DE69607151T2

DE69607151T2 - Vorrichtung und verfahren zum überprüfen von kernreaktorsteuerstabbündel

Info

Publication number: DE69607151T2
Application number: DE69607151T
Authority: DE
Inventors: Denis Bour; Jerome Pigelet
Original assignee: MATIERES NUCLEAIRES VELIZY VIL; Framatome SA
Current assignee: Areva NP SAS
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 2000-09-21
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: CN1176706A; EP0812459B1; WO1997024730A1; EP0812459A1; DE69607151D1; ES2144279T3; TW363191B; FR2743184A1; JP2001517297A; FR2743184B1; KR19980702588A; ZA9610924B; US5835547A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Überprüfung der Brennstäbe von Bündeln, die in den Kern eines Kernreaktors einsetzbar sind, und sie hat insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung durch Wirbelströme und durch Ultraschall zum Gegenstand, die es ermöglichen, den Abnutzungsgrad der Brennstäbe zu bestimmen.
Die Erfindung findet eine besonders wichtige Anwendung bei der Überprüfung der Brennstäbe, die aus einer absorbierendes Material enthaltenden Hülle bestehen und zu den Reaktivitätssteuerbündeln gehören, die in die Brennstoffkassetten von gekühlten und leichtwassermoderierten Reaktoren einsetzbar sind. Bei diesen Reaktoren verwendet man Steuerbündel, die je aus einem Bündel von absorbierenden Brennstäben bestehen, zum Beispiel vierundzwanzig, welche von den Armen eines oberen Betätigungsbauteils oder Spinne getragen werden.
Es ist notwendig, den Zustand der Brennstäbe periodisch zu überprüfen, um ihre Mängel festzustellen, damit die Gefahren des Durchbrechens der Hülle oder der Blockierung durch Anschwellen rechtzeitig erfaßt werden können.
In der Anmeldung EP-A-0 213 029, entsprechend FR-A-2585869, wurde bereits ein Verfahren zur Überprüfung der Brennstäbe vorgeschlagen, gemäß dem die Brennstäbe und eine Prüfeinheit in Längsrichtung zueinander verschoben werden. In einem ersten Schritt senkt man das Brennstabbündel durch eine Prüfeinheit hindurch ab und führt eine Wirbelstromuntersuchung von jeweils mehreren Brennstäben durch. Während eines zweiten Schritts werden die zweifelhaften Brennstäbe einzeln durch Ultraschallecholotung über die als zweifelhaft angesehene axiale Länge und gemäß mehreren Profilen überprüft. Es ist ein einziger Ultraschallmeßfühler vorgesehen. Er kann um einen Brennstab herum gleichzeitig mit dessen Längsverschiebung in Drehung versetzt werden.
Dieses Verfahren hat Vorteile im Vergleich mit den vorher bekannten Lösungen. Es ermöglicht es, eine Ultraschallecholotung nur der während der Inspektion durch Wirbelströme als zweifelhaft erkannten Brennstäbe durchzuführen, die nur sehr viel einfachere Mittel erfordert. Dagegen liefert es keine vollständigen Angaben über die Art der von der Brennstabhülle erfahrenen Mängel auf allen Längenniveaus. Die Anzahl von Mängeln kann aber von einem Bündel zum anderen sehr stark variieren. Bei Steuerbündeln, die bei den heutigen Druckwasser- Kernreaktoren verwendet werden, kann die Abnutzung je nach dem Niveau die Form eines Spitzbogens, eines Möndchens, einer Abflachung aufweisen. Es kann auch eine Schwellung der Hülle vorliegen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die es ermöglichen, über vollständige Angaben zu verfügen, und dies, ohne die Dauer der Überprüfung in bemerkenswerter Weise zu beeinflussen.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung insbesondere ein Prüfverfahren für die Brennstäbe eines in den Kern eines Kernreaktors einführbaren Bündels gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1 vor.
Die Wirbelstromanalyse ermöglicht es, global den äußeren Abnutzungsgrad der Brennstäbe festzustellen. Die Ultraschalluntersuchung ermöglicht es außerdem, die Stellen fehlenden Materials oder die geschwollenen Stellen zu lokalisieren. Die detaillierte Analyse, die einen komplexen Vorgang darstellt, kann nur in begrenzten Zonen und zeitverzögert durchgeführt werden. Sie führt also nicht zu einer längeren Immobilisierung der Prüfvorrichtung.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Höhe des Brennstabs während der Bewegung des Bündels gemessen, und es wird eine Ultraschalluntersuchung mit elektronischem Abtasten auf aufeinanderfolgenden Niveaus durchgeführt, und dies jedesmal während einer Zeitdauer, die um mindestens eine Größenordnung geringer ist als das Zeitintervall, das zwei Messungen auf verschiedenen Niveaus trennt. So verfügt man über Ergebnisse, die praktisch je einem gleichen Niveau entsprechen.
