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JPS6316680B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6316680B2
JPS6316680B2 JP54119978A JP11997879A JPS6316680B2 JP S6316680 B2 JPS6316680 B2 JP S6316680B2 JP 54119978 A JP54119978 A JP 54119978A JP 11997879 A JP11997879 A JP 11997879A JP S6316680 B2 JPS6316680 B2 JP S6316680B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
shell
spine
heat exchanger
grid
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
JP54119978A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5543400A (en
Inventor
Harorudo Mitsucheru Korin
Jon Yangu Maikeru
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.)
Nuclear Power Co Ltd
Original Assignee
Nuclear Power Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuclear Power Co Ltd filed Critical Nuclear Power Co Ltd
Publication of JPS5543400A publication Critical patent/JPS5543400A/ja
Publication of JPS6316680B2 publication Critical patent/JPS6316680B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00—Reactor types
    • G21C1/32—Integral reactors, i.e. reactors wherein parts functionally associated with the reactor but not essential to the reaction, e.g. heat exchangers, are disposed inside the enclosure with the core
    • G21C1/326—Integral reactors, i.e. reactors wherein parts functionally associated with the reactor but not essential to the reaction, e.g. heat exchangers, are disposed inside the enclosure with the core wherein the heat exchanger is disposed next to or beside the core
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F28F9/0133—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by concentric strips
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00—Reactor types
    • G21C1/02—Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders
    • G21C1/03—Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders cooled by a coolant not essentially pressurised, e.g. pool-type reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はチユーブ・イン・シエル型熱交換器に
関し、液体金属冷却式高速中性子増殖原子炉構造
体に使用する中間熱交換器に係るものである。
チユーブ・イン・シエル型熱交換器は横断管板
によりシエルを通る熱交換チユーブ束を収容する
閉じたシエルよりなる。使用に際して、第１の液
体はシエルを通つて流れてチユーブを通つて流れ
る第２の液体と熱交換する。液体金属冷却式高速
中性子増殖原子炉構造の中間熱交換器として使用
されるある種の熱交換器において、細長くかつ対
向する管板の間に延在するチユーブは膨張曲管
（伸縮ベンド）を有しており、従つてシエルを通
つて流れる流体による激しい振動を受ける。振動
