EP0171717A1 - Process and apparatus for electropolishing the internal surfaces of U-shaped heat exchanger pipes - Google Patents

Process and apparatus for electropolishing the internal surfaces of U-shaped heat exchanger pipes Download PDF

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EP0171717A1
EP0171717A1 EP85109706A EP85109706A EP0171717A1 EP 0171717 A1 EP0171717 A1 EP 0171717A1 EP 85109706 A EP85109706 A EP 85109706A EP 85109706 A EP85109706 A EP 85109706A EP 0171717 A1 EP0171717 A1 EP 0171717A1
Authority
EP
European Patent Office
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heat exchanger
electrolyte
exchanger tube
electrode
hose
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Granted
Application number
EP85109706A
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German (de)
French (fr)
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EP0171717B1 (en
Inventor
Ludwig Dipl.-Ing. Voggenthaler (Fh)
Hermann Dipl.-Ing. Operschall
Jakob Dipl.-Ing. Weber (Fh)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Kraftwerk Union AG
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Kraftwerk Union AG, Siemens AG filed Critical Kraftwerk Union AG
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Application granted granted Critical
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/16—Polishing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/002—Component parts or details of steam boilers specially adapted for nuclear steam generators, e.g. maintenance, repairing or inspecting equipment not otherwise provided for
    • F22B37/003—Maintenance, repairing or inspecting equipment positioned in or via the headers
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/001—Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
    • G21F9/002—Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes
    • G21F9/004—Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes of metallic surfaces

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for electropolishing the inner surface of U-shaped heat exchanger tubes with an electrode connected to the negative pole of a DC voltage source, insertable into the heat exchanger tube and withdrawable via a lug organ, and with a pump connected to an electrolyte container for the Feeding the electrolyte.
  • a method and a device for cleaning the inner walls of metallic pipe systems by E lektropolieren by means of moving electrodes is already known from DE-OS 31 36 187.
  • the diameter of the electrode which is matched to the inside diameter of the line system to be cleaned, is fastened to the end of a hose through which electrolyte liquid is pumped into the pipeline under high pressure.
  • the head of this electrode is mushroom-shaped.
  • the electrolyte is deflected by approx. 145 'and sprayed diagonally backwards against the inner wall of the pipe via spray nozzles. This electrode is drawn deeper into the tube by the recoil of the electrolyte at the spray nozzles.
  • the known electrode carries several axially spaced disks of insulating material, through which it is held at a uniform distance from the inner wall of the pipeline. It is a peculiarity of this device for cleaning the inner walls of metallic power systems that the recoil of the electro lyten is not always sufficient to move the electrode around pipe bends. The area of application for vertical pipe sections is very limited. In addition, the cleaning of radioactive contaminated pipelines with this method is associated with a noticeable radiation exposure of the examination personnel, since the electrode has to be threaded into each individual pipeline by hand.
  • the invention has for its object to develop a method and a device for cleaning the inner surface of pipelines and to design so that the vertically arranged U-shaped heat exchanger tubes of the steam generator can be decontaminated by nuclear power plants.
  • the handling of the device should be associated with a minimum of radiation exposure for the operating personnel.
  • the use of a solid push cable makes it possible to transmit relatively large push and pull forces to the electrode without taking the additional push of the flow of the electrolyte.
  • the removal rate can be precisely adjusted by regulating the pulling speed and the current. If, in addition, the electrolyte liquid is pumped into the heat exchanger tube in the same direction in which the electrode is pulled out of the heat exchanger tube, it is ensured that an electrode once inserted can also be pulled out again.
  • a pushing device with motor-driven transport rollers which push the pushing element between them, a controlled displacement of the electrode, which does not overload the pushing cable and its fastening in the electrode, is made possible. It also enables the operating personnel to be protected from radiation during decontamination operations.
  • FIG. 1 shows a steam generator 1, as is customary in nuclear power plants, in order to separate the primary circuit from the secondary circuit, in a simplified representation.
  • the tube sheet 2 of the steam generator 1 three heat exchanger tubes 3, 4, 5 are indicated. The remaining heat exchanger tubes have been omitted for the sake of clarity.
  • the device 6 according to the invention for electropolishing the inner surface of the heat exchanger tubes in the connected state is shown on this steam generator 1.
  • This device 6 essentially contains an electrolyte container 7, a pump 8 for the electrolyte, and an electrolyte supply hose 9 which extends through a manhole 10 into the chamber 11 on the right in FIG Bottom cap 12 of the steam generator is guided and connected to an adapter 15 brought into contact with a manipulator 14 fastened by the extension arm 13 of two heat exchanger tubes 4, 5 in front of a heat exchanger tube 3.
  • this device 6 includes a guide hose 16, which leads through another manhole 17 into the chamber 18 on the left in FIG. 1 of the bottom cap 12 of the steam generator 1 and there on another manipulator 29 fastened by the extension arm 19 to a second heat exchanger tube 4, 5 the other end of the same heat exchanger tube 3 is brought into contact with the adapter 21.
  • This guide hose 16 is attached with its end located outside the steam generator to a sealing device 22.
  • a push cable 23 is guided through this sealing device and carries a flexible electrode 24 at its end located in the guide hose or heat exchanger tube.
  • the device 6 for electropolishing the inner surface of the heat exchanger tubes also comprises an electrolyte supply system 27 connected to the electrolyte container 7 with a circulating pump 28, a heat exchanger 29 and a filter 30 and a direct voltage source 31 for the power supply of the electrode 24.
  • Fig. 2 shows the structure of the electrode 24 shown in section. It consists of a steel cable 32, on which springs 33 to 37 and spacers 38 to 41 are alternately threaded from insulating material and in which the first and last springs 33, 37 each support a clamping sleeve 42, 43 attached to the steel cable.
  • the front sleeve 43 in the insertion direction carries one Insertion cone 44, while the rear clamping sleeve 42 is connected to the push cable 23 via a union nut 45.
  • This push cable consists of a smooth copper cable 47 covered on the outside with plastic 46.
  • the structure of the sealing device 22 can be seen from the enlarged illustration in FIG. 3.
  • This sealing device consists of a tube piece 48 in which rings 49 to 53 with a larger clear width and rings 54 to 58 with a smaller clear width are alternately threaded, the inside diameter of the rings with the smaller clear width roughly corresponding to the outside diameter of the push cable 23.
  • Elastic sealing disks 59 to 65 are clamped between these rings, the inner diameter of which is somewhat smaller than the diameter of the push cable 23 passed through them.
  • the two end faces of the sealing device 22 are formed by two disks 66, 67, in which the first 66 has a bore has a clear width that corresponds to the guide tube 16. It is provided with a clamping device 68 for fastening the guide hose 21.
