JPS6260001B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高速増殖炉の内部、特に炉心上部付
近の異常を検査する透視装置に関する。

一般に液体金属冷却形高速増殖炉では炉内部を
直接検査することができないため、超音波によつ
て炉内を透視する検査装置が用いられている。す
なわちこの種の装置は、たとえば第１図に示した
ように原子炉容器ａ内に超音波を水平方向に送受
信する超音波トランスジユーサｂを設けるととも
に、このトランスジユーサｂに対向して炉心ｃと
炉心上部機構ｄとの間の隙間部ｅの延長上の反対
側に超音波反射体ｆを配置したものであり、この
反射体ｆからのエコー波を受信することにより、
たとえば炉心ｃからの燃料集合体の浮き上がり現
象や炉心上部の異物の存在、あるいは制御棒の切
離しの有無などを検出できるようになつている。
また上記トランスジユーサｂは第３図に示すよう
に、水平方向に所定の角度範囲θ_１で超音波を走
査するように回動操作され、所定の検査領域をカ
バーするようになつている。

このように超音波を利用した透視装置は、反射
体ｆに向けて所定の走査範囲で水平方向に正確に
超音波を発信させることによつて、透視装置とし
ての本来の機能を発揮できるものである。したが
つてトランスジユーサｂの基準位置を正確に設定
することは非常に重要である。そこで従来は、た
とえば透視装置に作用する熱膨張の影響を極力押
えるために、透視装置を充分に予熱してからトラ
ンスジユーサｂの俯仰角駆動および水平駆動を実
施して、透視装置の駆動部にある電気計装の基準
点を基準位置として設定している。しかしながら
この場合、予熱に長時間を要するという不利があ
るばかりでなく、基準位置を正確に設定すること
が難かしく、たとえば万一トランスジユーサが基
準水平位置に対して上向きまたは下向きに傾いて
いて水平方向に正しく超音波を発信できないと、
極端な場合には超音波が炉心ｃの上面あるいは炉
心上部機構ｄの下面にて反射されてしまい、隙間
部ｅに障害物有りとの誤検出をなすおそれがあ
る。また、第２図に示したように、何らかの原因
で炉心上部機構ｄが傾いていて、かつ炉心ｃから
燃料集合体などの炉心構成要素ｇが浮き上がつて
いる場合に、トランスジユーサｂの発信方向に下
向きの誤差があると、超音波は上記炉心構成要素
ｇと炉心上部機構ｄとの間の僅かな隙間を通過し
て送受信されるため、異常が検出できないことが
考えられる。この場合、誤つて炉心上部機構ｄを
回転させると炉心上部機構ｄの下面と炉心構成要
素ｇとが干渉し、炉心その他の構造物が破損する
おそれがある。

また、第３図に示されるように、水平方向の走
査範囲の基準位置ｏがずれていてθ_２の範囲で走
査すると、斜線で示した領域ｐの検出が行なえな
くなるおそれもあつた。さらにまた、上記従来例
ではトランスジユーサｂから反射体ｆまでの距離
が長いため、この反射体ｆを用いてトランスジユ
ーサｂの超音波出力レベルの調整を行なうことは
困難であり、また超音波の発信確認も難かしいな
どの問題もあつた。

この発明の上記事情にもとづきなされたもので
その目的とするところは、トランスジユーサの基
準位置を正確に設定でき、炉心上部の障害物等の
検出を正確に行なうことのできる高速増殖炉の内
部透視装置を提供することにある。

以下この発明を、第４図から第６図に示す一実
施例にもとづき説明する。図中１は液体金属冷却
形高速増殖炉の原子炉容器であつて、この原子炉
容器１内には液体金属冷却材としてたとえば液体
ナトリウム２が収容されている。また、３は炉心
バレル３ａによつて囲まれた炉心であつて、この
炉心３の上方に対向して炉心上部機構４が設けら
れている。この炉心上部機構４は、回転遮蔽プラ
グ５に取付けられている。

