JPH0336401A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH0336401A JPH0336401A JP2132404A JP13240490A JPH0336401A JP H0336401 A JPH0336401 A JP H0336401A JP 2132404 A JP2132404 A JP 2132404A JP 13240490 A JP13240490 A JP 13240490A JP H0336401 A JPH0336401 A JP H0336401A
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- heat exchanger
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- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 19
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/06—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being molten; Use of molten metal, e.g. zinc, as heat transfer medium
- F22B1/063—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being molten; Use of molten metal, e.g. zinc, as heat transfer medium for metal cooled nuclear reactors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
-
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0054—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for nuclear applications
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S165/355—Heat exchange having separate flow passage for two distinct fluids
- Y10S165/40—Shell enclosed conduit assembly
- Y10S165/427—Manifold for tube-side fluid, i.e. parallel
- Y10S165/432—Manifold for tube-side fluid, i.e. parallel including a tube sheet
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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］
この発明は熱交換器、特に外側胴に管束を収めた形式の
熱交換器に関する。
熱交換器に関する。
このような熱交換器は、例えば、液体金属冷却型高速中
性子増殖原子炉発電プラントの“−回通し運転式”蒸気
発生器として使用されている。このようなプラントでは
、水を管に流した状態で、核反応によって加熱されたナ
トリウム等の液体アルカリ金属を胴に流して、管の外面
に接触させる。これによって蒸気が発生し、この発生し
た蒸気を使用して、ひとつ以上のタービン発電機を駆動
する。
性子増殖原子炉発電プラントの“−回通し運転式”蒸気
発生器として使用されている。このようなプラントでは
、水を管に流した状態で、核反応によって加熱されたナ
トリウム等の液体アルカリ金属を胴に流して、管の外面
に接触させる。これによって蒸気が発生し、この発生し
た蒸気を使用して、ひとつ以上のタービン発電機を駆動
する。
「従来技術及びその課題］
第１図に、液体金属冷却式高速中性子増殖炉（ＬＭＣＦ
ＢＲ）用の従来の蒸気発生、器を概略断面図として示す
。この発生器は、給水ヘッダー２と蒸気排出ヘッダー３
との間を垂直に延長する垂直な細長い胴１からなる。ヘ
