JPS6060592A - 燃料集合体診断装置 - Google Patents
燃料集合体診断装置Info
- Publication number
- JPS6060592A JPS6060592A JP58168198A JP16819883A JPS6060592A JP S6060592 A JPS6060592 A JP S6060592A JP 58168198 A JP58168198 A JP 58168198A JP 16819883 A JP16819883 A JP 16819883A JP S6060592 A JPS6060592 A JP S6060592A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- rod
- elongation
- rods
- tie plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、燃料集合体の健全性診断装置に関する。
以下、沸騰水型原子炉を例に挙げ説明する。
第１図に燃料棒の縦断面図を示す。燃料棒１は、被覆管
２内に多数の燃料ペレット３を積み重ね、その上下両端
を上部端栓４及び下部端栓５で溶接して密封構造とした
ものである。燃料棒の上端部には、核分裂性ガスを蓄積
するガスプレナム６が設けられ、ガスプレナム内に設け
られたコイルバネ７によシ燃料ベレットが上部から押え
つけられている。
２内に多数の燃料ペレット３を積み重ね、その上下両端
を上部端栓４及び下部端栓５で溶接して密封構造とした
ものである。燃料棒の上端部には、核分裂性ガスを蓄積
するガスプレナム６が設けられ、ガスプレナム内に設け
られたコイルバネ７によシ燃料ベレットが上部から押え
つけられている。
第２図に燃料集合体８の縦断面図、第３図にＡ−Ａ矢視
、第４図にＢ−Ｂ断面図を示す。核燃料集合体は、燃料
棒を組みたてた燃料バンドルとチャンネルボックス９か
らなる。燃料バンドルは、８×８の正方格子状に並べら
れた６２本の燃料棒と２本のウォーターロッド１０から
なっておシ、上部タイプレート１１と下部タイプレート
１２によって保持されている。上部タイプレートには、
燃料バンドル移動用の取手１３が付いている。燃料棒は
、タイロッド１４と標準ロッド１５の２種類からなる。
、第４図にＢ−Ｂ断面図を示す。核燃料集合体は、燃料
棒を組みたてた燃料バンドルとチャンネルボックス９か
らなる。燃料バンドルは、８×８の正方格子状に並べら
れた６２本の燃料棒と２本のウォーターロッド１０から
なっておシ、上部タイプレート１１と下部タイプレート
１２によって保持されている。上部タイプレートには、
燃料バンドル移動用の取手１３が付いている。燃料棒は
、タイロッド１４と標準ロッド１５の２種類からなる。
タイロッドは、その下部端栓が下部タイプレートにねじ
込まれ、上部端栓は、上部タイグレートを貫通し、ナツ
トとタブワッシャにょシ固定されている。標準ロンドは
、上部タイプレートの孔に差し込まれていて軸方向に自
由に移動すｇことができ、上部端栓には膨張スプリング
１６が装着されているので、その沖縄によシ、燃料棒の
軸方向の熱膨張差を吸収する構造となっている。ウォー
ターロッドは、ジルカロイ−２製の中窒管の両端に端栓
を溶接した構造となっており、標準ロンドと同様に上部
クイプレ４トと下部タイプレートに装着されている。
込まれ、上部端栓は、上部タイグレートを貫通し、ナツ
トとタブワッシャにょシ固定されている。標準ロンドは
、上部タイプレートの孔に差し込まれていて軸方向に自
由に移動すｇことができ、上部端栓には膨張スプリング
１６が装着されているので、その沖縄によシ、燃料棒の
軸方向の熱膨張差を吸収する構造となっている。ウォー
ターロッドは、ジルカロイ−２製の中窒管の両端に端栓
