JP3281325B2 - 原子燃料棒のヘリウム漏洩検査方法およびその装置 - Google Patents
原子燃料棒のヘリウム漏洩検査方法およびその装置Info
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Description
ウム漏洩検査方法およびその装置に係り、特に、ヘリウ
ムガスが漏出する貫通欠陥の存在とその位置を特定でき
るようにした原子燃料棒のヘリウム漏洩検査方法および
その装置に関する。
素を占めることからその規格が高度化され、厳重な品質
管理のもとで数多くの項目について厳重な検査が行なわ
れている。検査項目の中には原子燃料棒の内部に封入さ
れているヘリウムガスについて漏洩検査が規定されてお
り、このヘリウム漏洩検査では、原子燃料棒の端栓の溶
接部および被覆管などに存在する欠陥によるヘリウムガ
スの漏れがあるかどうかが検査されている。この種のヘ
リウム漏洩検査は、原子燃料棒を真空容器内に装填した
後、この真空容器内を高真空に保持し、漏れ検出装置に
よって漏出ヘリウムガスを検出するようになっている。
れた場合、対策を講じるためにヘリウムガスの漏出部位
を特定する必要がある。漏れ検出装置によるヘリウムガ
スの検出では、原子燃料棒における漏出位置の特定まで
は不可能であるからである。従来、ヘリウムガスの漏出
が検出された後の漏出部位の特定には、検査員の目視に
よる他、超音波探傷法や渦電流探傷法などを利用して行
われている。
子燃料棒の端栓溶接部や被覆管表面に存在する欠陥を検
査員が目視により探す方式であるため、非常に時間のか
かる検査となる。また、欠陥を探し当てても、それが実
際にヘリウムが漏出した貫通欠陥であるかどうかについ
ては、相当な経験のある検査員でも正確な判断は困難で
あった。
非破壊検査法は、自動化した検査装置により短時間での
欠陥部位を特定できるものの、その欠陥がはたしてヘリ
ウムガスが漏出した貫通欠陥かどうかの判定が困難な場
合がある。そのような場合、欠陥の部位で燃料棒の断面
を写真撮影しなければ、貫通欠陥が否かを判定をするこ
とができなかった。また、検査装置については被覆管と
端栓溶接部として異なる装置を使い分ける必要があっ
た。
有する問題点を解消し、ヘリウムの漏出の検出ととも
に、その漏出した貫通欠陥の位置の特定を能率良く行う
ことができるようにした原子燃料棒のヘリウム漏洩検査
方法およびその装置を提供することにある。
めに、本発明は、原子燃料棒から漏出するヘリウムガス
を検出し、原子燃料棒単位で貫通欠陥を検査するヘリウ
ム漏洩検査方法において、原子燃料棒の長さ方向に検査
範囲を分割し、その単位検査範囲に相当する長さの真空
チャンバーを用いて初回のヘリウム漏洩検査を行い、初
回の検査の結果、原子燃料棒からヘリウムガスの漏出が
検出された場合は、初回の単位検査範囲をさらに等分割
した単位検査範囲相当の長さの真空チャンバーを用い
て、初回の検査でヘリウムガスの検出された検査範囲に
ついて漏出部位を当該単位検査範囲内に限定する検査を
行い、以後、同様にして前回の検査でヘリウムガスの検
出された漏出部位を順次限定する検査を繰り返して行
い、最終的に所定の幅で原子燃料棒の貫通欠陥の位置を
特定する、ことを特徴とするものである。
燃料棒の長さの1/2の長さの真空チャンバーを用い、
以後、前回の検査で用いた真空チャンバーの1/2の長
さの真空チャンバーを次回の検査で用い、各回の検査ご
とにヘリウムガスの漏出部位を前回の単位検査範囲の1
/2の範囲に順次限定していくようにしたことが好まし
い。
明による検査装置は、原子燃料棒から漏出するヘリウム
ガスを検出し、原子燃料棒単位で貫通欠陥を検査するヘ
リウム漏洩検査装置において、幾何級数的に長さが順次
短くなる複数のヘリウム漏洩検査用真空チャンバーを長
さ方向に配列してなる真空チャンバー列と、検査対象の
原子燃料棒を前記真空チャンバー列の配列方向に任意の
長さ分だけ移送する移送手段と、原子燃料棒から漏出す
るヘリウムガスを検出する手段と、を具備することを特
徴とするものである。
ーは、上下に昇降可能な上側チャンバーと、架台上に取
り付けられた下側チャンバーとに分割された分割式のチ
ャンバーから構成される。
ヘリウム漏洩検査方法およびその装置の一実施形態につ
いて、添付の図面を参照しながら説明する。図1は、本
