JPS62274297A - 燃料チヤンネルボツクス寸法測定装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は沸騰水型原子力発電所において使用される燃料
チャンネルボックスの形状寸法測定、特に原子力発電所
内での照射燃料チャンネルボックスの形状寸法測定を目
的とした寸法測定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

原子力発電所で使用される第２図に示す燃料集合体１の
構成部品である燃料チャンネルボックス３は炉心内で長
期間中性子照射され、かつ、燃料チャンネルボックス３
の内外における圧力差が大きい状態で運転されるため、
使用期間中にクリープ変形による断面変形や、軸方向の
照射伸び差により軸方向面がりを生じる。第３図に燃料
チャンネルボックス３と制御棒５の配置関係を示すが、
燃料チンネルボックス３の変形が大きくなると。

制御棒５と干渉を生じ、制御棒の挿入ができなくなる。

このため、燃料チャンネルボックス３は制御棒５との干
渉が生じない変形範囲内で使用しなければならず、燃料
チャンネルボックス３を再使用により長期間使用する場
合には、燃料チャンネルボックス３の形状寸法測定は燃
料チャンネルボックス３の寿命を評価する上で重要な検
査項目となっている。

燃料チャンネルボックス３の寸法測定方式としては、寸
法測定部を燃料チャンネルボックス長手方向に走行させ
る方式と、複数個の寸法測定部を燃料チャンネルボック
ス長手方向に配置し同時に燃料チャンネルボックス形状
寸法を測定する方式の２種類が考えられている。

寸法測定部を燃料チャンネルボックス長手方向に走行さ
せる方式においては、長手方向の任意の位置を測定する
ことができるが、長手方向形状寸法を精度よく測定する
ためには１寸法測定部を精度よく真直に走行させる機構
が必要であり、装置が大型化されたものとなる。従来技
術により、計画されている寸法測定部走行方式の燃料チ
ャンネルボックス寸法測定装置について第４図、第５図
を用いて説明する。第４図に寸法測定装置、第５図に寸
法測定部を示す０寸法測定走行時の真直に対するずれが
、長手方向形状寸法の測定誤差となることから、寸法測
定部１０を精導ガイドレール１１に沿って、ボールネジ
１２により長手方向に精度よく走行させる構造となって
いる。又１寸法測定装置９を設置する際に、精密ガイド
レール１１の真直度が維持できるようにするため、フレ
ーム１３を錆性の高いものとしている０例えば、寸法測
定装置９の測定精度を±０．１ｍｍとする場合には、寸
法測定部１０の走行時のずれが少なくとも±０．０５＋
ｉ＋ｓ以下となるように装置を制作する必要がある。

一方、複数個の寸法測定部を燃料チャンネルボックス長
手方向に配置する方式においては、寸法測定部の走行に
よる真直のずれがないので、配置を精度よくするか、又
は、配置の真直に対するずれを既め画定しておき燃料チ
ャンネルボックス３を測定する時に真直に対するずれを
補正することにより、燃料チャンネルボックス３の長手
方向形状寸法を精度よく測定することができる。しかし
、この寸法測定部固定方式においては測定位置が決めら
れており、８１！Ｉ定位置を任意に変えることは、出来
きない、又、測定位置を多くしようとする場合には、測
定センサーの数が多くなるため、寸法測定装置のケーブ
ル配線が複雑化する。

なお、この種の装置として関連するものには、例えば特
開昭５９−１１９２０９号がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術の燃料チャンネルボックス寸法測定装置は現在
２種類考えられているが、それぞれ以下のような問題点
がある。

（１）寸法測定部走行方式 （ｉ）燃料チャネルボックス長手方向形状寸法を精度よ
く測定するためには寸法測定部を真直に精度よく走行さ
せる必要があるため。

装置が大型化するとともに製作加工が面倒である。

（ｉ）寸法測定部の真直走行のばらつきが、直接。

燃料チャンネルボックス長手方向形状寸法測定の誤差と
なる。

（２）寸法測定部固定方式 （ｉ）燃料チャンネルボックス長手方向の測定位置が固
定されているため、任意に測定位置を変えることができ
ない。

（ｉｔ）測定センサーの数を多くすると、ケーブルの配
線や、測定センサーのメンテナンスが面倒になるため、
測定位置を多くすることが容易ではない。

本発明は燃料チャネルボックス寸法測定方法において、
任意に測定位置を設定でき、かつ、測定センサーの数を
一定のままで測定位置の数を多くすることのできる寸法
測定部走行方式に長手方向真直校正体を用いることによ
り、装置構造を簡易化するとともに長手方向形状寸法測
定精度を向上させ、燃料チャンネルボックス寸法測定装
置の寸法測定能力の向上を図ることを目的としたもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明の特徴は、寸法測定部走行方式において。

