1269310 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種沸水式反應器之燃料元件中各燃料棒密 度之檢測方法。 . 【先前技術】 / 在一種沸水式反應器中，須定期地對燃料元件之燃料棒 - 之密度進行檢測，以便可即時地更換有缺陷之燃料棒且防止 冷卻水受到輻射污染。因此，在例行性的審核工作中須力求 ® 以儘可能短的時間來對核心的全部燃料元件進行檢測，以避 免不需要的靜態時間。發現不濃密的燃料元件所廣泛使用的 * 技術是一種所謂曝取（S i p p i n g)方法。此方法是依據”指認一 種可能存在的漏損”的槪念來進行，其過程中須由燃料棒之 環境中取出一種液態（濕式啜取）試樣或氣體形式之試樣（乾 式啜取）且就輻射性分裂產物之存在性進行檢測。爲了使指 ' 認時的敏感性提高，則須藉由適當的措施使已受照射的燃料 棒內部中所存在的輻射性分裂產物藉由可能存在的漏損而 ^ 在增多之情況下被驅出至燃料棒包封管中，使得在有漏損時 輻射性分裂產物在燃料棒外部會增多且可較容易地在已取 出的試樣中予以指認出來。 一種特別適當的技術是所謂罩蓋啜取法，其例如在WO 00/74 07 1中已爲人所知。在此種習知的方法中，多個（例如， 1 6個）燃料元件藉由罩蓋來覆蓋且藉由這些燃料元件來產生 氣墊。由於此種存在於罩蓋下方的氣墊而使冷卻水的更換中 止。各燃料元件藉由其再分裂時的功率而加熱且具有繁殖性 1269310 的輻射性分裂產物由可能存在的有缺陷之燃料棒中被驅 出。此種輻射性分裂產物之一部份是一溶解在水中-且在正 常況下是氣體形式的物質，特別是Kr-8 5和Xe-133。爲了指 認此種分裂產物，須連繼地取出水試樣（濕式啜取）且已取出 . 的水試樣須連續地脫氣。以一種輻射偵測器在試樣取出期間 •- 持續地對脫氣時產生的氣體進行分析。 - 在上述習知的方法中，對整個核心進行檢測所需的時間 是以下述方式來縮短，即：在第一步驟中位於核心柵格之單 ® 元中的4個燃料元件之水試樣集合在一起且分別傳送至一種 包含一脫氣裝置和一偵測器配置的分析裝置中。換言之，利 ' 用4個分析裝置可同時檢測4x4個燃料元件。在各單元中之 一存在”正（positive)”的檢測結果時，則需切換各分析裝置， 且此單元之4個燃料元件之4個水試樣互相分離地傳送至各 分析裝置，以便以此種方式明確地辨認此單元之一個或多個 ' 有缺陷之燃料元件。事實上由於通常只有少數的燃料元件具 有缺陷，則藉由上述習知的啜取技術所需之檢測時間較其它 ^ 傳統式啜取技術者少很多。 但在上述之習知方法中明確地辨認一有缺陷的燃料元 件所需之主要先決條件是：藉由啜取罩蓋中所產生的氣墊而 使水平面下降至一種程度，使吸取區中該單元之各燃料元件 之間幾乎不能更換冷卻水，此乃因在此種情況下在相同單元 中配置在有缺陷之燃料元件之旁的各完好之燃料元件處於” 正（ρ 〇 s i t i V e) ”的水位。換言之，在此種單兀內部須使水平面 下降至一種深度，使分別地圍繞燃料棒之燃料元件箱之上邊 1269310 , * 緣位於水平面上方。 然而，由於不同製造者之燃料元件之間構造上的不同以 及特定設備之不同的構造情況，則各燃料元件箱之上邊緣可 以不同程度凸出於核心上方柵格之上邊緣之上或甚至位於 該上邊緣下方。在此種習知的方法中，每一單元中之水平面 - 因此須依照現有的安裝情況來調整，以防止相鄰之燃料元件 之間的冷卻水發生橫向替換。這在試樣取出之前需要另一種 控制上的費用，其與高的時間需求有關。此外，亦可存在多 • 種構造情況，其基本上會防礙各試樣由核心單元之全部燃料 元件中同時-且分開地取出。 【發明內容】 本發明的目的是提供一種沸水式反應器之燃料元件中各 燃料棒密度之之檢測方法，其中就像先前一樣在短的檢測時 * 間中可防止上述之問題。 ^ 上述目的在本發明中以具有申請專利範圍第1項特徵的 方法來達成。本方法中多個燃料元件分別相鄰地配置在沸水 Φ 式反應器之核心上方柵格之單元中，形成一種分區所用的多 個單元之燃料元件藉由”在該分區上設定一種罩蓋，，而同時 被加熱。至少一水試樣由此分區之每一單元中取出，多個形 成一組之單元的水試樣集中在一起且對水試樣中所含有的 輻射性分裂產物之存在性進行檢測，其中在一分析裝置之對 應於多個組之多個測量通道中這些組同時獨立地被分析。