JP2014041102A - Device and method for measuring bearing capacity of heat exchanger pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に用いられる多数の伝熱管の支持力を測定するための伝熱管の支持力測定装置及び方法に関するものである。 The present invention relates to a heat transfer tube supporting force measuring apparatus and method for measuring the supporting force of a large number of heat transfer tubes used in a heat exchanger.
原子力発電プラントは、原子炉、蒸気発生器、蒸気タービン、発電機などにより構成されている。例えば、加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水を生成する。蒸気発生器は、この高温高圧水(一次冷却水)と二次冷却水との間で熱交換し、蒸気を生成する。蒸気タービンは、この蒸気によりタービンを駆動し、発電機はこの駆動力により発電する。 A nuclear power plant includes a nuclear reactor, a steam generator, a steam turbine, a generator, and the like. For example, a pressurized water reactor (PWR: Pressurized Water Reactor) uses light water as a reactor coolant and a neutron moderator, and generates high-temperature and high-pressure water that does not boil over the entire core. The steam generator exchanges heat between the high-temperature and high-pressure water (primary cooling water) and the secondary cooling water to generate steam. The steam turbine drives the turbine with this steam, and the generator generates power with this driving force.
この蒸気発生器は、中空密閉形状をなす胴部内に、その内壁面と所定間隔をもって管群外筒が配設され、この管群外筒内に逆U字形状をなす複数の伝熱管が配設され、各伝熱管の端部が管板に支持され、胴部の下端部に一次冷却水の入口側水室鏡と出口側水室鏡が形成されている。また、胴部は、内部に管群外筒の上方に位置して二次冷却水の入口部が設けられると共に、気水分離器及び湿分分離器が上下に並んで配設され、その上方に蒸気出口が設けられている。 In this steam generator, a tube group outer cylinder is disposed at a predetermined distance from an inner wall surface in a hollow hermetically sealed body portion, and a plurality of inverted U-shaped heat transfer tubes are arranged in the tube group outer cylinder. An end portion of each heat transfer tube is supported by the tube plate, and an inlet side water chamber mirror and an outlet side water chamber mirror of the primary cooling water are formed at the lower end portion of the trunk portion. In addition, the body portion is located above the outer tube of the tube group and is provided with an inlet portion for secondary cooling water, and a steam / water separator and a moisture separator are arranged vertically, There is a steam outlet.
従って、冷却水配管より入口側水室鏡を通して複数の伝熱管に一次冷却水が供給される一方、入口部からこの胴部内に二次冷却水が供給される。すると、複数の伝熱管内を流れる一次冷却水(熱水)と胴部内を循環する二次冷却水(冷水)との間で熱交換を行われることで、二次冷却水が熱を吸収して水蒸気が生成される。そして、生成された蒸気が気水分離器により水分が除去され、湿分分離器により湿分が除去された蒸気が蒸気出口から排出される一方、熱交換を終了した一次冷却水が出口側水室鏡から排出される。 Accordingly, the primary cooling water is supplied from the cooling water pipe to the plurality of heat transfer tubes through the inlet side water chamber mirror, while the secondary cooling water is supplied from the inlet portion into the trunk portion. Then, heat exchange is performed between the primary cooling water (hot water) flowing in the plurality of heat transfer tubes and the secondary cooling water (cold water) circulating in the body, so that the secondary cooling water absorbs heat. Water vapor is generated. Then, moisture is removed from the generated steam by the steam separator, and the steam from which moisture has been removed by the moisture separator is discharged from the steam outlet, while the primary cooling water that has finished heat exchange is discharged from the outlet side water. It is discharged from the mirror.
ところで、蒸気発生器は、複数の伝熱管内に一次冷却水としての高圧水が供給され、外部の二次冷却水を加熱して蒸気を生成することから、この伝熱管が振動しやすい。そのため、下端部が管板により支持された複数の伝熱管は、上部のUベンド部にて、複数の振れ止め金具が挿入されて支持されている。このような技術として、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。 By the way, the steam generator is supplied with high-pressure water as primary cooling water in a plurality of heat transfer tubes and heats the external secondary cooling water to generate steam, so that the heat transfer tubes are likely to vibrate. Therefore, the plurality of heat transfer tubes whose lower end portions are supported by the tube plate are supported by inserting a plurality of steady rests at the upper U-bend portion. As such a technique, there exist some which were described in the following patent document, for example.
上述したように、蒸気発生器のUベンド部にて、複数の伝熱管は、その間に振れ止め金具が挿入されて支持されている。この場合、伝熱管は、振れ止め金具との間で互いに押付けられることで振動が抑制されており、伝熱管と振れ止め金具との間の押付力の管理が重要である。しかし、伝熱管や振れ止め金具の製造誤差や組付誤差、または、各種部材の熱伸びを考慮すると、伝熱管と振れ止め金具との間に隙間が発生するおそれがあり、振れ止め金具により伝熱管の振動を適正に抑制することができないことがある。 As described above, in the U bend portion of the steam generator, the plurality of heat transfer tubes are supported with the steady rests inserted therebetween. In this case, the heat transfer tubes are pressed against each other with the steady-state fittings so that vibrations are suppressed, and management of the pressing force between the heat transfer tubes and the steady-state fittings is important. However, taking into account manufacturing errors and assembly errors of heat transfer tubes and steady-state fittings, or thermal expansion of various members, there is a possibility that a gap will be generated between the heat transfer tubes and steady-state fittings. The vibration of the heat tube may not be properly suppressed.
