JPS6235601B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はナトリウム透視装置に係り、例えば液
体金属冷却型高速原子炉において、冷却材中に超
音波を発受信し、炉心頂部上面の状態を適確に観
察することで燃料位置を把握するに好適なナトリ
ウム透視装置に関する。

液体金属冷却型高速原子炉において、燃料集合
体は予め決められた炉心の定位置に挿入収納され
なければならず、そのため燃料交換時等には挿入
に際して厳しい燃料管理が実施されている。

しかしながら燃料交換機によつて挿入収納され
た燃料が所定の決められた定位置に正確に挿入さ
れたか否かを直接確認することは、冷却材が不透
明な液体金属（例えばナトリウム）であるからそ
れを直接看視することは不可能である。そのため
新燃料挿入に際し引き抜かれた旧燃料の状態を検
査することにより、旧燃料の位置を初めて確認で
きるのが現状である。

すなわち、予め決められた燃料がその定位置に
挿入収納されていたか否かは、引き抜かれた後に
確認されるものであつた。

このため、燃料挿入位置を直接確認すべく従来
から実施されていた原子炉におけるナトリウム透
視装置の確認手段は、第１図および第２図に示す
ように、原子炉容器の蓋となつている遮蔽プラグ
１０１に支持棒１０２を貫挿配置し、この支持棒
１０２の下端に取付けられたトランスデユーサと
称される超音波送受信器１０３を燃料集合体１０
４直上に位置するよう設置させて成るものであ
る。そして、送受信器１０３は、支持棒１０２の
上部に設けた駆動装置１０５により各燃料集合体
１０４上で渦巻軌跡状に超音波を発受信しながら
走査され（第２図参照）受信された超音波信号は
信号処理回路１０６を介して表示装置１０７のブ
ラウン管等に画像表示されるようにしてある。こ
のようにして、表示された画像を観察すること
で、燃料頂部の状況が確認されるものである。

しかしながら、かかる手段によるときは、個々
の燃料集合体１０４毎に観察するため、１度の操
作で１本の燃料の挿入状況しか確認できず非能率
〓〓〓
的であると共に、観察を行なうためには各燃料集
合体１０４直上に送受信器１０３が位置されるよ
うに遮蔽プラグ１０１を回転移動させなければな
らず面倒であつた。したがつて、炉心燃料の全て
を観察するには、燃料の本数に対応した位置決め
操作を実施しなければならないので、作業に多大
な時間を要し、原子炉の運転効率を著しく低下さ
せることにもなつていた。

本発明は上記の点に鑑みて創出されたもので、
燃料頂部の状況を簡易迅速に観察でき、更にはそ
の識別をも容易に行なえる超音波透視装置を提供
することを目的とする。すなわち本発明は複数個
の超音波送受信器を平面略櫛形軌跡状に走査さ
せ、検出状態の受信信号を画像化することで、炉
心上面を短時間で広範囲に観察でき、燃料頂部の
状況、およびその位置を迅速に観察し得るように
し、ひいては原子炉の運転効率を向上できる超音
波透視装置である。

すなわち、その透視方法は、炉心頂部の燃料位
置確認対象面に相対して複数個の超音波送受信器
が並列配置されているアームを所定角度で往復旋
回させる動作と、信号処理能力および検出限界か
ら求められたピツチで前記送受信器を列方向で移
動させる動作とを交互に繰り返すことによつて、
透視対象面上で各送受信器を平面略櫛形軌跡状に
走査させる。また送受信器からの超音波による透
視対象面の検出状態を画像表示するものである。
本発明の超音波透視装置は、炉心頂部の燃料位置
確認対象面に相対して配置支持され、所定角度で
往復旋回されるアームと、所定の間隔でアームの
長さ方向に沿つて並列配置された複数個の超音波
送受信器を有し、アームの往復旋回作動毎に、信
号処理能力および検出限界から求められたピツチ
でアームに沿つて移動するようアームに取付られ
た支持台と、前記送受信器からの超音波による透
視対象面の検出状態を信号処理回路を介して画像
表示する表示装置とを備えたものである。

更に、複数個の超音波送受信器を有する支持台
を直角向きに回転させ、送受信器からの超音波を
旋回しようとする方向に発受信しその旋回領域で
の障害物を画像表示の操作する前に、あらかじめ
確認できる機構を備えたものである。

