KR900008662B1 - 원자로의 연료 집합체 검사방법 및 검사기 - Google Patents

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Description

원자로의 연료 집합체 검사방법 및 검사기

제1도는 연료 집합체(fuel assembly)의 격납 및 검사기로의 이송을 위한 푸울을 도시하는 연료 집합체용 검사기의 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 연료 집합체 검사기의 측면도.

제3도는 집합체의 베이스의 시험을 허용하는 거울과 집합체를 중심잡기 (centering) 위한 장치를 도시하는 제2도의 검사기의 설명도.

제4도는 집합체 베이스의 신축 가능한 중심잡기 장치와 안전 포오크를 도시하는 제2 및 3도의 검사기의 평면도.

제5도는 본 발명의 초음파 측정방법을 설명하는 본 발명에 따른 검사기의 평면도.

본 발명은 원자로의 연료 집합체를 검사하기 위한 방법과 그 방법을 수행하기 위한 검사기에 관한 것이다.

원자로, 특히 수냉식 원자로의 작동시, 원자로 노심을 형성하는 연료 집합체를 주기적으로 검사하여야 하는 것은 공지되어 있다. 이 검사는 특히 연료봉 및/또는 유지 구조물의 변형여부, 봉의 스페이싱(spacing) 및 균일여부를 검출하기 위한 것이다. 원자로가 휴지시, 고온과 압력하에 작동되던 임의의 집합체는 검사를 위해 적당한 취급장치에 의해 꺼내져 검사기로 이송된다.

원자로 연료 집합체용 검사기가 종래 많이 있었다. 예를들면 "원자로의 연료봉을 검사하기 위한 장치"라는 명칭하에 1975.1.22에 출원된 프랑스 특허 제2,298,859호는 이런 형식의 기계를 게재하고 있다. 그것은 검사될 집합체 상의 정보를 수집할 수 있는 검사수단, 시험될 집합체에 대해 검사수단을 변위시키기 위한 수단 및, 검사수단에 의해 수집된 정보를 처리하기 위한 수단으로 구성된다.

검사수단은 프리즘식 내시경(prismatic endoscope)으로 구성되며, 내시경을 변위시키기 위한 수단은 3개의 이동캐리지(carriage)로 구성되며, 그 제1캐리지는 집합체의 연료봉에 평행한 슬라이드 상에서 수직으로 이동하고, 제2캐리지는 제1캐리지에 의해 운반된 슬라이드 상에서 수평으로 이동하며, 제3캐리지는 전술한 캐리지에 수직되게 수평으로 이동한다. 따라서, 제3캐리지에 의해 운반된 내시경 캐리지는 3개의 수직방향으로 변위될 수 있다.

그러나, 이 형식의 기계의 결점은 검사될 연료 집합체가 그것을 견고히 유지하는 2개 단부 지지체 사이에 유지되는 것이다. 이 단부 지지체는 집합체 상에 응력을 발생시킨다. 그러나, 연료 집합체의 프레임은 경량구조물이며 용이하게 변형되는 것은 알려져 있다. 따라서 집합체의 관찰과 그 도량 형학은 그것이 변형된 후 수행되므로 그 측정은 틀리게 된다.

다른 설계에 따라서, 집합체의 측정과 검사는 집합체가 그 상단부제에 의해 현수된때 수행된다. 이 경우에 도량형학에 사용된 기준 위치와 다르고, 그것은 인장 응력을 받기 때문이다. 그러나, 안내관에 의해 형성된 프레임은 경량이며 따라서 변형되기 쉽다. 그래서, 집합체가 신장될때 변형되면 역시 측정은 실패할 것이다.

본 발명의 목적은 전술한 결점을 제거한, 원자로의 연료 집합체를 검사하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 집합체를 기준지지체 블록상에 응력없이 놓은 위치에서 시험할 수 있게 한다. 특히, 검사될 집합체는 지지블록상에 수직으로 배치된다. 그것은 단지 그 자중으로부터 유발하는 응력에만 노출된다. 따라서, 그것은 연료 집합체의 도량형학에 사용된 기준 위치에 위치한다. 그리고, 이 방법은 연료 집합체를 최대로 정확히 측정할 수 있게 한다.

특히, 본 발명은 취급 수단상에 현수된 검사될 그 베이스상에서 평형되어 있는 집합체가 상기 지지체상에 수직으로 배치된 지지체로 이송되며, 소정의 레벨에 위치하며 상기 집합체와 접촉하지 않지만 집합체가 그 평형위치를 벗어날 경우에 그것을 유지하는 안전 수단이 도입되는 연료 집합체를 검사하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 원자로 연료 집합체를 검사하기 위한 방법의 채택된 실시예에 따라서, 검사수단은 그 통과를 허용하기 위해 다른 레벨로 위치하는 안전수단으로부터 멀리 이동함으로써 검사될 집합체에 수직으로 변위되며, 집합체는 그 작동중 다른 레벨로 위치하는 안전 장치에 의해 안전하게 유지된다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 검사방법을 실행하기 위한 기계로서, 그위에 집합체의 베이스를 수납하기 위한 지지체가 배치된 프레임과 상기 지지체에 대해 상기 베이스를 중심잡기 위한 수단을 가지며, 또한 소정의 레벨로 위치하는 적어도 1조의 안전장치를 포함하며, 상기 안전장치는 집합체 주위에 배치하고 불균형시 그것을 유지하기 위해 프레임에 대해 변위할 수 있는 검사기에 관한 것이다.

