JPH0755994A

JPH0755994A - 原子炉用熱交換器の伝熱管の矯正方法及び装置

Info

Publication number: JPH0755994A
Application number: JP5204765A
Authority: JP
Inventors: W Everett James; ダブリューエヴェレットジェームズ; Robert C Sullivan; シーサリバンロバート
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【目的】蒸気発生器の伝熱管の変形端部を矯正して、
検査プローブ、スリーブ及び端栓を挿入させることがで
きるようにする方法及び装置を提供する。【構成】蒸気発生器伝熱管（４０）の変形端部（１０
０）が非真円形状になっている場合に矯正装置を用い
る。矯正装置は、変形端部の内面（７０）に係合するよ
う形作られたマンドレル（１９０）と、マンドレルに連
結されていて、マンドレルを押し進めて変形端部の内面
に密着させるために往復力をマンドレルに及ぼす往復動
自在な駆動体（２００）とを有する。往復力をマンドレ
ルに加え、マンドレルが伝熱管変形端部の内面に係合す
ると、伝熱管の変形端部（１００）は矯正されて真円形
状になる。

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、伝熱管を修理す
るための装置及び方法に関し、特に、一般に原子炉用熱
交換器内で見受けられるような種類の伝熱管の変形端部
を矯正するための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】原子炉
用熱交換器では、加熱された放射性の一次流体が、熱交
換器内に設けられた管板の孔に嵌め込まれている複数の
Ｕ字管を通って流れる。熱交換器は、管板の下に位置し
たプレナム室を有し、このプレナム室は管板を貫通して
いる管の端部と連通している。一次流体よりも温度が低
い非放射性の二次流体が同時に熱交換器内に流れて、一
次流体が伝熱管を通って流れている間、管板の上方に位
置する伝熱管の外面を包囲する。一次流体がプレナム室
に流入して伝熱管を通って流れると、一次流体はその熱
を伝熱管の外面を包囲している二次流体に与え、蒸気を
発生させ、この蒸気を用いて発電分野で周知の方法で発
電を行わせる。

【０００３】一次流体は放射性なので、伝熱管を通って
流れる放射性の一次流体が伝熱管の外面の周りの非放射
性二次流体と混合したりこれを放射能で汚染させないよ
うにすることが肝要である。したがって、伝熱管は漏れ
が生じないよう設計されていて、放射性の一次流体が非
放射性二次流体から隔絶されたままであり、一次流体と
二次流体との混合が回避されるようになっている。

【０００４】場合により、熱交換器の運転中、応力及び
腐食によって生じる管壁の粒界亀裂に起因して、伝熱管
が劣化し、かくして漏止め状態を保つことができなくな
る。従って、かかる応力腐食割れまたは劣化を生じてい
る管を検出するために伝熱管を検査することが望まし
い。この検査は、一般に、検査プローブ、例えば渦電流
プローブまたは超音波プローブを伝熱管内へ挿入してプ
ローブを伝熱管の内面に沿って移動させることによって
行われる。さらに、もし検査プローブによって応力腐食
割れが存在しているか、或いはその蓋然性が高いことが
分かると、伝熱管は“スリーブ補修”または“施栓”の
いずれかが行われる。スリーブ補修を行う場合、管状ス
リーブを伝熱管内に差し込み、これに取り付けて伝熱管
の劣化部分を覆うようにし、伝熱管が劣化しているにも
かかわらず、続けて使用できるようにする。施栓を行う
場合、栓を伝熱管の口に差し込んでこれに取り付け、劣
化した伝熱管を使用しないようにする。

【０００５】滅多にないと思うが、弛んだ部品が管板の
下のプレナムに入ることが考えられる。この弛んだ部品
がもし非常に大きくて伝熱管の端部を通過することがで
きない場合、この部品はプレナム内に留まり、プレナム
に流入し伝熱管内を通って流れる一次流体の速度が高い
ので伝熱管の端部に繰り返し衝撃を与えることになる。
このように伝熱管の端部に対する弛んだ部品の衝撃の繰
り返しにより、伝熱管の端部の損傷が生じ、或いはこれ
を変形させる場合がある。かかる伝熱管端部の変形によ
り、伝熱管の端部が非真円形状になる。もし伝熱管端部
の変形がひどすぎると、変形した伝熱管端部は上述の検
査プローブ、スリーブ及び栓の差し込みの邪魔になる場
合がある。従って、検査プローブ、スリーブ及び栓を挿
入できるようにするために、かかる変形した伝熱管端部
を修理することが当該技術分野における課題である。

