(57)【要約】【課題】  燃料集合体内部の原子炉冷却材の流量を高い精度で測定する。【解決手段】  圧力損失低減の観点から、実際の燃料集合体と同様の形状を有する模擬燃料集合体１２０と、模擬燃料集合体１２０を流れる燃料集合体内部流量を測定する流量センサ１１５ａと、流量センサの上流で助走距離を確保する案内管１１４とを原子炉外で結合し、原子炉の定期点検時に、模擬燃料集合体１２０と流量センサ１１５ａと案内管１１４を原子炉内に設置し、燃料集合体内部の流量を測定する。【選択図】        図１０
2006349577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料集合体のチャンネルボックス上端部に挿入され燃料棒に沿って上昇し流出する原子炉冷却材の流量を検出する流量センサと、
前記流量センサからの信号を電気信号に変換し前記燃料集合体内部の流量を求める演算／記録手段とからなる原子炉の流量計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の原子炉の流量計測装置において、
前記流量センサが、チャンネルボックス上端部の上部タイプレートに挿入されたピトー管流量センサであり、
前記ピトー管流量センサの動圧測定孔および静圧測定孔が、前記上部タイプレートよりも上流に開口していることを特徴とする原子炉の流量計測装置。
【請求項３】
請求項１に記載の原子炉の流量計測装置において、
前記流量センサが、チャンネルボックス上端部の上部タイプレートに挿入されたピトー管流量センサであり、
前記ピトー管流量センサの動圧測定孔が、前記上部タイプレートよりも上流に開口し、
前記ピトー管流量センサの静圧測定孔が、前記上部タイプレートよりも下流に開口していることを特徴とする原子炉の流量計測装置。
【請求項４】
請求項１に記載の原子炉の流量計測装置において、
前記流量センサが、チャンネルボックス上端部の上部タイプレートに挿入されたピトー管流量センサであり、
前記ピトー管流量センサの動圧測定孔が、前記上部タイプレートの流路径の８倍以内の下流位置に配置されていることを特徴とする原子炉の流量計測装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか一項に記載の原子炉の流量計測装置において、
前記ピトー管流量センサが、動圧測定用細管と静圧測定用細管とからなることを特徴とする原子炉の流量計測装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の原子炉の流量計測装置において、
前記流量センサが、前記燃料集合体に着脱自在であり、
前記流量センサが、少なくとも前記流量センサの設置位置を含む前記上部タイプレート上面を撮影するカメラを備えたことを特徴とする原子炉の流量計測装置。
【請求項７】
請求項６に記載の原子炉の流量計測装置において、
前記燃料集合体に着脱自在の前記流量センサが、前記上部タイプレート６に支持されていることを特徴とする原子炉の流量計測装置。
【請求項８】
請求項６に記載の原子炉の流量計測装置において、
前記燃料集合体に着脱自在の前記流量センサが、誘導用ガイドを介して前記燃料集合体に支持されていることを特徴とする原子炉の流量計測装置。
【請求項９】
燃料集合体を模擬した模擬燃料集合体と、
前記模擬燃料集合体上部に設置され前記模擬燃料集合体内を上昇し流出する原子炉冷却材の流量を検出する流量センサと、
前記模擬燃料集合体上部に設置され前記流量センサからの信号に基づき前記燃料集合体内部の流量を求める演算／記録手段とからなる原子炉の流量計測装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の原子炉の流量計測装置において、
