JPH09189794A - 燃料破損検出用採水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料集合体チャンネルボックス上端が上部格
子板上端と同じ高さかあるいは若干下方に位置する場合
においても、チャンネルボックス内の冷却材を正確にか
つ短時間で採取する。 【解決手段】 外キャップ１０の切欠部に内接するエア
バック２５に給気し、外キャップ１０の内外の冷却材や
空気を分離し、長さの異なる水位検出管２３ａ、２３ｂ
から冷却材が吸水されるか空気が吸気されるかで冷却材
の水位を判断する。またこの水位検出管の代わりに電気
式水位計を設ける方法や、外キャップ１０下端や内キャ
ップ１１の下端あるいは上方にエアバックを設ける方法
も有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉燃料集合体
チャンネルボックス内の冷却材を試料水として採取する
際に用いる燃料破損検出用採水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下従来の燃料破損検出用採水装置につ
いて図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、
一般的な原子炉圧力容器（図示せず）内における燃料集
合体１とこの燃料集合体１の上部を被冠する燃料破損検
出用採水装置２の断面図、図１２は図１１に示した燃料
集合体１の上部と燃料破損検出用採水装置２の切欠断面
図である。

【０００３】燃料集合体１は、複数本の燃料棒３と、こ
の燃料棒３を収めるチャンネルボックス４と、このチャ
ンネルボックス４の上端と下端にそれぞれ取り付けられ
る上部タイプレート５及び下部タイプレート６とから構
成される。燃料棒３は、核燃料の二酸化ウランペレット
をジルコニウムライナ被覆管で覆ったものである。燃料
集合体１は、図示しない原子炉圧力容器の冷却材７の充
填された炉心内において、上部格子板９及び炉心支持板
８によって多数個支持されている。すなわち、燃料集合
体１のチャンネルボックス４は上部格子板９の開口部に
一部間隙を保持しながら貫通しており、また下部タイプ
レート６は炉心支持板８の開口部に係合している。また
従来の燃料集合体１においては、通常はチャンネルボッ
クス４の上端は上部格子板９よりも上方に位置してい
る。

【０００４】一方、燃料破損検出用採水装置２は、炉内
シッピング検査において用いられる。すなわち、何らか
の原因で燃料棒３の被覆管に亀裂が生じ、この亀裂から
過大な放射能が漏洩していないかを、炉内の全燃料集合
体について検査する際に用いる装置である。この燃料破
損検出用採水装置２を使用する場合は原子炉の運転を停
止する。燃料破損検出用採水装置２は、外キャップ１０
と、この外キャップ１０の中に収められる内キャップ１
１と、外キャップ１０を燃料集合体１に被冠しあるいは
燃料集合体１から取り外すときに用いられる把手１６と
を具備する。内キャップ１１は、通常は縦横２個ずつ計
４個が外キャップ１０内に収められる。

【０００５】この外キャップ１０の下端部には、切欠部
１２が設けられる。さらに給気管１３が外キャップ１０
を貫通しており、また採水管１４が外キャップ１０を貫
通し、かつ内キャップ１１を空隙１５を保ちながら貫通
して内キャップ１１より下方へ延設されている。

【０００６】この燃料破損検出用採水装置２を使用して
燃料棒１の破損を点検する手順について説明する。まず
燃料破損検出用採水装置２を採水位置に配置する。すな
わち、内キャップ１１の個数に合わせて通常は縦横２個
ずつ計４個の燃料集合体１をひとまとめにし、これら４
個の燃料集合体１に内キャップ１１を被冠させながら、
外キャップ１０を上部格子板９に当接させる。内キャッ
プ１１は、被冠した燃料集合体１の各チャンネルボック
ス４の上端に、上部タイプレート５を囲繞しながら当接
される。このとき採水管１４はチャンネルボックス４内
に挿入される。また外キャップ１０内には冷却材７が充
填される。

【０００７】こうして燃料破損検出用採水装置２を採水
位置に配置したら、次に給気管１３を通じて内キャップ
１０内に圧縮空気を送る。この圧縮空気は外キャップ１
０内において冷却材７を押圧し、徐々に冷却材７の水位
を下げる。その結果、冷却材７の水位が内キャップ１１
の上端より下がれば、内キャップ１１に連なる燃料集合
体１の内と外で冷却材は分け隔てられることになる。そ
の後圧縮空気は、空隙１５を介して内キャップ１１の中
にも入り込み同じように冷却材を押圧するため、内キャ
ップ１１の内と外で冷却材７の水位は変わらない。

【０００８】こうして圧縮空気を送り続けると、やがて
外キャップ１０内の冷却材７の水位は、外キャップ１０
の切欠部１２の上端位置まで下がる。すると、内キャッ
プ１１の外の冷却材を押し下げる圧縮空気の一部が、切
欠部１２から気泡１７となって外キャップ１０の外に出
る。したがって、原子炉圧力容器の冷却材水面に気泡１
７が認められれば、燃料集合体１内の冷却材７が燃料集
合体１外の冷却材７と完全に分離されていることが確認
できる。この確認がなされたら、給気を止め、所定時間
経過した後、今度は採水管１４を通じてチャンネルボッ
クス４内の冷却材７を試料水として採取する。

【０００９】このような手順で試料水の採取を行えば、
この試料水には燃料集合体１外から不純物が入り込むこ
とがない。よって、この試料水の放射能濃度を調べるこ
とにより、何らかの原因で燃料棒３の被覆管に亀裂が生
じて、その亀裂を通して放射性物質がチャンネルボック
ス４内に入り込んでいるかどうかを正確に診断すること
ができる。

