JPS6129688A - Heat exchanging device - Google Patents
Heat exchanging deviceInfo
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- JPS6129688A JPS6129688A JP15158584A JP15158584A JPS6129688A JP S6129688 A JPS6129688 A JP S6129688A JP 15158584 A JP15158584 A JP 15158584A JP 15158584 A JP15158584 A JP 15158584A JP S6129688 A JPS6129688 A JP S6129688A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K44/00—Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
- H02K44/02—Electrodynamic pumps
- H02K44/04—Conduction pumps
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Abstract
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、特に液体金属のような導電性
流体どうしの熱交換用に好適な電磁フローカップラ型熱
交換器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a heat exchanger, and particularly to an electromagnetic flow coupler type heat exchanger suitable for heat exchange between conductive fluids such as liquid metals.
液体金属たとえば液体ナトリウム用熱交換器は今まで多
種多様の型式が考案され実用されている。A wide variety of heat exchangers for liquid metals, such as liquid sodium, have been devised and put into practical use.
最も一般的な構造として知られているシェル・アンドチ
ューブ型熱交換器を第7図に示す。この構造は米国LM
EC委員会が発表しているrI、iquidMetal
s )(andbook (Sodjum and N
akSupplement)J 1967−6に記載さ
れているものの一例である。また、この熱交換器を高速
炉イ高速増殖炉)の−次系から二次系へ熱をや送するた
めの中間熱交換器として用いた場合、第8図に示す冷却
系統図も記載されている。Figure 7 shows a shell-and-tube heat exchanger, which is the most common structure known. This structure is US LM
rI, iquidMetal announced by the EC Committee
s ) (andbook (Sodjum and N
This is an example of what is described in akSupplement) J 1967-6. In addition, when this heat exchanger is used as an intermediate heat exchanger for transferring heat from the secondary system to the secondary system of a fast reactor (fast breeder reactor), the cooling system diagram shown in Figure 8 is also described. ing.
まずこの従来技術の構造及び機能について説明する。第
8図は高速炉の一次系、二次系および、蒸気系の冷却系
を示したものである。高速炉の炉容器1の内部に原子炉
の炉心2があり、液体ナトリウム等の一次冷却材3が充
満している。炉容器1の底部に入口、上部に出口ノズル
があり、入口ノズル部には一次系ポンブ4、出口ノズル
部に中間熱交換器5を配管6で膨続して一次冷却系7を
型成する。中間熱交換器5の二次側に二次系ポンプ8お
よび蒸気発生器9を配管10で接続して二次冷却系11
を型成する。蒸気発生器9の二次側に給水ポンプ12、
および発電機13を直結した蒸気タービン14を配管1
5で接続して蒸気系16を型成する。炉心2で発熱した
熱は一次系ポンプ4の駆動により冷却材3を流動し、中
間熱交換器5側に輸送される。二次系11では二次系ポ
ンプの駆動により中間熱交換器5の熱を蒸気発生器9側
に輸送する。輸送されて来た熱で蒸気発生器9は給水ポ
ンプ12からの水を過熱蒸気にし蒸気タービン14へ送
給し、そのタービンを駆動し、発電機13を回転し、発
電機13から電気を得るシステムである。First, the structure and function of this prior art will be explained. FIG. 8 shows the primary system, secondary system, and steam cooling system of the fast reactor. A reactor core 2 is located inside a reactor vessel 1 of a fast reactor, and is filled with a primary coolant 3 such as liquid sodium. There is an inlet at the bottom of the furnace vessel 1 and an outlet nozzle at the top, a primary system pump 4 is installed at the inlet nozzle, and an intermediate heat exchanger 5 is expanded at the outlet nozzle through piping 6 to form a primary cooling system 7. . A secondary cooling system 11 is constructed by connecting a secondary pump 8 and a steam generator 9 to the secondary side of the intermediate heat exchanger 5 via piping 10.
mold. A water supply pump 12 is provided on the secondary side of the steam generator 9.
and the steam turbine 14 directly connected to the generator 13 is connected to the piping 1
5 to form a steam system 16. The heat generated in the reactor core 2 flows through the coolant 3 by driving the primary system pump 4 and is transported to the intermediate heat exchanger 5 side. In the secondary system 11, the heat of the intermediate heat exchanger 5 is transported to the steam generator 9 side by driving the secondary system pump. Using the transported heat, the steam generator 9 turns the water from the water supply pump 12 into superheated steam and sends it to the steam turbine 14, drives the turbine, rotates the generator 13, and obtains electricity from the generator 13. It is a system.
