蒸汽發(fā)生器淤渣清除器裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于管殼式蒸汽發(fā)生器的淤渣清除器，所述淤渣清除器具有基本上沿中心管路徑的長度延伸的居中的分隔器板，將可進(jìn)入管路徑的手孔基本上一分為二。淤渣清除器具有噴嘴，所述噴嘴帶有被彈簧偏置的可往復(fù)移動的柱塞，所述柱塞延伸成抵靠分隔器板并且被高壓清潔流體的蒸汽鎖定到位，所述高壓清潔流體橫穿噴嘴并且通過噴射器流出以清潔來自管之間的淤渣。帶有擺動臂的對準(zhǔn)工具指引噴射器以確保噴射器與管排適當(dāng)對準(zhǔn)并且與分隔器板間隔開。
【專利說明】
蒸汽發(fā)生器淤渣清除器裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總體涉及管殼式蒸汽發(fā)生器，并且更具體地涉及用于從這樣的蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)清潔淤渣的清潔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]增壓水核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器一般包括:豎直定向的殼;布置于殼中以便于形成管束的多根U形管；用于在與U狀彎曲部相對的端部處支承管的管板;與管板的下側(cè)協(xié)作的分隔器板；以及通路頭部，所述通路頭部形成在管束的一個端部處的第一流體入口集管和在管束的另一個端部處的第一流體出口集管。第一流體入口噴嘴與第一流體入口集管流體連通，并且第一流體出口噴嘴與第一流體出口集管流體連通。蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)包括布置于管束與殼之間的封套，以形成由外側(cè)的殼和內(nèi)側(cè)的封套組成的環(huán)形室，并且給水環(huán)布置于管束的U狀彎曲端部上方。
[0003]已經(jīng)通過循環(huán)穿過反應(yīng)堆而被加熱的第一流體經(jīng)第一流體入口噴嘴進(jìn)入蒸汽發(fā)生器。從第一流體入口噴嘴，第一流體被導(dǎo)引穿過第一流體入口集管、穿過U形管束、從第一流體出口集管流出、穿過第一流體出口噴嘴至反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的剩余部分。同時，給水通過連接至在蒸汽發(fā)生器內(nèi)部的給水環(huán)的給水噴嘴而被引入至蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)，即蒸汽發(fā)生器在管板上方與管束的外側(cè)相交界的一側(cè)。在一個實施例中，一旦進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，則給水與從被支承在管束上方的水分分離器返回的水混合。該混合物(被稱為下降流)被導(dǎo)引為沿環(huán)形室鄰近殼向下流直至定位于環(huán)形室的底部下方的管板導(dǎo)致水改變方向，從而以與U形管外側(cè)進(jìn)行傳熱的關(guān)系通過并且向上通過封套的內(nèi)部。當(dāng)水正在以與管束進(jìn)行傳熱的關(guān)系循環(huán)時，熱量從管中的第一流體傳遞至環(huán)繞管的水，導(dǎo)致環(huán)繞管的水的一部分被轉(zhuǎn)化為蒸汽。蒸汽隨后上升并且被導(dǎo)引穿過將夾帶水與蒸汽分離的多個水分分離器，水蒸氣隨后從蒸汽發(fā)生器排出并且一般被循環(huán)通過渦輪機以本領(lǐng)域已知的方式發(fā)電。
[0004]由于第一流體含有放射性物質(zhì)并且僅通過U形管的壁與給水隔離，因此U形管的壁形成用于隔離這些放射性物質(zhì)的第一邊界的一部分。因此，重要的是維持U形管無瑕疵。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)引起U形管壁的可能泄漏有至少兩個原因。在取自運行中的蒸汽發(fā)生器的管樣本中的裂紋附近發(fā)現(xiàn)的高腐蝕水平以及這些裂紋與由在受控的實驗室條件下的腐蝕因素產(chǎn)生失效的相似性已經(jīng)將高腐蝕水平確定為晶間腐蝕的可能原因，并且因此確定為管破裂的可能原因。
[0005]管泄漏的其他原因被認(rèn)為是管變窄。管的渦流測試已經(jīng)表明在管板附近的管上發(fā)生管變窄的水平對應(yīng)于已經(jīng)在管板上累積的淤渣的水平。在增壓水反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器運行過程中，隨著水轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，沉淀物被引入到二次?cè)上。這種沉積物作為淤渣累積在管板上。淤渣主要為氧化鐵顆粒和銅化合物以及少量的其他礦物質(zhì)，它們已經(jīng)從給水中沉淀到管板上且沉淀至管板與管之間的環(huán)形空間內(nèi)?？梢酝ㄟ^渦電流測試?yán)脤τ僭械拇判晕镔|(zhì)敏感的低頻信號推測淤渣累積的水平。淤渣水平和管壁變窄位置之間的相關(guān)性顯著地暗示淤渣沉淀提供了磷酸鹽溶液或其他腐蝕性介質(zhì)在管壁處集中而導(dǎo)致管變窄的場所。
