(57)【要約】【課題】下部タイプレートの品質保証水準の向上、および検査に要する検査コストの低減を図る。【解決手段】沸騰水型原子炉用の燃料集合体の下部タイプレート５４に、冷却材の流量を制御する漏洩流制御板５６を取り付けるために設けられた係合凹部５７内の加工寸法を検査するためのゲージ１であって、漏洩流制御板５６の厚み方向に平行な方向の底面６１の幅寸法Ｗを検査するための幅検査部８と、漏洩流制御板５６の主面に平行且つ燃料棒５１の軸方向に平行な方向の高さ寸法Ｈを検査するための高さ検査部９とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉用の燃料体の下部タイプレートに、冷却材の流量を制御する制御板を取り付けるために設けられた係合凹部内の加工寸法を検査するためのゲージであって、
前記制御板の厚み方向に平行な方向の底面の幅寸法を検査するための幅検査部と、
前記制御板の主面に平行且つ前記燃料体の軸方向に平行な方向の高さ寸法を検査するための高さ検査部とを備えることを特徴とするゲージ。
【請求項２】
前記幅検査部および前記高さ検査部が両端にそれぞれ設けられた基体部を備え、
前記基体部の前記両端の長さ寸法が、前記係合凹部を有する開口の開口寸法よりも小さく形成されている請求項１に記載のゲージ。
【請求項３】
前記幅検査部は、前記幅寸法の公差の上限以下に形成された上限検査片と、前記幅寸法の公差の下限以上に形成された下限検査片とを有している請求項１または２に記載のゲージ。
【請求項４】
前記高さ検査部は、前記高さ寸法の公差の上限以下の位置に設けられた上限検査線と、前記高さ寸法の公差の下限以上の位置に設けられた下限検査線とを有している請求項１または２に記載のゲージ。
【請求項５】
前記基体部を把持するための把持手段を備える請求項２ないし４のいずれか１項に記載のゲージ。
【請求項６】
前記基体部は、平板状に形成され、
前記把持部は、前記基体部の主面に直交する方向に延設されている請求項４に記載のゲージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）の燃料体の下部タイプレートを寸法検査するためのゲージに関し、特に、下部タイプレートの袋溝加工部の合否判定専用のゲージに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、沸騰水型原子炉に用いられる燃料集合体は、図６に示すように、燃料棒５１の軸方向に配置されたスペーサ５２によって複数本の燃料棒５１が正方格子状に束ねられ、これらの燃料棒５１が、吊り下げ用の把手５３ａが設けられた上部タイプレート５３と、炉心下部からの冷却水の流入経路を形成する下部タイプレート５４とによって保持されている。そして、この燃料集合体は、外筐をなすチャンネルボックス５５によって覆われており、上部タイプレート５３にチャンネルボックス５５が固定されて構成されている。
【０００３】
このような燃料集合体の下部タイプレート５４には、実際の原子炉での燃料使用時に、チャンネルボックス５５の内外圧力差に起因してチャンネルボックス５５の下端から流出する冷却材の流量を一定に制御するために、図７に示すような漏洩流制御板５６が設けられている。この漏洩流制御板５６を取り付けるために、下部タイプレート５４の側面には、図８に示すように、漏洩流制御機構用ポケットが機械加工されて設けられているものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このような漏洩流制御機構用ポケットには、漏洩流制御板５６を下部タイプレート５４に取り付ける際に、漏洩流制御板５６の下端部を挿入して係合させるための係合凹部５７が形成されている。この係合凹部５７は、精密鋳造品である下部タイプレート５４に対して、例えばマシニングセンタ等の加工機を用いて精密機械加工を施すことによって加工されている。この係合凹部５７は、漏洩流制御板５６を挿入するための開口６０と、漏洩流制御板５６の下端が当接される底面６１と、この底面６１に対して垂直に立設された側壁６２とを有している。
