KR820001473B1 - 열교환기관의 누설관을 밀폐하는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열교환기관의 누설관을 밀폐하는 방법

제1도는 본 발명을 사용하는 관류(貫流)증기발생 장치의 단면사시도.

제2도는 제3도의 2-2선을 따라 절개한 단면도.

제3도는 제2도의 3-3선을 따라 절개한 단면사시도.

제4도는 관단부로 삽입된 지지마개의 상세한 도면.

제5도는 제4도의 5-5선을 따라 절개한 단면도.

제6도는 지지마개조립체의 상세한 도면.

제7도는 호상측면을 따라 도시한 상세한 도면.

제8도는 평측면을 따라 도시한 상세한 도면.

제9도 및 제10도는 웨지(wedge)의 상세한 도면.

제11도는 작동기가 관을 향하여 구동하고 멀리 떨어지게 구동하도록 하는 공구의 상세한 도면이다.

본 발명을 관의 양측단부로 삽입된 폭발작동 금속마개를 폭발시킴으로 관판형 열교환기관의 누설관을 밀폐하는 방법에 관한 것이며, 특히 폭발력으로 인한 그 인접관과 관판의 틈새(ligament)의 변형을 최소로 줄이는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 적용될 수 있는 유형의 열교환기는 일반적으로 관속이라 불리우는 상당한 수의 비교적 작은 직경의 관이 집단으로 축조된 것이다.

열의 교환은 관은 통과하는 유체와 관의 외측부와 접촉하는 유체사이에서 일어난다. 유체는 관과 관판에의여 분리되며, 관판은 관속의 각 단부에 위치된다. 이러한 유형의 열교환기에서 밀폐시키고자 하는 관의 각 단부에 삽입되는 중공의 금속동체 형태의 폭발작동 마개를 사용하므로 누설관을 밀폐시키는 것은 통상적으로 실시되어온 것이다.

이 폭발작동마개는, 성형폭발 장약과 장약을 폭발시키도록 원격위치로 부터 점화될 수 있는 뇌관을 포함하고 있으며, 마개가 폭발되면 그에 의하여 마개를 관표면 둘레에 용접시키고 그 사이에 유체수밀 밀봉부가 형성되도록 충분한 힘의 충격에 의하여 마개동체를 관 표면에 대하여 연장되게 한다. 이러한 유형의 열교환기에서 폭발에 의한 용접을 하는데 몇가지 어려운 점이 발생하는데, 이는 누출관에 인접한 관과 이들 사이에 관판틈새가 누출관에 있는 밀폐마개의 폭발시 일어나는 폭발력에 의하여 심하게 변형된다는 것이다.

따라서 본 발명은 관과, 폭발식 용점에 의하여 밀폐되는 관에 인접하여 위치된 관판의 변형을 억제하는 방법에 관한 것이며, 본 발명은 폭발작동 마개에 의하여 밀폐 시키고자 하는 누설관에 인접한 관에 삽입되는 일탈가능한 본 발명의 방법을 수행하는 지지마개를 사용하도록한 방법을 제공하는데 있다. 여기의 본 발명을 수행하는 각각의 지지마개는, 한쌍의 웨지와 지지관으로 삽입되어 폭발작동 마개가 폭발되었을 때 소정의 관벽과 관판 지지를 할 수 있도록 그 주위의 관벽에 대하여 방사상 외부로 웨지를 연장시키는 웨지와 유사한 작동기를 포함하고 있으며, 누설관이 밀봉되었을때 작동기가 지지관으로 부터 뽑혀짐에 따라 웨지를 분리시키고, 또한 지지 마개를 지지관으로 부터 일탈시키도록 한다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 양측단부를 상단헤드부재(12)와 하단헤드부재(13)으로 밀폐시킨 수직으로 세장된 원통형 압력용기(11)을 포함한 관류(once-through) 증기발생장치(10)형태의 열교환기를 나타낸다. 압력용기(11)은 관판(tubesheet)(14) 및 (15)에 의하여 각각 횡방향으로 구획된다. 상단의 관판(14)는 압력용기(11)과 상단 헤드부재(12)에 일체식으로 고정되고, 또한 상단헤드 부재(12)와 공동으로 유체입구쳄버(16)을 형성한다.

