DE2452801C3 - Anordnung zur Inspektion gekrümmter Rohre in Dampferzeugern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Inspektion zahlreicher nebeneinander angeordneter, mindestens an einzelnen Stellen gekrümmter Rohre in Dampferzeugern ge maß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Anordnung ist in der US-PS 36 08 363 beschrieben. Bei ihr läßt sich die Sonde mittels der Einstellglieder auf einem schraubenförmigen Weg längs der Innenwand des Rohres bewegen, wozu die EinsteHglieder in axialer Richtung entsprechend bewegt und entsprechend um ihre Achse gedreht werden. Insbesondere bei langen elastischen Einstellgliedern führt aber die Elastizität zu einer gewissen Tordierbafkeit, so daß man durch Drehen der Enden der Einstellglieder die Winkelstellung der Sonde, welche unter Reibung an der Innenwand des zu prüfenden Rohres anliegt, nicht einwandfrei und reproduzierbar vorgeben kann.
In der US-PS 31 82 197 ist ferner eine Anordnung zum Oberprüfen von Schweißnähten doppelwandiger Tanks beschrieben, bei welcher die Sonden als Gliederfahrzeuge ausgebildet sind, welche durch Räder parallel auf die zu überprüfende ebene Wand ausgerichtet sind. Diese Art der winkelmäßigen Ausrichtung ist jedoch bei Rohren nicht möglich.

In der US-PS 34 19 797 ist ferner eine Anordnung zum Überprüfen von Rohren beschrieben, bei welcher die Sonde um die Rohrachse drehbar und längs dieser verschiebbar ist Die Überprüfung gekrümmter Rohre und das dann auftretende Problem, daß die Winkelstellung des Antriebs zum Drehen der Sonde bei elastischer Verbindung zwischen Sonde und Antrieb infolge von Reibungskräften und Oberflächenunregelmäßigkeiten der Rohrinnenwand nicht mit der wirklichen Winkelstellung der Sonde übereinstimmt, ist dort noch nicht erkannt

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weitergebildet werden, daß trotz flexibler Einstellglieder eine zuverlässige winkelmäßige Positionierung der Sonden erhalten wird.

Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruches 1 berücksichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der Erfindung wird davon Gebrauch gemacht, daß Einstellglieder, welche im entlasteten Zustand gekrümmt sind, sich in die Ebene der Krümmung einstellen. Schiebt man derartige Einstellglieder durch ein zu überprüfendes Rohr, welches zumindest eine Krümmung aufweist, so suchen sich die Einstellglieder winkelmäßig so auszurichten, daß ihre durch die von Haus aus vorhandene Krümmung vorgegebene Ebene mit derjenigen Ebene übereinstimmt, welche durch die Krümmung des Rohres vorgegeben ist. Da letztere für einen bestimmten Dampferzeuger bekannt ist, z. B. aus den Konstruktionszeichnungen entnommen werden kann, kennt man auch die winkelmäßige Einstellung der Sonde zum Rohr.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Die Verwendung hohler elastischer Kunststoffschläuche ist deshalb vorteilhaft, weil diese durch entsprechende thermische Behandlung leicht mit der gewünschten

to Krümmung in entlastetem Zustand versehen werden können. Derartige Kunststoffe haben darüber hinaus einen geringen Reibungskoeffizienten, stellen sich also besonders gut und leicht auf die Ebene der Krümmung des überprüften Rohres ein.

Mit einer Anordnung gemäß Anspruch 3 lassen sich auch enge Krümmungen von Rohren ohne Aufwendung großer Kräfte durchfahren.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist insofern vorteilhaft, als eine Anzeige der Winkellage

6Q von Unregelmäßigkeiten in der Rohrwand erfolgt, obwohl die Winkelstellung der Einstellglieder und damit auch der fest mit ihnen verbundenen Richtungssonden stets der durch die Krümmung des überfprüften Rohres vorgegebenen Ebene entspricht.

Bei einer Anordnung gemäß Anspruch 5 läßt sich die Lage der Unregelmäßigkeit in der Rohrwand trotz Verwendung einer nur begrenzten Anzahl von Sonden verhältnismäßig genau angeben.

