JPS5854321B2 - ネツコウカンキ - Google Patents

ネツコウカンキ

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JPS5854321B2
JPS5854321B2 JP50138787A JP13878775A JPS5854321B2 JP S5854321 B2 JPS5854321 B2 JP S5854321B2 JP 50138787 A JP50138787 A JP 50138787A JP 13878775 A JP13878775 A JP 13878775A JP S5854321 B2 JPS5854321 B2 JP S5854321B2
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fluid
tube
tubes
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    • 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
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-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
    • F28D7/163Heat-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 conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1669Heat-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 conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having an annular shape; the conduits being assembled around a central distribution tube
    • 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
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    • F22B1/026Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers with heating tubes, for nuclear reactors as far as they are not classified, according to a specified heating fluid, in another group with vertical tubes between to horizontal tube sheets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F28F9/0133Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by concentric strips
    • 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
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0054Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for nuclear applications

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Description

【発明の詳細な説明】 本願の第1番目から第4番目までの4つの発明はいづれ
も垂直型熱交換器に関する。
より詳細には、本願の前記4つの発明は特許第9327
38号(特公昭53−9322号)の第1番目の発明と
同じく、高温にある一次流体を熱搬送加熱流体とし、よ
り低温の被加熱二次流体との熱交換によって、この被加
熱二次流体を加熱する垂直型熱交換器に属するものであ
ってさらに原特許の第1番目の発明の改良に関するもの
である。
本願の前記4つの発明の熱交換器は、特許第93273
8号(特公昭53−9322号)の第1番目の発明と同
じく、大別すれば、上部ヘッドと、下部ヘッドと、これ
ら両ヘッドの外周線全体に亘り、溶接などにより流体密
に接続されて垂直に延在する中空の円筒殻とからなる重
量外部構造体と;この外部重量構造体の内部に収容され
ている多数個の可撓性管束であって、それぞれの管の上
下両端が、前記の上部ヘッドおよび下部ヘッドのそれぞ
れの内側端板に明けられていて、可撓性管の本数と同一
の貫通孔内に挿入して接続され、高温の一次熱搬送加熱
流体の通路を形成している可撓性管束と、さらにそれら
の可撓性管束を、ある程度拘束して保持するために、前
記の円筒殻内に、熱交換器の軸線と垂直方向に隔置、さ
れた複数層の保持円板うからなる比較的軽量の内部構造
体;との2部分から構成されているものである。
本願の前記4つの発明は、いづれも外部重量構造体につ
いては特許第932738号(特公昭53−9322号
)の第1番目の発明と同一であるが、内部構造体の中の
管束群を構成する単位可撓性管の形状と、これらの単位
可撓性管(管ユニットと称しうる)を半径方向円周方向
、ならびに軸線方向にわたって、外部重量構造体とおよ
びまたは中央シャフトに対し相対的に所定の運動が可能
な範医に保持する態様に関しては、前記の特許第932
738号(特公昭53−9322号)の第1番目の発明
とは異なった構造になっている。
前記外部重量構造体については、本発明の実施態様の説
明の部分で、図面を参照してさらに説明するが、とへに
概要を述べる。
通常、外形がドーム形または2重円筒形にされている上
部および下部ヘッドは、形状は互にほとんど同一であっ
て、これらの両ヘッドは組立に際しては円筒殻の上下両
端に対し、円筒殻の長手軸線とこれに垂直な中心面に対
し対称になるように、つまり両ヘッドが円筒殻に対し上
下の関係位置が反対になるように。
溶接などによって流体密に接続される。
これらの上部および下部ヘッドは同一形状であり、環状
外壁部と、前記外壁部の底壁から半径方向内方に延在す
る端板と、前記端板の中央に近い部分から、前記外壁の
ドームの頂部の中央に近い部分に於て、端板と外壁とを
貫通する円筒状内壁とから戊る環状ヘッドを形成してい
る。
従って、これら両環状ヘッドの内部は、前記外壁、端板
、円筒状内壁の三者によって外方環状室と、前記内壁の
内径に相当する空間や占める中央室とが画成されること
になる。
上下両端板には、高温の一次流体の通路となる管束を挿
入するため管の数と同数の貫通細孔が上下端板のそれぞ
れ整合する位置に明けられ、組立られた状態では、両ヘ
ッドの外方環状室は多数の管によって連通され、上部環
状ヘッドの外方環状室に導入された高温の熱搬送加熱流
