JPS5823559B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPS5823559B2
JPS5823559B2 JP56062649A JP6264981A JPS5823559B2 JP S5823559 B2 JPS5823559 B2 JP S5823559B2 JP 56062649 A JP56062649 A JP 56062649A JP 6264981 A JP6264981 A JP 6264981A JP S5823559 B2 JPS5823559 B2 JP S5823559B2
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JP
Japan
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heat exchanger
fluid
partition wall
outer cylinder
tubes
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JP56062649A
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JPS5752798A (en
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ギユイ・サローン
ジヤン・アンドロ
ピエール・プードルー
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SUTEIN IND
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SUTEIN IND
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Publication date
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Publication of JPS5752798A publication Critical patent/JPS5752798A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1607—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/06—Methods 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
    • F22B1/063—Methods 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0054—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for nuclear applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
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  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱交換器に関する。
本発明は、特願昭４６−１１３９８号（特公昭５４−１
７３６３号公報）に開示されているような、第１の流体
を循環させるだめのチューブの束）と、このチューブの
束を囲む内側のスリーブと、このチューブの束に対する
第１の流体の出入用の開口と、内側のスリーブから間隔
を置いて配置された外筒と、この外筒に設けられた第２
の流体の出入用の外部導管部とを有する熱交換器を改良
し；て、装置の定常的流れ状態及び過度的流れ状態のい
ずれにおいても、外筒及びチューブ間の熱膨張差が最小
にすることを目的とする。
この目的を達成するため、本発明によれば、チューブの
束と、前記チューブの束を囲む内側のスリーブと、前記
内側のスリーブの両端に設けられた、前記チューブの束
への第１の流体の出入用の開口と、前記内側のスリーブ
から間隔を置いて配置された熱交換用の外筒と、前記内
側のスリーブ上に設けられ、このスリーブと前記外筒と
の間を下方に延びるジャケットと、前記ジャケットと前
記外筒との間を横方向に延びる区画壁と、前記区画壁と
前記ジャケットと前記外筒との間に形成された、上方ス
ペースと下方スペースの２つの環状スペースと、前記ス
ペースに開口した、第２の流体の出入用の外部の導管部
と、を備え、前記導管部は前記区画壁の間近に隣接して
開口し定常流れ状態および過度的流れ状態のいずれにお
いても前記外筒およびチューブ間の熱膨張差が最小にな
るようになっていることを特徴とする熱交換器ユニット
が得られる。
好適実施例において、前記区画壁は、前記ジャケット上
に固定された支持用リングと、前記環状スペース内にお
いて前記区画壁の外側に設けられた、該区画壁近傍にお
ける第２の流体の循環を阻止する２組の半径方向のヒレ
と、を有し、第２の流体の出入用の前記外部の導管部が
互いに対してかつ前記チューブの束に対して流体的にも
熱的にも隔離されている。
また、前記熱交換器ユニットを複数個連結１〜で蒸気発
生器を構成し、第１の熱交換器は加熱および蒸発に供し
、第２の熱交換器は過熱に供し、第３の熱交換器は再過
熱に供し、各熱交換器ユニットの第２の流体の出入用の
前記導管部の配置により第２の流体用の配管の長さを短
かぐし前記蒸発、過熱および再過熱用の熱交換器ユニッ
トを連結することができる。
以下添付の図面によって本発明の実施例について説明オ
る。
第１および第２図に示すように、各熱交換器ユニットは
通常垂直に配置されている外筒１とその内部にたばにな
って配装されている多数の真直なチューブ２とからなっ
ている。
各チューブの端部は、前記外筒１の上下両端にそれぞれ
固定されている底部管板４および頂部管板５に溶着され
ている。
これら管板は第１の熱伝導流体、この場合は液状ないし
蒸気となった水、の回路にパラレルに配装しておくもの
とする。
液体ナトリウムからなる第２の熱伝導流体はスリーブ１
２内で前記チューブに接触還流する。
この液体ナトリウムの還流を確実に行なわせるために、
スリーブ１２には１個ないし数個の入口開口１５がその
上部に、まだ出口開口１５ａがその下部にそれぞれ形成
されており、一方水は入口側ノズル８からチューブ２を
とおって出口側ノズル９に上方に向って進行するものと
する。
外筒１とスリーブ１２の間に形成されている環状室は区
画壁２０によって上下２部分に分かれて、入口側スペー
ス２１と出口側スペース２２を形成している。
外筒１には、それぞれ前記両スペース２１．２２に開口
している液体ナトリウム送入ノズル６および同送出ノズ
ル７が設げである。
装置の良好な作動をさまたげる不要な熱交換作用及び熱
応力の発生なふせぐために、前記両スペース２１゜２２
Ｋまたがって熱スクリーンが形成しである。
第１図に示す実施例においては、該熱スクリーンは、頂
部がスペース２１内にお贋でスリーブ１２に溶着されて
おり下端は熱膨張を許容するために開放となっていてさ
らに横方向にのびだヒレ２４を設けたジャケット２３か
らなっている。
さらに外筒１には横方向内方にのびたヒレ２５が形成さ
れている。
これらのヒレのある部分には還流する液体ナトＩＪウム
が滞留するようになっている。
区画壁２０は横方向に突出したリング２６からなってい
て、このリングが外筒１にもうけたフランジ２７に載置
されてジャケット２３の重量をささえている。
スリーブ１２と外筒１の間に形成されている環状室をも
