JPH10142199A - 制御棒クラスタ摩耗検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御棒に対する摩耗検査時間を大幅に短縮で
きると共に、高精度な検査を可能とする制御棒クラスタ
摩耗検査装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 制御棒クラスタ摩耗検査装置において、
制御棒が通過可能な複数のガイドホールを有しその周り
に各々環状探傷プローブが個々の制御棒に対応した配列
で内蔵されているガイドプレートが使用済燃料貯蔵ラッ
ク上に位置決めできるように装置をラック上に取付け、
昇降機構で制御棒クラスタをラック上で昇降させて各制
御棒を夫々対応する探傷プローブに対してガイドホール
貫通状態で相対移動させることにより全制御棒に関する
被覆管の減肉測定を同時に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧水型原子炉
（ＰＷＲ）用制御棒クラスタに対して各制御棒の被覆管
の摩耗または疵などを測定するための制御棒クラスタ摩
耗検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】制御棒クラスタは、横寸法の異なる燃料
集合体ごとに決められた数の制御棒が束ねられて形成さ
れたものであり、例えば１５×１５型制御棒クラスタに
おいては、図３（ａ）の側面図および（ｂ）の正面図に
示されるように、制御棒４１がスパイダー部４２を介し
て連結され、ノズル４３において束ねられた構造をして
いる。

【０００３】制御棒４１は、図３（ｃ）の断面図に示す
ように、中性子吸収材４４がギャップ４６を介して制御
棒被覆管４５によって覆われているものである。このよ
うな断面構造を備えた制御棒クラスタは、炉心上方で、
軸方向に複数カ所のガイドカードでその位置を安定させ
ている。

【０００４】ガイドカードは、厚さ２５ｍｍ程度のステ
ンレス製の厚板であり、制御棒クラスタの断面形状に応
じた貫通孔が形成されている。このガイドカードは、通
常、制御棒部分が貫通する孔縁部にはテーパが施されて
いる。

【０００５】しかしながら、炉心内使用時においては、
一次冷却水の流水振動があるため、炉心上方で保持され
た状態の制御棒がガイドカードと接触し擦れてしまう。
このため、制御棒の被覆管には摩耗や疵等が生じ、その
部分では被覆管の厚さが他よりも薄く、減肉状態とな
る。従って、減肉が生じた位置およびそれぞれの摩耗量
のデータを得ることが必要である。

【０００６】制御棒クラスタの各制御棒被覆管の摩耗検
査を行なうための従来技術における装置では、歪ゲージ
や差動トランスを制御棒の周方向に機械的に回転させな
がら制御棒クラスタに対して相対的に移動させることに
よって検査を行なっていた。しかしながら、歪ゲージや
差動トランスは接触式センサであり、センサが機械的回
転駆動機構を有することからそれ自体の大きさが大き
く、この大きさと制御棒クラスタを構成する制御棒の隣
り合った制御棒との間隔の関係で、制御棒クラスタの個
々の制御棒の全てにセンサを配置することはできない。
そのため、一体の制御棒クラスタの制御棒全本数を何分
割かに分けて摩耗検査を行なっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな回転駆動式機構を有するセンサを用いて制御棒を分
割して検査する方法では、全制御棒を検査し終えるまで
に、センサを制御棒クラスタに対して軸方向に相対移動
させる往復回数が制御棒分割数分だけ必要であり、さら
には、一回の検査が終了する度に装置から制御棒クラス
タを引抜いて回転させ、再度挿入するといった操作も必
要であり、検査時間が膨大なものになってしまうという
問題があった。

【０００８】また、センサを制御棒の周方向に回転させ
て１つの断面の周囲を検査するため、駆動機構の回転速
度が検査時間の律速となるが、駆動機構の回転速度には
限界があるので膨大な検査時間を短縮することにも限界
が生じていた。さらに、機械式回転駆動装置は故障発生
頻度が非常に多いという問題もあった。

【０００９】現在では、回転駆動式機構を有する接触式
センサを用いることなく、渦流探傷方式を利用したもの
が開発されつつあるが、通常、制御棒クラスタは使用済
燃料貯蔵ラックに挿入保管されているため、摩耗検査時
はこの保管ラックから制御棒クラスタを取り出し、検査
装置位置まで移動させるという手間も必要であり、この
ような水平移動時間が検査時間全体に占める割合がかな
り大きく、さらなる時間短縮が望まれている。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑み、制御棒クラ
スタを構成する全制御棒に対する摩耗検査時間を大幅に
短縮することが可能であると共に、高精度な検査を可能
とする制御棒クラスタ摩耗検査装置を得ることを目的と
する。