【００１０】したがってこの燃料破損検出用採水装置２
を用いることにより、もし燃料棒に破損があるときは、
これを早期に発見して燃料集合体の健全性維持を図るこ
とができる。

【００１１】しかしながら、近年開発された新型の原子
炉の中には、図１１及び図１２に示した燃料集合体１の
支持構造を若干変形し、燃料集合体１のチャンネルボッ
クス４上端の高さと上部格子板９上端の高さが等しいも
のがある。このような燃料集合体においては、その上部
に上述の燃料破損検出用採水装置２を被冠し給気管１３
から圧縮空気を送り込んで、外キャップ１０の切欠部１
２から気泡１７がこぼれ出るのが観察されたとしても、
冷却材７が燃料集合体１の内と外で分離されたと認める
ことはできない。よってこの場合に採取される試料水で
は、燃料棒の破損を正確に診断することができない。

【００１２】このような課題を解決するために、特開平
３−１８５３９９に開示されているような燃料破損検出
用採水装置が考えられた。図１３はかかる工夫がなされ
た燃料破損検出用採水装置の一例の断面図である。この
燃料破損検出用採水装置３８は、外キャップの下端部に
シール材３９を具備し、また外キャップを貫通しかつ内
キャップの下方に延設されて外キャップ内の雰囲気を吸
引する水位確認管２３を具備したものである。

【００１３】この構成による作用について説明する。シ
ール材３９によって外キャップ１０内への冷却材７の流
入を防ぎつつ、給気管１３を通じて圧縮空気を外キャッ
プ１０内に送り込み、水位確認管２３から外キャップ１
０内の雰囲気を吸引する。すると圧縮空気によって押圧
された外キャップ１０内の冷却材７は徐々に水位を下げ
るが、内キャップ１１に設けた空隙１５のため、内キャ
ップ１１の内外で冷却材の水位は変わらない。よって、
水位確認管１３が冷却材７でなく圧縮空気を吸引するよ
うになったときには、冷却材が燃料集合体１の内と外で
分け隔てられていることになるから、この後採水管１４
を通じて試料水を採取すれば、この試料水は燃料集合体
１内の放射能濃度を正確に反映するものとなる。

【００１４】また特開平３−１８５３９９においては、
燃料破損検出用採水装置として、図１３における水位確
認管２３の代わりに外キャップ１０の内側に超音波測距
装置を設けた装置や、外キャップ１０から内キャップ１
１より下方へ延設されるレーザ発信器または伝導率測定
器を設けた装置が開示されている。これらの装置によっ
ても、冷却材がチャンネルボックスの内と外で分け隔て
られているかどうかを判断することができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、近年
開発された新型の原子炉に代表されるように、燃料集合
体チャンネルボックスの上端が上部格子板の上端と同じ
高さにあるかあるいは少し下方に位置する場合に、正確
に燃料集合体チャンネルボックス内の冷却材を試料水と
して採取する様々な方法が考えられてきた。

【００１６】さらに、燃料集合体チャンネルボックス内
の冷却材の水位に関してシッピング可能水位を設定し、
水位をより正確に制御することが考えられている。上述
した図１３の水位確認管を用いた燃料破損検出用採水装
置３８では、外キャップ内の冷却材水位が上部格子板上
端より下方にあることが確認できるが、冷却材水位が必
要以上に下がり過ぎている場合を検出するのは難しい。
例えば冷却材の水位が上部タイプレートのネットワーク
部より下方にある場合、燃料棒の冷却効率が下がること
も考えられるため、燃料集合体の健全性の面からも好ま
しくない。

【００１７】また、こうした炉内シッピング検査を定期
検査として行う場合には、検査時間の短縮が大きな課題
である。作業を速やかに行うことで、検査開始前に停止
させた原子炉を早期に立ち上げることが可能になる。そ
のためには、外キャップ内に充填される冷却材の水位が
上部格子板上端位置まで下がったことの確認や、燃料集
合体の内外で冷却材が分け隔てられたことの確認を、早
く正確に行う必要がある。

【００１８】よって本発明は、従来の水位確認管等を用
いた方法を改良し、冷却材水位が予め設定したシッピン
グ可能水位の範囲内に収まっていることを確認する手段
を具備した燃料破損検出用採水装置を提供することを目
的とする。また本発明は、こうした冷却材の水位の確認
を短時間で行うことが可能な燃料破損検出用採水装置を
提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明においては、燃料破損検出用採
水装置の外キャップの切欠部に内接する伸縮可能なエア
バックを具備することを特徴とする燃料破損検出用採水
装置を提供する。

【００２０】この構成により、外キャップが正しく装着
されていることを確認した後、外キャップ内に収納され
ている伸縮可能なエアバックの内部に空気を送り込みエ
アバックを膨らませ、外キャップの切欠部を塞ぐものと
する。

【００２１】さらに請求項２記載の発明においては、燃
料集合体内の冷却材の水位を確認する水位確認手段とし
て、予め設定された冷却材のシッピング可能水位の上限
の位置に開口部を有する水位確認管と、前記シッピング
可能水位の下限の位置に開口部を有する水位確認管とを
具備することを特徴とする請求項１記載の燃料破損検出
用採水装置を提供する。

【００２２】この構成により、各水位確認管がそれぞれ
冷却材を吸水するかあるいは圧縮空気を吸気するかを確
認し、冷却材水位がシッピング可能水位の範囲内にある
か否かを判断する。

