WO2022004089A1 - 蒸気発生器の分解方法 - Google Patents

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transfer tube
tube
steam generator
disassembling
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昂平 多田
剛 山本
大輔 原
雄貴 小林
雅紀 野田
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三菱重工業株式会社
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    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1638Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing with particular pattern of flow or the heat exchange medium flowing inside the conduits assemblies, e.g. change of flow direction from one conduit assembly to another one
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

Definitions

  • the present disclosure relates to a method of disassembling a steam generator.
  • the present application claims priority with respect to Japanese Patent Application No. 2020-11281 filed in Japan on June 30, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a heat transfer tube fixed to a tube plate is pulled out from the tube plate.
  • the heat transfer tube is expanded radially outward in the through hole formed in the tube plate, so that it is pressed against the inner wall of the through hole and fixed. Therefore, it takes time and effort to pull out the heat transfer tube from the tube plate.
  • the inner surface of the heat transfer tube may be contaminated with radioactive substances.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a method for disassembling a steam generator capable of suppressing the spread of contamination on the inner surface of a heat transfer tube.
  • the method for disassembling the steam generator is a method for disassembling the steam generator having a tube plate, a plurality of heat transfer tubes, and a welded portion.
  • the tube plate has a plurality of through holes.
  • the plurality of heat transfer tubes are inserted into the respective through holes.
  • the plurality of heat transfer tubes are fixed to the inner wall surface of the through hole.
  • the welded portion fixes the heat transfer tube and the tube plate.
  • the method of disassembling the steam generator includes a step of reducing the adhesive force of the heat transfer tube to the tube plate from which the welded portion has been removed.
  • the method of disassembling the steam generator includes a step of removing the heat transfer tube from the inside of the through hole.
  • the method for disassembling the steam generator according to the present disclosure is a method for disassembling the steam generator having a tube plate, a plurality of heat transfer tubes, and a welded portion.
  • the tube plate has a plurality of through holes.
  • the plurality of heat transfer tubes are inserted into the respective through holes.
  • the plurality of heat transfer tubes are fixed to the inner wall surface of the through hole.
  • the welded portion fixes the heat transfer tube and the tube plate.
  • the method of disassembling the steam generator includes a step of performing trepanning processing with a diameter equal to or larger than the outer diameter of the heat transfer tube.
  • the method of disassembling the steam generator includes a step of removing the heat transfer tube from the inside of the through hole.
  • the steam generator 10 includes at least a body portion 11, a tube plate 12, and a plurality of heat transfer tubes 13.
  • the body portion 11 is a tubular container extending in the axial direction Da.
  • the tube plate 12 is arranged in the body portion 11.
  • the tube plate 12 is arranged along a plane (for example, a horizontal plane) orthogonal to the axial direction Da.
  • the tube plate 12 divides the inside of the body portion 11 into upper and lower parts.
  • the steam generator 10 exemplified in this embodiment further includes a partition 16.
  • the partition 16 divides the primary cooling water chamber 14 into an inlet side water chamber 14a and an outlet side water chamber 14b.
  • the first side of the axial direction Da (below the paper surface in FIG. 1) is the primary side with respect to the tube plate 12, and the second side of the axial direction Da (above the paper surface in FIG. 1) is secondary with respect to the tube plate 12. Be on the side.
  • the plurality of heat transfer tubes 13 are arranged in the body portion 11.
  • the plurality of heat transfer tubes 13 each have a pair of straight tube portions 13s and curved portions 13t.
  • the pair of straight tube portions 13s are formed at both ends of each heat transfer tube 13.
  • Each straight pipe portion 13s extends from the primary side to the secondary side.
  • the curved portion 13t is formed in the intermediate portion of each heat transfer tube 13.
  • the curved portion 13t is formed by being curved in an inverted U shape. Both ends of each heat transfer tube 13 (ends 13b of each straight tube portion 13s) are fixed to the tube plate 12.
  • each heat transfer tube 13 (more specifically, a straight tube portion 13s) is inserted into each through hole 18.
  • the heat transfer tube 13 is expanded toward the outside of the radial Dr. As a result, each heat transfer tube 13 is pressed against and fixed to the inner wall surface 18i of the through hole 18.
  • each heat transfer tube 13 is arranged in the vicinity of the first surface 12g of the tube plate 12 (more specifically, slightly secondary to the first surface 12g).
  • the end portion 13b of each heat transfer tube 13 is joined to the first surface 12g (and the inner wall surface 18i of the through hole 18) of the tube plate 12 by seal welding. That is, the steam generator 10 has a welded portion 20 for fixing the end portion 13b of the heat transfer tube 13 and the first surface 12g of the tube plate 12.
  • the steam generator 10 can be installed in, for example, a nuclear power plant.
  • the primary cooling water heated by a nuclear reactor (not shown) is introduced into the inlet side water chamber 14a of the primary cooling water chamber 14 of the steam generator 10.
  • the primary cooling water introduced into the inlet side water chamber 14a passes through a plurality of heat transfer tubes 13 exposed in the secondary cooling water chamber 15 and reaches the outlet side water chamber 14b of the primary cooling water chamber 14.
  • Secondary cooling water is introduced into the secondary cooling water chamber 15.
  • the secondary cooling water is heated by exchanging heat with the primary cooling water passing through the heat transfer tube 13 in the secondary cooling water chamber 15 to become steam.
  • the steam generated in the secondary cooling water chamber 15 is sent to a turbine (not shown) installed outside the steam generator 10. Further, the primary cooling water cooled by heat exchange with the secondary cooling water is sent to a nuclear reactor (not shown).
  • the disassembling method S1A of the steam generator 10 includes a step S2A for reducing the fixing force of the heat transfer tube 13 and a step S3 for removing the heat transfer tube 13.
