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技術 原子炉用熱交換器の伝熱管の矯正方法及び装置

出願人 シービーエスコーポレイション
発明者 ジェームズダブリューエヴェレットロバートシーサリバン
出願日 1993年7月26日 (27年4ヶ月経過) 出願番号 1993-204765
公開日 1995年3月3日 (25年8ヶ月経過) 公開番号 1995-055994
状態 未査定
技術分野 原子炉の監視、試験 燃料及び物質の取扱い並びに実験設備 原子力プラント
主要キーワード 立面斜視図 変形端 フィートポンド 目視装置 信号表示器 三角形配列 非真円形 プレナム室
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年3月3日)のものです。
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図面 (7)

目的

蒸気発生器伝熱管変形端部を矯正して、検査プローブスリーブ及び端栓を挿入させることができるようにする方法及び装置を提供する。

構成

蒸気発生器伝熱管(40)の変形端部(100)が非真円形状になっている場合に矯正装置を用いる。矯正装置は、変形端部の内面(70)に係合するよう形作られたマンドレル(190)と、マンドレルに連結されていて、マンドレルを押し進めて変形端部の内面に密着させるために往復力をマンドレルに及ぼす往復動自在な駆動体(200)とを有する。往復力をマンドレルに加え、マンドレルが伝熱管変形端部の内面に係合すると、伝熱管の変形端部(100)は矯正されて真円形状になる。

概要

背景

概要

蒸気発生器伝熱管変形端部を矯正して、検査プローブスリーブ及び端栓を挿入させることができるようにする方法及び装置を提供する。

蒸気発生器伝熱管(40)の変形端部(100)が非真円形状になっている場合に矯正装置を用いる。矯正装置は、変形端部の内面(70)に係合するよう形作られたマンドレル(190)と、マンドレルに連結されていて、マンドレルを押し進めて変形端部の内面に密着させるために往復力をマンドレルに及ぼす往復動自在な駆動体(200)とを有する。往復力をマンドレルに加え、マンドレルが伝熱管変形端部の内面に係合すると、伝熱管の変形端部(100)は矯正されて真円形状になる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

管板と管板を貫通する複数本伝熱管とを有する原子炉用熱交換器において、伝熱管のうちの第1の一本は内面及び非真円形状を呈する変形した端部を有しており、該伝熱管の変形端部を矯正する装置が、伝熱管の端部の内面に係合するよう形作られたマンドレルと、マンドレルに連結されていて往復力をマンドレルに加えてマンドレルを押し進め、これを伝熱管の変形端部の内面に係合させる往復動自在な駆動体とを有し、駆動体が往復動すると往復力がマンドレルに加えられ、マンドレルは往復力が加えられると伝熱管の変形端部の内面に係合し、マンドレルが伝熱管の内面に係合すると、伝熱管の変形端部は矯正されて真円形状となることを特徴とする矯正装置

請求項2

駆動体は空気圧作動式であることを特徴とする請求項1の矯正装置。

請求項3

マンドレルは、伝熱管の変形端部の内面に摺動自在に係合するために円錐形に形作られていることを特徴とする請求項1の矯正装置。

請求項4

駆動体に連結されていて、駆動体及びこれに連結されたマンドレルを支持するための支持ベースと、支持ベースに取り付けられていて、管板を貫通する伝熱管のうち第2の1本に係合して支持ベースを管板に係止する係止機構と、支持ベースから外方に突出していて、支持ベースと伝熱管の変形端部を互いに間隔を置いた関係に維持し、伝熱管の変形端部がそれ以上変形しないようにする少なくとも一つのスペーサと、支持ベースに取り付けられていて、支持ベースを熱交換器内へ延びる遠隔操作可能な位置決めアームに結合する結合具とを有し、位置決めアームは、支持ベース及びこれに連結されたマンドレルを伝熱管の変形端部に隣接した位置に位置決めするよう運動でき、前記結合具は位置決めアームに着脱自在に連結されるようになっており、マンドレルが伝熱管の変形端部を矯正している間、マンドレル及び伝熱管の端部を遠隔地目視するための遠隔目視装置が支持ベースに取り付けられていることを特徴とする請求項1の矯正装置。

