DE2949270A1 - Vorrichtung zum auftrennen von abstands- und stuetzbauteilen in rohrbuendel-dampferzeugern - Google Patents

Description

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Dipl. iwo. B. ELOLSEK

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Augsburg, den 5· Dezember

Westingnouse electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsourgh, Pennsylvania 15222, V.Ot.A.

Vorrichtung zum Auftrennen von Abstands- und ^tützbauteilen

in Rohrbündel-Dampferzeu^ern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftrennen von Abstands- und Stützbauteilen in dem Ringspalt zwiscnen der Rohrbündel-Ummantelung und dem Gehäuse eines vertikal stehenden Rohrbündel-Dampferzeugers für Kernkraftanlagen.

In Kernkraftanlagen finden Rohrbündel-Dampf erzeuger Anwendung, in welchen der Wärmeaustausch zwiscnen der auf

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der Priiaärseite befindlichen, im KernreaKtor erhitzten Reaktorkühlflüssigkeit und auf der öekundärseite befindlichem Wasser erfolgt, aus welchem Dampf zum Antrieo einer Dampfturbine erzeugt wird.

Im Falle von Kondensatorundicntigkeiten kann Kondensatorkühlwasser, bei welchem es sich häufig um Brackwasser nandelt, sich mit dem Speisewasser des Dampferzeugers vermischen, was den Aufbau unerwünschter chemischer Abla&erunden in dem Ronrbündel nach sich zieht. Auch durch eine Wasseraufbereitung und durch Abschlämmen des Kohroündels läßt sich kein vollständiger Schutz der Dampferzeugerrohre vor Korrosion und dadurch verursachter Undichtigkeiten erreichen. Mit zunehmender Anzahl der solche Undichtigkeiten aufweisenden Rohre wächst das Bedürfnis nach einer Reparatur oder einem Austausch der Rohre. Da der vollständige Ausbau eines Dampferzeugers als Ganzes aus einer Kernkraftanlage den Abbruch eines großen Teils des ihn aufnehmenden bewehrten Betonbehälters erforderlich macht, ist der Austausch eines Dampferzeugers als Ganzes sehr zeitraubend und teuer und daher nicht wünschenswert.

ris ist bereits ein Verfahren zum Austausch der Rohre eines solchen Dampferzeugers entwickelt worden, jedoch muß zusammen mit den Rohren auch die Rohrbündel-

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Ummantelung ausgebaut werden. Diese Rohrbündel-Ummantelung ist jedoch mittels Aostands- und Stützbauteilen, die sich in dem engen Ringspalt zwiscnen der Ummantelung und dem Gehäuse des Dampferzeugers uefinden, am uenäuse befestigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorricntung zu entwickeln, mit welcher die in dem i-dngspalt zwischen der Rohrbündel-Ummantelung und dem ueniuse befindlichen und diese beiden Teile miteinander verbindenden Abstands- und Stützbauteile scnnell und einfach aufgetrennt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenden Teil des Atispruchs 1 angegebene Anordnung gelost.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeicnnungen im einzelnen beschrieben, üs zei^t:

Fig. 1 in perspektivischer aufgeorocnener

Darstellung den uas Rohrbündel enthaltenden unteren Teil eines rionr-DÜndel-Dampferzeugers, dessen Oberteil angenommen ist, und eine auf die Kohrüündel-Ummantelung aufge-

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-u-

setzte Vorrichtung nach der £,rfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der ochneid-

brenner-Tragsäule der Vorrichtung,

Fig. 3 eine Rückansicht der in Fig. 2 ge

zeigten Tragsäule, wobei die einzelheiten der Veroindung der einzelnen Lungenabschnitte der Tragsäule miteinander sichtuar sind,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Trag

säule in der übene IV-IV in Fig. 3>

Fig. 5 einen querschnitt durch die Trag

säule in der Ebene V-V in Fig. 3,

Fig. 6 eine Ansicht der auf die Oberkante

der Rohrbündel-Ummantelung aufgesetzten Vorrichtung,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die auf die

Überkante der Kohroündel-Ummantelung aufgesetzte Vorrichtung,

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Fi₀. 8 eine Untersicht auf den a^i unteren

Tragsäulenende an^eordnetea ocnneidorenner in Arbeitsstellung vor einea zu durchtrennenden ötützbauteil,

Fi^. 9 eine Seitenansicht des unteren Tra^-

säulenendes mit deia aaran an_beordneteii Schneidbrenner vor einem zu durcntrennenden Stützbauteil,