[0006]由于上述原因，期望定期清潔沉積物，以維持蒸汽發(fā)生器的正確運行。一般地，噴射噴嘴沿U形管的中心(管路徑)引入，所述噴射噴嘴將沉積物從管束中移出。在環(huán)形空間中，恰好在管束外側(cè)，使用另外的水流來將沉積物輸送至抽吸口，沉積物在所述抽吸口處被攜帶至蒸汽發(fā)生器外部以用于處理。
[0007]對于某些蒸汽發(fā)生器，諸如早先由Combust1n Engineering，Inc.制造的那些蒸汽發(fā)生器，用于將淤渣從蒸汽發(fā)生器的中心向外排出的正常通道受到管路徑中的限制部限制。位于管路徑的正中心的分隔器板將水平通道限制為標(biāo)稱的1-5/16英寸(2.85厘米)。由于制造公差，介于分隔器板與內(nèi)部管排之間的空間可能更接近于I英寸(2.54厘米)。額外的空間限制最主要是由于分隔器板未與內(nèi)部管排平行放置。
[0008]由于沿管路徑幾乎不存在空間，因此當(dāng)前通過噴掃沿蒸汽發(fā)生器的管束的外周引入的大量高壓水射流來進(jìn)行清潔。在清潔過程中，大量噴射被引導(dǎo)成朝向蒸汽發(fā)生器的中心，這將沉積物向內(nèi)推動使得其更難以移除。噴射到蒸汽發(fā)生器的中心內(nèi)的另一個困難在于:淤渣沉淀中的大部分更遠(yuǎn)離清潔噴射器，在該處噴射喪失能量和焦點。另外，與將噴射器噴射引導(dǎo)成更加垂直于管板相反地，噴射器噴射被引導(dǎo)成更接近平行于管板，在該情況下清潔更加有效。
[0009]有效進(jìn)行淤渣沖洗的挑戰(zhàn)為將清潔噴射器與管間隙(即管之間的空間)對準(zhǔn)的能力。對于Combust1n Engineering設(shè)計的蒸汽發(fā)生器來說，管之間的間隙標(biāo)稱地為0.116英寸(0.295厘米)。為了深入管內(nèi)，+/-0.02度的角對準(zhǔn)精度是理想的。當(dāng)從外周向內(nèi)噴射時，間隙和角對準(zhǔn)更加困難，原因在于:每次移動固定裝置，必須根據(jù)管間隙將噴射器重新定位。
[0010]因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種淤渣清除器，所述淤渣清除器可不阻礙其行進(jìn)的情況下沿蒸汽發(fā)生器的管路徑向下、在分隔器板和第一管排之間行進(jìn)。
[0011]本發(fā)明的另一目的在于提供這樣的淤渣清除器，所述淤渣清除器可便利地與第一管排間隔開預(yù)定距離，與此同時與間隙有角度地對準(zhǔn)。
[0012]本發(fā)明的另外的目的在于提供這樣的淤渣清除器，所述淤渣清除器距分隔器板的距離可在運行中設(shè)定之前被核實。
[0013]本發(fā)明的又一目的在于提供這樣的淤渣清除器，所述淤渣清除器的對準(zhǔn)在每一次移動之后不必重新校準(zhǔn)。
[0014]本發(fā)明的再一目的在于提供一種用于淤渣清除器噴嘴的支撐件，所述支撐件抵抗由從噴嘴噴射器射出的高壓流體產(chǎn)生的任何側(cè)向反作用力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]這些和其他目的通過用于在蒸汽發(fā)生器中使用的淤渣清除器來實現(xiàn)，所述淤渣清除器具有殼，所述殼封裝管板和多根管，所述多根管從管板延伸的具有基本上一致的直徑尺寸，其中所述多根管以基本上規(guī)則的模式布置，所述規(guī)則的模式具有在相鄰管之間基本上一致的窄間隙。規(guī)則的模式形成大致居中的中心路徑，分隔器板沿所述中心路徑近似地沿中心路徑的中心延伸。所述殼具有與中心路徑相配的至少一個入口開口，所述淤渣清除器可沿著所述至少一個入口開口進(jìn)入所述中心路徑。淤渣清除器包括:安裝組件，所述安裝組件構(gòu)造用于支承驅(qū)動組件和軌道;驅(qū)動組件，所述驅(qū)動組件構(gòu)造用于使軌道沿中心管徑在分隔器板的一個側(cè)面上且在管和分隔器板之間移動。噴嘴組件聯(lián)接至軌道而且具有主體組件，所述主體組件限定液體通路。噴嘴組件的尺寸被設(shè)計為在管和分隔器板之間經(jīng)過。噴嘴組件的主體組件具有柱塞，所述柱塞能夠在噴嘴組件的主體組件中的腔內(nèi)往復(fù)地移動，并且在一方向上被偏壓以便當(dāng)柱塞定位于中心路徑中時接觸分隔器板，以防止噴嘴因來自噴射器的高壓流體的噴射在噴嘴主體組件上的反作用而移動。
[0016]在一個實施例中，圍繞柱塞的腔被構(gòu)造為使得當(dāng)高壓流體被發(fā)送穿過噴嘴組件時防止柱塞在腔中移動。在后面的實施例中，高壓流體將柱塞壓緊就位于腔內(nèi)。
[0017]在另一個實施例中，噴嘴組件的主體組件具有與流體通路流體連通的多個噴射器，流體通過所述多個噴射器被噴射通過管之間的間隙。在這個實施例中，對準(zhǔn)工具附接至軌道以用于將噴射器與間隙對準(zhǔn)。優(yōu)選地，對準(zhǔn)工具能夠沿軌道移動，并且確定噴嘴組件與最靠近對準(zhǔn)工具上的指針的最靠近管之間的距離。理想地，指針在兩個相反方向中的至少一個方向上從豎直方向側(cè)向地擺動90度，所述相反方向中的第一方向用于確定噴嘴組件與最靠近管之間的距離，而所述相反方向中的第二方向用于確定噴嘴組件與分隔器板之間的距離。在另外的實施例中，指針在第一方向上擺動以將噴射器與管之間的間隙對準(zhǔn)。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)地支承有指針的殼表面包括在殼表面上的標(biāo)記，所述標(biāo)記將指針的角位置轉(zhuǎn)化為噴嘴組件的直線距離。
