JPH10170181A - 二重壁伝熱管を用いた熱交換器の管板構造 - Google Patents
二重壁伝熱管を用いた熱交換器の管板構造Info
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- JPH10170181A JPH10170181A JP8323894A JP32389496A JPH10170181A JP H10170181 A JPH10170181 A JP H10170181A JP 8323894 A JP8323894 A JP 8323894A JP 32389496 A JP32389496 A JP 32389496A JP H10170181 A JPH10170181 A JP H10170181A
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- Japan
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- tube
- heat exchanger
- heat transfer
- double
- double wall
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- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/003—Multiple wall conduits, e.g. for leak detection
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
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- F28F9/185—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding with additional preformed parts
-
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 二重壁伝熱管を用いた液体ナトリウム冷却型
高速増殖炉用蒸気発生器の管板構造をコンパクトにし、
更に損傷伝熱管の検出性能を向上する。 【解決手段】 蒸気発生器の管板構造は、多数の二重壁
伝熱管20にそれぞれ整列した管穴19が形成された管
板17が部分球殻状に形成され、二重壁伝熱管20の内
管23が管穴19内に挿通されて端部がシール溶接31
され、管穴19を囲んで管板17に突出形成された管状
突起18に二重壁伝熱管20の外管21がシール溶接さ
れ、管板17の本体内に管穴19間に延びて穿設された
細孔16が二重壁伝熱管20の内管23と外管21の間
に形成された検出用隙間に連通され、複数の細孔16が
複数の群を形成するように纏められて湿分検出器に連絡
されるようになっている。
高速増殖炉用蒸気発生器の管板構造をコンパクトにし、
更に損傷伝熱管の検出性能を向上する。 【解決手段】 蒸気発生器の管板構造は、多数の二重壁
伝熱管20にそれぞれ整列した管穴19が形成された管
板17が部分球殻状に形成され、二重壁伝熱管20の内
管23が管穴19内に挿通されて端部がシール溶接31
され、管穴19を囲んで管板17に突出形成された管状
突起18に二重壁伝熱管20の外管21がシール溶接さ
れ、管板17の本体内に管穴19間に延びて穿設された
細孔16が二重壁伝熱管20の内管23と外管21の間
に形成された検出用隙間に連通され、複数の細孔16が
複数の群を形成するように纏められて湿分検出器に連絡
されるようになっている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同軸状に配置され
た内管と外管からなる所謂二重壁伝熱管を使用する管形
熱交換器に関し、特にその管板の構造に関する。
た内管と外管からなる所謂二重壁伝熱管を使用する管形
熱交換器に関し、特にその管板の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、液体ナトリウム冷却型高速増殖
炉を用いた発電プラントにおいて用いられる蒸気発生器
では、加熱流体として高温液体ナトリウムを用いて給水
を加熱し、タービン駆動用蒸気を発生することとしてい
る。而して、蒸気発生器として用いる管形熱交換器の伝
熱管に損傷が発生してナトリウムと給水とが直接接触す
ると安全上好ましくないので、伝熱管として二重壁伝熱
管を用い、その内管と外管の間を流れる漏洩検知用キャ
リアガスを利用して損傷等を迅速に検出するようにして
いる。例えばキャリアガスとして流れるヘリウムガス中
に、損傷により漏出した給水の湿分が侵入すれば、これ
を質量分析器等で検出することにより、急激なナトリウ
ム水反応が生ずる前に異常を知り、必要な処置を講ずる
ことができる。図4に前述のような二重壁伝熱管1と管
板との連結構造が示されている。図に示すように2枚の
分離した管板3,5が設けられ、二重壁伝熱管1の外管
1aが管板3に気密に接合され、他方二重壁伝熱管1の
内管1bが管板5に気密に接合されている。外管1aと
内管1bの間の隙間(非常に狭いため図示されない。)
が管板3,5の間のヘリウムプレナム7に開口し、これ
は図示しない検出器に連絡している。そして前述したよ
