DE3735195A1 - Einsatz zum stabilisieren eines durchtrennten waermetauscherrohres - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Einsatz zum Stabilisieren eines durchtrennten Wärmetauscherrohres.

Bei Wärmetauschern, wie zum Beispiel einem Dampferzeuger einer kerntechnischen Anlage, werden während der in be­ stimmten Zeitabständen stattfindenden Inspektionen be­ schädigte Rohre gezogen.

Eine derartige Rohrausziehvorrichtung ist aus der DE-OS 34 44 279 bekannt. Dazu ist es wegen der mehrere Meter betragenden Rohrlänge erforderlich mit einem Innen­ schneider das Rohr in zu ziehende Teilstücke zu trennen. Bei der Inspektion des Wärmetauschers ist es nicht aus­ zuschließen, daß nach dem Durchtrennen des Rohres beim Ziehvorgang Probleme auftauchen, die ein Ziehen des Roh­ res in der noch zur Verfügung stehenden Inspektionszeit verhindern.

Derartige bereits getrennte Rohre wurden bisher mit ei­ nem Stopfen im Bereich des Wärmetauscher-Rohrbodens ver­ schlossen. Beim nächsten Inspektionszyklus konnte der Stopfen entfernt und der Reparaturvorgang fortgesetzt werden. Beim Betrieb eines derartigen Wärmetauschers zeigte es sich jedoch, daß das durchtrennte Rohr aus­ schlägt und Beschädigungen an benachbarten Rohren nicht auszuschließen sind.

Es stellt sich die Aufgabe, einen die Trennstelle über­ greifenden Einsatz anzugeben, der positionsgenau einzu­ bringen ist sowie einfach und schnell relativ zur Rohr­ wandung festlegbar bzw. lösbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,

• - daß der Einsatz als an sich bekannter Spreizfinger ausgebildet ist,
• - daß eine Spreizhülse von einer Zentriereinrichtung durchsetzt ist, deren federnd ausgebildete Finger in einen Spalt der Trennstelle des Rohres einrasten, wo­ bei der in den Spalt einrastende Teil eines Fingers keilförmig ausgebildet ist,
• - daß zwischen einer Spreizhülse und einer Zugschraube eine Hülse angeordnet ist, die in einer der Zugschrau­ be zugeordneten Zugmutter gegen Verdrehen arretiert und in Achsrichtung gegenüber der Zugschraube abge­ stützt ist,
• - daß die Zugschraube an ihrem von der Hülse nicht über­ griffenen Bereich einen Freilauf trägt, dessen Noppen beim Drehen der Zugschraube über einen Innensechskant an die Innenwand des Rohres anlegbar sind.

Mit einem in das Innensechskant der Zugschraube einsetz­ baren Werkzeug wird der Einsatz, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Manipulators soweit in das Rohr eingeschoben, bis die Zentriereinrichtung in den Spalt der Trennstelle einrastet. Eine unmittelbar folgende Rechtsdrehung des Werkzeuges bringt die Noppen des Frei­ laufes zur Anlage an die Rohrinnenwand. Der Einsatz wird durch die Noppen in seiner Position gehalten. Durch Wei­ terdrehen der nunmehr freilaufenden Zugschraube erfolgt eine Verklemmung der Spreizhülse. Die Spannkraft der Freilaufnoppen ist so gewählt, daß ein Drehen des Ein­ satzes vor der Klemmverbindung zwischen Spreizhülse und Rohrinnenwand unterbleibt. Ein unerwünschtes Verdrehen der Zugmutter wird durch die Verdrehsicherung zwischen Hülse und Zugmutter vermieden.

Zur Sicherung des Einsatzes gegen unerwünschtes Lösen durch Vibration beim Betrieb des Dampferzeugers wird vorgesehen, daß zwischen der Zugschraube und der Hülse ein diese beiden Teile umfangsseitig kontaktender Ring vorgesehen ist, der durch Reibkontakt eine selbsthemmen­ de Wirkung ausübt. Er erlaubt zwar das Drehen der Zug­ schraube mit einem in das Innensechskant eingreifenden Werkzeug, verhindert jedoch ein selbsttätiges Lösen.

In vorteilhafter Weise weist die Spreizhülse an ihren beiden Enden eine zu ihrem Innendurchmesser hinlaufende Schräge auf, die mit gleich ausgebildeten Schrägen an der Hülse und an der Zugmutter in Eingriff kommt, wobei in jeder Stellung der Spreizhülse ein Kontakt zwischen den Schrägen von Spreizhülse und Hülse stattfindet.

Durch den in jeder Stellung der Spreizhülse erfolgenden Kontakt zwischen den Schrägflächen von Hülse und Spreiz­ hülse wird beim Spannen und Lösen der Klemmung nur die Zugmutter bewegt, während die Spannhülse keine achsiale Bewegung ausführt. Der Durchbruch in der Spannhülse für die Finger der Zentriereinrichtung kann daher klein be­ messen werden, so daß nur eine geringfügige Reduzierung der Spannfläche der Spreizhülse erfolgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschla­ gen, daß die Finger der Zentriereinrichtung an der Hülse um eine Achse schwenkbar aufgehängt sind, daß die Auf­ hängung in einer Aussparung der Zugschraube angeordnet ist und daß die Finger mit einer radial nach außen ge­ richteten Federkraft beaufschlagbar sind.

