Octrooiraad
[10] A
Terinzagelegging m] 7713824
Nederland
[19]
NL
[54] Werkwijze voor het ultrasonisch waarnemen van fouten tonende splijtstofelementen. [51]
Int.CI2.: G01N29/04, G21C17/00.
[71 ] Aanvrager: The Babcock & Wilcox Company te New York. [74]
Gem.: Ir. F.X. Noz c.s. Algemeen Octrooibureau Boschdijk 155 Eindhoven.
[21] Aanvrage Nr. 7713824. [22]
Ingediend 14 december 1977.
[32]
Voorrang vanaf 6 mei 1977.
[33]
Land van voorrang: Ver. St. v. Am. (US).
[31]
Nummer van de voorrangsaanvrage: 794507.
[23]
--
[61]
--
[62]
--
[43]
Ter inzage gelegd 8 november 1978.
De aan dit blad gehechte stukken zijn een afdruk van de oorspronkelijk ingediende beschrijving met conclusie(s) en eventuele tekening(en).
-1-
19586/CV/tl
Aanvrager: The Babcock & Wilcox Company, New York, New York,Verenigde Staten van Amerika.
Korte Aanduiding: Werkwijze voor het ultrasonisch waarnemen van fouten tonende splijtstofelementen.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het ultrasonisch waarnemen van fouten tonende splijtstofelementen,die zich onder water bevinden en op afstand van elkaar gelegen in een kernsplijtstofsamenstel van het type,dat wordt gebruikt in watergekoelde
reactors.
In watergekoelde heterogene reactors zijn een groot aantal langgestrekte splijtstofelementen en geleidingsbuizen van regelelementen dicht nabij elkaar in een reeks opgesteld in een tot een eenheid samengevoegde constructie,dat wordt aangeduid als kernsplijtstofsamenstel. De reactorkern omvat in het algemeen een samenstel van verticaal opgestelde kernsplijtstofsamenstellen. Ieder van de langgestrekte splijtstofelementen,die ook wel worden aangeduid als splijtstofstaven,buizen of pennen bevatten splijtstof ingekapseld door een aan zijn einden afgesloten dunne bekleding welke erosie voorkomt van de splijtstof en het vrijgeven van splijtingsproducten in het koelmiddelivan de reactor.Aluminium
of legeringen daar-
van ,roestvrij stalen en zirconium zijn materialen,die gebruikelijk voor de bekleding worden gebruikt. stuwruimtes en spelingen zijn binnen de splijtstofelementen aangebracht voor het opnemen van door de splijtstof afgegeven gassen,van thermische uitzettingsverschillen tussen ée bekleding en de splijtstof en wijzigingen in de splijtstofdichtheid tijdens het opbranden.De stuwruimtes zijn in het algemeen gelegen bij de einden van het splijtstofelement en omvatten stuwveren,welke de splijtstof in een vaste verhouding houden. In sommige gevallen worden de brandstofelementen aanvankelijk onder druk gebracht met een gas,gebruikelijk helium,voor het minimaal houden van een kruipen van de bekleding tijdens langdurige bedrijfsperioden bij hoge drukken van het koelmiddelsysteem van de reactor. De bekleding van het splijtstofelement is.ontworpen om de effecten van de werkomgeving van de reactor waaronder die ten gevolge van de hydraulische koelmiddelen,reactortemperatuur en druk,druk van het splijtings
7713824
-2-
g a s , u i t z e t t i n g van de s p l i j t s t o f
19586/CV/tl
en s t r a l i n g s g r o e i j t e
weerstaan.Tijdens
de werkduur van de r e a c t o r kan e c h t e r worden v e r w a c h t , d a t f o u t e n o p t r e den i n de b e k l e d i n g waardoor o n t s n a p p i n g van r a d i o a c t i v e d u c t e n i n h e t v l o e i b a r e k o e l m i d d e l o f de r e m s t o f 5
splijtingspro-
kan worden v e r w a c h t .
Ofschoon z u i v e r i n g s s y s t e m e n z i j n ontworpen t e r v e r w i j d e r i n g van de maximale h o e v e e l h e i d r a d i o a c t i v i t e i t , w e l k e kan worden v e r w a c h t op t e t e n g e v o l g e van f o u t e n i n de b e k l e d i n g kan h e t gewenst o f
treden
noodzakelijk
z i j n om g e b r e k e n tonende s p l i j t s t o f e l e m e n t e n t e ontdekken en t e v e r v a n g e n . Het i s dus b e l a n g r i j k e e n betrouwbaar o r g a a n 10
ren van gebreken tonende
t e hebben v o o r h e t
localise-
splijtstofelementen.
