JPH0631789B2 - 燃料集合体の支持格子による燃料棒拘束状態検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、燃料集合体にあって、その支持格子における
各セル内に嵌挿支持されている燃料棒が、果して当該セ
ルのハードストップ、ソフトストップによって保持さ
れ、その位置に拘束されている否を、予め確認しておく
ために用いることのできる当該燃料棒の拘束状態検査装
置に関する。

《従来の技術》 既知の通り燃料集合体には、直径約10mmで長さ4mといっ
た燃料棒が、横断面20cm角といった領域内にあって、百
数拾本から二百数拾本余り引揃え状態となって、上下配
置の各支持格子における各々のセル内に、各１本宛で嵌
挿支持されている。

そして、上記支持格子１は、第３図に例示するように、
その各セル2,2……内に突設されたハードストップ3,3…
…、ソフトストップ4,4……を有し、これら両ストップ
3,4によってセル2,2……に嵌挿の燃料棒が挟装支持され
ることにより、揺動阻止の拘束状態が保持される。

ところが、燃料棒が上記のハードストップ3,3……、ソ
フトストップ4,4……によって確実に支持され、そのセ
ル2,2……内の位置が不本意に変動しない状態に拘束さ
れていないときは、当該燃料棒の流水振動が生じ、これ
によって燃料棒被覆管がフレッティングにより損傷を受
け、遂には当該被覆管に孔があいて、放射性物質の漏洩
に至る危険がある。

そこで、上記燃料棒の拘束状態を検査しておくことが不
可欠となるが、これまでの検査手段としては、燃料集合
体につき、所要箇所を局所照明により照明しながら、上
記拘束状態を直接作業者が目視により観察しているに過
ぎない。

従って、このような検査によるときは、作業者の目が非
常に疲労してしまうだけでなく、燃料棒の左右２側面に
おける拘束状態は目視できても、前後の２側面が目視で
きず、さらに、作業員は燃料集合体に接近しなければ検
査できないから、全身にγ線による被曝を受けてしまう
こととなり、また燃料棒が邪魔となって、どうしても確
認できない箇所が残されることとなる。

そこで、当該拘束状態の良否を検知するため、観察箇所
をテレビカメラによって映し出すことも考えられるが、
これでは燃料集合体の外周面が観察できるというだけに
なり、また、この際解像度の関係から、写しだされた映
像にしても、あまり鮮明でないこともあって、当該手段
では拘束状態の確認が実質的に不可能である。

《発明が解決しようとする課題》 本願は、上記従来の検査手段がもつ欠陥に鑑み請求項
(1)では、電気的な制御部によって、検査用作動部にお
ける変移動作部を三次元的に変移自在とし、この変移動
作部に設けた一対のボアースコープを、燃料集合体の所
要箇所から燃料棒相互の間隔内へ挿入自在となし、上記
一対のボアースコープにより、支持格子の各セルにおけ
る燃料棒の拘束状態を、上方からだけでなく下方からも
観察可能とし、これら各ボアースコープによって得られ
たテレビカメラによる結像を、前記制御部のモニタテレ
ビによって観察検査可とすることで、検査すべき燃料集
合体から離れた制御部のモニタテレビにより検査できる
ようにし、このことで作業員の被曝、目の疲労といった
問題を解消しようとしている。

さらに、燃料棒の間隙に挿入できるボアースコープの自
動制御部により、支持格子のセルにおける前後左右側を
隅なく、迅速に観察できるようにし、しかも上方からも
下方からも、ボアースコープによるモニタテレビの映像
により拘束状態を明確に観察できるようにすると共に、
当該観察も一度に複数人により同時になし得るようにし
て、その検査の信頼性を向上し、かつボアースコープを
駆使することで、イメージファイバスコープの画像など
に比し、細部にわたる拘束状態の鮮明な映像により、そ
の良否を明確に識別可能とするのが、その目的である。

