JPS61107100A - 多管式熱交換器 - Google Patents
多管式熱交換器Info
- Publication number
- JPS61107100A JPS61107100A JP22843684A JP22843684A JPS61107100A JP S61107100 A JPS61107100 A JP S61107100A JP 22843684 A JP22843684 A JP 22843684A JP 22843684 A JP22843684 A JP 22843684A JP S61107100 A JPS61107100 A JP S61107100A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- tube
- protective sleeve
- plate
- holes
- 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
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
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0229—Double end plates; Single end plates with hollow spaces
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)
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】
［発明の技術分野］
本発明は多管式熱交換器に係わり、特に伝熱管入口部で
の損傷を防止することのできる多管式熱交換器に関する
。
の損傷を防止することのできる多管式熱交換器に関する
。
［発明の技術的背景とその問題点］
第３図は火力発電所あるいは原子力発電所等で使用され
ている高温高圧水用の多管式熱交換器を示すもので、こ
の多管式熱交換器では、給水人口１から流入した給水は
水室２を通り管板３に固定される伝熱管４に流入した後
、加熱蒸気人口５からドレン出口６に向けて流れる加熱
蒸気により加熱された後、給水用ロアから流出される。
ている高温高圧水用の多管式熱交換器を示すもので、こ
の多管式熱交換器では、給水人口１から流入した給水は
水室２を通り管板３に固定される伝熱管４に流入した後
、加熱蒸気人口５からドレン出口６に向けて流れる加熱
蒸気により加熱された後、給水用ロアから流出される。
このような高温高圧水用の多管式熱交換器では、使用圧
力が高いため、例えば第４図に示寸ように、伝熱管４と
管板３とはシール溶接部８により隅肉溶接されており、
あるいは第５図に示すように、伝熱管４と管板３とは角
溶接されている。
力が高いため、例えば第４図に示寸ように、伝熱管４と
管板３とはシール溶接部８により隅肉溶接されており、
あるいは第５図に示すように、伝熱管４と管板３とは角
溶接されている。
このような多管式熱交換器では、高温高圧水であるボイ
ラ給水あるいは原子炉給水は、第６図に示すように、断
面積の大きな水室２側から伝熱管４側に流れる際に、急
激な断面積の縮少を引き起こすため、伝熱管４人口部に
おいて縮流、渦流現象が発生し、第７図に示すように、
局部的に圧ツノ水頭（Ｐ／γ）が極端に減少し、速度水
頭（Ｖ／２（］）が急増する。従って、ここでの圧力水
頭が、この温度での給水の飽和蒸気圧より低いときには
給水の伝熱管入口部でキャビテーションが発生する。
ラ給水あるいは原子炉給水は、第６図に示すように、断
面積の大きな水室２側から伝熱管４側に流れる際に、急
激な断面積の縮少を引き起こすため、伝熱管４人口部に
おいて縮流、渦流現象が発生し、第７図に示すように、
局部的に圧ツノ水頭（Ｐ／γ）が極端に減少し、速度水
頭（Ｖ／２（］）が急増する。従って、ここでの圧力水
頭が、この温度での給水の飽和蒸気圧より低いときには
給水の伝熱管入口部でキャビテーションが発生する。
このような過渡現象のため、伝熱管４の入口部において
、第８図に示すような侵食９が発生し、従来問題となっ
ている。ここで、実際の系統の運用に際しては、伝熱管
４内での流速に制限を設り、あるいは給水ポンプにより
高圧を負荷することが行われている。
