DE4237695A1 - Verfahren und Einrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen einer Durchführung eines Reaktordruckbehälter-Deckels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Dieses der Hauptanmeldung zugrundeliegende Prüfungsver­ fahren ist nur einsetzbar, wenn die Hülse konzentrisch zum Stutzen angeordnet ist.

Manche Reaktordruckbehälterdeckel-Konstruktionen haben die Eigenheit, daß sie bei Abkühlung auf Raumtemperatur auf Grund von Werkstoffspannungen ihre Halbkugelform ver­ ändern. Die in den Deckel eingeschweißten Stutzen folgen diesen Veränderungen, so daß sie nicht mehr parallel zur Deckelachse erstreckt sind. Die bei solchen Konstruktio­ nen in einem oberhalb des Stutzens angeordneten Bauteil des Steuerstabantriebes festgelegte Hülse macht diese Bewegung nicht oder nur teilweise mit, so daß die konzentrische Spaltausbildung zwischen Hülse und Stutzen nicht mehr gegeben ist. Eine Prüfung ist dann in den Bereichen, in denen der Spalt durch die exzentrische An­ ordnung zu eng geworden ist, mit dem Verfahren und der Einrichtung nach der Hauptpatentanmeldung nicht mehr durchführbar.

Es stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das auch bei exzentrischer An­ ordnung der Hülse im Stutzen eine Prüfung des gesamten Spaltbereichs ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Hülse bis zu Erzielung eines prüfbaren Ringspaltes quer zu ihrer Achse verschoben und während der Sonden­ fahrbewegung in dieser Position gehalten wird.

Damit läßt sich durch streifenförmiges Abfahren des Ringspaltes eine Prüfung des gesamten Spaltbereiches durchführen.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß an dem der Kolbenstange abgewandten Ende des Armes ein die Hülse übergreifender Tragring be­ festigt ist, daß mit der Oberseite des Tragrings ein den Stutzen kontaktender Stützring verbunden ist, und daß der Arm einen Pneumatikzylinder trägt, dessen Kolben den Arm quer zur Hülsenerstreckung durchsetzt und an seinem freien Ende ein Druckstück aufnimmt.

Der Stützring dient dabei der Einrichtungsabstützung zur Kompensierung der relativ zum Stutzen durch das Druck­ stück auf die Hülse einwirkenden Kraft.

Eine Ausgestaltung sieht vor, daß der Stützring mit einer Schulter an einer Stirnfläche des Stutzens angelegt ist.

Diese Anlage dient der Positionierung der Einrichtung und bei entsprechender Flächenpressung zur Aufnahme der Sei­ tenkräfte beim Verschieben der Hülse mit dem Druckstück.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Stützring den Stutzen teilweise übergreift, wobei das Spiel zwischen dem den Stutzen übergreifenden Teil des Stützringes und dem Stutzen kleiner als die Auslenkung eines Schwimmlagers ist.

Beträgt die seitliche Auslenkungsmöglichkeit der Schwimm­ lager z. B. 5 mm, so muß das Spiel zwischen der Umfangs­ fläche des Stutzens und der Innenwand des den Stutzen übergreifenden Stützringteiles weniger als 5 mm betragen, da das übergreifende Teil beim seitlichen Verschieben der Hülse zur Abstützung der Einrichtung gegenüber dem Stut­ zen dient.

Eine andere Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht vor, daß mit der Oberseite des Tragringes ein La­ gerring verbunden ist, der einen relativ zum Lagerring verdrehbaren Stützring aufnimmt, daß der Stützring an seiner dem Stutzen zugewandten Stirnseite mit Ausnehmun­ gen versehen ist, die seitlich vom Stutzen auskragende Bolzen übergreifen, und daß mit dem Arm ein Pneumatikzy­ linder verbunden ist, dessen Kolben den Arm quer zur Hül­ senerstreckung durchsetzt und an seinem freien Ende ein Druckstück aufnimmt.

