JPH0146798B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0146798B2 JPH0146798B2 JP15158584A JP15158584A JPH0146798B2 JP H0146798 B2 JPH0146798 B2 JP H0146798B2 JP 15158584 A JP15158584 A JP 15158584A JP 15158584 A JP15158584 A JP 15158584A JP H0146798 B2 JPH0146798 B2 JP H0146798B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- heat
- primary
- fluid
- flow path
- 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
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 24
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 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 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K44/00—Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
- H02K44/02—Electrodynamic pumps
- H02K44/04—Conduction pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は熱交換器に係り、特に液体金属のよう
な導電性流体どうしの熱交換用に好適な電磁フロ
ーカツプラ型熱交換器に関する。
な導電性流体どうしの熱交換用に好適な電磁フロ
ーカツプラ型熱交換器に関する。
液体金属たとえば液体ナトリウム用熱交換器は
今まで多種多様の型式が考案され実用されてい
る。最も一般的な構造として知られているシエ
ル・アンドチユーブ型熱交換器を第7図に示す。
この構造は米国LMEC委員会が発表している
「Liquid Metals Handbook(Sodium and Nak
Supplement)」1967−6に記載されているものの
一例である。また、この熱交換器を高速炉(高速
増殖炉)の一次系から二次系へ熱を輸送するため
の中間熱交換器として用いた場合、第8図に示す
冷却系統図も記載されている。
今まで多種多様の型式が考案され実用されてい
る。最も一般的な構造として知られているシエ
ル・アンドチユーブ型熱交換器を第7図に示す。
この構造は米国LMEC委員会が発表している
「Liquid Metals Handbook(Sodium and Nak
Supplement)」1967−6に記載されているものの
一例である。また、この熱交換器を高速炉(高速
増殖炉)の一次系から二次系へ熱を輸送するため
の中間熱交換器として用いた場合、第8図に示す
冷却系統図も記載されている。
まずこの従来技術の構造及び機能について説明
する。第8図は高速炉の一次系、二次系および、
蒸気系の冷却系を示したものである。高速炉の炉
容器1の内部に原子炉の炉心2があり、液体ナト
リウム等の一次冷却材3が充満している。炉容器
1の底部に入口、上部に出口ノズルがあり、入口
ノズル部には一次系ポンプ4、出口ノズル部に中
間熱交換器5を配管6で接続して一次冷却系7を
型成する。中間熱交換器5の二次側に二次系ポン
プ8および蒸気発生器9を配管10で接続して二
次冷却系11を型成する。蒸気発生器9の二次側
に給水ポンプ12、および発電機13を直結した
蒸気タービン14を配管15で接続して蒸気系1
6を型成する。炉心2で発熱した熱は一次系ポン
プ4の駆動により冷却材3を流動し、中間熱交換
器5側に輸送される。二次系11では二次系ポン
プの駆動により中間熱交換器5の熱を蒸気発生器
9側に輸送する。輸送されて来た熱で蒸気発生器
9は給水ポンプ12からの水を過熱蒸気にし蒸気
タービン14へ送給し、そのタービンを駆動し、
発電機13を回転し、発電機13から電気を得る
システムである。
する。第8図は高速炉の一次系、二次系および、
蒸気系の冷却系を示したものである。高速炉の炉
容器1の内部に原子炉の炉心2があり、液体ナト
リウム等の一次冷却材3が充満している。炉容器
1の底部に入口、上部に出口ノズルがあり、入口
ノズル部には一次系ポンプ4、出口ノズル部に中
間熱交換器5を配管6で接続して一次冷却系7を
