JPH0572188A

JPH0572188A - 熱交換器細管等の欠陥検出装置

Info

Publication number: JPH0572188A
Application number: JP3261155A
Authority: JP
Inventors: Masao Murata; 雅夫村田; Mutsuo Tsunematsu; 睦生常松
Original assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Current assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1993-03-23

Abstract

(57)【要約】【目的】プローブを細管内に挿入することにより該細
管のリークを検出する装置において、Ｕ字状折曲部を有
する細管を一方向からのプローブ挿入で、しかもスリー
ブ補修された部位でも検査可能ならしめると共に、探傷
子の伝播媒体としての水の供給を迅速にし、さらにプロ
ーブやリール部のモーター、注水ホース等を排除せしめ
て装置を簡略化する。【構成】探傷子（２）を備えたプローブ（１）と、該
プローブから延出するケーブル（３）と、該ケーブルを
巻き取り側に付勢して巻回するリール部（４）とを備
え、上記プローブ（１）はその先端に、該プローブが挿
入される細管内部を一部空気排出路（５）を形成して閉
塞する受圧キャップ部（６）を有し、該受圧キャップ部
は、プローブ基端側に開放するかさ状を呈し且つその外
周縁部が細管内面に液密に当接する弾性材よりなるスカ
ート部（８）を備え、プローブ（１）を挿入した細管に
ケーブル側から水を給排することにより該プローブを細
管内で自走的に移動可能ならしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軽水炉プラント、特に加
圧水型原子炉を用いた発電プラントの蒸気発生器の伝熱
細管等の欠陥部位検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】加圧水型原子炉を用いた原子炉発電プラ
ントのような間接サイクルではタービンを回転させる蒸
気発生のため蒸気発生器が必要であり、１次系各ループ
に１基ずつ設けられている。

【０００３】この蒸気発生器は１次系冷却水を通水する
直径約２２mm、肉厚約1.3mm の多数の逆Ｕ字管からなる
伝熱細管が二次冷却水中に配置されたもので、二次冷却
水は該伝熱細管からの熱を受けて蒸気化しタービン系統
へ導かれる。伝熱細管は高さ約５〜７m 、Ｕ字部位間隔
は広いもので約３m であり、例えば図６に示すように逆
Ｕ字管（Ｓ）の下端を管板（Ｋ）に固定され、上方は約
７段の管支持板（図示せず）によって保持されている。

【０００４】そして、この伝熱細管は、これにリークが
発生すると、放射能を有する一次冷却水が二次側へ混入
し、プラントの放射能レベルが上がり、運転の継続が困
難になるため、リーク個所を発見し、当該伝熱細管の盲
栓（通水停止）処理あるいはリーク個所の補修などが行
われる。

【０００５】そのため、上記リーク発生の可能性がある
箇所を発見すべく、細管の探傷検査が実施されるが、か
かる細管の欠陥の位置と寸法（深さ等）を定量化するた
めの非破壊検査方法としては、従来、超音波探傷法（以
下ＵＴという）と渦電流探傷法（以下ＥＣＴという）と
が使用されている。ＵＴは一般的にＥＣＴより微少な欠
陥の検出が可能であるという利点を有し、またＥＣＴ
は、ＵＴが超音波の伝播媒体として必要とする水等が要
らないことから構成が比較的簡単であり、また、検査速
度が比較的速いという利点を有している。

【０００６】図４乃至図６に原子炉熱交換器細管の非破
壊検査に使用されるＵＴ検出装置を従来における細管の
欠陥検出装置の１例として示す。この装置のプローブ
（２０）の構成は図４に示す通りであり、ＵＴ探傷子（２１）及び該ＵＴ探傷子（２１）からの
超音波を検査に適した方向に反射させるためのミラー
（２２）などを収納する回転部（２３）と、回転部（２３）を回転させるためのモータ（図示せ
ず）及び回転位置を検出するための位置検出器（図示せ
ず、以下エンコーダと称す）などを収納するボディ（２
４）と、回転部（２３）とは、フリーの状態で回動自在に接続
され、細管（Ｓ）への挿入を容易とするために先端を円
錐状とした先端子（２５）と、ＵＴ探傷子（２１）及びプローブの細管における挿脱
状態検知用ＥＣＴ（２６）の信号線、回転部駆動モータ
の電源線、エンコーダの信号線及び伝播媒体としての水
の供給用ホースを収納したケーブル（２７）、とから成
る。先端子（２５）とボディ（２４）とには供給された
水をプールすべく、夫々フランジ状のゴム製上下部水シ
ール（２８），（２９）が付設されている。

