JP2023008567A

JP2023008567A - 蒸気発生器の補強方法及び蒸気発生器

Info

Publication number: JP2023008567A
Application number: JP2021112237A
Authority: JP
Inventors: 大輔原; Daisuke Hara; 剛山本; Takeshi Yamamoto; 一輝辻元; Kazuki Tsujimoto; 真仁松原; Masahito Matsubara
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2021-07-06
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2023-01-19

Abstract

【課題】蒸気発生器における補強の作業性を向上して気水分離器の外表面の対象領域を効率よく補強することができる蒸気発生器の補強方法を提供する。【解決手段】蒸気発生器の補強方法は、上下方向に延びる筒状の胴部２と、胴部内に設けられた熱交換部と、胴部内のうち熱交換部の上側に設けられた給水部４と、胴部内のうち熱交換部の上側に設けられた気水分離器５と、を備える蒸気発生器において、気水分離器の外表面５１ａのうち給水部から供給された二次冷却水が当たる対象領域５１ａＡを補強する蒸気発生器の補強方法であって、胴部の外側で外表面の対象領域に沿う形状に加工した複数の当て板９を用意する準備ステップと、複数の当て板を胴部内に搬入する搬入ステップと、胴部内に搬入された複数の当て板を、それぞれ外表面の対象領域に重ねて溶接し、対象領域に沿って並べる溶接ステップと、を有する。【選択図】図３

Description

本開示は、蒸気発生器の補強方法及び蒸気発生器に関する。

加圧水型原子炉（ＰＷＲ： Pressurized Water Reactor）等に用いられる蒸気発生器では、筒状の胴部内の下部に原子炉からの高温の一次冷却水を二次冷却水との間で熱交換して冷却するための熱交換部が設けられている。また、胴部内のうち熱交換部の上側には、熱交換部に二次冷却水を給水するための給水部、及び、熱交換部において一次冷却水によって加熱されて上昇する二次冷却水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器が設けられている。給水部は、胴部内のうち熱交換部の上側において二次冷却水を流出する。この際、二次冷却水の一部が気水分離器の外表面の対象領域に当たる。二次冷却水が長時間にわたって気水分離器の外表面の対象領域に当たると、当該対象領域はエロ―ジョンやコロージョンによって減肉する。
特許文献１には、蒸気流が通過する湿分分離器の本体胴が、当該蒸気流によって減肉した際に、溶射によって当該減肉部分に耐食性合金の被膜を形成する補修方法が開示されている。

特開２０１１－２１９８５０号公報

しかしながら、二次冷却水が当たる気水分離器の外表面の対象領域がある空間は狭い。このため、気水分離器の外表面の対象領域に対する溶射は、作業性が悪く、気水分離器の対象領域の補修や補強に長い時間をかける必要がある。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、補強の作業性を向上して気水分離器の外表面の対象領域を効率よく補強することができる蒸気発生器の補強方法及び蒸気発生器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係る蒸気発生器の補強方法は、上下方向に延びる筒状の胴部と、前記胴部内の下部に設けられて高温の一次冷却水を二次冷却水との間で熱交換して冷却するための熱交換部と、前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部に前記二次冷却水を給水する給水部と、前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部において前記一次冷却水によって加熱されて上昇する前記二次冷却水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器と、を備える蒸気発生器において、前記気水分離器の外表面のうち前記給水部から供給された前記二次冷却水が当たる対象領域を補強する蒸気発生器の補強方法であって、前記胴部の外側で前記外表面の対象領域に沿う形状に加工した複数の当て板を用意する準備ステップと、複数の前記当て板を前記胴部内に搬入する搬入ステップと、前記胴部内に搬入された複数の前記当て板を、それぞれ前記外表面の対象領域に重ねて溶接し、前記外表面の対象領域に沿って並べる溶接ステップと、を有する。

本開示に係る蒸気発生器は、上下方向に延びる筒状の胴部と、前記胴部内の下部に設けられて高温の一次冷却水を二次冷却水との間で熱交換して冷却するための熱交換部と、前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部に前記二次冷却水を給水する給水部と、前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部において前記一次冷却水によって加熱されて上昇する前記二次冷却水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器と、前記気水分離器の外表面のうち前記給水部から供給された前記二次冷却水が当たる対象領域に重ねて溶接され、前記外表面の対象領域に沿って並ぶ複数の当て板と、を備える。

