專利名稱：用于測(cè)定壓水反應(yīng)堆的燃料元件變形的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)定壓水反應(yīng)堆的燃料元件變形的方法和裝置。
背景技術(shù)：
壓水反應(yīng)堆的燃料元件可以在其運(yùn)行過程中根據(jù)其在堆芯中的位置獲得基本上由彎曲形成的變形，該變形在最不利的情況下可能導(dǎo)致控制棒的惰性或者導(dǎo)致燃料元件更換時(shí)的問題。在檢查燃料元件時(shí)因此需要定量地確定這種燃料元件變形，以便能夠決定其進(jìn)ー步的可用性或者以便如例如在W002/095765A2中建議的那樣在堆芯邊緣處這樣定向地利用該變形，使得最大的彎曲處在堆芯外側(cè)處，以便通過這種方式降低當(dāng)前的彎曲
發(fā)明內(nèi)容
因此現(xiàn)在本發(fā)明的目的在于，給出一種用于測(cè)量壓水反應(yīng)堆的燃料元件變形的方法，借助該方法能夠簡(jiǎn)單地且以低的時(shí)間花費(fèi)同時(shí)以高的測(cè)量精度地實(shí)施燃料元件變形。此外，本發(fā)明的目的在于，給出ー種按照該方法工作的裝置。在方法方面，所述目的按照本發(fā)明通過權(quán)利要求I的特征來達(dá)到。按照這些特征，在用于測(cè)量壓水反應(yīng)堆的燃料元件變形的方法中，該燃料元件包括多個(gè)控制棒引導(dǎo)管，將沿控制棒引導(dǎo)管縱軸線方向可移動(dòng)的探頭插入到至少ー個(gè)控制棒引導(dǎo)管的內(nèi)部，該探頭具有至少ー個(gè)參考軸線并且該探頭在控制棒引導(dǎo)管的至少ー個(gè)區(qū)段中這樣支撐在該控制棒引導(dǎo)管的內(nèi)壁上，使得所述至少一個(gè)參考軸線的取向唯一地(明確地/單義地)取決于控制棒引導(dǎo)管縱軸線在該區(qū)段中的取向，并且所述至少一個(gè)參考軸線在控制棒引導(dǎo)管的該區(qū)段中的取向相對(duì)于探頭的所述參考軸線或另ー參考軸線在另一區(qū)段中的取向被檢測(cè)。在裝置方面，所述目的按照本發(fā)明通過權(quán)利要求I的特征來達(dá)到，這些特征對(duì)應(yīng)于在權(quán)利要求I中給出的特征。本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是考慮，由于在此涉及燃料元件的承載結(jié)構(gòu)件的事實(shí)，在壓水反應(yīng)堆的燃料元件中的控制棒引導(dǎo)管的形狀直接復(fù)現(xiàn)燃料元件的形狀。通過按本發(fā)明的方法或裝置，即使在燃料元件不是精確地定位于垂線中時(shí)也能夠以高的精度快速且簡(jiǎn)單地測(cè)量燃料元件的變形或彎曲，使得不需要把燃料元件置入昂貴構(gòu)造的測(cè)量站中。此外，即使在不利的照明條件時(shí)也能夠進(jìn)行測(cè)量，該不利的照明條件使得通常在這種測(cè)量站中執(zhí)行的攝影測(cè)量變得困難。參考軸線是一條在探頭內(nèi)部固定的軸線，該軸線在探頭插入控制棒引導(dǎo)管中時(shí)與這樣一條直線處于一種明確的角度關(guān)系，縱軸線在控制棒引導(dǎo)管的、探頭在控制棒引導(dǎo)管中支撐在其上的區(qū)段中的走向大致復(fù)現(xiàn)該直線。當(dāng)在探頭的周邊上設(shè)置有能垂直于該探頭的中軸線徑向伸出的且能抵靠到控制棒引導(dǎo)管內(nèi)壁上的支撐器件時(shí)，在所述至少一個(gè)參考軸線的位置與控制棒引導(dǎo)管的縱軸線的取向之間的明確的關(guān)系可以通過簡(jiǎn)單的方式達(dá)到，所述支撐器件使探頭在控制棒引導(dǎo)管中這樣定向，使得該探頭的中軸線在相應(yīng)的區(qū)段中至少接近平行于控制棒引導(dǎo)管的縱軸線延伸。特征“平行于縱軸線”在申請(qǐng)的意義上可這樣理解中軸線與一條接近于縱軸線在該區(qū)段中實(shí)際走向的直線(例如縱軸線在該區(qū)段中的切線)平行地定向。當(dāng)作為用于相對(duì)于所述至少一個(gè)參考軸線在一個(gè)區(qū)段中的取向確定該參考軸線在另一區(qū)段中的取向的測(cè)量裝置，設(shè)置有測(cè)斜儀，該測(cè)斜儀用于確定探頭中軸線相對(duì)于垂線的斜度時(shí)，可以用一體的剛性的探頭檢測(cè)控制棒引導(dǎo)管的變形。在本發(fā)明的另ー種構(gòu)造中，用于確定斜度的測(cè)量裝置包括ー個(gè)擺，該擺自由擺動(dòng)地支承在探頭的內(nèi)部，并且該擺相對(duì)于中軸線的偏轉(zhuǎn)被測(cè)量。