JPH0229423Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0229423Y2 JPH0229423Y2 JP1984104067U JP10406784U JPH0229423Y2 JP H0229423 Y2 JPH0229423 Y2 JP H0229423Y2 JP 1984104067 U JP1984104067 U JP 1984104067U JP 10406784 U JP10406784 U JP 10406784U JP H0229423 Y2 JPH0229423 Y2 JP H0229423Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat transfer
- tube
- helical coil
- layer
- 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
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は高温の熱交換器に関するものである。
近年、高温加熱炉（例えば原子炉等）で発生し
た熱をヘリウムガス等の熱媒体で取り出し、これ
を中間熱交換器にて二次側熱媒体と熱交換させ、
ここで得られる熱で発電等を行うことが実施され
ている。
た熱をヘリウムガス等の熱媒体で取り出し、これ
を中間熱交換器にて二次側熱媒体と熱交換させ、
ここで得られる熱で発電等を行うことが実施され
ている。
この高温加熱炉にて使用される熱交換器の構造
の一例を第１図について説明すると１は中空円筒
体状に形成された容器であり、容器１の最下端部
には高温加熱炉（図示せず）から得られる高温の
一次側熱媒体を容器１内に導入する一次側熱媒体
導入口２が形成されている。この一次側熱媒体導
入口２から容器１内に導入された高温の一次側熱
媒体は、多重円筒状に伝熱管を配したヘリカルコ
イル３が設けられている容器１内のヘリカルコイ
ル３間を上昇し、そして最上部まで到達した一次
側熱媒体は、容器１内面と区画壁４外面との間に
形成させた流路５を下降し、最終的には容器１下
方側部に形成された一次側熱媒体排出口６から排
出されて再び高温加熱炉に移送されるようになつ
ている。
の一例を第１図について説明すると１は中空円筒
体状に形成された容器であり、容器１の最下端部
には高温加熱炉（図示せず）から得られる高温の
一次側熱媒体を容器１内に導入する一次側熱媒体
導入口２が形成されている。この一次側熱媒体導
入口２から容器１内に導入された高温の一次側熱
媒体は、多重円筒状に伝熱管を配したヘリカルコ
イル３が設けられている容器１内のヘリカルコイ
ル３間を上昇し、そして最上部まで到達した一次
側熱媒体は、容器１内面と区画壁４外面との間に
形成させた流路５を下降し、最終的には容器１下
方側部に形成された一次側熱媒体排出口６から排
出されて再び高温加熱炉に移送されるようになつ
ている。
一方、前記ヘリカルコイル３は、容器１の中心
部軸方向に沿つて設けられたセンターパイプ７を
中心として螺旋状に形成され、その一端は容器１
の最上端部に形成された二次側熱媒体導入口８に
上部連絡管９及び流入側管寄せ１０を介して接続
され、他端は流出下部連絡管１１によりセンター
パイプ７の下端部に接続されており、従つて、二
次側熱媒体導入口８から導入された低温の二次側
熱媒体は、上部連絡管９を経た後、ヘリカルコイ
ル３内を流下しつつ一次側熱媒体と熱交換し、そ
の後センターパイプ７内下端に流れ込んでその内
部を上昇し、上端の二次側熱媒体排出口１２から
他の装置に移送されるようになつている。図中１
３は容器１の外周部にこれを包囲する如く設けた
保温材、１４は区画壁の内面に設けた断熱材、１
５は管支持梁を示す。
部軸方向に沿つて設けられたセンターパイプ７を
中心として螺旋状に形成され、その一端は容器１
の最上端部に形成された二次側熱媒体導入口８に
上部連絡管９及び流入側管寄せ１０を介して接続
され、他端は流出下部連絡管１１によりセンター
パイプ７の下端部に接続されており、従つて、二
次側熱媒体導入口８から導入された低温の二次側
熱媒体は、上部連絡管９を経た後、ヘリカルコイ
ル３内を流下しつつ一次側熱媒体と熱交換し、そ
の後センターパイプ７内下端に流れ込んでその内
部を上昇し、上端の二次側熱媒体排出口１２から
