JPS62245910A - Method and device for measuring length of radioactive member - Google Patents

Method and device for measuring length of radioactive member

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JPS62245910A
JPS62245910A JP61089593A JP8959386A JPS62245910A JP S62245910 A JPS62245910 A JP S62245910A JP 61089593 A JP61089593 A JP 61089593A JP 8959386 A JP8959386 A JP 8959386A JP S62245910 A JPS62245910 A JP S62245910A
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radioactive member
fuel
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ultrasonic
sensor
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Toshihiro Yasuda
安田 年広
Yasuhiro Hattori
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Abstract

PURPOSE:To measure the length of a radioactive member with high efficiency and high accuracy by supporting the radioactive member vertically in water, irradiating its upper and lower end parts with ultrasonic waves slantingly from above and below, and detecting their reflected waves. CONSTITUTION:A used fuel assembly 1 is conveyed underwater to a fuel storage pool 11 by the crane, etc., of a nuclear fuel replacing device. This assembly 1 is suspended by a supporting device 13 and held vertically. Then, a couple of upper and lower ultrasonic sensors 20 and 21 fitted to a frame 15 slantingly upward and downward emit ultrasonic output waves to the nuclear fuel channel 5 of the assembly 1. End part echoes are received from the upper and lower end parts of the channel 5, their positions are detected by sensors 20 and 21, and an arithmetic processor 19 finds the length of the channel 5 based on the result.

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、例えば沸騰水型原子炉の燃料チャンネル全長
を水中等で測定する放射性部材の長さ測定方法およびそ
の装置に係り、特に遠隔操作による精密測定に適した放
射性部材の長さ測定方法およびその装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method and apparatus for measuring the length of a radioactive member, for example, for measuring the total length of a fuel channel of a boiling water reactor in water or the like. In particular, the present invention relates to a method and apparatus for measuring the length of a radioactive member suitable for precision measurement by remote control.

(従来の技術) 第8図に放射性部材の一例として、沸騰水型原子炉の炉
心に装荷される燃料集合体の構成を示している。
(Prior Art) FIG. 8 shows the configuration of a fuel assembly loaded into the core of a boiling water reactor as an example of a radioactive member.

燃料集合体1は、多数の燃料棒2を上部タイプレート3
および下部タイブレート4によって固定し、その外周側
に燃料チャンネル5を取付けた構成とされている。この
ような燃料集合体1の燃料チャンネル5や燃料棒2の燃
料波iI管2aはジルコニウム合金等を素材としている
が、これらは原子炉の運転中、高速中性子の照射によっ
て、軸方向に成長することが知られている。
A fuel assembly 1 has a large number of fuel rods 2 connected to an upper tie plate 3.
It is fixed by a lower tie plate 4, and a fuel channel 5 is attached to the outer circumferential side thereof. The fuel channels 5 of the fuel assembly 1 and the fuel wave iI tubes 2a of the fuel rods 2 are made of zirconium alloy, etc., and these grow in the axial direction due to irradiation with fast neutrons during the operation of the reactor. It is known.

ところで、一般に燃料チャンネル5の上端は上部タイブ
レート3にチャンネルファスナ6によって固定され、下
端は下部タイブレート4に嵌合されている。この燃料チ
ャンネル5と下部タイブレート4との嵌合深さは、使用
後の洗浄時に機械的操作で自動的に分解することが可能
な適度の値に設定されている。
Generally, the upper end of the fuel channel 5 is fixed to the upper tie plate 3 by a channel fastener 6, and the lower end is fitted into the lower tie plate 4. The depth of engagement between the fuel channel 5 and the lower tie plate 4 is set to an appropriate value that allows automatic disassembly by mechanical operation during cleaning after use.

このような構成の燃料集合体1にあって、初装荷のもの
では、燃料チャンネル5が照射成長によって伸びた場合
でも、それと同時に燃料被覆管2aの全長も大きくなる
ことから、燃料チャンネル5と下部タイブレート4との
嵌合余裕Zは大きく変化することがない。
In the fuel assembly 1 having such a configuration, when initially loaded, even if the fuel channel 5 expands due to irradiation growth, the total length of the fuel cladding tube 2a also increases at the same time. The fitting margin Z with the tie plate 4 does not change significantly.

ところが、使用効率向上のために燃料チャンネル5を一
旦使用した後に再び新たな燃料棒2と組合せて使用した
ような場合には、新燃利捧2の照射成長による燃料被覆
管2aの伸びに比べて燃料チャンネル5が再度の照射成
長によって大きく伸びることがある。このような場合に
は、下部タイブレート4との嵌合余裕2が小さくなり、
両者が干渉して固着状態となり、燃料チャンネル5の寿
命制限要因となる可能性がある。
However, in the case where the fuel channel 5 is once used and then used again in combination with a new fuel rod 2 in order to improve usage efficiency, the elongation of the fuel cladding tube 2a due to the irradiation growth of the new fuel rod 2 is Therefore, the fuel channel 5 may be greatly elongated due to the second irradiation growth. In such a case, the fitting margin 2 with the lower tie plate 4 becomes smaller,
The two may interfere and become stuck, which may limit the lifespan of the fuel channel 5.