本発明は、上述した課題を解決するものであり、伝熱管と振れ止め部材との接触力を高精度に測定することが可能な伝熱管の支持力測定装置及び方法を提供することを目的とする。 This invention solves the subject mentioned above, and aims at providing the supporting force measuring apparatus and method of a heat exchanger tube which can measure the contact force of a heat exchanger tube and a steadying member with high precision. To do.
上記の目的を達成するための本発明の伝熱管の支持力測定装置は、複数の伝熱管の間に振れ止め部材が介装された蒸気発生器において、可撓性を有して前記伝熱管の端部から内部に挿入可能な索状部材と、前記索状部材の先端部に前記伝熱管の内面に所定隙間をもって連結される移動体と、前記移動体の外周部に設けられて前記伝熱管の内面に対して測定信号の送受信を行う測定子と、前記測定子からの測定信号に基づいて前記振れ止め部材による前記伝熱管の支持力を求める演算装置と、を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the present invention is a steam generator in which a steady member is interposed between a plurality of heat transfer tubes, and the heat transfer tube has flexibility. A cable-like member that can be inserted into the inside from the end of the cable, a moving body that is connected to the tip of the cable-like member with an inner surface of the heat transfer tube with a predetermined gap, and provided on the outer peripheral part of the moving body. A measuring element that transmits and receives a measurement signal to and from the inner surface of the heat tube, and an arithmetic unit that obtains a supporting force of the heat transfer tube by the steadying member based on the measurement signal from the measuring element. Is.
従って、索状部材を用いて移動体を伝熱管内に挿入し、移動体に設けられた測定子から伝熱管の内面へ測定信号の送受信を行い、演算装置が測定子からの測定信号に基づいて振れ止め部材による伝熱管の支持力を求める。そのため、伝熱管の内部から振れ止め部材による支持力を測定することができ、作業者が蒸気発生器に入り、振れ止め部材による伝熱管の支持部にアクセスする必要はなく、被爆を低減しながら、伝熱管などを切断する必要もなく、伝熱管と振れ止め部材との接触力を高精度に測定することができる。 Therefore, the moving body is inserted into the heat transfer tube using the cord-shaped member, and the measurement signal is transmitted and received from the probe provided on the movable body to the inner surface of the heat transfer tube. The arithmetic unit is based on the measurement signal from the probe. Obtain the supporting force of the heat transfer tube by the steady rest member. Therefore, it is possible to measure the supporting force by the steadying member from the inside of the heat transfer tube, and it is not necessary for the operator to enter the steam generator and access to the supporting part of the heat transfer tube by the steadying member, while reducing the exposure. Further, it is not necessary to cut the heat transfer tube or the like, and the contact force between the heat transfer tube and the steadying member can be measured with high accuracy.
本発明の伝熱管の支持力測定装置では、前記測定子は、前記伝熱管の内面に向けて超音波を送信する送信部と、前記伝熱管を伝播する超音波を受信する受信部とを有し、前記演算装置は、前記送信部及び受信部からの信号に基づいて超音波伝播速度の変化を求め、この超音波伝播速度の変化から前記伝熱管の応力を求めることを特徴としている。 In the supporting capacity measuring apparatus for a heat transfer tube of the present invention, the probe includes a transmission unit that transmits ultrasonic waves toward the inner surface of the heat transfer tube, and a reception unit that receives ultrasonic waves propagating through the heat transfer tube. And the said arithmetic unit calculates | requires the change of an ultrasonic propagation speed based on the signal from the said transmission part and a receiving part, and calculates | requires the stress of the said heat exchanger tube from this change of an ultrasonic propagation speed.
従って、音弾性法を用いて伝熱管の応力を求めるため、被爆を低減しながら、伝熱管などを切断する必要もなく、容易に振れ止め部材による伝熱管の支持力を測定することができる。 Therefore, since the stress of the heat transfer tube is obtained using the acoustoelastic method, it is not necessary to cut the heat transfer tube or the like while reducing the exposure, and the supporting force of the heat transfer tube by the steadying member can be easily measured.
本発明の伝熱管の支持力測定装置では、前記測定子を前記伝熱管の内面に接触させる移動装置が設けられることを特徴としている。 In the heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the present invention, a moving device is provided for bringing the probe into contact with the inner surface of the heat transfer tube.
従って、移動装置により測定子を伝熱管の内面に接触させた状態で、測定子から伝熱管の内面へ測定信号の送受信を行い、演算装置が測定子からの測定信号に基づいて振れ止め部材による伝熱管の支持力を求めるため、測定精度を向上することができる。 Therefore, in a state where the probe is in contact with the inner surface of the heat transfer tube by the moving device, the measurement signal is transmitted and received from the probe to the inner surface of the heat transfer tube, and the arithmetic device uses the steadying member based on the measurement signal from the probe Since the supporting force of the heat transfer tube is obtained, the measurement accuracy can be improved.
本発明の伝熱管の支持力測定装置では、前記測定子は、前記移動体の周方向にずれた位置に複数配置されることを特徴としている。 In the heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the present invention, a plurality of the measuring elements are arranged at positions shifted in the circumferential direction of the movable body.
従って、伝熱管における周方向にずれた位置での応力を測定することができることから、伝熱管における異なる位置での応力を平均化することで、測定精度を向上することができる。 Therefore, since the stress at the position shifted in the circumferential direction in the heat transfer tube can be measured, the measurement accuracy can be improved by averaging the stress at different positions in the heat transfer tube.