を溶接した構造となっており、標準ロンドと同様に上部
クイプレ４トと下部タイプレートに装着されている。
原子炉の出力を上昇させると、燃料棒の燃料ベレット内
で発生する熱のため燃料ベレットの温度が上昇し壕だ、
熱応力によシフランクが発生する。
で発生する熱のため燃料ベレットの温度が上昇し壕だ、
熱応力によシフランクが発生する。
燃料ベレットと被覆管の熱膨張差および燃料ベレットの
クランクによる径方向への移動にょシ製造時に設けられ
ていた燃料ベレットと被覆管の間のギャップ１７が消失
し、燃料ベレットと被覆管の間に機械的相互作用（ｐｅ
ｌ ｌ ｅ ｔ−ｃｌａｄｄｉｎｇＭｅＣｈａｆｉｉ
Ｃａｌ ■ｎｔｅｒ３ｃｔｉ（、ｎ：以下、ＰＣＭＩと
略す）が生ずる。燃料の燃焼にともなって、核分裂性ガ
スの腐食性雰囲気中で、ＰｃＭＩにょる応力が増大する
と、ジルカロイ製の被覆管には、ヨウ素などの化学的作
用のもとて応力腐食割れが生じ、燃料棒が破損する可能
性が生じてくる。
クランクによる径方向への移動にょシ製造時に設けられ
ていた燃料ベレットと被覆管の間のギャップ１７が消失
し、燃料ベレットと被覆管の間に機械的相互作用（ｐｅ
ｌ ｌ ｅ ｔ−ｃｌａｄｄｉｎｇＭｅＣｈａｆｉｉ
Ｃａｌ ■ｎｔｅｒ３ｃｔｉ（、ｎ：以下、ＰＣＭＩと
略す）が生ずる。燃料の燃焼にともなって、核分裂性ガ
スの腐食性雰囲気中で、ＰｃＭＩにょる応力が増大する
と、ジルカロイ製の被覆管には、ヨウ素などの化学的作
用のもとて応力腐食割れが生じ、燃料棒が破損する可能
性が生じてくる。
ＰＣＭＩが生じた場合、燃料ベレットの径方向及び軸方
向膨張によって被覆管は、径方向に膨張し、また、琴擦
力によって軸方向に引っ張られて沖びる。′９．覆管の
周方向歪と破損確率との間に第５図で示すような関係が
成立することが知られている。
向膨張によって被覆管は、径方向に膨張し、また、琴擦
力によって軸方向に引っ張られて沖びる。′９．覆管の
周方向歪と破損確率との間に第５図で示すような関係が
成立することが知られている。
また、被覆管の周方向歪と燃料棒軸方向の伸びの間には
、相関関係があり、その１例が第６図に示されている。
、相関関係があり、その１例が第６図に示されている。
したがって、燃料棒の軸方向伸びを測定することにより
、燃料棒の破損確率をめることができる。
、燃料棒の破損確率をめることができる。
本発明の目的は、原子炉運転停止時に燃料棒の軸方向伸
びを測定することにより、燃料損傷指標をめ、破損の徴
候を検知する装置を提供することにおる。
びを測定することにより、燃料損傷指標をめ、破損の徴
候を検知する装置を提供することにおる。
燃料棒の軸方向の永久伸びは、第７図に示すように被覆
管の照射成長とＰＣＭＩによる永久伸びの和からなる。
管の照射成長とＰＣＭＩによる永久伸びの和からなる。
一方、ウォーターロッドの軸方向の永久伸びは、照射成
長による伸びだけからなる。
長による伸びだけからなる。
照射成長は、高速中性子フルエンス、照射温度、材料な
どによって異なる。燃料棒被覆管とウォーターロッドは
、ともにジルカロイ−２を材料として製作されてお９、
同じチャンネルボックス内では、燃料採被濫％・とウォ
ーターロッドで高速中性子フルエンス１度に有意な差は
なく、燃料棒被覆管とウォーターロッドで照射成長はほ
ぼ等しい。
どによって異なる。燃料棒被覆管とウォーターロッドは
、ともにジルカロイ−２を材料として製作されてお９、
同じチャンネルボックス内では、燃料採被濫％・とウォ
ーターロッドで高速中性子フルエンス１度に有意な差は
なく、燃料棒被覆管とウォーターロッドで照射成長はほ
ぼ等しい。
したがって、ルミ子炉運転１苧止時に、燃料棒のうち上
下端栓が上下タイプレートに固定されていない標４ｒＪ
ツド１５の軸方向伸びｉｔと、ウォーターロッドの軸方