【００１１】

【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に記載の発明に係る制御棒クラスタ摩耗検
査装置では、複数本の制御棒をスパイダー部でバンドル
状に束ねてなる加圧水型原子炉用制御棒クラスタに対し
て各制御棒の被覆管の摩耗または疵などを渦流探傷法に
よって測定する摩耗検査装置であって、各制御棒の軸方
向に関して制御棒クラスタと相対移動することにより全
制御棒について各被覆管の軸方向走査を行なうために制
御棒が通過可能な複数のガイドホールを有し、各ガイド
ホールの周りに環状探傷プローブがそれぞれのガイドホ
ールを露出した状態で個々の制御棒に対応した配列で内
蔵されているガイドプレートと、制御棒クラスタが保管
されているラック上に前記ガイドプレートを位置決めで
きるように摩耗検査装置を前記ラック上に取付ける手段
と、各制御棒を位置決め済のガイドプレートに内蔵され
たそれぞれ対応する探傷プローブに対して前記ガイドホ
ール貫通状態で相対移動させるために制御棒クラスタを
昇降させる昇降機構と、を備え、各制御棒の前記ガイド
ホール貫通状態での相対移動による軸方向走査に伴って
得られる被覆管の全周に亙る探傷データが各環状探傷プ
ローブから収集されるように構成されたものである。

【００１２】また、請求項２に記載の発明に係る制御棒
クラスタ摩耗検査装置では、請求項１に記載の制御棒ク
ラスタ摩耗検査装置において、前記ガイドプレートを制
御棒軸方向に対して直交方向に移動させるスライド機構
を備えたものである。

【００１３】また、請求項３に記載の発明に係る制御棒
クラスタ摩耗検査装置では、請求項１に記載の制御棒ク
ラスタ摩耗検査装置において、前記各環状探傷プローブ
はコイル軸心を前記ガイドホールの径方向に向けてガイ
ドホールの周囲で周方向に配列された複数のパンケーキ
状コイルからなり、前記ガイドプレートは、全制御棒を
束ねるスパイダー部が貫通可能な貫通孔が形成されてい
るものである。

【００１４】本発明による制御棒クラスタ摩耗検査装置
は、制御棒クラスタが保管されている使用済燃料貯蔵ラ
ックに取り付けられるものであり、複数の環状探傷プロ
ーブが個々の制御棒に対応した配列で各制御棒が通過可
能なガイドホールを露出した状態で内蔵されているガイ
ドプレートをそのラック上に位置決めできる構成となっ
ている。さらに、本発明の制御棒クラスタ摩耗検査装置
は制御棒クラスタを昇降させる昇降機構を備えている。

【００１５】以上のような構成を持つ本願発明の制御棒
クラスタ摩耗検査装置によれば、全制御棒を前記ラック
上に位置決めされたガイドプレートに内蔵のそれぞれ対
応する探傷プローブ内に貫通させることができるので、
制御棒クラスタの昇降のみによって制御棒クラスタを探
傷プローブに対して相対移動させ、全制御棒について各
被覆管の軸方向走査を行なうことができる。

【００１６】この軸方向走査のための制御棒クラスタ昇
降操作は、制御棒クラスタが保管されている使用済燃料
貯蔵ラック上のみで行なわれるため、検査のための往復
回数が少なくて済むだけでなく、制御棒クラスタをラッ
クから取り出して検査装置まで運ぶという水平移動も必
要なくなり、制御棒クラスタの往復や水平移動に割かれ
る時間が省けられるので、その分、摩耗検査に要する時
間が従来に比べて大幅に短縮される。

【００１７】また、個々の制御棒に対応した配列でガイ
ドプレートに内蔵されている渦流探傷方式の探傷プロー
ブは、それぞれ中心付近に制御棒が軸方向に貫通可能な
ようにガイドホール周りに配置された環状形状を持つも
のであり、コイル内の被検導体（被覆管）に時間的に変
化する磁場を与えて生じた過電流が欠陥（ここでは減肉
部分）部分で変化するのを検出することによって、その
減肉部分を測定できるものであれば良い。例えば、貫通
型コイルやマルチパンケーキ型コイルを用いることがで
きる。