【０００６】かかる変形した伝熱管端部を修理する従来
方法は、管ローラを用いて拡張し、エンドフェーサ（en
d facer)を用いて機械加工し、伝熱管端部を拡張させる
ために安定した力を伝熱管に加えるスライドハンマーを
用いて矯正する工程を含む。管ローラを使用した場合の
成功の度合いは十分ではないということが判明した。と
いうのは、変形した伝熱管端部は非真円形であり、それ
によりローラが伝熱管端部内で動かなくなり、或いはつ
かえてローラが伝熱管端部の半径方向に完全には拡張し
ないようになる。エンドフェーサを使用すると費用効果
が落ちることが判明した。というのはエンドフェーサ
は、修理を達成するのに望ましくないほど多くの時間を
必要とするからである。スライドハンマーは好結果をも
たらすが、その使用に当たっては保守作業員が熱交換器
のプレナムに入ってスライドハンマーを手動操作しなけ
ればならない。これはかかる保守作業員に対する放射線
被爆を甚だしく増大させる。従って、伝熱管端部を有効
に拡張でき、費用効果が良く、しかも保守作業員に対す
る放射線被ばくを増大させない方法で、変形した伝熱管
端部を修理することが当該技術分野におけるもう１つの
課題である。

【０００７】従って本発明の目的は、検査プローブ、ス
リーブ及び栓を差し込むことができるようにするため
に、変形した伝熱管端部を修理すると共に、伝熱管端部
を有効に拡張し、費用効果が良く、しかも保守作業員に
対する放射線被ばくを増大させない伝熱管の変形端部の
矯正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】本発明の要旨は広義に
は、管板と管板を貫通する複数本の伝熱管とを有する原
子炉用熱交換器において、伝熱管のうちの第１の一本は
内面及び非真円形状を呈する変形した端部を有してお
り、該伝熱管の変形端部を矯正する装置が、伝熱管の端
部の内面に係合するよう形作られたマンドレルと、マン
ドレルに連結されていて往復力（断続的な力）をマンド
レルに加えてマンドレルを押し進め、これを伝熱管の変
形端部の内面に係合させる往復動自在な駆動体とを有
し、駆動体が往復動すると往復力がマンドレルに加えら
れ、マンドレルは往復力が加えられると伝熱管の変形端
部の内面に係合し、マンドレルが伝熱管の内面に係合す
ると、伝熱管の変形端部は矯正されて真円形状となるこ
とを特徴とする矯正装置にある。また本発明の要旨は広
義には、管板と管板を貫通する複数本の伝熱管とを有す
る原子炉用熱交換器において、伝熱管のうちの第１の一
本は内面及び非真円形状を呈する変形した端部を有して
おり、該伝熱管の変形端部を矯正する方法が、マンドレ
ルを伝熱管の変形端部の内面に係合させる工程と、マン
ドレルに連結された往復動自在な駆動体を作動させるこ
とにより、往復力をマンドレルに及ぼしてマンドレルを
押し進め、これを伝熱管の変形端部の内面に係合させる
工程とを含み、駆動体が往復力をマンドレルに加える
と、伝熱管の変形端部は矯正されて真円形状となること
を特徴とする矯正方法にある。

【０００９】

【発明の効果】本発明の利点は、伝熱管を劣化が生じて
いるかどうかについて検査し、伝熱管の劣化部分をスリ
ーブ補修し、或いは劣化した管を施栓するために、検査
プローブ、スリーブ及び栓を上述の変形した伝熱管端部
に差し込むことができるようになるということにある。