請求項5

係止機構はカムロックであることを特徴とする請求項4の矯正装置。

請求項6

マンドレルに連結されていて、マンドレルを伝熱管の変形端部の内面から外すための引抜機構を更に有することを特徴とする請求項1の矯正装置。

請求項7

管板と管板を貫通する複数本の伝熱管とを有する原子炉用熱交換器において、伝熱管のうちの第1の一本は内面及び非真円形状を呈する変形した端部を有しており、該伝熱管の変形端部を矯正する方法が、マンドレルを伝熱管の変形端部の内面に係合させる工程と、マンドレルに連結された往復動自在な駆動体を作動させることにより、往復力をマンドレルに及ぼしてマンドレルを押し進め、これを伝熱管の変形端部の内面に係合させる工程とを含み、駆動体が往復力をマンドレルに加えると、伝熱管の変形端部は矯正されて真円形状となることを特徴とする矯正方法

請求項8

往復力をマンドレルに加える工程では、往復動自在な駆動体を空気圧で作動させてその反力を最小限に抑えることを特徴とする請求項7の矯正方法。

請求項9

マンドレルを伝熱管の変形端部の内面に係合させる工程では、円錐形のマンドレルを伝熱管の内面に摺動自在に係合させることを特徴とする請求項7の矯正方法。

請求項10

駆動体に連結され、駆動体及びこれに連結されたマンドレルを支持するための支持ベースを用意し、支持ベースに取り付けられた係止機構を伝熱管のうちの第2の1本に係合させることにより支持ベースを管板に係止し、支持ベースと伝熱管の端部を互いに間隔を置いた関係に維持し、管板と支持ベースから外方に突出した少なくとも一つのスペーサを互いに係合させることにより伝熱管の端部をもうそれ以上変形させないようにし、支持ベースに取り付けられた結合具により支持ベースを熱交換器内へ延びている遠隔操作可能な位置決めアームに結合し、アームは支持ベース及びこれに連結されたマンドレルを伝熱管の端部に隣接した位置に位置決めするよう運動でき、結合具はアームに着脱自在に連結されるようになっており、支持ベースに取り付けられた遠隔目視装置により、マンドレルが伝熱管の端部を矯正しているとき、マンドレル及び伝熱管の端部を遠隔地で目視することを特徴とする請求項7の矯正方法。

請求項11

支持ベースを管板に係止させるための工程では、支持ベースに取り付けられたカムロックを伝熱管のうちの第2の1本に係合させることを特徴とする請求項10の矯正方法。

請求項12

マンドレルに連結された引抜き機構を作動させることにより、マンドレルを伝熱管の端部の内面から外す工程を更に含むことを特徴とする請求項7の矯正方法。

技術分野

0001

本発明は一般に、伝熱管修理するための装置及び方法に関し、特に、一般に原子炉用熱交換器内で見受けられるような種類の伝熱管の変形端部を矯正するための装置及び方法に関する。

0002

原子炉用熱交換器では、加熱された放射性一次流体が、熱交換器内に設けられた管板の孔に嵌め込まれている複数のU字管を通って流れる。熱交換器は、管板の下に位置したプレナム室を有し、このプレナム室は管板を貫通している管の端部と連通している。一次流体よりも温度が低い非放射性二次流体が同時に熱交換器内に流れて、一次流体が伝熱管を通って流れている間、管板の上方に位置する伝熱管の外面を包囲する。一次流体がプレナム室に流入して伝熱管を通って流れると、一次流体はその熱を伝熱管の外面を包囲している二次流体に与え、蒸気を発生させ、この蒸気を用いて発電分野で周知の方法で発電を行わせる。