Fig. 10 eine Ansicht eines Tra^säuleriaoschnitts

mit einem daran angeordneten federbelastetem Abs tandhaltemeCiianisnius ,

Fig. 11 einen Längsschnitt in der coene Al-Jü.

in Fig. 10,

Fig. 12 einen querschnitt in der iioene aII-aJI

in Fig. 10,

Fig. 13 eine Draufsicht auf einen luiieheoel-

Spanrimechanismus zur iialteruii^ der Schneidbrenner-Tragsäule,

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I'! ein,- :u;^ewi^hciLe AUiV.-nansicnt üer

i.onrna'nu-: i-υ: miaute ±uu_o, .velcne aie t,;i:i;;c;,eii ;\.;oruiian₀:soLeiIe η sowie
.JiV',x.· und Art aor /iDstands- und

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OWQINAL INSPECTED

oberen zylindriscneri Teil 7, dessen Durchmesser _urjßer als derjenige des unteren Teils b ist, und einen uen unteren Teil t> init dem oberen Teil 7 veroindenden Kegelstumpf form ige η Übergangsteil ^ auf. Am unteren uiiae aes unteren uenäuseteils Ό ist ein Ronrboden 11 angeordnet, der eine Vielzahl von bohrungen zur Aufnahme der ntiueii U-fönailer Rohre 13 aufweist, uie vom nonrooden 11 aus nach oben ragen und ein im unteren Uehäuseteil i> vertikal angeordnetes, dicntgepacKtes Ronroündel 2 3 oilüen.

Am Rohrboden 11 ist ein haIuKugelförmiger Deckel li> befestigt, in welchem eine Trennwand 17 angeordnet ist. Durch einen am DecKel angeordneten i^inlaßstutzen Iy tritt das in einem nicnt dargestellten heaktorkern ernitzte Primärniedium in die eine ualfte des Deckelinneren ein und nach Durchströmen des Ronroündels durch einen Auslaiistutzen 2\ aus der anderen ilälfte des Deckelinneren wieder aus, wonach es zum heaktorKern zurücKströmt.

Im Verlauf der höhe des Rohroündels ist eine von Stützplatten 25 angeordnet, welche die Rohre 13 entlang ihrer Länge an verschiedenen stellen aostützen, um durch die Strömung induzierte schwingungen zu verringern. Außerdem sind in U-ßogenbereicii der Ronre 13 scnwingungsdämpfende bügel 27 angeordnet, um aucn in diesem dereich

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-lüder Rohre ücnwin-^ungen zu verhindern. Zwischen dem Rohrbündel 2 3 und dem üenäuse 3 De findet sich eine nülsenförmige Rohrbündel-Ummantelung 2j, wobei zwischen dera Genäuse und der Ummantelung ei" Ringspalt 31 veroleibt.

In Fiß. 1 ist der obere Abschnitt des oberen Uehäuseteils 7 entfernt, um zum zwecke des Ausbaus und Austausche des im unteren uenäuseteil ü befindlichen Rohrbündels 23 Zugang zum Inneren des Dampferzeugers zu erhalten. Verschiedene im oueren Gehäuseteil 7 oefind-Iiehe einbauten des Dampferzeugers sind in Fig. 1 ebenfalls ausgebaut worden, Uta das obere ^nde der RohrDündel-Uramantelunu 2') unu das von dieser umschlossene Rohroündel 2t> zu^anolich zu macnen.

ber Ausbau des Rohroiindels 23 erfordert auch aen Ausbau der U;nmantelun<_; 2J₁ was wiederum das Auftrennen ozw. die weitgehende entfernung einer Vielzanl von im querschnitt U-formicen Abstandsbauteilen ~$k (siehe Fig,. I und Fig. Ik) und Gtützkörpern 35 notwendig macht, die zwischen der Außenwandung der Ummantelung 23 und der Innenwandun^ des Gehäuses 3 durch den dazwischenliegenden Ringspalt 31 hinuurchverlaufen. Die Abstandsbauteile 3^ dienen zur Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Austands zwiscnen der Urmaantelun^ 2)) und dem Gehäuse entlang des

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OfWQlNAL INSPECTED

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Schutzbügel 42 ist _faemäß Fig. 9 so gekrümmt, daß er das Hinweggleiten über Unregelmäßigkeiten wie Vorsprünge und dergleichen der betreffenden Bauteile erleichtert. Der Schneidbrenner j>ö kann mittels der öpeiseleitungen 4l und diese an der Tragsäule 39 halternden Klemmhalterungen gehaltert sein. Die Brennerdüse 40 ist so orientiert, daü die Schneidflamme im wesentlichen parallel zur Auioenwandfläcne der Ummantelung 2y und an dieser Außenwandfläche, jedoch von der Innenwandfläcne des Gehäuses 3 des Dampferzeugers entfernt genalten wird.