本開示によれば、蒸気発生器における補強の作業性を向上して気水分離器の外表面の対象領域を効率よく補強することができる。

本開示の一実施形態に係る蒸気発生器を示す概略構成図である。図１の給水部と気水分離器のライザー管との相対的な位置関係を給水部の上方から見た図である。図２のIII－III矢視断面図である。図２，３のライザー管及びライザー管の外周面に取り付けられた当て板を示す斜視図である。図４の当て板の第一例を示す斜視図である。図４の当て板の第二例を示す斜視図である。本開示の一実施形態に係る蒸気発生器の補強方法において、当て板をライザー管の外周面に取り付ける過程を示す図である。当て板をライザー管の外周面に取り付ける過程において、当て板をライザー管の外周面に押さえ付ける方法の一例を示す図である。

＜実施形態＞
（蒸気発生器の構成）
図１に示す本実施形態の蒸気発生器１は、例えば原子力発電設備に適用される。蒸気発生器１では、原子炉（不図示）において加熱された高温の一次冷却水と外部から供給された二次冷却水との間で熱交換し、一次冷却水との熱交換によって二次冷却水から蒸気を発生させる。発生した蒸気を蒸気発生器１からタービン発電機（不図示）に送ることで発電することができる。
図１～４に示すように、蒸気発生器１は、胴部２と、熱交換部３と、給水部４と、気水分離器５と、複数の当て板９と、備える。また、図１に示すように、蒸気発生器１は、水室鏡６と、湿分分離器７と、さらに備える。

（胴部）
胴部２は、上下方向に延びる円筒形状に形成されている。胴部２は、下半部をなす下部胴２ａ、上半部をなす上部胴２ｂ、下部胴２ａと上部胴２ｂとをつなぐ円錐胴２ｃ、及び、上部胴２ｂの上端に設けられた上部鏡２ｄを有する。
上部胴２ｂは、胴部２の内部に対して出入りするためのマンホール２１（出入口）を有する。マンホール２１は、上部胴２ｂの上部に位置しているが、これに限ることはない。マンホール２１の大きさは、例えば人間が通れる程度の大きさである。上部胴２ｂには、マンホール２１を開閉する蓋２３が設けられている。上部胴２ｂは、下部胴２ａよりも若干小径とされている。円錐胴２ｃは、下部胴２ａと上部胴２ｂとをつなぐことができるように、ほぼ円錐台形状に形成されている。上部鏡２ｄには、蒸気排出口２２が形成されている。蒸気排出口２２には、胴部２から排出される蒸気をタービン発電機に送るための配管（不図示）が接続される。

下部胴２ａの下端部には、管板８が配置されている。管板８は、下部胴２ａの下端の開口を塞ぐ。管板８には、上下方向に貫通する複数の管穴８ａが形成されている。

（熱交換部）
熱交換部３は、下部胴２ａの内部（胴部２内の下部）に設けられ、高温の一次冷却水を二次冷却水との間で熱交換して冷却する。熱交換部３は、管群外筒３１（ラッパー管）と、伝熱管群３２Ａと、管支持板３３、振止部材３４と、を有する。
管群外筒３１は、上下方向に延びる円筒形状に形成されている。管群外筒３１は、下部胴２ａの内周面に対して所定間隔をあけて配置されている。管群外筒３１の下端部は、下部胴２ａの下端部に配置された管板８の近傍に位置する。管群外筒３１の上端は、気水分離器５のライザー管５１の下端に接続されている。

伝熱管群３２Ａは、管群外筒３１の内側に設けられている。伝熱管群３２Ａは、逆Ｕ字形状で上下方向に延びる複数の伝熱管３２を有する。各伝熱管３２は、Ｕ字形状の円弧部を上方に向けた状態で下部胴２ａの上端から下端まで延びるように配置される。下部胴２ａの下端側に位置する各伝熱管３２の両端部は、それぞれ管板８の管穴８ａに挿通され固定されている。これにより、各伝熱管３２の両端部は、管板８の下方に開口する。

管支持板３３は、その板厚方向が管群外筒３１の上下方向に向くように、管群外筒３１に取り付けられている。管支持板３３は、上下方向に間隔をあけて複数並んでいる。複数の管支持板３３は、伝熱管３２をその長手方向の中途部分を支持する。具体的に、管支持板３３にはその板厚方向に貫通する多数の伝熱管挿通穴３３ａが形成されている。管支持板３３は、伝熱管挿通穴３３ａに伝熱管３２を挿通させることで伝熱管３２を支持する。

振止部材３４は、伝熱管３２の円弧部が側方に重なる間に挿入されている。振止部材３４は、伝熱管３２のＵ字形状の円弧部において、一次冷却水が伝熱管３２内を通過する際に発生し得る流体励起振動を抑制する。

