TWI470648B - Repair method of piping for jet pump - Google Patents

Description

噴射泵計測用配管之修補方法

本發明係關於用以修補設置在沸騰水型原子爐中的噴射泵的擴散器之計測用配管的噴射泵計測用配管之修補方法。

以往因為沸騰水型原子爐的輸出密度高，而採用所謂的噴射泵系統，其係組合有設置在原子爐壓力容器的外部之再循環泵，與設置在原子爐壓力容器的內部之噴射泵。

如圖13所示，在下導管部3內使軸設置成鉛垂方向的原子爐壓力容器1和護罩2之間，噴射泵4係沿著周圍方向以等間隔設置有複數個。如圖14中擴大顯示圖13的重要部分，該等噴射泵4具有升流管5。該升流管5固定在原子爐壓力容器1，用以將再循環泵的再循環入口噴嘴6所供給的冷卻材導入爐內。

在升流管5的上部，透過過渡連接件14連接著一對彎管7A、7B。在該等一對彎管7A、7B，透過一對混合噴嘴8A、8B連接著一對進喉口9A、9B。該一對進喉口9A、9B分別連接著擴散器10A、10B。

此外，以下於共通顯示進喉口9A、9B、擴散器10A、10B時，或一起顯示時，分別以進喉口9、擴散器10進行說明。

接著，進行原子力發電設備的輸出控制時，測量通常 運轉中的噴射泵4之流量為重要之處。因此，在擴散器10A、10B的上下部設置計測用配管11，藉由該計測用配管11測量運轉中的擴散器10之上下部的靜壓差，利用設備使用前測量出的校正值來校正該測量值，算出噴射泵4的流量。

該計測用配管11熔接在擴散器10上下部的靜壓孔，且藉由做為固定在擴散器10的支承構件之支承塊12及圖15所示之支承件13來熔接支承。又，如圖16(a)、(b)所示，計測用配管11係於噴射泵4的下部以複雜的狀態配置，且經由噴射泵計測用噴嘴15而連接在爐外配管。該噴射泵計測用噴嘴15係於原子爐壓力容器1的水平斷面中，於對稱位置設置有2處。

這種構造的噴射泵4係利用加溫至大約300℃高溫且無圖示之再循環泵所送入的高速大流量的冷卻水之水流，於相較於其他機器嚴格的條件下使用。因此，較大的負載作用在各構件，特別是計測用配管11直接或透過支承塊12、支承件13，接受因為擴散器10的再循環泵所送入的高速大流量的冷卻水之水流產生的流體振動之影響，而產生嚴格的應力作用。因而，計測用配管11至今發生了數件產生斷裂之現象。如此地，計測用配管11斷裂之情形，使得無法測量噴射泵4的流量，因此造成原子爐的輸出控制之障礙，修補作業可說是當務之急。

其中，計測用配管11係如圖16(b)所示配置在原子爐壓力容器1和護罩2之間狹窄的環狀空間16，並且在計 測用配管11的上方，如圖14所示配置有升流管5及進喉口9等。如圖15所示，計測用配管11的支承件13附近的水平部係設置成儘量接近護罩2，與護罩2的間隔為不滿150mm之空間。

又，在該計測用配管11的水平部之上部，護罩2的中間胴體外伸且覆蓋著上方。因此，計測用配管11的修補機器之形狀、大小、修補方法等受到很大的限制，變成非常困難的修補作業。

再者，設置有計測用配管11的周邊係位於高放射線區域，因此作業員接近其配管部之作業極為困難。由於以上情形，計測用配管11之修補作業，現狀為只能在水中從爐心正上方遠距地實施之方法。

這種計測用配管11之修補方法，例如有將爐水排水後實施之熔接裝置，或利用水中雷射熔接裝置之修補方法。(例如參照專利文獻1、2)

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特許第4298527號公報

[專利文獻2]日本特開2004-209515號公報

而且，上述計測用配管11的大多數斷裂事象係產生在計測用配管11和支承塊12的熔接部，其修補方法以往 只提案有僅以噴射泵4的鉛垂方向所設置之計測用配管11為對象者。

又，如上述圖14及圖15所示，計測用配管11的水平部的設置位置是非常的狹隘部，因此難以利用專利文獻1、2所記載之技術修補該部。

再者，如上述般，計測用配管11的水平部除了因為位置之理由而修補困難以外，進一步為了縮短修補工程，在水中的遠距修補作業也成為必須的要件。因此，計測用配管11的水平部斷裂之情形，期待確立在水中遠距的修補方法。

