CH619555A5

CH619555A5 - Testing device for testing the bottom-head web on the pressure vessel of a nuclear reactor

Info

Publication number: CH619555A5
Application number: CH514977A
Authority: CH
Inventors: Wilhelm Meusel
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1976-05-11
Filing date: 1977-04-26
Publication date: 1980-09-30
Also published as: SE7705468L; DE2620715C3; AT360127B; ATA213877A; DE2620715B2; DE2620715A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfeinrichtung zur Bodenstegprüfung am Druckbehälter eines Kernkraftreaktors, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a test device for testing the footbridge on the pressure vessel of a nuclear power reactor, according to the preamble of patent claim 1.

Bei Kernkraftanlagen und hier im besonderen bei Siedewasserreaktoren müssen in regelmässigen Zeitabschnitten mit möglichst geringem Zeitaufwand Bodenstegprüfungen durchgeführt werden, wobei möglichst der vollständige äussere untere Druckbehälterboden zwischen den Stutzen für die Regelstabantriebe erfasst werden soll. Diese Stutzen sind in Längs-bzw. Querreihen ziemlich dichtstehend angeordnet. Ausserdem ist der Druckbehälterboden in aller Regel kugel-schalenförmig durchgekrümmt. In nuclear power plants, and in particular in boiling water reactors, floor web tests must be carried out at regular intervals with the shortest possible time, whereby the complete outer lower pressure vessel floor between the connecting pieces for the control rod drives should be recorded if possible. These nozzles are in longitudinal or Cross rows arranged fairly close together. In addition, the bottom of the pressure vessel is generally curved in the shape of a spherical shell.

Zum Durchführen derartiger Prüfungen ist bereits vorgeschlagen worden, zwischen den einzelnen Stutzenreihen zueinander parallele Führungsschienen anzubringen, auf denen ein Bodenprüfwagen verfahrbar ist, von dessen Ausleger aus wiederum Prüfköpfe von unten her an den Behälterboden anlegbar sind. Mit der vorgeschlagenen Prüfeinrichtung bzw. von den Bodenprüfwagen aus können nur streifenartige Bodenbereiche oberhalb der Führungsschienen überprüft werden. Erforderlich ist es jedoch, auch den Bereich seitlich von den schon jetzt der Prüfung zugänglichen Streifen, also den Bereich in den Quergassen zwischen den Regelabstützen für Prüfungseinrichtungen zugänglich zu machen. To carry out such tests, it has already been proposed to install parallel guide rails between the individual rows of nozzles, on which a floor test vehicle can be moved, from the boom of which test heads can in turn be applied to the bottom of the container from below. With the proposed test device or from the floor test car, only strip-like floor areas above the guide rails can be checked. However, it is necessary to also make the area to the side of the strips that are already accessible for testing, ie the area in the cross alleys between the standard supports for testing facilities.

Demgemäss ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Einrichtung zur Druckbehälterboden-Aussenprüfung in der Richtung weiterzuentwickeln, dass ein grösserer Bodenbereich als seither überprüfbar ist, wobei die jeweilige Stellung der Prüfeinrichtung an einer räumlich von der Prüfzone genau an die gewünschten Stellen verbringbar sein sollen. Ferner soll die Einrichtung für verschiedenartige Motoren und Steuerungssysteme auslegbar sein. Accordingly, it is an object of the present invention to further develop a device for external pressure vessel floor testing in such a way that a larger floor area than can be checked since then, the respective position of the testing device should be able to be moved exactly to the desired locations at a spatial location from the testing zone. Furthermore, the device should be able to be designed for different types of motors and control systems.

Die Aufgabe der Erfindung ist durch die den Patentansprüchen entnehmbaren Mittel vollständig gelöst, wobei folgende Vorteile erzielt werden: The object of the invention is completely achieved by the means which can be gathered from the patent claims, the following advantages being achieved:

Die äussere Bodenfläche des Druckbehälters ist insoweit lückenlos für die Prüfmittel erreichbar, als diese Fläche nicht von den Stutzen selbst eingenommen wird. The outer bottom surface of the pressure vessel is fully accessible for the test equipment insofar as this area is not taken up by the nozzle itself.

