JP2009056468A

JP2009056468A - 管台内面水冷方法及び栓

Info

Publication number: JP2009056468A
Application number: JP2007223360A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hamada; 実濱田; Kazuhiko Kamo; 鴨　　和彦; Takayuki Irie; 隆之入江; Yukie Shimazu; 幸英嶋津
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2027-08-30
Also published as: JP5203653B2

Abstract

【課題】局部的に管台及び配管内面に水を満たすことが可能な管台内面水冷方法及び栓を提供する。
【解決手段】容器１０の上部に位置する管台１２の内面と、該管台１２と接続する配管１４の内面とを冷却する管台内面水冷方法において、前記管台１２の内面に栓１６をし、該栓１６に前記管台１２及び配管１４内部に水１７を供給する水供給ホース１８と、前記管台１２及び配管１４内部から水１７を排水する水回収ホース１９を接続し、前記水１７の温度を調節して前記管台１２及び配管１４内面を局部的に冷却した。
【選択図】図１

Description

本発明は、管台内面水冷方法及び栓に関する。

配管や管台周溶接部の内面に引張残留応力がある場合、材質と内部の水環境によっては応力腐食割れ（ＳＣＣ）が発生することがある。この対策として、管台外面にレーザを照射し、外面と内面との温度差により生じる組成ひずみにより、内面の引っ張り残留応力を圧縮側に改善するレーザ照射残留応力改善工法が知られている。

このレーザ照射残留応力改善工法では、レーザの出力が高い条件下で施工すると、外面と内面の温度差が確保できるため、応力改善の効果が得られる。一方、内面を水で冷却することで、内面の温度を水の沸点以上に上昇させないことで、レーザ出力を下げるという条件を選定することも可能である。

図７は、管台が上部に位置する容器の構造を示した図である。図７に示すように、管台７１は通常配管７２で系統とつながっており、管台７１内面を水冷しようとすれば、配管７２内面に水７４を満たす必要がある。このため、配管７２に栓をして管台周溶接部７３のみに水を満たす方法が考えられる。なお、配管７２内に水７４を満たし水冷する方法については触れられていないが、配管７２内に風線状隔壁体を用いて栓をする方法の一例が下記特許文献１に開示されている。

特開平１０−２４３６７号公報

しかしながら、図７に示すような、容器７０の上部に取り付けられた管台７１では、管台７１及び配管７２内面の局部にのみに水７４を満たすことが困難な場合がある。
以上のことから、本発明は、局部的に管台及び配管内面に水を満たすことが可能な管台内面水冷方法及び栓を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明に係る管台内面水冷方法は、
容器の上部に位置する管台の内面と、該管台と接続する配管の内面とを冷却する管台内面水冷方法において、
前記管台の内面に栓をし、
該栓に前記管台及び配管内部に水を供給する水供給ホースと、前記管台及び配管内部から水を排水する水回収ホースを接続し、
前記水の温度を調節して前記管台及び配管内面を局部的に冷却する
ことを特徴とする。
したがって、前記容器の上部に取り付けられているために、前記水を前記管台及び前記配管内に満たすことが困難な場合でも、前記管台及び前記配管内面を前記水で冷却しながらレーザ照射残留応力改善工法を施工することができる。

上記の課題を解決するための第２の発明に係る管台内面水冷方法は、第１の発明に係る管台内面水冷方法において、前記栓は、２枚の円板の間に伸縮性を有するシール材を挟み込み、前記２枚の円板の間隔を調整するボルトを設置し、該ボルトを締めることにより前記２枚の円板の距離を縮めることで前記シール材が前記管台内面に張り出すことを特徴とする。
したがって、前記ボルトを締めるだけで、前記管台の内面から容易に前記栓を設置することができ、前記ボルトを緩めるだけで、前記管台の内面から容易に前記栓を取り外すことができる。

上記の課題を解決するための第３の発明に係る管台内面水冷方法は、第１の発明に係る管台内面水冷方法において、前記栓は、２枚の円板の間に空気を供給することで膨らむバルーン材を挟み込み、前記２枚の円板の間隔を固定するスペーサと、前記バルーン材に空気を供給する空気供給ホースを設置し、該空気供給ホースから空気を供給することで前記バルーン材が前記管台内面に張り出すことを特徴とする。
したがって、前記バルブを操作するだけで、容易に前記栓を管台の内面に設置又は前記管台の内面にから取り外すことができる。