  • the disk 67 is provided with a bore which is adapted to the outer diameter of the push cable 23.
  • the chambers of the sealing device formed by the disks with the larger inner diameter are provided with outlet connections 69 to 72 and a compressed air connection 73, which open into the electrolyte container 7.
  • a feed device is fastened, which carries a plurality of motor-driven drive rollers 74 to 78 pressed onto the thrust member 23. Behind this is also a motor-driven winding drum 79 for the push cable 23 is provided.
  • FIG. 4 shows a schematically drawn section of the tube sheet 80 of a steam generator with the various heat exchanger tubes 81 to 87 and an adapter 89 pressed onto the tube sheet by the extension arm 88 of a manipulator (not shown further here).
  • the adapter consists of a collecting trough 90 the four hose connections 91 to 94 in the exemplary embodiment are carried out at a distance which corresponds to the distance between the heat exchanger tubes 81 to 87 in the tube sheet 80.
  • These hose connections are flanged at their end facing the tube sheet and each carry a soft sealing ring 95 to 98 on the flange periphery, with which they bear against the weld seams with which the heat exchanger tubes are welded in the tube sheet 80.
  • hose connections 91 to 94 have the same inner diameter as the heat exchanger tubes 81 to 87. They carry the guide or electrolyte supply hoses 99 to 102 at their ends facing away from the heat exchanger tubes.
  • the collecting trough 90 itself has a surface that extends almost below the tube plate 80 Edge 103 is provided and has an outlet connection 104 which is connected to the electrolyte container 7 via an auxiliary hose 105.
  • the collecting trough 90 is connected in the middle to a clutch disk 106 of the extension arm 88 of the manipulator.
  • the adapter carries four hose connections 91 to 94 arranged in series one behind the other, two hose connections each being arranged next to one another at the heat exchanger tube spacing.
  • a known manipulator 14, 20 for remote-controlled inspection of the heat exchanger tubes 3, 4, 5 can be inserted into the two chambers 11, 18 of the bottom cap 12 of the steam generator 1 be set.
  • An adapter 15, 21 with a connected guide tube 16 or electrolyte supply tube 9 is then plugged onto the extension arms 13, 19 of each of the two manipulators.
  • the electrode 24 is then inserted into the guide tube 16 with the push cable 23 assigned to it, and the guide tube is coupled to the front end of the sealing device 22.
  • the electrolyte supply hose can then be connected to the electrolyte pump 8. Now the operating personnel can completely move away from the radiation area because all further work can be carried out remotely.
  • the adapters 15, 21 coupled to their extension arms can be positioned in relation to the individual heat exchanger tubes guided through the tube sheet 2 in such a way that the hose connections are exactly aligned with the mouths of the heat exchanger tubes in the two chambers 11, 18 of the base cap 12 of the steam generator 1 are pressed.
  • the soft sealing rings (cf. FIG. 4) at the flange-like ends of the hose connections are pressed against the weld seam which connects the respective heat exchanger tube to the tube sheet 2.
  • the correct fit of the adapters 15, 21 and the tightness of the system can be checked by applying compressed gas or air, which is not shown here. If this is the case, the feed device 25 is switched on.
  • the push cable 23 is now by the motor-driven rollers 74 to 78 together with the electrode 24 attached to its end through the guide tube 16, retracted the adapter 21 into the respective heat exchanger tube 3.
  • the electrode 24 is retracted as far as the heat exchanger tube is to be decontaminated.
  • the flexibility of the electrode enables the passage through narrow heat exchanger tube bends.
  • the dry insertion of the electrode against the later flow direction of the electrolyte ensures that the electrode can be pulled out again in the event of jamming in the heat exchanger tube with the push cable and supported by the flow of the electrolyte.
  • the pump 8 for the electrolyte is switched on and the electrolyte is pumped into the heat exchanger tube 3 via the electrolyte supply hose 9. This flows through the heat exchanger tube past the electrode 24 and between the push cable 23 and the guide hose 16 into the first chamber of the sealing device 22. From this chamber it flows back through the first hose nozzle 69 into the electrolyte container 7.
  • the DC voltage source 31 is switched on and the electrode 24 is pulled out of the heat exchanger tube again at a predetermined speed via the feed device 25. Due to the current flow between the electrode 24 and the heat exchanger tube 3 connected to the other pole of the direct voltage source 31, the impurities on the inner surface of the heat exchanger tube and protruding bumps in the tube are preferably removed. The removed particles reach the electrolyte tank with the electrolyte flowing back. The flow pressure of the electrolyte supports the pull on the push cable 23. The electrolyte residues entrained by the push cable from the first chamber into the second chamber of the sealing device drip in it or are stripped off when it passes through the sealing disk 60. Electrolyte residues entrained in the third chamber are blown back into the third chamber by the counter-flowing compressed air when they pass through the sealing disk 62 separating the third chamber from the fourth chamber and drip off there.
  • a portion of the electrolyte is continuously pumped out of the electrolyte tank 7 by the circulating pump 28 of the electrolyte supply system 27, passed over a heat exchanger for cooling and over a filter for cleaning.
  • the cleaned and cooled electrolyte liquid then returns to the electrolyte container 7. In this way, the temperature in the electrolyte container 7 is kept constant and the electrolyte supply system can continue to run, even if the pump 8, which otherwise pumps the electrolyte into the electrolyte supply hose, is switched off when the adapters are adjusted is.
  • the voltage source 31 and the pusher device 25 can be switched off.
  • compressed air is blown into the electrolyte supply hose 9 and the remaining electrolyte in the electrolyte supply hose, in the heat exchanger tube 3 and in the guide hose 16 is blown back into the electrolyte container 7.
  • the adapters 15, 21 can be positioned in front of a further heat exchanger tube.
  • the exact position of the two adapters and the tightness are first checked again by introducing compressed gas and can be checked by Pressurized gas introduction controls the exact position of the two adapters and the tightness and can be electropolished by simply switching on the feed device 25, the pump 8, the DC voltage source 31, the next heat exchanger tube without anyone in one of the two chambers 11, 18 of the bottom cap 12 of the steam generator 1 needs to get in.
  • the radioactive contaminants that have passed into the electrolyte during electropolishing are rinsed with the electrolyte into the electrolyte container and ultimately reach the filter 30 via the filter circuit.
  • the activity of the electrolyte and its temperature can be reduced to one be kept low. Finally, only the filter cake needs to be disposed of.
  • This device has the great advantage that the length of time that the operating personnel can stay in the radiating area, in particular in the two chambers in the bottom cap of the steam generator, can be limited to the times required to use the manipulators and the adapters on the cantilever arms 13 , 19, 88 to fix the manipulators 14, 20 and later to dismantle them once the decompression work has ended. All other work can be carried out remotely.
  • adapters 89 with a plurality of hose connections 91 to 94, a plurality of steam generator tubes 81, 82, 85, 86 can be electropolished at the same time and the total time in which decontamination is carried out can be greatly reduced.