向伸びＡｗを同時に測定し、次式のように差をとること
によｊ）Ｐ（ＪｉＩによる燃料棒の伸びｔ、が得られる
。
下端栓が上下タイプレートに固定されていない標４ｒＪ
ツド１５の軸方向伸びｉｔと、ウォーターロッドの軸方
向伸びＡｗを同時に測定し、次式のように差をとること
によｊ）Ｐ（ＪｉＩによる燃料棒の伸びｔ、が得られる
。
ｔい＝ｔｔ −ｔ、 （１）
燃料棒のＰＣＭＩによる軸方向永久伸びと燃料損傷指標
との関係を第８図のようにあらかじめ設定しておくこと
により、燃料棒軸方向伸びから燃料損傷指標を伸び測定
と同時に得ることができる。
との関係を第８図のようにあらかじめ設定しておくこと
により、燃料棒軸方向伸びから燃料損傷指標を伸び測定
と同時に得ることができる。
得られた燃料損傷指標を用いることにより、燃料破損の
徴候を検知することができ、また次期ザイクルまで燃料
を炉内に滞在させるか否かの判定が可能となる。
徴候を検知することができ、また次期ザイクルまで燃料
を炉内に滞在させるか否かの判定が可能となる。
以下、本発明の一実施例を図により説明する。
第９図に本発明による燃料集合体診断装置のシステム図
を示す。原子炉停止時に遠隔操作により上部タイプレー
ト上に燃料棒伸び検出器１８とウォーターロッド伸び検
出器１９を装着し、それらの出力は差動増幅器２０に接
続されて式（１）の計算を行ない、ＰＣＭＩによる燃料
棒の伸びを計算する。
を示す。原子炉停止時に遠隔操作により上部タイプレー
ト上に燃料棒伸び検出器１８とウォーターロッド伸び検
出器１９を装着し、それらの出力は差動増幅器２０に接
続されて式（１）の計算を行ない、ＰＣＭＩによる燃料
棒の伸びを計算する。
その後、第８図の関係式を用いる損傷指標演算回路２１
によシ、損傷指標をめ、表示装置２２に表示する。
によシ、損傷指標をめ、表示装置２２に表示する。
第１０図に、上記伸び検出器の一例を示す。伸び検出器
は、燃料棒用、ウォーターロッド用に同一の検出器を用
いることができ、２ケの検出器を１つのモジュールとし
て用いる。検出器は、円筒次コイル２５、強磁性体で製
作された測定子２６、測定子を押さえつけるためのコイ
ルバネ２７よシなる。１次コイル側に交流電圧をかけ測
定子のまわりに変動磁場をつくり、その結果電磁誘導に
よって２次コイルに生じる電圧を測定する。強磁性体で
製作された測定子の位置の変化によってインピーダンス
が変化するので、２次コイルの電圧を測定することによ
って測定子の位置、すなわち、燃料棒あるいは、ウォー
ターロッドの上端部の位置を精度良くめることができる
。円筒部２３の下部を上部タイプレートの上面に密着さ
せることによシ燃料棒あるいは、ウォーターロッドの先
端部と上部タイプレート上面を基準として、そこからの
距離をめることができる。
は、燃料棒用、ウォーターロッド用に同一の検出器を用
いることができ、２ケの検出器を１つのモジュールとし
て用いる。検出器は、円筒次コイル２５、強磁性体で製
作された測定子２６、測定子を押さえつけるためのコイ
ルバネ２７よシなる。１次コイル側に交流電圧をかけ測
定子のまわりに変動磁場をつくり、その結果電磁誘導に
よって２次コイルに生じる電圧を測定する。強磁性体で
製作された測定子の位置の変化によってインピーダンス
が変化するので、２次コイルの電圧を測定することによ
って測定子の位置、すなわち、燃料棒あるいは、ウォー
ターロッドの上端部の位置を精度良くめることができる
。円筒部２３の下部を上部タイプレートの上面に密着さ
せることによシ燃料棒あるいは、ウォーターロッドの先
端部と上部タイプレート上面を基準として、そこからの
距離をめることができる。
上記の方法は、燃料装荷時に燃料棒とウォーターロッド
の上端部の高さが等しいことを前提としているが、高さ
に差がある場合は、燃料装荷時に上記装置によシ簡さの
