KR101981148B1 - 증기 발생기 가열관 수리 수단 및 수리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일 단부에서 주변 플랜지(36, 52, 72)를 갖는 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(50, 70)에 관한 것으로, 상기 주변 플랜지는 다른 슬리브 단부의 방향으로 외측에서 테이퍼져 있는 원추형 영역(38, 54, 74, 102)과 연결되어 있고 또한 그 주변 플랜지에는 곧은 영역(56, 76)이 인접해 있다. 본 발명은 또한 증기 발생기(80) 안에 설치되고 유결함 관 단부를 갖는 증기 발생기 가열관(12, 32, 86, 88, 90)을 위한 증기 발생기 가열관 수리 방법에 관한 것으로, 다수의 증기 발생기 가열관(12, 32, 86, 88, 90)의 단부들이 각 클래드 관 플레이트(18, 44, 82)를 통과하여 클래딩(20, 46, 84)에 용접되며, 본 방법은 1. 유결함 관 단부를 원추형으로 밀링 아웃하고(14) 또한 유결함 관 단부 주위에서 클래딩(20, 46, 84)에 함몰부(16)를 밀링하는 단계, 2. 본 발명에 따른 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(50, 70)를 원추형으로 밀링아웃된(14) 유결함 관 단부 안으로 삽입하는 단계(여기서, 외부 슬리브 윤곽은 적어도 원추형 영역(38, 54, 74)에서 상기 밀링 아웃된 관 단부의 내부 윤곽에 맞게 되어 있음), 3. 곧은 영역(56, 76) 및/또는 그의 원추형 영역(38, 54, 74, 102)에서 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(50, 70)를 롤링인하는 단계, 및 4. 롤링인된 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(34)의 플랜지 영역(36, 52, 72)을 클래딩(20, 46, 84)에 용접하여 밀봉 이음부를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

증기 발생기 가열관 수리 수단 및 수리 방법{STEAM GENERATOR HEATING TUBE REPAIR MEANS AND REPAIR METHOD}
본 발명은 일 단부에서 주변 플랜지를 갖는 증기 발생기 가열관 수리 슬리브에 관한 것으로, 상기 주변 플랜지는 다른 슬리브 단부의 방향으로 외측에서 테이퍼져 있는 원추형 영역과 연결되어 있고 또한 그 주변 플랜지에는 곧은 영역이 인접해 있다. 본 발명은 또한 증기 발생기 안에 설치되고 유결함 관 단부를 갖는 증기 발생기 가열관을 위한 증기 발생기 가열관 수리 방법에 관한 것으로, 다수의 증기 발생기 가열관의 단부들이 각 클래드 관 플레이트를 통과하여 클래딩에 용접되며, 본 방법에 따르면, 본 발명에 따른 증기 발생기 가열관 수리 슬리브가 사용된다. 본 발명은 또한 본 발명에 따라 수리되는 증기 발생기에 관한 것이다.
발전소, 특히 핵발전소에서 증기 발생기를 사용하는 것은 일반적이다. 증기 발생기는 열교환기인데, 가열된 일차 매체가 작동 중에 제 1 회로에서 그 열교환기를 관류하게 되며, 그래서 열이 이차 매체, 특히 물에 전달되고, 이 물은 제 1 회로와는 별개인 제 2 회로에서 흐른다. 증기 발생기를 흐른 후에, 물은 뭉친 기체 상태로 되며 그리고 발전소 터빈을 구동하는데 이용될 수 있다. 특히 일차 매체가 방사능 오염되는 핵 발전소의 경우, 증기 발생기에 있는 제 1 및 2 회로 사이의 엄격하고 절대적으로 신뢰성 있는 분리가 유지되어야 한다.
증기 발생기는 본질적으로 일반적으로 원통형인 용기를 갖는데, 이 용기는 그의 축방향 단부에서 클래드 관 플레이트를 가지며, 이렇게 해서 형성되는 내부 공간에는 다수의 증기 발생기 가열관들이 있으며, 이들 가열관은 클래딩에 접합된다. 이렇게 해서, 열교환을 위한 가능한 한 넓은 접촉 영역이 두 냉각 회로 사이에 형성된다.
