SE505475C2 - Provningsanordning, sondsvärd och förfarande för materialprovning av en genomföring vid en kärnreaktor - Google Patents

Description

505 475 2 som förbinder ett rör med locket. Vid en spricka i röret ovanför svetsen kan vatten komma upp på lockets utsida när reaktorn är trycksatt, medan en spricka nedanför svetsen är mindre farlig eftersom den inte ger något yttre läckage. Ur säkerhetssynpunkt är det nödvändigt att prova materialet vid genomföringarna för att detektera sprickor och bestämma dessas egenskaper såsom storlek, läge och orientering.

Enligt känd teknik utförs kontroll av ett reaktorlock genom att locket med styrstavsmekanism monteras av reaktorn och placeras på ett biologiskt betongskydd. Med hjälp av en manipulator placerad under lockkupolen kontrolleras medelst virvelströmsteknik förekomsten av defekter vid varje lock- genomföring, varvid en virvelströmssond förs upp i den nämnda spalten mellan hylsan och röret. Virvelströmsonden förs upp i spalten med hjälp av ett tunt metallsvärd, vid vars spets sonden är monterad. Svärdet böjs förbi hylsans tratt och in i spalten med hjälp av rullar. På grund av svärdets vekhet kan svärdet endast föras i vertikal led och måste dras ut ur spalten innan förflyttning runt hylsan kan ske. Om defekter detekteras vid en eller flera genomföringar med den nämnda virvelströmsprovningen, demonteras hela styrstavsmekanismen och genomföringshylsan med dess tratt för den ifrågavarande genomföringen. För demontering av hylsan demonteras styr- stavsmekaniskmen samt tillhörande tätningsorgan vid genom- föringens överdel, hylstratten monteras bort och hylsan dras uppåt ur röret. Därefter fastställs medelst ultraljudsteknik och med hjälp av en vid ovansidan av locket placerad manipu- lator egenskaper såsom djup, längd, läge och orientering hos varje defekt, varvid intresset idag är mest fokuserat på longitudinella sprickor. En sådan reaktorkontroll är dyrbar, tidskrävande, medför demontering av hylsorna enbart för ultraljudsprovningen av rörens insida och medför manuell hantering som framför allt ger radioaktiv strålningsbelast- ning på de personer som utför arbetet. Det föreligger i flera länder ett idag akut behov av att kontrollera tryckvatten- reaktorer med avseende på sprickor i genomföringarna och ett behov av en ändamålsenlig provningsutrustning, som eliminerar onödig bestrålning av människor. Det är således önskvärt att 505 475 3 kunna fastställa defekternas egenskaper utan den ogynnsamma hylsdemonteringen.

Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en förenklad och förbättrad provningsmöjlighet för en tryck- vattenreaktor. Särskilt vill man maskinellt kunna utföra både detektering och sprickegenskapsfastställning utan kostsam och riskfylld demontering av styrstavsmekaniksmen och genom- föringshylsan, och därmed minska stråldoserna för människor.

I enlighet med den föredragna utföringsformen vill man kunna utföra hela provningen med hjälp av den enligt känd teknik innanför det avmonterade locket placerade manipulatorn.

Ovannämnda och andra syften och fördelar erhålles enligt uppfinningen med en provningsanordning och ett sondsvärd av nämnt slag, vilka företer de särdrag som anges i den känne- tecknande delen av patentkravet 1 respektive patentkravet 4.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i form av ett ut- föringsexempel och i anslutning till figurerna. Det visas i: Fig 1 - en översiktlig principskiss av ett tryckvattenreak- torlock med en provningsanordning enligt uppfinningen monte- rad vid en manipulator som är placerad under locket, Fig 2 - en principskiss av en lockgenomföring, Fig 3 - en skiss av en svetsfog utvikt i ett plan, Fig 4 - en skiss av en föredragen utföringsform av en prov- ningsanordning enligt uppfinningen, Fig 5 - en lyftmotoranordning i en lyftanordning hos en prov- ningsanordning enligt uppfinningen, Fig 6 - en bromsanordning i en lyftanordning hos en prov- ningsanordning enligt uppfinningen, 505 475 4 Fig 7 - en principskiss av provningsanordningen enligt upp- finningen med tillhörande periferiutrustning, varvid prov- ningsanordningen är dockad vid en lockgenomföring, Fig 8 - övre delen av en provningsanordning enligt uppfin- ningen dockad vid en lockgenomföring, Fig 9a - ett principiellt tvärsnitt av en genomföring efter hylsans utböjning, Fig 9b - ett principiellt längsgående snitt genom en genom- föring med den principiella formen hos ett sondsvärd i infört läge inritad i spalten, Fig 10 - en principskiss av ett sondsvärd enligt uppfinning- en, Fig 11 - en principskiss av övre delen av ett sondsvärd enligt uppfinning, med fem tvärsnitt av svärdet vid angivna snittställen, Fig 12a och 12b - ett sondsvärdhuvud med en rengöringssond enligt uppfinningen, Fig 13a och 13b - ett sondsvärdhuvud med en virvelströmssond enligt uppfinningen, Fig l4a och 14b - ett sondsvärdhuvud med en ultraljudsond enligt uppfinningen.

