JPH0590362U - 熱交換器伝熱管の探傷検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換器伝熱管の探傷検査装置に係り、検査
装置を有底小口径筒の底部に安定状態に設置して、探傷
検査を高い精度で実施するとともに、装置の設置および
撤去を円滑にする。 【構成】 有底小口径筒の底部にクランプユニットによ
って固定される固定ベースと、該固定ベースの上部で水
平旋回する旋回フレームと、該旋回フレームを固定する
固定手段と、旋回フレームに搭載されスライド機構によ
って昇降させられるスライドベースと、該スライドベー
スに固定され検出器を移動する検出器移動機構とを具備
する構成であり、検出器の接続ケーブルを水平方向に送
り出して、伝熱管内部で検出器を移動させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、熱交換器伝熱管の探傷検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

原子炉の一種に、ヘリウムを熱媒体として使用する高温ガス炉がある。この高 温ガス炉に使用される熱交換器Ｙには、図４に示すように、円筒状の容器１内部 に直立状態のガス出口内筒（有底小口径筒）Ｂが配設される。該ガス出口内筒Ｂ の底部付近には、ガス出口内筒Ｂの外側に複数の伝熱管Ｐの端部が接続される。 該伝熱管Ｐは、熱交換器Ｙ上部のガス入口ヘッダ２から流入させた二次側ヘリウ ムを、ガス出口内筒Ｂの周囲の熱交換流路３において下方に向かって螺旋状に挿 通させることにより、熱交換流路３を上方に向かって流れる一次側ヘリウムとの 間で熱交換をさせた後に、ガス出口内筒Ｂに導く細管であり、該ガス出口内筒Ｂ との接続部においては、水平状態に配される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記伝熱管Ｐにおいては、内外に高温のヘリウムガスを挿通するた め、その健全性を定期的あるいは必要に応じて検査する必要がある。 しかしながら、熱交換器Ｙは、長い熱交換流路３を確保するためにその全長を １０数メートル程度とされ、また、その直径は省スペース等のために、小さく抑 えられることが多い。このため、ガス出口内筒Ｂは、全長１０数メートル、直径 ３０センチメートル程度の小口径の配管とされ、しかも、検査対象である伝熱管 Ｐに検出器を投入するための伝熱管接続口４は、ガス出口内筒Ｂの下部に位置す ることから、その健全性の確認は困難であった。

【０００４】 本考案は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、 検査装置を正確な位置に安定状態に設置すること、 探傷検査を高い精度で実施すること、 有底小口径円筒内部の底部への装置の設置および撤去を円滑にすること等を目 的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、熱交換器に設けられた直立状態の有底 小口径筒内に配置され、該有底小口径筒の壁面から水平方向に延びる伝熱管の内 部に検出器を挿入して探傷検査を行う装置であって、有底小口径筒内に挿入され その底部に固定される固定ベースと、該固定ベースの下部に配され有底小口径筒 の壁面を圧接して固定ベースを固定するクランプユニットと、固定ベースの上部 に水平旋回可能に支持される旋回フレームと、該旋回フレームに取り付けられ旋 回フレームを検出器挿入位置に固定する固定手段と、旋回フレームに搭載されス ライド機構によって昇降させられるスライドベースと、該スライドベースに固定 され検出器の接続ケーブルを水平方向に送り出して検出器を伝熱管内で移動させ る検出器移動機構とを具備する構成の熱交換器伝熱管の探傷検査装置を提供して いる。

【０００６】

【作用】

本考案の探傷検査装置にあっては、熱交換器に設けられた直立状態の有底小口 径筒の底部に探傷検査装置を吊り降ろして、クランプユニットの作動によって有 底小口径筒の壁面を圧接することにより装置下部の固定ベースを固定する。 次に旋回フレームを水平旋回させて検出器を伝熱管に挿入する旋回位置を設定 したところで、固定手段の作動によって旋回フレームを該旋回位置に固定する。 そして、スライド機構の作動によりスライドベースを昇降させることによって 該スライドベースに搭載された検出器移動機構の上下方向の位置を設定する。 検出器移動機構を作動して、検出器の接続ケーブルを水平方向に送り出すこと により、検出器が伝熱管内に挿入され、伝熱管内を移動しながら検出器の作動に よる探傷検査が実施される。

