JP2008076244A - 破損燃料検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】シッパーキャップから流入する炉水および核分裂生成物から、炉水を確実に分離したり、シッパーキャップとチャネルボックスとの間を密閉したりすることができる。
【解決手段】本発明の破損燃料検出システムは、チャネルボックス８の上部に装着されたシッパーキャップ２と、シッパーキャップ２内へ気体を送り込むコンプレッサ６と、シッパーキャップ２からの流体を貯留する気体抽出タンク４とを備えている。シッパーキャップ２には、破損燃料棒内の核分裂生成物を放出させ、この核分裂生成物をシッパーキャップ２を介して気体抽出タンク４に導く減圧ポンプ５が連結されている。気体抽出タンク４には、気体抽出タンク４に貯蔵される核分裂生成物を検出する放射線検出器７が連結されている。シッパーキャップ２と気体抽出タンク４との間に、シッパーキャップ２から送られる炉水Ｗおよび核分裂生成物から炉水Ｗを分離する分離機構３０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、湿式によるシッピング法を用いた破損燃料検出システムに関する。

原子炉で用いられる燃料集合体は、複数本の燃料棒から構成され、この燃料棒中には、多数の核燃料ペレットが充填されている。燃料棒は被覆材で被覆されており、核燃料そのものが直接漏洩しないように構成されている。しかし、何らかの理由で被覆管に破損が生じると内部の核分裂生成物が周囲の炉水（冷却材）中に漏洩し、関連システムなどの放射能汚染を招く可能性がある。このため、燃料集合体の破損の発生を速やかに検出し、破損燃料の位置を見つけだす必要がある。

シッピング法は、こうした破損燃料を検出する方法の一つであり、湿式と乾式がある。湿式および乾式のどちらも、原子炉を停止した状態で検出を行う。湿式によるシッピング法は、水中の燃料集合体の上部から、核分裂生成物を含んだ水を吸い上げて分析する方法であり、乾式によるシッピング法は、炉水（冷却材）を空気により排除した状態で、その空気中に拡散した核分裂生成物（放射性気体）をサンプリングにより測定する方法である。

湿式によるシッピング法では、燃料を移動させずに破損燃料の特定が行える反面、検出感度が不十分であることが問題である。他方、乾式によるシッピング法では、感度は向上するが、燃料棒を移動する必要があるため、二次的破損の可能性があり、かつ燃料を移動させる時間も必要となるという問題があった。そこで、燃料棒を移動させずに高感度で破損燃料の特定を行える破損燃料検出システムについての提案がなされている（特許文献１参照）。

すなわち、特許文献１記載の破損燃料検出システムは、図１６に示すように、炉水内に設置されたチャネルボックス８の上部に装着されたシッパーキャップ２と、シッパーキャップ２に連結され、シッパーキャップ２内へ気体を送り込むコンプレッサ６と、シッパーキャップ２に配管３を介して連結され、シッパーキャップ２からの流体を貯留する気体抽出タンク（流体タンク）４とを備えている。

また、図１６に示すように、シッパーキャップ２には、シッパーキャップ２内を減圧することによって、チャネルボックス８内の炉水の圧力と、破損燃料棒内部の圧力との差を発生させ、破損燃料棒内の核分裂生成物を放出させ、この核分裂生成物をシッパーキャップ２を介して流体タンクに導く減圧ポンプ５が連結されている。

また、図１６に示すように、気体抽出タンク４には、破損燃料棒内から放出されて気体抽出タンク４に貯蔵される核分裂生成物を検出する放射線検出器７が連結されている。
特開２０００−３２１３９２号公報

しかしながら、シッパーキャップ２を減圧しすぎると、気体抽出タンク４へ核分裂生成物だけでなく炉水も一緒に吸入してしまうという問題点がある。また、シッパーキャップ２とチャネルボックス８との間の密閉が確実になされていないと、シッパーキャップ２とチャネルボックス８との間から核分裂生成物が漏洩し、核分裂生成物を高精度に測定できないという問題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、シッパーキャップから流入する炉水および核分裂生成物から、炉水を確実に分離したり、シッパーキャップとチャネルボックスとの間を密閉したりすることができる破損燃料検出システムを提供することを目的とする。

