JPH11118428A - 制御棒クラスタの摩耗測定方法 - Google Patents

制御棒クラスタの摩耗測定方法

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JPH11118428A
JPH11118428A JP9299497A JP29949797A JPH11118428A JP H11118428 A JPH11118428 A JP H11118428A JP 9299497 A JP9299497 A JP 9299497A JP 29949797 A JP29949797 A JP 29949797A JP H11118428 A JPH11118428 A JP H11118428A
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JP
Japan
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control rod
plate
rcc
wear
guide holes
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JP9299497A
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English (en)
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Toyokazu Aoki
豊和 青木
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Nuclear Fuel Industries Ltd
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Nuclear Fuel Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御棒クラスタの制御棒を、その先端部から
全体に亘り迅速に摩耗測定する。 【解決手段】 制御棒3を夫々挿通させる複数のガイド
ホール4を備えた水平板状のプレート1a、1bと、こ
のプレート1a、1bの外周付近に配設され、上記ガイ
ドホール4を挿通する制御棒3の側面を撮影する複数の
テレビカメラ2と、このテレビカメラ2の映像を解析す
る画像解析装置10とを用い、上記テレビカメラ2で撮
影した制御棒3の幅を上記画像解析装置10により予め
設定した基準寸法と比較し、この比較した寸法差にもと
づき制御棒3の摩耗量を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は加圧水型原子炉で使
用される制御棒クラスタの検査に係り、特に制御棒の摩
耗量を測定する摩耗測定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】加圧水型原子炉では、原子炉の制御およ
び停止を行うために、多数の制御棒の上部をスパイダー
にて集束した制御棒クラスタを使用している。この制御
棒クラスタ(以下RCCという)は、燃料集合体のシン
ブル管に対し制御棒の挿入と引抜きとが行われる。
【0003】ところで、最近ではこのRCCの制御棒の
先端部にも摩耗の進行が見られるようになった。これ
は、プラント運転中に上記引抜き位置にある制御棒の先
端部が燃料集合体上部ノズルのシンブル管上端開口部に
係合して、流水振動によるフレッティング摩耗を起こす
ことに起因する。
【0004】現状におけるRCC定期検査は、制御棒の
原子炉上部のRCC案内カード部(振れ止めガイド)と
のフレッティング摩耗が重要視されてきたため、ECT
コイルを用いた非破壊検査により上記制御棒の摩耗量と
減肉形状とを測定し、RCCの次サイクルの健全性を評
価しているが、この検査方法では前記RCC制御棒の先
端部の測定には対応することができない。
【0005】これは、RCC制御棒の先端部では端栓の
接合部で溶接が施されているために、この接合部付近で
はECTコイルの出力信号に大きなノイズが発生するこ
とに加え、上記先端部は形状が先細りなためにその測定
自体が困難であることが理由に挙げられる。したがっ
て、従来では上記制御棒の先端から200mm程度の下
限位置までを上記ECTコイルにより摩耗検査している
にすぎず、またその他の検査手法として歪ゲージがある
が、この検査手法はRCCにゲージを接触させているた
めRCCの昇降による振れ等の影響を受けやすいという