発明の一実施の形態によるヘリウム漏洩検査装置の概略
側面図である。参照符号10は、ヘリウム漏洩検査装置
の全体を示す。12は、検査対象の原子燃料棒である。
架台13、14は、それぞれ原子燃料棒12よりも長い
台であって、長さ方向に直列に設置されている。架台1
3、14の上には、原子燃料棒12を搬送する手段とし
て複数の搬送ローラ15が間隔をおいて設けられてい
る。この場合、架台13では、搬送ローラ15は、後述
する分割式の真空チャンバーの長さに応じさせて下流に
なるほど間隔が狭くなるように配置され、架台14で
は、一定の間隔で配置されている。原子燃料棒12は、
搬送ローラ15によって横向きに支持されながら架台1
3上を移動する。各搬送ローラ15は、上下に昇降でき
るようにローラ昇降装置16に連結されている。
真空チャンバー18は、原子燃料棒12の外径にほぼ等
しい内径を有する円筒状のチャンバー長さ方向を二分割
した真空チャンバーとして構成されている。図2には、
上下一対の真空チャンバー18のうち下側チャンバー1
8aが示されている。19は真空チャンバー18を気密
にシールするシール部材である。
は上側チャンバー18bと対になって一つの真空チャン
バーを構成するようになっている。架台13上では、長
さの異なる真空チャンバーにより真空チャンバー列が構
成されている。図1では、各真空チャンバーを区別する
ために、上流から順に18A、18B、18C、18
D、18E、18Fとしてあらわされている。これらの
各真空チャンバーは、隣の長さよりも下流側の長さが半
分になるようになっている。
空チャンバー18A、18B、18C、18D、18
E、18Fは、それぞれ支持部20によって水平な姿勢
で支持されている。この場合、下側チャンバー18aは
支持部20の先端に固定され、上側チャンバー18b
は、チャンバー昇降部21を介して昇降可能に取り付け
られている。
C、18D、18E、18Fは、排気管22につながっ
ており、この排気管22は真空ポンプ23に接続されて
いる。真空ポンプ23が吸い込んだ気体は、ヘリウム検
出装置24に供給される。このヘリウム検出装置24
は、排気の中に含まれるヘリウムガスを検出する。
洩検査装置を使用して行う原子燃料棒のヘリウム漏洩検
査方法について説明する。図3は、原子燃料棒12につ
いて、その長さの1/2を単位検査範囲として初回のヘ
リウム漏洩検査を行う真空チャンバー18Aの動作を示
す。
上側チャンバー18bは上昇した位置にあって、原子燃
料棒12を検査位置まで移動させる。原子燃料棒12の
前半分の部分が下側チャンバー18aの上に至ったとこ
ろで、図3〔b〕に示すように、搬送ローラ昇降装置1
6は搬送ローラ15を下げ、原子燃料棒12を下側チャ
ンバー18aに載せる。
ャンバー18bが下降して、原子燃料棒12の検査部分
を下側チャンバーとの間で密封する。こうして下側チャ
ンバー18aと上側チャンバー18bが閉じた真空チャ
ンバー18Aでは、真空ポンプ23によって内部の気体
が排気される。この排気の過程は、図示しない制御装置
によって監視されており、真空チャンバー18A内の真
空度が所定の値に達すると、真空ポンプ23は停止して
排気を終了する。ヘリウム検出装置24は、標準試料に
より校正された検出処理を行い、排気にヘリウムガスが
含まれていればこれを検出する。検出データは、図示し
ない演算装置に送信されて合否判定が行われる。
判定されて、真空チャンバー18A内を大気圧に開放さ
せる。そして、図3〔b〕、図3〔a〕の順序で、上側
チャンバー18bと搬送ローラ15が上昇して、原子燃
料棒12の残り半分を移動させる態勢にはいる。原子燃
料棒12の残り半分が下側チャンバー18aの上まで移
動すると、前記した順序で同様に検査が行われる。
2回に分けて行った検査の結果、ヘリウムガスが検出さ
れなければ、燃料棒12には欠陥のないものとして、搬
送ローラ15によって隣の架台14まで搬送されて検査
は終了する。
で不合格と判定されると、以下、原子燃料棒12は、順
次、真空チャンバー18B、18C、18D、18E、
18Fへと搬送されて検査が行われ、原子燃料棒12の
貫通欠陥の位置を順次狭い範囲に絞り込んでいく。
には×印で示す位置に貫通欠陥があったとすれば、原子
燃料棒12の長さLの半分の長さを有する真空チャンバ
ー18Aによって貫通欠陥の位置がL/2の範囲に特定
