JPS5975131A - 燃料集合体の支持格子弾性支持部のばね力測定方法及び装置 - 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】 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
ばね力測定方法及び装置に関する。

現在使用されている加圧水型軽水炉１こ装荷されている
燃料集合体は第１図乃至第４図【こ示すよう（こ構成さ
れている。即ち、この燃料集合体は、上下（こ離間して
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（こ所定の間隔をおいて配置され、ストラップ３によ
り形成された格子空間４を有する複数の支持格子５と、
こむ、ら支持格子５の格子空間４内（こ所定の間隔をお
いて挿通され、かつ支持格子５の固定部（こ固定され、
さら（こ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賃６と、被覆管７内（こ密
封された多数の燃料ペレット８及び押えはね９を有し、
支持格子５の格子空間４の所定箇所（こ挿通さｎ、支持
格子５の剛性支持部（ディンプル）１０及び弾性支持部
（はね部）」ｌ（こより支持さイ９た多数の燃料棒１２
とから構成され−Ｃいる。

この燃料棒１２を支持する支持格子５の各格子空間４内
接触部１こおける保持力は、被覆管７と支持格子５の熱
膨張、照射成長、照射（こよる弾性支持部のばね力の低
−ド（リラキシゼーショ／とも云う）、冷却材の流箇、
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（こ、支持格子５
への挿入燃料棒１２１こ博り傷がつき易く、また・燃焼
時に燃料棒１２の曲がりを犬さ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
弾性支持部１１のリラキシゼーション１こより燃料棒１
２に対する保持力が不足し、冷却水流によ２３振ＵＮこ
より燃料棒］２と支持格子５との接触部及び燃料棒相互
間１こ相同運動が生じ−Ｃ１いわゆるフレッティング摩
耗を起し、被覆管７の寿命を腫、速１こ短くする。

このように、支持格子５（こおける燃料棒１２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っている
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
推定する程度であった。

この発明は前記事１青をこ鑑みてなされたもので、支持
格子の弾性支持部の略水平で直交する方向のばね力を直
接６）１ｊ定することができる燃料集合体の支持格子弾
性支持部のばね力測定方法及び装置を提供することを目
的とする。

以下、この発明を第５図乃至第９図に基づいて詳細に説
明する。

先ず、この発明の方法に用いられるこの発明の装置の一
実施例（こついて説明する。なお、この実施例において
従来例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
する。第５図及び第６図中２１は本体であり、この本体
２１はベース２２と柱状部２３と頭部２４とからなって
いる。

ベース２２（こはテーブル２５が設けられている。

このテーブル２５は、このテーブル２５（こ設けられた
水平移動機構により、ベース２２に対し第５図において
左右方向１こ水平移動するＸ軸テーブル２６と、このＸ
輔テーブル２６上に載置され、Ｘ軸テーブル２６の移動
方向１こ対し直交する方向（こ水平移動するＹ輔テーブ
ル２７と、このＹｌ！ｌＩテーブル２７上に取り付けら
れて水平回転する回転テーブル２８とからなっている。

なお、Ｘ輔テーブル２６．Ｙ軸テーブル２７はマイクロ
コンピュータ（ＣＰＵ）３０の指令によりパルスモータ
−１こて駆動され、正確な位置決めが出来る。

さらに、それぞれＸ軸テーブル２６　、　Ｙ［ｌ！［１
１テーブル２７の一側に設けられたＸ軸元センサー２６
ａ。

Ｙ軸元センサー２７ａの作用によりその停止位置の再確
認が行なわれる。また、回転テーブル２８はその一側に
設けられたモータ２９により９０°の回転角反だけ回転
した後停止するようになされている。なお、Ｘ輔テーブ
ル２６．Ｙ軸テーブル２７゜回転テーブル２８はそれぞ
れマイクロコンビュータ（ＣＰＵ）３０に連結されてい
る。

この回転テーブル２８の上の所定箇所（こけ固定治具３
１を介して支持格子５が固定されている。

また、本体２１にはテーブル２５の上方に位置して計測
センサー取付体３３が取り付けられている。この計測セ
ンサー取付体３３（こは計測センサー３２が垂直状態（
こかつ着脱自在に取り付けられている。計測センサー取
付体３３（こは親送りモータ３４．バランスウェイト３
５等を有する上下動機構３６が連結され、この上下動機
構３６４こより計測センサー取付体３３は上下動位置調
節自在に上下動可能とされている。

計測センサー取付体３３は吊り金具３７を有し、この吊
り金具３７（こ設けられたアーム３７ａ１こは支持格子
５の一列の格子空間４の数と同数の計測センサー３２が
第５図（こ示すよう１こ格子空間４のピッチと同ピツチ
で一列（こ並べられて着脱自在１こ取り付けられている
。