前記流量センサが、超音波流量計または電磁流量計であることを特徴とする原子炉の流量計測装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の原子炉の流量計測装置において、
前記流量センサが、機械的流量計であることを特徴とする原子炉の流量計測装置。
【請求項１２】
下端に短尺の模擬燃料棒を配置し燃料集合体を模擬した模擬燃料集合体と、
前記模擬燃料集合体内に設置され前記模擬燃料集合体内を上昇し流出する原子炉冷却材の流量を検出する流量センサと、
前記流量センサからの信号を電気信号に変換し前記燃料集合体内部の流量を求める演算／記録手段とからなる原子炉の流量計測装置。
【請求項１３】
燃料集合体を模擬した模擬燃料集合体と、
前記模擬燃料集合体内に設置され前記模擬燃料集合体内を上昇し流出する原子炉冷却材の流量を検出する流量センサと、
前記流量センサからの信号を電気信号に変換し前記燃料集合体内部の流量を求める演算／記録手段とからなる原子炉の流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉の流量計測装置に係り、特に、原子力プラントにおける燃料集合体内部の流量を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４は、ＡＢＷＲ(改良型沸騰水型原子炉)における従来の流量計測装置の概略構造を示す図である。
【０００３】
シュラウド１７と原子炉圧力容器１８とで形成されるダウンカマ１９を降下する原子炉冷却材は、原子炉再循環ポンプ(ＲＩＰ)２０により加圧し吐出され、原子炉圧力容器１８の下鏡板に沿って流れ、制御棒駆動機構ハウジング２１を横切り、制御棒案内管２２の軸方向に沿って炉内を上昇する。
【０００４】
原子炉再循環ポンプ２０は、原子炉圧力容器１８の下鏡板に１０台設置され、原子炉再循環ポンプノズル２３で原子炉圧力容器１８に支えられている。
【０００５】
従来のＡＢＷＲでは、原子炉再循環ポンプ２０の前後２ヶ所の圧力測定孔２４で圧力を測定し、圧力導管１２を通じて流体の差圧ｄＰを圧力計９に導き、ここで圧力を電気信号に変換し、演算／記録手段１０において炉心流量を算出している。
【０００６】
この測定方法では、実規模の試験で測定した原子炉再循環ポンプ２０の流量Ｑ−差圧ｄＰ(実揚程)曲線を定式化し、原子炉で測定した差圧ｄＰから炉心流量Ｑを計算している。
【０００７】
また、燃料集合体１の出口頂部に密着可能に構成されたパイプを設け、このパイプ内に設置された流量計により、燃料集合体１の出口において、燃料集合体１内部の流量を測定する炉心流量計測装置が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００８】
この流量計は、炉内で燃料集合体１の上部からはめ込まれ、アームに固定されて移動し、各燃料集合体１内部の流量を測定する。この測定方法では、移動可能なアームに固定されているので、移動すれば、すべての燃料集合体１内部の流量を測定できるとしている。
【特許文献１】特開平３−２６２９９７号公報  (第２〜３頁，第１図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の原子炉再循環ポンプ２０前後の差圧ｄＰより流量を測定する方法では、炉心全体の流量を測定しており、個々の燃料集合体１内部の流量を直接測定することはできない。この場合、全体の流量をもとに解析し、個々の燃料集合体内部の流量を推定していた。
【００１０】
しかし、精度を更に高めるには、個々の燃料集合体１内部の流量を直接測定することが期待されている。
【００１１】
上記特許文献１の方法では、流量計を移動させれば、個々の燃料集合体１内部の流量を直接測定できる。
【００１２】
しかし、燃料集合体１と流量計を装備した管とを結合し密着させることは容易でない。ＢＷＲやＡＢＷＲの燃料集合体１の上部タイプレート６は、複雑な形状をしており、密着は容易でなく、結合が不十分になると、流れのリークパスが生じ、流量測定精度が低下する。
