KR820000301B1

KR820000301B1 - Support plug

Info

Publication number: KR820000301B1
Application number: KR7800884A
Authority: KR
Inventors: 크레멘스 라르손 골든
Original assignee: 마틴 빅터; 더 뱁콕 앤드 윌콕스 캄파니
Priority date: 1978-03-29
Filing date: 1978-03-29
Publication date: 1982-03-19

Abstract

In a heat-exchanger, having tube ends in a tubesheet(14) in a pressure vessel, there are explosive activated plugs(43) for insertion into the ends of a leaky tube(18A) and detonation to seal the tube ends. The tubesheet and tube ends adjacent to the leaky tube are supported during detonation by plugs(29) removably inserted into and bearing against the adjacent tube ends. Each support plug can be expanded outwardly against the surrounding tube wall by an elongate member(31) with tapered sides which engages a pair of wedges(30) each having a tapered side. Each wedge has an arcuate side matching the tube contour, and the member has ledges formed at one end to facilitate insertion and removal of the wedges.

Description

Leak Pipe Seal

제 1 도는 본 발명을 사용하는 관류(貫流)증기 발생 장치의 단면사시도,1 is a cross-sectional perspective view of a once-through steam generator using the present invention,

제 2 도는 제 3 도의 2-2선을 따라 절개한 단면도,2 is a cross-sectional view taken along the line 2-2 of FIG. 3,

제 3 도는 3-3선을 따라 절개한 단면사시도,3 is a cross-sectional perspective view taken along line 3-3,

제 4 도는 관 단부로 삽입된 지지마개의 상세한 도면,4 is a detailed view of the support plug inserted into the tube end;

제 5 도는 제 4 도의 5-5선을 따라 절개한 단면도,5 is a cross-sectional view taken along the line 5-5 of FIG. 4,

제 6 도는 지지마개 조립체의 상세한 도면,6 is a detailed view of the support plug assembly;

제 7 도는 상호측면을 따라 도시한 상세한 도면,7 is a detailed view along the cross-section,

제 8 도는 평측면을 따라 도시한 상세한 도면,8 shows a detailed view along the plane,

제 9 도 및 제 10 도는 웨지(wedge)의 상세한 도면,9 and 10 are detailed views of wedges,

제 11 도는 작동기가 관을 향하여 구동하고 멀리 떨어지게 구동하도록 하는 공구의 상세한 도면이다.11 is a detailed view of a tool that allows the actuator to drive towards the tube and to drive away.

본 발명은 관의 양측단부로 삽입되는 폭발 작동 금속마개를 폭발시키므로 관판형의 열교관기에 있는 누설관을 밀폐하는 장치에 관한 것으로, 특히 폭발력으로 인한 그 인접관과 관판의 틈새(ligament)의 변형을 최소로 줄이는 장치를 제공하는데 있다.The present invention relates to a device for sealing a leaking tube in a tube-type heat piper because it explodes an explosive actuating metal plug inserted into both ends of the tube, and in particular, deformation of the gap between the adjacent tube and the tube sheet due to the explosive force. To provide a device for reducing the minimum.

본 발명이 적용될 수 있는 유형의 열교환기는 일반적으로 관속이라 불리우는 상당한 수의 비교적 작은 직경의 관이 집단을 이루어 축조된 것이다.Heat exchangers of the type to which the present invention can be applied are constructed by forming a large number of relatively small diameter tubes, generally called tube bundles.

열의 교환은 관을 통과하는 유체와 관의 외측부와 접촉하는 유체사이에서 일어난다. 유체는 관과 관판에 의하여 분리되며, 관판은 관속의 각 단부에 위치된다. 이러한 유형의 열교환기에서 밀폐시키고자 하는 관의 각단부에 삽입되는 중공의 금속 동체 형태의 폭발 작동 마개를 사용하므로 누설관을 밀폐시키는 것은 통상적으로 실시되어온 것이다.Heat exchange takes place between the fluid passing through the tube and the fluid in contact with the outside of the tube. The fluid is separated by a tube and a tube plate, which are located at each end of the tube bundle. In this type of heat exchanger, it is common practice to seal the leaking tube since an explosive actuating plug in the form of a hollow metal shell is inserted into each end of the tube to be sealed.