うに、二重壁伝熱管1の壁を貫く伝熱の性能を確保する
ため非常に狭くした隙間内にヘリウムガスを流し、これ
をヘリウムプレナム7で集めて、侵入湿分の検出に供す
る。
炉を用いた発電プラントにおいて用いられる蒸気発生器
では、加熱流体として高温液体ナトリウムを用いて給水
を加熱し、タービン駆動用蒸気を発生することとしてい
る。而して、蒸気発生器として用いる管形熱交換器の伝
熱管に損傷が発生してナトリウムと給水とが直接接触す
ると安全上好ましくないので、伝熱管として二重壁伝熱
管を用い、その内管と外管の間を流れる漏洩検知用キャ
リアガスを利用して損傷等を迅速に検出するようにして
いる。例えばキャリアガスとして流れるヘリウムガス中
に、損傷により漏出した給水の湿分が侵入すれば、これ
を質量分析器等で検出することにより、急激なナトリウ
ム水反応が生ずる前に異常を知り、必要な処置を講ずる
ことができる。図4に前述のような二重壁伝熱管1と管
板との連結構造が示されている。図に示すように2枚の
分離した管板3,5が設けられ、二重壁伝熱管1の外管
1aが管板3に気密に接合され、他方二重壁伝熱管1の
内管1bが管板5に気密に接合されている。外管1aと
内管1bの間の隙間(非常に狭いため図示されない。)
が管板3,5の間のヘリウムプレナム7に開口し、これ
は図示しない検出器に連絡している。そして前述したよ
うに、二重壁伝熱管1の壁を貫く伝熱の性能を確保する
ため非常に狭くした隙間内にヘリウムガスを流し、これ
をヘリウムプレナム7で集めて、侵入湿分の検出に供す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述のよ
うな従来の管板構造では、次のような問題があった。即
ち、2枚の管板が分離独立しているので、それぞれ要求
される耐圧強度を満たすためにそれぞれ相応の厚さを必
要とし、全体的な厚さが大きくなり過ぎる。また管板の
間のヘリウムプレナムが比較的に大容量であるため、ヘ
リウムガス中に微量の湿分が侵入しても、ヘリウムプレ
ナム内の湿分濃度がなかなか上昇しない。ヘリウムプレ
ナムからヘリウムガスの供給を受けて湿分濃度を検出す
る検出器も性能上所定濃度値以上の湿分を検出できない
から、湿分濃度の上昇ひいては伝熱管の損傷の検知が遅
れる。伝熱管の損傷を検知したとき、膨大な数の伝熱管
から損傷伝熱管を同定する必要が生ずるが、この場合ヘ
リウムプレナムを複数の小区画に分けておくことが有効
である。しかしながら、管板が2枚に分離していて両者
の間隔が大きいと複数の小区画からなるヘリウムプレナ
ムを構成することが構造上極めて困難である。従って、
本発明は、管板全体の厚さが小さく、検知用ガスの集合
プレナムの容積が小さくて伝熱管損傷を迅速に検知で
き、更に損傷伝熱管の同定がし易い二重壁伝熱管を用い
た熱交換器の管板構造を提供することを課題とする。
うな従来の管板構造では、次のような問題があった。即
ち、2枚の管板が分離独立しているので、それぞれ要求
される耐圧強度を満たすためにそれぞれ相応の厚さを必
要とし、全体的な厚さが大きくなり過ぎる。また管板の
間のヘリウムプレナムが比較的に大容量であるため、ヘ
リウムガス中に微量の湿分が侵入しても、ヘリウムプレ
ナム内の湿分濃度がなかなか上昇しない。ヘリウムプレ
ナムからヘリウムガスの供給を受けて湿分濃度を検出す
る検出器も性能上所定濃度値以上の湿分を検出できない
から、湿分濃度の上昇ひいては伝熱管の損傷の検知が遅
れる。伝熱管の損傷を検知したとき、膨大な数の伝熱管
から損傷伝熱管を同定する必要が生ずるが、この場合ヘ
リウムプレナムを複数の小区画に分けておくことが有効
である。しかしながら、管板が2枚に分離していて両者
の間隔が大きいと複数の小区画からなるヘリウムプレナ
ムを構成することが構造上極めて困難である。従って、
本発明は、管板全体の厚さが小さく、検知用ガスの集合
プレナムの容積が小さくて伝熱管損傷を迅速に検知で
き、更に損傷伝熱管の同定がし易い二重壁伝熱管を用い
た熱交換器の管板構造を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、二重壁伝熱管を用いた熱交換器の
管板は、多数の二重壁伝熱管にそれぞれ整列した管穴が
形成された管板本体が部分球殻状に形成され、その二重
壁伝熱管の内管が管穴内に挿通されて端部がシール溶接
され、更に管穴を囲んで前記管板本体に突出形成された
接合管状突起に二重壁伝熱管の外管がシール溶接され、
管板本体内に管穴間に延びて穿設された細孔が二重壁伝
熱管の内外管の間に形成された検出用隙間に連通され、
前記複数の細孔が複数の群を形成するように纏められて
湿分検出器に連絡されるように構成される。
め、本発明によれば、二重壁伝熱管を用いた熱交換器の
管板は、多数の二重壁伝熱管にそれぞれ整列した管穴が
形成された管板本体が部分球殻状に形成され、その二重
壁伝熱管の内管が管穴内に挿通されて端部がシール溶接
され、更に管穴を囲んで前記管板本体に突出形成された
接合管状突起に二重壁伝熱管の外管がシール溶接され、
管板本体内に管穴間に延びて穿設された細孔が二重壁伝
熱管の内外管の間に形成された検出用隙間に連通され、
前記複数の細孔が複数の群を形成するように纏められて
湿分検出器に連絡されるように構成される。
【0005】