このシステムにおいて、−次冷却系7は放射性冷却材が
循環するため安全性確保のため中間熱交換器5を介して
一旦二次冷却系11の非放射性冷却材に熱を移した後過
熱蒸気を得るものである。In this system, the secondary cooling system 7 circulates radioactive coolant, so to ensure safety, heat is first transferred to the non-radioactive coolant of the secondary cooling system 11 via the intermediate heat exchanger 5, and then superheated steam is transferred. It's something you get.
第7図はシェルφアンド・チューブ型中間熱交換器5の
具体的構造を示した一例である。FIG. 7 is an example showing a specific structure of the shell φ and tube type intermediate heat exchanger 5. As shown in FIG.
円筒状のシェル21の内部に複数本のチューブ状の伝熱
管22を上部管板23および下部管板24間に支えて管
束25を形成する。管束25はシェル21の内側に設け
た支持機構26で支えられ、上部管板23、および下部
管板24のそれぞれの部分に上部プレナム27および下
部プレナム28を形成する。管束25領域でシェル上部
に一次入ロノズル29を下部に一次出ロノズル30を設
け、下部プレナム部に二次入口ノズル31を上部プレナ
ム部に二次出口ノズル32を設ける。以上のように構成
された中間熱交換器5は、加熱流体33を外部のポンプ
によって一次入ロノズル39から導入し伝熱管22の外
周を通過し、−訳出ロノズルから流出する。一方、被加
熱流体34を外部のポンプにより二次入口ノズル31か
う導入し、下部プレナム28部で各伝熱管22へ分流し
、各伝熱管22の内部を流動し、上部プレナム部27で
合流し、二次入口ノズル32から流出する。したがって
、伝熱管束25部分では、加熱流体33と被加熱流体3
4は伝熱壁を介して対向流となり、加熱流体33側から
被加熱流体34側に熱交換される。A plurality of tubular heat transfer tubes 22 are supported inside a cylindrical shell 21 between an upper tube sheet 23 and a lower tube sheet 24 to form a tube bundle 25. The tube bundle 25 is supported by a support mechanism 26 provided inside the shell 21 and forms an upper plenum 27 and a lower plenum 28 in respective portions of the upper and lower tube sheets 23, 24. In the region of the tube bundle 25, a primary inlet nozzle 29 is provided in the upper part of the shell, a primary outlet nozzle 30 is provided in the lower part, a secondary inlet nozzle 31 is provided in the lower plenum part, and a secondary outlet nozzle 32 is provided in the upper plenum part. In the intermediate heat exchanger 5 configured as described above, the heating fluid 33 is introduced from the primary input nozzle 39 by an external pump, passes through the outer periphery of the heat transfer tube 22, and flows out from the primary input nozzle. On the other hand, the fluid to be heated 34 is introduced through the secondary inlet nozzle 31 by an external pump, divided into each heat exchanger tube 22 at the lower plenum 28, flows inside each heat exchanger tube 22, and joins at the upper plenum 27. , exits from the secondary inlet nozzle 32. Therefore, in the heat transfer tube bundle 25 portion, the heating fluid 33 and the heated fluid 3
4 become counterflows through the heat transfer wall, and heat is exchanged from the heating fluid 33 side to the heated fluid 34 side.
以上記述したように従来型の中間熱交換器を動作するた
めには補機として一次および二次ポンプ4.8が必要に
なる。−次冷却系は放射性流体が流動するため一次系に
使われる機器のメンテナンスは非常に難しい。しだがっ
て機器の高い信頼性が要求される。特に−次、二次の両
機械式ポンプ4.8には回転部品があり、トラブル発生
の最も高いポテンシャルを持っている機器である。でき
れば、このような機器を省略したシンプルなシステムが
望まれるが従来の中間熱交換器を用いる限2り一次、二
次の両ポンプ4.8は必要になる。 。As described above, in order to operate a conventional intermediate heat exchanger, primary and secondary pumps 4.8 are required as auxiliary equipment. - Because radioactive fluid flows through the secondary cooling system, maintenance of the equipment used in the primary system is extremely difficult. Therefore, high reliability of the equipment is required. In particular, both the primary and secondary mechanical pumps 4.8 have rotating parts and are the devices with the highest potential for trouble. If possible, a simple system omitting such equipment is desired, but as long as a conventional intermediate heat exchanger is used, both the primary and secondary pumps 4.8 are necessary. .
本発明の目的は、−次あるいは二次流体の一方側のポン
プ駆動で両流体を流動することのできる電磁フローカッ
プラ型熱交換器を提供することにある。An object of the present invention is to provide an electromagnetic flow coupler type heat exchanger that can flow both fluids by driving a pump on one side of the primary or secondary fluid.
