多管式熱交換構造
【課題】 多管式反応器および多管式熱交換器などの多管式熱交換構造において、複数の配管の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することが可能な多管式熱交換構造を提供する。
【解決手段】 多管式熱交換構造１００は、磁性体からなり、第１流体の流路となる複数の配管１１と、複数の配管１１を覆うように筒状に形成され、第２流体の流路となる外殻２と、外殻２内において、各配管１１が挿通された状態で配管１１の軸方向に間隔をあけて設けられる複数の邪魔板３とを含む。この邪魔板３は、外殻２内における第２流体の流れ方向を変化させるものであり、非磁性体からなる。
【解決手段】 多管式熱交換構造１００は、磁性体からなり、第１流体の流路となる複数の配管１１と、複数の配管１１を覆うように筒状に形成され、第２流体の流路となる外殻２と、外殻２内において、各配管１１が挿通された状態で配管１１の軸方向に間隔をあけて設けられる複数の邪魔板３とを含む。この邪魔板３は、外殻２内における第２流体の流れ方向を変化させるものであり、非磁性体からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多管式反応器および多管式熱交換器などが備える、多管式熱交換構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の配管内に流れる流体を、熱媒体との熱交換により所定の温度に調整する多管式熱交換構造を有する多管式反応器および多管式熱交換器が知られている。
【０００３】
たとえば、特許文献１，２には、アクロレインからのアクリル酸、メタクロレインからのメタクリル酸などの気相酸化反応に用いる多管式反応器が開示されている。
【０００４】
特許文献１，２に開示される多管式反応器は、アクロレインまたはメタクロレインのプロセス流体の流路となる複数の反応管からなる管束と、管束を覆い、溶融塩からなる熱媒体の流路となる反応器シェルと、反応器シェル内において熱媒体の流れ方向を変化させる邪魔板とを含んで構成される。この多管式反応器において、反応管は、炭素鋼などの磁性体またはステンレス鋼などの非磁性体からなる。
【０００５】
また、特許文献１，２には明示されていないが、多管式反応器および多管式熱交換器などの多管式熱交換構造において備えられる邪魔板は、炭素鋼などの磁性体により形成されるのが一般的である（非特許文献１参照）。
【０００６】
多管式反応器において、反応器シェル内に流れる溶融塩に空気の巻き込みが生じて邪魔板下等に空気層が形成されると、溶融塩への熱伝達が阻害されて局部的な昇温が生じ、反応管の外周面に腐食などの欠陥が発生する場合がある。そのため、反応管における邪魔板下の保守検査が必要となる。
【０００７】
たとえば、非特許文献２には、フェライト相とオーステナイト相との二相ステンレス鋼の磁性体からなる配管の欠陥を検査する渦流探傷用プローブが開示されている。非特許文献２に開示される渦流探傷用プローブでは、円柱状ヨークの中央部の周囲に検出コイルが配置され、その両側のヨーク周囲に、磁化方向がヨークの半径方向であって、ヨーク側の磁極が相異する永久磁石が装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−９４４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３２５８４号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「渦流探傷試験ＩＩ」、社団法人日本非破壊検査協会、平成２２年５月２０日、ｐ．１１９
【非特許文献２】「非破壊検査」、第４２巻、第９号、平成５年、ｐ．５２０〜５２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
非特許文献２に開示される渦流探傷用プローブによって、多管式反応器および多管式熱交換器などの多管式熱交換構造における配管の欠陥を検査することができるが、その検査精度は良好なものとは言えない。その理由は、多管式熱交換構造の配管の外周面における邪魔板下の欠陥を渦流探傷検査するときに、磁性体からなる邪魔板の信号が検出されてしまうためである。
【００１１】
したがって本発明の目的は、多管式反応器および多管式熱交換器などの多管式熱交換構造において、複数の配管の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することが可能な多管式熱交換構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、磁性体からなり、第１の熱交換流体の流路となる複数の配管と、
前記複数の配管を覆うように筒状に形成され、第２の熱交換流体の流路となる外殻と、
前記外殻内に設けられ、前記配管が挿通される複数の邪魔板であって、非磁性体からなり、前記配管内を流れる第１の熱交換流体の流れ方向に間隔をあけて設けられる複数の邪魔板と、を含むことを特徴とする多管式熱交換構造である。
【００１３】
また本発明の多管式熱交換構造は、前記邪魔板が、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼からなることを特徴とする。
【００１４】
また本発明の多管式熱交換構造は、前記配管が、炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼、およびニッケル・銅合金であるモネルメタルから選ばれる磁性体からなることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の多管式熱交換構造は、前記第２の熱交換流体が、亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、または水蒸気からなる熱媒体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、多管式熱交換構造は、磁性体からなり、第１の熱交換流体の流路となる複数の配管と、配管を覆うように筒状に形成され、第２の熱交換流体の流路となる外殻と、外殻内において、配管が挿通された状態で配管内を流れる第１の熱交換流体の流れ方向に間隔をあけて設けられる複数の邪魔板とを含む。この邪魔板は、外殻内における第２の熱交換流体の流れ方向を変化させるものであり、非磁性体からなる。このように、邪魔板を非磁性体により形成することによって、多管式熱交換構造の配管の外周面における邪魔板下の欠陥を渦流探傷検査するときに、邪魔板の信号の出現を抑制することができるので、配管の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる。
【００１７】
また本発明によれば、多管式熱交換構造では、邪魔板が、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼からなる。これによって、配管の外周面における邪魔板下の欠陥を渦流探傷検査するときに、邪魔板の信号の出現を確実に抑制することができるので、配管の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる。
