DE2853305A1 - Korrosionsmessvorrichtung fuer radioaktive komponenten - Google Patents
Korrosionsmessvorrichtung fuer radioaktive komponentenInfo
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Description
Korrosionsmeßvorrxchtung für radioaktive Komponenten
Bei bekannten Arten von nuklearen Leistungsreaktoren, wie sie beispielsweise in der Dresden Nuclear Power Station nahe
Chicago, Illinois, benutzt werden, weist der Reaktorkern eine Mehrzahl von unter Abstand in einem Feld angeordneten Brennstoffsätzen
auf, die eine selbsttätige Kernspaltungsreaktion ermöglichen. Der Kern befindet sich in einem Druckbehälter, in dem er
in ein Arbeitsfluid eingetaucht ist, wie leichtes Wasser, das sowohl als Kühlmittel wie auch als Neutronen-Moderator bzw.
-Bremssubstanz dient. Jeder Spalt- bzw. Brennstoffsatz weist einen abnehmbaren, rohrförmigen Strömungskanal auf, der in typischer
Weise etwa einen quadratischen Querschnitt hat und ein Feld von länglichen, überzogenen (cladded) Brennstoffelementen
oder -stangen umgibt, welche ein geeignetes Spalt- bzw. Brennstoff material, wie Uran oder Plutonium Oxid, enthalten und zwischen
oberen sowie unteren Anker- bzw. Halteplatten gehalten werden. Die Brennstoffsätze sind in einem verteilten Feld in
dem Druckbehälter zwischen einem oberen Gitter und einer unteren Kernstützplatte abgestützt. Die untere Halteplatte eines jeden
Brennstoffsatzes ist mit einem Nasenstück ausgebildet, das in einen Sockel bzw. eine Fassung in der Kernstützplatte paßt,
und zwar für eine Strömungsverbindung mit einer Versorgungskammer für unter Druck stehendes Kühlmittel. Das Nasenstück ist
mit öffnungen ausgebildet, durch die das unter Druck stehende Kühlmittel durch Strömungskanäle des Brennstoffsatzes aufwärts
strömt, um Wärme von den Brennstoffelementen abzuführen. Ein typischer Brennstoffaufbau dieser Art ist beispielsweise in dem
US-Patent 3 689 358 dargestellt. Ein Beispiel für ein Brennstoffelement oder eine Brennstoffstange ist in dem US-Patent
3 378 458 dargestellt.
Weitere Einzelheiten bzw. Informationen im Zusammenhang mit nuklearen Leistungsreaktoren ergeben sich beispielsweise
aus 'Nuclear Power Engineering", M.M. El-Wakil, McGraw-Hill
Book Company, Inc., 1962.
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Während die verschiedenen Reaktcrkomponenten einer intensiven Betriebsprüfung unterworfen werden, bevor sie in den
Reaktor eingesetzt werden, besteht ein fortgesetzter Bedarf für eine im Betrieb einsetzbare Inspektionsanlage, die schnell und
bequem den fehlerfreien Betrieb feststellen oder irgendwelche Unregelmäßigkeiten in solchen Komponenten an der Reaktorstelle
erfassen kann, insbesondere nachdem solche Komponenten einem Reaktorbetrieb unterworfen wurden und somit radioaktiv geworden
sind. Ein solcher radioaktiver Zustand von benutzten Komponenten erfordert eine von entfernter Stelle aus betätigbare Anlage, die
diese Komponenten überprüfen kann, und zwar unter Wasser, um die Bedienungspersonen der Test- bzw. Prüfanlage vor einer Strahlung
zu schützen.
Ein besonderer Bedarf besteht für eine Inspektionsanlage, die eine zerstörungsfreie Überprüfung und quantitative
Anzeige der Korrosionsausbildung, wie einer Oxidbildung, an solchen Reaktorkomponenten ermöglicht. Es ist insbesondere wünschenswert,
eine Korrosionsmessung von abnehmbaren bzw. austauschbaren Reaktorkomponenten vorzusehen, die möglicherweise
eine relativ lange Betriebslebensdauer haben, wie von Brennstoffaufbau-Strömungskanälen.
