DE3150764C2

DE3150764C2 - Vorrichtung zur Rißprüfung mittels Ultraschall

Info

Publication number: DE3150764C2
Application number: DE3150764A
Authority: DE
Inventors: John Gordon Debreire; Mary Margaret Lemanowicz; David Lee Richardson; Wiliem San Jose Calif. Vanderputten
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1980-12-29
Filing date: 1981-12-22
Publication date: 1985-11-14
Also published as: IT8125801A0; JPH0332020B2; JPS57168156A; SE8107838L; DE3150764A1; ES508094A0; IT1139944B; ES8401634A1; MX6154E; CH655185A5; US4394345A

Abstract

Beschrieben sind eine Ultraschallschwingervorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen von Kernreaktorstrahlpumpenträgern (10) auf Rißbildungen. Die Prüfung wird an Ort und Stelle durchgeführt. Eine Bedienungsperson senkt einen Schlitten (35) der Vorrichtung mit einer Stange (56) in den Reaktorbehälter ab. Ultraschallsignale werden über eine geeignete Verdrahtung von einer äußeren Quelle an die Ultraschallschwingervorrichtung abgegeben, bei der für die Ultraschallprüfung zum Testen der Träger (10) eine Betriebsart benutzt werden kann, in welcher ein Ultraschallschwinger sendet und ein anderer empfängt, oder aber eine Betriebsart, in welcher ein und derselbe Ultraschallschwinger sendet und empfängt. Der Schlitten (35) trägt einander gegenüberliegend angeordnete Paare von Ultraschallschwingern (36) und positioniert sie auf geeignete Weise nahe dem Träger (10, der zu prüfen ist, in richtiger Ausrichtung zu diesem. Die Prüfbetriebsart wird durch eine Schaltvorrichtung ausgewählt. Die Vorrichtung enthält einen Signalgenerator, einen Empfänger und eine Sichtanzeige.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Rißprüfung mittels Ultraschall gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches L

Bei manchen Kernreaktortypen werden bis zu zwanzig nach unten gerichtete Strahlpumpen benutzt, um Reaktorwasser durch die Spaltzone des Reaktorbehälters während des Betriebes umzuwälzen. Die Strahlpumpen empfangen Treibwasser aus einer Einlaßsteig- !citung und über einen scharfen Rohrkrümmer, der die Einlaßsteigleitung mit der Strahlpumpendüse verbindet, wie es beispielsweise aus den ¹JS-PS 33 78 456 und 33 89 055 bekannt ist. Jeder Rohrkrümmer wird durch einen Strahlpumpenträger in seiner Lage gehalten, der im folgenden sehr ausführlich beschrieben ist

Aus der GB-PS 15 11 350 ist zwar eine Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von Befestigungslöchern bekannt, bei der die Befestigungselemente nicht aus ihren Befestigungslöchern herausgenommen zu werden brauchen. Dort muß jedoch der Scanner direkt auf der zu prüfenden Fläche angeordnet und um ein Befestigungsloch herumbewegt 'verden. Dies erfordert komplexe

so Bewegungs- und Richtungsfühler und insbesondere gut zugängliche Prüfflächen.

Die statische und die dynamische Belastung, die auf Strahlpumpenträger einwirkt und Vibrationen einschlicßi, welche während des Reaktorbetriebes auftreten, verursacht in einigen Fällen in den Trägern eine Rißbildung, die in dem oberen mittleren Teil der Träger beginnt. Jeder Strahlpumpenträger hält einen Rohrkrümmer fest, welcher Reaktorwasser aus einem Einlaßsteigrohr zu einer Strahlpumpe leitet.