Provningsanordning I Fig 1 visas ett tryckvattenreaktorlock 1 placerat på ett biologiskt betongskydd 2. I locket finns ett flertal genom- föringar 4, normalt ca 60 - 75 st, varav endast tvâ är in- ritade. En genomföring 4 består av ett locket 1 genomgående rör 6, som är tätande svetsat vid locket 1 vid dess undre yta. I röret 6 finns en med röret väsentligen koaxial hylsa 8 med en trattformad nederdel. De nedre ändytorna hos samtliga 505 475 styrstavsgenomföringars hylsor 8 ligger normalt vid väsent- ligen samma plan, såsom visas i fig 1. Den från varje rör 4 nedstickande delen av hylsan 8 är olika lång beroende på var i lockkupolen genomföringen sitter.

Under lockkupolen visas i fig 1 en för mätnings- och under- hållsändamål placerad manipulator 10 med tre frihetsgrader.

Vid manipulatorns yttersta led 12 är en provningsanordning 14 enligt uppfinningen fäst via ett manipulatorverktygsgräns- snitt, i föreliggande fall en laxstjärt. Provningsanordningen 14 är dockningsbar vid lockgenomföringens trattformade neder- del och dockas med hjälp av manipulatorn 10 för införande av ett i provningsanordningen 14 innefattat sondsvärd i en spalt hos genomföringen. I figuren visas'hur provningsanordningen 14 med hjälp av manipulatorn 10 står i ett läge inför dock- ning vid en lockgenomföring 4. Dessförinnan har genom- föringarnas lägen fastställts i manipulatorkoordinater med hjälp av en kamera och positionering av provningsanordningen vid vald genomföring sker genom utnyttjande av det befintliga manipulatorstyrsystemet. För montering av den uppfinningsen- liga provningsanordningen vid manipulatorn förs den till en lucka i betongskyddet, varpå en operatör genom luckan lutar sig in i eller stiger in i den radioaktiva miljön och utför monteringen. I en vidareutveckling av uppfinningen förutses en fällbar arm som åtminstone skall medgiva möjlighet att sticka ut provningsanordningen genom luckan för exempelvis byte av sondsvärd utan att operatören skall behöva gå in under kupolen.

Fig 2 visar en lockgenomföring 4 i genomskärning, varvid lockets 1 godstjocklek B normalt är ca 200 - 250 mm. Det locket 1 genomgående röret 6 är tätande fäst vid locket medelst en vid lockets undre yta runt röret löpande rörsvets 16. Mellan röret 6 och locket 1 finns ovanför svetsen en smal första spalt 18, hädanefter kallad rörspalt. Röret 6 har normalt en ytterdiameter av ca 100 mm och en innerdiameter av ca 70 mm. Rörets 6 nedre del avslutas med en invändig konfor- mighet 19, som för bekvämlighetens skull hädanefter kallas .zs 505 475 6 rörkon. Rörkonen 19 har en konicitet av typiskt några grader, t ex 3 grader.

I röret 6 finns en hylsa 8, som normalt har en ytterdiameter av ca 64 mm, innefattande en nedåtvänd trattformighet 9, hädanefter kallad hylstratt. Hylsan 8 är på ett icke visat sätt vid sin övre ände tätande förenad med rörets på lockets 1 ovansida utstickande ände. När styrstavarna är upplyfta har man möjlighet att lyfta hylsan till ett svängbart läge.

Mellan hylsan 8 och röret 6 finns en andra spalt 20, hädan- efter kallad hylsspalt, med en nominell spaltbredd av normalt ca 3 mm. Vid genomföringens överdel finns i hylsspalten medel för att hålla hylsan i valt läge, vilket kan ändras genom att lyfta hylsan. Avståndet A mellan hylsans 8 nedre ändyta och rörets 6 nedre ändyta varierar beroende av genomföringens 4 placering i det kupolformade locket 1 och p g a att hylsorna 8 är anordnade så att alla hylsors 8 nedre ändytor ligger i väsentligen samma plan.

Sprickor kan, såsom har nämnts, uppstå i röret 6 i närheten av rörsvetsen 16. Vid rörsprickor i området ovanför svetsen kan i reaktorn trycksatt fluid komma ut i rörspalten 18 och via denna komma upp på lockets 1 ovansida. Vid rörsprickor i området nedanför rörsvetsen 16 förekommer inget yttre läckage, men även dessa sprickor skall detekteras. I figuren är ett provningsområde i axiell ledd C angivet mittför och omkring rörsvetsen 16. Området C innefattar ett område D ovanför rörsvetsen 16, ett område E mitt för hela rörsvetsen 16 och ett område F nedanför rörsvetsen 16. Idag krävs prov- ning av materialet i ett område som sträcker sig över svetsen och täcker ett område D ovanför svetsen om ca 50 mm och ett område F nedanför svetsen av ca 50 mm.