そこで、そのような場合には燃料チャンネル5を新燃料
棒2に再装着する前に、その燃料チャンネル5の全長を
測定し、干渉が起り得ない長さであることを確認してお
けば前記の不具合は容易に回避できると考えられる。な
お、燃料被覆管2aに過大な照射成長が生じて燃料集合
体1の全長が著しく変化するような場合にも、他のIa
器との取合上の問題が生ずるため燃料集合体1自体の長
さを測定することも重要な技術課題となり得る。また、
このような照射燃料チャンネル5や燃料被覆管2aの全
長を測定する場合においては、放射線被曝防護の点から
、そのような被放射化部材を燃料貯蔵プール内等の放射
線遮蔽領域で行なうのが一般的である。
Therefore, in such a case, before reattaching the fuel channel 5 to the new fuel rod 2, it is recommended to measure the total length of the fuel channel 5 and confirm that it is long enough to prevent interference. It is thought that this problem can be easily avoided. In addition, even if excessive irradiation growth occurs in the fuel cladding tube 2a and the total length of the fuel assembly 1 changes significantly, other Ia
Measuring the length of the fuel assembly 1 itself can also be an important technical issue since problems arise in connection with the fuel assembly 1. Also,
When measuring the total length of the irradiated fuel channel 5 or fuel cladding tube 2a, it is generally recommended to measure the irradiated components in a radiation-shielded area, such as within a fuel storage pool, from the standpoint of radiation exposure protection. It is true.

従来このような長さ測定を行なう場合には、水中で測定
対象物にスケールを当て、テレビカメラで寸法を直接読
み取ることなどが考えられている。
Conventionally, when performing such length measurements, it has been considered to apply a scale to the object to be measured underwater and read the dimensions directly with a television camera.

(発明が解決しようとする問題点) 例えば燃料貯蔵プール内等は各種の機器が設置されてお
り、長さ測定用の広いスペースを特別に設けることは困
難である。このため、テレビカメラ等を利用する手段で
は操作が煩雑となって能率よく測定することができず、
高精度の測定を迅速に行なうことが比較的困難である。
(Problems to be Solved by the Invention) Various types of equipment are installed in, for example, a fuel storage pool, and it is difficult to specifically provide a large space for length measurement. For this reason, methods that use television cameras and the like are complicated to operate and cannot be measured efficiently.
It is relatively difficult to perform high-precision measurements quickly.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、広い
作業スペースを必要とすることなく、放射性部材の長さ
測定を能率よく、かつ高精度で行なうことができる放射
性部材の長さ測定方法およびその装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of these circumstances, and provides a method for measuring the length of a radioactive member that can efficiently and accurately measure the length of a radioactive member without requiring a large work space. The purpose is to provide such equipment.

(発明の構成) (問題点を解決するための手段) 本発明に係る放射性部材の長さ測定方法は、水中に放射
性部材を垂直に支持させ、その放射性部材の上端部と下
端部とに斜め上方と斜め下方とからそれぞれ超音波を当
て、その反射波を検出することにより、その各超音波発
振位置から放射性部材の上下端部までの斜め方向距離を
求め、その各距離を垂直方向の距離にそれぞれ変換する
とともに、その垂直方向の距離の和を、予め設定した各
超音波発振位置間の垂直方向相対距離から減算すること
により、放射性部材の長さを測定することを特徴とする
(Structure of the Invention) (Means for Solving the Problems) A method for measuring the length of a radioactive member according to the present invention is to support the radioactive member vertically in water, and to diagonally support the radioactive member in water. By applying ultrasonic waves from above and diagonally downward and detecting the reflected waves, the diagonal distance from each ultrasonic oscillation position to the upper and lower ends of the radioactive member is determined, and each distance is calculated as the vertical distance. It is characterized in that the length of the radioactive member is measured by converting the respective vertical distances into , and subtracting the sum of the vertical distances from the preset vertical relative distance between each ultrasonic oscillation position.