這使得能夠用低的結(jié)構(gòu)費(fèi)用實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且精確地直接測(cè)量探頭中軸線相對(duì)垂線的斜度。在本發(fā)明的另ー種構(gòu)造中，用于確定偏轉(zhuǎn)的測(cè)量裝置包括距離測(cè)量裝置，該距離測(cè)量裝置用于測(cè)量擺的擺體與至少ー個(gè)位置固 定地設(shè)置在探頭中的參考點(diǎn)之間的距離。以這種方式能夠通過商業(yè)上常用的距離傳感器達(dá)到高的測(cè)量精度。為了測(cè)定燃料元件的局部變形、亦即貼靠于控制棒引導(dǎo)管縱軸線上的切線在空間中的局部方向，也就是說，為了檢測(cè)擺平面的偏轉(zhuǎn)和取向或者說擺體在兩個(gè)方向上的偏轉(zhuǎn)，在測(cè)量裝置中設(shè)有至少兩個(gè)距離測(cè)量裝置，借助這些距離測(cè)量裝置可以測(cè)量擺體與兩個(gè)彼此間隔開的、設(shè)置在探頭中的參考點(diǎn)的距離。在本發(fā)明的ー種特別優(yōu)選的構(gòu)造中，作為距離測(cè)量裝置設(shè)有非接觸式工作的渦流一位移傳感器，該渦流一位移傳感器特別是位置固定地設(shè)置在探頭中。在本發(fā)明的一種替代的構(gòu)造中，用于確定斜度的測(cè)量裝置包括至少ー個(gè)水準(zhǔn)儀，一個(gè)氣泡或一個(gè)可動(dòng)地存儲(chǔ)于水準(zhǔn)儀囊內(nèi)部的懸浮體作為水準(zhǔn)眼(Libellenauge)位于該水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)儀囊中，該懸浮體的比重小于位于水準(zhǔn)儀囊中的水準(zhǔn)儀液體的比重，其中，在水準(zhǔn)儀的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有至少ー個(gè)線圈，該線圈的電感取決于水準(zhǔn)眼的位置。這種布置使得能夠?qū)崿F(xiàn)本裝置特別緊湊的結(jié)構(gòu)。在ー種有利的構(gòu)造中，作為水準(zhǔn)儀設(shè)有管式水準(zhǔn)儀，圍繞該管式水準(zhǔn)儀卷繞兩個(gè)帶有彼此面對(duì)的端面的電線圏。當(dāng)線圈作為ー個(gè)惠斯登電橋的半橋被接線時(shí)，達(dá)到高的測(cè)量靈敏度。對(duì)此替代地，線圈也可以構(gòu)成為ー個(gè)差動(dòng)變壓器的次級(jí)線圏。在本發(fā)明的ー種特別優(yōu)選的構(gòu)造中，探頭由至少兩個(gè)沿縱向接連依次設(shè)置的分探頭構(gòu)成，所述分探頭圍繞兩個(gè)相對(duì)彼此垂直且相對(duì)于分探頭中軸線垂直的軸線可樞轉(zhuǎn)地相互聯(lián)接，其中，每個(gè)分探頭具有一個(gè)參考軸線并且分探頭在控制棒引導(dǎo)管的彼此間隔開的區(qū)段中這樣支撐在該控制棒引導(dǎo)管的內(nèi)壁上，使得參考軸線的取向唯一地取決于控制棒弓I導(dǎo)管的縱軸線在控制棒引導(dǎo)管相應(yīng)區(qū)段中的取向，其中，在探頭中設(shè)置有用于確定參考軸線相對(duì)彼此的取向的測(cè)量裝置。在這種至少兩部分的裝置中充分利用的是，兩個(gè)分探頭位于控制棒引導(dǎo)管的相互間隔開的區(qū)段中，使得通過ー測(cè)量裝置能夠檢測(cè)控制棒引導(dǎo)管的曲率，該測(cè)量裝置能夠測(cè)量各參考軸線的相對(duì)取向。這例如可以是光學(xué)的測(cè)量裝置，在該光學(xué)的測(cè)量裝置中在ー個(gè)分探頭中產(chǎn)生光束，該光束沿著一條軸線——參考軸線、例如該分探頭的中軸線——朝向另一分探頭那邊傳播，并且在另一分探頭中入射到接收器上，通過該接收器可以檢測(cè)入射光束的位置，借助該位置在接收器與光源之間給定距離的情況下測(cè)定這樣的角度，光束相對(duì)于所述另一分探頭的參考軸線——例如同樣其垂直于接收器平面延伸的中軸線——以該角度傳播。在該兩部分或多部分的結(jié)構(gòu)布置中，在每個(gè)分探頭的周邊上也設(shè)置有能垂直于中軸線伸出的且能抵靠到控制棒引導(dǎo)管(2)的內(nèi)壁上的支撐器件，該支撐器件使分探頭在控制棒引導(dǎo)管中這樣定向，使得該分探頭的中軸線在支撐器件區(qū)域內(nèi)至少接近平行于控制棒弓I導(dǎo)管在相應(yīng)區(qū)段中的縱軸線延伸。