Jede gewünschte Zone ist auch wiederholt ferngesteuert zielgenau anfahrbar. Every desired zone can also be repeatedly and precisely controlled by remote control.

Alle Teile des Prüfwagens, seines Auslegers, der Auskragemittel und der eigentlichen Prüfeinrichtung sind robust, einfach im Aufbau und verhältnismässig preiswert. All parts of the test carriage, its boom, the cantilever and the actual test facility are robust, simple to set up and relatively inexpensive.

Den während des Reaktorbetriebes bzw. während der Prü The during the reactor operation or during the test

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fungszeit unterhalb des Behälterbodens vorkommenden Temperaturen von 300 bzw. 50 °C wurde Rechnung getragen. temperatures of 300 or 50 ° C below the tank floor were taken into account.

Auch unter diesen extremen Bedingungen verursachen eventuelle Verformungen beispielsweise der Führungsschiene, die ständig eingebaut bleibt, keinerlei Schwierigkeiten, etwa 5 durch unerwünschte Spiele. Even under these extreme conditions, possible deformations, for example of the guide rail, which remains permanently installed, do not cause any difficulties, for example 5 due to undesired play.

Der eigentliche Prüfwagen ist fernbedient selbstfahrend, wie auch sämtliche Auskrag- und Schwenkbewegungen durch Einzelmotoren fernbedient gesteuert werden können. The actual test vehicle is self-propelled remotely, just as all cantilever and swivel movements can be remotely controlled by individual motors.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung 10 ist in der Zeichnung, zum Teil schematisch, dargestellt. Es zeigen: An embodiment of the subject matter of the invention 10 is shown in the drawing, partly schematically. Show it:

Fig. 1 den Prüfwagen mit Ausleger und Teilen zum Auskragmittel in Seitenansicht, teilweise geschnitten, 1 shows the test car with boom and parts for the cantilever in side view, partially cut,

Fig. 2 den Prüfwagen entsprechend Fig. 1 in Draufsicht, mit 15 Kniehebeln zum Auskragmittel, 2 the test vehicle corresponding to FIG. 1 in plan view, with 15 toggle levers for the cantilever,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Auskragmittel entsprechend III-III nach Fig. 2, 3 shows a section through the cantilever according to III-III according to FIG. 2,

Fig. 4 den Prüfwagen mit Wippe in vergrössertem Massstab, teilweise geschnitten, 20 Fig. 5 den Prüfwagen entsprechend Fig. 4 in Draufsicht, Fig. 6 einen Schnitt in der Ebene der Drehachse zwischen Wagenkörper und Wippe entsprechend VI-VI nach Fig. 4, 4 shows the test vehicle with rocker on an enlarged scale, partially in section, 20 FIG. 5 shows the test vehicle corresponding to FIG. 4 in a top view, FIG. 6 shows a section in the plane of the axis of rotation between the vehicle body and rocker according to VI-VI according to FIG. 4,

Fig. 7 einen Schnitt in der Ebene eines doppelten Laufrollenpaares entsprechend VII-VII nach Fig. 4 und 25 7 shows a section in the plane of a double pair of rollers corresponding to VII-VII according to FIGS. 4 and 25

Fig. 8 einen Teilschnitt durch ein Führungsrollen-Paar entsprechend VIII-VIII nach Fig. 4. 8 shows a partial section through a pair of guide rollers corresponding to VIII-VIII according to FIG. 4.

In den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung ist mit 1 der vollständige Prüfwagen zur Bodenstegprüfung des Druckbehälters 2 eines Kernkraftreaktors, insbesondere eines Siedewasserreaktors 30 bezeichnet. Hierbei befinden sich unter der unteren, gewölbten Aussenwand 3 des Druckbehälters zahlreiche Stutzen 50 zu den Regelstabantrieben. Zwischen diesen Stutzen sind in einem bestimmten Abstand von der Aussenwand 3 profilierte Führungsschienen 4 angebracht, deren j ede eine Zahnstange 54 35 trägt. Entlang der Führungsschiene 4 ist der Prüfwagen durch Verschiebemittel 7 ferngesteuert verfahrbar. 1 to 4 of the drawing, 1 denotes the complete test vehicle for testing the bottom web of the pressure vessel 2 of a nuclear power reactor, in particular a boiling water reactor 30. There are numerous connections 50 to the control rod drives under the lower, curved outer wall 3 of the pressure vessel. Between these nozzles 3 profiled guide rails 4 are attached at a certain distance from the outer wall, each of which carries a rack 54 35. Along the guide rail 4, the test vehicle can be moved remotely by means of displacement means 7.

