WO2014030719A1 - 拡管治具、伝熱管の拡管方法、補修方法、閉塞方法及び電磁コイル - Google Patents

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和生 廣田
健吾 嶋村
亮一 川上
隆也 日下部
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    • B21D53/06—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of metal tubes

Definitions

  • the present invention relates to a tube expansion jig used for expanding a tube body such as a heat transfer tube provided in a steam generator, a method of expanding a heat transfer tube using the tube expansion jig, a repair method, a closing method, and an electromagnetic coil. is there.
  • a tube expansion method in which a heat transfer tube provided in a steam generator is expanded, and the heat transfer tube is fixed to a tube plate (for example, see Patent Document 1).
  • the heat transfer tube is expanded by applying a hydraulic pressure to the inside of the heat transfer tube using a tube expansion tool.
  • the heat transfer tubes provided in the steam generator are configured as a dense heat transfer tube group, it is difficult to expand the heat transfer tubes by accessing from outside the heat transfer tubes. For this reason, it is preferable to access from the inside of the heat transfer tube and expand the heat transfer tube.
  • the heat transfer tubes provided in the steam generator have severe requirements regarding welding processing such as residual stress, it is necessary to satisfy the strict requirements when welding the heat transfer tubes.
  • the tube diameter of the heat transfer tube provided in the steam generator is larger than that of a heat transfer tube used in a general heat exchanger, the force for expanding the tube is large.
  • the conventional tube expansion method expands the heat transfer tube by applying a liquid pressure to the inside of the heat transfer tube.
  • the stroke amount (expansion amount) that can be expanded by the hydraulic pressure is small. That is, since the conventional tube expansion tool expands the tube by hydraulic pressure, it is necessary to seal a part of the heat transfer tube, and the amount of tube expansion is small in order to ensure sealing performance.
  • work which seals a part of heat exchanger tube must be performed, and a pipe expansion operation becomes complicated.
  • the present invention simplifies the tube expansion work, and a tube expansion jig, a tube expansion method for the heat transfer tube, a heat transfer tube repair method, and a heat transfer tube that can suitably expand a tube body such as a heat transfer tube of a steam generator. It is an object of the present invention to provide a closing method and an electromagnetic coil.
  • the tube expansion jig of the present invention is a tube expansion jig for expanding a tube provided in a steam generator, and is generated by a probe inserted into the tube and a current supplied to the probe and supplied with power. And an electromagnetic coil capable of expanding the tubular body by electromagnetic force.
  • the electromagnetic coil inserted into the tubular body by the probe can expand the tubular body when electric current is supplied. For this reason, since it becomes possible to enlarge the amount of pipe expansion of a tubular body, so that the electric current value supplied to an electromagnetic coil is enlarged, the workability with respect to a tubular body can be improved. In addition, if a current is supplied to the electromagnetic coil, the tube can be expanded, so that the expansion operation can be simplified. From the above, it is possible to simplify the pipe expansion work and to suitably expand the pipe body such as the heat transfer pipe of the steam generator.
  • the tube is a heat transfer tube provided in the steam generator, the probe and the electromagnetic coil are inserted into the heat transfer tube, the current supplied to the electromagnetic coil is a pulse current, and the electromagnetic coil is It is preferable that the pulse current is supplied a plurality of times and the current value of the pulse current increases stepwise.
  • the electromagnetic coil can gradually expand the heat transfer tube because the current value of the pulse current supplied multiple times increases stepwise. For this reason, the heat transfer tube can be expanded while gradually approaching a predetermined expansion amount.
  • the probe further includes a tube diameter measuring unit that measures the tube diameter of the heat transfer tube.
  • the tube diameter of the heat transfer tube (which may be an inner diameter or an outer diameter) can be measured by the tube diameter measuring unit, so that the amount of expansion of the heat transfer tube can be measured. For this reason, since the heat transfer tube can be expanded while measuring the amount of expansion of the heat transfer tube, the heat transfer tube can be accurately expanded to a predetermined amount.
  • the electromagnetic coil is preferably divided at the center in the axial direction, and the tube diameter measuring unit is preferably disposed between the divided electromagnetic coils.
  • the tubular body is a repair short tube
  • the repair short tube is inserted into the heat transfer tube provided in the steam generator, and the probe and the electromagnetic coil are inserted into the repair short tube, It is preferable that the electromagnetic coil is expanded from the repair short tube, and the outer surface of the repair short tube is in close contact with the inner surface of the heat transfer tube.
  • the repaired short tube can be brought into close contact with the repaired portion of the heat transfer tube from the inner surface of the heat transfer tube. For this reason, it is possible to simply repair the heat transfer tube without performing welding or the like simply by expanding the short tube for repair with the electromagnetic coil.
  • the tubular body is a closed plug with one opening closed, the closed plug is inserted into a heat transfer tube provided in the steam generator, and the probe and the electromagnetic coil are inserted into the closed plug,
  • the electromagnetic coil preferably expands the plug and closes the outer surface of the plug to the inner surface of the heat transfer tube.
  • the plug can be brought into close contact with the closed portion of the heat transfer tube from the inner surface of the heat transfer tube. For this reason, it is possible to simply close the heat transfer tube without performing welding or the like simply by expanding the closing plug with the electromagnetic coil.
  • the heat transfer tube expansion method of the present invention is a heat transfer tube expansion method in which a heat transfer tube provided in a steam generator is expanded using a tube expansion jig.
  • the heat transfer tube vibrates the heat transfer tube on both sides in the radial direction.
  • a pair of vibration suppression members for suppression is provided, and the tube expansion jig is an electromagnetic that expands the heat transfer tube by an electromagnetic force generated by a probe inserted into the heat transfer tube and a pulse current that is provided in the probe and is fed with power.
  • a coil, and an insertion process for inserting a tube expansion jig inside the heat transfer tube, and the pulse current is supplied to the electromagnetic coil multiple times so that the current value of the pulse current increases stepwise.
  • a tube expanding step for expanding the tube until the heat transfer tubes contact with the pair of vibration suppressing members, respectively.
  • the vibration of the heat transfer tube is preferably suppressed by the pair of vibration suppression members. can do.
  • the tube expansion jig further includes a tube diameter measuring unit that measures the tube diameter of the heat transfer tube, and in the tube expansion step, the heat transfer tube is expanded while measuring the tube diameter of the heat transfer tube.
  • the tube diameter of the heat transfer tube (which may be an inner diameter or an outer diameter) can be measured by the tube diameter measuring unit, so that the amount of expansion of the heat transfer tube can be measured. For this reason, since the heat transfer tube can be expanded while measuring the amount of expansion of the heat transfer tube, the heat transfer tube can be expanded with high accuracy so that the heat transfer tube contacts the pair of vibration suppressing members.
  • the heat transfer tube repair method of the present invention is a heat transfer tube repair method in which a heat transfer tube provided in a steam generator is repaired using a tube expansion jig.
  • the tube expansion jig includes a probe inserted into the short repair pipe, and an electromagnetic coil that is provided in the probe and expands the short repair pipe by electromagnetic force generated by a current supplied to the probe.
  • the outer surface of the repaired short tube can be brought into close contact with the inner surface of the heat transfer tube by expanding the repaired short tube by a simple tube expansion operation, so that the heat transfer tube can be suitably repaired. it can.
  • the heat transfer tube closing method is a heat transfer tube closing method in which a heat transfer tube provided in a steam generator is closed using a tube expansion jig.
  • the tool includes a probe inserted into the plug, and an electromagnetic coil provided on the probe that expands the plug by an electromagnetic force generated by a supplied current.
  • a tube expansion jig is provided inside the plug. It is characterized by comprising an inserting step of inserting, and a tube expanding step of expanding the closed plug by supplying current to the electromagnetic coil and bringing the outer surface of the closed plug into close contact with the inner surface of the heat transfer tube.
  • the heat transfer tube can be preferably closed.
  • one divided first electromagnetic coil is arranged on the tip side of the probe, and the other second divided electromagnetic coil is arranged on the rear end side of the first divided electromagnetic coil,
  • the first divided electromagnetic coil and the second divided electromagnetic coil are connected so that a current from a power supply device can be passed.
  • the heat transfer tube can be expanded by the first divided electromagnetic coil and the second divided electromagnetic coil.