Die Tragsäule 39 bestent aus einer Anzahl von aneinanderreihbaren, im querschnitt U-fürmigen Längenabscnnitten 46 aus Aluminium, wobei der von ihrem U-^uerschnittsprofil umschlossene Innenraum einen Kanal zur Aufnahme der zur Brennerdüse 40 führenden Speiseleitungen bildet. Im untersten Längenabschnitt 46 der Tragsäule sind die Speiseleitungen 41 als starre Leitungen ausgebildet, während sie oberhalb dieses untersten Längenabschnitts als flexible Schläuche 48 (siehe beispielsweise Fig. 15) ausgebildet sind, die Verlängerungen der starren Leitungen bilden. Die einzelnen Längenabschnitte der Tragsäule können nach Bedarf aneinander gereiht werden, um die jeweils erforderliche Länge zur Herstellung der jeweils gewünschten vertikalen Position des Schneidbrenners mit

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^ auf die jeweils zu durchtrennenaen Bauteile herzustellen. Dazu sind an den uiden der Tra^Sciulen-Lan_oenabschnitte Verbindun^smechanismen vor₀esehen.

Wie beispielsweise aus den !''ij. 2,3 und 4 nervorgeht, weisen diese Verbindun^smecnanismen eine Anzani von Positionierun^sstiften auf, die beispielsweise am unteren Ende eines Län^enaoscnnitts mit Lizz\x& auf dessen ü-r'rofil nach innen ra^en und in öffnungen '-jl einer am oberen ^nue des darunterliegenden Lcin^enabucanitts an^e ordne tan, nach oben in das untere cride des ersteren Lun^enauscnnitts hineinragenden Lascne öl eingreifen. Uie i^Jositionierun^3-stifte bO weisen jev/eils einen Aopf und einen ochaft mit gegenüber deu Kopf kleinerei:i Durchmesser auf, wouei der Schaft, wenn die beiden Lan^enaosclinitte der Tragsäule mittels eines oyaiirimechariisniuo b^ zusaiiTmen^espannt sind, jeweils am untenliegenden bonrun^srandbereich der betreffenden Bohrung 51 anliegt. Der opannmechanismus '^k ist am unteren n,nde des jeweils ooeren aer beiden miteinander verbundenen Lunten ab schnitte angeordnet uria weist einen beweglichen opannfirijjer ^ljö auf, der in einen am ooeren Ende der Lasciie ij2, die am oberen rlnue des jeweils unteren der beiden miteinander verbundenen üin^enabscnn befestigt ist, fest angeordneten naken t?h eingreift. Die der Öffnungen ijl i«iit rsezu^ auf die tPorm der Fositio-

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nierungsstifte 50 ist sogewählt, daß nach dem Zusamraenspannen der beiden Lungenaoschnitte 4b die tropfe der Positionierungsstifte 5Ü die Lasche 5^ in Anlage mit der Innenfläche des unteren Prides des jeweils ooeren uin^enabscnnitts 46 haltern. Jurcn Anheben einer üperrlasche tjö und Drenen eines nicht sichtbaren Dockens mittels einer Welle 59 kann der bewegliche üpannfinger 55 gelöst werden, so daß der untere Langenabschnitt 46 aufgrund seines Uewicnts relativ zum oberen lAn ge η ab schnitt nach unten gleiten kann, bis die Positionierungsstifte 50 bezüglicn der sie aufnenmenden öffnungen 51 zentriert sind, so daß die beiden Langenabschnitte voneinander getrennt werden können. Zur leichteren nandhaoung der Langenabschnitte der Tragsaule während des Zusammensetzens und Auseinandernehmens sind in die Längenabschnitte einsteckbare und wieder herausnehmbare lialtebolzen öl vorgesehen, die an ihrem einen iinde einen als Handgriff dienenden Kin_& tragen.

Fig. 17 zeigt eine bevorzugte, abgewandelte Ausführungsform eines Verbindungsmectmnismus mit nur einem einzigen Fositionierungsstift und mit zwei an den beiden oeitenflächen der La'ngenabscnnitte angeordneten Kniehebelopannmechanismen 6j>, die demzufolge in dem vom U-Profil der Langenabschnitte umschlossenen Innenraum kein die Führung

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der Speise leitungen behinderndes Hindernis bilden, wie es möglicherweise bei dem opannmecnanismus nach den r'ig. 2 bis 5 der Fall sein kann.