Materialprovningen över det beskrivna området sker enligt uppfinningen genom att ett sondsvärd nedifrån förs upp i hylsspalten 20 och roteras utefter spalten runt genomföring- ens symmetriaxel. Sondsvärdet förs då i en rörelse som följer rörsvetsen 16 och dess tillhörande provområde. Eftersom rörsvetsen 16 följer lockets kupolformiga innerytas skärning 505 475 7 med lockgenomföringens rörformiga mantelyta, beskriver prov- området utbrett i ett plan ett väsentligen sinusformat band 22 enligt fig 3. I fig 3 har provomrâdets bandbredder samma beteckningar som i fig 2, varvid z-axelns 0-punkt antas ligga vid rörets 6 nedre ändyta. När sondsvärdet roterar utefter provområdet i hylsspalten 20 skall det således täcka hela bredden C samt följa bandet 22 och skall därför i vertikal led ha en slaglängd räknat från rörets 6 ändyta som vid lockets periferi normalt kan vara ca 280 mm. Slaglängden är markerad med G i fig 2 och 3. För att säkerställa fullständig avsökning av provområdet roteras sondsvärdet mer än 3600 runt hylsan 8, normalt ca 4000.

I fig 4 visas som exempel en skiss av en föredragen ut- föringsform av provningsanordningen 14 enligt uppfinningen.

Provningsanordningen 14 kännetecknas av att den innefattar en nypanordning 32 för att genom nypkraft mellan ett rörs 6 yttre mantelyta och den yttre mantelytan hos den utstickande delen av hylsan 8 vid en sida öka hylsspaltens 20 (se fig 2) vidd, en svärdstyranordning samverkande med nypanordningen för att styra in svärdet i den viddökade delen av spalten, en första lyftanordning för att bringa nypanordningen till jämnhöjd med det yttre rörets nederdel, en andra lyftan- ordning för att föra upp svärdet i spalten och en vridanord- ning för att i samverkan med nypanordningen runtomförflytta den viddökade delen av spalten samt däri förflytta svärdet genom provområdet, av att den är fästbar vid den ovan nämnda manipulatorn, av att den är dockningsbar vid en vald genom- föring med hjälp av manipulatorn, varvid lyftanordningen är anordnad vid vridanordningen och varvid svärdstyranordningen bärande ett sondsvärd och nypanordningen är anordnade vid lyftanordningen linjärt rörliga i rörens axialriktning.

Provningsanordningens 14 första lyftanordning innefattar en centralstruktur 24 som är roterbart fäst vid en ram 26. Ramen 26 innefattar i sin tur en vridanordning innefattande en rotationsdrivenhet (icke visad) för centralstrukturen 24 och ett kopplingsdon (icke visad) för anslutning av system för styrning som skall beskrivas närmare nedan. Vid ramen 26 är 505 475 8 fäst ett manipulatorverktygsgränssnitt 30, i detta utförings- exempel en s.k. laxstjärt, avsett att kopplas till mot- svarande organ hos en manipulator.

Vid centralstrukturens 24 övre ände finns en stympad kon, hädanefter kallad dockningskon 34, som passar mot hylstratten 9 och tjänstgör som formlåsande dockningsorgan vid provnings- anordningens 14 dockning vid en lockgenomföring 4. I central- strukturen 24 är vid dess topp en kamera, ett belysningsorgan och en siktanordning anordnade (icke visade) för visuellt stöd vid dockningsmanövreringen. Med hjälp av siktanordningen kan en säker centrering av centralstrukturen 24 i förhållande till genomföringens 4 axel utföras. Vid centralstrukturens 24 nederdel är en fluiduppsamlingsbehållare 35 anordnad för uppsamling av fluid, som vid användning av provningsanord- ningen rinner nedför centralstrukturen 24, härrörande från fluidansamling i en genomföring 4, från rengöring av hyls- spalten och från kontaktmedium vid ultraljudsprovning.

Runt centralstrukturen 24 är en i vertikal led rörlig nyp- anordning uppbyggd, vilken i sin helhet är betecknad med 32.

Nypanordningen 32 är lösbart fäst vid centralstrukturen 24 medelst ett tillhörande övre fästorgan 36 och ett tillhörande nedre fästorgan 38. Den första lyftanordningen innefattar en längs centralstrukturen 24 vertikalt förskjutbar balk, här kallad vertikalbalk 40, medelst vilken nypanordningen 32 i sin helhet är förskjutbar i vertikal led. Vertikalbalken manövreras i vertikal led medelst en vertikalbalksdrivenhet 42 och en vertikalbalksbroms 44, varvid vertikalbalksdriven- heten 42 är innefattad i det nedre fästorganet 38 och verti- kalbalksbromsen 44 i det övre fästorganet 36.

I fig 5 visas ett tvärsnitt av det nedre fästorganet 38, innefattande en fjärrmanövrerbar vertikalbalksdrivenhet 42, med vilken en vertikalbalk 40 är kraft- och formlåst förbun- den via två vertikalstänger 41. Vertikalstängerna 41 är fästa vid och löper längs balkens 40 sidor. I föreliggande ut- föringsform är stängerna fästa vid balken medelst skruvar.