本發明係經考慮上述情事而研發者，其目的在於提供一種噴射泵計測用配管之修補方法，該方法能對應在水中將計測用配管朝水平方向設置之噴射泵的下部所產生的斷裂事象。

為了達成上述目的，本發明之噴射泵計測用配管之修補方法，係用以修補計測用配管的斷裂部，該計測用配管係於設在原子爐壓力容器內的爐水中的噴射泵之下部，設置在水平方向，其特徵為具有：用以切斷除去包含前述斷裂部的前述計測用配管之切斷除去步驟，藉由夾具將用以連接殘留之前述計測用配管的連接配管保持在前述噴射泵之保持步驟，以及藉由前述連接配管連接殘留的前述計測用配管之連接步驟。

根據本發明，能對應計測用配管設置於水平方向的噴射泵的下部在水中所發生的斷裂現象，而能提升連接斷裂部的作業性。

以下，參照圖式說明有關本發明之噴射泵計測用配管之修補方法的各實施形態。

此外，以下各實施形態中，對於與圖13~圖16相同的部分附加相同符號進行說明。又，以下各實施形態係針對以軸為鉛垂方向的設置在原子爐壓力容器1內的爐水中之噴射泵4的擴散器10，說明其設置在水平方向的計測用配管11斷裂時，修補其斷裂部的情形。

(第1實施形態)

圖1係顯示本發明之噴射泵計測用配管之修補方法的第1實施形態之流程圖。此流程圖係於計測用配管11的水平部斷裂時所適用的修補用之流程圖。

本實施形態之修補方法係如圖1所示，具有：大致地切斷除去計測用配管11及支承件13之步驟S1、安裝夾具之步驟S2、以及連接計測用配管11之步驟S3。

接著，說明有關步驟S1所用的切除裝置。

圖2係顯示第1實施形態所用的切除裝置和水平部斷 裂之計測用配管的概略立體圖。圖3(a)、(b)、(c)係顯示第1實施形態所用的切除裝置的配管斷裂部側之側視圖、切斷部之前視圖、抓持具之前視圖。圖4(a)、(b)係顯示第1實施形態所用的其他切除裝置的配管斷裂部相反側之側視圖、抓持具之前視圖。圖5(a)、(b)、(c)係顯示第1實施形態所用的支承件切除用的切除裝置之前視圖、切斷部之前視圖、導引件之前視圖。此外，圖2所示之切除裝置和圖3所示之切除裝置係於圖面上之外觀形狀稍為相異者，但視為相同的切除裝置。

如圖2及圖3(a)、(b)、(c)所示，切除裝置24具備：導引部25，用以引導斷裂而必須切斷的計測用配管11；抓持具26，用以把持由該導引部25引導著的計測用配管11；及切斷部27，用以切斷該抓持具26所抓持著的部分亦即計測用配管11附近。

又，切除裝置24裝備有在原子爐內可昇降自如的吊掛具20，利用該吊掛具20使切除裝置24藉由遠距攝影機等確認周圍並移動至計測用配管11的斷裂部。其中，切除裝置24的厚度為100mm以下，因此容易下降至計測用配管11的斷裂部，且在護罩2和擴散器10之間的狹隘部亦能進行切斷作業等。

同樣地，其他切除裝置24a亦如圖4(a)、(b)所示，具備：用以引導計測用配管11的導引部25a；抓持具26a，用以把持由該導引部25a引導著的計測用配管11；及切斷部27a，用以切斷該抓持具26a所抓持著的部分亦 即計測用配管11附近。

又，用以切斷支承件13的切除裝置24b係如圖5(a)、(b)、(c)所示，具備：用以引導支承件13的導引部25b；抓持具26b，用以把持由該導引部25b引導的支承件13；及切斷部27b，用以切斷該抓持具26b所抓持著的部分之支承件13附近。

因而，本實施形態係具有圖3及圖4所示之2種切除裝置24、24a做為計測用配管11的切除用，具有圖5所示之切除裝置24b做為支承件13的切除用。該等切除裝置24、24a、24b設置有：各自形狀不同的導引部25、25a、25b，及為了夾住計測用配管11或支承件13而構成為剪刀狀的抓持具26、26a、26b。藉由利用該等切除裝置24、24a、24b進行切斷，能於穩定的狀態下，對計測用配管11或支承件13切斷正確的位置。