Die Analyse kann eine für den Umfang der zweifelhaften Zonen repräsentative Kurve liefern; sie kann die Berechnung und die Anzeige (oder die Aufzeichnung) der Abnutzung gemäß einem Längs- oder Querprofil enthalten. Die Analyse kann auch die Berechnung der Dicke des aufgrund der Abnutzung fehlenden Materials gemäß einem bestimmten Längs- oder Querprofil enthalten.
Jede Untersuchung kann aufgrund der elektronischen Abtastung in einer sehr kurzen Zeitdauer erfolgen, die sehr viel schneller ist als eine mechanische Abtastung, also auf einem im wesentlichen konstanten Niveau.
Die Ultraschalluntersuchung erfolgt im allgemeinen, indem gleichzeitig mehrere Meßwandler der Sonde mit einer elektronischen Fokussierung angeregt werden, die in üblicher Weise durchgeführt wird, indem an die Erregungsimpulse der dem gewählten Brennpunkt am nächsten gelegenen Meßwandler Verzögerungen angelegt werden. Diese elektronische Fokussierung vervollständigt diejenige, die auf natürliche Weise aufgrund der ringförmigen Anordnung der Meßwandler um den Brennstab herum erhalten wird. Eine Fokussierung in Längsrichtung kann mit Hilfe eines torischen Spiegels oder einer Linse oder auch gekrümmter elementarer Meßwandler gewährleistet werden. Sie kann auch auf elektronischem Weg durchgeführt werden, indem mehrere Kränze von Meßwandlern in Längsrichtung stufenförmig angeordnet werden.
Die Erfindung schlägt auch eine Vorrichtung zum Überprüfen der Brennstäbe eines Bündels vor, die in den Kern eines Kern reaktors einsetzbar sind, wobei diese Vorrichtung einen Körper, der mit Gleitführungseinrichtungen der Brennstäbe in m unterschiedliche Richtungen des Bündels versehen ist (wobei m ein ganzzahliges Untervielfaches der Anzahl n der Brennstäbe des Bündels ist), und einen Meßkorb aufweist, der n/m Wirbelstromprüfspulen und n/m Ultraschallsonden trägt, die auf unterschiedlichen Führungsbahnen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ultraschallsonde von einem ringförmigen Träger gebildet wird, der eine Brennstabbahn umgibt und einen Kranz von elementaren Meßwandlern trägt, und daß die Meßwandler mit einem Schaltkreis zur sequentiellen Anregung der Meßwandler in aufeinanderfolgenden Gruppen verbunden sind, wodurch eine Umfangsabtastung um die Bahn des Brennstabs herum und eine elektronische Fokussierung auf die Oberfläche eines auf der Bahn umlaufenden Rohrs hervorgerufen werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Meßwandler so angeordnet, daß sie in einer Richtung senden, die in Bezug auf die Bahn des Rohrs nicht radial ist (und die vorteilhafterweise parallel zu dieser Bahn liegt), und ein Spiegel ist zwischen die Meßwandler und das Rohr eingesetzt, um die Ultraschallwellen zum Rohr zu reflektieren und sie ggf. in Höhe des Nennumfangs des Rohrs zu fokussieren.
Der Schaltkreis zur sequentiellen Anregung kann so vorgesehen werden, daß er es ermöglicht, den Strahl beliebig auszurichten, entweder in einer Richtung der Untersuchung eines Brennstabs oder in Richtung eines Rück-Reflektors, was es ermöglicht, die Geschwindigkeit der Ultraschallwellen in dem Milieu, das die Meßwandler vom Brennstab trennt, durch Zeitmessung des Hin- und Rückwegs der Ultraschallwellen zu bestimmen.
Die obigen und weitere Merkmale gehen besser aus der nachfolgenden Beschreibung einer besonderen Ausführungsform hervor, die als nicht einschränkend zu verstehendes Beispiel dient.
