(57)【要約】  多数の制御棒案内管（２）を有する加圧水形原子炉の燃料要素の変形測定方法および装置において、制御棒案内管（２）の内部に制御棒案内管（２）の長手軸方向に走行可能な少なくとも１つの基準軸を有するプローブ（４）が挿入され、このプローブが制御棒案内管（２）の少なくとも一部分においてその内壁に支持され、少なくとも１つの基準軸の方位がこの部分における制御棒案内管（２）の長手軸（７）の方位に明確に関係し、制御棒案内管（２）のこの部分における少なくとも１つの基準軸の方位が別の部分におけるプローブ（４）の同じ基準軸または別の基準軸の方位と関連して検出される。【選択図】図１
2013511027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の制御棒案内管（２）を有する加圧水形原子炉の燃料要素の変形測定方法において、制御棒案内管（２）の内部に制御棒案内管（２）の長手軸方向に走行可能な少なくとも１つの基準軸を有するプローブ（４）が挿入され、このプローブが制御棒案内管（２）の少なくとも一部分においてその内壁に支持され、少なくとも１つの基準軸の方位がこの部分における制御棒案内管（２）の長手軸（７）の方位に明確に関係し、制御棒案内管（２）のこの部分における少なくとも１つの基準軸の方位が別の部分におけるプローブ（４）の同じ基準軸または別の基準軸の方位と関連して検出される変形測定方法。
【請求項２】
多数の制御棒案内管（２）を有する加圧水形原子炉の燃料要素の変形測定装置において、制御棒案内管（２）の内部に挿入可能で制御棒案内管（２）の長手軸方向に走行可能な少なくとも１つの基準軸を有するプローブ（４）が設けられ、このプローブが制御棒案内管（２）の少なくとも一部分においてその内壁に、少なくとも１つの基準軸の方位がこの部分における制御棒案内管（２）の長手軸（７）の方位に明確に関係するように支持され、制御棒案内管（２）のこの部分における少なくとも１つの基準軸の方位を別の部分におけるプローブ（４）の同じ基準軸または別の基準軸の方位と関連して検出するためプローブ（４）に配置される測定装置（９、５４）が設けられる変形測定装置。
【請求項３】
プローブ（４）の周囲にその中心軸（６）と垂直に半径方向に走行可能で制御棒案内管（２）の内壁に設置可能な支持部材（３２）が配置され、この支持部材が、プローブの中心軸（６）がこの部分において制御棒案内管（２）の長手軸（７）とほぼ平行になるように制御棒案内管（２）におけるプローブ（４）を方向付ける請求項２記載の装置。
【請求項４】
測定装置（９）として垂直線に対するプローブ（４）の中心軸（６）の傾斜を検出するための傾斜測定器が設けられる請求項２または３記載の装置。
【請求項５】
傾斜を検出するための測定装置（９）がプローブ内部で自由に振動できるように支承された振り子（１０）を有し、その中心軸（６）に対する偏向が測定される請求項４記載の装置。
【請求項６】
偏向を検出するための測定装置（９）が振り子（１０）の振り子体（１２）とプローブ（４）に位置固定的に配置された少なくとも１つの基準点との間の距離（ａ）を測定するための距離測定装置（１８）を有する請求項５記載の装置。
【請求項７】
振り子体（１２）の偏向と振り子面の方位を検出するため互いに間隔を置いてプローブ（４）に配置された２つの基準点に対する振り子体（１２）の距離（ａx、ａy）を測定するための少なくとも２つの距離測定装置（１８）が設けられる請求項６記載の装置。
【請求項８】
距離測定装置（１８）として無接触で作動する渦電流行程センサが設けられる請求項６または７記載の装置。
【請求項９】
渦電流行程センサがプローブ（４）に位置固定的に配置される請求項８記載の装置。
【請求項１０】
傾斜を求めるための測定装置（９）が少なくとも１つの水準器（２２）を有し、その水準器カプセル（２４）内に水準器の目（２６）として気泡または水準器カプセル（２４）内に可動的に支承された浮遊体が設けられ、その比重を水準器カプセル（２４）内にある水準器液（ＬＦ）の比重よりも小さくし、水準器（２２）の範囲にインダクタンスが水準器の目（２６）の位置に関係する少なくとも１つのコイル（２９、３０）が配置される請求項４記載の装置。
【請求項１１】
水準器（２２）として２つの電気コイル（２９、３０）が互いに対向する端面に巻き付けられた管状水準器が設けられる請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
