WO2008010427A1 - Pipe expanding method - Google Patents

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Itaru Muroya
Yoichi Iwamoto
Hisanori Watanabe
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Definitions

  • the present invention relates to a tube expansion method for fixing a heat transfer tube to a tube plate of a steam generator or a heat exchanger by expanding the heat transfer tube.
  • Patent Document 1 As a method of fixing a heat transfer tube to a tube plate of a steam generator or a heat exchanger, for example, the one disclosed in Patent Document 1 is known.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-172797
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and can reduce the inspection range (region) of a heat transfer tube fixed to a tube plate and reduce the time required for the inspection.
  • An object is to provide a method of expanding the tube.
  • the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
  • a first aspect of the present invention is a tube expansion method for fixing a heat transfer tube inserted into a tube hole of a tube plate by tube expansion, wherein the tube plate extends from an end surface on the primary side to an end surface on the secondary side. After the outer peripheral surface of the heat transfer tube is brought into close contact with the inner peripheral surface of the hole, the secondary side end surface or the secondary side end surface vicinity force is transmitted within a predetermined distance range facing the primary side end surface. The surface pressure between the heat tube and the tube sheet was further increased.
  • the end surface on the secondary side of the tube plate or the force near the end surface is within a predetermined distance range facing the end surface on the primary side, and the outer peripheral surface of the heat transfer tube inserted into the tube hole and the inner periphery of the tube hole. With face The contact pressure is increased and the adhesion is improved.
  • a tube expansion method for fixing a heat transfer tube inserted into a tube hole of a tube plate by tube expansion wherein the tube plate extends from an end surface on the primary side to an end surface on the secondary side.
  • the entire heat transfer tube is returned to room temperature, and inserted into the tube hole.
  • the familiarity between the outer peripheral surface of the heat transfer tube and the inner peripheral surface of the tube hole is improved, and the surface pressure between the outer peripheral surface of the heat transfer tube inserted into the tube hole and the inner peripheral surface of the tube hole is increased, resulting in adhesion. Will be improved.
  • the holding force for preventing the heat transfer tube from slipping out to the secondary side can be increased!] And even if the heat transfer tube held by the tube plate is cracked, It is possible to prevent the primary side fluid (for example, the reactor coolant) passing through the tank from leaking (leaking) into the secondary side fluid (for example, feed water).
  • the primary side fluid for example, the reactor coolant
  • the heat transfer tube does not lose its tube hole force, and even if the heat transfer tube cracks, the primary side fluid that passes through the tube of the heat transfer tube (for example, (Reactor coolant) is only inspected to the extent that it does not leak into the secondary fluid (for example, water supply) (for example, stress corrosion cracking inspection by rotating ECT (Eddy Current Test)) Will greatly reduce the time required for the inspection. be able to.
  • the primary side fluid that passes through the tube of the heat transfer tube for example, (Reactor coolant) is only inspected to the extent that it does not leak into the secondary fluid (for example, water supply) (for example, stress corrosion cracking inspection by rotating ECT (Eddy Current Test))
  • the secondary fluid for example, water supply
  • a third aspect of the present invention is a tube expansion method for fixing a heat transfer tube inserted into a tube hole of a tube plate by tube expansion, from the primary side end surface to the secondary side end surface of the tube plate. After the outer peripheral surface of the heat transfer tube is brought into close contact with the inner peripheral surface of the tube hole, a range of a predetermined distance to be applied to the end surface on the secondary side or the end surface near the end surface on the secondary side. The roller was expanded further.
  • the surface pressure and adhesion between the outer peripheral surface of the heat transfer tube inserted into the tube hole and the inner peripheral surface of the tube hole increase.
  • the roller expansion with high contact pressure and high adhesion in the vicinity of the end face on the secondary side, it is possible to satisfy holding force and leakage prevention with a short range of expansion.
  • the holding force for preventing the heat transfer tube from slipping out to the secondary side can be increased!] And even if the heat transfer tube held by the tube plate is cracked, It is possible to prevent the primary side fluid (for example, the reactor coolant) passing through the tank from leaking (leaking) into the secondary side fluid (for example, feed water).
  • the primary side fluid for example, the reactor coolant
  • the heat transfer tube does not lose its tube hole force.
  • Reactor coolant is only inspected to the extent that it does not leak into the secondary fluid (for example, water supply) (for example, stress corrosion cracking inspection by rotating ECT (Eddy Current Test)) Therefore, the time required for the inspection can be greatly reduced.
  • a fourth aspect of the present invention is a tube expansion method in which a heat transfer tube inserted into a tube hole of a tube plate is fixed by tube expansion, and the end surface force on the primary side of the tube plate is applied to the end surface on the secondary side.
  • Step 3 the first step and the second step, the tube is still expanded, the third step to expand the roller range, the secondary side end surface or the secondary side end surface proximity force
  • the primary side The fourth step of further expanding the hydraulic pressure was sequentially performed in a range of a predetermined distance facing the end surface at a hydraulic pressure higher than the predetermined hydraulic pressure.
  • the end surface on the secondary side of the tube plate or the force near the end surface is within a predetermined distance range facing the end surface on the primary side, and the outer peripheral surface of the heat transfer tube inserted into the tube hole and the inner periphery of the tube hole. The contact pressure with the surface increases and the adhesion is improved.
  • the holding force for preventing the heat transfer tube from slipping out to the secondary side can be increased!] And even if the heat transfer tube held by the tube plate is cracked, It is possible to prevent the primary side fluid (for example, the reactor coolant) passing through the tank from leaking (leaking) into the secondary side fluid (for example, feed water).
  • the primary side fluid for example, the reactor coolant
  • the heat transfer tube does not lose its tube hole force, and even if the heat transfer tube cracks, the primary side fluid that passes through the tube of the heat transfer tube (for example, (Reactor coolant) is only inspected to the extent that it does not leak into the secondary fluid (for example, water supply) (for example, stress corrosion cracking inspection by rotating ECT (Eddy Current Test)) Therefore, the time required for the inspection can be greatly reduced.
  • the primary side fluid that passes through the tube of the heat transfer tube for example, (Reactor coolant) is only inspected to the extent that it does not leak into the secondary fluid (for example, water supply) (for example, stress corrosion cracking inspection by rotating ECT (Eddy Current Test)) Therefore, the time required for the inspection can be greatly reduced.
  • a tube expansion method for fixing a heat transfer tube inserted into a tube hole of a tube plate by tube expansion wherein the tube plate extends from an end surface on the primary side to an end surface on the secondary side.
  • the secondary end surface or the secondary side end surface vicinity force further includes a predetermined distance range facing the primary end surface. The roller was expanded while cooling.
  • the heat transfer tube is returned to room temperature, thereby being inserted into the tube hole. Fitting between the outer peripheral surface of the tube and the inner peripheral surface of the tube hole is improved, and the contact pressure between the outer peripheral surface of the heat transfer tube inserted into the tube hole and the inner peripheral surface of the tube hole is increased, thereby improving adhesion. Will be.
  • the holding force for preventing the heat transfer tube from slipping out to the secondary side can be increased!] And even if the heat transfer tube held by the tube plate is cracked, It is possible to prevent the primary side fluid (for example, the reactor coolant) passing through the tank from leaking (leaking) into the secondary side fluid (for example, feed water).
