JPH06307790A - 伝熱管の開先加工装置およびプラグ取り付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 復旧時間の短縮化、低コスト化を達成するこ
とを可能とする。 【構成】 熱交換器１のセンターパイプ１４に形成され
る伝熱管１３のヘッダ部１６にプラグＰを取り付けるた
めの開先を形成する装置において、上記センターパイプ
１４内に挿抜自在に挿入されるハウジング３３と、その
ハウジング３３に上記センターパイプの内壁に向けて進
退移動自在に設けられ、先端部が上記内壁に係合してハ
ウジング３３を固定するための固定ロッド４１と、上記
ハウジング３３からプラグＰを取り付けるべきヘッダ部
１６に延出されて表面仕上げをするための表面仕上げユ
ニット４４と、上記ハウジング３３からヘッダ部１６側
にカッタ部４７を延出させて上記ヘッダ部１６にプラグ
Ｐを取り付けるための開先を形成する切削ユニット４６
とから構成したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器のセンターパ
イプに形成される伝熱管のヘッダ部をプラグするための
伝熱管の開先加工装置およびプラグ取り付け装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】原子炉プラント等においては加熱流体と
被加熱流体とを間接熱交換させる高温ガス炉中間熱交換
器が知られており、この種の熱交換器においては被加熱
流体の移送通路を形成する伝熱管が万一破損した場合、
熱交換器を速やかに復旧する必要がある。

【０００３】復旧させるには熱交換器の交換あるいは破
損した伝熱管のみをプラグすることが考えれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、熱交換器を
交換することに比べ、プラグする方法は破損箇所の復旧
だけで済むので、復旧時間、コスト、破棄物量等の点で
有利である。

【０００５】本発明は上記事情を考慮して創案されたも
のである。

【０００６】本発明は復旧時間の短縮化、低コスト化を
達成することのできる伝熱管の開先加工装置およびプラ
グ取り付け装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は熱交換器のセン
ターパイプに形成される伝熱管のヘッダ部にプラグを取
り付けるための開先を形成する装置において、上記セン
ターパイプ内に挿抜自在に挿入されるハウジングと、そ
のハウジングに上記センターパイプの内壁に向けて進退
移動自在に設けられ、先端部が上記内壁に係合してハウ
ジングを固定するための固定ロッドと、上記ハウジング
からプラグを取り付けるべきヘッダ部に延出されて表面
仕上げをするための表面仕上げユニットと、上記ハウジ
ングからヘッダ側にカッタ部を延出させて上記ヘッダ部
にプラグを取り付けるための開先を形成する切削ユニッ
トとから構成したものである。

【０００８】また、熱交換器のセンターパイプに形成さ
れる伝熱管のヘッダ部にプラグを挿入して取り付けるた
めの装置において、上記センターパイプ内に挿抜自在に
挿入されるハウジングと、そのハウジングから上記ヘッ
ダ側に進退移動自在に延出されるロッドを有し、そのロ
ッドの先端部に装着される上記プラグをヘッダ部に挿入
するプラグ挿入ユニットと、上記ハウジングから上記ヘ
ッダ部側に進退移動自在に延出され、上記ヘッダ部に挿
入されたプラグを溶接するための溶接ユニットと、溶接
部を検査する検査ユニットとから構成したものである。

【０００９】

【作用】先ず、開先加工装置においてはセンターパイプ
内にハウジングを挿入し、固定ロッドにより固定された
ハウジングからプラグすべきヘッダ部に表面仕上げユニ
ットの先端部を延出させて表面仕上げを施した後、プラ
グを取り付けるための開先を切削ユニットで形成するこ
とになる。

【００１０】他方、プラグ取り付け装置にあってはセン
ターパイプ内に挿入されたハウジングからヘッダ部側に
プラグ挿入ユニットのロッドを延出させてそのロッドの
先端部に装着されたロッドを挿入させる。挿入されたプ
ラグは溶接ユニットで溶接されることになる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１２】図５は原子力プラントに採用される高温ガ
ス炉中間熱交換器を示すものであり、この熱交換器１に
おいては加熱流体２と被加熱流体３とを間接熱交換すべ
く内胴４とこれを覆う外胴５とを有しており、下部に形
成された加熱流体入口部６から流入した加熱流体２は内
胴４内を通って出口部７を経た後、昇圧されて加熱流体
入口部８から内胴４と外筒５との間に形成される通路９
を経て下部に形成される出口部１１から流出する。

【００１３】他方、上部に形成された被加熱流体入口部
１２から流入した被加熱流体３はヘリカル状に配設され
た多数本の伝熱管１３を通って中心部に配置されるセン
ターパイプ１４を経て上部に形成された出口部１５から
流出する。

【００１４】センターパイプ１４内の下部には図６に示
すように被加熱流体３の移送通路を形成する伝熱管１３
の高圧側ヘッダ部１６が形成され、万一、伝熱管１３に
破損等が認められた場合には破損した伝熱管１３のヘッ
ダ部１６をプラグすることになる。プラグする場合、図
６に示すようにヘッダ部１６が湾曲しているために、こ
れにプラグを取り付けるためにはプラグすべきヘッダ部
１６に開先を形成し、その開先にプラグを取り付けるこ
とになる。

