(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査ゲージの本体と、この本体に対して進退可能に設けられていて被検査用の管内に挿入される測定部材と、この測定部材の一端側に設けられていて前記管の拡管部に進入し得る探針部と、前記測定部材の他端部に設けられた測定針部と、前記拡管部の間隔にほぼ等しい間隔を有し且つ前記拡管部の公差の範囲にほぼ等しい溝幅を有する溝が設けられた測定板とを備え、
前記測定部材の探針部が管の拡管部に進入した位置で前記測定針部が前記測定板の溝に対応するか否かによって前記拡管部の位置を測定する拡管位置検査ゲージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管の拡管部、例えば燃料集合体の制御棒案内管にスリーブを介して上部ノズルを取り付ける際の、拡管（バルジ）部の位置を検査する検査ゲージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、燃料集合体を組み立てる方法として、例えば特開平６−３０８２６７号公報に記載のものがある。
この組立方法を図４により説明すると、まずスリーブ２が固定された複数の支持格子３を所定間隔で配設し、これらの支持格子３の格子空間に制御棒案内管７を挿通し、拡管（バルジ）操作によってスリーブ２と連結することで制御棒案内管７と支持格子３を固定して、スケルトンを形成する。そして、各支持格子３の格子空間内に多数の燃料棒４を挿通する。次にインサート８が取り付けられた下部ノズル１を、最下部の支持格子３の所定位置にセットし、制御棒案内管７と下部ノズル１をシンブルスクリューで連結する。
そして、予めスリーブ５が溶接された上部ノズル６を最上部の支持格子３の所定位置にセットし、制御棒案内管７にスリーブ５を嵌挿し、拡管操作により制御棒案内管７と上部ノズル６を固定する。
このようにして、燃料集合体を組み立てることができる。
【０００３】
尚、図５に示す符号Ａ，Ｂはスリーブ２，５と制御棒案内管７との複数の拡管部をそれぞれ集合的に表わしたものである。実際には、図５に示すように、例えば拡管部Ａについては、上部ノズル６のスリーブ５と制御棒案内管７との間に拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3が順次設けられており、例えば拡管部Ｂについては、最上部の支持格子３のスリーブ２と制御棒案内管７との間に拡管部Ｂ1が設けられている。
制御棒案内管７とスリーブ２，５を拡管操作によって固定することに関して、拡管部Ａ，Ｂの位置は燃料集合体の強度に影響を与えるため、拡管部の形成位置については規格が定められており、燃料集合体の重要な検査項目の一つとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料棒４内の燃料ペレットが通常の二酸化ウランＵＯ2核燃料であれば、燃料集合体組立後に拡管部Ａ，Ｂの位置を横から例えば物差し等で測定できるが、ＭＯＸ燃料（例えば、ＰｕＯ2、ＵＯ2の混合物の核燃料）の場合、放射線量が多くて燃料集合体の横に測定者が近寄ることができないという問題がある。  本発明は、このような実情に鑑み、管の長手方向端部側から拡管部を検査できるようにした拡管位置検査ゲージを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の拡管位置検査ゲージは、検査ゲージ用の本体と、この本体に対して進退可能に設けられていて被検査用の管内に挿入される測定部材と、この測定部材の一端側に設けられていて管の拡管部に進入し得る探針部と、測定部材の他端部に設けられた測定針部と、拡管部の間隔にほぼ等しい間隔を有し且つ拡管部の公差の範囲にほぼ等しい溝幅を有する溝が設けられた測定板とを備え、測定部材の探針部が管の拡管部に進入した位置で測定針部が測定板の溝に対応するか否かによって拡管部の位置を測定するものである。
被検査用の管の長手方向端部側から管内に測定部材を挿入して少しづつ移動させてゆき、拡管部に至ると探針部が落ち込み、測定部材の移動のための負荷が増大するから、この位置で測定針部が測定板の溝に対応するか否かによって拡管部の位置と拡管部が寸法規格の公差内に設けられているかどうかとを測定・検査できる。
【０００６】
測定部材は揺動可能とし、測定部材の他端側には測定針部が設けられ、この測定針部に対向して延在する測定板が本体に設けられていてもよい。
この測定板には、所定間隔で溝が形成されていてもよく、揺動する測定部材の測定針部が溝に対向するか否かで拡管部の位置を検査できる。しかも、この検査ゲージは、測定部材の支点から測定板に対向する測定針部までの距離を探針部までの距離より大きくすれば、てこの原理で拡管部の深さ寸法を拡大した状態で測定できるから、合否判定が容易である。