【００１０】本発明のもう一つの利点は、変形した伝熱
管端部の矯正を費用効果の良い方法で達成できることに
ある。

【００１１】本発明のさらにもう一つの利点は、変形し
た伝熱管端部の矯正中、保守作業員に対する放射線被ば
くが増加することはないということにある。

【００１２】

【実施例】図１を参照すると、蒸気を発生させるための
全体を符号１０で示した典型的な原子炉用熱交換器、即
ち蒸気発生器が示されている。熱交換器１０は、上方部
分３０及び下方部分３５を備えたシェル２０を含む。下
方部分３５の中には、放射性一次流体（図示せず）を循
環させるための複数の垂直に向いた逆Ｕ字形伝熱管４０
が設けられている。各伝熱管４０は、応力腐食割れに抵
抗するよう、約７６重量％ニッケル、０．０８％炭素、
０．５重量％のマンガン、８．０重量％の鉄、０．００
８重量％の硫黄、０．０２５重量％の銅、及び１５．５
重量％のクロムで構成される“インコネル”金属である
のがよい。各伝熱管４０は、複数の水平に向いた支持板
６０に形成されている対応の孔５０を貫通している。各
伝熱管４０は内面７０（図２参照）を有している。図１
に示すように、伝熱管４０の端部１００を受け入れるた
めの複数の孔９０を備えた水平方向に向いた管板８０が
下方部分３０内に設けられていてこれに取り付けられて
いる。シェル２０には、入口プレナム室１３０と連通し
ている第１の入口ノズル１１０及び出口プレナム室１４
０と連通している第１の出口ノズル１２０が設けられて
いる。入口プレナム室１３０及び出口プレナム室１４０
に接近するための複数のマンホール１５０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、
非放射性の二次流体（図示せず）を上方部分３０内に流
入させるための第２の入口ノズル１６０が伝熱管４０の
上方でシェル２０を貫通して形成されている。熱交換器
１０から蒸気を排出させるための第２の出口ノズル１７
０がシェル２０の頂部に取り付けられている。

【００１３】熱交換器１０の運転中、加熱された放射性
一次流体が、第１の入口ノズル１１０を通って流れ、毎
秒約２００フィートの速度で入口プレナム室１３０に流
入し、伝熱管４０を通って出口プレナム室１４０に流
れ、そして一次流体は第１の出口ノズル１２０を通って
熱交換器１０から出る。一次流体が入口プレナム室１３
０に流入している間、二次流体はそれと同時に第２の入
口ノズル１６０に流入して最終的に伝熱管４０の周りに
流れる。この二次流体の一部は、一次流体から伝熱管４
０の壁を通って二次流体に伝達される熱により蒸発して
蒸気になる。蒸気は第２の出口ノズル１７０を通って熱
交換器１０から出て、タービン発電機装置に送られ、発
電分野で周知の方法で電気を発生する。

【００１４】しかしながら、熱交換器１０の運転中、弛
んだ部品（図示せず）が、一次流体によって運ばれる場
合があり、この弛んだ部品は入口プレナム室１３０に入
る。この弛んだ部品が大きすぎて伝熱管の端部１００を
通過することができない場合、これは入口プレナム室１
３０内に留まったままになり、一次流体が伝熱管４０を
出るときに伝熱管の端部１００に繰り返し衝撃を与える
ことになる。伝熱管端部１００に対する弛んだ部品の衝
撃の繰り返しにより、伝熱管端部１００が変形する場合
がある。この種の変形は、伝熱管端部１００を非真円形
状にする変形である（図６参照）。もし伝熱管端部１０
０の変形がひどすぎる場合、変形した伝熱管端部１００
が、検査プローブ（図示せず）、スリーブ（図示せず）
及び栓（これまた図示せず）の挿入を妨げる場合があ
る。従って、検査用プローブ、スリーブ及び栓を変形し
た伝熱管端部１００内へ差込むことができるようにする
ため、かかる伝熱管の変形端部１００を適切に修理する
ことが当該技術分野における課題である。

