(57)【要約】【課題】拡管作業を簡易なものとし、蒸気発生器の伝熱管等の管体を好適に拡管することができる拡管治具、伝熱管の拡管方法、伝熱管の補修方法及び伝熱管の閉塞方法を提供する。【解決手段】蒸気発生器１に設けられた伝熱管５を、拡管治具８０を用いて拡管する伝熱管５の拡管方法において、伝熱管５は、径方向の両側に伝熱管５の振動を抑制するための一対の振動抑制部材１４が設けられ、拡管治具８０は、伝熱管５の内部に挿入されるプローブ８１と、プローブ８１に設けられ、給電されるパルス電流によって生じる電磁力により伝熱管５を拡管する電磁コイル８２と、を備えており、伝熱管５の内部に拡管治具８０を挿入する挿入工程Ｓ１１と、電磁コイル８２に、パルス電流の電流値が段階的に大きくなるように、パルス電流が複数回給電されることで、伝熱管５が一対の振動抑制部材１４にそれぞれ当接するまで拡管させる拡管工程Ｓ１２と、を備えた。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生器に設けられる管体を拡管するための拡管治具であって、
前記管体の内部に挿入されるプローブと、
前記プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により前記管体を拡管可能な電磁コイルと、を備えたことを特徴とする拡管治具。
【請求項２】
前記管体は、前記蒸気発生器に設けられる伝熱管であり、
前記プローブ及び前記電磁コイルは、前記伝熱管の内部に挿入され、
前記電磁コイルに給電される電流は、パルス電流であり、
前記電磁コイルは、前記パルス電流が複数回給電されると共に、前記パルス電流の電流値が段階的に大きくなることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
【請求項３】
前記プローブに設けられ、前記伝熱管の管径を計測する管径計測部をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の拡管治具。
【請求項４】
前記電磁コイルは、軸方向の中央で分割され、
前記管径計測部は、分割された前記電磁コイルの間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の拡管治具。
【請求項５】
前記管体は、補修用短尺管であり、
前記補修用短尺管は、前記蒸気発生器に設けられる伝熱管の内部に挿入され、
前記プローブ及び前記電磁コイルは、前記補修用短尺管の内部に挿入され、
前記電磁コイルは、前記補修用短尺管を拡管して、前記伝熱管の内面に前記補修用短尺管の外面を密着させることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
【請求項６】
前記管体は、一方の開口を閉塞した閉塞プラグであり、
前記閉塞プラグは、前記蒸気発生器に設けられる伝熱管の内部に挿入され、
前記プローブ及び前記電磁コイルは、前記閉塞プラグの内部に挿入され、
前記電磁コイルは、前記閉塞プラグを拡管して、前記伝熱管の内面に前記閉塞プラグの外面を密着させることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
【請求項７】
蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて拡管する伝熱管の拡管方法において、
前記伝熱管は、径方向の両側に前記伝熱管の振動を抑制するための一対の振動抑制部材が設けられ、
前記拡管治具は、前記伝熱管の内部に挿入されるプローブと、前記プローブに設けられ、給電されるパルス電流によって生じる電磁力により前記伝熱管を拡管する電磁コイルと、を備えており、
前記伝熱管の内部に前記拡管治具を挿入する挿入工程と、
前記電磁コイルに、前記パルス電流の電流値が段階的に大きくなるように、前記パルス電流が複数回給電されることで、前記伝熱管が前記一対の振動抑制部材にそれぞれ当接するまで拡管させる拡管工程と、を備えたことを特徴とする伝熱管の拡管方法。
【請求項８】
前記拡管治具は、前記伝熱管の管径を計測する管径計測部をさらに備え、
前記拡管工程では、前記伝熱管の管径を計測しながら、前記伝熱管を拡管することを特徴とする請求項７に記載の伝熱管の拡管方法。
【請求項９】
蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて補修する伝熱管の補修方法において、
前記伝熱管は、内部に補修用短尺管が挿入され、
前記拡管治具は、前記補修用短尺管の内部に挿入されるプローブと、前記プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により前記補修用短尺管を拡管する電磁コイルと、を備えており、
前記補修用短尺管の内部に前記拡管治具を挿入する挿入工程と、
