用于热交换器管道的机械清理的收集系统.pdf

一种用于清理热交换器管道的装置，尤其是一种用于原子能发生器的清理、喷砂介质和沉积材料的改进的收集系统。一具有向下导向抽吸入口的抽吸管道能有效地用于抽吸在所述腔室内空气中漂浮的介质和废渣，以及抽吸沉积在所述腔室底部位于所述抽吸入口下的介质和废渣。提供一加料斗、空气喷嘴和震动器装置用来将沉积的介质输送向抽吸入口。提供破碎器和隔离装置以减少废渣回流进入热交换器管道。

1、  在一个具有多个热交换器管道的热交换器中，这些管道的端部被接收在一设置在一腔室的上端的管板中，所述腔室内具有一通道开口，一种用于收集从所述管道中排出进入所述腔室的喷砂介质和沉积废渣的系统包括：
一抽吸源，
一从所述源穿过所述通道开口进入所述腔室的抽吸管道，
用于在所述抽吸管道周围密封所述通道开口的装置，
所述抽吸管道具有一能有效抽吸沉积在所述腔室底部的介质和废渣的抽吸入口。

2、  如权利要求1所述的系统，还包括一设置在所述腔室的内表面上的可活动衬里，用于接收沉积的介质和废渣。

3、  如权利要求2所述的系统，其中衬里由一薄的柔性的聚合片材制成。

4、  如权利要求3所述的系统，还包括用于将所述衬里的上部边缘固定到所述腔室的内表面上的紧固装置。

5、  如权利要求4所述的系统，其中紧固装置包括磁铁带。

6、  如权利要求3所述的系统，其中衬里包括用于在腔室内表面上支撑所述衬里于适当位置的可膨胀结构。

7、  在一个具有多个热交换器管道的热交换器中，这些管道的端部被接收在一设置在一碗状腔室的上端的管板中，所述腔室内具有一通道开口，一种用于收集从所述管道中排除进入所述腔室的喷砂介质和沉积废渣的系统包括：
一抽吸源，
一从所述源穿过所述通道开口进入所述腔室的抽吸管道，
一适于在所述抽吸管道周围密封接合所述通道开口的通道开口覆盖件，
所述抽吸管道具有一能有效抽吸沉积在所述腔室底部上的介质和废渣的抽吸入口。

8、  如权利要求7所述的系统，还包括至少一个空气喷嘴，用于沿着所述腔室的内表面导引压缩空气流，以使沉积的喷砂介质和废渣移向所述抽吸入口。

9、  如权利要求7所述的系统，还包括至少一个细分所述腔室的隔离壁，用于限制从隔离壁一侧上热交换器管道中排出在空气中漂浮的介质进入所述隔离壁另一侧的热交换器管道端中。

10、  如权利要求9所述的系统，其中所述至少一个隔离壁以能单独穿过所述通道开口的部分形式形成，而且安装在所述腔室里面。

11、  如权利要求10所述的系统，其中所述至少一个隔离壁的较低边缘沿所述抽吸入口的中心线设置，以允许所述隔离壁两侧的介质和废渣能被抽吸。

12、  如权利要求7所述的系统，还包括至少一个破碎器，其设置在所述腔室中所述管板和腔室的底部之间的中间位置处，用以使从所述热交换器管道中排出的介质和废渣的能量消散。

13、  如权利要求12所述的系统，其中所述至少一个破碎器以能单独穿过所述通道开口的部分形式形成，而且安装在所述腔室里面。

14、  如权利要求7所述的系统，还包括一加料斗，其具有一向下且向里倾斜的圆周壁，一设置在所述管板下且位于所述壁的顶部边缘处的上部开口，和一在所述抽吸入口附近处位于所述壁的底部边缘处的下部开口，所述加料斗能有效地用于接收从所述腔室的热交换器管道中排出的介质和废渣，还能有效地用于将所述接收到的介质和废渣导引到所述抽吸入口。

15、  如权利要求14所述的系统，其中所述加料斗以能单独穿过所述通道开口的部分形式形成，而且安装在所述腔室里面。

16、  如权利要求14所述的系统，还包括一用于向所述加料斗施加震动或摇动的震动装置。

17、  如权利要求14所述的系统，还包括至少一个空气喷嘴，用于沿着所述圆周壁导引压缩空气流，以使沉积在所述圆周壁上的喷砂介质和废渣移向所述抽吸入口。

18、  如权利要求17所述的系统，其中所述压缩空气流是脉冲的。

19、  如权利要求18所述的系统，其中所述压缩空气流由一电磁驱动阀来产生脉冲。

20、  如权利要求7所述的系统，还包括至少一个用以将压缩空气流导向所述通道开口覆盖件的空气喷嘴。

21、  如权利要求7所述的系统，还包括至少一个用以将压缩空气流导入所述抽吸入口的空气喷嘴。

22、  如权利要求7所述的系统，还包括一用于向所述抽吸入口施加震动或摇动的震动装置。

23、  如权利要求7所述的系统，其中所述抽吸入口向下导向且居中地设置在所述腔室底部。

24、  如权利要求23所述的系统，还包括一居中设置在所述腔室底部的板，围绕其圆周由所述腔室的内表面支撑，所述板的上表面从其圆周向下向里倾斜至一部位，该部位基本上正好位于所述抽吸入口的下面，以及包括一用以向所述板施加震动或摇动的震动装置，以使沉积在所述板上的喷砂介质和废渣移向所述抽吸入口。

