱のアンバラン
スを生じる。このため実公昭52−10128号、実公
昭52−33977号に開示されているように、これら
の欠点を避けるような考案もなされている。しかし、こ
れらの考案では局所的に伝熱管への衝撃が大きな部分あ
るいはムロノズル部付近に胴側熱伝達率の大きな部分が
残る。これは一般の多管式熱交換器ではそれ程問題にな
らないが、高温ガス炉用の熱交換器の場合のように胴側
流体の入口温度が大きな熱交換器では重大な問題となっ
てくる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、伝熱管の耐摩耗性、振動防止性に優れ
、かつ高温ガス流入部で一部の伝熱管の熱負荷が著しく
大きくならない熱交換器を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、高温の胴側流体入口近傍の各伝熱管ごとにカ
バーを設けて、熱抵抗を従来に比べて大きくし、胴入口
部付近での伝熱管への熱流束を減少させたことを特徴と
するものである。このように構成することによって胴側
流体入口附近の伝熱管への熱負荷を均一に、かつ低熱負
荷にすることができ、伝熱管の耐摩耗性および振動防止
性を向上させることができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図乃至第6図により説明
する。上部ヘッダ14および下部へラダ15に接した上
、下の管板8,10に挟まれた多数の伝熱管群1の間に
欠円形の邪魔板6が切欠き部の位置が交互になるように
配置されている。該実施例においては、胴側流体人口4
側のバッフル1段目の部分の伝熱管群1を同心の2重管
群3で覆うように配置する。伝熱管1と外管3との関係
は第2図に示すように、同心2重円管となっており、伝
熱管1と外管3の間にはすき間2が存在する。すき間2
は0.5mm〜1+nm程度の値である。
本実施例においては、外管3は管板8に接続されている
。低温側の管内流体は管内側流体入口ノズル11より下
部ヘッダ15に入り、並列して置かれた多数の伝熱管1
内を流れ、上部ヘッダに集まり管内側流体出口ノズル9
を通って流出する。高温側の胴側流体は胴側流体入口ノ
ズル4より入り、伝熱管群]の間を多数の邪魔板6によ
り流れが次次に曲げられるために蛇行して流れ、胴側流
体出口ノズル7より流出する。この場合、前述したよう
に、バッフル1段目での第1折流区間内の伝熱管群を2
重管にしたために、この部分の熱通過率が減少し、熱流
束も減少する。その効果を第3図により説明する。第3
図は管軸方向に対する熱流束の値の変化を示す。実線1
2は伝熱管群1に外管3を付けない場合であり、破線1
3は付けた場合(本発明)である。外管3を伝熱管群1
上に付けることにより最大熱流束値を大巾に減少でき、
熱交換器のバーンアウトに対する熱的信頼性を大1Jに
向上させることができる。なお、第3図に見られるよう
に、外管を設けた際にバッフル1段目での最大熱流束は
減少するが、その分下段のバッフル段の熱流束が増大す
るため、熱交換器としての性能の低下はない。第4図は
熱流束の最も大きいバッフル1段目での各管列での熱流
束の分布を示す。第3図の場合と同様に、実線12は、
伝熱管群1に外4vt3を付けない場合であり、破線1
3は外管3を付けた場合(本発明)である。該実施例に
よれば、同じバッフル段の各伝熱管の熱負荷をほぼ均一
にすることができる。該実施例は伝熱管の周方向に胴側
熱伝達率の分布がある場合に、熱的信頼性を向上させる
ことができる。それを第5図、第6図により説明する。
高温ガス炉用蒸気発生器では胴側流体入口温度が910
℃と高く、管内側流体(233℃)との温度落差が著し
く太きい。このため、この胴入口部での熱負荷が大変大
きくなっており、管内側流体のバーンアウトや伝熱管の
高温強度の面で厳しい条件となっている。
原子力用機器である蒸気発生器では安全性、信頼性が特
に重要であり、バッフル1段目では、入口部の高い熱流
束はむしろ減少させることが望ましい。本発明では、こ
の高い熱流束を低減させるために、i入口部付近の伝熱
管の熱通過率Uを減少させることにした。胴側流体温度
をT5、管内側流体流度をT、とした際に熱流束qは q=u(’r、  ’r、) で表わされる。これよりT、、T、、が同じであつても
Uが下ればqは下る。さて、伝熱管の熱通過率Uは次式
で表わされる。
ここでd。:伝熱管外径、d、:伝熱管内径、hヨ :
胴側熱伝達率、h、:管内側熱伝達率、f:管内側汚れ
係数、λtake :熱伝達率(伝熱管)高温ガス炉用
蒸気発生器の場合り、七103W/ポに、h−に10”
W/イK、1−/fた10’W/であり、u4h、と考
えて良い。
本発明の特徴は、熱通過率Uをバッフル1段目で均一か
つ最大値を減少させるために、胴側熱伝達率り、ではな
く、伝熱管での伝導熱抵抗を利用した点である。すなわ
ち、熱負荷の高い胴入口側の伝熱管を2重管とし、内管
と外管の間にすき間を設けた(第1図参照)。このよう
な場合の熱量・・・(2) と置きかえられる。高温ガス炉用蒸気発生器の場合、す
き間2にはヘリウムガスが入っている。ヘリウムガスの
熱伝導率は伝熱管のものに比べて2桁小さいので、この
すき間での熱抵抗が増大する。
式(2)により算出されるこの部分の値はり、、、、−
102W/rrrKであり、この場合には、U七h 、
、、、となる。h tl+bmの値は第1図の2重管の