【０００５】
そして、この係合凹部５７は、漏洩流制御板５６が歪むことなく装着され、また原子炉内で使用中に漏洩流制御板５６が脱落することを確実に防止する必要がある。このため、係合凹部５７は、漏洩流制御板５６の厚み方向に平行な底面の幅寸法、および漏洩流制御板５６の主面に平行且つ燃料棒５１の軸方向に平行な方向の側壁６２の高さが設計図面上で厳密に規定されている。
【０００６】
したがって、係合凹部５７は、機械加工後に、上述した幅寸法および高さ寸法について、設計図面で設定された加工寸法の公差内で加工されていることを検査して、確認する必要がある。従来、機械加工後の下部タイプレート５４の寸法検査は、例えばノギス、マイクロメータ、投影機あるいは３次元検査装置等の一般的な寸法計測器を用いて行われてきた。
【０００７】
しかしながら、係合凹部５７の加工寸法を検査する場合、一般的なノギスおよびマイクロメータでは、非測定個所と計測器の一部とが干渉するために測定することが非常に困難であり、更に３次元検査装置では、検査子（プローブ）が係合凹部５７内に入らないために測定できなかった。したがって、従来の検査方法では、係合凹部５７の寸法検査を行うために、下部タイプレート５４を切断して破壊することで、係合凹部５７の断面を外方側から容易に確認できる形状にして、３次元検査装置を用いて検査を行っていた。
【特許文献１】特開平８−２７１６６５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来の検査方法では、検査対象である下部タイプレートを破壊して検査する必要があるために、全数検査を適用することができず、抜き取り検査を行う以外に検査方法がなかった。そのため、工程能力を評価するだけの十分な実績がない段階での検査の適用は、品質を充分に保証できるものではなかった。
【０００９】
さらに、従来の検査方法では、検査前に検査対象の切断加工を行う必要があるため、検査作業の他に切断等の加工作業や加工時間を確保する必要が生じ、短時間で検査を行うことが困難であり、下部タイプレートの検査コストが嵩み、検査効率を損ねていた。
【００１０】
そこで、本発明は、下部タイプレートを破壊することなく係合凹部内の寸法検査を迅速に行うことを可能にし、係合凹部の全数検査を容易に可能にして下部タイプレートの品質保証水準の向上を図るとともに、検査に要する検査コストの低減を図ることができるゲージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するため、本発明に係るゲージは、沸騰水型原子炉用の燃料体の下部タイプレートに、冷却材の流量を制御する制御板を取り付けるために設けられた係合凹部内の加工寸法を検査するためのゲージであって、制御板の厚み方向に平行な方向の底面の幅寸法を検査するための幅検査部と、制御板の主面に平行且つ燃料体の軸方向に平行な方向の高さ寸法を検査するための高さ検査部とを備える。
【００１２】
以上のように構成した本発明に係るゲージによれば、沸騰水型原子炉用の燃料体の下部タイプレートに設けられた係合凹部内の幅寸法および高さ寸法をそれぞれ合否検査として迅速に検査することが可能になる。
【００１３】
また、本発明に係るゲージは、幅検査部および高さ検査部が両端にそれぞれ設けられた基体部を備え、基体部の前記両端の長さ寸法が、係合凹部を有する開口の開口寸法よりも小さく形成されていることが好ましい。これによって、幅検査部および高さ検査部がそれぞれ設けられた基体部を、下部タイプレートの開口内に、非検査箇所と干渉せずに進入させることが可能になるため、係合凹部の切断等の加工作業や加工時間を確保する必要がなくなる。このため、本発明に係るゲージによれば、係合凹部内の加工寸法を検査する際に下部タイプレートを破壊することなく、係合凹部内の幅寸法および高さ寸法を、合否検査として迅速に行うことが可能になる。したがって、本発明に係るゲージによれば、検査に要する検査コストが低減され、全数検査を実施することが可能になる。