【００１８】
また本発明によれば、多管式熱交換構造では、邪魔板が非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼により形成されるのに対して、配管が、炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼、およびニッケル・銅合金であるモネルメタル等から選ばれる磁性体により形成される。異種の金属材が接触した場合には、異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）が発生する可能性がある。このガルバニック腐食は、腐食電位が卑な金属材がアノード、貴な金属材がカソードとなって電池を構成し、卑な金属材の方の腐食が促進される現象である。本発明の多管式熱交換構造では、邪魔板と配管とが異種の金属材により構成されているが、邪魔板をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、配管を炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼およびニッケル・銅合金であるモネルメタル等から選ばれる材料により形成することによって、邪魔板と配管との接触部においてガルバニック腐食が発生するのを防止することができる。
【００１９】
また本発明によれば、多管式熱交換構造では、外殻内を流れる第２の熱交換流体が、亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、または水蒸気等からなる熱媒体である。このような多管式熱交換構造では、外殻で覆われる各配管の外周面、および外殻内に設けられる邪魔板は、溶融塩または水蒸気等からなる熱媒体に接触することになる。特に、第２の熱交換流体として溶融塩を用いた場合には、この溶融塩は電解質であるので、邪魔板と配管との接触部におけるガルバニック腐食が懸念されるが、邪魔板をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、配管を炭素鋼、ニッケルおよびオーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼等から選ばれる材料により形成することによって、邪魔板と配管との接触部においてガルバニック腐食が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の一形態に係る多管式熱交換構造１００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の実施の一形態に係る多管式熱交換構造１００の構成を示す図である。本実施形態の多管式熱交換構造１００は、複数の配管１１内に流れる第１の熱交換流体（以下、「第１流体」という）を、外殻２の胴部２１内に流れる第２の熱交換流体（以下、「第２流体」という）との熱交換により所定の温度に調整するものである。このような多管式熱交換構造１００は、アクロレインからのアクリル酸、メタクロレインからのメタクリル酸などの気相酸化反応などの有機合成反応に用いられる多管式反応器、多管式熱交換器などが備える構造である。
【００２２】
本実施形態の多管式熱交換構造１００は、磁性体からなり、第１流体の流路となる複数の配管１１と、複数の配管１１を覆うように筒状に形成され、第２流体の流路となる外殻２と、外殻２内に設けられ、各配管１１が挿通される複数の邪魔板３とを含む。この邪魔板３は、配管１１の軸方向（第１流体の流れ方向）に間隔をあけて設けられ、外殻２内における第２流体の流れ方向を変化させる非磁性体からなる部材である。
【００２３】
多管式熱交換構造１００において外殻２は、円筒形状の胴部２１と、胴部２１の両端に連なる半球殻形状の第１ヘッド部２２および第２ヘッド部２３とを主構造として構成されている。この外殻２内には、胴部２１内の空間と第１ヘッド部２２内の空間とを隔てる第１隔壁４１と、胴部２１内の空間と第２ヘッド部２３内の空間とを隔てる第２隔壁４２とが配置されている。また、第１ヘッド部２２には、第１隔壁４１と第１ヘッド部２２とで囲まれた空間に連通して外部に開口する第１流体供給開口部５１が設けられている。第２ヘッド部２３には、第２隔壁４２と第２ヘッド部２３とで囲まれる空間に連通して外部に開口する第１流体導出開口部５２が設けられている。
【００２４】
また、胴部２１には、第１隔壁４１、第２隔壁４２および胴部２１で囲まれた空間に連通して外部に開口する第２流体供給開口部６１および第２流体導出開口部６２が設けられている。なお、第２流体供給開口部６１は、胴部２１における第１ヘッド部２２側に設けられ、第２流体導出開口部６２は、胴部２１における第２ヘッド部２３側に設けられている。
【００２５】
第１隔壁４１と第２隔壁４２との間には、複数の配管１１が管束１になって設けられており、各配管１１の両端部は、それぞれ、第１隔壁４１で囲まれた第１ヘッド部２２内の空間、および第２隔壁４２で囲まれた第２ヘッド部２３内の空間に連通している。
【００２６】
さらに、胴部２１内の空間には、外殻２の胴部２１内を流れる第２流体の流れ方向を規則的に変化させる複数の邪魔板３が、配管１１の軸方向に間隔をあけて、軸方向に直交して設けられている。この邪魔板３には、貫通孔３１が形成されており、この貫通孔３１に配管１１が挿通されている。また、各邪魔板３には、厚み方向に貫通する複数の開口部３２が設けられている。
【００２７】
以上のように構成された多管式熱交換構造１００では、第１流体供給開口部５１から供給された第１流体は、第１ヘッド部２２に導入される。このように第１ヘッド部２２に導入された第１流体は、第１ヘッド部２２内の空間から各配管１１内を矢符Ａの方向に流れて、第２ヘッド部２３内の空間へと流れ込む。第２ヘッド部２３内に流れ込んだ第１流体は、第１流体導出開口部５２から外部に導出される。
【００２８】
第２流体供給開口部６１から供給された第２流体は、胴部２１内の空間に導入される。このように胴部２１内の空間に導入された第２流体は、邪魔板３の表面および開口部３２で案内され、蛇行するように流れ方向を変化させながら、胴部２１内を矢符Ｂの方向に流れ、第２流体導出開口部６２から外部に導出される。このようにして胴部２１内を流れる第２流体は、各配管１１の外周面と接触して配管１１内を流れる第１流体との間で熱交換を行う。
【００２９】
ここで、各配管１１内を流れる第１流体は、第２流体との熱交換で温度調整される対象となる流体である。たとえば、多管式熱交換構造１００を有機合成反応に用いられる多管式反応器に適用した場合、第１流体は、有機合成反応時の合成原料となる有機化合物、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液などである。また、外殻２の胴部２１内を流れる第２流体としては、加熱用熱媒体として、亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、水蒸気、油（シリコン油、ダウサム（登録商標）Ａ（ビフェニルとジフェニルエーテルとの３：７混合物である。）、ジベンジルトルエン）などを挙げることができ、冷却用熱媒体として、空気、アセトン、液化窒素、ブライン（塩を主成分とする不凍液）、ガス冷媒（アンモニア、フロン、二酸化炭素）などを挙げることができる。これらの中でも、加熱用熱媒体としては、亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、水蒸気が好ましい。
