JPS61272597A

JPS61272597A - 熱交換器

Info

Publication number: JPS61272597A
Application number: JP11588385A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Muto; 寛武藤; Yoichi Ubagai; 洋一姥貝; Koji Konya; 紺谷　幸二; Seiichi Matsumura; 清一松村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-05-29
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1986-12-02

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、伝熱管内蔵の胴体に対し、流体の導入・導出
のための入口室及び出口室を内部に有した仕切室を一体
化した構造の熱交換器に係り、詳しくは、熱交換器仕切
室内において行なわれる点検作業を良好とするための構
造をもった熱交換器に関する。

〔発明の背景〕

従来の技術を、図面第４図乃至第９図を用い、原子力グ
ランドにおける見本廃棄物処理系統中の熱交換器である
排ガス予熱器を例にして説明する。

原子カプラントにおける気体廃棄物処理設備は、原子力
グランドで排出された放射性物質を含有した排ガスＡを
清浄化し、外部へ排出する重要な設備でアシ、この気体
廃棄物処理設備の一部の系統概要を第４図に示す。

原子カブラントで排出された放射性物質を含有した排ガ
スＡは、排がス予熱器１０１の胴側を流れる所内蒸気Ｂ
にて加熱され、再結合器１０２にて排ガス人中に含まれ
ている水素と酸素を結合して、排ガス復水器１０３の管
側を流れる冷却水Ｃにて排ガスＡを凝縮する。

排ガス復水器１０３に−て凝縮された排ガスＡは、凝縮
水となり主復水器へ戻シ、凝縮されない排ガスＡは、気
体廃棄物処理設備中の次の系統へと流大して行く。

前記排ガス予熱器１０１の従来一般的な構成概要の一例
を第５図に示す例で説明すると、原子カプラントよシ排
出された放射性物質を含有した排ガスＡは、管側入口ノ
ズル１より入口側仕切室２人内に流入し、管板１４の入
口小孔（図示せず）から伝熱管３内を流れ、再び管板１
４の出口小孔（図示せず）から出口側仕切室２Ｂ内へ流
出し、管側出口ノズル４より流出する。

一方、胴側には、加熱蒸気Ｂが流通され胴側入口ノズル
５より胴体６内へ流入し、バッフル板７０間をバッフル
板７によシ折流を繰り返しながら胴側出口ノズル８より
流出する。

この間、管側流体である排ガスＡと胴側流体である蒸気
Ｂは、伝熱管３を介して所要の熱交換を行なっている。

排ガス予熱器は、仕切室２、管板１４、胴体６、伝熱管
３及び仕切板１１から構成されている。

仕切室２は、仕切室フランジ１５、仕切室胴板２′及び
仕切室鏡板τ′から構成され、中央仕切板１１′により
入口側仕切室２人と出口側仕切室２Ｂに仕切られている
。

又、伝熱管３は管板１４に固定されている。

一方、胴体６は、胴体胴板６′、胴体鏡板１６、刷本フ
ランジ１７によシ構成されている。

尚、管側入口ノズル１と管側出口ノズル４は、放射性物
質を含有した排ガスＡが漏洩しない様に溶接によシ配管
と接合されている。

また、前述のような従来の構造によると、下記理由によ
シがスケットシート部（仕切室フランツ１５と管板１４
の締付メルト１８及びナツト１９による締付部）は、シ
ール溶接を施行することが必要になっている。

（１）　　使用流体が高温である為、第８図に示す様に
配管２３が配管サポート２４によシ固定された構造にお
いて、運転温度によシ配管が熱膨張すると、熱交換器の
がスケットシート部に曲げモーメントが作用する。

（２）使用流体が高温流体である為、仕切室フランジ１
５、管板１４、及び締付ボルトの熱膨張差によりがスケ
ットシート部がずれる。

（３）使用流体が放射性物質を含有している為、万一の
漏洩がない様な構造とする必要がある。

ところで、前記のような排ガス予熱器等の熱交換器にあ
っては、所定期間毎に内部の洗浄、あるいは伝熱管の損
傷チェック等の点検作業が当然ながら必要とされておシ
、このような点から考えると前記したがスケットシール
部のシール溶接の存在は、作業上の大きな支障となる。

つまりシール溶接部の撤去、復旧は容易ではないからで
ある。

このような観点から、第９図に示したように、仕切室２
の仕切室胴板２′及び中央仕切板１１′ヲ管板１４に溶
接固着することによって、仕切室２と胴体６を一体化し
た構造のものとし、仕切室２の管板１４とは反対側部分
に開閉蓋としての仕切室平板１３を組付けるようにした
熱交換器も提案されている。