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QAI

Die Überprüfung der Rohrwand unter Verwendung von an sich aus der US-PS 34 19 797 bekannten Wirbelstromsonden (vgl. Anspruch 6) oder unter Verwendung von an sich bekannten mit radioaktiven Präparaten arbeitenden Sonden (US-PS 31 82 197) ist bei der vorliegenden Erfindung von besonderem Vorteil, da diese Sonden die Rohrwand berührungsfrei überprüfen. Ein flächiges Anliegen der Sonden an der Innenwand deb Rohres ist also nicht erforderlich, so daß sich die Sonde und die Einstellglieder unter der ihnen von Haus aus mitgegebenen elastischen Vorspannung besonders gut auf die Ebene der Krümmung des zu prüfenden Rohres einstellen können.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1: Einen vertikalen axialen Schnitt durch einen Dampferzeuger mit einer angesetzten Anordnung zur Inspektion eines seiner Rohre;

F i g. 2: Eine seitliche Ansicht des oberen Abschnittes des zu überprüfenden Rohres und eines benachbarten Rohres, teilweise im Schnitt;

F i g. 3: Eine perspektivische Ansicht des zu überprüfenden Rohres in nochmals vergrößertem Maßstab, wobei ein Teil der Rohrwand weggebrochen ist, um Einzelheiten einer Sondenkette und mit ihr verbundener Einstellglieder besser zeigen zu können;

F i g. 4a—6a: Transversale Schnitte durch die Sondenkette von Fig.3 längs der Schnittlinien Aa-Aa, 5a-5a, 6a-6a;

Fig.4b—6b: Den Fig.4a—6a zugeordnete schematische Schnitte durch das zu überprüfende Rohr, wobei die jeweils von einzelnen Sonden der Sondenkette erfaßten Umfangsabschnitte der Rohrwand schraffiert eingezeichnet sind;

F i g. 7: Eine schematische Darstellung des Rohrquerschnittes, in welcher die verschiedenen Erfassungsbereiche der Sonden der Sondenkette überlagert dargestellt sind;

F i g. 8: einen transversalen Schnitt durch den Dampferzeuger nach Fig. 1 längs der Linie 8-8, wobei Einzelheiten von Montageplatten der Überprüfungsanordnung gezeigt sind;

F i g. 9: Einen transversalen Schnitt durch eine Sonde der Sondenkette, welche einen auf radioaktive Strahlung ansprechenden Film enthält; unü

Fig. 10: Einen Schnitt durch eine Rohrplatte des Dampferzeugers von Fig. 1 und eine seitliche Ansicht einer mit dieser verbundenen Montageplatte der Überprüfungsanordnung längs der Linie 10-10 von F i g. 8.

Fig. 1 «igt einen Dampferzeuger 10 zur Verwendung zusammen mit einem Kernreaktor. Er hat einen Druckkessel 12 mit einer großen Anzahl, z. B. 7000 bis 9000 Wärmetauscherrohren 14. Letztere sind an ihren « Enden in einer Rohrplatte 16 befestigt, welche einen Durchmesser von etwa 4 m aufweist und ihrerseits am Druckkessel 12 befestigt ist. Die Wärmetauscherrohre 14 sind zu Rohrbündeln 15 zusammengefaßt, welche jeweils mehr als 100 Seite an Seite angeordnete bo parallele Rohrreihen umfassen, die ihrerseits jeweils 1 bis 50 ineinandergeschachtelte Wärmetauscherrohre haben.

Die Wärmetauscherrohre 14 haben kreisförmigen Querschnitt, und ihre Enden sind an der Rohrplatte 16 festgeschweißt. Ihr Außendurchmesser beträgt etwa 20 ifim, ihr lnnendurchrtiesser etwa 16 mm. Als Material für die Wärmetauscherrohre wird nicht fefrilischer rostfreier Stahl verwendet. Die Wärmetauscherrohre haben geradlinige vertikale Rohrabschnitte mit einer Länge von 6—9 m und obere horizontale Rohrabschnitte von etwa 2-3,5 m. Diese Rohrabschnitte sind über 90^Q-Krümmer miteinander verbunden, so daß jedes der Wärmetauscherrohre 14 die Form eines auf dem Kopf stehenden U hat Die innersten der Wärmetauscherrohre 14 haben vertikale Rohrabschnitte, die direkt über einen 180°-Krümmer miteinander verbunden sind.

Die verschiedenen Rohrreihen verlaufen parallel zueinander, benachbarte Rohrreihen sind um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt Wie aus den F i g. 8 und 11 ersichtlich ist, erhält man auf diese Weise eine Anordnung, bei der jedes Wärmetauscherrohr 6 in gleichem Abstand befindliche, gleichen Winkelabstand voneinander aufweisende benachbarte Wärmetauscherrohre aufweist

Stützgitter 19 und 21 dienen dazu, die Wärmetauscherrohre 21 in der gewünschten parallelen Ausrichtung zueinander zu halten. Im oh' -en Bereich der vertikalen Rohrabschnitte erfüllen diese Aufgabe schräggeneigte Stützgitter 23.

