JP3921573B2

JP3921573B2 - Reactor control rod non-destructive underwater inspection device and inspection method

Info

Publication number: JP3921573B2
Application number: JP2002354600A
Authority: JP
Inventors: 忍大城戸; 善夫野中; 武裕瀬戸; 一弘鈴木; 正孝成澤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: JP2004184356A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントで使用されている制御棒の表面状態、および、制御棒を構成する中性子吸収材料の表面生成物や材料特性を測定するための装置を提供し、制御棒の健全性を評価する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラントで使用されている制御棒の非破壊検査方法に関する代表的な公知例として特許文献１、特許文献２、特許文献３が挙げられる。特許文献１は制御棒の外観検査に超音波ビームを用いる方法に関し、専用の固定治具に制御棒を固定し、探傷器を固定治具上で走査させる事により、制御棒の外形の変化を測定している。特許文献２は制御棒の燃料案内ピンの健全性を評価する方法に関し、超音波ビームをある特定の方向から入射し、その反射波の評価方法を記載する。特許文献３は制御棒の構成部材の一つである制御棒駆動機構の検査方法に関し、駆動機構の検査のために全ての燃料集合体を取り除くのではなく、一部の燃料集合体を取り除き、燃料集合体を取り除いた部分に制御棒と同等の働きが期待される中性子吸収体を挿入し、その状態で制御棒の駆動機構の外観検査および機能検査を実施する発明を記載する。
【０００３】
渦電流法を用いた材料劣化を評価する代表的な公知例として、特許文献４、特許文献５が挙げられる。特許文献４では燃料集合体の構成部材であるジルコニウムの導電率を測定し、その健全性を評価する方法を記載する。特許文献５はチタンまたはチタン合金の機械加工による表面変化を渦電流の出力変化から評価する方法を記載する。
【０００４】
渦電流法と水中検査機構を組合わせた代表的な公知例として、特許文献６、特許文献７が挙げられる。特許文献６は回転体の外表面の傷の有無を検査するために渦電流を用いることを記載する。測定装置は回転体に固定するためのクランプ機構、クランプ後渦電流用のプローブを押し付ける機構から構成されている。特許文献７では燃料被覆管の酸化膜厚さを測定するために渦電流を用いることを記載する。測定装置は燃料被覆管に固定するためのクランプ機構、クランプ後渦電流用のプローブを押し付ける機構から構成されている。すなわち、特許文献７には、検査用センサを水中に沈潜させて、原子炉燃料部材の１つである燃料被覆管の材料検査、あるいは表面に生成される酸化皮膜厚さ等の測定を行う燃料被覆管の過電流検査装置において、該過電流検査装置に該燃料被覆管を保持させる上下一対のチャック部と、該検査用センサを前記燃料被覆管の中心にかつ垂直に押し当てるセンサホルダ部と、前記検査用センサの零校正用試験片部と、から構成される燃料被覆管の過電流検査装置が記載される。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２５１７４５８号公報
【特許文献２】
特許第３０４６９２６号公報
【特許文献３】
特公平６−１００６７０号公報
【特許文献４】
特開平１０−２０６３９４号公報
【特許文献５】
特表２００１−５２４６６９号公報
【特許文献６】
特開平１０−１１１２７８号公報
【特許文献７】
特開平１１−３２６２８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
原子力プラントで使用されている制御棒の検査技術に関する従来技術は、制御棒自体の外観を検査することが主であり、中性子吸収体そのものを検査する手法に関しては報告例が見られない。中性子吸収体そのものを検査する場合には、制御棒の構造上、中性子吸収体を覆っているシースの孔から検査する必要がある。使用済み制御棒の場合には、構造部材の一部が放射化しているため検査は隔離された環境で遠隔操作によって行われる。このことを考慮すると、従来技術で中性子吸収体自体の検査を試みた場合、シースの孔を通して一部の外観検査は可能であるが、表面付着物および生成物、材料特性の変化を検査する場合には制御棒を分解して、中性子吸収体を取り出し、検査施設例えばホットラボに輸送した後、切断、研磨等の試料準備後に検査に供される事になる。これら一連の作業に要する費用、時間は膨大であり、同時に多量の廃棄物を産出する。
【０００７】
渦電流を用いた材料劣化方法に関する従来技術においては、ジルコニウム合金、チタン合金等の検査方法に関して報告例が見られるが、中性子吸収体である例えばハフニウムの検査方法に関しての報告例は見られない。一般的にジルコニウムとハフニウムの材料特性はほぼ同じとされているが、過去に報告例が無い事から推測の域を出ないため従来技術を踏襲する事は困難である。
【０００８】
渦電流法を用いた水中検査装置に関しては、回転体、燃料集合体の他に配管等の公知例が見られるが、制御棒に適用した例は見られない。水中検査装置の構成は、その対象物の形状、測定位置により装置の構成、作用が異なるため、従来技術を踏襲した検査装置では、制御棒を検査する事は困難である。
【０００９】
本発明は、使用済み制御棒、特に制御棒を構成する中性子吸収体の表面付着物、表面生成物、材料特性を検査および評価する装置に適した原子炉制御棒非破壊水中検査装置およびこの装置を使用した水中検査方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
従来は制御棒を固定し、カメラを通して目視による外観検査、または超音波による制御棒の外観の検査が主であり、制御棒、特に中性子吸収体の表面付着物、表面生成物、材料特性の検査を実施する手段は見られなかった。本発明では原子力プラントで使用されている制御棒を対象とする。制御棒は断面が十字もしくはＹ字を成す形状をしている。制御棒のシース幅およびシース厚さより大き目の溝構成にした一対のパッドをシースの一端側から挿入し、シースの表面を一対のパッドを介して狭持し、他のシース表面を他のパッドをエア圧力で押し付けることにより検査装置を固定する。水中検査装置には制御棒の表面の付着物や生成物または材料特性を検査するための検査手段のプローブを具備させる。検査装置としては例えば渦電流測定用のプローブ、カメラ、レプリカ装置、超音波探傷用プローブ等が考えられる。その検査用プローブをエア圧力により測定対象部に一定圧力で押し付けるあるいは近接配置する。制御棒内のある特定の位置における付着物、生成物、材料特性を検査したい場合には、ある範囲で任意に駆動する事が可能な機能を水中検査装置が付帯させ検査手段を任意の位置に配置する事を可能にする。位置の同定には位置センサ、検査手段の位置を確認するためのカメラを水中検査装置に組み込むことができる。
上記の機能を有する装置を用いる事により、制御棒の任意の位置における表面付着物、生成物、材料特性を検査、評価することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図１から図を使用して説明する。
