JPH0723841B2 - 渦電流プローブによる支持板の位置測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は一般に、原子力蒸気発生器において熱伝達管を
均等に離間するのに用いられている支持板の縁部の位置
を渦電流プローブにより正確に測定する方法に関するも
のである。

【従来の技術】 原子力蒸気発生器においてバッフル板及び支持板の位置
を探知するために渦電流プローブを使用する方法は従来
知られている。このような渦電流プローブの使用例は、
特願昭60−32号明細書（特開昭60−211202号公報）に開
示されている。この渦電流プローブは、特に、熱伝達管
の選択された部分を半径方向に拡張もしくは拡大するこ
とが要求される原子力蒸気発生器における保守作業を実
施する上に有用である。このような保守作業における渦
電流プローブの役割について充分に理解を得るために
は、原子力蒸気発生器と関連した保守上の問題及び作業
の背景について或る程度の知識が必要であろう。 原子力蒸気発生器は、一般に、炉心からの高温の放射性
の水を、Ｕ字形か又は直線形状であり得る複数個の熱伝
達管に流入させるための一次側を備えている。この蒸気
発生器は更に、熱伝達管を離間して収容すると共に非放
射性の水を循環させて炉心のエネルギ出力から非放射性
の蒸気を発生するための二次側を備えている。蒸気発生
器の熱伝達管は、その内部表面に沿って流れる放射性の
水から熱を、外部表面上を流れる非放射性の水に伝達す
る。この熱伝達を容易にする目的で、熱伝達管を互いに
均等に離間するために蒸気発生器の二次側には複数の水
平に配置されたバッフル板及び支持板（以下、これ等を
総称する場合には単に「板」ということもある）が取り
付けられている。これ等の板の各々は、（孔とすること
ができる）複数の均等に離間した開口を備えており、該
開口を貫通して熱伝達管が延びている。板の開口は、熱
伝達管を互いに平行に配設できるように互いに整列して
設けられている。熱伝達管の外部表面と二次側を流れる
非放射性の水との間の熱接触を大きくするために、蒸気
発生器のバッフル板は、蒸気発生器の二次側を循環する
水が蛇行状パターンで紆余曲折して流れるように、ジグ
ザグ配列で配置されている。このような曲りくねった水
の流れと関連する液体流で、不都合なことには、時とし
て熱伝達管は、バッフル板及び支持板の孔の壁に対して
振動せしめられる。この結果生ずる機械的な衝撃で熱伝
達管は凹まされ、更に、これ等の熱伝達管を形成するの
に一般に用いられているインコネルの結晶構造を崩壊す
ることにより摩耗傷を生ぜしめる。このような凹みや摩
耗傷が原因で、熱伝達管の外部表面は、蒸気発生器の二
次側を流れる非放射性の水の中に存在する塩やスラッジ
による腐蝕劣化を受ける。終局的には、バッフル板及び
支持板の孔の側壁に対してがたつく熱伝達管の振動で、
相当数の熱伝達管は亀裂が生ずるまで腐蝕して、蒸気発
生器の二次側を流れる水を放射能で汚染する事態が起り
得る。 このような熱伝達管の破壊的な振動と関連する問題を解
決するために、油圧拡張装置のマンドレルを、振動する
熱伝達管内に上方向に挿入してバッフル板及び支持板の
孔の近傍で熱伝達管を半径方向に拡張すると言う保守方
法が開発されている。熱伝達管をこのように半径方向に
拡張することにより、熱伝達管の外壁と、該熱伝達管が
貫通する板の孔の壁との間の間隙が減少もしくは除去さ
れ、それにより熱伝達管の壁に対してがたつく傾向が阻
止される。しかし、このような熱伝達管の拡張を成功裡
に実現するためには、板の孔により取り巻かれる熱伝達
管の領域と油圧拡張マンドレルとの適正な軸方向整合が
１つの前提要件となる。油圧拡張マンドレルの中心が、
熱伝達管を取り囲む板の孔の中心線と密接に整合しない
場合には、熱伝達管の半径方向に拡張された壁の部分
が、板の上面又は下面を越えて張り出し、それにより、
熱伝達管を形成するインコネルの結晶構造に相当量の歪
を生ぜしめる可能性がある。経験の示すところによれ
ば、このような熱伝達管の歪領域は、亀裂に到り得る腐
