-
Prüfeinrichtung für Großbehälter
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Oberprüfung
von senkrecht angeordneten Großbehältern, insbesondere von Kernreaktordruckbehältern
mittels eines Drüfgerätes, beispielsweise eines Ultraschallgerätes, das in Längs-
und Ufangsrichtung auf der Behälteroberfläche verfahrbar ist. Druckbehälter von
Kernreaktoren, aber auch andere Großbehälter,müssen in regelmäßigen Zeitabständen
überprüft werden um sicherzugehen, daß sie nach wie vor den an sie gestellten Forderungen
bezüglich der Festigkeit genügen. Für diese sogenannten Wiederholungsprüfungen hat
sich das bekannte Ultraschall-PrüfverfahreA besonders bewährt, bei dem jedoch ein
unmittelbarer Kontakt zwischen Prüfgerät und Behälter notwendig ist. Dadurch wird
die Prüfung solcher Behälter erschwert, die unter beengten Raumverhältnissen eingebaut
sind, wie z. B. Kernreaktordruckbehälter auf Schiffen, wo für das Einbringen von
Prüfgeräten rings um den Druckbehälter nur ein verhältnismäßig schmaler Spalt zur
Verfügung steht, der noch dazu nur von bestimmten Stellen seines Umfanges aus überhaupt
zugänglich ist. Um die gesamte Oberfläche des üblicherweise als Zylinder mit halbkugelförmigen
Boden ausgestalteten Uruckbehälters zu erreichen, ist das Prüfgerät auf diesem in
meridionaler und azimutaler Richtung verfahrbar. Dabei ist bereits vorgeschlagen
worden, rings um den Behälter eine Anzahl meridional verlaufender Schienen anzuordnen
und einen das Prüfgerät tragenden Wagen auf diesen
Schienen laufend
bis an die gewünschte Stelle hinabzulassen, wobei dieser Wagen die Spitze eines
aus einer Anzahl ähnlicher Wagen ohne Prüfgerät zusammengesetzten gelenkigen Zuges
bildet. Der Zug muß jedoch jeweils durch An- bzw. Abmontieren einzelner Wagen auf
die gewünschte Länge gebracht werden, um Prüfpositionen in verschiedenen Hohen des
Behälters anzusteuern und sein Umsetzen von einer Schienenbahn auf eine andere ist
mit zahlreichen Arbeitsgangen verbunden, Die Verwendung dieser Einrichtung setzt
auch einen über den Umfang des Behälters gleichmäßig guten Zugang zu dem Spalt zwischen
ihm und der ihn umgebenden Abschirmung voraus.
-
Die vorliegende Erfindung hat eine Einrichtung zur Aufgabe, mit deren
Hilfe, ausgehend von einem einzigen, auf dem Umfang des Behälters zugänglichen Punkt
ein Prüfgerät über die gesamte äußere Oberfläche desselben verfahren werden kann,
und zwar derart, daß bestimmte Prüfpositionen mit großer Genauigkeit angesteuert
werden können. Die Vorrichtung soll darüberhinaus leicht zu handhaben und zu montieren
sein.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch die Anordnung mehrerer, einer den Umfang
des Behälters verteilter senkrechter Längsschienen, einer den Behälter z. B. am
oberen Ende im Bereich des Auflagers ungebenden waagerechten Schienenbahn und eines
auf der Schienenbahn verfahrbaren ersten Wagens, auf dem eine an jede der Längsschienen
ansetzbare senkrechte Verlängerungsschiene angebracht ist, auf der wiederum ein
zweiter, das Prüfgerät tragender Wagen verfahrbar ist. Soll eine auf einen bestinten
Meridian gelegene Prüfposition erreicht werden, so wird der erste Wagen auf der
Schienenbahn bis zu der diesen Meridian zugeordneten Längsschiene verfahren und
die Verlängerungsschiene an die Längsschiene angesetzt.
-
Der bis dahin auf ersterer geparkte zweite Wagen kann
jetzt
durch Ablaufenlassen auf der Längsschiene auf die gewünschte IJöhenposition am Behälter
gebracht werden.