管は、核燃料集合体の制御棒案内管としてもよい。この場合、燃料棒内にＭＯＸ燃料等が収納されていても、制御棒案内管の横方向でなく端部側から測定できるので、測定者の被爆を確実に低減できる。また、マグネスケール等長さを電気信号に変換して測定する装置と比較して、構造が簡単で、低廉であり、操作も容易であるという利点がある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１及び図２により説明するが、上述の従来技術と同様の部分または部材には同一の符号を用いてその説明を省略する。
図１は本実施の形態による検査ゲージで制御棒案内管の拡管位置を測定している状態を示す図、図２は図１における検査ゲージの探針部と拡管部との位置関係を示す概略断面図である。
図１において、上部ノズル６は、上部（図中、右側）が開口した略箱状を呈し、底面１０には孔にスリーブ５が嵌合されて溶接されており（図では１つのスリーブ５以外は省略されている）、底面１０の四周に側壁１２が形成され、側壁１２の上部は底面１０と平行な方向に若干突出して突部１４が形成され、その内部に中空部１６が形成されることになる。また、側壁１２の上面の各コーナーには脚部１８がそれぞれて設けられている。そして、突部１４の上面に重なる仮想平面が上部ノズル６の基準面２０とされている。
また、底面１０に溶接されたスリーブ５には制御棒案内管７が嵌合され、図５と同様に拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3が長手方向に所定間隔で形成されている。
【０００８】
そして、上部ノズル６には、底面１０の下面１０ａから拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3等迄の距離を測定するための検査ゲージ２２が着脱可能に取り付けられている。検査ゲージ２２の上部ノズル６への取付部２４は、底面１０から突部１４にかけて挟持して係止すべく略コの字型に形成され、図１ではその一部のみが示されている。
この検査ゲージ２２には、挿通孔２６ａを有する略筒状の本体２６が形成され、本体２６は取付部２４に対してＸ−Ｙ方向（基準面２０内の方向）に摺動可能に取り付けられている。本体２６の挿通孔２６ａには、長尺の測定棒（測定部材）２８が摺動可能に嵌挿されている。
そして、この測定棒２８の一端部には、測定棒２８の長手方向に直交する方向に延びる例えば先細の探針部３０が設けられ、この探針部３０はスリーブ２，５に固定された制御棒案内管７内を進退可能な長さとされている。測定棒２８の他端部には、測定棒２８の長手方向に直交する方向（探針部３０と反対方向）に延びる例えば先細の測定針部３２が設けられている。
【０００９】
本体２６には、測定棒２８の本体２６から測定針部３２方向側とほぼ平行な方向に延在する目盛り板３４が連結され、この目盛り板３４には、測定針部３０の移動領域に対応して、所定間隔で適宜数の溝Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4等が形成されている。これらの溝Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4等の間隔は、底面１０の下面１０ａを基準にした拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3の各間隔の規格寸法にほぼ等しく、しかも各溝幅は拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3の公差の範囲にほぼ等しいものとすることが好ましい。
また、本体２６の挿通孔２６ａ内の中央部分には、拡大された凹溝３６が形成され、凹溝３６の内壁面には受け部３８が固定され、この受け部３８の内周面には、球面の一部をなす凹曲面状の受け面３８ａが測定棒２８回りの全周に亘ってリング状に形成されている。そして、測定棒２８には、同じく球面の一部をなす凸曲面状の外周面４０ａを有するリング状の回転部４０が摺動可能に嵌挿され、この回転部４０は外周面４０ａが受け面３８ａのほぼ全周に亘って当接して、測定棒２８回りに回転可能とされ、しかも各球面の一部をなす受け面３８ａ及び外周面４０ａの中心点Ｗを支点として、測定棒２８をその長手方向に揺動可能（図１で矢印Ｐ方向）としている。
【００１０】
このように、受け面３８ａ及び回転部４０で支持された測定棒２８は、探針部３０が燃料棒案内管７の内壁に当接して摺動する状態では、目盛り板３４とほぼ平行に保持されて測定針部３２が若干離間した状態とされ、探針部３０が拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3等のいずれかに落ち込んだ時には、支点Ｗを中心に測定棒２８がＰ方向に回動して測定針部３２が溝Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4のいずれかに進入し得るようになっている。
