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JPS631517B2 - - Google Patents
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JPS631517B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS631517B2
JPS631517B2 JP55130693A JP13069380A JPS631517B2 JP S631517 B2 JPS631517 B2 JP S631517B2 JP 55130693 A JP55130693 A JP 55130693A JP 13069380 A JP13069380 A JP 13069380A JP S631517 B2 JPS631517 B2 JP S631517B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
sodium
heat exchanger
primary
primary fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55130693A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5755396A (en
Inventor
Tomio Ooe
Yukio Nakagawa
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS5755396A publication Critical patent/JPS5755396A/en
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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、管式熱交換器に係り、特に熱過渡時
における熱衝撃の厳しい構造不連続部等に使用す
るに好適な熱交換器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a tubular heat exchanger, and particularly to a heat exchanger suitable for use in structural discontinuities, etc., which are subject to severe thermal shock during thermal transients.

従来の熱交換器を第1図に従つて説明する。 A conventional heat exchanger will be explained with reference to FIG.

外胴1は、1次ナトリウム入口ノズル2と1次
ナトリウム出口ノズル6とを有する。
The outer shell 1 has a primary sodium inlet nozzle 2 and a primary sodium outlet nozzle 6.

2次側上部鏡板3は、上管板4と一体化され、
内部に2次側上部プレナム5を形成し、上方に2
次ナトリウム出口ノズル7を有する。
The secondary side upper end plate 3 is integrated with the upper tube plate 4,
A secondary side upper plenum 5 is formed inside, and 2
It has a secondary sodium outlet nozzle 7.

伝熱管管束9は、上端を上管板4、下端を下管
板8に接続され、それぞれの管板近傍に熱遮蔽板
11を内包している。
The heat exchanger tube bundle 9 has an upper end connected to the upper tube plate 4 and a lower end connected to the lower tube plate 8, and includes a heat shield plate 11 near each tube plate.

また、伝熱管管束9の外側を囲んで上部に入口
窓12および下部に出口窓13を有する外部シユ
ラウド10が設置されている。
Further, an external shroud 10 is installed surrounding the outside of the heat exchanger tube bundle 9 and having an inlet window 12 at the upper part and an outlet window 13 at the lower part.

2次ナトリウム入口管15は、2次側上部鏡板
3、上管板4および下管板8を貫通して2次下部
プレナム14に下端開口部を有する。
The secondary sodium inlet pipe 15 passes through the secondary upper end plate 3, the upper tube plate 4, and the lower tube plate 8 and has a lower end opening in the secondary lower plenum 14.

1次側高温ナトリウムは、1次ナトリウム入口
ノズル2より外胴1内に導入され、外部シユラウ
ド10に設けられている入口窓12から外部シユ
ラウド10内に流入し、伝熱管管束9内を上昇す
る2次ナトリウムと熱交換しながら下降し、外部
シユラウド10の下部に設けられた出口窓13を
通り、1次ナトリム出口ノズル6より機器外へ流
出する。
The primary high-temperature sodium is introduced into the outer shell 1 through the primary sodium inlet nozzle 2, flows into the outer shroud 10 through an inlet window 12 provided in the outer shroud 10, and rises within the heat exchanger tube bundle 9. It descends while exchanging heat with the secondary sodium, passes through the outlet window 13 provided at the bottom of the external shroud 10, and flows out of the equipment from the primary sodium outlet nozzle 6.

一方、2次側低温ナトリウムは、2次ナトリウ
ム入口管15より機器内に流入し、2次側下部プ
レナム14に至り反転して下管板8に設けられて
いる伝熱管内に流れ込み、1次ナトリウムと熱交
換しながら上昇し、2次側上部プレナム5に至
り、2次ナトリウム出口ノズル7より機器外へ流
出する。
On the other hand, the secondary side low-temperature sodium flows into the equipment from the secondary sodium inlet pipe 15, reaches the secondary side lower plenum 14, turns around, and flows into the heat exchanger tube provided in the lower tube plate 8. It rises while exchanging heat with sodium, reaches the secondary side upper plenum 5, and flows out of the equipment from the secondary sodium outlet nozzle 7.