【００３０】
また、本実施形態の多管式熱交換構造１００では、各配管１１は磁性体からなり、各邪魔板３は非磁性体からなる。このように、邪魔板３を非磁性体により形成することによって、多管式熱交換構造１００の配管１１の外周面における邪魔板３下の欠陥を渦流探傷検査するときに、邪魔板３の信号の出現を抑制することができるので、配管１１の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる。
【００３１】
配管１１を構成する磁性体としては、炭素鋼、モリブデン鋼、クロム・モリブデン合金鋼、９〜１２％クロム鋼、ニッケル・クロム・鉄合金、ニッケル鋼、ニッケル、ニッケル・銅合金（モネルメタル）、ニッケル・モリブデン・クロム合金、ニッケル・クロム・モリブデン・鉄合金、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）、フェライト系ステンレス鋼などを挙げることができる。これらの中でも、炭素鋼、ニッケル、ニッケル・銅合金（モネルメタル）、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）が好ましい。また、邪魔板３を構成する非磁性体としては、オーステナイト系ステンレス鋼、黄銅、銅、チタン、チタン合金などを挙げることができ、これらの中でもオーステナイト系ステンレス鋼が好ましい。
【００３２】
邪魔板３が、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼で構成されることによって、配管１１の外周面における邪魔板３下の欠陥を渦流探傷検査するときに、邪魔板３の信号の出現を確実に抑制することができるので、配管１１の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる。
【００３３】
次に、邪魔板３の材質の違いによる渦流探傷検査性について、実験例を示しながら説明する。
【００３４】
（第１実験：非磁性体からなる邪魔板の渦流探傷検査性）
配管１１として磁性体のニッケルからなる配管（外径φ２４ｍｍ×厚み１．７ｍｍ×長さ１３００ｍｍ）を用い、その配管１１に模擬欠陥としてφ３．０ｍｍの貫通孔を形成した。この模擬欠陥を、以下に示す渦流探傷検査装置により検査した。
【００３５】
＜プローブ＞
円柱状ヨークの中央部の周囲に永久磁石を、その磁化方向がヨークの軸方向になるように装着し、中央の永久磁石の上に２個の検出コイル、その検出コイルの両側にそれぞれ磁場圧縮コイルが配置されたプローブを用いた。
・ヨーク：炭素鋼Ｓ１５Ｃなまし材
・永久磁石：ネオジウムマグネット（株式会社アサヒコーポレーション製）
・検出コイル、磁場圧縮コイル：線径φ０．０６ｍｍの銅線で巻数が７０回のコイル
【００３６】
＜渦流探傷器＞
Ｖｅｃｔｏｒ２２（ＧＥインスペクション・テクノロジーズ・ジャパン株式会社製）
【００３７】
＜実験結果＞
邪魔板３として非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた場合と、磁性体の炭素鋼（ＳＳ４００）を用いた場合とで、渦流探傷検査性の比較を行った。
【００３８】
具体的には、試験周波数を１０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、９０ｋＨｚと変化させ、邪魔板および模擬欠陥の振幅値および位相角を測定した。このとき、渦流探傷器のキャリブレーションは、模擬欠陥の欠陥信号の位相角を１３５度、Ｙ成分信号の振幅値が１Ｖとなるように調整した。実験結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１から明らかなように、磁性体のＳＳ４００からなる邪魔板３による信号の振幅値は、いずれの試験周波数においても、模擬欠陥の振幅値よりも大きく、さらに、試験周波数を変化させても位相差が少ない。
【００４１】
これに対して、非磁性体のＳＵＳ３０４からなる邪魔板３による信号の振幅値は、いずれの試験周波数においても、模擬欠陥の振幅値よりも小さい。この結果より、邪魔板３を非磁性体により形成することによって、邪魔板３の信号の出現を抑制することができるので、配管１１の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる、ということがわかる。
【００４２】
また、多管式熱交換構造１００には、タイロッド、タイロッドナット、スペーサが配置されている。タイロッド、タイロッドナット、スペーサ（以下、これらをまとめて「タイロッド等」という）は、その外面が、配管１１の外周面に対して３ｍｍ程度の間隔をあけて配置される場合がある。
【００４３】
磁性体からなる配管１１の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより検査するときに、タイロッド等が炭素鋼などの磁性体により形成されている場合、そのタイロッド等からの磁場の影響を受けて、精度よく検査することができないおそれがある。
【００４４】
配管１１の外周面における欠陥検査に対する、タイロッド等の影響を確認するために、次のような実験を行った。
【００４５】
配管１１として、ニッケル配管（外径φ３４ｍｍ×厚み１．８ｍｍ）、二相ステンレス鋼配管（外径φ２５．４ｍｍ×厚み１．６ｍｍ）、炭素鋼ＳＴＢ３４０配管（外径φ３４ｍｍ×厚み２．３ｍｍ）を用い、各配管に模擬欠陥としてφ３．０ｍｍの貫通孔を形成した。このような各配管に対して、タイロッド等を想定した炭素鋼ＳＴＢ３４０からなる想定炭素鋼管（外径φ１９ｍｍ×厚み２ｍｍ）を、５ｍｍの間隔をあけて配置した。このとき、各配管と想定炭素鋼管とは、各配管の軸線と想定炭素鋼管の軸線とが互いに平行で、かつ、想定炭素鋼管の軸線方向端部（管端）が各配管に対向するように、配置されている。そして、各配管の模擬欠陥を渦流探傷検査装置により検査した。具体的には、まず、各配管内に渦流探傷用プローブを配置し、その渦流探傷用プローブが各配管の軸線方向一端部に位置した状態で、渦流探傷器の「０（ゼロ）」バランスを取った。次に、渦流探傷用プローブを、各配管の軸線方向一端部から他端部に向けて、各配管内を移動させた。このとき、模擬欠陥からの信号の信号強度が変動しないように渦流探傷器を調整した。そして、渦流探傷用プローブが各配管内において想定炭素鋼管の管端に対応する位置に移動したときの、管端からの信号を渦流探傷用プローブにて検出した。その結果、想定炭素鋼管の管端からの信号がノイズとなることがわかった。
【００４６】
これに対して、タイロッド等を邪魔板３と同様に、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼により形成することによって、配管１１の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる。