-
Nach Beendigung der Prüfung wird der zweite Wagen wieder auf die Verlängerungsschiene
zurückgeholt, die Verbindung zwischen dieser und der Längsschiene gelöst und der
erste Wagen kann zu einer anderen Längsschiene oder aber z. B. zwecks Wartung des
Prüfgerätes zu der einen zugänglichen Stelle des Behälterumfanges gebracht werden.
-
Das Prüfgerät kann so allerdings nur einen verhältnismäßig schmalen
Streifen der Behälteroberfläche abfahren.
-
Es ist daher zweckmäßig und führt zu einer Verringerung der Anzahl
der Längsschienen und der Umsetzvorgänge, das Prüfgerät auch quer zur Längsschiene
beweglich zu machen, so daß von dieser aus ein breiterer Streifen der Behälteroberfläche
abgefahren werden kann. Die erfindungsgemäße Einrichtung weist daher einen auf dem
zweiten Wagen in Umfangsrichtung des Behälters angeordneten Ausleger auf, auf dem
das Prüfgerät um eine Strecke verschiebbar ist, die größer als der Abstand zwischen
je zwei der Längsschienen ist. Der Verschiebeweg des Prüfgerätes wirctsich üblicherweise
rechts oder links von der Längsschiene erstrecken, so daß der zwischen zwei Längsschienen
gelegene Raum von einer dieser ausgehend und mit einer gewissen Oberlappung abgetastet
werden kann. Alternativ hierzu weist der zweite Wagen einen in Umfangsrichtung des
Behälters um eine Strecke die größer ist als der Abstand zwischen je zwei der Längsschienen
verschiebbaren Ausleger auf, auf den das Prüfgerät befestigt ist. Der Ausleger ist
konzentrisch zur Behälteroberfläche gekrümmt, damit der Abstand des Prüfgerätes
zu dieser gl3ichbleibt. Der günstigste Kompromiß zwischen eines Ausleger mit genügender
Starrheit bei vrtretbaren Abmessungen und
der Forderung nach einer
geringen Anzahl von Längs schienen liegt bei zwölf gleichmäßig um den Behälter herum
verteilten Längsschienen.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Wagen Teil eines
aus einem oder mehreren weiteren Wagen zusammengesetzten Zuges, der als ganzes auf
der Schienenbahn verfahrbar ist. Dieser Zug kann je nach den zeitlichen und örtlichen
Bedürfnissen anders zusammengestellt werden, ist durch seine Gelenkigkeit leichter
auf der gekrümmten Schienenbahn verfahrbar und vereinfacht Reparatur und Wartung
insofern, als bei Ausfall eines einzelnen auf einem Wagen montierten Gerätes nur
dieser selbst aus dem Zug entfernt zu werden braucht und durch einen bereit gehaltenen
Reservewagen ersetzt zu werden braucht.
-
In besonderer Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens weist der Zug
einen dritten Wagen auf, der einen Motor zum Antrieb des Zuges trägt. Dieser Motor
ist ferngesteuert und bewirkt das Verfahren des mit der Verlängerungsschiene versehenen
ersten Wagens über die gewünschte Längsschi'ene. Ferner ist ein vierter Wagen vorhanden,
der eine Brems- und Feststellvorrichtung für den Zug trägt, um zu verhindern, daß
der erste Wagen die einmal eingestellte Position verläßt, in der die Verlängerungsschiene
genau auf die gewünschte Längsschiene ausgerichtet ist. Dieses Ausrichten geschieht
nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit Hilfe einer besonderen Vorrichtung,
die auf einem fünften Wagen angebracht ist. Das Herstellen und Lösen der Verbindung
zwischen der Verlängerungsschiene und einer der Längsschienen geschieht mit einer
besonderen Vorrichtung, die mit auf dem ersten Wagen angebracht ist.
