KR101087517B1

KR101087517B1 - 확관 방법

Info

Publication number: KR101087517B1
Application number: KR1020087031415A
Authority: KR
Inventors: 이타루 무로야; 요이치 이와모토; 히사노리 와타나베
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2011-11-28
Also published as: WO2008010427A1; US20090199402A1; EP2045558A1; CN101479553A; EP2045558A4; TWI326342B; JP2008025918A; CA2743267A1; CA2655430A1; CN101479553B; TW200821490A; KR20090027668A; US8640337B2

Abstract

관판에 고정된 전열관의 검사 범위 (영역) 를 저감시킬 수 있음과 함께, 당해 검사에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있는 확관 방법을 제공하는 것. 관판 (3) 의 관구멍 (3a) 에 삽입된 전열관 (13) 을 확관에 의해 고정시키는 확관 방법으로서, 상기 관판 (3) 의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면에 걸쳐, 상기 관구멍 (3a) 의 내주면에 상기 전열관 (13) 의 외주면을 밀착시킨 후, 상기 2 차측의 단면 또는 상기 2 차측의 단면 근방으로부터 상기 1 차측의 단면을 향하는 소정 거리의 범위에 있어서, 전열관 (13) 과 관판 (3) 간의 면압을 더욱 증가시키도록 하였다.

Description

확관 방법{PIPE EXPANDING METHOD}

본 발명은 전열관을 확관시킴으로써 증기 발생기나 열교환기의 관판에 전열관을 고정시키는 확관 방법에 관한 것이다.

증기 발생기나 열교환기의 관판에 전열관을 고정시키는 방법으로서는, 예를 들어, 특허 문헌 1 에 개시된 것이 알려져 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 소60-172797호

발명의 개시

그러나, 상기 특허 문헌 1 에 개시된 확관 방법에서는, 2 차측으로의 전열관의 빠짐을 방지하기 위한 유지력이, 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면에 걸쳐 얻어지는 전열관과 관판 간의 면압에 의해 보증되어 있다. 그 때문에, 당해 지점을 검사 (예를 들어, 회전 ECT (Eddy Current Test) 에 의한 응력 부식 균열 검사) 하는 경우, 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면에 걸쳐 실시해야 하기 때문에, 당해 검사에 다대한 시간을 필요로 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 관판에 고정된 전열관의 검사 범위 (영역) 를 저감시킬 수 있음과 함께, 당해 검사에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있는 확관 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이하의 수단을 채용하였다.

본 발명의 제 1 양태는, 관판의 관구멍에 삽입된 전열관을 확관에 의해 고정시키는 확관 방법으로서, 상기 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면에 걸쳐, 상기 관구멍의 내주면에 상기 전열관의 외주면을 밀착시킨 후, 상기 2 차측의 단면 또는 상기 2 차측의 단면 근방으로부터 상기 1 차측의 단면을 향하는 소정 거리의 범위에 있어서, 전열관과 관판 간의 면압을 더욱 증가시키도록 하였다.

이 양태에 의하면, 관판의 2 차측의 단면 또는 단면 근방으로부터 1 차측의 단면을 향하는 소정 거리의 범위에서, 관구멍 내에 삽입된 전열관의 외주면과 관구멍의 내주면의 면압이 증가되어, 밀착성이 향상되게 된다.

이로써, 관판에 유지되어 있는 전열관의 전체 둘레에 균열이 발생하여, 전열관이 전체 둘레의 균열에 의해 절단된 경우에도, 2 차측의 단면 근방으로부터 전체 둘레의 균열까지의 범위의 확관이, 2 차측으로의 전열관의 빠짐을 방지하기 위한 유지력을 갖고 있고, 또한, 관판에 유지되어 있는 전열관에 균열이 발생한 경우에도 전열관의 관내를 통과하는 1 차측의 유체 (예를 들어, 원자로 냉각재) 가, 2 차측의 유체 (예를 들어, 급수) 중에 리크되는 (누설되는) 경우가 없으면, 이 범위 (2 차측의 단면 근방으로부터 전체 둘레의 균열까지의 범위) 만을 검사 (예를 들어, 회전 ECT (Eddy Current Test) 에 의한 응력 부식 균열 검사) 하면 되기 때문에, 당해 검사에 필요로 하는 시간을 대폭 저감시킬 수 있다.

