JP2005300298A - Bend measuring instrument for fuel rod - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料棒の曲りを測定する燃料棒の曲り測定装置に関する。 The present invention relates to a fuel rod bending measuring device that measures the bending of a fuel rod.
一般に、原子炉用の燃料集合体には、複数の燃料棒が支持されている。具体的には、図6に示すように、燃料集合体10は、所定間隔で配列された複数の支持格子11に複数の制御棒案内管12を挿通して固定し、制御棒案内管12の下部に下部ノズル13、上部に上部ノズル14をそれぞれ取り付けている。そして、各支持格子11の格子空間には多数の燃料棒Xが挿通状態で弾性的に支持されて配列されている。このような構成を有する燃料集合体10を原子炉に配設して使用する際、多数の燃料棒Xや制御棒案内管12の間隙に冷却水が流れて熱を伝達することになる。
Generally, a plurality of fuel rods are supported on a nuclear fuel assembly. Specifically, as shown in FIG. 6, the
各燃料棒Xの間や燃料棒Xと制御棒案内管12との間にそれぞれ冷却水を通過させて熱を有効に伝達するためには、各燃料棒X間等の間隙をそれぞれ所定の寸法に保持する必要がある。各燃料棒X間等の間隙は、燃料棒Xの中間部が曲っていると狭くなるため、各燃料棒X間等の間隙をそれぞれ所定の寸法に保持するためには、各燃料棒Xの曲りを測定し、各燃料棒Xの曲りが許容範囲内にあることを確認する必要がある。
In order to transmit the cooling water between the fuel rods X and between the fuel rods X and the control
従来、燃料棒の曲りを測定する曲り測定方法として、例えば、燃料棒の両端部及び中間部をVブロックのV溝内に支持し、Vブロックに内蔵された軸芯位置測定装置によって燃料棒の両端部及び中間部の軸芯位置を測定し、中間部の軸芯位置と両端部の軸芯位置を結ぶ直線との離間距離を燃料棒の曲り量として演算する方法が提供されている(例えば、特許文献1参照。)。また、燃料棒の曲りを測定する曲り測定方法として、定盤上で燃料棒を転がして、定盤と燃料棒との隙間を燃料棒の曲り量としてスキマゲージで測定する方法もある。
しかしながら、上記した前者の従来の曲り測定方法では、燃料棒に軸方向に重力分布がある場合、自重の加わり方が異なり、燃料棒の撓み方に影響する虞があるという問題が存在する。特に、燃料棒の曲りを測定する基準となる直線をつくる一方の端部は、他の部位より軽量であるプレナム部であるため、基準となる直線に影響を及ぼし、正確な曲り測定ができない虞がある。しかも、燃料棒の曲りは三次元方向に発生するため、前者の従来の方法では、正確な曲りを測定することができなかった。また、上記した後者の従来の曲り測定方法では、燃料棒の自重を無視しているため、本来曲っている箇所であっても自重により真直ぐとなり、曲り量を過小に評価する虞があるとともに、実際の曲り形状と異なった形状で把握される虞があるという問題が存在する。 However, in the above-described conventional bending measurement method, when the fuel rod has a gravity distribution in the axial direction, there is a problem in that the way in which the dead weight is applied is different and the deflection of the fuel rod may be affected. In particular, one end that forms a straight line that serves as a reference for measuring the bending of the fuel rod is a plenum part that is lighter than the other parts, so it may affect the reference straight line and may not be able to accurately measure the bending. There is. Moreover, since the fuel rod bends in a three-dimensional direction, the former conventional method cannot measure the bend accurately. Further, in the latter conventional bending measurement method described above, the weight of the fuel rod is ignored, so even if it is originally bent, it becomes straight due to its own weight, and the bending amount may be underestimated. There exists a problem that there exists a possibility that it may be grasped by a shape different from an actual bent shape.
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、燃料棒の自重に影響されずに、正確な曲り量を測定するとともに複雑な曲り形状も把握することができる燃料棒の曲り測定装置を提供することを目的としている。 The present invention takes the above-described conventional problems into consideration, and measures the bending of a fuel rod that can accurately measure the amount of bending and also understand a complicated bending shape without being affected by the weight of the fuel rod. The object is to provide a device.
