JPH0680183B2 - 原子炉計測素子用案内管の内面窒化装置 - Google Patents
原子炉計測素子用案内管の内面窒化装置Info
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- JPH0680183B2 JPH0680183B2 JP59201261A JP20126184A JPH0680183B2 JP H0680183 B2 JPH0680183 B2 JP H0680183B2 JP 59201261 A JP59201261 A JP 59201261A JP 20126184 A JP20126184 A JP 20126184A JP H0680183 B2 JPH0680183 B2 JP H0680183B2
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- gas
- pipe
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-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/06—Casings; Jackets
- G21C3/07—Casings; Jackets characterised by their material, e.g. alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/24—Nitriding
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は原子炉計測素子用案内管の内面窒化装置に関
する。
する。
例えば沸騰水形原子炉においては、第８図に示すように
原子炉圧力容器11内に燃料集合体12および冷却水13が容
れられ、各部の中性子検出あるいは炉内温度検出のため
に複数組の中性子検出器集合体14（１組のみ図示）が設
置される。このため集合体14には複数個の中性子検出器
15,15…が挿入されている。すなわち集合体14は第９図
および第10図に示すように保護管16の内部に複数の中性
子検出器15,15…およびその出力リード17,17…が挿通さ
れ、さらにこの発明の対象である案内管18が挿入されて
いる。この案内管18は径小長尺のステンレス鋼のパイプ
からなり、原子炉の運転にあたって各中性子検出器の検
出性能を校正する目的で校正用の計測素子（図示せず）
をその内部に通すためのものである。これは、校正用計
測素子をくり返し挿入、引抜きするため、その内面に第
11図に示すように窒化鋼の層19が形成されている。この
窒化層19は、案内管の全長にわたって十分な硬度と、と
くに全体にわたって均一な層厚で形成されていなければ
ならない。なぜならば、層が全体的に或いは部分的に薄
すぎると耐摩耗性の点で寿命が短くなり、また逆に厚す
ぎると脆弱となり、いずれの場合も信頼性の乏しいもの
となる。案内管は例えば、内直径寸法が7mm、肉厚が1.5
mm、全長が14mという、径小で長尺のステンレス鋼パイ
プで形成される。そしてこの案内管を高温に加熱しつつ
アンモニアガスを通して窒化層を形成する。生成される
窒化層の厚さは処理温度、時間、およびアンモニアガス
の解離度に依存する。上記のように案内管は径小で長尺
であるため、温度を全体にわたって均一に保つこと、ま
たアンモニアガスを全体に均一に接触させることは容易
でなく、さらにまたガスの解離度を均一に保つことも容
易ではない。このような事情のため案内管の内面窒化層
の厚さを高硬度で均一に形成することは困難であった。
原子炉圧力容器11内に燃料集合体12および冷却水13が容
れられ、各部の中性子検出あるいは炉内温度検出のため
に複数組の中性子検出器集合体14（１組のみ図示）が設
置される。このため集合体14には複数個の中性子検出器
15,15…が挿入されている。すなわち集合体14は第９図
および第10図に示すように保護管16の内部に複数の中性
子検出器15,15…およびその出力リード17,17…が挿通さ
れ、さらにこの発明の対象である案内管18が挿入されて
いる。この案内管18は径小長尺のステンレス鋼のパイプ
からなり、原子炉の運転にあたって各中性子検出器の検
出性能を校正する目的で校正用の計測素子（図示せず）
をその内部に通すためのものである。これは、校正用計
測素子をくり返し挿入、引抜きするため、その内面に第
11図に示すように窒化鋼の層19が形成されている。この
窒化層19は、案内管の全長にわたって十分な硬度と、と
くに全体にわたって均一な層厚で形成されていなければ
ならない。なぜならば、層が全体的に或いは部分的に薄
