WO1996008018A1 - Device and process for the non-destructive testing of the core shroud of boiling water reactor installations - Google Patents

Device and process for the non-destructive testing of the core shroud of boiling water reactor installations Download PDF

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WO1996008018A1
WO1996008018A1 PCT/DE1995/001131 DE9501131W WO9608018A1 WO 1996008018 A1 WO1996008018 A1 WO 1996008018A1 DE 9501131 W DE9501131 W DE 9501131W WO 9608018 A1 WO9608018 A1 WO 9608018A1
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WO
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telescopic boom
core jacket
guide rod
pressure vessel
swivel arm
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PCT/DE1995/001131
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German (de)
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Inventor
Roland Gottfried
Franz Dirauf
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/003—Remote inspection of vessels, e.g. pressure vessels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for the non-destructive testing of the core jacket of boiling water nuclear reactor plants with jet pumps in an annular space between the core jacket and a reactor pressure vessel surrounding the outside.
  • the core jacket in boiling water nuclear reactor plants encloses the fuel elements and serves mainly to guide the circulated water flow, which is directed upwards inside the core jacket and downwards outside the core jacket.
  • the core jacket is usually composed of several cylindrical parts, which consist of austenitic sheets and are welded together. Annular flanges are welded between these cylinders, which serve as a support for an upper and a lower core lattice and thus also for fixing the fuel elements.
  • cracks can form in the core jacket near weld seams.
  • non-destructive material tests are to be carried out with the aid of ultrasound test heads or eddy current probes.
  • a manipulator for checking the inner circumference of a reactor pressure vessel of a boiling water reactor which comprises an upper mast guided between two ring rails. On this mast, a test system can be moved in the longitudinal direction, with which the area above the core jacket can be checked.
  • a lower mast composed of several members is fixed to this upper mast and protrudes into the space between jet pumps and reactor pressure vessel. This lower mast carries a test system with which the reactor pressure vessel can be tested in the area of the core jacket. It is not possible to test the core shell itself with the known manipulator.
  • the invention is therefore based on the object of providing a device which enables remote-controlled, largely automated testing of the core casing without requiring the complete removal of the core.
  • the invention is based on the object of specifying a method for testing the core jacket.
  • the first-mentioned object is achieved for boiling water nuclear reactor plants of the type mentioned at the outset in that a test head can be moved horizontally on a telescopic arm which is adapted to the curvature of the core jacket and which is carried by a vertical guide rod between the jet pumps on one The weld seam of the core jacket can be positioned.
  • the vertical guide rod can preferably be supported at its end facing the telescopic boom via a swivel arm on the reactor pressure vessel.
  • a holding element that can be fixed to the reactor pressure vessel is provided at the free end of the swivel arm, which in a further advantageous embodiment is vertically displaceable to the guide Rod is stored. This displaceable mounting of the holding element enables the test area to be displaced vertically during a test process, even when the holding element is fixed to the reactor pressure vessel.
  • the telescopic boom can be placed against the core jacket either via an upper or a lower parallel guide. This enables the lowest weld seam of the core jacket, which is particularly difficult to access, to be checked.
  • the telescopic boom is arranged on the guide rod so as to be pivotable about a horizontal axis.
  • the telescopic boom can also be moved to the outer wall of the core jacket in the case of closely adjacent jet pumps.
  • the second object is achieved with the features of claim 12.
  • According to the invention is carried by a vertical guide rod to the curvature of the
  • test head is guided along a meandering path along the core jacket during a test process and that the telescopic boom, which extends essentially horizontally during a test process, is moved from one test position to another in a test process a vertical position is pivotable.
  • the device according to the invention can be used very advantageously because it enables a large-area inspection of the core jacket, even in areas under built-in groups in the annular space between the core jacket and a reactor pressure vessel.
  • FIG. 1 shows a half of a section through an open reactor pressure vessel with a device according to the invention, which has been introduced for the non-destructive testing of a core jacket and which is illustrated in different test positions A, B and C of the telescopic boom.
  • 3 to 5 show the device in working positions A, B and C, each on an enlarged scale.
  • annular space 6 in which jet pumps 8 are arranged, is located between a core jacket 2 and a reactor pressure vessel 4 of a boiling water nuclear reactor plant. With the reactor pressure vessel 4 open, the annular space 6 is only accessible from above in the angular ranges between the individual jet pumps 8.
  • the telescopic boom 10 is fastened to the free end of a vertical guide rod 14, with which it is in the working position A above the jet pumps 8 and in working positions B and C between the jet pumps 8 at the level of the different welds 261 to 263 of the core jacket 2 can be positioned.
  • the guide rod 14 is carried by the upper part of a so-called "Beltline ID manipulator" 16, as is known, for example, from US Pat. No. 5,303,591 mentioned above for checking the inner circumference of the reactor pressure vessel 4 above the core jacket 2 .
  • the Belt Line ID manipulator 16 comprises an annular rail 18 which is placed on the cover flange 20 of the reactor pressure vessel 4. On this ring rail 20, a carriage is mounted, which carries a vertical mast 24 which projects into the reactor pressure vessel. The mast 24 can be moved with the carriage in the circumferential direction and can reach any position on the circumference of the core jacket 2.
  • the device according to the invention is attached to a bridge of a fuel assembly loading machine with an extended vertical guide rod. With the help of the bridge, the device can be positioned over the desired test area. A linear drive is then attached to the bridge for the vertical movement of the guide rod.