本発明に係る燃料棒の曲り測定装置は、平らな面を有する定盤(基準台)と、該定盤に間隔をあけて複数並設されている架台とが備えられ、複数の架台の上に燃料棒を載置させて該燃料棒を架台上で転がして曲りを測定することを特徴としている。
本発明によれば、燃料棒を架台上で転がし、燃料棒と定盤との隙間を測定することで燃料棒の曲りが測定される。このとき、燃料棒の自重による撓み量を予め算出しておき、この撓み量を考慮して燃料棒と定盤との隙間の基準値を演算し、この基準値から実際に測定された燃料棒と定盤との隙間の値を引いて曲り量を測定する。また、燃料棒を架台上で転がすことで、燃料棒の全周にわたって最大曲り量が測定され、燃料棒がどの方向にどれだけ曲っているかが把握される。
A fuel rod bending measuring apparatus according to the present invention includes a surface plate (reference table) having a flat surface and a plurality of frames arranged side by side at intervals on the surface plate. It is characterized in that the fuel rod is placed on the base plate and the fuel rod is rolled on a gantry to measure the bending.
According to the present invention, the bending of the fuel rod is measured by rolling the fuel rod on the gantry and measuring the gap between the fuel rod and the surface plate. At this time, the amount of deflection of the fuel rod due to its own weight is calculated in advance, the reference value of the gap between the fuel rod and the surface plate is calculated in consideration of this amount of deflection, and the fuel rod actually measured from this reference value is calculated. Measure the amount of bending by subtracting the value of the gap between the plate and the surface plate. Further, by rolling the fuel rod on the gantry, the maximum bending amount is measured over the entire circumference of the fuel rod, and it is possible to grasp how much the fuel rod is bent in which direction.
また、架台は、燃料棒の自重による撓み量と、燃料棒の許容曲り量とを足した高さで形成されていることが好ましい。
これによって、燃料棒が定盤に接触したか否かで燃料棒の曲りが許容範囲内にあるか把握され、燃料棒の曲りの合否が目視で一見して確認される。
Further, it is preferable that the gantry is formed with a height obtained by adding the amount of deflection of the fuel rod due to its own weight and the allowable amount of bending of the fuel rod.
Thus, it is grasped whether the bending of the fuel rod is within the allowable range based on whether the fuel rod is in contact with the surface plate, and whether the bending of the fuel rod is acceptable or not is visually confirmed.
また、複数の架台は、燃料集合体に間隔をあけて複数配置される支持格子の間隔で配設されていることが好ましい。
これによって、実際に燃料集合体に燃料棒を装着した場合における支持格子間に位置する箇所の燃料棒の曲りが測定される。支持格子の間に位置する箇所の曲りが許容範囲内であれば、各燃料棒間等の間隙が確保され、この間隙内に冷却水が十分流れて、燃料棒の熱が適度に伝達される。
Moreover, it is preferable that the plurality of mounts are arranged at intervals of support grids arranged at intervals in the fuel assembly.
As a result, the bending of the fuel rod at the location located between the support grids when the fuel rod is actually attached to the fuel assembly is measured. If the bends between the support grids are within an allowable range, a gap such as between the fuel rods is secured, and the cooling water sufficiently flows into the gap to transfer the fuel rod heat appropriately. .
また、隣り合う架台の間に配設され、燃料棒の鉛直方向の位置を検知するセンサー手段が備えられていることが好ましい。
これによって、センサー手段によって燃料棒の曲り状態が把握される。
In addition, it is preferable that sensor means is provided between adjacent pedestals to detect the position of the fuel rod in the vertical direction.
Thereby, the bending state of the fuel rod is grasped by the sensor means.
