本發(fā)明涉及用于測量熱交換器的熱交換管區(qū)之間的間隙的方法，其包括以下步驟：

-在第一管的所述管區(qū)中引入發(fā)射源串；

-在第二管的所述管區(qū)中使接收檢測器循環(huán)移動(dòng)；

-當(dāng)檢測器在第二管的所述管區(qū)中運(yùn)動(dòng)時(shí)記錄由檢測器拾取的信號；

-由記錄的信號估算第一管和第二管的各管區(qū)之間的間隔。

該方法旨在檢測在被制造出來后或使用一段時(shí)間后的熱交換器的機(jī)械結(jié)構(gòu)的尺寸以及評估在被制造出來后或使用一段時(shí)間后的熱交換器的機(jī)械結(jié)構(gòu)的完整性。

這樣的方法能夠在制造的最終階段或使用期間進(jìn)行對蒸汽發(fā)生器的管束的弓形部之間的間隙的測量，盡管其與不確定性有相關(guān)。該測量顯示出制造或操作缺陷。能夠進(jìn)行該測量的組件被用作為無損檢測工具。

用于測量熱交換器的熱交換管的管區(qū)之間的間隙的方法傳統(tǒng)上通過探頭類型的無損檢測或通過可視方法進(jìn)行，從參比管的外表面來測量管之間的距離。

從管的外表面進(jìn)行的該測量方法難以適應(yīng)于蒸汽發(fā)生器管。而對于蒸汽發(fā)生器，一組管束的管的外表面是難以接近的。因此所完成的測量是有缺陷的。使用該方法的操作也是繁重的。

為了使用于測量管之間的間隙的方法更容易，開發(fā)了將間隙測量組件引入熱交換器管區(qū)成為可能的方案。

us5,744,952描述了用于測量熱交換器的兩個(gè)直管之間的間隙的方法，包括在第一管中具高磁導(dǎo)率的鐵氧體磁芯，在第二管中具有傅科電流(foucaultcurrent)線圈。用線圈完成的測量使得確定線圈與鐵氧體磁芯的距離成為可能。

然而，用于測量熱交換器的熱交換管區(qū)之間的間隙的方法不是完全符合要求的。測量方法對于蒸汽發(fā)生器的管狀弓形部是不準(zhǔn)確的。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種在制造的最終階段或使用期間測量管狀熱交換器束的弓形管區(qū)之間的間隙的方法。

為此，本發(fā)明涉及用于測量上述類型的熱交換器的熱交換管的兩個(gè)管區(qū)之間的間隙的方法，其中，所述管區(qū)是這樣設(shè)置的弓形部，使得第一管的弓形部的所述管區(qū)面向第二管的弓形部的所述管區(qū)延伸，發(fā)射源串的兩個(gè)相對末端受到作用，以使接收檢測器在第二管的弓形部中循環(huán)移動(dòng)期間將發(fā)射源串固定在第一管的弓形部中。

單獨(dú)考慮或根據(jù)任意可能的技術(shù)結(jié)合，根據(jù)本發(fā)明的方法可以包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)：

-第一管和第二管的弓形部的所述管區(qū)在相同的平面內(nèi)延伸，且基本上相互平行；

-設(shè)置發(fā)射源串以使發(fā)射源串貼著第一管的弓形部的凹側(cè)面；

-發(fā)射源串包括定中心裝置，設(shè)置發(fā)射源串以使第一管的弓形部中的發(fā)射器源串位于中心；

-在第一管的管區(qū)中引入發(fā)射源串的步驟包括以下操作：

-將接收檢測器插入上移至第二管的弓形部的管區(qū)的入口，

-將發(fā)射源串插入第一管中，

-移動(dòng)所述串直到第一發(fā)射源在接收檢測器前面被檢測到，

-移動(dòng)所述串直到最后的發(fā)射源在接收檢測器前面被檢測到，

-作用于發(fā)射源串以將其固定在第一管中，

-當(dāng)接收檢測器運(yùn)動(dòng)經(jīng)過第二管的管區(qū)時(shí)，記錄由接收檢測器收集的信號的步驟包括用于檢測信號的操作，所述信號包括使得計(jì)算發(fā)射源和接收檢測器之間的距離成為可能的物理數(shù)據(jù)和能夠由對區(qū)分檢測的發(fā)射源的物理數(shù)據(jù)進(jìn)行的分析來推斷的數(shù)據(jù)；

