JPH01200103A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPH01200103A JPH01200103A JP2530088A JP2530088A JPH01200103A JP H01200103 A JPH01200103 A JP H01200103A JP 2530088 A JP2530088 A JP 2530088A JP 2530088 A JP2530088 A JP 2530088A JP H01200103 A JPH01200103 A JP H01200103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- pipe
- heat exchanger
- tube
- promoter
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
- F22B37/18—Inserts, e.g. for receiving deposits from water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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】
［産業上の利用分野］
本発明は、主として原子カプラントに用いる蒸気発生器
等の熱交換器の改良に関する。
等の熱交換器の改良に関する。
［従来の技術］
管外から加熱され、管内を被加熱流体が流れる多数本の
伝熱管の上下両端を上部管板と下部管板に支持して夫々
その上方及び下方の水室に連通して成る熱交換器では、
伝熱性能を向上させ、機器の小型化を図ることが重要で
ある。
伝熱管の上下両端を上部管板と下部管板に支持して夫々
その上方及び下方の水室に連通して成る熱交換器では、
伝熱性能を向上させ、機器の小型化を図ることが重要で
ある。
このようなことから近時第３図に示す如く伝熱管１内に
丸棒２よりなる伝熱促進体を挿入し流路面積を狭くして
、管内流速を増大し、伝熱性能を向上させた熱交換器が
開発された（特開昭６０−９６８０３号）。
丸棒２よりなる伝熱促進体を挿入し流路面積を狭くして
、管内流速を増大し、伝熱性能を向上させた熱交換器が
開発された（特開昭６０−９６８０３号）。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、上記熱交換器の伝熱管１に於いて、相変化を
伴う伝熱では、核沸騰域は非常に高い熱伝達率を有する
が、核沸騰域の長さは管内流速の増大により減少する傾
向がある。
伴う伝熱では、核沸騰域は非常に高い熱伝達率を有する
が、核沸騰域の長さは管内流速の増大により減少する傾
向がある。
［発明の目的］
本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、管内
流速の増大により熱伝達率を向上させると共に核沸騰域
を拡大し、伝熱効率をより向上させることのできる伝熱
管を備えた熱交換器を提供することを目的とするもので
ある。
流速の増大により熱伝達率を向上させると共に核沸騰域
を拡大し、伝熱効率をより向上させることのできる伝熱
管を備えた熱交換器を提供することを目的とするもので
ある。
［課題を解決するための手段］
上記課題を解決するための本発明の熱交換器は、胴内の
上部及び下部に管板な設けてその上部管板の上方及び下
部管板の下方に夫々水室を形成し、上部管板と下部管板
に多数本の伝熱管の上下両端を支持して前記水室に連通
して成る熱交換器に於いて、前記各伝熱管内に、２本以
上の丸棒を撚り合わせて成る伝熱促進体を挿入支持した
ことを特徴とするものである。
上部及び下部に管板な設けてその上部管板の上方及び下
部管板の下方に夫々水室を形成し、上部管板と下部管板
に多数本の伝熱管の上下両端を支持して前記水室に連通
して成る熱交換器に於いて、前記各伝熱管内に、２本以
上の丸棒を撚り合わせて成る伝熱促進体を挿入支持した
ことを特徴とするものである。
［作 用］
上述の如く本発明の熱交換器は、各伝熱管内に、２本以
上の丸棒を撚り合わせて成る伝熱促進体を挿入支持して
いるので、各伝熱管内の流路面積が減少し、これにより
水及び水蒸気の管内質量速度が早くなる。また伝熱促進
体の表面は丸棒の撚り合わせにより凹凸となっているの
で、乱流が促進される。さらに伝熱促進体の表面の凹凸
は螺旋状となっているので、管内の水及び水蒸気の流れ
は、旋回流となり、液滴を管壁に付着させる。更に、こ
の凹凸により蒸気中の液滴が捕捉され、捕捉された液滴
は蒸気流により吹き飛ばされ管壁に再付着する。これら
液滴の管壁への強制的な付着により核沸騰域は大巾に拡
大する。
上の丸棒を撚り合わせて成る伝熱促進体を挿入支持して
いるので、各伝熱管内の流路面積が減少し、これにより
水及び水蒸気の管内質量速度が早くなる。また伝熱促進
体の表面は丸棒の撚り合わせにより凹凸となっているの
で、乱流が促進される。さらに伝熱促進体の表面の凹凸
は螺旋状となっているので、管内の水及び水蒸気の流れ
は、旋回流となり、液滴を管壁に付着させる。更に、こ
の凹凸により蒸気中の液滴が捕捉され、捕捉された液滴
は蒸気流により吹き飛ばされ管壁に再付着する。これら
液滴の管壁への強制的な付着により核沸騰域は大巾に拡
