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中間熱媒体を有するヘリカル型熱交換器

国内特許コード P06A008444
整理番号 11239
掲載日 2006年5月19日
出願番号 特願2001-351371
公開番号 特開2003-156293
登録番号 特許第3524083号
出願日 平成13年11月16日(2001.11.16)
公開日 平成15年5月30日(2003.5.30)
登録日 平成16年2月20日(2004.2.20)
発明者
  • 大平 博昭
  • 荒 邦章
出願人
  • 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 中間熱媒体を有するヘリカル型熱交換器
発明の概要 【課題】 外管と内管とを二重管構造として伝熱管とし両管の間に中間熱媒体を充填させる従来の熱交換器よりも、高温熱媒体(ナトリウム)と低温熱媒体(水)とが接触する可能性を極めて少なくできるとともに、二重管構造に比べて構造が簡単で製造コストも低減できる、中間熱媒体を有する熱交換器を提供する【解決手段】 熱交換器の胴内に、内部にアニュラス空間を有しかつ両端部が環壁(6a,6b)により閉じられている円筒状隔壁管(6)の複数個を互いに間隔をあけて同心状に配設し、前記各円筒状隔壁管のアニュラス空間内にそれぞれヘリカルコイル状の伝熱管(7)を配設する構成とし、高温熱媒体(X)を前記複数の円筒状隔壁管の間隙(S)を通して熱交換器胴内に流通させ、低温熱媒体(Y)を前記各ヘリカルコイル状伝熱管内に流通させ、高温熱媒体および低温熱媒体の両方に対して化学的に不活性かつ熱伝達性能に優れた中間熱媒体(Z)を前記各円筒状隔壁管内に流通させる。
従来技術、競合技術の概要


冷却材として例えば液体ナトリウムを用いる液体金属冷却炉においては、高温のナトリウムが循環するナトリウム系と水-蒸気系との間で熱交換が行われるが、この熱交換器においては、伝熱管の損傷によりナトリウムと水とが接触すると両者が激しく反応して大事故につながる危険がある。伝熱管に万一損傷が生じた場合でも、ナトリウムと水とが直ちに接触するのを防止する手段として、ナトリウムおよび水のいずれとも反応しない安定物質を介して熱交換を行う方法が、例えば特開昭53-131394号公報で提案されている。上記の従来技術において具体的に提案されている熱交換器は、伝熱管を外管と内管とからなる二重管構造に成形し、内管内に水(低温熱媒体)を流通させ、外管の外周にナトリウム(高温熱媒体)を流通させ、内管と外管との間のアニュラス部に水およびナトリウムのいずれとも反応しない安定物質(中間熱媒体)、例えば水銀を充填し、安定物質を介して熱交換を行わせている。

産業上の利用分野


本発明は、高温熱媒体と低温熱媒体との接触が許されない、例えば液体金属冷却炉における液体金属-水系熱交換に効果的に使用できる熱交換器に関し、更に詳しくは、高温熱媒体および低温熱媒体の両方に対して化学的に不活性である中間熱媒体を介して熱交換を行うようにした熱交換器に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
熱交換器の胴内に、内部にアニュラス空間を有しかつ両端部が環壁により閉じられている円筒状隔壁管の複数個を互いに間隔をあけて同心状に配設し、前記各円筒状隔壁管のアニュラス空間内にそれぞれヘリカルコイル状の伝熱管を配設し、高温熱媒体を前記複数の円筒状隔壁管の間隙を通して熱交換器胴内に流通させ、低温熱媒体を前記各ヘリカルコイル状伝熱管内に流通させ、高温熱媒体および低温熱媒体の両方に対して化学的に不活性かつ熱伝達性能に優れた中間熱媒体を前記各円筒状隔壁管内に流通させることを特徴とする中間熱媒体を有するヘリカル型熱交換器。

【請求項2】
前記各円筒状隔壁管の対向する内壁面に、ヘリカルコイル状伝熱管の間で互い違いに突出するように複数のバッフル板を配設したことを特徴とする請求項1に記載の中間熱媒体を有するヘリカル型熱交換器。

【請求項3】
前記複数の円筒状隔壁管の間の間隙に、スパイラル状のスペーサを配設したことを特徴とする請求項1または2に記載の中間熱媒体を有するヘリカル型熱交換器。

【請求項4】
前記各ヘリカルコイル状伝熱管の両端部をそれぞれ前記円筒状隔壁管の両端部環壁を貫通、伸長させて熱交換器胴外へ導きそれぞれ低温熱媒体の入口と出口としたことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の中間熱媒体を有するヘリカル型熱交換器。

【請求項5】
前記各円筒状隔壁管の両端部環壁近傍をそれぞれ連結管で互いに連通、連結し、各連結管の端部を前記熱交換器胴外へ導きそれぞれ中間熱媒体の入口と出口としたことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の中間熱媒体を有するヘリカル型熱交換器。
国際特許分類(IPC)
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画像

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出願権利状態 登録
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