コイル（２９、３０）がホイーストンブリッジのハーフブリッジとして結線される請求項１１載の装置。
【請求項１３】
コイル（２９、３０）がそれぞれ差動変圧器の二次コイルを形成する請求項１１載の装置。
【請求項１４】
プローブ（４）が長手方向に直列配置された少なくとも２つの部分プローブ（４ａ、４ｂ）から構成され、これらの部分コイルが互いにおよび部分プローブ（４ａ、４ｂ）の中心軸（６ａ、６ｂ）に対し垂直な２つの軸（５０、５２）を中心に旋回可能に互いに結合され、各部分プローブ（４ａ、４ｂ）が基準軸を有するとともに部分プローブ（４ａ、４ｂ）が制御棒案内管（２）の互いに間隔を置いた部分において基準軸の方位が制御棒案内管（２）の各部分において制御棒案内管（２）の長手軸の方位と明確に関係するように制御棒案内管の内壁に支持され、基準軸相互の方位を求めるための測定装置（５４）がプローブ（４）内に配置される請求項２記載の装置。
【請求項１５】
各部分プローブ（４）の周囲に中心長手軸（６）に垂直に走行可能で制御棒案内管（２）の内壁に設置可能な支持部材（３２）が配置され、この支持部材により部分プローブ（４）が制御棒案内管（２）においてその中心長手軸（６）が制御棒案内管（２）の長手軸（７）と少なくともほぼ平行になるように方向付けられる請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
部分プローブ（４ａ、４ｂ）がカルダンジョイント（７６）を介して互いに結合される請求項１４または１５記載の装置。
【請求項１７】
測定装置（５４）として部分プローブ（４ａ、４ｂ）間に少なくとも１つのひずみセンサを備えた曲げ素子（５６）が張られる請求項１４，１５または１６記載の装置。
【請求項１８】
曲げ素子（５６）が横断面が正方形の曲げビームを有し、このビームが一方で部分プローブ（４ａ、４ｂ）の１つに固定され、その自由端が摩擦的に操作棒（６８）に結合され、棒の自由端が他方の部分プローブに滑動的に支承された球（７０）を有する請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
曲げビームの互いに垂直な少なくとも２つの平坦面にひずみセンサ（５８）が設けられる請求項１８載の装置。
【請求項２０】
ひずみセンサ（５８）としてストレインゲージが設けられる請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
曲げビームの各平坦面にストレインゲージが設けられ、互いに対向するストレインゲージがホイーストンブリッジのハーフブリッジとして結線される請求項２０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧水形原子炉の燃料要素の変形検出方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水形原子炉の燃料要素はその運転経過中にその炉心における位置に応じて主として曲がりから生じる変形を被ることがあり、最悪の場合には制御棒へのアクセスが困難になるかまたは燃料要素の交換の際に問題が生じる恐れがある。それゆえ燃料要素の点検に際しては、このような燃料要素の変形を量的に求め、引き続き使用できるかどうかを決定できるようにするか、または、たとえば特許文献１に提案されているように、変形燃料要素を炉心の端部に向けて挿入し、曲がりの最大部分が炉心の外側に来るようにして生じている曲がりを減少させることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０２／０９５７６５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、加圧水形原子炉の燃料要素の変形を高い測定精度と同時に簡単にしてわずかな時間消費で測定できる方法を提供することにある。さらに本発明の課題はこの方法で作動する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
方法に関しては上記の課題は本発明によれば請求項１の特徴により解決される。この特徴によれば、多数の制御棒案内管を有する加圧水形原子炉の燃料要素の変形測定方法において、少なくとも１つの制御棒案内管の内部に制御棒案内管の長手軸方向に走行可能な少なくとも１つの基準軸を有するプローブが挿入され、このプローブは制御棒案内管の少なくとも一部分においてその内壁に支持され、少なくとも１つの基準軸の方位がこの部分における制御棒案内管の長手軸の方位に明確に関係し、制御棒案内管のこの部分における少なくとも１つの基準軸の方位が別の部分におけるプローブの同じ基準軸または別の基準軸の方位と関連して検出される。