  • the primary side fluid for example, the reactor coolant
  • the heat transfer tube does not lose its tube hole force, and even if the heat transfer tube cracks, the primary side fluid that passes through the tube of the heat transfer tube (e.g. For example, only the area where the reactor coolant does not leak (leak out) into the secondary fluid (for example, water supply) (for example, stress corrosion cracking by rotating ECT (Eddy Current Test)). Therefore, the time required for the inspection can be greatly reduced.
  • a taper portion that gradually expands in diameter by applying a secondary force to the primary side of the tube sheet is provided.
  • the heat transfer tube is pushed outward in the radial direction by the primary side fluid (for example, reactor coolant) passing through the tube of the heat transfer tube, so that the heat transfer inserted into the tube hole is carried out.
  • the primary side fluid for example, reactor coolant
  • the holding power can be further increased.
  • a sixth aspect of the present invention is a method of manufacturing a steam generator comprising a tube plate and a heat transfer tube inserted into a tube hole of the tube plate.
  • the heat transfer tube is fixed to the tube hole.
  • the inspection range (area) of the heat transfer tube fixed to the tube plate can be reduced, and the time required for the inspection can be shortened. Therefore, the time required for maintenance and inspection of the steam generator is reduced. Can be shortened and the operating rate of the steam generator can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the entire reactor steam generator 1.
  • FIG. 2A is a diagram for explaining a tube expansion method according to the present invention and is an explanatory diagram of a first step.
  • FIG. 2B is a diagram for explaining a tube expansion method according to the present invention and is an explanatory diagram of a second step.
  • FIG. 2C is a diagram for explaining a tube expansion method according to the present invention and is an explanatory diagram of a third step.
  • FIG. 2D is a diagram for explaining a tube expansion method according to the present invention and is an explanatory diagram of a fourth step.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state in which a roller-type tube expansion tool is arranged at a portion where the heat transfer tube is fixed to the tube plate.
  • FIG. 4 is a view for explaining a tube expansion method according to the present invention, and is an explanatory view of a fifth step.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a state in which another roller-type tube expansion tool is arranged at a portion where the heat transfer tube is fixed to the tube plate.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of another tube hole to which the tube expansion method according to the present invention can be applied.
  • FIG. 1 is a sectional view showing the entire reactor steam generator 1.
  • a tube plate 3 is provided on the lower side of the reactor steam generator 1, and an inlet water chamber 5 and an outlet water chamber 7 for reactor coolant are formed at the lower end of the tube plate 3.
  • a barrel 9 is provided on the upper side of the reactor steam generator 1 so as to surround the periphery. Inside the barrel 9, there are an enclosing tube 11 and a plurality of inverted U-shaped heat transfer tubes (hereinafter referred to as a “tube”). , Referred to as “heat transfer tube”) 13 is provided.
  • Each of these heat transfer tubes 13 is formed to be thin and thin, and a high-temperature reactor coolant flows through each heat transfer tube 13 to heat the feed water 15 that is the trunk side fluid and generate steam. It is configured as follows.
  • each heat transfer tube 13 is inserted into tube holes 3a (see FIGS. 2A to 2D) of the corresponding tube plate 3, respectively.
  • Each heat transfer tube 13 is supported laterally by a plurality of support plates 17 spaced in the vertical direction.
  • the high-temperature coolant supplied from the reactor flows into the heat transfer tube 13 through the inlet water chamber 5 and flows therethrough.
  • heat is lost due to heat exchange, the temperature becomes low, flows to the outlet water chamber 7, and then returns to the reactor.
  • the feed water 15 flowing into the reactor steam generator 1 from the feed water ring 21 flows downward between the surrounding tube 11 and the trunk 9, flows over the tube plate 3, and then into the heat transfer tube 13. Flows upward along.
  • the feed water 15 exchanges heat with the reactor coolant described above, and part of it becomes steam.
  • the heated water supply 15 flows upward, the steam separated through the brackish water separation vane 23 flows out through the support plate 17.
  • the tube sheet 3 is made of, for example, a low alloy steel such as SA508, and the heat transfer tube 13 is made of, for example, Inconel 600 or Inconel 690!
  • each end of the corresponding heat transfer tube 13 is inserted into each tube hole 3a penetrating the tube plate 3 in the thickness direction, and the tube hole 3a is inserted into each tube hole 3a.
  • the end face force on the primary side of the tube plate 3 at each end of the inserted heat transfer pipe 13 is directed to the end face on the secondary side (range indicated by a solid arrow in FIG. 2A), for example, Use a roller-type tube expansion tool 30 as shown in Fig. 3 to expand the tube.
  • the roller-type tube expansion tool 30 is inserted into the heat transfer tube 13 with a satellite roller 32 rotatably and revolved around a mandrel 31 that forms a tapered shaft, and rotates while applying thrust to the mandrel 31 at the tube expansion position.
  • the satellite roller 32 rotates and revolves while the tube expansion force is transmitted to expand the tube.
  • the (slight) gap between the outer peripheral surface of the expanded heat transfer tube 13 and the inner peripheral surface of the tube hole 3a is closed. Seal welding is performed on the primary end face of the tube sheet 3 along the outer peripheral surface of the heat transfer tube 13 and the inner peripheral surface of the tube hole 3a.
  • the end surface force on the secondary side of the tube plate 3 at each end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a is also directed toward the end surface on the primary side.
  • the range of the predetermined distance is, for example, a hydraulic tube expansion tool (not shown) disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-269732 filed earlier by the present applicant. Expand the tube using.
  • the fourth step as shown in FIG. 2D, the end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a has not yet been expanded in the first step and the third step (in FIG. 2D).
  • the range indicated by the solid arrows is expanded using, for example, a roller-type tube expansion tool 30 as shown in FIG. 3, and the entire outer peripheral surface of each end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a is Then, it is in close contact with the inner peripheral surface of the tube hole 3a.
  • the entire heat transfer tube 13 is cooled while passing a refrigerant (for example, liquid nitrogen) supplied from a refrigerant supply source (not shown) through the tube of the heat transfer tube 13.
  • a refrigerant for example, liquid nitrogen
  • the heat transfer tube 13 contracts in the radial direction and the length direction, and the surface pressure between the heat transfer tube 13 and the tube plate 3 decreases.
  • the supply of the refrigerant from the refrigerant supply source is stopped.
  • the heat transfer tube 13 does not come out of the tube hole 3a, and the reactor cooling that passes through the tube of the heat transfer tube 13 even if the heat transfer tube 13 is cracked. It is necessary to inspect only the area where the material does not leak (leak out) during the water supply 15 (for example, inspection of stress corrosion cracking by rotating ECT (Eddy Current Test)). Time can be significantly reduced.
  • the heat capacity of the tube plate 3 is sufficiently larger than the heat capacity of the heat transfer tube 13, if the tube tube 3 is uniformly cooled when the heat transfer tube 13 is cooled, it will not happen. It has been.
  • FIG. 2A to Fig. 2D, Fig. 3 and Fig. 4 show a second embodiment of the tube expansion method according to the present invention. Will be described with reference to FIG.
  • each end of the corresponding heat transfer tube 13 is inserted into each tube hole 3a penetrating the tube plate 3 in the plate thickness direction, and the tube hole 3a is inserted into each tube hole 3a.
