DE2263143A1 - Inspektions- und reparatureinrichtung fuer dampferzeuger - Google Patents

Inspektions- und reparatureinrichtung fuer dampferzeuger

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Description

Inspektions- und Reparatureinrichtung für Dampferzeuger
Dampferzeuger in Kernkraftwerken, insbesondere mit Druckwasserreaktoren, besitzen bekanntlich eine zum Teil von einem Rohrboden begrenzte Kammer, von der aus das Primärkühlmittel des Reaktors in das vom Rohrboden als Wärmetauscher ausgehende Rohrbündel strömt. Die Rohre des Rohrbündels macht man im Hinblick auf den Wärmeübergang und Materialaufwand möglichst dünnwandig. Deshalb sind gelegentliche Überprüfungen zweckmäßig, um die Dichtigkeit des Dampferzeugers sicherzustellen. Andererseits läßt es sich nicht vermeiden, daß in dem Primärkühlmittel des Kernreaktors radioaktive Stoffe auftreten. Dadurch sind die Arbeiten am Dampferzeuger besonders erschwert.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Inspektions- und Reparaturarbeiten an Dampferzeugern in Kernkraftwerken zu erleichtern. Sie hat sich zu diesem Zweck eine Inspektionsund Reparatureinrichtung für Dampferzeuger in Kernkraftwerken, insbes. mit Druckwasserreaktoren,zum Ziel gesetzt, wobei der Dampferzeuger ein Rohrbündel aufweist, das in einem Rohrboden endet und auf der dem Rohrbündel abgekehrten Seite des Rohrbodens eine Kammer umfaßt.
Gemäß der Erfindung weist ein Geräteträger eine auf den Rohrboden einstellbare Zentriereinrichtung, Befestigungsmittel und einen bewegbaren Ausleger auf, an dessen freiem Ende ein Versorgungsschlauch für Meßgeräte und/oder Werkzeuge angebracht ist.
Die Erfindung gestattet ein aus der Ferne steuerbares Arbeiten am Dampferzeuger, so daß die Strahlungsgefahr für das Bedienungspersonal wesentlich verringert oder sogar beseitigt ist. Mit dem Ausleger kann der Versorgungsschlauch
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durch Fernbedienung zu den einzelnen Bohrungen oder Rohren am Rohrboden des Dampferzeugers geführt werden. Mithin braucht das Bedienungspersonal nur noch zum Einbau und zum Ausbau der neuen Einrichtung in die unmittelbare Nähe des strahlenden Dampferzeugers zu gehen.
Der Ausleger ist vorzugsweise schwenkbar angebracht. Diese Anordnung erlaubt eine vollständige Erfassung der Rohrboden-Oberfläche primärseitig, denn man kann sich dann besonders gut runden Rohrbodenquerschnitten anpassen, wie sie bei den meisten Dampferzeugern für Kernkraftwerke üblich sind. Die Verstellung des Auslegers kann sowohl nach rechtwinkligen Koordinaten als auch in einer winkligen Stellung, wie sie bei einer Dreieckgitter- oder Romben-Teilung vorliegt, vorgenommen werden.
Der Ausleger ist vorteilhaft an einem geradlinig verstellbaren Support angebracht. Mit diesem wird z.B. eine Grobeinstellung vorgenommen und angefahren. Auf dem Support kann ferner ein Schwenklager für den Ausleger mit einem Schlitten ebenfalls geradlinig verstellbar angeordnet sein. Die geradlinige Verstellung erfolgt zweckmäßig durch Spindeln und Wandermuttern, wie sie z.B. von Werkzeugmaschinen an sich bekannt sind. Zum Antrieb der Spindeln können Elektromotoren, insbes. Getriebemotoren, dienen. Es ist aber auch denkbar, mit Druckmitteln angetriebene Motoren einzusetzen, z.B. solche mit hydraulischem oder pneumatischem Antrieb. Schließlich können die Spindeln auch durch biegsame Wellen angetrieben werden, die zu einem entfernt vom Dampferzeuger aufstellbaren Antrieb der neuen Einrichtung führen.
Der Versorgungsschlauch kann vorteilhaft eine außerhalb des Dampferzeugers liegende Vorschubeinrichtung aufweisen. Mit dieser kann man die Werkzeuge von strahlungssicheren Arbeitsplätzen zu den Rohren führen. Dabei kann man mehrere Werkzeuge und/oder Meßeinrichtungen nacheinander durch den gleichen Versorgungsschlauch bewegen.