【０００６】
装置に関しては本発明によれば上記の課題は請求項１に記載された特徴に内容的に対応する請求項１の特徴により解決される。
【０００７】
本発明の出発点は、加圧水形原子炉の燃料要素における制御棒案内管の形状が、この案内管が燃料要素の支持構造部分であるという事実に基づいて、燃料要素の形状を直接再現するものであるという考察にある。
【０００８】
本発明による方法もしくは装置により、燃料要素の変形もしくは曲がりを高い精度で迅速かつ簡単に、燃料棒が正確に垂直線に方向付けられない場合でも測定することが可能であり、その結果燃料要素を高価な構造の測定ステーションに持ちこむ必要がなくなる。さらに通常はこのような測定ステーションで実施されるフォトグラム測定を困難にするような最悪の照明条件においても測定を行うことができる。
【０００９】
基準軸はプローブ内部の固定軸であり、制御棒案内管に挿入されるプローブでは直線と明確な角度関係にあり、プローブが支持される制御棒案内管の部分の長手軸の経過をほぼ再現する。
【００１０】
少なくとも１つの基準軸の位置と制御棒案内管の長手軸の方位との明確な関係は、プローブの周囲にその中心軸に垂直に半径方向に走行可能で制御棒案内管の内壁に設置可能な支持部材を配置し、制御棒案内管内におけるプローブをその中心軸が各部分において制御棒案内管の長手軸にほぼ平行なるように方向付けることにより簡単に達成される。「長手軸に平行」という特徴は本願においては、中心軸がこの部分における長手軸の実際の経過に近似する直線、たとえばこの部分における長手軸の接線と平行になるという意味である。
【００１１】
１つの部分における少なくとも１つの基準軸の方位を他の部分における基準軸の方位と関連して求めるための測定装置として垂直線に対するプローブの中心軸の傾斜を求める傾斜測定器が設けられれば、制御棒案内管の変形は一体の剛性のプローブで検出することができる。
【００１２】
本発明の別の実施態様では、傾斜を求める測定装置はプローブ内で自由に振動するように支承される振り子を有し、その中心軸に対する偏向が測定される。これにより僅かな構造的費用で垂直線に対するプローブの中心軸の傾斜の簡単にして精確な直接的測定が可能となる。
【００１３】
本発明の別の実施態様では、偏向を求めるための測定装置は振り子の振り子体とプローブ内に位置固定的に配置される少なくとも１つの基準点との間の距離を測定するための距離測定装置を含む。このようにすれば市販の距離センサで高い測定精度が達成可能である。
【００１４】
燃料要素の局部的変形、すなわち制御棒案内管の長手軸に接する空間内の接線の局部的方向、すなわち振り子平面の偏向および方位もしくは２つの方向における振り子体の偏向を検出するために、測定装置に少なくとも２つの距離測定装置が設けられ、この装置によりプローブ内に互いに間隔を置いて配置された２つの基準点に対する振り子体の距離を測定することができる。
【００１５】
本発明の別の有利な実施態様では、距離測定装置として無接触で作動し特にプローブ内に位置固定的に配置される渦電流行程センサが設けられる。
【００１６】
本発明の代替的な実施態様では、傾斜を求めるための測定装置は少なくとも１つの水準器を有し、その水準器カプセル内に水準器の目として気泡または水準器カプセル内で可動的に支承された浮遊体が設けられ、その比重が水準器カプセル内にある水準器液の比重より小さくし、水準器の範囲内に少なくとも１つのコイルが配置され、そのインダクタンスが水準器の目の位置に関係するようにされる。
【００１７】
有利な実施態様では、水準器として互いに対向する端面に２つの電気コイルを巻き付けた管状水準器が設けられる。
【００１８】
コイルがホイーストンブリッジのハーフブリッジとして結線されれば高い測定感度が得られる。
【００１９】
代替的にコイルを差動変圧器の二次コイルとして構成することもできる。
【００２０】
本発明の別の有利な実施態様では、プローブは長手方向に直列配置された少なくとも２つの部分プローブから構成され、これらの部分プローブが互いにおよび部分コイルの中心軸に対し垂直な２つの軸を中心に旋回可能に互いに結合され、各部分コイルは基準軸を有し、部分コイルは制御棒案内管の互いに間隔を置いた部分においてその内壁に、基準軸の方位が制御棒案内管の各部分において制御棒案内管の長手軸の方位と明確に関係するように支持され、プローブ内に基準軸の相互間の方位を求めるための測定装置が配置される。
