JPH02247402A - 蒸気発生器の管の密封プラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸気発生器の管の密封プラグに関する。

〔従来の技術〕

加圧水型原子炉の蒸気発生器はほぼ円筒形のケーシング
からなり、該ケーシングの内部には水箱が厚肉の管板に
よって構成されており、該管板には蒸気発生器の管の束
が固定されている。束の管の各々は２つの平行な枝管を
含み、該枝管の端部は、通常はフランジ又は溶接によっ
て管板の内部に固定されている。

蒸気発生器が作動しているとき、管は、加圧水からなる
原子炉の１次流体と、蒸発する給水からなる２次流体と
に接触する。蒸気発生器のかかる作動状態の下で、管は
種々の損傷、特に接触する流体による腐食を受けやすい
。蒸気発生器の管の幾つかは使用中に欠陥をもつように
なり、例えば、２次流体を汚染する漏洩を引き起こすク
ラックを発生させるようになる。

従って、原子炉のメンテナンスの際、蒸気発生器に取り
付け、漏洩を引き起こし易い損傷を生ずる管に栓をする
ことが必要である。

一端が底部によって閉鎖された管状の本体と、蒸気発生
器の管に挿入した後にプラグ本体のボアに挿入してプラ
グを直径方向に膨脹させる管状のクランプ手段とからな
る蒸気発生器の管の密封プラグが知られている。

このクランプ手段は、特に、ニッケルのような金属から
作られたブツシュと、原形に戻る能力を有するニッケル
合金で作られたコアとを含み、これらの２つの構成要素
は、相互に作用してプラグ本体を半径方向に膨脹させプ
ラグ本体を管に固定する。

ブツシュと膨脹コアは相互に対応して作用する面を有し
、これらの面は、膨脹コアがブツシュに係合するとき相
互作用してブツシュ及びプラグ本体を半径方向に膨脹さ
せる。

プラグが蒸気発生器の管の中の適所にあるとき、膨脹コ
アはブツシュのボアに挿入される。ブツシュ及びコアの
作用面は一般に、プラグ本体の底部と反対側に位置する
オリフィスの方向に拡張した截頭円錐支持面からなる。

プラグが蒸気発生器の作動温度に達するとき、原形に戻
る能力をもつ膨脹コアは直径方向に膨脹し、かかる直径
方向の膨脹は、プラグ本体と蒸気発生器の管の漏れ止め
閉鎖体を確実に接触膨張させる。

しかしながら、蒸気発生器の管を効果的に密封するかか
るプラグは、幾つかの欠点を有する。

まず、膨脹コアを作るのに使用されている原形に戻る能
力をもつニッケル合金は、作動温度において原子炉の１
次流体による腐食に対する耐性が小さい。

又、膨脹コアをブツシュに押し込むことによるプラグの
漏れ止めクランプは、摩擦力に打ち勝ちブツシュとプラ
グ本体の金属を変形させるのにかなりの努力を必要とす
る。

さらに、蒸気発生器の管に据え付けられたプラグを取り
外すことが必要となるかもしれない。これは、特に、束
の管の幾つかに予防的に栓をし、腐食に抵抗することが
できるように、例えば応力除去処理をした後、引き続き
使用状態に戻すときに言えることである。