  • the adhesive force of the heat transfer tube 13 expanded in the through hole 18 of the tube plate 12 from which the welded portion 20 has been removed is reduced to the tube plate 12.
  • the heat transfer tube 13 is heated to cause the heat transfer tube 13 to be deformed, thereby reducing the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12.
  • the heat transfer tube 13 is heated by a welding arc for TIG (Tungsten Inert Gas) welding or a laser for laser beam welding. Then, the heat transfer tube 13 is heated. This heating causes deformation of the heat transfer tube 13 (for example, radial contraction of the heat transfer tube 13).
  • the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12 is reduced.
  • a means for heating the heat transfer tube 13 for example, a burner, an electric heater, or the like may be used in addition to the welding arc and the laser.
  • the heat transfer tube 13 whose adhesive force to the tube plate 12 is reduced in the step S2A for reducing the adhesive force of the heat transfer tube 13 is removed from the inside of the through hole 18. ..
  • the heat transfer tube 13 is removed from the tube plate 12 by pulling out the heat transfer tube 13 from the lower side of the tube plate 12 toward the primary side in the axial direction Da. By performing such an operation on the plurality of heat transfer tubes 13, the plurality of heat transfer tubes 13 are removed from the tube plate 12.
  • the disassembling method S1A of the steam generator 10 of the above embodiment includes a step S2A of reducing the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12, and a step S3 of removing the heat transfer tube 13 from the inside of the through hole 18. Therefore, according to the disassembling method S1A of the steam generator 10 of the embodiment, the heat transfer tube 13 can be removed from the through hole 18 after the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12 is reduced. As a result, it is possible to suppress the spread of contamination on the inner surface of the heat transfer tube 13. Further, the heat transfer tube 13 can be easily removed from the tube plate 12.
  • the heat transfer tube 13 in the step S2A for reducing the fixing force, can be deformed by heating the heat transfer tube 13, and the fixing force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12 can be easily reduced.
  • the disassembling method S1B of the steam generator 10 includes a step S2B for reducing the fixing force of the heat transfer tube 13 and a step S3 for removing the heat transfer tube 13.
  • the thickness of the radial Dr of the heat transfer tube 13 is reduced.
  • the inner peripheral surface 13p of the heat transfer tube 13 is cut from the primary side of the heat transfer tube 13 by a drill 50 inside the radial Dr of the through hole 18.
  • the outer diameter of the drill 50 used is larger than the inner diameter of the heat transfer tube 13 and smaller than the outer diameter of the heat transfer tube 13.
  • the heat transfer tube 13 from which the inner peripheral surface 13p has been cut is removed from the through hole 18. Also in this second embodiment, as in the first embodiment, the heat transfer tube 13 is removed from the tube plate 12 by pulling out the heat transfer tube 13 from the primary side of the tube plate 12.
  • the rigidity of the heat transfer tube 13 decreases in the through hole 18 of the tube plate 12.
  • the adhesive force of the tube plate 12 to the tube plate 12 is reduced.
  • the inner peripheral surface 13p of the heat transfer tube 13 is contaminated with radioactive substances contained in the primary cooling water.
  • the cutting of the inner peripheral surface 13p of the heat transfer tube 13 by the drill 50 may be performed over the entire length of the axial Da fixed to the through hole 18 of the tube plate 12, or may be performed only by a part of the axial Da. good.
  • the cutting of the inner peripheral surface 13p of the heat transfer tube 13 by the drill 50 may be advanced in the axial direction Da, and the cutting may be stopped when the heat transfer tube 13 rotates with the drill 50.
  • the reason why the heat transfer tube 13 rotates with the drill 50 is that the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the through hole 18 is reduced.
  • the heat transfer tube 13 is removed from the through hole 18 after the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12 is reduced. As a result, it is possible to suppress the spread of contamination on the inner surface of the heat transfer tube 13. Further, the heat transfer tube 13 can be easily removed from the tube plate 12.
  • the inner peripheral surface 13p of the heat transfer tube 13 is cut inside the radial Dr of the through hole 18 to reduce the thickness of the radial Dr of the heat transfer tube 13.
  • the rigidity of the heat transfer tube 13 decreases in the through hole 18 of the tube plate 12. Therefore, the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12 can be easily reduced.
  • the disassembling method S1C of the steam generator 10 includes a step S2C for reducing the fixing force of the heat transfer tube 13 and a step S3 for removing the heat transfer tube 13.
  • the thickness of the radial Dr of the heat transfer tube 13 is reduced at a part of the circumferential direction Dc of the heat transfer tube 13.
  • the heat transfer tube 13 is continuously extended in the extending direction (axial direction Da) on the inner peripheral surface 13p of the heat transfer tube 13 inside the radial Dr of the through hole 18.
  • One or more grooves 60 to be formed are formed.
  • three grooves 60 are formed at intervals in the circumferential direction Dc.
  • the number of grooves 60 is not limited to three, and may be another number.
  • the groove 60 may be formed in the heat transfer tube 13 fixed to the through hole 18 of the tube plate 12 over the entire length of the axial Da, or may be formed only in a part of the axial Da.
  • the rigidity of the heat transfer tube 13 decreases in the through hole 18 of the tube plate 12. As a result, the adhesive force of the tube plate 12 to the tube plate 12 is reduced.
  • the heat transfer tube 13 in which the groove 60 is formed is removed from the through hole 18 as in the first and second embodiments.
  • a groove 60 is formed on the inner peripheral surface 13p of the heat transfer tube 13 inside the radial Dr of the through hole 18, and one of the circumferential Dc of the heat transfer tube 13.
  • the thickness of the radial Dr of the heat transfer tube 13 is reduced at the portion. As a result, the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12 can be reduced.
