JPH06194491A - 核燃料集合体の検査装置 - Google Patents
核燃料集合体の検査装置Info
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- JPH06194491A JPH06194491A JP43A JP34389692A JPH06194491A JP H06194491 A JPH06194491 A JP H06194491A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 34389692 A JP34389692 A JP 34389692A JP H06194491 A JPH06194491 A JP H06194491A
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- JP
- Japan
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- light
- mirror
- light receiving
- reflection prism
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- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】可視光線投光機１，投光用反射プリズム２また
はミラー，受光用反射プリズム３またはミラー，導光用
窓付光路保護器４，受光機６，データ処理機７，出力表
示機８、およびチャンネルボックス着脱機１１付検査台
よりなる。 【効果】核燃料集合体各構造部の長さ方向における外径
寸法と隙間を非接触で連続的にかつ精度良く検査するこ
とができる。また、寸法ならびに長さ方向における形状
変化の検査を迅速に行うことが出来る。
はミラー，受光用反射プリズム３またはミラー，導光用
窓付光路保護器４，受光機６，データ処理機７，出力表
示機８、およびチャンネルボックス着脱機１１付検査台
よりなる。 【効果】核燃料集合体各構造部の長さ方向における外径
寸法と隙間を非接触で連続的にかつ精度良く検査するこ
とができる。また、寸法ならびに長さ方向における形状
変化の検査を迅速に行うことが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電用核燃料集
合体の検査に係り、特に、燃料体，燃料棒，チャンネル
ボックスの長さ，外幅，曲がり，隙間、の測定装置に関
する。
合体の検査に係り、特に、燃料体，燃料棒，チャンネル
ボックスの長さ，外幅，曲がり，隙間、の測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】核燃料集合体は、長尺細径管内に燃料ペ
レットを装填し両端を封じた燃料棒、燃料棒を８×８の
正方格子状に組み込みスペーサで支持し、さらに上部端
栓部に膨張スプリングを装着し、それを上部と下部のタ
イプレートで保持されている燃料体。燃料体を包むチャ
ンネルボックスとから構成されている。
レットを装填し両端を封じた燃料棒、燃料棒を８×８の
正方格子状に組み込みスペーサで支持し、さらに上部端
栓部に膨張スプリングを装着し、それを上部と下部のタ
イプレートで保持されている燃料体。燃料体を包むチャ
ンネルボックスとから構成されている。
【０００３】核燃料集合体は中性子照射下で高温高圧の
条件で使用されるため核燃料集合体の健全性維持と原子
炉の予防保全の点から核燃料集合体各構成部の寸法変化
に伴う形状を定期的に検査し把握する必要がある。
条件で使用されるため核燃料集合体の健全性維持と原子
炉の予防保全の点から核燃料集合体各構成部の寸法変化
に伴う形状を定期的に検査し把握する必要がある。
【０００４】現在、原子力発電所の定期検査において、
核燃料集合体の検査は次の手順と方法により行われてい
る。炉心から、燃料交換機により取り出した核燃料集合
体を燃料プールに移動しチャンネル着脱機に着座させ、
チャンネルボックスを取外した後に燃料体８×８正方格
子状の外周４面の、下部タイプレートから上部タイプレ
ート間の長さ，スペーサ間隔，燃料棒膨張スプリング長
さ，燃料棒間隔などを測定している。その測定方法は燃
料棒間隔を除き何れも、燃料体の正面に水中テレビカメ
ラを設置し、テレビモニタ画面の基準位置に燃料体を合
わせ、チャンネル着脱機を上下させその時の移動距離か
ら寸法を求めている。燃料棒間隔については、外周４面
を水中テレビカメラで観察して狭いところが確認された
場合には、フィラゲージを挿入し測定しているのが一般
的である。
核燃料集合体の検査は次の手順と方法により行われてい
る。炉心から、燃料交換機により取り出した核燃料集合
体を燃料プールに移動しチャンネル着脱機に着座させ、
