(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力施設等で発生した高温の流体を流す複数の伝熱管からなるパネル状の管束部と、その管束部に空気を流して空冷するファン駆動部と、これらを支持するフレーム構造体とを備えた屋外設置の空冷式熱交換装置において、
矩体形状のフレーム構造体を地上に立設すると共に、そのフレーム構造体の上面に上記管束部及び上記ファン駆動部を同一平面上に載置し、フレーム構造体の側面に仕切板を設けて、フレーム構造体内に、管束部とファン駆動部を結ぶ空気の流路を区画形成したことを特徴とする空冷式熱交換装置。
【請求項２】
上記管束部とファン駆動部とを上記フレーム構造体の長さ方向に沿って交互に設けると共に、上記流路を一対の管束部とファン駆動部毎に区画してなることを特徴とする請求項１記載の空冷式熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力施設等に用いられる空冷式熱交換装置に係り、特に屋外に設置される空冷式熱交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、原子力施設への適用が検討されている空冷式熱交換装置を示したものである。図示するように、この空冷式熱交換装置は複数の鉄骨からなるフレーム構造体ａの上部に、複数の伝熱管からなるパネル状の管束部ｂを備えると共に、この管束部ｂの下部に円筒状のファンリングｃと電動ファンｄからなるファン駆動部ｅとを複数備えたものである。そして、この管束部ｂ側に原子力施設から発生した高温の冷却水、例えば、使用済燃料貯蔵設備の補機冷却水系の冷却水を流すと同時に、その下方の電動ファンｄから強制的に外気を送って管束部ｂを流れる高温の流体を冷却した後、再び補機冷却水系に戻すようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構造をした熱交換装置は、ファンリングｃの下方から外気を吸い込んでその上方の管束部ｂ側に送るようになっていることから、ファンリングｃの吸込口側に十分な空気の吸込み面積を確保するために、図示するように、このファン駆動部ｅを地面からある程度の高さに設置する必要があった。しかしながら、ファン駆動部ｅや管束部ｂの設置高さを高くすると、装置全体の重心が高くなり、耐震性や剛性上が不足してしまうため、多くの鉄骨を使用しなければならないといった問題がある。また、運転中あるいは運転後に降雪があるとその雪融け水によって、特に、この管束部ｂの下部に大きな氷柱が発生するため、運転の都度、この氷柱を除去しなければならないといった煩わしい作業が強いられる場合がある。さらに、フレーム構造体１の周囲は、空気の取り入れを良好にするためにできるだけ大きく開口させておく必要があるため、フレーム構造体１の鉄骨部分がそのまま外部に露出することとなり、装置全体の美観を損ねてしまうといった欠点もあった。
【０００４】
そこで、本発明は上記課題を解決するために案出されたものであり、その主な目的は、装置全体の低重心化を図って耐震性と剛性を向上させると共に、美観を損ねることのない新規な空冷式熱交換装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、原子力施設等で発生した高温の流体を流す複数の伝熱管からなるパネル状の管束部と、その管束部に空気を流して空冷するファン駆動部と、これらを支持するフレーム構造体とを備えた屋外設置の空冷式熱交換装置において、矩体形状のフレーム構造体を地上に立設すると共に、そのフレーム構造体の上面に上記管束部及び上記ファン駆動部を同一平面上に載置し、フレーム構造体の側面に仕切板を設けて、フレーム構造体内に、管束部とファン駆動部を結ぶ空気の流路を区画形成してなるものであり、また、上記管束部とファン駆動部とを上記フレーム構造体の長さ方向に沿って交互に設けると共に、上記流路を一対の管束部とファン駆動部毎に区画してなるものである。
【０００６】
本発明は上述したように構成したため、ファン駆動部を駆動し、フレーム構造体の流路内の空気がフレーム構造体の開口部から排気されて流路内が負圧となると、周囲の空気が管束部を通過してフレーム構造体の流路内に流れ込み、その際に、管束部を流れる高温流体を冷却した後、再びファン駆動部によってフレーム構造体の開口部から排気されることになる。あるいは、ファン駆動部で取り入れられた空気はフレーム構造体の上面に形成された開口部からフレーム構造体内の流路側に取り入れられて通過した後、管束部側へ流れ、さらに、ここを通過する際に、管束部を流れる高温流体を冷却した後、フレーム構造体の上方に排気されることになる。すなわち、従来とは異なり、空気の取り入れ及び排気はいずれもフレーム構造体の上面に形成された開口部で行われることになるため、フレーム構造体全体の高さを低くすることが可能となる。
【０００７】
従って、装置全体の低重心化が達成され、装置全体の剛性を向上することができる。しかも、管束部とファン駆動部が分離されているため、管束部に氷柱が発生しても、ファン駆動部の駆動には影響がなくなり、そのまま直ぐに運転を開始することもできる。
【０００８】
また、フレーム構造体の側面を仕切板で仕切ったため、鉄骨製のフレーム構造体が直接外部に露呈することがなくなり、美観の向上も同時に達成できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１０】
図１及び図２は本発明に係る空冷式熱交換装置の一形態を示したものである。図示するように、この空冷式熱交換装置は、矩体状をした鉄骨製のフレーム構造体１上面の開口部１ａに、これを覆うように、複数のフィンチューブ型の伝熱管からなるパネル状の管束部２と、ファン駆動部３が、その長さ方向に沿って交互に設けられている。また、これら管束部２の端部には、入口ヘッダ４ａと、出口ヘッダ４ｂとが設けられており、図示しない原子炉設備等から流れてくる高温の流体を管束部２を通過させて再び原子炉設備側へ戻すようになっている。