25、  如权利要求23所述的系统，还包括一板，该板居中设置在所述腔室底部位于所述抽吸入口下，且围绕其圆周由所述腔室的内表面支撑，多个穿过所述板形成的孔，多个用以使压缩空气流从所述板的下面导通经过所述孔的空气喷嘴，用以使沉积在所述板上的喷砂介质和废渣移向所述抽吸入口。

26、  如权利要求23所述的系统，其中所述抽吸管道以抽吸腔室的形式终止在其下端，该腔室具有径向延伸的上臂和下壁，所述抽吸入口形成于所述抽吸腔室的圆周边缘上。

27、  如权利要求26所述的系统，其中所述抽吸腔室的上壁向下向外倾斜，且该系统还包括一用以向所述抽吸管道施加震动或摇动的震动装置。

28、  在一具有多个热交换器管道的热交换器中，这些管道的端部被接收在一设置在一碗状腔室的上端的管板中，所述腔室内具有一通道开口，一种用于收集从所述管道中排出进入所述腔室的喷砂介质和沉积废渣的系统包括：
一抽吸源，
一从所述源穿过所述通道开口进入所述腔室的抽吸管道，
一用以接收沉积介质和废渣的设置在所述腔室内表面上的活动衬里，
一适于在所述抽吸管道周围密封接合所述通道开口的通道开口覆盖件，
所述抽吸管道具有一能有效抽吸沉积在所述腔室底部上的介质和废渣的抽吸入口。

29、  如权利要求28所述的系统，其中衬里由一薄的柔性的聚合片材制成。

30、  如权利要求29所述的系统，还包括用于将所述衬里的上部边缘固定到所述腔室的内表面上的紧固装置。

31、  如权利要求30所述的系统，其中紧固装置包括磁铁带。

32、  如权利要求29所述的系统，其中衬里包括用于在腔室内表面上支撑所述衬里于适当位置的可膨胀结构。

33、  如权利要求28所述的系统，还包括至少一个空气喷嘴，其用于沿着所述衬里的内表面导引压缩空气流，以使沉积的喷砂介质和废渣移向所述抽吸入口。

34、  如权利要求28所述的系统，还包括至少一个细分所述腔室的隔离壁，用于限制从隔离壁一侧上热交换器管道中排出在空气中漂浮的介质进入所述隔离壁另一侧的热交换器管道端中。

35、  如权利要求34所述的系统，其中所述至少一道隔离壁以能单独穿过所述通道开口的部分形式形成，而且安装在所述腔室里面。

36、  如权利要求35所述的系统，其中所述至少一个隔离壁的较低边缘沿所述抽吸入口的中心线设置，以允许所述隔离壁两侧的介质和废渣能被抽吸。

37、  如权利要求28所述的系统，还包括至少一个破碎器，其设置在所述腔室中管板和腔室的底部之间的中间位置处，用以使从所述热交换器管道中排出的介质和废渣的能量消散。

38、  如权利要求37所述的系统，其中所述至少一个破碎器以能单独穿过所述通道开口的部分形式形成，而且安装在所述腔室里面。

39、  如权利要求28所述的系统，还包括一加料斗，其具有一向下且向里倾斜的圆周壁，一设置在所述管板下且位于所述壁的顶部边缘处的上部开口，和一在所述抽吸入口附近处位于所述壁的下部边缘处的下部开口，所述加料斗能有效地用于接收从所述腔室的热交换器管道中排出的介质和废渣，还能有效地用于将所述接收到的介质和废渣导引到所述抽吸入口。

40、  如权利要求39所述的系统，其中所述加料斗以能单独穿过所述通道开口的部分形式形成，而且安装在所述腔室里面。

41、  如权利要求40所述的系统，还包括一用于向所述加料斗施加震动或摇动的震动装置。

42、  如权利要求39所述的系统，还包括至少一个空气喷嘴，用于沿着所述圆周壁导引压缩空气流，以使沉积在所述圆周壁上的喷砂介质和废渣移向所述抽吸入口。

43、  如权利要求42所述的系统，其中所述压缩空气流是脉冲的。

44、  如权利要求43所述的系统，其中所述压缩空气流由一电磁驱动阀来产生脉冲。

45、  如权利要求28所述的系统，还包括至少一个用以将压缩空气流导向所述通道开口覆盖件的空气喷嘴。

46、  如权利要求28所述的系统，还包括至少一个用以将压缩空气流导入所述抽吸入口的空气喷嘴。

47、  如权利要求28所述的系统，还包括一用于向所述抽吸入口施加震动或摇动的震动装置。

48、  如权利要求28所述的系统，其中所述抽吸入口向下导向且居中地设置在所述腔室底部。

49、  如权利要求48所述的系统，还包括一居中设置在所述腔室底部的板，且围绕其圆周由所述腔室的内表面支撑，所述板的上表面从其圆周向下向里倾斜至一部位，该部位基本上正好位于所述抽吸入口的下面，以及包括一用以向所述板施加震动或摇动的震动装置，以使沉积在所述板上的喷砂介质和废渣移向所述抽吸入口。

