CH695806A5 - Inspektionsvorrichtung für Kernreaktoren. - Google Patents

Description

  [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Inspektionsvorrichtung zur Prüfung von Schweissungen bzw. Montageschweissungen am Injektor eines Kernreaktors.

[0002] Der Reaktordruckbehälter (RDB) eines Siedewasserreaktors (SWR) hat typisch eine allgemein zylindrische Form und ist an beiden Enden verschlossen, z.B. durch ein bodenseitige Ende und ein abnehmbares oberseitiges Ende, auch Kopf genannt. Im typischen Fall ist über einer Kernplatte im Inneren des RDB im Abstand eine oberseitige Führung vorgesehen. Der Reaktorkern ist in der Regel von einem Kernmantel, kurz "Mantel" genannt, umgeben, der auf einer Mantelträgerstruktur ruht. Der Mantel hat meist eine allgemein zylindrische Form und umgibt sowohl die Kernplatte als auch die oberseitige Führung.

   Zwischen dem zylindrischen Reaktordruckbehälter und dem zylindrisch geformten Mantel liegt ein Abstand oder Ringspalt.

[0003] Bei einem SWR sind im Inneren des Mantelringspalts hohle rohrförmige Injektoren (engl.: jet pumps) angeordnet, um den Reaktorkern mit dem erforderlichen Wasserstrom zu versorgen. Der obere Teil der Injektoren wird als Einlassmischer bezeichnet, ist seitlich zwischen Halteklammern von zwei einander gegenüber hegenden starren Kontaktstellen gehalten und befestigt, und zwar mit einem von der Schwerkraft betätigten Keil. Die Halteklammern stützen den Einlassmischer durch Befestigung am benachbarten Steigrohr des Injektors. Der untere Teil des Injektors, der als Diffusor bezeichnet wird, ist durch eine Gleitverbindung (engl.: slip joint) mit dem Einlassmischer verbunden.

   Die Gleitverbindung zwischen dem Einlassmischer des Diffusors und dem Diffusorkragen des Injektors hat über den Durchmesser eine Betriebstoleranz von etwa 0,38 mm (0,015 ¾ ¾), welche die relative axiale thermische Ausdehnungsbewegung zwischen dem oberen und den unteren Teilen des Injektors aufnimmt und einen vom Arbeitsdruck im Inneren des Injektors abhängigen Sickerfluss ermöglicht.

[0004] Der Einlassmischer und der Diffusor, beides Bestandteile des Injektors, werden wegen ihrer grossen Abmessungen durch Zusammenschweissen aus mehreren zylindrischen Teilen gebildet. Die jeweiligen Enden von benachbarten zylindrischen Abschnitten sind dementsprechend durch eine Umfangsschweissung miteinander verbunden.

   Während des Reaktorbetriebs können die Verbindungen im Bereich der Umfangsschweissungen, die einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt sind, intergranulare Korrosionsrissbildungen (IGSCC) und durch Strahlung ausgelöste Spannungskorrosionsrissbildungen (IASCC) erleiden, was die Strukturfestigkeit des Injektors beeinträchtigen kann.

[0005] Es ist wichtig, dass die Schweissungen des Injektoreinlassmischers und des Diffusors periodisch geprüft werden, um festzustellen, ob Rissbildungen aufgetreten sind. Obwohl man Untersuchungen im Ringspalt oder im Bereich zwischen Mantel und Druckbehälterwand durchführen kann, handelt es sich bei solchen Untersuchungen wegen der Zugänglichkeitsbeschränkungen im Ringspaltbereich des Reaktors normalerweise nur um partielle Untersuchungen.

   Alle Untersuchungen im Ringspalt werden durch zahlreiche Komponenten behindert und weiterhin dadurch eingeschränkt, dass im Ringspalt auch Mantelreparatureinrichtungen angeordnet sein können. Es wäre daher sehr vorteilhaft, wenn die Prüfung der Injektorschweissungen von der Innenseite des Einlassmischers des Injektors und des Injektordiffusors her vorgenommen werden könnte.

[0006] Darum wäre es wünschbar, eine Inspektionsvorrichtung zu bieten, die in der Lage ist, Ultraschall- und/oder Wirbelstromprüfungen von Injektorschweissungen bei einem Kernreaktor aus dem Inneren des Injektoreinlassmischers und des Injektordiffusors heraus zu ermöglichen.

   Es wäre auch wünschbar, eine Inspektionsvorrichtung zu bieten, die ferngesteuert betrieben werden kann und in der Lage ist, Positionsinformationen relativ zu bestimmten Teilen im Innern des Reaktors aufzunehmen oder zu geben.

[0007] Gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung passt eine Inspektionsvorrichtung zur Prüfung von Schweissungen in einem Kernreaktorinjektor in das Innere des Injektors und ermöglicht die Prüfung von Umfangsschweissungen im Einlassmischer des Injektors und im Diffusor des Injektors. Die Inspektionsvorrichtung umfasst eine Rahmenstruktur, die zur Befestigung an einem oberseitigen Flansch des Reaktordruckbehälters (RDB) des Kernreaktors ausgebildet ist. Ein erster Motor ist beweglich mit der Rahmenstruktur und betriebsfähig mit einem flexiblen Antriebskabel verbunden. Mit dem flexiblen Kabel ist ein Werkzeugkopf verbunden.