図１から図３は原子力プラントで使用されている制御棒１の表面付着物、生成物、材料特性を渦電流法で測定する際の治具の一例を示している。図１は水中検査装置１００を固定する制御棒１のシース２を側面から見た図、図２は固定されてシース２をシース中心方向に見た図、図３は原子炉制御棒１（以下、制御棒という。）の長手方向断面から見た図である。これらの図において、水中検査装置１００の基本構成は制御棒１のシース２に固定するための支持パット１１０、（１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄを含み、両者を総称して１１０で示す。以下、同じ。）支持パット１１０をシース２に押し付けるための固定用エアシリンダ１１１、測定対象のシース２に対向して配置された測定プローブ２００、測定プローブ２００をシース方向に押し付けるための測定用エアシリンダ２１０およびこれらを収納する本体１０１である。測定対象物が制御棒１の中性子吸収体である場合、シース２（２Ａ、２Ｂ）に規則的に加工されている通気孔３である小孔から中性子吸収体の表面を観察を行う。この場合、測定プローブ２００を任意の位置に配置するため、上記の基本構成の他に制御棒１の長手方向（Ｚ方向）および幅方向（Ｘ方向）に測定プローブ２００を駆動させる機構（駆動装置）が設けられる。Ｚ方向に駆動させるためにＺ方向ガイド１２０、Ｚ方向ガイド１２０上を駆動するためのＺ方向駆動モータ１２１、Ｚ方向駆動モータ１２１からの力を伝達するためのＺ方向ボールネジ１２２、Ｚ方向の位置を決めるＺ位置測定器１２３が水中検査装置１００に組み込まれている。また、Ｘ方向に駆動させるためにＸ方向に駆動するためのＸ方向駆動モータ１３０、Ｘ方向駆動モータ１３０からの力を伝達するためのＸ方向ボールネジ１３１、Ｘ方向の位置を決めるＸ位置測定器１３２が水中検査装置１００に組み込まれている。
【００１２】
図３において、この例の場合、制御棒は四方向に伸びた十字形をしており、シース２Ａに対して支持パッド１１０Ａが接触し、シース２Ｂに対して支持パッド１１０Ｂが、他方側のシース２Ｃに対して支持パッド１１０Ｄが、さらにシース２Ｄに対して支持パッド１１０Ｃが接触する構成となる。
【００１３】
支持パット１１０の特徴は、制御棒１のシース２に傷を付けないこと、固定用エアシリンダ１１１からの力をシース２に十分伝達すること、シース２と支持パット１１０の摩擦係数が十分大きく多少の振動では水中検査装置１００の個定位置がずれないことである。また、支持パット１１０の配置は、シース２の板厚より大きく、シース２を両面から挟みこむような配置に、また、シース２の幅とほぼ同じ長さ位置に直交するシース面と接触するように配置することにより、作業性を損なうことなく、シース２に傷が付くのを防いで、測定プローブ２００が位置決めされ、固定され測定のための準備が完了する。これは、制御棒１の形状が変化した場合、例えばＹ字形状の場合でも同様で、シース板厚よりもパットを大きく開口させ、シース２を両面から挟みこむような配置に、また、シースの幅とほぼ同じ長さ位置に直交するシース面と接触するように配置することにより、作業性を損なうことなく、シース２に傷が付くのを防ぐことが可能である。これらの機能を達成するために、支持パット１１０の材質としては例えば硬質のゴム等が考えられる。
【００１４】
支持パット１１０をシース２に押し付けるための固定用エアシリンダ１１１はシース２に過大な負荷がかからないようにエア駆動が好ましい。固定用エアシリンダ１１１によって矢印２０６のように支持バット１１０Ｄは動き、測定プローブ２００を制御棒１００に固定する。この支持機構により制御棒１に水中検査装置１００を確実に固定する事が可能になり、シース２表面、およびシース２に覆われた中性子吸収体に対して渦電流測定を適用する事が可能になる。支持パット１１０をシース２に押し付ける機構をモータ駆動にした場合、固定用エアシリンダの代わりに固定用モータを用いることも可能である。その場合には、シース２の変形を抑制するために、過荷重を検知するリミッタを取り付けることが望ましい。この機構でもエア駆動と同様の効果が得られる。
【００１５】
図４から図６に水中検査装置１００を制御棒１に配置するまでの相対的な位置関係、および支持パット１１０の動きを示す。汎用ポール５０４（図９）に水中検査装置１００を取付け（図４Ａ）、制御棒１の測定対象部まで水中検査装置１００を配置する（図４Ｂ）。汎用ポール５０４を制御棒１の方向にスライドさせ、（図５Ａ）水中検査装置１００を制御棒１の測定対象部に挿入する（図５Ｂ）。その時、支持パット１１０は制御棒１のシース２の板幅より大きく開口１２５しているため、シース２の影響を受けることなく、水中検査装置１００を制御棒１の目的とする位置に配置することが可能である。また、支持パット１１０が挿入するシース２と直交するシースに当たる位置にも配置されているため、水中検査装置１００を制御棒１に配置する際に、制御棒１に傷を付ける事を防ぐことが可能である。所定の位置に水中検査装置１００を配置した後、固定用エアシリンダ１１１をシース２を挟みこむ方向に駆動させることにより、（図６Ａ）水中検査装置１００を制御棒１に固定することが可能である（図６Ｂ）。
【００１６】
以下に測定プローブ２００として渦電流測定用のプローブに関して詳述するが、測定プローブ２００として超音波測定プローブ（センサ）、磁気測定プローブ、レプリカヘッド等も渦電流プローブを取り付ける場合と同様な機構で使用することが可能である。
【００１７】
一般に渦電流法で表面付着物の厚さや生成物の厚さを測定する場合には測定面に対して測定プローブ２００が傾いたりすると、見かけ上、表面付着物の厚さや生成物の厚さとして信号を出力するため、精度を確保する上で測定プローブ２００を測定面に対して完全に接触させ、かつ一定の押付け力である必要がある。図７および図８に制御棒１を測定する場合のプローブ形状の例を示す。測定プローブ２００は、磁束を生成するためのコイル２０１、コイル２０１を巻きつけるためのコイル芯２０２、コイル芯２０２を円柱状の被測定物４に一定の強さで押付けるためのコイルばね２０３、コイル２０１、コイル芯２０２、コイルばね２０３を収納するコイルケース２０４から構成される。さらに測定プローブ２００は測定用エアシリンダ２１０にプローブ固定ばね２０５で接続されている。
【００１８】
コイル２０１は、測定環境の影響、特に温度の影響を小さくするために電気抵抗の温度依存性の材料を使用する。例えばコイル２０１の材質は銅線を用いる場合には、同様な電気抵抗で温度依存性の小さいマンガニン線を使用することで、温度変化による外乱を低減する事が可能である。測定対象が制御棒１の場合、被測定物４の相関配置、シース３と被測定物４の位置関係が表面付着物、生成物、材料特性の信号の外乱となる。被測定物４に対してコイル２０１の形状が大きい場合は、被測定物４以外の周りの構造物の信号を拾うため外乱が大きくなる。従ってコイル２０１の寸法は被測定物４の外径より小さいことが望ましい。
【００１９】
コイル芯２０２が被測定物４と接触する先端部の形状は、被測定物４の形状に合せて任意に決める事ができる。例えば被測定物の形状が板状の場合、先端部の形状は一様の曲率を持った凸型、または平坦な形状が考えられる。また、例えば被測定物の形状がある曲率を持った円柱状の場合、先端部の形状はある一様の曲率を持った凸型、平坦型、被測定物の形状と同じ曲率またはその曲率より大きい曲率をもつ形状であることが考えられる。コイル芯２０２において、コイル２０１が巻かれている部分の材質は、測定対象範囲により非磁性材料、磁性材料を選択する。測定対象範囲が広い場合、コイル２０１により形成される磁束の領域は広いことが望ましいため非磁性材料である事が望ましい。一方、測定対象範囲が狭い場合、コイル２０１により形成される磁束の領域は狭い範囲で高密度であることが望ましいため磁性材料、例えばフェライトコアを用いる事が望ましい。コイル２０１が巻かれている部分の材質を磁性材料にし、磁束の密度を上げることは、測定対象が制御棒１の場合、被測定物４の相関配置、シース３と被測定物４の位置関係による外乱を低減する事にも寄与する。