本発明は、炉水内に設置されたチャネルボックスの上部に装着され、チャネルボックス内に存在する炉水の容積と同等以上の容積を有するシッパーキャップと、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内へ気体を送り込む送気手段と、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップからの流体を貯留する流体タンクと、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内を減圧することによって、チャネルボックス内の炉水の圧力と、破損燃料棒内部の圧力との差を発生させ、破損燃料棒内の核分裂生成物を放出させ、この核分裂生成物をシッパーキャップを介して流体タンクに導く減圧手段と、流体タンクに連結され、破損燃料棒内から放出されて流体タンクに貯蔵される核分裂生成物を検出する検出手段と、シッパーキャップと流体タンクとの間に設けられ、シッパーキャップから送られる核分裂生成物と炉水とを分離する分離機構とを備え、分離機構が、分離容器と、分離容器およびシッパーキャップに連結された入口配管と、分離容器および流体タンクに連結された出口配管とを有し、シッパーキャップに連結された入口配管が、分離容器内部まで延びていることを特徴とする破損燃料検出システムである。

本発明は、入口配管と出口配管とが、分離容器内において、各々の軸線が互いにずれて配置されていることを特徴とする破損燃料検出システムである。

本発明は、分離容器内において、入口配管の上方に、入口配管から流入する炉水と当接する平板が設けられていることを特徴とする破損燃料検出システムである。

本発明は、分離容器内において、入口配管の上端に、入口配管から流入する炉水と核分裂生成物に旋回力を生じさせるねじり板または旋回羽根が設けられていることを特徴とする破損燃料検出システムである。

本発明は、炉水内に設置されたチャネルボックスの上部に装着され、チャネルボックス内に存在する炉水の容積と同等以上の容積を有するシッパーキャップと、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内へ気体を送り込む送気手段と、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップからの流体を貯留する流体タンクと、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内を減圧することによって、チャネルボックス内の炉水の圧力と、破損燃料棒内部の圧力との差を発生させ、破損燃料棒内の核分裂生成物を放出させ、この核分裂生成物をシッパーキャップを介して流体タンクに導く減圧手段と、流体タンクに連結され、破損燃料棒内から放出されて流体タンクに貯蔵される核分裂生成物を検出する検出手段と、シッパーキャップと流体タンクとの間に設けられ、シッパーキャップから送られる核分裂生成物と炉水とを分離する分離機構とを備え、分離機構が、分離容器と、当該分離容器内にシッパーキャップからの炉水を排出するための穴またはスリットが設けられた貫通配管とを有することを特徴とする破損燃料検出システムである。

本発明は、炉水内に設置されたチャネルボックスの上端に装着され、チャネルボックス内に存在する炉水の容積と同等以上の容積を有するシッパーキャップと、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内へ気体を送り込む送気手段と、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップからの流体を貯留する流体タンクと、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内を減圧することによって、チャネルボックス内の炉水の圧力と、破損燃料棒内部の圧力との差を発生させ、破損燃料棒内の核分裂生成物を放出させ、この核分裂生成物をシッパーキャップを介して流体タンクに導く減圧手段と、流体タンクに連結され、破損燃料棒内から放出されて流体タンクに貯蔵される核分裂生成物を検出する検出手段とを備え、シッパーキャップの下端が、チャネルボックスの上端に、シール材を介して装着されることを特徴とする破損燃料検出システムである。

本発明は、シッパーキャップの下端部内面に切欠きが設けられ、シッパーキャップの下端が、前記切欠き内にシール材を介してチャネルボックスの上端を挿入することによって、チャネルボックスの上端に装着されることを特徴とする破損燃料検出システムである。

本発明は、炉水内に設置されたチャネルボックスの上部に装着され、チャネルボックス内に存在する炉水の容積と同等以上の容積を有するシッパーキャップと、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内へ気体を送り込む送気手段と、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップからの流体を貯留する流体タンクと、シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内を減圧することによって、チャネルボックス内の炉水の圧力と、破損燃料棒内部の圧力との差を発生させ、破損燃料棒内の核分裂生成物を放出させ、この核分裂生成物をシッパーキャップを介して流体タンクに導く減圧手段と、流体タンクに連結され、破損燃料棒内から放出されて流体タンクに貯蔵される核分裂生成物を検出する検出手段とを備え、シッパーキャップはチャネルボックスの上部外方に配置され、シッパーキャップの下方部内面に、全周に渡って延びるバネを固着し、このバネが、シッパーキャップ内が減圧された場合にチャネルボックス外面に当接して、シッパーキャップとチャネルボックスとの間を密閉することを特徴とする破損燃料検出システムである。

