(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォータロッドと該ウォータロッドを囲んで鉛直方向に沿って矩形状に配置される燃料棒とを含む燃料体における前記燃料棒間の間隔寸法を測定する燃料体寸法検査方法であって、
最外周部の前記矩形状の一辺を成す複数の前記燃料棒を用いて、反射板を前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入できるよう位置決めし、
前記反射板を、前記ウォータロッドと前記燃料棒間に、所定値を超える伝達力を非伝達とするクラッチ手段を介して回転動作で挿入し、前記挿入された反射板に対して反ウォータロッド側に配置される照明手段より発せられる光を前記挿入された反射板で前記ウォータロッド表面への進行を遮りつつ反射させ、前記反ウォータロッド側に配置される燃料棒間を透過させ、該透過した光を前記反ウォータロッド側に配置される撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像された画像から前記燃料棒間を透過する光の幅を測定することにより前記反ウォータロッド側の前記燃料棒間の間隔寸法を測定する
ことを特徴とする燃料体寸法検査方法。
【請求項２】
ウォータロッドと該ウォータロッドを囲んで鉛直方向に沿って矩形状に配置される燃料棒とを含む燃料体における前記燃料棒間の間隔寸法を測定する燃料体寸法検査方法であって、
前記燃料体の燃料棒のたわみや回転を補正する工程と、
最外周部の前記矩形状の一辺を成す複数の前記燃料棒を用いて、反射板を前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入できるよう位置決めし、前記反射板を前記ウォータロッドと前記燃料棒間に、所定値を超える伝達力を非伝達とするクラッチ手段を介して回転動作で挿入する反射板位置決め挿入工程と、
前記挿入された反射板に対して反ウォータロッド側に配置される照明手段から発せられる光を前記反射板で前記ウォータロッド表面への進行を遮りつつ反射させ、該反射光を前記反ウォータロッド側に配置される燃料棒の間を透過させる工程と、
該透過した光を前記挿入された反射板に対して反前記ウォータロッド側に配置される撮像手段により撮像する工程と、
前記撮像手段により撮像された画像から前記燃料棒間を透過する光の幅を測定することにより、前記反ウォータロッド側の燃料棒間の寸法を測定する工程とを
含んで成ることを特徴とする燃料体寸法検査方法。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料体寸法検査方法において、
前記反射板位置決め挿入工程は、前記燃料体の最外周部の一辺を成す複数の燃料棒に接触させた際に前記反射板を前記ウォータロッドと前記燃料棒間に非接触で挿入できる所定距離前記反射板から離れて設けられる位置決めガイド部材および前記反射板を、前記位置決めガイド部材が前記燃料体の最外周部の一辺を成す複数の燃料棒に接触するまで移動させ、前記反射板の位置決めを行い、前記反射板を所定値以下の伝達力を伝達し該所定値を超える伝達力を非伝達とするクラッチ手段を介して回転動作で前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入する
ことを特徴とする燃料棒集合体寸法検査方法。
【請求項４】
ウォータロッドと該ウォータロッドを囲んで配置される燃料棒とを含む燃料体における前記燃料棒間の寸法測定をする燃料体寸法検査方法であって、
発光手段を前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入し、前記挿入された発光手段より発せられる光を前記燃料棒間を透過させ、該透過した光を前記発光手段に対して反ウォータロッド側に配置される撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像された画像から前記燃料棒間を透過する光の幅を測定することにより、前記反ウォータロッド側の前記燃料棒間の間隔寸法を測定する
ことを特徴とする燃料体寸法検査方法。
【請求項５】
ウォータロッドと該ウォータロッドを囲んで配置される燃料棒とを含む燃料体における前記燃料棒間の間隔寸法を測定する燃料体寸法検査方法であって、
前記燃料体の燃料棒のたわみや回転を補正する工程と、
発光手段を前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入する発光手段位置決め挿入工程と、
前記発光手段から発せられる光を前記発光手段に対して反ウォータロッド側に配置される燃料棒の間を透過させる工程と、
該透過した光を前記反ウォータロッド側に配置される撮像手段により撮像する工程と、
前記撮像手段により撮像された画像から前記燃料棒間を透過する光の幅を測定することにより、前記反ウォータロッド側の燃料棒間の間隔寸法を測定する工程とを
含んで成ることを特徴とする燃料体寸法検査方法。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料体寸法検査方法において、
前記発光手段位置決め挿入工程は、前記燃料体の最外部の燃料棒に接触させた際に前記発光手段を前記ウォータロッドと前記燃料棒間に非接触で挿入できる所定距離前記発光手段から離れて設けられる位置決めガイド部材および前記発光手段を、前記位置決めガイド部材が前記燃料体の最外部の燃料棒に接触するまで移動させ、前記反射板の位置決めを行い、前記発光手段を所定値以下の伝達力を伝達し該所定値を超える伝達力を非伝達とするクラッチ手段を介して前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入する
ことを特徴とする燃料棒集合体寸法検査方法。
【請求項７】
ウォータロッドと該ウォータロッドを囲んで鉛直方向に沿って矩形状に配置される燃料棒とを含む燃料体における前記燃料棒間の寸法を測定する燃料体寸法検査装置であって、