従来の流体の流動における構造例を第2図に示
す。図において整流板16は、複数の伝熱管管束
9を内包する外部シユラウド10に近接して取り
付けられており、多数の貫通孔を有することによ
り、一次側高温ナトリウム流体の周方向流動分布
を調整して均一にするようになつている。
An example of a conventional structure for fluid flow is shown in FIG. In the figure, the baffle plate 16 is attached close to the external shroud 10 that encloses a plurality of heat exchanger tube bundles 9, and has a large number of through holes to adjust the circumferential flow distribution of the primary high temperature sodium fluid. It is designed to be even.

また、外部シユラウド10の上部には、入口窓
12が周方向に設けられており、流体を伝熱管管
束9内に案内する役目をしている。
Further, an inlet window 12 is provided in the upper part of the external shroud 10 in the circumferential direction, and serves to guide the fluid into the heat exchanger tube bundle 9.

1次ナトリウム入口ノズル2は、高温ナトリウ
ム流体を機器内に導入するために外胴1に設けら
れている。前記1次ナトリウム入口ノズル2の取
付け位置は、ほぼ伝熱管管束9の中央よりやや上
部に設置されている。
A primary sodium inlet nozzle 2 is provided in the outer shell 1 for introducing hot sodium fluid into the equipment. The primary sodium inlet nozzle 2 is installed at a position slightly above the center of the heat exchanger tube bundle 9.

また、入口窓12の上方には、伝熱管管束9を
集合させる上管板4にシユラウドが接続された構
造不連続部が形成されている。
Further, above the inlet window 12, a structural discontinuity is formed in which a shroud is connected to the upper tube plate 4 where the heat exchanger tube bundle 9 is assembled.

このような構造により次のような欠点が生じ
る。
Such a structure causes the following drawbacks.

(1) 1次ナトリウム入口ノズルより入口窓にかけ
て流体の流動性はあるが、上管板と外胴で囲ま
れた部分には流動性がなくスタグナントのナト
リウム層が生じる。
(1) Although there is fluidity from the primary sodium inlet nozzle to the inlet window, there is no fluidity in the area surrounded by the upper tube plate and outer shell, resulting in a stagnant sodium layer.

(2) 前記第1項より、特に上管板とシユラウドの
構造不連続部に急激な温度変化に伴なう熱衝撃
が生じた場合、流体に流動性がなく熱追従が伴
なわないために多大な熱応力が発生する。
(2) From item 1 above, when a thermal shock occurs due to a sudden temperature change, especially in the structural discontinuity between the upper tube plate and the shroud, the fluid has no fluidity and heat tracking is not accompanied. Significant thermal stress is generated.

(3) 流体の流動による振動および圧損が非常に大
きいことが言える。
(3) It can be said that vibration and pressure loss due to fluid flow are extremely large.

(4) 流体の最適な流量分布を得ることが不可能で
ある。
(4) It is impossible to obtain the optimum flow rate distribution of the fluid.

本発明の目的は、外部シユラウドに接続した長
手方向円筒状のせきを設置することにより、上管
板と外胴部で囲まれた部分に形成されるスタグナ
ントな一次側流体(一次流体)の層に好適な流量
流速を与え、熱過渡時に時間的な熱追従を得るた
めの構造を提供するにある。
An object of the present invention is to form a stagnant primary fluid layer in a portion surrounded by an upper tube plate and an outer body by installing a longitudinal cylindrical weir connected to an external shroud. The purpose of the present invention is to provide a structure for providing a suitable flow rate to a flow rate and obtaining temporal thermal tracking during thermal transients.