【０００７】

【実施例】 以下、図１ないし図３に基づいて、本考案に係る熱交換器伝熱管の探傷検査装 置の一実施例を説明する。 これら各図において、符号Ｘは探傷検査装置、符号Ｂはガス出口内筒（有底小 口径筒）、符号Ｐは伝熱管、符号１０は固定ベース、符号１１はクランプユニッ ト、符号１２は旋回フレーム、符号１３は固定手段、符号１４はストッパ手段、 符号１５は振れ止め手段、符号１６はスライド機構、符号１７はスライドベース 、符号１８は検出器移動機構、符号１９は検出器、符号２０は軸受である。

【０００８】 これらの詳細について説明すると、前記固定ベース１０は、ガス出口内筒Ｂ内 に水平状態に配される円盤状に形成されており、その下面に該固定ベース１０を 固定するためのクランプユニット１１を配している。

【０００９】 前記クランプユニット１１は、図１に示すように、前記固定ベース１０の下面 から下方に延びる筒状のスリーブ１１ａと、該スリーブ１１ａに嵌合されて上下 方向に摺動自在に配される摺動シャフト１１ｂと、スリーブ１１ａ内に配され摺 動シャフト１１ｂを下方に付勢するコイルバネ１１ｃと、摺動シャフト１１ｂお よび固定ベース１０に取り付けられガス出口内筒Ｂの壁面に向かって屈曲するリ ンク方式のクランプアーム１１ｄとを具備する構成となっている。

【００１０】 前記摺動シャフト１１ｂの側面には、半径方向外方に突出する取付ピン１１ｅ が設けられ、スリーブ１１ａには、取付ピン１１ｅを貫通させることにより摺動 シャフト１１ｂとスリーブ１１ａとを脱落不可かつ摺動自在な連結状態に保持す る係合長孔１１ｆが設けられている。

【００１１】 前記クランプアーム１１ｄは、固定ベース１０の下面に揺動可能に取り付けら れる第１リンク１１ｇと、摺動シャフト１１ｂに揺動可能に取り付けられる第２ リンク１１ｈと、両リンク１１ｇ・１１ｈを回転自在に結合した関節部１１ｊに 揺動自在に取り付けられた接触パッド１１ｋとを具備する構成となっており、固 定ベース１０の周方向に等間隔を空けて３ヵ所に配置されている。図１において 、符号１１ｍ・１１ｎは第１リンク１１ｇおよび第２リンク１１ｈを固定ベース １０および摺動シャフト１１ｂに揺動自在に取り付けるためのブラケットである 。

【００１２】 前記旋回フレーム１２は、軸受２０を介して固定ベース１０に回転自在に取り 付けられた円盤状の旋回テーブル１２ａと、該旋回テーブル１２ａの上方に平行 状態に配される円盤状の天板１２ｂと、該天板１２ｂと旋回テーブル１２ａとを 連結する垂直ロッド１２ｃとを具備する構成となっている。垂直ロッド１２ｃは 、旋回テーブル１２ａの周方向に等間隔に３ヵ所設けられ、天板１２ｂと旋回テ ーブル１２ａとを平行状態に保持して連結するとともに、後述するスライドテー ブルの上下方向の移動を案内する直線ガイドの機能を有する。また、天板１２ｂ には、吊り金具１２ｄが配設されており、これにクレーンの吊り具等を引掛ける ことにより、探傷検査装置Ｘをガス出口内筒Ｂ内部に吊り下げられるようになっ ている。