Enerzijds i s het l o c a l i s e r e n
van e e n f o u t e n v e r t o n e n d
splijtstof-
e l e m e n t i n een s p l i j t s t o f s a m e n s t e l b i j z o n d e r m o e i l i j k a a n g e z i e n e e n s a menstel r a d i o a c t i e f
i s en honderden d i c h t n a b i j e l k a a r g e l e g e n b r a n d s t o f -
e l e m e n t e n en g e l e i d i n g s b u i z e n kan b e v a t t e n . A n d e r z i j d s neemt h e t demon15
t e r e n en opnieuw samenbouwen van b e s t r a a l d e b r a n d s t o f s a m e n s t e l l e n t i j d i n b e s l a g en kan z e l f s r e s u l t e r e n i n b e s c h a d i g i n g van de
veel
splijtstof-
elementen. Voor van v l o e i b a r e k o e l m i d d e l e n gebruikmakende r e a c t o r s z i j n een a a n t a l i n r i c h t i n g e n en t e c h n i e k e n v o o r g e s t e l d v o o r h e t l o c a l i s e r e n van 20
a f z o n d e r l i j k e fouten vertonende elementen in hét brandstofsamenstel b a s e e r d op waarneming en a n a l y s e van t r i l l i n g e n , of ultrasonische v e r s c h i j n s e l e n Deze bekende
ge-
temperatuurverschillen
.
d e t e c t i e l n r i c h t i n g e n en t e c h n i e k e n waren i n het a l g e -
meen a f h a n k e l i j k van een a l t h a n s g e d e e l t e l i j k demonteren van e e n brand25
stofsamenstel.
Bovendien was men b i j de bekende t e c h n i e k e n i n g r o t e mate
a f h a n k e l i j k van de dynamica van thermodynamische w i j z i g i n g e n van de s t a n d van h e t f l u i d u m , d a t was g e l e k t
in het fouten vertonende brandstof-
e l e m e n t , i n h e t algemeen koken o f c o n d e n s a t i e o f
beide.
Ten e i n d e h e t l o c a l i s e r e n v a n f o u t e n v e r t o n e n d e 30
i n een s p l i j t s t o f s a m e n s t e l
toe-
splijtstofelementen
t e v e r g e m a k k e l i j k e n i s dan ook h e t
ontwikkelen
van een betrouwbare w e r k w i j z e en i n r i c h t i n g , w e l k e noch een demonteren van een
s p l i j t s t o f s a m e n s t e l v e r e i s t noch a f h a n k e l i j k i s van koken o f
d e n s a t i e van f l u i d u m
b i n n e n de s p l i j t s t o f e l e m e n t e n
con-
gewenst.
V o l g e n s de h u i d i g e u i t v i n d i n g wordt v o o r z i e n i n een w e r k w i j z e en i n 35
r i c h t i n g v o o r h e t waarnemen van f o u t e n v e r t o n e n d e s p l i j t s t o f e l e m e n t e n een s p l i j t s t o f s a m e n s t e l van h e t h i e r b o v e n b e s c h r e v e n
77 1 3 8 2 4
type.
in
19586/CV/tl
-3-
Een u l t r a s o n i s c h e o p s p o r i n g s e e n h e i d , d i e op de w i j z e volgens de u i t v i n d i n g i s v e r v a a r d i g d , w o r d t i n g e s t o k e n i n de r u i m t e t u s s e n b e s t a n d d e l e n van h e t brandstofsamenstel.De k l e i n s t e tussenruimte t u s s e n bestandd e l e n van e e n s p l i j t s t o f s a m e n s t e l w a a r i n h e t o v e r d r a g e r s a m a n s t e l
moet
worden i n g e s t o k e n i s i n de o r d e van g r o o t t e van 2 mm. I n verband h i e r mede omvat de o p s p r i n g s e e n h e i d e e n o v e r d r a g e r e l e m e n t o n d e r s t e u n d door e e n d r a g e r , w e l k e i n s t a a t i s om door d e z e k l e i n e r u i m t e t e bewegen.Het o v e r d r a g e r e l e m e n t wordt i n l i j n g e b r a c h t met de o n d e r s t e s t u w r u i m t e van h e t t e onderzoeken b r a n d s t o f e l e m e n t . Het i s b e k e n d , d a t u l t r a g e l u i d i n h e t m e g a h e r t z f r e q u e n t i e g e b i e d i n de o r d e van g r o o t t e v a n 5 - 15 m e g a h e r t z g e m a k k e l i j k wordt v o o r t g e p l a n t door w a t e r .
