JPS59137801A - 核燃料棒の真直度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は棒の真直度の測定に関し、特に核燃料棒の真直
度測定装置に関するものである。

核燃料棒の真直度°は、該棒に燃料ペレットを装填し棒
−の端を（例えば端栓の溶接により）封止した後、該棒
を燃料集合体の組立ての際に使用する前に、品質管理の
検査工程で測定されも真直度規準に合致しない棒は不合
格とされ回収される。規準外の燃料棒を使用すると、恐
らく、燃料集合体中の燃料棒間の間隔が不適切になって
、原子炉における燃料特性の低落を招いたり、或は燃料
棒及びその他の諸構成要素を一緒に取り付けて燃料集合
体にするのが難しくなったりする。

燃料棒の真直度を測定する通常の技術には、表面テーブ
ル上で棒を手動により転動させ、種種の時点で転勤を止
め、棒が湾曲しているかどうかを目視により（また、感
知ゲージを使用して）決定するものがある。

従って本発明の主な目的は、自動的に棒の真直度を測定
して、自動化した燃料棒の処理加ニジステムにおいて直
接使用できる出力値を与える真直度測定装置を提供する
ことである。

この目的から本発明は、棒、特に核燃料棒の真直度を測
定するために、鉄棒が並進運動せずにその軸心回りに回
転できるように、鉄棒を支持する支持装置と、鉄棒をそ
の軸心回りに回転させる回転装置とを備える真直度測定
装置において、前記梯の回転中に棒までの距離を測定す
るべく、棒から既知の距離のところに互いに隔置し゛〔
配置されると共に、鉄棒に向かって、即ち鉄枠の軸心な
横切る方向に指向された複数の固定ｎ＋＋＋距泪と、前
記棒の真直度の度合を表わす＋ＳＩ　Ｍｅ既知距離と距
離測定値との間の差を各測距ｒ（ｌについて計算する計
算装置とを有することを’Ｆｌ徴とするものである。

好適な実施例においては、核燃料棒である棒は、その一
方の端から回転されるように、下から水平に支持されて
いる。

一＄：発明は、添付図面に例示したその好適な実施例に
関する下ｇＣの説明から一層容易に明らかとなろう。

第１ｆ５４及び第、２図に略示された本発明の実施例は
、核燃料棒ｉｏのような可撓性の棒も含めて、どんな棒
の真直度も測定する。

この測定装置は、核燃料棒ＩＯが真直ぐなら、支持され
てその軸心回りに回転されている間、横並進運動をする
ことなく真直ぐな状態を保ち、核燃料棒ＩＯが反つ【い
るなら、支持されて回転されている間、そのように反っ
た状態を保つように、核燃料棒１０を支持する支持装置
を有する。棒、特に可撓性の棒は、例えばそれが水平面
上にある間真直ぐなら、真直ぐであると考えてよい。勿
論、この水平面は鉄棒がその自Ｍ（により湾曲するのを
防止する。同様に、棒をその一端で垂直に吊り下げたと
きに真直ぐなら、鉄棒は真直ぐであると考えてよい。′
″真直”と言う意味は、棒ｌＯの真直度測定値に対する
所定の精度要求と比較して小さいが認容しうる所定の公
差°又は変動範囲内のものを含んでいる。

当業者にとって既知のように、測定装置は被測定片を測
定する際の精度要求に応じた精度で製作されている。ま
た、本発明の測定装置は、支持された棒ＩＯが真直ぐな
らその軸心回りに回転しうるように鉄棒を回転させる回
転装置を有する。

支持装置はどんな方向にも棒を支持できる。

棒の垂直支持の場合、回転自在のクランプ又はチャック
等を棒の一端又は両端で使用しうる０棒の水平支持の場
合、棒をその一端又は両端で表面テーブルのように機能
する、吊下げその他の手段で支持された複数のリング又
はヨークによって支持しうる。かかるリング又はヨーク
の大きさ及び間隔は棒の可撓性に依存しており、真直ぐ
な棒は支持され且つ回転されている間、横並進運動をす
ることなく真直ぐの状態を保ち、反った棒は支持され且
つ回転されている間、そのように反った状態を保つこと
が要求される。

