CH709123A2 - Inspektionswerkzeug und Verfahren zum Inspizieren einer Reaktorkomponente. - Google Patents

Abstract

Ein erfindungsgemässes Inspektionswerkzeug umfasst eine Installationsplattform (210) und einen Scankopf (220). Der Scankopf (220) kann dafür ausgelegt sein, eine Indexbewegung, eine Theta-Bewegung, eine Handgelenksausklappbewegung und eine Scanbewegung auszuführen. Während der Scanbewegung wandert ein Transducer des Scankopfes (220) auf einem umlaufenden Weg, um so eine Inspektion einer Fläche zu ermöglichen, die einer Fläche gegenüberliegt, auf welcher die Installationsplattform (210) montiert ist. Das Inspektionswerkzeug kann zum Inspizieren einer Reaktorkomponente, wie z.B. einem Strahlpumpensteigrohr, in einem Kernreaktor verwendet werden.

Description

HINTERGRUND

Gebiet der Erfindung

[0001] Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Inspektionswerkzeug und ein Verfahren zum Inspizieren eines Kernreaktors unter Verwendung desselben.

Beschreibung des Standes der Technik

[0002] FIG. 1 ist eine Teilschnittansicht eines Reaktordruckgefässes eines herkömmlichen Siedewasserkernreaktors (BWR). Mit Verweis auf FIG. 1 wird eine Strahlpumpengruppe in einem ringförmigen Raum zwischen dem Reaktordruckgefäss 100 und der Kernhülle 102 angeordnet. Das Strahlpumpensteigrohr 104 der Strahlpumpengruppe ist an der Innenwand des Reaktordruckgefässes 100 mit einer Strahlpumpensteigrohrstütze 106 gesichert. Insbesondere umfasst die Strahlpumpensteigrohrstütze 106 einen Jochabschnitt und Seitenelemente, die sich vom Jochabschnitt aus erstrecken, um so einem dreiseitigen Quadrat oder Rechteck zu ähneln. Der Jochabschnitt der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 liegt zwischen dem Strahlpumpensteigrohr 104 und der Kernhülle 102. Der Jochabschnitt der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 ist an das Strahlpumpensteigrohr 104 angeschweisst. Das Strahlpumpensteigrohr 104 liegt zwischen den Seitenelementen der Strahlpumpensteigrohrstütze 106. Die proximalen Enden der Seitenelemente sind mit dem Jochabschnitt verbunden, während die distalen Enden der Seitenelemente an die Innenwand des Reaktordruckgefässes 100 angeschweisst.

[0003] Die Schweissstelle zwischen dem Jochabschnitt der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 und dem Strahlpumpensteigrohr 104 kann im Laufe der Zeit Risse bilden. Obwohl Anstrengungen unternommen werden, die Intaktheit der Schweissung zu überwachen, ist ein Zugang zur Schweissstelle relativ schwierig und eingeschränkt. Zum Beispiel sind optische Inspektionsverfahren verwendet worden, um die Schweissung zu untersuchen, solche Verfahren sind jedoch sowohl in Bezug auf ihre Genauigkeit und ihre Zugänglichkeit relativ beschränkt. Diese Beschränkungen haben bewirkt, dass es für Reaktorbetreiber relativ schwierig ist, die Intaktheit der Schweissung vollständig zu untersuchen und zu analysieren. Im Ergebnis dessen sind Probleme mit Regulierungsbehörden aufgetreten und ist der Reaktorbetrieb eingeschränkt.

Kurze Beschreibung der Beispiel-Ausführungsformen

[0004] Ein Verfahren zum Inspizieren einer Reaktorkomponente in einem Kernreaktor kann das Absenken eines Inspektionswerkzeugs in das Reaktordruckgefäss des Kernreaktors umfassen. Das Inspektionswerkzeug kann eine Installationsplattform und einen Scankopf umfassen. Das Verfahren kann ausserdem das Befestigen der Installationsplattform des Inspektionswerkzeugs an einer ersten Fläche der Reaktorkomponente innerhalb des Reaktordruckgefässes umfassen. Das Verfahren kann ferner das Bewegen des Scankopfes des Inspektionswerkzeugs rund um die Reaktorkomponente zu einer gegenüberliegenden zweiten Fläche der Reaktorkomponente umfassen.

