JP3007270B2 - 原子炉内燃料集合体の非接触式変位測定機構 - Google Patents
原子炉内燃料集合体の非接触式変位測定機構Info
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- JP3007270B2 JP3007270B2 JP6183915A JP18391594A JP3007270B2 JP 3007270 B2 JP3007270 B2 JP 3007270B2 JP 6183915 A JP6183915 A JP 6183915A JP 18391594 A JP18391594 A JP 18391594A JP 3007270 B2 JP3007270 B2 JP 3007270B2
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- Japan
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- fuel assembly
- displacement
- gripper
- displacement measuring
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉用燃料集合体の
変位を、燃料集合体を原子炉から取り出すことなく、原
子炉容器内に設置したままの状態で測定できる超音波方
式の変位測定機構に関するものである。この技術は、特
にナトリウム冷却型高速炉における燃料集合体の位置検
出などに有用である。
変位を、燃料集合体を原子炉から取り出すことなく、原
子炉容器内に設置したままの状態で測定できる超音波方
式の変位測定機構に関するものである。この技術は、特
にナトリウム冷却型高速炉における燃料集合体の位置検
出などに有用である。
【０００２】
【従来の技術】燃料集合体は、原子炉運転中に様々な要
因により変位・変形する。このような燃料集合体の挙動
を正確に把握することは、原子炉を安全に運転する上で
極めて重要である。しかし、液体ナトリウムを冷却材と
する高速炉内では、燃料集合体は不透明なナトリウム中
に沈潜しており、肉眼で観察することができない。その
ため燃料集合体の変位測定は、冷却水を使用する原子炉
で行われているような通常の手法では困難である。
因により変位・変形する。このような燃料集合体の挙動
を正確に把握することは、原子炉を安全に運転する上で
極めて重要である。しかし、液体ナトリウムを冷却材と
する高速炉内では、燃料集合体は不透明なナトリウム中
に沈潜しており、肉眼で観察することができない。その
ため燃料集合体の変位測定は、冷却水を使用する原子炉
で行われているような通常の手法では困難である。
【０００３】ところで燃料交換は、図５のように行う。
同図のＡに示すように、燃料取扱機のグリッパ１０を所
定の位置に移動して、爪１２を閉じた状態でゆっくりと
降下させて燃料集合体頂部のハンドリングヘッド１４内
に挿入する。そして同図のＢに示すように、爪１２を開
いて燃料集合体を掴み、引き上げる。この操作を円滑に
行うためには、燃料集合体の位置を予め正確に把握して
おかねばならない。例えば、燃料取扱機のグリッパ１０
が、取り扱う燃料集合体の正規の位置（基準アドレス位
置）に位置決めされていても、燃料集合体の変形・変位
のために該グリッパ１０とハンドリングヘッド１４との
芯ずれが生じていると（同図のＡで仮想線ａで示す位
置）、燃料取扱機のグリッパ１０を降下しても、ハンド
リングヘッド１４内に挿入できない事態が生じるからで
ある。
同図のＡに示すように、燃料取扱機のグリッパ１０を所
定の位置に移動して、爪１２を閉じた状態でゆっくりと
降下させて燃料集合体頂部のハンドリングヘッド１４内
に挿入する。そして同図のＢに示すように、爪１２を開
いて燃料集合体を掴み、引き上げる。この操作を円滑に
行うためには、燃料集合体の位置を予め正確に把握して
おかねばならない。例えば、燃料取扱機のグリッパ１０