チャンネルボックスを取外した後に燃料体８×８正方格
子状の外周４面の、下部タイプレートから上部タイプレ
ート間の長さ，スペーサ間隔，燃料棒膨張スプリング長
さ，燃料棒間隔などを測定している。その測定方法は燃
料棒間隔を除き何れも、燃料体の正面に水中テレビカメ
ラを設置し、テレビモニタ画面の基準位置に燃料体を合
わせ、チャンネル着脱機を上下させその時の移動距離か
ら寸法を求めている。燃料棒間隔については、外周４面
を水中テレビカメラで観察して狭いところが確認された
場合には、フィラゲージを挿入し測定しているのが一般
的である。
【０００５】チャンネルボックスの検査は、全長，外
幅，曲がり，ねじれなどを検査している。その方法とし
て、全長は記述の水中テレビカメラ法で測定しており、
外幅，曲がり、ねじれについては、チャンネルボックス
検査台の上下方向と対辺方向に取り付けた超音波探触子
により、探触子設置位置とチャンネルボックス外表面の
間の音速を測定し算出している。
幅，曲がり，ねじれなどを検査している。その方法とし
て、全長は記述の水中テレビカメラ法で測定しており、
外幅，曲がり、ねじれについては、チャンネルボックス
検査台の上下方向と対辺方向に取り付けた超音波探触子
により、探触子設置位置とチャンネルボックス外表面の
間の音速を測定し算出している。
【０００６】燃料棒単体の検査は、漏洩が確認された場
合燃料体を解体して燃料棒を水中テレビカメラで観察す
るのみで、外幅，曲がりを実測した例はあまり知られて
いない。
合燃料体を解体して燃料棒を水中テレビカメラで観察す
るのみで、外幅，曲がりを実測した例はあまり知られて
いない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】核燃料集合体は、前述
の環境で長時間使用されるため、各構造部に次の形状変
化が懸念される。
の環境で長時間使用されるため、各構造部に次の形状変
化が懸念される。
【０００８】高温高圧水やその熱流動による物理的作用
により、正方格子状に組み込まれた燃料棒に伸びや曲が
りが生じ冷却水路である燃料棒間隔を狭くしたり、スペ
ーサ間にずれが生じ燃料体の形状に変化を及ぼす。燃料
棒では、燃料ペレットと燃料被覆管の機械的相互作用
（ＰＣＩ）による直径変化。また、チャンネルボックス
の内面と外面との冷却水圧力差による変形などが予想さ
れる。そのため、核燃料集合体を構成している燃料体，
燃料棒，チャンネルボックス等各部材の長さ方向及び直
角方向に、どの程度の寸法変化が生じているかを定期的
に検査することが重要になる。また、その方法も簡便，
迅速で、かつ正確さが要求される。
により、正方格子状に組み込まれた燃料棒に伸びや曲が
りが生じ冷却水路である燃料棒間隔を狭くしたり、スペ
ーサ間にずれが生じ燃料体の形状に変化を及ぼす。燃料
棒では、燃料ペレットと燃料被覆管の機械的相互作用
（ＰＣＩ）による直径変化。また、チャンネルボックス
の内面と外面との冷却水圧力差による変形などが予想さ
れる。そのため、核燃料集合体を構成している燃料体，
燃料棒，チャンネルボックス等各部材の長さ方向及び直
角方向に、どの程度の寸法変化が生じているかを定期的
に検査することが重要になる。また、その方法も簡便，
迅速で、かつ正確さが要求される。
【０００９】従来の検査では、燃料体（下部タイプレー
トから上部タイプレート間の長さ，スペーサ間隔，燃料
棒膨張スプリング長さ，燃料棒間隔）及びチャンネルボ
ックスの長さ測定に水中テレビカメラを用いているの
で、任意の基準点からの距離しか測定できず、各部材の
長さ方向における連続的な寸法変化を求めることは困難
であった。また、チャンネルボックスの外幅，曲がり測
定についても長さ方向及び水平方向の任意の点を測定
し、算出しており連続的に実測はなされていない。一
方、燃料棒については寸法変化に係る検査はなされてい
ない。
トから上部タイプレート間の長さ，スペーサ間隔，燃料
棒膨張スプリング長さ，燃料棒間隔）及びチャンネルボ
ックスの長さ測定に水中テレビカメラを用いているの
で、任意の基準点からの距離しか測定できず、各部材の
長さ方向における連続的な寸法変化を求めることは困難
であった。また、チャンネルボックスの外幅，曲がり測
定についても長さ方向及び水平方向の任意の点を測定
し、算出しており連続的に実測はなされていない。一
方、燃料棒については寸法変化に係る検査はなされてい
ない。
【００１０】本発明の目的は、レーザ光または赤外線を
用い核燃料集合体ならびにその各構造部の寸法を長さ方
向に連続的に測定することにある。
用い核燃料集合体ならびにその各構造部の寸法を長さ方
向に連続的に測定することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題の目的に適合す
る本発明検査装置は、レーザ光または赤外線照射下で被