以下、第３図及び第４図を参照しながら本発明
の一実施例について説明する。

図において示される符号１は金属ナトリウムの
如き冷却材２が充満された原子炉容器であり、そ
の頂部は遮蔽プラグ３で覆われる。遮蔽プラグ３
は回転プラグ４、を回転可能に支持しており、こ
の回転プラグ４に本発明装置が据付けられる。す
なわち、回転プラグ４に支持させた台座５の下
に、原子炉容器１内へ向つて支持棒６を垂設し、
この支持棒６の下端に起伏自在なアーム７を連結
すると共に、このアーム７には支持台１１がその
長手方向の軸回りに回動自在に取付けられてい
る。原子炉上の支持台１１には原子炉容器１内に
ある炉心８頂部の透視対象画、すなわち燃料９頂
部が並んでいるその位置確認対象面に対して超音
波を送受信するトランスデユーサーと称される複
数個の超音波送受信器１０が取付けられている。
また前記支持台１１は、前記アーム７にその長手
方向で移動自在に装置されている。

しかして、アーム７自体は、台座５上に設けた
駆動機構１２により支持棒６内に配されたリンク
状のアーム折りたたみ操作軸１３を介して起伏作
動されるようになつており、原子炉容器１内に挿
入セツトされるときは折りたたまれている。また
挿入後は炉心８頂部の確認対象面に相対した並行
状態に配置支持され、この並行状態で前記駆動機
構１２により所定角度ｂで往復旋回されるように
なつている。

また、支持台１１はアーム７に設置されてい
て、アーム７の後部に配設されたコイルスプリン
グ製の押出バネ１４によつてアーム７の前方へ常
時付勢されている。また前記駆動機構１２により
支持棒６内に配された上下動する送り操作軸１
５、およびこの送り操作軸１５と支持台１１後端
とを連結しているチエーン１６を介して、押出バ
ネ１４の弾撥力に抗し、あるいはその復原力によ
つて支持台１１はアーム７の長さ方向に沿つて前
後へ移動するようになつている。

更に支持台１１は、前記前後運動とは別に操作
ワイヤ２２が２本ツルベ状に接続され、前記駆動
機構１２により２本が互いに上下動することによ
り長手軸を中心として回動自在な構成となつてお
り、超音波送受信器１０を旋回方向に向けられる
ようになつている。

尚、図中１７はチエーン１６を中継すべくアー
ム７後端に軸着された中継歯車である。

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そして、支持台１１に取付けられた前記送受信
器１０は、所定の間隔でアーム７の長手方向に沿
つて１列に配置されている。

１８は表示装置であり、送受信器１０から発信
された超音波が、確認対象面、すなわち燃料９の
頂部からの反射波として自身で受信されたとき、
その確認対象面の検出状態を信号処理回路１９を
介して画像表示するものである。次に、第４図を
参照しながら上記の如く構成された本発明の動作
について説明する。まず最初に画像表示しようと
する旋回領域に障害物の有無を確認する動作を行
う。第４図は画像表示の結果も示すが、この前に
操作ワイヤ２２を介して支持台１１をその長手方
向の軸を中心として逆時計方向に90゜回転して送
受信器１０をこの図の右方向直角の向きに置きか
えて、確認対象面と直角方向に向ける。すなわち
超音波送受信器の面を旋回しようとする右方向に
向けて超音波を発信しながら、ゆつくりと時計方
向に所定角度ｂだけ旋回させ途中の障害物による
超音波の反射が無いことを確認した後、超音波送
受信器１０の向きを元の位置に戻す。次に画像表
示動作に移る。