   Der Werkzeugkopf hat einen ersten Teil, der durch eine erste flexible U-förmige Verbindung mit einem zweiten Teil verbunden ist, und besitzt eine Fühlerbaugruppe, die durch eine zweite flexible U-förmige Verbindung mit dem zweiten Teil verbunden ist.

[0008] Die Rahmenstruktur besitzt einen länglichen Rahmenteil, einen Befestigungsrahmenteil, der sich von einem Endbereich des länglichen Rahmenteils erstreckt, und ein Stützrad, das mit dem anderen Endbereich des länglichen Rahmenteils verbunden ist. Der Befestigungsrahmenteil ist so ausgebildet, dass er am oberseitigen Flansch des Reaktordruckbehälters befestigt werden kann, wenn der Kopf des Reaktordruckbehälters abgenommen ist. Beim Installieren der Inspektionsvorrichtung im RDB greift das Stützrad an der Seitenwand des RDB an.

   Mit dem länglichen Rahmenteil ist eine längliche Schiene verbunden, die sich praktisch über die Länge des Rahmenteils erstreckt.

[0009] Die Fühlerbaugruppe hat ein Fühlergehäuse und mehrere Fühlerarme, die an einem Ende jedes Fühlerarmes schwenkbar mit dem Gehäuse verbunden sind. Jeder Fühlerarm besitzt einen Sensor, der am anderen Ende des Fühlerarmes montiert ist. Die Fühlerarme sind zwischen einer ersten Position, in der die Fühlerarme parallel zu einer Längsachse der Fühlerbaugruppe liegen, und einer zweiten Position beweglich, in der die Fühlerarme in einem Winkel zur Längsachse der Fühlerbaugruppe stehen. In der zweiten Position berühren die Sensoren die innere Oberfläche des Injektors zur Prüfung der Schweissungen. Die angebrachten Sensoren sind Fühler mit Ultraschallwandlern und/oder Fühler mit Wirbelstromwandlern.

   Der erste Motor dreht das Antriebskabel um die Längsachse des Antriebskabels. Die axiale Drehung des Antriebskabels bewirkt, dass sich die Fühlerbaugruppe um die Längsachse des Werkzeugkopfes dreht, und bewegt die Sensoren um den Umfang längs der Innenwand des Injektors.

[0010] Ein zweiter Motor ist auf einem Laufrad befestigt, das mit der länglichen Schiene beweglich verbunden ist. Der zweite Motor bewegt das Laufrad längs der Schiene. Der erste Motor ist ebenfalls am Laufrad befestigt. Die Bewegung des Laufrads längs der Schiene bewegt das flexible Antriebskabel und den daran befestigten Werkzeugkopf, so dass der Werkzeugkopf innerhalb des Reaktordruckbehälters in verschiedenen vertikalen Höhenstellungen in Position gebracht werden kann. Mit dem Diffusoreinlass ist eine Einsatzbaugruppe verbunden.

   Die Einsatzbaugruppe ist so bemessen, dass sie den Werkzeugkopf und das angeschlossene flexible Antriebskabel aufnimmt und den Werkzeugkopf sowie das flexible Antriebskabel durch den Injektoreinlass in den Injektor führt. Die Einsatzbaugruppe hat einen länglichen Rohrteil, an dessen einem Ende ein Positionierungskonus angebracht ist, und eine Befestigungsklammer, die am anderen Ende des Rohrteils befestigt ist.

[0011] Die Befestigungsklammer ist so ausgebildet, dass sie am Saugeinlass des Injektors angeklammert werden kann. Die Befestigungsklammer hat ausserdem eine Platte, die mit dem Rohrteil verbunden ist. Die Platte besitzt eine Kerbe oder Aussparung, die zur Aufnahme der Seitenwand des Saugeinlasses des Injektors bemessen ist.

   Die Befestigungsklammer besitzt ferner einen schwenkbar mit der Platte verbundenen Befestigungsarm sowie ein Schaltrad ("Ratsche"), das mit dem Verbindungsarm verbunden ist. Der Befestigungsarm kann durch Anspannen der Schaltradeinrichtung zum Eingriff am Injektoreinlass gebracht werden.

[0012] Die beschriebene Inspektionsvorrichtung gestattet Ultraschall- und/oder Wirbelstromprüfungen der Injektorschweissungen von der Innenseite des Einlassmischers des Injektors und des Injektordiffusors in einem Kernreaktor, ohne dass der Injektor zerlegt werden muss. Auch kann das Inspektionswerkzeug durch Fernbedienung betrieben werden und ermöglicht eine Positionsinformation im Verhältnis zu bestimmten Teilen im Innern des Reaktors.

[0013] In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

   Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>die teilweise abgebrochene Schnittansicht des Druckbehälters eines Siedewasserkernreaktors;


  <tb>Fig. 2<sep>die teilweise abgebrochene perspektivische und vergrösserte Ansicht einer Injektoranordnung im Reaktor von Fig. 1;


  <tb>Fig. 3<sep>die Seitenansicht einer Inspektionsvorrichtung gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 4<sep>die Seitenansicht des Werkzeugkopfes des Inspektionsapparats von Fig. 3;


  <tb>Fig. 5<sep>die Seitenansicht des in Fig. 4 dargestellten Werkzeugkopfs mit den Fühlerarmen in vollständig eingefahrener Stellung; und


  <tb>Fig. 6<sep>die Seitenansicht des in Fig. 4 gezeigten Werkzeugkopfs mit den Fühlerarmen in vollständig ausgefahrener Stellung.

