DE3805285A1 - Lanzenvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausrüstung zum Reinigen von Dampferzeugern und insbesondere eine Hochdruck- Fluidlanze, die an den Dampferzeuger-Rohren befindlichen Schlamm von einem offenen Rohrweg entfernt bzw. diesen reinigt.

In Kernkraftwerken werden Dampferzeuger, z.B. offene (mit einem Durchgang) Dampferzeuger (OTSG′s) zum Zwecke des Wärmetausches in der Erzeugung von Dampf verwendet, um Turbinen anzutreiben. Ein primäres Fluid, welches durch den Kern des Kernreaktors erhitzt wird, wird durch eine Sammlung oder ein Bündel von Rohren in den OTSG geführt. Ein sekun­ däres Fluid, im allgemeinen Wasser, welches in den Raum um die Rohre herum eingespeist wird, nimmt die Wärme von den Rohren auf, um einen kontinuierlichen Dampferzeugungs-Kreis­ lauf zu schaffen. Aufgrund der konstanten hohen Temperatur und der schwierigen Betriebsverhältnisse bildet sich ein Schlamm, der hauptsächlich aus Eisenoxid, z.B. Magnetit, besteht, an dem unteren Außenteil der Rohre und an den oberen und unteren Rohrwänden, welche das Rohrbündel tragen. Da der an dem Rohrbündel und den Rohrwänden entstandene Schlamm den Wärmeübertragungs-Wirkungsgrad der Rohre vermin­ dert und Korrosion verursachen kann, ist es bevorzugt, daß die Rohre und Rohrwände in gewissen Zeitabständen gesäubert werden, um den Schlamm zu entfernen.

Das Schlammschneiden bzw. die Entfernung von Schlamm (sludge lancing) von OTSG′s ist in der Vergangenheit so durchgeführt worden, daß eine Lanze hinunter in den offenen Rohrweg eingeführt wurde, um Wasser zwischen die Rohre zu spritzen. Der vorgegebene offene Rohrweg erstreckt sich nur mit halber Länge durch das Rohrbündel und die Rohre sind in einem dreieckigen Kanalabstand (pitch) angeordnet. Dies führt dazu, daß der Benutzer der Lanze nur in der Lage ist, auf 2/3 des Rohrbündels mit dem herkömmlichen Schneidverfahren zuzugreifen.

Die vorliegende Erfindung löst das zuvor erwähnte Problem in folgerichtiger Weise. Es ist eine Lanzenvorrichtung geschaf­ fen, die dazu ausgelegt ist, Schlamm von dem Teil des Rohrbündels zu reinigen, das dem Schneiden von dem offenen Rohrweg her nicht zugänglich ist. Die Vorrichtung spritzt eine Vielzahl von Strahlen aus Hochdruckwasser zwischen die Rohre in dem normalerweise unzugänglichen Bereich des Rohrbündels und bewegt so den Schlamm hin zu dem zugängliche­ ren Bereich, wo ein Lanzenkopf (lance wand), der in dem offenen Rohrweg verwendet wird, eingesetzt werden kann, um eine Entfernung des Schlammes aus dem OTSG zu bewirken. Eine Spur mit einer Vielzahl von Abschnitten wird durch einen Zugang (manway) eingeführt, und zwar ein Abschnitt zur Zeit. Die Abschnitte werden als Einheit zusammengesetzt und verbleiben an der unteren Rohrwand zwischen der OTSG-Schale und einer kreisförmigen Abdeckung (shroud), die das Rohrbün­ del einfaßt. Eine ferngesteuerte Schlittenvorrichtung, die auf die Spur gesetzt ist, richtet das Hochdruck-Reinigungs­ fluid auf das Rohrbündel durch Fenster in der Abdeckung, wenn die Schlittenvorrichtung entlang der Spur durch einen Zahnrad- und Kettenantrieb angetrieben wird. Eine Vielzahl von Düsen sind an einem Düsenblock befestigt, der an der Schlittenvorrichtung so angebracht ist, daß er in vertikaler Richtung einstellbar ist, so daß der Strahl-Auftreffbereich auf dem Rohrbündel und in den Wegen zwischen den Rohren in vorteilhafter Weise zwecks einer wirkungsvolleren Säuberungs­ wirkung verändert werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, welche das Rohrbün­ del und den offenen Rohrwegen erläutern.