So ist beispielsweise, wie es oben erwähnt wurde, jeder Brennstoffaufbau bzw. -satz von einem abnehmbaren rohrförmigen
Strömungskanal umgeben. Während die normale Betriebslebensdauer
eines Brennstoffsatzes in dem Reaktorkern in der Größenordnung von vier Jahren liegt, kann der Strömungskanal abgenommen
und bei einem Austausch des Brennstoffsatzes wiederverwendet
werden, wenn keine übermäßige Korrosion oder andere Fehler vorliegen.
Gemäß früherer Verfahren zum Bestimmen des Ausmaßes der Kanalkorrosion wurden ein Kanal aufgeschnitten und Proben
von korrodierten Abschnitten zur Überprüfung zu einem Labor gebracht. Diese Lösung führte zu einer Zerstörung von möglicherweise
wiederverwendbaren Kanälen, ferner zu einem unerwünschten Aufwand an Zeit sowie Geld und zu einem Verladen sowie Handhaben
von radioaktivem Material. Somit besteht ein Bedarf für eine von entfernter Stelle aus betreibbare zerstörungsfreie Korrosions-
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meßanlage, mit der bestimmt werden kann, ob sich eine bestrahlte
Komponente für einen weiteren Betrieb eignet oder nicht eignet.
Brennstoffaufbau-Kanäle werden normalerweise aus einer Zirkonlegierung gebildet und durch Zusammenschweißen von
zwei U-förmigen Gliedern hergestellt. Sie werden gewöhnlich im Betrieb einer Autoklavenbehandlung unterworfen (hierbei werden
sie einem Dampf hoher Temperatur ausgesetzt), um einen dünnen, dichten, schützenden Oxid-Oberflächenfilm zu bilden, der eine
tiefgraue oder schwarze Farbe hat.
Im Betrieb tritt eine Oxidkorrosion an örtlichen Bereichen auf, insbesondere an solchen Abschnitten, die höchsten
Temperaturen und der größten Neutronenflußdichte ausgesetzt worden
sind. Die Oxidkorrosion entsteht in Form von Gruppen von punktförmigen Flecken oder Knotchen von Korrosionsprodukten, die
eine hellgraue oder weiße Farbe haben und die dem örtlichen Bereich ein rSalz-und-Pfeffer' Aussehen geben.
Beim Fortschreiten dieser Korrosion erfolgen ein bereichsmäßiges Ausdehnen der Knotchen und ein Verschmelzen, wodurch
über dem örtlichen Bereich ein durchgehender Oxidkorrosionsfilm bzw. eine entsprechende Schicht gebildet wird. Eine
fortgesetzte Korrosion führt zu einem Verdicken des Oxidfilms und schließlich zu einem Reißen, das heißt zu einem Abblättern
der Oxidpartikel. Bei den herkömmlichen Verfahren wird der Kanal vom Betriebseinsatz abgenommen, bevor ein Auftreten eines Abblätterns
erwartet wird, um ein Verunreinigen des Kühlmittels mit den Oxidpartikeln zu vermeiden. Die Dickenmessung des Korrosionsfilms
kann benutzt werden, um den Beginn des Reißens bzw. Abblätterns vorherzusagen. Die Messung der Korrosionsdicke
kann auch benutzt werden, um die Wirksamkeit einer Wärmebehandlung und anderer Verfahren anzuzeigen, welche zum Verbessern
der Korrosionsbeständigkeit verwendet werden. Es ist auch erwünscht, andere örtliche Bereiche des Kanals, wie der Schweißnähte,
für eine Korrosionsanzeige zu überprüfen.
Es besteht ein Bedarf für eine Vorrichtung zum Messen der Korrosionsdicke an den inneren Oberflächen von radioaktiven
Komponenten, die eine rohrförmige oder andere geschlossene Form haben, wie der inneren Oberflächen eines rohrförmigen Brennstoffsatz-Strömungskanals.