また、本発明に係る放射性部材の長さ測定装置は、放射
性部材を水中で垂直に支持する支持装置と、支持される
放射性部材の上端部と下端部とにそれぞれ斜め上方およ
び斜め下方から対向して設けられた上下一対の超音波セ
ンサと、この各超音波センサに接続して前記支持装置か
ら離間した位置に設けられ、前記各センサの出力波の制
御および反射波の信号処理を行なう信号処理装置と、こ
の信号処理装置からの出力信号に基づいて各センサから
放射性部材の上下端部までの斜め方向距離をそれぞれ求
め、その多値を垂直方向距離に変換するとともに、その
垂直方向距離の和を予め設定した各センサ間の垂直方向
相対距離から減算して放射性部材の長さを演算する演算
装置とを有している。
Moreover, the radioactive member length measuring device according to the present invention includes a support device that supports the radioactive member vertically in water, and a support device that faces the upper end and the lower end of the supported radioactive member from diagonally above and diagonally below, respectively. a pair of upper and lower ultrasonic sensors provided at The diagonal distance from each sensor to the upper and lower ends of the radioactive member is determined based on the output signals from the device and the signal processing device, and the multi-values are converted to a vertical distance, and the sum of the vertical distances is calculated. and an arithmetic device that calculates the length of the radioactive member by subtracting it from a preset vertical relative distance between each sensor.

(作用) 超音波センサにより、放射性部材の上下端部の位置を検
出し、その超音波センサ間の距離を基準として演算する
ことにより、放射性部材の全長を燃料集合体に取付けた
状態で遠wA操作によって容易に、かつ高蹟度で測定す
ることができる。
(Function) By detecting the positions of the upper and lower ends of the radioactive member using an ultrasonic sensor and calculating based on the distance between the ultrasonic sensors, the total length of the radioactive member can be determined at a distance wA while attached to the fuel assembly. It can be easily measured by operation and at a high degree of precision.

また、装置槽、成については、複雑な可動部を有さず比
較的簡単であり、しかも超音波セン豪すを傾斜配冒とし
たことにより、横幅寸法が小さくなり、細長な構成とな
ることから、燃料プール内のスペースを有効に利用でき
る。そして、操作は例えば既設の燃料交換機等を用いて
短詩間で能率よく行なえるものであり、大量の測定に対
しても有効である。
In addition, the device structure is relatively simple as it does not have any complicated moving parts, and the ultrasonic sensor is installed at an angle, which reduces the width and creates an elongated structure. Therefore, the space within the fuel pool can be used effectively. The operation can be performed efficiently in short bursts using, for example, an existing fuel exchanger, and is also effective for large-scale measurements.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図〜第7図を参照して説
明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

この実施例は一旦燃焼に供した沸騰水型原子炉の燃料集
合体の燃料チャンネルを長さ測定する場合についてのも
のである。
This embodiment is for measuring the length of a fuel channel in a fuel assembly of a boiling water reactor once subjected to combustion.

なお、燃料集合体およびその燃料チャンネルの構成につ
いては第8図に示したものと同様であるから、図の対応
部分に第8図と同一の符号を付してその説明を省略する
The structure of the fuel assembly and its fuel channel is the same as that shown in FIG. 8, so the corresponding parts in the figure are given the same reference numerals as in FIG. 8, and the explanation thereof will be omitted.

まず、測定装置の構成を説明する。First, the configuration of the measuring device will be explained.

第1図は装置全体の概略構成を示し、第2図には装置要
部の配置構成を詳細に示している。
FIG. 1 shows a schematic configuration of the entire device, and FIG. 2 shows a detailed arrangement of the main parts of the device.

第1図において、11は原子炉建屋上部に設けられた燃
料貯蔵ブールであり、内部に図示しない使用済燃料貯蔵
ラック等を設置するとともに、放射線遮蔽用のブール水
12を収容している。この燃料貯蔵ブール11の一側底
部に燃料チャンネル5を支持するための支持装置13を
設けている。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a fuel storage boule provided in the upper part of the reactor building, in which a spent fuel storage rack (not shown) and the like are installed, as well as containing boule water 12 for radiation shielding. A support device 13 for supporting the fuel channel 5 is provided at the bottom of one side of the fuel storage boul 11.

支持装置13は燃料集合体1の下端部を支持する下部支
持台14と、この下部支持台14上に立設した柱状のフ
レーム15と、このフレーム15に突設され、燃料集合
体1の上端部近傍を支持する上部サポート16とから構
成される。下部支持台14は燃料貯蔵ブール11の底部
に載置され、上面部に第2図に示すように、燃料集合体
1の下部タイブレート4を嵌合する球面状の凹部17を
有している。この凹部17によって燃料集合体1の水平
位置が定められる。また、上部ナボート16は上下方向
に開口する枠状をなし、その中に燃料集合体1の燃料チ
ャンネル5部を上方から抜差しできるようになっている
。そして、この上部サポート16の開口部中心線と下部
支持台14の凹部17の中心線とを垂直線上で一致させ
ている。
The support device 13 includes a lower support stand 14 that supports the lower end of the fuel assembly 1 , a columnar frame 15 erected on the lower support stand 14 , and a columnar frame 15 that projects from the frame 15 and supports the upper end of the fuel assembly 1 . The upper support 16 supports the vicinity of the upper part. The lower support stand 14 is placed on the bottom of the fuel storage boule 11, and has a spherical recess 17 on its upper surface into which the lower tie plate 4 of the fuel assembly 1 is fitted, as shown in FIG. This recess 17 determines the horizontal position of the fuel assembly 1. Further, the upper nabot 16 has a frame shape that opens in the vertical direction, and the fuel channel 5 portion of the fuel assembly 1 can be inserted into and removed from above from above. The center line of the opening of the upper support 16 and the center line of the recess 17 of the lower support base 14 are aligned on a vertical line.