In t e g e n s t e l l i n g daarmede i s b i j f r e q u e n t i e s i n d i t
megahertz g e b i e d
de demping van u l t r a g e l u i d i n l u c h t o f andere g a s s e n
h o o g . Een u l t r a s o n i s c h e i m p u l s met een f r e q u e n t i e van een paar megahertz wordt dwars i n g e b r a c h t i n de wand van h e t s p l i j t s t o f e l e m e n t .
Indien het
s p l i j t s t o f e l e m e n t g e e n f o u t e n v e r t o o n t z a l e r s l e c h t s g a s z i j n i n de o n d e r s t e stuwkamer. De hoge r e f l e c t i e c o ë f f i c i ë n t b i j h e t i n t e g r a l e
metaal-
g a s t u s s e n v l a k z a l e e n b e l a n g r i j k e v o o r t z e t t i n g van de impuls v o o r b i j b i n n e n o p p e r v l a k van de b e k l e d i n g voorkomen. I n d i e n i n
het
tegenstelling
daarmede h e t s p l i j t s t o f e l e m e n t e e n g e b r e k v e r t o o n t , z o d a t de o n d e r s t e stuwkamer w a t e r b e v a t z a l de r e f l e c t i e c o ë f f i c i ë n t van h e t
metaal-vloei-
s t o f t u s s e n v l a k b i j h e t b i n n e n o p p e r v l a k van de b e k l e d i n g omlaag z i j n g e b r a c h t onder dat v o o r t g e b r a c h t door e e n m e t a a l - g a s t u s s e n v l a k . Z o d o e n d e z u l l e n a a n z i e n l i j k e d e l e n v a n de impuls v o o r t p l a n t e n door h e t w a t e r naar de t e g e n o v e r l i g g e n d e
wand,worden g e r e f l e c t e e r d en terugbewegen naar de
o v e r d r a g e r . Waarneming van de r e f l e c t i e van de t e g e n o v e r l i g g e n d e wand duidt aan,dat water in het brandstofelement i s
gesijpeld.
De v e r s c h i l l e n d e n i e u w h e i d s e i g e n s c h a p p e n , w e l k e de u i t v i n d i n g kenmerk e n z i j n meer i n h e t b i j z o n d e r i n h e t ondergaande
uiteengezet. t
Voor e e n b e t e r b e g r i p van de u i t v i n d i n g , d e w e r k i n g , v o o r d e l e n en s p e c i f i e k e oogmerken v e r k r e g e n door h e t g e b r u i k daarvan z u l l e n nader worden u i t e e n g e z e t aan de hand van b i j g a a n d e f i g u r e n w a a r i n een v o o r k e u r s u i t v o e r i n g s v o r m van de u i t v i n d i n g ' i s
weergegeven.
Fig.
1 t o o n t e e n v o o r a a n z i c h t op e e n i n r i c h t i n g v o l g e n s de u i t v i n d i n g .
Fig.
2 t o o n t g e d e e l t e l i j k i n a a n z i c h t en g e d e e l t e l i j k i n d o o r s n e d e de
7713824
19586/CV/tl
-4-
i n f i g . 1 w e e r g e g e v e n i n r i c h t i n g van onderen g e z i e n . F i g . 3 t o o n t een s c h e m a t i s c h e w e e r g a v e van h e t g e b r u i k van de
in
f i g ' . 1 a f g e b e e l d e i n r i c h t i n g , w a a r b i j de echo van een r a d i a l e impuls van u l t r a g e l u i d i n een met gas g e v u l d b r a n d s t o f e l e m e n t i s 5
Fig.4
t o o n t een o s c i l l o g r a m van de impuls en de e c h o w e l k e k e n -
merkend i s v o o r h e t antwoord van e e n met gas g e v u l d weergegeven i n Fig.5
aangeduid.
splijtstofelement
fig.3.
t o o n t een s c h e m a t i s c h e weergave van h e t
gebruik
van de i n f i g . 1 a f g e b e e l d e i n r i c h t i n g w a a r b i j de echo van een XO
r a d i a l e impuls van een u l t r a g e l u i d i n e e n e e n g e b r e k tonend met w a t e r gevuld s p l i j t s t o f e l e m e n t Fig.
is
weergegeven.
6 t o o n t een o s c i l l o g r a m van de impuls en echo w e l k e kenmerkend
z i j n voor h e t antwoord van e e n met .«rater g e v u l d b r a n d s t o f e l e m e n t
volgens
fig.5. 15
Fig.