寸法が同じであれば、どの伝熱管でも同じ値である。ま
た、前述したように、U 歩h t 、 b、であるの
で、熱通過率Uもどこの位置においても一定となり、ま
たUの値を従来に比べて小さくできる。
胴側熱伝達率h1の分布は周方向で第5図に示すように
変化する。一般の熱交換器では、前述したように、q=
UAT  hrATであるために、熱流束も第5図に示
すように周方向で分布をもつ。
一方、本発明ではq =U A T  h t−−ΔT
であるために、第6図に示すように胴側熱伝達率り、に
周方向の分布があったとしても、熱流束は周方向で一定
値をとる。このため、伝熱管のバーンアウトや伝熱面の
乾きに対する信頼性が向上する。該実施例は伝熱管1の
流体振動に対しても効果がある。伝熱管1は外管3によ
り保護されるために、伝熱管1は入口ノズル流の影響を
受けない。以上のように該実施例によれば、熱交換器の
トータル交換熱量をほとんど変えずに熱交換器胴側流体
入口側のバッフル段での熱負荷を均一にかつ低熱負荷に
することができ、かつ伝熱管の耐摩耗性および振動防止
性を向上できる。このため、熱交換器の信頼性を著しく
高めることができる。第7図は本発明の第2の実施例を
示す。本実施例においては、外管3は円形の邪魔板6′
に接続されている。
バッフル1段目に管板8との間に円形邪魔板6′を設け
ることは胴側流体の入口温度と管内側流体出口温度の差
が特に大きく、管板8での熱応力が問題となるときに特
に有利である。第8図は本発明の第3の実施例である。
本実施例においては、外管3の長さを伸し、伝熱管1を
第2折流区間のバッフル2段目まで覆っている。これは
胴側流体入口温度が高く、第1.第2の実施例ではバッ
フル2段目の熱負荷が大きくなってしまう場合に有利で
ある。なお、本実施例では外管3をバッフル2段目まで
覆っであるが、必要に応じて入口から数段まで適当な範
囲まで外管3で覆ってもさしつかえない。以上の実施例
の図では、伝熱管1は3本しか描かれていないが、伝熱
管本数は3本に限らない。また、以上の実施例において
は、外管3と伝熱管1の関係は第9図に示すようになっ
ている。しかし、すき間2を周方向で一定に保つために
第10図で示すように突起16を設けても良い。
突起16は周方向に一様に分布していても良く、周方向
の数ケ所に断続的に分布しても良い。また、突起16は
第11図に示すように、軸方向に数ケ所にわたって設け
ても良い。さらに、以上のように突起16を外管に設け
ると、伝熱管の流体振動に対しての信頼性が向上する利
点がある。
[発明の効果] 本発明は、前述のように胴側流体の流入口近傍の各伝熱
管ごとにカバーを設けたので、伝熱管の摩耗、振動が少
なくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第2図は第
1図における伝熱管と外管との関係を示す横断面図、第
3図は熱流束の管軸方向分布図、第4図は熱流束の管列
方向分布図、第5図は一般の熱交換器の伝熱管の周方向
熱流束分布図、第6図は本発明の熱交換器の伝熱管の周
方向熱流束分布図、第7図は本発明の第2の実施例を示
す縦断面図、第8図は本発明の第3の実施例を示す縦断
面図、第9図〜第11図は本発明における2重管の断面
構造図である。 1・・・伝熱管、2・・・すき間、3・・・外管、4・
・・胴側流体入口ノズル、5・・・胴、6・・・邪魔板
、6′・・・円形邪魔板、7・・・胴側流体出口ノズル
、8・・・上部管板、9・・・管内側流体出口ノズル、
10・・・下部管板、11・・・管内側流体入口ノズル
、14・・・上部ヘッダ、15・・・下部ヘッダ、16
・・・突起。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、管板間に取り付けられた伝熱管群の管軸方向を多数
    の邪魔板によって折流区間に分割し、胴側流体を伝熱管
    群の管軸方向に対してジグザグ状に屈曲流動させる多管
    式の熱交換器において、胴側流体の流入口近傍の伝熱管
    群の各伝熱管ごとにカバーを設けたことを特徴とする熱
    交換器。 2、カバーが、伝熱管と同心状に設け一端を管板に固定
    した2重管である特許請求の範囲第1項記載の熱交換器
    。 3、カバーは第1折流区間にある全部の伝熱管群に設け
    られている特許請求の範囲第1項記載の熱交換器。 4、カバーの一端は管板から離れた位置に設けた円形の
    邪魔板に固定されている特許請求の範囲第1項記載の熱
    交換器。 5、伝熱管とカバーは全周に均等なすき間を有している
    特許請求の範囲第1項記載の熱交換器。 6、カバーは第1折流区間と第2折流区間にある全部の
    伝熱管群に設けられている特許請求の範囲第4項記載の
    熱交換器。
JP2827785A 1985-02-18 1985-02-18 熱交換器 Pending JPS61190286A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2827785A JPS61190286A (ja) 1985-02-18 1985-02-18 熱交換器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2827785A JPS61190286A (ja) 1985-02-18 1985-02-18 熱交換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61190286A true JPS61190286A (ja) 1986-08-23

