專利名稱:傳熱管支承結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如原子能發(fā)電設(shè)備中所使用的蒸汽產(chǎn)生器等熱交換器上的傳 熱管支承結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
作為熱交換器，往往具有容器、設(shè)置在該容器內(nèi)的多個(gè)傳熱管和在容器內(nèi)支承傳 熱管的管支承板。該熱交換器中，在傳熱管內(nèi)流通第一流體且在容器內(nèi)流通第二流體，從而 使熱交換在第一流體和第二流體之間進(jìn)行。
在此，容器內(nèi)設(shè)有支承管支承板的周緣部的封套(周緣部支承構(gòu)件)和支承管支 承板的內(nèi)周部的撐桿(內(nèi)周部支承構(gòu)件)，依靠它們將管支承板固定在容器內(nèi)。
作為傳熱管支承結(jié)構(gòu)，已知例如后述專利文獻(xiàn)1所述的支承結(jié)構(gòu)。
專利文獻(xiàn)1中，作為管支承板采用設(shè)有多個(gè)管孔的管支承板，在各管孔中貫通插 入傳熱管，從而利用管支承板進(jìn)行傳熱管的支承。
在此，管支承板要確保其厚度大于支承傳熱管所必需的厚度，以使足夠承受從在 容器內(nèi)流通的第二流體等受到的負(fù)載，同時(shí)，管孔間區(qū)域的面積(換言之是位于管孔間的 部分的體積)也要確保規(guī)定程度。
該管支承板具有從管孔內(nèi)面向徑向內(nèi)側(cè)突出、且具備用以將傳熱管支承在內(nèi)側(cè)端 部上的接觸面的多個(gè)突出部，在突出部端部的至少一方帶有錐形，以使從內(nèi)面到接觸面形 成圓錐形的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，容易向管孔中插入傳熱管。即，該管支承板中，管孔的軸線方向上的 突出部的長(zhǎng)度包括錐形部分在內(nèi)也比管孔的長(zhǎng)度短，比突出部靠管孔的開口端側(cè)的內(nèi)面形 成為內(nèi)面平行于軸線的形狀(沒有錐形的形狀)。
專利文獻(xiàn)1 特公平6— 63712號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求
1及圖4)
蒸汽產(chǎn)生器中，由于制造工序中的焊接的熱、焊接處理后用以確保焊接部健全性 的焊接后熱處理(PWHT)的熱和在容器內(nèi)流通的第二流體的熱而使封套和撐桿被加熱。此 時(shí)，當(dāng)在封套和撐桿的熱膨脹量上產(chǎn)生差異、或是只有封套和撐桿中任意一方被加熱并只 有這一方熱膨脹時(shí)，在由這些封套和撐桿所支承的管支承板上產(chǎn)生變形。
另外，在制造工序中變更蒸汽產(chǎn)生器的姿勢(shì)之際，要對(duì)蒸汽產(chǎn)生器加載外力用以 進(jìn)行姿勢(shì)變更，另外還要變化管支承板上加載自重的方向，因此也在管支承板上產(chǎn)生變形。
若在管支承板上產(chǎn)生變形，則管孔內(nèi)面相對(duì)于貫通插入該管孔中的傳熱管傾斜， 管孔的開口端等壓接在傳熱管上。從而，根據(jù)在管支承板上產(chǎn)生的變形的大小，有可能在傳 熱管上產(chǎn)生壓痕和損傷等。
如上所述，由于確保管支承板的厚度大，因此，從管孔一方的開口端到另一方開口 端的距離大。從而，即使管孔內(nèi)面的傾斜量只有少許，管孔一方的開口端和另一方開口端的 位置偏離也會(huì)很大，對(duì)傳熱管加載大的負(fù)載。
