DE69100110T2

DE69100110T2 - Verschliesseinrichtung fuer waermetauscher.

Info

Publication number: DE69100110T2
Application number: DE9191114468T
Authority: DE
Inventors: Akira Maekawa; Akira Shinomiya; Masaru Tomeoka
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-09-05
Filing date: 1991-08-28
Publication date: 1993-09-16
Anticipated expiration: 2011-08-29
Also published as: JPH0457083U; JP2580998Y2; ES2042328T3; US5165470A; DE69100110D1; EP0477572A1; EP0477572B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG:

Gebiet der Erfindung:

Diese Erfindung betrifft eine Verschließeinrichtung zum Befestigen bzw. Fixieren eines mechanischen Verschluß-Stopfens in einem schadhaften Wärmeübertragungsrohr eines Dampferzeugers oder Wärmetauschers, um das betreffende Rohr außer Betrieb zu setzen.

Beschreibung des Stands der Technik:

Ein Dampferzeuger oder Wärmetauscher für Einbau in Kernkraftwerken und dgl. umfaßt eine große Zahl dünner Wärmeübertragungsrohre, wobei jedes Ende (je)des Wärmeübertragungsrohrs in eine entsprechende durchgehende Bohrung eines Rohrbodens eingesetzt und darin befestigt ist. Ein durch eine Wärmequelle, wie einen Reaktor, erwärmtes Heizmedium (Primär-Kühlwasser) wird durch jedes Wärmeübertragungsrohr geleitet, so daß ein Wärmeaustausch zwischen dem Heizmedium und einem die Wärmeübertragungsrohre umströmenden Sekundär-Kühlwasser stattfindet.
Diese Wärmeübertragungsrohre können durch Korrosion und dgl. beschädigt werden, so daß ein Heraussickern von Wasser auftritt. Als Möglichkeit zur Verhinderung eines Wasseraustritts aus einem beschädigten Wärmeübertragungsrohr ist ein sog. mechanisches Stopfen-Instandsetzungsverfahren bekannt, bei dem gemäß den Fig. 3 und 4 ein mechanischer Verschluß-Stopfen (im folgenden als Stopfen bezeichnet) in das von einem Rohrboden 3 umschlossene Wärmeübertragungsrohr eingesetzt und darin dicht festgelegt wird, um damit einen Primärwasserfluß in das Wärmeübertragungsrohr 1 zu verhindern. Nach dieser Methode wird das beschädigte oder schadhafte Wärmeübertragungsrohr aus dem Wärmeaustausch herausgenommen; die Einzelheiten dieser Methode sind in US-PS 4 390 042 (JP-OS 57-52799) beschrieben.
Beim mechanischen Stopfen-Instandsetzungsverfahren nach Fig. 3 ist insbesondere ein Stopfenkörper 7 des Stopfens 5 zylindrisch mit einem geschlossenen Ende geformt, wobei in seiner Außenumfangs- bzw. Mantelfläche zahlreiche umlaufende Nuten 9 in zweckmäßigen Axialabständen ausgebildet sind. Die Innenumfangsfläche des Stopfenkörpers 7 ist so sich verjüngend bzw. konisch geformt, daß der Innendurchmesser in Richtung auf das offene Ende fortlaufend abnimmt. Ein mit einer durchgehenden zentralen Gewindebohrung 11 versehener Konus 13 wird im voraus in den Stopfenkörper 7 eingesetzt.
Eine Hantierstange 15 wird in die Gewindebohrung 11 des Konus' 13 eingeschraubt und dann mittels einer (nicht dargestellten) Verschließeinrichtung mit großer Kraft in Richtung des Pfeils gezogen. Dabei wird, wie in Fig. 4 gezeigt, der Stopfenkörper 7 radial aufgeweitet und an die Innenfläche des Wärmeübertragungsrohrs 1 angepreßt, so daß das Ende des Wärmeübertragungsrohrs 1 mittels des Stopfens 5 mechanisch abgedichtet oder verschlossen wird. Sodann wird die Hantierstange 15 vom Konus 13 getrennt.
Fig. 5 ist eine vereinfachte Schnittansicht einer herkömmlichen Verschließeinrichtung. Wie aus dieser Zeichnung hervorgeht, weist die Verschließeinrichtung 17 einen Verschließzylinder 21 mit einem Hohlschaftkolben 19 auf, wobei sich die Hantierstange 15 durch den Hohlschaftkolben 19 erstreckt. Die Hantierstange 15 ist oder wird in einen Innengewindeabschnitt 23 des Hohlschaftkolbens 19 eingeschraubt; durch Drehen eines am unteren Ende der Hantierstange 15 angebrachten Handrads 25 kann die Hantierstange 15 relativ zum Hohlschaftkolben 19 lotrecht verschoben werden. Die Hantierstange 15 weist an ihrem oberen Ende einen Gewindeabschnitt 27 auf, der in die Gewindebohrung 11 im Konus 13 des Stopfens 5 eingeschraubt wird.
Zum Einsetzen des Stopfens 5 in das Wärmeübertragungsrohr 1 mittels der oben beschriebenen Verschließeinrichtung 17 wird zunächst der obere Gewindeabschnitt 27 der Hantierstange 15 in die Gewindebohrung 11 im Konus 13 eingeschraubt; während der Verschließzylinder 21 gegen die Unterseite des Rohrbodens 3 in Anlage gehalten wird, wird der Stopfen 5 in das Wärmeübertragungsrohr 1 eingeschoben. Nachdem die Lage des Stopfens 5 festgelegt ist, wird ein auf die Hantierstange 15 aufgeschraubter Anschlag 29 gedreht, bis er sich an das untere Ende des Hohlschaftkolbens 19 anlegt. Sodann wird Drucköl über einen Zulaß 31 im Verschließzylinder 21 eingeführt; infolgedessen verschiebt sich der Hohlschaftkolben 19 mit der Abwärtsbewegung von Hantierstange 15 und Konus 13 abwärts. Hierdurch wird der Stopfenkörper 7 auf oben beschriebene Weise radial aufgeweitet, so daß dadurch das Wärmeübertragungsrohr 1 dicht verschlossen wird. Schließlich wird das Handrad 25 zum Trennen der Hantierstange 15 vom Konus 13 gedreht, worauf der Verschließvorgang abgeschlossen ist.
Ähnliche Verschließeinrichtungen sind in der US-PS 4 369 662 (JP-OS 57-151494), in der US-PS 4 787 420 (JP-OS 63-143495) usw. offenbart.
Trotz der Verwendung von Drucköl zum (Herab-)Ziehen des Konus' muß die herkömmliche Verschließeinrichtung unmittelbar durch einen Arbeiter von Hand in einem Wasserraum des Wärmetauschers bedient werden.
Obgleich dabei der Stopfen zuverlässig festgelegt wird, ist eine solche Instandsetzungsarbeit bezüglich der Anwendung beim Wärmetauscher des Kernkraftwerks strikten Einschränkungen unterworfen. Insbesondere ist die Arbeitszeit für jeden Arbeiter im Wasserraum begrenzt weil dessen Inneres mit dem radioaktiven Primarkühlmittel gefüllt ist und radioaktiv verseucht sein kann.
Mit anderen Worten: es muß eine große Zahl von Arbeitern herangezogen werden, weil der Strahlendosispegel für jeden Arbeiter aus Gründen der Erhaltung seiner Gesundheit begrenzt ist.