Zur Halterung der den schneidbrenner tragenden Tragsäule sind zwei Kniehebel-Klemmechanismen 6d und 06 vorgesehen, üer eine Kleinmechanismus 65 ist unmittelbar am oberen Ende der Rohrbündel-Ummantelung 2) montiert, wanrena der andere Klemmechanismus 66 am freien Ende eines horizontal verstellbaren Tragarms befestigt ist, der seinerseits an einem mittels Motorantrieb vertikal verfahroaren Schlitten 68 gehaltert ist. Wird die Tragsäule mittels des Klemmechanismus 66 festgespannt, kann die Tragsäule durch Betätigung des motorgetriebenen Schlittens bÖ innerhalb des Ringspalts 31 angehoben und abgesenkt werden, um den Schneidbrenner 38 im Bereich des ocnlittenwegs nach Bedarf in Arbeitspositionen unterschiedlicher Höhe zu bringen und auch um vertikale Abtastoewegungen des Schneidbrenners an den zu durchtrennenden Bauteilen durchführen zu können, wobei eine nicht dargestellte Fernsehkamera zur Unterstützung der Orientierung und des Einsatzes der Vorrichtung Anwendung findet.

Die beiden wahlweise betätigbaren Klemme cn an is men 6ί> und 66 gestatten nach Bedarf das Anfügen oder Abnehmen

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v on Lan >jen ab sennit te η an die bzw. von aer Tragsäule 39·

bei Verwendung eines ocnneiaürenners 3ö mit einer lirennerdÜ3en-.uoppe lanoranun,^, wie sie in den i¹'i^. Io und lü dargestellt ist, können durcn tiinfuhren ues Ücaneidbrenners zwischen die beiden ocnenkel von in. querschnitt ü-förmi^en Abstandsbauteilen J4 diese beiuen ocnenkel gleichzeitig darcntrennt weraen.

Fiij. 13 zei^jt eine j_,eei_onete oauform eines l cnanismus. Dieser klemme cn an ismus weist einen einen

70 tragenden iiebel 71 auf, der mittels eines Ge lenk zap fens 'fk mit einem uia einen feststehenden Drehzapfen 12 schwenkbaren ülied 73 unu mittels eines Uelenkzapfens 77 mit einem Winkelneoel Jo verbunden ist, welch letzterei' um einen feststehenden Drehzapfen 76 Kippbar ist. Der .Viiikelnebel To trä^t das bewe^licne Alernineleiaent 79 des ivlenmechanisiiius und ermöglicht das Hin- bzw. Wegbewegen dieses beweglichen Klemmelements an eine üzw. von einer oeitenflache der Tragsäule 39· ^iⁿ an der anderen beitenfl;iche der Tragsäule anliegendes starres Klemme le ment 80 ist über ein starres Verbindun^steil 8<^ mit einem daran mittel.; ociirauoen 83 befestigten, die beiden feststellenden Drehzapfen 72 und TtS tragenden bauteil Bl verbunden.

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Der obere iilemmechanj SuiUo üo ist mit aem motorgetriebenen schlitten ob über den oereits erwähnten Tragarm 85 verbunden, aer zwecks einstellung des uorizontalaustands zwischen dem Jcnlitten unu dein lAlemmechanidiiius ου

horizontal verstellbar ist. Jer .i cn lit ten 60 ist seinerseits an einer vertikalen, mit einer Zann3tan,_,e ο j ausgestatteten vertikalen r'unrun^ ort vertiical ver-jcnieuoar _oeführt unu ,jehaltert (öieiie r'i_o. o), wobei der Jchlitten mit der Zahnstange sowohl zur vertikalen V<jröcnieüun_u als aucn zur La^esiciierunj zusammenwirkt, i^er schlitten ist vorzut;svjeise mit einem reversiulen, (je acnv/indi^jke its veränderlichen Antrieb ausgestattet.

üie i''ü;irunr Ö8, lan ^3 welcher der i; cn lit ten üd verfahrbar ist, ist mittels einer iialterunj yü, aie ueis^ielsweise mit ivlemmschrauben ^l ausgestattet ist, lösbar an der Oberkante der Hoiirbünae !-Ummantelung 2') zu

Die Vorrichtung kann nacn bedarf an verschiedenen όteilen des Umfarijjs der iiohrbündel-Ui-iiiiantelunjj eingesetzt werden, indem die nalterun_o jö aer inihrunj Ob und die halterung des Klenu:iecnanismus b'o i^eluüt, an die jeweils gewünschte stelle des Umfan_os der Oberkante der Ummantelun_& verschooen und wieder fest^espannt werden.

