(57)【要約】【課題】形状や寸法が異なる燃料集合体が混在する炉心や燃料集合体のチャンネルボックス上端位置が上部格子板の上端と同一レベルあるいはそれよりも低い炉心においても容易に確実に高感度で漏洩燃料を検出可能にできるシッピング装置を得る。【解決手段】燃料集合体１の上にキャップ本体１０を被せて当該燃料集合体１内の炉水をサンプリングするシッピング装置において、燃料集合体１上部周囲の凹凸に合わせて形状を加工し、燃料集合体の位置での水圧によってシール機能を損なう変形が起きない燃料ガスケット１００をキャップ本体１の下部に装着する。【選択図】　図１
2004020296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の燃料集合体の上にキャップをシール手段を介して被せて前記燃料集合体内の炉水をサンプリングするシッピング装置において、前記シール手段は吸水性の材料を用いた構成されていることを特徴とするシッピング装置。
【請求項２】
原子炉の燃料集合体の上にキャップをシール手段を介して被せて前記燃料集合体内の炉水をサンプリングするシッピング装置において、前記シール手段は吸水性の材料を用いた構成され、前記シール手段の一部分を吸水する吸水面として残し、その他の面は水を通過させないコーティングを施したものであることを特徴とするシッピング装置。
【請求項３】
原子炉の燃料集合体に被せるキャップに、前記燃料集合体に接する位置となるようにシール手段を装着し、前記キャップを前記シール手段を介して原子炉の燃料集合体の上に被せて前記燃料集合体内の炉水をサンプリングするシッピング装置において、
前記シール手段を前記キャップに対して着脱可能な構造部材へ装着しておき、前記シール部材の交換時には前記シール部材が装着されている構造部材ごと前記シール部材を交換可能に構成したことを特徴とするシッピング装置。
【請求項４】
シール手段をキャップの下部に装備し、前記シール手段を前記燃料集合体に押し当てて前記キャップで前記燃料集合体の上方を覆って前記燃料集合体内の炉水をサンプリングするシッピング方法において、
前記シール手段として吸水性の材料が使用され、前記サンプリングを行った後に、前記シール手段に前記燃料集合体の位置から離れた水環境下で圧縮力付与と付与圧縮力の開放作用とを加えて前記吸水性シール内に吸水した水を前記水環境下の水と置換するようにしたことを特徴としたシッピング方法。
【請求項５】
原子炉の燃料集合体の上にシール手段を介してキャップを被せて前記燃料集合体内の炉水をサンプリングするシッピング方法において、
前記シール手段として前記燃料集合体の位置する水深の水圧でもシール機能を発揮する形状を維持するシール手段を用い、
まずは、前記燃料集合体の上部周囲の凹凸に関して形状や寸法が異なる複数の燃料集合体に対して、共通のシール手段を備えたキャップを用いてシッピングを行い、次に前記シッピングを行った複数の燃料集合体の内で燃料が漏洩していると疑わしい燃料集合体を再検査対象として、前記再検査対象の燃料集合体の上部周囲の凹凸に沿うように形状を加工した個別のシール部材を装着したキャップを用いて再度のシッピングを行うことを特徴としたシッピング方法。
【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内に装荷された燃料集合体周辺の炉水を採取して、採取した炉水を分析することにより燃料集合体に破損が生じているか否かを検出する燃料破損検出方法に関するもので、特に当該燃料集合体周辺の炉水を一時的に隔離してよう素などの濃度を高めたのちに炉水を吸い上げてサンプリングするシッピング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉の燃料集合体内の炉水を対象としたシッピング装置の従来の技術は特開昭５５−５５２９３号等に示されている。
【０００３】
本装置は典型的なシッピング装置であり、原子炉の炉心内に配置された燃料集合体の上部を覆うインナーキャップと、複数のインナーキャップが内部に設けられ上部格子板に着座するアウターキャップと、アウターキャップに取付けられてインナーキャップに挿入されるサンプリング管と、アウターキャップに取付けられてアウターキャップ内部にガスを供給するガス供給管から構成され、ガス供給管よりガスを供給しシッパーキャップ内にガス層を形成し、シッパーキャップ内の液位を一定位置まで下げることにより燃料集合体内外の炉水を隔離し、一定時間保持後燃料集合体内部の炉水をサンプリング管により採取し、その採取した炉水を化学分析室まで運搬して所定の処置を施した後、よう素の放射能を測定することにより当該燃料集合体の破損の有無を確認可能とするものである。
【０００４】