ABRISS DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Verschließeinrichtung, mit deren Hilfe die Arbeit des Verschließens eines Wärmeübertragungsrohrs mit einem mechanischen Stopfen mittels Fernsteuerung oder -bedienung von der Außenseite eines Wärmetauschers her durchgeführt werden kann, ohne daß Menschen innerhalb eines Wasserraums zu arbeiten brauchen.
Zur Lösung der obigen Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung eine Verschließeinrichtung für einen Wärmetauscher geschaffen, die umfaßt: einen Hauptkörper, der mit einem Werkzeugführ-Arbeitsautomaten koppelbar ist, welcher mittels Fernsteuerung in einem Wasserraum des Wärmetauschers bewegbar ist, einen am Hauptkörper montierten Stopfenfixiermechanismus zum Fördern oder Zuführen eines mechanischen Stopfens von der Außenseite des Wärmetauschers her und zum Fixieren des mechanischen Stopfens im Wärmeübertragungsrohr sowie einen Spannmechanismus zum Verspannen des Hauptkörpers an einem Rohrboden des Wärmetauschers in einer gewünschten oder vorgesehenen Lage am Rohrboden des Wärmetauschers, wobei der Stopfenfixiermechanismus umfaßt: eine schraubend mit einem Konus des mechanischen Stopfens verbindbare Hantierstange, einen am Hauptkörper montierten, fernsteuerbaren Verschließzylinder zur Ausübung einer Zugkraft auf die Hantierstange, so daß sich der mechanische Stopfen und die Hantierstange durch das Innere desselben verschieben können, eine biegsame Welle zum Drehen und Einführen der Hantierstange von der Außenseite des Wärmetauschers her in den Wasserraum, ein biegsames Rohr zum Führen der Hantierstange in den Verschließzylinder und einen am Hauptkörper montierten fernsteuerbaren Stopfenstützzylinder zum Unterstützen des in das Wärmeübertragungsrohr eingeführten mechanischen Stopfens.
Vorzugsweise umfaßt der Spannmechanismus eine drehbare Trag- oder Montageplatte, einen an der drehbaren Montageplatte montierten Spannstelltrieb und einen Arretierzylinder zum Arretieren der drehbaren Montageplatte.
Im Einsatz der Verschließeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Hauptkörper mittels des Werkzeugführ-Roboters oder -Arbeitsautomaten in einer vorgesehenen Stellung in einem Wasserraum eines Wärmetauschers positioniert und mittels des Spannmechanismus' an der Unterseite eines Rohrbodens verspannt, worauf ein mechanischer Stopfen von der Außenseite des Wärmetauschers her in ein schadhaftes Wärmeübertragungsrohr zugeführt und in diesem mittels des Stopfenfixiermechanismus' fixiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird insbesondere die Hantierstange mit dem über seinen Konus mit ihr verbundenen Stopfen mittels der biegsamen Welle von der Außenseite des Wärmetauschers her durch das biegsame Rohr in den Wasserraum eingeführt oder geliefert, worauf der Stopfen über das Innere des Stopfenfixiermechanismus' in das schadhafte Wärmeübertragungsrohr eingesetzt wird. Danach wird der Stopfen mittels des Stopfenstützzylinders abgestützt, und die Hantierstange wird durch den Verschließzylinder (herab)gezogen; infolgedessen wird der Stopfenkörper durch den mit der Hantierstange verschraubten Konus radial aufgeweitet, so daß der Stopfen in innige Anlage an die Innenfläche des schadhaften Wärmeübertragungsrohrs gelangt und damit das schadhafte Wärmeübertragungsrohr abgedichtet bzw. verschlossen wird. Die mit dem Konus des Stopfens verschraubte Hantierstange wird dann durch Drehen der biegsamen Welle in einer vorbestimmten Richtung vom Stopfen getrennt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Verschließeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht der Verschließeinrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 und 4 Teilschnittansichten zur Erläuterung einer mechanischen Stopfen-Instandsetzungsmethode und
Fig. 5 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer herkömmlichen Verschließeinrichtung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM:

