JP2007232720A - 燃料被覆管の点検方法とその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料被覆管（１４）の実際運転に近い腐食挙動の評価が可能とされる燃料被覆管（１４）の点検方法を提供する。また、その方法を実施するために適した装置（２）を提供する。
【解決手段】燃料被覆管（１４）が部分的に周囲媒体（Ｍ）の中に浸けられ、内側から加熱され、燃料被覆管（１４）の電極電位が基準電極（５４）に対して測定され、その測定データをもとに、燃料被覆管（１４）の材料特性、つまり、その腐食特性が推論される。この方法を実施するための装置（２）は、容器壁（６）に貫通開口（１２）を有し周囲媒体（Ｍ）で充填され前記貫通開口（１２）を通して燃料被覆管（１４）が挿入される圧力容器（４）と、燃料被覆管（１４）の管内部空間の中に配置された加熱装置（４０）と、燃料被覆管（１４）と容器壁（６）との間に配置された電気絶縁シール体（２４）とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は燃料被覆管の点検方法に関する。また本発明はその方法を実施するために適した装置に関する。

原子炉の燃料集合体は、通常、燃料棒の束から成っている。各燃料棒は外側囲いを形成する燃料棒外被を有し、この燃料棒外被は、燃料被覆管あるいは被覆管とも呼ばれ、その内部に例えば焼結二酸化ウランペレットの形をした濃縮核燃料物質を収容している。燃料被覆管は燃料集合体や燃料棒のまわりを流れる冷却材から核燃料物質を隔離し、核分裂時に生ずる核分裂生成物が冷却材の中に達したり冷却材に直接接触したりすることを防止する。

水減速形原子炉の場合、燃料被覆管は、通常、ジルコニウムあるいはジルコニウム合金で作られている。特に、主成分としてのジルコニウムのほかに少量の錫（すず）、鉄、ニッケル、クロムあるいはニオブも含むジルカロイ合金が利用されている。ジルコニウムは、殊にその中性子に対する比較的小さな吸収面積のために、あるいは別の表現ではその高い中性子透過率のために、またその大きな耐熱性と熱良導性に基づいて、燃料被覆管の製造に好適な材料とされている。

原子炉の運転中、燃料棒は特に酸化成分を含む周囲の冷却材に常に曝されるので、時間の経過に伴ってジルカロイ表面の腐食が増大することは避けられない。そのため恐らく、被覆管材料の組織的特性が変化する。従って、その腐食は、原子炉における燃料集合体の使用期間を約３〜５年に制限する事象の１つである。

原子炉における燃料集合体を決定し採用する前に事前に、予測される運転条件下における採用予定被覆管の材料特性および腐食挙動についての基礎的知識および発見を助ける経験値を得ることが望まれる。

本発明の課題は、燃料被覆管の腐食特性の実際運転に近い評価ができる、燃料被覆管の点検方法を提供することにある。また、この方法を実施するために特に適した装置を提供することにある。

方法に関する課題は、燃料被覆管が部分的に周囲媒体の中に浸けられ、内側から加熱され、燃料被覆管の電極電位が基準電極に対して測定され、その測定データをもとに、燃料被覆管の材料特性、つまり、その腐食特性が推論される、ことによって解決される。

本発明は、腐食の程度が主に、材料の性質と被覆管温度と周囲媒体の化学組成とによって決定される、という認識に基づいている。換言すれば、本発明は、原子炉運転中、燃料被覆管の腐食挙動が特にその表面における電気化学状況によって、即ち、周囲冷却材との電気化学相互作用によって影響される、という考えから出発している。特に、冷却材の化学組成における上述した僅かな変化でも、微細に測定できる腐食作用および被覆管材料の組織変化を引き起こすことが知られている。そのような作用に対する特に敏感なインジケータは、液状あるいはガス状周囲媒体の中で電極を形成する燃料被覆管の、同様に周囲媒体の中に浸かり測定電極から間隔を隔てて配置された基準電極に対する電極電位である。即ち、電気化学ポテンシャルないし周囲媒体内における両電極間で生ずるイオン誘導および相界面における事象によって影響される両電極間の電位差が測定される。可動荷電キャリヤ（イオン）が内部に溶解された液状周囲媒体の場合、それは電解液とも呼ばれる。

