CZ307569B6 - A method of measuring the deformation of a fuel assembly using ultrasound - Google Patents
A method of measuring the deformation of a fuel assembly using ultrasound Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307569B6 CZ307569B6 CZ2017-617A CZ2017617A CZ307569B6 CZ 307569 B6 CZ307569 B6 CZ 307569B6 CZ 2017617 A CZ2017617 A CZ 2017617A CZ 307569 B6 CZ307569 B6 CZ 307569B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- measurement
- fuel assembly
- ultrasonic
- probes
- ultrasonic probe
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 35
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 20
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 8
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012854 evaluation process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/06—Devices or arrangements for monitoring or testing fuel or fuel elements outside the reactor core, e.g. for burn-up, for contamination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Metoda měření deformace palivového souboru pomocí ultrazvukuMethod of measuring the deformation of a fuel assembly using ultrasound
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká metody bezkontaktního měření geometrie jaderného palivového souboru, sestávajícího z hlavice, patice, nosné konstrukce (včetně distančních mřížek) a svazku palivových proutků, pomocí ultrazvuku. Měření deformace ozářeného jaderného paliva probíhá vždy trvale hluboko pod hladinou chladivá sloužícího pro odvádění zbytkového tepla a současně ke stínění radioaktivního záření. Měření probíhá pomocí dálkově řízených zařízení, která jsou vybavena kontaktními nebo bezkontaktními senzory nebo optickými systémy.The invention relates to a method for non-contact measurement of the geometry of a nuclear fuel assembly, consisting of a head, a base, a supporting structure (including spacer grids) and a bundle of fuel rods, by means of ultrasound. The measurement of the deformation of irradiated nuclear fuel always takes place permanently deep below the level of the coolant used for the removal of residual heat and at the same time for the shielding of radioactive radiation. The measurement is performed using remotely controlled devices that are equipped with contact or contactless sensors or optical systems.
Dosavadní stav technikyPrior art
Počátky měření deformace palivových souborů (prodloužení, průhybu a zkrutu) se datují do sedmdesátých let. Důvodem k tomuto přístupu bylo udržení vysokého standardu bezpečnosti palivových souborů po ozáření, zjištění jejich deformačních vlastností a predikce chování v dalších ozařovacích cyklech. K měření deformace bylo v minulosti používáno několik různých systémů a metod založených na různých formách snímání. Postupně byla zavedena forma částečné automatizace procesu měření, čímž došlo k omezení negativního vlivu lidského faktoru na správnost, přesnost a rychlost měření.The beginnings of measuring the deformation of fuel assemblies (elongation, deflection and torsion) date back to the 1970s. The reason for this approach was to maintain a high standard of safety of fuel assemblies after irradiation, to determine their deformation properties and to predict the behavior in the next irradiation cycles. In the past, several different systems and methods based on different forms of sensing have been used to measure deformation. Gradually, a form of partial automation of the measurement process was introduced, which reduced the negative influence of the human factor on the accuracy, precision and speed of measurement.
Zpočátku byly pro měření používány převážně kontaktní snímače nebo pole kontaktních snímačů, dotýkající se bočních stran distančních mřížek. Použití kontaktních snímačů (např. LVDT) má však významnou nevýhodu. Touto nevýhodou je bezpečnostní riziko v případě poruchového stavu snímače při dosednutí do oblasti palivových proutků, kdy může dojít k nežádoucí interakci snímače s palivovými proutky. Jiný nebezpečný stav může nastat i v případě, že se snímač nedostane do kontaktu s žádnou částí palivového souboru a současně je jeho poloha vůči palivovému souboru neznámá. Palivové proutky mohou být snímačem při odstraňování poruchového stavu poškozeny, takže může dojít ke stavu ohrožení jaderné a radiační bezpečnosti. Výhodou měření pomocí kontaktních snímačů je vysoká přesnost naměřených hodnot a nízká míra ovlivnění chladivém proudícím okolo palivového souboru.Initially, contact sensors or contact sensor arrays, touching the sides of the spacer grids, were mainly used for the measurements. However, the use of contact sensors (eg LVDT) has a significant disadvantage. This disadvantage is a safety risk in the event of a fault condition of the sensor when landing in the area of the fuel rods, where the sensor may interact undesirably with the fuel rods. Another dangerous condition can occur even if the sensor does not come into contact with any part of the fuel assembly and at the same time its position relative to the fuel assembly is unknown. The fuel rods can be damaged by the sensor during the troubleshooting, so that a nuclear and radiation safety hazard can occur. The advantage of measuring with contact sensors is the high accuracy of the measured values and the low degree of influence of the coolant flowing around the fuel assembly.