【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。まず図1を参照するに、管形熱
交換器式蒸気発生器10の図示しない胴に連結された鏡
板11に、隔壁13が一体的に接合され、内部に水蒸気
室15を画成している。水蒸気室15の一端を閉じる部
分球殻状の管板17の周縁が隔壁13に一体的に接合さ
れ、更に複数の二重壁伝熱管20が後述するように管板
17に継合されている。なお、図1に示す管板17と二
重壁伝熱管20の寸法の比率は、実機のものではなく説
明の都合上後者を誇張したものとなっているが、図2に
両者の継合部の詳細を示している。図2を参照するに、
管板17の管穴19内に二重壁伝熱管20の内管23の
端部が挿通され、その最外端でシール溶接31により接
合されている。更に内管23は拡管により半径方向外方
に拡大され、管穴19の内面に密着されている。一方、
二重壁伝熱管20の外管21は、管穴19を囲んで管板
17のナトリウム側面に突出形成された管状突起18に
気密に継合されている。二重壁伝熱管20の外管21及
び内管23の間の検知用隙間(場合により螺旋溝などの
形で実施される場合もある。)が、管穴19の拡径部1
9aに開口し、更に管穴19は拡径部19aのところで
細孔16により相互に連絡している。実機として用いる
通常の蒸気発生器では、二重壁伝熱管20の数即ち管穴
19の数は1000個を越えることがあるが、隣接する
管穴19は適当な数の群にまとめられ、それぞれが図1
で1本のみ示されたガス導出管33に連絡し、これは図
示しない湿分検出器に連絡している。湿分検出器は前記
群の数だけ設ける必要はなく、弁等の管路選択装置を使
用すればよい。
の実施形態を説明する。まず図1を参照するに、管形熱
交換器式蒸気発生器10の図示しない胴に連結された鏡
板11に、隔壁13が一体的に接合され、内部に水蒸気
室15を画成している。水蒸気室15の一端を閉じる部
分球殻状の管板17の周縁が隔壁13に一体的に接合さ
れ、更に複数の二重壁伝熱管20が後述するように管板
17に継合されている。なお、図1に示す管板17と二
重壁伝熱管20の寸法の比率は、実機のものではなく説
明の都合上後者を誇張したものとなっているが、図2に
両者の継合部の詳細を示している。図2を参照するに、
管板17の管穴19内に二重壁伝熱管20の内管23の
端部が挿通され、その最外端でシール溶接31により接
合されている。更に内管23は拡管により半径方向外方
に拡大され、管穴19の内面に密着されている。一方、
二重壁伝熱管20の外管21は、管穴19を囲んで管板
17のナトリウム側面に突出形成された管状突起18に
気密に継合されている。二重壁伝熱管20の外管21及
び内管23の間の検知用隙間(場合により螺旋溝などの
形で実施される場合もある。)が、管穴19の拡径部1
9aに開口し、更に管穴19は拡径部19aのところで
細孔16により相互に連絡している。実機として用いる
通常の蒸気発生器では、二重壁伝熱管20の数即ち管穴
19の数は1000個を越えることがあるが、隣接する
管穴19は適当な数の群にまとめられ、それぞれが図1
で1本のみ示されたガス導出管33に連絡し、これは図
示しない湿分検出器に連絡している。湿分検出器は前記
群の数だけ設ける必要はなく、弁等の管路選択装置を使
用すればよい。
【0006】図3は図2の管板17の構造のみを取り出
して示している。管穴19や管状突起18の形成は、機
械加工によれば容易に実施され、更に細孔15の形成は
管板17全体を電解液の中に浸漬し、線状電極を用いて
放電加工により実施する。具体的な放電加工装置の構成
は、管穴17の大きさや位置、細孔16の径、長さ及び
位置等を考慮して適切なものが選択される。
して示している。管穴19や管状突起18の形成は、機
械加工によれば容易に実施され、更に細孔15の形成は
管板17全体を電解液の中に浸漬し、線状電極を用いて
放電加工により実施する。具体的な放電加工装置の構成
は、管穴17の大きさや位置、細孔16の径、長さ及び
位置等を考慮して適切なものが選択される。
【0007】前述の構成の管板17を持つ蒸気発生器1
0においては、二重壁伝熱管20の外側の胴側空間には
高温の液体ナトリウムが流れており、他方二重壁伝熱管
20の内管23内を給水が流れる。そして前述の液体ナ
トリウムにより給水が加熱されて蒸気になり、蒸気室1
5内に流入する。二重壁伝熱管20の外管21と内管2
3の間の隙間をヘリウムガスが流れ、拡径部19aに流
入し、細孔16及びガス導出管33を経由して湿分検出
器に至る。もし内管23に損傷が生じて、そこから内部
の給水が湿分としてヘリウムガス中に侵入すれば、前述
のようなヘリウムガス流に運ばれ、湿分検出器によって
検出される。
0においては、二重壁伝熱管20の外側の胴側空間には
高温の液体ナトリウムが流れており、他方二重壁伝熱管
20の内管23内を給水が流れる。そして前述の液体ナ
トリウムにより給水が加熱されて蒸気になり、蒸気室1
5内に流入する。二重壁伝熱管20の外管21と内管2
3の間の隙間をヘリウムガスが流れ、拡径部19aに流
入し、細孔16及びガス導出管33を経由して湿分検出
器に至る。もし内管23に損傷が生じて、そこから内部
の給水が湿分としてヘリウムガス中に侵入すれば、前述
のようなヘリウムガス流に運ばれ、湿分検出器によって
検出される。