本発明は、バネの下端が、シッパーキャップ側に向かって湾曲したことを特徴とする破損燃料検出システムである。

本発明は、減圧手段が、シッパーキャップと流体タンクとの間に設けられた、伸縮自在なフレキシブルチューブを有することを特徴とする破損燃料検出システムである。

本発明によれば、シッパーキャップと流体タンクとの間に分離機構を設けることによって、シッパーキャップから流入する核分裂生成物および炉水から炉水のみを確実に分離することができる。また、シッパーキャップとチャネルボックスとの間にシール材やバネを設けることによって、シッパーキャップとチャネルボックスとの間を確実に密閉することができる。

第１の実施の形態
以下、本発明に係る破損燃料検出システムの第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１および図２は本発明の第１の実施の形態を示す図である。

図１に示すように、破損燃料検出システムは、炉水内に設置されたチャネルボックス８の上部に装着され、チャネルボックス８内に存在する炉水の容積と同等以上の容積を有するシッパーキャップ２と、シッパーキャップ２に連結され、シッパーキャップ２内へ気体を送り込むコンプレッサ（送気手段）６と、シッパーキャップ２に連結され、シッパーキャップ２からの流体を貯留する気体抽出タンク（流体タンク）４とを備えている。なお、チャネルボックス８内には複数の燃料棒６１（図９参照）が配置されている。

また、図１に示すように、シッパーキャップ２には、シッパーキャップ２内を減圧することによって、チャネルボックス８内の炉水の圧力と、破損燃料棒内部の圧力との差を発生させ、破損燃料棒内のヨウ素などの核分裂生成物を放出させ、この核分裂生成物をシッパーキャップ２を介して気体抽出タンク４に導く減圧ポンプ５からなる減圧手段が連結されている。

また、図１に示すように、気体抽出タンク４には、破損燃料棒内から放出されて気体抽出タンク４に貯蔵される核分裂生成物を検出する放射線検出器（検出手段）７が連結されている。

また、図１および図２に示すように、シッパーキャップ２と気体抽出タンク４との間には、シッパーキャップ２から送られる核分裂生成物および炉水Ｗから炉水Ｗのみを分離する分離機構３０が設けられている。

当該分離機構３０は、図１および図２に示すように、分離容器３１と、分離容器３１およびシッパーキャップ２に連結された入口配管３ａと、分離容器３１および気体抽出タンク４に連結された出口配管３ｂとを有している。そして、図２に示すように、シッパーキャップ２に連結された入口配管３ａは、分離容器３１内部まで延びている。

また、図１に示すように、シッパーキャップ２の上端には、燃料交換マスト５６を引っかけることによってシッパーキャップ２を所定の位置に移動させることができる取手１３が設けられている。

また、図１に示すように、減圧ポンプ５に繋がった配管３とコンプレッサ６に繋がった配管３は三方弁１２に連結され、当該三方弁１２の残り一つの弁に繋がった配管３と気体抽出タンク４に繋がった配管３は三方弁１１に連結され、当該三方弁１１の残り一つの弁に繋がった配管３と出口配管３ｂは二方弁１０に連結されている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。

最初に、破損燃料検出システムの一般的な作用について説明する。

まず、図１において、取手１３に燃料交換マスト５６を引っかける。その後、燃料交換マスト５６を用いてシッパーキャップ２を移動させて、シッパーキャップ２をチャネルボックス８に被冠させる。このとき、シッパーキャップ２の内部は炉水（冷却材）で充満されている。

次に、三方弁１１および三方弁１２を操作して、減圧ポンプ５と気体抽出タンク４の配管３への接続を断ち、二方弁１０を開放する。このことによって、コンプレッサ６から圧縮空気をシッパーキャップ２内に送気し、シッパーキャップ２内の炉水の一部を圧縮空気で置換する。