そして原子炉容器１に内部透視装置６が設けら
れている。７はその検査ヘツドであつて、この検
査ヘツド７は上記回転遮蔽プラグ５に取付けられ
た駆動部８によつて、水平方向に回動できるよう
になつているとともに、昇降できるようになつて
いる。そしてこの検査ヘツド７に超音波トランス
ジユーサ９が取着されている。このトランスジユ
ーサ９は、炉心３と炉心上部機構４との間の隙間
部１０に向けて、つまり炉心３を横断する方向に
超音波を発信してそのエコー波を受信するもので
ある。また、上記トランスジユーサ９は、上下方
向の俯仰角を調節できるようになつている。

そしてトランスジユーサ９と対向する位置に超
音波反射体１１が設けられている。この超音波反
射体１１は、上記隙間部１０の延長上、すなわち
この隙間部１０を挾んで炉心の反対側に配置され
ており、第３図に示した従来例と同様に原子炉容
器１の周方向に所定の長さ設けてある。なお、こ
の実施例では原子炉内筒１２に超音波反射体１１
を取付けてある。

また、上記トランスジユーサ９側の炉心側面３
ｂの上部と、炉心上部機構の側面４ａの下部に
は、それぞれ基準反射体１３ａ，１３ｂを取付け
てある。この基準反射体１３ａ，１３ｂは、それ
ぞれ一例として第５図に示したようなものであ
り、トランスジユーサ９から発信された超音波を
このトランスジユーサ９に向けて反射させる正反
射面１４と、トランスジユーサ９以外の方向に向
けて超音波を反射する逃がし反射部１５とからな
る。そして上記正反射面１４は、水平方向に形成
された水平基準面１４ａと、鉛直方向に形成され
た鉛直基準面１４ｂとを備えて十字状に形成され
ている。これら基準反射体１３ａ，１３ｂは、各
正反射面１４がそれぞれトランスジユーサ９の基
準となるべき所定の位置にくるように、炉心３と
炉心上部機構４の各側面に固定されており、検査
ヘツド７を昇降させることにより、トランスジユ
ーサ９が対向し得るようになつている。

次に上記一実施例装置の作用について説明す
る。まずトランスジユーサ９を、炉心上部機構４
に取付いている基準反射体１３ａに対向させて超
音波を発信する。そして正反射体１４にて反射さ
れたエコー波をトランスジユーサ９で受信しつ
つ、駆動部８によつてトランスジユーサ９を水平
方向に回動させ、また上下方向に俯仰角運動を行
なう。そして、水平方向に回動させる際には鉛直
基準面１４ｂを基準とした信号レベルを得、また
俯仰角運動させる際には水平基準面１４ａを基準
とした信号レベルを得ることによつて、駆動部８
の電気計装による基準との比較と、基準位置の較
正を行なう。これにより炉心上部機構４に対する
トランスジユーサ９の基準位置決めがなされる。
次に検査ヘツド７を降下させ、炉心側面に取付い
ている基準反射体１３ｂにトランスジユーサ９を
対向させて、上記基準反射体１３ａの場合と同様
の手順で、今度は炉心３に対する基準位置決めを
行なう。そして、これら上下２箇所における補正
データを総合することにより、炉心上部の隙間部
１０に超音波信号を水平方向に、かつ所定の走査
範囲で発信させるためのトランスジユーサ９の基
準位置を得る。

そして、この基準位置決め操作が終了したの
ち、隙間部１０における障害物等の検出操作を開
始する。すなわち、トランスジユーサ９から隙間
部１０に向けて超音波を発信すると、超音波は反
射体１１より反射されてエコー波がトランスジユ
ーサ９に受信される。そして検査ヘツド７は駆動
部８によつて水平方向に回動され、隙間部１０を
所定の角度範囲で走査する。そして、たとえば炉
心３から燃料集合体が浮き上がつていたり、制御
棒が切離されていなかつたり、障害物が漂つてい
る場合には、超音波は反射体１１に達する前にこ
れら障害物等によつて反射される。したがつてこ
のエコー波を検出することにより、障害物等の存
在を知ることができる。

このように上記内部透視装置６によれば、前記
したように基準反射体１３ａ，１３ｂを使用して
トランスジユーサ９を正確な基準位置に設定でき
るから、たとえば超音波が上下方向に傾斜して発
信されることを防止でき、隙間部１０に沿つて水
平方向に正しく発信できる。したがつて、超音波
が炉心３の上面や炉心上部機構４の下面に反射し
て誤検出の原因となることがなくなる。また、超
音波を水平方向に正しく発信できることから、た
とえば第２図に示したように、炉心上部機構が傾
いていてかつ炉心から炉心構成要素が浮き上がつ
ている場合に、発信された超音波が偶然隙間部を
通過して反射体に到達することもなくなり、隙間
部に存在する障害物等を確実に検出できるもので
ある。また、水平方向の回動基準位置を正確に設
定できるから、第３図に斜線領域ｐで示したよう
な検出不可能領域もなくなり、所定の範囲を確実
に検査できる。