以上のように構成される熱交換部３には、流通路３５が形成されている。流通路３５は、給水部４から下部胴２ａ内に給水された二次冷却水を、下部胴２ａの内側と管群外筒３１の外側との間を流下させて管板８にて折り返させ、管群外筒３１の内側において伝熱管群３２Ａに沿って上昇させるように形成されている。

（水室鏡）
水室鏡６は、管板８の下側に設けられている。水室鏡６の内部は、入口側水室６Ａと出口側水室６Ｂとに区画されている。入口側水室６Ａには、各伝熱管３２の一端部が連通されている。一方、出口側水室６Ｂには、各伝熱管３２の他端部が連通されている。

水室鏡６には、入口側水室６Ａを水室鏡６の外側に開口させる入口ノズル６Ａａと、出口側水室６Ｂを水室鏡６の外側に開口させる出口ノズル６Ｂａと、が形成されている。入口ノズル６Ａａには、一次冷却水を原子炉から熱交換部３に送るための配管（不図示）が接続される。出口ノズル６Ｂａには、熱交換部３において熱交換された後の一次冷却水を原子炉に戻すための配管（不図示）が接続される。

（給水部）
図１，２に示すように、給水部４は、上部胴２ｂの内部（胴部２内のうち熱交換部３の上側）に設けられている。給水部４は、二次冷却水を胴部２の外部から導入して熱交換部３に給水する。給水部４は、環状給水管４１と、複数の吐出管４２（Ｊチューブ）と、を有する。
環状給水管４１は、円筒状に形成された上部胴２ｂの内周に沿う環状に形成されている。環状給水管４１には、上部胴２ｂを貫通して二次冷却水を外部から環状給水管４１に導入する導入用配管４３が接続されている。

図２に示すように、複数の吐出管４２は、環状給水管４１の周方向に互いに間隔をあけて並ぶように、環状給水管４１に設けられている。各吐出管４２は、環状給水管４１に流れる二次冷却水を、熱交換部３に向けて下方に吐出する。
図３に示すように、各吐出管４２の長手方向の一端は、環状給水管４１に接続されている。各吐出管４２の長手方向の他端は、二次冷却水が吐出する吐出口４２ｂであり、下方に向けられている。具体的に、各吐出管４２は、環状給水管４１の上端から上方に延びた上で下方に折り返すように、Ｊ字状に湾曲している。各吐出管４２の吐出口４２ｂは、環状給水管４１の径方向内側に位置している。

（気水分離器）
図１に示すように、気水分離器５は、上部胴２ｂの内部（胴部２内のうち熱交換部３の上側）に設けられている。気水分離器５は、熱交換部３において一次冷却水によって加熱されて上昇する二次冷却水を蒸気と熱水とに分離する。

気水分離器５は、上下方向に延びる円筒形状のライザー管５１を有する。ライザー管５１の下端は、熱交換部３の管群外筒３１の上端に接続されている。これにより、ライザー管５１の内側には、熱交換部３の管群外筒３１の内側において上昇する二次冷却水が通る。図１，２に示すように、上下方向から見たライザー管５１の径寸法は、給水部４の環状給水管４１の径寸法よりも小さい。ライザー管５１は、環状給水管４１の内側を上下方向に通るように配置されている。

上下方向から見て、ライザー管５１は環状給水管４１の内縁の近くに寄せて位置している。このため、図２，３に示すように、ライザー管５１の外周面５１ａ（外表面）の周方向の一部領域は、給水部４の吐出管４２の吐出口４２ｂの近くに位置し、吐出口４２ｂから吐出された二次冷却水が当たる対象領域５１ａＡとなっている。周方向におけるライザー管５１の対象領域５１ａＡの角度範囲は、例えば１７０度～１８０度であってよいが、これに限ることはない。

（当て板）
図２～４に示すように、複数の当て板９は、それぞれライザー管５１の対象領域５１ａＡに重ねて溶接されている。各当て板９は、ライザー管５１の対象領域５１ａＡに密着（面接触）するように、円筒状に形成されたライザー管５１の外周面５１ａに沿う形状に形成されている。当て板９は、図４～６に示すように、当て板９の面に沿う一方向において円弧状に湾曲した形状に形成されている。具体的に、各当て板９は、ライザー管５１の周方向に沿って延びる一対の横辺９ａと、ライザー管５１の長手方向（上下方向）に沿って延びる一対の縦辺９ｂとを有する湾曲した長方形状に形成されている。各当て板９の大きさは、ライザー管５１の対象領域５１ａＡ全体の面積よりも小さい。本実施形態において、各当て板９は、胴部２のマンホール２１（図１参照）を通過可能な形状及び大きさに形成されている。

