DE19509605A1 - Hydraulischer Aufweitdorn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Wärmeaustauscherrohre und insbesondere eine neue und nützliche Vorrichtung zum hydraulischen Aufweiten eines Rohres innerhalb einer Rohrwand.

Im Kraftwerkbereich wird eine Rohrwand für einen nuklearen Dampf­ erzeuger, Wärmeaustauscher oder ein ähnliches Bauteil eingesetzt, welches mehrere tausend Rohrenden enthält. Die Rohrwand hat eine Vielzahl von Löchern, die vorher eingebohrt sind und durch welche jedes Rohren­ de eingesetzt werden kann. Die Rohrenden werden mit der Rohrwand verschweißt und umfangsmäßig in den Rohrwandlöchern über die volle Dicke der Rohrwand aufgeweitet. Dieses Verfahren wird allgemein als Volltiefen-Aufweitung bezeichnet.

Das Aufweiten der Rohrenden kann durch mechanische oder hydraulische Verfahren erzielt werden. Beim Herstellen von Bauteilen für einen nuklearen Dampferzeuger wird es bevorzugt, ein hydraulisches Aufweiten einzusetzen. Jedes Rohr wird in seinem Rohrloch nach dem Verschwei­ ßen aufgeweitet, so daß durch das Aufweiten der Spalt zwischen dem Rohr und dem Loch geschlossen wird, um potentielle Korrosionsstellen zu vermeiden.

Hydraulisches Aufweiten ist bei nuklearen Dampferzeugern das empfohle­ ne Verfahren, weil es weniger Restspannung in dem Rohr erzeugt und im Vergleich mit anderen Aufweitverfahren das Potential für Spannungs­ korrosionsrisse reduziert. Das Rohr wird durch Einsetzen einer Sonde aufgeweitet. Die Aufweitsonde hat eine Dichtung, die an jedem Ende der Aufweitzone angeordnet ist. Destilliertes Wasser mit 2413 bar wird durch die Sonde gepumpt, welche das Rohr aufweitet und es gegen das Rohr­ loch abdichtet.

Die Aufweitsonde muß sorgfältig in bezug auf die Sekundärfläche der Rohrwand positioniert werden. Wenn die Sonde jenseits der Fläche positioniert wird, kann eine nicht annehmbare Verformung des Rohres auftreten. Wenn die Sonde zu weit innerhalb des Rohrloches ist, könnte sich möglicherweise ein nicht annehmbarer Spalt ergeben. Demzufolge wird die Rohrwanddickenänderung gemessen und die Sondenlänge einge­ stellt, um ein zweckmäßiges Positionieren zu gewährleisten.

In dem Mittelbereich einer Rohrwand werden die Rohre unter Ver­ wendung eines einstufigen hydraulischen Volltiefen-Aufweitdornes aufge­ weitet. Für solche Rohre, die an dem Außenumfang der Rohrwand an­ geordnet sind, wird ein zweistufiges hydraulisches Aufweiten eingesetzt, um die Rohrenden aufzuweiten auf Grund einer möglichen Beeinflussung mit dem Halbkugelkopf.

Es ist keine Vorrichtung bekannt, die eingesetzt werden kann, um ein Rohrende über die gesamte Rohrwand einschließlich Umfangsbereichen aufzuweiten.

Die Erfindung betrifft das Aufweiten von Rohrenden, die sich durch Rohrwände erstrecken.

Die Erfindung schafft einen Dorn zum Aufweiten eines Rohrendes mit einer Länge flexiblen Drahtes, welcher innerhalb eines Rohrendes an­ geordnet ist. Hydraulische Dichtungen sind an jedem Ende der Länge des flexiblen Drahtes angeordnet, um einen Abschnitt des Rohrendes abzudichten. Jede hydraulische Dichtung ist mit dem flexiblen Draht über einen Stahlverbinder verbunden. Ein Hydraulikfluideinlaß ist an einem Ende des Dorns vorgesehen, um Fluid zwischen die Dichtungen zu bringen, um den Rohrabschnitt aufzuweiten.

Ein Ziel der Erfindung ist ein Dorn zum Aufweiten eines Rohrendes, der leicht zu verwenden ist, einfach hergestellt werden kann und in seiner Konstruktion robust ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung, ihrer Vorteile und ihrer beson­ deren Merkmale wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Rohrwand,

Fig. 2 schematisch einen Halbkugelkopf,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Rohrwand mit einem bekannten Einstufen-Volltiefen-Aufweitdorn und einem be­ kannten Zweistufen-Aufweitdorn,

Fig. 4 schematisch die Erfindung.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, werden Rohre 4, die in eine Rohrwand 2 (Fig. 1) eingesetzt sind, durch die Verwendung eines bekannten Einstufen- Volltiefen-Aufweitdornes 10 für solche Rohre aufgeweitet, die in einem mittleren Abschnitt der Rohrwand 2 angeordnet sind. Für solche Rohre 4, die in der Nähe des Umfanges des Rohrwand 2 angeordnet sind, wird ein bekannter Zweistufen-Aufweitdorn 12 verwendet, um die Rohre 4 aufzuweiten, und zwar wegen der Krümmung des Halbkugelkopfes 5 (Fig. 2), wobei sich der Dorn am Sondeneinsetzbereich verengt.