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Abstract

Verfahren zum Elektropolieren der Innenoberfläche von U-förmigen Wärmetauscherrohren (3, 4, 5, 81 bis 87) mit an einer Gleichspannungs quelle (31) angeschlossenen, in das Wärmetauscherrohr einschiebbaren und wieder herausziehbaren Elektrode (24) und mit einer an einem Elektrolytbehälter (7) angeschlossenen Pumpe (8) für die Zuführung des Elektrolyten. In jeder der beiden Kammern (11, 18) der Bodenkalotte (12) eines Wäkrmetauschers (1) wird zunächst je ein für sich bekannter Manipulator (14, 20) zur fernbedienbaren positionierung von Rohrsonden eingesetzt und dam Auslegearm (13, 19, 88) jedes Manipulators ein Adapter (15, 21, 89) mit mindestens einem Schlauchanschluß befestigt. Die beiden Adapter werden mit ihren Dichtungen an die Mündungen desselben Wärmetauscherrohres (3, 81, 82, 85, 86) angedrückt, eine Elektrode wird über ein Schubkabel (23) bis zum Ende es zu prüfenden Abschnittes des Wärmetauscherrohres eingeschoben. Die Elektrolytflüssigkeit sodann über einen der Schläuche (9) in das Wärmetauscherrohr gepumpt und über den anderen Schlauch (16) in ein Auffangbecken (7) geleitet. Die Elektrode (24) wird bei eingeschaltetem Strom langsam aus dem Wärmetauscherrohr herausgezogen.Method for electropolishing the inner surface of U-shaped heat exchanger tubes (3, 4, 5, 81 to 87) with an electrode (24) connected to a DC voltage source (31), which can be inserted into and removed from the heat exchanger tube and with an electrode on an electrolyte container (7 ) connected pump (8) for the supply of the electrolyte. In each of the two chambers (11, 18) of the bottom cap (12) of a heat exchanger (1), a manipulator (14, 20), known per se, is first used for the remote-controlled positioning of tube probes, and each extension arm (13, 19, 88) Manipulator an adapter (15, 21, 89) with at least one hose connection attached. The two adapters are pressed with their seals onto the mouths of the same heat exchanger tube (3, 81, 82, 85, 86), an electrode is inserted via a push cable (23) to the end of the section of the heat exchanger tube to be checked. The electrolyte fluid is then pumped into the heat exchanger tube via one of the hoses (9) and passed into a collecting basin (7) via the other hose (16). The electrode (24) is slowly pulled out of the heat exchanger tube when the current is switched on.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Elektropolieren der Innenoberfläche von U-förmigen Wärmetauscherrohren mit einer an den negativen Pol einer Gleichspannungsquelle angeschlossenen, in das Wärmetauscherrohr einschiebbaren und über ein lugorgan wieder herausziehbaren Elektrode und mit einer an einem Elektrolytbehälter angeschlossenen Pumpe für die Zuführung des Elektrolyten.The invention relates to a method and a device for electropolishing the inner surface of U-shaped heat exchanger tubes with an electrode connected to the negative pole of a DC voltage source, insertable into the heat exchanger tube and withdrawable via a lug organ, and with a pump connected to an electrolyte container for the Feeding the electrolyte.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung der Innenwände von metallischen Leitungssystemen durch Elektropolieren mit Hilfe bewegter Elektroden ist schon durch die DE-OS 31 36 187 bekannt. Bei diesem Verfahren ist die in ihrem Durchmesser an den Innendurchmesser des zu reinigenden Leitungssystems angepaßte Elektrode am Ende eines Schlauches befestigt, durch den Elektrolytflüssigkeit unter hohem Druck in die Rohrleitung gepumpt wird. Der Kopf dieser Elektrode ist pilzförmig ausgebildet. In ihr wird der Elektrolyt um ca. 145' umgelenkt und über Sprühdüsen schräg nach rückwärts gerichtet gegen die Rohrinnenwand gespritzt. Diese Elektrode wird durch den Rückstoß des Elektrolyten an den Sprühdüsen tiefer in das Rohr hineingezogen. Die bekannte Elektrode trägt mehrere im axialen Abstand voneinander angeordnete Scheiben aus Isoliermaterial, durch die sie in gleichmäßigen Abstand von der Innenwand der Rohrleitung gehalten wird. Es ist eine Eigenart dieser Vorrichtung zur Reinigung der Innenwände von metallischen Leistungssystemen, daß der Rückstoß des Elektrolyten nicht immer ausreicht, die Elektrode um Rohrbögen zu befördern. Bei vertikalen Rohrleitungsabschnitten ist der Einsatzbereich sehr begrenzt. Darüber hinaus ist die Reinigung von radioaktiv kontaminierten Rohrleitungen mit diesem Verfahren mit einer merklichen Strahlenbelastung des Untersuchungspersonals verbunden, da die Elektrode von Hand in jede einzelne Rohrleitung eingefädelt werden muß.A method and a device for cleaning the inner walls of metallic pipe systems by E lektropolieren by means of moving electrodes is already known from DE-OS 31 36 187.. In this method, the diameter of the electrode, which is matched to the inside diameter of the line system to be cleaned, is fastened to the end of a hose through which electrolyte liquid is pumped into the pipeline under high pressure. The head of this electrode is mushroom-shaped. In it the electrolyte is deflected by approx. 145 'and sprayed diagonally backwards against the inner wall of the pipe via spray nozzles. This electrode is drawn deeper into the tube by the recoil of the electrolyte at the spray nozzles. The known electrode carries several axially spaced disks of insulating material, through which it is held at a uniform distance from the inner wall of the pipeline. It is a peculiarity of this device for cleaning the inner walls of metallic power systems that the recoil of the electro lyten is not always sufficient to move the electrode around pipe bends. The area of application for vertical pipe sections is very limited. In addition, the cleaning of radioactive contaminated pipelines with this method is associated with a noticeable radiation exposure of the examination personnel, since the electrode has to be threaded into each individual pipeline by hand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung der Innenoberfläche von Rohrleitungen zu entwickeln und so auszubilden, daß damit auch die senkrecht angeordneten U-förmigen Wärmetauscherrohre der Dampferzeuger von Kernkraftwerken dekontaminiert werden können. Darüber hinaus sollte die Handhabung der Vorrichtung mit einem Minimum an Strahlenbelastung für das Bedienungspersonal verbunden sein.The invention has for its object to develop a method and a device for cleaning the inner surface of pipelines and to design so that the vertically arranged U-shaped heat exchanger tubes of the steam generator can be decontaminated by nuclear power plants. In addition, the handling of the device should be associated with a minimum of radiation exposure for the operating personnel.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 14 beschrieben.The object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1. Advantageous further developments are described in claims 2 to 14.

Durch die Verwendung von zwei gleichartigen, für sich bekannten, in der DE-OS 30 29 811 offenbarten, Manipulatoren zur fernbedienbaren Inspektion von Wärmetauscherrohren wird es möglich, die Elektode der Elektropoliereinrichtung ferngesteuert und mit stark verminderter Strahlenbelastung für das Bedienungspersonal an die einzelnen Wärmetauscherrohre eines Dampferzeugers anzuschließen. Dabei kann infolge der Führung der Elektrode im Schlauch für die Zuführung bzw.für die Ableitung des Elektrolyten die unmittelbare Einfädlung der Elektrode in ein Wärmetauscherrohr vermmieden werden und braucht stattdessen über den Manipulator lediglich eine Positionierung eines mit einem Schlauchanschluß versehenen Adapters zum Wärmetauscherrohr vorgenommen zu werden.The use of two similar manipulators, known per se, disclosed in DE-OS 30 29 811, for the remote-controlled inspection of heat exchanger tubes makes it possible to remotely control the electrode of the electropolishing device and to reduce the radiation exposure for the operating personnel to the individual heat exchanger tubes of a steam generator to connect. The direct threading of the electrode into a heat exchanger tube can be avoided as a result of the guidance of the electrode in the tube for the supply or for the discharge of the electrolyte and instead only needs one position via the manipulator tion of an adapter provided with a hose connection to the heat exchanger tube.

Die Verwendung eines massiven Schubkabels ermöglicht es, relativ große Schub- und Zugkräfte auf die Elektrode zu übertragen, ohne hierzu den zusätzlichen Schub der Strömung des Elektrolyten in Anspruch zu nehmen. Durch das Elektropolieren während des Herausziehens der Elektrode läßt sich durch Regulierung der Ziehgeschwindigkeit und des Stromes die Abtragmenge genau einstellen. Wird darüber hinaus die Elektrolytflüssigkeit in der gleichen Richtung ins Wärmetauscherrohr gepumpt in der die Elektrode aus dem Wärmetauscherrohr herausgezogen wird, so wird sichergestellt, daß eine einmal eingeschobene Elektrode auch wieder herausgezogen werden kann. Durch Schubvorrichtung mit motorisch angetriebenen, das Schuborgan zwischen sich einklemmenden Transportrollen ermöglicht eine kontrollierte, das Schubkabel und seine Befestigung in der Elektrode nicht überlastende Verschiebung der Elektrode. Außerdem ermöglicht es dem Bedienungspersonal sich während des Dekontaminierbetriebs strahlengeschützt aufzuhalten.The use of a solid push cable makes it possible to transmit relatively large push and pull forces to the electrode without taking the additional push of the flow of the electrolyte. By electropolishing while the electrode is being pulled out, the removal rate can be precisely adjusted by regulating the pulling speed and the current. If, in addition, the electrolyte liquid is pumped into the heat exchanger tube in the same direction in which the electrode is pulled out of the heat exchanger tube, it is ensured that an electrode once inserted can also be pulled out again. By means of a pushing device with motor-driven transport rollers, which push the pushing element between them, a controlled displacement of the electrode, which does not overload the pushing cable and its fastening in the electrode, is made possible. It also enables the operating personnel to be protected from radiation during decontamination operations.

Die Verwendung eines gemeinsamen Elektrolytbehälters für die Umspülung der Elektrode und für die Speisung des Filterkreislaufs für den Elektrolyten macht den Betrieb des letzteren von der Speisung des Wärmetauscherrohres unabhängig und erlaubt es, mit relativ geringen Elektrolytmengen auszukommen.The use of a common electrolyte container for rinsing the electrode and for feeding the filter circuit for the electrolyte makes the operation of the latter independent of the feeding of the heat exchanger tube and allows the use of relatively small amounts of electrolyte.

