蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法
【課題】 蒸気発生器用伝熱管からのＮｉ溶出防止処理を、きわめて簡単な構成かつ低コストの装置で以って、少ない処理工数でかつ処理作業コストを低減して行い得る蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、前記伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付け、表面処理液を前記蒸気発生器の高温流体出入口室を介して前記伝熱管内に通流させて、前記伝熱管内面に表面被膜を形成している。
【解決手段】 本発明は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、前記伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付け、表面処理液を前記蒸気発生器の高温流体出入口室を介して前記伝熱管内に通流させて、前記伝熱管内面に表面被膜を形成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電設備の蒸気発生器用伝熱管に適用され、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電設備の蒸気発生器は、３０００本程度の熱交換用の伝熱管をＵ字状に曲げて蒸気発生器本体内に組み付け、該伝熱管内を原子炉からの高温水（加熱流体）を通流させて給水と熱交換し、該給水から蒸気タービン駆動用の蒸気を発生させるように構成されている。
かかる伝熱管は、通常、高Ｎｉの（Ｎｉ含有量の多い）Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金が使用されているが、原子炉との間を循環する高温水中で、該高温水と接触している伝熱管内面から合金中の主成分であるＮｉの溶解が生じることがある。
【０００３】
前記のようなＮｉの溶解を防止するための、蒸気発生器用伝熱管内面の表面処理方法の１つとして、特許文献１（特開平５−１９５１９１号公報）の技術が提供されている。
かかる技術においては、Ｃｒ6+イオンを０．５グラム／リットル以上添加した濃度１０〜４０％で４０℃以上の硝酸液中に０．１時間以上浸漬処理した後、
１０-2〜１０-4ｔｏｒｒの真空中において、所定温度範囲で所定時間熱処理することによって、Ｎｉ等の伝熱管内への溶出を抑制している。
【特許文献１】特開平５−１９５１９１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のように、特許文献１（特開平５−１９５１９１号公報）にて提供されている技術では、高ＮｉのＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金製の蒸気発生器用伝熱管において、原子炉との間を循環する高温水中で伝熱管内面からＮｉの溶解が生じるのを抑制するため、該伝熱管硝酸液中に０．１時間以上浸漬処理した後、真空中において、所定温度範囲で所定時間熱処理を施している。
しかしながら、前記従来技術にあっては、前記伝熱管のＮｉ溶出防止処理を、硝酸液槽中での浸漬処理と熱処理炉中での熱処理とを組み合わせて行うように構成されており、浸漬処理と熱処理を別途行っていたため、装置が複雑かつ大型となって装置コストが上昇するとともに、硝酸液槽中での浸漬処理と熱処理炉中での熱処理との２工程の処理を組み合わせて行うために、Ｎｉ溶出防止処理に多くの工数を要し、処理作業コストも上昇するという不具合があった。
【０００５】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、蒸気発生器用伝熱管からのＮｉ溶出防止処理を、きわめて簡単な構成かつ低コストの装置で以って、少ない処理工数でかつ処理作業コストを低減して行い得る蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金（通常、３０〜８０％Ｎｉ、１０〜４０％Ｃｒ、および残りがＦｅの組成であり、具体的には、例えば、６００合金の７０％Ｎｉ、１５％Ｃｒ、残りがＦｅの組成、あるいは６９０合金の６０％Ｎｉ、３０％Ｃｒ、残りがＦｅの組成などが挙げられる。）からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、前記伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付け、表面処理液を前記蒸気発生器の高温流体出入口室を介して前記伝熱管内に通流させて、前記伝熱管内面に表面被膜を形成している。
前記表面処理液としては、硝フッ酸水溶液、硝酸水溶液、クエン酸水溶液等を用い、かかる表面処理液をポンプによって伝熱管内を循環させるのが好ましい。
ここで、本発明における「伝熱管」とは、伝熱細管単独、及び以下の実施形態に示すように前記伝熱細管を複数本束にした伝熱管束の双方を含む。
【０００７】
前記発明に加えて、好ましくは次のように構成する。
（１）前記蒸気発生器本体内に、所定温度に加温した加温空気を供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させる。
（２）前記蒸気発生器本体内に、所定温度に加温した純水を供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させる。
【０００８】
また、本発明は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、前記伝熱管を蒸気発生器本体から取り外した前記伝熱管単体の状態で、表面処理液を前記伝熱管内を通流させて、前記伝熱管内面に表面被膜を形成する。
【０００９】
また、前記発明に加えて、好ましくは次のように構成する。
（１）前記伝熱管を単体の状態で、前記伝熱管をヒーターで加温して所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させる。この場合、前記ヒーターは、伝熱管の複数本毎に束ねて巻回するのが好ましい。
（２）前記伝熱管を単体の状態で、該伝熱管を恒温層内に収納して所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させる。この場合、前記恒温層としては所定温度に加温された水を用い、この恒温水内に前記伝熱管を浸漬するのが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、Ｕ字状に形成された前記伝熱管を単体の状態で、前記表面処理液の入口及び出口を上方に向けて立て、前記伝熱管の前記入口から表面処理液を注入し、前記伝熱管の内面を前記表面処理液に所定時間浸漬することにより、前記伝熱管内面に表面被膜を形成している。
【００１１】
前記発明に加えて、好ましくは次のように構成する。
即ち、内部に加温された温水が収容されている温水槽内に前記伝熱管を浸漬し、前記伝熱管を所定温度に保持し、前記伝熱管内面を表面処理液に所定時間浸漬させる。
また本発明は、蒸気発生器から取り外した複数本の伝熱細管からなる伝熱管束の開口部の一方に入口ダクトを接続するとともに他方に出口ダクトを接続し、前記伝熱管束に同時に表面処理を施す方法も含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付けたままの状態で、所定の濃度に調製した表面処理液を、表面処理液循環用の管路に設けたポンプを用いて伝熱管内を通流させ、前記伝熱管内面に表面被膜を形成することによって、実際の運転時において前記伝熱管内面からのＮｉの伝熱管内加熱流体中への溶出を抑制できる。
【００１３】
従って本発明によれば、伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付けたまま、所定の濃度に調製した表面処理液を、ポンプを用いて一回の操作で複数本の伝熱細管からなる伝熱管内を通流させるという、きわめて簡単な操作でかつ少ない作業工数で、伝熱管内面からのＮｉの溶出防止処理を行うことができ、作業コストを低減できる。即ち、複数本の伝熱細管からなる伝熱管の処理を同時に行うことが可能となる。