【００１８】なお、マルチパンケーキ型コイルとは、コ
イル軸心をガイドホールの径方向に向けてガイドホール
の周囲で周方向に配列された複数のパンケーキ状コイル
からなるものである。この各パンケーキ状コイルは、そ
れぞれ軸心をガイドホールの径方向に向けているため、
コイルの交流電流を印加すれば時間的に大きさ及び向き
が交流的に変化する磁場（変動磁場）がガイドホールの
径方向に沿って発生する。

【００１９】ガイドホールに制御棒が貫通している場
合、変動磁場は制御棒の被覆管側面に作用し、この作用
を受けて被覆管には電磁誘導により磁場の変化を妨げる
方向に環状の過電流が誘起される。各環状探傷プローブ
においては、この変動磁場が作用し過電流が生じる範
囲、即ち探傷範囲がコイルによって被覆管上に一断面周
に亙って連なって形成される。従って、各環状探傷プロ
ーブから各制御棒の被覆管の一断面周に亙る探傷データ
が収集される。

【００２０】収集された探傷データ自体はコイルのイン
ピーダンスまたはコイル誘起される電圧としての電気信
号である。従って、各探傷データにはそれぞれコイル番
号および軸方向位置が付され、被覆管上の場所が特定さ
れるようにしておけば、被覆管の探傷範囲に減肉がある
場合に、この電気信号の振幅および位相等が減肉のない
部分の信号とは相対的に変化することから、その存在を
検知することができる。また、減肉（摩耗）量は、信号
の振幅および位相等の変化量に基づいて、予め求めてお
いた人工的な模擬減肉における減肉量と信号変化量との
相対関係との対比によって求めることができる。

【００２１】上記のような渦流探傷方式を利用した各プ
ローブのガイドホール内をそれぞれ対応する制御棒全部
が一端から他端へ貫通するように制御棒クラスタを軸方
向に移動させれば、各制御棒の軸方向走査に伴って被覆
管の全周に亙る探傷データが各環状探傷プローブから収
集される。即ち、本発明によれば、環状探傷プローブを
内蔵したガイドプレートに対する制御棒クラスタの一度
の相対移動だけで制御棒の全数について同時に減肉測定
を終了させることができる。

【００２２】例えば、通常は制御棒クラスタは結合部
（スパイダー部）を上にして使用済燃料貯蔵ラックに挿
入されているので、ラック上にガイドプレートを位置決
め設置し、昇降機構の把持金具を下降させて制御棒クラ
スタをラッチし、次いで制御棒クラスタをラック上方に
上昇させ、再び制御棒クラスタをラック内へ挿入する形
で下降させれば、全制御棒はそれぞれ対応する探傷プロ
ーブのガイドホール内を貫通していく。従って、制御棒
クラスタの往復（昇降）が一回のみで摩耗検査が行なえ
るため、検査時間全体の大幅な短縮化が可能となる。

【００２３】各探傷プローブに貫通型コイルを使用した
場合、そのプローブ形状は円形を成しているために制御
棒クラスタの昇降時にスパイダー部と干渉を起こして制
御棒クラスタの昇降が不可能となる。このため、請求項
２に記載したように、ガイドプレートを制御棒軸方向対
して直交方向に移動させるスライド機構を設けることに
よって、貫通型コイルを使用した場合でも前記ラック上
での制御棒クラスタ摩耗検査が簡便に行なえる。

【００２４】すなわち、装置を制御棒クラスタが保管さ
れているラックに取り付けた後、ガイドプレートは制御
棒クラスタ通過ラインの外側へ移動させておき、昇降機
構によって制御棒クラスタを上昇させ、ラックの上方へ
持ち上げておく。この状態でガイドプレートを内側へス
ライドさせて検査可能位置に設置する。その後、昇降機
構を駆動させ、制御棒クラスタを下降させることによっ
て、全制御棒を下端から上端側までガイドプレートに内
蔵されたそれぞれ対応する探傷プローブ（ガイドホー
ル）内を貫通させながら、減肉測定を行なう。

【００２５】なお、この貫通型コイルを内蔵する場合に
おいては、実際には、測定検査後に制御棒クラスタをラ
ックに収納するために、制御棒クラスタを上昇させてガ
イドプレートを制御棒通過ラインから外側へスライドさ
せた後、制御棒クラスタを下降させて再びラック内へ挿
入保管させる必要があるので、摩耗検査のための操作全
体では２回の昇降が行なわれる。