他の装置に移送されるようになつている。図中１
３は容器１の外周部にこれを包囲する如く設けた
保温材、１４は区画壁の内面に設けた断熱材、１
５は管支持梁を示す。
上記構成に於いて、従来、ヘリカルコイルを構
成する伝熱管の半径方向のピツチは等しくている
ので、この場合、外層程径が大きくなることから
流路断面積が内層に比べ大きくなり、管外一次側
熱媒体の偏流が生じる。その結果、熱交換に対す
る収熱のアンバランスが生じる場合があり、その
場合は熱効率の向上が期待できないと共に、伝熱
管メタル温度の部分的な上昇等の悪影響を及ぼす
ことがある。
成する伝熱管の半径方向のピツチは等しくている
ので、この場合、外層程径が大きくなることから
流路断面積が内層に比べ大きくなり、管外一次側
熱媒体の偏流が生じる。その結果、熱交換に対す
る収熱のアンバランスが生じる場合があり、その
場合は熱効率の向上が期待できないと共に、伝熱
管メタル温度の部分的な上昇等の悪影響を及ぼす
ことがある。
本考案は、管外一次側熱媒体の偏流を防止し、
熱交換に対する収熱バランスを調整すると共に熱
効率の向上を図るものである。
熱交換に対する収熱バランスを調整すると共に熱
効率の向上を図るものである。
本考案は、円筒状に成形した伝熱管を同心多重
に配して構成したヘリカルコイルが中空円筒状に
形成された容器に収納され、ヘリカルコイルの管
外を熱媒体が上昇する熱交換器の於いて、前記ヘ
リカル層間毎に伝熱促進板を挿入し、該伝熱促進
板の板厚を、内層側のものから外層側のものへ向
けて漸次厚くしたことを特徴とする。
に配して構成したヘリカルコイルが中空円筒状に
形成された容器に収納され、ヘリカルコイルの管
外を熱媒体が上昇する熱交換器の於いて、前記ヘ
リカル層間毎に伝熱促進板を挿入し、該伝熱促進
板の板厚を、内層側のものから外層側のものへ向
けて漸次厚くしたことを特徴とする。
以下図面に基づき本考案の実施例を説明する。
本実施例では伝熱管の半径方向のピツチを外層
へいく程小さく且、伝熱促進板板厚を漸次厚くす
る様にしたものである。
へいく程小さく且、伝熱促進板板厚を漸次厚くす
る様にしたものである。
本実施例に係る高温熱交換器に於いてはヘリカ
ルコイル３部の熱交換性能を上げる為、ヘリカル
コイル３層間に第２図に示す様な円筒平板状の伝
熱促進板１６が設けられている。該伝熱促進板１
６は輻射熱により一次側熱媒体の熱を伝熱管１７
に伝熱するものであるが、ヘリカルコイル各層間
毎に挿入されていることから伝熱促進板１６板厚
を外層に向つて漸次厚くすることにより、外層程
ヘリカルコイル層の管外流路断面積の増加の割合
を小さくすることが可能であり、これによつて内
外層間の管外一次側熱媒体の流量の熱的不均衡を
是正することができる。
ルコイル３部の熱交換性能を上げる為、ヘリカル
コイル３層間に第２図に示す様な円筒平板状の伝
熱促進板１６が設けられている。該伝熱促進板１
６は輻射熱により一次側熱媒体の熱を伝熱管１７
に伝熱するものであるが、ヘリカルコイル各層間
毎に挿入されていることから伝熱促進板１６板厚
を外層に向つて漸次厚くすることにより、外層程
ヘリカルコイル層の管外流路断面積の増加の割合
を小さくすることが可能であり、これによつて内
外層間の管外一次側熱媒体の流量の熱的不均衡を
是正することができる。
又、各伝熱管１７は管支持梁１５より吊下げら
れた梯子状の管支持装置２０（第３図参照）によ
つてその自重が支持されているので、該管支持装
置２０の半径方向の寸法をその位置によつて変化
させることにより伝熱管１７の半径方向のピツチ
を変えることができる。外層に向かつて漸次半径
方向のピツチを小さくすることにより、外層程ヘ
リカルコイル層間の管外流路断面積の増加の割合
を小さくすることが可能であり、前述の如く伝熱
促進板の板厚を変化させる効果と相まつて、内外
層間の管外一次側熱媒体の流量の熱的不均衡を是
正することができる。
れた梯子状の管支持装置２０（第３図参照）によ
つてその自重が支持されているので、該管支持装
置２０の半径方向の寸法をその位置によつて変化
させることにより伝熱管１７の半径方向のピツチ
を変えることができる。外層に向かつて漸次半径
方向のピツチを小さくすることにより、外層程ヘ
リカルコイル層間の管外流路断面積の増加の割合
を小さくすることが可能であり、前述の如く伝熱
促進板の板厚を変化させる効果と相まつて、内外
層間の管外一次側熱媒体の流量の熱的不均衡を是
正することができる。