  • the telescopic boom 10 comprises a base 103 in which a first arm 106 is guided, which in turn forms the guide for a second arm 108.
  • Test heads 12 and a video camera 13 are arranged on the second arm 108 of the telescopic boom 10 and can be moved horizontally in the circumferential direction of the core jacket 2 with the telescopic boom 10.
  • the shape of the telescopic boom 10 is adapted for this purpose to the curvature of the core shell 2. Ultrasonic probes and / or current probes are preferably used as test heads 12.
  • the telescopic boom 10 is arranged via a lower swivel arm 32 with a parallel guide at the lower end 36 of the guide rod 14 and can be folded out against the core jacket 2 with this swivel arm 34.
  • the base 103 of the telescopic boom 10 can be pivoted in a preferred embodiment on a bracket 102 articulated on the lower pivot arm 32 arranged.
  • the telescopic boom 10 can then be pivoted about an axis 104 perpendicular to the guide rod 14 with a vertical guide rod 14 into a vertical position.
  • the arms 106, 108 of the telescopic boom 10 can be extended on both sides of the base 103, as is indicated by dash-dotted lines in the figure.
  • the base 103 is preferably mounted centrally on the holder 102, so that the detectable test area is the same size on both sides of the guide rod 34.
  • an upper pivot arm 28 is arranged according to FIG. 3 at the end of the guide rod 14 facing the telescopic boom 10, at the free end of which a holding element 30, in the embodiment - Play a suction cup is arranged.
  • a suction cup is arranged.
  • the free end of the upper swivel arm 28 is slidably mounted in a guide 31 so that the telescopic boom 10 can be moved vertically up and down within the respective test area with the help of the guide rod 14 during the test process.
  • the test procedure is carried out by meandering movement of the test heads 12 on the surface of the core shell 2.
  • the telescopic boom 10 moves the test heads 12 in a horizontal direction, whereby areas behind the jet pumps 8 are also checked.
  • the movement in the vertical direction takes place when the holding element 20 is fixed by displacing the guide rod 14.
  • a middle swivel arm 34 with parallel guide is articulated on the lower free end of the guide rod 14 and carries an arm 36, on the lower end of which the lower swivel arm 32 is articulated.
  • the telescopic boom 10 With the lower and upper swivel arms 32 and 34, the telescopic boom 10 can be folded in the radial direction onto the outer surface of the core shell 2.
  • the pivot arms 32 and 34 are preferably driven pneumatically.
  • the lower swing arm 32 supports the telescopic boom 10. It is used to position the telescopic boom 10 to check the upper weld seams 261, 262 of the core jacket 2 bring. Its arrangement also allows a weld seam 261 to be checked immediately below an annular flange 38 of the core jacket 2.
  • FIG. 4 shows the telescopic boom 10 in working position B at the level of the jet pumps 8 for testing a weld seam 262 above an annular flange 38. In this working position, too, the upper swivel arm 34 need not be folded out.
  • the middle swivel arm 34 is located approximately 400 to 1000 mm above the lower swivel arm 32. According to FIG. 5, it is used to check the lowest circular seam 263 on the core jacket 2 in the working position C.
  • the direct access to this weld seam 263 is provided by permanently installed instrumentation lines - hindered 40, which run in a ring around the core jacket 2 in the lower region of the jet pumps 8 and are led out of the reactor pressure vessel via a common connecting piece.
  • the lower swivel arm 32 is held in a vertical position.
  • the telescopic boom 10 is already folded onto the core jacket 2 above the instrumentation lines 40 and then moved behind these instrumentation lines 40 with the aid of the guide rod 14 down to the height of the weld seam 263 to be tested.
  • the guide rod 14 is then fixed to the wall of the reactor pressure vessel 4 with the holding element 30.

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Abstract

In boiling water nuclear reactor installations there are often jet pumps (8) in an annular space (6) between the core shroud and a reactor pressure vessel (4) surrounding it externally. Test heads have to be introduced into said annular space (2) during the inspection of the core shroud (2) for cracking. According to the invention, said test heads can be moved horizontally on a telescopic jib (10) shaped to fit the curvature of the core shroud and said jib (10) is supported on a vertical guide pillar (14) and can be positioned thereby between the jet pumps (8) on a weld seam (261-263) in the core shroud.

Description

Beschreibungdescription
Vorrichtung und Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung des Kernmantels von Siedewasser-KernreaktoranlagenDevice and method for the non-destructive testing of the core jacket of boiling water nuclear reactor plants
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung des Kernmantels von Siedewasser- Kernreaktoranlagen mit Strahlpumpen in einem Ringraum zwi¬ schen dem Kernmantel und einem diesen außen umfassenden Reak- tordruckbehälter.The invention relates to a device and a method for the non-destructive testing of the core jacket of boiling water nuclear reactor plants with jet pumps in an annular space between the core jacket and a reactor pressure vessel surrounding the outside.
Der Kernmantel in Siedewasser-Kernreaktoranlagen umschließt die Brennelemente und dient hauptsachlich zur Führung des um¬ gewälzten Wasserstromes, der innerhalb des Kernmantels nach oben und außerhalb des Kernmantels nach unten gerichtet ist.The core jacket in boiling water nuclear reactor plants encloses the fuel elements and serves mainly to guide the circulated water flow, which is directed upwards inside the core jacket and downwards outside the core jacket.