すぎると耐摩耗性の点で寿命が短くなり、また逆に厚す
ぎると脆弱となり、いずれの場合も信頼性の乏しいもの
となる。案内管は例えば、内直径寸法が7mm、肉厚が1.5
mm、全長が14mという、径小で長尺のステンレス鋼パイ
プで形成される。そしてこの案内管を高温に加熱しつつ
アンモニアガスを通して窒化層を形成する。生成される
窒化層の厚さは処理温度、時間、およびアンモニアガス
の解離度に依存する。上記のように案内管は径小で長尺
であるため、温度を全体にわたって均一に保つこと、ま
たアンモニアガスを全体に均一に接触させることは容易
でなく、さらにまたガスの解離度を均一に保つことも容
易ではない。このような事情のため案内管の内面窒化層
の厚さを高硬度で均一に形成することは困難であった。
この発明は、案内管の内面に全体にわたって所望の厚さ
で均一な質の窒化層を能率よく形成して、信頼性の高い
原子炉計測素子用の案内管の内面を窒化することができ
る装置を提供するものである。
で均一な質の窒化層を能率よく形成して、信頼性の高い
原子炉計測素子用の案内管の内面を窒化することができ
る装置を提供するものである。
この発明の内面窒化装置は、径小長尺の複数本の被処理
案内管を収容する加熱炉と、案内管の両端に共通に接続
される一対のマニホールドと、これら各マニホールドに
各々接続されたガス導入パイプおよびガス排出パイプ
と、これら各パイプへのガス導入、排出を切換える如く
接続された一対の切換バルブと、ガス導入用切換バルブ
の上流に圧力制御バルブを介して接続されたアンモニア
ガス源並びに不活性ガス源と、上記ガス排出用切換バル
ブの下流に接続されアンモニアガスの解離度を検出する
ガス分析計とを具備してなり、かつ上記マニホールド
は、一部にガス流通パイプが設けられ、これと異なる位
置に上記案内管を着脱自在に取付ける被処理案内管取付
用パイプが設けられた容器本体の内部に、アクチベータ
を入れるアクチベータ用容器を設け、更にこのアクチベ
ータ用容器と上記被処理案内管取付用パイプとの間に仕
切板を設けてなることを特徴としている。
案内管を収容する加熱炉と、案内管の両端に共通に接続
される一対のマニホールドと、これら各マニホールドに
各々接続されたガス導入パイプおよびガス排出パイプ
と、これら各パイプへのガス導入、排出を切換える如く
接続された一対の切換バルブと、ガス導入用切換バルブ
の上流に圧力制御バルブを介して接続されたアンモニア
ガス源並びに不活性ガス源と、上記ガス排出用切換バル
ブの下流に接続されアンモニアガスの解離度を検出する
ガス分析計とを具備してなり、かつ上記マニホールド
は、一部にガス流通パイプが設けられ、これと異なる位
置に上記案内管を着脱自在に取付ける被処理案内管取付
用パイプが設けられた容器本体の内部に、アクチベータ
を入れるアクチベータ用容器を設け、更にこのアクチベ
ータ用容器と上記被処理案内管取付用パイプとの間に仕
切板を設けてなることを特徴としている。
これによって所望の厚さで且つ全体にわたって比較的均
一な窒化層を形成でき、信頼性の高い案内管を得ること
ができる。
一な窒化層を形成でき、信頼性の高い案内管を得ること
ができる。
以下第１図乃至第４図を参照してこの発明の実施例を説
明する。なお、同一部分は同一符号であらわす。
明する。なお、同一部分は同一符号であらわす。
まずこの発明の製造装置の構成を第１図により説明す
る。この装置は長い電熱炉21を有し、その両端部に一対
のマニホールド22,23を有し、これらマニホールドに被
処理ステンレス鋼製長尺案内管18が複数本接続される。
マニホールド22,23にはガス導入管24a,24bおよび排出管
25a,25bがそれぞれ接続されている。ガス導入径路につ
いて述べると、アンモニア（NH3）ガス源26は、バルブ2
7、電磁バルブ28、圧力制御バルブ29、流量計30、逆止
弁31を経て電磁切換バルブ32,33に接続されている。ま
た、窒素N2のような不活性ガス源34は、バルブ35、電磁
バルブ36、流量計37、逆止弁38を介して同じく切換バル
ブ32,33に接続されている。切換バルブの一方32は一方
のマニホールド22に、他方のバルブ33は他方のマニホー
ルド23にそれぞれガス導入管24a,24bを介して接続され
ている。なお図中の符号Ｇは圧力計をあらわし、ガス管
径路に示した矢印はガスの流れ方向をあらわしている。
各マニホールド22,23のガス排出管25a,25bは、もう１組
の電磁切換バルブ39,40に接続され、その出口は電磁バ
ルブ41、流量計42、ガス分析計43、電磁バルブ44を介し
てガス排出器すなわちスクラバ45に接続されている。ま
た切換バルブ39,40の出口は、バイパス用のバルブ46を
