JP3073557B2 - 燃料棒間隔測定方法およびその装置 - Google Patents

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燃
料棒の間隔を測定するための燃料棒間隔測定方法および
その装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の沸騰水型原子炉用燃料集合体の横
断面図を図14に示す。従来用いられている８×８燃料集
合体１は筒状のチャンネルボックス（図示せず）内に複
数の燃料棒２と同一寸法の小数本の細径ウォータロッド
（図中Ｗで示す）３を正方格子状に整列させた構成にな
っている。細径ウォータロッド３はその中を冷却水が流
れる中空の棒であり、燃料集合体１の中心部での出力分
布の均一化を計るために配置されている。近年、考案さ
れた改良型燃料集合体では出力分布の均一化をさらに高
めるために図15に横断面図で示すように燃料集合体４の
中心部に太径のウォータロッド５を配設している。これ
らの燃料集合体１，４においては燃料棒２と燃料棒２あ
るいは燃料棒２とウォータロッド３または５の間隔は所
定の冷却性能が得られるように設計されており、燃料集
合体１または４の軸方向の複数箇所でスペーサ（図示せ
ず）により所定の間隔に保持されている。このような燃
料集合体１または４を原子炉で使用すると中性子照射等
の効果で燃料棒２が曲がる可能性があり、そのような場
合には燃料棒２の間隔が所定の間隔より狭くなり冷却不
全を引き起こす可能性がある。

【０００３】従来、燃料棒２，２の間隔の検査には燃料
集合体１の片側に光源を配し、反対側にスクリーンを置
き、燃料棒２のシルエットを観察して異常を検出してい
た。この検査で燃料棒間隔に異常が検出された時には、
既知の厚さのフィラゲージをその場所に差し込み、挿入
の可否で間隔を測定していた。また、さらに詳細に測定
する場合には両側に板バネ状の歪ゲージを備えたセンサ
ーを挿入し、その歪量から燃料棒間隔を測定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した図14に示す８
×８燃料集合体１のように同一外径の燃料棒２と細径ウ
ォータロッド３が正方格子状に整列している場合には従
来の燃料棒間隔検査方法で支障は生じない。しかしなが
ら、図15に示したように中心部に太径ウォータロッド５
を配設した改良型燃料集合体４では、従来のいずれの検
査方法を用いても太径ウォータロッド５のまわりに配設
されている燃料棒間の検査はできない課題がある。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は太径ウォータロッドを内部に配
設した燃料集合体に対しても燃料棒間隔を容易に検査で
きる燃料棒間隔検査方法およびその装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は複数本の燃
料棒が所定の間隔を有して縦横に配列され、かつ内部に
ウォータロッドを配設した燃料集合体の前記燃料棒間隔
内に扇状のレーザー光を投光し、テレビカメラで前記レ
ーザー光に照らし出された前記各々の燃料棒の照射部分
を観察し、前記照射部分の相対位置から前記燃料棒の変
位を測定することを特徴とする。

【０００７】第２の発明は複数本の燃料棒が所定の間隔
を有して縦横に配列され、かつ内部にウォータロッドを
配設した燃料集合体の前記燃料棒間隔内に扇状のレーザ
ー光を投光し、テレビカメラで前記レーザー光に照らし
出された前記各々の燃料棒の照射部分を観察し、ほぼ90
度異なる２方向以上の照射部分の高さの相対位置関係か
ら前記燃料棒の平面上の変位を測定し、前記各々の燃料
棒とウォータロッドとの位置関係から燃料棒の間隔を測
定することを特徴とする。

【０００８】第３の発明は複数本の燃料棒が所定の間隔
を有して縦横に配列され、かつ内部にウォータロッドを
配設した燃料集合体の前記燃料棒間隔に扇状のレーザー
光を投光するレーザー光源と、前記燃料棒からの反射ビ
ームを受けるミラーと、このミラーでの反射ビームを受
光するテレビカメラまたはファイバースコープと、前記
燃料集合体の外周燃料棒を照射するライトと、このライ
ト・前記ミラー・テレビカメラまたはファイバースコー
プおよび前記レーザー光源を一体的に取着する左右に移
動自在の固定枠とからなることを特徴とする。