また、トランスジユーサ９に近接した位置に基
準反射体１３ａ，１３ｂが設置されているため、
雑音の混入が少なくＳ／Ｎ比が良いことから、正
確な基準位置を設定でき、しかもこれら基準反射
体１３ａ，１３ｂを用いてトランスジユーサ９の
出力調整も容易に行なうことができる。

なお第７図および第８図は基準反射体の一変形
例を示すものであり、この例の基準反射体２０
は、トランスジユーサ９に向けて超音波を反射す
る正反射面２１に溝状の逃がし反射部２２を形成
してある。この逃がし反射部２２は、水平方向に
形成された水平基準部２２ａと、鉛直方向に形成
された鉛直基準部２２ｂとを備えた十字状をなし
ている。そしてトランスジユーサ９を水平方向に
回動させる際には鉛直基準部２２ｂを基準とした
信号レベルを得、また俯仰角運動させる際には水
平基準部２２ａを基準とした信号レベルを得るよ
うになつている。要するに基準反射体の具体的形
状は、これら実施例に限定されることなく種々に
変形して実施できるものである。

この発明は以上説明したように、トランスジユ
ーサと対向する偏心側面と炉心上部機構の側面
に、それぞれ基準反射体を取付けたものであり、
これら基準反射体を使用してトランスジユーサの
基準位置決めを正確に設定できるから、炉心と炉
心上部機構との間の隙間部に超音波を水平方向に
正確に発信でき、かつ所定の水平角度範囲で走査
できる。したがつて、誤検出を生じることなく、
燃料集合体等の炉心構成要素の浮上りの有無、制
御棒切離しの有無、炉心上部機構の傾斜などを正
確に検知でき、原子炉の安全性を向上させる上で
きわめて効果的である。また、熱膨張等の影響を
受けて基準位置がずれても、これら基準反射体を
用いてトランスジユーサの基準位置を簡単に較正
できるため、予熱処理を行なうことなく使用で
き、検査に要する時間を短縮できる。

しかも基準反射体を用いてトランスジユーサの
出力確認あるいは出力レベルの較正等も容易に行
なうことができ、保守点検が容易になるなど、そ
の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来例を示し、第１図は
原子炉の縦断面図、第２図は炉心上部機構が傾斜
した状態を示す縦断面図、第３図は超音波走査範
囲を示す原子炉の横断面図、第４図ないし第６図
はこの発明の一実施例を示し、第４図は原子炉の
縦断面図、第５図は基準反射体の斜視図、第６図
は基準反射体の正面図、第７図は基準反射体の一
変形例を示す斜視図、第８図は同基準反射体の正
面図である。 １……原子炉容器、３……炉心、３ｂ……炉心
側面、４……炉心上部機構、４ａ……炉心上部機
構側面、６……内部透視装置、９……超音波トラ
ンスジユーサ、１０……隙間部、１１……超音波
反射体、１３ａ，１３ｂ……基準反射体、１４…
…正反射面、２０……基準反射体、２１……正反
射面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉容器内に昇降可能にかつ回動可能に設
   けられ炉心を横断する方向に超音波を発信する超
   音波トランスジユーサと、このトランスジユーサ
   に対向して炉心と炉心上部機構との間の隙間部の
   延長上に配置された超音波反射体と、上記トラン
   スジユーサ側の炉心側面および炉心上部機構の側
   面にそれぞれトランスジユーサと対向して設けら
   れトランスジユーサから発信された超音波をこの
   トランスジユーサに向けて反射させる正反射面を
   備えた基準反射体とを具備したことを特徴とする
   高速増殖炉の内部透視装置。 ２ 上記基準反射体の正反射面は、水平方向に形
   成された水平基準面と、鉛直方向に形成された鉛
   直基準面とを備えて十字状をなしていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の高速増殖炉
   の内部透視装置。