JPS594968A - 内部誘導加熱装置 - 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】 本発明は加熱装置に関し、特にろうづけ処理により管の
内部にスリーブ（さや断手）を取りつけるために使用す
る加熱装置に関する。

■型ノ熱交換器の内部においては、第一流体が熱交換器
の管を通って流れ、第二流体力く管の外部周辺にあって
、両流体間で熱交換が行なわれる。多数の管の１本に欠
陥が生じ、漏れ力量起こって両流体が混ざり合う事故が
発生することがある。このような事態になったときｌこ
は、欠陥の生じた管に栓をして流体がその管に流れない
ようにするか、或いは管を修理して電力）らの漏れを防
く必要がある。

原子炉発電プラントでは、管部の熱交換器は一般に蒸気
発生器と呼ばれて（する。原子炉の蒸気発生器の管部に
欠陥が生じ管内の冷却媒と管外部の冷却媒とが混ざり合
った場合には、更に重大な問題が起こる。熱交換器が作
動不良になるばかりでなく、放射能汚染の問題が起こる
ことになる。原子炉の蒸気発生器の管内を流れる流体は
一般に放射性であるから、管内の流体が管から漏れ出し
て管外周を取り囲んでいる流体を汚染するのを許さない
ことは重要なことである。

従って、原子炉の蒸気発生器の熱交換用の管に漏れが生
じた場合には、熱交換用の管に栓して寒くか又は管を補
修して冷却媒が管から漏水しないようにしなければなら
ない。漏水を防止すれば、管外周を取り囲んでいる流体
の汚染は防止される。

熱交換用、の管を補修する幾つかの方法が知られている
けれども、公知の多くの方法は−、管への接近が容易で
ない場合の管の補修には応用できない方法である。たと
えば、原子炉の蒸気発生器の場合には、欠陥を生じた熱
交換用の管への接近が物理的に不可能であること及び熱
交換用の管の周囲環境が放射性を帯びていることが管の
補修にあたって、他の熱交換器の場合には生じない種類
の特異な問題を提起する。上記の理由から、原子炉の蒸
気発生器の熱交換用の管を補修する特殊な方法か開発さ
れている。原子炉の蒸気発生器の熱交換用の管の補修に
用いられる代表的な方法は、欠損を生じた管の内径より
も備かに小さな外径を持つ金属製スリーブを欠損管に挿
入し、欠損管に付着させて管の欠陥部をつなく方法であ
る。この型の補修法は、一般に、スリーピング（３１ｅ
ｅｖｉｎｇＨさや管挿入補修法）と呼ばれている。これ
までに行なわれてきたスリーピング法の開発・発展努力
は、ろうつけ、アーク溶接、爆発溶接その他の接合手段
を講じて、スリーブと管との間を耐漏洩性接合１こする
ことに向けられてきた。清浄性、密着性か要求され、加
熱せねばならす、人気の制御の必要がある等の理由から
、冶金的手段による結合技術には幾つかの問題点があり
、人の接近か制約される原子炉の蒸気発生器の技術分野
においては、上記の問題点の解決は容易ではない。

本件出願人に譲渡された「ろうづけスリーピング法」と
いう名称のＲＰＣ出願第８１１０６４１８．７号の明細
書に記載されているろうづけスリーピング法の場合には
、スリーブと管の間にろうつり結合を形成さゼるために
、ろうつけ利ネ゛１を加熱する必要かある。ろうつけ材
料を加熱する方法の一つは、スリーブに加熱装置を挿入
してスリーブ及びろうつけ材料を内側から加ｐ４Ｈする
方法である。しかしながら、作業個所か作業者や工具の
接近を許さない場合も多い。又、加熱装置か必要とする
動力も大きく、ろうつけ時間及びろうつけ温度を注意深
く制御する必要かある。

従って本発明の第一の目的は、遠隔位置にある熱交換用
の管に挿入することかでき、ろうづけ工程の温度及び時
間の正確な管理を可能にするしなやかな核状のろうづけ
杖をｔ是供することである。