また、特開２０００−１６２３７３号に示されているシッピング装置は形状や寸法が異なる燃料集合体に対して対応可能なシッピング装置の概念が示されており、また、特公平７−７０９２号では燃料集合体のチャンネルボックス上端位置が上部格子板の上端と同一レベルあるいはそれよりも低い場合にも対応可能なシッピング装置の概念が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−１６２３７３号に示されているシッピング装置ではシール部材は上から覆い尽くすように勘合させる概念は示されているが、形状や寸法が異なる燃料集合体に対して、より密封性を向上させるシール部材については述べられていなかった。また、特公平７−７０９２号の装置では燃料集合体のチャンネルボックス上端位置が上部格子板の上端と同一レベルあるいはそれよりも低い燃料集合体に対して、キャップ内へガスを注入してキャップ内水位を上部格子板の上端より下部へ下げる概念は示されているが、水位の制御をより確実により容易に行う方法については考慮されていなかった。
【０００６】
本発明の目的は、形状や寸法が異なる燃料集合体が混在する炉心や燃料集合体のチャンネルボックス上端位置が上部格子板の上端と同一レベルあるいはそれよりも低い炉心においても容易に確実に高感度で漏洩燃料を検出可能にできるシッピング装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の手段は、原子炉の燃料集合体の上にキャップを被せて当該燃料集合体内の炉水をサンプリングするシッピング装置において、燃料集合体の位置する水深の水圧でもシール機能を失わない所定の形状を維持するシール部材をキャップの下部に装着するようにするので、シール部材の形状を燃料集合体上部の凸凹の形状に精度良く一致した形状に加工しておけば、水圧が作用してもその形状は維持されるので、シール部材が燃料集合体上部に精度良く被さるのでキャップと燃料集合体上部の隙間を最小にでき、シール性を向上させることが可能となる。
【０００８】
第２の手段は、前記第１の手段で、シール部材を硬質のゴム製のシール部材として、硬質のゴムとして、たとえば硬度５０または硬度５０程度のシリコンゴムなどを採用すれば、その硬度のシール部材に水圧がかかり変形する変形量は０．１〜０．２ｍｍ程度の少ない変形量となるためシール性に影響するような変形を抑制でき、燃料集合体上部の凸凹の形状に一致する条件は維持できるので設計どおりのシール性を容易に得ることが可能となる。
【０００９】
第３の手段は、前記第１の手段で、シール部材を吸水性のシール部材とするので、シール部材に水圧がかかっても水が内部へ浸入するだけでシール性に影響するような変形は抑制でき、キャップ自重により高さ方向に圧縮された時にちょうど燃料集合体上部の凸凹の形状に一致する形状としておけば、設計どおりのシール性を容易に得ることが可能となる。また、吸水性のシール部材は変形しやすいので燃料集合体上部の凸凹の形状もあらかじめ精度よく加工しておかなくとも変形してフィットするので精度良く加工する手間も省くことが可能となる。
【００１０】
第４の手段は、前記第３の手段で、シール部材を燃料集合体上部の凸凹面に押し当てるとキャップの質量程度の荷重で凸凹面にならって変形する低反発素材からなるシール部材とするので、燃料集合体上部の凸凹形状に被せた時にキャップの自重で容易にフィットさせることが可能となる。特に複雑な凸凹に対しても形状が変化して高いシール性を容易にえることが可能となる。また、形状が変化してフィットするのであらかじめ燃料集合体上部の凸凹に合わせて精度良くシール部材を加工しておく必要がなくなるので加工の手間も省略することが可能とできる。
【００１１】
第５の手段は、前記第３，４の手段の吸水性シール部材を水圧下で形状を維持できるように吸水する面を残し、その他の面はコーティングを施すようにするので、たとえキャップの自重だけでは十分圧縮しないで内部から吸収された水が外部へ通過する通水特性が残るような場合にも水圧下で形状を維持するために必要な面以外はコーティングにより水の通過を阻止できるのでシール性を十分確保することができる。
【００１２】
第６の手段は、前記第５の手段で、形状を維持するために残す吸水面をシール部材の外周面として、内側の面と下面にはコーティングを施すようにするので、少なくとも内面周囲と下面周囲がコーティング面となるので、内部から外部へのシール性は十分確保される。また、漏洩燃料の場合は内部が汚染した炉水となるので、汚染した炉水を吸収してシール部材を汚染させることも容易に防止できる。また、燃料集合体の上面と接するシール部材の下面がコーティングされることによりシール部材の耐久性も向上させることも可能となる。
【００１３】
第７の手段は、前記第１，２，３，４，５，６の手段のシッピング装置において、キャップを当該燃料集合体へ被せるときに燃料集合体のチャンネルボックスの内面をガイドして位置決めを行うガイド部材をキャップに設けるので、燃料集合体のハンドルをガイドとしてある程度の位置決めがされたあとにさらにチャンネルボックスの内面をガイドとして高精度の位置決めができるようになり、その結果、精度よく加工されたシール部材の凸凹形状が燃料集合体上部の凸凹形状に精度良く位置決めされて被せることができるようになるので、凸凹形状をあらかじめ被せる側を大きめに加工しておく必要がなくなり、凸凹の形状をより精度よく一致させることができるので、シール性をより向上させることが可能となる。
【００１４】