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Es ist eine Anlage handelsüblich, die eine Wirbelstromtechnik zum Anzeigen des Abstandes zwischen einem Meßwertwandler
und einer leitenden Oberfläche benutzt. Der Meßwertwandler enthält eine Spule, die durch einen Hochfrequenzstrom erregt
wird. Der magnetische Fluß von der Spule erzeugt Wirbelströme in
der leitenden Oberfläche. Somit ist die von der Spule zum Erzeugen der Wirbelströme zugeführte Leistung oder Energie auch proportional
zu dem Abstand zwischen dem Meßwertwandler und der leitenden Oberfläche. Diese verlagerungsabhängige Veränderung
der Leistung wird von einer geeigneten elektronischen Schaltungsanordnung erfaßt und in eine geeichte Anzeige oder Aufzeichnung
der Distanz zwischen dem Meßwertwandler sowie der leitenden Oberfläche umgesetzt. Somit kann eine solche Vorrichtung benutzt werden,
um die Dicke einer nichtleitenden Beschichtung, wie einer Oxidkorrosion, an einem Metall zu messen.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch eine Vorrichtung oder einen Meßkopf erreicht, die bzw. der einen
oder mehrere Meßwertwandler trägt und von entfernter Stelle aus eingesetzt sowie in einer rohrförmigen, radioaktiven Komponente
manipuliert werden kann, welche bis zu einer geeigneten Tiefe in abschirmendes Wasser eingetaucht ist. Der Meßkopf enthält wahlweise
zurückziehbare und ausfahrbare Führungen, die von entfernter Stelle aus beispielsweise durch einen pneumatischen Zylinder
so betätigt werden können, daß sie gegen entgegengesetzte innere Wandungen oder Eckenbereiche der Komponenten bewegt werden können,
um den Meßwertwandler in Kontakt mit der inneren Oberfläche der Komponente zu bringen, so daß eine Korrosionsdickenablesung
vorgenommen werden kann.
Es können dann die Führungen zurückgezogen und der Meßkopf in Längsrichtung zu einer anderen Position bewegt werden.
Auf diese Weise kann die innere Oberfläche der Komponente in einer Reihe von Schritten längs des longitudinalen Pfades des
Meßwertwandlers abgetastet werden.
Wenn sich die Führungen in der zurückgezogenen Position befinden, kann der Meßkopf gedreht werden, um den Meßwertwandler
an einem anderen Längspfad anzuordnen, beispielsweise an einer anderen Wandung einer Komponente mit quadratischem Querschnitt.
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Jeder Meßwertwandler ist am Ende eines unter Federvorspannung stehenden Arms in einem kugeligen Kugelsockelgehäuse gehalten.
Der Kugelsockel bzw. die Kugelfassung stellt eine axiale Rechtwinkligkeit zwischen dem Meßwertwandler und der Oberfläche
der Komponente sicher, während die Pedervorspannung des Arms dafür
sorgt, daß eine konstante Meßwertwandler-Belastungskraft auf die Oberfläche der Komponente ausgeübt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - in einer perspektivischen Ansicht Einzelheiten des
Figur 1 - in einer perspektivischen Ansicht Einzelheiten des
Meßkopfes nach der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 - in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht
den Anbringungsaufbau des Meßwertwandlers in
dem Stützarm,
Figur 3A - eine Ausführungsform eines Meßwertwandler-Stützarms
dem Stützarm,
Figur 3A - eine Ausführungsform eines Meßwertwandler-Stützarms
zum Autnehmen von zwei Meßwertwandlern,
Figur 3B - in einer Schnittansicht die Befestigung des für zwei Meßwertwandler dienenden Stützarms an dem tragenden
Stütz- bzw. Haltearm und
Stütz- bzw. Haltearm und
Figur 4 - in einer perspektivischen sowie schematischen Ansicht ein System, bei dem der Meßkopf nach der vorliegenden
Erfindung zum Überprüfen der inneren Oberfläche eines sich in einem Wasserbecken befindlichen Brennstoffsatz-Kanals
benutzt wird.
Ein die Korrosionsstärke bestimmender Meßkopf 11 ist in Figur 1 dargestellt und in einem Kanal 12 einer Brenn- bzw.