[0014] Fig. 1 zeigt eine teilweise abgebrochene Schnittansicht des Reaktordruckbehälters (RDB) 10 eines Siedewasserkernreaktors. Der RDB 10 hat eine allgemein zylindrische Form und ist an einem Ende durch ein bodenseitiges Ende 12 und an dem anderen Ende durch eine abnehmbare Verschlusskappe 14, auch Kopf genannt, verschlossen. Eine Seitenwand 16 erstreckt sich vom bodenseitigen Ende 12 zum Kopf 14. Die Seitenwand 16 besitzt am oberen Ende einen Flansch 18. Der Kopf 14 ist mit dem Flansch 18 verbunden. Der Reaktorkern 22 ist von einem zylindrischen Kernmantel 20 umgeben. Der Mantel 20 wird an einem Ende von einem Mantelträger 24 gehalten und hat am anderen Ende einen abnehmbaren Mantelkopf 26.

   Zwischen dem Mantel 20 und der Seitenwand 16 ist ein Ringspalt 28 angeordnet. Ein ringförmig ausgebildetes Pumpendeck 30 (engl.: pump deck) erstreckt sich zwischen dem Mantelträger 24 und der Seitenwand 16 des RDB. Das Pumpendeck 30 hat mehrere kreisförmige Öffnungen 32, wobei jede Öffnung eine Injektoranordnung 34 aufnimmt. Die Injektoranordnungen 34 sind um den Umfang des Kernmantels 20 verteilt angeordnet.

[0015] Im Inneren des Kerns 20 wird mit einem Kernbrennstabbündel 36 aus spaltfähigem Material Wärme erzeugt. Durch den Kern 22 wird Wasser nach oben zirkuliert und mindestens teilweise in Dampf umgewandelt. Die Dampfseparatoren 38 trennen den Dampf vom Wasser, das rezirkuliert wird. Restwasser wird durch Dampftrockner 40 aus dem Dampf abgeschieden.

   Der Dampf tritt durch einen Dampfauslass 42 in der Nähe des Behälterkopfteils 14 aus dem RDB 10 aus.

[0016] Die Menge der im Kern 22 erzeugten Wärme wird durch Einführen und Herausziehen von Steuerstäben 44 aus einem Neutronen-absorbierendem Material, z.B. aus Hafnium, gesteuert. In dem Masse, in welchem der Steuerstab 44 in die Brennstabbündel 36 eingeführt wird, absorbiert dieser Neutronen, die sonst für die im Kern 22 Wärme erzeugende Kettenreaktion verfügbar wären. Zur vertikalen Bewegungsführung der Steuerstäbe 44 beim Einführen und Herausziehens der Steuerstäbe mittels der Steuerstabantriebe 48 dienen die Steuerstabführungsrohre 46. Der Steuerstabantrieb 48 erstreckt sich durch das bodenseitige Ende 12.

[0017] Die Brennstabbündel 36 werden mittels einer Kernplatte 50 ausgerichtet, die an der Basis des Kerns 22 angeordnet ist.

   Eine oberseitige Führung 52 dient zur Ausrichtung der Bündel 36 beim Absenken in den Kern. Die Kernplatte 50 und die kopfseitige Führung 52 sind am Kernmantel 20 befestigt.

[0018] Fig. 2 zeigt die perspektivische und teilweise abgebrochene Ansicht einer Injektoranordnung 34. Die Einlassdüse 54 erstreckt sich durch die Seitenwand 16 des RDB 10 und ist mit einer Injektoranordnung 34 verbunden. Die Injektoranordnung 34 umfasst eine thermische Hülse 56, die sich durch die Düse 54 erstreckt, ein unteres Knie (in Fig. 2 nur teilweise sichtbar) und ein Steigrohr 58. Das Steigrohr 58 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zum Mantel 20 und zwischen diesem und der Seitenwand 16 des RDB. Die Steigrohrstützen 60 stabilisieren das Steigrohr 58 im Innern des RDB 10.

[0019] Das Steigrohr 58 ist durch einen Übergang 64 mit zwei Injektoren 62 verbunden.

   Jeder Injektor 62 besitzt eine Injektordüse 66, einen Saugeinlass 68, einen Einlassmischer 70 und einen Diffusor 72. Die Injektordüse 66 ist im Saugeinlass 68 angeordnet, der an einem ersten Ende 74 des Einlassmischers 70 angebracht ist. Der Diffusor 72 ist durch eine Gleitverbindung 78 mit einem zweiten Ende 76 des Einlassmischers 70 verbunden. Wegen ihrer grossen Abmessungen ist sowohl der Einlassmischer 70 als auch der Diffusor 72 aus mehreren zylindrischen Sektionen gebildet. Die zylindrischen Sektionen sind durch die Umfangsschweissungsverbindungen 80 miteinander verbunden.

