EP0120355A2 - Werkeug zum fernbedienbaren Reinigen der Rohrenden eines Rohrbündels - Google Patents

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EP0120355A2
EP0120355A2 EP84102394A EP84102394A EP0120355A2 EP 0120355 A2 EP0120355 A2 EP 0120355A2 EP 84102394 A EP84102394 A EP 84102394A EP 84102394 A EP84102394 A EP 84102394A EP 0120355 A2 EP0120355 A2 EP 0120355A2
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EP
European Patent Office
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hollow shaft
lever
rod
tool
tube
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EP84102394A
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EP0120355B1 (de
EP0120355A3 (en
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Manfred Häberlein
Heribert Weigl
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Kraftwerk Union AG
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Kraftwerk Union AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G3/00—Rotary appliances
    • F28G3/04—Rotary appliances having brushes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G3/00—Rotary appliances

Definitions

  • the invention relates to a tool for remote-controlled cleaning of the tube ends of a tube bundle in a heat exchanger with a tube plate assigned to the tube bundle, on which the tool is centered.
  • the known tool is used to repair steam generators in a nuclear power plant when the pipes are particularly attacked by corrosion and are to be at least partially replaced.
  • the invention also deals with such repairs. However, it is based on the task, not dealt with by the known person, of being able to clean the outside of the pipe ends.
  • the tool according to the invention is designed so that a hollow shaft with a smaller diameter than the tubes is provided, which is closed at its free end with a conical guide tip, that the hollow shaft comprises a slot adjacent to the guide tip that in the Slit a two-armed lever is pivotally mounted on which the guide tip the opposite end is provided with a friction attachment, which is pulled by a spring against a stop into the interior of the hollow shaft, that on the side of the lever facing away from the guide tip there is arranged a rod which is displaceable in the longitudinal direction of the hollow shaft and that the rod has a longitudinal section through the Axis of the rod angled tip, which is laterally offset from the pivot axis of the lever, engages in a recess on the end of the lever facing away from the guide tip.
  • the hollow shaft is passed through the bores of the tube sheet so that it can engage with its guide tip in the tube end above the tube sheet.
  • the two-armed lever can be pivoted with the aid of the rod, so that the end provided with the friction attachment projects beyond the circumference of the tube end.
  • the friction attachment can then rest on the outside of the pipe end. A rotation of the hollow shaft then results in the desired cleaning of the outside of the pipe end, which is advantageous for a subsequent repair, in particular for a connection to a pipe section to be welded on.
  • the recess provided for pivoting the two-armed lever, which cooperates with the rod, is advantageously designed such that it forms an angle in longitudinal section through the hollow shaft which is greater than the angle at the tip of the rod.
  • the size of the lateral deflection of the lever can thus be controlled, as will be explained in more detail later using an exemplary embodiment.
  • a Another control option results from the fact that the longitudinal movement of the rod is limited by a stop on the hollow shaft.
  • the friction attachment is advantageously a steel brush. But you can also use file-like tools for cleaning or brushes with which, for example, a chemical treatment for removal. of corrosion layers.
  • FIG. 1 shows a section through a lower part of a steam generator for pressurized water reactors, J while FIGS. 2 and 3 show two different positions of the new tool and FIG. 4 is a view rotated by 90 ° of the tool shown in FIG. 3 .
  • the steam generator to be processed is designated as a whole by 1. It is a U-tube steam generator, the bundle of parallel tubes 2 forms two legs 3 and 4, which end in the tube sheet 5 so that one leg 3 of one half 6 of a primary chamber delimited by the bottom 7 and the other leg 4 is assigned to the other part 8 of the primary chamber.