前記電磁コイルに電流を給電することで、前記補修用短尺管を拡管し、前記補修用短尺管の外面を前記伝熱管の内面に密着させる拡管工程と、を備えたことを特徴とする伝熱管の補修方法。
【請求項１０】
蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて閉塞する伝熱管の閉塞方法において、
前記伝熱管は、内部に閉塞プラグが挿入され、
前記拡管治具は、前記閉塞プラグの内部に挿入されるプローブと、前記プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により前記閉塞プラグ拡管する電磁コイルと、を備えており、
前記閉塞プラグの内部に前記拡管治具を挿入する挿入工程と、
前記電磁コイルに電流を給電することで、前記閉塞プラグを拡管し、前記閉塞プラグの外面を前記伝熱管の内面に密着させる拡管工程と、を備えたことを特徴とする伝熱管の閉塞方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気発生器に設けられる伝熱管等の管体を拡管するために用いられる拡管治具、拡管治具を用いた伝熱管の拡管方法、補修方法及び閉塞方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気発生器に設けられる伝熱管を拡管して、管板に伝熱管を固定する拡管方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この拡管方法では、拡管工具を用いて伝熱管の内部に液圧を与えることで、伝熱管を拡管している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６９７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、蒸気発生器に設けられる伝熱管は、密集した伝熱管群として構成されているため、伝熱管の外部からアクセスして伝熱管を拡管することは困難である。このため、伝熱管の内部からアクセスして伝熱管を拡管することが好ましい。また、蒸気発生器に設けられる伝熱管は、残留応力等の溶接加工に関する要求が厳しいことから、伝熱管に対して溶接を行う場合には厳しい要求を満足させる必要がある。さらに、蒸気発生器に設けられる伝熱管は、一般的な熱交換器に用いられる伝熱管に比べて管径が太くなっていることから、拡管するための力が大きなものとなる。
【０００５】
以上のような蒸気発生器の伝熱管の特性を考慮し、従来の拡管方法では、伝熱管の内部に液圧を与えて、伝熱管を拡管している。この場合、液圧により拡管可能なストローク量（拡管量）は小さいものとなる。つまり、従来の拡管工具は、液圧により拡管することから、伝熱管の一部をシールする必要があり、シール性を担保するには、拡管量は小さくなってしまう。また、伝熱管の一部をシールする作業を行わなければならず、拡管作業が煩雑なものとなっている。
【０００６】
そこで、本発明は、拡管作業を簡易なものとし、蒸気発生器の伝熱管等の管体を好適に拡管することができる拡管治具、伝熱管の拡管方法、伝熱管の補修方法及び伝熱管の閉塞方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の拡管治具は、蒸気発生器に設けられる管体を拡管するための拡管治具であって、管体の内部に挿入されるプローブと、プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により管体を拡管可能な電磁コイルと、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、プローブにより管体の内部に挿入された電磁コイルは、電流が給電されることで、管体を拡管することができる。このため、電磁コイルに給電する電流値を大きくすればするほど、管体の拡管量を大きくすることが可能となるため、管体に対する加工性を高めることができる。また、電磁コイルに電流を給電すれば、管体を拡管することができるため、拡管作業を簡易なものとすることができる。以上から、拡管作業を簡易なものとし、蒸気発生器の伝熱管等の管体を好適に拡管することができる。
【０００９】
この場合、管体は、蒸気発生器に設けられる伝熱管であり、プローブ及び電磁コイルは、伝熱管の内部に挿入され、電磁コイルに給電される電流は、パルス電流であり、電磁コイルは、パルス電流が複数回給電されると共に、パルス電流の電流値が段階的に大きくなることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、電磁コイルは、複数回給電されるパルス電流の電流値が段階的に大きくなるため、伝熱管を徐々に拡管することができる。このため、所定の拡管量に徐々に近づけながら伝熱管を拡管することができる。
【００１１】