증기 발생기 가열관은 관 플레이트의 하부 가장자리에서 클래딩에 기밀하게 용접된다. 이 용접 이음부가 예컨대 이물질로 인해 손상되면, 이음부의 기밀성은 더 이상 보장되지 않게 되며, 일차 매체와 이차 매체 사이에 누설이 있을 수 있다. 일차 및 이차 매체 사이의 분리를 다시 이루기 위해 손상된 용접 이음부를 수리해야 한다.
지금까지 이는 용접 플러그를 설치하여 이루어졌다. 이 경우, 표준적인 관행은, 용접 이음부에서 누설이 있는 증기 발생기 가열관을 용접 플러그로 밀봉하는 것이다. 용접 플러그를 설치하기 위해, 무엇 보다도 특정한 밀링된 윤곽을 도입해야 한다. 용접 플러그의 바닥 플랜지가 충전 재료로 사용되어, TIG(Tungsten Inert Gas) 법으로 관 플레이트의 클래딩에 용접된다. 상기 이음부는 하중 지지 이음부 및 밀봉 이음부로서 역할한다.
이의 단점으로, 밀봉된 증기 발생기 가열관은 더 이상 일차 및 이차 회로 사이의 열교환에 기여하지 않으며 그래서 발전소의 효율이 낮아지게 된다. 증기 발생기 또한 사고 발생시에 대비한 안전 기능을 갖고 있기 때문에, 밀봉되는 관의 비율은 어떤 값, 예컨대 10%을 넘지 않아야 한다. 증기 발생기에 있는 손상된 용접 이음부의 수가 매우 많으면, 수리 조치로서 용접 플러그를 설치하는 것은 더 이상 적절하지 않게 된다.
종래 기술의 다른 방법은 재 용접하는 것이다. 재료를 다시 용융시키면 균열이나 세공 같은 이음부내 결함을 막을 수 있다. 그러나, 재용접의 경우, 단지 작은 표면상의 결함만 제거될 수 있다. 충전 재료가 도입되지 않으므로, 용접 재료의 부족을 보상할 수 없다. 더욱이, 원래의 용접 이음부에 있는 불순물이 재용접 중에 다시 용융되어, 새로운 이음부의 질을 저해시킬 수 있다. 그러므로, 손상된 용접 이음부를 재용접하는 것은 신뢰성 있는 장기적인 수리 방법은 아니다.
수리 슬리브를 포함하는 수리 방법도 알려져 있다. 따라서, 증기 발생기의 유결함 관 단부 안으로 삽입되는 수리 슬리브가 US 특허 4592577 에 개시되어 있다. 증기 발생기의 유결함 관 단부 안으로 삽입되는 수리 슬리브가 마찬가지로 GB 1141239 에 개시되어 있는데, 여기서는 롤링 공정에 의한 후속 확장이 수행되어 관 단부에 기밀한 이음을 준다.
이러한 종래 기술에서 시작하여, 본 발명의 목적은, 한편으로 영향 받는 증기 발생기 가열관의 밀봉을 피하고 다른 한편으로는 손상된 관 단부의 장기적이고 신뢰성 있는 수리를 가능케 하는 수리 수단 및 수리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 일 단부에서 주변 플랜지를 갖는 증기 발생기 가열관 수리 슬리브로서, 상기 주변 플랜지는 다른 슬리브 단부의 방향으로 외측에서 테이퍼져 있는 원추형 영역과 연결되어 있고 또한 그 주변 플랜지에는 곧은 영역이 인접해 있는 상기 증기 발생기 가열관 수리 슬리브로 달성된다.