像這樣若在傳熱管上產(chǎn)生壓痕和損傷等，則會(huì)損害傳熱管的可靠性和耐久性，因 此不作為優(yōu)選。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是鑒于這些事情而產(chǎn)生的，其目的在于提供一種不易在傳熱管上產(chǎn)生壓 痕和損傷等、能夠防止傳熱管的可靠性及耐久性降低的傳熱管支承結(jié)構(gòu)。
為了解決上述課題，本發(fā)明采用以下手段。
S卩，本發(fā)明的第一方式提供一種傳熱管支承結(jié)構(gòu)，是使用于熱交換器中的傳熱管 的支承結(jié)構(gòu)，該熱交換器具有容器、設(shè)置在該容器內(nèi)的傳熱管和設(shè)置在所述容器內(nèi)且沿厚 度方向開口有傳熱管貫通插孔的管支承板，所述傳熱管支承結(jié)構(gòu)的特征在于，在所述傳熱 管貫通插孔的內(nèi)面，在該傳熱管貫通插孔的軸線方向的中間部設(shè)置有承接所述傳熱管的支 承部，并且，該支承部和所述傳熱管貫通插孔的各開口端之間的區(qū)域，分別形成隨著朝向所 述開口端側(cè)而向所述傳熱管貫通插孔的徑向外側(cè)傾斜的傾斜面。
如此構(gòu)成的傳熱管支承結(jié)構(gòu)中，貫通插入管支承板的傳熱管貫通插孔中的傳熱管 由設(shè)置在傳熱管貫通插孔內(nèi)面的支承部承接。
在傳熱管貫通插孔內(nèi)面，承接傳熱管的支承部和傳熱管貫通插孔開口端之間的區(qū) 域，形成隨著朝向開口端側(cè)而向傳熱管貫通插孔的徑向外側(cè)傾斜的傾斜面。
S卩、該傳熱管支承結(jié)構(gòu)中，在形成于支承部和開口端之間的傾斜面部分與傳熱管 之間確保間隙(避讓)。
從而，即使在管支承板上產(chǎn)生傾斜，傳熱管貫通插孔的開口端等也不易碰到傳熱 管，不易在傳熱管上產(chǎn)生壓痕和損傷等。
另外，本發(fā)明的傳熱管支承結(jié)構(gòu)中，即使傳熱管接觸到傳熱管貫通插孔的內(nèi)面，傳 熱管和傳熱管貫通插孔的內(nèi)面(傾斜面)也以接近平行的角度抵接。即、本發(fā)明的傳熱管 支承結(jié)構(gòu)中，由于傳熱管和傳熱管貫通插孔內(nèi)面的接觸面積大，因此，加載給傳熱管的負(fù)載 被分散，不易在傳熱管上產(chǎn)生壓痕和損傷等。
另外，本發(fā)明中，從管支承板的傳熱管貫通插孔的開口端到支承部形成傾斜面。
從而，本發(fā)明中，能夠確保傳熱管的避讓，且進(jìn)一步降低傳熱管貫通插孔的容積， 因此能夠確保管支承板的強(qiáng)度。
另外，本發(fā)明的第二方式提供一種傳熱管支承結(jié)構(gòu)，是使用于熱交換器中的傳熱 管的支承結(jié)構(gòu)，該熱交換器具有容器、設(shè)置在該容器內(nèi)的傳熱管、設(shè)置在所述容器內(nèi)且沿厚 度方向開口有傳熱管貫通插孔的管支承板、支承該管支承板的周緣部的周緣部支承構(gòu)件和 支承所述管支承板的內(nèi)周部的內(nèi)周部支承構(gòu)件，所述傳熱管支承結(jié)構(gòu)的特征在于，在以所 述內(nèi)周部支承構(gòu)件支承所述管支承板的支承位置中的距周緣部最近的支承位置到所述管 支承板的中心位置的距離為D1，以所述周緣部支承構(gòu)件支承所述管支承板的支承位置到所 述管支承板的中心位置的距離為D2時(shí)，滿足Dl/D2<0. 6。
該發(fā)明根據(jù)本發(fā)明者們通過實(shí)驗(yàn)等獲得的以下觀點(diǎn)而產(chǎn)生。
一般而言，熱交換器的容器通過將多個(gè)構(gòu)件、例如圓筒形的機(jī)身部分和封閉機(jī)身 部分兩端的拱形狀水室蓋焊接在一起而作成。另外，在該容器的制造工序中，也對(duì)容器實(shí)施 焊接后熱處理。
支承管支承板的周緣部的周緣部支承構(gòu)件與支承管支承板的內(nèi)周部的內(nèi)周部支 承構(gòu)件相比，更靠近容器中實(shí)施了焊接和熱處理的部位。即，周緣部支承構(gòu)件比內(nèi)周部支承構(gòu)件容易傳遞焊接處理和焊接后熱處理之際施加給容器的熱。