在 一組中存在正的檢測結果時，水試樣由存在於該組中的單元 互相分開地傳送至該分析裝置中且在相等數目之測量通道 1269310 I ， 中互相分開地被分析，且分析後所得的”正”單元之燃料元件 被取出而置於罩蓋之外部以進行檢測。 本發明由以下的構想開始：一單元中所存在的燃料元件藉 由罩蓋下方氣墊之產生在依據不同的構造情況下仍不能可 . 靠地互相分開，使得在罩蓋下方之燃料元件之各別的分析中 - 對分析結果的解釋和對有缺陷之燃料元件之可靠的辨認都 ^ 是困難的。 藉由本發明的方式，即，只使用罩蓋啜取法來辨認一種具 • 有缺陷之單元，則能以較少的測量通道數目η且只在二個步 驟中即可對η X η個單元進行檢測。由於通常只有少數的燃料 ' 元件有缺陷，則只需對少數單元之燃料元件進行各別的分 析，這是在燃料元件不再位於罩蓋下方時進行，使得在辨認 有缺陷的燃料元件時亦可在複雜的特定設備之構造情況下 在較少的總測試時間中達成高的可靠性。 ^ 罩蓋下方之各單元較佳是在罩蓋區域中以流體技術互相 與罩蓋外部之各單元相隔開。藉由此種隔開，則一方面可使 ^ 罩蓋下方之燃料元件之對流式冷卻受到抑制且另一方面可 使罩蓋下方之各單元之間之水之更換受到抑制。 當一分區已進行分析之後該罩蓋轉移至另一分區且正 (ρ 〇 s i t i ν e)檢測結果之單兀之各別燃料元件之在正的檢測結 果中進行的檢測同時與另一分區之檢測一起進行時特別是 可有效地使總檢測時間縮短。 特別是須由一種單元（其吸取管線之數目等於此單元中已 存在的燃料元件之數目）中取出試樣，其取出位置分別對應 1269310 於一燃料元件。這樣可使測量敏感性提高。 正（positive)檢測結果之單元之燃料元件較佳是依序以燃 料元件-裝載機之望遠鏡-旗桿而由核心中拉高且在該已拉 高的位置中取出水試樣而進行分析。此種旗桿-啜取法會使 總檢測時間更短。 .- 以下將參考圖式中的實施例來說明本發明。 【實施方式】 第1圖顯示一沸水式反應器之反應器壓力容器1，其用來 ® 檢測其核心2中所配置的燃料元件，且反應器槽（其中存在 著反應器壓力容器1)中之液面漲至一水準3。由核心2之多 個相鄰配置之分別含有4個燃料元件之單元4所構成的分區 5是由罩蓋6所覆蓋，此罩蓋6坐在核心上方柵格10之上 方邊緣8上。藉助於多通道之試樣取出系統1 1 (圖中只藉由 \ 一種取出導線來表示）以取出水試樣且水試樣傳送至多通道 ' 之分析裝置1 4，其中直接對水試樣-或在水試樣脫氣之後對 輻射性分裂產物之存在進行檢測。 • 罩蓋6在先前的操作步驟中藉助於燃料元件·裝載機1 8之 望遠鏡旗桿1 6而設定在待檢測的單元4上方。在設定此罩 蓋6之後，罩蓋6由望遠鏡旗桿16去（de-)耦合，使望遠鏡 旗桿1 6可經由核心2而在任一位置中運行。第1圖中顯示 該望遠鏡旗桿16及一安裝在其自由端上之試樣取出裝置20 係位於單元4上，此單元4在先前利用此罩蓋6來作檢測時 具有正的檢測結果。此單元4中所存在的各燃料元件以該望 遠鏡旗桿1 6依序由核心2中取出且在該已提高的位置中藉 1269310 由取出水試樣而各別地收納在分析裝置1 4中，即，各別地 依序檢測各燃料元件之不密封性。在此種稱爲旗桿啜取之方 法中，使用以下的事實：藉由一種在上升時所進行的壓力去 戴而使繁殖增多的分裂性產物由可能存在的漏孔中被驅 出。在燃料元件的各別檢測期間，須在多通道之分析裝置 — 1 4中對罩蓋6中已存在的單元4進行檢測。另一方式是亦 . 可將檢測結果是正的單元4之燃料元件插入燃料元件儲存 槽中且在該處之各別的測量站中進行分析。 • 依據第2圖，罩蓋6覆蓋該分區5,此分區5例如包含3x3 ’ 個單元4，其中在第2圖的橫切面中只可辨認3個單元。配 置在罩室6內部中之隔離壁60用來使各別地位於罩蓋6下 方之單元4相隔開。罩蓋6和隔離壁60利用墊圈62而定位 在核心上方柵格10之板條22上。每一單元4中存在著4個 " 燃料元件40。藉由罩蓋6使罩蓋下方所存在的單元4之燃 ' 料元件40可與位於罩蓋下方的其它單元4之燃料元件40相 隔開。罩蓋6下方所存在的燃料元件40不再由水所流過， • 使燃料單元中所存在的目前是靜止的水藉由衰減後的熱能 而加熱至一種較該罩蓋6之外部所流過的水還高1 〇GC至 15GC之溫度。藉由壓力氣體之吹入使水平面24下降至罩蓋 6以下而產生氣墊。 