【００２６】このような２回の昇降操作のみで全制御棒
の被覆管表面摩耗検査と探傷プローブの取り外しまでが
終了可能な構成においては、制御棒クラスタと摩耗検査
装置との相対移動が何往復も必要であるだけでなく検査
装置までの水平移動も行なっていた従来の装置に比べ
て、摩耗検査のための操作自体がより簡便であると共に
検査時間全体が大幅に短縮する。

【００２７】また、請求項３に記載したように、探傷プ
ローブとして複数のパンケーキ状コイルをガイドホール
周りに互いに間隔をあけて配置して用い、ガイドプレー
トに全制御棒を束ねるノズルを含むスパイダー部が貫通
可能な貫通孔を前記パンケーキコイルと干渉しないよう
に設ける構成とすれば、制御棒クラスタ全体がガイドプ
レートを貫通できるため、ガイドプレートをラック上の
所定位置に設置した後、昇降機構によって制御棒クラス
タを上昇させるだけで、全制御棒を上端側から下端まで
ガイドプレートに内蔵されたそれぞれ対応する探傷プロ
ーブのガイドホール内を貫通させながら減肉測定を行な
うことができる。

【００２８】このような構成では、操作全体において一
回の昇降だけですむため、操作自体もより簡便となり更
なる検査時間の短縮化が実現できる。なお、このように
貫通孔を設ける構成においては、探傷範囲が周方向に間
隔なしにパンケーキ状コイル群を配列できないので制御
棒全周に亙る検査は行なえないため、制御棒表面の被覆
管の摩耗が一般的に激しいと思われる数か所について測
定を行なえば良い場合に有効である。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明による制御棒クラ
スタ摩耗検査装置に関する第１の実施の形態を図１に示
す。本実施の形態においては、ガイドプレートに内蔵さ
れる探傷プローブ群として貫通型コイルを用いるもので
あって、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）用の１７×１７型燃
料集合体に対する制御棒クラスタの摩耗検査装置を例に
説明する。

【００３０】この制御棒クラスタは、制御棒本数以外は
図３に示したものとほぼ同じ構成を持ち、２４本の制御
棒が一端部をノズルを含むスパイダー部においてバンド
ル状に束ねられてなるものである。即ち、２４本の制御
棒がスパイダー部を介してノズルにおいて束ねられた構
造をしている。この制御棒クラスタは、使用済燃料を一
時的に貯蔵保管するためのラック（使用済燃料貯蔵ラッ
ク）にノズルを上にして挿入保管されている。

【００３１】本実施形態による摩耗検査装置は、図１
（ａ）に示すように、まず、制御棒クラスタ（不図示）
をラック（不図示）上で垂直方向に昇降させるための昇
降機構として、制御棒クラスタのノズルを掴んで保持す
る把持金具３を先端に設けたワイヤ２と、このワイヤ２
をモータ駆動によって巻き取る巻取装置および減速機を
含む駆動部１とを備えたものである。

【００３２】駆動部１の下側には、ワイヤ２を同軸状に
内包する連結管４を設けており、連結管４の下端には、
ガイドチューブ５を介して検査部６が備えられている。
把持金具３で保持された制御棒クラスタがガイドチュー
ブ５間を上下方向に昇降するが、この際にこれらガイド
チューブ５によって横揺れが防げられる。

【００３３】検査部６には、平板状のガイドプレート８
が、その平面中心がワイヤ２の軸中心に一致するように
設置されている。このガイドプレート８は、図１（ｂ）
の断面図（図中矢印ＢＢ断面）に示すように、各２４本
の制御棒の配列位置に対応した位置に２４個のガイドホ
ール９ｈを有し、各ガイドホール９ｈの周りに環状探傷
プローブ９がそれぞれ配列内蔵されている。環状探傷プ
ローブ９は、貫通型コイルからなり、ほぼ中央部に制御
棒が貫通可能なように各ガイドホール９ｈはガイドプレ
ート８を貫通する形で露出している。

【００３４】また、図１（ｃ）の縦断面図（図（ｂ）中
矢印ＡＡ断面）にも示すように、ガイドプレート８内に
は、各探傷プローブ９からのケーブルがガイドプレート
８の外部へ引き出されるように各探傷プローブ９の周辺
にケーブル引き出し溝１０が形成されている。

【００３５】なお、本実施形態による摩耗検査装置にお
いては、ガイドプレート８は、２つに分割された構成と
し、それぞれ左ガイドプレート８ａおよび右ガイドプレ
ート８ｂは流体シリンダ等の駆動を利用したスライド機
構（駆動部１に内包）によって左右方向にスライド駆動
されるものとした。従って、左右ガイドプレート（８
ａ，８ｂ）は制御棒クラスタの昇降に応じて分割面Ｓで
左右に開閉駆動することができる。