本発明は、−次流路と二次流路とを交互に配列し、その
流路断面型状を環状流路にし、外周より均一な磁場を与
えることによって、−力流体と二次流体間に電磁フロー
カップラが成立する構成を有し、熱交換器に必要な伝熱
壁部と電磁フローカップラの境界壁部とを兼用しながら
一台のポンプで両流体を流動することを可能にした電磁
フローカップラ型熱交換器である。The present invention is capable of displacing the force fluid and the secondary fluid by alternately arranging the secondary flow path and the secondary flow path, making the cross-sectional shape of the flow path an annular flow path, and applying a uniform magnetic field from the outer periphery. It has a configuration in which an electromagnetic flow coupler is established, and it is possible to flow both fluids with one pump while serving as both the heat transfer wall necessary for the heat exchanger and the boundary wall of the electromagnetic flow coupler. This is an electromagnetic flow coupler type heat exchanger.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第1図は本発明の一実施例を具体的構造に示したもので
、円筒形の外筒40の中心部に円管の内筒41を設は内
外筒により環状流路42を形成する。外筒40の外周に
円筒状の磁石43を軸方向に数段設は内筒41の内部に
は棒状の鉄心44を設け、これらで磁発回路を形成する
。第1図に示す実施例では軸方向に3段の磁気回路を例
に記述した。環状流路42部分のB−B断面を第2図に
示す。環状流路42部を放射状に複数の導電性仕切り板
45を設け、−次流路46と二次流路47を交互に配列
するように構成する。外筒4oの上部と下部に第1図の
如く上板48および底板49を設け、仕切り板45を固
定する。。また上板48および底板49では一次と二次
の両流路46゜47の内一方の流路だけが貫通するよう
に固定する。本実施例では二次流路47を貫通している
。FIG. 1 shows a specific structure of an embodiment of the present invention, in which a cylindrical inner tube 41 is provided at the center of a cylindrical outer tube 40, and an annular flow path 42 is formed by the inner and outer tubes. Cylindrical magnets 43 are arranged in several stages in the axial direction on the outer periphery of the outer cylinder 40, and a rod-shaped iron core 44 is provided inside the inner cylinder 41 to form a magnetic generating circuit. In the embodiment shown in FIG. 1, a three-stage magnetic circuit in the axial direction is described as an example. FIG. 2 shows a BB cross section of the annular flow path 42 portion. A plurality of conductive partition plates 45 are provided radially in the annular flow path 42 portion, and the secondary flow path 46 and the secondary flow path 47 are arranged alternately. As shown in FIG. 1, a top plate 48 and a bottom plate 49 are provided at the top and bottom of the outer cylinder 4o, and the partition plate 45 is fixed. . Further, the upper plate 48 and the bottom plate 49 are fixed so that only one of the primary and secondary flow passages 46 and 47 passes through them. In this embodiment, the secondary flow path 47 is penetrated.
上板48の上部には上部プレナム部5oを設け、二次出
口ノズル51に開口している。底板49の下部は下部プ
レナーム部52を設は二次入口ノズル53と連通してい
る。上板48のすぐ下部に上部ジャケット54を設は一
次入ロノズル55と連通し、底板49のすぐ上には下部
ジャケット56を設は一次出ロノズル57と連通してい
る。ジャケット部のA−A断面を第3図に示す。ジャケ
ット部56は、−次流路46のみに開口するように二次
流路47部は仕切られている。An upper plenum portion 5o is provided at the upper portion of the upper plate 48, and is open to a secondary outlet nozzle 51. The lower portion of the bottom plate 49 defines a lower plenum portion 52 which communicates with a secondary inlet nozzle 53 . An upper jacket 54 is provided immediately below the top plate 48 and communicates with a primary inlet nozzle 55, and a lower jacket 56 is provided immediately above the bottom plate 49 and communicates with a primary outlet nozzle 57. A cross section of the jacket section taken along line A-A is shown in FIG. The secondary flow path 47 portion of the jacket portion 56 is partitioned off so that it opens only to the secondary flow path 46 .
二次入口ノズル53から二次ポンプ8などによる外力に
よって液体ナトリウムである二次流体58を流入し下部
プレナム部52で各二次流路管47へ分流し各二次流路
47を上昇流59となり、各分流は上部プレナム部50
で合流し、二次出口ノズル51から流出する。この上昇
流59の過程で電磁フローカップラ機能が作動し、自動
的に一次流路46内に存在する液体す) IJウムの一
次流体61に流動力を与え一次流体61を下降流60と
し、結果的に一次流体61を一次入ロノズル55から流
入し、下降流60部で二次流体58との熱交換を得て一
次出ロノズルから流出する電磁フローカップラ型熱交換
器が成立する。A secondary fluid 58, which is liquid sodium, flows in from the secondary inlet nozzle 53 by external force from the secondary pump 8, etc., and is divided into each secondary flow path pipe 47 at the lower plenum portion 52, and flows up each secondary flow path 47 into an upward flow 59. Therefore, each branch flow is connected to the upper plenum section 50.
and flows out from the secondary outlet nozzle 51. In the process of this upward flow 59, the electromagnetic flow coupler function is activated and automatically applies fluid force to the primary fluid 61 of the liquid existing in the primary flow path 46, causing the primary fluid 61 to become a downward flow 60. In other words, an electromagnetic flow coupler type heat exchanger is established in which the primary fluid 61 flows in from the primary inlet nozzle 55, exchanges heat with the secondary fluid 58 in 60 parts of the downward flow, and flows out from the primary outlet nozzle.