因而，當(dāng)對(duì)容器實(shí)施了焊接處理和焊接后熱處理之際，周緣部支承構(gòu)件的熱膨脹 量大于內(nèi)周部支承構(gòu)件的熱膨脹量。于是，管支承板的周緣部被周緣部支承構(gòu)件擠壓，比管 支承板的內(nèi)周部支承構(gòu)件所支承的支承位置更靠周緣部側(cè)的部分(以下，稱為“外周部”) 朝向管支承板的一面?zhèn)确D(zhuǎn)。
另外，當(dāng)在熱交換器的工作過程中，在周緣部支承構(gòu)件附近流通的流體和在內(nèi)周 部支承構(gòu)件附近流通的流體之間產(chǎn)生溫度差時(shí)，也在周緣部支承構(gòu)件和內(nèi)周部支承構(gòu)件之 間產(chǎn)生熱膨脹量的差，在管支承板上產(chǎn)生如上所述的變形。
從而，在管支承板的外周部，在傳熱管貫通插孔中產(chǎn)生傾斜，由此有可能在支承于 管支承板外周部的傳熱管上產(chǎn)生壓痕和損傷等。
當(dāng)像這樣在管支承板上產(chǎn)生由熱膨脹引起的變形時(shí)，在管支承板上，內(nèi)周部支承 構(gòu)件支承的支承位置成為支點(diǎn)，周緣部支承構(gòu)件支承的支承位置成為力點(diǎn)。因而，內(nèi)周部支 承構(gòu)件支承的管支承板的支承位置和周緣部支承構(gòu)件支承的管支承板的支承位置的距離 越小，外周部的變形量(外周部相對(duì)于內(nèi)周部的傾斜角度)越大。另外，內(nèi)周部支承構(gòu)件支 承的管支承板的支承位置和周緣部支承構(gòu)件支承的管支承板的支承位置的距離越大，外周 部的變形量越小。
為此，本發(fā)明中，以內(nèi)周部支承構(gòu)件支承的管支承板的支承位置中的距周緣部最 近的支承位置到管支承板的中心位置的距離為D1，以周緣部支承構(gòu)件支承的管支承板的支 承位置到管支承板的中心位置的距離為D2，滿足Dl/D2<0. 6。
通過像這樣與周緣部支承構(gòu)件支承的管支承板的支承位置到管支承板的中心位 置的距離相比，充分確保管支承板上的支點(diǎn)和力點(diǎn)的距離，從而能夠減小管支承板的外周 部相對(duì)于內(nèi)周部的變形量。
從而，即使在周緣部支承構(gòu)件和內(nèi)周部支承構(gòu)件之間產(chǎn)生熱膨脹量的差之際，只 要減小設(shè)置在管支承板外周部的傳熱管貫通插孔的傾斜角度即可，不易在支承于管支承板 外周部的傳熱管上產(chǎn)生壓痕和損傷等。
在此，像這樣在確保管支承板的支點(diǎn)和力點(diǎn)的距離的基礎(chǔ)上，還可以采用以下構(gòu) 成。
具體地說(shuō)，可以在傳熱管貫通插孔的內(nèi)面，在傳熱管貫通插孔的軸線方向的中間 部設(shè)置承接傳熱管的支承部，支承部和傳熱管貫通插孔的各開口端側(cè)之間的區(qū)域分別形成 隨著朝向開口端側(cè)而向傳熱管貫通插孔的徑向外側(cè)傾斜的傾斜面。
這種情況下，由于在形成于支承部和開口端之間的傾斜面部分與傳熱管之間確保 間隙(避讓)，因此即使在管支承板上產(chǎn)生傾斜，傳熱管貫通插孔的開口端等也很難碰到傳 熱管，不易在傳熱管上產(chǎn)生壓痕和損傷等。
另外，即使傳熱管接觸到傳熱管貫通插孔的內(nèi)面，傳熱管和傳熱管貫通插孔內(nèi)面 (傾斜面)也以更接近平行的角度抵接，傳熱管和傳熱管貫通插孔內(nèi)面的接觸面積大，因此 施加給傳熱管的負(fù)載被分散，不易在傳熱管上產(chǎn)生壓痕和損傷等。
再有，由于能夠確保傳熱管的避讓且能夠使管支承板的容積比專利文獻(xiàn)1所述的 管支承板更進(jìn)一步降低，因此能夠確保管支承板的強(qiáng)度。