蝕劣化を更に受け易くなる。 熱伝達管をこのような破壊的な膨出を伴なうことなく拡
張するように、熱伝達管内で油圧拡張マンドレルを適切
に整列するために、従来、一対の軸方向に配列された検
知コイルを用いた渦電流プローブが用いられている。こ
れ等の検知コイルを、市販品として入手可能な渦電流回
路に接続し、２つの検知コイル間の電流差を、インピー
ダンス型のブリッジ回路に並列に接続されたオシロスコ
ープを用いて正確に監視すれば、検知コイルが板の孔の
中心線の周りに対称的に配置された時に零点信号が発生
される。しかし、この零点信号の精度は、不都合なこと
に、板を貫通する孔に完全な幾何学的対称性が存在する
か否かにより左右される。孔の縁の一方が面取りもしく
は斜切されており他方の縁が面取りされていない場合に
も不正確が起り得る。更に、このような零点信号は、
（検知コイルが板の厚さと同じ距離だけ離間しているも
のと仮定した場合）板の孔の縁のうちの１つの縁の位置
だけしか確実に表示できない。

【発明が解決しようとする課題】

従って、油圧拡張マンドレルを熱伝達管の拡張に対して
適切に位置付けるために、渦電流プローブで蒸気発生器
内の板の縁部の位置をより正確に検出することができる
方法に対する必要性が存在しており、本発明は、そのよ
うな方法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するため、熱伝達管の外部にある支持
板の少なくとも１つの縁部の位置を、該熱伝達管の内部
に可動に配置された電位源に接続されると共に、一致す
る回転軸線を有する実質的に同じ先導コイル及び追尾コ
イルを含む渦電流プローブにより、測定する本発明の方
法においては、（ａ）前記先導コイル及び追尾コイルを
含む前記渦電流プローブを、前記先導コイル及び追尾コ
イルの回転軸線が前記熱伝達管の長手方向軸線と実質的
に平行になるように配位して、前記支持板の縁部及び前
記熱伝達管を通して運動させて、前記先導コイル及び追
尾コイルが前記支持板と互いに電磁的に影響し合うよう
に該支持板の十分近くを通過するようになし、（ｂ）前
記支持板に関する、前記熱伝達管内における前記先導コ
イル及び前記追尾コイルの一方の長手方向の位置の関数
として、前記２つの先導コイル及び追尾コイルの間のコ
イル電流の差の変化率を監視し、（ｃ）前記コイル電流
の差の変化率がその極大値に達する前記熱伝達管の長手
方向軸線に沿う前記先導コイル及び前記追尾コイルの一
方の位置を求めて、前記支持板の縁部の位置を決定す
る。 更に、熱伝達管の膨出と関連する潜在的な破壊的な作用
に鑑み、該熱伝達管の拡張の結果膨出状態が生じた場合
に渦電流プローブでそれを正確に且つ簡単に検出し、そ
れにより、膨出と関連する潜在的な腐蝕と言う問題を、
スリーブを嵌装するとか或はプラグで栓塞することによ
り阻止する方法に対する本発明の必要性が存在する。 かかる必要性のため、本発明の方法の第２の実施例は、
管拡張部の縦方向の限界が管を囲繞する支持板の厚さを
越えているか否かを決定するのに特に良く適している。
この実施例においては、一方の検知コイル（好ましくは
先導コイル）に高い周波数の電流を通し、そして双方の
検知コイルに同時に低い周波数の電流を通す。先導コイ
ル及び追尾コイルを、管拡張部及び支持板近傍で管内を
移動させる。高周波電流に対する先導コイルのインピー
ダンスの変化を監視する。同時に、先導コイル及び追尾
コイル双方における低周波電流間の差電流の変化率を監
視する。管拡張部の長さ及び位置は、先導コイルを流れ
る上記高周波電流のインピーダンスに相当な変化が生じ
た時の管の縦軸線に沿う二重周波数の先導コイルの位置
を求めることにより確認される。次に、第２の周波数の
差電流の変化率が最初の最大値に達し、次いで零点にな
った時点で二重周波数の先導コイルの位置を求めること
により、管の縦軸線に沿う構造の厚さ及び位置を決定す
る。最後に、管拡張部の縦軸方向の限界及び位置を支持
板の縦軸方向の限界及び位置と比較して、管拡張部が支
持板の開口内に適切に位置しているか否かを確かめる。

