(57)【要約】【課題】検査治具の挿入回数を減らすことができ、燃料棒間隙を効率よく検査することができる燃料集合体の検査治具を提供する。【解決手段】燃料集合体１の燃料棒間隙ｄを検査する燃料集合体の検査治具９において、所定の間隙基準値の厚み寸法ｔを有する複数の隙間ゲージ１０と、複数列の燃料棒間隙ｄに複数の隙間ゲージ１０が挿入可能なように、複数の隙間ゲージ１０をその厚み方向に並列させて固定支持するゲージ固定部１１とを備える。【選択図】図１
2007163346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料集合体の燃料棒間隙を検査する燃料集合体の検査治具において、
所定の間隙基準値の厚み寸法を有する複数の隙間ゲージと、
複数列の前記燃料棒間隙に前記複数の隙間ゲージが挿入可能なように、前記複数の隙間ゲージを厚み方向に並列させて固定支持するゲージ固定部とを備えることを特徴とする燃料集合体の検査治具。
【請求項２】
請求項１記載の燃料集合体の検査治具において、前記燃料棒間隙に挿入可能な前記複数の隙間ゲージの挿入長さをそれぞれ調整する調整手段をさらに備えることを特徴とする燃料集合体の検査治具。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料集合体の検査治具において、検査者が把持可能な把持手段をさらに備えることを特徴とする燃料集合体の検査治具。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の燃料集合体の検査治具において、前記隙間ゲージは、前記燃料集合体における前記燃料棒間隙の列数と同じ数だけ備えられていることを特徴とする燃料集合体の検査治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料集合体の燃料棒間隙を検査する燃料集合体の検査治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば沸騰水型原子炉用の燃料集合体は、核分裂性物質からなる燃料ペレットを例えばジルコニウム製の被覆管に封入した多数の燃料棒と、中性子減速棒である少なくとも１本の水ロッドと、これら燃料棒及び水ロッドの軸方向複数箇所を束ねて燃料バンドルとする複数の燃料スペーサと、燃料バンドルの上部及び下部をそれぞれ支持する上部タイプレート及び下部タイプレートと、燃料バンドルの周囲を取り囲み燃料集合体の外壁を形成する略四角筒形状のチャンネルボックスとを備えている。この燃料集合体において、隣接する燃料棒や水ロッドの間隙寸法は性能上重要であり、最小値が規定されている。
【０００３】
そこで従来、例えば、操作用基端部の一端側から互いに巾方向へ離間して略併行等長となるよう一平面内に突設された一対の非湾曲間隙ゲージ片と、これら非湾曲間隙ゲージ片の間に配置され、前記操作用基端部から前記非湾曲間隙ゲージ片と略同一平面内で併行に突設され、前記非湾曲間隙ゲージ片より延出する長さを有する所要数の（湾曲）間隙ゲージ片とを備えた検査治具が開示されている（例えば、特許文献１参照）。非湾曲間隙ゲージ片は、検査対象物の見通し方向における間隙基準値の厚さをもって形成されており、湾曲間隙ゲージ片は、先端に検査対象物の見通し方向にない間隙基準値の厚さをもった短尺ゲージ部と、この短尺ゲージ部の長手方向に操作用基端部まで延設され、短尺ゲージ部よりも肉薄に形成され可撓性をもたせた湾曲自在な長尺連結部とで構成されている。
【０００４】
この従来技術では、水ロッドと燃料棒の間隙のように外側から見通し方向にない間隙でも、湾曲間隙ゲージの長尺ゲージ部を湾曲させながら短尺ゲージ部が進入し、短尺ゲージ部が挿通するかどうかで合否検査するようになっている。また、燃料棒と燃料棒の間隙のように見通し方向にある間隙は、非湾曲間隙ゲージが挿通するかどうかで合否検査するようになっている。そして、この検査治具の１回の挿入動作によって、見通し方向にない間隙（水ロッドと燃料棒の間隙）と見通し方向にある間隙（燃料棒と燃料棒の間隙）の双方を検査し、また、それら間隙の長手方向複数箇所を検査するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−４３００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。
