JPH063355B2 - ヒ−トパイプ式熱交換器 - Google Patents

ヒ−トパイプ式熱交換器

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JPH063355B2
JPH063355B2 JP62200912A JP20091287A JPH063355B2 JP H063355 B2 JPH063355 B2 JP H063355B2 JP 62200912 A JP62200912 A JP 62200912A JP 20091287 A JP20091287 A JP 20091287A JP H063355 B2 JPH063355 B2 JP H063355B2
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heat pipe
sodium
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悟 仲井
満 亀井
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Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/06Methods 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
    • F22B1/063Methods 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
    • F22B1/066Methods 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 with double-wall tubes having a third fluid between these walls, e.g. helium for leak detection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、加熱流体と被加熱流体との熱交換をヒートパ
イプ作動媒体を介して間接的に熱交換させるようにした
熱交換器に関し、さらに詳しくは、二重管の外側と内側
に加熱流体と被加熱流体とを配置し、中間にヒートパイ
プの作動媒体を封入して間接的に熱交換するようにした
ヒートパイプ式熱交換器の改良に関する。
(従来技術) 高速増殖炉では、冷却材として液体ナトリウムを用いて
いる。この高速増殖炉の冷却系統は、安全上、一次系と
二次系の二重の系統から成っており、一次系・二次系共
にナトリウムを循環させて熱伝達媒体としている。原子
炉の熱により高温となった一次系のナトリウムの熱が二
次系のナトリウムに伝えられ、該二次系のナトリウムは
第2図に示したように蒸気発生器1の中で水と熱交換す
る。第2図において、2は二次系のナトリウム配管、3
は水を導入してナトリウムによって加熱し、これを蒸気
として導入する伝達管である。
従来の二次冷却系に用いられている蒸気発生器1は、第
3図に示すように伝達管3内を水が流動し、伝達管3の
外側のナトリウム(11がナトリウム空間)から伝達管
3の壁を介して直接的に熱交換している。
したがって、伝熱管3の壁が何等かの原因により破損し
た場合、化学的に活性であるナトリウムと水とが反応し
て高温・高圧を発生する事故を招くおそれがあった。
この問題を解決するため、ナトリウムと水をヒートパイ
プの作動媒体を介して間接的に熱交換する蒸気発生器が
提案されている。
このヒートパイプ式の蒸気発生器1の一例を示すと、第
4図(イ)(ロ)に示すとおりである。
被加熱流体である水の流動する内管4は外管5の内部に
配置され、外管5は加熱流体であるナトリウム中に配置
されている。また、外管5の内部には水銀等のヒートパ
イプの作動媒体が封入されてヒートパイプ空間6が形成
されている。すなわち、ナトリウムの熱によりヒートパ
イプ空間の作動媒体が蒸発し、この蒸気が内管4の表面
で凝縮して内管4に放熱し、内管4中の水を加熱して蒸
気とする。ヒートパイプ空間6を区画してそれぞれの区
画空間を独立したヒートパイプ空間とし、以て熱交換を
ヒートパイプ空間6の全域で効率よく行なわせるように
するため、通口を有するバッフルプレート7によってヒ
ートパイプ空間6を区画している。
(発明が解決しようとする問題点) ところが、上記ヒートピパイ空間を形成した蒸気発生器
では、次のような問題点があった。
一つ当たりのヒートパイプの交換熱量には制限があるた
め、実際のプラントではこのヒートパイプが数千本から
数万本必要となる。
一方、ヒートパイプ式蒸気発生器1では、水またはナト
リウムが内管4・外管5の継目等からヒートパイプ空間
6内に浸入したり、内管4・外管5の管材との反応等に
よりヒートパイプの作動媒体が劣化するので、そのメン
テナンスが必要である。
さらに、外管5または内管4の壁の破損を検出する必要
があるが、この検出は作動媒体中に漏洩した水またはナ
トリウムの蒸気を感知することにより行なわれる。
ところが、上記従来のヒートパイプ式蒸気発生器1で
は、一つのヒートパイプごとに独立しているので、数千
本から数万本のヒートパイプごとに作動媒体のメンテナ
ンス系および内外管の破損検出系(以下、これらを総称
して破損検出系等ということにする)を備えなければな
らない。したがって、非常に高コストとなると共に故障
率も高くなる。
そこで、本発明の目的は、低コストにて作動媒体のメン
テナンスおよび壁体の破損検出のできるヒートパイプ式
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) 上記目的を達成するため、本発明に係るヒートパイプ式
熱交換器では、間隔をおいて配置された二重壁と二重管
とにより加熱流体と被加熱流体が仕切られ、該二重壁の
間及び二重管の間に作動媒体を封入されてヒートパイプ