検体または投光反射部と受光部が同時に上下方向に駆動
し、連続的に長さ方向の寸法を測定することにあり、請
求項４ならびに、請求項５に記載の発明を特徴とする。
また、光線の伝播経路が曲折しないようにレーザ光また
は赤外線の光路に保護器を設けるようにした、請求項３
記載の発明を特徴とする。
る本発明検査装置は、レーザ光または赤外線照射下で被
検体または投光反射部と受光部が同時に上下方向に駆動
し、連続的に長さ方向の寸法を測定することにあり、請
求項４ならびに、請求項５に記載の発明を特徴とする。
また、光線の伝播経路が曲折しないようにレーザ光また
は赤外線の光路に保護器を設けるようにした、請求項３
記載の発明を特徴とする。
【００１２】
【作用】上記のように構成された検査装置では、核燃料
集合体を構成している燃料体，チャンネルボックス，燃
料棒の対辺および直角方向の寸法を正確に測定できると
ともに、長さ方向における寸法も連続的に測定すること
が可能であり、各構成部材の全体形状を把握することが
できる。また、核燃料集合体を解体しない状態で寸法を
測定することが出来る。
集合体を構成している燃料体，チャンネルボックス，燃
料棒の対辺および直角方向の寸法を正確に測定できると
ともに、長さ方向における寸法も連続的に測定すること
が可能であり、各構成部材の全体形状を把握することが
できる。また、核燃料集合体を解体しない状態で寸法を
測定することが出来る。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【００１４】図１は本発明の核燃料集合体検査装置の構
成を示したもので、図中、１はレーザ光または赤外線を
発射させる投光機で、スポット状の光線を被検体の寸法
幅に合わせ任意に発生する。２は被検体９に光線を走査
させるための投光反射プリズム(ミラーでも代用でき
る。)で、照射光に合わせて設置角度を変えることがで
きる。３は投光反射プリズムより被検体を介して走査し
た光の明暗を受光機に導光するための受光反射プリズム
(ミラーでも代用できる。)で投光反射プリズム２と同様
に設置角度を変えることができる。投光反射プリズム２
と受光反射プリズム３は、検査台１０か光路保護器４に
支持固定（この場合、検査台１０の着座部１１を上下に
駆動させる、すなわち、被検体が移動する。）するか、
または、投光反射プリズム２と受光反射プリズム３の一
体構造として、上下に駆動させる（この場合、被検体９
は固定のままとする。）。
成を示したもので、図中、１はレーザ光または赤外線を
発射させる投光機で、スポット状の光線を被検体の寸法
幅に合わせ任意に発生する。２は被検体９に光線を走査
させるための投光反射プリズム(ミラーでも代用でき
る。)で、照射光に合わせて設置角度を変えることがで
きる。３は投光反射プリズムより被検体を介して走査し
た光の明暗を受光機に導光するための受光反射プリズム
(ミラーでも代用できる。)で投光反射プリズム２と同様
に設置角度を変えることができる。投光反射プリズム２
と受光反射プリズム３は、検査台１０か光路保護器４に
支持固定（この場合、検査台１０の着座部１１を上下に
駆動させる、すなわち、被検体が移動する。）するか、
または、投光反射プリズム２と受光反射プリズム３の一
体構造として、上下に駆動させる（この場合、被検体９
は固定のままとする。）。
【００１５】被検体９は水中に置かれるため、光線の伝
播経路が曲折しないよう必要に応じて光路保護器４を用
いる。この場合、投光反射プリズム２と受光反射プリズ
ム３との走査線上にあたるところに、導光用の窓５を設
ける。受光機６は受光反射プリズム３から光の明暗を受
け電気信号に変換し、データ処理機７に信号を送信す
る。データ処理機７では、受光機６より電気信号を受
け、光の明暗を演算して被検体の長さ方向位置（駆動軸
に移動距離センサが設置されている。）と寸法が算出さ
れたものが、出力表示機８に数字或いは図形で表示す
る。以下、核燃料集合体の寸法測定例を説明する。
播経路が曲折しないよう必要に応じて光路保護器４を用
いる。この場合、投光反射プリズム２と受光反射プリズ
ム３との走査線上にあたるところに、導光用の窓５を設
ける。受光機６は受光反射プリズム３から光の明暗を受
け電気信号に変換し、データ処理機７に信号を送信す
る。データ処理機７では、受光機６より電気信号を受
け、光の明暗を演算して被検体の長さ方向位置（駆動軸
に移動距離センサが設置されている。）と寸法が算出さ
れたものが、出力表示機８に数字或いは図形で表示す
る。以下、核燃料集合体の寸法測定例を説明する。
【００１６】検査装置の投光機より、レーザ光または赤
外線を発射させながら、投光反射プリズム２と受光反射
プリズム３と受光機の間で光の走査確認と調整を行う。
炉心から取り出した核燃料集合体９を、検査台１０のチ
ャンネルボックス着脱機１１に着座させ、長さ方向の測
