JPH026010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原子炉用燃料集合体の支持格子弾性
支持部のばね力を測定するための支持格子ばね力
計測用センサーに関する。

現在使用されている加圧水型軽水炉に装荷され
ている燃料集合体は第１図乃至第４図に示すよう
に構成されている。即ち、上下に離間して配置さ
れた上部ノズル１及び下部ノズル２と、これらの
間に所定の間隔をおいて配置され、ストラツプ３
により形成された格子空間（セル）４を有する複
数の支持格子５と、これら支持格子５の格子空間
４内に所定の間隔をおいて挿通され、かつ支持格
子５の固定部に固定され、さらにそれぞれの上下
端部を上部ノズル１、下部ノズル２に連結された
制御棒案内管６と、被覆管７内に密封された多数
の燃料ペレツト８及び押えばね９を有し、支持格
子５の格子空間４の所定箇所に挿通され支持格子
５の剛性支持部（デインプル）１０及び弾性支持
部（ばね部）１１により支持された多数の燃料棒
１２とから構成されている。

この燃料棒１２を支持する支持格子５の各セル
４内接触部における保持力は、被覆管７と支持格
子５の熱膨脹、照射成長、照射によるばね部のば
ね力の低下（リラキシゼーシヨンとも云う）、冷
却材の流量、流速等の諸要因を考慮して設定され
ている。この保持力が過大であると、燃料集合体
の組立時に、支持格子５への挿入燃料棒１２に擦
り傷がつき易く、また燃焼時に燃料棒１２の曲が
りを大きくする可能性がある。これとは反対にこ
の保持力が過小であると、照射によるばね部１１
のリラキシゼーシヨンにより燃料棒１２に対する
保持力が不足し、冷却水流による振動により燃料
棒１２と支持格子５との接触部及び燃料棒相互間
に相対運動が生じて、いわゆるフレツテイング摩
耗を起し、被覆管７の寿命を急速に短くする。

このように、支持格子５の保持力は燃料集合体
の性能を左右する重大な要因となつているが、従
来この保持力の適当な測定手段がないため、これ
を実測することができず、模擬燃料棒等の支持格
子５への押し込込み力を測定して、この押し込み
力から間接的に実際の燃料棒に対する前記保持力
（拘束力とも呼ぶ）を推定する程度であつた。

この発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、支持格子の各セル内のばね部のばね力を直接
測定することができる支持格子ばね力計測用セン
サーを提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例を第５図乃至第７図
に基づいて説明する。第５図及び第６図中２１は
センサーであり、このセンサー２１は変形バー２
２、駆動軸２３及び拡張用ローラ機構２４からな
つている。

変形バー２２は、その上部に形成された角筒状
部２５と、この角筒状部２５の一側が下方に延ば
されて板状部（板部材）２６が形成されたもの
で、不銹鋼からなつている。板状部２６の略中央
部は特に薄肉に形成されて板ばね部２７とされて
いる。板状部２６はその上部を除く大部分の幅２
６ａが燃料棒の外径より小さい寸法とされてい
る。また、板状部２６の下部内面には略長方形の
凹部２８が形成され、この凹部２８の底面には上
下に離間して２つの歪みゲージ２９，２９が貼着
されている。これら２つの歪みゲージ２９，２９
間の中央は凹部２８の上下端部間の中央と一致す
るようになされている。また、板状部２６の下端
両側面には上下に延びるガイド溝３０が形成され
ている。

変形バー２２の角筒状部２５内にはフランジ付
ブツシユ３１が嵌入され、そのフランジ３２を角
筒状部２５の上端面に係合させられている。フラ
ンジ付ブツシユ３１には駆動軸（長材）２３が嵌
合されている。この駆動軸２３の上下端部にはそ
れぞれねじ部３３，３４が形成されている。ねじ
部３３にはナツト３５，３５が螺合されている。

ねじ部３４には拡張用ローラ機構２４が連結さ
れている。この拡張用ローラ機構２４は、弾性連
結部材３６とローラ取付体３７とからなつてい
る。弾性連結部材３６はその上部に雌ねじ部３８
を有する連結部が形成され、下部に雄ねじ部３９
を有する連結部が形成され、これら２連結部間に
薄板状の板ばね部４０が形成されたもので、雌ね
じ部３８を駆動軸２３のねじ部３４に螺合され、
かつこのねじ部３４に螺合されたナツト４１によ
り駆動軸２３に上下位置調節自在に取り付けられ
ている。

ローラ取付体３７は、雌ねじ部４２及び第７図
に示す嵌合突起４３を有するローラボツクス４４
と、このローラボツクス４４に嵌入され、このロ
ーラボツクス４４に軸４５により回転自在に取り
付けられたローラ４６とからなつている。ローラ
ボツクス４４は嵌合突起４３を変形バー２２のガ
イド溝３０に嵌合され、かつ雌ねじ部４２を雄ね
じ部３９に螺合され、さらに雄ねじ部３９に螺合
されたナツト４７により弾性連結部材３６に上下
位置調節自在に取り付けられている。