上記の課題を解決するための第４の発明に係る管台内面水冷方法は、第１の発明から第３の発明のいずれかひとつに係る管台内面水冷方法において、前記水回収ホースの前記栓側の先端に水位を一定に保つための管を設置し、前記水位は、前記管台及び前記配管外面の加熱範囲以上、且つ、前記管台及び前記配管内面が１００℃まで到達するのが最小範囲となるようにすることを特徴とする。
したがって、前記水回収ホースから水が出ていることを確認することで、前記管を突き出した水位まで水が満たされていることがわかる。また、レーザ照射で暖められた前記水が前記管台内面上方に対流して移動してくるため、前記水回収ホースから暖かい水を優先的に排水することができる。

上記の課題を解決するための第５の発明に係る管台内面水冷方法は、第１の発明に係る管台内面水冷方法において、前記管台の上側に開口がある場合、前記開口から空気を供給することで膨らむバルーンを挿入し、該バルーンにより前記管台内面に栓をすることを特徴とする。
したがって、前記容器内での作業無しで、前記容器上部の前記管台付け根部内面に前記バルーンを設置することができる。

上記の課題を解決するための第６の発明に係る管台内面水冷方法は、第２の発明に係る管台内面水冷方法において、前記栓を前記管台内面に取付けるための栓取付け竿と、前記ボルトを回転させるためのフレキシブルシャフトを用意し、前記栓取付け竿により前記栓を前記管台内面に配置し、前記フレキシブルシャフトにより前記ボルトを締めることを特徴とする。
したがって、前記容器の中に人が入りにくい条件下（高温、高放射線、高所等）でも、前記容器外から前記栓を容易に取り付けることができる。

上記の課題を解決するための第７の発明に係る栓は、２枚の円板と、該２枚の円板間に挟み込まれる伸縮性を有するシール材と、前記２枚の円板の間隔を調整するボルトとを備えることを特徴とする。

上記の課題を解決するための第８の発明に係る栓は、２枚の円板と、該２枚の円板間に挟み込まれる空気を供給することで膨らむバルーン材と、前記２枚の円板の間隔を固定するスペーサと、前記バルーン材に空気を供給する空気供給ホースとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、容器及び配管の内面全部に水を満たすことなく、管台及び配管内面を水により局部的に冷却することが可能となる。

本発明に係る管台内面水冷方法の種々の実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。なお、図１は本発明の第１の実施形態に係る管台内面水冷方法を示した図、図２は本発明の第２の実施形態に係る管台内面水冷方法における栓の構造を示した図、図３は本発明の第３の実施形態に係る管台内面水冷方法における栓の構造を示した図、図４は本発明の第４の実施形態に係る管台内面水冷方法を示した図、図５は本発明の第５の実施形態に係る管台内面水冷方法を示した図、図６は本発明の第６の実施形態に係る管台内面水冷方法を示した図である。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明に係る管台内面水冷方法の第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る管台内面水冷方法は、容器にマンホール等の人が出入りできる開口部がある場合、管台取付部の内面に栓を設置し、この栓には水の供給ホースと排水ホースを取り付けておき、レーザ照射時の熱で管台内面の水が過度に上昇しないように、内部の水の供給と入れ替えができるようにすることを特徴とする。

次に、本実施形態に係る管台内面水冷方法について説明する。図１に示すように、容器１０の上部には開口１１があり、この開口１１は上方に向けて円筒状の突出部が形成されている。この突出部を管台１２という。また、容器１０には、人が出入りできるマンホール１３が形成されている。容器１０の上方には円筒状の配管１４が配置されており、配管１４の下端部は管台１２の上端部と接合しており、この接合部を周溶接して結合されている。この周溶接した部分を周溶接部１５という。

本実施形態では、容器１０上部の開口１１に栓１６をし、この栓１６に管台１２及び配管１４内に水１７を供給する水供給ホース１８と、管台１２及び配管１７内の水１７を排出する水回収ホース１９を取り付ける。そして、周溶接部１５にレーザを照射する際に、水供給ホース１８から管台１２及び配管１４内に水１７を供給して管台１２及び配管１４内面を局部的に冷却する。さらに、水回収ホース１９から暖まった水を排出し、水供給ホース１８から冷たい水を供給することで、水１７の温度が上昇しすぎないように調整する。