第８の手段は、シール部材をキャップの下部に装着したキャップを燃料集合体の上に被せて当該燃料集合体内の炉水をサンプリングするシッピング装置において、シール部材をキャップに着脱可能な構造部材へ貼り付けしておき、シール部材交換時にはシール部材が貼り付けされている構造部材ごと交換できるようにするので、シール部材が傷んで交換が必要となった場合とか、漏洩燃料の汚染水によってシール部材が汚染して継続して行う燃料検査に支障をきたすような場合にも短時間でシール部材の交換が可能となる。
【００１５】
第９の手段は、前記第１から第７の手段を適用したシッピング装置において、燃料集合体上部周囲の凹凸に合わせて形状を加工したシール部材をさらに上部格子板との凹凸形状も考慮して加工するようにするので、燃料集合体のチャンネルボックス上部が上部格子板の上面より低い位置関係となった場合においても、上部格子板の上面と燃料集合体の上部周囲（主にチャンネルボックスの周囲）が形成する凸凹の形状にフィットしてシール性を良好なものとすることが可能となる。このシール部材で燃料集合体のチャンネルボックス上部が上部格子板の上面より高い位置関係となった場合には上部格子板の凸凹を考慮した形状は一番外側の周囲のため、燃料集合体とキャップが接する部分はあらかじめ当該部分にフィットする凸凹形状となっているのでシール性は良好に確保される。また、この場合、チャンネルボックスの内側をガイドとしてキャップの着座位置精度を精度よくすれば、より一層、凹凸部分を精度よく一致させて被せることができるので効果的となる。
【００１６】
第１０の手段は、燃料集合体の上にキャップを被せて当該燃料集合体内の炉水をサンプリングするシッピング装置において、キャップに傾斜センサを設けて、傾斜センサからの出力信号により、キャップが正常に着座したことを確認できるようにするので、キャップが水中深い位置で正常に燃料集合体の上に着座したことを容易に確認することが可能となる。傾斜センサは２方向の傾斜センサがよい。この方式は従来のキャップの四隅に上部格子板との接触センサを設けて四隅の着座を検出する方法よりセンサやケーブル員数を少なくできる。また、外側のキャップを上部格子板の上に着座させないでキャップを直接燃料集合体の上に着座させる場合にも容易に水平に着座したこと、すなわち、正常に着座できたことを検出することが可能となる。
【００１７】
第１１の手段は、原子炉の燃料集合体の上にキャップを被せて当該燃料集合体内の炉水をサンプリングするシッピング装置において、燃料集合体の上に被せたキャップをさらに覆い上部格子板の上に着座できる形状の外側のキャップを有し、前記外側のキャップ内へのガスの注入及び排気する設備を備えたことを特徴とするシッピング装置であって、外側のキャップ内にはガスを注入してガス圧により外側のキャップ内水位を所定の水位まで下げた状態で所定の時間保持して、その後注入するガス圧を下げてキャップ内の水位を上昇させて当該燃料集合体内の炉水をサンプリングするようにするので、高感度に燃料検査を行うことが可能となる。すなわち、注入するガス圧によって水位を上部格子板上面より下げれば、燃料集合体のチャンネルボックス上端部が上部格子板上部より低い位置にある場合でも燃料集合体のチャンネルボックス上端より下へ水面を押し下げることができ完全シール状態で各燃料独立によう素濃度を高めることが可能となる。また、炉水をサンプリングするには採水管のレベルまで水位を戻す必要があるが、ガス圧を下げることで水位は戻り、さらにその場合にはキャップのシール部材でシールを保持した状態でサンプリングを行うことが可能となる。濾水のサンプリングに要する時間は完全シール状態でよう素濃度を高めている時間よりはるかに短くて済むのでその時間のみ完全シール状態からシール部材によるシール状態となっても全体としては高濃度に高めた炉水をサンプリングできるので高感度での燃料検査が容易に可能となる。ここで、ガス圧は高精度で圧力を設定可能な圧力調整機構を用いれば、水位は任意制御することが可能である。
【００１８】
前記第１１の手段で外側のキャップ内にはガスを注入してガス圧により外側のキャップ内水位を所定の水位まで下げた状態で所定の時間保持するときの所定の水位を上部格子板の下端部の位置とすれば、ガス圧の制御が容易となる。すなわち、元圧は十分高い圧力に上げることによって、余分なガス圧は上部格子板の下部から排出されるので、元圧の微妙な設定，制御は不要とすることができる。
【００１９】
第１２の手段は、前記第１１の手段を適用したシッピング装置において、外側のキャップ内水位を直接検出し検出信号として出力する水位センサを外側のキャップ内に設けるので、容易に圧力制御が可能となる。すなわち、検出したキャップ内の水位の検出信号を表示できるようにして表示された水位情報を見ながら圧力調整弁を操作するようにすれば絶対圧力を精度よく設定可能な圧力調整機構がなくともガス圧を適切に容易に設定可能となる。あるいは、水位の検出信号と設定したい水位に相当する基準信号とをサーボバルブへ入力して容易に圧力調整可能としてもよい。
【００２０】
