JPS60243494A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPS60243494A JPS60243494A JP9665784A JP9665784A JPS60243494A JP S60243494 A JPS60243494 A JP S60243494A JP 9665784 A JP9665784 A JP 9665784A JP 9665784 A JP9665784 A JP 9665784A JP S60243494 A JPS60243494 A JP S60243494A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shell
- heat exchanger
- tubes
- tube
- branch
- 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
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 19
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 abstract description 9
- 230000035882 stress Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- 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
- F28D7/08—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 being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- 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
本発明は、発電プラント、化学プラント等において使用
する熱交換器に関するものである。
する熱交換器に関するものである。
従来の技術
発電プラント、化学プラント等におし・では熱交換器を
使用するが、この種の熱交換器において、シェルと伝熱
管との間に温度差が来し、両者の間に大きな温度差があ
る場合には、両者の熱膨張差が生じるため、これを吸収
し熱応力を低減させることが必要である。
使用するが、この種の熱交換器において、シェルと伝熱
管との間に温度差が来し、両者の間に大きな温度差があ
る場合には、両者の熱膨張差が生じるため、これを吸収
し熱応力を低減させることが必要である。
従来、この種の熱交換器として、第４ａ図ないし第４ｄ
図に示すような構造のものがある。
図に示すような構造のものがある。
即ち、シェル１と伝熱管との間に温度差が小さい場合に
は、第１ａ図に示すように、管板３はシェル１に固定し
ている。なお４は伝熱管２群の間に交互に配設されたバ
ッフル板である。
は、第１ａ図に示すように、管板３はシェル１に固定し
ている。なお４は伝熱管２群の間に交互に配設されたバ
ッフル板である。
しかし、シェル１と伝熱管２との間に大きな温度差があ
る場合には、両者の熱膨張の割合に大きな差が生じるた
め、これを吸収する機構が必要となる。
る場合には、両者の熱膨張の割合に大きな差が生じるた
め、これを吸収する機構が必要となる。
第１ｂ図に示すものは、管板３１とシェル１との間にベ
ローズ５を設けて、シェル１と伝熱管２との熱膨張差を
吸収させるタイプである。
ローズ５を設けて、シェル１と伝熱管２との熱膨張差を
吸収させるタイプである。
しかし、第１ｂ図に示すものは、形状が複雑になると共
に、ベローズ５の伸縮が不均一となり、管板３′が傾い
たり、横方向へずれたりする可能性がある。
に、ベローズ５の伸縮が不均一となり、管板３′が傾い
たり、横方向へずれたりする可能性がある。
また、第１Ｃ図に示すものは、伝熱管２にベント部６を
設けたものであるが、伝熱管２の加工に手間がかかると
共に、シェル１の径が大きくなるという欠点がある。
設けたものであるが、伝熱管２の加工に手間がかかると
共に、シェル１の径が大きくなるという欠点がある。
さらに、第１ｄ図に−示すように、シェル１および伝熱
管２の曲げて、この屈曲部分によって熱膨張の差を吸収
するようにしたタイプも考えられる。
管２の曲げて、この屈曲部分によって熱膨張の差を吸収
するようにしたタイプも考えられる。
しかし、これは製作が困難である上に、シェル１の熱に
よる伸びが一様とならないため、管板３等に無理な力が
かかるおそれがある。
よる伸びが一様とならないため、管板３等に無理な力が
かかるおそれがある。
発明が解決しようとする問題点
−」二記のよ−うに、熱交換器によって例えば高温ガス
と水との熱交換を行なう場合などは、シェルと伝熱管と
の間には大きな温度差が生じるため、両者の熱膨張の差
を吸収し、熱応力を低減させる機構が必要となる。
と水との熱交換を行なう場合などは、シェルと伝熱管と
の間には大きな温度差が生じるため、両者の熱膨張の差
を吸収し、熱応力を低減させる機構が必要となる。
本発明は、上記従来の欠点を解消し、熱交換器のシェル
と伝熱管との熱膨張差による熱応力を低減し、製作が容
易で信頼性の高い熱交換器を提供することにある。
と伝熱管との熱膨張差による熱応力を低減し、製作が容
易で信頼性の高い熱交換器を提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明は、上記問題点を解決するために、円筒形シェル
内の一端部に配設した管板に複数本の伝熱管の一端を取
付けるとともに、前記円筒形シェルに分岐部を延出して
設け、該分岐部に連通ずるように前記伝熱管を屈曲させ
、該伝熱管の他端を前記分岐部に配設した管板に取利け
たように構成したものである。
内の一端部に配設した管板に複数本の伝熱管の一端を取
付けるとともに、前記円筒形シェルに分岐部を延出して
設け、該分岐部に連通ずるように前記伝熱管を屈曲させ
、該伝熱管の他端を前記分岐部に配設した管板に取利け
たように構成したものである。