Die Rohrplatte 16, die etwa 1,5 m oberhalb des unteren Endes des Druckkessels 12 befestigt isv, trägt eine Trennplatte 18, welche den unteren Teil des Druckkessels in einen Einlaßraum und einen Auslaßraum unterteilt Letztere kommunizieren mit einem Einlaßstutzen 20 bzw. einem oder mehreren Auslaßstut · zen 22. Mannlöcher 24 und 26 gestatten das Hineinsteigen in den unterhalb der Rohrplatte 16 liegenden Einlaßraum bzw. den gegenüberliegenden Auslaßraum. Der Druckkessel 12 hat ferner einen Einlaßstutzen 28 für Speisewasser und einen Ausladstutzen 30 für im Dampferzeuger 10 erzeugten Dampf.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Anordnung zum Überprüfen eines beliebigen der Wärmetauscherrohre 14 dargestellt. Das zu überprüfende Wärmetauscherrohr ist in der Zeichnung mit 14' gekennzeichnet. Ihm unmittelbar benachbarte Wärmetauscherrohre tragen die Bezugszeichen 14a bis W, während etwas weiter en fernte benachbarte Wärmetauscherrohre mit 14#— 14/bezeichnet sind.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist. gehört zu der Anordnung zum Überprüfen der Wärmetauscherrohre eine Sondenkette 100, deren eines Ende mit einem elastischen rohrförmigen Einstellglied 48 und deren anderes Ende mit einem elastischen rohrförmigen Einstellglied 50 verbunden ist. Die Sondenkette 100 besteht aus einer Mehrzahl von Wirbelstromsonden 110 sowie einer drehfest mit diesen verbundenen Filmkassettensonde 36. In dem benachbarten Wärmetauscherrohr 14a ist eine gekapselte radioaktive Strahlungsquelle 32 gezeigt, welche an dem Ende eines weiteren llexiblen Einstellgliedes 34 befestigt ist. Die Strahlungsquelle 32 fluchtet mit der Filmkassettensonde 36. und diese beiden Teile der Anordnung dienen zur genaueren Untersuchung von Wandunregelmäßigkeiten des Wärmetauscherrohres 14'.

Als derartige V 'andunregelmäßigkeiten sind in F i g. 3 eine Vertiefung 31 in der oberen Wand des horizontalen Rohrabschnittes sowie eine Ausnehmung 33 im 90°-Krümmer zwischen dem horizontalen Rohrabschnitt und dem vertikalen Rohrabschnitt gezeigt.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, weist die Wirbelstromsonde 110 drei Spufcn 112, 114 und 116 auf, die jeweils aus zwei Wicklungen 112a, 1126,114a, 1146 sowie 116a und 116Z) bestehen. Diese Wicklungen sind unter axialem Abstand auf Spulenkörpern 118, 120 und 122

angeordnet, die ihrerseits auf einem rohrförmigen Träger 124 angeordnet sind. Je nach Art des zu überprüfenden Wärmetauscherrohres kann der Abstand zwischen benachbarten der Spulen 112, 114 und 116 zwischen etwa 25 mm und 150 mm schwanken.

Der Träger 124 ist ein Stück Nylonrohr mit einem Durchmesser von etwa 10 mm. Seihe Länge beträgt je nach der Anzahl der verwendeten Spulen und je nach ihrem Abstand zwischen 50 und 300 mm. Durch die Elastizität des Trägers 124 ist sichergestellt, daß die Wirbelstromsonde 110 gut durch Rohrkrümmer bewegt werden kann. Der Träger 124 braucht kein gesondertes Bauteil zu sein, er kann auch durch einen Abschnitt des Einstellgliedes 48 oder des Einstellgliedes 50 gebildet sein.

Die Spulenkörper 118,120 und 122 haben nockenförmigen Querschnitt, wie am besten aus den K ι g. 4a bis ba ersichtlich ist. Sie sind aus hartem Kunststoff hergestellt. Der Außendurchmesser der Nockenfläche ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der Wärmetauscherrohre 14, während der radial zurückspringende Teil der Spulenkörper einen Radius hat, der im wesentlichen gleich dem Radius der Außenfläche des Trägers 124 ist. Die Spulenkörper 118, 120 und 122 sind drehfest mit dem Träger 124 verbunden, z. B. an diesem festgeklebt oder festzementiert. Die drehfeste Verbindung kann auch mechanisch, z. B. durch Stifte sichergestellt werden.

Die Nockenfläche der Spulenkörper 118, 120, 122 erstrecken sich über einen Winkel von etwa 120° und sind um den gleichen Winkel gegeneinander versetzt, wie insbesondere aus den F i g. 4a—6a gut ersichtlich ist. Die Spulenkörper haben jeweils zwei Kammern, welche die Wicklungen 112a, 114a, 116a bzw. 1126, 1146 und 1166 aufnehmen, die jeweils in Reihe geschaltet sind. Die Spulen 112, 114 und 116 haben so eine ähnlich exzentrische Form bezüglich der Achse des Trägers 124 wie die Spulenkörper selbst. Die radial außenliegenden Abschnitte der Spulen haben einen Abstand von der

radial innenliegender Abschnitt einen Abstand von der Rohrwand von etwa 8 mm aufweist. Damit ist die elektromagnetische Kopplung zwischen diesen Spulenabschnitten und der Rohrwand entsprechend stark verschieden.