体は、これらの管を通って下部環状ヘッドρ外方環状室
内に流入する。
一方、下部ヘッドの中央室を通り、被加熱二次流体が円
筒殻内に導入され、円筒殻内を上方に向って流れる間に
、可撓性管内を流れる高温の熱搬送加熱流体との間で熱
交換が行われ、十分に加熱された熱湯または過熱蒸気と
なって上部ヘッドの中央室を通り、熱交換器の外方に流
れろ。
このような構造の上部および下部ヘッドは、鋳造などに
より一体に形成してもよく、あるいは外壁、円筒状内壁
、端板なそれぞれ別個に、或いは一部を組み合わせて形
成し溶接などで接合してもよい。
原発間である特許第932738号(特公昭53−93
22号)は、特に蒸気発生器として用いるのに適し、原
子炉の冷却流体(加圧水または液体ナトリウム)が第4
の熱搬送加熱流体となっている多管熱交換器を開示して
いる。
この熱交換器は、上端で熱搬送流体の環状入口と加熱さ
れた流体の出口となる中央通路のある上部ヘッドと、前
記熱搬送流体のための環状出口と、被加熱流体のための
中央通路を兼ねる下部ヘッドとそれらの上部および下部
ヘッドに固定した円筒状外殻とからなる重量外部構造体
とを有し、これら両ヘッドのそれぞれの内方端板に多数
の貫通孔があげてあり、比較的軽量の内部構造体が前記
外部構造体内に一体に形成してあり、この軽量内部構造
体は、前記二つの端板の孔を通しそれぞれの上下端を挿
入して溶着し複数列の環状の層として配置された管群に
よって構成してあり、この管群は、管のすえ付げに用い
得る大きな中央通路を画成していて前記外殻に近接した
周縁層から始まる複数の同心管層は、いくつかの横方向
に延在する平面において、管の各層間に配置してあり、
かつ、半径方向ステーによって相互に結合されている複
数の同心のリング列によって一体に構成した円板によっ
て保持してあり、さらに太((中央シャフトが固定して
あって環状交換室を形成している。
特許第932738号(特公昭53−9322号)の第
1番目の発明においては、該熱交換器の管はすべて同一
のものであり、その長手軸線の両側に連続して位置する
複数の弓形波打ち部を設けてあって擬正弦波(擬サイン
カーブ)の形状となっており、管に沿ってかつそのまわ
りを衛環する被加熱流体を通過させる連結要素によって
相互に結合された同止リングの形態になっている。
保持用平板は、波打ち部の頂点と同じレベルまたは変曲
点と同じレベルに位置しており、それらはそれぞれ前記
の円筒状外殻と中央シャフトとに溶接され結合されてい
る。
このように形成した管群を用いることによって、管と外
殻との間に生じうるかなりの温度差(200℃はどにも
なる)によって生じる膨張差を、弾性たわみ変形によっ
て補正することが可能となることは了解できよう。
管が直線状の場合このようにはならない。
特許第932738号(%公昭539322号)で指摘
したように、これは、管に生じる応力をかなり減じる。
しかしながら、このような管の固定方法は、管の可撓性
から導びかれる利益を最大にするためには、二つの相反
した要件を満足させなげればならない。
その一つは、管を固定する方法が最大の自由度をもって
膨張を許すようなものでなければならないということで
あり、もう一つの条件は、管をかなりしっかりと固定し
て振動を防がなければならないということである。
特許第932738号(%公昭53−9322号の第1
番目の発明では、管の自由な膨張を生ぜしめる波打ち部
を長くすれば、管がより自由に膨張できるので、管の剛
性保持平面相互間の距離を変えることによって問題を解
決していたが、固定点相互の間隔を広げると管の振動を
発生させる危険がある。
したがって、前記の二つの相反した要件を同時に解決す
るのはきわめて難かしい。
本願の第1番目から第4番目までの発明は、この問題を
箱間かつ有効な装置によって解決するものである。
本願の第1番目の発明すなわち特定発明の主題は、多く
の管を所定位置に保持し、同様に複数の同心のリングを
結合することによって測値の保持円板としては剛固に構
威しである複数の保持円板を2群に分け、1方は膨張に
より管に生じるたわみ変形の影響の下に装置軸線のまわ
りに円周方向に自由に回転し得るものと、他方な外殻お
よび必要に応じて、管群が場所を占める環状交換室を形
成する中央シャフトに結合しい固定されたものとから成
るようにした点で異なっている。
固定された保持内添と、装置軸線のまわりに円周方向に
自由に回転する可動の保持円板とは、好ましくは、軸結
上に交互に、かつ互に等しい間隔て哨装置してあり、こ
の間隔は、容管が完全に安定するように選定され、通常
この間隔は1メ一トル程度である。
他方、波形管が波打ち部を含む平面の外側に変位したり
、あるいはこの外側で振動したりする危険がいささかな
りともないようにするために、管は、そのほぼ長手軸線
の両側に非対称的な波打ち部を有し、その結果、この長
手軸線の両側に位置する管の固定点は異なった距離のと
ころにある。
しかしながら、固定された保持円板内に保持されている
管の固定点は、その管の軸線上に位置しており、他方回
転自由な保持円板は、この軸線の片側に位置している波
打ち部の頂点のレベルに位置する。
本願の特定発明において、個々の非対称管は、二つの連
続する同側方向波打ち部(通常は外側)の中間に、大き
な波打ち部とは逆方向の二つのごく小さい波打ち部を隣
接して有し、固定保持円板は、これらの小さい両波打ち
部の変曲点つまり連結点と同じレベルに位置し、管は、
その長手軸線に沿った点でしっかりと保持される。
このように本願の特定発明は、原発間の上部ヘッド、下
部ヘッド、前記上部ヘッドと下部ヘッドの間を接続し長
手軸方向に延在する円筒殻と、前記円筒殻の内部でかつ
同心に軸方向に延在する中央シャフトと、前記円筒殻と
前記中央シャフトの間に画成される熱交換室を有する点
において原発間σ)構成に欠くことのできない事項の主
要部を本特定発明の構成に不可欠な主要部としていて、
熱搬送加熱流体を流すための管束群の個々の管の形状と
、これらの管束群を前記の円筒殻と中央シャフトに接続
する態様において原特許と相違している。
本願σ)特定発明は原子炉などの冷却水などの一次流体
を熱搬送加熱流体として二次流体を加熱するために熱交
換を行う点において原特許と同一の目的を達成するもの
である。
本願の第2番目の発明は、特定発明と同じく原発間であ
る特許第932738号(特公昭539322号)の第
1番目の発明の改良であって、原発間の構成に不可欠な
事項の主要部を主要部としている点では特定発明と同一
であるが、管束群を構成する測値個の非対称管の形状と
、それらの管束群を内殻外殻と中央シセフトに対し保持
する保持円板と、各管束の保持部分との関係位置の点に
関して相違する。
つまり本願の第2番目の発明では、それぞれの管は一同
じ側に位置した隣接する2個の大きな弧の波打ち部の中
間に直線部分を設けてもよい。
この場合、可動の保持円板は大きな弧の波打ち部σつ頂
上と、これらの直線部分の中央とほぼ同じレベルに配置
する。
つまり本願の第2番目の発明は特定発明の構成に欠くこ
とのできない事項のうち、前記の非対称の管が軸線に対
し一方側(外側)のみに位置する大きな波打ち部を有し
、隣接する二つの波打ち部を一対とし各波打ち部の頂上