  • FIG. 1 is a schematic side sectional view of a steam generator in which the tube expansion jig of Example 1 is used.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a heat transfer tube group provided in the steam generator.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the tube expansion jig according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a graph of the pulse current supplied to the tube expansion jig of Example 1.
  • FIG. 5 is a graph of the amount of expansion of the heat transfer tube that changes according to the current value of the pulse current.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram relating to a heat transfer tube expansion method using the tube expansion jig of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the tube expansion jig of the first modification.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the tube expansion jig of the second embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram regarding a heat transfer tube repairing method using the tube expansion jig of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the tube expansion jig according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram relating to a heat transfer tube blocking method using the tube expansion jig of the third embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic side sectional view of a steam generator in which the tube expansion jig of Example 1 is used.
  • a steam generator 1 used in a pressurized water reactor (PWR).
  • a primary coolant for example, light water
  • the primary coolant that has become high temperature and high pressure is subjected to heat exchange with the secondary coolant, thereby evaporating the secondary coolant to generate steam, and primary cooling that has become high temperature and pressure.
  • the material is cooling.
  • the steam generator 1 has a hollow cylindrical shape extending in the vertical direction and sealed.
  • the steam generator 1 has a trunk portion 2 whose lower half is slightly smaller in diameter than the upper half.
  • the trunk portion 2 is provided with a tube group outer cylinder 3 having a cylindrical shape disposed at a predetermined distance from the inner wall surface of the trunk portion 2 in the lower half portion thereof.
  • the lower end portion of the tube group outer tube 3 extends to the vicinity of the tube plate 4 disposed below in the lower half of the body portion 2.
  • a heat transfer tube group 51 is provided in the tube group outer tube 3.
  • the heat transfer tube group 51 includes a plurality of heat transfer tubes 5 having an inverted U shape.
  • Each of the heat transfer tubes 5 is arranged so that the U-shaped arc portion is convex upward, and both end portions on the lower side are supported by the tube plate 4, and the intermediate portion includes a plurality of tube support plates 6. And is supported by the tube group outer tube 3. A large number of through holes (not shown) are formed in the tube support plate 6, and the heat transfer tubes 5 are inserted into the through holes.
  • the body 2 is provided with a water chamber 7 at its lower end.
  • the water chamber 7 is divided into an entrance chamber 71 and an exit chamber 72 by a partition wall 8.
  • the entrance chamber 71 communicates with one end of each heat transfer tube 5, and the exit chamber 72 communicates with the other end of each heat transfer tube 5.
  • the entrance chamber 71 is formed with an inlet nozzle 74 that communicates with the outside of the body portion 2, and the exit chamber 72 is formed with an exit nozzle 75 that communicates with the exterior of the body portion 2.
  • the inlet nozzle 74 is connected to a cooling water pipe (not shown) through which a primary coolant is sent from the pressurized water reactor, and the outlet nozzle 75 passes the primary coolant after heat exchange to the pressurized water reactor.
  • the cooling water piping (not shown) to send is connected.
  • the steam / water separator 9 that separates the secondary coolant after heat exchange into steam (gas phase) and hot water (liquid phase), and the moisture content of the separated steam
  • a moisture separator 10 is provided to remove the water and bring it to a state close to dry steam.
  • a water supply pipe 11 for supplying water of the secondary coolant from the outside into the body 2 is inserted.
  • drum 2 has the vapor
  • the body part 2 has a tube plate in which a secondary coolant supplied from the water supply pipe 11 into the body part 2 flows down between the body part 2 and the tube group outer cylinder 3 in the lower half part.
  • a water supply path 13 that is folded back at 4 and raised along the heat transfer tube group 51 is formed.
  • the steam outlet 12 is connected to a cooling water pipe (not shown) for sending steam to the turbine, and the water supply pipe 11 has two steams used in the turbine cooled by a condenser (not shown).
  • a cooling water pipe (not shown) for supplying the next coolant is connected.
  • the primary coolant heated in the pressurized water reactor is sent to the entrance chamber 71 and circulates through the numerous heat transfer tubes 5 to reach the exit chamber 72.
  • the secondary coolant cooled by the condenser is sent to the water supply pipe 11 and rises along the heat transfer pipe group 51 through the water supply path 13 in the trunk portion 2. At this time, heat exchange is performed between the high-pressure and high-temperature primary coolant and the secondary coolant in the body portion 2. Then, the cooled primary coolant is returned from the exit chamber 72 to the pressurized water reactor.
  • the secondary coolant that has exchanged heat with the high-pressure and high-temperature primary coolant rises in the body 2 and is separated into steam and hot water by the steam / water separator 9.
  • the separated steam is sent to the turbine after moisture is removed by the moisture separator 10.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a heat transfer tube group provided in the steam generator.
  • the upper end portion of the heat transfer tube group 51 is formed in a hemispherical shape by arranging arc portions of a plurality of heat transfer tubes 5 having an inverted U shape. That is, as shown in FIG. 2, each heat transfer tube 5 is bent with a predetermined curvature radius in the plane.
  • the plurality of heat transfer tubes 5 are provided so that the radius of curvature increases in the radial direction of the curvature radius in each plane, and are arranged side by side so that the axial directions are parallel to each other, thereby forming the heat transfer tube layer 5A. .
  • the heat transfer tube layers 5A are arranged in parallel with a predetermined gap in an out-of-plane direction perpendicular to the in-plane direction.
  • the radius of curvature of each heat transfer tube 5 on the outermost side in the radial direction of the radius of curvature in the plane decreases toward the outer side in the out-of-plane direction.
  • the plurality of vibration suppressing members 14 are respectively inserted between the plurality of heat transfer tube layers 5A arranged in parallel.
  • Each vibration suppression member 14 is made of, for example, a metal material such as stainless steel, and is formed by bending a rod body having a rectangular cross section into a substantially V shape.
  • the vibration suppressing member 14 is arranged so that the bent part is located on the radial center side (inner side) of the radius of curvature of the heat transfer tube 5, and the both end parts thereof are arranged on the outer side in the radial direction.
  • the Both end portions of the vibration suppressing member 14 protrude outward from the heat transfer tube 5 located on the outermost side in the radial direction of the radius of curvature.
  • the plurality of vibration suppression members 14 include a vibration suppression member 14 having a large V shape and a vibration suppression member 14 having a small V shape. And the vibration suppression member 14 with a small V shape is arranged inside the vibration suppression member 14 with a large V shape to form a pair. For example, three pairs of the vibration suppressing members 14 forming a pair are arranged in a gap between two heat transfer tube layers 5A adjacent (stacked) in the out-of-plane direction. The three pairs of vibration suppressing members 14 are provided along the circumferential direction of the radius of curvature.
  • the plurality of vibration suppression members 14 are arranged so that the end portions of the plurality of vibration suppression members 14 extend in the out-of-plane direction of the heat transfer tube layer 5 ⁇ / b> A along the hemispherical arc of the heat transfer tube group 51. Are arranged in a row. Further, the end portions of the vibration suppressing members 14 in a row are arranged in a plurality of rows at predetermined intervals along the in-plane direction of the heat transfer tube layer 5A along the hemispherical arc of the heat transfer tube group 51. That is, the ends of the plurality of vibration suppressing members 14 are arranged in a lattice shape.
  • a joining member 15 is provided at each end of each vibration suppressing member 14.
  • the joining member 15 is joined to a holding member 16 described later.
  • the joining member 15 is made of a metal material such as stainless steel, for example.
  • the holding member 16 is a rod body formed in an arc shape along the hemispherical outer periphery of the heat transfer tube group 51 as shown in FIG.
  • the holding member 16 is arranged so as to connect the end portions of the vibration suppressing members 14 arranged in a line along the hemispherical arc of the heat transfer tube group 51.
  • the joining member 15 provided in the edge part of each vibration suppression member 14 is joined to this holding member 16 by welding.
  • V-shaped thing was used for the vibration suppression member 14, the thing of a rectangular parallelepiped shape (straight shape) is used, or the thing of a V shape and a rectangular parallelepiped shape are used together. There is no particular limitation.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the tube expansion jig according to the first embodiment.