Det nedre fästorganet 38 innefattar ett klämorgan 46 för 505 475 9 medelst åtminstone en skruv 48 lösbar fastsättning av fäst- organet med vertikalbalksdrivenheten vid centralstrukturen 24. Vertikalbalksdrivenheten 42 är förbunden med klämorganet medelst ytterligare åtminstone en skruv 48 och innefattar en fjärrmanövrerbar elmotor, en växel 52, en positionsgivare 54, två medelst lager 56 rotationslagrade tväraxlar 58 och 60, varav den ena axeln 58 har en kraftöverförande förbindelse med motorn 50 och sålunda fungerar som drivaxel för vertikal- balken 40. De båda axlarna kallas hädanefter för drivtväraxel 58 och stödtväraxel 60. Vid tväraxlarnas 58, 60 från central- strukturen 24 vända ändar är var sitt spårhjul 62 anordnade, vilkas spår är delvis kilformade. Vertikalbalken 40 uppvisar ett prismatiskt tvärsnitt vars gavlar även de uppvisar kil- formade spår. Mellan varje spårhjul 62 och vertikalbalkens 40 respektive gavel är de nämnda vertikalstängerna 41 anordnade.

Vid förskjutning av vertikalbalken 40 och vertikalstängerna 41 överförs spårhjulens 62 rotationsrörelse till en linjär rörelse medelst friktion mellan hjulen och stängerna. I övre delen av fig 5 visas en sidovy av ett i vertikalbalksdriven- heten innefattat axelupphängningsorgan 64 från dess mot centralstrukturen 24 vända sida, vid den närmast vertikal- balken belägna sidan av centralstrukturen 24.

I fig 6 visas analogt med fig 5 ett tvärsnitt av det övre fästorganet 36, innefattande en vertikalbalksbromsanordning 44 med vilken den nämnda vertikalbalken 40, på samma sätt som vid vertikalbalksdrivenheten 42, är kraft- och formlåst förbunden via vertikalstängerna 41. Det övre fästorganet 36 är uppbyggt enligt samma principer som det ovan beskrivna nedre fästorganet 38, men uppvisar istället för en drivmotor en fjärrmanövrerbar broms 70, som via en mellanbromsaxel 72 bromsar bromstväraxelns 68 rotationsrörelse. Vertikalbalkens 40 linjära rörelse kan sålunda stoppas eller förhindras med hjälp av bromsen 70. De organ som förekommer identiskt eller motsvarande i fig 5 och 6 är markerade med samma hänvisnings- beteckningar. I övre delen av fig 6 visas en sidovy av det övre fästorganets 36 från centralstrukturen 24 vända sida, vid den sida av centralstrukturen som är belägen mitt emot vertikalbalksidan. 505 475 Åter med hänvisning till fig 4 innefattar nypanordningen 32 så som har nämnts en vertikalbalk 40 med tillhörande verti- kalstänger. Den med nypanordningen samverkande svärdstyr- anordningen innefattar en svärdgejd 74 anordnad vid vertikal- balken 40, vilken medelst åtminstone ett linjärförskjutande svärdgejdsmanövreringsorgan 76 och en svärdgejdsarm 77 är manövrerbart svängbar omkring en svärdgejdsaxel 75. Upptill har vertikalbalken ett uppåt öppet urtag som medgiver att svärdgejden 74 kan fällas in mot centralstrukturen 24 mellan vertikalbalkens 40 gavlar. Detta för att vertikalbalkens övre upplagring via spårhjulen skall kunna placeras så högt upp på centralstrukturen 24 som möjligt. Genom svärdgejden 74 löper en väsentligen S-formig gejdspalt 73 som mynnar vid svärdgej- dens topp. Den nämnda gejdspalten 73 har i föreliggande utföringsform ett väsentligen rektangulärt tvärsnitt, och medgiver svärdet ett visst spel i tvärsnittet. Vid motsatta sidan av centralstrukturen 24 mittför svärdgejden 74 är vidare en nyparm 78 anordnad vid nypanordningen 32. Nyparmen 78 är manövrerbart svängbar omkring en nyparmsaxel 81 medelst åtminstone ett linjärförskjutande nypmanövreringsorgan 80 och en arm 79. I den föredragna utföringsformen av uppfinningen utgörs de linjärförskjutande manövreringsorganen 76, 80 av pneumatiska cylindrar.I föreliggande utföringsform är nyp- anordningen 32 utformad på det hela taget symmetriskt med en krage omslutande centralstrukturen 24 och linjär- förskjutningsorgan 76, 80 fästa vid kragen på ömse sidor om centralstrukturen 24. Längs med vertikalaxeln är vid lyft- anordningens vertikalbalk 40 en sondsvärdsdrivenhet 83 anord- nad, vid vilken ett sondsvärd 85 är lösbart anordnat. Sond- svärdet 85 är vid sin översta del glidbart infört i svärdgej- den 74. Medelst sondsvärdsdrivenheten 83 är sondsvärdet 85 manövrerbart rörligt i vertikal led, varvid svärdets främre ände styrs av svärdgejden 74. Sondsvärdets 85 rörelse åstad- kommes medelst en i sondsvärdsdrivenheten 83 innefattad el- motor (ej visad) och en ledskruv 82 med samverkande ledmutter 84, vid vilken mutter sondsvärdet är fäst.

