JP2001305260A - 核燃料被覆管の検査方法および検査装置 - Google Patents

核燃料被覆管の検査方法および検査装置

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JP2001305260A
JP2001305260A JP2000125916A JP2000125916A JP2001305260A JP 2001305260 A JP2001305260 A JP 2001305260A JP 2000125916 A JP2000125916 A JP 2000125916A JP 2000125916 A JP2000125916 A JP 2000125916A JP 2001305260 A JP2001305260 A JP 2001305260A
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健司 鷲澤
Takashi Aisaka
貴司 相坂
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禎貴 道券
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器内に収容した状態の核燃料被覆管の損傷
を確実に且つ効率よく検査する方法および装置の提供。 【解決手段】 内部に核燃料と封入ガスを密封した核燃
料被覆管が容器1内に収容された状態で、容器1に設け
た連通部2からサンプリング配管17で気体をサンプリ
ングし、それをガス検出器に吸引して気体中の封入ガス
を検査する。核燃料被覆管に損傷があると内部の封入ガ
スが容器内に漏れ、それがガス検出器で検出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は核燃料と封入ガスを
密封した核燃料被覆管の損傷を検査する方法および装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所などの商用の原子力利用施
設、研究用などの他の原子力利用施設では核燃料が取り
扱われている。例えば原子力発電所で使用される核燃料
は、4m程度の長さを有する核燃料被覆管に、加圧され
た封入ガスと共に密閉した状態で、運搬および使用され
る。なお封入ガスとしてはヘリウムガスなどが使用され
る。このような核燃料被覆管を保管や輸送する際に外部
から保護するために、例えば核燃料輸送キャスクとよば
れる容器が使用される。その核燃料輸送キャスクは複数
の核燃料被覆管をスペーサで互いに離反させた状態で安
定に収容し、物理的外力などに対する保護を図ってい
る。安全管理上、容器内に収容した核燃料被覆管の異常
の有無、特にひび割れや部分破損などの損傷の有無が検
査される。従来から、核燃料被覆管の損傷検査は容器内
から核燃料被覆管を取り出し、その外観を検査する方法
が一般的であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の外観によ
る検査方法では、容器から一旦核燃料被覆管を外部に取
り出してから調べるため、仮に被覆管にひび割れ等が存
在した場合には、その取出し時に僅かでも、放射性物質
が漏洩することが考えられる。そこで、本発明は容器の
蓋を開放する前に、キャスク内部での放射性物質漏洩の
可能性を事前に検査する方法および装置を提供し、より
安全な対策を取れるようにすることを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項1に記載の発明は、内部に核燃料と封入ガスを
密封した核燃料被覆管を容器内に収容した状態で、その
核燃料被覆管の損傷を外部から検査する方法である。そ
して容器から気体をサンプリングし、そのサンプリング
した気体中の封入ガスをガス検出器で検出することを特
徴とするものである。請求項2に記載の発明は、請求項
1に記載の核燃料被覆管の検査方法において、容器が核
燃料被覆管を輸送するための燃料輸送キャスクであり、
核燃料が原子力利用施設で使用される核燃料または該施
設で使用済の核燃料であり、封入ガスがヘリウムガスで
あることを特徴とするものである。
【0005】請求項3に記載の発明は、請求項1または
請求項2に記載の核燃料被覆管の検査方法において、サ
ンプリングした気体を一旦密閉タンクに収容し、その収
容した気体中の封入ガスをガス検出器で検出することを
特徴とするものである。前記課題を解決するための請求
項4に記載の発明は、内部に核燃料と封入ガスを密封し
た核燃料被覆管を容器内に収容した状態で、その核燃料
被覆管の損傷を外部から検査する装置である。そしてこ
の装置は、容器に設けた外部との連通部に接続されるサ
ンプリング配管と、サンプリング配管に接続された流量
調整手段およびガス検出器を備えていることを特徴とす
るものである。
【0006】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
の核燃料被覆管の検査装置において、容器が核燃料被覆
管を輸送するための燃料輸送キャスクであり、核燃料が
原子力利用施設で使用される核燃料または該施設で使用
済の核燃料であり、封入ガスがヘリウムガスであり、ガ
ス検出器がヘリウムを検出できるガス検出器であること
を特徴とするものである。請求項6に記載の発明は、請
求項4または請求項5に記載の核燃料被覆管の検査装置
において、サンプリング配管の気体を一旦収容する密閉
タンクが該サンプリング配管に連通されていることを特
徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図1は本発明の核燃料被覆管の検査方