【００３６】さらに、検査部６の下端には、制御棒クラ
スタの検査可能位置にガイドプレートが位置決めされる
ように摩耗検査装置をラック上に取付ける手段として、
ラック上端縁部と数箇所で当接する複数個のガイドピン
７が設けられている。本実施の形態ではガイドピン７は
体格位置に２個とする。

【００３７】なお、本装置においては、探傷プローブ９
による減肉測定や駆動部１内のスライド機構によるガイ
ドプレート８の開閉駆動、巻取装置駆動によるワイヤ２
の巻き取りおよび繰り出し、などの操作はいずれもケー
ブルを介して例えばコンピュータ等の制御装置によって
制御される。また、装置全体は、駆動部１上部の吊上げ
金具を介してピットクレーン（不図示）によって運搬・
上下移動される。

【００３８】以上のような構成を持つ本実施形態におけ
る摩耗検査装置による制御棒クラスタの制御棒被覆管の
減肉測定の動作を以下に説明する。まず、初期状態とし
て、把持金具３が上端部側に位置するようにワイヤ２を
巻き上げておく。

【００３９】このような初期状態のままでピットクレー
ンを駆動し、装置をラック上の所定位置まで移動させ
る。次いで、検査部６下端の複数のガイドピン７により
装置のラック上への取付を行なう。

【００４０】装置のラック取付けが終了したら、スライ
ド機構の駆動により、左右ガイドプレート（８ａ，８
ｂ）をそれぞれ左右外側にスライドさせ、開状態とす
る。このガイドプレート８開状態において、駆動部１の
巻取装置によりワイヤ２を繰り出し、把持金具３をラッ
ク内の制御棒クラスタの上端部まで下降させる。

【００４１】さらに把持金具３に制御棒クラスタのノズ
ル部分を掴んで保持させる。この把持金具３による保持
状態を維持したまま、巻取装置によりワイヤ２を巻き上
げ、制御棒クラスタをその下端が検査部６を越えるまで
ラック上に上昇させる。

【００４２】制御棒クラスタを上部に吊上げた状態にお
いて、スライド機構の駆動により左右ガイドプレート
（８ａ，８ｂ）を装置中心（ワイヤ軸中心）側にスライ
ドさせて分割面Ｓを合致させる。合致されたガイドプレ
ート８においては、上部に吊るされている制御棒クラス
タの各制御棒下端の垂直下にそれぞれ対応する環状探傷
プローブ９が位置する配列となっている。

【００４３】従って、このままワイヤ２を繰り出して制
御棒クラスタを垂直下に検査部６を越えて下降させる
と、各制御棒の下端は対応する各環状探傷プローブ９の
露出したガイドホール９ｈ内に挿入されていく。このと
き、制御棒下端がガイドプレート８上面に達した時点で
各環状探傷プローブ９による減肉測定を開始する。

【００４４】ここでは制御棒クラスタの昇降速度を３ｍ
／ｓとし、この速度を維持しつつ、各制御棒の上部の制
御材が充填されていない空所、所謂、プレナム部が探傷
プローブ９を通過するまで測定を続ける。以上の操作に
よって全制御棒に関して被覆管全周の減肉測定が同時に
行なえ、制御装置には、各制御棒に対応する探傷データ
が収集される。測定終了と同時にワイヤ２繰り出しを止
め制御棒クラスタの下降を停止する。

【００４５】次に、ワイヤ２を巻き取り、制御棒クラス
タを再び制御棒下端が検査部６を越えるまでラック上に
上昇させる。制御棒クラスタが上方に吊り下げられた状
態において、スライド機構を介して左右ガイドプレート
（８ａ，８ｂ）をそれぞれ左右外側へスライドさせて開
状態とする。

【００４６】ガイドプレート８の開状態において、ワイ
ヤ２を繰り出し、制御棒クラスタを下降させ、再びラッ
ク内に収容する。制御棒クラスタ収容後、把持金具３に
よるノズルの保持を解放してワイヤ２を上方へ巻き取
り、初期状態に戻して摩耗検査装置をラックから取り外
す。

