JPH10197191A - 多管式熱交換器の高温側管板 - Google Patents
多管式熱交換器の高温側管板Info
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- JPH10197191A JPH10197191A JP35024896A JP35024896A JPH10197191A JP H10197191 A JPH10197191 A JP H10197191A JP 35024896 A JP35024896 A JP 35024896A JP 35024896 A JP35024896 A JP 35024896A JP H10197191 A JPH10197191 A JP H10197191A
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- tube
- temperature
- tube sheet
- temperature side
- tube plate
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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
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/002—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using inserts or attachments
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2270/00—Thermal insulation; Thermal decoupling
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 管内に高温流体が流れ管外に低温流体が流れ
るように構成した多管式熱交換器において、管板内の温
度勾配を緩やかにして管板部に発生する熱応力を低減で
きる高温側管板を提供する。 【解決手段】 この多管式熱交換器の高温側管板７は、
伝熱管１１の管内に高温流体、管外に低温流体が流れる
ように構成されている。その高温側管板７に対し、その
高温側の面に断熱カバー１５で覆われた断熱層９を施工
し、かつ、同管板７と高温流体が接するのを防ぐスリー
ブ管１２を管板管孔１０に挿入してある。
るように構成した多管式熱交換器において、管板内の温
度勾配を緩やかにして管板部に発生する熱応力を低減で
きる高温側管板を提供する。 【解決手段】 この多管式熱交換器の高温側管板７は、
伝熱管１１の管内に高温流体、管外に低温流体が流れる
ように構成されている。その高温側管板７に対し、その
高温側の面に断熱カバー１５で覆われた断熱層９を施工
し、かつ、同管板７と高温流体が接するのを防ぐスリー
ブ管１２を管板管孔１０に挿入してある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高温ガス炉のヘリウ
ムガスの熱を利用して炭化水素の水蒸気改質を行うシス
テムに使用されるヘリウムガス加熱方式の蒸気発生器な
どのように、管内に高温流体、管外に低温流体が流れる
多管式熱交換器の高温側管板の構造に関するものであ
る。
ムガスの熱を利用して炭化水素の水蒸気改質を行うシス
テムに使用されるヘリウムガス加熱方式の蒸気発生器な
どのように、管内に高温流体、管外に低温流体が流れる
多管式熱交換器の高温側管板の構造に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の多管式熱交換器の管板構造を図４
に示す。図４において、１は管板で、その多孔部（リガ
メント部）３には多数の管孔４が設けられており、その
各管孔４に連通するように多数の伝熱管５が接続されて
いる。２は、管板１に対する高温流体の流入側にある高
温側プレナム部を示している。また、伝熱管５の外側に
は低温流体が流れる低温側プレナム部６が形成されてい
る。
に示す。図４において、１は管板で、その多孔部（リガ
メント部）３には多数の管孔４が設けられており、その
各管孔４に連通するように多数の伝熱管５が接続されて
いる。２は、管板１に対する高温流体の流入側にある高
温側プレナム部を示している。また、伝熱管５の外側に
は低温流体が流れる低温側プレナム部６が形成されてい
る。
【０００３】このように構成された図４の管板構造をも
つ多管式熱交換器において、高温流体は高温側プレナム
部２から管板１の多孔部３の管孔４を通り伝熱管５内へ
と流れてゆく。一方、図示していない入口部より流入す
る低温流体が伝熱管５の外側の低温側プレナム部６を流