本発明が基礎とする構想によれば、腐食ポテンシャルの測定は、運転中の燃料被覆管、即ち、原子炉内に設置され核燃料物質が充填された燃料被覆管について行われるのではなく、試験目標物あるいは被試験体として用意された燃料被覆管について、模擬試験の形で、そのために適した測定装置あるいは試験機において行われる。その場合、一方では、腐食挙動の評価にとって重要な運転上の周囲条件が比較的簡単に模擬され、他方では、（特にまず第１に冷却材化学の影響が問題とされるとき）放射性核燃料物質による充填は省くことができる。これにより、必要な安全予防処置および法的基準などについての一連の系統的試験の実施が非常に単純化される。即ち、検査パラメータを変化させることにより、比較的簡単に且つ周辺あるいは試験に携わる作業員に危険を及ぼすことなしに、一連の運転シナリオが「実演」されるが、このことは、現実の原子炉運転では法的条件からだけでも実施不可能であろう。

実際運転において核燃料物質の温度上昇により引き起こされる被覆管の加熱を、代替的に管内部に設置された加熱装置によって実施することによって、その都度の被覆管の腐食挙動の特に実際運転に近い評価が実現できる、ことが確認された。即ち、電極電位の測定は、被覆管の内部から外側の周囲媒体への熱伝達も考慮に入れている。

周囲媒体の化学組成が、原子炉における冷却材の組成と同じか類似しているように選定されていることが有利である。特に、周囲媒体として、原子炉の運転中も冷却材に溶解している、即ちその中に存在する、あるいは所定の運転状態において生ずる一種あるいは数種のガスが導入された水あるいは水蒸気が利用されることが目的に適っている。周囲媒体の化学組成のシステム的な変化によっておよび種々のガスの供給によって、材料腐食への種々の水化学条件の影響が測定技術的に検出され、続いて、その得られた測定データが利用され評価される。この認識は、被覆管並びに場合によっては他の原子炉構成要素の設計、構想、計画および実施の際および運転パラメータなどの選択の際、適切に考慮される。

周囲媒体に導入されるガスは、例えば水素（Ｈ₂）、酸素（Ｏ₂）、窒素（Ｎ₂）あるいはアルゴン（Ａｒ）である。その代わりにあるいはそれに加えて、周囲媒体に他の添加物、例えば液体あるいは溶解可能な固形物あるいは乳濁液などを添加することができる。

特に実際に近い模擬条件を形成するために、圧力容器における周囲媒体の圧力と温度は、それらが加圧水形原子炉の原子炉圧力容器あるいは沸騰水形原子炉の原子炉水槽における運転条件に相当するように調整されるのが好ましい。特に沸騰水形原子炉における腐食事象が問題であり、このため、そこの支配的な運転条件が形成されることが有利である。

試験機の圧力容器における周囲媒体が静止しておらず、その中を貫流している、ことが有利である。その場合、入口側と出口側との間の流れは、目的に適って、それが流量と燃料被覆管に対する流れ方向と場合によっては他の基準に関して原子炉の原子炉水槽における流れを模擬するように調整されるのが目的に適っている。

測定を実施するために、燃料被覆管を内側から加熱する加熱装置の加熱出力が、その加熱出力が原子炉の運転中に燃料被覆管の内部に存在する核燃料物質により発生される加熱出力に相当する、ように調整される、ことが有利である。これにより、温度状態および燃料被覆管による熱伝達に関して、特に実際運転に近い試験条件が形成される。