最外周部の前記矩形状の一辺を成す複数の前記燃料棒を用いて、反射板を前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入できるよう位置決めし、前記反射板を前記ウォータロッドと前記燃料棒の間に、所定値を超える伝達力を非伝達とするクラッチ手段を介して回転動作で挿入する反射板位置決め挿入手段と、
前記挿入された反射板に対して反ウォータロッド側に配置される照明手段と、
前記反ウォータロッド側に配置され、前記照明手段より発せられる光が前記反射板により前記ウォータロッド表面への進行を遮られつつ反射され、該反射光が前記反ウォータロッド側に配置される前記燃料棒の間を透過した光を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から前記燃料棒間を透過する光の幅を測定することにより、前記反ウォータロッド側の燃料棒の間の間隔寸法を測定する測定手段とを
備えることを特徴とする燃料体寸法検査装置。
【請求項８】
請求項７に記載の燃料体寸法検査装置において、
前記燃料体の燃料棒のたわみや回転を補正する燃料棒固定手段を備える
ことを特徴とする燃料体寸法検査装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の燃料体寸法検査装置において、
前記反射板位置決め挿入手段は、
前記燃料体の最外周部の一辺を成す複数の燃料棒に接触させた際に前記反射板が前記ウォータロッドと前記燃料棒間に非接触で挿入できる所定距離前記反射板から離れ設けられる位置決めガイド部材と、
前記反射板および前記位置決めガイド部材を、前記位置決めガイドが前記燃料体の最外周部の一辺を成す複数の燃料棒に接触するまで移動させ、前記反射板の位置決めを行う測定位置決め手段と、
前記反射板を所定値以下の伝達力を伝達し該所定値を超える伝達力を非伝達とするクラッチ手段を介して回転動作で前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入させる反射板移動手段とを
有することを特徴とする燃料棒集合体寸法検査装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の燃料体寸法検査装置において、
前記燃料棒固定手段は、固定部材移動手段と該固定部材移動手段により移動され前記燃料体の対向する両側面を挟んで前記燃料棒を押圧し該燃料棒のたわみや回転を補正する一対の固定部材とを有し、
前記固定部材の押圧方向と、前記ウォータロッドと前記燃料棒の間に挿入された反射板とは略平行である
ことを特徴とする燃料体寸法検査装置。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０のうちの何れか一項に記載の燃料体寸法検査装置において、
前記反射板は、樹脂で形成される
ことを特徴とする燃料体寸法検査装置。
【請求項１２】
ウォータロッドと該ウォータロッドを囲んで配置される燃料棒とを含む燃料体における前記燃料棒間の間隔寸法を測定する燃料体寸法検査装置であって、
発光手段を前記ウォータロッドと前記燃料棒の間に挿入する発光位置決め挿入手段と、
前記発光手段に対して反ウォータロッド側に配置され、前記発光手段より発せられ前記反ウォータロッド側に配置される前記燃料棒の間を透過した光を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から前記燃料棒間を透過する光の幅を測定することにより、前記反ウォータロッド側の燃料棒の間の間隔寸法を測定する測定手段とを
備えることを特徴とする燃料体寸法検査装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の燃料体寸法検査装置において、
前記燃料体の燃料棒のたわみや回転を補正する燃料棒固定手段を備える
ことを特徴とする燃料体寸法検査装置。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載の燃料体寸法検査装置において、
前記発光位置決め挿入手段は、
前記燃料体の最外部の燃料棒に接触させた際に前記発光手段が前記ウォータロッドと前記燃料棒間に非接触で挿入できる所定距離前記発光手段から離れ設けられる位置決めガイド部材と、
前記発光手段および前記位置決めガイド部材を、前記位置決めガイドが前記燃料体の最外部の燃料棒に接触するまで移動させ、前記反射板の位置決めを行う測定位置決め手段と、
前記発光手段を所定値以下の伝達力を伝達し該所定値を超える伝達力を非伝達とするクラッチ手段を介して前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入させる発光移動手段とを
有することを特徴とする燃料棒集合体寸法検査装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の燃料体寸法検査装置において、
前記燃料棒固定手段は、固定部材移動手段と該固定部材移動手段により移動され前記燃料体の対向する両側面を挟んで前記燃料棒を押圧し該燃料棒のたわみや回転を補正する一対の固定部材とを有し、
前記固定部材の押圧方向と、前記ウォータロッドと前記燃料棒の間に挿入された発光手段とは略平行である
ことを特徴とする燃料体寸法検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォータロッドを含む燃料体のウォータロッド前面に配置されている燃料棒間隔を測定する燃料体寸法検査方法および燃料体寸法検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子炉燃料体であるＵＯ２(酸化ウラン)燃料棒が集合した燃料体の検査では、検査員による直接の手作業により試験用治具などを用いて燃料棒間隔が規定寸法以上にあるか判定する検査を行っている。