  • the two halves 6, 7 are delimited from one another by a partition 9 and are accessible via pipe sockets 10 and 11 serving as manholes.
  • the tubes 2 consist of Incoloy 800 and have an outer diameter of 22 mm and a wall thickness of 1.2 mm.
  • the cleaning tool according to the invention is designated as a whole by 14. It comprises a mounting base plate 15 to which a sleeve 16 is rotatably attached.
  • the cuff has at its lower end a first drive unit 17 which is supplied with drive energy, for example voltage for actuating an electric motor, via a line 18.
  • a hollow shaft 20 with an outer diameter of 21.5 mm is arranged in the sleeve 16 with a clamping connection (not shown). At its lower end, this carries a further drive motor 21, which is supplied with drive energy via a line 22. All remote-controlled functions of the tool 14 are controlled from a mobile control panel 24, which is connected to the tool 14 via a multi-core cable 25.
  • the control operates electrically in the exemplary embodiment. However, it could also be operated pneumatically by compressed air or hydraulically together with the drives 17, 21.
  • the tube sheet 5 with the bore 26 for the tube 2 ' is shown in simplified form and on a larger scale, the tube end 13 of which is to be cleaned.
  • the hollow shaft 20 can be seen from the tool 14 in FIGS. 2 to 4 as it is guided in the bore 26 with a centering ring 27.
  • the hollow shaft 20 is closed with a conical guide tip 28.
  • the diameter of the guide tip 28 is slightly smaller than the inner diameter of the tube 2 ', so that the hollow shaft 20 is centered with the guide tip 28 in the tube end 13.
  • a two-armed lever 30 is pivotally mounted on a cross pin 31 in a slot 29 in the hollow shaft 20.
  • the arm 33 of the lever 30 facing the guide tip 28 is pulled in the position shown in FIG. 2 by a spring 35 against a stop 36, which is also designed as a transverse pin.
  • the arm 33 is longer than the radius of the hollow shaft. It can therefore be pivoted out of the slot 29 by a clockwise movement, as can be seen in FIG. 3.
  • a longitudinally displaceable rod 40 is arranged in the hollow shaft 20.
  • the rod 40 is limited in its longitudinal movement by a pin 41 which extends into elongated holes 42 and 43 on opposite sides of the hollow shaft.
  • the longitudinal movement is 10 mm, for example.
  • the free end 45 of the rod 40 is formed as an acute cross-section with the two legs 46 and 47.
  • the angle is 80 0 .
  • Its apex 49 forming the apex engages in one. also angular recess 50 of the arm 39.
  • the angle of the recess 50 is greater than the angle of the tip 49 with 130 0.
  • the angle of the recess 50 with respect to the pivot axis 31 of the lever 30 is arranged so that the tip 49 through their lateral offset with respect to the pivot axis 31 causes the clockwise pivoting of the lever 30, which increases from the position visible in FIG the position shown in Fig. 3 leads. This pivoting movement is limited by the stop of the bolt 41 at the upper end of the elongated holes 42 and 43. It can also be determined in that the leg 46 of the tip 45 meets the shorter leg of the angle of the recess 50.
  • the arm 33 of the lever 30 carries at its free end a steel brush attachment 52.
  • the bristles 53 of the brush lie down on the outside of the tube end 13 with a force given by the spring 35 when the rod 40 is moved downwards a rotation of the hollow shaft 20 determined by the drive 21, which is indicated in FIG. 3 by the arrow 55, the pipe end 13 is cleaned. After this cleaning, the hollow shaft 20 can be moved down. Then the lever 33 returns under the action of the spring 35 into the recess 37 as soon as the bristles 53 have passed the edge of the tube end. The hollow shaft 20 can thus be extended freely through the bore of the tube sheet 5.
  • Fig. 4 reveals that the slot 29 has a rectangular cross-section, i.e. flat walls. It also shows that the tip 45 of the rod 40 has flat boundary surfaces. Likewise, the surfaces forming the recess 50 are also designed as a plane.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