마개는 성형 폭발장약과 장약을 폭발시키도루 원격우치로 부터 점화될 수 있는 뇌관을 포함하고 있으며 마개가 폭발되면 그에 의하여 마개를 관표면 둘레에 용접시키고 그 사이에 유체수밀 밀봉부가 형성되도루 충분한 힘의 충격에 의하여 마개동체를 관표면에 대하여 연장된다.The stopper contains a molded explosive charge and a primer which can be ignited from the remote unit to explode the charge and, when the stopper explodes, it is welded around the tube surface with sufficient force to form a fluid seal between them. The stopper body extends with respect to the tube surface by the impact.

이러한 유형의 열교환기에서 폭발에 의한 용접을 하는데 몇 가지 어려운 점이 발생하는데, 이는 누출관에 인접한 관과 이들 사이에 관판틈새가 누출관에 있는 밀폐마개의 폭발이 일어나는 폭발력에 의하여 심하게 변형된다는 것이다. 본 발명은 관과, 폭발식 용접에 의하여 밀폐되는 관에 인접하여 위치된 관판의 변형을 억제하는 장치에 관한 것이다.In this type of heat exchanger, some difficulties arise in the welding of the explosion: the pipe adjacent to the leaking tube and the gap between them is severely deformed by the explosive force of the explosion of the closure plug in the leaking tube. The present invention relates to an apparatus for suppressing deformation of a tube and a tube plate positioned adjacent to a tube sealed by explosive welding.

따라서 본 발명은 폭발작동 마개에 의하여 밀폐시키고자 하는 누설관에 인접한 관에 삽입되는 일탈가능한 지지마개를 제공하는데 있다. 각각의 지지마개는, 지지관으로 삽입되어 폭발 작동 마개가 폭발되었을 때 소정의 관벽과 관판 지지를 할 수 있도록 그 주위의 관벽에 대하여 방사상 외부로 웨지를 연장하는 한쌍의 웨지와 웨지와 유사한 작동기를 포함하고 있다.Accordingly, the present invention provides a detachable support stopper inserted into a tube adjacent to a leaking tube to be closed by an explosion operation stopper. Each support stopper is a pair of wedges and wedge-like actuators that are inserted into the support tube and extend wedges radially outward with respect to the surrounding tube wall to provide support for the desired tube wall and tube plate when the explosive stopper is exploded. It is included.

누설관이 밀봉되었을 때 작동기가 지지관으로부터 뽑혀짐에 따라 웨지를 분리시키고, 또한 지지마개를 지지관으로부터 일탈시키도록 한다.When the leak tube is sealed, the actuator is pulled out of the support tube, causing the wedge to detach and also causing the support plug to deviate from the support tube.

본 발명은 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제 1 도는 양측단부를 상단 헤드부재(12)와 하단헤드부재(13)으로 밀폐시킨 수직으로 세장된 원통형 압력용기(11)을 포함한 관류 증기발생장치(10) 형태의 열교환기를 나타낸다. 압력용기(11)는 관판(tube sheet)(14) 및 (15)에 의하여 각각 횡방향으로 구획된다. 상단의 관판(14)는 압력용기(11)과 상단 헤드부재(12)에 일체식으로 고정되고, 또한 상단 헤드부재(12)와 공동으로 유체입구 쳄버(16)을 형성한다.FIG. 1 shows a heat exchanger in the form of a perfusion steam generator 10 comprising a vertically elongated cylindrical pressure vessel 11 with both ends closed with an upper head member 12 and a lower head member 13. The pressure vessel 11 is partitioned transversely by tube sheets 14 and 15, respectively. The upper tube plate 14 is integrally fixed to the pressure vessel 11 and the upper head member 12, and also forms the fluid inlet chamber 16 jointly with the upper head member 12.

하단의 관판(15)는 압력용기(11)과 하단의 헤드부재(13)에 일체식으로 고정되고, 하단 헤드부재(13)와 공동의 유체출구쳄버(17)을 형성한다.The lower tube plate 15 is integrally fixed to the pressure vessel 11 and the lower head member 13 to form a fluid outlet chamber 17 in common with the lower head member 13.