【００１４】
また、本発明に係るゲージが備える幅検査部は、幅寸法の公差の上限以下に形成された上限検査片と、幅寸法の公差の下限以上に形成された下限検査片とを有する。これによって、幅検査部は、幅寸法が加工寸法の公差内であることを比較的短時間に合否検査することが可能になる。
【００１５】
また、本発明に係るゲージが備える高さ検査部は、高さ寸法の公差の上限以下の位置に設けられた上限検査線と、高さ寸法の公差の下限以上の位置に設けられた下限検査線とを有する。これによって、高さ検査部は、高さ寸法が加工寸法の公差内であることを比較的短時間に合否検査することが可能になる。
【００１６】
また、本発明に係るゲージは、基体部を把持するための把持手段を備えることが好ましい。これによって、本発明に係るゲージは、幅検査部および高さ検査部の取り扱い性が向上される。
【発明の効果】
【００１７】
上述したように本発明に係るゲージによれば、制御板の厚み方向に平行な方向の底面の幅寸法を検査するための幅検査部と、制御板の主面に平行且つ燃料体の軸方向に平行な方向の高さ寸法を検査するための高さ検査部とを備えることによって、係合凹部内の幅寸法および高さ寸法を、合否検査として迅速に検査することができる。
【００１８】
また、本発明に係るゲージによれば、幅検査部および高さ検査部が両端にそれぞれ設けられた基体部を備え、基体部の前記両端の長さ寸法が、係合凹部を有する開口の開口寸法よりも小さく形成されていることによって、非破壊検査を行うことが可能になるため、全数検査を適用して下部タイプレートの品質保証の信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の具体的な実施形態のゲージについて、図面を参照して説明する。
【００２０】
本発明に係るゲージは、沸騰水型原子炉用の燃料集合体の下部タイプレートの漏洩流制御機構用ポケットの係合凹部の加工寸法を検査するために用いられる限界ゲージである。まず、ゲージが適用される燃料集合体の下部タイプレートに設けられた漏洩流制御機構用ポケットの係合凹部について簡単に説明する。
【００２１】
図３に、下部タイプレートの漏洩流制御機構用ポケットの断面図を示す。図３に示すように、下部タイプレート５４の漏洩流制御機構用ポケットには、漏洩流制御板５６の下端を嵌め込むための係合凹部５７が設けられている。この係合凹部５７の主要な加工寸法は、漏洩流制御板５６の厚み方向に平行な方向の底面６１の幅寸法Ｗ、および漏洩流制御板５６の主面に平行且つ燃料棒５１の軸方向に平行な方向の高さ寸法Ｈである。これら幅寸法Ｗおよび高さ寸法Ｈには、設計図面上で公差がそれぞれ設定されている。
【００２２】
また、下部タイプレート５４の漏洩流制御機構用ポケットは、係合凹部５７の開口６０が、燃料棒５１の軸方向に平行な開口寸法Ｎに形成されている。また、下部タイプレート５４の漏洩流制御機構用ポケットには、燃料棒５１の軸方向に平行な内面６３が、係合凹部５７に連続して形成されている。また、係合凹部５７の側壁６２には、底面６１に平行な入り口面６５が形成されている。
【００２３】
図１に、本発明に係る下部タイプレート５４の漏洩流制御機構用ポケットの係合凹部５７内の加工寸法を検査するためのゲージ１の斜視図を示す。また、図２に、ゲージ１の側面図を示す。
【００２４】
図１および図２に示すように、ゲージ１は、係合凹部５７の幅寸法Ｗおよび高さ寸法Ｈをそれぞれ検査するための基体部５と、この基体部５を保持するための取っ手６とを有している。
【００２５】