差を検出して、その値を記憶装置に薔き込んでおき、次
回の測定時に、差動増幅器の出力からその値を引くこと
によりＰＣＭＨによる軸方向伸びを測定できる。
の上端部の高さが等しいことを前提としているが、高さ
に差がある場合は、燃料装荷時に上記装置によシ簡さの
差を検出して、その値を記憶装置に薔き込んでおき、次
回の測定時に、差動増幅器の出力からその値を引くこと
によりＰＣＭＨによる軸方向伸びを測定できる。
燃料破損確率は、燃焼度だけでなく出力Ｂ歴によっても
異なシ出力変動の激しい燃料はどその確率が高いことが
知られている。本発明によって燃料集合体の健全性を診
断する場合、挿入あるいは引き抜き操作の行なわれた制
御棒の近傍の燃料集合体のみを診断することによシ診断
時間を短縮することができる。
異なシ出力変動の激しい燃料はどその確率が高いことが
知られている。本発明によって燃料集合体の健全性を診
断する場合、挿入あるいは引き抜き操作の行なわれた制
御棒の近傍の燃料集合体のみを診断することによシ診断
時間を短縮することができる。
本発明によれば、従来の燃料集合体を何ら震央すること
なく、非破壊的に燃料棒損傷指標をめ、破損の徴候を検
知することができるため、燃料棒の破損を防止し、かつ
使用燃焼度を高めることができる。
なく、非破壊的に燃料棒損傷指標をめ、破損の徴候を検
知することができるため、燃料棒の破損を防止し、かつ
使用燃焼度を高めることができる。
第１図は燃料棒の縦断面図、第２図は燃料集合体縦断面
図、第３図は第２図のＡ −Ａ矢視図、第４図は第２図
のＢ−Ｂ部説明図、第５図は燃料破損確率と周方向歪の
関係を示す図、第６図は燃料棒軸方同曲びと周方向歪の
関係を示す図、第７図はＰＣＩＶＩＩによる燃料棒軸方
同曲び、照射成長にょる沖びと燃焼度との関係を示す図
、第８図は損傷指標とＰＣＭＩによる燃料棒軸方同曲び
の関係を示す図、第９図は本発明による燃料集合体診断
装置のシステム図、第１０図は伸び検出器の説明図であ
る。 １・・・燃料棒、２・・・被覆管、３・・・燃料ペレッ
ト、４・・・上部端栓、５・・・下部端栓、６・・・ガ
スプレナム、７・・・コイルバネ、８・・・燃料集会体
、９・・・チャネルボックス、１０・・・ウォーターロ
ッド、１１・・・上４タイプレート、１２・・・下部タ
イプレート、１３・・取っ手、１４・・・タイロッド、
１５・・・標準ロッド、１６・・・コイルバネ、１７・
・・ギャップ、１８・・・燃料棒伸び検出器、１９・・
・ウォーターロッド伸び検出器、２０・・・差動増幅器
、２１・・・損傷指標演算回路、２２・・・表示装置、
２３・・・伸び検出器円筒部、２４１１．１次コイノペ
２５・・・２次コイル、２６・・・測定子、２７・・
・コイルバネ。 代理人 弁理士 尚橋明夫 第１（２） 華２図 茶 唾 Ｆｌ イ ６Ｉ シＬ（巳、、）（ｉコ大４４直 ）洋
乙図 Ｒ４２「 自ｑ４し （Ｅ、＞ （不目文１４θジ竿７
霞 ２″ ｆ１５ ハＷ （イ”＠ １ｔ４Ｊ ）革 、８
（￥Ｉｌ ｆン７プ１１二よろ′ｍ°才４ゼトを山オ（１イ申ひ
（和文士値ジ第９閉 Ｅ ／９ ＄ １０図 第１頁の続き ［相］発明者石１）政義 日立市森山町１１６８番地 株式会社日立製作所エネル
ギー研究所内
図、第３図は第２図のＡ −Ａ矢視図、第４図は第２図
のＢ−Ｂ部説明図、第５図は燃料破損確率と周方向歪の
関係を示す図、第６図は燃料棒軸方同曲びと周方向歪の
関係を示す図、第７図はＰＣＩＶＩＩによる燃料棒軸方
同曲び、照射成長にょる沖びと燃焼度との関係を示す図
、第８図は損傷指標とＰＣＭＩによる燃料棒軸方同曲び
の関係を示す図、第９図は本発明による燃料集合体診断
装置のシステム図、第１０図は伸び検出器の説明図であ
る。 １・・・燃料棒、２・・・被覆管、３・・・燃料ペレッ
ト、４・・・上部端栓、５・・・下部端栓、６・・・ガ
スプレナム、７・・・コイルバネ、８・・・燃料集会体