すなわち、上記検査治具は、巾方向へ離間した一対の非湾曲間隙ゲージ片と所要数の湾曲間隙ゲージ片とが略同一平面内に設けられた構造となっており、検査治具の１回の挿入動作によって検査することが可能な燃料棒と燃料棒の間隙（以降、燃料棒間隙と称する）は見通し方向の１列のみである。そして、例えば９列×９列の正方格子状に燃料棒が配列された燃料集合体の検査においては、燃料スペーサと燃料スペーサの間（または上部タイプレート及び下部タイプレートと燃料スペーサの間）毎に、８列×８列となる燃料棒間隙を検査する必要があり、検査治具の挿入回数は１６〜３２回（水ロッドの数やその配置により挿入回数が変わる）となっていた。そのため、作業効率を図るという点では改善の余地があった。
【０００７】
本発明の目的は、検査治具の挿入回数を減らすことができ、燃料棒間隙を効率よく検査することができる燃料集合体の検査治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、燃料集合体の燃料棒間隙を検査する燃料集合体の検査治具において、所定の間隙基準値の厚み寸法を有する複数の隙間ゲージと、複数列の前記燃料棒間隙に前記複数の隙間ゲージが挿入可能なように、前記複数の隙間ゲージを厚み方向に並列させて固定支持するゲージ固定部とを備える。
【０００９】
本発明においては、検査者が燃料バンドルの一方向から検査治具の挿入動作を行うと、複数の隙間ゲージが複数列の燃料棒間隙に挿入される。このとき、それぞれの隙間ゲージ（の厚み方向）が燃料棒間隙に挿通するかどうかで、燃料棒間隙が所定の間隙基準値より大きいかどうかを判定する。すなわち、複数の隙間ゲージがそれぞれ燃料棒間隙に挿通する場合は、複数列の燃料棒間隙が所定の間隙基準値より大きいと判定され、複数の隙間ゲージのうちいずれかが燃料棒間隙に挿通しない場合は、複数列の燃料棒間隙のうちいずれかが所定の間隙基準値より小さいと判定される。このようにして、複数の隙間ゲージが複数列の燃料棒間隙に挿通したものを合格と判定するので、検査治具の１回の挿入動作により複数列の燃料棒間隙を同時に検査することができる。したがって、検査治具の挿入回数を減らすことができ、燃料棒間隙を効率よく検査することができる。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記燃料棒間隙に挿入可能な前記複数の隙間ゲージの挿入長さをそれぞれ調整する調整手段をさらに備える。
【００１１】
一般に、沸騰水型原子炉用の燃料集合体は、燃料棒より径寸法の大きい水ロッドを少なくとも１つ備えている。そのため、例えば複数の隙間ゲージの挿入長さを全部同じ長さに固定すると、水ロッド方向の燃料棒間隙に挿入する隙間ゲージは水ロッドより手前側までしか挿入できず、それと同時に水ロッド方向以外の燃料棒間隙に挿入される隙間ゲージは、水ロッドと干渉しないのにも関わらず水ロッドの手前側の距離までしか挿入できない。そこで本発明においては、検査治具の調整手段で複数の隙間ゲージの挿入長さをそれぞれ調整し、例えば、水ロッド方向の燃料棒間隙に挿入する隙間ゲージの挿入長さを水ロッドに干渉しないように比較的短くし、水ロッド方向以外の燃料棒間隙に挿入する隙間ゲージの挿入長さを比較的長くすることが可能となる。すなわち、燃料集合体の水ロッドの配置及び検査治具の挿入位置等に応じて、複数の隙間ゲージの挿入長さをそれぞれ調整することにより、検査治具の挿入回数を減らすことができる。したがって、水ロッドを備えた沸騰水型原子炉用の燃料集合体等においても、燃料棒間隙を効率よく検査することができる。
【００１２】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、検査者が把持可能な把持手段をさらに備える。