空間が形成され、このヒートパイプ空間が複数設置さ
れ、該ヒートパイプ空間のうち2以上の任意の数のヒー
トパイプを集合する集合プレナムが二重壁の間に設けら
れ、該集合プレナム毎に破損検出系等が設けられて構成
されている。
(実施例) 以下に、本発明の一実施例を第1図(イ)を参照して説
明する。
本実施例では、熱交換器として高速増殖炉の二次冷却系
の蒸気発生器を示し、特にナトリウムと水との間の間接
的な熱交換に使用される蒸気発生器1を説明する。
被加熱流体である水が流動する内管4とヒートパイプ空
間6を形成する外管5が複数のバッフルプレート7によ
り間隔をおいて二重管状に保持されている。該内管4は
外管5より長くなっており、二重壁の内の外側壁である
給水管板8と蒸気管板9に固定されている。また、外管
5の両端は、給水管板8と蒸気管板9の内側に間隔をお
いて配置されたナトリウム管板10a、10bに固定さ
れている。
内管4は、給水管板8によって区画された給水室側から
水が導入され、これが加熱されて蒸気となって蒸気管板
9によって区画された蒸気室へ送り込むための伝熱管で
ある。両ナトリウム管板10a、10bの間にはナトリ
ウムが流れるナトリウム空間11が形成されている。す
なわち、加熱流体たる高温のナトリウムは外管5の外側
に配置され、被加熱流体たる水は内管4の内側に配置さ
れ、ナトリウムと水は内管4と外管5とから成る二重管
により区画されている。
内管4と外管5の間には水銀等の作動媒体が封入されて
ヒートパイプ空間6が形成され、該ヒートパイプ空間6
におけるヒートパイプ作用によりナトリウム側から水側
に熱伝達が行なわれるものである。
バッフルプレート7は、内管4と外管5との間隔を保持
する機能と共に、熱流速を向上させる機能をも有する。
すなわち、ヒートパイプ空間6をその長さ方向に複数に
仕切り各室に作動媒体を収容することにより、内管4の
表面の一部が凝縮不十分になる(ドライアウト)ことを
防止し、以て全体としての熱流速を向上させている。ま
た、バッフルプレート7の通口12を介して作動媒体が
移動するので、作動媒体の交換等や漏洩したナトリウム
または水の蒸気から内管4・外管5の破損検出を行うこ
とが可能である。
必要な熱交換量を確保するため、ヒートパイプ空間6は
多数設置されている。すべてのヒートパイプ空間6の両
端は、給水管板8とナトリウム管板10a、蒸気管板9
とナトリウム管板10bの間の空間から成る集合プレナ
ム13a、13bに開放されている。この集合プレナム
13a、13bは2重の管板に複数設けられており、複
数のヒートパイプ空間6と1個の集合プレナム13a、
13bによって一つのヒートパイプ系統を構成している
ものである。ヒートパイプ空間6を所定数だけ集合した
集合プレナム13a、13bのうち一方の集合プレナム
13a、13bは、導出管14を介して破損検出系15
および作動媒体メンテナンス系16に連絡されている。
以上のように構成された本発明の一実施例に係る蒸気発
生器1は、次のように作用する。
内管4の給水管板8側から水が供給され、ナトリウム空
間11には高温のナトリウムが流される。
ナトリウムの熱によりヒートパイプ空間6の作動媒体が
蒸発し、内管4に導入された水に放熱して凝縮する。そ
して、水は受熱により加熱されて蒸気となり、そして、
水は受熱により加熱されて蒸気となり、蒸気管板9側か
ら導入され、ランキンサイクルによって電力を得る、等
のエネルギ取り出しに利用される。
万一、外管5または内管4が腐食、摩耗または応力等何
等かの原因により破損した場合、ヒートパイプ空間6内
に漏洩したナトリウムまたは水の蒸気は、バッフルプレ
ート7の孔の12を介してヒートパイプ空間6から集合
プレナム13bに入り、導出管14から破損検出系15
に連絡され、漏洩分を感知して破損が検出される。
また、ヒートパイプ空間6の作動媒体は、内管4または
外管5の継目等から水またはナトリウムがヒートパイプ
空間6に浸入したり、内管4、外管5を構成する管材と
の反応等により劣化する。そのため、集合プレナム13
bと導出管14を介して連通したメンテナンス系16に
よりヒートパイプ空間6内の劣化を検知し、作動媒体を
交換または純化する。
以上のように、本発明によると複数のヒートパイプ空間
6を集合した集合プレナム13bに破損検出系15及び
またはメンテナンス系16が接続されているので、低コ
ストにて蒸気発生器が製作できる。また、破損検出系1
5、メンテナンス系16が少なくてすむから故障率が低
減し、信頼性が高い。
尚、上記実施例の熱交換器は横置型であるが、縦置型に
してもよい。
また、熱交換器は蒸気発生器に限定されるものではな
い。
さらに、破損検出系等はどちらか一方の集合プレナムに
設置すれば足りるものである。
(発明の効果) 以上に説明した本発明の熱交換器によると、次のような
効果を奏する。
本発明のヒートパイプ式熱交換器は、複数設置されたヒ
ートパイプのうち2以上の任意の数のものが集合プレナ
ムに集合され、該集合プレナムにヒートパイプの作動媒
体の破損検出系等が設けられている。したがって、各ヒ
ートパイプごとに破損検出系等が設けられているものに
比べ、低コストにて製作できる。
また、破損検出系等の故障率が低減し、信頼性が向上す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)は、本発明の一実施例に係る熱交換器の縦
断面図であり、同図(ロ)は同図(イ)のA−A線断面
図である。 第2図は、高速増殖炉の冷却系の一部系統図である。 第3図は、従来の熱交換器の要部が示された略図であ
る。 第4図は(イ)は従来のヒートパイプ式熱交換器の縦断
面図であり、同図(ロ)は同図(イ)のB−B線断面図
である。 1:蒸気発生器 4:内管 5:外管 6:ヒートパイプ空間 7:バッフルプレート 11:ナトリウム空間 13:集合プレナム 15:破損検出系 16:メンテナンス系