50、  如权利要求48所述的系统，还包括一板，该板居中设置在所述腔室底部位于所述抽吸入口下，且围绕其圆周由所述腔室的内表面支撑，多个穿过所述板形成的孔，多个用以使压缩空气流从所述板的下面导通经过所述孔的空气喷嘴，所述板用以使沉积在所述板上的喷砂介质和废渣移向所述抽吸入口。

51、  如权利要求48所述的系统，其中所述抽吸管道以抽吸腔室的形式终止在其下端，该腔室具有径向延伸的上壁和下壁，所述抽吸入口形成于所述抽吸腔室的圆周边缘上。

52、  如权利要求51所述的系统，其中所述抽吸腔室的上壁向下向外倾斜，且该系统还包括一用以向所述抽吸管道施加震动或摇动的震动装置。

53、  如权利要求28所述的系统，其中所述通道开口覆盖件包括一用于接合所述腔室内侧的圆周弹性密封元件，和一用于接合所述腔室外侧的外部支架，和用于使所述覆盖件和支架互相拉紧的装置。

54、  如权利要求4或30所述的系统，其中紧固装置包括一设置在所述衬里内表面上的框架，用于保证所述衬里覆盖在所述腔室的内表面上。

55、  如权利要求4或30所述的系统，其中紧固装置包括一设置在所述衬里和所示腔室内表面之间的框架，用于保证所述衬里覆盖在所述腔室内表面上。

用于热交换器管道的机械清理的收集系统
技术领域
本发明涉及一种用于清理热交换器管道的装置，尤其涉及一种用于原子能蒸汽发生器的清理和喷砂介质和沉积材料的改进的收集系统。
背景技术
在核电站的运行中，由初级传热系统中的碳钢元件产生的铁磁腐蚀产物沉积在蒸汽发生器管道壁上。蒸汽发生器的作用是产生蒸汽以驱动发电的涡轮。在蒸汽发生器管道壁上的沉积物在热传导和热流动方面具有有害作用，会降低蒸汽发生器的性能。由于铁的溶解性会随着温度而降低，铁磁堆积通常是在管道的冷支管侧最高，因为那个区域内的温度更低。如果不除去这些铁磁沉积物，那么它们最终将导致该设备效率降低。
一种已知的用于从蒸汽发生器管道上清除掉铁磁沉积物的方法是采用一种类似于用于清除金属表面铁锈的喷砂处理的工序。直径为约100至300 μm的不锈钢球用作喷砂介质。一操作系统设置在蒸汽发生器加热器(也称为初级加热器或锅炉腔室)中的冷支管侧。操作器具有一喷砂头，该喷砂头附着在一个或两个管道开口上，喷砂介质在压缩空气的压力下通过该管道。喷砂介质和剥离下的铁磁沉积物由一位于初级加热器的热支管侧的次级操作器系统来收集。该次级操作器系统具有一安装在上述一个或两个从冷支管侧进行喷砂处理的配合管道上的收集头。尽管这种系统在密封管道和防止沉积物和喷砂介质泄漏并污染设备方面很有效，但其相对而言比较复杂，毫时多且需要熟练操作工的注意力持续集中，并且需要收集头与所清理的管道要精确标示。
美国专利US 6308774中公开了另外一种公知的收集沉积物和介质的方法，该专利于2001年10月30日授予Siemens Aktiengesellschaft。该专利披露了一种清理热交换器管道的方法和用于收集热交换器管道沉积物的收集装置。将一能被折叠、滚压或皱褶的漏斗状的收集容器导引通过一维修孔或人行开口(通常约为18″×14″)进入蒸汽发生器腔室内，然后将其展开、释放或敞开，以使其入口孔基本上覆盖住该热交换器管板的热支管区域内的所有管端。该称作为吸入集管的收集容器具有一环绕着入口孔的可膨胀软管，使入口孔扩展以形成将要进行密封的区域的几何形状。该系统还披露了一种用于摇动吸入集管以使废物和废渣的去除更容易的装置。在美国专利US6308774中公开的此系统具有许多缺点。
首先，在吸入集管和热交换器管板间的密封不充分，尤其对于例如铁磁的微小颗粒而言，且其污染在本领域中已被实践证明是不可接受的级别。
此外，吸入集管的设计是这样的，即由于清理介质的高速度，致使非常细的铁磁废渣又由该吸入集管引发其改道并通过这些管道返回喷砂处理侧，因此污染了位于初级加热器的冷支管侧的已经清理过的管道和喷砂设备。不仅操作器暴露在污染中，而且那些很微小的铁磁颗粒还能逃出锅炉腔室，进而污染了蒸汽发动机周围的环境。
铁磁颗粒和含有湿度的砂粒能聚结并黏附到吸入集管壁上。如果发生大量的聚集，柔性的吸入集管就会由于废渣的重量而发生垂陷，这就会危及到吸入集管和热交换器管板间的密封性。而且，吸入点很容易发生堵塞，因为它是面向上方的。这可能必须拆除和更换吸入集管，潜在地又致使工人暴露于不必要的辐射剂量中。因此，为预防这种情况的发生，需要工人们定期地将他们的手伸入人行开孔中，人工地抖动那些堆积物，以使其从吸入集管上分离下来。