0003

一次流体は放射性なので、伝熱管を通って流れる放射性の一次流体が伝熱管の外面の周りの非放射性二次流体と混合したりこれを放射能汚染させないようにすることが肝要である。したがって、伝熱管は漏れが生じないよう設計されていて、放射性の一次流体が非放射性二次流体から隔絶されたままであり、一次流体と二次流体との混合が回避されるようになっている。

0004

場合により、熱交換器の運転中、応力及び腐食によって生じる管壁粒界亀裂に起因して、伝熱管が劣化し、かくして漏止め状態を保つことができなくなる。従って、かかる応力腐食割れまたは劣化を生じている管を検出するために伝熱管を検査することが望ましい。この検査は、一般に、検査プローブ、例えば渦電流プローブまたは超音波プローブ伝熱管内へ挿入してプローブを伝熱管の内面に沿って移動させることによって行われる。さらに、もし検査プローブによって応力腐食割れが存在しているか、或いはその蓋然性が高いことが分かると、伝熱管は“スリーブ補修”または“施栓”のいずれかが行われる。スリーブ補修を行う場合、管状スリーブを伝熱管内に差し込み、これに取り付けて伝熱管の劣化部分を覆うようにし、伝熱管が劣化しているにもかかわらず、続けて使用できるようにする。施栓を行う場合、栓を伝熱管の口に差し込んでこれに取り付け、劣化した伝熱管を使用しないようにする。

0005

滅多にないと思うが、弛んだ部品が管板の下のプレナムに入ることが考えられる。この弛んだ部品がもし非常に大きくて伝熱管の端部を通過することができない場合、この部品はプレナム内に留まり、プレナムに流入し伝熱管内を通って流れる一次流体の速度が高いので伝熱管の端部に繰り返し衝撃を与えることになる。このように伝熱管の端部に対する弛んだ部品の衝撃の繰り返しにより、伝熱管の端部の損傷が生じ、或いはこれを変形させる場合がある。かかる伝熱管端部の変形により、伝熱管の端部が非真円形状になる。もし伝熱管端部の変形がひどすぎると、変形した伝熱管端部は上述の検査プローブ、スリーブ及び栓の差し込みの邪魔になる場合がある。従って、検査プローブ、スリーブ及び栓を挿入できるようにするために、かかる変形した伝熱管端部を修理することが当該技術分野における課題である。

0006

かかる変形した伝熱管端部を修理する従来方法は、管ローラを用いて拡張し、エンドフェーサ(end facer)を用いて機械加工し、伝熱管端部を拡張させるために安定した力を伝熱管に加えるスライドハンマーを用いて矯正する工程を含む。管ローラを使用した場合の成功度合いは十分ではないということが判明した。というのは、変形した伝熱管端部は非真円形であり、それによりローラが伝熱管端部内で動かなくなり、或いはつかえてローラが伝熱管端部の半径方向に完全には拡張しないようになる。エンドフェーサを使用すると費用効果落ちることが判明した。というのはエンドフェーサは、修理を達成するのに望ましくないほど多くの時間を必要とするからである。スライドハンマーは好結果をもたらすが、その使用に当たっては保守作業員が熱交換器のプレナムに入ってスライドハンマーを手動操作しなければならない。これはかかる保守作業員に対する放射線被爆を甚だしく増大させる。従って、伝熱管端部を有効に拡張でき、費用効果が良く、しかも保守作業員に対する放射線被ばくを増大させない方法で、変形した伝熱管端部を修理することが当該技術分野におけるもう1つの課題である。