さらに、その動作原理を第4図〜第6図を参照にしなが
ら詳細に説明する。第4図は、電磁フローカップラの基
礎的動作原理を図示したもので、共通な磁場(ト)内で
直角な垂直方向から力顛を与えると、磁場(2)と力■
とに直角な方向に電流(I)が誘起されるうこの現象は
フレミングの右手の法則によるゼネレータ部である。電
流(I)を受けた磁場(6)内の導体には、電流(I)
と磁場(2)とに直角な垂直方向に力(ト)が発生する
。この現象がフレミングの左手の法則による電動部であ
る。したがって、共通磁場内に存在する導体の一方に二
次ポンプ8などの外力による力を与えることによっても
一方の導体に逆方向の二次力が誘起される電磁フローカ
ップラが成立する。Furthermore, the principle of operation will be explained in detail with reference to FIGS. 4 to 6. Figure 4 illustrates the basic operating principle of an electromagnetic flow coupler. When a force is applied from a perpendicular direction within a common magnetic field (G), the magnetic field (2) and the force
This phenomenon, in which a current (I) is induced in a direction perpendicular to , is a generator section based on Fleming's right-hand rule. A conductor in a magnetic field (6) subjected to a current (I) has a current (I)
A force (g) is generated in the vertical direction perpendicular to and the magnetic field (2). This phenomenon is an electric part based on Fleming's left hand rule. Therefore, an electromagnetic flow coupler is established in which a secondary force in the opposite direction is induced in one conductor by applying an external force such as the secondary pump 8 to one of the conductors existing in the common magnetic field.
この磁気1透導関係を本発明の構造に対比して説明する
。第5図は第2図に示した断面の環状流路の部分拡大図
である。第5図では便宜上外周磁石43の第5図の面に
表われた磁極を軸とすれば中心鉄心44の磁極は(S)
と仮定する。したがって周囲から中心鉄心44に向って
磁束62が放射状に存在する。環状流路を仕切板45で
複数に分割し、−次流路47と二次流路46とを交互に
配列し、今、上昇流59(■印)の二次流体を二次ポン
プ8などによる外力で二次流路46内を流動すると、環
状流路内の二次流路46部分で流速に比例した電流を発
生し、各電流が合成して環状流路と同軸のループ電流6
3が形成される。二次流路46と隣接した一次流路47
内に存在する液体ナトリウムなどの導電性流体は磁束6
2内においてこのループ電流63を受けて、二次流体と
逆方向の下降流60(■印)の流動力を発生する。各−
次流路47で発生した流動力が合成され一次流体61の
全体ポンプ力となる。This magnetic one-transmission relationship will be explained in comparison with the structure of the present invention. FIG. 5 is a partially enlarged view of the cross-sectional annular flow path shown in FIG. 2. In FIG. 5, for convenience, if the magnetic pole appearing on the surface of the outer circumferential magnet 43 in FIG. 5 is taken as the axis, the magnetic pole of the central iron core 44 is (S).
Assume that Therefore, magnetic flux 62 exists radially from the periphery toward the center core 44 . The annular flow path is divided into a plurality of parts by a partition plate 45, the secondary flow path 47 and the secondary flow path 46 are arranged alternately, and the secondary fluid of the upward flow 59 (■ mark) is now pumped to the secondary pump 8, etc. When flowing in the secondary flow path 46 due to an external force, a current proportional to the flow velocity is generated in the secondary flow path 46 part in the annular flow path, and each current is combined to form a loop current 6 coaxial with the annular flow path.
3 is formed. Primary flow path 47 adjacent to secondary flow path 46
The conductive fluid such as liquid sodium present in the magnetic flux 6
2 receives this loop current 63 to generate a flow force of a downward flow 60 (indicated by ■) in the opposite direction to that of the secondary fluid. Each −
The fluid forces generated in the secondary flow path 47 are combined and become the overall pumping force of the primary fluid 61.
