JPS62148806A - 物体の捩れ検査方式 - 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】 【発明の属する技術分野】

この発明は、例えば高速増殖炉用の燃料集合体を被検査
対象物とする角柱長尺物体の捩れ検査方式に関する。

【従来技術とその問題点】

周知のように頭記の燃料集合体は、エントランスノズル
部と燃料要素を収納したラッパ管とを溶接接合して一体
に構成されたステンレス製の六角柱体として成るもので
あり、該燃料集合体は組立製作後に原子炉施設に納品す
る以前の段階で変形等の有無検査が通常行われている。 この検査は燃料集合体の外形寸法検査１表面の傷の有無
１曲り等の検査項目とともに、捩れ検査が重要な検査項
目となっている。すなわち前記のように燃料集合体はエ
ントランスノズル部とラッパ管との溶接接合体として成
り、このために溶接工程での溶接歪。 製作誤差に起因してとかく燃料集合体にはその長手方向
に沿って捩れが生じ易い、一方、燃料集合体は原子炉へ
の装荷性を考慮してその寸法精度が厳しく規定されてい
る。 かかる点従来における検査は目視による実測ないし接触
式のセンサを使用して各種検査を行っているが、目視に
よる実測検査方法では高い検査精度が得られず、また接
触式センサを使用する方法では、検査過程でセンサの接
触部摩耗等が原因となって高い検査精度が得られないの
みならず、燃料集合体の表面に傷を付けたり、あるいは
汚したりする恐れがある。さらに加えて燃料集合体を被
検査物としてヰ★査する際のキ★査工程が遠隔操作方式
でない場合には検査員の放射能被曝の恐れもある。

【発明の目的】

この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、前
記した従来の検査方式の問題点を解消して被検査物体の
長手方向に沿った捩れを非接触式。 かつ精度よく検査できるようにした物体の捩れ検査方式
を提供することを目的とする。

【発明の要点】

上記目的を達成するために、この発明は被検査物体に対
向してその側方に非接触式の変位センサを被検査物体に
沿って移動可能に配備し、がっ前記被検査物体の軸上に
設定した基準測定位置における変位センサの出力データ
より求めた被検査物体の測定基準となる定方向の縦割り
仮想中心面と、前記基準測定位置から変位した対象測定
位置における変位センサの出力データより求めた該対象
測定位置での前記仮想中心面に対応する捩れ中心面とを
対比して基準測定位置と対象測定位置との間の相対的な
中心面の傾きを求め、その対比演算結果から被検査物体
の長手方向に沿った捩れの度合を検出するようにしたも
のである。