  • the tube expansion jig 80 includes a probe 81, an electromagnetic coil 82, and a tube diameter sensor (tube diameter measuring unit) 83.
  • a power supply device 84 that supplies current to the electromagnetic coil 82 and a control device 85 that controls the power supply device 84 are connected to the tube expansion jig 80.
  • the probe 81 is formed in a tubular shape, is inserted into the heat transfer tube 5, and is movable along the axial direction of the heat transfer tube 5. That is, the outer diameter of the probe 81 is smaller than the inner diameter of the heat transfer tube 5. Further, a tip member 81 a is provided on the tip side of the probe 81, and the tip member 81 a is formed in a circular plate shape having a diameter larger than that of the probe 81.
  • the electromagnetic coil 82 is fixed to the tip of the probe 81 in the insertion direction.
  • the axial direction of the electromagnetic coil 82 is the same as the axial direction of the probe 81. For this reason, in the electromagnetic coil 82, a current flows in the circumferential direction of the probe 81 around the axis of the probe 81.
  • the electromagnetic coil 82 generates an electromagnetic force when electric current is supplied from the power supply device 84, and expands the heat transfer tube 5 by the generated electromagnetic force.
  • the tube diameter sensor 83 is provided between the tip member 81 a of the probe 81 and the electromagnetic coil 82, and is attached to the probe 81.
  • the tube diameter sensor 83 measures the inner diameter of the heat transfer tube 5.
  • the tube diameter sensor 83 may measure the outer diameter of the heat transfer tube 5.
  • the pipe diameter sensor 83 is connected to the control device 85 and outputs a measurement result to the control device 85.
  • the power supply device 84 is connected to the electromagnetic coil 82 and supplies a current toward the electromagnetic coil 82.
  • the power supply device 84 supplies a pulse current that becomes a pulsed current as a current, and the current value of the pulse current can be appropriately varied.
  • the control device 85 is connected to the power supply device 84 and the tube diameter sensor 83, and can control the power supply device 84 based on the measurement result of the tube diameter sensor 83. Specifically, the control device 85 controls the power supply device 84 while acquiring the inner diameter of the heat transfer tube 5 from the measurement result of the tube diameter sensor 83, and the pulse current supplied from the power supply device 84 to the electromagnetic coil 82. The value is changed as appropriate.
  • FIG. 4 is a graph of the pulse current supplied to the tube expansion jig of Example 1.
  • FIG. 5 is a graph of the amount of expansion of the heat transfer tube that changes according to the current value of the pulse current.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents current value.
  • the control device 85 supplies a pulse current to the electromagnetic coil 82 from the power supply device 84 a plurality of times (for example, five times). At this time, the control device 85 supplies power so that the current value of the pulse current to be supplied increases stepwise. That is, the current value of the pulse current at the second power supply is larger than the current value of the pulse current at the first power supply. For this reason, the tube expansion jig 80 expands the heat transfer tube 5 so as to gradually widen the tube diameter of the heat transfer tube 5.
  • the control device 85 determines that the current value A1 of the pulse current that is fed last is such that the expansion amount of the heat transfer tube 5 becomes a predetermined expansion amount L1. ing.
  • the relationship between the current value of the pulse current and the amount of expansion of the heat transfer tube 5 is derived in advance based on experiments and the like.
  • the horizontal axis represents the current value
  • the vertical axis represents the amount of expansion of the heat transfer tube 5.
  • led-out the electric current value A1 corresponding to the predetermined pipe expansion amount L1 is derived
  • the control device 85 acquires a current value A1 corresponding to the set expansion amount L1 based on FIG. Then, the power supply device 84 is controlled so that the acquired current value A1 becomes the current value of the pulse current that is fed last.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram relating to a heat transfer tube expansion method using the tube expansion jig of the first embodiment.
  • the heat transfer tube 5 is in a state in which a pair of vibration suppressing members 14 are arranged on both sides in the radial direction.
  • a gap is generated between the vibration suppressing member 14 and the heat transfer tube 5.
  • the heat transfer tube 5 is brought into contact with the vibration suppressing member 14 by expanding a part of the heat transfer tube 5 using the tube expansion jig 80.
  • the tip of the probe 81 of the tube expansion jig 80 is inserted from one end of the heat transfer tube 5 located on the tube plate 4 (step S11: insertion step). At this time, the probe 81 is inserted until the electromagnetic coil 82 provided on the probe 81 is positioned between the pair of vibration suppressing members 14. When the probe 81 is inserted, the inner diameter of the heat transfer tube 5 is also measured by the tube diameter sensor 83.
  • the control device 85 directs the pulse current shown in FIG. 4 to the electromagnetic coil 82 so that the current value of the pulse current increases stepwise. Power multiple times. For this reason, the electromagnetic coil 82 gradually expands the diameter of the heat transfer tube 5 and expands the heat transfer tube 5 until the heat transfer tube 5 comes into contact with the pair of vibration suppression members 14 (step S12: tube expansion step). At this time, the controller 85 expands the heat transfer tube 5 while measuring the inner diameter of the heat transfer tube 5 by the tube diameter sensor 83 during the execution of the tube expansion step of S12. In addition, you may measure the internal diameter of the heat exchanger tube 5 for every electric power feeding of pulse current.
  • the control device 85 may appropriately change the current value of the pulse current based on the measurement result by the tube diameter sensor 83. For example, before supplying the last pulse current, the controller 85 may perform feedback correction so that the current value of the last pulse current is increased if the amount of expansion of the heat transfer tube 5 is insufficient. In addition, before supplying the last pulse current, the controller 85 may perform feedback correction so that the current value of the last pulse current becomes small if the amount of expansion of the heat transfer tube 5 is sufficient.
  • the electromagnetic coil 82 inserted into the heat transfer tube 5 by the probe 81 can expand the heat transfer tube 5 by supplying a pulse current. For this reason, since it becomes possible to enlarge the amount of pipe expansion of the heat exchanger tube 5, so that the electric current value supplied to the electromagnetic coil 82 is enlarged, the workability with respect to the heat exchanger tube 5 can be improved. Further, if a pulse current is supplied to the electromagnetic coil 82, the heat transfer tube 5 can be expanded, so that the tube expansion operation can be simplified. From the above, the tube expansion work can be simplified, and the heat transfer tube 5 of the steam generator 1 can be expanded appropriately.
  • the current value of the pulse current supplied to the electromagnetic coil 82 increases stepwise, so that the heat transfer tube 5 can be gradually expanded. For this reason, it is possible to gradually expand the heat transfer tube 5 so as to have a predetermined expansion amount.
  • the heat transfer tube 5 is expanded by a simple tube expansion process of supplying a pulse current to the electromagnetic coil 82, and the expanded heat transfer tube 5 is easily brought into contact with the pair of vibration suppressing members 14. Can be made. For this reason, the vibration of the heat transfer tube 5 can be suitably suppressed by the pair of vibration suppressing members 14.
  • the heat transfer tube 5 can be expanded while the inner diameter of the heat transfer tube 5 is measured by the tube diameter sensor 83. For this reason, since the amount of expansion of the heat transfer tube 5 can be grasped, the heat transfer tube 5 can be expanded with high accuracy. For this reason, since the heat transfer tube 5 can be expanded while measuring the amount of expansion of the heat transfer tube 5, the heat transfer tube 5 is accurately expanded so that the heat transfer tube 5 contacts the pair of vibration suppressing members 14. Can do.
  • the tube diameter sensor 83 may measure the outer diameter of the heat transfer tube 5.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the tube expansion jig of the first modification.
  • the electromagnetic coil 82 is divided into two in the axial direction, and a pipe diameter sensor 83 is arranged between the two divided electromagnetic coils 82.
  • the electromagnetic coil 82 is divided into a first divided electromagnetic coil 82a and a second divided electromagnetic coil 82b at the center in the axial direction.
  • the second divided electromagnetic coil 82b is disposed on the distal end side of the probe 81
  • the first divided electromagnetic coil 82a is disposed on the rear end side of the second divided electromagnetic coil 82b.
  • the first divided electromagnetic coil 82a and the second divided electromagnetic coil 82b are connected so that a current from the power supply device 84 can be passed.
  • the tube diameter sensor 83 is disposed between the first divided electromagnetic coil 82 a and the second divided electromagnetic coil 82 b and is attached to the probe 81.