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen, in denen identische oder einander entsprechende Bauelemente mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Verschließeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 2 ist eine Schnittansicht der Verschließeinrichtung, wobei ein Stopfen in ein Wärmeübertragungsrohr eingesetzt ist. Wie dargestellt, umfaßt die Verschließeinrichtung 50 einen Hauptkörper 52, einen am Hauptkörper 52 montierten Stopfenfixiermechanismus 54 und einen Spannmechanismus 56 zum Verspannen des Hauptkörpers 52 an einem Rohrboden 3 eines Wärmetauschers. Der Hauptkörper 52 ist mit einer Anschlußplatte 58 zur Verbindung mit einem (nicht dargestellten) Werkzeugführ-Arbeitsautomaten versehen, der an sich auf diesem Fachgebiet bekannt und ausgelegt ist, um unter Fernsteuerung oder -bedienung sich in einem Wasserraum eines Wärmetauschers zu bewegen.
Der Spannmechanismus 56 ist mit einem Spannstelltrieb 60 des Keil-Dorntyps versehen. Der Spannstelltrieb 60 umfaßt einen am Hauptkörper 52 befestigten Spannzylinder 62, einen in letzterem lotrecht verschiebbar geführten Hohlschaftkolben 64 und einen materialeinheitlich am unteren Ende des Hohlschaftkolbens 64 angeformten Hilfszylinder 66. Im Hilfszylinder 66 ist ein Kolben 68 angeordnet, und eine mit dem Kolben 68 verbundene Dornstange 70 erstreckt sich aufwärts in den Hohlschaftkolben 64 hinein. Das obere Ende der Dornstange ist zur Festlegung eines sich verjüngenden Abschnitts bzw. Konusteils 72 geformt, wobei ein am oberen Ende des Hohlschaftkolbens 64 vorgesehener Keil-Dorn 78 radial aufgeweitet werden kann, wenn Druckluft über einen Zulaß 74 in den Hilfszylinder 66 eingeleitet und dadurch der Kolben 68 abwärts verschoben wird. Wenn der Keil-Dorn 78 in dem gemäß Fig. 2 in ein Wärmeübertragungsrohr 1 eingesetzten Zustand radial aufgeweitet wird, wird der Keil-Dorn 78 an die Innenfläche des Wärmeübertragungsrohrs 1 angepreßt; infolgedessen werden der Spannstelltrieb 60 und der Hauptkörper 62 am Rohrboden 3 verspannt. Durch selektive Zuspeisung von Druckluft über Zulässe 80 und 82 in den Spannzylinder 62 kann der Hohlschaftkolben 64 aufwärts und abwärts verschoben werden.
Der Spannzylinder 62 ist an einer drehbaren Platte 84 des Hauptkörpers 52 befestigt, und der Hohlschaftkolben 64 erstreckt sich durch eine in der drehbaren Platte 84 ausgebildete durchgehende Bohrung 85 aufwärts. Die drehbare Platte 84 ist im Inneren des Hauptkörpers 52 so gelagert, daß sie in einer im wesentlichen waagerechten Ebene rotieren kann. Die drehbare Platte 84 weist eine Anzahl von in ihrem Umfang ausgebildeten Zähnen auf, die mit einem Zahnrad 88 auf einer drehbaren Welle eines am Hauptkörper 52 montierten Positioniermotors 86 in Eingriff stehen. Wenn der Motor 86 aktiviert wird, rotiert daher die drehbare Platte 84 in einer waagerechten Ebene, um den Spannstelltrieb 60 in Drehung zu versetzen.
An der Oberseite der drehbaren Platte 84 ist ein sich seitlich bzw. quer erstreckender Positionierzylinder 90 montiert, der eine am distalen Ende seines Kolbens 92 gelagerte Rolle 94 aufweist, die ihrerseits auf und längs der Umfangsfläche 98 einer kreisförmigen Öffnung oder Bohrung, die in einer Oberplatte 96 des Hauptkörpers 52 ausgebildet ist, abzurollen vermag. Diese kreisförmige Öffnung ist mit dem Drehzentrum der drehbaren Platte 84 ausgefluchtet, wobei sich der Positionierzylinder 90 in der Radialrichtung