Schließlich können durch die Verwendung von Adaptern mit mehreren Schlauchanschlüssen mehrere Dampferzeugerrohre gleichzeitig elektropoliert werden. Dies verkürzt sowohl die Arbeitszeit am Dampferzeuger und indirekt auch die Strahlenbelastung des Bedienungspersonals.Finally, by using adapters with several hose connections, several steam generator tubes can be electropolished at the same time. This shortens both the working time on the steam generator and indirectly the radiation exposure of the operating personnel.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine vereinfachte schematische Übersicht des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Elektropolieren der Innenoberfläche U-förmiger Wärmetauscherrohre im Einsatz am Dampferzeuger eines Kernkraftwerks,
  • Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines in ein Wärmetauscherrohr eingeführten Elektrode mit dem angeschlossenen Schubkabel und
  • Fig. 3 eine vereinfachte, schematische Ansicht einer Dichteinheit mit dem angeschlossenen Elektrolytbehälter,
  • Fig. 4 eine vereinfachte, schematische Darstellung eines anderen am Rohrboden eines Dampferzeugers mit Hilfe eines Auslegers eines Manipulators zur Anlage gebrachten Adapters.
Further details of the invention are explained with reference to an embodiment shown in the figures. Show it:
  • 1 shows a simplified schematic overview of the structure of a device according to the invention for electropolishing the inner surface of U-shaped heat exchanger tubes in use on the steam generator of a nuclear power plant,
  • Fig. 2 is an enlarged view of an electrode inserted into a heat exchanger tube with the connected push cable and
  • 3 shows a simplified, schematic view of a sealing unit with the connected electrolyte container,
  • Fig. 4 is a simplified, schematic representation of another on the tube sheet of a steam generator with the help of a cantilever of a manipulator to the system.

Die Fig. 1 zeigt einen Dampferzeuger 1 wie er in Kernkraftwerken üblich ist, um den Primärkreislauf vom Sekundärkreislauf zu trennen, in vereinfachter Darstellung. Im Rohrboden 2 des Dampferzeugers 1 sind drei Wärmetauscherrohre 3, 4, 5 angedeutet. Die übrigen Wärmetauscherrohre sind der Übersicht halber fortgelassen worden. An diesem Dampferzeuger 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 6 zum Elektropolieren der Innenoberfläche der Wärmetauscherrohre im angeschlossenen Zustand gezeigt. Diese Vorrichtung 6 beinhaltet im wesentlichen einen Elektrolytbehälter 7, eine Pumpe 8 für den Elektrolyten, einen Elektrolytzuführschlauch 9, der durch ein Mannloch 10 hindurch in die in der Figur 1 rechten Kammer 11 der Bodenkalotte 12 des Dampferzeugers geführt und dort an einem vom Auslegerarm 13 eines an-zwei Wärmetauscherrohren 4,- 5 befestigten Manipulators 14 vor einem Wärmetauscherrohr 3 zur Anlage gebrachten Adapter 15 angeschlossen ist. Außerdem beinhaltet diese Vorrichtung 6 einen Führungsschlauch 16, der durch ein anderes Mannloch 17 in die in der Figur 1 linken Kammer 18 der Bodenkalotte 12 des Dampferzeugers 1 führt und dort an einem vom Auslegerarm 19 eines an zwei Wärmetauscherrohren 4, 5 befestigten weiteren Manipulators 29 vor dem anderen Ende desselben Wärmetauscherrohrs 3 zur Anlage gebrachten Adapter 21 angeschlossen ist. Dieser Führungsschlauch 16 ist mit seinem außerhalb des Dampferzeugers befindlichen Ende an einer Dichtvorrichtung 22 befestigt.Durch diese Dichtvorrichtung ist ein Schubkabel 23 hindurchgeführt, das an seinem im Führungsschlauch oder Wärmetauscherrohr befindlichen Ende eine flexible Elektrode 24 trägt.1 shows a steam generator 1, as is customary in nuclear power plants, in order to separate the primary circuit from the secondary circuit, in a simplified representation. In the tube sheet 2 of the steam generator 1, three heat exchanger tubes 3, 4, 5 are indicated. The remaining heat exchanger tubes have been omitted for the sake of clarity. The device 6 according to the invention for electropolishing the inner surface of the heat exchanger tubes in the connected state is shown on this steam generator 1. This device 6 essentially contains an electrolyte container 7, a pump 8 for the electrolyte, and an electrolyte supply hose 9 which extends through a manhole 10 into the chamber 11 on the right in FIG Bottom cap 12 of the steam generator is guided and connected to an adapter 15 brought into contact with a manipulator 14 fastened by the extension arm 13 of two heat exchanger tubes 4, 5 in front of a heat exchanger tube 3. In addition, this device 6 includes a guide hose 16, which leads through another manhole 17 into the chamber 18 on the left in FIG. 1 of the bottom cap 12 of the steam generator 1 and there on another manipulator 29 fastened by the extension arm 19 to a second heat exchanger tube 4, 5 the other end of the same heat exchanger tube 3 is brought into contact with the adapter 21. This guide hose 16 is attached with its end located outside the steam generator to a sealing device 22. A push cable 23 is guided through this sealing device and carries a flexible electrode 24 at its end located in the guide hose or heat exchanger tube.

An der Dichtvorrichtung 22, die am Elektrolytbehälter 7 angeschlossen ist, ist eine Vorschubeinrichtung 25 mit einer Aufwickeltrommel 26 für das Schubkabel befestigt. Die Vorrichtung 6 zum Elektropolieren der Innenoberfläche der Wärmetauscherrohre umfaßt außerdem ein am Elektrolytbehälter 7 angeschlossenes Elektrolytversorgungssystem 27 mit einer Umwälzpumpe 28, einem Wärmetauscher 29 und einem Filter 30 sowie eine Gleichspannungsquelle 31 für die Stromversorgung der Elektrode 24.On the sealing device 22, which is connected to the electrolyte container 7, a feed device 25 is fastened with a winding drum 26 for the push cable. The device 6 for electropolishing the inner surface of the heat exchanger tubes also comprises an electrolyte supply system 27 connected to the electrolyte container 7 with a circulating pump 28, a heat exchanger 29 and a filter 30 and a direct voltage source 31 for the power supply of the electrode 24.

Die Fig. 2 zeigt den Aufbau der geschnitten dargestellten Elektrode 24. Sie besteht aus einem Stahlseil 32, auf dem abwechselnd Federn 33 bis 37 und Abstandshalter 38 bis 41 aus Isoliermaterial aufgefädelt sind und bei dem sich die erste und letzte Feder 33, 37 an je einer auf dem Stahlseil aufgebrachten Klemmhülse 42, 43 abstützen. Die in Einführrichtung vordere Klemmhülse 43 trägt einen Einführkonus 44, während die hintere Klemmhülse 42 über eine Überwurfmutter 45 mit dem Schubkabel 23 verbunden ist. Dieses Schubkabel besteht aus einem glatten, außen mit Kunstoff 46 überzogenen Kupferkabel 47.Fig. 2 shows the structure of the electrode 24 shown in section. It consists of a steel cable 32, on which springs 33 to 37 and spacers 38 to 41 are alternately threaded from insulating material and in which the first and last springs 33, 37 each support a clamping sleeve 42, 43 attached to the steel cable. The front sleeve 43 in the insertion direction carries one Insertion cone 44, while the rear clamping sleeve 42 is connected to the push cable 23 via a union nut 45. This push cable consists of a smooth copper cable 47 covered on the outside with plastic 46.