  • the tube diameter of the heat transfer tube 5 can be measured at the center of the electromagnetic coil 82 in the axial direction. That is, since the tube diameter at the center in the axial direction of the heat transfer tube 5 expanded in the axial direction by the electromagnetic coil 82 can be measured, the amount of expansion of the heat transfer tube 5 can be grasped with higher accuracy.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the tube expansion jig of the second embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram regarding a heat transfer tube repairing method using the tube expansion jig of the second embodiment.
  • the tube expansion jig 80 of the second embodiment has the same configuration as the tube expansion jig 80 of the first embodiment, and the heat transfer tube 5 is repaired using the tube expansion jig 80.
  • a repair method of the heat transfer tube 5 using the tube expansion jig 80 will be described.
  • a cylindrical short repair tube 90 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the heat transfer tube 5 is inserted into the heat transfer tube 5. At this time, a gap is formed between the inner surface of the heat transfer tube 5 and the outer surface of the short repair pipe 90.
  • the repair short tube 90 has a length capable of covering the repaired portion of the heat transfer tube 5. The tip of the probe 81 and the electromagnetic coil 82 are inserted into the short repair pipe 90.
  • the tip of the probe 81 of the tube expansion jig 80 is inserted from one end of the heat transfer tube 5 located on the tube plate 4 (step S21: insertion step).
  • the repair short tube 90 is inserted together with the probe 81.
  • the probe 81 is inserted until the electromagnetic coil 82 reaches the repair location of the heat transfer tube 5.
  • the inner diameter of the heat transfer tube 5 is also measured by the tube diameter sensor 83.
  • the control device 85 supplies the pulse current shown in FIG. 4 to the electromagnetic coil 82 a plurality of times so that the current value of the pulse current increases stepwise. To do. For this reason, the electromagnetic coil 82 gradually expands the diameter of the short repair pipe 90 (step S22), and expands the short repair pipe 90 until the outer surface of the short repair pipe 90 is in close contact with the inner surface of the heat transfer tube 5 ( Step S23: tube expansion step). At this time, even during the execution of the tube expansion process of S22, the control device 85 expands the short repair pipe 90 while measuring the inner diameter of the heat transfer tube 5 by the tube diameter sensor 83 (step S22: tube diameter measurement). Process).
  • the repair short tube 90 is expanded by a simple tube expansion process of supplying a pulse current to the electromagnetic coil 82, and the outer surface of the expanded repair short tube 90 is applied to the heat transfer tube. 5 can be brought into close contact with the inner surface. For this reason, the heat transfer tube 5 can be easily repaired.
  • the tube expansion jig 80 according to the second embodiment may be the tube expansion jig 80 according to the first modification, or may be a tube expansion jig in which the tube diameter sensor 83 is omitted.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the tube expansion jig according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram relating to a heat transfer tube blocking method using the tube expansion jig of the third embodiment.
  • the tube expansion jig 100 according to the third embodiment has a configuration in which the tube diameter sensor 83 of the tube expansion jig 80 according to the first embodiment is omitted, and the heat transfer tube 5 is closed using the tube expansion jig 100.
  • a method for closing the heat transfer tube 5 using the tube expansion jig 100 will be described.
  • the tube expansion jig 100 includes a probe 81 and an electromagnetic coil 82 provided at the tip of the probe 81, and a power supply device 84 is connected to the electromagnetic coil 82.
  • the power supply device 84 supplies a pulse current to the electromagnetic coil 82.
  • the power supply device 84 supplies the pulse current to the electromagnetic coil 82 once, so that the heat transfer tube 5 has a predetermined tube expansion amount.
  • a cylindrical plug 101 having a closed one opening having an outer diameter smaller than the inner diameter of the heat transfer tube 5 is inserted into the heat transfer tube 5.
