JPH0554635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は既に運転を開始している原子力発電所
の燃料プール内に据付けて燃料チヤンネルボツク
スのふくらみ、曲りまたは捩れ等を測定する燃料
チヤンネルボツクス測定装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

原子炉例えば沸騰水型原子炉（BWR）の炉心
は複数の燃料集合体および制御棒等から構成され
ている。上記燃料集合体は制御棒を格子状（例え
ば８行×８列）に配列したものを燃料チヤンネル
ボツクス内に収容した構成である。上記燃料チヤ
ンネルボツクスは炉心の高速中性子束および材料
特性の不均一性に起因するふくらみ、曲りまたは
捩れ等の経時変化を示す。この燃料チヤンネルボ
ツクスの変形量が大きくなると、制御棒の通路が
せばめられ、制御棒の挿入、引抜きが妨げられる
おそれがある。このように燃料チヤンネルボツク
スの変形は原子炉の安全性を考えた場合きわめて
重要な問題であり、変形状態を正確に把握してお
く必要がある。

このような状況の下に、燃料チヤンネルボツク
スの変形を検出して、再使用可能か否かを判別す
ること、また燃料チヤンネルボツクスの材質を向
上させて再使用に供すること等が強く望まれ、燃
料チヤンネルボツクスの変形を正確に検出する測
定手段が要望されている。

一方、使用中の燃料チヤンネルボツクスを燃料
棒の集合体である燃料バンドルから取外さずに測
定するには、放射能の被曝を避けるため原子炉内
の燃料プール水中で遠隔操作することが必要とな
る。

従来、このように燃料プール水中で燃料チヤン
ネルボツクスの測定を行なう装置は種々考えられ
ているが、このような測定装置を専用架台によつ
て燃料プール中に据付ける場合、プール周辺の既
設設備との干渉により所定の設置状態を得るのが
困難で、据付け誤差により測定精度が低下するな
どの問題がある。一方、据付けられた測定装置に
燃料チヤンネルボツクスを取付ける場合、把持ア
ーム等によつて複数個所を把持するような従来の
手段では、燃料チヤンネルボツクスの炉心への取
付け状態と測定状態が異なり、実際的な変形が測
定できず、したがつて信頼性の高い測定精度を得
難いという問題もある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、燃料チヤンネルボツクスの変形を高精度で測
定することができ、しかも燃料プールへの据付け
誤差による測定精度への影響も生じない燃料チヤ
ンネルボツクス測定装置を提供することを目的と
する。

〔発明の概要〕

本発明に係る燃料チヤンネルボツクス測定装置
では、燃料プール内底部に設けられた破損燃料ま
たは制御棒等の貯蔵ラツクに略垂直に取付けられ
る筒状の測定装置フレームを設け、この測定装置
フレームの上端部に燃料チヤンネルボツクスの上
端部を水平方向で支持する模擬上部格子を設ける
とともに、前記測定装置フレームの下端部に燃料
チヤンネルボツクス下部のタイプレートを嵌合支
持する燃料支持部を設け、前記測定装置フレーム
の前記模擬上部格子と燃料支持部との間に燃料チ
ヤンネルボツクスの外周面形状を検出する複数の
センサを設けている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を参
照して説明する。

燃料チヤンネルボツクス１を挿通し得る矩形筒
状の測定装置フレーム２を設けている。この測定
装置フレーム２の上端部には、炉心の上部格子１
セル分の大きさを模擬した模擬上部格子３を連設
している。この模擬上部格子３の上端部に燃料チ
ヤンネルボツクス１の下端を導入するテーパ状の
挿入ガイド４を設けるとともに、吊金具５を介し
て吊下げ用ロープ６を取付けている。模擬上部格
子３の二面は原子炉の上部格子板と同一軸方向長
さを有する模擬格子板フレーム３ａとし、この模
擬格子板フレーム３ａの格子対角コーナー部に
は、燃料チヤンネルボツクス１を固定するチヤン
ネルフアスナプレート７を、後述するチヤンネル
フアスナ８と係合可能に取付けている。模擬上部
格子３の下端には、燃料チヤンネルボツクス１を
位置決めする矩形筒状の可動フレーム９を複数本
の針金１０を介して吊下している。即ち、この可
動フレーム９の隣接する二つの内面には押圧ばね
１１を設け、異なる二つの内面に位置決め用ガイ
ドブロツク１２を設けている。なお、押圧ばね１
１の下側部に接触型または非接触型のセンサ１３
を設け、挿入した燃料チヤンネルボツクス１の位
置を検出するようにしている。

