JP2686270B2 - 伝熱管補修スリーブの除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、原子力プラントの蒸気発生器のような熱交
換器の伝熱管を補修する際に使用される補修スリーブの
除去装置に関する。

＜従来の技術＞ 原子力プラントの蒸気発生器の管板に固定された伝熱
管が腐蝕その他の原因で漏洩等の障害を起こした時に、
それを補修する方法の一つとして補修スリーブを用いる
ものがある。これは、第７図（ａ）に示すように、管板
１に固定された伝熱管２の内側にその漏洩部位３を覆う
補修スリーブ（円筒）４を挿入し、下端に溶接５を施し
て固定するものである。この補修スリーブ４が障害を起
こした場合は新しい補修スリーブと交換を行う。

この補修スリーブ４の交換を行うにあたっては、まず
障害を起こした補修スリーブ４を除去しなければならな
い。従来、この補修スリーブ４の除去は第７図（ｂ）に
示すように、図示しない専用の切削工具で溶接部５を含
めた補修スリーブ４の下端を削り、その後補修スリーブ
４の内面を部分的に加熱して熱膨張差を利用したりして
人力により機械的に引き抜くことで行っていた。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、従来の熱交換器管板部の補修スリーブ
除去方法では、作業者が補修スリーブ除去作業のために
水室内に入らなければならず、そのため作業者の被曝管
理の観点から連続して作業が行えないので多くの作業時
間がかかるという問題点があった。また補修スリーブを
引き抜くには非常に大きな力を必要とし、作業者は大変
な労力を要していた。

本発明はこのような問題点を解決するものであり、遠
隔操作によって短時間で簡単に補修スリーブの引抜き作
業を行うことのできる補修スリーブの除去装置を提供す
ることを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するためにこの発明は、熱交換器管板
に多数取付けられた伝熱管内に嵌挿された補修スリーブ
を除去する除去装置であって、対象補修スリーブが嵌挿
された伝熱管に近接する伝熱管内に挿入されて着脱自在
に固定される固定手段を有する装置本体と、該装置本体
に昇降自在に取付けられると共に前記伝熱管内の補修対
象スリーブに食い込み結合される引き抜き工具と、該引
き抜き工具を駆動して前記補修スリーブに食い込み結合
させる工具駆動手段と、前記引き抜き工具あるいは該引
き抜き工具に結合されて前記伝熱管より引き抜かれた前
記補修スリーブに係脱可能なチャック機構と、該チャッ
ク機構によってつかまれた前記引き抜き工具あるいは前
記補修スリーブを下降することで前記伝熱管より該補修
スリーブを引き抜く昇降駆動手段とを具えることを特徴
とするものである。

＜作用＞ 装置本体は固定手段によって対象補修スリーブに近接
して管板部に固定される。工具駆動手段の作動により引
き抜き工具が対象補修スリーブに食い込み結合し、チャ
ック機構によって引き抜き工具をつかんでから、昇降駆
動手段によって引き抜き工具を下降することで、この引
き抜き工具に伴って伝熱管より補修スリーブが抜き出さ
れる。このとき、補修スリーブが長尺である場合には、
チャック機構によって引き抜き工具の掴持を解除して昇
降駆動手段によってチャック機構のみを上昇してから、
今度は、チャック機構によって補修スリーブを直接つか
んでから、昇降駆動手段によって補修スリーブを下降す
ることで伝熱管より補修スリーブが抜き出される。この
繰返によって補修スリーブが長尺であっても容易に引き
抜きが可能となる。

＜実 施 例＞ 以下図面に基づいて本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図乃至第６図は本発明の一実施例に係る熱交換器
の伝熱管補修スリーブ除去装置であって、第１図は除去
装置の全体斜視図、第２図は要部断面図、第３図は昇降
部におけるチャック機構が解除した状態の要部断面図、
第４図は第２図のIV−IV断面図、第５図は第３図のＶ−
Ｖ断面図、第６図は補修スリーブの除去手順を示す概要
図である。

本発明の一実施例に係る補修スリーブ除去装置は第１
図に示すように、固定手段として２つのコッタ式固定装
置11を備える装置本体12と、その装置本体12の中央に配
置されると共に、装置本体12に対して昇降自在であって
対象補修スリーブＳの下端に結合される引き抜き工具と
してのエクストラクタ13と、このエクストラクタ13を回
転させる工具駆動手段としての駆動装置14と、エクスト
ラクタ13を昇降させて対象補修スリーブＳを除去する昇
降駆動手段としての２つのピストンシリンダ15からなる
昇降装置16より構成されるものである。