Die Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
- Fig. 1 ein Grundschaltbild in Perspektive darstellt, das eine mögliche Verteilung von Wirbelstromprüfspulen und von Ultraschallsonden in einer Prüfvorrichtung zeigt;
- Fig. 2 eine Draufsicht ist, die n/m = 6 Wirbelstromprüfspulen und n/m = 6 Ultraschallsonden zeigt, die in einem Meßkorb verteilt sind, der außerdem einen Höhenmeßfühler trägt;
- Fig. 3 eine Ansicht im Längsschnitt ist, die einen der möglichen Aufbauten einer Ultraschallsonde zeigt;
- Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Details ist und einen "optischen" Fokussierungsmodus im Schnitt gemäß einer Ebene zeigt, die durch die Achse der Umlaufbahn eines Brennstabs verläuft;
- die Fig. 5 und 6 schematische Ansichten sind, die die elektronische Fokussierung auf einen Brennstab bzw. auf einen Spiegel zeigen, der die Messung der Geschwindigkeit der Ultraschallwellen ermöglichen soll;
- Fig. 7 eine Perspektivansicht eines verwendbaren Höhenmeßfühlers ist;
- Fig. 8 eine Art der "doppelt V-förmigen" Abnutzung eines Brennstabs zeigt;
- Fig. 9 eine für das Signal repräsentative Kurve ist, das während einer Umfangsuntersuchung auf dem in Fig. 8 angegebenen Niveau erhalten wird;
- Fig. 10 eine Aufzeichnung einer Abnutzung gemäß einem Längsprofil zeigt, die von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung geliefert werden kann;
- Fig. 11 ein Gesamtschema ist, das eine mögliche Anordnung der Bestandteile einer Prüfvorrichtung eines in einem Reaktorbecken angeordneten Brennstabbündels zeigt.
Die Gesamtgestaltung der Prüfvorrichtung kann gleich der sein, die in der Druckschrift EP-A-0 213 029 oder FR-A- 2585869 beschrieben ist, auf die man sich beziehen kann. Diese Vorrichtung dient zur Untersuchung von Steuerbündeln, die vierundzwanzig absorbierende Brennstäbe 12 (Fig. 1) enthalten, die je in einem Spitzbogen enden, der ihre Einführung in ein Führungsrohr der Anordnung erleichtert. Die Prüfvorrichtung wird im allgemeinen in das Gehäuse des Spaltmaterials eingesetzt, das an einen Kernreaktorbehälter angebaut ist.
Der mechanische Teil der Vorrichtung kann gleich dem sein, der in der Druckschrift EP-A-0 213 029 oder FR-A-2 585 869 beschrieben ist. Er weist einen als Schutz dienenden Körper, der mit Führungsrohren für die Brennstäbe des Bündels versehen ist, und eine waagrechte Grundplatte oder Korb auf, die die Detektoren der Vorrichtung trägt. Dieser mechanische Teil ist in einem Reaktorbecken angeordnet.
Der Korb kann aus einer Grundplatte 14 (Fig. 2) bestehen, an der sechs Wirbelstromprüfköpfe 16 und sechs Ultraschalluntersuchungssonden 18 befestigt sind. Fig. 2 zeigt eine mögliche Verteilung der Köpfe und der Sonden. Die Grundplatte 14 trägt weiter einen Höhenmeßfühler 20 für die Brennstäbe 12. Damit der Meßfühler sich im wesentlichen auf dem gleichen Niveau wie die Sonden und die Köpfe befinden kann, mißt er die Höhe eines Brennstabs, der nicht untersucht wird und der durch eines der Durchlaßlöcher 22 für die Brennstäbe in der Grundplatte geführt wird.
Die Wirbelstromprüfköpfe können von üblicher Art sein und eine hochfrequenzgespeiste, umrahmende Spule enthalten. Es ist aber vorteilhafter, ihnen den in der französischen Patentanmeldung, die am gleichen Tag (29.12.1995) wie die vorliegende Anmeldung für ein "Dispositifet procèdè de contrôle de tubes par courants de Foucault" (Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung von Rohren durch Wirbelströme) angemeldet wurde und den veröffentlichten Anmeldungen WO-A-97.24611 oder EP-A-0 812 419 entspricht, beschriebenen Aufbau zu geben. In diesem Fall wird auch die Stelle, an der sich das zu analysierende Rohr innerhalb des Kopfes befindet, einem kontinuierlichen Magnetfeld zur Sättigung der Oberflächenschicht des Rohrs unterworfen.