【００４７】
（第２実験：邪魔板を構成する非磁性体の種類による渦流探傷検査性）
配管１１として磁性体のニッケルからなる配管（外径φ２４ｍｍ×厚み１．７ｍｍ×長さ１３００ｍｍ）を用い、その配管１１に模擬欠陥としてφ３．０ｍｍの貫通孔を形成した。この模擬欠陥を、前述の第１実験と同様にして、渦流探傷検査装置により検査した。
【００４８】
＜実験結果＞
邪魔板３を構成する非磁性体として、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、チタン（ＴＰ−３４０Ｈ）、チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）のそれぞれを用いた場合において、渦流探傷検査性の比較を行った。
【００４９】
具体的には、試験周波数を５ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、４０ｋＨｚと変化させ、邪魔板および模擬欠陥の振幅値および位相角を測定した。このとき、渦流探傷器のキャリブレーションは、模擬欠陥の欠陥信号の位相角を１３５度、Ｙ成分信号の振幅値が１Ｖとなるように調整した。実験結果を表２に示す。なお、表２において、振幅値は、模擬欠陥の振幅値を１Ｖに換算して示している。
【００５０】
【表２】
【００５１】
表２から明らかなように、邪魔板３を構成する非磁性体として、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、チタン（ＴＰ−３４０Ｈ）、チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）のいずれの材料を用いても、邪魔板３の信号の出現を抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態の多管式熱交換構造１００では、邪魔板３が非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼により形成されるのに対して、配管１１が、炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）、およびニッケル・銅合金（モネルメタル）等から選ばれる磁性体により形成される。異種の金属材が接触した場合には、ガルバニック腐食が発生する可能性がある。このガルバニック腐食は、腐食電位が卑な金属材がアノード、貴な金属材がカソードとなって電池を構成し、卑な金属材の方の腐食が促進される現象である。本実施形態の多管式熱交換構造１００では、邪魔板３と配管１１とが異種の金属材により構成されているが、邪魔板３をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、配管１１を炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）およびニッケル・銅合金（モネルメタル）等から選ばれる材料により形成することによって、邪魔板３と配管１１との接触部においてガルバニック腐食が発生するのを防止することができる。
【００５３】
また、本実施形態の多管式熱交換構造１００では、外殻２の胴部２１内に配置される各配管１１の外周面、および外殻２の胴部２１内に設けられる各邪魔板３は、第２流体に接触することになる。特に、第２流体として亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩を用いた場合には、この溶融塩は電解質であるので、邪魔板３と配管１１との接触部におけるガルバニック腐食が懸念されるが、邪魔板３をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、配管１１を炭素鋼、ニッケルおよびオーステナイト・フェライト系ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）等から選ばれる材料により形成することによって、邪魔板３と配管１１との接触部においてガルバニック腐食が発生するのを防止することができる。
【００５４】
次に、邪魔板３の材質の違いによるガルバニック腐食性について、実験例を示しながら説明する。
【００５５】
（第３実験：ガルバニック腐食性）
非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる試験片と、磁性体の試験片（炭素鋼ＳＴＢ３４０、ニッケル、モネルメタル、二相ステンレス鋼）とを接触させた状態で、４００℃の亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、および水蒸気の流体中に配置し、ガルバニック腐食性を評価した。評価結果を表３に示す。
【００５６】
【表３】
【００５７】
表３から明らかなように、ＳＵＳ３０４と炭素鋼ＳＴＢ３４０との組合せ、ＳＵＳ３０４とニッケルとの組合せ、ＳＵＳ３０４とモネルメタルとの組合せ、ＳＵＳ３０４と二相ステンレス鋼との組合せのいずれにおいても、ガルバニック腐食の発生が見られなかった。この結果より、邪魔板３をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、配管１１を炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼およびニッケル・銅合金であるモネルメタル等から選ばれる材料により形成することによって、邪魔板３と配管１１との接触部においてガルバニック腐食が発生するのを防止することができる、ということがわかる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 管束
２ 外殻
３ 邪魔板
１１ 配管
２１ 胴部
２２ 第１ヘッド部
２３ 第２ヘッド部
３１ 貫通孔
３２ 開口部
４１ 第１隔壁
４２ 第２隔壁
５１ 第１流体供給開口部
５２ 第１流体導出開口部
６１ 第２流体供給開口部
６２ 第２流体導出開口部
１００ 多管式熱交換構造
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多管式反応器および多管式熱交換器などが備える、多管式熱交換構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の配管内に流れる流体を、熱媒体との熱交換により所定の温度に調整する多管式熱交換構造を有する多管式反応器および多管式熱交換器が知られている。
【０００３】
たとえば、特許文献１，２には、アクロレインからのアクリル酸、メタクロレインからのメタクリル酸などの気相酸化反応に用いる多管式反応器が開示されている。
【０００４】
特許文献１，２に開示される多管式反応器は、アクロレインまたはメタクロレインのプロセス流体の流路となる複数の反応管からなる管束と、管束を覆い、溶融塩からなる熱媒体の流路となる反応器シェルと、反応器シェル内において熱媒体の流れ方向を変化させる邪魔板とを含んで構成される。この多管式反応器において、反応管は、炭素鋼などの磁性体またはステンレス鋼などの非磁性体からなる。