第１３の手段は、前記第３，４，５，６の手段を適用したシッピング装置において、漏洩燃料検出後には汚染水を吸収した吸水性シール部材を洗浄効果のある水環境で圧縮と開放を行うことで吸水した汚染水を排出するようにするので、効率よく汚染したシール部材の除染を行うことが可能となる。圧縮と開放を行う場所はきれいな水を入れたオペフロ上の洗浄槽でもよいし、漏洩燃料から離れた場所の炉心位置では汚染の度合いも少ないので原子炉プール内の所定の場所で行うようにしてもよい。また、その場合に圧縮は自重でシール部材を圧縮してもよいし、上から押し付けるようにしてもよい。また、圧縮する時にシール部材下面の凸凹と同じ形状の部材を下に置いてその上で圧縮させると複雑な凸凹形状でも隅々まで均等に圧縮できるので、より効率よく除染を行うことが可能となる。
【００２１】
第１４の手段は、前記第１〜１０の手段を適用したシッピング装置を用いたシッピング方法において、最初は形状や寸法が異なる複数種類の燃料集合体の上部周囲の凹凸に合わせて形状を加工したシール部材をキャップの下部に装着した複数キャップを有するシッピング装置でシッピングを行い、次に漏洩燃料と疑わしい燃料集合体に対して当該燃料集合体の上部周囲の凹凸に合わせて形状を加工したシール部材をキャップの下部に装着したシッピング装置でシッピングを行うようにするので、効率よくしかも最高感度でシッピングを容易に行うことができる。すなわち、最初は複数キャップを一括で同時に複数の燃料集合体の上に被せて１度に複数本の燃料集合体の検査ができるようにするが、この場合に２種類の燃料が装荷されている場合に複数のキャップをその都度対象燃料集合体の種類に合わせて最適な凸凹のシール部材を装着したキャップを被せるようにしてもよいが、それでは組換えの作業が必要となるため、最初は２種類の燃料集合体の両方に有効な凸凹の形状に設計したシール部材で複数の燃料集合体を効率よく検査するのがよい。但し、この場合、２種類の燃料集合体の凸凹に共通的に適用可能な凸凹形状としたシール部材であるため、１種類の燃料集合体の凸凹形状に特化した形状のシール部材よりはシール性は劣る。そこで、最初の共用設計されたシール部材で複数を効率よく検査して漏洩燃料と推定される燃料集合体が特定できれば、その次にその漏洩燃料と思われる燃料集合体へ当該燃料集合体の種類に特化した凸凹形状のシール部材を装着したキャップを被せてより完全なシール条件で検査を行うことで最高感度の燃料検査を行うことが可能となる。共用設計されたシール部材であっても漏洩燃料から排出されるよう素濃度が高ければ十分漏洩燃料を漏洩燃料と特定できるか、排出されているよう素濃度が低い場合にはより高感度な検査方法が必要となり、そのような場合にこの手段は有効な手段となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の基本的な一実施例を図面を用いて説明する。通常のＢＷＲ炉心は上部格子板の格子の中に大部分は４体の燃料集合体が入っているが、炉心周囲には上部格子板の中に２体の燃料集合体や１体の燃料集合体の個所もある。それに合わせて燃料集合体へ被せるシッピング装置も４体用とか２体用や１体用が用意される。中には１６体用，３２体用なども用意されてかまわないが、燃料集合体と実際にそれに被せられるキャップ本体の関係は４体用でも２体用でも１体用でも同じであるので本実施例を説明するに当たっては１体用を例にして説明する。同じ構造でキャップ本体を複数体設ければ複数体用のシッピング装置となるので本発明の効果は同じである。
【００２３】
図１の本発明の一実施例を以下に説明する。キャップ本体１０の上部にはキャップハンドル１５が取付けてあり、キャップハンドル１５を燃料取扱装置などで掴んでキャップ本体１０を燃料集合体１の上に被せることができるようにする。燃料集合体１は上部格子板６の間に挿入されており、その上部周囲にはチャンネルボックス２，クリップ３，ファスナ４などがあり凸凹している。また、燃料集合体１の上部タイプレートの燃料ハンドル５が上部にはある。
【００２４】
キャップ本体１０には炉水をサンプリングするための採水管２０が設けてあり、その上端には採水ホース２５が接続されて、そのホースはオペフロに設置されるポンプで炉水を汲み上げる構成となっている。また、キャップ１０の内側にはハンドルガイド５０があり、燃料集合体１の上に被せる時に燃料ハンドル５にハンドルガイド５０がガイドされて燃料集合体１の所定の位置に精度よく被せることが可能となっている。
【００２５】
また、キャップ本体１０の下部には燃料ガスケット１００が取付けられている。ここで、燃料ガスケット１００の形状は燃料集合体１の上部周囲の凸凹に対応してちょうど被さるような形状で下面が精度良く加工してある。そのため燃料集合体上部周囲がクリップ３やファスナ４などで凸凹していても被せた時の隙間は小さくなるようにできる。
【００２６】
本実施例では燃料ガスケット１００はたとえば硬質ゴムなどの硬質のシール部材で製作しておくことにより、燃料集合体１が水深の深い水圧にさらされても硬質のため圧力での変形量は小さく、最初に設計して加工した燃料ガスケット１００の凸凹形状も水圧で変形しないので初期のシール性を水圧下でも確保することが可能となる。
【００２７】
たとえば、硬度５０程度のシリコンゴムなどとすれば、その硬度のシール部材に当該水深の水圧がかかり変形する変形量は０．１〜０．２ｍｍ程度の少ない変形量となる。この変形量はシール性に大きく影響するものではない。但し、硬質ゴムなどは容易に変形しないため、万一、燃料集合体１の凸凹した部位にちょうど乗らなかった場合には途中でひっかかり完全に燃料集合体１の上に被せることができなくなりシール性も確保できなくなるので、通常は燃料ハンドル５とハンドルガイド５０のガタに相当する隙間のずれは干渉しないようににげて凸凹を加工する必要がある。そうするとその隙間から炉水は漏れることになりその分シール性は悪くなる。