Der Kernmantel ist üblicherweise aus mehreren zylinderförmi- gen Teilen zusammengesetzt, die aus austenitischen Blechen bestehen und miteinander verschweißt sind. Zwischen diese Zy- linder sind ringförmige Flansche eingeschweißt, die als Auf¬ lage für ein oberes und ein unteres Kerngitter und damit auch zur Fixierung der Brennelemente dienen.The core jacket is usually composed of several cylindrical parts, which consist of austenitic sheets and are welded together. Annular flanges are welded between these cylinders, which serve as a support for an upper and a lower core lattice and thus also for fixing the fuel elements.
In Siedewasser-Kernreaktoranlagen können sich Risse im Kern- mantel in der Nähe von Schweißnähten bilden. Um eine Untersu¬ chung und Bewertung derartiger Risse zu ermöglichen, sind zerstörungsfreie Werkstoffprüfungen mit Hilfe von Ultra¬ schallprüfköpfen oder Wirbelstromsonden durchzuführen.In boiling water nuclear reactor plants, cracks can form in the core jacket near weld seams. In order to enable such cracks to be examined and evaluated, non-destructive material tests are to be carried out with the aid of ultrasound test heads or eddy current probes.
Da der Reaktorbehälter wegen der radioaktiven Strahlung auch während der Prüfarbeiten mit Wasser gefüllt bleibt, muß diese Prüfung ferngesteuert unter Wasser durchgeführt werden. Der Kernmantel ist jedoch von innen wegen der eingesetzten Brenn¬ elemente nur schlecht zugänglich und soll deshalb bevorzugt von außen geprüft werden. Bei vielen Siedewasser-Kernreaktor¬ anlagen befinden sich jedoch im Ringraum zwischen Kernmantel und Reaktordruckbehälter Flüssigkeits-Strahlpumpen, so daß auch die Zugänglichkeit von außen beeinträchtigt ist.Since the reactor container remains filled with water due to the radioactive radiation even during the test work, this test must be carried out remotely under water. However, the core jacket is difficult to access from the inside due to the fuel elements used and should therefore preferably be checked from the outside. In many boiling water nuclear reactor plants, however, are located in the annular space between the core jacket and reactor pressure vessels liquid jet pumps, so that accessibility from the outside is also impaired.
Aus der US-A-5,303,591 ist ein Manipulator zum Prüfen des In- nenumfangs eines Reaktordruckbehälters eines Siedewasserreak¬ tors bekannt, der einen zwischen zwei Ringschienen geführten oberen Mast umfaßt. An diesem Mast kann ein PrüfSystem in Längsrichtung verfahren werden, mit dem der Bereich oberhalb des Kernmantels geprüft werden kann. An diesem oberen Mast ist ein aus mehreren Gliedern zusammengesetzter unterer Mast fixiert, der in den Raum zwischen Strahlpumpen und Reaktor¬ druckbehälter hineinragt. Dieser untere Mast trägt ein Prüf- system, mit dem der Reaktcrdruckbehälter im Bereich des Kern¬ mantels geprüft werden kann. Eine Prüfung des Kernmantels selbst ist mit dem bekannten Manipulator nicht möglich.From US-A-5,303,591 a manipulator for checking the inner circumference of a reactor pressure vessel of a boiling water reactor is known, which comprises an upper mast guided between two ring rails. On this mast, a test system can be moved in the longitudinal direction, with which the area above the core jacket can be checked. A lower mast composed of several members is fixed to this upper mast and protrudes into the space between jet pumps and reactor pressure vessel. This lower mast carries a test system with which the reactor pressure vessel can be tested in the area of the core jacket. It is not possible to test the core shell itself with the known manipulator.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrich¬ tung zu schaffen, die eine ferngesteuerte, weitgehend automa¬ tisierte Prüfung des Kernmantels ermöglicht, ohne hierzu den kompletten Ausbau des Kerns zu erfordern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung des Kernmantels anzugeben.The invention is therefore based on the object of providing a device which enables remote-controlled, largely automated testing of the core casing without requiring the complete removal of the core. In addition, the invention is based on the object of specifying a method for testing the core jacket.
Erfindungsgemäß wird die erstgenannte Aufgabe für Siedewas- ser-Kernreaktoranlagen der eingangs genannten Art dadurch ge¬ löst, daß ein Prüfköpf auf einem an die Krümmung des Kernman¬ tels angepaßten Teleskopausleger horizontal bewegbar ist, der von- einer vertikalen FührungsStange getragen zwischen den Strahlpumpen an einer Schweißnaht des Kernmantels positio- nierbar ist.According to the invention, the first-mentioned object is achieved for boiling water nuclear reactor plants of the type mentioned at the outset in that a test head can be moved horizontally on a telescopic arm which is adapted to the curvature of the core jacket and which is carried by a vertical guide rod between the jet pumps on one The weld seam of the core jacket can be positioned.