また、測定棒２８には、本体２６の前後にそれぞれ重り４２，４４が取り付けられており、本体２６と測定針部３２との間の重り４２は、探針部３０が拡管部Ａ内に落ち込む方向に回動力を付与し、本体２６と探針部３０との間の重り４４は、探針部３０が拡管部Ａから離間する方向に回動力を付与するようになっている。しかも、支点Ｗから重り４２迄の距離は支点Ｗから重り４４迄の距離よりも大きく設定されている。
尚、重り４２，４４に代えてスプリングを取り付けて上述の回動力を付与してもよい。
【００１１】
本実施の形態による検査ゲージ２２は、上述のような構成を備えており、次に作用を説明する。
例えば図５に示すように、上部ノズル６及び支持格子３の各スリーブ５，２に制御棒案内管７が嵌挿され、拡管操作によって拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂ等が形成されて制御棒案内管７がスリーブ５，２に固定された状態で、拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3等が規格寸法で定められた位置に形成されているか否かを検査する。
そのため、まず検査ゲージ２２の測定棒２８を、探針部３０を本体２６に近付ける方向に移動させる。この状態で、検査ゲージ２２の取付部２４を上部ノズル６の底面１０と突部１４との間に嵌合して、本体２６を底面１０と平行に摺動操作することで、測定棒２８を上部ノズル６の任意のスリーブ５に対向する位置に持ち来して、取付部２４をネジ等で固定する。
尚、拡管部Ａ，Ｂは、図２に示す例では、制御棒案内管７の横断面で、９０度間隔で４箇所形成されているために、これら周方向の４箇所の拡管部のいずれかの方向に探針部３０の長手方向を合わせるようにする。
【００１２】
この状態で、測定棒２８の後端側である測定針部３２を押動して、探針部３０を制御棒案内管７内に挿入し、測定針部３２が測定板３４の溝Ｃ1に対向する位置に持ち来す。この状態で、探針部３０は、上部ノズル６の基準面２０から一定距離にある下面１０ａに対向する位置に保持され、この時の探針部３０の位置が拡管部検査の基準位置となる。
更に測定棒２８を制御棒案内管７内に押し込むと、測定棒２８は、支点Ｗに対して重り４２迄の距離が重り４４迄の距離よりも大きく設定されていることで、探針部３０の先端が制御棒案内管７の壁面に当接しつつ移動することになる。上部ノズル６に最も近接した拡管部Ａ1に至ると、測定棒２８は、受け部３８ａ及び外周部４０ａで相対的に摺動して支点Ｗを中心に回動し、探針部３０が拡管部Ａ1内に落込むことになる。この時の測定針部３２が、測定板３４の溝Ｃ2内に位置するかどうかで拡管部Ａ1の位置を検査する。
即ち、測定棒２８の測定針部３２は測定板３４方向に若干回転し、その先端部が測定板３４の溝Ｃ2内にわずかに落ち込めば、最初の拡管部Ａ1は、上部ノズル６の基準位置（下面１０ａ）に対して定められた寸法規格の範囲内に設けられていることを確認できる。
【００１３】
次に、測定棒２８を測定板３４とほぼ平行な状態に戻し、更に測定棒２８を制御棒案内管７内に押し込むと、重り４２，４４によって探針部３０は今度は次の拡管部Ａ２に落込み、この時の測定針部３２の位置を測定板３４の溝Ｃ３内に位置するかどうかで測定検査する。
このようにして、測定棒２８を制御棒案内管７内に順次押し込みつつ、探針部３０が拡管部Ａ１，Ａ２，Ａ３内に落ち込んだ際の測定板３４の溝Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と測定針部３２との相対位置が対応するか否かを確認することで、拡管部Ａが基準位置（下面１０ａ）に対して所定の寸法規格の公差内に設けられているかどうかを測定し、検査できる。
そして、本体２６をＸ−Ｙ方向に移動させて、他の制御棒案内管７の拡管部Ａ等を順次検査する。
尚、拡管部Ａだけでなく、支持格子３のスリーブ２と制御棒案内管７との拡管部Ｂについても同様に測定できるようにしてもよい。この場合、測定棒２８と測定板３４を測定距離に応じて長くすればよい。
また、拡管部Ａは、図２に示すように、９０度間隔で周方向に互いに離間させて４箇所設けることとしたが、リング状に形成するようにしてもよい。
【００１４】
上述のように、本実施の形態によれば、上部ノズル６のスリーブ５（や支持格子３のスリーブ２）と制御棒案内管７との拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3（，Ｂ）の形成位置について、所定の寸法規格の公差内に設けられているかどうかを測定、検査できる。しかも、制御棒案内管７の横方向からでなく長手方向端部側から測定でき、放射線量の多いＭＯＸ燃料等が燃料棒４内に収納されていても、測定者の被爆を確実に低減できる。この検査ゲージ２２は、支点Ｗから測定針部３２までの距離を探針部３０までの距離より大きくすれば、てこの原理で拡管部の深さ寸法を拡大した状態で測定できるから、合否判定が容易である。また、マグネスケール等長さを電気信号に変換して測定する装置と比較して、構造が簡単で、低廉であり、操作も容易であるという利点がある。