【０００５】
また、特許文献１，２には明示されていないが、多管式反応器および多管式熱交換器などの多管式熱交換構造において備えられる邪魔板は、炭素鋼などの磁性体により形成されるのが一般的である（非特許文献１参照）。
【０００６】
多管式反応器において、反応器シェル内に流れる溶融塩に空気の巻き込みが生じて邪魔板下等に空気層が形成されると、溶融塩への熱伝達が阻害されて局部的な昇温が生じ、反応管の外周面に腐食などの欠陥が発生する場合がある。そのため、反応管における邪魔板下の保守検査が必要となる。
【０００７】
たとえば、非特許文献２には、フェライト相とオーステナイト相との二相ステンレス鋼の磁性体からなる配管の欠陥を検査する渦流探傷用プローブが開示されている。非特許文献２に開示される渦流探傷用プローブでは、円柱状ヨークの中央部の周囲に検出コイルが配置され、その両側のヨーク周囲に、磁化方向がヨークの半径方向であって、ヨーク側の磁極が相異する永久磁石が装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−９４４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３２５８４号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「渦流探傷試験ＩＩ」、社団法人日本非破壊検査協会、平成２２年５月２０日、ｐ．１１９
【非特許文献２】「非破壊検査」、第４２巻、第９号、平成５年、ｐ．５２０〜５２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
非特許文献２に開示される渦流探傷用プローブによって、多管式反応器および多管式熱交換器などの多管式熱交換構造における配管の欠陥を検査することができるが、その検査精度は良好なものとは言えない。その理由は、多管式熱交換構造の配管の外周面における邪魔板下の欠陥を渦流探傷検査するときに、磁性体からなる邪魔板の信号が検出されてしまうためである。
【００１１】
したがって本発明の目的は、多管式反応器および多管式熱交換器などの多管式熱交換構造において、複数の配管の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することが可能な多管式熱交換構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、磁性体からなり、第１の熱交換流体の流路となる複数の配管と、
前記複数の配管を覆うように筒状に形成され、第２の熱交換流体の流路となる外殻と、
前記外殻内に設けられ、前記配管が挿通される複数の邪魔板であって、非磁性体からなり、前記配管内を流れる第１の熱交換流体の流れ方向に間隔をあけて設けられる複数の邪魔板と、を含むことを特徴とする多管式熱交換構造である。
【００１３】
また本発明の多管式熱交換構造は、前記邪魔板が、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼からなることを特徴とする。
【００１４】
また本発明の多管式熱交換構造は、前記配管が、炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼、およびニッケル・銅合金であるモネルメタルから選ばれる磁性体からなることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の多管式熱交換構造は、前記第２の熱交換流体が、亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、または水蒸気からなる熱媒体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、多管式熱交換構造は、磁性体からなり、第１の熱交換流体の流路となる複数の配管と、配管を覆うように筒状に形成され、第２の熱交換流体の流路となる外殻と、外殻内において、配管が挿通された状態で配管内を流れる第１の熱交換流体の流れ方向に間隔をあけて設けられる複数の邪魔板とを含む。この邪魔板は、外殻内における第２の熱交換流体の流れ方向を変化させるものであり、非磁性体からなる。このように、邪魔板を非磁性体により形成することによって、多管式熱交換構造の配管の外周面における邪魔板下の欠陥を渦流探傷検査するときに、邪魔板の信号の出現を抑制することができるので、配管の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる。
【００１７】
また本発明によれば、多管式熱交換構造では、邪魔板が、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼からなる。これによって、配管の外周面における邪魔板下の欠陥を渦流探傷検査するときに、邪魔板の信号の出現を確実に抑制することができるので、配管の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる。
【００１８】
また本発明によれば、多管式熱交換構造では、邪魔板が非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼により形成されるのに対して、配管が、炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼、およびニッケル・銅合金であるモネルメタル等から選ばれる磁性体により形成される。異種の金属材が接触した場合には、異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）が発生する可能性がある。このガルバニック腐食は、腐食電位が卑な金属材がアノード、貴な金属材がカソードとなって電池を構成し、卑な金属材の方の腐食が促進される現象である。本発明の多管式熱交換構造では、邪魔板と配管とが異種の金属材により構成されているが、邪魔板をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、配管を炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼およびニッケル・銅合金であるモネルメタル等から選ばれる材料により形成することによって、邪魔板と配管との接触部においてガルバニック腐食が発生するのを防止することができる。
【００１９】
