(57)【要約】【課題】配管用栓及び配管施栓方法並びに熱交換器において、構造の簡素化及び低コスト化することで作業性の向上を可能とする。【解決手段】棒状の操作ロッド５２と、変形可能であると共に操作ロッド５２の外周部にその長手方向に所定間隔で固定される複数のフランジ部材５２と、この複数のフランジ部材５２の間に介装されて複数のフランジ部材５２の変形を連動させるリング部材５４とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作ロッドと、
変形可能であると共に前記操作ロッドの外周部にその長手方向に所定間隔で固定される複数のフランジ部材と、
前記複数のフランジ部材の間に介装されて前記複数のフランジ部材の変形を連動させる力伝達部材と、
を有することを特徴とする配管用栓。
【請求項２】
前記フランジ部材は、配管の内径より所定量だけ大きい外径を有し、変形することで前記配管内に挿入可能であることを特徴とする配管用栓。
【請求項３】
前記操作ロッドは、先端部に前記複数のフランジ部材が固定され、基端部に操作用ねじ部が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の配管用栓。
【請求項４】
前記力伝達部材は、少なくとも前記フランジ部材における外周側の変形を許容するリング形状をなすことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の配管用栓。
【請求項５】
前記力伝達部材は、前記操作ロッドの外径より大きい内径を有し、前記フランジ部材の外径より小さい外径を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の配管用栓。
【請求項６】
前記操作ロッドは、一端部に頭部を有して外周部にねじ部を有するボルトであり、前記複数のフランジ部材は、前記ねじ部に所定間隔で配置され、前記ねじ部に螺合するナットにより固定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の配管用栓。
【請求項７】
前記請求項１から５のいずれか一つの配管用栓を前記配管内に挿入することで、前記複数のフランジ部材を弾性変形させて前記配管の内面に嵌合させた後、前記挿入した方向とは反対方向に所定距離だけ戻すことで、前記複数のフランジ部材を前記配管の内面に対して略直交する方向に変形を戻すことを特徴とする配管施栓方法。
【請求項８】
中空形状をなす胴部と、
前記胴部内に配設される複数の伝熱管と、
前記胴部の端部に設けられて前記複数の伝熱管の端部を支持する管板と、
前記胴部に対して一次熱交換媒体の給排を行う一次熱交換媒体用供給口及び排出口と、
前記複数の伝熱管に対して二次熱交換媒体の給排を行う二次熱交換媒体用供給口及び排出口と、
を有する熱交換器において、
前記複数の伝熱管のうちの劣化した伝熱管の端部に前記請求項１から５のいずれか一つの配管用栓が装着されたことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、原子力プラントの熱交換器にして伝熱管を閉塞するための配管用栓及び配管施栓方法、並びに、この熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、原子炉設備の一部として使用される熱交換器は、中空形状をなす胴部内に複数の伝熱管が配設され、各伝熱管の端部が管板に支持され、二次冷却材の入口側プレナム及び出口側プレナムに連結されている。また、胴部内に、一次冷却材の入口部及び出口部が形成されている。従って、入口側プレナムを通して複数の伝熱管に二次冷却材が供給される一方、入口部からこの胴部内に一次冷却材が供給される。すると、複数の伝熱管内を流れる二次冷却水と胴部内を循環する一次冷却材との間で熱交換が行われることで、二次冷却材が一次冷却材の熱を吸収して蒸気が生成される。そして、生成された蒸気が出口側プレナムから排出される一方、温度低下した一次冷却材が出口部から排出される。
【０００３】