さらに請求項(2)では、上記請求項(1)にあって、検査す
べき燃料集合体を、前記の検査用作動部に対し所定の関
係位置に配置できるよう、検査用作動部に、位置決め腕
板を延出させ、労することなく、制御部からの駆動信号
により、一対のボアースコープを、燃料集合体の所望箇
所へ挿入配置可能となし、検査の能率と精度を向上させ
ようとしている。

《課題を解決するための手段》 本願は上記の目的を達成するため、請求項(1)では検査
すべき燃料集合体を、所定位置にて直立載置する検査台
に立設の検査用作動部と、これに結線されている制御部
とを具備し、上記検査用作動部にはその本体に、上記制
御部からの駆動信号によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に作動
自在である変移動作部を設け、この変移動作部には、前
記燃料集合体の燃料棒間隙に挿入可能な寸法に細成さ
れ、当該燃料集合体の支持格子における各セル内を、夫
々上側と下側から観察する下向ボアースコープと上向ボ
アースコープとを相対向して臨設すると共に、当該各ボ
アースコープによる結像が得られる夫々の高性能テレビ
カメラをも付設し、この高性能テレビカメラと結線の前
記制御部には、モニタテレビを備えるようにしたことを
特徴とする燃料集合体の支持格子による燃料棒拘束状態
検査装置を提供しようとするものである。

請求項(2)にあっては、上記請求項(1)における検査台に
立設した検査用作動部の本体からは、検査すべき燃料集
合体が嵌挿可能な開口を有する位置決め腕板が延出され
ていることを、その内容としている。

《作用》 請求項(1)の検査装置によれば、検査すべき燃料集合体
が、検査台上の所定位置、すなわち検査用作動部の本体
に対して所定の離間関係で載置されているから、電気的
制御部から発せられる駆動信号によって、検査用作動部
の変移動作部を三次元的に自動制御し、これにより変移
動作部の下向ボアースコープと上向ボアースコープとが
一体に、所要高さから所定の燃料棒間隙内に進入し、支
持格子の特定セルに臨装された所定位置で停止される。

この停止位置にあって、当該燃料棒のセルに対する支持
状態が、上側と下側の双方から夫々下向ボアースコープ
と上向ボアースコープとによって観察されることとな
り、これら各ボアースコープによる結像が、同じく変移
動作部に設けられている高性能テレビカメラにより得ら
れ、さらに、その映像が前記の制御部におけるモニタテ
レビによって夫々観察検査できることとなり、このよう
にして次の駆動信号により順次全部のセルにつき燃料棒
の拘束状態をモニタテレビ上で確認して行うことができ
る。

《実施例》 本願につき、第１図と第２図を用いて以下詳細に説示す
れば、検査台５の所定位置には、検査用作動部６が立設
されており、当該作動部６と所要離間位置に設けられた
電気的な制御部７とが、ケーブル８によって結線されて
いる。

ここで、上記検査用作動部６は、検査台５に固定された
本体6aと、これに付設された変移動作部6bとからなって
おり、当該変移動作部6bは上記制御部７からケーブル８
を介して送信される駆動信号によって、本体6aに対しＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向へ三次元的に所要長だけ変移自在
に制御されることとなる。

すなわち、本体6aに設けられているパルスモータ等の駆
動源をもったＺ軸駆動部6cによって、変移動作部6bの昇
降基体6aに対して昇降動（矢印Ａ方向）でき、上記昇降
基体6dに設けられたＹ軸駆動部6eにより、変移動作部6b
の横走中間体6fが、昇降基体6dに対し螺送などにより前
後動（矢印Ｂ方向）可能となっており、さらに、この横
走中間体6fに設けてあるＸ軸駆動部6gによって、変移作
動部6bの横走先行体6hが、横走中間体6fに対し、これま
た螺送等により左右動（矢印Ｃ方向）自在であって、図
中6iはＺ軸駆動部6cと昇降基体6dとを連結した電動部を
示している。