また本発明によれば、多管式熱交換構造では、外殻内を流れる第２の熱交換流体が、亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、または水蒸気等からなる熱媒体である。このような多管式熱交換構造では、外殻で覆われる各配管の外周面、および外殻内に設けられる邪魔板は、溶融塩または水蒸気等からなる熱媒体に接触することになる。特に、第２の熱交換流体として溶融塩を用いた場合には、この溶融塩は電解質であるので、邪魔板と配管との接触部におけるガルバニック腐食が懸念されるが、邪魔板をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、配管を炭素鋼、ニッケルおよびオーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼等から選ばれる材料により形成することによって、邪魔板と配管との接触部においてガルバニック腐食が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の一形態に係る多管式熱交換構造１００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の実施の一形態に係る多管式熱交換構造１００の構成を示す図である。本実施形態の多管式熱交換構造１００は、複数の配管１１内に流れる第１の熱交換流体（以下、「第１流体」という）を、外殻２の胴部２１内に流れる第２の熱交換流体（以下、「第２流体」という）との熱交換により所定の温度に調整するものである。このような多管式熱交換構造１００は、アクロレインからのアクリル酸、メタクロレインからのメタクリル酸などの気相酸化反応などの有機合成反応に用いられる多管式反応器、多管式熱交換器などが備える構造である。
【００２２】
本実施形態の多管式熱交換構造１００は、磁性体からなり、第１流体の流路となる複数の配管１１と、複数の配管１１を覆うように筒状に形成され、第２流体の流路となる外殻２と、外殻２内に設けられ、各配管１１が挿通される複数の邪魔板３とを含む。この邪魔板３は、配管１１の軸方向（第１流体の流れ方向）に間隔をあけて設けられ、外殻２内における第２流体の流れ方向を変化させる非磁性体からなる部材である。
【００２３】
多管式熱交換構造１００において外殻２は、円筒形状の胴部２１と、胴部２１の両端に連なる半球殻形状の第１ヘッド部２２および第２ヘッド部２３とを主構造として構成されている。この外殻２内には、胴部２１内の空間と第１ヘッド部２２内の空間とを隔てる第１隔壁４１と、胴部２１内の空間と第２ヘッド部２３内の空間とを隔てる第２隔壁４２とが配置されている。また、第１ヘッド部２２には、第１隔壁４１と第１ヘッド部２２とで囲まれた空間に連通して外部に開口する第１流体供給開口部５１が設けられている。第２ヘッド部２３には、第２隔壁４２と第２ヘッド部２３とで囲まれる空間に連通して外部に開口する第１流体導出開口部５２が設けられている。
【００２４】
また、胴部２１には、第１隔壁４１、第２隔壁４２および胴部２１で囲まれた空間に連通して外部に開口する第２流体供給開口部６１および第２流体導出開口部６２が設けられている。なお、第２流体供給開口部６１は、胴部２１における第１ヘッド部２２側に設けられ、第２流体導出開口部６２は、胴部２１における第２ヘッド部２３側に設けられている。
【００２５】
第１隔壁４１と第２隔壁４２との間には、複数の配管１１が管束１になって設けられており、各配管１１の両端部は、それぞれ、第１隔壁４１で囲まれた第１ヘッド部２２内の空間、および第２隔壁４２で囲まれた第２ヘッド部２３内の空間に連通している。
【００２６】
さらに、胴部２１内の空間には、外殻２の胴部２１内を流れる第２流体の流れ方向を規則的に変化させる複数の邪魔板３が、配管１１の軸方向に間隔をあけて、軸方向に直交して設けられている。この邪魔板３には、貫通孔３１が形成されており、この貫通孔３１に配管１１が挿通されている。また、各邪魔板３には、厚み方向に貫通する複数の開口部３２が設けられている。
【００２７】
以上のように構成された多管式熱交換構造１００では、第１流体供給開口部５１から供給された第１流体は、第１ヘッド部２２に導入される。このように第１ヘッド部２２に導入された第１流体は、第１ヘッド部２２内の空間から各配管１１内を矢符Ａの方向に流れて、第２ヘッド部２３内の空間へと流れ込む。第２ヘッド部２３内に流れ込んだ第１流体は、第１流体導出開口部５２から外部に導出される。
【００２８】
第２流体供給開口部６１から供給された第２流体は、胴部２１内の空間に導入される。このように胴部２１内の空間に導入された第２流体は、邪魔板３の表面および開口部３２で案内され、蛇行するように流れ方向を変化させながら、胴部２１内を矢符Ｂの方向に流れ、第２流体導出開口部６２から外部に導出される。このようにして胴部２１内を流れる第２流体は、各配管１１の外周面と接触して配管１１内を流れる第１流体との間で熱交換を行う。
【００２９】
ここで、各配管１１内を流れる第１流体は、第２流体との熱交換で温度調整される対象となる流体である。たとえば、多管式熱交換構造１００を有機合成反応に用いられる多管式反応器に適用した場合、第１流体は、有機合成反応時の合成原料となる有機化合物、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液などである。また、外殻２の胴部２１内を流れる第２流体としては、加熱用熱媒体として、亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、水蒸気、油（シリコン油、ダウサム（登録商標）Ａ（ビフェニルとジフェニルエーテルとの３：７混合物である。）、ジベンジルトルエン）などを挙げることができ、冷却用熱媒体として、空気、アセトン、液化窒素、ブライン（塩を主成分とする不凍液）、ガス冷媒（アンモニア、フロン、二酸化炭素）などを挙げることができる。これらの中でも、加熱用熱媒体としては、亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、水蒸気が好ましい。
【００３０】
また、本実施形態の多管式熱交換構造１００では、各配管１１は磁性体からなり、各邪魔板３は非磁性体からなる。このように、邪魔板３を非磁性体により形成することによって、多管式熱交換構造１００の配管１１の外周面における邪魔板３下の欠陥を渦流探傷検査するときに、邪魔板３の信号の出現を抑制することができるので、配管１１の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる。
【００３１】
配管１１を構成する磁性体としては、炭素鋼、モリブデン鋼、クロム・モリブデン合金鋼、９〜１２％クロム鋼、ニッケル・クロム・鉄合金、ニッケル鋼、ニッケル、ニッケル・銅合金（モネルメタル）、ニッケル・モリブデン・クロム合金、ニッケル・クロム・モリブデン・鉄合金、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）、フェライト系ステンレス鋼などを挙げることができる。これらの中でも、炭素鋼、ニッケル、ニッケル・銅合金（モネルメタル）、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）が好ましい。また、邪魔板３を構成する非磁性体としては、オーステナイト系ステンレス鋼、黄銅、銅、チタン、チタン合金などを挙げることができ、これらの中でもオーステナイト系ステンレス鋼が好ましい。
【００３２】
邪魔板３が、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼で構成されることによって、配管１１の外周面における邪魔板３下の欠陥を渦流探傷検査するときに、邪魔板３の信号の出現を確実に抑制することができるので、配管１１の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる。
