JPS613999A - シエルアンドチユ−ブ型熱交換器 - Google Patents

シエルアンドチユ−ブ型熱交換器

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Publication number
JPS613999A
JPS613999A JP59124432A JP12443284A JPS613999A JP S613999 A JPS613999 A JP S613999A JP 59124432 A JP59124432 A JP 59124432A JP 12443284 A JP12443284 A JP 12443284A JP S613999 A JPS613999 A JP S613999A
Authority
JP
Japan
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flow
shell
heat exchanger
fluid
annular space
Prior art date
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Pending
Application number
JP59124432A
Other languages
English (en)
Inventor
Takuya Omotani
重谷 卓哉
Sunao Shiraishi
直 白石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP59124432A priority Critical patent/JPS613999A/ja
Publication of JPS613999A publication Critical patent/JPS613999A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/026Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0278Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of stacked distribution plates or perforated plates arranged over end plates
    • 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
    • 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
    • F28D7/1638Heat-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 with particular pattern of flow or the heat exchange medium flowing inside the conduits assemblies, e.g. change of flow direction from one conduit assembly to another one
    • F28D7/1646Heat-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 with particular pattern of flow or the heat exchange medium flowing inside the conduits assemblies, e.g. change of flow direction from one conduit assembly to another one with particular pattern of flow of the heat exchange medium flowing outside the conduit assemblies, e.g. change of flow direction
    • 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
    • F28F9/005Other auxiliary members within casings, e.g. internal filling means or sealing means
    • 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
    • F28F9/22Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • 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
    • F28F9/24Arrangements for promoting turbulent flow of heat-exchange media, e.g. by plates
    • 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
    • F28F9/22Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F28F2009/222Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管外流体用ノズルが一体的に形成された外胴と
、同外胴内にほぼ同軸状に配設されると共に両端部に同
管外流体の流出入用窓が形成された内胴と、同内胴内に
長手方向に延びて配設された伝熱管束とを有するシェル
アンドチューブ型熱交換器の改良に関するものである。
従来の高速増殖炉で使用されているシェルアンドチュー
ブ型熱交換器(中間熱交換器)を第4図により説明する
と、(1)が1次系ナトリウム(管外流体)用人ロノズ
ル、(2)が外胴、(3)が同外胴(2)内にほぼ同軸
状に配設されると共に上端部に1次系ナトリウムの流入
用窓(4)を形成した内胴である。
なお同内胴(3)の下端部には、1次系ナトリウムの流
出用窓があるが、図示全省略している。また(5)が具
体的に示していないが上記内胴(3)内に長手方向に延
びて配設された伝熱管束、(8)が上記外胴(2)と上
記内胴(3)との間の環状空間、(9)が同環状空間(
