Manipulator zur Inspektion schwer zugänglicher Stellen eines DampferzeugersManipulator for inspection of places of a steam generator that are difficult to access
Die Erfindung bezieht sich auf einen Manipulator zur In¬ spektion schwer zugänglicher Stellen eines Dampferzeugers.The invention relates to a manipulator for inspecting points of a steam generator that are difficult to access.
Bei aufrechtstehendeπ Dampferzeugern sind die U-förmig ge¬ bogenen Heizrohre im Bereich des Rohrbogens mit Spannbän¬ dern oder Versteifungen versehen, mit denen die Rohre im Bogenbereich gehaltert und stabilisiert werden. Diese Spannbänder werden in der Regel aus mehreren versetzt zu¬ einander verschweißten oder verschraubten Blechen gebil¬ det. In regelmäßigen Abständen ist es erforderlich, eine Sichtprüfung dieser Spannbänder durchzuführen. Der zwischen dem Bodenbereich und einer darüberliegenden Grobabscheider¬ öffnung zur Verfügung stehende Raum ist jedoch begrenzt und schwer zugänglich, so daß zur optischen Kontrolle eine ferngesteuerte Videokamera oder ein Videoskop verwendet werden muß, die bzw. das von einem in diesen Zwischen¬ bereich eingebrachten Manipulator über den Rohrbogenbe- reich verfahren werden kann. Dieser Manipulator muß sowohl in den Bereich unterhalb der Grobabscheideröffnung einge¬ bracht werden können als auch eine ausreichende Reichweite und Beweglichkeit haben, damit alle Prüfpositionen er¬ reicht werden können.In the case of upright steam generators, the U-shaped heating pipes in the area of the pipe bend are provided with tensioning bands or stiffeners with which the pipes are held and stabilized in the area of the bend. These tensioning straps are generally formed from a plurality of sheets welded or screwed to one another offset from one another. It is necessary to carry out a visual inspection of these straps at regular intervals. However, the space available between the floor area and an overlying coarse separator opening is limited and difficult to access, so that a remote-controlled video camera or videoscope must be used for optical control, which is manipulated by a manipulator inserted into this intermediate area the pipe bend area can be moved. This manipulator must both be able to be introduced into the area below the coarse separator opening and also have a sufficient range and mobility so that all test positions can be reached.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde einen Mani¬ pulator zur Inspektion eines Dampferzeugers anzugeben, der einfach handhabbar ist und mit dem auch schwer zugängliche Stellen im Dampferzeuger erreicht werden können.The invention is based on the object of specifying a manipulator for inspecting a steam generator which is easy to handle and which can also be used to reach locations in the steam generator which are difficult to access.
Die genannte Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Pa¬ tentanspruches 1. Gemäß der Erfindung ist ein aus mehreren Gliedern zusammensetzbarer Manipulator vorgesehen, der
einen der Krümmung des Rohrbogenbereiches angepaßten, schwenkbaren gebogenen Arm mit einem freien Ende enthält, auf dem ein Inspektionsgerät in Längsrichtung verfahrbar angeordnet ist.The stated object is achieved with the features of patent claim 1. According to the invention, a manipulator that can be assembled from several members is provided, which contains a pivotable curved arm which is adapted to the curvature of the pipe bend region and has a free end on which an inspection device is arranged so as to be movable in the longitudinal direction.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält der Manipulator einen in eine Öffnung der Grobab¬ scheiderplatte einführbareπ Haltearm, an dessen freiem Ende ein eine den schwenkbaren Arm tragenden Welle gela¬ gert ist, die wenigstens annähernd mit der Längsachse des Dampferzeugers fluchtend positionierbar ist.In a particularly preferred embodiment of the invention, the manipulator contains a holding arm which can be inserted into an opening of the coarse separator plate and on the free end of which a shaft which carries the pivotable arm is mounted and which can be positioned at least approximately flush with the longitudinal axis of the steam generator.
Die zur Schwenkbewegung des Armes und zum Verfahren des Inspektionsgerätes erforderlichen Antriebe sind vorzugs¬ weise in der Nähe der Üffnung angeordnet. Insbesondere sind zum Übertragen der zur Schwenkbewegung des Armes und zum Verfahren des Inspektionsgerätes von den Antrieben zum schwenkbaren Arm bzw. zum Inspektionsgerät biegsame Wellen vorgesehen.The drives required for the pivoting movement of the arm and for moving the inspection device are preferably arranged in the vicinity of the opening. In particular, flexible shafts are provided for transmitting the pivoting movement of the arm and for moving the inspection device from the drives to the pivotable arm or to the inspection device.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Aus- führuπgsbeispiel der Zeichnung verwiesen, in derenTo further explain the invention, reference is made to the exemplary embodiment of the drawing, in which:
Figur 1 ein unterhalb der Grobabscheiderplatte eines Dampferzeugers eingebrachter Manipulator gemäß der Er¬ findung schematisch dargestellt ist.FIG. 1 shows a manipulator according to the invention, which is introduced below the coarse separator plate of a steam generator.
Figur 2 veranschaulicht den mit einem Manipulator gemäß der Erfindung erreichbaren Inspektionsbereich.Figure 2 illustrates the inspection area achievable with a manipulator according to the invention.
