DE2814214B2 - Verfahren zum Verschließen schadhafter Wärmetauscherrohre - Google Patents
Verfahren zum Verschließen schadhafter WärmetauscherrohreInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschlie-Ben schadhafter Wärmetauscherrohre innerhalb des
Bereiches der Rohrboden, bei dem in das abzudichtende Rohr ein metallischer Verschlußstopfen mit einer
Sprengladung eingesetzt und durch Explosionsschweißen mit dem Rohrende verschweißt wird und einen
Stützstopfen zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, undichte Rohre in Wärmetauschern dadurch abzusperren, daß ein Explosivstopfen in Form
eines hohlen Metallkörpers verwendet wird, der an jedem Ende des abzusperrenden Rohres eingesteckt vo
und durch Explosionsschweißen mit dem Rohrende verschweißt wird (DE-OS 22 10 227).
Bei der Explosivschweißung in Wärmetauschern sind jedoch Schwierigkeiten dadurch aufgetreten, daß die
Rohre so dicht nebeneinanderliegen, daß die in der Nachbarschaft des undichten Rohres angeordneten
Rohre sowie die Rohrbodensehnen zwischen den Rohren stark durch die Explosivkräfte verformt werden,
die bei der Zündung eines Absperrstopfens in dem undichten Rohr entstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Stopfen zur Hemmung der
Verformung von Rohren und Rohrböden zu schaffen, die in der Nachbarschaft eines Rohres angeordnet sind,
das durch Explosivschweißung verschlossen wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Zünden der Sprengladung in den dem zu
verschließenden Rohr benachbarten Rohrenden Stützkörper eingesteckt werden, die nach dem Explosionsschweißen entfernt werden. Es hat sich als zweckmäßig
erwiesen, die Stützkörper durch Spreizen in die Rohrenden einzuspannen.
Der erfindungsgemäße Stützstopfen zur Durchführung des Verfahrens ist mit Spiel in das Rohrende
einschiebbar und innerhalb des Rohrendes radial gegen die Innenwand des Rohres spreizbar.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
Fig. I einen Aufriß eines Durchlaufdampferzeugers;
Fig.2 eine Draufsicht entlang der Linie 2-2 der Fig.3;
F i g. 3 einen Aufriß entlang der Linie 3-3 der F i g. 2;
Fig.4 eine Detailansicht eines in das Ende eines
Rohrs eingesetzten Stützstopfens:
Fig.5 eine Draufsicht entlang der Linie 5-5 der Fig.4:
F i g. 6 eine weitere Detailansicht des Stützstopfens;
F i g. 7 eine Detailansicht einer Betätigungsvorrichtung entlang einer ihrer bogenförmigen Seiten;
Fig.8 eine Detailansicht einer Betätigungsvorrichtung
entlang einer ihrer flachen Seiten;
F i g. 9 und 10 Dei ailansichten eines Keils und
Fig. 11 eine Detailansicht eines Werkzeuges, das benutzt wird, um die Betätigungsvorrichtung in
Richtung auf das Rohr bzw. weg vom Rohr zu treiben.
F i g. 1 zeigt einen Wärmetauscher in Form eines Durchlauf-Dampferzeugers 10, der aus einem stehenden
zylindrischen Druckbehälter 11 besteht, welcher an seinen beiden Enden durch emen oberen Deckel 12 und
einen unteren Deckel 13 verschlossen wird. Der Behälter wird in Querrichtung durch einen oberen und
einen unteren Rohrboden 14 bzw. 15 geteilt. Der obere Rohrboden 14 besteht aus einem Stück mit dem
Behälter 11 und dem oberen Deckel 12 und bildet in Verbindung mit dem oberen Deckel 12 eine Mediumeintrittskammer
16. Der untere Rohrboden 15 besteht aus einem Stück mit dem Behälter 11 und dem unteren
Deckel 13 und bildet in Verbindung mit dem unteren Deckel 13 eine Austrittskammer 17.
Eine Anzahl gerader Rohre 18, die so angeordnet sind, daß sie ein Rohrbündel bilden, verläuft vertikal
zwischen dem oberen und unteren Rohrboden 14 und 15 und tritt durch beide Rohrboden hindurch, um die
Mediumeintrittskaiflmer 16 mit der Austrittskammer 17
zu verbinden.
Ein zylindrischer Mantel 19 umgibt das Rohrbündel
18 und erstreckt sich nach oben von einer Ebene, die ooerhalb des unteren Rohrbodens 15 liegt; er endet in
einer Ebene, die unterhalb des oberen Rohrbodens 14 liegt. Der Mantel 19 wirkt mit dem Behälter U
zusammen, wodurch zwischen beiden Teilen eine ringförmige Kammer gebildet wird. Die Kammer wird
durch eine Ringplatte 22, die an ihrer Außenkante an den Behälter 11 und an ihrer Innenkante an den Mantel
19 geschweißt ist, in Eintritts- und Austrittskanäle 21 und 20 unterteilt.
