JPS632326B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炉心の異常、特に燃料集合体の装荷状
態の異常を速やかに検出できる原子炉内検査シス
テムに関する。

たとえば高速増殖炉等の原子炉において、炉心
に装荷された核燃料集合体は、交換の容易化、熱
変形の吸収化などの観点から炉容器内に強固に固
定されてはおらず、単に植立されたままの状態に
なつている。このため、植立形態が何らかの原因
でずれると冷却材の圧力によつて浮上力が生じ、
浮上り現象が発生する。このように核燃料集合体
が浮上ると反応度に影響が表われる。又、炉上部
機構を炉心上から移動させる場合、核燃料集合体
が正しく装荷されているか、あるいは制御棒の切
り離しが完全であるか確認しないと核燃料集合体
や制御棒と衝突する可能性がある。

したがつて、このような不具合を解消するため
には何らかの手段で核燃料集合体や制御棒の装荷
状態を検出し、これに基いて正常の位置にセツト
し直す必要がある。しかし、冷却材の多くはナト
リウムなどの不透明物質であるので検出が困難で
ある。したがつてこの種の検出系を備えた原子炉
の出現が要望されている。

本発明はこのような要望を満たすためになされ
たもので、その目的とするところは、炉心に装荷
されている核燃料集合体や制御棒が異常状態を生
じたり、あるいは炉心上方に異物が漂つたような
場合には、直ちにこの異常状態および位置を検出
でき、これに基いて適切な処置を講じることがで
きる安全性に富んだ原子炉内検査システムを提供
することにある。

従来、この種の検査システムとして使用されて
いるナトリウム透視装置は第１図に示されるよう
に、トランスジユーサ１が約300℃〜600℃程度の
高温度で溶解しているナトリウム２中に浸漬さ
れ、炉心３をはさむように対向して設置された反
射板４とトランスジユーサを水平面内で扇状に走
査し、その位置や角度を調整し、トランスジユー
サの位置を検出する駆動機構５および駆動機構制
御部６と信号処理装置８および画像表示装置９か
ら構成されている。なお符号７は発受信制御部で
ある。

このような構成において超音波パルスがトラン
スジユーサから発信される。超音波はCore
Gap10を通つて反射板で反射され、同じトランス
ジユーサで受信される。この時、核燃料集合体や
制御棒が超音波の伝播路中に存在すると、超音波
がさえぎられるため反射板からのエコーレベルが
減少する。したがつてトランスジユーサで受信さ
れるエコー信号の大小を検出し、適切な信号処理
を受けてギヤツプに比例した信号として画像表示
できるようになつている。

しかしながら、上述した炉内検査システムでは
下記のような欠点がある。

トランスジユーサより発射された超音波は反射
板で反射され受信する構成になつているため、検
査システムが大型化し、又複雑になつている。

そのため炉容器内における検査システムの占有
面積が大きく、保守点検が大変である。また反射
板の製作・据付等コスト高になるなどの問題点が
あつた。

本発明はこのような従来の欠点を除去するため
になされたもので占有面積が少さく保守の容易な
原子炉内検査システムを提供することを目的とす
る。

すなわち本発明は原子炉内に設置された超音波
のトランスジユーサと、このトランスジユーサを
駆動する駆動機構と、この駆動機構を制御すると
ともにこの駆動機構から信号を受けて前記トラン
スジユーサの超音波発受信方向を示す信号を画像
処理装置に送る制御部と、前記トランスジユーサ
に超音波発信信号を送るとともに前記トランスジ
ユーサから送られた超音波受信信号を受ける発受
信制御部と、この発受信制御部から超音波受信信
号を受けてこれを加算処理する信号選別装置と、
この信号選別装置から加算処理後の信号を受けて
原子炉内障害物の有無を示す信号に変換する信号
処理装置と、この信号処理装置および前記制御部
から信号を受けてこれを画像処理する画像処理装
置とを具備してなる原子炉内検査システムであ
る。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。

第２図において炉容器１１の上部開口部は回転
プラグ１２によつて密閉されている。上記、炉容
器１１内には複数本の核燃料集合体を植立させて
構成された炉心部３と制御棒を操作したりする時
に供された炉上部機構１２と燃料を交換する時に
用いられる燃料交換機１４等がそれぞれ設けられ
ている。なお炉心部３は炉心３ａとそれを取りま
くブランケツト部３ｂとから構成されている。

また炉容器１１内には液体ナトリウムで代表さ
れる冷却材２が炉容器１１の下部の流入口１５か
ら流入し流出口１６から流出する。一方、前記炉
上部機構１２の側方部には、駆動機構５によつて
回転および上下方向移動を可能とした操作軸１８
が回転プラグから吊設されており、その操作軸１
８にはトランスジユーサ１が装置されている。