Der Aufbau der Dichtvorrichtung 22 ist der vergrößerten Darstellung der Fig. 3 zu entnehmen. Diese Dichtvorrichtung besteht aus einem Rohrstück 48, in dem abwechselnd Ringe 49 bis 53 mit größerer lichter Weite und Ringe 54 bis 58 mit geringerer lichter Weite aufgefädelt sind, wobei der Innendurchmesser der Ringe mit der geringeren lichten Weite in etwa dem Außendurchmesser des Schubkabels 23 entspricht. Zwischen diesen Ringen sind elastische Dichtscheiben 59 bis 65 eingespannt, deren innerer Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser des durch sie hindurchgeführten Schubkabels 23. Die beiden Stirnseiten der Dichtvorrichtung 22 werden durch zwei Scheiben 66, 67 gebildet, bei denen die erste 66 eine Bohrung mit einer lichten Weite besitzt, die dem Führungsschlauch 16 entspricht. Sie ist mit einer Klemmvorrichtung 68 zur Befestigung des Führungsschlauches 21 versehen. An dem gegenüberliegenden Ende ist die Scheibe 67 mit einer Bohrung versehen, die dem Außendurchmesser des Schubkabels 23 angepaßt ist. Die durch die Scheiben mit dem größeren Innendurchmesser gebildeten Kammern der Dichtvorrichtung sind mit Auslaufstutzen 69 bis 72 und einem Druckluftstutzen 73 versehen, die in den Elektrolytbehälter 7 münden. An der dem Führungsschlauch abgewandten Seite der Dichtvorrichtung 22 ist eine Vorschubeinrichtung befestigt, die mehrere motorisch angetriebene, am Schuborgan 23 angepreßte Antriebsrollen 74 bis 78 trägt. Hinter diesen ist eine ebenfalls motorisch angetriebene Aufwickeltrommel 79 für das Schubkabel 23 vorgesehen.The structure of the sealing device 22 can be seen from the enlarged illustration in FIG. 3. This sealing device consists of a tube piece 48 in which rings 49 to 53 with a larger clear width and rings 54 to 58 with a smaller clear width are alternately threaded, the inside diameter of the rings with the smaller clear width roughly corresponding to the outside diameter of the push cable 23. Elastic sealing disks 59 to 65 are clamped between these rings, the inner diameter of which is somewhat smaller than the diameter of the push cable 23 passed through them. The two end faces of the sealing device 22 are formed by two disks 66, 67, in which the first 66 has a bore has a clear width that corresponds to the guide tube 16. It is provided with a clamping device 68 for fastening the guide hose 21. At the opposite end, the disk 67 is provided with a bore which is adapted to the outer diameter of the push cable 23. The chambers of the sealing device formed by the disks with the larger inner diameter are provided with outlet connections 69 to 72 and a compressed air connection 73, which open into the electrolyte container 7. On the side of the sealing device 22 facing away from the guide hose, a feed device is fastened, which carries a plurality of motor-driven drive rollers 74 to 78 pressed onto the thrust member 23. Behind this is also a motor-driven winding drum 79 for the push cable 23 is provided.

Die Fig. 4 zeigt einen schematisch gezeichneten Ausschnitt des Rohrbodens 80 eines Dampferzeugers mit den verschiedenen Wärmetauscherrohren 81 bis 87 und einen am Rohrboden, von dem Auslegearm 88 eines hier nicht weiter dargestellten Manipulators, angepreßten Adapter 89. Der Adapter besteht aus einer Auffangwanne 90, durch die im Ausführungsbeispiel vier Schlauchanschlüsse 91 bis 94 in einem Abstand durchgeführt sind, der dem Abstand der Wärmetauscherrohre 81 bis 87 im Rohrboden 80 entspricht. Diese Schlauchanschlüsse sind an ihren, dem Rohrboden zugewandten Ende flanschartig erweitert und tragen am Flanschumfang je einen weichen Dichtungsring 95 bis 98, mit dem sie an den Schweißnähten, mit denen die Wärmetauscherrohre im Rohrboden 80 verschweißt sind, anliegen. Diese Schlauchanschlüsse 91 bis 94-haben den gleichen Innendurchmesser wie die Wärmetauscherrohre 81 bis 87. Sie tragen an ihren, den Wärmetauscherrohren abgewandten Ende die Führungs- bzw. Elektrolytzufuhrschläuche 99 bis 102. Die Auffangwanne 90 selbst ist mit einem nahezu bis unter den Rohrboden 80 reichenden Rand 103 versehen und besitzt einen Auslaufstutzen 104, der über einen Hilfsschlauch 105 mit dem Elektrolytbehälter 7 verbunden ist. Die Auffangwanne 90 ist in der Mitte mit einer Kupplungsscheibe 106 des Auslegearms 88 des Manipulators verbunden. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 trägt der Adapter vier in Reihe hintereinander angeordnete Schlauchanschlüsse 91 bis 94, wobei jeweils zwei Schlauchanschlüsse im Wärmetauscherrohrabstand nebeneinander angeordnet sind.FIG. 4 shows a schematically drawn section of the tube sheet 80 of a steam generator with the various heat exchanger tubes 81 to 87 and an adapter 89 pressed onto the tube sheet by the extension arm 88 of a manipulator (not shown further here). The adapter consists of a collecting trough 90 the four hose connections 91 to 94 in the exemplary embodiment are carried out at a distance which corresponds to the distance between the heat exchanger tubes 81 to 87 in the tube sheet 80. These hose connections are flanged at their end facing the tube sheet and each carry a soft sealing ring 95 to 98 on the flange periphery, with which they bear against the weld seams with which the heat exchanger tubes are welded in the tube sheet 80. These hose connections 91 to 94 have the same inner diameter as the heat exchanger tubes 81 to 87. They carry the guide or electrolyte supply hoses 99 to 102 at their ends facing away from the heat exchanger tubes. The collecting trough 90 itself has a surface that extends almost below the tube plate 80 Edge 103 is provided and has an outlet connection 104 which is connected to the electrolyte container 7 via an auxiliary hose 105. The collecting trough 90 is connected in the middle to a clutch disk 106 of the extension arm 88 of the manipulator. In the exemplary embodiment in FIG. 4, the adapter carries four hose connections 91 to 94 arranged in series one behind the other, two hose connections each being arranged next to one another at the heat exchanger tube spacing.

Sollen die Wärmetauscherrohre eines Dampferzeugers dekontaminiert oder aus anderen Gründen durch Elektropolieren gereinigt werden, so kann in die beiden Kammern 11, 18 der Bodenkalotte 12 des Dampferzeugers 1 je ein vorbekannter Manipulator 14, 20 zur fernbedienbaren Inspektion der Wärmetauscherrohre 3, 4, 5 eingesetzt werden. Auf den Auslegearmen 13, 19 jedes der beiden Manipulatoren wird dann ein Adapter 15, 21 mit angeschlossenem Führungsschlauch 16 bzw. Elektrolytzufuhrschlauch 9 aufgesteckt. Nachdem diese Arbeiten ausgeführt sind, sind die mit deutlicher Strahlenbelastung verbundenen Arbeiten in der Bodenkalotte 12 des Dampferzeugers 1, sieht man vom späteren Abbau der Adapter und Manipulatoren ab, abgeschlossen. Außerhalb des Dampferzeugers wird anschließend die Elektrode 24 mit dem ihr zugeordneten Schubkabel 23 in den Führungsschlauch 16 eingeführt und der Führungsschlauch an das vordere Ende der Dichtvorrichtung 22 angekuppelt. Danach kann der Elektrolytzuführungsschlauch an die Elektrolytpumpe 8 angeschlossen werden. Jetzt kann sich das Bedienungspersonal völlig aus dem Strahlungsbereich entfernen, weil alle weiteren Arbeiten ferngesteuert ausführbar sind.If the heat exchanger tubes of a steam generator are to be decontaminated or cleaned for other reasons by electropolishing, a known manipulator 14, 20 for remote-controlled inspection of the heat exchanger tubes 3, 4, 5 can be inserted into the two chambers 11, 18 of the bottom cap 12 of the steam generator 1 be set. An adapter 15, 21 with a connected guide tube 16 or electrolyte supply tube 9 is then plugged onto the extension arms 13, 19 of each of the two manipulators. After this work has been carried out, the work associated with significant radiation exposure in the bottom cap 12 of the steam generator 1 is complete, apart from the subsequent dismantling of the adapters and manipulators. Outside the steam generator, the electrode 24 is then inserted into the guide tube 16 with the push cable 23 assigned to it, and the guide tube is coupled to the front end of the sealing device 22. The electrolyte supply hose can then be connected to the electrolyte pump 8. Now the operating personnel can completely move away from the radiation area because all further work can be carried out remotely.

