JPS62228985A

JPS62228985A - チヤンネルボツクス測定装置

Info

Publication number: JPS62228985A
Application number: JP61072713A
Authority: JP
Inventors: 駒井　則光; 大嶽　友宏
Original assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-07
Also published as: JPH0547079B2

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】〔発明の目的）（産業上の利用分野）本発明は沸騰水型原子炉に装荷する燃料集合体のチャン
ネルボックス測定装置に係り、特にチャンネルボックス
の健全性判断等のためその板厚寸法を測定するチャンネ
ルボックス測定装置に関する。

（従来の技術）沸騰水型原子炉では、その原子炉圧力容器の炉心に対し
、多数の燃料集合体が所定数づつチャンネルボックスに
収納された状態で装荷される。

このヂ１Ｆンネルボックスは、炉心内の冷ｆＪＩ材の流
れを均一化するとともに、制御棒の挿入空間あるいは炉
心内への計装センサの挿入空間を確保するという機構を
有している。このようなチャンネルボックスは一般に燃
料交換時に新規なものと交換され、使用済のチャンネル
ボックスは放射性廃棄物として処理される。

ところで、放射性廃棄物を低減させるとともに、設備の
有効利用という観点からすれば、使用済チャンネルボッ
クスを再利用することが有効と考えられる。但し、その
際には、チャンネルボックスを十分に検査して、その健
全性を確認し、再使用に耐えられるチャンネルボックス
のみ選別することが必要となる。、ｌＩＪち、チャンネ
ルボックスを炉内で長時間使用した場合には、腐食によ
りチャンネルボックスの周壁の板厚が減少し、チャンネ
ルボックスの内圧および地震荷重に対する強度が低下し
て、再使用不能となるものも生じる。このため、チャン
ネルボックスの測定にあたっては、かかる板厚を正確に
検出する必要がある。

（発明が解決しようとする問題点）チャンネルボックスの板厚検査を行なう上では次のよう
な制約がある。即ち、チャンネルボックスはその内部に
使用済の燃料を収納しており、高い放射能を帯びている
。このため、検査は燃料取扱いプール内の放射線遮蔽状
態下で、しかも遠隔操作によって行なわなければならな
い。また、その際、ｎい検査精度が要求されるとともに
、作業員のｉ１！曝低誠の上から検査に要する時間は短
時聞であることが望ましい。さらに、検査に使用する装
置は、検査状況等を考慮すれば小型軽はで取扱いが容易
である必要がある。しかし、従来のような点を満足する
測定装置が知られていない。

本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、小
型、軽量な装置構成を有し、遠隔操作によってチャンネ
ルボックスの板厚寸法を容易かつ確実に測定することが
でき、ヂ１１ンネルボックスの健全性判断を高粘度なも
のとし、チャンネルボックスの再利用等を図るうえで高
信頼性を得られるチャンネルボックス測定装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明に係るチャンネルボックス測定装置は、沸騰水型
原子炉のチャンネルボックスを着脱可能に挿入する枠体
と、この枠体内にチャンネルボックスを固定保持する保
持機構と、前記枠体に設けられ、チャンネルボックスの
周壁の板厚測定信号を出力する非接触形のセンサと、こ
のセンサからの測定信号を入力して演算処理を行なう演
算処理機構とを有する構成としている。

（作用）上記構成のチャンネルボックス測定装置を燃料取扱いプ
ール内に収納しておき、これにチャンネルボックスをク
レーン等を用いて挿入固定する。

そして、非接触形のセンサにより板厚測定信号を演算処
理機構に入力すれば、チャンネルボックスの周壁の板厚
が容易、かつ確実に求められる。

したがって、比較的簡単な装置により、遠隔操作で、高
精度の板厚測定が行なえるようになる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第３図は沸騰水型原子炉の概略構成を示している。原子
炉圧力容器１内には冷却材２と、複数の燃料集合体３お
よび制御棒４等から構成される炉心５が収納されている
。冷却４１２は、炉心５を下方から上方に流通し、その
際炉心の核反応熱により昇温し、水と蒸気の二層流状部
となる。