運動を防止する一手段は一連の縦方向に間隔をも
つて離されたグリツドによつてチユーブを横方向
に支持することであり、その連続するグリツドは
チユーブを引つ張るためにチユーブの公称上の一
直線上の位置からチユーブを相反する方向におい
て半径方向に変位させる。しかしながら、このよ
うな手段によつてなされたチユーブの支持は余り
にも堅く、従つて構造の他の部分に対するチユー
ブの差運動は著じるしい応力を誘発する。この差
運動はチユーブと構造の他の部分、例えば後述の
中央スパインとが互いに異なる材料で作られてい
る、換言すると、チユーブと構造の他の部分とが
材質において互いに異なる熱膨張率を有している
ことに起因して生じる。
本発明はかかる欠点に鑑みてなされたものであ
つて、本発明の提供するチユーブ・イン・シエル
型熱交換器は細長いシエルと、シエルを長手方向
に貫通した中央スパインを有する熱交換チユーブ
束と、シエル内に設けられ且つチユーブを離して
支えるための横方向支持体を構成するように配置
された一連の長手方向に間隔をへだてた横方向グ
リツドと、から成り、各グリツドはスパインと各
グリツドとの間の相対的な軸方向運動を可能にす
る弾性取付け手段によつてスパインに連結されて
おり、前記弾性取付け手段はスパインから延びた
第１の支持体と、グリツドから延びた第２の支持
体と、第１の支持体と第２の支持体とを連結した
弾性手段とから成ることを特徴とする。本発明に
よれば、チユーブを支持したグリツドが弾性取付
け手段により中央スパインに弾性支持されている
ので、弾性取付け手段の可撓性によりチユーブ束
のうちの中央スパインに近い方の一群の熱交換チ
ユーブは中央スパイン及び中央スパインから遠い
方の隣接したチユーブ群に対して長手方向に変位
することができ、それによつて熱膨張差に起因す
る応力の発生を著しく軽減することができる。
好ましい熱交換器の構造にあつては、スパイン
は環状に連なる半径方向外方に延びるフオーク形
ブラケツトを有し、各グリツドは環状に連なる半
径方向内方へ延びるフオーク形ブラケツトを有
し、一方の環状に連なる各ブラケツトは他方の環
状に連なる二つのとなり合うブラケツトの間に配
置されており各フオーク形ブラケツトを相互係合
するために弾性の環状部材が配設されている。
本発明によればさらに、一次容器、一次容器内
に収容された冷却材のプール及び冷却材プールに
沈められた核燃料集合体を有する種類の液体金属
冷却式高速中性子増殖炉型原子炉において、チユ
ーブ・イン・シエル型中間熱交換器が冷却材プー
ルに沈められており、チユーブ・イン・シエル型
中間熱交換器が、細長いシエルと、シエルを長手
方向に貫通した中央スパインを有する熱交換チユ
ーブ束と、シエル内で中央スパインに弾性的に取
りつけられ且つチユーブを離して支えるための横
方向支持体を構成するように配置された一連の長
手方向に間隔をへだてた横方向グリツドと、を有
し、連続グリツドがチユーブを該チユーブの公称
上の一直線の位置から相反する方向に変位させ、
中央スパインへのグリツドの弾性取付け手段が設
けられ、該弾性取付け手段が各々、スパインに固
着されたブラケツトの環状の列を有し、該ブラケ
ツトが各々、一対の半径方向外方に延びたフオー
ク形アームを有しており、グリツドに固着された
半径方向内方に延びたアームを有するフオーク形
ブラケツトの補足環状列が設けられ、前記環状の
列の各ブラケツトが前記補足環状列の２つの隣合
つたブラケツトの間に配置されており、さらに、
弾性環状部材が補足し合う両方のブラケツト列の
フオーク形アームと係合してスパインに対して横
に配置されていることを特徴とするチユーブ・イ
ン・シエル型中間熱交換器を提供する。
図に示されているチユーブ・イン・シエル型熱
交換器はチユーブを通つて流れる一次液体ナトリ
ウム冷却材とシエルを通つて流れる二次液体ナト
リウム冷却材との間の熱交換を行なうために原子
炉構造に使用される。シエルは一般的に円筒形で
あり、束をなして配列されたチユーブはシエルの
縦軸線にほヾ平行に延在しかつそれらの端は横管
板に固定されている。チユーブ束は中央管状スパ
イン（spine）を有し、熱交換チユーブを横方向
に支持するために一連の縦方向に間隔をおいて配
置されたグリツドがある。今第１図を参照する
と、ここには熱交換器の部分が示されており、管
状のスパイン１及び代表的なグリツド２が描かれ
ている。第１図及び第２図を参照すると、グリツ
ドは６本の等角度に間隔をもつて配置された半径
方向に延びるスパイダーアーム、即ちスポーク５
によつて相互連結された内側帯輪３と同心状の外
側帯輪４とよりなる。隣接するスパイダーアーム
間には弧状の帯輪部材６が延びており、該部材は
ほヾ同心状の列に並べられた熱交換チユーブ７を
支持するための間隔をへだてた同心状中間支持帯
輪を形成するように配列されている。弧状帯輪部
材６は両側に波形帯状片８（第３図に示されてい
るような）を備えており、波形部はそれぞれチユ
ーブ７を支えもつ役割をなす。帯状片は弧状帯輪
部材を帯状片に溶着するための端部取付具をもつ
ている。弧状帯輪部材６は第４，５及び６図に示
されているようにスパイダーアームを貫通してい
るボルト１０により一体的に締付けられた協働端
部取付具９によりスパイダーアームに固定されて