【００２１】
このように少なくとも２分割された装置では、両部分コイルが制御棒案内管の互いに間隔を置いた部分にあるようにされ、制御棒案内管の曲がりが各基準軸の相対的方位を測定する状態にある測定装置により検出される。これはたとえば光学的測定装置とすることができ、この装置では一方の部分コイルに１つの軸−基準軸、たとえばこの部分コイルの中心軸−に沿って他方の部分コイルに伝播する光線が作られ、この光線が他方の部分コイルにおける受信器に当たるようにし、これにより当たった光線の位置が検出され、これにより受信器と光源との間の距離が既知であれば、光線がこの他方の部分コイルの基準軸、たとえば同様に受信器面に垂直なその中心軸に関連して伝播する角度が求められる。
【００２２】
このような２分割または多分割配置でも各部分コイルの周囲には中心軸に垂直に走行可能で制御棒案内管（２）の内壁に設置可能な支持部材が配置され、制御棒案内管内の部分コイルをその中心軸が支持部材の範囲において各部分における制御棒案内管の長手軸と少なくともほぼ平行になるようにされる。
【００２３】
部分コイルの特に良好な相互の旋回可能性は、これらの部分コイルがカルダンジョイントを介して互いに結合されると得られる。
【００２４】
測定装置として部分コイル間に張られた少なくとも１つのひずみセンサを備えた曲げ素子が設けられれば、わずかな構造費用で過酷な使用条件下でも特に少ない故障頻度が達成される。
【００２５】
曲げ素子が断面正方形の曲げビームを有し、その一側で部分コイルの一方に固定し、その自由端が他方の部分コイル内で滑動的に支承された球を有する操作棒に摩擦結合されるようにすると、高い測定精度が得られる。
【００２６】
互いにおよび制御棒案内管の長手軸に垂直な２つの方向の変形を検出するためには、特に有利な実施態様において曲げビームの互いに垂直な少なくとも２つの平坦面にひずみセンサ、好適にはストレインゲージが設けられる。
【００２７】
特に曲げビームの各平坦面に１つのストレインゲージを設け、互いに対向するストレインゲージをホイーストンブリッジのハーフブリッジとして結線すれば、測定感度が高められる。
【００２８】
制御棒案内管内のプローブの送りは、支持部材として案内ロールまたは球を設け、軸方向の送りの際に制御棒案内管の内周に転がるようにすれば容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は制御棒案内管に挿入された本発明による装置の概略側面図を示す。
【図２】図２はこの装置の中心長手軸に垂直な概略横断面図を示す。
【図３】図３は測定装置として測定コイルを備えた水準器が設けられた本発明の別の実施形態の同様に概略的な原理図を示す。
【図４】図４は図３の実施形態に使用される測定コイルの概略結線図を示す。
【図５】図５は制御棒案内管内におけるプローブの位置決めのため本発明によりプローブ用に使用される支持部材の有利な実施形態を示す。
【図６】図６は２分割されたプローブの原理図を示す。
【図７】図７は本発明により２つの部分プローブから形成されたプローブの概略縦断面図を示す。
【図８】図８は炉心に挿入された燃料要素の相当数の制御棒案内管の変形を同時測定するため多数のプローブを備えた装置の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１によれば本発明による装置は制御棒案内管２の内部に挿入可能なプローブ４を有する。プローブ４は図には示していない支持部材により制御棒案内管２内に中心合わせされて配置されており、基準軸として用いられるプローブの中心軸６は制御棒案内管２の前記支持部材により規定される部分において案内管の長手軸７と少なくともほぼ一致するかもしくはこの部分で長手軸７との接線に少なくともほぼ平行になるようにされる。この場合プローブ４の軸方向の寸法は小さいので、プローブ４の範囲において実際に生じる制御棒案内管の変形によるその長手軸の曲がりは実質的に無視可能であり、見やすくするため図には示されていない。
【００３１】
プローブ４には測定装置９としてインクリノメータまたは傾斜計が配置され、これにより中心軸６の垂直線に対する傾斜が求められる。図示の例では測定装置９は振り子懸吊体８に懸吊可能な自由振動する、すなわち全垂直面において任意の方位角で振動可能な振り子１０を有しており、その位置は垂直方向を示している。振り子懸吊体８はプローブ４の中央に配置されているので、振り子１０の懸吊点Ｐは中心軸６上にある。