この場合、プローブに設けられ、伝熱管の管径を計測する管径計測部をさらに備えたことが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、管径計測部により伝熱管の管径（内径または外径であってもよい）を計測することができるため、伝熱管の拡管量を計測することができる。このため、伝熱管の拡管量を計測しながら、伝熱管を拡管することができるため、伝熱管を所定の拡管量に精度良く拡管することができる。
【００１３】
この場合、電磁コイルは、軸方向の中央で分割され、管径計測部は、分割された電磁コイルの間に配置されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、電磁コイルにより軸方向に亘って拡管した伝熱管の軸方向中央における管径を計測できる。このため、伝熱管の拡管量をより精度良く計測することが可能となる。
【００１５】
この場合、管体は、補修用短尺管であり、補修用短尺管は、蒸気発生器に設けられる伝熱管の内部に挿入され、プローブ及び電磁コイルは、補修用短尺管の内部に挿入され、電磁コイルは、補修用短尺管を拡管して、伝熱管の内面に補修用短尺管の外面を密着させることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、伝熱管の補修部分に対し、伝熱管の内面から補修用短尺管を密着させることができる。このため、電磁コイルにより補修用短尺管を拡管するだけで、溶接等を行うことなく、簡単に伝熱管の補修を行うことができる。
【００１７】
この場合、管体は、一方の開口を閉塞した閉塞プラグであり、閉塞プラグは、蒸気発生器に設けられる伝熱管の内部に挿入され、プローブ及び電磁コイルは、閉塞プラグの内部に挿入され、電磁コイルは、閉塞プラグを拡管して、伝熱管の内面に閉塞プラグの外面を密着させることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、伝熱管の閉塞部分に対し、伝熱管の内面から閉塞プラグを密着させることができる。このため、電磁コイルにより閉塞プラグを拡管するだけで、溶接等を行うことなく、簡単に伝熱管の閉塞を行うことができる。
【００１９】
本発明の伝熱管の拡管方法は、蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて拡管する伝熱管の拡管方法において、伝熱管は、径方向の両側に伝熱管の振動を抑制するための一対の振動抑制部材が設けられ、拡管治具は、伝熱管の内部に挿入されるプローブと、プローブに設けられ、給電されるパルス電流によって生じる電磁力により伝熱管を拡管する電磁コイルと、を備えており、伝熱管の内部に拡管治具を挿入する挿入工程と、電磁コイルに、パルス電流の電流値が段階的に大きくなるように、パルス電流が複数回給電されることで、伝熱管が一対の振動抑制部材にそれぞれ当接するまで拡管させる拡管工程と、を備えた。
【００２０】
この構成によれば、簡易な拡管作業によって伝熱管を拡管することで、伝熱管を一対の振動抑制部材に当接させることができるため、一対の振動抑制部材により伝熱管の振動を好適に抑制することができる。
【００２１】
この場合、拡管治具は、伝熱管の管径を計測する管径計測部をさらに備え、拡管工程では、伝熱管の管径を計測しながら、伝熱管を拡管することが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、管径計測部により伝熱管の管径（内径または外径であってもよい）を計測することができるため、伝熱管の拡管量を計測することができる。このため、伝熱管の拡管量を計測しながら、伝熱管を拡管することができるため、伝熱管が一対の振動抑制部材に当接するように、伝熱管を精度良く拡管することができる。
【００２３】
本発明の伝熱管の補修方法は、蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて補修する伝熱管の補修方法において、伝熱管は、内部に補修用短尺管が挿入され、拡管治具は、補修用短尺管の内部に挿入されるプローブと、プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により補修用短尺管を拡管する電磁コイルと、を備えており、補修用短尺管の内部に拡管治具を挿入する挿入工程と、電磁コイルに電流を給電することで、補修用短尺管を拡管し、補修用短尺管の外面を伝熱管の内面に密着させる拡管工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、簡易な拡管作業によって補修用短尺管を拡管することで、伝熱管の内面に補修用短尺管の外面を密着させることができるため、伝熱管の補修を好適に行うことができる。
【００２５】
