JPS63315893A

JPS63315893A - 多管式熱交換器

Info

Publication number: JPS63315893A
Application number: JP14875787A
Authority: JP
Inventors: Yuji Sakata; 佐方　裕治; Seiichi Matsumura; 清一松村; Koji Konya; 紺谷　幸二; Shozo Nakamura; 中村　昭三; Koji Shiina; 孝次椎名
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-06-15
Filing date: 1987-06-15
Publication date: 1988-12-23
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH0792355B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、原子力発電プラント、化学装置等の冷却器に
係り、特に、胴側流体が管側流体と対向する多管式熱交
換器１；関Ｔろ。

〔従来の技術〕

従来の熱交換器は、特開昭５９−１７０６９７号公報に
記載されているように、切欠きバッフルタイプの熱交換
器において、胴側入口ノズル部に円環状のバッフル板を
設けて、胴側流体の胴体内での流れを均一化させるよう
になっている。また、前記円環状バッフルの外周側には
伝熱管を配列できないので、胴体と伝熱管群の間に空間
が生じるように構成されている。しかし、切欠きバッフ
ルの場合、該バッフルを胴体に内接するように大きくす
ることができるが、胴側流体が伝熱管と平行して流れる
多管式熱交換器では、伝熱管群の外周に空間ができるの
で、伝熱管と接しない流体が生じたり、胴側流速が遅く
なるため、熱交換性能が低下する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、胴側流体の流量増大に対する胴側流体
の胴体内での圧力損失の低減、胴側流体入口部の伝熱管
の振動損傷の低減、胴側流体入口部の胴側流体の流れの
均一化、および死水域の低減等の点についての充分な配
慮がされていない問題があった。特に、胴側流体が水等
の液体の場合。

密度が大きいため、上記゛問題が生じやすい。

本発明の目的は、原子力発電プラント、火力発電プラン
ト、化学装置等の冷却器の熱交換性能の向」二、圧力損
失の低減を、構造簡単にして図ることのできる多管式熱
交換器を提供することにある。

ｃ問題点を解決するための手段〕本発明は、筒状の胴体内に多数の伝熱管が軸方向を同一
にして配設され、胴体内であって伝熱管の外側を胴側流
体が流動し、伝熱管内を管側流体が前記胴側流体と対向
流で流動して熱交換する多管式熱交換器において、胴体
の胴側流体の流入部および流出部の少なくとも一方の筒
径を該胴体の他部の筒径より大きくしたものである。

〔作用〕

本発明の多管式熱交換器は、胴側流体の流入部または流
出部の胴体直径を熱該胴体の他部より大きくすることに
より、胴側流体が伝熱管の最外周の全周から胴体中を流
れることになるので、伝熱管と直交する成分の流れは遅
くなる。これにより、伝熱管の振動等による損傷が防げ
る。

また、胴側流体入口と伝熱管の間に、平板状の分流板を
設けることにより、胴側流体が伝熱管外面に直接光たる
のを防止して、流体の衝突エネルギーをより一層小さく
することができ、伝熱管に当たる流れが局部的に大きく
なるのを防止することができる。

胴側流体入口と伝熱管の間に円錐状のパンフルよりなる
分流板を設けると、胴体と円錐状バッフルの間の流路面
積が位置により異なるため、流体の均一化、胴側圧力損
失の低減、さらに胴側流体の死水域の低減が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

筒状の胴体１に胴側流体３の流入する胴側入口ノズル４
と、流出する胴側出口ノズル５を設置し、胴体１の両端
に管板８９両管板８に多数の伝熱管６の両端を配置する
。この伝熱管６は、胴体１の所定ピンチで配設され、胴
体１の内面との隙間も前記ピッチ以下となるよう密に配
設されている。

一方５両管板８の胴体２と反対側に設けられた管側ヘッ
ド９には、管側流体１２が流入する管側入口ノズル１ｏ
と、流出する管側出口ノズル１１を設ける。伝熱管６群
は、適切な間隔に伝熱管支持材７を設け、これにより本
体部分が支持される。