该吸入集管还很难安装。为确保有效地覆盖住蒸汽发动机中的所有管道，并能经受住从管道中产生的喷射的高喷砂压力和磨损，该吸入集管必须具有很大的机械强度，而且通常由相对重的厚壁弹性材料构造而成，并需要两个强壮的工人来安装。因为它只比人工开口小一点，其需要训练和技巧来将其插入人行通孔并安装到蒸汽发生器里面。一旦安装上之后，便需要通过调整来确保吸入集管的外围开口能完全密封到管板的边缘上。
因此，需要一种用于蒸汽发生器喷砂介质和沉积材料的清理的改进收集系统，以克服这些已知系统中存在地问题。
发明内容
因此，根据本发明，在一个具有多个热交换器管道的热交换器中，提供了一种用于收集从所述管道中排出进入所述腔室的喷砂介质和沉积废渣的系统，这些管道的端部安放于一个设置在一碗状腔室的顶部的管板中，所述腔室上具有一个通道开口，该系统包括一抽吸源、一从所述源穿过所述通道开口进入所述腔室的抽吸管道、用于在所述抽吸管道周围密封所述通道开口的装置，所述抽吸入口能有效抽吸沉积在所述腔室底部的介质和废渣。
根据本发明的另一实施例，一个活动的衬里设置在所述碗状腔室的内表面上，用以接收沉积的介质和废渣。
根据本发明的另一实施例，设置一道或几道隔离壁用于细分所述腔室，以防止从通向隔离物一侧的热交换器管道开口中排出并在空气中漂浮的介质，进入通向所述隔离壁另一侧的热交换器管道开口中。
根据本发明的另一实施例，至少一个破碎器设置在所述管板和腔室的底部之间的中间位置处横跨所述腔室，以使从所述热交换器管道中排出的介质和废渣的能量消散。
根据本发明的另一实施例，设置具有一向下且向里倾斜的周壁的一加料斗，一设置在所述管板下且位于所述壁的顶部边缘处的上部开口，和一在所述抽吸入口附近位于所述壁的底部边缘处的下部开口，所述加料斗能有效用于接收从所述热交换器管道中排出的介质和废渣，还能有效地用于将所述接收到的介质和废渣导引入所述抽吸入口。
根据本发明的另一实施例，设置一个或多个震动装置用于向所述加料斗和/或抽吸入口施加震动或摇动。
根据本发明的另一实施例，设置一个或多个空气喷嘴用于将压缩空气流导向通道开口覆盖件，和/或沿着所述加料斗的周壁导向所述下部开口。
本发明的其他新颖特征和其它目的将在后面的详细描述、讨论和所附的权利要求中结合附图来进行描述。
附图说明
图1A是一蒸汽发生器锅炉腔室的热支管侧的剖视图，其示出了本发明的收集系统；
图1B是初级加热器(bowl)的局部透视图，其示出了用于本发明的一个实施例中的压缩空气喷嘴和破碎器；
图1C是一横截面示图，其示出了另一种可替换的实施例，在该实施例中人行孔被衬套密封；
图2A是初级加热器的局部透视图，其示出了本发明的另一实施例；
图2B是用于本发明的衬里的示意图；
图3是另一种可选择的具有可膨胀结构的衬里结构的示意图；
图4A是初级加热器的较低部分的横截面视图，其示出了充气基板；
图4B是初级加热器的较低部分的横截面视图，其示出了一倾斜基板；
图4C是初级加热器的较低部分的横截面视图，其示出了一另一种可选择的吸入管道的构造。
具体实施方式
参考图1，其示出了一蒸汽发生器机壳的锅炉腔室2的热支管侧。虽然本发明是参照该热支管侧进行描述的，但是本领域的技术人员应该理解，本发明能等效地适用于一蒸汽发生器机壳的锅炉腔室的冷支管侧。锅炉腔室2由初级加热器(bowl)4形成，该加热器形成一个腔室，该腔室在上端由管板6限定，在该管板中设置有蒸汽发生器管道7的开孔(图中只示出了三个)。分割板5将腔室2分割成热支管和冷支管。初级喷嘴3穿过初级加热器4进入锅炉腔室2。人行通孔(Manway)10在初级加热器4中形成，以允许进入锅炉腔室2。
人行通孔10被通孔覆盖件16密封住。人行通孔覆盖件16由托座17和轴18固定在适当的位置。托座17桥接在人行通道10的外边缘之间，螺纹轴18穿过托座17中的孔19并穿进覆盖件16中。弹性密封垫圈20设置在覆盖板16外缘周围。手动旋转柄21穿过轴18进入覆盖板16中，致使覆盖板16和密封垫圈20与初级加热器4在人行通孔10周围形成密封。