另外，在本發(fā)明的第一方式或第二方式中，可以在所述管支承板的表面和所述各傾斜面的邊界部分設(shè)置有倒角部。
這種情況下，在管支承板的表面和構(gòu)成傳熱管貫通插孔內(nèi)面的各傾斜面的邊界部 分沒有棱角，因此即使在該區(qū)域接觸傳熱管，從該邊界部分施加給傳熱管的負(fù)載也會(huì)被分 散，而不易傳熱管上產(chǎn)生壓痕和損傷等。
根據(jù)本發(fā)明的傳熱管支承結(jié)構(gòu)，能夠防止傳熱管的可靠性及耐久性的降低。


圖1是概略性表示適用了本發(fā)明第一實(shí)施方式的傳熱管支承結(jié)構(gòu)的蒸汽產(chǎn)生器 (熱交換器)構(gòu)成的縱剖視圖。
圖2是表示圖1所示蒸汽產(chǎn)生器構(gòu)成的局部剖開立體圖。
圖3是圖1的局部放大圖。
圖4是適用了本發(fā)明第一實(shí)施方式的傳熱管支承結(jié)構(gòu)的蒸汽產(chǎn)生器的剖視圖。
圖5是圖4的局部放大圖。
圖6是表示在本發(fā)明第一實(shí)施方式的傳熱管支承結(jié)構(gòu)中使用的管支承板的形狀 的俯視圖。
圖7是圖6的A— A向視剖視圖。
圖8是圖7的局部放大圖。
圖9是表示在本發(fā)明第一實(shí)施方式的傳熱管支承結(jié)構(gòu)中使用的管支承板的形狀 的局部剖開立體圖。
圖10是概略性表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的傳熱管支承結(jié)構(gòu)的作用的圖。
圖11是概略性表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的傳熱管支承結(jié)構(gòu)的圖。
圖中，1一蒸汽產(chǎn)生器(熱交換器)，3—下部機(jī)身(容器)，13—傳熱管，15—封套 (周緣部支承構(gòu)件)，16—撐桿(內(nèi)周部支承構(gòu)件)，25—管支承板，26—傳熱管貫通插孔， 27—支承部，28—傾斜面，29—倒角部。
具體實(shí)施方式
[第一實(shí)施方式]
以下，關(guān)于本發(fā)明的第一實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式表示在圖1所示的蒸汽產(chǎn)生器1中適用本發(fā)明的傳熱管支承結(jié)構(gòu)的例 子。
蒸汽產(chǎn)生器1是在加壓水型原子能發(fā)電設(shè)備中，通過在回收了原子爐爐心產(chǎn)生的 熱而成為高溫高壓的一次冷卻水(一次冷卻材料)和在與一次冷卻水獨(dú)立的流路中流通的 二次冷卻水(二次冷卻材料)之間進(jìn)行熱交換，從而使二次冷卻水沸騰，產(chǎn)生用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電 用渦輪的高壓蒸汽。
以下，關(guān)于蒸汽產(chǎn)生器1的具體構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1及圖2所示，蒸汽產(chǎn)生器1具有由大致圓筒形狀的下部機(jī)身3和大致圓筒 形狀的上部機(jī)身5構(gòu)成的容器。
下部機(jī)身3具備第一水室7、第二水室9、管板11、多個(gè)傳熱管13和封套(管群外 筒)15。[0062]下部機(jī)身3的下端部形成大致半球拱形狀，其內(nèi)部劃分成左右兩室。這兩室中、一 個(gè)室作為第一水室7，另一個(gè)室作為第二水室9。第一水室7上設(shè)有一次冷卻材料入口嘴 17。以使通過該一次冷卻材料入口嘴17向第一水室7內(nèi)導(dǎo)入來(lái)自原子爐爐心的一次冷卻 水。
在第二水室9上設(shè)有一次冷卻材料出口嘴19。經(jīng)蒸汽產(chǎn)生器1熱交換并回收到第 二水室9中的一次冷卻水，通過一次冷卻材料出口嘴19向原子爐爐心送出。