このように構成された熱交換器は、例えば、定期点検時に、伝熱管の腐食や破損などが見つかった場合、この伝熱管における一方の端部と他方の端部にそれぞれ栓を装着して閉塞する必要がある。このような伝熱管の端部に栓を装着して閉塞する技術としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された管プラグ及び管プラグのシェルの封止方法は、管プラグを、シェルと、このシェル内にテーパ部を介して設けられる拡開部材と、この拡開部材に螺合する封止手段としてのボルトにより構成し、伝熱管の端部にシェルを挿入し、ボルトをシェル内に挿入して拡開部材に螺合し、この拡開部材を移動することで、そのテーパ部によりシェルを伝熱管の内壁面に押圧して施栓するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０３−１７６６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の技術では、シェルを拡開部材により拡開することで伝熱管の内壁面に押圧して施栓しており、変形可能なシェル、シェルを拡開する拡開部材、拡開部材を移動するボルトなどが必要となり、複雑な構造となって製造コストが増加すると共に、施栓作業に手間がかかって煩雑なものとなってしまう。
【０００６】
また、拡開部材に対してボルトが螺合して施栓しており、構成部材の熱膨張によりその螺合が緩みやすく、信頼性が不十分である。例えば、高速炉では、伝熱管内を流れる二次冷却材の温度が３５０℃以上になることから、栓の材料がクリープ温度を超えてしまうことがあり、上述した従来の技術では、管プラグにクリープが発生し、伝熱管の施栓が緩んでしまうと言う問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、構造の簡素化及び低コスト化することで作業性の向上を可能とする配管用栓及び配管施栓方法並びに熱交換器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】
上記の目的を達成するための本発明の配管用栓は、操作ロッドと、変形可能であると共に前記操作ロッドの外周部にその長手方向に所定間隔で固定される複数のフランジ部材と、前記複数のフランジ部材の間に介装されて前記複数のフランジ部材の変形を連動させる力伝達部材と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
従って、操作ロッドにより配管内に栓を挿入すると、フランジ部材が変形しながら配管の内面に密着しながら入り込み、このとき、各フランジ部材は、力伝達部材により変形が連動することとなり、全てのフランジ部材が適正に配管の内面に嵌合し、各フランジ部材の変形を戻すことで、伝熱管を閉塞することができる。その結果、栓の配管内面への密着を維持するための工具などが不要となり、構造の簡素化及び低コスト化することで作業性を向上することができる。
【００１０】
本発明の配管用栓では、前記フランジ部材は、配管の内径より所定量だけ大きい外径を有し、変形することで前記配管内に挿入可能であることを特徴としている。
【００１１】
従って、フランジ部材の外径が配管の内径より大きいことから、このフランジ部材が変形して配管内に入り込み、フランジ部材の変形を戻すことで、外周部が配管の内面に確実に密着して閉塞することができる。
【００１２】
本発明の配管用栓では、前記操作ロッドは、先端部に前記複数のフランジ部材が固定され、基端部に操作用ねじ部が設けられることを特徴としている。
【００１３】
従って、操作用ねじ部に工具を連結することで、この工具により配管内への栓の挿入作業や移動作動が容易となり、複数のフランジ部材を容易に配管の内面に嵌合させることができる。
【００１４】
本発明の配管用栓では、前記力伝達部材は、少なくとも前記フランジ部材における外周側の変形を許容するリング形状をなすことを特徴としている。
【００１５】
従って、力伝達部材をリング形状とすることで、フランジ部材における外周側の変形を許容し、フランジ部材を容易に配管内に挿入することができる。
【００１６】
本発明の配管用栓では、前記力伝達部材は、前記操作ロッドの外径より大きい内径を有し、前記フランジ部材の外径より小さい外径を有することを特徴としている。
【００１７】
従って、力伝達部材により各フランジ部材の変形を適正に連動させることができる。
【００１８】
本発明の配管用栓では、前記操作ロッドは、一端部に頭部を有して外周部にねじ部を有するボルトであり、前記複数のフランジ部材は、前記ねじ部に所定間隔で配置され、前記ねじ部に螺合するナットにより固定されることを特徴としている。
【００１９】
従って、ボルトのねじ部にフランジ部材を挿入し、ねじ部にナットを螺合することでこのフランジ部材を固定することができ、栓を容易に製作することができ、低コスト化を可能とすることができる。