また、伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付けた状態で、蒸気発生器本体の高温流体出入口ノズルをそのまま利用し、表面処理液循環用の管及び循環用ポンプを設置するのみで、表面処理液を伝熱管に通流させることができるので、従来技術のように、格別な浸漬処理槽が不要となり、従来技術に比べて装置が簡単かつ小型になるとともに、装置コストを大幅に低減できる。
【００１４】
また、前記発明に加えて、前記蒸気発生器本体内に、蒸気発生器本体のノズルを介して所定温度に加温した加温空気を供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させるように構成し、あるいは前記蒸気発生器本体内に、所定温度に加温した純水を蒸気発生器本体のノズルを介して供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させるように構成すれば、前記加温空気あるいは所定温度に加温した純水によって、伝熱管が外面側から加熱されて高温に保持された状態で、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることが可能であり、蒸気発生器そのものを利用する為、別途熱処理炉が不要となる。また、常温時よりも伝熱管内面における表面被膜の形成時間を短縮できるとともに、表面処理の作業工数を低減できる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記伝熱管を蒸気発生器本体から取り外し、前記伝熱管単体の状態で、表面処理液を前記伝熱管内に通流させて前記伝熱管内面に表面被膜を形成するので、伝熱管単体の状態で、所定の濃度に調製した表面処理液をポンプを用いて一回の操作で伝熱管内を通流させるという、きわめて簡単な操作でかつ少ない作業工数で、伝熱管内面からのＮｉの溶出防止処理を行うことができ、作業コストを低減できる。また、本発明は伝熱管単体で表面処理をする為、表面処理を実施する場所を自由に選択できる。
【００１６】
また、前記発明に加えて、前記伝熱管単体の状態で、前記伝熱管をヒーターで加温して所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させるように構成すれば、前記ヒーターによって、前記伝熱管が外面側から加熱されて高温に保持された状態で、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることが可能となり、常温時よりも伝熱管内面における表面被膜の形成時間が短縮されて、表面処理の作業工数の低減化が図れる。
【００１７】
また、前記発明に加えて、前記伝熱管単体の状態で、所定温度に保持された恒温層内に収納して前記伝熱管を所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させるように構成すれば、目標とする一定温度に管理された恒温層内に単体の伝熱管全体を収納して、伝熱管の外面側から一様に加熱し高温に保持するので、伝熱管の温度を常時目標の高温に保持した状態で、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることが可能となり、表面被膜の形成時間を最小限まで短縮できて、表面処理の作業工数のさらなる低減を実現できる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記伝熱管を、表面処理液入口及び出口を上方に向けて立てて、前記伝熱管の入口から表面処理液を注入し、前記伝熱管の内面を表面処理液に所定時間浸漬して前記伝熱管内面に表面被膜を形成するので、表面処理液を立てられた伝熱管内に流し込み一定時間保持するのみで、伝熱管内面に表面被膜を形成でき、表面処理液循環用のポンプや配管が不要となる。
【００１９】
また、前記発明に加えて、内部に加温された温水が収容された温水槽内に前記伝熱管を浸漬して、前記伝熱管を所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させるように構成すれば、高温に保持された温水槽内に単体の伝熱管全体を収納して、前記伝熱管の温度を常時高温に保持した状態で、前記伝熱管内に表面処理液を流し込み一定時間保持することが可能となり、前記各発明よりも簡単な手段で表面被膜の形成時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
ここで、以下の実施の形態において、「伝熱管」とは、伝熱細管単独、及び前記伝熱細管を複数本束にした伝熱管束の双方を含む。
図１は本発明の第1実施形態に係る蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法を示す要部断面図である。
図１において、１００は蒸気発生器、１は蒸気発生器１００の蒸気発生器本体を構成するシェル、１２０はシェル１の下部内周に固定された管板、２は下端部を管板１２０に支持された伝熱管である。これら伝熱管２は高ＮｉのＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなり、下端部が開放されたＵ字状の曲管に形成され、各伝熱管２の下端部が前記管板１２０にロウ付け等によって固定されている。
４は高温流体（高温水）が導入される高温流体入口室、５は高温流体出口室であり、これら高温流体入口室４と高温流体出口室５とは仕切板０４で仕切られている。１０は高温流体入口室４に高温流体を導入するための高温流体入口ノズル、１１は高温流体出口室５からの高温流体を導出するための高温流体出口ノズルである。
【００２１】
３は前記伝熱管２の中間部の複数箇所を支持する管支持板、９は前記シェル１の内周に固定されたラッパー筒であり、該ラッパー筒９により各管支持板３の外周部が支持されている。０１は前記シェル１のダウンカマー、６はシェル１内部の上方部位に形成された蒸気室、７はダウンカマー０１に給水を導入するための給水入口ノズル、８は蒸気室６内の蒸気を導出するための蒸気出口ノズルである。
【００２２】
このように構成された蒸気発生器１００の運転時においては、図示しない原子炉で生成された高温流体（高温水）が高温流体入口ノズル１０から高温流体入口室４に導入され、高温流体入口室４に開口する伝熱管２に入り、伝熱管２内を通流する間に給水入口ノズル７からダウンカマー０１に導入された給水と熱交換し、該給水を加熱して蒸気を発生せしめている。
かかる熱交換によって降温された高温流体は、前記伝熱管２内から高温流体出口室５に流出し、高温流体出口ノズル１１を通って原子炉に戻されている。一方、前記高温流体との熱交換により給水から発生した蒸気は蒸気室６に溜められた後、蒸気出口ノズル８を通って図示しない蒸気タービンに送られ、膨張仕事を行い動力を発生せしめている。
【００２３】
本発明は、以上のように構成された蒸気発生器用伝熱管２の表面処理方法に係るものである。
本発明の第１実施形態では、伝熱管２をシェル（蒸気発生器本体）１内に組み付けたままの状態、つまり蒸気発生器１００の組立状態で、蒸気発生器１００の高温流体入口ノズル１０及び高温流体出口ノズル１１を利用して、処理液ポンプ１２が介装された処理液管１３の入口フランジ１３ａを高温流体入口ノズル１０に接続し、処理液管１３の出口フランジ１３ｂを高温流体出口ノズル１１に接続し、処理液ポンプ１２によって表面処理液を伝熱管２に通流させるように構成している。
【００２４】
前記表面処理液としては、硝フッ酸水溶液、硝酸水溶液、クエン酸水溶液等が用いられ、好ましくは、０．１〜５重量％のフッ酸水溶液と３〜３０重量％の硝酸水溶液にて調製した硝フッ酸水溶液、５〜５０重量％の硝酸水溶液、５〜２０重量％のクエン酸水溶液（あるいはクエン酸アンモン水溶液、以下同じ）を用いる。これら所定の濃度に調製した表面処理液は、前記処理液ポンプ１２によって、処理液管１３から高温流体入口室４を経て多数の伝熱管２内に入り、伝熱管２内を通流する間に伝熱管２の内面に表面被膜が形成される。即ち、表面処理液は、伝熱管２内面に表面被膜を形成しつつ、処理液ポンプ１２→処理液管１３→高温流体入口室４→伝熱管２内→高温流体出口室５→処理液管１３→処理液ポンプ１２の経路を循環するようになっている。なお、本発明の第１実施形態では、まず最初に伝熱管２の内面を硝フッ酸水溶液にて処理し、使用上好ましくない腐食した酸化皮膜であるスケールを溶解させた後、硝酸水溶液処理してＣｒを濃縮させた酸化表面被膜を形成させる。Ｃｒを濃縮させた表面皮膜を形成させることにより、Ni（ニッケル）の流出が抑制される。硝フッ酸処理工程としては、０．１〜５重量％ＨＦ、３〜３０％重量ＨＮＯ3で調製した硝フッ酸水溶液を用いて、室温〜１００℃にて３０〜１２０分間の処理が好適に挙げられる。また、前記硝酸処理工程としては、５〜５０％ＨＮＯ3水溶液を用いて、室温〜１００℃にて３０〜１２０分間の処理条件が挙げられる。また、別に、まず最初にクエン酸水溶液にて流通処理し、スケールを除去した後、硝酸水溶液により表面皮膜を形成させてもよい。