【０００７】そして、上記プローブを構成する各部の機
能は、次の通りである。ＵＴ探傷子（２１）は、周期的
に超音波パルスを発振し、超音波は、ミラー（２２）に
より、反射されて、被検査体に到達する。ミラー（２
２）の回転に伴い、超音波の反射方向も回転し、細管
（Ｓ）の全周に亘っての検査が可能となる。超音波の効
率的な伝播のため、給水口（３０）から伝播媒体として
の水が供給され、上部水シール（２８）と下部水シール
（２９）間の範囲のプローブ（２０）外面と細管（Ｓ）
内面との空間は、供給水で充満される。しかし、上下部
水シール（２８），（２９）と細管（Ｓ）内表面との水
密性は、完全ではなく、一部の水は漏出し、失われるた
め、常時、水は、供給される。なお、当初、上下部水シ
ール（２８），（２９）間に存在していた空気は、排出
口（３１）から排出され、また、供給余剰水もこの排出
口（３１）から同様に排出される。即ち、回転部（２
３）に設けた排水口（３１）に入った空気または水は、
回転部（２３）内部の流路に流れ、さらにアダプタ（３
２）内流路からボディ（２４）内部の流路へ流れて、ボ
ディ外部へ排出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＵＴ検出装置においては、下記の如き問題点を有し
ている。従来装置のプローブは、回転機構を有しているため、
比較的長い寸法となる。したがって、図６に示すように
蒸気発生器のように細管が曲がっている部位（Ｓ₁）
（以下、Ｕベンドと称す）には、プローブが挿入でき
ず、該Ｕベンドの検査ができない。このことは、細管の
一方向からのプローブ挿入でＵベンドを有する細管の全
長を検査することができないことも意味している。ま
た、Ｕベンドの半径が大きくＵベンド部を通過したとし
ても、通過後においては、プローブが上下逆さとなり、
排出口が上になって空気抜きが不充分となる。水の供給用ホースをケーブル内に収納していること、
及びプローブ本体に供給、排出用の流路を設けているこ
とから、いずれも流路の口径が小さく、したがって水の
流路抵抗が大きくなり、プローブの上，下部水シール間
に水を充満させるのに時間がかかる。ケーブルの収納物が、ＵＴ用信号線、モータ駆動用電
源線、エンコーダ用信号線及び水の供給用ホースなど複
雑な構造である。プローブの細管内への挿入及び引抜きは、図６に示す
如き、ケーブルの末端に設けた巻取り用リール部（３
３）を駆動モータ（３４）を正逆回転させることにより
行う。このためケーブル巻取り部分にモーターを必要と
する。細管にすでにさや当て補修（以下スリーブ補修と称
す）されている部位は補修管により内径が細くなってい
るので、同一プローブでは、上下部水シールの寸法が合
わず検査ができない。

【０００９】本発明は叙上の如き実状に対処し、特に検
査装置のプローブに新規な構成を見出すことにより、Ｕ
ベンド細管を一方向からのプローブ挿入で、しかもスリ
ーブ補修された部位でも検査を可能ならしめると共に、
水の供給時間を短縮し、さらに水供給用ホースならびに
プローブ回転部のモーター、リール部のモーター、及び
これらモーター等のコードを排除せしめて装置の構造の
簡略化を図ることを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明の細管用欠検出装置の特徴は、探傷子を備えた
プローブと、該プローブから延出するケーブルと、該ケ
ーブルを巻き取り側に付勢して巻回するリール部とを備
えてなり、上記プローブはその先端に、該プローブが挿
入される細管内部を一部空気排出路を形成して閉塞する
受圧キャップ部を有し、該受圧キャップ部は、プローブ
基端側に開放するかさ状を呈し且つその外周縁部が細管
内面に液密に当接する弾性材よりなるスカート部を備
え、プローブを挿入した細管にケーブル側から水を給排
することにより該プローブを細管内で自走的に移動させ
ることにある。なお、ここでいう探傷子とは、その探傷
子の周囲の一部分、またはほぼ全周に亘り探傷しうるも
のであり、例として、リングアレイ型ＵＴ探傷子やリン
グ状パンケーキ型ＥＣＴ探傷子等がある。

【００１１】

【作用】上記構成を有する本発明の欠陥検出装置の使用
方法を説明すると、先ず、逆Ｕ字状に設置される細管の
一端部から該装置のプローブを挿入し、のち該細管に水
を直接注入する。細管に注入された水は、プローブの受
圧キャップ部に設けられた排出路から細管内の空気を排
出すると共に、該受圧キャップ部のスカート部に水圧を
かけプローブを前進させる。