當(dāng)分探頭經(jīng)由萬向節(jié)彼此聯(lián)接時(shí)，達(dá)到分探頭的特別平穩(wěn)的相互可樞轉(zhuǎn)性。當(dāng)作為測(cè)量裝置設(shè)有ー個(gè)配有至少ー個(gè)應(yīng)變傳感器的彎曲元件，該彎曲元件夾緊在分探頭之間時(shí)，以低的結(jié)構(gòu)費(fèi)用保證即使在困難的使用條件下也特別低的易受干擾性。當(dāng)彎曲元件包括ー個(gè)橫截面為正方形的彎曲梁吋，此時(shí)達(dá)到高的測(cè)量靈敏度，該彎曲梁在ー側(cè)固定在分探頭之一中并且該彎曲梁的自由端力鎖合地與一操縱桿連接，該操縱桿的自由端包括一個(gè)在另一分探頭中滑動(dòng)支承的球體。
為了能夠檢測(cè)在兩個(gè)相對(duì)彼此垂直并且相對(duì)于控制棒引導(dǎo)管縱軸線垂直的方向上的變形，在一種特別有利的構(gòu)造中，彎曲梁的至少兩個(gè)彼此垂直的扁平側(cè)配設(shè)有應(yīng)變傳感器、優(yōu)選應(yīng)變測(cè)量片。當(dāng)特別是彎曲梁的每個(gè)扁平側(cè)設(shè)有一個(gè)應(yīng)變測(cè)量片并且彼此對(duì)置的應(yīng)變測(cè)量片作為ー個(gè)惠斯登電橋的半橋被接線時(shí)，測(cè)量靈敏度提高。當(dāng)作為支撐器件設(shè)有在軸向送進(jìn)時(shí)在控制棒引導(dǎo)管內(nèi)周上滾動(dòng)的引導(dǎo)滾輪或球體時(shí)，簡(jiǎn)化了探頭在控制棒引導(dǎo)管內(nèi)部的送迸。


為了進(jìn)一歩解釋本發(fā)明，參見附圖的實(shí)施例。在附圖中圖I示出插入控制棒引導(dǎo)管中的按本發(fā)明裝置的示意側(cè)視圖；圖2示出本裝置的垂直于其縱向中軸線的簡(jiǎn)化的橫截面圖；圖3示出按照本發(fā)明的替代實(shí)施形式的同樣示意原理圖，其中作為測(cè)量裝置設(shè)有水準(zhǔn)儀，該水準(zhǔn)儀配設(shè)有測(cè)量線圈；圖4示出用在按圖3的實(shí)施形式中的測(cè)量線圈的接線的簡(jiǎn)化視圖；圖5示出對(duì)于按本發(fā)明的探頭使用的支撐器件的ー種有利構(gòu)造，該支撐器件用于使探頭在控制棒引導(dǎo)管內(nèi)部對(duì)中；圖6示出包括ー個(gè)兩部分構(gòu)造的探頭的原理圖；圖7示出一按本發(fā)明的由兩個(gè)分探頭構(gòu)成的探頭的示意縱剖面圖；圖8示出包括多個(gè)探頭的裝置的結(jié)構(gòu)，這些探頭用于同時(shí)測(cè)量安裝于堆芯中的燃料元件的相應(yīng)數(shù)量的控制棒引導(dǎo)管的變形。
具體實(shí)施例方式按照?qǐng)D1，按本發(fā)明的裝置包括一個(gè)可插入到控制棒引導(dǎo)管2內(nèi)部的探頭4。該探頭4借助在圖中未示出的支撐器件居中地設(shè)置在控制棒引導(dǎo)管2中，使得其用作參考軸線的中軸線6在控制棒引導(dǎo)管2的通過支撐器件限定的區(qū)段中與該控制棒引導(dǎo)管的縱軸線7至少接近重合或者說至少接近平行于在該區(qū)段中與縱軸線7相切的切線。在此，探頭4的軸向尺寸如此小，使得其縱軸線的由于在實(shí)踐中出現(xiàn)的控制棒引導(dǎo)管變形而在探頭4區(qū)域中存在的彎曲實(shí)際上是可忽略的并且出于清楚起見的原因沒有被繪制示出。在探頭4中設(shè)置有一斜度計(jì)或測(cè)斜儀作為測(cè)量裝置9，通過該斜度計(jì)或測(cè)斜儀能夠確定中軸線6相對(duì)于垂線的斜度。在所示的實(shí)例中，測(cè)量裝置9包括一個(gè)懸掛在擺懸掛件8中的自由擺動(dòng)的、即在所有的垂直平面中以任意的方位角能夠擺動(dòng)的擺10，該擺的位置表示垂線的方向。擺懸掛件8居中設(shè)置在探頭4中，使得擺10的懸掛點(diǎn)P位于中軸線6上。在圖中可看到，擺10相對(duì)于中軸線6傾斜了一個(gè)傾角α地定向，并且由此在測(cè)量點(diǎn)、也就是說在控制棒引導(dǎo)管2的、探頭4在其中支撐在控制棒引導(dǎo)管2內(nèi)壁上的區(qū)段內(nèi)，控制棒引導(dǎo)管2的縱軸線傾斜于垂線地定向。一帯有至少ー個(gè)平的扁平側(cè)14的擺體12位于擺10的自由端上，該扁平側(cè)的法線 垂直于擺臂16定向。