DE3104859A1

DE3104859A1 - Vorrichtung zur bergung von proben aus festen ablagerungen in dampferzeugern

Info

Publication number: DE3104859A1
Application number: DE19813104859
Authority: DE
Inventors: Andreas 8521 Großenseebach Seeberger; Heribert 8524 Neunkirchen Weigl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-02-11
Filing date: 1981-02-11
Publication date: 1982-08-26

Description

Vorrichtung zur Bergung von Proben aus festen Ab-
lagerungen in Dampferzeugern Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Dampferzeuger für Kraftwerke, insbesondere für Kernkraftwerke mit Druckwasserreaktoren. Dampferzeuger dieser Art sind so aufgebaut, daß sie in ihrem unteren Teil eine halbkugelförmige Druckkammer und darüber, durch eine Bodenplatte getrennt, einen mit Heizrohren durchsetzten zylinderförmigen Dampfbehälter besitzen Die Druckkammer ist durch eine Trennwand zweigeteilt. Der eine Teil ist mit einer Eintrittsöffnung und der andere Teil mit einer Austrittsöffnung für das vom Reaktor erhitzte Druckwasser versehen. Die Heizrohre sind U-förmig im Dampfbehälter so angeordnet, daß das eine Ende jedes dieser Rohre durch die Bodenplatte hindurch, in den einen Teil und das andere Ende in den anderen Teil der Druckkammer mündet und beide Enden mit der Bodenplatte verschweißt sind. Das vom Reaktor erhitzte Druckwasser durchströmt nach seinem Eintritt in die Druckkammer das Rohrsystem und fließt dann in den Reaktor zurück (Primärkreislauf), Dabei erhitzt das Druckwasser durch Wärmetausch den Turbinendampf, der den oberen Kessel durchströmt (Sekundärkreislauf).
Im Sekundärkreislauf kommt es nun aus noch ungeklärta Ursache im Bereich des Dampferzeugers zu Ablagerungen wasserunlöslicher Bestandteile, die sich am Boden des Kessels niederschlagen und dort zu einer festen Masse sedimentieren.
Diese Ablagerungen führen nicht nur zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades des Dampferzeugers, sondern vor allem auch zu Korrosionserscheinungen an den Heizrohren.
Um wirkungsvolle Bekämjjfungsmaßnahmen zu finden, ist es erforderlich, Proben dieser Ablagerungen zu entnehmen. Zu diesem Zweck muß der Dampferzeuger außer Betrieb gesetzt werden, so daß es möglich ist, nach Betreten der Druckkammer wenigstens eines der Heizrohre des Primärkreislaufs oberhalb der Ablagerung durchzutrennen und aus dem Bereich des Dampfbehälters durch die Bodenplatte hindurch, nach unten herauszuziehen. Dadurch entsteht eine Öffnung von ca. 22 mm Durchmesser Die Stärke der Bodenplatte beträgt je nach Leistung des betreffenden Dampferzeugers etwa 600 bis 700 mm. Bisher war man nun gezwungen, mit Hilfe eines Schabers von Hand entsprechende Proben zu entnehmen.
Unter den genannten Bedingungen ist eine solche Proben entnahme besonders mühsam, langwierig und, wegen der Einwirkung radioaktiver Strahlung, auch gefährlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, ohne Anwesenheit einer Bedienungsperson Proben aus solchen Ablagerungen in Dampferzeugern zu bergen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale besitzt.
Eine derart ausgebildete Vorrichtung ermöglicht es, daß die Bedienungsperson nach der Anbringung der Vorrichtung den strahlungsemittierenden Bereich verlassen und die Probenentnahme durch Fernbedienung ohne weitere Strahlenbelastung und in bequemer Position vornehmen kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt und im folgenden beschrieben.
Die Fig. 1 und 2 zeigen den mechanischen Aufbau der Vor- richtung, während in Fig. 3 ihre Anbringung in einem Dampferzeuger schematisch dargestellt ist.
In Fig. 1 ist die Vorrichtung in einem Längsschnitt dargestellt, während Fig. 2 die Vorrichtung in Draufsicht zeigt. Beide Figuren werden im folgenden gemeinsam erläutert.
An der Montageplatte 1 ist mit Hilfe von vier Abstands-und Gleitbolzen 2 die Halterungsplatte 3 befestigt. Diese Teile der Vorrichtung dienen als Halterungs- und Führungselemente für den im folgenden beschriebenen beweglichen Teil der Vorrichtung. Dieser besteht aus einer Grundplatte 4, an der vier auf den Abstands- und Gleitbolzen 4 axial verschiebbare Kugelbüchsen 5 befestigt sind, und die außerdem ein zylindrisches Gehäuse 6 trägt, in dessen Bohrung stirnseitig Kugellager 7 zur drehbaren Lagerung einer Frässpindel 8 angeordnet sind. Diese Frässpindel ist als Hohlwelle ausgebildet und besitzt arbeitsseitig einen Fräskopf 9 mit drei um je einen Drehpunkt 10 schwenkbar gelagerten Fräsmessern 11. Antriebsseitig ist die Frässpindel 8 über ein Getriebe mit den Zahnrädern 12 und 13 mit der Antriebswelle 14 eines ebenfalls am zylindrischen Gehäuse 6 befestigten Getriebemotors als Spindelantriebsmotor 15 gekuppelt.