【００２５】
このように第１実施形態によれば、伝熱管２をシェル（蒸気発生器本体）１内に組み付けたままの状態で、所定の濃度に調製した表面処理液を、表面処理液循環用の管路である処理液管１３に設けた処理液ポンプ１２を用いて伝熱管２内を通流させ、伝熱管２内面に表面処理により表面被膜を形成することによって、実際の運転時における伝熱管２内面からのＮｉの伝熱管内加熱流体中への溶出を抑制できる。本発明は、伝熱管を蒸気発生器本体に組み付けて伝熱管内の表面処理をする方法であるので、新品の伝熱管の洗浄に対し適用可能である方法であることは勿論のこと、実機の運転を止めて第１実施形態により伝熱管内の表面処理を行うことも可能である。
【００２６】
したがって、第１実施形態によれば、伝熱管２を蒸気発生器本体内に組み付けたまま、所定の濃度に調製した表面処理液を、処理液ポンプ１２を用いて一回の操作で複数本の伝熱細管からなる伝熱管２内を通流させるという、きわめて簡単な操作でかつ少ない作業工数で、伝熱管２内面からのＮｉの溶出防止処理を行うことができ、作業コストを低減できる。
また、前記のように、伝熱管２をシェル（蒸気発生器本体）１内に組み付けた状態で、シェル（蒸気発生器本体）１の高温流体出入口１０，１１のノズルをそのまま利用し、表面処理液循環用の処理液管１３及び処理液循環用の処理液ポンプ１２を設置するのみで表面処理液を伝熱管２に通流させることができるので、従来技術のような格別な浸漬処理槽や熱処理炉が不要となり、かかる従来技術に比べて装置が簡単かつ小型になる。
【００２７】
図２は本発明の第２実施形態を示す図１に対応した要部断面図である。
この第２実施形態においては、前記第１実施形態に加えて、シェル（蒸気発生器本体）１の上部における給水入口ノズル７を利用して、空気供給装置１５から所定温度に加温された加温空気が通流する空気管１４の入口フランジ１４ａを給水入口ノズル７に接続し、空気供給装置１５から所定温度に加温した加温空気をダウンカマー０１内に供給して伝熱管２を加温し（加温空気の温度は、室温より高い温度から１００℃以下の温度範囲で表面処理をすることが好ましい。）、前記第１実施形態と同様に、伝熱管２内に表面処理液を通流させるように構成している。
前記第１実際形態と同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００２８】
かかる第２実施形態によれば、所定温度に加温した加温空気によって、伝熱管２が外面側から加熱され、高温に保持された状態で、伝熱管２内に表面処理液を通流させることが可能となり、前記第１実施形態のような常温時よりも伝熱管２内面における表面被膜の形成時間を短縮できるとともに、表面処理の作業工数を低減できる。
その他の構成及び手順は前記第１実施形態（図１）と同様である。
【００２９】
図３は本発明の第３実施形態を示す図１に対応した要部断面図である。
この第３実施形態においては、前記第１実施形態に加えて、シェル（蒸気発生器本体）１の上部における給水入口７のフランジを利用して、純水タンク１９から純水ポンプ１８により所定温度に加温された純水を供給するための純水管１７の入口フランジ１７ａを給水入口ノズル７に接続し、純水ポンプ１８により、所定温度に加温した純水を水室０１内に供給して伝熱管２を加温し、前記第１実施形態と同様に、伝熱管２内に表面処理液を通流させるように構成している。該加温水の加熱により、室温より高い温度から１００℃以下の温度範囲で表面処理をすることが好ましい。
なお、前記第１実際形態と同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００３０】
かかる第３実施形態によれば、所定温度に加温した純水によって伝熱管２が外面側から加熱され、高温に保持された状態で、伝熱管２内に表面処理液を通流させることが可能となり、前記第１実施形態のような常温時よりも伝熱管２内面における表面被膜の形成時間を短縮できるとともに、表面処理の作業工数を低減できる。
その他の構成及び手順は前記第１実施形態（図１）と同様である。
【００３１】
図４は、本発明の第４実施形態に係る伝熱管単体の表面処理方法を示す要部側面図である。
この第４実施形態においては、図４に示すように、伝熱管２を蒸気発生器１００のシェル１内に組み込む前、あるいは蒸気発生器１００から取り外した伝熱管２単体の状態で、伝熱管２入口側に入口ダクト２３を接続し、伝熱管２出口側に出口ダクト２４を接続し、さらにこれら入口ダクト２３と出口ダクト２４との間を、処理液ポンプ１２が介装された処理液管１３で接続している。図４に示すように、ダクト２３，２４に安定して伝熱管２を接続するため、固定板１２１を設けてもよい。
【００３２】
そして、この第４実施形態において、表面処理液は、処理液ポンプ１２によって、処理液管１３から入口ダクト２３を経て多数の伝熱管２内に入り、該伝熱管２内を通流する間に伝熱管２内面に該表面処理液の表面被膜を形成している。即ち、表面処理液は伝熱管２内面に表面被膜を形成しつつ、処理液ポンプ１２→処理液管１３→入口ダクト２３→伝熱管２内→出口ダクト２４→処理液管１３→処理液ポンプ１２の経路を循環するようになっている。なお、第４実施形態の表面処理方法の前には、前記硝フッ酸処理を行っている。
本実施形態も第１実施形態と同様な表面処理液、スケール除去してから、クロム含有量の多い表面皮膜を形成する表面処理工程を適用することができる。
【００３３】
このように第４実施形態によれば、伝熱管２を蒸気発生器１００から取り外した、伝熱管２単体の状態で、表面処理液を伝熱管２内を通流させて伝熱管２内面にクロム含有量の多い表面被膜を形成するので、伝熱管単体の状態で、所定の濃度に調製した表面処理液を処理液ポンプ１２を用いて一回の操作で複数の伝熱管２内を通流させる事も可能という、きわめて簡単な操作でかつ少ない作業工数で、伝熱管２内面からのＮｉの溶出防止処理を行うことができ、作業コストを低減できる。
さらにかかる第４実施形態によれば、所望の本数の伝熱管の表面処理が可能となる。
【００３４】
図５は本発明の第５実施形態を示す図４に対応した要部側面図である。
この第５実施形態においては、前記第４実施形態に加えて、伝熱管２の外周にヒーター２５を巻回し、ヒーター２５により伝熱管２を加温して所定温度に保持し、前記第４実施形態と同様な手順で、伝熱管２内に表面処理液を通流させるように構成している。ヒーター２５はケーブル２７を介して電源２６に接続されている。なお、前記第４実際形態と同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
かかる第５実施形態によれば、ヒーター２５によって、伝熱管２が外面側から加温されて高温に保持された状態で、伝熱管２内に表面処理液を通流させることが可能となり、前記第４実施形態の常温時よりも伝熱管２内面における表面被膜の形成時間を短縮できるとともに、表面処理の作業工数を低減できる。該ヒーター２５の加熱により、室温より高い温度から１００℃以下の温度範囲で表面処理をすることが好ましい。
その他の構成及び手順は前記第４実施形態（図４）と同様である。
【００３５】
図６は本発明の第６実施形態に係る伝熱管単体の表面処理方法を示す要部側面図である。
この第６実施形態においては、前記第４実施形態と同様に、前記伝熱管２を蒸気発生器１００のシェル１内に組み込む前、あるいは蒸気発生器１００から取り外した伝熱管２単体の状態で、伝熱管２の入口側に入口ダクト２３を接続し、伝熱管２の出口側に出口ダクト２４を接続し、さらにこれら入口ダクト２３と出口ダクト２４との間を、処理液ポンプ１２が介装された処理液管１３で接続している。
さらにこの第６実施形態においては、前記のような第４実施形態と同様な伝熱管２の表面処理用組立体を、所定温度に加温流体（恒温層）２８が収容された恒温槽０２５内に横置きに収納して、恒温槽０２５内を所定温度に保持し、伝熱管２内に表面処理液を通流させている。
