JPH03220499A - 燃料要素間の間隔測定方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、軽水炉燃料集合体の燃料要素間の間隔測定方
法に係り、特に使用後燃料集合体の間隔測定に好適な燃
料要素間の間隔測定方法に関する。

［従来の技術］ 従来の燃料要素間の間隔測定方法については、特願昭５
８−３１２００号公報に示されたように歪ゲージ式ギャ
ップセンサにより行なわれている。

第５図は、従来例の歪ゲージ式ギャップセンサと、被測
定燃料要素の部分横断面図である。第５図において、１
は、燃料要素、１１は、弾性板、１２は、プローブチッ
プ（リーフともいう）である。

プローブチップの内側には歪ゲージが張られており、そ
の変形量を電気的な出方とじて取出す。間隔を測定する
時には、第５図に示すように、プローブチップが燃料要
素に接触するようにして挿入して、プローブチップを変
形させ、変位量として出力させる。予め、変位量（基準
間隔）と出方（電圧）との関係を測定して校正曲線を作
成しておけば、上記の方法で測定した出力量から、変位
量を求めることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、燃料要素間の隙間へ歪ゲージ式ギャッ
プセンサを挿入し、そのプローブチップの機械的変位量
から間隔を求める方法であった。

したがって、センサは、燃料要素に接触するようにして
燃料要素間に、加重しながら挿入しなければならない。

プローブチップは、挿入する機械的加重に耐えるだけの
強度が要求される上に、プローブチップの製作技術上か
ら、燃料要素間の間隔が例えば１ｍ以下の場合には、セ
ンサの挿入が困難のために測定不可能の場合が生じる。

本発明の目的は、使用後に変形して相互に接触したり、
接触しそうになった燃料要素間の間隔を、非接触で、か
つ、きわめて狭く例えば１＋Ｎｎ以下の間隔でも測定可
能な非接触型の間隔測定方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明に係る燃料要素間の間
隔測定方法の構成は、核燃料物質を封入した複数本の燃
料要素を、相互に一定間隔を保つようにして、正方格子
状に束ねてなる原子炉内で使用後の燃料集合体の、燃料
要素間の間隔を測定する方法において、光ファイバース
コープと、レンズと、工業用テレビカメラとモニターテ
レビなどからなる光ファイバースコープ式測定装置を用
いて、光ファイバースコープ先端部を、目標の燃料要素
間に挿入し、テレビ画面上に写し出された映像より燃料
要素の間隔を測定し、予め作成した校正曲線上の値から
燃料要素間の間隔を求めるようにしたものである。

［作用］ 軽水炉の使用後燃料要素間の間隔を精度よく測定する本
発明の方法を順をおって説明する。

予め、光ファイバースコープ式燃料要素間隔測定装置（
後に、第１図で説明）を製作し、準備調整しておく。す
でに第５図に示したように、通常。

軽水炉燃料集合体に組込まれた燃料要素は、正方格子状
に規則正しく配列され、各燃料要素の直径は、１２．２
７ｍｎ、燃料要素間の平均間隔は３〜４ｍである。。

上記と同様な燃料要素配列で、燃料直径および間隔を等
しく、長さだけは短尺化（２００〜３０００＋１１１）
Ｌ、た模擬燃料集合体を製作する。本模擬燃料集合体は
、要素直径および中心位置は一定不変とし、燃料要素は
湾曲させて、燃料要素間隔を、適宜（１〜６ａｎ）の寸
法に変化できるようにしたものである。

校正曲線を求めるためには、まず、上記模擬燃料集合体
をプール中に収容し、上記光フアイバー式装置の光ファ
イバーの先端の位置を定位置に固定する。燃料要素を湾
曲させることにより、その間隔を変化させる。例えば、
間隔を１順、２１ｍ、３ｍ・・・とすると、これらの値
に応じて、ＣＲＴ画面上に要素間隔の映像が得られる。

これらの映像を写真にとって、燃料要素間隔を実測する
。

横軸に上記模擬燃料集合体の要素間隔（基準間隔という
）をとり、縦軸にＣＲＴ画面上の実測値をとって、プロ
ットすれば、校正曲線が得られる（後に、第４図で説明
）。

実機の測定には、プール中に収容した燃料集合体に、光
フアイバスコープを挿入し、その先端から燃料要素まで
の距離は、一定位置に固定して、目標の燃料要素間隔を
、ＣＲＴ画面上に映して。

その間隔を精度よく測定することにより、上記校正曲線
を用いて、該燃料要素間の間隔寸法を得ることができる
。

この場合に、燃料要素と光フアイバー先端部との距離を
常時一定位置に保持することが重要である。

［実施例］ 以下本発明の１実施例を第１図を用いて説明する。第１
図は、光ファイバースコープ式間隔測定装置を用い、本
発明の方法による燃料要素間隔測定の説明用模式図であ
る。