관속을 형성하도록 배열된 여러개의 직선형관(18)은 상단 및 하단의 관판(14), (15)사이에서 수직으로 연장하여 있으며, 양측의 관판을 통과하여 유체입구쳄버(16)이 유체출구쳄버(17)과 연통하게 한다.A plurality of straight pipes 18 arranged to form a pipe flux extend vertically between the upper and lower tube plates 14 and 15, and the fluid inlet chamber 16 passes through the tube plates on both sides. Communicate with (17).

원통형 사라우드(shround : 보호판)(19)는 관속(18)을 둘러싸고 있으며 상단의 관판(19) 아래에 위치된 평면에서 종단을 이루고 있다. 시라우드(11)는 압력용기(11)과 함께 그 사이에 환상형 구획실을 형성한다 구획실은 입구통로(21)및 출구통로(20)로 구획되는데, 이는 압력용기(11)에 대하여 외측주연부가 용접되고 사라우드 부재(19)에 대하여 내측주연부가 그 둘레로 용접된 환상형 플레이트(22)에 의하여 형성된다.Cylindrical shroud 19 surrounds the tube 18 and terminates in a plane located below the upper plate 19. The shroud 11 together with the pressure vessel 11 forms an annular compartment therebetween. The compartment is partitioned into an inlet passage 21 and an outlet passage 20, which is formed with an outer periphery of the pressure vessel 11. It is formed by an annular plate 22 which is welded and welded about its inner periphery with respect to the sarawood member 19.

증기발생장치(10)의 정상작동중에, 가압수원자로 또는 그와 유사한 장치로부터 나오는 1차 냉각재는 입구노즐(24)를 경유하여 상단쳄버(16)에 공급된다.During normal operation of the steam generator 10, the primary coolant from the pressurized water reactor or the like is supplied to the upper chamber 16 via the inlet nozzle 24.

1차 냉각제는 관(18)을 경유하여 통과하는 중에 2차 유체에 열을 전달하고 출구노즐(25)를 경유하여 하단쳄버(17)로부터 배출된다. 공급유체는 입구 노즐(26)을 통하여 인입되고 플레이트(22)에 의하여 통로(21)에서 아래로 유동하여 시라우드(19)의 개방 하측단부로 유동하도록 제한된다. 공급유체는 1차 냉각제로 부터 관(18)을 통한 열전달에 의하여 가열되고 증발된다. 이렇게하여 포화되거나 열교환에 따라 과열상태로 생성된증기는 시라우드(19)의 개방상단부를 통과하여 통로(20)으로 들어가 출구노즐(27)을 통하여 배출된다.The primary coolant transfers heat to the secondary fluid while passing through the tube 18 and exits from the lower chamber 17 via the outlet nozzle 25. The feed fluid is drawn in through the inlet nozzle 26 and restricted by the plate 22 to flow down in the passage 21 to the open lower end of the shroud 19. The feed fluid is heated and evaporated by heat transfer through the tubes 18 from the primary coolant. In this way, the steam generated in the superheated state by saturation or heat exchange enters the passage 20 through the open upper end of the shroud 19 and is discharged through the outlet nozzle 27.