しかし、ＭＯＸ (混合酸化物)燃料体では、放射線による作業員の被曝が想定され、作業員の労力負担低減、被曝防止等を目的として自動検査装置が提案されている(例えば、特許文献１、２)。
この自動検査装置によるウォータロッドと燃料棒の間隔を測定する方法としては、燃料体背面の照明による燃料棒間を透過した光を、燃料体前面に配置した撮像器で捉え、燃料棒の間隔を測定する方法がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、燃料体の燃料棒間隔を測定する自動検査装置として、燃料体背面より照明をあて、燃料棒の間を透過した光を燃料体前面に設置された撮像機器で撮像して画像処理を行い、その結果を用いて、最小の燃料棒間の間隔寸法を測定し、燃料棒間隔が規定寸法以上にあるか否かを判定する方法が記載されている。なお、本方法では、複数のＵＯ２燃料棒の中央に配置されたウォータロッド前面の燃料棒間隔は、前面の照明の光をウォータロッドに反射させ、その反射光を捉えることにより寸法測定している(特許文献１の段落００２３、図４、図５参照)。
【特許文献１】特開２０００−９８８０号公報(段落００２３、図４、図５等)
【特許文献２】特開平１１−３３７６７９号公報(段落００１５、図４等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のウォータロッドを含む燃料体のウォータロッド前面にある燃料棒間隔を、燃料体前面の照明の光をウォータロッドにあてた反射光により測定する場合、ウォータロッドの反射面が円筒面となっているために反射光が拡散する。そのため、照明の光の円筒面であるウォータロッド表面からの反射光は、照度が低くなる。
【０００５】
本発明は上記実状に鑑み、ウォータロッドを含む燃料体の燃料棒間の寸法を安全かつ精度高く測定可能な燃料体寸法検査方法および燃料体寸法検査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するべく、第１の本発明に関わる燃料体寸法検査方法は、ウォータロッドと該ウォータロッドを囲んで鉛直方向に沿って矩形状に配置される燃料棒とを含む燃料体における前記燃料棒間の間隔寸法を測定する燃料体寸法検査方法であって、最外周部の前記矩形状の一辺を成す複数の前記燃料棒を用いて、反射板を前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入できるよう位置決めし、前記反射板を、前記ウォータロッドと前記燃料棒間に、所定値を超える伝達力を非伝達とするクラッチ手段を介して回転動作で挿入し、前記挿入された反射板に対して反ウォータロッド側に配置される照明手段より発せられる光を前記挿入された反射板で前記ウォータロッド表面への進行を遮りつつ反射させ、前記反ウォータロッド側に配置される燃料棒間を透過させ、該透過した光を前記反ウォータロッド側に配置される撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像された画像から前記燃料棒間を透過する光の幅を測定することにより、前記反ウォータロッド側の前記燃料棒間の間隔寸法を測定している。
【０００７】
第２の本発明に関わる燃料体寸法検査方法は、ウォータロッドと該ウォータロッドを囲んで配置される燃料棒とを含む燃料体における前記燃料棒間の寸法測定をする燃料体寸法検査方法であって、発光手段を前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入し、前記挿入された発光手段より発せられる光を前記燃料棒間を透過させ、該透過した光を前記発光手段に対して反ウォータロッド側に配置される撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像された画像から前記燃料棒間を透過する光の幅を測定することにより、前記反ウォータロッド側の前記燃料棒間の間隔寸法を測定している。
【０００８】
第３の本発明に関わる燃料体寸法検査装置は、ウォータロッドと該ウォータロッドを囲んで鉛直方向に沿って矩形状に配置される燃料棒とを含む燃料体における前記燃料棒間の寸法を測定する燃料体寸法検査装置であって、最外周部の前記矩形状の一辺を成す複数の前記燃料棒を用いて、反射板を前記ウォータロッドと前記燃料棒間に挿入できるよう位置決めし、前記反射板を前記ウォータロッドと前記燃料棒の間に、所定値を超える伝達力を非伝達とするクラッチ手段を介して回転動作で挿入する反射板位置決め挿入手段と、前記挿入された反射板に対して反ウォータロッド側に配置される照明手段と、前記反ウォータロッド側に配置され、前記照明手段より発せられる光が前記反射板により前記ウォータロッド表面への進行を遮られつつ反射され、該反射光が前記反ウォータロッド側に配置される前記燃料棒の間を透過した光を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像から前記燃料棒間を透過する光の幅を測定することにより、前記反ウォータロッド側の燃料棒の間の間隔寸法を測定する測定手段とを備えている。
【０００９】
第４の本発明に関わる燃料体寸法検査装置は、ウォータロッドと該ウォータロッドを囲んで配置される燃料棒とを含む燃料体における前記燃料棒間の間隔寸法を測定する燃料体寸法検査装置であって、発光手段を前記ウォータロッドと前記燃料棒の間に挿入する発光位置決め挿入手段と、前記発光手段に対して反ウォータロッド側に配置され、前記発光手段より発せられ前記反ウォータロッド側に配置される前記燃料棒の間を透過した光を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像から前記燃料棒間を透過する光の幅を測定することにより、前記反ウォータロッド側の燃料棒の間の間隔寸法を測定する測定手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウォータロッドを含む燃料体の燃料棒間の間隔寸法を安全かつ精度高く測定できる燃料体寸法検査方法および燃料体寸法検査装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明は、光の拡散による燃料棒1OO間の間隔寸法の測定精度低下を防ぐという目的を、単純な機構により実現したものである。