Die Rißbildung in einem Strahlpumpenträger kann dazu führen, daß der Rohrkrümmer seine normale Stellung verläßt, wodurch der richtige Betrieb der Strahlpumpe beeinträchtigt wird. Es ist demgemäß erwünscht, die Strahlpumpenträger regelmäßig zu untersuchen, beispielsweise durch Ultraschallprüfung. Das könnte erfolgen, indem die Strahlpumpenträger von dem Reaktor gelöst und zum Testen in ein Labor transportiert werden. Dies ist jedoch zeit- und kostenaufwendig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Erkennen von Rissen der eingangs genannten Gattung /U schaffen, bei der die Träger ohne aufwendige Bewegungseinrichtungen in ihrer eingebauten Lage an Ort und Stelle geprüft werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil de.« Patentanspruchs 1 beanspruchten Merkmale gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine Rißprüfung der Strahlpumpenträger ferngesteuert durchgeführt werden kann, ohne die Träger ausbauen zu müssen. Dabei brauchl der Schwingerschlitten gemäß der Erfindung lediglich über einem Träger angeordnet zu werden, ohne daß irgendwelche Abtastbevvegungen erforderlich sind. Dadurch werden nicht nur Montagezeit und -kosten gespart, sondern es wird auch die Gefahr ausgeschaltet bzw. wesentlich gesenkt, daß Bedienungspersonal der Strahlung ausgesetzt wird.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführangsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine isometrische Ansicht des oberen Teils einer Strahlpumpe auf einen Strahlpumpenträger für einen Kernreaktor,

F i g. 2A eine Seitenansicht von einem Strahlpumpenträger, von dem ein Teil weggebrochen ist und der am oberen Ende der Strahlpumpe angebracht ist die eine erhabene, U-förmige Schweißplatte aufweist

F i g. 2B eine Draufsicht auf den Strahlpumpenträger, auf dessen oberer Fläche ein typisches Rißmuster dargestellt ist

F i g. 3 in einer isometrischen Ansicht den Ultraschallschwingerschlitten der ersten Ausführungsform, der zum Anbringen auf einem Teil des Überbaues eines Strahipümpenträgcrs, wie er in F i g. 2A gezeigt ist mittels einer teilweise dargestellten Positionierstange geeignetist

F ig. 4 eine isometrische Ansicht des Ultraschall-Schwingerschlittens gemäß F i g. 3. der direkt auf einem Strahlpumpenträger befestigt ist

F i g. 5 ein Schaltbild der Ultraschallvo.richtung, die eine in einem Schaltkasten untergebrachte Schaltanordnung zum Festlegen der Betriebsart der Vorrichtung aufweist

F i g. 6 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Strahlpumpenträgers, von dem ein Teil weggebrochen ist, so daß eine flache Schweißplatte sichtbar ist

F i g. 7 in einer isometrischen Ansicht einen Ultraschallschwingerschlitten. der zur Befestigung auf einem Strahlpumpenträger der in F i g. 6 gezeigten Ausführungsform geeignet ist und

F i g. 8 in einer isometrischen Ansicht den Ultraschallschwingerschlitten von F i g. 7, der auf dem Strahlpumpenträger von F i g. 6 befestigt ist.

Die hier beschriebene Ultraschallschwingervorrichtung ist dafür vorgesehen, in Kernreaktoren auf Strahlpumpenträgern zu deren Ultraschallprüfung befestigt zu werden, wie beispielsweise auf dem in F i g, 1 gezeigten Träger 10. Die Strahlpumpenanordnung weist ein Einlaßsteigrohr 11 auf, welches unter Druck stehendes Betriebswasser über einen Krümmer 13 zu einer Strahlpumpendüse 12 fördert Der Strahlpumpenträger 10 ist zwischen zwei Annen 14 angeordnet, die von dem Einlaßsteigrohr 11 ausgehen und an dem Krümmer 13 anliegen, um ihn in seiner Lage zu halten. Der Strahlpumpenträger 10, die Arme 14, der Krümmet 13 und das Einlaßsteigrohr 11 sind alle Teil der Strahlpumpenbaugruppe 15. wie sie in Γ i g. 1 gc/.eigi ist. Wcuere Riiwel heiten über den Aufbau und die Arbeitsweise von solchen Strahlpumpen finden sich in den oben erwähnten US-PS 33 78 456 und 33 89 055.

Gemäß Fig.2A enthält eine Strahlpumpenträger-

baugruppe 15' den Träger 10, eine Trägerschraube 16, eine Hülsenverriegelung 17 und eine Schweißplatte 18.

Der Träger 10 hat zwei Enden 20, einen erhöhten Mittelteäl 21 und Drehzapfen 22. Die Enden 20 sind in Schlitzen 23 der Arme 14 des Einlaßsteigrohres 11 abgestützt. Die Schraube 16 hat einen mehrseitigen Kopf 25, mit Gewinde versehene Seiten 26 und ein stumpfes Ende 27. welches auf einer Schulter 30 des Krümmers 13 (F i g. 1) der Strahlpumpenbaugruppe 15 aufsitzt.

