JPH0547079B2 - - Google Patents

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JPH0547079B2
JPH0547079B2 JP61072713A JP7271386A JPH0547079B2 JP H0547079 B2 JPH0547079 B2 JP H0547079B2 JP 61072713 A JP61072713 A JP 61072713A JP 7271386 A JP7271386 A JP 7271386A JP H0547079 B2 JPH0547079 B2 JP H0547079B2
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JP
Japan
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channel box
thickness
channel
peripheral wall
sensor
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JP61072713A
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JPS62228985A (ja
Inventor
Norimitsu Komai
Tomohiro Ootake
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Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
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Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0547079B2 publication Critical patent/JPH0547079B2/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は沸騰水型原子炉に装荷する燃料集合体
のチヤンネルボツクス測定装置に係り、特にチヤ
ンネルボツクスの健全性判断等のためその板厚寸
法を測定するチヤンネルボツクス測定装置に関す
る。
(従来の技術) 沸騰水型原子炉では、その原子炉圧力容器の炉
心に対し、多数の燃料集合体が所定数づつチヤン
ネルボツクスに収納された状態で装荷される。こ
のチヤンネルボツクスは、炉心内の冷却材の流れ
を均一化するとともに、制御棒の挿入空間あるい
は炉心内への計装センサの挿入空間を確保すると
いう機構を有している。このようなチヤンネルボ
ツクスは一般に燃料交換時に新規なものと交換さ
れ、使用済のチヤンネルボツクスは放射性廃棄物
として処理される。
ところで、放射性廃棄物を低減させるととも
に、設備の有効利用という観点からすれば、使用
済チヤンネルボツクスを再利用することが有効と
考えられる。但し、その際には、チヤンネルボツ
クスを十分に検査して、その健全性を確認し、再
使用に耐えられるチヤンネルボツクスのみ選別す
ることが必要となる。即ち、チヤンネルボツクス
を炉内で長時間使用した場合には、腐食によりチ
ヤンネルボツクスの周壁の板厚が減少し、チヤン
ネルボツクスの内圧および地震荷重に対する強度
が低下して、再使用不能となるものも生じる。こ
のため、チヤンネルボツクスの測定にあたつて
は、かかる板厚を正確に検出する必要がある。
(発明が解決しようとする問題点) チヤンネルボツクスの板厚検査を行なう上では
次のような制約がある。即ち、チヤンネルボツク
スはその内部に使用済の燃料を収納しており、高
い放射能を帯びている。このため、検査は燃料取
扱いプール内の放射線遮蔽状態下で、しかも遠隔
操作によつて行なわなければならない。また、そ
の際、高い検査精度が要求されるとともに、作業
員の被曝低減の上から検査に要する時間は短時間
であることが望ましい。さらに、検査に使用する
装置は、検査状況等を考慮すれば小型軽量で取扱
いが容易である必要がある。しかし、従来のよう
な点を満足する測定装置が知られていない。
本発明はこのような事情に基づいてなされたも
ので、小型、軽量な装置構成を有し、遠隔操作に
よつてチヤンネルボツクスの板厚寸法を容易かつ
確実に測定することができ、チヤンネルボツクス
の健全性判断を高精度なものとし、チヤンネルボ
ツクスの再利用等を図るうえで高信頼性を得られ
るチヤンネルボツクス測定装置を提供することを
目的とする。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明に係るチヤンネルボツクス測定装置は、
沸騰水型原子炉のチヤンネルボツクスを着脱可能
に挿入する枠体と、この枠体内にチヤンネルボツ
クスを固定保持する保機構と、前記枠体に設けら
れ、チヤンネルボツクスの周壁の板厚測定信号を
出力する非接触形のセンサと、このセンサからの
測定信号を入力して演算処理を行なう演算処理機
構とを具備し、前記非接触形のセンサはチヤンネ
ルボツクスの周壁に対して直交する方向に音波を
発振するものであり、かつそのセンサは発振信号
と、チヤンネルボツクスの周壁の外表面および内
表面での各反射による受信信号とを演算処理機構