この計測センサー３２は第７図（こ示すよう１こ構成さ
れている。即ち、計測センサー３２は変形バー３８．拡
径管３９及び拡管ロッド４０力）らなっている。変形バ
ー３８は角筒状部４１の一側が下方（こ延ばされて板状
部（板部材）４２とされている。板状部４２の略中央部
は特に薄肉１こ形成されて板ばね部４３とされ、板状部
４２の下部外面１こは凹部４４が形成されている。四部
４４（こは上下に離間して２つの企みゲージ４５．４５
が貼着されている〇 変形バー３８（こけ板状部４２（こ沿って拡径管３９が
取り付けられ、この拡径管３９はその上部を角筒状部４
１（こ嵌入させられて板状部４２ｉこ固定されている。

また、拡径管３９の過半下部は円周方向に間隔をおいて
設けらｎ７た複数の縦の分割切り込み（こより分割され
ている。なお、拡径管３９の下端は２つの歪みゲージ４
５．４５の中央）こ位置させられている。

拡径管３９内には拡管ロッド４０が挿通され、この拡管
ロッド４０の下端（こは上方から下方（こかけて順次径
太となる第１のテーパ部４６．第１の短円柱部４７．第
２のテーパ部４８　ｔ　’！＝’　２の短円柱部４９が
形成されている。拡管ロッド４０の上部はフランジ付き
ブツシュ５０に嵌入され、かつナツト５１が螺合されて
いる。フランジ付フッシュ５０は角筒状部４１に嵌挿さ
れそのフランジを角筒状部４１の上面に係合させられて
いる。これにより拡管ロッド４０は変形バー３８ｉこ対
し吊下げ状態とされている。なお、拡径管３９．拡管ロ
ッド４０により作動杆が構成されている。

計測センサー取付体３３１こは子送りモータ５２を有す
る計測センサー引上げ機構５３が設けられている。この
計測センサー引上げ機構５３の子送りモータ５２の軸５
４（こは計測センサー３２の拡管ロッド４０の上端部が
各々連結されている。

また、計測センサー３２の歪みゲージ４５．４５ζこは
、第９図（こ示すようＥこ計測盤５５１こ設けられた動
歪み計５６が接続され、この動企み計５６にはマイクロ
コンピュータ３０．フロッピーディスクドライブ５７及
びＣＲＴ表示器５８等からなるデータ処理系５９が接続
されている。なお、マイクロコンピュータ３０からの指
令により駆動制御両系６０を介して水平移動機構、上下
動機構３６゜計測センサー引上げ機構５３等が自動的に
作動するよう）こなされている。

また、計６１１１センサー３２は第７図に示すよう１こ
支持格子５の剛性支持部１０２弾性支持部１１間（こ、
これらに接触することなく挿入できるよう（こなされて
いる。

次に、この発明の方法を上記のように構成された装（Ｈ
の作用と共に説明する。

（１）本体２１の原点位置に、回転テーブル２８上の固
定治具３１をセットする。

（２）この固定治具奢こ支持格子５を取り付ける。

（３）ＣＲＴ表示器５８１こ所定の項目を打ち込んで、
Ｘ軸テーブル２６．Ｙ軸テーブル２７を駆動させ、各計
測センサ−３２の下端を支持格子５の第６図（こおける
最右端−列の各格子空間４の中心真上）こ位置させて停
止させる。この位置（こ計測センサー３２が位置すると
、これら計測センサー３２はＸ軸元センサー２６ａ、Ｙ
ＩＩｑｌＩ元センサー２７ａによっても停止位置力１（
ｒＡｈｄさむ、て誤動作（こ対する安全性が確保される
。（第８図（ａ））（４）次（こ、親送りモータ３４を
回転させて上下動機構３６を作動させ、計測センサー取
付体３３と共に計測センサー３２を下降させる。この計
測センサー３２の拡径管３９の下端部が支持格子５のば
ね部１１の中央【こ位置したら、親送りモータ３４を停
止させて計測センサー３２の下降を止める。（第８図（
ｂ）） このとき、計測センサー３２はディンプル１０゜ばね部
１１（こ触れないよう（ここれらの間をこ挿入される。

