DE2530291A1

DE2530291A1 - Geraet zum lokalisieren und/oder abschliessen von undichten rohren eines waermetauschers

Info

Publication number: DE2530291A1
Application number: DE19752530291
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Faure; Gilbert Michot
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1974-07-08
Filing date: 1975-07-07
Publication date: 1976-01-22
Also published as: FR2278051B1; SE7507739L; ES439183A1; BE830682A; GB1508864A; JPS5130649A; US3964293A; FR2278051A1; IT1036461B

Description

COMMISSARIAT A L¹ENERGIE ATOMIQUE, Paris (Frankreich)

Gerät zum Lokalisieren und/oder Abschließen von undichten Rohren

eines Wärmetauschers

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Lokalisieren und/ oder Abschließen von undichten Rohren eines Wärmetauschers.

Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Gerät, das man in einen Wärmetauscher mit vertikalen Rohren einführen kann, ganz speziell in Wärmetauscher der Bauart Natrium/Natrium, wobei das Gerät es möglich macht, in die Enden des undichten Rohres eine abdichtende Kapsel einzuführen, die sich an die Wand des Rohres anpreßt und so das betreffende Rohr vollkommen abschließt.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet außerdem das Lokalisieren des undichten Rohres, das dann abgeschlossen wird.

Bekanntlich besteht bei den Kernreaktoren, die mit flüssigem Natrium gekühlt werden, die gesamte Kühlanordnung im allgemeinen aus drei unabhängigen Kühlkreisen: einem ersten Kreis, der aus einem primären Wärmetauscher und einer primären Umlaufpumpe besteht, die im allgemeinen unmittelbar in das Gefäß des Reaktors eingebaut sind und der es möglich macht, die Wärme zwischen dem primären Natrium, das das Reaktorgefäß erfüllt, und dem sekundären Natrium auszutauschen, das in einem sekundären Natriumkühlkreis umläuft und seine Wärme mit dem Natrium des primären Kreises in einem primären Wärmetauscher austauscht. Schließlich gibt es einen dritten Kühlkreis, der Wasser enthält, das die Wärme aus dem sekundären Natrium übernimmt und die Energie an die Einrichtungen zur Erzeugung von Elektrizität weitergibt. Im allgemeinen sind mehrere gleiche dreistufige Kühlumläufe vorgesehen, die parallel zueinander arbeiten.

Da im allgemeinen der Druck in dem sekundären Natriumkreis ein wenig größer ist als der Druck in dem primären Kreis, bewirkt eine Undichtigkeit in dem primären Wärmetauscher das Übertreten eines Teiles des sekundären Natriums in den Primärkreis, d. h. in das Reaktorgefäß. Nun ist es aber wegen der Sicherheit und der guten Arbeitsweise des Reaktors notwendig, daß die Menge des primären Natriums, das das Reaktorgefäß füllt, im wesentlichen gleich gehalten wird. Selbs t wenn die Undichtigkeit in dem primären Wärmetauscher nur gering ist, so kann dennoch nach Ablauf einer gewissen Betriebszeit die zusätzliche Natriummenge in dem Reaktorgefäß groß werden und das zulässige Maß übersteigen. Es ist dann notwendig, Natrium aus dem Reaktorgefäß

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zu entnehmen, um in diesem wieder das normale Niveau einzustellen. Man versteht leicht, daß diese Maßnahme der Natriumentnahme zahlreiche Nachteile hat. Insbesondere ist das dabei entnommene Natrium aktiviert. Es ist deshalb notwendig, für das primäre Natrium, das entnommen wurde, Aufbewahrungsbehälter mit Hilfs-Schutzeinrichtungen gegen Strahlungsaustritt zu verwenden. Außerdem weiß man, daß das Entleeren und das Aufbewahren derartiger Behälter zahlreiche Schwierigkeiten mit sich bringt.

Die vorliegende Erfindung hat nun zum Gegenstand ein Gerät, das es gestattet, das obere Ende eines undichten Wärmetauscherrohre sowie auch dessen unteres Ende dicht abzuschließen. Dieses Gerät gestattet außerdem bei einer speziellen Ausführungsweise durch ein Ultraschallverfahren die undichten Rohre vor ihrem Abschließen zu lokalisieren oder festzustellen.