0007

従って本発明の目的は、検査プローブ、スリーブ及び栓を差し込むことができるようにするために、変形した伝熱管端部を修理すると共に、伝熱管端部を有効に拡張し、費用効果が良く、しかも保守作業員に対する放射線被ばくを増大させない伝熱管の変形端部の矯正装置及び方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明の要旨は広義には、管板と管板を貫通する複数本の伝熱管とを有する原子炉用熱交換器において、伝熱管のうちの第1の一本は内面及び非真円形状を呈する変形した端部を有しており、該伝熱管の変形端部を矯正する装置が、伝熱管の端部の内面に係合するよう形作られたマンドレルと、マンドレルに連結されていて往復力(断続的な力)をマンドレルに加えてマンドレルを押し進め、これを伝熱管の変形端部の内面に係合させる往復動自在な駆動体とを有し、駆動体が往復動すると往復力がマンドレルに加えられ、マンドレルは往復力が加えられると伝熱管の変形端部の内面に係合し、マンドレルが伝熱管の内面に係合すると、伝熱管の変形端部は矯正されて真円形状となることを特徴とする矯正装置にある。また本発明の要旨は広義には、管板と管板を貫通する複数本の伝熱管とを有する原子炉用熱交換器において、伝熱管のうちの第1の一本は内面及び非真円形状を呈する変形した端部を有しており、該伝熱管の変形端部を矯正する方法が、マンドレルを伝熱管の変形端部の内面に係合させる工程と、マンドレルに連結された往復動自在な駆動体を作動させることにより、往復力をマンドレルに及ぼしてマンドレルを押し進め、これを伝熱管の変形端部の内面に係合させる工程とを含み、駆動体が往復力をマンドレルに加えると、伝熱管の変形端部は矯正されて真円形状となることを特徴とする矯正方法にある。

発明の効果

0009

本発明の利点は、伝熱管を劣化が生じているかどうかについて検査し、伝熱管の劣化部分をスリーブ補修し、或いは劣化した管を施栓するために、検査プローブ、スリーブ及び栓を上述の変形した伝熱管端部に差し込むことができるようになるということにある。

0010

本発明のもう一つの利点は、変形した伝熱管端部の矯正を費用効果の良い方法で達成できることにある。

0011

本発明のさらにもう一つの利点は、変形した伝熱管端部の矯正中、保守作業員に対する放射線被ばくが増加することはないということにある。

0012

図1を参照すると、蒸気を発生させるための全体を符号10で示した典型的な原子炉用熱交換器、即ち蒸気発生器が示されている。熱交換器10は、上方部分30及び下方部分35を備えたシェル20を含む。下方部分35の中には、放射性一次流体(図示せず)を循環させるための複数の垂直に向いた逆U字形伝熱管40が設けられている。各伝熱管40は、応力腐食割れに抵抗するよう、約76重量%ニッケル、0.08%炭素、0.5重量%のマンガン、8.0重量%の鉄、0.008重量%の硫黄、0.025重量%の銅、及び15.5重量%のクロムで構成される“インコネル”金属であるのがよい。各伝熱管40は、複数の水平に向いた支持板60に形成されている対応の孔50を貫通している。各伝熱管40は内面70(図2参照)を有している。図1に示すように、伝熱管40の端部100を受け入れるための複数の孔90を備えた水平方向に向いた管板80が下方部分30内に設けられていてこれに取り付けられている。シェル20には、入口プレナム室130と連通している第1の入口ノズル110及び出口プレナム室140と連通している第1の出口ノズル120が設けられている。入口プレナム室130及び出口プレナム室140に接近するための複数のマンホール150が、管板80の下でシェル20を貫通して形成されている。さらに、非放射性の二次流体(図示せず)を上方部分30内に流入させるための第2の入口ノズル160が伝熱管40の上方でシェル20を貫通して形成されている。熱交換器10から蒸気を排出させるための第2の出口ノズル170がシェル20の頂部に取り付けられている。

0013

熱交換器10の運転中、加熱された放射性一次流体が、第1の入口ノズル110を通って流れ、毎秒約200フィートの速度で入口プレナム室130に流入し、伝熱管40を通って出口プレナム室140に流れ、そして一次流体は第1の出口ノズル120を通って熱交換器10から出る。一次流体が入口プレナム室130に流入している間、二次流体はそれと同時に第2の入口ノズル160に流入して最終的に伝熱管40の周りに流れる。この二次流体の一部は、一次流体から伝熱管40の壁を通って二次流体に伝達される熱により蒸発して蒸気になる。蒸気は第2の出口ノズル170を通って熱交換器10から出て、タービン発電機装置に送られ、発電分野で周知の方法で電気を発生する。