【００２０】
また、本発明の配管施栓方法は、前記配管用栓を前記配管内に挿入することで、前記複数のフランジ部材を変形させて前記配管の内面に嵌合させた後、前記挿入した方向とは反対方向に所定距離だけ戻すことで、前記複数のフランジ部材を前記配管の内面に対して略直交する方向に変形を戻すことを特徴とするものである。
【００２１】
従って、フランジ部材を変形させることで容易に配管内に挿入して内面に嵌合させることができ、所定距離だけ戻すことでフランジ部材の変形を戻し、配管の内面に略直交する方向として適正に配管を閉塞することができる。その結果、栓の配管内面への密着を維持するための工具などが不要となり、構造の簡素化及び低コスト化することで作業性を向上することができる。
【００２２】
また、本発明の熱交換器は、中空形状をなす胴部と、前記胴部内に配設される複数の伝熱管と、前記胴部の端部に設けられて前記複数の伝熱管の端部を支持する管板と、前記胴部に対して一次熱交換媒体の給排を行う一次熱交換媒体用供給口及び排出口と、前記複数の伝熱管に対して二次熱交換媒体の給排を行う二次熱交換媒体用供給口及び排出口と、を有する熱交換器において、前記複数の伝熱管のうちの劣化した伝熱管の端部に前記配管用栓が装着されたことを特徴とするものである。
【００２３】
従って、フランジ部材を用いて配管用栓を劣化した伝熱管に装着して閉塞することができ、栓の配管内面への密着を維持するための工具などが不要となり、構造の簡素化及び低コスト化することで作業性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の配管用栓及び配管施栓方法並びに熱交換器によれば、操作ロッドに変形可能な複数のフランジ部材を所定間隔で固定し、各フランジ部材の間にフランジ部材の変形を連動させる力伝達部材を介装するので、このフランジ部材を用いて配管用栓により閉塞することができ、栓の配管内面への密着を維持するための工具などが不要となり、構造の簡素化及び低コスト化することで作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る配管用栓を表す概略図である。
【図２】図２は、実施例１の配管用栓による配管施栓方法を表す概略図である。
【図３】図３は、実施例１の配管用栓による配管施栓方法を表す概略図である。
【図４】図４は、実施例１の配管用栓による配管施栓方法を表す概略図である。
【図５】図５は、実施例１の配管用栓による配管施栓方法を表す概略図である。
【図６】図６は、原子力発電プラントの概略構成図である。
【図７】図７は、原子力発電プラントの蒸発器を表す概略図である。
【図８】図８は、本発明の実施例２に係る配管用栓を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る配管用栓及び配管施栓方法並びに熱交換器の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の実施例１に係る配管用栓を表す概略図、図２は、実施例１の配管用栓による配管施栓方法を表す概略図、図３は、実施例１の配管用栓による配管施栓方法を表す概略図、図４は、実施例１の配管用栓による配管施栓方法を表す概略図、図５は、実施例１の配管用栓による配管施栓方法を表す概略図、図６は、原子力発電プラントの概略構成図、図７は、原子力発電プラントの蒸発器を表す概略図である。
【００２８】
本実施例の原子炉は、使用した燃料よりもさらに多くの燃料を生み出す高速増殖炉（ＦＢＲ：Ｆａｓｔ  Ｂｒｅｅｄｅｒ  Ｒｅａｃｔｏｒ）である。
【００２９】
本実施例の高速増殖炉を有する原子力発電プラントにおいて、図６に示すように、原子炉格納容器１１は、内部に原子炉容器１２、一次主冷却系中間熱交換器１３、一次主冷却系循環ポンプ１４が格納されており、これらはガードベッセル（保護容器）により保護されている。そして、この原子炉容器１２と一次主冷却系中間熱交換器１３と一次主冷却系循環ポンプ１４とは、一次主冷却系配管１５ａ，１５ｂ，１５ｃにより連結されている。従って、この原子炉容器１２、一次主冷却系中間熱交換器１３、一次主冷却系循環ポンプ１４、各一次主冷却系配管１５ａ，１５ｂ，１５ｃにより一次系ナトリウムループが形成されており、一次主冷却系循環ポンプ１４によりナトリウムが循環することで、原子炉容器１２の炉心で発生した熱がナトリウムにより吸収される。
【００３０】