本発明の伝熱管の閉塞方法は、蒸気発生器に設けられた伝熱管を、拡管治具を用いて閉塞する伝熱管の閉塞方法において、伝熱管は、内部に閉塞プラグが挿入され、拡管治具は、閉塞プラグの内部に挿入されるプローブと、プローブに設けられ、給電される電流によって生じる電磁力により閉塞プラグ拡管する電磁コイルと、を備えており、閉塞プラグの内部に拡管治具を挿入する挿入工程と、電磁コイルに電流を給電することで、閉塞プラグを拡管し、閉塞プラグの外面を伝熱管の内面に密着させる拡管工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、簡易な拡管作業によって閉塞プラグを拡管することで、伝熱管の内面に閉塞プラグの外面を密着させることができるため、伝熱管の閉塞を好適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施例１の拡管治具が用いられる蒸気発生器の側断面概略図である。
【図２】図２は、蒸気発生器に設けられる伝熱管群の斜視概略図である。
【図３】図３は、実施例１の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。
【図４】図４は、実施例１の拡管治具に給電されるパルス電流のグラフである。
【図５】図５は、パルス電流の電流値に応じて変化する伝熱管の拡管量のグラフである。
【図６】図６は、実施例１の拡管治具を用いた伝熱管の拡管方法に関する説明図である。
【図７】図７は、変形例１の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。
【図８】図８は、実施例２の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。
【図９】図９は、実施例２の拡管治具を用いた伝熱管の補修方法に関する説明図である。
【図１０】図１０は、実施例３の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。
【図１１】図１１は、実施例３の拡管治具を用いた伝熱管の閉塞方法に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２９】
図１は、実施例１の拡管治具が用いられる蒸気発生器の側断面概略図である。伝熱管を内部に複数有するものとして、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）に用いられる蒸気発生器１がある。この蒸気発生器１には、原子炉内を流通する原子炉冷却材及び中性子減速材としての一次冷却材（例えば、軽水）と、タービン内を流通する二次冷却材とが流入する。そして、蒸気発生器１では、高温高圧となった一次冷却材を、二次冷却材と熱交換させることにより、二次冷却材を蒸発させて蒸気を発生させ、かつ高温高圧となった一次冷却材を冷却している。
【００３０】
蒸気発生器１は、上下方向に延在し、かつ密閉された中空円筒形状となっている。蒸気発生器１は、上半部に対して下半部が若干小径とされた胴部２を有している。胴部２は、その下半部内に、該胴部２の内壁面と所定間隔をもって配置された円筒形状を成す管群外筒３が設けられている。この管群外筒３は、その下端部が、胴部２の下半部内の下方に配置された管板４近傍まで延設されている。管群外筒３内には、伝熱管群５１が設けられている。伝熱管群５１は、逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管５から成る。各伝熱管５は、Ｕ字形状の円弧部が上方側に凸となるように配置され、下方側の両端部が管板４に支持されているとともに、中間部が複数の管支持板６を介して管群外筒３に支持されている。管支持板６には、多数の貫通孔（図示せず）が形成されており、この貫通孔内に各伝熱管５が挿通されている。
【００３１】
胴部２は、その下端部に水室７が設けられている。水室７は、内部が隔壁８により入室７１と出室７２とに区画されている。入室７１は、各伝熱管５の一端部が連通され、出室７２は、各伝熱管５の他端部が連通されている。また、入室７１は、胴部２の外部に通じる入口ノズル７４が形成され、出室７２は、胴部２の外部に通じる出口ノズル７５が形成されている。そして、入口ノズル７４は、加圧水型原子炉から一次冷却材が送られる冷却水配管（図示せず）が連結され、出口ノズル７５は、熱交換された後の一次冷却材を加圧水型原子炉に送る冷却水配管（図示せず）が連結される。
【００３２】
胴部２は、その上半部内に、熱交換後の二次冷却材を蒸気（気相）と熱水（液相）とに分離する気水分離器９、および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１０が設けられている。気水分離器９と伝熱管群５１との間には、外部から胴部２内に二次冷却材の給水を行う給水管１１が挿入されている。さらに、胴部２は、その上端部に、蒸気排出口１２が形成されている。また、胴部２は、その下半部内に、給水管１１からこの胴部２内に給水された二次冷却材を、胴部２と管群外筒３との間を流下させて管板４にて折り返させ、伝熱管群５１に沿って上昇させる給水路１３が形成されている。なお、蒸気排出口１２は、タービンに蒸気を送る冷却水配管（図示せず）が連結され、給水管１１は、タービンで使用された蒸気が復水器（図示せず）で冷却された二次冷却材を供給するための冷却水配管（図示せず）が連結される。