【００１３】
また、流量計内には、流路の絞り部および拡大部が存在し、流路の流動圧力損失が増加することも考えられる。そのため、流量計の設置により、測定している燃料集合体内部の流量が、実際よりも低下する懸念がある。
【００１４】
本発明の課題は、燃料集合体内部の原子炉冷却材の流量を高い精度で測定することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記課題を達成するために、燃料集合体のチャンネルボックス上端部に挿入され燃料棒に沿って上昇し流出する原子炉冷却材の流量を検出する流量センサと、流量センサからの信号を電気信号に変換し燃料集合体内部の流量を求める演算／記録手段とからなる原子炉の流量計測装置を提案する。
【００１６】
本発明は、また、燃料集合体を模擬した模擬燃料集合体と、模擬燃料集合体上部に設置され模擬燃料集合体内を上昇し流出する原子炉冷却材の流量を検出する流量センサと、模擬燃料集合体上部に設置され流量センサからの信号に基づき燃料集合体内部の流量を求める演算／記録手段とからなる原子炉の流量計測装置を提案する。
【００１７】
本発明は、さらに、下端に短尺の模擬燃料棒を配置し燃料集合体を模擬した模擬燃料集合体と、模擬燃料集合体内に設置され模擬燃料集合体内を上昇し流出する原子炉冷却材の流量を検出する流量センサと、流量センサからの信号を電気信号に変換し燃料集合体内部の流量を求める演算／記録手段とからなる原子炉の流量計測装置を提案する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、燃料集合体内部の原子炉冷却材の流量を正確に測定できるので、燃料設計を精密化し、原子炉燃料の経済性を高め、発電コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、図１〜図１４を参照して、本発明による原子炉の流量計測装置の実施例を説明する。本発明による原子炉の流量計測装置は、特に定期検査時の使用に最適化してある。
【実施例１】
【００２０】
図１は、ＡＢＷＲ(改良型沸騰水型原子炉)における燃料集合体１と本発明による流量計測装置の実施例１の概略構造を示す図である。
【００２１】
図２は、図１の実施例１における燃料集合体１の上部タイプレート６部分を拡大し、本発明による流量計測装置とともに示す図である。
【００２２】
本実施例１は、上部タイプレート６側から燃料集合体１内に流量センサ７を挿入して設置した原子炉の流量計測装置を提案する。
【００２３】
燃料集合体１の内部は、原子炉の定期検査時に、原子炉冷却材としての水が単相状態で満たされている。
【００２４】
図１４の従来例と同様に、シュラウド１７と原子炉圧力容器１８とで形成されるダウンカマ１９を降下する原子炉冷却材としての水は、原子炉再循環ポンプ(ＲＩＰ)２０により加圧し吐出され、原子炉圧力容器１８の下鏡板に沿って流れ、制御棒駆動機構ハウジング２１を横切り、制御棒案内管２２の軸方向に沿って炉内を上昇する。
【００２５】
原子炉再循環ポンプ２０は、原子炉圧力容器１８の下鏡板に１０台設置され、原子炉再循環ポンプノズル２３で原子炉圧力容器１８に支えられている。
【００２６】
原子炉再循環ポンプ２０で加圧された原子炉冷却材は、図１４の制御棒案内管２２の上部に位置している下部タイプレート２に流入し、複数のスペーサ５で支持されてチャンネルボックス４内に規則的に配置された燃料棒３に沿って上昇し、上部タイプレート６から燃料集合体１の外部に流出する。
【００２７】
実施例１では、図２に示すように、上部タイプレート６の流路からこの上部タイプレート６を貫通して例えばピトー管流量センサ７を挿入し、燃料棒３に沿って設置する。動圧測定孔１３および静圧測定孔１４を形成されたピトー管流量センサ７は、支持部材８で支持されている。ピトー管の圧力測定孔の口径は、数ｍｍ程度であり、流路を妨げるほどの大きさではない。