原子炉格納容器１１の外部には、蒸気発生器を構成する過熱器１６、蒸発器１７、二次主冷却系循環ポンプ１８が配置されている。そして、この過熱器１６と蒸発器１７と二次主冷却系循環ポンプ１８とは、二次主冷却系配管１９ａ，１９ｂ，１９ｃにより連結されており、二次主冷却系配管１９ａが原子炉格納容器１１内に侵入し、一部が一次主冷却系中間熱交換器１３内に配設されている。従って、この過熱器１６、蒸発器１７、二次主冷却系循環ポンプ１８、各二次主冷却系配管１９ａ，１９ｂ，１９ｃにより二次系ナトリウムループが形成されており、二次主冷却系循環ポンプ１８によりナトリウムが循環することで、一次主冷却系中間熱交換器１３で一次系のナトリウムの熱が二次系のナトリウムにより吸収されて冷却される。
【００３１】
なお、この二次系ナトリウムループにおける二次主冷却系配管１９ａの一部に沿って空気冷却器２０による空気冷却配管２１が付設されている。
【００３２】
過熱器１６及び蒸発器１７内を挿通するように三次冷却系配管２２が配置されている。この三次冷却系配管２２は、一端部が蒸気タービン２３と連結されており、この蒸気タービン２３は発電機２４が接続されている。また、蒸気タービン２３は、復水器２５を有しており、この復水器２５には冷却水（例えば、海水）を給排する取水管２６及び排水管２７が連結されている。この取水管２６は、循環水ポンプ２８を有し、排水管２７と共に他端部が海中に配置されている。そして、この復水器２５は、三次冷却系配管２２の他端部に連結されており、この三次冷却系配管２２に給水ポンプ２９が設けられている。従って、この三次冷却系配管２２、蒸気タービン２３、復水器２５により三次系水ループが形成されており、給水ポンプ２９により水が循環することで、過熱器１６及び蒸発器１７で二次系のナトリウムの熱が水により吸収されて冷却される。
【００３３】
即ち、蒸気発生器としての過熱器１６及び蒸発器１７にて、二次系の高温ナトリウムと熱交換を行って生成された蒸気は、三次冷却系配管２２を通して蒸気タービン２３に送られ、この蒸気により蒸気タービン２３を駆動して発電機２４により発電を行う。そして、蒸気タービン２３を駆動した蒸気は、復水器２５で海水を用いて冷却されて復水となり、給水ポンプ２９により過熱器１６及び蒸発器１７に戻される。
【００３４】
このように構成された原子力発電プラントに適用される過熱器１６及び蒸発器１７は、熱交換器として機能し、ほぼ同様の構成となっていることから、ここでは、蒸発器１７について詳細に説明する。
【００３５】
蒸発器１７において、図７に示すように、胴部３１は、密閉された中空円筒形状をなしており、下端部に下部プレナム３２が形成される一方、上端部に上部プレナム３３が形成されており、この下部プレナム３２と上部プレナム３３を連結するように複数の伝熱管３４が配設されている。この各伝熱管３４は、上下端部が胴部３１内に上下端部に固定された各管板３５，３６により支持されると共に、管板３５，３６の間にて、上下方向に所定間隔で固定された複数のバッフルプレート３７を貫通している。そして、下部プレナム３２の下部に二次冷却材としての冷却水の給水口（二次熱交換媒体用供給口）３８が形成される一方、上部プレナム３３の上部に蒸気出口（二次熱交換媒体用排出口）３９が形成されている。
【００３６】
また、胴部３１は、上部に一次冷却材としてのナトリウム（Ｎａ）の供給口（一次熱交換媒体用供給口）４０が形成される一方、下部にナトリウム（Ｎａ）の排出口（一次熱交換媒体用排出口）４１が形成されている。この場合、下部プレナム３２の給水口３８は、復水器２５側の三次冷却系配管２２が連結され、上部プレナム３３の蒸気出口３９は、過熱器１６側の三次冷却系配管２２が連結されている。また、ナトリウムの供給口４０は、二次主冷却系配管１９ａが連結され、ナトリウムの排出口４１は、二次主冷却系配管１９ｃが連結されている。
【００３７】
従って、高温のナトリウムが供給口４０から胴部３１内に供給される一方、冷却水が給水口３８から下部プレナム３２に給水されて複数の伝熱管３４に送られる。このとき、胴部３１内を降下する高温のナトリウムと各伝熱管３４内を流れる冷却水との間で熱交換が行われる。即ち、胴部３１内で、高温のナトリウムと冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされたナトリウムは排出口４１から排出される一方、高温のナトリウムと熱交換を行った高圧高温の冷却水、つまり、蒸気は、上部プレナム３３の蒸気出口３９から排出される。
