(57)【要約】【課題】次サイクル装荷時において、燃料集合体同士が干渉・損傷するという潜在的なリスクを低減させ、装荷手順の見直しや炉心内配置の見直しが不要で、定期検査期間を長期化させない装置および方法を提供する。【解決手段】燃料集合体を構成する複数の支持格子、上部ノズルおよび下部ノズルの各々の位置測定を行う位置測定手段と、前記位置測定手段に基づく位置測定により得られた位置データと所定の基準データとの差として計算された変位量が所定値を超える場合には、該当する支持格子、上部ノズルおよび下部ノズルの位置を矯正させる位置矯正手段とを有する燃料集合体の形状矯正装置、および前記形状矯正装置を用いて燃料集合体の形状を矯正する方法。【選択図】  図２
2008180525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料集合体を構成する複数の支持格子、上部ノズルおよび下部ノズルの各々の位置測定を行う位置測定手段と、
前記位置測定手段に基づく位置測定により得られた位置データと所定の基準データとの差として計算された変位量が所定値を超える場合には、該当する支持格子、上部ノズルおよび下部ノズルの位置を矯正させる位置矯正手段と
を有することを特徴とする燃料集合体の形状矯正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料集合体の形状矯正装置を用いた燃料集合体の形状矯正方法であって、
燃料集合体を構成する複数の支持格子、上部ノズルおよび下部ノズルの各々の位置測定を行う位置測定ステップと、
前記位置測定ステップに基づく位置測定により得られた位置データを、所定の基準データと比較して変位の方向と変位量を計算する変位計算ステップと、
前記変位計算ステップに基づく変位計算により得られた変位量が所定値を超える場合には、該当する支持格子、上部ノズルおよび下部ノズルの位置を矯正させる位置矯正ステップと
を有することを特徴とする燃料集合体の形状矯正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料集合体の形状矯正装置およびそれを用いた形状矯正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料集合体は、炉心内での燃料集合体の燃焼が均一になるよう炉心計算により定められた配置で、原子炉内へ配置される。また、このとき、配置される燃料集合体は装荷作業中に臨界になることがないよう、予め定められた順序で装荷される。このことは、定期検査の後の次サイクル装荷時においても同様である。
【０００３】
しかし、照射後の燃料集合体は、燃料棒の照射伸び等の差の影響等により、大きく変位する。また、炉心内における燃料集合体間のギャップは約１ｍｍ程度と非常に狭い。そのため、次サイクル装荷位置において、同一方向に大きく変位した燃料集合体が隣接する場合には、装荷時に燃料集合体同士が干渉し、損傷するリスクがある。
【０００４】
このリスクを防止するために、定期検査時には炉心内から取り出した燃料集合体の形状測定を行い、変位の方向ならびにその大きさ（以下、「変位量」という）を確認する。
【０００５】
形状測定した結果、次サイクル装荷位置において、隣接する燃料集合体の変位量が大きく、かつ同一方向であると、上記したように、燃料集合体同士が干渉・損傷するリスクがあるため、以下の処理を行ってそのリスクを防ぐ必要がある。
【０００６】
即ち、既に装荷されている燃料集合体の変位を強制的に緩和させるガイド用の模擬燃料集合体を装荷する手順を加える（装荷手順の見直し）処理や、一時保管されている燃料集合体の変位データを確認し、装荷に問題ない配置になるよう見直しを行う（炉心内配置の見直し）処理をする必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記したガイド用の模擬燃料集合体の装荷、燃料集合体配置の見直しは共に時間がかかるものであり、定期検査期間が長期化する問題があった。
本発明は、次サイクル装荷時において、燃料集合体同士が干渉・損傷するという潜在的なリスクを低減させ、装荷手順の見直しや炉心内配置の見直しが不要で、定期検査期間を長期化させない装置および方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題につき鋭意検討の結果、従来の燃料集合体の形状測定装置に、測定された変位に応じて燃料集合体の形状を矯正する手段を追加して、燃料集合体の形状測定と、測定された変位に応じた形状矯正とを、１台の装置の中で一連の作業として行うことにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
以下に、各請求項の発明を説明する。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、
燃料集合体を構成する複数の支持格子、上部ノズルおよび下部ノズルの各々の位置測定を行う位置測定手段と、
