JPS62133389A - 燃料集合体の寸法検査方法と装置 - 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】 この発明は平行に延出する２個のプローブを有する原子
炉用の燃料集合体の寸法を検査する方法に関し、該方法
に於て、プローブにはそれぞれ自由端に超音波を発信す
る検査ヘッドと該超音波を受信する検査ヘッドが、超音
波が伝播する方向に互に向かい合って取付けられ、水槽
中に配置された燃料集合体と相対的に移動可能に形成さ
れている。

上記検査方法はすでに、ＥＰ−ＡＯＯ８０４１８明細書
に開示され、その方法は、２個の燃料棒間の空間を伝播
するパルス波及びその反射波を用いる方法である。上記
方法を用いるために、上記従来の方法に於ては発信用及
び受信用の検査ヘッドを取付けたアームが対向して配置
された燃料集合体の側方を移動するように案内される。

燃料棒の多くの列の中の外側の列に貴かれた燃料棒に投
射され、該燃料棒から反射して戻る音波の伝播時間を測
定することにより、燃料棒相互間の位置、及び燃料棒と
規準とする軸との間の相対位置に関する情報が形成され
る。上記検査ヘッドのうちの１方は音速測定用発信器と
して使用され、水中の超音波伝播速度の温度による変化
を正しく修正するために、他方は音速測定用受信器とし
て使用される。

上述の従来例に対して、本発明の目的は、発明の詳細な
説明の冒頭に記載したように燃料集合体の寸法検査を行
なう方法及び装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の方法の特徴とする所は次の
ごとくである。すなわちプローブの超音波検査ヘッドを
取付けた側面と反対側の側面に、燃料集合体と接触する
まで移動され、そのときに生ずる燃料集合体との接触圧
力のために、プローブは互に向かい合りて超音波の伝播
方向に相対的に移動される。該移動は表示スクリーン上
に表示され、超音波の伝播時間の短縮に基づいて一連の
演算が行なわれ、上記のようにプローブの移動距離が算
出され、その算出をもとにして燃料集合体の実際の寸法
の測定が行なわれる。

上記方法は当接時点を検出できる指示装置と弾性的に変
形するアームを組合せた、弾性的停止機構を用いて行な
われるので、燃料集合体を傷つけることなしに、核燃料
集合体の各部寸法の精密な測定を行なうことができる。

又上述の方法を実施する装置に於ては、プローブの、検
査ヘッドを取付けた側と反対の側にセンサが取付けられ
、該センサはローラを介して燃料果合体の部分と接触す
るように形成されている。

上記のようにローラを用いることにより、燃料果合体の
表面との接触が円滑に行なわれるとともに、燃料果合体
の部分が所定の整合状態からずれているか否かの検査を
行なうことが可能である。

次にこの発明の詳細な説明する。第１図は組立てた燃料
すなわち燃料集合体１を示す。燃料集合体Ｉはマニピュ
レータ２とともに水槽３の中に配置されている。数本の
燃料棒４は１個の燃料棒クラスタを形成する。該燃料棒
クラスタは端板５及び６の間に挿入され、端板５及び６
とともに燃料集合体ｌを形成し、端板５，６と各燃料棒
の端部との間には空間７が形成される。タイロッド８は
端板５及び６を相互に固定するために用いられる。図示
しないスペーサが用いられ、該スペーサは燃料棒を案内
し、又燃料棒相互間の距離を所定の値に維持する。燃料
棒クラスタと同様にマニビーレータ２は水槽３の基部１
０の上に載置される。

マニピュレータ２は２個のプローブ１２を支持する移動
台１１を有する。第３図及び第４図に示すように、プロ
ーブ１２は弾性を有し、断面積が約２０櫃×１瓢の扁平
な材料で形成され、両プローブ１２は互に平行かつ、該
プローブ１２の広い側面が水Ｗｉ３の基部１０とほぼ平
行であるように配置すれる。プローブ１２は移動台ＩＩ
から、少くとも燃料集合体Ｉの断面の巾に相当する長さ
に延出し、２個のプローブ１２の自由端に、互に向かい
合りて約１０ｗｍの間隔をへだてで、超音波発信用及び
受信用の検査ヘッド１３．１４が取付けられている。検
査ヘッド１３は超音波用発信器として、他方の検査ヘッ
ド１４は超音波用受信器として用いられる。両検査ヘッ
ド１３．１４は水中に置かれ、検査ヘッド１３から発信
され念超音波が検査ヘッド１４迄伝播する時間は、両検
査ヘッド１３．１４の間隔によって定まる。第５図の表
示スクリーンは、横軸に超音波が伝播する時間すなわち
検査ヘッド１３と１４間の距離をとり、検査ヘッド１３
から発信された超音波のパルスＩ６が種々の位置にある
検査へラド１４に到達する時間及び両検査ヘッド間の距
離パルスＩ７と１９を示す。