【００１５】伝熱管１３のヘッダ部１６をプラグするた
めに、図７に示すように、被加熱流体出口フランジ部１
７からセンターパイプ１４内に後述する開先加工装置３
１およびプラグ取り付け装置６１が挿入される。これら
の装置３１，６１は被加熱流体出口１５のフランジ部１
７の上方の建屋１９にシールガスが供給されるキャスク
２１、ガイドパイプ２２を介して運転床２３上に設置さ
れた制御・供給系２４および挿入装置２５により遠隔操
作されるようになっている。制御・供給系２４は駆動制
御および動力・ガス供給等を遠隔操作するようになって
おり、挿入装置２５は装置３１，６１の挿入、ケーブル
類の巻取りおよび装置３１，６１の昇降をなし得るよう
になっている。

【００１６】図１に示すように、開先加工装置３１にあ
っては挿入装置２５から挿入用ロッド３２を介してセン
ターパイプ１４内に挿抜自在に挿入されるハウジング３
３を有し、このハウジング３３の上下部にはそれぞれハ
ウジング３３の挿抜移動を案内する上部キャスタ３４お
よび下部キャスタ３５が取り付けられている。ハウジン
グ３３は上部ハウジング３６とその下方に連結されるス
テイ３７とから構成され、上部ハウジング３６内には位
置決め装置３８が設けられ、この位置決め装置３８には
ステイ３７を軸回りに回転駆動させる回転用モータ３９
が設けられている。

【００１７】ステイ３７にはハウジング３３をセンター
パイプ１４内に固定するための４本の固定ロッド４１が
設けられ、これらの固定ロッド４１はエアシリンダ４２
により伝熱管１３のヘッダ部１６側に進退移動自在に延
出されるようになっている。ロッド４１の先端部にはセ
ンターパイプ１４の内壁に係脱自在に係合する半円状の
係合部４３が形成されている。これら固定ロッド４１の
上方には表面仕上げユニット４４が設けられる。この表
面仕上げユニット４４はプラグすべきヘッダ部１６に進
退移動可能に延出される回転ブラシ４５を有する。

【００１８】また、固定ロッド４１の下方には図１およ
び図２に示すようにプラグＰを取り付けるための開先を
形成する切削ユニット４６が設けられ、この切削ユニッ
ト４６にはヘッダ部１６側に向けて進退移動可能なカッ
タ部４７が設けられる。切削ユニット４６の下方にはガ
イド４８に沿ってヘッダ部１６側に進退移動するカメラ
などの目視ユニット４９が設けられている。

【００１９】このように構成された開先加工装置３１に
あっては先ずセンターパイプ１４内にハウジング３３が
挿入され、目標地点に到達すると、固定ロッド４１の先
端部をセンターパイプ１４の内壁に向けて押し出し、ハ
ウジング３３を固定する。上部ハウジング３６内の回転
用モータ３９を駆動させて微少な位置決めがなされた
後、表面仕上げユニット４４の回転ブラシ４５を押し出
してヘッダ部１６のプラグ対象部の表面仕上げをする。
回転ブラシ４５を後退させた後、必要に応じて表面状況
を目視ユニット４９で確認し、開先加工に移行する。図
１および図２に示すように、開先を形成するためには切
削ユニット４６のカッタ部４７をプラグ対象部に向けて
押し出し、図２に示すように、後述するプラグＰの形状
に沿ってヘッダ部１６に形成された開口部５１にはこれ
を拡径する開先加工部５２が形成される。切削状況を確
認した後、固定ロッド４３を後退させてハウジング３３
の固定を解除し、ハウジング３３をセンターパイプ１４
から吊り上げることになる。

【００２０】プラグ取り付け装置６１においては図３に
示すように、挿入用ロッド６２を介してセンターパイプ
１４内に挿抜自在に挿入されるハウジング６３を有して
おり、ハウジング６３の上部には上部キャスタ６４が設
けられると共に下部には下部キャスタ６５が設けられて
いる。ハウジング６３は上部ハウジング６６とその下方
に垂下されるステイ６７とから構成されている。上部ハ
ウジング６６内にはステイ６７を位置調節する位置決め
装置６８が設けられており、この位置決め装置６８には
ステイ６７を回転させる回転用モータ６９およびステイ
６８を昇降させる図示されない昇降用モータが設けられ
ている。

【００２１】ステイ６７には開先加工部５２にプラグＰ
を挿入するためのプラグ挿入ユニット７１が設けられ、
図３および図４に示すように、このプラグ挿入ユニット
７１にはガイド７２に案内されてヘッダ部１６側に進退
移動自在に延出されるロッド７３およびそのロッド７３
の先端部を露出させる外筒７３ａを有している。ロッド
７３の先端部には予めプラグＰが装着されており、図４
に示すように、プラグＰは弾性リング７４を介してロッ
ド７３に保持されている。

