(57)【要約】【課題】  接触式の燃料集合体の検査技術において、接触子の押圧による変形を排除し、放射線照射による燃料集合体の微小変形を精確に測定可能な燃料集合体検査システム及び燃料集合体検査方法を提供する。【解決手段】  水中検査装置３と、処理制御用ユニット４とを有し、  水中検査装置３に、  接触子と基準点部材との間の距離あるいは両接触子の間の距離を測定するセンサー機構８と、  接触子駆動機構エアシリンダー９と、  接触子９の押圧力を一定に保持する押圧力保持機構１０と、を備え、  処理制御用ユニット４は、押圧力保持機構１０が保持する押圧力と燃料集合体２の検査部位の前記押圧力による変形のデータを有し、水中検査装置のセンサー機構８が検出した距離を入力し、前記押圧力と前記燃料集合体２の変形のデータを用いて水中検査装置のセンサー機構８が検出した距離から前記押圧力による変形を除いた補正寸法を出力する寸法補正手段を有している。【選択図】  図１
2006317388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料集合体の所定の検査部位の寸法を水中で検査する水中検査装置と、前記水中検査装置の制御およびデータ処理を行う処理制御用ユニットとを有し、
前記水中検査装置は、
前記燃料集合体の検査部位に接触子または接触子対を当接させ、該接触子と基準点部材との間の距離あるいは両接触子の間の距離を測定するセンサー機構と、
前記接触子を駆動するための接触子駆動機構と、
前記接触子の押圧力を一定に保持する押圧力保持機構と、を有し、
前記処理制御用ユニットは、前記押圧力保持機構が保持する押圧力と前記燃料集合体の検査部位の前記押圧力による変形のデータを有し、前記水中検査装置のセンサー機構が検出した距離を入力し、前記押圧力と前記燃料集合体の変形のデータを用いて前記水中検査装置のセンサー機構が検出した距離から前記押圧力による変形を除いた補正寸法を出力する寸法補正手段を有している、ことを特徴とする燃料集合体検査システム。
【請求項２】
燃料集合体の所定の検査部位の寸法を水中で検査する水中検査装置と、前記水中検査装置の制御およびデータ処理を行う処理制御用ユニットとを有し、
前記水中検査装置は、
前記燃料集合体の検査部位に接触子または接触子対を当接させ、該接触子と基準点部材との間の距離または両接触子の間の距離を測定するセンサー機構と、
前記接触子を駆動するための接触子駆動機構と、
前記接触子の押圧力を検出する押圧力検出機構と、を有し、
前記処理制御用ユニットは、接触子による押圧力と前記燃料集合体の検査部位の変形の関係を示す関数またはテーブルを有し、前記水中検査装置のセンサー機構が検出した距離と前記押圧力検出機構が検出した押圧力とを入力し、前記押圧力と前記燃料集合体の変形の関係を示す関数またはテーブルを用いて前記水中検査装置のセンサー機構が検出した距離から前記押圧力による変形を除いた補正寸法を出力する寸法補正手段を有している、ことを特徴とする燃料集合体検査システム。
【請求項３】
前記押圧力保持機構は、前記接触子に接続されたばねと、前記接触子が前記燃料集合体の検査部位に押圧された後の前記ばねの変形量を調節するばね変形調節部材とからなることを特徴とする請求項１に記載の燃料集合体検査システム。
【請求項４】
前記押圧力検出機構は、前記接触子に接続され、前記接触子が前記燃料集合体の検査部位に押圧された後の押圧力を検出する圧力センサーを有している、ことを特徴とする請求項２に記載の燃料集合体検査システム。
【請求項５】
前記センサー機構が接触子対を有している場合に、前記接触子対は同一線上に互いに対向するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料集合体検査システム。
【請求項６】
前記水中検査装置は、燃料集合体の外周に配置された燃料棒に嵌着可能な形状を有し対向配置された一対のクランプパッドと、前記クランプパッドを駆動するクランプパッド駆動機構とを含む固定手段を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃料集合体検査システム。
【請求項７】
前記水中検査装置は少なくとも一つの浮力体を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の燃料集合体検査システム。
【請求項８】
前記水中検査装置は、酸化皮膜厚さを測定するための酸化膜測定センサーと、前記酸化膜測定センサーを駆動し前記燃料集合体の検査部位に所定の押圧力で接触させる酸化膜測定センサー駆動機構を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の燃料集合体検査システム。
【請求項９】
前記水中検査装置は、水中で前記酸化膜測定センサーの零点校正を行うための試験片を備えていることを特徴とする請求項８に記載の燃料集合体検査システム。
【請求項１０】
前記零点校正用試験片は、その表面が前記燃料集合体の検査部位の面と同一の面に含まれるように設けられていることを特徴とする請求項９に記載の燃料集合体検査システム。
【請求項１１】
前記水中検査装置は、目視監視用カメラを備えており、
前記処理制御用ユニットは、前記目視監視用カメラによる映像を表示するモニターを有している、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の燃料集合体検査システム。