  • the disassembling method S1D of the steam generator 10 includes a step S2D for reducing the fixing force of the heat transfer tube 13 and a step S3D for removing the heat transfer tube 13.
  • any one of the steps S2A to S2C for reducing the fixing force of the heat transfer tube 13 of the first to third embodiments described above is carried out. do.
  • trepanning is performed with a diameter D2 having an outer diameter D1 or more of the heat transfer tube 13 as shown in FIG.
  • a cutting tool 71 having a diameter larger than the outer diameter D1 forms a cylindrical hole 70 in the tube plate 12 outside the radial direction Dr from the outer peripheral surface 13q of the heat transfer tube 13.
  • the heat transfer tube 13 is separated from the tube plate 12. As a result, as shown in FIG. 10, the heat transfer tube 13 separated from the tube plate 12 can be removed from the tube plate 12.
  • the trepanning process is performed with a diameter D2 having an outer diameter D1 or more of the heat transfer tube 13.
  • the heat transfer tube 13 is separated from the tube plate 12, and the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12 is reduced. Therefore, the heat transfer tube 13 can be easily removed from the tube plate 12.
  • the heat transfer tube 13 is removed from the tube plate 12 after the fixing force of the heat transfer tube 13 is reduced. As a result, it is possible to suppress the spread of contamination on the inner surface of the heat transfer tube 13. Further, the trepanning process can be stably performed at a position close to the inner surface of the through hole 18.
  • the disassembling method S1F of the steam generator 10 includes a step S11 for performing a trepanning process and a step S12 for removing the heat transfer tube 13.
  • the trepanning process is performed with a diameter D12 having an outer diameter D11 or more of the heat transfer tube 13.
  • a cutting tool 91 having a diameter D12 larger than the outer diameter D11 forms a cylindrical hole 90 in the tube plate 12 outside the radial direction Dr from the outer peripheral surface 13q of the heat transfer tube 13. .
  • the cylindrical hole 90 is formed so as to penetrate from the first surface 12g of the tube plate 12 to the second surface 12f.
  • the heat transfer tube 13 separated from the tube plate 12 is removed from the inside of the through hole 18.
  • the heat transfer tube 13 may be pulled out from the lower side of the tube plate 12 toward the primary side of the axial direction Da as in the first to fourth embodiments, or from the upper side of the tube plate 12 in the axial direction. It may be pulled out toward the secondary side of Da.
  • the heat transfer tube 13 is separated from the tube plate 12 by forming a cylindrical hole 90 by trepanning. Therefore, it is possible to suppress the spread of contamination on the inner surface of the heat transfer tube 13. Further, the heat transfer tube 13 can be easily removed from the tube plate 12. Further, when removing the heat transfer tube 13, it is not necessary to remove the welded portion 20, the plug 30, and the like in advance, and in this respect as well, the heat transfer tube 13 can be easily removed from the tube plate 12.
  • the cutting tools 71 and 91 having diameters D2 and D12 larger than the outer diameters D1 and D11 are used outside the radial Dr on the outer peripheral surface 13q of the heat transfer tube 13.
  • Cylindrical holes 70 and 90 are formed in the tube plate 12, but the present invention is not limited to this.
  • the trepanning process may be performed on the outer diameters D1 of the heat transfer tube 13 and the diameters D2 and D12 having a diameter of D11 or more. That is, the trepanning process may be performed with the same diameters as the outer diameters D1 and D11 of the heat transfer tube 13, and the holes 70 and 90 may be formed along the boundary surface between the heat transfer tube 13 and the through hole 18.
  • the method for disassembling the steam generator 10 according to the first aspect, S1A to S1F, is inserted into the tube plate 12 having a plurality of through holes 18, each of the through holes 18, and among the through holes 18.
  • Disassembling methods S1A to S1F of the steam generator 10 having a plurality of heat transfer tubes 13 fixed to the wall surface 18i and a welded portion 20 for fixing the heat transfer tube 13 and the tube plate 12, wherein the welded portion 20 is used.
  • the process includes steps S2A to S4D for reducing the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the removed tube plate 12, and a step S3 for removing the heat transfer tube 13 from the inside of the through hole 18.
  • the heat transfer tube 13 is removed from the through hole 18 after reducing the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12. Therefore, it is possible to suppress the spread of contamination on the inner surface of the heat transfer tube 13. Further, the heat transfer tube 13 can be easily removed from the tube plate 12.
  • the method S1A for disassembling the steam generator 10 according to the second aspect is the method S1A for disassembling the steam generator 10 according to (1), and the step S2A for reducing the fixing force of the heat transfer tube 13 is described above. By heating the heat transfer tube 13 to deform the heat transfer tube 13, the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12 is reduced.
  • the method S1B for disassembling the steam generator 10 according to the third aspect is the method S1B for disassembling the steam generator 10 according to (1), and the step S2B for reducing the fixing force of the heat transfer tube 13 is described above.
  • the rigidity of the heat transfer tube 13 decreases in the through hole 18 of the tube plate 12.
  • the heat transfer tube 13 is easily deformed when a force is applied to the heat transfer tube 13. Therefore, the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12 can be easily reduced.
  • the method S1C for disassembling the steam generator 10 according to the fourth aspect is the method S1C for disassembling the steam generator 10 according to (1), and the step S2C for reducing the fixing force of the heat transfer tube 13 is described above.
  • the heat transfer tube 13 is formed by forming a continuous groove 60 along the extending direction of the heat transfer tube 13 and reducing the thickness of the radial Dr of the heat transfer tube 13 at a part of the circumferential direction Dc of the heat transfer tube 13. The adhesive force to the tube plate 12 is reduced.