【発明の実施例】

第１図は原子炉の燃料集合体を被検査物体とするこの発
明の実施例による検査装置の構成図、第２図はその検査
システム系統図、第３図はその計測手法の原理説明図、
第４図は燃料集合体の捩れ状態を示した外観側面および
断面図、第５図は捩れ量を求める説明図を示すものであ
る。各図において１は燃料集合体であり、１１は燃料集
合体１のエントランスノズル部、　１２は燃料要素を収
納したラッパ管部、１３は頂部のハンドリングヘッド１
３である。なお１４はエントランスノズル部１１とラッ
パ管部１２との間の溶接部を示している。一方、検査装
には第２図に示すようにエントランスノズル部１１を受
容して燃料集合体１を垂直姿勢に起立保持する被検査物
体保持機構２と、燃料集合体１と離間してその側面に対
向位置する非接触式の変位センサ３と、該変位センサ３
を燃料集合体ｌの長手方向に沿って昇降移動操作する遠
隔操作式の移動機構４と、および第３図に示す演算ａＩ
Ｉｌ　８部５．検査モニタ部６等で構成されている。 ここで前記した被検査物体保持機構２は燃料集合体ｌの
エントランスノズル部１１を下方より受容して起立姿勢
に保持する保持筒２１と、該保持筒２１をその軸中心の
回りで旋回操作する旋回駆動部２２と、および保持筒２
１の旋回位置を検出するエンコーダ２３とで構成されて
いる。一方、変位センサ３は分解能が３５μｍ程度であ
る高精度の静電容量型センサが採用されており、燃料集
合体１を挟んでその両側にはそれぞれ２個のセンサをｌ
ｕとする２組のセンサ３１〜３４が平行して対向配置さ
れている。また移動機構４は、前記変位センサ３を搭載
した昇降テーブル４１と、該テーブル４１を燃料集合体
ｌに沿って上下方向に昇降操作する送りねじ機構４２と
、該送りねじ機構４２の駆動部４３と、およびテーブル
上に搭載したセンサ３の昇降位置検出用エンコーダ４４
とで構成されている。なお前記被検査物体保持機構２お
よび移動機構４はいずれも外部からのオペレータの指令
で動作する遠隔操作成のものである。また第２図に示し
た演算制御部５は前記した各変位センサ３１〜３４およ
び各エンコーダ２３．４４の出力信号を取り込んでデー
タ処理する演算機能を備えたものであり、さらに検査モ
ニタ部６は検査結果を数値データとして帳標出力するプ
リンタおよび画像として出力するディスプレー等を装備
している。なお５１はセンサの信号変換器である。 上記の構成で、燃料集合体１を被検査物体保持機構２で
起立姿勢に保持し、かつ燃料集合体ｌの側面に変位セン
サ３１〜３４を非接触式に対向位置させ、この状態でま
ず第３図のように各センサ３１〜３４とこれに対向する
燃料集合体ｌの側面との間の対向距＃ｄｌ−ｄ４をセン
サ出力から計測する。ここで先記したセンサ移動系の原
点Ｘと各センサの先端までの既知の距離Ｌ＋、’Ｌｚを
取り込んで演算処理することにより、前記センサ３１と
３３．および３２と３４のセンタを結ぶ線上で計測した
燃料集合体１の中央点ｍ、ｎを求め、次いで前記中央点
ｍ、ｎを結ぶ中心線Ｐを求める。なお既知の距離り、を
基にセンサ３１と３２．３３と３４との中心を結んだ線
との交点よりその計測点での中心点Ｏが求められる。ま
た図示の燃料集合体位置で前記により求めた中心点０を
通る断面方向の中心ＵＰは断面が正六角形の燃料集合体
１の対角線に一致する。さらに第１図に示した保持機構
２により正六角形の燃料集合体１をその軸の回りで６０
度ずつ旋回してその都度燃料集合体１の各対向面に付い
て前記と同様な計測を行うことにより、各対角線に対応
する３本の中心線を設定することができる。 次に先記した検査装置により、燃料集合体１を被検査対
象物とするその長手方向の捩れ検査の手順に付いて説明
する。すなわち燃料集合体１の捩れの最も大きな要因は
頭記したようにエントランスノズル部１１とラッパ管部
１２との間の溶接接合に起因する製作誤差にあり、燃料
集合体１に捩れが生しているとするとその様子は第４図
のようになる。なおこの図において実線で示す正六角形
はエントランスノズル部１１の断面１点線はラッパ管部
１２での断面形状を表している。ここでまず第４図に示
すように燃料集合体１の溶接接合部１４を境にその下側
のエントランスノズル部１１を基準測定範囲、上側のラ
ッパ管部１２を対象測定範囲として、まずエントランス
ノズル部１１に基準測定位置Ａを設定し、かつこの基準
側定位ｉＺＡで第１図に示した保持機構２により燃料集
合体１を６０度ずつ旋回移動しながら燃料集合体の各対
向面毎に計測を行い、変位センサ３の出力データを演算
処理することにより第３回で述べた手法で燃料集合体１
の軸中心を通る断面方向の中心線を求めるとともに、こ
の中心線そのまま燃料集合体１の軸方向に延長して得ら
れる測定基準の縦割り仮想中心面Ｐ１を設定する。この
仮想中心面ｐ、は燃料集合体ｌに模れがないと仮定した
場合の軸方向に沿った定方向の縦割り中心面であり、正
六角柱の燃料集合体１では各対角稜線の間を結んだ縦割
りの対角面に対応する。 次に第１図における移動機構４を操作してテーブル４１
を上昇移動し、変位センサ３を燃料集合体１のラッパ管
部１２における任意の対象側定位ｉＢ（第４図）に対向
位置させる０次いで前回と同様に変位センサ３の出力デ
ータからその対象測定位置Ｂにおける各対向面に付いて
前記した仮想中心面Ｐ１に対応する捩れ中心面Ｐｔ、つ
まり対象側定位ＷＢにおける各方向の縦割り対角面を求
める。ここで前記した基準側定位ＩＡおよび対象測定範
囲已における燃料集合体１の各対向面に付いて計測した
縦割れの仮想中心面Ｐ１および捩れ中心面Ｐ２を図に表
すと第５図のようになる。この図において実線および点
線で示した各中心面Ｐ、とＰ２との成す相対的な傾き角
度０１〜θ３がそれぞれ燃料集合体１の各対向面におけ
る基＄測定位置Ａと対象側定位ＨＢとの間の捩れ角を表
す。ここで前記した捩れ角度θ１〜θ３の代数平均値を
求めることにより燃料集合体ｌにおける基準側定位１Ａ
と対象測定位置Ｂとの間の捩れ量θを検出することがで
きる。 なお実際の燃料集合体の検査に当たっては、前記した対
象測定位置Ｂをラッパ管部１２に沿って数点設定して各
位置での捩れ量を求め、この計測結果を第２図に示した
検査モニタ部５で作図表示するとともにその数値データ
を帳標出力することにより５．燃料集合体の捩れに対す
る合否の判定が成される。 上記の説明で明らかなように、例えば燃料集合体である
角柱長尺の被検査物体の捩れの検査は、変位センサを被
検査物体に沿って移動しながら非接触式に計測操作を行
うようにしている。したがって従来の検査方式と比べて
、変位センサは非接触状態で被検査物体の計測を行うの
で変位センサの機械的摩耗、および被検査物体の表面に
傷付き。 汚染を与える恐れがなく、かつ変位センサを燃料集合体
を挟んでその両側に対向配備しているので、センサの昇
降駆動経路の途中で偏心誤差があってもその誤差分を相
殺補償することができて常に正しい計測が行える。さら
に一連の検査操作を全て遠隔操作で行うことが可能であ
り、燃料集合体を対象とした場合にも放射能被曝の危険
もなく安全に検査を遂行できる等の利点が得られる。 また図示実施例は正六角柱の燃料集合体を対：欠とした
被検査物体の模れ検査に付いて述べたが、被検査物体は
燃料集合体に限定されるものではなく、各種形状の角柱
長尺体に付いても同様に実施適用できることは勿論であ
る。なおこの場合に、第１図における変位センサを昇降
テーブルに対して前後移動可能に設置し、かつその移動
量をエンコーダで検出するように構成することにより、
各種サイズの被検査物体に対しても容易に対応できる。 また基準測定位置に付いても、図示実施例では燃料集合
体の下部エントランスノズル部を基準測定位置としたが
、一般の被検査物体に付いてはこれに限定されるもので
はなく、長尺体の軸上任意箇所に基準測定位置を設定し
てこの位置と変位した対象測定位置との間で相対的な捩
れ量を検出することができる。さらに被検査物体は図示
実施例のように起立させずに横に寝かした状態でも検査
を行うことが可能である。