本発明の伝熱管の支持力測定装置では、前記移動装置は、前記複数の測定子を同期して移動可能であることを特徴としている。 In the heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the present invention, the moving device is capable of moving the plurality of measuring elements synchronously.
従って、移動装置は、複数の測定子を同期して伝熱管の内面に接触させることができ、装置を簡素化して操作性を向上することができる。 Therefore, the moving device can synchronize a plurality of measuring elements with the inner surface of the heat transfer tube, simplify the device, and improve operability.
本発明の伝熱管の支持力測定装置では、前記移動装置は、前記測定子を伝熱管の径方向に沿って移動可能であることを特徴としている。 In the heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the present invention, the moving device is capable of moving the measuring element along a radial direction of the heat transfer tube.
従って、移動装置により測定子を伝熱管の径方向に沿って移動することで、伝熱管の内面に接触させることとなり、測定子と伝熱管の内面との擦れをなくして測定子の損傷を防止することができる。 Therefore, by moving the probe along the radial direction of the heat transfer tube by the moving device, it will be brought into contact with the inner surface of the heat transfer tube, eliminating friction between the probe and the inner surface of the heat transfer tube and preventing damage to the probe. can do.
また、本発明の伝熱管の支持力測定方法にあっては、複数の伝熱管の間に振れ止め部材が介装された蒸気発生器において、可撓性を有する索状部材により前記伝熱管の端部から移動体を内部に挿入する工程と、前記伝熱管における前記移動体の所定の挿入位置で前記移動体から測定信号を送信すると共に測定信号を受信する測定信号送受信工程と、送受信した測定信号に基づいて前記振れ止め部材による前記伝熱管の支持力を求める演算工程と、を有することを特徴とするものである。 In the heat transfer tube supporting force measuring method according to the present invention, in the steam generator in which the steadying member is interposed between the plurality of heat transfer tubes, the heat transfer tube has a flexible cord-like member. A step of inserting the moving body from the end, a measurement signal transmitting and receiving step of transmitting a measurement signal from the moving body and receiving a measurement signal at a predetermined insertion position of the moving body in the heat transfer tube, and a transmitted and received measurement And a calculation step of obtaining a supporting force of the heat transfer tube by the steadying member based on a signal.
従って、伝熱管の内部から振れ止め部材による支持力を測定することができ、作業者が蒸気発生器に入り、振れ止め部材による伝熱管の支持部にアクセスする必要はなく、被爆を低減しながら、伝熱管などを切断する必要もなく、伝熱管と振れ止め部材との接触力を高精度に測定することができる。 Therefore, it is possible to measure the supporting force by the steadying member from the inside of the heat transfer tube, and it is not necessary for the operator to enter the steam generator and access the supporting part of the heat transfer tube by the steadying member, while reducing the exposure. Further, it is not necessary to cut the heat transfer tube or the like, and the contact force between the heat transfer tube and the steadying member can be measured with high accuracy.
本発明の伝熱管の支持力測定装置及び方法によれば、伝熱管の内部から振れ止め部材による支持力を測定することができ、伝熱管と振れ止め部材との接触力を高精度に測定することができる。 According to the heat transfer tube support force measuring apparatus and method of the present invention, the support force by the steady member can be measured from the inside of the heat transfer tube, and the contact force between the heat transfer tube and the steady member can be measured with high accuracy. be able to.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る伝熱管の支持力測定装置及び方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。 Exemplary embodiments of a heat transfer tube bearing capacity measuring apparatus and method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this Example, Moreover, when there exists multiple Example, what comprises combining each Example is also included.
図1は、本発明の実施例1に係る伝熱管の支持力測定装置を表す概略図、図2は、実施例1の伝熱管の支持力測定装置の要部を表す断面図、図3は、図2のIII−III断面図、図4は、伝熱管の支持力測定装置の作動を表す断面図、図5は、図4のV−V断面図、図6は、伝熱管の支持力測定装置による支持力測定方法を表す概略図、図7は、実施例1の蒸気発生器が適用された原子力発電プラントの概略構成図、図8は、実施例1の蒸気発生器を表す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a heat transfer tube supporting force measuring device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a main part of the heat transfer tube supporting force measuring device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the operation of the heat transfer tube support force measuring device, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a nuclear power generation plant to which the steam generator according to the first embodiment is applied, and FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the steam generator according to the first embodiment. FIG.
実施例1の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)である。 The nuclear reactor of Example 1 uses light water as a reactor coolant and a neutron moderator, and produces high-temperature and high-pressure water that does not boil over the entire core, and sends this high-temperature and high-pressure water to a steam generator to generate steam by heat exchange. This is a pressurized water reactor (PWR) that generates electricity by sending this steam to a turbine generator.
