KR101318129B1 - 제 1 및 제 2 유체 사이에 열을 교환하는 열 교환 조립체 - Google Patents

Abstract

1차 및 2차 유체 사이에 열을 교환하기 위한 열 교환 조립체(1)는 제 1 및 제 2 유체 사이에 열을 교환하기 위한 복수의 열 교환 모듈(12)로서, 중심축(X) 둘레에 분포되고 대향하는 각각의 측면(47)을 갖는 복수의 열 교환 모듈(12); 1차 및 2차 유체를 모듈(12)에 공급하기 위한 공급 매니폴드(14, 16); 및 이들 유체를 제거하기 위한 배출 매니폴드(18, 20)를 포함한다. 상기 매니폴드(14, 16)의 적어도 일부 또는 상기 매니폴드(18)의 부분은 모듈(12) 사이로 연장되고, 하나의 동일한 모듈(12)의 측면에 있는 상기 매니폴드(14, 16) 또는 매니폴드(18)의 부분은 상기 매니폴드(14, 16) 또는 매니폴드(18)의 부분이 모듈(12)의 측면(47) 내에 실질적으로 동일한 열 응력을 생성하는 방식으로 상기 모듈(12)의 2개의 측면(47) 사이에 위치된 중간 평면에 대해 실질적으로 대칭으로 배치된다.

열 교환 조립체, 1차 유체, 2차 유체, 열 교환 모듈, 공급 매니폴드, 측면, 중심축

Description

제 1 및 제 2 유체 사이에 열을 교환하는 열 교환 조립체{HEAT EXCHANGE ASSEMBLY EXCHANGING HEAT BETWEEN A FIRST AND A SECOND FLUID}

본 발명은 일반적으로, 고온 원자로(high temperature nuclear reactor; HTR) 또는 초고온 원자로(very high temperature nuclear reactor; VHTR)용 열 교환기에 관한 것이다.

더 구체적으로는, 본 발명은 제 1 및 제 2 유체 사이에 열을 교환하기 위한 조립체에 관한 것으로서, 이 조립체는:

· 중심축을 제시하는 외부 용기(vessel);

· 1차 및 2차 유체 사이의 복수의 열 교환 모듈로서, 외부 용기의 내부의 중심축 둘레에 분포되어 서로 대면하는 각각의 측면을 제시하는 복수의 열 교환 모듈;

· 1차 유체를 모듈에 공급하기 위한 적어도 하나의 매니폴드;

· 2차 유체를 모듈에 공급하기 위한 적어도 하나의 매니폴드;

· 모듈을 나오는 1차 유체를 수집하고 배출하기 위한 적어도 하나의 매니폴드; 및

· 모듈을 나오는 2차 유체를 수집하고 배출하기 위한 적어도 하나의 매니폴드를 포함하는 유형이다.

일본 특허 공개 2004-144422호는 2차 공급 및 배출 매니폴드가 각각 외부 용기의 주연부 및 중심에 배치되고 1차 공급 및 배출 매니폴드가 모듈들 사이에 배치되어 있는 전술된 유형의 열 교환기 조립체를 개시하고 있다.

이러한 조립체에서, 모듈 및 매니폴드의 벽들 사이의 연결부는 매우 높은 응력을 받게 되고, 이는 특정 연결부의 조기 파열을 유도할 수 있다.

이와 관련하여, 본 발명은 열기계적 응력이 더 작은 열 교환기 조립체를 제안하는 것을 추구한다.

이를 위해, 본 발명은 매니폴드의 적어도 일부 또는 매니폴드의 부분은 중심축 둘레에 연속적으로 배치된 모듈들 사이로 연장되고, 소정의 모듈의 대향 측면들상의 상기 매니폴드 또는 매니폴드의 부분은 상기 매니폴드 또는 매니폴드의 부분이 모듈의 측면 내에 실질적으로 동일한 열 응력을 생성하도록 상기 모듈의 2개의 측면 사이에 위치된 중간 평면에 대해 실질적으로 대칭인 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전술된 유형의 열 교환기 조립체에 관한 것이다.

조립체는 또한 개별적으로 또는 임의의 기술적으로 가능한 조합으로 취한 이하의 특징들 중 하나 이상을 제시할 수 있다:

· 조립체는 외부 용기의 중심축을 따라 연장하는 단일의 2차 배출 매니폴드를 갖고, 1차 공급 매니폴드(들)는 2차 공급 매니폴드와 1차 배출 매니폴드에 대해 외부 용기의 내부를 향해 2차 배출 매니폴드 둘레에 배치된다.

· 소정의 모듈을 서빙하는 1차 공급 매니폴드 및 2차 배출 매니폴드는 외부 용기의 내부를 향하는 상기 모듈의 단부 부분과 연통하고, 상기 모듈을 서빙하는 2차 공급 매니폴드 및 1차 배출 매니폴드는 외부 용기의 외부를 향한 상기 모듈의 단부 부분과 연통한다.

· 각각의 모듈은 그 사이에서 1차 및 2차 유체가 교번적인 층으로 유동하는 플레이트의 적층체(stack)를 포함한다.

· 각각의 모듈은 복수의 서로 별개의 서브모듈(submodule)을 포함하고, 각각의 모듈은 서브모듈 옆의 배관(pipework) 세그먼트 및 배관 세그먼트를 상호 연결하는 벨로우즈(bellows)를 포함하는 적어도 하나의 2차 공급 매니폴드에 의해 서빙된다.

· 각각의 서브모듈은 연결부를 거쳐 2차 배출 매니폴드와 연통하고, 연결부 및 2차 공급 매니폴드의 배관 세그먼트는 모두 500 밀리미터(mm) 미만의 유압 직경을 제시한다.

· 외부 용기의 중심축은 수직이고, 조립체는 모듈을 지지하기 위한 링을 포함하고, 이 링은 외부 용기로부터 현수되고, 지지링 및 모듈은 외부 용기에 대해 하향으로 자유롭게 열 팽창된다.

· 각각의 모듈은 서로에 대해 변형할 수 있는 1차 및 2차 유체 사이의 열 교환을 위한 연속적인 셀의 적층체를 포함한다.