Dalším přístupem používaným v minulosti bylo použití optických systémů využívajících zejména kamer. Tyto systémy jsou založeny na jednotnosti a jednoduchosti systému pro měření geometrie a současném použití tohoto systému pro vizuální inspekce. Pokrok vizuálních systémů oproti měření kontaktními snímači je v použití bezkontaktního měření, a tudíž vyloučení rizikového stavu při poruše snímače (většinou kamery) nebo jeho řízení. Nevýhodou těchto vizuálních systémů je vysoká závislost přesnosti měření na optických podmínkách nastávajících v prostředí mezi kamerou a palivovým souborem (vlnění chladivá vlivem změn teploty, ohyb světla, zakalení chiadiva) a také nutnost použití speciálních radiačně odolných optických systémů (skla běžných kamer v radiačním prostředí ztrácejí průhlednost a použité polovodiče degradují vlivem záření). Z důvodu obtížnosti vyhodnocování obrazového výstupu je použití optických systémů výrazně ovlivňováno lidským faktorem. Použití automatizovaného systému zpracování obrazuje rovněž poměrně pomalé z důvodu vysoké výpočetní náročnosti a složitosti algoritmů rozhodování.Another approach used in the past was the use of optical systems using mainly cameras. These systems are based on the uniformity and simplicity of the geometry measurement system and the simultaneous use of this system for visual inspections. The progress of visual systems over contact sensor measurements is in the use of non-contact measurement, and thus the elimination of the risk of failure of the sensor (usually the camera) or its control. The disadvantage of these visual systems is the high dependence of measurement accuracy on the optical conditions occurring in the environment between the camera and the fuel assembly (refrigerant waves due to temperature changes, light diffraction, turbidity) and the need to use special radiation-resistant optical systems (glasses of conventional cameras in the radiation environment lose transparency and the semiconductors used degrade due to radiation). Due to the difficulty of evaluating the image output, the use of optical systems is significantly influenced by the human factor. The use of an automated processing system is also relatively slow due to the high computational complexity and complexity of decision algorithms.
Dalším inovačním krokem je použití pole bezkontaktních ultrazvukových snímačů umístěných v pevných pozicích tak, aby ke kontaktu ultrazvukového paprsku s palivovým souborem došlo na bočním plechu distančních mřížek. Tento způsob měření vyžaduje, stejně jako použití kontaktních snímačů, přesně určený stacionární stav palivového souboru, což lze považovat za nevýhodu. Další nevýhodou je nutnost použití velkého počtu snímačů a jejich vzájemné ovlivňování. Naopak, výraznou výhodou je vyloučení rizikového stavu poškození palivového souboru při poruše ultrazvukového snímače nebo jeho řízení.Another innovative step is the use of an array of non-contact ultrasonic sensors located in fixed positions so that the contact of the ultrasonic beam with the fuel assembly occurs on the side plate of the spacer grids. This method of measurement requires, as well as the use of contact sensors, a precisely determined stationary state of the fuel assembly, which can be considered a disadvantage. Another disadvantage is the need to use a large number of sensors and their interaction. On the contrary, a significant advantage is the elimination of the risk of damage to the fuel assembly in the event of a failure of the ultrasonic sensor or its control.