Spaltstoffanordnung angeordnet. Der Meßkopf weist ein Paar von
unter Abstand angeordneten, langgestreckten Führungsgliedern
13(1) und 13(2) auf, die mit nichtmetallischen Verkleidungsstreifen 14(1) und 14(2) - beispielsweise aus Kunststoff, wie Nylon versehen sind, um ein Beschädigen (marring) der inneren Oberfläche des Kanals zu vermeiden. Die Streifen 14(1) und 14(2) können in Anpassung an die Eckenbereiche des Kanals 12 abgerundet sein.
Spaltstoffanordnung angeordnet. Der Meßkopf weist ein Paar von
unter Abstand angeordneten, langgestreckten Führungsgliedern
13(1) und 13(2) auf, die mit nichtmetallischen Verkleidungsstreifen 14(1) und 14(2) - beispielsweise aus Kunststoff, wie Nylon versehen sind, um ein Beschädigen (marring) der inneren Oberfläche des Kanals zu vermeiden. Die Streifen 14(1) und 14(2) können in Anpassung an die Eckenbereiche des Kanals 12 abgerundet sein.
Die Führungsglieder 13(1) und 13(2) sind durch ein
Paar von H-förmigen, oberen Betätigungsarmen 16(1) und 16(2),
einen zentralen oberen Block 17(1), ein Paar von unteren Betäti-
Paar von H-förmigen, oberen Betätigungsarmen 16(1) und 16(2),
einen zentralen oberen Block 17(1), ein Paar von unteren Betäti-
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gungsarmen 16(3) und 16(4) sowie einen zentralen unteren Block
17(2) miteinander verbunden, wobei die Arme 16 (1)—16 (4) durch
geeignete Anlenkbolzen 18 mit den Führungsgliedern 13(1) sowie
13(2) und mit den Blöcken 17(1) sowie 17(2) schwenkbar verbunden
sind.
Ein linear ausfahrbarer Betätigungsmechanismus, der als pneumatischer Zylinder 19 dargestellt ist, verbindet die
Blöcke 17(1) und 17(2), wodurch der Abstand zwischen den Blöcken wahlweise und von entfernter Stelle aus geändert werden kann, um
die Pührungsglieder 13(1) und 13(2) wahlweise von einer Rückzugposition zu einer Ausfahrposition und umgekehrt zu bewegen.
Eine Kolbenstange 21 des pneumatischen Zylinders 19
ist für einen Eingriff mit dem unteren Block 17(2) mit Gewinde versehen, um in dem Block eine kleinere Längeneinsteilbarkeit
vorzusehen, wobei die Kolbenstange 21 durch eine Verriegelungs- bzw. Sicherungsmutter 22 positionsmäßig blockiert wird. Mit dem
pneumatischen Zylinder sind Fluidleitungen 23 von einer steuerbaren Druckfluidquelle an der entfernten Arbeitsposition (in
Figur 4 dargestellt) verbunden.
Um sicherzustellen, daß sich die Betätigungsarme 16(1), 16(2), 16(3) und 16(4) zusammen verschwenken, damit die
Führungsglieder 13(1)-13(2) in einer parallelen Beziehung gehalten
werden, sind miteinander kämmende Zahnradsegmente 24 an den Anlenk- bzw. Gelenkbolzen 18 im Bereich der Blöcke 17(1) und
17(2) zentriert sowie entsprechend mit den Betätigungsarmen 16(1)-16 (4) verbunden, wie durch Bolzen 26.
Ein die Korrosion erfassender Meßwertwandler 27 wird von einem Stützarm 28 gehalten, der seinerseits an einem langen
Ansatz 29 eines L-förmigen Meßwertwandler-Stützarms 31 einstellbar befestigt ist. Der lange Ansatz 29 ist in Längsrichtung geschlitzt,
um ein wahlweises Positionieren des Stützarms 28 zu ermöglichen. Der Stützarm 31 ist an einem am Führungsglied 13(1)
festgelegten Anlenk- bzw. Gelenkbolzen 32 schwenkbar gehalten.
Ein kurzer Ansatz 33 des Stützarms 31 ist durch ein elastisches Verbindungsglied 34 mit dem Führungsglied 13(2) verbunden.
