POSITIONING DEVICE FOR AN INSPECTION, CLEANING AND REPAIRING APPARATUS FOR A BUNDLE OF PARALLEL TUBES

Abstract: 1. A positioning device (10) for remote-controllable inspection, cleaning and repair of the parallel pipes (3) of a pipe assembly, in particular a steam generator for nuclear power stations, comprising a guide (36), attached to the free end of a swivel arm (32), for measuring devices, tools or the like, and comprising a second swivel arm (30) which bears the first swivel arm (32) at its end remote from the guide (36), where the swivel axes (34, 35) of the two swivel arms (30, 32) extend parallel to the axes of the pipes (3), characterised in that the bearing (34) of the second swivel arm (30) remote from the first swivel arm (32) is located in an adjusting device (20) which comprises two joints (21, 24) for the cardanic adjustment of the axis of the bearing (34), that the adjusting device (20) is arranged in the form of a carriage on a rail (11) secured so as to be stationary in relation to the pipe assembly, and that a centering system (40) is integrated into the first swivel arm (32) and acts upon the adjusting device (20) in order to adjust the parallelism of the swivel axes (34, 35) to the pipe axes.

Description: Positioniereinrichtung zur fernbedienbaren Inspektion, Reinigung und Reparatur der parallelen Rohre eines Rohrbündels. Di. Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung zur fernbedienbaren Inspektion, Reinigung und Reparatur der parallelen Rohre eines Rohrbündels, insbesondere eines Dampferzeugers für Kernkraftwerke, mit einer an dem freien Ende eines Schwenkarms befestigten Führung für Messgeräte, Werkzeuge oder dergleichen und nit einen zweiten Schweakars, der den ersten Schwenkarm an dessen der FUhrung abgekehrten Ende trägt, arebai die Schwenkachsen der beiden Schwenkarne parallel zu den Achsen der Rohre verlaufen. Eine solche Vorrichtung ist in der FR-PS 1 473 139, Fig. 7 dargestellt. Die Schwenkarme sind dabei in Form von grossflächigen Platten ausgebildet, deren Schwenk- achsen durch zwei Hit abstand voneinander angeordnete Angeln an der oberen und unteren Seite der vertikal orientierten Schwenkarme definiert sind. Die aufwendige Konstruktion ergibt sich offenbar daraus, dass nit der b@kannten Positioniereinrichtung ein Reinigungsgerät mit einer umfangreichen Führungsschiene verstellt werden soll, so dass sehr grosse Kräfte zu übertragen sind. Deshalb sind bein Bekannten auch besondere FU- Be vorgesehen, die die FUhrungsschiene in bezug auf den das RohrbUndel abschliessenden Rohrboden abstutzen und zentrieren. Die benannte Konstruktion ist damit zwar als mechanisch test anzusehen, jedoch ist die Verstellung der Positioniereinrichtung und das Anfahren anderer Rohre entsprechend mühsam. Deshalb sucht die Erfindung nach einer besseren Möglichkeit, nit der die Positioniereinrichtung schneller auf die Rohre des Rohrbündels ausgerichtet werden kann. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass das dei ersten Schwenkarm abgekehrte Lager des zweiten Schwenkarms in einen Justiergerät vorgesehen ist, das zwei Gelenke zur kardanischen Verstellung der Achse des Lagers aufweist. Bei der Erfindung wird nit dem Justiergerät die Ausrichtung der Schwenkarne auf die Rohre durch eine einmalige Verstellung so genau vorgenommen, dass keine weitere Abstatzung an den Rohren selbst erforderlich ist. Der Schwenkarm kann nit seinen den Rohrenden zugekehrten freien Ende vielmehr frei geführt werden, wobei die Führung @mmer auf die Achse der Rohre ausgerichtet bleibt. Damit ist sichergestellt, dass die für Inspektion, Reinigung und Reparatur verwendeten Mess- geräte und Werkzeuge, aber zum Bespiel auch Ver schlussstopfen, mit der erforderlichen Genauigkeit in die Rohre gelangen. Das Justiergerät kann vorteilhaft mit Abstand von dem Ende des Rohrbündels angeordnet sein, weil dann die Schwenkarme in dem Zwischenraum zwischen dem Justiergerät und dem Rohrbündel frei bewegbar sind. Dabei kdn- nen die Schwenkarme gegenüber dem Ende des Rohrbündels geneigt sein, u@ einen gewissen Abstand zu überbrücken. Wes@ntlich ist jedoch, dass die Schwenkarme im Gegensatz zu der b@kannten Positioniereinrichtung an@inan- der vorbeifahren können, u@ beliebige Positionen auf schnellstem Wege ansteuern zu können. Das Justiergerät kann auch an der Aussenseit@ einer des Ende des Rohrbthidels gegenüberliegenden Wand befestigt sein und ilt einem Kragträger durch ein Öffnung der Wand ragen, an dessen freiem Ende das Lager des zweiten Schwenkarmes liegt. Diese Anbringung an der Aussenseite des Dampferzeugers verringert die Montagezeit und damit auch die Strahlenbelastung in Kernkraftwerken. Dabei kann das Einführen der Schwenkarme durch die Öffnung noch dadurch erleichtert werden, dass die @eigung der Schwenkarme verstellbar ist. Besonders günstig ist es, venn der Abstand zwischen der Schwenkachse und der Achse der Führung des einen Schwenkarms ebenso lang wie der Abstand zwischen den beiden Schwenkachsen des anderen Schwenkarmes ist. Bei dieser "gleichen Länge" der Schwenkarme kann jeder Punkt innerhalb eines Radius angefahren werden, der gleich der doppelten Länge eines Schwenkarmes ist, während sich beim Bekannten die Schwenkarme bei der gleichzeitigen Bewegung behindern können. Das Justiergerät kann als Wagen auf einer gegenüber dem Rohrbündel ortsfest verankerten Schiene sitzen. Dies ist besonders günstig, wenn die Prüfitellug selbst, zum Beispiel durch Radioaktivität, gefährdet ist, so dass der Einsatz von Personal mindestens durch besondere Vorsichtsmassnahmen eingeschränkt ist. Die Schiene kann dabei einen bewegbaren, zum Beispiel schwenkbaren Abschnitt aufweisen, dessen Länge mindest@ns so gross wie die Länge des Wagens ist. Anstelle eines schwenkbaren Abschnittes kann aber auch ein weiterer Schienenteil verwendet werden, auf der ein Hilfswagen mit einen kurzen Schienenstück als Träger für den Wagen angeordnet ist. Mit dem Hilfswagen wird dann der Wagen in die Höhe der Schiene gebracht. In den ersten Schwenkarm kann ein Zentriersystem inte- griert sein, das auf das Justiergerät einwirkt, u@ die Parallelität der Schwenkachsen mit den Rohrachsen einzustellen. Mit einem solchen Zentriersystem, das optisch oder auch mechanisch arbeitet, zum Beispiel mit Bildverarbeitungssensoren oder einer Fernsehkamera mit Fadenkreuz oder mit zugespitzten Zentrierdornen, wird die einmalige Ausrichtung des Justiergerätes durch Fernbedienung sichergestellt. Dies. Ausrichtung bezieht sich insbesondere auf das Fluchten der Schwenkachse des Lagers des zw@iten Schwenkarms mit der Achs@ eines der Rohre und auf die sogenannt. Nullpunktsberechnung, d.h. die Bestimiwig der Istposition der Drehachse des zweiten Schwenkarmes im Rahmen der Rohrteilung