JPS5950310A - 原子炉用超音波透視装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はナトリウム冷却型高速増殖炉内の液体ナトリウ
ムを透視して炉内の機器特に炉心からの浮上り障害物の
状態を監視する原子炉用超音波透視装置に′関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に、ナトリウム冷却型高速増殖炉においては、燃料
交換の際等には原子炉容器内の炉心と回転プラグに取付
けられている炉心上部機構とを完全に分離し、回転プラ
グを回転させて燃料交換を行う。

この燃料交換時に、炉／Ｉノの上面と炉心上部機構の下
面との間の間隙（以下、コアギャップと称する。）に浮
上がり燃料等の障害物があると、この障害物が炉心上部
機構と干渉するので、回転プラグを回転させることがて
きない。これは無理に回転させると、炉心上部機構や燃
料を破損させてしまうからである。

一方、冷却材である液体ナトリウムは光学的に不透明で
あるから、光学的手段によりこのコアギャップ内に障害
物があるか否かを監視することはできない。

そのため、従来は超音波によって液体ナトリウＡｅ透ａ
してコアギャップ内の障害物の有無を監視する原子炉用
超音波透視装置が用いられている。

第１図および第２図はこの原子炉用超音波透視装置を示
している。

図中、符号１は原子炉容器てあり、この原子炉容器１内
には炉心２が液体ナトリウム−中に浸漬されている。こ
の原子炉容器１の上端部は遮蔽プラグ３によって閉塞さ
れており、この遮蔽プラグ３の上には回転プラグ４が設
けられており、この回転プラグ４には炉心上部機構５が
取付ゆられている。また、原子炉容器ｌ内には走査機構
７により第２図に示すように水平方向ＶＣＭ形に走査せ
しめられる超音波トランスジューサ６が設けられていス
ジューサ６は炉心２と炉 ＪＬ？上部ＭＰ”ｆＲ５との間のコアギャップ８内に向
けて水平に超音波を発信するとともにその反射波を受信
して電気的な反射波信号に変換する。この超音波トラン
スジューサ６の反対側の原子炉容器１の内周面には、弧
状の反射板１０が設けられており、この反射板１０には
超音波トランスジューサ６から発せられた超音波をその
まま逆に反射する多数の反射面が形成されている。そし
て、超音波トランスジューサ６により受信された反射波
信号からコアギャップ８内の障害物の状態を表示する表
示器がその超音波トランスジューサ６に接続されてい次
に、この従来装置の動作を説明する。

超音波トランスジューサ６に超音波を励起させるパルス
をパルサー１１により供給すると、その超音波トランス
ジューサ６かも超音波が発信されコアギャップ８を通っ
て反射板１０に遅し、ここで反射され反射波が再びコア
ギャップ８を逆に通って超音波トランスジューサ６に達
して受信される。

そして、超音波トランスジューサ６によって変換された
反射波信号はレシーバ１２で検波増幅され、その後反射
波信号のみを通過させるゲート回路１３に送られる。ま
た、タイミング回路１４からはパルサー１１にパルスト
リガ信号を出力されると共に超音波トランスジユーサ６
の現在の走査位置に応じた反射波信号のゲート時間を決
めてゲート回路１３ヘトリガ信号が送られて来る。従っ
て、ゲート回路１３ではゲート時間に合う反射波信号の
みか通過して波音検出回路１５に送られ、波高に対応し
た信号に変換され画像処理回路１６に送られる。また、
この画像処理回路１６には走査機構７の位置検出回路９
から超音波トランスジューサ６の走査位置（角度）に対
応した信号が送られて来る。そして、この画像処理回路
１６において波高に対応した信号および走査位置に対応
した信号に応じて構成された画像信号が、ＣＲＴ’ｌＩ
の表示機構１７に送られ障害物の状態と１．て表示さ°
れる。この表示機構１７による表示内容は、模擬炉心２
′と炉心上部機構５′との間に、波高値と反比例の大き
さにして障害物１８′が表示される。炉内において、コ
アギャップ内に障害物１８があると超音波はそＱ障害物
１８に衝突して拡散等されて弱くなり、超音波の波音は
低くなる。そのため、表示機構１７による障害物１８′
は波高値と反比例の大きさとして表示される。