【００３３】
このような蒸気発生器１において、加圧水型原子炉で加熱された一次冷却材は、入室７１に送られ、多数の伝熱管５内を通って循環して出室７２に至る。一方、復水器で冷却された二次冷却材は、給水管１１に送られ、胴部２内の給水路１３を通って伝熱管群５１に沿って上昇する。このとき、胴部２内で、高圧高温の一次冷却材と二次冷却材との間で熱交換が行われる。そして、冷却された一次冷却材は、出室７２から加圧水型原子炉に戻される。一方、高圧高温の一次冷却材と熱交換を行った二次冷却材は、胴部２内を上昇し、気水分離器９で蒸気と熱水とに分離される。そして、分離された蒸気は、湿分分離器１０で湿分が除去されてからタービンに送られる。
【００３４】
このように構成された蒸気発生器１では、一次冷却材が各伝熱管５内を通過する際、逆Ｕ字形状の円弧部にて流体励起振動が発生する。そこで、伝熱管５の円弧部には、伝熱管５の振動を抑制する複数の振動抑制部材１４が設けられている。
【００３５】
図２は、蒸気発生器に設けられる伝熱管群の斜視概略図である。伝熱管群５１の上端部は、逆Ｕ字形状となる複数の伝熱管５の円弧部が配置されることで、半球形状に形成されている。つまり、図２に示すように、各伝熱管５は、面内において所定の曲率半径で曲げられている。複数の伝熱管５は、各面内において曲率半径の径方向外側に向かうにつれて曲率半径が大きくなるように設けられると共に、軸方向が平行となるように並べて設けられることで伝熱管層５Ａとなる。
【００３６】
また、図２に示すように、伝熱管層５Ａは、その面内方向に直交する面外方向に所定の隙間を空けて平行に並べて設けられている。この複数の伝熱管層５Ａでは、面内において曲率半径の径方向の最外側にあるそれぞれの伝熱管５が、面外方向の外側に向かうにつれて曲率半径が小さくなっている。このように複数の伝熱管５が並べられることで、伝熱管群５１の上端部は半球形状に形成される。
【００３７】
複数の振動抑制部材１４は、平行に並んだ複数の伝熱管層５Ａの間にそれぞれ挿入される。各振動抑制部材１４は、例えば、ステンレス等の金属材で構成され、矩形断面をなす棒体をほぼＶ字形状に折り曲げて形成されている。振動抑制部材１４は、折り曲げられた屈曲部が伝熱管５の曲率半径における径方向の中心側（内側）に位置するように配置され、その両端部が径方向の外側に位置するように配置される。振動抑制部材１４の両端部は、曲率半径の径方向の最外側にある伝熱管５から外側に突出している。
【００３８】
複数の振動抑制部材１４は、Ｖ字形状の大きい振動抑制部材１４と、Ｖ字形状の小さい振動抑制部材１４とを含んでいる。そして、Ｖ字形状の大きい振動抑制部材１４の内側には、Ｖ字形状の小さい振動抑制部材１４が配置されることで対を成している。対を成した振動抑制部材１４は、面外方向に隣り合う（積層される）２層の伝熱管層５Ａの隙間において、例えば３組配設される。３組の対となる振動抑制部材１４は、曲率半径の周方向に沿って設けられる。
【００３９】
上記のように、複数の振動抑制部材１４が配設されることで、複数の振動抑制部材１４の端部は、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って伝熱管層５Ａの面外方向に一列に並んで配置される。また、一列となる振動抑制部材１４の端部は、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って伝熱管層５Ａの面内方向に沿って所定の間隔を空けて複数列配設される。つまり、複数の振動抑制部材１４の端部は、格子状に配置される。
【００４０】
各振動抑制部材１４の両端部には、接合部材１５がそれぞれ設けられている。この接合部材１５は、後述する保持部材１６に接合される。なお、接合部材１５は、例えば、ステンレス等の金属材で構成されている。
【００４１】
保持部材１６は、図２に示すように、伝熱管群５１の半球状の外周に沿って円弧状に形成された棒体である。この保持部材１６は、伝熱管群５１の半球形状の円弧に沿って一列に並んだ各振動抑制部材１４の端部を繋ぐように配置される。そして、この保持部材１６には、各振動抑制部材１４の端部に設けられた接合部材１５が溶接等により接合される。
【００４２】
なお、振動抑制部材１４は、Ｖ字形状のものを用いたが、直方体形状（直線形状）のものを用いたり、あるいは、Ｖ字形状のものと直方体形状のものとを混在して用いたりしてもよく、特に限定されない。
【００４３】
次に、図３を参照して、伝熱管５の内部に挿入される拡管治具８０について説明する。図３は、実施例１の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。図３に示すように、拡管治具８０は、プローブ８１と、電磁コイル８２と、管径センサ（管径計測部）８３と、を備えている。そして、この拡管治具８０には、電磁コイル８２に電流を供給する電源装置８４と、電源装置８４を制御する制御装置８５とが接続されている。