[0005] Ein Inspektionswerkzeug kann eine Installationsplattform und einen Scankopf umfassen. Die Installationsplattform kann einen Grundrahmen und einen längslaufenden Positionierungsstab umfassen, der mit dem Grundrahmen verbunden ist. Die Installationsplattform kann eine Breite haben, die einer x-Achse entspricht, eine Länge, die einer y-Achse entspricht, und eine Dicke, die einer z-Achse entspricht. Der längslaufende Positionierungsstab kann sich entlang der x-Achse erstrecken. Der Scankopf kann mit dem längslaufenden Positionierungsstab der Installationsplattform verbunden sein. Der Scankopf kann dafür ausgelegt sein, sich entlang der y-Achse über den längslaufenden Positionierungsstab zu bewegen. Der Scankopf kann einen Körperteil und einen Scanarm umfassen. Der Körperteil kann ein erstes Ende und ein zweites Ende umfassen. Der Scanarm kann ein proximales Ende, ein distales Ende und einen Transducer umfassen, der am distalen Ende angeordnet ist. Das proximale Ende des Scanarms kann mit dem Körperteil des Scankopfes verbunden sein. Der Scankopf kann für den Übergang zwischen einem zurückgezogenen Zustand und einem ausgefahrenen Zustand ausgelegt sein. Der Transducer kann dem zweiten Ende des Körperteils im zurückgezogenen Zustand benachbart sein und kann zum Laufen auf einem umlaufenden Weg ausgelegt sein, so dass er im ausgefahrenen Zustand nahe beim ersten Ende ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0006] Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der nicht einschränkenden Ausführungsformen hierin können bei Überprüfung der detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser verständlich werden. Die begleitenden Zeichnungen werden lediglich für erläuternde Zwecke bereitgestellt und sollte nicht als Einschränkung für den Geltungsbereichs der Ansprüche ausgelegt werden. Die begleitenden Zeichnungen sind nicht als massstabsgerecht anzusehen, wenn darauf nicht explizit hingewiesen wird. Aus Gründen der Klarheit können verschiedene Dimensionen der Zeichnungen übertrieben dargestellt sein. <tb>FIG. 1<SEP>ist eine Teilschnittansicht eines Reaktordruckgefässes eines herkömmlichen Siedewasserkernreaktors (BWR). <tb>FIG. 2<SEP>ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs in einer ersten Position gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. <tb>FIG. 3<SEP>ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs in einer zweiten Position gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. <tb>FIG. 4<SEP>ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs in einer dritten Position gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. <tb>FIG. 5<SEP>ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs in einer vierten Position gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. <tb>FIG. 6<SEP>ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs in einer fünften Position gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. <tb>FIG. 7<SEP>ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs, das auf einem Strahlpumpensteigrohr montiert ist, wobei der Scankopf sich in einem zurückgezogenen Zustand gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet. <tb>FIG. 8<SEP>ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs, das auf einem Strahlpumpensteigrohr montiert ist, wobei der Scankopf sich in einem ausgefahrenen Zustand gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet. <tb>FIG. 9<SEP>ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Inspektionswerkzeugs, das auf einem Strahlpumpensteigrohr montiert ist, wobei der Scankopf sich in einem zurückgezogenen Zustand gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet. <tb>FIG. 10<SEP>ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Inspektionswerkzeugs, das auf einem Strahlpumpensteigrohr montiert ist, wobei der Scankopf sich in einem ausgefahrenen Zustand gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet.

Ausführliche Beschreibung der typischen Ausführungsformen

[0007] Es versteht sich, dass wenn auf ein Element oder eine Schicht als «ein», «angeschlossen an», «verbunden mit» oder «abdeckend» ein weiteres Element oder Schicht verwiesen wird, kann es direkt auf, angeschlossen an, verbunden mit oder abdeckend für das andere Element oder Schicht sein, oder dazwischenliegende Elemente oder Schichten können vorhanden sein. Wenn im Gegensatz dazu auf ein Element Bezug genommen wird als «direkt auf», «direkt angeschlossen an» oder «direkt verbunden mit» einem anderen Element oder Schicht, sind keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden. Gleiche Zahlen beziehen sich in der ganzen Patentschrift auf gleiche Elemente. Der Begriff «und/oder» umfasst jede und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Objekte.

[0008] Es versteht sich, dass obwohl die Begriffe erster, zweiter, dritter usw. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte durch diese Begriffe nicht eingeschränkt werden. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt von einem anderen Bereich, Schicht oder Abschnitt zu unterscheiden. Daher könnte ein erstes Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt, das unten diskutiert wird, als zweites Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der typischen Ausführungsform abzuweichen.

[0009] Räumlich bezogene Begriffe (z.B. «unterhalb», «unter», «über», «oberer» und dergleichen) können hierin zur leichteren Beschreibung verwendet werden, um ein Element oder eine Merkmalsbeziehung zu einem anderen Element oder Elementen oder Merkmal(en) zu beschreiben, wie in den Figuren illustriert. Es versteht sich, dass die räumlichen relativen Begriffe verschiedene Orientierungen der im Gebrauch oder Betrieb befindlichen Vorrichtung zusätzlich zur Orientierung umfassen sollen, die in den Figuren dargestellt wird. Wenn zum Beispiel die Vorrichtung in den Figuren umgedreht wird, wären Elemente, die als «unten» oder «unterhalb» anderer Elemente oder Merkmale beschrieben, dann «oberhalb» der anderen Elemente oder Merkmale orientiert. Daher kann der Begriff «unten» eine Orientierung sowohl oberhalb wie auch unter umfassen. Die Vorrichtung kann anders orientiert sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Orientierungen) und die räumlichen relativen Deskriptoren können hierin dementsprechend interpretiert werden.

[0010] Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur dem Beschreiben verschiedener Ausführungsformen und soll nicht die typischen Ausführungsformen einschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen «ein» und «der, die, das» auch die Pluralformen umfassen, wenn der Kontext dies nicht klar anders anzeigt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe «umfasst», «umfassend» bei Verwendung in dieser Patentschrift das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten bestimmen, nicht aber das Vorhandensein oder den Zusatz von einem oder mehreren Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben ausschliessen.