【００１５】従って、図２、図３、図４、図５及び図６
を参照すると、本発明の要旨である、伝熱管５０の変形
端部１００を可塑的に矯正する装置（全体が符号１８０
で示されている）が示されている。矯正装置１８０は、
伝熱管４０の変形端部１００の内面７０に密着するよう
形作られたマンドレル１９０を有することを特徴とす
る。この点においてマンドレル１９０は変形した端部１
００の内面７０に容易に且つ摺動自在に係合するよう円
錐形状であるのが良い。往復衝撃力をマンドレル１９０
に及ぼしてマンドレル１９０を押し進め、これを伝熱管
４０の端部１００の内面に密着させるようにするための
往復動自在な駆動体２００がマンドレル１９０に連結さ
れている。衝撃時毎における往復力またはトルクは約３
００〜６００フィートポンドであるのが良い。この点に
おいて、駆動体２００は空気（本明細書における空気と
いう用語は空気その他の気体を含む）圧作動式であるの
がよく、或いは導管２０５によって駆動体２００に供給
される油圧流体によって駆動されるものであっても良
い。空気圧作動式の駆動体が好ましい。というのは、か
かる空気圧作動式駆動体の反力は、伝熱管端部１００に
対して及ぼされる力と比べて比較的小さいからである。
後述の理由により、反力を最小限に抑えることが重要で
ある。

【００１６】駆動体２００は往復動すると、往復力がマ
ンドレル１９０に加えられ、マンドレル１９０は往復力
が加えられている間、端部１００の内面７０に適切に係
合する。マンドレル１９０が変形した端部１００の内面
７０に係合すると、マンドレル１９０は変形した端部を
実質的に真円形状にする（即ち、端部１００を矯正す
る）。かかる駆動体は、米国ペンシルベニア州ピッツバ
ーグに所在のグレインガー・インコーポレイテッドから
入手できる形式のものであるのが良い。後述の理由によ
り、駆動体２００は往復力をマンドレル１９０に及ぼす
ために往復動することが重要である。

【００１７】さらに図２、図３、図４、図５及び図６を
参照すると、プレートまたは支持ベース２１０が駆動体
２００に連結されている。支持ベース２１０を次に述べ
る方法で管板８０に着脱自在に固定し、或いは係止する
ための全体を符号２２０で示す係止機構が設けられてい
る。この点において、係止機構２２０は、空気圧作動式
であって且つ可動の細長いカムロックを摺動自在に収納
したハウジング２３０を有するという特徴がある。カム
ロック２４０は、ガスまたは油圧作動式のものであるの
が良く、ガス源（図示せず）または作動油源（これ又図
示せず）に例えばホース２４５によって連結されてい
る。また、ガス圧または油圧に応答してカムロック２４
０を摺動自在に運動させるための運動機構（図示せず）
がハウジング２３０内に設けられている。係止機構２２
０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
ら入手できる形式のものであるのが良い。好ましくは、
ハウジング２３０内に設けられる運動機構は、カムロッ
ク２４０を隣接の非変形伝熱管４０内に摺動自在に挿入
することができ、またその非変形伝熱管４０の内面７０
に密着することができる。その目的は、支持ベース２４
０を管板８０に固定することにある。このようにして、
矯正装置１８０は管板８０の下方で着脱自在に吊り下げ
られる。また、支持ベース２１０から外方に突出した状
態で支持ベース２１０に少なくとも１つの細長いスペー
サ２５０が連結されており、このスペーサ２５０は、管
板８０に係合して支持ベース２１０と伝熱管４０の端部
１００を互いに間隔を置いた関係に保って、支持ベース
２１０で不注意に端部１００に衝撃を与えることによる
端部１００のそれ以上の変形を防止するようになってい
る。この点において、スペーサ２５０は、支持ベース２
１０を横方向に貫通して調節自在に摺動し得る。バネ部
材２７０がスペーサ２５０の端部２６０を包囲して設け
られるのが良く、バネ部材２７０は、ハウジング２８０
を支持ベース２１０の下で吊り下げることができるよう
にするネジ２９０によって支持ベース２１０に取り付け
られたハウジング２８０内に設けられている。上述の説
明から、バネ部材２７０を用いることにより、スペーサ
２５０が管板８０に係合すると、スペーサ２５０は所定
量押し下げられ、また管板８０から離れると、その元の
位置に戻ることが理解されよう。今述べている理由でス
ペーサ２５０を設けることが重要である。この点におい
て、スペーサ２５０は適当な表示装置または信号表示器
（図示せず）に電気的に接続された線形電位差計（図示
せず）を移動させる。スペーサ２５０が管板８０に当た
ると、スペーサ２５０は線形電位差計を移動させ、この
線形電位差計は管板８０に係合したことをオペレータに
表示または指示することになる。好ましい実施例では、
三角形配列のスペーサ２５０を構成するよう複数のスペ
ーサ２５０が支持ベース２１０から突き出ている。かか
る列状のスペーサ２５０により、矯正装置１８０のオペ
レータは、スペーサ２５０が管板８０に係合したときの
スペーサ２５０の電位差だけの読みを比較することによ
り支持ベース２１０を水平に調節できる。支持ベース２
１０の水平調節により、マンドレル１９０及びカムロッ
ク２９０は矯正中、伝熱管４０の損傷を回避するため、
対応の伝熱管４０と正確に同軸状態に整列できる。