der drehbaren Platte 84 erstreckt. Die Umfangsfläche 98 der kreisförmigen Öffnung weist eine Anzahl von Ausnehmungen 100 auf. Wenn der Positionierzylinder 90 betätigt wird und dabei die Rolle 94 in eine Ausnehmung 100 eintritt, ist die Stellung des Spannzylinders 62 festgelegt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Ausnehmungen 100 an vier Stellen entsprechend dem Anordnungs-Mittenabstand der Wärmeübertragungsrohre 1 ausgebildet, so daß der Spannzylinder 62 entsprechend einem der vier Wärmeübertragungsrohre 1 positioniert werden kann.
In den Zeichnungen sind mit der Bezugsziffer 102 ein Abstandhaltestift, mit 104 ein Detektor zur Erfassung der Dichtheit oder Nähe des Rohrbodens, mit 106 eine Fernsehkamera und mit 108 eine Positionierführung bezeichnet. Diese Bauelemente werden später noch näher erläutert werden.
Der Stopfenfixiermechanismus 54 umfaßt einen Verschließzylinder 110, der lotrecht abstehend am Hauptkörper 52 befestigt ist, wobei im Inneren des Verschließzylinders 110 ein Hohlschaftkolben 112 angeordnet ist. Das Innere des Hohlschaftkolbens 112 ist als Stangendurchgang ausgelegt, durch den eine Hantierstange 116 mit einem mit dem Konus 13 des Stopfens 5 verbindbaren Gewindeende 114 verschiebbar ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß im Gegensatz zur herkömmlichen Anordnung (vgl. Fig. 5) der Innendurchmesser des Stangendurchgangs eine solche Größe aufweist, daß der Stopfen 5 zusammen mit der Hantierstange 116 durch diesen Durchgang hindurch bewegbar ist.
Die Hantierstange 116 wird durch einen außerhalb des Wärmetauschers vorgesehenen Druck-Luftmotor 118 mit einer biegsamen Welle 120 angetrieben. Es ist darauf hinzuweisen, daß bei Drehung des Luftmotors 118 in Vorwärtsrichtung die Hantierstange 116, mit Drehung in Vorwärtsrichtung, in den Wärmetauscher eingeführt wird, während bei einer Drehung des Luftmotors 118 in Gegenrichtung die Hantierstange 116, mit einer Drehung in Gegenrichtung, aus dem Wärmetauscher herausgezogen wird.
Die biegsame Welle 120 ist mit dem unteren Ende der Hantierstange 116 über eine Kupplung 122 verbunden, die ihrerseits so ausgelegt ist, daß dann, wenn der Stopfen 5 eine gegebene Stellung innerhalb des Wärmeübertragungsrohrs 1 erreicht, die Kupplung 122 mit dem unteren Ende des Hohlschaftkolbens 112 in Berührung gelangt bzw. sich daran anlegt.
Die Hantierstange 116 weist eine verschiebbar um sie herum angeordnete Führungshülse 124 auf, welche das Innere des Hohlschaftkolbens 112 passieren kann. Das obere Ende der Führungshülse 124 ist radial erweitert und bildet einen Flansch 126, so daß das untere Ende des Stopfens 5 auf der Oberseite des Flansches 126 abgestützt ist, wenn der Stopfen 5 an der Hantierstange 116 angebracht ist.
Ein Stopfenstützzylinder 128 ist, sich seitlich oder quer erstreckend, an der Oberseite des Hauptkörpers 52 montiert. Das distale Ende eines aus dem Zylinder 128 in Richtung auf die Axial- oder Achslinie des Hohlschaftkolbens 112 vorstehenden Kolbens 130 ist als gabelartiges Element 132 geformt. Wenn der Kolben 130 in dem Zustand gemäß Fig. 2 ausgefahren ist, gelangt das gabelartige Element 132 unter den Flansch 126 der Führungshülse 124, um die Führungshülse 124 zu halten. In diesem Zustand wird eine Abwärtsverschiebung des durch den Flansch 126 der Führungshülse 124 abgestützten Stopfens 5 verhindert.