[0020] Fig. 3 zeigt die Seitenansicht einer Inspektionsvorrichtung 82 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

   Die Inspektionsvorrichtung 82 hat eine Rahmenstruktur 84, die so ausgebildet ist, dass sie am oberseitigen Flansch 18 des Reaktordruckbehälters 10 befestigt werden kann.

[0021] Die Rahmenstruktur 84 besitzt einen länglichen Rahmenteil 86, einen Befestigungsrahmenteil 88, der sich von einem ersten Endbereich 90 des länglichen Rahmenteils 86 erstreckt, und ein Stützrad 92, das mit einem zweiten Endbereich 94 des länglichen Rahmenteils 86 verbunden ist. Der Befestigungsrahmenteil 88 ist zur Befestigung am oberseitigen Flansch 18 des Reaktordruckbehälters 10 ausgebildet, wenn der Reaktorkopf 14 entfernt wird. Insbesondere umfasst der Befestigungsrahmenteil 88 eine Bolzenöffnung 96, die so bemessen ist, dass sie einen RDB-Kopfbolzen 98 aufnimmt. Wenn die Inspektionsvorrichtung 82 in einem RDB 10 eingebaut ist, liegt das Stützrad 92 an der Seitenwand 16 des RDB 10.

   Am ersten Endbereich 90 des Rahmenteils 86 ist eine Hebeöse 100 angebracht, um das Heben der Inspektionsvorrichtung 82 in eine Stellung im RDB 10 zu erleichtern. Am Rahmenteil 86 ist eine längliche Schiene 102 befestigt. Die Schiene 102 erstreckt sich von einem ersten Endbereich 90 zu einem zweiten Endbereich 94 des Rahmenteils 86. Ein Laufrad 104 ist beweglich mit der Schiene 102 verbunden und längs der Länge der Schiene 102 beweglich. Ein zweiter Motor 106 ist am Laufrad 104 befestigt und steht in Arbeitsverbindung mit der Schiene 102. Der Betrieb des zweiten Motors 106 bewirkt, dass sich das Laufrad 104 längs der Schiene 102 bewegt.

[0022] Ein erster Motor 108 ist auf einem Laufrad 104 befestigt und in Arbeitsverbindung mit einem ersten Ende 110 eines flexiblen Antriebskabels 112 verbunden.

   Der erste Motor 108 ist ferner mit einem Getriebekasten 114 verbunden, der durch eine Kupplung 118 mit einer Antriebswelle 116 verbunden ist. Die Antriebswelle 116 ist am ersten Ende 110 des flexiblen Antriebskabels 112 befestigt. Der Werkzeugkopf 120 ist mit dem zweiten Ende 122 des flexiblen Kabels 112 verbunden. Beim Betrieb des ersten Motors 108 dreht sich das Antriebskabel 112 um seine Längsachse. Der Betrieb des zweiten Motors 106 bewirkt, dass sich das Laufrad 104 längs der Schiene 102 bewegt, wodurch der Werkzeugkopf 120 in verschiedene Positionen im RDB 10 gebracht und positioniert werden kann. Im typischen Fall ist die Rahmenstruktur 84 am RDB 10 so befestigt, dass der Rahmenteil 86 vertikal längs der RDB-Seitenwand 16 liegt.

   Demzufolge bewirkt die Bewegung des Laufrads 104 längs der vertikal angeordneten Schiene 102 die vertikale Positionierung des Werkzeugkopfs 102 im RDB 10. Eine (nicht dargestellte) Bewegungssteuerung steht mit dem Laufrad 104 in Arbeitsverbindung und steuert die Bewegung und Stellung des Werkzeugkopfs 120. Hierzu kann jede bekannte und geeignete Bewegungssteuerung verwendet werden.

[0023] Fig. 4 zeigt die Seitenansicht eines Werkzeugkopfs 120 der Inspektionsvorrichtung 82. Der Werkzeugkopf 120 umfasst einen ersten Teil 124, der durch eine flexible U-Verbindung 128 mit einem zweiten Teil 126 verbunden ist, wobei eine Fühlerbaugruppe 130 durch eine zweite flexible U-Verbindung 132 mit dem zweiten Teil 126 verbunden ist. Mit dem Ende der Fühlerbaugruppe 130 ist eine Kalibrierhülse 133 verbunden.

   Die Fühlerbaugruppe 130 umfasst ein Fühlergehäuse 134 und drei Fühlerarme 136 (nur ein Arm dargestellt), die an einem ersten Ende 138 jedes Fühlerarms 136 schwenkbar mit dem Gehäuse 134 verbunden sind. Jeder Fühlerarm 136 besitzt einen Sensor 140, der mit dem zweiten Ende 142 des jeweiligen Fühlerarms 136 verbunden ist.

[0024] Die Inspektionsvorrichtung 82 besitzt eine Einsatzbaugruppe 144, die mit dem Saugeinlass 68 des Injektors 62 in Verbindung gebracht wird. Die Einsatzbaugruppe 144 ist so bemessen, dass sie den Werkzeugkopf 120 und das angeschlossene flexible Antriebskabel 112 umfasst und den Werkzeugkopf 120 durch den Saugeinlass 68 in den Injektor 62 bewegt.