図４に示すように、複数の当て板９は、ライザー管５１の対象領域５１ａＡ全体を覆うように、ライザー管５１の外周面５１ａ（外表面）に沿って並ぶ。ここで、当て板９の縦辺９ｂの長さは、ライザー管５１の長手方向における対象領域５１ａＡの長さ以上に設定されている。また、当て板９の横辺９ａの長さは、ライザー管５１の周方向における対象領域５１ａＡの長さよりも小さい。このため、複数の当て板９は、ライザー管５１の周方向にのみ並んでいる。なお、当て板９の縦辺９ｂの長さがライザー管５１の長手方向における対象領域５１ａＡの長さよりも小さい場合には、複数の当て板９がライザー管５１の長手方向（上下方向）にも並んでよい。

ライザー管５１の周方向に並ぶ複数の当て板９は、溶接によってライザー管５１に固定されている。各当て板９はうち少なくとも一対の横辺９ａは、隅肉溶接によってライザー管５１に接合されている。また、ライザー管５１の周方向において複数の当て板９の両端をなす当て板９の縦辺９ｂも隅肉溶接によってライザー管５１に接合されている。ただし、４つの辺９ａ，９ｂ全てを溶接により接合する場合は、内部に残留する空気抜きのために、一部を未溶接状態で完了する。
ライザー管５１の周方向において互いに隣り合う当て板９の縦辺９ｂは、例えば隅肉溶接によってライザー管５１に接合されてよい。なお、ライザー管５１の周方向に隣り合う当て板９の縦辺９ｂは、例えばこれら縦辺９ｂ同士を互いに嵌め合わせるだけで溶接しなくてもよい。この場合、周方向に隣り合う当て板９の縦辺９ｂは、例えば互いに嵌まり合う凹凸形状に形成されてよい。

各当て板９は、二次冷却水に対して高い耐食性能を有する材料によって形成されていることが好ましい。二次冷却水に対して高い耐食性能を有する材料としては、例えばＣｒ－Ｍｏ系低合金やＮｉ基合金が挙げられる。

図５は、Ｃｒ－Ｍｏ系低合金で形成する場合の当て板９Ｃを示している。図５に示す当て板９Ｃは、Ｃｒ－Ｍｏ系低合金からなる本体板部９１と、炭素鋼からなり本体板部９１の周縁の少なくとも一部に溶接された縁部９２と、を有する。炭素鋼からなる縁部９２は、当て板９Ｃのうちライザー管５１に対して溶接する部位に設けられていればよい。図５に示す当て板９Ｃでは、当て板９Ｃのうち一対の横辺９ａをなす部位（当て板９Ｃの上下の部位）だけが炭素鋼からなる縁部９２によって形成されている。なお、一対の横辺９ａ及び一対の縦辺９ｂをなす部位（すなわち当て板９Ｃの周縁全体）が、炭素鋼からなる縁部９２によって形成されてもよい。

図６は、Ｎｉ基合金で形成する場合の当て板９Ｎを示している。Ｎｉ基合金で形成された当て板９は、単一の材料（すなわちＮｉ基合金のみ）で形成されている。

（湿分分離器）
図１に示すように、湿分分離器７は、上部胴２ｂの内部において、気水分離器５の上側に配置されている。湿分分離器７は、気水分離器５において分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする。

図１に示す蒸気発生器１では、原子炉で加熱された一次冷却水が、入口側水室６Ａに送られ、熱交換部３の複数の伝熱管３２内を通って循環して出口側水室６Ｂに至る。一方、二次冷却水は、給水部４から熱交換部３に供給され、熱交換部３の流通路３５を通り伝熱管群３２Ａに沿って上昇する。このとき、熱交換部３では、高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷却された一次冷却水が出口側水室６Ｂから原子炉に戻される。一方、一次冷却水によって加熱された二次冷却水は、管群外筒３１内を上昇し、気水分離器５において蒸気と熱水とに分離される。そして、分離された蒸気は、湿分分離器７で湿分が除去されてから蒸気排出口２２を通して胴部２の外側に排出され、タービン発電機に送られる。

（蒸気発生器の補強方法）
次に、本実施形態に係る蒸気発生器の補強方法について説明する。
補強前における蒸気発生器の構成は、複数の当て板９を除いて図１～４に示した蒸気発生器１の構成と同じである。蒸気発生器の補強方法において補強する対象は、給水部４から供給された二次冷却水が当たるライザー管５１の外周面５１ａ（気水分離器５の外表面）の対象領域５１ａＡである。