본 발명의 기본적인 사상은, 손상의 각각의 관 단부에 짧은 관형 슬리브 또는 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(또는 "슬리브"라고 함)를 설치하는 것이다. 증기 발생기 가열관 수리 슬리브는 기계적으로 롤링인되어 증기 발생기 가열관 안에 고정되며, 그의 하부 가장자리는 밀링된 윤곽으로 관 플레이트의 클래딩에 용접된다. 한편으로, 이리 하여, 많은 수리 후에도 수리된 증기 발생기 가열관의 계속적인 작동이 보장되어, 각 증기 발생기가 문제 없이 계속 작동될 수 있다. 다른 한편으로는, 그리 하여, 유결함 관 단부의 높은 질의 내구적인 수리가 가능하게 된다.
유결함 용접 이음부는 해당되는 관 단부를 미리 원추형으로 밀링하고 유결함 관 단부 주위에서 클래딩에 함몰부를 밀링하여 완전히 제거된다. 이전 용접 이음부의 결함에 기여할 수 있는 어떠한 불순물도 그렇게 해서 유리한 방식으로 제거된다.
증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 하부 가장자리는 용접 공정 중에 충전 재료로 역할하는 플랜지를 갖는다. 이렇게 해서, 용접 공정 중에 충전 재료를 손으로 도입하는 것을 유리한 방식으로 피할 수 있다. 용융된 플랜지 재료는 밀링된 함몰부 안으로 유리한 방식으로 분포되며, 그래서 클래딩의 표면이 사실상 매끄럽게 유지된다. 이리 하여, 용접 이음부의 필요한 높은 질에 추가하여 수리 공정이 빨라질 수 있다.
증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 원추형 영역은 관 단부의 원추형으로 밀링아웃된 영역에 정확히 맞게 되어 있으며, 그래서 정확한 끼워맞춤이 가능하게 된다. 이는 특히 원하는 테이퍼 각을 갖는 적절한 밀링 공구를 선택하여 이루어질 수 있다.
슬리브의 곧은 영역의 외경은 유결함 관 단부의 각 최소 내경 보다 커서는 아니 되며, 그래서 본 발명에 따른 증기 발생기 가열관 수리 슬리브는 밀링아웃된 관 단부 안으로 문제 없이 삽입할 수 있다. 롤링인 공정에서, 삽입된 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 곧은 영역이 확장되고, 그리 하여 기밀성의 안전한 이음이 관 플레이트에 주어진다.
본 발명에 따른 증기 발생기 가열관 수리 슬리브는 유결함 관 단부의 특히 신속한 수리를 또한 가능케 해준다. 이는 특히 핵 발전소에 있는 증기 발생기의 경우에 아주 중요한 것인데, 왜냐하면 유지 수리 작업자가 핵 발전소의 방사능에 노출되기 때문이다. 그리 하여 이러한 노출은 유리한 방식으로 감소된다.
본 발명에 따른 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 일 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 원추형 영역에서의 슬리브 벽의 두께는 곧은 영역에 비해 증가되어 있다. 수리 슬리브의 본질적이고 중요한 부분인 원추형 영역은 그러한 증가된 벽 두께로 유리하게 보강된다. 원추형 영역은 반드시 롤링인 공정을 위해 제공될 필요는 없는데, 왜냐하면 원추형 밀링이 원추형 영역에 맞기 때문에 어떤 경우든 그 원추형 영역에서 높은 정확성의 끼워맞춤이 이루어지기 때문이다. 그러나, 원추형 영역에서의 롤링인으로 수리 이음의 안정성을 더 증가시킬 수 있다. 슬리브의 높은 정확성의 끼워맞춤으로 인해 벽 재료가 롤링인 중에 어떤 큰 변형도 받지 않는 한 증가된 벽 두께는 문제를 주지 않는다. 그래서, 이 영역에서의 증가된 벽 두께로 인해, 증기 발생기 가열관 수리 슬리브와 관 플레이트 사이에 이음의 증가된 안정성이 얻어지게 된다.