본 발명의 제 2 양태는, 관판의 관구멍에 삽입된 전열관을 확관에 의해 고정시키는 확관 방법으로서, 상기 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면에 걸쳐, 상기 관구멍의 내주면에 상기 전열관의 외주면을 밀착시킨 후, 상기 전열관의 관내에 냉매를 공급하고, 상기 전열관이 충분히 냉각되면 상기 냉매의 공급을 정지시켜, 상기 전열관을 상온으로 되돌리도록 하였다.

이 양태에 의하면, 전열관 전체가 일단 냉각되어, 전열관과 관판 간의 면압이 저하된 후, 전열관 전체가 상온으로 되돌아옴으로써, 관구멍 내에 삽입된 전열관의 외주면과 관구멍의 내주면이 잘 일체화되어, 관구멍 내에 삽입된 전열관의 외주면과 관구멍의 내주면의 면압이 증가되어, 밀착성이 향상되게 된다.

이로써, 2 차측으로의 전열관의 빠짐을 방지하기 위한 유지력을 증가시킬 수 있음과 함께, 관판에 유지되어 있는 전열관에 균열이 발생한 경우에도 전열관의 관내를 통과하는 1 차측의 유체 (예를 들어, 원자로 냉각재) 가, 2 차측의 유체 (예를 들어, 급수) 중에 리크되는 (누설되는) 것을 방지할 수 있다.

또, 전열관에 소정의 인발력을 가해도 전열관이 관구멍로부터 빠져나가지 않고, 또한, 전열관에 균열이 발생한 경우에도 전열관의 관내를 통과하는 1 차측의 유체 (예를 들어, 원자로 냉각재) 가, 2 차측의 유체 (예를 들어, 급수) 중에 리크되지 (누설되지) 않는 범위만을 검사 (예를 들어, 회전 ECT (Eddy Current Test) 에 의한 응력 부식 균열 검사) 하면 되기 때문에, 당해 검사에 필요로 하는 시간을 대폭 저감시킬 수 있다.

본 발명의 제 3 양태는, 관판의 관구멍에 삽입된 전열관을 확관에 의해 고정시키는 확관 방법으로서, 상기 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면에 걸쳐, 상기 관구멍의 내주면에 상기 전열관의 외주면을 밀착시킨 후, 상기 2 차측의 단면 또는 상기 2 차측의 단면 근방으로부터 상기 1 차측의 단면을 향하는 소정 거리의 범위를, 추가로 롤러 확관하도록 하였다.

이 양태에 의하면, 롤러 확관된 범위는 관구멍 내에 삽입된 전열관의 외주면과 관구멍의 내주면의 면압과 밀착성이 증가된다. 특히, 면압과 밀착성이 높은 롤러 확관을 2 차측의 단면 근방에서 실시함으로써, 짧은 범위의 확관으로 유지력과 리크 방지를 만족할 수 있게 된다.

본 발명의 제 4 양태는, 관판의 관구멍에 삽입된 전열관을 확관에 의해 고정시키는 확관 방법으로서, 상기 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면을 향하는 소정 거리의 범위를 롤러 확관하는 제 1 공정, 상기 관판의 2 차측의 단면으로부터 1 차측의 단면을 향하는 소정 거리의 범위를, 소정의 액압으로 액압 확관하는 제 2 공정, 상기 제 1 공정 및 상기 제 2 공정에 있어서 아직 확관되어 있지 않은 범위를 롤러 확관하는 제 3 공정, 상기 2 차측의 단면 또는 상기 2 차측의 단면 근방으로부터 상기 1 차측의 단면을 향하는 소정 거리의 범위를, 상기 소정의 액압보다 높은 액압으로, 추가로 액압 확관하는 제 4 공정을 순차적으로 실시하도록 하였다.