【実施例】

本発明は、単なる例として示す好ましい実施例に関する
以下の記述を添付図面と関連して考察することにより一
層深く理解されよう。尚、図面中、同じ参照数字は全図
面を通し同様要素を指すものとする。 第１図を参照するに、本発明の方法は、特に、原子炉の
蒸気発生器１内の図示のようにＵ字形とすることができ
る管（熱伝達管）９の選択された部分の拡張を行うのに
適応される。このような拡管の有用性の理解に当たって
は、その前に、この様な蒸気発生器１の一般的構造と、
該蒸気発生器に関連した保守上の問題とについて或る程
度理解しておくことが必要であろう。 原子力蒸気発生器は一般に、一次側３と、複数のＵ字形
の管９を収容している二次側５とを備えている。一次側
３は、分割板19により２つの区画室に分割されている。
炉心からの高温の放射性の水は、矢印で示すように、一
次側３の右側の区画室内に流入し、そこからＵ字形の管
９の入口に流入する。この個所から、高温の放射性の水
は、蒸気発生器１の二次側５内のＵ字形の管９に沿い完
全に一周りして、矢印で示すように一次側３の左側の区
画室内に流出し、出口17から流出する。このように高温
の水がＵ字形の管９の内部を通流する間、二次側の流入
口21からの非放射性の水がこれ等の管の外側表面上に沿
い流れる。管は、放射性の水から熱を非放射性の水に伝
達する。管９と、流入口21から該管上を流れる非放射性
の水との間の熱交換量を最大にする目的で、Ｕ字形の管
９の脚部を互いに一様な平行整列関係に均等に離間する
ために、蒸気発生器１の本体内には複数の支持板11及び
バッフル板13（本発明の実施例では、このバッフル板の
縁部の位置を測定するものとする。）が設けられる。こ
れと関連して支持板11及びバッフル板13の各々には複数
個の孔14が設けられており、これ等の孔14に管９の脚部
を挿通した場合に管９が平行で均等な離間関係に配列さ
れるように、これ等の孔14は互いに整列されている。既
に述べたように、蒸気発生器１の二次側５を通流する水
によって発生される液体流は、Ｕ字形の管９の脚部をし
て支持板11及びバッフル板13の孔14の壁に対して振動せ
しめ得る。このような振動により発生される機械的衝撃
で、管９の壁は腐蝕劣化する傾向を強め、それにより管
９の壁が弱体化されると言う由々しい問題が生じ得る。
管のこのような腐蝕劣化及びその結果惹起される管９の
壁の弱体化を阻止するために、本発明の方法を用いて、
支持板11及びバッフル板13の縁部を正確に探知し、その
結果に基づいてこれ等の管９の壁を油圧拡張マンドレル
により正確に拡張もしくは拡大し、板11及び13の孔14と
管との間の隙間を除去もしくは少なくとも減少すること
ができる。 以下に述べるように、本発明の方法は、このような管拡
張部が板11及び13の縁部即ち上縁と下縁の間に正確に位
置するかどうかを判定するのに適用することもできる。
本発明の方法のこの適用例によれば、板の縁部の外部に
ある膨出部もしくは張出し部が、上記油圧拡張マンドレ
ルの不適切な位置決めにより生じたものか或は管９の内
壁に過度に大きい圧力を加えたために生じたものかを判
定するための簡便で正確な方法が得られる。このような
膨張もしくは膨出は、管９の壁を形成するインコネルの
結晶構造を転移する歪状態を管内に生ぜしめ、それによ
り管の腐蝕劣化する傾向は更に高まる。 第2A図は、本発明の方法を実施するのに用いられる渦電
流プローブ25の好ましい実施例を示す。この渦電流プロ
ーブ25は、ナイロン又は機械加工されたデルリン（登録
商標）から形成するのが好ましいほぼ円筒状のプローブ
本体27を備えている。このプローブ本体27は、中空でほ
ぼ円筒状の内部空間29を有しており、この内部空間29内
には下端に電気ソケット31が収容されている。プローブ
本体27の上端には、一組のねじ山が設けられており、こ
のねじ山は、既述の特開昭60−211202号公報に開示され
ている本発明者等による油圧拡張マンドレルの端取付け
部か又は上端キャップのいずれかを受けることができ
る。同様にして、プローブ本体27の下端にも一組のねじ