本発明は、上管板の下方に熱遮蔽板を設置し、
この熱遮蔽板よりも下方の位置に外部シユラウド
内への一次流体入口窓を有し、その一次流体入口
窓の外周囲に一次流体の上下方向流路をはさんで
外胴を備える熱交換器において、その外胴への一
次流体入口ノズルよりも上方で前記一次流体入口
窓よりも下方の前記上下方向流路内に整流板を設
け、その整流板の上方における前記上下方向流路
内に前記一次流体入口窓の高さを超える上方にま
で延長され下端が前記外部シユラウドの間で閉じ
られ上端が開放された筒状のせきを備えたことを
特徴とした熱交換器であつて、その熱交換器によ
れば一次流体がせきで絞られた流路をせき沿いに
上方へ流れ、次いでせき上端で折流して下降し入
口窓に入るようになり、その絞りで効果的な流速
となつた上昇流は上部のスタグナント層を破壊し
て入口窓に誘導される。
The present invention installs a heat shield plate below the upper tube plate,
A heat exchanger that has a primary fluid inlet window into the external shroud at a position below the heat shield plate, and an outer shell that sandwiches a vertical flow path for the primary fluid around the outer periphery of the primary fluid inlet window. A rectifying plate is provided in the vertical flow path above the primary fluid inlet nozzle to the outer shell and below the primary fluid inlet window, and a rectifying plate is provided in the vertical flow path above the rectifying plate. A heat exchanger comprising a cylindrical weir extending above the height of the primary fluid inlet window, the lower end of which is closed between the external shrouds, and the upper end of which is open. According to the exchanger, the primary fluid flows upward along the weir through the flow path constricted by the weir, then bends at the upper end of the weir, descends, and enters the inlet window, and the constriction increases the effective flow velocity. The upflow destroys the upper stagnant layer and is guided to the entrance window.

本発明の一実施例を第3図に基づいて述べる。
図に於いて多数の伝熱管管束9を集合させ、一次
及び二次ナトリウムのバウンダリーとする上管板
4と前記伝熱管管束9部を保護し内包する外部シ
ユラウド10、更に外胴1より形成されている。
上管板4と外胴1の接続としてシユラウドが設け
られ、構造的にも図に示すような上向傾斜を付け
ざるを得ない構造となつている。
An embodiment of the present invention will be described based on FIG.
In the figure, a large number of heat exchanger tube bundles 9 are assembled, and is formed of an upper tube plate 4 serving as a boundary for primary and secondary sodium, an outer shroud 10 that protects and encloses the heat exchanger tube bundle 9, and an outer shell 1. ing.
A shroud is provided as a connection between the upper tube plate 4 and the outer shell 1, and the structure requires an upward slope as shown in the figure.

入口窓12は、上管板4近傍における外部シユ
ラウド10の周方向数箇所に貫通窓が開けられて
おり、周方向に均一な流量分布を与えている。
The inlet windows 12 have through-holes opened at several locations in the circumferential direction of the external shroud 10 in the vicinity of the upper tube plate 4, providing a uniform flow rate distribution in the circumferential direction.

この入口窓12は、上管板4の直下に上管板4
への熱衝撃緩和の為に何層にも設置した熱遮蔽板
11をさけるように、上管板4よりもかなり下方
に設置される。
This entrance window 12 is located directly below the upper tube plate 4.
It is installed considerably below the upper tube plate 4 so as to avoid the heat shield plate 11 which is installed in multiple layers to alleviate thermal shock to the upper tube plate 4.

また、外部シユラウド10には、入口窓12を
内包するように長手方向円筒状のせき17が組み
込まれており、一次ナトリウム入口ノズル2より
流入した高温ナトリウムが直接に入らないような
構造になつている。さらに、長手方向円筒状のせ
き17は、入口窓12を越えて、上管板4とシユ
ラウドの構造不連続部に至つていることを特徴と
する。
Furthermore, a longitudinally cylindrical weir 17 is incorporated in the external shroud 10 so as to enclose the inlet window 12, and is structured to prevent the high temperature sodium flowing in from the primary sodium inlet nozzle 2 from entering directly. There is. Furthermore, the longitudinal cylindrical weir 17 is characterized in that it extends beyond the inlet window 12 to a structural discontinuity between the upper tube plate 4 and the shroud.

