JPS6210362B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はたとえば高速増殖炉の炉心部内核燃
料集合体の上端面と炉上部機構とのギヤツプを検
出する超音波装置を具備した原子炉に関する。

高速増殖炉においては、炉運転中に炉心部内燃
料集合体が浮き上がつたり、あるいは、炉停止時
に制御棒が駆動装置から完全に切り離されない可
能性がある。この二つの原因によつて炉心部と炉
上部機構が機械的につながつたままである可能性
がある。一方、燃料交換時には燃料交換機を炉心
上部で使用するために、炉心上部機構を移す必要
がある。この時、上記二つの原因によつて炉心上
部機構が炉心部とつながつていると、燃料集合体
や制御棒あるいは、炉心上部機構下端部の計測セ
ンサを破損する事故を生じる。そのため、炉心部
と炉上部機構の間にすき間（ギヤツプ）のあるこ
とを検出する必要がある。

その検出手段として従来は、冷却材として使用
される液体ナトリウム中の超音波の伝播を利用し
た方法が提案されている。第１図によつてその構
成を説明する。１は炉容器であり、この炉容器１
の開口部は回転プラグ２によつて気密に閉塞され
ている。炉容器１内には複数本の核燃料集合体が
植列配置されて構成された炉心部３と、制御棒を
操作する時に供される炉上部機構４とが設けられ
ている。炉心部３は炉心５とそれを取りまくブラ
ケツト部６とから構成されている。また炉容器１
内は液体ナトリウムで代表される冷却材７が炉容
器の下部入口ａから上部出口ｂへ図中実線矢印
Ａ，Ｂで示すように流通するようになつている。
なお、図中８は冷却材の流動により何らかの原因
を伴つて浮き上がつた燃料集合体のハンドリング
ヘツド部を示している。そして、前記炉心部３の
斜上方位置には超音波の送信と受信を行なう超音
波トランスジユーサ１０と走査用反射体９とが設
けてある。この反射体９は炉容器１の内面に放射
状に配列されている。このような構成において、
炉心部３と炉上部機構４との間のギヤツプ検出手
段の原理は以下のとおりである。すなわち、発信
装置１１によつて超音波トランスジユーサ１０は
励振され、超音波パルス１７を冷却材７中へ放射
する。超音波１７は、ギヤツプ中を伝播して反射
体９に達し、反射されて、超音波トランスジユー
サ１０へもどつてくる。この時ギヤツプ中に浮き
上がつた燃料集合体８があると、反射体９からの
エコーは弱くなり、トランスジユーサ１０の出力
電圧は小さくなる。この関係を利用してトランス
ジユーサの出力電圧値からギヤツプの大きさを検
出するものである。トランスジユーサ１０は駆動
装置１４の回転軸１６に設置され、制御装置１５
によつて、水平面内で旋回させる。そして、トラ
ンスジユーサからの出力電圧と、駆動装置からの
トランスジユーサ回転位置信号とを信号処理装置
１２で信号処理し、表示装置１３に導いて、炉心
部全体のギヤツプを検出できるようになつてい
る。

このような構成において、検出ギヤツプは信号
レベルから求められ、障害物の位置は駆動装置の
位置検出器の信号によつて求められる。一方、信
号レベルはトランスジユーサの感度変化、使用時
にナトリウム中に挿入した時の感度再現性、経年
変化、ナトリウム中の伝播損失の変化、エレクト
ロニクスの経年変化などによつて変る可能性があ
り、それによつて障害物有と誤つた検出する可能
性がある。また、トランスジユーサの回転軸の長
さは10ｍ以上もあるため、トランスジユーサの旋
回位置と位置検出器の出力信号とが必ずしも一致
しているとは言えないこと、さらに駆動機構のバ
ツクラツシユ等による位置検出誤差がある。障害
物の位置を誤ることは、次の対策に時間を要し、
稼動率が低下し、放射線被爆増大にもつながる。

これら２つの問題は重要であり、その対策が望
まれることになる。

この発明の目的は上記点にかんがみてなされた
もので、感度および位置検出装置の較正をオンラ
インで行えるようにしたナトリウム透視装置を具
備した原子炉を提供するにある。

すなわち、この発明はその主要部のみを第２図
に示したように炉容器１内に設置した走査用反射
板９，９ｂの両端に基準反射板１８，１９を設置
してなるもので、それら２つの基準反射板１８，
１９からの信号によつて位置検出器の較正を行
い、さらに、１つの反射板からのエコーレベルに
よつてシステム感度の較正を行うことによつて、
目的を達成することにある。