前記位置測定手段に基づく位置測定により得られた位置データと所定の基準データとの差として計算された変位量が所定値を超える場合には、該当する支持格子、上部ノズルおよび下部ノズルの位置を矯正させる位置矯正手段と
を有することを特徴とする燃料集合体の形状矯正装置である。
【００１０】
本請求項の発明に係る燃料集合体の形状矯正装置を用いることにより、燃料集合体を構成する複数の支持格子、上部ノズルおよび下部ノズル（以下、「支持格子類」という）の各々に対して、位置測定と前記位置測定に基づく位置矯正が行われ、燃料集合体全体としての形状矯正が行われて、燃料集合体の変位が解消されるため、次サイクル装荷時には、燃料集合体同士の干渉の潜在的なリスクは既に低減されており、装荷手順の見直しや炉心内配置の見直しが不要となる。
また、本請求項の発明に係る燃料集合体の形状矯正装置は、１台の装置の中に、位置測定手段および位置矯正手段を有しており、これらの手段に基づく作業を一連の作業として行うことができるため、効率的であり、作業時間が短縮され、定期検査期間の長期化を防止できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の燃料集合体の形状矯正装置を用いた燃料集合体の形状矯正方法であって、
燃料集合体を構成する複数の支持格子、上部ノズルおよび下部ノズルの各々の位置測定を行う位置測定ステップと、
前記位置測定ステップに基づく位置測定により得られた位置データを、所定の基準データと比較して変位の方向と変位量を計算する変位計算ステップと、
前記変位計算ステップに基づく変位計算により得られた変位量が所定値を超える場合には、該当する支持格子、上部ノズルおよび下部ノズルの位置を矯正させる位置矯正ステップと
を有することを特徴とする燃料集合体の形状矯正方法である。
【００１２】
本請求項の発明は、請求項１に記載の燃料集合体の形状矯正装置を使用して、燃料集合体の形状矯正を行う方法の発明である。
【００１３】
本発明における各ステップにつき、以下に説明する。
（位置測定ステップ）
まず、検査対象の燃料集合体を構成する複数の支持格子、上部ノズルおよび下部ノズルの各々について水平方向に位置測定を行う。ここで位置測定を支持格子類について行うのは、これら支持格子類には燃料棒が挿入されており、後述する位置矯正ステップにおいて、挿入されている燃料棒を損傷することなく燃料集合体の形状矯正ができるためである。
【００１４】
位置測定は、位置測定手段により行われる。位置測定手段の一例として、超音波測定装置を用いた手段が挙げられる。超音波測定装置には、支持格子類の各々に対応した箇所に、それぞれ所定の超音波測定器が取り付けられている。位置測定手段としては、超音波測定装置を用いる手段に替えて、ビデオカメラにより燃料集合体の全体を撮影し、画像処理することにより、位置測定を行う手段も採用できる。
【００１５】
（変位計算ステップ）
次いで、位置測定ステップにおいて得られた位置データを、所定の基準データと比較して変位計算を行う。変位は、位置データと基準データとの差として求められる。一般に、変位量は、上部ノズルと下部ノズルとの間で、最大値を示すため、上部ノズルあるいは下部ノズルを基準位置とし、その位置データを基準データとして採用することが好ましい。
【００１６】
（位置矯正ステップ）
変位計算ステップにおいて得られた変位データは、方向と変位量からなるが、変位量が所定値を超える場合には、油圧シリンダ等の位置矯正手段に前記変位データが送られ、位置矯正手段は、送られた変位データに基づいて燃料集合体の位置矯正を行う。位置矯正手段は、前記位置測定手段が設けられた支持格子類の各々に対応した箇所に設けられる。具体的には、基準位置となる支持格子類、例えば上部ノズルあるいは下部ノズルを予め固定、保持した状態で、変位データをシリンダの押し込みストロークにフィードバックさせて、変位と逆方向に、変位量に見合うだけ、該当する支持格子類をシリンダにて押し込み、燃料集合体の位置矯正を行う。
【００１７】
その後、再度、位置測定ステップおよび変位計算ステップに戻って位置測定および変位計算を行い、変位計算ステップにおいて得られた変位量が、未だ所定値を超えている場合には、同様に位置矯正ステップを行い、変位量が所定値以下になるまで、位置測定ステップ、変位計算ステップおよび位置矯正ステップを繰り返す。
【００１８】
前記の処理を、全ての支持格子類において行い、最終的に全ての支持格子類における変位量が所定値以下であることを確認して、燃料集合体全体に対する形状矯正を完了させる。
【００１９】
前記の処理においては、まず、位置測定ステップおよび変位計算ステップのみを全ての支持格子類について行い、得られた全ての変位データを一旦プールしておき、最大の変位量を示す支持格子類から位置矯正ステップを行う方法が好ましい。
【００２０】
この方法を採用すると、より少ない繰り返し回数で、燃料集合体全体に対する形状矯正を完了させることができるため、作業時間をさらに短縮することが可能となる。
