JP2014059193A - 燃料棒の被覆管試験片作製方法及び治具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ホットセル内において、マニプレータを用いた遠隔操作によって、放射線照射済みの燃料棒の被覆管を切断して所定の長さの浸漬試験用被覆管1を作製し、この浸漬試験用被覆管の両端を耐熱性及び耐薬品性のパッキン(内面保護栓)5によって封止し、両端を封止した浸漬試験試用被覆管を浸漬液を収容したフラスコ9内の前記浸漬液に浸漬して所定の温度に加熱する浸漬試験を行い、浸漬試験済みの浸漬試験用被覆管から内面保護栓を取り除いた後、浸漬試験用被覆管を複数の更に小さな試験片(引っ張り試験片)1bに切断加工するように行う
【選択図】図4
Description
ータを用いた遠隔操作によって、放射線照射済みの燃料棒の被覆管を切断して所定の長さの浸漬試験用被覆管を作製し、この浸漬試験用被覆管の両端を耐熱性及び耐薬品性の内面保護栓によって封止し、両端を封止した浸漬試験用被覆管を海水(人口海水)を含んだ浸漬液(模擬プール水のような塩化物イオンを含有する水溶液)を収容した浸漬槽内の前記浸漬液に浸漬して所定の温度に加熱する浸漬試験を行い、浸漬試験済みの浸漬試験用被覆管から内面保護栓を取り除いた後、浸漬試験用被覆管を複数の更に小さな試験(引っ張り試験)片に切断し、研磨して所定の寸法に高精度に加工するように行う。
浸漬試験用被覆管の内面保護栓(浸漬治具)
燃料プール内での燃料棒における被覆管の腐食環境を考慮すると、核燃料との反応相が生じている可能性のある被覆管の内表面が浸漬液により腐食し、浸漬試験後の強度試験に影響を及ぼす恐れがあることから、被覆管は、燃料棒と同様に、外表面のみが浸漬液と接触するように内表面の保護が必要となる。
ビーカーに浸漬液を入れただけの状態で本試験の液温条件(80℃)に加熱した場合には、浸漬液中の水分が蒸発することにより、塩素イオン濃度、pH等の液性が随時変化してしまうことから、所定の試験条件を維持することができない。また、浸漬液をビーカーで加熱した場合には、自然対流により中央付近ではほぼ均一の温度となることをモックアップ試験により確認しているが、ビーカーの底付近についてはホットプレートが近いことから、平均的な液温よりも高くなっている。その中に試料を入れた場合には、ビーカーの底に近い試料面では、他の部分と試料温度や液温等の温度条件が異なるため腐食の偏りが生じる恐れがあり、浸漬後の評価が困難となってしまう。
14を取り付け、水蒸気の蒸発を抑制しつつ圧力が解放されるような対策を講じた。その結果、浸漬液の減少量は対策前の1/6程度に軽減し、昼夜運転状態でも数日に1回水を
10ml程度補給すれば十分な状態で浸漬試験を実施することができた。
微小なリング状の引張試験片の採取は、図8に示すように、小型切断機を用いて浸漬済みの浸漬試験用被覆管1を所定の長さに切断するように行うが、切断加工最終段階で切断する試験片1bが切断刃17から逃げて切断加工精度が悪くなり、更に、図9の(a)に示すように、試験片1bにバリ1b’が発生すると共に、(b)に示すように、残りの浸漬試験用被覆管1に欠損(傷)1’を付けてしまうことから、このような切断加工で複数の試験片を作製すると、試験に大きな影響が生じる。肉厚が約0.5mmの核燃料棒の浸漬試験用被覆管1では、試験に影響するようなバリ1b’は発生し難いが、肉厚が約0.9mmのジルカロイ被覆管1では、強度特性に影響する大きなバリ1b’が発生する。
微小なリング引張試験片の強度試験では、試験片の寸法精度が問題になる。マニプレータによる遠隔操作により切断加工では、精度を上げることが非常に困難であることから、試験片の切断加工寸法精度が低く、試験の再現性に問題があった。切断したままのリング引張試験片1bは、図11に示すように、切断面に微細な凹凸1b”が多数あり、この凹凸1b”が引張試験時に破壊の起点となることで、試験結果にばらつきを生じていた。
持部19aと、把持部19bと、試験片保持孔19cと、押し出し片挿入溝19dと、摩滅保護環部10eを備える。
Claims (7)
- ホットセル内において、マニプレータを用いた遠隔操作によって、放射線照射済みの燃料棒の被覆管を切断して所定の長さの浸漬試験用被覆管を作製し、この浸漬試験用被覆管の両端を耐熱性及び耐薬品性の内面保護栓によって封止し、両端を封止した浸漬試験用被覆管を浸漬液を収容した浸漬槽内の前記浸漬液に浸漬して所定の温度に加熱する浸漬試験を行い、浸漬試験済みの浸漬試験用被覆管から前記内面保護栓を取り除いた後、浸漬試験用被覆管を複数の更に小さな試験片に切断加工することを特徴とする燃料棒の被覆管試験片作製方法。
- 請求項1において、前記内面保護栓は、PPS樹脂製の芯軸に嵌合して浸漬試験用被覆管に挿入したパッキンを軸方向に圧縮して径方向に膨張させることにより浸漬試験用被覆管の内面に圧接させて封止することを特徴とする燃料棒の被覆管試験片作製方法。
- 請求項1または2において、前記浸漬試験における浸漬試験用被覆管は浸漬液中に直立状態に浸漬することを特徴にする燃料棒の被覆管試験片作製方法。
- 請求項1〜3の1項において、浸漬試験後の浸漬試験用被覆管は、その外周にアクリル製の被せた状態で複数の更に小さな試験片に切断加工することを特徴とする燃料棒の被覆管試験片作製方法。
- 請求項1〜4の1項において
前記浸漬試験用被覆管から小さな試験片を採取する切断加工は、試験片の切断を所定の寸法よりも僅かに長い寸法に切断し、切断した試験片を研磨治具に嵌入し、研磨治具から突出した部分を研磨紙に当接するように該研磨紙上に設置し、研磨治具を移動させることにより試験片の突出部分を研磨紙上で摺動させて研磨する作業を嵌入深さを変えた研磨治具を使用捨て複数回行うことにより試験片を所定の寸法に調整することを特徴とする燃料棒の被覆管試験片作製方法。 - 請求項1〜5の1項の燃料棒の被覆管試験片作製方法に使用する内面保護栓は、PPS樹脂製の芯軸に嵌合して浸漬試験用被覆管に挿入するパッキンを軸方向に圧縮して径方向に膨張させることにより浸漬試験用被覆管の内面に圧接させて封止するように構成したことを特徴とする内面保護栓。
- 請求項5の料棒の被覆管試験片作製方法に使用する研磨治具は、切断した試験片を嵌入して保持する試験片保持孔と、試験片保持孔内に嵌着した試験片を押し出すための押し出し片を挿入するための押し出し片挿入溝を備えたことを特徴とする研磨治具。
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