が、取り扱う燃料集合体の正規の位置（基準アドレス位
置）に位置決めされていても、燃料集合体の変形・変位
のために該グリッパ１０とハンドリングヘッド１４との
芯ずれが生じていると（同図のＡで仮想線ａで示す位
置）、燃料取扱機のグリッパ１０を降下しても、ハンド
リングヘッド１４内に挿入できない事態が生じるからで
ある。
【０００４】そこで従来、液体ナトリウムを冷却材とす
る高速炉において、燃料集合体の位置ずれを測定する方
法として、図５のＡで仮想線ｂで示すように、故意に燃
料取扱機のグリッパ位置を被検査燃料集合体の基準アド
レス位置からずらせて偏芯させることにより、掴み不良
（掴み位置異常）状態を発生させ、掴める範囲を見いだ
した後、その燃料集合体のハンドリングヘッド中心位置
を計算により求める方法がある。
る高速炉において、燃料集合体の位置ずれを測定する方
法として、図５のＡで仮想線ｂで示すように、故意に燃
料取扱機のグリッパ位置を被検査燃料集合体の基準アド
レス位置からずらせて偏芯させることにより、掴み不良
（掴み位置異常）状態を発生させ、掴める範囲を見いだ
した後、その燃料集合体のハンドリングヘッド中心位置
を計算により求める方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、ハンドリングヘットの上部にテーパが設けられてい
るため、降下してくるグリッパとハンドリングヘッドの
テーパ部の作用によって、芯ずれ限界に近いずれがあっ
ても、グリッパの下降は可能であり、掴める範囲及び燃
料集合体の中心位置を正確に評価することはできなかっ
た。
は、ハンドリングヘットの上部にテーパが設けられてい
るため、降下してくるグリッパとハンドリングヘッドの
テーパ部の作用によって、芯ずれ限界に近いずれがあっ
ても、グリッパの下降は可能であり、掴める範囲及び燃
料集合体の中心位置を正確に評価することはできなかっ
た。
【０００６】そこで従来、測定対象の燃料集合体を原子
炉外に取り出して測定することが行われてきた。しか
し、燃料集合体を原子炉容器から取り出して、その変位
・変形を測定する方法では、多くの時間を要し、作業も
極めて煩瑣で且つ困難となる欠点があった。また測定対
象の燃料集合体の変位・変形は、原子炉運転中に生じる
ものであり、その挙動を正確に把握する上では、炉内で
測定することが最も好ましく、原子炉から取り出した状
態では、本来の測定の目的を十分に達成し得ないという
問題もあった。
炉外に取り出して測定することが行われてきた。しか
し、燃料集合体を原子炉容器から取り出して、その変位
・変形を測定する方法では、多くの時間を要し、作業も
極めて煩瑣で且つ困難となる欠点があった。また測定対
象の燃料集合体の変位・変形は、原子炉運転中に生じる
ものであり、その挙動を正確に把握する上では、炉内で
測定することが最も好ましく、原子炉から取り出した状
態では、本来の測定の目的を十分に達成し得ないという
問題もあった。
【０００７】ところで、液体ナトリウム中の燃料集合体
の位置を確認する技術として、超音波による垂直型ナト
リウム透視装置を用いる研究もなされてきた。この装置
は、燃料集合体の識別や浮き上がりなどを検出するため
のものであって、ペンシルビームと呼ばれる細く絞った
超音波を燃料集合体頂部に垂直に当てて、２次元平面を
走査し、個々の位置で得られる測定距離信号を、コンピ
ュータで信号処理することにより、燃料集合体の浮き上
がりを２次元あるいは３次元画像に表示するシステムで
ある。しかし、この装置は、燃料取扱設備とは別に設け
るものであり、専用の特別なセンサ、走査機構、及びコ
ンピュータなどを備えた大規模なシステムとなってしま
う。
の位置を確認する技術として、超音波による垂直型ナト
リウム透視装置を用いる研究もなされてきた。この装置
は、燃料集合体の識別や浮き上がりなどを検出するため
のものであって、ペンシルビームと呼ばれる細く絞った
超音波を燃料集合体頂部に垂直に当てて、２次元平面を
走査し、個々の位置で得られる測定距離信号を、コンピ
ュータで信号処理することにより、燃料集合体の浮き上