【００２１】
形状矯正の完了した燃料集合体においては、既に変位が解消されているため、次サイクル装荷時における燃料集合体同士の干渉の潜在的なリスクが低減されており、装荷手順の見直しや炉心内配置の見直しが不要となる。
【００２２】
前記の処理は、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という）等を利用して、作業を自動制御することにより、作業時間をより短縮することができ、より定期検査期間の長期化を防止できる。また、作業に特段の技術を必要としないため、作業の標準化が容易に図れる。
【発明の効果】
【００２３】
燃料集合体全体としての形状矯正が行われて、燃料集合体の変位が解消されるため、次サイクル装荷時には、燃料集合体同士の干渉の潜在的なリスクが既に低減されており、装荷手順の見直しや炉心内配置の見直しが不要となる。
また、１台の装置の中に、位置測定手段および位置矯正手段を有しており、これらの手段に基づく作業を一連の作業として行うことができるため、効率的であり、作業時間は短縮され、定期検査期間の長期化をより防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、発明を実施するための最良の形態につき、図を用いてより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。  
【００２５】
図１は、本発明に係る燃料集合体の形状矯正装置を、上面より見たときの概念図である。図１において、形状矯正装置１の内側には、燃料集合体が配置されている。燃料集合体は、支持格子類３と図示しない燃料棒他で構成されている。支持格子類３において、最上部は上部ノズル（本実施の形態において、基準位置とする）、最下部は下部ノズルであり、上部ノズルと下部ノズルとの間には、複数の支持格子が配置されている。
【００２６】
形状矯正装置１には、位置測定手段２（本実施の形態においては、超音波測定器を用いている）が、各々の支持格子類３の位置に対応して、配置されている。また、同じく、各々の支持格子類３の所定の位置には、位置矯正手段４（本実施の形態においては、油圧シリンダを用いている）が配置されている。
【００２７】
位置測定手段２は、全ての支持格子類３について位置測定を行い、測定された各々の位置データは、ＰＣ（図示せず）に送られる。ＰＣは、その中に変位計算手段を有しており、各々の位置データと基準データとの差を求め、各々の変位データとする。さらに、ＰＣは、得られた各々の変位データに基づき、変位量が所定値を超える場合には、変位データを、位置矯正手段４（シリンダ）の押し込みストロークにフィードバックさせ、位置矯正手段４は、シリンダの押し込みをすることにより燃料集合体の形状の矯正を行う。
【００２８】
本発明における処理につき、図２を用いて、さらに詳しく説明する。図２は、図１に示した燃料集合体の形状矯正装置を、側面より見たときの概念図であり、形状矯正方法の各ステップが、（ａ）〜（ｃ）の順に進んでいくことを示している。
【００２９】
図２において、形状矯正装置１には、位置測定手段（図示せず）および位置矯正手段４が配置され、また支持格子類３に燃料棒５が挿入された燃料集合体が配置されている。
【００３０】
図２において、（ａ）は、検査開始時点における燃料集合体の状態を示しており、各支持格子類３の各位置が示されている。上部ノズルを基準とすると、最大変位は、下部ノズルとの間で現れている。
【００３１】
最大変位量を求め、前記最大変位量が所定値を超えている場合には、（ｂ）に示すように、基準とする上部ノズルの両端を、油圧シリンダ４を用いて挟み込み、固定、保持する。
【００３２】
次いで、（ｃ）に示すように、最大変位量を示した下部ノズルに対して、その変位量に見合う大きさだけ、変位と逆方向に位置矯正手段４（油圧シリンダ）にて押し込み、燃料集合体の矯正を行う。
【００３３】
（ｃ）の状態で、再度、各支持格子類３における各変位を測定し、最大変位量が所定値以下になるまで、処理を繰り返す。
これらの作業を自動制御にて行うことにより、一連の作業を短時間にて行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る燃料集合体の形状矯正装置を、上面より見たときの概念図である。
【図２】本発明に係る燃料集合体の形状矯正装置を、側面より見たときの概念図であり、本発明に係る燃料集合体の形状矯正方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
１        形状矯正装置
２        位置測定手段
３        支持格子類（支持格子、上部ノズル、下部ノズル）
４        位置矯正手段
５        燃料棒
【図１】
2008180525.tif 000003
【図２】
2008180525.tif 000004