【００１１】
また、この矩体状をしたフレーム構造体１の４側面には、それぞれ上記管束部２とファン駆動部３の頂部が隠れる程度の高さを有する仕切板８…が設けられており、フレーム構造体１内に空気の流路９が区画形成されている。また、ファン駆動部３は電動ファン５の周囲にファンリング６を備えた送風手段７を並列に備えたものであり、この空気流路９内の空気を外部へ、あるいは外気をこの空気流路９内へ強制的に送るようになっている。尚、このフレーム構造体１の高さは、その流路９の断面積が、管束部２の吸い込み面積より大きくなるように設定されている。また、このファンリング６の吸込口側には図示しないネットが張られており、木の枝等の大きなゴミや鳥などの小動物がファンリング６内に吸い込まれないようになっている。
【００１２】
また、図１に示すように、この空気流路９内にはその長さ方向に沿って複数の中間仕切板１０…が所定の間隔を隔てて設けられており、フレーム構造体１の長さ方向に沿って、管束部２とファン駆動部３とがそれぞれ一対になるように空気流路９が複数に区画されている。
【００１３】
以上において、先ず、図示しない原子力設備から流れてくる高温の流体を入口ヘッダ４ａから分岐させてそれぞれの管束部２に供給すると同時に、ファン駆動部３を構成する送風手段７の電動ファン５を駆動すると、フレーム構造体１の流路９内の空気が開口部１ａに設けられたファンリング６から強制的に排気されて流路９内が負圧となる。すると、フレーム構造体１の側面は仕切板８で区画されていることから、本装置周囲の空気が管束部２側からこれを通過して流路９内に流れ込み、その際に、管束部２を流れる高温流体の熱を奪ってこれを冷却した後、再びファン駆動部３によってフレーム構造体の開口部１ａから上方に排気されることになる。このとき、空気流路９内は、中間仕切板１０によって一対の管束部２とファン駆動部３とに区画されていることから、外気は図２に示すように、各ブロック毎にＵターン状に流れることになる。その後、一方の冷却された流体は図１に示すように、他方のヘッダ４ｂで合流した後、再び図示しない原子力設備側に戻されることになる。
【００１４】
このように、本発明は、フレーム構造体の上面に開口部を形成し、この開口部に管束部とファン駆動部を同一平面上に設けたため、空気の取入れと排気のいずれもフレーム構造体の上面に形成された開口部で行われることになり、これによってフレーム構造体全体の高さを低くすることが可能となる。従って、装置全体の低重心化が達成されることとなり、地震などに対する装置全体の剛性が大幅に向上する。また、ファン駆動部３を駆動する際に管束部２の下部に氷柱が発生していても、ここで発生する氷柱はファン駆動部３の運転には殆ど影響を及ぼさないため、この氷柱を除去せずに、そのまま運転を開始することができる。尚、この氷柱は管束部２の熱によって自然に除去されることになる。また、フレーム構造体の側面を仕切板で仕切ったため、鉄骨製のフレーム構造体が直接外部に露呈することがなくなり、美観の向上も同時に達成できる。さらに、このフレーム構造体１を複数に分割し、ファン駆動部あるいは管束部を各ユニット毎にモジュール化したものを予め工場等で制作し、これを、現地で組み立てるようにすれば、据え付け工期の短縮と保全コストの低減も同時に達成できる。
【００１５】
尚、本実施の形態では、流路９の断面積は管束部２の吸い込み面積よりも大きく設定されているため、流路９での空気の流れの抵抗は殆どなく、ファン駆動部３の負荷は管束部２の吸い込み面積によって左右されることになるため、このような構成にすることによってファン駆動部３の負荷が特に増大するようなことはない。また、空気の流れ方向としては、本実施例とは反対に、ファン駆動部から管束部側へ流しても同様な効果を得ることができるが、そうすると、ファン駆動部内へ小動物が侵入しやすくなったり、また、運転を停止してもネットに捕集されたゴミなどが取り除かれなくなることが考えられることから、図示するように、管束部側からファン駆動部側へ流すようにした方が好ましい。
【００１６】
また、本発明はフレーム構造体１の上部開口部１ａにファン駆動部３と管束部２を同一平面上に設ければ、上記一形態に限定されるものではなく、例えば、図３に示すようにファン駆動部３の両側や、あるいは図４に示すように、その周囲に管束部２を設けるように構成しても良く、さらにそのファン駆動部３を構成する送風手段７の数やサイズ、出力などは必要に応じて変化させても良いことは勿論である。また、本形態の説明で用いた中間仕切板１０は本発明を構成する上で必ずしも必要ではなく、場合によってこれを省いた構成としてもその効果に大きな影響はないと考えられる。
【００１７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、装置全体の低重心化が達成されるため、耐震性や剛性が向上すると共に、管束部に氷柱が発生してもこれを除去する必要がなくなる。また、フレーム構造体を構成する鉄骨部分が、外部に露出しなくなるため、装置全体の美観の向上が達成される等といった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態を示す平面図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の他の形態を示す平面図である。
【図４】本発明の他の形態を示す平面図である。
【図５】従来の空冷式熱交換装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  フレーム構造体
１ａ  開口部
２  管束部
３  ファン駆動部
７  送風手段
８  仕切板
９  空気流路
【図１】
0003843471.tif 000002
【図２】
0003843471.tif 000003
【図３】
0003843471.tif 000004
【図４】
0003843471.tif 000005
【図５】
0003843471.tif 000006