Im Innern der als Hohlwelle ausgebildeten Frässpindel 8 ist ein Stößel 16 axial verschiebbar angeordnet. Dieser Stößel hat arbeitsseitig eine kegelförmige Spitze 17 und antriebsseitig einen Splint 18, der in Schlitze 19 der Frässpindel 8 axial verschiebbar eingreift. Außerdem ist der Stößel 16 antriebsseitig mit einem Kugellager 20 ausgerüstet, dessen innerer Ring mit dem Stößel fest verbunden ist und dessen äußerer Ring mit einem Nocken 21 versehen ist, an dem der eine Hebelarm eines zweiarmigen Hebels 22 angelenkt ist, dessen anderer Hebelarm durch die Grundplatte eines Halterungselementes 23 hindurch- geführt und daran in seinem Drehpunkt 24 drehbar gelagert ist. Das Halterungselement 23 ist an dem zylindrischen Gehäuse 6 befestigt. Der durch die Grundplatte des Halterungselementes 23 hindurchgeführte Hebelarm des Hebels 22 ist mit dem einen Ende der Seele 25 eines ebenfalls am Halterungselement 23 befestigten Bowdenzugs 26 über ein Gabelstück 27 drehbar verbunden. Das bedienungsseitige Ende des Bowdenzugs 26 ist der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Um die Grundplatte 4 mit dem Gehäuse 6, der Frässpindel 8 mit dem Fräskopf 9 und dem Spindelantriebsmotor 15 gegenüber der Montageplatte 1 und der Halterungsplatte 3 axial verschieben zu können, ist an der Halterungsplatte 3 ein Stellmotor 28 mit seiner Antriebswelle 29 rechtwinklig zur Halterungsplatte 3 befestigt. Uber ein Getriebe mit den Zahnrädern 30, 31 ist dieser Stellmotor mit einer Gewindespindel 32, die parallel zu den Abstands- und Gleitbolzen 2 zwischen der Montageplatte 1 und der Halterungsplatte 3 an diesen drehbar gelagert ist, gekuppelt. Auf der Gewindespindel 32 ist eine Gewindebuchse 33 angeordnet, die an der Grundplatte 4 befestigt ist.
Die Frässpindel 8 ist zu beiden Seiten der Montageplatte 1 von einem durch die Montageplatte 1 hindurchgeführten Saugrohr 34 konzentrisch umgeben, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Frässpindel 8 und das in Richtung des Fräskopfes 9 leicht trichterförmig gestaltet ist und an der entgegengesetzten Seite rechtwinklig nach außen führend mit einem Saugstutzen 35 abgeschlossen ist, der als Anschlußstutzen für den Saugschlauch eines Staubsaugers (Fig. 3) dient.
Anhand der Figuren soll nunmehr die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden. Nach dem Entfernen des unteren Teils eines der den nur teilweise dargestellten Dampfbehälter 36 durchsetzenden Heizrohre 37 des Primärkreislaufs wird die Vorrichtung mit Hilfe eines an sich bekannten und daher nicht näher dargestellten Schnellspannwerkzeuges 38 von der Druckkammer 39 her an der Unterseite der Bodenplatte 40 derart befestigt, daß die Frässpindel 8 mit dem Fräskopf 9 durch die nach dem Ziehen des durchgetrennten Rohrstückes entstandene Öffnung 41 der Bodenplatte 40 geführt wird. Die freie Länge der Frässpindel 8 ist dabei so gewählt, daß sich der Fräskopf 9 im zurückgezogenen Zustand der Frässpindel 8 oberhalb der Bodenplatte 40 im Bereich des Ablagerungsmaterials 42 befindet. Nach der Anbringung der Vorrichtung kann die Bedienungsperson die Druckkammer 39 durch einen Stutzen 43* 44 verlassen, da alle Funktionen der Vorrichtung über die Zuleitungen 45 fernbedienbar sind und auch das Einsammeln der entnommenen Proben durch den Staubsauger 46 über den Saugschlauch 47 außerhalb in einem strahlengeschützten Bereich erfolgt.
Vor Beginn der Probenentnahme wird der Fräskopf 9 durch Betätigen des Stellmotors 28 in die obere Endstellung transportiert und der Spindelantriebsmotor 15 in Betrieb gesetzt. Nun wird mit Hilfe des Bowdenzuges 26 über den Hebel 22 der Stößel 16 in Richtung des Fräskopfes 9 verschoben, so daß seine kegelförmige Spitze 17 die Fräsmesser 11 gegen den über den Kegelstift 48 und die Feder 49 ausgeübten Druck nach außen schiebt, so daß der Fräsvorgang beginnt. Gleichzeitig wird der Stellmotor 28 eingeschaltet, so daß sich die Frässpindel 8 mit dem Fräskopf 9, ausgehend von der der Montageplatte 1 entferntesten Stellung in Richtung-Montageplatte bewegt. Das dadurch in Richtung des Saugrohres 34 fallende abgefräste Material wird durch den zwischen Saugrohr 34 und Frässpindel 8 befindlichen Kanal über das Saugrohr 35 und den Saugschlauch 47 in den angeschlossenen Staubsauger 46 gesaugt und kann dort entnommen werden. Nachdem der Fräskopf 9 die untere Endstellung erreicht hat, wird der Stößel 16 mit Hilfe des Bowdenzuges 26 über den Hebel 22 wieder zurückgezogen. Dadurch gelangen die Fräsmesser 11 in ihre Ausgangsposition und die Vorrichtung kann nach Abschalten des Spindelantriebsmotors 15 ab- oder ummontiert werden.
Die elektrischen und mechanischen Betätigungselemente sind für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich und daher nicht dargestellt.
5 Patentansprüche 3 Figuren