【００４４】
プローブ８１は、管状に形成されており、伝熱管５の内部に挿入され、伝熱管５の軸方向に沿って移動可能となっている。つまり、プローブ８１は、その外径が、伝熱管５の内径よりも小さくなっている。また、このプローブ８１の先端側には、先端部材８１ａが設けられており、先端部材８１ａは、プローブ８１よりも径が大きい円形板状に形成されている。
【００４５】
電磁コイル８２は、プローブ８１の挿入方向の先端に固定されている。電磁コイル８２は、その軸方向が、プローブ８１の軸方向と同方向となっている。このため、電磁コイル８２は、プローブ８１の軸を中心として、プローブ８１の周方向に電流が流れる。この電磁コイル８２は、電源装置８４から電流が給電されることで電磁力を発生させ、発生させた電磁力により伝熱管５を拡管する。
【００４６】
管径センサ８３は、プローブ８１の先端部材８１ａと電磁コイル８２との間に設けられており、プローブ８１に取り付けられている。管径センサ８３は、伝熱管５の内径を計測する。なお、管径センサ８３は、伝熱管５の外径を計測してもよい。管径センサ８３は、制御装置８５に接続されており、計測結果を制御装置８５へ向けて出力する。
【００４７】
電源装置８４は、電磁コイル８２に接続され、電磁コイル８２へ向けて電流を供給する。電源装置８４は、電流として、パルス状の電流となるパルス電流を供給しており、パルス電流の電流値を適宜可変することができる。
【００４８】
制御装置８５は、電源装置８４及び管径センサ８３に接続され、管径センサ８３の計測結果に基づいて、電源装置８４を制御可能となっている。具体的に、制御装置８５は、管径センサ８３の計測結果から、伝熱管５の内径を取得しつつ、電源装置８４を制御して、電源装置８４から電磁コイル８２に供給するパルス電流の電流値を適宜変えている。
【００４９】
図４は、実施例１の拡管治具に給電されるパルス電流のグラフである。図５は、パルス電流の電流値に応じて変化する伝熱管の拡管量のグラフである。図４のグラフは、その横軸が時間となっており、その縦軸が電流値となっている。図４に示すように、制御装置８５は、電源装置８４から電磁コイル８２に対し、パルス電流を複数回（例えば５回）給電する。このとき、制御装置８５は、給電するパルス電流の電流値が段階的に大きくなるように給電する。つまり、１回目の給電時におけるパルス電流の電流値よりも、２回目の給電時におけるパルス電流の電流値の方が大きくなっている。このため、拡管治具８０は、伝熱管５の管径を徐々に広げるように伝熱管５を拡管する。
【００５０】
また、図４及び図５に示すように、制御装置８５は、最後に給電されるパルス電流の電流値Ａ１が、伝熱管５の拡管量が所定の拡管量Ｌ１となるような電流値となっている。ここで、図５に示すグラフは、パルス電流の電流値と伝熱管５の拡管量との関係を、予め実験等に基づいて導出されている。図５は、その横軸が電流値となっており、その縦軸が伝熱管５の拡管量となっている。そして、このグラフに基づいて、所定の拡管量Ｌ１に対応する電流値Ａ１を導出する。
【００５１】
このため、制御装置８５は、伝熱管５の拡管量Ｌ１が設定されると、設定された拡管量Ｌ１に対応する電流値Ａ１を、図５に基づいて取得する。そして、取得した電流値Ａ１が、最後に給電されるパルス電流の電流値となるように、電源装置８４を制御する。
【００５２】
次に、図６を参照して、拡管治具８０を用いた伝熱管５の拡管方法について説明する。図６は、実施例１の拡管治具を用いた伝熱管の拡管方法に関する説明図である。ここで、伝熱管５は、径方向の両側に、一対の振動抑制部材１４が配置された状態となっている。このとき、振動抑制部材１４と伝熱管５との間には、隙間が生じている。この場合、振動抑制部材１４によって伝熱管５の振動を抑制することが難しい。このため、拡管治具８０を用いて伝熱管５の一部を拡管することで、伝熱管５を振動抑制部材１４に当接させる。
【００５３】
先ず、管板４に位置する伝熱管５の一端部から、拡管治具８０のプローブ８１の先端が挿入される（ステップＳ１１：挿入工程）。このとき、プローブ８１は、プローブ８１に設けられた電磁コイル８２が、一対の振動抑制部材１４の間に位置するまで挿入される。なお、プローブ８１の挿入時には、管径センサ８３による伝熱管５の内径の計測も行われる。
【００５４】
