JP5586814B1 - 長さ測定計器、および燃料ロッドのサイズを制御する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、その計器を用いた燃料ロッドの寸法を検査する方法にも関する。
燃料ロッドの表面上の酸化物の厚さを測定するために、(特許文献1)はプール内に浸漬した渦電流感知器を有する測定装置を記述している。しかし、このタイプの感知器は、燃料ロッドの外径を測定するのには適していない。
渦電流による寸法(厚さ)の検査を可能にするためには、検査の部位が均質でなければならず、これは、ステンレス合金またはジルカロイタイプの合金から作製される被覆管を含むと共に、クラックを呈しかつその間に「空隙」容積が存在し得るペレットを含む燃料ロッドには当てはまらない。
特に上記のような環境下においては、変形可能部分(および/またはケーシング)の半径方向剛性と、その軸方向剛性との比を、10より大きく、特に100または1000より大きくすることができる。
別の態様によれば、本発明は、核燃料ロッドの外面の形状を検査する装置を提供する。この装置は、本明細書に記載するような少なくとも1つの長さ測定計器を含む。
・この装置は、定置構造物と計器支持体とを含むことができる。この計器支持体は、定置構造物に対して、少なくとも1つの軸に沿って、特に、第1軸および第1軸に垂直な少なくとも1つの第2軸に沿って、並進移動可能である。また、計器支持体は、特に、バックストッパを備えるX、Y交差動作テーブルであって、バックストッパが、検査用のロッドに対して、少なくとも第2軸に沿って動くことを可能にするX、Y交差動作テーブルを具備することができる。
・計器支持体は、本明細書に記載するような(少なくとも)2つの長さ測定計器を受入れることができる。すなわち、i)好ましい変形軸、すなわち変形可能ケーシングの最小剛性の軸が、計器支持体の並進移動の軸(前記第1軸)に実質的に直交する第1計器と、ii)第1計器とほぼ同一の第2計器であって、変形可能ケーシングの最小剛性の軸が、計器支持体の並進移動の軸に実質的に直交し、かつまた、該当する場合には、前記第1計器の好ましい変形軸に実質的に直交する、第2計器とを受入れることができる。そして、
・計器支持体は、被検査ロッドに対するバックストッパとして作用する2つの定置部品または部分を含むことができる。この場合、2つの可動部品が測定感知器として機能し、直接的または間接的にそれに当接し、ケーシングのその当接部分(すなわち前記パッド)と戻り手段とが、検査用ロッドの外面を測定感知器およびバックストッパに接触した状態に保持する役割を担う。
そうでない旨指示される個所を除いて、本明細書において、「センサ」および「感知器」という用語は同義語であり、従って交換可能である。
ロッド101の下端部分は、(ロッドの縦軸105の回りに)調整可能な角度位置の装着装置104によって所定位置に保持される。
心受け具106は校正用スタッドを含むことができる。この校正用スタッドは、基本的に、検査用ロッドの上端部と同一線上に延びる円形断面の円筒状部品内にあり、校正用スタッドの直径を測定することによって測定計器の校正を可能にするように、ロッドの直径の呼称径の値に等しい直径を有する。
装置100は、図3および4に詳細を示す2つの長さ測定計器10を有する。
このため、キャリッジ108は、同様に垂直に延びるスクリュー112と協動するナット111と一緒に、垂直ガイド110に沿って摺動するスキッド109に固定される。
キャリッジ108の垂直位置に関する情報を供給するために、スクリュー112に固定された回転符号器のような位置センサを設けることができる。
特に図2を参照すると、計器10が、垂直軸Zに沿って摺動するように取り付けられる計器支持体108に固定されるが、この場合、計器は複数の支持体によって固定される。すなわち、
・支持体108に対して軸Xに沿って自由に摺動し得るように構成される支持体115であって、水平軸Xに平行な2つのガイド117上にそれぞれ係合する2つの摺動体116に固定される第1支持体115と、