上記検査用作動部６の横走先行体6hには、その上側と下
側とに相対抗して下向ボアースコープ9aと上向ボアース
コープ9bとが前方へ向け、互いに平行状態にて突出され
ていると共に、当該横走先行体6hには、上記各ボアース
コープ9a,9bにより観察された部位の結像が、格別に得
られる高性能テレビカメラ10を夫々設けておく。

この高性能テレビカメラ10は、ケーブル８によって前記
制御部７に結線され、これによって高性能テレビカメラ
10で撮映された各映像が、制御部７のモニタテレビ7a,7
bにより夫々観察検査できるようになっている。

ここで、上記の下向、上向ボアースコープ9a,9bには、
既知の第２図に示す如きものを用いることができ、同図
にあって、9cはボアースコープ本体9bから突出させた管
体であり、その対物レンズ9eを臨設した観察口9fが、下
向ボアースコープ9aでは下向きに、上向ボアースコープ
9bでは上向きに開口させてあり、本発明ではこれら下
向、上向ボアースコープ9a,9bの管体9cが、何れも一体
に、第１図に示されている燃料集合体Ｄの燃料棒Ｅ相互
間である燃料棒間隙（通常３〜４mm程度）に挿入できる
寸法に細成されている。

第２図中、9gはロッドレンズ、9hは観察部位を照明する
ためのコールドライトＦが、対物レンズ9eの周辺まで導
かれる光ファイバによるライトガイド、9iはボアースコ
ープ本体9dと高性能テレビカメラ10とを連結するカメラ
アダプタで、9jは接眼レンズである。

ここで、第１図の11は検査用作動部６の本体6aにあっ
て、その頂部から横向きに水平状に延出した位置決め腕
板であり、その先端部には開口11aが四角形状に開設さ
れていて、これに燃料集合体Ｄを嵌挿して検査台５上に
位置することで、当該燃料集合体Ｄは上記本体6aに対
し、特定の関係位置にセットされることとなる。

そこで、上記の検査装置を用いるには、制御部７による
数値制御により、その駆動信号によって検査用作動部６
の変移作動部6bを、Ｘ軸駆動部6g、Ｙ軸駆動部6eそして
Ｚ軸駆動部6cの稼動により制御し、これにより下向ボア
ースコープ9a、上向ボアースコープ9bが一体となって、
所定の燃料棒間隙内へ進入し、支持格子１における所要
の燃料棒間隙から、管体9cが進入して所定の進入位置に
て停止され、このとき支持格子１のセル２にあって、そ
の上側と下側に夫々下向ボアースコープ9a、上向ボアー
スコープ9bが、夫々その各観察口9fを下方と、上方へ向
けて開口し、このことで、当該燃料棒Ｅとセル２のバー
ドストップ3,3……との接触箇所に、当該観察口9fが指
向されるに至る。

従って、この状態となれば、観察部位がコールドライト
により照明され、その像が前記のロッドレンズ9gによっ
て構成されたリレーレンズ（１つのレンズ系によって作
られた実像を再び実像として結像するレンズ）によっ
て、次段の高性能テレビカメラ10上に結像することとな
り、このため、画素の集合となるファイバースコープで
の観察に供される像に比し、光学的映像であることか
ら、遥に鮮明な像を得ることができる。

このようにして、高性能ビデオカメラにより撮影された
観察部位は、下向ボアースコープ9a、上向ボアースコー
プ9bに夫々対応した制御部７のモニタテレビ7a,7bに写
し出され、当該モニタテレビ上にて観察することがで
き、これにより制御部７側にいる作業者は、燃料棒と支
持格子の接触箇所である細かい像の観察を行うことがで
きる。

このような観察が終れば、次に制御部７からの駆動信号
により、例えば隣設のセル２への前記下向、上向ボアー
スコープ9a,9bが自動的に転移し、また上記のようにし
て当該セル２における燃料棒の拘束状態を確認すること
になる。

ここで、燃料集合体Ｄは検査に先立って、検査台５上の
所定位置に立置しなければならず、これにより制御部７
による検査用作動部６の自動制御を行い得ることとなる
が、この際、前記のように位置決め腕板11を設けた場合
には、その開口11aから燃料集合体Ｄを嵌挿垂下して、
検査台５上に立置すればよい。

