用于去除粘附在蒸汽发生器的管底处的沉积物的喷枪的制作方法
【专利说明】用于去除粘附在蒸汽发生器的管底处的沉积物的喷枪
[0001] 本发明涉及一种喷枪，其用于去除粘附在蒸汽发生器的管底处的沉积物。在核电 站或常规电站中的蒸汽发生器的管底板上，随着时间的推移会在运行过程中形成坚硬的、 由腐蚀产物构成的沉积物。在较长时间运行之后或者较长时间未进行清洗时，这些沉积物 可能会非常硬。这些非常硬的沉积物也可能在这种情况下产生，即沉积物除了由腐蚀产物 形成之外，来自次级回路中的硅酸盐或铝硅酸盐也参与了其形成。
[0002] 在管底上的沉积物可能会通过以下方式长期损害蒸汽发生器，即沉积物例如会 使得从管底延伸出去的蒸汽发生器管（Dampferzeugerrohre)或加热管（Heizrohre)收 缩。因此有必要完全去除管底表面的硬沉积物，以防止长期损害蒸汽发生器。通常来说， 借助喷枪通过使用水来高压喷射的方式来去除沉积物，该喷枪被引入蒸汽发生器的管束 (RohrbUndel)中。但通过这种在技术上称为内束喷射（IBL:Inner-Bundle_Lancing)以及 例如根据DE 100 06 0667 A1、DE 40 39 376 A1和US 4, 424769中已知的方法（其使用高 达大约220bar的水压进行操作），很难将较老的沉积物、在加热管之间的沉积物的桥接、结 构非常紧凑且含硅酸盐的沉积物去除。在这些情况下，水束会弹回或只是被简单地偏转，从 而使得至多只能实现最小的清洗效果。而且目前还没有任何化学方法，可用其来溶解上述 含硅酸盐的沉积物。
[0003] 本发明的任务是提供前述类型的喷枪，可用其将上述类型的沉积物从管底去除。
[0004] 该任务可通过根据权利要求1的喷枪得以实现。该喷枪包括用于引入蒸汽发生器 的管中间区的柔性带，该柔性带在其自由端承载着清洗头，并且承载至少一个用于将水流 引导至清洗头的水管。清洗头具有：_在应用情况下_面向管底或面向存在于该管底的沉 积物的操作侧；与水管流体连通的、通向操作侧的出口；以及作用于沉积物的、用于去除材 料的机械的工具。这样一来，此类喷枪结合了液压工作的和机械工作的去除技术。这种情 况下会产生这样的效果，即用机械的工具可将一部分沉积物分开并且可用离开出口的水束 进行冲洗，从而使得机械的工具能够不受业已被去除的材料的阻碍而作用在沉积物上。可 以特别有效地使用喷枪，条件是用例如高达220bar和更高的高水压来操作。在使用传统的 高压水喷射法时，由于缺少接触面，水束经常仅在沉积物处被偏转，而使用根据本发明的喷 枪，可借助机械的工具来产生此类接触面，例如通过在沉积物中引入槽，而水束可以其固有 的动能作用在这些槽的壁上。
[0005] 机械的工具可牢固地与清洗头连接，其中可间接通过清洗头的运动引起会致使材 料被去除的工具发生运动。但是，通过喷枪的柔性带引导清洗头的机械驱动装置（例如钢 索）是可设想的，通过其可使工具运动。
[0006] 但在特别有利的实施形式中提出的是，在另一个功能中，将引导至清洗头的水束 用于间接地或直接地驱动工具，其中确保了在制造和安装技术上简单的驱动，条件是使用 旋转的工具，例如使用一种工具，其旋转轴横向于清洗头的中心平面。在此类实施形式中， 大致为圆盘形的工具可以很容易容纳在清洗头中，该清洗头由于管中间区狭窄故具有的宽 度相应地也小。
[0007] 特别是在可间接或直接地驱动工具的情况下有利的是，清洗头中存在空腔，水管 通向该空腔中，其中该空腔通过上述出口与周围环境连接。空腔例如可用于容纳工具或容 纳工具的驱动元件，例如水轮。