に出力するものであり、前記演算処理機構は、前
記各信号に基づいて、チヤンネルボツクスの周壁
の板厚計算と、その板厚が再使用可能範囲にある
かの判定とを行なう演算回路を有することを特徴
とするものである。
(作 用) 上記構成のチヤンネルボツクス測定装置を燃料
取扱いプール内に収納しておき、これにチヤンネ
ルボツクスをクレーン等を用いて挿入固定する。
そして、音波を用いた非接触形のセンサにより
板厚測定信号を演算処理機構に入力すれば、チヤ
ンネルボツクスの周壁の板厚が容易、かつ確実に
求められる。
したがつて、比較的簡単な装置により、遠隔操
作で、高精度の板厚測定が行なえるようになる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
第3図は沸騰水型原子炉の概略構成を示してい
る。原子炉圧力容器1内には冷却材2と、複数の
燃料集合体3および制御棒4等から構成される炉
心5が収納されている。冷却材2は、炉心5を下
方から上方に流通し、その際炉心の核反応熱によ
り昇温し、水と蒸気の二層流状態となる。
二層流状態となつた冷却材3は炉心5上方のシ
ユラウドヘツド6を介して気水分離器7内に流入
し、水と蒸気とに分離される。分離された蒸気は
気水分離器7の上方に設けられた蒸気乾燥器8内
に流入して乾燥蒸気となり、原子炉圧力容器1に
接続された主蒸気管9を介して図示しないタービ
ン系に移送され、発電に供される。
なお、図中10は前記制御棒を炉心5内に挿入
あるいは炉心5内から引抜く制御棒駆動機構を示
し、また11は再循環系を構成するジエツトポン
プを示す。また12は給水入口ノズル、13は再
循環水出口ノズルをそれぞれ示す。
第4図は燃料集合体3の構成を詳細に示してい
る。燃料集合体3はチヤンネルボツクス21内に
複数の燃料棒22を格子状(例えば8列×8列)
に配列した構成となつている。これら燃料棒22
にはペレツト状の核燃料が収納されている。燃料
棒22は、その上下端をそれぞれ上部タイプレー
ト23および下部タイプレート24により支持さ
れ、その中間位置を複数のスペーサ25により支
持されている。
第1図はチヤンネルボツクス測定装置を示して
いる。このチヤンネルボツクス測定装置50は、
図示しない燃料プール内の制御棒破損燃料貯蔵ラ
ツクに収納して測定するために好適な構成とした
もので、2面構成の枠体51を有している。即
ち、枠体51は、断面四角形の箱体をその1組の
隣接する側板を削除した形状となつており、隣接
した側板51A,51Bと上下端板51C,51
Dとから構成されている。枠体51の底部、即ち
下端板51Dの上面中央部には燃料集合体3の下
端部を固定保持する保持機構として、下部支持金
具52が取付けられている。この下部支持金具5
2は円筒体を摺鉢状に裁断した形状を有し、チヤ
ンネルボツクス21下端の支持金具26を載置で
きるようにしたものである。一方、枠体51の上
端部、即ち上端板51Cには燃料集合体3を上方
から挿入ガイドするための挿入孔があけられ、そ
の挿入孔の周囲に上部案内機構53が取付けられ
ている。この上部案内機構53はチヤンネルボツ
クス21の外周部を摺動状態で挿入し得る角筒状
のガイド筒53aと、そのガイド筒53の上端部
に突設した複数のガイド爪53bとを有してい
る。また、枠体51には、チヤンネルボツクス2
1の板厚を非接触にて測定するセンサ54が取付
けてある。このセンサ54は指向角が鋭角で、か
つ高周波発信する非接触形とされており、取付枠
55を介して枠体51の側壁に直角に取付けられ
ている。なお、56は枠体51の中間部分に設け
られた四角枠状の中間ガイドで、燃料集合体3を
水平方向から拘束して上下に案内できるようにし
ている。また、枠体51の側壁51A,51Bに
は透孔57があけられ、装置軽量化が図られてい
る。
しかして、チヤンネルボツクス測定時には、ま
ず燃料集合体3を図示しないクレーン等により上
方から吊降す。そして、燃料取扱いプール内に設
置されている枠体51の上部案内機構53を通過
させて、その枠体51に導入する。導入した燃料
集合体3は、下部支持金具52および上部案内機
構によつて固定保持する。なお、下部支持金具5
2の上端面は円錐状の構造であるから、燃料集合
体3の下部タイプレート24が完全に面接触して
安定保持される。セツトされた燃料集合体3は、
その周壁を枠体51の側壁と平行に配置すること
になるから、非接触形センサ54に対して直角と
なる。そして、この非接触形センサ54と、その
出力信号に基づいて演算を行なう演算処理機構6
1とによつて、チヤンネルボツクス21の板厚が
算出される。
次に、板厚の算出について説明する。第2図a
に示すように、上下の各非接触形センサ54は高
周波の音波をチヤンネルボツクス21に同時に発
振し、その発振信号S0(t)と、それぞれの受信信号
S1(t)、S2(t)とを演算処理機構61に出力する。S0
(t)は音波発信時点、S1(t)は上部センサ54aによ
るチヤンネルボツクス21の側壁表面から反射波
の受信時点、S2(t)は下部センサ54bによるチヤ
ンネルボツクス21の側壁内面からの反射波の受
信時点をそれぞれ示すものである。そして、演算
処理機構61には、第2図bに示すように、送信
波S0(t)、受信第1波S1(t)および受信第2波S2(t)の
鋭角な波形を測定する受信回路が設けられてい
る。この送信波S0(t)を基準とする受信波S1(t)、S2