  • the disassembling method S1D of the steam generator 10 according to the fifth aspect is the disassembling method S1D of any one of the steam generators 10 from (1) to (4), and the fixing force of the heat transfer tube 13
  • a step of performing a trepanning process with a diameter D2 having an outer diameter D1 or more of the heat transfer tube 13 is included.
  • the heat transfer tube 13 is separated from the tube plate 12 by performing the trepanning process with the diameter D2 having the outer diameter D1 or more of the heat transfer tube 13. This makes it possible to easily remove the heat transfer tube 13 from the tube plate 12 after the adhesive force of the heat transfer tube 13 to the tube plate 12 is reduced.
  • the methods S1A to S1F for disassembling the steam generator 10 according to the sixth aspect are the methods S1A to S1F for disassembling the steam generator 10 according to any one of (1) to (5), and the heat transfer tube.
  • the end portion 13b of 13 is sealed by the plug 30 inserted into the heat transfer tube 13, the welded portion 20 is removed including the plug 30.
  • the disassembling method S1F of the steam generator 10 according to the seventh aspect is inserted into the tube plate 12 having a plurality of through holes 18, each of the through holes 18, and the inner wall surface 18i of the through holes 18.
  • a step S11 of performing a trepanning process with a diameter D12 of the above, and a step S12 of removing the heat transfer tube 13 from the inside of the through hole 18 are included.
  • the heat transfer tube 13 is separated from the tube plate 12 by forming the tubular hole 90 by the trepanning process. Therefore, it is possible to suppress the spread of contamination on the inner surface of the heat transfer tube 13. Further, the heat transfer tube 13 can be easily removed from the tube plate 12.
  • Axial direction Dc ... Circumferential direction Dr ... Radial direction S1A, S1B, S1C, S1D, S1F ... Steam generation Disassembling method of vessel S2A to S2D ... Step of reducing the fixing force of the heat transfer tube S3, S3D ... Step of removing the heat transfer tube S11 ... Step of performing trepanning processing S12 ... Step of removing the heat transfer tube

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Abstract

蒸気発生器の分解方法は、複数の貫通孔を有した管板、それぞれの貫通孔に挿入されるとともに貫通孔の内壁面に固着された複数の伝熱管、及び伝熱管と管板とを固定する溶接部を有する蒸気発生器の分解方法であって、溶接部が除去された管板に対する伝熱管の固着力を低減させる工程と、伝熱管を貫通孔内から除去する工程と、を含む。

Description

蒸気発生器の分解方法
 本開示は、蒸気発生器の分解方法に関する。
 本願は、2020年6月30日に日本に出願された特願2020-113281号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 原子力プラント等に設けられる蒸気発生器は、複数の伝熱管を備えている。各伝熱管は、蒸気発生器内に設けられた管板に固定されている。蒸気発生器を解体するに際しては、伝熱管を管板から除去する必要がある。特許文献1には、管板に固定された伝熱管を、管板から引き抜く構成が開示されている。
特開2012-189247号公報
 ところで、伝熱管は、管板に形成された貫通孔内で径方向外側に拡管されることで、貫通孔の内壁に押し付けられて固定されている。このため、管板から伝熱管を引き抜くには手間がかかる。また、伝熱管の内面は、放射性物質によって汚染されている場合がある。