또, 전열관에 소정의 인발력을 가해도 전열관이 관구멍으로부터 빠져나가지 않고, 또한, 전열관에 균열이 발생한 경우에도 전열관의 관내를 통과하는 1 차측의 유체 (예를 들어, 원자로 냉각재) 가, 2 차측의 유체 (예를 들어, 급수) 중에 리크되지 (누설되지) 않는 범위만을 검사 (예를 들어, 회전 ECT (Eddy Current Test) 에 의한 응력 부식 균열 검사) 하면 되기 때문에, 당해 검사에 필요로 하는 시간을 대폭 저감시킬 수 있다.

본 발명의 제 5 양태는, 관판의 관구멍에 삽입된 전열관을 확관에 의해 고정시키는 확관 방법으로서, 상기 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면에 걸쳐, 상기 관구멍의 내주면에 상기 전열관의 외주면을 밀착시킨 후, 상기 2 차측의 단면 또는 상기 2 차측의 단면 근방으로부터 상기 1 차측의 단면을 향하는 소정 거리의 범위를, 추가로 냉각하면서 롤러 확관하도록 하였다.

이 양태에 의하면, 전열관이 일단 냉각되어, 전열관과 관판 사이의 면압이 저하된 후, 전열관이 상온으로 되돌아옴으로써, 관구멍 내에 삽입된 전열관의 외주면과 관구멍의 내주면이 잘 일체화되어, 관구멍 내에 삽입된 전열관의 외주면과 관구멍의 내주면의 면압이 증가되어, 밀착성이 향상되게 된다.

또, 전열관에 소정의 인발력을 가해도 전열관이 관구멍으로부터 빠져나가지 않고, 또한, 전열관에 균열이 발생한 경우에도 전열관의 관내를 통과하는 1 차측의 유체 (예를 들어, 원자로 냉각재) 가, 2 차측의 유체 (예를 들어, 급수) 중에 리크되지 (누설되지) 않는 범위만을 검사 (예를 들어, 회전 ECT (Eddy Currert Test) 에 의한 응력 부식 균열 검사) 하면 되기 때문에, 당해 검사에 필요로 하는 시간을 대폭 저감시킬 수 있다.

상기 양태에 있어서, 상기 관판의 2 차측으로부터 1 차측을 향하여 서서히 확경되는 테이퍼부를 구비한 것이면 더욱 바람직하다.

이 양태에 의하면, 전열관의 관내를 통과하는 1 차측의 유체 (예를 들어, 원자로 냉각재) 에 의해 전열관이 반경 방향 외측으로 눌려 벌어지게 되기 때문에, 관구멍 내에 삽입된 전열관의 외주면과 관구멍의 내주면의 면압을 더욱 증가시킬 수 있어, 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있음과 함께, 2 차측으로의 전열관의 빠짐을 방지하기 위한 유지력을 더욱 증가시킬 수 있다.

본 발명의 제 6 양태는, 관판과, 이 관판의 관구멍에 삽입되는 전열관을 구비한 증기 발생기의 제조 방법으로서, 상기 어느 확관 방법을 이용하여, 상기 관구멍에 상기 전열관이 고정되어 있다.

이 양태에 의하면, 관판에 고정된 전열관의 검사 범위 (영역) 를 저감시킬 수 있음과 함께, 당해 검사에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있기 때문에, 증기 발생기의 보수 점검에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있음과 함께, 증기 발생기의 가동률을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 관판에 고정된 전열관의 검사 범위 (영역) 를 저감시킬 수 있음과 함께, 당해 검사에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 나타낸다.

도 1 은 원자로용 증기 발생기 (1) 의 전체를 나타내는 단면도이다.

도 2a 는 본 발명에 의한 확관 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제 1 공정의 설명도이다.

도 2b 는 본 발명에 의한 확관 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제 2 공정 의 설명도이다.

도 2c 는 본 발명에 의한 확관 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제 3 공정의 설명도이다.