コイルばね２０３を測定プローブ２００に組込む事により、被測定物４に対してコイル芯２０２が一定の押付け力で接触する。コイルばね２０３の代用としてエアダンパー等も考えられる。
【００２０】
測定用エアシリンダ２１０と測定プローブ２００を接続するプローブ固定ばね２０５の効果は、被測定物４と測定プローブ２００の接触角度がずれた場合でも、プローブ固定ばね２０５の柔軟な変形により常に被測定物４に対して測定プローブ２００を垂直に接触させる。プローブ固定ばね２０５の代用として柱状、棒状のゴムが考えられる。
【００２１】
測定対象物が制御棒１の中性子吸収体である場合、中性子吸収体を覆うシース２に規則的に加工されている通気孔３の位置に測定プローブ２００を移動させる必要がある。そのための駆動機構（駆動装置）としては制御棒１の長手方向（Z方向）と幅方向（X方向）の任意の位置に測定プローブ２００を移動させるためのガイド、駆動のためのモータが必要である。測定プローブ２００が水中検査装置１００のどの位置にあるのか把握するための各方向の位置測定器は、遠隔で被測定物を測定する場合に作業効率を上げる効果がある。また同様に作業効率を上げる方法として、測定プローブ２００と被測定物の相対位置を確認できるように、水中検査装置１００の他にカメラを併設する、または水中検査装置１００に測定プローブ２００の位置を確認するためのカメラを取り付ける事が考えられる。
【００２２】
渦電流から表面付着物、生成物、材料特性を評価するためには、清浄な表面で材料特性が変化していない無垢の状態にある標準試験片が必要である。遠隔で操作する場合、決まった位置にその標準試験片が配置されている事が渦電流による検査の効率を上げる上で有効である。例えば、水中検査装置１００のＺ方向、Ｘ方向の駆動範囲内に標準試験片を固定配置しておく事は、短時間、また確実な標準測定が可能であることから、効率的で高精度な渦電流測定が可能になる。図１中の標準試験片１２４がその一例である。また例えば、形状の異なる複数の測定対象物がある場合、それぞれの形状と同じ標準試験片を水中検査装置１００に取り付けておく。標準試験片の形状を被測定物と同じ形状とする他に、外乱と考えられる因子と同じ測定条件にする事により、渦電流測定結果に対する精度が向上する。例えば、制御棒１の中性子吸収体を測定する場合、中性子吸収体を覆うシース２からの信号は外乱となる。そこで、標準試験片にシース２と同じ形状のプレートを同様に配置した標準試験片形状とする事により、シース２による外乱因子をキャンセルする事が可能になる。
【００２３】
以上のように、原子炉制御棒１を非破壊的に水中にて検査する検査装置において、原子炉制御棒１の表面付着物、表面生成物、材料特性の測定項目について測定し、原子炉制御棒１のシース２の表面に形成した小孔３を貫通し、シース内の原子炉制御棒１の一部の被測定物に接触もしくは近接接近する先端部を有する測定プローブ２００を備え、かつ原子炉制御棒１のシース部分に押し当てる支持パッド１１０を備え、支持パッド１１０がシース部分に押し当てられることによって、測定プローブ２００は原子炉制御棒１に固定され、そして自身は、原子炉制御棒に沿って上下動させる駆動装置に取り付けられる原子炉制御棒非破壊水中検査装置が構成される。
【００２４】
また、原子炉制御棒１を非破壊的に水中にて検査する検査装置において、原子炉制御棒１の表面付着物、表面生成物、材料特性、形状などを測定する測定プローブ２００を備え、原子炉制御棒１のシース２のシース部分を挟み込む一対の指示パッド１１０と、他方のシース部分に押し当てる他の支持パッド１１０を備え、自身は原子炉制御棒１に沿って上下動させる駆動装置に取り付けられる原子炉制御棒非破壊水中検査装置が構成される。
【００２５】
前記測定プローブ２００は、円筒状のコイルケース２０４と、円筒状のコイルケース２０４内に配置されるコイル芯２０２、コイル芯２０２に巻きつけたコイル２０１を備えて渦電流の測定を行なうことができる。
前記測定プローブ２００の位置を確認するための位置検出手段を備えるようにしてもよい。
前記測定プローブ２００は、超音波探傷プローブ、磁気測定プローブ、あるいはレプリカ機構プローブのいずれかとすることができる。
【００２６】
水中検査装置１００を用いて原子炉で使用された制御棒１の中性子吸収体の表面付着物、生成物、材料特性を渦電流測定する場合の模式図を図９に示す。また、その際の作業手順のフローを図１０に示す。ここで仮定する水中検査装置１００は、支持パッド１１０、測定プローブ２００をエアにて駆動させ、Ｚ方向、Ｘ方向の駆動をモータで駆動させる機能を有する。また測定プローブ２００の位置を確認するための局所カメラ４００は水中検査装置１００、全体カメラ４０１は単独に制御棒１近傍に配置する。
【００２７】
上記、水中検査装置１００を用いて制御棒１を測定するのに必要な装置構成は、支持パッド１１０、測定プローブ２００を駆動させるためのエア操作ユニット５００、エア操作ユニット５００から水中検査装置１００までエアを伝達するエアホース５０１、エア操作ユニット５００にエアを供給するコンプレッサー５０２、駆動装置としてのＺ方向、Ｘ方向に測定プローブ２００を駆動させるためのモータユニット５１０、およびモータユニット５１０からの信号を水中検査装置１００のモータまで伝達するためのモータ信号ケーブル５１１、渦電流を発生、測定するための渦電流測定装置５２０、渦電流測定装置５２０からの信号を記録する測定結果記録装置５３０、渦電流測定装置５２０からの信号を測定プローブ２００に伝達する、または測定プローブ２００からの信号を渦電流測定装置５２０へ伝達するための渦電流信号ケーブル５２１、作業エリア６０１からプール６００に配置した水中検査装置１００を操作、支持するための汎用ポール５３０である。
【００２８】
作業エリア６０１では最初にエアホース５０１、モータ信号ケーブル５１１、渦電流信号ケーブル５３１を水中検査装置１００と各装置間で配線する（１０００）。次に作業エリア６０１で水中検査装置１００の動作確認を実施する（１００１）。水中検査装置１００の動作を確認した後、渦電流の出力を調整する（１００２）。次に水中検査装置１００に汎用ポール５０４を取付け、プール６００に水中検査装置１００を浸漬する。水中検査装置１００がプール６００に冠水した段階で、再度、水中検査装置１００の駆動を確認する（１００３）。プール６００内での動作確認後、汎用ポール５０４をさらに接続し、予め配置されている制御棒１の測定対象部位に水中検査装置１００を配置する。測定対象部は単独で予め挿入されている全体カメラ４０１を通して、概ねの測定位置を確認しながら水中検査装置を配置する。支持パッド１１０が開放された状態で、水中検査装置１００の溝に制御棒１のシース２の一端が填まるように汎用ポール５０４を介して水中検査装置１００を操作する。シース２が完全に水中検査装置１００の溝に収まった段階で支持パッド１１０を閉じ、制御棒１に水中検査装置１００を固定する（１００４）。この段階で局所カメラ４００を用いて被測定物に測定プローブ２００を押し当てることが可能かどうか確認する。水中検査装置１００に取り付けられた局所カメラ４００と単独で予め挿入されている全体カメラ４０１、水中検査装置１００のＺ位置測定器１２３、Ｘ位置測定器１３２から測定対象位置となる中性子吸収体を見る事ができる通気孔３まで測定プローブ２００を移動する。この取付け状態で測定対象物の測定が可能であることを確認した後（１００５）、測定プローブ２００を標準試験片７００の位置まで移動させ、測定プローブ２００を標準試験片７００に押付け、渦電流測定のための基準（零点）を取る（１００６）。