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Zur richtigen radialen Positionierung der in den hingspalt 31 zwischen der Kon r bün de !-ummantelung 29 und dem uenäuse 3 hinab ratenden Tragsäule 39 kann an einem oder mehreren Längenabscnnitten 46 der Tragsäule jeweils ein federbelasteter Abstandnalter 94 vorgesehen sein, der auf der Innenwandfläche des Uehäuses 3 gleitet und die Tragsäule 39 zur Außenwandfläche der Ummantelung hin drängt, so daß die Tragsäule mit der offenen Seite inres U-Profils mit ihren beiden Schenkeln gleitend an der Außenwandfläche der Ummantelung 29 anliegt. Gemäß den Fig. 10, 11 und 12 kann der Abstandhalter 94 durch eine Scnraubenfeder 9Ό vorgespannt sein, die in einer entsprechenden, in einem an dem betreffenden Längenabschnitt 46 befestigen nalteteil 96 gebildeten üffnung sitzt. Der Abstandnalter y4 ist an seinem einen ^nde
mittels eines Stifts 97 gelenkig mit dem einen ünde des lialteteils y6 verbunden, so daß der federbelastete
Aostandnalter 94 durch Drenung um den Stift 97 nach Bedarf entgegen der Vorspannkraft der Feder 9Ό nachgeben kann. tiine am freien linde des Abstandnalters 94 gebildete
Anschlagnase 9b verhindert, daß die Vorspannfeder 95
den Abstandhalter 9 4 zu weit nach außen drängt.

Anstelle des federbelasteten Abstandhalten 94 kann auch eine pneumatisch betätigbare Abstandshalteeinrichtung

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Anwendung finden, uiese kann beispielsweise wahlweise jeweils erst dann betätigt werden, wenn der ocnneidbrenner in die jeweils _oewünscnte vertiKale Arbeitsposition gebracht worden ist, so daß die Tragsäule mit dem Schneidbrenner zum iiinfahren an die jeweilige Arueitsposition frei in dem Rin^rauni zwiscnen der Uuiuanteiun^ und dem üehäuse bewegbar ist, jedocn haarend des einsatzes des Schneidbrenners eine seitliche UdWe₀LUi^ desselben ausgeschlossen ist.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   IJ Vorrichtung zum Auftrennen von Abstanus- und Stützbauteilen in den Kingspalt zwischen der Kohroünaelümmantelung und dem üehäuse eines vertikal stehenden Rohrbünde1-Dampferzeugers für Kernkraftanlagen, ^eKennzeichnet durch eine vertikale Führung (88), die nacn Abnehmen des Oberteils des Dampferzeugers auf der Oberkante der Rohrbündel-Ummantelung (29) montierbar ist una eine Zahnstange (89) aufweist, weiter durch einen mit der Zahnstange in eingriff stenenden, auf der i'ünrung vertikal verfahrbaren motorgetriebenen öcnlitten (68), ferner durch einen an dem Schlitten angeordneten, Horizontal verstellbaren Arm (8^), weiterhin durcn eine an dem Arm gehalterte, nach unten in den ningspalt zwischen der Ummantelung una dem uehäuse (3) hinab ragen ue vertiKale Tragsäule (39), die eine Anzahl von nacii beaarf aneinanderzureihender, lösbar miteinander zu verbindender Längenabschnitte (46) aufweist, und durch einen am unteren Ende der Tragsäule angeordneten Schneidbrenner (38) zum Auftrennen der Abstands- und otützbauteile (34), dessen Speiseleitungen (41) entlang der Tragsäule verlaufen.

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2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragsäule (39) ein U-förraiges kjuerschnittsprofil hat, innerhalb dessen die Speiseleitungen (41) für den Schneido renner (3Ö) verlaufen.
3. 3. Vorrichtung nach Ansprucn 1 oder 2, daaurch gekennzeichnet, daio zur losbaren Verbindung der einzelnen Längenabschnitte (46) der Tragsäule (39) aie Ariden der benachbarten Lan^enabschnitte miteinander verbindende Positionierun^sstifte und Kniehebel-Spannmechanismen vorgesehen sind.
4. 4. Vorrichtun₀ nach einem der Ansprücne 1 bis 3» gekennzeichnet durch einen die Tragsäule (39) zu der Umi'iantelunt, (29) hin drängenden vorgespannten Abstandhaltemecnanisrnus (94, 95)·

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