実施例1の加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントにおいて、図7に示すように、原子炉格納容器11は、内部に加圧水型原子炉12及び蒸気発生器13が格納されており、この加圧水型原子炉12と蒸気発生器13とは高温側送給配管14と低温側送給配管15を介して連結されており、高温側送給配管14に加圧器16が設けられ、低温側送給配管15に一次冷却水ポンプ17が設けられている。この場合、減速材及び一次冷却水(冷却材)として軽水を用い、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するために、一次冷却系統は加圧器16により150〜160気圧程度の高圧状態を維持するように制御している。
In the nuclear power plant having the pressurized water reactor according to the first embodiment, as shown in FIG. 7, the
従って、加圧水型原子炉12にて、燃料(原子燃料)として低濃縮ウランまたはMOXにより一次冷却水として軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器16により所定の高圧に維持された状態で、高温側送給配管14を通して蒸気発生器13に送られる。この蒸気発生器13では、高温高圧の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は低温側送給配管15を通して加圧水型原子炉12に戻される。
Accordingly, in the
蒸気発生器13は、加熱された二次冷却水、つまり、蒸気を送給する配管31を介して蒸気タービン32と連結されており、この配管31に主蒸気隔離弁33が設けられている。蒸気タービン32は、高圧タービン34と低圧タービン35を有すると共に、発電機(発電装置)36が接続されている。また、高圧タービン34と低圧タービン35は、その間に湿分分離加熱器37が設けられており、配管31から分岐した冷却水分岐配管38が湿分分離加熱器37に連結される一方、高圧タービン34と湿分分離加熱器37は低温再熱管39により連結され、湿分分離加熱器37と低圧タービン35は高温再熱管40により連結されている。
The
更に、蒸気タービン32の低圧タービン35は、復水器41を有しており、この復水器41は、配管31からバイパス弁42を有するタービンバイパス配管43が接続されると共に、冷却水(例えば、海水)を給排する取水管44及び排水管45が連結されている。この取水管44は、循環水ポンプ46を有し、排水管45と共に他端部が海中に配置されている。
Further, the low-
そして、この復水器41は、配管47が接続されており、復水ポンプ48、グランドコンデンサ49、復水脱塩装置50、復水ブースタポンプ51、低圧給水加熱器52が接続されている。また、配管47は、脱気器53が連結されると共に、主給水ポンプ54、高圧給水加熱器55、主給水制御弁56が設けられている。
The
従って、蒸気発生器13にて、高温高圧の一次冷却水と熱交換を行って生成された蒸気は、配管31を通して蒸気タービン32(高圧タービン34から低圧タービン35)に送られ、この蒸気により蒸気タービン32を駆動して発電機36により発電を行う。このとき、蒸気発生器13からの蒸気は、高圧タービン34を駆動した後、湿分分離加熱器37で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン35を駆動する。そして、蒸気タービン32を駆動した蒸気は、復水器41で海水を用いて冷却されて復水となり、グランドコンデンサ49、復水脱塩装置50、低圧給水加熱器52、脱気器53、高圧給水加熱器55などを通して蒸気発生器13に戻される。
Therefore, the steam generated by exchanging heat with the high-temperature and high-pressure primary cooling water in the
このように構成された原子力発電プラントの蒸気発生器13において、図8に示すように、胴部61は、密閉された中空円筒形状をなし、上部に対して下部が若干小径となっている。この胴部61は、その下部に内壁面と所定間隔をもって円筒形状をなす管群外筒62が配設されている。この管群外筒62は、内部に所定の高さ位置に対応して複数の管支持板63が配設されると共に、この管支持板63の下方に管板64が固定されており、各管支持板63は、管板64から上方に延設された複数のステーロッド65により支持されている。そして、この管群外筒62は、内部に逆U字形状をなす複数の伝熱管66からなる伝熱管群67が配設されている。
In the
伝熱管群67にて、各伝熱管66は、上部がU字形状部としてのUベンド部68が構成され、下端部が管板64に拡管して支持されると共に、中間部(中途部)が複数の管支持板63により支持されている。Uベンド部68は、複数の伝熱管が管群外筒62の内外方向(上下方向)に略平行をなして配置されると共に、管群外筒62の径方向(水平方向)に略平行をなして配置されている。そして、管群外筒62の径方向に配置された各伝熱管は、その間に複数の振れ止め金具(振れ止め部材)69が介装されている。
In the heat transfer tube group 67, each
また、胴部61は、下部が球面形状をなし、管板64の下方に隔壁70により入室71と出室72が区画形成されると共に、入口ノズル73及び出口ノズル74が形成され、各伝熱管66の一端部が入室71に連通し、他端部が出室72に連通している。
Further, the lower portion of the body portion 61 has a spherical shape, and an
また、胴部61は、伝熱管群67の上方に給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器75と、この分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器76が設けられている。また、胴部61は、伝熱管群67と気水分離器75との間に、内部に二次冷却水の給水を行う給水管77が連結される一方、天井部に蒸気出口78が形成されている。即ち、給水管77から内部に給水された二次冷却水は、管群外筒62との間を流下し、管板64にて上方に循環し、伝熱管群67内を上昇するときに各伝熱管66内を流れる熱水(一次冷却水)との熱交換を行う。
In addition, the body 61 has an air-
従って、図7及び図8に示すように、加圧水型原子炉12で加熱された一次冷却水が高温側送給配管14を通して蒸気発生器13の入室71に送られ、多数の伝熱管66内を通って循環して出室72に至る。一方、復水器41で冷却された二次冷却水が冷却水配管47を通して蒸気発生器13の給水管77に送られ、胴部61内を通って伝熱管66内を流れる熱水(一次冷却水)と熱交換を行う。即ち、胴部61は、内部で高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は出室72から冷却水配管15を通して加圧水型原子炉12に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、胴部61内を上昇し、気水分離器75で蒸気と熱水とに分離され、湿分分離器76でこの蒸気の湿分を除去され、蒸気出口78から配管31を通して蒸気タービン32に送られる。