안전수단은 그 검사중 접촉없이 집합체를 둘러싼다. 집합체의 전체 높이에 걸쳐서 이 검사를 할 수 있도록 안전장치가 다른 레벨로 구비된다. 이 안전장치는 택일적으로 뒤로 이동하여 집합체의 전체높이에 걸쳐 검사수단을 운반하는 캐리지의 통과를 허용한다.

그리고, 그 위에 그것이 유지하는 하단부와 같은 레벨의 지역을 포함하여 연료집합체의 전체높이에 대해 검사할 수 있도록 본 발명은 또한 신축 가능한 안내수단을 구비한 검사기에 관한 것이다. 그리고, 정방향베이스의 절단체(frustum)형태인 중심잡기 수단에 의해 검사될 연료 집힙체는 그 하부 지지체에 대해 중심을 잡는다는 것이 공지되어 있다. 절단체의 넓은 부분은 상방을 향한다.

집합체가 있을때 집합체의 베이스가 들어간다. 베이스는 지지블록상에 구비된 중심잡기 핀에 대해 자동적으로 중심을 잡는다. 집합체의 4개 횡방향면을 연속적으로 검사하기 위해 회전 가능한 지지블록을 구비하는 것도 공지되어 있다.

본 발명의 특징에 의하면, 그 위에 집합체가 위치하는 지지블록과 그 베이스의 횡방향면의 회전을 허용하기 위해 안내 수단은 신축 가능하다. 따라서, 집합체의 전체높이를 검사할 수 있으며 지지블록 상에서 기준측정을 취할 수 있다. 바람직하게, 안내수단이 적어도 2개 부분으로 되어 있음으로써, 상기 부분은 그 전체높이의 검사를 행하기 위해 집합체의 베이스로부터 멀리 이동할 수 있다.

그리고, 안내수단이 신축 가능한 사실은 집합체 지지체를 회전시킬 수 있으며 집합체의 4개년을 연속적으로 검사할 수 있게 한다.

그리고, 본 발명의 다른 특징에 의하면, 그것은 집합체에 의해 방출된 조사에 대해 관찰 수단을 보호하는것에 관한 것이다. 그리고, 조사된 연료 집합체가 방사능을 방출하며, 그것이 관찰 또는 측정 수단을 손상시킨다는 것은 공지되어 있다. 예를들면, 텔레비젼 카메라, 조사하에서 작동되도록 설계될 카메라까지도 수명이 제한된다.

본 발명에 따른 관찰수단의 보호는 그 수명을 현저히 증가시킨다. 그것은 집합체를 향하는 파원(wavesource)과 집합체에 의해 반사된 파를 수신하는 수신기로 구성된 검사수단에 적용될 수 있다. 수신된 파의 처리는 연속 처리 결과로서 그위에 정보를 얻을 수 있게 한다.

이 보호장치는 괸찰될 집합체의 면에 대해 바람직하게는 45°로 경사진 거울을 갖는다. 이 거울은 파원에 의해 이동된 파를 반사하며 검사수단을 조사를 크게 감소시킨다. 바람직하게는 그것이 이온화 조사에 대해 투명하다. 이 수파기는 조사에 대해 횡방향이며 보호판뒤에 배치된다.

특히, 본 발명은 검사될 집합체를 향한 파를 발송하기 위한 파원과, 집합체에 의해 반사되며 파원에 의해 발송된 파를 수신하는 집합체를 검사하기 위한 수단으로 구성된 원자로의 연료 집합체를 검사하기 위한 기계에 관한 것이다.

시험기는 집합체에 의해 반사된 파를 검사기로 복귀시키도록 경사진 거울을 향한 스핀들(spindle)을 가지며, 집합체에 의해 방출된 조사에 대한 부호부는 집합체와 검사수단 사이에 배치된다.

시험수단이 집합체를 육안 관찰 또는 측정할 수 있는 텔레비젼 카메라로 구성될때, 파원은 그것에 의해 집합체가 조명되는 광원이다. 집합체에 의해 반사된 빛은 거울에 의해 반사된 후 텔레비젼 카메라에 의해 수신된다.

텔레비젼 카메라가 보호부 뒤에 위치하므로 그것은 집합체로부터 방사하는 직접 조사에는 노출되지 않는다. 따라서 그 수명은 현저히 증가된다.

검사수단은 또한 초음파 수신기로 구성될 수 있으며, 이 경우 파빌 송원은 초음파 송신기이다. 송신기와 수신기는 결합될 수 있다. 마지막으로, 본 발명은 검사될 집합체상의 정보를 수집하기 위해 초음파 송신기-수신기 조가 사용되는 연료 집합체 검사기에 관한 것이다. 초음파 송신기는 포커스 송신기이다. 예를들면, 그 초점거리는 대fir 200 ㎜일 수 있으며, 초점에서 비임 직경은 약 1 ㎜이다.

이 초음파 비임은 검사될 면에 대해 수직이다. 집합체의 다른 구성부분에 의해 반사된 반사파는 초음파수신기에 의해 수신된다 .그 후 이 신호는 예를들어 자기 지지체(magnetic support)상에 기록된다. 이 신호의 연속처리는 실제 본 발명의 일부를 형성하지 않으며 집합체의 특성과 관련된 다수의 측정을 추론할 수 있다.

집합체의 면에 대해 수직으로 송신기-수신기조를 이동하여, 수신된 반사파의 처리는 집합체의 상이한 부분, 예를들어 변위 방향을 따라서 연속적으로 당면한 연료봉의 위치를 결정할 수 있게 한다. 그리고, 초음파 비임의 외향 및 복귀 경로의 주기는 송신기-수신기조의 변위에 수직한 방향의 함수로서 집합체의 다른구성 부분의 위치를 결정할 수 있게 한다. 그것으로부터 집합체의 꼬임과 휨을 추론할 수있다.