Am Prüfwagen 1 ist in Richtung der Längserstreckung der Führungsschiene 4 ein Ausleger 8 angebracht, der wiederum mindestens eine vollständige Prüfvorrichtung 11 trägt, deren 40 Prüfkopf 30 durch eine Leiteinrichtung 9 an die jeweils zu prüfende Stelle 10 angelegt werden kann. A boom 8 is attached to the test carriage 1 in the direction of the longitudinal extension of the guide rail 4, which in turn carries at least one complete test device 11, the 40 test head 30 of which can be placed by a guide device 9 at the location 10 to be tested.

Im einzelnen besteht der Prüfwagen 1 aus einem Wagenkörper 51, an dem wie erwähnt der Ausleger 8 angebracht ist, und der zur Aufnahme des Trag- und Laufwerkes 52 und 53, fer- -5 ner des von einem Motor 5 angetriebenen Verschiebemittels 7 dient (Fig. 4). Specifically, the test carriage 1 consists of a carriage body 51 to which, as mentioned, the boom 8 is attached and which serves to receive the carrying and running gear 52 and 53, furthermore the displacement means 7 driven by a motor 5 (FIG 4).

Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Motor 5 samt Getriebemittel 58 sowie Winkelcodierer 57 mit zugehörigem Getriebemittel 56, ferner das in die Zahnstange 54 käm- 50 mende Ritzel 55 (Fig. 6) Bestandteile einer Wippe 61, die gegenüber dem Wagenkörper 51 um die beiden gemeinsame Drehachse 60 verschwenkbar ist. Eine Federung 62, die hier als im Abstand 63 von der Drehachse angreifende Tellerdruckfeder dargestellt ist, bewirkt ständig einwandfreien Formschluss 55 zwischen Ritzel und Zahnstange, selbst wenn sich die Führungsschiene als Folge der ständig auf sie einwirkenden Temperatur von 50 bis 300 °C etwas verformt haben sollte. According to the exemplary embodiment shown, motor 5 together with gear means 58 and angle encoder 57 with associated gear means 56, furthermore pinion 55 (FIG. 6) which meshes with rack 54 (FIG. 6) are components of a rocker 61, which is relative to carriage body 51 about the two common axes of rotation 60 is pivotable. A suspension 62, which is shown here as a plate pressure spring acting at a distance 63 from the axis of rotation, always brings about a perfect positive fit 55 between the pinion and the rack, even if the guide rail has deformed somewhat as a result of the temperature of 50 to 300 ° C. which is constantly acting on it should.

Als Getriebemittel 56,58 sind hier handelsübliche Zahnriemen, die auf entsprechenden Riemenscheiben laufen, darge- 60 stellt. Sofern die Drehachse des Motors 5 der Längserstrek-kung der Führungsschiene 4 parallel liegt, ist zwischen Getriebemittel 58 (Zahnriemen) und Motor 5 zweckmässigerweise ein Vorgelege 59 zwischengeschaltet. Commercially available toothed belts that run on corresponding pulleys are shown here as gear means 56, 58. If the axis of rotation of the motor 5 is parallel to the longitudinal extension of the guide rail 4, it is advisable to interpose a transmission gear 59 between the gear means 58 (toothed belt) and the motor 5.