Wenn die Führungsglieder 13(1) und 13(2) von der Rückzug- in die Ausfahrposition bewegt werden, veranlaßt somit das
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Verbindungsglied 34 den Stützarm 31 zu einem nach außen erfolgenden
Verschwenken, um den Meßwertwandler 27 mit der inneren Oberfläche des Kanals 12 in Kontakt zu bringen, wobei das Verbindungsglied
34 diesen Kontakt unter Spannung aufrechterhält.
Gemäß der Darstellung weist das Verbindungsglied 34 ineinandergeschobene Glieder auf, die durch eine Druckfeder 36
zu einer zurückgezogenen bzw. eingefahrenen Position gedrängt werden. Somit arbeitet das Verbindungsglied 34 als eine Zugfeder.
Ein mit dem Meßwertwandler 27 verbundenes Kabel 37 leitet das Ausgangssignal des Meßwertwandlers zu einer Signalverarbeitungsanlage
an der abgelegenen Arbeits- bzw. Betätigungsposition.
Eine am oberen Block 17(1) angebrachte Anschlußarmatur
35 eignet sich zum Aufnehmen eines Hubkabels oder dergleichen, durch das der Meßkopf 11 von entfernter Stelle aus eingeführt,
abgenommen und in dem Kanal 12 manipuliert werden kann.
Einzelheiten des Anbringungsaufbaues des Meßwertwandlers 27 in dem Stützarm 28 sind in Figur 2 dargestellt. Wie es
zuvor erwähnt wurde, ist der Arm 28 an dem langen Ansatz 29 des Arms 31 einstellbar befestigt, und zwar durch eine durch einen
Schlitz 41 greifende Kopfschraube 38 sowie eine Unterlegplatte
58 in einer langgestreckten Aussparung 41.
Der L-förmige Arm 28 ist mit exnem Sockel bzw. einer
Fassung 42 zum Aufnehmen eines halbkugeligen Teils eines Meßwertwandler-Trägers 44 ausgebildet. Das Teil 43 endet in einem Ring
46, der die Spitze bzw. den Kopf 47 des Meßwertwandlers 27 umgibt. Wenn sich der Meßkopf 11 in seiner Arbeitsposition befindet
(wobei die Führungsglieder 13(1) und 13(2) wie zuvor beschrieben
ausgefahren sind), berührt der Ring 46 die innenseitige Oberfläche des Kanals 12, und zwar unter dem Krafteinfluß des
elastischen bzw. federnden Verbindungsgliedes 34 (Figur 1), wobei der Träger 44 in den Sockel 42 bewegt wird, wie es erforderlich
ist, um die Längsachse des Meßwertwandlers 27 rechtwinklig zu der Kanaloberfläche zu halten.
Der Meßwertwandler-Träger ist mit einem verlängerten zylindrischen Teil 48 ausgebildet, das an seinem Ende mit Gewinde
versehen ist, um eine Federaufnahmehülse 49 aufzunehmen. Eine
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Druckfeder 51 zwischen der Hülse 49 sowie dem Arm 28 sorgt für
ein elastisches bzw. federndes Halten des halbkugeligen Teils 4 in dem Sockel bzw. der Fassung 42.