Über die Fernsteuerung der beiden Manipulatoren können die an deren Auslegearme angekuppelten Adapter 15, 21 so zu den einzelnen durch den Rohrboden 2 geführten Wärmeaustauscherrohren positioniert werden, daß die Schlauchanschlüsse genau fluchtend zu den Mündungen der Wärmetauscherrohre, in den beiden Kammern 11, 18 der Bodenkalotte 12 des Dampferzeugers 1 angepreßt werden. Dabei werden die weichen Dichtringe (vgl. Fig. 4) an den flanschartigen Enden der Schlauchanschlüsse gegen die Schweißnaht, die das jeweilige Wärmetauscherrohr mit dem Rohrboden 2 verbindet, gedrückt. Uber eine hier nicht weiter dargestellte Beaufschlagung mit Druckgas oder Luft kann der korrekte Sitz der Adapter 15, 21 und die Dichtheit des Systems überprüft werden. Ist dies der Fall, so wird die Vorschubeinrichtung 25 eingeschaltet. Das Schubkabel 23 wird jetzt durch die motorisch angetriebenen Rollen 74 bis 78 mitsamt der an seinen Ende befestigten Elektrode 24 durch den Führungsschlauch 16, den Adapter 21 in das jeweilige Wärmetauscherrohr 3 eingefahren. Die Elektrode 24 wird dabei soweit eingefahren, wie das Wärmetauscherrohr dekontaminiert werden soll. Die Biegsamkeit der Elektrode ermöglicht dabei das Durchfahren auch von engen Wärmetauscherrohrbögen. Durch das trockene Einschieben der Elektrode entgegen der späteren Strömungsrichtung des Elektrolyten wird sichergestellt, daß die Elektrode im Falle des Klemmens im Wärmetauscherrohr mit dem Schubkabel und unterstützt durch die der Strömung des Elektrolyten wieder herausgezogen werden könnte. Nach dem die Elektrode die gewünschte extremste Position erreicht hat, was über einen Wegmeßfühler (nicht dargestellt) in der Vorschubeinrichtung 25 kontrolliert werden kann, wird die Pumpe 8 für den Elektrolyten eingeschaltet und wird der Elektrolyt über den Elektrolytzufuhrschlauch 9 in das Wärmetauscherrohr 3 eingepumpt. Dieser strömt durch das Wärmetauscherrohr an der Elektrode 24 vorbei und zwischen Schubkabel 23 und Führungsschlauch 16 in die erste Kammer der Dichtvorrichtung 22. Aus dieser Kammer strömt es durch die erste Schlauchtülle 69 in den Elektrolytbehälter 7 zurück.Via the remote control of the two manipulators, the adapters 15, 21 coupled to their extension arms can be positioned in relation to the individual heat exchanger tubes guided through the tube sheet 2 in such a way that the hose connections are exactly aligned with the mouths of the heat exchanger tubes in the two chambers 11, 18 of the base cap 12 of the steam generator 1 are pressed. The soft sealing rings (cf. FIG. 4) at the flange-like ends of the hose connections are pressed against the weld seam which connects the respective heat exchanger tube to the tube sheet 2. The correct fit of the adapters 15, 21 and the tightness of the system can be checked by applying compressed gas or air, which is not shown here. If this is the case, the feed device 25 is switched on. The push cable 23 is now by the motor-driven rollers 74 to 78 together with the electrode 24 attached to its end through the guide tube 16, retracted the adapter 21 into the respective heat exchanger tube 3. The electrode 24 is retracted as far as the heat exchanger tube is to be decontaminated. The flexibility of the electrode enables the passage through narrow heat exchanger tube bends. The dry insertion of the electrode against the later flow direction of the electrolyte ensures that the electrode can be pulled out again in the event of jamming in the heat exchanger tube with the push cable and supported by the flow of the electrolyte. After the electrode has reached the desired extreme position, which can be controlled via a displacement sensor (not shown) in the feed device 25, the pump 8 for the electrolyte is switched on and the electrolyte is pumped into the heat exchanger tube 3 via the electrolyte supply hose 9. This flows through the heat exchanger tube past the electrode 24 and between the push cable 23 and the guide hose 16 into the first chamber of the sealing device 22. From this chamber it flows back through the first hose nozzle 69 into the electrolyte container 7.

Nachdem das Wärmetauscherrohr 7 mit Elektrolyt gefüllt ist, wird die Gleichspannungsquelle 31 eingeschaltet und die Elektrode 24 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit über die Vorschubeinrichtung 25 aus dem Wärmetauscherrohr wieder herausgezogen. Durch den Stromfluß zwischen der Elektrode 24 und dem mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle 31 verbundenen Wärmetauscherrohr 3 werden die Verunreinigungen an der Innenoberfläche des Wärmetauscherrohres sowie vorstehende Unebenheiten des Rohres bevorzugt abgetragen. Die abgetragenen Partikel gelangen mit dem zurückfließenden Elektrolyten in den Elektrolytbehälter. Der Strömungsdruck des Elektrolyten unterstützt den Zug am Schubkabel 23. Die aus der ersten Kammer in die zweite Kammer der Dichtvorrichtung vom Schubkabel mitgenommenen Elektrolytreste tropfen in dieser ab oder werden beim Passieren der Dichtscheibe 60 abgestreift. In die dritte Kammer mitgenommene Elektrolytreste werden beim Passiere der die dritte Kammer von der vierten Kammer trennenden Dichtscheibe 62 von der entgegenströmenden Druckluft in die dritte Kammer zurückgeblasen und tropfen dort ab.After the heat exchanger tube 7 is filled with electrolyte, the DC voltage source 31 is switched on and the electrode 24 is pulled out of the heat exchanger tube again at a predetermined speed via the feed device 25. Due to the current flow between the electrode 24 and the heat exchanger tube 3 connected to the other pole of the direct voltage source 31, the impurities on the inner surface of the heat exchanger tube and protruding bumps in the tube are preferably removed. The removed particles reach the electrolyte tank with the electrolyte flowing back. The flow pressure of the electrolyte supports the pull on the push cable 23. The electrolyte residues entrained by the push cable from the first chamber into the second chamber of the sealing device drip in it or are stripped off when it passes through the sealing disk 60. Electrolyte residues entrained in the third chamber are blown back into the third chamber by the counter-flowing compressed air when they pass through the sealing disk 62 separating the third chamber from the fourth chamber and drip off there.