とその対の両波打ち部の間の直線部の中点で軸線のまわ
りを円周方向に可動にされている保持円板に保持されて
いる点で相違している点を除いては、主要部は特定発明
と同一であり、目的についても同一である。
本願の第3番目の発明は特定発明と同じく、原発間であ
る特許!932738号(特公昭53−9322号)の
第1番目の発明の敗良であるが、本願特定発明の構成に
欠くことのできない事項の全部を主要部とし、これらの
共通の主要部の他に、さらに、気化させるべき水が入る
熱交換器の下部と、生成した蒸気を過熱する熱交換器の
上部での熱交換を改善するために、前記の加熱される水
および蒸気を熱搬送加熱流体が通っている管群に対して
横断方向に流す手得が設けである。
この目的のために、熱交換器は、環状熱交換室の上下部
分において、少なくとも一つづつのそらせ板を有し、こ
れらのそらせ板は、その中央区域あるいは周縁区域のい
づれか一方にそれぞれの管が接触しないように互に管を
隔離していて管のまわりを流れる流体を通過させるよう
な管状の半径方向ステーによって結合された保持リング
の部分と、また対向した側周側面に管を受けるだけの大
きさの半円形のくぼみを有するだけで流体の軸線方向移
動を妨げ管に対して横断方向の流れを生ぜしめるリング
の部分とによって形成しである。
従って本願の第3番目の発明は、特定発明の構成に欠く
ことのできない事項の全部を主要部とし、さらに前記の
そらせ板を不可欠の構成要素として有し、同一の目的を
達成するものである。
本願の第4番目の発明は、第2番目の発明に不可欠な事
項の全てに加えて、前記第3番目の発明と同一のそらせ
板と保持円板とに付設され管を保持するとともに、そら
せ板の効果を発揮させるためのリング部分とと有するも
のである。
従って、第4番目の発明は特定発明の主要部を主要部と
し、特定発明の非対称管の代りに、第2番目の発明での
軸の片側にのみ大きな弧の波打ち部を有し、両波打ち部
の中間を直線状に形成した管から構成される管束と、こ
れらの管束を固定および可動に保持する保持板を有し、
さらに第3番目の発明の構成に欠くことのできないそら
せ板と、そらせ板を保持し、そらせ板の効果を発揮させ
るリング部分を有するものであるから、特定発明の構成
に不可欠の主要部を主要部として有し、特定発明と同一
目的を達成するものである。
特定発明による熱交換器の一実施例を添付図面を参照し
ながら以下に説明する。
先にも述べたように、第1図に示した熱交換器は、円筒
殻1を有し、この円筒殻1は、その上下両端において多
数の小孔を明けられた環状の端板2.3と二つのつまり
上、下の環状ヘッド4,5とに溶着しである。
各環状ヘッド4,5は、それぞれドーム形の外壁4’、
5’と、大きい中央通路10,10’を画成する円筒状
内壁4“ 、5“とを包含する。
これら環状ヘッド4,5は形状は同一であって、前記円
筒殻1の軸方向上下両端に対し対称位陰で接続されるす
なわち上部ヘッド4は、端板2を下にドーム形外壁の頂
点を上にして円筒殻1の上端に接続さへ一方下部ヘッド
5GL上部ヘッド4を逆立ちにした状態すなわち端板3
を上に、ドーム形外壁5 の頂点を下にして円筒殻1の
下端に接続される。
上部ヘッド4については、ドーム形外壁4′と、円筒状
内壁4“と端板2との間に外方環状室6 が画成され、
下部ヘッドについてはドーム形外壁5 と、円筒状内壁
5 と端板3との間に外方環状室7 か画成される。
このように構成されていて、上部ヘッドは熱搬送流体の
入口となると共に、加熱されて高温の、蒸気あるいは過
熱蒸気となった被加熱流体の出口として使用され、一方
下部ヘッドは熱搬送流体の出口および被加熱流体の入口
としての役目を兼ねる。
これらのヘッド4,5内の外方環状室のそれぞれに、一
群の管を通って循環する熱搬送流体(図示実施例では、
原子炉の冷却回路から入ってくる加圧熱水)の入口およ
び出口として使うものであって、それぞれ、入口6と、
出ロアと、流体密のドア9,9 によって閉ざしたマン
ホール8゜8 を包含する。
下方のヘッドすなわち下部ヘッド5の中央通路10は、
加熱される水を入れるのに用い、一方熱交換器内で発生
した過熱蒸気は、上方のヘッドすなわち上部ヘッド4の
中央通路10 を通って熱交換器外に去る。
可撓管のすべて(第2図に示した形状を持つ)が、端板
2,3の小孔に直線状の両端部を溶接して設置しである
明瞭にするために、第1図は、円形外周層に属する二つ
の管11,11 と、一群の管の内側に位置した層に
属する二つの管12.12’ と、内周層に属する二つ
の管13,13 とだけを示している。
薄い板金製の比較的に外径が太い中央シャフト20が上
、千両端板よりは軸線方向内側で、装置の熱交換室の高
さよりは短いが高さの大部分にわたって延在し、前記円
筒殻の内壁と共に前記の一計の管を収容する環状熱交換
室を画成している。
第2図に示すように、容管は、大きい円弧の波打ち部1
4,14 .14 を有し、これらの波打ち部は、容
管の長手軸線X −Xの片側に沿って位置しており、こ
の長手軸線と同心に直線状の両端部15,15 が形
成してあってこれらの両端部をそれぞれ下、上側端板の
小孔の各々に挿入する。
これらの波打ち部は、円周角60iにわたって延びる弓
形の彎曲部は、その両端をそれよりも5乃至10度浅い
そりを持った小さい弧の波打ち邪16,16’、16“
、17.1γ′、11“に連結している。
小さい方の波打ち部は、円周角35度にわたって延びて
おり、一対をなして配置してあり点18,18 .18
のところつ軸線X −X上に戻る。
第3図に示されているように、これらの管群は、外側列
のステーの頭部と次列ステーの尾部とを突合わせるよう
に配置しくぼんだ両側壁を有する同心の管状ステ一群2
L21 .21 などによって相互に結合された同心
列のリング19 、19.19 などによって管と管と
が互に隔置されて所定位置に保持してあり、同時に管に
沿って循環する流体のためのかなりの幅のある自由通路
を残している。
これらの管状ステーは、その管層の外側に位置したリン
グの内面とその管層の内側にあるリングの外面に対し個
々の管状ステーの半径方向の外面および内面とが、それ
ぞれ、溶接してあって、すべてのリングを半径方向に次
から次にと互に堅固に保持して一枚の剛性の円板、すな
わち一枚の保持円板を形成することになる これらの保持用の板、すなわち保持円板は、一方のレベ
ルで管の隣接する二つの小さい波打ち部の変曲点つまり
連結点に相当する18.18 および18 に関して
互に等しい距離を保って長手軸線に沿って配置してあり
、このようにして管束群中の一方の群はその長手軸線に
沿って位置した伺個所かの点で保持され、また、他方の
群の管では、長手軸線X’−XK対して前記の小波打ち
都と反対側に位置した大波打ち部の頂部22.22’2
2“の位置で互に等しい距離を保って配置しである。
前記の連結点18.18 .18 と同一レベルに配
置した複数の保持円板は、装置に対して固定しである。
すなわちその最外周リングの所で円筒殻1の内面に溶接
しである。
これに対して、大きい波打ち部の頂部22,22 .2
2 と同一レベルにある保持円板は、円筒殻1には結
合されていない。
したがって、管の膨張作用を受けて頂部のそりが増大す