 本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、伝熱管内面の汚染拡大を抑制可能な蒸気発生器の分解方法を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本開示に係る蒸気発生器の分解方法は、管板、複数の伝熱管、及び溶接部を有する蒸気発生器の分解方法である。前記管板は、複数の貫通孔を有している。複数の前記伝熱管は、それぞれの前記貫通孔に挿入されている。複数の前記伝熱管は、前記貫通孔の内壁面に固着されている。前記溶接部は、前記伝熱管と前記管板とを固定する。蒸気発生器の分解方法は、前記溶接部が除去された前記管板に対する前記伝熱管の固着力を低減させる工程を含む。蒸気発生器の分解方法は、前記伝熱管を前記貫通孔内から除去する工程を含む。
 本開示に係る蒸気発生器の分解方法は、管板、複数の伝熱管、及び溶接部を有する蒸気発生器の分解方法である。前記管板は、複数の貫通孔を有している。複数の前記伝熱管は、それぞれの前記貫通孔に挿入されている。複数の前記伝熱管は、前記貫通孔の内壁面に固着されている。前記溶接部は、前記伝熱管と前記管板とを固定する。蒸気発生器の分解方法は、前記伝熱管の外径以上の径でトレパニング加工を施す工程を含む。蒸気発生器の分解方法は、前記伝熱管を前記貫通孔内から除去する工程を含む。
 本開示の蒸気発生器の分解方法によれば、伝熱管内面の汚染拡大を抑制可能である。
本開示の実施形態に係る蒸気発生器の分解方法が適用される蒸気発生器の概略構成を示す断面図である。 本開示の実施形態に係る蒸気発生器における、伝熱管と管板との接合部を示す断面図である。 本開示の第一~第五実施形態に係る蒸気発生器の分解方法の手順を示すフロー図である。 本開示の第一実施形態に係る蒸気発生器の分解方法において、伝熱管を除去する工程を示す断面図である。 本開示の第二実施形態に係る蒸気発生器の分解方法において、伝熱管の固着力を低減させる工程を示す断面図である。 本開示の第二実施形態に係る蒸気発生器の分解方法において、伝熱管を除去する工程を示す断面図である。 本開示の第三実施形態に係る蒸気発生器の分解方法において、伝熱管の固着力を低減させる工程を示す断面図である。 本開示の第三実施形態に係る蒸気発生器の分解方法において、伝熱管の固着力を低減させる工程を示す図であり、図7のX-X矢視断面図である。 本開示の第四実施形態に係る蒸気発生器の分解方法において、伝熱管の固着力を低減させる工程を示す断面図である。 本開示の第四実施形態に係る蒸気発生器の分解方法において、伝熱管を除去する工程を示す断面図である。 本開示の第五実施形態に係る蒸気発生器の分解方法の手順を示すフロー図である。 本開示の第五実施形態に係る蒸気発生器の分解方法において、トレパニング加工を施す工程を示す断面図である。 本開示の第五実施形態に係る蒸気発生器の分解方法において、伝熱管を除去する工程を示す断面図である。
<第一実施形態>
(蒸気発生器の構成)
 以下、本開示の実施形態に係る蒸気発生器の分解方法について、図1~図13を参照して説明する。
 図1に示すように、蒸気発生器10は、胴部11と、管板12と、複数の伝熱管13と、を少なくとも備える。胴部11は、軸方向Daに延びる筒状容器である。管板12は、胴部11内に配置されている。管板12は、軸方向Daに直交する面(例えば、水平面)に沿って配置されている。管板12は、胴部11内を上下に仕切っている。これにより蒸気発生器10の胴部11内には、管板12よりも下側の一次冷却水室14と、管板12よりも上側の二次冷却水室15と、が形成される。この実施形態で例示する蒸気発生器10は、更に仕切16を備えている。この仕切16は、一次冷却水室14を入口側水室14aと、出口側水室14bとに区切っている。ここで、管板12に対して軸方向Daの第一側(図1において紙面下方)を一次側、管板12に対して軸方向Daの第二側(図1において紙面上方)を二次側とする。
 複数の伝熱管13は、胴部11内に配置されている。複数の伝熱管13は、それぞれ、一対の直管部13sと、湾曲部13tと、を有している。一対の直管部13sは、各伝熱管13の両端部に形成されている。各直管部13sは、一次側から二次側に延びている。湾曲部13tは、各伝熱管13の中間部に形成されている。湾曲部13tは、逆U字状に湾曲して形成されている。各伝熱管13の両端部(各直管部13sの端部13b)は、管板12に固定されている。
 図2に示すように、管板12には、軸方向Daに貫通する複数の貫通孔18が形成されている。各伝熱管13(より具体的には、直管部13s)は、各貫通孔18に挿入されている。貫通孔18内で、伝熱管13は、径方向Drの外側に向けて拡管されている。これにより、各伝熱管13は、貫通孔18の内壁面18iに押し付けられて固着している。
 各伝熱管13の端部13bは、管板12の第一面12gの近傍(より具体的には、第一面12gよりも僅かに二次側)に配置されている。各伝熱管13の端部13bは、管板12の第一面12g(及び貫通孔18の内壁面18i)に、シール溶接によって接合されている。つまり、蒸気発生器10は、伝熱管13の端部13bと管板12の第一面12gとを固定する溶接部20を有している。この蒸気発生器10は、例えば原子力プラントに設けることができる。
 図1に示すように、蒸気発生器10の一次冷却水室14の入口側水室14aには、原子炉(図示無し)で加熱された一次冷却水が導入される。この入口側水室14aに導入された一次冷却水は、二次冷却水室15内に露出する複数の伝熱管13内を通り、一次冷却水室14の出口側水室14bへと至る。
 二次冷却水室15内には、二次冷却水が導入される。二次冷却水は、二次冷却水室15内で伝熱管13を通る一次冷却水と熱交換することで加熱されて蒸気になる。この二次冷却水室15内で生成された蒸気は、蒸気発生器10の外部に設置されたタービン(図示無し)へと送られる。また、二次冷却水との熱交換によって冷却された一次冷却水は、原子炉(図示無し)へと送られる。
(蒸気発生器の分解方法)
 図3に示すように、蒸気発生器10の分解方法S1Aは、伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Aと、伝熱管13を除去する工程S3と、を含む。
 伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Aでは、溶接部20が除去された管板12の貫通孔18内で拡管された伝熱管13の、管板12に対する固着力を低減させる。この実施形態では、例えば、伝熱管13を加熱して伝熱管13に変形を生じさせることによって、伝熱管13の管板12に対する固着力を低減させる。具体的には、例えば、伝熱管13を、TIG(Tungsten Inert Gas)溶接用の溶接アークや、レーザービーム溶接用のレーザーによって加熱する。すると、伝熱管13が加熱される。この加熱により伝熱管13に変形(例えば、伝熱管13の径方向への収縮)が生じる。すると、伝熱管13の管板12に対する固着力が低減される。なお、伝熱管13を加熱する手段としては、溶接アーク、レーザー以外にも、例えばバーナー、電気式のヒータ等を用いてもよい。なお、伝熱管13の端部が、伝熱管13に挿入されたプラグ30によって封止されている場合は、プラグ30を含めて溶接部20が除去される。