本发明的收集系统包括抽吸管道8，该抽吸管道8通过人行通孔10延伸进入锅炉腔室2中。抽吸管道8弯曲形成一反向面朝下的抽吸入口24，该入口24位于锅炉腔室2的靠近底部处。虽然优选为面朝下的抽吸入口，因为它是由人行通孔10朝锅炉腔室2的平底向下延伸的吸入管道而自然形成的，但一面朝上的抽吸入口也能适用于本发明。抽吸管道8采用连接件27连接到真空源28，例如一个空气排放器或一个容积式送风机上(没有示出)。抽吸管道8由硬质材料构成，以能经受住抽吸的破坏力，可以用内径约为2″至3″的硬质管制成，但是半硬的塑料真空软管也能适用。
抽吸管道8穿过人行通孔覆盖件16中的一开孔。套环25上设置在抽吸管道8通过的开孔周围，而且其能向下紧固锁定到抽吸管道8的主体上，以使抽吸管道和覆盖件16紧固到一起。能将两者牢固地结合在一起以防止其发生位置漂移是十分理想的，因为抽吸管道很重而且无柔性。套环25应是十分柔性的以允许抽吸管道8在方向上能做一些调整，以调整蒸汽发生器和设备的偏差。密封垫圈23设置在开孔周围以防止通过覆盖件16的泄漏，该密封垫圈能用软的密闭槽海绵乳胶制成。
本发明的收集系统包括初级加热器4内表面上的衬里30。衬里30是一个薄的一次性聚合膜片，该膜片很容易与初级加热器4的形状相配并沿着衬里边缘32锚固在其上。如图2所示，衬里30包括衬里分割板部分44，衬里喷嘴部分42，衬里加热器部分43，衬里人行通孔开口33和展开时在其上部边缘32处形成的衬里管板开口41。
由于衬里30薄且柔软，因此当其在蒸汽发生器腔室中展开时，它在边缘周围非常“松软”，而且重力将使衬里朝里松弛。衬里的其它区域不会受此影响，因为它们由加热器支撑着。如果边缘朝里松弛，介质和废渣将进入衬里的后面并由此而污染到加热器区域，这样就违背了用衬里的目的。
紧固件31将衬里边缘32固定在合适的位置。由于加热器和分割板由厚钢制成，适于用磁铁来加以紧固，因此紧固件31优选为一带状磁铁。可替换地，一金属的、塑料的或玻璃纤维的桁条可以加入到衬里边缘32中，在这种情况下该边缘可以结合使用一些槽穴或环圈，以将该桁条固定在适当的位置。在衬里和加热器之间结合使用一软泡沫材料(未示出)也是很有利的，可以消除任何可能会在界面处形成的间隙，进而确保严格地密封。
在图1C中所示的替换实施例中，省略了人行通孔覆盖件16，抽吸管道8借助于支架56固定在初级加热器4上。在这个实施例中，延伸衬里30以密封抽吸管道8周围。
本发明的收集系统还包括隔离物40，该隔离物垂直设置于锅炉腔室2中间。隔离物40可以通过多种方式来固定在适当的位置上。例如，隔离物40可以固定在沿分割板设置的框架37的直线部分，可以固定在集管36的中部和抽吸管道8的入口端。如图2A所示，隔离物能由初级加热器4中的基板48来支持。在一种可替换的方式中，隔离物可以结合使用支管元件(未示出)，进而提供对其自身的支持。隔离物40在其较低的边缘处具有一切去部分，用以调节抽吸管道8。如图2A所示，隔离物40可以是一局部的，可以是多个的，而且不必须位于腔室2的中间。
本发明的收集系统还包括加料斗50，其由一刚性半圆锥板形成。在加料斗50的较低端处抽吸管道24附近形成开口52。加料斗50借助于与初级加热器4的内表面的接触或与已安装了的衬里30的接触来在其上下端部形成支持。加料斗50中也设置有开口，以允许抽吸管道8和空气导管62通过其中，即使它们可以构造为通过加料斗50的顶部或底部，以使安装更容易一些。电动或气动机械震动器54可以设置在加料斗50的下侧，以向加料斗50施加震动或摇动。
一个或多个空气喷嘴60安装在加料斗50的上部周边附近并且设置为使一股空气直接向下沿加料斗50的锥形面进入抽吸入口24。每一个空气喷嘴60都连接到电磁阀64上，该电磁阀接入来自于集管36的一压缩空气源29中。通过集成管道35，总管道11和压缩空气管道62来接收该压缩空气。电控线路65通过总管道11，集成管道35和集管36。空气喷射可通过电触发电磁驱动阀64来形成任何想要的重复速率和持续时间。总管道11安装到人行通孔覆盖件16上。