필요한 경우 마찬가지로 롤링인을 위해 제공되는 곧은 영역에서는 더 얇은 슬리브 벽이 선택될 수 있는데, 왜냐하면 이러한 정도로는 증기 발생기 가열관이 이 후방 영역에서 약한 지점을 갖지 않기 때문이다. 어떤 경우든, 원추형 또는 곧은 영역 또는 적절하다면 둘다가 롤링인되어야 한다. 슬리브 벽의 실례적인 두께는 예컨대 원추형 영역에서 1 ∼ 2 mm 이고 곧은 영역에서는 ＜ 0.5 mm 인데, 이는 각각의 경계 조건 및 증기 발생기 가열관 수리 슬리브에 대한 재료의 선택에 크게 달려 있다. 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 길이는 증기 발생기의 가장자리 위치에서도 설치가 가능하도록 설계되어야 하는데, 예컨대 10 ∼ 15 cm 이다.
본 발명에 따른 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 특히 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 원추형 영역의 길이는 플랜지 단부에서의 슬리브 내경의 적어도 1.5 배에 상당하며, 이는 그의 부분에 대해 예컨대 2.5 cm 이다. 이러한 종류의 비교적 긴 원추형 영역으로 인해, 단순히 원추형 영역에서 롤링함으로써 안정적인 수리 이음을 만들 수 있다. 증기 발생기 가열관 수리 슬리브가 심지어 롤링인 전의 상태에서도 원추형 보어 안에 높은 정확성으로 끼워맞춤됨으로써, 증가된 벽 두께는 문제 없이 롤링인될 수 있으며, 그 결과 특히 높은 질이 얻어진다.
본 발명에 따른 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 다른 변형예에 따르면, 상기 원추형 영역에서의 슬리브 벽의 두께는 곧은 영역 쪽으로 가면서 감소되어 있다. 그리 하여, 전반적으로, 원추형 영역에서 증기 발생기 가열관 수리 슬리브 및 원추형으로 밀링된 증기 발생기 가열 관의 대략 일정한 벽 두께가 얻어지며, 수리 이음의 이상적으로 일정한 내경이 얻어진다.
본 발명에 따른 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 다른 실시 형태에 따르면, 얇은 거친 층이 외부 표면의 적어도 일부 영역에 제공된다. 마이크로로크라고도 불리는 증기 발생기 가열관 안에서의 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 정착을 개선하며 또한 수리 슬리브의 설치 중에, 특히 롤링인 중에 그 수리 슬리브의 회전을 방지한다. 그때문에 야기되는 수리 슬리브의 외경의 미미한 부분적인 증가는 중요하지 않은데, 왜냐하면 어떤 경우에도 수리 슬리브를 밀링아웃된 관 단부 안으로 문제 없이 삽입하기 위한 약간의 틈새가 주어지기 때문이다. 그리고 이 틈새는 롤링인 공정으로 없어지게 된다.
특히 바람직한 실시 형태에 따르면, 본 발명에 따른 증기 발생기 가열관 수리 슬리브는 적어도 주로 인코넬(Inconel) 690® 재료로 제조된다. 이는 내부식성이 좋고 또한 클랭딩 재료에 용접되는데 적합하다는 특징을 갖는다. 마찬가지로, 이들 특성과 롤링인시의 양호한 거동 때문에. 인콜로이(Incoloy) 800® 재료도 마찬가지로 적합하다. 그리 하여, 1 mm 이상의 영역에서 비교적 큰 벽 두께를 균열 없이 롤링인할 수 있게 된다.
상기 목적은 증기 발생기 안에 설치되고 유결함 관 단부를 갖는 증기 발생기 가열관을 위한 증기 발생기 가열관 수리 방법으로도 달성되는 바, 다수의 증기 발생기 가열관의 단부들이 각 클래드 관 플레이트를 통과하여 클래딩에 용접되며, 상기 방법은,
● 유결함 관 단부를 원추형으로 밀링아웃하고 또한 유결함 관 단부 주위에서 클래딩에 함몰부를 밀링하는 단계,
● 본 발명에 따른 증기 발생기 가열관 수리 슬리브를 원추형으로 밀링아웃된 유결함 관 단부 안으로 삽입하는 단계(여기서, 외부 슬리브 윤곽은 적어도 원추형 영역에서 상기 밀링 아웃된 관 단부의 내부 윤곽에 맞다),
● 곧은 영역 및/또는 그의 원추형 영역에서 증기 발생기 가열관 수리 슬리브를 롤링인하는 단계, 및
● 롤링인된 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 플랜지 영역을 클래딩에 용접하여 밀봉 이음부를 형성하는 단계를 포함한다.