、第８図に示すような侵食９が発生し、従来問題となっ
ている。ここで、実際の系統の運用に際しては、伝熱管
４内での流速に制限を設り、あるいは給水ポンプにより
高圧を負荷することが行われている。
しかしながら、圧力水頭を大きくすることで、この部分
でのキャビテーションを防止することができても、この
部分での渦流等のために発生する侵食現象の防止は難し
く、種々の対策が講じられている。
でのキャビテーションを防止することができても、この
部分での渦流等のために発生する侵食現象の防止は難し
く、種々の対策が講じられている。
また、この部分での侵食は、このような物理的な現象に
よる仙に、伝熱管４が炭素鋼の場合には給水が１００〜
１５０℃の温度で、かつ特定のＰ］」域にあるときには
伝熱管４内面に生ずる酸化被膜が給水中に溶出する現象
が発生ずる。この現象と伝熱管４人口部で渦流域が重複
した場合には侵食が極端に加速される。
よる仙に、伝熱管４が炭素鋼の場合には給水が１００〜
１５０℃の温度で、かつ特定のＰ］」域にあるときには
伝熱管４内面に生ずる酸化被膜が給水中に溶出する現象
が発生ずる。この現象と伝熱管４人口部で渦流域が重複
した場合には侵食が極端に加速される。
このような侵食現象が発生した場合には、これを経年的
に放置すると、給水の加熱蒸気側への漏洩となり、比較
的短時間で多管式熱交換器の寿命となる。
に放置すると、給水の加熱蒸気側への漏洩となり、比較
的短時間で多管式熱交換器の寿命となる。
そこで、例えば第９図に示すように、伝熱管４内に開口
部をベルマウス状に加工された保護スリーブ１０を挿入
し、管板３の水室２側に氷室２ ｆｌｌｌｌの開口部を
ベルマウス状に形成される整流板１１を配置し、整流板
１１人口部での形状抵抗を減じて渦流の発生を緩和する
ことが行われている。
部をベルマウス状に加工された保護スリーブ１０を挿入
し、管板３の水室２側に氷室２ ｆｌｌｌｌの開口部を
ベルマウス状に形成される整流板１１を配置し、整流板
１１人口部での形状抵抗を減じて渦流の発生を緩和する
ことが行われている。
しかしながら、このような方法では、シール溶接部８の
ビード形状が悪い場合には、シール溶接３一 部８の面取り加工をする必要があり、加工に多大な手数
を要覆るという問題がある。
ビード形状が悪い場合には、シール溶接３一 部８の面取り加工をする必要があり、加工に多大な手数
を要覆るという問題がある。
また、第１０図に示すように、伝熱管４と管板３とが隅
肉溶接されている場合には、伝熱管４内に保護スリーブ
１０挿入し、この保護スリーブ１０の先端に当接して整
流板１１を配置することが行われているが、このような
方法では伝熱管４の内側管端を面取り加工する必要があ
り、この加工に多大な時間が費されるという問題がある
。
肉溶接されている場合には、伝熱管４内に保護スリーブ
１０挿入し、この保護スリーブ１０の先端に当接して整
流板１１を配置することが行われているが、このような
方法では伝熱管４の内側管端を面取り加工する必要があ
り、この加工に多大な時間が費されるという問題がある
。
また、保護スリーブ１０には、一般に耐食性に優れたオ
ーステナイト系ステンレス管やチタン管が多用されてい
るが、伝熱管４の肉厚が大ぎくなった場合にはシール溶
接部８の隅肉部も大きくなり、この結果保護スリーブ１
０端面の面取り加工も大きくなり、第１１図に示すよう
に、保護スリー１１３の限界拡管率を越え、クラック１
２が発生するおそれがある。
ーステナイト系ステンレス管やチタン管が多用されてい
るが、伝熱管４の肉厚が大ぎくなった場合にはシール溶
接部８の隅肉部も大きくなり、この結果保護スリーブ１
０端面の面取り加工も大きくなり、第１１図に示すよう
に、保護スリー１１３の限界拡管率を越え、クラック１
２が発生するおそれがある。
［発明の目的］
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもので、
伝熱管に容易に保護スリーブを固着することのできる多
管式熱交換器を提供しようとするものである。
伝熱管に容易に保護スリーブを固着することのできる多
管式熱交換器を提供しようとするものである。
［発明の概要］
すなわち本発明は、伝熱管の一端を挿入する管板の水室
側に整流板を配置し、前記伝熱管内に保護スリーブを挿
