JP3001652B2 - 燃料集合体内観察装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔発明の目的〕

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉等の原子
炉核燃料集合体内部を光学的に観察する燃料集合体内観
察装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】沸騰水型原子炉等の原子炉では多数の燃
料集合体が装荷されて原子炉炉心が構成されている。燃
料集合体は図４に示すように角筒状のチャンネルボック
ス１内に多数の燃料棒２がスペーサ３によって束ねられ
て所定の間隔に保持され、収容されたものである。各燃
料棒２の上下両端部は、上部タイプレート４および下部
タイプレート５によってそれぞれ結束される。

【０００４】このうち、下部タイプレート５はタイプレ
ート本体６と燃料棒支持部７とが一体成形されて構成さ
れる。各燃料棒２の下部端栓８は、燃料棒支持部７の孔
９に嵌合または螺合されて拘束される。さらに、燃料棒
支持部７には冷却材流路１０が形成される。また、タイ
プレート本体６の下端部には冷却材流入口１１が開口さ
れ、この冷却材流入口１１から流入した冷却材は冷却材
流路１０を通過してチャンネルボックス１内に案内され
る。

【０００５】スペーサ３は図５に示すように燃料棒２相
互間の間隔Ｌを所定の距離に保持するとともに、燃料棒
２をその軸方向と直交方向の振動を抑止している。そし
て、例えば８行８列の正方格子状に配置した燃料棒２の
間隔は約４mm弱と狭い隙間となっている。

【０００６】ところで、原子炉の定期点検中に、原子炉
圧力容器の上蓋を開けて燃料集合体の交換を行ってお
り、この点検作業中には、作業に使用した針金等の金属
片が原子炉圧力容器内に落下することがある。また、原
子炉構造物が酸化または他の原因で一部剥離し、この剥
離片が原子炉圧力容器内に同様に落下する可能性も考え
られる。これらの金属片や剥離片等の異物は通常重量が
小さいために、原子炉運転中に冷却材の流動に伴って炉
心へ導かれ、その一部が燃料集合体の下部タイプレート
５に流入し、燃料棒支持部７の冷却材流路１０を通過す
る。この冷却材流路１０は流路面積が広いので大きな異
物以外は引掛からず、流路面積の最も狭いスペーサ３部
に小さな異物が引掛かる可能性が高い。このように、異
物がスペーサ３に引掛かかり、燃料棒２に接触すると燃
料棒２が損傷する可能性がある。

【０００７】このため、燃料の健全性を保持するために
は、燃料集合体内に異物が引掛かっていないことを確認
する必要がある。そして、燃料集合体内を観察する手段
としては、燃料棒２間の狭い隙間に挿入することがで
き、且つ比較的高い解像度が得られるファイバースコー
プを用いた観察が知られている。

【０００８】このファイバースコープを燃料バンドルに
設定するため従来は、図６に示すようにポール１２の先
端にファイバースコープ１３を取付け、人手によって燃
料バンドル１４の燃料棒２間に挿入していた。燃料集合
体は図示のような燃料チャンネル着脱機１５に載せてチ
ャンネルを取り外しておき、燃料バンドル１４は燃料チ
ャンネル着脱機１５上では回転および高さが任意の位置
に設定できるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示す手段ではファイバースコープ１３を燃料棒２間の狭
い隙間に挿入するのに人手によって行うため、燃料集合
体内の観察したい目的の設定箇所に挿入することが困難
で、且つ燃料棒２にファイバースコープ１３が衝突する
度に燃料棒２やファイバースコープ１３を傷つけてしま
う可能性が高い。また、この手段では燃料集合体内の観
察したい箇所でファイバースコープ１３の先端部を停止
させることに手間がかかる問題点があった。

【００１０】そこで、本発明は上記事情を考慮してなさ
れたもので、その目的とするところは、燃料棒やファイ
バースコープを傷つけることなく、ファイバースコープ
を目的の設定箇所に容易かつスムーズに挿入することが
できるようにした燃料集合体内観察装置を提供すること
にある。 〔発明の構成〕