・支持体115に対して軸Yに沿って自由に摺動し得るように構成される支持体118であって、支持体115に組み込まれるガイドに係合して軸Xに垂直な水平軸Yに平行に摺動する摺動体119に固定される第2支持体118と、
によって固定される。
支持体118は、検査用ロッド101の外面に対して、一般的に円形断面の円筒状外面の2つのそれぞれの母線に沿って当接するように配置される2つのバックストッパ120、121を備えている。これらの2つの母線は、ロッドの縦軸の回りに約90°だけ角度的に間隔が空けられている。
計器10と、その支持体124、125、118および115を含むアセンブリ138は「カセット」とも呼称されるが、このアセンブリ138は、例えばセンサ10、11の取り替え目的のためのベンチ上での保守整備作業を簡単化するために、主支持体108から分離することが可能である。
センサ11は、例えば、ソラートロン(SOLARTRON)(英国)から製品記号DP/2/Sとして入手可能な精密センサとすることができる。
本体14は、巻線を含み、磁気コアを受入れる第1空洞を画定する(図示略)。センサは、さらに、感知端を磁気コアに接続する機械的接続具と、一般的に、感知端をセンサの本体から最も離れたその位置に戻すための戻りスプリングとを含む。この接続は、感知端17と本体14との間に延びるエラストマーのベローズ20によって保護される。
スリーブ12の第2端部12aは、ケーシング13の部品を構成するブッシング25のネジ端部24を受入れる内ネジを有する。
従って、ブッシング25、ベローズ18および部品19によって構成されるケーシング13を、スリーブ12によってセンサ11の本体14に固定できる。この場合、ガスケット27が、本体14とブッシング25との間の密封性を形成する(図4参照)。
換言すれば、ベローズ18の縦方向の剛性は十分に小さく、部品19が、感知端17の全ストロークまたはその一部にわたって、それと接触してベローズの縦軸15に沿って動き得ることが保証されるので、センサの本体と、被測定物体と接触する位置に置かれる部品19との間の相対的な動きが、感知端17および誘導型センサの磁気コアに伝達されるのである。
・キャリッジ108およびカセット138を低い位置に配置し、かつ、感知器130、132、134をバックストッパ120、121から離れるように移動させるステップと、
・ロッドを輪郭測定ベンチ上に配置するために水中のロッドを移動させるように移動クランプ(図示略)を使用して、ロッドを底部支持体104に当接する位置に配置するステップと、
・心受け具106をロッドに当接する位置に配置して、検査用のロッド101を、プール内の水面103の下でほぼ垂直姿勢に保持するステップと、
・プール内に浸漬されたカメラを用いてロッドの角度位置を選択しかつ調整するステップと、
・場合によっては、引き続く測定の間、ロッドを同じ角度位置に再配置できるようにするため、ロッドの角度位置を写真撮影するステップと、
・必要に応じて、水中かつ周囲温度において2つのLVDTセンサを校正するために、2つのバックストッパ120、121と2つの可動測定感知器130、132、134とを、次のような態様で、すなわち、それらの可動測定感知器が、それぞれ、2つの計器10のそれぞれの感知端10aに当接し、かつ、それらのバックストッパおよび可動測定感知器が心受け具106の中に組み込まれる校正用スタッドの外面に接触するように動かし、続いて、前記2つの計器10を用いてスタッドの2つの最大横方向寸法を測定し、さらに続いて、感知器134をスタッドから離すように移動させるステップと、
・2つのバックストッパ120、121と、2つのそれぞれの計器10のそれぞれの感知端10aが当接している2つの可動測定感知器130、132、134とを、それらがロッドの外面に接触するまで移動させるステップと、
・前記2つの計器10を用いてロッドの2つの最大横方向寸法を測定するステップと、
・2つの計器10を用いてロッドの2つの最大横方向寸法の新しい測定を行うために、バックストッパ120、121と、可動測定感知器130、132、134と、計器10とが固定されている支持体108をロッドに沿って移動させるステップと、
を含む。
Claims (18)