Das Gerät zum Abschließen undichter Wärmetauscherrohre ist im wes entlichen gekennzeichnet gekennzeichnet durch: eine dichtend in einer Öffnung der oberen Wand des Wärmetauschers festlegbare Muffe, einen vertikalen Schaft, der an seinem unteren Ende einen senkrecht zum Schaft angeordneten Arm veränderbarer Länge aufweist, dessen freies Ende fest mit einer Baugruppe verbunden ist, die eine verformbare Kapsel mit vertikaler Achse trägt, die geeignet ist, in eines der Rohre einzudringen und nach Verformung der Kapsel das Rohr abzuschließen, mit der Baugruppe fest verbundene Organe zum Hervorrufen der Verformung der Kapsel, Organe zum Trennen der Kapsel von der Baugruppe, Vorrichtungen zum Drehen des Armes um die vertikale Achse des Schaftes, zum vertikalen Translationsverschieben des Armes und zum Ändern der Länge des Armes.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dieses Gerät dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft aus einem vertikalen Rohr besteht, das an seinem oberen Teil Organe zum Drehen des Rohres um seine vertikale Achse aufweist, die fest mit der Muffe verbunden sind, und das an einem unteren Ende in einer Halterung mit zwei vertikalen Wangen endet, daß eine vertikale, drehfest mit dem Rohr verbundene Tragstange in dem Rohr verschiebbar ist, an ihrem oberen Ende fest mit dem Rohr verbundene Organe zum Verschieben der Tragstange und an ihrem unteren Ende einen mittels der Stange zwischen den Wangen der Halterung gleitend verschiebbaren Bauteil aufweist, daß eine im Inneren des Rohres verschiebbare Betätigungsstange exzentrisch angeordnet ist, daß der Arm aus mehreren verformbaren, gelenkig verbundenen Rhombenelementen besteht, von den freien Scherenarmen eines der Endteile des Armes einer mit dem unteren Ende der Betätigungsstange, der andere mit dem unteren Ende der Tragstange verbunden ist und am anderen Ende des Armes die die Kapsel tragende Baugruppe sitzt.

Nach einer Ausführungsvariante hat die Baugruppe für das Stützen und Halten der Kapsel auf jeder Seite dieser Kapsel einen Ultraschallwandler, und diese Wandler haben eine vertikale Achse, un<1 ihre Achsen sind durch einen Abstand getrennt,· der demjenigen nahekommt, der zwei benachbarte Rohre des Wärmetauschers trennt.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Entdecken und Lokalisieren eines undichten Rohres in einem Wärmetauscher für einen primären und einen sekundären Metallkreislauf derjenigen Bauart, bei dem das sekundäre Metall im Inneren der vertikalen Rohre eines Rohrbündels zwischen einem unteren Aufnahmeraum und einem oberen Aufnahmeraum umläuft, in die die betreffenden Rohre münden, und

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in dem ein zentraler Schacht in den unteren Aufnahmeraum mündet, wobei die betreffenden Fohre in das flüssige primäre Metall eingetaucht sind; das Lokalisieren erfolgt mit Hilfe der Vorrichtung oder Anordnung. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man zumindest teilweise die Leistung des Reaktors verringert und in de m in Frage kommenden Wärmetauscher den Umlauf des sekundären Metalls stillsetzt, daß man die erfindungsgemäße Vorrichtung in den zentralen Schacht einführt, bis ihr Arm den unteren Aufnahmeraum erreicht, daß man den Arm ausfährt bzw. verlängert, daß man einen Überdruck eines inerten Gases in den beiden Aufnahmeräumen für das sekundäre Metall einwirken läßt und daß man nach und nach das sekundäre Natrium entfernt, daß man dann auf das Gerät einwirkt, um den oder die Ultraschall wandler unmittelbar an jedes Rohr zu bewegen, um ein ggf. entstehendes Ultraschallsignal festzustellen; das Signal ist charakteristisch für eine Undichtigkeit in dem überprüften Rohr. Sobald das undichte Rohr entdeckt ist, dient das Gerät xurn Abschließen des- oder der Rohre.

Auf jeden Fall wird die Erfindung besser verständlich durch die folgende Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung, die jedoch lediglich als die Erfindung nicht begrenzende Beispiele zu werten sind. Die Beschreibung bezieht sich auf die Zeichnung, in der zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Wärmetauscher, in den das erfindungsgemäße Gerät eingeführt ist,

Fig. 2 eine schematische vereinfachte Gesamtdarstellung des Geräts,

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Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch den oberen Teil des Geräts,

Fig. 4 einen senkrechten Teilschnitt durch den unteren Teil des Geräts,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch die Baugruppe für das Halten der Kapsel, die zum Abschließen der oberen Enden der Rohre bestimmt ist und

Fig. 6 eine teilweise senkrecht geschnittene Seitenansicht der gesamten Baugruppe für das Halten der Kapsel zum Abdichten der unteren Enden der Rohre.