【００２３】また請求項３記載の発明においては、前記
水位確認手段として、予め設定された冷却材のシッピン
グ可能水位の上限及び下限の位置に電気式水位計を具備
することを特徴とする請求項１記載の燃料破損検出用採
水装置を提供する。

【００２４】この構成により、各電気式水位計の入力信
号の変化の有無を確認し、冷却材水位がシッピング可能
水位の範囲内にあるか否かを判断する。さらに請求項４
記載の発明においては、前記外キャップの下端の前記上
部格子板と接触する部分及び前記内キャップの下端の前
記チャンネルボックスと接触する部分にエアバックを設
けたことを特徴とする燃料破損検出用採水装置を提供す
る。

【００２５】この構成により、エアバックによって試料
水採取時の外キャップのシール性や内キャップの密封性
を高める。さらに請求項５記載の発明においては、前記
内キャップの上方に伸縮可能なエアバックを設けたこと
を特徴とする燃料破損検出用採水装置を提供する。この
構成により、内キャップ装着の際にこの伸縮可能なエア
バックの中に空気を送り込み、試料水採取時の内キャッ
プの密封性を高める。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照して説明する。以下、近年開発された新型の
原子炉について、すなわち、燃料集合体のチャンネルボ
ックス上端の高さと上部格子板上端の高さが等しいもの
について本発明を適用した場合を説明する。なお、上記
従来の技術と同じ構成部分については同一符号を付して
詳細な説明を省略する。

【００２７】図１は本発明の第１の実施形態に係る燃料
破損検出用採水装置２０を燃料集合体１の上部格子板９
上に設置して作動させたときの断面図、図２はこの燃料
破損検出用採水装置２０を炉心内で懸吊したときの断面
図、図３は図１に示した燃料集合体１の上部と燃料破損
検出用採水装置２０の切欠断面図である。

【００２８】この燃料破損検出用採水装置２０は、外キ
ャップ１０と、この外キャップ１０の中に収められる内
キャップ１１と、外キャップ１０を燃料集合体１に被冠
し、あるいは燃料集合体１から取り外す場合に用いられ
る把手１６とを具備する。内キャップ１１は、通常は縦
横２個ずつ計４個が外キャップ１０内に収められる。

【００２９】図１及び図３に示すように、外キャップ１
０下端部には切欠部１２が設けられ、この切欠部に内接
するように伸縮可能なエアバック２５が設けられる。こ
のエアバック２５には、必要に応じて原子炉圧力容器外
の図示しない給気源から空気が送られ、またときにはエ
アバック２５内の空気が給気源へと送られる。また給気
管１３が外キャップ１０を貫通しており、採水管１４が
外キャップ１０を貫通し、かつ内キャップ１１を空隙を
保ちながら貫通して内キャップ１１より下方へ延設され
ている。

【００３０】さらに、冷却材の水位確認手段として、燃
料集合体１体につき２本の水位確認管２３ａ、２３ｂが
外キャップ１０を貫通し、かつ内キャップ１１を空隙を
保ちながら貫通している。炉内シッピング検査が可能な
冷却材の水位は、チャンネルボックス４上端と上部タイ
プレートネットワーク部２６の間である。そこで、上部
水位確認管２３ａの開口先端部をチャンネルボックス４
の上端より若干下方に配置し、また下部水位確認管２３
ｂの開口先端部を上部タイプレートネットワーク部２６
の直上に配置する。

【００３１】また図２において燃料破損検出用採水装置
２０は、原子炉圧力容器２１に収納された冷却材７中に
おいて、把手１６を介して懸吊具２２によって懸吊され
ながら所望の採水位置に移動される。外キャップ１０内
に接続される給気管１３、採水管１４及び水位確認管２
３ａ、２３ｂ及びエアバック２５は、原子炉圧力容器２
１外において給気、吸気、給水及び吸水を制御するシッ
ピング制御装置２４に接続される。

【００３２】この燃料破損検出用採水装置２０を使用し
て燃料棒１の破損を点検する手順について、図３を参照
して説明する。最初にエアバック２５を収納された状態
にしておく。燃料破損検出用採水装置２０を採水位置に
配置した後、給気管１３を通して外キャップ１０内に圧
縮空気を送る。この圧縮空気は外キャップ１０内におい
て冷却材７を押圧し、徐々に冷却材７の水位を下げる。
空隙を介して圧縮空気が内キャップ１１の中にも入り込
むため、内キャップ１１の内と外で冷却材７の水位は変
わらない。

【００３３】こうして圧縮空気を送り続けると、やがて
冷却材７の水位は外キャップ１０の切欠部１２の上端位
置まで下がり、圧縮空気の一部が、切欠部１２から気泡
となって外キャップ１０の外に出る。こうして原子炉圧
力容器の冷却材水面に気泡が認められれば、外キャップ
１０が上部格子板９に装着されたことが確認できる。こ
の装着性確認後、エアバック２５に圧縮空気を給気し、
切欠部１２を塞ぐ。気泡が止まったことを確認し、今度
は水位確認管２３ａ、２３ｂから冷却材７の吸水を開始
する。圧縮空気が外部に漏れなくなったため、冷却材７
の水位はさらに下がり、内キャップ１１の内側の水位は
チャンネルボックス４の上端より低く、また内キャップ
１１の外側の水位は上部格子板９上端より低くなる。さ
らに給水を続けると、上部水位確認管２３ａから冷却材
７ではなく圧縮空気が吸気されるようになる。この吸気
をもって内キャップ１１の内側の冷却材７の水位がチャ
ンネルボックス４上端より低くなったことが確認でき
る。この時点で上部水位確認管２３ａからの吸気を止め
る。これによって、燃料集合体１の内と外で冷却材７は
分け隔てられることになる。また、冷却材７の水位が下
がりすぎて、燃料棒３が気中に露出するかまたは冷却材
７の量が少なくなることを防止するために、給気管１３
から送り出す圧縮空気の圧力を調節し、下部水位確認管
２３ｂから冷却材７が吸水されることを併せて確認す
る。このとき冷却材７の水位はシッピング可能水位の範
囲内にあるといえる。所定時間経過後、採水管１４を通
じてチャンネルボックス４内の冷却材７を試料水として
採取する。

