(57)【要約】【課題】原子炉の炉心入口部付近に取り付けられたフィルタについて、原子炉運転停止中に、クラッド付着による圧損の変化やデブリによる目詰まり状況を検査する。【解決手段】燃料支持金具４０から、燃料集合体を水中で外したあとにその燃料支持金具に水中で取り付けられて、フィルタ３０の圧力損失を検査する圧損検査装置１０であって、燃料集合体を外したあとの燃料支持金具に接続される管１１と、フィルタを通って管に入る水の流れを駆動するポンプ１３と、管内の流量を測定する流量計（例えばベンチュリ管）１２と、フィルタの圧力損失を測定する圧損測定手段と、を有する。発明の他の態様では、フィルタの目視検査装置２０であって、水中で、燃料支持金具の内側および外側からフィルタに近づけることのできるカメラ２１および照明具２２を有する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉内で燃料集合体を支持し、フィルタを通して前記燃料集合体に水を導入するための燃料支持金具から、前記原子炉の運転停止時に、前記燃料集合体を水中で外したあとにその燃料支持金具に水中で取り付けられて、前記フィルタの圧力損失を検査する燃料支持金具フィルタ検査装置において、
前記燃料集合体を外したあとの前記燃料支持金具に接続される管と、前記フィルタを通って前記管に入る水の流れを駆動するポンプと、前記管内の流量を測定する流量計と、前記フィルタの圧力損失を測定する圧損測定手段と、を有することを特徴とする燃料支持金具フィルタ検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料支持金具フィルタ検査装置において、前記流量計はベンチュリ管を用いるものであること、を特徴とする燃料支持金具フィルタ検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料支持金具フィルタ検査装置において、前記圧損測定手段は、前記管内の圧力を測定する手段を含むこと、を特徴とする燃料支持金具フィルタ検査装置。
【請求項４】
原子炉内で燃料集合体を支持して前記燃料集合体に水を導入するための燃料支持金具に取り付けられたフィルタの圧力損失を検査する燃料支持金具フィルタ検査方法において、
前記原子炉の運転停止時に、水中で前記燃料支持金具から前記燃料集合体を外す取り外し工程と、
前記取り外し工程の後に前記燃料支持金具に水中で燃料支持金具フィルタ圧損検査装置を取り付ける取り付け工程と、
前記取り付け工程の後に、前記燃料支持金具フィルタ圧損検査装置のポンプを駆動して前記フィルタを通る水の流れを作る流動工程と、
前記流動工程における前記フィルタを通る水の流量および前記フィルタでの圧力損失を測定する測定工程と、
を有することを特徴とする燃料支持金具フィルタ検査方法。
【請求項５】
原子炉内で燃料集合体を支持し、フィルタを通して前記燃料集合体に水を導入するための燃料支持金具から、前記原子炉の運転停止時に、前記燃料集合体を外したあとにその燃料支持金具の内側および外側から前記フィルタを水中で目視観察するための燃料支持金具フィルタ検査装置であって、
水中で、前記燃料支持金具の内側および外側から前記フィルタに近づけることのできるカメラおよび照明具を有すること、を特徴とする燃料支持金具フィルタ検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料支持金具フィルタ検査装置において、前記カメラと照明具が前記フィルタをはさんで向かい合って配置されるように構成されていること、を特徴とする燃料支持金具フィルタ検査装置。
【請求項７】
原子炉内で燃料集合体を支持して前記燃料集合体に水を導入するための燃料支持金具に取り付けられたフィルタを検査する燃料支持金具フィルタ検査方法において、
前記原子炉の運転停止時に、水中で前記燃料支持金具から前記燃料集合体を外す取り外し工程と、
前記取り外し工程の後に、水中で、カメラおよび照明具を前記フィルタに近づけて当該フィルタを目視観測する観測工程と、
を有することを特徴とする燃料支持金具フィルタ検査方法。
【請求項８】
請求項７に記載の燃料支持金具フィルタ検査方法において、前記観測工程は、前記カメラと照明具が前記フィルタをはさんで向かい合って配置した状態で行なわれること、を特徴とする燃料支持金具フィルタ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉の炉心入口部付近に取り付けられたフィルタを、定期検査時などの原子炉停止時に検査するための検査装置および検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、原子炉内に設置された機器には、炉水に含まれるクラッドが表面に付着する可能性がある。クラッド付着状況を確認する方法として、通常は、原子炉が停止している定期検査中に、水中カメラを炉水中に入れ、該当する部位をカメラで見て確認する方法がとられている。