   Die Einsatzbaugruppe 144 hat einen länglichen Rohrteil 146, einen Positionierungskonus 148, der mit einem ersten Ende 150 des Rohrteils 146 verbunden ist, sowie eine Befestigungsklammer 152, die am zweiten Ende 154 des Rohrteils 146 befestigt ist. Die Befestigungsklammer 152 ist so ausgebildet, dass sie mit dem Injektor 62 am Saugeinlass 68 verbunden werden kann. Die Befestigungsklammer 152 besitzt ferner eine Platte 156, die an dem Rohrteil 146 befestigt ist. Die Platte 156 hat eine Kerbe oder Ausnehmung 158, die zur Aufnahme einer Seitenwand 160 des Injektors 62 bemessen ist. Die Befestigungsklammer 152 hat ferner einen Befestigungsarm 162, der schwenkbar mit der Platte 156 verbunden ist, und eine Schnarre oder Schaltradeinrichtung (engl.: ratchet) 164, die mit dem Befestigungsrahmen 162 verbunden ist.

   Der Befestigungsarm 162 wird durch Anspannen der Schaltradeinrichtung in Eingriff mit der Injektorseitenwand 160 gebracht.

[0025] In den Fig. 5 und 6 sind die Fühlerarme 136 verschwenkbar zwischen einer ersten Position (in Fig. 5 dargestellt), in der die Fühlerarme 136 parallel zur Längsachse der Fühlerbaugruppe 130 liegen, und einer zweiten Position (in Fig. 6 dargestellt) verschwenkbar, in der die Fühlerarme 136 in einem Winkel zur Längsachse der Fühlerbaugruppe 130 stehen. In der zweiten Stellung berühren die Sensoren 140 die innere Oberfläche des Injektors 62 zur Prüfung der Schweissverbindungen 80. Ein im zweiten Teil des Werkzeugkopfs 126 angeordneter pneumatischer Zylinder 166 ist arbeitsfähig durch den Fühlerträgerarm bzw. die Fühlerträgerarme 168 mit den Fühlerarmen verbunden.

   Die Trägerarme 168 sind zwischen einem ersten Ende 170 und einem zweiten Ende 172 der Fühlerarme 136 schwenkbar mit diesen verbunden. Die Trägerarme 168 sind auch gleitend mit dem Fühlergehäuse 134 und betriebsfähig mit dem pneumatischen Zylinder 166 verbunden. Die Betätigung des pneumatischen Zylinders 166 bewirkt, dass sich die Trägerarme 168 längs einer am Fühlergehäuse 130 angebrachten Schiene 174 bewegen, wodurch die Fühlerarme 136 zwischen der ersten Position (siehe Fig. 5) und der zweiten Position (siehe Fig. 6) bewegt werden.

[0026] Die Sensoren 140 sind Fühler mit Ultraschallwandlern oder Wirbelstromwandlern. Dabei kann die Fühlerbaugruppe 130 je nach Art der gewünschten Prüfung, d.h. einer volumetrischen Prüfung und/oder Oberflächenprüfung, jede hierzu erforderliche Kombination an Ultraschallwandlern und/oder Wirbelstromwandlern.

   Die Kalibrierungshülse 133 besitzt zur Sicherstellung optimaler Arbeitsparameter während der Schweissstellenprüfung an der Innenfläche eine Aussparung zur Prüfung der Parameter eines Wirbelstromsignals und an der Aussenoberfläche eine Aussparung zur Kontrolle der Parameter eines Ultraschallwandlersignals. Vor der Installation der Inspektionsvorrichtung 82 im Injektor 62 wird eine vollständige Kalibrierung der Sensoren 140 vorgenommen.

[0027] Zur Prüfung der Schweissverbindungen 80 wird die Inspektionsvorrichtung 82 in einem RDB 10 durch Befestigung des Rahmenteils 88 mit einem kopfseitigen Bolzen 98 am oberen Flansch 18 des RDB befestigt.

   Nach dem Einbau befindet sich der Rahmenteil 86 in einer vertikalen Stellung, wobei das Stützrad 92 an der Seitenwand 16 des RDB anliegt.

[0028] Die Einsatzbaugruppe 144 wird durch Positionierung des Rohrteils 146 im Saugeinlass 68 mit der Injektorseitenwand 160 in der Kerbe 158 der Platte 156 im Injektor 62 angeordnet.

   Dann wird die Schaltradeinrichtung 164 betätigt, um den Eingriffsarm zum Eingriff mit der Seitenwand 160 durch Anklammerung der Einsatzbaugruppe 144 am gewünschten Ort zu bringen.

[0029] Dann wird die Fühlerbaugruppe 130 neben der Injektorschweissverbindung 80 angeordnet, so dass diese durch Aktivieren des zweiten Motors 106 und der dadurch bewirkten Bewegung des Laufrads 104 längs der Schiene 102 abgetastet ("gescanned") werden kann, wobei sich das flexible Antriebskabel 112 und der Werkzeugkopf 120 vom Boden der Rahmenstruktur 84 und senkrecht nach unten gegen die Einsatzbaugruppe 144 bewegen, die am Injektor 62 befestigt ist. Der Werkzeugkopf 130 wird durch den Führungskonus 148 eingeführt und durch den Rohrteil 146 in den Injektor 62 gebracht. Bei der vorbestimmten Vertikalposition neben der Schweissstelle 80 wird der zweite Motor 106 angehalten.