Auf dem Träger 124 sind koaxiale Führungsköpfe 126 unter axialem Abstand angeordnet, um die Wirbelsonde 110 bezüglich des Wärmetauscherrohres 14' zu zentrieren. Die Führungsköpfe 126 haben einen Außendurchmesser, welcher etwa gleich dem Innendurchmesser der Wärmetauscherrohre 14 ist Damit gleiten die Führungsköpfe 126 auf der Rohrinnenwand. Zur Verminderung der Reibungskräfte und zum leichteren Einführen in ein Wärmetauscherrohr sind die Führungsköpfe abgerundet Sie haben jeweils in Längsrichtung verlaufende Schlitze oder Nuten, so daß sie sich beim Durchfahren von Rohrkrümmern verwinden können. Die Führungsköpfe 126 sind ebenfalls aus Kunststoff mit geringem Reibungskoeffizienten hergestellt, z.B. aus Nylon. Damit ist einerseits eine Beschädigung der Wärmetauscherrohre 14 ausgeräumt, außerdem ist sichergestellt daß unerwünschte Materialien nach dem Durchziehen der Sondenkette im Wärmetauscherrohr verbleiben.

Wie insbesondere aus Fig. 7 ersichtlich ist,überlappt sich derjenige Umfangsbereich der Rohrinnenwand, welcher durch die drei Spulen 112, 114 und 116 zusammen erfaßt ist Hierzu kann die Umfangserstrekkung der Nockenflächen der Spulenkörper 118,120,122 größer als 120° gewählt werden, z. B. zu 145°.

Es versteht sich, daß man zur Erhöhung der

Auflösung der Winkelstellung von Wandunrcgelmäßig^

keiten der Wärmetauscherrohre eine größere Anzahl von Spulen vorsehen kann als drei, welche dann wiederum zusammen den vollen Winkel überdecken.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, ist ein Ende 136 eines Drahtes 134, aus weichern die Wicklungen 112a bis 116a

Ό hergestellt sind, mit dem Mittelleiter eines Koaxialkabels 142 kleinen Durchmessers verbunden. Das andere Ende 128 des Drahtes 134 ist mit dem Außenleiter des Koaxialkabels 142 verbunden. Ein Ende 140 eines Drahtes 138, aus welchem die Wicklungen 1126 bis 1166 hergestellt sind, ist mit dem Mittelleiter eines zweiten Koaxialkabels 144 verbunden, während das mit dem Ende i2» des Drahtes i34 verbundene Ende des Drahies 138 mit dem Außenleiter des Koaxialkabels 144 verbunden ist.

Die Wicklungen 112a bis 116a und 1126 bis 1166 sind über die Koaxialkabel 140 und 142 in hintereinanderliegende Zweige einer nicht gezeigten Wechselstrombrükke geschaltet, welche bei unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden kann, z. B. bei 25 kHz und 400 kHz.

Das Ausgangssignal des Nullzweiges dieser Brücke dient ^ur Anzeige von Wandunregelmäßigkeiten des Wärmetauscherrohres 14', z. B. der Vertiefung 31 und der Ausnehmung 33.

Die Wirbelstromsonde 110 erzeugt auch dann ein ^.usgangssignal, wenn die Spulen 112 bis 116 an einem d *r Stützgitter 19, 21 oder 23 vorbeiläuft. Diese Signale können als Wegmarken verwendet werden und erlauben die genaue Bestimmung der axialen Lage einer Wandunregelmäßigkeit durch Interpolation zwischen aufeinanderfolgenden derartigen Wegmarken, wenn man die Einstellglieder 48 und 50 gleichförmig, d. h. mit konstanter Geschwindigkeit bewegt In diesem Falle braucht man also nicht gesondert zu messen, um welche Strecke die Einstellglieder 48 und 50 nach dem

ⁱⁿ Einführen der Sondcnke't? '« pinps Her Rnht enden bewegt worden ist

Für jede angetroffene Wandunregelmäßigkeit erhält man am Ausgang der Wechselstrombrücke drei Spitzen, weiche durch die Spule 112, 114 bzw. die Spule 116 erzeugt werden. Aus dem Amplitudenverhältnis dieser Spitzen läßt sich dann die Winkellage der Wandunregelmäßigkeit mit großer Genauigkeit angeben.

