JP6765453B2 - 乱流設置体を有する蒸気発生パイプ - Google Patents

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Description

本発明は、設置体を有する蒸気発生パイプの製造方法に関する。
蒸気発生器の蒸発器加熱面には滑らかなパイプまたは内部リブ付きパイプが使用される。内部リブ付きパイプを使用することは、蒸発器の低い全負荷質量密度（例えば、ＢＥＮＳＯＮ低質量流束設計）、高い熱流密度および膜沸騰の危険性（例えばドラム型ボイラ）、通常の負荷運転（例えば、スパイラルパイプを備えた蒸発器の最小負荷）における流れ層の回避といった様々な理由から必要である。
パイプの内部リブは、従来技術による冷間延伸プロセスによって製造される。現状の知識によれば、内部リブ付きパイプは、クロム含有量が最大５％の材料でのみ製造可能である。蒸気パラメータの更なる増加の結果として、例えばより高いクロム合金鋼からなる内部リブ付きパイプを使用する必要がある場合、現在利用可能な製造プロセスを使用して内部リブ付きパイプを一貫して良好な品質で製造することができない。
既にある特許出願では、冷間引抜き内部リブを設置体で置き換えることが提案されている。例えば、平滑な蒸発器パイプ内にらせん状設置体を製造して組み付けることは、特許文献１に開示されている。
また、特許文献２には、蒸気発生パイプの製造方法が開示されており、設置体が鋳型シャフトの溝に固定され、設置体とともに鋳型シャフトが蒸気発生パイプに挿入され、鋳型シャフト上の設置体の固定が解放され、鋳型シャフトは、蒸気発生パイプから再び取り外される。
最後に、特許文献３は、らせん状設置体を蒸気発生パイプの内壁に固定するための抵抗スポット溶接装置を特許請求しており、パイプと設置体との間の接続部を作製するための抵抗スポット溶接方法の適用を開示している。
しかし、抵抗スポット溶接装置で達成される溶接結果の品質の広範囲のばらつきがあることは明らかである。設置体は剛性が高く、鋳型シャフトがパイプから抜かれるとすぐにパイプの内壁に密着される。しかし、パイプの壁との接触は、パイプおよび設置体の公差のため、すべての場所で確実に行われない。溶接ランスの電極は、溶接電流が印加される前に、設置体の電線を油圧シリンダを介してパイプの内壁に圧入するが、設置体とパイプの内側の間の導電性接触面は、溶接電極のみで正確に製造される。
国際公開第２０１１／１５１１３５号パンフレット 欧州特許出願公開第２３９０５６７号明細書 独国特許第１０ ２０１２ ２１９ ８９８号明細書
本発明の目的は、設置体を有する蒸気発生パイプの製造方法を特定することである。
上記の目的は、設置体を有する蒸気発生パイプの製造するための方法によって達成され、蒸気発生パイプの内面の長手方向に延在する***部を有する蒸気発生パイプが製造され、設置体は、蒸気発生パイプの***部に溶接される。
本発明は、十分に良好な品質の溶接が再現可能な方法で製造できるように、溶接電極に正確に設置体とパイプの内壁との間に接触面が存在することが必要であるという知見に基づいている。したがって、本発明によれば、らせん状設置体の導入に先立ってパイプの内壁に比較的小さな***部が形成され、設置体の溶接がこの***部に正確に生じることが提案されている。
この***部は、電極による局部接触圧力が作用し、溶接中に電流が流れる定位置を生じさせる。
蒸気発生パイプのクロム含有量は一般的に５％を超える。蒸気パラメータが比較的大きい蒸気発生器用の蒸気発生パイプの場合、クロム含有量が５％を超える鋼を使用する必要がある。対応する信頼性の高い生産プロセスは分かっていないので、***部のあるパイプを提供するための追加的な努力が必要とされる。
隆起部は、蒸気発生パイプに対して半径方向に１ｍｍ未満の大きさである。したがって、***部は比較的小さく維持され、製造公差を補うだけでよい。
ここで、***部を有する蒸気発生パイプが冷間引き抜き法により製造されることが好都合であり得る。工業規模でのプロセスでは、内側の特定の形状を、半製品の製造プロセスで大幅にコスト重視の方法で統合することが可能である。
あるいは、スタンプ、特に水圧スタンプを使用して***部をエンボス加工することが好都合である。
両方の場合において、１０分の数ミリメートルの大きさの***部が容易に製造またはエンボス加工され得、溶接が蒸気発生パイプに十分な強度で実現され得る。
本発明の有利な実施形態では、設置体はらせん形であり、複数の点で***部に溶接される。このようにして、比較的大きな蒸気パラメータであっても、内部リブ付き蒸気発生パイプを製造することが可能である。
本発明は、図面に基づいて例としてより詳細に議論される。図面では、それぞれの場合において、模式的であり縮尺通りではない。
***部を有する蒸気発生パイプを示す。 らせん形の設置体を有する蒸気発生パイプを示す。 本発明による方法の流れ図を示す。
図１は、図２に示されているらせん形状の設置体３を有する蒸気発生パイプ２を製造するための蒸気発生パイプ１を模式的かつ例として示す。
図１の蒸気発生パイプ１の内側４には、蒸気発生パイプ１の軸方向、具体的には図２に示すように、らせん状の設置体３が配置される領域全体にわたって***部５が延在する。設置体３は、複数の接点６で***部５に溶接される。
図３は、本発明による製造方法の個々の工程を概略的に示す。ステップＡでは、蒸気発生パイプの長手方向にパイプ内面に延在する***部を有する蒸気発生パイプ１が、例えば冷間引き抜き法により製造される。こうして図１の物体が形成される。次に、ステップＢにおいて設置体３が導入され、その後、ステップＣにおいて蒸気発生パイプ１の***部５に溶接され、その結果、設置体３を有する蒸気発生パイプ２が形成される。図２に示すらせん状設置体３は複数の巻線を有するので、らせん状設置体３と***部５との間の複数の接触点６において溶接される。
１，２ 蒸気発生パイプ
３ 設置体
４ 内側
５ ***部
６ 接触点

Claims (3)

  1. 設置体（３）を有する蒸気発生パイプ（２）を製造する方法であって、パイプ内側（４）に蒸気発生パイプ（１）の長手方向に延在する***部（５）を有する蒸気発生パイプ（１）が作られ、設置体（３）が前記蒸気発生パイプ（１）の前記***部（５）に溶接され、前記設置体（３）は、らせん形状であり、かつ多数の接触点（６）で前記***部（５）に溶接されることを特徴とする、設置体（３）を有する蒸気発生パイプ（２）を製造する方法。
  2. ***部（５）を有する前記蒸気発生パイプ（１）が冷間引き抜きによって作られる、請求項１に記載の方法。
  3. 前記***部（５）がスタンプを使用してエンボス加工される、請求項１に記載の方法。
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