定始点部に被検体と投光反射プリズム２及び受光反射プ
リズム３を合わせ、同時に投光及び受光反射プリズムと
被検体の水平と直角度を合わせる。水平と直角度の合わ
せ方は、被検体を動かしながら寸法表示が最小になった
ところとする(被検体が正方形上の場合)。以降、被検体
９を上測定方向に駆動させる。このとき、駆動方向の位
置と寸法が同時にかつ連続的に表示出力される。次に、
被検体を９０°回転させ同様の測定を実施し、核燃料集
合体の形状変化を検査する。以下、燃料体の場合にはチ
ャンネルボックスを取外した後に、前述と同様の手順に
より燃料棒間隔（図２に示す。），スペーサ間隔，燃料
棒膨張スプリング長さ，下部タイプレートから上部タイ
プレート間の寸法を測定する。燃料棒の外径測定の場合
には、燃料体より被検体とする燃料棒をつかみ治具（図
は省略）で引き抜き、図１の反射プリズム２と３の間に
静止させ、レーザ光または赤外線を発射し投光反射プリ
ズム２と受光反射プリズム３を駆動させ、長さ方向の外
径を連続的に測定して燃料棒の形状を検査する。
外線を発射させながら、投光反射プリズム２と受光反射
プリズム３と受光機の間で光の走査確認と調整を行う。
炉心から取り出した核燃料集合体９を、検査台１０のチ
ャンネルボックス着脱機１１に着座させ、長さ方向の測
定始点部に被検体と投光反射プリズム２及び受光反射プ
リズム３を合わせ、同時に投光及び受光反射プリズムと
被検体の水平と直角度を合わせる。水平と直角度の合わ
せ方は、被検体を動かしながら寸法表示が最小になった
ところとする(被検体が正方形上の場合)。以降、被検体
９を上測定方向に駆動させる。このとき、駆動方向の位
置と寸法が同時にかつ連続的に表示出力される。次に、
被検体を９０°回転させ同様の測定を実施し、核燃料集
合体の形状変化を検査する。以下、燃料体の場合にはチ
ャンネルボックスを取外した後に、前述と同様の手順に
より燃料棒間隔（図２に示す。），スペーサ間隔，燃料
棒膨張スプリング長さ，下部タイプレートから上部タイ
プレート間の寸法を測定する。燃料棒の外径測定の場合
には、燃料体より被検体とする燃料棒をつかみ治具（図
は省略）で引き抜き、図１の反射プリズム２と３の間に
静止させ、レーザ光または赤外線を発射し投光反射プリ
ズム２と受光反射プリズム３を駆動させ、長さ方向の外
径を連続的に測定して燃料棒の形状を検査する。
【００１７】
【発明の効果】本発明の核燃料集合体検査装置は、レー
ザ光または赤外線を反射プリズムを介して被検体に照射
し、その光の明暗長さを演算することにより、核燃料集
合体の各構造部である、燃料体（燃料棒間隔，長さ，外
幅，スペーサ間隔，膨張スプリング長さ，曲がり），燃
料棒（外径，長さ，曲がり），チャンネルボックス（長
さ，外幅，曲がり）の寸法を、非接触でかつ精度良く測
定することができる。さらに、被検体または反射ミラー
を駆動する機構とデータ処理機と出力表示機を設けたこ
とにより、長さ方向における寸法測定を自動的かつ迅速
にできる。
ザ光または赤外線を反射プリズムを介して被検体に照射
し、その光の明暗長さを演算することにより、核燃料集
合体の各構造部である、燃料体（燃料棒間隔，長さ，外
幅，スペーサ間隔，膨張スプリング長さ，曲がり），燃
料棒（外径，長さ，曲がり），チャンネルボックス（長
さ，外幅，曲がり）の寸法を、非接触でかつ精度良く測
定することができる。さらに、被検体または反射ミラー
を駆動する機構とデータ処理機と出力表示機を設けたこ
とにより、長さ方向における寸法測定を自動的かつ迅速
にできる。
【図１】本発明に係る核燃料集合体検査装置構成の１例
を示す説明図。
を示す説明図。
【図２】燃料体の燃料棒間隔を測定する平面図。
【図３】核燃料集合体の正面図。
１…可視光線投光機、２…投光反射プリズム、３…受光
反射プリズム、４…光路保護器、５…光路導光用窓、６
…受光機、７…データ処理機、８…出力表示機、９…核
燃料集合体、１０…検査台、１１…チャンネルボックス
着脱機。
反射プリズム、４…光路保護器、５…光路導光用窓、６
…受光機、７…データ処理機、８…出力表示機、９…核
燃料集合体、１０…検査台、１１…チャンネルボックス
着脱機。
Claims (5)
- 【請求項１】核燃料集合体、または、それを構成してい
る各構造部の長さ，外幅，曲がり，隙間を、可視光線あ
るいは赤外線を用いて自動測定することを特徴とする検
査装置。 - 【請求項２】請求項１において、レーザ光または赤外線
を被検体の幅に合わせて発射する投光部と、発射された
光線を前記被検体に水平に走査させる投光反射プリズム
またはミラーと、前記被検体を走査した光線を受光部へ
走査させる受光反射プリズムまたはミラーと、前記受光
反射プリズムまたはミラーを介した光線を受光レンズで
集光し、その光の明暗を電気信号に変換させる受光部
と、明暗部の長さを演算するデータ処理機と、演算で得