」−記の目的に鑑み、本発明は、管の内部に位置させる
ことかできるしなやかな杖から成る内部誘導加熱装置で
あって、中空の導電性管状部組が心金の上に配設されて
いて管状部材に流体を流すことができ、前記管状部材は
実質的にまっすくな複数の脚部分と前記心金の一部分の
周上に捲きつけられて前記管を加熱する誘導コイルを形
成する部分とを有し、電流及び冷却媒を導く柔軟なケー
ブル部材か前記心金に接続されていることを特徴とする
内部誘導加熱装置を提供せんとするものである。

ろうづけする部材の加熱のためには電流を使用し、ろう
づけ杖の温度制御のために冷却媒をする。−例として添
附の図面に示す本発明の実施例についての以下の説明に
より本発明はより容易に理解できると考える。

第１図、第２図及び第３図において、屈曲自在のろうづ
け杖を符号２０で示してあり、ろうづけ杖２０はベスペ
ル（ｖｅｓｐｅｌ）　　のような高温絶縁性材料からつ
くられ、全長にわたって中心孔２４が形成されているフ
ィル心金２２を有する。コイル心金２２の外面上には、
コイル２８を受容する複数のみそ２６が切られている。

コイル心金２２はコイル２８を支持し保護しており、コ
イル２８を金属管３２に入った金属製スリーブ３０に挿
入することができる。

外径３２罪で内部に流体を通すことかできる導電性の銅
チューブから成るコイル２８かコイル心金２２に取りつ
けられている。コイル２８は、コイル心金２２の中央孔
２４に入るほぼ真直な第一脚部３４と、コイル心金２２
の外側にらせん状に捲きつけられコイル心金２２のみそ
２６にはまり込んでいるコイル部分３６とを有する。コ
イル２８のコイルの他端部３６には、コイル心金２２の
内部に配置されるほぼ真直な第二脚部３８が形成されて
いる。一般に、コイル２８は上記の如き形状に成形され
た連続管状部材であり、水のような冷却流体を通し、金
属部分には電流を流すことができる。コイル２８のコイ
ル部分３６がろうっけされる区域を越えるに充分な長さ
の持ち、ろうづけ区域を効果的に加熱できるよう構成さ
れている。典型的な実施例では、コイル部分３６は、長
さ５〜１２．５国、直径１２−で捲き数５〜２５とする
。コイル部分３６の捲き数を１１程度にするのが好まし
い。

第２図及び第４図に示すように、第一のナイロン製チュ
ーブ４０がコイル心金２２の下端部に取りつけられてい
て、支持部材４２に延びている。第一の銅製部材４４が
、内部に第一脚部３４及び第二脚部３８の配設されてい
るコイル心金２２の下端部に隣接する第一のナイロン製
チューブ４０に取りつけられ、該チューブ４０の内部に
配設されている。第一部材には該部材を貫通する第一チ
ャンネル４６が設けられていて第二脚部３８と流体連通
している。ポリオレフィン製のチューブから成る第一絶
縁スリーブ４８及び第一ナイロン挿入体５０を第一部材
４４に貫通配置された第一脚部３４の上にかぶせて、第
一脚部３４と第二脚部３８とを電気的に絶縁する。

銅をほぼ管形に編んた第一導体５２が第一のナイロン製
チューブ４０の内部に配設され、一端部は第一部材４４
に接続され、他端部は銅製の第二部材５４に接続されて
いて、第一部材４４と第二部材５４に電流を導く。第一
導体は柔軟な導体構造であり、コイル２８へ電流を導く
とともに、充分にたわんで第一のナイロン製チューブ４
０の巧みな動きを可能と１７、コイル２８を近接困難な
管３２に挿入できる構造になってりる。