【００１２】即ち、上記本発明装置においては、細管に
給水した水によってプローブを前進させ、また後退させ
る際には、上記水を排出してリール部の巻き戻し力によ
ってプローブの後退を行う。この場合、受圧キャップ部
のスカート部は弾性材によってかさ状に形成されてなる
ため、前記水圧によって潰れることはなく、逆に該水圧
によりその周縁部を細管内面に押し当てて水密度を高
め、移動時の空気の侵入を阻止することが可能である。
そして、上記装置は、プローブに設けた探傷子にて細管
内面の所定区域全周を同時に検査する構成であるため、
従来の如く探傷子及びミラーを回転させるモーター等が
不要となってプローブ全体を小さく形成することがで
き、これによって細管のＵベンドあるいは該Ｕベンドの
向こう側にプローブを挿入することが可能となる。ま
た、細管がスリーブ補修されて細くなっている場合で
も、上記受圧キャップのスカート部の伸縮と前記水圧と
のバランスによって受圧キャップ部の水密性は保持され
る。

【００１３】

【実施例】以下、更に添付図面を参照して、本発明実施
例の欠陥検出装置を説明する。図１は本発明実施例装置
のプローブを示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面
図、図３は同装置の全体図であり、図において（１）は
リングアレイ型ＵＴ探傷子（２）を備えたプローブ、
（３）は該プローブ（１）から延出するケーブル、
（４）は該ケーブル（３）をスプリング等により巻き取
り側に付勢して巻回するリール部を夫々示している。

【００１４】プローブ（１）はその先端に、該プローブ
（１）が挿入された細管（Ｓ）内部を一部、空気排出路
（５）を形成して閉塞する受圧キャップ部（６）を有
し、該受圧キャップ部（６）は、プローブ（１）の基端
側に開放するかさ状を呈しかつその外周縁部が水シール
部（７）として細管（Ｓ）内面に液密に当接するスカー
ト部（８）を備えている。この実施例では、該スカート
部（８）は、円錐形に形成された受圧キャップ部（６）
先端部と一体に、耐圧性，伸縮性（弾性）及び潤滑性を
もったシリコンゴム等の材料によって構成されている。
そして、この受圧キャップ部（６）下部には、前記リン
グアレイ型ＵＴ探傷子（２）の超音波角度を変えるミラ
ー部（９）が設けられている。なお、図１における（１
０）は連結棒、（１１）はプローブ（１）が細管（Ｓ）
の中にあるか否かを判別するためのＥＣＴコイルであ
る。

【００１５】一方、図３に示す如く、細管（Ｓ）基部が
固定される管板（Ｋ）と前記リール部（４）の間には、
プローブ位置決め部（１２）とガイド管（１３）とが水
密に連結して設けられており、ガイド管（１３）には細
管（Ｓ）に水を給排する給水管（１４）と排水管（１
５）とが夫々給水弁（１６）、あるいは排水弁（１７）
を介して接続されている。また、該ガイド管（１３）に
はプローブ（１）の巻き込みを止めるプローブストッパ
（１８）と、リール部（４）に対し水をシールするシー
ル部材（１９）とが設けられている。

【００１６】次に、上記構成を有する本発明実施装置を
使用した探傷検査要領を説明する。検査開始前のプローブ（１）の位置は、ガイド管（１
３）の中のプローブストッパ（１８）の位置まで、巻取
り用リール部（４）のスプリング力によって引込まれて
おり、ガイド管の中は水が充満されていない状態にあ
る。またプローブ位置決め部（１２）は管板（Ｋ）から
離した状態にある。プローブ位置決め部（１２）を検査対象の細管（Ｓ）
の下方に位置決めする。プローブ位置決め部（１２）を上昇させて管板（Ｋ）
に接触させる。プローブ位置決め部（１２）上面には、
パッキン（Ｐ）が固定されており、その状態で管板
（Ｋ）とプローブ位置決め部（１２）との接触部は水密
に保たれる。ガイド管（１３）下端には給水用及び排水用の配管
（１４），（１５）が接続されており、排水管（１５）
側の弁（１７）を閉止してから、給水管（１４）側の弁
（１６）を開き給水を開始する。ガイド管（１３）の内面は、プローブ（１）の水シー
ル部（７）との水密性を保つ内径となされ、プローブ
（１）は給水圧力及び給水量により、受圧キャップ部
（６）が給水圧力を受けて水シール部（７）が拡がり、
ガイド管（１３）内面に水密部を形成し、給水量に応じ
て自走前進し、細管（Ｓ）内に挿入されていく。受圧キ
ャップ部（６）のスカート部（８）内の空気と、ガイド
管（１３）及び細管（Ｓ）内の空気は、受圧キャップ部
（６）の排出路（５）から排出する。巻取り用リール部（４）は、ケーブル（３）、即ちプ
ローブ（１）を引き戻す方向にスプリング力を有し、プ
ローブ（１）に前進する方向に力がかかると、ケーブル
（３）を解放していく。プローブ（１）が細管（Ｓ）に挿入され、検査対象部
位まで到着すると、給水管（１４）の給水量を調整し
て、検査に適したプローブ（１）の速度で、あるいはプ
ローブ（１）を停止して、ＵＴ探傷を実施する。検査終了後は、給水管（１４）側の弁（１６）を閉止
し、排水管（５）側の弁（１７）を開いて排水を行う。給水が停止すると、巻取り用リール部（４）のスプリ
ング力によりプローブ（１）は引き戻され、ガイド管
（１３）下端のプローブストッパ（１８）の位置にて停
止する。