【００３２】
図から判るように、振り子１０は中心軸６に対し傾斜角αで傾いており、従って測定個所、すなわちプローブ４が制御棒案内管２の内壁に支持されている制御棒案内管２の部分において制御棒案内管２の長手軸が垂直線に対して斜めに方位付けられている。
【００３３】
振り子１０の自由端には振り子体１２があり、その少なくとも一方の平坦面１４はその法線が振り子腕１６に対して垂直になっている。この平坦面１４に対向して距離測定装置１８がプローブ４内に位置固定されて配置され、振り子体１２、すなわち振り子体１２の平坦面１４とプローブ４内に位置固定されて配置された基準点との間の距離ａが測定される。
【００３４】
良く判るようにするために図では傾斜角αは誇張して示されているので、平坦面１４が距離測定装置の平坦面に対して同様に傾いているのが見て取れる。しかし実際には傾斜角αはごく小さいので、この傾斜は要求される測定精度内では無視可能である。
【００３５】
距離測定装置１８としては無接触で作動する渦電流センサが設けられる。この渦電流センサにより導電性の振り子体１２の平坦面１４に対する距離ａが無接触で検出される。傾斜角αおよび距離ａは小さい傾斜角αに対しては直線関係により互いに結びつけられる。このようにして種々の軸方向位置における制御棒案内管２の長手軸に対する接線の傾斜角α、従って制御棒案内管２の長手軸の曲線経過が測定される。
【００３６】
振り子１０および距離測定装置１８はカプセル化されたケース２０内に配置され、このケースは振り子１０の減衰のために好適には流体ＤＦで満たされている。
【００３７】
空間内における振り子腕１６の位置を検出するために、図２によれば２つの距離測定装置１８が互いに９０°ずらされた位置でプローブ４内に配置される。これらの距離測定装置１８により距離ａxおよびａy、従って互いに直交する２つの方向における振り子体１２の偏向が測定されるので、振り子軸の空間的位置、すなわち振り子面の方位角およびこの振り子面における振り子の偏向が検出可能となる。このようにして制御棒案内管２のねじれも、９０°回転させられたプローブ４による新たな測定を必要とすることなしに、検出することができる。
【００３８】
プローブ２の中心軸６の方位の測定は部分的に制御棒案内管２内の種々の軸方向位置または軸方向部分で実施される。種々の軸方向部分で得られた測定値に基づき制御棒案内管２の長手軸７の経過、すなわちその変形が検出される。変形の測量は制御棒案内管２が正確に垂直に方向付けられていないときにも可能である。たとえば変形はしていないが垂直線に斜めに方向付けられた制御棒案内管２の場合には各測定位置において傾斜角αに対する測定値が同じである場合には曲がりがないことを示すものと考えられる。
【００３９】
図３に示す別の実施態様では、測定装置９は垂直線に対する中心軸６もしくは長手軸７の傾斜を求めるために測定センサケース２０内に配置された２つの水準器２２を有する。これはたとえばほぼ（概略図では必要な曲がりは考慮せず）円筒状の水準器カプセル２４を備えた管状水準器であり、その水準器液ＬＦに水準器の目２６としてたとえば気泡が浮遊しており、その磁気特性は水準器液ＬＦの磁気特性と異なるようにされる。各水準器カプセル２４にはその円筒軸２７に垂直方向の中心面２８に対称的に２つの同構造のコイル２９，３０が巻きつけられ、これらは互いにほぼ（水準器カプセル２４の曲がりを無視した場合）同軸であり、それらの端面は互いに対向している。図示の例ではプローブ４の中心長手軸６は中心面２８内にある。
【００４０】
水準器カプセル２４内にそれぞれある水準器の目２６の位置は測定箇所、すなわち水準器カプセル２４の位置における中心軸６の傾斜に関係する。この中心軸２６の方位が垂直線から偏倚すると、水準器の目２６はもはやコイル２９と３０の間の真ん中ではなくなる。この結果コイル２９，３０のインダクタンスの変化が生じる。このインダクタンスの変化は、コイル２９，３０が図４に示したようにホイーストンブリッジのハーフブリッジとして結線されるときに簡単に測定される。この場合両コイル２９，３０は水準器の目２６が中央に位置するときに同じインダクタンスを持つことは有利であるが、これは必ずしも必要ではない。
【００４１】