【０００９】

【作用】第１の発明について水中で実施する場合につい
て述べると、燃料棒間隔から扇状のレーザー光を燃料棒
間隔内に投光し、水中テレビで燃料棒間隔内のレーザー
光に照らし出された各燃料棒の照射部分の相対位置関係
を調べる。この時の、外周燃料棒の画像上の外径を測定
しておく。レーザー光は水中テレビカメラの上方から斜
めに燃料棒間隔に入射するようにする。

【００１０】レーザーで照らし出された部分は、曲がり
やずれの生じていない場合には一直線上に並ぶが、左右
に曲がりやずれの生じている場合には直線の左右に、前
後に曲がりやずれの生じている場合には直線の上下にず
れて観察される。外周燃料棒の外径から画像の倍率を求
め、この倍率とずれた燃料棒位置からずれの長さを求め
ることができる。この情報とずれの方向から燃料棒の平
面上の変位が解ると、それぞれの燃料棒の相対位置が判
明し、燃料棒間隔も計算できる。

【００１１】第２の本発明においては燃料棒間隔から扇
状のレーザー光を燃料棒間隔内に投光し、水中テレビカ
メラで燃料棒間隔内のレーザー光に照らし出された各燃
料棒の照射部分の相対位置関係を調べる。この時の、外
周燃料棒の画像上の外径を測定しておく。レーザー光は
水中テレビカメラの上方から斜めに燃料棒間隔に入射す
るようにする。

【００１２】レーザーで照らし出された部分は、曲がり
やずれの生じていない場合には一直線上に並び、前後に
曲がりやずれの生じている場合には直線の上下にずれて
観察される。外周燃料棒の外径から画像の倍率を求め、
この倍率とずれた燃料棒位置とレーザーの入射角度から
ずれの長さを求めることができる。このずれの長さ情報
とずれの方向から燃料棒の一方向の変位がわかる。この
操作を２方向以上から行えば燃料棒の平面上の変位がわ
かり、それぞれの燃料棒の相対位置が判明し、燃料棒間
隔も計算できる。

【００１３】第３の発明においては燃料棒間を観察する
水中テレビカメラを遮蔽材で高放射線から防護する。ま
た、ミラーを設け、燃料集合体の外周燃料棒を水中ライ
トで照明する。燃料棒間に扇状のレーザー光を投光する
レーザー光源・レンズおよびスリットを配設する。これ
らの各部品は一体的に固定枠に取着する。固定枠は左右
に移動自在である。そして、細いレーザー光を燃料棒間
隔から斜めに燃料集合体内に照らすことで、燃料棒同士
の間隔が適度に保たれているかを燃料集合体の４方向か
ら水中テレビカメラで確認することで燃料棒間隔を容易
に検査することができる。

【００１４】

【実施例】本発明に係る第１の発明の実施例を図１から
図５に基づいて説明する。図１は本発明に使用する測定
装置と被測定燃料集合体６との配置関係を示す概略的側
面図で、図２は図１の平面図である。本実施例を行うに
必要な装置としては、被測定燃料棒７ａ〜７ｈ，８ａ〜
８ｈの間隔内や外周燃料棒の画像をとらえる水中テレビ
カメラ９と、燃料棒７ａ〜７ｈ，８ａ〜８ｈの間隔内の
燃料棒の一部分を照らし出すレーザー光源10がある。レ
ーザー光11は可視光の波長で、扇状のレーザー光11を放
つものを水中テレビカメラ９の上方に設置する。