-用于記錄信號的步驟包括對信號的測量采集的重現(xiàn)和重復(fù)操作，優(yōu)選每移動(dòng)1毫米至少進(jìn)行一次測量采集；

-所述發(fā)射源串包括具有相同形狀的多個(gè)發(fā)射源，所述多個(gè)發(fā)射源間隔足夠距離使得在測量信號操作期間由一個(gè)發(fā)射源發(fā)射的物理數(shù)據(jù)不會(huì)干擾另一個(gè)發(fā)射源發(fā)射的物理數(shù)據(jù)；

-每個(gè)發(fā)射源由釹鐵硼合金或任何其他導(dǎo)電材料或任何其他磁性材料制成；

-所述發(fā)射源串包括連接發(fā)射源的絲線；

-在第二管的所述管區(qū)中使接收檢測器循環(huán)移動(dòng)的步驟包括在第二管內(nèi)以基本上恒定的速度移動(dòng)接收檢測器的操作；

-接收檢測器包括具有用于測量傅科電流的探針類型傳感器或用于測量漏通量的探針類型傳感器的有源部件；

-接收檢測器包括引導(dǎo)接收檢測器且使接收檢測器相對于第二管的弓形部定中心的部件；

-第一管和第二管的弓形部是在豎直平面內(nèi)，第一管的弓形部位于第二管的上方或下方。

本發(fā)明還涉及用于測量熱交換器的熱交換管區(qū)之間的間隙的組件。用于測量管區(qū)之間的間隙的組件包括：發(fā)射源串，其能夠被引入第一管的弓形部的管區(qū)；接收檢測器，在接收檢測器從第二管的弓形部的管區(qū)循環(huán)移動(dòng)期間，接收檢測器能夠接收由發(fā)射源串發(fā)出的信號，第一管的弓形部的管區(qū)面向第二管的弓形部的管區(qū)而延伸；以及用于移動(dòng)發(fā)射源串和接收檢測器且使發(fā)射源串和接收檢測器保持在某位置上的機(jī)構(gòu)，其能夠作用于發(fā)射源串的兩個(gè)相對末端，使得當(dāng)檢測器在第二管的弓形部中循環(huán)移動(dòng)時(shí)將發(fā)射源串固定在第一管的弓形部中。

單獨(dú)考慮或根據(jù)任意可能的技術(shù)結(jié)合，根據(jù)本發(fā)明的用于測量間隙的組件可以包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)：

-發(fā)射源串包括具有相同形狀的多個(gè)發(fā)射源，所述發(fā)射源發(fā)射信號，所述信號包括使得計(jì)算發(fā)射源和接收檢測器之間的距離成為可能的物理數(shù)據(jù)和可以由對區(qū)分檢測的發(fā)射源的物理數(shù)據(jù)進(jìn)行的分析來推斷的數(shù)據(jù)，所述發(fā)射源以足夠距離間隔使得在測量信號操作期間由一個(gè)發(fā)射源發(fā)射的物理數(shù)據(jù)不會(huì)干擾另一個(gè)發(fā)射源發(fā)射的物理信號，發(fā)射源有利地通過絲線連接，以及有利地被設(shè)置在第一管的凹面?zhèn)然蚴褂枚ㄖ行难b置設(shè)置在第一管的中心；

-接收檢測器包括有源部件，其包括用于測量傅科電流的探針類型傳感器或用于測量漏通量的探針類型傳感器；

-接收檢測器包括用于與第二管的直徑相適應(yīng)地引導(dǎo)和定中心的部件。

在閱讀僅作為示例提供的如下描述以及參考附圖時(shí)，會(huì)更好地理解本發(fā)明，其中：

-圖1是熱交換器，尤其是意圖根據(jù)本發(fā)明的方法控制的管區(qū)的總體示意圖，

-圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于測量熱交換器的熱交換管的管區(qū)之間的間隔的組件的側(cè)面總體的截面示意圖，以及