Vorzugsweise ist die vertikale Führungsstange an ihrem dem Teleskopausleger zugewandten Ende über einen Schwenkarm am Reaktordruckbehälter abstützbar. Insbesondere ist hierzu am freien Ende des Schwenkarmes ein am Reaktordruckbehälter fi¬ xierbares Halteelement vorgesehen, das in einer weiteren vor¬ teilhaften Ausgestaltung vertikal verschiebbar zur Führungs- Stange gelagert ist. Durch diese verschiebbare Lagerung des Halteelementes wird eine vertikale Verlagerung des Prüfbe¬ reichs während eines Prüfvorgangs auch bei am Reaktordruckbe¬ hälter fixiertem Halteelement ermöglicht.The vertical guide rod can preferably be supported at its end facing the telescopic boom via a swivel arm on the reactor pressure vessel. In particular, a holding element that can be fixed to the reactor pressure vessel is provided at the free end of the swivel arm, which in a further advantageous embodiment is vertically displaceable to the guide Rod is stored. This displaceable mounting of the holding element enables the test area to be displaced vertically during a test process, even when the holding element is fixed to the reactor pressure vessel.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Teles¬ kopausleger wahlweise über eine obere oder eine untere Paral¬ lelführung an den Kernmantel anlegbar. Dies ermöglicht die Prüfung der besonders schwer zugänglichen untersten Schweiß- naht des Kernmantels.In a further preferred embodiment, the telescopic boom can be placed against the core jacket either via an upper or a lower parallel guide. This enables the lowest weld seam of the core jacket, which is particularly difficult to access, to be checked.
Insbesondere ist der Teleskopausleger um eine horizontale Achse schwenkbar an der Führungsstange angeordnet. In diesem Falle kann der Teleskopausleger auch bei eng benachbarten Strahlpumpen an die Außenwand des Kernmantels herangefahren werden.In particular, the telescopic boom is arranged on the guide rod so as to be pivotable about a horizontal axis. In this case, the telescopic boom can also be moved to the outer wall of the core jacket in the case of closely adjacent jet pumps.
Die zweitgenannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patent¬ anspruches 12 gelöst. Gemäß der Erfindung wird ein von einer vertikalen Führungsstange getragener, an die Krümmung desThe second object is achieved with the features of claim 12. According to the invention is carried by a vertical guide rod to the curvature of the
Kernmantels angepaßter Teleskopausleger zwischen den Strahl¬ pumpen an einer Schweißnaht des Kernmantels positioniert, und ein Prüfkopf mit dem Teleskopausleger horizontal über die Schweißnaht bewegt.Positioned core jacket adapted telescopic boom between the jet pumps at a weld seam of the core jacket, and a test head with the telescopic boom moved horizontally over the weld seam.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß der Prüfköpf während eines PrüfVorganges auf einer maanderförmi- gen- Bahn am Kernmantel entlanggeführt ist und daß der sich während eines Prüfvorgangs im wesentlichen horizontal er- streckende Teleskopausleger während seines Umsetzens von ei¬ ner Prüfstellung zu einer anderen in eine vertikale Lage ver¬ schwenkbar ist.Further refinements of the invention consist in that the test head is guided along a meandering path along the core jacket during a test process and that the telescopic boom, which extends essentially horizontally during a test process, is moved from one test position to another in a test process a vertical position is pivotable.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sehr vorteilhaft ein¬ setzbar, weil sie eine großflächige Prüfung des Kernmantels auch in Bereichen unter in den Ringraum zwischen dem Kernman¬ tel und einem Reaktordruckbehälter eingebauten Einbaugruppen ermöglicht.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the respective subclaims. The device according to the invention can be used very advantageously because it enables a large-area inspection of the core jacket, even in areas under built-in groups in the annular space between the core jacket and a reactor pressure vessel.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a drawing. Show:
FIG 1 eine Hälfte eines Schnitts durch einen geöffneten Re¬ aktordruckbehälter mit einer zur zerstörungsfreien Prüfung eines Kernmantels eingeführten erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung, die in unterschiedlichen Prüfposi¬ tionen A, B und C des Teleskopauslegers veranschau- licht ist.1 shows a half of a section through an open reactor pressure vessel with a device according to the invention, which has been introduced for the non-destructive testing of a core jacket and which is illustrated in different test positions A, B and C of the telescopic boom.
FIG 2 zeigt den Teleskopausleger in einer Draufsicht von oben, und2 shows the telescopic boom in a top view from above, and
FIG 3 bis FIG 5 zeigen die Vorrichtung in den Arbeitspositio¬ nen A, B und C jeweils in vergrößertem Maßstab.3 to 5 show the device in working positions A, B and C, each on an enlarged scale.
Gemäß Figur 1 befindet sich zwischen einem Kernmantel 2 und einem Reaktordruckbehälter 4 einer Siedewasser-Kernreaktoran- läge ein Ringraum 6, in dem Strahlpumpen 8 angeordnet sind. Der Ringraum 6 ist bei geöffnetem Reaktordruckbehälter 4 von oben nur in den Winkelbereichen zwischen den einzelnen Strahlpumpen 8 zugänglich.According to FIG. 1, an annular space 6, in which jet pumps 8 are arranged, is located between a core jacket 2 and a reactor pressure vessel 4 of a boiling water nuclear reactor plant. With the reactor pressure vessel 4 open, the annular space 6 is only accessible from above in the angular ranges between the individual jet pumps 8.
In diesen Ringraum 6 ist ein Teleskopausleger 10 eingeführt, der in der Figur in unterschiedlichen Arbeitspositionen A, B und C dargestellt ist.In this annular space 6, a telescopic boom 10 is inserted, which is shown in the figure in different working positions A, B and C.
Der Teleskopausleger 10 ist hierzu am freien Ende einer ver- tikalen Führungsstange 14 befestigt, mit der er in der Ar¬ beitsposition A oberhalb der Strahlpumpen 8 und in Arbeitspo¬ sitionen B und C zwischen den Strahlpumpen 8 in Höhe der ver- schiedenen Schweißnähte 261 bis 263 des Kernmantels 2 posi¬ tionierbar ist.For this purpose, the telescopic boom 10 is fastened to the free end of a vertical guide rod 14, with which it is in the working position A above the jet pumps 8 and in working positions B and C between the jet pumps 8 at the level of the different welds 261 to 263 of the core jacket 2 can be positioned.