【００１２】
＜＜第１実施形態＞＞
＜燃料体寸法検査装置Ｓ１の構成＞
図１は、本発明に係わる第１実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ１の概略斜視図である。
図１に示すように、本発明に係わる第１実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ１は、据え付け面Ｇに載置される底板Ｔと、該底板Ｔ上に立設され鉛直方向に延在するとともに同方向に延びる一対のレール700ｒを有する主梁700と、底板Ｔ上に配設され下記の燃料体106の下部106uを受ける燃料体受け皿701とを備えている。
【００１３】
なお、燃料体106は、図１の上面図である図２に示すように、内部に冷却水が流れる中空管のウォータロッド101が中央に配置され、ウォータロッド101の廻りには内部に核分裂性物質のＭＯＸペレットが収容された８×８本の燃料棒1OOが配設されており、また、この合計６０本の燃料棒1OOの振動を防止するために、図１に示すように、鉛直方向に所定間隔でスペーサ106sが設けられている。
すなわち、燃料体106は、8×8型燃料棒1OOと1本のウォータロッド101とを含む形状であり、例えば、長さ４〜５ｍ、横断面寸法１３ｃｍ×１３ｃｍを有している。
【００１４】
なお、図２は、図１の燃料体寸法検査装置Ｓ１の要部を表す上面図である。
ここで、図１では、撮像機器300、前面照明400等を見易くするために図中左側に配置し、背面照明702を図中右側に配置した場合を図示しているが、図１以外の図２および図４〜図７では、撮像機器300、前面照明400等を図１とは反対側の図中右側に配置し、背面照明702を図中左側に配置した場合を示している。
なお、図１に示すように、撮像機器300、前面照明400等を左側に配置するとともに背面照明702を右側に配置してもよく、また、図２〜図７に示すように、撮像機器300、前面照明400等を右側に配置するとともに背面照明702を左側に配置してもよく、その配置は何れでもよい。
【００１５】
＜検査部Ｓ１ａの送り機構＞
図１に示す燃料体寸法検査装置Ｓ１において検査を担う主要部の検査部Ｓ１ａは、主梁700のレール700ｒに案内され、図１中のＺ方向の上下方向に動くことが可能であり、鉛直方向に装着される燃料体106の燃料棒100間の間隔ｓ(図２参照)を、その長手方向に移動し測定できる機構を有している。
【００１６】
＜撮像機器300および前面照明400の送り機構＞
図１に示すように、燃料体寸法検査装置Ｓ１の主要部の検査部Ｓ１ａは、主梁700のレール700ｒに沿って案内され上下方向に移動するガイド部ｇを備えている。
このガイド部ｇの上には、スライドレール301が配設されており、該スライドレール301は、燃料棒100の間隔寸法ｓを(図２参照)撮像するテレセントリックカメラ等の撮像機器300およびその下方の前面照明400を図１の矢印α11、α12方向(Ｙ方向)に案内する。
【００１７】
さらに、ガイド部ｇには、図２の撮像機器300近傍の拡大図の図３に示すように、撮像機器300および前面照明400を、スライドレール301に沿って移動するための送りモータ500が設けられており、送りモータ500のロッド500ｒが歯車501、502を介して、送りねじ503に接続されている。
この送りねじ503は、撮像機器300および前面照明400を案内するスライドレール301に並設され、一対のベアリング504を介してガイド部ｇ(図１参照)に取付けられ、回転できるよう構成されている。送りねじ503に螺合するナットには、撮像機器300および前面照明400が取付けられている。
【００１８】
この構成により、送りねじ503が回転することで、ナットが、左右方向、すなわち、図１、図３の矢印α11、α12方向に動き、このナットに取付けた撮像機器300および前面照明400が、ガイド部ｇ上のスライドレール301に案内され、左右方向、すなわち、図１の矢印α11、α12方向に移動する。
こうして、撮像機器300および前面照明400は、横方向(図１のＹ方向、図１、図３の矢印α11、α12方向)に稼動され、燃料体106の短手方向に移動する機構となっている。
【００１９】
＜燃料体106の燃料棒1OOの固定機構＞
図１に示すように、主梁700のレール700ｒに沿って上下動するガイド部ｇには、主梁700から離隔する態様で延在する平板状の支持板ｇ1が固定されており、支持板ｇ1には、燃料体１０６が上下方向に挿通する開口ｇ1aを形成する一対の開口支持板ｇ11、ｇ12が形成されている。
このガイド部ｇの一対の開口支持板ｇ11、ｇ12には、それぞれ棒状の固定支持部材ｇ21、ｇ22の一方端(下端)が固定され鉛直方向に立設されており、固定支持部材ｇ21、ｇ22の他方端には、それぞれ固定用シリンダ204のシリンダチューブ204ｔが固定されている。
【００２０】
そして、固定用シリンダ204のシリンダロッド204ｒには、燃料棒100のたわみや回転を補正するための一対の固定板201が、ネジ止め等により固定されており、燃料体１０６の燃料棒100間の寸法を測定するに際し、一対の固定板201は、図２に示すように、固定用シリンダ204が伸張することにより燃料体106の燃料棒100を対向して押圧し(図２の矢印α21方向)、燃料棒100のたわみや回転を補正する。
この燃料体106の燃料棒100のたわみや回転を防止するための一対の固定板201と固定用シリンダ204とを燃料棒固定機構と呼称する。
燃料棒固定機構は、図１に示すＹ方向に、固定板201を固定用シリンダ204の動力を用いて移動させることが出来る。