Vid svärdgejdens 74 topp är ett vätskesugmunstycke 88 anord- nat för utsugning av fluid och smuts härrörande från ren- 505 475 ll göring av hylsspalten eller från kontaktmedium vid ultra- ljudsprovning. Det utsugna materialet förs via en ledning längs vertikalbalken till ett separat uppsamlingskärl. Vidare är vid svärdgejden 74 ett verifieringsorgan 90 anordnat för verifiering av den vid sondsvärdets 85 spets anordnade prov- sondens funktion. I föreliggande fall är verifieringsorganet 90 utformat som ett metallstycke, vilkeš fungerar som en bortre gränsyta vid kontroll av en ultraljudsond. Vid nyp- anordningen 32 är en övervakningskamera 92 anordnad för övervakning av mothållsarmens 78, svärdgejdens 74 och sond- svärdets 85 rörelser vid dockningen respektive vid provnings- rörelsen efter dockningen.

Med hjälp av fig 1, fig 7 och fig 8 skall nu provningsanord- ningens 14 rörelse vid dockning och provning närmare förkla- ras. Fig 7 visar provningsanordningen 14 i ett vid en genom- föring 4 dockat läge. I fig 7 är också till provningsanord- ningen hörande perifera system för styrning principiellt visade, vilka förklaras närmare nedan. Fig 8 visar övre delen av provningsanordningen 14 dockad vid en lockgenomföring 4 och med nypanordningens 32 nyparm 78 och svärdgejd 74 i läge för införing av sondsvärdet 85 i hylsspalten. I fig 1 står provningsanordningens 14 centralstruktur 24 väsentligen koaxialt under en genomföring 4, till vilket läge provnings- anordningen har manövrerats medelst manipulatorn 10. Med hjälp av de nämnda, vid centralstrukturens topp anordnade kameran och siktanordningen precisionsmanövreras medelst manipulatorn 10 provningsanordningen 14 till det dockade läge som visas i fig 7, vid vilket provningsanordnigens dock- ningskon står i formlåsande förbindelse med lockgenom- föringens hylstratt 9. Den med provningsanordningen 14 docka- de hylsan 8 lyfts sedan ett stycke för att öka dess rörlighet i sidled. Därefter, se fig 8, förs svärdhållaren 32 medelst vertikalbalksdrivenheten 42 upp förbi hylstratten 9, När svärdgejdens 74 topp har passerat hylstratten 9 förs medelst svärdgejdsmanövreringsorganet 76 svärdgejdens 74 överdel mot hylsan 8 så att en vid den nämnda överdelen anordnad hylsan- liggningsyta 71 ligger an mot hylsan 8. Nypanordningen 32 förs vidare uppåt tills svärdgejdens topp går emot eller 505 475 12 ligger nära rörets 6 nedre ändyta. Gränsläget indikeras av en gränslägesgivare, t ex en induktivgivare, innefattad i svärd- gejdens topp. Sedan förs medelst nypmanövreringsorganet 80 nyparmens 78 överdel mot röret 6 så att en vid den senast nämnda överdelen nypyta 86 ligger an mot rörets 6 mantelyta.

Med hjälp av nyparmen 78 och svärdgejden 74 trycks nu medelst manövreringsorganen 76, 80 hylsan 8 ut mot den sida av röret 6 där nyparmen är applicerad, för att öka hylsspaltens bredd inför införandet av sondsvärdet. Det finns i hylsan 8 och manipulatorn med den pâmonterade provningsanordningen en eftergivlighet som medgiver en utböjning av de till varandra dockade ändarna av hylsan och provningsanordningen av stor- leksordning några mm. Sondsvärdet kan nu via svärdgejden 74 föras vertikalt upp i den vidgade hylsspalten medelst sond- svärdsdrivenheten (83) och manövreras medelst den nämnda drivenheten över det definierade provområdets höjd. För att föra sonden över hela det ovan beskrivna provområdet runt rörets inneryta vrids centralstrukturen 24 med den därtill rotationsfast monterade svärdhållaren 32 medelst den i ramen 26 innefattade rotationsdrivenheten. Alla rörelser är sek- vensstyrda och styrs steg för steg med hjälp av signaler från gränslägesgivare anordnade i den nämnda provningsanordningen.