【００１５】図３は図２の装置と燃料集合体の配置で燃
料棒間隔を観察した時のテレビ画面の画像図を示してい
る。レーザー光源10の上下の傾きはレーザー光11が画面
にはいるように調整して置く。図４は図２に比べて水中
テレビカメラ９の位置を燃料棒間隔の中心線上から反対
の燃料棒側（８ａ燃料棒）に移動した状態でのテレビ画
面を示している。測定に際してはどちらの画像でも良い
が、これ以後の説明では各燃料棒のレーザーで照らし出
された部分が図３に比べ大きく見える、図４の画面を使
用する。ずれの生じていない通常の燃料集合体では図４
のようにレーザーで照らし出された部分は一直線に並ん
でいる。図３のように水中テレビカメラ９の位置を燃料
棒間隔の中央方向にずらしても、内部燃料棒のレーザー
光で照らしだされる部分は小さくなるが、一直線に並ぶ
ことには変わりはない。図５のように燃料棒が曲がって
いたり、またはずれていた場合には水中テレビカメラ９
の画像は図５のようになる。レーザー光で照らし出され
た部分は、ずれている燃料棒（７ｃ燃料棒）だけが直線
上からはずれてしまう。はずれる方向が左右の場合には
燃料棒は左右にずれており、はずれる方向が上下の場合
には燃料棒は前後にずれている。図５の場合には左右の
ずれだけである。この直線からはずれた距離で燃料棒が
どの程度ずれているかを定量的に知ることができる。こ
のためには、まずテレビ画面の倍率を求める必要があ
る。画面上で長さのはっきりしている物としては燃料棒
の外径（12.3mm）がある。この寸法は精度良くかつ寸法
の許容範囲が狭いことから基準寸法となり得るものであ
る。次に燃料集合体の位置で同一寸法の物がどの程度変
化しているかの比を実験的に求めておく。この２つの情
報から図５のずれの距離の定量化が可能となる。テレビ
画面上の外周燃料棒（７ａ）の外径値をＤmmとする。ず
れの生じている７ｃ燃料棒の直線からのずれを、ここで
は左にＬmmで、上下方向が０mmとする。また画面上の外
周の燃料棒外径と３列内周の燃料棒外径の比をＺとすれ
ばずれの距離（mm）は ほぼ Ｓ≒（Ｌ×12.3）÷（Ｚ×Ｄ）…（１） で表される。図５の場合には上下方向（実際は前後方
向）のずれを生じていないことから、観察位置から見て
左にＳmmずれていたとの結果になる。上下方向のずれの
場合にも入射角度を考慮すれば上述と同様な方法で燃料
棒の前後のずれの距離を求めることができる。このよう
な測定を燃料棒間隔毎に行っていけば、燃料集合体を構
成するすべて燃料棒の位置が判明し、この結果から燃料
棒間隔も求めることができる。

【００１６】図５では７ｄ燃料棒は７ｃ燃料棒がずれて
いるために、レーザー光11が当たらなくなり、測定がで
きなかった。このような事情から各燃料棒は燃料集合体
の異なる面からも測定することで、測定おとしがないよ
うにする必要がある。４つの面の燃料棒間隔を測定する
には７×４＝28箇所の燃料棒間隔を測定しなければなら
ない。燃料棒間隔毎に水中テレビカメラ９を動かして観
察しやすい位置を選んでいたのでは、燃料集合体の軸方
向についても何箇所も測定する必要があり、一箇所でも
28箇所の測定箇所があることを考えれば現実的でない。
そこで測定は水中テレビカメラ９を燃料集合体の方向に
向けて、燃料集合体を回転させながら行う。このように
して測定を行うと、燃料集合体を一回転する間に各燃料
棒間隔と水中テレビカメラ９との位置関係で最も適した
位置に臨むことができる。

【００１７】燃料棒のずれの距離を求めるには、測定現
場は時間の制約や環境の問題から適していない。測定結
果は映像信号としてビデオテープレコーダに記録が可能
であることから、現場では録画を行って、録画したテー
プを事務所等に持ち帰り、測定結果を求めることが一般
的に行われている。事務所であれば、画像処理を行っ
て、ずれの発生した燃料棒やその方向，ずれの距離等を
求めることが容易になる。

【００１８】本実施例の測定ではレーザー光11を水中テ
レビカメラ９の上方から燃料棒間隔に照らしていたが、
レーザー光11は下方から照らしても同様な効果を得られ
る。またレーザー光11を平行に照らしてカメラを上下方
向から燃料棒間隔を観察しても本実施例と同様な効果を
得られる。

