JPS6364868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加熱装置に関し、特に管内にろう付け
によりスリーブを取付けるのに用いる加熱装置に
関するものである。

伝熱管型熱交換器に於ては、第１の流体が伝熱
管を流れ、第２の流体が伝熱管を囲んでいて２つ
の流体間に熱交換が起こるようにしてある。時々
伝熱管に欠陥が生じて漏れが起こつたり起こりそ
うになる。このような場合には伝熱管に止栓をし
てその伝熱管に流体が流れぬようにして漏れが生
じぬようにする必要がある。

原子力発電所に於ては、伝熱管型熱交換器は普
通蒸気発生器と呼ばれている。原子炉用蒸気発生
器の伝熱管に漏水が生じ、伝熱管内の冷却材が外
側の冷却材と混つた場合、重大な問題が生ずる。
この場合には熱交換器の効率が低下するだけでな
く放射能汚染の問題も生ずる。原子炉用蒸気発生
器の伝熱管に流れる流体は普通放射性であるの
で、漏れて周囲の流体と混らぬようにするのが重
要である。このような伝熱管周囲の流体の汚染を
防ぐために漏れが生じたとき伝熱管に止栓をする
のである。

熱交換管を修理する数種の方法があるが、その
多くのものは管に近づくのが容易でない熱交換管
の修理には使用できない。例えば、原子炉蒸気発
生器に於ては、欠陥のある熱交換管に物理的に接
近できないことおよび熱交換管の周囲環境が放射
性であることのため、他の熱交換器には無い特殊
な問題がある。このため、原子炉蒸気発生器の熱
交換管を修理する特別な方法が開発されている。
このような方法は一般に、欠陥のある管の内径よ
りも僅かに小さな外径の金属スリーブを欠陥のあ
る管内に挿入してその管の欠陥部分を覆うように
管に固着するものである。この修理方法は一般に
「スリーピング」と呼ばれている。スリーピング
即ちスリーブ取付方法は、これまでスリーブと管
との間にろう付、アーク溶接、爆発溶接等の結合
手段により比較的漏れの無い結合を形成する方向
で開発されていた。このような冶金学的結合技術
には、結合部に清浄さ、密着、加熱および雰囲気
制御が必要であるため、人間の接近が制限される
原子炉蒸気発生器の如き場合には容易に解決でき
ない問題がある。

特願昭56−14147号（米国特許出願第185654号）
に記載されているものの如きろう付スリービング
法に於ては、スリーブと管との間にろう接合を形
成するためにろう材料を加熱することが必要であ
る。この加熱の一方法はスリーブ内に加熱装置を
挿入してスリーブおよびろう材料を内部から加熱
することである。しかしながら、作業領域内への
アクセスの困難、加熱装置用電源、およびろう付
時間および温度を注意深く制御する必要性のため
に、このようなろう付法には特別の設計の内部ろ
う付棒（加熱装置）を用いるのが良い。

従つて本発明の目的は、ろう付温度および時間
を正確に制御するために伝熱管内に挿入できる加
熱装置を得ることである。

この目的に鑑み、本発明は管内に挿入して加熱
するための加熱装置であつて、上記管に挿入でき
る電気絶縁性の管状保護カバーと、上記保護カバ
ー内に設けられ、螺旋状に巻いた部分とこの螺旋
状に巻いた部分を通つて延びる略々直線状の脚部
とを有する誘導コイルと、上記誘導コイルを電源
に接続する装置とを備えた加熱装置に於て、上記
誘導コイルが冷却流体を受入れて循環させる導電
管で構成され、上記誘導コイル内に先端を有する
光フアイバーケーブルが設けられ、上記保護カバ
ーが上記先端に隣接して形成され、上記管からの
光が上記光フアイバーケーブルに達して上記管の
温度を測定できるようにする窓を有することを特
徴とする加熱装置に在る。

