DE4226854A1 - Manipulator for remote inspection of difficult to access areas - using a remote inspection system mounted on the free end of a self-supporting wind out chain - Google Patents

Manipulator for remote inspection of difficult to access areas - using a remote inspection system mounted on the free end of a self-supporting wind out chain

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Abstract

A manipulator for inspection of difficult to access areas especially within the tube bend (6) region of upright steam generators (2). The manipulator comprises an inspection system (8) supported on the free end of a chain (8). The links (10) of the chain are designed so that their two-way angle of rotation is such that the links align approximately linearly (12). A means, comprising a chain guide (30) is provided to align the self-supporting part (10a) of the chain. USE/ADVANTAGE - The manipulator is intended for inspection of difficult to access areas which must nevertheless be regularly inspected. Typical is the visual inspection, using remote video techniques, of the tube bend region and its associated tube clamps (4) in an upright steam generator. The manipulator is easy to use and causes little mounting difficulty.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Manipulator zur In­ spektion schwer zugänglicher Stellen eines Dampferzeugers.The invention relates to a manipulator for In inspection of hard-to-reach areas of a steam generator.

Bei aufrechtstehenden Dampferzeugern sind die U-förmig ge­ bogenen Heizrohre im Bereich des Rohrbogens mit Spannbän­ dern oder Versteifungen versehen, mit denen die Rohre im Bogenbereich gehaltert und stabilisiert werden. Diese Spannbänder werden in der Regel aus mehreren versetzt zu­ einander verschweißten oder verschraubten Blechen gebil­ det. In regelmäßigen Abständen ist es erforderlich, eine Sichtprüfung dieser Spannbänder durchzuführen. Der zwischen dem Bodenbereich und einer darüberliegenden Grobabscheider­ öffnung zur Verfügung stehende Raum ist jedoch begrenzt und schwer zugänglich, so daß zur optischen Kontrolle eine ferngesteuerte Videokamera oder ein Videoskop verwendet werden muß, die von einem in diesem Zwischenbereich einge­ brachten Manipulator über den Rohrbogenbereich verfahren werden kann. Dieser Manipulator muß sowohl in den Bereich unterhalb der Grobabscheideröffnung eingebracht werden können als auch eine ausreichende Reichweite und Beweglich­ keit haben, damit alle Prüfpositionen erreicht werden können.With upright steam generators, the U-shaped ge bent heating pipes in the area of the pipe bend with tensioning straps provided or stiffeners with which the pipes in Arch area are held and stabilized. This Tension straps are usually offset from several sheet metal welded or screwed together det. Periodically it is necessary to have one Visually inspect these straps. The between the floor area and a coarse separator above Opening space is limited and difficult to access, so that a visual control remotely controlled video camera or a videoscope must be turned on by one in this intermediate area brought manipulator over the pipe bend area can be. This manipulator must be in the area below the coarse separator opening can also have sufficient range and agility be able to reach all inspection positions.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde einen Mani­ pulator zur Inspektion eines Dampferzeugers anzugeben, der einfach handhabbar ist und mit dem auch schwer zugängliche Stellen im Dampferzeuger erreicht werden können. The invention is based on the task of a mani to specify pulator for inspection of a steam generator that is easy to handle and also difficult to access Places in the steam generator can be reached.  

Die genannte Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Pa­ tentanspruches 1. Entsprechend diesen Merkmalen wird ein zur Inspektion verwendetes Inspektionsgerät von einer offenen, an einem Ende freien Kette getragen, die Ketten­ glieder enthält deren gegenseitiger Schwenkbereich in einer Schwenkrichtung derart begrenzt ist, daß sie sich in einer Schwenkrichtung wenigstens annähernd längs einer ge­ radlinigen Kettenlinie ausrichten. Mit einer solchen selbstsperrenden freitragenden Kette können auch schwer zugängliche Positionen im Rohrbogenbereich des Dampferzeu­ gers einfach und ohne größere Montagearbeiten vor Ort er­ reicht werden.This task is solved with the characteristics of Pa tent claims 1. According to these characteristics is a Inspection device from one used for inspection open chain worn at one end, the chains links contains their mutual swivel range in a pivoting direction is limited so that it is in a pivoting direction at least approximately along a ge align the straight chain line. With one Self-locking cantilever chain can also be difficult accessible positions in the pipe bend area of the steam generator easy and without major assembly work on site be enough.