   Dann werden die Fühlerarme 136 durch Betätigung des pneumatischen Zylinders ausgefahren, wodurch die Trägerarme 168 längs der Schiene 174 gleiten und die Fühlerarme 136 mit den Sensoren 140 in Kontakt mit der inneren Oberfläche der Seitenwand 160 des Injektors 62 und so in die Abtast-Position geführt werden.

[0030] Zum Abtasten bzw. Scannen der Schweissverbindung 80 wird der erste Motor 108 in Tätigkeit gesetzt, um das flexible Antriebskabel 112 um seine Achse zu drehen, wodurch die Sensoren 140 am Umfang der Schweissstelle 80 entlang bewegt werden. Ein (nicht dargestelltes) Datensammlungssystem dient dazu, um die von den Sensoren 140 aufgenommenen Abtastdaten aufzuzeichnen. Der erste Motor 108 wird angehalten, wenn das Abtasten vollständig ist.

   Die Fühlerarme 136 werden dann mindestens teilweise eingefahren, so dass die Sensoren 140 nicht mehr im Kontakt mit der Seitenwand 160 stehen. Der zeite Motor 106 wird dann in Tätigkeit gesetzt, um das Laufrad 104 zu betätigen, wodurch die Fühlerbaugruppe 130 in eine andere Position neben einer anderen Schweissstelle bzw. Schweissverbindung 80 gebracht wird. Die Fühlerarme 136 werden dann wie oben beschrieben ausgefahren und die gewünschte Schweissverbindung 80 wie oben beschrieben abgetastet.

[0031] Zur Entnahme der Inspektionsvorrichtung 82 aus dem RDB 10 werden die Fühlerarme 136 vollständig eingefahren und das Laufrad 104 nach oben bewegt, um zu bewirken, dass der Werkzeugkopf 130 durch den Injektor 62 und dessen Rohrteil 146 der Einführungsbaugruppe 144 ausgefahren wird.

   Nach dem vollständigen Einschieben des Werkzeugkopfs 130 wird die Einsatzbaugruppe 144 aus dem Injektor 62 durch Entspannung der Schaltradeinrichtung 164 entfernt, was bewirkt, dass sich der Befestigungsarm 162 sich von der Seitenwand 160 des Injektors 62 entfernt. Die Einsatzbaugruppe 144 kann dann aus dem Injektor 62 entnommen werden. Die Rahmenstruktur 84 wird dann entnommen, indem der Kopfbolzen 98 entfernt und die Rahmenstruktur durch Verwendung der Hebeöse 100 aus dem RDB 10 herausgehoben wird.

[0032] Die oben beschriebene Inspektionsvorrichtung 82 kann Ultraschall- und/oder Wirbelstromprüfungen von Injektorschweissverbindungen 80 von der Innenseite des Injektors bzw. von der Innenseite des Einlassmischers und Diffusors 72 eines Injektors bei einem Kernreaktor 10 durchführen, ohne dass der Injektor 62 zerlegt werden muss.

   Die Inspektionsvorrichtung kann auch fernbedient werden, und mit einer einzigen Einführung in den Injektor 62 können mehrere Schweissverbindungen 80 untersucht werden.

[0033] Obwohl die Erfindung oben in Zusammenhang mit bestimmten besonderen Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht sich für Fachleute, dass die Erfindung im Rahmen der Ansprüche auch modifiziert werden kann.

Claims (20)

1. Inspektionsvorrichtung (82) zum Prüfen von Schweissungen eines Injektors (62) eines Kernreaktors, wobei der Injektor einen Einlassmischer (70) und einen Diffusor (72), beides Bestandteile des Injektors (62) mit zu prüfenden Schweissungen, besitzt, wobei der Kernreaktor einen Reaktordruckbehälter (10) mit einem oberseitigen Flansch (18) zum Befestigen der Inspektionsvorrichtung daran aufweist, wobei die Inspektionsvorrichtung umfasst: eine Rahmenstruktur (84), die zur Befestigung an dem oberseitigen Flansch des Reaktordruckbehälters ausgebildet ist; einen ersten Motor (108), der auf der Rahmenstruktur befestigt ist; ein flexibles Antriebskabel (112), das arbeitsfähig mit dem ersten Motor verbunden ist;

einen Werkzeugkopf (120), der mit dem flexiblen Antriebskabel verbunden ist, wobei der Werkzeugkopf eine Fühlerbaugruppe (130) besitzt, die um eine Längsachse des Werkzeugkopfes drehbar ist; eine Einsatzbaugruppe (144), die zur Verbindung mit einem Saugeinlass (68) des Injektors ausgebildet ist, wobei die Einsatzbaugruppe zur Aufnahme des Werkzeugkopfes und des flexiblen Antriebskabels und zur Führung des Werkzeugkopfes und des flexiblen Antriebskabels in den Saugeinlass des Injektors bemessen ist.