[0011] Typische Ausführungsformen werden hierin mit Verweis auf Querschnittsansichten beschrieben, die schematische Illustrationen von idealisierten Ausführungsformen (und Zwischenstrukturen) von typischen Ausführungsformen sind. Als solche sind Variationen der Formen der Illustrationen als Ergebnis zum Beispiel der Herstellungsverfahren und/oder Toleranzen zu erwarten. Daher sollten typische Ausführungsformen nicht als auf die Formen von Bereichen begrenzt aufgefasst werden, die hierin illustriert werden, aber Abweichungen in Formen umfassen, die zum Beispiel aus der Herstellung rühren. Zum Beispiel hat ein implantierter Bereich, der als Rechteck illustriert wird, normalerweise gerundete oder gekrümmte Merkmale und/oder einen Gradienten der Implantierungskonzentration an seinen Ecken statt einer binären Änderung vom implantierten zum nicht implantierten Bereich. In ähnlicher Weise kann ein verborgener Bereich, der durch die Implantierung gebildet wurde, zu einer gewissen Implantierung in dem Bereich zwischen dem verborgenen Bereich und der Fläche führen, durch die die Implantierung stattfindet. Daher sind die Bereiche, die in den Figuren illustriert werden, der Natur nach schematisch, und ihre Formen sollen nicht die tatsächliche Form eines Bereichs einer Vorrichtung illustrieren und sollen nicht den Geltungsbereich von typischen Ausführungsformen beschränken.

[0012] Wenn nicht anders definiert, haben alle Begriffe (einschliesslich technischer und wissenschaftlicher Begriffe), die hierin verwendet werden, dieselbe Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf diesem Gebiet verstanden werden, zu denen typische Ausführungsformen gehören. Es versteht sich ferner, dass Begriffe, einschliesslich der in üblicherweise verwendeten Wörterbüchern definierten, so interpretiert werden sollten, dass sie eine Bedeutung haben, die mit ihrer Bedeutung im Kontext des relevanten Fachgebietes konsistent ist und nicht in einem idealisierten oder übertrieben formalen Sinn interpretiert werden, wenn diese nicht ausdrücklich hierin definiert wird.

[0013] In einer nichteinschränkenden typischen Ausführungsform betrifft die vorliegende Offenbarung ein Inspektionswerkzeug, das ein automatisierter, elektromechanischer Manipulator ist, welcher entfernte Ultraschallprüfungs- (UT)-Inspektionen in einem Kernreaktor ausführen kann (z.B. Prüfen der RS-8- und RS-9-Schweissungen oder Verbindungen zwischen Strahlpumpensteigrohr und Stütze). Das Werkzeug verwendet verschiedene Bewegungen (z.B. vertikale und umlaufende Bewegungen), um einen mehrachsigen, matrizierten, phasengesteuerten Transducer zum Inspizieren der vertikalen Rohroberfläche in der Nähe der Kehlnähte auf und unter der Steigrohrstütze bereitzustellen.

[0014] Das Werkzeug umfasst einen kleinen untertauchbaren automatisierten Manipulator, der an eine Bewegungssteuerungsplattform und ein UT-Erfassungssystem angebunden ist. Das Werkzeug kann in einem BWR-Reaktordruckgefäss Während der Inspektion installiert werden und zeitweilig an einer Strahlpumpensteigrohrstütze befestigt werden, damit es die gewünschte Scanfolge ausführen kann.

[0015] Das Werkzeug umfasst eine Installationsplattform und einen Scankopf. Die Scanner-Installationsplattform (SIP) wirkt als Rückgrat und zentraler Kern für den Scanner. Die SIP stellt eine Basis für die elektrische Anschlussdose, den Ausrichtungs- und Klemmmechanismus und 3 Bewegungsachsen bereit. Die SIP stützt auch den Scankopf. Die Scankopfeinheit (SHÜ) umfasst einen radialen Scanarm mit dem phasengesteuerten Feldtransducer und stellt die Achse für die umlaufende Bewegung bereit.

[0016] Das Werkzeug kann im Reaktordruckgefäss über eine Serie von Handhabungsstäben mit kleinem Durchmesser installiert werden. Wenn das Werkzeug am Handhabungsstab befestigt ist, kann es zur Inspektion zum geeigneten Strahlpumpensteigrohr navigiert werden und manuell hinter dem Strahlpumpensteigrohr in der Nähe der Wand des Reaktordruckgefässes positioniert werden. Mit dem Werkzeug vertikal an den Stäben aufgehängt, kann der Operator das Werkzeug auf der Oberseite der horizontalen Strahlpumpensteigrohrstütze absetzen und es senkrecht zur Mitte des Reaktordruckgefässes ausrichten. Eine Reihe von pneumatischen Betätigungen kann dann zum Ausrichten und Festklemmen des Werkzeugs zwischen der Strahlpumpensteigrohrstütze, dem Strahlpumpensteigrohr und der Wand des Reaktordruckgefässes verwendet werden.

[0017] Mit dem Werkzeug an Ort und Stelle festgeklemmt, kann der Operator dann den C-förmigen Scankopf mit einer Theta-Achse drehen, bis er vor dem Strahlpumpensteigrohr ausgerichtet ist und nach unten weist. Eine pneumatisch betätigte Handgelenksachse wendet den Scankopf, bis er in derselben horizontalen Achse ist wie die Strahlpumpensteigrohrstütze und konzentrisch zur Achse des Strahlpumpensteigrohrs sitzt.