Der Meßwertwandler 27 ist in einstellbarer Weise an einer hohlen Hülse 52 festgelegt, und zwar mittels eines Gewindeendabschnitts
und einer Sicherungsmutter 53, wobei die Hülse 52 in eine abgestufte Bohrung 54 des Trägers 44 eingesetzt ist. Eine
Feder 45 drückt die Hülse 52 zu ihrer extremen Position in der Bohrung 54. Der Meßwertwandler 27 wird mittels seines Gewindeeingriffs
mit der Hülse 52 so eingestellt, daß sich der Kopf 47 etwas über die Ebene der Oberfläche des Rings 46 erstreckt, wenn
sich die Hülse 52 in ihrer extremen Position befindet. Die Einrichtung ist auch dergestalt, daß die Kraft der Feder 45 kleiner
als die resultierende Kraft des elastischen bzw. federnden Verbindungsgliedes 34 ist. (Beispielsweise üben bei einer tatsächlichen
repräsentativen Ausführungsform der Erfindung die Feder
45 eine Kraft von 0,228-0,456 kp bzw. 0,5-1 Ib und das federnde
Verbindungsglied 34 eine Kraft von etwa 7,257 kp bzw. 16 Ib aus,
wobei über die Abstützung 31 der Ring 46 dazu veranlaßt wird, eine Kraft von etwa 2,28 kp bzw. 5 Ib auf die Kanaloberfläche
auszuüben.) Somit hält in der Betriebsposition des Meßkopfes 11
die Kraft des federnden Verbindungsgliedes 34 den Ring 46 in Kontakt mit der Kanaloberfläche, während die Feder 45 die Spitze
bzw. den Kopf 47 des Meßwertwandlers 27 in Kontakt mit der Kanaloberfläche hält.
In den Figuren 3A und 3B ist ein Meßwertwandler-Stützarm 28' zum Aufnehmen von zwei Meßwertwandlern 27(1) und 27(2)
dargestellt, so daß zwei Pfade längs der inneren Oberfläche des Kanals 12 gleichzeitig abgetastet werden können. Die Meßwertwandler
27(1) und 27(2) können in einer ähnlichen Weise wie bei der in Figur 2 dargestellten Einrichtung in dem Arm 28' angebracht
sein. Der Hauptunterschied zwischen dem für einen einzelnen Meßwertwandler dienenden Arm aus Figur 2 und dem für zwei
Meßwertwandler dienenden Arm besteht darin, daß der letztere schwenkbar in bezug auf den langen Ansatz 29 des Stützarms 31
angeordnet sein muß, so daß die beiden Meßwertwandler gleichermaßen
an der inneren Oberfläche des Kanals anliegen können.
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28S3305
Um einen solchen Schwenkvorgang zu ermöglichen, ist der Arm 28' mit einem runden aufrechten Abschnitt 55 versehen,
der in eine längliche Führungsnut 56 paßt, die an der Unterseite
des Armansatzes 29 ausgebildet ist. Der Abschnitt 55 ist durchlöchert, um mit geeignetem Spiel eine mit einem Flansch versehene
Hülse 57 aufzunehmen. Diese wird an dem Ansatz 29 durch eine Kopfschraube 38 festgelegt, die auf einer Unterlegplatte 58 in
der Aussparung 39 aufsitzt. Auf diese Weise kann sich der Arm 28' in bezug auf den langen Ansatz 29 des Stützarms 31 verschwenken,
wie es erforderlich ist, um den Meßwertwandler gegen die innere Oberfläche des Kanals 12 zu positionieren, und der Arm 28'
kann wahlweise längs des äußeren Abschnitts des Ansatzes 29 positioniert werden, um verschiedene parallele Pfade längs der inneren
Oberfläche des Kanals 12 abzutasten.
Eine Anwendung der Untersuchungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist in Figur 4 dargestellt. Der zu überprüfende
bestrahlte Kanal 12 der Spalt- bzw. Brennstoffanordnung
wird durch geeignete Mittel unter einer geeigneten Wassertiefe (beispielsweise 1,5 m von der Oberseite des Kanals) in einem
Becken 59 vertikal gehalten, um die Bedienungsperson (nicht dargestellt) von einer Bestrahlung abzuschirmen.
Der Meßkopf 11 wird mittels der Anschlußarmatur 35 an
einem starren bzw. festen Halteglied angebracht, wie einem Abschnitt eines Rohrs 61. Dieses ist über ein Schwenkgelenk 65 mit
einer Kette oder einem Kabel 71 verbunden, das über Rollen einer Auslegereinrichtung 62 zu einer Windeneinrichtung 6 3 verläuft.
Mit der Winde 63 ist ein Bewegungsanzeiger 64 zum Anzeigen der vertikalen Position des Meßkopfes 11 in dem Kanal 12 verbunden.
Das Schwenkgelenk 65 erlaubt ein manuelles Verdrehen des Rohrs 61, um den Meßkopf 11 in die erwünschte Winkelposition zu drehen.