原子炉運転の間に燃料集合体１の全長が変化するので、
燃料集合体１の長さは次のようにして測定される。すな
わちマニピュレータ２従ってプローブ１２は矢印Ｉ８及
び１９に沿りて第１図の上下及び左右方向に動かされる
。これを更に詳可に述べる。鎖線で示された１対のプロ
ーブ１２は矢印１８の方向に第１図の下方位置から上方
向に′移動した所を示す。プローブ１２は続いて端板５
４の・端面２０とほぼ同じ高さで矢印１９方向に第１′
図の左右に移動され、次に上記端面２０と接触するよう
に下方に移動される。なおマニピュレータ２を案内し、
かつ駆動する装置は図面の複雑化を避けるために省略さ
れている。プローブ１２と端面２０が接触すると、プロ
ーブ１２が弾性を有するように形成されているので、両
プローブ１２の間隔従って両検査ヘッド１３と１４の間
隔はプローブ１２が端面２０に当接する以前の間隔より
狭くなる。第５図の表示スクリーンの符号１６で示され
た・９ルスは超音波ノヤルスが検査ヘッドＺ３から発信
された時点を示し、ノ母ルス２１，２７は超音波・ぐル
スが狭くなった間隔を通過して検査ヘッド１４に到達し
た時点（その間の時間は符号９で示されている）、及び
狭くなる前のプローブ１２が自由状態にあるとき検査ヘ
ッド１４に到達した時点（その間の時間は符号Ｉ５で示
されている）を示す。従って第５図の表示スクリーンの
横軸は検査ヘッド１３及び１４間を超音波ノ４ルスが通
過する時間を示すが、水中の超音波の速度に比例するの
で、両検査ヘッド１３．１４の間隔（ｍ　）で目盛るこ
とができるし、又これと一定の関連を有するプローブ１
２の先端の間隔（晴）で目盛ってもよい。以後説明を簡
単にするために、第５図及び後に説明する第８図の表示
スクリーンの横軸はプローブ間の間隔で目盛られている
ものとして説明する。燃料集合体Ｉの実際の長さは、水
槽３の基部ＩＯと、該基部ＩＯにマニピュレータ２を置
いたときの下方のプローブＺ２の下側の広い側面との間
の寸法“ｋ″に、下方のプローブ１２の上記下側の側面
が端板５の端面２０と当接する迄、マニピュレータ２を
動かす移動距離を加算し、その合計値から第５図の横軸
に示した間隔Ｉ５と９との差値を減じた値として算出さ
れる。

第６図は第１図の燃料集合体１の上部を拡大して示した
図である。原子炉の運転中は、個々の燃料棒４の長さが
種々変化する。従りて多くの位置で最大に延長した燃料
棒と端板５との間の間隔が検査される。そのために、１
対のプローブ１２が、端板５の下面と燃料棒の上端との
間の空隙中に矢印１９方向に挿入される。但しこの場合
、上記矢印１９方向の挿入は端板５との間の隙き間がで
きるだけ小さくなるように維持しつつ行な゛われる。

上記のようにて、両プローブ１２を燃料集合体Ｉの巾全
長を覆うように挿入した後、該プローブは端板５の方向
に移動される。端板方向への移動は表示スクリーンを利
用してプローブと端板との当接を監視しつつ行なわれる
。発信用の検査ヘッド１３と受信用の検査ヘッド１４を
通る超音波の進行時間の減少すなわち第５図上でのパル
スの１７の２１方向への移動は、プローブ１２が端板５
に接触して彎曲し、プローブ間の間隙が狭くなった事を
示す。プローブ１２が最も長く延びた燃料棒の上端に当
接するまで動いた時の移動距離は、プローブ１２と最も
長く延長した燃料棒の上端の間の距離に等しい。又検査
ヘッド間を超音波が通過する時間が減少するということ
は、この実施例に於ては、検査ヘッド１３．１４が取付
けられた例と反対側のプローブの側面と端板５又は燃料
棒の端部とが当接したことを確実に示すものである。