参考图1B，其示出了空气喷嘴60的具体细节。空气喷嘴60和电磁阀64作为一个紧密单元安装在一起，并且直接安装到压缩空气集管36中，该集管持有一压缩空气存储器。集管36由部件组装并形成一刚性的组件，该组件沿初级加热器4的内部弯曲部分跨越近180°。该结构限制管道损耗并且在喷嘴60处维持最大的压力，以确保大功率空气喷砂工作。集管36可以是一充分结实的设计以允许多个元件可以从其上得到支持，包括多个空气喷嘴60，电磁阀64，破碎器70和一个或多个隔离物40。集管36可以靠在衬里30上并用于将衬里30推靠初级加热器4和分割板5。
一种清理设计是这样实现的，即在分别对应各个电磁阀64的集成管道35和集管36内设置电控线路65。因而，减少了暴露在喷砂废弃物材料中的电线和管道的数量，使得拆卸时清污变得更容易。但是，电控线路65的路线能设置在管道62和集管36的外侧。尽管这种结构能使设计变得简单，但是暴露在喷砂废弃物中的线路会发生放射性污染，因此在工作结束时，可能需要将其扔到放射性废弃物中。
脉冲空气喷射要优于连续空气喷射。连续空气喷射需要来自于压缩空气源的较大流量，而且进入锅炉腔室2中的空气量会很大，如果通过抽吸管道8的抽吸流速不能保持的话，还可能会引起废弃物返回流入蒸汽发生器管道中。而且，连续空气喷射的清理效率也不比脉冲空气喷射的高。空气喷嘴60优选为一秒或两秒的脉冲，更优选地，每次只有一个或几个喷嘴60开通，这样，集管36、集成管道35和管道62中的线路损失就可忽略。
破碎器70可以设置为在管板6和锅炉腔室2的底部之间的中间位置处横跨锅炉腔室2。破碎器70可以是由一列人字纹或其它合适形状的部件例如聚合筛孔形成，以形成一带孔的障碍物，用于使从被清理的蒸汽发生器管道7中喷出的喷砂废弃物80散开。如图1B所示，破碎器70可以沿分割板5安装到框架37上，也可以沿加热器的弯曲部分安装到集管36上(未示出)。
本发明的另外一个实施例如图2A所示。在此实施例中电磁控制阀64(未示出)位于锅炉腔室2的外侧，各个压缩空气管道45穿过人行通孔覆盖件16连接到喷嘴60上。
在这种结构中，由于线路损失，空气喷射功率没有那么大，但是这种设计很容易实施。在此实施例中，各管道可以由塑料管形成，这些管道将会发生放射性污染并且会在工作结束时扔进放射性废弃物中。空气管道45穿过人行通孔覆盖件16的穿透构件是由设置在覆盖件16两边的气动快速连接器组成。
空气喷嘴60从衬里边缘32的上部区域一直向下至抽吸入口24处沿着加热器轮廓排列为多层。在抽吸入口24附近，多个空气喷嘴60特意设置为将废弃物材料导入抽吸入口24中，而且一个喷嘴60直接设置在抽吸入口24中。
内部构架72用于将衬里30固定在适当的位置，并且借助于安装件61来支撑空气喷嘴60。该构架的各部件由碳钢或其它合适的硬质或半硬质材料如塑料或玻璃纤维制备而成，并且借助于连接销51连接在一起。基底48用于将构架72的向下延伸的径向支管锚定在适当的位置。环绕着衬里30的边缘32的构架72的部分采用连接扩张器73来促使构架72扩展，以将衬里30压靠在初级加热器4上。边缘密封垫圈67由一种能用于构架72和衬里30之间的软泡沫材料带制成，因此与初级加热器4或分割板5之间的任何间隙都被密封住了。在一种替换实施例中，内部构架72可设计成这样，即它是衬里的外部(未示出)，因为这种方式有利于减少构架暴露在放射性污染中。
在图2A所示的实施例中，隔离物40和破碎器70(其能从图2A中未剖开的插入图中最好地看出)在尺寸上大大地减小了，进而很容易安装。人们已经发现，相对小尺寸的隔离物和破碎器在防止废弃物材料返回流入蒸汽发生器7方面相对有效。
为了安装本发明的收集系统，采用了如下步骤。通过移开人行通孔覆盖件进入锅炉腔室2。将折叠或卷扎的衬里30穿过人行通孔10并安装于初级加热器4的内表面上。将衬里30展开或解开，并用紧固件31将边缘32固定到初级加热器4上。集管36、隔离物40、加料斗50和破碎器70都由可组合的部件形成，使其分别穿过人行通孔10，然后在锅炉腔室2内组合安装到一起。然后将抽吸管道8和人行通孔覆盖件16穿过人行通孔10进行安装。