0014

しかしながら、熱交換器10の運転中、弛んだ部品(図示せず)が、一次流体によって運ばれる場合があり、この弛んだ部品は入口プレナム室130に入る。この弛んだ部品が大きすぎて伝熱管の端部100を通過することができない場合、これは入口プレナム室130内に留まったままになり、一次流体が伝熱管40を出るときに伝熱管の端部100に繰り返し衝撃を与えることになる。伝熱管端部100に対する弛んだ部品の衝撃の繰り返しにより、伝熱管端部100が変形する場合がある。この種の変形は、伝熱管端部100を非真円形状にする変形である(図6参照)。もし伝熱管端部100の変形がひどすぎる場合、変形した伝熱管端部100が、検査プローブ(図示せず)、スリーブ(図示せず)及び栓(これまた図示せず)の挿入を妨げる場合がある。従って、検査用プローブ、スリーブ及び栓を変形した伝熱管端部100内へ差込むことができるようにするため、かかる伝熱管の変形端部100を適切に修理することが当該技術分野における課題である。

0015

従って、図2図3図4図5及び図6を参照すると、本発明の要旨である、伝熱管50の変形端部100を可塑的に矯正する装置(全体が符号180で示されている)が示されている。矯正装置180は、伝熱管40の変形端部100の内面70に密着するよう形作られたマンドレル190を有することを特徴とする。この点においてマンドレル190は変形した端部100の内面70に容易に且つ摺動自在に係合するよう円錐形状であるのが良い。往復衝撃力をマンドレル190に及ぼしてマンドレル190を押し進め、これを伝熱管40の端部100の内面に密着させるようにするための往復動自在な駆動体200がマンドレル190に連結されている。衝撃時毎における往復力またはトルクは約300〜600フィートポンドであるのが良い。この点において、駆動体200は空気(本明細書における空気という用語は空気その他の気体を含む)圧作動式であるのがよく、或いは導管205によって駆動体200に供給される油圧流体によって駆動されるものであっても良い。空気圧作動式の駆動体が好ましい。というのは、かかる空気圧作動式駆動体の反力は、伝熱管端部100に対して及ぼされる力と比べて比較的小さいからである。後述の理由により、反力を最小限に抑えることが重要である。

0016

駆動体200は往復動すると、往復力がマンドレル190に加えられ、マンドレル190は往復力が加えられている間、端部100の内面70に適切に係合する。マンドレル190が変形した端部100の内面70に係合すると、マンドレル190は変形した端部を実質的に真円形状にする(即ち、端部100を矯正する)。かかる駆動体は、米国ペンシルベニアピッツバーグ所在グレインガー・インコーポレイテッドから入手できる形式のものであるのが良い。後述の理由により、駆動体200は往復力をマンドレル190に及ぼすために往復動することが重要である。