- 1 CZ 307569 B6- 1 CZ 307569 B6
V posledních deseti letech se začaly objevovat i jiné metody měření deformace palivových souborů. Jsou to metody využívající například šikmého pohledu na palivový soubor a analýzy obrazu. Pomocí ní jsou nalezeny pozice charakteristických prvků palivového souboru a vytvořena geometrická síť, která je porovnána s obdobnou sítí nedeformovaného palivového souboru. Tento způsob měření deformace je velmi rychlý. Rovněž je velmi bezpečný i vzhledem k poruchám a nepředpokládaným stavům systému, protože nedochází k žádné interakci (ani blízké vazbě) mezi palivovým souborem a částmi měřicího zařízení. Nedostatkem je však nízká přesnost měření.In the last ten years, other methods of measuring the deformation of fuel assemblies have begun to appear. These are methods using, for example, an oblique view of the fuel assembly and image analysis. Using it, the positions of the characteristic elements of the fuel assembly are found and a geometric network is created, which is compared with a similar network of undeformed fuel assembly. This method of measuring deformation is very fast. It is also very safe due to faults and unexpected states of the system, because there is no interaction (or close connection) between the fuel assembly and parts of the measuring equipment. However, the disadvantage is the low measurement accuracy.
Důležitým prvkem, který se objevuje v měření deformace palivových souborů, je jistá míra automatizace procesu měření a vyhodnocování, zejména zpracování signálů a obrazů, čímž je omezen nevhodný vliv lidského faktoru na měření a vyhodnocování.An important element that appears in the measurement of deformation of fuel assemblies is a certain degree of automation of the measurement and evaluation process, especially signal and image processing, which limits the inappropriate influence of the human factor on the measurement and evaluation.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Uvedené nedostatky odstraňuje metoda měření deformace palivového souboru pomocí ultrazvuku, kdy měření je provedeno při rovnoběžném vzájemném pohybu ultrazvukové sondy a palivového souboru ve směru jeho podélné osy. Základním principem tohoto vynálezu je současné měření dvou veličin, přičemž pro odečtení správné hodnoty jedné veličiny, potřebné pro výpočet deformace, je použito detekce v průběhu hodnot veličiny druhé. Změny v průběhu hodnot první veličiny (měřené vzdálenosti distanční mřížky, nebo palivových proutků, od ultrazvukové sondy) jsou v řádu desetin milimetru, a je tedy obtížné rozeznat, která hodnota přísluší odrazu ultrazvukových vln od distanční mřížky, respektive od palivových proutků. Proto je k detekci distančních mřížek využita současně měřená druhá veličina (energie odražená od povrchu distanční mřížky, nebo palivových proutků), která je výrazně citlivější ke změnám tvaru a sklonu odrazného povrchu. Při odrazu ultrazvukových vln od palivových proutků jez důvodu vysoké křivosti povrchu většina sondou vysílané energie odražena mimo ultrazvukovou sondu. Poměr odražené energie vracející se zpět do sondy k energii sondou vysílané (tato hodnota je považována za základ - 100%) dosahuje nízkých hodnot. Při odrazu ultrazvukových vln od bočního povrchu distanční mřížky (povrch blížící se rovině a kolmosti k ultrazvukovému paprsku) je většina energie vysílaná sondou dopadající na povrch odražena zpět do ultrazvukové sondy. V tomto případě dosahuje poměr odražené energie, vracející se do sondy, k energii sondou vysílané, vysokých hodnot. Rozdíl v průběhu odražené energie mezi vysokými a nízkými hodnotami dosahuje řádově desítek procent, a proto lze při pohybu ultrazvukové sondy ve směru podélné osy palivového souboru jednoznačně identifikovat části s výrazně vyššími hodnotami, příslušejícími distančním mřížkám, a nižšími hodnotami, příslušejícími palivovým proutkům. Správná hodnota vzdálenosti distanční mřížky od ultrazvukové sondy je určena odečtením hodnoty měřené vzdálenosti v definovaném místě úseku, označeného podle odražené energie jako distanční mřížka.The mentioned deficiencies are eliminated by the method of measuring the deformation of the fuel assembly by means of ultrasound, where the measurement is performed with parallel movement of the ultrasonic probe and the fuel assembly in the direction of its longitudinal axis. The basic principle of the present invention is the simultaneous measurement of two quantities, and in order to subtract the correct value of one quantity required for the calculation of the deformation, a detection during the values of the other quantity is used. Changes during the values of the first quantity (measured distance of the spacer grid or fuel rods from the ultrasonic probe) are in the order of tenths of a millimeter, and it is therefore difficult to distinguish which value belongs to the reflection of ultrasonic waves from the spacer grid or fuel