[0018] Sobald der Scankopf zur Mitte des Strahlpumpensteigrohrs ausgerichtet ist, stellt die phasengesteuerte Feld-UT-Sonde den Kontakt mit der Oberfläche des Strahlpumpensteigrohrs her. Der Operator kann die vertikale Achse bewegen, die in den SIP-Hauptstrang integriert ist, bis die UT-Sonde die obere Fläche der RS-9-Schweissung (auf der Oberseite der Strahlpumpensteigrohrstütze) berührt. Der Operator kann dann die Umlaufachse auf dem Scankopf bewegen, bis die UT-Sonde kurz hinter dem Start der 90-Grad-Kehlnaht ist, die RS-9 erzeugt.

[0019] Die automatische Scansequenz beginnt, sobald die Werkzeugeinrichtung abgeschlossen ist. Die automatische Bewegung umfasst eine Umlaufbewegung um die Oberfläche des Strahlpumpensteigrohrs, von einer Kante der RS-9-Schweissung zur anderen Seite der Schweissung und dann eine vertikale Bewegung weg von der Schweissung, gefolgt von einer weiteren Umlaufbewegung zurück zum anfänglichen Startpunkt.

[0020] Sobald der automatische Scan der RS-9-Schweissung abgeschlossen ist, kann das Werkzeug zu seinen installierten Positionen für die Umlauf-, Handgelenks- und dann Theta-Achse zurückkehren. Nachdem der Scankopf unter Verwendung der vertikalen Achse unter die Strahlpumpensteigrohrstütze bewegt wurde, kann die Folge von Theta-Rotation, Handgelenksdrehung und automatischer Scanbewegung in ähnlicher Weise für die RS-8-Schweissung (an der Unterseite der Strahlpumpensteigrohrstütze) wiederholt werden.

[0021] Das Inspektionssystem der vorliegenden Offenbarung versieht BWR-Operatoren mit der Fähigkeit, Bereiche, die vorher relativ unzugänglich für Inspektionen waren, vollständig zu charakterisieren. Typische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden weiter in Detail

[0022] FIG. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs in einer ersten Position gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf FIG. 2 umfasst das Inspektionswerkzeug 200 eine Installationsplattform 210 und einen Scankopf 220. In der ersten Position ist der Scankopf 220 so ausgerichtet, dass er relativ dicht an der Installationsplattform 210 liegt, und ist auch so ausgerichtet, dass er nicht über die Breite der Installationsplattform 210 hinausragt. Die erste Position, die in FIG. 2 gezeigt wird, ist relativ kompakt und ermöglicht, dass das Inspektionswerkzeug 200 in einen relativ kleinen Raum (z.B. zwischen der Wand des Reaktordruckgefässes 100, dem Strahlpumpensteigrohr 104 und der Strahlpumpensteigrohrstütze 106) gebracht wird. Obwohl der Scankopf 220 in FIG. 2 so gezeigt wird, dass er nach links weist, versteht es sich, dass der Scankopf 220 so ausgerichtet werden kann, dass er nach rechts weist.

[0023] Die Installationsplattform umfasst einen Grundrahmen 212 und einen längslaufenden Positionierungsstab 214, der mit dem Grundrahmen 212 verbunden ist. Der Grundrahmen 212 kann eine rechteckige Form haben. Der längslaufende Positionierungsstab 214 kann parallel zu einer Seite des Grundrahmens 212 liegen. Die Installationsplattform 210 kann eine Breite haben, die einer x-Achse entspricht, eine Länge, die einer y-Achse entspricht, und eine Dicke, die einer z-Achse entspricht. Der längslaufende Positionierungsstab 214 erstreckt sich entlang der y-Achse. Wenn sich das Inspektionswerkzeug 200 in der ersten Position befindet, kann die Länge desselben etwa 35 Zoll (ca. 89 cm) oder weniger betragen. Die Breite des Inspektionswerkzeugs 200 in der ersten Position kann etwa (15 Zoll (ca. 38 cm) oder weniger betragen. Die Dicke des Inspektionswerkzeugs 200 in der ersten Position kann etwa 5 Zoll (ca. 13 cm) oder weniger betragen.

[0024] Der Scankopf 220 ist mit dem längslaufenden Positionierungsstab 214 der Installationsplattform 210 verbunden. Der Scankopf 220 ist dafür ausgelegt, sich entlang der y-Achse (z.B. nach oben, unten) über den längslaufenden Positionierungsstab 214 (Indexbewegung) zu bewegen. Der Scankopf 220 ist zum Beispiel nach dem Positionieren des Inspektionswerkzeugs 200 und Befestigen am Strahlpumpensteigrohr 104 dafür ausgelegt, sich zwischen den Seitenteilen der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 zu bewegen, um Zugang zu der oberen Fläche und/oder der unteren Fläche derselben zu bekommen. Der Scankopf 220 ist auch dafür ausgelegt, sich um die z-Achse zu drehen, um so über die Breite der Installationsplattform vorzudringen (Theta-Bewegung), was mehr in FIG. 3 diskutiert wird. Der Scankopf 220 ist auch dafür ausgelegt, sich um die x-Achse zu bewegen und so senkrecht von der Installationsplattform 210 vorzudringen (Handgelenksausklappbewegung, was mehr in FIG. 4 diskutiert wird.