【００１９】燃料棒に左右のずれが生じると、ずれた方
の燃料棒間隔ではずれた燃料棒にレーザー光が当たる割
合が増える。本実施例ではこのずれの長さを測定してず
れの距離を求めていたが、ずれの生じている燃料棒のレ
ーザーの反射光の増加を観察することでもずれの距離を
求めることができる。

【００２０】第１の発明の実施例によれば、測定装置類
を燃料棒に接触させないで太径ウォータロッドを有する
燃料集合体の燃料棒の変位移動量や燃料棒間隔を測定で
きることから、燃料集合体を傷つけることがなく、再装
荷をする燃料集合体に対しても測定を安全に実施するこ
とができる。また、検査は燃料集合体を回転しながら、
高さ位置を変えるだけで行うことができることから、従
来実施されているシルエットの方法とそれほど変わらな
い時間で測定が行える。一方、本測定に使用する水中テ
レビカメラは従来の太径ウォータロッドがない燃料集合
体の間隔測定において使用していた物を利用すれば、レ
ーザーなどの追加装置だけで本測定と同様の機能を有す
ることができ、設備にかける金額は僅かですむ。

【００２１】なお、本実施例においてはつぎのような変
形例が適用できる。 (1) 照射部分の相対位置関係から燃料棒の変位を測定す
る方法で、ずれが生じていない燃料棒の照射部分が直線
状に配するのに対し、照射部分がこの直線に対し左右に
ずれている場合には左右に、上下にずれている場合には
前後にずれの生じている燃料棒であることを表している
燃料棒の変位を測定する方法。 (2) 直線からのずれを水中テレビカメラの画面上の外周
燃料棒の外径と燃料棒の設計外径，燃料集合体の位置の
違いによる外周燃料棒との画面上の寸法比、からずれの
寸法を求める燃料棒の変位を測定する方法。 (3) レーザー光源と水中テレビカメラと燃料集合体の位
置関係で水中テレビカメラとレーザー光源を燃料集合体
の回転中心方向にむけ、燃料集合体を回転しながら４つ
の面より燃料棒間隔間の燃料棒の変位を測定する方法。 (4) レーザー光源と水中テレビカメラの位置で一方が水
平に置いた場合には他方は上下に置いて、水中テレビカ
メラから見てレーザー光が燃料棒間隔に斜めに入射した
状態になるようにした燃料棒変位測定方法。 (5) 左右のずれを照射部分の反射光量で測定する燃料棒
変位を測定する方法。

【００２２】つぎに、第２の発明の一実施例を図６から
図８に基づいて説明する。なお、第２の発明を実施する
に際しては前述した第１の発明の実施例と同一部分には
第１の発明で説明した図１から図５を流用する。すなわ
ち、本実施例では図１で説明したように必要な装置とし
ては、燃料棒７ａ〜７ｈの間隔内や外周燃料棒７ａの画
像をとらえる水中テレビカメラ９と、燃料棒間隔内の燃
料棒の一部分を照らし出すレーザー光源10がある。レー
ザー光源10は可視光の波長で、扇状のレーザー光11を放
つものを水中テレビカメラ９の上方に設置する。また、
図７は図６の装置と燃料集合体の配置で燃料棒間隔を観
察した時のテレビ画面の画像を示している。レーザー光
源10の上下の傾きはレーザー光11が画面にはいるように
調整して置く。ずれの生じていない通常の燃料集合体で
は図７のようにレーザー光源10で照らし出された部分は
一直線に並んでいる。また図８のように燃料棒が曲がっ
ていたりまたはずれていた場合には水中テレビカメラの
画像は図５のようになる。レーザー光で照らし出された
部分は、ずれている燃料棒（７ｃ燃料棒）だけが本来の
高さ位置よりずれてしまう。はずれる方向が上下の場合
には燃料棒は前後にずれている。この本来の高さ位置か
らのずれ距離で燃料棒がどの程度平面上でずれているか
を定量的に知ることができる。このためには、まずテレ
ビ画面の倍率を求める必要がある。画面上で長さのはっ
きりしている物としては燃料棒の外径（12.3mm）があ
る。この寸法は精度良くかつ寸法の許容範囲が狭いこと
から基準寸法となり得るものである。次に燃料集合体の
燃料棒の挿入位置で同一寸法の物がどの程度の大きさに
変化してみえるかを、外周燃料棒位置を１とした場合の
比を実験的に求めておく。またレーザー光11の入射角度
も求めておく。これらの情報から図７のずれの距離の定
量化が可能となる。テレビ画面上の外周燃料棒（７ａ）
の外径値をＤmmとする。ずれの生じている燃料棒７ｃの
本来の高さよりのずれを、ここではＨmmとする。また画
面上の外周の燃料棒外径と３列内周の燃料棒外径の比を
Ｚとし、レーザー光の入射角度を45°とすればずれの距
離（mm）は ほぼ Ｓ≒（Ｈ／Ｚ）×（12.3／Ｄ）×（Ｂ／tan 45°）…（２） で表される。図７の場合には上方向にずれを生じていた
ことから、燃料棒は観察位置から見て手前にＳmmずれて
いたとの結果になる。この結果は一方向からだけのため
に、ずれの生じていた７ｃの燃料棒の平面上のずれの動
きは特定でない。特定するために90度方向の異なる角度
より、上述の方法でずれによる移動距離を求めれば良い
ことになる。このような測定を燃料棒間隔毎に行ってい
けば、燃料集合体を構成するすべて燃料棒の位置が判明
し、この結果から燃料棒間隔も求めることができる。特
に中心部にある太径ウォータロッド５は図８のように燃
料棒間隔の中央に位置していることから、本実施例の採
用が最も容易である。