【0008】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
二重壁伝熱管の内外管の隙間は細孔に連絡し、管板は一
枚ものとして構成されるからその厚さを最小にすること
ができる。また、その隙間に連通した細孔は径も小さい
から全体の容積も小さくなり、湿分の侵入があるとすぐ
に検出可能濃度に達し易く、損傷伝熱管を早期に検出す
ることができる。そして、細孔の群化は放電加工等によ
る穴加工で実現できるので損傷伝熱管の同定も迅速に実
施できる。
二重壁伝熱管の内外管の隙間は細孔に連絡し、管板は一
枚ものとして構成されるからその厚さを最小にすること
ができる。また、その隙間に連通した細孔は径も小さい
から全体の容積も小さくなり、湿分の侵入があるとすぐ
に検出可能濃度に達し易く、損傷伝熱管を早期に検出す
ることができる。そして、細孔の群化は放電加工等によ
る穴加工で実現できるので損傷伝熱管の同定も迅速に実
施できる。
【図1】本発明の実施形態の全体構造を示す部分断面図
である。
である。
【図2】図1の要部を拡大して示す部分拡大断面図であ
る。
る。
【図3】図2に示す管板のみを抽出して示す部分断面図
である。
である。
【図4】従来の管板の構造を示す部分断面図である。
10 蒸気発生器 11 鏡板 13 隔壁 15 水蒸気室 16 細孔 17 管板 18 管状突起 19 管穴 19a 拡径部 20 二重壁伝熱管 21 外管 23 内管 31 シール溶接 33 ガス導出管
Claims (1)
- 【請求項1】 多数の二重壁伝熱管にそれぞれ整列した
管穴が形成された管板本体が部分球殻状に形成され、前
記二重壁伝熱管の内管が前記管穴内に挿通されて端部が
シール溶接され、前記管穴を囲んで前記管板本体に突出
形成された接合管状突起に前記二重壁伝熱管の外管がシ
ール溶接され、前記管板本体内に前記管穴間に延びて穿
設された細孔が前記二重壁伝熱管の内外管の間に形成さ
れた検出用隙間に連通され、前記複数の細孔が複数の群
を形成するように纏められて湿分検出器に連絡されてい
ることを特徴とする二重壁伝熱管を用いた熱交換器の管
板構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8323894A JPH10170181A (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 二重壁伝熱管を用いた熱交換器の管板構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8323894A JPH10170181A (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 二重壁伝熱管を用いた熱交換器の管板構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10170181A true JPH10170181A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18159805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8323894A Withdrawn JPH10170181A (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 二重壁伝熱管を用いた熱交換器の管板構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10170181A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10001974B4 (de) * | 2000-01-18 | 2012-03-29 | Modine Manufacturing Co. | Wärmetauscher |
CN103673726A (zh) * | 2012-09-05 | 2014-03-26 | 中国石油化工集团公司 | 共沸蒸馏换热器分配器 |
CN106197127A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 浙江格尔泰斯环保特材科技股份有限公司 | 一种管式气气换热器的底板 |
-
1996
- 1996-12-04 JP JP8323894A patent/JPH10170181A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10001974B4 (de) * | 2000-01-18 | 2012-03-29 | Modine Manufacturing Co. | Wärmetauscher |
CN103673726A (zh) * | 2012-09-05 | 2014-03-26 | 中国石油化工集团公司 | 共沸蒸馏换热器分配器 |
CN106197127A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 浙江格尔泰斯环保特材科技股份有限公司 | 一种管式气气换热器的底板 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040302 |