【００２８】
ピトー管流量センサ７の動圧測定孔１３および静圧測定孔１４で得られる流体圧力は、圧力伝達流路１１と下鏡板を貫通しない圧力導管１２とにより圧力計９に導かれ、ここで電気信号に変換され、演算／記録手段１０において、燃料集合体１内部の流量に換算される。圧力伝達流路１１は、複数の管でも、二重管でもよい。
【００２９】
燃料集合体１内部の流量は、測定された静圧および動圧に基づいて、燃料集合体１内部の流量は、演算／記録手段１０内で、次のように評価される。
【００３０】
燃料集合体１内の局所流速は、ＰT：動圧，ＰS：静圧，ｕ：流速，α：補正係数，ρ：流体密度として、
ｕ＝α・｛２(ＰT−ＰS)／ρ｝１／２……(１)
で評価される。
【００３１】
また、Ａ：流路断面積，Ｑ：燃料集合体１内部の流量として流動試験装置を利用し、局所流速から流量を算出する評価係数Ｃを予め算出しておくと、
Ｑ＝Ｃ・Ａ・ｕ                ……(２)
原子力プラントで得られた流速に基づいて、燃料集合体１内部の流量を算出し評価できる。
【００３２】
実施例１において、ピトー管流量センサ７の２点における圧力に基づいて、燃料集合体１内部の流量を算出し評価する手順は以下の通りである。
(ステップ１)  原子炉外(例えば燃料プール内)に設置された燃料集合体１の上部から実施例１の流量センサ７を差し込み、支持部材８により上部タイプレート６に支持させる。
(ステップ２)  流量計が設置された燃料集合体１を炉内に搬送して装荷する。
(ステップ３)  燃料装荷終了後に、原子炉再循環ポンプ２０を起動して原子炉冷却材を循環させ、燃料集合体１内部の流量を測定する。
(ステップ４)  測定終了後、流量計を上部から引き抜き、圧力容器の上蓋を閉じ、原子炉を起動する。
【００３３】
この手順では、支持部材８を用いて流量センサ７を上部タイプレート６に固定する方式を説明した。この構造に代えて、流量センサ７を上部タイプレート６のアーム部材などを用いて支持してもよい。
【００３４】
実施例１では、個々の燃料集合体１の上部から、直径数ｍｍのピトー管流量センサ７を挿入すればよいので、多数設置してもコストはそれほど増大せず、流量センサの取り付け時間も著しくは増加しない。したがって、複数の燃料集合体１にそれぞれ流量センサ７を設置し、それぞれの流量を同時に測定でき、高精度の流量分布測定が可能となる。
【００３５】
また、原子力プラントでは、経年劣化のために、ポンプ性能が低下したり流動抵抗が増加したりする可能性がある。実施例１の流量計測装置は、これら経年劣化の監視に最適であり、原子力プラントの定期検査毎に本実施例１の流量計測装置で流量を測定すると、経年劣化の状況を評価できる。
【実施例２】
【００３６】
図３は、本発明による流量計測装置の実施例２における燃料集合体１の上部タイプレート６部分を拡大し本発明による流量計測装置とともに示す図である。
【００３７】
本実施例２においては、ピトー管流量センサ７の静圧測定孔１４が上部タイプレート６より下流側に位置するので、上部タイプレート６により生じる圧力損失に起因して、静圧と動圧との差が増加する。そのため、流量に対する差圧の感度が大きくなり、流量測定精度が改善される。
【００３８】
また、上部タイプレート６に生じる圧力損失と流量との関係をもとに、燃料集合体１内部の流量を評価してもよい。
【００３９】
図４は、図３の実施例２において流量センサ７の位置を後退させて設置した変形例の構造を示す図である。
【００４０】