 伝熱管13を除去する工程S3では、図4に示すように、伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Aで管板12に対する固着力が低下した伝熱管13を、貫通孔18内から除去する。この実施形態では、管板12の下側から軸方向Daの一次側に向かって伝熱管13を引き抜くことで、管板12から伝熱管13を除去している。
 このような作業を複数の伝熱管13に対して実施することで、管板12から複数の伝熱管13が除去される。
(作用効果)
 上記実施形態の蒸気発生器10の分解方法S1Aでは、伝熱管13の管板12に対する固着力を低減させる工程S2Aと、伝熱管13を貫通孔18内から除去する工程S3と、を含む。
 したがって、実施形態の蒸気発生器10の分解方法S1Aによれば、伝熱管13の管板12に対する固着力を低減した後に、伝熱管13を貫通孔18内から除去することができる。その結果、伝熱管13内面の汚染拡大を抑制可能である。また、伝熱管13を管板12から容易に除去することが可能となる。
 上記実施形態では、固着力を低減させる工程S2Aにおいて、伝熱管13を加熱することで、伝熱管13を変形させて、伝熱管13の管板12に対する固着力を容易に低減させることができる。
 上記実施形態では、伝熱管13の端部13bがプラグ30によって封止されている場合、溶接部20は、プラグ30を含めて除去される。これにより、伝熱管13及びプラグ30を管板12から効率よく除去することが可能となる。
<第二実施形態>
 次に、この開示に係る蒸気発生器の分解方法の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と固着力を低減させる工程S2Bの構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
(蒸気発生器の分解方法)
 図3に示すように、蒸気発生器10の分解方法S1Bは、伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Bと、伝熱管13を除去する工程S3と、を含む。
 この実施形態において、伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Bでは、伝熱管13の径方向Drの厚みを減少させる。これには、例えば図5に示すように、伝熱管13の一次側から、ドリル50によって、貫通孔18の径方向Dr内側で、伝熱管13の内周面13pを切削する。このとき、用いるドリル50の外径は、伝熱管13の内径よりも大きく、かつ伝熱管13の外径よりも小さいものとする。これにより、伝熱管13は、内周面13pを含む伝熱管13の径方向Drの内側の部分が除去され、径方向Drの外側の部分13xのみが残る。
 伝熱管13を除去する工程S3では、図6に示すように、内周面13pが切削された伝熱管13を、貫通孔18から除去する。この第二実施形態においても、第一実施形態と同様に、管板12の一次側から伝熱管13を引き抜くことで管板12から伝熱管13を除去している。
 このように、伝熱管13の内周面13pを切削することで、管板12の貫通孔18内で伝熱管13の剛性が低下する。これにより、管板12の管板12に対する固着力が低減される。伝熱管13の内周面13pは、一次冷却水に含まれる放射性物質によって汚染されている。しかし、伝熱管13の内周面13pを含む部分が除去されることで、管板12への汚染の拡大を抑えることができる。
 ドリル50による伝熱管13の内周面13pの切削は、管板12の貫通孔18に固着した軸方向Daの全長にわたって実施してもよいが、軸方向Daの一部のみで実施してもよい。例えば、ドリル50による伝熱管13の内周面13pの切削を軸方向Daに進めていき、伝熱管13がドリル50と供回りした時点で切削を中止するようにしてもよい。ここで、伝熱管13がドリル50と供回りするのは、伝熱管13の貫通孔18への固着力が低下したためである。
(作用効果)
 第二実施形態の蒸気発生器10の分解方法S1Bでは、伝熱管13の管板12に対する固着力を低減した後に、伝熱管13を貫通孔18内から除去している。その結果、伝熱管13内面の汚染拡大を抑制可能である。また、伝熱管13を管板12から容易に除去することが可能となる。
 上記実施形態では、固着力を低減させる工程S2Bにおいて、貫通孔18の径方向Dr内側で、伝熱管13の内周面13pを切削し、伝熱管13の径方向Drの厚みを減少させる。これにより、管板12の貫通孔18内で伝熱管13の剛性が低下する。したがって、伝熱管13の管板12に対する固着力を容易に低減させることができる。
<第三実施形態>
 次に、この開示に係る蒸気発生器の分解方法の第三実施形態について説明する。以下に説明する第三実施形態においては、第一実施形態と固着力を低減させる工程S2Cの構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
(蒸気発生器の分解方法)
 図3に示すように、蒸気発生器10の分解方法S1Cは、伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Cと、伝熱管13を除去する工程S3と、を含む。
 この実施形態において、伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Cでは、伝熱管13の径方向Drの厚みを、伝熱管13の周方向Dcの一部で減少させる。これには、例えば、図7、図8に示すように、貫通孔18の径方向Dr内側で、伝熱管13の内周面13pに、伝熱管13の延在方向(軸方向Da)に連続する溝60を1本以上形成する。この実施形態では、溝60は、周方向Dcに間隔をあけて例えば3本形成する。溝60の本数は、3本に限らず、他の本数であってもよい。ここで、溝60は、管板12の貫通孔18に固着した伝熱管13に対し、軸方向Daの全長にわたって形成してもよいが、軸方向Daの一部のみに形成してもよい。
 伝熱管13の内周面13pに溝60を形成することで、管板12の貫通孔18内で伝熱管13の剛性が低下する。これにより、管板12の管板12に対する固着力が低減される。