【００１３】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記隙間ゲージは、前記燃料集合体における前記燃料棒間隙の列数と同じ数だけ備えられている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、検査者が燃料バンドルの一方向から検査治具の挿入動作を行うと、複数の隙間ゲージが複数列の燃料棒間隙にそれぞれ挿入される。これにより、検査治具の１回の挿入動作により複数列の燃料棒間隙を同時に検査することができる。したがって、検査治具の挿入回数を減らすことができ、燃料棒間隙を効率よく検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図２は、本発明の検査対象となる沸騰水型原子炉用の燃料集合体の全体構造を表す斜視図であり、図３は、後述する燃料バンドルの水平断面図である。
【００１７】
これら図２及び図３において、沸騰水型原子炉用の燃料集合体１は、核分裂性物質からなる燃料ペレットを例えばジルコニウム製の被覆管に封入した複数の燃料棒２と、中性子減速棒である例えば２本の水ロッド３と、これら燃料棒２及び水ロッド３の軸方向複数箇所を束ねて燃料バンドル４とする複数の燃料スペーサ５と、燃料バンドル４の上部及び下部をそれぞれ支持する上部タイプレート６及び下部タイプレート７と、燃料バンドル４の周囲を取り囲み燃料集合体１の外壁を形成する略四角筒形状のチャンネルボックス８とを備えている。
【００１８】
燃料棒２は、略正方格子状（ｎ列×ｎ列、本実施形態では９列×９列）に等間隔ｐで配列され、水ロッド３はその中央付近に配置されている。そして、図示のように、燃料バンドル４の外形幅寸法Ｗは縦横ともに同じとなり、８列×８列となる燃料棒間隙ｄが形成される。
【００１９】
燃料棒間隙ｄは燃料集合体１の性能上、最小値が規定されている。そのため、燃料集合体１の組立製造においては、チャンネルボックス８を取り付ける前に、燃料スペーサ５と燃料スペーサ５の間（または上部タイプレート６及び下部タイプレート７と燃料スペーサ５の間）毎に、全列（縦８列及び横８列）の燃料棒間隙ｄが規定最小値より大きくなっているかどうかを検査しなければならない。このような検査に用いる本発明の燃料集合体の検査治具について詳細を説明する。
【００２０】
図１（ａ）は、本発明の燃料集合体の検査治具の一実施形態の全体構造を表す平面図、図１（ｂ）は、側面図である。
【００２１】
これら図１（ａ）及び図１（ｂ）において、本実施形態による燃料集合体の検査治具９は、燃料集合体１の燃料棒間隙ｄの列数と同じ例えば８つの隙間ゲージ１０と、これら隙間ゲージ１０を燃料棒間隔ｐとほぼ同じ間隔で隙間ゲージ１０の厚み方向（図１（ａ）中左右方向）に並列させて固定支持するゲージ固定部１１とを備える。
【００２２】
隙間ゲージ１０は、燃料棒２の被覆管に当接する際に傷がつかないように材質が例えばナイロン製であり、先端側（図１（ａ）及び図１（ｂ）中上側）に設けられ厚み寸法ｔが所定の間隙基準値（上述した燃料棒間隙ｄの規定最小値、またはそれより若干大きい値）である検査部１０ａと、この検査部１０ａから基端側（図１（ａ）及び図１（ｂ）中下側）に延設され、厚み寸法がｔ以下である支持部１０ｂとで構成されている。
【００２３】
ゲージ固定部１１は、隙間ゲージ１０が長手方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）中上下方向）に摺動可能な８つの開口部１２ａが燃料棒間隔ｐとほぼ同じ間隔に形成された固定用部材１２と、この固定用部材１２に固着された略コの字状の枠部材１３とで構成されている。固定用部材１２の上部（図２中左側）にはそれぞれ開口部１２ａに連通するネジ穴１２ｂが形成され、ネジ穴１２ｂには固定ネジ１４がそれぞれ螺合されている。
【００２４】