Die Führungsstange 14 wird im Ausführungsbeispiel vom oberen Teil eines sogenannten "Beltline ID-Manipulators" 16 getra¬ gen, wie er beispielsweise aus der eingangs erwähnten US-A- 5,303,591 für die Prüfung des Innenumfangs des Reaktordruck¬ behälters 4 oberhalb des Kernmantels 2 bekannt ist. Der Belt¬ line ID-Manipulator 16 umfaßt eine Ringschiene 18, die auf den Deckelflansch 20 des Reaktordruckbehälters 4 aufgesetzt ist. Auf dieser Ringschiene 20 ist ein Schlitten aufgegleist, der einen senkrechten, in den Reaktordruckbehälter hineinra¬ genden Mast 24 trägt. Der Mast 24 kann mit dem Schlitten in Umfangsrichtung verfahren werden und jede Position am Umfang des Kernmantels 2 erreichen.In the exemplary embodiment, the guide rod 14 is carried by the upper part of a so-called "Beltline ID manipulator" 16, as is known, for example, from US Pat. No. 5,303,591 mentioned above for checking the inner circumference of the reactor pressure vessel 4 above the core jacket 2 . The Belt Line ID manipulator 16 comprises an annular rail 18 which is placed on the cover flange 20 of the reactor pressure vessel 4. On this ring rail 20, a carriage is mounted, which carries a vertical mast 24 which projects into the reactor pressure vessel. The mast 24 can be moved with the carriage in the circumferential direction and can reach any position on the circumference of the core jacket 2.
Am Mast 24 ist vertikal verschiebbar ein Support 22 gelagert, in dem die Führungsstange 14 ebenfalls vertikal verschiebbar angeordnet ist. Mit Hilfe des Supports 22 kann die Führungs- Stange 14 ferngesteuert gehoben und gesenkt werden.A support 22, in which the guide rod 14 is also arranged to be vertically displaceable, is mounted on the mast 24 in a vertically displaceable manner. With the help of the support 22, the guide rod 14 can be raised and lowered remotely.
Um die verschiedenen Positionen am Umfang des Kernmantels 2 zu erreichen, kann sie aus dem Ringraum 6 so weit herausge¬ zogen werden, bis sich der Teleskopausleger 10 oberhalb der Strahlpumpen 8 befindet. Durch Verfahren des Mastes 24 wird die FührungsStange 14 über den den nächsten Zwischenraum zwi¬ schen die Strahlpumpen 8 gefahren und anschließend abgesenkt.In order to reach the various positions on the circumference of the core jacket 2, it can be pulled out of the annular space 6 until the telescopic boom 10 is located above the jet pumps 8. By moving the mast 24, the guide rod 14 is moved over the next space between the jet pumps 8 and then lowered.
Fürr einzelne Analysemessungen an einzelnen Punkten kann auf die Installation des oberen Beltline ID-Manipulators verzich- tet werden. In diesem Fall wird die erfindungsgemäße Vorrich¬ tung mit einer verlängerten vertikalen FührungsStange an ei¬ ner Brücke einer Brennelement-Lademaschine befestigt. Mit Hilfe der Brücke kann die Vorrichtung über dem gewünschten Prüfbereich positioniert .werden. Für die Vertikalbewegung der FührungsStange wird dann ein Linearantrieb an der Brücke be¬ festigt. Gemäß Figur 2 umfaßt der Teleskopausleger 10 eine Basis 103, in der ein erster Arm 106 geführt ist, der wiederum die Füh¬ rung für einen zweiten Arm 108 bildet. Auf dem zweiten Arm 108 des Teleskopauslegers 10 sind Prüfköpfe 12 sowie eine Vi- deokamera 13 angeordnet, die mit dem Teleskopausleger 10 ho¬ rizontal in Umfangsrichtung des Kernmantels 2 verfahren wer¬ den können. Die Form des Teleskopauslegers 10 ist zu diesem Zweck an die Krümmung des Kernmantels 2 angepaßt ist. Als Prüfköpfe 12 werden bevorzugt Ultraschallsonden und/oder Wir- beiStromsonden eingesetzt. R individual analysis measurements at individual points of the upper Beltline ID manipulator can be tet dispense with the installation. In this case, the device according to the invention is attached to a bridge of a fuel assembly loading machine with an extended vertical guide rod. With the help of the bridge, the device can be positioned over the desired test area. A linear drive is then attached to the bridge for the vertical movement of the guide rod. According to FIG. 2, the telescopic boom 10 comprises a base 103 in which a first arm 106 is guided, which in turn forms the guide for a second arm 108. Test heads 12 and a video camera 13 are arranged on the second arm 108 of the telescopic boom 10 and can be moved horizontally in the circumferential direction of the core jacket 2 with the telescopic boom 10. The shape of the telescopic boom 10 is adapted for this purpose to the curvature of the core shell 2. Ultrasonic probes and / or current probes are preferably used as test heads 12.