リング又はヨークは、表面テーブルに付加した溝が行な
うように、回転中の真直ぐな棒が横並進運動するのを防
止する一層になる。しかし、真直度の正確な測定のため
に゛は、該リング、ヨーク及び溝は回転中の反り棒がそ
の反りに由来する横並進運動を行ないうるものでなけれ
ばならない。例えば、リングの大きさは棒の予測される
最大の反りに基づいて洟定され、溝の形及び低摩擦材料
は回転中の反り棒がその、反りを保つように溝内で横方
向に運動可能に選択されている。垂直又は水平方向の各
配列について、棒の一端又は両端の支持、及び櫂の可撓
性から必要であれば棒の中間の支持は前述したように行
なうことができる。回転装置は棒の一端にある動力駆動
の回転チャックを使用してもよいし、或はベルト駆動式
の装置等によって棒を両端間で回わしてもよい。

好適なのは、支持装置が棒ｉｏを下から支持すること、
特に、棒が真直ぐならそれが回転中に、要求される測定
精度の範囲内のことを意味している。また、支持装置は
互いに隔置して固設された複数の支持部ｌコを含むこと
が好ましい。隣接する支持部７２間の距離はほぼ等しい
のが望ましい。回転装置は棒ｌ！？をその両端ののうち
一方から回転させるのがよく、モータ２コで回転される
チャック２０を含む。かかる回転装置では、各支持部ｌ
コが円周溝１６のあるローラ／４ｔを有ｒることが好ま
しい。棒１０は溝１４の中に支持される。また溝１６は
、棒ＩＯが回転されるときに鉄棒を揺すって、真直ぐな
棒の横並進運動を防止すると同時に、反った棒ＸＸにつ
いては反りに由来する該運動を許容する。そのため、ロ
ーラ／４１Ｆ或は少なくともその溝／６は低摩擦材料で
製作されるべきである。核燃料棒の検査システムを自動
化するために、各支持部ｌコがロー９／４Ｉの回転装置
を備えていて、支持された燃料棒をチャック−〇の中へ
及び外に移動させる。該ローラ回転装置は、ローラーｌ
Ｉにある軸ｌりを回転させる軸駆動装置／ｇであること
が好ましい。該軸駆動装置は、軸を直接に又はベルト、
チェーン等を介して間接に回転させるモータでよい。燃
料棒ＩＯは通常の移動ビマムその他の被測定片移動機構
（図示しない）によってローラーｌＩに運ばれ、そして
該ローラから運び去られる。

本発明の測定装置は更に、互いに隔置して固設された複
数の測距計、２ダを有する。測距計−ｑは核燃料棒１０
から離れたところに位置決めされ、そこから鉄棒に向け
て指向されている。この測距計２’ｌは、棒１０が回転
しているとき、その棒までの距離を測定する。これ等の
測距計コ弘は、棒ノ０が真直ぐなら、各測距計コ弘が真
直ぐな棒の軸心に対して垂直に又は横切る方向に向けら
れ且つ真直ぐな棒から既知の距離のところに置かれるよ
うに、位置決ψされている。

６垂直に”又は６横切る方向に”と言う用語は測定精度
の要求範囲内のことを意味し【いる。

一つの測距計の既知距離が別の測距計の既知距離に等し
い必要はない。測距計コダは当該技術で周知の近接セン
サがよいが、データロガ−のノ。

ような他の方式の測距計であっても、特定の真直度測定
装置の精度その他の要求に応じて使用しうる。また、該
測距計コダは支持され且つ回転している燃料棒ｉｏの真
下に置かれると共國燃料棒ＩＯからほぼ等距離のところ
に配置されるのが好適である。隣り合う支持部７２間の
ほぼ中央に７つの測距計−グを配置するのが望ましい。

各測距計λダは燃料棒１０の回転中に多数回の距離測定
を行なう。

本発明の測定装置は、各測距計について、その既知距離
と真直ぐな棒までの距離測定値との差を計算する計算装
置を有する。この差は、燃料棒１９の真直度（又は反り
）の度合を表わす。

該計算装置は、測距計コ弘からの入力が入るマイクロプ
ロセッサ等のような簡単なコンピューター６でよい。当
咳技術で周知のようにコンピュータコロはプログラム可
能であり、差を計算して、（測距計のどれか一つからの
差でも成る設定値を超えたときのように）燃料棒ｉｏが
規準に合致しない場合には、不合格信号を発生する。不
合格の棒は回収のため手作業で又は自動的に障去じ５る
：′。また計算装置は通常の論理回路でもよいし、或は
各測距計について真直ぐな棒に対するその既知距離を手
動比較演算して距離測定値を単に視覚ディスプレイする
か又はプリントアウトするものでもよい。