Zum fernbedienbaren Reinigen der Außenseite von Rohrenden (13) eines Rohrbündels in einem Wärmetauscher wird ein Werkzeug (14) eingesetzt, das in einer Hohlwelle (20) einen schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel (30) aufweist.Das eine Ende des Hebels (30) ist zum Beispiel mit einer Stahlbürste (52) als Reibaufsatz versehen und wird von einer Feder (35) in das Innere der Hohlwelle (20) gezogen. Am anderen Ende greift eine Stange (40) an, mit der der Hebel (30) aus der Hohlwelle (20) herausgedrückt werden kann. Die Erfindung ist insbesondere für die Reparatur von Dampferzeugern in Kernkraftwerken vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum fernbedienbaren Reinigen der Rohrenden eines Rohrbündels in einem Wärmetauscher mit einem dem Rohrbündel zugeordneten Rohrboden, an dem das Werkzeug zentriert wird.
  • Ein solches Werkzeug ist in der europäischen Patentanmeldung 0 010 175, Spalte 4, Zeilen 24 bis 31 genannt, ohne daß Einzelheiten zu erkennen sind.Es heißt dort lediglich, daß mit einer Bürste die in einem Rohrboden ausgebohrten Rohrenden gereinigt werden.
  • Das bekannte Werkzeug wird zur Reparatur von Dampferzeugern in einem Kernkraftwerk eingesetzt, wenn dessen Rohre insbesondere durch Korrosion angegriffen sind und mindestens teilweise ersetzt werden sollen.'Mit solchen Reparaturen befaßt sich auch die Erfindung. Sie geht jedoch von der beim Bekannten nicht behandelten Aufgabe aus, die Außenseite der Rohrenden reinigen zu können.
  • Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist das erfindungsgemäße Werkzeug so ausgebildet, daß eine Hohlwelle mit einem kleineren Durchmesser als die Rohre vorgesehen ist, die an ihrem freien Ende mit einer konischen Führungsspitze verschlossen ist, daß die Hohlwelle einen der Führungsspitze benachbarten Schlitz umfaßt, daß in dem Schlitz ein zweiarmiger Hebel schwenkbar gelagert ist, der an dem der Führungsspitze zugekehrten Ende mit Reibaufsatz versehen ist, der von einer Feder gegen einen Anschlag in das Innere der Hohlwelle gezogen wird, daß auf der der Führungsspitze abgekehrten Seite des Hebels eine in Längsrichtung der Hohlwelle verschiebbare Stange angeordnet ist und daß die Stange mit einer im Längsschnitt durch die Achse der Stange winkligen Spitze, die gegenüber der Schwenkachse des Hebels seitlich versetzt ist, in eine Ausnehmung an dem der Führungsspitze abgekehrten Ende des Hebels greift.
  • Bei der Erfindung wird die Hohlwelle durch die Bohrungen des Rohrbodens hindurchgeführt, so daß sie mit ihrer Führungsspitze in das oberhalb des Rohrbodens liegende Rohrende greifen kann. In dieser Stellung kann mit Hilfe der Stange der zweiarmige Hebel geschwenkt werden, so daß das mit dem Reibaufsatz versehene Ende über den Umfang des Rohrendes hinausragt. Beim weiteren Einführen der Hohlwelle in das Rohrende kann sich dann der Reibaufsatz auf die Außenseite des Rohrendes auflegen. Eine Drehung der Hohlwelle ergibt'dann die gewünschte Reinigung der Außenseite des Rohrendes, die für eine anschließende Reparatur, insbesondere für eine Verbindung mit einem anzuschweißenden Rohrstück, vorteilhaft ist.
  • Die zum Ausschwenken des zweiarmigen Hebels vorgesehene Ausnehmung, die mit der Stange zusammenarbeitet, ist vorteilhaft so gestaltet, daß sie im Längsschnitt durch die Hohlwelle einen Winkel bildet, der größer als der Winkel an der Spitze der Stange ist. Damit kann die Größe der seitlichen Auslenkung des Hebels gesteuert werden, wie später anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert wird. Eine weitere Steuerungsmöglichkeit ergibt sich dadurch, daß die Längsbewegung der Stange durch einen Anschlag an der Hohlwelle begrenzt ist.
  • Bei der Erfindung ist der Reibaufsatz vorteilhaft eine Stahlbürste. Man kann aber auch feilenähnliche Werkzeuge zur Reinigung einsetzen oder Bürsten, mit denen zum Beispiel eine chemische Behandlung zum Abtragen. von Korrosionsschichten vorgenommen wird.
  • Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in den Figuren dargestellt ist. Es zeigt die Fig. 1 einen Schnitt durch einen Unterteil eines Dampferzeugers für Druckwasserreaktoren, Jwährend die Fig. 2 und 3 zwei verschiedene Stellungen des neuen Werkzeuges zeigen und die Fig. 4 eine um 90° gedrehte Ansicht des in Fig. 3 dargestellten Werkzeuges ist.
  • In Fig. 1 ist der zu bearbeitende Dampferzeuger-als Ganzes mit 1 bezeichnet. Es handelt sich um einen U-Rohrdampferzeuger, dessen Bündel paralleler Rohre 2 zwei Schenkel 3 und 4 bildet, die in dem Rohrboden 5 so enden, daß der eine Schenkel 3 der einen Hälfte 6 einer durch den Boden 7 begrenzten Primärkammer und der andere Schenkel 4 dem anderen Teil 8 der Primärkammer zugeordnet ist. Die beiden Hälften 6, 7 sind durch eine Trennwand 9 voneinander abgegrenzt und über als Mannlöcher dienende Rohrstutzen 10 und 11 zugänglich. Die Rohre 2 bestehen aus Incoloy 800 und haben einen Außendurchmesser von 22 mm und eine Wanddicke von 1,2 mm.