【００１８】さらに再び図２、図３、図４、図５及び図
６を参照すると、支持ベース２１０を遠隔操作可能な位
置決めアーム３３０を備えた全体を符号３２０で示すロ
ボット装置に結合するための結合具３００が、例えばネ
ジ３１０によって支持ベース２１０に取り付けられてい
る。位置決めアーム３３０は、支持ベース２１０を伝熱
管４０の端部１００に隣接した位置に配置して、マンド
レル１９０を伝熱管４０の長さ方向軸線と同軸状に整列
させることができるようにする。結合具３００は位置決
めアーム３３０に着脱自在に連結されるようになってい
て、装置１８０は端部１００の矯正後、位置決めアーム
３３０から外すことができるようになっている。ロボッ
ト装置３２０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遠隔操作サービスアーム（頭文
字をとって「ＲＯＳＡ」と呼ばれる）であるのが良い。
さらに、マンドレル１９０が端部１００を矯正している
ときマンドレル１９０及び端部１００を遠隔地から目視
するための遠隔目視装置が例えばブラケット３４０によ
って支持ベース２１０の下方でこれに取り付けられてい
る。好ましい実施例では、遠隔目視装置３５０はミニチ
ュアカメラであり、例えばこれは米国ペンシルベニア州
ピッツバーグに所在のプロフェッショナル・オーディオ
・アンド・ビデオ・カンパニーから入手できるものであ
る。遠隔目視装置３５０は、端部１００の「リアルタイ
ム」の目視検査及び矯正が首尾よく行われたかどうかを
確認することができる。かくして、矯正が首尾よく行わ
れたことを確認するための後で行う検査が不要となる。
開口部３６０が支持ベース２１０を貫通して形成されて
いて、遠隔目視装置３５０によって矯正工程を遮るもの
なく容易に見ることができる。また、白熱電球３８０が
例えばネジ３７０によって支持ベース２１０に取り付け
られており、変形した端部１００の周りの領域を照らし
て矯正装置１８０のオペレータが、変形した端部１００
が首尾よく矯正されたかどうかを目で容易に確認するこ
とができるようになる。

【００１９】図３及び図５で最も良く示すように、端部
１００の矯正後、マンドレル１９０を端部１００の内面
７０から外し、或いは抜き出すための全体を符号３９０
で示す引抜き装置がマンドレル１９０に連結されてい
る。好ましい実施例では、引抜き機構３９０は、例えば
ボルト４１０により支持ベース２１０に取り付けられた
一対の油圧シリンダ４００を有することを特徴とする。
各油圧シリンダ４００は、今説明する理由により少なく
とも１つのバネ部材４２０及びシリンダヘッド４３０を
含む。この点において、油圧シリンダ４００の作動中、
シリンダヘッド４３０は外方に延びて管板８０に係合す
る。シリンダヘッド４３０は管板８０に係合すると、シ
リンダヘッド４３０は所定の力をこれに及ぼす。その目
的は、支持ベース２１０及びこれに連結されたマンドレ
ル１９０を下方に並進させることにある。支持ベース２
１０が下方に並進すると、マンドレル１９０は伝熱管４
０の端部１００から取り出される。バネ部材４２０は、
その対応の油圧シリンダ４００をその元の伸長されてい
ない位置に戻すのに用いられる。シリンダ４００をより
一層迅速に戻すために複数のバネ部材４２０を各油圧シ
リンダ４００と関連して設けるのが良い。シリンダ４０
０を設けることが重要である。これが重要である理由
は、マンドレル１９０が伝熱管４０の端部を矯正し、或
いは拡張した後、マンドレル１９０が端部１００内に摩
擦力によって捕捉されるようになるからである。すなわ
ち、本発明は伝熱管４０の端部１００を可塑的に変形さ
せるのであるが、伝熱管４０の構成材料はそれにもかか
わらず、部分的に所定量内方へ運動する傾向があり、従
って端部１００が、マンドレル１９０が端部１００を拡
張した後、マンドレルと密着したままになるようにな
る。金属についてのこの現象は、当該技術分野では通常
「スプリングバック」と称する。かくしてマンドレル１
９０は、端部１００を形成する壁の「スプリングバッ
ク」に起因して端部１００内に捕捉されるようになる
が、これ望ましくない。従って、上述の摩擦力に打ち勝
つような方法でマンドレル１９０を端部１００から引き
抜くのに十分な力を生じさせることにより、この「スプ
リングバック」の問題を解決するために油圧シリンダ４
００が設けられる。油圧シリンダ４００全てによって加
えられる力は約２，０００〜２０，０００ポンドである
のが良い。