  • the end face force on the primary side of the tube plate 3 at each end of the inserted heat transfer pipe 13 is directed to the end face on the secondary side (range indicated by a solid arrow in FIG. 2A), for example, Use a roller-type tube expansion tool 30 as shown in Fig. 3 to expand the tube.
  • the roller-type tube expansion tool 30 is inserted into the heat transfer tube 13 with a satellite roller 32 rotatably and revolved around a mandrel 31 that forms a tapered shaft, and rotates while applying thrust to the mandrel 31 at the tube expansion position.
  • the satellite roller 32 rotates and revolves while the tube expansion force is transmitted to expand the tube.
  • a (slight) gap between the outer peripheral surface of the expanded heat transfer tube 13 and the inner peripheral surface of the tube hole 3a is closed. Seal welding is performed on the primary end face of the tube sheet 3 along the outer peripheral surface of the heat transfer tube 13 and the inner peripheral surface of the tube hole 3a.
  • the end surface force on the secondary side of the tube plate 3 at each end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a is also directed toward the end surface on the primary side.
  • the range of the predetermined distance is, for example, a hydraulic tube expansion tool (not shown) disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-269732 filed earlier by the present applicant. Expand the tube using.
  • the end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a has not yet been expanded in the first step and the third step (in FIG. 2D).
  • the range indicated by the solid arrows is expanded using, for example, a roller-type tube expansion tool 30 as shown in FIG. 3, and the entire outer peripheral surface of each end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a is Then, it is in close contact with the inner peripheral surface of the tube hole 3a.
  • the force in the vicinity of the end face on the secondary side of the tube plate 3 at each end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a is the end face on the primary side
  • a range of a predetermined distance is expanded using, for example, a roller-type tube expansion tool 30 as shown in FIG.
  • the tube plate 3 in the fifth step, is inserted into the tube hole 3a within a predetermined distance range from the vicinity of the end surface on the secondary side to the end surface on the primary side.
  • Heat transfer tube 13 The surface pressure between the outer peripheral surface of the tube and the inner peripheral surface of the tube hole 3a increases, and the adhesion is improved. As a result, the holding force for preventing the heat transfer tube 13 from slipping out to the secondary side can be increased!] And even if the heat transfer tube 13 held by the tube plate 3 is cracked. It is possible to prevent the reactor coolant passing through the heat transfer tube 13 from leaking into the feed water 15.
  • the heat transfer tube 13 does not come out of the tube hole 3a, and the reactor cooling that passes through the tube of the heat transfer tube 13 even if the heat transfer tube 13 is cracked. It is necessary to inspect only the area where the material does not leak (leak out) during the water supply 15 (for example, inspection of stress corrosion cracking by rotating ECT (Eddy Current Test)). Time can be significantly reduced.
  • FIG. 2A to 2D A third embodiment of the tube expansion method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2D and FIG.
  • each end of the corresponding heat transfer tube 13 is inserted into each tube hole 3a penetrating the tube plate 3 in the plate thickness direction, and the tube hole 3a is inserted into each tube hole 3a.
  • the end face force on the primary side of the tube plate 3 at each end of the inserted heat transfer pipe 13 is directed to the end face on the secondary side (range indicated by a solid arrow in FIG. 2A), for example, Use a roller-type tube expansion tool 30 as shown in Fig. 3 to expand the tube.
  • the roller-type tube expansion tool 30 is inserted into the heat transfer tube 13 with a satellite roller 32 rotatably and revolved around a mandrel 31 that forms a tapered shaft, and rotates while applying thrust to the mandrel 31 at the tube expansion position.
  • the satellite roller 32 rotates and revolves while the tube expansion force is transmitted to expand the tube.
  • a (slight) gap between the outer peripheral surface of the expanded heat transfer tube 13 and the inner peripheral surface of the tube hole 3a is closed. Seal welding is performed on the primary end face of the tube sheet 3 along the outer peripheral surface of the heat transfer tube 13 and the inner peripheral surface of the tube hole 3a.
  • the end surface force on the secondary side of the tube plate 3 at each end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a is also directed toward the end surface on the primary side.
  • the range of the predetermined distance is, for example, a hydraulic tube expansion tool (not shown) disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-269732 filed earlier by the present applicant. Expand the tube using.
  • the fourth step as shown in FIG. 2D, the end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a has not yet been expanded in the first step and the third step (in FIG. 2D).
  • the range indicated by the solid arrows is expanded using, for example, a roller-type tube expansion tool 30 as shown in FIG. 3, and the entire outer peripheral surface of each end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a is Then, it is in close contact with the inner peripheral surface of the tube hole 3a.
  • the range of each end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a to the end surface force on the secondary side of the tube sheet 3 to the end surface on the primary side is, for example,
  • the hydraulic pressure expansion tool (not shown) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-269732 filed earlier by the applicant is used, and the hydraulic pressure supplied to the tool is about the hydraulic pressure in the third step. 1. Expand the tube to 03 times.
  • the tube is inserted into the tube hole 3a within a predetermined distance from the secondary side end surface of the tube sheet 3 toward the primary side end surface in the fifth step.
  • the contact pressure between the outer peripheral surface of the heat transfer tube 13 and the inner peripheral surface of the tube hole 3a is increased, and the adhesion is improved.
  • the heat transfer tube 13 does not come out of the tube hole 3a, and the reactor cooling that passes through the tube of the heat transfer tube 13 even if the heat transfer tube 13 is cracked. It is necessary to inspect only the area where the material does not leak (leak out) during the water supply 15 (for example, inspection of stress corrosion cracking by rotating ECT (Eddy Current Test)). Time can be significantly reduced.
  • each end of the corresponding heat transfer tube 13 is inserted into each tube hole 3a penetrating the tube plate 3 in the plate thickness direction, and the tube hole 3a is inserted into each tube hole 3a.
  • the end face force on the primary side of the tube plate 3 at each end of the inserted heat transfer pipe 13 is directed to the end face on the secondary side (range indicated by a solid arrow in FIG. 2A), for example, Roller tube expansion as shown in Fig. 3 Use tool 30 to expand.
  • the roller-type tube expansion tool 30 is inserted into the heat transfer tube 13 with a satellite roller 32 rotatably and revolved around a mandrel 31 that forms a tapered shaft, and rotates while applying thrust to the mandrel 31 at the tube expansion position.
  • the satellite roller 32 rotates and revolves while the tube expansion force is transmitted to expand the tube.
  • a (slight) gap between the outer peripheral surface of the expanded heat transfer tube 13 and the inner peripheral surface of the tube hole 3a is closed. Seal welding is performed on the primary end face of the tube sheet 3 along the outer peripheral surface of the heat transfer tube 13 and the inner peripheral surface of the tube hole 3a.
  • the end surface force on the secondary side of the tube plate 3 at each end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a is also directed toward the end surface on the primary side.
  • the range of the predetermined distance is, for example, a hydraulic tube expansion tool (not shown) disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-269732 filed earlier by the present applicant. Expand the tube using.
  • the end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a has not yet been expanded in the first step and the third step (in FIG. 2D).
  • the range indicated by the solid arrows is expanded using, for example, a roller-type tube expansion tool 30 as shown in FIG. 3, and the entire outer peripheral surface of each end of the heat transfer tube 13 inserted into the tube hole 3a is Then, it is in close contact with the inner peripheral surface of the tube hole 3a.