これにより、燃料チャンネル5を上部サポート16と下
部支持台14とで垂直に保持するようにしている。また
、上部サポート16は、燃料チャンネル5の上端部より
も低い部位を支持する高さとし、燃料チャンネル5の上
端エツジ部を水中で表出させるようにしている。
Thereby, the fuel channel 5 is held vertically by the upper support 16 and the lower support 14. Further, the upper support 16 has a height that supports a portion lower than the upper end of the fuel channel 5, so that the upper end edge of the fuel channel 5 is exposed in the water.

一方、燃料チャンネル5の長さを測定する手段として超
音波位置検出器18および演算処理装置19を設けてい
る。
On the other hand, an ultrasonic position detector 18 and an arithmetic processing unit 19 are provided as means for measuring the length of the fuel channel 5.

超音波位置検出器18はフレーム15に取付けた上下一
対の超音波センサ20,21とこれに接続して燃料貯蔵
ブール11の外部!!lt間位置転位置た信号処理装置
22とからなる。なお演算処理装置19も燃料貯蔵ブー
ル11の外部離間位置に配置している。
The ultrasonic position detector 18 is connected to a pair of upper and lower ultrasonic sensors 20 and 21 attached to the frame 15 and connected to the outside of the fuel storage boule 11! ! It consists of a signal processing device 22 whose position is shifted between lt. Note that the arithmetic processing unit 19 is also placed outside the fuel storage boule 11 at a separate position.

上方の超音波センサ(以下、上部センサという)20は
フレーム15の上部に下向きに傾斜して取付けである。
The upper ultrasonic sensor (hereinafter referred to as upper sensor) 20 is attached to the upper part of the frame 15 so as to be inclined downward.

そして、センサ取付角、即ち垂直面に対する上部センサ
20の交差角度θ1を10〜40’の範囲で一定角度に
設定している。これにより、支持装置13で支持した燃
料チャンネル5の上端エツジ部5aに斜め方向から超音
波出力波を発振するとともに、その上端エツジ部5aか
らの端部エコーを受信するようにしている。
The sensor mounting angle, that is, the intersection angle θ1 of the upper sensor 20 with respect to the vertical plane is set to a constant angle in the range of 10 to 40'. Thereby, an ultrasonic output wave is oscillated from an oblique direction to the upper edge portion 5a of the fuel channel 5 supported by the support device 13, and an end echo from the upper edge portion 5a is received.

また、下方の超音波センサ(以下、下部センサという)
21はフレーム15の下部に上向きに傾斜して取付けで
ある。この下部センサ21のセンサ取付角、即ち垂直面
との交差角度θ2も10〜40°の範囲内で定め、燃料
チャンネル5の下端部5bに斜め方向から超音波出力波
を発振するとともに、その下端面5bからの端部エコー
を受信するようにしている。
In addition, the lower ultrasonic sensor (hereinafter referred to as the lower sensor)
21 is attached to the lower part of the frame 15 so as to be inclined upward. The sensor installation angle of the lower sensor 21, that is, the intersection angle θ2 with the vertical plane is also set within the range of 10 to 40 degrees, and the ultrasonic output wave is oscillated from an oblique direction to the lower end portion 5b of the fuel channel 5, and the ultrasonic output wave is The end echo from the end face 5b is received.

第3図は信号処理装置22および演算処理装置19の系
統構成を示している。
FIG. 3 shows a system configuration of the signal processing device 22 and the arithmetic processing device 19.

第3図に示すように、信号処理装置22は超音波検出回
路23と信号処理回路24とを有する。
As shown in FIG. 3, the signal processing device 22 includes an ultrasonic detection circuit 23 and a signal processing circuit 24.