이 연료 집합체 검사방법은 치수를 정확히 측정할 수 있으므로 종래의 방법에 비하여 유리하다. 그리고, 기계적 감지기를 갖는 장치와 대조적으로, 이 측정은 아무런 접촉없이 수행됨으로써, 집합체의 일부의 결함으로부터 시작하는 위험을 제거한다. 따라서, 그것은 재부하되어야 할 집합체의 측정을 하기 위해 사용될 수 있다. 텔레비젼 카메라와는 달리, 그것은 조명과는 독립적이며 더욱 정확한 측정을 행하게 한다.

최종적으로, 그것은 수중에서 작동하므로, 예를들어 조사된 연료집합체를 이송하기 위한 플라스크(flask)의 피트 또는 로우딩 웰(loading well)내에서 사용될 수 있다. 그것은 단지 그 속에서 초음파 전도체로서 사용될 수 있는 매체에 대해 필요하다.

본 발명에 따라 초음파 측정방법은 새집합체의 경우에 사용될 수 있다. 그것은 또한 전술한 보호장치와 조합하여 사용될 수 있다. 이 경우, 초음파 송신기와 초음파 수신기는 보호판 뒤에 배치된다. 방출된 초음파 비임과 반사된 초음파 비임은 거울에 의해 45°로 반사된다. 따라서, 검사기는 조사된 집합체의 경우 양호하게 사용된다.

이하 본 발명이 비제한적인 실시예와 첨부 도면을 참고로 보다 상세히 서술된다.

제1도는 연료 건물의 단면을 개략 도시한다.

다수의 인접 배치된 연료 집합체(6)가 격납 푸울(3)내에 위치한다. 원자로의 사용중에도 자주 임의의 집합체에 대해 검사를 할 필요가 있다. 이 검사는 제1도에 개략 도시한 연료 집합체 검사기(8)에 의해 실행된다.

검사기(8)는 이송 플라스크용 로우딩 피트(5)내에 위치한다. 그것은 그 설치를 조절할 수 있는 3개의 원격조정 가능한 잭(18)을 구비한 베이스판(16)에 고정되며 스테인레스강으로 제조된 관형금속 구조체(14)를 갖는다.

각 조사된 연료 집합체(6)의 이동은 붕산용액(10)내에서 빌생하며, 그것은 취급 조작을 수반하며, 방사능에 대해 적당한 보호를 확보하며 잔열 제거를 위한 유효한 냉각을 확보한다.

취출될 각 연료 집합체(6)는 도시하지 않은 취급기계에 의해 상승되며, 그것은 물의 레벨 상방으로 이동한다. 연료 집합체는 검사기(8)까지 물속으로 이동한다. 불필요한 집합체(6)의 상승을 피하기 위해 집합체는 횡방향 요홈에 의해 검사기속으로 도입된 후 수직으로 도입된다. 화살표 12는 격납 푸울(3)로부터 검사기(8)로 이송중 연료 집합체의 경로를 표시한다.

집합체는 검사기(8)내로 하강하며, 그 베이스를 위한 안내 수단을 가진다. 이 수단은 지지블록상에 그것을 안내하며 집합체의 단면과 같이 정방형 베이스를 갖는 호퍼형태이다.

제1도가 조사된 연료 집합체를 검사하기 위한 본 발명에 따른 연료 집합체용 검사기를 사용하는 경우를 도시하고 있을지라도 그것이 새집합체를 검사하기 위해서도 사용될 수 있음은 명백하다.

제2도는 제1도에 도시한 본 발명에 따른 검사기의 측면 확대도이다. 본 발명의 실제적인 부분을 형성하지 않는 관형금속 구조체(14)는 1점 쇄선으로 도시한다. 그러나, 연료 집합체(6)는 더욱 상세히 도시되며 검사기(8)는 그 육안관찰과 측정을 확실히 할 수 있다.

집합체(6)는 상단부재(20)와 하단부재(22)의 2개의 견고한 단부부재를 갖는다. 단부부재(20 및 22)는 그것으로 집합체 프레임을 형성하는 다수의 견고한 안내관에 의해 연결된다. 다수의 스페이싱 격자(24)가 안내관상에 설치되며 연료봉 (26)의 그룹을 파지한다.

노심에 배치될때, 집합체(6)는 원자로 용기내에서 내부구조체의 일부를 형성하는 하단과 상단 사이에 배치된다. 각 집합체는 중심잡기판에 의해 노심판에 대해 병진하여 안내된다. 이 목적으로, 상단 및 하단부재(20, 22)는 각기 노심판의 중심잡기핀을 위해 구비된 2개의 대각으로 대향된 구멍(26)을 갖는다.

4개의 스프링(27)이 상단부재(20)상에 구비되며 원자로 운전중 연료봉(26)사이의 냉각수의 순환으로부터 유발하는 수압추력(hydraulic thrust)에 대항하게 노심의 하판에 대해 집합체(6)를 작용하게 한다. 취급기(32)의 봉은 집합체의 취급을 허용하도록 상단부재(20)에 끼워진다.