このような構造の熱交換器によれば、入口ノズ
ル2から外胴2内に入つた一次流体である一次ナ
トリウムは多孔型整流板16を通る際に外部シユ
ラウド10の外周囲に極力均等に流量分布され
る。しかる後に一次ナトリウムは、白抜き矢印の
如く、せき17で約半分の狭さに絞られた上下方
向流路を上昇してゆく。この時、絞られた分だけ
流速が上がる上、全部の一次ナトリウムがせき1
7の上端に上昇するので、流れの勢力は大きい。
この大きな勢力の流れはせき17の上端で折流
し、ここで上部のスタグナントな一次ナトリウム
層は破壊されて入口窓12側へ下降誘導され外部
シユラウド10内に入つてゆき熱交換作用に供さ
れる。又、せき17の円筒径を変えることで一次
ナトリウムの上昇流路を狭めたり広げたりするこ
とで上部のスタグナントな一次ナトリウムに当て
る上昇流の流勢は自由に変更できる。
According to the heat exchanger having such a structure, the primary sodium, which is the primary fluid that enters the outer shell 2 from the inlet nozzle 2, has a flow rate as uniform as possible around the outer circumference of the outer shroud 10 when passing through the porous rectifying plate 16. distributed. Thereafter, the primary sodium ascends through the vertical flow path, which is narrowed to approximately half its width by the weir 17, as indicated by the white arrow. At this time, the flow rate increases by the amount of restriction, and all the primary sodium is
7, so the force of the flow is large.
This flow of large force is diverted at the upper end of the weir 17, where the upper stagnant primary sodium layer is destroyed, guided downward to the entrance window 12 side, and enters the external shroud 10 where it is subjected to heat exchange action. . In addition, by changing the cylindrical diameter of the weir 17 to narrow or widen the ascending flow path for primary sodium, the flow force of the ascending flow that hits the stagnant primary sodium in the upper part can be freely changed.

このようにして、一次ナトリウムの流量の全部
を利用してその流勢をスタグナント層破壊に利用
している。このような利用方法によれば、一次ナ
トリウム流量が減少しても破壊作用を極力失わな
いようにも出来る。
In this way, the entire flow rate of primary sodium is utilized and its flow force is used to destroy the stagnant layer. According to this method of use, even if the primary sodium flow rate decreases, the destructive action can be maintained as much as possible.

本発明の一実施例によれば下記の効果が有る。 According to one embodiment of the present invention, the following effects are achieved.

(1) 長手方向円筒状のせきの径を半径方向に調整
することにより、流体の流速を自由に変化させ
ることが可能である。
(1) By adjusting the diameter of the longitudinal cylindrical weir in the radial direction, it is possible to freely change the fluid flow velocity.

(2) 前記第1項により、上管板と外胴で囲まれた
部分に形成されるスタグナントのナトリウム層
に効果的な流動を与え、急激な温度変化による
熱衝撃に対応できる熱追従を得ることができ
る。
(2) According to the above-mentioned item 1, effective flow is provided to the sodium layer of the stagnant formed in the area surrounded by the upper tube plate and the outer shell, and thermal tracking that can cope with thermal shock due to sudden temperature changes is obtained. be able to.

(3) 長手方向円筒状のせきが、入口窓を内包する
ように取付けられているために高温流体による
熱遮蔽効果がある。
(3) Since the longitudinally cylindrical weir is installed so as to enclose the entrance window, it has a heat shielding effect due to the high temperature fluid.