介してバイパス路からスクラバ45へ通じており、さらに
バルブ47を介してビューレット48を介して同じくスクラ
バ45に接続されている。なお符号53は水タンク、49は水
バルブをあらわし、いずれもビューレット48に付属して
いる。このビューレット48、およびガス分析計43は、被
処理案内管を通って出てきたアンモニアガスの解離度を
測定するものであり、分析計43の出力信号はレコーダ50
に自動記録され、また同じくこの出力信号は圧力制御器
51に与えられ、この制御器51はNH3ガス源経路の圧力制
御バルブ29の圧力を自動制御するようになっている。切
換バルブ32,33,39,40は、切換制御器52により、導入ガ
スがマニホールドから被処理案内管18に流れる方向を図
の左，右方向に自動的に切換える。すなわち切換バルブ
32から導入パイプ24a、図の左のマニホールド22から案
内管を通り、図の右のマニホールド23を通って排出管25
bを経て切換バルブ40を通り排出経路に至る順路と、こ
の順路を遮断するとともに切換バルブ33から導入管24
b、図の右側のマニホールド23、案内管、左のマニホー
ルド22、排出管25a、切換バルブ39を通る順路とが、各
切換バルブの電磁コイルへの通電制御によって切換える
ものである。
る。この装置は長い電熱炉21を有し、その両端部に一対
のマニホールド22,23を有し、これらマニホールドに被
処理ステンレス鋼製長尺案内管18が複数本接続される。
マニホールド22,23にはガス導入管24a,24bおよび排出管
25a,25bがそれぞれ接続されている。ガス導入径路につ
いて述べると、アンモニア（NH3）ガス源26は、バルブ2
7、電磁バルブ28、圧力制御バルブ29、流量計30、逆止
弁31を経て電磁切換バルブ32,33に接続されている。ま
た、窒素N2のような不活性ガス源34は、バルブ35、電磁
バルブ36、流量計37、逆止弁38を介して同じく切換バル
ブ32,33に接続されている。切換バルブの一方32は一方
のマニホールド22に、他方のバルブ33は他方のマニホー
ルド23にそれぞれガス導入管24a,24bを介して接続され
ている。なお図中の符号Ｇは圧力計をあらわし、ガス管
径路に示した矢印はガスの流れ方向をあらわしている。
各マニホールド22,23のガス排出管25a,25bは、もう１組
の電磁切換バルブ39,40に接続され、その出口は電磁バ
ルブ41、流量計42、ガス分析計43、電磁バルブ44を介し
てガス排出器すなわちスクラバ45に接続されている。ま
た切換バルブ39,40の出口は、バイパス用のバルブ46を
介してバイパス路からスクラバ45へ通じており、さらに
バルブ47を介してビューレット48を介して同じくスクラ
バ45に接続されている。なお符号53は水タンク、49は水
バルブをあらわし、いずれもビューレット48に付属して
いる。このビューレット48、およびガス分析計43は、被
処理案内管を通って出てきたアンモニアガスの解離度を
測定するものであり、分析計43の出力信号はレコーダ50
に自動記録され、また同じくこの出力信号は圧力制御器
51に与えられ、この制御器51はNH3ガス源経路の圧力制
御バルブ29の圧力を自動制御するようになっている。切
換バルブ32,33,39,40は、切換制御器52により、導入ガ
スがマニホールドから被処理案内管18に流れる方向を図
の左，右方向に自動的に切換える。すなわち切換バルブ
32から導入パイプ24a、図の左のマニホールド22から案
内管を通り、図の右のマニホールド23を通って排出管25
bを経て切換バルブ40を通り排出経路に至る順路と、こ
の順路を遮断するとともに切換バルブ33から導入管24
b、図の右側のマニホールド23、案内管、左のマニホー
ルド22、排出管25a、切換バルブ39を通る順路とが、各
切換バルブの電磁コイルへの通電制御によって切換える
ものである。
次に上記マニホールド22,23について詳しく説明する
と、このマニホールド22,23は第２図乃至第４図に示す
ように構成され、密閉された箱状の容器本体54には、一
部にアンモニアガスを導入、排出するガス流通パイプ5
5,56が突設され、これと異なる位置に上記案内管18を着
脱自在に取付ける複数例えば25個の被処理案内管取付け
用パイプ57が突設されている。この容器本体54の材質と
しては、インコネル600が用いられる。インコネル600の
使用理由はNiを多く含むため、窒化され難く、繰返し使
用に適しているからである。
と、このマニホールド22,23は第２図乃至第４図に示す
ように構成され、密閉された箱状の容器本体54には、一
部にアンモニアガスを導入、排出するガス流通パイプ5
5,56が突設され、これと異なる位置に上記案内管18を着