Das Schwenkgelenk 65 kann mit einer geeigneten Skala 68 versehen sein, um die Winkelposition des Meßkopfes 11 in bezug auf den Kanal
12 anzuzeigen.
Die Fluidleitungen sind mit einer geeigneten Druckfluidquelle 66 verbunden, wobei geeignete Ventile vorhanden sind,
um den Betrieb des pneumatischen Zylinders 19 des Meßkopfes 11
zu steuern.
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Das Kabel 37 für das Signal des Meßwertwandlers ist mit einer geeigneten Signalverarbeitungs- und -anzeige- und/oder
-aufzeichnungsvorrichtung 67 verbunden. Beispielsweise kann die Einheit 67 eine digitale Anzeige des Abstandes zwischen dem Meßwertwandler
27 sowie der elektrisch leitenden Oberfläche des Kanals 12 und somit eine direkte Anzeige dei Dicke des Korrosionsoder Oxidfilms an der inneren Oberfläche des Kanals vorsehen.
Der Meßwertwandler 27 und die Verarbeitungseinheit 67 sind kommerziell erhältliche Gegenstände. Solche die Wirbelstromtechnik
anwendende Vorrichtungen sind beispielsweise von der Kaman Sciences Corporation, Colorado Springs, Colorado, erhältlich,
und zwar der Meßwertwandler als ein Fühler des Modells KD854150-040 und die Einheit 67 als Meßsystem (gaging system)
des Modells KD-2602.
909832/0511
Claims (15)
- PatentansprücheVorrichtung zum Erfassen der Dicke eines elektrisch nichtleitenden Films, wie eines Korrosionsprodukts, an ausgewählten Bereichen der inneren Oberfläche einer radioaktiven, elektrisch leitenden Komponente, die in einen Körper eines Strahlungsabschirmungsfluids eingetaucht ist, gekennzeichnet durch einen Meßkopf (11) mit einem Paar von im wesentlichen parallelen, unter Abstand angeordneten, langgestreckten Führungsgliedern (13(1), 13(2)) sowie mit einem wahlweise betätigbaren Mechanismus (16(1), 16(2), 16(3), 16(4), 17(1), 17(2), 24, 26), der die Führungsglieder (13(1), 13(2)) miteinander verbindet und betreibbar ist, um die Führungsglieder von einer aneinander angrenzenden Rückzugposition zu einer voneinander abweisenden Ausfahrposition und umgekehrt zu bewegen, während die Führungsglieder in einer im wesentlichen parallelen Beziehung gehalten werden, wobei die Führungsglieder (13(1), 13(2)) in der ausgefahrenen Position entgegengesetzte Innenoberflächen der Komponente (12) berühren und wobei der Meßkopf (11) in der Komponente (12) drehbar ist, wenn sich die Führungsglieder (13(1), 13(2)) in der zurückgezogenen Position befinden, durch von entfernter Stelle aus betreibbare Mittel (19) zum wahlweisen Betätigen des Mechanismus (16(1), 16(2), 16(3), 16(4), 17(1), 17(2), 24,909832/051 1ORIGINAL INSPECTED26), durch einen Meßwertwandler-Stützarm (31), der an seinem inneren Ende an einem der Führungsglieder (13(1)) abgestützt und angelenkt ist, durch einen an dem äußeren Ende des Stützarms (31) gehaltenen Meßwertwandler (27), durch ein Stützarm-Verbindungsglied (34), das den Stützarm (31) und das andere Pührungsglied (13(2)) verbindet, wodurch der Meßwertwandler (27) in der ausgefahrenen Position der Führungsglieder (13(1), 13(2)) gegen einen inneren Oberflächenbereich der Komponente (12) gedrückt wird.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radioaktive Komponente ein Nuklearbrennstoffkanal (12) ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch federnde Mittel (36) zum Drücken des Meßwertwandlers (27) gegen den inneren Oberflächenbereich der Komponente (12).