0017

さらに図2図3図4図5及び図6を参照すると、プレートまたは支持ベース210が駆動体200に連結されている。支持ベース210を次に述べる方法で管板80に着脱自在に固定し、或いは係止するための全体を符号220で示す係止機構が設けられている。この点において、係止機構220は、空気圧作動式であって且つ可動細長カムロックを摺動自在に収納したハウジング230を有するという特徴がある。カムロック240は、ガスまたは油圧作動式のものであるのが良く、ガス源(図示せず)または作動油源(これ又図示せず)に例えばホース245によって連結されている。また、ガス圧または油圧応答してカムロック240を摺動自在に運動させるための運動機構(図示せず)がハウジング230内に設けられている。係止機構220は、米国ペンシルベニア州ピッツバーグに所在のウエスチングハウスエレクトリック・コーポレイションから入手できる形式のものであるのが良い。好ましくは、ハウジング230内に設けられる運動機構は、カムロック240を隣接の非変形伝熱管40内に摺動自在に挿入することができ、またその非変形伝熱管40の内面70に密着することができる。その目的は、支持ベース240を管板80に固定することにある。このようにして、矯正装置180は管板80の下方で着脱自在に吊り下げられる。また、支持ベース210から外方に突出した状態で支持ベース210に少なくとも1つの細長いスペーサ250が連結されており、このスペーサ250は、管板80に係合して支持ベース210と伝熱管40の端部100を互いに間隔を置いた関係に保って、支持ベース210で不注意に端部100に衝撃を与えることによる端部100のそれ以上の変形を防止するようになっている。この点において、スペーサ250は、支持ベース210を横方向に貫通して調節自在に摺動し得る。バネ部材270がスペーサ250の端部260を包囲して設けられるのが良く、バネ部材270は、ハウジング280を支持ベース210の下で吊り下げることができるようにするネジ290によって支持ベース210に取り付けられたハウジング280内に設けられている。上述の説明から、バネ部材270を用いることにより、スペーサ250が管板80に係合すると、スペーサ250は所定量押し下げられ、また管板80から離れると、その元の位置に戻ることが理解されよう。今述べている理由でスペーサ250を設けることが重要である。この点において、スペーサ250は適当な表示装置または信号表示器(図示せず)に電気的に接続された線形電位差計(図示せず)を移動させる。スペーサ250が管板80に当たると、スペーサ250は線形電位差計を移動させ、この線形電位差計は管板80に係合したことをオペレータに表示または指示することになる。好ましい実施例では、三角形配列のスペーサ250を構成するよう複数のスペーサ250が支持ベース210から突き出ている。かかる列状のスペーサ250により、矯正装置180のオペレータは、スペーサ250が管板80に係合したときのスペーサ250の電位差だけの読みを比較することにより支持ベース210を水平に調節できる。支持ベース210の水平調節により、マンドレル190及びカムロック290は矯正中、伝熱管40の損傷を回避するため、対応の伝熱管40と正確に同軸状態整列できる。

0018

さらに再び図2図3図4図5及び図6を参照すると、支持ベース210を遠隔操作可能な位置決めアーム330を備えた全体を符号320で示すロボット装置に結合するための結合具300が、例えばネジ310によって支持ベース210に取り付けられている。位置決めアーム330は、支持ベース210を伝熱管40の端部100に隣接した位置に配置して、マンドレル190を伝熱管40の長さ方向軸線同軸状に整列させることができるようにする。結合具300は位置決めアーム330に着脱自在に連結されるようになっていて、装置180は端部100の矯正後、位置決めアーム330から外すことができるようになっている。ロボット装置320は、米国ペンシルベニア州ピッツバーグに所在のウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイションから入手できる遠隔操作サービスアーム頭文字をとって「ROSA」と呼ばれる)であるのが良い。さらに、マンドレル190が端部100を矯正しているときマンドレル190及び端部100を遠隔地から目視するための遠隔目視装置が例えばブラケット340によって支持ベース210の下方でこれに取り付けられている。好ましい実施例では、遠隔目視装置350はミニチュアカメラであり、例えばこれは米国ペンシルベニア州ピッツバーグに所在のプロフェッショナルオーディオアンドビデオカンパニーから入手できるものである。遠隔目視装置350は、端部100の「リアルタイム」の目視検査及び矯正が首尾よく行われたかどうかを確認することができる。かくして、矯正が首尾よく行われたことを確認するための後で行う検査が不要となる。開口部360が支持ベース210を貫通して形成されていて、遠隔目視装置350によって矯正工程を遮るものなく容易に見ることができる。また、白熱電球380が例えばネジ370によって支持ベース210に取り付けられており、変形した端部100の周りの領域を照らして矯正装置180のオペレータが、変形した端部100が首尾よく矯正されたかどうかを目で容易に確認することができるようになる。