このようにシッパーキャップ２内を圧縮空気で置換した後、二方弁１０を閉じ、三方弁１１および三方弁１２を操作して減圧ポンプ５と気体抽出タンク４の配管３への接続を開き、減圧ポンプ５を稼働させる。このことによって、二方弁１０より減圧ポンプ５側が減圧され、気体抽出タンク４内は実質的に真空状態となる。

次に、二方弁１０と三方弁１１を操作して、気体抽出タンク４と、三方弁１１よりコンプレッサ６および減圧ポンプ５側の配管３との接続を断つとともに、気体抽出タンク４とシッパーキャップ２とを連絡させる。このことにより、シッパーキャップ２内の圧縮空気が減圧された気体抽出タンク４へ急激に移動し、シッパーキャップ２内が瞬時に減圧される。

以上の工程における二方弁１０、三方弁１１および三方弁１２の操作と、減圧ポンプ５の稼動は、ライン圧力制御部（図示せず）により制御される。

上述のように、シッパーキャップ２内が減圧されると、チャネルボックス８内の炉水の気液界面での気相の圧力は、急激に瞬時に減圧される。そして、チャネルボックス８の下部から侵入する炉水がチャネルボックス８内に充填するまでには、少なくとも２〜３秒かかる。このため、チャネルボックス８の内部は減圧状態となり、チャネルボックス８内の燃料棒内部と燃料棒外部との間に圧力差が生じる。

すなわち、周囲の炉水と圧力平衡を保っていた破損燃料棒の内圧が、周囲の炉水が急激に減圧されることによって、破損燃料棒の外圧に比べて大きくなるので、破損燃料棒内部に蓄積されていた放射性の希ガス、ガス状のヨウ素等が当該破損燃料棒外部へ放出される。そして、このようにして放出された気体からなる核分裂生成物（放射性ガス）は、圧力差により気体抽出タンク４に導かれる。

次に、気体抽出タンク４内において、核分裂生成物を圧縮空気から分離する。その後、分離された核分裂生成物を放射線検出器７に送り、全放射能または核種別放射能放射線を測定することで燃料棒の破損を検出する。なお、放射線検出器７に送る前に、核分裂生成物を放射線核種ごとに更に分離してもよい。

シッパーキャップ２から気体抽出タンク４内に核分裂生成物を導く際、分離機構３０により気体抽出タンク４内に炉水Ｗが流入することが防止される。

具体的には、分離機構３０は、図１および図２に示すように、分離容器３１と、分離容器３１およびシッパーキャップ２に連結された入口配管３ａと、分離容器３１および気体抽出タンク４に連結された出口配管３ｂとを有している。そして、図２に示すように、シッパーキャップ２に連結された入口配管３ａは、分離容器３１内部まで延びている。

このように、分離容器３１内で入口配管３ａと出口配管３ｂとが分離して設けられ、かつ入口配管３ａが分離容器３１内部まで延びているので、シッパーキャップ２から流入する質量の重い炉水Ｗは分離容器３１の底に溜まる。このため、シッパーキャップ２から流入する炉水Ｗおよび核分裂生成物から、炉水Ｗをより確実に分離することができ、核分裂生成物のみを気体抽出タンク４へと流入させることができる。このため、気体抽出タンク４から放射線検出器７に、核分裂生成物のみを効率よく送ることができるので、放射線検出器７によって核分裂生成物を容易に精度良く検出することができる。

第２の実施の形態
次に図３により本発明の第２の実施の形態について説明する。図３に示す第２の実施の形態は、分離容器３１内において、入口配管３ａと出口配管３ｂとが、各々の軸線３Ｘ，３Ｙを互いにずらして配置されたものであり、その他の構成は図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。

図３に示す第２の実施の形態において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図３に示すように、入口配管３ａと出口配管３ｂとが、分離容器３１内において各々の軸線３Ｘ，３Ｙが互いにずらして配置されているので、入口配管３ａから流入する炉水Ｗは、出口配管３ｂ内に流入することなく、分離容器３１上面に当接して分離容器３１の底面側へ戻される。このため、シッパーキャップ２から流入する炉水Ｗおよび核分裂生成物から、炉水Ｗをより確実に分離することができる。このため、気体抽出タンク４から放射線検出器７に、核分裂生成物のみをより効率よく送ることができるので、放射線検出器７によって核分裂生成物をより容易に精度良く検出することができる。