· 조립체는 중심축 둘레에 연속적으로 위치된 각 쌍의 모듈들 사이에 모듈의 측면에 견고하게 체결된 패널에 의해 적어도 부분적으로 형성된 2차 분배 매니폴드를 포함한다.

· 2차 배출 매니폴드는 열 교환 모듈의 저부 단부에 의해 적어도 부분적으로 형성된다.

· 제 1 및 제 2 유체는 가스이고, 제 1 가스는 700℃보다 높은 온도에서 외부 용기 내로 침투하기 위한 것이고, 제 2 가스는 700℃보다 높은 온도에서 외부 용기로부터 빠져나오도록 설계된다.

· 제 1 유체는 대부분의 헬륨을 포함하고, 제 2 유체는 대부분의 헬륨, 또는 헬륨과 질소의 혼합물을 포함한다.

· 제 1 및 제 2 유체는 고온 또는 초고온 원자로의 1차 및 2차 유체이다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 비한정적인 예로서 이하에 제공되는 상세한 설명으로부터 명백해진다.

도 1a 및 도 1b은 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 열 교환 조립체의 축방향 단면도.

도 2는 도 1a의 화살표 II를 따라 본, 도 1a 및 도 1b의 조립체의 중심축에 수직인 평면에서의 단면도.

도 3a는 도 1a 및 도 1b의 2개의 열 교환 모듈 및 모듈을 서빙하는 2개의 2차 공급 매니폴드의 입면도.

도 3b는 2차 공급 매니폴드의 변형예에 대한 도 3a와 유사한 도면.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 열 교환 조립체의 축방 향 단면도.

도 5는 도 4a의 화살표 V를 따라 본, 도 4a 및 도 4b의 조립체의 중심축에 수직인 평면에서의 단면도.

도 6은 도 1a 및 도 1b의 조립체의 열 교환 모듈을 형성하는 유형의 플레이트의 사시도.

도 7은 도 6의 플레이트로 구성된 도 1a 및 도 1b의 조립체의 열 교환 서브모듈의 사시도.

도 8은 2차 공급 매니폴드의 배관의 세그먼트와 함께, 2차 배출 매니폴드로의 연결 분기(branch)가 그에 끼워져 있고 그 지지링 상에 장착되어 있는 도 7의 서브모듈의 사시도.

도 9는 도 4a 및 도 4b의 조립체의 열 교환기 모듈의 단면도.

도 1a, 도 1b 및 도 2에 도시된 조립체(1)는 제 1 유체와 제 2 유체 사이에 열을 교환하기 위해 고온 또는 초고온 원자로(HTR/VHTR)에 사용하기 위한 것이다.

상기 제 1 유체는 원자로의 1차 유체이고, 폐루프(closed loop)에서 원자로를 통해 유동한다. 상기 1차 유체는 원자로의 코어(도시 생략)를 통과하고, 이어서 코어의 입구로 최종적으로 복귀하기 전에 조립체(1)를 통과한다. 1차 유체는 원자로의 코어 내에서 가열되는데, 예로서 1차 유체는 약 850℃의 온도에서 코어를 나온다. 상기 1차 유체는 그 열의 일부를 조립체(1) 내의 2차 유체에 전달하고, 예를 들어 약 400℃의 온도에서 조립체를 나온다. 1차 유체는 전형적으로 기술적으로 순수한 기체 헬륨이다.

제 2 유체는 원자로의 2차 유체이고, 폐루프에서 그를 통해 유동한다. 상기 2차 유체는 조립체(1)를 통과하고 발전기를 구동하기 위해 가스 터빈을 통과하고, 그 후에 조립체(1)의 입구로 복귀한다. 2차 유체는 예를 들어 약 350℃의 온도에서 조립체(1)에 진입하고, 예를 들어 약 800℃의 온도에서 조립체를 나온다. 2차 유체는 주로 헬륨 및 질소를 포함하는 가스이다.

조립체(1)는:

· 1차 유체를 위한 입구(4) 및 출구(6)와 2차 유체를 위한 4개의 입구(8) 및 4개의 출구(10)를 구비하는 실질적으로 수직 중심축(X)을 제시하는 외부 용기(2);

· 열이 1차 및 2차 유체 사이에서 교환되는, 용기(2) 내부에 배치된 8개의 열 교환 모듈(12);

· 1차 유체를 모듈(12)에 공급하기 위한 환형 매니폴드(14);

· 2차 유체를 모듈(12)에 공급하기 위한 매니폴드(16);

· 모듈(12)을 나오는 1차 유체를 수집하고 배출하기 위한 환형 매니폴드(18);

· 모듈(12)을 나오는 2차 유체를 수집하고 배출하기 위한 중앙 매니폴드(20);

· 2차 유체를 매니폴드(16)에 전달하는 입구 챔버(22), 및 2차 배출 매니폴드(20)를 나오는 2차 유체를 출구(10)에 전달하는 출구 챔버(24);

· 일측에서 매니폴드들(14, 18) 사이로 1차 유체를 안내하고 다른측에서 1차 유체 입구(4) 및 출구(6)로 안내하는 하부 내부 설비(26); 및

· 용기(2)에 체결된 1차 유체 순환기(28)를 포함한다.

용기(2)는 열 교환기(12) 및 매니폴드(14, 16, 18, 20)가 그 내부에 배치되어 있고 상부를 향해 개구(32)를 제시하고 있는 탱크(30)와, 누설 방지 방식으로 탱크(30)의 개구(32)를 폐쇄하기 위한 제거 가능한 커버(34)를 포함한다.

2차 유체 입구(8)는 탱크(30)의 상부에 제공되고, 탱크의 공통의 원주 둘레에 규칙적으로 분포되어 있다.

2차 유체 출구(10)는 탱크(30)의 상부에서 입구(8)의 약간 아래에 제공되고, 탱크의 공통 원주 둘레에 규칙적으로 분포되어 있다.

그 저부 부분에서, 탱크(30)는 1차 유체 입구 및 출구(4, 6)가 통과하는 단일의 분기 연결부를 갖는다. 입구(4) 및 출구(6)는 도 1b에서 볼 수 있는 바와 같이 동축이고, 출구(6)가 입구(4)를 둘러싸고 있다.