Die Trägerschraube 16 geht sowohl durch die Hülsenverriegelung 17 als auch durch die Schweißplatte 18 hindurch, wobei aber die Schweißplatte 18 die Schraube 16 nicht am Drehen hindert und die Hülsenverriegelung 17 einen engen Gleitsitz auf dem r; :hrseitigen Kopf 25 der Trägerschraube 16 hat und, nachdem die Schraube 16 angezogen worden ist durch eine Heftschweißung an der Schweißplatte 18 befestigt wird, um die Schraube 16 am Lockern zu hindern. Weil die Schraube 16 in ein Gewindeloch 28 des Trägers 10 eingeschraubt ist und eine Aufwärtskraft auf den Träger 10 ausübt bleiben irgendwelche Risse in dem Träger 10 typischerweise auf den erhabenen Mittelteil des Trägers 10 örtlich begrenzt wo die Schraube 16 hindurchgeht und sich zu den Drehzapfen 22 in den Seiten des Trägers 10 erstreckt Ein typisches Muster von solchen Rissen 31 ist in Fi g. 2B in einer Draufsicht auf den Strahlpumpenträger 10 gezeigt (wobei die Schweißplatte 18 teilweise weggeschnitten ist).

Die in F i g. 2A gezeigte Schweißplatte 18 ist U-förmig, ist an den Seiten des Trägers 10 auf geeignete Weise befestigt und hat Ausbuchtungen 32 in ihren Enden, die um die Drehzapfen 22 passen. Dei Mittelteil der Schweißplatte 18 ist beträchtlich oberhalb des Trägers 10 angeordnet und gestattet der Ultraschallprüfung den Zutritt zu dem erhöhten Mittelteil 21 des Trägers 10.

F i g. 3 zeigt einen Teil der Vorrichtung zur Ultraschallprüfung des Strahlpumpenträgers 10, nämlich einen Ultraschallschwingerschlitten 35 zum Positionieren von mehreren Ultraschallschwingern 36 nahe dem soeben beschriebenen Strahlpumpenträger'10. Fig. 5 zeigt schematisch die gesamte Ultraschallwandlervorrichtung, die eine Schaltvorrichtung oder einen Schaltso kasten 40, einen Signalgenerator oder Ultraschallsender 41, einen Empfänger 42 und eine Sichtanzeige 43 enthält, wobei die drei letztgenannten im Handel auf ein und derselben Konsole 44 erhältlich sind. Der Ultraschulschwingerschlitten 35 paßt über einen Teil des Überbaues der Strahlpumpenträgerbaugruppe 15'. wie es in F i g. 4 geneigt ist, und richtet die Ultraschallschwinger 36 auf geeignete Weise zu dem erhöhten Mutelteil 21 des Stiahlpumpenträgers 10 hin aus.

Der Schlitten 35 (F i g. 3 und 4) hat einen zentralen Hauptteil 46 mit Fortsätzen, wie Schenkeln 47, Flügeln 48 und Streben 50 sowie mit einem Hohlraum 52 (gestrichelt dargestellt), der auf geeignete Weise in die Unterseite des zentralen Hauptteils 46 eingearbeitet ist, um Teile der Strahlpumpenträgerbaugruppe 15' aufzunehmen, wie beispielweise die oberen Teile der Trägerschraube 16, die Hülsenverriegelung 17 und die Schweißplatte 18. Die Schenkel 47 haben ausgesparte Teile oder Buchten 53, die die Drehzapfen 22 des Trä-

gers 10 aufnehmen. Vier Ultraschallschwinger 36 (1)—36 (4), und zwar zwei auf jeder Seite, sind in den Flügeln 48 des Schlittens 35 in zylindrischen Löchern geeigneten Durchmessers lösbar befestigt. Flügelschrauben (nicht dargestellt) können zweckmäßig dazu dienen, die Schwinger 36 in den Flügeln 48 lösbar zu befestigen. Die Streben 50 zwischen den Enden der Flügel 48 und den Schenkeln 47 schützen die Schwinger 36 vor einer Beschädigung bei Kollisionen, zu denen es kommen kann, wenn der Schlitten in den Reaktorbehälter abgesenkt wird. Die Schwinger 36 (I)-36 (4) sind in dieser Ausführungsform unter einem Winkel von 60° gegen die Horizontale nach unten zu dem Mittelpunkt des Strahlpumpenträgers 10 gerichtet. Andere geeignete Ausrichtungen können benutzt werden, und zwar in Abhängigkeit von der Position der Schwinger 36 relativ zudem Mittelpunkt des Trägers 10.

Der zentrale Hauptteil 46 des Schwingerschlittens 35 ucStciit vorzugsweise sus ΑίϋΓΠΐΠίϋίη, VruS such für die Flügel 48 gilt, die sich von dem Hauptteil 46 nach außen erstrecken und zum Festhalten der Ultraschallschwinger 36 dienen. Jede zweckmäßige Anzahl von Ultraschallschwingern 36 kann zwar benutzt werden, es ist aber wenigstens einer erforderlich und wenigstens zwei werden bevorzugt

An der Oberseite des zentralen Hauptteils 46 ist eine Verbindungsvorrichtung 55 geeignet befestigt, die das Befestigen des Schlittens 35 an einer Stange 56 oder einer anderen Vorrichtung zum Absenken des Schlittens 35 in den Reaktorbehälter und zum Fernmanövrieren des Schlittens 35 in Position auf einer ausgewählten Strahlpumpenträgerbaugruppe 15' gestattet. Die Verbindungsvorrichtung 55 kann feststehend sein, so daß sie keine Relativbewegung zwischen der Stange 56 und dem Schlitten 35 gestattet, es ist aber vorzuziehen, die Vorrichtung 55 nach Art eines Drehgelenks oder Kreuzgelenks auszubilden, das eine begrenzte Schwenkbewegung des Schlittens 35 gestattet. Das ermöglicht, den Schlitten 35 richtig auf einen Strah'ipumpenträger 10 aufzusetzen, selbst wenn die Tragstange 56 nicht genau in einer Linie mit dem Träger 10 ist.

Ei.ie elektrische Leitung 59 führt von jedem Schwinger 36(1)—36(4) zu der Schaltvorrichtung oder dem Schaltkasten 40 (F i g. 5) außerhalb des Reaktorbehälters. Zweckmäßig wird die Schaltvorrichtung 40 in unmittelbarer Nähe der Konsole 44 angeordnet, die den Signalgenerator 41, den Empfänger 42 und die Sichtanzeige 43 enthält

F i g. 5 zeigt die Schaltungsanordnung innerhalb des Schaltkastens 40, mit einem Betriebsartschalter 60, vier Schallschwingerscnaltern 61 (1)—61 (4), vier verstellbaren Strombegrenzungswiderständen 62 und Klemmen 63, die ein Signal zu den Ultraschallschwingern 36(1) und 36 (2) leiten.

Demgemäß kann jeder der Ultraschallschwinger 36 (3) und 36 (4) das gesendete Signal empfangen und es über Leitungen 74 oder 75 und 76 zu dem Empfänger 42 und der Sichtanzeige 43 übertragen. In dieser Betriebsart sind die Schalter 61 (1) und 61 (2) offen, und einer der Schalter 61 (3) und 61 (4) ist geschlossen. Der entsprechende verstellbare Widerstand 62 kann so eingestellt werden, daß der Signaiwert in der Sichtanzeige 43 vergrößert oder verkleinert wird.

In der »Impuls-Echo«-Betriebsart leitet der Schalter

60 ein Signa! aus dem Ultraschailsendcr 41 über eine Leitung 7Γ zu einer Klemme 64. Von den Schaltern

61 (1)—(4) ist ein ausgewählter geschlossen, wodurch festgelegt ist welcher der Ultraschallschwinger das durch den Sender 41 erzeugte Signal sendet und empfängt Der Sender 41 und der Empfänger 42 können zeitlich gestaffelt arbeiten, um zu verhindern, daß das Sendersignal den Weg über die Leitungen 71' und 76 nimmt. Der Empfänger 42 ist also während des Zeitbruchteils, in welchem der Sender sein Signal sendet, abgeschaltet oder unwirksam gemacht.