使本发明的收集系统按如下的方式来清理蒸汽发生器7。如果采用一个常规的操作系统，则是在锅炉腔室的冷支管侧将一个喷砂头连接到一个(或多个)将要进行清理的管道7上，并借助于压缩空气迫使喷砂介质穿过该管道。废弃物80包括喷砂介质和从热支管侧的管板6上剥离下来进入锅炉腔室2的铁磁沉积物。废弃物射流80撞击到破碎器70上(如果已经安装)，使得废弃物的能量消散掉，并减少细小的空气中漂浮的颗粒物返回进入蒸汽发生器管道、进而污染已经清理过的管道和位于初级集管的冷支管侧的喷砂设备的可能性。隔离物40(如果已经安装)用作一障碍物以进一步减小细小的空气中漂浮的废弃物颗粒返回进入蒸汽发生器管道的可能性。
借助于在抽吸入口24处大功率的抽取真空的作用，使得在空气中漂浮的一部分废弃物颗粒从锅炉腔室2中移走，而且使得等量的废弃物颗粒从锅炉腔室2的底部移走。破碎物70(如果已安装)还用于增加飘落到锅炉腔室2的底部表面的废弃物颗粒量。在隔离物40的底部边缘处切去的部分可以允许喷砂介质和沉积物材料从该隔离物的两边移走，该切去部分用于调节抽吸管道8。
沉淀在锅炉腔室2的底部表面上的废弃物颗粒在重力和气流的作用下移向抽吸入口24。收集到的喷砂介质和沉积物材料通过抽吸管道8输出锅炉腔室2，并收集到一用于永久储存的牺牲容器中。
抽吸入口24设置在与锅炉腔室2的底部足够近的地方，以有效地吸走沉积在抽吸入口24附近处初级加热器4的表面上沉积的喷砂废弃物，但不能太近而引起抽吸入口周围不适当的堵塞或不适当地限制了在锅炉腔室2内漂浮的废弃物的充分的抽吸。抽吸入口24和初级加热器4的底部表面之间的间距取决于真空量、抽吸入口24的尺寸和喷砂废弃物的特征，而且可以根据所取得的有效结果来调整。
衬里30能用于覆盖初级侧向喷嘴3的入口和出口，以将污染减小到最少并缩短喷砂后的清理时间。初级喷嘴3是蒸汽发生器上一个相对较大的零件。在维修保养工作中，将塞子38(通常是一充气的膨胀塞)从锅炉腔室2中插入喷嘴3中，以确保工具或废渣不掉进锅炉腔室中。另外，将喷嘴覆盖件39安装覆盖在喷嘴3的开口上。如果没有衬里30，喷嘴覆盖件39就必须密封到加热器上，以防止废弃物颗粒进入初级喷嘴3中。如果有衬里30，喷嘴覆盖件39可以在其边缘上保持不密封，且该覆盖件为衬里30提供支撑，以防止其下垂。因为衬里被初级加热器4和喷嘴覆盖件39支撑着，因此不需要结构强度来支撑剥离下来的沉积物的重量。因此，衬里可以用一种容易安装进锅炉腔室2并容易从该腔室2中取出的较薄的聚合物材料来制备。
加料斗50能用于促进沉积下来的废弃物颗粒朝抽吸入口24的移动。加料斗50的圆锥形状提供了一种比在锅炉腔室2的底部抽吸入口24附近处的中间区域更倾斜的光滑表面。废渣朝向抽吸入口24的运动还能借助于电动或气动的向加料斗50施加震动的机械震动器54的应用来得到提高，和/或借助于从喷嘴60中产生的脉冲空气喷射的应用来得到提高，该喷嘴60安装在加料斗50的上部边缘附近，并且设置为使一股空气直接向下沿加料斗50的锥形面将废渣输送进抽吸入口24中。如图2A所示，可以沿着加热器或衬里(如果没有采用加料斗50)在多种位置上采用脉冲空气喷射以便移动废弃物材料，也可设置在抽吸入口24处和人行通孔覆盖件12附近，以防止在这些位置处发生介质和废渣的堆积。另外，一个机械震动器(未示出)能设置在抽吸入口24上以防止堵塞。
在拆卸的时候，将人行通孔覆盖件、集管36、隔离物40、加料斗50和破碎器70移走。然后将衬里进行真空抽吸，以除去所有残留的小堆废弃物，然后将衬里折叠起并从加热器中移出。根据衬里具体情况来决定是将其在下一个蒸汽发生器中继续使用还是将其扔进放射性废弃物中。
图3示出了根据本发明的另一实施例的一种衬里设计。在该实施例中，衬里74结合膨胀结构76中，该结构在膨胀时用于使衬里74与锅炉腔室的形状相符合。膨胀结构76包括环绕着边缘的部分，还包括跨过管板开口的支撑结构，以及沿着衬里壁75从边缘处向下延伸的部分。此实施例中，不需要内部的框架，磁铁或其它将衬里边缘紧固到锅炉腔室上的装置。衬里74可以简单地展开通过人行通孔10，然后膨胀到适当的位置，进而可以减少安装和拆卸的时间及进入锅炉的人员。当衬里74在锅炉腔室2中发生膨胀之后，就可以将剩下的部件进行安装，包括隔离物40、破碎器70、喷嘴60、抽吸管道8和人行通孔覆盖件16。在另外一种替换实施例中，可将隔离物、破碎器、喷嘴、抽吸管道等集成在可膨胀的衬里74中，这样当衬里发生膨胀时，它们就能安装到适当的位置中。可膨胀的衬里可以由纤维强化聚合物材料制成，例如硫化橡胶或其它合适的材料。衬里74暴露在喷砂废弃物中的一侧最好加衬一层聚合物材料例如橡胶，以抵抗由喷砂而引起的磨损。在边缘的外侧周围可以结合使用软泡沫材料，以密封住任何蒸汽发生器零件存在的不规则性。