탱크(30)는 축(X)상에 중심 설정된 원형의 중앙 개구를 제시하고 순환기(28)가 체결되어 있는 라운딩된 저부에 의해 저부를 향해 폐쇄된다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 8개의 모듈(12)이 축(X) 둘레에 원형으로 배치되어 있고, 축 둘레에 규칙적으로 분포되어 있다.

도 1a 내지 도 3a/3b에 대응하는 본 발명의 제 1 실시예에서, 열 교환기(12)는 플레이트형의 열 교환기이고, 강성 구조체이다. 각각의 강성 모듈(12)은 3개의 서로 동일한 서브모듈(36)을 포함한다.

예로서, 열 교환 모듈은 플레이트 가공된 열 교환기(PMHE)형이고, 이 경우 서브모듈(36)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 형성된다.

각각의 서브모듈(36)은, 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 모두 동일하고 중첩되고 대향 방향으로 교대로 배치되어 있는 플레이트(38)로 형성된다.

각각의 플레이트(38)는 길이방향으로 연장하는 복수의 서로 평행한 에칭된 홈(etched groove; 40)을 갖는 상부면(39)을 구비한다. 제 1 단부에서, 이들 홈(40)의 각각은 플레이트의 횡방향 에지(42) 내로 개방된다. 에지(42)에 대향하는 이들 단부에서, 이들 홈은 전체 플레이트를 가로질러 연장하는 큰 폭의 횡방향 홈(44)으로 모두 개방된다. 이 홈(44)은 에지(42)에 대향하는 횡방향 에지(46)를 따라 폐쇄되고, 그 2개의 대향 횡방향 단부에서 개방되어 있다.

소정의 서브모듈의 플레이트(38)는 중첩되고, 상부면(39)은 상향을 향하여, 횡방향 홈(44)이 서브모듈(36)의 2개의 대향 길이방향 단부에 교대로 배치된다. 이들은 서로 용접되거나 브레이징(brazing)된다.

제 1 및 제 2 유체는 적층체의 모든 다른 플레이트에서 교대로 플레이트(38)의 홈(40, 44) 내에서 유동한다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 유체(진한 화살표)는 서브모듈(36)의 제 1 길이방향 단부에 위치된 채널(44)의 2개의 개방 단부를 거쳐 서브모듈(36) 내로 진입한다. 상기 제 1 유체는 서브모듈의 2개의 대향 측면(47)을 거쳐 서브모듈(36) 내로 침투한다. 다음에, 제 1 유체는 채널(40)을 따라 이동하고, 그 제 1 단부와 대향하는 서브모듈(36)의 길이방향 단부에 위치된 횡방향 면(48)을 거쳐 서브모듈(36)을 나온다.

2차 유체(도 7의 속이 빈 화살표)는 서브모듈(36)의 제 2 길이방향 단부에 위치된 채널(44)의 개방 단부를 거쳐 서브모듈(36) 내로 침투하고, 제 1 길이방향 단부에 위치된 횡방향 면(50)을 거쳐 나온다. 1차 및 2차 유체는 서브모듈(36) 내부에서 서로에 대해 역류 상태로 유동한다.

변형예에서, 열 교환 모듈(12)은 플레이트 핀 열 교환기(plate fin heat exchanger)(PFHE)형일 수 있다. 이러한 상황하에서, 길이방향 채널은 플레이트(38)의 상부면(39)에서 에칭되지 않지만, 상기 상부면상에 서로 평행한 핀을 용접함으로써 구성되고, 이 핀은 서로의 사이에 채널(40)을 형성한다.

도 1a 및 도 1b에서 볼 수 있는 바와 같이, 소정의 열 교환 모듈(12)의 3개의 서브모듈(36)은 서로로부터 일정 거리 이격하여 축방향으로 중첩된다. 열 교환 모듈(12)의 유지 보수를 용이하게 하기 위해, 이들은 탱크(30)로부터 개구(32)를 통해 축방향으로 추출될 수 있는 지지 바스켓(52) 내에서 함께 수집된다.

바스켓(52)은 중심축(X)에 대해 동축이고 2차 유체 입구 챔버(22)를 내부에 형성하는 상부 원통형 링(54), 마찬가지로 중심축(X)에 대해 동축인 하부 원통형 링(56), 및 링(54, 56)을 분리하고 중심축(X)에 실질적으로 수직인 플레이트(58)를 갖는다.

바스켓(52)은 탱크(30) 내부에 형성된 숄더(59)로부터 플레이트(58)를 거쳐 현수된다.

2차 유체 출구 챔버(24)는 챔버(22) 내부에 위치된다.

바스켓(52)은 또한 열 교환 모듈(12)을 지지하기 위한 링(60), 및 2차 유체 배출 매니폴드(20)를 형성하는 내부링(62)을 갖는다.

원통형 링(60)은 분리 플레이트(58) 아래에 현수되고, 중심축(X)에 대해 동축이다. 서브모듈(36)은 링(60) 내에 절결되어 있는 윈도우(64) 내에 임의의 적절한 수단에 의해 체결된다(또한, 도 8 참조). 횡방향 2차 유체 출구면(48) 및 1차 유체 입구 채널(44)은 링(60)의 내부에 반경방향으로 위치된다. 횡방향 1차 유체 출구면(50) 및 2차 유체 입구 채널(44)은 링(60)의 외부에 반경방향으로 위치된다.

하부링(56)과 지지링(60) 사이에 형성된 환형 공간은 분리 플레이트(58)에 의해 상부를 향해, 그리고 축방향으로 압축 가능한 환형 금속 벨로우즈 시스템(66)에 의해 저부를 향해 폐쇄된다.

내부링(62)은 라운딩된 저부(68)에 의해 하향으로 폐쇄된다. 상향으로 이 내부링은 플레이트(58)를 통과하고 2차 유체 출구 챔버(24) 내로 개방되어 있다.

지지링(60)과 내부링(62) 사이로 연장하는 환형 공간은 1차 공급 매니폴드(14)를 형성한다. 상기 환형 공간은 분리 플레이트(58) 아래로 일정 거리 이격하여 연장하는 환형 플레이트(70)에 의해 상부를 향해 폐쇄된다. 그 저부 부분에서, 상기 환형 공간은 제거 가능한 누설 방지 커플링(72)을 거쳐 중심축(X)에 대해 동축이고 그 자체가 1차 유체 입구(4)와 반경방향으로 연통하고 있는 중간 매니폴드 세그먼트(74)와 연통한다. 커플링(72)은 바스켓(52)이 탱크(30)로부터 후퇴될 때 링(60)이 매니폴드 세그먼트(74)로부터 결합 해제될 수 있게 한다.

