DE3305443A1 - Verfahren zum auffinden defekter brennstabhuellrohre wassergekuehlter kernreaktoren - Google Patents

Description

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BROWN BOVERI REAKTOR GmbH Mannheim, den 10.2.1983 Dudenstraße 44 TPP 134/83

6800 Mannheim 1

Verfahren zum Auffinden defekter Brennstabhüllrohre wassergekühlter Kernreaktoren.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffinden defekter Brennstabhüllrohre aus innerhalb zu kompletten Brennelementen zusammengefaßten Brennstabbündeln wassergekühlter Kernreaktoren,bei dem zwischen den Brennstabhüllrohren mit je einen Ultraschallprüfkopf bestückte Sonden hindurch bewegt werden, so daß zur Prüfung das jeweilige Hüllrohr zwischen zwei Ultraschallprüfköpfen angeordnet ist, wobei der eine, als Sendeprüfkopf ausgebildete Prüfkopf, das Hüllrohr beschallt und der andere als Empfangsprüfkopf ausgebildete Prüfkopf die aus dem Hüllrohr gelangenden Ultraschallsignale empfängt und wobei die Laufzeit sowie die Intensität der Ultraschallsignale auf ihrem Weg durch die Hüllrohrwandung bzw. durch das zwischen zwei Hüllrohren befindliche Wasser auf einem Oszillographen sichtbar gemacht und ausgewertet wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus Seite 827ff des "Tagungsberichts der Jahrestagung Kerntechnik 80", Herausgeber: Deutsches Atomforum e.V. Bonn, bekannt.

Dort werden die Prüfköpfe kontinuierlich durch die Zwischenräume des Brennelements geführt. Bei der

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• kontinuierlichen Fahrweise der die Prüfköpfe tragenden Sonden tritt eine Laufzeitveränderung und Dämpfung der ausgesandten Signale auf. Auf einem Oszillographen lassen sich die Ultraschallsignale sichtbar machen und über einen Schreiber dokumentieren. Mit einem als Tor bezeichneten konstanten Auswertebereich sollen die aus dem"Hüllrohr in den Empfangsprüfkopf gelangenden Ultraschallsignale (Umlaufechos) von den direkt von dem Sendeprüfkopf nur durchs Kühlmittel in den Empfangsprüfkopf gelangenden Signalen (Wassersignale) getrennt werden. Diese Maßnahme mißlingt jedoch häufig, da aufgrund des unterschiedlichen Durchmessers von Hüllrohren und Führungsrohren und der flexiblen Ausbildung der Prüfkopfträger der Abstand zwischen den Prüfköpfen während ihrer Bewegung an den einzelnen Hüllrohren und Führungsrohren für die Steuerstäbe vorbei relativ stark schwanken kann. Die dadurch geänderte Laufzeit des Schalles kann dazu führen, daß direkt von einem zum anderen Prüfkopf gelangende Signale (Wassersignale) als aus einem Hüllrohr in den Empfangsprüfkopf (Umlaufechos) gelangende Signale gedeutet werden. Die vorgenannte Dokumentierung mittels Schreiber ist außerdem ungeeignet, wenn Amplitudenschwächungen außerhalb oder am Rande des Tores auftreten und dann überhaupt nicht bzw. unvollständig aufgezeichnet sind. Diese Ungenauigkeit steht einer Auswertung der Dokumentierung zu einem späteren Zeitpunkt entgegen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Zuordnung der Signale zum Sondenfahrweg zu präzisieren und die Dokumentierung sowie die Auswertung der Signale zu verbessern.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Sonden schrittweise bewegt werden, daß bei jedem Stillstand der Sonden ein Oszillographenbild erfaßt und gespeichert wird, und daß die erfaßten Werte mit einer gespeicherten Matrix eines Brennelementquerschnitts

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• verglichen werden.

Da bei der Erfassung keine Signale verloren gehen und durch das schrittweise Bewegen der Sonden eine Laufzeitänderung und Dämpfung der Signale ausgeschlossen ist, wird eine präzise und vollständige Auswertung erzielt. Der Vergleich mit den gespeicherten Werten einer Brennelementmatrix erleichtert die Zuordnung der Signale.

Vorzugsweise beträgt die Schrittweite der Sondenfahrbewegung ein Viertel bis ein Halb der Wanddicke eines Hüllrohres um eine ausreichende Anzahl von Oszillographenbildern zur Erzielung einer präzisen Aussage zu erhalten.

Anhand eines Ausführungsbeispiels und der schematischen Zeichnungen Fig. 1+2 wird das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben.