Obgleich der Hohlschaftkolben 112 normalerweise durch eine Feder 134 in einer hohen oder oberen Stellung gehalten wird, wird beim Einführen von Druckluft über einen Zulaß 136 zum Verschließzylinder 110 der Kolben 112 abwärts verfahren, so daß eine Abwärtszugkraft auf die über die Kupplung 122 mit dem unteren Ende des Kolbens 112 verbundene Hantierstange 116 ausgeübt wird.
Ein sich aus dem Inneren des Wasserraums zur Außenseite des Wärmetauschers erstreckendes biegsames Rohr 138 ist an seinem Innenende durch eine Halterung 140 des Verschließzylinders 110 abgestützt bzw. gehaltert. Genauer gesagt: das eine Ende des biegsamen Rohrs 138 ist koaxial zum Hohlschaftkolben 112 angeordnet, während sich sein anderes Ende außerhalb des Wärmetauschers befindet. Durch Vorschieben der Hantierstange 116 durch das flexible Rohr 138 hindurch kann somit erstere zuverlässig von der Außenseite des Wärmetauschers her in den Hohlschaftkolben 112 eingeführt werden.
Im folgenden ist der Vorgang des Fixierens des Stopfens 5 im schadhaften Wärmeübertragungsrohr 1 mittels der vorstehend beschriebenen Verschließeinrichtung 50 erläutert.
Zunächst wird der (nicht dargestellte) Werkzeugführ- Arbeitsautomat, an welchem der Hauptkörper 52 über die Anschlußplatte 58 angebracht ist, derart ferngesteuert, daß die Verschließeinrichtung 50 in einer gegebenen Stellung unter dem Rohrboden 3 positioniert wird. Diesbezüglich kann durch Einsetzen der Oberseite der Positionierführung 108 in das untere Ende des Wärmeübertragungsrohrs 1 die Positionierung der Verschließeinrichtung 50 zuverlässig bzw. sicher durchgeführt werden.
Hierauf wird der Positioniermotor 86 zum Drehen der drehbaren Platte 84 aktiviert, so daß der Spannzylinder 62 unmittelbar unter dem zu verschließenden Wärmeübertragungsrohr 1 angesetzt wird. Die vorstehend beschriebenen Schritte werden mittels Fernsteuerung durchgeführt, während die Arbeitssituation mittels der Fernsehkamera 106 überwacht wird. Wenn sodann der Positionierzylinder 90 angetrieben oder angesteuert wird, tritt die Rolle 94 am distalen Ende des Kolbens 92 in die Ausnehmung 100 des Hauptkörpers 52 ein, um die drehbare Platte 84 zu arretieren.
Daraufhin wird Druckluft über den Zulaß 82 in den Spannzylinder 62 eingeführt, wodurch der Hohlschaftkolben 64 aufwärts bewegt oder verschoben und der Keil- Dorn 78 in das zu verschließende Wärmeübertragungsrohr 1 eingeführt wird. Über den Zulaß 74 wird Druckluft in den Hilfszylinder 66 eingespeist, so daß der Kolben 68 und die Dornstange 70 abwärts verfahren werden und der Keil-Dorn 78 an die Innenfläche des Wärmeübertragungsrohr 1 angepreßt und an dieser Innenfläche mittels des konischen Abschnitts 72 der Dornstange befestigt bzw. festgelegt wird. Nach der Festlegung wird Druckluft über den Zulaß 80 in den Spannzylinder 62 eingeleitet, wodurch der Hohlschaftkolben 64 gegenüber dem Spannzylinder 62 herabgefahren wird; da der Keil-Dorn 78 am Wärmeübertragungsrohr 1 festgelegt worden ist, wird der Hauptkörper 52 aufwärts verschoben. Wenn sich das obere Ende des Abstandhaltestifts 102 an die Unterseite des Rohrbodens 3 anlegt, wird bzw. ist die Verschließeinrichtung 50 zuverlässig bzw. sicher am Rohrboden 3 gehaltert. Ersichtlicherweise kann der Detektor 104 (zur Erfassung der Nähe zum Rohrboden) für Fernbestätigung benutzt werden, ob die Verschließeinrichtung 50 an der Unterseite des Rohrbodens 3 mit einem dazwischen festgelegten gegebenen Spalt verspannt ist.