２９は温度制御装置であり、前記加温流体２８への加熱量あるいは冷却量を調整して、加温流体（恒温層）２８の温度を目標温度に制御している。なお、前記第４実際形態と同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。該加温流体の加熱により、室温より高い温度から１００℃以下の温度範囲で表面処理をすることが好ましい。
【００３６】
かかる第６実施形態によれば、目標とする一定温度に管理された加温流体（恒温層）２８内に伝熱管２の表面処理用組立体を収納して、伝熱管２を外面側から一様に加熱し高温に保持するので、伝熱管２の温度を常時目標の高温に保持した状態で、伝熱管２内に表面処理液を通流させることが可能となり、表面被膜の形成時間を最小限まで短縮できるとともに、前記第４〜第５実施形態よりも表面処理の作業工数がさらに低減できる。
【００３７】
図７は本発明の第７実施形態に係る伝熱管単体の表面処理方法を示す要部側面図である。
この第７実施形態においては、Ｕ字状に形成された前記伝熱管２を単体の状態で、表面処理液の入口及び出口を上方に向けて立て、注入口３１を有する表面処理液の入口室３０より伝熱管２内に表面処理液を注入して満たし、伝熱管２の内面を前記表面処理液に所定時間浸漬することにより、該伝熱管２内面に表面処理液の表面被膜を形成するように構成されている。なお、第７実施形態の表面処理方法の前には、前記スケール除去の為の硝フッ酸処理やクエン酸処理を行うこともある。
かかる第７実施形態によれば、複数のチューブを一纏めにできる部材である前記固定板１２１に伝熱管２を取り付けることにより、複数の伝熱細管からなる伝熱管２を一つの処理液の注入口で一度に表面処理をする事ができる。また、図７に示される様に複数の伝熱細管を一纏めにできる固定板１２１にR部の径の小さいU字状の伝熱細管を内側から連結していくと、小スペースで以って伝熱管２を一度に表面処理することができる。
【００３８】
また、かかる第７実施形態によれば、前記伝熱管２を、表面処理液入口及び出口を上方に向けて立てて、注入口３１及び入口室３０を通して伝熱管２の入口から表面処理液を注入し、伝熱管２の内面を表面処理液に所定時間浸漬して伝熱管２内面に表面被膜を形成するので、表面処理液を、立てられた伝熱管２内に重力によって流し込み一定時間保持するのみで、伝熱管２内面に表面被膜を形成でき、表面処理液循環用の処理液ポンプや処理液管が不要となる。
【００３９】
図８は本発明の第８実施形態を示す図６対応図である。
この第８実施形態においては、前記第７実施形態と同様に、Ｕ字状に形成された伝熱管２を単体の状態で、内部に加温された温水３４が収容された温水槽３３内に伝熱管２を浸漬して表面処理液の入口及び出口を上方に向けて立てて、温水３４によって伝熱管２を所定温度に昇温して保持し、複数の伝熱細管を一纏めにできる固定板１２１に取り付けられた表面処理液の注入口３１及び入口室３０を通して伝熱管２内に表面処理液を注入し、伝熱管２の内面を表面処理液に所定時間浸漬することにより、伝熱管２内面にクロム含有量の多い表面被膜を形成するように構成されている。前記伝熱管２の反対側の開口部は図８のように複数の伝熱細管を一纏めにできる固定板１２１に固定すると、より安定に表面処理が行える。また、該加温水の加熱により、室温より高い温度から１００℃以下の温度範囲で表面処理をすることが好ましい。
尚、前記第７実際形態と同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００４０】
かかる第８実施形態によれば、高温に保持された温水槽３３内に単体の伝熱管全体を収納して、伝熱管２の温度を常時高温に保持した状態で、伝熱管２内に表面処理液を流し込み一定時間保持することが可能となり、簡単な手段で前記各実施形態よりも表面被膜の形成時間を短縮できる。
その他の構成及び手順は前記第７実施形態（図７）と同様である。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第1実施形態に係る蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す図１に対応した要部断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態を示す図１に対応した要部断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る伝熱管単体の表面処理方法を示す要部側面図である。
【図５】本発明の第５実施形態を示す図４に対応した要部側面図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る伝熱管単体の表面処理方法を示す要部側面図である。
【図７】本発明の第７実施形態を示す図４に対応した要部側面図である。
【図８】本発明の第８実施形態を示す図６に対応した要部側面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００ 蒸気発生器
０１ ダウンカマー
２ 伝熱管
３ 管支持板
０４ 仕切板
４ 高温流体入口室
５ 高温流体出口室
６ 蒸気室
７ 給水入口ノズル
８ 給水出口ノズル
９ 外筒
１０ 高温流体入口ノズル
１１ 高温流体出口ノズル
１２ 処理液ポンプ
１２０ 管板
１２１ 固定板
１３ 処理液管
１４ 空気管
１５ 空気供給装置
１７ 純水管
１８ 純水ポンプ
１９ 純水タンク
２３ 入口ダクト
２４ 出口ダクト
２５ ヒーター
０２５ 恒温槽
２６ 電源
２７ ケーブル
２８ 加温流体
２９ 温度制御装置
３０ 入口室
３１ 注入口
３３ 温水槽
３４ 加温流体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電設備の蒸気発生器用伝熱管に適用され、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電設備の蒸気発生器は、３０００本程度の熱交換用の伝熱管をＵ字状に曲げて蒸気発生器本体内に組み付け、該伝熱管内を原子炉からの高温水（加熱流体）を通流させて給水と熱交換し、該給水から蒸気タービン駆動用の蒸気を発生させるように構成されている。
かかる伝熱管は、通常、高Ｎｉの（Ｎｉ含有量の多い）Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金が使用されているが、原子炉との間を循環する高温水中で、該高温水と接触している伝熱管内面から合金中の主成分であるＮｉの溶解が生じることがある。
【０００３】
前記のようなＮｉの溶解を防止するための、蒸気発生器用伝熱管内面の表面処理方法の１つとして、特許文献１（特開平５−１９５１９１号公報）の技術が提供されている。
かかる技術においては、Ｃｒ6+イオンを０．５グラム／リットル以上添加した濃度１０〜４０％で４０℃以上の硝酸液中に０．１時間以上浸漬処理した後、
１０-2〜１０-4ｔｏｒｒの真空中において、所定温度範囲で所定時間熱処理することによって、Ｎｉ等の伝熱管内への溶出を抑制している。
【特許文献１】特開平５−１９５１９１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のように、特許文献１（特開平５−１９５１９１号公報）にて提供されている技術では、高ＮｉのＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金製の蒸気発生器用伝熱管において、原子炉との間を循環する高温水中で伝熱管内面からＮｉの溶解が生じるのを抑制するため、該伝熱管硝酸液中に０．１時間以上浸漬処理した後、真空中において、所定温度範囲で所定時間熱処理を施している。
しかしながら、前記従来技術にあっては、前記伝熱管のＮｉ溶出防止処理を、硝酸液槽中での浸漬処理と熱処理炉中での熱処理とを組み合わせて行うように構成されており、浸漬処理と熱処理を別途行っていたため、装置が複雑かつ大型となって装置コストが上昇するとともに、硝酸液槽中での浸漬処理と熱処理炉中での熱処理との２工程の処理を組み合わせて行うために、Ｎｉ溶出防止処理に多くの工数を要し、処理作業コストも上昇するという不具合があった。
