JPH07260986A

JPH07260986A - 管状部材の壁部分の漏止め具合の現場検査方法及び装置

Info

Publication number: JPH07260986A
Application number: JP7051928A
Authority: JP
Inventors: Robert F Keating; フランクキーティングロバート; David A Snyder; アレンスナイダーデビッド
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 1995-10-13
Also published as: CA2142409A1; US5438862A

Abstract

(57)【要約】【目的】代表的な原子炉用蒸気発生器の伝熱管のよう
な管状部材の壁部分の漏止め具合を現場で検査する方法
及び装置を提供する。【構成】検査装置は、伝熱管（50）に挿入可能なマン
ドレル（170)と、これを包囲していて、壁部分（70）に
密封的に係合する互いに間隔を置いて設けられている半
径方向に膨張自在なブラダ（180a，180b）とを有する。
ブラダが壁部分に密封的に係合すると、壁部分と連通状
態になる密閉環状室（515)が形成される。環状室を所定
圧力に加圧するための流体供給手段が、環状室と流体連
通状態に設けられる。流体供給手段を制御して、壁部分
に生じた破れ部が環状室に通じることにより流体が環状
室から漏れ出ると、流体供給手段が環状室への流体を制
御自在に供給して環状室内の前記所定圧力を維持するよ
うにする制御装置が、流体供給手段に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に漏れ検査に関
し、特に、管状部材（これは、例えば代表的な原子炉用
蒸気発生器の伝熱管である）の壁部分の漏止め具合及び
漏れ量を現場で検査する装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】種々の
漏れ検査装置及び方法が公知であるが、これら装置及び
方法には操作上の問題が多く、それによりかかる装置及
び方法は、代表的な原子炉用蒸気発生器で見受けられる
ような伝熱管を漏れ検査しても満足度が１００％得られ
るものではなかった。しかしながら、これら問題を理解
する前に、代表的な熱交換器及びその関連のステイロッ
ドの構造及び作用につき或る程度の技術的な背景を知る
ことが望ましい。

【０００３】この点において、代表的な原子炉用熱交換
器、即ち蒸気発生器では、加熱された放射性一次流体か
ら熱が低温の非放射性二次流体に伝達されると、蒸気が
生じる。一次流体は、蒸気発生器内に設けられている複
数本のＵ字管又は伝熱管を通って流れる。二次流体は、
一次流体がＵ字管を通って流れているときに、Ｕ字管の
外面に沿って流れる。Ｕ字管の壁は、Ｕ字管を通って流
れている加熱されて高温の一次流体からＵ字管の外面に
沿って流れているそれよりも低温の二次流体へ熱を伝達
する熱伝導体として働く。熱が一次流体から二次流体に
伝達されると、二次流体の一部は蒸発して、当該技術分
野において周知の方法による発電のための蒸気となる。

【０００４】場合によっては、稼働中に応力及び腐食に
よる管壁の亀裂（当該技術分野において、「一次流体に
よる応力腐食割れ」と呼ばれている）に起因して、蒸気
発生器の伝熱管が劣化し（即ち、管壁薄肉化を生
じ、）、かくして漏止め状態を維持できなくなる場合が
ある。もし劣化により壁を貫通する亀裂が生じると、放
射性一次流体が亀裂から漏れ出て非放射性二次流体と混
じり合うので望ましくない。したがって、かかる漏れを
起こしている管を施栓して放射性一次流体と非放射性二
次流体との混合を防止する必要がある。しかしながら、
安全上の理由により、操業許可をもつ各原子力発電所に
対して米国原子力規制委員会により課せられた技術仕様
では、施栓できる伝熱管の割合が制限されている。この
技術仕様限度を越えると、原子力発電所の操業認可の取
消しの恐れがある。したがって、施栓を必要とする伝熱
管にのみ施栓を行うことが賢明である。

【０００５】しかしながら、少量の管漏れは許容できる
ので、漏れを起こしている伝熱管であっても全てを施栓
する必要はない。この理由は、少量の管漏れでは、安全
面における懸念が生じないからである。この点に鑑み
て、米国原子力規制委員会は、安全上の要件を満足する
上で、施栓の必要がある蒸気発生器の劣化又は漏れ状態
の伝熱管がどれかを識別するために、許容範囲にある管
漏れを決定するための指針となる“Draft Regulatory G
uide 1.121（NUREG-1477）”を発行した。一般に、“Dr
aft Regulatory Guide 1.121”は、管内の特定の圧力に
おける許容漏れ量の限度を設定しており、この圧力は仮
想事故（例えば、主蒸気管の破断事故）の際の圧力であ
る。したがって、“Draft Regulatory Guide 1.121”の
要件の下では、劣化又は漏れ状態の管を「漏れ量」検査
すれば、当該管がかかる仮想事故の際に許容漏れ量のも
のであるかどうかが分かる。もし漏れ量が許容範囲にあ
れば、この漏れを起こしている管を施栓する必要はな
い。当然のことながら、かかる漏れ量検査を正確且つ費
用効果の良い方法で行うことが望ましい。