0019

図3及び図5で最も良く示すように、端部100の矯正後、マンドレル190を端部100の内面70から外し、或いは抜き出すための全体を符号390で示す引抜き装置がマンドレル190に連結されている。好ましい実施例では、引抜機構390は、例えばボルト410により支持ベース210に取り付けられた一対の油圧シリンダ400を有することを特徴とする。各油圧シリンダ400は、今説明する理由により少なくとも1つのバネ部材420及びシリンダヘッド430を含む。この点において、油圧シリンダ400の作動中、シリンダヘッド430は外方に延びて管板80に係合する。シリンダヘッド430は管板80に係合すると、シリンダヘッド430は所定の力をこれに及ぼす。その目的は、支持ベース210及びこれに連結されたマンドレル190を下方に並進させることにある。支持ベース210が下方に並進すると、マンドレル190は伝熱管40の端部100から取り出される。バネ部材420は、その対応の油圧シリンダ400をその元の伸長されていない位置に戻すのに用いられる。シリンダ400をより一層迅速に戻すために複数のバネ部材420を各油圧シリンダ400と関連して設けるのが良い。シリンダ400を設けることが重要である。これが重要である理由は、マンドレル190が伝熱管40の端部を矯正し、或いは拡張した後、マンドレル190が端部100内に摩擦力によって捕捉されるようになるからである。すなわち、本発明は伝熱管40の端部100を可塑的に変形させるのであるが、伝熱管40の構成材料はそれにもかかわらず、部分的に所定量内方へ運動する傾向があり、従って端部100が、マンドレル190が端部100を拡張した後、マンドレルと密着したままになるようになる。金属についてのこの現象は、当該技術分野では通常「スプリングバック」と称する。かくしてマンドレル190は、端部100を形成する壁の「スプリングバック」に起因して端部100内に捕捉されるようになるが、これ望ましくない。従って、上述の摩擦力に打ち勝つような方法でマンドレル190を端部100から引き抜くのに十分な力を生じさせることにより、この「スプリングバック」の問題を解決するために油圧シリンダ400が設けられる。油圧シリンダ400全てによって加えられる力は約2,000〜20,000ポンドであるのが良い。

0020

次に、動作原理を説明すると、熱交換器10の運転を当該技術分野で通常用いられる方法で中止し、結合具300を位置決めアーム330に結合する。次に、位置決めアーム330をロボット装置320によって遠隔操作し、位置決めアーム330がマンホール150を通って延びて支持ベース210を管板80の下の位置に位置決めする。支持ベース210を管板80の下に位置決めしてマンドレル190が伝熱管40の変形端部100と同軸状に整列するようにする。次に、駆動体200を作動させて往復力をマンドレル190に及ぼす。往復力をマンドレル190に及ぼすことが重要である。これが重要である理由は、往復力ではなく、一様な力をマンドレル190の及ぼすと、約数千ポンドの反対方向の反力が生じて、これが位置決めアーム330の揚力に打ち勝つ傾向があり、さもなければ位置決めアーム330の内部機構(図示せず)に損傷を与える場合があるからである。駆動体200の往復作用は、比較的小さな反力を生じさせると同時にマンドレル190を押し進め、これを伝熱管40の変形端部100に摺動自在に密着させるのに十分な衝撃力を生じさせる往復力を加えることによってこの問題を解決する。これがそうである理由は、ガス(例えば空気)作動式の駆動体200の場合、ガスの力はシリンダ内の内部重り(図示せず)を吹き飛ばし、或いは移動させ、この重りはシリンダ内で前後に往復動する。重りはシリンダの一端部の停止部に衝突し、シリンダの他端部でエアークッション作用を受ける。かくして、かかる駆動体200は、位置決めアーム330に対し比較的小さな反力を生じさせている間、伝熱管端部100に比較的大きな衝撃力を及ぼすことができる。円錐形状のマンドレル190が変形した端部100に摺動自在に係合すると、マンドレル190は端部100を拡張させ、或いは矯正して変形した端部100が実質的に丸い形状となる。

