JP2821987B2 - チャンネルボックスの寸法測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は使用済ＢＷＲ燃料集合体
のチャンネルボックスの検査に係り、特に断面形状寸法
を測定することにより、その膨らみ等の変形量を調べる
チャンネルボックスの寸法測定方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】チャンネルボックスが使用される沸騰水
型原子炉（ＢＷＲ）の炉心は複数の燃料集合体や制御棒
等から構成されており、上記燃料集合体は正方行列に配
列した多数の燃料棒を前記チャンネルボックスに収容し
た構成を有している。

【０００３】上記チャンネルボックスは、長期に亘る原
子炉の運転によって炉心の高速中性子束の影響等に起因
する、経時的な膨らみ、曲がり、あるいは捩れ等の変形
を引き起こすが、このチャンネルボックスの変形量が大
きくなると、制御棒の通路が狭められることがある。こ
のため、上記チャンネルボックスの変形測定は原子炉の
安全性を考えた場合に極めて重要で、その変形状態を正
確に把握しておく必要がある。

【０００４】一方、上記測定に使用される寸法測定装置
は、使用済燃料貯蔵プール内の制御棒収納ラック（以下
ＣＲラックという）に設置されることが多く、かかる装
置では、接触または非接触式のセンサーを筒状フレーム
のチャンネルボックスの四面相当位置に配置すると共
に、燃料交換機によってチャンネルボックスを取付けた
燃料集合体を吊り、これを測定装置内に昇降させなが
ら、前記変形の測定を行うようになっている。

【０００５】この際、チャンネルボックスの軸方向の位
置は、燃料集合体が着底した位置を基準値とし、これに
吊り上げ時間を演算することによって決定されており、
軸方向位置データそのものを直接検出せず、上記吊り上
げ時間を計算するために、上記チャンネルボックスの昇
降を一定速度で行う必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記昇
降を行う燃料交換機は、燃料集合体をラックや炉心に装
荷したり取出したりするための機器であり、これら作業
の安全性確保や時間短縮のために上下する全ストローク
内で領域によって異なる速度設定が行われているので、
上記チャンネルボックスの昇降を一定速度で行うために
は燃料交換機に特別の設定を加えなければならなかっ
た。

【０００７】また、チャンネルボックスは中性子照射に
よって伸びるために、前記着底位置を基準とすると、そ
の軸方向データは伸びによる誤差を含むことになり正確
な位置とはならない。

【０００８】本発明は叙上の如き実状に対処し、チャン
ネルボックスの下端をセンサーにより検出すると共に、
燃料交換機の軸方向位置データの検出を行うことにより
チャンネルボックスの正確な軸方向位置での変形測定を
行い、かつ、燃料交換機の作動速度をそのままとして測
定時間の短縮と設備投資の削減とを図ることを目的とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的に適
合する本発明のチャンネルボックス寸法測定方法の特徴
は、チャンネルボックスが挿入されるフレーム上部に距
離測定用センサーを設けた寸法測定装置と、上記フレー
ム内でチャンネルボックスを昇降させる燃料交換機とを
用い、上記燃料交換機によりチャンネルボックスをフレ
ーム内で移動させながら上記センサーによりチャンネル
ボックス表面までの距離を検出し、その断面形状寸法を
測定する寸法測定方法において、上記距離測定用センサ
ーにより、このセンサー位置にきたときのチャンネルボ
ックス下端をその段差によって検出すると共に、上記燃
料交換機の軸方向位置データ（Ｚ信号）を検出しながら
チャンネルボックスを下降させ、その燃料交換機の軸方
向位置データを知ることによってチャンネルボックスの
軸方向位置を検出するところにある。

【００１０】なお、燃料交換機は炉心やプール上を走行
することから、上記軸方向位置データの光電変換を行
い、この信号を光伝送によりワイヤレスで送信すること
も好適である。

【００１１】

【作用】上記本発明の測定方法においては、センサーに
よるチャンネルボックスの下端の検出と並行して、燃料
交換機の軸方向位置データによってチャンネルボックス
の軸方向位置検出を行うことから、このチャンネルボッ
クス下端を正確に把握しうると共に、その後も正確な軸
方向位置でのチャンネルボックスの変形測定が可能とな
る。