如圖1所示，管板11將下部機(jī)身3內(nèi)劃分成構(gòu)成第一水室7及第二水室9的下端 部和收納傳熱管13的上部。
各傳熱管13是從管板11豎立到下部機(jī)身3的上端，在下部機(jī)身3內(nèi)形成倒U字 型流路。各傳熱管13分別是一端通過管板11與第一水室7連接，另一端通過管板11與第 二水室9連接。
傳熱管13的直管部分由沿上下方向隔開規(guī)定間隔設(shè)有多個(gè)的管支承板25支承。
管支承板25形成大致圓板形狀，如圖3所示，沿厚度方向開口有多個(gè)貫通插有傳 熱管13的傳熱管貫通插孔26。
管支承板25利用從管板11向上方豎立的多個(gè)撐桿16支承徑向內(nèi)側(cè)的區(qū)域。本 實(shí)施方式中，撐桿16在與下部機(jī)身3同軸的圓周上配置多根，配置在該同一圓周上的撐桿 16的組以不同直徑設(shè)置多組。即、管支承板25在徑向的多個(gè)部位由撐桿16支承。
封套15是包圍所有傳熱管13的直管部分周圍的大致圓筒形的構(gòu)件，利用焊接等 將其上下端分別相對(duì)于下部機(jī)身3進(jìn)行固定。管支承板25將周緣部相對(duì)于封套15的內(nèi)周 面進(jìn)行固定。
如圖1所示，上部機(jī)身5具備給水環(huán)31、汽水分離器33、濕存水分離器35和蒸汽 室37。
給水環(huán)31是環(huán)狀設(shè)置在上部機(jī)身5的下部的配管，具有將通過設(shè)置在上部機(jī)身5 上的給水入口嘴39供給的二次冷卻水向封套15的外側(cè)供給的功能。
汽水分離器33將從下部機(jī)身3進(jìn)送的混有水的蒸汽粗分離成蒸汽和水。經(jīng)汽水 分離器33分離的水作為二次冷卻水再次返回到蒸汽產(chǎn)生器1內(nèi)。
經(jīng)汽水分離器33粗分離的蒸汽被導(dǎo)入到濕存水分離器35中，將蒸汽中含有的濕 存水分離。
分離出了濕存水的蒸汽被送入蒸汽室37后，通過設(shè)置在上部機(jī)身5上的蒸汽出口 嘴41，被送入發(fā)電用渦輪中。
以下，關(guān)于該蒸汽產(chǎn)生器1上的傳熱管13的支承結(jié)構(gòu)，更詳細(xì)地說(shuō)明。
圖4表示管支承板25的俯視圖。在管支承板25上有規(guī)則地形成多個(gè)傳熱管貫通 插孔26。本實(shí)施方式中，管支承板25在圖4所示多條斜線的各交點(diǎn)部分形成傳熱管貫通插 孔26。
關(guān)于傳熱管貫通插孔26的詳細(xì)配置，用圖5進(jìn)行說(shuō)明。圖5是圖4中以實(shí)線圈起 表示的區(qū)域P的放大圖。
在管支承板25上形成傳熱管貫通插孔26，該導(dǎo)熱貫通插孔26形成在管支承板25 上等間隔配置的多個(gè)平行線的組角度改變60°地設(shè)置2組時(shí)的各平行線的交點(diǎn)位置。
本實(shí)施方式中，傳熱管貫通插孔26的內(nèi)面其構(gòu)成是如圖5及圖6所示，在大致圓筒內(nèi)面的環(huán)繞軸線的多個(gè)部位設(shè)置支承傳熱管13的支承部27。
如圖7所示，支承部27由導(dǎo)熱貫通插孔26內(nèi)面中、從軸線方向的中間部向徑向內(nèi) 側(cè)突出的突起部構(gòu)成。
支承部27的突出端形成與傳熱管貫通插孔26的軸線大致平行的圓筒面，以使用 面接觸承接傳熱管13的外周面。
本實(shí)施方式中，如圖6所示，支承部27環(huán)繞傳熱管貫通插孔26的軸線相隔120° 設(shè)置3個(gè)。從而，傳熱管貫通插孔26的圓筒狀內(nèi)面位于夾著傳熱管貫通插孔26的軸線與 各支承部27相反側(cè)。