Family

ID=12244091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2827785A Pending JPS61190286A (ja) 1985-02-18 1985-02-18 熱交換器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61190286A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008264369A (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Matsushita Electric Works Ltd 郵便受け箱
CN102175027A (zh) * 2011-02-28 2011-09-07 民政部一零一研究所 一种立式沉降冷却塔
US20120205082A1 (en) * 2010-02-12 2012-08-16 Montestruc Iii Alfred Noel Simplified flow shell and tube type heat exchanger for transfer line exchangers and like applications
CH714589A1 (de) * 2018-01-24 2019-07-31 Synhelion Sa C/O Avv Luca Tenchio Verfahren zum Übertragen der in einem Gas enthaltenen Wärme und Wärmetauscher dafür.

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008264369A (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Matsushita Electric Works Ltd 郵便受け箱
US20120205082A1 (en) * 2010-02-12 2012-08-16 Montestruc Iii Alfred Noel Simplified flow shell and tube type heat exchanger for transfer line exchangers and like applications
US8672021B2 (en) * 2010-02-12 2014-03-18 Alfred N. Montestruc, III Simplified flow shell and tube type heat exchanger for transfer line exchangers and like applications
CN102175027A (zh) * 2011-02-28 2011-09-07 民政部一零一研究所 一种立式沉降冷却塔
CH714589A1 (de) * 2018-01-24 2019-07-31 Synhelion Sa C/O Avv Luca Tenchio Verfahren zum Übertragen der in einem Gas enthaltenen Wärme und Wärmetauscher dafür.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6114379B2 (ja) 螺旋チューブegrクーラー
US5472047A (en) Mixed finned tube and bare tube heat exchanger tube bundle
JPH09152283A (ja) 熱交換器
US3336974A (en) Serpentine tube boiler
JPS61190286A (ja) 熱交換器
CN110542334A (zh) 一种纯逆流壳管式淡水冷却器
JPS61173002A (ja) 加圧水型原子炉用蒸気発生器
JPH0316590B2 (ja)
JPH10500203A (ja) プレート型熱交換器
US3820595A (en) Heat-exchanger
Kraus Heat exchangers
EP2147274B1 (en) Indirect heat exchange device and method of exchanging heat
JPS59170697A (ja) 多管式熱交換器
JP2988363B2 (ja) 煙管を備えたボイラ
CN210892797U (zh) 一种u形管式热交换器管箱结构
JPH0227598B2 (ja) Netsukokanki
JPH10185489A (ja) Egrガス冷却装置
JP4332870B2 (ja) 多管式熱交換器
JP2963586B2 (ja) 蒸気発生器
JPS5952197A (ja) 熱交換器
CN211204991U (zh) 一种新型的折流杆换热器装置
JP2694894B2 (ja) 熱交換器
JPH05203388A (ja) 直管式シェルアンドチューブ熱交換器
JPS59112197A (ja) 熱交換器
JPS61223491A (ja) 多管式熱交換器