作用
本発明は上記のように熱交換器を構成することにより、
シェルと伝熱管との熱膨張差による熱応力をシェルの分
岐部における変形によって吸収することができ、シェル
は従来の円筒形の構造のものを使用することができ構造
が簡単になり製作が容易になる。
シェルと伝熱管との熱膨張差による熱応力をシェルの分
岐部における変形によって吸収することができ、シェル
は従来の円筒形の構造のものを使用することができ構造
が簡単になり製作が容易になる。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面とともに説明する。
第１ａ図および第１ｂ図に本発明の熱交換器の概略を示
す。同図において、円筒形シェル１１にはその上側壁に
１次側流体の入口１２が、また、その下端には１次側流
体の出口１３が、更にその上端（では、２次側流体出口
１４がそれぞれ設けられている。円筒形シェル１１には
１個ないし複数個（第２ｂ図に示すように４個）の２次
側流体入口用の分岐部１５が延出して設けられており、
分岐部の端部には２次側流体の入口１６が設けられてい
る。
す。同図において、円筒形シェル１１にはその上側壁に
１次側流体の入口１２が、また、その下端には１次側流
体の出口１３が、更にその上端（では、２次側流体出口
１４がそれぞれ設けられている。円筒形シェル１１には
１個ないし複数個（第２ｂ図に示すように４個）の２次
側流体入口用の分岐部１５が延出して設けられており、
分岐部の端部には２次側流体の入口１６が設けられてい
る。
円筒形シェル１１の内部には複数本の伝熱管１７が配設
されており、その一端は円筒形シェル１１内の一端部に
配設された上部管板１８に固定されている。伝熱管１７
は分岐部１５に連通ずるように分岐部１５で９０°曲が
っており、その他端は、分割されて各分岐部１５に配設
された下部管板１９に固定されている。
されており、その一端は円筒形シェル１１内の一端部に
配設された上部管板１８に固定されている。伝熱管１７
は分岐部１５に連通ずるように分岐部１５で９０°曲が
っており、その他端は、分割されて各分岐部１５に配設
された下部管板１９に固定されている。
なお、伝熱管１７には、その軸方向に沿って間隔をおい
て交互に複数のパンフル板２ｏが配設されており、１次
側流体の流路はバッフル板２ｏによって仕切られ、各パ
ンフル板２ｏはタイロッド２１によって連結されている
。
て交互に複数のパンフル板２ｏが配設されており、１次
側流体の流路はバッフル板２ｏによって仕切られ、各パ
ンフル板２ｏはタイロッド２１によって連結されている
。
シェル１１内の伝熱管１７の配置は、適宜であってよい
が、その−例を第２図に示す。同図における例は、シェ
ル１１の分岐部１５を４個所設けたものである。この場
合は、シェル１１の中で伝熱管１７を４つの群に分割し
、各群はそれぞれ断面方向でほぼ円形状に配置し、各伝
熱管群の間の隙間にはタイロッド２１を挿通できるよう
にスペースを設けておく。なお、各伝熱管群はシェル１
１の分岐部１５で矢印の方向へ屈曲するものである。
が、その−例を第２図に示す。同図における例は、シェ
ル１１の分岐部１５を４個所設けたものである。この場
合は、シェル１１の中で伝熱管１７を４つの群に分割し
、各群はそれぞれ断面方向でほぼ円形状に配置し、各伝
熱管群の間の隙間にはタイロッド２１を挿通できるよう
にスペースを設けておく。なお、各伝熱管群はシェル１
１の分岐部１５で矢印の方向へ屈曲するものである。
上記のように構成された熱交換器において、１次側流体
は入口１２からシェル］１内に流入し、バッフル板２０
によって流れを規制されながら伝熱管１７０間を流れ１
次側流体出口１３から流出する。一方、２次側流体は入
口１６より流入し、伝熱管１７内を流れる間、管壁を介
して１次側流体と熱交換した後、２次側流体出口１４よ
り流出する。
は入口１２からシェル］１内に流入し、バッフル板２０
によって流れを規制されながら伝熱管１７０間を流れ１
次側流体出口１３から流出する。一方、２次側流体は入
口１６より流入し、伝熱管１７内を流れる間、管壁を介
して１次側流体と熱交換した後、２次側流体出口１４よ
り流出する。
この際、シェル１と伝熱管１７との間の温度差が大きく
なると、両者の熱膨張の差によって伝熱管１７および上
部管板１８、下部管板１９に応力がかかる。この応力は
伝熱管１７の分岐部１５内の屈曲した部分がわずかに変
形することによって吸収される。
なると、両者の熱膨張の差によって伝熱管１７および上
部管板１８、下部管板１９に応力がかかる。この応力は
伝熱管１７の分岐部１５内の屈曲した部分がわずかに変
形することによって吸収される。
シェル１の分岐部１５におけるシェル１と伝熱管１７と
の間の熱膨張差によって生じる熱応力を低減させる他の
実施例として２次側流体入口部の構造例を第３図に示す
。同図において、シェル１の分岐部１５と下部管板１９
との間にサーマルスリーブ２２を設ける。これによりシ
ェル１と下部管板１９との接続部の熱応力を小さくする
ことができ、従って伝熱管１７ＶＣ対する熱応力を緩和
するととができる。
の間の熱膨張差によって生じる熱応力を低減させる他の
実施例として２次側流体入口部の構造例を第３図に示す
。同図において、シェル１の分岐部１５と下部管板１９
との間にサーマルスリーブ２２を設ける。これによりシ
ェル１と下部管板１９との接続部の熱応力を小さくする
ことができ、従って伝熱管１７ＶＣ対する熱応力を緩和
するととができる。
発明の効果
以上の説明から明らかな通り、本発明の構成によって、
従来のベローズ等が不要となるとともに、構造が簡単に
なり、製作も容易になる。そして熱交換器のシェルと伝
熱管の熱膨張差による熱応力を著しく低減させることが
できる。
従来のベローズ等が不要となるとともに、構造が簡単に
なり、製作も容易になる。そして熱交換器のシェルと伝
熱管の熱膨張差による熱応力を著しく低減させることが
できる。
また、下部管板を熱交換器の軸から遠くに配置すれば、
それだけフレキ／ビリティが大きくとることができ、吸
収できる熱伸び量を大きくすることができるとともに、
この場合でもシェルの外径を大きくする必要がない等の