電磁コイル８２が、一対の振動抑制部材１４の間の位置に到達すると、制御装置８５は、パルス電流の電流値が段階的に大きくなるように、図４に示すパルス電流を電磁コイル８２に向けて複数回給電する。このため、電磁コイル８２は、伝熱管５を徐々に拡径し、伝熱管５が一対の振動抑制部材１４にそれぞれ当接するまで伝熱管５を拡管する（ステップＳ１２：拡管工程）。このとき、Ｓ１２の拡管工程の実行中において、制御装置８５は、管径センサ８３により伝熱管５の内径を計測しながら、伝熱管５を拡管している。なお、伝熱管５の内径の計測は、パルス電流の１回の給電ごとに計測してもよい。この場合、制御装置８５は、管径センサ８３による計測結果に基づいて、パルス電流の電流値を適宜変化させてもよい。例えば、制御装置８５は、最後のパルス電流を給電する前に、伝熱管５の拡管量が足りなければ、最後のパルス電流の電流値が大きくなるようにフィードバック補正してもよい。また、制御装置８５は、最後のパルス電流を給電する前に、伝熱管５の拡管量が十分であれば、最後のパルス電流の電流値が小さくなるようにフィードバック補正してもよい。
【００５５】
以上のように、実施例１の構成によれば、プローブ８１により伝熱管５の内部に挿入された電磁コイル８２は、パルス電流が給電されることで、伝熱管５を拡管することができる。このため、電磁コイル８２に給電する電流値を大きくすればするほど、伝熱管５の拡管量を大きくすることが可能となるため、伝熱管５に対する加工性を高めることができる。また、電磁コイル８２にパルス電流を給電すれば、伝熱管５を拡管することができるため、拡管作業を簡易なものとすることができる。以上から、拡管作業を簡易なものとし、蒸気発生器１の伝熱管５を好適に拡管することができる。
【００５６】
また、実施例１の構成によれば、電磁コイル８２に給電されるパルス電流の電流値が段階的に大きくなるため、伝熱管５を徐々に拡管することができる。このため、伝熱管５が所定の拡管量となるように徐々に拡管することができる。
【００５７】
また、実施例１の構成によれば、電磁コイル８２にパルス電流を供給するという簡易な拡管工程によって伝熱管５を拡管し、拡管した伝熱管５を一対の振動抑制部材１４に容易に当接させることができる。このため、一対の振動抑制部材１４により伝熱管５の振動を好適に抑制することができる。
【００５８】
また、実施例１の構成によれば、管径センサ８３により伝熱管５の内径を計測しながら、伝熱管５を拡管することができる。このため、伝熱管５の拡管量を把握することができるため、伝熱管５を精度良く拡管することができる。このため、伝熱管５の拡管量を計測しながら、伝熱管５を拡管することができるため、伝熱管５が一対の振動抑制部材１４に当接するように、伝熱管５を精度良く拡管することができる。なお、管径センサ８３は、伝熱管５の外径を計測してもよい。
【００５９】
なお、実施例１の拡管治具８０を、図７に示す変形例１の構成としてもよい。図７は、変形例１の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。変形例１の拡管治具８０は、電磁コイル８２を軸方向に２分割にし、２分割した電磁コイル８２の間に管径センサ８３を配置している。具体的に、電磁コイル８２は、その軸方向の中央において、第１分割電磁コイル８２ａと第２分割電磁コイル８２ｂとに分割されている。第２分割電磁コイル８２ｂはプローブ８１の先端側に配置され、第１分割電磁コイル８２ａは、第２分割電磁コイル８２ｂの後端側に配置されている。第１分割電磁コイル８２ａと第２分割電磁コイル８２ｂとは、電源装置８４からの電流が通電可能に接続されている。そして、管径センサ８３は、第１分割電磁コイル８２ａと第２分割電磁コイル８２ｂとの間に配置され、プローブ８１に取り付けられている。
【００６０】
この構成によれば、電磁コイル８２の軸方向の中央において、伝熱管５の管径を計測することができる。つまり、電磁コイル８２によって軸方向に亘って拡管した伝熱管５の軸方向中央における管径を計測できるため、伝熱管５の拡管量をより精度良く把握することが可能となる。
【実施例２】
【００６１】
次に、図８及び図９を参照して、実施例２について説明する。なお、実施例２では、実施例１と重複する記載を避けるべく、実施例１と異なる部分についてのみ言及する。図８は、実施例２の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。図９は、実施例２の拡管治具を用いた伝熱管の補修方法に関する説明図である。実施例２の拡管治具８０は、実施例１の拡管治具８０と同様の構成であり、この拡管治具８０を用いて、伝熱管５を補修している。以下、拡管治具８０を用いた伝熱管５の補修方法について説明する。
【００６２】
図８に示すように、伝熱管５を補修する場合、伝熱管５の内部には、伝熱管５の内径よりも小さい外径となる円筒状の補修用短尺管９０が挿入される。このとき、伝熱管５の内面と補修用短尺管９０の外面との間には、隙間が生じている。この補修用短尺管９０は、伝熱管５の補修箇所を覆うことが可能な長さとなっている。補修用短尺管９０の内部には、プローブ８１の先端と電磁コイル８２とが挿入される。
【００６３】
先ず、管板４に位置する伝熱管５の一端部から、拡管治具８０のプローブ８１の先端が挿入される（ステップＳ２１：挿入工程）。このとき、補修用短尺管９０は、プローブ８１と共に挿入される。プローブ８１は、電磁コイル８２が伝熱管５の補修箇所に到達するまで、挿入される。なお、プローブ８１の挿入時には、管径センサ８３による伝熱管５の内径の計測も行われる。
【００６４】
電磁コイル８２が、伝熱管５の補修箇所に到達すると、制御装置８５は、パルス電流の電流値が段階的に大きくなるように、図４に示すパルス電流を電磁コイル８２に向けて複数回給電する。このため、電磁コイル８２は、補修用短尺管９０を徐々に拡径し（ステップＳ２２）、補修用短尺管９０の外面が伝熱管５の内面に密着するまで補修用短尺管９０を拡管する（ステップＳ２３：拡管工程）。このとき、Ｓ２２の拡管工程の実行中においても、制御装置８５は、管径センサ８３により伝熱管５の内径を計測しながら、補修用短尺管９０を拡管している（ステップＳ２２：管径計測工程）。
【００６５】
以上のように、実施例２の構成によれば、電磁コイル８２にパルス電流を供給するという簡易な拡管工程によって補修用短尺管９０を拡管し、拡管した補修用短尺管９０の外面を伝熱管５の内面に密着させることができる。このため、伝熱管５の補修を容易に行うことができる。なお、実施例２の拡管治具８０は、変形例１の拡管治具８０を用いてもよく、また、管径センサ８３を省略した拡管治具であってもよい。
【実施例３】
【００６６】
次に、図１０及び図１１を参照して、実施例３について説明する。なお、実施例３でも、実施例１と重複する記載を避けるべく、実施例１と異なる部分についてのみ言及する。図１０は、実施例３の拡管治具の模式的な構成を示す模式図である。図１１は、実施例３の拡管治具を用いた伝熱管の閉塞方法に関する説明図である。実施例３の拡管治具１００は、実施例１の拡管治具８０の管径センサ８３を省略した構成であり、この拡管治具１００を用いて、伝熱管５を閉塞している。以下、拡管治具１００を用いた伝熱管５の閉塞方法について説明する。
【００６７】
図１０に示すように、実施例３の拡管治具１００は、プローブ８１と、プローブ８１の先端に設けられた電磁コイル８２とを備え、電磁コイル８２には電源装置８４が接続されている。電源装置８４は、電磁コイル８２に対しパルス電流を給電する。ここで、実施例３において、電源装置８４は、電磁コイル８２に対しパルス電流を１回給電することで、伝熱管５を所定の拡管量とする。
【００６８】
伝熱管５を閉塞する場合、伝熱管５の内部には、伝熱管５の内径よりも小さい外径となる一方の開口が閉塞された円筒状の閉塞プラグ１０１が挿入される。このとき、伝熱管５の内面と閉塞プラグ１０１の外面との間には、隙間が生じている。この閉塞プラグ１０１は、軸方向に切った断面が凹状に形成されており、伝熱管５を閉塞可能な形状となっている。閉塞プラグ１０１の内部には、他方の開口からプローブ８１の先端と電磁コイル８２とが挿入される。この閉塞プラグ１０１は、管板４が周囲に配設された伝熱管５の部位に配置される。
【００６９】
先ず、管板４に位置する伝熱管５の一端部から、拡管治具１００のプローブ８１の先端が挿入される（ステップＳ３１：挿入工程）。このとき、閉塞プラグ１０１は、プローブ８１と共に挿入される。プローブ８１は、電磁コイル８２が管板４に到達するまで、挿入される。
【００７０】
電磁コイル８２が、管板４に囲まれた伝熱管５の部位に到達すると、制御装置８５は、パルス電流を電磁コイル８２に向けて１回給電する。このため、電磁コイル８２は、閉塞プラグ１０１を拡径し（ステップＳ３２）、閉塞プラグ１０１の外面が伝熱管５の内面に密着させる（ステップＳ３３：拡管工程）。
【００７１】
以上のように、実施例３の構成によれば、電磁コイル８２にパルス電流を供給するという簡易な拡管工程によって閉塞プラグ１０１を拡管し、拡管した閉塞プラグ１０１の外面を伝熱管５の内面に密着させることができる。このため、伝熱管５の閉塞を容易に行うことができる。なお、実施例３の拡管治具１００は、実施例１のように管径センサ８３を設けた拡管治具８０を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１  蒸気発生器
２  胴部
３  管群外筒
４  管板
５  伝熱管
５Ａ  伝熱管層
６  管支持板
７  水室
８  隔壁
９  気水分離器
１０  湿分分離器
１１  給水管
１２  蒸気排出口
１４  振動抑制部材
１５  接合部材
１６  保持部材
５１  伝熱管群
７１  入室
７２  出室
７４  入口ノズル
７５  出口ノズル
８０  拡管治具
８１  プローブ
８２  電磁コイル
８３  管径センサ
８４  電源装置
８５  制御装置
９０  補修用短尺管
１００  拡管治具（実施例３）
１０１  閉塞プラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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