【請求項１２】
前記水中検査装置を保持するためのポールと、チャンネル着脱機プラットホームに取り付けて前記ポールを保持する保持架台を有し、
前記保持架台は、
前記ポールを保持したまま前記ポールを水平方向に移動させる水平移動手段と、垂直方向に移動させる垂直移動手段と、前記ポールを傾斜させる傾斜手段とを有している、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の燃料集合体検査システム。
【請求項１３】
水中で燃料集合体の所定の検査部位に所定の押圧力で接触子または接触子対を当接させる段階と、
前記接触子と基準点部材との間の距離、あるいは、前記両接触子の間の距離を測定する段階と、
前記所定の押圧力と前記燃料集合体の検査部位の前記押圧力による変形のデータに基づいて、前記測定した距離から前記押圧力による変形を除いた補正寸法を出力する段階と、を有することを特徴とする燃料集合体検査方法。
【請求項１４】
水中で燃料集合体の所定の検査部位に接触子または接触子対を当接させる段階と、
前記接触子または接触子対の押圧力を検出する段階と、
前記押圧力をかけた状態の前記接触子と基準点部材との間の距離、あるいは、前記両接触子の間の距離を測定する段階と、
接触子による押圧力と前記燃料集合体の検査部位の変形の関係を示す関数またはテーブルを用いて前記測定した距離から前記押圧力による変形を除いた補正寸法を出力する段階と、を有することを特徴とする燃料集合体検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の照射を受けた原子力発電用燃料集合体の構成部品の寸法を検査する燃料集合体検査システムおよび燃料集合体検査方法に関する。
【０００２】
特に、水中において検査を完遂することができ、かつ、接触式検査方法を用いて接触子の押圧力による前記構成部品の変形の影響を取り除いて精確な寸法を検査することができる燃料集合体検査システム及び燃料集合体検査方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
最初に、原子炉の燃料集合体の構造について説明する。
【０００４】
図１３は沸騰水型原子炉の燃料集合体の構造を示している。
【０００５】
燃料集合体１００は、複数の燃料棒１０１およびウォーターロッド１０２を複数のスペーサー１０３で正方格子状に束ね、上下端を上部タイプレート１０４と下部タイプレート１０５で固定し、角筒型のチャンネルボックス１０６を外装し、チャンネルファスナーで固定したものである。
【０００６】
放射線の照射を受けた燃料集合体は、定期的に配置変えや交換のために取り外され、原子炉に再装荷して使用される前に健全性を検査される。定期検査時には、燃料棒がチャンネルボックスから取り外され、燃料棒の健全性が検査される。
【０００７】
一般的に、照射および腐食によってスペーサー１０３の外幅寸法は増加する。チャンネルボックス１０６も照射によって成長し、曲がりや捩れを生じる。
【０００８】
放射線の照射を受ける前は、スペーサー１０３とチャンネルボックス１０６の間には僅かな間隙が存在する。
【０００９】
しかし、上記放射線の照射の影響によって、スペーサー１０３とチャンネルボックス１０６の間の隙間が無くなり、チャンネルボックス１０６を取り外す作業が困難になることが考えられる。このため、定期検査時に、燃料集合体のスペーサー１０３の寸法を検査することは重要である。
【００１０】
燃料集合体の構成部材の一つであるスペーサー１０３の外幅寸法を変位センサーや撮像機器によって測定する技術が特開平09-101390号公報、特開2000-009880号公報、特開2000-009881号公報によって提案されている。これらの検査方法ならびに装置は気中条件での測定を行うものである。
【００１１】
一方、水中条件でスペーサーの外幅寸法を測定する方法として、特開平06-194491号公報、特開2001-108781号公報、米国特許第6125160号公報により、幾つかの技術が提案されている。
【００１２】
特開平06-194491号公報は、可視光線あるいは赤外線を用いて燃料集合体構成部材の長さ、外幅などの寸法を自動測定する技術を開示している。
【００１３】
特開2001-108781号公報は、スペーサーおよび既知の寸法のゲージ片を、超音波法によって非接触によって測定し校正する方法ならびにその装置を開示している。
【００１４】
米国特許第6125160号公報は、水平方向にＵ字型の開口部を有する装置フレームに、エアシリンダーを駆動源とする装置固定機構と、エアシリンダーを駆動源とする接触子と、その接触子の移動量を測定するためのセンサーとを配した水中検査装置を開示している。なお、前記接触子とセンサーは左右に２組配置された構造となっている。
【００１５】
米国特許第6125160号公報記載の技術は、スペーサーの外幅寸法測定に際しては、燃料交換機等で吊り下げられた燃料体に対して、前記外幅寸法測定装置をＵ字開口部側から接近させ、所定の位置のところで装置固定機構により装置を燃料体に固定し、その後接触子をスペーサーの両側から押し付け、その移動量を前記センサーで測定することで外幅寸法を測定するものである。
【特許文献１】特開平９−１０１３９０号公報
【特許文献２】特開２０００−９８８０号公報
【特許文献３】特開２０００−９８８１号公報
【特許文献４】特開平６−１９４４９１号公報