Fig. 2 ist eine Draufsicht im Schnitt eines offenen Dampferzeugers (once-through steam generator).

Fig. 3 ist eine detaillierte Ansicht, welche die erfin­ dungsgemäße Spur zeigt, die zwischen der äußeren Schale und der kreisförmigen Abdeckung eingerich­ tet ist.

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Schlittenvorrichtung.

Fig. 5 ist eine Hinteransicht der Schlittenvorrichtung.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Schlittenvorrichtung.

Fig. 7 ist eine Seiten-Schnittansicht der Spur.

Unter Bezug auf die Zeichnung ist in der Fig. 1 zu sehen, daß der offene Rohrweg 10 einen leichten Zugang zum Bereich A des Rohrbündels 12 erlaubt, aber keinen Zugriff auf den Bereich B durch einen Lanzenkopf, der in dem offenen Rohrweg 10 verwendet wird. Wie man in der geschnittenen Draufsicht von Fig. 2 sieht, besteht der OTSG 14 aus Rohrbündel 12 (wobei nur einige Rohre 13 zwecks Vereinfachung gezeigt sind), der kreisförmigen Abdeckung 16, welche das Rohrbündel 12 umgibt, und der Außenschale 18. Die Abdeckung 16 ist mit acht (8) 30° weiten "Fenster"-Öffnungen 20 an etwa allen 45° versehen. Die Außenschale 18 ist mit einem Zugang 24 mit sechzehn (16) Zoll im Durchmesser versehen, und zwar gegenüber dem offenen Rohrweg 10 (angezeigt durch die gestrichelte Linie in Fig. 2) und 7 Handlöchern 22 von fünf (5) Zoll im Durchmesser an allen der verbleibenden 45° Inkremente.

Wie man in den Fig. 3 bis 5 sieht, wird die Erfindung im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet. Die Lanzen­ vorrichtung 26 weist im allgemeinen eine Spur 28 auf, die Schlittenvorrichtung 30 und die Sprüheinrichtung 32.

Wie man am besten in Fig. 3 sieht, ist die Spur 28 aus einer Vielzahl von Abschnitten gebildet, die im Inneren des Dampferzeugers 14 zwischen der Außenschale 18 und der kreisförmigen Abdeckung 16 zusammengesetzt sind, und ruht an der unteren Rohrwand 34. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Spur 28 aus zwei Hauptvorrichtungen 28 a, b von jeweils drei Abschnitten gebildet. Die Hauptvorrichtungen 28 a, b werden durch die Verriegelung 36 zusammengehalten, welche aus irgendeinem geeigneten, in der Technik bekannten Typ gebildet sein kann. Die drei Abschnitte jeder Vorrichtung sind gelenkig an Punkt 38 verbunden, wie gezeigt, um eine leichte Einführung und Entfernung durch den Zugang 24 zu ermöglichen. Die Antriebseinrichtung ist auf der Spur 28 und der Schlittenvorrichtung 30 befestigt, um eine Bewegung der Schlittenvorrichtung 30 entlang der Spur 28 während der Schneidoperationen zu bewirken.