- 細長い本体(14)と、誘導型センサ(11)の縦軸(15)に沿って可動な感知端(17)とを有する誘導型センサ(11)を含む長さ測定計器(10)であって、前記本体(14)が巻線を含むと共に磁気コアを受入れる第1空洞を画定する、長さ測定計器(10)において、前記長さ測定計器は、前記本体(14)を前記縦軸(15)に沿って延長するケーシング(13)をさらに含み、前記ケーシング(13)は、前記本体(14)と協働して、前記感知端(17)を包囲する水密性の第2空洞(16)を画定し、前記ケーシングは、感知端(17)を取り囲む水密性の変形可能部分(18)および感知端(17)と同一線上にある当接部分(19)を含むこと、および、
・前記ケーシングの前記縦軸(15)に沿う弾性変形量が、前記縦軸に直交する軸に沿う前記ケーシングの弾性変形量よりも大きく、
・前記センサの縦軸(15)に沿う前記ケーシングの弾性変形量が、前記当接部分(19)に対して加えられる当接力の影響下にある前記当接部分(19)の動きを前記感知端(17)が感知するのに十分な程度の大きさであることを特徴とする長さ測定計器(10)。 - 前記計器が大気圧中にある間は、前記当接部分(19)が前記誘導型センサの感知端(17)から離間した位置にあり、前記計器が、大気圧よりも高い圧力の媒体中に置かれると、前記当接部分(19)が感知端(17)と接触する、請求項1に記載の計器。
- 前記水密性の変形可能部分(18)は、前記部分(18)の最大弾性変形の軸が前記感知端の摺動軸(15)にほぼ合致するように、前記縦軸(15)に沿う軸方向剛性と、その軸方向剛性よりも大きい半径方向剛性とを有する、請求項1または2に記載の計器。
- 前記水密性の変形可能部分(18)が、回転体の形状を有し、かつ、基本的にベローズによって構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の計器。
- 前記水密性の変形可能ケーシング(13)の半径方向剛性と軸方向剛性との比が、10より大きい、請求項1〜4のいずれか一項に記載の計器。
- LVDTタイプの誘導型センサ(11)を含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の計器(10)であって、さらに、
・前記ケーシングがベローズ(18)を含み、そのベローズ(18)は、ベローズの最大弾性変形の軸に相当しかつ前記感知端の摺動軸に実質的に合致する縦軸(15)を有し、
・前記ベローズ(18)が、その縦方向の両端部のうち第1縦方向端部において、前記センサの本体に水密となるように固定され、
・前記ケーシングは、その第2縦方向端部において前記ベローズを閉止するパッド(19)を含み、
・前記パッド(19)が、前記ベローズ(18)および前記センサ(11)の共通の縦軸(15)に沿って、前記感知端(17)のストロークの少なくともかなりの部分に亘り、かつ前記感知端(17)と接触して動くことが可能な程度に、前記ベローズの縦方向剛性が十分に低いことによって、測定用の物体と接触して配置されると共に前記センサの本体に対して移動する前記パッド(19)の動きが、前記感知端(17)および前記誘導型センサの磁気コアに伝達され、前記パッド(19)の外面(10a)が前記計器の感知端として作用する、
計器。 - 前記ベローズ(18)と前記当接部分すなわちパッド(19)とが金属製である、請求項4または6に記載の計器。
- 燃料ロッド(101)の外面の形状を検査する装置(100)であって、請求項1〜7のいずれか一項に記載の計器(10)を少なくとも1つ含む装置(100)。
- 定置構造物(110)および計器支持体(108、115、118、124、125)を含み、前記計器支持体(108、115、118、124、125)は、前記定置構造物に対して、第1軸(Z、113)および前記第1軸に垂直な少なくとも1つの第2軸(X、Y)に沿って並進移動可能である、請求項8に記載の装置。
- 前記計器支持体が、バックストッパ(120、121)を備えるX、Y交差動作テーブル(108、115、118)であって、前記バックストッパ(120、121)が、検査用のロッド(101)に対して、少なくとも前記第2軸(X、Y)に沿って動くことを可能にするX、Y交差動作テーブル(108、115、118)を含む、請求項9に記載の装置。