des Rohr- bündels Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele beschrieben, die in Fig. 1 und 3 Jeweils in eines Vertikaischnitt und in Fig. 2 und 4 in einem Horizontalschnitt dargestellt sind. Dabei ist der Übersichtlich- keit halber ein U-Rohr-Daipferzeuèr für Druckwasser- reaktoren, bei dem die Positioniereinrichtung nach der Erfindung eingesetzt wird, nur durch seinen Hohlraum für das Primärwasser angedeutet. Die Primärkammer 1 des Dampferz@ugers ist an ihrer Oberseite durch einen Rohrboden 2 begrenzt, von dem die Rohre 3 eines Rohrbündels ausg@hen. Das Rohrbündel ist zum Beispiel aus 4000 U-Rohren zusa@@engesetzt, deren geradlinige Schenkel parallel zueinander vertikal ver- laufen und zu beiden Seiten der in Fig. 2 sichtbaren Trennwand 4 in den Rohrboden 2 münden. Die untere Be- grenzung der Primärkammer 1 iat durch einen Lugelboden 5 gegeben. Darin ist ein Zugang Uber ein Mannloch 6 vorgesehen, so dass eine Positioniereinrichtung eingebracht werden kann, die als Ganzes mit 10 bezeichnet ist. Zum Einbringen der Positioniereinrichtung 10 dient eine Schiene 11, die an Bohrungen 12 des das Nannloch 6 begrenzenden Stutzens angeschraubt wird, wie bei 13 dargestellt ist. Die Schiene 11 besteht aus zwei einen Winkel miteinander einschliessenden geradlinigen Abs chnit- ten 14 und 15. Auf dem nach aussen führenden Abschnitt 15 ist ein Hilfswagen 16 verstellbar, der mit einem kurzen Schienenstück 17 ein Justiergerät 20 in den Bereich des horizontal liegenden Schien@nabschnittes 14 fahren kann, so dass das Justiergerät 20 als Wagen darauf definiert verstellbar ist. Das Justiergerät 20 besitzt ein Schwenklager 21 mit einer parallel zur Schiene 14 verlaufenden horizontalen Schwenkachse, um die ein Lagerträger 22 verstellbar ist. Der Lagerträger 22 hat in seinen gabelförmigen Armen 23 ein weiteres Schwenklager 24 mit einer in der Fig. 1 ebenfalls horizontalen Achse, die rechtwinklig zur Achse des Schwenklagers 21, also quer zur Schiene 14 verläuft. Damit ist ein sogenannter Drehtisch 25 schwenkbar angeordnet. Die Verstellung des Drehtisches 25 erfolgt mit einer Schubstange 26, die bei 27 an einem Arm des Drehtisches angreift. Der Lagerträger 22 wird dagegen mit einem nicht weiter dargestellten Zapfen verstellt, der in eine Scheibe 28 des LagertrE- gers ragt und mit Hilfe eines Exzenters um zum Beispiel 5 n nach beiden Seiten bewegbar ist. Dies genügt, um bei dem Abstand des Zapfens von der Achse des Schwenklagers 21 Schwenkwinkel von 5 0 zu erreichen. Die Verstellung des Drehtisches 25 umfasst Schwenkbevegungen von 290. Mithin ist in dem durch die beiden Schwenkwinkel definierten Bereich eine kardanische Verstellung möglich. Das Justiergerät 20 gestattet es, die in dem Drehtisch 25 liegende Schwenkachse von zwei Schwenkarmen 30, 32 genau auf die Achse der Rohre 3 auszurichten. Die Ausrichtung gilt für das Fluchten der Achsen wie für die Einnahme einer Nullpunktsposition, bei der die Achse des zweiten, "ortsfesten" Schwenkarmes 30 genau mit der Achse eines der Rohre 3 zusammenfällt. Die Schwenkarme 30, 32 sind gleich lang, d.h. der Ab- stand des ortsfesten" Schwenklagers 34 des zweiten Armes 30 von dem Schwenklager 35, mit dem der dem Rohrboden 2 zugekehrte erste Arm 32 befestigt ist, ist genauso gross wie der Abstand zwischen dem Schwenkla- ger 35 und der Achse einer Führung 36, die an dem freien Ende des ersten