される。
長さを有する真空チャンバー18Bによる検査は、前回
の検査で欠陥が発見された範囲を2回に分けて行う。こ
れにより、貫通欠陥を含む範囲は、L/4の範囲に狭め
られる。
の長さのものを使って前回の検査で欠陥が発見された範
囲について検査を行うことにより、この実施形態では、
最終的にL/2の範囲にまで絞り込むことができる。例
えば、原子燃料棒12の長さが64cmであれば、貫通
欠陥の位置を1cm幅まで特定できる。
m幅まで絞り込んだ場合には、図1に示す真空チャンバ
ー18Fは、原子燃料棒12に対して相対的に5ミリづ
つ移動させる必要がある。このように移動量が小さくな
る場合には、原子燃料棒12の移動を搬送ローラ15で
はなく、原子燃料棒12を軸方向に精密に送ることがで
きる送り装置30を搬送ローラ15とは別に設けること
が好ましい。
さが1/2づつ短くなるようにした本発明の実施形態を
挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば1/3づつ短くしてもよい。また、実施形
態では、6つの真空チャンバーを配置したが、配置数は
原子燃料棒の長さや、最終的に絞り込む貫通欠陥の範囲
に応じて適宜定められることはもちろんである。
によれば、ヘリウムの漏出の検出とともに、その漏出し
た貫通欠陥の位置の特定を能率良く、被覆管や端栓溶接
部など部位によらず自動化して行うことができる。
置の一実施形態を示す全体構成図。
査装置の備える真空チャンバーの下側チャンバーを示す
斜視図。
列で順次絞り込んでいく状況を説明する図。
Claims (5)
- 【請求項1】原子燃料棒から漏出するヘリウムガスを検
出し、原子燃料棒単位で貫通欠陥を検査するヘリウム漏
洩検査方法において、 原子燃料棒の長さ方向に検査範囲を分割し、その単位検
査範囲に相当する長さの真空チャンバーを用いて初回の
ヘリウム漏洩検査を行い、 初回の検査の結果、原子燃料棒からヘリウムガスの漏出
が検出された場合は、初回の単位検査範囲をさらに等分
割した単位検査範囲相当の長さの真空チャンバーを用い
て、初回の検査でヘリウムガスの検出された検査範囲に
ついて漏出部位を当該単位検査範囲内に限定する検査を
行い、 以後、同様にして前回の検査でヘリウムガスの検出され
た漏出部位を順次限定する検査を繰り返して行い、 最終的に所定の幅で原子燃料棒の貫通欠陥の位置を特定
する、ことを特徴とする原子燃料棒のヘリウム漏洩検査
方法。 - 【請求項2】初回の検査では原子燃料棒の長さの1/2
の長さの真空チャンバーを用い、以後、前回の検査で用
いた真空チャンバーの1/2の長さの真空チャンバーを
次回の検査で用い、各回の検査ごとにヘリウムガスの漏
出部位を前回の単位検査範囲の1/2の範囲に順次限定
していくようにしたことを特徴とする請求項1に記載の
原子燃料棒のヘリウム漏洩検査方法。 - 【請求項3】原子燃料棒から漏出するヘリウムガスを検
出し、原子燃料棒単位で貫通欠陥を検査するヘリウム漏
洩検査装置において、 幾何級数的に長さが順次短くなる複数のヘリウム漏洩検
査用真空チャンバーを長さ方向に配列してなる真空チャ
ンバー列と、 検査対象の原子燃料棒を前記真空チャンバー列の配列方
向に任意の長さ分だけ移送する移送手段と、 原子燃料棒から漏出するヘリウムガスを検出する手段
と、を具備することを特徴とする原子燃料棒のヘリウム
漏洩検査装置。 - 【請求項4】前記真空チャンバー列は、各真空チャンバ
ーの長さが順次1/2の長さに短くなるように配列され
ていることを特徴とする請求項3に記載の原子燃料棒の
ヘリウム漏洩検査装置。 - 【請求項5】前記各真空チャンバーは、上下に昇降可能
な上側チャンバーと、架台上に取り付けられた下側チャ
ンバーとに分割された分割式のチャンバーからなること
を特徴とする請求項4に記載の原子燃料棒のヘリウム漏
洩検査装置。
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JP37467598A JP3281325B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 原子燃料棒のヘリウム漏洩検査方法およびその装置 |
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