そして、螺合された固定ネジ１４の先端側（図１（ｂ）中右側）が固定用部材１２の開口部１２ａに突出しない場合は、隙間ゲージ１０は開口部１２ａを摺動し、固定用部材１２から隙間ゲージ１０の先端側までの長さ（以降、隙間ゲージ１０の挿入長さと称する）Ｌを調節可能としている。このとき、隙間ゲージ１０の挿入長さＬの最大寸法は、例えば、燃料バンドル４の外形幅寸法Ｗより大きくなるようにしている。また、螺合された固定ネジ１４の先端側が固定用部材１２の開口部１２ａに突出する場合は、固定ネジ１４が隙間ゲージ１０の支持部１０ｂに当接して、隙間ゲージ１０の支持部１０ｂを押圧固定するようになっている。
【００２５】
略コの字状の枠部材１３は、隙間ゲージ１０が長手方向に移動可能なように、隙間ゲージ１０の基端側に上記最大寸法程度のスペースを確保するようになっている。また、枠部材１３には、検査者が把持可能な例えば略円筒状の取手１５が設けられている。
【００２６】
なお、上記において、固定用部材１２及び固定ネジ１４は特許請求の範囲記載の燃料棒間隙に挿入可能な複数の隙間ゲージの挿入長さをそれぞれ調整する調整手段を構成し、取手１５は特許請求の範囲記載の検査者が把持可能な把持手段を構成する。
【００２７】
次に、本実施形態による検査治具９を用いた燃料集合体１の検査方法の詳細手順について説明する。
【００２８】
図４（ａ）は、燃料バンドル４の一方向（Ａ面側）から上記検査治具９を挿入する準備状態を表す図であり、図４（ｂ）は、その挿入後の状態を表す図であり、図５（ａ）は、燃料バンドル４の他方向（Ｂ面側）から上記検査治具９を挿入する準備状態を表す図であり、図５（ｂ）は、その挿入後の状態を表す図である。
【００２９】
これら図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、及び図５（ｂ）において、まず、燃料バンドル４を直立させて、燃料バンドル４のＡ面側（図４（ａ）中下側）を検査者に向けた状態とする。
【００３０】
例えば、検査治具９の隙間ゲージ１０の挿入長さＬを全部同じ長さにして燃料棒間隙ｄに挿入すると、水ロッド３方向に挿入される４つの隙間ゲージ１０が水ロッド３に干渉するので、８つの隙間ゲージ１０は水ロッド３の手前側（図４（ａ）及び図４（ｂ）中下側）までしか挿入できない。そこで、検査者は、検査治具９の内側４つの隙間ゲージ１０の挿入長さＬを水ロッド３の配置に合わせて水ロッド３の手前側まで短く調整し、検査治具９の外側４つ（詳細には左側２つ、右側２つ）の隙間ゲージ１０の挿入長さＬを最大寸法に調整する。
【００３１】
そして、検査者は検査治具９の取手１５を持ち、燃料バンドル４のＡ面側から８つの隙間ゲージ１０を８列の燃料棒間隙ｄに挿入する。このとき、それぞれの隙間ゲージ１０の厚み寸法ｔが燃料棒間隙ｄに挿通するかどうか（言い換えれば、隙間ゲージ１０を抵抗無く挿入できるかどうか）で、燃料棒間隙ｄが所定の間隙基準値より大きいかどうかを判定する。例えば、８つの隙間ゲージ１０がそれぞれ燃料棒間隙ｄに挿通する場合は、Ａ面側からの８列の燃料棒間隙ｄが所定の間隙基準値より大きいと判定され、合格となる。一方、８つの隙間ゲージ１０のうちいずれかが燃料棒間隙ｄに挿通しない場合は、Ａ面側からの８列の燃料棒間隙ｄのうちいずれかが所定の間隙基準値より小さいと判定され、不合格となる。
【００３２】
次に、燃料バンドルのＢ面側（図５（ａ）中下側）を検査者に向けた状態とする。検査者は、上記手順と同様、検査治具９の外側４つの隙間ゲージ１０の挿入長さＬを最大寸法としたまま、検査治具９の内側４つの隙間ゲージ１０の挿入長さＬを水ロッド３の配置に合わせて調整する。そして、検査者は検査治具９の取手１５を持ち、燃料バンドル４のＢ面側から８つの隙間ゲージ１０を８列の燃料棒間隙ｄに挿入する。このとき、それぞれの隙間ゲージ１０が燃料棒間隙ｄに挿通するかどうかで、Ｂ面側からの８列の燃料棒間隙ｄが所定の間隙基準値より大きいかどうかを判定し、合否検査する。
【００３３】