ッダー２は給水ノズル４を備え、ヘッダー３は蒸気排出
ノズル５を備えている。垂直管の管束６は水及び蒸気を
へ、２ダー２がらヘッダー３に伝導する。簡潔を目的と
して、管束はそのアウトラインのみを２本の鎖線で示す
。管は、ヘッダー２の管板７とヘッダー３の管板８との
間を延長し、各端部をこれら管板に溶接する。管束６は
円筒形の隔板９内に収め、隔板の全長にそって離間配置
して水平格子板１０によって支持する。
ＢＲ）用の従来の蒸気発生、器を概略断面図として示す
。この発生器は、給水ヘッダー２と蒸気排出ヘッダー３
との間を垂直に延長する垂直な細長い胴１からなる。ヘ
ッダー２は給水ノズル４を備え、ヘッダー３は蒸気排出
ノズル５を備えている。垂直管の管束６は水及び蒸気を
へ、２ダー２がらヘッダー３に伝導する。簡潔を目的と
して、管束はそのアウトラインのみを２本の鎖線で示す
。管は、ヘッダー２の管板７とヘッダー３の管板８との
間を延長し、各端部をこれら管板に溶接する。管束６は
円筒形の隔板９内に収め、隔板の全長にそって離間配置
して水平格子板１０によって支持する。
供給ノズル１１から胴ｌに供給した液体ナトリウムは環
状室１２及び分配格子１３を通り、隔板９の内部に流入
する。ナトリウムの流れは管に熱接触しながら隔板内部
を下降し、格子板１０を通過する。ナトリウムの主要流
れは排出部１４の開口を通って隔板を出てから、環状室
１５に流入し、排出ノズル１６を通って胴ｌを出る。液
体ナトリウムの残りの流れは格子１７．１８．１９を通
って下降し、管板を保護する熱バリヤーとして作用する
。胴には、ベローズ機構２０を設けて、胴と管の熱膨張
差を吸収することができる。
状室１２及び分配格子１３を通り、隔板９の内部に流入
する。ナトリウムの流れは管に熱接触しながら隔板内部
を下降し、格子板１０を通過する。ナトリウムの主要流
れは排出部１４の開口を通って隔板を出てから、環状室
１５に流入し、排出ノズル１６を通って胴ｌを出る。液
体ナトリウムの残りの流れは格子１７．１８．１９を通
って下降し、管板を保護する熱バリヤーとして作用する
。胴には、ベローズ機構２０を設けて、胴と管の熱膨張
差を吸収することができる。
この従来蒸気発生器には、多くの欠陥がある。
第１に、垂直な胴／管構成のため、管／胴の温度差を吸
収するベロース機構が必要である。第２に、この構成は
管間の温度差に対して脆弱である。第３に、非常に長い
（例えば、３７ｍ）ことから、別な多くの問題が派生す
る。即ち、これを設置する建物を非常に高くしなければ
ならない；製作、輸送、組み立てが困難である；そして
、特に管溶接部にナトリウム管を追加するのが望ましく
ないので、管は連続式でなければならない；等である。
収するベロース機構が必要である。第２に、この構成は
管間の温度差に対して脆弱である。第３に、非常に長い
（例えば、３７ｍ）ことから、別な多くの問題が派生す
る。即ち、これを設置する建物を非常に高くしなければ
ならない；製作、輸送、組み立てが困難である；そして
、特に管溶接部にナトリウム管を追加するのが望ましく
ないので、管は連続式でなければならない；等である。
さらに、熱交換器の全長に管を設け、これらを熱処理し
なければならないプラントはコストが極めて高い。
なければならないプラントはコストが極めて高い。
例えば、イギリス特許第１，０８８，１１５号公報に記
載されているように、側内管構成を逆Ｕ字形にすること
によって、熱交換器の全高を低くすること等によって、
ある公知熱交換器では蒸気問題の幾つかを解決している
。
載されているように、側内管構成を逆Ｕ字形にすること
によって、熱交換器の全高を低くすること等によって、
ある公知熱交換器では蒸気問題の幾つかを解決している
。
ところが、上記公報の開示によれば、ボイラー給水ヒー
ターに長尺管を使用している。このため、製作しなけれ
ばならない管の全長が長くなる。また、この公報は、管
の長さを短縮し、熱交換器の組み立て時に、これら短い
管を溶接することについては何も示唆していない。
ターに長尺管を使用している。このため、製作しなけれ
ばならない管の全長が長くなる。また、この公報は、管
の長さを短縮し、熱交換器の組み立て時に、これら短い
管を溶接することについては何も示唆していない。
この発明の目的は改良熱交換器を提供することにある。
［課題を解決する手段］
すなわち、本発明は、第１材料の流れを伝導する実質的
に平行な細長い管の管束と鎖管の周囲で第２材料の流れ