上記トランスジユーサ１は第３図に示すように
例えばステンレス鋼製のパイプ１９に同じくステ
ンレス鋼製で厚肉に形成された容器２０を固定
し、この容器２０を固定してこの容器２０内に絶
縁筒２１、絶縁板２２、金属板２３、スプリング
２４、金属板２５、音響結合材２６、LiNbo₃な
どで形成された圧電素子２７および音響結合材２
８を図示のように収納し、この状態で容器２０の
開口部に上記音響結合材２８に接触する部分だけ
が薄肉に形成されたステンレス鋼製キヤツプ２９
を装着し互いに溶接によつて固着したものから構
成されており、金属板２３はパイプ１９内に挿入
されているケーブル３０の芯線３１に電気的に接
続されている。

また、上記トランスジユーサ１を走査せしめる
駆動機構５は次のように構成されている。すなわ
ち、一つの駆動源、伝達機構、リバーシブルモー
タ、減速ギヤ、回転反転機構等からなつており、
回転プラグ１２の上部にフランジを介して固定さ
れている。しかして図示していないが減速ギヤが
トランスジユーサ１を装着した操作軸１８に連結
されておりトランスジユーサが所用の速度でリバ
ーシブルモータによつて水平扇形状に走査され
る。一方、トランスジユーサ１の縦方向の走査は
リバーシブルモータ、反転機構、回転一直線運動
変換機構（例えばピニオン・ラツク）からなる装
置によつて行なわれる。これらの操作は駆動機構
制御部６で行なわれ出力として画像処理装置９に
トランスジユーサ１の位置および角度の信号が入
力される。

第２図および第４図において、トランスジユー
サ１で発信される超音波は炉上部機構１３と核燃
料集合体３の間のコアギヤツプ１０を通つて炉容
器の内壁１１ａに進み、そこで反射される。反射
したエコー信号は再びトランスジユーサで受信さ
れ、信号選別装置１７に入力される。印加したエ
コー信号は従来の反射板を用いた方式に比べＳ／
Ｎ比が悪くそのままでは画像表示できない。

従つて上記した信号選別装置１７でＳ／Ｎの改
善をし、信号処理装置１８に送信する。すなわち
トランスジユーサ１で発信された超音波は、炉容
器の内壁１１ａの表面状態および位置・角度等に
より常に上記トランスジユーサ１に向けて反射さ
れるとは限らない。そのため、ノイズが多く真の
信号との見分けがつかない。そこで信号選別装置
１７によりＳ／Ｎ＜１の信号をＳ／Ｎ＞１にし信
号処理装置１８に送信するのである。つまり、ト
ランスジユーサ１で発信された超音波は炉容器の
内壁１１ａで反射したエコー信号は色々な方向に
分散し、極くわずかな真の信号を残しノイズとな
つてトランスジユーサに受信される。しかしノイ
ズの信号は常に一定周期ではないため、トランス
ジユーサ１で受信した信号を何回も加算すること
により、雑音に埋れた信号を抽出することができ
る。この抽出する装置を信号選別装置１７と称
し、抽出した信号をDA変換して、信号処理装置
１８に出力する。信号処理装置１８に入力した信
号は適切な信号処理を受け、ギヤツプに比例した
信号として画像処理装置９に加えられる。

したがつて駆動機構５および駆動機構制御部６
によつて前述のように上下方向および水平扇形方
向にトランスジユーサ１を移動させ炉上部機構１
３および燃料交換機１４を横切るように超音波を
走査させれば、画像処理装置には第５図に示すよ
うに、炉上部機構、燃料交換機および核燃料集合
体３等の輪郭が表示され、両者の現在位置や正常
に作動しているか否か等を目によつて確認するこ
とができる。

本発明は上述のように構成したので、炉容器に
おける検査システムの占有面積が小さく、保守・
点検が容易になり、また反射板の製作、据付等が
ないため安価なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の検査システムの概略を示す縦断
面図、第２図は本発明の検査システムの概略を示
す縦断面図、第３図はトランスジユーサの断面
図、第４図はトランスジユーサと炉容器の超音波
送受信関係を示す線図、第５図は本発明に係る画
像表示装置の画像表示例を示す線図である。 １……トランスジユーサ、３……核燃料集合
体、５……駆動機構、６……制御部、７……発受
信制御部、９……画像処理装置、１１……炉容
器、１２……回転プラグ、１３……炉上部機構、
１４……燃料交換機、１７……信号選別装置、１
８……信号処理装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉内に設置された超音波のトランスジユ
   ーサと、このトランスジユーサを駆動する駆動機
   構と、この駆動機構を制御するとともにこの駆動
   機構から信号を受けて前記トランスジユーサの超
   音波発受信方向を示す信号を画像処理装置に送る
   制御部と、前記トランスジユーサに超音波発信信
   号を送るとともに前記トランスジユーサから送ら
   れた超音波受信信号を受ける発受信制御部と、こ
   の発受信制御部から超音波受信信号を受けてこれ
   を加算処理する信号選別装置と、この信号選別装
   置から加算処理後の信号を受けて原子炉内障害物
   の有無を示す信号に変換する信号処理装置と、こ
   の信号処理装置および前記制御部から信号を受け
   てこれを画像処理する画像処理装置とを具備して
   なる原子炉内検査システム。