以上のように、本実施形態によれば、容器１０の上部に取り付けられているために、管台１２及び配管１４内に局部的に水１７を満たすことが困難な場合でも、管台１２及び配管１４内面を局部的に水１７で冷却しながらレーザ照射残留応力改善工法を施工することができる。

〔第２の実施形態〕
以下、本発明に係る管台内面水冷方法の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る管台内面水冷方法は、第１の実施形態における栓の容易な設置方法として、２枚の円板の間に伸縮性を有するシール材（ポリウレタン等）を挟み込み、ボルトで締めて円板間の距離を縮めることで、シール材が管台内面に張り出し、水を溜めるための栓となることを特徴とする。

次に、本実施形態に係る管台内面水冷方法について説明する。なお、栓以外の容器及び配管等の構造は第１の実施形態と同様であるためここでの説明は省略する。図２に示すように、本実施形態に係る栓１６は、管台１２の内径よりも径の小さい２枚の円板２０，２１を用意し、この２枚の円板２０，２１の間に伸縮性を有するシール材２２を挟み込んでいる。上下の円板２０，２１には中央に孔が空けられており、この孔にボルト２３が下方から挿入されている。

上側の円板２０にはボルト２３に対応する位置にナット２４が溶接されており、このナット２４にボルト２３が螺合している。そして、このボルト２３を締めることでシール材２２が管台１２内面に張り出して径が大きくなり、ボルト２３を緩めることでシール材２２が元に戻り径も元に戻る。なお、図２においては、水供給ホース１８及び水回収ホース１９の図示は省略しているが、実際には第１の実施形態と同様に水供給ホース１８及び水回収ホース１９は設置される。

以上のように、本実施形態によれば、ボルト２３を締めるだけで、管台１２の内面から、容易に栓１６を設置することができ、ボルト２３を緩めるだけで、管台１２の内面から、容易に栓を取り外すことができる。

〔第３の実施形態〕
以下、本発明に係る管台内面水冷方法の第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る管台内面水冷方法は、第１の実施形態における栓の容易な設置方法として、スペーサで距離を固定化された２枚の円板でバルーン材を挟み込み、バルーン材に空気を供給することで、バルーン材が管台内面に張り出し、水を溜めるための栓となることを特徴とする。

次に、本実施形態に係る管台内面水冷方法について説明する。なお、栓以外の容器及び配管等の構造は第１の実施形態と同様であるためここでの説明は省略する。図３に示すように、本実施形態に係る栓１６は、管台１２の内径よりも径の小さい２枚の円板３０，３１を用意し、この２枚の円板３０，３１の間隔を固定するスペーサ３２を溶接する。

２枚の円板３０，３１の間には空気を供給することで膨らむバルーン材３３を挟み込む。バルーン材３３には、空気を供給するための空気供給ホース３４を接続する。空気供給ホース３４には、バルーン材３３に空気を供給する空気供給状態と、バルーン材３３から空気を排出する空気排出状態とを切り換えることができるバルブ３５が取り付けられている。

そして、このバルブ３５を空気供給状態とすることでバルーン材３３内に空気が供給されてバルーン材３３が管台１２内面に張り出して径が大きくなり、空気排出状態とすることでバルーン材１２が元に戻り径も元に戻る。なお、図３においては、水供給ホース１８及び水回収ホース１９の図示は省略しているが、実際には第１の実施形態と同様に水供給ホース１８及び水回収ホース１９は設置される。
以上のように、本実施形態によれば、バルブ３５を操作するだけで、容易に栓１６を管台１２の内面に設置又は管台１２の内面から取り外すことができる。

〔第４の実施形態〕
以下、本発明に係る管台内面水冷方法の第４の実施形態について説明する。本実施形態に係る管台内面水冷方法は、第１の実施形態における管台内面水冷方法において、さらに、水回収ホースから管を管台内面に突き出し、この管の突き出し長さは、管台及び配管内面の水冷が必要な水位までとし、この水位は、レーザ照射により加熱される管台及び配管外面の加熱範囲以上で、かつ、管台及び配管内面が１００℃まで到達するのが最小範囲となるようにすることを特徴とする。