【００１２】また、上記燃料交換機自体の軸方向位置デ
ータを検出しているので、この交換機によるチャンネル
ボックスの昇降速度が領域ごとに変わっても、問題なく
軸方向プロフィルの上記測定を行うことができ、これに
より上記燃料交換機の昇降速度を通常通りのままに実施
できるようにすることで、測定時間の短縮と等速設定等
の設備投資の削減とを図ることが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、さらに添付図面を参照して本発明の実
施例を説明する。

【００１４】図１は本発明実施例のチャンネルボックス
の寸法測定方法を実施する状況を示す一部断面正面図、
図２は燃料交換機の軸方向位置データの検出部系統図、
図３は寸法測定装置を示す全体図、図４は寸法測定装置
の距離測定用センサー部の断面平面図、図５は同、正面
図である。

【００１５】上記寸法測定装置７は、図３に示す如く使
用済燃料貯蔵プール内のＣＲラックＲにガイドピン１を
外嵌して嵌合状態で内挿される筒状のフレーム２を有
し、このフレーム２の下部はチャンネルボックス３と共
に挿入された燃料集合体の下部タイプレートＮが嵌合す
るよう形成されている。そして図４，図５に示すよう
に、上記フレーム２の上部には、距離測定用の超音波セ
ンサー４がチャンネルボックスの各面につき３個ずつ、
また温度補正用の超音波センサー５と反射板６とが１個
ずつ、夫々付設されている。

【００１６】上記距離測定用超音波センサー４は、チャ
ンネルボックス表面との距離を測ることによってその膨
らみを測定するものであり、また上記温度補正用超音波
センサー５は、対面する反射板６との間で超音波の水中
速度測定を行い、上記距離測定用超音波センサー４で求
めた距離をその温度の音速で補正する。

【００１７】なお、上記寸法測定装置７のフレーム２に
は、図３に示すように超音波センサー４′，５′が多段
にわたり付設されているが、これらのものはチャンネル
ボックスの曲がり測定用のものであるため詳しい説明は
省略する。なお、これらの寸法測定装置７の構成は既知
のものである。

【００１８】一方、燃料交換機８は、図１に示すように
プール上を走行する門型クレーンに搭載されており、チ
ャンネルボックス３と一体となった燃料集合体をラッチ
し、寸法測定装置７のフレーム２内で上記チャンネルボ
ックス３を昇降させることができる。なお、この実施例
では、この燃料交換機８として、等速設定を加えない通
常の燃料交換機をそのまま使用している。

【００１９】しかして、本発明実施例のチャンネルボッ
クスの寸法測定方法は、これら寸法測定装置７と燃料交
換機８とを用い、前記距離測定用センサー４により、こ
のセンサー４の位置にきたときのチャンネルボックス３
の下端をその段差によって検出し、これと並行して上記
燃料交換機８の軸方向位置データ（Ｚ信号）を検出しな
がらチャンネルボックス３を下降させ、その燃料交換機
８の軸方向位置データを知ることによってチャンネルボ
ックス３の軸方向位置を検出する。

【００２０】なお、上記燃料交換機８による上記軸方向
位置データの検出は、実際には、上記チャンネルボック
ス下端の段差検出の前段階から行われている。

【００２１】即ち、チャンネルボックス３は、図１に示
すように燃料交換機８によってラッチされ、位置決め後
に寸法測定装置７に挿入が開始される。このときに前記
４面それぞれのセンサー４のうち中央のセンサーによっ
て連続的にチャンネルボックスとの距離の測定を行う。
チャンネルボックス３の下端では、チャンネルボックス
３と下部タイプレートＮの外径寸法が異なる為、この段
差によって測定している距離が急激に変化する。つま
り、センサー４の取付位置や、チャンネルボックス３お
よび下部タイプレートＮの寸法はノミナル値が既知であ
る為、測定距離のデータとその変化量データによって、
チャンネルボックス下降時に、膨らみ測定用の上記セン
サー４の位置にチャンネルボックス３の下端が到達した
ことを検知できる。