相對(duì)于該扁平側(cè)14，距離測(cè)量裝置18位置固定地設(shè)置在探頭4內(nèi)部，借助該距離測(cè)量裝置測(cè)量在擺體12、亦即擺體12的扁平側(cè)14與位置固定地設(shè)置在探頭4中的參考點(diǎn)之間的距離a。為了更清楚地表示，在圖中夸大地繪制出傾角α，使得平的扁平側(cè)14同樣可識(shí)別地傾斜于距離測(cè)量裝置的平的扁平側(cè)延伸。但是在實(shí)踐中，該傾角α如此小，使得該斜度在要求的測(cè)量精度內(nèi)是可忽略的。作為距離測(cè)量裝置18，設(shè)有非接觸式工作的渦流一位移傳感器。借助該渦流一位移傳感器非接觸地檢測(cè)到能導(dǎo)電擺體12的扁平側(cè)14的距離a。傾角α和距離a對(duì)于小的傾角α通過線性關(guān)系彼此關(guān)聯(lián)。通過這種方式能測(cè)量貼靠于控制棒引導(dǎo)管2縱軸線上的切線在不同軸向位置的傾角α和由此測(cè)量控制棒引導(dǎo)管2的縱軸線的曲線走向。擺10和距離測(cè)量裝置18設(shè)置在一個(gè)封裝的殼體20內(nèi)部，該殼體為了對(duì)擺10進(jìn)行緩沖而優(yōu)選填充有流體DF。為了檢測(cè)擺臂16在空間中的位置，按照?qǐng)D2在探頭4內(nèi)部在兩個(gè)彼此錯(cuò)開90°的位置中設(shè)置有兩個(gè)距離測(cè)量裝置18。通過這兩個(gè)距離測(cè)量裝置18測(cè)量?jī)蓚€(gè)距離ax和ay以及由此測(cè)量擺體12在兩個(gè)彼此正交的方向上的偏轉(zhuǎn)，使得能夠檢測(cè)擺軸線的空間位置、亦即擺平面的方位角和擺在該擺平面中的偏轉(zhuǎn)。通過這種方式也可以測(cè)定控制棒引導(dǎo)管2的扭轉(zhuǎn)，而為此無需用轉(zhuǎn)過90°的探頭4重新測(cè)量。探頭2的中軸線6的取向的測(cè)量逐段地在控制棒引導(dǎo)管2內(nèi)部的不同軸向位置或軸向區(qū)段中實(shí)施。借助在不同軸向區(qū)段中得到的測(cè)量值，可以測(cè)定控制棒引導(dǎo)管2的縱軸線7的走向、亦即該控制棒引導(dǎo)管的變形。當(dāng)控制棒引導(dǎo)管2沒有精確垂直地定向時(shí)也可以進(jìn)行變形的測(cè)量。在控制棒引導(dǎo)管2例如未變形地、傾斜于垂線定向時(shí)，例如對(duì)于傾角α的在每個(gè)測(cè)量位置相同的測(cè)量值將表示沒有彎曲。在按圖3的替代構(gòu)造中，用于確定中軸線6或縱軸線7相對(duì)于垂線的斜度的測(cè)量裝置9包括兩個(gè)設(shè)置在ー個(gè)測(cè)量傳感器殼體20中的水準(zhǔn)儀22。在該實(shí)例中在此涉及管式水準(zhǔn)儀，該管式水準(zhǔn)儀具有ー個(gè)基本上(在示意簡(jiǎn)化的視圖中沒有考慮必需的彎曲)圓柱形的水準(zhǔn)儀囊24，在該水準(zhǔn)儀囊的水準(zhǔn)儀液體LF中作為水準(zhǔn)眼26例如懸浮ー個(gè)氣泡，該氣泡的磁性特性不同于水準(zhǔn)儀液體LF的磁性特性。圍繞每個(gè)水準(zhǔn)儀囊24，關(guān)于垂直于其圓柱軸線27定向的中心平面28對(duì)稱地卷繞兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的線圈29、30，這兩個(gè)線圈是彼此基本上(在忽略水準(zhǔn)儀囊24彎曲的情況下)同軸的，并且這兩個(gè)線圈的端面是彼此面對(duì)的。在所示的實(shí)例中，探頭4的縱向中軸線6位于中心平面28中。相應(yīng)位于水準(zhǔn)儀囊24內(nèi)部的水準(zhǔn)眼26的位置取決于在測(cè)量位置、亦即水準(zhǔn)儀囊24位置處中軸線6的斜度。當(dāng)該中軸線6的取向偏離于垂線時(shí)，水準(zhǔn)眼26不再居中地位于線圈29和30之間。這導(dǎo)致線圈29和30的電感的改變。當(dāng)線圈29、30作為ー個(gè)惠斯登電橋的半橋被接線時(shí)，如這在圖4中所示，可以通過簡(jiǎn)單的方式測(cè)量該電感的改變。在此雖然有利、但非強(qiáng)制必需的是，線圈29、30在水準(zhǔn)眼26處于居中位置時(shí)具有相同的電感。替代于所示的實(shí)施形式也可能的是，代替兩個(gè)管式水準(zhǔn)儀而采用一個(gè)盒式水準(zhǔn)儀，在該盒式水準(zhǔn)儀上設(shè)置例如四個(gè)扁平線圈。