[0018]本發(fā)明還構(gòu)思了用于總體如上所述的蒸汽發(fā)生器淤渣清除器的對準(zhǔn)工具。
【附圖說明】
[0019]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時可從以下優(yōu)選實施例的描述中獲得對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，其中:
[0020]圖1為蒸汽發(fā)生器的部分切除的等軸測視圖；
[0021]圖2為在圖1中總體示出的那種類型的蒸汽發(fā)生器的局部剖視圖，其中剖視圖在管板上方剖切而成以示出沿中心管徑延伸的分隔器板；
[0022]圖3示出在圖2中示出的內(nèi)容的圍繞分隔器板的一部分的放大剖視圖；
[0023]圖4為安裝至蒸汽發(fā)生器并且穿過手孔的本發(fā)明的一個實施例的平面圖；
[0024]圖5為在圖4中示出的蒸汽發(fā)生器的一部分的立面圖；
[0025]圖6為在圖5中示出的本發(fā)明的實施例的噴射頭、導(dǎo)軌和振蕩器的剖視圖；
[0026]圖7為圖4中示出的振蕩器的放大剖視圖；
[0027]圖8A為在圖6中圖釋的噴射頭的縱向剖視圖；
[0028]圖8B為穿過噴射頭部組件的沿圖8A中的線A-A剖切的剖視圖；
[0029]圖8C為圖8B中不出的噴射頭部組件的后部部分的放大剖視圖；
[0030]圖9A、9B和9C分別為在圖4和5中示出的安裝組件和中間板的前視圖、側(cè)視圖和仰視圖；
[0031]圖1OA和1B分別為在圖4和5中圖釋的指引驅(qū)動組件的前立面圖和右立面圖；
[0032]圖11為沿圖1OA的線A-A剖切的平面圖；
[0033]圖12為沿圖1OA的線B-B剖切的剖視圖；
[0034]圖13為沿圖11的線C-C剖切的剖視圖；
[0035]圖14為沿圖11的線D-D剖切的指引驅(qū)動組件的剖視圖；
[0036]圖15示出了優(yōu)選實施例的淤渣清除器組件的對準(zhǔn)工具形成部分的剖視圖；
[0037]圖16a和16b分別示出在圖15中圖釋的臂組件的前立面圖和剖視立面圖；
[0038]圖17為圖15的指針組件的剖視立面圖；
[0039]圖18為在圖15和17中示出的指針組件的后立面圖；
[0040]圖19為示出擺動臂指針處于管間隙對準(zhǔn)位置的示意圖；
[0041]圖20為用于排I距離測量的擺動臂位置的示意性俯視圖和前視圖；以及
[0042]圖21為用于分隔器板距離測量的擺動臂位置的示意性俯視圖和前視圖。
【具體實施方式】
[0043]圖1示出與增壓水核反應(yīng)堆(未示出)相關(guān)聯(lián)的蒸汽發(fā)生器10。在2008年10月14日提交的美國專利N0.7，434，546中提出了對蒸汽發(fā)生器10的更完整描述。通常，蒸汽發(fā)生器10包括:限定封閉空間14的細(xì)長的大致圓筒形的殼12、至少一個第一流體入口端口 16、至少一個第一流體出口端口 18、至少一個第二流體入口端口 20、至少一個第二流體出口端口 22、以及在第一流體入口端口 16和第一流體出口端口 18之間延伸且與它們流體連通的具有基本上一致的直徑尺寸的多根管24。圓筒形的殼12—般通過基本上豎直延伸的縱向軸線定向。管24被密封地聯(lián)接至管板38，所述管板形成封閉空間內(nèi)的集流管的一部分，所述集流管將流體入口端口 16和流體出口端口 18分開。如在圖1中看到的，管24通常遵循反轉(zhuǎn)U形的路徑。如在圖2和3中看到的，管24以基本上規(guī)則的模式布置，所述基本上規(guī)則的模式具有在相鄰管24之間基本上一致的窄間隙28 ο管間隙28 (如圖3所示)一般在大約0.11英寸至0.41英寸(0.30厘米至1.04厘米)之間，并且更一般為大約0.116英寸(0.29厘米)。還有，如所示的，管24的U形形成延伸橫過殼12的中心的管路徑26。在管路徑26的兩個端部上具有管路徑進(jìn)入開口30。管路徑進(jìn)入開口30(大致為圓形的)的直徑一般介于大約5英寸至8英寸(12.7厘米至20.3厘米)之間，并且更一般地為大約6英寸(15.2厘米)。
[0044]在增壓水核反應(yīng)堆的運行過程中，來自反應(yīng)堆的已加熱的第一水經(jīng)由第一流體入口端口 16流經(jīng)管24，并且經(jīng)由第一流體出口端口 18從蒸汽發(fā)生器10移除。第二水經(jīng)由第二流體入口端口20進(jìn)入蒸汽發(fā)生器10，并且經(jīng)由蒸汽出口端口 22離開蒸汽發(fā)生器10。當(dāng)?shù)诙鬟^管24的外表面時，第二水被轉(zhuǎn)化為蒸汽，留下淤渣聚集在管24之間、聚集在管板38上、以及聚集在蒸汽發(fā)生器10的其他結(jié)構(gòu)上。一般地，用于完整尺寸的淤渣清除器的通道穿過管路徑進(jìn)入開口 30。