胴側入口ノズル４が取り付けられる部分の胴体１、すな
わち胴側流体３の流入部２の筒径は、胴体１の他部すな
わち本体部分より直径を大きくなるように形成する。ま
た、胴体１の胴側流体３の流出部１９も同様に大径に形
成されている。

胴体１の流入部２の内部には、該胴体１内に流入する胴
側流体の流れ方向を分散させる平板状のバッフル板より
なる分流部材１３が設けられている。第２図は、第１図
の■−■線断面図を示し、最外周の伝熱管６を胴体１の
流入部２との間には空間２０がある。なお、第２図で伝
熱管６は、胴体１内の交点部分に配設されている。

次に１本実施例の動作について説明する。管側流体１２
は、管側入口ノズル１０より管側ヘッド９を流入し、複
数の伝熱管６内を流れて管側ヘッド９の管側出口ノズル
１１より糸外に出る。一方。

胴側流体３は、胴側入口ノズル４から胴体１内に入り、
大径の流入部２内で分流部材１３により分流され、一部
が胴体１と伝熱管６群の間を流れ、また一部が第２図に
示したごとく、伝熱管６に直角方向に空間２０を流れ、
ついで伝熱管６に沿って胴体１の本体中を流れる。胴体
１の流入部２は、伝熱管６群が密に配設されている胴体
１の他部より筒径が大きく空間２０を有するため、胴側
流体３は胴側入口ノズル４内より著しく小さい流速とな
り、また流体抵抗が少ないため、空間２ｏを通って胴側
入口ノズル４の反対側（図面の下方）にも流れやすくな
る。

他の実施例について、第３図により説明する。

第１図の構成と異なる点は、分流部材１３として円錐状
のパンフル板１４を設けたことであるにの円錐状バッフ
ル板１４は非対称であり、管板８に近い部分と胴体１の
流入部２とのギャップは、胴側入口ノズル４の近くでは
小さく、反対に胴側入口ノズル４より遠い部分（図面の
下方）は大きく形成されている。

胴側流体３は、胴側入口ノズル４より胴体１の流入部２
内に入り、円錐状バッフル板１４に当たり、一部は管板
８の方に流れてから伝熱管６群に沿って流れる。残りは
、廻り込む効果によって該バッフル板１４に沿って、第
４図に示したごとく円周方向に流れ、そのうちの一部は
伝熱管６群の方に流れる。

本実施例によれば、円錐状バッフル板１４と胴体１の流
入部２とのギャップが円周方向の位置により異なってい
るので、前記廻り込み効果によって伝熱管６群に流入す
る胴側流体３の流速を、胴体１内と全体にわたって均一
化するこかできる。

このとき、該バッフル板１４と管板８との距離Ｑを適正
に選定することにより、伝熱管６群に入る胴側流体３の
流側を適切にすることができる。

円錐状バッフル板１４が、管板８近くまで設けられてい
るので、管板８の近傍に胴側流体３の死水域ができにく
くなり、熱交換性能が向上する。

また、胴側流体３の流れが均一であるので、胴体１内で
圧力損失も小さくなる。胴体側口ノズル５も同様の構造
にすることにより、同様の効果が得られる。

他の実施例について、第５図により説明する。

第３図の構成と異なる点は１分流部材１３として設けら
れた円錐状パンフル板１５の傾斜である。

第３図のバッフル板１４と逆の傾斜となっている。

すなわち、該バッフル板１５と胴体１の流入部２との距
離は、管板８に近くなるほど大きく形成されている。た
だし、その距離は胴側入口ノズル４に近いところは小さ
く、逆に胴側入口ノズル４に最も遠いところ（図面の下
方）で最も大きくなる点は、第３図と同様である。また
、該バッフル板１５の内部には、胴体１と同じ直径の内
筒１６が設けられている。

該バッフル板１５により、第６図に示したごとく、胴側
流体３が均一に伝熱管６群に流れる。また、内１ｒ６１
６により、伝熱管６と平行に流れる部分が大きくなるの
で、熱交換性能が向上する。胴側出口ノズル５も同様の
構造にすることにより、同様の効果が得られる。