いる。内側及び外側のチユーブ列は帯輪部材６に
溶着された波形帯状片８によつて内側及び外側の
帯輪で支持されている。波形帯状片は相互に角度
変位しており、この変位は連続するグリツドに対
して反対方向に向いていてチユーブの長さに沿う
各点でチユーブを締め付けてシエルを通つて流れ
る流体により振動する傾向を低減する。グリツド
はチユーブ状スパイン１から環状スプリング１１
によつて弾性的に支持されている。環状スプリン
グはそれぞれスパインと同軸的に配置され且つス
パイン１及びグリツド２にそれぞれと関連した二
つの円形列の６個の半径方向に延びているフオー
ク形ブラケツト１２，１３と係合している。スプ
リング１１は第１図中符号１１ａで示された相対
的に摺動可能な環状の層板、即ちリーフの積層体
より構成されている。
各列の６個のフオーク形ブラケツト１２は一組
の半径方向外方に延びるアームを持つておりかつ
第１図及び第７図に示されたように、それ自身が
チユーブ状スパインに溶着されている環状ステツ
プ付カラー１４に溶着されている。上部及び下部
のフインガー１５及び１６はカラー１４によつて
支持されておりチユーブ束を囲む環状の囲い１８
の内壁１７の一部分を保持している。補促的な列
（すなわち、前述ブラケツト１２の間に入る列）
の６個のフオーク形ブラケツト１３は半径方向内
方に延びるフオーク形アームを有し、該アームは
内側の帯輪３のスロツトを通つて延びておりかつ
第１図及び第２図に示されているようにスパイダ
ーアーム５の凹陥部内端に溶着されている。各フ
オーク形ブラケツト１３は二つの隣り合うブラケ
ツト１２の間に配置されている。各外側の帯状片
４はチユーブ状の囲い１８の外壁１９の上側及び
下側の端を受け入れるように欠き込みが形成され
ている。各壁の下端は外側の帯状片４に溶着され
ており一方各壁の上端は外側の帯輪に摺動可能に
固定されている。その列の上側及び下側のグリツ
ド板位置の外側の帯輪は付号２０で示された囲い
の壁で密封的に支えるようにするための環状のス
プリングをもつている。
以上説明した本発明の構成では、チユーブ束と
中央スパインとの間の取付けに可撓性又は柔軟性
があるので中央スパインに近い方の一群の熱交換
チユーブを中央スパイン及び中央スパインから遠
い方のチユーブ群に対して長手方向に変位させる
ことができ、それにより、構成要素の材質の違い
によつて生じる膨張差に順応することができ、か
くしてかかる膨張差に起因して生じ、熱交換チユ
ーブの破損を招く応力の発生を著しく減じること
ができる。
第８図は一次容器２３内の液体ナトリウム冷却
材のプール２２に水没された燃料集合体２１を有
する液体金属冷却型高速増殖炉型の原子炉を示す
ものである。一次容器は格納容器２４の屋根から
吊下げられかつ複数の冷却材ポンプ２５及び上述
せる種類の熱交換器２６が設けられているが図面
にはポンプ及び熱交換器のそれぞれ一個だけを示
してある。燃料集合体２１はダイヤグリツド２７
に装着されかつ炉心タンク２８内の熱交換器で囲
まれており、一方冷却材をダイヤグリツドへ配送
するポンプは炉心タンクの外側に配置されてい
る。炉心あるいは燃料集合体２１はダイヤグリツ
ドから並列に近接する程に間隔をへだてられて直
立する複数のサブアセングリーよりなりかつ中性
子遮幣体２９によつてまわりを囲まれている。制
御棒３０及び計装３１が図示されておりこれらは
格納容器の屋根を貫通しかつ炉心カバープレート
構体３２を通つて燃料集合体に向つて下方へ貫通
している。炉心カバープレート構体は格納容器の
屋根の開口内を回動可能な外側プラグ３４内に同
心状に装着された回動可能な内側プラグ３３から
懸垂している。プラグ３３は燃料補給機３５を支
持しており、該燃料補給機はプラグ３３，３４の
回動により燃料集合体のどのような補給位置に対
しても自由にその位置を占めるように配置するこ
とができる。
原子炉の運転中、炉心タンク２８の外側のプー
ル領域から吸引される比較的冷たい冷却材はポン
プによりダイヤグリツド２７を介して燃料集合体
２１を通つて上方へ流される。炉心カバープレー
ト上に当る冷却材流は半径方向へ偏向されて中間
熱交換器２６へ流入し該交換器を通つて冷却材は
格納容器の外部に配置された蒸気発生装置と関連
した二次液体金属冷却材により熱交換される。
【図面の簡単な説明】
第１図はチユーブ・イン・シエル型熱交換器の
部分断面図、第２図は第１図の―線に沿う縦
断面図、第３図はチユーブ締め付けグリツドの部
分平面図、第４図は第３図に示されたグリツドの
細部を拡大して示した部分横断面図、第５図は第
４図の―線に沿う部分断面図、第６図は第５
図の―線に沿う部分側面図、第７図は第１図
の―線に沿う部分断面図、及び第８図は液体
金属冷却式高速中性子増殖原子炉の部分縦断面図
である。 １……スパイン、２……グリツド、３，４……
帯輪、５……スパイダーアーム、７……熱交換チ
ユーブ、８……波形帯状片、１２，１３……フオ
ーク形ブラケツト、１５，１６……フランジ、２
１……燃料集合体、２３……一次容器、２４……
格納容器、２６……熱交換器、２８……炉心タン
ク、３０……制御棒、３１……計装。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 細長いシエルと、シエルを長手方向に貫通し