また、変形バー２２の角筒状部２５の所定箇所
には例えば板状のアーム４８が適宜の手段により
固定されている。第６図及び第７図中５はセンサ
ー２１が挿入される燃料集合体支持格子であり、
１０はその剛性支持部（デインプル）、１１はそ
の弾性支持部（ばね部）、４はその格子空間（セ
ル）である。なお、前記ローラボツクス４４の第
７図に示す幅４９はセル４内のデインプル１０、
ばね部１１間間隔より小さく、また第６図におけ
る板状部２６の外面からローラ４６の外周面で板
状部２６の外面から最も遠い面までの距離４６ａ
は燃料棒の外径と同径か又は僅か小さい寸法とさ
れている。センサー２１は支持格子５の格子空間
４に挿入するとき剛性支持部１０を傷つけない為
わずかに剛性支持部１０から離して挿入する。こ
の時角筒状部２５、板ばね部２７、変形バー２２
の剛性支持部１０側の面は一直線となり、挿入時
の精度を出せるよう加工されている。ばね力を測
定する時には変形バー２２は上下の剛性支持部１
０に押しつけられる為に変形バー２２の下部外面
（第６図における左側の面）は角筒状部２５の第
６図における左側の面に対し剛性支持部側に移動
して変形バー２２の下部が剛性支持部に当接した
ときには板ばね２７部において２つの変曲点をも
つて平行となる。このとき、角筒状部２５と変形
バー２２の下部との第６図における左側の面間に
は僅かな間隔が生じる。弾性連結部材３６に板ば
ね部４０を設けたのは、変形バー２２に板ばね部
２７を設けたのと同様にローラー４６を弾性支持
部１１に追従して移動させる為であり、更にロー
ラー４６の押し込み力もこの板ばね４０にて伝達
している。

従つて、これら板ばね部２７、４０の板厚は支
持格子５の格子空間４へのセンサー２１の挿入や
ローラー４６の押し込み力の伝達に必要な最小の
厚さとして測定精度の向上を計つている。

次に、前記のように構成された支持格子ばね力
計測用センサーの作用について説明する。

(1) まず、支持格子５を所定箇所に剛性支持部１
０、弾性支持部１１が第６図に示す状態に位置
するように適宜の手段により固定する。

(2) 次に、アーム４８を適宜の駆動手段により駆
動して、センサー２１の下端部を第６図に示す
ように所望のセル４内に挿入する。このとき、
板状部２６が上下のデインプル１０，１０の表
面に軽く接触すると共に、２個の歪みゲージ２
９，２９間の第６図に示す中心線Ｍが山形のば
ね部１１の頂点と一致する位置にセンサー２１
の位置を調節してこれを適宜の手段により固定
する。

(3) 次に、駆動軸２３の上部に接続された引上げ
具（図示せず）により、駆動軸２３を下降させ
ると、ローラボツクス４４が弾性連結部材３６
を介し板状部２６に沿つて下降し、ローラ４６
の外周面がばね部１１に当接する。

(4) さらに駆動軸２３が下降し、軸４５がばね部
１１の山形の頂点の高さ位置に達すると、上下
のデインプル１０，１０間に加わる力が最大と
なり、板状部２６を変形させる。これにより、
２つの歪みゲージ２９，２９の抵抗値が変化す
るので、この抵抗値の変化が歪ゲージ２９，２
９に接続された歪み計（図示せず）にばね力と
して指示される。そして、この歪み計のデータ
によりデインプル１０、ばね部１１間に燃料棒
を挿入したときのばね部１１のばね力が直接計
測されることになる。

(5) 次に、駆動軸２３を、引上げ具により適宜距
離引上げた後、アーム４８を上方に駆動してセ
ンサー２１をセル４内から抜き出す。

(6) 以下、前記(2)〜(5)の操作を繰り返して、他の
セル４内のばれ部１１のばね力を測定する。

なお、前記実施例においては、各セル４内の
ばね部１１のばね力を順次計測するようにした
が、これに限られることなく、センサー２１
を、アーム４８に、セル４の配列ピツチに合せ
て複数本配列してもよく、このようにすれば、
前記(2)〜(5)の操作により複数のばね部１１のば
ね力を同時に計測することができる。

以上説明したようにこの発明によれば、上下方
向に延び下端部に歪みゲージが取り付けられた弾
性を有する板部材の一側に、この板部材に沿つて
長材を設け、この長材に連結され、かつローラを
有し、板部材に沿つて上下動自在とされ、中間部
に弾性を有する部分が形成された拡張用ローラ機
構を上下動させる構成であるから、小型かつ軽量
でありながら、短時間に支持格子のばね部のばね
力を直接測定することができ、前記ばね力の計測
時における支持格子のばね部にはローラがころが
り接触するだけなのでこのばね部の損傷、劣化を
防止することができる。さらに、複数のセンサー
を、例えばアームに、支持格子のセルの配列ピツ
チに合せて配列すれば、支持格子の複数のばね部
のばね力を同時に計測することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉用燃料集合体の一例を示す一部
切欠断面図、第２図は第１図の―線に沿う断
面図、第３図は第２図の円部の拡大断面図、第
４図は第３図の―線に沿う断面図、第５図は
この発明の一実施例を示す正面図、第６図はその
センサーが支持格子に挿入された状態を示す側断
面図、第７図は第６図の矢視図である。 ４…格子空間（セル）、５…支持格子、１０…
剛性支持部（デインプル）、１１…弾性支持部
（ばね部）、２２…変形バー、２３…駆動軸（長
材）、２４…拡張用ローラ機構、２６…板状部
（板部材）、２７，４０…板ばね部、２９…歪ゲー
ジ、３６…弾性連結部材、３７…ローラ取付体、
４４…ローラボツクス、４６…ローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上下方向に延び下端部に歪みゲージが取り付
   けられた弾性を有する板部材と、この板部材の一
   側にこの板部材に沿つて上下動自在に設けられた
   長材と、この長材に連結され、かつ前記板部材に
   嵌合し、この板部材に沿つて上下動自在とされた
   ローラ取付体に前記板部材と反対側で前記ローラ
   取付体から外周面が突出するように回転自在に取
   り付けられたローラを有し、さらに中間部に弾性
   を有する部分が形成された弾性連結部材とからな
   り、支持格子内に挿入してこの支持格子のばね部
   及び前記板部材を変形させることを特徴とする支
   持格子ばね力計測用センサー。