入してなる多管式熱交換器において、前記整流板は、前
記管板の貫通孔に対応する位置に貫通孔を有しこれ等の
貫通孔の水室側の開口部をベルマウス状に形成され、前
記保護スリーブは、一端を前記伝熱管内に、細端を前記
整流板の貫通孔内に挿入され、前記伝熱管および整流板
の貫通孔内において拡開され前記伝熱管および整流板の
貫通孔に固定されていることを特徴とする多管式熱交換
器である。
側に整流板を配置し、前記伝熱管内に保護スリーブを挿
入してなる多管式熱交換器において、前記整流板は、前
記管板の貫通孔に対応する位置に貫通孔を有しこれ等の
貫通孔の水室側の開口部をベルマウス状に形成され、前
記保護スリーブは、一端を前記伝熱管内に、細端を前記
整流板の貫通孔内に挿入され、前記伝熱管および整流板
の貫通孔内において拡開され前記伝熱管および整流板の
貫通孔に固定されていることを特徴とする多管式熱交換
器である。
［発明の実施例］
以下本発明の詳細を図面に示す一実施例について説明す
る。
る。
第１図は本発明の多管式熱交換器の一実施例の管板３へ
の伝熱管４の取付部を示すもので、図において符号３は
多数の貫通孔１４を穿設される管板を示している。
の伝熱管４の取付部を示すもので、図において符号３は
多数の貫通孔１４を穿設される管板を示している。
この管板３の貫通孔１４には伝熱管４が挿入され、端部
を溶接され、この部にシール溶接部８が形成されている
。管板３の水室２側には管板３の貫通孔１に対応する位
置に貫通孔１５を有する整流板１１が配置されており、
この整流板１１の貫通孔１５の水室２側は、その開口部
をベルマウス状に形成されている。
を溶接され、この部にシール溶接部８が形成されている
。管板３の水室２側には管板３の貫通孔１に対応する位
置に貫通孔１５を有する整流板１１が配置されており、
この整流板１１の貫通孔１５の水室２側は、その開口部
をベルマウス状に形成されている。
整流板１１には保護スリーブ１３の一端が挿入され、こ
の保護スリーブ１３の細端は伝熱管４内に挿入されてい
る。この保護スリーブ１３は伝熱管４および整流板１１
の貫通孔１４．１５において斜線で示すようにエキスパ
ンダーロールあるいは液圧エキスパンダーにより５〜１
０％の拡管率まで拡管され、伝熱管４おにび整流板１１
の貫通孔１４．１５に固定されている。
の保護スリーブ１３の細端は伝熱管４内に挿入されてい
る。この保護スリーブ１３は伝熱管４および整流板１１
の貫通孔１４．１５において斜線で示すようにエキスパ
ンダーロールあるいは液圧エキスパンダーにより５〜１
０％の拡管率まで拡管され、伝熱管４おにび整流板１１
の貫通孔１４．１５に固定されている。
保護スリーブ１３は、例えば肉厚０．３〜０゜７１１＋
１のオーステナイト系ステンレス鋼あるいはチタンによ
り形成されている。また、保護スリーブ１３の長さは伝
熱管４内を流れる流体のレイノルズ数をＲｅ１伝熱＠４
の内径をＤとすると、 Ｌ＝０．６９Ｒｅ −Ｄ で
求められるし以上の長さとされている。
１のオーステナイト系ステンレス鋼あるいはチタンによ
り形成されている。また、保護スリーブ１３の長さは伝
熱管４内を流れる流体のレイノルズ数をＲｅ１伝熱＠４
の内径をＤとすると、 Ｌ＝０．６９Ｒｅ −Ｄ で
求められるし以上の長さとされている。
以上のように構成された多管式熱交換器は、管板３に伝
熱管４を挿入し、この伝熱管４の一端を溶接した後、管
板３の水室２側に整流板１１の貫通孔１５が管板３の貫
通孔１４と同一軸上に位置するように配置され、この後
整流板１１が管板３に軽く当接するようにして固定され
、さらに保護スリーブ１３が挿入された後、この保護ス
リーブ１３を伝熱管４および整流板１１の貫通孔１４．
１５内において拡開し固定することにより行われる。
熱管４を挿入し、この伝熱管４の一端を溶接した後、管
板３の水室２側に整流板１１の貫通孔１５が管板３の貫
通孔１４と同一軸上に位置するように配置され、この後
整流板１１が管板３に軽く当接するようにして固定され
、さらに保護スリーブ１３が挿入された後、この保護ス
リーブ１３を伝熱管４および整流板１１の貫通孔１４．
１５内において拡開し固定することにより行われる。
以上のように構成された多管式熱交換器では、形状変化
の大きい伝熱管４のシール溶接部８が保護スリーブ１３
により覆われるため、この部において給水は静止状態と