통상적인 방법으로, 검사기(8)는 검사될 집합체에 변위되는 검사수단을 갖는다. 후술될 이 검사수단은 이동 캐리지(36)에 의해 운반되며, 그것은 삼각추 OX, OY, OZ의 축 OZ를 따라 수직으로 변위될 수 있다. 전동기(M₁)는 비임(38)에 대해 캐리지(36)를 수직으로 변위시킨다. 캐리지(36)는 제2캐리지(37)를 지지하며, 그것은 축 OX를 따라서 캐리지(36)에 대해 횡방향으로 이동될 수 있다. 전동기(M₂)는 캐리지(36)에 대해 키리지(37)를 구성한다.

검사될 집합체(6)는 기준 시스템 OXYZ에 대해 배치된다. 그것은 지지블록(28)상에 배치되며, 측정용 기준블록을 구성한다.

하단부재(22)의 위치 결정 구멍(26)은 지지블록(28)에 대해 집합체의 위치를 결정하기 위해 사용된다. 지지블록은 하단부재(22)의 위치 결정 구멍(26)에 연속적으로 끼워지며 노심의 내부 구조체의 하판상에 구비된 중심잡기판과 동일한 2개의 중심잡기판(38)을 갖는다.

2개의 안전수단은 다른 레벨로 배치되며 그 각각은 집합체의 양측에 배치된 1조의 포오크에 의해 구성된다.

본 발명에 따른 원자로의 연료 집합체를 검사하기 위한 방법에 의하면, 검사될 집합체는 지지체(28)상에 수직으로 배치되며, 집합체(6)는 하단부재(22)상에서 평형을 이룬다. 소정을 레벨로 배치된 2개의 안전포오크(34)는 상향 이동하며, 상기 포오크는 병진 변위될 수 있다. 그들은 접촉없이 집합체(6)를 둘러싸며 그 주위에 링을 형성하고, 연속 또는 절손되지만, 모든 경우에 평형 위치를 벗어나 낙하하는 것을 방지한다. 제2도에 개략 도시된 포오크(34)는 제4도에 평면도로 도시된다. 육안 검사수단은 캐리지(36)에 의해 운반되며, 그것은 정방형 단면을 갖는 수직 비임(38)상에서 이동한다. 전동기는 도시하지 않은 체인과 원치를 경유하여 비임(38)에 대해 캐리지(36)를 변위시킨다. 포오크(34)는 집합체(6)의 전체높이의 육안시험과 측정 및 캐리지의 통과를 허용하기 위해 교대적으로 뒤로 이동한다.

본 발명에 따른 검사방법은 현재 공지된 검사방법 및 기계와 비교하여 이점을 제공한다. 그것은 집합체의 전체높이를 검사할 수 있게 한다. 그러나, 그 2개 단부에서 그것을 파지하기 위해 사용된 지지부재는 스프링(27)과 집합체(20)의 단부부재의 검사를 방지한다.

검사기(8)는 육안 관찰 수단을 갖는다. 이것은 제4도와 같이 캐리지(36)에 대해 횡방향으로 이동될 수 있는 텔레비젼 카메라(40)을 가지며, 그것은 축 OX를 따라서 주사할 수 있다.

아암(44)에 의해 운반된 거울(48)은 카메라(40)에 대해 집합체의 다른 측부상에 배치된다. 아암(44)은 거울(48)을 후퇴시키기 위해 축 OX를 따라서 변위될 수 있는 캐리지(46)와 일체이다. 제3도에서 이 거울은 신장된 위치로 도시된다. 거울48)은 집합체의 하단부재(42)의 단부를 육안 관찰할 수 있게 한다.

스프링(27)과 집합체(6)의 헤드를 시험하기 위한 검사기(8)의 상부에 배치된(제2도 참조) 진퇴 가능한 거울(148)도 있다. 거울(148)은 그것이 고정된 도시하지 않은 아암에 연결된 로우프에 의해 수동으로 상승될 수 있다.

제3도는 1점 쇄선으로 도시한 연료집합체용 하부 스페이싱 격자(24)와 함께 집합체(6)의 단부를 도시한다. 집합체(6)는 취급기의 봉(32), (제2도 참조)상에 현수되며 거울(38)로부터 적당한 거리로 유지된다. 검사 캐리지(36)에 의해 운반된 텔레비젼 카메라(40)는 거울(38)과 같은 레벨이 되며, 화살표 42로 표시된 바와같이 집합체의 저부를 시험할 수 있다.

거울(48)은 화살표 49와 같이 병진 변위된다. 모우터(50)는 캐리지(46)의 병진 변위를 확실하게 한다. 바람직하게, 집합체(6)의 베이스의 육안 시험은 그것을 상승시킬 때, 즉 검사 말기에 발생한다. 따라서, 베이스의 시험은 집합체가 검사기(8)의 중간 높이에 있을 때 수행하여야 한다. 집합체가 이 위치에 있을 때 캐리지(46)가 고정되면 잔여측정을 수행할 수 없다. 그러나, 캐리지(46)가 집합체(6)의 상승이 고정되면 보다 적게 불리하므로, 모든 다른 측정이 수행된다.

그리고, 전단핀이 아암(44)의 스핀들(54)상에 구비된다. 불만족스러운 운전의 결과, 즉 이동의 단부가 접촉한 결과로서 집합체가 거울(48)을 타격하며, 핀이 전단되고 아암은 중력에 의해 점선으로 표시한 위치 44'로 통과한다.