山が設けられており、このねじ山は、プローブ本体27の
この下端と渦電流回路に到る同軸ケーブルとの間の接続
組立体を受けることができる。 渦電流プローブ25は、図示のように、検知コイル37及び
39を備えている。検知コイル37及び39の軸線は同円関係
にするのが好ましいが、本発明の方法は、このように同
円関係にしなくても実施できると信ずる。もっとも同円
関係にしない場合には、縁部の探知に関し本発明の方法
で達成し得る高い精度が或る程度犠牲になることを甘受
しなければならないであろう。尚、本明細書で用いられ
る検知コイルに関連の術語として、２つの検知コイル37
及び39間の差電流の監視中、板11及び13の孔14により取
り巻かれている管９の部分を通して最初に挿入される検
知コイルに依存し、検知コイルは「先導」コイルとし
て、或は「追尾」コイルとして機能する。以下の説明に
おいて、渦電流プローブ25はバッフル板13の下縁を通し
て上方に挿入され、従って、検知コイル37が先導コイル
として、検知コイル39が追尾コイルとして作用するもの
と仮定する。しかし、渦電流プローブを孔14により囲繞
されている管９の部分に一旦完全に挿入した後に該管９
から引き出す場合には、検知コイル39が先導コイルとし
ての機能をなし得ることは言うまでもない。 検知コイル37及び39の特定の構造について述べると、各
検知コイルは、約200ターンの巻線を有しており、約12
オームの抵抗値を示す。先導コイル37及び追尾コイル39
を双方共に、それぞれの半径よりも相当に小さい長さを
有する平坦なボビン形状のコイルにした場合に、本発明
を最良の仕方で実施することができると信ずる。例え
ば、プローブ本体27の直径が1.60cmである場合には、検
知コイル37及び39の各々は、0.15875cmに等しいか又は
それよりも小さい長さを有するのが好ましい。このよう
な比較的平坦なコイル形状によれば、検知コイル37及び
39によって発生される磁力線は各検知コイルの円形平面
に沿い集中することになり、それにより、本発明の方法
の実施中、板11及び13の下縁及び上縁の鮮鋭な探知分解
能が実現される。 更に、２つの検知コイル間では、インピーダンス及びイ
ンダクタンスを、±１％又はそれ以下の誤差の範囲内で
同じにするのが好ましい。検知コイル37及び39の各々の
半径方向の縁は、プローブ本体27の外表面に小さい距離
を置いて達しないようにするのが好ましい。このように
して検知コイル37及び39の半径方向の縁とプローブ本体
27の円筒状の外表面との間に形成される小さいギャップ
もしくは空隙には、コイルの傷付き易い巻線を保護し且
つプローブ本体の表面があらゆる個所で同面関係になる
ようにするために、エポキシ樹脂が充填される。最後
に、電気ソケット31の端子33a及び33bは、先導コイル37
の入力端及び出力端にそれぞれ接続され、他方、電気ソ
ケット31の端子35a及び35b（図示せず）は、追尾コイル
39の入力端及び出力端にそれぞれ接続される。 次に第2B図を参照するに、この実施例において用いられ
ている好ましい渦電流回路45は、米国ワシントン州イザ
ーク（Isaquah）所在のゼテック・インコーポレーショ
ン（Zetec Incorporation）社により製作されている「M
IZ−12」型の周波数マルチプレクサである。この渦電流
回路は、異なった周波数のAC（交流）電流を検知コイル
37及び39のいずれか一方又は双方の入力リード線に通す
ことができ且つこれら検知コイルの出力電流を誘導性ブ
リッジ回路又は他の校正された回路に通すことができる
テスタ47を備えている。テスタ47の誘導性ブリッジ回路
の出力端は、オシロスコープ49に接続されると共に、図
示のようにテープレコーダ51を介して２チャンネルのス
トリップ記録装置53に接続されている。電気ソケット31
の端子33a,33b及び35a,35b（図示せず）は同軸ケーブル
43を介して上述のゼテック社製のマルチプレクサに接続
されており、先導コイル37を同時に、「絶対」モード並
びに追尾コイル39と関連しての「差動」モードで使用で