하부링(56)은 플레이트(58)의 아래에 작은 거리 이격하여 형성된 1차 유체 유동 오리피스(76)를 갖는다. 오리피스(76)는 링들(56, 60) 사이에 위치된 환형 공간(78)을 링(56)과 외부 용기(2) 사이에 형성된 환형 공간(80)과 연통하게 한다. 이들 2개의 환형 공간은 1차 배출 매니폴드(18)를 함께 형성한다. 환형 공간(80)은 플레이트(58)와 외부 용기(2) 사이의 연결부에 의해 누설 방지 방식으로 상부를 향해 폐쇄된다. 환형 공간(80)은 하향으로 개방되어 있다. 하부 내부 설비(26)는 1차 유체가 환형 공간(80)의 저부로부터 순환기(28)의 입구로 진행하고 이어서 순환기(28)를 나오도록 그리고 1차 유체 출구(6)(도 1a 및 도 1b)로 진행하도록 하는 경로를 형성하는 방식으로 배치된다.

조립체(1)는 링들(56, 60) 사이의 환형 공간(78) 내에 배치되어 중심축(X)에 평행하게 연장하는 16개의 2차 공급 매니폴드(16)를 갖는다. 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 각각의 열 교환 모듈(12)은 2개의 2차 공급 매니폴드(16)에 의해 서빙되고, 각각의 매니폴드(16)는 모듈(12)의 3개의 중첩된 서브모듈(36)에 공급한다. 공통의 모듈(12)을 서빙하는 2개의 매니폴드(16)는 서브모듈(36)의 2개의 대향 측면(47)을 따라 연장한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 매니폴드(16)는 그 각각이 서브모듈들(36) 중 하나의 측면(47)에 인접하여 그에 견고하게 고정되고 축방향 압축 가능 벨로우즈(84)에 의해 상호 연결되는 3개의 강성 배관 세그먼트(82)를 갖는다. 도 8에 도시된 바와 같이, 배관 세그먼트(82)는 소정의 서브모듈의 2개의 대향 횡방향 면(47)의 구역 옆에 있고, 이들은 2차 유체 입구를 위한 횡방향 채널(44)의 단부 부분과 연통한다.

도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 2개의 연속적인 열 교환 모듈(12) 사이에 위치된 2개의 2차 공급 매니폴드(16)는 2차 공급 챔버(22)와 연결되어 연통하도록 분리 플레이트(58)를 통과하는 각각의 세그먼트(88)를 갖는 상부 파이프 만곡부(86)를 갖는다. 파이프 만곡부(86)는 각각 다른 축방향 압축 가능 벨로우즈(84)를 거쳐 최고 배관 세그먼트(82)에 연결된다. 모든 매니폴드(16)는 그 저부 단부에서 폐쇄되어 있다. 상부 벨로우즈(84)는 반경방향 열 팽창에 기인하는 이동을 수용하도록 구성되거나 이중으로 될 수 있다. 파이프 만곡부(86)는 생략될 수 있다. 이러한 상황하에서, 상부 벨로우즈는 플레이트(58)(도 3b)를 거쳐 2차 공급 매니폴드(22)와의 연결부를 제공하는 튜브(89)를 구비한다.

각각의 서브모듈(36)은 횡방향 2차 유체 출구면(50)을 완전히 덮는 하우징(90)을 포함하고, 하우징(90)은 소직경의 배관(92)을 거쳐 2차 배출 매니폴드(20)에 연결된다.

마지막으로, 조립체(1)의 고온 부분, 즉 열 교환 모듈(12)을 통과하기 전에 1차 유체가 유동하고 열 교환 모듈(12)을 나올 때 2차 유체가 유동하는 부분은 래깅(lagging)(94)의 층에 의해 조립체(1)의 저온 부분으로부터 격리된다. 도 1a 및 도 1b에 명백하게 도시된 바와 같이, 이들 고온 부분은 용기(2)의 중심축(X)을 따라 조립체(1)의 중심에 위치된다. 따라서, 래깅(94)은 1차 유체 입구(4), 중간 매니폴드 세그먼트(74), 지지링(60), 환형 플레이트(70), 출구 챔버(24), 및 환형 플레이트(70)와 챔버(24) 사이로 연장하는 2차 배출 매니폴드(20)의 세그먼트 둘레에 배치된다.

전술된 열 교환 조립체(1) 내의 1차 및 2차 유체의 유동은 도 1a 및 도 1b를 참조하여 이하의 단락에서 상세히 설명된다.

1차 유체(도 1a 및 도 1b에서 점선 화살표)는 입구(4)를 거쳐 조립체(1) 내로 침투하고, 중간 매니폴드 세그먼트(74)를 통과하고 2차 배출 매니폴드(20) 둘레에서 1차 공급 매니폴드(14)를 따라 축방향으로 상승한다.

도 1a, 도 1b 및 도 8에 도시된 바와 같이, 1차 유체는 횡방향 채널(44)의 개방 단부를 거쳐 서브모듈(36) 내로 침투하고, 서브모듈(36)을 통과하여 그 열을 2차 유체에 제공하고, 횡방향 면(48)을 거쳐 서브모듈(36)을 나오고, 환형 공간(78) 내에서 축방향으로 상승하고, 오리피스(76)를 통해 그리고 환형 공간(80) 내로 통과하고, 환형 공간(80)을 따라 축방향으로 후방 하향으로 이동하고, 이어서 하부 내부 설비(26)에 의해 순환기(28)로 안내되어 그로부터 1차 출구(6)로 축출된다.