-圖3是用于測量圖2的間隙的組件的發(fā)射源串的總體前視圖。

圖1顯示了蒸汽發(fā)生器類型的熱交換器1。

熱交換器1包括罐4和設(shè)置在罐4中的多個(gè)管束6。每個(gè)管束6包括大量的u型管，這些u型管具有直部和在每個(gè)直部末端的弓形部10。

使用特別設(shè)置在管的直部末端的隔離物12來排列弓形部10，以使第一管14的弓形部面向第二管16的弓形部延伸。第一管14的弓形部和第二管16的弓形部限定了它們之間的間隔18。

第一管14和第二管16的弓形部在相同的平面內(nèi)延伸且基本上相互平行。

根據(jù)圖1所示的實(shí)施方式，第一管14和第二管16的弓形部在相同的豎直面內(nèi)延伸。第一管14的弓形部有利地在第二管16的弓形部的上方。供選擇地，第一管14和第二管16的弓形部在具有水平分量和/或豎直分量的相同平面內(nèi)延伸。

如圖2中說明的，測量組件20旨在進(jìn)行無損檢測，以檢測第一管14和第二管16的弓形部之間的間隙，尤其在制造的最終階段或使用過程中。

用于測量間隙的組件20包括引入第一管14的發(fā)射源串22、在第二管16中循環(huán)移動(dòng)的接收檢測器24、以及移動(dòng)串22和接收檢測器24并且使其保持在某位置上的機(jī)構(gòu)26。

用于檢測間隙的組件20還包括意圖在獲得對第一管14和第二管16之間的間隙的測量期間記錄由接收檢測器24接收的信號的檢測單元28。檢測單元28也能夠通過評估發(fā)射的物理數(shù)據(jù)的強(qiáng)度的降低來計(jì)算發(fā)射源串22和接收檢測器24之間的距離。

如圖3說明的，發(fā)射源串22包括多個(gè)彼此間隔分開的、基本上相同的發(fā)射源30。發(fā)射源串22還包括連接發(fā)射源30的絲線32，和沿所述絲線在每對相鄰發(fā)射源30之間的隔離物34，優(yōu)選是對磁場透明的隔離物。發(fā)射源30之間以如下方式分隔，使得一個(gè)源對另一個(gè)源的影響可以認(rèn)定為忽略不計(jì)。

有利地，隔離物34是圓柱形的，典型地是圓形的，并且分為彼此相連(例如，鉸接)的多個(gè)部分。隔離物34能夠遵循弓形部的輪廓而不會(huì)在其內(nèi)部堵塞，并且預(yù)設(shè)置多對發(fā)射源30保持在絲線上，以保持發(fā)射源30之間固定的距離。

供選擇地，發(fā)射源串22包括能夠相對于第一管14的弓形部設(shè)置發(fā)射源串22的定中心裝置36。定中心裝置36具有適配于發(fā)射源30和/或隔離物34的輪廓的外殼。定中心裝置36能夠緊貼第一管14的弓形部的凹側(cè)面設(shè)置發(fā)射源30。供選擇地，定中心裝置36能夠在第一管14的弓形部的中心設(shè)置發(fā)射源30。

每個(gè)發(fā)射源30發(fā)射能夠由接收檢測器24收集的信號。所述信號包括能夠允許檢測單元28計(jì)算發(fā)射源30和接收檢測器24之間的間隔的物理數(shù)據(jù)和能夠由區(qū)分檢測的發(fā)射源30的物理數(shù)據(jù)的分析來推斷的數(shù)據(jù)。

接收檢測器24能夠檢測由每個(gè)發(fā)射源30發(fā)射的信號，并且在圖2中說明的第二管16中延伸。

接收檢測器24有利地被設(shè)置為面對第一管14。

接收檢測器24包括用于引導(dǎo)且相對于第二管16的弓形部對檢測器定中心的部件40和包括用于檢測信號的傳感器的有源部件42。

接收檢測器24連接于移動(dòng)機(jī)構(gòu)26，有利地通過引導(dǎo)和定中心部件40連接于移動(dòng)機(jī)構(gòu)26。

用于引導(dǎo)和對接收器檢測器定中心的部件40包括外殼，有利地為圓柱形的外殼，調(diào)整所述外殼以適應(yīng)第二管16的弓形部的內(nèi)輪廓。

