KR100959890B1 - 튜브시트홀에 설치되는 플러그 및 플러그 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증기발생기의 튜브시트에 형성된 홀을 막는 플러그 및 플러그 설치방법에 있어서, 튜브시트 내에서 채워진 밀봉수가 유출되지 않게 밀봉하며 1차수가 2차수 쪽으로 누수되는 것을 방지하는 플러그 및 그 플러그의 설치방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 열교환기의 튜브(5)가 고정되는 튜브시트(3)의 홀(8)에 삽입되는 플러그에 있어서, 중공이 형성된 원통형으로서 일단부는 개방되고 타단부는 폐쇄되며, 개방된 일단부의 외측부에는 걸림턱(110)이 일단부 원주를 따라 형성되게 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 플러그 설치방법은 중공이 형성된 원통형으로서 일단부는 개방되고 타단부는 폐쇄되며, 개방된 일단부의 외측부에는 걸림턱(110)이 일단부 원주를 따라 형성된 플러그(100)를 튜브시트(3)의 홀(8)에 설치하는 방법에 있어서, 상기 플러그(100)를 상기 튜브시트(3)의 홀(8)에 삽입하고, 상기 홀(8)에 대응하는 상기 튜브시트(3)의 일부분을 1차 확관하는 단계와, 상기 플러그(100)의 걸림턱(110) 원주를 따라 상기 튜브시트(3)의 일면에 용접 고정하는 단계와, 상기 1차 확관된 일부분을 2차 확관하는 단계를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 튜브시트홀에 설치되는 플러그 및 플러그 설치방법은 중공이 형성된 플러그를 튜브시트의 홀에 삽입하고 플러그를 확관하여 중심 그루브를 폐쇄함으로써, 중심 그루브에서 유동하는 밀봉수의 유출을 방지할 수 있다. 또한 경사진튜브시트에 대해 플러그와 튜브시트 사이의 용접으로 1차수 유입을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

원자로, 열교환기, 튜브, 튜브시트, 1차수, 2차수, 플러그

Description

튜브시트홀에 설치되는 플러그 및 플러그 설치방법{Plug Inserted in Tube Sheet Hole and The Plug Install Method}

도 1은 종래 기술에 따른 플러그의 종단면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 플러그를 튜브시트에 삽입하여 임시 고정한 상태를 나타낸 단면도이고,

도 3은 도 1에 도시된 플러그를 튜브시트에 삽입하여 영구 고정한 상태를 나타낸 단면도이고,

도 4는 튜브시트의 홀을 나타낸 단면도이고,

도 5는 튜브시트에 형성된 홀과 그루브를 나타낸 개략도이고,

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 플러그의 단면도이고,

도 7은 도 6에 도시된 플러그를 튜브시트의 홀에 삽입한 후 1차 확관한 상태를 나타낸 단면도이고,

도 8은 도 7에 도시된 바와 같이 1차 확관된 플러그를 튜브시트에 용접한 상태를 나타낸 단면도이며,

도 9는 도 8에 도시된 용접고정된 플러그를 2차 확관한 상태를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 튜브시트 5 : 튜브

8 : 홀 110 : 걸림턱

100 : 플러그

본 발명은 증기발생기의 튜브시트에 형성된 홀을 막는 플러그 및 플러그 설치방법에 관한 것이며, 특히, 튜브시트 내에서 채워진 밀봉수가 유출되지 않게 밀봉하며 1차수가 2차수 쪽으로 누수되는 것을 방지하는 플러그 및 그 플러그의 설치방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

원자로의 열교환기에는 다수의 튜브가 배치되며, 이런 튜브의 단부에는 튜브시트가 튜브와 연통되어 용접고정된다. 이런 열교환기에서는 튜브 내부의 유체와 튜브 외부의 유체가 상호 열교환한다.

한편 원자로의 열교환기에서 튜브의 외부에는 1차수가 순환하고, 튜브의 내부에 2차수가 순환한다. 2차수가 1차수의 열을 빼앗아 터빈을 가동하여 전력을 생한다.

이런 1차수가 2차수로 누수되면 방사능이 유출되어 원자로의 사고로 발생한다. 따라서, 열교환기의 정비시에 튜브와 튜브시트의 접합상태를 점검하고 만약 접합이 불량한 튜브가 발견될 경우에 튜브를 제거하고 해당하는 튜브시트의 홀에 플 러그를 박아 1차수가 누수되지 않도록 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 플러그의 종단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 플러그를 튜브시트에 삽입하여 임시 고정한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 플러그를 튜브시트에 삽입하여 영구 고정한 상태를 나타낸 단면도이며, 도 4는 튜브시트의 홀을 나타낸 단면도이고, 도 5는 튜브시트에 형성된 홀과 그루브를 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 플러그(1)는 환봉의 형태로서 일단에서 타단으로 점차 직경이 작아지는 원기둥형이다. 이러한 플러그(1)를 이용하여 튜브시트(3)의 홀(8) 또는 튜브(5)를 폐쇄하는데, 도 2에 도시된 바와 같이 플러그(1)의 타단부를 억지끼움식으로 삽입하여 임시적으로 홀(8)을 폐쇄하는 방법과, 도 3에 도시된 바와 같이 플러그(1)를 도 2에 도시된 바와 같이 홀(8)에 억지끼움식으로 삽입하고 튜브시트(3) 외면과 플러그(1)를 용접(9)고정하는 영구 폐쇄방법이 있다.