유결함 관 단부는 원추형 밀링 커터로 밀링된다. 이 밀링 커터는 그의 팁에의해 증기 발생기 가열관 안에 스스로 중심맞춤된다. 밀링 커터의 원추형 영역의 직경과 각도는 오래된 유결함 용접 이음부가 완전히 제거되도록 설계된다. 새로운 밀링 윤곽에는, 증기 발생기 가열관을 그의 플랜지 영역에 수용하여 용접하기 위한 함몰부가 형성된다. 이렇게 해서, 증기 발생기 가열관 수리 슬리브와 원추형으로 밀링된 관 단부의 고 정확성 끼워맞춤이 이루어지게 된다.
증기 발생기 가열관 수리 슬리브와 관련하여 이미 언급한 이점들과는 별도로, 이 방법은 수리 슬리브와 관 플레이트 사이의 필연적으로 매우 높은 질의 이음을 제공할 뿐만 아니라 매우 신속한 것으로 입증되었는데, 이는 특히 수리 작업자의 방사능 노출을 최소화하는 점에서 크게 유리한 것이다.
본 발명에 따른 방법의 다른 실시 형태에 따르면, 용접은 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접법으로 실시된다. 이는 특히 적합한 것으로 나타났고 또한 높은 질의 용접 이음부를 준다.
본 발명의 다른 변형예에 따르면, 삽입된 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 용접은 그 수리 슬리브가 롤링인되기 전에 실시된다. 이러면, 롤링인 공정 중에 수리 슬리브의 회전을 피할 수 있다.
본 방법의 다른 변형예에 따르면, 증기 발생기 가열관 수리 슬리브는 복수의 처리 단계로 롤링인 된다. 특히 축방향으로 후방 쪽으로 단차져 있는 내부 증기 발생기 가열관 직경의 경우, 각 단차를 위해 상이한 롤링인 공구가 필요할 수 있는데, 그래서 다른 처리 단계가 필요할 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 변형예에 따르면, 이는 핵 발전소의 방사능 오염된 증기 발생기의 증기 발생기 가열관의 유결함 단부에 대해 수행된다. 이 경우에 적용되는 극히 높은 안전 요건 때문에, 본 발명에 따라 얻어지는 높은 질의 또한 긴 수명의 수리 결과가 특히 중요하게 된다. 더욱이, 본 발명에 따른 방법에 요구되는 시간이 짧기 때문에, 수리 작업자의 방사능 노출이 유리하게 감소된다. 상기한 단계들의 순서는 최종 결과에 영향을 주지 않는다면 어떤 한계내에서 서로 바뀔 수도 있다.
본 발명에 따른 이점들은 다수의 증기 발생기 가열관을 포함하는 증기 발생기에도 해당되는데, 이러한 증기 발생기 가열관의 두 단부는 각각의 클래드 관 플레이트를 통과하여 클래딩에 용접되며, 본 발명에 따른 수리 방법이 적어도 하나의 관 단부에 채용된다. 본 발명에 따라 수리되는 증기 발생기 가열관이 계속적으로 사용될 수 있기 때문에, 많은 횟수로 수리될 때에도 사실 증기 발생기의 효율이 떨어지지 않으며, 또한 높은 질의 또한 긴 수명의 수리 덕분에 증기 발생기는 유리하게도 더 오랜 사용 기간에 걸쳐 신뢰적으로 작동될 수 있다.
이들 이점은 특히 방사능 오염된 증기 발생기에 해당되는데, 단축된 사용 수명 후에 그러한 증기 발생기의 교체와 처리에는 비용이 특히 많이 든다.