問題があり、何れにせよ現在では、RCCの上部端栓部
から下部端栓部付近までにわたる全長を検査対象とする
RCC摩耗検査装置の早期開発が望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の如き実
状に対処し、画像解析による新規な検査方法を見出すこ
とにより、上記RCC制御棒全長の摩耗量を外観から測
定することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的に適
合する本発明のRCC摩耗測定方法は、RCCの制御棒
を夫々挿通させる複数のガイドホールを備えた水平板状
のプレートと、このプレートの外周付近に配設され、上
記ガイドホールを挿通する制御棒の側面を撮影する複数
のテレビカメラと、このテレビカメラの映像を解析する
画像解析装置とを用い、上記テレビカメラで撮影した制
御棒の幅を上記画像解析装置により予め設定した基準寸
法と比較し、この比較した寸法差にもとづき制御棒の摩
耗量を測定することを特徴とする。
【0008】また、上記本発明の測定方法において、上
記プレートの任意のガイドホール周囲を周方向に4分割
して、各分割部の正面に鏡を配設すると共に、背向する
分割部同士が1台のカメラ視野に収まるように上記鏡の
角度を設定することも可能である。
【0009】そして、さらに、上記プレートを上下2段
に形成して、一方のプレートで外周部のほぼ半数のガイ
ドホールに上記鏡を設置すると共に、他方のプレートで
内周部のほぼ半数のガイドホールに上記鏡を設置し、こ
れら上下2段の鏡を有するガイドホールを、鏡のないガ
イドホールに対し同数以上となし、かつ点対称に配設す
ることも可能である。
【0010】
【作用】上記本発明の摩耗検査方法では、RCCを上か
ら吊り下げて、上記プレートのガイドホールに制御棒を
挿入しながら昇降させ、その側面をテレビカメラによっ
て撮影し、この映像を上記画像処理装置によって寸法比
較することにより制御棒の摩耗量を測定する。この場
合、ガイドホール周囲に上記の如く鏡を配設することに
より、制御棒の摩耗を4方向から同時に測定しうると共
に、この4方向の撮影を2台のテレビカメラで賄えるた
め、測定装置をコンパクトで低コストとすることが可能
である。そして、上記プレートを上下2段とすることに
より鏡やテレビカメラのスペースの有効利用を図ること
ができ、さらに上記鏡を有するガイドホールと鏡のない
ガイドホールとを点対称に形成することにより、RCC
を180°回転させて2度プレートに挿入するだけで、
鏡を有するガイドホールに対して中央点対称のガイドホ
ール位置にあった制御棒が検査可能となるため、制御棒
全部の摩耗測定を行うことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下更に添付図面を参照して、本
発明の実施の形態を説明する。
【0012】図1は本発明実施形態のRCCの摩耗測定
装置を示す全体図、図2は同装置の上部プレートを示す
平面図、図3は同、下部プレートを示す平面図である。
【0013】上記実施形態の測定装置は24本の制御棒
3を備えたRCC用のものであり、図1に示すように上
下2段に形成された水平板状のプレート1a、1bと、
このプレート1a、1bの外周付近に夫々配設された合
計24台のテレビカメラ2と、上記各テレビカメラ2の
映像を解析する画像解析装置10とを備えている。な
お、図1に示す11は操作盤、12はCRTモニターテ
レビ、13はCCU(カメラコントロールユニット)、
14は電源、15はVTR、16はMOディスクドライ
ブを夫々示している。
【0014】また、上記上下のプレート1a、1bの中
央部には夫々、図2、図3に示す如く、上記RCCの制
御棒3を嵌挿させる24個のガイドホール4が形成され
ている。上記ガイドホール4の任意のものには、図2、
図3に示す如く、その周囲を周方向に4等分して、各分
割部の正面に夫々鏡5を配設すると共に、背を向き合う
分割同士が1台のカメラ視野に収まるように上記鏡5の
角度を各分割部正面の接線に対し45°に設定してい
る。
【0015】そして、上記2段のプレート1a、1bに
おいて、図2に示す如く上記プレート1aで外周部のほ
ぼ半数のガイドホール4に上記鏡5とテレビカメラ2と
が設置されると共に、図3に示す如く下のプレート1b
で内周部のほぼ半分のガイドホール4に同じく鏡5とテ
レビカメラ2とが設置され、これら上下2段のプレート
1a、1bで合計した鏡を有するガイドホール4が、図
2、図3に示す如く鏡のないガイドホール4に対し点対
称に配設されている。上記合計した鏡を有するガイドホ