Diese Lösung ist für den Einsatz der Einrichtung an einem Stutzen vorgesehen, der seitlich auskragende Bolzen auf­ weist. Der den Stutzen übergreifende Teil des Stützringes dient als Gegenlager für die durch das Druckstück auf die Hülse ausgeübte Verschiebekraft, so daß eine relativ zum Stutzen verlaufende Bewegung der Hülse erfolgen kann. Da die zur Verfügung stehende Kontaktfläche von der Unter­ kante des Stutzens bis zur Unterkante der auskragenden Bolzen zu klein ist, werden durch die Ausnehmungen an der Stirnseite des Stützringes die Bolzen übergriffen und die Kontaktfläche vergrößert. Die Verdrehbarkeit zwischen La­ gerring und Stützring dient dabei dem erleichternden Ein­ griff der Ausnehmungen beim Hochfahren des Stützringes in seine gewünschte Position.

Nach einer anderen Ausführung ist der Pneumatikzylinder zur Betätigung des Druckstückes mit variablem Druck be­ aufschlagbar.

Da in Abhängigkeit der halbkreisförmigen Konfiguration des Deckels das Druckstück in unterschiedlichem Abstand vom Deckel angreift, läßt sich mit dieser Maßnahme die Druckkraft des Pneumatikzylinders entsprechend der erfor­ derlichen Biegekraft einstellen.

Um bei angelegten Druckstück auch den vom Druckstück dann abgedeckten Ringspaltbereich prüfen zu können, weist das Druckstück zur Durchführung der Sonde eine parallel zur Hülse verlaufende Aussparung auf.

Als Anschlag für die Verschiebebewegung der Hülse dient ein gegenüber dem Druckstück am Lagerring angeordnetes Widerlager. Damit wird sichergestellt, daß auf die Ein­ spannstelle der Hülse nur ein zur Bildung eines prüfbaren Ringspaltes erforderliches Biegemoment wirkt.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und der Fig. 1 bis 7 wird das erfindungsgemäße Verfahren und verschiedene Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens beschrie­ ben.

Dabei zeigt die

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Reaktordruckbe­ hälter-Deckel mit einer schematisch angedeute­ ten Prüfeinrichtung,

Fig. 1a einen Stutzen mit einer oberhalb desselben festgelegten Hülse,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teilbereich einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 3 eine Aufsicht einer Einrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens mit Teilschnitten,

Fig. 4 eine Ansicht in Pfeilrichtung IV der Fig. 3,

Fig. 5 eine Teilansicht in Pfeilrichtung V der Fig. 3,

Fig. 6 einen Einrichtungsteil im Einsatz mit einer anderen Stutzenausbildung und

Fig. 7 eine andere Einrichtung im Einsatz mit einer anderen Stutzenausbildung.

Die Fig. 1 zeigt einen auf einen Abstellring 1 abgesetz­ ten Reaktordruckbehälter-Deckel 2. Der Reaktordruckbehäl­ ter-Deckel weist eine Vielzahl von als rohrförmige Stut­ zen 3 ausgebildete Durchführungen für nicht dargestellte Steuerstäbe auf. Die Stutzen 3 sind im Deckel 2 einge­ schweißt und laufen an ihren außerhalb des Deckels be­ findlichen Enden konisch auseinander und gehen in einen Flansch 4 zum Anbringen eines in der Figur Ia angedeute­ ten Gegenflansches 8 eines Steuerstabantriebes 9 über. Der jeweilige Stutzen 3 wird von einer Hülse 5 durch­ setzt. Wie aus der Figur Ia besser ersichtlich, ist die Hülse 5 über eine Klemmvorrichtung 6 in einem Bauteil 9a des Stellantriebes 9 befestigt und bildet mit dem Stutzen einen Ringspalt 7 von ca. 3 mm Breite. Je nach Lage des Stutzens ragt das dem Deckelinnenraum zugewandte Ende der Hülse 5 ein mehr oder weniger großes Stück weiter in den Innenraum des Deckels 2 als der Stutzen 3. Durch bei der Abkühlung des Deckels 2 freiwerdende Spannungen erfolgt eine Deckelwölbung, die den Stutzen 3 und die Hülse 5 un­ terschiedlich beeinflussen, so daß in Abhängigkeit der Lage eines Stutzens zur Mittenachse 44 des Deckels 2 ein Ringspalt verschiedener Exzentrität ausgebildet wird. Ein im Innenraum des Abstellringes 1 bzw. des Deckels 2 ange­ ordneter Manipulator 10 trägt einen Rahmen 11, auf dem die in den nachfolgenden Figuren beschriebene Einrichtung zum Prüfen der Stutzen im Bereich des Ringspaltes ruht. Der Manipulator 10 bringt den Rahmen mit den Einrich­ tungsteilen in eine Basisposition, von der aus die ande­ ren Bauteile der Einrichtung durch eigene Antriebsbewe­ gungen in die Prüfposition gelangen.