【００２８】
本実施例では燃料ガスケット１００は硬質ガスケットなので、たとえば、ガスケット自体の形状をチャンネルボックス２の内側をガイドして燃料集合体１の上に燃料ガスケット１００が着座するようにガイド部１００Ｇを設けた。
【００２９】
これによって、燃料ハンドル５に対して燃料ガイド５０である程度位置決めをしたのちさらに被せていくとガイド部１００Ｇがチャンネルボックス２の内側の淵にそってさらに精度良く位置決めされるようにできる。
【００３０】
また、燃料ガスケット１００をキャップ本体１０に直接貼り付けしておくと燃料ガスケット１００を交換する場合には貼り付けしてある接着剤をはがしてきれいにしたのちに新しい燃料ガスケットを再度貼り付けする必要があり、接着剤が乾くまで待たなければならないが、本発明の実施例では燃料ガスケット１００はガスケット金具９０に接着材で貼り付けされており、ガスケット金具０をガスケット固定ボルト８０でキャップ本体１０にガスケット９５で密閉して取付けることができる構造としている。
【００３１】
そのため、あらかじめ同じようなガスケット金具９０に新しい燃料ガスケット１００を貼り付けしてあるものを準備しておけば、キャップ本体１０から燃料ガスケット１００を交換する場合にはガスケット固定ボルト８０を緩めて古い燃料ガスケットを外して代わりにあらかじめ用意しておいたガスケット金具９０の付いた燃料ガスケット１００を取付けガスケット固定ボルト８０を締め付ければ交換は容易に行うことが可能となる。本実施例では１本の燃料集合体１にキャップ本体１０を１台被せるものであるが、同じものを複数台吊り下げて同時に複数の燃料集合体へ被せるようにしてもよい。
【００３２】
本実施例では１体専用であるので、燃料ガスケット１００は所定の燃料集合体１に最もフィットする凸凹形状で加工しておけば最適のシールができる。但し、炉心の中に複数の種類の燃料集合体がある場合には燃料集合体の種類ごとに最適な燃料ガスケットを使い分ける必要がある。それは、同じキャップ本体１０を用いて燃料ガスケット１００を交換するようにしてもよいし、キャップ本体１０を２台用意して各々２種類の燃料集合体に最もフィットする最適な燃料ガスケット１００を装着しておき、キャップ本体ごとに使い分けるようにしてもよい。
【００３３】
また、２種類の専用キャップを複数容易しておき、同時に複数の燃料集合体の上に被せる場合には被せる場所はあらかじめ計画して順序立てて行うようにすれば次の被せる場所の燃料集合体の種類の配置に合わせて吊り替えをするようにしてもよい。すなわち、燃料集合体の種類がＡとＢである場合に同時に４体の燃料集合体に被せることを想定した場合、Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂと配置されていた場合にはキャップのＡ専用，Ｂ専用，Ａ専用，Ｂ専用の順番に並べて同時に被せる。４体同時の場合の組合せは、Ａ，Ａ，Ａ，Ａとなる場合もあるのでＡ専用４台，Ｂ専用４台を用意しておけばどのような組合せにも対応できる。さらに、組合せの種類の数だけ組合せた４体同時用のキャップを全部用意するようにしてもよい。
【００３４】
また、燃料集合体Ａの凸凹と燃料集合体Ｂの凸凹に対して共通的に隙間が最も小さくなるような共用の燃料ガスケットを組込んだ複数体同時のキャップを用いて最初に複数体同時の検査を効率よく行い、共用設計のガスケットではシール性が劣るためはっきりと漏洩燃料と断定できないような場合にはその疑わしいとなった燃料集合体にそれに特化された専用のキャップを被せてさらに感度良く検査を行えるようにもできる。この場合には複数体同時に検査できる共用設計のキャップ複数体のほかにＡ専用キャップ１台とＢ専用キャップ１台が最低限用意すればよい。
【００３５】
また、本実施例は外側のキャップとガスを注入する系統がなく燃料集合体１の上に直接被せる方式の実施例であり、非常に単純なキャップの構成とできる。また、キャップ本体１０の上面には傾斜センサ３０が設けてあり、その傾斜センサ３０の信号はケーブル３５でオペフロの表示器で傾斜の程度を見られるようにすれば、キャップ本体１０を燃料集合体１の上に水平に正しく被せることができたかどうかを容易に確認できるようになる。傾斜センサ３０は前後左右の２軸のセンサでよい。常に鉛直方向を向く振り子の回転軸にポテンショメータなどで振り子の回転角度を検出するようなタイプを用いれば耐放射線上も問題はない。
【００３６】
図２，図３は、以下に述べる本発明の他の一実施例を示す。キャップハンドル１５はアウターキャップ１１０に付いており、アウターキャップ１１０には採水ホース２５，エアホース１２０が接続されている。採水ホース２５の先には採水管２０が接続されている。また、採水管２０の途中にはガイドロッド４０があり、インナーキャップ本体１０がアウターキャップ１１０の中で上下にスライドするときのガイド機能を有するようになっている。
【００３７】
ガイドロッド４０の下端部にはストッパ４５があり、インナーキャップ本体