がりを２次元あるいは３次元画像に表示するシステムで
ある。しかし、この装置は、燃料取扱設備とは別に設け
るものであり、専用の特別なセンサ、走査機構、及びコ
ンピュータなどを備えた大規模なシステムとなってしま
う。
【０００８】本発明の目的は、上記のような従来技術の
欠点を解消し、液体ナトリウムのように不透明な冷却材
を使用する形式の原子炉であっても、原子炉内に特別な
装置を持ち込むことなく簡便に、精度よく、且つ確実
に、原子炉内に設置したままの状態で燃料集合体の変位
を非接触で測定できる機構を提供することである。
欠点を解消し、液体ナトリウムのように不透明な冷却材
を使用する形式の原子炉であっても、原子炉内に特別な
装置を持ち込むことなく簡便に、精度よく、且つ確実
に、原子炉内に設置したままの状態で燃料集合体の変位
を非接触で測定できる機構を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料取扱機の
グリッパに設けた複数の超音波式変位量測定器と、燃料
集合体頂部のハンドリングヘッドの上面に設けた変位量
測定ターゲットの組み合わせからなる。ここで超音波式
変位量測定器は、前記グリッパの外側で且つ該グリッパ
の中心軸に対して対称的な位置に下向きに配設されてい
る。また変位量測定ターゲットは、高さの異なる複数の
環状の反射面を有する同心状の溝構造又は階段構造をな
している。そして、前記超音波式変位量測定器から超音
波を発信し、反射波の反射面からの到達時間により変位
量測定ターゲットまでの距離を測定し、芯ずれ量を評価
するように構成されている。
グリッパに設けた複数の超音波式変位量測定器と、燃料
集合体頂部のハンドリングヘッドの上面に設けた変位量
測定ターゲットの組み合わせからなる。ここで超音波式
変位量測定器は、前記グリッパの外側で且つ該グリッパ
の中心軸に対して対称的な位置に下向きに配設されてい
る。また変位量測定ターゲットは、高さの異なる複数の
環状の反射面を有する同心状の溝構造又は階段構造をな
している。そして、前記超音波式変位量測定器から超音
波を発信し、反射波の反射面からの到達時間により変位
量測定ターゲットまでの距離を測定し、芯ずれ量を評価
するように構成されている。
【００１０】
【作用】燃料取扱機のグリッパを、変位量を測定する燃
料集合体の正規の位置（基準アドレス位置）に位置決め
し、超音波式変位量測定器が被測定燃料集合体の頂部か
ら計算上の所定の距離Ｌ0 になるようにグリッパを下降
設定する。そして、超音波式変位量測定器から超音波を
変位量測定ターゲットに発信し、反射波の到達時間によ
り変位量測定ターゲットまでの距離Ｌn を測定する。変
位量測定ターゲットの反射面の深さに応じた測定値Ｌn
と前記所定距離Ｌ0 との差から、そのときの超音波の反
射面が分かり、その反射面の燃料集合体中心からの距離
Ｒn が分かるので、芯ずれ量を評価できることになる。
料集合体の正規の位置（基準アドレス位置）に位置決め
し、超音波式変位量測定器が被測定燃料集合体の頂部か
ら計算上の所定の距離Ｌ0 になるようにグリッパを下降
設定する。そして、超音波式変位量測定器から超音波を
変位量測定ターゲットに発信し、反射波の到達時間によ
り変位量測定ターゲットまでの距離Ｌn を測定する。変
位量測定ターゲットの反射面の深さに応じた測定値Ｌn
と前記所定距離Ｌ0 との差から、そのときの超音波の反
射面が分かり、その反射面の燃料集合体中心からの距離
Ｒn が分かるので、芯ずれ量を評価できることになる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明に係る原子炉内燃料集合体の非
接触式変位測定機構の一実施例を示す詳細構造図であ
る。この非接触式変位測定機構は、燃料取扱機先端のグ
リッパ１０に設けた複数の超音波式変位量測定器２０
と、燃料集合体のハンドリングヘッド１４の上面に設け
た変位量測定ターゲット３０の組み合わせからなる。
接触式変位測定機構の一実施例を示す詳細構造図であ