도 2d 는 본 발명에 의한 확관 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제 4 공정의 설명도이다.

도 3 은 전열관을 관판에 고정시키는 부분에 롤러식의 확관 공구를 배치한 상태의 종단면도이다.

도 4 는 본 발명에 의한 확관 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제 5 공정의 설명도이다.

도 5 는 전열관을 관판에 고정시키는 부분에 다른 롤러식의 확관 공구를 배치한 상태의 종단면도이다.

도 6 은 본 발명에 의한 확관 방법을 적용할 수 있는 다른 관구멍의 종단면 도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 원자로용 증기 발생기

3 : 관판

3a : 관구멍

13 : 전열관

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명에 의한 확관 방법의 제 1 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1 은, 원자로용 증기 발생기 (1) 의 전체를 나타내는 단면도이다. 이 원자로용 증기 발생기 (1) 의 하부측에는, 관판 (3) 이 형성되어 있고, 이 관판 (3) 의 하단에는, 원자로 냉각재의 입구 수실 (水室)(5) 및 출구 수실 (7) 이 형성되어 있다. 또, 이 원자로용 증기 발생기 (1) 의 상부측에는, 둘레를 감싸듯이 동체 (9) 가 형성되어 있고, 이 동체 (9) 의 내부에는, 포위관 (11) 및 복수의 역 U 자형 전열관 (이하, 「전열관」이라고 한다) (13) 이 배치 형성되어 있다. 이들 전열관 (13) 은 각각, 가늘고 또한 얇게 형성되어 있고, 또, 각 전열관 (13) 내를 고온의 원자로 냉각재가 관류하고, 동체측 유체인 급수 (15) 를 가열하여, 증기를 발생시키도록 구성되어 있다.

한편, 각 전열관 (13) 의 양단부는, 대응하는 관판 (3) 의 관구멍 (3a) (도 2a ∼ 도 2d 참조) 내에 각각 삽입 장착되어 있다. 그리고, 각 전열관 (13) 은, 연직 방향으로 간격을 둔 복수의 지지판 (17) 에 의해 전열관 (13) 은 가로 방향으로 지지되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 원자로용 증기 발생기 (1) 에 있어서, 원자로로부터 공급된 고온의 냉각재는, 입구 수실 (5) 을 통해 전열관 (13) 내에 유입되어 관류하고, 열교환에 의해 열을 빼앗겨 저온이 되어 출구 수실 (7) 까지 흐른 후, 원자로로 되돌아오도록 되어 있다.

한편, 급수링 (21) 으로부터 원자로용 증기 발생기 (1) 내에 유입된 급수 (15) 는, 포위관 (11) 과 동체 (9) 사이를 아래 방향으로 흐르고, 관판 (3) 의 위를 흐른 후, 전열관 (13) 을 따라 윗방향으로 흐른다. 이 때, 급수 (15) 는 전술한 원자로 냉각재와 열교환을 하여, 일부는 증기가 된다. 그리고, 가열되는 급수 (15) 가 윗방향으로 흐를 때에, 지지판 (17) 을 관통하고, 기수 분리 베인 (23) 을 통해 분리된 증기가 유출되도록 되어 있다.

또한, 관판 (3) 은, 예를 들어, SA508 등의 저합금강으로 만들어져 있고, 전열관 (13) 은, 예를 들어, 인코넬 (600) 또는 인코넬 (690) 로 만들어져 있다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 확관 방법에 대하여, 도 2a ∼ 도 2d 및 도 3 을 이용하여 설명한다.

먼저, 제 1 공정으로서 도 2a 에 나타내는 바와 같이, 관판 (3) 을 판 두께 방향으로 관통하는 각 관구멍 (3a) 내에, 대응하는 전열관 (13) 의 각 단부를 각각 삽입하고, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의, 관판 (3) 의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면을 향하여 소정 거리의 범위 (도 2a 중에 실선 화살표로 나타내는 범위) 를, 예를 들어, 도 3 에 나타내는 롤러식의 확관 공구 (30) 를 이용하여 확관한다.

