JP3468990B2 - 熱交換器伝熱管のサンプル採取装置 - Google Patents
熱交換器伝熱管のサンプル採取装置Info
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- motor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管形熱交換器や管
形熱交換器式蒸気発生器の伝熱管の材料調査用試料（サ
ンプル）を採取する装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】管形熱交換器の伝熱管は内外の熱媒体と
の間で熱交換を行なうに際し、境界の作用をするが、熱
的に厳しい条件下にあるので損傷等の発生が懸念され
る。特に蒸気発生器として使用する場合、一方の熱媒体
は沸騰、蒸発するのでその懸念が大きく、必要により伝
熱管の一部を材質調査用のサンプルとして取り出すこと
がある。先ず、蒸気発生器の構造を原子炉用蒸気発生器
を例にとって説明する。図５において、蒸気発生器１０
の水室１１に図示しない原子炉の冷却材が加熱用高温熱
媒体として入り、伝熱管束を形成する多数の伝熱管１３
を分かれて流れ、その際後述のように給水に熱を与えて
自分は低温になって水室１５に達し、しかる後原子炉へ
戻る。一方、被加熱媒体である給水が給水ノズル１７か
ら流入し、管板１９の所まで流れ下り、その後伝熱管１
３の外側を流れて前述の原子炉冷却材により加熱され、
沸騰して一部は蒸気となって蒸気ノズル２１からタービ
ン等へ向けて流出する。このような伝熱管１３は、熱的
に厳しい条件下にあると共に放射能汚染の虞のある原子
炉冷却材を給水から隔てているので、その漏洩損傷は重
大な問題を起こす可能性を持っている。従って、伝熱管
の一部をサンプルとして採取し、材料調査を行なう必要
性が生ずる。なお、原子炉用蒸気発生器として貫流型の
ものもあるが事情は同じである。 【０００３】以上のような蒸気発生器の伝熱管のサンプ
ルを採取するやり方は概して２つの方法がある。一つは
伝熱管内にカッターを挿入して軸方向に離れた２箇所を
円周切断し、短管として取り出すものである。他は放電
加工電極を伝熱管内に挿入し、伝熱管の適所の管壁の一
部を切断して取り出すものである。後者について図６及
び図７を参照して概要を説明する。図において、サンプ
ル採取工具３０の可撓性のガイドチューブ３１は細い伝
熱管１３の中に挿入できるようになっていて、その先端
に放電加工電極３３を備えた加工ヘッド３５が設けられ
ている。放電加工電極３３は、特に図７に示すようにピ
ン３７により回動可能に支持されていて、そのローラ３
９に巻装された駆動ワイヤ４１を介してモータ駆動スプ
ロケット４３及びチェーン４５からなる駆動部４０によ
り矢印方向に回動される。その回動に際し、ブラシ４７
を介して放電加工電極３３に給電され、放電加工により
伝熱管１３の管壁の一部を切断分離する。切断分離され
た管壁は、サンプルとして真空吸引により伝熱管１３の
内部を通して回収される。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】前述のようにサンプル
を短管として取り出すものにおいては、円周切断を離れ
た２箇所でしなければならず、切断作業が繁雑であると
共にサンプルを取り出す回収工具は必然的に別体とせざ
るを得なかった。このためサンプル採取のコストが高か
った。又放電加工電極を縦軸面内で回動するものにおい
ては、加工ヘッドの保持に可撓性のガイドチューブを使
用するので、加工ヘッドの位置決め及び方向性の確保が
難しかった。更に適切な放電加工切断を行うには、放電
電極を高周波数で往復動しなければならないが、スプロ
ケット及び駆動ワイヤを使用するので適切な往復動が得
られなかった。従って、本発明は、位置決めなどの操作
が容易且つ確実にでき、更に放電加工によるサンプルの
切断分離が適切にできる熱交換器伝熱管のサンプル採取
装置を提供することを課題とするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、熱交換器伝熱管のサンプルをその
伝熱管内部から採取する装置は、伝熱管の中心軸に対し
て偏心して回転自在に支持された放電加工電極と、同放
電加工電極に給電するためのブラシとを有するヘッド部
及び前記放電電極を回転するためのモータと、同モータ
を収納するためのモータケースと、外周に膨脹式固定部
材を備え前記モータケースに連結された固定軸と、同固
定軸に一端が連結された帯板と、前記ブラシ及び前記モ
ータに接続された給電系とを有する本体から構成され
る。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施の形態を説明する。図１は、本発明によるサンプ