図４に示すように、動圧測定孔１３を上部タイプレート６の直後の下流位置に設置し、上部タイプレート６から噴出する流れの動圧を測定しても問題ない。この場合は、ポテンシャルコア領域(噴流の初期流速が維持される領域)で流速を測定する必要があるので、上部タイプレート６の流路の代表径(ぬれぶち長さ)をｄとし、上部タイプレート６の流路出口からの距離をＬとしたとき、距離Ｌは、代表径ｄの８倍以下にすべきである(機械工学便覧Ａ５−６５参照)。ポテンシャルコア領域以降では、流速分布の特定が難しく、流速から流量への変換が困難になってしまう。
【００４１】
なお、上部タイプレート６の流路に動圧測定孔１３または静圧測定孔１４を設置してもよい。
【実施例３】
【００４２】
図５は、本発明による流量計測装置の実施例３における燃料集合体１の上部タイプレート６部分を拡大し本発明による流量計測装置とともに示す図である。
【００４３】
実施例３では、上記実施例１，２のようなピトー管流量センサ７の挿入による流路断面積の減少を抑制するため、細い静圧用管と細い動圧用管とを個別に２本挿入する。
【００４４】
実施例３では、細い静圧用管と細い動圧用管とを個別に２本挿入するので、上部タイプレート６の流路断面積に占めるピトー管流量センサ７の断面積が少なくなり、原子炉冷却材としての水の流れに対する影響が少なくなる。
【００４５】
次に、原子炉内で流量センサ７を所定の位置に移動させて設置し、その位置における流量を計測する実施例４，５を説明する。
【実施例４】
【００４６】
図６は、ＡＢＷＲ(改良型沸騰水型原子炉)における燃料集合体１と本発明による流量計測装置の実施例４の概略構造を示す図である。
【００４７】
実施例４では、流量センサ７を流路に挿入するために、誘導用カメラ１５を設置してある。流量センサ７の上部にカメラ１５を設置すると、図示しないマニピュレータなどにより、流量センサ７を原子炉外から誘導し、所定位置に配置できるので、流量計を炉内で燃料集合体１に取り付けることが可能となる。
【実施例５】
【００４８】
図７は、ＡＢＷＲ(改良型沸騰水型原子炉)における燃料集合体１と本発明による流量計測装置の実施例５の概略構造を示す図である。
【００４９】
図８は、図７の実施例とは異なる誘導用ガイドを備えた燃料集合体１の上部タイプレート６部分を拡大し本発明による流量計測装置とともに示す図である。
【００５０】
図７または図８の実施例５では、流量センサ７を流路に挿入するための誘導用ガイド１６を設置してある。誘導用ガイド１６は、流量センサ７を所定の位置に移動させ、設置する際に、流量センサ７を正確に誘導する。
【００５１】
誘導用ガイド１６は、流れを妨げないように、流路に占める断面積を極力少なくする必要がある。実施例５の誘導用ガイド１６は、燃料集合体１を炉心に固定する固定金具としても機能する。
【００５２】
実施例１〜実施例５においては、ピトー管流量センサを用いたが、電磁流速計，熱線流速計，タービン流速計，差圧式流速計，光ファイバ式ＬＤＶ流速計などの流量計を用いてもよい。これら流速計の場合は、圧力導管１２に代えて、電気ケーブルや光ファイバを用いることになる。
【００５３】
次に、模擬燃料集合体を用いてその位置における流量を計測する実施例６，７，８を説明する。
【実施例６】
【００５４】
図９は、ＡＢＷＲ(改良型沸騰水型原子炉)における燃料集合体１と本発明による流量計測装置の実施例６の概略構造を示す図である。
【００５５】
図９において、シュラウド１７と原子炉圧力容器１８とに挟まれた流路のダウンカマ１９において降下する原子炉冷却材１０４は、原子炉再循環ポンプ２０により加圧し吐出され、原子炉圧力容器１８の下鏡板に沿って流れ、制御棒駆動機構ハウジング２１を横切って、制御棒案内管２２の軸方向に沿って炉内を上昇する。
【００５６】
原子炉冷却材１０４は、燃料支持金具１１７を通過し、下部タイプレート１１８から燃料集合体１１３に流入し、上部タイプレート１１９から流出する。
【００５７】
実施例６で、燃料集合体１１３内部の流量を測定するには、まず、模擬燃料集合体１２０を新たに製作し、この模擬燃料集合体１２０と流量計１１５と案内管１１４とを原子炉の外で結合し、流量測定機器を組み立てる。