まず装置本体12について説明する。装置本体12は第１
図に示すように上面が管板Ｋの下面に密着する２つの固
定部17を有し、この固定部17から管板Ｋに向ってその先
端部11aが伝熱管Ｐ内に挿入できるように突出してコッ
タ式固定装置11が設けられている。このコッタ式固定装
置11は、管板Ｋの伝熱管Ｐ内に先端部11a挿入された
後、その先端部11aの外周が拡径して伝熱管Ｐの内面に
圧接することにより伝熱管Ｐ内に固定され、それによっ
て管板部に装置本体12を固定するものである。

装置本体12の上面部には４つの振れ止めピン18が固定
されており、コッタ式固定装置11によって装置本体12が
管板部に固定されたときにこの振れ止めピン18の先端が
隣接する伝熱管Ｐに嵌合することにより、伝熱管Ｐの下
端にエクストラクタ13がねじ込まれるときのトルクをこ
の振れ止めピン18が受ける。

また装置本体12の側部には取付部19が設けられてい
て、装置本体12はこの取付部19を介して図示しないロボ
ット装置などの操作具に連結されると共に操作具の作動
によって所望の位置に移動させられるようになってい
る。

次に引き抜き工具としてのエクストラクタ13並びに駆
動装置14について説明する。エクストラクタ13は、第２
図に示すように棒状をなし、その上端に補修スリーブＳ
にねじ込まれるねじ刃部13aと、駆動装置14の歯車23の
内周に昇降自在に係合する角柱状の係合部13bと、係合
部13bより下方の小径部13cと、及び下端のストッパ13d
とを有している。エクストラクタ13は装置本体12の上面
部に設けられた孔12aよりその先端のねじ刃部13aが出没
可能となっており、装置本体12が管板部に固定されたと
きにこのエクストラクタ13が対象補修スリーブＳに対向
するよう配置される。

駆動装置14は駆動源としてのエアモータ20を有し、こ
のエアモータ20の駆動軸21は駆動装置本体14a内に軸通
すると共に、この駆動軸11には歯車22が固着され、この
歯車22は前述したエクストラクタ13の係合部13bに内周
が係合している歯車23と噛合している。従ってエアモー
タ20の回転は駆動軸21、歯車22,23を介してエクストラ
クタ13に伝達されることとなる。なお歯車23の内周に対
してエクストラクタ13の係合部13bは上下方向に移動自
在となっている。

次に前述したエクストラクタ13及び駆動装置14を装置
本体12に沿って昇降させる昇降装置16について説明す
る。昇降装置16は前記駆動装置14の下部に連続して形成
される昇降部24と、その昇降部24内に設けられエクスト
ラクタ13の下端に係脱可能なチャック機構25と、昇降部
24と昇降駆動するためのピストンシリンダ15より構成さ
れるものである。

昇降部24は駆動装置本体14aの下部にその本体14aと一
体的に形成された円筒形状をなし、ガイド12bに案内さ
れて装置本体12に上下に移動可能に支持されている。

昇降部24内には下部にシリンダ26aが形成されたシリ
ンダチューブ26が固定され、このシリンダ26aにはシリ
ンダ26aを２つの部屋A,Bに仕切るピストン27が上下往復
動自在に装入されている。この各部屋A,Bにはそれぞれ
給排口a,bが形成されており、給排口a,bを介して部屋Ａ
あるいはＢ内に流体を送り込むことによりピストン27は
上下方向に移動するようになっている。

一方ピストン27の上部にはピストンスリーブ27aが一
体に形成されていて、このピストンスリーブ27aの上端
にチャック爪28が係合し、チャック爪28は第２図並びに
第４図に示すように、エクストラクタ13の小径部13cを
取り囲む４つの部材より成るものであり４つ合わせて円
錐台形をなしている。各チャック爪の内側にはエクスト
ラクタ13の小径部13cと対向する歯部28aが形成されてい
る。チャック爪28は第４図に詳細に示すように、お互い
を引き離すようにつまりチャック爪28全体が外方に広が
るように圧縮ばね29にて付勢されている。またチャック
爪28の外面はシリンダチューブ26の上端の内周面に形成
された傾斜面26bと接触している。

従って第２図及び第４図に示すピストン27の上昇位置
では、チャック爪28はこのピストン27により上昇させら
れると共にシリンダチューブ26の傾斜面26bにより圧縮
ばね29に抗して内方に移動した縮径位置となる。このチ
ャック爪28の縮径位置ではチャック爪28の噛部28aはエ
クストラクタ13の小径部13cの外面とは接触しないよう
若干の隙間を保っているが、エクストラクタ13のストッ
パ13dの外周よりは内方に位置している。