法を実施する装置のプロセスフロー図である。燃料輸送
キャスクなどの容器1内には複数の核燃料被覆管(図示
せず)がスペーサにより互いに離反された状態で収容さ
れ、その核燃料被覆管内には核燃料とヘリウムガス等の
封入ガスが密封されている。
【0008】容器1にはホースコネクタ等の開閉弁を有
する連通部2が設けられ、その連通部2にフレキシブル
ホース3が接続される。そのフレキシブルホース3の途
中には開閉弁4が設けられ、末端にはワンタッチ式のコ
ネクタ5が接続される。コネクタ5の二次側には硬質の
配管6が接続され、その配管6には、開閉弁7、除塵用
のフィルタ8、開閉弁9〜13、ニードル弁などの流量
調整手段14、開閉弁15およびワンタッチ式のコネク
タ16が順に接続される。そしてこれらフレキシブルホ
ース3と配管6によってサンプリング配管17を構成し
ている。さらにコネクタ16の二次側にはフレキシブル
ホース18を経てガス検出器19が接続される。なお除
塵用のフィルタ8は、サンプリングした気体中にα核種
などが含まれている場合にそれを除去するもので、例え
ば0.5μmメッシュ程度の網目のフィルタを有してい
る。
【0009】ガス検出器19は検出すべきガス(封入ガ
ス)の有無またはその濃度を選択的に検出するもので、
一般に気体を吸引するための真空ポンプが付属され、そ
れによって吸入した気体がセンサー部を通過するように
構成される。そして検出結果は図示しない警報器、表示
計、記録計またはコンピュータによる管理装置などに電
気信号として出力される。核燃料被覆管の封入ガスがヘ
リウムガスの場合、このガス検出器19はヘリウムガス
を検出できるものが使用される。そのようなガス検出器
19としては、例えば日本真空技術(株)から市販さて
いるヘリウムデテクタHELIOT−301型などがあ
る。
【0010】配管6には分岐配管20、21、22およ
び23が接続される。分岐配管20に開閉弁24が設け
られ、その二次側は第1密閉タンク25に接続される。
また分岐配管21に開閉弁26が設けられ、その二次側
は大気に開放される。さらに分岐配管22と23にはそ
れぞれ開閉弁22a,23aが設けられ、その二次側は
第2密閉タンク27に接続される。流量調整手段14に
はバイパス配管28が設けられ、そのバイパス配管28
にバイパス弁29が設けられる。このバイパス配管28
は流量調整手段14の点検等において使用される。なお
開閉弁12にもバイパス配管30が設けられ、そのバイ
パス配管30にバイパス弁31が設けられる。
【0011】次に上記装置を使用して核燃料被覆管の検
査をする方法について説明する。なお通常は使用しない
配管の開閉弁26、29、31は閉じておく。先ず第
1,第2密閉タンク25、27、およびそれに連通する
配管類を減圧する。減圧には開閉弁7、10を閉じ、開
閉弁9、11、12、13、15、22a,23aおよ
び24を開け、ガス検出器19に付随する真空ポンプを
起動する。そして例えば5〜20パスカル程度の圧力ま
で減圧したら開閉弁9を閉じる。なお真空ポンプの運転
はそのまま継続する。
【0012】次に検査すべき核燃料被覆管を収容した容
器1の連通部2に開閉弁4を閉じた状態でフレキシブル
ホース3を接続する。なおこの接続は上記減圧操作の前
または途中で行ってもよい。次に開閉弁7を開けると、
減圧された第1密閉タンク25の吸引力により、フレキ
シブルホース3内の空気は第1密閉タンク25に吸引さ
れて希薄状態となる。すなわち第1密閉タンク25は検
査に先立ってフレキシブルホース3内の余分な空気をで
きるだけ少なくする目的で設けられている。
【0013】次に第1密閉タンク25の開閉弁24を閉
じ、開閉弁4、9を開けると、真空ポンプの運転が継続
し配管6も減圧されているので、容器1内の気体がフレ
キシブルホース3を経て吸引される。吸引された気体は
フィルタ8で除塵され第2密閉タンク27に一旦収容さ
れる。そして気体は第2密閉タンク27が満杯になると
オーバフローして流量調整手段14により設定された流
量で下流側のガス検出器19に流入する。第2密閉タン
ク27はこのように一定時間サンプリングした気体を一
時的に収容(もしくは蓄積)し、それを平均化してから
ガス検出器19に供給する機能を有する。ガス検出器1
9は吸入した気体中の封入ガスを検出する。もし容器1
に収容した核燃料被覆管が損傷している場合は、封入ガ
スが容器1内に漏れ、それが気体と共にサンプリングさ
れるので、ガス検出器19による封入ガスの検出によっ
て核燃料被覆管の損傷の判断を行うことができる。
【0014】しかし上記のように第2密閉タンク27が
気体を満杯に収容した時点で、開閉弁4、7を閉じるこ
とによって容器1からサンプリング配管3へそれ以上の
気体が流入することを停止させることもできる。その場
合には容器1とサンプリング系の連通が停止した後、ガ
ス検出器19に付属した真空ポンプで第2密閉タンク2
7に収容された気体を吸引して封入ガスの検出をする。
このようにサンプリングされる気体を第2密閉タンク2
7に一旦収容し、容器1とサンプリング系の連通を停止
してからガス検出を行うようにすると、万一、容器1内
に収容された核燃料被覆管にかなりの損傷が発生し、容
器1の内部に放射線物質が漏れているときでも、容器1
からサンプリング系への放射線物質の移動量を制限する
ことができる。なお第2密閉タンク27を使用しない場
合には、開閉弁22a,23aを閉じ、開閉弁10を開
けておけばよい。
【0015】
【発明の効果】以上のように請求項1に記載の検査方法
によれば、核燃料被覆管が容器に収容された状態でその