【００４７】以上のように、本実施形態による摩耗検査
装置では、ラックへの取付けから取り外しまでの間、制
御棒クラスタの昇降を２回行なうだけで全制御棒の被覆
管減肉測定を終了させることができ、制御棒クラスタの
往復回数が多くさらに水平移動まで必要であった従来の
摩耗検査装置に比べて格段に全摩耗検査操作に必要な時
間が短縮された。

【００４８】なお、上記第１の実施の形態による摩耗検
査装置においては、ガイドプレート８を２つに分割し、
制御棒クラスタの取り出しおよび収容のための昇降に応
じて左右水平方向にスライドさせて開閉駆動する構成と
したが、これに限らず、分割しない一枚のガイドプレー
トをスライドさせる構成としても良い。また、２つ以上
に分割し、それぞれを保管ラック上で水平放射方向に開
閉駆動する構成としても良い。また、探傷プローブとし
てマルチパンケーキ型コイルを用いても良い。

【００４９】次に、本発明による制御棒クラスタ摩耗検
査装置に関する第２の実施の形態を図２に示す。本実施
の形態においては、ガイドプレートに内蔵される探傷プ
ローブ群としてマルチパンケーキ型コイルを用いるもの
であって、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）用の１７×１７型
燃料集合体に対する制御棒クラスタの摩耗検査装置を例
に説明する。

【００５０】この制御棒クラスタは、第１の実施の形態
の場合と同様に、２４本の制御棒が一端部でノズルを含
むスパイダー部を介してバンドル状に束ねられた構成を
持ち、使用済燃料貯蔵ラックにノズルを上にして挿入保
管されているものである。

【００５１】本実施形態による摩耗検査装置は、図２
（ａ）に示すように、制御棒クラスタを保管ラック上で
垂直方向に昇降させるための昇降機構として、制御棒ク
ラスタの上部ノズルを掴んで保持する把持金具２３を先
端に設けたワイヤ２２と、このワイヤ２２をモータ駆動
によって巻き取る巻取装置および減速機を含む駆動部２
１とを備えたものである。

【００５２】駆動部２１の下側には、ワイヤ２２を同軸
状に内包する連結管２４を設けており、連結管２４の下
端には、ガイドチューブ２５を介して検査部２６が備え
られている。把持金具２３で保持された制御棒クラスタ
がガイドチューブ２５間を上下方向に昇降するが、この
際にこれらガイドチューブ２５によって横揺れが防げら
れる。

【００５３】検査部２６には、平板状のガイドプレート
２８が、その平面中心がワイヤ２２の軸中心に一致する
ように取付けられている。このガイドプレート２８は、
図２（ｂ）の断面図（図中矢印ＢＢ断面）に示すよう
に、各２４本の制御棒の配列位置に対応した位置にそれ
ぞれ複数のマルチパンケーキ型コイルからなる環状探傷
プローブ２９がそれぞれ配列内蔵されている。

【００５４】また、環状探傷プローブ２９は、ほぼ中央
部に制御棒が貫通可能なようにガイドホール２９ｈをと
り巻き、各ガイドホール２９ｈはガイドプレート２８を
貫通する形で露出しているが、ガイドプレート２８に
は、制御棒クラスタのノズルおよび全制御棒を束ねるス
パイダー部が軸方向に貫通できる貫通孔３１が各探傷プ
ローブ２９のガイドホール２９ｈに連通して形成されて
いる。従って、ガイドプレート２８は、ノズル上端から
制御棒下端まで制御棒クラスタ全体が軸方向に貫通でき
る構成となっている。

【００５５】なお、本装置のガイドプレートでは、貫通
孔３１を形成したために、各探傷プローブ２９では、ガ
イドホール２９ｈと貫通孔３１との連通部分にパンケー
キ状コイルを配置できないため、厳密には各制御棒の全
周に亙る測定はできない。従って、本装置では、被覆管
の摩耗が一般的に激しいと思われる周方向箇所を測定す
るようにしても良い。そこで、ここでは、各探傷プロー
ブ２９は、前記スリット連通部分をさけて径方向に９０
°間隔で４つのパンケーキ状コイルを備えたものとし
た。

【００５６】さらに、ガイドプレート２８内には、図２
（ｃ）の縦断面図（図２（ｂ）中矢印ＡＡ断面）にも示
すように、各探傷プローブ２９からのケーブルがガイド
プレート２８の外部へ引き出されるように各探傷プロー
ブ２９の周辺にケーブル引き出し溝３０が形成されてい
る。

【００５７】検査部２６の下端には、制御棒クラスタに
対する所定位置にガイドプレートが位置決めされるよう
に摩耗検査装置をラック上に取付ける手段として、ラッ
ク上端縁部に当接する２個のガイドピン２７が設けられ
ている。