型成する。中間熱交換器5の二次側に二次系ポン
プ8および蒸気発生器9を配管10で接続して二
次冷却系11を型成する。蒸気発生器9の二次側
に給水ポンプ12、および発電機13を直結した
蒸気タービン14を配管15で接続して蒸気系1
6を型成する。炉心2で発熱した熱は一次系ポン
プ4の駆動により冷却材3を流動し、中間熱交換
器5側に輸送される。二次系11では二次系ポン
プの駆動により中間熱交換器5の熱を蒸気発生器
9側に輸送する。輸送されて来た熱で蒸気発生器
9は給水ポンプ12からの水を過熱蒸気にし蒸気
タービン14へ送給し、そのタービンを駆動し、
発電機13を回転し、発電機13から電気を得る
システムである。
このシステムにおいて、一次冷却系7は放射性
冷却材が循環するため安全性確保のため中間熱交
換器5を介して一旦二次冷却系11の非放射性冷
却材に熱を移した後過熱蒸気を得るものである。
冷却材が循環するため安全性確保のため中間熱交
換器5を介して一旦二次冷却系11の非放射性冷
却材に熱を移した後過熱蒸気を得るものである。
第7図はシエル・アンド・チユーブ型中間熱交
換器5の具体的構造を示した一例である。
換器5の具体的構造を示した一例である。
円筒状のシエル21の内部に複数本のチユーブ
状の伝熱管22を上部管板23および下部管板2
4間に支えて管束25を形成する。管束25はシ
エル21の内側に設けた支持機構26で支えら
れ、上部管板23、および下部管板24のそれぞ
れの部分に上部プレナム27および下部プレナム
28を形成する。管束25領域でシエル上部に一
次入口ノズル29を下部に一次出口ノズル30を
設け、下部プレナム部に二次入口ノズル31を上
部プレナム部に二次出口ノズル32を設ける。以
上のように構成された中間熱交換器5は、加熱流
体33を外部のポンプによつて一次入口ノズル3
9から導入し伝熱管22の外周を通過し、一次出
口ノズルから流出する。一方、被加熱流体34を
外部のポンプにより二次入口ノズル31から導入
し、下部プレナム28部で各伝熱管22へ分流
し、各伝熱管22の内部を流動し、上部プレナム
部27で合流し、二次入口ノズル32から流出す
る。したがつて、伝熱管束25部分では、加熱流
体33と被加熱流体34は伝熱壁を介して対向流
となり、加熱流体33側から被加熱流体34側に
熱交換される。
状の伝熱管22を上部管板23および下部管板2
4間に支えて管束25を形成する。管束25はシ
エル21の内側に設けた支持機構26で支えら
れ、上部管板23、および下部管板24のそれぞ
れの部分に上部プレナム27および下部プレナム
28を形成する。管束25領域でシエル上部に一
次入口ノズル29を下部に一次出口ノズル30を
設け、下部プレナム部に二次入口ノズル31を上
部プレナム部に二次出口ノズル32を設ける。以
上のように構成された中間熱交換器5は、加熱流
体33を外部のポンプによつて一次入口ノズル3
9から導入し伝熱管22の外周を通過し、一次出
口ノズルから流出する。一方、被加熱流体34を
外部のポンプにより二次入口ノズル31から導入
し、下部プレナム28部で各伝熱管22へ分流
し、各伝熱管22の内部を流動し、上部プレナム
部27で合流し、二次入口ノズル32から流出す
る。したがつて、伝熱管束25部分では、加熱流
体33と被加熱流体34は伝熱壁を介して対向流
となり、加熱流体33側から被加熱流体34側に
熱交換される。
以上記述したように従来型の中間熱交換器を動
作するためには補機として一次および二次ポンプ
4,8が必要になる。一次冷却系は放射性流体が
流動するため一次系に使われる機器のメンテナン
スは非常に難しい。したがつて機器の高い信頼性
が要求される。特に一次、二次の両機械式ポンプ
4,8には回転部品があり、トラブル発生の最も
高いポテンシヤルを持つている機器である。でき
れば、このような機器を省略したシンプルなシス
テムが望まれるが従来の中間熱交換器を用いる限
り一次、二次の両ポンプ4,8は必要になる。
作するためには補機として一次および二次ポンプ
4,8が必要になる。一次冷却系は放射性流体が
流動するため一次系に使われる機器のメンテナン
スは非常に難しい。したがつて機器の高い信頼性
が要求される。特に一次、二次の両機械式ポンプ
4,8には回転部品があり、トラブル発生の最も
高いポテンシヤルを持つている機器である。でき
れば、このような機器を省略したシンプルなシス
テムが望まれるが従来の中間熱交換器を用いる限
り一次、二次の両ポンプ4,8は必要になる。
本発明の目的は、一次あるいは二次流体の一方
側のポンプ駆動で両流体を流動することのできる
電磁フローカツプラ型熱交換器を提供することに
ある。
側のポンプ駆動で両流体を流動することのできる