- 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertwandler (27) federnd in einem halbkugeligen Glied (43) angebracht ist, das einen den Meßwertwandler (27) umgebenden erhöhten Ring (46) enthält, wobei das halbkugelige Glied (43) federnd in einer Kugelfassung (42) an dem äußeren Ende des Arms (31) abgestützt ist, wodurch der Meßwertwandler (27) so an dem inneren Oberflächenbereich gehalten wird, daß die Längsachse des Meßwertwandlers (27) rechtwinklig zu der Oberfläche verläuft.
- 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertwandler (27) von dem Stützarm (31) in einstellbarer Weise gehalten wird, wodurch der Meßwertwandler (27) wahlweise an unterschiedlichen Positionen längs eines Teils der Länge des Stützarms (31) festlegbar isb.
- 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (13(1), 13(2)) nichtmetallische Verkleidungsstreifen (14(1), 14(2)) für ein Berühren der Komponente (12) enthalten, um eine Beschädigung der Oberfläche derselben zu vermeiden.909832/05112653305
- 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützarm-Verbindungsglied ein zusammenschiebbares Glied (34) aufweist, welches mit einer Druckfeder (36) ausgerüstet ist, um das zusammenschiebbare Glied(34) in seine zusammen- bzw. ineinandergeschobene Position zu drücken, wobei das Stützarm-Verbindungsglied mit dem Stützarm (31) verbunden ist, um das äußere Ende des Stützarms (31) federnd zu der inneren Oberfläche der Komponente (12) zu drücken, wenn die Führungsglieder (13(1), 13(2)) ausgefahren sind, und um den Stützarm (31) von der inneren Oberfläche we'gzuschwenken, wenn die Führungsglieder (13(1), 13(2)) zurückgezogen werden.
- 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der wahlweise betätigbare Mechanismus ein Gestänge mit einem Paar von oberen Betätigungsarmen (16(1), 16(2)) und einem Paar von unteren Betätigungsarmen (16(3), 16(4)) enthält, wobei diese Arme an den Führungsgliedern (13(1), 13(2)) sowie entsprechenden oberen und unteren zentralen Blöcken (17(1), 17(2)) angelenkt sind und wobei die Mittel zum wahlweisen Betätigen des Mechanismus linear ausfahrbare bzw. verlängerbare Mittel (19) enthalten, die zwischen die oberen und unteren Blöcke (17(1), 17(2)) für ein Verändern des Abstandes zwischen denselben geschaltet sind.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ausfahrbaren Mittel (19) in Form eines pneumatischen oder eines hydraulischen Zylinders ausgebildet sind.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch ein Paar von kämmenden oberen Zahnradsegmenten (24,-26) und ein Paar von unteren kämmenden Zahnradsegmenten (24, 26), wobei jedes der Zahnradsegmente (24, 26) an einem entsprechenden Betätigungsarm (16(1), 16(2), 16(3), 16(4)) befestigt ist, und zwar an die schwenkbare Verbindung (18) des jeweiligen Arms mit den zentralen Blöcken (17(1), 17(2)) angrenzend, wodurch die Betätigungsarme gezwungen sind, sich in ähnli-909832/05112653305chen Bogenpfaden zu bewegen, und wodurch die Führungsglieder (13(1), 13(2)) in einer im wesentlichen parallelen Beziehung gehalten werden.
- 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, ferner gekennzeichnet durch Mittel zum Einsetzen und Abstützen des Meßkopfes (11) in der Komponente (12) mit Mitteln (35, 61, 62, 63, 71) zum wahlweisen Bewegen des Meßkopfes (11) entlang der Längserstreckung der Komponente (12).
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Mittel(64) zum Anzeigen der Längsposition des Meßkopfes (11) in der Komponente (12).
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, .gekennzeichnet durch Mittel (68) zum Anzeigen der Winkelposition des Meßkopfes(11) in der Komponente (12).
- 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch Mittel (67) zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen des Meßwertwandlers (27).
- 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, gekennzeichnet durch einen Meßwertwandler-Stützarm (281), der schwenkbar mit dem Stützarm (31) verbunden ist und ein Paar von unter gegenseitigem Abstand gehaltenen Meßwertwandlern (27(1), 27(2)) trägt.909832/051 1
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