第6図は、本発明の軸方向断面における磁気回路と電流
回路の関係を図示したものである。実施例では軸方向に
3段の磁石46を設けた例で記述しているが、図示する
ように磁極の方向をN−8゜S−N、N−8と配列する
ことによって各磁束方向が合成される。したがって、軸
方向の磁束分布は磁極の部分で互に逆極性の最大磁束密
度を示す。FIG. 6 illustrates the relationship between the magnetic circuit and the current circuit in an axial cross section of the present invention. In the embodiment, an example is described in which three stages of magnets 46 are provided in the axial direction, but by arranging the magnetic pole directions as N-8°S-N and N-8 as shown in the figure, each magnetic flux direction can be changed. be synthesized. Therefore, the magnetic flux distribution in the axial direction exhibits maximum magnetic flux densities of opposite polarity at the magnetic pole portions.
環状流路部に駆動流体を流動すると各磁極の部分で最大
となるループ電流63が発生する。またこのループ電流
63は各磁束密度の最大点で互に逆方向の向に誘起する
ことになるが磁界62とループ電流63が共に逆向にな
ることから力の向きに与える相対的方向には変りはない
。したがって、電磁フローカップラによるボンプカは半
径方向はもちろん1111方向全体にわたって発生する
ことになる。When the driving fluid flows through the annular flow path portion, a loop current 63 is generated which becomes maximum at each magnetic pole portion. Also, this loop current 63 is induced in opposite directions at the maximum point of each magnetic flux density, but since the magnetic field 62 and loop current 63 are both in opposite directions, the relative direction of the force will change. There isn't. Therefore, the bump caused by the electromagnetic flow coupler occurs not only in the radial direction but also in the entire 1111 direction.
このようにして仕切板45による伝熱壁全面にわたって
伝熱作用が得られ、さらに合せて電磁フローカップラ作
用が有効に動作する電磁フローカップラ型熱交換器が成
立する。In this way, a heat transfer effect is obtained over the entire surface of the heat transfer wall by the partition plate 45, and an electromagnetic flow coupler type heat exchanger is established in which the electromagnetic flow coupler effect operates effectively.
本発明の一実施例によれば、環状流路型状にすることに
よって、電磁フローカップラの動作上必要釆件である磁
界、句:流そして流体の方向、また熱交換時の流体の流
れ方向と熱流方向、全てが合理的に合致するため、特別
な電極構造を必要としない電磁ポンプと熱交換器を一体
にすることができる。According to an embodiment of the present invention, the annular flow path shape can be used to improve the magnetic field, flow and direction of the fluid, which are necessary for the operation of the electromagnetic flow coupler, as well as the direction of the fluid flow during heat exchange. Since the heat flow direction and the heat flow direction all match reasonably, it is possible to integrate the electromagnetic pump and heat exchanger without the need for a special electrode structure.
第9図は伝熱壁部の構造の変形例を示したもので、第1
図〜第3図に示した実施例と異方るととろけ、−次流路
46と二次流路47との境界である仕切り板45を波型
にし、伝熱面積を拡大し、交換熱量の増加と、−次流体
と二次流体との温度差による熱膨張を吸収するために工
夫したものである。本変形例でも先の実施例で記述した
特性と同じ効果は発揮できるが波形の仕切板の加工等製
造工程に若干の手間が増える。Figure 9 shows a modification of the structure of the heat transfer wall section.
The partition plate 45, which is the boundary between the secondary flow path 46 and the secondary flow path 47, is made corrugated to expand the heat transfer area and increase the amount of heat exchanged. This is designed to absorb thermal expansion caused by an increase in the temperature of the secondary fluid and a temperature difference between the secondary fluid and the secondary fluid. Although this modification can achieve the same effects as the characteristics described in the previous embodiment, the manufacturing process, such as machining the corrugated partition plate, will require some effort.
第10図は伝熱壁部構造の他の変形例を示したものであ
る。第1図〜第3図に示した実施例と異なるところは平
板型の伝熱壁に対して円型の伝熱管64にしたもので、
−次流路46を管内に、二次流路47を管外のシェル内
にした例である。この変形例のねらいも伝熱面積を増加
させ、交換熱量の増大が目的である。全体の構造として
従来構造のシェル拳アンド・チューブ型熱交換器に近く
なるが、電磁フローカップラ部で発生する電流の一部が
伝熱管壁を漏洩しポンプ駆動力に寄与しない無効電流成
分が増加し、電磁フローカップラ効率を低下する要因が
新たに発生する1この損失の割合は管材と管寸法から決
まる伝熱壁部の電気抵抗と、伝熱管内に存在する導電性
流体の電気抵抗との比によって決まる。一般に流体に液
体ナトリウムを用いる場合、伝熱管はSUS系管材を用
いる。FIG. 10 shows another modification of the heat transfer wall structure. The difference from the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 is that a circular heat transfer tube 64 is used instead of a flat heat transfer wall.