【特許文献５】特開２００１−１０８７８１号公報
【特許文献５】米国特許第６１２５１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
(1) 原子力発電所で使用されるスペーサーの微小な寸法変化を測定するためには高精度の測定が必要となる。しかも、該測定は、原子炉の定期検査時の検査環境である水中での高精度の測定が要求される。
【００１７】
特開平06-194491号公報や特開2001-108781号公報に開示されている技術はいわゆる非接触式の検査方法である。非接触式の検査方法は、可視光線、赤外線、超音波法等を用いて検査するものである。これらは、検査対象の寸法に何ら影響を与えずに測定する点で有利であるが、測定環境の温度変化やスペーサーに対する微小な傾きなどによって測定誤差が大きくなることがある。
【００１８】
これに対して、接触式の検査方法は、上記測定環境の温度変化による影響がなく、かつ、検査装置を固定するため検査対象に対する傾斜を防止し易いという利点がある。
【００１９】
しかし、接触式検査方法では、接触子を検査対象に押し付けて測定することは避けられない。上記接触子の押圧力により検査対象は変形し、微小な寸法変化の測定においては、前記変形は無視することができない程度になることがある。
【００２０】
従来の接触式の燃料集合体の検査技術は、接触子の押圧によるスペーサーの変形も放射線照射によるスペーサーの変形の中に含めて測定するものであった。
【００２１】
そこで、本発明の解決しようとする課題の一つは、接触式の燃料集合体の検査技術において、接触子の押圧による変形を排除し、放射線照射による燃料集合体の微小変形を精確に測定可能な燃料集合体検査システム及び燃料集合体検査方法を提供することにある。
【００２２】
(2) 安全上の理由から、使用中の燃料集合体の検査は水中で行わなければならない。
【００２３】
水中で検査を行うため、遠隔操作で検査部位に検査装置を近づけ、検査装置を正しい姿勢で固定する必要がある。
【００２４】
従来から、水中での検査装置の動きを自由に制御でき、かつ、検査装置を検査部位に正しく固定する技術が要求されていた。
【００２５】
そこで、本発明が解決しようとする他の課題は、地上から水中の検査装置を容易に操作でき、正しく検査部位に固定する手段を有する燃料集合体検査システム及び燃料集合体検査方法を提供することにある。
【００２６】
(3) 従来、放射線の照射を受けた燃料集合体の構成部品の腐食による表面生成物（酸化膜）を測定するには、専用の装置を用いて実施していた。
【００２７】
しかし、寸法の測定とは別個に酸化膜の測定を行うのは、連続して検査できないため多大な時間と労力を要していた。このため、寸法測定と酸化膜測定とを連続して行える技術が求められていた。
【００２８】
また、酸化膜の測定は、寸法測定部位と一定の位置関係にある部位を常に計測できることが望ましい。これは、常に一定部位の寸法を測定すると同時に、一定部位の酸化膜を計測することにより、寸法変化と酸化膜の変化を経時的に監視できるからである。
【００２９】
そこで、本発明が解決しようとする他の課題は、寸法測定部位に対して一定の位置関係にある部位の酸化膜を水中で測定できる燃料集合体検査システム及び燃料集合体検査方法を提供することにある。
【００３０】
(4) 渦電流を利用する酸化膜の測定方法は、
渦電流を利用する酸化膜の測定方法は、水中と気中では零点校正（キャリブレーション）の結果が異なる。また、酸化膜に押しつけられる酸化膜測定センサー端面の接触角と圧力によって測定結果が異なる。
【００３１】
このため、水中で測定部位に対して同じ環境と測定条件で零点校正（キャリブレーション）を行うことが重要となる。
【００３２】
本発明が解決しようとする他の課題は、水中の燃料集合体の測定部位に対して同じ環境と測定条件で零点校正（キャリブレーション）を行った上で、続けて燃料集合体の測定部位の酸化膜を測定することができる燃料集合体検査システム及び燃料集合体検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明に係る燃料集合体検査システムは、
燃料集合体の所定の検査部位の寸法を水中で検査する水中検査装置と、前記水中検査装置の制御およびデータ処理を行う処理制御用ユニットとを有し、
前記水中検査装置は、
前記燃料集合体の検査部位に接触子または接触子対を当接させ、該接触子と基準点部材との間の距離あるいは両接触子の間の距離を測定するセンサー機構と、
前記接触子を駆動するための接触子駆動機構と、
前記接触子の押圧力を一定に保持する押圧力保持機構と、を有し、
前記処理制御用ユニットは、前記押圧力保持機構が保持する押圧力と前記燃料集合体の検査部位の前記押圧力による変形のデータを有し、前記水中検査装置のセンサー機構が検出した距離を入力し、前記押圧力と前記燃料集合体の変形のデータを用いて前記水中検査装置のセンサー機構が検出した距離から前記押圧力による変形を除いた補正寸法を出力する寸法補正手段を有している、ことを特徴とする。
【００３４】
本発明に係る燃料集合体検査システムは、
燃料集合体の所定の検査部位の寸法を水中で検査する水中検査装置と、前記水中検査装置の制御およびデータ処理を行う処理制御用ユニットとを有し、
前記水中検査装置は、
前記燃料集合体の検査部位に接触子または接触子対を当接させ、該接触子と基準点部材との間の距離または両接触子の間の距離を測定するセンサー機構と、