【００３４】このような手順で試料水の採取を行えば、
燃料集合体１の外から不純物が入り込むことがない。よ
って、この試料水の放射能濃度を調べることにより、何
らかの原因で燃料棒３の被覆管に亀裂が生じて、その亀
裂を通して放射性物質がチャンネルボックス４内に入り
込んでいるかどうかを調べることができる。

【００３５】また、採水管１４の開口先端部を下部水位
確認管２３ｂの開口先端部よりも下方に配置しておけ
ば、下部水位確認管２３ｂから冷却材７が吸水されてい
るときには採水管１４から冷却材７を確実に吸水でき
る。すなわち、下部水位確認管２３ｂからの冷却材７の
吸水を確認することで、採水管１４から冷却材７ではな
く空気が吸引されることを防止できる。

【００３６】なお、燃料集合体のチャンネルボックス４
上端が上部格子板９上端より若干下方に位置するような
場合でも、上述の作用により、同様の効果が得られる。
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。図４
は本発明の第２の実施形態に係る燃料破損検出用採水装
置２７と燃料集合体１上部の切欠断面図である。

【００３７】この燃料破損検出用採水装置２７において
も、第１の実施形態と同様に、外キャップ１０下端部に
は切欠部１２が設けられ、この切欠部１２に内接するよ
うに伸縮可能なエアバック２５が設けられる。また給気
管１３が外キャップ１０を貫通しており、採水管１４が
外キャップ１０を貫通し、かつ内キャップ１１を空隙を
保ちながら貫通して内キャップ１１より下方へ延設され
ている。さらに、冷却材７の水位確認手段として、内キ
ャップ１１の内側上方から電気式水位計２８が取り付け
られている。この電気式水位計２８は、上部電気式水位
計２８ａと下部電気式水位計２８ｂとからなる。

【００３８】また、第１の実施形態について図２に示し
たものと同様に、給気管１３、採水管１４、エアバック
２５及び電気式水位計２８は、原子炉圧力容器２１外に
おいて給気、吸気、給水及び吸水を制御するシッピング
制御装置２４に接続される。またこの電気式水位計２８
の取付方法としては、例えば内キャップ１１の内側上方
に一端をもつパイプを下方に延設し、このパイプの下端
に電気式水位計２８を設け、またこのパイプの内部にケ
ーブルを通し、このケーブルによって電気式水位計２８
からの信号をシッピング制御装置２４へ伝えるといった
方法が考えられるが、これに制限されるものではない。

【００３９】炉内シッピング検査が可能な冷却材の水位
は、チャンネルボックス４上端と上部タイプレートネッ
トワーク部２６の間である。そこで、上部電気式水位計
２８ａをチャンネルボックス４の上端より若干下方に配
置し、また下部電気式水位計２８ｂを上部タイプレート
ネットワーク部２６の直上に配置する。

【００４０】この燃料破損検出用採水装置２７を使用し
て燃料棒１の破損を点検する手順について説明する。最
初にエアバック２５を収納された状態にしておく。燃料
破損検出用採水装置２７を採水位置に配置した後、給気
管１３を通じて外キャップ１０内に圧縮空気を送る。圧
縮空気を送り続けると、やがて冷却材７の水位は外キャ
ップ１０の切欠部１２の上端位置まで下がり、圧縮空気
の一部が、切欠部１２から気泡となって外キャップ１０
の外に出る。こうして原子炉圧力容器の冷却材水面に気
泡が認められれば、外キャップ１０が上部格子板９に装
着されたことが確認できる。この装着性確認後、エアバ
ック２５に圧縮空気を給気し、切欠部１２を塞ぐ。ここ
で気泡が止まったことを確認する。圧縮空気は継続して
給気するため冷却材７の水位はさらに下がり、内キャッ
プ１１の内側の水位はチャンネルボックス４の上端より
低くなる。このとき、水位が上部電気式水位計２８ａの
位置より下がると、上部電気式水位計２８ａの入力信号
が変化する。この信号の変化をもって、内キャップ１１
の内側の冷却材７の水位がチャンネルボックス４上端よ
り低くなり、燃料集合体１の内と外で冷却材７は分け隔
てられたことが確認できる。また、冷却材７の水位を適
正に保つために、給気管１３から送り出す圧縮空気の圧
力を調節し、下部電気式水位計２８ｂの入力信号に変化
がないことも併せて確認する。この入力信号の変化がな
ければ、冷却材７の水位はシッピング可能水位の範囲内
にあるといえる。所定時間経過後、採水管１４を通じて
チャンネルボックス４内の冷却材７を試料水として採取
する。このような手順で試料水の採取を行えば、この試
料水は燃料集合体１内の放射能濃度を正確に反映するも
のとなる。