ろう付されるべき部材を加熱するのに電流を使
用し、加熱装置の温度を制御するのに冷媒を使用
する。

次に添附図面に示す本発明の実施例に沿つて本
発明を説明する。

第１図乃至第３図に於て、ろう付棒即ち加熱装
置２０は、酸化アルミニウム等のセラミツク・シ
ース等の、加熱装置２０の内部要素を保護する作
用をする保護カバー２２を備えている。保護カバ
ー２２内には、流体をその中に通すことのできる
外径6.4mmの銅の管で良い誘導コイル２４が設け
られている。誘導コイル２４は中央に略々直線状
の脚部２６を有しその周囲に螺旋状に巻いたコイ
ル部分を有するように形成されている。一般に、
誘導コイル２４は上述の如く形成された連続した
管状部材であつて、水等の冷却流体をその中に通
し、また電流をその金属部分中に流すことのでき
るものである。誘導コイル２４の螺旋形のコイル
部分を充分に長くして、加熱すべき部分を効果的
に加熱できるようにろう付部を越えて延びるよう
に構成されている。一般には、コイル部分は長さ
約５cm乃至13cm、直径11.5mm、巻回数は５乃至25
で良い。巻回数は望ましくは11である。

テフロン管等の電気絶縁性の管体２８が脚部２
６上に設けられていて、誘導コイル２４のコイル
部分と脚部２６との間を電気的に絶縁し、電流が
脚部２６を通つてコイル部分に流れるように誘導
コイル内の電流路が変化しないようにしてある。
このように管体２８は誘導コイル２４の導電路の
短絡を防止するものである。サオエリセン
（sauerisen）等の充填材３０が保護カバー２２内
で誘導コイル２４の周囲に充填されていて、保護
カバー２２内の各要素の間隔を維持し安定させる
ようにしてある。

脚部２６は端部で第１導管３２となり、誘導コ
イル２４の他端は第２導管３４となつている。第
１導管３２はポンプ３６に接続されており、ポン
プは約12.5Kg／cm²乃至15.5Kg／cm²の圧力で約１
／min乃至３／minの流量で水等の冷媒を供
給できる水ポンプで良い。冷媒は14Kg／cm²で約２
／min供給するのが良い。ポンプ３６は加熱装
置２０から約6m離れた位置にあり、更に第３導
管３８により冷却装置４０に接続されている。冷
却装置４０は第２導管３４に接続されていて閉ル
ープ冷却回路が構成される。冷却装置４０はフレ
オン型冷凍機で良く、冷媒を約10℃乃至38℃、望
ましくは約21℃に保つことのできるものである。
勿論、冷媒を流す方向は、冷媒により例えば約38
℃の温度以下に誘導コイル２４を維持できさえす
ればいずれの方向でも良い。このように冷却装置
により誘導コイル２４の温度を適当なレベルに維
持するために誘導コイル２４に冷媒を供給するこ
とができる。

銅製で良い導電性の外管４２が管体２８の周囲
に設けられ全長に亘つて第２導管３４に半田付け
されている。脚部２６（第１導管３２になる）を
管体２８が外管４２で覆われている部分で管体２
８により覆い、第２導管３４（誘導コイル２４に
なる）を外管４２に半田付けすることにより、電
力を誘導コイル２４に伝える同軸電力ケーブルが
構成される。導線４４が第１導管３２および電源
４６に接続され、導線４８が第２導管３４および
電源４６に接続されて加熱装置２０用の電力回路
が構成されている。電源４６は200KHz乃至400K
Hz、望ましくは約250KHzで運転できる20kw誘導
加熱用電源で良い。電源４６は周知のものまたは
遠隔地で用いるに適した小型電源でも良い。この
ように、約7kw消費しながら電流が脚部２６およ
び誘導コイル２４を流れ、誘導コイル２４の周囲
に磁界を形成してろう付けする部材に電流を誘起
させてスリーブ５０等の部材を加熱する。

直径0.6mmの単線石英光フアイバーケーブルで
良い光フアイバーケーブル５２が、誘導コイル２
４内で管体２８に沿つて設けられ、スリーブ５０
の加熱により発生する光を受け入れるようにして
ある。光フアイバーケーブル５２は、誘導コイル
２４の長さ方向の略々中央にあり、45度に加工さ
れて光を光フアイバーケーブル５２に沿つて反射
させるプリズムの作用をする先端５４を備えてい
る。光フアイバーケーブル５２は外管４２にエポ
キシで固着して絶縁テープ５６で巻いて、外管４
２、第２導管３４および光フアイバーケーブル５
２を一つの組立体にしてある。絶縁テープ５６又
は外管４２を電気的に絶縁する作用もする。また
保護カバー２２および充填材３０は、先を先端５
４に導びくように先端５４に整列した窓６０を形
成する孔を備えている。