前記接触子を駆動するための接触子駆動機構と、
前記接触子の押圧力を検出する押圧力検出機構と、を有し、
前記処理制御用ユニットは、接触子による押圧力と前記燃料集合体の検査部位の変形の関係を示す関数またはテーブルを有し、前記水中検査装置のセンサー機構が検出した距離と前記押圧力検出機構が検出した押圧力とを入力し、前記押圧力と前記燃料集合体の変形の関係を示す関数またはテーブルを用いて前記水中検査装置のセンサー機構が検出した距離から前記押圧力による変形を除いた補正寸法を出力する寸法補正手段を有している、ことを特徴とする。
【００３５】
前記押圧力保持機構は、前記接触子に接続されたばねと、前記接触子が前記燃料集合体の検査部位に押圧された後の前記ばねの変形量を調節するばね変形調節部材とからなるようにすることができる。
【００３６】
前記押圧力検出機構は、前記接触子に接続され、前記接触子が前記燃料集合体の検査部位に押圧された後の押圧力を検出する圧力センサーを有している、ようにすることができる。
【００３７】
前記センサー機構が接触子対を有している場合に、前記接触子対は同一線上に互いに対向するように配置されていることを特徴とする。
【００３８】
前記水中検査装置は、燃料集合体の外周に配置された燃料棒に嵌着可能な形状を有し対向配置された一対のクランプパッドと、前記クランプパッドを駆動するクランプパッド駆動機構とを含む固定手段を有していることを特徴とする。
【００３９】
前記水中検査装置は少なくとも一つの浮力体を備えていることを特徴とする。
【００４０】
前記水中検査装置は、酸化皮膜厚さを測定するための酸化膜測定センサーと、前記酸化膜測定センサーを駆動し前記燃料集合体の検査部位に所定の押圧力で接触させる酸化膜測定センサー駆動機構を有していることを特徴とする。
【００４１】
前記水中検査装置は、水中で前記酸化膜測定センサーの零点校正を行うための試験片を備えていることを特徴とする。
【００４２】
前記零点校正用試験片は、その表面が前記燃料集合体の検査部位の面と同一の面に含まれるように設けられていることを特徴とする。
【００４３】
前記水中検査装置は、目視監視用カメラを備えており、
前記処理制御用ユニットは、前記目視監視用カメラによる映像を表示するモニターを有している、ことを特徴とする。
【００４４】
前記水中検査装置を保持するためのポールと、チャンネル着脱機プラットホームに取り付けて前記ポールを保持する保持架台を有し、
前記保持架台は、
前記ポールを保持したまま前記ポールを水平方向に移動させる水平移動手段と、垂直方向に移動させる垂直移動手段と、前記ポールを傾斜させる傾斜手段とを有している、ことを特徴とする。
【００４５】
本発明の燃料集合体検査方法は、
水中で燃料集合体の所定の検査部位に所定の押圧力で接触子または接触子対を当接させる段階と、
前記接触子と基準点部材との間の距離、あるいは、前記両接触子の間の距離を測定する段階と、
前記所定の押圧力と前記燃料集合体の検査部位の前記押圧力による変形のデータに基づいて、前記測定した距離から前記押圧力による変形を除いた補正寸法を出力する段階と、を有することを特徴とする。
【００４６】
本発明の燃料集合体検査方法は、
水中で燃料集合体の所定の検査部位に接触子または接触子対を当接させる段階と、
前記接触子または接触子対の押圧力を検出する段階と、
前記押圧力をかけた状態の前記接触子と基準点部材との間の距離、あるいは、前記両接触子の間の距離を測定する段階と、
接触子による押圧力と前記燃料集合体の検査部位の変形の関係を示す関数またはテーブルを用いて前記測定した距離から前記押圧力による変形を除いた補正寸法を出力する段階と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、接触式の燃料集合体検査システムにおいて、接触式による環境安定性を享受しながら、測定した寸法の変形から、接触子の押圧力による検査部位の変形を排除でき、精確な検査部位の変形を測定することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、酸化膜測定装置を備え、零点校正用試験片を燃料集合体の被検査部位と同一面内に設けたことにより、実際の測定と同じ条件で零点校正を行うことができ、かつ、外形寸法の計測と酸化膜の測定を一連の動作で測定することができ、測定のための時間と労力とを大幅に減縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００５０】
図１は、本発明の１実施形態による燃料集合体検査システムの構成を示した構成ブロック図である。
【００５１】
図１に示すように、本実施形態の燃料集合体検査システム１は、水中に浸漬された燃料集合体２に対して検査を行う水中検査装置３と、該水中検査装置３の制御およびデータ処理を行う地上に配置された処理制御用ユニット４とからなる。
【００５２】
水中検査装置３と処理制御用ユニット４は、動力ケーブルとデータ通信ケーブルで接続されている。
【００５３】
処理制御用ユニット４は、物理的に一体の装置に限られず、データ処理用の装置と制御用の装置と表示装置というように別個独立の装置からなるものでもよい。
【００５４】
処理制御用ユニット４は後述する寸法補正手段を有している。なお、寸法補正手段を水中検査装置３に備えるようにしても本発明の範囲内である。