他の実施例について、第７図により説明する。

第１図〜第６図は、伝熱管６が直管の例であるが、第７
図は、伝熱管６がＵ字型の場合の例である。

胴体１の流入部２に胴側入口ノズル４が１反対側の流出
部１９に胴側出口ノズル５を設けられている。本実施例
のＵ字型構造では、流入部２と流出部１９とは周方向に
一体のものとなる。この一体の流入部２および流出部１
９は、一方何が管板８、他方側が胴体１のＵ字型本体と
なっている。伝熱管６もＵ字型で、開口両端が管板８に
取り付けられ、適切な間隔伝熱管支持材７により支持さ
れる。

胴体１の中心には、仕切板１８が設けられて、Ｕ字型構
造となっている。一体の流入部２および流出部１９の部
分は、胴体１の本体より筒径が大きく形成されており、
第３図の実施例と同様の円錐状のバッフル板１７が分流
部材１３として設けられている。該バッフル板１７の管
板８に近い部分の胴体１の流入部２との距離は、胴側入
口ノズル４の近傍では小さく、仕切板１８の近くでは大
きく形成されている。胴側出口ノズル５側でも同様であ
る。一方、管側ヘッド９には、管側入口ノズル１０と管
側出口ノズル１１が設けられている。

２１は仕切板をさす。

次に、動作について説明する。管側流体１２は、管側入
口ノズル１０より管側ヘッド９に流入し、複数の伝熱管
６内を流れ、Ｕ字部分を通って、管側ヘッド９の管側出
口ノズル１１より糸外に出る。

一方、胴側流体３は、胴側入口ノズル４から胴体１内の
流入部２より流入し、バッフル板１７により分流された
のち、伝熱管６群の間を流れる。

伝熱管６に沿って流れ、伝熱管６のＵ字部で流れの向き
を変え、再び伝熱管６群を流れたのち、胴側出口ノズル
５より系外に出る。

本実施例によれば、伝熱管６がＵ字形状の場合において
も、先に示した直管の伝熱管の場合に記述した効果が得
られる。なお、第８図は第７図の■−■線断面図を示す
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、胴体の胴側流体の流入部および流出部
の少なくとも一方の筒径を該胴体の他部より大きくした
ので、その内部に空間ができ、多管式熱交換器において
、胴側流体の入口流速を小さくすることができる。した
がって、伝熱管の振動による損傷防止を図れ、流体の流
れの均一化による胴側圧力損失の低減および胴側流体の
死水域の低減により、熱交換性能の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の多管式熱交換器の断面図、
第２図は第１図の■−■線断面図、第３図は他の実施例
の多管式熱交換器の断面図、第４図は第３図のｒＶ−Ｉ
Ｖ線断面図、第５図は他の実施例の多管式熱交換器の断
面図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線断面図、第７図は
他の実施例の多管式熱交換器の断面図、第８図は第７図
の■−■線断面図である。１・・・胴体、２・・・流入部、３・・・胴側流体、４
・・・胴側入口ノズル、５・・・胴側出口ノズル、６・
・・伝熱管、７・・・伝熱管支持材、８・・・管板、９
・・・管側ヘッド。１０・・・管側入口ノズル、１１・・・管側出口ノズル
、１２・・・管側流体、１３・・・分流部材、１４．．
１５・・・円錐状バッフル板、１６・・・内筒、１８・
・・仕切板、１９・・・流出部、２０・・・空間。

Claims

【特許請求の範囲】１、筒状の胴体中に多数の伝熱管が軸方向を同一にして
配設され、胴体内であつて伝熱管の外側を胴側流体が流
動し、伝熱管内を管側流体が前記胴側流体と対向流で流
動して熱交換する多管式熱交換器において、胴体の胴側
流体の流入部および流出部の少なくとも一方の筒径を該
胴体の他部の筒径より大きくしたことを特徴とする多管
式熱交換器。２、特許請求の範囲第１項において、筒径を大きくした
胴体部分の該胴体内に流入する胴側流体の流れ方向を分
散する分流部材を設けた多管式熱交換器。