【００４１】また、採水管１４の開口先端部を下部電気
式水位計２８ｂよりも下方に配置しておけば、下部電気
式水位計２８ｂの入力信号の変化がないときには採水管
１４から冷却材７を確実に吸水できる。すなわち、下部
電気式水位計２８ｂの入力信号の変化の有無を確認する
ことで、採水管１４から冷却材７ではなく空気が吸引さ
れることを防止できる。

【００４２】なお、燃料集合体のチャンネルボックス４
上端が上部格子板９上端より若干下方に位置するような
場合でも、上述の作用により、同様の効果が得られる。
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。図５
は本発明の第３の実施形態に係る燃料破損検出用採水装
置２９と燃料集合体１上部の切欠断面図である。

【００４３】この燃料破損検出用採水装置２９において
も、第１の実施形態と同様に、外キャップ１０下端部に
は切欠部１２が設けられ、この切欠部に内接するように
伸縮可能なエアバック２５が設けられる。また給気管１
３が外キャップ１０を貫通しており、採水管１４が外キ
ャップ１０を貫通し、かつ内キャップ１１を空隙を保ち
ながら貫通して内キャップ１１より下方へ延設されてい
る。さらに、第１の実施形態と同様に、燃料集合体１体
につき２本の水位確認管２３ａ、２３ｂが外キャップ１
０を貫通し、かつ内キャップ１１を空隙を保ちながら貫
通している。上部水位確認管２３ａの開口先端部をチャ
ンネルボックス４の上端より若干下方に配置し、また下
部水位確認管２３ｂの開口先端部を上部タイプレートネ
ットワーク部２６の直上に配置する。

【００４４】さらに外キャップ１０下端の上部格子板９
と接触する部分にエアバック３１を、内キャップ１１下
端のチャンネルボックス４と接触する部分にエアバック
３０を、それぞれ設置する。これらのエアバック３０、
３１はキャップ１０、１１のシール性あるいは密封性を
高め、キャップ装着後にキャップの内外での冷却材また
は空気の出入りを防止する機能を有する。

【００４５】この燃料破損検出用採水装置２９を使用し
て燃料棒１の破損を点検する手順について説明する。最
初にエアバック２５を収納された状態にしておく。燃料
破損検出用採水装置２９を採水位置に配置した後、給気
管１３を通じて内キャップ１０内に圧縮空気を送る。圧
縮空気を送り続けると、やがて冷却材７の水位は外キャ
ップ１０の切欠部１２の上端位置まで下がり、圧縮空気
の一部が切欠部１２から気泡となって外キャップ１０の
外に出る。こうして原子炉圧力容器の冷却材水面に気泡
が認められれば、外キャップ１０が上部格子板９に装着
されたことが確認できる。この装着性確認後、エアバッ
ク２５に圧縮空気を給気し、切欠部１２を塞ぐ。このと
き、シール性を高めるため外キャップ１０下端に取り付
けられたエアバック３１によって、外キャップ１０内の
空気が上部格子板９と外キャップ１０下端の隙間から外
へ漏れ出るのを防止できる。また、密封性を高めるため
内キャップ１１下端に取り付けられたエアバック３０に
よって、内キャップ１１の内側の水位と内キャップ１１
の外側の水位がほぼ同様に変化する。以降の手順は第１
の実施形態と同様である。

【００４６】この構成によって第１の実施形態と同様の
効果が得られると同時に、外キャップ１０のシール性や
内キャップ１１の密封性が高まり、より早く確実に試料
水を採取することができる。

【００４７】以下、本発明の第４の実施形態について説
明する。図６は本発明の第４の実施形態に係る燃料破損
検出用採水装置３２と燃料集合体１上部の切欠断面図で
ある。

【００４８】この燃料破損検出用採水装置３２において
も、第１の実施形態と同様に、外キャップ１０下端部に
は切欠部１２が設けられ、この切欠部に内接するように
伸縮可能なエアバック２５が設けられる。また給気管１
３が外キャップ１０を貫通しており、採水管１４が外キ
ャップ１０を貫通し、かつ内キャップ１１を空隙を保ち
ながら貫通して内キャップ１１より下方へ延設されてい
る。さらに、第２の実施形態と同様に、内キャップ１１
の内側上方から、電気式水位計２８が取り付けられてい
る。電気式水位計２８は上部電気式水位計２８ａと下部
電気式水位計２８ｂとからなる。上部電気式水位計２８
ａをチャンネルボックス４の上端より若干下方に配置
し、また下部電気式水位計２８ｂを上部タイプレートネ
ットワーク部２６の直上に配置する。

【００４９】さらに外キャップ１０下端の上部格子板９
と接触する部分にエアバック３１を、内キャップ１１下
端のチャンネルボックス４と接触する部分にエアバック
３０を、それぞれ設置する。これらのエアバック３０、
３１はキャップ１０、１１のシール性あるいは密封性を
高め、装着後にキャップの内外での冷却材または空気の
出入りを防止する機能を有する。