１０が抜け落ちないように引っ掛けるようになっている。アウターキャップ１１０には切り欠きがあり、エアホース１２０よりエアを注入すると切り欠き部分まで水面を上げることができその状態で採水管２０の下部は水面下にあり採水できるようになっている。
【００３８】
インナーキャップ本体１０にはハンドルガイド５０があり、燃料集合体１の燃料ハンドル５にガイドされてインナーキャップ本体１０が燃料集合体１の真上に着座できるようになっている。また、インナーキャップ本体１０の下部には燃料ガスケット１０１が貼り付けされているガスケット金具９０がガスケット９５を挟んでガスケット固定ボルト８０にて取付けられている。
【００３９】
すなわち、ガスケット固定ボルト８０を緩めて燃料ガスケット１０１の付いているガスケット金具を外して別の燃料ガスケットの付いたガスケット金具を付け替えることで容易に燃料ガスケット１０１を新しいものと交換することが可能となる。燃料ガスケット１０１の下面の形状は燃料集合体１の上にのせたときに燃料集合体１のチャンネルボックス２の上面やクリップ３とかファスナ４などの凸凹形状に合わせてかぶせたときの隙間が小さくさるような形状に設計しておく。
【００４０】
そのため、燃料集合体１の上に精度よくのせる必要があるためにガスケット金具９０をインナーキャップ本体１０にガスケット固定ボルト８０で固定する場合もその取付け精度が重要となるため短時間で取付けるときに取付け位置を所定の位置とするために位置決めピン６０をあらかじめ所定の位置に設けておく構造としている。燃料ガスケット１０１の下面と内側の面にはコーティング１０２が施されている。
【００４１】
このコーティング１０２によって、燃料ガスケット１０１が水圧で変形しない吸水タイプの材料であってもこのコーティング１０２が全周下面と内側側面に施されているので燃料集合体１の上に被せたときに燃料集合体１の下部から押し上げられてくる炉水はインナーキャップ本体１０の中に閉じ込められて燃料ガスケット１０１の中を通って炉水がインナーキャップ本体１０の外へ流れることはなく、ソーキング中の燃料集合体１及びインターキャップ本体１０の内部の炉水を封じ込めて漏洩燃料の場合に放出されるよう素とかガスの濃度を効率よく高めることが可能となる。
【００４２】
燃料ガスケット１０１の吸水タイプの材料としては連泡あるいは半連泡のシリコンスポンジ材等を使用し、コーティング１０２としては同じくシリコーンのコーティング材を使用することで良好な特性が得られることを実際に確認している。吸水タイプのスポンジ材はキャップの重量で変形する場合にも水を吸収していた内分空洞が水を吐き出して変形するため、厚み方向には変形して圧縮されるが、横に変形して膨れるようなことはない。
【００４３】
また、ここで燃料ガスケット１０１の材質を低反発材、具体的にはテンピュールなどのウレタン素材でキャップの質量程度の荷重で凸凹面にならって変形するような特性で製作しておけば、クリップ３やファスナ４の凸凹面が押し当てられるとその面にならって変形するので、より精度良く凸凹面に燃料ガスケット１０１が密着して生じる隙間が小さくなるので、その隙間を通して流れ出る炉水をより少なくすることが可能とできる。
【００４４】
また、低反発材としては低摩擦係数の微小球体を水を通す袋に入れた構成で得るようにしたものでもよい。ウレタンなどの低反発材も同様に吸水性の特性を持っているので水圧には形状が変形しないようにでき、さらにシリコーンのコーティング１０２を下面と内面全周囲に行い炉水が流れでないようにすることができる。
【００４５】
下面のコーティングは省略しても炉水の流れは内面の側面全周囲にコーティングされた面で止めることができるが、何度も燃料集合体１の上に着座させることを繰り返すこととなるため燃料ガスケット１０１がボロボロになって炉内へ流出しないように保護する目的も兼ねて下面もコーティングするのがよい。
【００４６】
燃料ガスケット１０１は万一、ガスケット金具９０に貼り付けている接着が剥がれても落下しないようにガスケットピン７０がガスケット金具９０と燃料ガスケット１０１を挟み込んで抜けないように取付けられている。図２は燃料集合体１の上に被せる前の状態を示し、図３は燃料集合体１の上に被せた状態を示している。ここで、燃料集合体１のチャンネルボックス上面は上部格子板６の上面より低い場合の位置関係にある場合を例としている。燃料ガスケット１０１が載る場所は燃料集合体１の上面だけでなく、上部格子板６の上面にもかぶる場所が生じる。そういう場合には燃料ガスケット１０１の形状を燃料集合体の上面と上部格子板が形成する凸凹形状に合わせて成形しておくことによって、より隙間をなく被せることが可能となり、それによって、炉水の外へ漏れる量を少なくでき、その結果、よう素濃度をより高めるころが可能となり、漏洩燃料をより感度良く見つけることを可能にできる。
【００４７】
図４は、以下に説明する本発明の更に他の一実施例を示す。アウターキャップ１１０，インナーキャップ本体１０，ハンドルガイド５０などの基本的な構造は図２，図３と同じである。本図では燃料ガスケット１０１を貼り付けたガスケット金具９０をガスケット９５を挟んでインナーキャップ本体１０へ取付ける構造がガスケット固定ボルト８０で下側から取付けられる構造となっている。ガスケット９５は挟んでもよいし基本的にあわせ面が平らであれば省略することでもかまわない。