Therefore, as shown in FIGS. 7 and 8, the primary cooling water heated in the
このように構成された蒸気発生器13にて、図6に示すように、複数の伝熱管66は、内部に一次冷却水としての高圧水が流動し、胴部61内を流れる二次冷却水を加熱して蒸気を生成することから、振動しやすい。そのため、伝熱管66は、下端部が管板64に支持される一方、上端部にあるUベンド部68が振れ止め金具69により支持されている。即ち、複数の伝熱管66は、Uベンド部68で各伝熱管66の間にそれぞれ振れ止め金具69が接触するように介装されることで、伝熱管の振動を抑制するようにしている。ところが、伝熱管66や振れ止め金具69は、製造誤差、組付誤差、各種部材の磨耗や熱伸びにより伝熱管と振れ止め金具との間に隙間が発生し、振れ止め金具69による伝熱管66の支持が不十分となることがある。
In the
実施例1の伝熱管の支持力測定装置100は、作業者が胴部61の入室71にて、伝熱管66の端部から内部に挿入し、Uベンド部68における伝熱管66の内部から残留応力を計測することで、伝熱管66と振れ止め金具69との接触状態を検出し、振れ止め金具69による伝熱管66の支持力を計測するものである。
In the heat transfer tube supporting
伝熱管の支持力測定装置100は、図1に示すように、ケーブル(索状部材)101と移動体102と測定子103と制御装置(演算装置)104とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the heat transfer tube supporting
ケーブル101は、図示しないが、電源用ケーブル、制御用ケーブル、信号送受信用ケーブルなどが集合され、被覆ケーブルで被覆されて構成されており、伝熱管66内に挿通可能となっている。移動体102は、このケーブル101の先端部に連結され、伝熱管66の内面に所定隙間をもつ円柱形状をなしている。測定子103は、移動体102の外周部に設けられており、伝熱管66の内面に対して測定信号の送受信を行うことができる。制御装置104は、測定子103からの測定信号に基づいて振れ止め金具68による伝熱管66の支持力を求めることができる。
Although not shown, the
この場合、測定子103は、移動体102の軸心方向(長手方向)に複数(本実施例では、4組)設けられており、各測定子103は、移動体102の周方向にずれ、つまり、周方向に等間隔で設けられている。そして、各測定子103は、移動装置105により移動体102(伝熱管66)の径方向にそれぞれ移動可能であり、伝熱管66の内面に接触させることができる。このとき、移動装置105は、複数の測定子103を同期して移動させることができる。
In this case, a plurality of measuring
ここで、測定子103及び移動装置105について詳細に説明するが、なお、各測定子103及び各移動装置105はほぼ同様の構成であることから、移動体102の先端部に設けられた測定子103及び移動装置105についてのみ説明する。
Here, the measuring
図2及び図3に示すように、移動体102は、先端部にモータを有する駆動装置111が固定され、出力軸112が移動体102の軸心に沿って延出され、回転自在に支持されている。この出力軸112は、外周部に偏心部113が固定されており、偏心部113の外周部に支持円盤114が相対移動自在に嵌合している。この支持円盤114は、径方向に沿って長孔114aが形成され、移動体102に固定された支持ピン115がこの長孔114aに係合している。そして、支持円盤114は、長孔114aが形成された側の外周部に測定子103が固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the moving
測定子103は、伝熱管66の内面に向けて超音波(計測信号)を送信する送信部103aと、伝熱管66の内面を伝播する超音波を受信する受信部103bとから構成され、送信部103aと受信部103bが伝熱管66(伝熱管66)の周方向に所定間隔をもって配置されている。制御装置104は、ケーブル101を介して測定子103(送信部103a、受信部103b)に接続されている。そして、制御装置104は、送信部103aが超音波を送信した送信時間と、受信部103bが超音波を受信した受信時間から超音波伝播速度を求める。この場合、伝熱管66に応力が作用していないときの基準超音波伝播速度を求めておき、基準超音波伝播速度と測定した超音波伝播速度との変化量(差)から伝熱管66の応力を求める。
The
この伝熱管66の応力を求める手法は、超音波を用いた残留応力の測定方法である音弾性法を用いた手法であり、伝熱管66の表面(内面)を周方向に伝播する値用音波の速度を計測するものである。
The method of obtaining the stress of the
そして、移動体102は、4組の測定子103(送信部103a、受信部103b)が設けられていることから、各測定子103の測定結果から求めた4つの超音波伝播速度を平均化して伝熱管66の応力を求める。なお、4組の測定子103(送信部103a、受信部103b)とは別に、校正用の測定子(図示略)を設けることで、伝熱管66の加工時による測定値のばらつきを補正するようにするとよい。
Since the moving
伝熱管の支持力測定装置100による支持力測定方法は、ケーブル101により伝熱管66の端部から移動体102を内部に挿入する工程と、伝熱管66における移動体102の所定の挿入位置で測定子103(送信部103a、受信部103b)から超音波を送信すると共に伝播する超音波を受信する測定信号送受信工程と、送受信した測定信号に基づいて振れ止め金具68による伝熱管66の支持力を求める演算工程と、を有している。
The supporting force measuring method by the supporting
即ち、図1及び図6に示すように、作業者は、蒸気発生器13の胴部61の入室71に入り、この位置から支持力測定装置100、つまり、ケーブル101により伝熱管66の端部から移動体102を内部に挿入する。このとき、各測定子103は、移動体102内に収納された位置にあり、伝熱管66の内面と擦れ合うことはない。そして、作業者は、ケーブル101を伝熱管66内に送り込み、移動体102をUベンド部68における所定の計測位置、つまり、振れ止め金具69による伝熱管66の支持位置に停止させる。この場合、事前に計測プローブなどを伝熱管66内に挿入し、計測位置、つまり、伝熱管66の端部からの距離を予め測定しておく。
That is, as shown in FIGS. 1 and 6, the worker enters the
移動体102をUベンド部68における所定の計測位置に停止させると、ここで、作業者は、制御装置104を用いて送信部103aから超音波を送信すると共に、受信部103bにより超音波を受信する。即ち、図3及び図4に示すように、駆動装置111を駆動し、出力軸112を回動させ、出力軸112と一体の偏心部113を180度回動させる。図4及び図5に示すように、偏心部113が180度回動すると、支持円盤114は、長孔114aに支持ピン115が係合していることから、回動せずに長孔114aの長手方向に沿って移動する。すると、支持円盤114が移動体102の径方向の外方、つまり、伝熱管66の径方向に沿って内面に接近し、測定子103が伝熱管66の内面に接触するように押付けられる。