2차 유체는 입구(8)를 거쳐 조립체(1)에 진입하고, 챔버(22)에 의해 16개의 2차 공급 매니폴드(16) 내로 분배된다. 상기 2차 유체는 매니폴드(16) 내에서 축방향 하향으로 이동하고, 횡방향 채널(44)의 개방 단부를 거쳐 서브모듈(36) 내로 침투하고, 외부로부터 서브모듈(36)을 통해 조립체(1)의 내부를 향해 반경방향으로 통과하고 이 서브모듈에서 1차 유체에 의해 제공된 열에 의해 가열되고, 면(50)을 거쳐 서브모듈(36)을 나오고, 하우징(90) 및 연결부(92)를 통과하고, 2차 배출 매니폴드(20) 내로 침투하고, 이어서 중심축을 따라 2차 유체를 다양한 2차 출구(10)로 전달하는 출구 챔버(24)로 2차 배출 매니폴드(20)에 의해 상향으로 안내된다.

전술된 열 교환 조립체는 다수의 장점을 제공한다.

소정의 모듈을 둘러싸는 매니폴드 또는 매니폴드부는 모두 모듈의 2개의 측면의 중간 평면(P)에 대해 실질적으로 대칭으로 배치되어, 모듈의 측면 내에 생성된 열 응력이 실질적으로 동일하게 된다. 따라서, 모듈의 2개의 측면의 열 팽창은 유사하다. 따라서, 열 교환 모듈은 원주방향으로 왜곡(warping)을 받지 않는다. 반대로, 이들 열 교환 모듈은 그 측면 사이의 중간 평면에 대해 실질적으로 대칭으로 유지된다. 그 결과, 열 교환 모듈용 지지링 내의 열기계적 응력이 감소된다.

도 1a 내지 도 3a/3b에 도시된 실시예에서, 모듈의 2개의 측면은 평행하고, 중간 평면(P)은 이들 2개의 면으로부터 등간격에 있고 포위체의 중심축(X)을 포함하는 측면에 평행한 평면이다.

더 일반적으로, 각각의 중간 평면(P)은 각각의 모듈의 2개의 측면 사이에 중앙 방식으로 연장한다.

더욱이, 모듈 및 지지링의 축방향 열 팽창에 의해 생성된 응력은 다양한 구조적 배열에 의해 최소화된다.

모듈(12)을 서로로부터 분리된 복수의 축방향으로 중첩된 서브모듈(36)로 분리하는 사실은 지지링 내의 모듈의 축방향 팽창에 의해 유도되는 응력을 최소화하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 지지링(60)은 플레이트(58)로부터 현수되고 따라서 하향으로 자유롭게 열 팽창한다. 이 자유도는 특히 지지링(60)과 하부링(56) 사이의 환형 공간(78)이 축방향으로 변형할 수 있는 벨로우즈(66)에 의해 하향으로 폐쇄되어 있다는 사실에 의해 그에 부여된다. 서브모듈(36)은, 벨로우즈(84)가 2차 공급 매니폴드를 따라 다양한 서브모듈(36) 사이에 개재되어 있고 서브모듈(36)이 작은 섹션의 연결부(92)를 거쳐 2차 배출 매니폴드에 연결되어 있기 때문에, 축방향으로 이동할 수 있다.

2차 배출 매니폴드 및 1차 공급 매니폴드가 외부 용기의 중심에서 함께 모인다는 사실은 외부 용기(2)를 적당한 온도로 유지하는 관점에서 바람직하다. 이들 2개의 매니폴드 모두는 700℃ 초과, 전형적으로 800℃ 초과에서 가스를 운반한다. 외부 용기(2)의 주연부에 위치된 1차 배출 매니폴드 및 2차 공급 매니폴드는 훨씬 낮은, 예를 들어 400℃ 내지 500℃ 범위의 온도에서 가스를 운반한다.

다수의 2차 공급 매니폴드, 여기서는 모두 관형 형상인 모듈당 2개의 매니폴드의 사용은 먼저 초당 34 미터(m/s) 정도의 충분히 낮은 레벨로 가스의 속도를 유지하고, 각각의 2차 공급 매니폴드에 대해 예를 들어 50 mm 미만의 작은 유압 직경의 배관을 사용하는 것을 가능하게 한다. 적당한 레벨로 가스의 유속을 유지하는 것은 열 교환 모듈의 열유압 거동을 위해 바람직하다. 소직경의 관형 2차 공급 매니폴드를 사용하는 것은, 1차 및 2차 회로 사이의 압력차가 5 메가파스칼(MPa)을 초과할 때, 특히 1차 회로 또는 2차 회로의 파열의 경우의 돌발적인 상황하에서 이들 매니폴드가 압력을 견디는 능력에 대해 적당하다.

유리하게는, 연결부(92)는 또한 동일한 이유로 500 mm 미만의 유압 직경을 제시한다.

더욱이, 소직경 배관의 사용은 서브모듈(36)에 견고하게 체결되는 매니폴드 세그먼트들 사이에 벨로우즈를 개재하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 제 2 실시예가 도 4a, 도 4b 및 도 5에 도시된다.

이 제 2 실시예에서, 열 교환 모듈은 미국 특허 제 5,983,992호에 설명되고 도 9에 도시된 바와 같은 유형의 플레이트 열 교환기이다. 이 열 교환기는 서로 적층되어 있는 복수의 열 교환 셀(C)을 포함한다. 각각의 셀(C)은 그 제 1 단부에서 절결되어 있는 유체 입구(E)를 갖고 그 대향 단부에서 절결되어 있는 유체 출구(S)를 갖는 상부 플레이트(A)를 포함한다. 셀(C)은 또한 상부 플레이트(A)에 실질적으로 평행하게 연장하고 그 내부에 절결되어 있는 입구(E) 및 출구(S)를 갖는 하부 플레이트(B)를 갖고, 상부 및 하부 플레이트의 입구는 정렬되어 있고, 출구도 정렬되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 플레이트(A, B)는 그 주연방향 에지를 거쳐 함께 용접된다. 상부 플레이트(A)의 입구(E) 및 출구(S)는 셀(C)의 내부에 대해 돌출하는, 즉 플레이트(B)로부터 대향하는 측면으로부터 돌출하는 가장자리부(margin)에 의해 둘러싸인다. 대칭적으로, 하부 플레이트(B)의 입구(E) 및 출구(S)는 셀로부터, 즉 상부 플레이트(A)로부터 대향하는 측면으로부터 외향으로 돌출한다. 주름진 금속 시트(F)는 플레이트들(A, B) 사이에 배치되어 플레이트에 용접된다. 이 금속 시트는 셀(C) 내부에 핀의 어레이를 형성한다. 동일한 유형의 제 2 주름진 금속 시트(F)가 또한 셀(C)의 외부를 향하는 플레이트(A)의 면에 용접된다. 제 3 주름진 금속 시트(F)가 셀(C)의 외부를 향하는 플레이트(B)의 면에 용접된다.