図示の実施態様と代替的に２つの管状水準器の代わりにたとえば４つの平形コイルが配置される函形水準器を使用することも可能である。
【００４２】
ホイーストンブリッジのハーフブリッジとして接続された２つのコイル２９，３０を備えた図３に示した実施態様の代わりに、コイル２９，３０は差動変圧器の二次コイルとしても形成でき、両二次コイルで測定された電圧の差が直接的に水準器の目２６の位置の基準となる。
【００４３】
水準器の目２６として気泡の代わりに水準器カプセル２４内に支承された浮動体を配置し、その比重を水準器カプセル２４内にある水準器液２５の比重より小さくすることもできる。このような浮動体にフェライト材料を使用すれば測定感度を高めることができる。
【００４４】
図５の記載から明らかなように、プローブ４はその端面、すなわち測定センサケース２０の両側で制御棒案内管２の内壁に対して設置可能な支持部材３２を有するが、図を簡略化するためにプローブ４の一方の端面側にある支持部材３２だけを図示している。この場合の支持部材３２はガイドローラであり、これはクランクレバー３４を介してプローブ４の中心軸６に対して垂直方向の旋回軸３６に支承されている。クランクレバー３４は肩部３８を備えており、この肩部はクランクレバー３４の懸吊部に配置されたストッパ４０により支持部材３２の旋回行程を制限している。プローブ４にはその中心長手軸６の方向に可動的に支承された中空円筒状のスライダ４２が配置され、このスライダはテーパーがついた端面４４を有し、これは傾動レバー３４の同様に斜めに形成された面と協働する。スライダ４２の操作は測定センサケース２０に支持された圧縮ばね４６により行われるので、端面４４はこれに対向する傾動レバー３４の面に作用し、支持部材３２を外側に制御棒案内管２の内壁に押圧する。支持部材３２により規定された部分ではプローブ４の中心軸が制御棒案内管２の長手軸７に平行に延びている。
【００４５】
図６に示した実施例によればプローブ４は２つの部分プローブ４ａ、４ｂを有し、これらは長手方向に相前後して配置され、互いにかつ部分プローブ４ａ、４ｂの中心軸６ａ、６ｂに垂直な軸５０，５２を中心に旋回可能に互いに結合されている。図示の例では制御棒案内管２は図平面に誇張して描かれた曲がりを有する。各部分プローブ４ａ、４ｂは支持部材３２を有しており、これにより部分プローブ４ａ，４ｂは支持部材３２により規定された制御棒案内管２の部分において位置決めされるので、その中心軸６ａ、６ｂはこの部分でほぼ長手軸７に平行にもしくは制御棒案内管の長手軸７に支持部材３２の範囲で接する接線に平行に延びている。支持部材３２はこのため部分プローブ４ａ、４ｂの軸方向に互いに隔てられている２つの面に配置される。この実施例では中心軸６ａ、ｂは同時に各部分プローブの基準軸として役立ち、従って制御棒案内管２のそれぞれ部分プローブ４ａ、４ｂの支持部材３２間にある部分における制御棒案内管２の長手軸７の方位に明確に関係する。
【００４６】
プローブ４には測定装置５４が配置され、これにより基準軸もしくは中心軸６ａ、６ｂの方位が相互に、すなわち簡略化された実施例では一平面（図平面）でのみ曲げられた長手軸７の傾斜角βが測定される。図示の簡略化された実施例では測定装置５４は部分プローブ６ａ、６ｂ間に挿入されている曲げ要素５６を有し、その相対向する平坦面にはそれぞれひずみセンサ５８、たとえばストレインゲージが設けられる。このひずみセンサ５８により傾斜角βの基準となる曲げ要素５６のたわみが検出される。ひずみセンサ５８はその抵抗値がひずみに関係して変化するいわゆるストレインゲージである場合には、互いに相対向するストレインゲージをホイーストンブリッジのハーフブリッジとして結線すると有利である。
【００４７】
図１から５の実施例では測定が一体のプローブ４により行われ、プローブ２の移動により制御棒案内管２の互いに隔たった部分に置いて各部分の長手軸７の方位に相当する測定信号が発生されるのに対し、図６の実施例では両部分プローブ４ａ、４ｂにより制御棒案内管２の互いに隔たった２つの部分における長手軸７の位置が相互に、すなわち曲がりに相応する測定値が求められる。
【００４８】
図７によれば両部分プローブ４ａ、４ｂはカルダンジョイント６０を介して互いに垂直方向の軸５０、５２を中心に相互に結合される。両部分プローブの各々はそれぞれ中心軸６ａ、６ｂに垂直な互いに隔たった２つの平面に、それぞれ周囲に分布された多数の支持部材３２を有している。これらの支持部材３２は実施例ではそれぞれ４つの球であり、これらはそれぞれ軸方向に可動な円錐体６２を介して半径方向に外側に押圧され、これにより弾性をもって制御棒案内管の内壁に設置される。