Von der Umwälzpumpe 28 des Elektrolytversorgungssystems 27 wird ständig ein Teil des Elektrolyts aus dem Elektrolytbehälter 7 abgepumpt, zur Kühlung über einem Wärmetauscher und zur Reinigung über einen Filter geleitet. Die gereinigte und gekühlte Elektrolytflüssigkeit gelangt dann erneut in den Elektrolytbehälter 7. Auf diese Weise wird die Temperatur im Elektrolytbehälter 7 konstant gehalten und kann das Elektrolytversorgungssystem weiterlaufen, auch wenn die Pumpe 8, die den Elektrolyten sonst in den Elektrolytzufuhrschlauch pumpt, beim Verstellen der Adapter abgeschaltet ist. Sobald die Elektrode 24 aus einem Wärmetauscherohr 3 herausgezogen ist und den Adapter 21 erreicht hat und das Wärmetauscherrohr 3 somit elektropoliert bzw. dekontaminiert ist, kann die Spannungsquelle 31 und die Schubeinrichtung 25 abgeschaltet werden. Nachdem auch die Pumpe 8 für den Elektrolyten abgeschaltet ist, wird Druckluft in den Elektrolytzufuhrschlauch 9 eingeblasen und das im Elektrolytzufuhrschlauch, im Wärmetauscherrohr 3 und im Führungsschlauch 16 befindliche restliche Elektrolyt in den Elektrolytbehälter 7 zurückgeblasen. Nunmehr können durch Ansteuerung der beiden Manipulatoren 14, 20 die Adapter 15, 21 vor ein weiteres Wärmetauscherrohr positioniert werden. Auch hier wird dann wiederum zunächst durch Druckgaseinleitung die exakte Position der beiden Adapter und die Dichtheit kontrolliert und kann durch Druckgaseinleitung die exakte Position der beiden Adapter und die Dichtheit kontrolliert und kann durch bloßes Einschalten der Vorschubeinrichtung 25, der Pumpe 8, der Gleichspannungsquelle 31 das nächste Wärmetauscherrohr elektropoliert werden, ohne daß irgend Jemand in eine der beiden Kammern 11, 18 der Bodenkalotte 12 des Dampferzeugers 1 einzusteigen braucht. Die beim Elektropolieren in den Elektrolyten übergetretenen radioaktiven Verunreinigungen werden mit dem Elektrolyten in den Elektrolytbehälter gespült und gelangen letztendlich über den Filterkreislauf in den Filter 30. Durch den kontinuierlichen Betrieb des Filterkreislaufs über die Umwälzpumpe 28 kann die Aktivität des Elektrolyten, wie auch dessen Temperatur auf einem niedrigen Niveau gehalten werden. Zuletzt braucht nur noch der Filterkuchen entsorgt zu werden.A portion of the electrolyte is continuously pumped out of the electrolyte tank 7 by the circulating pump 28 of the electrolyte supply system 27, passed over a heat exchanger for cooling and over a filter for cleaning. The cleaned and cooled electrolyte liquid then returns to the electrolyte container 7. In this way, the temperature in the electrolyte container 7 is kept constant and the electrolyte supply system can continue to run, even if the pump 8, which otherwise pumps the electrolyte into the electrolyte supply hose, is switched off when the adapters are adjusted is. As soon as the electrode 24 has been pulled out of a heat exchanger tube 3 and has reached the adapter 21 and the heat exchanger tube 3 is thus electropolished or decontaminated, the voltage source 31 and the pusher device 25 can be switched off. After the pump 8 for the electrolyte is also switched off, compressed air is blown into the electrolyte supply hose 9 and the remaining electrolyte in the electrolyte supply hose, in the heat exchanger tube 3 and in the guide hose 16 is blown back into the electrolyte container 7. Now, by controlling the two manipulators 14, 20, the adapters 15, 21 can be positioned in front of a further heat exchanger tube. Here, too, the exact position of the two adapters and the tightness are first checked again by introducing compressed gas and can be checked by Pressurized gas introduction controls the exact position of the two adapters and the tightness and can be electropolished by simply switching on the feed device 25, the pump 8, the DC voltage source 31, the next heat exchanger tube without anyone in one of the two chambers 11, 18 of the bottom cap 12 of the steam generator 1 needs to get in. The radioactive contaminants that have passed into the electrolyte during electropolishing are rinsed with the electrolyte into the electrolyte container and ultimately reach the filter 30 via the filter circuit. Through the continuous operation of the filter circuit via the circulation pump 28, the activity of the electrolyte and its temperature can be reduced to one be kept low. Finally, only the filter cake needs to be disposed of.

Bei der Verwendung eines Adapters 89 mit vier Schlauchanschlüssen 91 bis 94, wie das in der Fig. 4 dargestellt ist, können mit vier verschiedenen Vorschub- und Dichteinheiten und vier verschiedenen Führungs- und Elektrolytzuführungsschläuchen vier Wärmetauscherrohre gleichzeitig elektropoliert werden. Nach deren Reinigung braucht dann der Adapter 89 vom Auslegerarm 88 des Manipulators nur um drei Wärmetauscherrohre und später um fünf Wärmetauscherrohre weiter verschoben und an den Rohrboden 80 angedrückt zu werden um die nächsten vier Wärmetauscherrohre elektropolieren zu können. Die Auffangwanne 90 verhindert eine Verunreinigung der Bodenkalotte des Dampferzeugers, wenn an den Dichtungsringen 95 bis 98 Elektrolytflüssigkeit heraustropfen sollte. Auch wird so der Verbrauch an Elektrolytflüssigkeit verringert.When using an adapter 89 with four hose connections 91 to 94, as shown in FIG. 4, four heat exchanger tubes can be electropolished simultaneously with four different feed and sealing units and four different guide and electrolyte supply hoses. After cleaning, the adapter 89 then only needs to be shifted from the extension arm 88 of the manipulator by three heat exchanger tubes and later by five heat exchanger tubes and pressed onto the tube sheet 80 in order to be able to electropolish the next four heat exchanger tubes. The collecting trough 90 prevents contamination of the bottom cap of the steam generator if electrolyte liquid should drip out of the sealing rings 95 to 98. This also reduces the consumption of electrolyte liquid.

Mit dieser Vorrichtung ist der große Vorteil verbunden, daß die Aufenthaltsdauer des Bedienungspersonals im strahlenden Bereich, insbesondere in den beiden Kammern in der Bodenkalotte des Dampferzeugers auf die Zeiten beschränkt werden kann, die erforderlich ist, um die Manipulatoren einzusetzen und die Adapter auf den Auslegerarmen 13, 19, 88 der Manipulatoren 14, 20 zu befestigen und später nach Beendigung der Dekominationsarbeiten wieder zu demontieren. Alle übrigen Arbeiten lassen sich ferngesteuert durchführen. Infolge der Verwendung von Adaptern 89 mit mehreren Schlauchanschlüssen 91 bis 94 lassen sich gleichzeitig mehrere Dampferzeugerrohre 81, 82, 85, 86 elektropolieren und läßt sich die Gesamtzeit, in der dekontaminiert wird, stark verkürzen.This device has the great advantage that the length of time that the operating personnel can stay in the radiating area, in particular in the two chambers in the bottom cap of the steam generator, can be limited to the times required to use the manipulators and the adapters on the cantilever arms 13 , 19, 88 to fix the manipulators 14, 20 and later to dismantle them once the decompression work has ended. All other work can be carried out remotely. As a result of the use of adapters 89 with a plurality of hose connections 91 to 94, a plurality of steam generator tubes 81, 82, 85, 86 can be electropolished at the same time and the total time in which decontamination is carried out can be greatly reduced.

15 Patentansprüche 4 Figuren15 claims 4 figures

BezugezeichenlisteReference character list

Figure imgb0001
Figure imgb0001
Figure imgb0002
Figure imgb0002

Claims (15)