第一脚部３４はナイロン製挿入体５０を通って延び、第
一脚部３４の下端部は、第一脚部３４と流体連通ずる孔
部５６を持つ銅製の第三部材５５に取りつけられている
。柔軟でほぼ管形に銅を編んた第二導体５８の一端部か
第三部材に取りつけられ、第二導体の他端部は、内部に
孔部６１を持つ銅製の第四部材６０に取りつけられてい
て、第三部材と第四部材の間に電流を導くとともに、水
のような流体を流すことができるように構成されている
。第二のナイロン製チューブ６２か、第三部材５５、第
二導体５８及び第四部材６０に（＝Ｊ着されこれらの部
材を覆っていて、第三部材、第四部材及び第二導体を第
一導体から電気的に絶縁するとともに、第二導体５８か
ら流体が漏出しないよう防止している。第二のナイロン
製チューブ６２も第一導体５２の内部に配設され、中間
部分に通路６４を画成し、この通路６４はチャンネル４
６と流体連通している。第二導体５８及び第二のナイロ
ン製チューブ６２は柔軟な構造であってコイル２８に冷
却流体及び電流を供給する手段となるとともに、ろうづ
け杖２０を屈曲自在番こ動かすことを可能にする。又、
上記の如き構成により、同軸ケーブルがつくられ、平行
導線の電力消散が防１ヒでき、コイル２８に高周波電力
を伝・えることができる。

第２図及び第４図について更に説明すると、管形で銅製
の第一導管６６が第四部材の下端部に取りつけられて、
第二部材５４を貫通して延びていて、流体を導き且つ流
体を通路６４から遮断している。第二部材５４を貫通さ
せて配設した第一導管６６の一部分をポリオレフィン製
チューブから成る第二絶縁スリーブ６８及び第二のナイ
ロン製挿入体７０で覆うことにより、第二部材５４の内
部に配設した管形で銅製の第二導管７２と第一導管６６
とを電気的に絶縁する。第二部材５４の内部には、更に
、通路６４及び第二導管７２と流体連通している。第二
のチャンネル７４がある。第二部材５４も、屈曲自在の
ろうづけ杖２０を支持する支持部材４２に取りつけられ
ている。

次に、第１図及び第２図を参照して説明を続けると、第
一導管６６は、水等の冷却媒を約１〜３１７分の流速で
１２〜１５に９／ｃｄの圧力で圧送できるポンプ機構７
６に接続されている。

好ましくは、流量約２１７分、圧力的１４に？／ｄで冷
却媒を圧送する屈曲自在のろうづけ杖２０から６ｍ程度
離れた位置にあるポンプ機構７６は、第三の導管７８に
よって、冷却機構８０に接続されており、冷却機構８０
は第二導管７２に接続され、冷却媒流の閉鎖流動系が完
成される。冷却機構８０としては、フレオン型冷却ユニ
ットを使用することができ、冷却媒を約１０〜３８℃、
好ましくは約２１℃に保持できる能力を持つものを用い
る。勿論、冷却系を流れる冷却媒体の流れ方向は、コイ
ル２８を適宜な温度、一般的には約３８℃の温度に保持
できるならば、とちらの方向であってもよい。冷却系に
よりコイル２８を流れる冷却媒が圧送されて、コイル２
８の温度は適切な水準に保持される。

リード線８２により第一導管６６と電力供給源８４とか
接続され、リード線８６により第二導管７２と電力供給
源８４とが接続されて、屈曲自在のろうづけ杖２０への
ミノＪ回路が完成されるっ電力供給源８４は、２００〜
４００　ＫＨ２好ましくは約２５０ＫＴ（Ｚ、の範囲で
作動させることができる。２０ＫＷの高周波誘導加熱電
力供給源である。電力供給源８４は、当該技術分野で周
知のものから選択してもよく、遠隔位置から使用するの
に適するように変えた小型の電力供給源を使用すること
もできる。消散電力約７ＫＷの電流をコイル２８に流し
て、コイル部分３６の周囲に磁場を形成させ、ろうづけ
する部材に電流を流して、スリーブ３０の如き部材並び
にスリーブ３０と管３２との中間にあるろうづけ材料８
８を加熱する。

第１図及び第５図に示すように、たとえば直径０６６酊
単線石英繊維光学ケーブルのような光学ケーブルをコイ
ル２８の内部及びコイル心金２２の内部に配設して、ス
リーブ３０の加熱によって生じる光を観察する。光学ケ
ーブル９０には、コイル２８の長さ方向のほぼ中間部分
に位置し４５度の角度に研磨された傾斜面９２が設けら
れ、この而９０が光学ケーブル９０を通る光を反射する
プリズムとして働く。更に、コイル心金２２の内部には
傾斜面９２と並んた位置に孔９４か設けられていて、傾
斜面９２に光が導かれる。