ル採取装置５０が前述のような細い伝熱管１３の中に挿
入された状態の立断面図を示している。そのヘッド部６
０は、偏心して回転自在に支持された放電加工電極６
１，伝熱管１３の軸心に対して偏位して位置する中間軸
６３，中間軸６３と放電加工電極６１の軸部６１ａとを
連結する継手６５及び軸部６１ａに接触するブラシ６７
を有している。更に中間軸６３は後述する本体に固定さ
れた軸受６９に回転自在に支持され、放電加工電極６１
の中抜きフラッパ状の加工部６１ｂは、前記中間軸６３
の回転により偏心軌跡を描いて回転するが詳細は後述す
る。 【０００７】次に本体７０は、前記中間軸６３に整列し
ている減速機７１とモータ７３、これらを収納するモー
タケース７５、モータケース７５に連結されると共に外
周部に膨脹式固定部材である空気袋７７、固定軸７９に
一端がボルト締めされて固定され伝熱管１３の中を延び
てその外側へ延出する帯板８１及び帯板８１を取り囲ん
で一端が固定軸７９に嵌着されたフレキシブルチューブ
８３から構成されている。本体７０は又、ブラシ６７や
モータ７３に給電する導線８５及び空気袋７７に空気を
給排する空気管８７を有し、これらはフレキシブルチュ
ーブ８３の中を伝熱管１３の端部の外まで延びて所定の
電源及び空気供給源に連絡している。 【０００８】上述の構成のサンプル採取装置５０を使用
して伝熱管１３のサンプルを採取する手順を説明する
と、帯板８１とフレキシブルチューブ８３とを一体とし
て掴持し、図示のようにヘッド部６０を位置決めする。
帯板８１は曲がるが軸回りには剛性があるので適切な配
向性が得られる。その後空気管８７を通して空気袋７７
に空気を供給しこれを膨脹する。これにより本体７０の
固定軸７９及びヘッド部６０が伝熱管１３に対して固定
される。次いで導線８５を介してモータ７３及びブラシ
６７に給電する。そうすると放電加工電極６１は図３に
示すように伝熱管１３内で長手軸回りに回転し、加工部
６１ｂが伝熱管１３に当接する部分で放電加工による切
断が行なわれ、サンプルが伝熱管１３の本体から分離さ
れる。図２に示すように、ブラシ６７はＹ形をしてお
り、前記回転に際し加工電極６１の軸部６１ａにぴった
りと接触し円滑に給電を行う。 【０００９】次に図３及び図４を参照して放電加工電極
６１の回転中心軸の伝熱管１３の中心軸からの偏心率，
電極半径ｒ2及び採取サンプル幅ｘとの関係を説明す
る。伝熱管１３の内半径をｒ1とすると、放電加工電極
６１の加工部６１ｂの先端は、図３の破線円Ｒ2の上を
移動し、幅ｘ2のサンプルが採取できる。又放電加工電
極６１の半径をｒ20とすると、その先端は同様に破線円
Ｒ20上を移動し、幅ｘ20のサンプルが得られる。このよ
うな幾何学的関係から偏心率ｅ／ｒ1，半径率ｒ2／ｒ1
及びサンプル幅比ｘ／ｒ1を図示すると図４のようにな
る。このような関係から採取すべきサンプルの幅ｘ乃至
幅比ｘ／ｒ1が定まれば、使用すべき放電加工電極の仕
様が好適に設定でき、必要なサンプルが確実に得られ
る。 【００１０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば放
電加工電極をモータにより直接的に駆動するので、これ
に必要な高周波数の微小往復運動を与えることができ良
好な放電加工によるサンプルの切断分離ができる。更に
帯板を使用して位置決め、向きの決定を信頼性良く行う
ことができ、膨脹式固定部材によりヘッド部をしっかり
と固定でき、放電加工電極の操作が信頼性良く行うこと
ができる。更には、電極の半径の選択により目的のサン
プルが容易に取得できる。
形熱交換器式蒸気発生器の伝熱管の材料調査用試料（サ
ンプル）を採取する装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】管形熱交換器の伝熱管は内外の熱媒体と
の間で熱交換を行なうに際し、境界の作用をするが、熱
的に厳しい条件下にあるので損傷等の発生が懸念され
る。特に蒸気発生器として使用する場合、一方の熱媒体
は沸騰、蒸発するのでその懸念が大きく、必要により伝
熱管の一部を材質調査用のサンプルとして取り出すこと
がある。先ず、蒸気発生器の構造を原子炉用蒸気発生器
を例にとって説明する。図５において、蒸気発生器１０
の水室１１に図示しない原子炉の冷却材が加熱用高温熱
媒体として入り、伝熱管束を形成する多数の伝熱管１３
を分かれて流れ、その際後述のように給水に熱を与えて
自分は低温になって水室１５に達し、しかる後原子炉へ
戻る。一方、被加熱媒体である給水が給水ノズル１７か
ら流入し、管板１９の所まで流れ下り、その後伝熱管１
３の外側を流れて前述の原子炉冷却材により加熱され、
沸騰して一部は蒸気となって蒸気ノズル２１からタービ
ン等へ向けて流出する。このような伝熱管１３は、熱的
に厳しい条件下にあると共に放射能汚染の虞のある原子