【０００３】
最近、冷却材中に含まれる固体の異物（デブリ）を炉心に入る前に捕捉するために、炉心入口部付近にデブリフィルタを取り付けることが検討されている（例えば、特開平７−２５３４９１号公報、特開平４−２３０８９２号公報参照）。しかし、実際の運転プラントへの適用実績がなく、経年によるクラッド付着の状況や、クラッド付着による影響を検査する方法はまだ確立されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、デブリフィルタの圧力損失（圧損）は炉心流量に大きな影響を与える重要な要因である。このため、クラッド付着による圧損の変化を定量的に計測する必要がある。また特に、デブリフィルタの穴が内部で曲がっている場合は、カメラで見ただけでは、表面のみ目視可能であるが、内部の状況は見えない。このため、捕捉したデブリによるデブリフィルタの目詰まり状況の確認ができない。
【０００５】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、運転プラントの炉心入口部付近に取り付けられたフィルタについて、プラントの運転停止中に、クラッド付着による圧損の変化やデブリなどによる目詰まり状況を検査できる装置および方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的の少なくとも一部を達成するものであって、請求項１に記載の発明は、原子炉内で燃料集合体を支持し、フィルタを通して前記燃料集合体に水を導入するための燃料支持金具から、前記原子炉の運転停止時に、前記燃料集合体を水中で外したあとにその燃料支持金具に水中で取り付けられて、前記フィルタの圧力損失を検査する燃料支持金具フィルタ検査装置において、前記燃料集合体を外したあとの前記燃料支持金具に接続される管と、前記フィルタを通って前記管に入る水の流れを駆動するポンプと、前記管内の流量を測定する流量計と、前記フィルタの圧力損失を測定する圧損測定手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、原子炉の運転停止時に、燃料支持金具を炉内に設置した状態で、フィルタの圧損を定量的に計測でき、クラッド付着による圧損の経年変化を検査することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料支持金具フィルタ検査装置において、前記流量計はベンチュリ管を用いるものであること、を特徴とする。請求項２の発明によれば、請求項１の発明による作用・効果が得られるほか、管内の流量を容易に測定することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の燃料支持金具フィルタ検査装置において、前記圧損測定手段は、前記管内の圧力を測定する手段を含むこと、を特徴とする。請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明による作用・効果が得られるほか、フィルタの圧損測定を容易に行なうことができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、原子炉内で燃料集合体を支持して前記燃料集合体に水を導入するための燃料支持金具に取り付けられたフィルタの圧力損失を検査する燃料支持金具フィルタ検査方法において、前記原子炉の運転停止時に、水中で前記燃料支持金具から前記燃料集合体を外す取り外し工程と、前記取り外し工程の後に前記燃料支持金具に水中で燃料支持金具フィルタ圧損検査装置を取り付ける取り付け工程と、前記取り付け工程の後に、前記燃料支持金具フィルタ圧損検査装置のポンプを駆動して前記フィルタを通る水の流れを作る流動工程と、前記流動工程における前記フィルタを通る水の流量および前記フィルタでの圧力損失を測定する測定工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明によれば、原子炉の運転停止時に、燃料支持金具を炉内に設置した状態で、フィルタの圧損を定量的に計測でき、クラッドなどの付着による圧損の経年変化を検査することができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、原子炉内で燃料集合体を支持し、フィルタを通して前記燃料集合体に水を導入するための燃料支持金具から、前記原子炉の運転停止時に、前記燃料集合体を外したあとにその燃料支持金具の内側および外側から前記フィルタを水中で目視観察するための燃料支持金具フィルタ検査装置であって、水中で、前記燃料支持金具の内側および外側から前記フィルタに近づけることのできるカメラおよび照明具を有すること、を特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明によれば、原子炉の運転停止時に、燃料支持金具を炉内に設置した状態で、フィルタの流路穴の状況を明るく照らしながら目視観察することができる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の燃料支持金具フィルタ検査装置において、前記カメラと照明具が前記フィルタをはさんで向かい合って配置されるように構成されていること、を特徴とする。請求項６の発明によれば、請求項５の発明による作用・効果が得られるほか、背面からの光によってフィルタの流路穴の内部を鮮明に目視観察することができる。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明は、原子炉内で燃料集合体を支持して前記燃料集合体に水を導入するための燃料支持金具に取り付けられたフィルタを検査する燃料支持金具フィルタ検査方法において、前記原子炉の運転停止時に、水中で前記燃料支持金具から前記燃料集合体を外す取り外し工程と、前記取り外し工程の後に、水中で、カメラおよび照明具を前記フィルタに近づけて当該フィルタを目視観測する観測工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明によれば、原子炉の運転停止時に、燃料支持金具を炉内に設置した状態で、フィルタの流路穴の状況を明るく照らしながら目視観察することができる。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の燃料支持金具フィルタ検査方法において、前記観測工程は、前記カメラと照明具が前記フィルタをはさんで向かい合って配置した状態で行なわれること、を特徴とする。請求項８の発明によれば、請求項７の発明による作用・効果が得られるほか、背面からの光によってフィルタの流路穴の内部を鮮明に目視観察することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る燃料支持金具フィルタ検査装置および検査方法の実施の形態を図面を参照して説明する。ここで、共通または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は適宜省略する。
【００１９】
まず、本発明に係る燃料支持金具フィルタ検査装置の第１の実施の形態を図１〜図３を参照して説明する。
図２は沸騰水型原子炉の燃料支持金具４０を示す。図示のように、上部に４個の開口６０があって、それぞれに燃料集合体（図示せず）が載置される。各開口６０に向かって燃料支持金具４０内に冷却材流路が形成されており、燃料支持金具４０の入口は水平方向外側を向いて開いていて、各入口にはデブリフィルタ３０が取り付けられている。燃料支持金具４０の中央には水平断面が十字形の制御棒（図示せず）が鉛直方向に貫通できるように水平断面が十字形の制御棒穴６１が形成されている。
【００２０】
この燃料支持金具４０は、図１に示すように、炉心支持板５０に設けられた穴に途中まで入って支持されている。さらに、燃料支持金具４０の真下に制御棒案内管５２が配置されている。なお、図１には燃料支持金具４０および制御棒案内管５２をそれぞれ１個だけ示されているが、これらは、それぞれ複数が水平方向に格子状に配列される。
【００２１】
デブリフィルタ３０は、例えば図３に示す構造であって、冷却材中に不可避的に混入した異物の燃料支持金具４０内部への侵入を阻止することができるものである。デブリフィルタ３０の各流路穴６３は例えば図３（ａ）に示すように千鳥格子状に配列され、各流路穴６３は図３（ｂ）に示すようにそれぞれが「く」の字状に曲がっている。なお、図３（ａ）ではフィルタ３０の全体形状がほぼ正方形で示されているが、図１、図２などに示す燃料支持金具４０の入口部におけるフィルタ３０の全体形状は通常は円形である。
【００２２】