第１図の構成は、１は、燃料要素、３は、直視ファイバ
ースコープ、５は、直視ファイバースコープ視野角、２
５は、ファイバースコープを動かすためのＸ−Ｙ即動装
置、２６は、光源、２７は、レンズ、２８は、工業用テ
レビカメラ、２９は、ケーブル、３０は、モニターテレ
ビ、３１は、モニターテレビ画面上に写った映像、３２
は、記録用ＶＴＲ１３３は、モニターテレビ上に写った
燃料要素の間隔、３４は、記録用のカメラである。

３のファイバースコープ先端部は、１，６〜２゜５ｍｍ
と十分細くして燃料要素間隔に挿入可能な太さである。

２５のｘ−ｙａ動装置位置におけるファイバースコープ
は、強度保持のために太めであり、ｘ−ｙｕ動装置に固
定して燃料集合体の任意の位置に自在に挿入できるよう
になっている。

つぎに、燃料要素間の間隔測定動作について説明する。

第１図に示すように、正方格子状に規則正しく配列した
燃料要素１の間隙に向って、垂直方向に光ファイバース
コープの先端部を、Ｘ　−Ｙ　ｇＨ動装置２５を用いて
挿入する。先端部の位置決めは、重要であり、これによ
って測定精度が左右される。

（位置決めについては後述する）。光源２６から送られ
た光は、光ファイバースコープの先端をライトガイドに
よって目標像を照明し、その像をレンズ２７で調整し、
工業用テレビカメラ２８、ケーブル２９を通して、モニ
ターテレビ３０の画面上に映像３１として写出される。

これらの映像３１は、ＶＴＲ３２およびカメラ３４によ
って正確に記録する。

一方、校正曲線を作成するために、予め模擬燃料集合体
を製作し、これを用いて、上記と同様の方法によって、
模擬燃料集合体の基準燃料間隔（横軸）に対して、上記
方法によって実測したＣＲＴ画面上の幅（縦軸）をプロ
ットした校正曲線を得る。

第４図は、ＣＲＴ上の映像幅と基準間隔との校正曲線図
である。

第１図を用いて説明したようにモニターテレビ上に写っ
た燃料要素間隔３３を実測した値を、第４図の校正曲線
図の縦軸上にとれば、横軸上の値が目標とした燃料要素
間隔として得られる。

つぎに、光フアイバー先端部から最小燃料要素間隔まで
の距離を一定に保持するための方法について、第２図お
よび第３図を用いて説明する。

第２図は、本発明による燃料要素間の間隔測定力の説明
図である。

第２図の構成は、１は、燃料要素、２は、ウォーターロ
ッド、３は、直視ファイバースコープ、４は、側視ファ
イバースコープ、５は、直視ファイバースコープ視野角
、６は、側視ファイバースコープ視野角、７は、直視フ
ァイバースコープ先端から最小燃料要素間隔までの距離
、８は、燃料要素間の平均間隔である。２のウォーター
ロッドは、高燃焼度燃料５ｔｅｐ−ｎに用いられる大径
ウォーターロッドである（従来型のものは、燃料要素径
と同寸法であるが、大径のものは４本分に相当する）。

３の直視用および４の側視用ファイバースコープは、外
径約１．６１１ＩＩｌであり、８の燃料要素間隔３．９
９ｍｍには十分挿入可能である。

第３図は、上記ファイバースコープ先端部の詳細説明図
である。

直視用３と側視用４ファイバースコープとは、直角方向
に設置される。第３図に示すように直視、側視ファイバ
ースコープ共に３本−組になっている。、３は直視で見
るためのイメージガイド２４は同様側視で見るためのイ
メージガイドを示す。各々のイメージガイドの上下に１
５．１６のように光を出すライトガイドがついている。

このように直視と側視を組み合わせる時は上下方向に組
み合わせ、２１のバンドで固定するようにする。１７は
直視ファイバースコープで見ることができる視野角を示
し、１８は直視用ファイバースコープのライトガイドか
らの光を示す。同様に１９は側視ファイバースコープの
視野角、２０はライトガイドの光を示す。

上記の第２図および第３図に示したような直視および側
視ファイバースコープを組合せて、測定精度を向上させ
る方法について説明する。

模擬燃料集合体を用いて行なった実験の結果、ファイバ
ースコープ先端から目標とする燃料要素までの距離、す
なわち第２図の７、を求めるのには、目標とする燃料要
素と次の列の燃料要素との識別が困難で、測定精度が士
０．５画と、悪いことが判明した。すなわち、モニター
テレビ（ＣＲＴ）画面上に写った像のボケ具合から焦点
が合った位置を求め、これよりファイバースコープ先端
から燃料棒までの距離を求めることが困難なことがわか
った。すなわち、焦点深度が予想以上に深いため、距離
を求めることができないものである。

ファイバースコープ先端から燃料要素までの距離を正確
に求めることができなければ、燃料要素の間隔も正確に
求めることができない。しかし、ファイバースコープで
燃料要素を観察した時、モニターテレビ上では、第１図
３１に示すように、燃料要素輪郭を両方共明確に見るこ
とができる。従って燃料要素の中間位置は、側視ファイ
バースコープを用いれば正確に求めることができる。直
視ファイバースコープと側視ファイバースコープを第２
図や第３図に示すように組み合わせて使用したならば、
側視ファイバースコープで目的とする燃料要素と、直視
ファイバースコープ先端までの距離を正確に求めること
ができる。直視ファイバースコープ先端から目的とする
燃料要素までの距離を求めることができるなら、燃料要
素間隔もモニターテレビの像から正確に求めることがで
きる。