[0045]圖2示出了沿圖1的線2-2剖切的蒸汽發(fā)生器的局部剖視圖。對于某些蒸汽發(fā)生器設(shè)計來說，分隔器板32限制用于淤渣沖洗的通道，原因在于分隔器板近似居中地位于手孔入口開口 30處。對于這些類型的蒸汽發(fā)生器來說，通過以下方式實現(xiàn)有效的清潔:從管路徑向外噴射高壓水并且圍繞殼12和管24之間的環(huán)形區(qū)域引入外周水流(其遵循如箭頭34所表示的周向流動方向)，以及在位置36處和檢查端口處抽吸，以從蒸汽發(fā)生器移除沉積物/水(正如在美國專利4，079，701中所解釋的)。分隔器板32和內(nèi)部管排之間的間隙“G”嚴(yán)重地限制了可用于引入水噴射器噴射的空間，所述水噴射器噴射必精確地與管之間的間隙對準(zhǔn)。小間隙“G”也限制了使用相反的水噴射器以平衡淤渣清除器噴嘴上的反作用力。在沒有相反的平衡噴射器的情況下，一般50鎊(22.7千克)的反作用力被引入至淤渣清除器噴嘴上。
[0046]圖3示出了蒸汽發(fā)生器10、分隔器板32、管24和手孔入口開口30的放大剖視圖。由于蒸汽發(fā)生器的制造公差，分隔器板32可能不平行于管。這種成角度的未對準(zhǔn)導(dǎo)致內(nèi)部管排與分隔器板之間的間隙有變動。在分隔器板的長度上，“G1”和“G2”之間的差可以與0.25英寸(0.64厘米)一樣大。
[0047]圖4和5分別為下文要求保護(hù)的發(fā)明的一個實施例的平面圖和立面圖，其顯示為安裝至蒸汽發(fā)生器10并且穿過手孔入口開口 30?？尚D(zhuǎn)的高壓噴射器40將水流引入蒸汽發(fā)生器內(nèi)，使得來自管之間的不想要的殘余物松脫并且將殘余物朝向蒸汽發(fā)生器的外部結(jié)構(gòu)移動。與前述內(nèi)容相結(jié)合，外周水流和抽吸系統(tǒng)將殘余物從蒸汽發(fā)生器移除。噴射器40為附接至頭部組件44中的噴嘴組件42的一部分。在圖5中，噴射器40被示出為向下指向，向下為當(dāng)系統(tǒng)被加壓從而迫使高壓水穿過噴射器的正常開始位置。在圖4中，噴射器40顯示為轉(zhuǎn)動至最靠近水平位置以引導(dǎo)水進(jìn)入管間隙28內(nèi)。當(dāng)噴射器從向下豎直位置轉(zhuǎn)動至接近水平時，噴射器反作用力迫使頭部組件44朝向分隔器板32移動。鎖定柱塞46(將在下文更加詳細(xì)地描述的)通過對分隔器板32施加反作用而維持頭部組件44被側(cè)向地固定，因此維持清潔噴射與管間隙的成角度對準(zhǔn)。聯(lián)接在一起的兩個或更多個導(dǎo)軌組件用于使得頭部組件44在管束內(nèi)沿著管路徑平移。導(dǎo)軌組件48還提供了用于隨著噴嘴旋轉(zhuǎn)而使高壓水流通過的裝置。振蕩器組件50固定至后部導(dǎo)軌組件。振蕩器組件為噴射器40的噴掃運動提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。被引入至快速聯(lián)接器52、連通至回轉(zhuǎn)接頭54的水使得給水軟管能夠柔性運動。附接至中間板58且被安裝組件60支承的指引驅(qū)動組件56提供了軌道48移入或移出蒸汽發(fā)生器10的精確平移。導(dǎo)軌組件48剖面的幾何形狀提供了充分撓曲剛度，以使得無需額外的支撐件來將頭部組件定位于蒸汽發(fā)生器內(nèi)7英尺或更多。下文將描述每一個組件。為了有效清潔，噴射器40必須被定位在每一個管間隙處。能夠通過帶有可調(diào)節(jié)指針64的對準(zhǔn)標(biāo)記62來重置或核實噴射器與管間隙的適當(dāng)指引。
[0048]圖6示出了頭部44、軌道48和振蕩器50的剖面圖。通路66用于將高壓水(近似3，000PSI)從振蕩器50傳送至頭部組件44。驅(qū)動軸68將旋轉(zhuǎn)運動從振蕩器50傳遞至頭部組件44。振蕩器50和軌道48均類似于在美國專利申請公開N0.2011/0079186中描述的那些。在本文描述的實施例中，驅(qū)動軸68定位于水通路66下方以使得噴嘴40的旋轉(zhuǎn)軸線在頭部組件44的底部附近。這種布置是期望的，用于將噴嘴40靠近蒸汽發(fā)生器的管板放置、支承噴嘴、并且容許放置頭部組件44中對于其功能性來說所需的部件。
[0049]圖7為振蕩器50的放大剖視圖，其也在美國專利申請公開N0.2011/0079186中有描述。驅(qū)動軸68的旋轉(zhuǎn)被槽72中的銷70限制成+/-90度。重要的是防止噴射器40無意地沿向上方向旋轉(zhuǎn)，這可能將過多的應(yīng)力添加至導(dǎo)軌組件48。
[0050]圖8A為頭部組件44的立面剖視圖，所述頭部組件44提供用于導(dǎo)引高壓水精確地沿管間隙向下噴射的裝置。高壓水進(jìn)入通路66并且被導(dǎo)引為環(huán)繞噴嘴主體76的環(huán)形開口 74。水隨后于是流動穿過傾斜端口 78進(jìn)入偏置端口 80內(nèi)。相對于噴嘴旋轉(zhuǎn)軸線82偏置的偏置端口 80為噴射器40提供了空隙以在分隔器板32和內(nèi)部管排24之間的有限空間內(nèi)噴掃。已密封的球軸承84在噴嘴主體76上提供近似50鎊徑向負(fù)載的剛性旋轉(zhuǎn)支承。接納環(huán)形開口 74內(nèi)的高壓力的兩個密封件86限制泄漏，以提供最小的旋轉(zhuǎn)摩擦。由于一些水可能通過密封件泄漏，因此前部開口88提供泄漏路徑以防止水壓力在后部密封軸承84處聚積。通過銷92固定到位的低壓力密封件90提供屏障以重新導(dǎo)引穿過端口 94的高壓力密封泄漏。在沒有低壓力密封件90的情況下，水可能沿著驅(qū)動軸68流動并且從蒸汽發(fā)生器流出。