【００２１】
燃料棒固定機構は、固定支持部材ｇ21、ｇ22に固定される一対の固定用シリンダ204のシリンダロッド204ｒを図２の矢印α21方向に、伸張させることにより、それぞれシリンダロッド204ｒに固定された一対の固定板201で燃料体106の燃料棒100を図２の矢印α21方向に押圧し挟み込み、燃料棒100間の寸法を測定するに際して、燃料棒100のたわみや回転を防止している。一方、燃料体106の燃料棒100間の寸法測定前、後は、一対の固定用シリンダ204のシリンダロッド204ｒが、図２の矢印α22方向に収縮し、一対の固定板201が、図２の矢印α22方向に、燃料体106の燃料棒100から離間するように移動する。
なお、燃料体106の燃料棒100のたわみや回転が発生しない場合には、燃料棒固定機構を設けることなく構成することが可能である。
【００２２】
＜反射板2OOａ、2OOｂ位置決め挿入機構＞
図１に示すように、ガイド部ｇの支持板ｇ1には、それぞれ棒状の位置決め用支持部材ｇ31、ｇ32の一方端(下端)が固定され鉛直方向に立設されており、位置決め用支持部材ｇ31、ｇ32の他方端には、それぞれ一対の位置決め用シリンダ206のシリンダチューブ206ｔが固定されている。
図２に示すように、一対の位置決め用シリンダ206のシリンダロッド206ｒには、それぞれ連結棒203ａ、203ｂが固定されている。
【００２３】
これらの連結棒203ａ、203ｂの一方端部には、図２に示すように、それぞれ反射板回転モータ202が固定されており、連結棒203ａ、203ｂの他方端部には、それぞれ位置決めガイド205ａ、205ｂが固定されている。この一対の反射板回転モータ202のモータロッド202ｒには、それぞれ所定以上のトルクが加わるとスリップするスリップクラッチ2O7の一方側が固定されており、それぞれのスリップクラッチ2O7の他方側には反射板2OOａ、2OOｂが固定されている(図４参照)。なお、図４は、図２のＢ方向矢視図である。
【００２４】
上記構成より、図２に示すように、位置決めガイド205ａと反射板2OOａまでの距離は、一定距離Ｌとできるが、図２に示すように、位置決めガイド205ａを燃料体106の最外部の燃料棒100に当接させて、反射板2OOａが、燃料体106のウォータロッド101および燃料棒100に当たることなく、ウォータロッド101、燃料棒100間に挿入できるように、Ｌを設定することで、反射板2OOａの位置決めを行っている。
【００２５】
同様に、図２に示すように、位置決めガイド205ｂと反射板2OOｂまでの距離は、一定距離Ｌとできるが、図２に示すように、位置決めガイド205ｂを燃料体106の最外部の燃料棒100に当接させて、反射板2OOｂが、燃料体106のウォータロッド101および燃料棒100に当たることなく、ウォータロッド101、燃料棒100間に挿入できるように、Ｌを設定することで、反射板2OOｂの位置決めを行っている。
【００２６】
図２に示すように、上述の一対の位置決め用シリンダ206、該位置決め用シリンダ206によってそれぞれ移動される連結棒203ａ、203ｂ、該連結棒203ａ、203ｂの一方端側にそれぞれ固定される反射板回転モータ202、該一対の反射板回転モータ202にそれぞれスリップクラッチ2O7を介して接続される反射板2OOａ、2OOｂ、連結棒203ａ、203ｂの他方端側にそれぞれ固定される位置決めガイド205ａ、205ｂ等を反射板位置決め挿入機構と呼称する。
反射板位置決め挿入機構は、図１、図２に示すように、一対の位置決め用シリンダ206の動力を用いて、Ｘ方向に、それぞれ位置決めガイド205ａ、205ｂを前後させることができる。
【００２７】
そして、図２に示すように、位置決めガイド205ａ、205ｂは、燃料体106における最外部の燃料棒1OOと接触することにより、Ｘ方向の位置を決める。位置決めガイド205ａ、205ｂに、それぞれ連結棒203ａ、203ｂを介して連結された反射板200ａ、2OOｂと、位置決めガイド205ａ、205ｂの燃料棒100と接触する部分との間の寸法は、前記したように、反射板200ａ、2OOｂをそれぞれウォータロッド101、燃料棒100間に接触することなく挿入できる一定距離Ｌに設定されている。
【００２８】
そのため、図２に示すように、位置決めガイド205ａ、205ｂが、燃料体106における最外部の燃料棒1OOと接触し位置決めされた反射板200ａ、2OOｂは、図１、図４の状態から、反射板回転モータ202の駆動力により、図１の矢印α31方向に回動され、図２の二点鎖線、図５に示すように、ウォータロッド101、燃料棒100間に接触することなく挿入される。なお、図５は、燃料体106の燃料棒100間の間隔寸法を測定する際の概念的斜視図である。
ここで、反射板200ａ、2OOｂが、それぞれウォータロッド101、燃料棒100間の所定位置に挿入されたことは、それぞれ図示しない近接センサ等の位置センサで検出される。なお、反射板200ａ、2OOｂが、反射板200ａ、2OOｂが、挿入前の元の位置にあることは、それぞれ別の図示しない近接センサ等の位置センサで検出されている。
【００２９】
ここで、図２に示すように、一対の反射板回転モータ202のそれぞれのモータロッド202ｒと反射板2OOａ、2OOｂ間に、スリップクラッチ2O7を設けることにより、反射板2OOから燃料棒100、ウォータロッド101等に過大なトルクが加わることが防止される。
こうして、反射板200ａ、2OOｂが、燃料棒100、ウォータロッド101等に接触した場合は、反射板回転モータ202と反射板200ａ、2OOｂの間に取付けられたスリップクラッチ207により、所定の力を超える力が印加されると滑ることで、反射板200ａ、2OOｂが過度な力をもって燃料棒100、ウォータロッド101等に接触せず、燃料棒100、ウォータロッド101等の損傷が防止されている。
【００３０】