Im normalen Betrieb des Dampferzeugers 10 wird Primärkühlmittel von einem nicht dargestellten Druckwasserreaktor
oder einer ähnlichen Quelle zu der oberen Kammer 16 durch einen Eintrittsstutzen 24
geleitet, ϋβε Primärkühlmittel gibt Wärme an ein
Sekundärkühtmittel während der Strömung durch die Rohre 18 ab und wird aus der unteren Kammer 17 durch
einen Austrittsstutzen 25 abgeleitet. Ein Speisemittel
wird durch einen Eintrittsstutzen 26 aufgegeben und durch die Platte 22 gezwungen, in dem Kanal 21 abwärts
zu strömen und von da aus in das offene untere Ende des Mantels 19, Das Speisemittel wird dadurch erwärmt und
verdampft, daß von dem Primärkühlmittel über die Rohre 18 ein Wärmeübergang erfolgt Der so erzeugte
Dampf, der entweder gesättigt oder überhitzt sein kann, je nach der Größe des Wärmeaustausches strömt aus
dem offenen oberen Ende des Mantels 19 heraus und in den Kanal 20 hinein, um durch einen Austrittsstutzen 27
herauszuströmen.
Man sollte berücksichtigen, daß zahlreiche Rohre 18 in dem ganzen Bündel innerhalb des Dampferzeugerblocks
10 vorhanden sind. Somit ist es üblich, eine Undichtigkeit in einem Rohr dadurch auszuschalten, daß
man einfach das Innere eines solchen Rohrs absperrt, indem man seine Enden an den Rohrboden 14 und 15
verstopft. Auf diese Weise wird ein undichtes Rohr abgetrennt und in wirksamer Weise aus dem Strömungsweg
des Primärkühlmittels herausgenommen, welches durch das Innere der Rohre fließt. Die
restlichen Rohre des Bündels wirken weiter in der normalen Weise, um den Wärmetausch in der
gewünschten Weise zu vollziehen. In üblicher Weise wird das undichte Rohr dadurch abgetrennt, daß man
einen Explosivstopfen in Form eines hohlen Metallkörpers verwendet, der in die Enden des abzutrennenden
Rohrs eingesetzt wird und eine geformte Sprengladung sowie einen Zünder enthält, der von einer fern
gelegenen Stelle aus gezündet werden kann, um die Ladung zu sprengen und dadurch den Stopfenkörper
gegen die Rohrfläche mit einer ausreichenden Kraft zu pressen, so daß eine Zone metallurgisch gebundenen
Metallkontakts zwischen dem Stopfen und der umgebenden Rohrfläche gebildet wird; diese Zone erstreckt
sich vollständig um den Umfang des Stopfenkörpers herum sowie auf einer axialen Länge, die zwischen den
Enden des Körpers liegt.
Da die Ausführungen und die Anordnung der Rohre 18 in bezug auf die Rohrboden 14 und 15 im allgemeinen
gleich sind, wird es als ausreichend angesehen, die Erfindung allein in Verbindung mit aem oberen
Rohrboden 14 zu beschreiben.
Aus den Fig. 2 bis 10 sind Stützstopfen 29 zu
erkennen, die in die Rohrbodenenden der Rohre 18 eingesetzt werden, welche in der Nachbarschaft des
undichten Rohrs ISA angeordnet sind. Jeder der Stützstopfen 29 besteht aus einem Paar Keile 30 und
einer keilartigtn Betätigungsvorrichtung 31.
Jeder der Keile 30 weist eine bogenförmige Seite 32, die im allgemeinen zu der Innenkontur des Rohrs 18
paßt, und eine flache Seite 33 auf. Die bogenförmige Seite 32 schließt eine Schulter 34 an einem Ende und ein
konisches Stück 35 am anderen Ende ein. Der Keil 30 ist axial entlang seiner flachen Seite 33 in Richtung der
Schulter 34 konisch ausgebildet.
Ein größerer axialer Abschnitt der Betätigungsvorrichtung
31 ist mit einem Paar gegenüberliegender flacher Seiten 36 ausgebildet, die untereinander durch
bogenförmige Seiten 37 verbunden sind; die Vorrichtung schließt ein kegelstumpfförmiges Teil 38 an einem
Ende und ein Gewindestück 39 am anderen Ende ein.