られる長さを表示する出力表示機とから構成され、集合
体またはそれを構成する各構造部の長さを自動で測定す
る検査装置。 - 【請求項３】請求項２において、可視光線投光部から前
記投光反射プリズムまたはミラーの間と、前記受光反射
プリズムまたはミラーから前記受光部までの間に、光線
の伝播経路が曲折しないための光路保護器を設け、前記
光路保護器の前記投光反射プリズムまたはミラー部と、
前記受光反射プリズムまたはミラー部の走査線上に導光
用の光路窓を配置した検査装置。 - 【請求項４】請求項１，２または３において、前記可視
光線投光部と、前記投光反射プリズムまたはミラーと、
前記受光反射プリズムまたはミラーと前記光路保護器が
一体構造で固定された構造で、被検体が上下，左右に駆
動する機能を有した検査装置。 - 【請求項５】請求項１，２または３において、前記被検
体が固定で、前記投光反射プリズムまたはミラーと、前
記受光反射プリズムまたはミラーが一体構造で、かつ上
下に駆動する機能を有した構造の検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06194491A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 核燃料集合体の検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06194491A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 核燃料集合体の検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194491A true JPH06194491A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18365080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06194491A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 核燃料集合体の検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06194491A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010122094A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 燃料集合体の外観検査装置用反射鏡および燃料集合体の外観検査装置 |
| CN101727996B (zh) | 2008-10-31 | 2012-06-27 | 中国核动力研究设计院 | 压水堆核电站辐照后燃料组件变形检测方法及其实现装置 |
| KR101225005B1 (ko) * | 2011-05-03 | 2013-01-22 | 한국수력원자력 주식회사 | 핵연료 소결체-피복관 상호작용 측정 맨드렐 셀 및 이를 구비한 시스템 |
| KR101362707B1 (ko) * | 2012-06-18 | 2014-02-13 | 한국원자력연구원 | 핵연료 피복관의 변형량 측정장치 |
| ES2597858A1 (es) * | 2015-07-21 | 2017-01-23 | Tecnatom, S.A. | Escáner para barras |
| CN116230270A (zh) * | 2022-12-01 | 2023-06-06 | 中广核核电运营有限公司 | 核燃料组件外观检查设备及检查系统 |
| CN117612753A (zh) * | 2023-11-17 | 2024-02-27 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种核燃料组件燃料棒间隙自动化检测装置及方法 |
| CN120274658A (zh) * | 2025-06-10 | 2025-07-08 | 中国核动力研究设计院 | 一种燃料棒直径连续测量装置和方法 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP43A patent/JPH06194491A/ja active Pending
Cited By (8)
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| CN101727996B (zh) | 2008-10-31 | 2012-06-27 | 中国核动力研究设计院 | 压水堆核电站辐照后燃料组件变形检测方法及其实现装置 |
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