I fig 9a visas ett principiellt tvärsnitt av hur genom- föringen ser ut efter utböjning av hylsan 8 mot rörets 6 innervägg. I figuren är nypytan 86, sondsvärdet 85 och svärd- gejdens 74 schematiskt antydda topp visade. För förståelsen är också nypkrafterna utritade som pilar och är betecknade med F. När centralstrukturen 24 med nypanordningen 32 rote- rar, glider nypytan 86 mot rörets 6 mantelyta och svärdgej- dens hylsanliggningsyta 71 mot hylsans mantelyta under det att dockningskonens ingrepp med hylstratten bibehålles. I fig 9b visas principiellt hur sondsvärdet 85 i infört läge pga de påtvingade krökningarna får en väsentligen s-formig böjning. Åter med hänvisning till fig 7 hör till provningsanordningen enligt uppfinningen perifera stödsystem för styrning, vilka är schematiskt visade i figuren. Följande system är i före- liggande exempel anslutna till provningsanordningen: Ett 505 475 13 styrsystem för styrning av provningsanordningens rörelser, ett virvelströmsmätningssystem, ett kamerasystem för över- vakning av provningsanordningens rörelse, ett ultraljuds- system för defektbestämning, ett fluidförsörjningssystem för svärdets försörjning av rengöringsfluid och kontaktmedium, samt ett pneumatiskt system för manövrering av de i utföringsexemplet ingående pneumatiska organen.

Sondsvärd Sondsvärdet enligt uppfinningen är i enlighet med ovanstående beskrivning till för införande i en spalt mellan två kon- centriska rör och förflyttning i rörens axialriktning såväl som runtomgående. Sondsvärdet kännetecknas av att det inne- fattar en sondände, ett elastiskt svärdblad med ett till spaltformen anpassat höjt tvärsnitt, ett anslutningsdon vid den sondänden motsatta änden och en vid sondänden monterad sond, varvid svärdet innefattar åtminstone en i svärdet längs en kant av svärdet löpande ledning för transportering av en fluid fram till sondänden och eventuellt åtminstone en för sondens anslutning på samma sätt löpande elektrisk ledning, och varvid anslutningsdonet tjänar till fastsättning vid en svärdmanövreringsanordning och till anslutning av en tilled- ning för fluid och av en elektrisk ledning.

I fig 10 visas en principiell skiss av ett uppfinningsenligt sondsvärd 85 innefattande ett svärdhuvud 94 ägnat för in- fästning av en sond 100 och ett anslutningsdon 96. Sondsvär- det 85 innefattar åtminstone en elektrisk ledning 97 och åtminstone en fluidledning 98, vilka löper i svärdbladet längs dess kanter från anslutningsdonet 96 till svärdhuvudet 94. Den elektriska ledningen 97 är avsedd för eventuell strömförsörjning till och överföring av mätsignaler från sonden 100, medan fluidledningen 98 är avsedd för eventuell fluidtransport till den nämnda sonden. Anslutningsdonet 96 vid svärdets nederände innefattar åtminstone en elektrisk anslutning 99 och åtminstone en fluidledningsanslutning 101.

Anslutningsdonet 96 innefattar också medel för fastsättningen av svärdet vid sondsvärdsdrivenhetens 83 ledmutter. 505 475 l4 I fig ll visas som ett utföringsexempel den övre delen av ett sondsvärd 85 jämte tvärsnitt a, b, c, d och e vid angivna delar av svärdet. Svärdhuvudet uppvisar ett detta genomgående urtag 102, vilket är avsett för inmontering av en sond.

Tvärsnitten a - e visar svärdets krökning, varvid ytterkon- turens krökning är anpassad till det yttre rörets innerytas krökning, medan svärdets inre radie är bestämd av hållfast- hetstekniska villkor. Den i fig 9b visade, väsentligen s- formade kurvan svärdet beskriver vid i spalten infört läge ställer höga krav på svärdets eftergivlighet i två rikt- ningar. Likaså ställer den runt om spalten gående svärdrörel- sen höga krav på svärdets styvhet i dess tvärriktning. Vid förflyttning genom svärdgejden genomgår successivt delar av svärdet böjningspåkänningar, där svärdets tvärsnitt blir väsentligen plant, för att i hylsspalten återta sin krökta form. För att klara påfrestningarna vid svärdets böjningar är tvärsnittet tunnare vid mitten, medan det längs kanterna har ett tjockare tvärsnitt för att åstadkomma ett stort tröghets- moment mot böjningar i svärdets tvärled och för att inhysa de nämnda ledningarna.

Vid svärdets ytterkanter syns elektriska ledningar 97 respek- tive fluidledningar 98. I det föreliggande utföringsexemplet är elektriska ledningar och fluidledningar inlagda sida vid sida vid svärdets båda kanter.

Det framgår av fig 11 hur de elektriska ledningarna 97 stic- ker fram ur svärdet vid urtagets 102 nedre kant, för att där- ifrån kunna anslutas till en vid urtaget inmonterad sond. I den föredragna utföringsformen är de elektriska ledningarna s.k. koaxialkablar. Fluidledningarna löper i svärdhuvudet längs urtagets kanter och mynnar efter en 180° krökning ut nedåt vid urtagets överkant. På så sätt kan fluid matas ut över den inmonterade sonden.

För att uppfylla hållfasthetskraven och kunna integrera de nämnda ledningarna i svärdet är materialet viktigt. I den föredragna utföringsformen är svärdet utfört av kolfiber- armerad plast. 505 475 Fig 12a och 12b visar framifrån och från sidan överdelen av ett sondsvärd 85 enligt uppfinningen med en rengöringssond 104 för rengöring av hylsspalten inmonterad vid svärdhuvudet.