Der Teleskopausleger 10 ist über einen unteren Schwenkarm 32 mit Parallelführung am unteren Ende 36 der FührungsStange 14 angeordnet und kann mit diesem Schwenkarm 34 gegen den Kern- mantel 2 ausgeklappt werden. Für besonders beengte Platzver¬ hältnisse, bei denen der Abstand zwischen den Strahlpumpen 8 nicht ausreicht um den Teleskopausleger 10 an den Kernmantel 2 anzuklappen, ist die Basis 103 des Teleskopauslegers 10 in einer bevorzugten Ausgestaltung schwenkbar an einer am unte- ren Schwenkarm 32 angelenkten Halterung 102 angeordnet. Mit einem in der Figur nicht näher dargestellten Schwenkantrieb kann dann der Teleskopausleger 10 um eine zur Führungsstange 14 senkrechte Achse 104 bei senkrechter FührungsStange 14 in eine senkrechte Lage geschwenkt werden. Dadurch ist es mög- lieh, während der Teleskopausleger 10 sich in senkrechter La¬ ge befindet, diesen durch einen engen Spalt, beispielsweise zwischen zwei einander dicht benachbarten Strahlpumpen 8 in radialer Richtung hindurchzufahren und ihn dann zwischen den Strahlpumpen 8 und dem Kernmantel 2 wieder in eine horizon- tale Position zurückzuschwenken.The telescopic boom 10 is arranged via a lower swivel arm 32 with a parallel guide at the lower end 36 of the guide rod 14 and can be folded out against the core jacket 2 with this swivel arm 34. For particularly confined spaces in which the distance between the jet pumps 8 is not sufficient to fold the telescopic boom 10 onto the core jacket 2, the base 103 of the telescopic boom 10 can be pivoted in a preferred embodiment on a bracket 102 articulated on the lower pivot arm 32 arranged. With a swivel drive not shown in the figure, the telescopic boom 10 can then be pivoted about an axis 104 perpendicular to the guide rod 14 with a vertical guide rod 14 into a vertical position. It is thus possible, while the telescopic boom 10 is in the vertical position, to drive it through a narrow gap, for example between two jet pumps 8 closely adjacent to one another in the radial direction, and then in again between the jet pumps 8 and the core jacket 2 to swivel back a horizontal position.
Die Arme 106, 108 des Teleskopauslegers 10 können auf beide Seiten der Basis 103 ausgefahren werden, wie dies strichpunk¬ tiert in der Figur angedeutet ist. Die Basis 103 ist vorzugs- weise mittig an der Halterung 102 gelagert, so daß der erfa߬ bare Prüfbereich auf beiden Seiten der Führungsstange 34 gleich groß ist. Um die vertikale Führungsstange 14 mit dem Teleskopausleger 10 in der Arbeitsposition A, B oder C zu fixieren, ist gemäß Figur 3 an dem dem Teleskopausleger 10 zugewandten Ende der Führungsstange 14 ein oberer Schwenkarm 28 angeordnet, an dessen freies Ende ein Halteelement 30, im Ausführungsbei- spiel ein Saugnapf, angeordnet ist. Bei ausgeklapptem oberen Schwenkarm 28 saugt sich dieser Saugnapf an der Wand des Re¬ aktordruckbehälters 4 fest. Der obere Schwenkarm 28 ist mit seinem freien Ende in einer Führung 31 verschiebbar gelagert, damit der Teleskopausleger 10 während des Prüfvorgangs mit Hilfe der FührungsStange 14 innerhalb des jeweiligen Prüfbe- reichs vertikal auf und ab gefahren werden kann.The arms 106, 108 of the telescopic boom 10 can be extended on both sides of the base 103, as is indicated by dash-dotted lines in the figure. The base 103 is preferably mounted centrally on the holder 102, so that the detectable test area is the same size on both sides of the guide rod 34. In order to fix the vertical guide rod 14 with the telescopic boom 10 in the working position A, B or C, an upper pivot arm 28 is arranged according to FIG. 3 at the end of the guide rod 14 facing the telescopic boom 10, at the free end of which a holding element 30, in the embodiment - Play a suction cup is arranged. When the upper swivel arm 28 is extended, this suction cup is sucked firmly onto the wall of the reactor pressure vessel 4. The free end of the upper swivel arm 28 is slidably mounted in a guide 31 so that the telescopic boom 10 can be moved vertically up and down within the respective test area with the help of the guide rod 14 during the test process.
Der Prüfvorgang erfolgt durch mäanderförmige Bewegung der Prüfköpfe 12 auf der Oberfläche des Kernmantels 2. Dabei be¬ wegt der Teleskopausleger 10 die Prüfköpfe 12 in Horizontal- riehtung, wodurch auch Bereiche hinter den Strahlpumpen 8 ge¬ prüft werden. Die Bewegung in Vertikalrichtung erfolgt bei fixiertem Halteelement 20 durch Verschiebung der Führungs- stange 14.The test procedure is carried out by meandering movement of the test heads 12 on the surface of the core shell 2. The telescopic boom 10 moves the test heads 12 in a horizontal direction, whereby areas behind the jet pumps 8 are also checked. The movement in the vertical direction takes place when the holding element 20 is fixed by displacing the guide rod 14.