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Die Vorschubeinrichtung ist insbesondere von einem Steuerpult bedienbar. Hierdurch kann man die Längen der kraftschlüssig durch den Versorgungsschlauch und gegebenenfalls durch Dampferzeugerrohre zu transportierende Meßgeräte oder Werkzeuge klein halten, ohne daß die Bedienung unerwünscht nahe am Dampferzeuger und damit im Bereich der radioaktiven Strahlung erfolgen muß.
Am Steuerpult kann eine Gerätetrommel angeordnet sein. Von dieser aus werden schubsteife, endliche Glieder, insbesondere aber Schläuche, mit den Werkzeugen und/oder Meßeinrichtungen zur Vorschubeinrichtung und von dort zum Dampferzeuger transportiert. Die Gerätetrommel kann für jeweils ein Werkzeug vorgesehen sein. In diesem Fall kann man durch einfaches Auswechseln der Gerätetrommeln die aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge schnell abwickeln.
Das genannte Steuerpult kann seinerseits wiederum von einem Leitstand fernbedienbar sein. Man erreicht dadurch nochmals eine Vergrößerung des Abstandes der für den Aufenthalt des Bedienungspersonals vorgesehenen Arbeitsstelle vom strahlenden Dampferzeuger. Der Leitstand kann in einer für hochwertige Arbeiten günstigen Atmosphäre, z.B. in einem von Strahlung freien Raum innerhalb des Kontrollbereiches eines Kernkraftwerkes, errichtet werden. Er kann in erster Linie elektrische Meß- und Registriereinrichtungen umfassen, die von den Meßgeräten des Versorgungsschlauches gespeist werden; Für solche Registriereinrichtungen, z.B. Magnetbandspeicher, kann man unter Umständen auch die in einer Kernreaktoranlage für den Betrieb ohnehin erforderlichen Rechner verwenden, die bei Betriebsstillstand freie Kapazitäten haben.
Als Meßgerät.für die Dichtigkeit und Vollständigkeit der Dampferzeugerrohre kann man, wie Versuche ergeben haben, vorteilhaft eine Wirbelstromsonde vorsehen. Mit dieser lassen sich auch kleine Lecks oder Anrisse in Rohren unterscheidungskräftig feststellen.
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Als Werkzeug kann u.a. eine vorzugsweise durch Druckgas angetriebene, rotierende Bürste verwendet werden, mit der das Rohrinnere freigelegt, unter Umständen sogar metallisch blank gesäubert wird. Ein anderes geeignetes Werkzeug ist ein längsverschieblicher starrer Putzstopfen. Dieser kann unter Umständen auch kalibrierende Eigenschaften aufweisen.
Als Werkzeug zum Verschließen von Rohren sind Sprengstopfen besonders geeignet, weil diese durch Fernbetätigung das sichere Abdichten der Rohre ermöglichen.
Zum Prüfen des Durchganges durch Dampferzeuger-Heizrohre läßt sich vorteilhaft Druckgas verwenden, das darüberhinaus auch zur Reinigung eingesetzt werden kann. Für Sonderfälle kann man auch an andere Gase als Luft denken, die zur Prüfung des Durchganges oder als Antriebsmittel verwendbar sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung.
In Fig. 1 ist in perspektivischer Darstellung ein Dampferzeuger 1 eines nicht weiter gezeichneten Kernkraftwerkes gezeichnet. Der Dampferzeuger 1 gehört zu einem Druckwasserreaktor, dessen als Primärkühlmittel vorgesehenes Wasser durch eine Leitung 2 in eine Primärkammer 3 des Dampferzeugers und von dort aus durch ein U-Rohrbündel 4 geführt wird. Aus dem U-Rohrbündel gelangt das Primärkühlmittel in die Rückleitung zum nicht sichtbaren Reaktordruckbehälter.
Das U-Rohrbündel 4 ist mit seinen beiden Schenkeln, die jeweils einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, in den Bereichen 7 und 8 eines Rohrbodens 9 befestigt, der die Primärkammer 3 einseitig begrenzt. Den unteren Abschluß der Primärkammer 3 bildet ein Kugelboden 10 mit einem Mannloch 11 als Zugang zur Primärkammer 3.
Zur Inspektion de:1 einzelnen Rohre 12 des U-Rohrbündels 4,
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die in der Fig. 1 nur durch Striche angedeutet sind, wird in der Primärkammer 3 eine Inspektions- und Reparatureinrichtung 14 untergebracht, die in Fig. 2 in größerem Maßstab ebenfalls perspektivisch dargestellt ist. Die Einrichtung 14 umfaßt als wesentlichen Bestandteil einen Geräteträger 15. An diesem ist ein Support 16 geradlinig verstellbar geführt, wie durch den Pfeil 17 angedeutet ist. Auf dem Support 16 sitzt ein Schlitten 18, der ebenfalls geradlinig hin- und hergehend verstellbar ist, wie der Pfeil 19 anzeigt. Die Verstellrichtung ist rechtwinklig zu der durch den Pfeil 17 angedeuteten Verstellrichtung des Supports 16.