- 前記計器支持体が、請求項1〜7のいずれか一項に記載の計器(10)を2つ受入れる、すなわち、i)前記変形可能ケーシングの最小剛性の軸(15、126)が、前記計器支持体の並進移動の軸(Z、113)に実質的に直交する第1計器と、ii)前記第1計器とほぼ同一の第2計器であって、前記変形可能ケーシングの最小剛性の軸(15、127)が、前記計器支持体の並進移動の軸(Z、113)に実質的に直交し、かつ、適切である場合には、前記第1計器の好ましい変形軸(15、126)に実質的に直交する、第2計器とを受入れる、請求項9または請求項10に記載の装置。
- 計器支持体が、検査用ロッド(101)に対するバックストッパとして作用する2つの部品(120、121)と、測定感知器として作用する2つの可動部品(130、132、134)であって、前記2つの計器(10)のそれぞれのケーシングの当接部分(10a、19)が当接する2つの可動部品(130、132、134)と、検査用ロッドの外面を前記測定感知器および前記バックストッパに接触した状態に保持するための戻り手段(133)とを含む、請求項8〜11のいずれか一項に記載の装置。
- 校正用スタッドを含み、前記校正用スタッドは、基本的に、検査用ロッドの上端部を延長するように配置される円形断面の円筒状部品内にあり、その円形断面は、前記スタッドの直径を測定することによって測定計器の校正を可能にするように、前記ロッドの直径の呼称径の値に等しい直径を有する、請求項8〜12のいずれか一項に記載の装置。
- 燃料ロッド(101)の外面の形状を検査する方法であって、請求項1〜7のいずれか一項に記載の計器(10)を少なくとも1つ、または、請求項8〜13のいずれか一項に記載の装置(100)を使用して、次のステップ、すなわち、
・検査用のロッド(101)を、プール内の水面(103)の下でほぼ垂直姿勢に保持するステップと、
・前記ロッドの角度位置を選択するステップと、
・2つのバックストッパ(120、121)と、2つの可動測定感知器(130、132、134)であって、2つのそれぞれの計器(10)の2つのそれぞれの感知端(10a)が当接している2つの可動測定感知器(130、132、134)とを、前記ロッドの外面に対して所定位置に配置するステップと、
・前記2つの計器(10)を用いて、前記ロッドの2つの最大横方向寸法を測定するステップと、
・前記バックストッパ(120、121)と、前記可動測定感知器(130、132、134)と、前記計器(10)とが固定されている支持体(108)を前記ロッドに対して動かし、前記2つの計器(10)を用いて、前記ロッドの2つの最大横方向寸法を新しく測定するステップと、
を実施する、方法。 - 前記ロッドの縦軸に沿う最大横方向寸法の変化した輪郭を確定するために、前記支持体(108)を前記ロッドに沿って動かす、請求項14に記載の方法。
- 前記ロッドの楕円化を測定するために、前記ロッドをその縦軸を中心として回転させる、請求項15に記載の方法。
- 前記第2空洞(16)内に、ならびに、ガスを排出可能なダクト(42)の浸漬端部(43)に加圧ガスを供給することによって前記測定計器のケーシング(13)の浸漬圧力を補正する、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 水中かつ周囲温度において前記2つの誘導型センサを校正するために、2つのバックストッパ(120、121)と、2つの可動測定感知器(130、132、134)であって、2つのそれぞれの計器(10)の2つのそれぞれの感知端(10a)が当接している2つの可動測定感知器(130、132、134)とを、それらのバックストッパおよび可動測定感知器が校正用スタッドの外面に接触するまで移動させ、前記2つの計器(10)を用いて前記スタッドの2つの最大横方向寸法を測定する、請求項14〜17のいずれか一項に記載の方法。
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