又、蒸気発生器の束の管を使用状態に戻すことが好都合
なことがあるかもしれない。そして、管の修理の効果的
な方法が、最近利用できるようになってきた。

まずコアを膨脹させ、次いでプラグ本体を引っ張って取
り出すことができるように収縮させることによって、上
述のような密封プラグを取り出すことができる。

かかる取り出し方法は、フラマトームによって出願され
た仏国特許第８７−１４３２６号に開示されている装置
を使用することによって実施することができる。

この２段階の方法は、比較的時間がかかり実施するのが
複雑であり、そして複雑な工具の使用を必要とする。さ
らに、取り付は前に押されるプラグ本体の端部を破損す
るおそれがあり、プラグ本体のクランプ部分は、蒸気発
生器の管の内壁から分離されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、本発明の目的は、端部の一方が底部によって閉
鎖されている管状本体と、プラグを直径方向に膨脹させ
る手段とを含み、該手段は、プラグの本体の膨脹帯域の
内部に置かれたブツシュと、ブツシュの対応する面と相
互に作用して直径方向に膨脹しプラグを膨脹させるよう
になった作用面を有する膨脹コアとからなるものであっ
て、蒸気発生器の１次流体による腐食に対して完全に抵
抗できる該プラグを、困難なしに管の中に迅速に据え付
けることができ、かつ、引き続き、単一の操作で、管の
中の分離片の存在を引き起こすプラグの一部の破損する
おそれなしに、抜き出すことができる蒸気発生器の管の
密封プラグを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するために、本発明のブツシュは、少
なくとも２つの長さ方向スロットで分離された少なくと
も２つの弾性円筒形部分と、プラグの底部の方へ拡張し
た作用面とからなり、膨脹コアはスロット付きのブツシ
ュの内部に係合し、該ブツシュの外面には、プラグが管
の内部に挿入することができる非膨脹状態にあるとき、
ブツシュの作用面に関連してプラグの底部と同じ側に位
置決めされる対応する作用面が設けられており、プラグ
の膨脹は、ブツシュの内部に、本体の底部と反対側の開
口端の方へ膨脹コアを移動させることによって得られる
。

〔実施例〕

次に、本発明の理解を容易にするために、本発明の密封
プラグ及び加圧水型原子炉の蒸気発生器の管にこのプラ
グを取り付けたり取り外したりするための方法を、添付
図面を参照して非限定的例として説明する。

第１図は、全体として参照符号１で示した本発明による
プラグを示す。このプラグｌは、中実の底部３によって
一方の端部が閉鎖され、反対側の端部が開口している管
状本体２からなる。管状本体２の内ボアの内部には、開
口端部付近に管状本体の長さの一部４にわたってねじが
切られている。

ブツシュ５と膨脹コア６とから構成される直径方向の膨
張手段が、本体２の内部に配置されている。ブツシュ５
の環状底部７が底部３に当たっている。ブツシュは、環
状底部７から始まっている薄肉部分５ａと、プラグの底
部３の方へ拡張している截頭円錐面５ｃによって分離さ
れた厚肉部分５ｂとからなる。

従って、ブツシュ５の内ボアは、大径部分と、截頭円錐
面によって分離された小径部分とからなる。

第１図では、プラグは非膨脹状態で示されており、本体
２の外径は蒸気発生器の管の内径よりも僅かに小さい。

プラグの本体は、ブツシュの小径部分５ｂに面する部分
では、後述するように蒸気発生器の管にプラグを確実に
固定するようになった２つの円形雄型スプライン１０を
外径に有する。

第１図及び第２図で分かるように、ブツシュ５は、円筒
形部分又は薄層９を構成する長さ方向スロット８を有し
、該部分又は薄層９は弾性変位して、互いに遠去かる方
向に移動しブツシュ５を直径方向に膨脹させることがで
きる。ブツシュ５の内部は、前記薄層の各々がブツシュ
の部分５ａに対応する薄肉部分、部分５ｂに対応する厚
肉部分及び底部７の方へ拡張し部分５ｃに対応する部分
を有するように機械加工されている。

ブツシュ５の環状底部７は、周囲溝１３と、該溝１３に
開口した２つの半径方向ノツチ１２ａ。

１２ｂとを有しており、プラグ本体２の内壁に機械加工
され差込ファスナを形成する２つのスナツグ１４により
、第１図に示すように、ブツシュ５をプラグ本体２に固
定することができる。

第３図には管状の形態に作られた膨脹コア６が示されて
おり、該膨脹コアは、外径の大きな部分６ａと、外径の
小さな部分６ｂと、部分６ａと部分６ｂとの間の截頭円
錐形連結部分６ｃとからなる。

膨脹コアの小径部分６ｂには雌ねじ１６が切られている
。

次のようにしてプラグ１を取り付けることができる。

第１に、膨脹コア６の小径の入口部分をブツシュ５のボ
アに挿入する。薄層９の弾性により、膨脹コア６を挿入
することができる。膨脹コア６を、端部がブツシュの環
状底部７に当たるまでブツシュ５の軸線方向に押し込む
。