うけることによって本発明の装置の作動を効果的ならし
めることができるのである。
チューブの束は上下にもうけた管板およびスリーブとと
もに外筒内に導入される。
以上説明したように環状のスペースを２個に分離して液
体ナトリウムを還流させることによって、装置の定常作
動時および過渡的な作動時いづれのときにおいても適当
な状態で還流させることができ局部的に熱膨張差かあ−
ｔり生ずることがない。
このことは熱慣性によってスペース内にナトリウムが滞
留しているかどうかには関係ない。
作動中における熱膨張差を補償するために、チユーズに
はその一端近傍において補償用の彎曲部が形成されてお
り、この場合、一般には第１図に示すようにチューブ上
方部分に形成するものとする。
チューブを囲ハスリーブ１２はチューブの前記彎曲部の
下部の位置までのびている。
このような構成をすることによってチューブの彎曲部は
外筒内の広いスペース内で充分に膨張彎曲することが可
能であり、さらにこの彎曲部のあるところはナトリウム
の流入する個所よりも上部に位置しているので、その流
れはしづかな状態に保たれており、まだ必要に応じてこ
の部分に中性のガスを内蔵させるようにすることもでき
る。
第２図に示すように、熱膨張を補償する彎曲部はチュー
ブの束を中央の束、およびその外側の２個の束に分けて
上方の管板５にかかるストレスを相殺するように構成す
るのがよい。
以上箱１および第２図に示した熱交換器ユニットは、こ
れを第３図に示すように複数個連接して液状金属の回路
に挿入し、たとえばエバポレータ２９および過熱器３０
からなる蒸気発生器として構成することかのぞ捷しい。
同図の点線は普通の熱交換器に用いられるパイプ経路を
示し、実線は本発明によるパイプを示すものである。
高温のナトリウムは本発明による熱交換器の下方に匹敵
する高さレベルにある熱交換器３１から、冷却されつつ
ポンプ３２に至る。
該ポンプ３２は本発明熱交換器ユニットの頂部に相当す
る高さに位置している。
この図から通常の熱交換装置に比１．てパイプの長さが
はるかに短かくてすむことば明らかである。
第３図に示すものは、熱交換器が原子力装置の蒸気発生
器として用いられ、反応炉が液体ナトリウム用ム他の液
状アルカリ金属で冷却される場合を示している。
熱交換器の作用によって熱は高温のナトリウムから水に
与えられてこれを気化させて冷却される。
第３図に示すように蒸気発生装置が、本発明による熱交
換器を１個あるいは複数個あつめて構成されており、各
熱交換器ユニットは水の加熱、気化、過熱、再過熱（こ
の場合は図示してない）を確実に行なうように回路に並
列に配置されるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による熱交換器ユニットの垂直断面図
、第２図は、第１図に示すユニットの横断面図、第３図
は、本発明による熱交換器を並列して使用する場合を示
す概略図である。 図中、符号１・・・・・・外筒、２・・・・・・チュー
ブ、４゜５・・・・・・管板、１２・・・・・・スリー
ブ、１５，１５ａ・・・・・・開口、８，９・・・・・
・水の流入、流出者ノズル、６，７・・・・・・ナトリ
ウム用の流入、流出ノズル、２１，２２・・・・・・環
状スペース、２３・・・・・・ジャケット、２４゜２５
・・・・・・ヒレ、２６・・・・・・リング、２７・・
・・・・フランジ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ チューブの束と、前記チューブの束を囲む内側のス
    リーブと、前記内側のスリーブの両端に設けられた、前
    記チューブの束への第１の流体の出入用の開口と、前記
    内側のスリーブから間隔を置いて配置されだ熱交換用の
    外筒と、前記内側のスリーブ上に設けられ、このスリー
    ブと前記外筒との間を下方に延びるジャケットと、前記
    ジャケットと前記外筒との間を横方向に延びる区画壁と
    、前記区画壁と前記ジャケットと前記外筒との間に形成
    された、上方スペースと下方スペースの２つの環状スペ
    ースと、前記スペースに開口した、第２の流体の出入用
    の外部の導管部と、を備え、前記導管部は前記区画壁の
    間近に隣接して開口し定常流れ状態および過度的流れ状
    態のいずれにおいても前記外筒およびチューブ間の熱膨
    張差が最小になるようになっていることを特徴とする熱
    交換器ユニット。 ２ 前記区画壁が前記ジャケット上に固定された支持用
    リングと、前記環状スペース内において前記区画壁の外
    側に設けられた、該区画壁近傍における第２の流体の循
    環を阻止する２組の半径方向のヒレと、を有し、第２の
    流体の出入用の前記外部の導管部が互いに対してかつ前
    記チューブの束に対して流体的にも熱的にも隔離されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱交
    換器ユニット。 ３ 前記熱交換器ユニットを複数個連結して蒸気発生器
    を構成１−１第１の熱交換器は加熱および蒸発に供し、
    第２の熱交換器は過熱に供し、第３の熱交換器は再過熱
    に供し、各熱交換器ユニットの第２の流体の出入用の前
    記導管部の配置により第２の流体用の配管の長さを短か
    くし前記蒸発、過熱および再過熱用の熱交換器ユニット
    を連結したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    の熱交換器ユニットの群。
JP56062649A 1972-02-11 1981-04-27 熱交換器 Expired JPS5823559B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

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FR7204689A FR2171869B2 (ja) 1972-02-11 1972-02-11

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JPS5752798A JPS5752798A (en) 1982-03-29
JPS5823559B2 true JPS5823559B2 (ja) 1983-05-16

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JP48017347A Pending JPS4889443A (ja) 1972-02-11 1973-02-12
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CH (1) CH563004A5 (ja)
ES (1) ES219931Y (ja)
FR (1) FR2171869B2 (ja)
GB (1) GB1419685A (ja)
IT (1) IT1048297B (ja)
LU (1) LU66995A1 (ja)
NL (1) NL172787C (ja)

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FR2171869B2 (ja) 1976-07-23
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NL172787B (nl) 1983-05-16
BE795092A (fr) 1973-05-29
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