【００５８】
原子炉の定期点検時には、結合した模擬燃料集合体１２０と流量計１１５と案内管１１４とを炉内に設置する。
【００５９】
実際の燃料集合体１１３に代えて模擬燃料集合体１２０を装着し、模擬燃料集合体１２０内を流れる原子炉冷却材１０４を案内管１１４により流量計１１５に流入させ、流量を測定する。
【００６０】
模擬燃料集合体１２０の形状は、圧力損失の観点から実際の燃料集合体１１３とほぼ同じにしてある。流量計１１５の機器および構造体によっては、案内管１１４において圧力損失が増加する。流量分配を均一にするには、実際の燃料集合体１１３の圧損よりも模擬燃料集合体１２０の圧損を低下させることが望ましい。
【００６１】
図１０は、図９の実施例６において電気的流量測定手段を備えた模擬燃料集合体の構造を示す図である。
流量計１１５(ａ)としては、電磁流量計，超音波流量計などを用いる。案内管１１４は、流量計１１５(ａ)の上流に配置されて流れの助走距離を形成するパイプである。原子炉冷却材は、この案内管１１４により整流されてから流量計１１５に流入する。
【００６２】
実施例６の場合は、原子炉の外の工場などにおいて、模擬燃料集合体１２０と流量計１１５と案内管１１４とを溶接やねじ締めなどで予め確実に結合できる。したがって、模擬燃料集合体１２０と流量計１１５と案内管１１４との結合部における漏れ流量を完全に防止できるので、模擬燃料集合体１２０を通過したすべての流れは、この結合部においてリークすることなく、流量計１１５に確実に流入することになる。
【００６３】
また、案内管１１４により整流してから測定するので、燃料集合体１１３内部の流量の測定精度を高めることができる。
【００６４】
実施例６においては、炉内外でのケーブルや圧力導管１２の引き回しを防ぐ観点から、図１０に示すように、電磁流量計，超音波流量計などの流量センサ１１５(ａ)から出力される信号をメモリなどで蓄える記録装置(データロガー)１２１と、流量計１１５(ａ)および記録装置１２１を駆動する電源装置１２２を流量計１１５(ａ)の近傍に取り付けてある。
【００６５】
試験終了後、記録装置(データロガー)１２１を炉内から引き上げて測定流量を確認する。この方式によれば、炉内外でのケーブルや圧力導管１２の引き回しが不要となる。
【００６６】
なお、ケーブルや圧力導管１２の引き回しを防ぐ観点から、外部から読める指示計や表示計を流量計１１５(ａ)に取り付け、炉内外から目視やビデオカメラなどで読み取り、測定流量を確認するようにしてもよい。さらに、流量計１１５(ａ)の出力信号を電波，光などで送信し、これを受信して測定流量を確認するようにしてもよい。
【００６７】
次に、流量計１１５が電子および電気機器である場合、強い放射線を受けると、信号がドリフトし、測定誤差が増大することが懸念される。
【００６８】
図１１は、図９の実施例６において、放射線を受けない機械的流量測定手段を備えた模擬燃料集合体の構造を示す図である。
【００６９】
流量計１１５としては、図１１に示した機械的積算流量計１１５(ｂ)，タービン流量計や容積流量計１１５(ｃ)，パルス発生器１１５(ｄ)、ここでは図示しない差圧式流量計，渦流量計などを用いる。
【００７０】
本実施例においては、流量計としてパルス発生器１１５(ｄ)を用い、パルス数および間隔により流量を測定する。流量に依存して速度が変化する回転体１２３をパルス発生器１１５(ｄ)の案内管１１４内に設置し、回転体１２３の出力をパルス発生器１１５(ｄ)に入力し、パルス発生器１１５(ｄ)から得られるパルス信号に基づいて燃料集合体１１３内部の流量を測定する。
【００７１】
このようなパルス発生器１１５(ｄ)を用いてパルスの数および間隔により流量を測定すると、強い放射線を受けても、流量測定精度に影響を受けない。
【００７２】
