JPH1078493A - 原子燃料棒のヘリウム漏洩検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原子燃料棒の搬送時の操作性および効率の向
上とともに、真空チャンバに一度に装填する原子燃料棒
の数量を増やすことにより低下しがちな検査結果に対す
る信頼性を向上させ、検査効率の向上を図る。 【解決手段】 原子燃料集合体に組み立てる前の原子燃
料棒１を複数段に積載したトレイごと真空チャンバ１２
に装填し、真空チャンバ１２内を真空に保持し、原子燃
料棒単位に漏出するヘリウムガスを検出する原子燃料棒
のヘリウム漏洩検査方法であって、複数本の原子燃料棒
１を原子燃料棒積載治具３０上に所定の間隔で整列させ
て並置し、これを複数段積載したトレイ１６ごと真空チ
ャンバ１６に装填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子燃料棒のヘリ
ウム漏洩検査方法およびその装置に係り、特に、原子燃
料棒を真空チャンバに装填する際の搬送方式を改良した
原子燃料棒のヘリウム漏洩検査方法およびその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】原子燃料棒は、原子炉の安全上重要な要
素を占めることから、その規格が高度化され、厳重な品
質管理のもとで数多くの項目について検査が行なわれて
いる。

【０００３】原子燃料棒の内部には、ヘリウムガスが封
入されており、端栓の溶接部および被覆管に欠陥による
ヘリウムガスの漏れがあるかどうかが検査されている。

【０００４】この種のヘリウム漏洩検査は、原子燃料棒
を真空容器内に装填した後、この真空容器内を高真空に
保持し、漏れ検出装置によって漏出ヘリウムを検出す
る。

【０００５】原子燃料棒を被検査物体とするヘリウム漏
洩検査の従来方式には、（イ）原子燃料集合体単位によ
る方式、（ロ）原子燃料棒を１段に並べた状態で積載し
たパレット単位による方式、（ハ）原子燃料棒を２、３
段重ねに積載したトレイ単位による方式がある。

【０００６】図５は従来方式のうち、原子燃料集合体単
位による方式を示す図である。２は、多数の原子燃料棒
を束ねて組み上げた原子燃料集合体であり、３が縦形の
真空チャンバである。原子燃料集合体２に収容する場
合、天井クレーンなどの搬送設備によって吊りながら真
空チャンバ３の真上まで搬送し、上部の入口から装填
し、ヘリウム漏洩検査を行なっている。

【０００７】これに対して、図６に示すように、パレッ
ト単位に原子燃料棒をヘリウム漏洩検査する場合、数本
から数十本の原子燃料棒１をパレット４に１段に整列さ
せて並置しておき、このパレット４をレールトラックや
コンベアといった搬送機構を用いて移送し、横型の真空
チャンバにパレット４ごと装填している。

【０００８】次に、図７は、トレイ単位に原子燃料棒を
検査する場合の原子燃料棒の積載状態を示す図で、この
場合、底の深いトレイ５に原子燃料棒１を多段重ねに積
載しておき、パレット４の場合と同じようにして、レー
ルトラックやコンベアといった搬送機構を用いて横型真
空チャンバに装填している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の原子燃料集合体
単位による方式では、大重量の原子燃料集合体を天井ク
レーンによって吊り上げながらの作業であり、真空チャ
ンバへの装填に多くの時間と作業員を要するという問題
があった。

【００１０】この点、パレット方式では、レールトラッ
クやコンベアによる搬送であるため、搬送の効率は向上
するが、１つのパレットに積み込むことのできる原子燃
料棒の本数が少ないため、検査効率が悪く、また、専用
のパレットへの移し換え作業に手間が掛かるという問題
が指摘されている。

【００１１】他方、トレイ方式では、パレット方式と同
様に、レールトラックやコンベア等を利用して、トレイ
ごと原子燃料棒を真空チャンバに装填する方式であり、
また、２〜３段に原子燃料棒を重ねてパレットに積載す
るため、搬送時の操作性は良く、原子燃料棒の積載本数
も増える利点はある。

【００１２】しかしながら、上下、左右隣り合う原子燃
料棒が全長に渡って接触し合うために、真空チャンバ内
の真空排気過程及びヘリウム検出過程でのコンダクタン
スが小さくなり、その結果、原子燃料棒内部に封入され
ているヘリウムガスがピンホール等の欠陥部があっても
そこから漏出しにくくなり、検出され難いという問題が
あった。

【００１３】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、原子燃料棒の搬送時の操作性お
よび効率の向上とともに、真空チャンバに一度に装填す
る原子燃料棒の数量を増やすことにより低下しがちな検
査結果に対する信頼性を向上させ、検査効率の向上を達
成できるようにした原子燃料棒のヘリウム漏洩検査方法
およびその装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明によるヘリウム漏洩検査方法は、原子燃料
集合体に組み立てる前の原子燃料棒を複数段に積載した
トレイごと真空チャンバに装填し、前記真空チャンバ内
を真空に保持し、原子燃料棒単位に漏出するヘリウムガ
スを検出する原子燃料棒のヘリウム漏洩検査方法におい
て、複数本の原子燃料棒を原子燃料棒積載治具上に所定
の間隔で原子燃料棒を整列させて並置し、これを複数段
積載したトレイごと真空チャンバに装填することを特徴
とするものである。