rods. Therefore, the second measured value (energy reflected from the surface of the spacer grid or fuel rods), which is significantly more sensitive to changes in the shape and inclination of the reflecting surface, is used to detect the spacers. When ultrasonic waves are reflected from fuel rods, most of the energy transmitted by the probe is reflected outside the ultrasonic probe due to the high curvature of the surface. The ratio of the reflected energy returning to the probe to the energy transmitted by the probe (this value is considered the basis - 100%) reaches low values. When ultrasonic waves are reflected from the side surface of the spacer grid (a surface approaching the plane and perpendicular to the ultrasonic beam), most of the energy transmitted by the probe incident on the surface is reflected back to the ultrasonic probe. In this case, the ratio of the reflected energy returning to the probe to the energy transmitted by the probe reaches high values. The difference in the course of the reflected energy between high and low values is in the order of tens of percent, and therefore when moving the ultrasonic probe in the direction of the longitudinal axis of the fuel assembly, parts with significantly higher values belonging to the spacers and lower values belonging to the fuel rods can be unambiguously identified. The correct value of the distance of the distance grid from the ultrasonic probe is determined by subtracting the value of the measured distance at a defined location of the section, marked according to the reflected energy as the distance grid.
Tato inovativní metoda měření a vyhodnocení umožňuje provést měření geometrie celého palivového souboru (míněno průhybu a zkrutu) v jediném pohybu v průběhu vytahování nebo spouštění palivového souboru do nebo z reaktoru nebo skladovací mříže, úložného kontejneru nebo jiného umístění. Tím, že je měření provedeno v průběhu pohybů, které by byly provedeny i bez tohoto měření (není tedy nutno uvést palivový soubor do stacionárního stavu), se významně šetří čas na provedení měření a získává informace o všech palivových souborech, se kterými je manipulováno. Není nutno nastavovat distanční mřížky do vhodné pozice vůči měřicím ultrazvukovým sondám; jejich detekce je provedena automaticky z měřených signálů vzdálenosti a energie. Toto lze také považovat za jednu z výhod této metody měření. Další výhodou je možnost měření palivových souborů s různým počtem distančních mřížek bez nutnosti změny umístění ultrazvukových sond. Významnou výhodou je také jednoduchá automatizace procesu, a tím i omezení vlivu lidského faktoru na měření a vyhodnocení výsledků. Metoda detekuje nejednoznačné vyhodnocení pozice distanční mřížky v případě, kdy je boční plocha distanční mřížky významně deformována, nebo kdy není zabezpečena kolmost ultrazvukového paprskuThis innovative method of measurement and evaluation makes it possible to measure the geometry of the entire fuel assembly (meaning deflection and torsion) in a single motion during the extraction or lowering of the fuel assembly into or from the reactor or storage grid, storage container or other location. The fact that the measurement is performed during movements that would be performed even without this measurement (it is therefore not necessary to bring the fuel assembly into a stationary state), significantly saves time for performing measurements and obtains information about all fuel assemblies that are manipulated. It is not necessary to adjust the spacer grids to a suitable position relative to the measuring ultrasonic probes; their detection is performed automatically from the measured distance and energy signals. This can also be considered as one of the advantages of this measurement method. Another advantage is the possibility of measuring fuel assemblies with different numbers of spacer grids without the need to change the location of ultrasonic probes. A significant advantage is also the simple automation of the process, and thus reducing the influence of the human factor on the measurement and evaluation of results. The method detects an ambiguous evaluation of the position of the spacer grid in the case when the side surface of the spacer grid is significantly deformed, or when the perpendicularity of the ultrasonic beam is not ensured
-2CZ 307569 B6 k boční ploše. Metoda umožňuje měření i v případě, že není dodržena kolmost dopadajícího paprsku na boční plochu distanční mřížky, ale energie odražených paprsků je dostatečně vysoká pro detekci rozlišení odrazu od distanční mřížky a od palivových proutků.-2GB 307569 B6 to the side surface. The method allows measurements even if the perpendicularity of the incident beam to the side surface of the spacer grid is not observed, but the energy of the reflected beams is high enough to detect the resolution of the reflection from the spacer grid and from the fuel rods.