第2圖中顯示一種構造情況，其中各燃料元件40之燃料 元件箱42之上邊緣41位於核心柵格1〇之上邊緣8下方。 燃料元件箱之上邊緣4 1和核心柵格1 〇之上邊緣8之間的距 離a以及燃料棒上方支板43至上邊緣4 1之距離b在第2圖 1269310 » * 中只顯示於左方之燃料元件4 0中。由於由一燃料元件至另 一燃料元件之不同之輻射感應之縱向生長可改變，則可存在 著一種如第2圖所示的構造情況。 試樣取出系統1 1之一種吸取管線1 2配屬於每一單元4， . 此吸取管線1 2具有至少一取出位置1 20，藉此可使少量的 ^ 水試樣在至少一種位於最高之燃料箱上方之水平面24下方 — 被取出。在左方-和右方單元4中分別設有一種吸取管線 1 2，其只具有唯一的取出位置1 20。取出試樣時之另一種情 B 況顯示在中央的單元4中，其中由吸取管線1 2分出4個分 支122，其取出位置120分別配屬於一燃料元件40。在此種 情況下技術上若是由於各別之特定設備之.造情況所造 成，則該取出位置可儘可能地配置在燃料元件箱42內部中。 第2圖所示的構造情況（其在已簡化的圖示中對全部之單 元40都相同，但實際上由一單元40至另一單元40是不同 的）現在又顯示一種情況，其中在罩蓋6下方以開始所述之 由先前技術中已爲人所知的方法而在原理上不能同時對單 _ 元4中所存在的各燃料元件同時進行各別之測量。爲了由單 元4之左方之燃料元件40分離地取出水試樣，則水平面須 下降至一種位準240，其位於右方燃料元件之燃料棒上方支 板43之下方。但在此種位準240時不能由右方之燃料元件 40取出水試樣，此乃因該取出位置120不可經由燃料棒上 方支板43而延伸。然後，在時間上依序在已不同地進行調 整的水平面中取出各試樣。此外，亦須在已設定的罩蓋中使 該取出位置1 20之高度位置以控制距離的方式依據一單元 1269310 % 1 至另一單元之各自不同的構造情況來調整，如第2圖中左方 之單元4之虛線所示。本發明中此種困難性一方面是藉由省 略各個位於罩蓋6下方之燃料元件40之各別分析來克服， 且另一方面藉由各取出位置120之一種已簡化的固定配置 . 方式，以確保可測得每一燃料元件4 0之由一燃料棒之可能 發出的分裂性產物，當此分裂性產物不可能配屬於一特定的 - 燃料元件40時亦可測得。 依據第3圖，首先，一由陰影所顯示的由3x3個單元4 ® 所構成的分區5由罩蓋所覆蓋且被加熱。此分區5之三個單 元4分別組合成一組A，B或C，此時分別屬於這些組A，B， C之各單元4之各吸取管線12連接至一種分別配屬於這些 組A，B，C之共同之集合管線13 A，B，C。已取出的水試樣互 相分開地經由集合管線13 A，B，C而輸送至分析裝置14之各 測量通道14A，14B，14C且在該處互相獨立地進行分析。另 一測量通道1 4D用來分析該以配置在望遠鏡旗桿上的試樣 取出裝置2 0所取出的水試樣。 W 在測量通道14A，14B，14C中之一通道（例如，通道14A) 中若有正的檢測結果時，如第4圖所示，則由此組a之單元 4藉助於各吸取管線1 2所取出的水試樣互相分離地輸送至 各測量通道1 4 A - 1 4 C，以便以上述方式來辨認此組a之包含 有缺陷之燃料元件之各單元4。 在該分區5已完全分析完成之後，罩蓋轉移至另一分區 5。先前被辨認爲有缺陷（即，正的檢測結果）的單元4之各 燃料元件40在罩蓋轉移之後（參閱第1圖）例如各別地以一 1269310 種特別省時間的旗桿啜取法來進行檢測，同時進行其它分M 5之分析。 【圖式簡單說明】 第1圖 進行本發明的方法用的一種裝置之原理上的圖解。 第2圖 取出試樣時設定在燃料元件上之罩蓋在操作位置中 之一種已簡化的圖解。 第3，4圖 本發明之檢測方法之流程的圖解。 【主要元件符號說明】
1 反應器壓力容器
心 位準 單元 分區 罩蓋 邊緣 10
12 13A，B，C 14 14A，B，C，D 16 18 20 核心上方柵格 試樣取出系統 吸取管線 集合管線 分析裝置 測量通道 望遠鏡旗桿 燃料兀件-裝載機 試樣取出裝置 1269310 » 气 24 水平面 40 燃料元件 4 1 上邊緣 42 燃料元件箱 60 隔離壁 62 墊圈 120 取出位置 122 分支 240 位準 a，b 距離 A，B, C 組 -15-