Der bekannte Einstufen-Aufweitdorn 10 hat Hydraulikdichtungen 14 an jedem Ende der Sonde. Die Dorne 10 und 12 verwenden einen Kali­ brierkragen 13 in Verbindung mit einem Handgriff 15 und ein Druckrohr 16, um Fluid zu dem Rohr 4 zu leiten, um das Rohr 4 in einem Be­ reich entsprechend der Dicke D der Rohrwand 2 aufzuweiten.

Der Zweistufen-Aufweitdorn 12 hat Hydraulikdichtungen 14, die vonein­ ander im Abstand angeordnet sind, und eine flexible Erstreckung 18, die ein flexibler Schlauch ist und an einem Ende der Sonde 12 befestigt ist. Der Zweistufen-Aufweitdorn 12 ist ein Halblängendorn, der an einer Primärseite 2a der Rohrwand 2 eingesetzt wird und sich durch das Rohr 4 erstreckt, bis er eine Einstellage in bezug auf eine Sekundärseite 2b der Rohrwand 2 erreicht. Der Zweistufendorn 12 gestattet, daß die Hälfte der Länge des Rohres 4 hydraulisch aufgeweitet wird. Nach dem Aufweiten der Hälfte des Rohres 4 wird der Halblängendorn 12 aus dem Rohr 4 zurückgezogen. Ein zweiter Zweistufen-Aufweitdorn 12 wird dann in das Rohr 4 an der Primärseite 2a der Rohrwand 2 eingesetzt, um den verbleibenden Abschnitt des Rohres 4 aufzuweiten, welcher innerhalb der Rohrwand 2 enthalten ist.

Es wurde errechnet, daß für Dampfgeneratoren annähernd 20% aller Rohre eine Zweistufen-Aufweitung erfordern. Wegen dieser Zweistufen- Anforderung erfordert das oben beschriebene Verfahren, wobei der Zwei­ stufen-Aufweitdorn 12 verwendet wird, einen beträchtlichen Arbeitsauf­ wand und Kosten.

Gemäß der Erfindung, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, wird ein flexibler hydraulischer Aufweitdorn 20 für alle Rohrenden in allen Bereichen einer Rohrwand verwendet. Der Dorn 20 umfaßt einen flexiblen Draht 22 wie beispielsweise ein Kabel oder ein Seil, das innerhalb eines Rohres 4 (Fig. 3) angeordnet ist, um das Rohr 4 gemäß der Rohrwanddicke D aufzuweiten. Ein Verbinder oder Anschluß 24, der aus Stahl ist, ver­ bindet eine Hydraulikdichtung 26 mit jedem Ende des flexiblen Drahtes 22. Die Verbindung zwischen dem Verbinder 24 und dem flexiblen Draht 22 ist ein Kabel zur Befestigung an einen Übergangsanschluß 25 aus Stahl.

Ein Fluideinlaß 27 ist an einem rückwärtigen Ende 23 des Dorns 20 gegenüberliegend einem Vorderende 21 vorgesehen. Das durch den Fluideinlaß 27 geführte Fluid ist zwischen hydraulischen Dichtungen 26 wirksam, um das Rohr 4 aufzuweiten (Fig. 3).

Es lassen sich zweckmäßige Modifikationen bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel vornehmen, ohne sich jedoch dabei vom Kern der Erfindung zu entfernen.

Claims (8)

1. Dorn zum Aufweiten eines Rohres, wobei der Dorn eine Länge eines flexiblen Drahtes, der innerhalb eines Rohres zu plazieren ist, eine Dichtungseinrichtung an jedem Ende der Länge des flexiblen Drahtes, um einen Abschnitt des Rohres abzudichten, eine Einrich­ tung zum Verbinden der Dichtungseinrichtung mit der Länge flexi­ blen Drahtes und eine Einrichtung umfaßt, um Fluid in den abge­ dichteten Abschnitt des Rohres zu bringen.

2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Draht ein Kabel ist.

3. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Draht ein Seil ist.

4. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungs­ einrichtung eine hydraulische Dichtung umfaßt.

5. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbin­ dungseinrichtung einen Verbinder umfaßt.

6. Dorn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder aus Stahl hergestellt ist.

7. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluid­ einrichtung einen Einlaß an einem Ende des Dornes umfaßt.

8. Dorn nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieses eine Ende des Dorns ein rückwärtiges Ende des Dornes ist.