說明上述切斷計測用配管11及支承件13之步驟S1的詳細動作。

首先，在步驟S1a中，將例如圖2及圖3(a)、(b)、(c)所示之切除裝置24、24b設置在計測用配管11的支承件13。接著，在步驟S1b中，藉由切除裝置24、24b的抓持具26、26b把持計測用配管11及支承件13。進一步，在步驟S1c中，分別利用切除裝置24、24b的切斷部27、27b切斷計測用配管11及支承件13。然後，回收切斷的計測用配管11及支承件13。

如此地，在步驟S1中，將切除裝置24、24b設置在 支承件13，並藉由切除裝置24、24b的抓持具26、26b分別把持計測用配管11、支承件13，且於利用切斷部27、27b切斷計測用配管11及支承件13之後，回收該等。

又，切除裝置24、24b切斷斷裂部周邊的計測用配管11及支承件13的一部分之後，將切斷的採樣(配管11及支承件13)於藉由抓持具26、26b保持之下進行回收。該抓持具26、26b係藉由供給空氣而被驅動，但做為輔助功能，例如安裝有彈簧等彈性賦予構件，假設在空氣供給用盡之情形下，仍能藉由上述彈簧之彈性力把持切斷的採樣，使其不會落下到爐內而能回收。

此外，裝備在切除裝置24的切斷部27可變更為放電加工或機械加工。又，藉由切除裝置24，24b分別切除計測用配管11及支承件13之後，藉由將用以彌補該切除部的線軸短管(spool piece)28之形狀變形的方式，可對應計測用配管11的斷裂部之形狀進行修補。再者，本實施形態之線軸短管28係與計測用配管11同樣之形狀，但不同的形狀亦可，亦即只要是用以彌補計測用配管11的切除部之管狀物即可。

接著，說明安裝夾具之步驟S2的詳細動作。

圖6係顯示第1實施形態所用的夾具之安裝前的狀態之立體圖。圖7係顯示第1實施形態所用的夾具之安裝狀態的放大立體圖。

在步驟S2a中，如圖6所示利用無圖示之吊掛具將夾 具29設置在支承件13的殘留部，該夾具29係用以保持兩端連接著形狀記憶合金(SMA)製的連接配管30之線軸短管28。接著，在步驟S2b中，如圖7所示鎖緊夾具29的螺桿(無圖示)，將夾具29固定在支承件13的殘留部。

亦即，在步驟S2中，將夾具29設置在噴射泵4的擴散器10的支承件13上，固定該夾具29。如圖6及圖7所示，於藉由夾具29保持線軸短管28之狀態下，將線軸短管28吊入計測用配管11的斷裂部，利用支承件13一部分的殘留部進行高度方向及周圍方向之定位。

因此，在能確實地保持線軸短管28之夾具29，連接著線軸短管28，且將線軸短管28填補到計測用配管11的切除部。該線軸短管28的兩端係如圖6所示連接著形狀記憶合金製的連接配管30，該連接配管30具備達到一定溫度時會恢復形狀之特性。

如此地，步驟S2係藉由夾具29將用以連接殘留之計測用配管11的連接配管30保持在噴射泵4之保持步驟。

接著，說明連接計測用配管11的步驟S3之詳細動作。

圖8係顯示第1實施形態所用的形狀記憶合金製的連接配管之斷面圖。圖9(a)、(b)、(c)係顯示圖8之形狀記憶合金製的連接配管中的驅動器的擴管順序之工程圖。圖10係顯示加熱圖8之形狀記憶合金製的連接配管之加熱器的立體圖。

在線軸短管28的兩端連接著形狀記憶合金製的連接 配管30，該連接配管30具備達到一定溫度時會恢復形狀之特性，將切斷的既存之計測用配管11插入且連接於該連接配管30的端部(步驟S3a)。

其中，如圖8所示，形狀記憶合金製的連接配管30具備驅動器17及嵌入在該驅動器17的內周面之襯墊18。做為事前準備，該形狀記憶合金製的連接配管30係利用液態氮或乾冰等冷卻構件使驅動器17冷卻至能變化形狀之溫度域。

而且，於驅動器17經冷卻之狀態下，如圖9(a)、(b)所示，藉由施加荷重而將下部形成有細徑的錐之棒材19插入驅動器17內，使驅動器17的內徑擴管至能收納內周部具有複數個爪部18a之襯墊18為止(參照圖9(c))。又，襯墊18的內徑係能不勉強地插入計測用配管11的程度，在經擴管的驅動器17內插入襯墊18。

如此地準備的形狀記憶合金製的連接配管30，係利用遠距操作用之夾具等，從驅動器17的兩端分別插入斷裂的計測用配管11的端部。

接著，在步驟S3b中，於插入斷裂的計測用配管11的端部之時點，如圖9所示將加熱器31設置在爐內，該加熱器31係用以將形狀記憶合金製的連接配管30的外面予以均等地加熱，且將驅動器17加熱至恢復到擴管前的大小。