すると、コアは、第１図に示したブツシュ５の内部の位
置に位置する。かくして、コア６の部分６ａ、６ｂ、６
ｃは、ブツシュ５の部分５ａ。

５ｂ、５ｃの内部にそれぞれ配置される。

次いで、ブツシュ５をプラグ本体２に挿入して、環状底
部７を差込ファスナ１２ａ、１２ｂ、１４によって本体
２の底部３の下に固定する。

すると、第１図に示した形態でプラグを使用して蒸気発
生器の管に栓をすることができる。

上方に拡張しコアの作用面を形成する截頭円錐面６ｃは
、ブツシュ５の対応する対応する作用面５ｃに関連して
位置決めされる。

第４図には、蒸気発生器の管゛２０の端部が、管板１７
に嵌め込まれ且つ環状溶接継手１９によって管板に密封
して固定された状態で示されている。

管２０の内部にプラグを取り付は密封して固定するのに
公知の工具が使用されるが、この工具は、プラグの開口
端２ａに当たるようになった本体と、ねじ端部が膨脹コ
ア６の雌ねじ部分１６にねじ込まれるロッ・ドとからな
る。

取り付は工具に連結されたプラグは、底部３と反対側の
開口端２ａが第４図に示すように管板１７の入口面と面
一をなすように管２０に挿入される。

工具本体は支持体に連結されており、ロッドは機械装置
又は液圧装置により作動されてコア６に下向きの力を及
ぼす。

ブツシュのコア５ｃと互いに対応する作用面６ｃは相互
に作用してブツシュ５と本体２を直径方向に膨脹させ、
円形スプラインＩＯは管壁と接触し金属に僅かにめり込
む。

コア６は第４図に示すような位置を占めるまで下方に移
動する。すると、コア°６の大径部分６ａはブツシュ５
の厚肉部分５ｂの内部にあり、該部分は薄層９の変形の
結果として半径方向の膨脹を受ける。

かくして、プラグ本体２は抵抗でき且つ漏れ止め可能な
態様で管２０の内部に固定され、スプラインＩＯは管の
内壁に固定される。

すると、膨脹コアの雌ねじ部分１６に係合する工具のね
じ部分を緩めることにより、工具を取り外すことができ
る。

管板１７の下に位置決めされた蒸気発生器の水箱に入っ
たオペレータによって取り付は工具を操作することがで
き、或いは、蒸気発生器の水箱に挿入され水箱の外側か
ら制御される自動装置によって据え付は操作することが
できる。

第５図は、本発明のプラグ１の取り外しの際の図面であ
る。

この取り外しについては、使用工具は、プラグの取り付
けに使用した上述の工具でも良い。又、取り外しについ
ては、工具のロッドは、両方向に作動して取り外しのた
めに膨脹コア６を押すことができることで十分である。

第５図で分かるように、押しロッド２１の端部は、コア
６の雌ねじ１６を締めることによって固定される。工具
の本体２２は、プラグ本体２の雌ねじ部分４にねじ込ま
れる。ロッド２１によってプラグの底部３の方向にコア
が押される。ロッド２１は、ねじ部分を越えて位置決め
され、かつ、コア６が第４図に示す位置からブツシュ５
の環状底部７の方へ後退する位置まで移動するときプラ
グの底部３に当たるようになった小径延長部２１ａを有
する。かくして、プラグの底部が押され、開口端２ａは
雌ねじ部分４によって工具本体に連結される。

第６図は工具の変形例を示し、該変形例の工具は、第５
図に示す工具の本体２２と同じ本体２２１と、大径部分
２１　’ａ及び肩２１　’ｃで分けられた小径部分２１
’ｂを有するロッド２１１とからなる。ロッド２１′は
ねじ部分を有しておらず、部分２１１ｂによってコア６
のボアに係合する。すると、肩２１′ｃはコア６の端部
に当たるようになる。かくして、工具のロッド２１’を
介してコア６によりプラグの底部３を押すことができる
。

従って、プラグ本体２は軸線方向の伸びを受け、プラグ
の底部は位置３から位置３１に変化する。

数ミリメートルのこの軸線方向の伸びが収縮のためプラ
グ本体２の変形部分の直径を減少させるので、円形スプ
ライン１０は管２ｏの壁から引き離される。すると、も
はや管２０の壁に定着されていないプラグ本体２を、管
にきずをっけたり損傷させたりすることなしに管から抜
き取ることができる。