Auf dem Schlitten 18 ist ein Ausleger 22 mit einem Schwenklager 23 befestigt. Der Schwenkbereich des Auslegers 22 ist durch den strichpunktiert gezeichneten Kreisbogen 21 angedeutet. Am freien Ende des Auslegers 22 ist bei 24 ein Versorgungsschlauch 25 angebracht, durch den Meßeinrichtungen und/ oder Werkzeuge zu den in Fig. 2 nicht näher dargestellten Rohren am Rohrboden 9 geführt werden kann.
Der Geräteträger 15 besteht "aus einem leichten, aber formsteifen Blechträger 26, an dessen Enden eine Spindel 27 gelagert ist. Die Spindel ist mit einem Motor 28 drehbar, wobei der Support 16 nach Art einer Wandermutter verstellt wird. Eine Welle 30 sorgt dabei für eine geradlinige Führung.
An den Enden des Geräteträgers 15 sind im Bereich der Spindel 27 und der Stange 30 Versteifungen befestigt, die zu einer Zentriereinrichtungen 32 mit den angespitzten Zentrierstifte und 35 gehören. Mit den Zentrierstiften und einem Distanzstüek 28 kann der Geräteträger 15 in bezug auf die Bohrungen des Rohrbodens 9 und die damit übereinstimmenden Rohre 12 des IT-Rohrbündels 4 ausgerichtet werden. Nach dem Zentrieren wird der Geräteträger mit Hilfe des Distanzstückes 38 und zweier Klemmvorrichtungen 33 und 36 festgelegt.
Der Schlitten 18 ist auf dem Support 16 ebenfalls mit Hilfe
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einer Spindel 42 verstellbar, auf der der Schlitten 18 als Wandermutter läuft. Zwei Stangen 43 ergeben die gewünschte Führung. Der zur Betätigung dienende Motor ist nicht näher dargestellt. Er wird ebenso wie der Motor 28 über Kabel 45 und 46 mit Energie versorgt. Das Kabel kann auch eine Schlauchleitung sein, über die Druckluft- oder Hydraulikmotoren gesteuert beaufschlagt werden.
Wie Pig. 1 näher erkennen läßt, besitzt der Versorgungsschlauch 25 an seinem dem Dampferzeuger 1 abgekehrten Ende eine Vorschubeinrichtung 47. Dort ist ein Einschubschlauch 48 angebracht, der in einem Einschubgehäuse 49 auf einem Steuerpult 50 endet. Das Steuerpult 50 hat neben BedienungsOrganen 52 einen Ständer 53 für eine Gerätetrommel 54. Auf dieeer sind Transportschläuche aufgespult, an deren einem Ende das für die Untersuchung und/oder Reparatur des Dampferzeugers vorgesehene Meßgerät bzw. Werkzeug angebracht ist. Die Transportschläuche haben einen kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Versorgungsschlauches 25. Deshalb sind sie in diesem gegebenenfalls mit Hilfe von Wälzkörpern leicht verschiebbar geführt.
Mit dem Steuerpult 50 sind über das Versorgungskabel 45 auch die Antriebsmotoren zur Verstellung des Versorgung3ßchlauches verbunden, d.h. die für Support 16, Schlitten 18 und Ausleger 22. Deshalb kann nach dem Einführen jedes Werkzeuges in den Einschubschlauch dieses von der Vorschubeinrichtung 47 zum Rohrboden 9 und in das gewünschte, dort beginnende Rohr des IJ-Rohrbündels eingeführt werden, ohne daß Bedienungspersonal in strahlungsgefährdeter Nähe des Dampferzeugers arbeiten muß.