長手方向真直校正体に対面する位置に専用の測定センサ
ーを用いて、寸法測定部走行式の真直に対するずれを求
めるか、燃料チャンネルボックス形状寸法測定に超音波
センサーを用い、この超音波センサーと燃料チャンネル
ボックスの間に、超音波交信部径より幅が小さい線状校
正体を長手方向に真直に取付け、燃料チャンネルボック
ス形状寸法測定時に超音波センサニから発信された超音
波の線状校正体からの反射エコーを用いて超音波センサ
ーと線状校正体の距離を測定し１寸法測定部走行時の真
直に対するずれを求めることにより、寸法測定部走行時
の真直に対するずれ分を燃料チャンネルボックスの形状
データに補正し、燃料チャンネルボックスの形状寸法を
精度よく測定することにある。

（作用〕 燃料チャンネルボックスの長手方向形状寸法としては長
手方向の曲がりがある０通常用いられている曲がりの測
定要領を第６図を用いて説明する。

第６図における定義を以下に示す。

Ｘｄｌ：測定点Ａ　４１と測定センサー基準走行位置Ｂ
ａｔの距離 ｘ４２：測定点Ａ　４　ｚと測定センサー基準走行位置
Ｂａｘの距離 ｘ亀　：測定点Ａ１と測定センサー基準走行位置Ｂ＋の
距離 Ｂｏｗｔ：測定点ＡＩの曲がり 基準点Ａ　４１とＡａｓを結ぶ直線（直準線）と測定点
Ａ、の偏差を測定点Ａｉの曲がりとすると、曲がりＢｏ
ｗｓは以下により求められる。

Ｑ。

したがって。

Ｂｏ−ｓ”Ｂ五Ｅｔ−ＢｔＡｉ ｎ五 しかし１寸法測定装置において寸法測定部走行時に測定
センサーが測定センサー基準走行線に対し、３’纏１＊
　Ｖａ＠＋　ｙｔのずれを生じると、測定結果としての
曲がりＢｏｗ’ｓは以下のように求められられることに
なる。

Ｂ　ｏｗ’ｓ　＝　（ｘａｚ＋ｙａｉ）＋　（（ｘ嫌ｚ
＋ｙ＊ｚ）−（ｘ−ｔ＋　　ｙ　−ｚ））Ｑ亀 Ｘ　　　−（ｘｔ＋ｙｔ） Ω− したがって、寸法測定部走行時の基準走行線に対するず
れのために、以下の曲がり測定誤差ΔＢｏｗｚが生じる
ことになる６ 八Ｂ　ｏａｔ　＝　Ｂ　ｏｗ’ｔ　−Ｂ　ｏａｔＱ亀 次に、長手方向真直校正体を用いた補正方法を第７図を
用いて説明する６基準測定点、測定点Ａ＋＋ｘ測定点Ａ
−２，測定点Ａｉを測定する時の測定センサーと長手方
向真直校正体の距離測定データをＺｏ。

Ｚａｘ＊　Ｚａｘｌ　Ｚｉとすると測定センサーと測定
センサー基準走行線のずれは以下のように求められる。

ｙａｘ＝Ｚａｘ−Ｚ。

ｙａｚ＝Ｚａｚ　−Ｚ。

ｙ１＝ｚ五−ＺＯ したがって、上記のデータより曲がり測定誤差ΔＢｏｗ
ｔを求めることができるので、ΔＢｏｗｉを補正するこ
とにより、燃料チャンネルボックスの曲がりを精度よく
測定することができる。

又、第７図に示すように測定センサーと燃料チャンネル
ボックスの間に線状校正体を配置する場合には、測定セ
ンサーとして超音波センサーを用いれば、超音波センサ
ーと燃料チャンネルボックスの距離測定データと超音波
センサーと線状校正体の距離測定データの差から真空な
線状校正体と燃料チャンネルボックスの距離ＣｍｔＡｄ
ｔ、　ＣｄｚＡａ２゜Ｃｓ　Ａ　ｔを算出し、以下によ
り直接２曲がりΔＢｏａｔを求めることが可能である。