 伝熱管13を除去する工程S3では、溝60が形成された伝熱管13を、第一、第二実施形態と同様に、貫通孔18から除去する。
(作用効果)
 第三実施形態の蒸気発生器10の分解方法S1Cでは、第一、第二実施形態と同様に、伝熱管13の管板12に対する固着力を低減した後に、伝熱管13を貫通孔18内から除去している。その結果、伝熱管13内面の汚染拡大を抑制可能である。また、伝熱管13を管板12から容易に除去することが可能となる。
 この第三実施形態では、固着力を低減させる工程S2Cにおいて、貫通孔18の径方向Dr内側で、伝熱管13の内周面13pに溝60を形成し、伝熱管13の周方向Dcの一部で伝熱管13の径方向Drの厚みを減少させている。これにより、伝熱管13の管板12に対する固着力を低減することができる。
<第四実施形態>
 次に、この開示に係る蒸気発生器の分解方法の第四実施形態について説明する。以下に説明する第四実施形態においては、第一実施形態と伝熱管13を除去する工程の構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
(蒸気発生器の分解方法)
 図3に示すように、蒸気発生器10の分解方法S1Dは、伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Dと、伝熱管13を除去する工程S3Dと、を含む。
 この第四実施形態において、伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Dでは、上述した第一から第三実施形態の伝熱管13の固着力を低減させる工程S2AからS2Cの何れか一つを実施する。また、この第四実施形態において、伝熱管13を除去する工程S3Dでは、図9に示すように、伝熱管13の外径D1以上の径D2でトレパニング加工を施す。これには、例えば、外径D1よりも大きな径を有した切削具71により、伝熱管13の外周面13qよりも径方向Drの外側で、管板12に円筒状の孔70を形成する。
 このようなトレパニング加工によって円筒状の孔70を形成することで、伝熱管13が管板12から切り離される。これにより、図10に示すように、管板12から切り離された伝熱管13が、管板12から除去可能となる。
(作用効果)
 第四実施形態の蒸気発生器10の分解方法S1Dでは、伝熱管13の外径D1以上の径D2でトレパニング加工を施している。これにより、伝熱管13が管板12から切り離され、伝熱管13の管板12に対する固着力が低減される。したがって、伝熱管13を管板12から容易に除去することが可能となる。
 また上記第四実施形態では、伝熱管13の固着力を低減した後に、伝熱管13を管板12から除去している。その結果、伝熱管13内面の汚染拡大を抑制可能である。また、貫通孔18の内面に近い位置において安定してトレパニング加工を実施できる。
<第五実施形態>
 次に、この開示に係る蒸気発生器の分解方法の第五実施形態について説明する。以下に説明する第五実施形態においては、第一~第四実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
(蒸気発生器の分解方法)
 図11に示すように、蒸気発生器10の分解方法S1Fは、トレパニング加工を施す工程S11と、伝熱管13を除去する工程S12と、を含む。
 この実施形態において、トレパニング加工を施す工程S11では、図12に示すように、伝熱管13の外径D11以上の径D12でトレパニング加工を施す。これには、例えば、外径D11よりも大きな径D12を有した切削具91により、伝熱管13の外周面13qよりも径方向Drの外側で、管板12に円筒状の孔90を形成する。円筒状の孔90は、管板12の第一面12gから第二面12fまで貫通して形成する。このようなトレパニング加工によって円筒状の孔90を形成することで、伝熱管13が管板12から切り離される。
 伝熱管13を除去する工程S12では、図13に示すように、管板12から切り離された伝熱管13を、貫通孔18内から除去する。この場合、伝熱管13は、第一から第四実施形態のように管板12の下側から、軸方向Daの一次側に向かって引き抜いてもよいし、管板12の上側から、軸方向Daの二次側に向かって引き抜いてもよい。
(作用効果)
 第五実施形態の蒸気発生器10の分解方法S1Fでは、トレパニング加工により、円筒状の孔90を形成することで、伝熱管13が管板12から切り離される。したがって、伝熱管13内面の汚染拡大を抑制可能である。また、伝熱管13を管板12から容易に除去することが可能となる。
 また、伝熱管13の除去に際し、溶接部20,プラグ30等を事前に除去する必要が無く、この点においても、伝熱管13を管板12から容易に除去することが可能となる。
(その他の実施形態)
 以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
 例えば、上記第四、第五実施形態では、外径D1、D11よりも大きな径D2、D12を有した切削具71、91により、伝熱管13の外周面13qよりも径方向Drの外側で、管板12に円筒状の孔70、90を形成するようにしたが、これに限らない。トレパニング加工は、伝熱管13の外径D1、D11以上の径D2、D12で行えばよい。すなわち、トレパニング加工は、伝熱管13の外径D1、D11と同径で行い、伝熱管13と貫通孔18の境界面に沿って孔70、90を形成するようにしてもよい。
 また、上記の蒸気発生器の分解方法の手順は適宜順番を入れ替えてもよい。
<付記>
 各実施形態に記載の蒸気発生器の分解方法は、例えば以下のように把握される。
(1)第1の態様に係る蒸気発生器10の分解方法S1A~S1Fは、複数の貫通孔18を有した管板12、それぞれの前記貫通孔18に挿入されるとともに前記貫通孔18の内壁面18iに固着された複数の伝熱管13、及び前記伝熱管13と前記管板12とを固定する溶接部20を有する蒸気発生器10の分解方法S1A~S1Fであって、前記溶接部20が除去された前記管板12に対する前記伝熱管13の固着力を低減させる工程S2A~S4Dと、前記伝熱管13を前記貫通孔18内から除去する工程S3と、を含む。
 この蒸気発生器10の分解方法S1A~S1Fは、伝熱管13の管板12に対する固着力を低減した後に、伝熱管13を貫通孔18内から除去する。したがって、伝熱管13内面の汚染拡大を抑制可能である。また、伝熱管13を管板12から容易に除去することが可能となる。
(2)第2の態様に係る蒸気発生器10の分解方法S1Aは、(1)の蒸気発生器10の分解方法S1Aであって、前記伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Aは、前記伝熱管13を加熱して前記伝熱管13を変形させることによって前記伝熱管13の前記管板12に対する固着力を低減させる。