装置についての上述した課題は、燃料被覆管の電極電位を測定するための装置において、
容器壁に貫通開口を有し周囲媒体で充填され前記貫通開口を通して燃料被覆管 が挿入される圧力容器と、
燃料被覆管の管内部空間に配置された加熱装置と、
燃料被覆管と容器壁との間に配置された電気絶縁シール体と、
を有していることによって解決される。

従って、この構造の場合、燃料被覆管は挿入後に、周囲媒体が充填され圧力および温度を制御する圧力容器の内部空間の中に一部だけ浸かり、他方で、燃料被覆管の外に突出した部位に、模擬過程中および測定過程中も良好に接近することができる。特に、燃料被覆管を加熱するために利用される加熱装置は、外から管の中に挿入でき、必要に応じて容易に交換することもでき、その目的のために、オートクレーブとも呼ばれる圧力容器を開けたり分解したりする必要はない。燃料被覆管とオートクレーブ壁との間に存在するシール体は二重の機能を有する。即ち、シール体は、一方では、場合により高圧下にある周囲媒体の容器内部からの流出に対して隙間を密封する。他方では、シール体は、燃料被覆管をそれに隣接する圧力容器の金属部品から電気絶縁するために用いられ、これにより、はじめて、管にかかる電位の狂いのない確実な測定が可能となる。

特に有利な実施態様において、シール体として、環状あるいは中空円筒状に形成されたポリテトラフルオロエチレンインサートが利用される。明らかに理解できるように、テフロン（登録商標）とも呼ばれるポリテトラフルオロエチレンは、シール作用および電気絶縁について課せられた要件を特に良好に満たす。またテフロンは、大部分の酸、塩基、並びに圧力容器の内部における周囲媒体におそらく混入される他の化学的反応性の高い添加物に対して、耐久性を有し反応しない。さらに、テフロンは非常に小さな摩擦係数を有し、これにより、大きなシール作用のもとでも、燃料被覆管の挿入が容易とされる。燃料被覆管は、囲いシールの機械的締付け作用によって、圧力容器の溝（貫通開口）に確実に固く保持される。接触電位のために被覆管に望ましくない電位変位を生じてしまう他の保持手段は必要とされない。

加熱側からも生ずる電位変位を確実に排除できるようにするために、管内部に配置された電気加熱装置が、単一絶縁変圧器あるいは直列接続形絶縁変圧器を介して、一次加熱電流回路から電気的に切り離されている（無電位加熱）、ことが有利である。

目的に適った他の実施態様において、測定装置は、燃料被覆管に固定され電位又は電圧の測定装置に接続された電極電位測定用の電気接続端子を有している。電気接続端子が、圧力容器から突出した燃料被覆管の一部に固定されている、ことが有利である。この電気接続端子は例えば解除可能なクランプ接点として形成されることもできる。さらに、圧力容器の内部に燃料被覆管から間隔を隔てて１個あるいは複数個の基準電極が配置されている、ことが目的に適っている。その基準電極の接続線はそれぞれ、容器壁に設けられ耐熱性電気絶縁性プラスチックで密封された貫通開口を通して外に導き出されているのが有利である。その接続線は、圧力容器の外に置かれた電位又は電圧の測定装置の第２入力端に接続されている。即ち、作動電極として作用する燃料被覆管とそれぞれの基準電極との間の電圧が測定される。

本発明の目的に適った実施態様において、加熱装置として、交換可能に燃料被覆管に挿入できる加熱カートリッジ、好適には、約７５Ｗ（ワット）／ｃｍ²の設計加熱出力の高出力加熱カートリッジが設けられている。これによって、原子炉における燃料被覆管の使用時に匹敵する熱流密度が得られる。

長時間の加熱運転でも加熱カートリッジと燃料被覆管との「固着」を防止するために、加熱カートリッジと燃料被覆管との間に、中空円筒あるいは管の形に形成された銀インサートが配置されている、ことが有利である。これによって、非常に長時間の加熱カートリッジ使用が保証される。銀の大きな熱伝導率によって、加熱カートリッジから被加熱被覆管への良好な熱伝達が保証される。