大する。
以上の相乗効果により伝熱性能が著しく向上する。
［実施例］
本発明による熱交換器の一実施例を蒸気発生器の場合を
図によって説明する。第１図は蒸気発生器の概略縦断面
図で、この蒸気発生器は多数の伝熱管１と胴２の熱膨張
差によって発生する熱応力を、伝熱管１の下部に設けら
れた曲管部３の弾性変形により吸収緩和する型式で、高
温の一次側流体、例えば液体ナトリウムは、矢印Ａのよ
うに入口ノズル４から胴２内に入る。さらに内１１１ｉ
ｉ５の上端部に設けられている分配窓６から内胴５内に
入ってそこを下降する。そして内１ｉｉ５の下端部に設
けられている分配窓７から出て、出口ノズル８から矢印
Ｂのように流出していく、他方、低温の二次側流体、例
えば水は、矢印Ｃのように下部水室９へ入る。続いて下
部管板１Ｇに接続された多数の伝熱管１内を通って上昇
する。その間に熱交換して水は気化され、その蒸気が上
部管板１１で仕切られな上部水室１２に入り、この上部
水室１２から矢印りのように流出していく。
図によって説明する。第１図は蒸気発生器の概略縦断面
図で、この蒸気発生器は多数の伝熱管１と胴２の熱膨張
差によって発生する熱応力を、伝熱管１の下部に設けら
れた曲管部３の弾性変形により吸収緩和する型式で、高
温の一次側流体、例えば液体ナトリウムは、矢印Ａのよ
うに入口ノズル４から胴２内に入る。さらに内１１１ｉ
ｉ５の上端部に設けられている分配窓６から内胴５内に
入ってそこを下降する。そして内１ｉｉ５の下端部に設
けられている分配窓７から出て、出口ノズル８から矢印
Ｂのように流出していく、他方、低温の二次側流体、例
えば水は、矢印Ｃのように下部水室９へ入る。続いて下
部管板１Ｇに接続された多数の伝熱管１内を通って上昇
する。その間に熱交換して水は気化され、その蒸気が上
部管板１１で仕切られな上部水室１２に入り、この上部
水室１２から矢印りのように流出していく。
さてかかる蒸気発生器に於いて、各伝熱管１の上端は第
２図ａに示す如く上部管板１１の伝熱管挿通孔３１に連
通されて上部管板１１に溶接にて結合され、下端が下部
管板ｌＯの伝熱管連通孔３２に連通されて下部管板１０
に溶接にて結合されている。この各伝熱管１内に図示の
如く上部管板１１の伝熱管連通孔３１より伝熱促進体３
３が挿入支持されている。
２図ａに示す如く上部管板１１の伝熱管挿通孔３１に連
通されて上部管板１１に溶接にて結合され、下端が下部
管板ｌＯの伝熱管連通孔３２に連通されて下部管板１０
に溶接にて結合されている。この各伝熱管１内に図示の
如く上部管板１１の伝熱管連通孔３１より伝熱促進体３
３が挿入支持されている。
この伝熱促進体３３は、２本の丸棒３４を撚り合わせた
もので、その外周面上下方向に一定間隔を存して対称に
スペーサー３５を平面放射状となるように、伝熱管１の
内面との間に若干の遊隙を保って設けである。伝熱促進
体３３の上端には２木の丸棒３４の上端部が夫々半円形
に曲成されてリング３６が設けられ、このリング３６が
伝熱管連通孔３１の開口縁に係止されて、伝熱促進体３
３全体が懸垂、支持されている。尚、本伝熱促進体３３
の一部を第２図Ｃに示す如く広げスペーサーとすること
も可能である。
もので、その外周面上下方向に一定間隔を存して対称に
スペーサー３５を平面放射状となるように、伝熱管１の
内面との間に若干の遊隙を保って設けである。伝熱促進
体３３の上端には２木の丸棒３４の上端部が夫々半円形
に曲成されてリング３６が設けられ、このリング３６が
伝熱管連通孔３１の開口縁に係止されて、伝熱促進体３
３全体が懸垂、支持されている。尚、本伝熱促進体３３
の一部を第２図Ｃに示す如く広げスペーサーとすること
も可能である。
上述の如く構成された実施例の蒸気発生器に於いて、多
数の伝熱管１内に入った水は、第２図に示す如く２本の
丸棒３４を撚り合わせた伝熱促進体３３の外面との間に
形成された流路断面積の狭い環状流路３７を流れ、水の
管内質量速度が早められる。また伝熱促進体３３の外周
面は丸棒３４の撚り合わせにより凹凸となっているので
、乱流が促進される。さらに伝熱促進体３３の外周面の
凹凸は上下方向（長手方向）に螺旋状となっているので
、伝熱管１内の水及び気化した水蒸気の流れは乱流を伴
つた旋回流となる。そして水蒸気のミストは伝熱促進体
３３の外周面の凹部に捕捉されたものが旋回流により運
ばれて管壁に衝突せしめられ、気化する。かくして熱伝
達率の高い核沸騰域が長く、熱伝達率の低い膜沸騰域が
短かくなり、伝熱管全体に於ける伝熱面の伝熱効率が著
しく向上する。こうして伝熱管１内を流れる水蒸気は上
端部の過熱域で過熱蒸気となり、上部管板１１の伝熱管
連通孔３１を通って上部水室１２に入り、この上部水室
１２に入った過熱蒸気は第１図の矢印りのように流出し
ていく。
数の伝熱管１内に入った水は、第２図に示す如く２本の
丸棒３４を撚り合わせた伝熱促進体３３の外面との間に
形成された流路断面積の狭い環状流路３７を流れ、水の
管内質量速度が早められる。また伝熱促進体３３の外周
面は丸棒３４の撚り合わせにより凹凸となっているので
、乱流が促進される。さらに伝熱促進体３３の外周面の
凹凸は上下方向（長手方向）に螺旋状となっているので
、伝熱管１内の水及び気化した水蒸気の流れは乱流を伴
つた旋回流となる。そして水蒸気のミストは伝熱促進体
３３の外周面の凹部に捕捉されたものが旋回流により運