Ein mittlerer Schwenkarm 34 mit Parallelführung ist am unte¬ ren freien Ende der FührungsStange 14 angelenkt und trägt ei¬ nen Arm 36, an dessen unterem Ende der untere Schwenkarm 32 angelenkt ist. Mit dem unteren und oberen Schwenkarm 32 bzw. 34 kann der Teleskopausleger 10 in Radialrichtung an die Au¬ ßenoberfläche des Kernmantels 2 angeklappt werden. Der An¬ trieb der Schwenkarme 32 und 34 erfolgt vorzugsweise pneuma¬ tisch.A middle swivel arm 34 with parallel guide is articulated on the lower free end of the guide rod 14 and carries an arm 36, on the lower end of which the lower swivel arm 32 is articulated. With the lower and upper swivel arms 32 and 34, the telescopic boom 10 can be folded in the radial direction onto the outer surface of the core shell 2. The pivot arms 32 and 34 are preferably driven pneumatically.
In der in der Figur dargestellten Arbeitsposition ist der mittlere Schwenkarm 34 nicht ausgelenkt, so daß Führungsstan¬ ge 10 und Arm 36 miteinander fluchten.In the working position shown in the figure, the middle swivel arm 34 is not deflected, so that guide rods 10 and arm 36 are aligned with one another.
Der untere Schwenkarm 32 trägt den Teleskopausleger 10. Er wird verwendet, um den Teleskopausleger 10 zur Prüfung der oberen Schweißnähte 261, 262 des Kernmantels 2 in Position zu bringen. Seine Anordnung erlaubt auch die Prüfung einer Schweißnaht 261 unmittelbar unterhalb eines Ringflansches 38 des Kernmantels 2.The lower swing arm 32 supports the telescopic boom 10. It is used to position the telescopic boom 10 to check the upper weld seams 261, 262 of the core jacket 2 bring. Its arrangement also allows a weld seam 261 to be checked immediately below an annular flange 38 of the core jacket 2.
In Figur 4 ist der Teleskopausleger 10 in Arbeitsposition B in Höhe der Strahlpumpen 8 zur Prüfung einer Schweißnaht 262 oberhalb eines Ringflansches 38 veranschaulicht. Auch in die¬ ser Arbeitsposition braucht der obere Schwenkarm 34 nicht ausgeklappt zu werden.FIG. 4 shows the telescopic boom 10 in working position B at the level of the jet pumps 8 for testing a weld seam 262 above an annular flange 38. In this working position, too, the upper swivel arm 34 need not be folded out.
Der mittlere Schwenkarm 34 befindet sich zirka 400 bis 1000 mm oberhalb des unteren Schwenkarmes 32. Er dient gemäß Figur 5 zur Prüfung der untersten Rundnaht 263 am Kernmantel 2 in der Arbeitsposition C. Der direkte Zugang zu dieser Schweiß- naht 263 wird durch fest installierte Instrumentierungslei- tungen 40 behindert, die im unteren Bereich der Strahlpumpen 8 ringförmig um den Kernmantel 2 verlaufen und über einen ge¬ meinsamen Stutzen aus dem Reaktordruckbehälter hinausgeführt sind.The middle swivel arm 34 is located approximately 400 to 1000 mm above the lower swivel arm 32. According to FIG. 5, it is used to check the lowest circular seam 263 on the core jacket 2 in the working position C. The direct access to this weld seam 263 is provided by permanently installed instrumentation lines - hindered 40, which run in a ring around the core jacket 2 in the lower region of the jet pumps 8 and are led out of the reactor pressure vessel via a common connecting piece.
Zur Prüfung dieser Schweißnaht wird der untere Schwenkarm 32 in vertikaler Position gehalten. Mit Hilfe des mittleren Schwenkarms 34 wird der Teleskopausleger 10 bereits oberhalb der Instrumentierungsleitungen 40 an den Kernmantel 2 ange- klappt und dann hinter diesen Instrumentierungsleitungen 40 mit Hilfe der FührungsStange 14 nach unten bis zur Höhe der zu prüfenden Schweißnaht 263 verschoben. Anschließend wird die-Führungsstange 14 mit dem Halteelement 30 an der Wand des Reaktordruckbehälters 4 fixiert. To test this weld seam, the lower swivel arm 32 is held in a vertical position. With the help of the middle swivel arm 34, the telescopic boom 10 is already folded onto the core jacket 2 above the instrumentation lines 40 and then moved behind these instrumentation lines 40 with the aid of the guide rod 14 down to the height of the weld seam 263 to be tested. The guide rod 14 is then fixed to the wall of the reactor pressure vessel 4 with the holding element 30.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung des Kernmantels (2) von Siedewasser-Kernreaktoranlagen mit Strahlpumpen (8) in einem Ringraum (6) zwischen dem Kernmantel (2) und einem diesen außen umfassenden Reaktordruckbehälter (4), mit einem Prüfköpf (12), der auf einem an die Krümmung des Kernmantels (2) angepaßten Teleskopausleger (10) horizontal bewegbar ist, wobei der Teleskopausleger (10) von einer vertikalen Füh- rungsstange (14) getragen zwischen den Strahlpumpen (8) an einer Schweißnaht (261-263) des Kernmantels (2) positionier¬ bar ist.1. Device for the non-destructive testing of the core jacket (2) of boiling water nuclear reactor plants with jet pumps (8) in an annular space (6) between the core jacket (2) and a reactor pressure vessel (4) comprising this outside, with a test head (12), the on a telescopic boom (10) adapted to the curvature of the core jacket (2), can be moved horizontally, the telescopic boom (10) being carried by a vertical guide rod (14) between the jet pumps (8) on a weld seam (261-263) of the Core jacket (2) is positionable.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die vertikale Füh- rungsstange (14) an ihrem dem Teleskopausleger (10) zugewand¬ ten Ende über einen oberen Schwenkarm (28) am Reaktordruckbe¬ hälter (4) abstützbar ist.2. Device according to claim 1, in which the vertical guide rod (14) can be supported at its end facing the telescopic boom (10) via an upper swivel arm (28) on the reactor pressure vessel (4).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 , bei der am freien Ende des Schwenkarmes (28) eine am Reaktordruckbehälter (4) fixierba¬ res Halteelement (30) angeordnet ist.3. Device according to claim 2, in which at the free end of the swivel arm (28) on the reactor pressure vessel (4) fixierba res holding element (30) is arranged.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der als Halteelement (30) ein Saugnapf vorgesehen is .4. The device according to claim 3, wherein a suction cup is provided as the holding element (30).