第３の実施の形態
次に図４により本発明の第３の実施の形態について説明する。図４に示す第３の実施の形態は、分離容器３１内において、入口配管３ａの上方に、入口配管３ａから流入する炉水Ｗと当接する平板３６を設けたものであり、その他の構成は図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。

図４に示す第３の実施の形態において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図４に示すように、分離容器３１内において、入口配管の上方に、入口配管３ａから流入する炉水Ｗと当接する平板３６が設けられているので、シッパーキャップ２に繋がる入口配管３ａから流入する炉水Ｗが、気体抽出タンク４に繋がる出口配管３ｂ内に誤って流入することを防止することができる。このため、シッパーキャップ２から流入する炉水Ｗおよび核分裂生成物から、炉水Ｗをより確実に分離することができる。この結果、気体抽出タンク４から放射線検出器７に、核分裂生成物のみをより効率よく送ることができるので、放射線検出器７によって核分裂生成物をより容易に精度良く検出することができる。

第４の実施の形態
次に図５により本発明の第４の実施の形態について説明する。図５に示す第４の実施の形態は、分離容器３１内において、入口配管３ａの上端に、入口配管３ａから流入する炉水Ｗと核分裂生成物に旋回力を生じさせる旋回羽根３７を設けたものであり、その他の構成は図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。

図５に示す第４の実施の形態において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図５に示すように、分離容器３１内において、入口配管３ａの上端に、シッパーキャップ２に繋がる入口配管３ａから流入する炉水Ｗと気体からなる核分裂生成物に旋回力が働く旋回羽根３７が設けられている。このため、質量の重い炉水Ｗが、質量の軽い気体からなる核分裂生成物に比べて、入口配管３ａからより外方に向かって飛ばされる。この結果、炉水Ｗが、気体抽出タンク４に繋がる出口配管３ｂ内に誤って流入することはなく、これにより、シッパーキャップ２から流入する炉水Ｗおよび核分裂生成物から、炉水Ｗをより確実に分離することができる。このため、気体抽出タンク４から放射線検出器７に、核分裂生成物のみをより効率よく送ることができるので、放射線検出器７によって核分裂生成物をより容易に精度良く検出することができる。

なお、上記では旋回羽根３７を用いて説明したが、これに限ることなく、旋回羽根３７の代わりにねじり板（図示せず）を用いても、同様の効果を奏することができる。

第５の実施の形態
次に図６および図７により本発明の第５の実施の形態について説明する。図６および図７に示す第５の実施の形態は、分離容器３１と、分離容器３１およびシッパーキャップ２に連結された入口配管３ａと、分離容器３１および気体抽出タンク４に連結された出口配管３ｂとからなる分離機構３０を用いる代わりに、分離容器３１と、当該分離容器３１内にシッパーキャップ２からの炉水Ｗを排出するための穴３９が設けられた貫通配管３ｃとからなる分離機構３０を用いたものであり、その他の構成は図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。ところで、貫通配管３ｃは配管３の一部を構成している。

図６および図７に示す第５の実施の形態において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図６および図７に示すように、シッパーキャップ２と気体抽出タンク４との間に、分離容器３１と、当該分離容器３１内にシッパーキャップ２からの炉水Ｗを排出するための穴３９が設けられた貫通配管３ｃとからなる分離機構３０が設けられている。このため、シッパーキャップ２から流入する炉水Ｗは、貫通配管３ｃに設けられた穴３９から分離容器３１内に排出される。この結果、シッパーキャップ２から流入する炉水Ｗおよび核分裂生成物から、炉水Ｗをより確実に分離することができ、核分裂生成物のみを気体抽出タンク４へと流入させることができる。このため、気体抽出タンク４から放射線検出器７に、核分裂生成物のみを効率よく送ることができるので、放射線検出器７によって核分裂生成物を容易に精度良く検出することができる。

なお、上記では貫通配管３ｃに穴３９を設けた態様を用いて説明したが、これに限ることなく、貫通配管３ｃに穴３９を設ける代わりに貫通配管３ｃにスリットを設けても、同様の効果を奏することができる。