Zum Ausrichten des freitragenden Teils der Kette ist ins­ besondere eine positionierbare Kettenführung vorgesehen.To align the cantilevered part of the chain is ins in particular a positionable chain guide is provided.

Die Kettenführung ragt vorzugsweise durch eine Öffnung der Grobabscheiderplatte des Dampferzeugers in den Zwischen­ raum zwischen dem Rohrbogenbereich und der Grobabscheider­ platte hinein. In dieser Öffnung ist die Kettenführung vorzugsweise schwenkbar und insbesondere auch axial ver­ schiebbar gelagert.The chain guide preferably projects through an opening in the Coarse separator plate of the steam generator in the intermediate space between the pipe bend area and the coarse separator plate into it. The chain guide is in this opening preferably pivotable and in particular also axially ver slidably mounted.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Kette an ihrem freien Ende mit einer in der selbstsperrenden Drehrichtung in ein gekrümmte Kettenlinie schwenkbaren Verlängerungskette verbunden, an deren freiem Ende das Inspektionsgerät angeordnet ist.In a further preferred embodiment of the invention is the chain at its free end with one in the self-locking direction of rotation in a curved chain line pivotable extension chain connected to its free End of the inspection device is arranged.

Als Inspektionsgerät ist vorzugsweise eine Videokamera vorgesehen, die fernbedient um zwei Achsen schwenkbar ist.A video camera is preferably used as the inspection device provided that is remotely pivotable about two axes.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeich­ nung verwiesen, in deren To further explain the invention, reference is made to the drawing referred to in their  

Fig. 1 ein unterhalb der Grobabscheiderplatte eines Dampferzeugers eingebrachter, eine selbstsperrende Trag­ kette enthaltender Manipulator gemäß der Erfindung sche­ matisch dargestellt ist. Fig. 1 a introduced below the coarse separator plate of a steam generator, a self-locking support chain containing manipulator according to the invention is shown matically.

Fig. 2 zeigt zwei Glieder einer für den Manipulator gemäß der Erfindung geeigneten Kette in einem Längsschnitt. In Fig. 2 shows two links of a chain suitable for the manipulator according to the invention in a longitudinal section. In

Fig. 3 ist ein zur Führung der Kette geeignetes Führungs­ element in einem Querschnitt veranschaulicht. Fig. 3 is a guide element suitable for guiding the chain illustrated in a cross section.

Fig. 4 veranschaulicht den mit einem Manipulator gemäß der Erfindung erreichbaren Inspektionsbereich und Fig. 4 illustrates a manipulator according to the invention accessible inspection area and

Fig. 5 und 6 veranschaulichen die Ausrichtung des Mani­ pulators mit einer an ihrem Ende gebogenen Kettenführung. Fig. 5 and 6, the orientation of the Mani pulators illustrate with a curved at its end chain guide.

Gemäß Fig. 1 sind in einem aufrechtstehenden Dampferzeu­ ger 2 eines Kernkraftwerkes die Heizrohre 3 zu einem Rohr­ bündel zusammengefaßt, das einen U-förmigen Rohrbogenbe­ reich 6 bildet. In diesen Rohrbogenbereich 6 werden die Heizrohre 3 des Rohrbündels durch Spannbänder 4 fixiert. Diese Spannbänder 4 sind aus mehreren Blechen zusammenge­ setzt, die untereinander an Knotenpunkten 5 verschweißt oder verschraubt sind. Die Knotenpunkte 5 müssen in regel­ mäßigen Abständen optisch kontrolliert werden, um die mechanische Stabilität des mit den Spannbändern 4 ge­ haltenen Spannverbandes sicherzustellen. Die optische Kon­ trolle erfolgt mittels einer ferngesteuerten Inspektionseinrichtung 8, beispielsweise eine Videokamera oder ein Videoskop, die von einer offenen, d. h. an einem Ende freien Kette 10 getragen wird. Diese Kette 10 enthält im ausgefahrenen Zustand einen freitragenden Teil 10a und einen in einer Kettenführung 30 geführten Teil 10b, mit der die Kettenlinie 12 des freitragenden Teils 10a ausge­ richtet wird.Referring to FIG. 1 ger 2, a nuclear power plant, the heating pipes summarized bunch into a pipe 3 in an upright Dampferzeu having a U-shaped Rohrbogenbe forming portion 6. The heating tubes 3 of the tube bundle are fixed in this tube bend region 6 by means of tensioning straps 4 . These straps 4 are put together from several sheets, which are welded or screwed together at nodes 5 . The nodes 5 must be checked at regular intervals optically to ensure the mechanical stability of the ge with the straps 4 holding bandage. The optical control is carried out by means of a remote-controlled inspection device 8 , for example a video camera or a videoscope, which is carried by an open chain 10 that is free at one end. This chain 10 contains a cantilevered part 10 a in the extended state and a part 10 b guided in a chain guide 30 , with which the chain line 12 of the cantilevered part 10 a is aligned.