【００２２】一方、チャンネルボックス３は燃料交換機
８によってラッチされ下降しているので、そのときの軸
方向位置を、図２に示すように燃料交換機８の軸方向位
置データ（Ｚ信号）を分岐し、寸法測定装置７のデータ
処理に取り込むことによって、チャンネルボックス３の
軸方向位置データそのものを検出する。これにより、燃
料交換機８によるチャンネルボックス３の下降速度が領
域毎に変化しても、常に正確なチャンネルボックス３の
軸方向位置データを検出することが可能である。

【００２３】なお、燃料交換機８の上記軸方向位置デー
タを取込む場合、燃料交換機は炉心およびプール上を走
行することから、上記軸方向位置データを電気信号から
光信号へ変換し、ワイヤレス状態で寸法測定装置へ送信
する方法が上記燃料交換機の動きを助ける意味で非常に
有効である。

【００２４】このようにして、燃料交換機８の軸方向位
置データの検出を行いかつ、チャンネルボックス３の下
端検出を行うことによってチャンネルボックス下端が距
離測定用センサー４の位置に到達したときのチャンネル
ボックス３の軸方向位置を確実に検出することができ
る。従って、この下端検出位置を基準とし、上記軸方向
位置データの検出を行いながら、距離測定用センサー４
でチャンネルボックス表面までの距離を測定することに
より、チャンネルボックスの正確な軸方向位置での膨ら
みを測定することが可能となる。つまり、チャンネルボ
ックスの膨らみの正確な軸方向プロフィルを、燃料交換
機速度を測定用に特別な設定し直すことなしに得ること
が可能となる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のチャンネ
ルボックスの寸法測定方法は、通常の燃料交換機と寸法
測定装置とを用い、寸法測定装置の距離測定用センサー
により、このセンサー位置にきたときのチャンネルボッ
クス下端をその段差によって検出すると共に、上記燃料
交換機の軸方向位置データを検出しながらチャンネルボ
ックスを下降させ、この燃料交換機の軸方向位置データ
を知ることによってチャンネルボックスの軸方向位置を
検出するものであり、上記センサーによるチャンネルボ
ックス下端の検出と並行して、燃料交換機の軸方向位置
データによってチャンネルボックスの軸方向位置検出を
行うことから、このチャンネルボックス下端を正確に把
握しうると共に、その後も正確な軸方向位置でのチャン
ネルボックスの変形測定が可能で、しかも、上記燃料交
換機自体の軸方向位置データを検出しているために、こ
の交換機によるチャンネルボックスの昇降速度が領域ご
とに変わっても問題なく軸方向プロフィルの上記測定を
行うことができ、これにより上記燃料交換機の昇降速度
を通常通りのままとして、測定時間の短縮と上記交換機
への等速設定等の設備投資の削減とを図れるとの顕著な
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のチャンネルボックスの寸法測定
方法を実施する状況を示す一部断面正面図である。

【図２】燃料交換機の軸方向位置データの検出部系統図
である。

【図３】寸法測定装置を示す全体図である。

【図４】寸法測定装置の距離測定用センサー部の断面平
面図である。

【図５】同、正面図である。

【符号の説明】

１ ガイドピン ２ フレーム ３ チャンネルボックス ４ 距離測定用超音波センサー ５ 温度補正用超音波センサー ６ 反射板 ７ 寸法測定装置 ８ 燃料交換機 Ｒ ＣＲラック Ｎ 下部タイプレート

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンネルボックスが挿入されるフレー
   ム上部に距離測定用センサーを設けた寸法測定装置と、
   上記フレーム内でチャンネルボックスを昇降させる燃料
   交換機とを用い、上記燃料交換機によりチャンネルボッ
   クスをフレーム内で移動させながら上記センサーにより
   チャンネルボックス表面までの距離を検出し、その断面
   形状寸法を測定する寸法測定方法において、上記距離測
   定用センサーにより、このセンサー位置にきたときのチ
   ャンネルボックス下端をその段差によって検出すると共
   に、のち上記燃料交換機の軸方向位置データを検出しな
   がらチャンネルボックスを下降させ、その燃料交換機の
   軸方向位置データを知ることによってチャンネルボック
   スの軸方向位置を検出することを特徴とするチャンネル
   ボックスの寸法測定方法。
2. 【請求項２】 上記燃料交換機の軸方向位置データの光
   電変換を行い、この信号を光伝送によりワイヤレスで送
   信する請求項１記載のチャンネルボックスの寸法測定方
   法。