利点がある。
それだけフレキ／ビリティが大きくとることができ、吸
収できる熱伸び量を大きくすることができるとともに、
この場合でもシェルの外径を大きくする必要がない等の
利点がある。
第１ａ図は本発明の熱交換器の実施例を示す縦断面概略
図、第１ｂ図は第１ａ図の一部横断面上面図、第２図は
第１ａ図のＡ−Ａ矢視横断面図、第３図は本発明の熱交
換器の分岐部の他の実施例を示す縦断面概略図、第４８
図ないし第４ｄ図は従来の各種熱交換器を示す断面概略
図である。 １１・・シェル、１２・・１次側流体入口、１３・・１
次側流体出口、１４・・２次側流体出、１５・・分岐部
、１６・・２次側流体入口、１７・・伝熱管、１８・・
−上部管板、１９・・下部管板、２０・・バッフル板、
２１−・タイロッド、２２・・サーマルスリーブ。 （ほか２名） 第１α図 第２図 第づ図 第４ａ図 第４ｂ図 第４ｃ図 第４出図
図、第１ｂ図は第１ａ図の一部横断面上面図、第２図は
第１ａ図のＡ−Ａ矢視横断面図、第３図は本発明の熱交
換器の分岐部の他の実施例を示す縦断面概略図、第４８
図ないし第４ｄ図は従来の各種熱交換器を示す断面概略
図である。 １１・・シェル、１２・・１次側流体入口、１３・・１
次側流体出口、１４・・２次側流体出、１５・・分岐部
、１６・・２次側流体入口、１７・・伝熱管、１８・・
−上部管板、１９・・下部管板、２０・・バッフル板、
２１−・タイロッド、２２・・サーマルスリーブ。 （ほか２名） 第１α図 第２図 第づ図 第４ａ図 第４ｂ図 第４ｃ図 第４出図
Claims (1)
- 円筒形シェル内の一端部に配設した管板に複数重の伝熱
管の一端を取付けるとともに、前記円筒形シェルに分岐
部を延出して設け、該分岐部に連通ずるように前記伝熱
管を屈曲させ、該伝熱管の他端を前記分岐部に配設した
管板に取付けたことを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9665784A JPS60243494A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9665784A JPS60243494A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60243494A true JPS60243494A (ja) | 1985-12-03 |
Family
ID=14170904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9665784A Pending JPS60243494A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60243494A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2762902A1 (fr) * | 1997-04-30 | 1998-11-06 | Valeo Thermique Moteur Sa | Echangeur de chaleur a faisceau de tubes horizontaux, notamment pour le refroidissement d'un moteur de vehicule automobile |
| US20190128613A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-02 | Holtec International | Shell and tube heat exchangers |
| US11512902B2 (en) | 2017-11-01 | 2022-11-29 | Holtec International | Flow baffles for shell and tube heat exchangers |
| US11796255B2 (en) | 2017-02-24 | 2023-10-24 | Holtec International | Air-cooled condenser with deflection limiter beams |
-
1984
- 1984-05-16 JP JP9665784A patent/JPS60243494A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2762902A1 (fr) * | 1997-04-30 | 1998-11-06 | Valeo Thermique Moteur Sa | Echangeur de chaleur a faisceau de tubes horizontaux, notamment pour le refroidissement d'un moteur de vehicule automobile |
| US11796255B2 (en) | 2017-02-24 | 2023-10-24 | Holtec International | Air-cooled condenser with deflection limiter beams |
| US20190128613A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-02 | Holtec International | Shell and tube heat exchangers |
| US11306972B2 (en) * | 2017-11-01 | 2022-04-19 | Holtec International | Shell and tube heat exchangers |
| US11512902B2 (en) | 2017-11-01 | 2022-11-29 | Holtec International | Flow baffles for shell and tube heat exchangers |
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