電磁フローカツプラ型熱交換器を提供することに
ある。
本発明は、一次流路と二次流路とを交互に配列
し、その流路断面型状を環状流路にし、外周より
均一な磁場を与えることによつて、一次流体と二
次流体間に電磁フローカツプラが成立する構成を
有し、熱交換器に必要な伝熱壁部と電磁フローカ
ツプラの境界壁部とを兼用しながら一台のポンプ
で両流体を流動することを可能にした電磁フロー
カツプラ型熱交換器である。
し、その流路断面型状を環状流路にし、外周より
均一な磁場を与えることによつて、一次流体と二
次流体間に電磁フローカツプラが成立する構成を
有し、熱交換器に必要な伝熱壁部と電磁フローカ
ツプラの境界壁部とを兼用しながら一台のポンプ
で両流体を流動することを可能にした電磁フロー
カツプラ型熱交換器である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例を具体的構造に示し
たもので、円筒形の外筒40の中心部に円管の内
筒41を設け内外筒により環状流路42を形成す
る。外筒40の外周に円筒状の磁石43を軸方向
に数段設け内筒41の内部には棒状の鉄心44を
設け、これらで磁発回路を形成する。第1図に示
す実施例では軸方向に3段の磁気回路を例に記述
した。環状流路42部分のB−B断面を第2図に
示す。環状流路42部を放射状に複数の導電性仕
切り板45を設け、一次流路46と二次流路47
を交互に配列するように構成する。外筒40の上
部と下部に第1図の如く上板48および底板49
を設け、仕切り板45を固定する。また上板48
および底板49では一次と二次の両流路46,4
7の内一方の流路だけが貫通するように固定す
る。本実施例では二次流路47を貫通している。
たもので、円筒形の外筒40の中心部に円管の内
筒41を設け内外筒により環状流路42を形成す
る。外筒40の外周に円筒状の磁石43を軸方向
に数段設け内筒41の内部には棒状の鉄心44を
設け、これらで磁発回路を形成する。第1図に示
す実施例では軸方向に3段の磁気回路を例に記述
した。環状流路42部分のB−B断面を第2図に
示す。環状流路42部を放射状に複数の導電性仕
切り板45を設け、一次流路46と二次流路47
を交互に配列するように構成する。外筒40の上
部と下部に第1図の如く上板48および底板49
を設け、仕切り板45を固定する。また上板48
および底板49では一次と二次の両流路46,4
7の内一方の流路だけが貫通するように固定す
る。本実施例では二次流路47を貫通している。
この二次流路47を貫通する為に、上板48と
底板49とは、例えば底板49に例をとると、第
12図の如く、一次流路46をふさいで二次流路
47に対応する個所は開口している形状の板部材
である。
底板49とは、例えば底板49に例をとると、第
12図の如く、一次流路46をふさいで二次流路
47に対応する個所は開口している形状の板部材
である。
上板48の上部には上部プレナム部50を設
け、二次出口ノズル51に開口している。底板4
9の下部は下部プレナム部52を設け二次入口ノ
ズル53と連通している。上板48のすぐ下部に
上部ジヤケツト54を設け一次入口ノズル55と
連通し、底板49のすぐ上には下部ジヤケツト5
6を設け一次出口ノズル57と連通している。ジ
ヤケツト部のA−A断面を第3図に示す。ジヤケ
ツト部56は、一次流路46のみに開口するよう
に二次流路47部は仕切られている。
け、二次出口ノズル51に開口している。底板4
9の下部は下部プレナム部52を設け二次入口ノ
ズル53と連通している。上板48のすぐ下部に
上部ジヤケツト54を設け一次入口ノズル55と
連通し、底板49のすぐ上には下部ジヤケツト5
6を設け一次出口ノズル57と連通している。ジ
ヤケツト部のA−A断面を第3図に示す。ジヤケ
ツト部56は、一次流路46のみに開口するよう
に二次流路47部は仕切られている。
二次入口ノズル53から二次ポンプ8などによ
る外力によつて液体ナトリウムである二次流体5
8を流入し下部プレナム部52で各二次流路47
へ分流し各二次流路47を上昇流59となり、各
分流は上部プレナム部50で合流し、二次出口ノ
ズル51から流出する。この上昇流59の過程で
電磁フローカツプラ機能が作動し、自動的に一次
流路46内に存在する液体ナトリウムの一次流体
61に流動力を与え一次流体61を下降流60と
し、結果的に一次流体61を一次入口ノズル55
から流入し、下降流60部で二次流体58との熱
交換を得て一次出口ノズルから流出する電磁フロ
ーカツプラ型熱交換器が成立する。
る外力によつて液体ナトリウムである二次流体5
8を流入し下部プレナム部52で各二次流路47
へ分流し各二次流路47を上昇流59となり、各
分流は上部プレナム部50で合流し、二次出口ノ
