JPS5819002B2 - 管束熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円筒形ハウジング内の上下管板間に複数の管
を平行に配置１ルた管束を有する熱交換器を有する、圧
力差の大きい物質間の熱交換用の管束熱交換器に関する
。

この種の管束熱交換器では、高温物質の急激な冷却を目
的として、物質流入側に取付けてある管束熱交換器の管
板を肉薄に形成し、ある装置を用いて管束熱交換器のス
リーブ内の低温物質の高圧による座屈から該肉薄の管板
を保護し、生ずる低温物質を一様に分配して前記肉薄の
管板に導き、蒸気ドラムからの低温物質の供給と熱交換
後に蒸気ドラムへの該物質の排出を行う必要があった。

これらの要件を満たすため、管束熱交換器の管板を高温
物質流入側では肉薄に形成し、管の低温末端部にある管
板は通常の厚さに形成し、該肉薄管板の応力除去装置を
低温物質貫流範囲に、アンカーから間隔を置きかつ該ア
ンカーにより肉薄管板と結合して配置し、また肉薄管板
に向かって一様に分配された低温物質導管用のそらせ板
を備え、分離蒸気ドラムに下降管及び上昇管を備えたも
のが知られている（ドイツ特許第１２９４９８１号公報
）。

しかしながら低温物質用そらせ板を備えた肉薄管板の応
力除去装置の取り付けは、工場サ１′ドでの高額な経費
を必要としており、下降管及び上昇管を備えた分離蒸気
ドラムの現場での据付けもかなりの経費を要する。

そこで本発明の目的は、肉薄管板の応力除去装置を廃す
ことのできる新たな構造の上記種類の管束熱交換器を提
供することにある。

上記の課題を達成するため、本発明の目的は、円筒形ハ
ウジング内の上下管板間に複数の管を平行に配置１ルた
管束を有する熱交換器と、該円筒形ハウジングに対して
軸線が相互に直交するように配置してこれに固定連結さ
れた円筒形スリーブを有する蒸気ドラムからなり、該蒸
気ドラムがその上部で肉薄の上部管板を収容する位置に
配置されていることを特徴とする圧力差の大きい物質量
の熱交換を行う管束熱交換器を提供せんとするにある。

これによって工場における製造費ならびに現場の据付の
費用が高む高温物質流入側の肉薄管板用応力除去装置を
省くことができる。

管のまわりの低温物質の圧力が高い場合相互に反対方向
に作用する管の縦方向の膨張と管束熱交換器のハウジン
グの縦方向の収縮とか、蒸気ドラムのスリーブの相応す
る大きさの横方向の膨張によって完全に相殺される点に
注目すべきである。

ハウジングあるいはスリーブと管との温度によって生ず
る例えば十分の数ミリ程度の僅かの差は、周知の方法で
管板の外側縁部で薄膜として働くこの２個の肉薄管板に
よって吸収される。

本発明の好適な実施例によれば、複数の管束熱交換器が
１個の蒸気ドラムと一体に連結されている。

これによって蒸気ドラムにおけるドラム本体、下降管お
よび上昇管の現場の据付は作業が節約できる。

また管束熱交換器の所定の圧力および温度状態に応じて
２個の肉薄管板がより強く外側に座屈する可能性がある
場合には、管を引張初期応力をかけながら取り付けると
よい。

また管をその全長にわたってかつ肉薄管板を高温物質の
流入側で十分冷却できるようにするため、本発明のある
実施例では、管束を円筒形内側スリーブによって取囲ま
せ、該スリーブに高温物質流入側の管板に対しては内側
スリーブの外側の氷室と内側スリーブの内側の気氷室と
の連結のため２個の切欠きを設け、管の低温側の管板に
対しては気氷室と蒸気室との間の連結のため１個の切欠
きを設けることができる。

また気氷室に上下管板の少くとも一方に平行にかつこれ
に対して間隔を置いてそらせ板を設け、気氷室の出入口
に生ずる流れが管板に沿って生ずるようにすると、管板
付近に蒸気クッションの滞留が生ずることを防止し、管
板の高温化を回避できる。

本発明によれば、冷却される物質の流出側の管板が肉薄
である。

該管板は通常の管板よりもかなり廉価であり、また冷却
される物質の出発温度が往々にして高くても許容極限応
力値を上まわるほど上昇することはない。

高温物質流入側の管板を介して流路を配置することによ
って、目標とする横流れが該管板を介して達せられる。

該横流れは固形物が発生した場合それを管板の熱応力負
荷部分から管板縁部へと洗浄し、該縁部は高温物質用入
口フードの断熱層によってカバーされている。

ここでは固形沈澱物はなんらの害も惹起することなく、
ブローソケット管を介して容易に取り去ることができる
。

以下において本発明のその他の特徴を、その１実施例を
示す添付図面を参照して詳細に説明する。

図示された管束熱交換器は、円筒形ハウジングを有する
管束熱交換器１と円筒形スリーブ４を有する蒸気ドラム
３とで構成されており、２つの円筒体２，４はその軸線
が相互に直交するように配置されて、固定結合されてい
る。