Da die Stützgitter 23 schräg geneigt zur Rohrachse angeordnet sind, können die beim Passieren dieser Stützgitter von der Wirbelstromsonde 110 erzeugten Signale auch als Anzeige für die Winkelstellung der Wirbelstromsonde 110 verwendet werden.

Die Filmkassettensonde 36 ist — wie oben schon dargelegt — drehfest mit der Wirbelstromsonde 110 verbunden. Wie aus F i g. 9 ersichtlich ist weist sie eine federnde HüLse 38 auf, die ein Filmstück 40 trägt Koaxial zur Hülse 38 ist in deren Innerem eine Spinne 41 vorgesehen, deren in großer Anzahl vorgesehene Arme die Innenwand der Hülse 38_ bedecken und Verschiebun-

gen in Längsrichtung und Änderungen der Winkellage verhindern. Die Länge der Hülse 38 beträgt beispielsweise 75 bis 100 mm. Das Filmstück 40 überdeckt nur 180° oder weniger der Hülse 38, was bei Hindurchfahren der Filmkassettensonde 36 durch Rohrkrümmer von Vorteil ist

Hinter dem Filmstück 40 ist ein Bleischirm 42 angeordnet, welcher das auf dem Filmstück erzeugte Bild verstärkt Eine bandförmige Hülle 44 umgibt das

Filmstück 40 dicht Und schützt es vor einer Belichtung durch Licht. Als weilerer Schulz gegen falsche Handhabung, Feuchtigkeit und Verunreinigung ist eine Hülle 46 vorgesehen, welche die Hülse 38, das Filmstück 40 und die Hülle 44 umgibt. Die Hülle 46 besteht aus bei Wärmeeinwirkung schrumpfendem Material.

}jer Außendurchmesser der Filmkassettensonde 36 ist etwas kleiner als der innendurchmesser der Wärmetauscherrohre 14, beträgt z> B. 15 mm. Man erhält so eine präzise und doch leich'te Führung im Wärmetauscherrohr.

Die gekapselte Strahlungsquelle 32 wird über das aus Spezialstahl hergestellte Einstellglied 34 bewegt. Dieses ist so lang, daß die Strahlungsquelle 32 auch beim längsten der Wärmetauscherrohre ausgehend von einem seiner Enden an eine beliebige Stelle des Rohres gestellt werden kann. Zur Führung der Strahlungsquelle 32 ist sin Nylcnrohr vorgesehen, das »

10

ts

Ende

verschlossen ist und das Einstellglied 34 und die Strahlungsquelle 32 am direkten Berühren der Innenwand des sie aufnehmenden Wärmetauscherrohres hindert. Bei der Überprüfung eines Wärmetauscherrohres unter Verwendung radioaktiver Strahlen wird zunächst die Führung an die zuvor ausgewählte Stelle des Wärmetauscherrohres 14a bewegt, und danach wird die Strahlungsquelle 32 durch Bewegen des Einstellgliedes 34 bis zum Anschlag an das verschlossene Ende der Führung bewegt

Die drehfest mit der Sondenkette 100 verbundenen •F'iistellglieder 48 und 50 haben in entlastetem Zustand kreisförmig gebogene Gestalt oder die Form einer Spirale. Die Einstellglieder 48 und 50 haben also eine Längsachse, welche bei Abwesenheit äußerer Kräfte Kreisform oder spiralige Form hat. Diese Ausgangsform kann man beim Herstellen von Rohren, z. B. Kunststoffrohren oder Metallrohren und beim Herstellen von Metalldraht dadurch erhalten, daß man das Material zu einem kreisförmigen Bund aufwickelt Man kann diese Ausgangsform aber auch durch gesondertes Biegen ursprünglich geraden Materials herstellen. Da Ao die oben angegebenen Materialien elastisch sind, kehren die in unbelastetem Zustand gebogenen Einstellgiieder dann in ihre gebogene Form zurück, wenn sie nach einem elastischen Biegen zu gerader Gestalt unter Einwirkung äußerer Kräfte wieder entlastet werden.

Vorzugsweise wird als Material für die Einstellgiieder 48 und 50 ein hohler Kunststoffschlauch, z.B. ein Nylonschlauch verwendet, da sich derartiges Schlauchmaterial chemisch neutral verhält, abriebfest ist und auch bis zu einem gewissen Ausmaße in Längsrichtung gedehnt werden kann.