7 i s e e n . o s c i l l o g r a m van de impuls en de echo kenmerkend v o o r
het antwoord van een met water.gevuld splijtstofelement met een onderste
stuwveer. F i g . 1 t o o n t e e n u l t r a s o n i s c h e o p s p o r i n g s e e n h e i d 20.De
opsporings-
e e n h e i d 20 omvat een u l t r a s o n i s c h o v e r d r a g e r e l e m e n t 21 en e e n 20
mige d r a g e r 2 2 , w e l k e ,
stripvor-
z o a l s h e t b e s t e b l i j k t u i t f i g . 2 , i s v o o r z i e n van
t e g e n o v e r e l k a a r g e l e g e n v l a k k e n 23 en 24 en een o p e n i n g , w a a r i n h e t d r a g e r e l e m e n t 21 op g e s c h i k t e w i j z e i s
over-
aangebracht.
Het o v e r d r a g e r e l e m e n t 2 1 , w e l k e wordt gevormd door g e p o l a r i s e e r d f e r r o e l e c t r i s c h k e r a m i s c h m a t e r i a a l i s v o o r z i e n van een e l e c t r o d e 25
geplaatst
o f gebakken op twee van z i j n o p p e r v l a k k e n en i s u i t g e l i j n d b i n n e n de o p e n i n g , z o d a t een o p p e r v l a k 25 i n l i j n l i g t met h e t v l a k 23 van de s t r i p v o r m i g e d r a g e r 2 2 . Het t e g e n o v e r l i g g e n d e o p p e r v l a k van h e t o v e r d r a g e r e l e m e n t
is
u i t g e s p a a r d i n de o p e n i n g en t e g e n o v e r e e n ^ s o n i s c h : d e m p i n g s m a t e r i a a l 26 g e l e g e n . Een i s o l e r e n d o n t k o p p e l i n g s m a t e r i a a l 30
30 i s g e p l a a t s t t u s s e n de óm-
t r e k ' v a n de opening en de d e s b e t r e f f e n d e t e g e n o v e r e l k a a r g e l e g e n
opper-
v l a k k e n van h e t e l e m e n t 2 1 . Het e l e m e n t 21 i s door een e l e c t r i s c h
niet
g e l e i d e n d cement 31 i n de o p e n i n g b e v e s t i g d . H e t o p p e r v l a k 25 van h e t d r a g e r e l e m e n t 2 1 j d a t i n een v l a k i s g e l e g e n met h e t v l a k 23 van de
over-
strip-
*
vormige d r a g e r i s geaard met de d r a g e r . Het aardöi i s b e w e r k s t e l l i g d 35
door
h e t p u n t l a s s e n van v e r s c h i l l e n d e g e l e i d e r s 32 ó f met b e h u l p van andere s c h i k t e middelen.
7713824
ge-
-5-
19586/CV/tl
Het o n t k o p p e l i n g s m a t e r i a a l 30 i s o p g e s t e l d t u s s e n h e t
overdragerele-
ment e n de d r a g e r t e n e i n d e u l t r a s o n i s c h e k o p p e l i n g d a a r t u s s e n minimaal
te
houden. Een c o a x i a l e k a b e l 33, v o o r z i e n v a n e e n b i n n e n s t e g e l e i d e r 34 en e e n b u i t e n s t e g e l e i d e r 35, i s b e v e s t i g d aan e e n rand 36 van de
stripvormige
d r a g e r . De b i n n e n s t e g e l e i d e r 34 i s b e v e s t i g d aan h e t . o v e r d r a g e r e l e m e n t 2 1 . De b u i t e n s t e g e l e i d e r 35 i s b e v e s t i g d aan de s t r i p v o r m i g e d r a g e r 2 2 . De opsporingseenheid 20 moet in staat zijn om vrij te bewegen door de beperkte spelingen tussen de splijtstofelementen of tussen een splijtstofelement en een geleidingsbuis van een regelelement van een splijtstof samenstel, welke op een afstand van kleiner dan twee milimeter van elkaar kunnen zijn gelegen. Dientengevolge moet het opsporingselement 20 evenals de afzonderlijke bestanddelen daarvan worden gekozen om te voldoen aan specifieke afmetingsvereisten zonder daarmede de ultrasonische kenmerken,die nodig zijn voor het toepassen van de principes van de
de-
tectie techniek nadelig te beinvloeden. een Een s p e c i f i e k v o o r b e e l d v a n / o p s p o r i n g s e e n h e i d v e r v a a r d i g d i n o v e r eenstemming met de p r i n c i p e s van de u i t v i n d i n g omvat e e n o v e r d r a g e r e l e m e n t vervaardigd u i t l o o d z i r c o n a t e , t i t a n a t e breed,
met a f m e t i n g e n van o n g e v e e r 2 , 5 mm
1 2 , 5 mm l a n g en 0 , 3 mm d i k , g e m o n t e e r d i n een aluminium d r a g e r . H e t
o v e r d r a g e r e l e m e n t i s g e ï s o l e e r d van de omtrek van een o p e n i n g door een l a a g kurk. De v o o r en a c h t e r o p p e r v l a k k e n v a n h e t o v e r d r a g e r e l e m e n t z i j n . Bedekt
met gebrande z i l v e r e l e c t r o d e n en h e t o p p e r v l a k , d a t
i n l i j n l i g t met
e e n v l a k van de d r a g e r i s geaard aan h e t n a b u r i g e aluminium op v e r s c h i l l e n de punten door k l e i n e k o p e r d r a d e n , d i e zowel aan h e t aluminium a l s aan de zilverelectrode
z i j n g e l a s t . Een l a a g van e e n g e l e i d e n d
z i j n g e s p r e i d o v e r de koperdraden e n h e t v l a k van h e t
epoxy h a r s kan
overdragerelenent
en h e t v l a k van de d r a g e r t e n e i n d e een g l a d o p p e r v l a k t e v e r k r i j g e n v o o r het insteken in het s p l i j t s t o f s a m e n s t e l .