また第３図及び第５図に示すピストン27の下降位置で
は、チャック爪28は圧縮ばね29により外方及び第３図下
方に移動させられ、チャック爪28の下端がシリンダチュ
ーブ26のストッパ26cに当接した拡径位置となる。この
チャック爪28の拡径位置ではチャック爪28の噛部28aは
除去される補修スリーブＳの外面とは接触しないよう
に、つまり広がったチャック爪28の内径は補修スリーブ
Ｓの外径よりも若干大きくなるようにしてある。

昇降部24並びにエクストラクタ13、駆動装置14を昇降
するためのピストンシリンダ15は複動ピストンシリンダ
であって、装置本体12の両側に固設されたシリンダ30
と、一端が昇降部24に連結され、他端がこのシリンダ30
の内部に嵌入して２つの部屋C,Dを仕切るピストン31を
有するピストン軸32より成るものである。そして各部屋
C,D内に挿通する給排口c,dより流体を送り込むことによ
りピストン31を移動させて昇降部24、駆動装置14、エク
ストラクタ13を昇降することができるものである。

以上のように構成した本発明に係る補修スリーブ除去
装置を使用した補修スリーブの除去手順を特に第６図を
用いて説明する。

図示しないロボット装置などの操作具によりスリーブ
除去装置を、除去する対象補修スリーブＳが嵌挿されて
いる管板Ｋの下方に位置させる。そしてエクストラクタ
13を対象補修スリーブＳと対向させると共に、コッタ式
固定装置11の先端部11a及び振れ止めピン18を対象補修
スリーブＳが嵌挿された伝熱管Ｐ′に近接する伝熱管Ｐ
に挿入しつつ、固定部17を管板Ｋに接するように装置本
体12を持ち上げる。

次にコッタ式固定装置11を作動させて先端部11aを拡
径させることでそれを伝熱管Ｐの内面に圧接し、装置本
体12を管板Ｋの下方に固定する。このように装置本体12
を固定した後、以下の手順で伝熱管Ｐ′内の補修スリー
ブＳを引き抜いて除去する。

昇降部24において、始めはシリンダ26aの部屋Ｂ内に
流体が供給されていてこれによりピストン27が上昇して
チャック爪28が上部に位置し、その結果チャック爪28の
内径が縮径される。そのためチャック爪28にエクストラ
クタ13の係合部13bの下端あるいはストッパ13dが当接し
て、エクストラクタ13の上下動が規制されている状態に
ある。

この状態より、まずシリンダ30の給排口ｄより部屋Ｄ
内に流体を供給しピストン31、ピストン軸32を介して昇
降部24、駆動装置14、エクストラクタ13を上昇（第２図
上方）させる。するとエクストラクタ13の先端のねじ刃
部13aが管板Ｋの伝熱管Ｐ′内に挿入され、下端が削り
取られた対象補修スリーブＳの下部に当接して上昇が停
止する。

この状態でエアモータ20により駆動軸21を回転する
と、この駆動力は歯車22,23を介してエクストラクタ13
に伝達される。エクストラクタ13はエクストラクタ13自
身の回転によってそのねじ刃部13aが補修スリーブＳに
ねじ込まれて螺進することで上昇する。このエクストラ
クタ13の上昇はそのストッパ13dがチャック爪28の下端
に当接するまで行なわれる。従ってエクストラクタ13は
第２図に示す距離ｌだけ上昇し、エクストラクタ13と補
修スリーブＳとの螺合長さもこの距離ｌとなる。これに
よりエクストラクタ13とスリーブＳは一体に結合される
（第６図（ａ））。

次にシリンダ26aの部屋Ｃ内に給排口ｃより流体を送
り込むとピストン31が下降しピストン軸32を介して昇降
部24と駆動装置14を下降させる。これにより昇降部24の
各チャック爪28の下端がエクストラクタ13のストッパ13
dを押し下げるのでエクストラクタ13は下降し、このエ
クストラクタ13と一体の補修スリーブＳを引き抜く。本
実施例ではまずはじめに第６図（ｂ）の如くスリーブＳ
をその全体の長さの約1/3だけ管板Ｋの伝熱管Ｐ′から
引き抜く。

今度はシリンダチューブ26の部屋Ａ内に給排口ａより
流体を供給する。するとピストン27が下降してチャック
爪28も下降させられると共に、チャック爪28は圧縮ばね
29により外方に広がった拡径位置となる（第３図及び第
５図）。