  • the roller-type tube expansion tool 50 is inserted into the heat transfer tube 13 with a satellite roller 52 mounted so as to rotate and revolve around a mandrel 51 that forms a tapered shaft, and rotates while giving thrust to the mandrel 51 at the tube expansion position.
  • the satellite roller 52 rotates and revolves while the tube expansion force is transmitted to expand the tube.
  • a central hole 51a is formed along the rotational axis at the center of the mandrel 51, and the central hole 51a is formed radially outward of the central hole 51 along the direction perpendicular to the rotational axis.
  • a plurality of communication holes 5 lb communicating with the outer peripheral surface of the mandrel 51 are formed.
  • a refrigerant supply source refrigerant (not shown) (for example, liquid nitrogen) is supplied into the center hole 51a.
  • the refrigerant supplied into the center hole 51a is sprayed from the communication hole 51b toward the inner wall surface of the heat transfer tube 13 so that the heat transfer tube 13 is cooled.
  • the heat transfer tube 13 contracts in the radial direction and the length direction, and the surface pressure between the heat transfer tube 13 and the tube sheet 3 decreases. Then, when the heat transfer tube 13 is sufficiently cooled (when a predetermined time has elapsed in this state), the supply of the refrigerant from the refrigerant supply source is stopped.
  • the tube plate 3 is inserted into the tube hole 3a within a range of a predetermined distance from the vicinity of the secondary side end surface to the primary side end surface.
  • the contact pressure between the outer peripheral surface of the heat transfer tube 13 and the inner peripheral surface of the tube hole 3a is increased, and the adhesion is improved.
  • the holding force for preventing the heat transfer tube 13 from slipping out to the secondary side can be increased!] And even if the heat transfer tube 13 held by the tube plate 3 is cracked. It is possible to prevent the reactor coolant passing through the heat transfer tube 13 from leaking into the feed water 15.
  • the heat transfer tube 13 does not come out of the tube hole 3a, and the reactor cooling that passes through the tube of the heat transfer tube 13 even if the heat transfer tube 13 is cracked. It is necessary to inspect only the area where the material does not leak (leak out) during the water supply 15 (for example, inspection of stress corrosion cracking by rotating ECT (Eddy Current Test)). Time can be significantly reduced.
  • the cross-sectional shape of the tube hole 3a has a shape as shown in FIG. That is, in the above-described embodiment, the diameter of the pipe hole 3a is gradually (gradually) increased from the secondary side to the primary side, in other words, gradually (gradually) the diameter is reduced from the primary side toward the secondary side. It is more preferable that the tapered portion 3b is provided.
  • the heat transfer tube 13 is pushed radially outward by the reactor coolant passing through the heat transfer tube 13, so that the heat transfer tube inserted into the tube hole 3a.
  • the contact pressure between the outer peripheral surface of the heat tube 13 and the inner peripheral surface of the tube hole 3a can be further increased, the adhesion can be further improved, and the heat transfer tube 13 can be pulled out to the secondary side. It is possible to further increase the holding force for preventing.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be modified as necessary. Can be implemented.
  • a roller-type tube expanding tool 50 as shown in FIG. 5 is used instead of using the roller-type tube expanding tool 30 as shown in FIG. 3.

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Description