、９・・・チャネルボックス、１０・・・ウォーターロ
ッド、１１・・・上４タイプレート、１２・・・下部タ
イプレート、１３・・取っ手、１４・・・タイロッド、
１５・・・標準ロッド、１６・・・コイルバネ、１７・
・・ギャップ、１８・・・燃料棒伸び検出器、１９・・
・ウォーターロッド伸び検出器、２０・・・差動増幅器
、２１・・・損傷指標演算回路、２２・・・表示装置、
２３・・・伸び検出器円筒部、２４１１．１次コイノペ
２５・・・２次コイル、２６・・・測定子、２７・・
・コイルバネ。 代理人 弁理士 尚橋明夫 第１（２） 華２図 茶 唾 Ｆｌ イ ６Ｉ シＬ（巳、、）（ｉコ大４４直 ）洋
乙図 Ｒ４２「 自ｑ４し （Ｅ、＞ （不目文１４θジ竿７
霞 ２″ ｆ１５ ハＷ （イ”＠ １ｔ４Ｊ ）革 、８
（￥Ｉｌ ｆン７プ１１二よろ′ｍ°才４ゼトを山オ（１イ申ひ
（和文士値ジ第９閉 Ｅ ／９ ＄ １０図 第１頁の続き ［相］発明者石１）政義 日立市森山町１１６８番地 株式会社日立製作所エネル
ギー研究所内
Claims (1)
- １、筒状のチャンネルボックスと、このチャンネルボッ
クスの上下に嵌着される上部タイプレート及び下部タイ
プレートと、前記上部及び下部タイグレートに両端を支
持した複数本の燃料棒及びウォーターロッドを有する燃
料集合体において、原子炉運転停止時に燃料棒及びウォ
ーターロッドの軸方向伸びの差を測定し、あらかじめ設
定した上記軸方向伸びの差と燃料棒損傷指標との関係式
に基づき、燃料集合体の健全性を判定することを特徴と
する燃料集合体診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58168198A JPS6060592A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 燃料集合体診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58168198A JPS6060592A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 燃料集合体診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060592A true JPS6060592A (ja) | 1985-04-08 |
Family
ID=15863602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58168198A Pending JPS6060592A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 燃料集合体診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060592A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4778058B2 (ja) * | 2005-08-26 | 2011-09-21 | スウェップ インターナショナル アクティエボラーグ | 平板型熱交換器用端板 |
-
1983
- 1983-09-14 JP JP58168198A patent/JPS6060592A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4778058B2 (ja) * | 2005-08-26 | 2011-09-21 | スウェップ インターナショナル アクティエボラーグ | 平板型熱交換器用端板 |
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