【００１５】また、前記発明方法を使用するための検査
装置は、原子燃料集合体に組み立てる前の原子燃料棒を
複数段に積載したトレイごと真空チャンバに装填し、前
記真空チャンバ内を真空に保持し、原子燃料棒単位に漏
出するヘリウムガスを検出する原子燃料棒のヘリウム漏
洩検査装置において、原子燃料棒の載置面に一定のピッ
チで設けられた整列手段を有する原子燃料棒積載治具
と、原子燃料棒の配列一段につき複数並置した前記原子
燃料棒積載治具上に積載した複数本の原子燃料棒を複数
段重ねて収容可能なトレイとを備えることを特徴とす
る。

【００１６】このように構成される本発明によれば、真
空チャンバに一度に装填する数量を増すために、多段に
重ねてトレイに積載する場合であっても、原子燃料棒積
載治具によって、隣り合う原子燃料棒同士が所定の一定
間隔に保たれる結果、排気過程でのコンダクタンスが増
大し、原子燃料棒にピンホール等の欠陥があれすばそこ
からヘリウムガスが漏出し易くなり、検査の信頼性は向
上する。

【００１７】本発明の好適な実施形態よれば、前記原子
燃料棒積載治具の載置面には、真空排気に要する時間を
左右する原子燃料棒積載治具表面から発生する放出ガス
が少なく、また、直接接触しても原子燃料棒を傷つけな
い無極性高分子プラスチックがコーティングされている
ことが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるヘリウム漏洩
検査方法の一実施形態について添付の図面を参照しなが
ら説明する。

【００１９】図１において、参照番号１０は、本実施形
態によるヘリウム漏洩検査装置の全体を示す。１１は架
台で、１２はこの架台１１上に横向きに支持されている
細長い円筒状の真空チャンバである。

【００２０】この真空チャンバ１２は、その末端部が閉
鎖端部１３として、他方の端部が原子燃料棒をトレイ積
載単位で搬出入および装填するための出入口となってい
る開放端部１４として構成されている圧力容器である。
開放端部１４は、ゲートバルブ１５により開閉され、ゲ
ートバルブ１５によって閉鎖されたときには、真空チャ
ンバ１２の内部は気密に保持されるようになっている。

【００２１】１６は原子燃料棒を多段に積載したトレイ
であり、このトレイ１６は、駆動ローラ１８と固定ロー
ラ１９とを直結してなる搬送コンベア装置１７の上に載
って移送される。この場合、駆動ローラ１８は、ゲート
バルブ１５に検査員が挟まれる事故を防止するため、開
放端部１４の入口で架台１１上をシリンダ２１によって
前後に進退可能に配設されるもので、他方、固定ローラ
１９は真空チャンバ１２の内部に取り付けられている。

【００２２】トレイ１６を真空チャンバ１２に装填する
ときには、シリンダ２１によって駆動ローラ１８が真空
チャンバ１２内に前進し、トレイ１６の搬入が終了する
と駆動ローラ１８の後退とともにゲートバルブが閉り、
真空チャンバ１２を密封する。

【００２３】２２は、真空チャンバ１２内の気体を排気
して真空度を高める真空ポンプであり、その排気過程
は、真空計２３により監視されており、所定の設定され
た圧力に到達すると、真空ポンプ２２は停止し排気を終
了する。そして、真空度を保ったまま、標準試料により
校正されたヘリウム検出装置２４によりトレイ１６に積
載された原子燃料棒の内部から漏出するヘリウムガスの
検出が行なわれるようになっている。

【００２４】なお、ヘリウム検出装置２４は、自動校正
機能を有し、測定値の信頼性を確保している。また、検
出データは、ヘリウム検出装置２４からコンピュータ
（図示せず）に送信され、その検出データに基づいて合
否の自動判定が行なわれるようになっている。

【００２５】合格と判定されれば、真空チャンバ１２内
を大気圧にリークさせ、その後ゲートバルブ１５が開い
て、搬入動作とは逆転する駆動ローラ１８によって真空
チャンバ１２内からトレイ１６が搬出されて、検査は終
了する。

【００２６】これに対して、ヘリウムが検出された結
果、不合格と判定されると、真空チャンバ１２内を大気
圧にリークさせてから、真空ポンプ２２を運転して再び
排気する。再測定に際しては、ヘリウム検査装置２４
は、自動校正機能により校正される。