確認対象面に相対して配置させたアーム７を、
駆動機構１２により確認対象面と並行状態を維持
させたままで反時計方向に所定角度ｂだけ旋回さ
せる。このとき、超音波送受信器１０は、これ１
０から発信された超音波が確認対象面で反射さ
れ、自身でこれを受信しながらアーム７の旋回作
動に追従して円弧状に走査する。次いで、駆動機
構１２により支持台１１を一定ピツチだけ後退移
動させた後、アーム７自体を時計方向で同じくｂ
度旋回させ、アーム７が原位置に復旧すると再び
支持台１１を一定ピツチだけ後退移動させる。こ
のときの支持台１１の移動ピツチｃは、表示装置
１８に画像表示させるための信号処理回路１９に
おける信号処理能力および検出限界から求められ
た数値であり、また移動ピツチｃを合算した支持
台１１の移動ストロークａは、支持台１１に複数
個の送受信器１０が取付けられているが故に、隣
接する送受信器１０相互間の中心距離に合致して
いる。すなわち、移動ピツチｃは、移動ストロー
クａを表示能力とからめ数分割した距離とするも
のである。

このように、アーム７を所定角度ｂで往復させ
つつ旋回させる動作と、支持台１１をアーム７の
長さ方向で所定ピツチｃで移動させる動作とを交
互に繰り返すことによつて、支持台１１に取付け
られた複数個の各送受信器１０を確認対象面上で
平面略櫛形軌跡状に走査させ、超音波による確認
対象面の検出状態を表示装置１８に画像表示させ
る。

このとき、燃料９の頂部の水平面に超音波が反
射されないような切込み２０を設けておくと、そ
の部分だけ表示装置１８の画像中で表示されない
欠落部分２１が存することになるから、この切込
み２０の形状、大きさを種々に選定しておくこと
で燃料９の識別を行なうことができる。

したがつて、アーム７の旋回と、複数個の超音
波送受信器１０が取付けられている支持台１１の
前後動とを繰り返し行なうことにより、装置自体
の据付位置を変更することなく、短時間で広範囲
にわたつて炉心８頂部の上面を観察することがで
きる。

また、燃料９の本数、回転プラグ４の旋回範囲
によつて異なるが、送受信器１０の個数およびス
トロークを最適条件の組合せとすることにより、
装置全体の位置変更を数回実施するだけで炉心８
全体を観察できるのは勿論であり、更に旋回角度
を小さくし、前後動ピツチを細かくすることによ
り一部分を集中的に詳しく観察することもでき
る。

以上説明したように本発明によれば、短時間で
広範囲の炉心観察ができ、装置自体の据付位置の
変更が少なくて済み、運転操作が容易であり、し
かも炉心全体の観察、一部の詳細観察のいずれも
自由に選択して行なうことができると共に、障害
物による衝突を事前に防止でき安全に操作が行え
る。更に観察が短時間で行なえるから原子炉停止
時間を少なくすることができ、その運転効率を向
上させることが可能であり、一定ピツチ毎に送受
信することから信号処理が簡略化できるばかりで
なく計算機の能力を軽減させることができ、また
メインテナンス容易で確実に作動する等の極めて
優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例を示し、その第１
図は装置概略側面図、第２図は従来装置の走査軌
跡を説明するための第１図におけるＡ−Ａ線断面
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図であり、第３図および第４図は本発明の一実施
例を示し、その第３図は装置概略断面図、第４図
は走査軌跡およびこれにより得られた画像の概略
説明図である。 １……原子炉容器、２……冷却材、３……遮蔽
プラグ、４……回転プラグ、５……台座、６……
支持棒、７……アーム、８……炉心、９……燃
料、１０……超音波送受信器、１１……支持台、
１２……駆動機構、１３……折りたたみ操作軸、
１４……押出バネ、１５……送り操作軸、１６…
…チエーン、１７……中継歯車、１８……表示装
置、１９……信号処理回路、２０……切込み、２
１……欠落部分、２２……操作ワイヤ。 〓〓〓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 位置確認対象面に相対して配置支持され、所
   定角度で往復旋回されるアームと、所定の間隔で
   このアームの長手方向に沿つて支持台に配設され
   た複数個の超音波送受信器と、前記アームの往復
   旋回作動毎に、所定のピツチでこのアームに沿つ
   て移動可能にこのアームに取付けられた支持台
   と、このアームをその１端を中心として旋回し、
   また前記支持台をこのアームの長手方向に移動さ
   せる第１の駆動機構と、前記支持台をその長手方
   向を軸として回動せしめる第２の駆動機構と前記
   超音波送受信器からの確認対象面の検出信号を信
   号処理回路を介して画像表示する表示装置とを備
   えたことを特徴とする超音波透視装置。