【００５８】本装置においては第１実施形態による摩耗
検査装置と同様に、探傷プローブ２９による減肉測定、
巻取装置の駆動によるワイヤ２２の巻き取りおよび繰り
出し、などの操作はいずれもケーブルを介して例えばコ
ンピュータ等の制御装置によって制御される。また、装
置全体は、駆動部２１上部の吊上げ金具を介してピット
クレーン（不図示）によって運搬・上下移動される。

【００５９】以上のような構成を持つ本実施形態におけ
る摩耗検査装置による制御棒クラスタの制御棒被覆管の
減肉測定の動作を以下に説明する。まず、初期状態とし
て、把持金具２３が上端部側に位置するようにワイヤ２
２を巻き上げておく。

【００６０】このような初期状態のままでピットクレー
ンを駆動し、装置をラック上の所定位置まで移動させ
る。検査部２６下端の２個のガイドピン２７により装置
のラック上への取付けを行なう。

【００６１】装置の保管ラックへの取付けが終了した
ら、駆動部２１の巻取装置によりワイヤ２２を繰り出
し、把持金具２３を検査部２６まで下降させる。前述の
ように、ガイドプレート２８には、制御棒クラスタのノ
ズルとスパイダー部とが貫通できる貫通孔３１が形成さ
れているので、貫通孔３１の中央部は比較的大きな開口
となっている。従って、把持金具２３をさらに下降させ
ていくと、貫通孔３１の中央部を抜けて制御棒クラスタ
のノズルに達する。そこで把持金具２３に制御棒クラス
タのノズル部分を掴んで保持させる。

【００６２】この把持金具３による保持状態を維持した
まま、巻取装置によるワイヤ２２巻き上げを始める。ワ
イヤ２２の巻き上げに伴って制御棒クラスタは上昇して
いき、ノズル、スパイダー部、と順次ガイドプレート２
８の貫通孔３１内を貫通し始め、各制御棒の上端が対応
する各環状探傷プローブ２９内に挿入されていく。

【００６３】そこで、制御棒上部のプレナム部が上方向
へ貫通していき制御材充填部への境界がガイドプレート
２８下面に近づいてきたら各環状探傷プローブ２９によ
る減肉測定を開始する。ここでは制御棒クラスタの昇降
速度を３ｍ／ｓとし、この速度を維持しつつ、ガイドプ
レート２８を貫通させながらの制御棒クラスタの引抜き
を続け、各制御棒の下端が探傷プローブ２９のガイドホ
ール２９ｈを通過し終えるまで測定を行なう。

【００６４】以上の操作によって全制御棒に関して被覆
管の全周に近い減肉測定が同時に行なえ、制御装置に
は、各制御棒に対応する探傷データが収集される。測定
終了と同時にワイヤ２２巻き上げを止め制御棒クラスタ
の上昇を停止する。

【００６５】次に、ワイヤ２２を繰り出し、制御棒クラ
スタを下降させ、今度は制御棒の下端からガイドプレー
ト２８を貫通させて再びラック内に収容する。制御棒ク
ラスタ収容後、把持金具２３によるノズルの保持を解放
してワイヤ２２を上方へ巻き取り、初期状態に戻して摩
耗検査装置をラックから取り外す。

【００６６】以上のように、本実施形態による摩耗検査
装置では、ラックへの取付けから取り外しまでの間、制
御棒クラスタの昇降を１回行なうだけで全制御棒の被覆
管減肉測定を終了させることができ、全摩耗検査時間の
更なる短縮化が実現した。

【００６７】なお、以上の第１および第２の実施の形態
で示した摩耗検査装置は、１７×１７燃料集合体以外の
１４×１４集合体や１５×１５集合体などの他の制御棒
クラスタに関しても用いることができるのは言うまでも
ない。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の制御棒ク
ラスタ摩耗検査装置によれば、各制御棒が貫通可能なガ
イドホールの周りに環状探傷プローブが全制御棒の配列
に応じた配列で内蔵されているガイドプレートを制御棒
クラスタが挿入されているラック上に位置決めできるた
め、検査対象の制御棒クラスタが挿入されているラック
上での制御棒クラスタの昇降のみ全制御棒の軸方向減肉
測定を同時に行なうことができ、従来に比べ少なくなっ
た往復回数分また水平移動分だけ全摩耗検査操作時間が
大幅に短縮するという効果がある。