Wie man am besten in Fig. 7 sieht, ist jeder Abschnitt der Spur 28 mit einer Kette bzw. Gelenkkette 40 versehen, die in einer Seitenwand angebracht ist. Die Kette 40 ist in einer stationären Position in der Seitenwand der Spur 28 befestigt, um eine kontinuierliche Antriebsfläche für den Eingriff mit der Antriebseinrichtung auf der Schlittenvorrichtung 30 zur Verfügung zu stellen. Die Spur 28 hat eine Seitenwand 42, gegenüber dort, wo Kette 40 befestigt ist, die als eine höhere Wand gebildet ist, welche eine Stütze für die Schlit­ tenvorrichtung 30 während der Säuberungsoperationen darstellt und ebenso dazu dient, den Eingriff zwischen der Kette 40 und der Antriebseinrichtung der Schlittenvorrichtung 30 zu unterstützen. Die Spur 28 ist mit Einrichtungen versehen, die sie in ihrer eingerichteten Position bezüglich ihres radialen Abstandes von der kreisförmigen Abdeckung 16 feststellen. Eine Vielzahl von Begrenzern in der Form eines manuell einstellbaren Nocken 44, von denen nur eine zur Vereinfachung gezeigt ist, sind entlang der Außenwand der Spur 28 in Stellung gebracht, um die Innenfläche der Außen­ schale 18 zu berühren. Die Begrenzer können ferner auf der Gegenseite der Spur 28 in der Nähe der Gelenke 38 vorgesehen sein, welche entweder in einen Ring an der Rohrwand oder die kreisförmige Abdeckung 16 eingreifen, um zu gewährleisten, daß die Abschnitte gesperrt offen in ihrer Betriebsposition bleiben.