【０００６】原子炉用蒸気発生器の漏れ検査を行う装置
及び方法は公知である。例えば、原子炉の熱交換器内の
端が閉鎖されている管の漏止め具合を検査する装置及び
方法が、１９７５年１１月１８日にギュンター・セイド
氏等に付与された米国特許第３，９１９，８８０号に開
示されている。この米国特許は、膨張自在な栓を挿入
し、この栓で熱交換管の閉鎖域を密閉することにより、
原子炉の熱交換管の漏れ検出する方法及び装置を開示し
ている。この方法では、次に、加圧流体を閉鎖域に注入
し、そして流体の圧力をモニターして管の閉鎖端を通る
漏れを検出する。しかしながら、この米国特許は、加圧
下にある流体を用いて、端の閉鎖されている管の漏止め
具合についての検査法を開示しているに過ぎず、また、
膨張自在な栓を用いて管を一箇所で密封し、膨張自在な
栓と管の閉鎖端との間に位置する領域を検査して、管の
閉鎖端が漏れを起こしているかどうかを判定する。この
米国特許は、端が開口している管の壁を生じた亀裂を通
る流体流量があるかどうかについての漏れ検査を開示し
ているようには考えられない。端の開口している管の漏
れ検査は、“Draft Regulatory Guide 1.121（NUREG-14
77）”を満足させるやり方で蒸気発生器の伝熱管を漏れ
検査する上で必要である。

【０００７】したがって、本発明の目的は、管状部材
（これは、例えば代表的な原子炉用蒸気発生器内の伝熱
管である）の壁部分の漏止め具合を現場で検査する装置
及び方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】広義には、本発明の要旨
は、管状部材の壁部分の漏止め具合を現場で検査する装
置において、管状部材に挿入可能な細長い本体と、本体
を包囲していて、壁部分に密封的に係合する互いに間隔
を置いて設けられている半径方向に膨張自在な密封手段
とを有し、密封手段が壁部分に密封的に係合すると、壁
部分と連通状態になる密閉環状室が形成されるようにな
っており、流体を密閉環状室に供給して環状室を所定圧
力に加圧するための流体供給手段が、環状室と流体連通
状態に設けられ、流体供給手段を制御して、壁部分に生
じた破れ部が環状室に通じることにより流体が環状室か
ら漏れ出ると、流体供給手段が環状室への流体を制御自
在に供給して環状室内の前記所定圧力を維持するように
する制御装置が、流体供給手段に接続されていることを
特徴とする検査装置にある。

【０００９】本発明の要旨は又、広義には、管状部材の
壁部分の漏止め具合を現場で検査する方法において、細
長いマンドレルを管状部材に挿入し、壁部分と一対の互
いに間隔を置いて設けられている膨張したブラダとを密
封的に係合させることにより壁部分に隣接して密閉環状
室を形成し、環状室と流体連通した流体供給回路から流
体を環状室に供給することにより環状室を加圧し、流体
供給回路に接続された制御装置により流体供給回路を制
御し、環状室に隣接して壁部分に生じた破れ部により流
体が環状室から漏れ出ると、流体を環状室に制御自在に
供給することにより環状室内の所定の圧力を維持し、壁
部分の漏止め具合を環状室からの流体の漏れとして検査
することを特徴とする検査方法にある。

【００１０】本発明の特徴は、管状部材内へ挿入できる
マンドレル及びマンドレルを包囲している膨張自在なブ
ラダを設けたことにあり、ブラダは半径方向に膨張して
管状部材の内周部に密着し、それによりブラダとの間に
密閉環状室を形成する。

【００１１】本発明のもう一つの特徴は、ブラダと環状
室を流体の作用で加圧するよう、ブラダと連通している
と共に環状室とも連通している流体供給回路を設けたこ
とにある。

【００１２】本発明のさらにもう一つの特徴は、流体供
給回路に連結されていて、流体供給回路を通って流れる
流体の流量を測定する流量計を設けたことにある。

【００１３】本発明の利点は、“Draft Regulatory Gui
de 1.121（NUREG-1477）”を満足させるのに使用できる
漏れ量実験データを正確且つ費用効果の良い方法で得る
ことができるということにある。

【００１４】本発明の上記目的及び他の目的並びに上記
利点及び他の利点は、本発明の実施例を記載している図
面を参照して以下の詳細な説明を読むと、当業者には明
らかになろう。

【００１５】

【実施例】図１を参照すると、蒸気を発生させるため
の、典型的な原子炉用蒸気発生器又は熱交換器１０が示
されている。蒸気発生器１０は、上部３０及び下部４０
を含む器体又はシェル２０を有する。シェル２０内に
は、複数の水平の支持板６０を貫通する複数本の鉛直の
Ｕ字形伝熱管（「細管」とも呼ばれる）５０が配置され
ている。各伝熱管５０は内周部７０（図３参照）を有す
る。図１に示すように、下部４０内には、各伝熱管６０
の端部を支持する水平の管板８０が配置されている。シ
ェル２０には、入口プレナム室１１０、出口プレナム室
１２０とそれぞれ連通した一次側入口ノズル９０、一次
側出口ノズル１００が取り付けられている。入口プレナ
ム室１１０及び出口プレナム室１２０への接近を可能に
する複数の作業者出入口１３０が、管板８０の下でシェ
ル２０を貫通して形成されている。さらに、非放射性二
次流体（即ち、脱イオン水）をシェル２０内に導入する
ための二次側入口ノズル１４０が、管板８０の上でシェ
ル２０に取り付けられている。蒸気を蒸気発生器１０か
ら導出させるための二次側出口ノズル１５０が、上部３
０の頂部に取り付けられている。