셀(C)은 서로 적층되고 그 각각의 입구 및 출구의 돌출 가장자리부를 거쳐 함께 연결된다. 셀은 모든 셀(C)의 입구 및 출구가 정렬되는 방식으로 배치된다.

제 1 유체는 입구(E)를 거쳐 셀(C)에 진입하고, 각각의 셀 내부에 배치된 주름진 시트(F)에 의해 형성된 채널을 통해 유동하고, 출구(S)를 거쳐 나온다. 제 2 유체는 셀들(C) 사이에 형성된 공간 내에서 유동한다.

이 방식으로 제조된 열 교환 모듈은 인접한 셀에 대해 이동할 수 있고, 예를 들어 압축, 만곡, 또는 신장에 의해 변형될 수 있는 각각의 셀의 특징을 제공한다.

도 4a, 도 4b 및 도 5는 모듈이 도 9에 도시된 유형의 가요성 플레이트 열 교환기인 열 교환 조립체를 도시한다. 이하의 설명은 본 발명의 제 2 실시예를 형성하는 상기 조립체와 본 발명의 제 1 실시예를 형성하는 도 1a 내지 도 3a/3b의 조립체 사이의 차이만에 관련된다.

동일하거나 유사한 기능을 수행하는 요소는 양 실시예에서 동일한 도면 부호로 나타낸다.

도 4a 및 도 4b에서 볼 수 있는 바와 같이, 열 교환 모듈(12)은 더 이상 복수의 서브모듈(36)로 세분되지 않고, 반대로 이들은 1차 및 2차 유체가 이를 통해 유동하는 연속적인 셀의 적층체로 각각 구성된 단일 유닛이다.

열 교환 모듈(12)의 각각은 직사각형 평행 6면체의 형태이다. 1차 및 2차 유체는 모듈의 측면(47)의 반경방향 내부 및 반경방향 외부 구역을 거쳐 각각 모듈(12)에 진입한다.

더욱이, 제 1 실시예와 달리 조립체(1)는 2차 배출 매니폴드를 둘러싸는 환형 형상의 모듈(12)을 위한 단일의 1차 유체 공급 매니폴드를 포함하지 않고, 반대로 모듈들(12) 사이에서 축방향으로 연장하고 모듈(12) 하부에 위치된 분배 챔버(95) 내로 개방되어 있는 8개의 개별의 1차 공급 매니폴드(14)를 갖는다. 챔버(95)는 중간 매니폴드 세그먼트(74)와 연통한다. 각각의 매니폴드(14)는 그 어느 하나의 측면에서 2개의 열 교환 모듈(12)을 서빙한다. 각각의 모듈은 횡방향 2차 유체 출구면(50)에 의해 반경방향 내향으로, 횡방향 1차 유체 출구면(48)에 의해 반경방향 외향으로, 그리고 인접한 모듈을 향한 면(47)에 의해 측방향으로 형성된다.

중심축(X) 둘레에 연속적으로 배치된 각각의 쌍의 모듈(12) 사이에서, 모듈(12)을 위한 지지 구조체(96)는 중심축에 대해 동축이고 모듈(12)의 전체 축방향 높이에 걸쳐 연장하는 원통형 부채꼴 형태의 2개의 패널(98, 100)을 포함한다. 이들 패널은 그 어느 하나의 측면에서 2개의 모듈(12)에 대면하는 측벽(47)에 용접된다. 패널(100)은 1차 유체가 이를 통해 배출되는 모듈(12)의 외부 횡방향 면(48)을 실질적으로 반경방향으로 지나 연장한다. 패널(98)은 패널(100)과 1차 공급 매니폴드(14) 사이에 반경방향으로 개재된다.

모듈(12) 및 패널(98, 100)에 의해 형성된 조립체는 원통형 링(102)에 의해 분리 플레이트(58)로부터 현수된다.

더욱이, 환형 공간(78)은 환형 플레이트(104)에 의해 하향으로 폐쇄된다.

조립체(1)는 모듈들(12) 사이에 배치되고 패널(98, 100)에 의해 그리고 모듈(12)의 측면(47)에 의해 형성된 8개의 2차 공급 매니폴드(16)를 갖는다. 각각의 매니폴드(16)는 그 어느 하나의 측면에서 모듈(12)을 서빙한다.

2차 유체는 링(102) 내부의 공간에 의해 형성된 챔버(106)로부터 공급 매니폴드(16) 내에 분배된다.

각각의 1차 공급 매니폴드(14)는 외부 용기(2)의 중심축에 수직인 평면 내에 서 실질적으로 타원형인 섹션을 제시한다.

각각의 매니폴드(14)는 서로 대면하고 모듈(12)의 전체 축방향 높이에 걸쳐 연장하는 오목 측면을 갖는 2개의 오목 패널(108, 110)에 의해 형성된다. 패널(108, 110)은 그 어느 하나의 측면에서 모듈의 측면(47)에 용접된다. 패널(110)은 모듈(12)의 내부 횡방향 면(50)과 실질적으로 동일 높이로 연장한다. 단열체(94)가 링의 부채꼴 형태의 오목 패널(108)과 패널(98) 사이의 공간을 충전한다.

본 발명의 제 1 실시예에서와 같이, 2차 배출 매니폴드(20)는 조립체(1)의 중심축을 따라 연장한다. 이는 오목 패널(110)과 교번적인 모듈(12)의 내부 횡방향 면(50)에 의해 원주방향으로 형성된다. 따라서, 고온 2차 가스는 각각의 모듈(12)로부터 직접 2차 배출 매니폴드(20) 내로 빠져나온다. 2차 배출 매니폴드(20)는 이를 1차 분배 챔버(95)로부터 분리하는 라운딩된 저부(68)에 의해 하향으로 형성된다. 이 2차 배출 매니폴드는 2차 분배 챔버(106) 및 분리 플레이트(58)를 통과하는 대직경 배출 파이프(112)에 의해 축방향 상향으로 연장된다.