【００１３】 前記固定手段１３は、旋回フレーム１２と固定ベース１０との相対回転を抑制 するストッパ手段１４と旋回フレーム１２をガス出口内筒Ｂに対して固定する振 れ止め手段１５とを具備して構成されている。

【００１４】 前記ストッパ手段１４は、旋回テーブル１２ａに上下方向に貫通するネジ孔１ ４ａを設け、該ネジ孔１４ａにストッパボルト１４ｂを螺合状態に配設すること により構成され、ストッパボルト１４ｂを一方向に回転して下降させ該ストッパ ボルト１４ｂの下端面を固定ベース１０の上面に接触させることにより、旋回フ レーム１２と固定ベース１０との相対回転を抑制する。また、これとは逆にスト ッパボルト１４ｂと固定ベース１０とを離間することにより、旋回フレーム１２ を固定ベース１０に対して回転自在とする。このストッパボルト１４ｂは、旋回 フレーム１２の天板１２ｂを貫通してその上端を天板１２ｂの上方に突出してお り、この上端を操作されることによって回転させられるようになっている。

【００１５】 前記振れ止め手段１５は、前記旋回フレーム１２の天板１２ｂの上面に直立し た状態で回転自在に取り付けられるネジ軸１５ａと、該ネジ軸１５ａに螺合して ネジ軸１５ａの回転によって上下方向に移動するナット部材１５ｂと、該ナット 部材１５ｂおよび天板１２ｂに取り付けられて、ナット部材１５ｂの上下方向の 運動を水平方向の運動に変換するリンク機構１５ｃと、該リンク機構１５ｃによ って天板１２ｂの半径方向外方に移動させられてガス出口内筒Ｂの壁面を押圧す る固定用ロッド１５ｄとを具備する構成となっている。

【００１６】 前記リンク機構１５ｃは、３つのリンクを１ヵ所で回転自在に連結したリンク 部材１５ｅの３つの端部のうち２つの端部をナット部材１５ｂおよび天板１２ｂ に回転自在に連結し、残りの一端に、天板１２ｂに水平方向に沿って摺動自在に 支持された固定用ロッド１５ｄを回転自在に連結することにより、ナット部材１ ５ｂの上下方向の運動を固定用ロッド１５ｄの水平方向の運動に変換する構成と なっている。

【００１７】 そして、該リンク機構１５ｃを前記クランプアーム１１ｄと同様に、周方向に 等間隔に３ヵ所設けることにより、前記振れ止め手段１５の作動によってスライ ドフレーム１２をガス出口内筒Ｂの中心位置に配置して固定するようになってい る。

【００１８】 前記スライド機構１６は、前記旋回フレーム１２の旋回テーブル１２ａと天板 １２ｂとの間に水平状態に配されるスライドベース１７を前記垂直ロッド１２ｃ に摺動自在に取り付ける直線軸受１６ａと、スライドベース１７を貫通状態に配 され、旋回テーブル１２ａおよび天板１２ｂに回転自在に取り付けられるボール ネジ１６ｂと、該ボールネジに螺合してスライドベース１７に固定されるボール ナット１６ｃとを具備する構成となっている。

【００１９】 前記検出器移動機構１８は、スライドベース１７の上面に搭載され垂直面内で 回転可能に支持される従動プーリ１８ａと、該従動プーリ１８ａ下方に従動プ− リ１８ａと同一面内に配置され従動プーリ１８ａとの間に後述する検出器１９の 接続ケーブル１９ａを圧接状態に挟む駆動プーリ１８ｂと、該駆動プーリ１８ｂ にギヤ１８ｃを介して接続するモータ１８ｄと、従動プーリ１８ａに接続され接 続ケーブル１９ａの移動量を検出するエンコーダ１８ｅと、ガス出口内筒Ｂの上 方より垂れ下がる接続ケーブル１９ａを従動プーリ１８ａに沿うように案内する 漏斗状のケーブルガイド１８ｆと、従動プーリ１８ａとの間に接続ケーブル１９ ａを挟んでケーブルガイド１８ｆから駆動プーリ１８ｂまでの間において接続ケ ーブル１９ａを従動プーリ１８ａに密接させるガイドローラ１８ｇと、プーリ１ ８ａ・１８ｂの間から送り出された接続ケーブル１９ａを水平方向に導く水平ガ イド１８ｈを具備して構成されている。

