(57)【要約】【課題】応力腐食割れの発生を抑制すること。【解決手段】蒸気発生器における管板４に挿入固定された伝熱管５の開口部を施栓して塞ぐための伝熱管用施栓プラグ２０であって、伝熱管５に挿入可能な外径に形成された筒状体２１ａをなし、伝熱管５に挿入される先端側となる筒状体２１ａの一端が閉塞し筒状体２１ａの他端が開放して形成され、かつ筒状体２１ａの内径が一端側から他端側に向けて大きく形成されたプラグ本体２１と、プラグ本体２１における筒状体２１ａの内部に挿入可能に形成される棒状体２２ａをなし、筒状体２１ａに挿入される先端側が筒状体２１ａの一端側に近づく内径よりも外径が大きく形成されて、筒状体２１ａに挿入された場合に筒状体２１ａの外径を拡張する拡張部材２２と、を備える。【選択図】図６
2014185805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生器における管板に挿入固定された伝熱管の開口部を施栓して塞ぐための伝熱管用施栓プラグであって、
前記伝熱管に挿入可能な外径に形成された筒状体をなし、前記伝熱管に挿入される先端側となる前記筒状体の一端が閉塞し前記筒状体の他端が開放して形成され、かつ前記筒状体の内径が一端側から他端側に向けて大きく形成されたプラグ本体と、
前記プラグ本体における前記筒状体の内部に挿入可能に形成される棒状体をなし、前記筒状体に挿入される先端側が前記筒状体の一端側に近づく内径よりも外径が大きく形成されて、前記筒状体に挿入された場合に前記筒状体の外径を拡張する拡張部材と、
を備えることを特徴とする伝熱管用施栓プラグ。
【請求項２】
前記プラグ本体は、前記筒状体の内面に、一端側から他端側に向けて内径が大きくなるように傾斜する内テーパ部を有して形成され、前記拡張部材は、前記棒状体の基端側が前記筒状体の他端側の内径よりも外径が大きく形成され、かつ当該棒状体の外面に、先端側から基端側に向けて外径が大きくなるように傾斜する外テーパ部を有して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の伝熱管用施栓プラグ。
【請求項３】
前記拡張部材は、前記棒状体の外面に、先端側から基端側にかけて外側に突出する螺旋状の突条が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の伝熱管用施栓プラグ。
【請求項４】
前記プラグ本体は、前記筒状体の他端の外周に、前記伝熱管の外径よりも大きく張り出して形成されたフランジ部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の伝熱管用施栓プラグ。
【請求項５】
前記プラグ本体は、前記フランジ部の前記筒状体側に向く面に、前記伝熱管の内径以下であって前記伝熱管の外径以上の幅を有する溝が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の伝熱管用施栓プラグ。
【請求項６】
前記拡張部材は、前記棒状体の基端に、前記伝熱管の外径よりも大きく張り出した係止部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の伝熱管用施栓プラグ。
【請求項７】
前記拡張部材は、前記係止部に嵌合部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の伝熱管用施栓プラグ。
【請求項８】
前記プラグ本体は、前記筒状体の外面に、一端側から他端側にかけて凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の伝熱管用施栓プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱管の補修として当該伝熱管を施栓して塞ぐための伝熱管用施栓プラグ、および前記伝熱管用施栓プラグを伝熱管に装着するための伝熱管用施栓プラグ取付装置、ならびに前記伝熱管用施栓プラグを伝熱管に装着して当該伝熱管を施栓するための伝熱管施栓方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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は、その内部に収容されたＵ字形の伝熱管の側壁が、許容限界を越えて劣化した場合、一次側から放射性の水が漏出して二次側の非放射性の水に混入するおそれがある。このため、劣化または劣化の可能性のある伝熱管の端部を塞ぐことで、上記混入のおそれを防ぐことが知られている。
【０００３】
従来、例えば、特許文献１に記載の施栓プラグ（管端栓）は、閉端および開端を有する円筒形のプラグ本体（殻）と、円錐形外面を有しプラグ本体内に滑動可能に設けられた拡張部材とを備えている。プラグ本体は、インコネル（登録商標）により形成され、内部が円錐形であって小さい方の内径部が開端に近く、大きい方の内径部が閉端に近く形成されている。拡張部材は、ステンレス鋼により形成され、プラグ本体内に捕捉されており、小さい方の端がプラグ本体の開端の近くに設けられて、開端に向かって動かされたときプラグ本体を拡張する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−５２７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の施栓プラグにあっては、プラグ本体の内部が円錐形であって小さい方の内径部が開端に近く、大きい方の内径部が閉端に近く形成され、その内部に拡張部材が配置されている。この施栓プラグを製造する場合、例えば、プラグ本体の内径部を拡張部材が挿入されるように一定の内径に機械加工し、開端側の外径を閉端側の外径から徐々に大きくなるように厚さを厚くなるように機械加工した後、拡張部材をプラグ本体に挿入して、開端側と閉端側とが同径となるようにプラグ本体の開端側を絞り加工するなど塑性変形を伴う操作が必要である。また、この施栓プラグを蒸気発生器の伝熱管に取り付ける場合、プラグ本体を伝熱管に挿入した状態で拡張部材をプラグ本体の開端側に移動させ、プラグ本体を塑性変形させて拡張させる。このように、特許文献１に記載の施栓プラグは、プラグ本体が成形時および取り付け時に塑性変形される。
【０００６】
上記の塑性変形は、冷間加工であり、温度変化を伴わないため加工精度が高く、加工硬化により強度が上がる利点がある。しかし、その反面、冷間加工は、材料内に塑性変形による残留応力が蓄積されること、および応力腐食割れ感受性が増大する欠点がある。このため、プラグ本体に傷などがある場合、応力腐食割れの進展が生じる可能性がある。特に、施栓プラグの内面側は、空洞化された形態で伝熱管に取り付けられているため、蒸気発生器における一次系の環境化にあることから、応力腐食割れの進展が生じ易い傾向となる。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、応力腐食割れの発生を抑制することのできる伝熱管用施栓プラグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、第１の発明の伝熱管用施栓プラグは、蒸気発生器における管板に挿入固定された伝熱管の開口部を施栓して塞ぐための伝熱管用施栓プラグであって、前記伝熱管に挿入可能な外径に形成された筒状体をなし、前記伝熱管に挿入される先端側となる前記筒状体の一端が閉塞し前記筒状体の他端が開放して形成され、かつ前記筒状体の内径が一端側から他端側に向けて大きく形成されたプラグ本体と、前記プラグ本体における前記筒状体の内部に挿入可能に形成される棒状体をなし、前記筒状体に挿入される先端側が前記筒状体の一端側に近づく内径よりも外径が大きく形成されて、前記筒状体に挿入された場合に前記筒状体の外径を拡張する拡張部材と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この伝熱管用施栓プラグによれば、プラグ本体の筒状体の内径を閉塞された一端側から開放された他端側に向けて大きく形成している。このため、プラグ本体の製造時に筒状体の内面を切削により加工することが可能であり、従来のような塑性変形させる冷間加工を用いることがない。そして、プラグ本体の筒状体が塑性変形するのは、拡張部材の棒状体を筒状体に圧入したときのみである。この結果、応力腐食割れの要因となる塑性変形をプラグ本体に対して多重に生じさせることがないため、プラグ本体の応力腐食割れ感受性を下げ、応力腐食割れの発生を抑制することができる。
【００１０】
また、第２の発明の伝熱管用施栓プラグは、第１の発明において、前記プラグ本体は、前記筒状体の内面に、一端側から他端側に向けて内径が大きくなるように傾斜する内テーパ部を有して形成され、前記拡張部材は、前記棒状体の基端側が前記筒状体の他端側の内径よりも外径が大きく形成され、かつ当該棒状体の外面に、先端側から基端側に向けて外径が大きくなるように傾斜する外テーパ部を有して形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この伝熱管用施栓プラグによれば、棒状体を筒状体に圧入した場合に棒状体の外テーパ部を筒状体の内テーパ部に密着させることができる。このため、筒状体を一端側から後端側にかけて外形を拡張することができ、筒状体の外面を伝熱管の内面に適宜接触させ、伝熱管からのプラグ本体の脱落を防止することができる。しかも、棒状体の外テーパ部を筒状体の内テーパ部に密着させることで、筒状体の内部が閉塞されるため、塑性変形した部分が蒸気発生器内の一次冷却水に接触することがなく、塑性変形した部分が一次冷却水により影響を受ける事態を防ぐことができる。
【００１２】
また、第３の発明の伝熱管用施栓プラグは、第１または第２の発明において、前記拡張部材は、前記棒状体の外面に、先端側から基端側にかけて外側に突出する螺旋状の突条が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
この伝熱管用施栓プラグによれば、拡張部材は、螺旋状の突条に沿って回転しながら圧入されるため、筒状体を周方向で均等に拡張させることができ、筒状体の外面を伝熱管の内面に適宜接触させ、伝熱管からのプラグ本体の脱落を防止することができる。しかも、拡張部材をプラグ本体に圧入した後は、螺旋状の突条が筒状体の内面に食い込むため拡張部材がプラグ本体から脱落する事態を防止し、伝熱管からのプラグ本体の脱落を防止することができる。
【００１４】
また、第４の発明の伝熱管用施栓プラグは、第１〜第３のいずれか一つの発明において、前記プラグ本体は、前記筒状体の他端の外周に、前記伝熱管の外径よりも大きく張り出して形成されたフランジ部を有することを特徴とする。
【００１５】
この伝熱管用施栓プラグによれば、フランジ部が伝熱管の開口部および管板の面に当接されるため、拡張部材の棒状体をプラグ本体の筒状体内に圧入する際にプラグ本体が伝熱管の奥に入り込む事態を防ぎ、プラグ本体を位置決めすることができる。
【００１６】
また、第５の発明の伝熱管用施栓プラグは、第４の発明において、前記プラグ本体は、前記フランジ部の前記筒状体側に向く面に、前記伝熱管の内径以下であって前記伝熱管の外径以上の幅を有する溝が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
この伝熱管用施栓プラグによれば、フランジ部が伝熱管の開口部および管板の面に当接する際、溝により伝熱管の端部へのフランジ部の当接を避ける。このため、拡張部材の棒状体をプラグ本体の筒状体内に圧入する際に伝熱管に押圧力が掛かる事態を防ぎ、伝熱管への影響を抑制することができる。
【００１８】
また、第６の発明の伝熱管用施栓プラグは、第１〜第５のいずれか一つの発明において、前記拡張部材は、前記棒状体の基端に、前記伝熱管の外径よりも大きく張り出した係止部を有することを特徴とする。
【００１９】
この伝熱管用施栓プラグによれば、拡張部材は、係止部がプラグ本体のフランジ部に当接して止まるまで圧入される。このため、拡張部材の棒状体がプラグ本体の筒状体に圧入されて筒状体の拡張が確実に行われていることを確認することができる。
【００２０】
また、第７の発明の伝熱管用施栓プラグは、第６の発明において、前記拡張部材は、前記係止部に嵌合部が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
この伝熱管用施栓プラグによれば、係止部に嵌合部を形成することで、嵌合部により取り付けた工具などにより拡張部材をプラグ本体から引き抜くことでプラグ本体を伝熱管から取り外すことができる。
【００２２】
また、第８の発明の伝熱管用施栓プラグは、第１〜第７のいずれか一つの発明において、前記プラグ本体は、前記筒状体の外面に、一端側から他端側にかけて凹凸部が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
この伝熱管用施栓プラグによれば、棒状体を筒状体に圧入した場合に、棒状体により筒状体が外側に押し広げられて拡張されて伝熱管の内面に押し付けられ、伝熱管を介した管板の弾性力により凹凸部の凸部が押し潰される。このため、プラグ本体の筒状体の外面を伝熱管の内面に対してより密着させることができ、伝熱管の開口部の施栓をより確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、応力腐食割れの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る蒸気発生器の側断面概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの側断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの拡張部材の断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの拡張部材の断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの取り付け手順を示す側断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの取り付け手順を示す側断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの製造工程を示す概略図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの他の例を示す側断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの他の例を示す側断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの他の例を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施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。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る蒸気発生器の側断面概略図である。蒸気発生器１は、例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）に用いられる。加圧水型原子炉は、原子炉冷却材および中性子減速材として軽水を使用している。加圧水型原子炉は、軽水を炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水としての一次冷却水を蒸気発生器１に送る。蒸気発生器１では、高温高圧の一次冷却水の熱を二次冷却水に伝え、二次冷却水に水蒸気を発生させる。そして、この水蒸気によりタービン発電機が回されて発電する。
【００２８】
蒸気発生器１は、上下方向に延在され、かつ密閉された中空円筒形状を成し、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５Ａが設けられている。伝熱管群５Ａ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字形状の円弧部を上方に向けて配置され、下端部が管板４の管穴４ａに挿通固定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は、多数の伝熱管挿通穴（図示せず）が形成されており、この伝熱管挿通穴に各伝熱管５が挿通されることで各伝熱管５を支持する。
【００２９】
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７Ａと出室７Ｂとに区画されている。入室７Ａは、各伝熱管５の一端部が連通され、出室７Ｂは、各伝熱管５の他端部が連通されている。また、入室７Ａは、胴部２の外部に通じる入口ノズル７Ａａが形成され、出室７Ｂは、胴部２の外部に通じる出口ノズル７Ｂａが形成されている。そして、入口ノズル７Ａａは、加圧水型原子炉から一次冷却水が送られる冷却水配管（図示せず）が連結され、出口ノズル７Ｂａは、熱交換された後の一次冷却水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。
【００３０】
胴部２は、その上半部内に、給水を蒸気と熱水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５Ａとの間には、外部から胴部２内に二次冷却水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水を、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５Ａ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水を供給するための冷却水配管（図示せず）が連結される。
【００３１】
このような蒸気発生器１では、加圧水型原子炉で加熱された一次冷却水は、入室７Ａに送られ、多数の伝熱管５内を通って循環して出室７Ｂに至る。一方、復水器で冷却された二次冷却水は、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５Ａに沿って上昇する。このとき、胴部２内で、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る。そして、冷やされた一次冷却水は出室７Ｂから加圧水型原子炉に戻される。一方、高温高圧の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、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。
【００３２】
上述した蒸気発生器１は、その内部に収容された伝熱管５の側壁が許容限界を越えて劣化した場合、一次側から放射性の水が漏出して二次側の非放射性の水に混入するおそれがある。このため、劣化または劣化の可能性のある伝熱管５の端部を塞ぐことで、上記混入のおそれを防ぐ。また、上述した蒸気発生器１を交換し、使用済みの蒸気発生器１を保管または解体する場合、伝熱管５の端部を塞ぐことで、保管中や解体中の伝熱管５からの放射線の漏洩のおそれを防ぐ。このような、伝熱管５の端部を塞ぐための伝熱管用施栓プラグについて以下に説明する。
【００３３】
図２は、本実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの側断面図、図３および図４は、本実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの拡張部材の断面図、図５および図６は、本発明の実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの取り付け手順を示す側断面図である。
【００３４】
図２に示すように、伝熱管用施栓プラグ２０は、プラグ本体２１と、拡張部材２２とを有している。
【００３５】
プラグ本体２１は、図２に示すように、管板４の水室７側にて開口して設けられた伝熱管５に対して挿入可能なように、伝熱管５の内径よりも小さい外径で形成された筒状体２１ａをなす（図５参照）。また、プラグ本体２１は、伝熱管５に挿入される先端側である筒状体２１ａの一端が閉塞して形成され、筒状体２１ａの他端が開放して形成されている。すなわち、プラグ本体２１は、筒状体２１ａが、他端側が開口され一端側が閉塞された穴部を有する。このプラグ本体２１は、筒状体２１ａの穴部の内径が、一端側から他端側に向けて大きく形成されている。このため、プラグ本体２１は、筒状体２１ａの穴部の内面に、一端側から他端側に向けて大きくなるように傾斜する内テーパ部２１ｂを有して形成されている。
【００３６】
また、プラグ本体２１は、図２に示すように、筒状体２１ａの外面が、一端側から他端側にかけて均一の外径に形成され、この外面に、周方向に連続するとともに長手方向に複数並設された凹凸部２１ｃを有している。凹凸部２１ｃは、凸部の外面が筒状体２１ａの外面と同径とされている。また、プラグ本体２１は、筒状体２１ａの他端の外周に、挿入する伝熱管５の外径よりも外側に大きく張り出して形成されたフランジ部２１ｄを有している（図５および図６参照）。フランジ部２１ｄは、伝熱管５の開口部に向く内側面、およびその反対側となる外側面が平坦に形成されている。
【００３７】
このように構成されたプラグ本体２１は、使用中の蒸気発生器１において用いることができるように、超耐熱性材料（例えば、インコネル（登録商標）ＴＴ６９０合金またはＭＡ６９０合金）によって形成されている。
【００３８】
拡張部材２２は、図２に示すように、プラグ本体２１における筒状体２１ａの内部に挿入可能に形成される棒状体２２ａをなす（図６参照）。この棒状体２２ａは、筒状体２１ａに挿入される先端側が筒状体２１ａの他端の開口部の内径よりも小さい外径に形成され、かつ先端側が筒状体２１ａの途中から一端側に近づく内径よりも外径が大きく形成されている。また、棒状体２２ａは、基端側が筒状体２１ａの他端の開口部の内径よりも大きい外形に形成されている。また、棒状体２２ａの先端の外径は、筒状体２１ａの凹凸部２１ｃが形成されている位置での筒状体２１ａの内径よりも大きく形成されている。このため、拡張部材２２は、棒状体２２ａの外面に、先端側から基端側に向けて大きくなるように傾斜する外テーパ部２２ｂを有して形成されている。すなわち、拡張部材２２の棒状体２２ａは、プラグ本体２１の筒状体２１ａに挿入された場合に筒状体２１ａを内側から押し広げて筒状体２１ａの外径を拡張するものである（図６参照）。なお、筒状体２１ａの内テーパ部２１ｂの傾斜角度θ１よりも棒状体２２ａの外テーパ部２２ｂの傾斜角度θ２が小さく形成されている。
【００３９】
また、拡張部材２２は、図２に示すように、棒状体２２ａの外面に、先端側から基端側にかけて外側に突出して棒状体２２ａの長手方向に螺旋状に延在する突条２２ｃが形成されている。この突条２２ｃは、図３および図４に示すように、棒状体２２ａの外面が突条２２ｃの間で切削されて棒状体２２ａの外側に突出形成されている。図３では、突条２２ｃの間が平坦に切削された例を示し、図４では、突条２２ｃの間が凹曲に切削された例を示す。また、図３および図４では、突条２２ｃの頂部が尖った状態として示しているが、突条２２ｃの頂部は平坦状または円弧状に形成されていてもよい。なお、突条２２ｃを有する場合、上述した外テーパ部２２ｂは、突条２２ｃの頂部を基に形成される。
【００４０】
また、拡張部材２２は、図２に示すように、棒状体２２ａの基端に、伝熱管５の外径よりも外側に大きく張り出した係止部２２ｄを有する（図６参照）。この係止部２２ｄは、伝熱管５の開口部に向く内側面が平坦に形成されている。そして、拡張部材２２をプラグ本体２１の筒状体２１ａ内に挿入した場合、係止部２２ｄの平坦な内側面が、プラグ本体２１のフランジ部２１ｄの平坦な外側面に対面する（図６参照）。
【００４１】
このように構成された拡張部材２２は、使用中の蒸気発生器１において用いることができるように、高強度の耐食性材料（例えば、析出硬化型ステンレス鋼）によって形成されている。
【００４２】
このような伝熱管用施栓プラグ２０は、図５に示すように、まず、プラグ本体２１を伝熱管５に挿入し、フランジ部２１ｄを伝熱管５の開口部および管板４の水室７側の面に当接させた状態で支持する。プラグ本体２１を支持する方法は、図には明示しないが、例えば、フランジ部２１ｄを管板４側に押し付ける機構などを適宜用いる。その後、図６に示すように拡張部材２２の棒状体２２ａをプラグ本体２１の筒状体２１ａの内部に圧入する。拡張部材２２をプラグ本体２１に圧入する方法は、図には明示しないが、例えば、係止部２２ｄをプラグ本体２１側に押圧する油圧機構などを適宜用いる。そして、拡張部材２２の棒状体２２ａをプラグ本体２１の筒状体２１ａの内部に圧入することで、棒状体２２ａの外径と筒状体２１ａの内径との関係において、棒状体２２ａにより筒状体２１ａが外側に押し広げられて筒状体２１ａの外形が拡張される。このため、筒状体２１ａの外面が伝熱管５の内面に押し付けられ、伝熱管５を介した管板４の弾性力により凹凸部２１ｃの凸部が押し潰され、プラグ本体２１によって伝熱管５の開口部が施栓されて閉塞される。しかも、プラグ本体２１の筒状体２１ａは、拡張部材２２の棒状体２２ａにより閉塞される。
【００４３】
このように、本実施形態の伝熱管用施栓プラグ２０は、蒸気発生器１における管板４に挿入固定された伝熱管５の開口部を施栓して塞ぐための伝熱管用施栓プラグ２０であって、伝熱管５に挿入可能な外径に形成された筒状体２１ａをなし、伝熱管５に挿入される先端側となる筒状体２１ａの一端が閉塞し筒状体２１ａの他端が開放して形成され、かつ筒状体２１ａの内径が一端側から他端側に向けて大きく形成されたプラグ本体２１と、プラグ本体２１における筒状体２１ａの内部に挿入可能に形成される棒状体２２ａをなし、筒状体２１ａに挿入される先端側が筒状体２１ａの一端側に近づく内径よりも外径が大きく形成されて、筒状体２１ａに挿入された場合に筒状体２１ａの外形を拡張する拡張部材２２と、を備える。
【００４４】
この伝熱管用施栓プラグ２０によれば、プラグ本体２１の筒状体２１ａの内径を閉塞された一端側から開放された他端側に向けて大きく形成している。このため、プラグ本体２１の製造時に筒状体２１ａの内面を切削により加工することが可能であり、従来のような塑性変形させる冷間加工を用いることがない。そして、プラグ本体２１の筒状体２１ａが塑性変形するのは、拡張部材２２の棒状体２２ａを筒状体２１ａに圧入したときのみである。この結果、応力腐食割れの要因となる塑性変形をプラグ本体２１に対して多重に生じさせることがないため、プラグ本体２１の応力腐食割れ感受性を下げ、応力腐食割れの発生を抑制することができる。
【００４５】
ここで、図７に本実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの製造工程を示す。図７に示すように、本実施形態の伝熱管用施栓プラグ２０は、図７（ａ）に示す柱状部材に、図７（ｂ）に示すように、筒状体２１ａの内面（内テーパ部２１ｂ）となる穴を切削により加工する。その後、図７（ｃ）に示すように、凹凸部２１ｃおよびフランジ部２１ｄを切削により加工する。一方、従来の伝熱管用施栓プラグは（例えば、特許文献１参照）、図には明示しないが、例えば、柱状部材に、内径が均一の穴を切削により加工し、かつ閉塞された一端側よりも開放された他端側の外径（厚さ）が大きくなるように切削により加工する。その後、加工された穴内に拡張部材を入れる。その後、穴の開放側の内径を狭めるように閉塞された他端側を内側に絞って塑性変形させる。その後、プラグ本体の外形および内形の一部を切削により加工する。この従来の伝熱管用施栓プラグは、拡張部材をプラグ本体の開放側に引くことでプラグ本体を拡張させるもので、このときにプラグ本体は塑性変形する。このように、本実施形態の伝熱管用施栓プラグ２０は、製造時に塑性変形を生じさせず、従来の伝熱管用施栓プラグは、製造時に塑性変形を生じさせている。このため、本実施形態の伝熱管用施栓プラグ２０は、従来の伝熱管用施栓プラグに比較して応力腐食割れの要因となる塑性変形をプラグ本体２１に対して多重に生じさせることがないため、プラグ本体２１の応力腐食割れ感受性を下げ、応力腐食割れの発生を抑制することができるものである。
【００４６】
また、本実施形態の伝熱管用施栓プラグ２０では、プラグ本体２１は、筒状体２１ａの内面に、一端側から他端側に向けて内径が大きくなるように傾斜する内テーパ部２１ｂを有して形成され、拡張部材２２は、棒状体２２ａの外面に、先端側から基端側に向けて外径が大きく形成され、かつ棒状体２２ａの外面に、先端側から基端側に向けて外径が大きくなるように傾斜する外テーパ部２２ｂを有して形成されていることが好ましい。
【００４７】
この伝熱管用施栓プラグ２０によれば、棒状体２２ａを筒状体２１ａに圧入した場合に棒状体２２ａの外テーパ部２２ｂを筒状体２１ａの内テーパ部２１ｂに密着させることができる。このため、筒状体２１ａを一端側から後端側にかけて外形を拡張することができ、筒状体２１ａの外面を伝熱管５の内面に適宜接触させ、伝熱管５からのプラグ本体２１の脱落を防止することができる。しかも、棒状体２２ａの外テーパ部２２ｂを筒状体２１ａの内テーパ部２１ｂに密着させることで、筒状体２１ａの内部が閉塞されるため、塑性変形した部分が蒸気発生器１内の一次冷却水に接触することがなく、塑性変形した部分が一次冷却水により影響を受ける事態を防ぐことができる。
【００４８】
また、本実施形態の伝熱管用施栓プラグ２０では、拡張部材２２は、棒状体２２ａの外面に、先端側から基端側にかけて外側に突出する螺旋状の突条２２ｃが形成されていることが好ましい。
【００４９】
この伝熱管用施栓プラグ２０によれば、拡張部材２２は、螺旋状の突条２２ｃに沿って回転しながら圧入されるため、筒状体２１ａを周方向で均等に拡張させることができ、筒状体２１ａの外面を伝熱管５の内面に適宜接触させ、伝熱管５からのプラグ本体２１の脱落を防止することができる。しかも、拡張部材２２をプラグ本体２１に圧入した後は、螺旋状の突条２２ｃが筒状体２１ａの内面に食い込むため拡張部材２２がプラグ本体２１から脱落する事態を防止し、伝熱管５からのプラグ本体２１の脱落を防止することができる。
【００５０】
また、本実施形態の伝熱管用施栓プラグ２０では、プラグ本体２１は、筒状体２１ａの他端の外周に、伝熱管５の外径よりも大きく張り出して形成されたフランジ部２１ｄを有することが好ましい。
【００５１】
この伝熱管用施栓プラグ２０によれば、フランジ部２１ｄが伝熱管５の開口部および管板４の水室７側の面に当接されるため、拡張部材２２の棒状体２２ａをプラグ本体２１の筒状体２１ａ内に圧入する際にプラグ本体２１が伝熱管５の奥に入り込む事態を防ぎ、プラグ本体２１を位置決めすることができる。
【００５２】
また、本実施形態の伝熱管用施栓プラグ２０では、図８の本実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの他の例を示す側断面図に示すように、プラグ本体２１は、フランジ部２１ｄの筒状体２１ａ側に向く内側面に、伝熱管５の内径以下であって伝熱管５の外径以上の幅を有する溝２１ｅが形成されていることが好ましい。
【００５３】
この伝熱管用施栓プラグ２０によれば、フランジ部２１ｄが伝熱管５の開口部および管板４の水室７側の面に当接する際、溝２１ｅにより伝熱管５の端部へのフランジ部２１ｄの当接を避ける。このため、拡張部材２２の棒状体２２ａをプラグ本体２１の筒状体２１ａ内に圧入する際に伝熱管５に押圧力が掛かる事態を防ぎ、伝熱管５への影響を抑制することができる。なお、溝２１ｅは、図５のようにプラグ本体２１を伝熱管５に挿入した拡張前の状態において、伝熱管５に接触することがないように形成され、かつ図８に示すように、プラグ本体２１を拡張した後においても伝熱管５に接触することがないように形成される。従って、溝２１ｅは、筒状体２１ａの開放する他端の外面から、拡張後に伝熱管５の外径以上に至る幅を有することが好ましい。
【００５４】
また、本実施形態の伝熱管用施栓プラグ２０では、拡張部材２２は、棒状体２２ａの基端に、伝熱管５の外径よりも大きく張り出した係止部２２ｄを有することが好ましい。
【００５５】
この伝熱管用施栓プラグ２０によれば、拡張部材２２は、係止部２２ｄの内側面がプラグ本体２１のフランジ部２１ｄの外側面に対面し、内側面が外側面に当接して止まるまで圧入される。このため、拡張部材２２の棒状体２２ａがプラグ本体２１の筒状体２１ａに圧入されて筒状体２１ａの拡張が確実に行われていることを確認することができる。
【００５６】
また、本実施形態の伝熱管用施栓プラグ２０では、図９および図１０の本実施形態に係る伝熱管用施栓プラグの他の例を示す側断面図に示すように、拡張部材２２は、係止部２２ｄに嵌合部２２ｅ，２２ｆが形成されていることが好ましい。
【００５７】
図９で示す嵌合部２２ｅは雄ネジとして構成されている。この嵌合部２２ｅは、雄ネジに螺合する雌ネジを有する工具（図示せず）が取り付け可能となる。また、図１０で示す嵌合部２２ｆは、周状に形成された凹溝として構成されている。この嵌合部２２ｆは、凹溝に嵌合する爪部材を有する工具（図示せず）が取り付け可能となる。従って、係止部２２ｄに嵌合部２２ｅ，２２ｆを形成することで、取り付けた工具により拡張部材２２をプラグ本体２１から引き抜くことでプラグ本体２１を伝熱管５から取り外すことができる。
【００５８】
また、本実施形態の伝熱管用施栓プラグ２０では、プラグ本体２１は、筒状体２１ａの外面に、一端側から他端側にかけて凹凸部２１ｃが形成されていることが好ましい。
【００５９】
この伝熱管用施栓プラグ２０によれば、棒状体２２ａを筒状体２１ａに圧入した場合に、棒状体２２ａにより筒状体２１ａが外側に押し広げられて拡張されて伝熱管５の内面に押し付けられ、伝熱管５を介した管板４の弾性力により凹凸部２１ｃの凸部が押し潰される。このため、プラグ本体２１の筒状体２１ａの外面を伝熱管５の内面に対してより密着させることができ、伝熱管５の開口部の施栓をより確実に行うことができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  蒸気発生器
４  管板
５  伝熱管
２０  伝熱管用施栓プラグ
２１  プラグ本体
２１ａ  筒状体
２１ｂ  内テーパ部
２１ｃ  凹凸部
２１ｄ  フランジ部
２１ｅ  溝
２２  拡張部材
２２ａ  棒状体
２２ｂ  外テーパ部
２２ｃ  突条
２２ｄ  係止部
２２ｅ，２２ｆ  嵌合部
【図１】
2014185805.tif 000003
【図２】
2014185805.tif 000004
【図３】
2014185805.tif 000005
【図４】
2014185805.tif 000006
【図５】
2014185805.tif 000007
【図６】
2014185805.tif 000008
【図７】
2014185805.tif 000009
【図８】
2014185805.tif 000010
【図９】
2014185805.tif 000011
【図１０】
2014185805.tif 000012