光フアイバーケーブル５２は光学装置６２に接
続されてスリーブ５０が発する光を測定してスリ
ーブ５０の温度を測定できるようにしてある。光
学装置６２も電源４６に接続され、所望のろう付
け温度が得られるように誘導コイル２４への電力
を自動的に制御するようにしてある。光学装置６
２は、光フアイバーケーブルから入力できるよう
にした周知の２色高温計で良い。２色高温計を選
択したのは光強度に影響されぬからである。従つ
て光学装置の曇りによる光強度の変化が光学装置
６２の測定値を変化させることはない。この型の
光学系は700℃乃至1430℃の範囲の温度を測定で
き、誘導コイル２４はスリーブ５０の温度を1350
℃にまで加熱することができる。

更に、保護カバー２２の下端部で絶縁テープ５
６の周囲にステンレス鋼管６８が固着されてい
る。

伝熱管等の管６４の内側にスリーブ５０をろう
付けする場合には、ろう材料６６を有するスリー
ブ５０を管６４内に挿入し管６４に接触するよう
に内部で拡張させる。次にスリーブ５０内に加熱
装置２０を挿入して誘導コイル２４が第１図に示
す如くろう付けすべき部分に跨がるようにする。
次に電源４６を所望の電力レベルに設定してスリ
ーブ５０およびろう材料に約1180℃で良に所望の
温度サイクルを与える。ポンプ３６も動作させて
冷媒を誘導コイル２４内に流す。誘導コイル２４
を流れる電流は誘導コイル２４の周囲に磁界を発
生させてスリーブ５０に電流を誘起させ、ろう付
けすべき部分のスリーブ５０に熱を発生させる。
この熱は光を発生させ、この光は光フアイバーケ
ーブル５２により光学装置６２に伝えられてスリ
ーブ５０の温度が測定される。この情報は電源４
６に連続的に供給されプログラム化されたろう付
けサイクルを行なうように連続的に電力を調整す
る。ろう付け温度は適当な時間だけ維持されてろ
う付け作業を終了する。終了後は加熱装置２０を
消勢してスリーブ５０から抜き取る。

以上説明した如く、本発明によればろう付作業
の温度および時間を正確に制御するための管内に
挿入できるろう付用加熱装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は管内に挿入されたろう付用加熱装置の
断面図、第２図は加熱装置の部分断面側面図、第
３図は第２図の線―に沿つた断面図である。 ２０…加熱装置、２２…保護カバー、２４…誘
導コイル、２６…脚部、５２…光フアイバーケー
ブル、５４…先端、６０…窓、６４…管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管内に挿入して加熱するための加熱装置であ
   つて、上記管に挿入できる電気絶縁性の管状保護
   カバーと、上記保護カバー内に設けられ、螺旋状
   に巻いた部分とこの螺旋状に巻いた部分を通つて
   延びる略々直線状の脚部とを有する誘導コイル
   と、上記誘導コイルを電源に接続する装置とを備
   えた加熱装置に於て、上記誘導コイルが冷却流体
   を受入れて循環させる導電管で構成され、上記誘
   導コイル内に先端を有する光フアイバーケーブル
   が設けられ、上記保護カバーが上記先端に隣接し
   て形成され、上記管からの光が上記光フアイバー
   ケーブルに達して上記管の温度を測定できるよう
   にする窓を有することを特徴とする加熱装置。 ２ 上記誘導コイル内に設けられた上記光フアイ
   バーケーブルがその先端に、上記窓に向けられた
   45゜の角度の面を有してなる特許請求の範囲第１
   項記載の加熱装置。 ３ 上記誘導コイルの巻回数が５乃至25である特
   許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の加熱装
   置。 ４ 上記光フアイバーケーブルが単一素線石英光
   フアイバーケーブルである特許請求の範囲第１
   項、第２項あるいは第３項記載の加熱装置。 ５ 上記光フアイバーケーブルが上記管の温度を
   測定するために２色高温計に連結されてなる特許
   請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか記載の加
   熱装置。