Die Anordnung der Aufhängung in einer Aussparung der Zugschraube führt zu einer platzsparenden Ausbildung.

Damit nach dem Lösen der Verklemmung der Einsatz pro­ blemlos ausgebaut werden kann, ist vorgesehen, daß die Federkraft von dem auf die untere Keilfläche des in den Spalt ragenden Fingerteils wirkenden Eigengewichts des Einsatzes überwindbar ist. Die angeschrägte untere Keil­ fläche der Finger unterstützt dabei noch das selbsttäti­ ge Lösen der Zentriereinrichtung.

Die Verdrehsicherung der Zugmutter besteht vorzugsweise aus wenigstens einem Zapfen der Hülse, der in eine Aus­ sparung der Zugmutter ragt.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung wird der erfindungsgemäße Einsatz beschrieben.

Die einzige Figur zeigt ein Dampferzeugerrohr 1, dessen durch einen Spalt 2 erkennbare Trennstelle mit einem der Stabilisierung dienenden Einsatz 3 überbrückt ist. Der Einsatz besteht aus einer Zugschraube 4, die an ihrem unteren Ende mit einem Innensechskant 5 versehen ist und an ihrem oberen Ende einen Gewindezapfen 6 aufweist. Eine Hülse 7 übergreift die Zugschraube 4 und ist über eine Schulter 8 an einem Bund 9 der Zugschraube 4 abge­ stützt. Unterhalb ihrer Schulter 8 übergreift die Hülse 7 ferner einen Ring 10, der in einer Aussparung 11 der Zugschraube 4 eingelassen ist. Der vorzugsweise aus ei­ nem Kunststoff bestehende Ring geht eine Reibschlußver­ bindung mit der Hülse 7 ein. Das dem Gewindezapfen 6 zu­ gewandte Ende der Hülse 7 weist wenigstens einen Zapfen 12 auf. Eine Spreizhülse 13 ist über die Hülse 7 gescho­ ben und mit einer Schräge 14 auf einer mit dem gleichen Winkel versehenen Schräge 14 a der Hülse 7 abgestützt. In eine Zugmutter 15 läßt sich die Zugschraube 4 einschrau­ ben. Der Zapfen 12 der Hülse 7 ragt dann in eine Ausspa­ rung 16 und verhindert ein Mitdrehen der Zugmutter 15. Die Zugmutter und das ihr zugewandte Ende der Spreizhül­ se 13 sind mit einer Schräge 17, 17 a gleicher Steigung ausgestattet, so daß beim Drehen der Zugschraube ein Spreizen der Spreizhülse erfolgt. Eine Zentriereinrich­ tung 18 besteht aus mindestens zwei am Umfang verteil­ ten, in einer Aussparung 19 der Zugschraube 4 angeordne­ ten Finger 20. Die Finger sind über eine in der Hülse 7 festgelegte Achse 21 schwenkbar ausgebildet. In der Hül­ se 7 und in der Spreizhülse 13 sind der Kontur des Fin­ gers 20 angepaßte Durchbrüche 22, 23 vorgesehen. Über eine nicht dargestellte, einer Achse 21 zugeordnete Fe­ der, ist der jeweilige Finger radial nach außen in die dargestellte Position bewegbar. An seinem in den Spalt 2 ragenden Ende ist der Finger keilförmig ausgebildet. Un­ terhalb des Ringes 10 trägt die Zugschraube 4 einen Freilauf 24 der über einen Sicherheitsring 25 in seiner Lage fixiert ist. Die Noppen 26 des Freilaufs 24 sind unter Kraftschluß an die Innenwand des Rohres 1 anleg­ bar.