- This is an example in which the secondary flow path 46 is inside the tube and the secondary flow path 47 is inside the shell outside the tube. The aim of this modification is also to increase the heat transfer area and increase the amount of heat exchanged. The overall structure is similar to a conventional shell-fist-and-tube heat exchanger, but part of the current generated in the electromagnetic flow coupler leaks through the heat transfer tube wall, resulting in a reactive current component that does not contribute to the pump driving force. 1 The ratio of this loss is determined by the electrical resistance of the heat transfer wall, which is determined by the tube material and tube dimensions, and the electrical resistance of the conductive fluid inside the heat transfer tube. It is determined by the ratio of Generally, when liquid sodium is used as the fluid, SUS-based pipe material is used for the heat transfer tube.
今、伝熱管をSUS 3041BSch 2OS (外
径3、8 cm、内径2. s cm )を用いたとす
れば損失電流分は約5%になる。Now, if SUS 3041BSch 2OS (outer diameter 3.8 cm, inner diameter 2.s cm) is used as the heat transfer tube, the loss current will be about 5%.
したがって、第1図〜第6図までに示した実施例と第9
図に示した実施例が損失電流分の少ない効率の良い構成
となる。Therefore, the embodiments shown in FIGS. 1 to 6 and the embodiments shown in FIGS.
The embodiment shown in the figure has a highly efficient configuration with less loss current.
以上説明したように、各実施例によれば、流路形状を環
状にし、周囲から均一な磁場を与えることによって、電
磁フローカップラの動作上必要力感界、電流、そして流
体の流れ方向が理論的に一致し、また、熱交換器に必要
な伝熱壁面を介して両流体が対向流にすることができる
ため、伝熱壁面全面にわたって、電磁フローカッグラ機
能を成立させることができる。また、特別な電極構造を
必要としないため構造の簡単な構成にて、−次系のポン
プ機能を二次系の流動に合せて発生する熱交換器を得る
ことができる、等の効果がある。As explained above, according to each embodiment, by making the flow path annular and applying a uniform magnetic field from the surroundings, the force sensing field, current, and fluid flow direction necessary for the operation of the electromagnetic flow coupler can be theoretically adjusted. In addition, since both fluids can flow in opposite directions through the heat transfer wall surface necessary for the heat exchanger, an electromagnetic flow kagura function can be established over the entire heat transfer wall surface. In addition, since no special electrode structure is required, it is possible to obtain a heat exchanger that generates a pump function in the secondary system by matching the flow in the secondary system with a simple structure. .
特に、原子炉の一次流体を電磁フローカップラ′による
非機械式ポンプ作用で流動させる場合には、放射性の流
体を扱う一次流体の流路系に機械式ポンプを設ける必要
がないから、メンテナンスが容易なシンプルな系統とな
るばかりかポンプにふずいする電気系統も大はげに省略
できる。又、原子炉では流動の確実性を重要視されるこ
とから、−次系ポンプ8が不動に落ちいっても一次系流
体の流動が確保できるように一次系ボンブ4で一次系流
体を流動させる系統も合せもつ原子炉システムを組むこ
とも容易に可能である。In particular, when the primary fluid of a nuclear reactor is flowed by a non-mechanical pumping action using an electromagnetic flow coupler', maintenance is easy because there is no need to install a mechanical pump in the flow path system for the primary fluid that handles radioactive fluid. Not only is the system simple, but the electrical system connected to the pump can also be largely omitted. In addition, since reliability of flow is important in a nuclear reactor, the primary system fluid is made to flow with the primary system bomb 4 so that the flow of the primary system fluid can be ensured even if the secondary system pump 8 stops moving. It is also easily possible to construct a nuclear reactor system that also has a system.
以上の如く、本発明によれば、伝熱壁面を介しての一次
と二次の両流跡を流動させて熱交換させることを一次と
二次の両流体流路系内の一方のポンプを駆動することで
達成できるという効果が得られる。As described above, according to the present invention, one pump in both the primary and secondary fluid flow path systems is used to cause both the primary and secondary flow paths to flow and exchange heat through the heat transfer wall surface. The effect can be achieved by driving.
第1図は本発明の一実施例による熱交換器の縦断面図、
第2図は第1図のB−B矢視断面図、第3図は第1図の
A−A矢視断面図、第4図は本発明に採用される電磁フ
ローカップラの原理図、第5図は第4図の原理を第2図
の構成に当てはめて示した本発明の一実施例における動
作図、第6図は本発明の一実施例における磁気及び電流
路の説明図、第7図は従来の熱交換器の概略構造の縦断
面図、第8図は従来の高速炉冷却系システムの流路系統
図、第9図は本発明の変形例であって仕切板部平断面図
、第10図は本発明の他の変形例であって管状の仕切板
とした例の仕切板部平断面図である。
8・・・二次系ボンダ、40・・・外筒、41・・・内
筒、42・・・環状流路、43・・・磁石、44・・・
鉄心、45・・・仕切板、46・・・−電流路、47・
・・二次流路、48・・・上板、49・・・底板、50
・・・上部ブレナム部、51・・・二次出口ノズル、5
2・・・下部プレナム部、53・・・二次入口ノズル、
54・・・上部ジャケット、55・・・−吹入ロノズル
、56・・・下部ジャケット、57・・・−吹出ロノズ
ル、58・・・二次流体、59・・・上昇流、60・・
・下降流、61・・・−次流体、62・・・磁束、63
・・・ループ電流、64・・・伝熱管。
代理人 弁理士“高橋明f、う1
高 1 口
蔓 7 口
も 3 (2)
も 40
不 S 口
C?