그리고, 집합체의 하부의 4면의 시험을 위해 안내수단(56)이 구비되며 그들은 수개의 부분, 예를들어 2개부분으로 되어있다. 통상적으로, 검사될 집합체의 베이스와 특히 하단부재는 절단체에 의해 중심을 잡으며 그것은 중심잡기핀(30)이 위치 결정 구멍(26)에 계합할때까지 그것을 안내할 수 있다. 그러나, 공지된 장치의 경우에 베이스용의 안내수단은 분리할 수 있으므로 그들은 집합체의 하부의 관찰에 불리하므로, 집합체는 정위치에 있게 된다.

본 발명에 따라서, 이 안내수단(56)은 제4도와 같이 2개 부분이다. 그들은 분절된 아암(58)의 단부에 위치하며, 전동기(60)는 2개 아암(58)을 개폐한다. 제4도는 간략화를 위해 이 2개 아암중 하나만을 도시한다.

그들이 함께 이동할 때 그들은 정방형 베이스를 갖는 원추대를 형성하며, 그것은 그 실시중에 집합체의 안내를 확실하게 한다. 따라서, 이 장치의 결과로서, 그 베이스 상에 자유롭게 놓일 때 집합체를 검사할 수 있으며, 그것은 안내 수단에 의해 방해되지 않으며 측정에 사용된 기준 위치다.

검사기(8)는 또한 또 다른 검사수단을 갖는다. 그들은 초음파 송신기-수신기 조로 구성된다. 초음파 송신기-수신기 조는 단일 측정으로 축 OX 및 OY를 따라서 집합체의 다른 부분 또는 봉(26)의 위치를 결정할 수 있다. 그것은 축 OX를 따라서 변위된다(제5도). 그것이 집합체의 전방을 통과할 때 반사가 수신기에 의해 수신된 후 기계의 여러 코우더(지지블록(28)의 각 위치, 캐리지(36)의 Z의 위치 및 캐리지(37)의 X위 위치)들에 의해 공급된 기계의 좌표와 연관되며, 그것은 자기 지지체상에 기록되어 표시된다. 연료봉의 검사의 경우에, 수신된 반사파는 송신기-수신기조가 기하학적 축과 레벨이 같을 때 최대다. 이 최대치의 결정은 축OX를 따른 봉(26)의 정위치를 추론할 수 있게 한다.

그리고, 초음파 비임의 외향 및 복귀 경로의 기간은 봉 또는 임의의 부분, 예를들어 봉(26')의 위치(68)의 축 OY를 다른 위치로 추론할 수 있다. 따라서, 축 OX를 따른 단일 통과로 주변열의 각 봉의 X 및 Y에서의 절대위치를 추론할 수 있다.

집합체(6)의 양측부상에 대면하에 배치된 2개의 포커스 변환기(송신기-수

취기조)가 있으며, 그것은 동시에 2개면을 검사할 수 있다. 정상시, 각 변환기는 송시-수신 작동한다. 그러나, 측정 사이클중 대향 변환기는 하나는 송신기로서 다른 하나는 수신기로서 예를들어 온도와 붕산농도와 같은 각종 영향하에서 매체내 초음파 속도의 변화의 경우에 이루어질 보정을 계산하기 위해 작동된다.

표준조 또는 기준 변환기라 불리우는 제3포커스 초음파 변환기(164)는 수평 마아크(70)를 운반하는 고정된 자(rule)(72)앞에 캐리지(36)와 일체로 수직으로 이동한다.

이 변환기는 검사될 지역의 시작과 종료의 Z내에 절대적인 한정을 할 수 있으며(예를들어 격자) 또한 초음파의 수중 이동시간을 측정하기 위한 전자적 동기화를 확보한다(반사파의 유효신호의 동기화).

조사된 집합체의 측정과 육안 검사에 당면한 다른 문제점은 그들로부터 방축된 조사로부터 유발된다. 이 조사의 강도는 사용된 관찰 또는 측정 수단이 기계의 특수 작동 조건하에 수명이 감소되도록 되어 있다(조사된 그리고 약간만 냉각된, 즉 짧은 붕괴시간이 경과한 집합체의 근접 검사). 따라서, 본 발명은 전술한 결점을 제거한 검사수단을 보호하기 위한 장치에 관한 것이다.

제5도는 초음파 송신기-수신기조(64)에 적용된 이 보호장치의 구조를 도시한다. 집합체(6)는 단면이 도시되며 외측봉(26)만이 나타나 있다.

2개 아암(65)은 축 OX방향으로 집합체(6)의 양측부상에서 변위된다. 각 아암(65)의 단부에 축 OX에 대해 45°로 지향된 거울(62)이 있다. 각 거울(62)은 변환기에 의해 수취된 조사의 중요성을 제한하지만, 초음파를 반사한다. 그래서, 초음파 비임은 봉(26) 또는 다른 부재에 의해 반사된 외향 경로상에 90°로 반사된 후 수신된 역방향으로 90°로 반사된다. 거울(62)은 예를 들어 티타늄 거울이다.

보호부(66)가 시험수단(64)과 조사된 집합체(6) 사이에 삽입된다. 이 보호

부(66)는 예를들어 용융된 텅스텐 합금인 데날(DenaI)로 만들어진 쉘(shell)로 구성된다.

2개의 측정아암(65)이 있으므로 만일 통과로 2개 대향면 상에 측정을 추론할 수 있다. 지지블록(28)을 회전시킴으로써 90°만큼 집합체를 선회시켜 다른 2개면상에서 측정할 수 있다.