  • a gap is formed between the inner surface of the heat transfer tube 5 and the outer surface of the blocking plug 101.
  • the closing plug 101 is formed in a shape in which a cross section cut in the axial direction is formed in a concave shape, and the heat transfer tube 5 can be closed.
  • the tip of the probe 81 and the electromagnetic coil 82 are inserted into the closing plug 101 from the other opening.
  • the closing plug 101 is disposed at a portion of the heat transfer tube 5 around which the tube plate 4 is disposed.
  • the tip of the probe 81 of the tube expansion jig 100 is inserted from one end of the heat transfer tube 5 located on the tube plate 4 (step S31: insertion step).
  • the closing plug 101 is inserted together with the probe 81.
  • the probe 81 is inserted until the electromagnetic coil 82 reaches the tube plate 4.
  • step S32 the control device 85 supplies a pulse current to the electromagnetic coil 82 once. For this reason, the electromagnetic coil 82 expands the diameter of the closing plug 101 (step S32), and the outer surface of the closing plug 101 is brought into close contact with the inner surface of the heat transfer tube 5 (step S33: tube expansion process).
  • the plug plug 101 is expanded by a simple tube expansion process of supplying a pulse current to the electromagnetic coil 82, and the outer surface of the expanded plug plug 101 is connected to the inner surface of the heat transfer tube 5. It can be adhered. For this reason, the heat transfer tube 5 can be easily closed.
  • the tube expansion jig 100 of the third embodiment the tube expansion jig 80 provided with the tube diameter sensor 83 as in the first embodiment may be used.

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Description

拡管治具、伝熱管の拡管方法、補修方法、閉塞方法及び電磁コイル
　本発明は、蒸気発生器に設けられる伝熱管等の管体を拡管するために用いられる拡管治具、拡管治具を用いた伝熱管の拡管方法、補修方法、閉塞方法及び電磁コイルに関するものである。
　従来、蒸気発生器に設けられる伝熱管を拡管して、管板に伝熱管を固定する拡管方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この拡管方法では、拡管工具を用いて伝熱管の内部に液圧を与えることで、伝熱管を拡管している。
特開２００１－２６９７３２号公報
　ところで、蒸気発生器に設けられる伝熱管は、密集した伝熱管群として構成されているため、伝熱管の外部からアクセスして伝熱管を拡管することは困難である。このため、伝熱管の内部からアクセスして伝熱管を拡管することが好ましい。また、蒸気発生器に設けられる伝熱管は、残留応力等の溶接加工に関する要求が厳しいことから、伝熱管に対して溶接を行う場合には厳しい要求を満足させる必要がある。さらに、蒸気発生器に設けられる伝熱管は、一般的な熱交換器に用いられる伝熱管に比べて管径が太くなっていることから、拡管するための力が大きなものとなる。
　以上のような蒸気発生器の伝熱管の特性を考慮し、従来の拡管方法では、伝熱管の内部に液圧を与えて、伝熱管を拡管している。この場合、液圧により拡管可能なストローク量（拡管量）は小さいものとなる。つまり、従来の拡管工具は、液圧により拡管することから、伝熱管の一部をシールする必要があり、シール性を担保するには、拡管量は小さくなってしまう。また、伝熱管の一部をシールする作業を行わなければならず、拡管作業が煩雑なものとなっている。
　そこで、本発明は、拡管作業を簡易なものとし、蒸気発生器の伝熱管等の管体を好適に拡管することができる拡管治具、伝熱管の拡管方法、伝熱管の補修方法、伝熱管の閉塞方法及び電磁コイルを提供することを課題とする。
　本発明の拡管治具は、蒸気発生器に設けられる管体を拡管するための拡管治具であって、管体の内部に挿入されるプローブと、プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により管体を拡管可能な電磁コイルと、を備えたことを特徴とする。
　この構成によれば、プローブにより管体の内部に挿入された電磁コイルは、電流が給電されることで、管体を拡管することができる。このため、電磁コイルに給電する電流値を大きくすればするほど、管体の拡管量を大きくすることが可能となるため、管体に対する加工性を高めることができる。また、電磁コイルに電流を給電すれば、管体を拡管することができるため、拡管作業を簡易なものとすることができる。以上から、拡管作業を簡易なものとし、蒸気発生器の伝熱管等の管体を好適に拡管することができる。
　この場合、管体は、蒸気発生器に設けられる伝熱管であり、プローブ及び電磁コイルは、伝熱管の内部に挿入され、電磁コイルに給電される電流は、パルス電流であり、電磁コイルは、パルス電流が複数回給電されると共に、パルス電流の電流値が段階的に大きくなることが好ましい。
　この構成によれば、電磁コイルは、複数回給電されるパルス電流の電流値が段階的に大きくなるため、伝熱管を徐々に拡管することができる。このため、所定の拡管量に徐々に近づけながら伝熱管を拡管することができる。
　この場合、プローブに設けられ、伝熱管の管径を計測する管径計測部をさらに備えたことが好ましい。
　この構成によれば、管径計測部により伝熱管の管径（内径または外径であってもよい）を計測することができるため、伝熱管の拡管量を計測することができる。このため、伝熱管の拡管量を計測しながら、伝熱管を拡管することができるため、伝熱管を所定の拡管量に精度良く拡管することができる。
　この場合、電磁コイルは、軸方向の中央で分割され、管径計測部は、分割された電磁コイルの間に配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、電磁コイルにより軸方向に亘って拡管した伝熱管の軸方向中央における管径を計測できる。このため、伝熱管の拡管量をより精度良く計測することが可能となる。
　この場合、管体は、補修用短尺管であり、補修用短尺管は、蒸気発生器に設けられる伝熱管の内部に挿入され、プローブ及び電磁コイルは、補修用短尺管の内部に挿入され、電磁コイルは、補修用短尺管を拡管して、伝熱管の内面に補修用短尺管の外面を密着させることが好ましい。
　この構成によれば、伝熱管の補修部分に対し、伝熱管の内面から補修用短尺管を密着させることができる。このため、電磁コイルにより補修用短尺管を拡管するだけで、溶接等を行うことなく、簡単に伝熱管の補修を行うことができる。
　この場合、管体は、一方の開口を閉塞した閉塞プラグであり、閉塞プラグは、蒸気発生器に設けられる伝熱管の内部に挿入され、プローブ及び電磁コイルは、閉塞プラグの内部に挿入され、電磁コイルは、閉塞プラグを拡管して、伝熱管の内面に閉塞プラグの外面を密着させることが好ましい。
　この構成によれば、伝熱管の閉塞部分に対し、伝熱管の内面から閉塞プラグを密着させることができる。このため、電磁コイルにより閉塞プラグを拡管するだけで、溶接等を行うことなく、簡単に伝熱管の閉塞を行うことができる。
　本発明の伝熱管の拡管方法は、蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて拡管する伝熱管の拡管方法において、伝熱管は、径方向の両側に伝熱管の振動を抑制するための一対の振動抑制部材が設けられ、拡管治具は、伝熱管の内部に挿入されるプローブと、プローブに設けられ、給電されるパルス電流によって生じる電磁力により伝熱管を拡管する電磁コイルと、を備えており、伝熱管の内部に拡管治具を挿入する挿入工程と、電磁コイルに、パルス電流の電流値が段階的に大きくなるように、パルス電流が複数回給電されることで、伝熱管が一対の振動抑制部材にそれぞれ当接するまで拡管させる拡管工程と、を備えた。
　この構成によれば、簡易な拡管作業によって伝熱管を拡管することで、伝熱管を一対の振動抑制部材に当接させることができるため、一対の振動抑制部材により伝熱管の振動を好適に抑制することができる。
　この場合、拡管治具は、伝熱管の管径を計測する管径計測部をさらに備え、拡管工程では、伝熱管の管径を計測しながら、伝熱管を拡管することが好ましい。