駆動装置は、回転プラグ上に設置され、かつ炉
心部と炉心上部機構との隙間（ギヤツプ）を検出
できる様になつており、全長が10ｍにも達する。
一方プラントの温度条件は、回転プラグ上で常温
で、ギヤツプ付近では約200℃にも達している。

この時、温度条件が駆動装置へ与える影響は熱
膨張による伸び、曲がり等がある。通常駆動装置
についている超音波トランスジユーサは旋回し、
その旋回位置信号が位置検出器によつて出力され
る。しかし駆動装置は据付けによる誤差、熱によ
る影響によりかならずしも炉内の位置と対応して
いない可能性がある。

前記目的を達成するために、炉内構造物により
超音波が影響されない位置に較正用の基準反射体
１８，１９を２個取り付け、その基準反射体１
８，１９からの反射信号ピーク値を求める。求め
られたピーク値より走査範囲を較正する。

なお、感度較正に使用する反射板はトランスジ
ユーサ１０と基準反射板１８，１９の間には炉上
部機構４および炉心部３は存在しない位置に設置
される必要がある。なお、図中２０，２１，２２
および２３は走査用反射板９，９ａ，９ｂおよび
基準反射板１８，１９の炉容器１の内壁面に取着
するための部材である。

しかして、第２図において、２つの基準反射板
１８，１９のうち、一方の基準反射板１８は反射
板の一方の端に設置され、他方の基準反射板１９
はトランスジユーサから発信された超音波が反射
板１９で反射されふたたびトランスジユーサへも
どるまでに干渉する炉内構造物がない位置に設置
されている。

第２図の角度θｓはギヤツプ検出を必要とする
範囲を示すものとする。較正は以下のようにして
行う。トランスジユーサを駆動装置によつて旋回
走査し反射板１８の位置と反射板１９の位置をエ
コーレベルのピーク値から検出し、そのピークを
示す検出器出力値が基準反射板１８と１９の位置
として位置検出器出力値を較正する。

感度較正は基準反射板１９のエコーレベルを利
用し、このエコーレベルを常に等しくするように
信号処理回路１２の利得を調整し、セツトするこ
とによつて行う。なお、この調整は反射板１９の
エコーによつて行う必要がある。他の反射板では
炉心部３または炉上部機構４と超音波伝播路が干
渉しているから、エコーレベルの変化が、装置シ
ステムの感度変化によるものか、炉心部３あるい
は炉上部機構４の状態変化によるものか不明であ
るからである。

以上、説明したようにこの発明によればつぎに
示す効果がある。

(1) 障害物の検出を確実に行えるようになり、障
害物有と誤つて検出する割合が低下するので、
燃料交換に必要な時間を短縮できる。

(2) 障害物位置検出が確実になるので次の対策に
要する時間を短縮できるので稼動率向上、放射
線被爆低下につながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原子炉を１部側面で概略的に示
す概断面図、第２図は本発明に係る原子炉の１実
施例を１部概略的に示す横断面図である。 １…炉容器、２…回転プラグ、３…炉心部、４
…炉上部機構、５…炉心、６…ブランケツト部、
７…冷却材、８…浮き上がつた燃料集合体のハン
ドリングヘツド部、９…走査用反射体、１０…超
音波トランスジユーサ、１１…発信装置、１２…
信号処理装置、１３…表示装置、１４…駆動装
置、１５…制御装置、１６…回転軸、１７…超音
波、１８，１９…基準反射板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炉容器と、この炉容器内炉心の上端部近傍に
   設けられ炉心上方を横断する超音波を送信かつ受
   信する超音波送受波器と、この超音波送受波器を
   所定角度旋回するための駆動装置と、前記炉心の
   上端部近傍でかつ前記超音波送受信器に対向した
   位置に設けられた反射体と、この反射体からの受
   信信号のレベルに比例した出力信号を得るための
   手段と、この出力信号を前記超音波送受波器の旋
   回角度と同期して表示する手段と、前記受信信号
   レベルおよび超音波送受波器旋回角度を較正する
   ために前記反射板の両端部近傍でかつ超音波信号
   レベルが炉内構造物に影響されないように配列し
   た基準反射板とを具備してなることを特徴とする
   原子炉。