加えて、誤って、反射板200ａ、2OOｂと燃料棒1OO、ウォータロッド101等とが接触した場合、燃料棒1OO、ウォータロッド101等を損傷、損壊しないように、反射板200ａ、2OOｂを剛性の低い樹脂製としている。
反射板2OOａ、2OOｂは、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂等が用いられる。なお、反射板2OOａ、2OOｂは、燃料棒1OO、ウォータロッド101等を損傷させない構造ならば、樹脂以外の材料を用いてよい。
また、色としては、図５に示すように、前面照明400からの光を良好に反射できるように、反射率の高い色、例えば、黒以外の黄色、白色等が適用される。
【００３１】
このようにして、図１、図２に示すように、燃料体寸法検査装置Ｓ１は、燃料体106の燃料棒1OOのたわみや回転を防止する一対の固定板201、固定用シリンダ204等の燃料棒固定機構と、位置決めガイド205ａ、205ｂ、連結棒203ａ、203ｂ、反射板回転モータ202、スリップクラッチ2O7、反射板2OOａ、20Oｂ、シリンダ206等の反射板位置決め挿入機構とを、燃料体１０６の対向する両側面を挟みこむ同様な機構として、二台設けられている。
【００３２】
ここで、図２の二点鎖線に示すように、燃料体106の側面から挿入される二つの反射板位置決め挿入機構の二つの反射板200ａ、200ｂは、長さを変え、また、互いに突き合わせる位置を前面照明400の光を受ける燃料棒100の裏側とすることにより、二つの反射板200ａ、200ｂの間から光が抜けることを避ける形状としている。
【００３３】
本実施形態では、反射板をウォータロッド101、燃料棒100間に挿入する際に燃料体106の燃料棒100を保持するスペーサ106ｓに当接しないように、特に、反射板およびその挿入機構が、燃料棒100の上部100oの上部タイプレート(図示せず)と燃料棒100の最上部のスペーサ106ｓに当接しないように、１枚の反射板でなく２枚の反射板2OOａ、20Oｂとして、その長さを短く形成している。
しかし、このような寸法的な制約がない場合には、本実施形態と異なり、１枚の反射板で構成してもよい。
【００３４】
＜背面照明702の配置＞
さらに、燃料体寸法検査装置Ｓ１は、図１に示すように、主梁700のレール700ｒに沿って上下方向に案内されるガイド部ｇの一対の開口支持板ｇ11、ｇ12先端部に、照明用支持板ｇ4が、燃料体106が挿通する開口ｇ1aを形成する態様で設けられている。この照明用支持板ｇ4には、背面照明702が燃料体106の燃料棒100を照明するように立設されている。
【００３５】
背面照明702は、図１、図２に示すように、燃料体106の燃料棒100の短手方向の寸法より充分大きな寸法を有しているとともに、図１、図４に示すように、燃料体１０６の燃料棒100の長手方向も充分大きな寸法を有している。また、背面照明702は、図１、図４に示すように、その中心部の燃料体106の燃料棒100を間に挟み、撮像機器300が対向する態様で設けられ、その光を燃料棒100間の空間を介して撮像機器300で撮像するのに支障がないように構成されている。
なお、前記構成の燃料体寸法検査装置Ｓ１は、例えば、図示しないマイクロコンピュータ、周辺回路等の制御手段により統括的に制御され、燃料体106の燃料棒100の間の間隔寸法の測定処理も、この制御手段の制御により行なわれる。
【００３６】
＜燃料体106の燃料棒100間の間隔寸法検査方法＞
次に、燃料体寸法検査装置Ｓ１による燃料体106の燃料棒100間の間隔寸法検査方法について、説明する。なお、以下の制御は、上記制御手段により行われる。
＜背面照明702を用いての燃料棒1OO間の間隔寸法検査方法＞
まず、前面照明400および反射板2OOａ、2OOｂを使用することなく、背面照明702を用いての燃料棒1OO間の間隔寸法検査方法を説明する。
図１に示すように、燃料体106の下部106ｕを、燃料体寸法検査装置Ｓ１の底板Ｔ上の燃料体受け皿701に載置するとともに、燃料体106の上部100oを燃料棒ホルダ(図示せず)で保持し、図１に示すように、燃料体106を燃料体寸法検査装置Ｓ１に装着する。
【００３７】
続いて、図２に示すように、燃料棒固定機構の一対の固定用シリンダ204を伸張し、それぞれのシリンダロッド204ｒに固定された固定板201で燃料体106の燃料棒100を図２の矢印α21方向に押圧することにより、燃料体106を固定し、燃料体106の燃料棒100のたわみや回転を補正する。固定後、背面照明702で、図２、図４の白抜き矢印γ１のように、燃料体106の燃料棒100を照らす。
一方、撮像機器300は、例えば、図３に示す送りモータ500の駆動力により、送りねじ503(図１参照)が回転され、燃料体106の短手方向の一番端の燃料棒1OO間隔を測定する位置に配置されている。
【００３８】
背面照明702の光は、図１、図２に示すように、燃料棒1OOの間の空間を透過して撮像機器300に入る。撮像機器300で把えた画像は、図５に示すモニタ302にあるように、燃料棒1OOの間の光が透過する部分は白くなり、燃料棒1OOは黒い部分として撮像される。
従って、モニタ302の画像の白い部分の幅を測定することにより、燃料棒1OO間の間隔寸法ｓを求めることができる。
ここで、寸法測定方法は、予め、モニタ302(図５参照)の一画素分の寸法を測っておき、燃料棒1OOの間隔を、モニタ302の把えた画像の白い部分の幅の画素数から計算することにより、燃料棒1OO間の間隔寸法ｓとする。
【００３９】
寸法測定後、図３に示すように、送りモータ500が駆動し、歯車501、502を介して送りねじ503が回転し、送りねじ503に螺合するナットに取り付けられた撮像機器300が、スライドレール301に案内され、図１、図２、図３の矢印α11方向または矢印α12方向に移動する。
このように、撮像機器300の位置を燃料体106の短手方向に変え、燃料体106の短手方向の燃料棒1OO間の間隔寸法を測定できる。