また、架台にかかる載荷重を計測する計測手段が備えられていることが好ましい。これによって、架台上に燃料棒が載せられることによる各架台にかかる荷重が計測され、燃料棒の自重による撓み量の算出精度を向上させることができる。 Moreover, it is preferable that the measurement means which measures the load applied to a mount frame is provided. As a result, the load applied to each gantry when the fuel rod is placed on the gantry is measured, and the calculation accuracy of the deflection amount due to the weight of the fuel rod can be improved.
本発明に係る燃料棒の曲り測定装置によれば、燃料棒の自重による撓み量を考慮した燃料棒と定盤との隙間の基準値から実際に測定された燃料棒と定盤との隙間の値を引くことで、燃料棒の曲り量を測定することができ、燃料棒の自重に影響されることなく、正確な曲り量を測定することができ、また、燃料棒を架台上で転がしながら曲りを測定するため、燃料棒の全周にわたって最大曲り量が測定され、燃料棒がどの方向にどれだけ曲っているかが把握することができ、燃料棒の形状を三次元方向から正確に把握することができる。 According to the fuel rod bending measuring apparatus according to the present invention, the gap between the fuel rod and the surface plate actually measured from the reference value of the gap between the fuel rod and the surface plate in consideration of the deflection amount due to the weight of the fuel rod. By subtracting the value, the amount of bending of the fuel rod can be measured, and the accurate amount of bending can be measured without being affected by the weight of the fuel rod, and while the fuel rod is rolling on the gantry In order to measure the bend, the maximum bend amount is measured over the entire circumference of the fuel rod, it is possible to grasp how much the fuel rod is bent in which direction, and accurately grasp the shape of the fuel rod from the three-dimensional direction be able to.
以下、本発明に係る燃料棒の曲り測定装置の実施の形態について、図面に基いて説明する。 Embodiments of a fuel rod bending measuring apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は燃料棒Xの曲りを測定する燃料棒Xの曲り測定装置1の側面図であり、図2は曲り測定装置1の平面図である。
図1,図2に示すように、燃料棒Xの曲りを測定する曲り測定装置1は、平らな上面2aを有する定盤2と、上面2aに間隔をあけて複数並設されている架台3と、架台3上の燃料棒Xの鉛直方向の位置を検知するセンサー手段4とから構成されている。
FIG. 1 is a side view of a fuel rod X
As shown in FIGS. 1 and 2, a
架台3は上端が半球状のものであり、複数の架台3は一定方向に平行にそれぞれ延在されている。架台3は、定盤2の上面2aに固定されており、上面2aからの高さHが燃料棒Xの自重による撓み量と、燃料棒Xの許容曲り量とを足した高さに形成されている。燃料棒Xの自重による撓み量は、燃料棒Xを架台3上に水平状態で架設させたときの架台3間における撓み量であり、燃料棒Xの許容曲り量は、複数の燃料棒Xを配列させて燃料集合体を形成させるときの冷却水が流通するために十分な間隔が確保できる程度の燃料棒Xの曲り量である。また、複数の架台3は、間隔をあけて複数配置される図6に示す支持格子11の間隔Lで配設されている。
The
図3(a),図3(b)は曲り測定装置1の断面図である。図3(a),図3(b)に示すように、センサー手段4は、投光部4aと受光部4bとから構成される非接触型のセンサー(光電センサー)からなり、隣り合う架台3の間に燃料棒Xを挟んで投光部4aと受光部4bとが互いに向かい合うように配設されている。センサー手段4は、図3(a)に示すように、投光部4aから光Rを送り、この光Rを受光部4bで受け取ることで燃料棒Xと定盤2との間に隙間があることを確認するものであり、図3(b)に示すように、投光部4aから送った光Rが架台3上の燃料棒Xによって遮られて受光部4bに届かなくなると燃料棒Xと定盤2との間に隙間がないことを表す信号を発するものである。つまり、光Rの透過の有無によって燃料棒Xが定盤2の上面2aに接触したどうかが把握される。