パルス発生器１１５(ｄ)のパルス信号を蓄えるために、記録装置(データロガー)１２１と、パルス発生器１１５(ｄ)および記録装置１２１を駆動する電源装置１２２とを炉内のパルス発生器１１５(ｄ)の近傍に取り付ける。試験終了後、記録装置(データロガー)１２１を炉内から引き上げて測定流量を確認する。
【００７３】
電子および電気機器を用いない機械的積算流量計１１５(ｂ)を使用する手順を説明する。
【００７４】
積算流量計１１５(ｂ)の案内管１１４内に流量に依存して速度が変化する回転体１２３を設置し、回転体１２３の出力を積算流量計１１５(ｂ)に入力し、積算流量計１１５(ｂ)から得られる信号に基づいて燃料集合体１１３内部の流量を測定する。
【００７５】
積算流量計１１５(ｂ)を使用する時は、記録手段１０に出力を直接書き込めないので、瞬時流量を測定できない。この場合は、以下の手順で平均流量を評価する。
(ステップ１)  積算流量計１１５(ｂ)と模擬燃料集合体１２０とを炉内に設置する。
(ステップ２)  原子炉再循環ポンプ(ＲＩＰ)２０を起動し、原子炉再循環ポンプ２０の回転数を時刻毎に記録する。
(ステップ３)  積算流量計１１５(ｂ)と模擬燃料集合体１２０とを引き上げ、積算流量計１１５(ｂ)の数値(積算値)を確認する。
(ステップ４)  原子炉再循環ポンプ２０の回転数の記録と積算流量計１１５(ｂ)の数値とより、測定流量を計算する。
【００７６】
このように、機械的積算流量計１１５(ｂ)を使用した場合、電子および電気機器を用いないので、放射線を受けても、信号がドリフトすることなく、流量を正確に測定できる。
【００７７】
実施例６では、流量計１１５を模擬燃料集合体１２０に結合したが、この流量計１１５を下部タイプレート１１８内や図９の燃料支持金具１１７内に設置しても、同様の効果が得られる。
【実施例７】
【００７８】
図１２は、模擬燃料棒を設置した本発明による流量計測装置の実施例７の概略構造を示す図である。
【００７９】
実施例７では、模擬燃料集合体１２０内に流量計を設置してある。実施例７の流量計測装置は、模擬燃料集合体１２０内に設置された下部タイプレート１１８，上部タイプレート１１９，短尺の模擬燃料棒１０３，案内管１１４，ベンチュリ流量計１１５(ｅ)，チャンネルボックス４で構成されている。チャンネルボックス４はほぼ正方形の流路で、案内管１１４は円形の流路であり、それぞれの流路は、ディフューザおよびレデューサで滑らかに結合されている。
【００８０】
案内管１１４は、流量測定精度を高めるために必要な機器である。案内管１１４をチャンネルボックス４と同じ断面形状に形成しても、予め校正試験を実施すれば、流量の測定は可能である。
【００８１】
上流側の流れを極端に変化させないためには、短尺の模擬燃料棒１０３を設置することが有効である。ここでは、模擬燃料集合体１２０内部にベンチュリ流量計１１５(ｅ)を取り込んだので、通常の燃料集合体１と同様に取り扱い、模擬燃料集合体１２０を炉内に装荷し、炉外に取り出すことができる。その結果、炉内への落下物が発生するリスクを減らすとともに、開発コストを抑制できる。
【００８２】
この場合の流量計としては、電磁流量計，超音波流量計，タービン流量計，容積流量計，差圧式流量計，渦流量計等が考えられる。図１２では、ベンチュリ流量計１１５(ｅ)を示したが、オリフィス流量計でもよい。また、実際の燃料集合体１の圧力損失と同等にするため、圧力損失を発生する構造物を付加することも考えられる。
【実施例８】
【００８３】
図１３は、実施例７から模擬燃料棒を省略した本発明による流量計測装置の実施例８の概略構造を示す図である。
【００８４】
実施例７の模擬燃料棒１０３は、入口流れを実機に近づけるために設置してある。しかし、必ずしも必要ではない。
【００８５】