다른 가능한 유리한 실시 형태들은 다른 종속 청구항에서 찾을 수 있다.
본 발명, 다른 실시 형태 및 다른 이점들을 도면에 나타나 있는 실례적인 실시 형태를 참조하여 설명한다.
도 1 은 클래드 관 플레이트에 있는 실례적인 증기 발생기 가열관을 나타낸다.
도 2 는 실례적인 수리된 증기 발생기 가열관을 나타낸다.
도 3 은 실례적인 제 1 증기 발생기 가열관 수리 슬리브를 나타낸다.
도 4 는 실례적인 제 2 증기 발생기 가열관 수리 슬리브를 나타낸다.
도 5 는 실례적인 증기 발생기를 나타낸다.
도 6 은 실례적인 수리된 제 2 증기 발생기 가열관을 나타낸다.
도 1 은 클래드(20) 관 플레이트(18) 안에 있는 실례적인 증기 발생기 가열관(12)을 보기(10)으로 나타낸다. 증기 발생기 가열관(12)은 참조 번호 "14" 로 표시된 바와 같이 그의 전방 단부 영역에서 원추형 밀링 가공을 받은 상태이다. 관 플레이트(18)의 클래딩(20)의 표면에서 함몰부(16)가 또한 밀링되어 있다. 그리 하여, 이전의 유결함 용접 이음부(미도시)는 완전히 제거되었으며, 그래서 용접 이음부에서 결함을 야기할 수 있는 불순물도 제거되었다. 증기 발생기 가열관(12)은 단계적으로 감소하는 내경 및 후방 영역에서 단계적으로 증가하는 벽 두께를 갖는 것으로 나타나 있다. 증기 발생기 가열관이 관 플레이트로부터 나옴에 따라 더 큰 벽 두께가 필요한데, 왜냐하면 그러면 관 플레이트의 안정화 효과가 상실되기 때문이다. 나타나 있는 증기 발생기 가열관(12)은 그래서 본 발명에 따른 증기 발생기 가열관 수리 슬리브 또는 "슬리브"의 삽입을 위해 준비된다.
도 2 는 실례적인 수리된 증기 발생기 가열관(32)을 보기(30)로 보여주는데, 이 가열관은 관 플레이트(44) 및 그에 배치되어 있는 클래딩(46)을 통과한다. 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(34)가 도 1 에 따라 준비된 관 안으로 삽입된다. 상기 슬리브는 그의 상부 곧은 영역(40)에서 이미 롤링인되어 있는데, 즉 관 단부의 각 내경으로 직경 확장되어 있다. 그 결과, 증기 발생기 가열관(32)과 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(34) 사이에 기밀한 이음이 보장된다. 증기 발생기 가열관(32)의 단차형 때문에, 여러개의 롤링인 단차부들이 필요하다. 원추형 영역(38)에서, 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(34)의 원추형 외형과 밀링된 관 단부의 원추형 내부 형상은 서로 정확히 맞게 되어 있어, 이 위치에서 정확한 끼워맞춤 이음이 제공된다. 플랜지 영역(36)에서, 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(34)를 둘러싸는 플랜지가 밀링된 함몰부에 안착되며, 이 함몰부는 플랜지 재료가 다음 용접 공정에서 용융되면서 그 함몰부를 대략 채우도록 설계되어 있다. 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(34) 및 증기 발생기 가열관(32)은 가상의 중심선(42) 주위에 회전 대칭형으로 되어 있다.
도 3 은 실례적인 제 1 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(50)(아직 롤링인되어 있지 않음)를 단면도로 나타낸다. 주변 플랜지가 하부 플랜지 영역(52)에 제공되어 있으며, 이 플랜지는 다음 용접 공정 중에 용융되어 각 관 플레이트의 클래딩에 접합된다. 원추형 영역(54)이 증가된 벽 두께를 가지며, 이 영역은 롤링인을 위해 제공된 것은 아니다. 인접하는 곧은 영역(56)이 롤링인을 위해 제공되어 있고, 그러므로 수리될 각 증기 발생기 가열관의 내경 보다 약간 작은 외경을 갖는다. 다음의 롤링인 공정 중에 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(50)의 회전을 방지하기 위해, 마이크로로크라고 하는 얇은 거친 층(58)이 상기 곧은 영역(56)의 외부 표면의 특정 영역에 제공되어 있다. 그 층은 가상의 중심선(60)에 대해 회전 대칭형으로 되어 있으며, 바람직하게는 이 용도에 특히 적합한 것으로 입증된 인코넬 690 재료로 제조된다.