Ｂｏｗｔ＝ＣａｔＡ＊ｚ＋（Ｃ＊ｚＡｔｚ−Ｃ＊ｔＡａ
ｚ）Ｘ　　−ＣｔＡｔ Ω− 次に、測定センサーとして超音波センサーを用い、超音
波センサーと燃料チャンネルボックスの間に線状校正体
を配置し、燃料チャンネルボックスを測定する時に同時
に超音波センサーと線状校正体の距離を測定して、寸法
測定部の走行時の真直に対するずれを求める方法につい
て説明する。

校正体として超音波センサー交信部径より幅の小さい線
状のものを使用すれば、超音波が燃料チャンネルボック
スに伝播するのを妨げることばなく、又、超音波の一部
が校正体により反射されるので校正体までの距離と燃料
チャンネルボックスまでの距離を同時に測定することが
可能である。

第８図に超音波センサーと定盤の間に針金を張り、この
針金からの反射エコーと定盤からの反射エコーを測定し
１両方の反射エコーの大きさを調べた試験結果を示す、
試験は照射燃料チャンネルボックスの形状寸法測定と同
一条件の水中で実施したものである６本試験では０．５
ｍ園と１．０ｍｍの針金を用いているが、いずれの場合
でも針金からの反射エコーと定盤からの反射エコーを別
々に検出できることが確認されている。したがって、超
音波の発信から反射エコーの受信までの時間と音速の関
係から、超音波センサーからの距離を別々に求めること
が可能である。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図、第９図〜第１１図に
より説明する。

燃料チャンネルボックス寸法測定装置全体図を第９図に
１寸法測定装置本体を第１図に示すが、寸法測定装置１
５はフレーム１６．ガイドローラ機構１７２寸法測定部
昇降機構１８２寸法測定部１９、校正用針金２９２着座
部２０及び寸法測定部校正体２１より構成される。

寸法測定装置２１９は第９図に示すように使用済゛燃料
貯蔵プール７の壁に吊り下げた状態で使用される０寸法
測定袋５！１５のフレーム１６の上部は使用済燃料貯蔵
ブール壁８のカーブに取付けらる。

ガイドローラ機構１７を第１０図に示す、ガイドローラ
機構１７は燃料チャンネルボックス３の４面がガイドで
きるように４個のガイドローラ２２が取付けられ、各々
のガイドローラ２２はスプリング２３により燃料チャン
ネルボックス３に押付けられる構造となっている。ガイ
ドローラ機構１７は燃料チャンネルボックス３を寸法測
定装置１５に搬入する時のガイドの機能を持っ゛ととも
に、測定時に燃料チャンネルボックス３が捩れた状態と
ならないように保持する機能を持っている。つまり、燃
料チャンネルボックス３を捩れた状態で測定した場合に
は外幅測定の誤差が大きくなること、　から、ガイドロ
ーラ機構１７により燃料チャンネルボックス３の測定面
と測定センサーの方向が垂直になるよう燃料チャンネル
ボックス３の向きを保持することにより、測定精度の低
下防止を図っている。

寸法測定部１９は寸法測定部昇降機構１８により燃料チ
ャンネルボックス長手方向へ走行させることができる。

寸法測定部昇降機構１８は寸法測定部１９の走行をガイ
ドするレール２４、寸法測定部１９の走行を駆動させる
昇降用駆動部２５とローラチェーン２６から構成されて
いる。寸法測定部昇降機構１８は寸法測定部１９を燃料
チャンネルボックス長手方向に走行させることができれ
ば、その必要機能を満足しており、必ずしも精度よく真
直に寸法測定部を走行させる必要はない。

寸法測定部１９の詳細を第１１図に示すが、超音波セン
サー２８が４面に設けられており、４面の形状寸法を測
定することができる。

寸法測定部１９の超音波センサー２８と被測定体である
燃料チャンネルボックス３の間に校正用針金２９が第１
図に示すように燃料チャンネルボックス長手方向に張ら
れている。校正用針金は弾性を有するもので、長手方向
に引張力を与えることにより、真直度を維持することが
できる０弾性のものを使用することにより、万一、燃料
チャンネルボックス搬入時等において燃料チャンネルボ
ックス３が校正用針金２９と接触した場合でも、燃料チ
ャンネルボックス３に損傷を与えたり、校正用針金２９
自体の変形を防止することができる。