Schwenkarmes zum Befestigen von Prüf-, Reinigungs- oder Reparaturgeräten vorgesehen ist, die in die Rohre 3 eingefahren werden sollen. In Fig. 1 erkennt man noch einen optischen Impulsge- ber 40. Er gehört zu einem nicht weiter dargestellten Zentriersystem, mit dem das Fluchten der Führung 36 und damit auch der parallelen Schwenkachsen 34 und 35 mit den Achsen der Rohre 3 eingestellt und überprüft wird. In Fig. 2 ist zu sehen, dass die Schwenkarme 30, 32 alle Positionen von Rohren 3 anfahren kennen, die in den Innenraum 1 münden, wobei die suBeren Gren- zen des Rohrfeldes durch die strichpunktierten Linien 42 umrissen sind. Deshalb braucht die neue Posi tioniereinrichtung 10 nur einmal durch das Nannloch 6 mit Hilfe der Schiene 11 eingebracht zu werden. Dann erfolgt auf der Schiene 11 die Ausrichtung des für die Bewegung der Schwenkarme 30, 32 massgebenden ortsfesten Lagers 34 mit Hilfe des Justiergerätes 20. Diese Einstellung wird ebenfalls durch Fernbedienung anhand der Werte des optischen Impulsgebers 40 vorgenommen. Mithin kann mit der neuen Positioniereinrichtung 10 allein durch Fernbedienung jedes Rohr 3 des Rohrbündels angesteuert werden. Die Arme 30, 32 sind beim Ausführungsbeispiel gleichmässig u@ 400 gegenüber der Horizontalen geneigt, so dass sie beim Einbringen in die Primärkammer die bei 44 gestrichelt gezeichnete Strecklage einnehmen, wth- rend sie im Betrieb den Abstand zwischen dem Justiergerät 20 und dem Rohrboden überbrücken. Es können aber auch andere Neigungswinkel gewählt werden, solange sich die Arme 30, 32 bei ihren Schwenkbewegungen wech selseitig passieren können. Bei der in den Fig. 3 und 4 als weiteres Ausführungs- beispiel dargestellten Positioniereinrichtung 10' umfasst das Justiergerät 20' einen Kragträger 50, der in einem im Querschnitt etwa U-förmigen Lagerkörper 51 mit einer horizontalen Achse 52 schwenkbar gelagert ist. Der Lagerkörper 50 stützt sich mit einer Rolle 53 an der Innenwand des Xannloches 6 ab und ist in einem rechtwinklig zur Achse 54 des Mannlochs 6 verlaufenden Flansch 55 an der Aussenseite des Xann- lochstutzens befestigt. Am Flansch 55 sind zur Verstellung des fragträgers 50 des Justiergeräts 20' zwei Landräder 56 und 57 ange bracht. Das Handrad 56 verstellt nach Art einer Wan- dernutter den als Spindel wirkenden Dorn 58 einer Gabel 59, die über das äussere Ende des Kragträgers 58 greift und dort mit einer Achse 60 befestigt ist. Damit wird der Kragträger 50 in einer in der Darstellung der Fig. 3 vertikalen Ebene um die Achse 52 geschwenkt. PLit dem Handrad 57 wird der Lagerkörper 51 längs der Innenwand des Xannlochs 6 verschoben, so dass der Erag- träger 50 u@ die Achse 54 des Mannlochs wandert. Diese Achse 54 verläuft rechtwinklig zur Schwenkachse 52. Deshalb ist, obwohl sich die Achsen 52, 54 nicht direkt kreuzen, eine kardanische Verstellung des Lagers 34' des Schwenkarms 30' möglich, ppit der der andere Schwenk- arn 32' genau auf die Rohre im Rohrboden 2 ausgerichtet werden kann. Beim iusfuhrungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 sind die Schwenkarme 30' und 32' in der dargestellten Streck- lage gleichmässig um etwa 400 gegenüber dem das Ende des Rohrbündels bildenden Rohrboden 2 geneigt. Die Neigung des Schwenkarms 32 kann Jedoch durch eine gelenkige Anbringung a@ Schwenklager 35' verändert werden. Dabei wird der Schwenkarm 32' mit eines