ライザー管５１の外周面５１ａを補強するためには、はじめに、胴部２の外側（例えば蒸気発生器から離れた別の工場）において図５，６に例示した当て板９を複数用意する準備ステップを行う。準備ステップでは、各当て板９をライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡに沿う形状に加工する。また、準備ステップでは、各当て板９を胴部２のマンホール２１（図１参照）を通過可能な形状及び大きさに形成する。本実施形態において、準備ステップで用意される当て板９の縦辺９ｂの長さは、ライザー管５１の長手方向における対象領域５１ａＡの長さ以上である。また、当て板９の横辺９ａの長さは、ライザー管５１の周方向における対象領域５１ａＡの長さよりも小さい。

準備ステップでは、Ｃｒ－Ｍｏ低合金からなる当て板９Ｃ（図５参照）、あるいは、Ｎｉ基合金からなる当て板９Ｎ（図６参照）を用意する。準備ステップにおいてＣｒ－Ｍｏ低合金からなる当て板９Ｃを用意する場合、準備ステップでは、図５に示すように、Ｃｒ－Ｍｏ低合金からなる本体板部９１の周縁に炭素鋼からなる縁部９２を溶接（例えばバタリング溶接）で接合する。本体板部９１と縁部９２との溶接に際しては、部材を構成する組成によっては、予後熱処理を行う。

準備ステップの後には、複数の当て板９を胴部２の内部に搬入する搬入ステップを行う。搬入ステップでは、胴部２のマンホール２１を通して複数の当て板９を胴部２内に搬入する。ここで、各当て板９はマンホール２１を通過可能な形状及び大きさに形成されているため、各当て板９を簡単かつ確実に胴部２の内部に搬入することができる。

搬入ステップの後には、胴部２内に搬入された複数の当て板９を、それぞれライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡに重ねて溶接し、対象領域５１ａＡに沿って並べる溶接ステップを行う。以下、溶接ステップについて具体的に説明する。

溶接ステップでは、はじめに図７に示すように、当て板９をライザー管５１に対して良好に溶接できるように、ライザー管５１のうち外周面のうち当て板９を溶接する領域（以下、溶接領域５１ａＢと呼ぶ。）を磨く。図７における溶接領域５１ａＢは、ライザー管５１の周方向に延びる帯状の領域であり、ライザー管５１の長手方向（上下方向）に間隔をあけて２つ形成されている。これら２つの溶接領域５１ａＢは、ライザー管５１の長手方向において対象領域５１ａＡの両側に位置する。また、２つの溶接領域５１ａＢの位置は、当て板９の一対の横辺９ａに対応している。なお、当て板９の縦辺９ｂをライザー管５１に溶接する場合、ライザー管５１には、その長手方向に延びて当て板９の縦辺９ｂに対応する帯状の溶接領域（不図示）が形成されてよい。

次いで、図８に示すように、当て板９をライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡに重ねて配置し、当て板９がライザー管５１の外周面５１ａに対して隙間なく密着（面接触）しているか否かを確認する。ここで、当て板９とライザー管５１の外周面５１ａとの間に隙間がある場合には、例えば図８に示す押付具１０を利用して当て板９をライザー管５１の外周面５１ａに押し付ける。

押付具１０は、ベース部材１０１と楔部材１０２とを有する。ベース部材１０１は、Ｌ字状に形成され、当該ベース部材１０１を溶接によりライザー管５１に取り付けた状態でライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡに間隔をあけて対向する対向部位１０３を有する。楔部材１０２は、ライザー管５１の対象領域５１ａＡに重ねて配置された当て板９とベース部材１０１の対向部位１０３との間に挟まれる。楔部材１０２を当て板９とベース部材１０１の対向部位１０３との間に挟むことで、当て板９をライザー管５１の外周面５１ａに押し付けることができる。これにより、当て板９をライザー管５１の外周面５１ａに対して隙間なく密着させることができる。この押付具１０は、当て板９を溶接した後に、ライザー管５１から取り外される。