損傷を外部から確実に検査することができる。そのため
容器の蓋を開放したとき放射性物質がそこから漏洩する
ことを事前に防止できる。また、請求項2に記載の検査
方法は、上記検査方法において、容器が核燃料被覆管を
輸送するための燃料輸送キャスク、核燃料が原子力利用
施設で使用される核燃料または該施設で使用済の核燃
料、封入ガスがヘリウムガスであることを特徴とし、ヘ
リウムガスの検出により燃料輸送キャスク内の核燃料被
覆管の損傷を効率よく検査することができる。
【0016】さらに、請求項3に記載の検査方法は、上
記いずれかの検査方法において、サンプリングした気体
を一旦密閉タンクに収容し、その収容した気体中の封入
ガスをガス検出器で検出することを特徴とし、それによ
って容器内には放射線物質が漏れている場合でも、容器
からサンプリング系への放射線物質の移動量を制限する
ことができる。次に、請求項4に記載の検査装置によれ
ば、上記検査方法を実施するために好適に使用すること
ができる。
【0017】また、請求項5に記載の検査装置は、上記
検査装置において、容器が核燃料被覆管を輸送するため
の燃料輸送キャスク、核燃料が原子力利用施設で使用さ
れる核燃料または該施設で使用済の核燃料、封入ガスが
ヘリウムガス、ガス検出器がヘリウムを検出できるガス
検出器であることを特徴とし、燃料輸送キャスク内の核
燃料被覆管をヘリウムガスの検出により効率よく検査す
るために好適に使用することができる。さらに、請求項
6に記載の検査装置は、上記いずれかの検査装置におい
て、サンプリング配管の気体を一旦収容する密閉タンク
が該サンプリング配管に連通されていることを特徴と
し、それによって検査を実施する際に、容器内には放射
線物質が漏れている場合でも、容器からサンプリング系
への放射線物質の移動量を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の核燃料被覆管の検査方法を実施する装
置のプロセスフロー図。
【符号の説明】
1 容器 2 連通部 3 フレキシブルホース 4 開閉弁 5 コネクタ 6 配管 7 開閉弁 8 フィルタ 9 開閉弁 10 開閉弁 11 開閉弁 12 開閉弁 13 開閉弁 14 流量調整手段 15 開閉弁 16 コネクタ 17 サンプリング配管 18 フレキシブルホース 19 ガス検出器 20 分岐配管 21 分岐配管 22 分岐配管 22a 開閉弁 23 分岐配管 23a 開閉弁 24 開閉弁 25 第1密閉タンク 26 開閉弁 27 第2密閉タンク 28 バイパス配管 29 バイパス弁 30 バイパス配管 31 バイパス弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鷲澤 健司 東京都大田区蒲田五丁目37番1号 東芝プ ラント建設株式会社内 (72)発明者 相坂 貴司 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 道券 禎貴 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 2G075 CA38 DA05 DA16 EA01 FA20 FB09 FC12 GA20

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に核燃料と封入ガスを密封した核燃
    料被覆管を容器内に収容した状態で、その核燃料被覆管
    の損傷を外部から検査する方法であって、容器から気体
    をサンプリングし、そのサンプリングした気体中の封入
    ガスをガス検出器で検出することを特徴とする核燃料被
    覆管の検査方法。
  2. 【請求項2】 容器が核燃料被覆管を輸送するための燃
    料輸送キャスクであり、核燃料が原子力利用施設で使用
    される核燃料または該施設で使用済の核燃料であり、封
    入ガスがヘリウムガスである請求項1に記載の核燃料被
    覆管の検査方法。
  3. 【請求項3】 サンプリングした気体を一旦密閉タンク
    に収容し、次にその収容した気体中の封入ガスをガス検
    出器で検出する請求項1または請求項2に記載の核燃料
    被覆管の検査方法。
  4. 【請求項4】 内部に核燃料と封入ガスを密封した核燃
    料被覆管を容器内に収容した状態で、その核燃料被覆管
    の損傷を外部から検査する装置であって、容器に設けた
    外部との連通部に接続されるサンプリング配管と、その
    サンプリング配管に接続された流量調整手段およびガス
    検出器を備えていることを特徴とする核燃料被覆管の検
    査装置。
  5. 【請求項5】 容器が核燃料被覆管を輸送するための燃
    料輸送キャスクであり、核燃料が原子力利用施設で使用
    される核燃料または該施設で使用済の核燃料であり、封
    入ガスがヘリウムガスで、ガス検出器がヘリウムを検出
    できるガス検出器である請求項4に記載の核燃料被覆管
    の検査装置。
  6. 【請求項6】 サンプリング配管の気体を一旦収容する
    密閉タンクが該サンプリング配管に連通されている請求
    項4または請求項5に記載の核燃料被覆管の検査装置。
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CN114112226A (zh) * 2021-12-08 2022-03-01 中国原子能科学研究院 乏燃料元件的破损检测装置和方法

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