Die Anzahl von sechs Köpfen ist nicht begrenzend zu verstehen, und es wäre zum Beispiel möglich, zwölf Köpfe und zwölf Sonden vorzusehen, bei einem Bündel von vierundzwanzig Brennstäben mit einer Symmetrie der Ordnung vier oder zwei.
Jede Ultraschallsonde kann den in Fig. 3 dargestellten Aufbau haben. Sie besitzt dann ein Gehäuse aus mehreren zusammengesetzten Bauteilen und einen Kranz von piezoelektrischen, elementaren Meßwandlern. Man kann annehmen, daß das Gehäuse einen rohrförmigen Körper 24, in dem Löcher 26 für den Wasserkreislauf vorgesehen sind, ein Ansatzstück 28 für den Austritt von Koaxialkabeln zur Speisung der Meßwandler, und an den Enden des Körpers Führungsplatten 30 aufweist, die dazu dienen, das zu untersuchende Rohr im Kranz von Meßwandlern zu zentrieren.
In der oberen Führungsplatte 30 sind gestapelte Zentrierbürsten 38 montiert, die zum Beispiel je eine Scheibe aus biegsamem Kunststoffmaterial aufweisen, deren Außenumfang in einen Block größerer Dicke eingeschlossen ist.
Der Kranz von Meßwandlern besteht aus einem Netz von elementaren Meßwandlern 32 (im allgemeinen piezoelektrische Elemen te), die auf einen rohrförmigen Träger 34 montiert und je mit einem nicht dargestellten Leiter verbunden sind. In der dargestellten Ausführungsform sind die Meßwandler 32 so angeordnet, daß sie einen Ultraschallstrahl in einer Richtung parallel zur Achse 36 der Umlaufbahn des zu untersuchenden Rohrs aussenden.
Ein ringförmiger Spiegel 40 ist auf der Innenseite des Körpers 24 in dessen oberem Bereich angeordnet, um den von den Meßwandlern ausgesendeten Ultraschallstrahl zum Rohr 12 zurückzuschicken und die Echos zu den Meßwandlern zurückzuleiten.
Im schematisch in Fig. 4 dargestellten Fall hat der Spiegel 40 eine konkave Torusform: Sein Krümmungsradius und seine Ausrichtung sind so vorgesehen, daß ein von einem Meßwandler ausgesendeter Strahl in axialer Richtung in Höhe der äußeren Nennfläche eines zu untersuchenden Brennstabs fokussiert wird.
Die Meßwandler sind über Koaxialkabel mit einem externen Schaltkreis verbunden, der eine Abtastung und eine elektronische Fokussierung durchführen soll. Die elektronische Fokussierung wird erhalten, indem eine Gruppe von Meßwandlern erregt wird (zum Beispiel sechs im Fall der Fig. 5) mit Verzögerungen, die so ausgewählt sind, daß sie den Flugzeitunterschieden zwischen den Meßwandlern und der Linie 42 entsprechen, auf der die Fokussierung stattfinden soll (Fig. 5). Bei jedem Untersuchungsvorgang wird die Gruppe von sechs Meßwandlern verschoben, um eine Zone abzutasten, die im in Fig. 5 gezeigten Fall (in dem die Meßwandler sich in der gleichen Ebene befinden) geradlinig wäre, aber im Fall der Sonde der Fig. 3 krumm ist. Die Verzögerungen werden so gewählt, daß sie eine elektronische Fokussierung in Höhe der äußeren Nennfläche des Brennstabs 12 bewirken.
Im in Fig. 4 dargestellten Fall ist ein Hilfsreflektor 44 auf dem Körper 4 an einer solchen Stelle angeordnet, daß ein von einer Gruppe von Meßwandlern 32 zum Reflektor gesendeter Ultraschallstrahl zu Meßwandlern der Sonde zurückkehrt. Im in Fig. 4 dargestellten Fall besteht dieser Hilfsreflektor 44 aus einer flachen Fläche senkrecht zur Achse 36. Durch Veränderung der Anregungsverzögerungen der Meßwandler einer gleichen Gruppe ist es möglich, eine Aussendung nicht mehr zum zu untersuchenden Rohr über den Spiegel 40, sondern zum Hilfsreflektor 44 zu bewirken, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.
Beim Empfang werden Verzögerungen der gleichen Art wie diejenigen, die bei der Aussendung verwendet werden, an die Echos angelegt, um ein einziges Echo wiederherzustellen.