【００１６】蒸気発生器１０の作動中、原子炉の炉心
（図示せず）で加熱された加圧状態の放射性一次流体
（即ち、脱イオン水）は、一次側入口ノズル９０を通っ
て入口プレナム室１００に流入し、伝熱管５０を通って
流れて出口プレナム室１２０に入り、ここから一次流体
は一次側出口ノズル１００を通って蒸気発生器１０から
出る。一次流体が入口プレナム室１１０に流入している
とき、これと同時に二次流体が二次側入口ノズル１４０
に入り、最終的には伝熱管５０を包囲する。この二次流
体の一部は蒸発して蒸気になり、この蒸気は上方へ流れ
て二次側出口ノズル１５０を通って蒸気発生器１０を出
る。この蒸気は、当該技術分野で周知の方法で発電を行
うタービン−発電機設備（図示せず）に送られる。さら
に、一次流体は放射性なので、安全上の理由により、伝
熱管５０は漏止め防止設計がなされており、したがっ
て、放射性一次流体は非放射性二次流体と混じり合わな
いようになっている。

【００１７】今、図２を参照すると、管状部材の壁部分
の漏止め具合を現場で検査する本発明の要旨である装置
１６０が示されている。なお、この管状部材は、原子炉
用蒸気発生器１０内に配置されている伝熱管５０であ
る。検査装置１６０は、後述の理由により、伝熱管５０
内に挿入可能であって、密封手段、例えば一対の膨張可
能なブラダ１８０ａ／ｂを備えた全体を符号１７０で示
す本体またはマンドレルを有する。マンドレル１７０に
は、以下により詳細に説明する理由により２本の可撓性
流体供給導管２００ａ／ｂを保護状態で包囲する可撓性
保護ホース１９０が連結されている。ホース１９０及び
導管２００ａ／ｂは、以下に詳細に説明するように流体
をマンドレル１７０に供給するための全体を符号２１０
で示す流体供給手段に連結されている。流体供給手段２
１０を制御するための全体を符号２２０で示す制御手段
が、流体供給手段２１０に連結されている。さらに、全
体を符号２３０で示すホース駆動装置が、ホース１９０
に係合でき、ホース１９０及びこれに連結されたマンド
レル１７０を伝熱管５０の長手方向軸線に沿って駆動
し、或いは並進させるための少なくとも１つの回転自在
なホイール２３５を有する。また、マンドレル１７０を
伝熱管５０に同心状に整列させるための支持機構２４０
がマンドレル１７０に連結されている。支持機構２４０
はまた、ホース１９０及びマンドレル１７０を伝熱管５
０内で並進させているとき、ホース１９０及びマンドレ
ル１７０を支持することができる。この点に関し、支持
機構２４０は、米国ペンシルベニア州ピッツバーグに所
在のウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイ
ションから入手できるＲＯＳＡ（Remotely Operated Se
rvice Arm)ロボットであるのがよい。検査装置１６０の
これら主要構成要素の各々の構造及び作用については以
下に詳細に説明する。

【００１８】図３及び図４を参照すると、マンドレル１
７０は、全体として円筒形の中間部２７０によって一体
に相互に連結されている全体として円筒形の基端部２５
０と全体として円筒形の末端部２６０を有する。いくつ
かの図面を参照すると理解されるように、本明細書では
「基端部」という用語は、出口プレナム室１１０（また
は入口プレナム室１２０）の底部に近い方の端部を示
し、「末端部」という用語は出口プレナム室１１０（ま
たは入口プレナム室１２０）の底部から遠くの方に位置
する端部を示すものとする。マンドレル１７０の末端部
２５０は、雄ネジ付きの末端部２９０及び雄ネジ付き基
端部３００を有する全体として円筒形の第１の中央本体
２８０を含む。末端部２９０には、マンドレル１７０を
伝熱管５０内へ容易に挿入するための全体として円錐形
のノーズ部材３１０が螺着されている。ノーズ部材３１
０には、以下に説明する理由により非螺設部分３３０を
形成する段付きボア３２０が設けられている。段付きボ
ア３２０はまた、第１の中央本体２８０の一部である末
端部２９０の雄ネジに螺合する非螺設部分３３０よりも
直径の小さな雌ネジ付き部分３４０を有する。このよう
に、ノーズ部材３１０は第１の中央本体２８０に螺着さ
れる。さらに、中間部２７０が第１の中央本体２８０の
基端部３００に螺着されている。中間部２７０の末端部
３４５には、以下に説明する理由により非螺設部分３６
０を形成する段付きボア３５０が設けられている。段付
きボア３５０はまた、第１の中央本体２８０の一部であ
る基端部３００の雄ネジに螺合するための非螺設部分３
６０よりも直径の小さな雌ネジ付き部分３６２を有す
る。このように、中間部２７０は第１の中央本体２８０
に螺着されている。さらに、中間部２７０の基端部３６
５には、以下に説明する理由により非螺設部分３８０を
形成する段付きボア３７０が設けられている。段付きボ
ア３７０はまた、全体として円筒形の第２の中央本体４
１０の一部である基端部４００の雄ネジに螺合するため
の非螺設部分３８０よりも直径の小さな雌ネジ付き部分
３９０を有する。このように、中間部２７０は第２の中
央本体４１０に螺着できる。さらに、以下に説明する理
由により非螺設部分４５０を形成する段付きボア４４０
が設けられたコネクタ４３０が、第２の中央本体４１０
の基端部４２０に螺着されている。段付きボア４４０は
また、第２の中央本体４１０の一部である基端部４２０
の雄ネジに螺合する、非螺設部分４５０よりも直径の小
さな雌ネジ付き部分を有する。このように、コネクタ４
３０は第２の中央本体４１０に螺着されている。コネク
タ４３０の基端部４６０の外面には、ホース１９０をコ
ネクタ４３０に固着するためにホース１９０の内面に係
合する複数のセレーション４６５をぐるりと設けるのが
よい。