なり乱流の発生が防止され、給水による伝熱管４人口部
の浸食が有効に防止される。また、保護スリーブ１３に
より乱流の発生する予想域が覆われるため、伝熱管４の
損傷がなくなり、多管式熱交換器の寿命を従来より大幅
に向上することができる。
の大きい伝熱管４のシール溶接部８が保護スリーブ１３
により覆われるため、この部において給水は静止状態と
なり乱流の発生が防止され、給水による伝熱管４人口部
の浸食が有効に防止される。また、保護スリーブ１３に
より乱流の発生する予想域が覆われるため、伝熱管４の
損傷がなくなり、多管式熱交換器の寿命を従来より大幅
に向上することができる。
さらに保護スリーブ１３にベルマウス加工を施す必要が
なくなるため、保護スリーブ１３に発生するクラックを
有効に防止することができる。さらに保護スリーブ１３
のベルマウス部が不要となるため、管板３に形成される
貫通孔１４のピッチを小さくすることができ、多管式熱
交換器の小型化を図ることができる。また、シール溶接
部８の面取りあるいは伝熱管４の面取り加工が不要とな
るため、加工工数を従来より大幅に低減することができ
る。
なくなるため、保護スリーブ１３に発生するクラックを
有効に防止することができる。さらに保護スリーブ１３
のベルマウス部が不要となるため、管板３に形成される
貫通孔１４のピッチを小さくすることができ、多管式熱
交換器の小型化を図ることができる。また、シール溶接
部８の面取りあるいは伝熱管４の面取り加工が不要とな
るため、加工工数を従来より大幅に低減することができ
る。
第２図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、この
実施例では、管板３の貫通孔１４から伝熱管４が突出し
て溶接により固定されているため、整流板１１は伝熱管
４の先端に当接されている。
実施例では、管板３の貫通孔１４から伝熱管４が突出し
て溶接により固定されているため、整流板１１は伝熱管
４の先端に当接されている。
このように構成された多管式熱交換器においても、第１
図と同様の効果を得ることができる。
図と同様の効果を得ることができる。
［発明の効果］
以上述べたように本発明の多管式熱交換器では、整流板
と伝熱管を接続して保護スリーブを配置したので、渦流
の発生による伝熱管の浸蝕を有効に防止することができ
る。また保護スリーブを伝熱管および整流板の貫通孔内
において拡開し伝熱管および整流板の貫通孔に固定する
ようにしたので、保護スリーブの伝熱管および整流板へ
の固定を容易かつ確実に行なうことができる。
と伝熱管を接続して保護スリーブを配置したので、渦流
の発生による伝熱管の浸蝕を有効に防止することができ
る。また保護スリーブを伝熱管および整流板の貫通孔内
において拡開し伝熱管および整流板の貫通孔に固定する
ようにしたので、保護スリーブの伝熱管および整流板へ
の固定を容易かつ確実に行なうことができる。
第１図は本発明の多管式熱交換器の一実施例の伝熱管取
付部を示す縦断面図、第２図は本発明の多管式熱交換器
の他の実施例の伝熱管取付部を示す縦断面図、第３図は
従来の多管式熱交換器を示す縦断面図、第４図は隅肉溶
接型の伝熱管を示す縦断面図、第５図は角溶接型の伝熱
管を示す縦断面図、第６図は氷室から伝熱管への流れを
示す説明図、第７図は第６図におけろ水頭の変化を示す
説明図、第８図は伝熱管入口部における侵食を示す縦断
面図、第９図および第１０図はそれぞれ従来の伝熱管取
付部を示す縦断面図、第１１図は保族スリーブに発生す
るクラックを示ＴＩ−ｍ断面図である。 ２・・・・・・・・・・・・水 室 ３・・・・・・・・・・・・管 板 ４・・・・・・・・・・・・伝熱管 ８・・・・・・・・・・・・シール溶接部１１・・・・
・・・・・・・・整流板 １３・・・・・・・・・・・・保護スリーブ１４・・・
・・・・・・・・・貫通孔 代理人弁理士 須 山 佐 − 寸 第１０図 ヌ
付部を示す縦断面図、第２図は本発明の多管式熱交換器
の他の実施例の伝熱管取付部を示す縦断面図、第３図は
従来の多管式熱交換器を示す縦断面図、第４図は隅肉溶
接型の伝熱管を示す縦断面図、第５図は角溶接型の伝熱
管を示す縦断面図、第６図は氷室から伝熱管への流れを
示す説明図、第７図は第６図におけろ水頭の変化を示す
説明図、第８図は伝熱管入口部における侵食を示す縦断