【００６９】また、ガイドプレートを制御棒軸方向に対
して直交方向に移動させるスライド機構を設けることに
よって、各探傷プローブに貫通型コイルを使用した場合
でも、簡便に制御棒クラスタの摩耗検査を実施すること
ができる。このとき、摩耗検査装置にラックへの取付け
から取り外しまでの全摩耗検査操作における制御棒クラ
スタの昇降回数は２回ですみ、全摩耗検査時間は大幅に
短縮される。

【００７０】また、探傷プローブとして複数のパンケー
キ状コイルを用い、ガイドプレートに全制御棒を束ねる
ノズルを含むスパイダー部が貫通可能な貫通孔を設ける
構成とすることによって、制御棒クラスタ全体がガイド
プレートを軸方向に貫通することができるので、装置を
ラック上に取付けた後、制御棒クラスタを上昇させるだ
けで全制御棒の軸方向の減肉測定を同時に行うことがで
きる。このとき、摩耗検査装置のラックへの取付けから
取り外しまでの全摩耗検査操作における制御棒クラスタ
の昇降回数は１回だけですみ、全摩耗検査時間は大幅に
短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による制御棒クラス
タ摩耗検査装置を示す説明図であり、（ａ）は概略構成
図、（ｂ）はガイドプレート８の横断面図、（ｃ）はガ
イドプレート８の縦断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態による制御棒クラス
タ摩耗検査装置を示す説明図であり、（ａ）は概略構成
図、（ｂ）はガイドプレート２８の横断面図、（ｃ）は
ガイドプレート２８の縦断面図である。

【図３】ＰＷＲに用いられる制御棒クラスタの一例を示
す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図、
（ｃ）は一本の制御棒の断面図である。

【符号の説明】

１，２１：駆動部 ２，２２：ワイヤ ３，２３：把持金具 ４，２４：連結管 ５，２５：ガイドチューブ ６，２６：検査部 ７，２７：ガイドピン ８，２８：ガイドプレート ８ａ：左ガイドプレート ８ｂ：右ガイドプレート Ｓ：分割面 ９：環状探傷プローブ（貫通型コイル） ２９：環状探傷プローブ（マルチパンケーキ型コイル） ９ｈ，２９ｈ：ガイドホール １０，３０：ケーブル溝 ３１：貫通孔 ４１：制御棒 ４２：スパイダー部 ４３：ノズル ４４：中性子吸収材 ４５：制御棒被覆管 ４６：ギャップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の制御棒をスパイダー部でバンド
   ル状に束ねてなる加圧水型原子炉用制御棒クラスタに対
   して各制御棒の被覆管の摩耗または疵などを渦流探傷法
   によって測定する摩耗検査装置であって、 各制御棒の軸方向に関して制御棒クラスタと相対移動す
   ることにより全制御棒について各被覆管の軸方向走査を
   行なうために制御棒が通過可能な複数のガイドホールを
   有し、各ガイドホールの周りに環状探傷プローブがそれ
   ぞれのガイドホールを露出した状態で個々の制御棒に対
   応した配列で内蔵されているガイドプレートと、 制御棒クラスタが保管されているラック上に前記ガイド
   プレートを位置決めできるように摩耗検査装置を前記ラ
   ック上に取付ける手段と、 各制御棒を位置決め済のガイドプレートに内蔵されたそ
   れぞれ対応する探傷プローブに対して前記ガイドホール
   貫通状態で相対移動させるために制御棒クラスタを昇降
   させる昇降機構と、を備え、 各制御棒の前記ガイドホール貫通状態での相対移動によ
   る軸方向走査に伴って得られる被覆管の全周に亙る探傷
   データが各環状探傷プローブから収集されるように構成
   されたことを特徴とする制御棒クラスタ摩耗検査装置。
2. 【請求項２】 前記ガイドプレートを制御棒軸方向に対
   して直交方向に移動させるスライド機構を備えたことを
   特徴とする請求項１に記載の制御棒クラスタ摩耗検査装
   置。
3. 【請求項３】 前記各環状探傷プローブは、コイル軸心
   を前記ガイドホールの径方向に向けてガイドホールの周
   囲で周方向に配列された複数のパンケーキ状コイルから
   なり、 前記ガイドプレートは、全制御棒を束ねるスパイダー部
   が貫通可能な貫通孔が形成されていることを特徴とする
   請求項１に記載の制御棒クラスタ摩耗検査装置。