従って、管に予防的に栓をする場合には、プラグが取り
外された後に蒸気発生器の管を再使用することができる
。

さらに、予め膨脹コアを抜き取る必要なしに、単一の操
作で取り外しを行うことができる。

膨脹コアをスロット付きブツシュに挿入し次いでブツシ
ュをプラグ本体に挿入して固定する操作を伴うワークシ
ョップでのプラグの取り付けを、特にスロット付きブツ
シュ５の可撓性及び弾性のため極めて容易に且つ迅速に
行うことができる。

薄層の端部９ａを押すことによりブツシュ５を底部３に
押し当てつづける工具を使用する。すると、コア６は数
ミリメートル下方に引っ張られて変形しはじめるので、
コア６が回転するおそれなしに、工具を雌ねじにねじ込
むことができる。

取り付けの後、膨脹コアは、作用面６ｃ、５ｃにより互
いに接触した状態でブツシュの内部に保持される。ブッ
シュ５自体がプラグの底部に固定されるので、このプラ
グは構成要素が分離できない組立体を形成する。

ブツシュを形成する変形可能な薄層の存在のため、取り
付けの際に直径方向にかなり膨脹するプラグを設計する
ことかできる。かくして、プラグは、比較的広範囲に内
径が変化する管を密封するのに使用することができる。

さらに、取り付けの際、可撓性の薄層の存在は、及ぼさ
れるべき引張り力を制限して直径方向に膨脹させること
ができる。スロット付きブツシュはプラグの直径方向の
膨脹の際、荷重の補整及び分散装置としての機能を果た
す。

プラグの取り付けのために及ぼされる力の減少により、
取り付けの際のプラグ本体のケーシングの破損のおそれ
を制限し除去さえすることができる。

他方、単一の操作で実施することができるので、取り外
しはより一層迅速である。ブツシュの中に膨脹コアが捕
捉されているときでさえも取り外すことができ、その際
、ブツシュを形成する薄層の曲げのため変形が進行する
。

取り外しの際にプラグの上部分が破損した場合には、こ
の上部分は捕捉されたままである。何故ならば、この上
部分がロッドに固定された膨脹コアに係合しているスロ
ット付きブツシュの端部に固定されつづけるからである
。

膨脹コアがスロット付きブツシュの内部に捕捉されてい
る場合には、ブツシュの薄層は曲げられるので、膨脹コ
アを押してプラグの底部に当接させることができる。プ
ラグ本体のケーシングが破損した場合には、困難なしに
プラグを取り外すことができ、プラグ本体の定着スプラ
インは予め解放される。

本発明のプラグは極めて効率的に管内部に固定されるの
で、ワークショップにおいて管に予防的に栓をしたり、
或いは蒸気発生器のメンテナンス作業の際に管に栓をし
たりするのに使用することができる。

本発明は上述の実施例には限定されない。

かくして、ブツシュをプラグ本体の内部に固定するため
に、差し込み式装置とは異なる装置を使用することがで
きる。例えば、スナップ嵌めによって、プラグ本体の外
部ハンマ打ちによって、ねじ接合によって、収縮によっ
て、エレクトロビーム溶接によって、或いはプラグの底
部の溝におけるブツシュの変形によって、この固定を実
施することができる。

ブツシュは多数の円筒形部分からなり、これらの円筒形
部分は多数の単純な薄層である。

好適な実施例では、プラグ本体はインコネル（Ｉｎｃｏ
ｎｅｌ）６９０のようなニッケル合金で作られており、
ブツシュはニッケル２０１で作られており、膨脹コアは
歪硬化したステンレス鋼３１６で作られている。これら
の材料は原子炉の１次流体による腐食に抵抗し、不可欠
な機械的特性を有する。しかしながら、同等の機械的特
性及び耐食性を有する他の材料を使用しても良い。