(4) 長手方向で薄肉円筒状のせき17であり、し
かも、円筒状のせきを境に外・内部に流動があ
ることにより、圧損が低いことが実験的にも実
証されている。
(4) The weir 17 is thin-walled in the longitudinal direction and has a cylindrical shape, and it has been experimentally proven that the pressure loss is low because there is flow inside and outside of the cylindrical weir.

本発明により次のような効果がある。 The present invention has the following effects.

上管板の直下に熱遮蔽板を備える熱交換器にお
いて、一次流体の全流勢を利用して効率良くスタ
グナント層の発生を抑制することにより、構造不
連続部における効果的な熱追従を供することがで
きる。
In a heat exchanger equipped with a heat shield plate directly below the upper tube plate, effective heat tracking at structural discontinuities is provided by efficiently suppressing the generation of a stagnant layer using the entire flow force of the primary fluid. be able to.

さらに本発明は、中間熱交換器に限定されず、
高速炉の蒸気発生器、加圧水形原子炉の蒸気発生
器および火力プラントにおける熱交換器などに適
用することができる。
Furthermore, the present invention is not limited to intermediate heat exchangers;
It can be applied to steam generators of fast reactors, steam generators of pressurized water reactors, heat exchangers in thermal power plants, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は熱交換器全体図、第2図は従来実施さ
れている構造図、第3図は本発明における好適な
せき構造図である。 1…外胴、2…1次ナトリウム入口ノズル、4
…上管板、9…伝熱管管束、10…外部シユラウ
ド、11…熱遮蔽板、12…入口窓、16…整流
板、17…せき。
FIG. 1 is an overall diagram of a heat exchanger, FIG. 2 is a diagram of a conventionally implemented structure, and FIG. 3 is a diagram of a preferred weir structure in the present invention. 1... Outer shell, 2... Primary sodium inlet nozzle, 4
... Upper tube plate, 9 ... Heat exchanger tube bundle, 10 ... External shroud, 11 ... Heat shielding plate, 12 ... Inlet window, 16 ... Straightening plate, 17 ... Weir.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 上管板の下方に熱遮蔽板を設置し、この熱遮
蔽板よりも下方の位置に外部シユラウド内への一
次流体入口窓を有し、その一次流体入口窓の外周
囲に一次流体の上下方向流路をはさんで外胴を備
える熱交換器において、その外胴への一次流体入
口ノズルよりも上方で前記一次流体入口窓よりも
下方の前記上下方向流路内に整流板を設け、その
整流板の上方における前記上下方向流路内に前記
一次流体入口窓の高さを超える上方にまで延長さ
れ下端が前記外部シユラウドの間で閉じられ上端
が開放された筒状のせきを備えたことを特徴とし
た熱交換器。
1. A heat shield plate is installed below the upper tube plate, and a primary fluid inlet window into the external shroud is provided below the heat shield plate. In a heat exchanger comprising an outer shell across a directional flow path, a rectifying plate is provided in the vertical flow path above the primary fluid inlet nozzle to the outer shell and below the primary fluid inlet window, A cylindrical weir is provided in the vertical flow path above the rectifying plate, and extends above the height of the primary fluid inlet window, and has a lower end closed between the external shrouds and an upper end open. A heat exchanger characterized by:
JP13069380A 1980-09-22 1980-09-22 Het exchanger Granted JPS5755396A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13069380A JPS5755396A (en) 1980-09-22 1980-09-22 Het exchanger

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13069380A JPS5755396A (en) 1980-09-22 1980-09-22 Het exchanger

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Publication Number Publication Date
JPS5755396A JPS5755396A (en) 1982-04-02
JPS631517B2 true JPS631517B2 (en) 1988-01-13

Family

ID=15040356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13069380A Granted JPS5755396A (en) 1980-09-22 1980-09-22 Het exchanger

Country Status (1)

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JP (1) JPS5755396A (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53126559A (en) * 1977-04-13 1978-11-04 Hitachi Ltd Heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5755396A (en) 1982-04-02

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