チャック爪28が拡径位置のままシリンダ30の部屋Ｄに
流体を供給するとピストン31はフルストローク上昇する
が、チャック爪28と補修スリーブＳとの掴持は解除され
ているためエクストラクタ13及び補修スリーブＳはその
位置に留まりチャック爪28を伴って昇降部24と駆動装置
14のみ上昇させられる（第６図（ｃ））。

これにより補修スリーブＳは昇降部24内のチャック爪
28が取り囲んだ中央部分に入り込み、次にシリンダチュ
ーブ26の部屋Ｂ内に流体を送り込んでピストン27を上昇
させることによりチャック爪28は縮径して補修スリーブ
Ｓの外周を外側より掴んだ掴持状態となる。従ってその
後再びピストンシリンダ15を作動させてピストン31、ピ
ストン軸32を下降させることで昇降部24内のチャック爪
28が掴持している補修スリーブＳを再び引き抜くことが
できる（第６図（ｄ））。これにより補修スリーブＳは
全体の長さの2/3だけ引き抜くことができたわけであ
る。

以下前述と同様の手順で残りの1/3の補修スリーブＳ
を引き抜けばスリーブの除去作業を行えるわけである
（第６図（ｅ）（ｆ））。

その後、操作具により補修スリーブ除去装置本体12を
取りはずし、適宜の工具により新しい補修スリーブを嵌
挿すればスリーブの補修作業は完了となる。

以上詳述したように本実施においては複数回（３回）
の引き抜き作業により補修スリーブを除去したので、小
型の装置で長い補修スリーブを引き抜くことができる。

なお、この引き抜き回数はこれに限るものではなく、
例えば１回でもよいものである。

＜発明の効果＞ 以上、一実施例を挙げて詳細に説明したように本発明
の熱交換機の伝熱管補修スリーブ除去装置によれば、伝
熱管内の補修対象スリーブに食い込み結合される引き抜
き工具を装置本体に昇降自在に取付け、この引き抜き工
具を工具駆動手段によって駆動することで補修スリーブ
に食い込み結合可能とし、引き抜き工具あるいは引き抜
き工具に結合された補修スリーブに係脱可能なチャック
機構を設け、昇降駆動手段によってこのチャック機構に
よってつかまれた引き抜き工具あるいは補修スリーブを
下降することで伝熱管より補修スリーブを引き抜き可能
としたので、遠隔操作によって短時間で簡単に長尺の補
修スリーブの引き抜き作業を行うことができる。従って
これを原子力プラントの蒸気発生機の伝熱管補修作業に
用いれば、作業者が水室内に入る必要がなくなり作業者
を重労働や被曝から解放すると共に補修作業の能力を著
しく向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例に係る熱交換器の
伝熱管補修スリーブ除去装置であって、第１図は除去装
置の全体斜視図、第２図は要部断面図、第３図は昇降部
におけるチャック機構が解除した状態の要部断面図、第
４図は第２図のIV−IV断面図、第５図は第３図のＶ−Ｖ
断面図、第６図は補修スリーブの除去手順を示す概要
図、第７図は管板における補修スリーブの取付状態を示
す図である。 図面中、 11はコッタ式固定装置、 12は除去装置本体、 13はエクストラクタ（引き抜き工具）、 14は駆動装置（工具駆動手段）、 15はピストンシリンダ、 16は昇降装置（昇降駆動手段）、 20はエアモータ、 24は昇降部、 25はチャック機構、 Ｋは管板、 P,P′は伝熱管、 Ｓは補修スリーブである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 留岡 勝 兵庫県神戸市兵庫区和田宮通７丁目１番 14号 西菱エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−77355（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−60184（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−174838（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−179033（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱交換器管板に多数取付けられた伝熱管内
   に嵌挿された補修スリーブを除去する除去装置であっ
   て、対象補修スリーブが嵌挿された伝熱管に近接する伝
   熱管内に挿入されて着脱自在に固定される固定手段を有
   する装置本体と、該装置本体に昇降自在に取付けられる
   と共に前記伝熱管内の補修対象スリーブに食い込み結合
   される引き抜き工具と、該引き抜き工具を駆動して前記
   補修スリーブに食い込み結合させる工具駆動手段と、前
   記引き抜き工具あるいは該引き抜き工具に結合されて前
   記伝熱管より引き抜かれた前記補修スリーブに係脱可能
   なチャック機構と、該チャック機構によってつかまれた
   前記引き抜き工具あるいは前記補修スリーブを下降する
   ことで前記伝熱管より該補修スリーブを引き抜く昇降駆
   動手段とを具えることを特徴とする伝熱管補修スリーブ
   の除去装置。