次に、本実施形態に係る管台内面水冷方法について説明する。なお、水回収ホースに設置される管以外の容器及び配管等の構造は第１の実施形態と同様であるためここでの説明は省略する。

本実施形態においては、管台１２及び配管１４内面に水が満たされていることが、溶接部内面の温度上昇を抑制するのに必要である。しかし、管台１２及び配管１４外面からは管台１２及び配管１４内の所望の水位に水が満たされていることは確認できない。このため、図４に示すように、本実施形態では、水回収ホース１９の先端に管４０を取り付ける。この管４０により、管台１２及び配管１４内部の水１７の水位は常に一定の状態に保たれる。そして、Ａで示すように水位は、Ｂで示すレーザ照射により加熱される管台１２及び配管１４外面の加熱範囲以上で、かつ、管台１２及び配管１４内面が１００℃まで到達するのが最小範囲となるようにする。

以上のように、本実施形態に係る管台内面水冷方法によれば、水回収ホース１９から水が出ていることを確認することで、管４０を突き出した水位まで水１７が満たされていることがわかる。また、レーザ照射で暖められた水が管台１２及び配管１４内部上方に対流して移動してくるため、水回収ホース１９から暖かい水を優先的に排水することができる。

〔第５の実施形態〕
以下、本発明に係る管台内面水冷方法の第５の実施形態について説明する。本実施形態に係る管台内面水冷方法は、管台の上側に弁等の開口が存在し、この開口を利用できる場合は、開口からバルーンを管台付け根部内面に挿入し、空気を供給することで栓とすることを特徴とする。

次に、本実施形態に係る管台内面水冷方法について説明する。図５に示すように、容器１０の上部には開口１１があり、この開口１１は上方に向けて円筒状の突出部が形成されている。この突出部を管台１２という。容器１０の上方には円筒状の配管１４が配置されており、配管１４の下端部は管台１２の上端部と接合しており、この接合部を周溶接して結合されている。この周溶接した部分を周溶接部１５という。また、配管１４の上部には、開口である弁５０が形成されている。

本実施形態では、弁５０からバルーン５１を配管１４及び管台１２内に挿入する。バルーン５１には、空気を供給するための空気供給ホース５２を接続する。空気供給ホース５２には、バルーン５１に空気を供給する空気供給状態と、バルーン５１から空気を排出する空気排出状態とを切り換えることができるバルブ５３が取り付けられている。

そして、このバルブ５３を空気供給状態とすることでバルーン５１内に空気が供給されてバルーン５１が管台１２内面に張り出して径が大きくなり、空気排出状態とすることでバルーン５１が元に戻り径も元に戻る。容器１０上部の開口１１内でバルーン５１に空気を供給して膨らませ、容器１０上部の開口１１付近に栓をする。

なお、バルーン５１が所定の位置に設置されるように、予めバルーン５１の設置位置までの距離と、バルーン５１設置時の空気供給ホース５２の配管１４内の長さを計測しておく必要がある。また、光ファイバ等を用いてバルーン５１が所定の位置に正しく設置されているか確認することで所定の位置に確実にバルーン５１を設置することも可能である。
以上のように、本実施形態によれば、容器１０内での作業無しで、容器１０上部の開口１１内にバルーン５１を設置することができる。

〔第６の実施形態〕
以下、本発明に係る管台内面水冷方法の第６の実施形態について説明する。本実施形態に係る管台内面水冷方法は、第２の実施形態における管台内面水冷方法において、さらに、容器内に入ることなくマンホールの外から栓を設置し、栓本体は竿にて管台の設置位置に取り付け、ボルトはフレキシブルシャフトを使用してマンホールの外から回転させることを特徴とする。

次に、本実施形態に係る管台内面水冷方法について説明する。なお、容器及び配管並びに栓等の構造は第２の実施形態と同様であるためここでの説明は省略する。図６（ａ）に示すように、角度調整機構６１を有する栓取付け竿６０の先端に栓を取り付ける。栓取付け竿６０は角度調整機構６１の屈曲具合を調節しておくことで、容易に栓１６を設置することができる。

また、図６（ｂ）に示すように、ボルト２３には、フレキシブルシャフト６２のボルト把持部６３を取り付ける。フレキシブルシャフト６２のボルト把持部６３と反対側の端部には、ハンドル６４が取付けられており、ハンドル６４を回すことによりボルト２３を回転させることができる。