  • Auf der linken Seite der Fig. 1 ist dargestellt, daß das Heizrohr 2' durch einen Schnitt an der Trennstelle 12 abgetrennt ist. Das damit entstehende Rohrende 13 soll nun zur Vorbereitung eines anzuschweißenden Rohrstückes auf seiner Außenseite gereinigt werden.
  • Das erfindungsgemäße Reinigungswerkzeug ist als Ganzes mit 14 bezeichnet. Es umfaßt eine Montagegrundplatte 15, an der eine Manschette 16 drehbar befestigt ist. Die Manschette trägt an ihrem unteren Ende eine erste Antriebseinheit 17, die über eine Leitung 18 mit Antriebsenergie, zum Beispiel Spannung zum Betätigen eines Elektromotors,versorgt wird.
  • In der Manschette 16 ist mit einer nicht dargestellten Klemmverbindung eine Hohlwelle 20 mit einem Außendurchmesser von 21,5 mm angeordnet. Diese trägt an ihrem unteren Ende einen weiteren Antriebsmotor 21, der über eine Leitung 22 mit Antriebsenergie versorgt wird. Die Steuerung aller fernbetätigten Funktionen des Werkzeuges 14 erfolgt von einem fahrbaren Steuerpult 24 aus, das mit dem Werkzeug 14 über ein mehradriges Kabel 25 verbunden ist. Die Steuerung arbeitet beim Ausführungsbeispiel elektrisch. Sie könnte aber zusammen mit den Antrieben 17, 21 auch pneumatisch durch Druckluft oder hydraulisch betrieben werden.
  • In den Fig. 2 bis 4 ist vereinfacht und in größerem Maßstab der Rohrboden 5 mit der Bohrung 26 für das Rohr 2' dargestellt, dessen Rohrende 13 gereinigt werden soll. Auf der Seite der Kammer 8 ist von dem Werkzeug 14 in den Fig. 2 bis 4 die Hohlwelle 20 zu sehen, wie sie mit einem Zentrierring 27 in der Bohrung 26 geführt wird. An ihrem freien Ende ist die Hohlwelle 20 mit einer konischen Führungsspitze 28 verschlossen. Der Durchmesser der Führungsspitze 28 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 2', so daß die Hohlwelle 20 mit der Führungsspitze 28 im Rohrende 13 zentriert ist.
  • Unter der Führungsspitze 28 ist in einem Schlitz 29 in der Hohlwelle 20 ein zweiarmiger Hebel 30 an einem Querstift 31 schwenkbar gelagert. Der der Führungsspitze 28 zugekehrte Arm 33 des Hebels 30 wird in der in Fig. 2 gezeichneten Lage von einer Feder 35 gegen einen Anschlag 36 gezogen, der ebenfalls als Querstift ausgebildet ist. Der Arm 33 ist länger als der Radius der Hohlwelle. Er kann deshalb durch eine Bewegung im Uhrzeigersinn aus dem Schlitz 29 herausgeschwenkt werden, wie in Fig. 3 zu sehen ist.
  • Zum Schwenken des Hebels 30 wird der der Führungsspitze 28 abgekehrte Arm 39 betätigt. Dazu ist in der Hohlwelle 20 eine in Längsrichtung verschiebbare Stange 40 angeordnet. Die Stange 40 ist in ihrer Längsbewegung durch einen Stift 41 begrenzt, der in Langlöcher 42 und 43 auf gegenüberliegenden Seiten der Hohlwelle fagt. Die Längsbewegung beträgt zum Beispiel 10 mm.
  • Das freie Ende 45 der Stange 40 ist als im Querschnitt spitzer Winkel mit den beiden Schenkeln 46 und 47 ausgebildet. Der Winkel beträgt zum Beispiel 800. Seine den Scheitelpunkt bildende Spitze 49 greift in eine. ebenfalls winklige Ausnehmung 50 des Armes 39. Der Winkel der Ausnehmung 50 ist jedoch mit 1300 größer als der Winkel der Spitze 49. Außerdem ist der Winkel der Ausnehmung 50 in bezug auf die Schwenkachse 31 des Hebels 30 so angeordnet, daß die Spitze 49 durch ihren seitlichen Versatz gegenüber der Schwenkachse 31 die im Uhrzeigersinn verlaufende Schwenkung des Hebels 30 bewirkt, die aus der in Fig. 2 sichtbaren Lage zu der in Fig. 3 dargestellten Lage führt. Diese Schwenkbewegung wird einmal durch den Anschlag des Bolzens 41 am oberen Ende der Langlöcher 42 und 43 begrenzt. Sie kann noch dadurch festgelegt sein, daß der Schenkel 46 der Spitze 45 gegen den kürzeren Schenkel des Winkels der Ausnehmung 50 trifft.
  • Der Arm 33 des Hebels 30 trägt an seinem freien Ende einen Stahlbürstenaufsatz 52. Die Borsten 53 der Bürste legen sich, wenn die Stange 40 nach unten bewegt wird, mit einer durch die Feder 35 gegebenen Kraft auf die Außenseite des Rohrendes 13. Deshalb wird bei einer durch den Antrieb 21 ermittelten Drehung der Hohlwelle 20, die in Fig. 3 durch den Pfeil 55 angedeutet ist, eine Reinigung des Rohrendes 13 vorgenommen. Nach dieser Reinigung kann die Hohlwelle 20 nach unten gefahren werden. Dann tritt der Hebel 33 unter der Wirkung der Feder 35 in die Ausnehmung 37 zurück, sobald die Borsten 53 den Rand des Rohrendes passiert haben. Damit kann die Hohlwelle 20 durch die Bohrung des Rohrbodens 5 unbehindert ausgefahren werden.
  • Die Fig. 4 läßt erkennen, daß der Schlitz 29 einen rechteckigen Querschnitt, d.h. ebene Wände, aufweist. Sie zeigt ferner, daß die Spitze 45 der Stange 40 ebene Begrenzungsflächen hat. Ebenso sind auch die die Ausnehmung 50 bildenden Flächen als Ebene ausgeführt.