【００２３】万一、図６の装置の配置で燃料棒のレーザ
ー光で照らし出された部分が見にくい場合には水中テレ
ビカメラとレーザー光源を燃料棒間隔の中心線上よりず
らして、片側の燃料棒だけを見るようにすれば、見やす
くなる。

【００２４】本測定では２方向から測定すればずれの方
向と移動長さがわかるが、ずれの生じた燃料棒の後ろに
位置する燃料棒は、レーザー光11が前の燃料棒に邪魔さ
れて照らし出されない場合もあり得る。このような事情
から各燃料棒は燃料集合体の異なる面からも測定するこ
とで、測定おとしがないようにする必要がある。４つの
面の燃料棒間隔を測定するには７×４＝28箇所の燃料棒
間隔を測定しなければならない。燃料棒間隔ごとに水中
テレビカメラ９を動かして観察しやすい位置を選んでい
たのでは、燃料集合体の軸方向についても何箇所も測定
する必要があり、一箇所でも28箇の測定箇所があること
を考えれば現実的でない。そこで測定は水中テレビカメ
ラ９を燃料集合体の方向にむけて、燃料集合体を回転さ
せながら行う。このようにして測定を行うと、燃料集合
体を一回転する間に各燃料棒間隔と水中テレビカメラ９
の位置関係で最も適した位置に臨むことができる。

【００２５】燃料棒のずれの距離を求めるには、測定現
場は時間の制約や環境の問題から適していない。測定結
果は映像信号としてビデオテープレコーダに記録が可能
であることから、現場では録画を行って、録画したテー
プを事務所等に持ち帰り、測定結果を求めることが一般
的に行われている。事務所であれば、画像処理を行っ
て、ずれの発生した燃料棒やその方向，ずれの距離等を
求めることが容易になる。

【００２６】本実施例ではレーザー光11を水中テレビカ
メラ９の上方から燃料棒間隔に照らしていたが、レーザ
ー光11は下方から照らしても同様な効果を得られる。ま
た、レーザー光11を平行に照らしてカメラを上下方向か
ら燃料棒間隔を観察しても本実施例と同様な効果を得ら
れる。

【００２７】第２の発明によれば、測定装置類を燃料棒
に接触させないで太径ウォータロッドを有する燃料集合
体の燃料棒の変位移動量や燃料棒間隔を測定できること
から、燃料集合体を傷つけることがなく、再装荷をする
燃料集合体に対しても測定を安全に実施することができ
る。また測定は燃料集合体を回転しながら、高さ位置を
変えるだけで行えることから、従来行ってきたシルエッ
トの方法とそれほど変わらない時間で測定が行える。一
方、本実施例に使用する水中テレビカメラは従来の太径
ウォータロッドがない燃料集合体の間隔測定において使
用していた物を利用すれば、レーザーなどの追加装置だ
けで本実施例と同様の機能を有することができ、設備に
かける金額は僅かですむ。