明 細 書
拡管方法
技術分野
[0001] 本発明は、伝熱管を拡管させることにより蒸気発生器や熱交換器の管板に伝熱管 を固定する拡管方法に関するものである。
背景技術
[0002] 蒸気発生器や熱交換器の管板に伝熱管を固定する工法としては、例えば、特許文 献 1に開示されたものが知られている。
特許文献 1：特開昭 60— 172797号公報
発明の開示
[0003] し力しながら、上記特許文献 1に開示された拡管方法では、二次側への伝熱管の 抜け出しを防止するための保持力が、管板の一次側の端面から二次側の端面にわ たって得られる伝熱管と管板との間の面圧により保証されている。そのため、当該箇 所を検査 (例えば、回転 ECT (Eddy Current Test)による応力腐食割れの検査)する 場合、管板の一次側の端面力 二次側の端面にわたって実施しなければならず、当 該検査に多大な時間を要してしまうといった問題点があった。
[0004] 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、管板に固定された伝熱管の検査 範囲 (領域)を低減させることができるとともに、当該検査に要する時間を短縮させる ことができる拡管方法を提供することを目的とする。
[0005] 本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明の第 1の態様は、管板の管穴に挿入された伝熱管を拡管により固定する拡 管方法であって、前記管板の一次側の端面から二次側の端面にわたって、前記管 穴の内周面に前記伝熱管の外周面を密着させた後、前記二次側の端面あるいは前 記二次側の端面近傍力 前記一次側の端面に向力う所定距離の範囲において、伝 熱管と管板との間の面圧をさらに増加させるようにした。
この態様によれば、管板の二次側の端面あるいは端面近傍力 一次側の端面に向 力う所定距離の範囲で、管穴内に挿入された伝熱管の外周面と、管穴の内周面との 面圧が増加して、密着性が向上することとなる。
これにより、管板に保持されている伝熱管に全周亀裂が生じ、伝熱管が全周亀裂 により切断された場合でも、二次側の端面近傍から全周亀裂までの範囲の拡管が、 二次側への伝熱管の抜け出しを防止するための保持力を有しており、かつ、管板に 保持されている伝熱管に亀裂が生じた場合でも伝熱管の管内を通過する一次側の 流体 (例えば、、原子炉冷却材）が、二次側の流体 (例えば、給水）中にリークする（漏 れ出す)ことを防止することがなければ、この範囲（二次側の端面近傍から全周亀裂 までの範囲）だけを検査 (例えば、回転 ECT (Eddy Current Test)による応力腐食割 れの検査)すればよいこととなるので、当該検査に要する時間を大幅に低減させるこ とがでさる。
本発明の第 2の態様は、管板の管穴に挿入された伝熱管を拡管により固定する拡 管方法であって、前記管板の一次側の端面から二次側の端面にわたって、前記管 穴の内周面に前記伝熱管の外周面を密着させた後、前記伝熱管の管内に冷媒を供 給し、前記伝熱管が十分に冷えたら前記冷媒の供給を停止して、前記伝熱管を常温 に戻すようにした。
この態様によれば、伝熱管全体がー且冷やされて、伝熱管と管板との間の面圧が 低下させられた後、伝熱管全体が常温に戻ることによって、管穴内に挿入された伝 熱管の外周面と、管穴の内周面とのなじみが良くなり、管穴内に挿入された伝熱管の 外周面と、管穴の内周面との面圧が増加して、密着性が向上することとなる。
これにより、二次側への伝熱管の抜け出しを防止するための保持力を増力!]させるこ とができるとともに、管板に保持されている伝熱管に亀裂が生じた場合でも伝熱管の 管内を通過する一次側の流体 (例えば、、原子炉冷却材）が、二次側の流体 (例えば 、給水）中にリークする (漏れ出す)ことを防止することができる。
また、伝熱管に所定の引き抜き力をかけても伝熱管が管穴力も抜け出すことがなく 、かつ、伝熱管に亀裂が生じた場合でも伝熱管の管内を通過する一次側の流体 (例 えば、、原子炉冷却材)が、二次側の流体 (例えば、給水）中にリークする (漏れ出す） ことがない範囲だけを検査（例えば、回転 ECT (Eddy Current Test)による応力腐食 割れの検査)すればよいこととなるので、当該検査に要する時間を大幅に低減させる ことができる。
[0007] 本発明の第 3の態様は、管板の管穴に挿入された伝熱管を拡管により固定する拡 管方法であって、前記管板の一次側の端面から二次側の端面にわたって、前記管 穴の内周面に前記伝熱管の外周面を密着させた後、前記二次側の端面あるいは前 記二次側の端面近傍力 前記一次側の端面に向力う所定距離の範囲を、さらにロー ラ拡管するようにした。
この態様によれば、ローラ拡管した範囲は管穴内に挿入された伝熱管の外周面と、 管穴の内周面との面圧と密着性が増加する。特に、面圧と密着性の高いローラ拡管 を二次側の端面近傍で実施することにより、短い範囲の拡管で保持力とリーク防止を 満足することが可能となる。
これにより、二次側への伝熱管の抜け出しを防止するための保持力を増力!]させるこ とができるとともに、管板に保持されている伝熱管に亀裂が生じた場合でも伝熱管の 管内を通過する一次側の流体 (例えば、、原子炉冷却材）が、二次側の流体 (例えば 、給水）中にリークする (漏れ出す)ことを防止することができる。
また、伝熱管に所定の引き抜き力をかけても伝熱管が管穴力も抜け出すことがなく 、かつ、伝熱管に亀裂が生じた場合でも伝熱管の管内を通過する一次側の流体 (例 えば、、原子炉冷却材)が、二次側の流体 (例えば、給水）中にリークする (漏れ出す） ことがない範囲だけを検査（例えば、回転 ECT (Eddy Current Test)による応力腐食 割れの検査)すればよいこととなるので、当該検査に要する時間を大幅に低減させる ことができる。
[0008] 本発明の第 4の態様は、管板の管穴に挿入された伝熱管を拡管により固定する拡 管方法であって、前記管板の一次側の端面力 二次側の端面に向力う所定距離の 範囲をローラ拡管する第 1工程、前記管板の二次側の端面から一次側の端面に向か う所定距離の範囲を、所定の液圧で液圧拡管する第 2工程、前記第 1工程および前 記第 2工程にぉ 、てまだ拡管されて 、な 、範囲をローラ拡管する第 3工程、前記二 次側の端面あるいは前記二次側の端面近傍力 前記一次側の端面に向力う所定距 離の範囲を、前記所定の液圧よりも高い液圧で、さらに液圧拡管する第 4工程を順次 行うようにした。 この態様によれば、管板の二次側の端面あるいは端面近傍力 一次側の端面に向 力う所定距離の範囲で、管穴内に挿入された伝熱管の外周面と、管穴の内周面との 面圧が増加して、密着性が向上することとなる。
これにより、二次側への伝熱管の抜け出しを防止するための保持力を増力!]させるこ とができるとともに、管板に保持されている伝熱管に亀裂が生じた場合でも伝熱管の 管内を通過する一次側の流体 (例えば、、原子炉冷却材）が、二次側の流体 (例えば 、給水）中にリークする (漏れ出す)ことを防止することができる。
また、伝熱管に所定の引き抜き力をかけても伝熱管が管穴力も抜け出すことがなく 、かつ、伝熱管に亀裂が生じた場合でも伝熱管の管内を通過する一次側の流体 (例 えば、、原子炉冷却材)が、二次側の流体 (例えば、給水）中にリークする (漏れ出す) ことがない範囲だけを検査（例えば、回転 ECT (Eddy Current Test)による応力腐食 割れの検査)すればよいこととなるので、当該検査に要する時間を大幅に低減させる ことができる。
本発明の第 5の態様は、管板の管穴に挿入された伝熱管を拡管により固定する拡 管方法であって、前記管板の一次側の端面から二次側の端面にわたって、前記管 穴の内周面に前記伝熱管の外周面を密着させた後、前記二次側の端面あるいは前 記二次側の端面近傍力 前記一次側の端面に向力う所定距離の範囲を、さらに冷 却しながらローラ拡管するようにした。
この態様によれば、伝熱管がー且冷やされて、伝熱管と管板との間の面圧が低下 させられた後、伝熱管が常温に戻ることによって、管穴内に挿入された伝熱管の外周 面と、管穴の内周面とのなじみが良くなり、管穴内に挿入された伝熱管の外周面と、 管穴の内周面との面圧が増加して、密着性が向上することとなる。
これにより、二次側への伝熱管の抜け出しを防止するための保持力を増力!]させるこ とができるとともに、管板に保持されている伝熱管に亀裂が生じた場合でも伝熱管の 管内を通過する一次側の流体 (例えば、、原子炉冷却材）が、二次側の流体 (例えば 、給水）中にリークする (漏れ出す)ことを防止することができる。