【００５５】
動力ケーブルは、水中検査装置３の動力を提供するケーブルであり、電力ケーブル、エアホース等動力に応じて種々のものがある。
【００５６】
データ通信ケーブルは、水中検査装置３への制御信号、あるいは、水中検査装置３からの出力信号を伝達するためのケーブルである。前記動力ケーブルとデータ通信ケーブルは外見上一本のケーブルに束ねられていてもよい。
【００５７】
図２は、本発明の一実施形態の水中検査装置３の平面図である。
【００５８】
本実施形態の水中検査装置３は、燃料集合体２を導入する切欠部を有するベース板５を有している。
【００５９】
ベース板５の上には、一対の寸法測定用の装置６が互いに対向して配置されている。
【００６０】
寸法測定用の装置６は、燃料集合体の検査部位に接触子７を当接させ、該接触子７の移動量を測定するセンサー機構８を有している。
【００６１】
符号９は、接触子７を駆動するための接触子駆動機構の一例であるエアシリンダーを示している。接触子駆動機構としては液圧シリンダー、電気駆動装置等を用いてもよい。
【００６２】
符号１０は、接触子７の押圧力を一定に保持する押圧力保持機構を示している。
【００６３】
なお、図２において、符号１１は燃料棒を示し、符号１２はウォーターロッドを示し、符号１３は燃料棒１１とウォーターロッド１２を束ねるスペーサーを示している。
【００６４】
以下の説明では、スペーサー１３の寸法測定と酸化膜測定について説明するが、本発明は寸法と酸化膜の測定部位をスペーサー１３に限られるものではないことは明らかである。
【００６５】
本実施形態の水中検査装置３は、接触子７の押圧力を一定に保持し、測定された変形から前記押圧力に対応する変形を排除する形態である。
【００６６】
以下、押圧力を一定に保持する押圧力保持機構１０について説明する。
【００６７】
図３は、押圧力保持機構１０を有する寸法測定用の装置６の測定前と測定中の状態を比較して示した図である。図３において図２と同一の部分には図２と同一の符号を付して示している。
【００６８】
図３の左側には、上下に２つの寸法測定用装置６を示しているが、左側上段の寸法測定用の装置６は測定前の状態、左側下段は測定中の状態をそれぞれ示し、両者は同一の検査部位を測定するものである。左側下段の部材の符号は図面の簡明さのために省略するが、左側上段の部材の符号と同一である。
【００６９】
接触子７は、中間部材１４に一体的に接続され、押圧力保持機構１０とセンサー機構８は中間部材１４に接続されている。押圧力保持機構１０は中間部材１４を介して接触子７に力を伝達し、センサー機構８は中間部材１４の動きによって接触子７の移動量を検出する。
【００７０】
押圧力保持機構１０は、中間部材１４を介して接触子７に接続されたばね１５と、接触子７が燃料集合体２の検査部位に押圧された後のばね１５の変形量を調節するばね変形調節部材１６とからなる。
【００７１】
ばね１５は公知の弾性体に置き換えることができる。
【００７２】
本実施形態のばね変形調節部材１６は、回転することによってばね１５の縮み量を調節することができるナットからなるが、縮み量を調節することができるなら任意の公知の部材や構造を用いることができる。ナットの回転駆動機構は図面の簡明さのために図示を省略する。
【００７３】
計測前では、ばね１５は自然長さを有し、接触子７は燃料集合体２の測定部位から離れている。
【００７４】
計測する際は、図３の左側下段のように、エアシリンダー９によって中間部材１４を所定距離前進させ、接触子７が燃料集合体２の測定部位に当接するようにする。次に、ばね変形調節部材１６を前後させ、ばね１５が所定の長さ（ばね１５が所定の押圧力を生じる長さ）になるように調節する。
【００７５】
前記ばね変形調節部材１６によるばね長さの調節は、ばね長さを調節するたびに、スペーサー１３の変形量が呼応して変化するため、複数回繰り返し、ばね長さの調節量が所定の値より小さくなったときに調節を終了するようにする。
【００７６】
以上のばね変形量の調節により、測定中の接触子７は、所定の押圧力でスペーサー１３を押圧する状態を作り出すことができる。
【００７７】
このときの接触子７の移動量は、スペーサー１３の経時的な変化とともに、接触子７の押圧力による変形を含む。
【００７８】
次に、寸法補正について説明する。
【００７９】
図４は、接触子７の押圧力と該押圧力によるスペーサー１３の変形量の関係をグラフに示したものである。
【００８０】
接触子７をスペーサー１３に押し付けると、スペーサー１３に押圧力が負荷され、一定の押圧力（図４におけるＦ１）までスペーサーが弾性変形する。
【００８１】
一定以上の押圧力（Ｆ１より大きな押圧力）になると、スペーサーの内側に装荷されている燃料棒やウォーターロッドによって変形が制限され、スペーサーの変形が減少し、ほぼ横ばいの状態になる。
【００８２】
図４から明らかなように、接触子７の押圧力とスペーサー１３の変形量の関係を予め測定しておくことにより、接触子７の押圧力Ｆｘをゼロ（Ｆ０）とＦ１の間（Ｆ０＜Ｆｘ＜Ｆ１）に設定し、該押圧力Ｆｘによるスペーサー１３の変形量ΔＷｘを予め予測することができる。
【００８３】
本実施形態の寸法測定用装置６は、押圧力保持機構１０により、接触子７の押圧力を所定の圧力Ｆｘ（Ｆ０＜Ｆｘ＜Ｆ１）に保持し、その時の接触子７の移動量をセンサー機構８によって検出する。
【００８４】