Die Strecke des Hin- und Rückwegs der auf den Hilfsreflektor 44 reflektierten Ultraschallwellen und die Messung der Zeit des Hin- und Rückwegs ermöglichen es, die Geschwindigkeit der Ultraschallwellen im Wasser zu berechnen und folglich die Vorrichtung zu kalibrieren und den Durchmesser des Außenumfangs des Rohrs 12 und somit die Dicke des Rohrs ausgehend von der Flugzeit abzuleiten.
Die in Fig. 4 gezeigte optische Fokussierung kann durch eine andersartige Fokussierung ersetzt werden, zum Beispiel durch Verwendung eines der Aufbauten, die in der Patentanmeldung WO-A-9709614 beschrieben sind, welche der Anmeldung EP-A-0 848 815 oder FR-A-2738636 entspricht. Es ist auch möglich, eine ringförmige Linse zur Fokussierung in axialer Richtung oder fokussierende Meßwandler zu verwenden.
Der Höhenmeßfühler 20 kann den in Fig. 7 dargestellten Aufbau haben. Er weist dann ein Gestell aus mehreren zusammengesetzten Bauteilen auf. Eines dieser Bauteile bildet einen Flansch 46 zur Befestigung an der Grundplatte durch Festklemmen. Er hat ein Loch 48 für den Durchlaß eines Brennstabs. Das Gestell trägt einen H-förmigen Schwinghebel 50, der um eine Achse senkrecht zur Umlaufachse 36 des Brennstabs drehen kann. Eine Feder, zum Beispiel eine Spiralfeder 52, ist zwischen der Achse einer Druckrolle 54, die auf dem Schwinghebel 50 dreht, und einer Gelenkstange 56 eines Meßarms 58 gespannt. Auf diesem Meßarm dreht eine Meßrolle 60, die von der Feder 52 gegen den gemäß der Achsenbahn 36 umlaufenden Brennstab gehalten wird. Eine zusätzliche Führungsrolle 62 kann vorgesehen sein und frei auf der Stange 56 drehen.
Die Mittel zur Messung der Drehung der Meßrolle 60 und somit der Bewegungen des Brennstabs enthalten ein Zählzahnrad 64 und zwei Näherungsschalter 66, die jedesmal dann einen Impuls liefern, wenn ein Zahn vor ihnen vorbeiläuft. Eine Zugfeder 68 zwischen dem Gestell und einem Block 70, der die Näherungsschalter trägt, zieht den Block nach oben. Die Position des Blocks 70 kann durch einen einstellbaren Anschlag 72 fixiert werden, der es ermöglicht, die Ausgangsposition der Messung der Bewegung des Brennstabs einzustellen.
Die verschiedenen die Vorrichtung bildenden Elemente können wie schematisch in Fig. 11 gezeigt verteilt sein. Die eingetauchten Ausrüstungen der Vorrichtungen enthalten einen Stand 74, zu dem der Meßkorb gehört. Dieser letztere ist mit den an der Oberfläche angeordneten Steuer- und Auswertungszellen durch ein Bündel von Wirbelstrom-Erfassungskabeln 76, ein Bündel von Ultraschall-Erfassungskabeln 78 und ein Verbindungskabel 80 mit dem Höhenmeßfühler verbunden. Ein Multiplexer 82 ist auf das Bündel von Ultraschall-Erfassungskabeln aufgesetzt. Die Zelle 84 zur Wirbelstrommessung kann einen üblichen Aufbau haben, es sei denn, sie kann mit mehreren verschiedenen Frequenzen arbeiten, bei einer Anwendung des Verfahrens, das in der bereits erwähnten französischen Patentanmeldung beschrieben ist. Die Zelle 86 zur Ultraschallmessung kann vorgesehen sein, um eine Meßfolge der nachfolgend beschriebenen Art durchzuführen. Schließlich steuert die Informatikzelle 88 die Meßzellen und wertet die Ergebnisse aus.
Die Meßfolge zur Kennzeichnung der Brennstäbe eines Bündels kann wie folgt sein.
Während eines ersten Schritts werden die Wirbelstrom- und Ultraschallerfassungsketten parametriert oder kalibriert. Zum Beispiel kann die Schallgeschwindigkeit im Wasser des Reaktorbeckens durch Messung der Zeit des Hin- und Rückwegs mit der in Fig. 6 gezeigten Strahlausrichtung bestimmt werden.