도 4 는 실례적인 제 2 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(70)를 3차원적으로 나타낸다. 바닥 단부에 플랜지 영역(72)이 제공되어 있는데, 원추형 영역(74)이 다른 슬리브 단부의 방향으로 그 플랜지 영역에 인접해 있고 그리고 그 원추형 영역에는 곧은 영역(76)이 인접해 있다. 곧은 영역(76)은 그의 외부 표면에서 얇은 거친 층(78)으로 둘러싸여 있는데, 이 층은 롤링인 작업 중에 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(70)의 회전을 방지한다.
도 5 는 실례적인 증기 발생기(80)를 개략적으로 나타낸다. 벽(92) 및 클래드(84) 관 플레이트(82)는 폐쇄형 내부 공간을 형성하며, 이 공간을 통해 다수의 증기 발생기 가열 관(86, 88, 90)이 통과한다. 상기 관의 각 단부는 바닥 판 및 인접하는 클래딩(84)에 있는 구멍을 통과하여 그 클래딩에 용접된다. 증기 발생기의 작동 중에, 제 1 매체가 상기 내부 공간을 관류하게 되며, 증기 발생기 가열관(86, 88, 90)에는 제 2 매체가 관류하게 된다. 두 매체는 서로 완전히 신뢰적으로 분리되어야 하며, 어떻게 해서라도 혼합을 피해야 한다. 수리시, 본 발명에 따른 수리 방법이 각각의 유결함 관 단부에 적용된다.
도 6 은 실례적인 수리된 제 2 증기 발생기 가열관을 단면도(100)로 보여준다. 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(106)는 원추형 영역(102)을 가지며, 이 영역은 상기 슬리브의 플랜지 단부의 내경(104)의 약 두배이다. 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(106)는 밀링아웃된 증기 발생기 가열관 안으로 삽입되어 그의 원추형 영역에서 롤링인된다. 원추형 영역(102)의 비교적 긴 설계로 인해, 후방에서 인접하는 곧은 영역에서 롤링인은 필요가 없다. 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(106)의 벽 두께는 원추형 밀링을 받는 증기 발생기 가열관의 벽 두께가 증가하는 것과 동일한 방식으로 후방 쪽으로 감소하게 되며, 그 결과, 전반적으로, 원추형 영역에서 증기 발생기 가열관 수리 슬리브 및 증기 발생기 가열 관의 대략 일정한 벽 두께가 얻어진다.