二層流状部となった冷却材３は炉心５上方のシュラウド
ヘッド６を介して気水分離器７内に流入し、水と蒸気と
に分離される。分離された蒸気は気水分離器７の上方に
設けられた蒸気乾燥器８内に流入して乾燥蒸気となり、
原子炉圧力容器１に接続された主蒸気管９を介して図示
しないタービン系に移送され、発電に供される。

なお、図中１０は前記制御棒を炉心５内に挿入あるいは
炉心５内から引抜く制御棒駆動機構を示し、また１１は
再循環系を構成するジェットポンプを示す。また１２は
給水入口ノズル、１３は再循環水出口ノズルをそれぞれ
示す。

第４図は燃料集合体３の構成を詳細に示している。燃料
集合体３はチャンネルボックス２１内に複数の燃料棒２
２を格子状（例えば８列×８列）に配列した構成となっ
ている。これら燃料棒２２にはペレット状の核燃料が収
納されている。燃料棒２２は、その上下端をそれぞれ上
部タイブレート２３および下部タイブレート２４により
支持され、その中間位置を複数のスペーサ２５により支
持されている。

第１図はチャンネルボックス測定Ｈｆｆｉを示している
。このチャンネルボックス測定装置５０は、図示しない
燃料プール内の制御棒破損燃料貯蔵ラックに収納して測
定するために好適な構成としたもので、２面構成の枠体
５１を有している。即ち、枠体５１は、断面四角形の箱
体をその１組の隣接する側板を削除し７．１−形状とな
っており、隣接した側板５１Ａ、５１Ｂと上Ｆ端板５１
Ｃ，５１Ｄとから構成されている。枠体５１の底部、即
ち下端板５１Ｄの上面中央部には燃料集合体３の下端部
を固定保持する保持機構として、下部支持金具５２が取
付けられている。この下部支持金具５２は円筒体を摺鉢
状に裁断した形状を有し、チ１シンネルボックス２１下
端の支持金具２６を載置できるようにしたものである。

一方、枠体５１の上端部、即ち上端板５１Ｃには燃料集
合体３を上方から挿入ガイド覆るだめの挿入孔があけら
れ、その挿入孔の周ｕＩＩに上部案内機構５３が取付け
られている。

この上部案内機構５３はチャンネルボックス２１の外周
部を摺動状態で挿入し４ｇる角筒状のガイド筒５３ａと
、そのガイド筒５３の上端部に突設した複数のガイド爪
５３ｂとを有している。また、枠体５１には、ヂｔＩン
ネルボックス２１の板厚を非接触にて測定するセンサ５
４が取付けである。

このセンサ５４は指向角が鋭角で、かつ高周波発信する
非接触形とされており、取付枠５５を介して枠体５１の
側壁に直角に取付けられている。なお、５６は枠体５１
の中間部分に設けられた四角枠状の中間ガイドで、燃料
集合体３を水平方向から拘束して上下に案内できるよう
にしている。また、枠体５１の側壁５１Ａ、５１Ｂには
透孔５７があけられ、装置軽量化が図られている。

しかして、チャンネルボックス測定時には、まず燃料集
合体３を図示しないクレーン等により上方から吊降す。

そして、燃料取扱いプール内に設置されている枠体５１
の上部案内機構５３を通過させて、その枠体５１内に導
入する。導入した燃料集合体３は、下部支持金具５２お
よび上部案内機構によって固定保持する。なお、下部支
持金具５２の上端面は円錐状の構造であるから、燃料集
合体３の下部タイブレート２４が完全に面接触して安定
保持される。セットされた燃料集合体３は、その周壁を
枠体５１の側壁と平行に配置することになるから、非接
触形センサ５４に対して直角となる。そして、この非接
触形センサ５４と、その出力信号に基づいて演算を行な
う演紳処理機構６１とによって、チャンネルボックス２
１の板厚が算出される。