롤러식의 확관 공구 (30) 는, 테이퍼축을 이루는 맨드릴 (31) 의 주위에 위성 롤러 (32) 를 자전 및 공전 가능하게 부착한 것을 전열관 (13) 내에 삽입하고, 확관 위치에서 맨드릴 (31) 에 스러스트를 가하면서 회전 토크를 가하여 회전시킴으로써 위성 롤러 (32) 가 자전 및 공전하면서 확관력이 전달되어 확관을 실시하는 것이다.

이어서, 제 2 공정으로서, 도 2b 에 나타내는 바와 같이, 확관된 전열관 (13) 의 외주면과 관구멍 (3a) 의 내주면 간의 (약간의) 간극을 막도록, 전열관 (13) 의 외주면 및 관구멍 (3a) 의 내주면을 따라, 관판 (3) 의 1 차측의 단면에 시일 용접을 실시한다 (행한다).

다음으로, 제 3 공정으로서 도 2c 에 나타내는 바와 같이, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의, 관판 (3) 의 2 차측의 단면으로부터 1 차측의 단면을 향하여 소정 거리의 범위 (도 2c 중에 실선 화살표로 나타내는 범위) 를, 예를 들어, 본 출원인이 먼저 출원한 일본 공개특허공보 2001-269732호에 개시되어 있는 액압식의 확관 공구 (도시 생략) 를 이용하여 확관한다.

그리고, 제 4 공정으로서 도 2d 에 나타내는 바와 같이, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의, 제 1 공정 및 제 3 공정에 있어서 아직 확관되어 있지 않은 범위 (도 2d 중에 실선 화살표로 나타내는 범위) 를, 예를 들어, 도 3 에 나타내는 롤러식의 확관 공구 (30) 를 이용하여 확관하고, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의 외주면 전체를 관구멍 (3a) 의 내주면과 밀착시킨다.

마지막으로, 제 5 공정으로서 도시하지 않은 냉매 공급원으로부터 공급되는 냉매 (예를 들어, 액체 질소) 를 전열관 (13) 의 관내에 통과시키면서, 전열관 (13) 전체를 냉각시킨다. 이 때, 전열관 (13) 은, 반경 방향 및 길이 방향으로 줄어들게 되어, 전열관 (13) 과 관판 (3) 간의 면압이 저하되게 된다. 그리고, 전열관 (13) 전체가 충분히 냉각되면 (이 상태에서 소정 시간 경과되면) 냉매 공급 원으로부터의 냉매의 공급을 정지시킨다.

본 실시형태에 관련된 확관 방법에 의하면, 제 5 공정에 있어서 전열관 (13) 전체가 일단 냉각되어, 전열관 (13) 과 관판 (3) 간의 면압이 저하된 후, 전열관 (13) 전체가 상온으로 되돌아옴으로써, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의 외주면과 관구멍 (3a) 의 내주면이 양호하게 일체화되어, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의 외주면과 관구멍 (3a) 의 내주면의 면압이 증가되어, 밀착성이 향상되게 된다.

이로써, 2 차측으로의 전열관 (13) 의 빠짐을 방지하기 위한 유지력을 증가시킬 수 있음과 함께, 관판 (3) 에 유지되어 있는 전열관 (13) 에 균열이 발생한 경우에도 전열관 (13) 의 관내를 통과하는 원자로 냉각재가, 급수 (15) 중에 리크되는 (누설되는) 것을 방지할 수 있다.

또, 전열관 (13) 에 소정의 인발력을 가해도 전열관 (13) 이 관구멍 (3a) 으로부터 빠져나가지 않고, 또한, 전열관 (13) 에 균열이 발생한 경우에도 전열관 (13) 의 관내를 통과하는 원자로 냉각재가, 급수 (15) 중에 리크되지 (누설되지) 않는 범위만을 검사 (예를 들어, 회전 ECT (Eddy Current Test) 에 의한 응력 부식 균열 검사) 하면 되기 때문에, 당해 검사에 필요로 하는 시간을 대폭 저감시킬 수 있다.