そして、栓取付け竿６０により容器１０上部の開口１１内に栓１６を位置させた後に、フレキシブルシャフト６４のハンドル６４をボルト２３を締める方向に回すことにより、ボルト２３を締めて栓１６を固定する。
以上のように、本実施形態によれば、容器１０の中に人が入りにくい条件下（高温、高放射線、高所等）でも、容器１０外から栓１６を容易に取り付けることができる。

本発明は、例えば、原子力プラントの加圧器管台のレーザ照射残留応力改善工法における管台内面水冷方法及び栓に適用することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る管台内面水冷方法を示した図本発明の第２の実施形態に係る管台内面水冷方法における栓の構造を示した図本発明の第３の実施形態に係る管台内面水冷方法における栓の構造を示した図本発明の第４の実施形態に係る管台内面水冷方法を示した図本発明の第５の実施形態に係る管台内面水冷方法を示した図本発明の第６の実施形態に係る管台内面水冷方法を示した図管台が上部に位置する容器の構造を示した図

符号の説明

１０容器
１１開口
１２管台
１３マンホール
１４配管
１５周溶接部
１６栓
１７水
１８水供給ホース
１９水回収ホース
２０，２１，３０，３１円板
２２シール材
２３ボルト
２４ナット
３２スペーサ
３３バルーン材
３４，５２空気供給ホース
３５，５３バルブ
４０管
５０弁
５１バルーン
６０栓取付け竿
６１角度調整機構
６２フレキシブルシャフト
６３ボルト把持部
６４ハンドル

Claims

容器の上部に位置する管台の内面と、該管台と接続する配管の内面とを冷却する管台内面水冷方法において、
前記管台の内面に栓をし、
該栓に前記管台及び配管内部に水を供給する水供給ホースと、前記管台及び配管内部から水を排水する水回収ホースを接続し、
前記水の温度を調節して前記管台及び配管内面を局部的に冷却する
ことを特徴とする管台内面水冷方法。
請求項１に記載の管台内面水冷方法において、
前記栓は、
２枚の円板の間に伸縮性を有するシール材を挟み込み、前記２枚の円板の間隔を調整するボルトを設置し、
該ボルトを締めることにより前記２枚の円板の距離を縮めることで前記シール材が前記管台内面に張り出す
ことを特徴とする管台内面水冷方法。
請求項１に記載の管台内面水冷方法において、
前記栓は、
２枚の円板の間に空気を供給することで膨らむバルーン材を挟み込み、前記２枚の円板の間隔を固定するスペーサと、前記バルーン材に空気を供給する空気供給ホースを設置し、
該空気供給ホースから空気を供給することで前記バルーン材が前記管台内面に張り出す
ことを特徴とする管台内面水冷方法。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の管台内面水冷方法において、
前記水回収ホースの前記栓側の先端に水位を一定に保つための管を設置し、
前記水位は、前記管台及び前記配管外面の加熱範囲以上、且つ、前記管台及び前記配管内面が１００℃まで到達するのが最小範囲となるようにする
ことを特徴とする管台内面水冷方法。
請求項１に記載の管台内面水冷方法において、
前記管台の上側に開口がある場合、前記開口から空気を供給することで膨らむバルーンを挿入し、該バルーンにより前記管台内面に栓をする
ことを特徴とする管台内面水冷方法。
請求項２に記載の管台内面水冷方法において、
前記栓を前記管台内面に取付けるための栓取付け竿と、前記ボルトを回転させるためのフレキシブルシャフトを用意し、
前記栓取付け竿により前記栓を前記管台内面に配置し、前記フレキシブルシャフトにより前記ボルトを締める
ことを特徴とする管台内面水冷方法。
２枚の円板と、
該２枚の円板間に挟み込まれる伸縮性を有するシール材と、
前記２枚の円板の間隔を調整するボルトと
を備える
ことを特徴とする栓。
２枚の円板と、
該２枚の円板間に挟み込まれる空気を供給することで膨らむバルーン材と、
前記２枚の円板の間隔を固定するスペーサと、
前記バルーン材に空気を供給する空気供給ホースと
を備える
ことを特徴とする栓。