본 발명에 따른 초음파 측정방법은 하기와 같다. 그것은 먼저 접촉, 특히 연료봉(26)과 접촉없이 측정을 수행할 수 있게 한다. 이것은 연료봉 차폐상에서 시작하기 위한 실패를 유발할 수 있으며 기계적 감지기와 비교해 이점을 갖는다. 따라서, 그것은 상기 조사에 의해 취성이 강해진 조사된 집합체 상에서 사용될 수 없다. 그리고, 텔레비젼 카메라에 의해 공급된 영상은 조명에 크게 의존하며 특히 봉의 축을 정확히 결정할 수 없게 한다. 그러나, 초음파 측정장치는 이런 결점을 갖지 않으며 텔례비젼 카메라에 의해 얻어진 것보다 더 정확하게 된다. 최종적으로, 텔레비젼 카메라로 한번에 1면만 검사할 수 있으므로 2개면의 동시 조명은 관찰에 불리하다.

초음파 감지기에 의해 수신된 모든 정보와 좌표가 그 연속처리를 위해 기록된다. 이것은 정보 시스템에 의해 수행되며, 그것은 본 발명의 범위를 벗어나므로 서술되지 않는다. 그러나, 정보 시스템은 시험의 진행중 시험될 지역의 즉시 구형을 공급할 수 있으며 수신되 데이터의 처리는 집합체와 관련된 모든 정보, 예를들어 2개 봉 사이의 간격, 봉의 정부와 단부판 사이의 거리, 집합체의 꼬임과 봉의 굽힘을 추론할 수 있다. 예를들어, 제5도의 열 R의 경우에 봉의 위치의 측정은 그 이론적 위치에 대한 연료봉의 진실한 위치의 변위를 증기시킬 수 있으며, 진실한 위치는 굵은 선으로 표시되고 이론적 위치에대한 연료봉의 진실한 위치의 변위를 증기시킬 수 있으며, 진실한 위치는 굵은 선으로 표시되고 이론적 위치는 가는선으로 표시된다. 그것으로부터 그 사용중 연료 집합체의 꼬임이 있었음을 추론할 수 있다.

전술한 소정 레벨의 측정은 따른 레벨로 명백히 반복될 수 있다. 수직 비임(36)상에 캐리지의 변위는 기준으로서 작용하는 수직 분금된 자상의 마아크에 의해 제어된다. 캐리지(36)와 일체인 표준 변환기는 마이크(70)전방을 통과할 때 신호를 공급한다. 마이크(70)의 검출 시스템은 전술한 봉(26)의 축의 위치를 검출하기 위한 시스템과 동일한 원리를 기준으로 작동한다. 따라서, 그것은 연료 집합체 상에서 측정을 수행하는 2개의 송신기-수신기 변환기(64)의 상응하는 위치를 정확하게 알 수 있다. 예를들어, 마이크(70)의 열이 도시된다. 하부 마아크(70a)는 기준블록(28)을 향하는 탐침(64a)의 위치와 상응한다. 마아크(70b)는 기준0, 즉 기준 블록 (28)의 상면에 상응한다. 4개의 마이크(70A, B, C, D)는 2개의 검사지역, 즉 음향 검출기의 지역 AB 및 CD를 한정한다.

본 발명에 따른 검사기(8)의 경우에 물인 결합 매체내 초음파의 전파속도는 예를들어 물의 온도 또는 그 붕소농도와 같은 다수의 변수에 의존한다. 본 발명에 따른 측정장치의 정확도는 그것으로 물속의 초음파 전파속도가 알려진 정확도에 따르므로, 그것이 의존하는 각종 변수의 함수로서 이 값을 보정할 필요가 있다. 예를들어, 조사된 집합체(6)는 다량의 열을 방출하며, 그것은 집합체 잠겨있는 물을 재가열한다. 따라서, 검사될 집합체에 높은 온도 구배가 생긴다.

그리고, 본 발명은 송신기와 수신기 사이에 배치된 액체 결합 매체내 초음파의 진실한 전파속도를 고려한 검사기의 사용방법에 관한 것이다. 이 전파속도를 정확히 결정하기 위하여, 아암(65)에 배치된 초음파 송신기-수신기(변환기)(64)중 하나가 송신기로서 작동하게 되며 검사될 집합체의 다른 측부상의 아암(65)에 배치된 초음파 송신기-수신기(변환기)(64)는 수신기로서 작동된다. 제1초음파 변환기(64)는 초음파, 예를들어 펄스를 발송하며, 그것은 제2변환기(64)에 의해 수신된다. 송신기와 수신기 사이의 거리는 기계의 특성이며 정확히 알려진다.

제5도의 실시예의 경우, 이 거리는 2개의 거울(62)상의 반사전 후의 파의 완전한 통과를 고려한 것이다. 초음파에 의해 커버된 거리가 알려지므로 그것으로부터 둘속의 전파속도를 추론할 수 있다. 그리고 전술한 방법에 따라서 봉 또는 격자와 같은 집합체의 구성 부분의 X 및 Y의 거리 측정을 보정할 수 있다.

액체 결합 매체내 초음파의 전파속도의 변화의 보정은 각 측정 사이에서, 즉 연료봉(26)의 X 및 Y의 위치를 측정하기 위해 집합체(6)의 2개의 횡방향면을 주사하여 수행될 수 있다. 따라서, 캐리지(37)가 축 OX를 따라서 이동할 때, 초음파 비임은 연료봉(26)의 열 전방을 통과한 후 봉의 2개열을 분리하는 간격의 전방으로 통과한다.