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、燃料棒の間隙にファイバースコープを
挿入して燃料集合体内を観察する燃料集合体内観察装置
において、上記ファイバースコープより厚く長尺に形成
したガイドと、このガイドおよびファイバースコープを
上記燃料集合体内に挿脱させる駆動手段とを有し、上記
ファイバースコープに先行させてガイドを挿入すること
を特徴とする。

【００１２】

【作用】上記の構成を有する本発明においては、まずガ
イドが燃料棒の間隙に挿入されて燃料棒間の位置決めを
行い、次いでガイドより厚さが薄く短いファイバースコ
ープは燃料棒に接触することなく、燃料集合体内に挿入
されるようにしたので、ファイバースコープおよび燃料
棒の損傷を防止でき、ファイバースコープと燃料棒との
位置設定を正確に行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３に基づ
いて説明する。

【００１４】なお、従来の構成と同一または対応する部
分には図４〜図６と同一の符号を用いて説明する。

【００１５】図１および図２において、本実施例に係る
燃料集合体内観察装置は、装置本体２０を吊り下げるポ
ール２１と、装置本体２０と燃料集合体との大まかな位
置決めを行うコ字状係合部２２と、ファイバースコープ
１３を燃料棒２と接触させず且つ装置本体２０と燃料棒
２の位置決めを行うガイド２３と、ファイバースコープ
１３およびガイド２３を燃料棒２の間隙に挿脱させる駆
動手段としての水密モータ２４とこの駆動を制御する駆
動制御装置２５とから構成されている。

【００１６】ガイド２３は全体として櫛歯状をなし、各
ガイドプレート２３ａ〜２３ｃはファイバースコープ１
３より厚く長尺に形成され、ファイバースコープ１３に
先行して燃料棒２の間隙にファイバースコープ１３と一
体化して挿入され、ファイバースコープ１３の挿入を案
内している。また、ガイド２３はの各ガイドプレート２
３ａ〜２３ｃは長さが例えば段階に異なっており、最も
長いガイドプレートを２３ａ、次に長いガイドプレート
を２３ｂ、そして最も短いガイドプレートを２３ｃとし
ている。最も長いガイドプレート２３ａは燃料棒２間に
挿入されて装置本体２０と燃料棒２との間の位置決めを
行い、他のガイドプレート２３ｂ，２３ｃは燃料棒２間
に挿入され易くするために同一の長さにしないで、長さ
を変えている。ガイドプレート２３ａ〜２３ｃの先端は
滑かになっている。

【００１７】水密モータ２４はファイバースコープ１３
およびガイド２３を燃料棒２の間隙に挿入したり抜出さ
せたりし、この挿脱制御は駆動制御装置２５によって行
なわれる。

【００１８】ファイバースコープ１３は、図３に示すよ
うにライトガイド３１とイメージガイド３２とそれを囲
む被覆材３３で構成されており、イメージガイド３２は
細いファイバーを数千〜数万本束ね、先端部の対物レン
ズ３４で集光された画像イメージを末端まで光で伝達す
る。ライトガイド３１はファイバーを数百本束ね、光源
よりファイバー先端部に光を伝達し、観察したい目的対
象物を照明する。

【００１９】図３に示すファイバースコープ１３は、先
端部にプリズム３５を取付けて光の方向を９０°変換し
て見る方向を変えている。末端部では先端部でとらえた
画像イメージが映し出され、通常は画像を記録させるた
めにテレビカメラ３６を末端に取付け、画像を映像信号
に変換している。

【００２０】次に、本実施例に係る燃料集合体内観察装
置を使用して燃料バンドル内を観察する手順について説
明する。

【００２１】まず、燃料集合体を図示しない燃料チャン
ネル着脱機に載せ、チャンネルボックスを取外す。この
燃料チャンネル着脱機は燃料集合体を相対的に上下動可
能であって回転可能な装置である。次いで、装置本体２
０をポール２１で吊り下げて所定の高さに設定した後に
チャンネルボックスを取り外した燃料バンドル近傍に配
置する。この燃料バンドル４面の内、観察したい面を装
置本体２０側に向ける。ポール２１を燃料バンドルに静
かに接近させてコ字状係合部２２に燃料バンドルを係合
させる。この係合により、装置本体２０は燃料バンドル
に対して大まかに位置決めされる。