在傳熱管貫通插孔26的內(nèi)面，支承部27和傳熱管貫通插孔26的各開口端之間的 區(qū)域，分別形成隨著朝向開口端側(cè)而向傳熱管貫通插孔26的徑向外側(cè)傾斜的傾斜面28。
例如，本實(shí)施方式中，傳熱管貫通插孔26的長(zhǎng)度設(shè)定為35mm，傳熱管貫通插孔26 的軸線方向上的傾斜面28的尺寸設(shè)定為7mm。另外，傾斜面28相對(duì)于傳熱管貫通插孔26 的軸線0的傾斜角度θ (參照?qǐng)D8)設(shè)定為約10度。
再如圖8及圖9所示，在管支承板25的表面和各傾斜面28的邊界部分設(shè)置倒角 部29。該倒角部29優(yōu)選是由例如曲率半徑R為1. Omm以上(例如R = 2mm和R = 3mm等) 的曲面構(gòu)成。
在上述傳熱管13的支承結(jié)構(gòu)中，貫通插入管支承板25的傳熱管貫通插孔26中的 傳熱管13由設(shè)置在傳熱管貫通插孔25內(nèi)面的支承部27承接。
在傳熱管貫通插孔26的內(nèi)面，承接傳熱管13的支承部27和傳熱管貫通插孔26 的開口端之間的區(qū)域，形成隨著朝向開口端側(cè)而向傳熱管貫通插孔26的徑向外側(cè)傾斜的 傾斜面28。
S卩、該傳熱管13的支承結(jié)構(gòu)中，在形成于支承部27和開口端之間的傾斜面28部 分與傳熱管13之間確保間隙(避讓)。
從而，如圖10所示，即使在管支承板25上產(chǎn)生傾斜，傳熱管貫通插孔26的開口端 等也很難碰到傳熱管13，不易在傳熱管13上產(chǎn)生壓痕和損傷等。
在此，在專利文獻(xiàn)1所述的管支承板中，如前所述，比突出部更靠管孔開口端側(cè)的 內(nèi)面形成內(nèi)面平行于軸線的形狀(沒有錐形的形狀)。從而，若專利文獻(xiàn)1所述的管支承板 中，管支承板相對(duì)于傳熱管傾斜，則傳熱管接觸到管孔開口端和管支承板的表面交叉的角 部。該角部形成大致直角，因此，會(huì)集中向傳熱管與角部的抵接部加載力，容易在傳熱管上 產(chǎn)生壓痕和損傷等。
與此相對(duì)，本實(shí)施方式的傳熱管支承結(jié)構(gòu)中，如前所述即使在管支承板25上產(chǎn)生 傾斜，傳熱管貫通插孔26的開口端等也很難碰到傳熱管13，另外，即使傳熱管13接觸到傳 熱管貫通插孔26的內(nèi)面，傳熱管13和傳熱管貫通插孔26的內(nèi)面(傾斜面28)也以更加接 近平行的角度抵接。即，本實(shí)施方式的傳熱管支承結(jié)構(gòu)中，由于傳熱管13和傳熱管貫通插 孔26內(nèi)面的接觸面積大，因而加載給傳熱管13的負(fù)載被分散，不易在傳熱管上產(chǎn)生壓痕和 損傷等。
另外，在專利文獻(xiàn)1所述的管支承板中，管孔突出部的錐形部分沒有達(dá)到管孔的 開口端，與之相對(duì)，本實(shí)施方式的傳熱管支承結(jié)構(gòu)中，從管支承板25的傳熱管貫通插孔26 的開口端到支承部27形成傾斜面28。[0093]從而，本發(fā)明中，能夠確保傳熱管13的避讓，且能夠比專利文獻(xiàn)1所述的管支承板 的管孔更加降低傳熱管貫通插孔26的容積(換言之，能夠使管支承板25的導(dǎo)熱板貫通插 孔26間的區(qū)域的體積比專利文獻(xiàn)1所述的管支承板的管孔間的體積大)，因此，能夠確保管 支承板25的強(qiáng)度。
另外，本實(shí)施方式中，在管支承板25的表面和各傾斜面28的邊界部分設(shè)置倒角部 29。
從而，在管支承板25的表面和構(gòu)成傳熱管貫通插孔26內(nèi)面的各傾斜面28的邊界 部分沒有棱角，因此即使在該區(qū)域接觸傳熱管13，從該邊界部分施加給傳熱管13的負(fù)載也 會(huì)被分散，而不易在傳熱管13上產(chǎn)生壓痕和損傷等。