Das große Ende des Teils 38 liegt an einem Paar Leisten 40 an, die seitlich entlang der flachen Seiten 36
verlaufen. Eine Schulter 41 ist zwischen den flachen Seiten 36 und dem Gewindestück 39 ausgebildet. Jeder
der flachen Seiten 36 der Betätigungsvorrichtung hat einen Abschnitt 42, der axial konisch in Richtung des
kegelstumpfförmigen Teils 38 ausgebildet ist
Um das undichte Rohr 18/4 abzudichten, wird ein
Explosivstopfen 43 in die Rohrbodenenden des Rohrs 18Λ eingeführt; in F i g. 3 ist er in bezug auf den oberen
Rohrboden 14 dargestellt Jeder der Stützstopfen 29 wird dadurch zusammengebaut, daß man die konischen
Enden 35 der Keile 30 auf die Leisten 40 stellt und die konischen Seiten 33 der Keile 30 gegen die in
entgegengesetzter Richtung konisch verlaufenden Abschnitte 42 der Betätigungsvorrichtung 31 legt. Der
zusammengebaute Stützstopfen 29 wird dann in eines der Rohre 18 eingesetzt, die in Nachbarschaft zum Rohr
18/4 angeordnet sind. Der Stützstopfen 29 wird vorzugsweise, wie in Fig.2 dargestellt, so angeordnet,
daß einer der Keile 30, die am Roh: -58 anliegen, auf der
Wandseite gegenüber dem Rohr 18/4 H,.gt. Die Schulter
34 liegt an der Rohrstirnseite an und verhindert eine weitere Axialbewegung, wodurch gewährleistet wird,
daß die Keile 30 innerhalb der Rohrbodenenden des Rohrs 18 bleiben. Die Betätigungsvorrichtung 31 wird
dann weiter in das Rohr 18 hinein getrieben, wodurch die Keile 30 radial nach außen gegen die umgebende
Wand des Rohrs 18 gedruckt werden, um dieses Rohr und den Rohrboden 14 zu stützen.
Nachdem der Explosivstopfen 43 gezündet worden ist und der Körper des Stopfens 43 infolgedessen autogen
an die umgebende Rohrwand geschweißt wurde, wodurch das Ende des Rohrs 18/Λ abgesperrt wurde,
wird die Betätigungsvorrichtung 31 herausgetrieben, wodurch die Keile 30 gelöst werden und der
Stützstopfen 29 aus dem Rohr 18 entfernt werden kann.
Jedes Werkzeug, das ein Mittel einschließt, um es schraubbar mit dem Schraubstück 39 der Betätigungsvorrichtung
zu verbinden, kann verwendet werden, um die Betätigungsvorrichtung 31 in das gestützte Rohr hin
und aus dem gestützten Rohr heraus zu treiben. Jedoch wird in Fig. 11 ein bevorzugtes Werkzeug dargestellt.
Das bevorzugte Werkzeug 44 umfaßt einen Führungsstab 45, der ein mit Innengewinde versehenes Ende 46
hat, um, wie in F i g. 4 dargestellt, mit dem Schraubstück 39 der Betätigungsvorrichtung in Eingriff zu treten. Es
schließt ein Paar axial auf Abstand angeordneter Scheiben und einen handbetätigten Rammzylinder 49,
der gleitend auf dem Stab 45 zwischen den Scheiben 47 und 48 montiert ist. Der Zylinder 49 wird bewegt, um auf
die Scheibe 47 zu stoßen, wenn der Wunsch besteht, die eingesetzte Betätigungsvorrichtung 31 in Richtung auf
Has gestützte Rohr zu treiben, damit die Keile 30 radial nach außen gegen die umgebende Rohrwand gepreßt
werden, wodurch die erforderliche Ronrwand- und Rohrbodenstützung erreicht wird. Umgekehrt wird der
Zylinder 49 bewegt, um auf die Scheibe 48 zu treffen, wenn der Wunich besteht, die Betätigungsvorrichtung
31 von dem Rohr 18 weg zu treiben, wodurch die Keile 30 gelöst werden, um die Entfernung des Stützstopfens
aus dem gestützten Rohr zu erlauben.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zum Verschließen schadhafter Wärmetauscherrohre innnerhalb des Bereiches der
Rohrböden, bei dem in das abzudichtende Rohr ein
metallischer Verschlußstopfen mit einer Sprengladung eingesetzt und durch Explosionsschweißen mit
dem Rohrende verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zünden der Sprengladung in den dem zu verschließenden Rohr
benachbarten Rohrenden Stützkörper eingesteckt werden, die nach dem Explosionsschweißen entfernt
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützkörper durch Spreizen in die Rohrenden eingespannt werden.
3. Stützstopfen zur Durchführung des Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß er mit Spiel in das Rohrende einschiebt und innerhalb des Rohrendes radial
gegen die innenwand des Rohres spreizbar ist
4. Stützstopfen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützstopfen geteilt ausgebildet ist
und die Einzelteile (30) konische Innenflächen (33) aufweisen, zwischen die ein Spreizstempel (31) mit
entsprechenden konischen Seitenflächen einführbar ist.
5. Stützstopfen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei Einzelteilen besteht, die der
Rohrinnenwand entsprechend gewölbte Oberflächen aufweisen.
6. Stützstopfen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daE der ipreizstempel (31) an
seinem Ende einen Anschlag (40) aufweist, auf dem sich die Einzelteile (30) abstützt, s können.
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