Objasnění výkresůExplanation of drawings
Vynález je blíže osvětlen pomocí výkresů, kde obr. 1. zobrazuje základní schéma měření a principiálně průběh měřených signálů. Vpravo dole je schematicky naznačen vzhled průběhu signálů měřených veličin a jejich vzájemná vazba k sobě. Obr. 2. zobrazuje rozdíl mezi odrazem ultrazvukových vln od rovinné plochy distanční mřížky (vrchní část) a od palivových proutků (spodní část).The invention is further elucidated with the aid of the drawings, in which FIG. 1 shows a basic measurement diagram and, in principle, the course of the measured signals. At the bottom right, the appearance of the course of the signals of the measured quantities and their mutual connection to each other is schematically indicated. Giant. 2. shows the difference between the reflection of ultrasonic waves from the planar surface of the spacer grid (upper part) and from the fuel rods (lower part).
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Metoda měření a vyhodnocování byla ověřována v experimentálním zařízení v laboratoři Centra výzkumu Řež, ve kterém lze simulovat a měřit různé změny geometrie palivového souboru pomocí změn pozic a poloh distančních mřížek 1, mezi kterými jsou umístěny palivové proutky 2 stejně jako v reálném palivovém souboru. Tyto činnosti probíhají v experimentálním zařízení pouze na imitátoru palivového souboru.The method of measurement and evaluation was verified in an experimental facility in the laboratory of the Řež Research Center, in which various changes in the geometry of the fuel assembly can be simulated and measured by changing the positions and positions of spacers 1, between which the fuel rods 2 are placed as well as in the real fuel assembly. These activities take place in the experimental equipment only on the fuel assembly imitator.
Toto zařízení se skládá z nádrže naplněné vodou, ve které je umístěn imitátor palivového souboru a systém umožňující pohyb ultrazvukové sondy 3, která měří zároveň vzdálenost i odraženou energii ultrazvukového signálu, mířící na boční stranu imitátoru. Ultrazvuková sonda 3 je umístěna do předem definované vzdálenosti ověřené jinou metodou (pravítkem, kalibrem) a kolmost paprsku této sondy 3 vůči povrchu imitátoru, kdy se předpokládá zaměření na distanční mřížku, je ověřena na křivce signálu odražené energie a měla by dosahovat vysoké hodnoty na této definované vzdálenosti. Při pohybu ultrazvukové sondy 3 ve směru jiném než ve směru podélné osy imitátoru palivového souboru by měla hodnota odražené energie klesat.This device consists of a tank filled with water, in which the imitator of the fuel assembly is located and a system enabling the movement of the ultrasonic probe 3, which measures both the distance and the reflected energy of the ultrasonic signal facing the side of the imitator. The ultrasonic probe 3 is placed at a predefined distance verified by another method (ruler, caliber) and the perpendicularity of the beam of this probe 3 to the imitator surface, where focusing on the distance grating is assumed, is verified on the reflected energy signal curve and should reach high values on this. defined distances. As the ultrasonic probe 3 moves in a direction other than the longitudinal axis of the fuel assembly imitator, the value of the reflected energy should decrease.