光学ケーブル９０は、加熱スリーブ３０によって生じる
光を検出してスリーブ３０の温度の測定を行なう光学装
置９６に接続されている。

光学装置９６を電力供給源８４に接続し、所望のろうづ
け温度にするためにコイル２８に供給される電力を自動
的に調節することもできる。

手動による温度制御ができるよう、光学装置９６に温度
の数値表示を行なうようにしてもよい。光学繊維からの
入力を受は取るように設計変更した周知の装置から選択
した二色高温計を光学装置９６に組み込むことができ、
二色高温計は光の強度による影響を受けないので選定し
た。従って、光学系の曇りによる光の強度変化によって
、光学装置９６の読み取り温度が変わることはない。こ
の型式の光学装置は、７０４℃〜１４２７℃（１３００
−Ｆ〜２６００−Ｆ　）の範囲内の温度を検知すること
ができ、一方、コイル２８によってスリーブ３０の内部
を最高１３７１℃（２５００丁）の温度にすることかで
きる。

従って、屈曲自在のろうづけ杖２０は、スリーブ３０を
管３２にろうづけ熔若するためにろうづけ材料８８を加
熱する手段となる。屈曲自在のろうづけ杖２０の作動時
には、電力供給源８４に電流を生じさせ、リード線８２
及び第一導管６６を介して電流を伝える。第四部材６０
及び第二導体５８にも電流を流す。第二導体５８は第三
部材５５に接続されているから、コイル２８の第一脚部
３４に接続されている第三部材５５にも電流か流ねる。

電流は第一脚部３４から、コイル部分３６及び第二脚部
３８を通って流れる。第二脚部３８は第一部＋１４４に
接続されており、第一部材４４は第一導体５２に接続さ
れ、第二脚部３８から導かれた電流は第一導体５２を介
して第二部材５４に導かれろう第二部材５４の内部には
第二導管７２か配設されているから、電流は第一導体５
２から第三部材５４を通って第二導管７２に流れ、次い
でリード線８６を介して電力供給源８４に導かれ、電気
回路が完結する。

同様に、たとえば水のような冷却媒をポンプ機構７６に
より第一導管６６　＝ｌＩｇびに孔６１及び５６を介し
て第一脚部３４に仕送される。冷却媒は、第一脚部３４
から、コイル部分３６及び第二脚部３８を通る。冷却媒
は、第二脚部３８から第一チャンネル４６に入り、通路
６４を通り第二チャンネル７６を通って第二導管に入り
冷却機構８０及び第三導管７８に導かれ、冷却媒流路か
完結する。

スリーブ３０を熱交換用の管３２の内部しころうづけす
ることを望むときには、ろうつけ祠＊′１８０かついて
いるスリーブ３０を管３２に挿入し、スリーブ３０を内
側から押し拡げて管３２と密着させる。次に、ろうづけ
杖２０をスリーブ３０に挿入し、第１図に示すように、
ろうづけをする接合部にコイル２８を位置させる。続い
て、電力供給源８４を所望の電力に設定し、ろうづけ材
料及びスリーブ３０に所望の温度サイクルを生じさせる
。ポンプ機構７６を始動させて、コイル２８を通って冷
却媒を流す。コイル２８に流れる電流によってコイル２
８の周囲に磁場ができ、この磁場によってスリーブ３０
に電流が誘起され、その結果、スリーブ３０のろうづけ
する区域に熱が発生する。熱によって生じる光は光学ケ
ーブル９０によって検知されて、スリーブ３０の温度を
測定する光学装置９６に伝えられる。この情報が電力供
給源８４に絶えず伝えられており、電力の大きさを調節
して予めブロクラムしておいたろうっけを行なう。適宜
な期間、ろうつけ温度に保持して、ろうつけ工程を終了
する。終了後、屈曲自在のろうづけ杖２０の動ツＪを切
り、スリーブ３０から取り出す。