【００２０】 前記検出器１９としては、例えば、被検査部材である伝熱管Ｐ内において伝熱 管Ｐの壁面にコイルを近接させて電流を流すことにより発生する渦電流の変化に よって探傷を行う渦電流式の探傷方法を採用することが考えられる。該検出器１ ９に接続する接続ケーブル１９ａは硬質ゴム等によって被覆されており、接続ケ ーブル１９ａを押し引きして検出器１９を伝熱管Ｐ内で移動させることができる ようになっている。

【００２１】 このように構成された探傷検査装置Ｘを使用して伝熱管Ｐの探傷検査を行う場 合には、ストッパ手段１４のストッパボルト１４ｂを回転させて該ストッパボル ト１４ｂを固定ベース１０の上面に接触させることによって旋回フレーム１２の 回転を固定しておき、クレーンの操作等によって旋回フレーム１２の吊り金具１ ２ｄを利用して探傷検査装置Ｘを吊り下げ、ガス出口内筒Ｂの内部を下降させて 底部に載置する。

【００２２】 この探傷検査装置Ｘの吊り下げ作業においては、クランプユニット１１の摺動 シャフト１１ｂがコイルバネ１１ｃによって下方に付勢され摺動範囲の最下端に 配置されるので、クランプアーム１１ｄは、図１に鎖線で示すように、関節を伸 ばした状態とされる。これによって、関節部１１ｊに位置する接触パッド１１ｋ は、探傷検査装置Ｘの内方に引っ込んだ位置に配置され、ガス出口内筒Ｂに対す る装置の挿入性を向上させる。

【００２３】 そして、探傷検査装置Ｘの載置作業においては、前記摺動シャフト１１ｂの先 端がガス出口内筒Ｂの底面に当接すると、探傷検査装置Ｘの自重によってコイル バネ１１ｃが圧縮され、クランプアーム１１ｄの関節が外方に折れ曲がって接触 パッド１１ｋがガス出口内筒Ｂの壁面に接触する。前記接触パッド１１ｋは、ク ランプアーム１１ｃの関節部１１ｊに揺動自在に取り付けられているので、ガス 出口内筒Ｂの壁面に倣って揺動することにより壁面に密接して押圧し、固定ベー ス１０をガス出口内筒Ｂの底部に固定する。

【００２４】 この場合にあって、クランプアーム１１ｄに取り付けられた接触パッド１１ｋ は、ガス出口内筒Ｂの壁面を３方向に向かって同時に押圧し、該壁面に対してほ ぼ直交する方向に押圧力を及ぼすので、滑りによってずれが生じることがなく、 固定ベース１０をガス出口内筒Ｂの中心位置に確実に固定することができる。

【００２５】 また、クランプユニット１１は、探傷検査装置Ｘの自重によって作動するので 、固定ベース１０の固定・取り外しをクレーンの吊り下げ、吊り上げ作業のみに よって行うことができる。

【００２６】 次いで、固定ベース１０の固定後に、ストッパ手段１４を解除して旋回フレー ム１２を水平旋回可能とし、検出器１９を伝熱管Ｐに挿入する位置に旋回フレー ム１２の旋回位置を設定した後に、再度ストッパ手段１４によって旋回フレーム １２の旋回を固定するとともに、振れ止め手段１５を作動させて旋回フレーム１ ２が水平方向に倒れるのを防止する。