れている。これによって、伝熱管５を介して低温側プレ
ナム部６内の低温流体は伝熱管５内の高温流体と熱交換
する。
つ多管式熱交換器において、高温流体は高温側プレナム
部２から管板１の多孔部３の管孔４を通り伝熱管５内へ
と流れてゆく。一方、図示していない入口部より流入す
る低温流体が伝熱管５の外側の低温側プレナム部６を流
れている。これによって、伝熱管５を介して低温側プレ
ナム部６内の低温流体は伝熱管５内の高温流体と熱交換
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来の多
管式熱交換器の管板構造には次のような問題点があっ
た。
管式熱交換器の管板構造には次のような問題点があっ
た。
【０００５】（１）管板１の管孔４内を高温流体が流れ
る場合、管板の多孔部３は高温流体温度に近い温度とな
り、例えば高温流体として高温ガス炉のヘリウムガスを
使うときは、その高温流体の温度が１０００℃の超高温
となり、管板１にその内外圧力に対する強度を持たせる
ためには、管板厚さを非常に大きくする必要がある。
る場合、管板の多孔部３は高温流体温度に近い温度とな
り、例えば高温流体として高温ガス炉のヘリウムガスを
使うときは、その高温流体の温度が１０００℃の超高温
となり、管板１にその内外圧力に対する強度を持たせる
ためには、管板厚さを非常に大きくする必要がある。
【０００６】（２）管板１の管孔４内を高温流体が流
れ、その高温流体と熱交換する低温流体との温度差が大
きい場合（例えば温度差約６００℃）、管板の多孔部３
とリム部の境界や板厚方向に非常に大きな熱応力が発生
する。
れ、その高温流体と熱交換する低温流体との温度差が大
きい場合（例えば温度差約６００℃）、管板の多孔部３
とリム部の境界や板厚方向に非常に大きな熱応力が発生
する。
【０００７】本発明は従来の技術の上記問題点を解決
し、管内に高温流体が流れ管外に低温流体が流れるよう
に構成した多管式熱交換器において、管板内の温度勾配
を緩やかにして管板部に発生する熱応力を低減できる高
温側管板を提供することを課題としている。
し、管内に高温流体が流れ管外に低温流体が流れるよう
に構成した多管式熱交換器において、管板内の温度勾配
を緩やかにして管板部に発生する熱応力を低減できる高
温側管板を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、高温側管板に対し、その高温側の面に断熱材
を施工し、かつ、同管板と高温流体が接するのを防ぐス
リーブ管を管板管孔に挿入した構成の多管式熱交換器の
高温側管板を提供する。
するため、高温側管板に対し、その高温側の面に断熱材
を施工し、かつ、同管板と高温流体が接するのを防ぐス
リーブ管を管板管孔に挿入した構成の多管式熱交換器の
高温側管板を提供する。
【０００９】このように構成した本発明の高温側管板に
おいては、高温側の面に取付けられた断熱材と、管板管
孔に挿入されたスリーブ管とによって管板は高温流体と
接することがないので管板の温度を低温流体温度近くま
で下げ、管板内の温度勾配を緩やかにし管板部に発生す
る熱応力を低減させる。
おいては、高温側の面に取付けられた断熱材と、管板管
孔に挿入されたスリーブ管とによって管板は高温流体と
接することがないので管板の温度を低温流体温度近くま
で下げ、管板内の温度勾配を緩やかにし管板部に発生す
る熱応力を低減させる。
【００１０】また、他の本発明は、前記課題を解決する
ため、前記したスリーブ管の代わりに、インサート管を
管板管孔に挿入し、そのインサート管と管板管孔との間
に断熱材を設けた高温側管板を提供する。
ため、前記したスリーブ管の代わりに、インサート管を
管板管孔に挿入し、そのインサート管と管板管孔との間
に断熱材を設けた高温側管板を提供する。
【００１１】このように構成した管板においては、管板
管孔部は断熱材とインサート管によって高温流体から遮
てられるので、管孔部から管板に伝わる高温流体の熱は
更に少くなり管板の温度を低温流体温度に近づけ、更に
管板内の温度勾配を緩やかにする効果を発揮できる。
管孔部は断熱材とインサート管によって高温流体から遮
てられるので、管孔部から管板に伝わる高温流体の熱は
更に少くなり管板の温度を低温流体温度に近づけ、更に
管板内の温度勾配を緩やかにする効果を発揮できる。
【００１２】また、更に他の本発明は前記課題を解決す
るため、高温側管板に対し、その高温側の面に断熱材を
施工し、かつ、同管板管孔における高温流体の入口側端
部を拡経した構成とし、その拡経部に前記高温側管板を
高温流体から断熱する断熱材を取付けた構成の多管式熱
交換器の高温側管板を提供する。
るため、高温側管板に対し、その高温側の面に断熱材を
施工し、かつ、同管板管孔における高温流体の入口側端