如圖10所示，加熱器31係形成使管的一部分朝軸方向切斷之形狀，且能利用來自發熱源的熱之放射與對流， 將加熱對象之形狀記憶合金30均勻地加熱。該加熱器31由於亦容易取下，因此也能使用在爐內的狹隘部。

經加熱器31加熱之驅動器17係藉由本身收縮的方式，而壓縮驅動器17內的襯墊18。藉此，以形成在襯墊18內周部之爪部18a被嵌入計測用配管11的方式，而增大與計測用配管11之連接力，並且能提升密封性(步驟S3c)。

如此地，根據本實施形態，於設置在原子爐壓力容器1內的爐水中之噴射泵4的下部，設置在水平方向的計測用配管11斷裂時，切斷除去計測用配管11的斷裂部之後，使其切斷部透過線軸短管28且藉由形狀記憶合金30連接。因此，能對應在水中將計測用配管11朝水平方向設置的下部之狹隘部位所產生的斷裂事象，提升連接斷裂部之作業性，且能縮短修補作業工期。

又，根據本實施形態，藉由切除裝置24、24b切斷的採樣，由於是利用抓持具26、26b保持之下回收，因此可從採樣的斷裂面實施原因調査。

此外，本實施形態係於切斷計測用配管11的斷裂部之後，使其切斷部透過線軸短管28且藉由形狀記憶合金30連接，但不限於此，亦可不介由線軸短管28，而藉由形狀記憶合金30直接連接計測用配管11的切斷部。

(第2實施形態)

圖11(a)、(b)係顯示第2實施形態所用的嵌入接頭的 連接部之前視圖、部分斷面圖。

本實施形態中，圖1之步驟S3所用的連接部並非如前述第1實施形態之形狀記憶合金(SMA)製的連接部30，而是如圖10(a)、(b)所示之嵌入接頭40。連接配管以外皆與前述第1實施形態同樣。

如圖11(a)、(b)所示，嵌入接頭40係由接頭本體41、接合螺帽42、以及套筒43三個構件所構成。

首先，在嵌入接頭40將斷裂的計測用配管11的一端插入一側之插入口之後，鎖緊接合螺帽42時，套筒43的切割邊緣嵌入計測用配管11，保持計測用配管11並且密封套筒43和計測用配管11之間。套筒43的外周面壓接於接頭本體41的錐面，用以密封套筒43和接頭本體41之間。

進一步，在嵌入接頭40將斷裂的計測用配管11之另一端插入另一側插入口之後，藉由鎖緊接合螺帽42而連接計測用配管11。此外，接合螺帽42的鎖緊作業可使用小型遠距棘輪板手等來實施，因此也能鎖緊爐內的狹隘部。

如此地，根據本實施形態，藉由使用嵌入接頭40做為連接配管，與前述第1實施形態同樣地可提供準備期間、修補工期短的健全之修補方法。

此外，本實施形態係藉由嵌入接頭40直接連接斷裂的計測用配管11的一端和另一端，但不限於此，亦可如前述第1實施形態，透過線軸短管28將斷裂的計測用配 管11的一端和另一端，分別使用嵌入接頭40連接。

(第3實施形態)

圖12係顯示第3實施形態所用的填角熔接的連接部之擴大斷面圖。

本實施形態係藉由透過連接配管亦即接頭45來熔接水平部斷裂的計測用配管11的一端和另一端而使其連接。

接著，說明有關透過接頭45熔接計測用配管11的一端和另一端之熔接作業。

如圖12所示，使用遠距操作用之夾具等，將與計測用配管11同材料之接頭45插入爐內。而且，將斷裂的計測用配管11的單側一端插入接頭45，在計測用配管11的周圍方向實施填角熔接以形成填角熔接部46。

接著，接頭45和配管11的單側一端之連接結束之後，將未熔接的單側之另一端的計測用配管11插入接頭45，且同樣地以熔接方式連接計測用配管11。此時，熔接方法係藉由也能對應水平方向的計測用配管11之熔接的水中雷射熔接等來實施。

如此地，根據本實施形態，由於只有將水中雷射熔接機在熔接位置卸下之作業，因此可在小空間進行作業。

此外，本實施形態係利用接頭45直接熔接斷裂的計測用配管11之一端和另一端，但不限於此，亦可如前述第1實施形態，透過線軸短管28且分別使用接頭45熔接 斷裂的計測用配管11之一端和另一端。