〔背景技術の問題点〕

前記装置の画像表示は、超音波トランスジユーサ６の走
査位ＵＫ対応した反射板１０からの反射波信号のみを取
出すのにゲート回路１３においてゲートの開閉時間をタ
イミング回路１４によって制卸して行なっていた。この
ゲート時間は超音波トランスジューサ６シよび反射板１
０等を据え付けた時に、反射波信号の大きさと障害物１
８の浮上り量との関係を実験により事前に求めておき、
これと検査時の信号とを比較して画像化していた。

しかしながら、液体ナトリーム中の超音波の音速が炉内
温度の変化等により変化すると、反射波信号のサンプリ
ング時間も変更し、結果的には表示−差を生じる不都合
があった。

また、炉心２より障害物工８が多数浮上した場合および
超音波トランスジューサ６等が経年変化により水平、両
直位置にずれが生じ、走査位置が不予め求めた基準パタ
ーンと検査時に収 集したパターンとが不一致となり、結果的に画像表示に
誤差が生じる不都合もあった。

〔発明の目的］ 本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、コア
ギャップ内の障害物の有無の表示を常に誤差なく、しか
も検査を簡単かつ円滑に行なうことのできる原子炉用超
音波透視装置を提供することを目０勺とする。

〔発明の概要〕

本発明は従来から用いられている反射板の両側にそれぞ
れ途中に炉心からの浮上りｉ害物によって遮断されるこ
となく超音波トランスジューサから発信される超音波を
そのまま直接超音波トランスジューサに向けて反射する
基準反射板を設け、この基準反射板からの反射信号の状
態に応じて超音波トランスジューサの走査角度、炉内の
超音波の音速および反射信号のレベルを補正して表示さ
せる補正器を設けて、常に誤差のない障害物有無の表示
を行なうようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第３図および第４図に示す実施例につい
て説明する。

第３図に示すように、原子炉容器１０１内には炉心１０
２が設けられており、上部には遮蔽プラグ１０４、回転
プラグ１０５が設けられており、炉ＩＬ？１０２と炉内
構造物１０６との間にはコアギャップ１０９が形成され
て゛いる。そして、このコアギャップ１０９内の障害物
１１３の有無を監視するため超音波トランスジユニす１
０７および反射板１１２が設けられている。そして、第
４図に示すように、弧状の反射板１１２０両側には基準
反射板１１１．１１１が設けられている。この基準反射
板１１１は超音波トランスジューサ１０７との連結線上
に障害物が突出しない位置に設けられている。この超音
波トランスジューサ１０７は走査機構１０８により水平
軸回りに往穆回動させられる。ここで、この走査４２Ａ
構１０８を介して超音波トランスジューサ１０７は表示
器および補正器に接続されている。この補正器は基準反
射板１１１からの反射波信号の状態により炉内の状態特
に液体ナトリウムの状態に応じて、超音波の音速、反射
信号めレベルや走査位置の゛補正をするものである。

次に、表示器および補正器の内容を示しながら本発明の
詳細な説明する。

基準反射板１１１は反射板１１２と同一高さに設けられ
ている。そして、設置時に超音波トランスジユーザ１０
７から基準反射板１１１および反射板１１２に超音波を
発信走査して、反射波信号の受信時間を時間計測回路１
１８により計測し、更に炉内の超音波の音速を音速補正
回路１２０により求めて、画像処理回路１２５の記憶部
に記憶させる。また、その時ＰＣ基準反射板１１１から
の反射波信号の最大値をピーク値検出回路１２１により
求めて記憶し、また超音波トランスジューサ１０７を上
下方向に移動させ基準反射板１１１からの反射信号の最
大値の変化即ち位置特性を同じ〈ピーク値検出回路１２
１で求めて記憶し、水平旋回走査時のレベル補正回路１
２３による反射波信号のレベル補正の基準とする。