るとこれらの管の波打ち部は、装置の長手軸線のまわり
に自由に回転する。
理論的には、複数の可動保持円板を構成している個々の
保持リングは;管群中における半径方向上での位置とは
無関係に、すべての管が同じように変形し得るように互
に摺動できるように設計してもよい筈である。
しかしながら、保持リング同志が相互に摺動するような
リングに管を保持させることになるこの方法は、構造を
かなり複雑なものとし、組立体の慣性を減じ、それによ
って振動を助長するおそれがある。
したがって、これらの円板の各各を剛性として半径方向
上、異なった層にある管が同時に異なった程度の変形を
行い、結果としては異なった応力が生じるようにするの
が好ましい。
しかしながら、後に説明するように、このような応力の
相違は、さほど顕著なものではなく、直管にした場合に
受ける応力よりは、著しく小さい。
これらの変形が、軸心を通り半径方向に延びる垂直な平
面において三本の管に起ったもσフとして、第4図、第
5図に説明しである。
一本の管11は管群の外周のもσつであり、第二の管1
2は管群のほぼ中間にあるものであり、第三〇瞥13は
内周にあるものである。
膨張作用の下で、管の波打ち部の頂部22におけるそり
が増大し、その結果、保持円板を角Jθだげ回転させろ
うとする(第5図)。
保持円板は剛性にされているので、それら複数の彎曲部
のそれぞれの頂部22が行う変位は、同心のそれぞれの
管群の層で異なっていることが必要である。
中間層の管群12が完全に自由に変位したとすれば、外
周層の変位は、より大きい円弧に沿ったものとなり、一
方、内層の管の変位は。
逆に拘束を受けることになる。
円板の回転角イθは、最終的には、中間層の内外両側に
ある管によって保持円板に加えられる互に反対方向の力
を均衡させるように決決定する。
第4図において、膨張が全く起っていない状態での管の
初位置を符号24で示しである。
所定の温度で可動保持円板が角Jθにわたって回転して
均衡したとすれば、外層の管11は、位置11□に変形
し、中間層の管13は、位置13□に変形することにな
る。
それに対して、小波打ち部、たとえば16.16 の
ところのそりは、この変形の際減少して膨張による複数
の管のそれぞれの長さの増加分を補正する。
外径3.80メートル、内径1.50メートルの環状管
群を構成しているインコネル14/16(Incoel
)で作った管の応力計算をしたところ、円筒殻温度2
80℃、管層#326℃、管内部圧力172パールのと
きに次の結果を得た。
中間層の管12では、波打ち部の頂点の変位は、5.6
2ミリメートルで、全応力は15.76 Kg/rrv
n2であった。
外周層の管11では、波打ち部の頂点の変位は、7.3
1ミリメートルで、全応力は、” 5−9 Kt;1/
rMn2であった。
内周層の管13では、波打ち部の頂点の変位は、2.8
1ミリメートルで、全応力は、15.53Kg/rIr
In2であツタ。
明らかに、全応力は管群の一つの管層から他の管層にわ
たって、そQ変化が比較的小さいので、全ての波打ち部
の頂点の部分で一体になって回転するようになっている
剛性の可動保持円板の使用が妥当なことが理解できる。
上述の応力は、通常規定される許容値よりもはるかに低
い。
管と円筒殻の温度差がもつと大きくても、同様の結果を
得ることができよう。
成る場合には、管の形状を簡略化し得る。
大波打ち部の反対側に第2図のような複数の浅い小さい
波打ち部を設ける代りに、隣接する大波打ち部を管の長
手軸線X −Xに沿って配置した直線部分によって相互
に連結してもよい。
固定保持円板は、これら直線部分のほぼ中央のところに
配置する。
この場合、波打ち部の頂点のところの変形は、直線部分
の多少のたわみによって補正し得る。
直線部分が正しくない方向に、僅に彎曲する可能性のあ
るような変形を防ぐために、小さい彎曲部16.1.7
を設計することも考えられる。
第2a図は、第2番目の発明に相当する実施例であり、
上述のように、一方側にある波打ち部14.14’など
の間に直線部分116 、116“を有する管を示して
いる。
この場合、たとえば、隣接する二つの波打ち部14,1
4’を一つの対とし、それぞれの頂点22,22 の
ところと、一つの対内の直線部分の中心118 のとこ
ろとに計三つの可動保持用リングが配置される。
この点118 は前記の一対の波打ち部14の上方側と
14 の下方側の外方にある管の両端の二つの直線部分
の中間点118,118 のところにある二つの固定
保持用リングの間で両波打ち部を2分する。
この配置は、温度差がかなり大きい場合、管の可撓性を
増大させ得る。
公知のように、管を波形にすれば、熱伝達係数を、装置
の全高を増すことなく改善して装置の上方部で過熱蒸気
を得ることができる。
さらに、管まわりの循環率と共に熱伝達がかなり増大す
る。
熱伝達をさらに改善するため、第3番目と第4番目の発
明は、管に対してできるだけ直角に近い横方向の流れが
、加熱域および過熱域の両部会に生じ得るようにする手
段を提供する。
この手段は、上述の保持円板に類似した構造のそらせ板
の形状となっているが、このそらせ板の表面の少なくと
も一部に孔があげられている。
このようにして、過熱蒸気の方向およびその流量を制御
することが可能となる。
この流量は、過熱蒸気の熱伝導率が低いことを考慮して
かなり大きくなければならない。
第1図に示すように、上述のそらせ板25は熱交換器の
下部で、被蒸発水の中央人口10よりは上方に配置する
このそらせ板は、その表面の大部分に孔がおいておらず
、その外周部だけを通って、水が流れるようにしである
ので、矢印で示すように、そのそらせ板の下方で、管に
対して横方向の流れを発生させる。
このそらせ板25の平面図が第6図であり、この図にお
いて、そらせ板は、その外周部では第3図に示す保持円
板に類似しており、同心のリング26,26 .26“
が、同ノL・の層をなす管28゜28′を互に隔離して
いる溶接管状ステー21゜27′によって相互に結合し
である。
それに対して、そらせ板の残りの表面は、相互に直接溶
着された厚いリング29,29 .29“などによりて
形成してあり、これらのリングは、その結合面に半円形
のくぼみ30,30’ 、30“などを有する。
これらのくぼみには、同心層28“、28//1などの
管が遊びを最少限に抑えてはめ込んである。
熱交換器は、その上方部分、すなわち過熱区域において
、第1図に示すように二つのそらせ板31.32を有す
る。
その中のそらセ板31は、第1図に示す構造のもσつで
あって、第6図に示したものとは逆に中央シャフト付近
の区域を通して蒸気を流すように配置してあり、他方の
そらせ板32ば、第6図のものと同様にその外周域を通
して蒸気を流すようになっている。
その結果、蒸気は、二つのそらせ板31.320間を内
側から外側に管を横切って流れ、またそらせ板32と蒸
気出口10′の間を外側から内側に流れる。
一つの例として、そらせ板31または32の無孔部分を
構成している保持用リングは、開放区域の保持用リング
26と同じであり、蒸気流は、この区域において、平ら
な部分、たらえば管を通すための円形孔を形成してあっ