【００５０】この燃料破損検出用採水装置３２を使用し
て燃料棒１の破損を点検する手順について説明する。最
初にエアバック２５を収納された状態にしておく。燃料
破損検出用採水装置３２を採水位置に配置した後、給気
管１３を通じて内キャップ１０内に圧縮空気を送る。圧
縮空気を送り続けると、やがて冷却材７の水位は外キャ
ップ１０の切欠部１２の上端位置まで下がり、圧縮空気
の一部が、切欠部１２から気泡となって外キャップ１０
の外に出る。こうして原子炉圧力容器の冷却材水面に気
泡が認められれば、外キャップ１０が上部格子板９に装
着されたことが確認できる。この装着性確認後、エアバ
ック２５に圧縮空気を給気し、切欠部１２を塞ぐ。この
とき、シール性を高めるため外キャップ１０下端に取り
付けられたエアバック３１によって、外キャップ１０内
の空気が上部格子板９と外キャップ１０下端の隙間から
外へ漏れ出るのを防止できる。また、密封性を高めるた
め内キャップ１１下端に取り付けられたエアバック３０
によって、内キャップ１１の内側の水位と内キャップ１
１の外側の水位がほぼ同様に変化する。以降の手順は第
２の実施形態と同様である。

【００５１】この構成によって第２の実施形態と同様の
効果が得られると同時に、外キャップ１０のシール性や
内キャップ１１の密封性が高まり、より早く確実に試料
水を採取することができる。

【００５２】以下、本発明の第５の実施形態について説
明する。図７は本発明の第５の実施形態に係る燃料破損
検出用採水装置３３と燃料集合体１上部の切欠断面図で
ある。

【００５３】この燃料破損検出用採水装置３３において
も、第１の実施形態と同様に、外キャップ１０下端部に
は切欠部１２が設けられ、この切欠部に内接するように
伸縮可能なエアバック２５が設けられる。また給気管１
３が外キャップ１０を貫通しており、採水管１４が外キ
ャップ１０を貫通し、かつ内キャップ１１を空隙を保ち
ながら貫通して内キャップ１１より下方へ延設されてい
る。さらに、第１の実施形態と同様に、燃料集合体１体
につき２本の水位確認管２３ａ、２３ｂが外キャップ１
０及び内キャップ１１を貫通している。上部水位確認管
２３ａの開口先端部をチャンネルボックス４の上端より
若干下方に配置し、また下部水位確認管２３ｂの開口先
端部を上部タイプレートネットワーク部２６の直上に配
置する。

【００５４】さらに内キャップ１１の上方に伸縮可能な
エアバック３４を設置する。このエアバック３４は、内
部に適正な圧縮空気を送り込み、内キャップ１１と外キ
ャップ１０との隙間をなくすことによって、外キャップ
１０の荷重を内キャップ１１に上方から加えて、内キャ
ップ１１のチャンネルボックス４との密封性を向上させ
る機能を有する。

【００５５】この燃料破損検出用採水装置３３を使用し
て燃料棒１の破損を点検する手順について説明する。最
初にエアバック２５及びエアバック３４を収納された状
態にしておく。燃料破損検出用採水装置３３を採水位置
に配置した後、給気管１３を通じて外キャップ１０内に
圧縮空気を送る。圧縮空気を送り続けると、やがて冷却
材７の水位は外キャップ１０の切欠部１２の上端位置ま
で下がり、圧縮空気の一部が、切欠部１２から気泡とな
って外キャップ１０の外に出る。こうして原子炉圧力容
器の冷却材水面に気泡が認められれば、外キャップ１０
が上部格子板９に装着されたことが確認できる。この装
着性確認後、エアバック２５に圧縮空気を給気し、切欠
部１２を塞ぐ。気泡が止まったことを確認し、水位確認
管２３ａ、２３ｂから吸水を始める。やがて上部水位確
認管２３ａから冷却材７ではなく圧縮空気が吸気される
ようになるが、これにより内キャップ１１の内側の冷却
材７の水位がチャンネルボックス４の上端より低くなっ
たことが確認できる。このとき上部水位確認管２３ａか
らの吸気を止め、同時にエアバック３４に適正な圧縮空
気を送り込む。これにより、エアバック３４により外キ
ャップ１０の荷重が内キャップ１１に上方から加わるか
ら、内キャップ１１のチャンネルボックス４との密封性
が向上し、内キャップ１１内の空気が外側に漏れ出すの
を防止できる。以降の手順は第１の実施形態と同様であ
る。

【００５６】この構成によって第１の実施形態と同様の
効果が得られると同時に、内キャップ１１の密封性が高
まり、より早く確実に試料水を採取することができる。
以下、本発明の第６の実施形態について説明する。図８
は本発明の第６の実施形態に係る燃料破損検出用採水装
置３５と燃料集合体１上部の切欠断面図である。

【００５７】この燃料破損検出用採水装置３５において
も、第１の実施形態と同様に、外キャップ１０下端部に
は切欠部１２が設けられ、この切欠部に内接するように
伸縮可能なエアバック２５が設けられる。また給気管１
３が外キャップ１０を貫通しており、採水管１４が外キ
ャップ１０を貫通し、かつ内キャップ１１を空隙を保ち
ながら貫通して内キャップ１１より下方へ延設されてい
る。さらに、第２の実施形態と同様に、内キャップ１１
の内側上方から電気式水位計２８が取り付けられてい
る。この電気式水位計２８は上部電気式水位計２８ａと
下部電気式水位計２８ｂとからなる。上部電気式水位計
２８ａをチャンネルボックス４の上端より若干下方に配
置し、また下部電気式水位計２８ｂを上部タイプレート
ネットワーク部２６の直上に配置する。

【００５８】さらに内キャップ１１の上方に伸縮可能な
エアバック３４を設置する。このエアバック３４は、内
部に適正な圧縮空気を送り込み、内キャップ１１と外キ
ャップ１０との隙間をなくすことによって、外キャップ
１０の加重を内キャップ１１に上方から加えて、内キャ
ップ１１のチャンネルボックス４との密封性を向上させ
る機能を有する。