8)内の上部に配設された多孔の整流板で、1次系ナト
リウム(Alが入口ノズル(1)から外胴(2)内へ流
入し、次いで外胴(2)と内胴(3)との間に形成され
た環状空間(8)を上昇し、次いで内胴(3)の上端部
に設けた流入用窓(4)から伝熱管束(5)部へ管外流
体として流入し、同伝熱管の内部を流れる2次系ナトリ
ウムと熱交換を行なう。その後、同1次系ナトリウム(
A)は、内胴(3)の下端部に設けた流出用窓から環状
空間(8)へ流出し、さらに1次系ナトリウム用出ロノ
ズル(図示せず)を経て熱交換器外へ流出する。なお1
次系とは、炉心を直接冷却するナトリウム(冷却材)が
流れる系統のことであシ、2次系とは、1次系のナトリ
ウムを介して炉心を冷却する系統のことである。
前記シェルアンドチューブ型熱交換器では、外胴(2)
と内胴(3)との間の環状空間(8)から伝熱管束(5
)部へ管外流体として流入する1次系ナトリウム(勾の
内胴(3)周方向での流量分布をいかに均一化するかと
いう問題がある。もしも内胴(3)内における周方向の
流量分布が不均一であると、伝熱管束(5)部の周りの
1次系ナトリウムに偏流が生じ、この偏流が原因で伝熱
管束(5)部の周方向の温度分布が不均一になって、シ
ェルアンドチューブ型熱交換器の伝熱性能が低下し、温
度分布の不均一が顕著な場合には、伝熱管相互の熱膨張
差により、伝熱管に座屈が生ずる。その対策の1つに、
環状空間(8)Il″多孔0整流板(9)を設置すにと
があ6・同整流板(9)は、1個所の1次系す) IJ
ウム入ロノズル(1)から外胴(2)内へ入つで、内胴
(3)の上部全周から内胴(3)内へ流入する1次系ナ
トリウムFA)k整流して、内胴(3)内における周方
向の流量分布を均一にするものである。また同整流板(
9)に加えて、内胴(3)の上端部の流入用窓(4)の
開口面積を周方向に沿い変えて、同流入用窓(4)にも
整流効果をもたせる場合があるが、これらの対策をとっ
た場合、シェルアンドチューブ型熱交換器では、圧力損
失の増大を避けられない。この圧力損失の増大は、外胴
(2)のみ全大径化して、環状空間(8)の流路断面積
を大きくする等の対策により、解消できるが、その場合
には、シェルアンドチューブ型熱交換器が大型化して、
コスト高になるという問題がある。
本発明は前記の問題点に対処するもので、管外流体用ノ
ズルが一体的に形成された外胴と、同外胴内にほぼ同軸
状に配設されると共に両端部に同管外流体の流出入用窓
が形成された内胴と、同内胴内に長手方向に延びて配設
された伝熱管束とを有するシェルアンドチューブ型熱交
換器において、前記外胴と前記内胴との間の環状空間内
に管外流位全前記ノズルから前記流入窓へ導く案内羽根
を配設して螺旋状流路全形成したことを特徴とするシェ
ルアンドチューブ型熱交換器に係シ、その目的とする処
は、外胴全大径化して圧力損失の低減を図らなくても、
整流できて、製作コストt−低減できる改良されたシェ
ルアンドチューブ型熱交換器を供する点にある。
次に本発明のシェルアンドチューブ型熱交換器を第1図
乃至第3図に示す実施例により説明すると、第1図の(
1)が1次系ナトリウム(管外流体)用人ロノズル、(
2)が外胴、(3)が同外用(2)内にほぼ同軸状に配
設されると共に上下端部に1次系ナトリウムの流出入用
窓+41+611に形成した内胴、(5)が同内胴(3
)内に長手方向に延びて配設された伝熱管束、(7)が
1次系ナトリウム用出ロノズル、(8)が上記外胴(2
:と上記内胴(3)との間の環状空間、第2,3図の(
1〔が本発明で最も特徴とする案内羽根で、同案内羽根
q〔は、1次系ナトリウム用人ロノズル(1)から外胴
(2)内へ流入した1次系ナトリウム(Alの周方向の
流量分布を均一化させるように、外胴(1)の内周面に
螺旋状に取り付けられている。なお同案内羽根C1(l
の幅(財)は、環状空間(8)の幅(L)に等しい場合
(第3図参照)と等しくない場合(第2図参照)とがあ
る。また案内羽根(11の個数及び長さも図示の例に限
定されないが、これらの条件は1次系ナトリウムの流量
等により決まる。また案内羽根(1(1を設ける外に、
整流板を設けたり、流入用窓(4)の開口面積を変えた
りしてもよい。
次に前記シェルアンドチューブ型熱交換器の作用を説明
する。案内羽根(101は、1次系ナトリウムの不均一
な流れ(ベクトル)の方向を螺旋状に変えて整流するも
のであり、スタグナント領域が低減されると共に、環状
空間(8)の流量分布が均一化される。
このように本発明の案内羽根QO1の場合、多孔の整流
板方式に比べて流れのはく離などにより生ずるスタグナ
ント領域が低減されることなどから、外胴(2)t−大
径化して圧力損失の低減を図らなくても、整流できて、
製作コスト金低減できる効果がある。
以上本発明全実施例について説明したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を施し
うるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るシェルアンドチューブ型熱交換器
の一実施例を示す縦断側面図、第2,3図はその要部全
拡大して示す斜視図、第4図は従来のシェルアンドチュ
ーブ型熱交換器を示す斜視図である。 (11(7)・・・管外流体用ノズル、(2)・・・外
胴、(3)・・・内胴、(4)(6)・・・流出入用窓
、(5)・・・伝熱管束、(訃・・環状空間、001・
・・案内羽根。 復代理人  弁理士  岡 本 重 文外3名 イ 第1図 畢A 第3図 Aq

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 管外流体用ノズルが一体的に形成された外胴と、同外胴
    内にほぼ同軸状に配設されると共に両端部に同管外流体
    の流出入用窓が形成された内胴と、同内胴内に長手方向
    に延びて配設された伝熱管束とを有するシェルアンドチ
    ューブ型熱交換器において、前記外胴と前記内胴との間
    の環状空間内に管外流体を前記ノズルから前記流入窓へ
    導く案内羽根を配設して螺旋状流路を形成したことを特
    徴とするシェルアンドチューブ型熱交換器。
JP59124432A 1984-06-19 1984-06-19 シエルアンドチユ−ブ型熱交換器 Pending JPS613999A (ja)

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