本発明のプラグの固定及び取り外しを行うために、適当
な装置、特に仏国特許第８７−１４３２６号に開示され
た装置を使用しても良い。

最後に、如何なる直径の管でも、本発明の密封プラグを
使用して、蒸気発生器又は同等な構造体の熱交換器の栓
塞ぎを実施することができる。原子カニ業以外に分野に
おいても本発明の密封プラグを使用する。ことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラグの軸線方向断面図、第２図は第
１図に示したプラグのスロット付ブツシュの・斜視図、
第３図は第１図に示した膨脹コアの斜視図、第４図は蒸
気発生器の密封位置における本発明のプラグの軸線方向
断面図、第５図は本発明の密封プラグの取り外しの際の
軸線方向断面図、第６図は本発明の密封プラグの取り外
しの際の変形例の断面図である。 ｌ　　・プラグ、　２・・・本体、 ３・　・底部、　　　５・・・ブツシュ、６・　・膨脹
コア、 ２０・・蒸気発生器の管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）端部の一方が底部（３）によって閉鎖されている
   管状本体（２）と、プラグを直径方向に膨張させる手段
   （５、６）とを含み、該手段（５、６）は、プラグの本
   体（２）の膨脹帯域の内部に置かれたブッシュ（５）と
   、ブッシュ（５）の対応する面（５ｃ）と相互に作用し
   て直径方向に膨張しプラグを膨張させるようになった作
   用面（６ｃ）を有する膨張コア（６）とからなる蒸気発
   生器の管（２０）の密封プラグにおいて、 ブッシュ（５）は、少なくとも２つの長さ方向スロット
   で分離された少なくとも２つの弾性円筒形部分（９）と
   、プラグの底部（３）の方へ拡張した作用面（５ｃ）と
   からなり、膨張コア（６）はスロット付きのブッシュ（
   ５）の内部に係合し、該ブッシュ（５）の外面には、プ
   ラグ（１）が管（２０）の内部に挿入することができる
   非膨脹状態にあるとき、ブッシュ（５）の作用面（５ｃ
   ）に関連してプラグの底部（３）と同じ側に位置決めさ
   れる対応する作用面 （６ｃ）が設けられており、プラグの膨張は、ブッシュ
   （５）の内部に、本体（２）の底部（３）と反対側の開
   口端の方へ膨張コア（６）を移動させることによって得
   られることを特徴とする密封プラグ。 （２）ブッシュ（５）は、プラグ（１）の本体（２）の
   底部（３）と接触するようになった環状底部（７）と、
   該環状底部（７）から始まっている薄肉の第１部分（５
   ａ）及び厚肉の第２部分（５ｂ）とを含み、第１部分と
   第２部分は、ブッシュ（５）の内ボアにおいて、ブッシ
   ュの作用面を形成する截頭円錐面（５ｃ）によって分離
   されていることを特徴とする請求項（１）に記載の密封
   プラグ。 （３）ブッシュの環状底部（７）はプラグ（１）の本体
   （２）の中にブッシュを固定するための手段（１２ａ、
   １２ｂ、１３）を有しており、該手段は、底部（３）付
   近でプラグの本体（２）の内部に配列された手段（１４
   ）と補足し合うことを特徴とする請求項（２）に記載の
   密封プラグ。 （４）プラグの本体（２）の中へのブッシュの固定は差
   し込み式の固定によって行われ、ブッシュの連結手段は
   、溝（１３）とこれに開口するノッチ（１２ａ、１２ｂ
   ）とからなり、プラグの本体（２）の対応する固定手段
   は、底部（３）の付近に設けられていて、本体（２）の
   ボアの内部に方へ半径方向に突出している突起部 （１４）からなることを特徴とする請求項（３）に記載
   の密封プラグ。 （５）プラグの本体（２）は、底部（３）と反対側の開
   口端に雌ねじ部分（４）を有しており、膨脹コア（６）
   も雌ねじ部分（１６）を有しており、これらの雌ねじ部
   分（４、１６）により、本体（２）の開口端の方へ、及
   び本体（２）の底部（３）の方へ膨脹コア（６）をそれ
   ぞれ引っ張ったり押したりするための工具にプラグを連
   結することができることを特徴とする請求項（１）乃至
   （４）のいずれか１つに記載の密封プラグ。 （６）膨脹コア（６）は管状の本体からなり、該本体は
   、外径の大きな部分（６ａ）と、外径の小さな部分（６
   ｂ）と、部分（６ａ）と部分 （６ｂ）との間に設けられていて外面が截頭円錐形の部
   分（６ｃ）とを有することを特徴とする請求項（１）乃
   至（５）のいずれか１つに記載の密封プラグ。 （７）プラグの本体（２）とブッシュ（５）はニッケル
   合金で作られており、膨脹コア（６）はステンレス鋼で
   作られていることを特徴とする請求項（１）乃至（６）
   のいずれか１つに記載の密封プラグ。