Den Fig. 4 bis 8 sind weitere Einzelheiten der konstruktiven 65 Ausbildung des eigentlichen Prüfwagens 1 entnehmbar. Demnach besteht das Laufwerk 53 aus zwei Doppel-Paaren von Laufrollen 64 bis 67 und aus seitlichen Führungsrollen 70. Alle diese Rollen, die vorzugsweise als Kugellager ausgebildet sind, laufen auf entsprechenden Laufflächen der Führungsschiene 4. 4 to 8 further details of the constructive 65 training of the actual test vehicle 1 can be seen. Accordingly, the carriage 53 consists of two double pairs of rollers 64 to 67 and lateral guide rollers 70. All of these rollers, which are preferably designed as ball bearings, run on corresponding running surfaces of the guide rail 4.

Wie insbesondere aus Fig. 7 hervorgeht, schliessen die Drehachsen der Laufrollen 64 und 67 spitze Winkel 69 oder 81 bzw. 82 unter sich bzw. gegenüber der Waagerechten ein, um ständig die gewünschte Einstellung des Wagenkörpers 51 gegenüber der Führungsschiene 4 zu bewirken. Diese Wirkung wird dadurch noch unterstützt, dass die Laufrollen 64 und 65 an den Enden von Hebeln 72 bzw. 73 um der Längsachse der Laufschiene 4 parallele Drehachsen 74 bzw. 75 drehbar gelagert sind, wobei die anderen Enden der Hebel durch eine Federung 71, hier Tellerfedern, nach aussen gedrückt werden. As can be seen in particular from FIG. 7, the axes of rotation of the rollers 64 and 67 form acute angles 69 or 81 or 82 among themselves or with respect to the horizontal, in order to constantly bring about the desired setting of the carriage body 51 with respect to the guide rail 4. This effect is further supported by the fact that the rollers 64 and 65 are rotatably mounted at the ends of levers 72 and 73 about the longitudinal axis of the running rail 4 parallel axes of rotation 74 and 75, the other ends of the levers being supported by a spring 71, here Disc springs are pressed outwards.

Um einen einwandfreien Eingriff des Ritzels 55 in die Zahnstange 54 sicherzustellen, sind gemäss Fig. 6 achsengleich mit dem Ritzel Tragrollen 68 vorgesehen, die hier beispielsweise als Wälzlager dargestellt wurden. Die Tragrollen 68 laufen auf Tragflächen der Führungsschiene 4. In order to ensure a perfect engagement of the pinion 55 in the rack 54, support rollers 68 are provided with the pinion in the same axis as shown in FIG. 6, which were shown here, for example, as roller bearings. The support rollers 68 run on the support surfaces of the guide rail 4.

Fig. 8 zeigt den Einbau eines Paares Führungsrollen 70, die ebenfalls an je einem Schwinghebel 76,77 gelagert sind. Stellmittel 78,79 sowie eine Federung 80, hier eine Teller-Druckfe-der 80, ermöglichen eine exakte Führung der Führungsrollen 70 an der Führungsschiene 4. Fig. 8 shows the installation of a pair of guide rollers 70, which are also each mounted on a rocker arm 76,77. Adjustment means 78, 79 and a suspension 80, here a plate pressure spring 80, enable the guide rollers 70 to be guided exactly on the guide rail 4.

Zwischen dem vollständigen Prüfwagen 1 und einem räumlich getrennt von der Prüfzone 35 befindlichen, nicht dargestellten Fernsteuerstand sind in bekannter Weise Leitungen zur Energieversorgung, Ortung, Übermittlung der Prüfergebnisse und dergleichen geführt. Lines for power supply, location, transmission of the test results and the like are routed in a known manner between the complete test vehicle 1 and a remote control station, not shown, which is spatially separate from the test zone 35.

Über weitere Einzelheiten der beispielsweisen Ausbildung des am Ausleger 8 angebrachten vollständigen, seitlich zwischen die Regelstabstutzen 50 einschwenkbaren Auskragmittels 48 samt vollständiger Prüfeinrichtung 11 geben die Fig. 1 bis 3 Aufschluss. Danach ist das Auskragmittel 48 als Kniehebel 12 ausgebildet, dessen Basisgelenke 13,14.durch eine Verschiebeeinrichtung 7 verschiebbar sind und dessen Kniegelenkstück 15 beim Kniegelenk 16 mit einer Halterung 17 für die vollständige Prüfeinrichtung 11 versehen ist. 1 to 3 provide further details of the exemplary embodiment of the complete cantilever means 48, which is attached to the arm 8 and can be swiveled in laterally between the control rod connections 50, and the complete test device 11. Thereafter, the cantilever 48 is designed as a toggle lever 12, the base joints 13, 14 of which can be displaced by a displacement device 7 and the knee joint piece 15 of the knee joint 16 is provided with a holder 17 for the complete testing device 11.