Die Kette 10 ist aus Kettengliedern 100 aufgebaut, deren gegenseitiger Schwenkbereich in einer Schwenkrichtung, dies ist in der Figur nach unten zeigende Schwenkrichtung 18 des freitragenden Teils 10a der Kette 10, begrenzt ist. Die einzelnen Kettenglieder 100 sind derart mit Anschlä­ gen versehen, daß sich die Kette 10 unter der Wirkung einer in Schwenkrichtung 18 wirkenden Kraft längs einer geraden oder nur wenig gekrümmten Kettenlinie 12 ausrichtet.The chain 10 is constructed of chain links 100, the mutual pivoting range in a pan direction, this is in the figure displayed below pan direction 18 of the cantilevered portion 10 a of the chain 10 is limited. The individual chain links 100 are provided with stops so that the chain 10 is aligned under the action of a force acting in the pivoting direction 18 along a straight or only slightly curved chain line 12 .

Die Kettenführung 30 ist durch eine Öffnung 24 in der Grobabscheiderplatte 22 hindurchgeführt und in dieser Öff­ nung in einer Adapterplatte 36 gelagert. Die Kettenführung 30 nimmt oberhalb der Grobabscheiderplatte 22 die aus einem Kettenspeicher 37 abrollbare Kette 100 auf und führt sie in den Zwischenraum zwischen den Rohrboden 6 und der Grobabscheiderplatte 22.The chain guide 30 is passed through an opening 24 in the coarse separator plate 22 and stored in this opening in an adapter plate 36 . The chain guide 30 receives the chain 100 that can be rolled out from a chain store 37 above the coarse separator plate 22 and guides it into the space between the tube plate 6 and the coarse separator plate 22 .

Die Länge des freitragenden Teils 10a der Kette 10 erfolgt durch Auf- oder Abspulen des im Kettenspeicher 37 befind­ lichen Kettenvorrats.The length of the self-supporting part 10 a of the chain 10 is carried out by winding or unwinding the chain store located in the chain store 37 .

An der Kettenführung 30 ist außerdem zum Fixieren der Ket­ tenlänge eine Klemmvorrichtung 38 vorgesehen.On the chain guide 30 a clamping device 38 is also provided for fixing the Ket tenlänge.

Die Kettenführung 30 enthält mehrere Kettenführungsele­ mente 33 bis 35. Zum Ausrichten des freitragenden Teils 10a der Kette 10 ist ein gebogenes Führungselement 33 vor­ gesehen, das im Beispiel der Figur eine horizontale Aus­ richtung der Kette bewirkt. Die Lagerung der Kettenfüh­ rung 30 in der Adapterplatte 36 ist außerdem so ausge­ gebildet, daß die gesamte Kettenführung um die zur Öffnung 24 fluchtende Achse 40 geschwenkt und längs dieser Achse 40 axial verschoben werden kann.The chain guide 30 contains a plurality of chain guide elements 33 to 35 . To align the cantilevered part 10 a of the chain 10 , a curved guide element 33 is seen before, which causes a horizontal direction from the chain in the example of the figure. The storage of the chain guide 30 in the adapter plate 36 is also formed such that the entire chain guide is pivoted about the axis 40 aligned with the opening 24 and 40 can be moved axially along this axis.