きるようになっている。尚、上述のゼテック社の装置が
好ましいが、単一又は複数周波数の電流を発生すること
ができる任意の渦電流プローブ回路を用いても本発明の
方法を実施できるものであると理解されたい。 本発明の方法の１つの好ましい実施例は、拡管のための
準備段階においてバッフル板13の縁部の位置を正確に決
定するのに特に良く適している。本発明のこの実施例
は、第3A図及び第3B図〜第6A図及び第6B図に図解してあ
る。次に、特に第3A図を参照するに、既述の渦電流プロ
ーブ25は、その先導コイル37及び追尾コイル39を既述の
渦電流プローブ回路45に接続し同じ電圧及び位相のAC電
流がこれら検知コイルを流れるようにして、拡張を行う
べき管９を通し上向きに摺動変位される。全体的に平坦
な検知コイル37及び39の平面は、渦電流プローブ25が管
９を通して上方向に摺動変位される際に、バッフル板13
の下面及び上面16a,16bに対し平行に配位するのが好ま
しいが、本発明の方法は、検知コイル37,39の平面とバ
ッフル板13の下面及び上面16a,16bとの間を平行でない
位置関係にしても実施することができよう。バッフル板
13の金属と、検知コイル37及び39との間における電磁結
合の大きさを最大にするために、渦電流回路は、比較的
低い周波数のAC電流が同時に双方の検知コイル37及び39
を流れるように調節される。このような比較的低い周波
数の電流によれば、検知コイル37及び39によって発生さ
れる磁界はインコネル製の管９の壁を透過してバッフル
板13内に渦電流を発生することができる。このようにし
て、検知コイル37及び39の少なくとも一方の半径方向の
平面を、バッフル板13の下面16aと円筒形の孔14の壁と
により画定される該バッフル板13の隣接縁に接近させ
る。本発明者等は、実際上、本発明の目的に対して10kH
zの周波数が効果的であることを発見した。しかし他の
周波数をも用いることができよう。 先導コイル37が近似的に第3A図に示した位置になると、
この先導コイル37を流れるAC電流によって発生される変
化する磁場で、金属製のバッフル板13内に渦電流が発生
し始める。この渦電流の発生で、先導コイル37のインピ
ーダンスが変化し始め、その結果、この先導コイルを流
れる電流の正味の大きさが減少し、正弦波電圧曲線とこ
の電流の電流曲線との間の位相角が変化する。 既に述べたように、２つの検知コイル37,39の出力電流
は、渦電流回路45内部で電気ブリッジ回路のいずれかの
端に接続される。これら検知コイル間にインピーダンス
の不平衡が生ずると、常に電気ブリッジ回路には差AC電
流が流れ、この差電流は、第2B図に示すオシロスコープ
49上に電圧及び位相変化曲線として表示することができ
る。 該電圧及び位相変化曲線はリサジユーの図形であって、
垂直電圧成分及び水平電圧成分を含み、これら電圧成分
の各々は、２チャンネルのストリップもしくはチャート
記録装置53により個別に追跡記録することができる。垂
直電圧成分は、実際上、上記２つの電圧成分のうち、よ
り多くの情報を有する成分であることが判明したので、
本発明の方法は水平電圧成分ではなくこの垂直電圧成分
と関連して説明する。第3B図には、管９の縦軸線「ｘ」
に沿う先導コイル37の位置の関数としてこの垂直電圧成
分Ｅ（ｖ）を示す。垂直電圧成分Ｅ（ｖ）は、検知コイ
ル37及び39が管９の軸線に沿って変位する際に該検知コ
イル37及び39間における正味の電流差を表す。先導コイ
ル37が第3A図に示す位置にある時には、第3B図に示すよ
うに、この電圧及び位相変化曲線の垂直電圧成分Ｅ
（ｖ）はほぼ正弦波形の波の２分の１の部分の根元を描
き始めていることが判る。本発明がなされる以前におい
ては、一般に、第3B図に示した曲線の初期挙動は、渦電
流プローブ25の先導コイルの中心平面が、検出しようと
する板構造の縁部に対して平行であることを示すものと
一般に考えられていた。しかし、本発明は、以下の論述
から明らかになるように、この解釈は誤っていることを
判示するものである。 第4A図及び第4B図は、本発明の基礎となる重要な概念の