Současně se spuštěním pohybu ultrazvukové sondy 3 ve směru rovnoběžném s osou imitátoru palivového souboru je spuštěn i záznam hodnot osy 7 podélné souřadnice od počátku měření, průběhu grafu 10 měřené vzdálenosti a průběhu grafu 11 odražené energie z měřicího zařízení 4, které řídí chod ultrazvukové sondy 3. Po ukončení pohybu ultrazvukové sondy 3 vůči imitátoru palivového souboru jsou naměřená data uložena. Po načtení signálů všech tří veličin je počítačem analyzován signál průběhu grafu 11 odražené energie. V úsecích, kde její hodnota dosahuje nízkých hodnot vzhledem k energii sondou vysílané, je povrch imitátoru zakřivený nebo nekolmý k paprsku ultrazvukové sondy 3 a je proto přiřazen k oblasti svazku palivových proutků 2. Úsekům, které obsahují vysoké hodnoty podílu energie odražené k energii sondou vysílané, jsou přiřazeny distanční mřížky L V následujícím kroku zpracování je v signálu osy podélné souřadnice 7 od počátku určena podélná souřadnice středu každého úseku, který je označen jako distanční mřížka J_, kdy je určen poziční střed distanční mřížky J_ pomocí odražené energie. Všem těmto podélným souřadnicím jsou poté přiřazeny hodnoty vzdálenosti distančních mřížek 1 od ultrazvukové sondy 3 ze signálu v grafu 10 měřené vzdálenosti.Simultaneously with the start of the movement of the ultrasonic probe 3 in the direction parallel to the axis of the fuel assembly imitator, the values of the longitudinal coordinate axis 7 from the beginning of the measurement, the course of the measured distance graph 10 and the course of the reflected energy graph 11 from the measuring device 4 are controlled. After the movement of the ultrasonic probe 3 relative to the fuel assembly imitator is completed, the measured data are saved. After reading the signals of all three quantities, the signal of the course of the graph 11 of reflected energy is analyzed by the computer. In sections where its value reaches low values with respect to the energy transmitted by the probe, the surface of the imitator is curved or non-perpendicular to the beam of the ultrasonic probe 3 and is therefore assigned to the region of the fuel rod beam 2. Sections which contain high values of energy In the signal processing of the longitudinal coordinate axis 7, the longitudinal coordinate of the center of each section, which is referred to as the distance grid 11, is determined from the beginning, where the position center of the distance grid J is determined by the reflected energy. All these longitudinal coordinates are then assigned the values of the distance of the spacer grids 1 from the ultrasonic probe 3 from the signal in the graph 10 of the measured distance.
Při vynesení hodnot určených vzdáleností pro jednotlivé distanční mřížky J_ do grafu 10 naměřené vzdálenosti v závislosti na podélné souřadnici 7 a spojení křivkou, interpretuje tato průhybovou křivku imitátoru palivového souboru ve směru paprsku ultrazvukové sondy 3.When plotting the values of the determined distances for the individual distance gratings J in the graph 10 of the measured distance as a function of the longitudinal coordinate 7 and the connection by a curve, it interprets the deflection curve of the fuel assembly imitator in the beam direction of the ultrasonic probe 3.
Pro stanovení prostorové deformační křivky imitátoru je zapotřebí použití více sond 3, kde u každé z nich, nebo některých z nich, je použita výše zmíněná metoda, a dalšího matematického postupu.To determine the spatial deformation curve of the imitator, it is necessary to use several probes 3, where for each of them, or some of them, the above-mentioned method is used, and another mathematical procedure.