一方、燃料体106の長手方向の異なる箇所の燃料棒1OOの間隔寸法を測定する場合には、図１に示すように、撮像機器300、背面照明702等を支持するガイド部ｇを、主梁７００のレール７００ｒに沿って、矢印β11、β12方向に移動することにより、燃料体106の長手方向上部の燃料棒1OOの間隔寸法を測定できる。
【００４０】
一方、燃料体106の長手方向下部の燃料棒1OOの間隔寸法を測定する場合には、撮像機器300、背面照明702等を支持するガイド部ｇを、主梁700のレール700ｒに沿って、矢印β12方向に移動することにより、燃料体106の長手方向下部の燃料棒1OOの間隔寸法を測定することができる。
こうして、撮像機器300を燃料体106の端から順に動かすことにより燃料棒1OOの間隔を測定し、ウォータロッド101前の燃料棒1OOの間隔を測定することになる。
なお、背面照明702の光を用いる燃料棒1OOの間隔寸法検査は、燃料体106におけるウォータロッド101が配置されていない端部側では、ウォータロッド101表面の光の拡散の影響が少ないため、有効である。
【００４１】
＜前面照明400及び反射板2OOａ、2OOｂを用いての燃料棒1OOの間隔寸法の検査方法＞
次に、背面照明702を使用することなく、前面照明400および反射板2OOａ、2OOｂを使用しての燃料体106の燃料棒1OO間の間隔寸法の検査方法について説明する。
まず、背面照明702を消灯し、図２の二点鎖線、図５に示すように、燃料棒1OOとウォータロッド101間に反射板200ａ、2OOｂが挿入された後、前面照明400から光を発し、反射板200ａ、2OOｂで反射させて燃料棒1OOの間の空間を通った反射光を撮像機器300で把え、制御手段により撮像機器300で把えた画像を処理し測定が行われる。
【００４２】
すなわち、図２に示すように、反射板位置決め挿入機構における一対の位置決め用シリンダ206を稼動し、位置決めガイド205ａ、205ｂを燃料体106の最外部の燃料棒１００に当接させ、反射板2OOａ、2OOｂが燃料棒100に当たることなく燃料棒100、ウォータロッド101の間に挿入できる位置に位置決めし、反射板2OOａ、2OOｂを、反射板回転モータ202の駆動力により図１の矢印α31方向に回動し、図２中の二点鎖線、図５で示すように、ウォータロッド101前面と燃料棒1OOの間に挿入する。なお、反射板200ａ、2OOｂが、それぞれウォータロッド101、燃料棒100間の所定位置に挿入されたことは、それぞれ図示しない近接センサ等の位置センサで検出される。
【００４３】
続いて、図５で示すように、前面照明400を点灯する。すると、前面照明400の光は、ウォータロッド101前面、すなわち、反射板2OOａ、2OOｂに対して反ウォータロッド101側に配置された燃料棒100間を通り反射板200ａ、2OOｂにより反射され、再び、反ウォータロッド101側、すなわち反射板200ａ、2OOｂと撮像機器300間の燃料棒1OOの間の空間を通り、撮像機器300により反射光が把えられ、図５に示す撮像機器300のモニタ302のように撮像される。
図５に示すモニタ302の画像の黒い箇所が燃料棒1OOであり、白い箇所が燃料棒1OO間のスペースであり、前記のように、予め、モニタ302の一画素分の寸法を測っておき、そのデータを予め制御手段に格納しておき、制御手段における燃料棒1OOの間隔をモニタ302で把えた画像の白い部分の幅の画素数から計算する処理によって、燃料棒1OO間の間隔寸法を測定する。
【００４４】
燃料棒1OOの間隔測定後、図３に示す送りモータ500を駆動し、送りねじ503を介して、撮像機器300を、図１、図３、図５のα11方向、α12方向に移動して、同様な方法で、燃料体106の短手方向の異なる箇所の燃料棒1OOの間隔寸法を、制御手段等を用いて測定する。
一方、燃料体106の長手方向の異なる箇所の燃料棒1OOの間隔寸法を測定する場合には、図１に示すように、撮像機器300、背面照明702等を支持するガイド部ｇを、主梁700のレール700ｒに沿って、矢印β11、β12方向に移動することにより、燃料体106の長手方向の異なる箇所の燃料棒1OOの間隔寸法を、同様な方法で測定できる。
前面照明400および反射板2OOａ、2OOｂを使用した測定を終了し、背面照明702を使用する測定に移行する場合には、前面照明400を消灯するとともに、挿入された反射板200ａ、2OOｂを、図２に示す反射板回転モータ202を逆回転させることにより、元の状態に戻す。
なお、反射板2OOａ、2OOｂが、それぞれ元の状態に戻ったことは、それぞれ図示しない近接センサ等の位置センサで検出される。
【００４５】
その後、背面照明702を、図２の白抜き矢印γ１に示すように、点灯させる。その後、前記したように、他の燃料棒1OO間の間隔寸法を測定する。
上記構成によれば、反射板2OOａ、2OOｂをウォータロッド101前面と燃料棒1OOの間に挿入し、前面照明400の光を反射板2OOａ、2OOｂに反射させることにより、前面照明400の光がウォータロッド101表面に当たらない。そのため、前面照明400の光がウォータロッド101表面で拡散することなく反射できるために照度は低下しない。そのため、燃料棒1OO間の間隔寸法を精度良く測定できる。
なお、上記第１実施形態では、前面照明400および反射板2OOａ、2OOｂを使用すことなく、背面照明702を使用する測定も説明したが、全ての燃料棒1OOの間の間隔寸法の測定を、背面照明702を使用することなく、前面照明400および反射板2OOａ、2OOｂを使用して行ってもよい。
【００４６】
＜＜第２実施形態＞＞
次に、第２実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ２について、図６を用いて説明する。なお、図６は、第２実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ２の上面図である。