る。この非接触式変位測定機構は、燃料取扱機先端のグ
リッパ１０に設けた複数の超音波式変位量測定器２０
と、燃料集合体のハンドリングヘッド１４の上面に設け
た変位量測定ターゲット３０の組み合わせからなる。
【００１２】超音波式変位量測定器２０は、グリッパ１
０の外側で、且つ同心円上の数箇所（３箇所以上）に、
１個ずつ下向きに配設されている。この超音波式変位量
測定器２０は、高温ナトリウム中で且つ高放射線環境下
で使用されるため、それに十分耐えうる設計とする。そ
の一例を、図２に示す。振動子２２は、前面側に伝音材
２３を配置し、後面側に緩衝材２４を設け、それらを収
納ケース２５で覆うと共にシール２６（伝音性に優れた
材料からなり、ナトリウムとの境界を形成する部材）で
封止し、振動子２２からはケーブル２７を引き出した構
造である。検査温度は２００℃程度である。ここで使用
可能な振動子の例としては、振動形式は縦波式、材質は
ニオブ酸リチウム（約６００℃まで有効）などが好まし
い。測定周波数は数ＭHzとし、ビーム路程（被測定対象
物との距離）は約１５０mm程度のものとする。
０の外側で、且つ同心円上の数箇所（３箇所以上）に、
１個ずつ下向きに配設されている。この超音波式変位量
測定器２０は、高温ナトリウム中で且つ高放射線環境下
で使用されるため、それに十分耐えうる設計とする。そ
の一例を、図２に示す。振動子２２は、前面側に伝音材
２３を配置し、後面側に緩衝材２４を設け、それらを収
納ケース２５で覆うと共にシール２６（伝音性に優れた
材料からなり、ナトリウムとの境界を形成する部材）で
封止し、振動子２２からはケーブル２７を引き出した構
造である。検査温度は２００℃程度である。ここで使用
可能な振動子の例としては、振動形式は縦波式、材質は
ニオブ酸リチウム（約６００℃まで有効）などが好まし
い。測定周波数は数ＭHzとし、ビーム路程（被測定対象
物との距離）は約１５０mm程度のものとする。
【００１３】変位量測定ターゲット３０は、高さの異な
る複数の円環状の反射面を有する同心状の溝構造又は階
段構造である。変位量測定ターゲット３０は、前記超音
波式変位量測定器２０の丁度真下に位置可能な関係とな
っている。変位量測定ターゲット３０の例を図３に示
す。図３において、Ａは階段構造の場合、Ｂは溝構造の
場合である。図３のＡの階段構造において、その段数
は、ここではｎ段であり、半径をｒ0 〜ｒn まで変化さ
せ、高さはｈ1 〜ｈn まで外側が低くなるようにしてい
る。Ｂの溝構造においては、溝のエッジで半径をＲ0 〜
Ｒn まで変化させている。
る複数の円環状の反射面を有する同心状の溝構造又は階
段構造である。変位量測定ターゲット３０は、前記超音
波式変位量測定器２０の丁度真下に位置可能な関係とな
っている。変位量測定ターゲット３０の例を図３に示
す。図３において、Ａは階段構造の場合、Ｂは溝構造の
場合である。図３のＡの階段構造において、その段数
は、ここではｎ段であり、半径をｒ0 〜ｒn まで変化さ
せ、高さはｈ1 〜ｈn まで外側が低くなるようにしてい
る。Ｂの溝構造においては、溝のエッジで半径をＲ0 〜
Ｒn まで変化させている。
【００１４】変位量測定ターゲット３０は、燃料集合体
のハンドリングヘッド１４と同じ材料である。即ち、ハ
ンドリングヘッドの加工時に合わせて機械加工を行い変
位量測定ターゲット３０を形成する。段差の大きさ、あ
るいは溝の深さは、超音波式変位量測定器２０と変位量
測定ターゲット３０との距離による超音波式変位量測定
器２０の解像度に依存するが、例えば、この距離を１５
０mmとした場合には段差の大きさ又は溝の深さは７mmと
し、前記の距離がこれより小さくなる場合は、７mm以下
にできる。因に、前記の距離が１００mm、５０mm、１０
mmの場合、それぞれ５mm、３mm、１mmとすることができ
る。反射面の面積については、例えばそれぞれの段及び
溝の幅を２mm程度とする。
のハンドリングヘッド１４と同じ材料である。即ち、ハ
ンドリングヘッドの加工時に合わせて機械加工を行い変