すなわち第２図および第３図に示すように直視用ファイ
バースコープと側視用ファイバースコープを組み合わせ
、第２図に示すように側視ファイバースコープで側方燃
料要素より目標とする燃料要素と直視ファイバースコー
プまでの距離を求める。

その後直視ファイバースコープのモニターテレビに写っ
た像から燃料要素間隔を求める。

上記の場合に、工業用テレビカメラ２８、ケーブル２９
、モニターテレビ３１等を、予め２セツト準備しておけ
ば同時に映像を得ることができる。

この方法では、間隔の測定精度は±０．１ｍとなり、か
なり向上することがわかった。

次に直視ファイバースコープで当該ファイバースコープ
が右に寄っているのか、左に寄っているのかを判別し、
側視ファイバースコープを用いて間隔を測定する時、側
視ファイバースコープに右側側視と左側側視の２本を組
合せて使用すれば。

左右同時に間隔測定が可能となる。この方法では、１回
のファイバースコープの挿入で前方、右側、左側、３方
向測定が可能であり、測定時間の短縮ができる。

以上述べたように、本実施例では側視ファイバースコー
プで燃料要素までの距離を求め直視ファイバースコープ
で間隔を測定する方法を説明したが、逆に直視ファイバ
ースコープで燃料要素までの距離を求め、側視ファイバ
ースコープで間隔を求めるようにしてもよい。

また、第２図中にも図示しているが、燃料要素間の間隔
測定ではなくて、燃料要素とウォーターロンド間の間隔
測定も同様な方法によって実施することができる。

［発明の効果コ 本発明によれば１Ｍ子炉内で使用後の燃料集合体の変形
の有無を検査するにあたり、発電所のプール中で、燃料
集合体を解体することなく、燃料要素間の間隔を測定し
て湾曲の状況を検べて、燃料寿命を推定することができ
る。特に、湾曲の度合が大きく、燃料要素同志が接触し
そうな状況（間隔が１ｍｍ以下でも）を、事前に、確実
に判定できるので、管理上で安全性と信頼性が向上する
。

また、−度使用後の燃料集合体の健全性が確認できれば
、さらに維持して使用することができるので燃焼度の向
上が期待され、経済性は一段と向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による光ファイバースコープ式間隔測
定装置の間隔測定法の説明模式図、第２図は、本発明の
燃料要素間の間隔測定法原理図、第３図は、直視および
側視ファイバースコープの詳細説明図、第４図は、本発
明の方法による校正曲線図、第５図は、従来の歪ゲージ
式ギャップセンサによる間隔測定法の説明模式図である
。 〈符号の説明〉 １・・・燃料要素、２・・・ウォータロッド、３・・直
視光ファイバースコープ、４・・側視光ファイバースコ
ープ、５・・・ファイバースコープ視野角、８・・燃料
要素間隔、１１・・・ギャップセンサ、１５．１６・・
・ライトガイド、２６・・・光源、２７・・・レンズ、
２８・・・工業用テレビカメラ、３０・・・モニターテ
レビ、３１・・・ファイバースコープによる映像。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、核燃料物質を封入した複数本の燃料要素を、相互に
   一定間隔を保つようにして、正方格子状に束ねてなる原
   子炉内で使用後の燃料集合体の、燃料要素間の間隔を測
   定する方法において、光ファイバースコープと、レンズ
   と、工業用テレビカメラとモニターテレビなどからなる
   光ファイバースコープ式測定装置を用いて、光ファイバ
   ースコープ先端部を、目標の燃料要素間に挿入し、テレ
   ビ画面上に写し出された映像より燃料要素の間隔を測定
   し、予め作成した校正曲線上の値から燃料要素間の間隔
   を求めることを特徴とする燃料要素間の間隔測定方法。 ２、請求項１、記載の光ファイバースコープによる燃料
   要素間の間隔測定方法において、前方を監視する直視フ
   ァイバースコープと、側方を観視する側視ファイバース
   コープとを組合せて一体化し、側視ファイバースコープ
   を用いて直視ファイバースコープ先端部から燃料要素ま
   での距離を求め、直視ファイバースコープを用いて燃料
   要素間の間隔を求めることを特徴とする燃料要素間の間
   隔測定方法。 ３、請求項１、記載の光ファイバースコープによる燃料
   要素間の間隔測定方法において、前方を監視する直視フ
   ァイバースコープ、右側を監視する右側視ファイバース
   コープ、左側を監視する左側視ファイバースコープの３
   種を組合せて一体化し、直視ファイバースコープを用い
   てファイバースコープの位置および距離を測定し、右側
   、左側両側視ファイバースコープを用いて前方および両
   側の燃料要素間隔を同時に測定することを特徴とする燃
   料要素間の間隔測定方法。