図２に示す第１実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ１においては、長さが異なる反射板200ａ、2OOｂをそれぞれ有する二つの反射板位置決め挿入機構を用いる場合を説明したが、図６に示す第２実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ２は、何れか一方の一つの反射板位置決め挿入機構を使用するものである。
【００４７】
なお、固定板201、シリンダ204を有する燃料棒固定機構は、燃料体106を対向する両側面より押圧して固定する必要があるため、第１実施形態(図２参照)と同様、二台設置している。
図６に示すように、第２実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ２は、反射板200ｃの長さを長<することにより、ウォータロッド101前面の燃料棒100の間隔寸法を、一つの反射板200ｃを用いて測定する構成である。
これ以外の構成は、第１実施形態と同様であるから、詳細な説明は省略する。
【００４８】
＜＜第３実施形態＞＞
次に、第３実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ３について、図７を用いて説明する。なお、図７は、第３実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ３の上面図である。
第３実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ３は、図２に示す第１実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ２の反射板2OOａ、2OOｂを、図７に示すように、自ら発光する発光板6OOａ、6OOｂで構成し、図２の第１実施形態の前面照明400を取り除いて構成したものである。
【００４９】
図２の反射板2OOａ、2OOｂからの反射光を、発光板6OOａ、6OOｂで発光する光に代替して照らす以外は、第１実施形態と同様であり、発光板6OOａ、6OOｂより発せられる光を、第１実施形態の反射板2OOａ、2OOｂによる反射光と同様に撮像機器300で撮像して、燃料棒100の間隔を測定する。
ここで、発光板6OOａ、6OOｂとしては、電圧をかけることで材料自身が発光する有機ＥＬ(Ｅlectro  Ｌuminescence)等で構成する。
【００５０】
なお、発光板6OOａ、6OOｂは、光を発しウォータロッド101と燃料棒100との間に挿入できる寸法を有するものであれば、有機ＥＬに限定されず如何なる構成でもよい。
また、発光板は、第２実施形態のように、一つの構成としてもよい。
上記以外の構成は、第１実施形態と同様であるから、詳細な説明は省略する。
上記構成によれば、発光板6OOａ、6OOｂをウォータロッド101前面と燃料棒1OOの間に挿入するので、発光板6OOａ、6OOｂの光がウォータロッド101表面に当たらない。そのため、発光板6OOａ、6OOｂの光がウォータロッド101表面で拡散せず、発光板6OOａ、6OOｂから発せられた光を撮像機器300で直接捉えるので、照度は低下しない。そのため、燃料棒1OO間の間隔寸法を精度良く測定できる。
【００５１】
なお、第１から第３実施形態においては、反射板2OOａ、2OOｂ、2OOｃおよび発光板6OOａ、6OOｂを回転させて、ウォータロッド101と燃料棒100との間に挿入する場合を説明したが、反射板2OOａ、2OOｂ、2OOｃおよび発光板6OOａ、6OOｂを直線運動で移動させてもよく、反射板2OOａ、2OOｂ、2OOｃおよび発光板6OOａ、6OOｂをウォータロッド101と燃料棒100との間に挿入する方法は、特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１実施形態の燃料体寸法検査装置の概略斜視図である。
【図２】図１の燃料体寸法検査装置の要部を表す上面図である。
【図３】図２の撮像機器近傍の拡大図である。
【図４】図２のＢ方向矢視図である。
【図５】燃料体の燃料棒間の間隔寸法を測定する際の概念的斜視図である。
【図６】第２実施形態の燃料体寸法検査装置の上面図である。
【図７】第３実施形態の燃料体寸法検査装置Ｓ３の上面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  燃料棒
１０１  ウォータロッド
１０６  燃料体
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ  反射板
２０１  固定板(燃料棒固定手段、固定部材)
２０２  反射板回転モータ(反射板位置決め挿入手段、反射板移動手段、発光位置決め挿入手段、発光移動手段)
２０３ａ、２０３ｂ  連結棒(反射板位置決め挿入手段、発光位置決め挿入手段)
２０４  固定用シリンダ(燃料棒固定手段、固定部材移動手段)
２０５ａ、２０５ｂ  位置決めガイド(反射板位置決め挿入手段、位置決めガイド部材、発光位置決め挿入手段)
２０６  位置決め用シリンダ (反射板位置決め挿入手段、測定位置決め手段、発光位置決め挿入手段)
２０７  スリップクラッチ(反射板位置決め挿入手段、クラッチ手段、発光位置決め挿入手段)
３００  撮像機器(撮像手段)
３０２  モニタ(測定手段)
４００  前面照明(照明手段)
６００ａ、６００ｂ  発光手段
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  燃料体寸法検査装置
【図１】
0005011135.tif 000002
【図２】
0005011135.tif 000003
【図３】
0005011135.tif 000004
【図４】
0005011135.tif 000005
【図５】
0005011135.tif 000006
【図６】
0005011135.tif 000007
【図７】
0005011135.tif 000008