Die Fig. 2 zeigt den Rahmen 11, der über vier Schwimmla­ ger 12 ein Gehäuse 13 zur Aufnahme eines Drehtellers 14 trägt. Die Schwimmlager erlauben eine Pendelbewegung bis zu einer Auslenkung von ca. 5 mm. Der umfangsseitig als Kettenrad ausgebildete Drehteller wird über eine dem Ge­ häuse 13 zugeordnete Antriebseinheit 15 in Drehung ver­ setzt. In exzentrischer Anordnung durchsetzt den Drehtel­ ler 14 ein elektromechanischer Hubzylinder 20, an dessen Kolbenstange 21 ein Arm 25 zur Aufnahme eines Sondenan­ triebs 22 angelenkt ist. Zur Befestigung des Sondenan­ triebs 22 dient eine mit dem Arm 25 verschraubte Klemm­ halterung 45. Eine Konsole 46 ist zur Versteifung des Arms 25 vorgesehen. Der mit einer Antriebseinheit ausgestat­ tete Hubzylinder 20 ist am Drehteller 14 befestigt und führt dessen Rotationsbewegung mit aus. Das in den Dec­ kelinnenraum ragende Stutzenende kann verschiedenartig ausgebildet sein, so daß darauf abgestimmte Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zum Einsatz kommen. So ist der Stutzen 3 nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 an seinem in den Deckelinnenraum ragenden Ende mit ei­ nem Außengewinde versehen, auf das ein Gewindering 23 bis zum Kontakt mit der Deckelinnenseite aufgeschraubt ist. Der Gewindering 23 stellt also einen Teil des Stutzens 3 dar. Diametral gegenüberliegend kragen zwei an der Umfangsfläche des Gewinderinges befestige Bolzen 24 aus.

Weitere Ausbildungen des Stutzenendes sind den Fig. 6 und 7 entnehmbar.

Ein mit dem Hubzylinder 20 über eine Mutter 16 verbunde­ ner Arm 25 dient zur Aufnahme eines die Hülse übergrei­ fenden Tragringes 26, der mit Schrauben 28 am Arm 25 be­ festigt ist. Die Oberseite des Tragringes 26 ist mit ei­ nem Lagerring 27 verschraubt, der unter Zwischenschaltung einer Kugellagerung 29 einen gegenüber dem Lagerring 27 verdrehbaren Stützring 30 aufnimmt. Beim Hochfahren der Einrichtung mit dem Manipulator 10 (Fig. 1) wird der Drehteller 14 von der Hülse 5 durchsetzt, wozu eine zen­ trale Durchführung 31 im Drehteller vorgesehen ist. Die stirnseitig am Stützring 30 angebrachten Ausnehmungen 32 (Fig. 4) führen unter Nutzung der drehbaren Lagerung des Stützringes 30 im Lagerring 27 und der Schwimmlager 12 zu einem Übergreifen der Bolzen 24, das nach der Anlage an eine Schulter 33 des Gewinderinges 23 abgeschlossen ist. An dem Traggestell 25 ist mit Schrauben 34 ein variabler druckbeaufschlagbarer Pneumatikzylinder 35 befestigt. Das freie Kolbenende nimmt unter Verwendung einer Schraube 36 ein Druckstück 37 auf. Dem Druckstück diametral gegen­ überliegend ist dem Tragring 26 ein quer zur Hülsener­ streckung verstellbares Widerlager 39 zugeordnet.