部を拡経した構成とし、その拡経部に前記高温側管板を
高温流体から断熱する断熱材を取付けた構成の多管式熱
交換器の高温側管板を提供する。
【００１３】このように構成した高温側管板では、管板
はその管孔部分も含め断熱材によって高温流体からの熱
伝達が妨げられ管板の温度を低温流体温度に近づけ、更
に管板内の温度勾配を緩やかにする。また、この構成の
高温側管板では、スリーブ管やインサート管を管板管孔
内に取付ける必要がないので加工が容易である。こうし
て、この高温側管板では管板部に発生する熱応力を効果
的に低減化できる。
はその管孔部分も含め断熱材によって高温流体からの熱
伝達が妨げられ管板の温度を低温流体温度に近づけ、更
に管板内の温度勾配を緩やかにする。また、この構成の
高温側管板では、スリーブ管やインサート管を管板管孔
内に取付ける必要がないので加工が容易である。こうし
て、この高温側管板では管板部に発生する熱応力を効果
的に低減化できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
多管式熱交換器の高温側管板について具体的に説明す
る。
多管式熱交換器の高温側管板について具体的に説明す
る。
【００１５】（実施の第１形態）まず、図１に示す実施
の第１形態による高温側管板について説明する。図１に
おいて、７は高温側管板を示し、この高温側管板７は管
板管孔１０を設けられている。１１は伝熱管を示してい
る。高温側プレナム部８に対面する管板７の面には断熱
層９が施工され、その断熱層９の表面は断熱カバー１５
で覆われている。
の第１形態による高温側管板について説明する。図１に
おいて、７は高温側管板を示し、この高温側管板７は管
板管孔１０を設けられている。１１は伝熱管を示してい
る。高温側プレナム部８に対面する管板７の面には断熱
層９が施工され、その断熱層９の表面は断熱カバー１５
で覆われている。
【００１６】管板管孔１０には、約９００℃の高温ヘリ
ウムガスと管板７が直接接しないようにスリーブ管１２
を伝熱管１１の部分まで挿入した構造となっている。ス
リーブ管１２の端部は、管板管孔１０に挿入された状態
で、断熱カバー１５に当接するようＬ字形に折り曲げた
形で管板管孔１０より大きく形成されている。断熱カバ
ー１５と当接したスリーブ管１２の端部は断熱カバー１
５に対し抜け止め溶接１１されている。
ウムガスと管板７が直接接しないようにスリーブ管１２
を伝熱管１１の部分まで挿入した構造となっている。ス
リーブ管１２の端部は、管板管孔１０に挿入された状態
で、断熱カバー１５に当接するようＬ字形に折り曲げた
形で管板管孔１０より大きく形成されている。断熱カバ
ー１５と当接したスリーブ管１２の端部は断熱カバー１
５に対し抜け止め溶接１１されている。
【００１７】図１の高温側管板は以上のように構成され
ているので、高温側管板７は断熱カバー１５付きの断熱
層９と、スリーブ管１２とによって高温流体から遮てら
れるので管板７の温度は、低温流体である低温流体、例
えば水蒸気の温度（約２５０℃）に近づけられ、更に管
板７内の温度勾配を緩やかにする効果を発揮でき、管板
７の温度を低温化し、管板部に発生する熱応力を低減す
ることができる。
ているので、高温側管板７は断熱カバー１５付きの断熱
層９と、スリーブ管１２とによって高温流体から遮てら
れるので管板７の温度は、低温流体である低温流体、例
えば水蒸気の温度（約２５０℃）に近づけられ、更に管
板７内の温度勾配を緩やかにする効果を発揮でき、管板
７の温度を低温化し、管板部に発生する熱応力を低減す
ることができる。
【００１８】（実施の第２形態）次に、図２に示す実施
の第２形態による高温側管板について説明する。図２に
おいて、高温側管板７の高温側プレナム部８側は、実施
の第１形態の場合と同様に断熱カバー１５付きの断熱層
９で覆われている。
の第２形態による高温側管板について説明する。図２に
おいて、高温側管板７の高温側プレナム部８側は、実施
の第１形態の場合と同様に断熱カバー１５付きの断熱層
９で覆われている。
【００１９】一方、管板管孔１０には、そこを流れる約
９００℃の高温ヘリウムから高温側管板７を断熱するた
め、外面に断熱材１３を設けたインサート管１４を伝熱
管１１の部分まで挿入させてある。このインサート管１
４の両端部は外側に曲げてあり、管板管孔１０に挿入さ
れる方の端部は管板管孔１０よりやや小さい径とし、他
方の端部は管板管孔１０より大きくなるように成形して
ある。
９００℃の高温ヘリウムから高温側管板７を断熱するた
め、外面に断熱材１３を設けたインサート管１４を伝熱
管１１の部分まで挿入させてある。このインサート管１
４の両端部は外側に曲げてあり、管板管孔１０に挿入さ
れる方の端部は管板管孔１０よりやや小さい径とし、他