Um möglichst alle zu prüfenden Stellen 10 seitlich von der Führungsschiene und zwischen den Regelstabstutzeri erreichen zu können, sind die Schenkel 28,29 des Kniehebels 12 kurvenförmig gekrümmt. The legs 28, 29 of the toggle lever 12 are curved in a curved manner in order to be able to reach as far as possible all of the points 10 to be checked laterally from the guide rail and between the control rod supports.

Das Auskragmittel 48 ist ferngesteuert durch einen Motor 21 bewegbar, der, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Getriebes 39 und einer Kupplung 40 die Spindel 18 antreibt. The cantilever 48 can be moved remotely by a motor 21 which, optionally with the interposition of a gear 39 and a clutch 40, drives the spindle 18.

Genaue Ortung des Prüfkopfes 30 ermöglicht ein Winkelcodierer 41, der über Getriebemittel 38 mit der Spindel 18 verbunden ist. Die in diesem Abschnitt genannten Teile (ohne Teil 30) sind als Verschiebemittel 7 bezeichnet. Precise location of the test head 30 is made possible by an angle encoder 41, which is connected to the spindle 18 via gear 38. The parts mentioned in this section (without part 30) are referred to as displacement means 7.

Die Spindel 18 weist gegensinnige Gewindeabschnitte 19, 20 auf, die Gewindenüsse 22,23 tragen, welche durch Rollenpaare 24,25 in Gleitbahnen 26,27 geführt sind. An den Gewindenüssen befinden sich zugleich die Basisgelenke 13,14 zum Kniehebel 12. The spindle 18 has opposite thread sections 19, 20, which carry threaded nuts 22, 23, which are guided by pairs of rollers 24, 25 in slideways 26, 27. The base joints 13, 14 to the toggle lever 12 are also located on the threaded nuts.

Die Schenkel 28,29 zum Kniehebel 12 sind derart mehrteilig ausgeführt, dass die Spindel 18 mittig zwischen den Schenkeln liegt. Hierdurch ist letztendlich der Prüfkopf 30 einwandfrei an die Aussenwand 3 des Prüflings anlegbar. The legs 28, 29 to the toggle lever 12 are designed in several parts such that the spindle 18 is located centrally between the legs. As a result, the test head 30 can ultimately be placed perfectly against the outer wall 3 of the test object.

Gelagert ist die Spindel 18 samt den Teilen zur Leiteinrichtung 9 in Halterungen 42,43, welche auch die Führungsschienen 44,45 mit den Gleitbahnen 26,27 tragen. Die Halterungen 42,43 sind über Befestigungsteile 46,47 mit dem Ausleger 8 verbunden. The spindle 18 is mounted together with the parts to the guide device 9 in brackets 42, 43, which also carry the guide rails 44, 45 with the slideways 26, 27. The brackets 42, 43 are connected to the boom 8 via fastening parts 46, 47.

Die am Kniegelenkstück 15 mittels einer Halterung 17 angebrachte Prüfeinrichtung 11 besteht aus mindestens einem Prüfkopf 30. Dieser ist mittels eines Stellmotors 31 und einer Schwenkeinrichtung 32 an die zu prüfende Stelle 10 verbringbar. The test device 11 attached to the knee joint 15 by means of a holder 17 consists of at least one test head 30. This can be brought to the location to be tested 10 by means of a servomotor 31 and a swivel device 32.

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Die Schwenkeinrichtung 32 kann zur Erweiterung der Prüfzone 35 zwischen den Regelstabstutzen 50 ein um die Drehachse 34 verschwenkbares Schwenkteil 49, beispielsweise einen Schwenkarm oder ein Schwenkzahnrad, beinhalten. Auch hier lässt sich die genaue Stellung des Prüfkopfes 30 über einen Winkelcodierer 33 orten. The swiveling device 32 can include a swiveling part 49, for example a swiveling arm or a swiveling gearwheel, which can be swiveled about the axis of rotation 34 to extend the test zone 35 between the control rod connections 50. The exact position of the test head 30 can also be located here via an angle encoder 33.