以上述べた他にも伝熱促進板板厚のみ若しく
は、伝熱管の半径方向のピツチのみを外層へ向か
つて小さく又は大きくすることにより、上述の如
く内外層間の管外一次熱媒体の流量の熱的不均衡
を是正することが可能であり、熱交換に対する収
熱のアンバランスを未然に防止することができ
る。即ち、各コイル層間において、簡略的に次式
のような熱収支が成り立つ。
は、伝熱管の半径方向のピツチのみを外層へ向か
つて小さく又は大きくすることにより、上述の如
く内外層間の管外一次熱媒体の流量の熱的不均衡
を是正することが可能であり、熱交換に対する収
熱のアンバランスを未然に防止することができ
る。即ち、各コイル層間において、簡略的に次式
のような熱収支が成り立つ。
Gi(1)Cp(1)｛Ti O(1)−Ti I(1)｝
＝NiG2(2)Cp(2)｛Ti I(2)−Ti O(2)｝＝…
Ｇ(1)＝
〓i
Gi(1)……
Ｇ(2)＝
〓i
G2(2)・Ni…… （ｉ＝１，ｎ）
又、各ヘルカル層間の流量バランスは
KiVi 2＝Ki+1Vi+1 2…… （ｉ＝１，ｎ−１）
Vi＝Gi／ρAi…… （ｉ＝１，ｎ）
記号／Ｇ：流量
Cp：流体比熱
TO：出口温度
TI：入口温度
Ｎ：伝熱管本数
G2：伝熱管一本当りの流量
ｎ：コイル層数
Ｋ：摩擦係数
Ｖ：流速
ρ：密度
Ａ：流路断面積
添字／ｉ：ｉ層目のコイル
(1)：管外
(2)：管内
、、式からTO i(1)＝Ti+1 O(1)
となるようにGiを定め、これから、式におい
て、Ki，Aiがこれを満たすように、伝熱管半径方
向のピツチ、又は伝熱促進板板厚を変えればよ
い。
て、Ki，Aiがこれを満たすように、伝熱管半径方
向のピツチ、又は伝熱促進板板厚を変えればよ
い。
［考案の効果］
以上述べた如く本考案によれば、熱媒体の管外
流の偏流が防止されるので、管内流体の収熱バラ
ンスがとれ、熱交換効率も向上し、伝熱管メタル
温度の部分的な上昇等の悪影響を排除することが
できる。
流の偏流が防止されるので、管内流体の収熱バラ
ンスがとれ、熱交換効率も向上し、伝熱管メタル
温度の部分的な上昇等の悪影響を排除することが
できる。
第１図は熱交換器の一例を示す縦断面図、第２
図は伝熱促進板の一例を示す部分説明図、第３図
は管支持装置の説明図である。 １は容器、３はヘリカルコイル、１６は伝熱促
進板、１７は伝熱管、２０は管支持装置を示す。
図は伝熱促進板の一例を示す部分説明図、第３図
は管支持装置の説明図である。 １は容器、３はヘリカルコイル、１６は伝熱促
進板、１７は伝熱管、２０は管支持装置を示す。
Claims (1)
- 円筒状に成形した伝熱管を同心多重に配して構
成したヘリカルコイルが中空円筒状に形成された
容器に収納され、、ヘリカルコイルの管外を熱媒
体が上昇する熱交換器に於いて、前記ヘリカル層
間毎に伝熱促進板を挿入し、該伝熱促進板の板厚
を、内層側のものから外層側のものへ向けて漸次
厚くしたことを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10406784U JPS6123071U (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10406784U JPS6123071U (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123071U JPS6123071U (ja) | 1986-02-10 |
| JPH0229423Y2 true JPH0229423Y2 (ja) | 1990-08-07 |
Family
ID=30663431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10406784U Granted JPS6123071U (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6123071U (ja) |
-
1984
- 1984-07-10 JP JP10406784U patent/JPS6123071U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6123071U (ja) | 1986-02-10 |
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