方の端部は管板管孔１０より大きくなるように成形して
ある。
【００２０】このように形成されたインサート管１４を
管板管孔１０に挿入すると、図２の状態となり、その高
温側プレナム部８のインサート管１４の端部は断熱カバ
ー１５に当接し、その部分を図示のように抜け止め溶接
１１する。
管板管孔１０に挿入すると、図２の状態となり、その高
温側プレナム部８のインサート管１４の端部は断熱カバ
ー１５に当接し、その部分を図示のように抜け止め溶接
１１する。
【００２１】以上のように構成された図２の高温側管板
７では、その温度が低温流体、例えば水蒸気の温度（約
２５０℃）に近づけ、更に管板７内の温度勾配を緩やか
にする効果を発揮でき、管板７の温度を低温化し、管板
部に発生する熱応力を低減することができる。
７では、その温度が低温流体、例えば水蒸気の温度（約
２５０℃）に近づけ、更に管板７内の温度勾配を緩やか
にする効果を発揮でき、管板７の温度を低温化し、管板
部に発生する熱応力を低減することができる。
【００２２】（実施の第３形態）次に、図３に示した実
施の第３形態による高温側管板について説明する。図３
における管板７は、高温側プレナム部８に面する端部か
ら伝熱管１１との接続部にかけて図のように傾斜部１６
を設けた管板管孔が形成されている。そして、この傾斜
部１６を形成した管板管孔を覆うように断熱カバー１５
を延長し、その断熱カバー１５と管板管孔の傾斜部１６
の断熱部１７にも断熱材９が設けられている。
施の第３形態による高温側管板について説明する。図３
における管板７は、高温側プレナム部８に面する端部か
ら伝熱管１１との接続部にかけて図のように傾斜部１６
を設けた管板管孔が形成されている。そして、この傾斜
部１６を形成した管板管孔を覆うように断熱カバー１５
を延長し、その断熱カバー１５と管板管孔の傾斜部１６
の断熱部１７にも断熱材９が設けられている。
【００２３】このように、図３の高温側管板は、約９０
０℃の高温ヘリウムから断熱され、これにより管板７の
温度を低温流体である水蒸気温度（約２５０℃）に近づ
け、更に管板７内の温度勾配を緩やかにする効果を発揮
でき、管板７の温度を低温化し、管板部に発生する熱応
力を低減することができる。また、本実施形態の管板で
は、その管板管孔部に内径の変化がないので内部の高温
流体の流れをスムーズに行わせることができる。
０℃の高温ヘリウムから断熱され、これにより管板７の
温度を低温流体である水蒸気温度（約２５０℃）に近づ
け、更に管板７内の温度勾配を緩やかにする効果を発揮
でき、管板７の温度を低温化し、管板部に発生する熱応
力を低減することができる。また、本実施形態の管板で
は、その管板管孔部に内径の変化がないので内部の高温
流体の流れをスムーズに行わせることができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による多管
式熱交換器の高温側管板は、高温側の面に施工した断熱
材と、管板管孔に挿入したスリーブ管又はインサート管
と断熱材とによって高温流体から遮られ、その温度を低
温流体温度に近づけて管板部に発生する熱応力を低減さ
せ、更に管板内の温度勾配を緩やかにする効果を発揮で
きる。
式熱交換器の高温側管板は、高温側の面に施工した断熱
材と、管板管孔に挿入したスリーブ管又はインサート管
と断熱材とによって高温流体から遮られ、その温度を低
温流体温度に近づけて管板部に発生する熱応力を低減さ
せ、更に管板内の温度勾配を緩やかにする効果を発揮で
きる。
【００２５】また、本発明により、高温側の面に断熱材
を施工すると共に、管板管孔における高温流体の入口側
端部を拡経した構成とし、その拡経部に前記高温側管板
を高温流体から断熱する断熱材を取付けた構成としたも
のでは、断熱材と断熱カバーによって管板を高温流体か
ら遮てて管板の温度を低温流体温度に近づけ、更に管板
内の温度勾配を緩やかにする効果を発揮できる。また、
管板管孔部における内径の変化がなく内部流体の流れを
スムーズに行うことができる。
を施工すると共に、管板管孔における高温流体の入口側
端部を拡経した構成とし、その拡経部に前記高温側管板
を高温流体から断熱する断熱材を取付けた構成としたも
のでは、断熱材と断熱カバーによって管板を高温流体か
ら遮てて管板の温度を低温流体温度に近づけ、更に管板
内の温度勾配を緩やかにする効果を発揮できる。また、
管板管孔部における内径の変化がなく内部流体の流れを
スムーズに行うことができる。
【図１】本発明の実施の第１形態による高温側管板の構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図２】本発明の実施の第２形態による高温側管板の構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図３】本発明の実施の第３形態による高温側管板の構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図４】従来の高温側管板の構成を示す断面図。