第 −
躬 1z
η δ 口
も ′/ ロ
手続補正書(自発)
秘ii’f I−i長官宇賀道部殿
中、1′1の大小
昭和59年特許願第 151585 号発明の名称
熱交換装置
代 理 人
1、・: 岨〒1++n)東京都f代114区丸の内
−−]155番1な説明」との各欄及び図面
補止の内容
別紙のとおシ。
1、明細書の第7頁目の第14行目と同第15行目との
間に下記の文章を加入する。
記
「この二次流路47を貫通する為に、上板48と底板4
9とは、例えば底板49に例をとると、第12図の如く
、−電流路46をふさいで二次流路47に対応する個所
は開口している形状の記
「第11図に示すさらに他の変形例は、第9図における
磁石43と鉄心44との間の空間を仕切っている波形状
の仕切板45を環状方向に配置したものである。具体的
には、外筒40の内壁と内筒41の外壁間に、環状方向
に配置した連続した波形状の仕切板70を押入れで、こ
の波形状の仕切板70と容筒40,41の壁との接触部
を溶接接合して一次流路46と二次流路47とを区画し
である。
この実施例によれば、第9図に示す先の実施例で得られ
る作用効果に加えて溶接工程が著しく減少するため、熱
変形量も少なくなる利点が得られる。」
3、明細書の第15頁目の第10行目に記載の「である
。」を[、第11図は本発明のさらに他の変形例による
仕切板部平断面図、第12図は第1図のC−c断面図で
ある。」に訂正する64、明細書の第15頁目の第20
行目に記載の「伝熱管。」を[伝熱管、7o・仕切板。
」゛に訂正する。
5、図面に添付の第1]図、第12図を追加し、図面の
第1図を添付の第1図に訂正する。
以上
第 / 麿
第 tl 区
第 72 図FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 1, and FIG. 5 is an operational diagram of an embodiment of the present invention showing the principle of FIG. 4 applied to the configuration of FIG. 2, FIG. 6 is an explanatory diagram of magnetic and current paths in an embodiment of the present invention, and FIG. The figure is a vertical sectional view of the schematic structure of a conventional heat exchanger, FIG. 8 is a flow path system diagram of a conventional fast reactor cooling system, and FIG. 9 is a plan sectional view of a partition plate, which is a modification of the present invention. , FIG. 10 is a plan cross-sectional view of a partition plate in another modification of the present invention, in which a tubular partition plate is used. 8... Secondary bonder, 40... Outer cylinder, 41... Inner cylinder, 42... Annular flow path, 43... Magnet, 44...
Iron core, 45... Partition plate, 46...-Current path, 47.
...Secondary flow path, 48...Top plate, 49...Bottom plate, 50
... Upper Blenheim part, 51 ... Secondary outlet nozzle, 5
2... Lower plenum part, 53... Secondary inlet nozzle,
54... Upper jacket, 55...-Blowing nozzle, 56... Lower jacket, 57...-Blowing nozzle, 58... Secondary fluid, 59... Upflow, 60...