次に、板厚の算出について説明する。第２図（ａ）に示
１ように、上下の各非接触形センサ５４は高周波の音波
をチャンネルボックス２１に同時に発振し、その発振信
号Ｓ。（１＞と、それぞれの受信信号Ｓ　　（ｔ＞、Ｓ
２　（ｔ）とを演算処理機構６１に出力する。Ｓｏ　（
ｔ）は音波発信時点、Ｓｌ　（ｔ）は上部センサ５４ａ
によるチャンネルボックス２１の側壁表面からの反射波
の受信時点、Ｓ２　（ｔ）は下部センサ５４ｂによるチ
ャンネルボックス２１の側壁内面からの反射波の受信時
点をそれぞれ示すものである。そして、鵠ネ処理機構６
１には、第２図（ｂ）に示すように、送信波Ｓ　　（ｔ
）、受信第１波Ｓ１　（ｔ）および受信第２波Ｓ２　（
ｔ）の鋭角な波形を測定する受信回路が設けられている
。この送信波Ｓ。（１）を基準とする受信波Ｓ　　（ｔ
）、Ｓ２　（ｔ）に阜づいて次式により板厚寸法ｌが算
出される。

１＝ｖ（Ｓ２　（ｔ）−８１（ｔ））ｉ：被測定物（チャンネルボックス）の板厚寸法 ■＝被測定物内での音速５１（ｔ）：第１反射波（チャンネルボックスの周壁外
表面からの反射波）の音波到達時間５２（ｔ）：第２反射波（チャンネルボックスの周壁内
表面からの反射波）の音波到達時間演算処理機構６１では、上記の演算結果によりチャンネ
ルボックス２１の板厚寸法が求められ、さらに板厚の再
使用に対する妥当性を判断し、この結果を出力信号６２
として図示しない所定の表示装置に出力するようになっ
ている。

以上の実施例の構成によると、クレーン等により測定対
象の燃料集合体３を垂下して、測定装置上方から吊り下
げ、上部案内機構５３を介して測定装置枠体５１内に挿
入することができる。したがって、遠隔操作が容易に行
なえる。また、燃料集合体３は測定装置枠体５１内に完
全に挿入固定でき、その上下端を上部案内機構５３およ
び下部支持金具５２によって確実に支持することができ
る。したがって、挿入された燃料集合体３は、これに直
角に固定されている非接触形のセンサ５４と、その測定
信号が入力される演算処理機構６１により、板厚寸法の
計算および再使用の妥当性について正確に判断される。

このように、チャンネルボックス２１の板厚寸法を、非
接触形のセンサ５４の使用により高精度で測定できると
ともに、チャンネルボックス２１が再使用可能か否かの
判断を高精度で行なわれるので、測定装置自体の信頼性
向上はもとより、原子炉の安全性を大幅に向上させるこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係るチャンネルボックス測定装
置によれば、沸騰水型原子炉のヂトンネルボックスの板
厚寸法を遠隔操作により高粘度で確実に測定することが
できる。したがって、従来測定国難であったチャンネル
ボックスの板厚寸法を確実に測定することが可能となり
、チャンネルボックスが再使用可能であるか否かの高信
頼性の判断が可能となり、原子炉の安全性を向上させる
上で極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図（ａ）
（ｂ）は第１図に示すそ装置の作用説明図、第３図は沸
騰水型原子炉の概略構成を示１縦断面図、第４図は燃料
集合体の斜視図である。３・・・燃料集合体、２１・・・ヂ１１ンネルボックス
、５１・・・枠体、５４・・・非接触形センサ、６１・
・・演算処理機構。出願人代理人　　　波　多　野　　　久第／飄５ｏｔｂ＋　　５ｔｔｔ＋　Ｓ〆ｔ）嘉２図　ｃｄ）羊３　面

Claims

【特許請求の範囲】１、沸騰水型原子炉のチャンネルボックスを着脱可能に
挿入する枠体と、この枠体内にチャンネルボックスを固
定保持する保持機構と、前記枠体に設けられ、チャンネ
ルボックスの周壁の板厚測定信号を出力する非接触形の
センサと、このセンサからの測定信号を入力して演算処
理を行なう演算処理機構とを具備してなることを特徴と
するチャンネルボックス測定装置。２、非接触形のセンサはチャンネルボックスの周壁に対
して直交する方向に音波を発振するものであり、かつそ
のセンサは発振信号と、チャンネルボックスの周壁の外
表面および内表面での各反射による受信信号とを演算処
理機構に出力するものであり、前記演算処理機構は、前
記各信号に基づいて、チャンネルボックスの周壁の板厚
計算と、その板厚が再使用可能範囲にあるかの判定とを
行なう演算回路を有するものである特許請求の範囲第１
項記載のチャンネルボックス測定装置。