0021

さらに、位置決めアーム330で支持ベース210を管板80に隣接して位置決めすると、スペーサ250は管板に係合して支持ベース210を伝熱管40の端部100に対して間隔を置いた関係に維持する。その目的は、端部100のいずれもがそれ以上変形しないようにするためである。もし必要であれば係止機構230を作動させ、カムロック240が外方に延びて、変形した端部100を有する伝熱管40の近傍に位置した管40の内面70に係合するようにする。位置決めアーム330は、いったんマンドレル190を伝熱管40と同軸状に配置すると、静止した姿勢で支持ベース210を保つことができる。従って、いったんマンドレル190を伝熱管40と同軸状に位置決めしたときに支持ベース210が静止したままになるという保証一段と強くすることが望ましい場合に係止機構230が必要とされるに過ぎない。矯正装置180のオペレータは、マンドレル190が伝熱管40の長さ方向軸線と同軸状に整列しているかどうか及び矯正工程が完全であるかどうかを判断するためカメラ350を用いて、支持ベース210に形成された開口部360を通して矯正工程を遠隔地で目視することができる。矯正装置180のオペレータが整列及び矯正工程を目視するのを助けるため、白熱電球380が設けられていて変形端部の周囲の領域を照明している。

0022

しかしながら、望ましくないことに、マンドレル190は、端部100を含む壁のスプリングバックにより端部100内に捕捉されることになる。従って、マンドレル190を端部100から引き抜くのに十分な力を生じさせることによりこの「スプリングバック」の問題を解決するために油圧シリンダ400が設けられている。この点において、矯正工程の完了後、油圧シリンダ400を作動させてシリンダヘッド430が外方に延びて管板80に係合し、それによりマンドレル190を矯正後の端部100から引き抜くのに十分な引抜き力をマンドレルに及ぼすようにする。

0023

端部100を十分に矯正した後、ロボット装置420を作動させて位置決めアーム330及びこれに連結された支持ベース210をマンホール150を挿通させ、かくして熱交換器10から引き出す。次に、熱交換器10を当該技術分野で通常用いられている方法により可動状態に戻す。

0024

本発明をその好ましい実施例を用いて図示説明したが、本発明に関し種々の変形例を本発明の精神及びその均等範囲から逸脱することなく想到できるので、図示説明したような本発明の細部に限定されるべきではない。例えば、本発明は原子炉用伝熱管の非真円形端部の矯正に使用できるが、本発明を用いて管状部材が原子炉用伝熱管であるかどうかを問わず、任意の類似の管状部材の端部を矯正することができる。

0025

従って、以上要するに、一般的には原子力用熱交換器内で見受けられるような種類の伝熱管の変形端部を矯正するための装置及び方法を開示した。

0026

図面の簡単な説明

0027

図1明確化のため幾つかの部分を取り除いて示す典型的な原子力用熱交換器の部分立面斜視図であり、熱交換器がその中に設けられた管板を貫通している複数のU字形伝熱管を有すると共に管板の下にプレナム室を備えている図である。
図2本発明の装置を収納したプレナム室の縦断面図である。
図3変形した伝熱管端部を矯正するよう動作状態にある本発明の装置の部分縦断面図である。
図4図3の4−4線における断面図である。
図5図3の5−5線における断面図である。
図6変形した伝熱管を矯正する本発明の装置の立面図である。

--

0028

10原子力用熱交換器
20シェル
40伝熱管
80管板
100変形端部
180 伝熱管の変形端部の矯正装置
190マンドレル
200往復動自在な駆動体
210支持ベース
220係止機構
240カムロック
250スペーサ
300結合具
330位置決めアーム
350ミニチュアカメラ
390引抜き機構

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