【００２８】なお、本実施例においてはつぎのような変
形例が適用できる。 (1) 照射部分の高さの変化から水中テレビカメラの画面
上の外周燃料棒の外径，燃料棒の設計外径，燃料棒の挿
入位置での寸法比とレーザー光の入射角度から前後の実
変位量を求める燃料棒間隔を測定する方法。 (2) レーザー光源と水中テレビカメラと燃料集合体の位
置関係で水中テレビカメラとレーザーを燃料集合体の回
転中心方向に向け、燃料集合体を回転しながら４つの面
より燃料棒間隔を測定する方法。 (3) レーザー光源と水中テレビカメラの位置で一方が水
平に置いた場合には他方は上下方に置いて、水中テレビ
カメラから見てレーザー光が燃料棒間隔に斜めに入射し
た状態になるようにした燃料棒間隔を測定する方法。

【００２９】つぎに第３の発明に係る実施例を図９から
図13に基づいて説明する。図９は本実施例の燃料棒間隔
測定装置を概略的に側面で示している。本実施例におけ
る測定装置はたとえばポールまたはワイヤーなどで吊り
下げることで、燃料集合体６と対する位置に設置され
る。すなわち、図９において燃料棒７ａ〜７ｈ間を観察
するために水中テレビカメラ９が固定枠12に取り付いて
いる。水中テレビカメラ９の燃料集合体６側は遮蔽材つ
まりシールド材13で覆われ、燃料集合体６の画像はミラ
ー14で方向を変換することで、燃料集合体からの高放射
線が直接水中テレビカメラ９に入射しないようにしてい
る。水中テレビカメラ９の上方には可視光の波長を放つ
レーザー光源10がアーム部15を介して取り付けられてい
る。レーザー光源10は前面に配設したシリンダレンズ16
で扇状に広がり、スリット17で一定幅にされて燃料集合
体内に入射される。水中テレビカメラ９の後方には燃料
集合体６の最外周に位置する燃料棒７ａを観察しやすく
するために水中ライト18を支持部材19を介して固定枠12
に取り付ける。水中テレビカメラ９，レーザー光源10，
水中ライト18は固定枠12に一体的に取り付けられた状態
になっている。この固定枠12は駆動機構（図には示して
いない）によって燃料集合体６の面に平行に移動する。

【００３０】本実施例に係る装置による燃料棒間隔測定
は次のようにして行う。まず水中テレビカメラ９を図1
0，図11のごとく、燃料棒間隙から内部の燃料棒の一部
が観察できる位置に駆動機構で設定する。水中ライト18
はこの際に所定の燃料棒間隔を観察しているかの確認と
最外周燃料棒の状況観察用の照明になる。水中ライト18
による照明では燃料棒間隔から入る光の量は僅かである
ために、水中テレビカメラ９で内部燃料棒を見ることは
難しい。この位置でレーザー光源10を点灯し、水中テレ
ビカメラ９の上方より斜めに扇状のレーザー光11を燃料
集合体６の内部に入射させる。レーザー光11は各内部燃
料棒７ａ〜７ｈ，８ａ〜８ｈの一部を照らし、曲がりや
ずれの生じていない燃料集合体では、図10のように照ら
し出された部分は一直線に並んでいる。水中テレビカメ
ラ９の位置を燃料棒間隔の中央方向にずらしても、内部
燃料棒のレーザー光11で照らし出される部分は小さくな
るが、一直線に並ぶことには変わりはない。図12のよう
に燃料棒が曲がっていたりまたはずれていた場合には水
中テレビカメラ９の画像は図13のようになる。レーザー
光11で照らし出された部分は、ずれている燃料棒だけが
直線上からはずれてしまう。はずれる方向が左右の場合
には燃料棒は左右にずれており、はずれる方向が上下の
場合には燃料棒は前後にずれている。この直線よりのず
れで燃料棒がどの方向に、どの程度ずれているかを定量
的に知ることができる。燃料棒が図と反対方向に曲がっ
ていた場合には観察している燃料棒間隔から引き込んで
いるために、レーザー光11はこの燃料棒に当たらなくな
る。太径ウォータロッド５は燃料棒と異なり、レーザー
光11は燃料棒間隔幅で太径ウォータロッド５の表面上に
わずかに曲がっている水平線として描かれる。この水平
線の位置と前述の直線との位置関係で太径ウォータロッ
ド５とレーザー光11が当たっている燃料棒との位置関係
を知ることができる。レーザー光11で照らし出された部
分がどのように見え、かつずれの大きさを定量的に知る
には、燃料棒や太径ウォータロッド５どうしの位置関係
が正しい模擬燃料集合体を使用したモックアップ検査で
確認することが現実的である。