-
Bei dem oben vorausgesetzten Behälter mit beschränkter Zugangsslöglichkeit,
z. B. durch eine Öffnung, weist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung jedes
Teil des Zuges nur solche Abmessungen auf, daß man es einzeln durch den Zugang auf
die Schienenbahn bringen und dort mit den anderen Teilen zu einem Zug verbinden
kann. Die leichte Montierbarkeit und Demontierbarkeit des Zuges ist besonders an
Kernreaktordruckbehältern von Wichtigkeit, da hier die gesamte Prüfeinrichtung für
jede Wiederholungsprüfung neu aufgebaut und nach deren Beendigung wieder abgebaut
werden muß, da nicht nur das empfindliche Prüfgerät, sondern auch die anderen Teile
von der von einem in Betrieb befindlichem Kernreaktor ausgehenden Wärme- und radioaktiven
Strahlung beschädigt würden.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt Figur 1 den mit einer Prüfvorrichtung versehenen Behälter eines außer
Betrieb gesetzten Kernreaktors entsprechend dem Schnitt AB der Figur 2, Figur 2
dasselbe entsprechend dem Schnitt CD der Figur 1, Figur 3 in vergrößertem Maßstab
die -Einzelheit X der Figur 2, Figur 4 einen Schnitt durch den ersten Wagen entsprechend
der Linie EF der Figur 3, Figur 5 einen Schnitt durch den dritten Wagen entsprechend
der Linie GH der Figur 3, Figur 6 einen Schnitt durch den vierten Wagen entsprechend
der Linie IJ der Figur 3,
Figur 7 einen Schnitt durch den fünften
Wagen entsprechend der Linie KL der Figur 3, Figur 8 eine Ansicht des zweiten Wagens
in Richtung der Behälterachse, und Figur 9 in abermals vergrößertem Maßstab einen
Querschnitt durch den Ausleger der Figur 8.
-
Ein zu prüfender Reaktordruckbehälter 1 stützt sich über eine Schürze
21 auf einem Unterbau 22 ab, der mit einer Abschirmung 19 gegen radioaktive Strahlung
derart ausgekleidet ist, daß ein schmaler Spalt 20 (z. B. von 300 mm, hier übertrieben
groß dargestellt) verbleibt. Der Behälter 1 ist in eine hier nicht gezeigte, ihn
umgebende Struktur derart eingebaut, daß der Spalt 20 nur über wenige, beispielsweise
auch nur eine Zugangsöffnung 17 in der Schürze 21 zugänglich ist. Diese Öffnung
kann nur verhältnismäßig geringe Abmessungen aufweisen, (z. B. 600 x 600 mm). Am
oberen Ende der Abschirmung 19 ist eine kreisrunde Schienenbahn 3 verlegt, auf der
ein aus mehreren, in den Figuren 1 und 2 nur angedeuteten Wagen bestehender Zug
9 verfahrbar ist. Auf der Abschirmung 19 befestigt sind mehrere, hier zwölf parallel
zu den Meridianen des Behälters 1 verlaufende Längsschienen montiert. Auf einem
ersten Wagen 4 des Zuges 9 ist eine Verlängerungsschiene 5 angebracht, die wahlweise
zur Verlängerung jeder beliebigen der Längsschienen 2 verwendet werden kann. Auf
der Verlängerungsschiene 5 befindet sich in Ruhestellung (hier nicht dargestellt)
ein zweiter Wagen 7, auf dem ein Prüfgerät befestigt ist, beispielsweise ein Ultraschallgerät,
mit dessen Hilfe der Behälter 1 auf Risse und andere Schadstellen untersucht werden
kann. Dazu wird (hier dargestellt) der zweite Wagen auf der an die Verlängerungsschiene
5 anschließenden Längsschiene 2 verfahren, wobei das Prüfgerät einen Streifen der
Behälteroberfläche
erfassen kann. Um diesen Streifen so zu verbreitern,
daß rechts oder links von der Längsschiene 2 ein Bereich erfaßt wird, der etwas
größer als der Abstand zu der benachbarten Längsschiene ist, ist das Prüfgerät 6
nicht unmittelbar auf dem zweiten Wagen 7, sondern in der einen Alternative (hier
nicht dargestellt) beweglich auf einem Ausleger 8 angebracht, der seinerseits starr
am Wagen 7 befestigt ist. In der anderen Alternative (siehe Figuren 7 und 8) ist
das Prüfgerät 6 starr auf einem Ausleger 8 befestigt, der gegenüber dem Wagen 7
beweglich ist.