面図、第９図および第１０図はそれぞれ従来の伝熱管取
付部を示す縦断面図、第１１図は保族スリーブに発生す
るクラックを示ＴＩ−ｍ断面図である。 ２・・・・・・・・・・・・水 室 ３・・・・・・・・・・・・管 板 ４・・・・・・・・・・・・伝熱管 ８・・・・・・・・・・・・シール溶接部１１・・・・
・・・・・・・・整流板 １３・・・・・・・・・・・・保護スリーブ１４・・・
・・・・・・・・・貫通孔 代理人弁理士 須 山 佐 − 寸 第１０図 ヌ
Claims (3)
- （１）伝熱管の一端を挿入する管板の水室側に整流板を
配置し、前記伝熱管内に保護スリーブを挿入してなる多
管式熱交換器において、前記整流板は、前記管板の貫通
孔に対応する位置に貫通孔を有しこれ等の貫通孔の水室
側の開口部をベルマウス状に形成され、前記保護スリー
ブは、一端を前記伝熱管内に、他端を前記整流板の貫通
孔内に挿入され、前記伝熱管および整流板の貫通孔内に
おいて拡開され前記伝熱管および整流板の貫通孔に固定
されていることを特徴とする多管式熱交換器。 - （２）保護スリーブは、オーステナイト系ステンレス鋼
またはチタンからなる特許請求の範囲第１項記載の多管
式熱交換器。 - （３）保護スリーブは、伝熱管内を流れる流体のレイノ
ルズ数をＲｅ、伝熱管の内径をＤとすると、Ｌ＝０．６
９Ｒｅ・Ｄで求められるＬ以上の長さである特許請求の
範囲第１項または第２項記載の多管式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22843684A JPS61107100A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 多管式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22843684A JPS61107100A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 多管式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61107100A true JPS61107100A (ja) | 1986-05-24 |
Family
ID=16876456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22843684A Pending JPS61107100A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 多管式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61107100A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008545114A (ja) * | 2005-07-07 | 2008-12-11 | ルール・エール・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | 耐熱性の管板ライニングを持つ多管円筒形熱交換器 |
| WO2019196661A1 (zh) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 | 不锈钢换热器、燃气热水装置及换热器的制作方法 |
-
1984
- 1984-10-30 JP JP22843684A patent/JPS61107100A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008545114A (ja) * | 2005-07-07 | 2008-12-11 | ルール・エール・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | 耐熱性の管板ライニングを持つ多管円筒形熱交換器 |
| WO2019196661A1 (zh) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 | 不锈钢换热器、燃气热水装置及换热器的制作方法 |
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