【００２０】次に、動作原理を説明すると、熱交換器１
０の運転を当該技術分野で通常用いられる方法で中止
し、結合具３００を位置決めアーム３３０に結合する。
次に、位置決めアーム３３０をロボット装置３２０によ
って遠隔操作し、位置決めアーム３３０がマンホール１
５０を通って延びて支持ベース２１０を管板８０の下の
位置に位置決めする。支持ベース２１０を管板８０の下
に位置決めしてマンドレル１９０が伝熱管４０の変形端
部１００と同軸状に整列するようにする。次に、駆動体
２００を作動させて往復力をマンドレル１９０に及ぼ
す。往復力をマンドレル１９０に及ぼすことが重要であ
る。これが重要である理由は、往復力ではなく、一様な
力をマンドレル１９０の及ぼすと、約数千ポンドの反対
方向の反力が生じて、これが位置決めアーム３３０の揚
力に打ち勝つ傾向があり、さもなければ位置決めアーム
３３０の内部機構（図示せず）に損傷を与える場合があ
るからである。駆動体２００の往復作用は、比較的小さ
な反力を生じさせると同時にマンドレル１９０を押し進
め、これを伝熱管４０の変形端部１００に摺動自在に密
着させるのに十分な衝撃力を生じさせる往復力を加える
ことによってこの問題を解決する。これがそうである理
由は、ガス（例えば空気）作動式の駆動体２００の場
合、ガスの力はシリンダ内の内部重り（図示せず）を吹
き飛ばし、或いは移動させ、この重りはシリンダ内で前
後に往復動する。重りはシリンダの一端部の停止部に衝
突し、シリンダの他端部でエアークッション作用を受け
る。かくして、かかる駆動体２００は、位置決めアーム
３３０に対し比較的小さな反力を生じさせている間、伝
熱管端部１００に比較的大きな衝撃力を及ぼすことがで
きる。円錐形状のマンドレル１９０が変形した端部１０
０に摺動自在に係合すると、マンドレル１９０は端部１
００を拡張させ、或いは矯正して変形した端部１００が
実質的に丸い形状となる。

【００２１】さらに、位置決めアーム３３０で支持ベー
ス２１０を管板８０に隣接して位置決めすると、スペー
サ２５０は管板に係合して支持ベース２１０を伝熱管４
０の端部１００に対して間隔を置いた関係に維持する。
その目的は、端部１００のいずれもがそれ以上変形しな
いようにするためである。もし必要であれば係止機構２
３０を作動させ、カムロック２４０が外方に延びて、変
形した端部１００を有する伝熱管４０の近傍に位置した
管４０の内面７０に係合するようにする。位置決めアー
ム３３０は、いったんマンドレル１９０を伝熱管４０と
同軸状に配置すると、静止した姿勢で支持ベース２１０
を保つことができる。従って、いったんマンドレル１９
０を伝熱管４０と同軸状に位置決めしたときに支持ベー
ス２１０が静止したままになるという保証を一段と強く
することが望ましい場合に係止機構２３０が必要とされ
るに過ぎない。矯正装置１８０のオペレータは、マンド
レル１９０が伝熱管４０の長さ方向軸線と同軸状に整列
しているかどうか及び矯正工程が完全であるかどうかを
判断するためカメラ３５０を用いて、支持ベース２１０
に形成された開口部３６０を通して矯正工程を遠隔地で
目視することができる。矯正装置１８０のオペレータが
整列及び矯正工程を目視するのを助けるため、白熱電球
３８０が設けられていて変形端部の周囲の領域を照明し
ている。