한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 튜브시트(3)에 형성된 홀(8)의 내측면에는 홀(8)의 길이방향으로 3개의 그루브(21, 22, 23)가 형성된다. 홀(8)의 길이방향에 있어 양단부에 위치한 그루브(21, 23)는 홀(8)에 튜브(5) 또는 플러그(1)를 삽입하여 억지끼움하였을 때에 접합성을 향상시키기 위해 형성된 것이고, 중간에 위치한 그루브(22)는 다른 인접한 홀(8)에 형성된 중간 그루브(22)와 연통되도록 형성되며 이런 중간 그루브(22)에 밀봉수(30)가 채워진다.

이런 밀봉수(30)는 노후 또는 진동에 의해 튜브(5) 및 튜브시트(3) 사이에 갭이 발생하였을 경우 1차수(11)의 누수를 방지한다.

하지만 종래의 플러그를 이용하여 튜브시트의 홀을 폐쇄하였을 경우에 플러그의 형상이 원뿔형상으로서 외측면은 경사져 있기 때문에, 튜브시트의 홀과 접하는 부위는 플러그의 일단 원주면만이 홀의 내측면과 접하게 된다. 따라서, 플러그의 길이방향 중간부에 홀의 중간 그루브가 위치할 경우에 밀봉수가 유출되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 튜브시트의 홀을 폐쇄하는 플러그에 관한 것이며, 튜브시트의 홀에 형성된 그루브를 폐쇄하여 밀봉수의 유출을 방지하며 또한 홀의 길이 전체를 폐쇄하여 1차수의 누수 또한 방지하는 튜브시트홀에 설치되는 플러그 및 플러그 설치방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 열교환기의 튜브가 고정되는 튜브시트의 홀에 삽입되는 플러그에 있어서, 중공이 형성된 원통형으로서 일단부는 개방되고 타단부는 폐쇄되며, 개방된 일단부의 외측부에는 걸림턱이 일단부 원주를 따라 형성되게 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 플러그 설치방법은 중공이 형성된 원통형으로서 일단부는 개방되고 타단부는 폐쇄되며, 개방된 일단부의 외측부에는 걸림턱이 일단부 원주를 따라 형성된 플러그를 튜브시트의 홀에 설치하는 방법에 있어서, 상기 플러그를 상기 튜브시트의 홀에 삽입하고, 상기 홀에 대응하는 상기 튜브시트의 일부분 을 1차 확관하는 단계와, 상기 플러그의 걸림턱 원주를 따라 상기 튜브시트의 일면에 용접 고정하는 단계와, 상기 1차 확관된 일부분을 2차 확관하는 단계를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

아래에서, 본 발명에 따른 튜브시트홀에 설치되는 플러그 및 플러그 설치방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 플러그의 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 플러그를 튜브시트의 홀에 삽입한 후 1차 확관한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 바와 같이 1차 확관된 플러그를 튜브시트에 용접한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 용접고정된 플러그를 2차 확관한 상태를 나타낸 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 플러그(100)는 중공이 형성된 원통형으로서 일단부는 개방되고 타단부는 반구형태로 폐쇄된 구조를 갖는다. 그리고, 환형의 걸림턱(110)이 플러그(100)의 일단 외측에 일체로 고정되며, 걸림턱(110)에서 플러그(100)의 길이방향으로 점차 낮아지는 경사면(120)이 형성된다.

한편 도 6에서의 A는 플러그(100)의 길이를 나타내고, B는 플러그(100)의 직경이고, C는 플러그(100)의 내경이고, D는 플러그(100)의 외경이고, E는 경사면(120)의 길이이고, F는 걸림턱(110)의 두께이며, θ는 경사면(120)의 각도이다.