位量測定ターゲット３０を形成する。段差の大きさ、あ
るいは溝の深さは、超音波式変位量測定器２０と変位量
測定ターゲット３０との距離による超音波式変位量測定
器２０の解像度に依存するが、例えば、この距離を１５
０mmとした場合には段差の大きさ又は溝の深さは７mmと
し、前記の距離がこれより小さくなる場合は、７mm以下
にできる。因に、前記の距離が１００mm、５０mm、１０
mmの場合、それぞれ５mm、３mm、１mmとすることができ
る。反射面の面積については、例えばそれぞれの段及び
溝の幅を２mm程度とする。
【００１５】変位量測定ターゲットが階段構造の場合
は、加工性が良い利点がある。段差を大きくとる必要の
ある場合には、ハンドリングヘッドの形状（深さ方向）
から段数を制限される虞れがある。従って、超音波式変
位量測定器との距離が短く、高い解像度が期待される場
合で、段差を小さくでき、且つハンドリングヘッドの形
状（深さ方向）からくる制限内で加工が可能な場合に適
した構造である。変位量測定ターゲットが溝構造の場合
は、加工性が劣るが、凹部と凸部との深さの差を大きく
とれることから、両者の識別が超音波式変位量測定器に
より容易に判断できるため、超音波式変位量測定器との
距離が長い場合で、解像度の低下が予想される場合に適
した構造である。
は、加工性が良い利点がある。段差を大きくとる必要の
ある場合には、ハンドリングヘッドの形状（深さ方向）
から段数を制限される虞れがある。従って、超音波式変
位量測定器との距離が短く、高い解像度が期待される場
合で、段差を小さくでき、且つハンドリングヘッドの形
状（深さ方向）からくる制限内で加工が可能な場合に適
した構造である。変位量測定ターゲットが溝構造の場合
は、加工性が劣るが、凹部と凸部との深さの差を大きく
とれることから、両者の識別が超音波式変位量測定器に
より容易に判断できるため、超音波式変位量測定器との
距離が長い場合で、解像度の低下が予想される場合に適
した構造である。
【００１６】変位量測定ターゲット３０が階段構造の場
合を例にとって、測定の手順を説明する。測定状態を図
４に示す。まず燃料取扱機のグリッパ１０を、測定すべ
き燃料集合体の正規の位置に位置決めし、超音波式変位
量測定器２０が燃料集合体のハンドリングヘッド１４の
上面から計算上の所定の距離Ｌ0 になるように下降設定
する。そして超音波式変位量測定器２０により変位量測
定ターゲット３０に向けて超音波を発信し、反射波の到
達時間によって変位量測定ターゲット３０までの距離を
測定し、芯ずれ量を評価する。反射面の深さに応じた測
定値Ｌn から、両者の差Ｌ0 −Ｌn ＝Δｈn に該当する
反射面の燃料集合体中心からの距離ｒnが得られる。こ
こでＬn の測定は、反射面からの反射波から測定する。
超音波の特性から直進性があり、超音波式変位量測定器
２０の直下の反射面での反射波を検出する。本発明の特
徴は、このように、燃料集合体のハンドリングヘッドの
上面に、上記のような変位量測定ターゲットを形成し、
変位量を距離の違いから測定する点にある。
合を例にとって、測定の手順を説明する。測定状態を図
４に示す。まず燃料取扱機のグリッパ１０を、測定すべ
き燃料集合体の正規の位置に位置決めし、超音波式変位
量測定器２０が燃料集合体のハンドリングヘッド１４の
上面から計算上の所定の距離Ｌ0 になるように下降設定
する。そして超音波式変位量測定器２０により変位量測
定ターゲット３０に向けて超音波を発信し、反射波の到
達時間によって変位量測定ターゲット３０までの距離を
測定し、芯ずれ量を評価する。反射面の深さに応じた測
定値Ｌn から、両者の差Ｌ0 −Ｌn ＝Δｈn に該当する
反射面の燃料集合体中心からの距離ｒnが得られる。こ
こでＬn の測定は、反射面からの反射波から測定する。
超音波の特性から直進性があり、超音波式変位量測定器
２０の直下の反射面での反射波を検出する。本発明の特
徴は、このように、燃料集合体のハンドリングヘッドの
上面に、上記のような変位量測定ターゲットを形成し、
変位量を距離の違いから測定する点にある。