【００３８】
このように構成された蒸発器１７は、製造後に試験を行うが、試験結果によっては使用不能な伝熱管３４が発生する。また、蒸発器１７は、所定期間使用した後に検査を行うが、検査結果によっては、経年劣化により使用不能な伝熱管３４が見つかる。この場合、使用不能な伝熱管３４に対しては、端部を閉塞することで、冷却水とナトリウムとが混合しないようにする必要がある。この伝熱管３４の端部を閉塞するとき、本実施例の配管用栓を用いる。
【００３９】
実施例１にて、図１に示すように、配管用栓５１は、操作ロッド５２と、複数のフランジ部材５３と、力伝達部材としてのリング部材５４とを有している。
【００４０】
操作ロッド５２は、所定長さの円柱形状をなし、外径が伝熱管３４の内径より小さく設定され、伝熱管３４の端部から挿入可能となっている。また、操作ロッド５２は、先端部側が伝熱管３４の端部に挿入する側であり、この先端部側に複数のフランジ部材５３が設けられる一方、基端部側に操作用ねじ部５２ａが形成されている。
【００４１】
フランジ部材５３は、円板形状をなし、操作ロッド５２の先端部側の外周部に、操作ロッド５２の長手方向に所定間隔（実施例１では、均等間隔）で固定されている。この場合、フランジ部材５３は、例えば、ばね鋼鋼材により構成されるものであり、変形可能となっている。また、このフランジ部材５３は、配管としての伝熱管３４の内径より所定量だけ大きい外径に設定されており、変形することで伝熱管３４内に挿入可能となっている。また、フランジ部材５３が伝熱管内径より所定量だけ大きいことにより、フランジ部材５３の外周が伝熱管内面に密着した状態を保ちながら変形した状態となる。
【００４２】
なお、このフランジ部材５３は、操作ロッド５２の外周部に一体成形してもよいし、別部材として操作ロッド５２の外周部に固定してもよい。
【００４３】
リング部材５４は、複数のフランジ部材５３の間に介装されており、各フランジ部材５３の変形を連動させるものである。即ち、リング部材５４は、円形断面を有するリング形状をなし、操作ロッド５２の外径より大きい内径を有すると共に、フランジ部材５３の外径より若干小さい外径を有している。
【００４４】
そして、リング部材５４は、上下に対向するフランジ部材５３の間に配置され、各フランジ部材５３の平面部に接触している。この場合、リング部材５４は、円形断面を有し、フランジ部材５３の外周部側に隙間が確保されていることから、各フランジ部材５３における外周部側の変形を許容することができる。そして、リング部材５４は、上下のフランジ部材５３に接触していることから、各フランジ部材５３の変形を連動させることができる。また、リング部材５４を各フランジ部材５３に接触していることによって全てのフランジ部材５３の変形具合を等しくすることができる。
【００４５】
ここで、実施例１の配管用栓５１による伝熱管３４の配管施栓方法について説明する。
【００４６】
配管用栓５１による伝熱管３４の配管施栓方法において、図２に示すように、作業者は、事前に配管用栓５１における操作ロッド５２の操作用ねじ部５２ａに工具用ナット５５を螺合させておく。この工具用ナット５５は、伝熱管３４の内径より大きいナット本体５５ａと、伝熱管３４の内径より若干小さい嵌入部５５ｂとを有し、ナット本体５５ａに対してフランジ部材５３側に嵌入部５５ｂが一体に形成され構成されている。
【００４７】
作業者は、まず、工具用ナット５５が装着された配管用栓５１を複数の伝熱管３４のうちの劣化した伝熱管３４の端部から挿入する。即ち、作業者は、配管用栓５１における先端部、つまり、フランジ部材５３側を伝熱管３４に挿入していく。すると、各フランジ部材５３は、外径が伝熱管３４の内径より大きいことから、外周部が挿入方向とは逆方向に変形しながら、伝熱管３４内に挿入される。このとき、各フランジ部材５３は、外周部が下方、つまり、伝熱管３４の端部（入口側）側にハ字断面形状となるように変形し、その応力がリング部材５４により順に伝達されることから、ほぼ同様の形状をなして伝熱管３４の内面に嵌合する。
【００４８】
そして、図３に示すように、配管用栓５１が所定位置、つまり、全てのフランジ部材５３が伝熱管３４の端から所定距離だけ入り込んだ位置まで挿入されたら、作業者は、図４に示すように、操作ロッド５２が回転しないように保持した状態で、工具用ナット５５を一方方向に回転してフランジ部材５３側に移動する。すると、工具用ナット５５における嵌入部５５ｂが伝熱管３４の端から入り込み、端面がフランジ部材５３に当接すると共に、ナット本体５５ａが伝熱管３４の端面に当接する。