このような構造の熱交換器では、仕切室平板１３を締付
ゲルト１８及びナツト１９で仕切室フランジ１５に組付
固定した部分のがスケット２５によるシール部は、熱交
換器全体の熱変形に対して変形自由（外部からの機械的
拘束がない）部分であるため、前記第５図の例で説明し
たようなシール溶接は不要になる。

しかし、かかる第９図に示した熱交換器についても、更
に改善の必要性のあることが知見された。

これは管板面、伝達管内あるいは仕切室内部の点検に際
して、円筒状をなす仕切室の内部が中央仕切板の存在に
よシ半円筒状の２部分に区画されているため、一般に１
ｍ以下の筒径内は更に狭い作業空間に制約されて作業能
率を著しく低下させることになるという問題である。

〔発明の目的〕

本発明は前記した種々の問題を考慮してなされたもので
あシ、その目的は、前述した構成の熱交換器において、
仕切室のシール性が良好に確保され、かつ内部の点検作
業性も効率よく行なえるようにした熱交換器を提供する
ところにある。

〔発明の概要〕

而して前記した目的を実現するためになされた本発明よ
りなる熱交換器の特徴は、伝熱管を内蔵した胴体と、こ
の胴体と一体構造に設けられると共に、前記伝熱管内に
流体を通すために内部を流体入口室及び流体出口室に区
画した仕切構造を有する仕切室とを備え、この仕切室に
、入口室に流体を導入する配管を接続すると共に、出口
室から流体を導出する配管を接続し、更に該仕切室に内
部点検作業用の仕切室蓋を設けてなる高温・高圧用の熱
交換器であって、前記仕切室内部にある仕切構造を、仕
切室に対して組付は取外し可能（分解可能）に設けたと
ころにある。

本発明における仕切室内を入口室と出口室に区画する仕
切構造は、これら画室間でのリークを十分に防止した気
密・液密状態が確保されるものであることを要するのは
言うまでもなく、画室間に生ずる圧力差等を考慮して、
一般的には十分な剛性をもった金属板ヲハルト締めによ
シ仕切室の内壁に固定させる形式のものとして構成され
る。

また本発明における仕切構造は、仕切室に対して開閉可
能に設けられる仕切室蓋と協動することで、入口室と出
口室を区画するようにしてもよいが、シール構造の簡略
化等の面からは、仕切室蓋からは別個に独立して入口室
と出口室を区画するように設けるのが望ましい場合が多
い。このような独立した仕切構造の形成のためには、通
常、仕切室の筒内を略直径方向に横切る水平板と、筒断
面に沿った半円状の垂直板との組合せが好適に適用され
る。

〔発明の実施例〕

本発明を図面第１図、第２図及び第３図に示す一実施例
に基づいて以下に説明する。

これらの図において示す熱交換器の構造は、第９図の仕
切室をもり邂従来型熱交換器に比べて、仕切室内部の仕
切構造を除いては同一の構成をなしており、したがって
第５図及び第９図に示したものと同一の構造部分につい
ては同一の符号を付して示し、その詳細な説明は省略す
る。

本実施例における仕切室２内部の入口室２人と出口室２
Ｂを区画する仕切構造は、仕切室胴板２′に溶接固定さ
れた細幅の仕切板受は板９及び仕切板固定用りング１０
の固定部材と、これら固定部材に対してはルト２０及び
ナツト２１にて着脱可能に組付けられる仕切板（前側仕
切板１２及び水平仕切板１１）の組合せからなっている
。

−前記仕切板受は板９は、仕切室胴板２′の内壁の路上
下中央部分両側において、管板面２２から仕切室平板１
３方向に向って延設された、ピル）［合孔をもつ細幅の
一対のブラケットとして図示の如く該胴板２′に溶接固
着されている。また仕切板固定用リング１０は、前記仕
切板受は板９の一対の延出先端部分に渡り、仕切室胴板
２′の筒下半内壁面に沿って溶接固着され、更にこのリ
ング１０には沿設周方向に適宜離間して複数個の取付用
ゲルト１０′、１０′・・・が溶接固着されている。こ
の取付用ゲルト１０′のネジ部は前記リング１０から仕
切室平板１３方向に突出されている。