하단의 관판(15)는 압력용기(11)과 하단의 헤드부재(13)의 일체식으로 고정되고, 하단 헤드부재(13)과 공동으로 유체 출구쳄버(17)을 형성한다.

관속을 형성하도록 배열된 여러개의 직선형의 관(18)은 상단 및 하단의 관판(14),(15)사이에서 수직으로 연장하여 있으며 양측의 관판을 통과하여 유체입구쳄버(16)이 유체출구쳄버(17)가 연통되게 한다.

원통형 시라우드(shroud : 보호판)(19)는 여러개의 관(18)들을 둘러싸고 있으며 상단의 관판(14) 아래에 위치된 평면에서 종단을 이루고 있다. 시라우드(19)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 시라우드부재(19)에 대하여 내측주연부가 그 둘레로 용접된 환상형 플레이트(22)에 의하여 형성된다.

증기발생장치(10)의 정상작동중에, 가압수원자로 또는 그와 유사한 장치로 부터 나오는 1차 냉각재는 입구노즐(24)를 경유하여 상단쳄버(16)에 공급된다.

1차 냉각재는 관(18)을 경유하여 통과하는 중에 2차 유체에 열을 전달하고 출구노즐(25)를 경유하여 하단쳄버(17)로 부터 배출된다. 공급유체는 입구노즐 (26)을 통하여 인입되고 플레이트(22)에 의하여 통로(21)에서 아래로 유동하여 시라우드 (19)의 개방 하측단부로 유동하도록 제한된다. 공급유체는1차 냉각재로 부터 관(18)을 통한 열전달에 의하여 가열되고 증발된다.

이렇게하여 포화되거나 열교환에 따라 과열상태로 생성된 증기는 시라우드( 19)의 개방상단부를 통과하여 통로(20)으로 들어가 출구노즐(27)을 통하여 배출된다.

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 1차 냉각재를 위한 유통통로로 부터 일탈된다. 관속의 그 나머지 관은 계속하여 소정의 열교환기로써 정상적인 작동은 한다. 통상적으로 실시되는 바와, 같이 누설관은 밀폐된 관단부로 삽입된 중공의 금속동체 형태의 잘 알려진 폭발작동마개를 사용하므로 밀폐되는데, 이 마개는 성형폭발장약과 원격위치로 부터 점화시켜 장약을 폭발시키도록한 뇌관들을 포함하고 있으며, 그에 의하여 야금술적으로 결합되는 금속의 접촉부위가 마개와 그 둘레의 관표면 사이에 형성되도록 하는 충분한 힘의 충격에 의하여 마래동체를 관 표면에 대향하여 연장되게하여, 동시에 금속의 접촉부위는 마개동체의 전둘레에 걸쳐 마개 양단부 중간의 축방향 길이부를 따라 연장된다.

이에 따라 본 발명의 방법을 첨부도면에 의거 설명하기 위하여 관판(1 4)와 (15)에 대한 관(18)의 축조와 배열은 일반적으로 동일하기 때문에 본 발명을 상단관판(14)와 관련하여 기술하면 충분하리라 생각된다.

제2도로 부터 제10도를 참고하면, 각 도면에 동일한 참고번호들은 그와 유사한 부분이거나 또는 그에 해당하는 것을 나타낸다. 여기서 본 발명을 수행하기 위한 지지마개(29)는 누설관(18A)에 인접하여 위치된 관(18)의 관판 단부로 삽입된 것으로 도시되어 있다. 각각의 지지마개(29)는 한쌍의 웨지(30)과 웨지 및 그와 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(3 3)을 따라 축방향으로 점점 좁아지면서 경사를 이루고 있다.