次に、本実施形態の寸法補正手段は、上記センサー機構８が検出した接触子７の移動量から、押圧力Ｆｘによるスペーサー１３の変形量ΔＷｘを減じて、放射線の照射によるスペーサー１３の正味の変形量を出力するのである。
【００８５】
なお、図２では、寸法測定用装置６は一対設けられ、接触子対は同一線上に互いに対向するように配置されている。同一線上で対向するように接触子対を設けるのは、接触子の圧力によってトルクが生じないようにするためである。
【００８６】
寸法測定用装置６を一つのみ設け、スペーサー１３を一つの接触子と図示しない基準点部材の間に挟み込んで計測しても同じ作用効果を奏することができる。
【００８７】
以上は接触子７の押圧力を一定にして、センサー機構８が検出した接触子７の移動量から前記押圧力による変形量を減算する実施形態であったが、接触子７の押圧力を一定にせず、押圧力と変形の関係を予め測定し、接触子７の押圧力を検出し該押圧力に対応する変形量を減算するようにしてもよい。
【００８８】
図５は、上記接触子７の押圧力を検出する寸法測定用装置６の構成を示したものである。図５において、図３と同一部分については図３と同一の符号を付して示す。また、図５は測定中の寸法測定用装置６のみを示す。
【００８９】
本実施形態は、図３の寸法測定用装置６の押圧力保持機構１０、すなわちばね１５とばね変形調節部材１６の代わりに、接触子７の押圧力を検出する押圧力検出機構を有するものである。
【００９０】
押圧力検出機構は、たとえばエアシリンダー９の駆動軸と中間部材１４の間に配置された圧力センサー１７とすることができる。
【００９１】
本実施形態においては、接触子による押圧力が一定ではないため、寸法補正手段は、接触子による押圧力と燃料集合体の検査部位の変形の関係を示す関数またはテーブルを有している。
【００９２】
寸法補正手段は、押圧力検出機構が検出した接触子７の押圧力を入力し、前記関数またはテーブルを用いて該押圧力による変形量を取得し、センサー機構８が検出した接触子７の移動量から、押圧力によるスペーサー１３の変形量を減じて、放射線の照射によるスペーサーの正味の変形量を出力するのである。
【００９３】
このように、本実施形態によれば、接触式の測定方法を採用することにより、測定環境に影響されず、測定部位に対する位置決めがし易く、かつ、接触子の押圧力による変形を排除して測定部位の寸法を精確に測定することができる。
【００９４】
次に、酸化膜測定装置を具備する本発明の他の実施形態について説明する。
【００９５】
図６は、酸化膜測定装置を具備する水中検査装置の一実施形態の平面図を示している。
【００９６】
図６において図２と同一部分には同一の符号を付す。
【００９７】
本実施形態の水中検査装置３は、ベース板５上に、酸化膜測定装置１８を備えている。
【００９８】
酸化膜測定装置１８は、酸化皮膜の厚さを測定する酸化膜測定センサー１９と、酸化膜測定センサーを駆動し燃料集合体の検査部位に所定の押圧力で接触させる酸化膜測定センサー駆動機構２０とを有している。
【００９９】
酸化膜測定センサー駆動機構２０は、酸化膜測定センサー１９を燃料集合体２の検査面に垂直に駆動する垂直方向駆動手段２０ａと、燃料集合体２の検査面に対して平行に駆動する平行方向駆動手段２０ｂとを有しており、酸化膜測定センサー１９をベース板５の平面上で自由に駆動することができる。
【０１００】
酸化膜測定センサー駆動機構２０は、所定の押圧力で酸化膜測定センサー１９を燃料集合体２の検査面に押しつけられるように制御されるのが好ましい。
【０１０１】
符号２１は、酸化膜測定センサー１９を制御するためのケーブルを示している。
【０１０２】
符号２２は、水中で化膜測定センサー１９の零点校正を行うための零点校正用試験片２２を示している。
【０１０３】
零点校正用試験片２２は、その表面が燃料集合体２の検査部位の面と同一の面に含まれるように設けられている。
【０１０４】
図７と図８は、零点校正用試験片２２を燃料集合体２の検査部位の面と同一の面内に設ける理由を説明するための図である。
【０１０５】
図７に示すように、一般に酸化膜測定センサーは、渦電流を利用するが、渦電流を利用する酸化膜測定センサーは、気中と液中とでは、零点が異なる。
【０１０６】
本実施形態では、零点校正用試験片２２が燃料集合体２と同様に液中にあるため、該零点校正用試験片２２を用いて零点校正を行えば、酸化膜厚さと渦電流電圧が正しく対応することができる。
【０１０７】
また、渦電流電圧を利用した酸化膜測定は、酸化膜測定センサー１９のセンサー端面と被検査部位の面の傾きによって渦電流電圧が変動する。
【０１０８】
本発明では、後述する固定手段によって、水中検査装置３と燃料集合体２の傾斜を防止している。しかし、上記固定手段を設けない場合において、酸化膜測定センサー１９のセンサー端面と被検査部位の面が傾斜することがあり得る。
【０１０９】
この場合に、図８の（ａ）のように、酸化膜測定センサー１９のセンサー端面と被検査部位の面の傾きは同じθになる。このように傾きθを有する場合は、零点校正用試験片２２による零点校正が正しい値にならないか、微小な場合にはθは燃料集合体２の被検査面でも同じ条件になり、かなりの精度で酸化膜の厚さを測定することができる。
【０１１０】
さらに、零点校正用試験片２２の面と燃料集合体２の被検査部位の面とが同一の面に含まれていることにより、零点校正用試験片２２と被検査部位の面に対する酸化膜測定センサー１９の押圧力も同じになり、押圧力の変化による渦電流電圧の変化を防止することができる。図８（ｂ）は、酸化膜測定センサー１９が正しく零点校正用試験片２２と燃料集合体２の検査部位に当接する場合を示している。