零点の信号を測定結果記録装置５３０に記録し、測定プローブ２００を制御棒１の測定対象の中性子吸収体が見える通気孔３まで移動する。測定対象物の中性子吸収体に測定プローブ２００を押付け、その時の信号を測定結果記録装置５３０に記録する（１００７）。再度、測定プローブ２００を標準試験片７００まで移動し、測定プローブ２００を標準試験片７００に押付け、零点を測定し、その結果を測定結果記録装置５３０に記録する（１００８）。測定結果記録装置５３０では、測定前後の零点と中性子吸収体を測定した時の信号の差を計算し、測定前の出力調整結果と比較して、中性子吸収体の表面付着物、生成物、または材料特性を評価する（１００９）。各々の出力成分は異なる位相を有する。したがって、ある特性値、例えば表面付着物と表面生成物の出力をある一方向（位相）に決定し、測定しようとした場合、その位相とは異なる成分の出力は材料特性の変化に起因する出力と判断される。インピーダンス平面上またはプログラム上でこれらの成分を分離し、目的とする、ここでは表面付着物と表面生成物の和が評価される。また、局所カメラ４００を用いて外観を観察することにより、表面付着物の影響を取り除くことが可能になり、結果として表面生成物の評価が可能となる。同一制御棒１において測定対象が他にもある場合には、上記の作業を繰返す。制御棒１の測定が終了した後には、装置をプール６００から引上げ作業エリア６０１で測定前後の出力に差が無い事を確認して（１０１０）一連の測定を終了する。
【００２９】
以上のように原子炉制御棒非破壊水中検査装置を使用して原子炉制御棒１を非破壊的に水中にて検査する方法において、支持パッド１１０によって測定プローブを原子炉制御棒のシース部分に固定し、先端部を、原子炉制御棒のシース部に設けられた小孔を貫通せしめて原子炉制御棒内の一部の被測定物に前記先端部を押し当てるか、近接接近させ、測定項目について測定を行う原子炉制御棒非破壊水中検査方法が構成される。
【００３０】
また、原子炉制御棒非破壊水中検査装置を使用して原子炉制御棒を非破壊的に水中にて検査する方法において、原子炉制御棒の一方のシース部を一対の支持パッドで挟み込むようにして固定し、他方のシース部分に他の支持パッドを押し当てて、位置決めした測定プローブの先端部を移動して原子炉制御棒に押し当てるか、近接接近させ、測定項目について測定を行う原子炉制御棒非破壊水中検査方法が構成される。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の水中検査装置により、遠隔操作で原子炉で使用されている制御棒の表面付着物、生成物、材料特性を簡便かつ精度良く測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水中検査装置側面図。
【図２】水中検査装置背面図。
【図３】水中検査装置断面図。
【図４】測定プローブ構成。
【図５】測定プローブ周り構成。
【図６】制御棒を測定する場合のプローブ形状の例を示す図。
【図７】制御棒を測定する場合のプローブ形状の例を示す図。
【図８】測定状況模式図。
【図９】測定状況模式図。
【図１０】測定手順フロー。
【符号の説明】
１…制御棒、２…シース、３…通気孔、４…被測定対象物、１００…水中検査装置、１１０…支持パッド、１１１…固定用エアシリンダ、１２０…Ｚ方向ガイド、１２１…Ｚ方向駆動モータ、１２２…Ｚ方向ボールねじ、１２３…Ｚ位置測定器、１２４…標準試験片、１３０…Ｘ方向駆動モータ、１３１…Ｘ方向ボールねじ、１３２…Ｘ位置測定器、２００…測定プローブ、２０１…コイル、２０２…コイル芯、２０３…コイルばね、２０４…コイルケース、２０５…プローブ固定ばね、２０６…エアパッド駆動方向、２１０…測定用エアシリンダ、４００…局所カメラ、４０１…全体カメラ、５００…エア操作ユニット、５０１…エアホース、５０２…コンプレッサー、５０４…汎用ポール、５１０…モータユニット、５１１…モータ信号ケーブル、５２０…渦電流測定装置、５２１…渦電流測定ケーブル、５３０…測定結果記録装置、６００…作業プール、６０１…作業エリア。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a device for measuring the surface state of a control rod used in a nuclear power plant, and the surface products and material characteristics of the neutron absorbing material constituting the control rod. It relates to technology to evaluate.
[0002]
[Prior art]
As typical known examples of the non-destructive inspection method for control rods used in nuclear power plants, there are Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3. Patent Document 1 relates to a method of using an ultrasonic beam for visual inspection of a control rod. The control rod is fixed to a dedicated fixing jig, and a flaw detector is scanned on the fixing jig to change the outer shape of the control rod. Measuring. Patent Document 2 relates to a method for evaluating the soundness of a fuel guide pin of a control rod, and describes a method for evaluating an reflected wave of an ultrasonic beam incident from a specific direction. Patent Document 3 relates to a method for inspecting a control rod drive mechanism that is one of the constituent members of a control rod. Instead of removing all fuel assemblies for inspection of the drive mechanism, some fuel assemblies are removed, An invention will be described in which a neutron absorber, which is expected to function in the same manner as a control rod, is inserted into the portion from which the fuel assembly has been removed, and the appearance inspection and functional inspection of the control rod drive mechanism are carried out in that state.