本発明の測定装置の別の実施例では、コンピュータ、２
６のような計算装置は、棒の真直度を指示するものとし
て、各測距計についてその距離測定値の最大と最小との
間の差を計算するよ５にプμグラムする。この場合、測
距計コダから真直ぐな棒までの距離が既知である必要は
ない。その他については前述した実施例と同様である。

また、本発明は棒の真直度測定方法としても説明しうる
。この方法は、棒が真直ぐなら、棒（好適には核燃料棒
１０）をその軸心回りに回転した場合、横並進運動を行
なうことなく支持され且つ真直ぐに保持されている間、
棒が横並進運動を行なうことなく真直ぐに保持されるよ
うに、且つ棒が反っているなら、棒を回転した場合、支
持されている間、そのように反った状態を保持するよう
に、棒を支持する工程から始まる。支持されたこの棒を
、もし真直ぐならそを測定する。測距計コ参はしつｐｓ
り取着され且つ互いに隔置されている。測距計は棒から
離れており、棒に向けられており、且つ棒が真直ぐなら
、各測距計がその棒の軸心に対して垂直に又は横断する
方向に指向するように位置決めされている。この段階で
、本発明の方法では、各測距計についてその最大、最小
測定値間の差を棒の真直度の度合として計算してもよい
し、各測距計を真直ぐな棒から既知の距離（必ずしも等
しい必要はない）のところに置き、各測距計について真
直ぐな棒からの既知距離と距離測定値との間の差を、計
算し、棒の真直度の度合をこの差により指示してもよい
。

上記支持工程では、棒を下から支持し且つ咳棒を、それ
が真直ぐなら水平に支持されるようでは棒をその４端の
一方から回転させるのが好適である。

ナ リ、その真直度を／　ｍｒにつき０００ｇ４（／ｆｔＫ
つきｏ、ｏｔｏ　ｉｎ　）の公差で検査する。ローラー
ダは互いにｌＩａｃｍ（ｚｇｉｎ）離れており、この距
離は棒がその自重によりたわむのを防止するのに十分接
近している。チャック−〇は燃料棒１０の一端を約へ２
ｍ（ｌＩｆｔ）囲む。燃料棒ｌＯの回転数は約／　ｇ　
Ｏｒｐｍであり、測距計、２ダは真直ぐな棒からｅ、ｉ
ｑｏ　〜−ｏ、コ５ＩＩｃｒｒＬ（ｏ、ｏｑｓ　〜ｏ、
１０ｏｉｎ）の間に置かれた近接センサである。測定の
時間間隔は約ｌ〜６Ｓθミリ秒の間で変更しうる。棒の
真直度検査ラインは、棒の他端約／、２　ｍ　（ｅｆｔ
　）を囲む第２のチャックを有する別の測定装置を備え
る。移動ビームが棒をこれ等のコ測定領域間に搬送する
。これにより、燃料棒をその回転を行なうことなく試験
することができる。

チャック−〇は試験中の棒が長さ方向に並進運動するの
を防止する。当業者にとって自明であるように、かかる
運動が測定中にあったとしても、これは真直ぐな棒の測
定に＆ま影響を及ぼさないであろうし、また、大抵の場
合無視しうる。計算によって得た差のデータを分析して
、（長手方向に既知の並進運動が存在しても）棒につい
ての正確な３次元の真直度プロフィールを得ることがで
きる。しかし、殆どの場合、真直度測定装置は、差の計
算値が所定値を超えていなければ棒を真直ぐなものとし
て合格にし、差の計算値の１つでも前記所定値を超えて
〜・れば棒を真直ぐなものではないとして不合格にする
よう、使用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は測定中の核燃料棒を備えた真直度測定装置の略
正面図１．第２図は第７図の一部の略側面図である０ 図中、１０は棒、／コ及び／≠は支持装置な構成する支
持部及び１：１１−ラ、−〇はチャック、−一は回転装
置であるモータ、λダは測距計、コロは計算装置である
コンピュータ。 Ｉ　−ユニ・１ 笥２圓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 棒、特に核燃料棒の真直度を測定するために、該棒が並
   進運動せずにその軸心回りに回転できるように、該棒を
   支持する支持装置と、該棒をその軸心回りに回転させる
   回転装置とを備える真直度測定装置において、前記棒の
   回転中に棒までの距離を測定するべく、棒から既知の距
   離のところに互いに隔置して配置されると共に、該棒に
   向かって、即ち該棒の軸心な横切る方向に指向された複
   数の固定測距計と、前記棒の真直度の度合を表わす前記
   既知距離と距離測定値との間の差を各測距計について計
   算する計算装置とを有することを特徴とする棒の真直度
   測定装置。