Üblicherweise zur Überprüfung von Dampferzeugern verwendete Einstellglieder 48 und 50 haben eine Länge von bis zu 35 bis 40 m und bestehen vorzugsweise aus Nylonschlauch mit einem Außendurchmesser von 6 bis 16 mm. Dieser hat in unbelastetem Zustand Kreisform, d. h. die Einstellglieder 48 und 50 bilden im entlasteten Zustand zylindrische Rollen. In der Zeichnung ist die innere Begrenzungslinie einer Windung der Einstellglieder 48 und 50 mit 52 bezeichnet, die äußere ω Begrenzungslinie mit 54. Die durch eine kreisförmige Windung vorgegebene Ebene ist in der Zeichnung mit 56 gekennzeichnet, der Mittelpunkt einer Windung mit 58. in der Zeichnung fällt die Ebene 56 mit der Zeichenebene zusammen. ~

Durch die Rohrkrümmer des Wärmetauscherrohres 14' ist ebenfalls eine Ebene vorgegeben, welche in der Zeichnung mit 60 bezeichnet ist und ebenfalls parallel zur Zeichenebene verläuft. Die Mittelpunkte der Rohrkrümmer sind mit 62 bezeichnet.

Führt man die Einstellglieder 48 und 50 nun in das Wärmetauscherrohr 14' ein, so drehen sie sich um ihre Längsachse derart, daß die Ebene 56 und die Ebene 60 zusammenfallen und daß die Mittelpunkte 58 und die Mittelpunkte 62 auf derselben Seite des Wärmetauscherrohres 14' liegen. Die Einstellgiieder 48 Und 5Ö stellen sich also winkelmäßig so ein, daß die gespeicherte elastische Energie ein Minimum wird; Auf diese Weise wird eine zwangsweise Ausrichtung der Winkelstellung der Einstellglieder 48 und 50 erhalten.

Die außenliegende Begrenzungslinie 54 des Einstellgliedes 48 oder 50 befindet sich in diesem Zustand minimaler elastischer Energie in unmittelbarer Nachbarschaft zur Außenwand des Rohrkrümmers, während sich die innere Begrenzungslinie 52 eines Windungsabschnittes der Einstellglieder 48 und 50 auf die radial innenliegende Wand des Rohrkrümmers ausrichtet. In geradlinigen Abschnitten des Wärmetauscherrohres erfolgt die winkelmäßige Positionierung der Einstellglieder 48 und 50 durch Mitdrehen mit dem in einem Rohrkrümmer befindlichen Abschnitt der Einstellglieder 48 und 50.

Da die Sondenkette 100 drehfest mit den Einstellgliedern 48 und 50 verbunden ist, ist zusammen mit der Winkelstellung der Einstellglieder auch die der Sondenkette bekannt.

Die Verbindung der Sondenkette mit den Einstellgliedern 48 und 50 erfolgt über Stecker 64, die an den beiden Enden des Trägers 124 angreifen. Die Spinne 141 der Filmkassettensonde 36 ist am Ende des Steckers 64 des Einstellgliedes 50 befestigt. Die drehfeste Verbindung zwischen Filmkassettensonde 36 und der Wirbelstromsonde 110 erfolgt durch einen Sperrbolzen 66 oder eine Rastverbindung. Am anderen Ende der Wirbelstromsonde 110 ist der entsprechende Stecker 64 ähnlich über einen Sperrbolzen 66 mit dem Stecker 64 am Einstellglied 48 verbunden. Die Stecker 64 und die Sperrbolzen 66 kann man einspsren, wenn man ^iie Sondenkette 100 als integralen Bestandteil des Einstellgiicdes 45 und 50 ausbildet.

Anstelle von zwei Einstellgliedern 48 und 50 kann man auch nur ein einziges Einstellglied mit entsprechend größerer Länge verwenden.

Fig.9 zeigt die feste Zuordnung zwischen den Ebenen 56 und 60. Die Ebene 56 enthält die Achse der Filmkassettensonde 36 und der Wirbelstromsonde 110. Von der Achse der Spinne 41 weglaufende, in der Ebene 56 liegende Radiusstrahlen sind mit 52' und 54' gekennzeichnet

Die oben beschriebene zwangsweise winkelmäßige Positionierung der Sondenkette 100 wird auch dann erhalten, wenn ein Abstand von mehreren Metern zwischen der Sondenkette und dem nächst benachbarten Rohrkrümmer liegt

Befindet sich die Sondenkette 100 in einem vertikalen Rohrabschnitt so müssen zusätzlich die Drehmomente, welche die Einstellglieder um ihre Längsachse zu drehen suchen, berücksichtigt werden, welche durch das Einführen der Einstellglieder durch die Mannlöcher 24 und 26 erzeugt werden.

Hierzu werden an den Einführstellen in das Wärmetauscherrohr 14' gesonderte, aufgesetzte Rohrkrümmer verwendet, welche eine vorgegebene Orientierung haben. Dies wird nachstehend nun genauer beschrieben.

