JPS6222877Y2

JPS6222877Y2 -

Info

Publication number: JPS6222877Y2
Application number: JP1984116497U
Authority: JP
Priority date: 1978-04-25
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1987-06-10
Also published as: JPS54141995A; BE875678A; ES479890A0; FR2424609A1; US4195411A; FR2424609B1; ES8103445A1; JPS6048198U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は遠隔測定装置、特に核燃料要素用の遠
隔計測装置に関するものである。

種々の原子炉の構造で、原子炉内に収容され熱
を発生する炉心と燃伝達関係に冷却材を循環させ
るため原子炉容器に冷却材の入口と出口とを有す
るものはたくさんある。炉心は、各々複数の核燃
料要素を含む燃料集合体の一つ又は複数の整列体
で構成されており、核燃料要素は、核燃料ペレツ
トを収容して両端で封止された筒形金属さや、即
ち金属製燃料被覆管であるのが一般的である。ま
た、核燃料ペレツトは、例えば、ウラン化合物か
らなるセラミツク燃料ペレツトでよく、これは燃
料要素内に積み重ねられている。原子炉の運転中
に、核燃料ペレツトは核分裂して、当該技術で周
知の方法で熱を発生しながら、核分裂ガスのよう
な核分裂生成物を放出する。原子炉冷却材は炉心
を循環しながら熱を吸収して、炉心の燃料要素を
冷却し、こうして冷却材が加熱される。勿論、し
かる後、この加熱冷却材は慣用の方法で動力を発
生するのに使用できる。

軽水炉で使用する筒形金属さやにウラン燃料ペ
レツトを装填する方法には、当該技術で知られた
畿つかの方法がある。その一つは燃料ペレツトを
単に手で金属さや内に入れる方法である。この方
法は、照射ずみでないウラン燃料は重大な放射線
医学上の問題を作業員に提起しないので、可能で
あるが、使用する核燃料がプルトニウム或は再処
理したウラン化合物のようにもつと毒性の強い性
質のものである場合には、大気への放射性汚染物
の放出を防ぐと共に作業員の過剰被曝を防ぐため
に、強化した保障措置が講じられねばならない。
かかる有毒燃料を用いる場合、燃料ペレツトを金
属さや内に装填するのにグローブボツクス取扱技
術を使用することが、当該技術で知られている。

代表的なグローブボツクス取扱方法は、最初
に、封止した容器中の核燃料ペレツトをグローブ
ボツクス内へ運び、しかる後、グローブボツクス
をしつかり封止する必要がある。グローブボツク
ス内に一旦入れたら、封止した容器はグローブを
付けた手操作で開いてもよい。次に、燃料ペレツ
トを金属さや内に装填するが、この金属さやは、
上記グローブボツクス内に全体が入つているか或
はその開放端部がプラスチツク膜を介して別のグ
ローブボツクスに封入されている。金属さやへの
燃料ペレツトの装填作業中に重要なことは、各燃
料要素に関連して特定の反応度が維持されるよう
に、各燃料要素中の燃料ペレツトの量を決定し得
ることである。金属さやへの燃料ペレツトの装填
が低生産レベルで手作業で行なわれる時には、各
燃料要素の燃料ペレツト量の測定を手動で行ない
得るが、燃料要素内へ大量生産レベルで燃料ペレ
ツトを装填する必要がある時には、各燃料要素内
の燃料ペレツト量の手動測定は受け入れられな
い。

従つて、本考案の主な目的は、手動管理せずに
核燃料要素内の燃料ペレツト積重体の長さを遠隔
測定する計測装置を提供することである。

上記目的から、本考案は、原子炉用燃料要素内
の汚染ペレツト積重体の長さを遠隔測定する計測
装置において、燃料被覆管の端部を受容するよう
になつているハウジングと、前記燃料被覆管中の
ペレツトに接触して該ペレツトが前記燃料被覆管
内で密に詰まるようにするため、前記ハウジング
中に延入する燃料被覆管の開放端部の中へ移動可
能に前記ハウジング内に配設された棒とを備える
計測装置において、前記棒にはストツパが装着さ
れており、このストツパに、前記ハウジング内に
配置された駆動装置が取り付けられていて、前記
棒を前記燃料被覆管内に選択的に挿入するように
なつており、また、前記ハウジング内には遠隔測
定装置が配置されていて、この遠隔測定装置は、
差動変圧器と、前記ハウジング内に配置された基
台と、該基台中に滑動可能に配置された水平部材
と、該水平部材によつて支持されると共に前記差
動変圧器に取り付けられていて、該差動変圧器を
支持する垂直部材と、前記水平部材及び差動変圧
器の間に装着され、該差動変圧器を前記燃料要素
から離間するように強制する偏倚機構とからなつ
ていて、前記棒が燃料被覆管内に挿入された時、
前記ストツパに接触するように該ストツパと関連
していて、前記燃料被覆管の開放端部に関して
の、前記燃料被覆管内への前記棒の挿入長さを遠
隔測定し、更に、前記計測装置は、前記ストツパ
に接触するように前記棒に配置され前記垂直部材
を前記燃料要素に向かつて強制する別の偏倚機構
を備えていることを特徴としている。