当て板９がライザー管５１の外周面５１ａに対して隙間なく密着していることを確認した後には、当て板９を溶接によってライザー管５１に仮付けする。ライザー管５１に対する当て板９の仮付けは、長さの短い溶接ビード（点状の溶接ビード）が間隔をあけて並ぶように、ＴＩＧ溶接等を実施することで行われる。当て板９の仮付けは、少なくとも当て板９の一対の横辺９ａとライザー管５１の溶接領域５１ａＢ（図７参照）との間において行われる。なお、当て板９の仮付けは、例えば当て板９の縦辺９ｂとこれに対応するライザー管５１に溶接領域（不図示）との間において行われてもよい。

当て板９の仮付けの後には、当て板９の本溶接を行う。当て板９の本溶接では、仮付けのときよりも溶接ビードが長くなるように、隅肉溶接等によって当て板９をライザー管５１に溶接する。本溶接では、例えば、当て板９の横辺９ａや縦辺９ｂ全体が溶接される連続溶接によって、当て板９をライザー管５１に溶接してもよい。また、本溶接では、例えば、線状の溶接ビードが当て板９の横辺９ａや縦辺９ｂに沿って間隔をあけて複数並ぶ断続溶接（タップ溶接）によって、当て板９をライザー管５１に溶接してもよい。

本実施形態では、当て板９の上側の横辺９ａ、及び、ライザー管５１の周方向において複数の当て板９の両端をなす当て板９の縦辺９ｂが、連続溶接によってライザー管５１に溶接される。また、当て板９の下側の横辺９ａが、断続溶接によってライザー管５１に溶接される。なお、ライザー管５１の周方向において互いに隣り合う当て板９の縦辺９ｂは、例えば互い嵌め合わさることでライザー管５１に溶接されなくてもよいし、例えば連続溶接によってライザー管５１に溶接されてもよい。
当て板９の上側の横辺９ａや縦辺９ｂが連続溶接によってライザー管５１に接合されることで、給水部４から吐出される二次冷却水が、当て板９よりも上側から下方に流れても、ライザー管５１と当て板９との間に進入することを防止できる。

溶接ステップでは、複数の当て板９を溶接することでライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡ全体を覆うことができる。溶接ステップでは、複数の当て板９の溶接に際して、例えば、所定の当て板９の仮付け及び本溶接を実施した後に、別の当て板９の仮付け及び本溶接を実施してもよいし、例えば、複数の当て板９の仮付けを実施した後に、複数の当て板９の本溶接を実施してもよい。
上記した溶接ステップが終了することで、蒸気発生器の補強方法が完了する。

この蒸気発生器の補強方法は、既に使用されている蒸気発生器、及び、使用前（未使用）の蒸気発生器の両方に適用することができる。既に使用されている蒸気発生器では、上記した蒸気発生器の補強方法を適用することで、二次冷却水が当たることで減肉したライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡを複数の当て板９によって補修することができる。また、使用前（未使用）蒸気発生器では、ライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡが二次冷却水によって減肉しないように、当該対象領域５１ａＡを当て板９で補強することができる。

本実施形態の蒸気発生器１及び蒸気発生器の補強方法によれば、ライザー管５１の外周面５１ａ（気水分離器５の外表面）の対象領域５１ａＡが当て板９によって覆われる。このため、給水部４から供給された二次冷却水がライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡに当たることを抑制又は防止することができる。すなわち、ライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡを二次冷却水から保護することができる。これにより、ライザー管５１の外周面５１ａがエロ―ジョンやコロージョンによって減肉することを抑制又は防止することができる。

また、ライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡに対応する当て板９の数を複数とすることで、各当て板９の大きさを当該対象領域５１ａＡよりも小さく形成することができる。これにより、胴部２内に対する当て板９の搬入を容易に行うことができる。また、各当て板９を小さく形成できることで、ライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡと給水部４（特に環状給水管４１や吐出管４２）との間隔が狭くても、各当て板９を簡単にライザー管５１の外周面５１ａに溶接することができる。すなわち、補強の作業性を向上してライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡを効率よく補強することができる。