　この構成によれば、管径計測部により伝熱管の管径（内径または外径であってもよい）を計測することができるため、伝熱管の拡管量を計測することができる。このため、伝熱管の拡管量を計測しながら、伝熱管を拡管することができるため、伝熱管が一対の振動抑制部材に当接するように、伝熱管を精度良く拡管することができる。
　本発明の伝熱管の補修方法は、蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて補修する伝熱管の補修方法において、伝熱管は、内部に補修用短尺管が挿入され、拡管治具は、補修用短尺管の内部に挿入されるプローブと、プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により補修用短尺管を拡管する電磁コイルと、を備えており、補修用短尺管の内部に拡管治具を挿入する挿入工程と、電磁コイルに電流を給電することで、補修用短尺管を拡管し、補修用短尺管の外面を伝熱管の内面に密着させる拡管工程と、を備えたことを特徴とする。
　この構成によれば、簡易な拡管作業によって補修用短尺管を拡管することで、伝熱管の内面に補修用短尺管の外面を密着させることができるため、伝熱管の補修を好適に行うことができる。
　本発明の伝熱管の閉塞方法は、蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて閉塞する伝熱管の閉塞方法において、伝熱管は、内部に閉塞プラグが挿入され、拡管治具は、閉塞プラグの内部に挿入されるプローブと、プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により閉塞プラグ拡管する電磁コイルと、を備えており、閉塞プラグの内部に拡管治具を挿入する挿入工程と、電磁コイルに電流を給電することで、閉塞プラグを拡管し、閉塞プラグの外面を伝熱管の内面に密着させる拡管工程と、を備えたことを特徴とする。
　この構成によれば、簡易な拡管作業によって閉塞プラグを拡管することで、伝熱管の内面に閉塞プラグの外面を密着させることができるため、伝熱管の閉塞を好適に行うことができる。
　本発明の電磁コイルは、分割された一方の第１分割電磁コイルは、プローブの先端側に配置され、他方の第２分割電磁コイルは、前記第１分割電磁コイルの後端側に配置され、前記第１分割電磁コイルと前記第２分割電磁コイルとは、電源装置からの電流が通電可能に接続されていることを特徴とする。
　この構成によれば、第１分割電磁コイル及び第２分割電磁コイルによって伝熱管を拡管することができる。
図１は、実施例１の拡管治具が用いられる蒸気発生器の側断面概略図である。 図２は、蒸気発生器に設けられる伝熱管群の斜視概略図である。 図３は、実施例１の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。 図４は、実施例１の拡管治具に給電されるパルス電流のグラフである。 図５は、パルス電流の電流値に応じて変化する伝熱管の拡管量のグラフである。 図６は、実施例１の拡管治具を用いた伝熱管の拡管方法に関する説明図である。 図７は、変形例１の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。 図８は、実施例２の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。 図９は、実施例２の拡管治具を用いた伝熱管の補修方法に関する説明図である。 図１０は、実施例３の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。 図１１は、実施例３の拡管治具を用いた伝熱管の閉塞方法に関する説明図である。
　以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
　図１は、実施例１の拡管治具が用いられる蒸気発生器の側断面概略図である。伝熱管を内部に複数有するものとして、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized　Water　Reactor）に用いられる蒸気発生器１がある。この蒸気発生器１には、原子炉内を流通する原子炉冷却材及び中性子減速材としての一次冷却材（例えば、軽水）と、タービン内を流通する二次冷却材とが流入する。そして、蒸気発生器１では、高温高圧となった一次冷却材を、二次冷却材と熱交換させることにより、二次冷却材を蒸発させて蒸気を発生させ、かつ高温高圧となった一次冷却材を冷却している。
　蒸気発生器１は、上下方向に延在し、かつ密閉された中空円筒形状となっている。蒸気発生器１は、上半部に対して下半部が若干小径とされた胴部２を有している。胴部２は、その下半部内に、該胴部２の内壁面と所定間隔をもって配置された円筒形状を成す管群外筒３が設けられている。この管群外筒３は、その下端部が、胴部２の下半部内の下方に配置された管板４近傍まで延設されている。管群外筒３内には、伝熱管群５１が設けられている。伝熱管群５１は、逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管５から成る。各伝熱管５は、Ｕ字形状の円弧部が上方側に凸となるように配置され、下方側の両端部が管板４に支持されているとともに、中間部が複数の管支持板６を介して管群外筒３に支持されている。管支持板６には、多数の貫通孔（図示せず）が形成されており、この貫通孔内に各伝熱管５が挿通されている。
　胴部２は、その下端部に水室７が設けられている。水室７は、内部が隔壁８により入室７１と出室７２とに区画されている。入室７１は、各伝熱管５の一端部が連通され、出室７２は、各伝熱管５の他端部が連通されている。また、入室７１は、胴部２の外部に通じる入口ノズル７４が形成され、出室７２は、胴部２の外部に通じる出口ノズル７５が形成されている。そして、入口ノズル７４は、加圧水型原子炉から一次冷却材が送られる冷却水配管（図示せず）が連結され、出口ノズル７５は、熱交換された後の一次冷却材を加圧水型原子炉に送る冷却水配管（図示せず）が連結される。
　胴部２は、その上半部内に、熱交換後の二次冷却材を蒸気（気相）と熱水（液相）とに分離する気水分離器９、および分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器１０が設けられている。気水分離器９と伝熱管群５１との間には、外部から胴部２内に二次冷却材の給水を行う給水管１１が挿入されている。さらに、胴部２は、その上端部に、蒸気排出口１２が形成されている。また、胴部２は、その下半部内に、給水管１１からこの胴部２内に給水された二次冷却材を、胴部２と管群外筒３との間を流下させて管板４にて折り返させ、伝熱管群５１に沿って上昇させる給水路１３が形成されている。なお、蒸気排出口１２は、タービンに蒸気を送る冷却水配管（図示せず）が連結され、給水管１１は、タービンで使用された蒸気が復水器（図示せず）で冷却された二次冷却材を供給するための冷却水配管（図示せず）が連結される。
　このような蒸気発生器１において、加圧水型原子炉で加熱された一次冷却材は、入室７１に送られ、多数の伝熱管５内を通って循環して出室７２に至る。一方、復水器で冷却された二次冷却材は、給水管１１に送られ、胴部２内の給水路１３を通って伝熱管群５１に沿って上昇する。このとき、胴部２内で、高圧高温の一次冷却材と二次冷却材との間で熱交換が行われる。そして、冷却された一次冷却材は、出室７２から加圧水型原子炉に戻される。一方、高圧高温の一次冷却材と熱交換を行った二次冷却材は、胴部２内を上昇し、気水分離器９で蒸気と熱水とに分離される。そして、分離された蒸気は、湿分分離器１０で湿分が除去されてからタービンに送られる。
　このように構成された蒸気発生器１では、一次冷却材が各伝熱管５内を通過する際、逆Ｕ字形状の円弧部にて流体励起振動が発生する。そこで、伝熱管５の円弧部には、伝熱管５の振動を抑制する複数の振動抑制部材１４が設けられている。
　図２は、蒸気発生器に設けられる伝熱管群の斜視概略図である。伝熱管群５１の上端部は、逆Ｕ字形状となる複数の伝熱管５の円弧部が配置されることで、半球形状に形成されている。つまり、図２に示すように、各伝熱管５は、面内において所定の曲率半径で曲げられている。複数の伝熱管５は、各面内において曲率半径の径方向外側に向かうにつれて曲率半径が大きくなるように設けられると共に、軸方向が平行となるように並べて設けられることで伝熱管層５Ａとなる。
　また、図２に示すように、伝熱管層５Ａは、その面内方向に直交する面外方向に所定の隙間を空けて平行に並べて設けられている。この複数の伝熱管層５Ａでは、面内において曲率半径の径方向の最外側にあるそれぞれの伝熱管５が、面外方向の外側に向かうにつれて曲率半径が小さくなっている。このように複数の伝熱管５が並べられることで、伝熱管群５１の上端部は半球形状に形成される。
　複数の振動抑制部材１４は、平行に並んだ複数の伝熱管層５Ａの間にそれぞれ挿入される。各振動抑制部材１４は、例えば、ステンレス等の金属材で構成され、矩形断面をなす棒体をほぼＶ字形状に折り曲げて形成されている。振動抑制部材１４は、折り曲げられた屈曲部が伝熱管５の曲率半径における径方向の中心側（内側）に位置するように配置され、その両端部が径方向の外側に位置するように配置される。振動抑制部材１４の両端部は、曲率半径の径方向の最外側にある伝熱管５から外側に突出している。
　複数の振動抑制部材１４は、Ｖ字形状の大きい振動抑制部材１４と、Ｖ字形状の小さい振動抑制部材１４とを含んでいる。そして、Ｖ字形状の大きい振動抑制部材１４の内側には、Ｖ字形状の小さい振動抑制部材１４が配置されることで対を成している。対を成した振動抑制部材１４は、面外方向に隣り合う（積層される）２層の伝熱管層５Ａの隙間において、例えば３組配設される。３組の対となる振動抑制部材１４は、曲率半径の周方向に沿って設けられる。
　上記のように、複数の振動抑制部材１４が配設されることで、複数の振動抑制部材１４の端部は、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って伝熱管層５Ａの面外方向に一列に並んで配置される。また、一列となる振動抑制部材１４の端部は、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って伝熱管層５Ａの面内方向に沿って所定の間隔を空けて複数列配設される。つまり、複数の振動抑制部材１４の端部は、格子状に配置される。