Im Beispiel der Figur ist am freien Ende des freitragenden Teils 10a der Kette 10 über ein Zwischenstück 50 eine Ver­ längerungskette 52 angeordnet, die in beiden Schwenkrich­ tungen in eine gekrümmte Kettenlinie schwenkbar ist. Am Ende dieser Verlängerungskette 52 ist die Videokamera 8 beispielsweise durch biegsame Wellen ferngesteuert in die durch Pfeile angedeuteten Richtungen schwenkbar angeord­ net. Durch diese Maßnahme können auch am Außenrand des Rohrbogenbereiches 6 befindliche Knotenpunkte erreicht werden.In the example of the figure, an extension chain 52 is arranged at the free end of the cantilevered part 10 a of the chain 10 via an intermediate piece 50 , which lines can be pivoted in both curved directions in a curved chain line. At the end of this extension chain 52 , the video camera 8 is remotely pivoted, for example by flexible waves in the directions indicated by arrows. With this measure, nodes located on the outer edge of the pipe bend area 6 can also be reached.

Entsprechend Fig. 2 sind zwei benachbarte Kettenglieder 100a und 100b dargestellt. Sie enthalten jeweils zwei Kettenflanken 102, die untereinander mit einer Ver­ strebung 104 verbunden sind. Die Kettenflanken 102 sind jeweils mit einem in das benachbarte Kettenglied 100b hineinragenden Fortsatz 106 versehen, der einen Anschlag für die Verstrebung 104 dieses benachbarten Kettengliedes 100b bildet. Bei Drehung des Kettengliedes 100a um die Achse 14 in Drehrichtung 18 wird ausgehend von einer poly­ gonartigen Kettenlinie 12′ eine horizontale Ausrichtung in die Kettenlinie 12 bewirkt, die sich durch die gestrichelt dargestellte Position des Kettengliedes 100a ergibt.According to FIG. 2, two adjacent chain links 100a and b shown 100. They each contain two chain edges 102 , which are connected to each other with a Ver strut 104 . The chain flanks 102 are each provided with an extension 106 projecting into the adjacent chain link 100 b, which forms a stop for the strut 104 of this adjacent chain link 100 b. When the chain link 100 a rotates about the axis 14 in the direction of rotation 18 , starting from a polygonal chain line 12 ', a horizontal alignment in the chain line 12 is effected, which results from the broken line position of the chain link 100 a.

Entsprechend Fig. 3 werden die Kettenführungselemente durch ein U-förmiges Aluminiumprofil 31 gebildet, das zur Erhöhung der Gleitfähigkeit der Kette mit einer Teflon­ schicht 32 versehen ist. According to FIG. 3, the chain guide elements shaped U-by an aluminum profile 31 are formed, that to increase the lubricity of the chain with a Teflon layer 32 is provided.

Fig. 4 zeigt, daß durch eine Kombination der Länge des freitragenden Teils 10a der Kette und der Schwenkbereichs β1 bis β3 praktisch alle Knotenpunkte im Rohrbogenbe­ reich 6 erfaßt werden können. Fig. 4 shows that by a combination of the length of the cantilever part 10 a of the chain and the swivel range β 1 to β 3 practically all nodes in the Rohrbogenbe area 6 can be detected.

In Fig. 5 ist veranschaulicht, wie durch eine entspre­ chende Ausgestaltung des am Ende der Kettenführung 30 be­ findlichen Führungselementes 33 eine zusätzliche Möglich­ keit zum Ausrichten des Anstellwinkels α der Kettenlinie des freitragenden Kettenteils 10a erzeugt werden kann. Ge­ mäß Fig. 6 kann dieser Anstellwinkel α auch durch ein entsprechendes Schwenken der gesamten Kettenführung 30 um eine parallel zur Grobabscheiderplatte verlaufende Achse erzeugt werden. Durch einen beispielsweise nach unten wei­ senden Anstellwinkel α kann die Kamera 8 auch in extre­ mer Randposition noch näher an die Spannbänder 4 herange­ führt werden.In Fig. 5 it is illustrated how by a corre sponding design of the end of the chain guide 30 be sensitive guide element 33 an additional possibility for aligning the angle of attack α of the chain line of the self-supporting chain part 10 a can be generated. Ge Mäss Fig. 6 can this angle of attack α by a corresponding pivoting of the chain guide is generated about an axis extending parallel to the axis 30 Grobabscheiderplatte. Through a downward angle α, for example, the camera 8 can be brought closer to the tensioning straps 4 even in an extreme edge position.