如以上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的傳熱管的支承結(jié)構(gòu)，由于不易在傳熱管13上產(chǎn)生 壓痕和損傷等，因此能夠防止傳熱管13的可靠性及耐久性的降低。
[第二實(shí)施方式]
以下，關(guān)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式，用圖11進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式的傳熱管支承結(jié)構(gòu)，是在第一實(shí)施方式所示的蒸汽產(chǎn)生器1中，當(dāng)以 撐桿16(內(nèi)周部支承構(gòu)件)支承管支承板25的支承位置中的距管支承板25的周緣部最近 的支承位置到管支承板25的中心位置的距離為D1，以封套15 (周緣部支承構(gòu)件)支承管支 承板25的支承位置到管支承板25的中心位置的距離為D2時(shí)，滿足Dl/D2<0. 6。
在此，蒸汽產(chǎn)生器1的下部機(jī)身3通過將圓筒形的機(jī)身部分和封閉機(jī)身部分下端 的拱形狀水室蓋焊接在一起而作成。另外，在該下部機(jī)身3的制造工序中，為了確保焊接部 的健全性而實(shí)施焊接后熱處理。
如圖3所示，支承管支承板25的周緣部的封套15與支承管支承板25的內(nèi)周部的 撐桿16相比，更靠近下部機(jī)身3實(shí)施了焊接和熱處理等的部位。即，封套15與撐桿16相 比，更容易傳遞焊接處理和焊接后熱處理之際施加給下部機(jī)身3的熱。
因而，當(dāng)對(duì)下部機(jī)身3實(shí)施了焊接處理和焊接后熱處理之際，封套15的熱膨脹量 大于撐桿16的熱膨脹量。于是，管支承板25的周緣部被封套15朝向上方擠壓，比管支承 板25的撐桿16支承的支承位置更靠周緣部側(cè)的部分(外周部)朝向管支承板25的上面 側(cè)翻轉(zhuǎn)。
另外，當(dāng)在熱交換器1的工作過程中，在封套15附近流通的流體和在撐桿16附近 流通的流體之間產(chǎn)生溫度差時(shí)，也在封套15和撐桿16之間產(chǎn)生熱膨脹量的差，在管支承板 25上產(chǎn)生如上所述的變形。
從而，在管支承板25的外周部，在傳熱管貫通插孔26中產(chǎn)生傾斜。
當(dāng)像這樣在管支承板25上產(chǎn)生由熱膨脹引起的變形時(shí)，在管支承板25上，撐桿16 支承的支承位置成為支點(diǎn)，封套15支承的支承位置成為力點(diǎn)。因而，撐桿16支承的管支承 板25的支承位置和封套15支承的管支承板25的支承位置的距離越小，管支承板25的外 周部的變形量(外周部相對(duì)于內(nèi)周部的傾斜角度)越大(圖11中單點(diǎn)劃線所示的狀態(tài))。 另外，撐桿16支承的管支承板25的支承位置和封套15支承的管支承板25的支承位置的 距離越大，外周部的變形量越小。
為此，本實(shí)施方式中，如上所述，以撐桿16支承的管支承板25的支承位置中的距 周緣部最近的支承位置(配置在最外周的撐桿16的組所支承的支承位置)到管支承板25的中心位置的距離為D1，以封套15支承的管支承板25的支承位置到管支承板25的中心位 置的距離為D2，滿足Dl/D2<0. 6。
通過像這樣與封套15支承的管支承板25的支承位置到管支承板25的中心位置 的距離D2相比，充分確保管支承板25上的支點(diǎn)和力點(diǎn)的距離，從而能夠減小管支承板25 的外周部相對(duì)于內(nèi)周部的變形量。
從而，即使在封套15和撐桿16之間產(chǎn)生熱膨脹量的差之際，只要如圖11中雙點(diǎn) 劃線所示，減小設(shè)置在管支承板25外周部的傳熱管貫通插孔26的傾斜角度即可，不易在支 承于管支承板25外周部的傳熱管13上產(chǎn)生壓痕和損傷等。