を受け取って、第１材料と第２材料との間で熱交換する
、鎖管を収めた細長い外側胴とからなる形式の熱交換器
において、該外側胴が実質的に垂直な細長い第１及び第
２の胴部分と該胴部分を相互接続する上方室とからなり
、 ６管が第１及び第２の管部分からなり、各管部分が実質
的に垂直な部分と上方部分とからなり、第１及び第２の
管部分の上方部分を相互に接続して、該室内に逆Ｕ字領
域を形成し、該垂直部分をそれぞれ第１及び第２の胴部
分に収め、そして該熱交換器を使用するさいに、該第２
材料の液面を該室内に維持すると共に、この液面を該上
方管部分の接続点の下に位置させたことを特徴とする熱
交換器を提供するものである。
に平行な細長い管の管束と鎖管の周囲で第２材料の流れ
を受け取って、第１材料と第２材料との間で熱交換する
、鎖管を収めた細長い外側胴とからなる形式の熱交換器
において、該外側胴が実質的に垂直な細長い第１及び第
２の胴部分と該胴部分を相互接続する上方室とからなり
、 ６管が第１及び第２の管部分からなり、各管部分が実質
的に垂直な部分と上方部分とからなり、第１及び第２の
管部分の上方部分を相互に接続して、該室内に逆Ｕ字領
域を形成し、該垂直部分をそれぞれ第１及び第２の胴部
分に収め、そして該熱交換器を使用するさいに、該第２
材料の液面を該室内に維持すると共に、この液面を該上
方管部分の接続点の下に位置させたことを特徴とする熱
交換器を提供するものである。
［好適な実施態様の説明］
以下、例示のみを目的として、この発明を添付図面に示
す実施態様について説明する。
す実施態様について説明する。
第１図は、上記に説明した従来蒸気発生器の概略断面図
であり、そして 第２図は、この発明による上記発生器の概略断面図であ
る。
であり、そして 第２図は、この発明による上記発生器の概略断面図であ
る。
第２図について説明するが、第１図と同じ部分は同じ参
照符号で示す。胴２１は平行並列に設けた、２つの細長
い部分２２及び２３からなり、該部分をシールした室２
４によってこれら部分を相互接続する。従って、この態
様では、蒸気排出ヘッダー３は胴部分２３の下端に位置
する。同様に、ナトリウム供給ノズル１１．環状室１２
及び分配格子１３は胴部分２３の下端に位置する。また
、ナトリウム供給ノズル１１及び排出ノズル１６は、各
室の周囲を９００だけ移動して、両胸部分の軸面に対し
て直交するようにするのが好ましい。こうすると、設置
が容易になる。
照符号で示す。胴２１は平行並列に設けた、２つの細長
い部分２２及び２３からなり、該部分をシールした室２
４によってこれら部分を相互接続する。従って、この態
様では、蒸気排出ヘッダー３は胴部分２３の下端に位置
する。同様に、ナトリウム供給ノズル１１．環状室１２
及び分配格子１３は胴部分２３の下端に位置する。また
、ナトリウム供給ノズル１１及び排出ノズル１６は、各
室の周囲を９００だけ移動して、両胸部分の軸面に対し
て直交するようにするのが好ましい。こうすると、設置
が容易になる。
この実施態様では、管束２５の容管は２つの管部分から
なり、一方の管部分を胴部分のそれぞれに収める。また
、管部分は上端を逆Ｕ字チューブ領域２６によって相互
接続する。好ましくは、該領域２６は各管部分の上端を
９０°折り曲げ、対応する各管部分の端部を突き合わせ
溶接して、管束を組み立てさいに、溶接部すべてを実質
的に面２７内に位置させるのが好ましい。
なり、一方の管部分を胴部分のそれぞれに収める。また
、管部分は上端を逆Ｕ字チューブ領域２６によって相互
接続する。好ましくは、該領域２６は各管部分の上端を
９０°折り曲げ、対応する各管部分の端部を突き合わせ
溶接して、管束を組み立てさいに、溶接部すべてを実質
的に面２７内に位置させるのが好ましい。
本発明による蒸気発生器を使用するさいには、室２８内
の液体ナトリウムの液面を２８に維持する。この液面２
８は管溶接部の最下点より下にある。したがって、溶接
部が液体ナトリウムに浸かることはない。液体ナトリウ
ム液面２８上方の空間には、アルゴン等のブランケット
ガスを封入する。このガスは、管の溶接領域からの漏れ
を検出するために使用できる。
の液体ナトリウムの液面を２８に維持する。この液面２
８は管溶接部の最下点より下にある。したがって、溶接
部が液体ナトリウムに浸かることはない。液体ナトリウ
ム液面２８上方の空間には、アルゴン等のブランケット
ガスを封入する。このガスは、管の溶接領域からの漏れ
を検出するために使用できる。