이때, 2개 거울(62) 사이에는 아무 장해가 없다(집합체가 너무 꼬이지 않는한). 따라서, 전술한 방식으로 검사기를 동작시킬 수 있으며, 그 속에서 조중의 하나는 송신기로서 그리고 다른 것은 수신기로서 작동하며, 액체 매질에서 초음파의 전파속도의 보정을 행할 수 있다. 집합체의 과도한 꼬임의 경우, 캐리지(37)의 주사의 시작과 종료에서 이 보정을 행할 수 있다.

본 발명에 따른 검사기는 또한 이후 기준조라 불리우는 제3의 초음파 변환기(164)와 그 위에 기준 마이크(70)가 놓이는 수직 표준자(72)를 갖는다. 제5도와 같이, 이 마이크는 검사지역을 한정한다. 따라서, 마이크(70A 및 70B)는 검사지역을 한정하며, 마아크(70C 및 70D)는 격자의 제2검사지역을 한정한다.

기준송신기-수신기조(164)는 마아크(70)를 향한다. 그것을 발송하는 초음파는 이 마아크(70)의 위치가 정확히 알려진 시설을 고려하여, 초음파 반사의 수취는 표준자의 마아크에 대한 캐리지(36)의 위치를 정확히 결정할 수 있으며 시험될 지역의 Z에서 절대적인 기준치수를 연속하여 공급한다.

이 절대적인 기준 치수는 코우더 Z를 주지적으로 재조정 또는 재보정하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 검사기가 3개의 코우더, 즉 X의 코우더, Z의 코우더 및 지지블록(28)의 위치의 각 코우더(angular coder)를 가지는 것을 알 수 있다. 항상, 코우더 각각은 기계의 좌표, 즉 케리지(37 및 36)의 X 및 Z에서의 좌표와, 지지블록(28)의 각 위치를 준다. 그러나, 임의의 착오 또는 드리프트가 코우더에 의해 공급된 정보에 도입된다.

특히, 캐리지(36)는 길게 이동하며 상기 이동의 단부사이에 코우더의 착오 또는 편차가 있을 수 있다. 기준 송신기-수신기조(64)는 캐리지(36)의 축 OZ를 따라 절대위치상의 코우더 Z에 의해 공급된 정보를 유리하게 재조정할 수 있으며, 그것은 검사될 각 지역의 개시와 종료에 규칙적으로 공급한다.

그리고, 자(72)의 마아크(70)와 송신기-수신기조(164) 사이의 거리는 정확히 알려지는 것이 기계의 특성이다. 기준조(164)의 반사파의 외향 및 복귀 경로의 지속은 결합매체내 초음파의 전파속도를 추론할 수 있게 한다.

이 전파 속도치는 또한 파전파 속도 보정을 위해서도 사용될 수 있다. 이 경우, 송신기-수신기조(164)의 하나가 송신기로서 그리고 다른 하나가 수신기로서 작용하는 전술한 장치를 사용할 필요는 없다.

기준조(164)에 의해 발송된 파의 외향 및 복귀경로의 지속은 또한 본 발명의 방법에 따라 X 및 Y에서 측정을 수행하는 송신기-수신기(변환기)조(64)의 각가에 의해 수신된 반사파의 유효화를 위해 사용될 수도 있다. 특히, 이것은 조(64)에 의해 수신된 반사파의 유효게이트의 위치를 결정할 수 있게 한다. 따라서, 이 측정조(64)는 단일의 반사파가 아닌 다수의 반사파를 수취하므로, 초음파 신호 자체는 다중 반사가 된다. 따라서 그 위치가 결정될 대상에 대해 조(64)의 파의 단일의 외향 및 복귀 경로에 상응하는 반사파를 그 속에서 보통 나타내는 유효게이트에 의해 수신된 반사파를 유효화시킬 필요가 있다.

명백히 유효 게이트의 위치는 액체 커플링 매체내 초음파 전파속도를 고려한다. 그러나, 이 속도는 전술한 바와같이 변화할 수 있다. 따라서, 전파속도의 함수로서 유효 게이트의 위치를 보정할 필요가 있다. 이것은 기준(164)로부터의 정보를 기준하여 얻어지며, 그것은 결합매체내 파의 전파 속도변화의 함수로서 게이트의 위치를 보정할 수 있다.

따라서, 검사기는 텔레비젼 카메라와 그 측정에 의해 집합체의 6개면을 육안으로 검사할 수 있다. 각기 정부 거울과 저부 거울인 2개의 후퇴 가능한 거울은 집합체의 정부와 저부를 검사할 수 있다. 특히 검사기는 집합체의 높이, 단부부재(20, 22)와 주변봉의 단부사이의 간격, 격자(24)의 위치, 외측봉(26)의 축의 위치, 스프링(27)과 같은 스프링의 높이 및, 집합체의 굽힘과 꼬임을 측정할 수 있게 한다.

Claims (16)