【００２２】しかしながら、望ましくないことに、マン
ドレル１９０は、端部１００を含む壁のスプリングバッ
クにより端部１００内に捕捉されることになる。従っ
て、マンドレル１９０を端部１００から引き抜くのに十
分な力を生じさせることによりこの「スプリングバッ
ク」の問題を解決するために油圧シリンダ４００が設け
られている。この点において、矯正工程の完了後、油圧
シリンダ４００を作動させてシリンダヘッド４３０が外
方に延びて管板８０に係合し、それによりマンドレル１
９０を矯正後の端部１００から引き抜くのに十分な引抜
き力をマンドレルに及ぼすようにする。

【００２３】端部１００を十分に矯正した後、ロボット
装置４２０を作動させて位置決めアーム３３０及びこれ
に連結された支持ベース２１０をマンホール１５０を挿
通させ、かくして熱交換器１０から引き出す。次に、熱
交換器１０を当該技術分野で通常用いられている方法に
より可動状態に戻す。

【００２４】本発明をその好ましい実施例を用いて図示
説明したが、本発明に関し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、図示説明したような本発明の細部に限定されるべき
ではない。例えば、本発明は原子炉用伝熱管の非真円形
端部の矯正に使用できるが、本発明を用いて管状部材が
原子炉用伝熱管であるかどうかを問わず、任意の類似の
管状部材の端部を矯正することができる。

【００２５】従って、以上要するに、一般的には原子力
用熱交換器内で見受けられるような種類の伝熱管の変形
端部を矯正するための装置及び方法を開示した。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】明確化のため幾つかの部分を取り除いて示す典
型的な原子力用熱交換器の部分立面斜視図であり、熱交
換器がその中に設けられた管板を貫通している複数のＵ
字形伝熱管を有すると共に管板の下にプレナム室を備え
ている図である。