Sitzt an dem dem Dampferzeuger zugekehrten Ende des Transportschlauches ein Meßgerät, so können die von diesem ermittelten Werte über Kabel 60 zu einem Leitstand übermittelt werden, der als Ganzes mit 61 bezeichnet ist. Der Leitstand umfaßt u.a. Geräte 62 zum Aufzeichnen von Meßdaten, z.B. Magnetspeicher, sowie Bedienungsmöglichkeiten 63, die eine genaue Steuerung
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des Auslegers 22 ermöglichen. Ferner können Kontrollampen vorgesehen sein, die das Arbeiten einzelner Werkzeuge und Motoren oder das Erreichen von Grenzwerten anzeigen. Im einzelnen kann man mit der neuen Inspektions- und Reparatureinrichtung folgendermaßen arbeiten:
Für die Reparaturarbeiten wird die Auswertung der Meßergebnisse von einem vorher durchgeführten Prüfvorgang in den Heizrohren 12 benötigt. Hierzu werden in einem Übersichtsplan (pro Dampferzeuger und Kammer) die zu verschließenden Heizrohre 12 genau bezeichnet. Die Reihenfolge für das Anfahren der entsprechenden Heizrohrpositionen wird zweckmäßig vor dem Beginn der Reparatur festgelegt.
Die betroffene Rohrposition wird einer nochmaligen Wirbelstromprüfung unterzogen, wobei die erneute Aufzeichnung mit den Ergebnissen der ersten Messung pro Heizrohr 12 verglichen werden kann. Die Prüfsonde 64 ist in Fig. 3 in einer Seitenansicht dargestellt. Sie umfaßt einen Prüfkopf 65 mit Wicklungen 66, der über ein Kupplungsstück 67 mit dem Transρortschlauch 68 verbunden ist. Der Transportschlauch umschließt die zum Meßgerät führenden Drähte 69.
Die Prüfsonde 64 wird nach dem Prüfvorgang aus dem Versorgungsschlauch 25 herausgezogen und auf die Gerätetrommel 54 aufgespult. Die Trommel wird abgenommen und eine andere Trommel mit Druckluftmotor und Reinigungsbürste auf die Halterung gesetzt und gesichert.
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Reinigungsbürste 70. Man erkennt den Bürstenkopf 71 mit den Borsten 72, die in beweglichen Segmenten gefaßt sind. Die Borsten 72 werden nach außen gedrückt, wenn ein Druckgasmotor 73 bei Zufuhr von Druckluft durch den Transportschlauch 68' mit der Antriebswelle 74 die Segmente mit den Borsten rotieren läßt.
Der komplette Arbeitskopf mit der Bürste 70 wird von der Trommel abgespult und in die Mündung des Schlauches 48 einge-
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führt. Von Hand wird der Transportschlauch bis in den Bereich des Rohrmundstückes 24 geführt, wobei über eine Fotozelle eine Anzeige am Pult ausgelöst wird.
Der Transportschlauch wird mit einem Druckluftanschluß am Steuerpult 50 verbunden, nach dem der Arbeitskopf im Versorgungsschlauch 25 bis zum Anschlag in das Heizrohr 12 gedrückt wurde. Der Druckluftmotor 73 wird durch Öffnen eines Ventiles am Steuerpult 50 in Gang gesetzt.
Die Reinigungsbürste soll ca. 12 bis 15 see. arbeiten und während des Auslaufes bereits herausgezogen werden. Nach dem Lösen des Preßluftanschlusses wird das Werkzeug aus dem Versorgungsschlauch 25 herausgezogen und auf der Grerätetroe»el aufgespult. Die Trommel wird von der Halterung 53 abgenommen und abgestellt.
Die folgende Trommel mit einem Putzstopfen 75 als Werkzeug wird auf die Halterung gesetzt und befestigt. Der Putzstopfen umfaßt, wie Pig. 5 in einer Seitenansicht zeigt,flexible, dem Rohrinnendurchmesser angepaßte Scheiben 76, die auf einem am Transportschlauch 68" befestigten Bolzen 77 festgespannt sind. Der Putzstopfen 75 wird in die Schlauchmündung eingeführt, von Hand bis in den Bereich des Rohrmundstückes bewegt und damit die Anzeige am Pult 50 ausgelöst. Der Putzstopfen 75 wird bis zum Anschlag in das Heizrohr 12 eingeschoben und dann aus dem Rohr herausgezogen. Anschließend wird er aus dem Versorgungsschlauch 25 herausgezogen und aufgespult.
Danach wird die Größe eines Verschlußstopfens 80 bestimmt, der in Pig. 6 zum Teil im Schnitt gezeichnet ist. Die Trommel 54 mit einem vorbereiteten Transportschlauch 68·" und darin befindlichen Kabeln 81 wird auf die Halterung 53 aufgesteckt und gesichert. Aus einem Vorratsbehälter wird der komplette Verschlußstopfen 80 bestimmten Durchmessers herausgenommen, mit Sprengkapsel 82 und Zündkapsel 83 versehen,und die beiden Zündkabel 84 werden mit den Kabeln 81 des Transportschlauches 68"' über eine besondere Verbindung im Bereich einer flexiblen
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Stopfenhülse 85 sicher miteinander verbunden.