When the moving
そして、4つの測定子103が全て伝熱管66の内面に押付けられると、測定子103から超音波を送信すると共に超音波を受信する。制御装置104は、超音波を送信した時間と超音波を受信した時間から超音波伝播速度を求め、4つの超音波伝播速度を平均化して伝熱管66の応力を求める。このとき、移動装置105は、移動体103から4つの支持円盤114を同期して移動し、4つの測定子103を全て伝熱管66の内面に押付けるため、移動体102が伝熱管66に対して適正に支持され、高精度な測定が行われる。
When all of the four measuring
このように実施例1の伝熱管の支持力測定装置にあっては、可撓性を有して伝熱管66の端部から内部に挿入可能なケーブル101と、ケーブル101の先端部に伝熱管66の内面に所定隙間をもって連結される移動体102と、移動体102の外周部に設けられて伝熱管66の内面に対して超音波の送受信を行う測定子103と、測定子103からの測定信号に基づいて振れ止め金具68による伝熱管66の支持力を求める制御装置104とを設けている。
As described above, in the heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the first embodiment, the
従って、ケーブル101を用いて移動体102を伝熱管66内に挿入し、移動体102に設けられた測定子103から伝熱管66の内面へ超音波の送受信を行い、制御装置104が測定子103からの超音波に基づいて振れ止め金具68による伝熱管66の支持力を求める。そのため、伝熱管66の内部から振れ止め金具68による支持力を測定することができ、作業者が蒸気発生器13に入り、振れ止め金具68による伝熱管66の支持部にアクセスする必要はなく、被爆を低減しながら、伝熱管66などを切断する必要もなく、伝熱管66と振れ止め金具68との接触力を高精度に測定することができる。
Accordingly, the moving
実施例1の伝熱管の支持力測定装置では、測定子103を伝熱管66の内面に向けて超音波を送信する送信部103aと、伝熱管66を伝播する超音波を受信する受信部103bとにより構成し、制御装置104は、送信部103a及び受信部103bからの信号に基づいて超音波伝播速度の変化を求め、この超音波伝播速度の変化から伝熱管66の応力を求めている。従って、音弾性法を用いて伝熱管66の応力を求めるため、被爆を低減しながら、伝熱管66などを切断する必要もなく、容易に振れ止め金具68による伝熱管66の支持力を測定することができる。
In the heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the first embodiment, a
実施例1の伝熱管の支持力測定装置では、測定子103を伝熱管66の内面に接触させる移動装置105を設けている。従って、移動装置105により測定子103を伝熱管66の内面に接触させた状態で、この測定子103から伝熱管66の内面へ超音波の送受信を行い、制御装置104が測定子103からの信号に基づいて振れ止め金具68による伝熱管66の支持力を求めるため、測定精度を向上することができる。
In the heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the first embodiment, a moving
実施例1の伝熱管の支持力測定装置では、測定子103を移動体102の周方向にずれた位置に複数配置している。従って、伝熱管66における周方向にずれた位置での応力を測定することができることから、伝熱管66における異なる位置での応力を平均化することで、測定精度を向上することができる。
In the heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the first embodiment, a plurality of measuring
実施例1の伝熱管の支持力測定装置では、移動装置105は、複数の測定子103を同期して移動可能としている。従って、移動装置105は、複数の測定子103を同期して伝熱管66の内面に接触させることができ、装置を簡素化して操作性を向上することができる。
In the heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the first embodiment, the moving
実施例1の伝熱管の支持力測定装置では、移動装置105は、測定子103を伝熱管66の径方向に沿って移動可能としている。従って、測定子が伝熱管66の周方向や長手方向に沿って移動することはなく、測定子103と伝熱管66の内面との擦れをなくして測定子103の損傷を防止することができる。
In the heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the first embodiment, the moving
また、実施例1の伝熱管の支持力測定方法にあっては、可撓性を有するケーブル101により伝熱管66の端部から移動体102を内部に挿入する工程と、伝熱管66における移動体102の所定の挿入位置で移動体102の測定子103から超音波を送信すると共に超音波を受信する測定信号送受信工程と、送受信した超音波に基づいて振れ止め金具68による伝熱管66の支持力を求める演算工程とを設けている。
In the method for measuring the supporting force of the heat transfer tube of the first embodiment, the step of inserting the moving
従って、伝熱管66の内部から振れ止め金具68による支持力を測定することができ、作業者が蒸気発生器13に入り、振れ止め金具68による伝熱管66の支持部にアクセスする必要はなく、被爆を低減しながら、伝熱管66などを切断する必要もなく、伝熱管66と振れ止め金具68との接触力を高精度に測定することができる。
Therefore, it is possible to measure the supporting force by the steadying metal fitting 68 from the inside of the
図8は、実施例1の蒸気発生器を表す概略構成図、図9は、本発明の実施例2に係る伝熱管の支持力測定装置の要部を表す断面図である。 FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating the steam generator according to the first embodiment, and FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the main part of the supporting force measuring apparatus for heat transfer tubes according to the second embodiment of the present invention.