【００２７】次に、図２は、トレイ１６に原子燃料棒を
積載するのに使用する積載治具３０を示し、図３にトレ
イ１６を詳細に示す。トレイ１６は原子燃料棒１の長さ
に対応した細長い有底框体状のトレイであり、積載治具
３０は、このトレイ１６の幅に対応した寸法の平底状の
ステンレスを材質とする板部材である。治具本体３１の
左右両側には、トレイ１６の両側に係止できる肩部３２
ａ、３２ｂが形成されている。また、治具本体３１の上
面が載置面になっており、この載置面は、原子燃料棒１
に直接接触するため、原子燃料棒１の表面を傷つけない
無極性高分子のプラスチックコーティングが施されてい
る。このプラスチックコーティングは、排気過程におい
て、載置面から発生し真空排気に要する時間を左右する
原因となる放出ガスを少なくする利点もある。

【００２８】また、この載置面には、整列手段として一
定のピッチで凸条３３が形成されており、この凸条３
３、３３の間の凹部にトレイが載置され、これにより、
一定の間隔で原子燃料棒１、１、…が整列されるように
なっている。

【００２９】図３（Ｂ）に示すように、積載治具３０
は、原子燃料棒１の一段の配列について一定の間隔でト
レイ１６の長さ方向に沿って複数個並置されて使用され
る。図４は、各段の載置治具３０に原子燃料棒１を載せ
たものを複数段に積み重ねて、トレイ１６内に収容した
状態を示している。

【００３０】原子燃料棒１、１、…は、積載治具３０を
用いて多段に積載されているので、隣り合う原子燃料棒
１、１、…同士がある一定の間隔に保たれる。従って、
トレイ単位で多数本の原子燃料棒１、１、…を一度に真
空チャンバ１２に装填した場合でも、排気過程でのコン
ダクタンスが増大し、原子燃料棒１に欠陥部があった場
合にヘリウムガスが漏洩し易いようにすることができ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、真空チャンバに一度に装填する数量を増すた
めに多段に重ねてトレイに積載して効率的に搬送、装填
の操作を行なえるとともに、原子燃料棒積載治具によっ
て、隣り合う原子燃料棒同士が所定の一定間隔に保たれ
る結果、排気過程でのコンダクタンスが増大し、原子燃
料棒にピンホール等の欠陥があればそこからヘリウムガ
スが漏出し易くなり検査の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるヘリウム漏洩検査装置の全体構成
を示す側面図。

【図２】原子燃料棒積載治具の構造を示す図。

【図３】原子燃料棒を積載するトレイの構造を示す図。

【図４】図２の原子燃料棒積載治具を用いて原子燃料棒
をトレイに積載した状態を示す断面図。

【図５】従来の原子燃料集合体単位に行なうヘリウム漏
洩検査での燃料棒の装填方式を示す説明図。

【図６】従来のパレット積載単位に行なうヘリウム漏洩
検査での燃料棒の装填方式を示す説明図。

【図７】従来のトレイ積載単位に行なうヘリウム漏洩検
査での燃料棒の装填方式を示す説明図。

【符号の説明】

１ 原子燃料棒 ２ 原子燃料集合体 ４ パレット ５ トレイ １０ ヘリウム漏洩検査装置 １１ 架台 １２ 真空チャンバ １３ 閉鎖端部 １４ 開放端部 １５ ゲートバルブ １６ トレイ １８ 駆動ローラ １９ 固定ローラ ２２ 真空ポンプ ２３ 真空計 ２４ ヘリウム検出装置 ３０ 原子燃料棒積載治具 ３３ 凸条（整列手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子燃料集合体に組み立てる前の原子燃料
   棒を複数段に積載したトレイごと真空チャンバに装填
   し、前記真空チャンバ内を真空に保持し、原子燃料棒単
   位に漏出するヘリウムガスを検出する原子燃料棒のヘリ
   ウム漏洩検査方法において、 複数本の原子燃料棒を原子燃料棒積載治具上に所定の間
   隔で原子燃料棒を整列させて並置し、これを複数段積載
   したトレイごと真空チャンバに装填することを特徴とす
   る原子燃料棒のヘリウム漏洩検査方法。
2. 【請求項２】原子燃料集合体に組み立てる前の原子燃料
   棒を複数段に積載したトレイごと真空チャンバに装填
   し、前記真空チャンバ内を真空に保持し、原子燃料棒単
   位に漏出するヘリウムガスを検出する原子燃料棒のヘリ
   ウム漏洩検査装置において、 原子燃料棒の載置面に一定のピッチで設けられた整列手
   段を有する原子燃料棒積載治具と、 原子燃料棒の配列一段につき複数並置した前記原子燃料
   棒積載治具上に積載した複数本の原子燃料棒を複数段重
   ねて収容可能なトレイとを、備えることを特徴とする原
   子燃料棒のヘリウム漏洩検査装置。
3. 【請求項３】前記原子燃料棒積載治具の載置面には、無
   極性高分子プラスチックがコーティングされていること
   を特徴とする請求項２に記載の原子燃料棒のヘリウム漏
   洩検査装置。