【００１７】芯ずれ量は、以下のようにして評価する。
測定距離Ｌn の場合の芯ずれ量は、図３のＡから、 ｒn −ｒ0 ≦芯ずれ量≦ｒn+1 −ｒ0 … で表される。ここで、反射面の幅を均一なｗとすると、 ｒn ＝ｒ0 ＋ｎ・ｗ … で表されるので、上記式と式とから、芯ずれ量は、 ｎ・ｗ≦芯ずれ量≦（ｎ＋１）・ｗ の範囲内にあると評価することができる。
測定距離Ｌn の場合の芯ずれ量は、図３のＡから、 ｒn −ｒ0 ≦芯ずれ量≦ｒn+1 −ｒ0 … で表される。ここで、反射面の幅を均一なｗとすると、 ｒn ＝ｒ0 ＋ｎ・ｗ … で表されるので、上記式と式とから、芯ずれ量は、 ｎ・ｗ≦芯ずれ量≦（ｎ＋１）・ｗ の範囲内にあると評価することができる。
【００１８】以上の測定方法が基本原理であるが、燃料
集合体が水平面において２次元の移動を生じる虞れのあ
る場合は、燃料取扱機のグリッパに３個以上の超音波式
変位量測定器を設置し、それぞれの芯ずれ量の測定結果
から、燃料集合体の中心位置を割り出してグリッパの中
心位置との比較を行うか、又は燃料取扱機が位置検出器
を備えていることを利用して、グリッパ中心が燃料集合
体の中心にくる（どの超音波式変位量測定器も反射面か
らの距離がＬ0 となる）ように移動し、基準位置との比
較により芯ずれ量を求めることができる。
集合体が水平面において２次元の移動を生じる虞れのあ
る場合は、燃料取扱機のグリッパに３個以上の超音波式
変位量測定器を設置し、それぞれの芯ずれ量の測定結果
から、燃料集合体の中心位置を割り出してグリッパの中
心位置との比較を行うか、又は燃料取扱機が位置検出器
を備えていることを利用して、グリッパ中心が燃料集合
体の中心にくる（どの超音波式変位量測定器も反射面か
らの距離がＬ0 となる）ように移動し、基準位置との比
較により芯ずれ量を求めることができる。
【００１９】更に燃料集合体の軸方向（上下方向）の変
位が大きいと予想される場合は、高さＬ0 の補正を行う
ことにより対処できる。燃料取扱機は、グリッパの位置
検出器と荷重計を備えているので、燃料集合体を装荷す
る際、グリッパを下降させると、先ず燃料集合体が搭載
面に着座し、続いてグリッパがハンドリングヘッドに着
座し、グリッパの下降が停止するとともに荷重がゼロに
なる。この停止位置をＳ0 とする。また、その燃料集合
体測定時のグリッパ位置Ｓ1 を、位置検出器から読み取
り、（Ｓ0 −Ｌ0 ）とＳ1 とを比較し、その差から補正
する。具体的には、Ｌ0 を維持する場合は、測定時のグ
リッパ停止位置Ｓ1 を調整する。この補正は、当該燃料
集合体に原子炉内滞在中、伸び等の変形が発生した場合
などを想定したものである。
位が大きいと予想される場合は、高さＬ0 の補正を行う
ことにより対処できる。燃料取扱機は、グリッパの位置
検出器と荷重計を備えているので、燃料集合体を装荷す
る際、グリッパを下降させると、先ず燃料集合体が搭載
面に着座し、続いてグリッパがハンドリングヘッドに着
座し、グリッパの下降が停止するとともに荷重がゼロに
なる。この停止位置をＳ0 とする。また、その燃料集合
体測定時のグリッパ位置Ｓ1 を、位置検出器から読み取
り、（Ｓ0 −Ｌ0 ）とＳ1 とを比較し、その差から補正
する。具体的には、Ｌ0 を維持する場合は、測定時のグ
リッパ停止位置Ｓ1 を調整する。この補正は、当該燃料
集合体に原子炉内滞在中、伸び等の変形が発生した場合
などを想定したものである。
【００２０】上記の実施例では、変位量測定ターゲット
について、定ピッチの反射面の幅及び段高さを採用した
場合を説明したが、超音波式変位量測定器の精度に応じ
た反射面の幅、深さ及び段高さを任意に設定してよい。
について、定ピッチの反射面の幅及び段高さを採用した
場合を説明したが、超音波式変位量測定器の精度に応じ
た反射面の幅、深さ及び段高さを任意に設定してよい。
【００２１】更に、本発明の変位測定機構は、燃料集合
体取扱い中に、不完全な掴み状態で吊り上げることによ
る燃料集合体の誤落下発生防止の観点から、燃料集合体