てリング26上にのせるか、あるいは所望に応じてそれ
に溶着した平らな円形セグメントによって阻止される。
これらのそらせ板(数を増減し得る)は、管を保持する
のにも役立ち、保持円板と同様に、円筒殻1に固定する
か、またその長手軸線のまわりに自由に回転できるかの
いづれかにされるが、これは、そらせ板が、管の大波打
ち部の頂点のレベルに位置するか、管の大波打ち部の中
間点のレベルに位置するかによって決まる。
二つの異なった形式の同心リングの形態にあるこれらの
そらせ板は、外部構造のヘッドの中央通路を通して導入
し、管群をすえ付けろように周縁から外側に向って位置
決めすることによって、保持円板と同じ様に組立てる。
そらせ板31 、32の区域での蒸気の質流断面積をい
ささかなりとも減じないように、中央シャフト20の対
応部分38の直径を小さくして流量を実質的に増すこと
なく、それ放熱交換係数を減することなく、蒸気が横方
向に循環するようにする。
固定、可動保持円板およびそらせ板中の、流体を流通さ
せる部分は、第3a図に示す形態に変更できる。
この変形によれば、すべての管状ステー33.33,3
3 ・・・の各々は、第3.6.7図に示すものと同
じ形状であるが、第3図のように、頭と底部を向き合わ
せるのではなくすべて同じ方向に配列してあって、最外
層の管36.36’、3σ′の列の外方リング35の内
面にだけ、点34゜34.34 のところでその主凸
状面を溶接しである。
この配置は以下のような利点を有する。二つの連続した
ステー間の距離は、管とソノ取付部の間に遊びが形成さ
れ得るように明瞭に定められる。
弁管を位置決めし易くする空隙が正しく構成される。
ステーが保持リングを構成する要素に予め溶接される。
この変形例においては、管の安定性を改善するために、
管状のシム37,37’、37“が隣合ったステー間に
挿入してあり、管は、第3a図に示すように、二つのシ
ムと内方保持リングとの間に配置する。
追加の関係 本願の第1番目の発明は、原発間である特許願第932
738号(%公昭53−9322号)の第1番目の発明
の構成に欠くことのできない事項、すなわち、環状上部
ヘッドと環状下部ヘッドとに固定された円筒状外殻と、
この円筒状外殻内に装着された同心の中央シャフトと、
前記の上下環状ヘッドと、円筒状外殻と中央シャフトに
よって画成される熱交換室とを包含して主要部としてい
るが高温加熱流体の通路となる可撓性管群の各々は形状
が同一で、管の長手軸線の一方側にある複数の大きな弧
の波打ち部と、それらの隣接する大きな弧の二つの波打
ち部の中間で前記大きな弧の波打ち部の長手軸の反対側
にあって連続する複数の小さい弧の波打ち部を有するこ
とと、このような個々の波打ち管から構成される管束群
を保持する保持円板は二つの群からなり、一方の群は可
撓性の管をその大きな波打ち部の頂上において保持し、
円筒状外殻または中央シャフトに対し所定の円周角の範
囲一〇動線に対し円周方向に可動な状態に保持し、保持
円板の他方の群は前記可撓性管群をそれらの小さい弧の
二つの波打ち部の連結点つまり変曲点においてそれぞれ
保持し、前記の円筒殻または中央シャフトに対し固定さ
れ、可撓性管の温度変化に伴なう熱膨張と収縮とに対し
、可撓性管がそれらの大きい弧の波打ち部の頂点として
可動保持円板と一体になって長手軸に対し円周方向運動
によって補正されるような構造にされ、熱交換器全体の
振動と構造部分の変形とが防止されるようになる効果を
有するものである。
原発間では可撓性管は、その長手軸線に対しその半径方
向の一方側とその反対側に同一波形の波打ち部を有する
はg正弦状(擬サインカーブ)の形状を有し、これらの
可撓性管からなる管束は、軸線方向に間隔を隔てて支持
する平面的に配列された同心環状支持リングによって軸
線方向には各々の管が温度変化による膨張あるいは収縮
に対して波打ち部の弧の大きさが変化して補正が可能で
はあるが、円周方向には回動できない。
従って効果については原発間よりも本願の第1番目の発
明の方が改良されている。
発明の目的については、原発間と本願の第1番目の発明
は、一次流体、特に原子炉の冷却用流体を熱搬送加熱流
体として上部入口から下部の出口に向は多数の可撓性波
打ち管を通して流す間に、向流する被加熱流体を熱交換
によって蒸気を発生し利用することと、振動や構造都の
変形、破損を低減し組立を容易にするなどの目的をも同
一としている。
本願の第2,3および第4番目の発明はいづれも特許第
932738号(%公昭53−9322号)の第1番目
の発明を原発間としている。
第2番目の発明では、原発間のはg正弦波状枝打ち管の
複数個から成る管束群と、これらを同一環状支持リング
によって長手軸線方向に変形可能に保持しているのに対
し、管の長手軸線の一方側だけに大きな弧の波打ち部を
有し隣接する波打ち部間を直線部によって接続し、保持
円板中の一方の群は可撓性管の隣接する一対の両波打ち
部の頂点と両波打ち部を連結する直線部の中央において
円周方向に所定の円周角の範囲内で可動に保持され、隣
接する両波打ち部中の上の波打ち部の上方と下の波打ち
部の下方にある直線部の中央において(入円筒殻または
中央シャフトに固定されるようになっていることを構成
に欠くことのできない事項とし、原発間に対してもまた
特定発明に対しても同一の目的を有するものである。
従って本願の第2番目の発明は、原発間の構成に欠くこ
とのできない事項を構成の主要部とじている。
本願の第3番目の発明と第4番目の発明は、それぞれ特
定発明と第2番目の発明の発明の構成に欠くことのでき
ない事項に加えて少くとも一個のそらせ板を有して、該
そらせ板は、設置された位置に応じ流体の通過を許容す
る空隙部を有するようになっていることを特徴とするも
のである。
従って本願の第3番目の発明と第4番目の発明は、いづ
れも原発間の構成に欠くことのできない事項の主要部を
それらの構成に不可欠の主要部として有し、原発間なら
びに特定発明に対しても同一の目的を有するものである
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による熱交換器の縦断面図、第2図は第
1図の熱交換器で用いる管の一つを示す図、第2a図は
第2図に示す管の変形例を示す図、第3図は保持用円板
の部分平面図、第3a図は第3図の変形例を示す図、第
4図は二つの固定保持用円板間に位置した管部分を示す
概略拡大図であって、管が内外周部かあるいは管群の中
間部に位置しているかによって自由回転式保持用円板レ
ベルで行う変形の態様を示す図、第5図は自由回転式保
持用円板の所定の回転により管波打ち都の頂点の変位を
示す部分断面図、第6,7図は二種のそらせ板りそれぞ
れの部分平面図である。 1・・・円筒殻、2,3・・・端板、4,5・・・上部
および下部ヘッド、4.5 ・・・環状外壁、4 。 5 ・・・円筒状内壁、6・・・入口、1・・・出口、
6 。 7′・・・環状外側室、8,8′・・・マンホール、9
゜9′・・・密閉ドア、i o 、 i o’・・・中
央通路、11゜12.13・・・波打ち管、14,14
・・・大きい弧の波打ち部、15,15 ・・・上
、下端の直線部、16.16 .16 .17,17
.17 ・・・小さな弧の波打ち部、1B、18 .