超音波検出回路23は上、下部センサ20,21が発振
する超音波出力波の強度を制御するとともに、その上、
下部センサ20,21が受信する超音波信号101.1
02を検出し、それに基づく検出信号103,104を
信号処理回路24に出力する。信号処理回路24は例え
ばAD変換回路からなり、検出信号103,104を波
形処理して、装置検出信号105.106を演算処理装
置19に出力する。
The ultrasonic detection circuit 23 controls the intensity of the ultrasonic output waves oscillated by the upper and lower sensors 20 and 21, and furthermore,
Ultrasonic signal 101.1 received by lower sensors 20, 21
02 and outputs detection signals 103 and 104 based on it to the signal processing circuit 24. The signal processing circuit 24 includes, for example, an AD conversion circuit, performs waveform processing on the detection signals 103 and 104, and outputs device detection signals 105 and 106 to the arithmetic processing unit 19.

演算処理装置19は演算処理回路25、記憶装置26、
プリンタ27、CRT28およびキーボード29等を含
む構成としている。記憶装置26には例えばセンサ20
.21間の垂直方向相対距離等が記憶されている。そし
て、演算処理回路25では、信号処理装置22から構成
される装置検出信号105.106と、記憶装置26か
ら出力されるデータ信号107とに基づいて燃料チャン
ネル5の長さ演算が行なわれ、その演算処理信号108
.109がプリンタ27おにびCRT28に出力される
The arithmetic processing device 19 includes an arithmetic processing circuit 25, a storage device 26,
The configuration includes a printer 27, a CRT 28, a keyboard 29, and the like. For example, the sensor 20 is stored in the storage device 26.
.. 21, etc. are stored. The arithmetic processing circuit 25 calculates the length of the fuel channel 5 based on the device detection signals 105 and 106 configured from the signal processing device 22 and the data signal 107 output from the storage device 26. Arithmetic processing signal 108
.. 109 is output to the printer 27 and CRT 28.

次に、測定方法について説明する。Next, the measurement method will be explained.

まず、使用済燃料集合体1を図示ない燃料交換装置のク
レーン等によって燃料貯蔵ブール11に水中搬送する。
First, the spent fuel assembly 1 is transported underwater to the fuel storage boule 11 by a crane or the like of a fuel exchange device (not shown).

この燃料集合体1を第1図に示すように支持装置13に
吊降し、垂直に保持する。
As shown in FIG. 1, this fuel assembly 1 is suspended from a support device 13 and held vertically.

燃料集合体1に取付けられている長さ測定対象物として
の燃料チャンネル5は前述したように、上下端部が表出
した状態となっている。そこで、この燃料チャンネル5
の上下端部の位置を上、下部センサ20.21によって
検出し、その結果に基づき演算処理装置19によって燃
料チャンネル5の長さを求める。
As described above, the fuel channel 5, which is a length measurement object attached to the fuel assembly 1, has its upper and lower ends exposed. Therefore, this fuel channel 5
The positions of the upper and lower ends of the fuel channel 5 are detected by the upper and lower sensors 20, 21, and the length of the fuel channel 5 is determined by the arithmetic processing unit 19 based on the results.

第2図によって測定概念を説明する。The measurement concept will be explained with reference to FIG.

燃料チャンネル5の長さを1とすると、この長さlは上
、下部センサ20.21中心間の相対距離りから、上、
下部センサ20,21と燃料チャンネル5上、下端部と
の間の垂直距111Y、Y2の和を減じた値である。し
たがって、下記(1)式が成立する。
Assuming that the length of the fuel channel 5 is 1, this length l is calculated from the relative distance between the centers of the upper and lower sensors 20 and 21.
This is the value obtained by subtracting the sum of the vertical distances 111Y and Y2 between the lower sensors 20 and 21 and the upper and lower end portions of the fuel channel 5. Therefore, the following formula (1) holds true.

ノ=L−(Y  +Y2)      ・・・・・・(
1)なお、前記の如くLの値は記憶装置26に記憶され
ている。
ノ=L−(Y+Y2) ・・・・・・(
1) Note that the value of L is stored in the storage device 26 as described above.

一方、上部センナ20と燃料チレンネル5上端部との間
の斜め方向の絶対距離を81とすると、Ylは下記(2
)式により求められる。
On the other hand, if the absolute distance in the diagonal direction between the upper sensor 20 and the upper end of the fuel channel 5 is 81, then Yl is as follows (2
) is obtained by the formula.

Yl−81cosθ1       ・・・・・・(2
)同様に、下部センサ21と燃料チャンネル5下端部と
の間の斜め方向の絶対距離を82とすると、Y2は下記
(3)式により求められる。
Yl-81cosθ1 ・・・・・・(2
) Similarly, if the absolute distance in the diagonal direction between the lower sensor 21 and the lower end of the fuel channel 5 is 82, then Y2 is determined by the following equation (3).

Y 2− S 2 CO2O3・・・・・・(3)なお
、cosθ 、  cosθ2の値も記憶装置26に記
憶されている。
Y 2- S 2 CO2O3 (3) Note that the values of cos θ and cos θ2 are also stored in the storage device 26.