　各振動抑制部材１４の両端部には、接合部材１５がそれぞれ設けられている。この接合部材１５は、後述する保持部材１６に接合される。なお、接合部材１５は、例えば、ステンレス等の金属材で構成されている。
　保持部材１６は、図２に示すように、伝熱管群５１の半球状の外周に沿って円弧状に形成された棒体である。この保持部材１６は、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って一列に並んだ各振動抑制部材１４の端部を繋ぐように配置される。そして、この保持部材１６には、各振動抑制部材１４の端部に設けられた接合部材１５が溶接等により接合される。
　なお、振動抑制部材１４は、Ｖ字形状のものを用いたが、直方体形状（直線形状）のものを用いたり、あるいは、Ｖ字形状のものと直方体形状のものとを混在して用いたりしてもよく、特に限定されない。
　次に、図３を参照して、伝熱管５の内部に挿入される拡管治具８０について説明する。図３は、実施例１の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。図３に示すように、拡管治具８０は、プローブ８１と、電磁コイル８２と、管径センサ（管径計測部）８３と、を備えている。そして、この拡管治具８０には、電磁コイル８２に電流を供給する電源装置８４と、電源装置８４を制御する制御装置８５とが接続されている。
　プローブ８１は、管状に形成されており、伝熱管５の内部に挿入され、伝熱管５の軸方向に沿って移動可能となっている。つまり、プローブ８１は、その外径が、伝熱管５の内径よりも小さくなっている。また、このプローブ８１の先端側には、先端部材８１ａが設けられており、先端部材８１ａは、プローブ８１よりも径が大きい円形板状に形成されている。
　電磁コイル８２は、プローブ８１の挿入方向の先端に固定されている。電磁コイル８２は、その軸方向が、プローブ８１の軸方向と同方向となっている。このため、電磁コイル８２は、プローブ８１の軸を中心として、プローブ８１の周方向に電流が流れる。この電磁コイル８２は、電源装置８４から電流が給電されることで電磁力を発生させ、発生させた電磁力により伝熱管５を拡管する。
　管径センサ８３は、プローブ８１の先端部材８１ａと電磁コイル８２との間に設けられており、プローブ８１に取り付けられている。管径センサ８３は、伝熱管５の内径を計測する。なお、管径センサ８３は、伝熱管５の外径を計測してもよい。管径センサ８３は、制御装置８５に接続されており、計測結果を制御装置８５へ向けて出力する。
　電源装置８４は、電磁コイル８２に接続され、電磁コイル８２へ向けて電流を供給する。電源装置８４は、電流として、パルス状の電流となるパルス電流を供給しており、パルス電流の電流値を適宜可変することができる。
　制御装置８５は、電源装置８４及び管径センサ８３に接続され、管径センサ８３の計測結果に基づいて、電源装置８４を制御可能となっている。具体的に、制御装置８５は、管径センサ８３の計測結果から、伝熱管５の内径を取得しつつ、電源装置８４を制御して、電源装置８４から電磁コイル８２に供給するパルス電流の電流値を適宜変えている。
　図４は、実施例１の拡管治具に給電されるパルス電流のグラフである。図５は、パルス電流の電流値に応じて変化する伝熱管の拡管量のグラフである。図４のグラフは、その横軸が時間となっており、その縦軸が電流値となっている。図４に示すように、制御装置８５は、電源装置８４から電磁コイル８２に対し、パルス電流を複数回（例えば５回）給電する。このとき、制御装置８５は、給電するパルス電流の電流値が段階的に大きくなるように給電する。つまり、１回目の給電時におけるパルス電流の電流値よりも、２回目の給電時におけるパルス電流の電流値の方が大きくなっている。このため、拡管治具８０は、伝熱管５の管径を徐々に広げるように伝熱管５を拡管する。
　また、図４及び図５に示すように、制御装置８５は、最後に給電されるパルス電流の電流値Ａ１が、伝熱管５の拡管量が所定の拡管量Ｌ１となるような電流値となっている。ここで、図５に示すグラフは、パルス電流の電流値と伝熱管５の拡管量との関係を、予め実験等に基づいて導出されている。図５は、その横軸が電流値となっており、その縦軸が伝熱管５の拡管量となっている。そして、このグラフに基づいて、所定の拡管量Ｌ１に対応する電流値Ａ１を導出する。
　このため、制御装置８５は、伝熱管５の拡管量Ｌ１が設定されると、設定された拡管量Ｌ１に対応する電流値Ａ１を、図５に基づいて取得する。そして、取得した電流値Ａ１が、最後に給電されるパルス電流の電流値となるように、電源装置８４を制御する。
　次に、図６を参照して、拡管治具８０を用いた伝熱管５の拡管方法について説明する。図６は、実施例１の拡管治具を用いた伝熱管の拡管方法に関する説明図である。ここで、伝熱管５は、径方向の両側に、一対の振動抑制部材１４が配置された状態となっている。このとき、振動抑制部材１４と伝熱管５との間には、隙間が生じている。この場合、振動抑制部材１４によって伝熱管５の振動を抑制することが難しい。このため、拡管治具８０を用いて伝熱管５の一部を拡管することで、伝熱管５を振動抑制部材１４に当接させる。
　先ず、管板４に位置する伝熱管５の一端部から、拡管治具８０のプローブ８１の先端が挿入される（ステップＳ１１：挿入工程）。このとき、プローブ８１は、プローブ８１に設けられた電磁コイル８２が、一対の振動抑制部材１４の間に位置するまで挿入される。なお、プローブ８１の挿入時には、管径センサ８３による伝熱管５の内径の計測も行われる。
　電磁コイル８２が、一対の振動抑制部材１４の間の位置に到達すると、制御装置８５は、パルス電流の電流値が段階的に大きくなるように、図４に示すパルス電流を電磁コイル８２に向けて複数回給電する。このため、電磁コイル８２は、伝熱管５を徐々に拡径し、伝熱管５が一対の振動抑制部材１４にそれぞれ当接するまで伝熱管５を拡管する（ステップＳ１２：拡管工程）。このとき、Ｓ１２の拡管工程の実行中において、制御装置８５は、管径センサ８３により伝熱管５の内径を計測しながら、伝熱管５を拡管している。なお、伝熱管５の内径の計測は、パルス電流の１回の給電ごとに計測してもよい。この場合、制御装置８５は、管径センサ８３による計測結果に基づいて、パルス電流の電流値を適宜変化させてもよい。例えば、制御装置８５は、最後のパルス電流を給電する前に、伝熱管５の拡管量が足りなければ、最後のパルス電流の電流値が大きくなるようにフィードバック補正してもよい。また、制御装置８５は、最後のパルス電流を給電する前に、伝熱管５の拡管量が十分であれば、最後のパルス電流の電流値が小さくなるようにフィードバック補正してもよい。
　以上のように、実施例１の構成によれば、プローブ８１により伝熱管５の内部に挿入された電磁コイル８２は、パルス電流が給電されることで、伝熱管５を拡管することができる。このため、電磁コイル８２に給電する電流値を大きくすればするほど、伝熱管５の拡管量を大きくすることが可能となるため、伝熱管５に対する加工性を高めることができる。また、電磁コイル８２にパルス電流を給電すれば、伝熱管５を拡管することができるため、拡管作業を簡易なものとすることができる。以上から、拡管作業を簡易なものとし、蒸気発生器１の伝熱管５を好適に拡管することができる。
　また、実施例１の構成によれば、電磁コイル８２に給電されるパルス電流の電流値が段階的に大きくなるため、伝熱管５を徐々に拡管することができる。このため、伝熱管５が所定の拡管量となるように徐々に拡管することができる。
　また、実施例１の構成によれば、電磁コイル８２にパルス電流を供給するという簡易な拡管工程によって伝熱管５を拡管し、拡管した伝熱管５を一対の振動抑制部材１４に容易に当接させることができる。このため、一対の振動抑制部材１４により伝熱管５の振動を好適に抑制することができる。
　また、実施例１の構成によれば、管径センサ８３により伝熱管５の内径を計測しながら、伝熱管５を拡管することができる。このため、伝熱管５の拡管量を把握することができるため、伝熱管５を精度良く拡管することができる。このため、伝熱管５の拡管量を計測しながら、伝熱管５を拡管することができるため、伝熱管５が一対の振動抑制部材１４に当接するように、伝熱管５を精度良く拡管することができる。なお、管径センサ８３は、伝熱管５の外径を計測してもよい。
　なお、実施例１の拡管治具８０を、図７に示す変形例１の構成としてもよい。図７は、変形例１の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。変形例１の拡管治具８０は、電磁コイル８２を軸方向に２分割にし、２分割した電磁コイル８２の間に管径センサ８３を配置している。具体的に、電磁コイル８２は、その軸方向の中央において、第１分割電磁コイル８２ａと第２分割電磁コイル８２ｂとに分割されている。第２分割電磁コイル８２ｂはプローブ８１の先端側に配置され、第１分割電磁コイル８２ａは、第２分割電磁コイル８２ｂの後端側に配置されている。第１分割電磁コイル８２ａと第２分割電磁コイル８２ｂとは、電源装置８４からの電流が通電可能に接続されている。そして、管径センサ８３は、第１分割電磁コイル８２ａと第２分割電磁コイル８２ｂとの間に配置され、プローブ８１に取り付けられている。
　この構成によれば、電磁コイル８２の軸方向の中央において、伝熱管５の管径を計測することができる。つまり、電磁コイル８２によって軸方向に亘って拡管した伝熱管５の軸方向中央における管径を計測できるため、伝熱管５の拡管量をより精度良く把握することが可能となる。
　次に、図８及び図９を参照して、実施例２について説明する。なお、実施例２では、実施例１と重複する記載を避けるべく、実施例１と異なる部分についてのみ言及する。図８は、実施例２の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。図９は、実施例２の拡管治具を用いた伝熱管の補修方法に関する説明図である。実施例２の拡管治具８０は、実施例１の拡管治具８０と同様の構成であり、この拡管治具８０を用いて、伝熱管５を補修している。以下、拡管治具８０を用いた伝熱管５の補修方法について説明する。