室２４内では、管の折り曲げ部分が液体ナトリウム液面
２８の上に位置しているので、実質的に大きな動的な励
起を受けることはない。したがって、これら部分で管を
支持するために格子板を設ける必要がない。前溝曲部を
支持しないで、比較的可撓性をたもつ状態にしておくこ
とは、管／管及び管／胴の熱膨張差の吸収性を大きくで
きることを意味する。
２８の上に位置しているので、実質的に大きな動的な励
起を受けることはない。したがって、これら部分で管を
支持するために格子板を設ける必要がない。前溝曲部を
支持しないで、比較的可撓性をたもつ状態にしておくこ
とは、管／管及び管／胴の熱膨張差の吸収性を大きくで
きることを意味する。
図示の態様では、胴部分２２．２３の長さは異なってい
るが、いずれもその長さは所望の長さであってよい。例
えば、一方の管の長さを経済性及び蒸発性を満足するよ
うに十分長く取り、他方は過熱性を考慮にいれて決定す
ればよい。
るが、いずれもその長さは所望の長さであってよい。例
えば、一方の管の長さを経済性及び蒸発性を満足するよ
うに十分長く取り、他方は過熱性を考慮にいれて決定す
ればよい。
この発明による蒸気発生器の“折り曲げ構造”は、従来
の直線構造に比較して多数の、非常に重要な利点をもつ
ものである。
の直線構造に比較して多数の、非常に重要な利点をもつ
ものである。
第一に、装置全体の高さをかな゛り低くできる。
例えば、従来は３７ｍであるのに対し、この発明によれ
ば２４ｍである。対応して、装置を設置する建物の低く
できる。さらに、高さが低くなるため、耐震設計に対す
る要求が低くなり、また液体ナトリウムや蒸気の配管を
短縮できる。したがって、設置コストも削減できる。
ば２４ｍである。対応して、装置を設置する建物の低く
できる。さらに、高さが低くなるため、耐震設計に対す
る要求が低くなり、また液体ナトリウムや蒸気の配管を
短縮できる。したがって、設置コストも削減できる。
第２に、この発明による構造によれば、“上向き沸騰（
ｕｐｗａｒｄ ｂｏｉｌｉｎｇ）”が可能になり、これ
は、低い負荷及び操業開始条件下で水力学的に安定であ
るため、有利である。
ｕｐｗａｒｄ ｂｏｉｌｉｎｇ）”が可能になり、これ
は、低い負荷及び操業開始条件下で水力学的に安定であ
るため、有利である。
第３に、製作すべき、かつ輸送すべき管をかなり短縮で
きる。同様に、胴及び隔板の長さも比較的短縮できるの
で、これらの室２４への接続が容易になり、したがって
、製作コスト、製作問題や輸送問題を緩和できる。従来
では、管の突き合わせ溶接は許容できない。というのは
、溶接部は液体ナトリウム内に位置するからである。し
かし、本発明によれば、溶接部は液体すＩ−ＩＪウム液
面の上方にあり、かつガス空間内にあるため、管部分の
溶接に問題がない。このガスは管の漏れを検出するため
に使用できる。
きる。同様に、胴及び隔板の長さも比較的短縮できるの
で、これらの室２４への接続が容易になり、したがって
、製作コスト、製作問題や輸送問題を緩和できる。従来
では、管の突き合わせ溶接は許容できない。というのは
、溶接部は液体ナトリウム内に位置するからである。し
かし、本発明によれば、溶接部は液体すＩ−ＩＪウム液
面の上方にあり、かつガス空間内にあるため、管部分の
溶接に問題がない。このガスは管の漏れを検出するため
に使用できる。
第４に、Ｕ字湾曲部によって可撓性が大きくなるため、
熱膨張差の吸収性、及び組み立て時や管の管板への溶接
時の寸法差の吸収性が向上する。
熱膨張差の吸収性、及び組み立て時や管の管板への溶接
時の寸法差の吸収性が向上する。
この発明をＬＭＣＦ Ｂ Ｒ用の蒸気発生器について説
明してきたが、もちろん、本発明の熱交換器は他の用途
にも適用可能である。
明してきたが、もちろん、本発明の熱交換器は他の用途
にも適用可能である。
第１図は、上記に説明した従来蒸気発生器の概略断面図
であり、そして 第２図は、この発明による上記発生器の概略断面図であ
る。 図中、２１は胴、２２．２３は胴部分、２４は室、２５
は管束、２６はＵ字形湾曲部、２７は面、２８は液面で
ある。
であり、そして 第２図は、この発明による上記発生器の概略断面図であ
る。 図中、２１は胴、２２．２３は胴部分、２４は室、２５
は管束、２６はＵ字形湾曲部、２７は面、２８は液面で
ある。
Claims (7)
- （１）第１材料の流れを伝導する実質的に平行な細長い
管の管束２６と該管の周囲で第２材料の流れを受け取っ