[0025] Der Scankopf 220 umfasst einen Körperteil 222 und einen Scanarm 224 (FIG. 5 ). Der Körperteil 222 umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende. Der Scanarm 224 kann ein proximales Ende, ein distales Ende und einen Transducer 226 umfassen, der am distalen Ende angeordnet ist. Das proximale Ende des Scanarms 224 ist mit dem Körperteil 222 des Scankopfes 220 verbunden. Der Scankopf 220 kann für den Übergang zwischen einem zurückgezogenen Zustand und einem ausgefahrenen Zustand ausgelegt sein. Der Transducer 226 kann dem zweiten Ende des Körperteils 222 im zurückgezogenen Zustand benachbart sein und kann zum Laufen auf einem umlaufenden Weg ausgelegt sein, so dass er im ausgefahrenen Zustand nahe beim ersten Ende des Körperteils 222 ist (Scanbewegung). Der Transducer 226 ist zum Ausführen einer Ultraschallprüfung ausgelegt.

[0026] Im zurückgezogenen Zustand sind das proximale Ende und das distale Ende des Scanarms 224 zum ersten Ende bzw. dem zweiten Ende des Körperteils 222 ausgerichtet. Der Körperteil 222 und der Scanarm 224 können annähernd dieselbe Form und Grösse haben. In FIG. 2 hat der Scankopf 220 im zurückgezogenen Zustand die Form eines Halbkreises. Die Halbkreisform kann so ausgelegt sein, dass sie der Krümmung der Oberfläche des Strahlpumpensteigrohrs 104 entspricht.

[0027] Das proximale Ende des Scanarms 224 ist für die reversible Bewegung vom ersten Ende des Körperteils 222 zum zweiten Ende des Körperteils 222 ausgelegt. Da sowohl der Körperteil 222 als auch der Scanarm 224 eine Halbkreisform hat, hat der Scankopf 220 im ausgefahrenen Zustand eine Kreisform (FIG. 5 ). Der Innendurchmesser der Kreisform kann so gestaltet sein, dass er dem Aussendurchmesser des Strahlpumpensteigrohrs 104 entspricht.

[0028] Das Inspektionswerkzeug 200 umfasst ausserdem Endstützen 228 an gegenüberliegenden Enden des Grundrahmens 212. Insbesondere kann eine Endstütze 228 am oberen Ende des Grundrahmens 212 angeordnet sein, während eine andere Endstütze 228 am unteren Ende des Grundrahmens 212 angeordnet sein kann. Die Endstützen 228 können eine hybride U-V-Form haben, obwohl typische Ausführungsformen nicht darauf beschränkt sind. Zum Beispiel kann die Endstützen 228 so ausgelegt sein, dass sie der Krümmung der Oberfläche des Strahlpumpensteigrohrs 104 entspricht. Die Endstützen 228 sind so ausgelegt, dass sie um die x-Achse rotieren, so dass sie senkrecht vom Grundrahmen 212 im ausgefahrenen Zustand vorragen (V-Block-Ausklappbewegung).

[0029] Das Inspektionswerkzeug 200 umfasst auch die Seitenstützen 230, die entlang der x-Achse von gegenüberliegenden Seiten des Grundrahmens 212 vorragen. Die Seitenstützen 230 sind zum Ruhen während einer Inspektion auf den Seitenelementen der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 ausgelegt. Die Form der Seitenstützen 230 ist nicht speziell eingeschränkt und kann verschiedene Formen haben, solange die Seitenstützen 230 stark genug sind, das ganze Gewicht des Inspektionswerkzeugs 200 zu tragen.

[0030] Das Inspektionswerkzeug 200 kann ferner Hubzylinder an jeder Ecke des Grundrahmens 212 umfassen. In FIG. 2 werden vier Hubzylinder gezeigt. Die Hubzylinder können (zusammen mit den Endstützen 228) helfen, das Inspektionswerkzeug 200 zu positionieren und am Strahlpumpensteigrohr 104 während des Befestigungsschritts zu sichern. Obwohl die Endstützen 228 zwischen den Hubzylindern liegend gezeigt werden, versteht es sich, dass die Hubzylinder alternativ zwischen den Endstützen 228 angeordnet werden können.

[0031] Wenn das Inspektionswerkzeug 200 sich in der ersten Position befindet, die in FIG. 2 gezeigt wird, ist es zum Absenken in das Reaktordruckgefäss 100 mit einem oder mehreren Handhabungsstäben ausgelegt. Das Inspektionswerkzeug 200 kann eine oder mehrere Strukturen an der Oberseite umfassen, die Handhabungsstäbe aufzunehmen und/oder einzurasten. Wenn das Inspektionswerkzeug 200 am richtigen Ort positioniert ist, kann der Handhabungsstab / können die Handhabungsstäbe vom Inspektionswerkzeug 200 zurückgezogen werden. Alternativ kann der Handhabungsstab / können die Handhabungsstäbe am Inspektionswerkzeug 200 befestigt bleiben.