Stellun- trieb 62 um den Drehpunkt 63 in eine zu Schwenkarm 30' parallele Lage gebracht, wie bei 32" in Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist. Man @rhält damit eine für den Transport und Einbau besonders vorteilhafte kom- pakte Form der Positioniereinrichtung 10. Die beim Justiergerät 20' vorgesehenen Handräder 56, 57 können auch durch elektrische, pneumatische oder hydrau lische Stellantriebe ersetzt werden, wenn man die Strahlenbelastung des Bedi.nungsperBonals beim Ausrichten der Positioniereinrichtung 10' weiter verringern will. 10 Patentansprüche 4 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Positioniereinrichtung zur fernbedienbaren Inspek- tion, Reinigung und Reparatur der parallelen Rohre eines Rohrbündels, insbesondere eines Danpfer- zeugers für Kernkraftwerke, mit einer an dem freien Ende eines Schwenkarms befestigten Fuhrnng für Mess- geräte, Werkzeuge oder dergleichen und mit einem zweiten Schwenkarm, der den ersten Schwenkarm an dessen der Führung abgekehrten Ende trägt, wobei die Schwenkachsen der beiden Schwenkarm parallel zu den Achsen der Rohre verlaufen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das dem ersten Schwenkari (32) abgekehrte Lager (34) des zweiten Schwenkaris (30) in eines Justiergerät (20) vorgesehen ist, das zwei Gelenke (21, 24) zur kardanischen Verstellung der Achse des Lagers (34) aufweist. 2. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Justiergerät (20) mit Abstand von dem Ende des Rohrbündels angeordnet ist. 3. Positioniereinrichtung nach Anspruch 2, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Justiergerät (20') an der Aussenseite einer dem Ende des Rohrbündels gegen- überliegenden Wand (5) befestigt ist und mit einem Krag- träger (50) durch eine Öffnung (6) der Wand (5) ragt, an dessen freiem Ende das Lager (34) des zweiten Schwenkarms (30) liegt. 4. Positioniereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schwenkarme (30, 32) gegenüber dem Ende des Rohrbün- dels geneigt sind. 5. Positioniereinrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Neigung verstellbar ist. 6. Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e 9 c h n e , dass der Abstand zwischen der Schwenkachse (35) und der Achse der Führung (36) des einen Schwenkaris (32) ebenso lang wie der Abstand zwischen den beiden Schwenkachsen (34, 35) des andere Schwenkarmes (30) ist. 7. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Justiergerät (20) als Wagen auf einer gegenüber dem Rehrbündel ortsfest verankerten Schiene (11) sitzt. 8. Positioniereinrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e a c h n e t, dass die Schiene (11) einen bewegbaren Abschnitt (17) auf- weist, dessen Länge mindestens so gross wie die Län ge des Wagens ist. 9. Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in den ersten Schwenkarm (32) ein Zentriersystem (40) integriert ist, das auf das Juatiergerät (20) einwirkt, um die Parallelität der Schwenkachsen (34, 35) mit den Rohrachsen einzustellen. 10. Positioniereinrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Zentriersystem (40) das Fluchten der Schwenkachze des Lagers (34) des zweiten Schwenkarms (30) mit der Achse eines der Rohre (3) optisch und/oder mechanisch kontrolliert.

Inventors: BAUER, RAINER, RICHTER, BERND, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: B25J5
IPC codes: B25J9, F22B37