また、伝熱管に所定の引き抜き力をかけても伝熱管が管穴力も抜け出すことがなく 、かつ、伝熱管に亀裂が生じた場合でも伝熱管の管内を通過する一次側の流体 (例 えば、、原子炉冷却材)が、二次側の流体 (例えば、給水）中にリークする (漏れ出す) ことがない範囲だけを検査（例えば、回転 ECT (Eddy Current Test)による応力腐食 割れの検査)すればよいこととなるので、当該検査に要する時間を大幅に低減させる ことができる。
[0010] 上記態様において、前記管板の二次側力 一次側に向力つて徐々に拡径するテ 一パ部を備えたものであるとさらに好適である。
この態様によれば、伝熱管の管内を通過する一次側の流体 (例えば、、原子炉冷 却材）により伝熱管が半径方向外側に押し拡げられることとなるので、管穴内に挿入 された伝熱管の外周面と、管穴の内周面との面圧をさらに増カロさせることができ、密 着性をさらに向上させることができるとともに、二次側への伝熱管の抜け出しを防止 するための保持力をさらに増カロさせることができる。
[0011] 本発明の第 6の態様は、管板と、この管板の管穴に挿入される伝熱管とを備えた蒸 気発生器の製造方法であって、上記いずれかの拡管方法を用いて、前記管穴に前 記伝熱管が固定されている。
この態様によれば、管板に固定された伝熱管の検査範囲 (領域)を低減させること ができるとともに、当該検査に要する時間を短縮させることができるので、蒸気発生器 の保守点検に要する時間を短縮することができるとともに、蒸気発生器の稼働率を向 上させることができる。
[0012] 本発明によれば、管板に固定された伝熱管の検査範囲 (領域)を低減させることが できるとともに、当該検査に要する時間を短縮させることができるという効果を奏する。 図面の簡単な説明
[0013] [図 1]原子炉用蒸気発生器 1の全体を示す断面図である。
[図 2A]本発明による拡管方法を説明するための図であって、第 1工程の説明図であ る。
[図 2B]本発明による拡管方法を説明するための図であって、第 2工程の説明図であ る。
[図 2C]本発明による拡管方法を説明するための図であって、第 3工程の説明図であ る。 [図 2D]本発明による拡管方法を説明するための図であって、第 4工程の説明図であ る。
[図 3]伝熱管を管板に固定する部分にローラ式の拡管工具を配置した状態の縦断面 図である。
[図 4]本発明による拡管方法を説明するための図であって、第 5工程の説明図である
[図 5]伝熱管を管板に固定する部分に他のローラ式の拡管工具を配置した状態の縦 断面図である。
[図 6]本発明による拡管方法を適用することができる他の管穴の縦断面図である。 符号の説明
[0014] 1 原子炉用蒸気発生器
3 管板
3a 管穴
13 伝熱管
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、本発明による拡管方法の第 1実施形態について、図面を参照しながら説明 する。
図 1は、原子炉用蒸気発生器 1の全体を示す断面図である。この原子炉用蒸気発 生器 1の下部側には、管板 3が設けられており、この管板 3の下端には、原子炉冷却 材の入口水室 5および出口水室 7が形成されている。また、この原子炉用蒸気発生 器 1の上部側には、周りを取り囲むように胴 9が設けられており、この胴 9の内部には、 包囲管 11および複数の逆 U字形伝熱管（以下、「伝熱管」という。） 13が配設されて いる。これら伝熱管 13はそれぞれ、細くかつ薄肉に形成されており、また、各伝熱管 13内を高温の原子炉冷却材が貫流し、胴側流体である給水 15を加熱し、蒸気を発 生するように構成されている。
一方、各伝熱管 13の両端部は、対応する管板 3の管穴 3a (図 2A〜図 2D参照）内 にそれぞれ挿着されている。そして、各伝熱管 13は、鉛直方向に間隔を置いた複数 の支持板 17により伝熱管 13は横方向に支持されている。 [0016] このような構成を有する原子炉用蒸気発生器 1にお 、て、原子炉から供給された高 温の冷却材は、入口水室 5を介して伝熱管 13内に流入して貫流し、熱交換により熱 を失って低温になり出口水室 7まで流れたのち、原子炉に戻るようになつている。 一方、給水リング 21から原子炉用蒸気発生器 1内に流入した給水 15は、包囲管 1 1と胴 9との間を下向きに流れ、管板 3の上を流れたのち、伝熱管 13に沿って上向き に流れる。このとき、給水 15は前述した原子炉冷却材と熱交換をし、一部は蒸気とな る。そして、加熱される給水 15が上向きに流れるに際し、支持板 17を貫通し、汽水分 離べーン 23を通って分離された蒸気が流出するようになって ヽる。
なお、管板 3は、例えば、 SA508等の低合金鋼で作られており、伝熱管 13は、例え ば、インコネル 600あるいはインコネル 690で作られて!/、る。
[0017] つぎに、本実施形態に係る拡管方法について、図 2A〜図 2Dおよび図 3を用いて 説明する。
まず、第 1工程として、図 2Aに示すように、管板 3を板厚方向に貫通する各管穴 3a 内に、対応する伝熱管 13の各端部をそれぞれ挿入し、管穴 3a内に挿入された伝熱 管 13の各端部の、管板 3の一次側の端面力 二次側の端面に向力つて所定距離の 範囲（図 2A中に実線矢印で示す範囲）を、例えば、図 3に示すようなローラ式の拡管 工具 30を用いて拡管する。
ローラ式の拡管工具 30は、先細軸をなすマンドレル 31の周囲に衛星ローラ 32を自 転および公転可能に取り付けたものを伝熱管 13内に挿入し、拡管位置でマンドレル 31にスラストを与えつつ回転トルクを与えて回転させることにより衛星ローラ 32が自 転および公転しつつ拡管力が伝わり拡管を行なうものである。
[0018] つづいて、第 2工程として、図 2Bに示すように、拡管された伝熱管 13の外周面と、 管穴 3aの内周面との間の (僅かな）隙間を塞ぐように、伝熱管 13の外周面および管 穴 3aの内周面に沿って、管板 3の一次側の端面にシール溶接を施す (行う）。
つぎに、第 3工程として、図 2Cに示すように、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の 各端部の、管板 3の二次側の端面力も一次側の端面に向力つて所定距離の範囲（図 2C中に実線矢印で示す範囲）を、例えば、本出願人が先に出願した特開 2001-2697 32号公報に開示されている液圧式の拡管工具 (図示せず)を用いて拡管する。 そして、第 4工程として、図 2Dに示すように、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各 端部の、第 1工程および第 3工程においてまだ拡管されていない範囲（図 2D中に実 線矢印で示す範囲）を、例えば、図 3に示すようなローラ式の拡管工具 30を用いて拡 管し、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各端部の外周面全体を、管穴 3aの内周面 と密着させる。
[0019] 最後に、第 5工程として、図示しない冷媒供給源から供給される冷媒 (例えば、液体 窒素）を伝熱管 13の管内に通しながら、伝熱管 13全体を冷却する。このとき、伝熱 管 13は、半径方向および長さ方向に縮むこととなり、伝熱管 13と管板 3との間の面圧 が低下することとなる。そして、伝熱管 13全体が十分に冷えたら (この状態で所定時 間経過したら)冷媒供給源からの冷媒の供給を停止する。
[0020] 本実施形態に係る拡管方法によれば、第 5工程において伝熱管 13全体がー且冷 やされて、伝熱管 13と管板 3との間の面圧が低下させられた後、伝熱管 13全体が常 温に戻ることによって、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各端部の外周面と、管穴 3aの内周面とのなじみが良くなり、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各端部の外 周面と、管穴 3aの内周面との面圧が増加して、密着性が向上することとなる。
これにより、二次側への伝熱管 13の抜け出しを防止するための保持力を増力!]させ ることができるとともに、管板 3に保持されて ヽる伝熱管 13に亀裂が生じた場合でも 伝熱管 13の管内を通過する原子炉冷却材が、給水 15中にリークする (漏れ出す)こ とを防止することがでさる。