【００４９】
部分プローブ４ａでは曲げ要素５６として断面が正方形の曲げビームが装着されており、その各平坦面にはひずみセンサ５８、たとえばストレインゲージが設けられる。隣接する部分プローブ４ｂに向いた曲げビームの端面は操作棒６８に固く結合されており、この棒の曲げビームとは反対側の自由端には球７０が設けられ、この球は部分プローブ４ｂに配置されたブッシュ７２内で滑動的に支承されている。部分プローブ４ｂの円錐形の頭部７４は制御棒案内管へのプローブ４の挿入を容易にする。
【００５０】
頭部７４と反対側の端部では部分プローブ４ａはカルダンジョイント７６を介して操作管にリンクされている。この操作管７８は制御棒案内管２内におけるプローブ４の送りに役立つ。図７にはさらにひずみセンサ５８に通じている測定ケーブル８０も概略表示されている。
【００５１】
部分プローブ４ａ、４ｂが制御棒案内管の曲がり範囲にあると、支持部材３２により各部分プローブ４ａ、４ｂはこの支持部材３２の範囲で制御棒案内管の長手軸にほぼ接線方向に向けられる。長手軸の曲がりに基づき中心軸６ａ、６ｂは零とは異なる角度βを取る。これによりブッシュ７２に支承されている操作棒６８により曲げ要素５６に曲げモーメントが加えられる。それぞれ相対向するひずみセンサ５８により正方形の横断面を有する曲げビームとして形成された曲げ要素５６のたわみが互いに直交する２つの平面で検出される。ひずみセンサ５８として使用されるそれぞれ相対向するストレインゲージは図４の例と同様にホイーストンブリッジのハーフブリッジとして結線される。
【００５２】
図８によれば全装置は燃料要素装填機８４のクレーン８２に懸吊された保持棒８６を有しており、この棒はクレーン８２と反対側の範囲に歯付き棒８８を備えている。歯付き棒８８はガイド装置９２の頭部９０に配置された棒ガイド９４内を案内される。ガイド装置９２は位置決めピン９５により燃料要素９８の頭部９６に配置された孔１００内に燃料要素９８の中心に方向付けられる。歯付き棒８８のクレーン８２と反対側の端部にはスパイダー１０２が配置され、これには多数の操作管７８が取り付けられ、操作管の自由端にはそれぞれ本発明によるプローブ４が備えられる。歯付き棒に係合する行程センサ１０４により制御棒案内管２内のプローブ４の実際の位置に相応する行程信号が検出される。
【００５３】
概略的に示した実施例では２つのプローブ４が用いられている。実際には装置に４つのプローブ４を設け、これらを燃料要素９８の角点に配置された４つの制御棒案内管２に挿入すると特に良好であることが判明している。
【符号の説明】
【００５４】
２        制御棒案内管
４        プローブ
６        中心軸
７        長手軸
８        振り子懸吊体
９        測定装置
１０      振り子
１８      距離測定装置
２２      水準器
２９      コイル
３０      コイル
３２      支持部材
【図１】
2013511027.tif 000003
【図２】
2013511027.tif 000004
【図３】
2013511027.tif 000005
【図４】
2013511027.tif 000006
【図５】
2013511027.tif 000007
【図６】
2013511027.tif 000008
【図７】
2013511027.tif 000009
【図８】
2013511027.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月5日(2012.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
複数の制御棒案内管（２）を有する加圧水形原子炉の燃料要素の変形測定方法において、制御棒案内管（２）の内部に制御棒案内管（２）の長手軸方向に走行可能な少なくとも１つの基準軸を有するプローブ（４）が挿入され、このプローブが制御棒案内管（２）の少なくとも一部分においてその内壁に支持され、少なくとも１つの基準軸の方位がこの部分における制御棒案内管（２）の長手軸（７）の方位に明確に関係し、制御棒案内管（２）のこの部分における少なくとも１つの基準軸の方位が別の部分におけるプローブ（４）の同じ基準軸または別の基準軸の方位と関連して検出される変形測定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