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3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

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1.Testing device for floor web testing on the pressure vessel of a nuclear power reactor, which has a test carriage which is arranged to be remotely movable on a guide rail by means of displacement means, and a boom which in turn carries at least one test device which can be brought to the place to be tested by means of a guide device, characterized in that The test carriage (1) consists of a carriage body (51) with a carrying and running gear (52 and 53) which carries the arm (8) with the cantilever means (48), that a pinion 10 (55) is driven by a motor (5) Sliding means (7) is in engagement with a toothed rack (54) attached to the guide rail (4), and the pinion (55) is connected to an angle encoder (57) by gear means (56). 15

2. Test device according to claim 1, characterized in that the motor (5) including toothed belt (58) and countershaft (59) as well as angle encoder (57) together with gear means (56) and the pinion (55) to the displacement means (7) on a rocker (61) are attached such that this rocker (61) can be pivoted about an axis of rotation (60) relative to the 2o carriage body (51), and that a suspension (62) is located at a distance (63) from the axis of rotation (60).

3. Testing device according to claim 1, characterized in that the drive (53) is formed from two double pairs of running rollers (64 to 67) and lateral guide rollers (70) running on running surfaces of the 2s guide rail (4).

4. Test device according to claim 3, characterized in that the rollers (64, 65) can be pressed against the guide rails (4) by a suspension (71). 30th

5. Testing device according to claim 3, characterized in that the axes of rotation of the rollers (64 to 67) include acute angles (69 or 81 or 82) with respect to the horizontal or against each other.

6. Test device according to claim 4, characterized in that the rollers (64, 65) are held by levers (72, 73) and that these levers are effectively in contact with the suspension (71).

7. Testing device according to claim 1, characterized in that the supporting structure (52) is formed by a pair of axially aligned 40 with the pinion (55) and on supporting surfaces of the guide rail (4) supporting rollers (68).

8. Test device according to claim 1, characterized in that the gear means (56) are designed as toothed belts (58). 45

9. Test device according to claim 1, characterized in that the boom (8) is equipped with cantilever means (48) which can be moved laterally between control rod connections (50).

10. Testing device according to claim 1 or 9, characterized in that the cantilever (48) on the boom (8) 50 is designed as a toggle lever (12), the base joints (13, 14) of which can be moved by the displacement device (7) and the knee joint piece (15, 16) is provided with a holder (17) for the test device (11).

11. Test device according to claim 10, characterized in that the legs (28, 29) of the toggle lever (12) are curved in a curve.

12. Test device according to claim 11, characterized in that the knee joint piece (15) to the knee joint (16) by a spindle (18) remotely driven- 60 the motor (21) with reduction gear (41), further by on opposite thread sections ( 19, 20) of the spindle (18), threaded nuts (22, 23) running in pairs of rollers (24, 25) in slideways (26, 27), which at the same time form the base joints (13, 14) of the toggle lever (12) , is movable. 65

13. Test device according to claim 12, characterized in that the spindle (18) lies in the central plane between the split legs (28, 29) to the toggle lever (12).

14. Test device according to claim 13, characterized in that the test device (11) attached to the knee joint piece (15) by means of a holder (17) comprises at least one test head (30), which is actuated by means of a servomotor (31) and a swivel device (32) body to be tested (10) can be moved.

15. Test device according to claim 14, characterized in that the swivel device (32) is pivotable about an axis of rotation (34), at least one test head (30) carrying swivel part (49), for. B. swivel arm or swivel gear includes.

16. Test device according to claims 12 and 14, characterized in that the motors (5, 21, 31) mentioned can be remotely controlled via a remote control device that is spatially separate from the point to be tested (10), and that the respective position of test vehicles ( 1), cantilever means (48), swivel arm (49) or test head (30) can be located using an angle encoder (21, 33, 57).