Nachdem die Verschließeinrichtung 50 auf oben beschriebene Weise am Rohrboden 3 gehaltert worden ist, wird die Hantierstange 116 mit dem an ihr angebrachten Stopfen 5 (durch Einschrauben des Gewindeendes 114 in den Konus 13) in das biegsame Rohr 138 eingeführt, wobei dieser Arbeitsgang außerhalb des Wärmetauschers durchgeführt wird. Der Luftmotor 118 wird in Vorwärtsrichtung in Drehung versetzt, so daß die Hantierstange 116 mittels der biegsamen Welle 120 zusammen mit dem Stopfen 5 vorwärtsgeschoben und in den Hohlschaftkolben 112 des Verschließzylinders 110 eingeführt wird. Da der Hohlschaftkolben 112 koaxial zu dem instandzusetzenden schadhaften Wärmeübertragungsrohr 1 positioniert ist, wird durch die Vorwärtsverschiebung der Stopfen 5 in das schadhafte Wärmeübertragungsrohr 1 eingeschoben. Wenn sich die Kupplung 122 an das untere Ende des Hohlschaftkolbens 112 anlegt, ist der Stopfen 5 in einer vorgesehenen Stellung im Wärmeübertragungsrohr 1 angeordnet, worauf der Luftmotor 118 abgeschaltet wird.
Danach wird der Stopfenstützzylinder 128 zum Ausfahren des Kolbens 130 betätigt, bis das gabelartige Element 132 unter den Flansch 126 der Führungshülse 124 eintritt und damit den Flansch 126 unterstützt, um eine Abwärtsbewegung des Stopfens 5 zu verhindern. Der dabei erreichte Zustand ist in Fig. 2 dargestellt.
Dem Zulaß 136 des Verschließzylinders 110 wird Druckluft zugespeist, so daß der Hohlschaftkolben 112 gegen die Kraft der Feder 134 herabgefahren und die Zugkraft des Hohlschaftkolbens 112 über die Kupplung 122 auf die Hantierstange 116 ausgeübt wird. Infolgedessen zieht die Hantierstange 116 den Konus 13 des Stopfens 5 relativ zum Stopfenkörper 7 abwärts, um den Stopfenkörper 7 auf oben beschriebene Weise radial auszudehnen bzw. aufzuweiten, so daß der Stopfenkörper 7 fest und sicher an der Innenfläche des Wärmeübertragungsrohrs 1 festgelegt und damit das Wärmeübertragungsrohr 1 dicht verschlossen ist.
Nachdem das Wärmeübertragungsrohr 1 mittels des Stopfens 5 dicht verschlossen worden ist, wird der Luftmotor 118 in Gegenrichtung in Drehung versetzt, um die Hantierstange 116 vom Konus 13 des Stopfens 5 zu trennen. Die Hantierstange 116 wird über das biegsame Rohr 138 aus dem Wärmetauscher herausgezogen, worauf der Verschließzylinder 110 und der Stopfenstützzylinder 128 zur Wiederherstellung der anfänglichen Zustände betätigt werden. Durch Aufhebung des Spannzustands des Spannstelltriebs 60 gegenüber dem Wärmeübertragungsrohr 1 ist oder wird der Vorgang des Verschließens des Wärmeübertragungsrohrs 1 abgeschlossen.
Da der Stopfenfixiermechanismus 54 und der Spannmechanismus 56 sowie der Werkzeugführ-Arbeitsautomat und dgl. fernsteuerbar sind, braucht kein Arbeiter in den Wärmetauscher einzusteigen, um die oben beschriebenen Arbeitsgänge durchzuführen.
Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht die Verschließeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Durchführung der Arbeit des Verschließens der Wärmeübertragungsrohre mittels mechanischer Stopfen in ferngesteuerter und ununterbrochener Weise.
Aus diesem Grund braucht beim Wärmetauscher des Kernkraftwerks kein Arbeiter die Einrichtung im Inneren des Wasserraums, in welchem die Radioaktivität kritisch ist, zu bedienen; infolgedessen wird die Bestrahlungsdosisgrenze für jeden Arbeiter erheblich unterschritten, und die Zahl der Arbeiter sowie der Arbeitsgänge ist verkleinert, woraus sich eine Kostensenkung ergibt.