代替在圖3中所示的具有兩個(gè)作為ー個(gè)惠斯登電橋的半橋被接線的線圈29、30的實(shí)施形式，線圈29、30也可以作為一個(gè)差動(dòng)變壓器的次級(jí)線圈被接線，使得在兩個(gè)次級(jí)線圈中測(cè)得的電壓的差值直接作為用于水準(zhǔn)眼26位置的度量。 作為水準(zhǔn)眼26，替代于氣泡也可以設(shè)置有一在水準(zhǔn)儀囊24內(nèi)部存放的懸浮體，該懸浮體的比重小于位于水準(zhǔn)儀囊24中的水準(zhǔn)儀液體25的比重。在這種懸浮體的情況下便可以采用鐵素體材料，借助該材料提高測(cè)量靈敏度。在按照?qǐng)D5的視圖中可以看到，探頭4在其各端側(cè)上、亦即在測(cè)量傳感器殼體20的兩側(cè)具有可抵靠到控制棒引導(dǎo)管2內(nèi)壁上的支撐器件32，其中，出于視圖清楚起見的原因，只示出在探頭4端側(cè)之ー上的一個(gè)支撐器件32。在該實(shí)例中支撐器件32是指引導(dǎo)滾輪，該引導(dǎo)滾輪經(jīng)由ー個(gè)肘形桿34圍繞ー個(gè)垂直于探頭4的縱向中軸線6延伸的樞轉(zhuǎn)軸36支承。該肘形桿34設(shè)有ー肩部38，該肩部借助設(shè)置在肘形桿34的懸掛件上的止擋40限定支撐器件32的樞轉(zhuǎn)位移。在探頭4上設(shè)置有一沿該探頭的縱向中軸線6可動(dòng)支承的空心圓柱形的滑塊42，該滑塊具有一圓錐形的端面44，該端面與翻轉(zhuǎn)桿34的同樣傾斜構(gòu)造的面配合作用。借助支撐在測(cè)量傳感器殼體20上的壓カ彈簧46操縱滑塊42，使得端面44作用靠到翻轉(zhuǎn)桿34的與其配設(shè)的面上并且將支撐器件32向外壓靠到控制棒引導(dǎo)管2的內(nèi)壁上。在通過支撐器件32確定的區(qū)段中，探頭4的中軸線平行于控制棒引導(dǎo)管2的縱軸線7定向。按照在圖6中示出的實(shí)施例，探頭4包括兩個(gè)分探頭4a、4b，這兩個(gè)分探頭沿縱向方向接連依次地設(shè)置并且圍繞兩個(gè)相對(duì)彼此垂直并相對(duì)于分探頭4a、4b的中軸線6a、6b垂直的軸線50、52可樞轉(zhuǎn)地相互聯(lián)接。在所示的實(shí)例中，控制棒引導(dǎo)管2在圖紙平面中具有被夸大繪制的彎曲。每個(gè)分探頭4a、4b設(shè)有支撐器件32，借助該支撐器件使分探頭4a、4b在控制棒引導(dǎo)管2的由支撐器件32確定的區(qū)段中對(duì)中地定向，使得該分探頭的中軸線6a、6b在該區(qū)段中接近平行于縱軸線7或平行于在支撐器件32區(qū)域內(nèi)貼靠在控制棒引導(dǎo)管縱軸線7上的切線延伸。支撐器件32為此分別設(shè)置在兩個(gè)沿分探頭4a、4b的軸向方向彼此間隔開的平面中。在該實(shí)例中，中軸線6a、b同時(shí)用作相應(yīng)分探頭的參考軸線，該參考軸線與此相應(yīng)地唯一地取決于控制棒引導(dǎo)管2的縱軸線7在控制棒引導(dǎo)管2的分別位于分探頭4a、4b的各支撐器件32之間的各區(qū)段中的取向。在探頭4中設(shè)置有一個(gè)測(cè)量裝置54，借助該測(cè)量裝置能夠測(cè)量參考軸線或者說中軸線6a、6b相對(duì)彼此的取向，亦即在簡(jiǎn)化示出的具有一個(gè)僅僅在ー個(gè)平面(圖紙平面)中彎曲的縱軸線7的實(shí)例中能夠測(cè)量該縱軸線的傾角β。在示出的簡(jiǎn)化的實(shí)施例中，測(cè)量裝置54包括一個(gè)夾緊在各分探頭6a、6b之間的彎曲元件56，該彎曲元件的彼此對(duì)置的扁平側(cè)分別設(shè)有一個(gè)應(yīng)變傳感器58、例如應(yīng)變測(cè)量片。通過這些應(yīng)變傳感器58檢測(cè)彎曲元件56的彎曲，該彎曲是傾角β的度量。如果應(yīng)變傳感器58是所謂的應(yīng)變測(cè)量片，該應(yīng)變測(cè)量片的電阻根據(jù)應(yīng)變而變化，則彼此對(duì)置的應(yīng)變測(cè)量片優(yōu)選作為ー個(gè)惠斯登電橋的半橋被接線。在按照?qǐng)DI至5的實(shí)施例中通過ー個(gè)一體的探頭4以這樣的方式進(jìn)行測(cè)量，即，通過在控制棒引導(dǎo)管2的彼此間隔開的區(qū)段中移動(dòng)探頭2來產(chǎn)生與縱軸線7在相應(yīng)區(qū)段中的取向?qū)?yīng)的測(cè)量信號(hào)；而在按照?qǐng)D6的實(shí)施例中借助兩個(gè)分探頭4a、4b確定縱軸線7在控制棒引導(dǎo)管2的兩個(gè)彼此間隔開的區(qū)段中的相對(duì)彼此的位置、亦即直接地確定與彎曲對(duì)應(yīng)的測(cè)量值。