また、本実施形態の蒸気発生器１及び蒸気発生器の補強方法では、当て板９が、二次冷却水に対して高い耐食性能を有するＣｒ－Ｍｏ低合金あるいはＮｉ基合金によって形成されている。これにより、給水部４から供給された二次冷却水がライザー管５１の外周面５１ａの対象領域５１ａＡを覆う当て板９に長時間当たっても、当て板９がエロ―ジョンやコロージョンによって減肉することを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の蒸気発生器１及び蒸気発生器の補強方法によれば、Ｃｒ－Ｍｏ低合金によって形成された当て板９は、Ｃｒ－Ｍｏ系低合金からなる本体板部９１の周縁の少なくとも一部に、炭素鋼からなる縁部９２を溶接して構成されている。これにより、当て板９の主要部分がＣｒ－Ｍｏ低合金によって形成されていても、胴部２内における当て板９のライザー管５１の外周面５１ａへの溶接に際して、当て板９の溶接部分に対する予後熱処理が不要となる。以下、この点について説明する。
Ｃｒ－Ｍｏ低合金をライザー管５１に溶接するためには、胴部２内において溶接部分の予後熱処理を行う必要があるため、胴部２内における作業性が悪く、当て板９の施工が難しい。一方、ライザー管５１に対する炭素鋼の溶接に際しては、上記の予後熱処理が不要である。これにより、炭素鋼からなり当て板９の横辺９ａや縦辺９ｂをなす当て板９の縁部９２を、ライザー管５１の外周面５１ａに溶接する際には、予後熱処理が不要となるため、胴部２内における作業性が向上し、ライザー管５１の外周面５１ａに対する当て板９の施工を簡単に行うことができる。

また、本実施形態の蒸気発生器１及び蒸気発生器の補強方法において、当て板９がＮｉ基合金によって形成される場合には、当て板９のライザー管５１の外周面５１ａへの溶接に際して、当て板９の溶接部分に対する予後熱処理が不要となる。これは、Ｎｉ基合金の溶接においては予後熱処理が不要であることに起因する。これにより、胴部２内における当て板９のライザー管５１の外周面５１ａへの溶接に際して、胴部２内における作業性が向上し、ライザー管５１の外周面５１ａに対する当て板９の施工を簡単に行うことができる。

以上、本開示の各実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれらの実施形態によって限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

＜付記＞
各実施形態に記載の蒸気発生器の補強方法、蒸気発生器は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る蒸気発生器の補強方法は、上下方向に延びる筒状の胴部と、前記胴部内の下部に設けられて高温の一次冷却水を二次冷却水との間で熱交換して冷却するための熱交換部と、前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部に前記二次冷却水を給水する給水部と、前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部において前記一次冷却水によって加熱されて上昇する前記二次冷却水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器と、を備える蒸気発生器において、前記気水分離器の外表面のうち前記給水部から供給された前記二次冷却水が当たる対象領域を補強する蒸気発生器の補強方法であって、前記胴部の外側で前記外表面の対象領域に沿う形状に加工した複数の当て板を用意する準備ステップと、複数の前記当て板を前記胴部内に搬入する搬入ステップと、前記胴部内に搬入された複数の前記当て板を、それぞれ前記外表面の対象領域に重ねて溶接し、前記外表面の対象領域に沿って並べる溶接ステップと、を有する。

上記構成によれば、気水分離器の外表面の対象領域が複数の当て板によって覆われることで、給水部から供給された二次冷却水が気水分離器の外表面の対象領域に当たることを抑制又は防止することができる。すなわち、気水分離器の外表面の対象領域を二次冷却水から保護することができる。これにより、気水分離器の外表面がエロ―ジョンやコロージョンによって減肉することを抑制又は防止することができる。

また、気水分離器の外表面の対象領域に対応する当て板の数を複数とすることで、各当て板の大きさを当該対象領域よりも小さく形成することができる。これにより、胴部内に対する当て板の搬入を容易に行うことができる。また、各当て板を小さく形成できることで、気水分離器の外表面の対象領域と給水部との間隔が狭くても、各当て板を簡単に気水分離器の外表面に溶接することができる。すなわち、補強の作業性を向上して気水分離器の外表面の対象領域を効率よく補強することができる。

（２）第２の態様に係る蒸気発生器の補強方法では、前記当て板は、少なくともＣｒ－Ｍｏ系低合金によって形成される。

当て板を形成するＣｒ－Ｍｏ系低合金は、二次冷却水に対して高い耐食性能を有する。したがって、給水部から供給された二次冷却水が気水分離器の外表面の対象領域を覆う当て板に長時間当たっても、当て板がエロ―ジョンやコロージョンによって減肉することを効果的に抑制することができる。

（３）第３の態様に係る蒸気発生器の補強方法では、前記当て板は、Ｃｒ－Ｍｏ系低合金からなる本体板部と、炭素鋼からなり前記本体板部の周縁の少なくとも一部に溶接された縁部と、を有する。

上記構成によれば、炭素鋼からなる当て板の縁部を気水分離器の外表面に溶接することで、当て板を気水分離器の外表面の対象領域に取り付けることが可能となる。ここで、Ｃｒ－Ｍｏ系低合金の溶接に際しては当該溶接部分に対する予後熱処理が必要であるが、炭素鋼の溶接に際しては当該溶接部分に対する予後熱処理が不要である。これにより、胴部内における当て板の気水分離器の外表面への溶接に際して、当該予後熱処理が不要となるため、胴部内における作業性が向上し、気水分離器の外表面に対する当て板の施工を簡単に行うことができる。