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views of the
また、各架台3には、各々の架台3にかかる載荷重を計測する計測器(計測手段)5がそれぞれ内蔵されている。計測器5は、燃料棒Xが載せられることによって、どれくらいの荷重が各架台3に作用しているのかを計測するものである。なお、計測器5は架台3に内蔵されていないものでもよく、計測器を例えば架台3と定盤2との間に介在させてもよい。このように、各架台3にかかる荷重を計測することにより、燃料棒Xの自重による撓み量の算出精度を向上させることができる。
Each
次に、上記した構成からなる曲り測定装置1を使用して燃料棒Xの曲りを測定する燃料棒Xの曲り測定方法について説明する。
Next, the bending measurement method of the fuel rod X that measures the bending of the fuel rod X using the
まず、定盤2の平らな上面2aに間隔をあけて複数並設された架台3の上に燃料棒Xを載置する。具体的には、燃料棒Xを架台3に直交する方向に延在させ、複数の架台3に架け渡すように配置する。また、架台3間に位置する燃料棒Xの中間部は自重により若干撓むため、燃料棒Xの自重による撓み量を予め算出しておく。
First, the fuel rods X are placed on the
次に、架台3上の燃料棒Xを架台3上で転がしながら、センサー手段4によって燃料棒Xと定盤2との隙間を測定する。具体的には、燃料棒Xを架台3上で転がしながら、投光部4aから受光部4bに向けて光Rを送る。燃料棒Xに許容範囲以上の曲りがあって燃料棒Xが定盤2の上面2aに接触した場合、投光部4aからの光Rが架台3上の燃料棒Xによって遮られて受光部4bに届かなくなる。受光部4bに光Rが届かなくなると、許容範囲以上の曲りが生じていることを知らせるために信号が発せられる。
Next, the gap between the fuel rod X and the
上記した構成からなる燃料棒Xの曲り測定装置1によれば、燃料棒Xの自重による撓み量を予め算出し、燃料棒Xと定盤2の上面2aとの離間距離(隙間)がセンサー手段4によって測定されるため、燃料棒Xと定盤2の上面2aとの離間距離を測定することで、燃料棒Xは、燃料棒Xの自重に影響されることなく、正確な曲り量を測定することができる。また、燃料棒Xは架台3上で転がしながら曲り量が測定されるため、燃料棒Xの全周にわたって最大曲り量が測定される。これによって、燃料棒Xがどの方向に曲っているかが正確に把握することができ、燃料棒Xの形状を三次元方向から正確に把握することができる。
According to the
具体的に説明すると、図4(a)は定盤上で燃料棒Xを転がす従来の方法によって測定された燃料棒Xの曲り量を表すグラフであり、図4(b)は本発明に係る曲り測定装置1および曲り測定方法によって測定された燃料棒Xの曲り量を表すグラフである。図4(a),図4(b)に示すように、従来の方法では、燃料棒Xの自重を無視しているため、複雑な曲り形状を把握することはできず、曲り量を過小評価しているが、本発明では、解析にて求めた自重による撓み量を除いて評価されるため、燃料棒Xの曲り量を正確に評価することができ、複雑な曲り形状も把握することができる。
Specifically, FIG. 4 (a) is a graph showing the amount of bending of the fuel rod X measured by a conventional method of rolling the fuel rod X on a surface plate, and FIG. 4 (b) relates to the present invention. 4 is a graph showing the amount of bending of a fuel rod X measured by a
また、架台3は、燃料棒Xの自重による撓み量と、燃料棒Xの許容曲り量とを足した高さで形成されているため、燃料棒Xが架台3に接触したか否かで燃料棒Xの曲りが許容範囲内にあるか把握され、燃料棒Xの曲りの合否が目視で一見して確認される。これによって、燃料棒Xの曲りの合否判断を容易に行うことができる。
Further, since the
また、複数の架台3は、燃料集合体10に間隔をあけて複数配置される支持格子11の間隔で配設されているため、燃料集合体10に燃料棒Xを装着した場合における支持格子11間に位置する箇所の燃料棒Xの曲りが測定され、支持格子11間に位置する箇所の燃料棒Xの曲り量は許容範囲内にすることができる。これによって、冷却水が流通する各燃料棒X間等の間隙は十分に確保され、燃料棒Xの熱を適度に伝達することができる。
Further, since the plurality of
また、隣り合う架台3の間に配設されて燃料棒Xの鉛直方向の位置を検知するセンサー手段4が備えられているため、センサー手段4によって燃料棒Xの曲り状態が把握される。これによって、容易且つ正確に燃料棒Xの曲り状態を把握することができる。