炉冷却材を給水から隔てているので、その漏洩損傷は重
大な問題を起こす可能性を持っている。従って、伝熱管
の一部をサンプルとして採取し、材料調査を行なう必要
性が生ずる。なお、原子炉用蒸気発生器として貫流型の
ものもあるが事情は同じである。 【０００３】以上のような蒸気発生器の伝熱管のサンプ
ルを採取するやり方は概して２つの方法がある。一つは
伝熱管内にカッターを挿入して軸方向に離れた２箇所を
円周切断し、短管として取り出すものである。他は放電
加工電極を伝熱管内に挿入し、伝熱管の適所の管壁の一
部を切断して取り出すものである。後者について図６及
び図７を参照して概要を説明する。図において、サンプ
ル採取工具３０の可撓性のガイドチューブ３１は細い伝
熱管１３の中に挿入できるようになっていて、その先端
に放電加工電極３３を備えた加工ヘッド３５が設けられ
ている。放電加工電極３３は、特に図７に示すようにピ
ン３７により回動可能に支持されていて、そのローラ３
９に巻装された駆動ワイヤ４１を介してモータ駆動スプ
ロケット４３及びチェーン４５からなる駆動部４０によ
り矢印方向に回動される。その回動に際し、ブラシ４７
を介して放電加工電極３３に給電され、放電加工により
伝熱管１３の管壁の一部を切断分離する。切断分離され
た管壁は、サンプルとして真空吸引により伝熱管１３の
内部を通して回収される。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】前述のようにサンプル
を短管として取り出すものにおいては、円周切断を離れ
た２箇所でしなければならず、切断作業が繁雑であると
共にサンプルを取り出す回収工具は必然的に別体とせざ
るを得なかった。このためサンプル採取のコストが高か
った。又放電加工電極を縦軸面内で回動するものにおい
ては、加工ヘッドの保持に可撓性のガイドチューブを使
用するので、加工ヘッドの位置決め及び方向性の確保が
難しかった。更に適切な放電加工切断を行うには、放電
電極を高周波数で往復動しなければならないが、スプロ
ケット及び駆動ワイヤを使用するので適切な往復動が得
られなかった。従って、本発明は、位置決めなどの操作
が容易且つ確実にでき、更に放電加工によるサンプルの
切断分離が適切にできる熱交換器伝熱管のサンプル採取
装置を提供することを課題とするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、熱交換器伝熱管のサンプルをその
伝熱管内部から採取する装置は、伝熱管の中心軸に対し
て偏心して回転自在に支持された放電加工電極と、同放
電加工電極に給電するためのブラシとを有するヘッド部
及び前記放電電極を回転するためのモータと、同モータ
を収納するためのモータケースと、外周に膨脹式固定部
材を備え前記モータケースに連結された固定軸と、同固
定軸に一端が連結された帯板と、前記ブラシ及び前記モ
ータに接続された給電系とを有する本体から構成され
る。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施の形態を説明する。図１は、本発明によるサンプ
ル採取装置５０が前述のような細い伝熱管１３の中に挿
入された状態の立断面図を示している。そのヘッド部６
０は、偏心して回転自在に支持された放電加工電極６
１，伝熱管１３の軸心に対して偏位して位置する中間軸
６３，中間軸６３と放電加工電極６１の軸部６１ａとを
連結する継手６５及び軸部６１ａに接触するブラシ６７
を有している。更に中間軸６３は後述する本体に固定さ
れた軸受６９に回転自在に支持され、放電加工電極６１
の中抜きフラッパ状の加工部６１ｂは、前記中間軸６３
の回転により偏心軌跡を描いて回転するが詳細は後述す
る。 【０００７】次に本体７０は、前記中間軸６３に整列し
ている減速機７１とモータ７３、これらを収納するモー
タケース７５、モータケース７５に連結されると共に外
周部に膨脹式固定部材である空気袋７７、固定軸７９に
一端がボルト締めされて固定され伝熱管１３の中を延び
てその外側へ延出する帯板８１及び帯板８１を取り囲ん
で一端が固定軸７９に嵌着されたフレキシブルチューブ
８３から構成されている。本体７０は又、ブラシ６７や
モータ７３に給電する導線８５及び空気袋７７に空気を
給排する空気管８７を有し、これらはフレキシブルチュ
ーブ８３の中を伝熱管１３の端部の外まで延びて所定の
電源及び空気供給源に連絡している。 【０００８】上述の構成のサンプル採取装置５０を使用
して伝熱管１３のサンプルを採取する手順を説明する
と、帯板８１とフレキシブルチューブ８３とを一体とし
て掴持し、図示のようにヘッド部６０を位置決めする。
帯板８１は曲がるが軸回りには剛性があるので適切な配
向性が得られる。その後空気管８７を通して空気袋７７
に空気を供給しこれを膨脹する。これにより本体７０の