【００３３】
次に、邪魔板３の材質の違いによる渦流探傷検査性について、実験例を示しながら説明する。
【００３４】
（第１実験：非磁性体からなる邪魔板の渦流探傷検査性）
配管１１として磁性体のニッケルからなる配管（外径φ２４ｍｍ×厚み１．７ｍｍ×長さ１３００ｍｍ）を用い、その配管１１に模擬欠陥としてφ３．０ｍｍの貫通孔を形成した。この模擬欠陥を、以下に示す渦流探傷検査装置により検査した。
【００３５】
＜プローブ＞
円柱状ヨークの中央部の周囲に永久磁石を、その磁化方向がヨークの軸方向になるように装着し、中央の永久磁石の上に２個の検出コイル、その検出コイルの両側にそれぞれ磁場圧縮コイルが配置されたプローブを用いた。
・ヨーク：炭素鋼Ｓ１５Ｃなまし材
・永久磁石：ネオジウムマグネット（株式会社アサヒコーポレーション製）
・検出コイル、磁場圧縮コイル：線径φ０．０６ｍｍの銅線で巻数が７０回のコイル
【００３６】
＜渦流探傷器＞
Ｖｅｃｔｏｒ２２（ＧＥインスペクション・テクノロジーズ・ジャパン株式会社製）
【００３７】
＜実験結果＞
邪魔板３として非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた場合と、磁性体の炭素鋼（ＳＳ４００）を用いた場合とで、渦流探傷検査性の比較を行った。
【００３８】
具体的には、試験周波数を１０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、９０ｋＨｚと変化させ、邪魔板および模擬欠陥の振幅値および位相角を測定した。このとき、渦流探傷器のキャリブレーションは、模擬欠陥の欠陥信号の位相角を１３５度、Ｙ成分信号の振幅値が１Ｖとなるように調整した。実験結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１から明らかなように、磁性体のＳＳ４００からなる邪魔板３による信号の振幅値は、いずれの試験周波数においても、模擬欠陥の振幅値よりも大きく、さらに、試験周波数を変化させても位相差が少ない。
【００４１】
これに対して、非磁性体のＳＵＳ３０４からなる邪魔板３による信号の振幅値は、いずれの試験周波数においても、模擬欠陥の振幅値よりも小さい。この結果より、邪魔板３を非磁性体により形成することによって、邪魔板３の信号の出現を抑制することができるので、配管１１の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる、ということがわかる。
【００４２】
また、多管式熱交換構造１００には、タイロッド、タイロッドナット、スペーサが配置されている。タイロッド、タイロッドナット、スペーサ（以下、これらをまとめて「タイロッド等」という）は、その外面が、配管１１の外周面に対して３ｍｍ程度の間隔をあけて配置される場合がある。
【００４３】
磁性体からなる配管１１の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより検査するときに、タイロッド等が炭素鋼などの磁性体により形成されている場合、そのタイロッド等からの磁場の影響を受けて、精度よく検査することができないおそれがある。
【００４４】
配管１１の外周面における欠陥検査に対する、タイロッド等の影響を確認するために、次のような実験を行った。
【００４５】
配管１１として、ニッケル配管（外径φ３４ｍｍ×厚み１．８ｍｍ）、二相ステンレス鋼配管（外径φ２５．４ｍｍ×厚み１．６ｍｍ）、炭素鋼ＳＴＢ３４０配管（外径φ３４ｍｍ×厚み２．３ｍｍ）を用い、各配管に模擬欠陥としてφ３．０ｍｍの貫通孔を形成した。このような各配管に対して、タイロッド等を想定した炭素鋼ＳＴＢ３４０からなる想定炭素鋼管（外径φ１９ｍｍ×厚み２ｍｍ）を、５ｍｍの間隔をあけて配置した。このとき、各配管と想定炭素鋼管とは、各配管の軸線と想定炭素鋼管の軸線とが互いに平行で、かつ、想定炭素鋼管の軸線方向端部（管端）が各配管に対向するように、配置されている。そして、各配管の模擬欠陥を渦流探傷検査装置により検査した。具体的には、まず、各配管内に渦流探傷用プローブを配置し、その渦流探傷用プローブが各配管の軸線方向一端部に位置した状態で、渦流探傷器の「０（ゼロ）」バランスを取った。次に、渦流探傷用プローブを、各配管の軸線方向一端部から他端部に向けて、各配管内を移動させた。このとき、模擬欠陥からの信号の信号強度が変動しないように渦流探傷器を調整した。そして、渦流探傷用プローブが各配管内において想定炭素鋼管の管端に対応する位置に移動したときの、管端からの信号を渦流探傷用プローブにて検出した。その結果、想定炭素鋼管の管端からの信号がノイズとなることがわかった。
【００４６】
これに対して、タイロッド等を邪魔板３と同様に、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼により形成することによって、配管１１の外周面における欠陥を、渦流探傷用プローブにより精度よく検査することができる。
【００４７】
（第２実験：邪魔板を構成する非磁性体の種類による渦流探傷検査性）
配管１１として磁性体のニッケルからなる配管（外径φ２４ｍｍ×厚み１．７ｍｍ×長さ１３００ｍｍ）を用い、その配管１１に模擬欠陥としてφ３．０ｍｍの貫通孔を形成した。この模擬欠陥を、前述の第１実験と同様にして、渦流探傷検査装置により検査した。
【００４８】
＜実験結果＞
邪魔板３を構成する非磁性体として、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、チタン（ＴＰ−３４０Ｈ）、チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）のそれぞれを用いた場合において、渦流探傷検査性の比較を行った。
【００４９】
具体的には、試験周波数を５ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、４０ｋＨｚと変化させ、邪魔板および模擬欠陥の振幅値および位相角を測定した。このとき、渦流探傷器のキャリブレーションは、模擬欠陥の欠陥信号の位相角を１３５度、Ｙ成分信号の振幅値が１Ｖとなるように調整した。実験結果を表２に示す。なお、表２において、振幅値は、模擬欠陥の振幅値を１Ｖに換算して示している。
【００５０】
【表２】
【００５１】