Die Fig. 1 veranschaulicht einen primären Natrium-Natrium-Wärmetauscher 2 für einen Kernreaktor der integrierten Bauart mit schnellen Neutronen. Der Wärmetauscher ist in das Reaktorgefäß eingetaucht und an der oberen Platte aufgehängt, die das Reaktorgefäß abschließt. Der Wärmetauscher hat eine im wesentlichen zylindrische äußere Wand Im Bereich der Achse des Wärmetauschers befindet sich ein zentraler Schacht 6, der am oberen Ende des Wärmetauschers mündet. Der zentrale Schacht 6 durchquert zwei Platten 8 und 10 zur Aufnahme der Wärmetauscherrohre. Diese Platten begrenzen innerhalb der Wand 4 einen oberen Aufnahmeraum 12 und einen unteren Aufnahmeraum 14, der mit dem zentralen Schacht 6 in Verbindung steht. Zwischen den Rohrboden oder Platten 8 und 10 befindet sich ein Raum 16, in dem die vertikalen Rohre 18 angeordnet sind, die an ihren oberen und unteren Enden in den Platten 8 und 10 dichtend gehalten sind. Diese Rohre stellen so die Verbindung der beiden Aufnahmeräume dar. Das primäre

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heiße Natrium läuft in dem Baum 16 von oben nach unten. Es strömt durch die Öffnung 20 ein und fließt über die Öffnung 22 wieder aus. Das sekundäre, kalte Natrium tritt in den zentralen Schacht über eine in Fig. 1 nicht dargestellte Leitung ein und geht in den unteren Aufnahmebehälter 14. Es durchströmt dann die Rohre 18, durch deren Wand es Wärme von dem primären Natrium übernimmt; dann fließt es in den oberen Behälter 12, aus dem es durch eine in der Figur nicht dargestellte Leitung austritt.

In dieser Fig. 1 wurde ebenfalls das Gerät 30 zum Abdichten eingezeichnet. Die erste Form 30a des Gerätes gestattet es, die unteren Enden der Rohre 18 auf der Höhe der unteren Platte 10 abzudichten, und die zweite Form 30 b gestattet das Abdichten der oberen Enden der Rohre 18 auf der Höhe der Platte 8. Das Gerät 30 a wird in den zentralen Schacht 6 über die in der Verlängerung des Schachtes 6 befindliche Öffnung 32 eingeführt; dann wird das Gerät 30b in den oberen Aufnahmeraum 12 über Öffnungen, wie 34, eingeführt, die in der den oberen Aufnahmeraum 12 abschließenden Platte 36 vorgesehen sind.

Jedes Gerät 30 hat im wesentlichen einen vertikalen Schaft 36 a bzw. 36 b, einen horizontalen Arm 38 a und 38 b und am Ende des Armes eine Baugruppe 40 a bzw. 40b zur Aufnahme einer Abschlußkapsel 42.

In der Fig. 2 ist eine vereinfach; e schematische Darstellung des Gerätes 30 b veranschaulicht; das Gerät 30a ist bis auf einige später zu beschreibende Einzelheiten identisch.

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Das Gerät hat eine fest mit der Wand des Wärmetauschers verbindbare Tragmuffe 44, die in die öffnung 34 eingeführt wird. Der Schaft 36 b, der mit seinem oberen Teil auf der Muffe 44 über Wälzlager abgestützt ist, besteht zunächst aus einem vertikalen Rohr 46 b, das an seinem unteren Teil in einer Halterung 48 b mit zwei vertikalen Wangen endet, von denen nur eine der Wangen 50b sichtbar ist. An seinem oberen Ende hat das Rohr mechanische Organe, die mit fest mit der Muffe 44 verbundenen Antriebsorganen zusammenwirken und die das Drehen des Rohres 46 b um seine vertikale Achse XX¹ gestatten.

Diese Vorrichtung ist mit 52 b bezeichnet und wird später genauer erläutert. Im Inneren des Rohres 46b befindet sich eine Tragstange 54b, welche die gleiche Achse wie das Rohr 46b hat. Die Stange 54b endet in ihrem unteren Ende zwischen den Wangen 50 b der Halterung 48 b. Ein Bauteil 56 b ist am unteren Ende der Stange 54 b befestigt und befindet sich infolgedessen im Inneren der Halterung 48 b.

An ihrem oberen Ende, das aus dem Rohr 46 b herausragt, ist die Tragstange 54b mit mechanischen Organen versehen, die mit Antriebsmitteln zusammenwirken, die fest mit dem Rohr 46 b verbunden sind. Diese Antriebsmittel erlauben es, die Stange 54b im Inneren des Rohres 46b längs der Achse XX¹ zu verschieben. Die Gesamtheit dieser Organe sind mit dem Bezugszeichen 58b bezeichnet.