また、測定装置の圧力容器は、燃料被覆管のまわりを流れる周囲媒体の入口と出口を有している。周囲媒体は入口側において外部ポンプによって所定の運転圧力が加えられ、外部予熱装置によって所定の入口温度にされる。その周囲媒体は、内側から加熱された燃料被覆管のまわりを流れる時に一層加熱され、最終的に圧力容器からそのために設けられた出口開口を通して流出する。

さらに、圧力容器の内部に、燃料被覆管に沿って分布して配置された複数の温度測定センサが設けられ、これらの温度測定センサは、周囲媒体側温度分布を制御するために用いられる。その温度測定センサは、好適には、熱電対である。その熱電対は、周囲媒体への熱伝達を表す被覆管加熱の影響を検出できるようにするために、好適には、出口流の近くに配置されている。

本発明によって得られる利点は特に、実際運転に近い条件のもとでの燃料被覆管の腐食ポテンシャル、即ち、周囲の高温冷却材への熱伝達と冷却材の種々の化学組成のもとでの燃料被覆管の腐食ポテンシャルが、有害な二次的作用を十分回避して、大きな精度で測定できることにある。そのようにして得られた測定データに基づいて、被覆管の（長期）腐食挙動の実際運転に近い評価が可能となる。

以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

図１に示された検査・測定装置２はオートクレーブとも呼ばれる圧力容器４を有し、この圧力容器４は、高合金鋼、ここではＸ６ＣｒＮｉＭｏＴｉ：１７−１２−２から成る熱絶縁性の耐圧容器壁６を備えている。圧力容器４の上側面に、天井板８から突出した挿入ノズル１０が設けられている。その円筒状溝すなわち貫通開口１２を通して、燃料被覆管１４が、圧力容器４の内部空間１６の中に、図１に示された測定位置まで挿入される。この実施例において、上端１８が開き下端２０が閉じたジルカロイ製の燃料被覆管１４は、その長さのほぼ半分が、圧力容器４の内部空間１６の中に入り込んでいる。上向きに続く燃料被覆管１４の部位は挿入ノズル１０で取り囲まれ、その場合、燃料被覆管１４と挿入ノズル１０の内周面２２との間にシール体２４が配置されている。中空円筒として形成されたシール体２４は、商品名「テフロン」でも知られているポリテトラフルオロエチレンで作られている。これにより、一方では、容器内部空間１６内における化学的に比較的攻撃的な媒体に対しても非常に安定したシール作用が保証され、他方では、被検査燃料被覆管１４が、テフロンインサート２４によって容器壁６から電気絶縁される。

テフロンインサート２４の内径は燃料被覆管１４の外径に合わされ、これにより、燃料被覆管１４は室温において圧力容器４の中に比較的簡単に且つ衝撃なしに挿入でき、このことは、テフロンの小さな摩擦係数により一層助長される。検査装置２ないし被覆管１４の運転上生ずる加熱のためおよびそれに伴って引き起こされる熱膨張のため、検査中に燃料被覆管１４を確実に挿入ノズル１０内に固定する締付け作用が生じ、その固定のために別の係止手段は不要となる。挿入ノズル１０に上向きに上部円筒状部材２６が続き、この円筒状部材２６は内周面側にテフロン製の電気絶縁固定要素２８を備え、この固定要素２８が燃料被覆管１４の上端１８を補助的に安定させる。

