JP2003515739A - アクセス不可能サイト上のガイド内において可動対象物に発生する摩擦力を決定するための方法 - Google Patents
アクセス不可能サイト上のガイド内において可動対象物に発生する摩擦力を決定するための方法Info
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Abstract
Description
に作用する特に摩擦力といったような力を測定することに関するものである。本
発明による方法の主要な用途は、加圧水型原子炉の核燃料アセンブリ内に挿入さ
れる、制御棒と通常は『制御クラスター』と称される制御棒クラスターとからな
る可動アセンブリに対して作用する力を測定することである。
核分裂反応活性度を停止させるための制御クラスターを制御しつつ下向きに挿入
することによって、制御される。したがって、加圧水型原子炉の安全性は、部分
的には、制御クラスターの適切な機能に依存している。例えば、原子炉の緊急停
止には、原子炉のタイプにかかわらず、2秒程度といった所定時間内に制御クラ
スターを重力で落下させる必要がある。各クラスターは、原子炉のコア内へと、
4mという程度の降下距離にわたって重力によって降下し、最終的には、バッフ
ァによって停止する。
ラスターを交換するために、制御クラスターの機能を制御するために、テストを
行う必要がある。例えば、燃料アセンブリの変形や、制御クラスターガイドの摩
耗や、異物の存在や、制御クラスターまたは制御棒の変形または膨潤や、燃料ア
センブリの過度の流速や、プレナム内における水の横流れ、といったような様々
な動作環境は、制御クラスターの重力による落下具合を劣化させる可能性があり
、そのため、制御クラスターの落下速度を速くなったりまたは遅くなったりし、
落下が妨害されることさえあり得る。したがって、寄生的かどうかは別として、
このような特殊な劣化条件下において誘起される力また移動経路に沿った位置に
応じて誘起される力に関する恒久的な知識を有することは、必要なことであり重
要なことである。
とからなる機構全体は、原子炉のコアの非常に狭隘空間内に位置しており、その
ため、人の操作者からアクセスすることができない。同様に、原子炉部材のこの
アセンブリを備えた材料は、この狭隘空間内に設置される。そのため、それらの
機能を制御したりあるいは人の作業によって劣化を確かめたりあるいは検査用に
部材を回収したりすることは、できない。
バイスは、移動状況か移動速度かのいずれかを測定し得るロッド位置インジケー
タ(rod position indicator,RPI)である。上述の場合にはRPIを使用す
ることによって、移動速度が測定される。
状況とを測定し記録することが、通例であった。現在の基準では、減速時間の実
質的な増加が記録された場合には、不完全な部材を交換することが決定される。
狭隘空間ではないものの実験室テストでは、このような測定や制御の改良を補助
することができる。しかしながら、実験室テストでは、原子炉コアの狭隘空間内
を支配している正確な条件を再現することはできない。
置インジケータ(RPI)を使用したままである。
するための方法であって制御クラスターの動作効率を信頼性高く管理することが
できるとともにさらに核燃料アセンブリの変化や交換を管理し得るような方法を
提供することによって、上記欠点を克服することである。したがって、この目的
の達成により、加圧水型原子炉のコアの管理が改良される。
イド内において可動対象物に発生する摩擦力を決定するための方法であって、 1)まず最初に、摩擦が発生する前の状況下で対象物の速度変化V1=f(t1)
を測定して記録し、 2)摩擦発生前の状況下における対象物の速度変化V1(t) を積分することに
よって移動距離(d1 )を次式によって計算し、
よって移動距離(d2 )を次式によって計算し、
動距離に対しての対象物の速度変化V4=g4(d)を計算し、 7)この速度変化V4 から、測定を使用して計算された差V3 を、差し引くこ
とにより、V5=V4−V3=g5(d)を計算し、 8)V5とV4との差の微分に対して質量Mを掛算することによって、対象物の
移動に際して作用する付加的摩擦力Foutside を、γi=dVi/dtとしたとき
にFoutside=Σ(付加的摩擦力)=M(γ5−γ4)= f(d)として決定する、 方法である。
落下の測定に関するものであり、その場合、可動対象物は、制御棒と制御クラス
ターとからなる可動アセンブリとされ、速度センサは、ロッド位置インジケータ
とされ、ガイドは、下降チャネルとされる。
により、明瞭に理解されるであろう。
ーの下降測定という用途に関連して行われる。下降チャネルは、ガイドチューブ
と、クラスターガイドと、熱スリーブと、アダプタと、機構ケーシングと、制御
棒シースと、から構成されている。
1は、原子炉の起動時に行われる。すなわち、制御棒の使用前に行われる。部材
時間に対しての、アセンブリの瞬時降下速度V1 が測定される。つまり、V1=
f(t1) である。
ある。このステップ2においては、摩擦の発生前における対象物の速度変化V1(
t) を積分することによって移動距離(d1 )を次式によって計算する。
得る。
の時間にわたって動作した後において可動制御棒アセンブリの下降時間および下
降速度に影響を与えるような望ましくない反対摩擦力が発生した時点で、ステッ
プ1,2と同様の操作を行う。
し、可動アセンブリの下降時間に対しての、劣化した瞬時降下速度V2 が測定さ
れ記録される。
用して可動アセンブリの速度変化を積分することにより、移動距離を計算する。