第６の実施の形態
次に図８および図９（ａ）（ｂ）により本発明の第６の実施の形態について説明する。図８および図９（ａ）（ｂ）に示す第６の実施の形態は、シッパーキャップ２の下端が、チャネルボックス８の上端にシール材５１を介して装着されているものである。その他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図８に示すように、シッパーキャップ２と気体抽出タンク４との間には、分離機構３０が設けられていない。ところで、図９（ｂ）は、シッパーキャップ２の下端およびチャネルボックス８の上端近傍における図９（ａ）の拡大図である。

図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図９（ａ）（ｂ）に示すように、シッパーキャップ２の下端が、チャネルボックス８の上端に、シール材５１を介して装着されているので、シッパーキャップ２とチャネルボックス８との間を、確実に密閉することができる。

また、シッパーキャップ２の下端とチャネルボックス８の上端との間にシール材５１を設けることによって、チャネルボックス８の上端の表面形状が凸凹であっても、シッパーキャップ２とチャネルボックス８との間を確実に密閉することができる。

ところで、図９（ａ）に示すように、チャネルボックス８内には、複数の燃料棒６１が配置されており、当該燃料棒６１の各々の上端は、上部タイプレート６３に連結されている。

第７の実施の形態
次に図１０（ａ）（ｂ）により本発明の第７の実施の形態について説明する。図１０（ａ）（ｂ）に示す第７の実施の形態は、シッパーキャップ２の下端部内面に切欠き５３が設けられ、当該切欠き５３内にシール材５１を介してチャネルボックス８の上端を挿入することによって、シッパーキャップ２の下端がチャネルボックス８の上端に装着されたものであり、その他の構成は図８および図９に示す第６の実施の形態と略同一である。ところで、図１０（ｂ）は、シッパーキャップ２の下端およびチャネルボックス８の上端近傍における図１０（ａ）の拡大図である。

図１０（ａ）（ｂ）に示す第７の実施の形態において、図８および図９に示す第６の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１０（ａ）（ｂ）に示すように、シッパーキャップ２の下端部内面に切欠き５３が設けられている。そして、当該切欠き５３内にシール材５１を介してチャネルボックス８の上端を挿入することによって、シッパーキャップ２の下端がチャネルボックス８の上端に装着されている。

このように、切欠き５３内にシール材５１を介してチャネルボックス８の上端を挿入することによって、シッパーキャップ２の下端をチャネルボックス８の上端に装着するので、シッパーキャップ２を、チャネルボックス８に容易に装着することができる。

また、シッパーキャップ２の下端部内面に切欠き５３を設けることによって、シッパーキャップ２の材料を削減することができる。このため、シッパーキャップ２の製造コストを軽減することもできる。

第８の実施の形態
次に図１１乃至図１３により本発明の第８の実施の形態について説明する。図１１乃至図１３に示す第８の実施の形態においては、シッパーキャップ２の下端が、チャネルボックス８の上端にシール材５１を介して装着される代わりに、シッパーキャップ２はチャネルボックス８の上部外方に配置されている。また、シッパーキャップ２の下方部内面に、全周に渡って延びるバネ７１が溶接によって固着され、このバネ７１が、シッパーキャップ２内が減圧された場合にチャネルボックス８外面に当接して、シッパーキャップ２とチャネルボックス８との間を密閉する。その他の構成は、図８および図９に示す第６の実施の形態と略同一である。

図１１乃至図１３に示す第７の実施の形態において、図８および図９に示す第６の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

シッパーキャップ２内を減圧していない状態では、図１２のように、シッパーキャップ２とチャネルボックス８との間には間隙Ｇが形成されている。他方、シッパーキャップ２内が減圧されると、図１３に示すように、チャネルボックス８外面に当接して、シッパーキャップ２とチャネルボックス８との間が密閉される。

このような構成にすることによって、シッパーキャップ２とチャネルボックス８との間を、確実に密閉することができる。また、シッパーキャップ２とチャネルボックス８の寸法の許容差を大きくすることができるので、シッパーキャップ２およびチャネルボックス８の製造コストを低減することもできる。

第９の実施の形態
次に図１４により本発明の第９の実施の形態について説明する。図１４に示す第９の実施の形態は、下端が、シッパーキャップ２側に向かって湾曲したバネ７１を用いたものであり、その他の構成は図１１乃至図１３に示す第８の実施の形態と略同一である。