以上に述へたように、本発明は接近の困難な熱交換用の
管に挿入でき、ろうづけ工程の温度及び時間を正確に制
御できる屈曲自在のろうづけ装置を提、供するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、管の内部に位置させたろうづけ杖の断面図で
ある。 第２図は、ろうづけ杖の部分室断面図である。 第３図は、第２図のｍ−■線に沿って切断した断面図で
ある。 第４図は、第２図のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面
図である。 第５図は、ろうづけ杖のコイルの拡大断面図である。 ２０・・・・・ろうづけ杖　　２２・・・・ｊＯ１全１
金・・・・・・コイル　　３０・・・・・ス＋）　　２
３２・・・・・熱交換器の管 〈ｉノ ３４・・・・・ｆ−脚部　　３６・・・コイル翔≦分３
８・・・・第二脚部 ４０・・・・・・ナイロン製チューブ ４４・・・・・第一部材 ５２・・・・・第一導体　　５４・・・・第二ｔＡＩ材
３ｆｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　管の内部に位置させることかできるしなやかな杖
   から成る内部誘導加熱装置であって、中空の導電性管状
   部材か心金の」−に配設されていて儀状部材に流体を流
   すことができ、ｎ１７記管状部祠は実質的にまっすくな
   複数の脚部分と前記心金の一部分の周」−に捲きつけら
   れて前記管を加熱する誘導コイレを形成する部分とを有
   し、電流及び冷却媒を導′柔軟なゲーブル部材が前記心
   金Ｉζ接続されていることを特徴とする内部誘導加熱装
   置っ ２　前記心金に電気絶縁性の柔軟な第一チューブか取り
   つけられ、前記第一チューブの内部には導電性の第一部
   材が配設されていて前記心金及び前記管状部材に接続さ
   れており、前記第一チューブの内部の前記第一部材か配
   設されている端部と反対側の端部付近に導電性の第三部
   材が配設され、前記第一チューブの内部には柔軟で管形
   の第一導体が配設され前記第一部材と前記第二部材の間
   に接続され、前記管状部材に電流を導き且つ冷却媒を前
   記管状部材に導く通路か前記第一部材の内部に画成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 ３　前記第一部材及び前記第三部材に、夫々ｎｉＩ記冷
   却媒を導くチャンネルか設けられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項に記載の装置。　　　　・ ４、　内部に貫通孔部のある導電性の第三部材か前記第
   一導体の内部に配設され、前記第一部材を貫通して延び
   前記第一部材から電気的に絶縁されている前記管状部材
   の一部分に前記第三部材か取りつけられており、第一導
   管か前記第二部材を貫通し月つ前記第三部材から電気的
   に絶縁された状態で前記第一導体の内部に配設されてお
   り、貫通孔を持つ導電性の第四部材が前記第一導管に取
   りつけられており、柔軟で管形の第二導体か前記第一導
   体の内部に配設され前記第三部材と０１１記第四部祠の
   中筒に取りつけられていて、前記第二導体により前記第
   三部材及び前記第四部祠に電流が導かれるとともに冷却
   媒か導かれ、電気絶縁性の柔軟な第二デユープか前記第
   三部材及び前記第四部材に取りつけられ前記第二導体を
   覆っていて前記第二導体を前記第一導体から電気的に絶
   縁していることを特徴とする特許請求の範囲第２項又は
   第３項に記載の装置。 ５、　第二導管が前記第三部材に接続され、前記第二部
   材の内部にある前記チャンネルと流体連通していること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６　光学繊維ケーブルが前記心金の内部に配設され前記
   の柔軟なチューブを通って延びでいて、前記管の温度を
   検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第５
   項の何れかに記載の装置。 ７　前記心金の内部に配設された前記光学繊維ケーブル
   の端部に、前記光学繊維ケーブルを通る光を反射する４
   ５度の傾きの傾斜面か設けられており、前記光学繊維ケ
   ーブルの傾斜面に光か入り光か当たることかできるよう
   に０１１記心金に孔か設けられていることを特徴とする
   特許請求の範囲第６項に記載の装置。 ８　前記管状部材が前記心金の周Ｊ二にコイル状に５〜
   ２５回捲かれていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項〜第７項の何れかに記載の装置。 ９　前記管状部祠へ供給されるミノＪ源が周波数２００
   〜４００ＫＨ２で２０ＫＷの高周波誘導加熱電力供給源
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第８項
   の何れかに記載の装置。 １０　　前記管の温度を測定するために、前記光学繊維
   ケーブルに二色高温計が接続されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項〜第９項に記載の装置。