実施例2にて、図9及び図10に示すように、伝熱管の支持力測定装置200は、ケーブル(索状部材)201と移動体202と測定子203と制御装置(演算装置)204とから構成されている。
In Example 2, as shown in FIGS. 9 and 10, the heat transfer tube supporting force measuring device 200 includes a cable (corrugated member) 201, a moving
ケーブル201は、図示しないが、電源用ケーブル、制御用ケーブル、信号送受信用ケーブルなどが集合され、被覆ケーブルで被覆されて構成されており、伝熱管内に挿通可能となっている。移動体202は、このケーブル201の先端部に連結され、伝熱管の内面に所定隙間をもつ円柱形状をなしている。測定子203は、移動体102の外周部に設けられており、伝熱管の内面に対して測定信号の送受信を行うことができる。制御装置204は、測定子202からの測定信号に基づいて振れ止め金具による伝熱管の支持力を求めることができる。
Although not shown, the
この場合、測定子203は、移動体102の周方向に複数(本実施例では、4組)設けられており、各測定子203は、移動体102の周方向に沿って等間隔で設けられている。そして、各測定子202は、移動装置205により移動体202(伝熱管)の径方向にそれぞれ移動可能であり、伝熱管の内面に接触させることができる。このとき、移動装置205は、複数の測定子203を同期して移動させることができる。
In this case, a plurality of measuring
移動体202は、先端部にモータを有する駆動装置211が固定され、出力軸212が移動体202の軸心に沿って延出され、回転自在に支持されている。この出力軸212は、先周部に駆動傘歯車(ベベルギア)213が固定されている。また、移動体202(本実施例では、4組)は、軸心が径方向に沿う4つの従動傘歯車(ベベルギア)214が周方向に均等間隔で複数回転自在に支持されている。そして、駆動傘歯車213が4つの従動傘歯車214に噛合っている。
The moving
また、各従動傘歯車214は、軸部の先端部にそれぞれねじ部215が形成されており、この各ねじ部215に支持部材216がそれぞれ螺合している。この各支持部材216は、移動体202に対してその径方向には移動自在であるが、自身が回転不能に支持されている。そして、各支持部材216は、その先周部にそれぞれ測定子203が固定されている。
Further, each driven
この測定子203は、伝熱管の内面に向けて超音波(計測信号)を送信する送信部と、伝熱管の内面を伝播する超音波を受信する受信部とから構成され、同位置に配置されている。制御装置204は、ケーブル201を介して測定子203に接続されており、超音波の送信時間と受信時間から超音波伝播速度を求める。そして、移動体202は、4組の測定子203が設けられていることから、各測定子203の測定結果から求めた4つの超音波伝播速度を平均化して伝熱管の応力を求める。
The measuring
この伝熱管の応力を求める手法は、超音波を用いた残留応力の測定方法である音弾性法を用いた手法であり、伝熱管の内部を径方向(板厚方向)に伝播する値用音波の速度を計測するものである。 This method of calculating the stress of the heat transfer tube is a method using the acoustoelastic method, which is a method of measuring residual stress using ultrasonic waves, and the sound wave for the value propagating in the radial direction (plate thickness direction) inside the heat transfer tube It measures the speed of.