表２から明らかなように、邪魔板３を構成する非磁性体として、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、チタン（ＴＰ−３４０Ｈ）、チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）のいずれの材料を用いても、邪魔板３の信号の出現を抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態の多管式熱交換構造１００では、邪魔板３が非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼により形成されるのに対して、配管１１が、炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）、およびニッケル・銅合金（モネルメタル）等から選ばれる磁性体により形成される。異種の金属材が接触した場合には、ガルバニック腐食が発生する可能性がある。このガルバニック腐食は、腐食電位が卑な金属材がアノード、貴な金属材がカソードとなって電池を構成し、卑な金属材の方の腐食が促進される現象である。本実施形態の多管式熱交換構造１００では、邪魔板３と配管１１とが異種の金属材により構成されているが、邪魔板３をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、配管１１を炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）およびニッケル・銅合金（モネルメタル）等から選ばれる材料により形成することによって、邪魔板３と配管１１との接触部においてガルバニック腐食が発生するのを防止することができる。
【００５３】
また、本実施形態の多管式熱交換構造１００では、外殻２の胴部２１内に配置される各配管１１の外周面、および外殻２の胴部２１内に設けられる各邪魔板３は、第２流体に接触することになる。特に、第２流体として亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩を用いた場合には、この溶融塩は電解質であるので、邪魔板３と配管１１との接触部におけるガルバニック腐食が懸念されるが、邪魔板３をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、配管１１を炭素鋼、ニッケルおよびオーステナイト・フェライト系ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）等から選ばれる材料により形成することによって、邪魔板３と配管１１との接触部においてガルバニック腐食が発生するのを防止することができる。
【００５４】
次に、邪魔板３の材質の違いによるガルバニック腐食性について、実験例を示しながら説明する。
【００５５】
（第３実験：ガルバニック腐食性）
非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる試験片と、磁性体の試験片（炭素鋼ＳＴＢ３４０、ニッケル、モネルメタル、二相ステンレス鋼）とを接触させた状態で、４００℃の亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、および水蒸気の流体中に配置し、ガルバニック腐食性を評価した。評価結果を表３に示す。
【００５６】
【表３】
【００５７】
表３から明らかなように、ＳＵＳ３０４と炭素鋼ＳＴＢ３４０との組合せ、ＳＵＳ３０４とニッケルとの組合せ、ＳＵＳ３０４とモネルメタルとの組合せ、ＳＵＳ３０４と二相ステンレス鋼との組合せのいずれにおいても、ガルバニック腐食の発生が見られなかった。この結果より、邪魔板３をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、配管１１を炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼およびニッケル・銅合金であるモネルメタル等から選ばれる材料により形成することによって、邪魔板３と配管１１との接触部においてガルバニック腐食が発生するのを防止することができる、ということがわかる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 管束
２ 外殻
３ 邪魔板
１１ 配管
２１ 胴部
２２ 第１ヘッド部
２３ 第２ヘッド部
３１ 貫通孔
３２ 開口部
４１ 第１隔壁
４２ 第２隔壁
５１ 第１流体供給開口部
５２ 第１流体導出開口部
６１ 第２流体供給開口部
６２ 第２流体導出開口部
１００ 多管式熱交換構造
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体からなり、第１の熱交換流体の流路となる複数の配管と、
前記複数の配管を覆うように筒状に形成され、第２の熱交換流体の流路となる外殻と、
前記外殻内に設けられ、前記配管が挿通される複数の邪魔板であって、非磁性体からなり、前記配管内を流れる第１の熱交換流体の流れ方向に間隔をあけて設けられる複数の邪魔板と、を含むことを特徴とする多管式熱交換構造。
【請求項２】
前記邪魔板は、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１に記載の多管式熱交換構造。
【請求項３】
前記配管は、炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼、およびニッケル・銅合金であるモネルメタルから選ばれる磁性体からなることを特徴とする請求項２に記載の多管式熱交換構造。
【請求項４】
前記第２の熱交換流体は、亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、または水蒸気からなる熱媒体であることを特徴とする請求項３に記載の多管式熱交換構造。
【請求項１】
磁性体からなり、第１の熱交換流体の流路となる複数の配管と、
前記複数の配管を覆うように筒状に形成され、第２の熱交換流体の流路となる外殻と、
前記外殻内に設けられ、前記配管が挿通される複数の邪魔板であって、非磁性体からなり、前記配管内を流れる第１の熱交換流体の流れ方向に間隔をあけて設けられる複数の邪魔板と、を含むことを特徴とする多管式熱交換構造。
【請求項２】
前記邪魔板は、非磁性体のオーステナイト系ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１に記載の多管式熱交換構造。
【請求項３】
前記配管は、炭素鋼、ニッケル、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼である二相ステンレス鋼、およびニッケル・銅合金であるモネルメタルから選ばれる磁性体からなることを特徴とする請求項２に記載の多管式熱交換構造。
【請求項４】
前記第２の熱交換流体は、亜硝酸ナトリウムを含む溶融塩、または水蒸気からなる熱媒体であることを特徴とする請求項３に記載の多管式熱交換構造。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１４９８７１（Ｐ２０１２−１４９８７１Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７７５２７（Ｐ２０１１−２７７５２７）
【出願日】平成２３年１２月１９日（２０１１．１２．１９）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１９日（２０１１．１２．１９）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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