燃料被覆管内に挿入できるまでの棒の長さを遠
隔測定することによつて、燃料被覆管内の燃料ペ
レツト積重体の全長を自動的に決定できる。ま
た、上述のように２種類の偏倚機構が用いられて
いるので、棒に配置された別の偏倚機構を、水平
部材と基台との間にある偏倚機構よりも強くして
おくことによつて、別の偏倚機構が圧縮されてス
トツパが計測装置（の接極子）に係合する前に、
計測装置が燃料要素との係合状態に移動する。従
つて、計測装置は常に燃料要素に対して適切な計
測位置に自動的に移動するので、汚染ペレツトが
装填された燃料要素を正確に規定された位置に付
ける必要がなくなり、遠隔測定が容易になる。

本考案は、添付図面に一例としてだけ示した好
適な実施例に関する以下の説明から一層容易に明
らかとなろう。

第１図、第２図及び第３図を参照すると、符号
１０で総括的に示した遠隔計測装置はハウジング
１２を備え、該ハウジングは、その中にある装置
と、作業員がいるかも知れない大気とを分離する
働きをする。ハウジング１２内にある装置はプル
トニウムのような物質からの放射性粒子で汚染さ
れるかも知れないので、ハウジング１２の内部
を、作業員がいる場合のある大気から分離してお
くことは重要である。ハウジング１２の一側面に
沿つて配置された封止装置１４は、燃料要素１６
がハウジング１２に挿入される時に通る開口を有
する。この封止装置１４は米国特許第4070240号
明細書に記載されているような装置でよい。燃料
要素１６は、当該技術に習熟した者が良く知つて
いる方法で円筒形の核燃料ペレツト２０を中に配
設せしめた円筒形の金属さや、即ち燃料被覆管１
８で溝成されている。封止装置１４は、燃料ペレ
ツト２０のような放射性物質を作業員が取り巻く
ハウジング１２から隔離しながら燃料要素１６の
開放端部をハウジング１２内に導入しうる機構と
なる。駆動装置２２はハウジング１２の中に置か
れており、燃料要素１６の開放端部近くに位置決
めされている。この駆動装置２２は、ローラチエ
ーンとスプロケツトの連続配列体２６を装着した
装着台２４と、該装着台２４に取り付けた垂直支
持体３０で支持されるモータ２８とを備える。当
該技術で周知のものから選択した回転羽根形空気
モータでよい該モータ２８は、駆動ライン３２に
よつてローラチエーンとスプロケツトの連続配列
体２６に取り付けられており、該駆動ライン３２
は、配列体２６の中を通り該配列体に係合する軸
３４に取り付けられている。作動を開始される
と、モータ２８は駆動ライン３２を駆動し、次に
この駆動ラインがローラチエーンとスプロケツト
の連続配列体２６を駆動する。棒３６は、燃料要
素１６と同一直線上に整列してハウジング１２内
に配置され、そこにはストツパ３８が取り付けら
れている。このストツパ３８もまた、連続配列体
２６に取り付けられているので、連続配列体２６
が燃料要素１６に向かつて前進すると、ストツパ
３８及び棒３６も燃料要素１６に向かつて前進す
る。第１の水平支持体４０及び第２の水平支持体
４２は、一端で垂直支持体３０に取り付けられ、
棒３６と同一平面に配置されている。この第１水
平支持体４０及び第２水平支持体４２は、棒３６
及びストツパ３８を案内するように、ストツパ３
８の中を通つて滑動可能に配置されている。ま
た、ハウジング１２内には、測定装置４４が棒３
６と燃料要素１６との間に配置されている。測定
装置４４は基台４６と、垂直部材４８と、該垂直
部材４８に水平に設置した直線状に可動の差動変
圧器５０とを備える。垂直部材４８は、それぞれ
基台４６中に配設された水平部材、即ち第１水平
ピン５２及び第２水平ピン５４に滑動可能に装着
される。つる巻ばねでよい第１偏倚機構５６は、
垂直部材４８を強制して燃料要素１６から離すよ
うに、垂直部材４８と基台４６との間で第１水平
ピン５２に装着されている。第２偏倚機構（図示
しない）も同様に第２水平ピン５４に装着されて
いる。垂直部材４８は水平開口６０を有し、この
開口はそこを通る棒３６及び燃料要素１６と同一
直線上に配列されていて、棒３６が垂直部材４８
を貫通して燃料要素１６内に入り込むのを許容す
る。線形に可動の差動変圧器５０は、ストツパ３
８が燃料要素１６に向かつて前進する時に、該ス
トツパ３８に接触できるように配列されている。
ストツパ３８が変圧器５０に接触すると、ストツ
パ３８によつて接極子６２が更に変圧器５０の中
に挿入され、該変圧器は、当該技術に習熟した者
が良く知つている方法で接極子６２の移動長さに
対応する信号を出す。ストツパ３８は棒３６にし
つかり取り付けられているので、ストツパ３８の
前進量は棒３６の前進量と同じであるから、一且
ストツパ３８が接極子６２に接触してしまえば、
棒３６及びストツパ３８の前進量は線形に可動の
変圧器５０により決定可能で可視装置（図示しな
い）に表示しうる。勿論、変圧器５０は、当該技
術で周知のものから選んで棒３６の前進量を表示
するように棒３６と接触状態に配置される回転式
パルス発生器のような、別の測定装置に換えても
よい。また、垂直部材４８を強制して金属さや１
８の開放端と接触状態にすることによつて、燃料
要素１６の開放端に関連したプレナムの測定を行
なえるように、第３の偏倚機構６４を垂直部材４
８とストツパ３８との間の棒３６上に設ける。