【０００５】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、蒸気発生器用伝熱管からのＮｉ溶出防止処理を、きわめて簡単な構成かつ低コストの装置で以って、少ない処理工数でかつ処理作業コストを低減して行い得る蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金（通常、３０〜８０％Ｎｉ、１０〜４０％Ｃｒ、および残りがＦｅの組成であり、具体的には、例えば、６００合金の７０％Ｎｉ、１５％Ｃｒ、残りがＦｅの組成、あるいは６９０合金の６０％Ｎｉ、３０％Ｃｒ、残りがＦｅの組成などが挙げられる。）からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、前記伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付け、表面処理液を前記蒸気発生器の高温流体出入口室を介して前記伝熱管内に通流させて、前記伝熱管内面に表面被膜を形成している。
前記表面処理液としては、硝フッ酸水溶液、硝酸水溶液、クエン酸水溶液等を用い、かかる表面処理液をポンプによって伝熱管内を循環させるのが好ましい。
ここで、本発明における「伝熱管」とは、伝熱細管単独、及び以下の実施形態に示すように前記伝熱細管を複数本束にした伝熱管束の双方を含む。
【０００７】
前記発明に加えて、好ましくは次のように構成する。
（１）前記蒸気発生器本体内に、所定温度に加温した加温空気を供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させる。
（２）前記蒸気発生器本体内に、所定温度に加温した純水を供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させる。
【０００８】
また、本発明は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、前記伝熱管を蒸気発生器本体から取り外した前記伝熱管単体の状態で、表面処理液を前記伝熱管内を通流させて、前記伝熱管内面に表面被膜を形成する。
【０００９】
また、前記発明に加えて、好ましくは次のように構成する。
（１）前記伝熱管を単体の状態で、前記伝熱管をヒーターで加温して所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させる。この場合、前記ヒーターは、伝熱管の複数本毎に束ねて巻回するのが好ましい。
（２）前記伝熱管を単体の状態で、該伝熱管を恒温層内に収納して所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させる。この場合、前記恒温層としては所定温度に加温された水を用い、この恒温水内に前記伝熱管を浸漬するのが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、Ｕ字状に形成された前記伝熱管を単体の状態で、前記表面処理液の入口及び出口を上方に向けて立て、前記伝熱管の前記入口から表面処理液を注入し、前記伝熱管の内面を前記表面処理液に所定時間浸漬することにより、前記伝熱管内面に表面被膜を形成している。
【００１１】
前記発明に加えて、好ましくは次のように構成する。
即ち、内部に加温された温水が収容されている温水槽内に前記伝熱管を浸漬し、前記伝熱管を所定温度に保持し、前記伝熱管内面を表面処理液に所定時間浸漬させる。
また本発明は、蒸気発生器から取り外した複数本の伝熱細管からなる伝熱管束の開口部の一方に入口ダクトを接続するとともに他方に出口ダクトを接続し、前記伝熱管束に同時に表面処理を施す方法も含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付けたままの状態で、所定の濃度に調製した表面処理液を、表面処理液循環用の管路に設けたポンプを用いて伝熱管内を通流させ、前記伝熱管内面に表面被膜を形成することによって、実際の運転時において前記伝熱管内面からのＮｉの伝熱管内加熱流体中への溶出を抑制できる。
【００１３】
従って本発明によれば、伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付けたまま、所定の濃度に調製した表面処理液を、ポンプを用いて一回の操作で複数本の伝熱細管からなる伝熱管内を通流させるという、きわめて簡単な操作でかつ少ない作業工数で、伝熱管内面からのＮｉの溶出防止処理を行うことができ、作業コストを低減できる。即ち、複数本の伝熱細管からなる伝熱管の処理を同時に行うことが可能となる。
また、伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付けた状態で、蒸気発生器本体の高温流体出入口ノズルをそのまま利用し、表面処理液循環用の管及び循環用ポンプを設置するのみで、表面処理液を伝熱管に通流させることができるので、従来技術のように、格別な浸漬処理槽が不要となり、従来技術に比べて装置が簡単かつ小型になるとともに、装置コストを大幅に低減できる。
【００１４】
また、前記発明に加えて、前記蒸気発生器本体内に、蒸気発生器本体のノズルを介して所定温度に加温した加温空気を供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させるように構成し、あるいは前記蒸気発生器本体内に、所定温度に加温した純水を蒸気発生器本体のノズルを介して供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させるように構成すれば、前記加温空気あるいは所定温度に加温した純水によって、伝熱管が外面側から加熱されて高温に保持された状態で、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることが可能であり、蒸気発生器そのものを利用する為、別途熱処理炉が不要となる。また、常温時よりも伝熱管内面における表面被膜の形成時間を短縮できるとともに、表面処理の作業工数を低減できる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記伝熱管を蒸気発生器本体から取り外し、前記伝熱管単体の状態で、表面処理液を前記伝熱管内に通流させて前記伝熱管内面に表面被膜を形成するので、伝熱管単体の状態で、所定の濃度に調製した表面処理液をポンプを用いて一回の操作で伝熱管内を通流させるという、きわめて簡単な操作でかつ少ない作業工数で、伝熱管内面からのＮｉの溶出防止処理を行うことができ、作業コストを低減できる。また、本発明は伝熱管単体で表面処理をする為、表面処理を実施する場所を自由に選択できる。
【００１６】
また、前記発明に加えて、前記伝熱管単体の状態で、前記伝熱管をヒーターで加温して所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させるように構成すれば、前記ヒーターによって、前記伝熱管が外面側から加熱されて高温に保持された状態で、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることが可能となり、常温時よりも伝熱管内面における表面被膜の形成時間が短縮されて、表面処理の作業工数の低減化が図れる。
【００１７】
また、前記発明に加えて、前記伝熱管単体の状態で、所定温度に保持された恒温層内に収納して前記伝熱管を所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させるように構成すれば、目標とする一定温度に管理された恒温層内に単体の伝熱管全体を収納して、伝熱管の外面側から一様に加熱し高温に保持するので、伝熱管の温度を常時目標の高温に保持した状態で、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることが可能となり、表面被膜の形成時間を最小限まで短縮できて、表面処理の作業工数のさらなる低減を実現できる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記伝熱管を、表面処理液入口及び出口を上方に向けて立てて、前記伝熱管の入口から表面処理液を注入し、前記伝熱管の内面を表面処理液に所定時間浸漬して前記伝熱管内面に表面被膜を形成するので、表面処理液を立てられた伝熱管内に流し込み一定時間保持するのみで、伝熱管内面に表面被膜を形成でき、表面処理液循環用のポンプや配管が不要となる。
【００１９】