Im Inneren des Rohres 46 b befindet sich schließlich noch eine vertikale Betätigungsstange 60b, die exzentrisch zur Achse XX¹ liegt. Diese Betätigungsstange 60 b hat an ihrem oberen Ende mechanische

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Organe, die mit den Antriebsmitteln zusammenwirken, die fest mit dem oberen Ende der Stange 54b verbunden sind. Diese gesamte Anordnung ist mit 62b bezeichnet. Sie macht es möglich, die Betätigungsstange 60 b in einer vertikalen Richtung relativ zur Stange 54 b zu verschieben.

Der Arm 38 b besteht aus gelenkig verbundenen und verformbaren Rhombuselementen, die aus Hebeln 54b zusammengesetzt sind und eine "Nürnberger Schere" bilden. An einem seiner Enden ist der Arm 38 b an die fest mit dem Bauteil 56 b verbundene Schwenkachse 66 b und an das Ende 68b der Betätigungsstange 60b angelenkt; an seinem anderen Ende ist er an der fest mit dem Baukörper 40 b verbundenen Schwenkachse 69 b und an der Achse 70b angelenkt, die in dem vertikalen, in dem Baukörper 40b vorgesehenen Schlitz 72b gleiten kann.

Nach dieser vereinfachten Zeichnungsdarstellung versteht man leicht die Wirkungsweise des Gerätes: Wenn man auf die Mechanismen 52b einwirkt, läßt man das Rohr 46b um die Achse XX¹ drehen. Das Rohr nimmt in seiner Drehbewegung die Stange 54 b, die Betätigungsstange 60b, den Arm 38b und infolgedessen auch die Kapsel 42 mit. Betätigt man die Mechanismen 62b, verschiebt man die Betätigungsstange 60b senkrecht. Man versteht, daß beim Hochschieben der Betätigungsstange 60 b die Länge des Armes 38 b verkürzt und so der Baukörper 40 b in der durch den Pfeil F 1 angegebenen Richtung verschoben wird. Im Gegensatz hierzu vergrößert man beim Absenken der Betätigungsstange 60 b die Länge des Armes 38 b, und der Baukörper 40 b bewegt sich in der Richtung, die durch den Pfeil F 2 angegeben ist. Über diese beiden Bewegungen kann man die Kapsel 42 über jedes Rohr 18

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bringen oder zumindest in der Zone halten, die durch den der äußerst verlängerten Arm bestrichen wird.

Um die Kapsel 42 in das obere Ende des Rohres 18 einzuführen, genügt es, den Baukörper 20b abzusenken, ohne seine Stellung in einer horizontalen Ebene zu ändern. Man erhält dieses Resultat, indem man die Mechanismen 58b betätigt. Man senkt auf diese Weise gleichzeitig die Stange 54b und die Betätigungsstange 60b ab. Der Baukörper 40b wird infolgedessen gesenkt, aber der Arm 38b hat seine Länge nicht geändert.

In der Fig. 3 ist ein spezielles Ausführungsbeispiel des oberen Teils des Gerätes veranschaulicht.

Die Muffe 44, die dichtend auf der oberen Wand des Wärmetauschers unmittelbar an der Öffnung 34 befestigt ist, hat eine Platte 71b, die für die Antriebsorgane 52b als Abstützung dient. Diese Organe umfassen ein Zahnrad 76 b, dessen Achse 78 b durch die Platte 74b hindurchgeht und mittels der Kurbel 80b bewegt wird. Das Zahnrad 76 b ist im Eingriff mit einem Zahnkranz 82 b, der fest mit dem oberen Ende des Rohres 46 b verbunden ist. Das Rohr 46b hängt an der Muffe 44 über Wälzlager 84b. Die Abdichtung zwischen der Muffe 44 und dem Rohr 46 b ist durch Dichtungen 86b gesichert.

Das Rohr 46 b ist an seinem oberen Teil fest mit einer Platte 88 b verbunden, die als Abstützung für die Mechanismen 58b dient. Auf dieser Platte 88b ist eine Anhebearmatur 90b befestigt, die mit einem oberen Kuppelbügel 92b versehen ist. Diese Armatur gestattet

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das Einsetzen des Gerätes in die Muffe 44. Die Mechanismen 58 b bestehen im wesentlichen aus einer vertikalen Gewindespindel 94 b und einer mit Innengewinde versehenen Mutter oder Nuß 96 b. Die Gewindespindel 94 b kann sich in dem Lager 98 b frei drehen, das in der Platte 88 b vorgesehen ist, jedoch wird die Gewindespindel an einer Längsverschiebung gehindert; die Gewindespindel ist andererseits in dem Sackloch 100b geführt, das indem Zahnkranz 82b sitzt. Die Gewindespindel 94b wird durch die Kurbel 102b gedreht. Die Nuß 96b ist fest mit dem Arm 104 b verbunden, der seinerseits an die Stange 54b angeschweißt ist. Man erkennt, daß die Drehung der Gewindespindel 94b das Ansteigen oder Absinken der Stange 54b bewirkt. Die Stange 54b hat einen wesentlich breiteren Abschnitt 106 b, dessen äußere Fläche in Berührung mit der inneren Fläche des Rohres 46b ist. Dies gewährleistet die Abdichtung zwischen den beiden Teilen mittels der Dichtungen 108 b.