（５）次に、子送りモータ５２を回転させて計測センサ
ー引上げ機構５３を作動させ、！１１１５４を介して拡
管ロッド４０を上昇させる。すると、第１のテーパ部４
６．第１の短円柱部４７．第２のテーパ部４８．第２の
媛円柱部４９が拡径管３９の下部を拡径し、拡径管３９
の下端縁をばね部１１に押し付けると共に板状部４２）
こ押し付け、この板状部４２を変形させる。そして、第
２の短円柱部４９が釦錆、３９の下端篩さ位置１こ位１
１すると、計測センサー３２の下端部の第８図（ｄ）（
こおけるディンプル１０．ばね部１１間の幅３２ａは燃
料棒１２の外径とほぼ同一となる。（第８図（Ｃ）、、
　（ｄ）　）こｔ’１．ｆこより、上下の企みゲージ４
５．４５の抵抗１直が変化し、この抵抗値の変化は動歪
み計５６］こ伝達され、て予め中央処理装置ｆ　（ＣＰ
　Ｕ　）　ｆこ入力さｎているばね力較正値と比較され
てばね力として計測記録される。（第９図） （６）次に、子送りモータ５２を逆回転させて計測セン
サー引上げ４隈構５３を作動させ、’ａ＠’＋！５４を
介して拡管ロッド４０を下降させ、ディンプル１０と板
状部４２との保合及びばね部１１と拡径管３９との係合
を解く。（第８図（ｅ）） （７）次１こ、親、送りモータ３４を逆作動させ、上下
動機構３６を作動させ、計測センサー取付体３３と共に
計測センサー３２を支持格子５の上方の当初の位置まで
上昇させる。（第８図（ｆ））（８）次に、Ｙ軸テーブ
ル２７を１格子空間ピッチ分だけ第６図１こ耶いて矢印
入方向（こ移動させる。

Ｙ軸テーブル２７がこのように１格子空間ピッチ分だけ
移動すると、Ｙ軸テーブル２７はマイクロコンピュータ
３０により停止させられるが、Ｙ細光センサー２７ａに
よっても停止位置か確認され誤動作に対する安全性が確
保される。

（９）次會こ、前記（３）〜（８）（こより支持格子５
内のばね部１１の第５図（こおける左右方向（Ｘ軸方向
）のばね力を順次Ｙ軸方向蚤こ全格子空間をこついて測
定する。

００）　　次（こ、モータ２９を駆動して回転テーブル
２８を９０°回転させる。

αＤ　次に、前記（３）〜（９）により支持格子５内の
ばね部１１の第６図における左右方向にあった状態の（
Ｙ軸方向）のはね力を順次測定する。

Ｃ１３模擬板ばねが中【こ設けられた日常点検治具６１
により１日に１回計測センサーを挿入してばね力Ｆ　ｍ
ｌｌ定し設定置と比較しセンサーに異常のないことを確
認する。

なお、Ｘｉ記実施例においては、拡管ロッド４０１こ第
１のテーパ部４６．第１の短円柱部４７．第２のテーバ
部４８．第２の短円柱部４９を設けたが、これに限られ
ることなく、拡管ロッドはストレートなものさし、拡径
管の下端部に下方に向うに従い小径となるテーパ孔部及
び円孔部を設けてもよい。但し、この場合においては当
初拡径管のテーパ部より上方に拡管ロッドの下端を位置
させておき、この拡管ロッドを下降させることにより拡
径管を拡径させ、これ１こより板状部４２を変形させる
こととなる。

才た、前記実施例においては、計測センサー取付体３３
の吊り金具３７に一列の多数の計測センサー３２を取り
付けたが、これに限られることなく、例えば多数列の計
測センサー３２を取り付けてもよく、またただ率に１個
の計測センサー３２を取り付けてもよい。但し、単に１
個の計測センサー３２のみを取り付けた場合においては
、Ｘ軸テーブル２６　、　Ｙｉ子テーブル７を順次第５
図及び第６図１こおいて左右方向に＃動させなければな
らない。

また、前記実施例においては、計測センサー取付体３３
は上下方向にのみ移動させ、テーブル２５を水平移動さ
せたが、これ（こ限られることなく、計測センサー取付
体３３とテーブル２５との少なくとも一方を水平移動可
能としてもよく、また計測センサー取付体３３とテーブ
ル２５との少なくとも一方を上下動可能としてもよい。

また、前記実施例においては作動杆を拡径管３９と拡管
ロッド４０とから構成したが、これ（こ限られることな
く、板状部４２に対し作動杆の一部を上下動させること
（こより板状部４２を変形させるものであれば他の構成
の作動杆であってもよい。