また、圧力容器４は、液状あるいは蒸気状の周囲媒体Ｍの入口３０と出口３２を有している。その周囲媒体Ｍは、運転状態において容器内部空間１６を完全に充填し、燃料被覆管１４と電気化学的および熱的に相互作用する。この実施例において、圧力容器４の収容容量は約１．１リットル（ｌ）である。周囲媒体Ｍはその化学組成が沸騰水形原子炉の原子炉水槽における冷却材と同じであり、即ち、本質的に、試験目的のために種々の添加物が例えば溶解ガスの形でも混入できる水から成っている。検査・測定過程中、沸騰水形原子炉の場合に類似した所定の周囲条件において、燃料被覆管１４の連続洗流が計画される。そのために、温度調整され加圧状態にある周囲媒体Ｍが、入口３０を通して連続して容器内部空間１６に導入される。この周囲媒体Ｍは、燃料被覆管１４との相互作用後、出口３２を通して流出する。周囲媒体Ｍは約２８０℃の入口温度Ｔｉｎを有し、流量は約７〜８リットル（ｌ）／ｈである。容器内部空間１６における運転圧力は約８７バールであるが、最高で約９５バールである。周囲媒体Ｍの圧力発生、予熱および化学調製にとって必要な設備構成要素および制御装置は、測定装置２の外に配置され、ここでは図示されていない。なお周囲媒体Ｍを循環して案内することも考えられる。

この実施例において、それぞれ１個の入口管３４と１個の出口管３６が、容器蓋ないしオートクレーブの天井板８を貫通して導かれ、その入口管３４は出口管３６よりかなり深く圧力容器４の中に入り込んでいる。即ち、周囲媒体Ｍの入口３０は、ほぼ容器底３８のレベルに位置し、流出ないし出口３２は容器蓋８の近くで行われ、ないし位置している。これにより、容器内部空間１６における流れは垂直成分並びに水平成分を有し、これは、沸騰水形原子炉における流れ状態にもほぼ相当する。

特に実際使用に近い条件下で燃料被覆管１４の腐食挙動を検出し評価できるようにするために、管内部の中に電気加熱装置４０が配置されている。この加熱装置は、燃料被覆管１４の自由に接近できる上端１８から挿入可能な円筒状の高出力加熱カートリッジ（いわゆるホットフィンガー）である。燃料被覆管１４の圧力容器４の中に突出する部位の加熱は、加熱領域４４の範囲において、７５Ｗ／ｃｍ²までの面加熱出力で行われる。従って、加熱領域４４の内部で、管内部から管壁４６を通って周囲媒体Ｍへの熱流が生じ、これにより、その周囲媒体Ｍが冷却材として作用する。温度状態および熱流密度は、それらが原子炉における核燃料物質による燃料被覆管１４の加熱に相当する、ように定められている。加熱領域４４の上下にそれぞれ、非加熱領域従って比較的冷たい領域が続いている。管内壁と加熱カートリッジ４２との間に銀管４８が存在し、この銀管４８ははめ合いアダプターとして形成され、一方では、できるだけ損失のない強い熱伝達を保証し、他方では、加熱カートリッジ４２と燃料被覆管１４との「固着」を防止する。

腐食挙動の評価に対して特に適した測定量は、電極として働く燃料被覆管１４の電極電位である。点検・測定装置２の上述した構造によって、周囲冷却媒体の比較的高温高圧下で種々の水化学条件下で、実際運転に近い状態でその電極電位を測定することができる。テフロンインサート２４の内部における燃料被覆管１４の電気絶縁保持は、測定値の評価を困難にする制御不能な電位変位を防止する。同じ理由から、加熱カートリッジ４２の内部に存在する加熱コイル（図示せず）は、直列接続形絶縁変圧器を介して、一次加熱電流回路から電気的に切り離されている。燃料被覆管１４の電極電位は、圧力容器４ないし挿入ノズル１０から突出した燃料被覆管１４の部分部位に接続されている接続端子５０を介して測定される。加熱カートリッジ４２の金属表面が銀管４８を介して燃料被覆管１４に導電接続されているので、即ち、同じ電位にあるので、接続端子５０は、図１に示されているように、加熱カートリッジ４２にも取り付けることができる。また、挿入ノズル１０はその外側面が、冷却材が循環する冷却装置５２により冷却される。これにより、運転中、テフロンインサート２４が過度に加熱され、テフロンの流動によりそのシール作用が失わされる、ことが防止される。