图4A至4C示出了本发明的三种替换实施例，尤其是抽吸入口24的替换设计方式。由于锅炉的基底基本是水平的，因此比较重的喷砂介质颗粒倾向于在此区域内汇聚或堆积成堆。结果，在离抽吸入口24几英寸之外的地方，抽吸真空的作用可能就会很不充分。尽管能向如前所述的那样采用加料斗50和空气喷射喷嘴60来克服此问题，但是可替换的解决方案也在本发明的范围之内。
如图4A所示，充气收集面57具有固定在下侧的嵌入式空气喷嘴60。喷嘴60通过空气管道(未示出)连接到脉冲压缩空气源53上，这些空气管道充分地返回穿过人行通孔覆盖件16。喷嘴60设置成一定角度，以使废弃物朝抽吸入口24移动。可选择地，该充气收集面57可以通过采用用于喷嘴的成角度的穿孔和用于供应压缩空气的下置公用集管(未示出)来实现简化。如图所示，可能还需要附加的空气喷射来使废弃物从初级加热器4的周边向充气收集面57处移动。衬里30设置在充气收集面57的下面，胶带或其它用手施加的密封元件能用来从初级加热器腔室密封住充气收集面57下面的部分。
如图4B所示，倾斜板79设置在腔室2的底部并装有机械震动器54，用以使废弃物朝抽吸入口24移动。衬里30覆盖在倾斜板79上，因此不需要额外的密封元件。倾斜板79的外边缘上装有由弹性材料例如橡胶制成的柔性装置，以允许该板震动。
如图4C所示，抽吸管道8能在其底端在抽吸腔室终止，该腔室具有一径向延伸的上壁和下壁，且抽吸入口24形成于所述抽吸腔室的圆周边缘。上壁55向下并向外地朝抽吸入口24处倾斜，以协助废弃物排出。机械震动器54安装到抽吸管道8的下侧，且其柔性绝缘和密封垫圈82安装在所述环形边缘的周围。空气喷嘴60可安装到抽吸管道8上，用以辅助废渣朝抽吸入口24的移动。
本发明的收集系统相对于现有技术中传统的系统而言具有许多优点。与操作器收集系统相比，本发明的收集系统被显著地简化了且所需操作人员投入的劳动强度更少。与常规的抽吸集管相比，本发明的收集系统更容易安装、检修、拆卸和清理。伴随着这些简化，对人员的辐射剂量也得到了减少，因为在锅炉腔室区域内的辐射等级相对较高，且工人在其中只能停留有限的时间，且减少了工人在那些有害的放射性污染废弃物中的暴露。
由于不象常规的抽吸集管系统那样采用一外部框架来确保抽吸集管与加热器或管板的密封配合，本发明在抽吸入口和锅炉腔室内部之间提供有通道，因而实现了这些优点。该通道允许将各种器件例如破碎器和隔离物安装到腔室里面，进而使已经清理过的管道和喷砂设备以及锅炉腔室的回流污染减到了最少，因而使冷支管侧清理的工作量减到了最少。另外，通入锅炉腔室中的通道可以安装框架或其它结构，以在衬里和初级加热器表面或管板之间达到更好的密封，因而将热支管侧的清理工作和污染也减到了最少。
此外，通过利用初级加热器的强度来支撑衬里30，衬里可以用易于安装和拆除的薄且轻的材料来制成。在衬里上累积的废渣的重量不会危及到衬里与初级加热器表面或管板的密封，因为废渣的重量是由初级加热器而不是衬里支撑的。由于抽吸管道8是倒置的且位于腔室2的底面附近，因而使得聚集的废弃废渣在抽吸入口24处的收集得到了改善。当大量或大块的废渣沿加料斗向下进入一个朝上定向的抽吸部位时，抽吸入口24的倒置位置还倾向于阻止在现有技术系统中出现的堵塞问题。本发明的朝下定向的抽吸入口24的作用还在于其趋向于抽吸更均匀更细碎的废渣，进而可以避免堵塞。而且，通过应用脉冲空气喷射和机械震动还可以进一步减少堵塞，该脉冲空气喷射和机械震动通过促进累积的沉积物从加料斗和抽吸入口处的剥离，使得向抽吸部位的废渣输送更平稳。
本发明的收集系统易于安装，提供了一种更有效的废渣收集方式，减少了放射性材料的扩散，减少了由回流引起的对工人的放射剂量。本发明还减少了在收集侧连续调整操作系统的需要。
尽管本发明是结合优选实施例进行描述的，但是本领域的技术人员应该认识到，在不超出本发明的精神和范围的情况下，本发明还适用于除这里描述的情况之外的其它情况。