測定装置フレーム２の下端部には、燃料チヤン
ネルボツクス１下部のタイプレート１ａを嵌合支
持する燃料支持部１４を設けている。この燃料支
持部１４は、測定装置フレーム２の下端を塞ぐシ
ートブロツク１５の上面に筒状の支持体１６を突
設したもので、この支持体１６の上端縁内側をテ
ーパ面１６ａにしてタイプレート１ａを嵌合し易
くしている。なお、シートブロツク１５の下面に
は、後述するラツクベースに嵌合するための測定
装置位置決め用の柱状の挿入ブロツク１７を突設
している。

測定装置フレーム２の模擬上部格子３と燃料支
持部１４との間には、燃料チヤンネルボツクス１
の外周面形状を検出する複数の非接触型センサ１
８をセンサ取付ブロツク１８ａを介して内方に突
設している。各センサ１８は、センサケーブル１
９を介してプール外方の制御器２０に接続してい
る。

また、測定装置フレーム２各面の中間部外周に
は、この測定装置フレーム２を後述するラツクに
保持させるための保持装置２１を設けている。こ
の保持装置２１は第３図に示すように、測定装置
フレーム２外面に設けたガイドレール２２に沿つ
て上下動可能なくさび２３を、ブラケツト２４を
介して取付けた調整ボルト２５によつて昇降操作
するようにしたものである。このくさび２３の外
部係合面２３ａがラツクのパイプ上縁に当接し得
るようになつている。

このように構成した燃料チヤンネルボツクスを
燃料プール内に既設の破損燃料または制御棒貯蔵
用のラツク２６に据付ける場合は、第２図に示す
ように、吊下げ用のロープ６を図示しない天井ク
レーンまたは第４図の燃料交換機２７を使用し
て、燃料チヤンネルボツクス測定装置全体を燃料
プール２８内に吊降ろし、ラツク２６のパイプ２
９内に挿入する。そして、測定装置フレーム２の
下部の挿入ブロツク１７をラツクベース３０にあ
けられた孔に挿入し、シートブロツク１５をラツ
クベース３０上に着座させる。次に測定装置フレ
ーム２を中間部の保持装置２１によりパイプ２９
に固定する。即ち、燃料プール２８に上方から挿
入したボルト調整ポール３１によつて調整ボルト
２５を回転させ、くさび２３を下降させたパイプ
２９の上端縁に接触させる。くさび２３は測定装
置フレーム２の各面に取付けてあるので、各くさ
び２３の下降度合を調整することにより測定装置
フレーム２の水平度を出すことができる。

次に燃料チヤンネルボツクス１の測定手順を第
４図および第５図によつて説明する。

燃料チヤンネルボツクス１を燃料プール２８上
の燃料交換機２７によつて、プール内に設置した
燃料チヤンネルボツクス測定装置の模擬上部格子
３内に挿入ガイド４を介して吊降す。燃料チヤン
ネルボツクス１は、可動フレーム９内を通過する
際、押圧ばね１１に押されてガイドブロツク１２
側に位置決めされる。

この時、可動フレーム９は針金１０の回転によ
り、挿入された燃料チヤンネルボツクス１の中心
位置の変化に水平方向に追従する。押圧ばね１１
と同一面に設けたセンサ１３によつて、燃料チヤ
ンネルボツクス１の挿入時に燃料チヤンネルボツ
クス１の各断面の対辺距離を検出することができ
る。

燃料チヤンネルボツクス１の下端の下部タイプ
レート１ａが燃料支持部１４に着座すると、燃料
チヤンネルボツクス１の上部に設けたチヤンネル
フアスナ８がチヤンネルフアスナプレート７を押
動し、その反力によつてこれと反対側の燃料チヤ
ンネルボツクス１の二面が模擬上部格子３の模擬
格子板フレーム３ａに支持され、燃料チヤンネル
ボツクス１は炉心装荷状態を模擬した状態で自立
する。この段階で測定装置フレーム２内のセンサ
１８により、燃料チヤンネルボツクス１の外面に
対するギヤツプ計測を行なう。得られたデータ
は、制御器２０において信号変換、演算処理さ
れ、記憶回路に記録される。

測定に際しては、正確な寸法で作られた較正面
を有する燃料チヤンネルボツクスと同一形状の較
正用模擬燃料体（図示しない）を、予め燃料チヤ
ンネル測定装置内に装荷して、夫々各センサ１８
の基準とゲインを較正しておけばよい。この作業
を行なうことによつて、燃料チヤンネルボツクス
１が常に模擬上部格子３と燃料支持部１４で定ま
る絶対位置に装荷されている限り、即ち炉心での
燃料集合体の保持状態を常に再現していれば、測
定精度は燃料チヤンネルボツクス測定装置の据付
け精度には何ら影響されない。