[0032] FIG. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs in einer zweiten Position gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf FIG. 3 ist der Scankopf 220 um die z-Achse gedreht worden (Theta-Bewegung). Obwohl der Scankopf 220 in FIG. 3 als um 90 Grad gegen den Uhrzeigersinn um die z-Achse gedreht erscheint, um so nach unten zu weisen, versteht es sich, dass der Scankopf 220 alternativ um 90 Grad im Uhrzeigersinn gedreht sein kann, um so nach oben zu weisen. Die Endstützen 228 können auch um die x-Achse gedreht werden, um so senkrecht vom Grundrahmen 212 vorzuragen (V-Block-Ausklappbewegung). Die Hubzylinder können ebenfalls vom Grundrahmen 212 nach aussen vorragen. Die Endstützen 228 und die Hubzylinder können hydraulisch und/oder pneumatisch betätigt werden.

[0033] FIG. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs in einer dritten Position gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf FIG. 4 ist der Scankopf 220 um die x-Achse gedreht worden, um so senkrecht von der Installationsplattform 210 vorzuragen (Handgelenksausklappbewegung). Die Handgelenksausklappbewegung kann hydraulisch und/oder pneumatisch betätigt werden. Der Scankopf 220 kann auch parallel zu den Endstützen 228 in dieser dritten Position sein.

[0034] FIG. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs in einer vierten Position gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf FIG. 5 ist der Scankopf 220 von einem zurückgezogenen Zustand in einen ausgefahrenen Zustand übergegangen. Insbesondere bewegt sich der Scanarm 224 entlang der Krümmung des Körperteils 222 vom ersten Ende zum zweiten Ende des Körperteils 222. Im Ergebnis dessen fährt der Transducer 226 am distalen Ende des Scanarms 224 auf einem Umlaufweg, so dass er dem ersten Ende des Körperteils 222 nahe ist (Scanbewegung).

[0035] FIG. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs in einer fünften Position gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf FIG. 6 hat sich der Scankopf 220 entlang der y-Achse über den längsgerichteten Positionierungsstab 214 nach unten bewegt und ist auch um 180 Grad um die z-Achse gedreht worden, um eine Inspektion einer Unterseite einer interessierenden Reaktorkomponente zu ermöglichen. Beim Betrieb wird die vierte Position von FIG. 5 zur ersten Position von FIG. 2 zurückgeleitet (über die dritte Position von FIG. 4 und die zweite Position von FIG. 3 ), bevor er Scankopf 220 entlang der y-Achse nach unten bewegt wird. Insbesondere ermöglicht die erste Position von Fig. 2 dem Scankopf 220, sich zwischen den Seitenelementen der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 und unterhalb derselben zu bewegen, wenn eine Inspektion der Unterkonstruktion (z.B. RS-8-Schweissung) derselben erwünscht ist. Sobald der Scankopf 220 sich unterhalb der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 befindet, kann die Folge, die in den FIG. 3 – 5 gezeigt ist, in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden, um die fünfte Position von FIG. 6 zu erreichen.

[0036] Wie oben angeführt, kann das Inspektionswerkzeug 200 zum Inspizieren einer Reaktorkomponente in einem Kernreaktor verwendet werden. Typische Ausführungsformen des Verfahrens werden detaillierter unten diskutiert. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann ein Verfahren zum Inspizieren einer Reaktorkomponente in einem Kernreaktor das Absenken eines Inspektionswerkzeugs 200 in das Reaktordruckgefäss 100 des Kernreaktors umfassen. Das Inspektionswerkzeug 200 umfasst eine Installationsplattform 210 und einen Scankopf 220. Während des Absenkungsschritts kann das Inspektionswerkzeug 200 in der ersten Position sein, die in FIG. 2 gezeigt wird. Das Verfahren kann ausserdem das Befestigen der Installationsplattform 210 des Inspektionswerkzeugs 200 an einer ersten Fläche der Reaktorkomponente innerhalb des Reaktordruckgefässes 100 umfassen. Das Verfahren kann ferner das Bewegen des Scankopfes 220 des Inspektionswerkzeugs 200 rund um die Reaktorkomponente zu einer gegenüberliegenden zweiten Fläche der Reaktorkomponente umfassen.

[0037] Während des Absenkungsschritts kann das Inspektionswerkzeug 200 in einen ringförmigen Raum abgesenkt werden, der durch das Reaktordruckgefäss 100 und eine Kernhülle 102 definiert ist, welche sich innerhalb des Reaktordruckgefässes 100 befindet. Eine Strahlpumpengruppe kann im ringförmigen Raum angeordnet sein. Das Inspektionswerkzeug 200 kann zwischen dem Reaktordruckgefäss 100 und der Reaktorkomponente angeordnet sein, die ein Strahlpumpensteigrohr 104 der Strahlpumpengruppe sein kann. Das Strahlpumpensteigrohr 104 kann am Reaktordruckgefäss 100 mit einer Strahlpumpensteigrohrstütze 106 befestigt werden. Während des Befestigungsschritts kann die Installationsplattform 210 des Inspektionswerkzeugs 200 zwischen dem Reaktordruckgefäss 100, dem Strahlpumpensteigrohr 104 und der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 befestigt werden.

[0038] Der Bewegungsschritt kann das Manövrieren des Scankopfes 220 umfassen, um Zugang zur Verbindung zwischen dem Strahlpumpensteigrohr 104 und der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 zu erhalten. Die Verbindung kann in der Form einer Schweissung an der gegenüberliegenden Fläche des Strahlpumpensteigrohrs 104 liegen (wobei die Installationsplattform 210 auf der ersten Fläche des Strahlpumpensteigrohrs 104 liegt). Die Schweissung kann eine RS-8-Schweissung und/oder eine RS-9-Schweissung sein. Wie durch BWRVIP-41 bestimmt, ist eine RS-8-Schweissung eine Bodenschweissung, die sich zwischen der Bodenfläche der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 und dem Strahlpumpensteigrohr 104 befindet, während eine RS-9-Schweissung eine obere Schweissung ist, die sich zwischen der Oberseite der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 und dem Strahlpumpensteigrohr 104 befindet.