2. lnspektionsvorrichtung (82) nach Anspruch 1, bei welcher die Rahmenstruktur (84) umfasst: einen länglichen Rahmenteil (86) mit einem ersten Endbereich (90) und einem zweiten Endbereich (94); einen Befestigungsrahmenteil (88), der sich von dem ersten Endbereich (90) des länglichen Rahmenteils erstreckt, wobei der Befestigungsrahmenteil zur Befestigung am oberseitigen Flansch (18) des Reaktordruckbehälters (10) ausgebildet ist; und ein Stützrad (92), das mit dem zweiten Endbereich des länglichen Rahmenteils verbunden ist.

3. Inspektionsvorrichtung (82) nach Anspruch 2, bei welcher die Rahmenstruktur (84) umfasst: eine längliche Schiene (102), die an dem länglichen Rahmenteil (86) befestigt ist, und ein Laufrad (104), das beweglich mit der Schiene verbunden ist, wobei der erste Motor (108) an dem Laufrad befestigt ist und zur Drehung des Antriebskabels (112) um die Längsachse des Antriebskabels befähigt ist, wobei die axiale Drehung des Antriebskabels bewirkt, dass sich die Fühler-Baugruppe (130) um die Längsachse des Werkzeugkopfes (120) dreht.

4. Inspektionsvorrichtung (82) nach Anspruch 1, bei welcher der Werkzeugkopf (120) ausserdem einen ersten Teil (124) besitzt, der durch ein erstes flexibles U-Verbindungsstück (128) mit einem zweiten Teil (126) verbunden ist, wobei der zweite Teil durch ein zweites flexibles U-Verbindungsstück (132) mit der Fühlerbaugruppe (130) verbunden ist.

5. Inspektionsvorrichtung (82) nach Anspruch 1, bei welcher die Fühlerbaugruppe (130) ein Fühlergehäuse (134) und mehrere Fühlerarme (136) besitzt, wobei jeder Fühlerarm ein erstes Ende (138) sowie ein zweites Ende (142) hat, jeweils an seinem ersten Ende schwenkbar mit dem Fühlergehäuse verbunden ist und einen Sensor (140) aufweist, der mit dem zweiten Ende des Fühlerarmes verbunden ist, wobei die Fühlerarme zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verschwenkbar sind, wobei die Fühlerarme in der ersten Stellung parallel zu einer Längsachse der Fühlerbaugruppe und in der zweiten Stellung in einem Winkel zu der Längsachse der Fühlerbaugruppe verlaufen.

6. Inspektionsvorrichtung (82) nach Ansprach 5, bei welcher, die Fühlerbaugruppe (130) drei Fühlerarme (136) besitzt.

7. Inspektionsvomehrung (82) nach Anspruch 5, bei welcher der Sensor (140) einen Ultraschallwandler oder einen Wirbelstromwandler als Fühler besitzt.

8. Inspektionsvorrichtung (82) nach Anspruch 1, bei welcher die Einsatzbaugruppe (144) einen länglichen Rohrteil (146) mit einem ersten Ende (150) und einem zweiten Ende (154), einem Ortungskonus (148), der mit dem ersten Ende des Rohrteils verbunden ist, und eine Befestigungsklammer (152) besitzt, die zum Anklammern an dem Saugeinlass (68) des Injektors ausgebildet ist.

9. Inspektionsvorrichrung (82) nach Anspruch 8, bei welcher die Befestigungsklammer (152) eine Platte (156) besitzt, die mit dem zweiten Ende (154) des Rohrteils (146) verbunden ist, wobei die Platte eine Kerbe (158) aufweist, die zur Aufnahme eines Endes des Saugeinlasses (68) des Injektors bemessen ist.

10. Inspektionsvorrichtung (82) nach Anspruch 9, bei welcher die Befestigungsklammer (152) ausserdem einen Befestigungsarm (162), der schwenkbar an der Platte (156) befestigt ist, und eine Schaltradeinrichtung (164) besitzt, die mit dem Befestigungsarm verbunden ist, wobei der Befestigungsarm zum Eingriff am Saugeinlass (68) des Injektors durch Anspannen der Schaltradeinrichtung beweglich ist.

11. Verfahren zur Prüfung von Schweissungen bei einem Injektor (62) eines Kernreaktors aus dem Inneren des Injektors, wobei der Kernreaktor einen Reaktordruckbehälter (10) mit einem oberseitigen Flansch (18) und der Injektor einen Saugeinlass (68) besitzt, bei welchem Verfahren eine Inspektionsvorrichtung (82), nach Anspruch 1, im Betrieb mit dem Reaktordruckbehälter verbunden wird, wobei die Inspektionsvorrichtung aufweist: eine Rahmenstruktur (84), die zur Befestigung an dem oberseitigen Flansch des Reaktordruckbehälters ausgebildet ist; einen ersten Motor (108), der auf der Rahmenstruktur befestigt ist; ein flexibles Antriebskabel (112), das arbeitsfähig mit dem erstem Motor verbunden ist;