【００３１】検査手順は７つの燃料棒間隔の左右の燃料
棒と太径ウォータロッド５に対して行ない、燃料集合体
を回転して残りの３つの面に対して検査を行った後に、
燃料集合体の高さ位置を変えて、同様な検査を繰り返せ
ば燃料集合体の全長に対して燃料棒間隔検査がてきるこ
とになる。しかし、実際に検査を行うには燃料棒間隔毎
に水中テレビカメラを左右に動かしていたのでは、短時
間に検査を行うことは難しい。そこで、水中テレビカメ
ラを燃料集合体の中央に向けた状態で、燃料集合体を回
転すれば４つの面の各燃料棒間が検査できるように、水
中テレビカメラの位置を調整しておく。

【００３２】本実施例ではレーザー光11をシリンダレン
ズ16で扇状に広げたが、振動子や回転ミラーを使用して
レーザー光を広げても同様な効果が得られる。また、レ
ーザー光で照らし出された部分の観察に水中テレビカメ
ラを使用していたが、照らし出された部分が見える方法
であれば、他の方法、たとえばファイバスコープやペリ
スコープでも可能である。一方、レーザー光は可視光だ
けでなく、可視光外の領域の光でも検査が行える。この
際には受光装置である水中テレビカメラ等は発光された
光の波長を捉えることのできる機種で対応することにな
る。

【００３３】第３の発明によれば、検査装置類を燃料棒
に接触させないで太径ウォータロッドを有する燃料集合
体の燃料棒間隔を測定できることから、燃料集合体を傷
つけることがなく、再装荷をする燃料集合体に対しても
燃料棒間隔検査を安全に実施することができる。また、
検査は燃料集合体を回転しながら、高さ位置を変えるだ
けで行えることから、従来行ってきたシルエットの方法
とそれほど変わらない時間で検査が行える。一方、燃料
棒間隔検査装置の中の水中テレビカメラは従来の太径ウ
ォータロッドがない燃料棒集合体の間隔測定において使
用していた物を利用すれば、レーザー光源等の追加装置
だけで本装置と同様な機能を有することができ、設備に
かける費用は僅かですむ利点がある。

【００３４】なお、第３の発明に係る実施態様はつぎの
とおりである。 (1) 燃料棒間隔を観察する水中テレビカメラと、燃料集
合体の外周燃料棒を照明する水中ライトと、燃料棒間隔
に扇状のレーザー光を投光するレーザー光源・レンズ・
スリットと、これらを左右に動かす駆動部からなること
を特徴とする燃料棒間隔検査装置。 (2) 上記(1) において、水中テレビカメラをファイバー
スコープと置き換えた燃料棒間隔測定装置。 (3) 上記(1) において、水中テレビカメラを高放射線よ
り防護するために、遮蔽材およびミラーを組み合わせた
水中テレビカメラセットで置き換えた燃料棒間隔測定装
置。