Die Schlittenvorrichtung 30, am besten in Fig. 4 und 6 zu sehen, besteht in allgemeinen aus einem Rahmen 46, einer Antriebseinrichtung 48 und Sprüheinrichtung 50. Der Rahmen 46 ist mit einer Vielzahl von Rollenlagern 52 ausgestattet, welche die Spur 28 während des Betriebs berühren, um die Reibung zwischen der Schlittenvorrichtung 30 und der Spur 28 zu vermindern. Der Rahmen 46 ist mit einem ersten Rahmenab­ schnitt 46 a versehen, welcher zwischen einer ersten Einrich­ tungsposition und einer zweiten Betriebsposition schwenkt. Der erste Rahmenabschnitt 46 a ist schwenkbar in seinem unteren Ende an einem zweiten Rahmenabschnitt 46 b an Punkt 54 befestigt und mit seinem oberen Ende an Punkt 56, um in Richtung auf den zweiten Rahmenabschnitt 46 b zur Vereinfach­ ung der Befestigung durch den Zugang 24 zu schwenken. Wenn der erste Rahmenabschnitt 46 a einmal in Position ist, wird er von dem Kniehebel 58 veranlaßt, in seine zweite Betriebsposition zu schwenken. Der Kniehebel 58 wird durch Luftzylinder 60 betrieben, der an dem zweiten Rahmenabschnitt 46 b befestigt ist. Die Antriebseinrichtung 48 ist in dem zweiten Rahmenabschnitt 46 b befestigt und besteht aus Motor 62 und Zahnrad 64 (sprocket), das daran befestigt ist. Der Motor 62 ist gleitfähig auf Schienen 66 angebracht, um zwischen einer ersten Ruheposition und einer zweiten Betriebs­ position beweglich zu sein, wobei das Zahnrad 64 in die Kette 40 eingreift. Die Bewegung zwischen den beiden Positio­ nen wird durch den Luftzylinder 68 bewirkt, der daran befestigt ist. Die Sprüheinrichtung 50 ist gleitfähig auf dem ersten Rahmenabschnitt 46 a zur vertikalen Bewegung darauf befestigt und besteht aus Sockel 70, Düsenblock 72 und Düsen 74. Der Sockel 70 ist gleitfähig auf Führungsschie­ ber 76 befestigt und gewindemäßig im Eingriff auf Schrauben­ antrieb 78. Der Motor 80 ist auf Sockel 70 befestigt und mit dem Schraubenantrieb 78 in Eingriff, um dessen Drehung zu bewirken. Auf diese Weise werden der Sockel 70 und der Düsenblock 72 veranlaßt, vertikal entweder aufwärts oder abwärts sich zu bewegen, und zwar in Reaktion auf die Rotation des Schraubenantriebs 78. Eine Vielzahl von Düsen 74 sind am Düsenblock 72 vorgesehen, um ein Hochdruckfluid auf das Rohrbündel zu richten. Das Reinigungsfluid wird dem Düsenblock 72 durch die Fluid-Versorgungsleitung 82 zugeführt, welche das Hochdruckfluid von einer nicht gezeigten Quelle empfängt. Luftschlauch-Anschlußstücke 84 sind an dem ersten Rahmenabschnitt 46 a angebracht, um komprimierte Luft von einer nicht gezeigten Quelle zu den Luftzylindern 60 und 68 zu führen. Im Betrieb werden die Spurabschnitte 28 a und b durch den Zugang 24 eingeführt, entfaltet und in Stellung verriegelt, so daß die geraden Abschnitte mit den Fenster­ öffnungen 20, wie in Fig. 3 erläutert, ausgerichtet sind. Die Schlittenvorrichtung 30 wird dann durch den Zugang 24 eingeführt und auf Spur 28 positioniert, wobei die Düsen 74 dem Rohrbündel 12 gegenüberliegen. Der Luftzylinder 60 wird so betätigt, daß er den ersten Rahmenabschnitt 46 a veranlaßt, aus seiner ersten Einrichtungsposition in seine zweite gesperrte Betriebsposition zu schwenken. Der Luftzylinder 68 wird dann so betätigt, daß er das Zahnrad 64 und den Motor 62 veranlaßt, von einer ersten Ruheposition in eine zweite Betriebsposition sich zu bewegen, wobei das Zahnrad 64 in die Kette 40 an der Spur 28 eingreift. Der Motor 48 wird betätigt, um eine Drehung des Zahnrades 64 und das Antreiben des Schlittens 30 entlang der Spur 28 zu veranlassen, während Hochdruck-Reinigungsfluid durch Fluid-Versorgungslei­ tung 82 dem Düsenblock 72 und den Düsen 74 zugeführt wird, um Schlamm von den Rohren 13 zu entfernen. Nachdem die von den zwei Fenstern 20 freigelegten Rohre gereinigt sind, kann die Spur 28 manuell neu positioniert werden, so daß die Rohre, welche von einem dritten Fenster freigelegt werden, gereinigt werden können. Natürlich können getrennte Schlit­ tenvorrichtungen verwendet werden, welche Düsen 74 einsetzen, die mit verschiedenen Winkeln zielen, und zwar an jedem Fenster 20, wenn der Zugangswinkel der Rohre 13 von einem Fenster zum nächsten variiert.

Alternativ kann ein Düsenblock verwendet werden, der nach oben und unten kippt, anstelle der Veränderung der Höhe. Ebenso kann ein Düsenblock verwendet werden, der von Seite zu Seite angewinkelt ist, um die Strahl-Ausrichtung zu unterstützen. Eine andere Antriebseinrichtung kann vorgese­ hen sein, z.B. eine mit einer beweglichen Spurkette und einem festen Zahnrad an der Schlittenvorrichtung.

Da viele verschiedene Ausführungsformen entworfen werden können, die innerhalb des hier gelehrten Erfindungsgedanken bleiben, und da viele Modifikationen an der hier detailliert gemäß Rechtsvorschrift dargestellten Ausführungsform vorge­ nommen werden können, muß darauf hingewiesen werden, daß diese Einzelheiten als erläuternd und in nicht begrenzendem Sinne zu verstehen sind.