また、水平仕切板１１は、平面矩形のステンレス製板材
からなっておシ、その幅長は前記一対の仕切板受は板９
の上面に両端部が載置される寸法を有し、また仕切板受
は板９の延設長さに概ね一致した長尺寸法を有するよう
になっている。またこの水平仕切板１１の長尺方向端部
は、管板面２２及び後記前記仕切板１２と隙間なく密に
接触係合できるように精度よく仕上げ加工されているこ
とが必要である。更にま九この水平仕切板１１０両端部
における仕切板受は板９上の載置係合部には。

この仕切板受は板９に形成しているゲルト嵌合孔と対向
するゲルト嵌合孔が形成され、また仕切室仕切板１３側
の端部には、前側仕切板１２を固定するための取付用ゲ
ルト１０“、１０“が溶接固着されている。

前側仕切板１２は、第３図（ロ）に示すように下半円形
のステンレス製板材からなっており、前記した取付用ゲ
ル）１０’、１０“に対向する位置にゲルト嵌合孔が形
成されている。

以上の仕切構造の組立ては、まず水平仕切板１１を第３
図（イ）の如く仕切板受は板９上に載置して、ゲルト２
０及びナツト２−１によシ固定し、次いで前側仕切板１
２をその・ゲルト嵌合孔を固定ピル１１０’、ｉｏ”に
嵌合させ、ナツト２０により固定することで行ない、第
２図に示す仕切構造の組立てを終了する。この後仕切室
平板１３を仕切室の７ランジ１５にボルト１８及びナツ
ト１９にてガスケツトラ介して固定し、熱交換器の組立
てが終る。

本実施例の仕切室２と胴１体６は管板１４に対して夫々
溶接固着された一体型のものであることは既述の通りで
ある。

この様な構造により、高温、高圧の管側流体Ａは、管側
入口ノズル１よシ入ロ側仕切室２人内に流入し、その後
伝熱管３内を流れ出口側仕切室２Ｂへ流出して行く。こ
うして流れて来た管側流ｉＡは管側出口ノズル４より熱
交換器外へと流出して行く。

又、胴側流体Ｂは、胴側入口ノズル５より胴体６内に流
入し、各バッフル板７０間をバッフル板７によシ折流を
繰シ返しながら流れ胴側用ロノＸル８よシ熱交換器外へ
と流出して行く。

この間、管側流体Ａと胴側流体Ｂは、伝熱管３を介して
所要の熱交換を行なう事になる。

次にこの熱交換器の仕切室２内の分解点検方法について
以下に説明する。

仕切室２内の点検をする場合、仕切室平板１３を吊り具
によシ吊シ下げた状態にする。吊υ準備が終了したら、
仕切室平板１３と仕切室７ランジ１５を締付けている締
付ポルト１８とナツト１９を取シ外し、あらかじめ吊っ
ていた吊シ具にょシ仕切室平板１３を所定の場所へ移動
する。

これで、仕切室２の内部点検が実施可能となる。

又、伝熱管３及び管板面２２の点検を実施する場合につ
いては、仕切室平板１３を取り外した状態からさらに仕
切室２内の前側仕切板１２と水平仕切板１１を取外す。

前側仕切板１２と水平仕切板１１は、仕切板取付用ボル
ト２０、ナツト２１を取り外すだけで容易に分解する事
が可能である。

伝熱管内の検査は、既存の方法に従って例えば過流探傷
試験にて行ない、管板面は、浸透探傷試験を実施すれば
よい。

以上述べた本発明の一実施例によれば、仕切室構造を仕
切室フランツ、管板、胴体フランジの３枚締め構造から
仕切室・、ｌ１ｌｊｌ　＃−木型構造とし、さらに仕切
室胴板に溶接していた仕切板を取外しが可能な仕切構造
とした事により、下記の様な効果がある。

（１）　　仕切室平板構造により、仕切室フランジ１５
と管板１４及び胴体フランツ１６と管板１４の締付部が
、削除され仕切室２、胴体６ともに管板一体型となった
事、又、締付部（シート面）にかかる応力のうち、配管
より受ける応力と仕切室自身の重さにより受ける応力が
、解消された事によりシール性が大変向上し、締付部の
シール溶接が不要となる効果がある。

又、従来技術洗於いて締付部は、２箇所あったが、本実
施例によれば１箇所となる効果がある。

（２）仕切室平板構造及び分解可能な仕切構造により、
締付部のシール溶接が上記の如く不要となる上、又、仕
切室内の点検の際でも管側出入口ノズルと配管の接合部
の溶接を切断する事なく仕切室内の点検が可能となる為
、現地に於ける熱交換器の点検が簡易化され作業性が大
変向上する効果がある。