の掴み状態を常に監視するために利用することができ
る。即ち、超音波式変位量測定器と変位量測定ターゲッ
トによって、燃料集合体を吊り上げた状態でのハンドリ
ングヘッド頂部の傾きを測定することができ、それによ
って燃料集合体の誤落下の原因となる片吊り状態を速や
かに判断することにも利用できる。
体取扱い中に、不完全な掴み状態で吊り上げることによ
る燃料集合体の誤落下発生防止の観点から、燃料集合体
の掴み状態を常に監視するために利用することができ
る。即ち、超音波式変位量測定器と変位量測定ターゲッ
トによって、燃料集合体を吊り上げた状態でのハンドリ
ングヘッド頂部の傾きを測定することができ、それによ
って燃料集合体の誤落下の原因となる片吊り状態を速や
かに判断することにも利用できる。
【００２２】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、次
のような効果を奏する。 液体ナトリウムのように不透明な冷却材を使用する原
子炉であっても、原子炉容器内で燃料集合体の変位及び
変形などの測定が遠隔にて実施できる。 測定が容易であり、通常の燃料交換作業時と同じ要領
・時間で実施できる。 構造が簡単であり、製作費及び保守費共に安価にでき
る。 変位量測定ターゲットは、燃料集合体のハンドリング
ヘッドに形成するものであり、燃料集合体の性能を損な
うことがなく、また通常の燃料取扱の障害となることも
ない。 変位量測定ターゲットは環状であるため、超音波式変
位量測定器が燃料集合体に対して任意の角度で測定が可
能である。 燃料取扱機の基本的構造（形状）を変更することな
く、組み込むことができ、使用できる。 燃料集合体に接触することなく測定できるため、従来
方式の欠点である測定時の燃料集合体の芯ずれを矯正す
るような作用を避けることができ、より真値に近い芯ず
れ量を原子炉内において測定することが可能となる。 超音波式変位量測定器を３個以上設けることで、燃料
取扱中に燃料集合体の掴み状況（異常）の監視としても
利用できる。
のような効果を奏する。 液体ナトリウムのように不透明な冷却材を使用する原
子炉であっても、原子炉容器内で燃料集合体の変位及び
変形などの測定が遠隔にて実施できる。 測定が容易であり、通常の燃料交換作業時と同じ要領
・時間で実施できる。 構造が簡単であり、製作費及び保守費共に安価にでき
る。 変位量測定ターゲットは、燃料集合体のハンドリング
ヘッドに形成するものであり、燃料集合体の性能を損な
うことがなく、また通常の燃料取扱の障害となることも
ない。 変位量測定ターゲットは環状であるため、超音波式変
位量測定器が燃料集合体に対して任意の角度で測定が可
能である。 燃料取扱機の基本的構造（形状）を変更することな
く、組み込むことができ、使用できる。 燃料集合体に接触することなく測定できるため、従来
方式の欠点である測定時の燃料集合体の芯ずれを矯正す
るような作用を避けることができ、より真値に近い芯ず
れ量を原子炉内において測定することが可能となる。 超音波式変位量測定器を３個以上設けることで、燃料
取扱中に燃料集合体の掴み状況（異常）の監視としても
利用できる。
【図１】本発明に係る非接触式変位測定機構の一実施例
を示す詳細構造図。
を示す詳細構造図。
【図２】本発明で用いる超音波式変位量測定器の一例を
示す説明図。
示す説明図。
【図３】変位量測定ターゲットの例を示す断面図。
【図４】本発明に係る非接触式変位測定機構による測定
状態の説明図。
状態の説明図。
【図５】燃料取扱機による燃料集合体の取り扱い状態の
説明図。
説明図。