【００２７】 この固定作業は、振れ止め手段１５のネジ軸１５ａを回転させてナット部材１ ５ｂを下降させ、リンク部材１５ｅを介して固定用ロッド１５ｄを摺動させ、該 固定用ロッド１５ｄをガス出口内筒Ｂの壁面に向かって３方向に押出して、先端 で壁面を押圧することにより行われる。そして、この固定作業によって天板１２ ｂがガス出口内筒Ｂの中心位置に固定されるとともに、旋回フレーム１２が倒れ ないように保持される。

【００２８】 次いで、旋回フレーム１２の固定後に、スライド機構１６の作動によってスラ イドベース１７の上下方向の位置の設定が行われる。

【００２９】 この上下方向の位置設定作業は、ボールネジ１６ｂを回転させてこれに螺合す るボールナット１６ｃを上下方向に直線運動させることによってボールナット１ ６ｃに固定されたスライドベース１７を所望の位置に設定する。このスライドベ ース１７の位置は、スライドベース１７に搭載された検出器移動機構１８の検出 器１９とガス出口内筒Ｂの壁面の伝熱管接続口４とが一致する位置に設定される 。

【００３０】 このように、検出器１９が伝熱管接続口４に一致した状態で、検出器移動機構 １８を作動させることにより、検出器１９を伝熱管Ｐ内に挿入するとともに、伝 熱管Ｐ内での位置の設定が行われる。

【００３１】 検出器１９の移動は、検出器移動機構１８におけるモータ１８ｄを作動させ、 ギヤ１８ｃを介して駆動プーリ１８ｂを回転させることにより、該駆動プーリ１ ８ｂと従動プーリ１８ａとの間に圧接状態に挟まれた検出器１９の接続ケーブル １９ａを押し引きすることにより行われる。この場合にあって、接続ケーブル１ ９ａは、探傷検査装置Ｘの上方から垂れ下がり、ケーブルガイド１８ｆによって 従動プーリ１８ａに導かれ、ガイドローラ１８ｇによって従動プーリ１８ａに密 接状態に保持されながらその方向を水平方向に換えられて送り出される。そして この場合の接続ケーブル１９ａの送り出し量は従動プーリ１９ａの外周に取り付 けられたエンコーダ１８ｅによって計測され、この送り出し量によって検出器１ ９の伝熱管Ｐ内の位置の正確な設定が行われる。

【００３２】 しかして、探傷検査はを実施するには、検出器移動機構１８の作動によって検 出器１９の伝熱管Ｐ内における位置をずらしながら、検出器１９を作動させて行 われることになる。

【００３３】 なお、探傷検査装置Ｘを引き上げる場合には、検出器移動機構１８の作動によ って、接続ケーブル１９ａを引き込むことにより検出器１９を水平ガイド１８ｈ 内に収容してから、旋回フレーム１２の振れ止め手段１５を解除した後に、クレ ーンの操作等によって探傷検査装置Ｘを上方に引き上げることにより実施される 。このとき、固定ベース１０を固定しているクランプユニット１１においては、 探傷検査装置Ｘが上方に引き上げられることによってクランプアーム１１ｄの関 節部１１ｊが伸びて、接触パッド１１ｋがガス出口内筒Ｂの壁面から離れ、固定 ベース１０の固定が解除されることになる。

【００３４】 〈他の実施態様〉 なお、本考案にかかる熱交換機伝熱管の探傷検査装置にあっては、次の技術を 採用することができる。 （１） 探傷検査装置Ｘのガス出口内筒Ｂ内への挿入を案内する挿入用ガイドロ ーラ２１を設けること。 （２） クランプアーム１１ｄおよび振れ止め手段１５のリンク機構１５ｃの数 を複数の任意の数とすること。 （３） 旋回フレーム１２、固定手段１４、振れ止め手段１５、スライド機構１ ６にそれぞれ駆動源を設けること。 （４） 渦電流式検出器１９に代えてファイバースコープ等を使用すること。 （５） 伝熱管接続口４を確認するためのカメラ等を搭載すること。