10 클래트 관 플레이트 있는 실례적인 증기 발생기 가열관
12 증기 발생기 가열관
14 원추형으로 밀링아웃된 관 단부
16 밀링인된 함몰부
18 관 플레이트
20 클래딩
30 실례적인 수리된 증기 발생기 가열관
32 증기 발생기 가열관
34 롤링인된 증기 발생기 가열관 수리 슬리브
36 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 플랜지 영역
38 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 원추형 영역
40 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 곧은 영역
42 중심선
44 관 플레이트
46 클래딩
50 실례적인 제 1 증기 발생기 가열관 수리 슬리브
52 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 플랜지 영역
54 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 원추형 영역
56 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 곧은 영역
58 얇은 거친 층
60 중심선
70 실례적인 제 2 증기 발생기 가열관 수리 슬리브
72 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 플랜지 영역
74 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 원추형 영역
76 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 곧은 영역
78 얇은 거친 층
80 실례적인 증기 발생기
82 증기 발생기의 바닥 관 플레이트
84 바닥 관 플레이트의 클래딩
86 제 1 증기 발생기 가열관
88 제 2 증기 발생기 가열관
90 제 3 증기 발생기 가열관
92 벽
100 실례적인 제 2 증기 발생기 가열관
102 증기 발생기 가열관 수리 슬리브의 원추형 영역
104 플랜지 단부에서의 내경
106 실례적인 제 3 증기 발생기 가열관 수리 슬리브

Claims (14)

  1. 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(50, 70)를 사용하여 증기 발생기(80) 안에 설치되고 유결함 관 단부를 갖는 증기 발생기 가열관(12, 32, 86, 88, 90)을 위한 증기 발생기 가열관 수리 방법으로서, 다수의 증기 발생기 가열관(12, 32, 86, 88, 90)의 단부들이 각 클래드 관 플레이트(18, 44, 82)를 통과하여 클래딩(20, 46, 84)에 용접되며,
    상기 증기 발생기 가열관 슬리브(50, 70)는 일 단부에서 주변 플랜지(36, 52, 72)를 가지며, 상기 주변 플랜지는 다른 슬리브 단부의 방향으로 외측에서 테이퍼져 있는 원추형 영역(38, 54, 74, 102)과 연결되어 있고 또한 그 주변 플랜지에는 곧은 영역(56, 76)이 인접해 있으며, 상기 원추형 영역(38, 54, 74, 102)에서의 슬리브 벽의 두께는 곧은 영역(56, 76)에 비해 증가되어 있고,
    상기 방법은,
    ● 유결함 관 단부를 원추형으로 밀링 아웃하고(14) 또한 유결함 관 단부 주위에서 클래딩(20, 46, 84)에 함몰부(16)를 밀링하는 단계,
    ● 상기 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(50, 70)를 원추형으로 밀링아웃된 유결함 관 단부(14) 안으로 삽입하는 단계, 여기서 외부 슬리브 윤곽은 적어도 원추형 영역(38, 54, 74)에서 상기 밀링 아웃된 관 단부의 내부 윤곽에 맞으며,
    ● 곧은 영역(56, 76) 및/또는 그의 원추형 영역(38, 54, 74, 102)에서 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(50, 70)를 롤링인하는 단계, 및
    ● 롤링인된 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(34)의 플랜지 영역(36, 52, 72)을 클래딩(20, 46, 84)에 용접하여 밀봉 이음부를 형성하는 단계
    를 포함하는, 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    용접은 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접법으로 실시되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    삽입된 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(50, 70)의 용접은 그 수리 슬리브가 롤링인되기 전에 실시되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 증기 발생기 가열관 수리 슬리브(50, 70)는 복수의 처리 단계로 롤링인 되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은 핵 발전소의 방사능 오염된 증기 발생기(80)에 대해 실시되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 원추형 영역(38, 54, 74, 102)의 길이는 플랜지 단부에서의 슬리브 내경(104)의 적어도 1.5 배에 상당하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 원추형 영역(38, 54, 74, 102)에서의 슬리브 벽의 두께는 곧은 영역(56, 76) 쪽으로 가면서 감소되어 있는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    얇은 거친 층(58, 78)이 곧은 영역(56, 76)의 외부 표면의 적어도 일부 영역에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브는 니켈-크롬 합금을 포함하는 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 니켈-크롬 합금은 인코넬 690®을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브는 니켈-아이언-크롬 합금을 포함하는 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 니켈-아이언-크롬 합금은 인콜로이 800®을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 가열관 수리 방법.
  13. 다수의 증기 발생기 가열관(12, 32, 86, 88, 90)을 포함하는 증기 발생기(80)로서, 상기 가열관의 두 단부는 각 클래드 관 플레이트(18, 44, 82)를 통과하여 클래딩(20, 46, 84)에 용접되는 상기 증기 발생기에 있어서,
    적어도 하나의 관 단부에 대해 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 수리 방법을 사용한 것을 특징으로 하는 증기 발생기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 발생기는 방사능 오염된 것을 특징으로 하는 증기 발생기.
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