Nachdem die Hülse 5 durch eine Bewegung des Druckstückes 37 in Pfeilrichtung 38 bis zur Bildung eines etwa konzen­ trischen Ringspalts 7 verschoben wurde, kann die durch den Sondenantrieb 22 bewegbare Sonde 40 in den Ringspalt eingefahren werden. Die Auslenkbewegung der Schwimmlager 12 erlaubt bei der Bewegung in Pfeilrichtung 38 auch einen Spielausgleich bis zur Anlage des den Gewindering 23 des Stutzens 3 übergreifenden Stützringteiles an der Mantelfläche des Gewinderinges. Erst danach beginnt die Verschiebebewegung der Hülse 5 realtiv zum Stutzen 3 bis zur Erzielung eines prüfbaren Ringspaltes 7 bzw. bis zur Anlage an das einen prüfbaren Ringspalt 7 gewährleisten­ den Widerlager 39. Unter Beibehaltung des zur Verschie­ bung der Hülse geführten Anpreßdruckes erfolgt ein strei­ fenförmiges Bestreichen des Ringspaltes 7 durch die Sonde 40. Eine Aussparung 41 des Druckstückes 37 erlaubt ein Einführen der Sonde 40 bei an der Hülse 5 angelegtem Druckstück 37. Sobald ein Streifen geprüft ist, fährt das Druckstück 37 in seine Ausgangsposition zurück, so daß eine Verdrehung des Drehtellers 14 zusammen mit der Prüf­ einrichtung zu der nächsten Prüfposition erfolgen kann. Die Positionierung der Einrichtung erfolgt unter Beobach­ tung mit einer unter Zwischenschaltung einer Lasche 42 am Tragring 26 befestigten Kamera 43.

Die Fig. 4 zeigt in einer Seitenansicht der Fig. 3 die Form der Ausnehmungen 32 des Stützringes 30 in einem kleineren Maßstab. Ferner ist dort die Klemmhalterung 45 zum Aufnahme des Sondenantriebs 22 zu erkennen, die den gesamten Antrieb 22 einschließlich eines Antriebsmotors 47 am Arm 25 abstützt.

Die Fig. 5 läßt in einer Teilansicht der Fig. 3 die Aussparung 41 des Druckstückes 37 zur Durchführung der Sonde 40 erkennen.

Aus der Fig. 6 ist ein mit einem Gewinde 48 versehenes Stutzenende und aus der Fig. 7 ein glattes, ohne Gewinde ausgebildetes Stutzenende dargestellt. Dazu ist nach der Fig. 6 ein Stützring 30a vorgesehen, der im Bereich des Gewindes 48 einen Rücksprung 49 aufweist. Bei der abstüt­ zenden Anlage des Stützringes 30a an dem Stutzen 3 wird das Gewinde 48 nicht beschädigt.

Bei der Ausführung nach der Fig. 7 reicht eine geringe Höhe des den Stutzen 3 übergreifenden Teilbereichs eines Stützringes 30b zur Erzielung eines ausreichenden Gegen­ lagers für die Verschiebebewegung der Hülse 5 aus. Wie die Fig. 7 zeigt, ist der Stützring 30b unmittelbar mit dem Tragring 26 verbunden. Diese Ausbildung ist ebenso bei der Fig. 6 einsetzbar, da auch dort eine Verdreh­ barkeit des Stützringes 30a wegen der fehlenden Bolzen 24 nicht erforderlich ist.

Claims (8)

1. Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen einer als eingeschweißter Stutzen (3) ausgebildeten Durchführung eines auf einem Abstellring (1) abgesetzten Reaktordruck­ behälter-Deckels (2), wobei der Stutzen (3) von einer oberhalb des Deckels (2) gehaltenen Hülse (5) unter Be­ lassung eines Ringspaltes (7) durchsetzt ist, wobei das untere Ende der Hülse weiter in den Innenraum des Re­ aktordruckbehälter-Deckels ragt als der Stutzen und wobei eine mit einem Wirbelstromprüfkopf bestückte Sonde (40) in den Ringspalt (7) eingebracht und darin verfahren wird nach Patentanmeldung P 22 15 700.5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hülse (5) bis zur Erzielung eines prüfbaren Ringspaltes (7) quer zu ihrer Achse verschoben und wäh­ rend der Sondenfahrbewegung in dieser Position gehalten wird.

2. Einrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen einer als eingeschweißter Stutzen (3) ausgebildeten Durchfüh­ rung eines auf einem Abstellring (1) abgesetzten Reaktor­ druckbehälter-Deckels (2), wobei der Stutzen (3) von ei­ ner oberhalb des Deckels (2) gehaltenen Hülse (5) unter Belassung eines Ringspaltes (7) durchsetzt ist, wobei das untere Ende der Hülse weiter in den Innenraum des Deckels (2) ragt als der Stutzen (3), wobei auf einem innerhalb des Abstellringes (1) angeordneten Manipulator (10) ein Rahmen (11) abgestützt ist, der über feststellbare Schwimmlager (12) ein Gehäuse (13) zur Aufnahme eines Drehtellers (14) trägt und wobei dem Drehteller in exzen­ trischer Anordnung ein vertikal verstellbarer Hubzylinder (20) zugeordnet ist, der am freien Ende seiner Kolben­ stange (21) einen Arm (25) zur Aufnahme eines Sondenantriebs (22) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Kolbenstange (21) abgewandten Ende des Armes (25) ein die Hülse (5) übergreifender Tragring (26) befestigt ist, daß mit der Oberseite des Tragringes (26) ein den Stutzen (3) kontaktender Stützring (30a, 30b) verbunden ist, und daß der Arm (25) einen Pneumatikzylinder (35) trägt, dessen Kolben den Arm quer zur Hülsenerstreckung durchsetzt und an seinem freien Ende ein Druckstück (37) aufnimmt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stützring (30a, 30b) mit einer Schulter an einer Stirnfläche des Stutzens (3) angelegt ist.

4. Einrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen einer als eingeschweißter Stutzen (3) ausgebildeten Durchfüh­ rung eines auf einem Abstellring (1) abgesetzten Reaktor­ druckbehälter-Deckels (2), wobei der Stutzen (3) von ei­ ner oberhalb des Deckels (2) gehaltenen Hülse (5) unter Belassung eines Ringspaltes (7) durchsetzt ist, wobei das untere Ende der Hülse weiter in den Innenraum des Deckels (2) ragt als der Stutzen (3), wobei auf einem innerhalb des Abstellringes (1) angeordneten Manipulator (10) ein Rahmen (11) abgestützt ist, der über feststellbare Schwimmlager (12) ein Gehäuse (13) zur Aufnahme eines Drehtellers (14) trägt und wobei dem Drehteller in exzen­ trischer Anordnung eine vertikal verstellbarer Hubzylin­ der (20) zugeordnet ist, der am freien Ende seiner Kol­ benstange (21) einen Arm (25) zur Aufnahme eines Sonden­ antriebs (22) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Kolbenstange (21) abgewandten Ende des Armes (25) ein die Hülse (5) übergreifender Tragring (26) befestigt ist, daß mit der Oberseite des Tragrings (26) ein Lagerring (27) verbunden ist, der einen relativ zum Lagerring ver­ drehbaren Stützring (30) aufnimmt, daß der Stützring (30) an seiner dem Stutzen (3) zugewandten Stirnseite mit Aus­ nehmungen (32) versehen ist, die seitlich vom Stutzen auskragende Bolzen (24) übergreifen, und daß der Arm (25) einen Pneumatikzylinder (35) trägt, dessen Kolben den Arm quer zur Hülsenerstreckung durchsetzt und an seinem freien Ende ein Druckstück (37) aufnimmt.

5. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stützring (30, 30a, 30b) den Stut­ zen (3) teilweise übergreift, wobei das Spiel zwischen dem den Stutzen (3) übergreifenden Teil des Stützringes und dem Stutzen kleiner als die Auslenkung eines Schwimmlagers (12) ist.

6. Einrichtung nach einen der Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pneumatikzylinder (35) mit variablen Druck beaufschlagbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Druckstück (37) eine paral­ lel zur Hülse (5) verlaufende Aussparung (41) aufweist.

8. Einrichtung nach einen der Ansprüche 2 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Druckstück (37) diametral gegenüberliegend am Tragring (26) ein einstellbares Widerlager (39) angeordnet ist.