-3CZ 307569 B6-3GB 307569 B6
Speciálním případem pro určení vzdálenosti součástí palivového soboru od roviny ultrazvukové sondy 3 je případ nahrazení jedné ultrazvukové sondy 3 v režimu vysílač-přijímač dvěma sondami, kde každá z nich má samostatnou funkci (jedna vysílač, druhá přijímač). Tyto dvě sondy je nutno umístit v páru tak, aby vzdálenost mezi sondami byla známa a rovina procházející těmito sondami byla téměř rovnoběžná s rovinou boční strany imitátoru palivového souboru. Měřená vzdálenost je v tomto případě určována z doby letu ultrazvukových vln po dráze vysílač odrazná plocha-přijímač. Následné zpracování signálů je stejné jako v případě použití jedné ultrazvukové sondy 3.A special case for determining the distance of the components of the fuel assembly from the plane of the ultrasonic probe 3 is the case of replacing one ultrasonic probe 3 in transmitter-receiver mode with two probes, each having a separate function (one transmitter, the other receiver). The two probes must be placed in pairs so that the distance between the probes is known and the plane passing through these probes is almost parallel to the plane of the side of the fuel assembly imitator. In this case, the measured distance is determined from the time of flight of the ultrasonic waves along the path of the transmitter reflecting surface-receiver. Subsequent signal processing is the same as when using one ultrasonic probe 3.
Metoda měření deformace palivového souboru pomocí ultrazvuku byla ověřována také v jaderné elektrárně Temelín v reálných zátěžových podmínkách.The method of measuring the deformation of the fuel assembly using ultrasound was also verified at the Temelín nuclear power plant under real load conditions.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Metodu měření geometrie pomocí ultrazvuku a vyhodnocování naměřeného signálu je možné aplikovat v zařízeních manipulujících s palivovými soubory, zařízeních určených k prohlídkám a měřením palivových souborů nebo jejich skladování. Tato zařízení se vyskytují především v jaderných elektrárnách, ale také v průmyslových podnicích vyrábějících jaderné palivo, výzkumných ústavech, případně v lokalitách pro mokré skladování vyhořelého jaderného paliva.The method of measuring the geometry by means of ultrasound and evaluating the measured signal can be applied in devices handling fuel assemblies, devices intended for inspections and measurements of fuel assemblies or their storage. These facilities are found mainly in nuclear power plants, but also in industrial plants producing nuclear fuel, research institutes, or in locations for wet storage of spent nuclear fuel.
Tuto metodu je možné využít také při měření geometrie jiných předmětů, u kterých se vyskytuje výrazný rozdíl ve tvaru odrazného povrchu (rovinnost-křivost).This method can also be used to measure the geometry of other objects, in which there is a significant difference in the shape of the reflective surface (flatness-curvature).
Claims (3)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-617A CZ307569B6 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | A method of measuring the deformation of a fuel assembly using ultrasound |
| PCT/IB2017/056754 WO2019069122A1 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-31 | Method of measuring the deformation of the fuel system using ultrasound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-617A CZ307569B6 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | A method of measuring the deformation of a fuel assembly using ultrasound |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2017617A3 CZ2017617A3 (en) | 2018-12-12 |
| CZ307569B6 true CZ307569B6 (en) | 2018-12-12 |
Family
ID=60857128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-617A CZ307569B6 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | A method of measuring the deformation of a fuel assembly using ultrasound |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307569B6 (en) |
| WO (1) | WO2019069122A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115854941A (en) * | 2022-10-11 | 2023-03-28 | 中国核动力研究设计院 | Auxiliary device and method for measuring radial dimension of fuel assembly by non-contact method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4605531A (en) * | 1981-11-25 | 1986-08-12 | Commissariat A L'energie Atomique | Process for examining a fuel assembly of a nuclear reactor and an examining machine for performing this process |