なお、燃料チヤンネルボツクス装置の重量は、
燃料支持部１４の下方のシートブロツク１５によ
つて支持される。この時、ラツク２６への据付け
精度は例えば燃料チヤンネルボツクス測定装置が
極端な倒れにより燃料チヤンネルボツクス１の模
擬炉心装荷状態を維持できないような場合を除
き、燃料チヤンネルボツクス１の変形量の測定精
度には影響を及ぼさない。このように、プール内
での厳しい据付け精度を要求されない構成とした
ことにより、プール内既存設備である破損燃料ま
たは制御棒等の貯蔵ラツク２６を装置架台として
使用することが可能となるものである。

なお、前記実施例では、測定装置フレーム２の
水平保持を他の外部機構に依存しない構成として
いるが、例えば第６図に示すように、破損燃料ま
たは制御棒等の貯蔵ラツク２６近傍に配置する稠
密燃料集合体貯蔵ラツク３２を介して水平保持す
るようにしてもよい。例えば模擬上部格子３にア
ーム３３を水平に突設し、このアーム３３の先端
下部に垂下した保持ブロツク３４を稠密燃料集合
体貯蔵ラツク３２内に挿入することにより、水平
保持を行なうようにしてもよい。また、同様に、
燃料プール２８内に底部から約3m程度上方位置
に水平に配設されるラツク支持ビーム３５に図示
しないが所定のフツクを掛止して測定装置フレー
ム２を保持することも可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る燃料チヤンネルボ
ツクス測定装置によれば、筒状の測定装置フレー
ム内で、燃料チヤンネルボツクスの上端部を模擬
上部格子により、また下端部のタイプレートを燃
料支持部に嵌合することにより、実際の炉心装荷
状態を再現した状態で支持し、この状態で燃料チ
ヤンネルボツクスの外形をセンサで検出するよう
にしたので、特別の把持手段で燃料チヤンネルボ
ツクスを把持するようなものと異なり、実際の使
用時と殆ど同一据付け状態下でふくらみ、曲り、
捩れ等を測定することができ、測定精度の向上が
図れるものである。

また、以上のことから測定装置自体の据付け誤
差が測定精度に反映することもないので、スペー
ス上の制約が多い燃料プール内に特殊な測定装置
専用架台を据付ける必要もなく、既存の設備を利
用した比較的簡単な据付けが可能となる。そし
て、本発明では燃料プール内に既設の破損燃料ま
たは制御棒等の貯蔵ラツクを架台として据付ける
ようにしたので、据付け誤差による測定精度への
影響もなく、簡単な据付け構成が実現できる。し
たがつて、専用架台やスペース確保の困難性もな
く、容易に、かつ経済的に水中測定できるように
なり、燃料チヤンネルボツクスのメンテナンス等
について大きい効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示すもの
で、第１図は燃料チヤンネルボツクス測定装置の
構成を示す断面図、第２図は装置据付け状態を示
す断面図、第３図はラツクへの保持装置部を示す
拡大断面図、第４図は使用状態を示す概略説明
図、第５図は測定状態を示す断面図、第６図は本
発明の他の実施例を示す概略構成図である。 １……燃料チヤンネルボツクス、１ａ……下部
タイプレート、２……測定装置フレーム、３……
模擬上部格子、９……可動フレーム、１４……燃
料支持部、１８……センサ、２１……保持装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料プール内底部に設けられた破損燃料また
   は制御棒等の貯蔵ラツクに略垂直に取付けられる
   筒状の測定装置フレームを設け、この測定装置フ
   レームの上端部に、炉心の上部格子１セル分の大
   きさを模擬し燃料チヤンネルボツクスの上端部を
   水平方向で支持する模擬上部格子を設けるととも
   に、前記測定装置フレームの下端部に、燃料チヤ
   ンネルボツクス下部のタイプレートを嵌合支持し
   て燃料チヤンネルボツクスを炉心装荷模擬状態で
   自立させる燃料支持部を設け、前記測定装置フレ
   ームの前記模擬上部格子と燃料支持部との間に燃
   料チヤンネルボツクスの外周面形状を検出する複
   数のセンサを設けたことを特徴とする燃料チヤン
   ネルボツクス測定装置。