【００４９】
そして、更に、工具用ナット５５を一方方向に回転すると、この工具用ナット５５は、伝熱管３４の端面に当接して移動することができないことから、工具用ナット５５に対して操作ロッド５２が伝熱管３４から引き抜かれる方向（挿入方向とは反対方向）に移動する。すると、フランジ部材５３は、外周部が工具用ナット５５の嵌入部５５ｂに当接して移動することができず、内周部が操作ロッド５２と共に伝熱管３４の端部側に移動する。この操作ロッド５２の移動により、図４に示すように、最下部のフランジ部材５３は、平面部が工具用ナット５５の嵌入部５５ｂに当接するようにその変形が戻り、その応力がリング部材５４により順に伝達されることから、他のフランジ部材５３も同様に変形する。
【００５０】
即ち、各フランジ部材５３は、伝熱管３４の内面に対して略直交する方向に変形が戻ることで、外周部が伝熱管３４の内面にめり込み、伝熱管３４を閉塞することとなる。この場合、配管用栓５１は、複数のフランジ部材５３が伝熱管３４の内面に嵌合することから、多重シールを構成して伝熱管３４を閉塞している。その後、図５に示すように、操作ロッド５２に対して工具用ナット５５を他方方向に回転し、操作ロッド５２から工具用ナット５５を取外して作業が完了する。フランジ部材５３を複数にすることにより、伝熱管３４の内面の局所的な傷でシール性を損なわれにくくなり、冗長性が増す。
【００５１】
蒸発器１７は、運転時におけるナトリウム入口温度が５００℃〜６００℃であり、ナトリウム出口温度が３００℃〜３５０℃であり、また、蒸気出口温度が４５０℃〜５５０℃であるものが一般的である。すると、劣化した伝熱管３４の端部に装着された配管用栓５１は、この３００℃以上の温度に晒されることとなる。すると、伝熱管３４を閉塞した配管用栓は、時間と共に変形が進行し、クリープ破壊に至る可能性があり、ねじ部やテーパ部により配管用栓を伝熱管３４の内部に保持した従来の構造では、長期の使用により配管用栓からの冷却水の漏洩、配管用栓の脱落などの可能性がある。しかし、実施例１の配管用栓５１は、フランジ部材５３が伝熱管３４の内面に引っかかった状態で内部に保持されることから、長期の使用による冷却水の漏洩や配管用栓５１の脱落などが発生することはない。
【００５２】
このように実施例１の配管用栓にあっては、棒状の操作ロッド５２と、変形可能であると共に操作ロッド５２の外周部にその長手方向に所定間隔で固定される複数のフランジ部材５３と、この複数のフランジ部材５３の間に介装されて複数のフランジ部材５３の変形を連動させるリング部材５４とを設けている。
【００５３】
従って、操作ロッド５２により配管用栓５１を伝熱管３４内に挿入すると、複数のフランジ部材５３が変形しながら伝熱管３４の内面に密着しながら入り込み、このとき、各フランジ部材５３は、リング部材５４により変形が連動することとなり、全てのフランジ部材５３が適正に伝熱管３４の内面に嵌合する。そして、操作ロッド５２により配管用栓５１を伝熱管３４内で挿入方向とは反対方向に移動すると、各フランジ部材５３が伝熱管３４の内面に対して略直交する方向に変形が戻り、外周部が伝熱管３４の内面に押し付けられることとなり、この伝熱管３４を確実に閉塞することができる。
【００５４】
そのため、配管用栓５１は、各フランジ部材５３の押付け力により伝熱管３４の内面に嵌合して閉塞できることから、この配管用栓５１の伝熱管３４の内面への密着を維持するための工具などが不要となり、構造の簡素化及び低コスト化することで作業性を向上することができる。
【００５５】
実施例１の配管用栓では、フランジ部材５３の外径を伝熱管３４の内径より所定量だけ大きく設定し、フランジ部材５３を変形させることで伝熱管３４内に挿入可能としている。従って、フランジ部材５３の外径が伝熱管３４の内径より大きいことから、このフランジ部材５３が変形して伝熱管３４内に入り込み、その後、フランジ部材５３の変形が戻ることで、外周部が伝熱管３４の内面に強固に押し付けられて確実に密着し、伝熱管３４を閉塞することができる。
【００５６】
実施例１の配管用栓では、リング部材５４の内径を操作ロッドの外径より大きく設定し、リング部材５４の外径をフランジ部材５３の外径より小さく設定している。従って、リング部材５４により各フランジ部材５３の変形を適正に連動させることができる。
【００５７】