ール4は、鏡のないガイドホール4と同数になってい
る。このため、テレビカメラ2は、上のプレート1aで
14台(図2では1台のみ図示)、下のプレート1bで
10台(図3では1台のみ図示)夫々設置されている。
なお、図1に示す7はRCC取扱工具位置決め架台であ
り、RCC取扱工具外筒8のガイドピン8aと嵌合する
構造を有すると共に、中央部にRCCのスパイダー部を
挿通させるクラスタ形状の孔(図示せず)を有してい
る。
【0016】次に、上記測定装置を用いた本発明実施形
態の摩耗測定方法を具体的に説明する。摩耗測定データ
を採取するに当り、まず最初に上記測定装置の水中部本
体6をSFP中の使用済燃料ラック9上に設置し、正し
いRCC制御棒の外径を設計寸法とした校正用の短尺R
CCを測定装置の上から上下各プレート1a、1bのガ
イドホール4中に挿入し、測定装置の動作確認及びデー
タ、基準寸法の校正を実施する。この校正によって、設
計値である校正用短尺RCC制御棒の外径を、プール水
温や深さなどに対応して環境補正した校正値が得られ、
これを基準寸法として設定する。校正データおよび基準
寸法を確認した後、実機RCCの摩耗データの採取に取
り掛かる。実機データの採取は以下の手順で実施され
る。
【0017】1.RCC取扱工具で検査対象RCCを測
定装置6上まで移動し、位置決めを行う。 2.ガイドホール4に制御棒3を下降させ、その先端部
から上部端栓部までの映像(RCC制御棒の半数)を画
像解析装置10に内蔵のハードディスクに取り込む。 3.検査対象範囲の映像取込みが終了した後、RCCを
上昇させ、一旦取扱工具8中にRCCを収納する。 4.RCC取扱工具8ごとRCCを180度回転させ、
測定装置6に再位置決めを行う。 5.ガイドホール4にRCC制御棒3を再下降させ、そ
の先端部から上部端栓部までの映像(RCCロッドの残
り半分)を前記画像解析装置のハードディスクに取り込
む。 6.RCCを上昇させる。 7.画像データの取込みが終了したRCCを他の使用済
燃料保管ラックに移動させ、保管する。 8.1〜7の工程を繰り返し、検査対象RCCの全数の
画像データ採取を終了する。 9.画像データの解析を実施する(詳細は以下に示
す)。
【0018】一方、このデータ採取と並行して画像デー
タの解析を実施する。この際使用する装置は、撮影対
象物の明るさを電気信号的に変換する撮影装置(テレビ
カメラ)、データの記憶及び読み出し装置(画像解析
装置のハードディスクドライブ)、画像解析装置のハ
ードディスクに記憶したデータを初期設定プログラムに
基づき演算するための演算装置、これらを制御するた
めの制御装置から構成される。
【0019】すなわち、この装置を用いた場合の摩耗量
測定方法としては、図4に示す2つのミラー反射映像A
に対して夫々自動的に水平マーカー(図示せず)を走行
または伸縮させることにより、水平マーカーが測定した
長さに対応したCRT12の画素数をRCC制御棒3の
実直径として計測し、これを予め設定しておいたRCC
の基準寸法と比較することでRCCの摩耗量を自動的に
計測している。この作業をRCC制御棒3の全長,全数
に亘って行い、RCCの健全性を確認していく。上記基
準寸法は、前記したように校正用短尺RCCをテレビカ
メラ2によって予め撮影しておき、この画像を解析装置
10によって上記と同様に計測することにより得る。こ
の場合、前記のように環境補正も行う。
【0020】なお、この際には、図4に示す実像Bの部
分は、ミラー反射映像Aにカメラの焦点を合わせている
ため、ピントがずれていると考えられ、摩耗量計測のた
めには使用しない。ハードディスクに記憶した画像デー
タは随時MO等の記録媒体に記録しておくことで画像デ
ータの長期保存もでき、且つ劣化を防ぐことも可能とな
る。
【0021】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
RCCのタイプ(14×14,15×15,17×17
型)により3種類の摩耗検査装置を開発する必要がある
が、これらはプレートのガイドホール数及び鏡の配置を
変更することで対応できる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のRCC摩
耗測定方法は、RCC制御棒を夫々挿通させる複数のガ
イドホールを備えた水平板状のプレートと、このプレー
トの外周付近に配設され、上記ガイドホールを挿通する
制御棒の側面を撮影する複数のテレビカメラと、このテ
レビカメラの映像を解析する画像解析装置とを用い、上