次に、図示しないが、燃料バンドルのＣ面側を検査者に向けた状態とする。上記Ａ面側からの検査手順にて、燃料バンドル４の外側４列（詳細には左側２列、右側２列）の燃料間隙ｄの検査は終了しているので、検査者は、検査治具９の外側４つの隙間ゲージ１０の挿入長さＬを最小寸法に調整し、検査治具９の内側４つの隙間ゲージ１０の挿入長さＬを水ロッド３の配置に合わせて調整する。そして、検査者は検査治具９の取手１５を持ち、燃料バンドル４のＣ面側から４つの隙間ゲージ１０を水ロッド３より手前側（図４（ａ）及び図４（ｂ）中上側）の４列の燃料棒間隙ｄに挿入する。このとき、それぞれの隙間ゲージ１０が燃料棒間隙ｄに挿通するかどうかで、Ｃ面側からの４列の燃料棒間隙ｄが所定の間隙基準値より大きいかどうかを判定し、合否検査する。
【００３４】
次に、図示しないが、燃料バンドルのＤ面側を検査者に向けた状態とする。上記Ｂ面側からの検査手順にて、燃料バンドル４の外側４列（詳細には左側２列、右側２列）の燃料間隙ｄの検査は終了しているので、検査者は、上記手順と同様、検査治具９の外側４つの隙間ゲージ１０の挿入長さＬを最小寸法としたまま、検査治具９の内側４つの隙間ゲージ１０の挿入長さＬを水ロッド３の配置に合わせて調整する。そして、検査者は検査治具９の取手１５を持ち、燃料バンドル４のＤ面側から４つの隙間ゲージ１０を水ロッド３より手前側（図５（ａ）及び図５（ｂ）中上側）の４列の燃料棒間隙ｄに挿入する。このとき、それぞれの隙間ゲージ１０が燃料棒間隙ｄに挿通するかどうかで、Ｄ面側からの４列の燃料棒間隙ｄが所定の間隙基準値より大きいかどうかを判定し、合否検査する。
【００３５】
以上のように本実施形態においては、燃料バンドル４のＡ面側、Ｂ面側、Ｃ面側、及びＤ面側からの検査手順においてそれぞれ、８つ（または４つ）の隙間ゲージ１０が８列（または４列）の燃料棒間隙ｄに挿通したものを合格と判定するので、検査治具９の１回の挿入動作により８列（または４列）の燃料棒間隙ｄを同時に検査することができる。すなわち、従来構造の検査治具では１回の挿入動作により１列の燃料棒間隙ｄしか検査できないので検査治具の挿入回数が全部で２４回となっていたが、本実施形態による検査治具９の挿入回数はわすが４回と大幅に減らすことができる。特に、燃料スペーサ５と燃料スペーサ５の間（または上部タイプレート６及び下部タイプレート７と燃料スペーサ５の間）毎に検査しなければならないので、その効果はさらに顕著となる。したがって、検査治具９の挿入回数を減らすことができ、燃料棒間隙ｄを効率よく検査することができる。
【００３６】
なお、上記一実施形態においては、検査対象として沸騰水型原子炉用の燃料集合体を例にとって説明したが、これに限られず、例えば水ロッド等を備えていない加圧水型原子炉用の燃料集合体等に適用してもよい。この場合も上記同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の燃料集合体の検査治具の一実施形態の全体構造を表す平面図、及び側面図である。
【図２】本発明の燃料集合体の検査治具の検査対象となる沸騰水型原子炉用の燃料集合体の全体構造を表す斜視図である。
【図３】本発明の燃料集合体の検査治具の検査対象となる沸騰水型原子炉用の燃料バンドルの詳細構造を表す水平断面図である。
【図４】本発明の燃料集合体の検査治具の一実施形態を用いた検査方法の詳細手順を表す平面図であり、燃料バンドルの一方向から検査治具を挿入する準備状態、及び挿入後の状態を表す。
【図５】本発明の燃料集合体の検査治具の一実施形態を用いた検査方法の詳細手順を表す平面図であり、燃料バンドルの他方向から検査治具を挿入する準備状態、及び挿入後の状態を表す。
【符号の説明】
【００３８】
１    燃料集合体
２    燃料棒
９    燃料集合体の検査治具
１０  隙間ゲージ
１１  ゲージ固定部
１２  固定用部材（調節手段）
１４  固定ネジ（調節手段）
１５  取手（把持手段）
ｄ    燃料棒間隙
Ｌ    隙間ゲージの挿入長さ
ｔ    厚み寸法
【図１】
2007163346.tif 000003
【図２】
2007163346.tif 000004
【図３】
2007163346.tif 000005
【図４】
2007163346.tif 000006
【図５】
2007163346.tif 000007