この場合、移動距離(d2 )は、積分によって得られる。
速度を決定することができる。 V2=g2(d)
速度の差を得ることができる。必要なことのすべては、移動距離dに対しての、
速度差 V3=(V1−V2)=(g1−g2)(d)=g3(d) を計算することである。こ
の計算を行うために、原子炉は、同じ動作条件でなければならない。
とのために、測定器具の振舞いが、ロッド位置インジケータ(RPI)の場合に
は、完全には制御されないことを考慮すれば、ステップ5における差の計算後に
おいてのみ、このインジケータを使用することが決定された。実際、この測定器
具が異常に振る舞う可能性があり、変形した測定信号をもたらす可能性があるこ
とは、考慮されるべきである。ここで、データ伝達に関する問題が、ロッド位置
インジケータが設置されている場合には、比較的一定であることに、特に言及し
ておく。この問題は、特に、圧力および温度に基づくものである。他方、この測
定器具に特有の変形が、常に同じ程度であることが考慮される。
て単に差をとることによって、RPIの動作初期値を、克服することができ、こ
の器具によって得られた測定結果どうしの間における変化分だけを、考慮するこ
とができる。その後、ステップ6においては、原子炉の起動前において既知の熱
的水力学的条件や機械的条件や寸法的条件を考慮した所定計算コードを使用する
ことによって、可動アセンブリの下降速度の基本的大きさが、計算される。
子炉の起動後に発生するものであって、予測不可能なものである。したがって、
この計算コードは、非劣化条件下における可動アセンブリの理論的下降速度をも
たらす。
される。 Mγ1=Σ(通常力)
考慮し、この変化を、先のステップ6において計算された結果内に組み込む。こ
れは、移動距離に関して、理論的速度V4 から、測定を使用して計算された差V 3 を、差し引くということである。 V5=(g4−g3)(d)=g5(d)
に関して、外部力Foutside を決定する。この目的のために、動力学の基本式が
使用される。
ガイドに関連した力と、他の力と、の合計である。
パラメータと、に依存する。 M(γ5−γ4)=Σ(付加的摩擦力)
。
移動距離との双方が示されている。記号d1 によって示されている参照移動距離
を示す曲線と、記号d2 によって示されている劣化後移動距離を示す曲線と、の
間にわずかの差しか観測されない場合には、速度の変化が、より重要である。速
度に関しては、2つの測定速度V1,V2が、計算速度V4 、および、本発明によ
る方法の最後に得られた速度V5 よりも大きいことがわかる。明らかに、劣化後
の速度V2 の方が、参照速度V1 よりも小さいことが確認できる。加えて、これ
らV1とV2との差が、V4およびV5に対して転送されていることがわかる。さら
に、V1とV2との間におけるこの速度差V3 は、同じ記号が付されている図3の
グラフにも現れている。
図4において、大きな変化を示している2つの曲線について、説明する。この図
4は、本発明による方法の結果を示している。すなわち、本発明による方法にお
ける最後のステップをなすステップ8において計算された付加的摩擦力(外部力
と同義、Foutside )と、フィルタリングされた付加的摩擦力(MγFiltered)
と、を示している。他の2つの曲線は、測定された力に関するものである。
る。
と速度との時間変化を示すグラフである。
の変化を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 速度センサを使用して、ガイド内において可動対象物に発生
する摩擦力を決定するための方法であって、 1)まず最初に、摩擦が発生する前の状況下で対象物の速度変化V1=f(t1)
を測定して記録し、 2)摩擦発生前の状況下における対象物の速度変化V1(t) を積分することに
よって移動距離(d1 )を次式によって計算し、 【数1】 これにより、移動距離に関しての速度変化V1=g1(d)を決定し、 3)摩擦発生後の状況下で対象物の速度変化V2=f(t2)を測定して記録し、 4)摩擦発生後の状況下における対象物の速度変化V2(t) を積分することに
よって移動距離(d2 )を次式によって計算し、 【数2】 これにより、移動距離に関しての速度変化V2=g2(d)を決定し、 5)摩擦力の発生の前後における、移動距離に関しての、2つの速度の差を、 V3=(g1−g2)(d)=g3(d) として計算し、 6)所定計算プログラムを使用することによって、摩擦力発生前における、移
動距離に対しての対象物の速度変化V4=g4(d)を計算し、 7)この速度変化V4 から、測定を使用して計算された差V3 を、差し引くこ
とにより、V5=V4−V3=g5(d)を計算し、 8)V5とV4との差の微分に対して質量Mを掛算することによって、対象物の
移動に際して作用する付加的摩擦力Foutside を、γi=dVi/dtとしたとき
にFoutside=M(γ5−γ4)= f(d)として決定する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の方法において、 加圧水型原子炉に対して適用され、 前記可動対象物が、制御棒と制御クラスターとからなる可動アセンブリとされ
、 前記ガイドが、下降チャネルとされ、 前記速度センサが、速度を測定するために使用されるロッド位置インジケータ
とされていることを特徴とする方法。
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