Claims

1. Verschließeinrichtung für einen Wärmetauscher, umfassend:

einen Hauptkörper, der mit einem Werkzeugführ- Arbeitsautomaten koppelbar ist, welcher mittels Fernsteuerung in einem Wasserraum des Wärmetauschers bewegbar ist,

einen am Hauptkörper montierten Stopfenfixiermechanismus zum Fördern oder Zuführen eines mechanischen Stopfens von der Außenseite des Wärmetauschers her und zum Fixieren des mechanischen Stopfens im Wärmeübertragungsrohr sowie

einen Spannmechanismus zum Verspannen des Hauptkörpers an einem Rohrboden des Wärmetauschers in einer gewünschten oder vorgesehenen Lage am Rohrboden des Wärmetauschers,

wobei der Stopfenfixiermechanismus umfaßt:

eine schraubend mit einem Konus des mechanischen Stopfens verbindbare Hantierstange,

einen am Hauptkörper montierten, fernsteuerbaren Verschließzylinder zur Ausübung einer Zugkraft auf die Hantierstange, so daß sich der mechanische Stopfen und die Hantierstange durch das Innere desselben verschieben können,

eine biegsame Welle zum Drehen und Einführen der Hantierstange von der Außenseite des Wärmetauschers her in den Wasserraum,

ein biegsames Rohr zum Führen der Hantierstange in den Verschließzylinder und

einen am Hauptkörper montierten fernsteuerbaren Stopfenstützzylinder zum Unterstützen des in das Wärmeübertragungsrohr eingeführten mechanischen Stopfens.

2. Verschließeinrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Spannmechanismus umfaßt:

eine drehbare Trag- oder Montageplatte,

einen an der drehbaren Montageplatte montierten Spannstelltrieb und

einen Arretierzylinder zum Arretieren der drehbaren Montageplatte.

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