[0003]
As typical known examples for evaluating material deterioration using the eddy current method, there are Patent Document 4 and Patent Document 5. Patent Document 4 describes a method of measuring the electrical conductivity of zirconium, which is a constituent member of a fuel assembly, and evaluating its soundness. Patent Document 5 describes a method for evaluating a surface change due to machining of titanium or a titanium alloy from an output change of eddy current.
[0004]
Patent Documents 6 and 7 are given as typical known examples in which the eddy current method and the underwater inspection mechanism are combined. Patent document 6 describes using an eddy current in order to test | inspect the presence or absence of the damage | wound of the outer surface of a rotary body. The measuring device includes a clamp mechanism for fixing to a rotating body and a mechanism for pressing a probe for eddy current after clamping. Patent Document 7 describes using eddy current to measure the oxide film thickness of a fuel cladding tube. The measuring device is composed of a clamping mechanism for fixing to the fuel cladding tube and a mechanism for pressing the probe for eddy current after clamping. That is, Patent Document 7 discloses a fuel in which an inspection sensor is submerged in water, and a material inspection of a fuel cladding tube which is one of reactor fuel members is performed, or a thickness of an oxide film generated on the surface is measured. In the overcurrent inspection device for a cladding tube, a pair of upper and lower chuck portions that cause the overcurrent inspection device to hold the fuel cladding tube, and a sensor holder portion that presses the inspection sensor vertically to the center of the fuel cladding tube An overcurrent inspection device for a fuel cladding tube comprising a zero calibration test piece of the inspection sensor is described.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2517458
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3046926
[Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 6-100670
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-206394
[Patent Document 5]
JP 2001-524669 A
[Patent Document 6]
JP-A-10-111278
[Patent Document 7]
JP 11-326285 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The prior art related to the control rod inspection technique used in nuclear power plants mainly inspects the appearance of the control rod itself, and no report has been found regarding the method of inspecting the neutron absorber itself. When inspecting the neutron absorber itself, it is necessary to inspect from the hole of the sheath covering the neutron absorber due to the structure of the control rod. In the case of used control rods, some of the structural members are activated, so inspection is performed remotely in an isolated environment. In consideration of this, when an inspection of the neutron absorber itself is attempted with the prior art, a partial appearance inspection is possible through the hole in the sheath, but when inspecting changes in surface deposits, products, and material properties In this case, the control rod is disassembled, the neutron absorber is taken out, transported to an inspection facility such as a hot laboratory, and then subjected to inspection after sample preparation such as cutting and polishing. The cost and time required for these series of operations are enormous, and at the same time, a large amount of waste is produced.
[0007]
In the prior art relating to the material deterioration method using eddy current, there are reported examples of inspection methods for zirconium alloys, titanium alloys and the like, but there are no reported examples of inspection methods for neutron absorbers such as hafnium. Generally, the material properties of zirconium and hafnium are almost the same, but since there are no reports in the past, it is difficult to follow the prior art because it does not go out of speculation.
[0008]
As for the underwater inspection apparatus using the eddy current method, known examples such as piping are seen in addition to the rotating body and the fuel assembly, but no example applied to the control rod is seen. The configuration of the underwater inspection device differs depending on the shape and measurement position of the object, so that it is difficult to inspect the control rod with an inspection device that follows the prior art.
[0009]
The present invention relates to a reactor control rod non-destructive underwater inspection apparatus suitable for a device for inspecting and evaluating used control rods, particularly surface deposits, surface products, and material properties of neutron absorbers constituting the control rod, and the device. The purpose is to provide an underwater inspection method using
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Conventionally, the control rod is fixed, and visual inspection through a camera or inspection of the control rod's appearance by ultrasonic waves is mainly used. Inspection of surface deposits, surface products, and material properties of control rods, especially neutron absorbers. There was no means to implement. The present invention is intended for control rods used in nuclear power plants. The control rod has a cross-sectional or Y-shaped cross section. Insert a pair of pads with a groove configuration larger than the sheath width and sheath thickness of the control rod from one end of the sheath, sandwich the surface of the sheath through the pair of pads, and place the other sheath surface on the other pad Fix the inspection device by pressing with air pressure. The underwater inspection apparatus is provided with a probe of inspection means for inspecting deposits, products, or material characteristics on the surface of the control rod. As the inspection apparatus, for example, an eddy current measurement probe, a camera, a replica apparatus, an ultrasonic flaw detection probe, and the like can be considered. The inspection probe is pressed against the object to be measured at a constant pressure by air pressure or is arranged close to the object to be measured. When you want to inspect the deposits, products, and material characteristics at a specific position in the control rod, the underwater inspection device is equipped with a function that can be driven arbitrarily within a certain range, and the inspection means is placed at an arbitrary position. It is possible to arrange. For position identification, a position sensor and a camera for confirming the position of the inspection means can be incorporated in the underwater inspection apparatus.
By using a device having the above function, it is possible to inspect and evaluate surface deposits, products, and material characteristics at arbitrary positions of the control rod.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 to FIG. 3 show an example of a jig used for measuring surface deposits, products, and material characteristics of a control rod 1 used in a nuclear power plant by an eddy current method. FIG. 1 is a side view of a sheath 2 of a control rod 1 for fixing an underwater inspection apparatus 100, FIG. 2 is a view of the sheath 2 fixed and viewed in the center of the sheath, and FIG. , Referred to as a control rod). In these drawings, the basic configuration of the underwater inspection apparatus 100 includes support pads 110 (110A, 110B, 110C, 110D) for fixing to the sheath 2 of the control rod 1, and both are collectively indicated by 110. Hereinafter, The same.) A fixing air cylinder 111 for pressing the support pad 110 against the sheath 2, a measuring probe 200 disposed opposite to the sheath 2 to be measured, and a measuring air cylinder 210 for pressing the measuring probe 200 in the sheath direction. And a main body 101 for storing them. When the object to be measured is the neutron absorber of the control rod 1, the surface of the neutron absorber is observed from a small hole which is a vent hole 3 regularly processed in the sheath 2 (2A, 2B). In this case, in order to arrange the measurement probe 200 at an arbitrary position, in addition to the basic configuration described above, a mechanism (drive device) that drives the measurement probe 200 in the longitudinal direction (Z direction) and the width direction (X direction) of the control rod 1 ) Is provided. Z direction guide 120 for driving in the Z direction, Z direction drive motor 121 for driving on the Z direction guide 120, Z direction ball screw 122 for transmitting the force from the Z direction drive motor 121, position in the Z direction A Z-position measuring device 123 for determining the underwater inspection apparatus 100 is incorporated. Also, an X direction drive motor 130 for driving in the X direction to drive in the X direction, an X direction ball screw 131 for transmitting the force from the X direction drive motor 130, and an X position measuring device for determining the position in the X direction 132 is incorporated in the underwater inspection apparatus 100.
