JP2000002786A - 燃料曲がり測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、原子力発電所等の原子炉の燃料取
替え作業時において、燃料集合体の測定精度を高めるこ
とにより作業員の負担を軽減する。 【解決手段】 原子炉内に設けられた燃料取替えクレー
ンに配設されたマストチューブ２と、燃料取替えクレー
ンに設けられ燃料集合体１を把持する燃料集合体把持手
段と、マストチューブ２の軸心方向から見て直交する２
壁面１１，１１の所定位置の上下にそれぞれ設けられた
複数の非接触式距離計測手段３ａ，３ｂとをそなえ、原
子炉内において、燃料集合体把持手段により燃料集合体
を把持した後、マストチューブ２と燃料集合体１との変
位をそれぞれの非接触式距離計測手段３ａ，３ｂで測定
し、マストチューブ２を基準に燃料集合体１の曲がりを
測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所等の
原子炉の燃料取替え作業時において燃料集合体の曲がり
計測に適用される、燃料曲がり測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、原子力発電所の原子炉の燃料取
替え作業時には、燃料集合体が作業前に何らかの影響で
変形している可能性があるため、事前に遠隔操作により
水中で燃料集合体の曲がりを測定する必要がある。ここ
で、図３（ａ），（ｂ）はいずれも従来の燃料曲がり測
定装置を示す模式図である。従来は、例えば図３（ａ）
に示すように、原子炉外に設けられた燃料ピットクレー
ン６のグリッパチューブ４で取替え用の燃料集合体１の
上端を把持し、曲がりを測定するための検査ピットに燃
料集合体１を下降させて燃料集合体１の曲がり（曲がり
量）を水中で測定したり、あるいは、図３（ｂ）に示す
ように、燃料ピットクレーン６のホイスト（図示省略）
に使用済み燃料取扱工具５を吊り下げ、この使用済み燃
料取扱工具５のグリッパ５ａで取替え用燃料集合体１を
把持し、上記検査ピットに燃料集合体１を下降させて燃
料集合体１の曲がりを水中で測定していた。

【０００３】上記検査ピットには、上面視で互いに直交
する２平面が形成され、これらの各平面に取付け板７を
介してＵＴセンサ３がそれぞれ取り付けられている。な
お、図３（ａ），（ｂ）では、このような取付け板７の
一方のみを示し、もう一つの取付け板については図示を
省略する。また、ＵＴセンサ３は、超音波ビームを利用
して対象物までの距離を測定する非接触式のセンサであ
って、これらのＵＴセンサ３は、取付け板７の鉛直方向
（縦方向）に沿って上、中、下の３か所に等間隔に取り
付けられている。

【０００４】そして、それぞれのＵＴセンサ３からの検
出情報はパソコン等の機器に入力され、この検出情報に
基づいて燃料集合体１の曲がり状態が計算される。そし
て、この測定結果が曲がり許容値内に入っているか否か
を確認するのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の燃料曲がり測定装置では、原子炉外の検査ピ
ットにＵＴセンサが設置されている等の関係から、燃料
集合体が実際に原子炉へ搬入されるときには曲がり量が
若干変化している場合がある。すなわち、従来は、原子
炉外で曲がりを測定する際に燃料集合体を把持する工具
と、原子炉内に燃料集合体を搬入する際に燃料集合体を
把持する工具とが異なるため、燃料集合体を把持する状
態によっては、燃料集合体の工具に対する曲がり状態が
変化してしまう場合があるのである。

【０００６】もちろん、このような場合でも燃料集合体
の曲がり量自体は変化しないが、このように測定結果と
異なる状態で搬入された燃料集合体を炉心に投下する際
には、炉心内での取替え用燃料集合体の取扱いに作業員
の高度な熟練や的確な判断が要求され、作業員の負担が
大きいという課題があった。本発明は、このような課題
に鑑み創案されたもので、原子力発電所の原子炉の燃料
取替え作業時において、取替え用燃料集合体の曲がり測
定精度を高めて作業員の負担を軽減できるようにした、
燃料曲がり測定装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の燃料
曲がり測定装置は、原子炉内に設けられた燃料取替えク
レーンに配設されたマストチューブと、該燃料取替えク
レーンに設けられ燃料集合体を把持する燃料集合体把持
手段と、該マストチューブの軸心方向から見て直交する
２壁面の所定位置の上下にそれぞれ設けられた複数の非
接触式距離計測手段とをそなえ、該原子炉内において、
該燃料集合体把持手段により該燃料集合体を把持した
後、該マストチューブと該燃料集合体との変位をそれぞ
れの非接触式距離計測手段で測定し、該マストチューブ
を基準に該燃料集合体の曲がりを測定するように構成さ
れていることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の一実
施形態としての燃料曲がり測定装置について説明する
と、図１はその全体構成を示す模式的な平面図、図２
（ａ），（ｂ）はいずれもその全体構成を示す模式的な
部分断面図であって、（ａ）は燃料集合体の曲がり測定
時の状態を示す図、（ｂ）は燃料集合体の搬送時の状態
を示す図である。