【００１９】図４及び図５に最も良く示されているよう
に、第１のチャンネルまたは流路４７０が、コネクタ４
３０、第２の中央本体４１０、中間部２７０及び第１の
中央本体２８０を長さ方向に貫通している。第１のチャ
ンネル４７０は、第１の中央本体２８０の外面に設けら
れていて、非圧縮性流体（例えば、水、油等）を第１の
中央本体２８０の外面に導くための第１のポート４８０
と連通している。第１のチャンネル４７０はまた、第２
の中央本体４１０の外面に設けられていて、非圧縮性流
体を第２の中央本体４１０の外面に導くための第２のポ
ート４９０と連通している。以下により詳細に開示する
ように、第１のチャンネル４７０は、流体を第１のチャ
ンネル４７０に供給するための流体供給導管２００ａと
流体連通状態にある。さらに、第２のチャンネルまたは
流路４９４がコネクタ４１０、第２の中央本体４１０を
長さ方向に貫通し、中間部２７０の中に延びている。第
２のチャンネル４９４は、中間部２７０の外面に設けら
れていて、流体を中間部２７０の外面に導くための第３
のポート４９６と流体連通状態にある。以下により詳細
に開示するように、第２のチャンネル４９４はまた、流
体を第２のチャンネル４９４に供給するための流体供給
導管２００ｂと流体連通状態にある。

【００２０】依然として、図４及び図５を参照すると、
上述の密封手段または全体として管状の第１のブラダ１
８０ａが第１の中央本体２８０を包囲しており、このブ
ラダの材質は弾性サーモエラストマー材料であるのがよ
い。第１のブラダ１８０ａは、第１のポート４８０を覆
う内面５００を有する。第１のブラダ１８０ａの一端部
はノーズ部材３１０の非螺設部分３３０内に位置してい
る。第１のブラダ１８０ａのこの端部は、第１の中央本
体２８０とノーズ部材３１０との間にしっかりと密封的
に設けられるよう寸法決めされており、かかる密封状態
は好ましくは圧入又は圧力嵌めによって得られる。第１
のブラダ１８０ａの他端部は、中間部２７０の非螺設部
分３６０内に位置している。第１のブラダ１８０ａのこ
の端部は、第１の中央本体２８０と中間部２７０との間
にしっかりと密封的に介在するよう寸法決めされてお
り、かかる密封状態は好ましくは圧入又は圧力嵌めによ
って得られる。かくして、第１のブラダ１８０ａは第１
の中央本体２８０に密封的に連結されていて、第１の中
央本体２８０と第１のブラダ１８０ａの両端部との間の
境界部は、第１のブラダ１８０ａが加圧されて膨張する
と漏止め状態になるようになっており、その態様につい
ては以下に説明する。

【００２１】再び、図４及び図５を参照すると、上述の
密封手段または全体として管状の第２のブラダ１８０ｂ
が第２の中央本体４１０を包囲しており、かかるブラダ
も上述の弾性サーモエラストマー材料で作るのがよい。
第２のブラダ１８０ｂは第２のポート４９０を覆う内面
５１０を有する。第２のブラダ１８０ｂの一端部は中間
部２７０の非螺設部分３８０内に位置している。第２の
ブラダ１８０ｂのこの端部は、第２の中央本体４１０と
中間部２７０との間にしっかりと密封的に介在するよう
寸法決めされており、かかる密封状態は好ましくは圧入
又は圧力嵌めによって得られる。第２のブラダ１８０ｂ
の他端部はコネクタ４３０の非螺設部分４５０内に位置
している。第２のブラダ１８０ｂのこの端部は、第２の
中央本体４１０とコネクタ４３０との間にしっかりと密
封的に介在するよう寸法決めされており、かかる密封状
態は好ましくは圧入又は圧力嵌めによって得られる。か
くして、第２のブラダ１８０ｂは第２の中央本体４１０
に密封的に連結されていて、第２の中央本体４１０と第
２のブラダ１８０ｂの両端部との間の境界部は、第２の
ブラダ１８０ｂが後述の方法で加圧されて膨張すると漏
止め状態になる。ブラダ１８０ａ／ｂを加圧して半径方
向に膨張させ、伝熱管５０の内周部に密着させると、ブ
ラダはこれらの間に密閉環状室５１５を構成することに
なる（図５参照）。