[0012]
In FIG. 3, in this example, the control rod has a cross shape extending in four directions, the support pad 110A contacts the sheath 2A, the support pad 110B contacts the sheath 2B, and the sheath on the other side. The support pad 110D comes into contact with 2C, and the support pad 110C comes into contact with the sheath 2D.
[0013]
The features of the support pad 110 are that the sheath 2 of the control rod 1 is not damaged, the force from the fixing air cylinder 111 is sufficiently transmitted to the sheath 2, and the friction coefficient between the sheath 2 and the support pad 110 is sufficiently large. This means that the fixed position of the underwater inspection apparatus 100 is not shifted by this vibration. Further, the support pad 110 is arranged so as to be larger than the thickness of the sheath 2 so as to sandwich the sheath 2 from both sides, and to contact the sheath surface orthogonal to the length position substantially the same as the width of the sheath 2. Therefore, the sheath 2 is prevented from being damaged without impairing workability, and the measurement probe 200 is positioned and fixed, and preparation for measurement is completed. This is the same when the shape of the control rod 1 is changed, for example, in the case of a Y-shape. The arrangement is such that the pad is opened larger than the sheath plate thickness and the sheath 2 is sandwiched from both sides. By disposing the sheath 2 so as to be in contact with the sheath surface orthogonal to the length position substantially the same as the width, it is possible to prevent the sheath 2 from being damaged without impairing workability. In order to achieve these functions, the support pad 110 can be made of, for example, hard rubber.
[0014]
The fixing air cylinder 111 for pressing the support pad 110 against the sheath 2 is preferably air driven so that an excessive load is not applied to the sheath 2. The support bat 110 </ b> D moves as indicated by an arrow 206 by the fixing air cylinder 111 to fix the measurement probe 200 to the control rod 100. This support mechanism makes it possible to securely fix the underwater inspection apparatus 100 to the control rod 1 and to apply eddy current measurement to the surface of the sheath 2 and the neutron absorber covered by the sheath 2. Become. When the mechanism for pressing the support pad 110 against the sheath 2 is driven by a motor, a fixing motor can be used instead of the fixing air cylinder. In that case, in order to suppress the deformation of the sheath 2, it is desirable to attach a limiter for detecting an overload. This mechanism can provide the same effect as that of air drive.
[0015]
4 to 6 show the relative positional relationship until the underwater inspection apparatus 100 is disposed on the control rod 1 and the movement of the support pad 110. FIG. The underwater inspection apparatus 100 is attached to the general-purpose pole 504 (FIG. 9) (FIG. 4A), and the underwater inspection apparatus 100 is arranged up to the measurement target portion of the control rod 1 (FIG. 4B). The general-purpose pole 504 is slid in the direction of the control rod 1 (FIG. 5A), and the underwater inspection apparatus 100 is inserted into the measurement target portion of the control rod 1 (FIG. 5B). At that time, since the support pad 110 has an opening 125 that is larger than the plate width of the sheath 2 of the control rod 1, the underwater inspection apparatus 100 is disposed at the target position of the control rod 1 without being affected by the sheath 2. Is possible. Further, since the support pad 110 is also disposed at a position where it hits the sheath orthogonal to the sheath 2 to be inserted, it is possible to prevent the control rod 1 from being damaged when the underwater inspection apparatus 100 is disposed on the control rod 1. Is possible. After the underwater inspection apparatus 100 is disposed at a predetermined position, the underwater inspection apparatus 100 can be fixed to the control rod 1 by driving the fixing air cylinder 111 in a direction to sandwich the sheath 2 (FIG. 6A). Yes (FIG. 6B).
[0016]
Hereinafter, an eddy current measurement probe will be described in detail as the measurement probe 200, but an ultrasonic measurement probe (sensor), a magnetic measurement probe, a replica head, and the like are also used as the measurement probe 200 with the same mechanism as when an eddy current probe is attached. Is possible.
[0017]
In general, when measuring the thickness of a surface deposit or a product by the eddy current method, if the measuring probe 200 is tilted with respect to the measurement surface, the thickness of the surface deposit or the thickness of the product is apparent. In order to output a signal, it is necessary to bring the measurement probe 200 into full contact with the measurement surface and ensure a certain pressing force in order to ensure accuracy. 7 and 8 show examples of probe shapes when measuring the control rod 1. The measurement probe 200 includes a coil 201 for generating magnetic flux, a coil core 202 for winding the coil 201, a coil spring 203 for pressing the coil core 202 against the cylindrical object 4 with a certain strength, A coil case 204 that houses a coil 201, a coil core 202, and a coil spring 203 is configured. Further, the measurement probe 200 is connected to the measurement air cylinder 210 by a probe fixing spring 205.
[0018]
The coil 201 uses a temperature-dependent material of electrical resistance in order to reduce the influence of the measurement environment, particularly the influence of temperature. For example, when a copper wire is used as the material of the coil 201, it is possible to reduce disturbance due to a temperature change by using a manganin wire having a similar electrical resistance and low temperature dependence. When the measurement object is the control rod 1, the correlation between the object to be measured 4 and the positional relationship between the sheath 3 and the object to be measured 4 are disturbances on the surface deposits, products, and material characteristic signals. When the shape of the coil 201 is larger than that of the device under test 4, disturbance is increased because signals of structures around the device under test 4 are picked up. Therefore, the dimension of the coil 201 is preferably smaller than the outer diameter of the DUT 4.
[0019]
The shape of the tip portion where the coil core 202 contacts the device under test 4 can be arbitrarily determined according to the shape of the device under test 4. For example, when the shape of the object to be measured is a plate shape, the shape of the tip may be a convex shape with a uniform curvature or a flat shape. For example, when the shape of the object to be measured is a cylindrical shape with a certain curvature, the shape of the tip is a convex shape with a certain curvature, a flat shape, the same curvature as the shape of the object to be measured, or its curvature. It is conceivable that the shape has a large curvature. In the coil core 202, the material of the portion around which the coil 201 is wound is selected from a non-magnetic material and a magnetic material according to the measurement target range. When the measurement target range is wide, it is desirable that the magnetic flux region formed by the coil 201 is wide, so that it is desirable to use a non-magnetic material. On the other hand, when the measurement target range is narrow, it is desirable to use a magnetic material, for example, a ferrite core, because the magnetic flux region formed by the coil 201 is desirably a high density within a narrow range. The magnetic material used for the portion around which the coil 201 is wound to increase the magnetic flux density means that, when the measurement object is the control rod 1, the correlated arrangement of the object to be measured 4 and the positional relationship between the sheath 3 and the object to be measured 4 It also contributes to reducing the disturbance caused by.
By incorporating the coil spring 203 into the measurement probe 200, the coil core 202 contacts the device under test 4 with a constant pressing force. An air damper or the like can be considered as a substitute for the coil spring 203.
[0020]
The effect of the probe fixing spring 205 that connects the measurement air cylinder 210 and the measurement probe 200 is that the object to be measured is always measured by the flexible deformation of the probe fixing spring 205 even when the contact angle between the object to be measured 4 and the measurement probe 200 is deviated. 4, the measurement probe 200 is brought into vertical contact. As a substitute for the probe fixing spring 205, columnar or rod-like rubbers are conceivable.