Am oberen Ende der Stange 54b befindet sich ein Teil 110 b in U-Form, der zur Unterstützung oder Halterung der Mechanismen 62 b dient.

Das obere Ende der Betätigungsstange 60 b geht durch den verbreiterten Stangenteil 106 b in der Bohrung 112b hindurch. Die Betätigungsstange 60 b endet an ihrem oberen Teil in einem Gewindeabschnitt 114b, dessen Gewinde mit der Mutter 116b zusammenwirkt, die durch die Welle 118 b angetrieben wird, die den Teil 110 b in den Bohrungen 120b und 122b durchquert. Die Welle 118b wird durch die Kurbel 124b betätigt. Die Betätigungsstange 60b ist gegenüber dem Rohr 54b durch Nuten und Keilleisten drehfest gehalten.

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In der Fig. 4 ist der untere Teil des Gerätes 30 b zum Abschließen dargestellt. Der Teil 56b ist mit dem unteren Ende der Stange 54b durch den Teil 132b verbunden.

Das untere Ende der Betätigungsstange 60 b geht durch den Teil 132b in einer vertikalen Bohrung 126b hindurch. Der Teil 68b ist mit einem Zapfen 128 b verbunden, der sich in der vertikalen Führungsnut 130b in dem Bauteil 56b bewegt. Der Teil 56b wird ebenfalls durch einen Zapfen 134b bei seiner Translationsbewegung geführt, der in dem Schlitz 136b gleitet, der in der Wange 50b der Halterung eingearbeitet ist. Schließlich hat der Teil 56b einen einstellbaren Anschlag 138b, der den Weg der Stange 54b nach unten begrenzt.

Der gesamte Halte-Baukörper 40 b hat ein Chassis 140 b, das aus einer mit einer Winkelleiste 144b versehenen Platte 142b besteht, in deren Leiste der Schlitz 72 b eingearbeitet und die Achse 69 b schwenkbar gelagert ist. Dieses Chassis trägt den Zylinder 146 b einer hydraulischen Winde, an deren beweglichem Teil die Kapsel 42 befestigt ist. Die Winde 146 b ist mit dem Chassis 140 b durch den Arm 148 b und eine elastische Kupplung verbunden, die eine leichte Auslenkbewegung der Winde zuläßt, und infolgedessen·auch eine Auslenkbewegung der Achse der Kapsel relativ zu dem Chassis 140b, das vertikal bleibt. Man erkennt weiterhin einen Arm 150 b, der die Druckluftleitungen 152 b und 154b trägt, die jeweils zum Speisen der Winde 146 b und so zum Entkuppeln der Stange der Winde von der Kapsel 42 nötig sind und die ferner dazu dienen, die Kapsel 42 zu speisen und deren Deformation zu erzielen, wenn diese Kapsel in das Rohr 18 eingeführt worden ist.

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In der Fig. 5 ist die Halterungsbaugruppe 40b mit allen Einzelheiten dargestellt.

Der Arm 148 b ist mit dem Chassis 140 b über eine elastische Kupplung verbunden. Die Platte 156 b wird durch vier Säulen, wie 160b, geführt (von denen nur zwei dargestellt sind) und durch vier elastische Elemente (von denen nur eines dargestellt ist), die jeweils aus einem Bolzen 162b bestehen, der fest mit der Platte 142b verbunden ist und die Platte 156 b in einer Bohrung 164 b durchsetzt und den elastischen Tellerfedern 166 b, die beiderseits der Bohrung 164 angeordnet sind.

Die Kapsel 42 ist mit der Leitung 154 b durch ein Rohr 168 b verbunden, das eine Einschnürung 170 b an der Verbindungsstelle des Rohres 168 b mit der Kapsel 42 aufweist. In dieser Höhe erfolgt das Trennen zwischen der Kapsel und der gesamten Halte-Baugruppe. Auf der Höhe der Verbindung des Rohres 168 b mit der Leitung 15-ib befindet sich ein Bund 172b, der sich auf die Gabel 174 abstützt, welche fest mit der Kolbenstange 176 b der Winde 146 b verbunden ist - Durch Betätigen dieser Winde erzielt man die Lösung der Kapsel von dem Rohr 178 b durch Bruch dieses Rohres im Bereich der Einschnürung 170b.