また、前記発明に加えて、内部に加温された温水が収容された温水槽内に前記伝熱管を浸漬して、前記伝熱管を所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させるように構成すれば、高温に保持された温水槽内に単体の伝熱管全体を収納して、前記伝熱管の温度を常時高温に保持した状態で、前記伝熱管内に表面処理液を流し込み一定時間保持することが可能となり、前記各発明よりも簡単な手段で表面被膜の形成時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
ここで、以下の実施の形態において、「伝熱管」とは、伝熱細管単独、及び前記伝熱細管を複数本束にした伝熱管束の双方を含む。
図１は本発明の第1実施形態に係る蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法を示す要部断面図である。
図１において、１００は蒸気発生器、１は蒸気発生器１００の蒸気発生器本体を構成するシェル、１２０はシェル１の下部内周に固定された管板、２は下端部を管板１２０に支持された伝熱管である。これら伝熱管２は高ＮｉのＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなり、下端部が開放されたＵ字状の曲管に形成され、各伝熱管２の下端部が前記管板１２０にロウ付け等によって固定されている。
４は高温流体（高温水）が導入される高温流体入口室、５は高温流体出口室であり、これら高温流体入口室４と高温流体出口室５とは仕切板０４で仕切られている。１０は高温流体入口室４に高温流体を導入するための高温流体入口ノズル、１１は高温流体出口室５からの高温流体を導出するための高温流体出口ノズルである。
【００２１】
３は前記伝熱管２の中間部の複数箇所を支持する管支持板、９は前記シェル１の内周に固定されたラッパー筒であり、該ラッパー筒９により各管支持板３の外周部が支持されている。０１は前記シェル１のダウンカマー、６はシェル１内部の上方部位に形成された蒸気室、７はダウンカマー０１に給水を導入するための給水入口ノズル、８は蒸気室６内の蒸気を導出するための蒸気出口ノズルである。
【００２２】
このように構成された蒸気発生器１００の運転時においては、図示しない原子炉で生成された高温流体（高温水）が高温流体入口ノズル１０から高温流体入口室４に導入され、高温流体入口室４に開口する伝熱管２に入り、伝熱管２内を通流する間に給水入口ノズル７からダウンカマー０１に導入された給水と熱交換し、該給水を加熱して蒸気を発生せしめている。
かかる熱交換によって降温された高温流体は、前記伝熱管２内から高温流体出口室５に流出し、高温流体出口ノズル１１を通って原子炉に戻されている。一方、前記高温流体との熱交換により給水から発生した蒸気は蒸気室６に溜められた後、蒸気出口ノズル８を通って図示しない蒸気タービンに送られ、膨張仕事を行い動力を発生せしめている。
【００２３】
本発明は、以上のように構成された蒸気発生器用伝熱管２の表面処理方法に係るものである。
本発明の第１実施形態では、伝熱管２をシェル（蒸気発生器本体）１内に組み付けたままの状態、つまり蒸気発生器１００の組立状態で、蒸気発生器１００の高温流体入口ノズル１０及び高温流体出口ノズル１１を利用して、処理液ポンプ１２が介装された処理液管１３の入口フランジ１３ａを高温流体入口ノズル１０に接続し、処理液管１３の出口フランジ１３ｂを高温流体出口ノズル１１に接続し、処理液ポンプ１２によって表面処理液を伝熱管２に通流させるように構成している。
【００２４】
前記表面処理液としては、硝フッ酸水溶液、硝酸水溶液、クエン酸水溶液等が用いられ、好ましくは、０．１〜５重量％のフッ酸水溶液と３〜３０重量％の硝酸水溶液にて調製した硝フッ酸水溶液、５〜５０重量％の硝酸水溶液、５〜２０重量％のクエン酸水溶液（あるいはクエン酸アンモン水溶液、以下同じ）を用いる。これら所定の濃度に調製した表面処理液は、前記処理液ポンプ１２によって、処理液管１３から高温流体入口室４を経て多数の伝熱管２内に入り、伝熱管２内を通流する間に伝熱管２の内面に表面被膜が形成される。即ち、表面処理液は、伝熱管２内面に表面被膜を形成しつつ、処理液ポンプ１２→処理液管１３→高温流体入口室４→伝熱管２内→高温流体出口室５→処理液管１３→処理液ポンプ１２の経路を循環するようになっている。なお、本発明の第１実施形態では、まず最初に伝熱管２の内面を硝フッ酸水溶液にて処理し、使用上好ましくない腐食した酸化皮膜であるスケールを溶解させた後、硝酸水溶液処理してＣｒを濃縮させた酸化表面被膜を形成させる。Ｃｒを濃縮させた表面皮膜を形成させることにより、Ni（ニッケル）の流出が抑制される。硝フッ酸処理工程としては、０．１〜５重量％ＨＦ、３〜３０％重量ＨＮＯ3で調製した硝フッ酸水溶液を用いて、室温〜１００℃にて３０〜１２０分間の処理が好適に挙げられる。また、前記硝酸処理工程としては、５〜５０％ＨＮＯ3水溶液を用いて、室温〜１００℃にて３０〜１２０分間の処理条件が挙げられる。また、別に、まず最初にクエン酸水溶液にて流通処理し、スケールを除去した後、硝酸水溶液により表面皮膜を形成させてもよい。
【００２５】
このように第１実施形態によれば、伝熱管２をシェル（蒸気発生器本体）１内に組み付けたままの状態で、所定の濃度に調製した表面処理液を、表面処理液循環用の管路である処理液管１３に設けた処理液ポンプ１２を用いて伝熱管２内を通流させ、伝熱管２内面に表面処理により表面被膜を形成することによって、実際の運転時における伝熱管２内面からのＮｉの伝熱管内加熱流体中への溶出を抑制できる。本発明は、伝熱管を蒸気発生器本体に組み付けて伝熱管内の表面処理をする方法であるので、新品の伝熱管の洗浄に対し適用可能である方法であることは勿論のこと、実機の運転を止めて第１実施形態により伝熱管内の表面処理を行うことも可能である。
【００２６】
したがって、第１実施形態によれば、伝熱管２を蒸気発生器本体内に組み付けたまま、所定の濃度に調製した表面処理液を、処理液ポンプ１２を用いて一回の操作で複数本の伝熱細管からなる伝熱管２内を通流させるという、きわめて簡単な操作でかつ少ない作業工数で、伝熱管２内面からのＮｉの溶出防止処理を行うことができ、作業コストを低減できる。
また、前記のように、伝熱管２をシェル（蒸気発生器本体）１内に組み付けた状態で、シェル（蒸気発生器本体）１の高温流体出入口１０，１１のノズルをそのまま利用し、表面処理液循環用の処理液管１３及び処理液循環用の処理液ポンプ１２を設置するのみで表面処理液を伝熱管２に通流させることができるので、従来技術のような格別な浸漬処理槽や熱処理炉が不要となり、かかる従来技術に比べて装置が簡単かつ小型になる。
【００２７】
図２は本発明の第２実施形態を示す図１に対応した要部断面図である。
この第２実施形態においては、前記第１実施形態に加えて、シェル（蒸気発生器本体）１の上部における給水入口ノズル７を利用して、空気供給装置１５から所定温度に加温された加温空気が通流する空気管１４の入口フランジ１４ａを給水入口ノズル７に接続し、空気供給装置１５から所定温度に加温した加温空気をダウンカマー０１内に供給して伝熱管２を加温し（加温空気の温度は、室温より高い温度から１００℃以下の温度範囲で表面処理をすることが好ましい。）、前記第１実施形態と同様に、伝熱管２内に表面処理液を通流させるように構成している。
前記第１実際形態と同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００２８】
かかる第２実施形態によれば、所定温度に加温した加温空気によって、伝熱管２が外面側から加熱され、高温に保持された状態で、伝熱管２内に表面処理液を通流させることが可能となり、前記第１実施形態のような常温時よりも伝熱管２内面における表面被膜の形成時間を短縮できるとともに、表面処理の作業工数を低減できる。
その他の構成及び手順は前記第１実施形態（図１）と同様である。
【００２９】
図３は本発明の第３実施形態を示す図１に対応した要部断面図である。
この第３実施形態においては、前記第１実施形態に加えて、シェル（蒸気発生器本体）１の上部における給水入口７のフランジを利用して、純水タンク１９から純水ポンプ１８により所定温度に加温された純水を供給するための純水管１７の入口フランジ１７ａを給水入口ノズル７に接続し、純水ポンプ１８により、所定温度に加温した純水を水室０１内に供給して伝熱管２を加温し、前記第１実施形態と同様に、伝熱管２内に表面処理液を通流させるように構成している。該加温水の加熱により、室温より高い温度から１００℃以下の温度範囲で表面処理をすることが好ましい。
なお、前記第１実際形態と同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００３０】