증기발생장치(10)내에 관속에는 상당수의 관(18)이 있다. 결론적으로 어느 관에서의 누설은 관판(14) 및 (15)에서 그 단부를 막음으로써 관의 내측부를 밀폐하는 식으로 해결하려는 것이 통상적이었다. 또한 누설이 나타나는 정해진 관은 분리되면서 관 내측을 통과하여 흐르는 1차냉각재를 위한 유동통로로부터 일탈된다. 관속의 그 나머지 관은 계속하여 소정의 열 교환기로써 정상적인 작동을 한다. 통상적으로 실시되는 바와 같이, 누설관은 밀폐된 관단부로 삽입된 중공의 금속동체 형태의 폭발작동마개를 사용하므로 밀폐되고, 이 마개는 성형폭발장약과 원격위치로부터 점화시켜 장약을 폭발시키도록 한 뇌관들을 포함하고 있으며, 그에 의하여 야금술로 결합되는 금속의 접촉부위가 마개와 그 둘레의 관 표면 사이에 형성되도록 하는 충분한 힘의 충격에 의하여 마개동체를 관표면에 대향하여 연장하는데, 이 금속의 접촉부위는 마개동체의 전 둘레에 걸쳐 있으며 마개양단부 중간의 축방향길이 부를 따라 연장하여 있다.There are a considerable number of tubes 18 in the tube in the steam generator 10. In conclusion, it was common to solve the leakage in a tube by sealing the inner part of the tube by blocking its ends in the tube plates 14 and 15. In addition, the predetermined pipe leaking is separated from the flow passage for the primary coolant flowing through the inside of the pipe while being separated. The remaining tube in the tube continues to operate normally with a given heat exchanger. As is commonly practiced, the leak tube is closed because it uses a hollow metal fuselage-type explosive stopper inserted into a closed tube end, which is then ignited from the explosion and the remote location to explode the charge. Containing the primers and extending the plug body against the tube surface by a force of sufficient force such that the metallurgically joined metal contacts are formed between the plug and the tube surface around it. The part extends along the circumference of the plug body and extends along the axial length of the middle of the plug end.

관판(14)와 (15)에 대한 관(18)의 축조와 배열은 일반적으로 동일하기 때문에 본 발명을 상단관판(14)와 관련하여 기술하면 충분하리라 생각된다.Since the construction and arrangement of the tubes 18 relative to the tube plates 14 and 15 are generally the same, it will be considered sufficient to describe the invention in relation to the top tube plate 14.

제 2 도로부터 제 10 도를 참고하면, 각 도면에 동일한 참고번호들은 그와 유사한 부분이거나 또는 그에 해당하는 것을 나타낸다. 지지마개(29)는 누설관(18A)에 인접하여 위치된 관(18)의 관판단부로 삽입된 것으로 도시되어 있다. 각각의 지지마개(29)는 한쌍의 웨지(30)과 웨지와 유사한 작동기(31)들로 이루어져 있다. 각각의 웨지(30)은 관(18)의 내측외형과 일치하는 호상측면(32)와 평측면(33)으로 형성되어 있다. 호상측면(32)는 그 일단부에 쇼울더(34)가 있고 그 타측단부에는 경사부(35)가 형성되어 있다. 웨지(30)은 쇼울더(34)의 방향에서 평측면(33)을 따라 축방향으로 점점 좁아지면서 경사를 이루고 있다.Referring to FIGS. 2 to 10, the same reference numerals in each of the drawings indicate similar or corresponding parts. The support plug 29 is shown inserted into the tube end of the tube 18 located adjacent to the leak tube 18A. Each support stopper 29 consists of a pair of wedges 30 and a similar wedge actuator 31. Each wedge 30 is formed of an arcuate side surface 32 and a planar side surface 33 that coincide with the inner contour of the tube 18. The arcuate side surface 32 has a shoulder 34 at one end thereof, and an inclined portion 35 is formed at the other end thereof. The wedge 30 is inclined while gradually narrowing along the flat surface 33 in the direction of the shoulder 34.

작동기(31)은 한쌍의 대향하고 있는 평측면(36)의 호상측면(37)에 의하여 연결되므로 이루어진 그의 주축부가 형성되어 있으며, 또한 그의 일단부에는 절두원추형부재(38)과 그의 타측단부에는 나조가 형성된 스텁(stub)(39)가 형성되어 있다. 단부가 상당히 큰 절두원추형부재(38)은 평측면(36)을 따라 측방향으로 돌출한 한쌍의 레지(ledge : 불쑥 튀어나온 부분)가 형성되어 있다. 쇼울더(41)은 나조가 형성된 스텁(41)와 평측면(39)사이에 형성된다. 각각의 작동기 평측면(36)은 절두원추형부재(36)의 방향의 축으로 경사를 이룬부분(42)로 형성되어 있다.The actuator 31 is formed by a pair of opposing side surfaces 37 of the opposing side surfaces 36 formed thereon, and also has a main shaft portion formed at one end thereof, and a truncated cone member 38 at its one end and a second end portion thereof. A stub 39 in which a jaw is formed is formed. The truncated conical member 38 having a large end portion is formed with a pair of ledges protruding laterally along the flat side surface 36. The shoulder 41 is formed between the stub 41 and the flat surface 39 on which a screw thread is formed. Each actuator flat side 36 is formed of a portion 42 inclined in the axis of the truncated cone member 36.