複数の制御棒案内管（２）を有する加圧水形原子炉の燃料要素の変形測定装置において、制御棒案内管（２）の内部に挿入可能で制御棒案内管（２）の長手軸方向に走行可能な少なくとも１つの基準軸を有するプローブ（４）が設けられ、このプローブが制御棒案内管（２）の少なくとも一部分においてその内壁に、少なくとも１つの基準軸の方位がこの部分における制御棒案内管（２）の長手軸（７）の方位に明確に関係するように支持され、制御棒案内管（２）のこの部分における少なくとも１つの基準軸の方位を別の部分におけるプローブ（４）の同じ基準軸または別の基準軸の方位と関連して検出するためプローブ（４）に配置される測定装置（９、５４）が設けられる変形測定装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
装置に関しては本発明によれば上記の課題は請求項１に記載された特徴に内容的に対応する請求項２の特徴により解決される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
水準器の目２６として気泡の代わりに水準器カプセル２４内に支承された浮動体を配置し、その比重を水準器カプセル２４内にある水準器液ＬＦの比重より小さくすることもできる。このような浮動体にフェライト材料を使用すれば測定感度を高めることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図５の記載から明らかなように、プローブ４はその端面、すなわち測定センサケース２０の両側で制御棒案内管２の内壁に対して設置可能な支持部材３２を有するが、図を簡略化するためにプローブ４の一方の端面側にある支持部材３２だけを図示している。この場合の支持部材３２はガイドローラであり、これはクランクレバー３４を介してプローブ４の中心軸６に対して垂直方向の旋回軸３６に支承されている。クランクレバー３４は肩部３８を備えており、この肩部はクランクレバー３４の懸吊部に配置されたストッパ４０により支持部材３２の旋回行程を制限している。プローブ４にはその中心長手軸６の方向に可動的に支承された中空円筒状のスライダ４２が配置され、このスライダはテーパーがついた端面４４を有し、これは傾斜部を有するクランクレバー３４の同様に斜めに形成された面と協働する。スライダ４２の操作は測定センサケース２０に支持された圧縮ばね４６により行われるので、端面４４はこれに対向する傾斜部を有するクランクレバー３４の面に作用し、支持部材３２を外側に制御棒案内管２の内壁に押圧する。支持部材３２により規定された部分ではプローブ４の中心軸が制御棒案内管２の長手軸７に平行に延びている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
プローブ４には測定装置５４が配置され、これにより基準軸もしくは中心軸６ａ、６ｂの方位が相互に、すなわち簡略化された実施例では一平面（図平面）でのみ曲げられた長手軸７の傾斜角βが測定される。図示の簡略化された実施例では測定装置５４は部分プローブ４ａ、４ｂ間に挿入されている曲げ要素５６を有し、その相対向する平坦面にはそれぞれひずみセンサ５８、たとえばストレインゲージが設けられる。このひずみセンサ５８により傾斜角βの基準となる曲げ要素５６のたわみが検出される。ひずみセンサ５８はその抵抗値がひずみに関係して変化するいわゆるストレインゲージである場合には、互いに相対向するストレインゲージをホイーストンブリッジのハーフブリッジとして結線すると有利である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図１から５の実施例では測定が一体のプローブ４により行われ、プローブ４の移動により制御棒案内管２の互いに隔たった部分に置いて各部分の長手軸７の方位に相当する測定信号が発生されるのに対し、図６の実施例では両部分プローブ４ａ、４ｂにより制御棒案内管２の互いに隔たった２つの部分における長手軸７の位置が相互に、すなわち曲がりに相応する測定値が求められる。
【国際調査報告】
2013511027.tif 000011
2013511027.tif 000012
2013511027.tif 000013
2013511027.tif 000014
2013511027.tif 000015
2013511027.tif 000016