【００１５】
次に、本発明の別の実施の形態を図３により説明する。
図３に示す検査ゲージ４６においては、受け部３８と回転部４０等は設けられておらず、測定棒２８は本体２６の挿通孔２６ａに嵌挿されて進退可能に設けられているが、揺動しない。そして、拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3等内に落ち込む探針部４８は、先端ピン５０が探針部４８内のスプリング（図示せず）によって測定棒２８に直交するＱ方向に突出するよう付勢されているクリック機構を備えている。  従って、拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3等の位置の測定に当たっては、測定棒２８は挿通孔２６ａにガイドされて直線移動させられ、拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3等の位置に至ると先端ピン５０がスプリングの付勢力で突出して落ち込むために、測定棒２８の押圧抵抗が増大し、拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3等を検出できる。この位置で測定針部３２が測定板３４の溝Ｃに対向する位置にあるか否かで拡管部Ａ1，Ａ2，Ａ3等の位置を検査できる。
尚、拡管部に落ち込んだ先端ピン５０は、測定棒２８を強く押すことでスプリングの付勢力に抗して引っ込み、拡管部から脱出できる。
【００１６】
この実施の態様によれば、検査ゲージ４６の本体２６部分の構成が簡素化され、測定棒２８の移動による拡管部の検査、測定も容易であり、しかも測定にあたって、測定棒２８を揺動させないで測定するので、検査、測定がいっそう正確になる。
【００１７】
尚、上述の実施の形態では、測定板３４には、拡管部Ａの設定されるべき位置の規格寸法に応じて適宜の溝を形成することとしたが、これに代えて寸法目盛りを設けてもよい。
或いは測定板３４を設けることなく、図３に一点鎖線で示すように、測定棒２８自体に拡管部の規格寸法に応じた所定間隔で標識Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3，Ｄ4等を設け、本体２６の端部等に基準線Ｅを設ける構成にして、測定棒２８を移動して先端ピン５０が拡管部に落ち込んだ際、基準線Ｅに標識Ｄ2，Ｄ3，Ｄ4等が重なるか否かによって、拡管部の位置を検査するようにしてもよい。これによって、検査ゲージ４６の構成がいっそう簡単になる。
【００１８】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る拡管位置検査ゲージによれば、本体に対して進退可能に設けられていて管内に挿入される測定部材と、この測定部材の一端側に設けられていて管の拡管部に進入し得る探針部と、測定部材の他端部に設けられた測定針部と、拡管部の間隔にほぼ等しい間隔を有し且つ拡管部の公差の範囲にほぼ等しい溝幅を有する溝が設けられた測定板とを備え、測定部材の探針部が管の拡管部に進入した位置で測定針部が測定板の溝に対応するか否かによって拡管部の位置を測定するものであるから、拡管部の位置と拡管部が寸法規格の公差内に設けられているかどうかとを、管の横方向からでなく長手方向端部側から測定、検査できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】上部ノズルに本発明の実施の形態による検査ゲージを取り付けた状態を示す要部断面図である。
【図２】制御棒案内管の拡管部と測定棒の探針部との位置関係を示す図である。
【図３】本発明の別の実施の形態による検査ゲージの要部断面図である。
【図４】燃料集合体を組み立てて拡管した状態を示す図である。
【図５】上部ノズルのスリーブと制御棒案内管を拡管した状態を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
６  上部ノズル
７  制御棒案内管
２２，４６  検査ゲージ
２６  本体
２６ａ  挿通孔
２８  測定棒
３０，４８  探針部
Ａ，Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｂ  拡管部
３４  測定板
【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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