実施例８の模擬燃料集合体１２０は、図１３に示すように、下部タイプレート１１８，上部タイプレート１１９，案内管１１４Ａと流量計１１５(ｅ)で構成されており、コストを抑制できる。
【００８６】
本発明による原子炉の流量計測装置は、定期検査時だけでなく、通常運転時に使用してもよい。その場合、流量センサは、単相状態の水ロッド内に設置することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】ＡＢＷＲ(改良型沸騰水型原子炉)における燃料集合体１と本発明による流量計測装置の実施例１の概略構造を示す図である。
【図２】図１の実施例１における燃料集合体１の上部タイプレート６部分を拡大し、本発明による流量計測装置とともに示す図である。
【図３】本発明による流量計測装置の実施例２における燃料集合体１の上部タイプレート６部分を拡大し本発明による流量計測装置とともに示す図である。
【図４】図３の実施例２において流量センサ７の位置を後退させて設置した変形例の構造を示す図である。
【図５】本発明による流量計測装置の実施例３における燃料集合体１の上部タイプレート６部分を拡大し本発明による流量計測装置とともに示す図である。
【図６】ＡＢＷＲ(改良型沸騰水型原子炉)における燃料集合体１と本発明による流量計測装置の実施例４の概略構造を示す図である。
【図７】ＡＢＷＲ(改良型沸騰水型原子炉)における燃料集合体１と本発明による流量計測装置の実施例５の概略構造を示す図である。
【図８】図７の実施例とは異なる誘導用ガイドを備えた燃料集合体１の上部タイプレート６部分を拡大し本発明による流量計測装置とともに示す図である。
【図９】ＡＢＷＲ(改良型沸騰水型原子炉)における燃料集合体１と本発明による流量計測装置の実施例６の概略構造を示す図である。
【図１０】図９の実施例６において電気的流量測定手段を備えた模擬燃料集合体の構造を示す図である。
【図１１】図９の実施例６において放射線の影響を受けない機械的流量測定手段を備えた模擬燃料集合体の構造を示す図である。
【図１２】模擬燃料棒を設置した本発明による流量計測装置の実施例７の概略構造を示す図である。
【図１３】実施例７から模擬燃料棒を省略した本発明による流量計測装置の実施例８の概略構造を示す図である。
【図１４】ＡＢＷＲ(改良型沸騰水型原子炉)における従来の流量計測装置の概略構造を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  燃料集合体
２  下部タイプレート
３  燃料棒
４  チャンネルボックス
５  スペーサ
６  上部タイプレート
７  流量センサ
８  支持部材
９  変換器(圧力計)
１０  演算／記録手段
１１  圧力伝達流路
１２  圧力導管
１３  動圧測定孔
１４  静圧測定孔
１５  カメラ
１６  誘導用ガイド(固定金具)
１７  シュラウド
１８  原子炉圧力容器
１９  ダウンカマ
２０  原子炉再循環ポンプ(ＲＩＰ)
２１  制御棒駆動機構(ＣＲＤ)ハウジング
２２  制御棒(ＣＲ)案内管
２３  原子炉再循環ポンプノズル
２４  圧力測定孔
１０３  短尺の模擬燃料棒
１０４  原子炉冷却材
１０９  圧力測定孔
１１０  圧力導管
１１３  燃料集合体
１１４，１１４Ａ  案内管
１１５  流量計
１１５(ａ)  超音波流量計または電磁流量計
１１５(ｂ)  機械的積算流量計
１１５(ｃ)  タービン流量計または容積流量計
１１５(ｄ)  パルス発生器
１１５(ｅ)  ベンチュリ流量計
１１７  燃料支持金具
１１８  下部タイプレート
１１９  上部タイプレート
１２０  模擬燃料集合体
１２１  記録装置
１２２  電源装置
１２３  回転体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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