An den Einführstellen für die Einstellglieder 48 und 50

ίο

sind Montageplatten 78 bzw. 68 vorgesehen. Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, hat die Montageplatte 68 Finger 70, welche in weiter abgelegene der dem zu untersuchenden Wärmetauscherrohr 14' benachbarten Wärmetauscherrohre eingeführt sind und zum Positionieren der Montageplatte 68 dienen. Die Montageplatte 68 hat ferner eine Mehrzahl senkrecht verlaufender runder öffnungen, die mit den offenen Enden des Wärmetauscherrohre 14' und der Wärmetauscherrohre 14a bis 14/"von Fig. 11 in Deckung gebracht werden können. An diesen senkrechten Durchgangsöffnungen sind hohle Ansätze 72a bis 72/" vorgesehen, weiche in die Wärmetauscherrohre 14a bis 14/ eingreifen und an denen rohrförmige Leitungen 74a bis 74/befestigt sind, welche zu einer Stützplatte 76 führen, die der Montageplatte 68 ähnelt, jedoch außerhalb des Druckkessels 12 befestigt ist.

Ein gebogenes Rohr 71 erstreckt sich in vorgegebener fester Orientierung von der Montageplatte 68 nach unten. Es stellt eine bogenförmige Verlängerung des Wärmetauscherrohres 14' dar und hat eine ähnliche Aufgabe wie die Rohrkrümmer des Wärmetauscherrohres 14' selbst. Das Rohr 71 kann starr sein und den gewünschien Krümmungsradius aufweisen. Es kann aber ebenso wie die Einstellglieder 48 und 50 aus einem elastischen Material hergestellt sein, das in die entsprechende bogenförmige Gestalt gebracht worden ist. Die Ebene, welche durch die Achse des gebogenen Rohres 71 vorgegeben ist und den Krümmungsmittelpunkt des Rohres 71 enthält, fällt zusammen mit der Ebene 60, welche durch die Rohrkrümmer des Wärmetauscherrohres 14' vorgegeben ist. Der Mittelpunkt des bogenförmigen Rohres 71 liegt ferner in Längsrichtung des Wärmetauscherrohres 14' gesehen auf der selben Seite wie der Mittelpunkt 62 der oberen Rohrkrümmer. Das Rohr 71 hat denselben Innendurchmesser wie das Wärmetauscherrohr 14' und erstreckt sich von der Montageplatte 68 bis zu 0,3 m oder mehr nach unten. Ist das Rohr 71 starr, so hat es die Gestalt eines Krümmers von nahezu 90° oder weniger bei einem Radius von 125 bis 5OU mm oder menr. Dieser Radius entspricht gröDenordnungsmäßig einem typischen Radius eines Wärmetauscherrohres 14.

Am unteren Ende des Rohres 71 ist eine flexible Leitung 74' befestigt, weiche sich durch das Mannloch 26 zur Stützplatte 76 erstreckt

Die Montageplatte 78 ist ähnlich ausgebildet wie die Montageplatte 68. Wird die Strahlungsquelle 32 durch ein Stellglied 34 bewegt, das zum Durchfahren eines ganzen Wärmetauscherrohres ausreicht, so braucht die Montageplatte 78 jedoch keine Ansätze 72 aufzuv/eisen. Die Montageplatte 78 hat jedoch ebenfalls ein gekrümmtes Rohr 73', welches eine Verlängerung des Wärmetauscherrohres 14' darstellt und eine Ebene vorgibt, die Wiederumg mit der Ebene 60 zusammenfällt, welche durch die Krümmer des Wärmetauscherrohres 14' definiert ist Der Krümmungsmittelpunkt des Rohres 73' liegt in Richtung des vertikalen Rohrabschnittes des Wärmetauscherrohres 14' gesehen wieder auf derselben Seite wie der Mittelpunkt 62 des darüberliegenden Rohrkrümmers. Am unteren Ende des gebogenen Rohres 72' ist eine flexible Leitung 75' befestigt, welche durch das Mannloch 24 nach außen zu einem Punkt der Siüt2piatte 76 geführt ist, welcher in der Zeichnung nicht im einzelnen wiedergegen ist.

Es Versteht sich, daß die Montageplatte 78 dann nicht benötigt wird, wenn das Wärmetauscherrohr 14' nur zwischen dem bogenförmigen Rohr 71 und dem darüber liegenden Rohrkrümmer des Wärmetauscherrohres oder zwischen letzterem und dem zweiten Rohrkrümmer des Wärmetauscherröhres 14' überprüft werden soll.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, werden die Einstellglieder 48 und 50 durch die Leitungen 75' und 74' nach außen aus dem Dampferzeuger 10 herausgeführt.