【０００９】図１及び図２（ａ），（ｂ）において、１
は取替え用燃料集合体、２はマストチューブ、３ａ，３
ｂはいずれも非接触式距離計測手段としてのＵＴセン
サ、９は受け板、１０は可変ガイドバー機構、１１は貯
水槽の曲がり測定場所において直交する２つの壁面であ
る。ここで、マストチューブ２は図示しない原子炉内の
燃料取替えクレーンに取り付けられており、その軸心が
鉛直方向に沿うように配設されている。なお、この燃料
取替えクレーンは、従来技術で説明した燃料ピットクレ
ーン（図３の符号６参照）と略同様のものであるが、上
記燃料取替えクレーンは、燃料ピットクレーンと異なり
原子炉内に設けられている。

【００１０】また、この燃料取替えクレーンには、上記
燃料集合体１の上端を把持しうるグリッパ（燃料集合体
把持手段）が設けられている。このグリッパは、図示は
しないが、従来技術で説明したグリッパ（図３の符号４
参照）と略同様に構成されたものである。ところで、上
述したマストチューブ２は円筒状に形成されており、グ
リッパで燃料集合体１を把持した後、グリッパを上昇さ
せることで、マストチューブ２の中心に燃料集合体１が
固定されるようになっている。すなわち、この場合に
は、マストチューブ２内に燃料集合体１が配設されると
ともに、燃料集合体１とマストチューブ２とが略平行な
状態となるのである。

【００１１】また、２つの壁面１１，１１は、原子炉内
の貯水槽内に形成された壁面であって、燃料集合体１の
曲がり測定を行なう所定の場所において、マストチュー
ブ２の軸心方向から見て互いに直交するように形成され
ている。また、図２（ａ），（ｂ）に示すように、２つ
の壁面１１，１１には、それぞれ上下方向に複数のＵＴ
センサ３ａ，３ｂが取り付けられており、各壁面１１，
１１の上方に設けられた複数のＵＴセンサ３ａからの超
音波ビームは、マストチューブ２の下部に当たるように
設定されるとともに、各壁面１１，１１の下方に設けら
れた複数のＵＴセンサ３ｂからの超音波ビームは、燃料
集合体１の下部に当たるように設定されている。

【００１２】また、マストチューブ２の下端に設けられ
た２つの受け板９は、ＵＴセンサ３ａの超音波ビームが
当たるマストチューブ２の部位を平坦にするためもので
あり、各ＵＴセンサ３ａの向きに対して直角になるよう
に取り付けられている。また、燃料集合体１は、図１に
示すように、その断面が矩形に形成されており、直交す
る２つの面に、それぞれ複数のＵＴセンサ３ｂからのセ
ンサ光線が略垂直に当たるようになっている。

【００１３】一方、可変ガイドバー機構１０は、燃料集
合体１のコーナ部を把持することで燃料集合体１の両側
面を把持，固定しうるように構成されており、可変ガイ
ドバー機構１０により、マストチューブ２内において、
このマストチューブ２と平行な状態で燃料集合体１が固
定されるようになっている。また、ＵＴセンサ３ａ及び
ＵＴセンサ３ｂによる燃料集合体１の曲がり測定はすべ
て遠隔操作により水中で行なわれるようになっており、
測定結果はパソコン等の機器に入力され、計算結果が表
示されるようになっている。そして、この測定結果に基
づき曲がりが許容値内にあるか否かを確認するようにな
っているのである。

【００１４】本発明の一実施形態としての燃料曲がり測
定装置は、上述のように構成されているので、以下のよ
うにして、燃料集合体１の曲がりが測定される。すなわ
ち、原子炉内の燃料取替え作業に際し、取替え用燃料集
合体１を原子炉内にある燃料取替えクレーンのグリッパ
（燃料集合体把持手段）で把持する。そして、グリッパ
を上昇させた後、図２（ｂ）に示すように、複数の可変
ガイドバー機構１０を作動させて燃料集合体１のコーナ
部及び両側面を支持，固定する。