脱自在に取付ける複数例えば25個の被処理案内管取付け
用パイプ57が突設されている。この容器本体54の材質と
しては、インコネル600が用いられる。インコネル600の
使用理由はNiを多く含むため、窒化され難く、繰返し使
用に適しているからである。
このような容器本体54の内部には、窒化処理用アクチベ
ータ58を入れるアクチベータ用容器59が設けられ、この
アクチベータ用容器59と上記被処理案内管取付け用パイ
プ57との間には仕切板60が設けられている。即ち、上記
仕切板60と上記ガス流通パイプ55,56との間に上記アク
チベータ用容器59が存在し、かつこのアクチベータ用容
器59から見て、上記仕切板60の背後に上記被処理案内管
取付け用パイプ57が位置している。尚、図中、61はアク
チベータ投入口の蓋である。このアクチベータは、高温
に熱すると分解して塩素ガスのような活性ガスを放出
し、窒化層形成前の案内管内面の酸化膜を取り除くもの
である。
ータ58を入れるアクチベータ用容器59が設けられ、この
アクチベータ用容器59と上記被処理案内管取付け用パイ
プ57との間には仕切板60が設けられている。即ち、上記
仕切板60と上記ガス流通パイプ55,56との間に上記アク
チベータ用容器59が存在し、かつこのアクチベータ用容
器59から見て、上記仕切板60の背後に上記被処理案内管
取付け用パイプ57が位置している。尚、図中、61はアク
チベータ投入口の蓋である。このアクチベータは、高温
に熱すると分解して塩素ガスのような活性ガスを放出
し、窒化層形成前の案内管内面の酸化膜を取り除くもの
である。
この発明によれば、上記構成のマニホールド22,23を用
いているので、１行程で25本の案内管の窒化が可能であ
る。又、この発明のマニホールド22,23は窒化温度600に
耐え得るような気密シール、スウージロック機構を有し
ている。更に、マニホールド22,23は箱状のため、取扱
いが便利である。又、従来は窒化処理用アクチベータ58
が案内管18に直接飛散して、窒化層に凹凸が生じ不均一
となったが、この発明ではマニホールド22,23の容器本
体54内に仕切板60を設けているので、この仕切板60によ
りガス拡散が行なわれ、アクチベータ58の案内管18への
直接飛散が防止され、この結果、均一な窒化層を形成す
ることができる。
いているので、１行程で25本の案内管の窒化が可能であ
る。又、この発明のマニホールド22,23は窒化温度600に
耐え得るような気密シール、スウージロック機構を有し
ている。更に、マニホールド22,23は箱状のため、取扱
いが便利である。又、従来は窒化処理用アクチベータ58
が案内管18に直接飛散して、窒化層に凹凸が生じ不均一
となったが、この発明ではマニホールド22,23の容器本
体54内に仕切板60を設けているので、この仕切板60によ
りガス拡散が行なわれ、アクチベータ58の案内管18への
直接飛散が防止され、この結果、均一な窒化層を形成す
ることができる。
第５図乃至第７図は、この発明の変形例を示したもの
で、上記実施例と同様効果が得られる。
で、上記実施例と同様効果が得られる。
即ち、この変形例では、上部にハンドル62を設けて、運
び易くしている。又、動作時にアクチベータ58がある温
度で軟化して垂れ落ち固化する。そして下に貯った物
が、粉末状の形で被処理案内管取付用パイプ57へ飛散す
るという不都合が生じる可能性がある。そこで、この変
形例では容器本体54に窓63を着脱自在に設け、容器本体
54内の不要物を取出すようにしている。
び易くしている。又、動作時にアクチベータ58がある温
度で軟化して垂れ落ち固化する。そして下に貯った物
が、粉末状の形で被処理案内管取付用パイプ57へ飛散す
るという不都合が生じる可能性がある。そこで、この変
形例では容器本体54に窓63を着脱自在に設け、容器本体
54内の不要物を取出すようにしている。
第１図はこの発明の一実施例に係る製造装置を示す構成
系統図、第２図乃至第４図はこの発明の製造装置に用い
るマニホールドの一実施例を示す平面図、正面図、縦断
面図、第５図乃至第７図は同じくマニホールドの変形例
を示す平面図、正面図、縦断面図、第８図は原子炉の概
略構成図、第９図はその検出器集合体の縦断面図、第10
図は第９図の3-3における横断面図、第11図はその案内
管の拡大横断面図である。 18……案内管、19……窒化層、21……電熱炉、22,23…
…マニホールド、32,33,39,40……切換制御バルブ、26
……アンモニアガス源、29……圧力制御バルブ、43……
ガス分析計、48……ビューレット、51……圧力制御器、
54……容器本体、55,56……ガス流通パイプ、57……被
処理案内管取付け用パイプ、58……アクチベータ、59…