Die Klemme 63, die die Leitungen 72 und 73 miteinander verbindet, vereinfacht die Schaltanordnung beträchtlich, wodurch mögliche Versuche vermieden werden, nichtzusammenwirkende Ultraschallschwinger in der »Durchgangsw-Betriebsart zusammenzuschalten. Da die Ultraschallschwinger 36(1) und 36(2) beide ein Signal senden, wenn einer von ihnen ein Signal sendet, ergibt das Umschalten entweder auf den Ultraschallschwinger 36(3) oder auf den Ultraschallschwinger 36 (4) eine aussagekräftige Information auf der Sichtanzeige 43.

Durch ceeiünet" Finstpllpn Hp« .Srhaltprs 60 auf ei-

nen seiner beiden Kontakte und außerdem durch Schließen von einem oder zwei unter den Schaltern 61 (1) bis 61 (4) ausgewählten Schaltern kann die gewünschte Betriebsart (Durchgang oder Impuls-Echo) eingestellt werden. Die Durchgangsbetriebsart wird eingestellt, indem der Schalter 60 auf den oberen Kontakt in F i g. 5 eingestellt wird und indem zusätzlich entweder der Schalter 61 (3) oder der Schalter 61 (4) der Gruppe von Schalter* 51 (I)-61 (4) geschlossen wird und die übrigen Schalter der Gruppe offen gehalten werden. Die »Impuls-Echott-Betriebsart wird dagegen eingestellt, indem der Schalter 60 auf den unteren Kontakt in F i g. 5 eingestellt wird und indem ausschließlich ein unter den Schaltern 61 (I)-61 (4) ausgewählter Schalter geschlossen wird.

Zur Ultraschallprüfung wird der Schlitten 35 in den Reaktorbehälter abgesenkt, wobei er die elektrischen Leitungen 59 hinter sich herzieht, und rittlings auf einem ausgewählten Träger 10 befestigt. Die Schenkel 47 des Schlittens 35 übergreifen den Träger 10, wie es in F i g. 4 dargestellt ist, und die Buchten 53 der Schenkel 47 sitzen auf den Drehzapfen 22 des Trägers 10. Weiter sind Teile des Schraubenkopfes 25 und der Hülsenverriegelung 17 der Strahlpumpenträgerbaugruppe 15' in dem Hohlraum 52 des zentralen Hauptteils 46 des Schlittens 35 angeordnet. So positioniert sind die in den Flügeln 48 des Schlittens 35 gehaltenen Ultraschallschwinger 36 (1)—36 (4) von oben her und zu dem Strahlpumpenträger 10 hin und unter dem zentralen Teil der U-förmigen Schweißplatte 18 richtig ausgerichtet, damit eine

so richtige Ultraschallprüfung der kritischen Trägerbereiche erfolgt.

Durch Speisen der Ultraschallkonsole 44 mit Strom und durch manuelles Auswählen von einem oder mehreren Ultraschallschwingern 36 zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen kann der tatsächliche Testbetrieb beginnen.

Insbesondere gestattet die Schaltvorrichtung 40 einem ausgewählten Ultraschallschwinger oder zwei ausgewählten Ultraschallschwingern, entweder einzeln oder in Paaren in Betrieb zu sein. Die Ultraschallschwinger 36 (I)-36 (4) sind, wie oben erwähnt, in dieser Ausführungsform von oben her ausgerichtet wobei diese Art der Prüfung als »Oberflächenprüfung unter dem kritischen Winkel« bezeichnet wird. Der Einfallswinkel des Ultraschaüsignals gegen die horizontale obere Fläche des Trägers beträgt 60°. In der sogenannten »Pitch-Catch«-Betriebsart wie sie häufig bezeichnet wird, wirken zwei der Ultraschallschwinger 36 (I)-36 (4) zusam-

men, wobei einer ein Ultraschallsignal sendet und der andere es empfängt, nachdem es die obere Fläche des Trägers 10 entlanggegangen ist. Rißbildungen in der Oberfläche des Trägers verhindern, daß ein von dem sendenden Ultraschallschwinger gesendetes Signal den empfangenden Ultraschallschwinger 36 im wesentlichen erreicht. Jedes Signal, das durch den empfangenden Ultrasr^allschwinger empfangen wird, wird auf der Sichtanzeige 43 der Konsole 44 angezeigt, was eine Anzeige der Position und des Ausmaßes eines Risses gestattet.

In der »Impuls-Echo«-Betriebsart werden von dem unter den Ultraschallschwingern 36(1)—36(4) ausgewählten Ultraschallschwinger Ultraschallsignale sowohl gesendet als auch empfangen. Ein Rückkehrsignal wird nur empfangen, wenn das gesendete Signal an einem Riß im wesentlich reflektiert wird.