米国特許第4070240号明細書に記載された工程
のような燃料要素の装架中に、燃料ペレツト２０
が離れて入つている燃料要素１６を、第１図に示
すような封止装置１４を通してハウジング１２内
に挿入する。ここで必要なことは、金属さや１８
内の燃料ペレツト積重体の長さを遠隔測定するこ
とである。このような燃料要素を備える所定燃料
集合体に対応して反応度を決定できるように、金
属さや１８内の燃料ペレツト積重体の全長を高精
度で決定しうることが重要である。燃料要素１６
をそのようにハウジング１２中に一旦封入した
ら、モータ２８の作動を開始して駆動ライン３２
によりローラチエーンとスプロケツトの配列体２
６を作動させる。ストツパ３８は配列体２６に取
り付けられているので、配列体２６が駆動ライン
３２の運動によつて前進する時に、ストツパ３８
も燃料要素１６に向かつて前進する。ストツパ３
８は棒３６に取り付けられているので、配列体２
６によるストツパ３８の前進によつて、棒３６が
燃料要素１６に向かつて前進せしめられる。スト
ツパ３８及び棒３６が燃料要素１６に向かつて進
む時、ストツパ３８は第３偏倚機構６４に接触す
る。遠隔計測装置１０は、第３偏倚機構６４の抵
抗が第１偏倚機構５６及び第２偏倚機構の総抵抗
より大きいように設計されているので、ストツパ
３８が第３偏倚機構６４に接触する時、線形に可
動の差動変圧器５０と垂直部材４８とは、垂直部
材４８が第４図に示すように燃料要素１６の開放
端に接触するまで、第１水平ピン５２及び第２水
平ピン５４に沿つて滑動することによつて燃料要
素１６に向かつて動かされる。線形に可動の差動
変圧器５０は、垂直部材４８が第４図に示すよう
に燃料要素１６に最初に接触する時にゼロの読み
が在るように、較正されている。第４図に示した
ような状態にある時、棒３６は開口６０の中を通
り金属さや１８の末端で停止する。ストツパ３８
及び棒３６が燃料要素１６に向かつて前進を続け
ると、ストツパ３８はまた接極子６２に接触して
これを押し下げ始める。接極子６２がストツパ３
８により押し下げられる時、棒３６は第５図に示
すように燃料要素１６に入る。棒３６が燃料要素
１６中に入り続けると、棒３６の先導端が金属さ
や１８内の最初の燃料ペレツト２０に接触して、
これ等の燃料ペレツト２０が金属さや１８内で密
に詰まるようにする。燃料ペレツト２０が燃料要
素１６内で一旦密に詰まつたら、棒３６とストツ
パ３８と続いてローラチエーン及びスプロケツト
の配列体２６とは強い抵抗を受ける。この時点
で、ローラチエーンとスプロケツトの配列体２６
内に設置した摩擦又は電磁クラツチが、配列体２
６及び棒３６の前進を中止させる。また、この時
点で、接極子６２はその中間位置まで押し下げら
れてしまつており、燃料要素１６内における棒３
６の挿入長さに対応する可視読出しが得られる。
従つて、上述したような遠隔計測装置１０によつ
て、金属さや１８内への棒３６の挿入の全長を測
定できる。燃料要素１６の全長はその中へ燃料ペ
レツト２０を装填する前に精確に測定できるの
で、この既知の燃料要素全長から、遠隔計測装置
１０で測定した燃料要素１６中への棒３６の挿入
の全長を差し引けば、燃料要素１６内の燃料ペレ
ツト積重体の全長が得られる。接極子６２の押し
下げがその中間位置より少ないか或は多いとする
と、対応する大きな或は小さな読みが可視読出し
装置に表われ、これは燃料要素１６に燃料ペレツ
ト２０が詰まり過ぎているか或は詰まり足らない
かを表示する。また、燃料要素１６内への棒３６
の挿入長さは、燃料要素１６の開放端に関する燃
料要素１６内の未装填のプレナム長さをも表わ
す。以上の操作が完了したら、ローラチエーンと
スプロケツトの配列体２６内のクラツチ（図示し
ない）が作動して、第１偏倚機構５６、第２偏倚
機構及び第３偏倚機構６４がストツパ３８及び棒
３６を垂直部材４８並びに線形に可動の差動変圧
器５０と共にそれ等の原位置に復帰させるのを許
容し、原位置では、別の燃料要素１６に対して上
記工程が繰り返される。従つて、本考案は、原子
炉燃料要素内のペレツト積重体の長さを遠隔測定
し且つかかる燃料要素内のプレナムの長さを測定
する計測装置を提供するものであることがわか
る。