【００２２】次に、図６を参照すると、検査装置１６０
は、流体をマンドレル１７０に供給する上述の流体供給
手段２１０をさらに有する。この点に関し、流体供給手
段２１０は、例えばパイプ５４０によって適当なフィル
タ５３０に連結された加圧ガス流体リザーバ、例えば圧
縮空気供給源５２０を有する。フィルタ５３０は、パイ
プ５４０を通過している空気流を瀘過する。その目的
は、かかる空気流から汚物、水及び異物を除去すること
にある。圧縮空気供給源５２０の目的は、後述の理由に
より空気ポンプ５５０を作動させることにある。空気ポ
ンプ５５０の作動寿命を維持するためにはフィルタ５３
０が空気流から汚物、水及び異物を除去することが重要
である。空気ポンプ５５０の作動寿命を維持することに
より、吐出しポンプ５５０の圧力が反復性を持つように
なる。空気圧式ポンプ５５０には、空気圧式ポンプ５５
０に供給された空気を排出するためのマフラー装置５５
５が連携して設けられている。フィルタ５３０は、例え
ばパイプ５６０によって空気レギュレータ５７０に連結
されている。瀘過された空気はフィルタ５３０からパイ
プ５６０を通って空気レギュレータ５７０に流入する。
空気レギュレータ５７０から、空気は空気レギュレータ
５７０と第１の弁５９０を相互に連結するパイプ５８０
に流入する。空気レギュレータ５７０は、パイプ５８０
に流入する空気の圧力を調整しまたは制御するようにな
っている。第１の弁５９０は電磁弁であるのがよい。パ
イプ５８０内の空気圧を検査装置１６０のオペレータに
表示するための圧力ゲージ６００が例えば位置６１０で
パイプ５８０と流体連通状態にあるのがよい。パイプ６
２０が第１の弁と空気圧式ポンプ５５０と相互に連結す
る。

【００２３】依然として図６を参照すると、空気圧式ポ
ンプ５５０は、液体リザーバ６３０から非圧縮性流体ま
たは液体（例えば、水、油等）を圧送することができ、
この液体リザーバ６３０は例えばパイプ６４０によって
空気圧式ポンプ５５０に連結されている。ポンプ５５０
は、それ自体例えばパイプ６５０により全体を符号６６
０で示す「デュアル流れ回路」と呼ばれるものに連結さ
れている。パイプ６５０は位置６７０でデュアル流れ回
路６６０に連結されている。デュアル流れ回路６６０
は、上述の第１の流体供給導管２００ａを含み、この第
１の導管２００ａは液体を第１のチャンネル４７０に供
給する。また、デュアル流れ回路６６０は上述の第２の
流体供給導管２００ｂを含み、この第２の導管２００ｂ
は液体の第２のチャンネル４９４に供給する。第２の弁
６８０（これは電磁弁であるのがよい）が第１の導管２
００ａ内に設けられている。液体が第１の導管２００ａ
を通って流れているときに第１の導管２００ａ内の液体
圧力を検出するための第１の圧力変換器６９５が、第２
の弁６８０の下流側の位置６９０で第１の導管２００ａ
に連結されている。さらに、第３の弁７００（これまた
電磁弁であるのがよい）が第２の導管２００ｂ内に設け
られている。すなわち、第３の弁７００は、室５５５内
の圧力を所定値に調節するために第２の導管２００ｂ内
を流れている液体の圧力を調節することができる。第２
の導管２００ｂ内の液体の流量を測定するための流量計
７２０が第３の弁７００の下流側の位置７１０のところ
で第２の導管２００ｂに連結されている。さらに、液体
が第２の導管２００ｂを通って流れているときに第２の
導管２８０ｂ内の液体の圧力を検出するための第２の圧
力変換器７４０が、例えば流量計７２０の下流側の位置
７３０のところで第２の導管２００ｂに連結されてい
る。さらに、第２の導管２００ｂ内を流れている液体の
流量（及びかくして圧力）を調節するために第３の弁７
００の動作状態を制御するための電気導線７５０の形態
の「フィードバックループ」が、第２の圧力変換器７４
０と第３の弁７００とを相互に連結するのがよい。さら
に、電気導線７５０の形態の「フィードバックループ」
が第２の圧力変換器７４０と第３の弁７００を相互に連
結するのがよい。この点に関し、圧力変換器７４０が第
３の弁７００とインターフェースしまたは協働する方法
を以下に説明する。圧力を調節する第３の弁７００は、
その電気共通信号入力に比例する出力圧力を出す。さら
に、アキュムレータタンク５００への液体の流量及びこ
れからの液体の流量を調節するための第４の弁７９０を
備えるパイプ７８０が、位置７７０のところでパイプ６
５０とアキュムレータタンク７６０を相互に連結してい
る。第４の弁７９０は電磁弁であるのがよい。図６に示
すように、アキュムレータタンク７６０は、パイプ６５
０内の液体圧力を維持し、かくしてパイプ６５０に連結
されているデュアル流体供給回路６６０内の液体圧力を
維持するために所定量の液体を収容している。アキュム
レータタンク７６０の圧力は流体供給手段２１０内の偶
発的な圧力スパイクを減衰させる。より詳細には、アキ
ュムレータタンク７６０の目的は、複動形往復空気ポン
プ５５０によって得られる圧力スパイクまたは脈動をな
くし或いは平滑にすることにある。アキュムレータタン
ク７６０が設けられていることにより、流体供給手段２
１０内の圧力及び流体流量の正確な調整及び測定が可能
になる。