また、上記制御部７には、モニタテレビ7a,7bを設置す
るだけではなく記録用や解析用の装置を内蔵させてお
き、検査箇所と検査結果が対応されてデータ処理できる
ようにしたり、検査結果の映像を録画、再生可能として
おくのがよい。

《発明の効果》 本願による請求項(1)の検査装置は、上記のようにして
構成されるものであるから、下向ボアースコープと上向
ボアースコープとを。制御部からの駆動信号によって、
燃料棒間隙から進入させ、支持格子の所望セルに、上下
から自動的に臨装させることができ、これにより多数の
セルにおける燃料棒拘束状態を極めて能率的に観察検査
することができる。

また、当該観察は下向、上向ボアースコープの前記進入
により行われるので、セルにおける燃料棒の前後左右に
わたる全面につき検査ができ、しかも上からと下からの
観察によって、信頼性の高い検査結果が得られることと
なり、もちろん観察部位の直視ではないから、作業者の
目も疲労が大幅に軽減されると共に、燃料集合体に接近
せず制御部のモニタテレビにより検査できるので放射線
の被曝による問題も解消できる。

さらに、ボアースコープの活用と観察部位を制御部のモ
ニタテレビにより検査することで、一度に複数人が同一
映像を観察でき、それだけ信頼性の高い検査結果が得ら
れ、当該映像もイメージファイバスコープによる像でな
く、テレビカメラで撮影しモニタテレビにて観察するも
のであるから、燃料棒と支持格子との点や線接触状態を
細かく観察することができる。

上記制御部についても、その構成につきその内容を充実
させることで、検査部位とその検査結果を対応させてデ
ータ処理したり、当該検査結果としての映像をビデオに
より録画しておき、適時再生するといったことも可能で
ある。

また、請求項(2)によるときは、燃料集合体を検査台に
載置する際、位置決め腕板の開口に嵌挿するようにすれ
ば、当該燃料集合体を労せずして所定の位置に置くこと
ができ、作業能率を向上できると共に、制御部による変
移動作部の自動制御を支障なく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る燃料棒拘束状態検査装置の一実施
例を示す全体の使用状態斜視説明図、第２図は同上装置
に用いられている下向ボアースコープ近傍部分を示した
一部切欠の正面図、第３図は燃料集合体に用いられてい
る支持格子の部分斜視図である。 １……支持格子 ２……セル ５……検査台 ６……検査用作動部 6a……本体 6b……変移動作部 ７……制御部 7a,7b……モニタテレビ 9a……下向ボアースコープ 9b……上向ボアースコープ 10……高性能テレビカメラ 11……位置決め腕板 Ｄ……燃料集合体 Ｅ……燃料棒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査すべき燃料集合体を、所定位置にて直
   立載置する検査台に立設の検査用作動部と、これに結線
   されている制御部とを具備し、上記検査用作動部にはそ
   の本体に、上記制御部からの駆動信号により、Ｘ軸、Ｙ
   軸、Ｚ軸方向に作動自在である変移動作部を設け、この
   変移動作部には、前記燃料集合体の燃料棒間隙に挿入可
   能な寸法に細成され、当該燃料集合体の支持格子におけ
   る各セル内を、夫々上側と下側から観察する下向ボアー
   スコープと上向ボアースコープとを相対向して臨設する
   と共に、当該各ボアースコープによる結像が得られる夫
   々の高性能テレビカメラをも付設し、この高性能テレビ
   カメラと結線の前記制御部には、モニタテレビを備える
   ようにしたことを特徴とする燃料集合体の支持格子によ
   る燃料棒拘束状態検査装置。
2. 【請求項２】検査台に立設した検査用作動部の本体から
   は、検査すべき燃料集合体が嵌挿可能な開口を有する位
   置決め腕板が延出されている請求項(1)記載の燃料集合
   体の支持格子による燃料棒拘束状態検査装置。