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】間隔をおいて設けられた2枚の外側の管板
    8、9と、前記管板8の外側に設けられた加熱前の被加
    熱流体の流体室と、前記管板9の外側に設けられた加熱
    後の被加熱流体の流体室と、該2枚の外側の管板8、9
    を貫通して設けられて前記両流体室を連絡する複数の被
    加熱液体流動用の内管4と、前記外側の管板8、9の内
    側に間隔をおいて設けられた2枚の内側の管板10a、
    10bと、前記管板10aと管板8との間、及び前記管
    板10bと前記管板9との間に所定数の前記内管4を含
    んで区画形成された複数のヒートパイプ作動流体の集合
    プレナム13a、13bと、該2枚の内側の管板10
    a、10bを貫通して設けられて前記両集合プレナム1
    3a、13bを連絡すると同時に前記内管4が挿通され
    た外管5と、該外管5の内部に形成されたヒートパイプ
    空間6と、該外管5と内管4との間に設けられると共に
    作動媒体の通口が設けられたバッフルプレート7とから
    成り、前記複数の集合プレナム13a、13b及びヒー
    トパイプ空間6が個々に独立したヒートパイプ系統を形
    成ししてなり、該個々の集合プレナム毎に破損検出系等
    が設けられてなることを特徴とするヒートパイプ式熱交
    換器。
JP62200912A 1987-08-13 1987-08-13 ヒ−トパイプ式熱交換器 Expired - Lifetime JPH063355B2 (ja)

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US07/225,279 US4886111A (en) 1987-08-13 1988-07-28 Heat pipe type heat exchanger
DE3826072A DE3826072C2 (de) 1987-08-13 1988-07-30 Wärmetauscher vom Heizrohrtyp

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JPS6446581A JPS6446581A (en) 1989-02-21
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2713752B1 (fr) * 1993-12-07 1996-01-12 Commissariat Energie Atomique Echangeur de chaleur à fluide intermédiaire diphasique.
US7938171B2 (en) * 2006-12-19 2011-05-10 United Technologies Corporation Vapor cooled heat exchanger
CN106090854A (zh) * 2016-08-09 2016-11-09 安徽华尔泰化工股份有限公司 一种用于熔盐***的蒸汽回收装置
US10559389B2 (en) 2017-02-06 2020-02-11 Battell Energy Alliance, LLC Modular nuclear reactors including fuel elements and heat pipes extending through grid plates, and methods of forming the modular nuclear reactors
US10910116B2 (en) 2017-03-16 2021-02-02 Battelle Energy Alliance, Llc Nuclear reactors including heat exchangers and heat pipes extending from a core of the nuclear reactor into the heat exchanger and related methods

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB606284A (en) * 1951-01-09 1948-08-11 Clifford Stuart Steadman Improvements in or relating to heat exchange devices
GB1140533A (en) * 1965-05-21 1969-01-22 English Electric Co Ltd Liquid-metal cooled nuclear reactors
US4090554A (en) * 1976-11-17 1978-05-23 The Babcock & Wilcox Company Heat exchanger
DE3025075A1 (de) * 1980-07-02 1982-01-21 Grumman Energy Systems, Inc., Ronkonkoma, N.Y. Waermeaustauschsystem
DE3128497A1 (de) * 1981-07-18 1983-02-03 Funke Wärmeaustauscher Apparatebau KG, 3212 Gronau "waermeaustauscher"
US4560533A (en) * 1984-08-30 1985-12-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fast reactor power plant design having heat pipe heat exchanger
JPS619269U (ja) * 1984-09-27 1986-01-20 日東精工株式会社 吸引式ねじ締め工具
FR2603693B1 (fr) * 1986-09-05 1990-03-30 Toshiba Kk Echangeur de chaleur tubulaire a calandre
DE3701614C2 (de) * 1987-01-21 1998-07-16 Dk Kaelteanlagen Gmbh Rohrwärmetauscher
DE3717010A1 (de) * 1987-05-21 1988-12-15 Funke Waerme Apparate Kg Sicherheitswaermeaustauscher

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Publication number Publication date
JPS6446581A (en) 1989-02-21
DE3826072A1 (de) 1989-02-23
DE3826072C2 (de) 1998-07-02
US4886111A (en) 1989-12-12

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