【０１１１】
このように、本発明では、零点校正用試験片２２の面を燃料集合体２の被検査部位の面と同一の面になるように配置することにより、燃料集合体２の酸化膜の厚さを正しく測定できる。
【０１１２】
このように、本実施形態によれば、実際に検査を行う水中環境で零点校正を行い、かつ、実際に検査を行う時と同じセンサー角度と押圧力で零点校正を行うため、精確な酸化膜の厚さの測定を行うことができる。
【０１１３】
また、寸法測定と酸化膜測定を同時に行うことができるので、一連の測定作業によって燃料集合体の寸法変形と酸化膜厚さを測定でき、大幅な時間の短縮を図ることができる。
【０１１４】
また、寸法測定部位に対して酸化膜測定部位の位置関係を正確に特定することができるので、経時変化の観察にはきわめて好都合である。
【０１１５】
次に、クランプパッドと浮力体を備えた本発明の他の実施形態について説明する。
【０１１６】
図９は、水中検査装置３の一実施形態を底面から見た図である。
【０１１７】
図９に示すように、本実施形態の水中検査装置３は、ベース板５の下側の燃料集合体２を導入する切欠部の両側に、燃料集合体２の外周に配置された燃料棒１１に嵌着可能な形状を有し、対向配置された一対のクランプパッド２３と、クランプパッド２３を駆動するクランプパッド駆動機構２４とを含む固定手段２５を有している。クランプパッド駆動機構２４は、エアシリンダーとすることができる。
【０１１８】
また、ベース板５の底面には、少なくとも一つの浮力体２６が備えられている。図９の実施形態では、３つの浮力体２６が備えられている。
【０１１９】
浮力体２６は、水中検査装置３の重量を軽減する一定の浮力を有するものでもよく、圧搾気体源から気体を供給されて浮力が変化するものでもよい。
【０１２０】
一定の浮力を有する浮力体としては、気体を密閉した容器、または、比重の軽い固体、または比重の軽い固体の外周を液密にシールしたもの等、当業者が適宜用いることができるものを用いることができる。
【０１２１】
浮力を変化させる浮力体としては、圧搾気体源に接続された容器等を用いることができる。単に浮力を増して水中検査装置３の操作を容易にする場合は浮力可変な浮力体２６を１つのみ備え、浮力に加えて浮力体２６によって水中検査装置３の傾斜を制御する場合は、複数の浮力体２６を設けることができる。
【０１２２】
複数の浮力可変な浮力体２６を用いる場合は、遠隔操作によって各浮力体の気体の量を調節することにより浮力を独立に変化させ、水中検査装置３の姿勢を制御することが可能となる。
【０１２３】
本実施形態の固定手段２５によれば、クランプパッド２３が複数本の燃料棒１１に嵌着可能な形状を有しているので、燃料棒１１の両側からクランプパッド２３を挟着させると、水中検査装置３の燃料棒１１に対する角度が正しく垂直に調整され、スペーサー１３の測定部位に接触子７や酸化膜測定センサー１９を垂直に当接させることができる。
【０１２４】
次に、本発明における水中検査装置３の操作について説明する。
【０１２５】
図１０は、本発明の一実施形態における燃料集合体検査システム１の操作のための構成を示している。
【０１２６】
図１０に示すように、水中検査装置３は、通常は複数本連結したポール２７を有し、使用済み燃料プール２００に沈めて使用する。
【０１２７】
処理制御用ユニット４は、データ処理装置４ａと制御装置４ｂと表示装置４ｃによって構成されている。
【０１２８】
本実施形態では、データ処理装置４ａが寸法補正手段を有している。
【０１２９】
符号２８は、動力ケーブル（本実施形態ではエアホース２８）を示し、データ通信ケーブル２９とともにポール２７に沿って取り付けられている。
【０１３０】
データ通信ケーブル２９は、制御装置４ｂを介してデータ処理装置４ａと接続され、エアホース２８は、制御装置４ｂを介して圧搾気体源３０に接続されている。
【０１３１】
データ処理装置４ａは、寸法補正手段を有し、水中検査装置３から計測データを入力し、予め測定しておいた押圧力とスペーサーの外幅寸法変位の関係データから、真に放射線の照射を受けた燃料集合体の寸法変化を補正して出力する。
【０１３２】
圧搾気体源３０から送気されるエアは、制御装置４ｂで切り替え、複数本のエアホース２８を介して水中検査装置３の各部を動作させる。
【０１３３】
水中検査装置３の水中でのバランスを浮力体浮力体２６のエア量で調整する場合には、浮力体へのエアホースも具備することとなる。
【０１３４】
ポール２７と水中検査装置３の接続金具をフレキシブル性の構造とすることもできる。
【０１３５】
また、水中検査装置３を保持するためのポール２７と、チャンネル着脱機３１のプラットホーム３２に取り付けてポールを保持する保持架台３３を有し、
保持架台３３は、ポール２７を保持したままポール２７を水平方向に移動させる水平移動手段と、垂直方向に移動させる垂直移動手段と、ポール２７を傾斜させる傾斜手段とを有している。
【０１３６】
これらの水平移動手段と、垂直移動手段と、傾斜手段は任意の公知の構造を採用することができるが、図１１に保持架台３３と、水平移動手段３４と、垂直移動手段３５と、傾斜手段３６の一例を示す。
【０１３７】
図１１（ａ）は、保持架台３３を上面から見たところを示し、図１１（ｂ）はその側面から見たところを示している。