【００２４】続けて図６を参照すると、検査装置１６０
はさらに、流体供給手段２１０に電気的に接続されてい
て、流体供給手段２１０を制御するための上述の制御手
段２２０を有する。制御手段２２０は例えば電気導線８
１０によって第１の圧力変換器６９５に電気的に接続さ
れていて、第１の圧力変換器６９５によって検出された
液体圧力を測定し、記録するための制御装置８００を含
む。制御装置８００はまた、例えば電気導線８２０によ
って流量計７２０に電気的に接続されていて、流量計７
２０によって計量された液体の流量を測定して記録する
ようになっている。さらに、制御装置８００は例えば電
気導線８３０によって第２の圧力変換器７４０に電気的
に接続されており、第２の圧力変換器７４０によって検
出された圧力を測定して記録するようになっている。制
御装置８００は、これによって測定され記録された流量
及び圧力を表示するための表示手段、例えば帯記録紙８
４０を含む。制御装置８００をコンピュータ化して、流
量及び圧力を自動的に測定して記録し、そして流体供給
手段２１０を自動的に制御するのが良い。

【００２５】作用まず最初に、蒸気発生器１０の作動を当該技術分野にお
ける周知の方法で停止し、検査装置１６０を漏れ試験を
行なうのに充分蒸気発生器１０に近い位置に搬送する。

【００２６】この点において、ホース駆動装置２３０を
出入口１３０に連結し、支持機構２４０を出口プレナム
室１１０（または入口プレナム室１２０）内に据え付け
る。ホース駆動装置２３０及び支持機構２４０を通例の
使用方法に従って操作し、伝熱管５０の劣化部分（図示
せず）の位置を検出するための渦電流プローブ（図示せ
ず）を伝熱管５０内で移動させる。渦電流プローブが伝
熱管５０の劣化部分のところにくると、渦電流プローブ
は劣化の独特な特徴を示す電圧の振幅を生じさせる。こ
の電圧振幅を例えばデータベースで適切に記録する。次
に、渦電流プローブを伝熱管５０から引き抜く。

【００２７】次に、マンドレル１７０を出入口１３０か
ら挿入し、出口プレナム室１１０（または入口プレナム
室１２０）内に入れ、次にマンドレル１７０の長手方向
軸線と伝熱管５０の長手方向軸線を整列させるための支
持機構２４０に係合させる。ホース駆動装置２３０のホ
イール２３５によりホース１９０に係合して回転し、マ
ンドレル１７０が上述の渦電流プローブによって突き止
められた伝熱管５０内の劣化の位置まで進むようにす
る。この点に関し、マンドレル１７０を伝熱管５０内で
前進させて中間部２７０が劣化部に隣接して位置するよ
うにする。

【００２８】次に、流体供給手段２１０を操作してブラ
ダ１８０ａ／ｂを半径方向に膨張させて伝熱管５０の内
周部７０に密封的に密着させ、環状密閉室５１５がこれ
らの間に形成されるようにする。より詳細に説明する
と、第１の弁５９０、第２の弁６８０及び第４の弁７９
０を開くと共に第３の弁７００を閉じる。次に、圧縮空
気供給源５２０を操作して圧縮空気または加圧空気をパ
イプ５４０内に供給し、フィルタ５３０を通し、パイプ
５６０及び空気レギュレータ５７０を通し、開放状態の
第１の弁５９０を通って空気圧式ポンプ５５０に供給す
る。空気圧式ポンプ５５０が作動しているとき、これは
水を流体リザーバ６３０から引き出し、この水はパイプ
６４０，６９０を通って流れてデュアル流れ回路６６０
によって受け入れられるようになる。次に、水は第１の
導管２００ａを通り、開放状態の第２の弁６８０を通
り、そしてマンドレル１７０内に形成されている第１の
チャンネル４７０内へ流れる。水は第１のチャンネル４
７０内に流れた後、第１及び第２のポート４８０ａ／４
９０を出てブラダ１８０ａ／ｂを加圧し、ブラダ１８０
ａ／ｂが内周部７０に密着してこれらの間に密閉環状室
５５５が形成されるようにする。

【００２９】このようにブラダ１８０ａ／ｂを第１の所
定圧力（例えば約２７．５７９ＭPa又は４０００psia）
まで加圧した後、第２の弁６８０を閉じ、第３の弁７０
０を開いて室５５５を第２の所定圧力まで正確に加圧す
る。この第２の所定圧力は、通常作動中または主蒸気管
破断事故の際の予想圧力（例えば、約１８．９６１ＭPa
又は２７５０psia）である。第３の弁７００は第２の導
管２００ｂ内の圧力を調節することができ、したがって
任意の数の第２の所定の圧力が得ることができるように
なる。水をデュアル流れ回路６６０に圧送すると、水は
第２の導管２１０を通り、開放状態の第３の弁７００を
通ってマンドレル１７０内の第２のチャンネル４９４に
流れることになる。