記テレビカメラで撮影した制御棒の幅を上記画像解析装
置により予め設定した基準寸法と比較し、この比較した
寸法差にもとづき制御棒の摩耗量を測定するものであ
り、テレビカメラの映像を画像解析することによって摩
耗量を定量することから、従来は困難であった制御棒先
端部の摩耗測定を可能にすると共に、制御棒全体の摩耗
測定も迅速に行わしめてRCCの安全運用に大きく寄与
することが可能である。
【0023】また、請求項2のようにガイドホール周囲
に鏡を配設することにより、制御棒の摩耗を4方向から
同時に測定しうると共に、この4方向の撮影を2台のテ
レビカメラで賄えるため、測定装置をコンパクトで低コ
ストとすることが可能である。そして、上記プレートを
請求項3のように上下2段とすることにより鏡やテレビ
カメラのスペースの有効利用を図ることができ、さらに
上記鏡を有するガイドホールと鏡のないガイドホールと
を中央点対称に形成することにより、RCCを180°
回転させて2度プレートに挿入するだけで制御棒全部の
摩耗測定を行うことが可能となる。またさらに、上記本
発明の測定方法においては、従来は行われていないRC
Cの全長・全数に亘る詳細外観検査も同時に兼ねて行う
ことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施形態のRCCの摩耗測定装置を示す
全体図である。
【図2】同装置の上部プレートを示す平面図である。
【図3】同、下部プレートを示す平面図である。
【図4】モニター画面の例を示す説明図である。
【符号の説明】
1a 上のプレート 1b 下のプレート 2 テレビカメラ 3 制御棒 4 ガイドホール 5 鏡 6 測定装置水中部本体 7 RCC取扱工具位置決め架台 8 RCC取扱工具 8a ガイドピン 9 ラック 10 画像解析装置 11 操作盤 12 CRT 13 CCU(カメラコントロールユニット) 14 電源 15 VTR 16 MOディスクドライブ A ミラー反射映像 B 実像

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御棒クラスタの制御棒を夫々挿通させ
    る複数のガイドホールを備えた水平板状のプレートと、
    このプレートの外周付近に配設され、上記ガイドホール
    を挿通する制御棒の側面を撮影する複数のテレビカメラ
    と、このテレビカメラの映像を解析する画像解析装置と
    を用い、上記テレビカメラで撮影した制御棒の幅を上記
    画像解析装置により予め設定した基準寸法と比較し、こ
    の比較した寸法差にもとづき制御棒の摩耗量を測定する
    ことを特徴とする制御棒クラスタの摩耗測定方法。
  2. 【請求項2】 上記プレートの任意のガイドホール周囲
    を周方向に4分割して、各分割部の正面に鏡を配設する
    と共に、背向する分割部同士が1台のカメラ視野に収ま
    るよう上記鏡の角度を設定した請求項1記載の制御棒ク
    ラスタの摩耗測定方法。
  3. 【請求項3】 上記プレートを上下2段に形成して、一
    方のプレートで外周部のほぼ半数のガイドホールに上記
    鏡を設置すると共に、他方のプレートで内周部のほぼ半
    数のガイドホールに上記鏡を設置し、これら上下2段の
    鏡を有するガイドホールを、鏡のないガイドホールに対
    し同数以上となし、かつ点対称に配設した請求項2記載
    の制御棒クラスタの摩耗測定方法。
JP9299497A 1997-10-15 1997-10-15 制御棒クラスタの摩耗測定方法 Withdrawn JPH11118428A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007111554A1 (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Ahlberg Electronics Ab Method and device for inspection of fuel assemblies
CN111462928A (zh) * 2020-03-09 2020-07-28 岭东核电有限公司 核电站热套管法兰磨损激光测量方法、系统、设备及介质
CN111462927A (zh) * 2020-03-09 2020-07-28 岭东核电有限公司 核电站热套管法兰磨损的测量方法、系统、设备及介质

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Effective date: 20050104