【０１３８】
チャンネル着脱機３１のプラットホーム３２の手すりに保持架台３３を取り付け、手すりクランプで固定する。
【０１３９】
水中検査装置３が接続されたポール２７は、ポール上部にワリカラと称する着脱自在のフランジ型金具を取り付けて固定し、当該ワリカラをアーム先端部の凹部に載置する。さらにワリカラ上面を押え板およびクランプレバーで押し付けて固定することでポール２７がアームから外れることを防止する。
【０１４０】
水中検査装置３をスペーサー１３に位置合わせする際には、上下移動ハンドルおよび左右移動ハンドルおよび前後移動ハンドルを操作して水中検査装置３を燃料集合体２に接近させ、位置決め装置の設置可能な位置で左右移動ストッパおよび前後移動ストッパでアームが動かないように固定する。さらに水中設定装置の先端が上方向あるいは下方向に傾斜している場合には、角度調整ノブによってポールに角度をつけることで水平度を調整する。スペーサー１３の位置と水中検査装置３の高さ位置の微調整が必要な場合には、上下移動ハンドルを操作することで高さ位置の微調整を行う。
【０１４１】
上下移動ハンドルの上下動ストローク以上の調整が必要な場合は、水中検査装置３を一旦燃料体２から遠ざけた後に、チャンネル着脱機３１操作して調整する。保持架台３３はチャンネル着脱機のプラットホーム３２の手すりを利用した例であるが、チャンネル着脱機プラットホーム３２上に配置するような構造でも同様の機能を得ることが出来る。
【０１４２】
なお、水中検査装置３を燃料集合体２の所定位置に近づけて固定するため、目視監視用カメラを用いることができる。
【０１４３】
目視監視用カメラは、ポール２７に類似するポールによって支持し使用済み燃料プール２００に沈め、水中検査装置３の位置決めを監視することができる。しかし、好ましくは、ベース板５上に目視監視用カメラを取り付け、水中検査装置３の位置決めを地上から監視することができる。
【０１４４】
水中検査装置３のベース板５上に目視監視用カメラを備えることにより、検査部位を直接目視確認することができる。
【０１４５】
最後に、図１２に一連の水中検査装置３の操作の流れを示す。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の１実施形態による燃料集合体検査システムの構成を示した構成ブロック図。
【図２】本発明の一実施形態の水中検査装置３の平面図。
【図３】押圧力保持機構を有する寸法測定用装置の測定前と測定中の状態を比較して示した図。
【図４】接触子の押圧力と該押圧力によるスペーサーの変形量の関係をグラフに示したグラフ。
【図５】接触子の押圧力を検出する寸法測定用装置の構成を示した図。
【図６】酸化膜測定装置を具備する水中検査装置の一実施形態の平面図。
【図７】零点校正用試験片を燃料集合体の検査部位の面と同一の面内に設ける理由を説明するための図。
【図８】零点校正用試験片を燃料集合体の検査部位の面と同一の面内に設ける理由を説明するための図。
【図９】水中検査装置３の一実施形態を底面から見た図。
【図１０】本発明の一実施形態における燃料集合体検査システムの全体の構成を示した図。
【図１１】本発明の一実施形態における燃料集合体検査システムの保持架台の構成を示した図。
【図１２】本発明による水中検査装置の操作の流れを示したフローチャート。
【図１３】燃料集合体の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
【０１４７】
１  本実施形態の燃料集合体検査システム
２  燃料集合体 
３  水中検査装置
４  処理制御用ユニット
４ａ  データ処理装置
４ｂ  制御装置
４ｃ  表示装置
５  ベース板
６  寸法測定用の装置
７  接触子
８  センサー機構
９  エアシリンダー
１０  押圧力保持機構
１１  燃料棒
１２  ウォーターロッド
１３  スペーサー
１４  中間部材
１５  ばね
１６  ばね変形調節部材
１７  圧力センサー
１８  酸化膜測定装置
１９  酸化膜測定センサー
２０  酸化膜測定センサー駆動機構
２０ａ  垂直方向駆動手段
２０ｂ  平行方向駆動手段
２１  酸化膜測定センサー制御用ケーブル
２２  零点校正用試験片
２３  クランプパッド
２４  クランプパッド駆動機構
２５  固定手段
２６  浮力体
２７  ポール
２８  エアホース
２９  データ通信ケーブル
３０  圧搾気体源
３１  チャンネル着脱機
３２  プラットホーム
３３  保持架台
３４  水平移動手段
３５  垂直移動手段
３６  傾斜手段
２００  使用済み燃料プール
【図１】
2006317388.tif 000003
【図２】
2006317388.tif 000004
【図３】
2006317388.tif 000005
【図４】
2006317388.tif 000006
【図５】
2006317388.tif 000007
【図６】
2006317388.tif 000008
【図７】
2006317388.tif 000009
【図８】
2006317388.tif 000010
【図９】
2006317388.tif 000011
【図１０】
2006317388.tif 000012
【図１１】
2006317388.tif 000013
【図１２】
2006317388.tif 000014
【図１３】
2006317388.tif 000015