[0051]如先前所述，鎖定柱塞46通過對分隔器板32施加反作用而維持頭部組件44被側(cè)向地固定；因而維持清潔噴射與管間隙的成角度對準(zhǔn)。鎖定柱塞46與頭部組件44一體形成。圖SB示出沿穿過圖8A中示出的頭部組件44的線A-A剖切的剖視圖。圖SC為示出被分隔器板32部分地下壓的鎖定柱塞的放大剖視圖。參考圖SC，在頭部組件44平移入或平移出蒸汽發(fā)生器過程中，活塞96通過壓縮彈簧98被偏壓成抵靠分隔器板32。來自彈簧98的力足夠小(小于
0.5鎊(0.23千克))以防止頭部組件44的過度側(cè)向偏移?；钊?6由諸如乙縮醛的聚合物構(gòu)成，以允許在分隔器板32和活塞96之間存在低摩擦力從而防止分隔器板損壞。
[0052]為了增加聚合物活塞96的外直徑的剛度，不銹鋼環(huán)100被采用并且被端帽102捕獲。不銹鋼環(huán)100不易受到因吸液性膨脹導(dǎo)致的直徑變化的影響，并且提供用于“已鎖定”狀態(tài)的更高摩擦系數(shù)。環(huán)繞不銹鋼環(huán)100的為鎖定環(huán)104和O形環(huán)106。為了具有高強度、中等摩擦系數(shù)、較低的彈性模量以及較低的吸水性，鎖定環(huán)104優(yōu)選地由PEEK(聚醚醚酮)構(gòu)成。O形環(huán)106和鎖定環(huán)104被捕獲于頭部組件殼體108和蓋板110之間。密封環(huán)112防止流體損失以使得環(huán)形室114可被加壓。
[0053]參考圖8A和SC，鎖定柱塞如下所述發(fā)揮作用。清除器組件起初被對準(zhǔn)成平行于管路徑(如下文所述)并且足夠靠近分隔器板，以使得柱塞活塞96將恰好碰觸分隔器板或者被分隔器板下壓。介于環(huán)100的外直徑與鎖定環(huán)104的內(nèi)直徑之間的小徑向空隙為彈簧98提供了可滑動界面，以將活塞96與分隔器板32保持緊密接觸。在增壓水流之前，清除器頭部組件被定位于蒸汽發(fā)生器內(nèi)，其中噴射器如圖8A中所示的面向下。增加的水壓使得流體開始在端口 66處流動至頭部內(nèi)。噴射器40的較小直徑限制水流，以使得在端口 66處的壓力被提升至系統(tǒng)栗送壓力。通路可用于使得高壓水可流動至端口 116和環(huán)形室114內(nèi)。在環(huán)形室114中的加壓水迫使O形環(huán)106徑向向內(nèi)抵靠鎖定環(huán)104，這也按壓圍繞不銹鋼環(huán)100的鎖定環(huán)104。介于鎖定環(huán)104的內(nèi)直徑和不銹鋼環(huán)100的外直徑之間的徑向空隙足夠小以將鎖定環(huán)的形變剛好維持在材料的彈性限度內(nèi)，這確保當(dāng)系統(tǒng)被減壓時鎖定環(huán)將迫使O形環(huán)106徑向向外并且允許活塞96自由行進(jìn)。為了防止在系統(tǒng)被加壓時活塞96軸向移動，鎖定環(huán)104被軸向地捕獲于殼體108和蓋板110之間。當(dāng)系統(tǒng)被加壓時，其中噴射器面向下，流過噴射器的水流產(chǎn)生在向上方向上(并非側(cè)向地)抬升頭部并且被導(dǎo)軌組件48約束的反作用力。在系統(tǒng)處于壓力下的情況下，活塞96被保持成相對于分隔器板32固定。在清潔過程中，噴射器旋轉(zhuǎn)進(jìn)入管束將產(chǎn)生水平反作用，迫使頭部組件44在分隔器板32的方向上移動。已鎖定的活塞96防止頭部的側(cè)向移動，這維持噴射器40與管間隙的成角度對準(zhǔn)。
[0054]圖9A、9B和9C示出附接至蒸汽發(fā)生器10的安裝組件60和中間板58。依據(jù)清除器固定裝置將橫穿過的分隔器板的期望側(cè)面不同，指引驅(qū)動組件(在圖9中未示出)通過接合在螺紋孔118或120中的螺栓而附接至中間板58。相對應(yīng)的榫銷122或124將指引驅(qū)動組件準(zhǔn)確地相對于中間板58定位。一旦中間板的位置被調(diào)節(jié)，則可以在幾乎不調(diào)節(jié)或不調(diào)節(jié)的情況下從分隔器板32的任一側(cè)面移除或定位指引驅(qū)動組件。中間板58通過四個夾緊突出件126而緊固至安裝組件60。高度調(diào)節(jié)器128允許中間板58滾轉(zhuǎn)、傾斜、和豎直位置調(diào)節(jié)。能夠通過螺釘130調(diào)節(jié)中間板58的側(cè)向位置和成角度位置(偏離)。安裝組件60中的槽形開口 132允許側(cè)向運動和成角度運動。
[0055]在圖10-14中示出了指引驅(qū)動組件56。雖然指引驅(qū)動組件56類似于在公開的美國專利申請2011/0079186中有描述，但是不同之處在于添加側(cè)向支承機構(gòu)和軸承支撐件以增加來自導(dǎo)軌組件48的懸臂負(fù)載。也采用捕獲式頂部安裝螺釘。
[0056]在圖1OA和1B中分別示出了前立面圖和側(cè)立面圖。指引驅(qū)動組件的主要部件為下殼體134、上殼體136和前蓋138。捕獲式螺釘140被用于將下殼體聯(lián)接至安裝組件60上的中間板58。導(dǎo)軌組件48以虛線示出，原因在于其將被定位于指引驅(qū)動組件56中。
[0057]圖11為指引驅(qū)動組件56的平面圖。示出進(jìn)入捕獲式螺釘140的通道以及可調(diào)節(jié)指針64。