[0021]
When the object to be measured is the neutron absorber of the control rod 1, it is necessary to move the measurement probe 200 to the position of the air hole 3 regularly processed in the sheath 2 covering the neutron absorber. As a driving mechanism (driving device) for that purpose, a guide for moving the measurement probe 200 to an arbitrary position in the longitudinal direction (Z direction) and the width direction (X direction) of the control rod 1 and a driving motor are necessary. is there. The position measuring device in each direction for grasping where the measuring probe 200 is located in the underwater inspection apparatus 100 has an effect of increasing work efficiency when measuring an object to be measured remotely. Similarly, as a method for improving the work efficiency, a camera is provided in addition to the underwater inspection apparatus 100 or the position of the measurement probe 200 is set in the underwater inspection apparatus 100 so that the relative position between the measurement probe 200 and the object to be measured can be confirmed. It is conceivable to install a camera for confirmation.
[0022]
In order to evaluate surface deposits, products, and material properties from eddy currents, a standard test piece in a clean state with a clean surface and no change in material properties is required. When operating remotely, it is effective to increase the efficiency of inspection by eddy current that the standard test piece is arranged at a fixed position. For example, it is efficient and highly accurate that the standard test piece is fixedly arranged in the driving range of the underwater inspection apparatus 100 in the Z direction and the X direction because a standard measurement can be performed in a short time and surely. Eddy current measurement becomes possible. The standard test piece 124 in FIG. 1 is an example. Further, for example, when there are a plurality of measurement objects having different shapes, the standard test pieces having the same shapes are attached to the underwater inspection apparatus 100 in advance. In addition to making the shape of the standard test piece the same as that of the object to be measured, by making the measurement conditions the same as the factors considered to be disturbances, the accuracy with respect to the eddy current measurement results is improved. For example, when measuring the neutron absorber of the control rod 1, the signal from the sheath 2 covering the neutron absorber becomes a disturbance. Therefore, the disturbance factor caused by the sheath 2 can be canceled by adopting a standard test piece shape in which a plate having the same shape as the sheath 2 is similarly arranged on the standard test piece.
[0023]
As described above, in the inspection device that inspects the reactor control rod 1 in water nondestructively, the measurement items of the surface deposits, surface products, and material characteristics of the reactor control rod 1 are measured, and the reactor control is performed. A measuring probe 200 having a tip that penetrates a small hole 3 formed in the surface of the sheath 2 of the rod 1 and contacts or approaches a part of the reactor control rod 1 in the sheath; A support pad 110 that presses against the sheath portion of the reactor control rod 1 is provided, and by pressing the support pad 110 against the sheath portion, the measurement probe 200 is fixed to the reactor control rod 1 and is itself a reactor control rod. A reactor control rod non-destructive underwater inspection device attached to a drive device that moves up and down along the axis is configured.
[0024]
In addition, in an inspection apparatus for inspecting the reactor control rod 1 in water nondestructively, the reactor control rod 1 includes a measurement probe 200 that measures surface deposits, surface products, material characteristics, shapes, etc. A pair of instruction pads 110 that sandwich the sheath portion of the sheath 2 of the reactor control rod 1 and another support pad 110 that presses against the other sheath portion, and is a drive device that moves up and down along the reactor control rod 1 Reactor control rod non-destructive underwater inspection equipment to be installed is configured.
[0025]
The measurement probe 200 includes a cylindrical coil case 204, a coil core 202 disposed in the cylindrical coil case 204, and a coil 201 wound around the coil core 202. Current Measurements can be made.
You may make it provide the position detection means for confirming the position of the said measurement probe 200. FIG.
The measurement probe 200 can be an ultrasonic flaw detection probe, a magnetic measurement probe, or a replica mechanism probe.
[0026]
FIG. 9 shows a schematic diagram when eddy current measurement is performed on the surface deposits, products, and material characteristics of the neutron absorber of the control rod 1 used in the nuclear reactor using the underwater inspection apparatus 100. FIG. 10 shows a flow of work procedures at that time. The underwater inspection apparatus 100 assumed here has a function of driving the support pad 110 and the measurement probe 200 with air and driving the drive in the Z direction and the X direction with a motor. Further, the local camera 400 for confirming the position of the measurement probe 200 is disposed in the vicinity of the control rod 1 and the underwater inspection apparatus 100 and the whole camera 401 are disposed independently.
[0027]
The above-described apparatus configuration necessary for measuring the control rod 1 using the underwater inspection apparatus 100 includes the support pad 110, the air operation unit 500 for driving the measurement probe 200, and the air operation unit 500 to the underwater inspection apparatus 100. An air hose 501 for transmitting air, a compressor 502 for supplying air to the air operation unit 500, a motor unit 510 for driving the measurement probe 200 in the Z direction and the X direction as a driving device, and a signal from the motor unit 510 underwater Motor signal cable 511 for transmitting to the motor of inspection device 100, eddy current measuring device 520 for generating and measuring eddy current, measurement result recording device 530 for recording signals from eddy current measuring device 520, eddy current measurement A signal from the device 520 is transmitted to the measurement probe 200; The eddy current signal cable 521 for transmitting a signal from the measuring probe 200 to the eddy current measurement device 520, operates the underwater inspection device 100 arranged in the pool 600 from the work area 601 is a general purpose pole 530 for supporting.