また、本考案による計測装置においては、燃料
被覆管はその端部のみがハウジングに入るように
構成されている。即ち、燃料被覆管の端部のみが
放射性空間に曝され、他の部分は曝されない。従
つて、本考案の計測装置を使用すれば、毒性の強
い燃料のペレツトを装填しても、被覆管の外表面
汚染はほとんどなく、放射能汚染除去作業は、実
質的に必要ないと考えられ、強いて行なうとすれ
ば、ハウジング内に挿入された端部のみでよく、
これは比較的容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は棒が退出した状態の遠隔計測装置の立
面断面図、第２図は第１図の−線断面図、第
３図は第１図の−線断面図、第４図はストツ
パが測定装置に接触した状態の遠隔測定装置の立
面断面図、第５図は棒が充分に挿入された位置に
ある場合の遠隔計測装置の立面断面図である。１０……計測装置、１２……ハウジング、１６
……燃料要素、２０……燃料ペレツト、２２……
駆動装置、３６……棒、３８……ストツパ、４４
……測定装置、４６……基台、４８……垂直部
材、５０……差動変圧器、５２……第１水平ピン
（水平部材）、５４……第２水平ピン（水平部
材）、５６……偏倚機構（第１偏倚機構）６４…
…別の偏倚機構（第３の偏倚機構）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

原子炉用燃料要素内の汚染ペレツト積重体の長
さを遠隔測定する計測装置であつて、燃料被覆管
の端部を受容するようになつているハウジング
と、前記燃料被覆管中のペレツトに接触して該ペ
レツトが前記燃料被覆管内で密に詰まるようにす
るため、前記ハウジング中に延入する燃料被覆管
の開放端部の中へ移動可能に前記ハウジング内に
配設された棒とを備える計測装置において、前記
棒にはストツパが装着されており、このストツパ
に、前記ハウジング内に配置された駆動装置が取
り付けられていて、前記棒を前記燃料被覆管内に
選択的に挿入するようになつており、また、前記
ハウジング内には遠隔測定装置が配置されてい
て、この遠隔測定装置は、差動変圧器と、前記ハ
ウジング内に配置された基台と、該基台中に滑動
可能に配置された水平部材と、該水平部材によつ
て支持されると共に前記差動変圧器に取り付けら
れていて、該差動変圧器を支持する垂直部材と、
前記水平部材及び差動変圧器の間に装着され、該
差動変圧器を前記燃料要素から離間するように強
制する偏倚機構とからなつていて、前記遠隔測定
装置は、前記棒が燃料被覆管内に挿入された時、
前記ストツパに接触するように該ストツパと関連
していて、前記燃料被覆管の開放端部に関して
の、前記燃料被覆管内への前記棒の挿入長さを遠
隔測定し、更に、前記計測装置は、前記ストツパ
に接触するように前記棒に配置され前記垂直部材
を前記燃料要素に向かつて強制する別の偏倚機構
を備えていることを特徴とする計測装置。