【００５９】この燃料破損検出用採水装置３５を使用し
て燃料棒１の破損を点検する手順について説明する。最
初にエアバック２５及びエアバック３４を収納された状
態にしておく。燃料破損検出用採水装置３５を採水位置
に配置した後、給気管１３を通じて内キャップ１０内に
圧縮空気を送る。圧縮空気を送り続けると、やがて冷却
材７の水位は外キャップ１０の切欠部１２の上端位置ま
で下がり、圧縮空気の一部が、切欠部１２から気泡とな
って外キャップ１０の外に出る。こうして原子炉圧力容
器の冷却材水面に気泡が認められれば、外キャップ１０
が上部格子板９に装着されたことが確認できる。この装
着性確認後、エアバック２５に圧縮空気を給気し、切欠
部１２を塞ぐ。ここで気泡が止まったことを確認する。
やがて水位が上部電気式水位計２８ａの位置より下が
り、上部電気式水位計２８ａの入力信号が変化する。こ
れにより内キャップ１１の内側の冷却材７の水位がチャ
ンネルボックス４の上端より低くなったことが確認でき
る。このときエアバック３４に適正な圧縮空気を送り込
む。これにより、エアバック３４により外キャップ１０
の加重が内キャップ１１に上方から加わるから、内キャ
ップ１１のチャンネルボックス４との密封性が向上し、
内キャップ１１内の空気が外側に漏れ出すのを防止でき
る。以降の手順は第２の実施形態と同様である。

【００６０】この構成によって第２の実施形態と同様の
効果が得られると同時に、内キャップ１１の密封性が高
まり、より早く確実に試料水を採取することができる。
以下、本発明の第７の実施形態について説明する。図９
は本発明の第７の実施形態に係る燃料破損検出用採水装
置３６と燃料集合体１上部の切欠断面図である。

【００６１】この燃料破損検出用採水装置３６において
も、第１の実施形態と同様に、外キャップ１０下端部に
は切欠部１２が設けられ、この切欠部に内接するように
伸縮可能なエアバック２５が設けられる。また給気管１
３が外キャップ１０を貫通しており、採水管１４が外キ
ャップ１０を貫通し、かつ内キャップ１１を空隙を保ち
ながら貫通して内キャップ１１より下方へ延設されてい
る。さらに、第１の実施形態と同様に、燃料集合体１体
につき２本の水位確認管２３ａ、２３ｂが外キャップ１
０及び内キャップ１１を貫通している。上部水位確認管
２３ａの開口先端部をチャンネルボックス４の上端より
若干下方に配置し、また下部水位確認管２３ｂの開口先
端部を上部タイプレートネットワーク部２６の直上に配
置する。

【００６２】さらに外キャップ１０下端の上部格子板９
と接触する部分にエアバック３１を、内キャップ１１下
端のチャンネルボックス４と接触する部分にエアバック
３０を、内キャップ１１の上方に伸縮可能なエアバック
３４を、それぞれ設置する。これらのエアバック３０、
３１、３４は、第３及び第５の実施形態において説明し
たエアバックと同様の機能を有する。

【００６３】この燃料破損検出用採水装置３６を使用し
て燃料棒１の破損を点検する手順は、第５の実施形態と
同様である。この構成によって第５の実施形態と同様の
効果が得られると同時に、エアバック３１によって外キ
ャップ１０のシール性が高まり、またエアバック３０に
よって内キャップ１１のシール性が高まるから、より確
実に試料水を採取することができる。

【００６４】以下、本発明の第８の実施形態について説
明する。図１０は本発明の第８の実施形態に係る燃料破
損検出用採水装置３７と燃料集合体１上部の切欠断面図
である。

【００６５】この燃料破損検出用採水装置３７において
も、第１の実施形態と同様に、外キャップ１０下端部に
は切欠部１２が設けられ、この切欠部に内接するように
伸縮可能なエアバック２５が設けられる。また給気管１
３が外キャップ１０を貫通しており、採水管１４が外キ
ャップ１０を貫通し、かつ内キャップ１１を空隙を保ち
ながら貫通して内キャップ１１より下方へ延設されてい
る。さらに、第２の実施形態と同様に、内キャップ１１
の内側上方から電気式水位計２８が取り付けられてい
る。この電気式水位計２８は上部電気式水位計２８ａと
下部電気式水位計２８ｂとからなる。上部電気式水位計
２８ａをチャンネルボックス４の上端より若干下方に配
置し、また下部電気式水位計２８ｂを上部タイプレート
ネットワーク部２６の直上に配置する。

【００６６】さらに外キャップ１０下端の上部格子板９
と接触する部分にエアバック３１を、内キャップ１１下
端のチャンネルボックス４と接触する部分にエアバック
３０を、内キャップ１１の上方に伸縮可能なエアバック
３４を、それぞれ設置する。これらのエアバック３０、
３１、３４は、第４及び第６の実施形態において説明し
たエアバックと同様の機能を有する。

【００６７】この燃料破損検出用採水装置３７を使用し
て燃料棒１の破損を点検する手順は、第６の実施形態と
同様である。この構成によって第６の実施形態と同様の
効果が得られると同時に、エアバック３１によって外キ
ャップ１０のシール性が高まり、またエアバック３０に
よって内キャップ１１のシール性が高まるから、より確
実に試料水を採取することができる。