１つを図解する点で特に興味深い図である。コイル37の
中心平面が、第4A図に示すように、バッフル板13の隣接
縁と平行になると、第4B図に示す垂直電圧成分Ｅ（ｖ）
曲線に変曲点が生ずる。この変曲点は、検知コイル37と
39との間の差インピーダンス（従ってまた差電流）にお
ける変化率が極大値に達したことを表す。バッフル板13
の厚さが既知である場合には、本発明の方法はこの時点
で終末する。その理由は、上面16b及び孔14の壁によっ
て形成されるバッフル板13の上縁は、垂直電圧成分Ｅ
（ｖ）曲線における変曲点に対応する軸方向距離（ｘ）
に板厚を加算することにより推論的に求めることができ
るからである。しかし、本発明の好ましい実施例におい
ては、２つの検知コイル37と39との間の差電流のオシロ
スコープ上の波形及び垂直電圧成分Ｅ（ｖ）の監視は、
渦電流プローブ25の先導コイル37が、バッフル板13の孔
14により取り囲まれている管９の部分を完全に押通され
るまでは終わらない。先導コイル37が第5A図に示してあ
る管９内の位置まで進むと、垂直電圧成分Ｅ（ｖ）の曲
線は第5B図に示すような形状をとる。この図の垂直電圧
成分Ｅ（ｖ）の曲線は、先導コイル37及び追尾コイル39
が上記の位置になると、これら検知コイル間の差電流が
最大になることを示している。本発明者等は、これは先
導コイル37のAC電流によって発生される磁力線が、管を
囲繞するバッフル板13と最大電磁結合度を呈し、他方、
追尾コイル39のAC電流によって発生される磁力線の作用
は、バッフル板13との相互作用に関しては無視し得ると
言う事実に基づくものであると考える。先導コイル37及
び追尾コイル39が、第6A図に示す位置においてバッフル
板13の縁部を横切り対照的に位置すると、先導コイル37
とバッフル板13との間及び追尾コイル39とバッフル板13
との間の電磁結合度は本質的に同じになる。従って、渦
電流回路45のブリッジ回路には、差電流は流れない。垂
直電圧成分Ｅ（ｖ）の曲線は、第6B図に示すように、垂
直軸線との零点交差により上記のように差電流が存在し
ないことを示している。この様な交差が生ずるグラフ上
の場所もしくは位置は、零点として知られている。２つ
の検知コイルの中心平面が、プローブ本体27の縦軸線に
沿い、バッフル板13の厚さと同じ距離だけ離間している
場合には、第6B図のグラフにおけるこれら零点は、先導
コイル37の中心平面がバッフル板13の上縁と平行である
ことを表す。 最後に、渦電流プローブ25を、バッフル板13の孔14によ
って取り囲まれている管９の部分に完全に押し通すと、
電圧及び位相変化曲線の垂直電圧成分Ｅ（ｖ）の形状は
総ての実質的な点において重なり合い、相違は曲線の極
性だけである。従って、説明が冗長になるのを避けるた
めに、これら曲線の形状については特別に説明すること
は省略する。ただし、追尾コイル39がバッフル板の上縁
と整列状態になると、垂直電圧成分Ｅ（ｖ）の曲線に変
曲点が生ずることを述べておく必要はあろう。この変曲
点は、検知コイル37及び39がバッフル板の厚さと同じ距
離だけ離間しているかいないかに関係なくバッフル板13
の上縁の位置の正確な表示を与えると言う点で有用な情
報となる。 本発明の方法の別の実施例として、バッフル板又は支持
板の縁部間の領域内に管の拡張部が正しく設置されてい
るかいないかを決定するのに本発明を適用することがで
きる。本発明のこの実施例においては、先導コイル37及
び追尾コイル39を備えた渦電流プローブ25は、上に述べ
たのと全く同じ仕方で管９を通して摺動変位される。上
述の方法との実質的な１つの相違は、実質的に異なった
周波数の２つのAC電流が検知コイルのうちの少なくとも
１つの検知コイルを通される点である。具体的に述べる
と、先導コイル37及び追尾コイル39双方には同時に同じ
電圧の比較的低い周波数のAC電流（例えば10kHzのAC電
流）が通され、更に検知コイル37及び39のうちの少なく
とも１つの検知コイルは比較的高い周波数のAC電流が付