【００４８】
本実施例のようにインナーキャップ本体１０の側にネジを設けておき、ガスケット固定ボルト８０を下から締め付けられるようにするので、インナーキャップ本体１０，ガイドロッド４０のストッパ４５などを分解しないでも、そのまま、燃料ガスケット１０１の付いているガスケット金具９０の交換が容易に行うことを可能にできる。また、ガスケット金具９０にはガイド部１００Ｇを設けた構造としてある。
【００４９】
燃料ガスケット１０１は燃料集合体１の上面と上部格子板６の上面を考慮した凸凹構造になっているので、精度良く燃料集合体１の上に被せる必要がある。特に燃料集合体１が照射伸びで長くなっている場合には燃料集合体１の上面より上部格子板６は下方に位置するので燃料ガスケット１０１は燃料集合体１のチャンネルボックス２の上により正確な位置に被さらないと燃料ガスケットが変形して薄いチャンネルボックス２の上からずれ落ちて隙間があいてしまう可能性があるため重要となる。
【００５０】
本実施例のようにガイド部１００Ｇがあればハンドルガイド５０で先にある程度の位置決めがされて、その次のガイド部１００Ｇがチャンネルボックス２の内側にガイドされながら精度のよい位置に着座させることが可能とできる。また、図示はないが、図２，図３と同様に位置決めピン６０を設けて容易に所定の位置に取付けできるようにするのがよい。
【００５１】
図５は、以下に説明する本発明の更に一層他の一実施例を示す。図５のように原子炉の炉内の構造は上部格子板６の格子内に燃料集合体１が通されて挿入されており、燃料検査時には燃料ガスケット１０１を有しているシッパーキャップを燃料取扱装置２１０で掴んで燃料集合体１へ被せて炉水のサンプリングを行うが、漏洩燃料の検査を行った後には燃料ガスケット１０１に汚染している炉水が染み込んでいる可能性があるので、再度同じ燃料ガスケット１０１を用いて他の燃料の検査を継続する場合とか、引き上げ後の放射線レベルを下げるという目的からも燃料ガスケット１０１をある程度除染しておくのが望ましい。
【００５２】
そこで、本実施例では燃料集合体１の上面と同じ凸凹形状とさせた除染治具
２００をバルクヘッド７の位置に仮置きして、そこへ燃料ガスケット１０１を燃料取扱装置２１０で持って行き、燃料ガスケット１０１を除染治具２００の上に被せて上下に動かして着座と引き上げを繰り返すことによって、吸水性の燃料ガスケット１０１に染み込んでいた汚染水を吐き出して周囲の汚染レベルのまだ低い炉水を代わりに吸い込むような置換を何度か行うことで除染できるようにしたものである。
【００５３】
バルクヘッド７の場所で行えば水面９の上である気中へ引き上げる前に除染することが可能とできる。また、水面９の上に引き上げたあとでもオペプロ８の位置にきれいな水をためた水槽の中に除染治具２００を置いて、燃料取扱装置２１０で掴んだまま移動してきてもよいし、別の吊具に吊り変えてもよいが、水槽の中の除染治具２００に燃料ガスケット１０１を何度か着座，引き上げを繰り返して除染するようにしてもよい。この場合には水を取り替えて何度も行うことでよりきれいに除染することも可能とできる。
【００５４】
図６は、以下に説明する本発明の更に他の一実施例を示す。基本的には図２，図３と同じ構造であるが、アウターキャップ１１０には切り欠きが設けてなくエアホース１２０から注入した空気が途中で抜け出ない構造となっている。アウターキャップ１１０は上部格子板６の上に着座させるが、その状態でエアホース
１２０から注入する圧力を高くするとアウターキャップ１１０内の水面１１１ｂは下がって、アウターキャップ内水面１１１ａの位置まで下がる。その水面１１１ａの位置は上部格子板６の下部の位置まで下がる。この状態であれば燃料集合体１の上部は完全に気中となるので炉水が流れ込むことがなく、よう素などの濃度を最も効率よく高めることが可能とできる。
【００５５】
また、よう素などの濃度を高めたあとには炉水をサンプリングする必要があるが、その場合にはエアホース１２０から注入しているエアの圧力を下げることでアウターキャップ内水面１１１ｂは上昇してきて、採水管２０が水面１１１ｂに浸ることで、炉水を採水ホース２５から吸い上げることが可能とできる。
【００５６】
この時採水ホースの中に水はためておき、採水管２０が浸ることを時間制御か、あるいは採水管２０の先に設けた温度計が炉水に浸り温度が上昇したら採水するような制御で実現することは可能である。
【００５７】
また、上部格子板６に接するアウターキャップ１１０の下部にはエアが漏れるのをできるだけ少なくするために両方の面を精度よく平面に仕上げるようにするか、シール部材をアウターキャップ１１０の下部に設けるようにしてもよい。特に炉心の中で周囲の１体用や２体用をかぶせる部位の上部格子板６はきちんとした長方形や正方形でない場合もあるので、上から見たその形に沿ってアウターキャップ１１０の形状も合わせておくようにするとか、シール部材の形状，大きさを十分上部格子板の上に被さり隙間の生じないようにすることが、エアの漏れを少なくできる。但し、エアの漏れが多少あってもそれ以上のエアを注入することによって水面１１１ｂを押し下げることは可能である。