ズル51から流出する。この上昇流59の過程で
電磁フローカツプラ機能が作動し、自動的に一次
流路46内に存在する液体ナトリウムの一次流体
61に流動力を与え一次流体61を下降流60と
し、結果的に一次流体61を一次入口ノズル55
から流入し、下降流60部で二次流体58との熱
交換を得て一次出口ノズルから流出する電磁フロ
ーカツプラ型熱交換器が成立する。
さらに、その動作原理を第4図〜第6図を参照
にしながら詳細に説明する。第4図は、電磁フロ
ーカツプラの基礎的動作原理を図示したもので、
共通な磁場B内で直角な垂直方向から力Fを与え
ると、磁場Bと力Fとに直角な方向に電流Iが誘
起される。この現象はフレミングの右手の法則に
よるゼネレータ部である。電流Iを受けた磁場B
内の導体には、電流Iと磁場Bとに直角な垂直方
向に力Pが発生する。この現象がフレミングの左
手の法則による電動部である。したがつて、共通
磁場内に存在する導体の一方に二次ポンプ8など
の外力による力を与えることによつても一方の導
体に逆方向の二次力が誘起される電磁フローカツ
プラが成立する。
にしながら詳細に説明する。第4図は、電磁フロ
ーカツプラの基礎的動作原理を図示したもので、
共通な磁場B内で直角な垂直方向から力Fを与え
ると、磁場Bと力Fとに直角な方向に電流Iが誘
起される。この現象はフレミングの右手の法則に
よるゼネレータ部である。電流Iを受けた磁場B
内の導体には、電流Iと磁場Bとに直角な垂直方
向に力Pが発生する。この現象がフレミングの左
手の法則による電動部である。したがつて、共通
磁場内に存在する導体の一方に二次ポンプ8など
の外力による力を与えることによつても一方の導
体に逆方向の二次力が誘起される電磁フローカツ
プラが成立する。
この磁気誘導関体を本発明の構造に対比して説
明する。第5図は第2図に示した断面の環状流路
の部分拡大図である。第5図では便宜上外周磁石
43の第5図の面に表われた磁極をNとすれば中
心鉄心44の磁極はSと仮定する。したがつて周
囲から中心鉄心44に向つて磁束62が放射状に
存在する。環状流路を仕切板45で複数に分割
し、一次流路47と二次流路46とを交互に配列
し、今、上昇流59(○ぐ
明する。第5図は第2図に示した断面の環状流路
の部分拡大図である。第5図では便宜上外周磁石
43の第5図の面に表われた磁極をNとすれば中
心鉄心44の磁極はSと仮定する。したがつて周
囲から中心鉄心44に向つて磁束62が放射状に
存在する。環状流路を仕切板45で複数に分割
し、一次流路47と二次流路46とを交互に配列
し、今、上昇流59(○ぐ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 導電性流体である一次流体と二次流体とが伝
熱壁で仕切られるとともに、前記両流体が流動し
ながら前記伝熱壁を介して熱交換を行う熱交換装
置において、前記各流体の一方の流体流路に設け
た流体駆動装置と、前記熱交換器の外周部と中心
部との間で磁束を生じる配置した磁界発生装置と
を備えたことを特徴とした熱交換装置。 2 特許請求の範囲の第1項において、前記磁界
発生装置は熱交換器の中心部と外周部との一方に
配置した鉄心材と他方に配置した磁石とから成る
ことを特徴とした熱交換装置。 3 特許請求の範囲の第2項において、前記伝熱
壁は熱交換器の中心部から外周部へ延在した導電
構造の仕切板であることを特徴とした熱交換装
置。 4 特許請求の範囲の第3項において、前記仕切
板は波型断面形状を有する形状であることを特徴
とした熱交換装置。 5 特許請求の範囲の第2項において、伝熱壁は
熱交換器の中心部と外周部との間の領域に配置し
た管状部材であることを特徴とした熱交換装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15158584A JPS6129688A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 熱交換装置 |
EP85108986A EP0170163A1 (en) | 1984-07-20 | 1985-07-18 | Device for making a fluid having electrical conductivity flow |
US06/756,669 US4687418A (en) | 1984-07-20 | 1985-07-19 | Device for making a fluid having electrical conductivity flow |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15158584A JPS6129688A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 熱交換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6129688A JPS6129688A (ja) | 1986-02-10 |