Claims

Patentansprüche Vorrichtung zur Bergung von Proben aus festen Ablagerungcn in Dampferzeugern für Kraftwerke, insbesondere für Kernkraftwerke mit Druckwasserreaktoren, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an einer mit Befestigungsmitteln (37) zur abnehmbaren Anbringung an einer rohrförmigen Öffnung (39) der Bodenplatte (38) des Dampferzeugers versehenen Montageplatte (1) an der der Öffnung abgewandten Seite ein fernbedienbares motorisches Antriebsmittel (12, 13, 14, 15) angebracht ist, das eine in Richtung der Öffnung der Bodenplatte (38) und zu dieser konzentrisch durch die Montageplatte (1) hindurchgeführte und daran drehbar sowie axial fernverstellbar gelagerte, als Hohlwelle ausgebildete Frässpindel (8) antreibt, an deren Spitze ein Fräskopf (9) mit radial verstellbaren Fräsmessern (11) angeordnet ist, zu deren Betätigung ein durch Bohrung der Frässpindel (8) hindurchgeführtes, fernbedienbares Stellmittel (16, 17) vorhanden ist, und daß die Montageplatte (1) ferner im Bereich der rohrförmigen Öffnung (39) mit Auffangmitteln (34, 35, 45, 46) für das abgefräste Ablagerungsmaterial versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das motorische Antriebsmittel (12, 13, 14, 15) die Frässpindel (8) mit dem Fräskopf (9) und die Auffangmittel (34, 35, 45, 46) für das abgefräste Ablagerungsmaterial eine Einheit bilden, die in axialer Richtung der Frässpindel (8) verstellbar an der Montageplatte (1) gelagert und zu deren Verstellung eine an der Montageplatte (1) gehalterte und von einem Stellmotor (28) angetriebene Gewindespindel (32) vorhanden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Auffangmittel für das abgefräste Ablagerungsmaterial aus einer Absaugvorrichtung besteht, deren Saugrohr (34) die Frässpindel (8) in Richtung zum Fräskopf (9) konzentrisch in einem solchen Abstand umgibt, daß das abgefräste Ablagerungsmaterial durch den zwischen Frässpindel (8) und Saugrohr (34) vorhandenen Zwischenraum in einen an das Saugrohr (34) anschließbaren Staubsauger (45) gelangt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das fernbedienbare Stellmittel für die Betätigung der Fräsmesser (11) aus einem axial verschiebbaren Stößel (16) besteht, der auf der dem Fräskopf (9) abgewandten Seite mit einem Hebelsystem gelenkig verbunden ist, das aus einem in seinem Drehpunkt (24) mit einem an der axial verstellbaren Einheit angeordneten Halterungselement (23) drehbar verbundenen Hebel (22) besteht, dessen einer Hebelarm mit dem Stößel (16) und dessen anderer Hebelarm mit einem Bowdenzugsystem (25, 26, 27) gelenkig verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß ein an sich bekanntes handbetätigtes Bowdenzugsystem mit Grobeinstellung durch Schub und Feineinstellung durch Drehung verwendet ist.