【００２２】プラグ挿入ユニット７１の上方には開先加
工部５２に挿入されたプラグＰを溶接するための溶接ユ
ニット７５が設けられ、この溶接ユニット７５の先端部
のノズルないしトーチ７６はヘッダ部１６側に進退移動
自在に延出されるようになっている。また、プラグ挿入
ユニット７１の下方には検査ユニット７７が設けられ、
この検査ユニット７７にはガイド７８に案内されてヘッ
ダ１６側に進退移動自在に延出される検出部７９が設け
られている。検査ユニット７７の下方にはカメラ等を有
する目視ユニット８１が設けられている。

【００２３】なお、図４に示すように、プラグＰは有底
筒体状に形成され、その挿入方向後端部となる開放側に
は高温運転時の内圧による荷重を受けるためのフランジ
部９１が形成される。また、高温運転時のヘッダ部１６
の熱応力を小さくするために、プラグＰには内周部が所
定量削り取られて必要最小厚さの薄肉の筒部９２が形成
されている。この筒部９２内には弾性リング７４に係脱
自在に係合する内向きフランジ部９３が形成されてい
る。また、プラグＰの挿入および位置決めを容易にする
ために、プラグＰの挿入方向先端部には傾斜部９４が形
成されている。

【００２４】そこで、このプラグＰを取り付けるために
は開先加工装置３１をセンターパイプ１４内から吊り上
げてプラグ取り付け装置６１に交換することになる。

【００２５】先ず、図３に示すように、ハウジング６３
がセンターパイプ１４内に挿入され、目標地点に達した
ことが確認されると、回転用モータ６９などを駆動させ
てステイ６７の位置を微少調節する。次いで、プラグＰ
を挿入することになる。図４に示すように、ロッド７３
と外筒７３ａとを一体的にプラグＰを挿入すべきヘッダ
１６側に押し出し、ロッド７３の先端部に装着されたプ
ラグＰを挿入することになる。プラグＰの先端部には傾
斜部９４が形成されているため、プラグＰの挿入時にあ
ってはプラグＰの挿入操作を円滑になし得る。外筒７３
ａを押し出した状態で固定しつつロッド７３を後退させ
ると、内向きフランジ部９３に係合する弾性リング７４
が変形し、外筒７３ａの先端部に保持されたプラグＰの
みが挿入状態で取り残され、次の溶接工程に移行する。

【００２６】溶接工程においては開先加工部５２に係合
するプラグＰのフランジ部９１に沿ってノズルないしト
ーチ部７６を移動させることになる。８２は溶接部であ
る。

【００２７】溶接工程が完了した後、必要に応じて被加
熱流体３の漏洩検査および耐圧試験がなされ、検査ユニ
ット７７で溶接部表面の検査が完了すると、プラグ取付
作業が完了し、ハウジング６３を吊り上げることにな
る。

【００２８】このように本発明にあっては破損した伝熱
管１３をプラグするため、復旧作業を短期でなし得、低
コスト化を達成できると共に廃棄物量も少なくて済む。

【００２９】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、破損した
伝熱管をプラグするため、復旧作業を短期でなし得、低
コスト化を達成できると共に廃棄物量も少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】開先加工装置を示す斜視図である。

【図２】開先加工部を示す断面図である。

【図３】プラグ取り付け装置を示す斜視図である。

【図４】プラグの取り付け状態を示す断面図である。

【図５】熱交換器を示す断面図である。

【図６】図５のＡ部を示す拡大図である。

【図７】プラグ装置の駆動・供給系および制御系を示す
図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 １３ 伝熱管 １４ センターパイプ １６ ヘッダ部 ３１ 開先加工装置 ３３ ハウジング ４１ 固定ロッド ４４ 表面仕上げユニット ４６ 切削ユニット ４７ カッタ部 ７７ 検査ユニット ８２ 溶接部 Ｐ プラグ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器のセンターパイプに形成される
   伝熱管のヘッダ部にプラグを取り付けるための開先を形
   成する装置において、上記センターパイプ内に挿抜自在
   に挿入されるハウジングと、該ハウジングに上記センタ
   ーパイプの内壁に向けて進退移動自在に設けられ、先端
   部が上記内壁に係合してハウジングを固定するための固
   定ロッドと、上記ハウジングからプラグを取り付けるべ
   きヘッダ部に延出されて表面仕上げをするための表面仕
   上げユニットと、上記ハウジングからヘッダ側にカッタ
   部を延出させて上記ヘッダ部にプラグを取り付けるため
   の開先を形成する切削ユニットとを備えたことを特徴と
   する伝熱管の開先加工装置。
2. 【請求項２】 熱交換器のセンターパイプに形成される
   伝熱管のヘッダ部にプラグを挿入して取り付けるための
   装置において、上記センターパイプ内に挿抜自在に挿入
   されるハウジングと、該ハウジングから上記ヘッダ側に
   進退移動自在に延出されるロッドを有し、該ロッドの先
   端部に装着される上記プラグをヘッダ部に挿入するプラ
   グ挿入ユニットと、上記ハウジングから上記ヘッダ部側
   に進退移動自在に延出され、上記ヘッダ部に挿入された
   プラグを溶接するための溶接ユニットと、溶接部を検査
   する検査ユニットとを備えたことを特徴とするプラグ取
   り付け装置。