| US4892701A (en) * | 1986-11-20 | 1990-01-09 | Framatome | Device for measuring nuclear reactor fuel assembly grids |
| US6549600B1 (en) * | 1999-09-24 | 2003-04-15 | Framatome Anp Gmbh | Method and device for inspecting a fuel element in a nuclear reactor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3542200A1 (en) * | 1985-11-29 | 1987-06-04 | Bbc Reaktor Gmbh | METHOD FOR CHECKING THE DIMENSIONS OF A FUEL ELEMENT FOR CORE REACTORS |
| DE3632060A1 (en) * | 1986-09-20 | 1988-05-05 | Bbc Reaktor Gmbh | DEVICE FOR INSPECTING CORE REACTOR FUELS |
| JPS63284494A (en) * | 1987-05-15 | 1988-11-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Instrument for measuring outside shape deformation of nuclear fuel assembly |
-
2017
- 2017-10-05 CZ CZ2017-617A patent/CZ307569B6/en not_active IP Right Cessation
- 2017-10-31 WO PCT/IB2017/056754 patent/WO2019069122A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4605531A (en) * | 1981-11-25 | 1986-08-12 | Commissariat A L'energie Atomique | Process for examining a fuel assembly of a nuclear reactor and an examining machine for performing this process |
| US4892701A (en) * | 1986-11-20 | 1990-01-09 | Framatome | Device for measuring nuclear reactor fuel assembly grids |
| US6549600B1 (en) * | 1999-09-24 | 2003-04-15 | Framatome Anp Gmbh | Method and device for inspecting a fuel element in a nuclear reactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2017617A3 (en) | 2018-12-12 |
| WO2019069122A1 (en) | 2019-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Waeytens et al. | Model updating techniques for damage detection in concrete beam using optical fiber strain measurement device | |
| RU2016119363A (en) | METHOD FOR CONTROL OF BORN DILUTION AT SIMPLE REACTOR | |
| CN111383784B (en) | Error correction monitoring method and device for intelligent pressure vessel measuring system | |
| CN120216934B (en) | A method and system for precision metal part defect detection based on multimodal large model | |
| Zhao et al. | Three-dimensional reconstruction and measurement of fuel assemblies for sodium-cooled fast reactor using linear structured light | |
| Zhao et al. | Inverse finite element method and support vector regression for automated crack detection with OFDR-Distributed fiber optic sensors | |
| KR100333206B1 (en) | Safety system grade apparatus and method for detecting a dropped control rod and malfunctioning exit thermocouples in a pressurized water reactor | |
| CZ307569B6 (en) | A method of measuring the deformation of a fuel assembly using ultrasound | |
| Khomiak et al. | Automated mode of improvement of the quality control system for nuclear reactor fuel element shell tightness | |
| JP2018112526A (en) | Nuclear fuel subcriticality measurement method | |
| KR102016576B1 (en) | Automatic Shape Acquisition System for Radioactive Waste at Nuclear Decommissioning | |
| Vigneron et al. | Modelling of wear defects under Anti Vibration Bars in U-bend for the Eddy Current inspection of Steam Generator tube | |
| Trampus | Ensuring safety of structures and components at nuclear power plants | |
| JP2014228362A (en) | Nuclear fuel subcriticality measuring and monitoring system and method | |
| Zavyalov et al. | A structured-light method for the measurement of deformations in fuel assemblies in the cooling ponds of nuclear power plants | |
| Sylvia et al. | Ultrasonic imaging of projected components of PFBR | |
| RU2165109C2 (en) | Method for experimental detection of local dips of multiplication constant in active zone of subcritical pile | |
| De Dominicis et al. | Radiation tolerant 3D laser scanner for structural inspections in nuclear reactor vessels and fuel storage pools | |
| US20060291608A1 (en) | Fuel channel characterization method and device | |
| Bennett et al. | Eddy current proximity measurement of perpendicular tubes from within pressure tubes in CANDU® nuclear reactors | |
| US20060193422A1 (en) | Fuel channel characterization method and device | |
| Chang et al. | A machine vision-based fiber profile image recognition method for alignment of fbg inscribing | |
| Madan et al. | Fiber Bragg grating sensors for real-time monitoring of boiler U-bend tubes thinning | |
| CZ309882B6 (en) | A method of measuring fuel assembly deformation using digital image processing from fuel inspection videos | |
| Nageswaran | The Snooker Algorithm for Ultrasonic Imaging of Fatigue Cracks in order to use Parameter-Spaces to Aid Machine Learning |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20241005 |