ぞして、通常運転時で障害物１１３が何ら炉心１０２よ
り突出していない基準時に、２つの基準反射板１１１．
１１１の間を前記のようにして定めた垂直位置で水平走
査し、反射波信号のデータを基準パターンとして画像処
理回路１２５に記憶するとと本に表示機構１２６に画像
表示する。

そして燃料交換時には、回転プラグ１０５を回転させる
前に前記と同様にして水平走査を行なう６そして、基準
反射板１１１の部分を走査した際の動作角度範囲、超音
波トランスジューサ垂直位置、超音波の音速、反射波信
号のレベル等が基準パターンの値と比較される。そして
、動作角度範囲と乎直位歇が違っていると位置補正回路
１２４２５）ら位置検出器１１０に指令が送られ、走査
機ｍ８の走査角度および垂直位置が基準データに一致す
るように移動させられる。超音波の音速は時間計測回路
１１８を出た信号が比較回路１１９において画像処理回
路１２５に記憶されている基準パターンの音速と比較ば
れ、載体ナトリウム等の炉内温度が変化して両パターン
が相違している場合にはタイミング回路１１６を調整し
てゲート回路１１７のゲート時間を正規の反射波信号の
みを通過できる値に再設定烙れる。また、反射波信号の
レベルはピーク値検出回路１２１Ｓ：出た後、比較回路
１２２で画像処理回路１２５が記憶している基準パター
ンのレベルと比較され、相違している場合にはレベル補
正回路１２３で補正が行なわれる。そして、このように
した補正後の内容で超音波トランスジューサ１０７によ
る水平走査を行ない、画像処理回路１２５にデータを入
れ表示機１１２６によりコアギャップ１０９の状態を画
像表示する。これにより、コアギャップ１０９への障害
物の突出の有無を正確かつ容易に知得することができる
一つ 第３図中、符号１１４はパルサーであり、１１５けレシ
ーバ−である。

〔発明の効果」 このように本発明の原子炉用超音波透視装置は較正用の
基準反射板を設置する事により、超音波トランスジュー
サの位置補正、音速（距離）補正、反射波Ｑｉ号レベル
補正を行なうことができるものであり、燃料交換時等の
検査時に障害物のない状態の基準パターンと同一条件で
水平走査することができ、画１′々表示に誤差が出す、
障害物有無を誤差なぐ正確に把握することができ、更に
は原子炉内の安全性が高まり保守期間が短くなり、原子
炉の稼＃Ｊ率が向上する等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原子炉用超音波透視装置を示す説明図、
第２図は第１図の■−■線に溜った断面図、第３図は本
発明の原子炉用超音波透視装置の−実旋例を示す説明図
、第４図は第３図の■−■腺に宿った断面図である。 １０１・・・原子炉容器、１０２・・・炉心、１０６・
・・炉心上部４１．１０７・・・超音波トランスジユー
ザ、１０９・・・コアギャップ、１１１・・・基準反射
板、１１２・・・反射板、１１３・・・障害物。 出願人代理人　　猪　　股　　　　　清４８ 竿、／　ＩＺ 纂２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原子炉容器内の炉心の上面と炉心上部機構の下面との間
   の間隙に向けて超音波発信するとともに、この超音波の
   信号を受信して反射信号に変換する超音波トランスジュ
   ーサと、 この超音波トランスジューサを水平面内で往復回動させ
   て水平走査を行″なわせる走査根病と、前記原子炉容器
   内の炉心を挾んで超音波トランスジューサの反対側に設
   けられて発信された前記超音波を超音波トランスジュー
   サに反射させる反射板と、 前記反射信号の状態から炉心からの浮上り障害物の伏仰
   を表示する表示器と粂有する原子炉出超゛　　音波透視
   装置において、 前記反射板の両側にそれぞれ途中に炉心からの浮上り障
   害物によって遮断されることなく超音波トランスジュー
   サから発信される超音波をそのまま直接超音波トランス
   ジューサに向けて反射する基準反射板を設け、 この基準反射板からの反射信号の状態に応じて超音波ト
   ランスジューサの走査角度、炉内の超音波の音速および
   反射信号のレベルを補正して前記表示器による表示を行
   なわせる補正器を設けたことを特徴とする原子炉用超音
   波透視装置。