【発明の効果】

以上述べたようにこの発明によれば、被検査物体に対向
してその側方に非接触式の変位センサを被検査物体に沿
って移動可能に配備し、かつ前記被検査物体の軸上に設
定した基準測定位置における変位センサの出力データよ
り求めた被検査物体の測定基準となる定方向の縦割り仮
想中心面と、前記基準測定位置から変位した対象測定位
置における変位センサの出力データより求めた該対象測
定位置での前記仮想中心面に対応する捩れ中心面とを対
比して基準測定位置と対象測定位置との間の相対的な中
心面の傾きを求め、その対比演算結果から被検査物体の
長手方向に沿ったｔ戻れの度合を検出するようにしたこ
とにより、被検査物体の捩れの度合を非接触式にしかも
高い検査精度で検出することが可能である実用的価値の
高い捩れ検査方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例による検査装置の構成配置図
、第２図は第１図の検査装置の検査システムの系統図、
第３図はその計測手法の原理説明図、第４図は准検査物
体の捩れ状態を表した側面および断面図、第５図は挨れ
量を求める説明図である。各図において、 ｌ：被検査物本としての燃料集合体、２：被検査物体保
持機構、３．３１〜３４：変位センサ、４：移動機構、
Ａ：基準側定位１、Ｂ：対象測定位置、ＰＩ：仮想中心
面、Ｐ８：捩れ中心面、θ：捩れ量、θｌ〜θ３　：各
方向での捩れ角度。 二〇−ン ２１．−ｚ −・パ・・、・−二ＩＩ：ｉ、、’−：ノ＝・′第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）角柱長尺体である被検査物体の長手方向に沿った捩
   れの度合を検査する方式であって、被検査物体に対向し
   てその側方に非接触式の変位センサを被検査物体に沿っ
   て移動可能に配備し、かつ前記被検査物体の軸上に設定
   した基準測定位置における変位センサの出力データより
   求めた被検査物体の測定基準となる定方向の縦割り仮想
   中心面と、前記基準測定位置から変位した対象測定位置
   における変位センサの出力データより求めた該対象測定
   位置での前記仮想中心面に対応する捩れ中心面とを対比
   して基準測定位置と対象測定位置との間の相対的な中心
   面の傾きを求め、その対比演算結果から被検査物体の長
   手方向に沿った捩れの度合を検出するようにしたことを
   特徴とする物体の捩れ検査方式。 ２）特許請求の範囲第１項記載の検査方式において、平
   行配置した２個のセンサを１組として２組の変位センサ
   が被検査物体を挟んでその両側に対向配置されているこ
   とを特徴とする物体の捩れ検査方式。 ３）特許請求の範囲第１項および第２項記載の検査方式
   において、変位センサが静電容量型の変位センサである
   ことを特徴とする物体の捩れ検査方式。 ４）特許請求の範囲第１項記載の検査方式において、断
   面多角形の被検査物体に対しその各対向面毎に基準測定
   位置での仮想中心面および対象測定位置での捩れ中心面
   を求め、かつ前記により得た各対向面毎の仮想中心面と
   捩れ中心面との間の相対的な捩れ角度の平均値を以て被
   検査物体の捩れ量を検出するようにしたことを特徴とす
   る物体の捩れ検査方式。