実施例１の配管用栓では、操作ロッド５２の先端部に複数のフランジ部材５３を固定する一方、基端部に操作用ねじ部５２ａを設けている。従って、操作ロッド５２の操作用ねじ部５２ａに工具用ナット５５を螺合することで、伝熱管３４に対して、この工具用ナット５５を用いて操作ロッド５２、つまり、配管用栓５１を容易に移動することが可能となり、適正に各フランジ部材５３を変形させたり、戻したりすることができ、この各フランジ部材５３を伝熱管３４の内面に適正に嵌合させることができる。
【００５８】
実施例１の配管用栓では、リング部材を円形断面のリング形状としている。従って、リング部材５４は、上下のフランジ部材５３の平面部に線接触し、外周部との間に隙間が確保されていることから、各フランジ部材５３の外周側の変形を許容し、フランジ部材５３を容易に伝熱管３４内に挿入することができる。
【００５９】
また、実施例１の施栓方法にあっては、配管用栓５１を伝熱管３４内に挿入することで、複数のフランジ部材５３を変形させてその内面に嵌合させた後、挿入した方向とは反対方向に所定距離だけ戻すことで、各フランジ部材５３を伝熱管３４の内面に対して略直交する方向に変形を戻すことで、伝熱管３４を閉塞している。
【００６０】
従って、作業者は配管用栓５１の先端部側を伝熱管３４内に挿入して戻すだけで、この各フランジ部材５３の弾性力により伝熱管３４の内面に嵌合して閉塞できることから、この配管用栓５１の伝熱管３４の内面への密着を維持するための工具などが不要となり、構造の簡素化及び低コスト化することで作業性を向上することができる。
【００６１】
また、実施例１にあっては、胴部３１内に複数の伝熱管３４を配置し、端部を管板３５，３６により支持し、下部プレナム３２に冷却水の給水口３８を形成する一方、上部プレナム３３に蒸気出口３９を形成すると共に、胴部３１の上部にナトリウムの供給口４０を形成する一方、下部にナトリウムの排出口４１が形成することで蒸発器１７を構成し、複数の伝熱管３４のうちの劣化した伝熱管３４の端部に配管用栓５１を装着している。
【００６２】
従って、フランジ部材５３の変形を用いて配管用栓５１を劣化した伝熱管３４に挿入し、このフランジ部材５３の変形を元に戻して伝熱管３４を閉塞することができ、配管用栓５１の伝熱管３４の内面への密着を維持するための工具などが不要となり、構造の簡素化及び低コスト化することで作業性を向上することができる。
【実施例２】
【００６３】
図８は、本発明の実施例２に係る配管用栓を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６４】
実施例２にて、図８に示すように、配管用栓６１は、操作ロッド６２と、複数のフランジ部材６３と、力伝達部材としてのリング部材６４とを有している。
【００６５】
操作ロッド６２は、所定長さのボルト形状をなし、長手方向の一端部に形成された頭部６２ａと、長手方向の端部側に外周部に形成されたねじ部６２ｂとを有している。この操作ロッド６２は、外径が伝熱管の内径より小さく設定され、伝熱管の端部から挿入可能となっている。
【００６６】
フランジ部材６３は、中央部に貫通穴を有するリング形状をなす、例えば、ワッシャであり、操作ロッド６２の頭部６２ａ側の外周部に、操作ロッド６２の長手方向に所定間隔（実施例２では、均等間隔）で配置されている。この場合、フランジ部材６３は、例えば、ばね鋼鋼材により構成されるものであり、変形可能となっている。また、このフランジ部材６３は、操作ロッド６２のねじ部６２ｂの外径より所定量だけ大きい内径に設定されると共に、伝熱管の内径より所定量だけ大きい外径に設定されており、変形することで伝熱管内に挿入可能となっている。
【００６７】
このフランジ部材６３は、固定用ナット６５により操作ロッド６２に固定されている。即ち、１つ目のフランジ部材６３を操作ロッド６２のねじ部６２ｂ側から挿入した後、ナット６５をねじ部６２ｂに螺合して締結することで、フランジ部材６３を頭部６２ａとナット６５により挟持して固定する。続いて、２つ目のフランジ部材６３を操作ロッド６２のねじ部６２ｂ側から挿入した後、ナット６５をねじ部６２ｂに螺合して締結することで、フランジ部材６３を２つのナット６５により挟持して固定する。この作業により複数のフランジ部材６３を操作ロッド６２に固定する。
【００６８】
リング部材６４は、複数のフランジ部材６３の間に介装されており、各フランジ部材６３の変形を連動させるものである。即ち、リング部材６４は、円形断面を有するリング形状をなし、操作ロッド６２の外径より大きい内径を有すると共に、フランジ部材６３の外径より若干小さい外径を有している。