18 ・・・小さい弧の波打ち部の変曲点、19,1
9’、19“・・・同心列リング、20・・・中央シャ
フト、21,21 。 21 ・・・管状ステー、25,31,32・・・そら
せ板、116,116’、116“・・・直線部、11
8゜118’、11B“・・・直線部の中間点。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一次流体を熱搬送加熱流体として二次流体を加熱す
    るための熱交換器であって:環状外壁と、円筒状内壁と
    端板とを有し、前記環状外壁と、円筒状内壁と端板とに
    よって画成され前記熱搬送加熱流体の入口室となる外側
    環状室と、前記円筒状内壁によって画成され、加熱され
    た前記二次流体を流出するための出口室となる中央通路
    とが画成されている上部ヘッドと;前記上部ヘッドの前
    記端板の周辺に流体密に接続され該熱交換器の長手軸下
    方に延在している円筒殻と;前記上部ヘッドとはg同一
    構造で、端板が上方になるよう前記上部ヘッドと反対に
    倒置されて対称的に配置され、上方に置かれた前記端板
    の周縁に於て、前記円筒殻に流体密に接続されて前記熱
    搬送加熱流体の出口となる外側環状室と前記二次流体の
    入口部となる中央通路とを画成し、前記上部ヘッドおよ
    び前記円筒殻と共に該熱交換器の外部重量構造体な構成
    する下部ヘッドと;前記円筒殻の内部でそれと同心に、
    前記上、下部ヘッドの、それぞれの端板の間において、
    該熱交換器の軸方向に延在する中央バットと;前記円筒
    殻と前記中央シャフトとの間に画成される熱交換室と;
    前記上下ヘッドの両端板のそれぞれに明けられている多
    数の小さい貫通孔であって、上、下端板に明けられたそ
    れぞれ一つづつが半径方向とに上下整列して一対となり
    、全体として多数列をなして同心状に明けられた多数の
    貫通孔と;前記多数列の貫通孔のそれぞれに上下端が挿
    入されて流体密に接続され、円周方向および半径方向に
    隔置されて軸方向に延在し、前記熱搬送加熱流体を前記
    上部ヘッドから下部ヘッドに流すための前記貫通孔と同
    数の多数個の管からなる管束群であって、その各々が複
    数の波打ち部を有する同一形状の可撓性管である管束群
    と;前記管束群の管をそれぞれ、軸線上の複数の同一対
    応位置において一体に保持するため、該熱交換器軸線上
    の前記複数の対応位置を横断する複数個の保持円板であ
    って、それぞれの保持円板は、前記同一円周上に配置さ
    れた1列の可撓性管毎に、半径方向にも複数列に設けら
    れこれらの可撓性管を次々に半径方向の内方と外方から
    挾むように設けられ、半径方向に複数の円周列をなす複
    数のリングと、前記リング同志を半径方向に支えると共
    に、同一円周上にある個々の可撓性管の間に介在して設
    けられ、さらに前記リング同志を半径方向に次々に結合
    する複数のステーとを有し、前記リングと可撓性管とス
    テーとの間に、二次流体が通過するのに十分な自由通路
    を残して接合されて複数層をなして形成された複数の保
    持円板とを含んでなる軽量内部構造とからなる熱交換器
    において前記可撓性の波打ち管の各々は、その長手軸線
    の一方側間隔を保って設けられた複数の大きな弧の波打
    ち部とそれらの大きな弧の波打ち部の中間でそれらに接
    続し、管の長手軸の反対側にあって連続する複数の小さ
    い弧の波打ち部とを有し;前記保持円板中の一方の群は
    前記可撓性波打ち管群を前記の大きい弧の波打ち部の頂
    上において保持し、該熱交換器の外殻または中央シャフ
    トに対しては所定の円周角の範囲内で軸線に対し円周方
    向に可動にされ、前記保持円板中の他方の群は前記管群
    を前記の小さい弧の二つの波打ち部の変曲点において保
    持し該円筒殻または該中央シャフトに固定されていて;
    前記可撓性波打ち管の熱による膨張収縮が前記可撓性管
    の大きい弧の波打ち部頂上を支持する可動保持円板の円
    周方向運動によって補正され、該熱交換器の振動と、構
    造部分の変形とが防止されるようになっていることを特
    徴とする熱交換器。 2 一次流体を熱搬送加熱流体として二次流体を加熱す
    るための熱交換器であって二環状外壁と、円筒状内壁と
    、端板とを有し、前記環状外壁と、円筒状内壁と端板と
    によって画成され前記熱搬送加熱流体の入口室となる外
    側環状室と、前記円筒状内壁によって画成され、加熱さ
    れた前記二次流体を流出するための出口室となる中央通
    路とが画成されている上部ヘッドと;前記上部ヘッドの
    前記端板の周辺に流体密に接続され、該熱交換器の長手
    軸下方に延在している円筒殻と;前記上部ヘッドとはg
    同一構造で端板が上方になるよう前記上部ヘッドと反対
    に倒置されて対称的に配置され、上方に置かれた前記端
    板の周縁に於て前記円筒殻に流体密に接続されて前記熱
    搬送加熱流体の出口となる外側環状室と前記二次流体の
    大口部となる中央通路とを画成し、前記上部ヘッドおよ
    び前記円筒殻と共に、該熱交換器の外部重量構造体を構
    成する下部ヘッドと;前記円筒殻の内部でそれと同心に
    、前記上、下部ヘッドの、それぞれの端板の間において
    、該熱交換器の軸方向に延在する中央シャフトと;前記
    円筒殻と前記中央シャフトとの間に画成される熱交換室
    と;前記上下ヘッドの両端板のそれぞれに明けられてい
    る多数の小さい貫通孔であって、上、下端板に明けられ
    たそれぞれ一つづつが、半径方向と円周方向とに上下整
    列して一対となり、全体として多数列をなして同心状に