Claims (4)

1. Werkzeug zum fernbedienbaren Reinigen der Rohrenden eines Rohrbündels in einem Wärmetauscher mit einem dem Rohrbündel zugeordneten Rohrboden, an dem das Werkzeug zentriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hohlwelle (20) mit einem kleineren Durchmesser als die Rohre (2) vorgesehen ist, die an ihrem freien Ende mit einer konischen Führungsspitze (28) verschlossen ist, daß die Hohlwelle (20) einen der Führungsspitze (28) benachbarten Schlitz (29) umfaßt, daß in dem Schlitz (29) ein zweiarmiger Hebel (30) schwenkbar gelagert ist, der an dem der Führungsspitze (28) zugekehrten Ende mit Reibaufsatz (52) versehen ist, der von einer Feder (35) gegen einen Anschlag (36) in das Innere der Hohlwelle (20) gezogen wird, daß auf der der Führungsspitze (28) abgekehrten Seite des Hebels (30) eine in Längsrichtung der Hohlwelle (20) verschiebbare Stange (40) angeordnet ist und daß die Stange (40) mit einer im Längsschnitt durch die Achse der Stange (40) winkligen Spitze (45), die gegenüber der Schwenkachse (31) des Hebels (30) seitlich versetzt ist, in eine Ausnehmung (50) an dem der Führungsspitze (28) abgekehrten Ende (39) des Hebels (30) greift.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (50) im Längsschnitt durch die Hohlwelle (20) einen Winkel bildet, der größer als der Winkel an der Spitze (45) der Stange (40) ist.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbewegung der Stange (40) durch einen Anschlag (41, 42, 43) an der Hohlwelle (20) begrenzt ist.
4. Werkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibaufsatz eine Stahlbürste (52) ist.
EP84102394A 1983-03-22 1984-03-06 Werkeug zum fernbedienbaren Reinigen der Rohrenden eines Rohrbündels Expired EP0120355B1 (de)

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EP0120355A2 true EP0120355A2 (de) 1984-10-03
EP0120355A3 EP0120355A3 (en) 1985-04-17
EP0120355B1 EP0120355B1 (de) 1986-11-12

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DE (2) DE3310325A1 (de)

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Also Published As

Publication number Publication date
DE3461337D1 (en) 1987-01-02
EP0120355B1 (de) 1986-11-12
DE3310325A1 (de) 1984-09-27
EP0120355A3 (en) 1985-04-17

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