[0039] Insbesondere kann der Bewegungsschritt das Ausführen einer ersten Drehung des Scankopfes 220 um eine erste Achse (Theta-Bewegung) und das Ausführen einer zweiten Drehung des Scankopfes 220 um eine zweite Achse (Handgelenksausklappbewegung) derart umfassen, dass eine Form des Scankopfes 220 einer Fläche der Reaktorkomponente entspricht, wobei die erste Achse senkrecht zur zweiten Achse ist. Der Bewegungsschritt kann zusätzlich das Bewegen des Scankopfes 220 auf einem umlaufenden Weg (Scanbewegung) zur gegenüberliegenden zweiten Fläche der Reaktorkomponente umfassen. Der Bewegungsschritt kann ferner das Ausführen einer Ultraschallprüfung an der gegenüberliegenden zweiten Fläche der Reaktorkomponente umfassen.

[0040] FIG. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs, das auf einem Strahlpumpensteigrohr montiert ist, wobei der Scankopf sich in einem zurückgezogenen Zustand gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet. Mit Bezug auf FIG. 7 ist das Inspektionswerkzeug 200 in der dritten Position, die von FIG. 4 abgebildet wird, obwohl es sich versteht, dass das Inspektionswerkzeug 200 sich anfänglich in der ersten Position befindet, die in FIG. 2 gezeigt wird, vor dem Übergang in die zweite Position, die in FIG. 3 gezeigt wird, und dann in der zweiten Position, die in FIG. 4 gezeigt wird. Die Seitenstützen 230 des Inspektionswerkzeugs 200 sind auf den Seitenelementen der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 angeordnet. Die Endstützen 228 und die Hubzylinder werden gegen das Strahlpumpensteigrohr 104 gedrückt, um beim Positionieren und Befestigen des Inspektionswerkzeugs 200 für den Betrieb zu helfen. Der Scankopf 220 ist ebenfalls unmittelbar an der erste Fläche des Strahlpumpensteigrohrs 104 positioniert.

[0041] FIG. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Inspektionswerkzeugs, das auf einem Strahlpumpensteigrohr montiert ist, wobei der Scankopf sich in einem ausgefahrenen Zustand gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet. Mit Bezug auf FIG. 8 befindet sich das Inspektionswerkzeug 200 in der vierten Position, die in FIG. 5 dargestellt ist. Insbesondere hat der Scanarm 224 mit dem Transducer 226 einen umlaufenden Weg (Scanbewegung) zurückgelegt, um so Zugang zur gegenüberliegenden zweiten Fläche des Strahlpumpensteigrohrs 104 zu erhalten.

[0042] FIG. 9 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Inspektionswerkzeugs, das auf einem Strahlpumpensteigrohr montiert ist, wobei der Scankopf sich in einem zurückgezogenen Zustand gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet. FIG. 10 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Inspektionswerkzeugs, das auf einem Strahlpumpensteigrohr montiert ist, wobei der Scankopf sich in einem ausgefahrenen Zustand gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet. Mit Bezug auf die FIG.. 9 – 10 wird der Jochabschnitt der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 am Strahlpumpensteigrohr 104 über eine Schweissung 108 befestigt. Bei dem Inspektionswerkzeug 200 ist es möglich, die Schweissung 108 von der gegenüberliegenden Seite des Strahlpumpensteigrohrs 104 aus zu erreichen und zu untersuchen. Der Scan kann etwa ein 155-Grad-Scan der zweiten Fläche des Strahlpumpensteigrohrs 104 sein. Der Transducer 226 kann zum Ausführen einer Ultraschallprüfung an der Schweissung 108 (und am umgebenden Bereich) ausgelegt sein, um ihre Intaktheit festzustellen. Nach dem Inspizieren der Schweissung 108 (z.B. einer RS-9-Schweissung) kann der Scankopf 220 so manövriert werden, dass er eine Schweissung (z.B. eine RS-8-Schweissung) auf der gegenüberliegenden Fläche der Strahlpumpensteigrohrstütze 106 inspiziert, ohne dass das Inspektionswerkzeug 200 neu positioniert werden muss.

[0043] Obwohl eine Reihe von typischen Ausführungsformen hierin offenbart wurden, versteht es sich, dass andere Varianten möglich sind. Solche Varianten dürfen nicht als Abweichung vom Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung angesehen werden, und alle solche Modifizierungen, wie sie für einen Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sind, sollen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche enthalten sein.