また、電極電位が常に基準電極に対してしか測定されないので、その基準電極５４は圧力容器４の内部に複数個配置されるが、図１ではそのうちの１個しか示されていない。容器蓋８を貫通している接続線５６は容器壁８に対して電気絶縁されている。ケーブル貫通のために設けられた貫通開口は、電気絶縁性の耐熱プラスチックによる圧搾継手の形で密封されている。また、容器壁６自体を基準電極として利用することもできる。作業電極として有効な燃料被覆管１４と各基準電極５４との間の電圧がそれぞれ測定される。

また、周囲媒体出口３２の近くに取り付けられた垂直に延びる支持棒に、複数の熱電対６０が固定されている。これらの熱電対６０は、（燃料被覆管１４の高さないし長さに関する）出口側温度分布を検出し、これにより、管加熱の周囲媒体Ｍの温度への影響を検出する。熱電対６０の信号配線は同様に容器壁６に対して電気絶縁されている。

図２には、ジルコニウム製燃料被覆管１４について２４時間にわたり実施された測定の結果が示されている。上側線図に、一方では、加熱領域４４の内部の温度経過が、即ち、ホットフィンガー温度Ｔ_hotと周囲媒体Ｍの出口温度Ｔ_outが時間の関数で示されている。これらの両曲線に対する単位は線図の左側縦座標に記されている。測定日の約１０：００時〜１５：００時の時間帯において、燃料被覆管が約２９５℃の温度にほぼ一定して加熱された。これにより、周囲媒体Ｍの出口温度Ｔ_outは約２９０℃に変化した。続いて、加熱装置４０が停止され、同時に、周囲媒体Ｍの予熱により規定された入口温度Ｔ_inの値が最初の２８０℃から２５０℃に低下した。これにより、周囲媒体Ｍの出口側温度Ｔ_outも約２５０℃の値に低下した。他方では、同じ線図に、周囲媒体Ｍ内に生ずる酸素濃度ｃ_O2と水素濃度ｃ_H2の時間的経過が（単位ｐｐｍで）示され、このため、右側縦座標に単位が記されている。管加熱過程中、水素が周囲媒体Ｍに導入され、これにより、水素の濃度が酸素に比べて高くされた。加熱後、水素濃度の値が急速に低下した。

上述の線図と同じ時間帯にわたって、燃料被覆管１４にかかる電極電位（ＥＣＰ）が測定され、その経過が図２の下側線図にｍＶの単位で示されている。その場合、同時に４つの異なった電位経過がそれぞれに対応した４個の基準電極に対して測定された。かかる測定曲線から、当該技術者は、所定の周囲条件下で被覆管材料が他の材料より良好に防護され、従って、原子炉における採用に対して特に良好に適用されることが推論できる。

燃料被覆管の検査・測定装置の概略構成図。 燃料被覆管の検査・測定装置で得られた測定値線図。

符号の説明

２ 検査・測定装置
４ 圧力容器
６ 容器壁
８ 天井板
１０ 挿入ノズル
１２ 溝／貫通開口
１４ 燃料被覆管
１６ 容器内部空間
１８ 上端
２０ 下端
２２ 内周面
２４ シール体／テフロンインサート
２６ 上部部材
２８ 固定要素
３０ 入口
３２ 出口
３４ 入口管
３６ 出口管
３８ 容器底
４０ 加熱装置
４２ 加熱カートリッジ
４４ 加熱領域
４６ 管壁
４８ 銀管
５０ 接続端子
５２ 冷却装置
５４ 基準電極
５６ 接続線
５８ 支持棒
６０ 熱電対
ｃ_H2 水素濃度
ｃ_O2 酸素濃度
Ｍ 周囲媒体
Ｔ_hot ホットフィンガー温度
Ｔ_in 入口温度
Ｔ_out 出口温度