In der Fig. 6 ist die gesamte Halterungs-Baugruppe 40a dargestellt, d. h. die gesamte Halterung, die dem Einführen der Kapsel in die unteren Enden der Rohre dient. Sie weicht von der gesamten Anordnung 40b im wesentlichen dadurch ab, daß die Winde 146 a nach oben gerichtet ist anstatt nach unten gerichtet zu sein. Außerdem hat man auf dem Arm 150a, der dem Arm 150b entspricht, Elemente 180a für das Führen und Aufrollen der Leitungen 152 a und 152 b. Die anderen

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Bauteile sind identisch mit denjenigen, die bereits bei Besprechung der Fig. 5 beschrieben wurden; diese Eslemente haben die gleichen Bezugszeichen, lediglich mit dem Index a.

Wie man leicht aus Fig. 1 erkennt, muß der Schaft 36a des Gerätes 30 a länger sein als der des Gerätes 30 b. Tatsächlich kann man ein gleiches Gerät für die beiden Arbeitsmaßnahmen benutzen. Um von der einen auf die andere Ausführung überzugehen, genügt es, eine Schaftverlängerung anzubauen. Dies kommt darauf hinaus, das Rohr 46 b, die Stange 54 b und die Betätigungsstange 60 b zu verlängern.

Natürlich ist es auch nötig, die gesamte Halterungs-Baugruppe 40b durch die gesamte Halterungs-Baugruppe 40a zu ersetzen.

In Fig. 6 ist eine besonders interssante Variante in der Ausführung des Gerätes dargestellt. In dieser Variante ist die gesamte Halterungs-Baugruppe 40 a mit zwei Ultraschall wandler η 182 und 182' versehen, von denen lediglich der Wandler 182 sichtbar ist. Diese beiden Wandler haben eine vertikale Achse YY' und sind auf der einen und der anderen Seite der Winde 146 a sowie symmetrisch relativ zu dieser angeordnet. Jeder Wandler ist mit einer Leitung 184 für die Übertragung der elektrischen Signale versehen, die durch die Ultraschallwellen erzeugt werden, welche der Wandler empfängt.

Mit dieser A usführungs Variante des Geräts kann man das vorher bereits beschriebene Verfahren durchführen, um ein undichtes Rohr zu ermitteln und zu lokalisieren.

Zunächst verringert man die Leistung des Reaktors oder man stellt

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den Reaktor vollständig ab. Dann sperrt man den Umlauf des sekundären Natriums. Man führt das Gerät in den zentralen Schacht 6 ein, bis sein unteres Ende in dem Aufnahmeraum 14 anschlägt. Man läßt dann ein unter Überdruck stehendes inertes Gas (beispielsweise Argon) in die beiden Aufnahmeräume 12 und 14 hinein- Man entleert nach und nach das sekundäre Natrium, das sich in den Rohren 18 befindet.

Jeweils bei diesem Entleeren erfüllt das inerte Gas den oberen Aufnahmebehälter 12 und dringt in die Rohre 18 ein. Das Niveau der Trennung zwischen flüssigem Natrium und Gas senkt sich stetig in jedem Rohr. Man stellt fest, wenn die Trennfläche zwischen Natrium und Gas das Niveau einer Undichtigkeit in einem Rohr erreicht, eine Schallwelle ausoesandt wird. Das undichte Rohr spielt die Rolle einer Wellenführung, und die Ultraschallwellen erscheinen am unteren Teil des betreffenden Rohres. Man weiß, daß drei Möglichkeiten der Ausbreitung gegeben sind ι eine Ausbreitung in der festen Wand des Rohres, eine Ausbreitung in dem Natrium, das sich noch in dem Rohr befindet und eine Ausbreitung in dem oberhalb des Niveaus der Undichtigkeit befindlichen Gas. Man ermittelt die Anwesenheit einer gegebenenfalls vorhandenen Ultraschallwelle, indem man die untere, die Rohrenden aufnehmenden Platte 10 mit einem Ultraschallwandler "abfühlt", wobei der Wandler in einem gleichbleibenden Abschnitt von der Platte bleibt. Man empfängt mit diesem Wandler ein maximales Signal, wenn der Wandler sich vor dem undichten Rohr befindet.

Mit Hilfe der Betätigungsorgane führt man die beiden zusammenwirkenden Wandler unterhalb jedes Rohres 18 der unteren Rohrplatte 10. Wie bereits erläutert, merkt man eine Erzeugung einer Ultraschallwelle,

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sobald die Niveaufläche zwischen Natrium und Gas eine undichte Stelle in einem Rohr erreicht, die so von den Wandlern festgestellt wird. Wenn man ein undichtes Rohr ermittelt hat, ist das Gerät bereits an der richtigen Stelle, um das untere Ende des betreffenden Rohres abzuschließen. Man arbeitet dann so, wie dies oben angegeben wurde.