基体部５は、例えば金属材によって略平板状に形成されており、一端側に、係合凹部５７の幅寸法Ｗを検査するための幅検査部８が設けられ、他端側に、係合凹部５７の高さ寸法Ｈを検査するための高さ検査部９が設けられている。
【００２６】
ゲージ１の幅検査部８は、係合凹部５７内の幅寸法Ｗの公差の上限および下限をそれぞれ検査するための上限検査片１１および下限検査片１２を有している。幅検査部８には、上限検査片１１および下限検査片１２が、基体部５の厚み方向に対して階段状にそれぞれ形成されている。
【００２７】
下限検査片１２は、基体部５の一端側に突出されており、端面１２ａ側の厚さＴ1が、係合凹部５７の幅寸法Ｗの仕様下限値Ｗminと等しい、またはやや大きく形成されている。上限検査片１１は、下限検査片１２を含む２段目部分の厚さＴ2が、幅寸法Ｗの仕様上限値Ｗmaxと等しい、またはやや小さく形成されている。
【００２８】
ゲージ１の高さ検査部９は、取っ手６を挟んで幅検査部８の反対側に位置して、厚みが幅寸法Ｗよりも小さく形成されており、係合凹部５７内に挿入可能にされている。
【００２９】
高さ検査部９は、高さ寸法Ｈを検査するための２本の上限検査線１６および下限検査線１７を有している。高さ検査部９の主面上には、上限検査線１６および下限検査線１７が、端面９ａと互いに平行にケガキ線によってそれぞれ設けられている。端面９ａに近い側に位置する下限検査線１７は、端面９ａからの距離Ｌ1が、高さ寸法Ｈの仕様下限値Ｈminと等しい、またはやや大きくされて設けられている。また、端面９ａから遠い側に位置する上限検査線１６は、端面９ａからの距離Ｌ2が、高さ寸法Ｈの仕様上限値Ｈmaxと等しい、またはやや小さくされて設けられている。
【００３０】
また、ゲージ１の基体部５は、図２に示すように、両端に幅検査部８および高さ検査部９がそれぞれ設けられた長手方向の長さ寸法Ｍが、係合凹部５７の開口６０の開口寸法Ｎよりも小さく形成されている。このため、ゲージ１は、基体部５を開口６０から係合凹部５７内に挿入し、基体部５の底面１８を係合凹部５７内の内面６３に当接させることが可能にされている。
【００３１】
取っ手６は、基体部５の長手方向の略中央に、基体部５の主面に直交して一体に設けられており、ゲージ１の取り扱い時に保持される。
【００３２】
以上のように構成されたゲージ１を用いて、上述した係合凹部５７内の各検査対象箇所をそれぞれ検査する検査方法について図面を参照して説明する。
【００３３】
図４に、ゲージ１の幅検査部８を用いて係合凹部５７内の幅寸法Ｗ1を検査する状態を説明するための模式図を示す。
【００３４】
図４に示すように、ゲージ１の基体部５の底面１８を、漏洩流制御機構用ポケットの内面６３に当接させた状態で、幅検査部８を係合凹部５７の底面６１側に向かって図４中矢印Ａ方向に滑らせる。このとき、ゲージ１は、下限検査片１２の端面１２ａと入り口面６５とが当接せずに、幅検査部８の進入を止めることなく係合凹部５７の底面６１まで進入させることが可能であれば、係合凹部５７内の幅寸法Ｗ1が仕様下限値Ｗmin以上であることがわかる。そして、この場合、幅寸法Ｗ1は仕様下限値Ｗminに対して合格であると判定される。
【００３５】
逆に、ゲージ１は、下限検査片１２の端面１２ａと入り口面６５とが当接して、幅検査部８の進入が妨げられて止まれば、係合凹部５７内の幅寸法Ｗ1が仕様下限値Ｗmin以下であることがわかる。そして、この場合、幅寸法Ｗ1は仕様下限値Ｗminに対して不合格であると判定される。
【００３６】
次に、ゲージ１は、幅検査部８を更に底面６１に向かって矢印Ａ方向に滑らせたときに、厚さＴ2である上限検査片１１の端面１１ａが入り口面６５に当接して幅検査部８の移動が止まれば、係合凹部５７内の幅寸法Ｗ1が仕様値上限Ｗmax以下であることがわかる。そして、この場合、幅寸法Ｗ1は仕様上限値Ｗmaxに対して合格であると判定される。
【００３７】