-
Im einzelnen (siehe Figur 3) besteht der Zug 9 aus mehreren, durch
Laschen 55, die mit Steckverbindungen 54 befestigt sind, miteinander verbundenen
Wagen. Ilierzu gehören der bereits erwähnte erste Wagen 4, der die Verlängerungsschiene
5 trägt, ein dritter Wagen 10, der einen zum Antrieb des Zuges benutzten Motor 11
trägt, einen vierten Wagen 12 mit einer Brems- und Feststellvorrichtung 13 für den
Zug und am vorderen und hinteren Ende des Zuges 9 jeje,einen fünften Wagen 14 mit
je einer Vorrichtung 15 zum Ausrichten des Zuges und damit der Verlängerungsschiene
5 auf eine der Längsschienen 2. Der erste Wagen 4 trägt weiterhin (siehe Figur 4)
einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 23 mit schleppend nach draußen geführten
Zuleitungen 25, mit dessen Hilfe eine Stange 26 bewegt werden kann, die zwei Hebel
24 schwenkt, die an einem Ende drehbar am Wagen 4 und am anderen Ende ebenso drehbar
an der Verlängerungsschiene 5 befestigt sind. Mit ihrer Hilfe kann die Verlängerungsschiene
5 aus der in Figur 4 gezeigten, an eine Längsschiene 2 angesetzten Lage abgehoben
werden, was zum Verfahren zu einer anderen Längsschiene insbesondere dann notwendig
ist, wenn die Stoßkanten der Längsschiene 2 und der Verlängerungsschiene 5 nicht
stumpf aufeinanderstoßen, sondern zur
Sicherstellung einer genauen
Ausrichtung miteinander verzahnt sind. Der auf dem dritten Wagen 10 angebrachte
Motor 11 mit den schleppend nachgeführten Zulaitungen 27 ist ein Getriebemotor,
der ein Kettenrad 28 antreibt, das in eine parallel zur Schienenbahn 3 festverlegte
Rollenkette 29 greift und so den Zug 9 bewegt (siehe Figur 5).
-
Die Brems- und Feststellvorrichtung 13 auf dem vierten Wagen 12 besteht
aus einem hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Bremszylinder 30 mit Zuleitungen
32, der Bremsbacken 31 so an die Schienenbahn 3 pressen kann, daß der Zug 9 unverrückbar
auf dieser festgehalten wird (siehe Figur 6).
-
Die fünften Wagen 14 tragen je einen Arm 15, auf dem, gegebenenfalls
auf einem weiteren Unterstützungsarm 33, federnde Leitrollen 34 befestigt sind,
die auf der Außenfläche des Behälters 1 und auf der Innenfläche der Schürze 21 abrollen
und so eine genaue Ausrichtung und eine Abstützung des Zuges 9 gewährleisten (siehe
Figur 7)t Der zweite Wagen 7 trägt (siehe Figur 8) zwei, auf verschiedenen Ebenen
angeordnete, weitere Getriebemotoren 35, die über Zuleitungen 36 mit Kraftstrom
und Steuerimpulsen versorgt werden und die je ein Ritzel 37 (hier nur eines sichtbar)
antreiben, die in eine entsprechende Verzahnung 38 an der Längsschiene 2 und der
Verlängerungsschiene 5 eingreifen. Der zweite Wagen 7 kann so auch bei Ausfall eines
Motors auf jede beliebige Höhenstellung, bezogen auf den Behälter 1 gefahren werden.