【００６８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載されるような効果を奏する。燃
料破損検出用採水装置の外キャップの切欠部に内接する
伸縮可能なエアバックを設置することにより、外キャッ
プ内部に送り込む圧縮空気が外部に漏れ出るのを防止で
きるから、外キャップの密封性を向上させることができ
る。

【００６９】さらに、水位確認手段として水位確認管を
設け、この水位確認管の開口先端部を内キャップのシッ
ピング可能水位の範囲に合わせて設定することにより、
冷却材の水位がシッピング可能水位の範囲内にあるかど
うかを容易に判断することができる。

【００７０】また、水位確認手段として、内キャップの
シッピング可能水位の範囲に合わせて電気式水位計を設
置することにより、冷却材の水位がシッピング可能水位
の範囲内にあるかどうかを容易に判断することができ
る。

【００７１】さらに、外キャップの下端及び内キャップ
の下端にエアバックを設けることにより、外キャップの
シール性や内キャップの密封性が高まり、より早く確実
に試料水を採取することができる。

【００７２】さらに、内キャップの上方に伸縮可能なエ
アバックを設けることにより、内キャップのシール性が
高まり、より確実に試料水を採取することができる。従
って、チャンネルボックス上端が上部格子板上端と同じ
高さにあるかあるいは下方に位置するような場合におい
ても、燃料集合体の外からの不純物を含まない冷却材を
試料水として取り出し、この試料水の放射能濃度を調べ
ることで燃料棒の破損を検出することができると同時
に、燃料集合体内の冷却材の水位を早く確実に確認する
ことができる。これにより、検査の精度の高さを保ちつ
つも検査時間を短縮する、すなわち燃料破損時もしくは
健全性確認作業時の作業を速やかに実施することがで
き、原子炉の早期立ち上げが可能となるため、経済的効
果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料破損検出用
採水装置と燃料集合体の断面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る燃料破損検出用
採水装置の炉心内における懸吊時の断面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る燃料破損検出用
採水装置と燃料集合体上部の切欠断面図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る燃料破損検出用
採水装置と燃料集合体上部の切欠断面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係る燃料破損検出用
採水装置と燃料集合体上部の切欠断面図である。

【図６】本発明の第４の実施形態に係る燃料破損検出用
採水装置と燃料集合体上部の切欠断面図である。

【図７】本発明の第５の実施形態に係る燃料破損検出用
採水装置と燃料集合体上部の切欠断面図である。

【図８】本発明の第６の実施形態に係る燃料破損検出用
採水装置と燃料集合体上部の切欠断面図である。

【図９】本発明の第７の実施形態に係る燃料破損検出用
採水装置と燃料集合体上部の切欠断面図である。

【図１０】本発明の第８の実施形態に係る燃料破損検出
用採水装置と燃料集合体上部の切欠断面図である。

【図１１】従来の燃料破損検出用採水装置と燃料集合体
の断面図である。

【図１２】従来の燃料破損検出用採水装置と燃料集合体
上部の切欠断面図である。

【図１３】従来の燃料破損検出用採水装置と燃料集合体
の断面図である。

【符号の説明】

７ 冷却材 ９ 上部格子板 １０ 内キャップ １１ 外キャップ １２ 内キャップ切欠部 １３ 給気管 １４ 採水管 １７ 気泡 ２０、２７、２９、３２、３３、３５、３６、３７ 燃
料破損検出用採水装置 ２３ａ、２３ｂ 水位確認管 ２５、３０、３１、３４ エアバック ２６ 上部タイプレートネットワーク部 ２８ａ、２８ｂ 電気式水位計

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉圧力容器の上部格子板に当接して
   燃料集合体の上部を被冠しかつ端部に切欠部を有する外
   キャップと、この外キャップの内部に収められて燃料集
   合体チャンネルボックスの上端に当接する内キャップ
   と、前記外キャップを貫通し外キャップ内に空気を送り
   込む給気管と、前記外キャップを貫通しかつ前記内キャ
   ップを空隙を保ちながら貫通して燃料集合体内の冷却材
   中に挿入される採水管と、冷却材の水位を確認する水位
   確認手段と、前記給気管と前記採水管及び前記水位確認
   手段と接続されて燃料破損検出用の試料水を採取するシ
   ッピング制御装置とを具備する燃料破損検出用採水装置
   において、前記外キャップの切欠部に内接する伸縮可能
   なエアバックを具備することを特徴とする燃料破損検出
   用採水装置。
2. 【請求項２】 前記水位確認手段として、予め設定され
   た冷却材のシッピング可能水位の上限の位置に開口部を
   有する水位確認管と、前記シッピング可能水位の下限の
   位置に開口部を有する水位確認管とを具備することを特
   徴とする請求項１記載の燃料破損検出用採水装置。
3. 【請求項３】 前記水位確認手段として、予め設定され
   た冷却材のシッピング可能水位の上限及び下限の位置に
   電気式水位計を具備することを特徴とする請求項１記載
   の燃料破損検出用採水装置。
4. 【請求項４】 前記外キャップの下端の前記上部格子板
   と接触する部分及び前記内キャップの下端の前記チャン
   ネルボックスと接触する部分にエアバックを設けたこと
   を特徴とする請求項２または請求項３記載の燃料破損検
   出用採水装置。
5. 【請求項５】 前記内キャップの上方に伸縮可能なエア
   バックを設けたことを特徴とする請求項２乃至請求項４
   記載の燃料破損検出用採水装置。