加的に通される。この１つの検知コイルとして選ばれる
検知コイルは、以下の説明においては先導コイル37であ
るとする。好ましい実施例においてはこの付加AC電流
は、400kHzと800kHzとの間の周波数を有する。先導コイ
ル37を通されるこの第２のAC電流の周波数は、バッフル
板13の縁部を検出するのに用いられる電流よりも相当に
高くし、それにより磁力線が「表皮」効果によりほとん
ど排他的に管９の拡張された壁とだけ相互作用するよう
に制限して、これら壁を透過しバッフル板13内の金属と
顕著な相互作用をしないように選択するのが好ましい。 第7A図、第7B図及び第7C図は、本発明のこの変形実施例
を用いて、バッフル板13に形成されている孔14の上縁と
下縁との間に管拡張部が正しく整列されているか否かを
決定する仕方を図解する図である。第7A図は、このよう
な管９の正しく整列された半径方向拡張部を示す。ま
た、第7B図及び第7C図は、管の縦軸線「ｘ」に沿う２つ
のコイル間の差電圧のリサジュー図形の垂直電圧成分Ｅ
（ｖ）と、先導コイル37を流れる高周波電流に対するイ
ンピーダンス「ｚ」の振幅もしくは大きさとをそれぞれ
示す。線分x₁−x₂は、バッフル板13の厚さを表し、且つ
管９の縦軸線に沿う該バッフル板13の位置を表す。同様
にして第7C図に示してあるインピーダンス「ｘ」のグラ
フの線分x₃−x₄は、管９の半径方向拡張部の中心部分の
長さ及び軸方向位置を表す。管９がバッフル板13の上縁
と下縁との間で正しく拡張されている場合には、線分x₃
−x₄は、管９の縦軸線「ｘ」に沿う線分x₁−x₂内に含ま
れることになる。しかし、線分x₃−x₄が管９の縦軸線に
沿う線分x₁−x₂のいずれかの限界端から出ていることを
表す記録が読み取られた場合には、このことは、管９の
半径方向拡張部の中央部分がバッフル板13の孔14内に完
全に収まって該孔の壁に当接しておらず、この拡張部の
一部分がバッフル板13の上縁か又は下縁を越えているこ
とを意味する。ベル形状のｚ曲線が、線分x₁−x₂のいず
れかの限界点から出ている場合には、膨出状態が表示さ
れる。既に述べたように、この様な膨出には、しばし
ば、少なくともバッフル板13の近傍にある管９の部分に
過度に大きな結晶転移歪が伴い、それにより、管９は原
子力蒸気発生器の二次側を流れる水に含まれている塩や
スラッジによる腐蝕劣化を受け易くなる。従って、この
ような膨出状態を積極的に検出することにより、この領
域における金属の腐蝕劣化から管の壁に生ずる問題を阻
止するために、スリーブの嵌着とかプラグでの栓塞のよ
うな保護的保守作業のための機会が得られるのである。 上には、２つの検知コイルを備えた渦電流プローブを用
いると言う前提で本発明の第２の実施例を説明したが、
単一の検知コイルを有する渦電流プローブをも使用し得
る点に留意されたい。しかし、その場合には、２つの検
知コイルの渦電流プローブにより発生されるほぼ正弦波
の波形の代わりに、１つの検知コイルの渦電流プローブ
では２つの実質的にベル形状の曲線が得られることにな
る。特に、管の縦軸線ｘに亘り低周波電流のインピーダ
ンスｚの変化を描けば、両側に線分x₁−x₂を画定する変
曲点を有するベル形状の曲線が発生されることになり、
拡張部が適切に位置付けられている場合には、高周波電
流のインピーダンス変化の作図から得られるベル形状の
曲線のピークは該線分内に含まれることになろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子力蒸気発生器の断面図であって、このよ
うな蒸気発生器で用いられる熱交換管並びに該管を互い
に均等に離間する支持板及びバッフル板を示す図、第2A
図は、本発明の方法の実施において用いられる渦電流プ
ローブの好ましい実施例を部分的に断面図で示す側面
図、第2B図は、第2A図の渦電流プローブと関連して用い
られる回路の概略構成図、第3A図は、熱交換管を取り囲
む支持板の下縁に接近しつつある状態で第2A図の渦電流
プローブを示す部分断面図、第3B図は、渦電流プローブ
が支持板に接近する際に該渦電流プローブの先導コイル