【００３５】

【考案の効果】

以上、説明したように、本考案に係る熱交換器伝熱管の探傷検査装置によれば 、有底小口径筒の底部にクランプユニットによって固定される固定ベースと、該 固定ベースの上部で水平旋回する旋回フレームと、該旋回フレームを固定する固 定手段と、旋回フレームに搭載されスライド機構によって昇降させられるスライ ドベースと、該スライドベースに固定され検出器を移動する検出器移動機構とを 具備するものであるから、以下のような効果を奏する。 （１） クランプユニットおよび固定手段によって、固定ベースおよび旋回フレ ームを確実に固定し、検出器移動機構による検出器の位置の設定を正確にし、精 度の高い探傷検査を実施することができる。 （２） クランプユニットおよび固定手段を、引っ込めた状態とすることによっ て寸法を小さくし、小口径筒への挿入および撤去作業を円滑に実施することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る熱交換器伝熱管の探傷検査装置の
一実施例であって、探傷検査装置を有底小口径筒内に配
置した状態を示す一部を断面した正面図である。

【図２】図１の探傷検査装置を示す一部を断面した側面
図である。

【図３】図１の探傷検査装置の振れ止め手段を示す正面
図である。

【図４】ガス炉に使用される熱交換器を示す正断面図で
ある。

【符号の説明】

Ｂ ガス出口内筒（有底小口径筒） Ｐ 伝熱管 Ｘ 探傷検査装置 Ｙ 熱交換器 １ 容器 ２ ガス入口ヘッダ ３ 熱交換流路 ４ 伝熱管接続口 １０ 固定ベース １１ クランプユニット １１ａ スリーブ １１ｂ 摺動シャフト １１ｃ コイルバネ １１ｄ クランプアーム １１ｅ 取付ピン １１ｆ 係合長孔 １１ｇ 第１リンク １１ｈ 第２リンク １１ｊ 関節部 １１ｋ 接触パッド １１ｍ・１１ｎ ブラケット １２ 旋回フレーム １２ａ 旋回テーブル １２ｂ 天板 １２ｃ 垂直ロッド １２ｄ 吊り金具 １３ 固定手段 １４ ストッパ手段 １４ａ ネジ孔 １４ｂ ストッパボルト １５ 振れ止め手段 １５ａ ネジ軸 １５ｂ ナット部材 １５ｃ リンク機構 １５ｄ 固定用ロッド １５ｅ リンク部材 １６ スライド機構 １６ａ 直線軸受 １６ｂ ボールネジ １６ｃ ボールナット １７ スライドベース １８ 検出器移動機構 １８ａ 従動プーリ １８ｂ 駆動プーリ １８ｃ ギヤ １８ｄ モータ １８ｅ エンコーダ １８ｆ ケーブルガイド １８ｇ ガイドローラ １８ｈ 水平ガイド １９ 検出器 １９ａ 接続ケーブル ２０ 軸受

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器に設けられた直立状態の有底小
   口径筒内に配置され、該有底小口径筒の壁面から水平方
   向に延びる伝熱管の内部に検出器を挿入して探傷検査を
   行う装置であって、有底小口径筒内に挿入されその底部
   に固定される固定ベースと、該固定ベースの下部に配さ
   れ有底小口径筒の壁面を圧接して固定ベースを固定する
   クランプユニットと、固定ベースの上部に水平旋回可能
   に支持される旋回フレームと、該旋回フレームに取り付
   けられ旋回フレームを検出器挿入位置に固定する固定手
   段と、旋回フレームに搭載されスライド機構によって昇
   降させられるスライドベースと、該スライドベースに固
   定され検出器の接続ケーブルを水平方向に送り出して検
   出器を伝熱管内で移動させる検出器移動機構とを具備す
   ることを特徴とする熱交換器伝熱管の探傷検査装置。