【００３５】なお、本発明は水中において燃料集合体の
燃料棒間隔を測定する方法および装置について説明した
が、水中に限定されるものではないことは勿論であり、
気中において適用し得るものである。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、測定装置類を燃料棒に
接触させないで太径ウォータロッドを有する燃料集合体
の燃料棒の変位移動量や燃料棒間隔を測定できることか
ら、燃料集合体を傷つけることがなく、再装荷をする燃
料集合体に対しても測定を安全に実施することができ
る。また測定は燃料集合体を回転しながら、高さ位置を
変えるだけで行うことができることから、従来、実施さ
れているシルエットの方法とそれほど変わらない時間で
測定できる。一方、本発明に使用する水中テレビカメラ
は従来の太径ウォータロッドがない燃料集合体の間隔測
定において使用していた物を利用すれば、レーザー光源
などの追加装置だけで本発明と同様の機能を有すること
ができ、設備にかける金額は僅かですむ利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の発明において使用する測定
装置と燃料集合体との配置関係を示す概略的側面図。

【図２】図１における平面図。

【図３】図１および図２における配置でのテレビカメラ
で撮影した例を示す画像図。

【図４】図１および図２における配置が異なった場合の
例を示す画像図。

【図５】図１および図２において燃料棒が左側にずれて
いる場合の例を示す画像図。

【図６】本発明に係る第２の発明においてずれを生じた
燃料棒の位置を概略的に示す横断面図。

【図７】図６における状態で撮影した例を示す画像図。

【図８】第２の発明の他の実施例において、燃料集合体
内に太径ウォータロッドを有する燃料棒間隔の例を示す
画像図。

【図９】本発明に係る燃料棒間隔測定装置の一実施例を
概略的に示す側面図。

【図１０】図９の燃料棒間隔測定装置と改良型燃料集合
体との位置関係を示す平面図。

【図１１】図10における配置例での状態を示す画像図。

【図１２】図９における改良型燃料集合体でずれを生じ
た燃料棒位置を概略的に示す横断面図。

【図１３】図12における配置例での状態を示す画像図。

【図１４】従来例を説明するための８×８燃料集合体を
概略的に示す横断面図。

【図１５】従来例を説明するための太径ウォータロッド
を有する改良型燃料集合体を概略的に示す横断面図。

【符号の説明】

１…８×８燃料集合体、２…燃料棒、３…細径ウォータ
ロッド、４…改良型燃料集合体、５…太径ウォータロッ
ド、６…被測定燃料集合体、７ａ〜７ｈ・８ａ〜８ｈ…
被測定燃料棒、９…水中テレビカメラ、10…レーザー光
源、11…レーザー光、12…固定枠、13…シールド材、14
…ミラー、15…アーム部、16…シリンダレンズ、17…ス
リット、18…水中ライト、19…支持部材。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の燃料棒が所定の間隔を有して縦
   横に配列され、かつ内部にウォータロッドを配設した燃
   料集合体の前記燃料棒間隔内に扇状のレーザー光を投光
   し、テレビカメラで前記レーザー光に照らし出された前
   記各々の燃料棒の照射部分を観察し、前記照射部分の相
   対位置から前記燃料棒の変位を測定することを特徴とす
   る燃料棒間隔測定方法。
2. 【請求項２】 複数本の燃料棒が所定の間隔を有して縦
   横に配列され、かつ内部にウォータロッドを配設した燃
   料集合体の前記燃料棒間隔内に扇状のレーザー光を投光
   し、テレビカメラで前記レーザー光に照らし出された前
   記各々の燃料棒の照射部分を観察し、ほぼ90度異なる２
   方向以上の照射部分の高さの相対位置関係から前記燃料
   棒の平面上の変位を測定し、前記各々の燃料棒とウォー
   タロッドとの位置関係から燃料棒の間隔を測定すること
   を特徴とする燃料棒間隔測定方法。
3. 【請求項３】 複数本の燃料棒が所定の間隔を有して縦
   横に配列され、かつ内部にウォータロッドを配設した燃
   料集合体の前記燃料棒間隔に扇状のレーザー光を投光す
   るレーザー光源と、前記燃料棒からの反射ビームを受け
   るミラーと、このミラーでの反射ビームを受光するテレ
   ビカメラまたはファイバースコープと、前記燃料集合体
   の外周燃料棒を照射するライトと、このライト・前記ミ
   ラー・テレビカメラまたはファイバースコープおよび前
   記レーザー光源を一体的に取着する左右に移動自在の固
   定枠とからなることを特徴とする燃料棒間隔測定装置。