固定軸７９及びヘッド部６０が伝熱管１３に対して固定
される。次いで導線８５を介してモータ７３及びブラシ
６７に給電する。そうすると放電加工電極６１は図３に
示すように伝熱管１３内で長手軸回りに回転し、加工部
６１ｂが伝熱管１３に当接する部分で放電加工による切
断が行なわれ、サンプルが伝熱管１３の本体から分離さ
れる。図２に示すように、ブラシ６７はＹ形をしてお
り、前記回転に際し加工電極６１の軸部６１ａにぴった
りと接触し円滑に給電を行う。 【０００９】次に図３及び図４を参照して放電加工電極
６１の回転中心軸の伝熱管１３の中心軸からの偏心率，
電極半径ｒ2及び採取サンプル幅ｘとの関係を説明す
る。伝熱管１３の内半径をｒ1とすると、放電加工電極
６１の加工部６１ｂの先端は、図３の破線円Ｒ2の上を
移動し、幅ｘ2のサンプルが採取できる。又放電加工電
極６１の半径をｒ20とすると、その先端は同様に破線円
Ｒ20上を移動し、幅ｘ20のサンプルが得られる。このよ
うな幾何学的関係から偏心率ｅ／ｒ1，半径率ｒ2／ｒ1
及びサンプル幅比ｘ／ｒ1を図示すると図４のようにな
る。このような関係から採取すべきサンプルの幅ｘ乃至
幅比ｘ／ｒ1が定まれば、使用すべき放電加工電極の仕
様が好適に設定でき、必要なサンプルが確実に得られ
る。 【００１０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば放
電加工電極をモータにより直接的に駆動するので、これ
に必要な高周波数の微小往復運動を与えることができ良
好な放電加工によるサンプルの切断分離ができる。更に
帯板を使用して位置決め、向きの決定を信頼性良く行う
ことができ、膨脹式固定部材によりヘッド部をしっかり
と固定でき、放電加工電極の操作が信頼性良く行うこと
ができる。更には、電極の半径の選択により目的のサン
プルが容易に取得できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の要部を示すサンプル採取装
置の部分縦断面図である。 【図２】図１のII−II線に沿う平断面図である。 【図３】前記実施形態の要部の作用を説明する平面図で
ある。 【図４】前記実施形態の要部の作用を説明するグラフで
ある。 【図５】本発明のサンプル採取装置が使用される管形熱
交換器の一例を示す立断面図である。 【図６】従来のサンプル採取装置の一例を示す部分立断
面図である。 【図７】従来のサンプル採取装置の一例を示す平断面図
である。 【符号の説明】 １３ 伝熱管 ５０ サンプル採取装置 ６０ ヘッド部 ６１ 放電加工電極 ６１ａ 軸部 ６１ｂ 加工部 ６３ 中間軸 ６５ 継手 ６７ ブラシ ６９ 軸受 ７０ 本体 ７１ 減速機 ７３ モータ ７５ モータケース ７７ 空気袋 ７９ 固定軸 ８１ 帯板 ８３ フレキシブルチューブ ８５ 導線 ８７ 空気管
置の部分縦断面図である。 【図２】図１のII−II線に沿う平断面図である。 【図３】前記実施形態の要部の作用を説明する平面図で
ある。 【図４】前記実施形態の要部の作用を説明するグラフで
ある。 【図５】本発明のサンプル採取装置が使用される管形熱
交換器の一例を示す立断面図である。 【図６】従来のサンプル採取装置の一例を示す部分立断
面図である。 【図７】従来のサンプル採取装置の一例を示す平断面図
である。 【符号の説明】 １３ 伝熱管 ５０ サンプル採取装置 ６０ ヘッド部 ６１ 放電加工電極 ６１ａ 軸部 ６１ｂ 加工部 ６３ 中間軸 ６５ 継手 ６７ ブラシ ６９ 軸受 ７０ 本体 ７１ 減速機 ７３ モータ ７５ モータケース ７７ 空気袋 ７９ 固定軸 ８１ 帯板 ８３ フレキシブルチューブ ８５ 導線 ８７ 空気管
フロントページの続き
(72)発明者 橋本 重夫
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番
１号 三菱重工業株式会社 神戸造船所
内
(56)参考文献 特開 平９−79951（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−226547（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−317569（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−66829（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−233702（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−146425（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−65126（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−146743（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G21C 17/003