2차 유체 입구(114) 및 출구(116)는 열 교환 조립체의 커버(34)에 의해 지지되는 중앙 원통형 링(118) 내에 형성된다. 상기 링(118)은 조립체(1)의 중심축(X) 둘레로 연장한다. 입구(114)는 링(118)에 반경방향으로 연결된다. 2차 출구(116)는 만곡부를 갖고, 축방향 부분(120)에 대해 반경방향으로 연장하는 부분(122)으로 이어지는 링(118)과 정렬하여 연장하는 파이프(120)의 축방향 길이를 포함한다. 2차 배출 파이프(112)는 축방향 부분(120)을 2차 배출 매니폴드(20)에 연결한다.

2차 분배 챔버(106)는 분리 플레이트(58) 내에 형성된 오리피스(도시 생략)를 통해 커버(34) 내부의 공간과 연통하고, 이어서 이 공간은 2차 유체 입구(114)와 연통한다.

조립체(1)를 통한 1차 및 2차 유체의 유동이 도 4a 및 도 4b를 참조하여 이하에 설명된다.

1차 유체(도 4a 및 도 4b의 점선 화살표)는 입구(4)를 거쳐 용기(2) 내로 침투하고, 중간 매니폴드 세그먼트(74)를 통과하고, 분배 챔버(94) 내로 침투하여 그로부터 8개의 1차 공급 매니폴드(14) 사이에 분배된다. 상기 1차 유체는 모듈(12) 내로 측방향으로 침투하고 그 외부 횡방향 면(48)을 거쳐 반경방향으로 나와서, 환형 공간(78) 내로 침투한다. 1차 유체는 오리피스(76)까지 환형 공간(78)을 따라 상승하고, 이어서 환형 공간(80)을 따라 후방 하향으로 오게 된다. 다음에, 내부 설비(26)가 1차 유체를 순환기 펌프(28)의 흡인측으로 안내하고, 1차 유체는 순환기 펌프(28)의 배출부로부터 1차 출구(6)로 진행한다.

2차 유체는 2차 입구(114)를 거쳐 조립체(1) 내로 침투하고, 커버(34) 및 분리 플레이트(58)를 통과하고, 2차 분배 챔버(106) 내로 침투하여 그로부터 8개의 2차 공급 채널(16) 사이에 분배된다. 2차 유체는 모듈(12) 내로 측방향으로 침투하고, 2차 배출 매니폴드(20) 내로 개방되어 있는 모듈의 내부 횡방향 면(50)을 통해 모듈(12)을 나온다. 그 후에, 2차 유체는 이 매니폴드 및 배출 파이프(112)를 따라 상승하여, 2차 출구(116)로 진행한다.

상기와 같이, 래깅(94)이 조립체(1)의 최고온 부분, 즉 열 교환 모듈(12)을 통과하기 전에 1차 유체가 유동하는 부분 및 열 교환 모듈(12)을 나온 후에 2차 유 체가 유동하는 부분 둘레에 배치된다. 도 4a 및 도 4b에서 볼 수 있는 바와 같이, 래깅은 1차 유체 입구(4), 중간 매니폴드 세그먼트(74), 1차 분배 챔버(95)를 따라, 패널(98, 108) 사이에, 2차 배출 파이프(112)를 따라, 그리고 2차 출구(116)를 따라 배치된다.

본 발명의 제 2 실시예는 또한 다수의 장점을 제공한다.

제 1 실시예에서와 같이, 소정의 모듈의 어느 하나의 측면상의 매니폴드는 상기 모듈의 2개의 측면 사이의 중간 평면(P)에 대해 실질적으로 대칭이고 중심축(X)을 포함하는 방식으로 배열되어, 이들 매니폴드가 실질적으로 동일한 열 응력을 모듈의 측면에 발생시킨다. 따라서, 모듈은 조립체(1)의 원주방향에서 왜곡되지 않는다. 따라서, 2개의 연속적인 모듈을 상호 연결하는 패널(98, 100, 108, 110)은 최소의 열기계적 응력을 받게 된다.

더욱이, 열 교환 모듈(12)이 가요성 유형이라는 사실은 이들 모듈이 제 1 실시예에서보다 훨씬 적은 축방향 열 팽창을 받게 된다는 것을 의미한다. 따라서, 모듈(12)의 저부에서 환형 공간(78)을 폐쇄하기 위해, 모듈(12)의 축방향 팽창의 결과로서 패널(98, 100, 108, 110)에 부여된 응력은 적당하고, 따라서 제 1 실시예의 벨로우즈(66)와 같은 벨로우즈를 제공할 필요가 없다. 또한, 2차 배출 매니폴드(20)를 형성하기 위해 링(62)과 같은 연결부를 거쳐 모듈(12)에 연결되는 특정 링을 제공할 필요가 없다. 매니폴드는 모듈(12)의 내부 횡방향 면(50)에 의해 그리고 1차 분배 매니폴드의 부분을 형성하는 패널(110)에 의해 훨씬 간단하고 더 경제적인 방식으로 제조될 수 있다.

제 2 실시예에서, 조립체(1)는, 열 교환 모듈이 단일 유닛이기 때문에, 2차 입구(114) 및 출구(116)의 배열 때문에, 그리고 분배 챔버(95, 106)의 배열 때문에 특히 콤팩트하다.

제 1 실시예에서와 같이, 조립체(1)의 최고온 부분은 중심축을 따라 배치되므로, 외부 용기(2)는 적당한 온도로 유지된다.

전술된 조립체는 다수의 변형예를 제공할 수 있다.

조립체는 8개보다 많거나 적은 열 교환 모듈(12)을 가질 수 있는데, 예를 들어 4개, 6개, 10개, 또는 12개 또는 그 이상을 가질 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예에서, 각각의 모듈(12)은 3개보다 많거나 적은, 예를 들어 2개, 또는 4개, 또는 4개 초과의 서브모듈을 가질 수 있다.