Die Zeichnung zeigt den Einsatz 3 in der ungespannten Stellung der Spreizhülse 13. Der Einsatz 3 wird mit Hil­ fe eines nicht dargestellten Werkzeuges, das in das In­ nensechskant 5 eingreift, in Pfeilrichtung 27 in das Rohr 1 eingeschoben. Es wird angemerkt, daß der Spalt 2 in der Regel ca. 500 mm von der Außenseite eines nicht dargestellten Rohrbodens entfernt liegt, so daß der ca. 100 mm lange Einsatz 3 von dem Monteur nicht auf seinem Einführweg beobachtet werden kann. Der Einsatz 3 wird also so weit in das Rohr 1 eingeschoben, bis die Finger 20 mit ihrem keilförmigen Ende in den Spalt 2 einrasten. Durch eine kurze Rechtsdrehung mit dem Werkzeug kommen die Noppen 26 des Freilaufs 24 zur Anlage an die Innen­ wand des Rohres 1. Der Einsatz 3 wird dadurch in seiner Position gehalten. Durch Weiterdrehen der Zugschraube 4 im Uhrzeigersinn zieht der mit Rechtsgewinde versehene Gewindezapfen 6 die Zugmutter 15 soweit nach unten, bis über den Kontakt der Schrägen 17, 17 a eine Verspannung der Spreizhülse 13 an die Innenwand des Rohres 1 er­ folgt. Ein Mitdrehen der Zugmutter 15 wird durch den Zapfen 12, der in die Aussparung 16 ragt, verhindert. Die Reibkraft an der Reibschlußverbindung zwischen dem Ring 10 und dem diesen Ring übergreifenden Bereich der Hülse 7 ist durch geeignete Passungs- und/oder Werk­ stoffwahl so ausgelegt, daß beim Verdrehen der Zugs­ chraube 4 keine Mitnahme der Hülse 7 erfolgt; nach dem Klemmvorgang der Spreizhülse 13 jedoch eine selbsthem­ mende Wirkung gegen unerwünschtes Lösen eintritt. Soll der Einsatz 3 aus seiner Position entfernt werden, so wird durch Drehen der Zugschraube 4 im Gegenuhrzeiger­ sinn die Klemmung zwischen Rohr 1 und Spreizhülse 13 gelöst. Der in der Regel in vertikaler Richtung einge­ baute Einsatz 3 wird aufgrund seines Eigengewichtes über die untere Keilfläche 28 der Finger 20 die Federkraft der Zentriereinrichtung 18 aufheben, so daß er unter Abstützung durch ein in das Innensechskant 5 eingreifen­ des Werkzeug selbsttätig aus dem Rohr gleitet. Gegebe­ nenfalls kann durch ein mit einer Rasterung versehenes Werkzeug das Entnehmen des Einsatzes durch Ziehen unter­ stützt werden.

Bezugszeichenliste:

 1 Rohr
 2 Spalt
 3 Einsatz
 4 Zugschraube
 5 Innensechskant
 6 Gewindezapfen
 7 Hülse
 8 Schulter
 9 Bund
10 Ring
11, 16, 19 Aussparung
12 Zapfen
13 Spreizhülse
14, 14 a, 17, 17 a Schräge
15 Zugmutter
18 Zentriereinrichtung
20 Finger
21 Achse
22, 23 Durchbruch
24 Freilauf
15 Sicherungsring
26 Noppen
27 Pfeilrichtung
28 Keilfläche

Claims (6)

1. Einsatz zum Stabilisieren eines durchtrennten Wärmetauscherrohres, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Einsatz (3) als an sich bekannter Spreizfinger ausgebildet ist,
• b) eine Spreizhülse (13) von einer Zentriereinrichtung (18) durchsetzt ist, deren federnd ausgebildete Fin­ ger (20) in einen Spalt (2) der Trennstelle des Roh­ res (1) einrasten, wobei der in den Spalt (2) einra­ stende Teil eines Fingers (20) keilförmig ausgebildet ist,
• c) zwischen einer Spreizhülse (13) und einer Zugschraube (4) eine Hülse (7) angeordnet ist, die in einer der Zugschraube (4) zugeordneten Zugmutter (15) gegen Verdrehen arretiert und in Achsrichtung gegenüber der Zugschraube abgestützt ist,
• d) die Zugschraube (4) an ihrem von der Hülse (7) nicht übergriffenen Bereich einen Freilauf (24) trägt, des­ sen Noppen (26) beim Drehen der Zugschraube (4) über ein Innensechskant (5) an die Innenwand des Rohres (1) anlegbar sind.

2. Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zugschraube (4) und der Hülse (7) ein dieselben umfangsseitig kontaktender Ring (10) angeord­ net ist.

3. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spreizhülse (13) an ihren beiden Enden eine zu ihrem Innendurchmesser hinlaufende Schräge (14, 17) aufweist, die mit gleich ausgebildeten Schrägen (14 a, 17 a) an der Hülse (7) und an der Zugmut­ ter (15) in Eingriff kommt, wobei in jeder Stellung der Spreizhülse (13) ein Kontakt zwischen den Schrägen (14, 14 a) von Spreizhülse und Hülse stattfindet.

4. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Finger (20) der Zentrier­ einrichtung (18) an der Hülse (7) um eine Achse (21) schwenkbar aufgehängt sind, daß die Aufhängung in einer Aussparung (19) der Zugschraube (4) angeordnet ist, und daß die Finger (20) mit einer radial nach außen gerich­ teten Federkraft beaufschlagbar sind.

5. Einsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft von dem auf die untere Keilfläche (28) des in den Spalt (2) ragenden Fingerteils wirkenden Eigengewicht des Einsatzes (3) überwindbar ist.

6. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung der Zug­ mutter (15) aus wenigstens einem Zapfen (12) der Hülse (7) besteht, der in eine Aussparung (16) der Zugmutter (15) ragt.