[0058]圖12為沿圖1OA的線B-B剖切的剖視圖，并且示出了用于導(dǎo)軌組件48的側(cè)向夾持機構(gòu)。由軸144支承的兩個球軸承142將軌道48側(cè)向地定位于相對于下殼體134固定的距離處，同時使得導(dǎo)軌能夠低摩擦地平移入或平移出蒸汽發(fā)生器。被支承在軸148上的第二球軸承組146附接至支架150。將突出件152擰緊在螺紋軸154上使得支架150連同軸承146—同朝向軌道48移動，這將導(dǎo)軌置于與軸承142的緊密接觸。壓配合至支架150內(nèi)的榫銷156具有足夠的徑向空隙以提供與在前蓋138中的孔的可滑動聯(lián)接。期望的是通過軸承142和146在導(dǎo)軌上提供特定的側(cè)向夾持負(fù)載。過多的夾持力將增加滾動摩擦并且很可能對支架150過度加壓。過小的夾持力可能允許軌道48側(cè)向移動而導(dǎo)致噴射器40的未對準(zhǔn)。在軸承142和146與軌道48的接觸點處，在支架150和前蓋138之間存在預(yù)定的間隙158。突出件152的進(jìn)一步的擰緊使得間隙158閉合，從而使得支架150用作帶有正確側(cè)向負(fù)載的板簧。
[0059]圖13為沿圖11的線C-C剖切的剖視圖，并且示出了導(dǎo)軌段48，該導(dǎo)軌段定位于軸承142和146之間以使得導(dǎo)軌被相對于下殼體134側(cè)向地支承。通過用軸承162和164可旋轉(zhuǎn)地固定至下殼體134的驅(qū)動輪160來實現(xiàn)對軌道48的豎直支承。第二惰輪(未示出)也被定位于下殼體中。在上殼體136中的兩個惰輪組件166完成豎直支承機構(gòu)。
[0060]圖14為沿圖11的線D-D剖切的剖視圖。上殼體136行進(jìn)通過線性球軸承170的成對的軸168而可滑動地聯(lián)接至下殼體134。擰緊帶螺紋的突出件172迫使上殼體136朝向下殼體134移動，從而提供軌道48在豎直方向上的剛性支承。
[0061]為了有效的移除淤渣，重要的是噴射器40定位于管間隙處并且噴射器的角度平行于管間隙。當(dāng)在分隔器板上施加反作用以限制側(cè)向偏移時，同樣重要的是核實從清除器到分隔器板的距離在可接受的限度內(nèi)。對準(zhǔn)工具執(zhí)行這些功能并且在分隔器板的任一側(cè)上工作。圖15示出了對準(zhǔn)工具，所述對準(zhǔn)工具包括可以被附接至一個或多個軌道48的臂組件174和指針組件176。導(dǎo)軌驅(qū)動軸68用于連通臂174和指針176之間的旋轉(zhuǎn)運動。
[0062]圖16A和16B分別示出臂組件174的前立面圖和剖視圖。附接至軸180的擺動臂178通過一對球軸承184被可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至殼體182。球軸承184借助于螺母186和內(nèi)圈間隔件188被軸向地束縛至軸180 ο保持螺釘190將可旋轉(zhuǎn)的組件軸向地緊固于殼體182內(nèi)。錐形的聯(lián)接器I 97接合導(dǎo)軌驅(qū)動軸68，所述導(dǎo)軌驅(qū)動軸68被軸向地加載以消除反擊作用(backlash)。球柱塞192可以接合三個溝槽194中的任意一個以保持?jǐn)[動臂向上(如所示的)或者順時針旋轉(zhuǎn)或逆時針旋轉(zhuǎn)90度。在平移入或平移出蒸汽發(fā)生器過程中，擺動臂178定位于豎直位置中。90度位置被用于設(shè)定指引指針(如下文描述的)。安裝于在殼體182上的匹配的C形輪廓上方的塑料導(dǎo)軌196和198通過彈簧銷200而可滑動地固定至殼體182。塑料導(dǎo)軌196和198防止金屬與蒸汽發(fā)生器導(dǎo)管24的金屬接觸。下塑料導(dǎo)軌198包括孔202以允許與驅(qū)動銷204(在圖1Ob中示出)的自由接合。
[0063]圖17和18分別為指針組件176的后立面圖和剖視圖。后塊體206通過捕獲式螺釘208而聯(lián)接至導(dǎo)軌段48。榫銷210提供導(dǎo)軌/塊體組件的精確定位。拼合式襯套212提供驅(qū)動軸214和后塊體206之間的適合的旋轉(zhuǎn)且平移聯(lián)接。指針216通過方形驅(qū)動器218而可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至軸214。方形驅(qū)動器中的小空隙允許軸214在指針216內(nèi)平移。定位于襯套212之間的壓縮彈簧220提供拼合式襯套212之間的分離力。后襯套迫使指針216遠(yuǎn)離塊體206(以防止刮蹭)并且抵靠止推墊圈222，所述止推墊圈通過保持器224保持軸向固定。軸214的外直徑比前部拼合式襯套212的安裝好的內(nèi)直徑大得多，以防止襯套在軸上移動。因此，壓縮彈簧220向軸214提供朝向附圖左側(cè)的軸向負(fù)載。軸向軸負(fù)載隨后被施加至每一個導(dǎo)軌驅(qū)動軸和臂組件174，以消除旋轉(zhuǎn)反擊作用。
[0064]參考圖18，存在兩組劃線。標(biāo)記為“DP”的頂部組用于測量從清除器到分隔器板的距離。標(biāo)記為“R1”的下部組用于測量從I管排(鄰近中心管徑的管排)至清除器的距離。依據(jù)清除器安裝于分隔器板的哪一側(cè)面，使用哪一組劃線，即左側(cè)或右側(cè)。對準(zhǔn)工具在任一側(cè)上發(fā)揮作用。為了向管(或分隔器板)提供在圖16中的擺動臂78的徑向平移和清除器的實際直線位移之間的直接相關(guān)性，劃線之間的間隔與之相應(yīng)地按比例繪制。清除器和管之間的直線位移值允許與側(cè)向調(diào)節(jié)螺釘(在圖9中的130)的計算位置直接相關(guān)。