【００１５】次に、上記燃料取替えクレーンによって燃
料集合体１を貯水槽内の曲がり測定場所へ搬入し、この
曲がり測定場所で、図２（ａ）に示すように、可変ガイ
ドバー機構１０を解放して燃料集合体１をフリー状態に
する。そして、ＵＴセンサ３ａ及びＵＴセンサ３ｂによ
ってマストチューブ２の下端の変位及び燃料集合体１の
変位が測定される。このとき、マストチューブ２の変位
を基準として、燃料集合体１の曲がり状態が測定され、
曲がりが許容値内にあるか否かが確認される。なお、こ
のような燃料集合体１の曲がり測定はすべて遠隔操作に
より水中で行なわれる。

【００１６】曲がりが許容値内にあれば、この後、燃料
取替えクレーンによって燃料集合体１が炉心に搬入さ
れ、所定の状態に設定される。以上詳述したように、本
発明の燃料曲がり測定装置によれば、燃料集合体１の上
端部がマストチューブ２に固定され、マストチューブ２
を基準として燃料集合体１の下端部の曲がりが測定され
ることにより曲がり測定が原子炉内で行われるので、従
来の燃料曲がり測定装置よりも、測定精度の大幅な向上
を実現することができる。

【００１７】また、曲がり測定を原子炉内で行なうの
で、従来のように炉心内に燃料集合体を搬入する際に燃
料集合体の曲がり状態が変化することもなく、したがっ
て従来の曲がり測定装置よりも、測定精度の大幅な向上
を実現することができる。また、これにより炉心に燃料
集合体１を設定する際の作業員の負担も軽減することが
できる。

【００１８】さらに、燃料集合体１の両側面を支持し、
４つのコーナ部を押し付ける構造の可変ガイドバー機構
１０がマストチューブ２内の両側面に設けられているの
で、燃料集合体１の搬送時には、燃料集合体１を確実に
マストチューブ２に固定でき、測定時には、燃料集合体
１を解放することで曲がり測定に適した状態にすること
ができる。

【００１９】なお、本発明の一実施形態としての燃料曲
がり測定装置は、上述の実施形態に限定されるものでは
なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可
能である。例えば、上述では非接触式距離計測手段とし
てＵＴセンサを適用した場合を説明したが、これ以外に
も、レーザ光を用いて距離を計測するようなセンサ等、
他のセンサを適用してもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の燃料曲が
り測定装置によれば、マストチューブの軸心方向から見
て直交する２壁面の所定位置の上下にそれぞれ設けられ
た複数の非接触式距離計測手段により、マストチューブ
と燃料集合体の変位をそれぞれ測定し、マストチューブ
を基準として、燃料集合体の曲がりを測定することで、
原子炉内で燃料集合体の曲がり測定を行なうので、従来
のように炉心内に燃料集合体を搬入する際に燃料集合体
の曲がり状態が変化することもなく、従来の燃料曲がり
測定装置よりも、測定精度の大幅な向上を実現すること
ができるという利点がある。また、これにより燃料取替
え作業時の作業員の負担を軽減することができるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての燃料曲がり測定装
置における全体構成を示す模式的な平面図である。

【図２】（ａ），（ｂ）はいずれもその全体構成を示す
模式的な部分断面図であって、（ａ）は燃料集合体の曲
がり測定時の状態を示す図、（ｂ）は燃料集合体の搬送
時の状態を示す図である。

【図３】（ａ），（ｂ）はいずれも従来の燃料曲がり測
定装置を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 燃料集合体（取替え用燃料集合体） ２ マストチューブ ３ａ，３ｂ 非接触式距離計測手段としてのＵＴセンサ ９ 受け板 １０ 可変ガイドバー機構 １１ 壁面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉内に設けられた燃料取替えクレー
   ンに配設されたマストチューブと、 該燃料取替えクレーンに設けられ燃料集合体を把持する
   燃料集合体把持手段と、 該マストチューブの軸心方向から見て直交する２壁面の
   所定位置の上下にそれぞれ設けられた複数の非接触式距
   離計測手段とをそなえ、 該原子炉内において、該燃料集合体把持手段により該燃
   料集合体を把持した後、該マストチューブと該燃料集合
   体との変位をそれぞれの非接触式距離計測手段で測定
   し、該マストチューブを基準に該燃料集合体の曲がりを
   測定するように構成されていることを特徴とする、燃料
   曲がり測定装置。