【００５８】
図７は、以下に示す本発明の更に他の一実施例を示す。図７のように、本実施例は図６の構造からさらに浮き１１２をリニアセンサ１１３に取付けてリニアセンサの出力をケーブル１１４で検出できるようにしたものである。浮き１１２はアウターキャップ内水面１１１の上下するのに合わせて上下するのでその動きはリニアセンサ１１３で電気信号に変換されてケーブル１１４でその電気信号を見ることでアウターキャップ内水面１１１の位置を確認することが可能となる。
【００５９】
その水面１１１の位置を示す信号をフィードバック信号として利用してエアホース１２０から注入するエアの圧力を制御すれば、アウターキャップ内水面１１１は任意の位置に制御うることが可能となる。これはサーボバルブなどを用いで実現することでよい。このようにアウターキャップ内の水位を制御できれば、よう素などの濃度を高める場合には水面１１１を十分下げて、採水する場合には水面１１１を採水管２０が浸る位置まで制御するような運転が容易にできるようになる。また、浮きやリニアセンサを用いないで、たとえば採水管の先端に温度計を付けて、その温度情報でエアの圧力をＯＮ／ＯＦＦ制御するようなことでもそれなりの運用はかのうである。
【００６０】
また、本実施例では採水管２０をアウターキャップ１１０に直接設ける構造でなく、採水ホース２５から採水管ホース２１を介して採水管２０はインナーキャップへ取付けるようにした。また、採水管ホース２１は余長を確保してインナーキャップ本体１０がアウターキャップ１１０の中で上下に動くことに追従できるようになっている。本実施例を用いれば、採水管２０の位置はインナーキャップ本体１０の位置によって決まるようになり、燃料集合体１の位置が照射のびでいろいろな高さになっても、あるいは違う種類の燃料集合体との混在炉心で同じキャップを違う種類の燃料集合体に被せる場合などにも、燃料集合体１の上に被せたインナーキャップ本体１０の決まった高さ、すなわち採水管２０の先端位置は燃料集合体１に対して常に所定の位置関係にすることが可能とできる。
【００６１】
そうすると採水管２０の高さはアウターキャップ内水面１１１の下へ入る位置がいつでも採水できる状態であるので、できるだけ下に設けたいが、燃料集合体１へは採水管２０の先端は絶対当たらないようにしたいという条件を容易に満足した位置を決定することが可能となる。そうすることでアウターキャップ内水面１１１の制御しなければならない範囲を最小にすることも可能である。
【００６２】
また、浮きとリニアセンサの代わりに温度計を複数上下方向に配置して炉水に接すると温度は上がるので下から何番目の温度計の温度が上がったら水面１１１の上昇した位置を確認できるようにして、その情報をエア圧の制御に利用するようにしてもよいものである。また、温度計は浮きの中に設け温度計の電気ケーブルとリニアセンサのケーブルを共用できるようにしてもよい。浮きの中に温度計があれば常に炉水に浸るので炉水の温度を常時測定できるようにもできる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、形状や寸法が異なる燃料集合体が混在する炉心や燃料集合体のチャンネルボックス上端位置が上部格子板の上端と同一レベルあるいはそれよりも低い炉心においても容易に確実に高感度で漏洩燃料を検出可能にできるシッピング装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるシッピング装置のキャップ部の断面図である。
【図２】本発明の他の一実施例によるシッピング装置のキャップ部の断面図である。
【図３】図２のキャップの燃料集合体への装着状態を示す図である。
【図４】本発明の更に他の一実施例によるシッピング装置のキャップ部の断面図である。
【図５】本発明の更に一層他の一実施例によるシッピング装置のキャップ部の断面と原子炉炉水中を示す図である。
【図６】本発明の更に他の一実施例によるシッピング装置のキャップ部の断面図である。
【図７】本発明の更に他の一実施例によるシッピング装置のキャップ部の断面図である。
【符号の説明】
１…燃料集合体、２…チャンネルボックス、３…クリップ、４…ファスナ、５…燃料ハンドル、６…上部格子板、７…バルクヘッド、８…オペフロ、９…水面、１０…キャップ本体，インナーキャップ本体、１１，４５…ストッパ、１５…キャップハンドル、２０…採水管、２１…採水管ホース、２５…採水ホース、３０…傾斜センサ、３５…ケーブル、４０…ガイドロッド、５０…ハンドルガイド、６０…位置決めピン、７０…ガスケットピン、８０…ガスケット固定ボルト、９０…ガスケット金具、９５…ガスケット、１００，１０１…燃料ガスケット、１０２…コーティング、１００Ｇ…ガイド部、１１０…アウターキャップ、１１１，１１１ａ，１１１ｂ…アウターキャップ内水面、１１２…浮き、１１３…リニアセンサ、１１４…ケーブル、１２０…エアホース、２００…除染治具、２１０…燃料取扱装置。
【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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