Gemäß Figur 1 sind in einem aufrechtstehenden Dampferzeu¬ ger 2 eines Kernkraftwerkes die Heizrohre 3 zu einem Rohr¬ bündel zusammengefaßt, das einen U-förmigen Rohrbogenbe- reich 6 bildet. In diesem Rohrbogenbereich 6 werden die
Heizrohre 3 des Rohrbündels durch Spannbänder 4 fixiert. Diese Spannbänder 4 sind aus mehreren Blechen zusammenge¬ setzt, die untereinander an Knotenpunkten 5 verschweißt oder verschraubt sind. Diese Knotenpunkte 5 müssen in re¬ gelmäßigen Abständen optisch kontrolliert werden, um die mechanische Stabilität des mit den Spannbändern 4 gehal¬ tenen Spannverbandes sicherzustellen. Die optische Kon¬ trolle erfolgt mittels eines ferngesteuerten Inspektions¬ gerätes 8, beispielsweise eine Videokamera oder ein Videoskop, das auf einem gebogenen Arm 16 eines aus meh¬ reren Gliedern 12, 14, 16 zusammengesetzten Manipulators 10 angeordnet ist. Die Videokamera 8 ist auf einem Kamera¬ wagen 80 angeordnet, der entlang dem gebogenen Arm 16 in die durch den Doppelpfeil 82 angedeuteten Richtungen ver¬ fahren werden kann.According to FIG. 1, the heating pipes 3 are combined in an upright steam generator 2 of a nuclear power plant to form a tube bundle which forms a U-shaped pipe bend region 6. In this pipe bend area 6 the Heating tubes 3 of the tube bundle fixed by tightening straps 4. These straps 4 are composed of a plurality of sheets which are welded or screwed to one another at nodes 5. These nodes 5 must be checked optically at regular intervals in order to ensure the mechanical stability of the tension bandage held with the tensioning straps 4. The optical control is carried out by means of a remote-controlled inspection device 8, for example a video camera or a videoscope, which is arranged on a curved arm 16 of a manipulator 10 composed of a plurality of links 12, 14, 16. The video camera 8 is arranged on a camera carriage 80 which can be moved along the curved arm 16 in the directions indicated by the double arrow 82.
Der gebogene Arm 16 ist in seiner Krümmung der Krümmung des Rohrbogenbereiches angepaßt. Die Kamera 8 ist in Rich¬ tung des Doppelpfeils 84 schwenkbar auf dem Kamerawagen 80 angeordnet. Der Arm 16 ist über eine Welle 15 mit dem freien Ende eines Haltearms 14 verbunden. Die Welle 15 ist drehbar im Haltearm 14 gelagert und am Arm 16 fixiert.The curved arm 16 is adapted in its curvature to the curvature of the pipe bend region. The camera 8 is pivotably arranged on the camera carriage 80 in the direction of the double arrow 84. The arm 16 is connected via a shaft 15 to the free end of a holding arm 14. The shaft 15 is rotatably mounted in the holding arm 14 and fixed on the arm 16.
In die Welle 15 greift ein Getriebe 17 ein, mit dem der Arm 16 um die Wellenachse geschwenkt werden kann.A gear 17 engages in the shaft 15, with which the arm 16 can be pivoted about the shaft axis.
Der Haltearm 14 und die Welle 15 sind dabei vorzugsweise so positioniert, daß die Welleπachse annähernd mit der vertikalen Längsachse 18 des Dampferzeugers 2 fluchtet. Der horizontale Haltearm 14 ist über eine Steckverbindung 13 mit einem senkrecht nach unten in den Raum zwischen der Grobabscheiderplatte 22 und dem Rohrbogen 6 hineinragen¬ den Oberarm 12 verbunden. Dieser Oberarm 12 ist in einer
Adapterplatte 36 einer in der Grobabscheiderplatte 22 befindlichen Öffnung 24 fixiert.The holding arm 14 and the shaft 15 are preferably positioned such that the shaft axis is approximately aligned with the vertical longitudinal axis 18 of the steam generator 2. The horizontal holding arm 14 is connected via a plug connection 13 to an upper arm 12 which projects vertically downwards into the space between the coarse separator plate 22 and the pipe bend 6. This upper arm 12 is in one Adapter plate 36 fixed an opening 24 located in the coarse separator plate 22.
Der gebogene Arm 16, der Haltearm 14 und der Oberarm 12 sind lösbar miteinander verbunden, um ein Einführen des Manipulators 10 in die Öffnung 24 zu ermöglichen.The curved arm 16, the holding arm 14 and the upper arm 12 are detachably connected to one another in order to enable the manipulator 10 to be inserted into the opening 24.
An der Adapterplatte 36 sind Antriebe 38 und 40 für das Schwenkgetriebe 17 bzw. den Kamerawagen 80 angeordnet. Die Antriebsmomente für die Längsverschiebung des Kamerawagens 80 und für die Drehbewegung des gebogenen Arms 16 werden durch biegsame Wellen 44 bzw. 42 übertragen.Drives 38 and 40 for the swivel gear 17 and the camera carriage 80 are arranged on the adapter plate 36. The drive torques for the longitudinal displacement of the camera carriage 80 and for the rotary movement of the curved arm 16 are transmitted by flexible shafts 44 and 42, respectively.
In der Draufsicht gemäß Figur 2 ist zu erkennen, wie durch eine 360°-Schwenkbewegung des gebogenen Armes 16 bei fest¬ gehaltenen Haltearm 14 praktisch alle Knotenpunkte des Rohrbogens 6 erreicht werden können.
In the plan view according to FIG. 2 it can be seen how practically all nodes of the pipe bend 6 can be reached by a 360 ° pivoting movement of the bent arm 16 with the holding arm 14 held firmly.