또한, 관판 (3) 의 열용량은 전열관 (13) 의 열용량보다 충분히 크기 때문에, 전열관 (13) 을 냉각시킬 때에, 관판 (3) 까지 일률적으로 냉각되지 않도록 되어 있다.

본 발명에 의한 확관 방법의 제 2 실시형태에 대하여, 도 2a ∼도 2d, 도 3, 및 도 4 를 참조하면서 설명한다.

먼저, 제 1 공정으로서, 도 2a 에 나타내는 바와 같이 관판 (3) 을 판 두께 방향으로 관통하는 각 관구멍 (3a) 내에, 대응하는 전열관 (13) 의 각 단부를 각각 삽입하고, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의, 관판 (3) 의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면을 향하여 소정 거리의 범위 (도 2a 중에 실선 화살표로 나타내는 범위) 를, 예를 들어, 도 3 에 나타내는 롤러식의 확관 공구 (30) 를 이용하여 확관한다.

이어서, 제 2 공정으로서, 도 2b 에 나타내는 바와 같이 확관된 전열관 (13) 의 외주면과 관구멍 (3a) 의 내주면 간의 (약간의) 간극을 막도록, 전열관 (13) 의 외주면 및 관구멍 (3a) 의 내주면을 따라, 관판 (3) 의 1 차측의 단면에 시일 용접을 실시한다 (행한다).

다음으로, 제 3 공정으로서, 도 2c 에 나타내는 바와 같이 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의, 관판 (3) 의 2 차측의 단면으로부터 1 차측의 단면을 향하여 소정 거리의 범위 (도 2c 중에 실선 화살표로 나타내는 범위) 를, 예를 들어, 본 출원인이 먼저 출원한 일본 공개특허공보 2001-269732호에 개시되어 있는 액압식의 확관 공구 (도시 생략) 를 이용하여 확관한다.

그리고, 제 4 공정으로서, 도 2d 에 나타내는 바와 같이 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의, 제 1 공정 및 제 3 공정에 있어서 아직 확관되어 있지 않은 범위 (도 2d 중에 실선 화살표로 나타내는 범위) 를, 예를 들어, 도 3 에 나타내는 롤러식의 확관 공구 (30) 를 이용하여 확관하고, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의 외주면 전체를 관구멍 (3a) 의 내주면과 밀착시킨다.

마지막으로, 제 5 공정으로서, 도 4 에 나타내는 바와 같이 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의, 관판 (3) 의 2 차측의 단면 근방으로부터 1 차측의 단면을 향하여 소정 거리의 범위 (도 4 중에 실선 화살표로 나타내는 범위) 를, 예를 들어, 도 3 에 나타내는 롤러식의 확관 공구 (30) 를 이용하여 확관한다.

본 실시형태에 관련된 확관 방법에 의하면, 제 5 공정에 있어서 관판 (3) 의 2 차측의 단면 근방으로부터 1 차측의 단면을 향하는 소정 거리의 범위에서, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 외주면과 관구멍 (3a) 의 내주면의 면압이 증가되어, 밀착성이 향상되게 된다.

본 발명에 의한 확관 방법의 제 3 실시형태에 대하여, 도 2a ∼ 도 2d 및 도 3 을 참조하면서 설명한다.

마지막으로, 제 5 공정으로서 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의, 관판 (3) 의 2 차측의 단면으로부터 1 차측의 단면까지의 범위를, 예를 들어, 본 출원인이 먼저 출원한 일본 공개특허공보 2001-269732호에 개시되어 있는 액압식의 확관 공구 (도시 생략) 를 사용함과 함께, 당해 공구에 공급하는 액압을 제 3 공정에 있어서의 액압의 약 1.03 배로 하여 더 확관한다.

본 실시형태에 관련된 확관 방법에 의하면, 제 5 공정에 있어서 관판 (3) 의 2 차측의 단면으로부터 1 차측의 단면을 향하는 소정 거리의 범위에서, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 외주면과 관구멍 (3a) 의 내주면의 면압이 증가되어, 밀착성이 향상되게 된다.