Claims (20)

1. Verfahren zum Inspizieren einer Reaktorkomponente in einem Kernreaktor, umfassend: Absenken eines Inspektionswerkzeugs in ein Reaktordruckgefäss des Kernreaktors, wobei das Inspektionswerkzeug eine Installationsplattform und einen Scankopf umfasst; Befestigen der Installationsplattform des Inspektionswerkzeugs an einer ersten Fläche der Reaktorkomponente innerhalb des Reaktordruckgefässes; und Bewegen des Scankopfes des Inspektionswerkzeugs rund um die Reaktorkomponente zu einer gegenüberliegenden zweiten Fläche der Reaktorkomponente.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Absenken das Anordnen des Inspektionswerkzeugs in einem ringförmigen Raum umfasst, wobei der ringförmige Raum durch das Reaktordruckgefäss und eine Kernhülle definiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Absenken das Anordnen des Inspektionswerkzeugs zwischen dem Reaktordruckgefäss und der Reaktorkomponente umfasst, wobei die Reaktorkomponente ein Strahlpumpensteigrohr ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Strahlpumpensteigrohr am Reaktordruckgefäss mit einer Strahlpumpensteigrohrstütze befestigt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Befestigen das Montieren der Installationsplattform des Inspektionswerkzeugs zwischen dem Reaktordruckgefäss, dem Strahlpumpensteigrohr und der Strahlpumpensteigrohrstütze umfasst.

6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Bewegen das Manövrieren des Scankopfes umfasst, um Zugriff auf eine Verbindung zwischen dem Strahlpumpensteigrohr und der Strahlpumpensteigrohrstütze zu erhalten, wobei die Verbindung die Form einer Schweissung auf der gegenüberliegenden zweiten Fläche hat.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Schweissung mindestens eine RS-8-Schweissung und eine RS-9-Schweissung ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bewegen das Ausführen einer ersten Drehung des Scankopfes um eine erste Achse und das Ausführen einer zweiten Drehung des Scankopfes um eine zweite Achse umfasst derart, dass eine Form des Scankopfes einer Fläche der Reaktorkomponente entspricht, wobei die erste Achse senkrecht zur zweiten Achse ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bewegen das Bewegen des Scankopfes auf einem umlaufenden Weg bis zur gegenüberliegenden zweiten Fläche der Reaktorkomponente umfasst.

10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bewegen das Ausführen einer Ultraschallprüfung an der gegenüberliegenden zweiten Fläche der Reaktorkomponente umfasst.

11. Inspektionswerkzeug, umfassend: eine Installationsplattform, die einen Grundrahmen und einen längsorientierten Positionierungsstab umfasst, der mit dem Grundrahmen verbunden ist, wobei die Installationsplattform eine Breite hat, die einer x-Achse entspricht, eine Länge, die einer y-Achse entspricht, und eine Dicke, die einer z-Achse entspricht, wobei sich der längsorientierte Positionierungsstab entlang der y-Achse erstreckt; und einen Scankopf, der mit dem längsorientierten Positionierungsstab der Installationsplattform verbunden ist, wobei der Scankopf zum Bewegen entlang der y-Achse über den längsorientierten Positionierungsstab ausgelegt ist, wobei der Scankopf einen Körperteil und einen Scanarm umfasst, wobei der Körperteil ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst, wobei der Scanarm ein proximales Ende, ein distales Ende und einen Transducer umfasst, der am distalen Ende angeordnet ist, wobei das proximale Ende des Scanarms mit dem Körperteil des Scankopfes verbunden ist, wobei der Scankopf für den Übergang zwischen einem zurückgezogenen Zustand und einem ausgefahrenen Zustand ausgelegt ist, wobei der Transducer an das zweite Ende des Körperteils im zurückgezogenen Zustand angrenzt und zum Bewegen auf einem umlaufenden Weg ausgelegt ist, so dass er dem ersten Ende des Körperteils im ausgefahrenen Zustand nahe ist.

12. Inspektionswerkzeug nach Anspruch 11, wobei das proximale Ende und das distale Ende des Scanarms zum ersten Ende bzw. dem zweiten Ende des Körperteils im zurückgezogenen Zustand ausgerichtet sind.

13. Inspektionswerkzeug nach Anspruch 11, wobei der Scankopf eine Halbkreisform im zurückgezogenen Zustand hat.

14. Inspektionswerkzeug nach Anspruch 11, wobei der Scankopf zum Drehen um die z-Achse ausgelegt ist, um so über die Breite der Installationsplattform hinauszuragen.

15. Inspektionswerkzeug nach Anspruch 11, wobei der Scankopf zum Drehen um die x-Achse ausgelegt ist, um so senkrecht von der Installationsplattform aus vorzuragen.

16. Inspektionswerkzeug nach Anspruch 11, wobei das proximale Ende des Scanarms zum umkehrbaren Bewegen vom ersten Ende des Körperteils zum zweiten Ende des Körperteils ausgelegt ist.

17. Inspektionswerkzeug nach Anspruch 11, wobei der Scankopf eine Kreisform im ausgefahrenen Zustand hat.

18. Inspektionswerkzeug nach Anspruch 11, wobei der Transducer zum Ausführen einer Ultraschallprüfung ausgelegt ist.

19. Inspektionswerkzeug nach Anspruch 11, welches ferner Folgendes umfasst: Endstützen an entgegengesetzten Enden des Grundrahmens, wobei die Endstützen zum Drehen um die x-Achse ausgelegt sind, um so senkrecht vom Grundrahmen im ausgefahrenen Zustand vorzuragen.

20. Inspektionswerkzeug nach Anspruch 11, welches ferner Folgendes umfasst: Seitenstützen, die entlang der x-Achse von gegenüberliegenden Seiten des Grundrahmens vorragen.