かかる第３実施形態によれば、所定温度に加温した純水によって伝熱管２が外面側から加熱され、高温に保持された状態で、伝熱管２内に表面処理液を通流させることが可能となり、前記第１実施形態のような常温時よりも伝熱管２内面における表面被膜の形成時間を短縮できるとともに、表面処理の作業工数を低減できる。
その他の構成及び手順は前記第１実施形態（図１）と同様である。
【００３１】
図４は、本発明の第４実施形態に係る伝熱管単体の表面処理方法を示す要部側面図である。
この第４実施形態においては、図４に示すように、伝熱管２を蒸気発生器１００のシェル１内に組み込む前、あるいは蒸気発生器１００から取り外した伝熱管２単体の状態で、伝熱管２入口側に入口ダクト２３を接続し、伝熱管２出口側に出口ダクト２４を接続し、さらにこれら入口ダクト２３と出口ダクト２４との間を、処理液ポンプ１２が介装された処理液管１３で接続している。図４に示すように、ダクト２３，２４に安定して伝熱管２を接続するため、固定板１２１を設けてもよい。
【００３２】
そして、この第４実施形態において、表面処理液は、処理液ポンプ１２によって、処理液管１３から入口ダクト２３を経て多数の伝熱管２内に入り、該伝熱管２内を通流する間に伝熱管２内面に該表面処理液の表面被膜を形成している。即ち、表面処理液は伝熱管２内面に表面被膜を形成しつつ、処理液ポンプ１２→処理液管１３→入口ダクト２３→伝熱管２内→出口ダクト２４→処理液管１３→処理液ポンプ１２の経路を循環するようになっている。なお、第４実施形態の表面処理方法の前には、前記硝フッ酸処理を行っている。
本実施形態も第１実施形態と同様な表面処理液、スケール除去してから、クロム含有量の多い表面皮膜を形成する表面処理工程を適用することができる。
【００３３】
このように第４実施形態によれば、伝熱管２を蒸気発生器１００から取り外した、伝熱管２単体の状態で、表面処理液を伝熱管２内を通流させて伝熱管２内面にクロム含有量の多い表面被膜を形成するので、伝熱管単体の状態で、所定の濃度に調製した表面処理液を処理液ポンプ１２を用いて一回の操作で複数の伝熱管２内を通流させる事も可能という、きわめて簡単な操作でかつ少ない作業工数で、伝熱管２内面からのＮｉの溶出防止処理を行うことができ、作業コストを低減できる。
さらにかかる第４実施形態によれば、所望の本数の伝熱管の表面処理が可能となる。
【００３４】
図５は本発明の第５実施形態を示す図４に対応した要部側面図である。
この第５実施形態においては、前記第４実施形態に加えて、伝熱管２の外周にヒーター２５を巻回し、ヒーター２５により伝熱管２を加温して所定温度に保持し、前記第４実施形態と同様な手順で、伝熱管２内に表面処理液を通流させるように構成している。ヒーター２５はケーブル２７を介して電源２６に接続されている。なお、前記第４実際形態と同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
かかる第５実施形態によれば、ヒーター２５によって、伝熱管２が外面側から加温されて高温に保持された状態で、伝熱管２内に表面処理液を通流させることが可能となり、前記第４実施形態の常温時よりも伝熱管２内面における表面被膜の形成時間を短縮できるとともに、表面処理の作業工数を低減できる。該ヒーター２５の加熱により、室温より高い温度から１００℃以下の温度範囲で表面処理をすることが好ましい。
その他の構成及び手順は前記第４実施形態（図４）と同様である。
【００３５】
図６は本発明の第６実施形態に係る伝熱管単体の表面処理方法を示す要部側面図である。
この第６実施形態においては、前記第４実施形態と同様に、前記伝熱管２を蒸気発生器１００のシェル１内に組み込む前、あるいは蒸気発生器１００から取り外した伝熱管２単体の状態で、伝熱管２の入口側に入口ダクト２３を接続し、伝熱管２の出口側に出口ダクト２４を接続し、さらにこれら入口ダクト２３と出口ダクト２４との間を、処理液ポンプ１２が介装された処理液管１３で接続している。
さらにこの第６実施形態においては、前記のような第４実施形態と同様な伝熱管２の表面処理用組立体を、所定温度に加温流体（恒温層）２８が収容された恒温槽０２５内に横置きに収納して、恒温槽０２５内を所定温度に保持し、伝熱管２内に表面処理液を通流させている。
２９は温度制御装置であり、前記加温流体２８への加熱量あるいは冷却量を調整して、加温流体（恒温層）２８の温度を目標温度に制御している。なお、前記第４実際形態と同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。該加温流体の加熱により、室温より高い温度から１００℃以下の温度範囲で表面処理をすることが好ましい。
【００３６】
かかる第６実施形態によれば、目標とする一定温度に管理された加温流体（恒温層）２８内に伝熱管２の表面処理用組立体を収納して、伝熱管２を外面側から一様に加熱し高温に保持するので、伝熱管２の温度を常時目標の高温に保持した状態で、伝熱管２内に表面処理液を通流させることが可能となり、表面被膜の形成時間を最小限まで短縮できるとともに、前記第４〜第５実施形態よりも表面処理の作業工数がさらに低減できる。
【００３７】
図７は本発明の第７実施形態に係る伝熱管単体の表面処理方法を示す要部側面図である。
この第７実施形態においては、Ｕ字状に形成された前記伝熱管２を単体の状態で、表面処理液の入口及び出口を上方に向けて立て、注入口３１を有する表面処理液の入口室３０より伝熱管２内に表面処理液を注入して満たし、伝熱管２の内面を前記表面処理液に所定時間浸漬することにより、該伝熱管２内面に表面処理液の表面被膜を形成するように構成されている。なお、第７実施形態の表面処理方法の前には、前記スケール除去の為の硝フッ酸処理やクエン酸処理を行うこともある。
かかる第７実施形態によれば、複数のチューブを一纏めにできる部材である前記固定板１２１に伝熱管２を取り付けることにより、複数の伝熱細管からなる伝熱管２を一つの処理液の注入口で一度に表面処理をする事ができる。また、図７に示される様に複数の伝熱細管を一纏めにできる固定板１２１にR部の径の小さいU字状の伝熱細管を内側から連結していくと、小スペースで以って伝熱管２を一度に表面処理することができる。
【００３８】
また、かかる第７実施形態によれば、前記伝熱管２を、表面処理液入口及び出口を上方に向けて立てて、注入口３１及び入口室３０を通して伝熱管２の入口から表面処理液を注入し、伝熱管２の内面を表面処理液に所定時間浸漬して伝熱管２内面に表面被膜を形成するので、表面処理液を、立てられた伝熱管２内に重力によって流し込み一定時間保持するのみで、伝熱管２内面に表面被膜を形成でき、表面処理液循環用の処理液ポンプや処理液管が不要となる。
【００３９】
図８は本発明の第８実施形態を示す図６対応図である。
この第８実施形態においては、前記第７実施形態と同様に、Ｕ字状に形成された伝熱管２を単体の状態で、内部に加温された温水３４が収容された温水槽３３内に伝熱管２を浸漬して表面処理液の入口及び出口を上方に向けて立てて、温水３４によって伝熱管２を所定温度に昇温して保持し、複数の伝熱細管を一纏めにできる固定板１２１に取り付けられた表面処理液の注入口３１及び入口室３０を通して伝熱管２内に表面処理液を注入し、伝熱管２の内面を表面処理液に所定時間浸漬することにより、伝熱管２内面にクロム含有量の多い表面被膜を形成するように構成されている。前記伝熱管２の反対側の開口部は図８のように複数の伝熱細管を一纏めにできる固定板１２１に固定すると、より安定に表面処理が行える。また、該加温水の加熱により、室温より高い温度から１００℃以下の温度範囲で表面処理をすることが好ましい。
尚、前記第７実際形態と同一の部材は同一の符号で示し、説明を省略する。
【００４０】
かかる第８実施形態によれば、高温に保持された温水槽３３内に単体の伝熱管全体を収納して、伝熱管２の温度を常時高温に保持した状態で、伝熱管２内に表面処理液を流し込み一定時間保持することが可能となり、簡単な手段で前記各実施形態よりも表面被膜の形成時間を短縮できる。
その他の構成及び手順は前記第７実施形態（図７）と同様である。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第1実施形態に係る蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す図１に対応した要部断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態を示す図１に対応した要部断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る伝熱管単体の表面処理方法を示す要部側面図である。