Eine zweite Version einer Ausführungsform einer Strahlpumpenträgerbaugruppe 109 ist in Fig.6 gezeigt. In dieser Version enthält die Baugruppe 109 einen Träger 110, eine Trägerschraube 116, eine Schwcißplat-Ie 118 und eine Schraubenverriegelung 119 ähnlich wie bei der oben beschriebenen Baugruppe 15'. Der Träger UO hat zwei Enden 120 und einen erhabenen Mittelteil 121. Darüber hinaus hat der Träger ein vertikal gerichtetes zylindrisches Gewindeloch 122 in dem erhabenen Mittelteil 121 und zwischen den beiden Enden 120. Weiter erstrecken sich zwei entgegengesetzt angeordnete Drehzapfen 123 von den Seiten des Trägers 110 aus nach außen. Die Schraube 116 hat einen mehrseitigen Kopf 125, ein stumpfes Ende 127 und einen mit Gewinde versehenen Mittelabschnitt 128, dessen Durchmesser, Gewindegröße und Gewindesteigung so gewählt sind, daß er mit dem oben erwähnten zylindrischen Gewindeloch 122 des Trägers 110 zusammenpaßt.

Die Schweißplatte 118 ist jedoch flach statt U-förmig, wie in der ersten Ausführungsform, und sie ist bündig mit dem erhöhten Mittelteil 121 des Trägers 110 befestigt Ein kreisförmiges Loch in der Schweißpiatte 118 gestattet den ungehinderten Durchgang der Trägerschraube 116. Die Schraubenverriegelung 119 hat die Form einer Hülse, die auf den mehrseitigen Kopf 125 der Trägerschraubc 116 paßt. Darüber hinaus ist die Schraubcnverricgelung 119 durch eine Heftschweißung an der Schweißplatte 118 befestigt und verriegelt dadurch die Schraube 116 auf dem Träger 110. Die Trägerbaugruppe 109 ist in Schlitzen 23 der Arme 14 des Einlaßsteigrohres 11 (vgl. F i g. 1) befestigt und das stumpfe Ende 127 der Trägerschraube 116 sitzt unten auf einer Schulter 30 des Rohrkrümmers 13, wodurch dieser in der Strahlpumpenbr.ugruppe 15 in seiner Lage gehalten wird.

Eine zweite Version des Ultraschallschwingerschlittens 138, die insbesondere der Prüfung der Version der soeben beschriebenen Trägerbaugruppe 109 angepaßt ist wird im folgenden in Verbindung mit den F i g. 7 und 8 beschrieben. Ein Hohlraum 139 in der Unterseite des Schlittens 138 paßt über einen Teil des Überbaues der Strahlpumpenträgerbaugruppe 109, und zwar gerade einschließlich der ebenen Schweißplatte 118 (Fig.6). Weiter erstrecken sich Fortsätze, wie Flügel 140, des Schlittens 138 bis unterhalb von dem erhöhten Mittelteil 121 des Trägers 110, um den Träger 110 von unten her auf Rißbildungen zu prüfen. Das ist notwendig, weil die ebene Schweißpiatte 118 eine Prüfung von oben verhindert Die zweite Version des Ultraschallschwingerschlittens 138 enthält einen zentralen Hauptteil 146, von dem aus sich die beiden Flügel 140 erstrecken. Die Flügel 140 halten jeweils zwei Schwinger 155 fest und jeder Flügel hat einen ausgesparten Teil 145 zum Aufsetzen auf die Drehzapfen 123. Es kann jedoch jede geeignete Anzahl von Ultraschallschwingern in dem Schlitten 138 befestigt werden.

Der Schlitten 138 hat eine Verbindungsvorrichtung 156, die vorzugsweise nahe der Mitte von dessen Oberseite befestigt ist. Die Verbindungsvorrichtung 156 stellt eine Verbindung mit einer Stange 157 oder dgl. zum Absenken des Schlittens 138 in den Reaktorbehälter

ίο her. Die Verbindungsvorrichtung 156 kann von jeder geeigneten Bauart sein und es kann sich um eine Drehgelenk- oder um eine Kreuzgelenkvorrichtung handeln, wie oben in Verbindung mit der Kupplung 55 von F i g. 3 erwähnt. Ultraschallschwinger 155 jeder geeig neien Art sind zum Senden und zum Empfangen von Ultraschallsignalen vorgesehen.