て、第１材料と第２材料との間で熱交換する、該管を収
めた細長い外側胴２１とからなる形式の熱交換器におい
て、 該外側胴が実質的に垂直な細長い第１及び第２の胴部分
２２、２３と該胴部分を相互接続する上方室２４とから
なり、 各管が第１及び第２の管部分からなり、各管部分が実質
的に垂直な部分と上方部分とからなり、第１及び第２の
管部分の上方部分を相互に接続して、該室内に逆Ｕ字領
域を形成し、該垂直部分をそれぞれ第１及び第２の胴部
分に収め、そして該熱交換器を使用するさいに、該第２
材料の液面を該室内に維持すると共に、この液面を該上
方管部分の接続点の下に位置させたことを特徴とする熱
交換器。 - （２）該上方部分を溶接したこと特徴とする請求項第１
項に記載の熱交換器。 - （３）対応する胴部分２２、２３の長手方向に離間設置
した複数の横断支持部材１０によって該胴部分内に各垂
直部分を支持し、そして該室内においてＵ字領域を支持
しないようにしたことを特徴とする請求項第１項又は第
２項に記載の熱交換器。 - （４）該第１材料が水からなり、そして該第２材料が液
体ナトリウムからなることを特徴とする請求項第１〜３
項のいずれか１項に記載の熱交換器。 - （５）該第２材料の液面２８上方の室内領域にブランケ
ットガスを封入したことを特徴とする請求項第１〜４項
のいずれか１項に記載の熱交換器。 - （６）該ブランケットガスがアルゴンであることを特徴
とする請求項第５項に記載の熱交換器。 - （７）請求項第４〜６項のいずれか１項に記載の熱交換
器を使用したことを特徴とする液体金属冷却式高速中性
子増殖炉。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8911741.0 | 1989-05-22 | ||
| GB898911741A GB8911741D0 (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Heat exchangers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0336401A true JPH0336401A (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=10657155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2132404A Pending JPH0336401A (ja) | 1989-05-22 | 1990-05-22 | 熱交換器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5101893A (ja) |
| EP (1) | EP0399722A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0336401A (ja) |
| GB (1) | GB8911741D0 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2153709C2 (ru) * | 1998-09-28 | 2000-07-27 | Опытное конструкторское бюро машиностроения | Парогенератор для интегральных ядерных реакторов |
| FR2805333A1 (fr) * | 2000-02-22 | 2001-08-24 | Gen Electric | Generateur de vapeur integre pour reacteur a metal liquide |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2520755A (en) * | 1948-09-13 | 1950-08-29 | Brown Fintube Co | Multiple tube heat exchanger |
| FR1197675A (fr) * | 1957-09-18 | 1959-12-02 | Babcock & Wilcox France | Groupe évaporatoire |
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