１０ グリッパ １２ 爪部 １４ ハンドリングヘッド ２０ 超音波式変位量測定器 ３０ 変位量測定ターゲット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−306294（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49194（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−57206（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−79129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−223008（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 17/06 GDF G01B 17/00 G21C 3/30 G21C 19/19 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料取扱機のグリッパに設けた複数の超
音波式変位量測定器と、燃料集合体頂部のハンドリング
ヘッドの上面に設けた変位量測定ターゲットの組み合わ
せからなり、 前記超音波式変位量測定器は、前記グリッパの外側で且
つ該グリッパの中心軸に対して対称的な位置に下向きに
配設され、 前記変位量測定ターゲットは、高さの異なる複数の環状
の反射面を有する同心状の溝構造又は階段構造をなし、 前記超音波式変位量測定器から超音波を発信し、反射波
の到達時間により変位量測定ターゲットまでの距離を測
定し芯ずれ量を評価することを特徴とする原子炉内燃料
集合体の非接触式変位測定機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6183915A JP3007270B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 原子炉内燃料集合体の非接触式変位測定機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6183915A JP3007270B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 原子炉内燃料集合体の非接触式変位測定機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829577A JPH0829577A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3007270B2 true JP3007270B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=16144044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6183915A Expired - Fee Related JP3007270B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 原子炉内燃料集合体の非接触式変位測定機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3007270B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110619967B (zh) * | 2019-09-02 | 2023-07-21 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种可适配异型操作头的换料抓手 |
| KR102379429B1 (ko) * | 2020-05-14 | 2022-03-25 | 한전원자력연료 주식회사 | 롤러를 이용한 핵연료집합체 지지격자의 셀크기 측정 장치와 이를 이용한 측정 방법 |
-
1994
- 1994-07-13 JP JP6183915A patent/JP3007270B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0829577A (ja) | 1996-02-02 |
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