【００３０】室４９４を加圧すると、この中の加圧され
た水は室４９４に隣接して位置する壁を貫通した亀裂
（図示せず）を通って室４９４から漏洩、滲出、或いは
流出するようになる。しかしながら、水が亀裂を通って
流れると、室４９４内の水の保有量は一定状態を保つよ
うになる。というのは、流体供給手段２１０が室４９４
に水を供給し続け、この中に所定の圧力を維持するよう
になるからである。さらに、室４９４内の水保有量は一
定状態を保つので、第２の流体供給導管２００ｂを通っ
て供給される水の流量は必然的に、伝熱管５０の劣化部
分の亀裂を通って流れる水の流量と必然的に正確に等し
くなければならない。かくして、上述の説明から理解さ
れるように、第２の導管２１０を通って流れている水の
流量を測定することは、すなわち亀裂を通って流れてい
る水の流量を正確に測定することになる。また上述の説
明から理解されるように、室５５５内の圧力は必然的に
第２の導管２００ｂ内の圧力に正確に等しくなければな
らない。

【００３１】第２の導管２００ｂを通って流れている水
の流量を制御装置８００で測定して記録する。この制御
装置８００は流量計７２０に電気的に接続されており、
この流量計７２０は第２の導管２００ｂに流体的に結合
されている。さらに、室５５５内の圧力も制御装置８０
０で測定して記録し、この制御装置８００が第２の圧力
変換器７４０に電気的に接続されており、この第２の圧
力変換器は導管２００ｂに流体的に接続されている。こ
のようにして、亀裂を通る水の流量及び室５５５内の圧
力を制御装置８００で正確に測定する。制御装置８００
はまた、例えば帯記録紙８４０によって亀裂を通って流
れる流量及び室５５５内の圧力を表示し記録する。

【００３２】かくして、伝熱管５０の亀裂の特徴を示す
３つの実験データ値が得られることが理解されよう。ま
ず最初に、渦電流測定値は、亀裂と独特な関連をもつ電
圧振幅値をもたらす。第２に、少なくとも一つの圧力値
（即ち、室５５５内の所定圧力）が得られている。第３
に、室５５５内の圧力状態で亀裂を通る水の流量の少な
くとも一つの値が得られている。当然のことながら、複
数の電圧振幅の読みの各々に相当する複数の圧力値及び
これに関連した流量を好ましくは測定して記録する。そ
の目的は、適切なデータベースを作ることにある。即
ち、同一の伝熱管または別の伝熱管の複数の劣化部分の
各々に関する渦電流電圧振幅測定値をとり、各電圧振幅
の読みについて漏止め具合の検査手順を繰り返す。

【００３３】かかるデータベースを用いると、伝熱管に
関する渦電流測定を行なうだけで、稼働中の原子炉用蒸
気発生器の一部である伝熱管の亀裂を通る予想流量を所
与の圧力状態で決定できるので有利である。すなわち、
渦電流測定を伝熱管に実施して伝熱管の劣化部分と独特
な関連をもつ電圧振幅値を得る。次に、上記電圧振幅値
及び通常運転または仮想事故（例えば、主蒸気管破断）
の際に予想される予想管内圧力を上述の設定データベー
ス内で探索し、或いは発見する。したがって、データベ
ースは、電圧振幅測定値及び予想圧力に対応する亀裂を
通る流量を与えることになる。

【００３４】上述の説明から理解されるように、本発明
の利点は、費用効果の良い方法でドラフト規制ガイドＮ
ＵＲＥＧ−１４７７）を満足する漏れ量実験データを得
ることができる点にある。その理由は、現寸の伝熱管に
ついて検査を行なうので、検査のためのベンチスケール
型蒸気発生器の製作に関連したバカにならないほどの費
用が避けられるからである。さらに、本発明を用いる
と、漏れ状態のかかる伝熱管を現場で検査できるので、
漏れを生じている現寸の伝熱管を検査のために除去する
のに伴う費用が回避されるからである。

【００３５】上述の説明から理解されるように、本発明
の利点は、管の漏れ量データが正確に得られることにあ
る。というのは、漏れ量検査を稼働中の現寸蒸気発生器
で存在している真の管特性を示したり、或いは示さなか
ったりする場合のあるベンチスケール型伝熱管に対して
ではなく、稼働中の現寸蒸気発生器内の実際の管に直接
行なうからである。また、本発明の利用によって得られ
たデータはさらに別の理由でより正確である。即ち、も
し管を検査のために現寸蒸気発生器から取り出した場
合、伝熱管の劣化部分の形態学的特徴が取り出し以前の
ものと取り出し後におけるものとでは異なっているおそ
れがある。これにより、管の検査データが不正確にな
る。本発明を利用すると、管の形態学的特性の変化のお
それは回避される。というのは、伝熱管は現場で検査さ
れるからである。

【００３６】本発明を実施例の形で図示説明したが、本
発明に関する種々の変形例を本発明の精神及びその均等
範囲から逸脱することなく想到できるので、図示し説明
した本発明は図示の細部に限定されることはない。例え
ば、渦電流測定の実施に関して、別個の検査器具を用い
ないで、所要の電圧振幅を得るために適当な渦電流コイ
ルをマンドレル１７０に一体に取り付けてもよい。さら
に、検査装置１６０は原子炉用蒸気発生器の伝熱管につ
いて漏れ量を検査するのに適するものとして説明した
が、検査装置１６０を管状部材の現場における漏れ量検
査が望まれる場合には任意のものについて使用可能であ
る。