본 발명에 의한 확관 방법의 제 4 실시형태에 대하여, 도 2a ∼ 도 2d, 도 3, 및 도 5 를 참조하면서 설명한다.

이어서, 제 2 공정으로서 도 2b 에 나타내는 바와 같이, 확관된 전열관 (13) 의 외주면과 관구멍 (3a) 의 내주면 간의 (약간의) 간극을 막도록, 전열관 (13) 의 외주면 및 관구멍 (3a) 의 내주면을 따라, 관판 (3) 의 1 차측의 단면에 시일 용접을 실시한다 (행한다).

그리고, 제 4 공정으로서 도 2d 에 나타내는 바와 같이, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의, 제 1 공정 및 제 3 공정에 있어서 아직 확관되어 있지 않은 범위 (도 2d 중에 실선 화살표로 나타내는 범위) 를, 예를 들어, 도 3에 나타내는 롤러식의 확관 공구 (30) 를 이용하여 확관하고, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의 외주면 전체를 관구멍 (3a) 의 내주면과 밀착시 킨다.

마지막으로, 제 5 공정으로서 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 각 단부의, 관판 (3) 의 2 차측의 단면으로부터 1 차측의 단면까지의 범위를, 예를 들어, 도 5 에 나타내는 롤러식의 확관 공구 (50) 를 이용하여 확관한다.

롤러식의 확관 공구 (50) 는, 테이퍼축을 이루는 맨드릴 (51) 의 주위에 위성 롤러 (52) 를 자전 및 공전 가능하게 부착한 것을 전열관 (13) 내에 삽입하고, 확관 위치에서 맨드릴 (51) 에 스러스트를 가하면서 회전 토크를 가하여 회전시킴으로써 위성 롤러 (52) 가 자전 및 공전하면서 확관력이 전달되어 확관을 실시하는 것이다. 또, 맨드릴 (51) 의 중심부에는, 회전축선을 따라 중심 구멍 (51a) 이 천공되어 있음과 함께, 중심 구멍 (51) 의 반경 방향 외측에는, 회전축선과 직교하는 방향을 따라, 중심 구멍 (51a) 과 맨드릴 (51) 의 외주면을 연통하는 연통 구멍 (51b) 이 복수 천공되어 있다. 또한, 중심 구멍 (51a) 내에는, 도시되지 않은 냉매 공급원으로부터 냉매 (예를 들어, 액체 질소) 가 공급되도록 되어 있고, 중심 구멍 (51a) 내에 공급된 냉매는, 연통 구멍 (51b) 으로부터 전열관 (13) 의 내벽면을 향하여 분출되어, 전열관 (13) 이 냉각되도록 되어 있다. 이 때, 전열관 (13) 은, 반경 방향 및 길이 방향으로 줄어들게 되어, 전열관 (13) 과 관판 (3) 간의 면압이 저하되게 된다. 그리고, 전열관 (13) 이 충분히 냉각되면 (이 상태에서 소정 시간 경과되면) 냉매 공급원으로부터의 냉매의 공급을 정지시킨다 .

또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서 관구멍 (3a) 의 단면 형상이, 도 6 에 나타내는 형상을 갖고 있으면 더욱 바람직하다. 즉, 상기 서술한 실시형태에 있어서 관구멍 (3a) 에, 2 차측으로부터 1 차측을 향하여 서서히 (점차) 확경된다, 바꿔 말하면, 1 차측으로부터 2 차측을 향하여 서서히 (점차) 축경되는 테이퍼부 (3b) 가 형성되어 있으면 더욱 바람직하다.

이와 같은 테이퍼부 (3b) 를 형성함에 따라, 전열관 (13) 의 관내를 통과하는 원자로 냉각재에 의해 전열관 (13) 이 반경 방향 외측으로 눌려 벌어지게 되기 때문에, 관구멍 (3a) 내에 삽입된 전열관 (13) 의 외주면과 관구멍 (3a) 의 내주면 간의 면압을 더욱 증가시킬 수 있어, 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있음과 함께, 2 차측으로의 전열관 (13) 의 빠짐을 방지하기 위한 유지력을 더욱 증가시킬 수 있다.

또, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않고, 적절히 필요에 따라 변형 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기 서술한 실시형태에 있어서, 도 3 에 나타내는 롤러식의 확관 공구 (30) 를 사용하는 대신에, 도 5 에 나타내는 롤러식의 확관 공구 (50) 를 사용할 수도 있다.

Claims

관판의 관구멍에 삽입된 전열관을 확관에 의해 고정시키는 확관 방법으로서,

상기 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면에 걸쳐, 상기 관구멍의 내주면에 상기 전열관의 외주면을 밀착시킨 후, 상기 2 차측의 단면으로부터 상기 1 차측의 단면을 향하는 미리 정해진 거리의 범위에 있어서, 확관 공구로 가압하여 전열관과 관판 간의 면압을 더욱 증가시키도록 한 것을 특징으로 하는 확관 방법.
관판의 관구멍에 삽입된 전열관을 확관에 의해 고정시키는 확관 방법으로서,

상기 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면에 걸쳐, 상기 관구멍의 내주면에 상기 전열관의 외주면을 밀착시킨 후, 상기 전열관의 관내에 냉매를 공급하고, 상기 전열관이 충분히 냉각되면 상기 냉매의 공급을 정지시켜, 상기 전열관을 상온으로 되돌리도록 한 것을 특징으로 하는 확관 방법.
관판의 관구멍에 삽입된 전열관을 확관에 의해 고정시키는 확관 방법으로서,

상기 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면에 걸쳐, 상기 관구멍의 내주면에 상기 전열관의 외주면을 밀착시킨 후, 상기 2 차측의 단면으로부터 상기 1 차측의 단면을 향하는 미리 정해진 거리의 범위를, 추가로 롤러 확관하도록 한 것을 특징으로 하는 확관 방법.
관판의 관구멍에 삽입된 전열관을 확관에 의해 고정시키는 확관 방법으로서,

상기 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면을 향하는 미리 정해진 거리의 범위를 롤러 확관하는 제 1 공정,

상기 관판의 2 차측의 단면으로부터 1 차측의 단면을 향하는 미리 정해진 거리의 범위를, 소정의 액압으로 액압 확관하는 제 2 공정,

상기 제 1 공정 및 상기 제 2 공정에 있어서 아직 확관되어 있지 않은 범위를 롤러 확관하는 제 3 공정,

상기 2 차측의 단면으로부터 상기 1 차측의 단면을 향하는 소정 거리의 범위를, 상기 미리 정해진 액압보다 높은 액압으로, 추가로 액압 확관하는 제 4 공정을 순차적으로 실시하도록 한 것을 특징으로 하는 확관 방법.
관판의 관구멍에 삽입된 전열관을 확관에 의해 고정시키는 확관 방법으로서,

상기 관판의 1 차측의 단면으로부터 2 차측의 단면에 걸쳐, 상기 관구멍의 내주면에 상기 전열관의 외주면을 밀착시킨 후, 상기 2 차측의 단면으로부터 상기 1 차측의 단면을 향하는 미리 정해진 거리의 범위를, 추가로 냉각하면서 롤러 확관하도록 한 것을 특징으로 하는 확관 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 관구멍이, 상기 관판의 2 차측으로부터 1 차측을 향하여 서서히 확경되는 테이퍼부를 구비한 것인 것을 특징으로 하는 확관 방법.
관판과, 이 관판의 관구멍에 삽입되는 전열관을 구비한 증기 발생기의 제조 방법으로서,

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 확관 방법을 이용하여, 상기 관구멍에 상기 전열관이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 증기 발생기의 제조 방법.
관판과, 이 관판의 관구멍에 삽입되는 전열관을 구비한 증기 발생기의 제조 방법으로서,

제 6 항에 기재된 확관 방법을 이용하여, 상기 관구멍에 상기 전열관이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 증기 발생기의 제조 방법.