在此，本實(shí)施方式中，示出了管支承板25的傳熱管貫通插孔26內(nèi)面形狀與第一實(shí) 施方式所示的管支承板25上的傳熱管貫通插孔26的內(nèi)面形狀相同的例子，不過，當(dāng)如上所 述將撐桿16支承的管支承板25的支承位置和封套15支承的管支承板25的支承位置的位 置關(guān)系設(shè)定在合適的范圍時(shí)，管支承板25的傾斜本身受到抑制，因此在管支承板25上可以 不必設(shè)置傾斜面28和倒角部29。
權(quán)利要求
一種傳熱管支承結(jié)構(gòu)，是使用于熱交換器中的傳熱管的支承結(jié)構(gòu)，該熱交換器具有容器、設(shè)置在該容器內(nèi)的傳熱管、設(shè)置在所述容器內(nèi)且沿厚度方向開口有傳熱管貫通插孔的管支承板、支承該管支承板的周緣部的周緣部支承構(gòu)件和支承所述管支承板的內(nèi)周部的內(nèi)周部支承構(gòu)件，所述傳熱管支承結(jié)構(gòu)的特征在于，在以所述內(nèi)周部支承構(gòu)件支承所述管支承板的支承位置中的距周緣部最近的支承位置到所述管支承板的中心位置的距離為D1，以所述周緣部支承構(gòu)件支承所述管支承板的支承位置到所述管支承板的中心位置的距離為D2時(shí)，滿足D1/D2＜0.6。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的傳熱管支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述傳熱管貫通插孔的內(nèi)面，在該傳熱管貫通插孔的軸線方向的中間部設(shè)置有承接 所述傳熱管的支承部，并且，該支承部和所述傳熱管貫通插孔的各開口端側(cè)之間的區(qū)域分別形成隨著朝向所述開 口端側(cè)而向所述傳熱管貫通插孔的徑向外側(cè)傾斜的傾斜面。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的傳熱管支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述管支承板的表面和所述各傾斜面的邊界部分設(shè)置有倒角部。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的傳熱管支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述管支承板的表面和所述各傾斜面的邊界部分設(shè)置有倒角部。
專利摘要
一種能夠防止傳熱管的可靠性及耐久性降低的傳熱管支承結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的蒸汽產(chǎn)生器(熱交換器)具有下部機(jī)身(容器)、設(shè)置在下部機(jī)身內(nèi)的傳熱管和設(shè)置在下部機(jī)身內(nèi)且沿厚度方向開口有傳熱管貫通插孔的管支承板，在傳熱管貫通插孔的內(nèi)面，在傳熱管貫通插孔的軸線方向的中間部設(shè)置承接傳熱管的支承部，支承部和傳熱管貫通插孔的各開口端之間的區(qū)域，分別形成隨著朝向開口端側(cè)而向傳熱管貫通插孔的徑向外側(cè)傾斜的傾斜面。
文檔編號(hào)G21D1/00GKCN101400961 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200780008858
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2007年3月20日
發(fā)明者井上智之, 小川直輝, 平野廣, 鹽田正雄 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan