(57)【要約】【課題】蒸気発生器伝熱管の閉鎖を回避し、損傷された管端部の長期間の信頼性の良い補修を可能にする補修手段を提供する。【解決手段】蒸気発生器伝熱管補修スリーブ５０の一方の端部が、環状のフランジ５２を有し、該環状のフランジは、他方のスリーブ端部の方向に外側で先細りになった円錐状の範囲５４へ移行しており、該円錐状の範囲に真っ直ぐな範囲５６が続いており、円錐状の範囲５４におけるスリーブ壁の肉厚が、真っ直ぐな範囲５６に比べて増大されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生器伝熱管補修スリーブ（５０，７０）であって、該蒸気発生器伝熱管補修スリーブ（５０，７０）の一方の端部が、環状のフランジ（３６，５２，７２）を有し、該環状のフランジ（３６，５２，７２）は、他方のスリーブ端部の方向に外側で先細りになった円錐状の範囲（３８，５４，７４，１０２）へ移行しており、該円錐状の範囲（３８，５４，７４，１０２）に真っ直ぐな範囲（５６，７６）が続いている蒸気発生器伝熱管補修スリーブ（５０，７０）において、
前記円錐状の範囲（３８，５４，７４，１０２）におけるスリーブ壁の肉厚が、前記真っ直ぐな範囲（５６，７６）に比べて増大されていることを特徴とする、蒸気発生器伝熱管補修スリーブ。
【請求項２】
前記円錐状の範囲（３８，５４，７４，１０２）の長さが、フランジ側のスリーブ内径（１０４）の少なくとも１．５倍に相当している、請求項１記載の蒸気発生器伝熱管補修スリーブ。
【請求項３】
前記円錐状の範囲（３８，５４，７４，１０２）におけるスリーブ壁の肉厚は、前記真っ直ぐな範囲（５６，７６）に向かって減じられている、請求項１または２記載の蒸気発生器伝熱管補修スリーブ。
【請求項４】
少なくとも外側表面の部分範囲に、薄くて粗い層（５８，７８）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の蒸気発生器伝熱管補修スリーブ。
【請求項５】
当該蒸気発生器伝熱管補修スリーブは、少なくとも大部分が材料インコネル６９０（登録商標）から製作されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の蒸気発生器伝熱管補修スリーブ。
【請求項６】
当該蒸気発生器伝熱管補修スリーブは、少なくとも大部分が材料インコロイ８００（登録商標）から製作されている、請求項１または２記載の蒸気発生器伝熱管補修スリーブ。
【請求項７】
多数の蒸気発生器伝熱管（１２，３２，８６，８８，９０）の各端部が、メッキされた各管板（１８，４４，８２）に通して案内されて、メッキ部（２０，４６，８４）と溶接されている、蒸気発生器（８０）に取り付けられた、欠陥のある管端部を有する蒸気発生器伝熱管（１２，３２，８６，８８，９０）に用いられる蒸気発生器伝熱管補修法において、
欠陥のある管端部をフライス加工により円錐状に削り、該管端部を取り囲むように管板のメッキ部（２０，４６，８４）にもみ下げ状の凹部（１６）をフライス削りにより加工するステップと、
フライス削りにより円錐状に削られた前記管端部（１４）内に、請求項１から６までのいずれか１項記載の蒸気発生器伝熱管補修スリーブ（５０，７０）を挿入するステップであって、少なくとも前記円錐状の範囲（３８，５４，７４）において、外側のスリーブ輪郭が、フライス削りにより円錐状に削られた前記管端部の内側輪郭に適合されているステップと、
前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブ（５０，７０）の前記真っ直ぐな範囲（５６，７６）および／または前記円錐状の範囲（３８，５４，７４）をローラ拡開させるステップと、
ローラ拡開された前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブ（３４）のフランジ範囲（３６，５２，７２）を前記メッキ部（２０，４６，８４）と溶接して、シールシームを形成するステップと、
を備えることを特徴とする、蒸気発生器伝熱管補修法。
【請求項８】
前記溶接を、ＴＩＧ法（タングステン不活性ガス）を使用して行う、請求項７記載の蒸気発生器伝熱管補修法。
【請求項９】
挿入された前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブ（５０，７０）の溶接を、既に前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブ（５０，７０）のローラ拡開の前に行う、請求項７または８記載の蒸気発生器伝熱管補修法。
【請求項１０】
前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブ（５０，７０）のローラ拡開を、複数の加工ステップで行う、請求項７から９までのいずれか１項記載の蒸気発生器伝熱管補修法。
【請求項１１】
当該蒸気発生器伝熱管補修法を、原子力設備の放射能で予め汚染された蒸気発生器（８０）において行う、請求項７から１０までのいずれか１項記載の蒸気発生器伝熱管補修法。
【請求項１２】
多数の蒸気発生器伝熱管（１２，３２，８６，８８，９０）を有し、該蒸気発生器伝熱管（１２，３２，８６，８８，９０）の両端部が、メッキされた各管板（１８，４４，８２）に通して案内されて、メッキ部（２０，４６，８４）と溶接されている、蒸気発生器（８０）において、少なくとも一方の管端部で、請求項７から１１までのいずれか１項記載の蒸気発生器伝熱管補修法が適用されていることを特徴とする、蒸気発生器。
【請求項１３】
当該蒸気発生器は、放射能で前負荷されている、請求項１２記載の蒸気発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気発生器伝熱管補修スリーブであって、該蒸気発生器伝熱管補修スリーブの一方の端部が、環状のフランジを有し、該環状のフランジは、他方のスリーブ端部の方向に外側で先細りになった円錐状の範囲へ移行しており、該円錐状の範囲に真っ直ぐな範囲が続いている蒸気発生器伝熱管補修スリーブに関する。
【０００２】
さらに本発明は、多数の蒸気発生器伝熱管の各端部が、メッキされた各管板に通して案内されて、メッキ部と溶接されている、蒸気発生器に取り付けられた、欠陥のある管端部を有する蒸気発生器伝熱管に用いられる蒸気発生器伝熱管補修法に関し、この場合、当該方法によれば、本発明による蒸気発生器伝熱管補修スリーブが使用され得る。
【０００３】
さらに本発明は、本発明により補修された蒸気発生器にも関する。
【背景技術】
【０００４】
蒸気発生器がとりわけ発電所において使用されること、特に原子力発電所においても使用されることは一般に知られている。蒸気発生器は熱交換器であり、この熱交換器は運転時に第１の循環路において、加熱された一次媒体により通流される。このときに熱は、第１の循環路とは分離された第２の循環路内を流れる二次媒体、特に水に引き渡される。蒸気発生器を通流した後に、水はその凝集状態を蒸気状に変化させており、蒸気は発電所タービンを駆動するために利用される。特に、一次媒体が、前もって放射能で汚染されているような原子力発電所においては、蒸気発生器内の第１の循環路と第２の循環路との間の厳格でかつ絶対的に確実な分離に留意しなければならない。
【０００５】
蒸気発生器は主として、たいてい円筒状の容器を有する。この容器の軸方向の両端部はそれぞれメッキされた管板を有し、この場合、こうして形成された内室は、多数の蒸気発生器伝熱管によって横断されている。これらの蒸気発生器伝熱管は管板のメッキ部に結合されている。こうして、両冷却循環路の間には熱交換のためのできるだけ大きな接触面が形成されている。
【０００６】
蒸気発生器伝熱管は、管板の下縁部のメッキ部に密閉するように溶接される。この溶接シームが、たとえば異物によって損傷されてしまうと、溶接シームのシール性はもはや保証されなくなり、一次媒体と二次媒体との間に漏れが生じる恐れがある。損傷された溶接シームは、一次媒体と二次媒体との間の分離を再び形成するために補修されなければならない。
【０００７】
このことは、これまで溶接栓の旋栓により行われてきた。この場合、溶接シームに漏れを有する蒸発器伝熱管は、規格通りに溶接栓を用いて閉鎖される。溶接栓を旋栓するためには、まず固有のフライス加工輪郭が加工成形される。溶接栓の下側のフランジは付加材料として用いられ、ＴＩＧプロセス（タングステン不活性ガス）を介して管板のメッキ部と溶接される。このシームは支持シームとしても、シールシームとしても用いられる。
【０００８】
この場合に不都合となるのは、閉鎖された蒸気発生器伝熱管が、もはや一次循環路と二次循環路との間の熱交換に寄与しなくなるので、これにより発電所の効率の悪化が生じてしまうことである。蒸気発生器は、故障時もしくは事故発生時における安全機能をも有するので、閉鎖された伝熱管の占める割合は、ある一定の値、たとえば１０％を超えてはならない。蒸気発生器内の損傷された溶接シームの数が極めて高いと、溶接栓の旋栓は補修手段としてもはや適当ではない。
【０００９】
公知先行技術の別の方法は、後溶接にある。材料を再溶融させることにより、シームの欠陥、たとえば亀裂または細孔を閉じることができる。しかし、後溶接の場合には、表面の小さな欠陥しか取り除くことができない。付加材料が導入されないので、溶接材料の不足分を補償することはできない。さらに、後溶接の場合には、最初の溶接シームの不純物が再び溶封され、これにより新しい溶接シームの品質が損なわれてしまう恐れがある。したがって、損傷された溶接シームの後溶接は、信頼性の良い長期間の補修方法とは云えない。
【００１０】
さらに、補修スリーブを用いた補修方法も知られている。すなわち、米国特許第４５９２５７７号明細書には、蒸気発生器の欠陥のある管端部に挿入するための補修スリーブが開示されている。英国特許第１１４１２３９号明細書には、同じく蒸気発生器の欠陥のある管端部に挿入するための補修スリーブが開示されており、この場合、ローラ拡開過程によって後続の拡開が行われるので、その後では管端部に対する密閉した結合が与えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４５９２５７７号明細書
【特許文献２】英国特許第１１４１２３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記公知先行技術に鑑み、本発明の課題は、一方では当該蒸気発生器伝熱管の閉鎖を回避し、他方では損傷された管端部の長期間の信頼性の良い補修を可能にする補修手段もしくは補修方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題を解決するために、本発明による蒸気発生器伝熱管補修スリーブの構成では、該蒸気発生器伝熱管補修スリーブの一方の端部が、環状のフランジを有し、該環状のフランジは、他方のスリーブ端部の方向に外側で先細りになった円錐状の範囲へ移行しており、該円錐状の範囲に真っ直ぐな範囲が続いている蒸気発生器伝熱管補修スリーブにおいて、前記円錐状の範囲におけるスリーブ壁の肉厚が、前記真っ直ぐな範囲に比べて増大されているようにした。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明による蒸気発生器伝熱管補修法では、多数の蒸気発生器伝熱管の各端部が、メッキされた各管板に通して案内されて、該管板のメッキ部と溶接されている、蒸気発生器に取り付けられた、欠陥のある管端部を有する蒸気発生器伝熱管に用いられる蒸気発生器伝熱管補修法において、
１．  欠陥のある管端部をフライス削りにより円錐状に削り、該管端部を取り囲むように管板のメッキ部にもみ下げ状の凹部をフライス削りにより加工するステップと、
２．  フライス削りにより円錐状に削られた前記管端部内に、本発明による前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブを挿入するステップであって、少なくとも前記円錐状の範囲において、外側のスリーブ輪郭が、フライス削りにより円錐状に削られた前記管端部の内側輪郭に適合されているステップと、
３．  前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブの前記真っ直ぐな範囲および／または前記円錐状の範囲をローラ拡開させるステップと、
４．  ローラ拡開された前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブのフランジ範囲を管板の前記メッキ部と溶接して、シールシームを形成するステップと、
を備える。
【００１５】
さらに上記課題を解決するために、本発明による蒸気発生器の構成では、多数の蒸気発生器伝熱管を有し、該蒸気発生器伝熱管の両端部が、メッキされた各管板に通して案内されて、該管板のメッキ部と溶接されている、蒸気発生器において、少なくとも一方の管端部で、本発明による前記蒸気発生器伝熱管補修法が適用されているようにした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の基本思想は、それぞれ損傷された管端部に、短い管スリーブもしくは蒸気発生器伝熱管補修スリーブ（「Sleeve」とも呼ばれる）を据え付けることにある。蒸気発生器伝熱管補修スリーブは、スリーブ内部への機械的なローラ押し通しによるローラ拡開によって蒸気発生器伝熱管内に固定され、その下縁部はフライス削りされた輪郭内で、管板のメッキ部と溶接される。これにより、一方では、補修された蒸気発生器伝熱管を引き続き作動させることが保証されているので、各蒸気発生器を、多数回の補修の後でも、問題なく引き続き作動させることができる。他方では、これによって、欠陥のある管端部の質的に高価で、ひいては持続的な補修が可能となる。
【００１７】
欠陥のある溶接シームは、当該管端部を予め円錐状にフライス削りし、かつ欠陥のある管端部を取り囲むように管板のメッキ部に、もみ下げ状の凹部をフライス削りにより加工成形することによって残りなく完全に除去される。したがって、場合によっては存在していた、これまでの溶接シームの欠陥を招いた恐れのある不純物は取り除かれているので有利である。
【００１８】
蒸気発生器伝熱管補修スリーブの下縁部はフランジを有し、このフランジは溶接プロセスの間、付加材料として働く。したがって、溶接プロセスの間に付加材料を手により導入することは回避されているので有利である。溶融されたフランジ材料は、フライス削りにより加工成形された、もみ下げ状の凹部内に分配されるので、メッキ部の表面はほぼ平滑のままとなるので有利である。これにより、溶接シームの所要の高い品質が得られると共に、促進された補修プロセスも可能となる。
【００１９】
蒸気発生器伝熱管補修スリーブの円錐状の範囲は、管端部の、フライス削りにより円錐状に削られた範囲に正確に合致するように調整されているので、これにより正確な嵌合が可能となる。このことは、特に所望の円錐角度を有する、適合したフライス工具の選択により達成され得る。
【００２０】
スリーブの真っ直ぐな範囲の外径は、欠陥のある管端部のそれぞれ最小の内径よりも大きくならないように設定されなければならず、これにより、フライス削りされた管端部内への本発明による蒸気発生器伝熱管補修スリーブの問題のない挿入が可能となる。次いで,ローラ拡開プロセスにおいて、挿入された蒸気発生器伝熱管補修スリーブの真っ直ぐな範囲が拡開されるので、管板との密閉した確実な結合が与えられている。
【００２１】
本発明による蒸気発生器伝熱管補修スリーブは、さらに、欠陥のある管端部の特に迅速な補修を可能にする。このことは、特に原子力設備の蒸気発生器において、保守作業員にとって支配的である放射線負荷もしくは放射線被曝に基づき極めて重要となる。これにより、このような放射線負荷が低減されるので有利である。
【００２２】
本発明による蒸気発生器伝熱管補修スリーブの有利な実施態様では、円錐状の範囲におけるスリーブ壁の肉厚が、真っ直ぐな範囲に比べて増大されている。補修範囲の重要でかつ臨界的な部分である円錐状の範囲は、このような増大された肉厚によって有利に補強される。円錐状の範囲は必ずしもローラ拡開のために設けられているわけではない。すなわち、円錐状の範囲では、この円錐状の範囲に対する円錐状のフライス加工部の適合に基づき、もともと高い嵌合精度が与えられている。それにもかかわらず、円錐状の範囲におけるローラ拡開によって補修結合部の安定性を一層向上させることができる。増大された肉厚はローラ拡開の際に、壁材料がスリーブの高い嵌合精度に基づいてローラ拡開時に大きな変形にさらされない限りは、問題とならない。したがって、この範囲における増大された肉厚は、蒸気発生器伝熱管補修スリーブと管板との、形成したい結合の高められた安定性をも生ぜしめる。
【００２３】
必要に応じて同じくローラ拡開のために設けられている真っ直ぐな範囲では、スリーブ壁の肉厚を、円錐状の範囲よりも薄く設定することができる。なぜならば、蒸気発生器伝熱管のこの後側の範囲はこの場合には弱点を有しないからである。いずれにせよ、円錐状の範囲か、または真っ直ぐな範囲のいずれかをローラ拡開することができ、場合によっては両範囲をローラ拡開することができる。円錐状の範囲におけるスリーブ壁の例示的な肉厚は、たとえば１〜２ｍｍであり、真っ直ぐな範囲におけるスリーブ壁の肉厚は、たとえば＜０．５ｍｍであり、この場合、このことは、その都度存在する境界条件や、蒸気発生器伝熱管補修スリーブの材料選択に著しく依存している。蒸気発生器伝熱管補修スリーブの長さは、蒸気発生器の縁位置においても据付けが可能となるように設定されなければならず、たとえば１０〜１５ｃｍである。
【００２４】
本発明による蒸気発生器伝熱管補修スリーブの特に有利な構成では、円錐状の範囲の長さが、フランジ側の内側のスリーブ直径、つまりフランジ側のスリーブ内径の少なくとも１．５倍に相当している。フランジ側のスリーブ内径は、たとえば２．５ｃｍである。このような比較的長尺の円錐状の範囲により、円錐状の範囲のローラ拡開を行うだけで、安定した補修結合を形成することが可能となる。蒸気発生器伝熱管補修スリーブが、既に未ローラ拡開の状態において、円錐状の孔内への高い嵌合精度を有することに基づき、増大された肉厚も、問題なくローラ拡開され得る。この場合、これによって得られる結合は特に高い品質を有する。
【００２５】
本発明による蒸気発生器伝熱管補修スリーブの別の変化形では、円錐状の範囲におけるスリーブ壁の肉厚は、前記真っ直ぐな範囲に向かって減じられている。したがって、
円錐状の範囲では、蒸気発生器伝熱管補修スリーブの肉厚と、円錐状にフライス削りされた蒸気発生器伝熱管の肉厚とを合わせた全体厚さがほぼ一定となると共に、補修結合部の理想的には一定の内径が得られる。
【００２６】
本発明による蒸気発生器伝熱管補修スリーブのさらに別の実施態様では、少なくとも外側表面の部分範囲に、薄くて粗い層が設けられている。「マイクロロック（Microlock）」とも呼ばれるこの層は、蒸気発生器伝熱管内での蒸気発生器伝熱管補修スリーブのアンカ固定を改善すると共に、その据付け時、特にローラ拡開時における補修スリーブの回転を阻止する。これによって生ぜしめられる、補修スリーブの外径の僅かな部分的増径はあまり問題にならない。なぜならば、フライス削りにより削られた管端部内に補修スリーブを問題なく挿入するために、もともと小さな遊びが設けられているからである。この遊びは次いでローラ拡開によって完全に取り除かれる。
【００２７】
特に有利な実施態様では、本発明による蒸気発生器伝熱管補修スリーブの少なくとも大部分が、材料インコネル６９０（Inconel 690；登録商標）から製作されている。このことは、その良好な耐食性およびメッキ材料との良好な溶接可能性によりすぐれている。同じくこのような特性およびローラ拡開時におけるその良好な特性に基づき、材料インコロイ８００（Incoloy 800；登録商標）も適している。これにより、１ｍｍ以上の範囲の比較的大きな肉厚をローラ拡開することも、亀裂形成なしに実現可能となる。
【００２８】
上で述べたように、上記課題は、多数の蒸気発生器伝熱管の各端部が、メッキされた各管板に通して案内されて、該管板のメッキ部と溶接されている、蒸気発生器に取り付けられた、欠陥のある管端部を有する蒸気発生器伝熱管に用いられる蒸気発生器伝熱管補修法において、
１．  欠陥のある管端部をフライス削りにより円錐状に削り、該管端部を取り囲むように管板のメッキ部に、もみ下げ状の凹部をフライス削りにより加工するステップと、
２．  フライス削りにより円錐状に削られた前記管端部内に、本発明による蒸気発生器伝熱管補修スリーブを挿入するステップであって、少なくとも前記円錐状の範囲において、外側のスリーブ輪郭が、フライス削りにより円錐状に削られた前記管端部の内側輪郭に適合されているステップと、
３．  前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブの前記真っ直ぐな範囲および／または前記円錐状の範囲をローラ拡開させるステップと、
４．  ローラ拡開された前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブのフランジ範囲を管板の前記メッキ部と溶接して、シールシームを形成するステップと、
を備えることを特徴とする、蒸気発生器伝熱管補修法によっても解決される。
【００２９】
欠陥のある管端部は円錐状のフライスを用いてフライス削りされる。フライスの先端部は蒸気発生器伝熱管内で自動的にセンタリングされる。フライスの円錐状の範囲の直径および角度は、欠陥のある古い溶接シームが完全に除去されるように設計されている。蒸気発生器伝熱管のフランジ範囲の収容およびあとからの溶接のためのもみ下げ状の凹部を備えた新しいフライス加工輪郭が生じる。これにより、蒸気発生器伝熱管補修スリーブの円錐状の範囲と、円錐状にフライス削りされた管端部との高い嵌合精度が与えられている。
【００３０】
既に蒸気発生器伝熱管補修スリーブについて挙げた利点は別として、上記方法は補修スリーブと管板との間での、必要に応じて質的に極めて高価となる結合が得られるという利点の他に、極めて迅速であることが判った。このことは、特に補修作業員に対する最小化された放射能被曝の点で極めて有利である。
【００３１】
本発明による方法の別の実施態様では、溶接が、ＴＩＧ法（タングステン不活性ガス）を使用して行われる。このことは、特に適当であることが判っており、高質の溶接シームをもたらす。
【００３２】
別の方法変化形では、挿入された前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブの溶接が、既に前記蒸気発生器伝熱管補修スリーブのローラ拡開の前に行われる。これにより、ローラ拡開時における補修スリーブの回転が回避される。
【００３３】
さらに別の方法変化形では、蒸気発生器伝熱管補修スリーブのローラ拡開が、複数の加工ステップで行われる。特に、軸方向後側に向かって段付けされた蒸気発生器伝熱管内径の場合、各段付け毎に、場合によっては種々異なるローラ拡開工具が必要となり得る。これにより、別の加工ステップが必要となることが条件付けられている。
【００３４】
特に有利な方法変化形では、このことが、原子力設備の放射能で予め汚染された蒸気発生器の蒸気発生器伝熱管の、欠陥のある管端部において行われる。原子力設備において支配的である極めて高い安全性要求に基づき、前記方法により得られた補修結果の高い品質および長期耐用年数は特に重要となる。さらに、本発明による方法のために必要となる所要時間が少ないことに基づき、補修作業員に対する放射線被曝が減じられることも有利である。場合によっては、最終結果に対して影響を及ぼさない限り、上記ステップの順序を、ある程度の範囲内で入れ替えることもできる。
【００３５】
本発明の利点は、多数の蒸気発生器伝熱管を有し、該蒸気発生器伝熱管の両端部が、メッキされた各管板に通して案内されて、該管板のメッキ部と溶接されている、蒸気発生器において、少なくとも一方の管端部で、本発明による蒸気発生器伝熱管補修法が適用されていることを特徴とする、蒸気発生器にも及ぶ。本発明において補修された蒸気発生器伝熱管が引き続き使用されることに基づき、複数回補修された蒸気発生器においてもその効率は低下せず、このような蒸気発生器は、質的に高価でかつ長持ちする補修に基づき、長い寿命期間にわたって確実に運転され得るので有利である。
【００３６】
これらの利点は、特に、短縮された寿命ではその交換および廃棄に特に手間がかかってしまう、放射能で前負荷された、つまり放射能で予め汚染された蒸気発生器にも該当する。
【００３７】
本発明のさらに別の有利な実施態様は、さらに別の従属形式の請求項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】メッキされた管板内の蒸気発生器伝熱管の１実施形態を示す断面図である。
【図２】補修された蒸気発生器伝熱管の１実施形態を示す断面図である。
【図３】第１の蒸気発生器伝熱管補修スリーブの１実施形態を示す断面図である。
【図４】第２の蒸気発生器伝熱管補修スリーブの１実施形態を示す斜視図である。
【図５】蒸気発生器の１実施形態を示す断面図である。
【図６】補修された第２の蒸気発生器伝熱管の１実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。
【００４０】
図１には、メッキされた（メッキ部２０）管板１８と、この管板１８内の例示的な蒸気発生器伝熱管１２とから成る範囲１０が示されている。蒸気発生器伝熱管１２の前側の端範囲は、符号１４で示したように、フライス削りにより円錐状に削られている。さらに、管板１８のメッキ部２０の表面には、フライス削りにより、もみ下げ状の凹部１６が加工成形されている。これにより、欠陥のあった元の溶接シーム（図示しない）は完全に除去されており、ひいては溶接シームの欠陥を招く原因であったと思われる、場合によっては存在したいかなる不純物も除去されている。蒸気発生器伝熱管１２の後側の範囲は、段付けされて減少した内径もしくは段付けされて増大した肉厚を有することが図示されている。肉厚の増大は、管板からの蒸気発生器伝熱管１２の進出部において必要となる。なぜならば、進出後には、管板による安定化作用がなくなるからである。これによって、図示の蒸発器伝熱管１２は、本発明による蒸気発生器伝熱管補修スリーブもしくはスリーブを挿入するために準備されている。
【００４１】
図２には、メッキされた（メッキ部４６）管板４４と、この管板４４内の例示的な補修された蒸気発生器伝熱管３２とから成る範囲３０が示されている。この蒸発器伝熱管３２は、管板４４と、この管板４４に配置されたメッキ部４６とを貫いて案内されている。図１につき説明したように準備された管端部内には、蒸気発生器伝熱管補修スリーブ３４が挿入されている。この蒸気発生器伝熱管補修スリーブ３４の上側の真っ直ぐな範囲４０は既にローラを押し通すことによって拡開されており、すなわち上側の真っ直ぐな範囲４０の直径は、管端部の各内径にまで拡開されている。これにより、蒸気発生器伝熱管３２と蒸気発生器伝熱管補修スリーブ３４との間の気密な結合が保証されている。蒸気発生器伝熱管３２の段付けに基づき、複数回のローラ拡開ステップが必要であった。円錐状の範囲３８では、蒸気発生器伝熱管補修スリーブ３４の円錐状の外側形状と、フライス削りにより削られた管端部の円錐状の内側形状とが、正確に互いに合致するように調整されているので、正確に嵌合した結合が得られる。フランジ範囲３６では、蒸気発生器伝熱管補修スリーブ３４を取り囲むフランジが、フライス削りにより凹設されたもみ下げ状の凹部内に位置している。この凹部は、蒸気発生器伝熱管補修スリーブ３４のフランジ材料が、後続の溶接プロセスにおける溶融時にほぼこの凹部を満たすように形成されている。蒸気発生器伝熱管補修スリーブ３４もしくは蒸気発生器伝熱管３２は、仮想の中心軸線４２を中心にして回転対称的に延びている。
【００４２】
図３には、例示的な、まだローラ拡開されていない第１の蒸気発生器伝熱管補修スリーブ５０が断面図で示されている。下側のフランジ範囲５２には、環状のフランジが設けられている。この環状のフランジは、あとから行われる溶接過程の際に溶融されて、各管板のメッキ部と結合される。円錐状の範囲５４は、増大された肉厚を持って形成されており、この場合、この円錐状の範囲５４はローラ拡開のためには設けられていない。続いて設けられた真っ直ぐな範囲５６はローラ拡径のために設けられており、したがってそれぞれ補修したい蒸気発生器伝熱管の内径よりも少しだけ小さく形成されている。真っ直ぐな範囲５６の外面には、所定の範囲にわたって、たとえば薄くて粗い層５８、つまりいわゆる「マイクロロック（Microlock）」が設けられており、これにより、あとから行われるローラ拡開時に蒸気発生器伝熱管補修スリーブ５０の回転が回避される。この層５８は、仮想の中心軸線６０を中心にして回転対称的に延びていて、好ましくは材料インコネル（Inconel）６９０（登録商標）から製作されており、このことは、このような使用のために特に適当であることが判った。
【００４３】
図４には、同じく例示的な第２の蒸気発生器伝熱管補修スリーブ７０が示されているが、この場合、三次元の斜視図で図示されている。下端部には、フランジ範囲７２が設けられており、このフランジ範囲７２には、他方のスリーブ端部の方向に円錐状の範囲７４が続いており、次いで真っ直ぐな範囲７６が続いている。真っ直ぐな範囲７６の外面は、薄くて粗い層７８によって取り囲まれている。この層７８はローラ拡開過程の際に蒸気発生器伝熱管補修スリーブ７０の回転を阻止する。
【００４４】
図５には、例示的な蒸気発生器８０が概略図で示されている。壁９２と、メッキ部８４を備えた管板８２とは、１つの閉じた内室を形成しており、この内室を通って複数の蒸気発生器伝熱管８６，８８，９０が案内されている。これらの蒸気発生器伝熱管８６，８８，９０の各端部は、管板もしくは隣接したメッキ部８４に設けられた複数の孔を通って案内されていて、メッキ部８４と溶接されている。蒸気発生器８０の運転時に、蒸気発生器８０の内室は第１の媒体によって通流され、蒸気発生器伝熱管８６，８８，９０は第２の媒体によって通流される。両媒体は、完全にかつ確実に互いに分離されなければならず、いかなる場合でも混合は回避されなければならない。補修時には、本発明による補修方法が、それぞれ欠陥のある管端部に適用される。
【００４５】
図６には、例示的な補修された第２の蒸気発生器伝熱管１００が断面図で示されている。蒸気発生器伝熱管補修スリーブ１０６は円錐状の範囲１０２を有し、この円錐状の範囲１０２の長さは、蒸気発生器伝熱管補修スリーブ１０６のフランジ側の内径１０４の約２倍に相当する。蒸気発生器伝熱管補修スリーブ１０６は、フライス削りされた蒸気発生器伝熱管１００内に挿入されて、その円錐状の範囲１０２においてローラ拡開されている。円錐状の範囲１０２が比較的長尺に形成されていることにより、円錐状の範囲１０２の後側に続いた真っ直ぐな範囲では、ローラ拡開が必要とならない。蒸気発生器伝熱管補修スリーブ１０６の肉厚は、後側へ向かって減少しており、この場合、円錐状にフライス削りされた蒸気発生器伝熱管１００の肉厚は増大しているので、円錐状の範囲１０２において、蒸気発生器伝熱管補修スリーブ１０６の肉厚と、蒸気発生器伝熱管１００の肉厚とを合わせた全体厚さは、ほぼ一定となる。
【符号の説明】
【００４６】
１２  蒸気発生器伝熱管
１４  管端部
１６  凹部
１８  管板
２０  メッキ部
３２  蒸気発生器伝熱管
３４  蒸気発生器伝熱管補修スリーブ
３６  蒸気発生器伝熱管補修スリーブのフランジ範囲
３８  蒸気発生器伝熱管補修スリーブの円錐状の範囲
４０  蒸気発生器伝熱管補修スリーブの真っ直ぐな範囲
４２  中心軸線
４４  管板
４６  メッキ部
５０  蒸気発生器伝熱管補修スリーブ
５２  蒸気発生器伝熱管補修スリーブのフランジ範囲
５４  蒸気発生器伝熱管補修スリーブの円錐状の範囲
５６  蒸気発生器伝熱管補修スリーブの円錐状の範囲
５８  層
６０  中心軸線
７０  蒸気発生器伝熱管補修スリーブ
７２  蒸気発生器伝熱管補修スリーブのフランジ範囲
７４  蒸気発生器伝熱管補修スリーブの円錐状の範囲
７６  蒸気発生器伝熱管補修スリーブの真っ直ぐな範囲
７８  層
８０  蒸気発生器
８２  管板
８４  メッキ部
８６，８８，９０  蒸気発生器伝熱管
９２  壁
１００  蒸気発生器伝熱管
１０２  蒸気発生器伝熱管補修スリーブの円錐状の範囲
１０４  内径
１０６  蒸気発生器伝熱管補修スリーブ
【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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