第１図及び第１１図では校正用針金２９を４面に配置し
ているが、校正用針金２９は隣接する２面の配置のみで
もよい。

校正用針金２９は径が超音波センサー２８の超音波交信
部径より小さいものを使用する。

着座部２０は第９図に示されるように寸法測定装置１５
の下部に設けられており、燃料チンンネルボックス３を
寸法測定装置１５に着座させる役割を持っている。

寸法測定部校正体２１は着座部２０の下部に設けられて
おり、燃料チャンネルボックス３と同一外幅寸法の剛性
体を用いている。

次に１寸法測定装置１５を用いた燃料チャンネルボック
ス３の寸法測定方法について説明する。

測定対象燃料チャンネルボックス３は燃料把み装置等に
より寸法測定部［１５に搬入される。

最初に、寸法測定部１９は下端位置において、寸法測定
部校正体２１により、超音波センサー２８の校正を行う
１次に、寸法測定部１９を寸法測定部昇降機構１８によ
り上昇させ、燃料チャンネルボックス３の測定を行う、
超音波センサー２８においては数μ秒の時間で測定する
ことができるので、３Ｍ定対象位置において寸法測定部
１９を停止しなくても、連結走行によって測定を行なう
ことができる。超音波センサー２８による測定は燃料チ
ャンネルボックス３表面との距離を測定し、この距離デ
ータから演算処理により燃料チャンネルボックス３の形
状寸法を求めるが、この距離データを測定する時に、同
時に、真直に張られた校正用針金２９からの反射エコー
を利用して、寸法測定部１９の走行時の走行基準線に対
する水平方向のずれを求めることができる。したがって
、測定時の走行基準線からの水平方向のずれ分を補正す
ることにより、燃料チャンネルボックス３の長手方向形
状寸法を精度よく測定することができる。

本実施例は、燃料チャンネルボックス長手方向に寸法測
定部を走行させながら、燃料チャンネルボックス長手方
向形状寸法を測定する方法について説明したものである
が、逆に、寸法測定部を固定とし燃料チャンネルボック
スを長手方向に走行させながら測定する方法においても
、校正用針金を用いることにより、燃料チャンネルボッ
クスの長手方向形状寸法を精度よく測定することができ
る。

又は、同様に、燃料チャンネルボックスの任意方向形状
寸法を寸法測定部の走行又は燃料チャンネルボックスの
走行により測定する方法においても、校正用針金を用い
ることにより、燃料チャンネルボックスの任意方向形状
寸法を精度よく測定することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、燃料チャンネルボックスの一定方向の
形状寸法を寸法測定部又は燃料チャンネルボックスを走
行させて測定する方法において、測定センサーである超
音波センサーと燃料チャンネルボックスの間に腺状真直
校正体を設けることにより、形状寸法測定時１こ同時に
走行方向に真直ずれを求めることができるので、走行時
の真直ずれに影響されることなく、燃料チャンネルボッ
クスの形状寸法を精度よく測定することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な一実施例である燃料チャンネル
ボックス寸法測定装置の本体構造図、第２図は燃料集合
体の構造図、第３図は炉心における燃料チャンネルボッ
クスと制御棒の配置図、第４図は従来技術を用いた燃料
チンネルボックス寸法測定装置の構造図、第５図は従来
技術を用いた燃料チャンネルボックス寸法測定装置の寸
法測定部構造図、第６図は燃料チャンネルボックスの長
手力向曲がりの測定方法説明図、第７図は本発明を適用
した燃料チャンネルボックスの長手力向曲がりの測定方
法説明図、第８図は超音波の針金からの反射エコーを調
べた試験結果説明図、第９図は本発明の好適な一実施例
である燃料チャンネルボックス寸法測定装置の全体構造
図、第１０図は燃料チャンネルボックス寸法測定装置の
ガイドローラ機構説明図、第１１図は本発明の実施例で
ある燃料チャンネルボックス寸法測定装置の寸法測定部
構造図である。 １・・・燃料集合体、２・・・燃料体、５・・・制御棒
、６・・・上部格子、１０・・・寸法測定部、１１・・
・精密度ガイドレール、１４・・・測定センサー、１７
・・・ガイドローラ機構、１８・・・寸法測定部昇降機
構、２５・・・昇率１　凶 ＄２図 第３　凹 第６図 茅’７区 茅８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、燃料集合体の構成部品である燃料チャンネルボック
   スの形状寸法を寸法測定部を一定方向に走行させながら
   測定する方法において、装置に走行方向真直校正体を固
   定設置するとともに、前記走行方向真直校正体との距離
   を測定できる測定センサーを寸法測定部に設置し、寸法
   測定部走行時に前記測定センサーと前記走行方向真直校
   正体の距離を測定し、この距離の変化量を寸法測定部の
   走行時の真直ずれとして、走行方向形状寸法測定データ
   に補正を加えることにより、燃料チャンネルボックスの
   一定方向形状寸法を測定できる構成になることを特徴と
   した燃料チャンネルボックス寸法測定装置。