1‧‧‧原子爐壓力容器

2‧‧‧護罩

3‧‧‧下導管部

4‧‧‧噴射泵

5‧‧‧升流管

6‧‧‧再循環入口噴嘴

7A，7B‧‧‧彎管

8A，8B‧‧‧混合噴嘴

9，9A，9B‧‧‧進喉口

10，10A，10B‧‧‧擴散器

11‧‧‧計測用配管

12‧‧‧支承塊(支承構件)

13‧‧‧支承件(支承構件)

14‧‧‧過渡連接件

15‧‧‧噴射泵計測用噴嘴

16‧‧‧環狀空間

17‧‧‧驅動器

18‧‧‧襯墊

18a‧‧‧爪部

19‧‧‧棒材

20‧‧‧吊掛具

24‧‧‧切除裝置

25‧‧‧導引部

26‧‧‧抓持具

27‧‧‧切斷部

28‧‧‧線軸短管

29‧‧‧夾具

30‧‧‧形狀記憶合金製的連接配管

31‧‧‧加熱器

40‧‧‧嵌入接頭(連接配管)

41‧‧‧接頭本體

42‧‧‧接合螺帽

43‧‧‧套筒

45‧‧‧接頭(連接配管)

46‧‧‧填角熔接部

圖1係顯示本發明之噴射泵計測用配管之修補方法的第1實施形態之流程圖。

圖2係顯示第1實施形態所用的切除裝置和水平部斷裂的計測用配管之概略立體圖。

圖3(a)、(b)、(c)係顯示第1實施形態所用的切除裝置的配管斷裂部側之側視圖、切斷部之前視圖、抓持具之前視圖。

圖4(a)、(b)係顯示第1實施形態所用的其他切除裝置的配管斷裂部相反側之側視圖、抓持具之前視圖。

圖5(a)、(b)、(c)係顯示第1實施形態所用的支承件切除用的切除裝置之前視圖、切斷部之前視圖、導引件之前視圖。

圖6係顯示第1實施形態所用的夾具的安裝前的狀態之立體圖。

圖7係顯示第1實施形態所用的夾具的安裝狀態之放大立體圖。

圖8係顯示第1實施形態所用的形狀記憶合金製的連接配管之斷面圖。

圖9(a)、(b)、(c)係顯示圖7的形狀記憶合金製的連接配管中的驅動器之擴管順序之工程圖。

圖10係顯示用以加熱圖7的形狀記憶合金製的連接 配管之加熱器之立體圖。

圖11(a)、(b)係顯示第2實施形態所用的嵌入接頭的連接配管之前視圖、部分斷面圖。

圖12係顯示第3實施形態所用的填角熔接的連接配管之放大斷面圖。

圖13係顯示沸騰水原子爐的概略構造之直立斷面圖。

圖14係顯示圖12所示之噴射泵的重要部分之放大立體圖。

圖15係顯示以往的噴射泵計測用配管的安裝狀態之立面圖。

圖16(a)、(b)係顯示以往的噴射泵計測用配管之構造圖。

Claims (6)

1. 一種噴射泵計測用配管之修補方法，用以修補計測用配管的斷裂部，該計測用配管係於設在原子爐壓力容器內的爐水中的噴射泵之下部，設置在水平方向，其特徵為具有：用以切斷除去包含前述斷裂部的前述計測用配管之切斷除去步驟，藉由夾具將用以連接殘留之前述計測用配管的連接配管保持在前述噴射泵之保持步驟，以及藉由前述連接配管連接殘留的前述計測用配管之連接步驟。
2. 如申請專利範圍第1項之噴射泵計測用配管之修補方法，其中，前述連接步驟所用的連接配管係藉由形狀記憶合金連接。
3. 如申請專利範圍第1項之噴射泵計測用配管之修補方法，其中，前述切斷除去步驟亦切斷用以將前述計測用配管熔接支承在前述噴射泵的擴散器之支承構件。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之噴射泵計測用配管之修補方法，其中，包含回收步驟，其係在前述切斷除去步驟之後，回收經前述切斷除去之計測用配管及前述支承構件。
5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之噴射泵計測用配管之修補方法，其中，前述連接步驟係將用以填補經前述切斷除去步驟切斷之計測用配管的線軸短管之兩端， 透過前述連接配管而與既存的計測用配管連接。
6. 如申請專利範圍第4項之噴射泵計測用配管之修補方法，其中，在前述回收步驟之後，利用前述切斷除去後殘留的前述支承構件進行前述線軸短管之定位。