[0065]圖19示出了在管間隙對準(zhǔn)位置處的擺動臂178。首先，擺動臂178被向上旋轉(zhuǎn)以使得對準(zhǔn)工具可被平移到蒸汽發(fā)生器內(nèi)。一旦處于管路徑內(nèi)，則將擺動臂178朝向管旋轉(zhuǎn)，與此同時檢查與管24的沖突。一旦察覺到?jīng)_突，則將對準(zhǔn)工具沿管路徑平移直至擺動臂178可旋轉(zhuǎn)90度。通過擺動臂旋轉(zhuǎn)90度，工具被向內(nèi)移動(至圖19的左側(cè))直至擺動臂的前表面接觸管24。這是噴射器與管間隙對準(zhǔn)的位置。參考圖5，指引指針64于是被定位成對應(yīng)于標(biāo)記62或兩個導(dǎo)軌被連接在一起的連接部中的一種。
[0066]為了將噴射器40的角度平行于管間隙對準(zhǔn)，擺動臂178被旋轉(zhuǎn)至豎直位置以使得對準(zhǔn)工具可被移入或移出蒸汽發(fā)生器。如果對準(zhǔn)工具被移動至相鄰的導(dǎo)軌標(biāo)記62或每一個其他的標(biāo)記，那么對準(zhǔn)工具將如圖20中所示相對于管定位。擺動臂178隨后被朝向管24旋轉(zhuǎn)直至邊緣226接觸。如先前所述，在指針組件176上測量“R1”距離。擺動臂178隨后被往回移動至豎直位置以使得對準(zhǔn)工具可被重新定位至蒸汽發(fā)生器之內(nèi)或之外以獲取另外的“R1”測量值。由于已知導(dǎo)軌標(biāo)記62的直線間隔并且“R1”讀數(shù)與直線位移相對應(yīng)，因此能夠直接地計算出相對于管的成角度的未對準(zhǔn)?？赏ㄟ^先前描述的側(cè)向調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)行相對應(yīng)的修正。在進(jìn)行角度修正之后，可能必須將指引指針64和擺動臂重新設(shè)定在圖19中示出的位置中。
[0067]對準(zhǔn)工具的最后功能為測量到分隔器板32的距離。如圖21中所示，擺動臂被旋轉(zhuǎn)直至邊緣228接觸分隔器板32為止。通過指針組件176上的“DP”刻度來測量位移。也通過先前所描述的側(cè)向調(diào)節(jié)螺釘對側(cè)向位移進(jìn)行修正。
[0068]盡管公開的淤渣清除器特別適用于帶有分隔器板的蒸汽發(fā)生器，但是對準(zhǔn)工具也可應(yīng)用于不帶有分隔器板的蒸汽發(fā)生器。
[0069]雖然已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的特定的實施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到可在本發(fā)明的整體教導(dǎo)下對那些細(xì)節(jié)進(jìn)行多種修改和替代。因此，所公開的具體實施例僅意為說明性的，并且不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍將由所附的所有權(quán)利要求及其任一和所有等效方案來確定。
【主權(quán)項】
1.一種在蒸汽發(fā)生器(10)中使用的淤渣清除器，所述淤渣清除器具有殼(12)，所述殼封裝管板(38)和多根管(24)，所述多根管從管板延伸并且具有基本上一致的直徑尺寸，其中所述多根管以基本上規(guī)則的模式布置，所述規(guī)則的模式具有在相鄰管之間基本上一致的窄間隙(28)，所述規(guī)則的模式形成大致居中的中心路徑(26)，分隔器板(32)沿所述中心路徑近似地沿中心路徑的中心延伸，并且所述殼具有與中心路徑相配的至少一個入口開口(30)，淤渣清除器包括: 安裝組件(60)，所述安裝組件構(gòu)造用于支承驅(qū)動組件(56)和軌道(48); 驅(qū)動組件(56)，所述驅(qū)動組件構(gòu)造用于使軌道(48)沿中心管徑(26)在分隔器板(32)的一個側(cè)面上且在管(24)和分隔器板之間移動； 噴嘴組件(42)，所述噴嘴組件具有主體組件(44)，噴嘴組件的主體組件限定流體通路并且尺寸被設(shè)計為在管和分隔器板(32)之間經(jīng)過，噴嘴組件聯(lián)接至軌道(48);以及 柱塞(46)，所述柱塞(46)能夠在噴嘴組件的主體組件(44)中的腔內(nèi)往復(fù)地移動，并且在一方向上被偏置以便當(dāng)柱塞定位于中心路徑(26)中時接觸分隔器板(32)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淤渣清除器，包括發(fā)送裝置(52)，所述發(fā)送裝置用于將加壓流體發(fā)送穿過噴嘴組件(42)的流體通路(66)，其中當(dāng)將高壓流體發(fā)送穿過噴嘴組件時，防止柱塞(46)在腔中移動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淤渣清除器，高壓流體將柱塞(46)壓緊就位于腔內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淤渣清除器，柱塞(46)向分隔器板(32)施加小于0.5鎊(0.23千克)的力。