1. Verfahren zum Elektropolieren der Innenoberfläche von U-förmigen Wärmetauscherrohren mit einer an den negativen Pol einer Gleichspannungsquelle angeschlossenen, in das Wärmetauscherohr einschiebbaren und über ein Zugorgan wieder herausziehbaren Elektrode und mit einer an einen Elektrolytbehälter angeschlossenen Pumpe für die Zuführung des Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet , daß in den beiden Kammern (11, 18) der Bodenkalotte (12) des Wärmetauschers (1) zunächst je ein für sich bekannter Manipulator (14, 20) zur fernbedienbaren Positionierung von Rohrsonden in den Mündungen von Wärmetauscherrohren (4, 5) eingesetzt und am freien Ende des Auslegearms (13, 19, 88) jedes Manipulators je ein Adapter (15, 21, 89) mit mindestens einem Schlauchanschluß befestigt wird, die beiden Adapter vom jeweiligen Manipulator mit einer Dichtung (95 bis 98) an die Mündungen desselben Wärmetauscherrohres (3, 81, 82, 85, 86) angedrückt werden, anschließend eine Elektrode (24) über ein Schubkabel (23) bis zum Ende des zu prüfenden Abschnittes des Wärmetauscherrohres durch einen der beiden an das Wärmetauscherrohr angeschlossenen Schläuche (16) eingeschoben, die Elektrolytflüssigkeit sodann über einen der Schläuche (9) in das Wärmetauscherrohr gepumpt und über den anderen Schlauch (16) in ein Auffangbecken (7) geleitet und die Elektrode bei eingeschaltetem Strom langsam aus dem Wärmetauscherrohr herausgezogen und der Elektrolyt zuletzt aus dem Wärmetauscherrohr entfernt wird.1. A method for electropolishing the inner surface of U-shaped heat exchanger tubes with an electrode connected to the negative pole of a DC voltage source, which can be inserted into the heat exchanger tube and pulled out again via a pulling element, and with a pump connected to an electrolyte container for supplying the electrolyte, characterized in that that in each of the two chambers (11, 18) of the bottom cap (12) of the heat exchanger (1) a manipulator (14, 20) known per se for remote-controlled positioning of tube probes in the mouths of heat exchanger tubes (4, 5) and on free end of the extension arm (13, 19, 88) of each manipulator, one adapter (15, 21, 89) each with at least one hose connection, the two adapters from the respective manipulator with a seal (95 to 98) to the mouths of the same heat exchanger tube ( 3, 81, 82, 85, 86) are pressed, then an electrode (24) via a push cable (23) bi s at the end of the section of the heat exchanger tube to be tested, inserted through one of the two hoses (16) connected to the heat exchanger tube, the electrolyte liquid is then pumped into the heat exchanger tube via one of the tubes (9) and via the other tube (16) into a collecting basin (7 ) and the electrode is slowly pulled out of the heat exchanger tube when the current is switched on and the electrolyte is finally removed from the heat exchanger tube. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Elektrolytflüssigkeit in der gleichen-Richtung ins Wärmetauscherrohr (3, 81, 82, 85, 86) eingepumpt wird, in der die Elektrode (24) aus dem Wärmetauscherrohr herausgezogen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the electrolyte liquid is pumped in the same direction into the heat exchanger tube (3, 81, 82, 85, 86), in which the electrode (24) is pulled out of the heat exchanger tube. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß das Druckgas zur Uberprüfung des dichten Sitzes der Adapter (15, 21, 89) vor dem Einpumpen des Elektrolyten in den Schlauch gedrückt wird.3. The method according to claim 1, character- ized in that the compressed gas for checking the tight fit of the adapter (15, 21, 89) is pressed before pumping the electrolyte into the hose. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich- net , daß die Elektrode (24) an einem aus einem glatt ummantelten Kupferkabel (47) bestehenden Schubkabel (23) befestigt, mit dem Schubkabel durch einen der beiden Schläuche (16) und den zugehörigen, vom jeweiligen Manipulator (20) positionierten Adapter (21) in ein Wärmetauscherrohr (3) hinein- und wieder herausschiebbar ist, das Schubkabel durch eine, das freie Ende des Schlauches abschließende Dichtvorrichtung (22) hindurchgeführt ist und der eine mit der Dichtvorrichtung verbundene Schlauch (9) an seinem freien Ende an einem Elektrolytversorgungssystem (27) angeschlossen ist.4. Device for carrying out the method according to claim 1 to 3, characterized in that the electrode (24) is attached to a push cable (23) consisting of a smoothly sheathed copper cable (47), with the push cable through one of the two hoses ( 16) and the associated manipulator (20) positioned adapter (21) can be pushed into and out of a heat exchanger tube (3), the push cable is guided through a sealing device (22) that closes the free end of the hose and one the free end of the hose (9) connected to the sealing device is connected to an electrolyte supply system (27). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß das mit der Dichtvorrichtung (22) verbundene Schlauchende an ein Auffangbecken (7) für den verbrauchten Elektrolyten und das Ende des anderen Schlauches (9) an eine Pumpe (8) für die Zuführung frischen Elektrolyten angeschlossen ist.5. The device according to claim 4, character- ized in that the hose end connected to the sealing device (22) to a catch basin (7) for the used electrolyte and the end of the other hose (9) to a pump (8) for the supply fresh electrolyte is connected. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- kennzeichnet, daß das Auffangbecken (7) für den verbrauchten Elektrolyten an eine Einrichtung (28, 29, 30) zur Wiederaufarbeitung des Elektrolyten angeschlossen ist.6. The device according to claim 5, characterized in that the catch basin (7) for the used electrolyte is connected to a device (28, 29, 30) for reprocessing the electrolyte. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß an der Dichtvorrichtung (22) eine Vorschubeinrichtung (25) zur Längsverschiebung des Schubkabels (23) angeschlossen ist.7. The device according to claim 4, character- ized in that a feed device (25) for longitudinal displacement of the push cable (23) is connected to the sealing device (22). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung (25) motorisch angetriebene, das Schubkabel (13) zwischen sich einklemmende Antriebsrollen (74 bis 78) umfaßt.8. The device according to claim 7, character- ized in that the feed device (25) motor-driven, the push cable (13) between them clamping drive rollers (74 to 78). 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung (25) eine gekühlte Aufwickeltrommel (26) bzw. Aufwickeltopf für das Schubkabel (23) umfaßt.9. The device according to claim 8, characterized in that the feed device (25) comprises a cooled take-up drum (26) or take-up pot for the push cable (23). 10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Adapter (15, 21, 89) mindestens einen an den Durchmesser der Wärmetauscherrohre (3, 4, 5, 81 bis 87) und der Elektrode (24) angepaßten mit einer ringförmigen, an den Rohrboden (2, 80) des Wärmetauschers (1) anpreßbaren Dichtung (95 bis 98) versehenen Schlauchanschluß (91 bis 94) besitzt und am Auslegerarm (13, 19, 88) eines Manipulators befestigbar ist.10. The device according to claim 4, character- ized in that the adapter (15, 21, 89 ) at least one adapted to the diameter of the heat exchanger tubes (3, 4, 5, 81 to 87) and the electrode (24) with an annular , to the tube sheet (2, 80 ) of the heat exchanger (1) which can be pressed on with the seal (95 to 98) provided with a hose connection (91 to 94) and can be attached to the extension arm (13, 19, 88) of a manipulator. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge- kennzeichnet, daß eine den Schlauchanschluß (91 bis 94) umgebende Auffangwanne (90) für auslaufende Elektrolytflüssigkeit am Adapter (89) befestigt ist.11. The device according to claim 10, character- ized in that a collecting trough (90) surrounding the hose connection (91 to 94) for leaking electrolyte liquid is attached to the adapter (89). 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Auffangwanne (90) mit einem Hilfsschlauch (105) an das Auffangbecken (7) für den verbrauchten Elektrolyten angeschlossen ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the collecting trough (90) with an auxiliary hose (105) is connected to the collecting basin (7) for the used electrolyte. 13. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e - kennzeichnet, daß die Auslegerarme (13, 19) der beiden Manipulatoren (14, 20) synchron zu den beiden Enden ein- und desselben Wärmetauscherrohres (3) positionierbar sind.13. The apparatus according to claim 4, characterized g e - indicates that the cantilever arms (13, 19) of the two manipulators (14, 20) synchronously to the two ends of one and the same heat exchanger tube (3) can be positioned. 14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Adapter (89) mehrere im selben gegenseitigen Abstand wie die Wärmetauscherrohe (81 bis 87) angeordnete Schlauchanschlüsse (91 bis 94) trägt.14. The apparatus according to claim 10, characterized in that the adapter (89) carries a plurality of hose connections (91 to 94) arranged at the same mutual distance as the heat exchanger tubes (81 to 87). 15. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß das Kupferkabel (47) mit Polytetrafluorethylen ummantelt ist.15. The apparatus according to claim 4, characterized in that the copper cable (47) is sheathed with polytetrafluoroethylene.
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