図１４に示す第９の実施の形態において、図１１乃至図１３に示す第８の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１４に示すように、バネ７１の下端は、シッパーキャップ２側に向かって湾曲している。このため、シッパーキャップ２をチャネルボックス８の上部外方に装着する際に、シッパーキャップ２の下方部内面に固着されたバネ７１の下端が、チャネルボックス８の上端に当接して変形してしまうことを防止することができる。

第１０の実施の形態
次に図１５により本発明の第１０の実施の形態について説明する。図１５に示す第１０の実施の形態は、減圧手段として、減圧ポンプ５を用いる代わりに、伸縮自在なフレキシブルチューブ７５と、当該フレキシブルチューブ７５の上部および下部にフレキシブルチューブ７５を挟持するように、各々設けられた配管３および連結管７６とを用いたものであり、その他の構成は図８および図９に示す第６の実施の形態と略同一である。ところで、三方弁１２は二方弁（図示せず）に置き換えられている（図８参照）。

具体的には、図１５に示すように、フレキシブルチューブ７５の上部は、気体抽出タンク４に繋がった配管３に連結され、フレキシブルチューブ７５の下部は、シッパーキャップ２の上部に設けられた連結管７６に連結されている。このように、フレキシブルチューブ７５の上部および下部を配管３および連結管７６により挟持することにより、シッパーキャップ２から二方弁１０に渡る配管系に、伸縮自在なフレキシブルチューブ７５を介在させることができる。

図１５に示す第１０の実施の形態において、図８および図９に示す第６の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１５において、配管３を上方に引っ張ると、フレキシブルチューブ７５が伸びる。このため、二方弁１０とシッパーキャップ２との間に設けられた、配管３、フレキシブルチューブ７５および連結管７６を含む配管系の総体積が増加し、シッパーキャップ２内が減圧される。この結果、減圧ポンプ５などの減圧装置を用いることなく、シッパーキャップ２内を減圧することができ、破損燃料検出システムの製造コストを低減させることができる。

本発明による破損燃料検出システムの第１の実施の形態を示す構成図。 本発明による破損燃料検出システムの第１の実施の形態の分離機構を示す構成図。 本発明による破損燃料検出システムの第２の実施の形態の分離機構を示す構成図。 本発明による破損燃料検出システムの第３の実施の形態の分離機構を示す構成図。 本発明による破損燃料検出システムの第４の実施の形態の分離機構を示す構成図。 本発明による破損燃料検出システムの第５の実施の形態を示す構成図。 本発明による破損燃料検出システムの第５の実施の形態の分離機構を示す構成図。 本発明による破損燃料検出システムの第６の実施の形態を示す構成図。 本発明による破損燃料検出システムの第６の実施の形態のシッパーキャップとチャネルボックスとの関係を示す拡大図。 本発明による破損燃料検出システムの第７の実施の形態のシッパーキャップとチャネルボックスとの関係を示す拡大図。 本発明による破損燃料検出システムの第８の実施の形態を示す構成図。 本発明による破損燃料検出システムの第８の実施の形態において、シッパーキャップ内が減圧されていない状態を示す拡大図。 本発明による破損燃料検出システムの第８の実施の形態において、シッパーキャップ内が減圧された状態を示す拡大図。 本発明による破損燃料検出システムの第９の実施の形態のバネを示す拡大図。 本発明による破損燃料検出システムの第１０の実施の形態を示す部分構成図。 従来の破損燃料検出システムを示す構成図。

符号の説明

２ シッパーキャップ
３ 配管
３ａ 入口配管
３ｂ 出口配管
３ｃ 貫通配管
４ 気体抽出タンク（流体タンク）
５ 減圧ポンプ
６ コンプレッサ（送気手段）
７ 放射線検出器（検出手段）
８ チャネルボックス
１０ 二方弁
１１、１２ 三方弁
１３ 取手
３０ 分離機構
３１ 分離容器
３６ 平板
３７ 旋回羽根
３９ 穴
５１ シール材
５６ 燃料交換機マスト
６１ 燃料棒
６３ 上部タイプレート
７１ バネ
７５ フレキシブルチューブ
７６ 連結管
Ｗ 炉水

Claims (7)