    明けられた多数の貫通孔と;前記多数列の貫通孔のそれ
    ぞれに上下端が挿入されて流体密に接続され、円周方向
    および半径方向に隔置されて軸方向に延在し、前記熱搬
    送加熱流体を前記上部ヘッドから下部ヘッドに流すため
    の前記貫通孔と同数の多数個の管から管束群であって、
    その各各が複数の波打ち部言有する同一形状の可撓性管
    である管束群と;前記管束群の管をそれぞれ軸線上の複
    数の同一対応位置において一体に保持するため、該熱交
    換器軸線上の前記複数の対応位置を横断する複数個の保
    持円板であってそれぞれの保持円板は、前記同一円周上
    に配置された1列の可撓性管毎に、半径方向にも複数列
    に設けられこれらの可撓性管を次々に半径方向の内方と
    外方から挾むように設けられ半径方向に複数の円周列を
    なす複数のリングと、前記リング同志を半径方向に支え
    ると共に、同一円周上にある個々の可撓性管の間に介在
    して設けられ、さらに前記リング同志を半径方向に次々
    に結合する複数のステーとを有し、前記リングと可撓性
    管とステーとの間に二次流体が通過するのに十分な自由
    通路を残して接合されて複数層をなして形成された複数
    の保持円板とを含んでなる軽量内部構造とからなる熱交
    換器において: 前記可撓性の波打ち管の各々は、その長手軸線の一方側
    に間隔を保って設けられた複数の大きな弧の派打ち部と
    それらの大きな弧の波打ち部を互に接続し軸線上にある
    複数の直線部とを有し;前記保持円板中の一方の群は前
    記可撓性波打ち管群を前記の大きい弧の波打ち部の頂上
    と前記波打ち管σつ二つの波打ち都を一対として両者の
    軸線***にある直線部とにおいて保持し、該熱交換器
    の外殻または中央シャフトに対しては所定の円周角の距
    囲内で軸線に対し円周方向に可動され、前記保持円板中
    の他方の群は前記管群を前記波打ち管の対の上下両端外
    方にある直線部において保持し該円筒殻または該中央シ
    ャフトに固定されていて;前記可撓性波打ち管の熱によ
    る膨張収縮が前記可撓性管を支持する可動保持円板の円
    周方向運動によって補正され、該熱交換器の振動と、構
    造部分の変形とが防止されるようになっていることを特
    徴とする熱交換器。 3 一次流体を熱搬送加熱流体として二次流体を加熱す
    るための熱交換器であって二環状外壁と、円筒状内壁と
    端板とを有し、前記環状外壁と、円筒状内壁と端板とに
    よって画成され、前記熱搬送加熱流体の入口室となる外
    側環状室と、前記円筒状内壁に画成され、加熱された前
    記二次流体を流出するための出口室となる中央通路とが
    画成されている上部ヘッドと;前記上部ヘッドの前記端
    板の周辺に流体密に接続され、該熱交換器の長手軸下方
    に延在している円筒殻と;前記上部ヘッドとはg同一構
    造で端板が上方になるよう前記上部ヘッドと反対に倒置
    されて対称的に配置され、前記端板の周縁に於て前記円
    筒殻に流体密に接続されて前記熱搬送加熱流体の出口と
    なる外側環状室と前記二次流体の入口部となる中央通路
    とを画成し。 前記上部ヘッドおよび前記円筒殻と共に該熱交換器の外
    部重量構造体を構成する下部ヘッドと;前記円筒殻の内
    部でそれと同心に、前記上、下部ヘッドの、それぞれの
    端板の間において該熱交換器の軸方向に延在する中央シ
    ャフト;前記円筒殻と前記中央シャフトとの間に画成さ
    れる熱交換室と;前記上下ヘッドの両端板のそれぞれに
    明けられている多数の小さそ貫通孔であって、上、下端
    板に明けられたそれぞれ一つづつが半径方向と円周方向
    とに上下整列して一対となり、全体として多数列をなし
    て同心状に明けられた多数の貫通孔と;前記多数列の貫
    通孔のそれぞれに上下端が挿入されて流体密に接続され
    、円周方向および半径方向に隔置されて軸方向に延在し
    、前記熱搬送加熱流体を前記上部ヘッドから下部ヘッド
    に流すための前記貫通孔と同数の多数個の管からなる管
    束群であって、その各々が複数の波打ち邪を有する同一
    形状の可撓性管である管束群と;前記管束群の管をそれ
    ぞれ、軸線上の複図の同一対応位置において一体に保持
    するため、該熱交換器軸線上の前記複数の対応位置を横
    断する複数個の保持円板であってそれぞれの保持円板は
    前記同一円周上に配置された1列の可撓性管毎に、半径
    方向にも複数列に設けられこれらの可撓性管を次々に半
    径方向の内方と外方から挾むように設けられ、半径方向
    に複数の円周列をなす複数のリングと、前記リング同志
    を半径方向に支えると共に、同一円周上にある個々の可
    撓性管の間に介して設けられ、さらに前記リング同志を
    半径方向に次々に結合する複数のステートを有し、前記
    リングと可撓性管とステーとの間に二次流体が通過する
    のに十分な自由通路を残して接合されて複数層をなして
    形成された複数の保持円板とを含んでなる軽量内部構造
    とからなる熱交換器において: 前記可撓性の波打ち管の各々はその長手軸線の一方側に
    間隔を保って設けられた複数の大きな弧の波打ち部とそ
    れらσつ大きな弧の波打ち部の中間で、それらに接続し
    、管の長手軸の反対側にあて連続する複数の小さい弧の
    波打ち部とを有し;前記保持円板中の一方の群は前記可
    撓性枝打ち管群を前記の大きい弧の波打ち部の頂上にお
    いて保持し、該熱交換器の外殻または中央シャフトに対
    しては所定の円周角の範囲内で軸線に対し円周方向に可
    動にされ、前記保持円板中の他方の群は前記管群を前記