第4図は上部センサ20によるSlの検出作用を詳細に
示している。いま、燃料チャンネル5が第4図の実線の
状態にあるとする。この状態で上部センサ20から発振
した超音波は、燃料チャンネル5の上端エツジ部5aで
反射し、矢印W。で示す反射経路をとる。この反射経路
W。に沿う反射波、即ち端部エコーが出力波とともに上
部センサ20によって検出される。このときの波形を第
5図に示している。なお、出力波のピーク値に比較して
反射波のピーク値が小さいため、この場合は超音波検出
回路23の感度を十分高くする必要がある。この第5図
の信号に繕づき演算処理装置25によって81が下記(
4)式により求められる。
FIG. 4 shows in detail how the upper sensor 20 detects Sl. Assume that the fuel channel 5 is now in the state shown by the solid line in FIG. In this state, the ultrasonic waves emitted from the upper sensor 20 are reflected by the upper edge portion 5a of the fuel channel 5, as indicated by the arrow W. Take the reflection path shown by . This reflection path W. A reflected wave along the line, ie, an edge echo, is detected by the upper sensor 20 along with the output wave. The waveform at this time is shown in FIG. Note that since the peak value of the reflected wave is smaller than the peak value of the output wave, the sensitivity of the ultrasonic detection circuit 23 must be made sufficiently high in this case. 81 as shown below (
4) It is determined by the formula.

s  =v  −to        ・・・・・・(
4)この求められたSlが前記(2)式の演算要素とし
て入力される。
s = v −to ・・・・・・(
4) This obtained Sl is input as the calculation element of the above equation (2).

なお、上部センサ20の取付角について、θ1−45°
付近に設定して実験したところ、表面波の影響が出て、
端部エコーが乱れることが認められた。そして、前記の
如くθ=10′″〜40°の範囲では良好な端部エコー
が表われることが認められた。
In addition, regarding the mounting angle of the upper sensor 20, θ1-45°
When we set it up nearby and conducted an experiment, we found that it was affected by surface waves.
It was observed that the edge echo was disturbed. As mentioned above, it was found that good end echoes appeared in the range of θ=10'' to 40°.

ところで、上部センサ20の有効径をDlとすると、軸
方向長さが変化する燃料チャンネル5の上端エツジ部5
aについての測定可能な範囲は、このDlと取付角θ1
とによって定まることになる。したがって、前記装置構
成については、燃料集合体1の寸法公差および燃料チャ
ンネル5の照射成長による最大伸びを考慮して、燃料チ
Vンネル5の上端エツジ部の測定範囲を定め、これに従
ってD 、θ1を選定する。
By the way, if the effective diameter of the upper sensor 20 is Dl, then the upper end edge portion 5 of the fuel channel 5 whose axial length changes.
The measurable range for a is this Dl and the mounting angle θ1
It will be determined by. Therefore, regarding the above device configuration, the measurement range of the upper edge portion of the fuel channel 5 is determined in consideration of the dimensional tolerance of the fuel assembly 1 and the maximum elongation due to irradiation growth of the fuel channel 5, and according to this, D , θ1 Select.

また、燃料チャンネル5と上部センサ20との干渉をa
tブるため、燃料チャンネル5の外周面と上部センサ2
0°の先端エツジ部との間の距離×1を定め、そのセン
サ取付位置を設定する。
Also, interference between the fuel channel 5 and the upper sensor 20 can be prevented by a.
The outer peripheral surface of the fuel channel 5 and the upper sensor 2
Determine the distance x 1 between the 0° tip edge and set the sensor mounting position.

このようにして所定位置に取付(プた上部ヒンサ20を
使用して、センサ中心で81を測定したのが前記の例で
あるが、これは理想的な場合であって、実際的にはセン
サ中心から外れた位置で81の測定を行なう場合が多い
In the above example, 81 was measured at the center of the sensor using the upper hinge 20 installed in a predetermined position. 81 measurements are often taken at off-center positions.

即ち、いま燃料チャンネル5の上端部が照射成長により
、第4図に仮想線で示す位置まで伸びた場合を考える。
That is, let us now consider a case where the upper end of the fuel channel 5 has been extended to the position shown by the imaginary line in FIG. 4 due to irradiation growth.

この場合の超音波の経路は矢印W1で示すようにセンサ
中心から垂直方向でろだけずれるので、このδを補正値
として演算処理装置25に入力しておく必要がある。
In this case, the path of the ultrasonic wave deviates from the center of the sensor by a certain amount in the vertical direction as shown by the arrow W1, so it is necessary to input this δ to the arithmetic processing unit 25 as a correction value.