Claims (7)

1. Dampferzeuger (OTSG) mit einem Rohrbündel mit einem offenen Rohrweg, der sich auf halbem Wege durch das Rohrbündel erstreckt, einer unteren Rohrwand, einer kreisförmigen Abdeckung, die das Rohrbündel umgibt und eine Vielzahl von Fensteröffnungen aufweist, welche im gleichen Abstand da herum im wesentlichen auf der Höhe der unteren Rohrwand angeordnet sind, einer Außenschale mit einem Zugang gegenüber dem offenen Rohrweg, und einer Lanzenvorrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lanzenvorrichtung aufweist:

• a) eine Spur mit wenigstens zwei Abschnitten, die entfernbar an der unteren Rohrwand im wesentlichen gegenüber dem offenen Rohrweg positioniert sind;
• b) eine Schlittenvorrichtung, die beweglich in der Spur aufgenommen ist;
• c) eine Antriebseinrichtung, die auf der Spur und der Schlittenvorrichtung befestigt ist, um eine Bewegung des Schlittens entlang der Spur zu bewirken;
• d) eine Sprüheinrichtung, die auf dem Schlitten befestigt ist, um Hochdruck-Fluid auf das Rohrbün­ del zu richten.

2. Lanzenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antriebs­ einrichtung gekennzeichnet ist durch:

• a) eine Kette, die an der Spur befestigt ist;
• b) einen Antriebsmotor, der an der Schlittenvorrich­ tung befestigt ist;
• c) ein Zahnrad, das an dem Antriebsmotor angebracht und in der Schlittenvorrichtung befestigt ist, um die Kette zu berühren und in Reaktion auf die Drehung des Zahnrades eine Bewegung des Schlittens zu bewirken.

3. Lanzenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sprüheinrichtung zur vertikalen Bewegung an der Schlittenvorrichtung eingerichtet ist.

4. Lanzenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sprüheinrichtung aufweist:

• a) einen Düsenblock, der beweglich an der Schlitten­ vorrichtung befestigt ist und zur vertikalen Bewegung des Blockes bezüglich der Schlittenvor­ richtung eingerichtet ist;
• b) eine Vielzahl von Düsen, die an dem Düsenblock befestigt sind, um Hochdruck-Fluid an das Rohrbün­ del abzugeben.

5. Dampferzeuger mit einem Rohrbündel mit einem offenen Rohrweg, der sich auf halbem Weg durch das Rohrbündel erstreckt, einer unteren Rohrwand, einer kreisförmigen Abdeckung, die das Rohrbündel umgibt und eine Vielzahl von Fensteröffnungen aufweist, die in gleichen Abstän­ den dort herum im wesentlichen auf derselben Höhe der unteren Rohrwand angeordnet sind, einer Außenschale mit einem Zugang gegenüber dem offenen Rohrweg, und einer Lanzenvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanzenvorrichtung aufweist:

• a) eine Spur mit wenigstens zwei Abschnitten, die entfernbar an der unteren Rohrwand im wesentlichen gegenüber dem offenen Rohrweg positioniert sind;
• b) einer Kette, die an der Spur befestigt ist;
• c) einer Schlittenvorrichtung, die beweglich in der Spur aufgenommen ist;
• d) einem Antriebsmotor, der in der Schlittenvorrich­ tung befestigt ist;
• e) einem Zahnrad, das an dem Antriebsmotor angebracht und in der Schlittenvorrichtung befestigt ist, um die Kette zu berühren und in Reaktion auf die Drehung des Zahnrades eine Bewegung des Schlittens hervorzurufen; und
• f) einer Sprüheinrichtung, die an dem Schlitten befestigt ist, um Hochdruck-Fluid auf das Rohrbün­ del zu richten.

6. Lanzenvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sprüheinrichtung zur vertikalen Bewegung an der Schlittenvorrichtung geeignet ist.

7. Lanzenvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sprüheinrichtung aufweist:

• a) einen Düsenblock, der an der Schlittenvorrichtung befestigt ist und zur vertikalen Bewegung des Düsenblocks relativ zu der Schlittenvorrichtung eingerichtet ist; und
• b) eine Vielzahl von Düsen, die an dem Düsenblock befestigt sind, um Hochdruck-Fluid auf das Rohr­ bündel abzugeben.