einen Werkzeugkopf (120), der mit dem flexiblen Antriebskabel verbunden ist, wobei der Werkzeugkopf eine Fühlerbaugruppe (130) besitzt, die um eine Längsachse des Werkzeugkopfes drehbar ist; eine Einsatzbaugruppe (144), die zur Verbindung mit einem Saugeinlass des Injektors ausgebildet ist, wobei die Einsatzbaugruppe zur Aufnahme des Werkzeugkopfes und des flexiblen Antriebskabels und zur Führung des Werkzeugkopfes und des flexiblen Antriebskabels in den Saugeinlass des Injektors (70) bemessen ist; die Fühlerbaugruppe in den Injektor eingeführt wird; wobei die Fühlerbaugruppe neben einer Schweissung (80) im Injektor positioniert und die Schweissung mit der Inspektionsvorrichtung (82) abgetastet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem die Rahmenstruktur (84) umfasst: einen länglichen Rahmenteil (86) mit einem ersten Endbereich (90) und einem zweiten Endbereich (94); einen Befestigungsrahmenteil (88), der sich von dem ersten Endbereich (90) des länglichen Rahmenteils erstreckt, wobei der Befestigungsrahmenteil zur Befestigung am oberseitigen Flansch (18) des Reaktordruckbehälters (10) ausgebildet ist; und ein Stützrad (92), das mit dem zweiten Endbereich des länglichen Rahmenteils verbunden ist; und wobei die Inspektionsvorrichtung (82) mit dem Reaktordruckbehälter verbunden wird, indem man den Befestigungsrahmenteil (88) am oberseitigen Flansch des Reaktordruckbehälters befestigt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem die Rahmenstruktur (84) umfasst: eine längliche Schiene (102), die an dem länglichen Rahmenteil (86) befestigt ist, und ein Laufrad (104), das beweglich mit der Schiene verbunden ist, wobei der erste Motor (108) am Laufrad befestigt ist, wobei der erste Motor zur Drehung des Antriebskabels (112) um die Längsachse des Antriebskabels befähigt ist und die axiale Drehung des Antriebskabels bewirkt, dass sich die Fühlerbaugruppe (130) um die Längsachse des Werkzeugkopfes (120) dreht, und wobei beim Positionieren der Inspektionsvorrichtung das Laufrad längs der Schiene bewegt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem der Werkzeugkopf (120) ausserdem einen ersten Teil (124) umfasst, der durch ein erstes flexibles U-Verbindungsstück (128) mit einem zweiten Teil (126) verbunden wird, wobei der zweite Teil durch ein zweites flexibles U-Verbindungsstück (132) mit der Fühlerbaugruppe (130) zu verbinden ist.

15. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem die Fühlerbaugruppe (130) ein Fühlergehäuse (134) und mehrere Fühlerarme (136) mit jeweils einem ersten Ende (138) und einem zweiten Ende (142) aufweist, wobei jeder Fühlerarm an seinem ersten Ende schwenkbar mit dem Fühlergehäuse verbunden ist und einen Sensor (140) aufweist, der mit dem zweiten Ende des Fühlerarmes verbunden ist, wobei die Fühlerarme zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschwenkbar sind, wobei die Fühlerarme in der ersten Stellung parallel zu einer Längsachse der Fühlerbaugruppe und in der zweiten Stellung in einem Winkel zu der Längsachse der Fühlerbaugruppe stehen, wobei das Abtasten der Schweissung (80) das Schwenken der Fühlerarme aus der ersten Position in die zweite Position umfasst, derart, dass sich die Sensoren mit der innenseitigen Oberfläche des Injektors (62)

in Kontakt befinden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Fühlerbaugruppe (130) drei Fühlerarme (136) und drei Sensoren (140) besitzt und wobei das Abtasten der Schweissung (80) das Verschwenken der drei Fühlerarme aus der ersten Position in die zweite Position umfasst, so dass sich die drei Sensoren mit der innenseitigen Oberfläche des Injektors (62) in Kontakt befinden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Sensoren (140) mindestens einen Ultraschallwandler oder einen Wirbelstromwandler als Fühler verwenden.

18. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Einsatzbaugruppe (144) einen länglichen Rohrteil (146) mit einem ersten Ende (150) und einem zweiten Ende (154), einen Ortungskonus (148), der mit dem ersten Ende des Rohrteils verbunden ist, und eine Befestigungsklammer (152) besitzt, die zum Anklammern an dem Saugeinlass (68) des Injektors ausgebildet ist, und wobei die Inspektionsvorrichtung (82) mit dem Reaktordruckbehälter (10) durch Anklammern der Befestigungsklammer an den Saugeinlass des Injektors verbunden wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Befestigungsklammer (152) eine Platte (156) besitzt, die mit dem zweiten Ende (154) des Rohrteils (146) verbunden ist, wobei die Platte eine Kerbe (158) aufweist, die zur Aufnahme eines Endes des Saugeinlasses (68) des Injektors bemessen ist, und das Anklammern der Befestigungsklammer an den Saugeinlass des Injektors das Positionieren der Befestigungsklammer umfasst, so dass das Ende des Saugeinlasses des Injektors in der Kerbe der Platte positioniert wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Befestigungsklammer (152) ausserdem einen Befestigungsarm (162), der schwenkbar an der Platte (156) befestigt ist, und eine Schaltradeinrichtung (164) besitzt, die mit dem Befestigungsarm verbunden ist, wobei der Befestigungsarm zum Eingriff am Saugeinlass (68) des Injektors durch Anspannen der Schaltradeinrichtung beweglich ist, und wobei das Befestigen der Befestigungsklammer am Saugeinlass des Injektors das Anspannen der Schaltradeinrichtung umfasst, um den Befestigungsarm mit dem Injektor (62) in Eingriff zu bringen.