按照?qǐng)D7，兩個(gè)分探頭4a、4b經(jīng)由ー個(gè)萬向節(jié)60圍繞兩個(gè)彼此垂直的軸線50、52相互聯(lián)接。這兩個(gè)分探頭4a、4b中的每個(gè)分探頭在兩個(gè)彼此間隔開的且垂直于相應(yīng)中軸線6a或6b定向的平面中包括多個(gè)相應(yīng)分布在周邊上的支撐器件32。該支撐器件32在本實(shí) 施例中相應(yīng)是指四個(gè)球體，這些球體分別經(jīng)由一個(gè)可軸向移動(dòng)的錐體62被徑向向外擠壓并由此弾性地抵靠到控制棒引導(dǎo)管的內(nèi)壁上。在分探頭4a中作為彎曲元件56夾入ー個(gè)橫截面為正方形的長(zhǎng)方體形的彎曲梁，該彎曲梁在其每個(gè)扁平側(cè)上配設(shè)有ー個(gè)應(yīng)變傳感器58、例如應(yīng)變測(cè)量片。彎曲梁的面朝相鄰分探頭4b的端側(cè)剛性地與一操縱桿68連接，該操縱桿在其背離彎曲梁的自由端部具有ー個(gè)球體70，該球體滑動(dòng)地支承在ー個(gè)設(shè)置于分探頭4b中的套筒72中。分探頭4b的錐形成形的頭部74使得探頭4插入控制棒引導(dǎo)管中變?nèi)菀?。分探頭4a在其背離頭部74的端部上經(jīng)由ー個(gè)萬向節(jié)76鉸接在一操縱管上。該操縱管78用來在控制棒引導(dǎo)管內(nèi)部移動(dòng)探頭4。在圖7中此外還示意地示出通至應(yīng)變傳感器58的測(cè)量電纜80。如果分探頭4a、4b位于ー個(gè)控制棒引導(dǎo)管的彎曲區(qū)域內(nèi)，則借助支撐器件32使每個(gè)分探頭4a、4b在該支撐器件32的區(qū)域內(nèi)例如與控制棒引導(dǎo)管的縱軸線大致成切向地定向。由于縱軸線的彎曲，中軸線6a、6b便以ー個(gè)不同于零的角度β延伸。由此由支撐于套筒72中的操縱桿68施加彎曲力矩到彎曲元件56上。通過相應(yīng)彼此對(duì)置的應(yīng)變傳感器58現(xiàn)在可以檢測(cè)構(gòu)成為具有正方形橫截面的彎曲梁的彎曲元件56在兩個(gè)彼此正交的平面內(nèi)的彎曲。作為應(yīng)變傳感器58使用的相應(yīng)彼此對(duì)置的應(yīng)變測(cè)量片類似于在圖4中所示的實(shí)例優(yōu)選作為ー個(gè)惠斯登電橋的半橋被接線。按照?qǐng)D8，整個(gè)裝置包括ー個(gè)在燃料元件裝載機(jī)器84的起重機(jī)82上懸掛的保持桿86，該保持桿在其背離起重機(jī)82的區(qū)域內(nèi)配設(shè)有ー齒條88。該齒條88在設(shè)置于引導(dǎo)架92的頭部90上的桿引導(dǎo)件94中被引導(dǎo)。引導(dǎo)架92借助定位銷95在設(shè)置于燃料元件98的頭96上的孔100中相對(duì)于燃料元件98居中地定向。在齒條88的背離起重機(jī)82的端部上設(shè)置有一星形輪102，在該星形輪上固定有多個(gè)操縱管78，這些操縱管在其自由端部上分別配設(shè)有按照本發(fā)明的探頭4。借助作用于齒條上的行程傳感器104檢測(cè)與探頭4在控制棒引導(dǎo)管2內(nèi)部的當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的位移信號(hào)。在示意示出的實(shí)施例中示出兩個(gè)探頭4。在實(shí)踐中證明特別有利的是，為本裝置配設(shè)四個(gè)探頭4，這四個(gè)探頭插入在燃料元件98的各角點(diǎn)處設(shè)置的四個(gè)控制棒引導(dǎo)管2中。
權(quán)利要求
1.用于測(cè)量壓水反應(yīng)堆的燃料元件變形的方法，該燃料元件包括多個(gè)控制棒引導(dǎo)管(2)，其中，將沿控制棒引導(dǎo)管(2)的縱軸線的方向能移動(dòng)的探頭(4)插入控制棒引導(dǎo)管(2)的內(nèi)部，該探頭具有至少一個(gè)參考軸線，并且該探頭在控制棒引導(dǎo)管(2 )的至少一個(gè)區(qū)段中這樣支撐在該控制棒引導(dǎo)管的內(nèi)壁上，使得所述至少一個(gè)參考軸線的取向唯一地取決于控制棒引導(dǎo)管(2)的縱軸線(7)在該區(qū)段中的取向，并且所述至少一個(gè)參考軸線在控制棒引導(dǎo)管(2)的該區(qū)段中的取向相對(duì)于探頭(4)的所述參考軸線或另一參考軸線在另一區(qū)段中的取向被檢測(cè)。