【００２２】この状態で水密モータ２４を駆動させてガ
イド２３とファイバースコープ１３を燃料棒２の間隙に
挿入させる。すると、まずガイド２３のドプレート２３
ａが燃料棒２間に入り、装置本体２０と燃料集合体の位
置決めを行う。続いてガイドプレート２３ｂが入り、ガ
イドプレート２４ｃと続く。

【００２３】これらのガイド２３が燃料集合体内に挿入
されることで、燃料集合体と装置本体２０との水平方向
の位置決めが行われる。これにより、ファイバースコー
プ１３は燃料棒２の間隙のほぼ中央付近を移動すること
で、燃料棒２と接触せずに移動できる。したがって、こ
れは計画された水平位置をファイバースコープ１３の目
が通過し、観察したい箇所をもれなく見ることによって
観察もれを生じさせない。

【００２４】また、ファイバースコープ１３は燃料集合
体の中央の４本目と５本目まで挿入する。これにより、
燃料集合体の半分のエリアの検査が行える。ここで、図
１（Ａ）および図２に示す燃料集合体は中央に燃料棒２
より太いウォータロッド２ａを配置しているために、燃
料棒２ａとの隙間は狭くてファイバースコープ１３が貫
通できない。このタイプの燃料集合体の検査では半分の
エリアの検査を行った後、その反対側より再度ファイバ
ースコープ１３を挿入することで、残りのエリアの検査
を行って、この面の検査を終了させる。他方、ファイバ
ースコープ１３がウォータロッド２ａに妨げられずに貫
通してしまうタイプの燃料集合体では、この限りでな
く、一回でこの面の検査が可能である。

【００２５】さらに、ファイバースコープ１３の観察距
離は通常数十mmから∞までであるが、光が到達しある程
度の大きさで見えないと、検査できないことから観察範
囲は限定される。そのため、ある面の観察が終了したら
ファイバースコープ１３とガイド２３を燃料集合体より
引き抜き、且つ装置本体２０を燃料集合体より離反させ
て燃料チャンネル着脱機にて上下に移動させた後、高さ
の異なる面のファイバースコープ１３による観察を繰り
返すことにより、軸方向の全ての面の燃料バンドルひい
ては燃料集合体の観察が可能となる。

【００２６】このように本実施例によれば、ガイド２３
の長さが異なっているので、燃料棒２間に挿入され易く
なる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る燃料
集合体内観察装置によれば、燃料棒やファイバースコー
プを傷つけず、ファイバースコープと燃料棒との位置設
定が正確になり、ファイバースコープの挿入範囲内の任
意の位置での観察が容易に行えることとなる。その結
果、燃料集合体の構成材に発生した傷の有無や異物の有
無が判断でき、燃料健全性に関わる外観検査が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）および（Ｂ）は本発明に係る燃料集合体
内観察装置の一実施例を示す平面図および側面図。

【図２】燃料棒間にガイドを挿入した状態を示す拡大
図。

【図３】図１のファイバースコープを示す概略構成図。

【図４】燃料集合体の構成を示す部分断面図。

【図５】燃料集合体における燃料棒を示す配置図。

【図６】従来の観察装置による燃料集合体内の観察状態
を示す説明図。

【符号の説明】

２ 燃料棒 １３ ファイバースコープ ２０ 装置本体 ２３ ガイド ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ ガイドプレート ２４ 水密モータ（駆動手段） ２５ 駆動制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21C 17/06 G21C 17/08 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料棒の間隙にファイバースコープを挿
   入して燃料集合体内を観察する燃料集合体内観察装置に
   おいて、上記ファイバースコープより厚く長尺に形成し
   たガイドと、このガイドおよびファイバースコープを上
   記燃料集合体内に挿脱させる駆動手段とを有し、上記フ
   ァイバースコープに先行させてガイドを挿入することを
   特徴とする燃料集合体内観察装置。