Der Verschlußstopfen 80 wird in den Versorgungsschlauch 25 von Hand eingeführt und bis zum Rohrmundstück bewegt, wobei wiederum die Anzeige am Pult 50 erfolgt. Der Stopfen wird hierauf soweit in das Heizrohr 12 geschoben, bis der Anschlag an dem Vorschubschlauch die erforderliche Rohrtiefe anzeigt. Der Transportschlauch 68'" wird wieder aus dem Heizrohr herausgezogen und anschließend der Auslegerarm 22 um mehrere Rohrteilungen weitergefahren, so daß mit Sicherheit die Rohrmündung frei ist. Die aus dem entgegengesetzten Schlauchende an der Trommel herausragenden Kabelenden 81 werden mit dem Zündgerät verbunden, womit die Zündung vorbereitet ist.
Mit der Zündung werden die Zündkabel abgeschert und der Verschlußstopfen 80 sicher in dem Heizrohr befestigt.
Nach Abschluß der Arbeiten in der Kammer 3 erfolgt der Ausbau der Einrichtung 14. Dazu wird der Support 16 auf eine für den Ausbau günstige Position und der Auslegerarm 22 auf die dem Geräteträger 15 am nächsten befindliche Rohrreihe gefahren. Vor dem Ausbau werden die verschiedenen Versorgungselemente am Steuerpult 50 gelöst.
Eine Person steigt durch die Mannloch-Öffnung 11 in die Kammer 3 und löst den Versorgungsschlauch 25 von dem Ausleger 22 und legt ihn auf dem Boden ab. Der Support 16 wird mit einer Hand am Auslegerende abgefangen, nach Lösen der Verriegelungen in Schräglage gekippt und aus den Halterungen gehoben. Der gesamte Support 16 wird einer weiteren Person durch die Mannlochöffnung zugereicht und vorsichtig abgelegt. Nach Abnehmen und Ausbau des Geräteträgers 15 aus der Kammer 3 wird das gesamte Gerät aus dem Anlagenbereich herausgetragen und, soweit möglich, einer sorgfältigen Dekontamination unterzogen. Auch das Bedienungspult 50 wird aus dem Auslagenbereich herausbewegt,
15 Patentansprüche
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6 Figuren - . 10 -

Claims (15)

  1. 2263U3
    - 10 - VPA 72/9397
    Patentansprüche:
    l.ylnspektions- und Reparatureinrichtung für Dampferzeuger in Kernkraftwerken, insbes. mit Druckwasserreaktor, wobei der Dampferzeuger ein Rohrbündel aufweist, das in einem Rohrboden endet, und auf der dem Rohrbündel abgekehrten Seite des Rohrbodens eine Kammer umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Geräteträger (15) eine auf den Rohrboden (9) einstellbare Zentriereinrichtung (32), Befestigungsmittel (33,36) und einen bewegbaren Ausleger (22) aufweist, an deesen freien Ende ein Versorgungsschlauch (25) für Meßgeräte und/oder Werkzeuge angebracht ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (22) schwenkbar angebracht ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (22) an einem geradlinig verstellbaren Support (16) angebracht ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwenklager für den Ausleger auf dem Support (16) mit einem Schlitten (18) geradlinig verstellbar ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinige Verstellung durch Spindeln (27,42) und Wandermuttern oder ähnliche Übertragungsmittel erfolgt.
  6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungsschlauch (25) eine außerhalb des Dampferzeugers (1) liegende Vorschubeinrichtung (47) aufweist.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung (47) von einem Steuerpult (50) bedienbar ist.
    A09833/0A08 -11
    - 11 - VPA 72/9397
  8. 8. Einrichtung nach. Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuerpult (50) eine Gerätetrommel (54) angeordnet ist.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerpult (50) von einem Leitstand (61) bedienbar ist.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Leitstand (61) elektrische Meß- und Registriereinrichtungen (62) umfaßt, die von den Meßgeräten des Versorgungsschlauches (25) gespeist werden.
  11. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßgerät eine Wirbelstromsonde (64) vorgesehen ist (Pig. 3).
  12. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkzeug eine vorzugsweise durch
    ' Druckgas drehbare Bürste (70) vorgesehen ist (Fig. 4).
  13. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkzeug ein längsverschieblicher starrer Putzstopfen (75) vorgesehen ist (Pig. 5).
  14. 14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß als Werkzeug zum Verschließen von Rohren Sprengstopfen (80) vorgesehen sind (Pig. 6).
  15. 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Druckgas zum Prüfen des Durchganges der Dampferzeuger-Heizrohre (12) dient.
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