・Downward flow, 61... - next fluid, 62... Magnetic flux, 63
...Loop current, 64...Heat transfer tube. Agent Patent attorney Akira Takahashi f, U1 High 1 Kuchi 7 Kuchi mo 3 (2) Mo 40 Uns Kuchi C? No. - 躬 1z η δ Kuchi mo ′ / B Procedural amendment (voluntary) Secret ii'f I-i Director Michibu Uga, 1'1 Large and Small Patent Application No. 151585 of 1980 Name of Invention Heat Exchange Device Agent 1,...: 1++n) Marunouchi, 114th Ward, F, Tokyo --] 155 Please refer to the attached sheet for the contents of each column and drawing supplement. 1. Add the following sentence between the 14th line and the 15th line of the 7th page of the specification. "In order to pass through this secondary flow path 47, the top plate 48 and the bottom plate 4
For example, in the case of the bottom plate 49, as shown in FIG. Another modification is one in which a wave-shaped partition plate 45 that partitions the space between the magnet 43 and the iron core 44 in FIG. 9 is arranged in an annular direction. A continuous wave-shaped partition plate 70 arranged in an annular direction is inserted between the outer wall of the inner cylinder 41 and the outer wall of the inner cylinder 41, and the contact portions of the wave-shaped partition plate 70 and the walls of the container cylinders 40 and 41 are welded and joined. The primary flow path 46 and the secondary flow path 47 are divided.According to this embodiment, in addition to the effects obtained in the previous embodiment shown in FIG. The advantage is that the amount of deformation is also reduced.'' 3. The ``is'' written in the 10th line of page 15 of the specification is changed to [, Fig. 11 shows a partition according to yet another modification of the present invention. A plan sectional view of the plate portion, FIG. 12 is a sectional view taken along the line C-c in FIG. 1. 64, No. 20 on page 15 of the specification
"Heat exchanger tube." written in the row 1 is [Heat exchanger tube, 7o/partition plate. ” Correct. 5. Add Figures 1 and 12 attached to the drawings, and correct Figure 1 of the drawings to the attached Figure 1. Above / Maro tl Ward No. 72
Claims (1)
仕切られるとともに、前記両流体が流動しながら前記伝
熱壁を介して熱交換を行う熱交換装置において、前記各
流体の一方の流体流路に設けた流体駆動装置と、前記熱
交換器の外周部と中心部との間で磁束を生じる配置した
磁界発生装置とを備えたことを特徴とした熱交換装置。 2、特許請求の範囲の第1項において、前記磁界発生装
置は熱交換器の中心部と外周部との一方に配置した鉄心
材と他方に配置した磁石とから成ることを特徴とした熱
交換装置。 3、特許請求の範囲の第2項において、前記伝熱壁は熱
交換器の中心部から外周部へ延在した導電構造の仕切板
であることを特徴とした熱交換装置。 4、特許請求の範囲の第3項において、前記仕切板は波
型断面形状を有する形状であることを特徴とした熱交換
装置。 5、特許請求の範囲の第2項において、伝熱壁は熱交換
器の中心部と外周部との間の領域に配置した管状部材で
あることを特徴とした熱交換装置。[Claims] 1. A heat exchange device in which a primary fluid and a secondary fluid, which are electrically conductive fluids, are separated by a heat transfer wall, and the two fluids exchange heat via the heat transfer wall while flowing. The heat exchanger is characterized by comprising a fluid drive device provided in one of the fluid flow paths of each of the fluids, and a magnetic field generating device arranged to generate a magnetic flux between the outer periphery and the center of the heat exchanger. heat exchange equipment. 2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the magnetic field generating device is comprised of an iron core disposed at one of the center and outer periphery of the heat exchanger, and a magnet disposed at the other. Device. 3. The heat exchange device according to claim 2, wherein the heat transfer wall is a partition plate having a conductive structure extending from the center of the heat exchanger to the outer periphery. 4. The heat exchange device according to claim 3, wherein the partition plate has a wave-like cross-sectional shape. 5. The heat exchange device according to claim 2, wherein the heat transfer wall is a tubular member disposed in a region between the center and the outer circumference of the heat exchanger.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15158584A JPS6129688A (en) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | Heat exchanging device |
EP85108986A EP0170163A1 (en) | 1984-07-20 | 1985-07-18 | Device for making a fluid having electrical conductivity flow |
US06/756,669 US4687418A (en) | 1984-07-20 | 1985-07-19 | Device for making a fluid having electrical conductivity flow |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15158584A JPS6129688A (en) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | Heat exchanging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6129688A true JPS6129688A (en) | 1986-02-10 |
JPH0146798B2 JPH0146798B2 (en) | 1989-10-11 |
Family
ID=15521729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP15158584A Granted JPS6129688A (en) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | Heat exchanging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6129688A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014219133A (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | 株式会社アタゴ製作所 | Shell-and-tube heat exchanger |
CN104406430A (en) * | 2014-11-26 | 2015-03-11 | 中国海洋石油总公司 | Winding tubular heat exchanger provided with vertical partition plate in cavity |
KR20180005700A (en) * | 2015-05-13 | 2018-01-16 | 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨 | Remote heat removal system |
WO2024142552A1 (en) * | 2022-12-27 | 2024-07-04 | 三菱重工業株式会社 | Heat exchanger |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP15158584A patent/JPS6129688A/en active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014219133A (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | 株式会社アタゴ製作所 | Shell-and-tube heat exchanger |
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KR20180005700A (en) * | 2015-05-13 | 2018-01-16 | 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨 | Remote heat removal system |
JP2018523090A (en) * | 2015-05-13 | 2018-08-16 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | Remote heat removal system |
WO2024142552A1 (en) * | 2022-12-27 | 2024-07-04 | 三菱重工業株式会社 | Heat exchanger |
Also Published As
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JPH0146798B2 (en) | 1989-10-11 |
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