仕切室側の管板面の点検にあっては、仕切室内の仕切板
が、簡単に分解できるので点検作業が容易に実施できる
効果がある。

又、伝熱管の点検においては、仕切板が容易に取外せる
構造となっている為、渦流探傷試験が容易に操作出来る
ので、作業性が、大変向上する七いう効果がある。

以上の如く、本発明の一実施例による効果がある。

なお、本発明は前記した形式の仕切室内仕切構造をもつ
実施例によって好適に実施されるが、本発明はこれのみ
に限定されるものではなく、本発明の要旨を損なわない
限りにおいて種々の変更した態様の実施が可能であるこ
とは言うまでもなく、例えば前記した実施例における水
平仕切板と仕切室平板の内面に係合する位Ｗｔで延設さ
せ、前側仕切板を省略して仕切室平板によってこの前側
仕切板の作用を代替兼用させるようにしてもよい。

また必要に応じて部材の接触部に耐熱性パツキン例えば
アスベストンート等を用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、熱交換器の点検作業に於いて、従来性
なっていたシール溶接部及びノズル取合部の切断、復旧
作業の削除が出来、且つ、仕切室内の仕切構造が取外せ
る事により内部点検作業が容易になるという優れた効果
があり、特に原子力ブラントにおける気体廃棄物処理系
統中の排ガス予熱器等として使用されるときは、点検作
業時間の低減及び放射能被曝低減が計れるため、その有
用性は極めて犬なるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である熱交換器の縦断正面
図、第２図は同熱交換器における仕切室部分の一部拡大
図、第３図（イ）、（ロ）は同仕切室部分の側面図を示
し、（イ）図は仕切室胴体、（ロ）図は前側仕切板を夫
々示している。第４図は本発明の熱交換器が適用される気体廃棄物処理
系の系統図を示す。第５図乃至第８図は、熱交換器の従来−例を説明するも
のであり、第５図は同熱交換器の縦断正面図、第６図は
同熱交換器における仕切室部分の一部拡大図、第７図は
同側面図、第８図は熱変形時の状態を示す図である。第
９図は他の従来例の熱交換器における仕切室部分の縦断
正面図である。Ａ・・・管側流体、　　　　　Ｂ・・・胴側流体、１・
・・管側入口ノズル、　２・・・仕切室、２′・・・仕
切室胴板、　　　　ｉ・・・仕切室鏡板、２人・・・入
口側仕切室、　２Ｂ・・・出口側仕切室、３・・・伝熱
管、　　　　　　４・・・管側出口ノズル、５・・・胴
側入口ノズル、　６・・・胴体、６′・・・胴体胴板、
　　−７・・・バッフル板、８・・・胴側出口ノズル、
　９・・・仕切仮受は板、１０・・・仕切板固定用Ｉ）
７グ、１０’、１０“・・・取付用♂ルト、１１′・・・中央仕切板、　　１１・・・水平仕切板、
１２・・・前側仕切板、　　　１３・・・仕切室平板、
１４・・・管板、　　　　　　１５・・・仕切室フラン
ツ、１６・・・絹本鏡板、　　　　１７・・・胴体７ラ
ンノ、１８・・・締付？ルト、　　１９・・・ナツト、
２０・・・仕切板締付デルト、２１・・・ナツト、　　　　　２２・・・管板面、２３
・・・配管、　　　　　２４・・・配管サポート、２５
・・・ガスケット、　　ｔ・・・配管伸び、Ｔ・・・天
井、　　　　　　Ｗ・・・溶接、Ｙ・・・床、　　　　
　　　２・・・熱膨張荷重、１０１・・・排がス予熱器
、・１０２・・・再結合器、１０３・・・排ガス復水器
。第１図第２図第５図第６図第７図第８図丁

Claims

【特許請求の範囲】

伝熱管を内蔵した胴体と、この胴体と一体構造に設けら
れると共に、前記伝熱管内に流体を通すために内部を流
体入口室及び流体出口室に区画した仕切構造を有する仕
切室とを備え、この仕切室に、入口室に流体を導入する
配管を接続すると共に、出口室から流体を導出する配管
を接続し、更に該仕切室に内部点検作業用の仕切室蓋を
設けてなる高温・高圧用の熱交換器であって、前記仕切
室内部にある仕切構造を、仕切室に対して組付け取外し
可能に設けたことを特徴とする熱交換器。