（４）第４の態様に係る蒸気発生器の補強方法では、前記当て板は、Ｎｉ基合金によって形成される。

当て板を形成するＮｉ基合金は、二次冷却水に対して高い耐食性能を有する。したがって、給水部から供給された二次冷却水が気水分離器の外表面の対象領域を覆う当て板に長時間当たっても、当て板が減肉することを抑制することができる。
また、Ｎｉ基合金からなる当て板を気水分離器の外表面に溶接することで、当て板を気水分離器の外表面の対象領域に取り付けることができる。ここで、Ｎｉ基合金の溶接に際しては当該溶接部分に対する予後熱処理が不要である。これにより、胴部内における当て板の気水分離器の外表面への溶接に際して、当該予後熱処理が不要となるため、胴部内における作業性が向上し、気水分離器の外表面に対する当て板の施工を簡単に行うことができる。

（５）第５の態様に係る蒸気発生器の補強方法では、前記胴部は、当該胴部内に対して出入りするためのマンホールを有し、前記当て板は、前記マンホールを通過可能な形状及び大きさに形成されている。

当て板がマンホールを通過可能な形状及び大きさに形成されることで、当て板を簡単かつ確実に胴部内に搬入することができる。

（６）第６の態様に係る蒸気発生器は、上下方向に延びる筒状の胴部と、前記胴部内の下部に設けられて高温の一次冷却水を二次冷却水との間で熱交換して冷却するための熱交換部と、前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部に前記二次冷却水を給水する給水部と、前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部において前記一次冷却水によって加熱されて上昇する前記二次冷却水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器と、前記気水分離器の外表面のうち前記給水部から供給された前記二次冷却水が当たる対象領域に重ねて溶接され、前記外表面の対象領域に沿って並ぶ複数の当て板と、を備える。

１蒸気発生器
２胴部
３熱交換部
４給水部
５気水分離器
９当て板
２１マンホール
５１ａ外周面（外表面）
５１ａＡ対象領域
９１本体板部
９２縁部

Claims

上下方向に延びる筒状の胴部と、
前記胴部内の下部に設けられて高温の一次冷却水を二次冷却水との間で熱交換して冷却するための熱交換部と、
前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部に前記二次冷却水を給水する給水部と、
前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部において前記一次冷却水によって加熱されて上昇する前記二次冷却水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器と、
を備える蒸気発生器において、
前記気水分離器の外表面のうち前記給水部から供給された前記二次冷却水が当たる対象領域を補強する蒸気発生器の補強方法であって、
前記胴部の外側で前記外表面の対象領域に沿う形状に加工した複数の当て板を用意する準備ステップと、
複数の前記当て板を前記胴部内に搬入する搬入ステップと、
前記胴部内に搬入された複数の前記当て板を、それぞれ前記外表面の対象領域に重ねて溶接し、前記外表面の対象領域に沿って並べる溶接ステップと、
を有する蒸気発生器の補強方法。
前記当て板は、少なくともＣｒ－Ｍｏ系低合金によって形成される請求項１に記載の蒸気発生器の補強方法。
前記当て板は、Ｃｒ－Ｍｏ系低合金からなる本体板部と、炭素鋼からなり前記本体板部の周縁の少なくとも一部に溶接された縁部と、を有する請求項１又は請求項２に記載の蒸気発生器の補強方法。
前記当て板は、Ｎｉ基合金によって形成される請求項１に記載の蒸気発生器の補強方法。
前記胴部は、当該胴部内に対して出入りするためのマンホールを有し、
前記当て板は、前記マンホールを通過可能な形状及び大きさに形成されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蒸気発生器の補強方法。
上下方向に延びる筒状の胴部と、
前記胴部内の下部に設けられて高温の一次冷却水を二次冷却水との間で熱交換して冷却するための熱交換部と、
前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部に前記二次冷却水を給水する給水部と、
前記胴部内のうち前記熱交換部の上側に設けられ、前記熱交換部において前記一次冷却水によって加熱されて上昇する前記二次冷却水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器と、
前記気水分離器の外表面のうち前記給水部から供給された前記二次冷却水が当たる対象領域に重ねて溶接され、前記外表面の対象領域に沿って並ぶ複数の当て板と、
を備える蒸気発生器。