逆に、ゲージ１は、上限検査片１１の端面１１ａが入り口面６５に当接することなく幅検査部８が底面６１まで進入した場合、係合凹部５７内の幅寸法Ｗ1が仕様上限値Ｗmax以上であることがわかる。そして、この場合、幅寸法Ｗ1は仕様上限値Ｗmaxに対して不合格であると判定される。
【００３８】
図５に、ゲージ１の高さ検査部９を用いて係合凹部５７内の高さ寸法Ｈを検査する状態を説明するための模式図を示す。
【００３９】
次に、上述した幅寸法Ｗ1を検査する状態からゲージ１の基体部５を１８０度回転させて、基体部５の底面６１を漏洩流制御機構用ポケットの内面６３に当接させる。続いて、ゲージ１は、高さ検査部９の端面９ａを、係合凹部５７内の底面６１に当接させるまで矢印Ａ方向に挿入された状態で、２本の上限検査線１６および下限検査線１７と、入り口面６５との相対位置を目視で確認する。入り口面６５が下限検査線１７と上限検査線１６との間に位置している場合には、係合凹部５７内の高さ寸法Ｈ1が仕様下限値Ｈmin以上で上限値Ｈmax以下であることがわかる。そして、この場合、高さ寸法Ｈ1は合格であると判定される。
【００４０】
逆に、入り口面６５が下限検査線１７より下方に位置している場合には、係合凹部５７内の高さ寸法Ｈ1が仕様下限値Ｈminよりも小さいことがわかり、同様に、入り口面６５が上限検査線１６より上方に位置している場合には、高さ寸法Ｈ1が仕様上限値Ｈmaxよりも大きいことがわかり、いずれの場合も高さ寸法Ｈ1が不合格と判定される。
【００４１】
上述したように、ゲージ１は、係合凹部５７内の底面６１の幅寸法Ｗを検査するための幅検査部８と、係合凹部５７内の高さ寸法Ｈを検査するための高さ検査部９とを備えることによって、係合凹部５７内の加工寸法を合否検査として迅速に検査することができる。
【００４２】
そして、このゲージ１によれば、幅検査部８および高さ検査部９を有する基体部５を下部タイプレート５４の開口６０内に挿入することが可能であるため、下部タイプレート５４を破壊することなく、いわゆる非破壊検査を実現することが可能になるため、係合凹部５７内の幅寸法Ｗ1および高さ寸法Ｈ1の全数検査を適用することができる。
【００４３】
したがって、ゲージ１によれば、下部タイプレート５４の品質保証の信頼性を向上することができる。また、ゲージ１によれば、従来、検査時に破壊される検査用サンプルが不要になるため、検査用サンプルによる無駄を無くし、破壊サンプルを作製するために要する検査コストを低減し、検査効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るゲージを示す斜視図である。
【図２】前記ゲージを示す側面図である。
【図３】係合凹部を模式的に示す断面図である。
【図４】前記係合凹部の幅寸法を検査する状態を模式的に示す断面図である。
【図５】前記係合凹部の高さ寸法を検査する状態を模式的に示す断面図である。
【図６】ＢＷＲ燃料集合体の構造を示す斜視図である。
【図７】漏洩流制御機構用ポケットを示す斜視図である。
【図８】前記漏洩流制御機構用ポケットの係合凹部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ゲージ
５  基体部
６  取っ手
８  幅検査部
９  高さ検査部
９ａ  端面
１１  上限検査片
１１ａ  端面
１２  下限検査片
１２ａ  端面
１６  上限検査線
１７  下限検査線
５１  燃料棒
５２  スペーサ
５３  上部タイプレート
５３ａ  吊り下げ用の把手
５４  下部タイプレート
５５  チャンネルボックス
５６  漏洩流制御板
５７  係合凹部
６０  開口
６１  底面
６２  側壁
６３  内面
６５  入り口面
Ｈ  高さ寸法
Ｗ  幅寸法
【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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