…アクチベータ用容器、60……仕切板。
系統図、第２図乃至第４図はこの発明の製造装置に用い
るマニホールドの一実施例を示す平面図、正面図、縦断
面図、第５図乃至第７図は同じくマニホールドの変形例
を示す平面図、正面図、縦断面図、第８図は原子炉の概
略構成図、第９図はその検出器集合体の縦断面図、第10
図は第９図の3-3における横断面図、第11図はその案内
管の拡大横断面図である。 18……案内管、19……窒化層、21……電熱炉、22,23…
…マニホールド、32,33,39,40……切換制御バルブ、26
……アンモニアガス源、29……圧力制御バルブ、43……
ガス分析計、48……ビューレット、51……圧力制御器、
54……容器本体、55,56……ガス流通パイプ、57……被
処理案内管取付け用パイプ、58……アクチベータ、59…
…アクチベータ用容器、60……仕切板。
Claims (2)
- 【請求項１】径小長尺の複数本の原子炉計測素子用案内
管を収容する加熱炉と、上記案内管の両端に共通に接続
される一対のマニホールドと、これら各マニホールドに
各々接続されたガス流通パイプと、これらパイプへのガ
ス導入、排出を切換える如く接続された一対の切換バル
ブと、ガス導入用切換バルブの上流に接続されたアンモ
ニアガス源並びに不活性ガス源と、上記ガス排出用切換
バルブの下流に接続されたアンモニアガスの解離度を検
出するガス分析計とを具備してなる原子炉計測素子用案
内管の内面窒化装置において、 上記マニホールドは、一部に上記ガス流通パイプが設け
られ、これと異なる位置に上記案内管を着脱自在に取付
ける被処理案内管取付用パイプが設けられた容器本体の
内部に、アクチベータを入れるアクチベータ用容器を設
け、更にこのアクチベータ用容器と上記被処理案内管取
付用パイプとの間に仕切板を設けてなることを特徴とす
る原子炉計測素子用案内管の内面窒化装置。 - 【請求項２】上記仕切板と上記ガス流通パイプとの間に
上記アクチベータ用容器が存在し、且つこのアクチベー
タ用容器から見て上記仕切板の背後に上記被処理案内管
取付用パイプが位置する特許請求の範囲第１項記載の原
子炉計測素子用案内管の内面窒化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201261A JPH0680183B2 (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 原子炉計測素子用案内管の内面窒化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201261A JPH0680183B2 (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 原子炉計測素子用案内管の内面窒化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6179757A JPS6179757A (ja) | 1986-04-23 |
| JPH0680183B2 true JPH0680183B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=16438010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59201261A Expired - Lifetime JPH0680183B2 (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 原子炉計測素子用案内管の内面窒化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680183B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2768952B2 (ja) * | 1988-08-04 | 1998-06-25 | 忠弘 大見 | 金属酸化処理装置及び金属酸化処理方法 |
| JPH0254751A (ja) * | 1988-08-17 | 1990-02-23 | Tadahiro Omi | 金属酸化処理装置及び金属酸化処理方法並びに金属装入方法 |
-
1984
- 1984-09-26 JP JP59201261A patent/JPH0680183B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6179757A (ja) | 1986-04-23 |
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