【図２】本発明の装置を収納したプレナム室の縦断面図
である。

【図３】変形した伝熱管端部を矯正するよう動作状態に
ある本発明の装置の部分縦断面図である。

【図４】図３の４−４線における断面図である。

【図５】図３の５−５線における断面図である。

【図６】変形した伝熱管を矯正する本発明の装置の立面
図である。

【符号の説明】

１０原子力用熱交換器２０シェル４０伝熱管８０管板１００変形端部１８０伝熱管の変形端部の矯正装置１９０マンドレル２００往復動自在な駆動体２１０支持ベース２２０係止機構２４０カムロック２５０スペーサ３００結合具３３０位置決めアーム３５０ミニチュアカメラ３９０引抜き機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 9117−2ＧＧ２１Ｄ 1/00 Ｓ (72)発明者ロバートシーサリバンアメリカ合衆国ペンシルベニア州ジャネットグリーンビュードライブ 25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管板と管板を貫通する複数本の伝熱管と
を有する原子炉用熱交換器において、伝熱管のうちの第
１の一本は内面及び非真円形状を呈する変形した端部を
有しており、該伝熱管の変形端部を矯正する装置が、伝
熱管の端部の内面に係合するよう形作られたマンドレル
と、マンドレルに連結されていて往復力をマンドレルに
加えてマンドレルを押し進め、これを伝熱管の変形端部
の内面に係合させる往復動自在な駆動体とを有し、駆動
体が往復動すると往復力がマンドレルに加えられ、マン
ドレルは往復力が加えられると伝熱管の変形端部の内面
に係合し、マンドレルが伝熱管の内面に係合すると、伝
熱管の変形端部は矯正されて真円形状となることを特徴
とする矯正装置。
【請求項２】駆動体は空気圧作動式であることを特徴
とする請求項１の矯正装置。
【請求項３】マンドレルは、伝熱管の変形端部の内面
に摺動自在に係合するために円錐形に形作られているこ
とを特徴とする請求項１の矯正装置。
【請求項４】駆動体に連結されていて、駆動体及びこ
れに連結されたマンドレルを支持するための支持ベース
と、支持ベースに取り付けられていて、管板を貫通する
伝熱管のうち第２の１本に係合して支持ベースを管板に
係止する係止機構と、支持ベースから外方に突出してい
て、支持ベースと伝熱管の変形端部を互いに間隔を置い
た関係に維持し、伝熱管の変形端部がそれ以上変形しな
いようにする少なくとも一つのスペーサと、支持ベース
に取り付けられていて、支持ベースを熱交換器内へ延び
る遠隔操作可能な位置決めアームに結合する結合具とを
有し、位置決めアームは、支持ベース及びこれに連結さ
れたマンドレルを伝熱管の変形端部に隣接した位置に位
置決めするよう運動でき、前記結合具は位置決めアーム
に着脱自在に連結されるようになっており、マンドレル
が伝熱管の変形端部を矯正している間、マンドレル及び
伝熱管の端部を遠隔地で目視するための遠隔目視装置が
支持ベースに取り付けられていることを特徴とする請求
項１の矯正装置。
【請求項５】係止機構はカムロックであることを特徴
とする請求項４の矯正装置。
【請求項６】マンドレルに連結されていて、マンドレ
ルを伝熱管の変形端部の内面から外すための引抜き機構
を更に有することを特徴とする請求項１の矯正装置。
【請求項７】管板と管板を貫通する複数本の伝熱管と
を有する原子炉用熱交換器において、伝熱管のうちの第
１の一本は内面及び非真円形状を呈する変形した端部を
有しており、該伝熱管の変形端部を矯正する方法が、マ
ンドレルを伝熱管の変形端部の内面に係合させる工程
と、マンドレルに連結された往復動自在な駆動体を作動
させることにより、往復力をマンドレルに及ぼしてマン
ドレルを押し進め、これを伝熱管の変形端部の内面に係
合させる工程とを含み、駆動体が往復力をマンドレルに
加えると、伝熱管の変形端部は矯正されて真円形状とな
ることを特徴とする矯正方法。
【請求項８】往復力をマンドレルに加える工程では、
往復動自在な駆動体を空気圧で作動させてその反力を最
小限に抑えることを特徴とする請求項７の矯正方法。
【請求項９】マンドレルを伝熱管の変形端部の内面に
係合させる工程では、円錐形のマンドレルを伝熱管の内
面に摺動自在に係合させることを特徴とする請求項７の
矯正方法。
【請求項１０】駆動体に連結され、駆動体及びこれに
連結されたマンドレルを支持するための支持ベースを用
意し、支持ベースに取り付けられた係止機構を伝熱管の
うちの第２の１本に係合させることにより支持ベースを
管板に係止し、支持ベースと伝熱管の端部を互いに間隔
を置いた関係に維持し、管板と支持ベースから外方に突
出した少なくとも一つのスペーサを互いに係合させるこ
とにより伝熱管の端部をもうそれ以上変形させないよう
にし、支持ベースに取り付けられた結合具により支持ベ
ースを熱交換器内へ延びている遠隔操作可能な位置決め
アームに結合し、アームは支持ベース及びこれに連結さ
れたマンドレルを伝熱管の端部に隣接した位置に位置決
めするよう運動でき、結合具はアームに着脱自在に連結
されるようになっており、支持ベースに取り付けられた
遠隔目視装置により、マンドレルが伝熱管の端部を矯正
しているとき、マンドレル及び伝熱管の端部を遠隔地で
目視することを特徴とする請求項７の矯正方法。
【請求項１１】支持ベースを管板に係止させるための
工程では、支持ベースに取り付けられたカムロックを伝
熱管のうちの第２の１本に係合させることを特徴とする
請求項１０の矯正方法。
【請求項１２】マンドレルに連結された引抜き機構を
作動させることにより、マンドレルを伝熱管の端部の内
面から外す工程を更に含むことを特徴とする請求項７の
矯正方法。