[0008] 在可直接地驱动的情况下，在生产和安装技术方面有利的是，借助撞击面来进行 驱动，所述撞击面受到被引导至清洗头的水流所施加的作用。有效运行且同时在技术上简 单的工具为旋转的铣削盘（Frasschdbe )，多个用于去除材料的元件分布在该铣削盘的周 向面上。为了旋转驱动铣削盘，可在其侧面安装类似叶轮或桨轮的结构，其具有与水束相互 作用的撞击面。
[0009] 但在特别优选的实施形式中，在用于去除材料的元件上存在撞击面，即元件的一 部分表面形成了受到水束所施加的作用的撞击面。因此，用于去除材料的元件通过以下方 式实现了特别简化生产和安装的双重功能，即其被用于进行驱动和用于去除沉积物。此外， 所述元件还生成了脉冲的水束，由此还提高了清洗效果。水束的脉冲频率取决于水束的流 速，铣削盘的直径和在铣削盘上用于去除材料的元件或齿的数量。通过此类实施形式有可 能以简单的方式，增加或调节铣削盘的转速并从而增加或调节与沉积物相互作用的齿的撞 击频率，方式是改变给铣削盘施加作用的水束体积，例如增加水束体积。对于上述水轮而 言，当然也可用上述方式改变旋转速度。当水束撞击到铣削盘时，水束会被分成多个水滴， 其中除了通过改变水束体积外也可通过改变铣削盘的齿数或用于去除材料的元件的数量 来调节在这种情况下产生的水滴撞击的脉冲频率。分别根据待去除的沉积物的硬度来改变 在沉积物上作用的齿或用于去除材料的元件的撞击力是有利的，其中这一点可通过相应地 调节水压或调节撞击到铣削盘上的水束的压力来实现。
[0010] 为了保证通过水流来有效驱动铣削盘，对铣削盘进行定向，从而使得其在切线方 向上受到至少一部分水流所施加的作用。驱动的功效和生成朝向沉积物的水束通过以下方 式得以优化，即将工具至少部分地布置在清洗头内的空腔中，其中至少一个水管通向空腔 中，并且经由出口与大气相通。
[0011]引导至清洗头的水以至少一种被施加到沉积物的水束形式从出口流出，该出口可 布置在清洗头的不同位置。但是可实现有效去除沉积物的条件是，用于去除材料的工具部 分（在铣削盘时为盘节段情况下）从出口突出来。这时无论是旋转工具还是以其它方式， 例如线性运动的工具，以下列方式防止损害管底，即工具不突出超过清洗头的操作侧。
[0012] 在另一种实施形式变体中，以很小的空间需求将可通过水流直接驱动的有效运行 的工具容纳在清洗头中的另一种可能性通过以下方式得到，即使得工具的旋转轴与清洗头 的中心平面平行。圆柱形工具，例如根据取芯钻类型设计的工具在这里是可能的，所述工具 具有相对小的外直径。在这种情况下，用于去除材料的元件可存在于横向于旋转轴的端面 和/或在旋转方向上或与旋转轴同轴延伸的工具的周向面上。
[0013] 在该实施形式变体中，工具上存在至少一个由水流施加作用的撞击面，其中撞击 面基本上沿着工具的旋转轴并且斜向于包含旋转轴的平面延伸。当水流碰到撞击面时会承 受角动量（Drehimpuls)。所讨论类型的实施形式可特别简单地实现，途径是至少一个撞击 面由被引入工具周向面的流槽的槽壁构成。这时，工具要定位在清洗头上，从而使得离开水 管的水流可进入流槽中。驱动的功效得以提高的方式是，流槽在水流的流动方向上变窄。
[0014] 在一个特别优选的实施例中，将工具可转动地安装在被构造成孔的清洗头出口 中。
[0015] 在另一个实施形式变体中，工具可间接由水流驱动。因此，引导至清洗头的水流不 会或者至少不会为了驱动目的而碰到工具，从而得出用于清洗头的其它实施可能性和由此 实施的清洗方法。因此，如在一个优选的实施例中就是这种情况一样，例