【００６９】
そして、リング部材６４は、上下に対向するフランジ部材６３の間に配置され、各フランジ部材６３の平面部に接触している。この場合、リング部材６４は、円形断面を有し、フランジ部材６３の外周部側に隙間が確保されていることから、各フランジ部材６３における外周部側の変形を許容することができる。そして、リング部材６４は、上下のフランジ部材６３に接触していることから、各フランジ部材６３の変形を連動させることができる。
【００７０】
なお、実施例２の配管用栓６１による伝熱管の配管施栓方法は、実施例１の配管用栓５１による伝熱管３４の配管施栓方法とほぼ同様であることから、説明は省略する。
【００７１】
このように実施例２の配管用栓にあっては、ボルト形状の操作ロッド６２と、変形可能であると共に操作ロッド６２の外周部にナット６５によりその長手方向に所定間隔で固定される複数のフランジ部材６３と、この複数のフランジ部材６３の間に介装されて複数のフランジ部材６３の変形を連動させるリング部材６４とを設けている。
【００７２】
従って、配管用栓６１を伝熱管内に挿入すると、複数のフランジ部材６３が変形しながら伝熱管の内面に密着しながら入り込み、配管用栓６１を伝熱管内で挿入方向とは反対方向に移動すると、各フランジ部材６３が伝熱管の内面に対して略直交する方向に変形が戻り、外周部が伝熱管の内面に押し付けられることとなり、この伝熱管を確実に閉塞することができる。そのため、配管用栓６１は、各フランジ部材６３の押付け力により伝熱管の内面に嵌合して閉塞できることから、この配管用栓６１の伝熱管の内面への密着を維持するための工具などが不要となり、構造の簡素化及び低コスト化することで作業性を向上することができる。
【００７３】
実施例２の配管用栓では、操作ロッド６２の一端部に頭部６２ａを有して外周部にねじ部６２ｂを有するボルトとし、複数のフランジ部材６３をねじ部６２ｂに所定間隔で配置し、ねじ部６２ｂに螺合するナット６５により固定している。従って、操作ロッド６２のねじ部６２ｂにフランジ部材６３を挿入し、ねじ部６２ｂにナット６５を螺合することで、このフランジ部材６３を固定することができ、栓６１を容易に製作することができ、低コスト化を可能とすることができる。
【００７４】
なお、上述した実施例では、本発明の力伝達部材として、円形断面を有するリング形状をなすリング部材５４，６４を用いたが、この構成に限定されるものではない。例えば、力伝達部材を、フランジ部材より小さい外径を有し、多角形断面を有するリング形状をなすリング部材としてもよい。また、力伝達部材を、上下のフランジ部材５３の間に周方向に所定間隔で配置される複数のボールとしてもよく、この場合、複数のボールを支持するための保持器を用いるとよい。
【００７５】
また、上述した実施例では、操作ロッド５２，６２にねじ部５２ａ，６２ｂを設け、工具用ナット５５を螺合することで、この工具用ナット５５により操作ロッド５２，６２を移動するようにしたが、この構成に限定されるものではない。例えば、操作ロッドに穴や突起による係止部を設け、この係止部に工具を係止することで、この工具により操作ロッドを移動するようにしてもよい。
【００７６】
また、上述した実施例では、本発明の配管用栓及び配管施栓方法並びに熱交換器を高速増殖炉に適用される蒸発器１７に適用したが、過熱器１６であってもよい。また、高速増殖炉に限らず、加圧水型原子炉の蒸気発生器に適用してもよい。更に、熱交換器に限らず、配管を閉塞する配管用栓及び配管施栓方法に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１１  原子炉格納容器
１２  原子炉容器
１３  一次主冷却系中間熱交換器
１４  一次主冷却系循環ポンプ
１６  過熱器（熱交換器）
１７  蒸発器（熱交換器）
３１  胴部
３２  下部プレナム
３３  上部プレナム
３４  伝熱管
３５，３６  管板
５１，６１  配管用栓
５２，６２  操作ロッド
５３，６３  フランジ部材
５４，６４  リング部材（力伝達部材）
５５  工具用ナット
６５  固定用ナット
【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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