また、伝熱管 13に所定の引き抜き力をかけても伝熱管 13が管穴 3aから抜け出すこ とがなぐかつ、伝熱管 13に亀裂が生じた場合でも伝熱管 13の管内を通過する原子 炉冷却材が、給水 15中にリークする (漏れ出す)ことがない範囲だけを検査 (例えば 、回転 ECT (Eddy Current Test)による応力腐食割れの検査）すればよいこととなるの で、当該検査に要する時間を大幅に低減させることができる。
なお、管板 3の熱容量は伝熱管 13の熱容量よりも十分に大きいので、伝熱管 13を 冷却する際に、管板 3まで一様に冷却されてしまうと 、つたことは起こらな 、ようになつ ている。
[0021] 本発明による拡管方法の第 2実施形態について、図 2A〜図 2D、図 3、および図 4 を参照しながら説明する。
まず、第 1工程として、図 2Aに示すように、管板 3を板厚方向に貫通する各管穴 3a 内に、対応する伝熱管 13の各端部をそれぞれ挿入し、管穴 3a内に挿入された伝熱 管 13の各端部の、管板 3の一次側の端面力 二次側の端面に向力つて所定距離の 範囲（図 2A中に実線矢印で示す範囲）を、例えば、図 3に示すようなローラ式の拡管 工具 30を用いて拡管する。
ローラ式の拡管工具 30は、先細軸をなすマンドレル 31の周囲に衛星ローラ 32を自 転および公転可能に取り付けたものを伝熱管 13内に挿入し、拡管位置でマンドレル 31にスラストを与えつつ回転トルクを与えて回転させることにより衛星ローラ 32が自 転および公転しつつ拡管力が伝わり拡管を行なうものである。
[0022] つづいて、第 2工程として、図 2Bに示すように、拡管された伝熱管 13の外周面と、 管穴 3aの内周面との間の (僅かな）隙間を塞ぐように、伝熱管 13の外周面および管 穴 3aの内周面に沿って、管板 3の一次側の端面にシール溶接を施す (行う）。
つぎに、第 3工程として、図 2Cに示すように、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の 各端部の、管板 3の二次側の端面力も一次側の端面に向力つて所定距離の範囲（図 2C中に実線矢印で示す範囲）を、例えば、本出願人が先に出願した特開 2001-2697 32号公報に開示されている液圧式の拡管工具 (図示せず)を用いて拡管する。
そして、第 4工程として、図 2Dに示すように、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各 端部の、第 1工程および第 3工程においてまだ拡管されていない範囲（図 2D中に実 線矢印で示す範囲）を、例えば、図 3に示すようなローラ式の拡管工具 30を用いて拡 管し、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各端部の外周面全体を、管穴 3aの内周面 と密着させる。
[0023] 最後に、第 5工程として、図 4に示すように、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各 端部の、管板 3の二次側の端面近傍力 一次側の端面に向力つて所定距離の範囲（ 図 4中に実線矢印で示す範囲）を、例えば、図 3に示すようなローラ式の拡管工具 30 を用いて拡管する。
[0024] 本実施形態に係る拡管方法によれば、第 5工程において管板 3の二次側の端面近 傍から一次側の端面に向力 所定距離の範囲で、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13 の外周面と、管穴 3aの内周面との面圧が増加して、密着性が向上することとなる。 これにより、二次側への伝熱管 13の抜け出しを防止するための保持力を増力!]させ ることができるとともに、管板 3に保持されて ヽる伝熱管 13に亀裂が生じた場合でも 伝熱管 13の管内を通過する原子炉冷却材が、給水 15中にリークする (漏れ出す)こ とを防止することがでさる。
また、伝熱管 13に所定の引き抜き力をかけても伝熱管 13が管穴 3aから抜け出すこ とがなぐかつ、伝熱管 13に亀裂が生じた場合でも伝熱管 13の管内を通過する原子 炉冷却材が、給水 15中にリークする (漏れ出す)ことがない範囲だけを検査 (例えば 、回転 ECT (Eddy Current Test)による応力腐食割れの検査）すればよいこととなるの で、当該検査に要する時間を大幅に低減させることができる。
[0025] 本発明による拡管方法の第 3実施形態について、図 2A〜図 2Dおよび図 3を参照 しながら説明する。
まず、第 1工程として、図 2Aに示すように、管板 3を板厚方向に貫通する各管穴 3a 内に、対応する伝熱管 13の各端部をそれぞれ挿入し、管穴 3a内に挿入された伝熱 管 13の各端部の、管板 3の一次側の端面力 二次側の端面に向力つて所定距離の 範囲（図 2A中に実線矢印で示す範囲）を、例えば、図 3に示すようなローラ式の拡管 工具 30を用いて拡管する。
ローラ式の拡管工具 30は、先細軸をなすマンドレル 31の周囲に衛星ローラ 32を自 転および公転可能に取り付けたものを伝熱管 13内に挿入し、拡管位置でマンドレル 31にスラストを与えつつ回転トルクを与えて回転させることにより衛星ローラ 32が自 転および公転しつつ拡管力が伝わり拡管を行なうものである。
[0026] つづいて、第 2工程として、図 2Bに示すように、拡管された伝熱管 13の外周面と、 管穴 3aの内周面との間の (僅かな）隙間を塞ぐように、伝熱管 13の外周面および管 穴 3aの内周面に沿って、管板 3の一次側の端面にシール溶接を施す (行う）。
つぎに、第 3工程として、図 2Cに示すように、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の 各端部の、管板 3の二次側の端面力も一次側の端面に向力つて所定距離の範囲（図 2C中に実線矢印で示す範囲）を、例えば、本出願人が先に出願した特開 2001-2697 32号公報に開示されている液圧式の拡管工具 (図示せず)を用いて拡管する。 そして、第 4工程として、図 2Dに示すように、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各 端部の、第 1工程および第 3工程においてまだ拡管されていない範囲（図 2D中に実 線矢印で示す範囲）を、例えば、図 3に示すようなローラ式の拡管工具 30を用いて拡 管し、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各端部の外周面全体を、管穴 3aの内周面 と密着させる。
[0027] 最後に、第 5工程として、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各端部の、管板 3の 二次側の端面力 一次側の端面までの範囲を、例えば、本出願人が先に出願した 特開 2001-269732号公報に開示されて ヽる液圧式の拡管工具（図示せず)を用いる とともに、当該工具に供給する液圧を第 3工程における液圧の約 1. 03倍としてさら に拡管する。
[0028] 本実施形態に係る拡管方法によれば、第 5工程において管板 3の二次側の端面か ら一次側の端面に向力う所定距離の範囲で、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の外 周面と、管穴 3aの内周面との面圧が増加して、密着性が向上することとなる。
これにより、二次側への伝熱管 13の抜け出しを防止するための保持力を増力!]させ ることができるとともに、管板 3に保持されて ヽる伝熱管 13に亀裂が生じた場合でも 伝熱管 13の管内を通過する原子炉冷却材が、給水 15中にリークする (漏れ出す)こ とを防止することがでさる。
また、伝熱管 13に所定の引き抜き力をかけても伝熱管 13が管穴 3aから抜け出すこ とがなぐかつ、伝熱管 13に亀裂が生じた場合でも伝熱管 13の管内を通過する原子 炉冷却材が、給水 15中にリークする (漏れ出す)ことがない範囲だけを検査 (例えば 、回転 ECT (Eddy Current Test)による応力腐食割れの検査）すればよいこととなるの で、当該検査に要する時間を大幅に低減させることができる。
[0029] 本発明による拡管方法の第 4実施形態について、図 2A〜図 2D、図 3、および図 5 を参照しながら説明する。