第6図は上部センサ20の出力値に基づく燃料チャンネ
ル5端部の移vJ同Δyと、マイクロメータによる実測
値Δy′との関係を示したものである。このようなΔy
とΔy′との差δを補正値として入力する。なお、ff
!6図に示されるように、超音波の経路がずれると、音
圧レベル等が変化し、δも微妙に変化するため、この値
は経験的に求めておくことが必要である。
FIG. 6 shows the relationship between the displacement Δy of the end of the fuel channel 5 based on the output value of the upper sensor 20 and the actual value Δy' measured by a micrometer. Δy like this
The difference δ between and Δy' is input as a correction value. In addition, ff
! As shown in FIG. 6, if the path of the ultrasonic wave deviates, the sound pressure level etc. will change, and δ will also change slightly, so it is necessary to find this value empirically.

第7図は下部センサ21によるS2の検出作用を詳細に
示している。上部センサ20によるSlの検出作用と略
同様であるが、超音波の反射が燃料チャンネル5の下端
面5bと下部タイプレート4の外周面とで行なわれる点
が異なる。即ち、超音波の経路はW またはW4で示す
ようになる。
FIG. 7 shows the detection action of S2 by the lower sensor 21 in detail. This is substantially the same as the detection of Sl by the upper sensor 20, except that the ultrasonic wave is reflected by the lower end surface 5b of the fuel channel 5 and the outer peripheral surface of the lower tie plate 4. That is, the path of the ultrasonic wave becomes as shown by W or W4.

この場合、超音波の経路が変化しても、常に燃料チャン
ネル5の下端面を介しての反射時間は一定であるため、
端部エコーによって測定される斜め方向の距離は常に8
2となる。また、反射波強度が大であるため、センサ出
力は上部センサ20の場合よりも小さく制御される。な
お、下部センサ21による端部エコー検出についても、
センサ取付角θ2が10゛〜40゛の範囲が最も好まし
いことが認められた。なお、図のD2はセンサ有効径を
示す。
In this case, even if the path of the ultrasonic wave changes, the reflection time via the lower end surface of the fuel channel 5 is always constant.
The diagonal distance measured by the edge echo is always 8
It becomes 2. Furthermore, since the reflected wave intensity is large, the sensor output is controlled to be smaller than in the case of the upper sensor 20. Regarding the edge echo detection by the lower sensor 21,
It has been found that it is most preferable for the sensor mounting angle θ2 to be in the range of 10° to 40°. Note that D2 in the figure indicates the sensor effective diameter.

以上のようにして検出されるS、S2に基づいて、前記
(1)、<2)、(3)式の演算が行なわれ、燃料チャ
ンネル5の長さlが求められ、その出力信号108.1
09がプリンタ27あるいはCRT28等に入力される
ものである。
Based on S and S2 detected as described above, the calculations of equations (1), <2), and (3) are performed to determine the length l of the fuel channel 5, and the output signal 108. 1
09 is input to the printer 27 or CRT 28 or the like.

以上の実施例によれば、超音波センサ20,21により
、燃料チャンネル5の上下端部の位置を検出し、その超
音波センサ20.21間の距離を基準として演算するこ
とにより、燃料チャンネル5の全長を燃料集合体1に取
付けた状態で遠隔操作によって容易に、かつ高精度で測
定することができる。
According to the embodiments described above, the positions of the upper and lower ends of the fuel channel 5 are detected by the ultrasonic sensors 20 and 21, and the distance between the ultrasonic sensors 20 and 21 is calculated as a reference. The total length of the fuel assembly 1 can be easily and accurately measured by remote control while attached to the fuel assembly 1.

また、装置構成については、複雑な可動部を有さず比較
的簡単であり、しかも超音波センサ20゜21を傾斜配
置としたことにより、横幅寸法が小さくなり、綱長な構
成となることから、燃料ブール11内のスペースを有効
に利用できる。そして、操作は例えば既設の燃料交換機
等を用いて短時間で能率よく行なえるものであり、大量
の測定に対しても有効である。また、メンテナンスも容
易で、被曝低減に有効である。
In addition, the device configuration is relatively simple as it does not have complicated moving parts, and since the ultrasonic sensors 20 and 21 are arranged at an angle, the width dimension is small and the cable is long. , the space within the fuel boule 11 can be used effectively. Further, the operation can be performed efficiently in a short time using, for example, an existing fuel exchanger, and it is also effective for large-volume measurements. Furthermore, maintenance is easy and effective in reducing radiation exposure.

特に測定精度に関しては、高い精度(例えば全長424
0IIIMの測定に対し±1#!l以下)が得られるこ
とが確認された。
Especially regarding measurement accuracy, high accuracy (for example, total length 424
±1# for 0IIIM measurement! It was confirmed that 1 or less) was obtained.