[0028]
In the work area 601, the air hose 501, motor signal cable 511, and eddy current signal cable 531 are first wired between the underwater inspection apparatus 100 and each apparatus (1000). Next, operation check of the underwater inspection apparatus 100 is performed in the work area 601 (1001). After confirming the operation of the underwater inspection apparatus 100, the output of the eddy current is adjusted (1002). Next, the general-purpose pole 504 is attached to the underwater inspection apparatus 100, and the underwater inspection apparatus 100 is immersed in the pool 600. When the underwater inspection apparatus 100 is submerged in the pool 600, the driving of the underwater inspection apparatus 100 is confirmed again (1003). After confirming the operation in the pool 600, a general-purpose pole 504 is further connected, and the underwater inspection apparatus 100 is disposed at a measurement target portion of the control rod 1 that is disposed in advance. The measurement target unit is arranged with an underwater inspection apparatus while confirming the approximate measurement position through the whole camera 401 inserted alone in advance. With the support pad 110 opened, the underwater inspection apparatus 100 is operated via the general-purpose pole 504 so that one end of the sheath 2 of the control rod 1 is fitted in the groove of the underwater inspection apparatus 100. When the sheath 2 is completely in the groove of the underwater inspection apparatus 100, the support pad 110 is closed, and the underwater inspection apparatus 100 is fixed to the control rod 1 (1004). At this stage, it is confirmed whether the measurement probe 200 can be pressed against the object to be measured using the local camera 400. The local camera 400 attached to the underwater inspection apparatus 100 and the whole camera 401 inserted alone in advance, the Z position measuring device 123 of the underwater inspection apparatus 100, and the X position measuring device 132 are used to view the neutron absorber that is the measurement target position. The measurement probe 200 is moved to the vent hole 3 where it is possible. After confirming that the measurement object can be measured in this attached state (1005), the measurement probe 200 is moved to the position of the standard test piece 700, and the measurement probe 200 is pressed against the standard test piece 700 to measure eddy current. A reference (zero point) is taken for (1006). The zero point signal is recorded in the measurement result recording device 530, and the measurement probe 200 is moved to the vent hole 3 where the neutron absorber to be measured of the control rod 1 can be seen. The measurement probe 200 is pressed against the neutron absorber of the measurement object, and the signal at that time is recorded in the measurement result recording device 530 (1007). The measurement probe 200 is moved again to the standard test piece 700, the measurement probe 200 is pressed against the standard test piece 700, the zero point is measured, and the result is recorded in the measurement result recording device 530 (1008). In the measurement result recording device 530, the difference between the zero point before and after the measurement and the signal when the neutron absorber is measured is calculated, and compared with the output adjustment result before the measurement, the neutron absorber surface deposit, product, or Material properties are evaluated (1009). Each output component has a different phase. Therefore, when a certain characteristic value, for example, the output of the surface deposit and the surface product is determined in one direction (phase) and is to be measured, the output of the component different from the phase is the output due to the change of the material property It is judged. These components are separated on the impedance plane or program, and the target, here the sum of surface deposits and surface products, is evaluated. In addition, by observing the appearance using the local camera 400, it is possible to remove the influence of surface deposits, and as a result, the surface product can be evaluated. When there are other measurement objects in the same control rod 1, the above operation is repeated. After the measurement of the control rod 1 is completed, the apparatus is pulled up from the pool 600 and it is confirmed that there is no difference in output before and after the measurement in the work area 601 (1010), and a series of measurements is completed.
[0029]
As described above, in the method of non-destructively inspecting the reactor control rod 1 in the water using the reactor control rod non-destructive underwater inspection apparatus, the measurement probe is attached to the sheath portion of the reactor control rod by the support pad 110. Fix the tip part through a small hole provided in the sheath part of the reactor control rod and press the tip part against or close to the part to be measured in the reactor control rod. Reactor control rod non-destructive underwater inspection method to measure items is configured.
[0030]
Further, in a method of non-destructively inspecting a reactor control rod in water using a reactor control rod non-destructive underwater inspection apparatus, one sheath portion of the reactor control rod is sandwiched between a pair of support pads. Reactor that measures the measurement items by pressing the other support pad against the other sheath and moving the tip of the positioned measurement probe against the reactor control rod or approaching it. A control rod non-destructive underwater inspection method is configured.
[0031]
【The invention's effect】
With the underwater inspection apparatus of the present invention, it is possible to easily and accurately measure surface deposits, products, and material characteristics of control rods used in a nuclear reactor by remote control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an underwater inspection apparatus.
FIG. 2 is a rear view of the underwater inspection apparatus.
FIG. 3 is a sectional view of an underwater inspection apparatus.
FIG. 4 shows a measurement probe configuration.
FIG. 5 shows a configuration around a measurement probe.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a probe shape when measuring a control rod.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a probe shape when measuring a control rod.
FIG. 8 is a schematic diagram of a measurement situation.
FIG. 9 is a schematic diagram of a measurement situation.
FIG. 10 is a measurement procedure flow.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control rod, 2 ... Sheath, 3 ... Air hole, 4 ... Object to be measured, 100 ... Underwater inspection apparatus, 110 ... Support pad, 111 ... Fixing air cylinder, 120 ... Z direction guide, 121 ... Z direction drive Motor 122, Z direction ball screw, 123 ... Z position measuring device, 124 ... Standard test piece, 130 ... X direction driving motor, 131 ... X direction ball screw, 132 ... X position measuring device, 200 ... Measuring probe, 201 ... Coil, 202 ... Coil core, 203 ... Coil spring, 204 ... Coil case, 205 ... Probe fixing spring, 206 ... Air pad driving direction, 210 ... Measuring air cylinder, 400 ... Local camera, 401 ... Whole camera, 500 ... Air operation Unit: 501 ... Air hose, 502 ... Compressor, 504 ... General-purpose pole, 510 ... Motor unit, 511 ... Motor signal Buru, 520 ... eddy current measuring device, 521 ... eddy current measurement cable, 530 ... measurement result recording unit, 600 ... work pool, 601 ... work area.

Claims

In the inspection apparatus for inspecting at nondestructively water reactor control rod, measured measurement items for reactor control rods, through the small holes formed in the sea scan of reactor control rods, the atoms within the sheath comprising a measuring probe having a tip in contact with or close proximity to a part of the DUT furnace control rod, and a support pad pressed against the sea scan of reactor control rods, against the support pad presses the Sea scan The measurement probe is fixed to a reactor control rod, and the measurement probe is attached to a drive device that moves up and down along the reactor control rod. apparatus.

In an inspection device that non-destructively inspects reactor control rods in water , measurement items for reactor control rods are measured, and through a small hole formed in the sheath of the reactor control rod, the reactor inside the sheath comprising a measuring probe having a tip in contact with or close proximity to a part of the DUT of the control rod, a pair of support pads sandwich the Sea scan of reactor control rods, the other support pad pressed against the other of the Sea scan reactor control rod nondestructive underwater inspection apparatus characterized by obtaining Bei a.

According to claim 1 or 2, wherein the measurement probe includes a cylindrical case, a coil core disposed within the cylindrical case, measuring the eddy currents includes a wound coil on the coil core Reactor control rod non-destructive underwater inspection equipment.

3. The nuclear reactor control rod non-destructive underwater inspection apparatus according to claim 1, further comprising position detection means for confirming a position of the measurement probe.

3. The nuclear reactor control rod non-destructive underwater inspection apparatus according to claim 1, wherein the measurement probe is any one of an ultrasonic flaw detection probe, a magnetic measurement probe, and a replica mechanism probe including a replica head .

The method of testing at non-destructively water reactor control rods using a reactor control rod nondestructive underwater inspection device, the measuring probe is fixed to the sea scan of reactor control rods by the support pad, the measuring probe performing of the tip, either by contact with a portion of the object of reactor control rods stoma to be allowed through reactor control in rod provided Sea scan of, or brought close proximity, the measured measurement items Reactor control rod non-destructive underwater inspection method characterized by that.

The method of testing at a nuclear reactor control rod nondestructive underwater inspection apparatus nondestructively water reactor control rod using the fixed so as to sandwich one of the Sea scan of reactor control rods in a pair of support pads and, by pressing another support pad to the other Sea scan, through the small holes formed in the sheath of the reactor control rods, the contact or proximity close to the part of the DUT for reactor control rods within the sheath reactor control rod nondestructive water testing method characterized by moving the tip of the measuring probe performs measurement for measurement items about the reactor control rods.