図１は、本発明に係る燃料支持金具フィルタ検査装置の第１の実施の形態である圧損検査装置１０を燃料支持金具４０に取り付けた状態を示す。図示の状態は、原子炉が停止した定期検査のときであって、燃料支持金具４０の上の４個の燃料集合体（図示せず）はすべて炉外に取り出されている。燃料集合体が載置されていた４個の開口６０のうちの１個に圧損検査装置１０の整流管１１の下端が挿入されている。
【００２３】
圧損検査装置１０は、下部に鉛直方向に延びる整流管１１と、整流管１１の上方に連設されたベンチュリ管１２および水中ポンプ１３を有する。ベンチュリ管１２と水中ポンプ１３の間にサポート１４があって、サポート１４が原子炉の上部格子板５２で支持されている。
【００２４】
燃料支持金具４０は、制御棒案内管５１を介して炉心支持板５０に取り付けられている。圧損検査装置１０は全体が炉水中に浸かっている。また、検査は定期点検中に行なうため、炉水の流れはない。
【００２５】
以上の構成で、水中ポンプ１３を作動させると、炉水はデブリフィルタ３０を通過して燃料支持金具４０へ流れ込み、整流管１１およびベンチュリ管１２を通って水中ポンプ１３の吐出口から排出される。整流管１１に流れる流量は、ベンチュリ管１２の入口圧力測定点１２ａと出口圧力測定点１２ｂの差圧に基いて測定できる。これにより、所定の流量が流れるよう水中ポンプ１３を制御する。
【００２６】
デブリフィルタ３０の入口の圧力は水頭圧で一定であり、デブリフィルタ３０の出口の圧力は整流管１１の入口の圧力とほぼ同一であるから、整流管１１の入口部に圧力測定点１０ａを設けることによりデブリフィルタ３０の差圧を算出できる。したがって、定期点検ごとに所定流量における圧力測定点１０ａの圧力を測定することにより、デブリフィルタ３０の圧損増加（経年変化）を検出できる。
【００２７】
次に、本発明に係る燃料支持金具フィルタ検査装置の第２の実施の形態である目視検査装置２０を図４に基き説明する。目視検査装置２０は、水中カメラ２１および水中照明具２２を有する。
【００２８】
図４に示すように、水中カメラ２１は燃料支持金具４０の開口６０から内部に挿入し、デブリフィルタ３０を内側から見られる位置に設置する。また、燃料支持金具４０の外側で水中カメラ２１とは反対側の位置に水中照明具２２を設置し、デブリフィルタ３０の各流路穴６３を外側から照らす。これにより、「く」の字状に曲げられた流路穴６３の内部に光が投光され、反射光によって、反対側にある水中カメラ２１で目視可能となる。
【００２９】
また、水中カメラ２１と水中照明具２２の位置を入れ替えることにより、デブリフィルタ３０の両側を目視することができる（図示せず）。さらに、水中カメラ２１と水中照明具２２を接近させて横に同じ向きに並べてデブリフィルタ３０を目視することもできる（図示せず）。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、原子炉の定期検査時などの運転停止時に燃料支持金具のフィルタの目詰まり状況などを検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料支持金具フィルタ検査装置の第１の実施の形態であるデブリフィルタ圧損検査装置を燃料支持金具に取り付けた状態を示す図であって、（ａ）は全体立断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視水平断面図。
【図２】沸騰水型原子炉のデブリフィルタ付き燃料支持金具を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視立断面図。
【図３】図２のデブリフィルタを取り出して示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視側断面図。
【図４】本発明に係る燃料支持金具フィルタ検査装置の第２の実施の形態である目視検査装置を燃料支持金具とともに示す模式的立面図。
【符号の説明】
１０…圧損検査装置、１０ａ…圧力測定点、１１…整流管、１２…ベンチュリ管、１２ａ…ベンチュリ管入口圧力測定点、１２ｂ…ベンチュリ管出口圧力測定点、１３…水中ポンプ、１４…サポート、２０…目視検査装置、２１…水中カメラ、２２…水中照明具、３０…デブリフィルタ、４０…燃料支持金具、５０…炉心支持板、５１…制御棒案内管、５２…制御棒案内管、６０…開口、６１…制御棒穴、６３…流路穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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