冷却される高温物質が貫流する管５は、高温物質の流入
側ではハウジング２と結合した肉薄管板６に、そして冷
却済みの物質の流出側では、スリーブ４の上側と結合し
た肉薄管板７にそれぞれ固定されている。

束を成して配置された管５は円筒形内側スリーブ８によ
って取り囲まれており、該スリーブは下部管板６上に在
って上方に上部管板Ｔまで案内されている。

内側スリーブ８は下部管板６付近に切欠き部９を備えて
いる。

内側スリーブ８は切欠き部９の反対側の下部管板６付近
に、切欠き部９の２倍の高さを有する別の切欠き部１０
を備えている。

下部管板６に平行に内側スリーブＢ内に嵌入された円形
そらせ板１１が下部管板６に沿った冷水の所望の流れを
生せしめる。

環状部形状の分離板１２と長方形分離板１３とが転向室
を形成しているが、該室は水室１４と結合していない。

内側スリーブ８の上側末端には上昇する気水混合物を吐
出する内側スリーブ８の部分的膨径部１５が１側に設け
てあり、該膨径部は壁１６によって蒸気ドラム３の蒸気
室１７に対して密閉されており、その結果気水混合物は
上部管板７と該管板に平行に配置された円形そらせ板１
８との間を求める流れとして管板７付近を該管板に沿っ
て流れることができそれによってこの範囲での蒸気クッ
ションの滞留が回避される。

気水室１９、すなわち内側スリーブ８内部の室から蒸気
室１７への気水混合物の排出は内側スリーブ８の切欠き
部２０を通しておこなわれる。

蒸気ドラム３内の水位は２１であられしである。

入口管２２を通して水は蒸気ドラム３へと圧入され、他
方蒸気は出口管２３を通って蒸気ドラム３を去る。

高温物質は矢印２４の方向より、内側断熱層２６を備え
管板６の管板縁部２７を断熱しながらカバーする入口管
２５へ導入され、管５を貫流し、出口管２８を通って矢
印方向２９へと交換器を離れる。

水は水室１４内を矢印方向３０ａへと流れて下部管板６
へと向かい、そして更に該下部管板付近の流路を通って
矢印方向３０ｂへと流れて気水室１９へと入り、そして
そこから気水混合物として矢印方向３１を通って蒸気室
１７へと流れる。

円筒形ハウジング２のブローソケット管３２で、そして
その遮断装置は３３であられしである。

【図面の簡単な説明】

第１図は高圧低温物質としての水を有する直立管束熱交
換器の第２図１−Ｉ線による縦断面を示す。 第２図は第１図■−■線による横断面を示す。第３図は
第１図Ｉ−Ｉ線による横断面を示す。 １・・・熱交換器、２・・・円筒形ハウジング、３・・
・蒸気ドラム、４，８・・・スリーブ、５・・・管、６
，７・・・管板、９，１０・・・凹部、１１・・・そら
せ板、１２・・・分離板、１７・・・蒸気室、１９・・
・気水室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒形ハウジング内の上下管板間に複数の管を平行
   に配置１ルた管束を有する熱交換器と、該円筒形ハウジ
   ングに対して軸線が相互に直交するように配置してこれ
   に固定連結された円筒形スリーブを有する蒸気ドラムか
   らなり、該蒸気ドラムがその上部で肉薄の上部管板を収
   容する位置に配置されていることを特徴とする圧力差の
   大きい物質間の熱交換を行う管束熱交換器。 ２ 複数の管束熱交換器が１個の蒸気ドラムと一体に連
   結されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の熱交換器。 ３ 熱交換器が円筒形の内側スリーブによって取囲まれ
   ており、該内側スリーブが下部管板附近に外側の氷室と
   内側の気氷室を連結する切欠き部を、また上部管板附近
   には気氷室と蒸気室を連結する切欠き部を備えているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の熱交換器。 ４ 気氷室に上下管板の少くとも一方に平行にかつこれ
   に対して間隔を置いてそらせ板を設け、気氷室の出入口
   に生ずる流れが管板に沿って生ずるようにしたことを特
   徴とする前記特許請求の範囲第３項の熱交換器。