Man zieht die gesamte Halterungs-Baugruppe 40 a nach oben, bis die Kapsel genügend tief in das undichte Rohr 18 eingedrungen ist. Man führt in die durch Druck verformbare Kapsel 42 ein Fluid unter einem Druck in der Größenordnung von 1500 bar über die Leitung 152 a ein. Dies bewirkt eine Umfangs-Dehnung der Kapsel, die sich so in das Rohr einpreßt und dieses Rohr dicht abschließt. Man betätigt dann die Winde 146 a, um die Trennung der Kapsel von dem Rest des Gerätes zu bewirken. Um das Ermitteln weiterer undichter Rohre und deren Abschluß durchzuführen, muß man das Gerät aus dem Wärmetauscher herausziehen, um an das Ende der Leitung 154a eine neue Kapsel mit ihrem Verbindungsrohr 168a anzusehen. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsvariante besteht in der großen Genauigkeit, die man in dem Einstellen der Kapsel relativ zu den Rohren 18 erzielen kann. Um sicher zu sein, daß man eine gute Einstellung der Kapsel gegenüber einem undichten Rohr erzielt hat, genügt es, diese Kapsel zu verschieben, bis man an den beiden Wandlern Signale gleicher Amplitude enthält.

Man führt die gleichen Arbeiten an der oberen Rohrplatte 8 durch·

Es sei darauf hingewiesen, daß man auch ein Gerät verwenden könnte , das nur einen Ultraschallwandler enthält. In diesem Fall wäre es wegen der Versetzung zwischen der Achse des Wandlers und der der Kapsel

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notwendig, die gesamte Halterungsbaugruppe zwischen dem Vorgang des Entdeckens des undichten Rohres und des Abschließens dieses Rohres durch die Kapsel etwas zu verschieben.

Außerdem kann man die durch Innendruck verformbare Kapsel durch eine Kapsel ersetzen, deren Verformung mit Hilfe eines Magnetankers erreichbar ist. In diesem Fall werden die Leitungen 152 und 154 natürlich durch elektrische Leitungen ersetzt.

Es ergibt sich ebenfalls von selbst, daß im gesamten Gerät, das in flüssigem heißem Natrium arbeitet, praktisch alle Teile aus einem Stahl bestehen, der unter diesen schweren Benutzungsbedingungen sich bewährt und widerstandsfähig ist; dies gilt insbesondere für diejenigen Teile des Gerätes,' die in den Wärmetauscher eintauchen. Man benutzt hierfür vorzugsweise einen rostfreien Stahl der Bezeichnung Z3CN 18/10.

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Claims

Patentansprüche

I Iy Gerät zum Lokalisieren und/oder Abschließen van undichten Rohren eines Wärmetauschers, gekennzeichnet durch: eine dichtend in einer öffnung der oberen Wand des Wärmetauschers festlegbare Muffe (44); einen vertikalen Schaft (36), der an seinem unteren Ende einen senkrecht zum Schaft angeordneten Arm (38) veränderbarer Länge aufweist, dessen freies Ende fest mit einer Baugruppe (40) verbunden ist, die eine verformbare Kapsel (42) mit vertikaler Achse trägt, die geeignet ist, in eines der Rohre (18) einzudringen und nach Verformung der Kapsel das Rohr abzuschließen; mit der Baugruppe fest verbundene Organe (152, 154, 168) zum Hervorrufen der Verformung der Kapsel; Organe zum Trennen der Kapsel von der Baugruppe; Vorrichtungen (52 bzw. 58 bzw· 62) zum Drehen des Armes um die vertikale Achse des Schaftes, zum vertikalen Translationsverschieben des Armes und zum Ändern der Länge des Armes.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft aus einem vertikalen Rohr (36) besteht, das an seinem oberen Teil Organe (52) zum Drehen des Rohres um seine vertikale Achse aufweist, die fest mit der Muffe (44) verbunden sind, und das an einem unteren Ende in einer Halterung (48) mit zwei vertikalen Wangen (50) endet; daß eine vertikale, drehfest mit dem Rohr verbundene Tragstange (54) in dem Rohr verschiebbar ist; an ihrem oberen Ende fest mit dem Rohr verbundene Organe (58) zum Verschieben der Tragstange und an ihrem unteren Ende einen mittels der Stange zwischen den Wangen der Halterung gleitend verschiebbaren Bauteil (56) aufweist; daß eine im Inneren des