なお、上記実施例では、本発明を燃料チャンネルの測定
に適用したが、鋭角なエツジまたは反射面を端部に有す
るものであれば、種々の放射性部材の測定に広く適用で
きることは勿論である。
In the above embodiments, the present invention was applied to the measurement of fuel channels, but it goes without saying that the present invention can be widely applied to the measurement of various radioactive members as long as the ends have sharp edges or reflective surfaces.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明に係る放射性部材の長さ測定方法
およびその装置によれば、広い作業スペースを必要とす
ることなく、長尺な放射性部材の長さ測定を能率よく、
かつ高精度で行なえる。
As described above, according to the method and device for measuring the length of a radioactive member according to the present invention, the length of a long radioactive member can be efficiently measured without requiring a large work space.
And it can be done with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第2図は
第1図の要部を拡大して示す図、第3図は第1図に示す
装置の回路構成を示すブロック図、第4図は上部センサ
による測定方法を示ず図、第5図は超音波の波形を示す
図、第6図は補正値を示すグラフ、第7図は下部センサ
による測定方法を示す図、第8図は測定対象物を一部断
面で示す側面図である。 5・・・燃料チャンネル、11・・・燃料貯蔵プール、
13・・・支持装置、19・・・演算処理装置、20.
21・・・超音波センサ、22・・・信号処理装置。 出願人代理人   波 多 野   久第1図 第2図 第3図 第4図 第7図 o1020 (mm) セン+j出力値より計算した移動量 Δy第6図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of the main parts of FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing the circuit configuration of the device shown in FIG. 1. , FIG. 4 is a diagram showing the measurement method using the upper sensor, FIG. 5 is a diagram showing the ultrasonic waveform, FIG. 6 is a graph showing the correction value, and FIG. 7 is a diagram showing the measurement method using the lower sensor. FIG. 8 is a side view showing a partial cross section of the object to be measured. 5...Fuel channel, 11...Fuel storage pool,
13... Support device, 19... Arithmetic processing device, 20.
21... Ultrasonic sensor, 22... Signal processing device. Applicant's agent Hisashi Hatano Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 7 o1020 (mm) Travel amount calculated from sen + j output value Δy Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、長尺な放射性部材を水中に没入させた放射線遮蔽状
態下で長さ測定する方法であって、水中に放射性部材を
垂直に支持させ、その放射性部材の上端部と下端部とに
斜め上方と斜め下方とからそれぞれ超音波を当て、その
反射波を検出することにより、その各超音波発振位置か
ら放射性部材の上下端部までの斜め方向距離を求め、そ
の各距離を垂直方向の距離にそれぞれ変換するとともに
、その垂直方向の距離の和を、予め設定した各超音波発
振位置間の垂直方向相対距離から減算することにより、
放射性部材の長さを測定することを特徴とする放射性部
材の長さ測定方法。 2、放射性部材を水中で垂直に支持する支持装置と、支
持される放射性部材の上端部と下端部とにそれぞれ斜め
上方および斜め下方から対向して設けられた上下一対の
超音波センサと、この各超音波センサに接続して前記支
持装置から離間した位置に設けられ、前記各センサの出
力波の制御および反射波の信号処理を行なう信号処理装
置と、この信号処理装置からの出力信号に基づいて各セ
ンサから放射性部材の上下端部までの斜め方向距離をそ
れぞれ求め、その各値を垂直方向距離に変換するととも
に、その垂直方向距離の和を予め設定した各センサ間の
垂直方向相対距離から減算して放射性部材の長さを演算
する演算処理装置とを具備してなることを特徴とする放
射性部材の長さ測定装置。
[Claims] 1. A method for measuring the length of a long radioactive member under a radiation-shielded state by immersing it in water, the method comprising: supporting the radioactive member vertically in water; Ultrasonic waves are applied to the lower end from diagonally above and diagonally from below, and the reflected waves are detected to determine the diagonal distance from each ultrasonic oscillation position to the upper and lower ends of the radioactive member, and calculate each distance. By converting each into a vertical distance, and subtracting the sum of the vertical distances from the vertical relative distance between each ultrasonic oscillation position set in advance,
A method for measuring the length of a radioactive member, comprising measuring the length of the radioactive member. 2. A support device that supports a radioactive member vertically in water; a pair of upper and lower ultrasonic sensors provided on the upper and lower ends of the supported radioactive member, respectively, facing each other from diagonally above and below; A signal processing device that is connected to each ultrasonic sensor and is provided at a position separated from the support device, and that controls the output waves of each of the sensors and performs signal processing of the reflected waves; Find the diagonal distance from each sensor to the top and bottom ends of the radioactive member, convert each value to a vertical distance, and calculate the sum of the vertical distances from the preset vertical relative distance between each sensor. 1. An apparatus for measuring the length of a radioactive member, comprising: an arithmetic processing device that calculates the length of the radioactive member by subtraction.
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JPS4716450U (en) * 1971-03-25 1972-10-26
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