Dann wird eine Meßfolge durchgeführt. Aus Gründen der Vereinfachung wird nur die Erfassung durch Ultraschall besprochen.
Die Erfassung erfolgt auf drei oder sechs Brennstäben gleichzeitig, indem eine Umfangsabtastung bei jeder Aussendung eines Kodierimpulses durchgeführt wird, der von der Informatikzelle 88 nach jedem bestimmten Bewegungsschritt des Bündels generiert wird, der vom Höhenmeßfühler gemessen wird. Die Werte jedes Niveaus werden gespeichert. Die Informatikzelle ermöglicht es, die Kurven zu zeichnen, die den Zustand der Brennstäbe auf verschiedenen Niveaus sowie andere als notwendig erachtete Informationen angeben. Schließlich wird das Bündel aus dem Stand 74 entnommen und um 90º gedreht, um die Folge wieder aufzunehmen.
Die in die Informatikzelle 88 geladene Software kann es insbesondere erlauben:
- ein Längsprofil auf einem Brennstab auszuwählen,
- das Profil auf die Nennachse der Bewegungen zu zentrieren,
- die Tiefen und Positionen der Oberflächenschäden zu bestimmen,
- eine Ergebniskartei aufzuzeichnen.
Die durch Ultraschallecholotung gelieferten Rohergebnisse stellen die Flugzeiten dar. Die Radien der Brennstäbe werden durch Verarbeitung dieser Zeiten durch die Software wiederhergestellt, die so vorgesehen werden kann, daß sie den Prozentsatz an fehlendem Material über die ganze Höhe berechnet.
Zum Beispiel zeigt Fig. 8 in durchgezogenen Strichen eine Abnutzungsart, die man als "doppeltes V" bezeichnen kann und die durch die Reibung auf den Lippen eines Längsschlitzes eines Hüllrohrs erzeugt werden kann.
Die Meßzellen können dann eine Kurve erstellen, die die Abstände in Bezug auf den Nennradius über den ganzen Umfang angibt, wie in Fig. 9 zu sehen ist.
Ausgehend von der auf verschiedenen aufeinanderfolgenden Niveaus durchgeführten Messung ist es möglich, gemäß einem gegebenen Längsprofil die Veränderung der Abnutzungsgrade wiederherzustellen, wie es in Fig. 10 zu sehen ist.
Die Erfindung ermöglicht es somit, die Arten der erfahrenen Abnutzungen zu bestimmen, die sehr unterschiedlich sein können. Man kann zum Beispiel möndchenförmige Abnutzungen von der in unterbrochenen Strichen in Fig. 8 gezeigten Art feststellen, die auf bestimmten Niveaus durch eine Folge von Vibrationen erzeugt werden, die zu Reibungen auf den Führungskarten führen.
Die Erfindung kann in vielen Ausführungsvarianten ausgeführt werden, vor allem in Bezug auf den Aufbau der Sonden. Insbesondere die Verwendung eines Spiegels, auch wenn sie vorteilhaft ist, da sie den Raumbedarf in der Ebene reduziert, ist nicht unbedingt notwendig, und die Fokussierung kann durch andere Mittel erhalten werden.