Rengöringssonden 104 är fäst vid en eftergivlig hållare 106, vars ena ände i sin tur är fäst vid svärdet. Vid hållaren 106 är fäst en eller flera borstar 108. Vid rengöring förs ren- göringssonden runt i hylsspalten, under det att rengörings- fluid via fluidledningen 98 matas ut över borstarna.

Fig 13a och 13b visar på samma sätt ett sondsvärd 85 med en virvelströmssond 110 för virvelströmsprovning vid provmrådet i hylsspalten. Virvelströmssonden 110 är likaså fäst vid en eftergivlig hållare 106, som är fäst vid svärdet, och är på icke visat sätt ansluten till den elektriska ledningen 97.

Fig 14a och 14b visar på samma sätt som de föregående figu- rerna 12 - 13 ett sondsvärd 85 med en ultraljudsond 112 för ultraljudsprovning vid provområdet i hylsspalten. Ultra- ljudssonden är liksom de ovannämnda sonderna fäst vid en eftergivlig hållare 106 och är på icke visat sätt ansluten till den elektriska ledningen 97. Vid ultraljudsprovningen behövs vid ifrågavarande frekvenser ett kontaktmedium. Vid den i föreliggande text beskrivna ultraljudsprovningen an- vänds företrädesvis vatten som kontaktmedium. Kontaktmediet spolas vid mätning ut över ultraljudssonden via fluidledning 98Û Den vid rengöringen och ultraljudsmätningen utmatade fluiden, i den mån den är vätska, sugs in vid det sugmunstycke som är beläget vid svärdgejdens överkant. Den fluid eller det mate- rial som förflyttas vid sidan längs provningsanordningen samlas upp av den vid ramen belägna uppsamlingsbehållaren.

Sammanfattning av en provningsprocedur Innan provningen har genomföringarnas lägen bestämts med hjälp av en kamera och den befintliga manipulatorn. Prov- ningsanordningen, försedd med ett rengöringssvärd enligt upp- 505 475 16 finningen, monteras vid manipulatorn och ställs i dock- ningsläge vid en vald genomföring. Provningsanordningen dockas vid genomföringen med hjälp av siktanordning och kamera varpå nypanordningen och svärdstyranordningen placeras i arbetsläge vid genomföringsrörets nedre del. Därefter roteras provningsanordningen runt genomföringen med fort- farande neddraget svärd för att kontrollera att inga hinder föreligger. Rengöringssvärdet förs sedan upp i och runt spalten, varvid provningsområdet spolas och borstas rent inför sprickdetektering. Rengöringsproceduren upprepas för samtliga stutsar, och därefter byts rengöringssvärdet ut mot ett svärd med ultraljudssond. Ultraljudsmätning genomförs därefter vid samtliga genomföringar genom att föra svärdet runt det för varje genomföring bestämda provområdet. I den föreslagna provningsproceduren enligt ovan företages inte någon virvelströmsprovning, men möjligheten tillhandahålles genom det beskrivna virvelströmssondförsedda sondsvärdet.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 505 475 17 Patentkrav

1. Provningsanordning (14) för materialprovning av en genom- föring (4) vid en kärnreaktor, vilken genomföring (4) inne- fattar ett första rör (6) insvetsat i ett hål i ett reak- torlock (1), jämte ett andra rör (8) instucket i det första röret (6), varvid det första röret (6) och det andra röret (8) är tätande sammanfogade vid en gemensam överände och varvid det andra röret (8) sticker ut längre under reaktor- locket (1) än det första röret (6), vilken provningsanordning innefattar ett sondförsett svärd (85) anordnat för in- stickande i en mellan de båda rören föreliggande ringformig spalt (20) och avsökning av ett runtomgående provområde, varvid det finns en manipulator (10) anordnad för att in- ställa provningsanordningen mitt för genomföringen (4), k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en nypanord- ning (32), vilken anbringar en nypkraft mellan en punkt vid det första rörets (6) yttre mantelyta och en motsatt punkt vid den yttre mantelytan hos en utstickande del av det andra röret (8) så att spaltens (20) vidd ökas vid den sida av det andra röret (8) vid vilken nypkraften anbringas, en svärd- styranordning (74) samverkande med nypanordningen (32) för att styra in svärdet (85) i den viddökade delen av spalten (20), en första lyftanordning (24,40,42,44) för att bringa nypanordningen till jämnhöjd med det yttre rörets (8) neder- del, en andra lyftanordning (82,83,84) för att föra upp svärdet (85) i spalten och en vridanordning för att i sam- verkan med nypanordningen (32) förflytta den viddökade delen av spalten utmed det första rörets (6) inre periferi samt i spalten förflytta svärdet genom provområdet, av att prov- ningsanordningen (14) är fästbar vid den ovan nämnda mani- pulatorn, och av att provningsanordningen (14) är dock- ningsbar vid en vald genomföring (4) med hjälp av manipula- torn (10), varvid lyftanordningarna är anordnade vid vridan- ordningen och varvid svärdstyranordningen (74) bärande svär- det (85) och nypanordningen (32) är anordnade vid respektive lyftanordning linjärt rörliga i rörens axialriktning. 10 i5 20 25 30 35 505 475 18

2. Provningsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att svärdstyranordningen (74) är svängbar mellan ett läge som medger passage förbi en vid det inre rörets (8) nedre ände anordnad tratt (9) och ett läge invid det inre rörets yttermantel ovanför tratten (9).

3. Provningsanordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att svärdstyranordningen (74) är försedd med en detektor för detektering vid den första lyftanord- ningens lyftrörelse av att svärdstyranordningen kommit till anliggning eller nära anliggning mot nederdelen av det första röret (6).

4. Sondsvärd (85) för införande i en spalt (20) mellan två koncentriskt anordnade rör (6,8) och förflyttning i rörens axialriktning såväl som runtomgående, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar en sondände, ett elastiskt svärdblad med ett väsentligen u-formigt tvärsnitt, ett anslutningsdon (96) vid den sondänden motsatta änden och en vid sondänden monterad sond (100), varvid svärdet innefattar åtminstone en i svärdet längs en kant av svärdet löpande ledning (98) för transportering av en fluid fram till sondänden och eventuellt åtminstone en för sondens anslutning på samma sätt löpande elektrisk ledning (97), och varvid anslutningsdonet (96) innefattar medel för fastsättning vid en svärdmanövrerings- anordning (82,83,84) och anslutning av tilledningar för fluid och av en elektrisk till- och/eller frånledning.

5. Sondsvärd (85) enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att sonden (100) är fäst vid en, vid sondänden fäst, i en tvärriktning eftergivlig hållare (106).

6. Sondsvärd (85) enligt något av kraven 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t av att det i sondänden har ett genomgående urtag i vilket sonden (100) är monterad.

7. Sondsvärd (85) enligt något av kraven 4 - 6, k ä n n e - t e c k n a t av att sonden (100) är en rengöringssond (104) innefattande minst en borste (108), anpassad för att i sam- 10 U 505 475 19 verkan med fluid, transporterad till sondänden genom den nämnda ledningen, rengöra en spalt i vilken svärdet är infört.

8. Sondsvärd (85) enligt något av kraven 4 - 7, k ä n n e - t e c k n a t bar sond för provning, såsom en virvelströmssond (110) eller en ultraljudssond (112). av att sonden (100) är en elektriskt aktiver-

9. Sondsvärd (85) enligt något av kraven 4 - 8, k ä n n e - t e c k n a t av att svärdbladet över sin huvudsakliga längd har ett väsentligen u-formigt tvärsnitt med förtjockade skänklar och förtunnad botten för att genom de förtjockade skänklarna ge ett gott tröghetsmoment i svärdbladets höjdled samt ge plats åt nämnda ledningar och för att genom den förtunnade botten ge eftergivlig böjbarhet omkring en krök- ningscirkel vars centrum är beläget på den konvexa sidan av det u-formiga tvärsnittet.

10. Förfarande för materialprovning av en genomföring (4) vid en kärnreaktor, vilken genomföring (4) innefattar ett första rör (6) insvetsat i ett hål i ett reaktorlock (1), jämte ett andra rör (8) instucket i det första röret (6), varvid det första röret (6) och det andra röret (8) är tätande samman- fogade vid en gemensam överände, det andra röret (8) sticker ut längre under reaktorlocket (1) än det första röret (6) och varvid det föreligger en ringformig spalt (20) mellan de båda rören, vid vilket förfarande en provningsanordning (14) dockas vid det andra rörets (8) nedre ände, k ä n n e - t e c k n a t av att det med provningsanordningen (14) dockade andra röret (8) lyfts ett stycke för att därigenom öka dess rörlighet i sidled, att spaltens (20) vidd ökas vid en sida av rören (6,8) genom att en nypkraft anbringas mellan en punkt vid det första rörets (6) yttre mantelyta och en motsatt punkt vid den yttre mantelytan hos en utstickande del av det andra röret (8), att därefter en sond förs in i den vidgade delen av spalten (20), och av att därefter ett valt provområde i spalten (20) avsökes medelst sonden. 505 475 20

11. ll. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att den viddökade delen av spalten (20) förskjutes genom förflyttning av åtminstone en av nypkraftens anbringnings- punkter och av att sonden flyttas med viddökningen runt genomföringens symmetriaxel.

12. Förfarande enligt något av kraven 10 och 11, k ä n n e t e c k n a t av att sonden appliceras på ett svärd (85) som är böjligt i en första tvärriktning och är styvt i en andra tvärriktning vinkelrätt mot den första tvärriktningen.

13. Förfarande enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a t av att det sondförsedda svärdet (85) förs in i den vidgade delen av spalten (20) förbi ett på det andra röret (8) anordnat ändstycke (9) under det att svärdets böjning anpassas till geometrin hos det första röret (6) och det andra röret (8).