2.用于測(cè)量壓水反應(yīng)堆的燃料元件變形的裝置，該燃料元件包括多個(gè)控制棒引導(dǎo)管(2)，所述裝置具有能插入控制棒引導(dǎo)管(2)內(nèi)部的且沿控制棒引導(dǎo)管(2)的縱軸線的方向能移動(dòng)的探頭(4)，該探頭具有至少一個(gè)參考軸線，并且該探頭在控制棒引導(dǎo)管(2)的至少一個(gè)區(qū)段中這樣支撐在該控制棒引導(dǎo)管的內(nèi)壁上，使得所述至少一個(gè)參考軸線的取向唯一地取決于控制棒引導(dǎo)管(2)的縱軸線(7)在該區(qū)段中的取向，以及所述裝置具有設(shè)置在探頭(4)中的測(cè)量裝置(9、54)，用來對(duì)所述至少一個(gè)參考軸線在控制棒引導(dǎo)管(2)的該區(qū)段中的取向相對(duì)于探頭(4)的所述參考軸線或另一參考軸線在另一區(qū)段中的取向進(jìn)行確定。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，在探頭(4)的周邊上設(shè)置有能垂直于該探頭的中軸線(6)沿徑向伸出的且能抵靠到控制棒引導(dǎo)管(2)內(nèi)壁上的支撐器件(32)，所述支撐器件使探頭(4)在控制棒引導(dǎo)管(2)中這樣定向，使得該探頭的中軸線(6)在相應(yīng)的區(qū)段中至少接近平行于控制棒引導(dǎo)管(2)的縱軸線(7)延伸。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，作為測(cè)量裝置(9)設(shè)置有測(cè)斜儀，用于確定探頭(4)的中軸線(6)相對(duì)于垂線的斜度。
5.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，用于確定斜度的測(cè)量裝置(9)包括一個(gè)擺(10)，該擺自由擺動(dòng)地支承在探頭的內(nèi)部，并且該擺相對(duì)于中軸線(6)的偏轉(zhuǎn)被測(cè)量。
6.按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，用于確定偏轉(zhuǎn)的測(cè)量裝置(9)包括距離測(cè)量裝置(18)，該距離測(cè)量裝置用于測(cè)量在擺(10)的擺體(12)與至少一個(gè)位置固定地設(shè)置在探頭(4)中的參考點(diǎn)之間的距離(a)。
7.按照權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，為了檢測(cè)擺體(12)的偏轉(zhuǎn)和擺平面的取向，設(shè)有至少兩個(gè)距離測(cè)量裝置(18)，用于測(cè)量擺體(12)到兩個(gè)彼此間隔開地設(shè)置在探頭(4)中的參考點(diǎn)的距離(ax、ay)。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，作為距離測(cè)量裝置(18)，設(shè)有非接觸式工作的渦流一位移傳感器。
9.按照權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，渦流一位移傳感器位置固定地設(shè)置在探頭(4)中。
10.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，用于確定斜度的測(cè)量裝置(9)包括至少一個(gè)水準(zhǔn)儀(22)，一個(gè)氣泡或一個(gè)可動(dòng)地存儲(chǔ)于水準(zhǔn)儀囊(24)內(nèi)部的懸浮體作為水準(zhǔn)眼(26)位于該水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)儀囊(24)中，該懸浮體的比重小于位于水準(zhǔn)儀囊(24)中的水準(zhǔn)儀液體(LF)的比重，其中，在水準(zhǔn)儀(22)的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)線圈(29、30)，該線圈的電感取決于水準(zhǔn)眼(26)的位置。
11.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，作為水準(zhǔn)儀(22)設(shè)有管式水準(zhǔn)儀，圍繞該管式水準(zhǔn)儀卷繞兩個(gè)帶有彼此面對(duì)的端面的電線圈(29、30 )。
12.按照權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，線圈(29、30)作為一個(gè)惠斯登電橋的半橋被接線。