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淤渣清除器，其中，噴嘴組件的主體組件(44)具有與流體通路(66)流體連通的多個噴射器(40)，流體通過所述多個噴射器而噴射通過管(24)之間的間隙(28)，包括附接至軌道(48)以用于將噴射器(40)與間隙對準(zhǔn)的對準(zhǔn)工具(176)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淤渣清除器，其中，對準(zhǔn)工具(176)能夠沿軌道(48)移動。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淤渣清除器，其中，對準(zhǔn)工具(176)確定噴嘴組件(42)與所述多根管(24)中的最靠近對準(zhǔn)工具上的指針(178)的一根管之間的距離。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的淤渣清除器，其中，指針(178)在兩個相反方向中的至少一個方向上相對于豎直方向側(cè)向地擺動90度，所述相反方向中的第一方向用于確定噴嘴組件(42)與所述多根管(24)中的所述一根管之間的距離，而所述相反方向中的第二方向用于確定噴嘴組件與分隔器板(32)之間的距離。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的淤渣清除器，其中，指針(178)在第一方向上擺動以將噴射器(40)與間隙(28)對準(zhǔn)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的淤渣清除器，包括殼表面(206)，指針(I78)旋轉(zhuǎn)地支承在殼表面上，所述殼表面包括在殼表面上的標(biāo)記(DP，R1)，所述標(biāo)記將指針的角位置轉(zhuǎn)化為噴嘴組件(42)的直線距離。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的淤渣清除器，其中，指針(178)被釘住以將指針支承在90度位置中和270度位置中。12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淤渣清除器，其中，噴射器(40)從基本上向下的豎直方向往復(fù)地旋轉(zhuǎn)至近似水平方向。13.—種用于蒸汽發(fā)生器淤渣清除器的對準(zhǔn)工具組件，所述對準(zhǔn)工具組件用于將淤渣清除器與蒸汽發(fā)生器(10)內(nèi)的結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)，蒸汽發(fā)生器具有殼(12)，所述殼封裝管板(38)和多根管(24)，所述多根管從管板延伸且具有基本上一致的直徑尺寸，其中所述多根管以基本上規(guī)則的模式布置，所述規(guī)則的模式具有在相鄰管之間基本上一致的窄間隙(28)，所述規(guī)則的模式形成大致居中的中心路徑(26)所述殼具有與中心路徑相配的至少一個入口開口(30)，對準(zhǔn)工具組件包括: 安裝組件(60)，所述安裝組件構(gòu)造用于支承驅(qū)動組件(56)和軌道(48);以及 對準(zhǔn)工具(176)，所述對準(zhǔn)工具構(gòu)造用于沿軌道(48)移動，并且確定軌道上的淤渣清除器噴嘴組件(42)與所述多根管(24)中最靠近對準(zhǔn)工具上的指針(178)的一根管之間的直線距離。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的對準(zhǔn)工具組件，其中，指針(178)在第一方向上從豎直方向側(cè)向地擺動90度，以確定噴嘴組件(42)與所述多根管(24)中的所述一根管之間的距離。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的對準(zhǔn)工具組件，其中，指針(178)在與第一方向相反的第二方向上側(cè)向地擺動，以確定噴嘴組件(42)與在噴嘴組件的相反側(cè)上的結(jié)構(gòu)(32)之間的距離。16.權(quán)利要求15所述的對準(zhǔn)工具組件，其中，所述結(jié)構(gòu)為基本上沿中心路徑(26)向下延伸的分隔器板(32)。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的淤渣清除器，其中指針(178)在第一方向上擺動以將噴射器(40)與間隙(28)對準(zhǔn)。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的淤渣清除器，包括殼表面(206)，指針(178)旋轉(zhuǎn)地支承在殼表面上，所述殼表面包括在殼表面上的標(biāo)記(DP，R1)，所述標(biāo)記將指針的角位置轉(zhuǎn)化為噴嘴組件(42)直線距離。
【文檔編號】G21F9/28GK105830168SQ201480068928
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年8月21日
【發(fā)明人】P·J·霍金斯
【申請人】西屋電氣有限責(zé)任公司