JPH0146798B2 true JPH0146798B2 (ja) | 1989-10-11 |
Family
ID=15521729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15158584A Granted JPS6129688A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 熱交換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6129688A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6161153B2 (ja) * | 2013-05-07 | 2017-07-12 | 株式会社アタゴ製作所 | シェルアンドチューブ型熱交換器 |
CN104406430A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-11 | 中国海洋石油总公司 | 腔体内设置竖直隔板的缠绕管式换热器 |
US10032530B2 (en) * | 2015-05-13 | 2018-07-24 | Westinghouse Electric Company Llc | Remote heat removal system |
JP2024093053A (ja) * | 2022-12-27 | 2024-07-09 | 三菱重工業株式会社 | 熱交換器 |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP15158584A patent/JPS6129688A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6129688A (ja) | 1986-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4294658A (en) | Nuclear reactors | |
US4412785A (en) | Pumping apparatus | |
JP2528658B2 (ja) | ポンプ/熱交換器集合体 | |
WO2003007310A1 (fr) | Reacteur nucleaire | |
US4687418A (en) | Device for making a fluid having electrical conductivity flow | |
EP0316120B1 (en) | Heat transport system for sodium cooled reactor | |
JPH0146798B2 (ja) | ||
US4808080A (en) | Flow coupler assembly for double-pool-type reactor | |
GB2033644A (en) | Nuclear reactors | |
JPS6219697A (ja) | 熱交換装置 | |
US4753576A (en) | Magnetofluidynamic generator for a flow coupler | |
EP0176705B1 (en) | Fast breeder reactor | |
JP3523634B2 (ja) | 中間熱交換器組込型蒸気発生器 | |
JPH0729361Y2 (ja) | 蒸気発生器 | |
JPS6249196A (ja) | 電磁フロ−カプラ型熱交換器 | |
JPS61794A (ja) | 液体金属冷却型原子炉の冷却装置 | |
JPH0631820B2 (ja) | 高速増殖炉の熱交換装置 | |
JPH0325396A (ja) | 高速増殖炉 | |
JPS6027895A (ja) | 高速増殖炉 | |
JPS60207087A (ja) | 集積型高速中性子炉 | |
JPS63121793A (ja) | 高速増殖炉 | |
JPS61207996A (ja) | 高速炉 | |
JPS6395389A (ja) | 高速増殖炉の原子炉構造 | |
JPH08278397A (ja) | 熱交換器 | |
JPS6373001A (ja) | 高速増殖炉の蒸気発生装置 |