1. 炉水内に設置されたチャネルボックスの上部に装着され、チャネルボックス内に存在する炉水の容積と同等以上の容積を有するシッパーキャップと、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内へ気体を送り込む送気手段と、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップからの流体を貯留する流体タンクと、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内を減圧することによって、チャネルボックス内の炉水の圧力と、破損燃料棒内部の圧力との差を発生させ、破損燃料棒内の核分裂生成物を放出させ、この核分裂生成物をシッパーキャップを介して流体タンクに導く減圧手段と、
   流体タンクに連結され、破損燃料棒内から放出されて流体タンクに貯蔵される核分裂生成物を検出する検出手段と、
   シッパーキャップと流体タンクとの間に設けられ、シッパーキャップから送られる核分裂生成物と炉水とを分離する分離機構とを備え、
   分離機構は、分離容器と、分離容器およびシッパーキャップに連結された入口配管と、分離容器および流体タンクに連結された出口配管とを有し、
   シッパーキャップに連結された入口配管は、分離容器内部まで延びていることを特徴とする破損燃料検出システム。
2. 入口配管と出口配管とは、分離容器内において、各々の軸線が互いにずれて配置されていることを特徴とする請求項１記載の破損燃料検出システム。
3. 分離容器内において、入口配管の上方に、入口配管から流入する炉水と当接する平板が設けられていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の破損燃料検出システム。
4. 分離容器内において、入口配管の上端に、入口配管から流入する炉水と核分裂生成物に旋回力を生じさせるねじり板または旋回羽根が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の破損燃料検出システム。
5. 炉水内に設置されたチャネルボックスの上部に装着され、チャネルボックス内に存在する炉水の容積と同等以上の容積を有するシッパーキャップと、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内へ気体を送り込む送気手段と、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップからの流体を貯留する流体タンクと、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内を減圧することによって、チャネルボックス内の炉水の圧力と、破損燃料棒内部の圧力との差を発生させ、破損燃料棒内の核分裂生成物を放出させ、この核分裂生成物をシッパーキャップを介して流体タンクに導く減圧手段と、
   流体タンクに連結され、破損燃料棒内から放出されて流体タンクに貯蔵される核分裂生成物を検出する検出手段と、
   シッパーキャップと流体タンクとの間に設けられ、シッパーキャップから送られる核分裂生成物と炉水とを分離する分離機構とを備え、
   分離機構は、分離容器と、当該分離容器内にシッパーキャップからの炉水を排出するための穴またはスリットが設けられた貫通配管とを有することを特徴とする破損燃料検出システム。
6. 炉水内に設置されたチャネルボックスの上端に装着され、チャネルボックス内に存在する炉水の容積と同等以上の容積を有するシッパーキャップと、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内へ気体を送り込む送気手段と、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップからの流体を貯留する流体タンクと、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内を減圧することによって、チャネルボックス内の炉水の圧力と、破損燃料棒内部の圧力との差を発生させ、破損燃料棒内の核分裂生成物を放出させ、この核分裂生成物をシッパーキャップを介して流体タンクに導く減圧手段と、
   流体タンクに連結され、破損燃料棒内から放出されて流体タンクに貯蔵される核分裂生成物を検出する検出手段とを備え、
   シッパーキャップの下端は、チャネルボックスの上端に、シール材を介して装着されることを特徴とする破損燃料検出システム。
7. 炉水内に設置されたチャネルボックスの上部に装着され、チャネルボックス内に存在する炉水の容積と同等以上の容積を有するシッパーキャップと、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内へ気体を送り込む送気手段と、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップからの流体を貯留する流体タンクと、
   シッパーキャップに連結され、シッパーキャップ内を減圧することによって、チャネルボックス内の炉水の圧力と、破損燃料棒内部の圧力との差を発生させ、破損燃料棒内の核分裂生成物を放出させ、この核分裂生成物をシッパーキャップを介して流体タンクに導く減圧手段と、
   流体タンクに連結され、破損燃料棒内から放出されて流体タンクに貯蔵される核分裂生成物を検出する検出手段とを備え、
   シッパーキャップはチャネルボックスの上部外方に配置され、
   シッパーキャップの下方部内面に、全周に渡って延びるバネを固着し、
   このバネは、シッパーキャップ内が減圧された場合にチャネルボックス外面に当接して、シッパーキャップとチャネルボックスとの間を密閉することを特徴とする破損燃料検出システム。

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