【００３７】したがって、本明細書において、管状部材
の壁部分の漏れ具合の現場検査装置及び方法が開示され
ており、かかる管状部材は、代表的な原子炉用蒸気発生
器で見受けられる伝熱管であるのがよい。

【００３８】

【図面の簡単な説明】

【図１】幾つかの部分を除去して構成を分かりやすくし
て示す示す代表的な原子炉用蒸気発生器の部分縦断面斜
視図であり、蒸気発生器内に複数本のＵ字形伝熱管が設
けられている状態を示す部分切欠き立面図である。

【図２】伝熱管のうち所定のものの一本を現場で漏れ検
査する作動状態にある本発明の装置を示す略図である。

【図３】一対の膨張自在なブラダが取り付けられている
マンドレルの側面図であり、マンドレル及びブラダが伝
熱管内に配置されている状態を示す図である。

【図４】伝熱管内に配置されたマンドレル及びブラダの
縦断面図である。

【図５】伝熱管内に配置されたマンドレル及びブラダを
示す部分縦断面図であり、ブラダは加圧されて伝熱管の
内周部に密封的に係合し、ブラダ及び伝熱管の内周部に
よって画定された環状室が構成されている状態を示す図
である。

【図６】ブラダ及び室を加圧するためのブラダ及び室と
連通状態にある流体供給手段を示す図である。

【符号の説明】

５０管状部材又は伝熱管７０内周部１７０マンドレル１８０ａ，１８０ｂブラダ１９０ホース２１０流体供給手段２２０制御装置２３０ホース駆動装置２４０支持機構５１５環状室６６０デュアル流れ回路６９５，７４０圧力変換器７２０流量計７４０圧力センサ７６０アキュムレータタンク

フロントページの続き (72)発明者デビッドアレンスナイダーアメリカ合衆国ペンシルベニア州ノース・ハンティングドンルイーズ・ドライブ 13419

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管状部材の壁部分の漏止め具合を現場で
検査する装置において、管状部材に挿入可能な細長い本
体と、本体を包囲していて、壁部分に密封的に係合する
互いに間隔を置いて設けられている半径方向に膨張自在
な密封手段とを有し、密封手段が壁部分に密封的に係合
すると、壁部分と連通状態になる密閉環状室が形成され
るようになっており、流体を密閉環状室に供給して環状
室を所定圧力に加圧するための流体供給手段が、環状室
と流体連通状態に設けられ、流体供給手段を制御して、
壁部分に生じた破れ部が環状室に通じることにより流体
が環状室から漏れ出ると、流体供給手段が環状室への流
体を制御自在に供給して環状室内の前記所定圧力を維持
するようにする制御装置が、流体供給手段に接続されて
いることを特徴とする検査装置。
【請求項２】流体供給手段により供給される流体の流
量を測定する流量計が、流体供給手段に連結されてお
り、それにより、破れ部を通る流体の流量が流体供給手
段により供給される流体の流量に等しくなるようにし、
破れ部を通る流体の流量を測定するために流体供給手段
により供給される流体の流量を流量計によって測定する
ことを特徴とする請求項１の検査装置。
【請求項３】制御装置は、密封手段と連携して設けら
れていて、密封手段内の圧力の測定のために密封手段内
の圧力を検出する第１の圧力変換器と、環状室と連携し
て設けられていて、環状室内の圧力を測定する第２の圧
力変換器とを含むことを特徴とする請求項１の検査装
置。
【請求項４】制御装置は、流体供給手段を自動的に制
御するようコンピュータ化されていることを特徴とする
請求項１の検査装置。
【請求項５】流体供給手段内の圧力スパイクを減衰さ
せるためのアキュムレータタンクが、流体供給手段と流
体連通状態に設けられていることを特徴とする請求項１
の検査装置。
【請求項６】前記本体を支持するための支持機構が、
前記本体に連結されていることを特徴とする請求項１の
検査装置。
【請求項７】可撓性ホースが、前記本体に取り付けら
れていることを特徴とする請求項１の検査装置。
【請求項８】ホース及びこれに取り付けられている前
記本体を駆動し、ホースが駆動されると、前記本体及び
ホースが管状部材内で並進するようにするホース駆動装
置が、ホースに係合していることを特徴とする請求項７
の検査装置。
【請求項９】管状部材の壁部分の漏止め具合を現場で
検査する方法において、細長いマンドレルを管状部材に
挿入し、壁部分と一対の互いに間隔を置いて設けられて
いる膨張したブラダとを密封的に係合させることにより
壁部分に隣接して密閉環状室を形成し、環状室と流体連
通した流体供給回路から流体を環状室に供給することに
より環状室を加圧し、流体供給回路に接続された制御装
置により流体供給回路を制御し、環状室に隣接して壁部
分に生じた破れ部により流体が環状室から漏れ出ると、
流体を環状室に制御自在に供給することにより環状室内
の所定の圧力を維持し、壁部分の漏止め具合を環状室か
らの流体の漏れとして検査することを特徴とする検査方
法。
【請求項１０】環状室内の所定圧力を維持する前記段
階では、環状室と連通して設けられた圧力センサを用い
て環状室内の圧力を検出することを特徴とする請求項９
の検査方法。