用于移動(dòng)和保持位置的機(jī)構(gòu)26能夠使接收檢測器24在第二管16的弓形部中以基本上恒定的速度移動(dòng)。也就是說，速度的變化，特別是由于摩擦力而導(dǎo)致的速度變化約為恒定速度的±10％。

用于移動(dòng)和保持位置的機(jī)構(gòu)26能夠在第一管14中移動(dòng)發(fā)射源串22且保持其位置。

用于移動(dòng)和保持位置的機(jī)構(gòu)26能夠設(shè)置第一管14中的串22的第一末端，并且使其移動(dòng)至少直到該末端離開第一管14的弓形部。串22的第一末端進(jìn)一步適合于重新用于移動(dòng)和保持位置的引入機(jī)構(gòu)26。

供選擇地，用于移動(dòng)和保持位置的機(jī)構(gòu)26能夠使第一管14中第一引導(dǎo)類型的串部件循環(huán)移動(dòng)，逐漸插入其中的第二發(fā)射源串22部件。

用于移動(dòng)和保持位置的機(jī)構(gòu)26能夠?qū)l(fā)射源串22置于第一管14的直部和/或弓形部中。

如圖2說明的，用于移動(dòng)和保持位置的機(jī)構(gòu)26包括能夠接收串22的兩個(gè)末端并且使所述末端固定第一管14中的串22的固定機(jī)構(gòu)。

用于移動(dòng)和保持位置的機(jī)構(gòu)26能夠在接收檢測器24在第二管16中循環(huán)移動(dòng)期間，在串22的兩個(gè)相對的末端起作用，并且將串22固定在第一管14的弓形部中。

供選擇地，用于移動(dòng)和保持位置的機(jī)構(gòu)26包括用于當(dāng)串22被引入第一管14的弓形部時(shí)將發(fā)射源串22的末端之一封阻在位置上的機(jī)構(gòu)、和固定發(fā)射源串22的另一末端的機(jī)構(gòu)。

用于移動(dòng)和保持位置的機(jī)構(gòu)26能夠固定發(fā)射源串22的末端之一，并且在串22的另一個(gè)相對的末端上起作用，以便設(shè)置和固定第一管14的弓形部中的發(fā)射源串22，尤其在第二管16的弓形部中的接收檢測器22循環(huán)移動(dòng)期間。

用于移動(dòng)和保持位置的機(jī)構(gòu)26有利地包括用于移動(dòng)串22的推拉類型元件和用于接收檢測器24的推拉類型元件。

現(xiàn)在將描述用于測量熱交換器1的熱交換器管區(qū)之間的間隙的方法。

如圖2說明的，方法包括以下步驟：

最初，將發(fā)射源串22引入第一管14。通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)26使接收檢測器24在第二管16中移動(dòng)。在檢測器運(yùn)動(dòng)經(jīng)過第二管16區(qū)期間，檢測單元28記錄通過檢測器的有源部件42收集的信號，檢測單元28由記錄的信號估算第一管14和第二管16的各自管區(qū)之間的分隔或間隙。

現(xiàn)在將概括這些不同的步驟。

首先，將接收檢測器24上移至第二管16的弓形部的入口，以可檢測到間隔物12為標(biāo)志。接收檢測器24檢測到間隔物12，移動(dòng)機(jī)構(gòu)26盡可能靠近地設(shè)置接收檢測器24。

然后，發(fā)射源串22插入第一管14。由移動(dòng)機(jī)構(gòu)26使其移動(dòng)，直到第一發(fā)射源30a在接收檢測器24面前被檢測到。移動(dòng)機(jī)構(gòu)26移動(dòng)串22，直到最后的發(fā)射源30b在接收檢測器24面前被檢測到。

移動(dòng)機(jī)構(gòu)26輕微作用于串22的末端，使得串22位于第一管14的弓形部中。移動(dòng)機(jī)構(gòu)26使發(fā)射源串22固定在第一管14的弓形部中。通過用于固定移動(dòng)機(jī)構(gòu)26的機(jī)構(gòu)，保持串22的末端。固定機(jī)構(gòu)對在第一管14的弓形部中固定串22的絲線32發(fā)揮作用。基本上等距地相對于第一管14的凹面或在第一管14的中心設(shè)置發(fā)射源30。