Die Rohre 71 und 73' können auch entfallen, wenn die Leitungen 74' und 75' drehfest mit den Montageplatten 68 bzw. 78 verbunden sind und in unbelastetem Zustand bogenförmige Gestalt haben. Der Krümmungsradius sollte dann etwa 125 bis 250 mm betragen. Arbeitet man nur mit solchen von Haus aus bogenförmigen Leitungen 74' und 75', so kann man näher an der Trennwand 18 arbeiten als bei Verwendung starrer Rohre 71 und 73'. Auch bei alleiniger Verwendung von bogenförmigen Leitungen 74' und 75' wird darauf geachtet, daß die durch sie vorgegebenen Ebenen mit der Ebene 60 zusammenfallen.

Die oben beschriebene Anordnung zum Überprüfen von Wärmetauscherrohren eines Dampferzeugers arbeitet wie folgt:

Zunächst wird die Sondenkette 100 mittels der Einstellglieder 48 und 50 durch das zu untersuchende Wärmetauscherrohr 14' gezogen. Das am Nullzweig der mit der Wirbelstromsonde verbundenen Wechselstrombrücke 110 erhaltene Signal wird zugleich mit dem Durchziehen der Sondenkette ausgewertet, und aus ihm läßt sich die Lage einer Wandunregelmäßigkeit in Längsrichtung des Wärmetauscherrohres 14' und auch die Winkellage der Wandunregelmäßigkeit in der schon weiter oben angegebenen Art und Weise bestimmten.

Nach der so ermittelten Lage der Wandunregelmäßigkeit wird dasjenige der benachbarten Wärmetauscherrohre 14a bis 14/ bestimmt, in welches die radioaktive Strahlungsquelle 32 zur näheren Untersuchung uct V/αΓιύϋΰι cgcuiiauigkcit ciiigcfüm i wcfucii soll. Die Filmkassettensonde 36 wird nun — gegebenenfalls nach Einsetzen eines unbelichteten Filmstückes — an die Wandunregelmäßigkeit gefahren, wobei das Ausgangssignal der mit der Wirbelstromsonde 110 verbundenen Wechselstrombrücke als Einstellhilfe verwendet wird. Auf diese Weise findet man die Wandunregelmäßigkeit auch dann präzise wieder, wenn sich die Einstellglieder 48 und 50 gedehnt haben sollten.

Die Filmkassettensonde und die Strahlungsquelle 32 verbleiben dann solange in der bei der Wandunregelmäßigkeit liegenden Stellung, bis das Filmstück 40 ausreichend durch von der Strahlungsquelle 32 abgegebene Gammastrahlung belichtet ist Mit einer einzigen

Einstellung der Filmkassettensonde 36 und der Strahlungsquelle 32 kann ein Drittel bis ein Viertel des Umfanges des Wärmetauscherrohres 14' aufgenommen werden. Dies ist in Normalfällen ausreichend. Überdeckt jedoch die Wandunregelmäßigkeit einen größe-

ren Winkel, so kann man die Strahlungsquelle 32 aus dem Wärmetauscherrohr 14a herausziehen und in ein anderes Wärmetauscherrohr 146 hineinschieben und die Belichtung des Filmstückes 40 für den anschließenden Winkelbereich wiederholen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Inspektion zahlreicher nebeneinander angeordneter, mindestens an einzelnen Stellen gekrümmter Rohre in Dampferzeugern, insbesondere solche mit Kernreaktor, bei der Sonden mit elastischen Einstellgliedern in Längsund Drehrichtung fest verbunden sind, Sonden und Einstellglieder aber frei in dem jeweils zu prüfenden Rohr beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellglieder (48, 50) im entlasteten Zustand eine gekrümmte Längsachse besitzen, daß die Größenordnung der Krümmungsradien der Rohre (14) und der Einstellglieder im entlasteten Zustand ähnlich ist und daß die Sonden (36,110) nur axial angetrieben werden, aber von sich aus eine winkelgetreue Orientierung in Bezug auf die Ebene der Krümmung des jeweils durchfahrenen Rohres halten.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einsteiigiied ein hohler elastischer Kunststoffschlauch (48,50), vorzugsweise aus Nylon, verwendet wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kette (100) von mehreren Sonden vorgesehen ist

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (100) Richtungssonden (110) zur Anzeige der Lage von Unregelmäßigkeiten (31) in Flichtung der Länge und des Umfangs der Rohrwanduv.g enthält.

5. Anordnung nach \nspru^h 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Richti'ngssonde eine Kette (100) von Sonden dient, die in DreVichtung und axial gegeneinander versetzt angeordnet sind, deren Umfang der Rohre entsprechende Kreisbögen sich überschneiden (F i g. 4—6).

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte auf Wirbelstrom ansprechende Sonden benutzt werden.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kette (100) ein Aufzeichnungsgerät (36) für Strahlung enthält, das zur Richtungssonde unmittelbar benachbart, ihr gegenüber nicht drehbar angeordnet ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde der Kette (100) einen strahlungsempfindlichen Film enthält, um ein genaues Bild der Unregelmäßigkeiten herzustellen.