伝熱管の支持力測定装置200による支持力測定方法は、ケーブル201により伝熱管の端部から移動体202を内部に挿入する工程と、伝熱管における移動体202の所定の挿入位置で測定子203から超音波を送信すると共に伝播する超音波を受信する測定信号送受信工程と、送受信した測定信号に基づいて振れ止め金具による伝熱管の支持力を求める演算工程と、を有している。
The supporting force measuring method by the heat transfer tube supporting force measuring apparatus 200 includes a step of inserting the moving
即ち、作業者は、ケーブル201により伝熱管の端部から移動体202を内部に挿入する。このとき、各測定子203は、移動体202内に収納された位置にあり、伝熱管66の内面と擦れ合うことはない。そして、作業者は、ケーブル201を伝熱管内に送り込み、移動体202を所定の計測位置に停止させる。移動体202を所定の計測位置に停止させると、ここで、作業者は、制御装置204を用いて測定子203から超音波を送信すると共に超音波を受信する。即ち、駆動装置211を駆動し、出力軸212を回転させ、出力軸212と一体の駆動傘歯車213を回転させる。駆動傘歯車213を回転すると、駆動傘歯車213と噛合う4つの従動傘歯車214が同時に回転し、各ねじ部215を介して4つの支持部材216が前進する。すると、各支持部材216が移動体102の径方向の外方、つまり、伝熱管の径方向に沿って内面に接近し、各測定子203が伝熱管の内面に接触するように押付けられる。
That is, the operator inserts the moving
そして、4つの測定子203が全て伝熱管の内面に押付けられると、測定子203から超音波を送信すると共に超音波を受信する。制御装置204は、超音波を送信した時間と超音波を受信した時間から超音波伝播速度を求め、4つの超音波伝播速度を平均化して伝熱管の応力を求める。このとき、移動装置205は、移動体203から4つの支持部材216を同期して移動し、4つの測定子203を全て伝熱管の内面に押付けるため、移動体202が伝熱管に対して適正に支持され、高精度な測定が行われる。
When all four measuring
このように実施例2の伝熱管の支持力測定装置にあっては、可撓性を有して伝熱管の端部から内部に挿入可能なケーブル201と、ケーブル201の先端部に伝熱管の内面に所定隙間をもって連結される移動体202と、移動体202の外周部に設けられて伝熱管の内面に対して超音波の送受信を行う測定子203と、測定子203からの測定信号に基づいて振れ止め金具による伝熱管の支持力を求める制御装置204とを設けている。
As described above, in the heat transfer tube supporting force measuring apparatus according to the second embodiment, the
従って、ケーブル201を用いて移動体202を伝熱管内に挿入し、移動体202に設けられた測定子203から伝熱管の内面へ超音波の送受信を行い、制御装置204が測定子203からの超音波に基づいて振れ止め金具による伝熱管の支持力を求める。そのため、伝熱管の内部から振れ止め金具による支持力を測定することができ、作業者が蒸気発生器に入り、振れ止め金具による伝熱管の支持部にアクセスする必要はなく、被爆を低減しながら、伝熱管などを切断する必要もなく、伝熱管と振れ止め金具との接触力を高精度に測定することができる。
Therefore, the moving
実施例1の伝熱管の支持力測定装置では、4つの測定子203を移動体202の周方向に沿って等間隔で配置している。従って、移動体202を短くすることができ、装置の小型軽量化を可能とすることができる。
In the heat transfer tube supporting force measuring apparatus of the first embodiment, four measuring
なお、上述した実施例では、偏心カム機構や歯車機構により移動体102,202に対して測定子103,203を径方向に移動するように構成したが、この構成に限定されるものではない。
In the embodiment described above, the measuring
また、上述した実施例では、作業者が入室71には入り、ここからケーブル101,201を用いて移動体102,202を伝熱管66内に挿入したが、機械を入室71に持ち込み、作業者が遠隔操作により機械を駆動制御し、ケーブル101,201を介して移動体102,202を伝熱管66内に挿入するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, an operator enters the
また、上述した実施例では、音弾性法を利用して振れ止め金具68による伝熱管66の支持力を求めるようにしたが、この構成に限定されるものではない。
In the above-described embodiment, the support force of the
11 原子炉格納容器
12 加圧水型原子炉
13 蒸気発生器
32 蒸気タービン
36 発電機
61 胴部
62 管群外筒
63 管支持板
64 管板
66 伝熱管
67 伝熱管群
68 Uベンド部
69 振れ止め金具(振れ止め部材)
100,200 支持力測定装置
101,201 ケーブル(索状部材)
102,202 移動体
103,203 測定子
104,204 制御装置(演算装置)
105,205 移動装置
DESCRIPTION OF
100, 200 Supporting
102, 202 Moving
105,205 mobile device
Claims (7)
可撓性を有して前記伝熱管の端部から内部に挿入可能な索状部材と、
前記索状部材の先端部に前記伝熱管の内面に所定隙間をもって連結される移動体と、
前記移動体の外周部に設けられて前記伝熱管の内面に対して測定信号の送受信を行う測定子と、
前記測定子からの測定信号に基づいて前記振れ止め部材による前記伝熱管の支持力を求める演算装置と、
を有することを特徴とする伝熱管の支持力測定装置。 In a steam generator in which a steady member is interposed between a plurality of heat transfer tubes,
A cord-like member that has flexibility and can be inserted into the inside from an end of the heat transfer tube;
A movable body connected to the inner surface of the heat transfer tube with a predetermined gap at the tip of the cord-like member;
A probe that is provided on the outer periphery of the moving body and transmits and receives measurement signals to and from the inner surface of the heat transfer tube;
An arithmetic unit for obtaining a supporting force of the heat transfer tube by the steadying member based on a measurement signal from the probe;
A support capacity measuring device for a heat transfer tube.
可撓性を有する索状部材により前記伝熱管の端部から移動体を内部に挿入する工程と、
前記伝熱管における前記移動体の所定の挿入位置で前記移動体から測定信号を送信すると共に測定信号を受信する測定信号送受信工程と、
送受信した測定信号に基づいて前記振れ止め部材による前記伝熱管の支持力を求める演算工程と、
を有することを特徴とする伝熱管の支持力測定方法。 In a steam generator in which a steady member is interposed between a plurality of heat transfer tubes,
A step of inserting a moving body from the end of the heat transfer tube by a flexible cable-shaped member;
A measurement signal transmitting / receiving step of transmitting a measurement signal from the moving body at a predetermined insertion position of the moving body in the heat transfer tube and receiving the measurement signal;
A calculation step for obtaining a supporting force of the heat transfer tube by the steadying member based on the transmitted and received measurement signals;
A method for measuring the bearing capacity of a heat transfer tube.
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