Die Flügel 140 erstrecken sich bis unterhalb des erhöhten Mittelteils 121 des Trägers 110, wie es in F i g. 8 gezeigt ist, und jeder Flügel 140 hat eine horizontale Flügclplaltc 161 mit zwei Blöcken 162, die auf geeignete Weise auf jeder Flügelplatlc befestigt sind, jeder Block 162 ist mit einem inneren, ungefähr horizontalen Loch zum Aufnehmen und Haltern eines Ultraschallschwingers 155 durch Einführen desselben versehen. Jeder Ul- traschallschwinger 155 ist auf das Gebiet des Trägers HO gerichtet, in welchem eine Rißbildung am wahrscheinlichsten ist. Demgemäß zielen die Ultraschallschwinger 155 insbesondere auf den erhöhten Mittelteil 121 des Trägers 110, und zwar unter einem Winkel von etwa 65° gegen eine vertikale Ebene, die durch die Achse des Trägers 110 festgelegt wird. Darüber hinaus sind die Ultraschallschwinger 155 ungefähr 2,5 mm unterhalb des erhöhten Mittelteils 121 des Trägers 110 horizontal befestigt. In der alternativen Ausführungsform können die Ultraschallschwinger 155 etwas gegen die

Horizontale nach oben geneigt sein, beispielsweise um

einen Winkel von 10°, um von unten her an der oberen

Fläche des Trägers i iö zu fokussieren. Die Ultraschallschwinger 155 des Schlittens 138 kön-

ncn an die Ultraschallvorrichtung von Fig.5 angeschlossen werden, um zusammen mit dieser /u arbeiten, indem die elektrischen Verbindungen mil dieser (d. h. die Leitungen 163) die dort gezeigten Verbindungen mit den Ultraschallschwingern 36 ersetzen.

Im Betrieb senkt ein Techniker den Ultraschallschwingerschlitten 138 mit Hilfe der Stange 157 in einen Reaktorbehälter ab. Er manövriert den Schlitten 138 in Position, wodurch dieser rittlings die Trägerbaugruppe

109 erfaßt wie es in F i g. 8 gezeigt ist Insbesondere so sitzt der Hohlraum 139 in dem Mittelteil 146 über dem Kopf 125 derTrägerschrauber 116, und die Schlitze 145 iii den Flügeln 140 erfassen die Drehzapfen 122 in dem Träger 110. Auf diese Weise werden die vier Ultraschallschwinger 155 in der hier beschriebenen Ausfüh- rungsform relativ zu dem Strahlpumpenträger 110 zur Ultraschallprüfung auf geeignete Weise positioniert

Um mit der Prüfung zu beginnen, wird der Signalgenerator 41 (F i g. 5) mit Strom versorgt und die Schaltvorrichtung 40 wird auf geeignete Weise manuell einge- stellt um dem Signalgenerator 41 zu gestatten, ein elektrisches Signal an einen gewählten Ultraschallschwinger 155 abzugeben. Dieses Signal wird in ein Ultraschallsignal umgewandelt welches auf die Seite des Trägers

110 auftrifft der eine Longitudinalwelle gemäß dem Snellschen Gesetz in eine Scherwelle bricht und es geht auf einem Weg ohne Reflexion weiter, bis es auf einen Riß 31 trifft Diese Form der Ultraschallprüfung, bei der das Ultraschallscherwellensignal sich innerhalb des ge-

testeten Körpers fortpflanzt, wird als Scherwellenprüfung bezeichnet.

In Abhängigkeit von der durch die Schaltvorrichtung 40 ausgewählten Anordnung kann der Empfänger 42 entweder ein »Echo« des auf einen Riß auftreffenden erzeugten Signals oder den Rest des gesendeten Signals empfangen. In letzterem Fall muß ein zweiter, üblicherweise gegenüber angeordneter Ultraschallschwinger 155 in Zusamrr.cnwirkung mit dem ersten benutzt werden. Die Verwendung von zwei Wandlern 155, nämlich einem zum Senden und einem zum Empfangen, wird, wie weiter oben crwiihnl, als »Pilch-CatchM-Bctricbsart bezeichnet.