B23H 9/00
G21C 17/00
G21C 19/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 熱交換器の伝熱管内に挿入してサンプル
を採取する装置であって、 前記伝熱管の中心軸に対して偏心して該中心軸回りに回
転自在に支持された放電加工電極と、同放電加工電極に
給電するためのブラシとを有するヘッド部、及び前記放
電電極を回転するためのモータと、同モータを収納する
ためのモータケースと、外周に膨脹式固定部材を備え前
記モータケースに連結された固定軸と、同固定軸に一端
が連結された帯板と、前記ブラシ及び前記モータに接続
された給電系とを有する本体から構成されることを特徴
とする熱交換器伝熱管のサンプル採取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15539496A JP3468990B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 熱交換器伝熱管のサンプル採取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15539496A JP3468990B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 熱交換器伝熱管のサンプル採取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH102988A JPH102988A (ja) | 1998-01-06 |
| JP3468990B2 true JP3468990B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=15605003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15539496A Expired - Lifetime JP3468990B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 熱交換器伝熱管のサンプル採取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3468990B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6809283B2 (en) * | 2002-08-19 | 2004-10-26 | General Electric Company | Noble metal in-situ sampling method and apparatus |
| US7952045B2 (en) | 2006-03-14 | 2011-05-31 | Minatogawa Kinzoku Test Piece Manufacturing Co., Ltd. | Material piece scooping device |
| DE102010039413B4 (de) * | 2010-08-17 | 2012-03-29 | Areva Np Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme einer Probe aus einem Dampferzeuger |
| JP7360990B2 (ja) * | 2020-04-24 | 2023-10-13 | 三菱重工業株式会社 | 蒸気発生器の検査装置、及び、蒸気発生器の検査方法 |
| KR102596120B1 (ko) * | 2021-03-31 | 2023-11-02 | 두산에너빌리티 주식회사 | 전열관의 개구 가공장치, 이를 이용한 전열관의 개구 가공방법 및 전열관의 개구를 이용한 이물질 제거방법 |
| KR102528648B1 (ko) * | 2022-12-29 | 2023-05-04 | 한국원자력로봇 유한책임회사 | 새로운 증기발생기 전열관용 굴절형 방전가공 절개 툴 |
-
1996
- 1996-06-17 JP JP15539496A patent/JP3468990B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH102988A (ja) | 1998-01-06 |
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