 このように、伝熱管13を加熱して変形させることで、伝熱管13の管板12に対する固着力を容易に低減させることができる。
(3)第3の態様に係る蒸気発生器10の分解方法S1Bは、(1)の蒸気発生器10の分解方法S1Bであって、前記伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Bは、前記貫通孔18の径方向Dr内側で、前記伝熱管13の内周面13pを切削し、前記伝熱管13の径方向Drの厚みを減少させることによって前記伝熱管13の前記管板12に対する固着力を低減させる。
 このように、伝熱管13の径方向Drの厚みを減少させることで、管板12の貫通孔18内で伝熱管13の剛性が低下する。これにより、伝熱管13に力を加えたときに伝熱管13が変形しやすくなる。したがって、伝熱管13の管板12に対する固着力を容易に低減させることができる。
(4)第4の態様に係る蒸気発生器10の分解方法S1Cは、(1)の蒸気発生器10の分解方法S1Cであって、前記伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Cは、前記伝熱管13の延在方向に沿って連続する溝60を形成し、前記伝熱管13の周方向Dcの一部で前記伝熱管13の径方向Drの厚みを減少させることによって前記伝熱管13の前記管板12に対する固着力を低減させる。
 このように、伝熱管13の内周面13pに溝60を形成することで、管板12の貫通孔18内で伝熱管13の剛性が低下する。これにより、管板12の管板12に対する固着力が低減される。
(5)第5の態様に係る蒸気発生器10の分解方法S1Dは、(1)から(4)の何れか一つの蒸気発生器10の分解方法S1Dであって、前記伝熱管13の固着力を低減させる工程S2Dの後に、前記伝熱管13の外径D1以上の径D2でトレパニング加工を施す工程を含む。
 このように、伝熱管13の外径D1以上の径D2でトレパニング加工を施すことで、伝熱管13が管板12から切り離される。これにより、伝熱管13の管板12に対する固着力が低減した後に、伝熱管13を管板12から容易に除去することが可能となる。
(6)第6の態様に係る蒸気発生器10の分解方法S1A~S1Fは、(1)から(5)の何れか一つの蒸気発生器10の分解方法S1A~S1Fであって、前記伝熱管13の端部13bが前記伝熱管13に挿入されたプラグ30によって封止されている場合、前記溶接部20は、前記プラグ30を含めて除去される。
 このようにして、溶接部20とともに、伝熱管13内のプラグ30を除去することによって、伝熱管13を管板12から容易に除去することが可能となる。
(7)第7の態様に係る蒸気発生器10の分解方法S1Fは、複数の貫通孔18を有した管板12、それぞれの前記貫通孔18に挿入されるとともに前記貫通孔18の内壁面18iに固着された複数の伝熱管13、及び前記伝熱管13と前記管板12とを固定する溶接部20を有する蒸気発生器10の分解方法S1Fであって、前記伝熱管13の外径D11以上の径D12でトレパニング加工を施す工程S11と、前記伝熱管13を前記貫通孔18内から除去する工程S12と、を含む。
 これにより、トレパニング加工によって筒状の孔90を形成することで、伝熱管13が管板12から切り離される。したがって、伝熱管13内面の汚染拡大を抑制可能である。また、伝熱管13を管板12から容易に除去することが可能となる。
 本開示の蒸気発生器の分解方法によれば、伝熱管内面の汚染拡大を抑制可能である。
10…蒸気発生器
11…胴部
12…管板
12f…第二面
12g…第一面
13…伝熱管
13b…端部
13p…内周面
13q…外周面
13s…直管部
13t…湾曲部
13x…部分
14…一次冷却水室
14a…入口側水室
14b…出口側水室
15…二次冷却水室
16…仕切
18…貫通孔
18i…内壁面
20…溶接部
30…プラグ
50…ドリル
60…溝
70…孔
71…切削具
90…孔
91…切削具
D1、D11…外径
D2、D12…径
Da…軸方向
Dc…周方向
Dr…径方向
S1A、S1B、S1C、S1D、S1F…蒸気発生器の分解方法
S2A~S2D…伝熱管の固着力を低減させる工程
S3、S3D…伝熱管を除去する工程
S11…トレパニング加工を施す工程
S12…伝熱管を除去する工程

Claims (7)

  1.  複数の貫通孔を有した管板、それぞれの前記貫通孔に挿入されるとともに前記貫通孔の内壁面に固着された複数の伝熱管、及び前記伝熱管と前記管板とを固定する溶接部を有する蒸気発生器の分解方法であって、
     前記溶接部が除去された前記管板に対する前記伝熱管の固着力を低減させる工程と、
     前記伝熱管を前記貫通孔内から除去する工程と、
    を含む蒸気発生器の分解方法。
  2.  前記伝熱管の固着力を低減させる工程は、
      前記伝熱管を加熱して前記伝熱管を変形させることによって前記伝熱管の前記管板に対する固着力を低減させる
    請求項1に記載の蒸気発生器の分解方法。
  3.  前記伝熱管の固着力を低減させる工程は、
      前記貫通孔の径方向内側で、前記伝熱管の内周面を切削し、前記伝熱管の径方向の厚みを減少させることによって前記伝熱管の前記管板に対する固着力を低減させる
    請求項1に記載の蒸気発生器の分解方法。
  4.  前記伝熱管の固着力を低減させる工程は、
      前記貫通孔の径方向内側で、前記伝熱管の内周面に、前記伝熱管の延在方向に沿って連続する溝を形成し、前記伝熱管の周方向の一部で前記伝熱管の径方向の厚みを減少させることによって前記伝熱管の前記管板に対する固着力を低減させる
    請求項1に記載の蒸気発生器の分解方法。
  5.  前記伝熱管の固着力を低減させる工程の後に、
      前記伝熱管の外径以上の径でトレパニング加工を施す工程を含む
    請求項1から4の何れか一項に記載の蒸気発生器の分解方法。
  6.  前記伝熱管の端部が前記伝熱管に挿入されたプラグによって封止されている場合、前記溶接部は、前記プラグを含めて除去される
     請求項1から5の何れか一項に記載の蒸気発生器の分解方法。
  7.  複数の貫通孔を有した管板、それぞれの前記貫通孔に挿入されるとともに前記貫通孔の内壁面に固着された複数の伝熱管、及び前記伝熱管と前記管板とを固定する溶接部を有する蒸気発生器の分解方法であって、
     前記伝熱管の外径以上の径でトレパニング加工を施す工程と、
     前記伝熱管を前記貫通孔内から除去する工程と、
    を含む蒸気発生器の分解方法。
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