Geführt wird er dabei durch federnd angeordnete Leitrollen 39. Um den Wagen 7 in
der gewünschten Stellung auf der Längsschiene 2 oder in Parkstellung auf der Verlängerungsschiene
5 festzuhalten ist
eine über Zuleitungen 41 gespeiste und gesteuerte
hydraulische oder pneumatische Arretiervorrichtung 40 vorgesehen, die durch Anpressen
einer Bremsbacke 42 an die Schiene (die aus einem Vierkantrohr 58 und einem darauf
befestigten, seitlich überstehenden Flachstahl 59 zusammengesetzt ist) den zweiten
Wagen 7 festhält. Das Prüfgerät 6 ist fest auf dem Ausleger 8 befestigt, der mit
Hilfe eines weiteren, über Zuleitungen 44 gespeisten Getriebemotors 43 verschiebbar
ist. Hierzu treibt der Motor 43 ein weiteres Ritzel 46, das in eine weitere Verzahnung
45 am Ausleger 8 eingreift. Der Ausleger 8 wird dabei durch weitere Leitrollen 47
geführt, die, wie die Leitrollen 39 auch, mit Hilfe von Exzentern eingestellt werden
können. Ist das Prüfgerät 6 durch seitliches Verschieben des Auslegers 8 an die
gewünschte Stelle am Umfang des Behälters 1 gebracht worden, kann der Ausleger mit
Hilfe einer elektromagnetischen, über Zuleitungen 50 gesteuerten und auf einer Grundplatte
53 angeordneten Arretiervorrichtung (siehe Figur 9) an der gewünschten Stelle festgehalten
werden. Durch die Kraft von Federn 51, die normalerweise durch die Anziehungskraft
des Elektromagneten 49 auf einen Anker 56, an dem sich dieselben abstützen, überwunden
wird, wird beim Stromloswerden des Elektromagneten eine Sperre 52 in die am Ausleger
8 angebrachte Verzahnung 45 gedrückt, die so den Ausleger festhält. Ist die Prüfung
der Behälterwand an einer Stelle beendet, wird durch Verfahren des Auslegers 8 das
Prüfgerät 6 an eine andere, meist benachbarte Stelle gebracht und so zunächst ein
waagerechter Streifen der Wandung geprüft. Ist dies beendet, wird durch Verfahren
des zweiten Wagens 4 der Höhe nach ein zweiter waagerechter Streifen in Angriff
genommen. Ist der gesamte, durch zwei Meridiane des Behälters begrenzte senkrechte,
aus einer Vielzahl von einzelnen waagerechten
Streifen zusammengesetzte
Bereich abgesucht, wird der zweite Wagen auf die Verlängerungsschiene 5 gefahren,
deren Verbindung mit der Längsschiene 2 gelöst, der Zug 9 über eine weitere Längsschiene
2 verfahren, zu der die Verbindung der Verlängerungsschiene 5 hergestellt wird,
worauf durch Hinunterfahren des zweiten Wagens 7 ein neuer Sektor der Behälteroberfläche
in Angriff genommen wird, bis die gesamte Oberfläche abgesucht ist.
-
Darauf kann die gesamte Einrichtung abgebaut und bis zur nächsten
Wiederholungsprüfung gelagert oder anderweitig eingesetzt werden. Das Abbauen geschieht
in umgekehrter Reihenfolge wie der Aufbau, und zwar werden, da die Abmessungen der
Zugangsöffnung.17 einen Ausbau der Einrichtung im ganzen nicht zulassen, die die
einzelnen Wagen des Zuges zusammenhaltenden Steckverbindungen 54 gelöst. Daraufhin
kann jedes Einzelteil des Zuges 9 einschließlich des zweiten Wagens 7 mit dem Prüfgerät
6 einzeln durch die Öffnung 17 entfernt werden.
-
Der Zug 9 kann weitere, hier nicht gezeigte Wagen enthalten, auf denen
an sich bekannte Geräte angebracht sind, beispielsweise Beleuchtungseinrichtungen
und Fernsehkameras zur Oberwachung der Bewegungsvorgänge.
-
Leerseite