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Rohres verschiebbare Betätigungsstange (60) exzentrisch angeordnet ist; daß der Arm (38) aus mehreren verformbar en, gelenkig verbundenen Rhombeneiern enten (64) besteht, von den freien Scherenarmen eines der Endteile des Armes einer mit dem unreren Ende der Betätigungsstange, der andere mit dem unteren Ende der Tragstange verbunden ist und am anderen Ende des Armes die die Kapsel tragende Baugruppe (40) sitzt.
3. Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (42) tragende Baugruppe (40) zumindest einen Ultraschall wandler (182) aufweist, und daß der oder die Wandler ,-ine vertikale Achse (YY') haben.
4. Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, dadurch geivennzeichnet, daß die die Kapseln (42) tragende Baugruppe (40) symmetrisch an jeder Seite der Kapsel einen Ultraschall wandler (182) aufweist, daß die Wandler eine vertikale Achse (YY') haben und ihre Achsen durch einen Abstand getrennt sind, dessen Größe demjenigen Abstand nahekommt, der zwei benachbarte Rohre (18) des Wärmetauschers trennt.
5. Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Organe oder Vorrichtungen (52) zur Drehung des Rohres (36) aus einem fest mit dem oberen Ende des Rohres verbundenen Zahnkranz (82) bestehen, der mit einem Zahnrad (76) im Eingriff ist, das auf einer Achse (78) sitzt, die ein fest in der Muffe (44) gehaltenes Lager durchzieht; und daß diese Achse oder Welle durch eine Kurbel (80) angetrieben wird.

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6. Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Organe (58) zur Verschiebung der Stange (54) relativ zu dem Rohr (36) aus einer Gewindespindel (94) mit vertikaler Achse bestehen, die fest mit einer Verlängerung (88) des betreffenden Rohres verbunden und an einer Längs verschiebung gehindert ist und daß diese Gewindespindel eine mit Innengewinde versehene Nuß oder Mutter (96) mitnimmt, die fest mit der betreffenden Stange verbunden ist.
7. Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Organe (62) zur Verschiebung der Betätigungsstange (60) aus einem Gewindeabschnitt bestehen, der fest mit dieser Stange verbunden ist und diese verlängert, und aus einem mit Innengewinde versehenen Bauteil (116), der mit dem Gewindeabschnitt im Eingriff steht, wobei dieser Innengewindebauteil durch eine Achse oder Welle (118) mitgenommen wird, die in einem fest an dem oberen Ende der betreffenden Stange sitzenden Lager (122) dreht, wobei diese Welle durch eine Kurbel (124) angetrieben ist.
8. Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe (40) für das Halten der Kapsel (42) ein Chassis (140) aufweist, an dem eines der Enden des Armes (38) angelenkt ist, ferner eine hydraulische Winde mit vertikaler Achse, deren Zylinder (146) an dem Chassis über eine elastische Verbindung (162, 164, 166) festgelegt ist und weiterhin durch ein starres vertikales Bohr (168), das die angeschlossene Kapsel verlängert und an seinem freien Ende mit einer Zuführleitung (164) für Fluid unter Über-

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druck verbunden ist; daß dieses Rohr eine Einschnürung (170) im Bereich seiner Verbindung mit der Kapsel hat und einen Bund (172), der auf einer Gabel (174) liegt, die fest mit dem Ende der beweglichen Stange (176 ) der Winde verbunden ist.
9. Verfahren zum Feststellen und Lokalisieren eines undichten Rohres in einem Wärmetauscher zur Wärmeübertragung zwischen Flüssigmetall und Flüssigmetall und der Bauart, bei der das sekundäre Metall im Inneren von vertikalen Rohren eines Rohrbündels umläuft, die zwischen einem unteren und einem oberen Aufnahmeraum angeordnet sind, in denen diese Rohre münden, und in dem sich ein zentraler, in den unteren Aufnahmeraum mündender Schacht befindet, und die Rohre in dem flüssigen primären Metall eingetaucht sind, mit Hilfe des Gerätes nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß man zumindest teilweise die Leistung des Reaktors verringert und daß man in dem betreffenden Wärmetauscher den Umlauf des sekundären Metalls sperrt, daß man das erfindungsgemäße Gerät in den zentralen Schacht einführt, bis der Arm den unteren Aufnahmeraum erreicht, daß man den Arm ausfährt oder verlängert, daß man einen Überdruck eines inerten Gases auf die beiden Aufnahmeräume für das sekundäre Metall e inwirken läßt und daß man nach und nach das sekundäre Metall abpumpt, daß man das Gerät bewegt, so daß der oder die Ultraschallwand vor jedes Rohr gebracht werden und ein eventuell abgegebenes Ultraschallsignal feststellt, das charakteristisch für eine Undichtigkeit oder eine Leckströmung in dem überprüften Rohr ist.

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