　図８に示すように、伝熱管５を補修する場合、伝熱管５の内部には、伝熱管５の内径よりも小さい外径となる円筒状の補修用短尺管９０が挿入される。このとき、伝熱管５の内面と補修用短尺管９０の外面との間には、隙間が生じている。この補修用短尺管９０は、伝熱管５の補修箇所を覆うことが可能な長さとなっている。補修用短尺管９０の内部には、プローブ８１の先端と電磁コイル８２とが挿入される。
　先ず、管板４に位置する伝熱管５の一端部から、拡管治具８０のプローブ８１の先端が挿入される（ステップＳ２１：挿入工程）。このとき、補修用短尺管９０は、プローブ８１と共に挿入される。プローブ８１は、電磁コイル８２が伝熱管５の補修箇所に到達するまで、挿入される。なお、プローブ８１の挿入時には、管径センサ８３による伝熱管５の内径の計測も行われる。
　電磁コイル８２が、伝熱管５の補修箇所に到達すると、制御装置８５は、パルス電流の電流値が段階的に大きくなるように、図４に示すパルス電流を電磁コイル８２に向けて複数回給電する。このため、電磁コイル８２は、補修用短尺管９０を徐々に拡径し（ステップＳ２２）、補修用短尺管９０の外面が伝熱管５の内面に密着するまで補修用短尺管９０を拡管する（ステップＳ２３：拡管工程）。このとき、Ｓ２２の拡管工程の実行中においても、制御装置８５は、管径センサ８３により伝熱管５の内径を計測しながら、補修用短尺管９０を拡管している（ステップＳ２２：管径計測工程）。
　以上のように、実施例２の構成によれば、電磁コイル８２にパルス電流を供給するという簡易な拡管工程によって補修用短尺管９０を拡管し、拡管した補修用短尺管９０の外面を伝熱管５の内面に密着させることができる。このため、伝熱管５の補修を容易に行うことができる。なお、実施例２の拡管治具８０は、変形例１の拡管治具８０を用いてもよく、また、管径センサ８３を省略した拡管治具であってもよい。
　次に、図１０及び図１１を参照して、実施例３について説明する。なお、実施例３でも、実施例１と重複する記載を避けるべく、実施例１と異なる部分についてのみ言及する。図１０は、実施例３の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。図１１は、実施例３の拡管治具を用いた伝熱管の閉塞方法に関する説明図である。実施例３の拡管治具１００は、実施例１の拡管治具８０の管径センサ８３を省略した構成であり、この拡管治具１００を用いて、伝熱管５を閉塞している。以下、拡管治具１００を用いた伝熱管５の閉塞方法について説明する。
　図１０に示すように、実施例３の拡管治具１００は、プローブ８１と、プローブ８１の先端に設けられた電磁コイル８２とを備え、電磁コイル８２には電源装置８４が接続されている。電源装置８４は、電磁コイル８２に対しパルス電流を給電する。ここで、実施例３において、電源装置８４は、電磁コイル８２に対しパルス電流を１回給電することで、伝熱管５を所定の拡管量とする。
　伝熱管５を閉塞する場合、伝熱管５の内部には、伝熱管５の内径よりも小さい外径となる一方の開口が閉塞された円筒状の閉塞プラグ１０１が挿入される。このとき、伝熱管５の内面と閉塞プラグ１０１の外面との間には、隙間が生じている。この閉塞プラグ１０１は、軸方向に切った断面が凹状に形成されており、伝熱管５を閉塞可能な形状となっている。閉塞プラグ１０１の内部には、他方の開口からプローブ８１の先端と電磁コイル８２とが挿入される。この閉塞プラグ１０１は、管板４が周囲に配設された伝熱管５の部位に配置される。
　先ず、管板４に位置する伝熱管５の一端部から、拡管治具１００のプローブ８１の先端が挿入される（ステップＳ３１：挿入工程）。このとき、閉塞プラグ１０１は、プローブ８１と共に挿入される。プローブ８１は、電磁コイル８２が管板４に到達するまで、挿入される。
　電磁コイル８２が、管板４に囲まれた伝熱管５の部位に到達すると、制御装置８５は、パルス電流を電磁コイル８２に向けて１回給電する。このため、電磁コイル８２は、閉塞プラグ１０１を拡径し（ステップＳ３２）、閉塞プラグ１０１の外面が伝熱管５の内面に密着させる（ステップＳ３３：拡管工程）。
　以上のように、実施例３の構成によれば、電磁コイル８２にパルス電流を供給するという簡易な拡管工程によって閉塞プラグ１０１を拡管し、拡管した閉塞プラグ１０１の外面を伝熱管５の内面に密着させることができる。このため、伝熱管５の閉塞を容易に行うことができる。なお、実施例３の拡管治具１００は、実施例１のように管径センサ８３を設けた拡管治具８０を用いてもよい。
　１　蒸気発生器
　２　胴部
　３　管群外筒
　４　管板
　５　伝熱管
　５Ａ　伝熱管層
　６　管支持板
　７　水室
　８　隔壁
　９　気水分離器
　１０　湿分分離器
　１１　給水管
　１２　蒸気排出口
　１４　振動抑制部材
　１５　接合部材
　１６　保持部材
　５１　伝熱管群
　７１　入室
　７２　出室
　７４　入口ノズル
　７５　出口ノズル
　８０　拡管治具
　８１　プローブ
　８２　電磁コイル
　８３　管径センサ
　８４　電源装置
　８５　制御装置
　９０　補修用短尺管
　１００　拡管治具（実施例３）
　１０１　閉塞プラグ

Claims (11)

  1. 　蒸気発生器に設けられる管体を拡管するための拡管治具であって、
    　前記管体の内部に挿入されるプローブと、
    　前記プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により前記管体を拡管可能な電磁コイルと、を備えたことを特徴とする拡管治具。
  2. 　前記管体は、前記蒸気発生器に設けられる伝熱管であり、
    　前記プローブ及び前記電磁コイルは、前記伝熱管の内部に挿入され、
    　前記電磁コイルに給電される電流は、パルス電流であり、
    　前記電磁コイルは、前記パルス電流が複数回給電されると共に、前記パルス電流の電流値が段階的に大きくなることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
  3. 　前記プローブに設けられ、前記伝熱管の管径を計測する管径計測部をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の拡管治具。
  4. 　前記電磁コイルは、軸方向の中央で分割され、
    　前記管径計測部は、分割された前記電磁コイルの間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の拡管治具。
  5. 　前記管体は、補修用短尺管であり、
    　前記補修用短尺管は、前記蒸気発生器に設けられる伝熱管の内部に挿入され、
    　前記プローブ及び前記電磁コイルは、前記補修用短尺管の内部に挿入され、
    　前記電磁コイルは、前記補修用短尺管を拡管して、前記伝熱管の内面に前記補修用短尺管の外面を密着させることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
  6. 　前記管体は、一方の開口を閉塞した閉塞プラグであり、
    　前記閉塞プラグは、前記蒸気発生器に設けられる伝熱管の内部に挿入され、
    　前記プローブ及び前記電磁コイルは、前記閉塞プラグの内部に挿入され、
    　前記電磁コイルは、前記閉塞プラグを拡管して、前記伝熱管の内面に前記閉塞プラグの外面を密着させることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
  7. 　蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて拡管する伝熱管の拡管方法において、
    　前記伝熱管は、径方向の両側に前記伝熱管の振動を抑制するための一対の振動抑制部材が設けられ、
    　前記拡管治具は、前記伝熱管の内部に挿入されるプローブと、前記プローブに設けられ、給電されるパルス電流によって生じる電磁力により前記伝熱管を拡管する電磁コイルと、を備えており、
    　前記伝熱管の内部に前記拡管治具を挿入する挿入工程と、
    　前記電磁コイルに、前記パルス電流の電流値が段階的に大きくなるように、前記パルス電流が複数回給電されることで、前記伝熱管が前記一対の振動抑制部材にそれぞれ当接するまで拡管させる拡管工程と、を備えたことを特徴とする伝熱管の拡管方法。
  8. 　前記拡管治具は、前記伝熱管の管径を計測する管径計測部をさらに備え、
    　前記拡管工程では、前記伝熱管の管径を計測しながら、前記伝熱管を拡管することを特徴とする請求項７に記載の伝熱管の拡管方法。
  9. 　蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて補修する伝熱管の補修方法において、
    　前記伝熱管は、内部に補修用短尺管が挿入され、
    　前記拡管治具は、前記補修用短尺管の内部に挿入されるプローブと、前記プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により前記補修用短尺管を拡管する電磁コイルと、を備えており、
    　前記補修用短尺管の内部に前記拡管治具を挿入する挿入工程と、
    　前記電磁コイルに電流を給電することで、前記補修用短尺管を拡管し、前記補修用短尺管の外面を前記伝熱管の内面に密着させる拡管工程と、を備えたことを特徴とする伝熱管の補修方法。
  10. 　蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて閉塞する伝熱管の閉塞方法において、
    　前記伝熱管は、内部に閉塞プラグが挿入され、
    　前記拡管治具は、前記閉塞プラグの内部に挿入されるプローブと、前記プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により前記閉塞プラグ拡管する電磁コイルと、を備えており、
    　前記閉塞プラグの内部に前記拡管治具を挿入する挿入工程と、
    　前記電磁コイルに電流を給電することで、前記閉塞プラグを拡管し、前記閉塞プラグの外面を前記伝熱管の内面に密着させる拡管工程と、を備えたことを特徴とする伝熱管の閉塞方法。
  11. 　分割された一方の第１分割電磁コイルは、プローブの先端側に配置され、他方の第２分割電磁コイルは、前記第１分割電磁コイルの後端側に配置され、前記第１分割電磁コイルと前記第２分割電磁コイルとは、電源装置からの電流が通電可能に接続されていることを特徴とする電磁コイル。
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