Claims (10)

1. Manipulator zur Inspektion schwer zugänglicher Stellen, insbesondere zur Inspektion der Spannbänder (4) im Rohrbo­ genbereich (6) eines aufrechtstehenden Dampferzeugers (2), mit einem Inspektionsgerät (8), bei dem das Inspektionsge­ rät (8) von einer an einem Ende freien Kette (10) getragen wird, die Kettenglieder (100) enthält, deren gegenseitiger Schwenkbereich in einer Schwenkrichtung (18) derart begrenzt ist, daß sich die Kettenglieder (100) wenigstens annähernd längs einer geradlinigen Kettenlinie (12) ausrichten.1. Manipulator for inspection of difficult to access places, in particular for the inspection of the tensioning straps ( 4 ) in the Rohrbo gene range ( 6 ) of an upright steam generator ( 2 ), with an inspection device ( 8 ), in which the Inspektionsge advises ( 8 ) from one end free chain ( 10 ) is carried, which contains chain links ( 100 ) whose mutual pivoting range is limited in a pivoting direction ( 18 ) in such a way that the chain links ( 100 ) align at least approximately along a straight chain line ( 12 ). 2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Mittel (30) zum Ausrichten des freitragenden Teils (10a) der Kette (10) vorgesehen sind.2. Manipulator according to claim 1, characterized in that means ( 30 ) for aligning the self-supporting part ( 10 a) of the chain ( 10 ) are provided. 3. Manipulator nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel eine posi­ tionierbare Kettenführung (30) umfassen.3. Manipulator according to claim 2, characterized in that the means comprise a positionable chain guide ( 30 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kettenführung (30) durch eine Öffnung (24) einer Grobabscheiderplatte (22) des Dampferzeugers (2) in den Zwischenraum zwischen dieser Grobabscheiderplatte (22) und dem Rohrbogenbereich (6) hineinragt.4. The device according to claim 3, characterized in that the chain guide ( 30 ) through an opening ( 24 ) of a coarse separator plate ( 22 ) of the steam generator ( 2 ) protrudes into the space between this coarse separator plate ( 22 ) and the pipe bend region ( 6 ). 5. Manipulator nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenführung (30) zum Ausrichten des freitragenden Teils (10a) der Kette (10) wenigstens ein gebogenes Führungsele­ ment (33) enthält. 5. Manipulator according to one of claims 3 or 4, characterized in that the chain guide ( 30 ) for aligning the self-supporting part ( 10 a) of the chain ( 10 ) contains at least one curved guide element ( 33 ). 6. Manipulator nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kettenführung (30) in der Öffnung (24) schwenkbar gelagert ist.6. Manipulator according to claim 4, characterized in that the chain guide ( 30 ) in the opening ( 24 ) is pivotally mounted. 7. Manipulator nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenführung (30) in der Öffnung (24) axial verschiebbar gelagert ist.7. Manipulator according to claim 4 or 6, characterized in that the chain guide ( 30 ) in the opening ( 24 ) is axially displaceably mounted. 8. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (10) an ihrem freien Ende mit einer in beide Schwenkrichtungen in eine gekrümmte Kettenlinie schwenkba­ ren Verlängerungskette (52) verbunden ist, die an ihrem freien Ende das Inspektionsgerät (8) aufnimmt.8. Manipulator according to one of the preceding claims, characterized in that the chain ( 10 ) at its free end with an in both pivoting directions in a curved chain line schwenkba ren extension chain ( 52 ) is connected, the inspection device ( 8 ) at its free end records. 9. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Inspektionsgerät (8) eine Videokamera oder ein Videoskop vorgesehen ist.9. Manipulator according to one of the preceding claims, characterized in that a video camera or a videoscope is provided as the inspection device ( 8 ). 10. Manipulator nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Videokamera (8) bzw. das Videoskop ferngesteuert um zwei Achsen schwenkbar ist.10. Manipulator according to claim 9, characterized in that the video camera ( 8 ) or the videoscope is remotely pivotable about two axes.
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