(t)に基づいて次式により板厚寸法lが算出され
る。
l=V〔S2(t)−S1(t)〕 l:被測定物(チヤンネルボツクス)の板厚寸
法 v:被測定物内での音速 S1(t):第1反射波(チヤンネルボツクスの周壁
外表面からの反射波)の音波到達時間 S2(t):第2反射波(チヤンネルボツクスの周壁
内表面からの反射波)の音波到達時間 演算処理機構61では、上記の演算結果により
チヤンネルボツクス21の板厚寸法が求められ、
さらに板厚の再使用に対する妥当性を判断し、こ
の結果を出力信号62として図示しない所定の表
示装置に出力するようになつている。
以上の実施例の構成によると、クレーン等によ
り測定対象の燃料集合体3を垂下して、測定装置
上方から吊り下げ、上部案内機構53を介して測
定装置枠体51内に挿入することができる。した
がつて、遠隔操作が容易に行なえる。また、燃料
集合体3は測定装置枠体51内に完全に挿入固定
でき、その上下端を上部案内機構53および下部
支持金具52によつて確実に支持することができ
る。したがつて、挿入された燃料集合体3は、こ
れに直角に固定されている非接触形のセンサ54
と、その測定信号が入力される演算処理機構61
により、板厚寸法の計算および再使用の妥当性に
ついて正確に判断される。
このように、チヤンネルボツクス21の板厚寸
法を、非接触形のセンサ54の使用により高精度
で測定できるとともに、チヤンネルボツクス21
が再使用可能か否かの判断を高精度で行なわれる
ので、測定装置自体の信頼性向上はもとより、原
子炉の安全性を大幅に向上させることができる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明に係るチヤンネルボツク
ス測定装置によれば、沸騰水型原子炉のチヤンネ
ルボツクスの板厚寸法を音波利用の非接触形セン
サの遠隔操作により高精度で確実に測定すること
ができる。したがつて、従来測定困難であつたチ
ヤンネルボツクスの板厚寸法を確実に測定するこ
とが可能となり、チヤンネルボツクスが再使用可
能であるか否かの高信頼性の判断が可能となり、
原子炉の安全性を向上させる上で極めて効果的で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図、第2
図a,bは第1図に示す装置の作用説明図、第3
図は沸騰水型原子炉の概略構成を示す縦断面図、
第4図は燃料集合体の斜視図である。 3……燃料集合体、21……チヤンネルボツク
ス、51……枠体、54……非接触形センサ、6
1……演算処理機構。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 沸騰水型原子炉のチヤンネルボツクスを着脱
    可能に挿入する枠体と、この枠体内にチヤンネル
    ボツクスを固定保持する保機構と、前記枠体に設
    けられ、チヤンネルボツクスの周壁の板厚測定信
    号を出力する非接触形のセンサと、このセンサか
    らの測定信号を入力して演算処理を行なう演算処
    理機構とを具備し、前記非接触形のセンサはチヤ
    ンネルボツクスの周壁に対して直交する方向に音
    波を発振するものであり、かつそのセンサは発振
    信号と、チヤンネルボツクスの周壁の外表面およ
    び内表面での各反射による受信信号とを演算処理
    機構に出力するものであり、前記演算処理機構
    は、前記各信号に基づいて、チヤンネルボツクス
    の周壁の板厚計算と、その板厚が再使用可能範囲
    にあるかの判定とを行なう演算回路を有すること
    を特徴とするチヤンネルボツクス測定装置。
JP61072713A 1986-03-31 1986-03-31 チヤンネルボツクス測定装置 Granted JPS62228985A (ja)

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Families Citing this family (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4988476A (en) * 1988-09-09 1991-01-29 Hitachi, Ltd. Method of and apparatus for evaluating deformation of channel box of fuel assembly for use in nuclear reactor
TW201003672A (en) 2008-06-09 2010-01-16 Westinghouse Electric Sweden Method comprising measurement on fuel channels of fuel assemblies for nuclear boiling water reactors

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JPS5848802A (ja) * 1981-09-08 1983-03-22 Kobe Steel Ltd 燃料チヤンネルの酸化膜厚測定装置
JPS60214296A (ja) * 1984-04-11 1985-10-26 株式会社東芝 燃料チヤンネル測定装置

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