Nachdem ein bestimmter Strahlpumpenträger getestet worden ist, kann der Techniker den Schlitten zu einem anderen Träger bewegen und die gesamte Operation, die oben beschrieben worden ist, wiederholen. Typischerweise wird die Operation ungefähr zwanzigmal in jedem Reaktor wiederholt, nämlich einmal für jeden Strahlpumpenträger.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

25

30

35

40

45

50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Rißprüfung mittels Ultraschall in dem Träger einer in einen Kernreaktor einbaubaren Wasserstrahlpumpe, die eine nach unten gerichtete Düse, ein daneben angeordnetes Steigrohr zum Zuführen von Druckwasser und einen Rohrkrümmer aufweist, der das obere Ende des Steigrohres mit dem Einlaß der Düse verbindet, wobei der Strahlpumpenträger durch eine lösbare Halterungsvorrichtung auf dem Rohrkrümmer gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Schwingerschlitten (35; 138) vorgesehen ist zum Haltern und Positionieren von wenigstens zwei einander gegenüberliegend angeordneten, mit ihren Abstrahl- bzw. Empfangsrichtungen auf den Strahl-Pumpenträger gerichteten Ultraschallschwingern (36; 155),

daß der Schwingerschlitten (35; 138) zwei einem Drehzapfen |22; 122) des Strahlpumpenträgers (10; i iö) jeweils zugeordnete Fortsätze (47; 140) mit je einem ausgesparten Teil zur Aufnahme des zugeordneten Drehzapfens aufweist, wobei die Fortsätze (47; 140) beim Aufsetzen des Schwingerschlittens (35; 138) auf den Strahlpumpenträger (10; 110) über die dem jeweiligen Zapfen zugeordnete Seite des Strahlpumpenträgers greift, und
daß der Schwingerschlitten (35; 138) von seinem dem Strahlpumpenträger (10; 110) zugewandten Ende ausgehend eine Hohlkammer (52; 139) zur Aufnahme des üLer den Strahlpumpenträger (10; 110) hinausragenden Überbaus aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung d-j- Ultraschallsignale zu bzw. von den Schwingern (36; 155) des Schwingerschiiiiens (35; 138) eine Uliraschallubertragungseinrichtung (40, 42) vorgesehen ist, die elektrische Schaltungsanordnungen mit Schalteinrichtungen zum manuellen Auswählen zwischen einzelnen und Paaren von Schwingern sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Ultraschallsignalen aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingerschlitten (35; 138) über eine Verbindungseinrichtung (55; 156) mit einer Positioniereinrichtung (56; 157) verbunden ist, die Verbindungseinrichtung (55; 156) eine Relativbewegung zwischen der Positioniereinrichtung (56; 157) und dem Schwingerschlitten (35) gestattet derart, daß die vertikale Achse des Schwingerschlittens einstellbar ist zur Ausbildung eines spitzen Winkels zwischen der Längsachse der Positioniereinrichtung (56; 157) und der vertikalen Achse des Schwingerschlittcns, wobei die Verbindungseinrichtung (55; 156) eine Drehgelenkverbindung und eine Halteeinrichtung zum Ausüben einer Ausrichtvorspannung zwischen der vertikalen Achse des Ultraschallschwingerschlittens (35; 138) und der Längsachse der Positioniereinrichtung (56; 157) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung (56; 157) eine langgestreckte Verlängerungsstange ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingerschlitten (35; 138) zum Teil aus einem Aluminiumblock aufgebaut ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingerschlitten (35; 138) Flügel (48; 161) zum Befestigen der Ultraschallschwinger (36; 155) aufweist

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinger (36; 155) so angeordnet sind, daß sie Ultraschallsignale auf den Strahlpumpenträger (10; ilO) von oberhalb der oberen Fläche des Strahlpumpenträgers übertragen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragenen Ultraschallsignale in die Seiten des Strahlpumpenträgers (10; 110) eindringen und die obere Fläche desselben prüfen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinger (36) unter einem Winkel von etwa 60" gegen die Horizontale nach unten gerichtet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinger (155) unter einem Winkel von 10° gegen die Horizontale nach oben und unier einem Winkel von 55° gegen eine Vertikalebene durch die Mittelachse des Strahlpumpenträgers (110) einwärts gerichtet sind.