13.按照權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，線圈(29、30)分別構(gòu)成為一個(gè)差動(dòng)變壓器的一個(gè)次級(jí)線圈。
14.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，探頭(4)由至少兩個(gè)沿縱向接連依次設(shè)置的分探頭(4a、4b)構(gòu)成，所述分探頭圍繞兩個(gè)相對(duì)彼此垂直且相對(duì)于分探頭(4a、4b)的中軸線(6a、6b)垂直的軸線(50、52)能樞轉(zhuǎn)地相互聯(lián)接，其中，每個(gè)分探頭(4a、4b)具有一個(gè)參考軸線并且分探頭(4a、4b)在控制棒引導(dǎo)管(2)的彼此間隔開的區(qū)段中這樣支撐在該控制棒引導(dǎo)管的內(nèi)壁上，使得參考軸線的取向唯一地取決于控制棒引導(dǎo)管(2)的縱軸線(7)在控制棒引導(dǎo)管(2)的相應(yīng)區(qū)段中的取向，其中在探頭(4)中設(shè)置有用于確定各參考軸線相對(duì)彼此的取向的測(cè)量裝置(54)。
15.按照權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，在每個(gè)分探頭(4)的周邊上設(shè)置有能垂直于縱向中軸線(6)伸出的且能抵靠到控制棒引導(dǎo)管(2)的內(nèi)壁上的支撐器件(32)，該支撐器件使分探頭(4)在控制棒引導(dǎo)管(2)中這樣定向，使得該分探頭的縱向中軸線(6)至少接近平行于控制棒引導(dǎo)管(2)的縱軸線(7)延伸。
16.按照權(quán)利要求14或15所述的裝置，其特征在于，分探頭(4a、4b)經(jīng)由萬向節(jié)(76)彼此聯(lián)接。
17.按照權(quán)利要求14、15或16所述的裝置，其特征在于，作為測(cè)量裝置(54)在各分探頭(4a、4b )之間夾入一個(gè)配設(shè)有至少一個(gè)應(yīng)變傳感器的彎曲元件(56 )。
18.按照權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，彎曲元件(56)包括一個(gè)橫截面為正方形的彎曲梁，該彎曲梁在一側(cè)固定在分探頭(4a、4b)之一中且該彎曲梁的自由端力鎖合地與一操縱桿(68)連接，該操縱桿的自由端包括一個(gè)在另一分探頭中滑動(dòng)支承的球體(70)。
19.按照權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，彎曲梁的至少兩個(gè)彼此垂直的扁平側(cè)配設(shè)有應(yīng)變傳感器(58)。
20.按照權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，作為應(yīng)變傳感器(58)設(shè)有應(yīng)變測(cè)量片。
21.按照權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，彎曲梁的每個(gè)扁平側(cè)設(shè)有一個(gè)應(yīng)變測(cè)量片并且彼此對(duì)置的應(yīng)變測(cè)量片作為一個(gè)惠斯登電橋的半橋被接線。
全文摘要
在用于測(cè)量壓水反應(yīng)堆的燃料元件變形的方法和裝置中，該燃料元件包括多個(gè)控制棒引導(dǎo)管(2)，將沿控制棒引導(dǎo)管(2)的縱軸線的方向能移動(dòng)的探頭(4)插入至少一個(gè)控制棒引導(dǎo)管(2)的內(nèi)部，該探頭具有至少一個(gè)參考軸線并且該探頭在控制棒引導(dǎo)管(2)的至少一個(gè)區(qū)段中這樣支撐在該控制棒引導(dǎo)管的內(nèi)壁上，使得所述至少一個(gè)參考軸線的取向唯一地取決于控制棒引導(dǎo)管(2)的縱軸線(7)在該區(qū)段中的取向并且所述至少一個(gè)參考軸線在控制棒引導(dǎo)管(2)的該區(qū)段中的取向相對(duì)于探頭(4)的所述參考軸線或另一參考軸線在另一區(qū)段中的取向被檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01B7/28GK102667957SQ201080051043
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
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