Claims (16)

1. 燃料被覆管（１４）の点検方法において、燃料被覆管（１４）が部分的に周囲媒体（Ｍ）の中に浸けられ、内側から加熱され、燃料被覆管（１４）の電極電位が基準電極（５４）に対して測定され、その測定データをもとに、燃料被覆管（１４）の材料特性である腐食特性が推論されることを特徴とする燃料被覆管の点検方法。
2. 周囲媒体（Ｍ）の化学組成が、その組成が原子炉における冷却材の組成と同じか類似しているように選定されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 周囲媒体（Ｍ）として、原子炉の運転中も冷却材内に存在あるいは発生する一種あるいは数種のガスが導入された水様液体が利用されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 周囲媒体（Ｍ）の圧力と温度が、該圧力と温度が原子炉の原子炉圧力容器内における運転条件に相当するように調整されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の方法。
5. 周囲媒体（Ｍ）の流れが、該流れが原子炉の燃料被覆管（１４）に沿った流れ状態を模擬するように調整されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の方法。
6. 燃料被覆管（１４）を内側から加熱する加熱装置（４０）の加熱出力が、該加熱出力が原子炉の運転中に燃料被覆管（１４）の内部に存在する核燃料物質により発生される加熱出力に相当するように調整されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の方法。
7. 燃料被覆管（１４）の電極電位を測定するための装置において、
   容器壁（６）に貫通開口（１２）を有し周囲媒体（Ｍ）で充填され前記貫通開 口（１２）を通して燃料被覆管（１４）が挿入される圧力容器（４）と、
   燃料被覆管（１４）の管内部空間の中に配置された加熱装置（４０）と、
   燃料被覆管（１４）と容器壁（６）との間に配置された電気絶縁シール体（２ ４）と、
   を有していることを特徴とする燃料被覆管の電極電位を測定するための装置。
8. シール体（２４）として、環状あるいは中空円筒状に形成されたポリテトラフルオロエチレンインサートが利用されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 加熱装置（４０）が、単一絶縁変圧器あるいは直列接続形絶縁変圧器を介して、一次加熱電流回路から電気的に切り離されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
10. 燃料被覆管（１４）に固定された電気接続端子（５０）および電位測定のために前記接続端子（５０）に対応して圧力容器（４）の内部に配置された基準電極（５４）が、圧力容器（４）の外に置かれた電位測定装置に接続されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載の装置。
11. 接続端子（５０）が、圧力容器（４）から突出した燃料被覆管（１４）の一部に固定されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 加熱装置（４０）として交換可能に燃料被覆管（１４）に挿入できる加熱カートリッジ（４２）であって、約７５Ｗ／ｃｍ²の設計加熱出力の高出力加熱カートリッジが利用されていることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれか１つに記載の装置。
13. 加熱カートリッジ（４２）と燃料被覆管（１４）との間に、中空円筒あるいは管の形に形成された銀インサート（４８）が配置されていることを特徴とする請求項７ないし１２のいずれか１つに記載の装置。
14. 圧力容器（４）が、燃料被覆管（１４）のまわりを流れる周囲媒体（Ｍ）の入口（３０）と出口（３２）を有していることを特徴とする請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の装置。
15. 圧力容器（４）の内部に、燃料被覆管（１４）の長手方向に沿って分布して配置された複数の温度センサ（６０）が設けられていることを特徴とする請求項７ないし１４のいずれか１つに記載の装置。
16. 温度センサ（６０）および／又は場合により圧力容器（４）の内部に配置された別の測定センサが、圧力容器（４）および燃料被覆管（１４）に対して電気絶縁されていることを特徴とする請求項７ないし１５のいずれか１つに記載の装置。

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