Dabei zeigen die

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Teilbereich eines

Brennelements und
Fig. 2 ein Meßdiagramm

Aus der Fig. 1 ist ein mit 1 bezeichneter Teilbereich eines Brennelementes einer wassergekühlten Kernreaktoranlage zu ersehen. Mit 2 sind die Hüllrohre der Brennstäbe 3 bezeichnet, die den Brennstoff in nicht dargestellter Tablettenform enthalten. Die Führungsrohre 4 weisen einen größeren Außendurchmesser als die Hüllrohre 2 auf und dienen zur Führung von nicht dargestellten Steuerstäben. Durch die Räume zwischen den Hüllrohren bzw. zwischen den Führungsrohren und den Hüllrohren bewegen sich schrittweise Sonden 5, 6, wobei die Sonde einen Sendeprüfkopf 7 und diesem gegenüberliegend die Sonde 6 einen Empfangsprüfkopf 8 trägt. Mit den unterbrochen gezeichneten Linien 9 soll der Weg der flexibel ausge-

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• bildeten Sonden 5, 6 angedeutet werden. Mit A, B, C und D sind einige PrüfkopfPositionen aufgezeigt, aus denen der sich ändernde Abstand zwischen Sende- und Empfangsprüfkopf 7, 8 zu erkennen ist. Bei jedem Stillstand der schrittweisen Sondenfahrbewegung wird ein der jeweiligen Prüfkopfposition entsprechendes Oszillographenbild erfaßt und gespeichert. Dadurch ergeben sich bei einer Schrittweite der Sondenfahrbewegung von ein Viertel bis ein Halb der Wanddicke des Hüllrohres eine große Anzahl von unterschiedlichen Aufnahmen. Symbolisch dargestellt werden gem. Fig. 2 dreidimensionale "Signalgebirge"10, 11 gebildet, die nach vorhergehender Digitalisierung zum Zwecke einer späteren Auswertung gespeichert werden.

Die Fig. 2 stellt somit ein in Diagrammform aufgebautes Meßdatenblatt dar wie es die Speichereinheit sieht. Das Diagramm zeigt in Abhängigkeit des Sondenfahrweges 12 die Zeitachse 13 der Laufzeit des Schalls und die Intensitäts- bzw. Amplitudenachse 14 der Wasser- bzw. Umlaufsignale. Die Abstände zwischen den Strichen 15 entlang des Sondenfahrweges 12 sollen dessen Schrittweite darstellen. Die "Signalgebirge" 10, 11 werden aus einer Vielzahl von hintereinander geschichteten Oszillographenbildern gebildet, die jeweils bei einem Stillstand der Sonden erfaßt werden. Die Amplitudenhöhe zeigt, daß es sich bei den "Signalgebirgen" 10 um eine Ansammlung von Wassersignalen (direkter Verlauf von .Sendeprüfkopf 7 zu Empfangsprüfkopf 8) und bei den "Signalgebirgen¹¹ 11 um eine Ansammlung von Umlaufechos (Signalverlauf über die Hüllrohrwandung) handelt.

Jeweils zwischen zwei Wassersignalen 10 sind zwei Umlaufechos 11 für je eine Hüllrohrwandhälfte ausgewiesen.

Die ermittelten und gespeicherten Werte werden mit eben-

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• falls gespeicherten Werten einer Brennelementmatrix verglichen. Abweichungen von den Normalwerten werden als defekte Hüllrohre identifiziert. Die Festlegung eines Auswertebereiches mit den bekannten Fehlerquellen

5 ist nicht erforderlich.

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Claims (2)

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Patentansprüche

Verfahren zum Auffinden defekter Brennstabhüllrohre aus innerhalb zu kompletten Brennelementen zusammengefaßten Brennstabbündeln wassergekühlter Kernreaktoren, bei dem zwischen den Brennstabhüllrohren mit je einen Ultraschallprüfkopf bestückte Sonden hindurch bewegt werden, so daß zur Prüfung das jeweilige Hüllrohr zwischen zwei Ultraschallprüfköpfen angeordnet ist, wobei der eine, als Sendeprüfkopf ausgebildete Prüfkopf, das Hüllrohr beschallt und der andere als Empfangsprüfkopf ausgebildete Prüfkopf die aus dem Hüllrohr gelangenden Ultraschallsignale empfängt und wobei die Laufzeit sowie die Intensität der Ultraschallsignale auf ihrem Weg durch die Hüllrohrwandung bzw. durch das zwischen zwei Hüllrohren befindliche Wasser auf einem Oszillographen sichtbar gemacht und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonden (5, 6) schrittweise bewegt werden, daß bei jedem Stillstand der Sonden ein Oszillographenbild erfaßt und gespeichert wird, und daß die erfaßten Werte mit einer gespeicherten Matrix eines Brennelementquerschnitts verglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittweite der Sondenfahrbewegung ein Viertel bis ein Halb der Wanddicke eines Hüllrohres (2) beträgt.