７ 高温側管板 ８ 高温側プレナム部 ９ 断熱層 １０ 管板管孔 １１ 伝熱管 １２ スリーブ管 １３ 断熱材 １４ インサート管 １５ 断熱カバー １６ 傾斜部 １７ 断熱部
Claims (3)
- 【請求項１】 管内に高温流体、管外に低温流体が流れ
るように構成した多管式熱交換器の高温側管板におい
て、同高温側管板に対し、その高温側の面に断熱材を施
工し、かつ、同管板と高温流体が接するのを防ぐスリー
ブ管を管板管孔に挿入したことを特徴とする多管式熱交
換器の高温側管板。 - 【請求項２】 請求項１記載の多管式熱交換器の高温側
管板において、前記スリーブ管の代わりにインサート管
を管板管孔に挿入し、同スリーブ管と管板管孔との間に
断熱材を設けた多管式熱交換器の高温側管板。 - 【請求項３】 管内に高温流体、管外に低温流体が流れ
るように構成した多管式熱交換器の高温側管板におい
て、同高温側管板に対し、その高温側の面に断熱材を施
工し、かつ、同管板管孔における高温流体の入口側端部
を拡経した構成とし、その拡経部に前記高温側管板を高
温流体から断熱する断熱材を取付けたことを特徴とする
多管式熱交換器の高温側管板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35024896A JPH10197191A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 多管式熱交換器の高温側管板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35024896A JPH10197191A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 多管式熱交換器の高温側管板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10197191A true JPH10197191A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=18409225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35024896A Pending JPH10197191A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 多管式熱交換器の高温側管板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10197191A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002005592A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-01-09 | Kobe Steel Ltd | 多管式熱交換器 |
| CN104457332A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-03-25 | 昆山市三维换热器有限公司 | 耐高温换热器 |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35024896A patent/JPH10197191A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002005592A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-01-09 | Kobe Steel Ltd | 多管式熱交換器 |
| CN104457332A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-03-25 | 昆山市三维换热器有限公司 | 耐高温换热器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040727 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040803 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041130 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |