JPH0213233B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0213233B2 JPH0213233B2 JP59026398A JP2639884A JPH0213233B2 JP H0213233 B2 JPH0213233 B2 JP H0213233B2 JP 59026398 A JP59026398 A JP 59026398A JP 2639884 A JP2639884 A JP 2639884A JP H0213233 B2 JPH0213233 B2 JP H0213233B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- mist
- heat transfer
- layer
- working 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/122—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and being formed of wires
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は向流型の熱交換器に係り、特にミスト
蒸発を促進し得るようにした熱交換器に関する。
蒸発を促進し得るようにした熱交換器に関する。
近年、熱水のもつ熱エネルギをランキンサイク
ルなどのタービンサイクル用高温熱源として利用
する発電所においては、２種類以上の低沸点の炭
化水素、フロン等を混合した、いわゆる混合媒体
を作動流体としてシステムを構成することが考え
られている。この混合媒体は、蒸発するに従つて
蒸発温度が上昇していくという特性をもつている
ので、単一成分の作動流体の場合よりも少ない作
動流体循環量で多くの熱エネルギを熱水から回収
することができ、ポンプ動力等の所内動力の低減
が可能となり、送電端出力が大きく取り出せると
いう利点をもつている。
ルなどのタービンサイクル用高温熱源として利用
する発電所においては、２種類以上の低沸点の炭
化水素、フロン等を混合した、いわゆる混合媒体
を作動流体としてシステムを構成することが考え
られている。この混合媒体は、蒸発するに従つて
蒸発温度が上昇していくという特性をもつている
ので、単一成分の作動流体の場合よりも少ない作
動流体循環量で多くの熱エネルギを熱水から回収
することができ、ポンプ動力等の所内動力の低減
が可能となり、送電端出力が大きく取り出せると
いう利点をもつている。
しかしながら、この混合媒体の特性を引き出す
ためには、混合媒体の温度の変化が蒸発または凝
縮過程において成分相互の蒸発速度または凝縮速
度の相違によつて引き起こされる液および蒸気の
組成の変化に伴なつて現われるものであるため、
蒸発器または凝縮器は完全向流型の貫流型の熱交
換器である必要がある。
ためには、混合媒体の温度の変化が蒸発または凝
縮過程において成分相互の蒸発速度または凝縮速
度の相違によつて引き起こされる液および蒸気の
組成の変化に伴なつて現われるものであるため、
蒸発器または凝縮器は完全向流型の貫流型の熱交
換器である必要がある。
ところが、このように作動流体を伝熱管内に流
す熱交換器または伝熱管外に作動流体を流す熱交
換器では、そのいずれでも、蒸発過程において蒸
気の質量割合（クオリテイ）が0.8〜0.9程度まで
高くなると、伝熱面が液で濡らされなくなり伝熱
面での沸騰が起らなくなるため、熱伝達率が極端
に悪くなり、作動流体の完全な気化が不可能であ
り、未蒸発液が液滴（ミスト）の状態となつて残
る等の問題がある。そのため、例えば上記熱交換
器で得られた蒸気でタービンを作動させるような
場合には、上記ミストをミストセパレータで分離
して蒸気のみをタービンに送る必要がある。した
がつて、熱交換器に送給される作動流体の全てを
タービンの駆動用として利用することができず、
プラント全体の効率が低いものとなる等の不都合
がある。
す熱交換器または伝熱管外に作動流体を流す熱交
換器では、そのいずれでも、蒸発過程において蒸
気の質量割合（クオリテイ）が0.8〜0.9程度まで
高くなると、伝熱面が液で濡らされなくなり伝熱
面での沸騰が起らなくなるため、熱伝達率が極端
に悪くなり、作動流体の完全な気化が不可能であ
り、未蒸発液が液滴（ミスト）の状態となつて残
る等の問題がある。そのため、例えば上記熱交換
器で得られた蒸気でタービンを作動させるような
場合には、上記ミストをミストセパレータで分離
して蒸気のみをタービンに送る必要がある。した
がつて、熱交換器に送給される作動流体の全てを
タービンの駆動用として利用することができず、
プラント全体の効率が低いものとなる等の不都合
がある。
本発明はこのような点に鑑み、それぞれのクオ
リテイ域でも高い熱伝達率が得られ、前記ミスト
をも完全に蒸発せしめることができるようにした
熱交換器を得ることを目的とする。
リテイ域でも高い熱伝達率が得られ、前記ミスト
をも完全に蒸発せしめることができるようにした
熱交換器を得ることを目的とする。
本発明は、伝熱管の内外を流れる流体を互いに
対向方向に流通せしめる向流型の熱交換器におい
て、上記伝熱管の外部に、その伝熱管に少なくと
も一部が接触する多層の金網層の如きミスト捕集
層を設けたことを特徴とする。
対向方向に流通せしめる向流型の熱交換器におい
て、上記伝熱管の外部に、その伝熱管に少なくと
も一部が接触する多層の金網層の如きミスト捕集
層を設けたことを特徴とする。
第１図において、符号１は熱交換器の本体胴で
あつて、その本体胴１の下端には熱水入口側水室
２が設けられ、また上端には熱水出口側水室３が
設けられている。上記本体胴１内には、両端がそ
れぞれ管板４，４に装着され互いに平行な多数の
伝熱管５が配設されるとともに、上記伝熱管５に
直交する複数のバツフル板６がジグザグ状に設け
られており、さらに本体胴１の上部および下部に
はそれぞれ作動流体の入口７および出口８が形成
されている。
あつて、その本体胴１の下端には熱水入口側水室
２が設けられ、また上端には熱水出口側水室３が
設けられている。上記本体胴１内には、両端がそ
れぞれ管板４，４に装着され互いに平行な多数の
伝熱管５が配設されるとともに、上記伝熱管５に
直交する複数のバツフル板６がジグザグ状に設け
られており、さらに本体胴１の上部および下部に
はそれぞれ作動流体の入口７および出口８が形成
されている。
また、本体胴１内の空間すなわち伝熱管５の外
側部には、第２図に示すように、板状金網層から
なるミスト捕集層９が上記伝熱管５と平行に配設
され、その金網層の両面がそれぞれ伝熱管５に接
せしめられ、ミスト捕集層９の少なくとも一部が
伝熱管５の表面の一部に接触するようにしてあ
る。
側部には、第２図に示すように、板状金網層から
なるミスト捕集層９が上記伝熱管５と平行に配設
され、その金網層の両面がそれぞれ伝熱管５に接
せしめられ、ミスト捕集層９の少なくとも一部が
伝熱管５の表面の一部に接触するようにしてあ
る。
しかして、熱水入口側水室２に供給された熱水
は多数の伝熱管５内を流れ熱水出口側水室３を経
て熱交換器外に排出される。一方、ミストを含ん
だ作動流体蒸気は作動流体入口７から本体胴１内
に入り、本体胴１内を流下し、その間作動流体蒸
気の流れと対向方向に上記伝熱管５内を流れる熱
水と熱交換して加熱され、作動流体出口８から流
出する。ところで、上記作動流体入口７から本体
胴１内に入つた作動流体のうちミスト分は、前記
板状金網層からなるミスト捕集層９によつて徐々
に捕集される。したがつて、この捕集されたミス
トは上記のせん断力および表面張力によつて伝熱
管５の表面に達し、こゝで伝熱管５内の熱水によ
り加熱されて蒸発し、蒸気化せしめられる。
は多数の伝熱管５内を流れ熱水出口側水室３を経
て熱交換器外に排出される。一方、ミストを含ん
だ作動流体蒸気は作動流体入口７から本体胴１内
に入り、本体胴１内を流下し、その間作動流体蒸
気の流れと対向方向に上記伝熱管５内を流れる熱
水と熱交換して加熱され、作動流体出口８から流
出する。ところで、上記作動流体入口７から本体
胴１内に入つた作動流体のうちミスト分は、前記
板状金網層からなるミスト捕集層９によつて徐々
に捕集される。したがつて、この捕集されたミス
トは上記のせん断力および表面張力によつて伝熱
管５の表面に達し、こゝで伝熱管５内の熱水によ
り加熱されて蒸発し、蒸気化せしめられる。
このようにして、作動流体中のミスト分は蒸発
して蒸気となるが、初めから蒸気として本体胴１
内に入つて来た分も伝熱管に触れて流れ方向に
徐々に加熱されて飽和温度以上となる。このため
ミスト捕集層９に補えられたけれども伝熱管表面
まで達し得ないミスト分があつても、次々流れて
来る高温の蒸気によつて加熱され、蒸気となる。
すなわち、上記ミスト捕集層９は、ミストを捕
え、金網等の表面に広く液を分布させて蒸気の接
触面積を広げる作用をし伝熱面積の拡大作用を行
なうとともに、捕えたミスト分と蒸気との相対速
度を大きくして熱伝達率を高める作用を行なう。
なお、この場合作動流体の流れる流路長さは十分
に長いので金網の目は極端に細いものである必要
はなく、作動流体の圧力損失も小さくてすむ。
して蒸気となるが、初めから蒸気として本体胴１
内に入つて来た分も伝熱管に触れて流れ方向に
徐々に加熱されて飽和温度以上となる。このため
ミスト捕集層９に補えられたけれども伝熱管表面
まで達し得ないミスト分があつても、次々流れて
来る高温の蒸気によつて加熱され、蒸気となる。
すなわち、上記ミスト捕集層９は、ミストを捕
え、金網等の表面に広く液を分布させて蒸気の接
触面積を広げる作用をし伝熱面積の拡大作用を行
なうとともに、捕えたミスト分と蒸気との相対速
度を大きくして熱伝達率を高める作用を行なう。
なお、この場合作動流体の流れる流路長さは十分
に長いので金網の目は極端に細いものである必要
はなく、作動流体の圧力損失も小さくてすむ。
また、上記実施例においては板状の金網層を伝
熱管と平行に設けたものを示したが、第３図に示
めすように、伝熱管５の外周にこれと同心状に金
網層からなるミスト捕集層９を設けてもよく、さ
らに第４図に示すように伝熱管５と直交するよう
にミスト捕集層９を設けて、そのミスト捕集層９
を上記伝熱管５が貫通するような形としてもよ
い。
熱管と平行に設けたものを示したが、第３図に示
めすように、伝熱管５の外周にこれと同心状に金
網層からなるミスト捕集層９を設けてもよく、さ
らに第４図に示すように伝熱管５と直交するよう
にミスト捕集層９を設けて、そのミスト捕集層９
を上記伝熱管５が貫通するような形としてもよ
い。
以上説明したように、本発明は伝熱管の外部に
少なくとも一部がこの伝熱管と接触するミスト捕
集層を設けたので、作動流体中に含まれるミスト
がこのミスト捕集層に捕えられ、伝熱管表面に達
してその伝熱管によつて加熱され、或いは本体胴
内を流れる蒸気によつて加熱されて蒸気となり、
結局作動流体中のミストを完全に気化せしめるこ
とができ、この熱交換器から流出する蒸気を完全
にミストを含まないものとすることができる。す
なわち、高クオリテイのミスト流領域でも熱伝達
率を大幅に向上させることができる。したがつ
て、全蒸発過程に必要な伝熱面積を単なる従来の
熱交換器に比し小さなものとすることもできる。
少なくとも一部がこの伝熱管と接触するミスト捕
集層を設けたので、作動流体中に含まれるミスト
がこのミスト捕集層に捕えられ、伝熱管表面に達
してその伝熱管によつて加熱され、或いは本体胴
内を流れる蒸気によつて加熱されて蒸気となり、
結局作動流体中のミストを完全に気化せしめるこ
とができ、この熱交換器から流出する蒸気を完全
にミストを含まないものとすることができる。す
なわち、高クオリテイのミスト流領域でも熱伝達
率を大幅に向上させることができる。したがつ
て、全蒸発過程に必要な伝熱面積を単なる従来の
熱交換器に比し小さなものとすることもできる。
第１図は本発明の熱交換器の縦断面図、第２図
は第１図のＸ−Ｘ線に沿う断面部分図、第３図お
よび第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
第２図相当図である。 １……本体胴、２……熱水入口側水室、３……
熱水出口側水室、５……伝熱管、９……ミスト捕
集層。
は第１図のＸ−Ｘ線に沿う断面部分図、第３図お
よび第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
第２図相当図である。 １……本体胴、２……熱水入口側水室、３……
熱水出口側水室、５……伝熱管、９……ミスト捕
集層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 伝熱管の内外を流れる流体を互いに対向方向
に流通せしめる向流型の熱交換器において、上記
伝熱管の外側部に、その伝熱管に少なくとも一部
が接触するミスト捕集層を設けたことを特徴とす
る、熱交換器。 ２ ミスト捕集層は金網層であることを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 ３ ミスト捕集層は、伝熱管と平行に配設された
多数の板状金網であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の熱交換器。 ４ ミスト捕集層は伝熱管と同心状に配設された
金網層であることを特徴とする、特許請求の範囲
第１項記載の熱交換器。 ５ ミスト捕集層は、伝熱管に直交する面内に配
設された金網層であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2639884A JPS60171386A (ja) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2639884A JPS60171386A (ja) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60171386A JPS60171386A (ja) | 1985-09-04 |
| JPH0213233B2 true JPH0213233B2 (ja) | 1990-04-03 |
Family
ID=12192446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2639884A Granted JPS60171386A (ja) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60171386A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS541705A (en) * | 1977-06-07 | 1979-01-08 | Toshiba Corp | Heat exchanger system using sea water as cooling water |
-
1984
- 1984-02-15 JP JP2639884A patent/JPS60171386A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60171386A (ja) | 1985-09-04 |
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