이와 같은 플러그(100)는 튜브시트(3)와 튜브의 접촉부위를 확관하여 접합함으로써, 플러그(100)의 길이(A)를 설정할 때에 너무 길면 2차수(12)의 유동에 의한 진동이 발생하게 되고, 너무 짧으면 확관장비가 플러그(100) 안쪽으로 삽입되지 않게 된다. 따라서, 상기와 같이 너무 짧거나 길지 않은 중간정도의 길이가 바람직하다. 또한, 플러그(100)의 직경(B)는 튜브시트(3) 표면과 플러그(100)를 용접(109)함에 있어 용접(109)이 양호하게 이루어질 수 있는 폭을 가져야 한다. 즉, 플러그(100)의 직경이 너무 작을 경우에는 용접(109)길이가 짧아 용접성이 불량할 수 있으며 너무 클 경우에는 인접한 튜브 또는 플러그(100)와 간섭된다. 플러그(100)이 직경은 홀의 내경보다 약 2mm정도 큰 직경으로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 플러그(100)의 내외경(C, D)은 플러그(100)를 홀(8)에 삽입한 후에 확관장비로 확관함에 있어서, 높은 접합강도를 갖도록 두께는 약 0.8mm 이상이 바람직하며, 외경은 홀(8)의 내경보다 0.1 내지 0.2mm 작은 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 플러그(100)와 튜브시트(3)의 홀(8) 사이의 간격인 0.3mm보다 작은 간격을 갖는 것이 홀(8)과 플러그(100)의 접합강도를 좋게 하며 플러그(100)의 두께감소를 작게 하여 플러그(100) 자체 재질 특성변화를 감소시킨다.

플러그(100)의 경사면(120) 길이(E)는 플러그(100)를 홀(8)에 삽입하였을 때에 홀(8)의 단부에 형성된 경사면(120)과 대응하게 형성되며 경사면(120)의 각도는 홀(8)에 형성된 경사면(120)의 각도보다 큰 것이 바람직하며, 플러그(100)의 걸림턱 두께(F)는 튜브시트(3)에 플러그(100)를 용접(109)함에 있어 용접이 원활하게 이루어질 수 있는 두께가 바람직하다.

아래에서는 이와 같이 구성된 플러그(100)를 튜브가 인출된 튜비시트(3)의 홀(8)에 삽입하고 확관 및 용접하여 1차수(11)의 누수를 차단하는 과정에 대해 설명한다.

튜브가 인출된 튜브시트(3)의 홀(8)에 플러그(100)를 삽입한다. 그러면 도 7에 도시된 바와 같이 플러그(100)의 외측면과 홀(8)의 내측면이 접하여 위치한다. 이런 상태에서 확관장비를 플러그(100)의 내부에 삽입하고 플러그(100)의 경사면(120)이 끝나는 지점부터 튜브시트(3)의 안쪽면이 위치한 지점까지를 1차 확관한다. 이와 같이 확관된 플러그(100)의 중간부는 튜브시트(3)의 홀(8) 내측면에 형성된 그루브(21, 22, 23)를 폐쇄한다. 1차 확관시에 확관율은 1.0~3.0%정도로서, 플러그(100)와 튜브시트(3)를 용접하기 위해서 플러그(100)를 고정하는 것이다.

이와 같이 1차 확관작업을 수행한 후 용접함에 있어 걸림턱(110)의 둘레를 따라 걸림턱(110)과 튜브시트(3)를 용접 고정한다.

그리고, 도 9에 도시된 바와 같이 2차 확관을 수행한다. 2차 확관은 1차 확관한 구역으로서, 10.0~12.0%의 확관율로 확관한다.

이와 같이 2차 확관을 수행함으로써, 홀(8) 내측면에 형성된 중간 글루브(22)는 폐쇄되면 밀봉수(30)의 유출을 막으면서, 1차수(11)의 누수도 막을 수 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 튜브시트홀에 설치되는 플러그 및 플러그 설치방법은 중공이 형성된 플러그를 튜브시트의 홀에 삽입하고 플러그를 확관하여 중심 그루브를 폐쇄함으로써, 중심 그루브에서 유동하는 밀봉수의 유출을 방지할 수 있다. 또한 경사진튜브시트에 대해 플러그와 튜브시트 사이의 용접으로 1차수 유입을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 튜브시트홀에 설치되는 플러그 및 플러그 설치방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims (2)

1. 열교환기의 튜브(5)가 고정되는 튜브시트(3)의 홀(8)에 삽입되는 플러그에 있어서,

   중공이 형성된 원통형으로서 일단부는 개방되고 타단부는 폐쇄되며, 개방된 일단부의 외측부에는 걸림턱(110)이 일단부 원주를 따라 형성된 것을 특징으로 하는 플러그.
2. 중공이 형성된 원통형으로서 일단부는 개방되고 타단부는 폐쇄되며, 개방된 일단부의 외측부에는 걸림턱(110)이 일단부 원주를 따라 형성된 플러그(100)를 튜브시트(3)의 홀(8)에 설치하는 방법에 있어서,

   상기 플러그(100)를 상기 튜브시트(3)의 홀(8)에 삽입하고, 상기 홀(8)에 대응하는 상기 튜브시트(3)의 일부분을 1차 확관하는 단계와,

   상기 플러그(100)의 걸림턱(110) 원주를 따라 상기 튜브시트(3)의 일면에 용접 고정하는 단계와,

   상기 1차 확관된 일부분을 2차 확관하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그 설치방법.

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