    た中央スパインを有する熱交換チユーブ束と、シ
    エル内に設けられ且つチユーブを離して支えるた
    めの横方向支持体を構成するように配置された一
    連の長手方向に間隔をへだてた横方向グリツド
    と、から成り、各グリツドはスパインと各グリツ
    ドとの間の相対的な軸方向運動を可能にする弾性
    取付け手段によつてスパインに連結されており、
    前記弾性取付け手段はスパインから延びた第１の
    支持体と、グリツドから延びた第２の支持体と、
    第１の支持体と第２の支持体とを連結した弾性手
    段とから成ることを特徴とするチユーブ・イン・
    シエル型熱交換器。 ２ 中央スパインへのグリツドの弾性取付け手段
    は各々、スパインに固着され、そして各々、一対
    の半径方向外方に延びたフオーク形アームを有す
    るブラケツトの環状の列と、グリツドに固着され
    半径方向内方に延びたアームを有するフオーク形
    ブラケツトの補足環状列と、を有し、前記環状の
    列の各ブラケツトが前記補足環状列の２つの隣合
    つたブラケツトの間に配置されており、さらに、
    補足し合う両方のブラケツト列のフオーク形アー
    ムと係合してスパインに対して横に配置された弾
    性環状部材を有することを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載のチユーブ・イン・シエル型熱交
    換器。 ３ 弾性環状部材は相対的に摺動可能な環状層板
    の積重ね体から成ることを特徴とする特許請求の
    範囲第２項記載のチユーブ・イン・シエル型熱交
    換器。 ４ 一連の連続グリツドはチユーブを該チユーブ
    の公称上の一直線の位置から相反する方向に変位
    させることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
    載のチユーブ・イン・シエル型熱交換器。 ５ 一次容器、一次容器内に収容された冷却材の
    プール及び冷却材プールに沈められた核燃料集合
    体を有する種類の液体金属冷却式高速中性子増殖
    炉型原子炉において、チユーブ・イン・シエル型
    中間熱交換器が冷却材プールに沈められており、
    チユーブ・イン・シエル型中間熱交換器が、細長
    いシエルと、シエルを長手方向に貫通した中央ス
    パインを有する熱交換チユーブ束と、シエル内で
    中央スパインに弾性的に取りつけられ且つチユー
    ブを離して支えるための横方向支持体を構成する
    ように配置された一連の長手方向に間隔をへだて
    た横方向グリツドと、を有し、連続グリツドがチ
    ユーブを該チユーブの公称上の一直線の位置から
    相反する方向に変位させ、中央スパインへのグリ
    ツドの弾性取付け手段が設けられ、該弾性取付け
    手段が各々、スパインに固着されたブラケツトの
    環状の列を有し、該ブラケツトが各々、一対の半
    径方向外方に延びたフオーク形アームを有してお
    り、グリツドに固着された半径方向内方に延びた
    アームを有するフオーク形ブラケツトの補足環状
    列が設けられ、前記環状の列の各ブラケツトが前
    記補足環状列の２つの隣合つたブラケツトの間に
    配置されており、さらに、弾性環状部材が補足し
    合う両方のブラケツト列のフオーク形アームと係
    合してスパインに対して横に配置されていること
    を特徴とするチユーブ・イン・シエル型中間熱交
    換器。
JP11997879A 1978-09-19 1979-09-18 Tubeeinnshell type heat exchanger Granted JPS5543400A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB7837299 1978-09-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5543400A JPS5543400A (en) 1980-03-27
JPS6316680B2 true JPS6316680B2 (ja) 1988-04-11

Family

ID=10499761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11997879A Granted JPS5543400A (en) 1978-09-19 1979-09-18 Tubeeinnshell type heat exchanger

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4336614A (ja)
JP (1) JPS5543400A (ja)
DE (1) DE2937869A1 (ja)
FR (1) FR2436955A1 (ja)
GB (1) GB2032090B (ja)

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