と追尾コイルとの間における差電流の合成波形の垂直成
分を示す図、第4A図は、渦電流プローブの先導コイルの
平面が支持板の下縁と平行である状態で第2A図の渦電流
プローブを示す部分断面図、第4B図は、渦電流プローブ
が第4A図に示した位置にある時に先導コイルと追尾コイ
ルとの間の差電流が最大値に達する合成波形の垂直成分
における変曲点を図解する図、第5A図は、先導コイルが
近似的に支持板の中心と整列し、そして追尾コイルが該
支持板の下縁に接近している状態で渦電流プローブを示
す部分断面図、第5B図は、渦電流プローブが第5A図に示
した位置にある時に先導コイルと追尾コイルとの間の差
電流の最大値を合成波形の垂直成分に関して示す図、第
6A図は、先導コイル及び追尾コイルがそれぞれ支持板の
上縁及び下縁と整列した状態で第2A図の渦電流プローブ
を示す部分断面図、第6B図は、渦電流プローブが第6A図
に示した位置にある時に生ずる差電流の零点を合成波形
の垂直電圧成分に関して示す図、第7A図は、囲繞する支
持板の孔内における適切に形成された管拡張部を示す断
面図、第7B図は渦電流プローブの先導コイル及び追尾コ
イル間における差電流の合成波形の垂直成分により管の
縦軸線に沿う第7A図の支持板の縁部の探知を図解するグ
ラフを示す図、そして第7C図は絶対モードで動作した場
合に渦電流プローブの先導コイルにより発生されるイン
ピーダンス曲線（ｚ）を用いて支持板の縁部に対する第
7A図の管の拡張部の位置を探知する方法を図解するグラ
フを示す図である。 １……蒸気発生器、３……一次側、５……二次側、９…
…管（熱伝達管）、11……支持板、13……バッフル板
（支持板）、14……孔、17……出口、19……分割板、21
……流入口、25……渦電流プローブ、27……プローブ本
体、31……電気ソケット、37,39……検知コイル（先導
コイル，追尾コイル）、43……同軸ケーブル、45……渦
電流回路、47……テスタ、49……オシロスコープ、53…
…ストリップ記録装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジエイムズ・チーン‐ジユン・イエ アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、マリ スビル、キリアン・ドライブ 3808 (56)参考文献 特開 昭48−70559（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−25213（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−14158（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱伝達管の外部にある支持板の少なくとも
   １つの縁部の位置を、該熱伝達管の内部に可動に配置さ
   れた電位源に接続されると共に、一致する回転軸線を有
   する実質的に同じ先導コイル及び追尾コイルを含む渦電
   流プローブにより、測定する方法であって、 （ａ） 前記先導コイル及び追尾コイルを含む前記渦電
   流プローブを、前記先導コイル及び追尾コイルの回転軸
   線が前記熱伝達管の長手方向軸線と実質的に平行になる
   ように配位して、前記支持板の縁部及び前記熱伝達管を
   通して運動させて、前記先導コイル及び追尾コイルが前
   記支持板と互いに電磁的に影響し合うように該支持板の
   十分近くを通過するようになし、 （ｂ） 前記支持板に関する、前記熱伝達管内における
   前記先導コイル及び前記追尾コイルの一方の長手方向の
   位置の関数として、前記２つの先導コイル及び追尾コイ
   ルの間のコイル電流の差の変化率を監視し、 （ｃ） 前記コイル電流の差の変化率がその極大値に達
   する前記熱伝達管の長手方向軸線に沿う前記先導コイル
   及び前記追尾コイルの一方の位置を求めて、前記支持板
   の縁部のの位置を決定する、 諸ステップを含む渦電流プローブによる支持板の位置測
   定方法。