누설관(18A)를 밀폐시키기 위하여, 미국특허 제 3, 590, 877에 발표된 유형의 폭발작동마개(43)은 관(18A)의 관판단내부에 위치되며, 이는 제 3 도에 상단의 관판(14)에 대하여 도시되어 있다. 각각의 지지마개(29)는 웨지(30)의 경사단부(35)를 레지(40)위에 위치시키고 웨지(30)의 경사측면(33)을 작동기(31)의 그 맞은 편의 경사진 부분(42)에 대향위치시키므로 조립된다. 그 다음 조립된 지지마개(29)는 관(18A)에 인접한 관(18A)의 어느 하나로 삽입된다. 가급적이면 지지마개(29)는 어느한 웨지(30)이 관(18A)와 면하고 있는 벽을 따라 있는 관(18)과 인접하는 식으로 제 2 도에 도시와 같이 위치된다. 쇼울더(34)는 관단부면과 대향하여 맞닿아있으며, 또한 축방향이동을 못하게 하므로 그에 의하여 웨지(30)이 관(18)의 관판단부내에 확실히 위치되도록 한다.In order to seal the leak tube 18A, an explosion stopper 43 of the type disclosed in U.S. Patent Nos. 3,590 and 877 is located inside the tube end of the tube 18A, which is the upper tube plate in FIG. 14 is shown. Each support plug 29 positions the inclined end 35 of the wedge 30 over the ledge 40 and the inclined side 33 of the wedge 30 to the opposite inclined portion 42 of the actuator 31. Are assembled so that they The assembled support stopper 29 is then inserted into one of the tubes 18A adjacent to the tube 18A. Preferably, the support plug 29 is positioned as shown in FIG. 2 in a manner adjacent to the tube 18 along the wall facing which the wedge 30 faces the tube 18A. The shoulder 34 abuts against the tube end face and also prevents axial movement so that the wedge 30 is reliably positioned within the tube end of the tube 18.

그 다음 작동기(31)은 관(18)로 삽입되는데, 그에 따라 작동기를 지지하기 위하여 관(18)의 둘레벽과 관판(14)의 둘레벽에 대향하여 웨지(30)을 방사상 외부로 연장시킨다. 폭발마개(43)이 폭발되면 그 결과로 마개(43)의 동체가 그둘레의 관벽에 자기 발생적으로 용접되므로 그에 의하여 관(18A)의 단부가 밀폐되고, 작동기(31)은 외부로 뽑아내지고 그에 따라 웨지(30)을 유리시키고 지지마개(29)를 관(18)로부터 일탈시킬 수 있다.The actuator 31 is then inserted into the tube 18, thereby extending the wedge 30 radially outwardly opposite the circumferential wall of the tube 18 and the circumferential wall of the tube plate 14 to support the actuator. . When the explosive stopper 43 explodes as a result, the body of the stopper 43 is magnetically welded to the tube wall of the circumference, thereby closing the end of the tube 18A, and the actuator 31 is pulled out. Thus, the wedge 30 can be freed and the support plug 29 can deviate from the tube 18.

Claims

An explosive stopper, consisting of a tube plate and several fluid conveying tubes arranged horizontally in the interior of the pressure vessel, the one end of the tube being connected to the tube plate, the explosive stopper being arranged to be inserted into the leak tube at the end; A leak-tight tube sealing device for a tube-plate heat exchanger, comprising means for exploding the explosives of the plug inserted so as to couple the stopper to the tube wall around it, thereby sealing the end of the leak-tight tube. A leakage pipe sealing device comprising an adjoining pipe plate and a support means for supporting a pipe end portion, wherein the support plug is inserted and supported to deviate from the pipe end adjacent to the leak pipe.