【００１７】なお、上記検査過程において、プローブ
（１）を縦型細管（Ｓ）のＵベンドを超えて挿入する
と、空気排出路（５）からあるいは水シール部（７）と
細管内表面の不完全な水密部から水が細管（Ｓ）の下方
に滴下する。このような場合に備えて、探傷している細
管（Ｓ）の出口にじょうご型の水回収器具（図示せず）
を設けることにより、水を回収するようにする。また、
探傷している細管（Ｓ）の出口からプローブ（１）が脱
出するのを防止するために、前記じょうご部に脱出防止
板を設けるようにする。

【００１８】以上、本発明の一実施例について説明した
が、リングアレイ型ＵＴ探傷子（２）及びミラー部
（９）に替えて、円筒状プローブの周面に複数のパンケ
ーキ型ＥＣＴコイルを等間隔に配置したリング状のパン
ケーキ型ＥＣＴ探傷子等を用いたり、あるいは上記両方
の探傷子を用いたりすることも可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の細管用欠
陥検出装置は、全周指向型探傷子を備えたプローブと、
該プローブから延出するケーブルと、該ケーブルを巻き
取り側に付勢して巻回するリール部とを備えてなり、上
記プローブはその先端に、該プローブが挿入される細管
内部を一部空気排出路を形成して閉塞する受圧キャップ
部を有し、該受圧キャップ部は、プローブ基端側に開放
するかさ状を呈し且つその外周縁部が細管内面に液密に
当接する弾性材よりなるスカート部を備えたものであ
り、かかる構成によって、（１）プローブは、給水の供給量により自走前進すると
共に、巻取り用リールに仕かけられたスプリング力によ
り引き戻されるので、従来の如きプローブ押し込み装置
（モータ駆動）が不要となる。また、給水を比較的口径
の大きい細管に直接供給するので、水の供給が早くなる
効果と前記の作用によりプローブを検査部位まで挿入
し、探傷後、引き抜く時間が短縮される。（２）プローブの回転機構が不要となるためプローブ全
長が短くなり、細管のＵベンドへの挿入が可能となる。
したがってＵベンドを超えて細管全長の検査が一方向か
ら同一プローブの挿入で探傷できる。（３）受圧キャップ部の水シール部が水密性を損なわず
に伸縮するので、スリーブ補修している細管の検査にも
同一プローブで探傷できる。（４）ケーブルの収納物のうち探傷子の回転部駆動モー
ターの電源線、エンコーダの信号線及び水供給用ホース
が不要となり、単純な構造となる。との顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例に係る検査装置のプローブを示す
正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１に示す本発明実施例装置の全体図である。

【図４】従来の検出装置のプローブを示す正面図であ
る。

【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】図４に示す従来の装置の全体図である。

【符号の説明】

（１）プローブ（２）リングアレイ型ＵＴ探傷子（３）ケーブル（４）リール部（５）空気排出路（６）受圧キャップ部（７）水シール部（８）スカート部（９）ミラー部（１０）連結棒（１１）ＥＣＴコイル（１２）プローブ位置決め部（１３）ガイド管（１４）給水管（１５）排水管（１６）給水弁（１７）排水弁（１８）プローブストッパ（１９）シール部材（Ｓ）細管（Ｋ）管板（Ｐ）パッキン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】探傷子を備えたプローブと、該プローブ
から延出するケーブルと、該ケーブルを巻き取り側に付
勢して巻回するリール部とを備え、上記プローブを熱交
換器細管等に挿入することにより該細管のリーク等を検
出する装置であって、上記プローブはその先端に、細管
内部を一部空気排出路を形成して閉塞する受圧キャップ
部を有し、該受圧キャップ部は、プローブ基端側に開放
するかさ状を呈し且つその外周縁部が細管内面に液密に
当接する弾性材よりなるスカート部を備えてなり、プロ
ーブを挿入した細管にケーブル側から水を給排すること
により該プローブを細管内で自走的に移動可能ならしめ
たことを特徴とする熱交換器細管等の欠陥検出装置。