Further, since the sensor means 4 is provided between the
また、架台3にかかる載荷重を計測する計測器5が備えられているため、架台3上に燃料棒Xが載せられることによって各架台3にどれくらいの荷重がかかっているかが計測される。この計測データを基に燃焼棒Xの自重による撓み量の算出精度を向上させることができ、より正確に燃焼棒Xの曲りを補正することができる。
In addition, since the measuring
以上、本発明に係る燃料棒の曲り測定装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、架台3は燃料棒Xの自重による撓み量と燃料棒Xの許容曲り量とを足した高さに形成され、架台3上の燃料棒Xが定盤2の上面2aに接触したかどうかはセンサー手段4によって検知されるが、本発明は、燃料棒Xと定盤2との隙間の有無を目視によって確認してもよい。また、図5に示すように、架台20の高さhを燃料棒Xの自重による撓み量と燃料棒Xの許容曲り量とを足した高さよりも高く形成してもよく、燃料棒Xと定盤21との離間距離Aをスキマゲージ等で測定してもよい。このとき、予め燃料棒Xの自重による撓み量を算出しておき、撓みも曲りも無い場合の燃料棒Xと定盤21との離間距離Oから自重による撓み量と燃料棒Xの許容曲り量とを引いて燃料棒Xと定盤21との離間距離の基準値Bを演算し、この基準値Bから実際に測定された燃料棒Xと定盤21との離間距離Aを引いて燃料棒Xの曲り量を測定する。これによって、燃料棒Xの曲げ量が許容範囲よりどれくらいオーバーしているかを測定することができる。
The embodiment of the fuel rod bending measuring device according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the
また、上記した実施の形態では、架台3は定盤2の上面2aに固定されているが、本発明は、架台を上下方向に出し入れ可能に、或いは横移動可能に定盤2に形成してもよい。これによって、自重による曲げ量が異なる燃料棒毎に架台の高さを調節することができ、或いは支持格子数や支持格子間ピッチの異なる燃料棒用に切り替えることができ、多種の燃料棒に対応することができる。
Further, in the above-described embodiment, the
1 曲り測定装置
2 定盤
3 架台
4 センサー手段
5 計測器(計測手段)
11 支持格子
X 燃料棒
DESCRIPTION OF
11 Support grid X Fuel rod
Claims (5)
前記架台は、前記燃料棒の自重による撓み量と、前記燃料棒の許容曲り量とを足した高さで形成されていることを特徴とする燃料棒の曲り測定装置。 The fuel rod bending measuring device according to claim 1,
2. The fuel rod bending measuring apparatus according to claim 1, wherein the pedestal is formed with a height obtained by adding a deflection amount of the fuel rod due to its own weight and an allowable bending amount of the fuel rod.
複数の前記架台は、間隔をあけて複数配置される支持格子の間隔で配設されていることを特徴とする燃料棒の曲り測定装置。 The fuel rod bending measuring device according to claim 1 or 2,
The fuel rod bending measuring apparatus, wherein the plurality of mounts are arranged at intervals of a plurality of support grids arranged at intervals.
隣り合う前記架台の間に配設され、前記燃料棒の鉛直方向の位置を検知するセンサー手段が備えられていることを特徴とする燃料棒の曲り測定装置。 In the fuel rod bending measuring device according to any one of claims 1 to 3,
A fuel rod bending measuring device, characterized in that it is provided between adjacent pedestals and includes sensor means for detecting a vertical position of the fuel rod.
前記架台にかかる載荷重を計測する計測手段が備えられていることを特徴とする燃料棒の曲り測定装置。
In the fuel rod bending measuring device according to any one of claims 1 to 4,
A fuel rod bending measuring device comprising measuring means for measuring a load applied to the gantry.
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