Claims

1. Verfahren zum Überprüfen der Brennstäbe eines in den Kern eines Kernreaktors einsetzbaren Bündels, gemäß dem die Stäbe und eine Prüfanordnung, die ein Meßsignal liefert, längs zueinander bewegt werden, und gemäß dem:

(a) das Bündel, das eine Anzahl n von Brennstäben aufweist, durch eine Prüfanordnung hindurch bewegt wird, mit deren Hilfe eine Untersuchung mittels Wirbelströmen auf n/m Brennstäben gleichzeitig durchgeführt wird, wobei m ein ganzzahliges Untervielfaches von n ist, und gleichzeitig die Echos aufgezeichnet werden, die durch Ultraschalluntersuchung mit elektronischer Abtastung des gesamten Umfangs von n/m Brennstäben gleichzeitig auf aufeinanderfolgenden Längsniveaus erhalten werden,

(b) dieser Vorgang m mal wiederholt wird, nachdem jedesmal das Bündel um einen Winkel von 360º/m gedreht wurde, und

(c) die Aufzeichnungen der Ergebnisse der Ultraschallechos über die axialen Längen von Brennstäben analysiert werden, deren Untersuchung durch Wirbelströme angibt, daß sie zweifelhaft sind, und

(d) man daraus die Art der Abnutzung ableitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyse durchgeführt wird, indem die Kurve aufgezeichnet wird, die den Umfang der Brennstäbe darstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyse die Berechnung und die Anzeige oder die Aufzeichnung der Abnutzung entlang der gesamten oder der Teilhöhe eines Brennstabes umfaßt, entlang nur eines Längsprofils eines Brennstabs oder entlang aufeinanderfolgender Querschnitte gegebener Höhe.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyse die Berechnung des Fehlens von Material über eine bestimmte Länge des Brennstabes und entlang einem bestimmten Längsprofil dieses letzteren aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Brennstabs während der Bewegung des Bündels ständig gemessen wird und daß eine Ultraschalluntersuchung mit elektronischem Abtasten auf aufeinanderfolgenden Niveaus jedesmal mit einer Dauer durchgeführt wird, die um mindestens eine Größenordnung geringer ist als das Zeitintervall, das zwei Messungen auf unterschiedlichen Niveaus trennt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschalluntersuchung durchgeführt wird durch aufeinanderfolgendes Anregen der Gruppen von Meßwandlern, mit derartigen Verzögerungen zwischen den Anregungen der Meßwandler der Gruppe, daß eine Fokussierung auf elektronischem Weg in Umfangsrichtung um die Achse der Umlaufbahn des Brennstabs erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersuchung mittels Wirbelströmen durchgeführt wird, indem das Rohr gleichzeitig der Einwirkung einer hochfrequenzgespeisten, umrahmenden Spule und einem kontinuierlichen Magnetfeld ausgesetzt wird, das ausreicht, um eine dünne Oberflächenschicht magnetisch zu sättigen.

8. Vorrichtung zum Überprüfen der Brennstäbe eines Bündels, das in den Kern eines Kernreaktors einsetzbar ist, mit einem Körper, der mit Gleitführungseinrichtungen der Brennstäbe in m unterschiedliche Richtungen des Bündels versehen ist, wobei m ein Untervielfaches der Anzahl n der Brennstäbe des Bündels ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Meßkorb aufweist, der n/m Wirbelstromprüfköpfe (16) und n/m Ultraschalluntersuchungssonden (18) trägt, wobei die Köpfe und die Sonden auf unterschiedlichen Führungsbahnen angeordnet sind, daß jede Ultraschallsonde von einem ringförmigen Träger gebildet wird, der eine Brennstabbahn umgibt und einen Kranz von elementaren Meßwandlern (32) trägt, und daß die Meßwandler mit einem Schaltkreis zur sequentiellen Anregung der Meßwandler in aufeinanderfolgenden Gruppen verbunden sind, der eine Umfangsabtastung des Rohrs und eine elektronische Fokussierung auf die Oberfläche eines auf der Bahn umlaufenden Rohrs bewirkt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis vorgesehen ist, um die von den angeregten Meßwandlern empfangenen Echos aufzuzeichnen und um beim Empfang eine Fokussierung durch Anlegen von Verzögerungen durchzuführen, die gleich den bei der Aussendung angelegten Verzögerungen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Ultraschall-Reflexionsspiegel (40), der zwischen den Kranz von Meßwandlern (32) und die Bahn des Rohres und koaxial zu dieser Bahn eingesetzt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Spiegel (40) einen solchen Querschnitt hat und so angeordnet ist, daß er die von den Meßwandlern (32) ausgesendeten Ultraschallwellen in Höhe des Außenumfangs eines Rohrs (12) mit nominalem Durchmesser fokussiert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie ebenfalls einen Reflektor (44) zum Zurückschicken der Ultraschallwellen zu den Meßwandlern aufweist, und daß der Schaltkreis zur sequentiellen Anregung und Fokussierung vorgesehen ist, um einen Ultraschallstrahl ausgehend von den Meßwandlern zum Reflektor beliebig zu leiten.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreise zu Meß- und Informatikzellen gehören, die so programmiert sind, daß sie eine Folge der gleichzeitigen Meßerfassung bei n/m Brennstäben durch Synchronisation mit Kodierimpulsen, die durch die senkrechte Bewegung des Bündels erzeugt werden, der Aufzeichnung der gemessenen Werte, von Kurvenlinien, die den Zustand der Brennstäbe angeben, und der Wiederholung der Folge nach Herausziehen und Drehen des Bündels während einer neuen Bewegung bewirken.