まず、第 1工程として、図 2Aに示すように、管板 3を板厚方向に貫通する各管穴 3a 内に、対応する伝熱管 13の各端部をそれぞれ挿入し、管穴 3a内に挿入された伝熱 管 13の各端部の、管板 3の一次側の端面力 二次側の端面に向力つて所定距離の 範囲（図 2A中に実線矢印で示す範囲）を、例えば、図 3に示すようなローラ式の拡管 工具 30を用いて拡管する。
ローラ式の拡管工具 30は、先細軸をなすマンドレル 31の周囲に衛星ローラ 32を自 転および公転可能に取り付けたものを伝熱管 13内に挿入し、拡管位置でマンドレル 31にスラストを与えつつ回転トルクを与えて回転させることにより衛星ローラ 32が自 転および公転しつつ拡管力が伝わり拡管を行なうものである。
[0030] つづいて、第 2工程として、図 2Bに示すように、拡管された伝熱管 13の外周面と、 管穴 3aの内周面との間の (僅かな）隙間を塞ぐように、伝熱管 13の外周面および管 穴 3aの内周面に沿って、管板 3の一次側の端面にシール溶接を施す (行う）。
つぎに、第 3工程として、図 2Cに示すように、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の 各端部の、管板 3の二次側の端面力も一次側の端面に向力つて所定距離の範囲（図 2C中に実線矢印で示す範囲）を、例えば、本出願人が先に出願した特開 2001-2697 32号公報に開示されている液圧式の拡管工具 (図示せず)を用いて拡管する。
そして、第 4工程として、図 2Dに示すように、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各 端部の、第 1工程および第 3工程においてまだ拡管されていない範囲（図 2D中に実 線矢印で示す範囲）を、例えば、図 3に示すようなローラ式の拡管工具 30を用いて拡 管し、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各端部の外周面全体を、管穴 3aの内周面 と密着させる。
[0031] 最後に、第 5工程として、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13の各端部の、管板 3の 二次側の端面力 一次側の端面までの範囲を、例えば、図 5に示すようなローラ式の 拡管工具 50を用いて拡管する。
ローラ式の拡管工具 50は、先細軸をなすマンドレル 51の周囲に衛星ローラ 52を自 転および公転可能に取り付けたものを伝熱管 13内に挿入し、拡管位置でマンドレル 51にスラストを与えつつ回転トルクを与えて回転させることにより衛星ローラ 52が自 転および公転しつつ拡管力が伝わり拡管を行なうものである。また、マンドレル 51の 中心部には、回転軸線に沿って中心穴 51aが穿設されているとともに、中心穴 51の 半径方向外側には、回転軸線と直交する方向に沿って、中心穴 51aとマンドレル 51 の外周面とを連通する連通孔 5 lbが複数穿設されている。さらに、中心穴 51a内には 、図示しない冷媒供給源力 冷媒 (例えば、液体窒素）が供給されるようになっており 、中心穴 51a内に供給された冷媒は、連通孔 51bから伝熱管 13の内壁面に向かつ て噴き付けられ、伝熱管 13が冷却されるようになっている。このとき、伝熱管 13は、半 径方向および長さ方向に縮むこととなり、伝熱管 13と管板 3との間の面圧が低下する こととなる。そして、伝熱管 13が十分に冷えたら (この状態で所定時間経過したら)冷 媒供給源からの冷媒の供給を停止する。
[0032] 本実施形態に係る拡管方法によれば、第 5工程において管板 3の二次側の端面近 傍から一次側の端面に向力 所定距離の範囲で、管穴 3a内に挿入された伝熱管 13 の外周面と、管穴 3aの内周面との面圧が増加して、密着性が向上することとなる。 これにより、二次側への伝熱管 13の抜け出しを防止するための保持力を増力!]させ ることができるとともに、管板 3に保持されて ヽる伝熱管 13に亀裂が生じた場合でも 伝熱管 13の管内を通過する原子炉冷却材が、給水 15中にリークする (漏れ出す)こ とを防止することがでさる。
また、伝熱管 13に所定の引き抜き力をかけても伝熱管 13が管穴 3aから抜け出すこ とがなぐかつ、伝熱管 13に亀裂が生じた場合でも伝熱管 13の管内を通過する原子 炉冷却材が、給水 15中にリークする (漏れ出す)ことがない範囲だけを検査 (例えば 、回転 ECT (Eddy Current Test)による応力腐食割れの検査）すればよいこととなるの で、当該検査に要する時間を大幅に低減させることができる。
[0033] なお、上述した実施形態において管穴 3aの断面形状が、図 6に示すような形状を 有しているとさらに好適である。すなわち、上述した実施形態において管穴 3aに、二 次側から一次側に向かって徐々に (漸次)拡径する、言い換えれば、一次側から二 次側に向力つて徐々に (漸次)縮径するテーパ部 3bが設けられているとさらに好適で ある。
このようなテーパ部 3bを設けることにより、伝熱管 13の管内を通過する原子炉冷却 材により伝熱管 13が半径方向外側に押し拡げられることとなるので、管穴 3a内に挿 入された伝熱管 13の外周面と、管穴 3aの内周面との面圧をさらに増カロさせることが でき、密着性をさらに向上させることができるとともに、二次側への伝熱管 13の抜け 出しを防止するための保持力をさら〖こ増加させることができる。
[0034] また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなぐ適宜必要に応じて変 形実施することが可能である。例えば、上述した実施形態において、図 3に示すよう なローラ式の拡管工具 30を用いる代わりに、図 5に示すようなローラ式の拡管工具 5 0を用いることちでさる。

Claims

請求の範囲
[1] 管板の管穴に挿入された伝熱管を拡管により固定する拡管方法であって、
前記管板の一次側の端面力 二次側の端面にわたって、前記管穴の内周面に前 記伝熱管の外周面を密着させた後、前記二次側の端面あるいは前記二次側の端面 近傍力 前記一次側の端面に向力 所定距離の範囲において、伝熱管と管板との間 の面圧をさらに増加させるようにしたことを特徴とする拡管方法。
[2] 管板の管穴に挿入された伝熱管を拡管により固定する拡管方法であって、
前記管板の一次側の端面力 二次側の端面にわたって、前記管穴の内周面に前 記伝熱管の外周面を密着させた後、前記伝熱管の管内に冷媒を供給し、前記伝熱 管が十分に冷えたら前記冷媒の供給を停止して、前記伝熱管を常温に戻すようにし たことを特徴とする拡管方法。
[3] 管板の管穴に挿入された伝熱管を拡管により固定する拡管方法であって、
前記管板の一次側の端面力 二次側の端面にわたって、前記管穴の内周面に前 記伝熱管の外周面を密着させた後、前記二次側の端面あるいは前記二次側の端面 近傍力も前記一次側の端面に向力 所定距離の範囲を、さらにローラ拡管するように したことを特徴とする拡管方法。
[4] 管板の管穴に挿入された伝熱管を拡管により固定する拡管方法であって、
前記管板の一次側の端面力 二次側の端面に向力う所定距離の範囲をローラ拡 管する第 1工程、
前記管板の二次側の端面力 一次側の端面に向力う所定距離の範囲を、所定の 液圧で液圧拡管する第 2工程、
前記第 1工程および前記第 2工程においてまだ拡管されていない範囲をローラ拡 管する第 3工程、
前記二次側の端面あるいは前記二次側の端面近傍から前記一次側の端面に向か う所定距離の範囲を、前記所定の液圧よりも高い液圧で、さらに液圧拡管する第 4ェ 程を順次行うようにしたことを特徴とする拡管方法。
[5] 管板の管穴に挿入された伝熱管を拡管により固定する拡管方法であって、
前記管板の一次側の端面力 二次側の端面にわたって、前記管穴の内周面に前 記伝熱管の外周面を密着させた後、前記二次側の端面あるいは前記二次側の端面 近傍力も前記一次側の端面に向力 所定距離の範囲を、さらに冷却しながらローラ 拡管するようにしたことを特徴とする拡管方法。
[6] 前記管穴が、前記管板の二次側力も一次側に向力つて徐々に拡径するテーパ部 を備えたものであることを特徴とする請求項 1から 5のいずれか一項に記載の拡管方 法。
[7] 管板と、この管板の管穴に挿入される伝熱管とを備えた蒸気発生器の製造方法で あって、
請求項 1な!、し 6の 、ずれか一項に記載の拡管方法を用いて、前記管穴に前記伝 熱管が固定されていることを特徴とする蒸気発生器の製造方法。
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