ばれて管壁に衝突せしめられ、気化する。かくして熱伝
達率の高い核沸騰域が長く、熱伝達率の低い膜沸騰域が
短かくなり、伝熱管全体に於ける伝熱面の伝熱効率が著
しく向上する。こうして伝熱管１内を流れる水蒸気は上
端部の過熱域で過熱蒸気となり、上部管板１１の伝熱管
連通孔３１を通って上部水室１２に入り、この上部水室
１２に入った過熱蒸気は第１図の矢印りのように流出し
ていく。
上記実施例の伝熱管ｉ内の伝熱促進体３３は、普通の丸
棒３４を２本撚り合わせたものであるが、凹凸の付いた
丸棒を撚り合わせたものでも良い。この場合伝熱促進体
３３の外周面は凹凸が激しくなるので、水及び水蒸気の
乱流が一層促進され、熱伝達率が大幅に向上する。
棒３４を２本撚り合わせたものであるが、凹凸の付いた
丸棒を撚り合わせたものでも良い。この場合伝熱促進体
３３の外周面は凹凸が激しくなるので、水及び水蒸気の
乱流が一層促進され、熱伝達率が大幅に向上する。
［発明の効果］
以上の説明で判るように本発明の熱交換器は、多数の伝
熱管内に、２本以上の丸棒を撚り合わせて成る伝熱促進
体を挿入支持しているので、各伝熱管内の流路面積が減
少し、これにより管内流速が早くなり、また伝熱促進体
の外周面の凹凸により乱流が促進され、さらに伝熱促進
体の外周面の凹凸が長平方向に螺旋状となっているので
、管内の水及び水蒸気の流れが旋回流となり、これら相
乗作用により伝熱効率が著しく向上し、熱交換器の小型
化が可能となる。また前記の２本以上の丸棒を撚り合わ
せて成る伝熱促進体は製作が容易であり、しかも伝熱管
への挿入も容易で、管内壁を損傷することがない。
熱管内に、２本以上の丸棒を撚り合わせて成る伝熱促進
体を挿入支持しているので、各伝熱管内の流路面積が減
少し、これにより管内流速が早くなり、また伝熱促進体
の外周面の凹凸により乱流が促進され、さらに伝熱促進
体の外周面の凹凸が長平方向に螺旋状となっているので
、管内の水及び水蒸気の流れが旋回流となり、これら相
乗作用により伝熱効率が著しく向上し、熱交換器の小型
化が可能となる。また前記の２本以上の丸棒を撚り合わ
せて成る伝熱促進体は製作が容易であり、しかも伝熱管
への挿入も容易で、管内壁を損傷することがない。
第１図は熱交換器の一種である蒸気発生器を示す概略断
面図、第２図ａはその蒸気発生器に於ける本発明に係る
伝熱管を示す縦断面図、同図すはａ図のＡ−Ａ線断面図
、同図Ｃは本発明に係る伝熱管の他の例を示す一部縦断
面図、第３図は従来の伝熱管を示す縦断面図である。 １・・・伝熱管、９・・・下部水室、ｉｏ・・・下部管
板、１１・・・上部管板、１２・・・上部水室、３３・
・・伝熱促進体、３４・・・丸棒。
面図、第２図ａはその蒸気発生器に於ける本発明に係る
伝熱管を示す縦断面図、同図すはａ図のＡ−Ａ線断面図
、同図Ｃは本発明に係る伝熱管の他の例を示す一部縦断
面図、第３図は従来の伝熱管を示す縦断面図である。 １・・・伝熱管、９・・・下部水室、ｉｏ・・・下部管
板、１１・・・上部管板、１２・・・上部水室、３３・
・・伝熱促進体、３４・・・丸棒。
Claims (1)
- １）胴内の上部及び下部に管板を設けてその上部管板の
上方及び下部管板の下方に夫々水室を形成し、上部管板
と下部管板に多数本の伝熱管の上下両端を支持して前記
水室に連通して成る熱交換器に於いて、前記各伝熱管内
に、２本以上の丸棒を撚り合わせて成る伝熱促進体を挿
入支持したことを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2530088A JPH01200103A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2530088A JPH01200103A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01200103A true JPH01200103A (ja) | 1989-08-11 |
Family
ID=12162168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2530088A Pending JPH01200103A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01200103A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011106770A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Panasonic Corp | 熱交換器および冷凍サイクル装置 |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP2530088A patent/JPH01200103A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011106770A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Panasonic Corp | 熱交換器および冷凍サイクル装置 |
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