매니폴드의 수는 전술된 것과 상이할 수도 있다. 각각의 모듈은 각각의 유형의 매니폴드(공급/배출, 1차/2차)에 의해, 각각의 유형의 2개의 매니폴드에 의해, 또는 심지어 2개 초과의 이러한 매니폴드에 의해 서빙될 수 있다. 단일의 매니폴드가 단일의 모듈에 전용될 수 있고, 또는 이는 2개의 모듈을 서빙할 수 있고, 또는 모든 모듈을 서빙할 수도 있다.

모듈은 반드시 직사각형 평행 6면체의 형태일 필요는 없고, 이들은 임의의 다른 적절한 기하학적 형상(마름모꼴 형상, 6각형,...인 단면)을 가질 수 있다.

포위체는 동축이거나 동축이지 않은 복수의 1차 유체 입구 및 출구를 제시할 수 있다. 포위체는 동축이거나 동축이지 않을 수 있는 4개보다 많거나 적은 2차 유체 입구 및 출구를 가질 수도 있다.

1차 유체는 기술적으로 순수한 헬륨일 필요는 없고, 헬륨과 질소의 혼합물일 수 있다.

2차 유체는 기술적으로 순수한 헬륨 또는 헬륨과 질소의 혼합물(예를 들어, 20% 헬륨 및 80% 질소, 또는 40% 헬륨 및 60% 질소)일 수 있다.

Claims (13)

1차 및 2차 유체 사이의 열 교환 조립체(1)로서,

· 중심축(X)을 제시하는 외부 용기(2);

· 상기 1차 및 2차 유체 사이의 복수의 열 교환 모듈(12)로서, 상기 외부 용기(2) 내부의 중심축(X) 둘레에 분포되고 서로 대면하는 각각의 측면(47)을 제시하는, 복수의 열 교환 모듈(12);

· 1차 유체를 상기 모듈(12)에 공급하기 위한 적어도 하나의 매니폴드(14);

· 2차 유체를 상기 모듈(12)에 공급하기 위한 적어도 하나의 매니폴드(16);

· 상기 모듈(12)을 나오는 상기 1차 유체를 수집하고 배출하기 위한 적어도 하나의 매니폴드(18); 및

· 상기 모듈(12)을 나오는 상기 2차 유체를 수집하고 배출하기 위한 적어도 하나의 매니폴드(20)를 포함하며,

상기 매니폴드(14, 16)의 적어도 일부 또는 상기 매니폴드(18)의 부분은 상기 중심축(X) 둘레에 연속적으로 배치된 모듈들(12) 사이로 연장되고, 상기 매니폴드(14, 16) 또는 매니폴드(18)의 부분은 상기 매니폴드(14, 16) 또는 매니폴드(18)의 부분이 상기 모듈(12)의 측면(47) 내에 실질적으로 동일한 열 응력을 생성하도록 상기 모듈(12)의 2개의 측면(47) 사이에 위치된 중간 평면에 대해 실질적으로 대칭인 방식으로 소정의 모듈(12)의 양 측면들상에 배치되는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 1 항에 있어서, 상기 외부 용기(2)의 상기 중심축(X)을 따라 연장하는 단일의 2차 배출 매니폴드(20)를 가지며, 상기 1차 공급 매니폴드(들)(14)는 상기 2차 공급 매니폴드(16)와 1차 배출 매니폴드(18)에 대해 상기 외부 용기(2)의 내부를 향해 상기 2차 배출 매니폴드(20) 둘레에 배치되는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 소정의 모듈(12)을 서빙하는 상기 1차 공급 매니폴드(14) 및 상기 2차 배출 매니폴드(20)는 상기 외부 용기(2)의 내부를 향하는 상기 모듈(12)의 단부 부분과 연통하고, 상기 모듈(12)을 서빙하는 상기 2차 공급 매니폴드(16) 및 상기 1차 배출 매니폴드(18)는 상기 외부 용기(2)의 외부를 향한 상기 모듈(12)의 단부 부분과 연통하는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각각의 모듈(12)은 그 사이에서 상기 1차 및 2차 유체가 교번적인 층으로 유동하는 플레이트(38; A, B)의 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 4 항에 있어서, 각각의 모듈(12)은 복수의 서로 별개의 서브모듈(36)을 포함하고, 각각의 모듈(12)은 상기 서브모듈(34) 옆의 배관 세그먼트(82) 및 상기 배관 세그먼트(82)를 상호 연결하는 벨로우즈(84)를 포함하는 적어도 하나의 2차 공급 매니폴드(16)에 의해 서빙되는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 5 항에 있어서, 각각의 서브모듈(36)은 연결부(92)를 거쳐 상기 2차 배출 매니폴드(20)와 연통하고, 상기 연결부(92) 및 상기 2차 공급 매니폴드(16)의 상기 배관 세그먼트(82)는 500 mm 미만의 유압 직경으로 제안되는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 5 항에 있어서, 상기 외부 용기(2)의 중심축(X)은 수직이고, 상기 조립체는 상기 모듈(12)을 지지하기 위한 링(60)을 포함하고, 상기 링은 상기 외부 용기(2)로부터 현수되고, 상기 지지링(60) 및 상기 모듈(12)은 상기 외부 용기(2)에 대해 하향으로 자유롭게 열 팽창되는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 4 항에 있어서, 각각의 모듈(12)은 서로에 대해 변형할 수 있는 상기 1차 및 2차 유체 사이의 열 교환을 위한 연속적인 셀(C)의 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 8 항에 있어서, 상기 모듈(12)의 측면에 견고하게 체결된 패널(98, 100)에 의해 적어도 부분적으로 형성된 2차 공급 매니폴드(16)를 상기 중심축(X) 둘레에 연속적으로 위치된 각각의 쌍의 모듈(12) 사이에서 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 8 항에 있어서, 상기 2차 배출 매니폴드(20)는 상기 열 교환 모듈(12)의 저부 단부에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유체는 가스이고, 상기 제 1 가스는 700℃보다 높은 온도에서 상기 외부 용기(2) 내로 침투하기 위한 것이고, 상기 제 2 가스는 700℃보다 높은 온도에서 상기 외부 용기(2)로부터 빠져나오도록 설계되는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 11 항에 있어서, 상기 제 1 유체는 헬륨을 포함하고, 상기 제 2 유체는 헬륨, 또는 헬륨과 질소의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유체는 고온 또는 초고온 원자로의 1차 및 2차 유체인 것을 특징으로 하는 열 교환 조립체.

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