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei dem das Halteele¬ ment (30) vertikal verschiebbar zur FührungsStange (14) gela¬ gert, ist.5. The device according to claim 3 or 4, wherein the holding element (30) is vertically displaceable relative to the guide rod (14).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, mit einem6. Device according to one of claims 3 to 5, with a
Halteelement (30), das eine Führung (31) aufweist, in der das freie Ende des oberen Schwenkarmes (28) verschiebbar gelagert ist.Holding element (30) which has a guide (31) in which the free end of the upper swivel arm (28) is slidably mounted.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Teleskopausleger (10) wahlweise über einen mittleren oder ei- nen unteren Schwenkarm (34 bzw. 32) an den Kernmantel (2) an¬ legbar ist.7. Device according to one of the preceding claims, the telescopic boom (10) optionally via a medium or egg A lower swivel arm (34 or 32) can be placed on the core jacket (2).
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Teleskopausleger (10) um eine zur FührungsStange (14) senkrechte Achse (104) schwenkbar ist.8. Device according to one of the preceding claims, in which the telescopic boom (10) is pivotable about an axis (104) perpendicular to the guide rod (14).
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der als Prüfköpf (12) eine Ultraschallsonde vorgesehen ist.9. Device according to one of the preceding claims, in which an ultrasound probe is provided as the test head (12).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der als Prüfköpf (12) eine Wirbelstromsonde vorgesehen ist.10. Device according to one of claims 1 to 9, in which an eddy current probe is provided as the test head (12).
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der auf dem Teleskopausleger (10) eine Fernsehkamera (13) an¬ geordnet ist.11. The device according to one of the preceding claims, in which a television camera (13) is arranged on the telescopic boom (10).
12. Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung des Kernmantels (2) von Siedewasser-Kernreaktoranlagen mit Strahlpumpen (8) in einem Ringraum (6) zwischen dem Kernmantel (2) und einem diesen außen umfassenden Reaktordruckbehälter (4) , bei dem ein von einer vertikalen FührungsStange (14) getragener, an die Krümmung des Kernmantels (2) angepaßter Teleskopausleger (10) zwischen den Strahlpumpen (8) an einer Schweißnaht (261- 263) des Kernmantels (2) positioniert wird, und ein Prüfkopf (12) mit dem Teleskopausleger (10) horizontal über die Schweißnaht bewegt wird.12.Procedure for the non-destructive testing of the core jacket (2) of boiling water nuclear reactor systems with jet pumps (8) in an annular space (6) between the core jacket (2) and a reactor pressure vessel (4) surrounding the outside thereof, in which a vertical guide rod ( 14) supported telescopic boom (10) adapted to the curvature of the core jacket (2) is positioned between the jet pumps (8) on a weld seam (261-263) of the core jacket (2), and a test head (12) with the telescopic boom (10 ) is moved horizontally over the weld seam.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei der die vertikale Füh- rungsstange (14) an ihrem dem Teleskopausleger (10) zugewand¬ ten Ende über einen oberen Schwenkarm (28) am Reaktordruckbe¬ hälter (4) abgestützt wird.13. The method according to claim 12, in which the vertical guide rod (14) is supported at its end facing the telescopic boom (10) via an upper swivel arm (28) on the reactor pressure vessel (4).
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei der ein am freien Ende des oberen Schwenkarmes (28) angeordnetes Halteelement (30) am Reaktordruckbehälter (4) fixiert wird. 14. The method according to claim 13, wherein a holding element (30) arranged on the free end of the upper swivel arm (28) is fixed on the reactor pressure vessel (4).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem der Teleskopausleger (10) zur Prüfung der untersten Schweißnaht (263) über einen mittleren und zur Prüfung der übrigen Schweißnähte (261, 262) wahlweise über den mittleren oder einen unteren Schwenkarm (32 bzw. 34) an den Kernmantel (2) angelegt wird.15. The method according to any one of claims 12 to 14, wherein the telescopic boom (10) for checking the bottom weld (263) via a middle and for checking the other welds (261, 262) optionally via the middle or a lower swivel arm (32 or 34) is applied to the core jacket (2).
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem sich während eines Prüfvorgangs im wesentlichen horizontal erstreckende Teleskopausleger (10) zum Umsetzens von einer Prüfstellung zu einer anderen in eine vertikale Lage ver¬ schwenkt wird.16. The method according to any one of claims 12 to 15, in which during a test operation substantially horizontally extending telescopic boom (10) is pivoted to convert from one test position to another in a vertical position.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem der Prüfköpf (12) während eines PrüfVorganges auf einer mäander- förmigen Bahn am Kernmantel (2) entlang geführt wird. 17. The method as claimed in one of claims 12 to 16, in which the test head (12) is guided along a meandering path along the core jacket (2) during a test process.
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