【図５】本発明の第５実施形態を示す図４に対応した要部側面図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る伝熱管単体の表面処理方法を示す要部側面図である。
【図７】本発明の第７実施形態を示す図４に対応した要部側面図である。
【図８】本発明の第８実施形態を示す図６に対応した要部側面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００ 蒸気発生器
０１ ダウンカマー
２ 伝熱管
３ 管支持板
０４ 仕切板
４ 高温流体入口室
５ 高温流体出口室
６ 蒸気室
７ 給水入口ノズル
８ 給水出口ノズル
９ 外筒
１０ 高温流体入口ノズル
１１ 高温流体出口ノズル
１２ 処理液ポンプ
１２０ 管板
１２１ 固定板
１３ 処理液管
１４ 空気管
１５ 空気供給装置
１７ 純水管
１８ 純水ポンプ
１９ 純水タンク
２３ 入口ダクト
２４ 出口ダクト
２５ ヒーター
０２５ 恒温槽
２６ 電源
２７ ケーブル
２８ 加温流体
２９ 温度制御装置
３０ 入口室
３１ 注入口
３３ 温水槽
３４ 加温流体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、前記伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付け、表面処理液を前記蒸気発生器の高温流体出入口室を介して前記伝熱管内に通流させて、前記伝熱管内面に表面被膜を形成することを特徴とする蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項２】
前記蒸気発生器本体内に、所定温度に加温した加温空気を供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項３】
前記蒸気発生器本体内に、所定温度に加温した純水を供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項４】
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、前記伝熱管を蒸気発生器本体から取り外した前記伝熱管単体の状態で、表面処理液を前記伝熱管内を通流させて、前記伝熱管内面に表面被膜を形成することを特徴とする蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項５】
前記伝熱管を単体の状態で、前記伝熱管をヒーターで加温して所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることを特徴とする請求項４に記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項６】
前記伝熱管を単体の状態で、前記伝熱管を恒温層内に収納して所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることを特徴とする請求項４に記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項７】
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、Ｕ字状に形成された前記伝熱管を単体の状態で、前記表面処理液の入口及び出口を上方に向けて立て、前記伝熱管の前記入口から表面処理液を注入し、前記伝熱管の内面を前記表面処理液に浸漬することにより、前記伝熱管内面に表面被膜を形成することを特徴とする蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項８】
内部に加温された温水が収容されている温水槽内に前記伝熱管を浸漬し、前記伝熱管を保持し、前記伝熱管内面を表面処理液に浸漬させることを特徴とする請求項７に記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項９】
蒸気発生器から取り外した状態の複数本の伝熱細管からなる伝熱管束の開口部の一方に入口ダクトを接続するとともに他方に出口ダクトを接続し、前記伝熱管束を同時に表面処理を施すことを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項１】
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、前記伝熱管を蒸気発生器本体内に組み付け、表面処理液を前記蒸気発生器の高温流体出入口室を介して前記伝熱管内に通流させて、前記伝熱管内面に表面被膜を形成することを特徴とする蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項２】
前記蒸気発生器本体内に、所定温度に加温した加温空気を供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項３】
前記蒸気発生器本体内に、所定温度に加温した純水を供給して前記伝熱管を加温し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項４】
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、前記伝熱管を蒸気発生器本体から取り外した前記伝熱管単体の状態で、表面処理液を前記伝熱管内を通流させて、前記伝熱管内面に表面被膜を形成することを特徴とする蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項５】
前記伝熱管を単体の状態で、前記伝熱管をヒーターで加温して所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることを特徴とする請求項４に記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項６】
前記伝熱管を単体の状態で、前記伝熱管を恒温層内に収納して所定温度に保持し、前記伝熱管内に表面処理液を通流させることを特徴とする請求項４に記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項７】
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金からなる蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法であって、Ｕ字状に形成された前記伝熱管を単体の状態で、前記表面処理液の入口及び出口を上方に向けて立て、前記伝熱管の前記入口から表面処理液を注入し、前記伝熱管の内面を前記表面処理液に浸漬することにより、前記伝熱管内面に表面被膜を形成することを特徴とする蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項８】
内部に加温された温水が収容されている温水槽内に前記伝熱管を浸漬し、前記伝熱管を保持し、前記伝熱管内面を表面処理液に浸漬させることを特徴とする請求項７に記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【請求項９】
蒸気発生器から取り外した状態の複数本の伝熱細管からなる伝熱管束の開口部の一方に入口ダクトを接続するとともに他方に出口ダクトを接続し、前記伝熱管束を同時に表面処理を施すことを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の蒸気発生器用伝熱管の表面処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２９２５３１（Ｐ２００６−２９２５３１Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１３０６２（Ｐ２００５−１１３０６２）
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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