第７図は端板５及び６の整合が正しくない場合の検査方
法を示す。この場合にはローラ２２の形のセンサが、検
査ヘッド１４を取付けたプローブの側と反対の側に取付
けられる。又第７図は第１図の矢印■の方向に端板５を
見た図である。この図ではプローブは第１図の場合はぼ
直角をなす方向に延びている。ローラ２２を２３の位置
で端板５に接触させ、次に２４の位置で接触させて、ヘ
ラｙ１ｓから１４に送られる超音波ａ４ルスの伝播時間
従ってプローブの間隔の相違を測定すれば、どちらの点
が所定の基準ｍ２５に近いかを知ることができる。第８
図の表示スクリーンに示す３個の・母ルスは、左から第
５図に示したノ９ルス１６゜２１．１７と同様のパルス
であって、符号９及びＺ５で示した長さの差は位置２３
と２４に於ての検査ヘッド１３．１４間の距離の変化に
対応する長さであって、直接スクリーンから読みとるこ
とができる。又必要であれば、位置２３と２４との間の
点の端板５の位置の基準線２５からのずれのプロフィー
ルをキャリヤ１１を矢印Ｉ９方向に移動してプローブ間
の間隔を測定することによって、知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法と装置の説明に用ｌハら合体■
−■線に沿った正面断面、第３図は１対の超音波プロー
ブの拡大図、第４図は第３図の矢印■方向視図、第５図
は検査用パルスの表示スクリーンを示す図、第６図は燃
料集合体の上方の一部分及び関連部材を示す図、第７図
はプローブの上記とは異る実施例を説明する図、第８図
は第７図のプローブを使用したときの、表示スクリーン
を示す図である。 ｌ・・・燃料集合体、２・・・マニピュレータ、３・・
・水槽、５・・・端板、ＩＯ・・・基部、１２・・・プ
ローブ、１３．１４・・・検査用ヘッド、２０・・・端
面、２２・・・ローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）互に平行に延出し、それぞれの自由端に、超音波
   用の検査ヘッド（１３と１４）が取付けられた２個のプ
   ローブ（１２）を用いて、原子炉用の燃料集合体（１）
   の寸法を検査する方法であって、 上記２個のプローブ（１２）は、水槽（３）中に配置さ
   れた燃料集合体（１）に対して相対的に移動可能であり
   、 一方の検査ヘッド（１３）は超音波発信用に、他方の検
   査ヘッド（１４）は超音波受信用に使用され、 プローブ（１２）の、検査ヘッド（１３、１４）を取付
   けた側面と反対側の側面が、燃料集合体（１）に当接す
   るように動かされたとき、 該当接によって生ずる接触圧力によってプローブ（１２
   ）を向かい合う方向に相対的に移動させ、プローブ（１
   ２）の上記相対的移動を表示するとともに、両検査ヘッ
   ド（１３、１４）間を超音波が伝播する時間の減少を測
   定し、該測定結果からプローブ（１２）の移動距離を算
   出し、該移動距離に基づいて燃料集合体（１）の実際の
   寸法を更に算出する方法を用いる、原子炉用燃料集合体
   の寸法検査方法。 （２）互に平行に延出し、それぞれの自由端に、超音波
   発信用及び受信用の検査ヘッド（１３と１４）が取付け
   られ、水槽（３）中に配置された燃料集合体（１）に対
   して相対的に移動可能な２個のプローブ（１２）と、 プローブ（１２）の、検査ヘッド（１３、１４）を取付
   けた側面と反対側の側面が、燃料集合体（１）に当接す
   るように動かす手段と、 該当接によって生ずる接触圧力によってプローブ（１２
   ）を相互に向かい合う方向に相対的に移動させる手段と
   、 上記プローブ（１２）の相対的移動を表示するとともに
   、両検査ヘッド（１３、１４）間の超音波伝播の時間の
   減少を測定し、該測定結果からプローブ（１２）の移動
   距離を算出し、該移動距離に基づいて燃料集合体（１）
   の実際の寸法を更に算出する手段と、 上記プローブ（１２）のうちの検査ヘッド （１４）を取付けたプローブの側面と反対側の側面に取
   付けられ、燃料集合体（１）にローラ（２２）を介して
   接触するセンサ、 を具備する燃料集合体の寸法検査装置。