發(fā)射源串22固定在第一管14的弓形部，接收檢測器24的移動(dòng)機(jī)構(gòu)26驅(qū)動(dòng)第二管16的弓形部中的接收檢測器24。

接收檢測器24的運(yùn)動(dòng)以基本上恒定的速度進(jìn)行。在用于記錄由檢測器24在其移動(dòng)過程中收集的信號的步驟中，檢測單元28記錄包括發(fā)射源30的物理數(shù)據(jù)的信號，所述物理數(shù)據(jù)使其可以計(jì)算發(fā)射源30和接收檢測器24之間的距離和可以由對區(qū)分檢測的發(fā)射源30的物理數(shù)據(jù)進(jìn)行的分析來推斷的數(shù)據(jù)。在移動(dòng)的過程中，接收檢測器的有源部件42檢測發(fā)射的物理信號的變化。該檢測基于串22和對應(yīng)的檢測器24，其是磁場的變化或感應(yīng)電流的變化。發(fā)射的物理數(shù)據(jù)的變化的分析區(qū)分了發(fā)射源30，列出它們并確定發(fā)射源30和接收檢測器24之間的距離。

以預(yù)定的移動(dòng)距離重現(xiàn)和重復(fù)對信號的測量采集。優(yōu)選每移動(dòng)1毫米至少重復(fù)一次對信號的測量采集，有利地，每移動(dòng)1毫米重復(fù)多次對信號的測量采集。

對包括多個(gè)弓形部的樣本或熱交換器1的管束的所有弓形部10重復(fù)用于檢測間隙的方法。

在第一種實(shí)施方式中，發(fā)射源串22是電導(dǎo)體串。通過形成感應(yīng)磁場的電流來產(chǎn)生發(fā)射源串22的物理數(shù)據(jù)。每個(gè)發(fā)射源30優(yōu)選由銅、鋁或任何其他導(dǎo)電材料的合金制成。

接收檢測器24的有源部件42是用于測量傅科電流的探針類型測量傳感器。

接收檢測器24檢測的特性是指定的每個(gè)發(fā)射源30的感應(yīng)電流的變化。與弓形部之間的間隙的檢查一起，接收檢測器24的檢測有利地檢查了表面狀況和第二管16中的裂縫的存在。

此外，根據(jù)第一實(shí)施方式的用于測量熱交換管的管區(qū)之間的方法共同檢查了弓形部之間的間隙，檢查了表面狀況以及尋找了第二管16的弓形部中的裂縫。

在第二種實(shí)施方式中，發(fā)射源串22是磁體串。發(fā)射源串22的物理數(shù)據(jù)是磁場。每個(gè)發(fā)射源30優(yōu)選由釹鐵硼合金或其他磁性材料制成。

接收檢測器24的有源部件42是用于測量漏通量的探針類型測量傳感器。接收檢測器24測量的特性是指定的每個(gè)發(fā)射源30的磁場的變化。

用于測量弓形部10之間的間隙的方法有效地檢測了蒸汽發(fā)生器1的管束的弓形部10之間的距離。用于移動(dòng)和保持位置的機(jī)構(gòu)26毫無疑問地將發(fā)射源串22設(shè)置在第一管14的弓形部中，通過保持電壓確保準(zhǔn)確測量。

測量方法也使得在最終制造階段和使用期間確定間隙成為可能，盡管具有不確定性。

用于測量弓形部10之間的間隙的方法提出了用于確定來自管14、16的弓形部內(nèi)部的弓形部10的距離的方法，兩者均以管的中心和管的凹面作為參照。

有利地，用于測量間隙的方法使用具有相同特征的發(fā)射源30，使得獲得測量的重現(xiàn)性和低不確定性成為可能。

考慮用于測量間隙的方法作為用于在合理的時(shí)間內(nèi)映射(mapping)熱交換器1的所有管束的弓形部10之間的距離的手段。

用于測量間隙的方法不需要對熱交換器1的任何修改就可以進(jìn)行無損檢測。