    の小さい二つの波打ち部の変曲点においが保持し、該円
    筒殻または該中央シャフトに固定されている;さらに前
    記熱交換器の下部および上部のそれぞれにおいて軸線に
    対し直角に横断して設けられ、前記熱交換室を通る軸線
    方向および横断方向の流体の流れを制御する少なくとも
    1個のそらせ板であって、各そらせ板はその配置された
    位置に応じ、半径方向外方または軸線に近い内方のいづ
    れか一方が流体の通過を許容する複数の空隙部を有し、
    他方の部分は流体が該そらセ板に沿ってのみ横断方向に
    流動するようになった無空隙部となっているそらせ板を
    有し;前記可撓性枝打と管の熱による膨張収縮が前記可
    撓性管の波釘頂上部を支持する可動保持板の円周方向運
    動によって補正され該熱交換器の振動と構造部分の変形
    とが防止されると共に熱交換器内の二次流体の流れが有
    効に制御されるようになっていることを特徴とする熱交
    換器。 4 一次流体を熱搬送加熱流体として二次流体を加熱す
    るための熱交換器であって:環状外壁と、円筒状内壁と
    端板とを有し、前記環状外壁と、円筒状内壁と端板とに
    よって画成され前記熱搬送加熱流体の入口室となる外側
    環状室と、前記円筒状内壁によって画成され、加熱され
    た前記二次流体を流出するための出口室となる中央通路
    とが画成されている上部ヘッドと;前記上部ヘッドの前
    記端板の周辺に流体密に接続され、該熱交換器の長手軸
    下方に延在している円筒殻と;前記上部ヘッドとはg同
    一構造で端板が上方になるよう前記上部ヘッドと反対に
    倒置されて対称的に配置され、上方に置かれた前記端板
    の周縁に於て前記円筒殻に流体密に接続されて、前記熱
    搬送加熱流体の出口となる外側環状室と、前記二次流体
    の入口部となる中央通路とを画威し、前記上部ヘッドお
    よび前記円筒殻と共に、該熱交換器の外部重量構造体を
    構成する下部ヘッドと;前記円筒殻の内部でそれと同ノ
    しに、前記上、下部ヘッドの、それぞれの端板の間にお
    いて、該熱交換器の軸方向に延在する中央シャフト;前
    記円筒殻と前記中央シャフトとの間に画成される熱交換
    室と;前記上下ヘッドの両端板のそれぞれに明けられて
    いる多数の小さい貫通孔であって、上、下端板に明けら
    れたそれぞれ一つづつが、半径方向と円周方向とに上下
    整列して一対となり、全体として多数列をなして同心状
    に明けられた多数の貫通孔と;前記多数列の貫通孔のそ
    れぞれに上下端が挿入されて流体密に接続され、円周方
    向および半径方向に隔置されて、軸方向に延在し、前記
    熱搬送加熱流体を前記上部ヘッドから下部ヘッドに流す
    ための前記貫通孔と同様の多数個の管からなる管束群で
    あって、その各々が複数の波打ち部を有する同一形状の
    可撓性管である管束群と;前記管束群の管をそれぞれ、
    軸線上の複数の同一対応位置において一体に保持するた
    め、該熱交換器軸線上の前記複数の対応位置を横断する
    複数個の保持円板であって、それぞれの保持円板は、前
    記同一円周上に配置された1列の可撓性管毎に、半径方
    向にも複数列に設けられこれらの可撓性管を次々に半径
    方向の内方と外方から挾むように設けられ。 半径方向に複数の円周列をなす複数のリングと、前記リ
    ング同志を半径方向に支えると共に、同一円周上にある
    個々の可撓性管の間に介在して設けられ、さらに前記リ
    ング同志を半径方向に次々に結合する複数のステーとを
    有し、前記リングと可撓性管とステーとの間に、二次流
    体が通過するのに十分な自由通路を残して接合されて複
    数層をなして形成された複数の保持円板とを含んでなる
    軽量内部構造とからなる熱交換器において:前記可撓性
    の波打ち管の各々は、その長手軸線の一方側に間隔を保
    って設けられた複数の大きな弧の波打ち部と、それらの
    大きな弧の波打ち部を互に接続し軸線上にある複数の直
    線部とを有し;前記保持円板中の一方の群は前記可撓性
    波釘ち管群を前記の大きい弧の波打ち都の頂上と前記波
    打ち管の二つの波打ち部を一対として両者の軸線***
    にある直線部とにおいて保持し、該熱交換器の外殻まだ
    は中央シャフトに対しては、所定の円周角の範囲内で軸
    線に対し円周方向に可動にされ、前記保持円板中の他方
    の群は前記管群を前記波打ち管の対の上下両端外方にあ
    る直線部において保持し、該円筒殻または該中央シャフ
    トに固定されていて:さらに前記熱交換器の下部および
    上部のそれぞれにおいて、軸線に対し直角に横断して設
    けられ前記熱交換室を通る軸線方向および横断方向の流
    体の流れを制御する少なくとも1個のそらせ板であって
    、各そらせ板はその配置された位置に応じ、半径方向外
    方または軸線に近い内方のいづれか一方が流体の通過を
    許容する複数の空隙部を有し、他方の部分は流体が該そ
    らせ板に沿ってのみ横断方向に流動するようになった無
    空隙部となっているそらせ板を有し:前記可撓性波釘ち
    管の熱による膨張収縮が前記可撓性管の波打ち頂上部を
    支持する可動保持板の円周方向運動によって補正され該
    熱交換器の振動と構造部分の変形とが防止されると共に
    熱交換器内の二次流体の流れが有効に制御されるように
    なっていることを特徴とする熱交換器。
JP50138787A 1974-12-05 1975-11-20 ネツコウカンキ Expired JPS5854321B2 (ja)

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