以上説明したようにこの発明Ｉこよれば、支持格子を所
定個所１こ固定し、この支持格子の格子空間の中心上に
計測センサーを位置させ、この計測センサーを下降させ
てその下端を支持格子の剛性支持部と弾性支持部との間
に位置させ、計測センサーの作動杆の一部を上または下
（こ移動させて剛性支持部（こ計測センサーの板部材を
弾性支持部に作動杆をそれぞれ押し付けて板部材を変形
させ、この板部材に取り付けられた企みゲージの抵抗変
化を歪み計により測定するものであるから、支持格子の
弾性支持部の略水平で直交する方向のばね力を直接測定
することができ、また本体ｔこ設けられたテーブル及び
計測センサー取付体（こそれぞれ支持格子、計測センサ
ーを取り付け、これらテーブル、計測センサー取付体の
少なくとも一方を水平移動させ、これらテーブル、計測
センサーの少なくとも一方を上下動させ、計測センサー
取付体に設けられた計測センサー引上げ機構を作動させ
れば、支持格子の弾性支持部のばね力を極めて容易にか
つ速やか１こ測定することができる。さらｔこ前記テー
ブル、計測センサー取付体、計測センサー引上げ機構を
、これらにマイクロコンピュータを接続して制御するよ
うにすれば、自動的（こ、より速やか（こ、支持格子の
弾性支持部のばね力を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉用燃料乗合体の一例を示す一部切欠断面
図、第２図は第１図の■−１線（こ沿う断面図、第３図
は第２図の凹円部の拡大断面図、第４図は第３図のｔｖ
　−ｔｖ勝に沿う断面図、第５図はこの発明の装置の一
実施例を示す正面図、第６図はその側面図、第７図はそ
の計測センサーの縦断面図、第８図（ａ）〜（ｆ）はこ
の発明の計測方法を説明するための概略断面図、＠９図
はこの発明のばね力測定システムを説明するためのブロ
ック図である０ ４・・・・・・格子空間、５・・・・・・支持格子、１
０・・・・・剛性支持部（ディンプル）、１１・・・・
・・弾性支持部（ばね部）、２１・・・・・・本体、２
５・・・・・・テーブル、２６・・・・・・ＸＩＩＩＩ
テーブル、２７・・・・・・ＹＩＩＩ１１］テーブル、
２８・・・・・・回転テーブル、３２・・・・・・計測
センサー、３３・・・・・・計測センサー取付体、３６
・・・・・・上下動機構、３８・・・・・変形バー、３
９・・・・・・拡径管、４０・・・・・拡管ロッド、４
２・・・・・板状部（板部材）、４５・・・・・・歪み
ゲージ、５３・・・・・・計測センサー引上げ機構、５
６・・・・・・動歪み計。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）剛性支持部と弾性支持部とを有する支持格子を所
   定箇所に固定し、この支持格子の上方（こ、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（こ、一部を上下動すること（こより前記
   板部材を変形させる手段を有する作動杆が設けられてな
   る計測センサーを垂直状態に位置させ、この計測センサ
   ーを前記支持格子に対し相対的に水平方向に移動させて
   前記計測センサーを＠記支持格子の格子空間の中心上（
   こ位置させ、前記計測センサーを下降させてこの計測セ
   ンサーの下端を前記支持格子の剛性支持部と弾性支持部
   との間に位置させ、前記作動杆の一部を上または下方向
   に移動させて前記剛性支持部に前記板部材を前記弾性支
   持部１こ前記作動杆をそれぞれ押し付けて前記板部材を
   変形させ、この板部材）こ取り付けられた企みゲージの
   抵抗変化？ｉ４みＫｉｌこより測定することを特徴とす
   る燃料集合体の支持格子弾性支持部のばね力測定方法。
2. （２）本体と、この本体（こ設けられ、かつ上面（こ支
   持格子を涜脱自在（こ固定されたテーブルと、このテー
   ブルの上方）こ位置して前記本体（こ設けられ、かつ上
   下方向（こ延び下端部（こ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（こ、上下動すること（こよ
   り−■配板部材を変形させる手段を有する作動杆が設け
   られてなる計測センサーが垂直状態に層脱自在（こ取り
   付けられた計測センサー取付体と、前記テーブルと前記
   計測センサー取付体との少なくとも一方（こ設けられ、
   これらテーブル、計測センサー取付体を水平方向（こ移
   ＶＩＪｂさせる水平移動機構と、前記テーブルと前記計
   測センサー取伺体との少なくとも一方（こ設けられ、こ
   れらテーブル、計σＩＩＩセンサー城付体を上下動させ
   る上下動機（イと、前記計測センサー取付体に設けられ
   、前記計測センサーの板部材（こ対し作動杆の一部を上
   下動させる計測センサー引上げ機構と、前記歪みゲージ
   に接続され、た歪み計とからなることを特徴とする燃料
   集合体の支持格子弾性支持部のばね力測定装置。