작동기(31)은 한쌍의 대향하고 있는 평측면(36)이 호상측면(37)에 의하여 연결되므로 이루어진 그의 주축부가 형성되어 있으며, 또한 그의 일단부에는 절두원추형 부재(38)과 그의 타측단부에는 나조가 형성된 스텁(stub)(39)가 형성되어 있다. 단부가 상당히 큰 절두 원추형부재(38)은 평측면(36)을 따라 축방향으로 돌출한 한쌍의 레지(ledge : 불쑥 튀어나온 부분)가 형성되어 있다. 쇼울더(41)은 나조가 형성된 스텁(39)와 평측면(36)사이에 형성된다. 각각의 작동기 평측면(36)은 절두원추형부재(38)의 방향의 축으로 경사를 이룬 부분(42)로 형성되어 있다.

누설관(18A)를 밀폐시키기 위하여, 미국특허 제3,590,877호에 발표된 유형의 폭발작동마개(43)가 먼저 관(18A)의 관판단부내에 위치되며, 이는 제3도에 상단의 관판(14)에 대하여 도시되어 있다. 이후 본 발명을 수행하는 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 조립이 완료된다.

그 다음 조립된 지지마개(29)는 관(18A)에 인접한 관(18)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 제2도에 도시와 같이 위치된다. 쇼울더(34)는 관단부면과 대향하여 맞닿아 있으며, 또한 축방향 이동을 못하게 하므로 그에 의하여 웨지(30)이 관(18)의 관판 단부내에 확실히 위치되도록 한다. 그 다음 작동기(31)가 관로 삽입되는데, 그에 따라 작동기를 지지하기 위하여 관(18)의 둘레벽과 관판(14)의 둘레벽에 대향하여 웨지(30)을 방사상 외부로 연장시킨다.

이때 종래의 폭발마개(43)이 폭발되면 그 결과로 마개동체(42)가 그 둘레의 관벽에 자기발생적으로 용접되므로 그에 의하여 관(18A)의 단부가 밀폐되며, 그후 작동기(31)은 외부로 뽑아내지고 그에 따라 웨지(30)을 유리시키고 지지마개(29)를 관(18)로 부터 일탈시킬 수 있다. 또한 본 발명을 수행하는 장치에 작동기스텁(3 9)와 나조가 결합되게 하는 수단을 포함한 장치를 사용하여 작동기(31)을 지지관을 향하게 하고 또한 멀어지게 구동시킬 수 있다. 그러나 바람직한 장치는 제11도에 도시된 바와 같은 것이다.

장치(44)는 제4도에 도시된 작동기스텁(39)와 결합하도록 내측에 나조가 형성된 단부(46)로된 안내봉(45)를 포함하고 있으며, 또한 용접에 의하여 안내봉(45)에 고정된 한쌍의 축방향으로 간격을 이룬 디스크(47) 및 (48)과 디스크(47) 및 (48) 그 중간의 안내봉(45)에 활주가능하게 고정된 수동작동되는 래밍 실린더(ra mming cyclinder) (49)들로 이루어져 있다. 래밍 실린더(49)는 삽입된 작동기(3 1)을 지지관으로 구동시키고자 할때 디스크(47)에 충돌하도록 이동되어 그 둘레의 관 벽에 대하여 방사상 외부로 웨지(30)을 연장시키도록 하고 그이따라 소정의 관벽과 관판지지를 하게 한다.

이와 반대로, 래밍 실린더(49)는 관(18)로 부터 작동기(31)을 멀리 떨어지게 구동시키고자 할때 디스크(48)에 충동하도록 이동되며 그에 의하여 웨지(30)을 유리시켜 지지마개 조립체가 지지관으로 부터 일탈될 수 있게 한다.

Claims (1)

1. 압력용기의 그 내부를 여러개의 유체운반관과 관판들로 구성하는 이 관들의 일단부가 압력용기의 내부에 횡으로 배열된 관판에 고정시킨 어느한 누설관의 단부로 폭발 작동마개를 삽입하여 이를 폭발시킴으로 누설관을 밀폐시키는 방법에 있어서, 먼저 지지마개를 누설관에 인접한 관단부로 삽입시키고, 장약을 폭발시켜 상기의 작동 마개를 그 둘레의 관벽에 결합시킴으로 누설관의 단부를 밀폐시키고난 후, 작동기를 외부로 뽑아내고 웨지를 유리시켜 지지마개를 관으로 부터 일탈시킴을 특징으로 하는 열교환기의 누설관을 밀폐시키는 방법.

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