1. 검사될 집합체가 위치되는 지지체와, 검사될 집합체를 향해 있는 파발송원과, 상기 파발송원에 의해 발송되며 상기 집합체에 의해 반사된 파를 수신하는 집합체를 검사하기 위한 수단을 포함하고 있는 것으로서, 상기 검사수단이 집합체에 의해 반사된 파를 상기 검사수단을 향해 반사하도록 경사진 거울을 향하고 있는 스핀들을 가지며, 집합체에 의해 방출된 조사에 대비하여 보호부가 집합체와 검사수단 사이에 배치됨을 특징으로 하는 원자로의 연료 집합체 검사기.
2. 제1항에 있어서, 파발송원이 광원이며, 검사수단이 텔레비젼 카메라로 구성됨을 특징으로 하는 연료 집합체 검사기.
3. 제1항에 있어서, 파발송원이 초음파 송신기로, 그리고 검사수단이 초음파 수신기로 구성됨을 특징으로 하는 연료 집합체 검사기.
4. 검사될 집합체가 배치되는 지지체와, 검사될 집합체를 향한 파발송원과, 상기 파발송원에 발송되며 상기 집합체에 의해 반사된 파를 수신하는 집합체를 검사하기 위한 수단을 포함하고 있는 것으로서, 파발송원이 초음파 송신기로 구성되고, 검사수단이 초음파 수신기로 구성되며, 송신기가 연료 집합체 방향으로 초음파 비임을 발송하고, 송신기-수신기조가 집합체에 대해 변위될 때 수신된 반사파의 변화는 그 상이한 구성부분의 취이를 결정할 수 있음을 특징으로 하는 원자로의 연료 집합체 검사기.
5. 제4항에 있어서, 초음파 비임을 반사한 집합체의 부분으로부터 송신기-수신기조를 분리하는 거리가 초음파 비임의 외향 및 복귀경로의 지속기간의 측정에 의해 결정됨을 특징으로 하는 원자로의 연료 집합체 검사기.
6. 제4항에 있어서, 집합체에 의해 방출된 방사선에 대한 검사수단의 보호부가 텅스텐 합금쉘로 구성됨을 특징으로 하는 원자로의 연료 집합체 검사기.
7. 검사될 집합체의 양측부상에 배치된 2개의 초음파 송신기-수신기조를 가지며, 2개의 송신기-수신기조 사이의 거리가 정확히 알려져 있는 상기 검사기에 있어서, 송신기-수신기조중의 하나가 송신기로서 다른하나가 수신기로서 작용하고, 제1송신기-수신기조로부터 제2조까지 결합액체 매질내 초음파의 전파속도가 측정되며, 그것으로부터 이 매질내 초음파의 전파가 추론되고, 검사기의 측정이 이 속도의 함수로서 보정됨을 특징으로 하는 제4항에 따른 검사기를 사용하기 위한 방법.
8. 제 4 항에 있어서, 검사될 부분의 개시와 종료의 정부에 배치된 기준 마아크를 갖는 수직 표준자와 소위 기준 송신기-수신기조를 가지며, 기준조가 표준자의 마아크를 향하며 이 마아크의 초음파 반사파의 반사에 의해 축 OZ의 횡방향으로 검사될 부분의 절대 기준치수를 공급함을 특징으로 하는 원자로의 연료집합체 검사기.
9. 제8항에 있어서, 기준 송신기-수신기조와 마아크 사이의 거리가 정확히 알게되며 반사파가 유지되도록 배치되는 유효화 게이트에 의해 검사기의 측정 송신기-수신기조에 의해 수신된 반사파가 유효화되며, 상기 유효화 게이트의 위치가 기준조로부터 표준자의 마아크까지의 반사파의 외향 및 복귀경로의 지속시간의 함수로서 결정됨을 특징으로 하는 원자로의 연료 집합체 검사기.
10. 액체 결합 매질내에서의 초음파의 전파속도가 표준자상의 마아크에 대한 기준조의 반사파의 외향 및 복귀경로의 지속 시간을 근거로 하여 결정되며, 검사기의 송신기-수신기조의 측정이 이 속도의 함수로서 보정됨을 특징으로 하는 제9항에 따른 연료 집합체의 검사기를 사용하기 위한 방법.
11. 지지체상에 수직으로 배치된 취급수단 상에 현수된 검사될 집합체가 지지체로 이동되고, 집합체는 그 베이스상에서 평형이며, 소정레벨로 위치하는 안전수단이 도입되고, 상기 안전수단은 집합체와 접촉하지 않지만 집합체가 그 평형위치를 벗어날 경우 그것을 유지함을 특징으로 하는 원자로의 연료 집합체를 검사하기 위한 방법.
12. 제11항에 있어서, 검사수단이 그 통과를 허용하도록 소정 레벨로 배치된 안전수단으로부터 멀리 이동시킴으로써 검사될 집합체에 대해 수직으로 배치됨을 특징으로 하는 원자로의 연료 집합체를 검사하기 위한방법.
13. 집합체의 베이스를 수납하기 위한 지지체가 배치되는 프레임과 상기 지지체에 대해 상기 베이스를 중심잡기 위한 수단을 포함하는 것으로서, 소정 레벨로 배치된 1조 이상의 안전장치를 가지며, 상기 조의 안전장치가 집합체 주위에 배치되며 불균형될 경우 그것을 유지하기 위해 프레임에 대해 변위됨을 특징으로하는 제11항에 따른 방법을 실행하기 위한 원자로의 연료 집합체 검사기.
14. 제13항에 있어서, 제2포오크조를 가지며, 상기 포오크조가 집합체가 전체높이에 대한 검사수단을 운반하는 캐리지의 통과를 허용하도록 택일적으로 뒤로 이동함을 특징으로 하는 원자로의 연료 집합체 검사기.
15. 제13 또는 14항에 있어서, 안내수단이 2 이상의 부분으로 됨으로써, 그 전체 높이의 검사를 행하도록 집합체가 정위치에 배치된 후 상기 부분들이 집합체의 베이스로부터 멀리 이동함으로 특징으로 하는 원자로의 연료 집합체 검사기.
16. 제1항에 있어서, 연료 집합체에 의해 방출된 방사선에 대한 검사수단이 보호부가 텅스텐 합금 쉘로 구성됨을 특징으로 하는 원자로의 연료 집합체 검사기.

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