Het d e m p i n g s m a t e r i a a l 26 i s samen-
g e s t e l d u i t . twee s o o r t e n wolfraampoeder gemengd i n een l a a g m o l e c u l a i r
ge-
w i c h t b e z i t t e n d p o l y s u l f i d e p o l y m e e r . E e n s p e c i f i e k d e m p i n g s m a t é r i a a l omvat e e n m e n g s e l van wolfraampoeder van een g e m i d d e l d e d e e l t j e s a f m e t i n g van 4 , 5 m i c r o n s met een wolfraampoeder met een g e m i d d e l d e d e e l t j e s
afmeting
v a n 1 , 3 3 m i c r o n s gemengd met een l a a g m o l e c u l a i r g e w i c h t b e z i t t e n d
poly-
s u l f i d e polymeer genoemd T h i o k o l LP-3 v e r v a a r d i g d door de Thbkol Chemical Corporation,
t e Trenton,New Y e r s e y V e r e n i g d e S t a t e n van Amerika.Een n i e t
77 1 3 8 2 4 -
-6-
19586/CV/tl
g e l e i d e n d epoxy h a r s wordt g e b r u i k t v o o r h e t b e v e s t i g e n van h e t
overdra-
g e r e l e m e n t i n de o p e n i n g . Het u i t g e s p a a r d e o p p e r v l a k van h e t k e r a m i s c h materiaal
i s verbonden met de b i n n e n s t e g e l e i d e r van een c o a x i a l e
w e l k e l a n g s de rard van de d r a g e r i s o p g e s t e l d . Andere
kabel5
opstellingen,vor-
men en m a t e r i a l e n kunnen v o o r h e t o v e r d r a g e r e l e m e n t worden g e b r u i k t
zo-
l a n g a l s de o p s p o r i n g s e e n h e i d i n t e s t e k e n i s t u s s e n de b e s t a n d d e l e n van het s p l i j t s t o f s a m e n s t e l .
In een ander u i t v o e r i n g s v o o r b e e l d kan b i j v o o r -
b e e l d e e n h o l l e b u i s v o r m i g e d r a g e r , w a a r i n de c o a x i a l e k a b e l i s
opgenomen,
worden g e b r u i k t . Fig.
3 t o o n t a l s een d o o r s n e d e van een b r a n d s t o f s a m e n s t e l
een s c h e -
m a t i s c h e v l a k k e weergave van een o n d e r z o e k i n g s s o n d e 20 d i e dwars i n i s g e b r a c h t met de o n d e r s t e stuwkamer van een
lijn
s p l i j t s t o f e l e m e n t 4 0 . Het
o v e r d r a a g e l e m e n t g e k o p p e l d met h e t s p l i j t s t o f e l e m e n t 40 v o o r h e t
over-
b r e n g e n van u l t r a s o n i s c h e e n e r g i e i n h e t s p l i j t s t o f e l e m e n t wordt bekrach* t i g d met b e h u l p van een n i e t nader w e e r g e g e v e n i m p u l s i n r i c h t i n g v o o r h e t a f g e v e n van impulsen met e e n v o o r a f b e p a a l d e waarde en f r e q u e n t i e . D e b a s i s van e e n
o s c i l l o s c o o p i s gesynchroniseerd
tijd-
v o o r h e t w e e r g e g e v e n van
de o v e r g e b r a c h t e en g e r e f l e c t e e r d e i m p u l s e n . De g e r e f l e c t e e r d e
golven
worden o n t v a n g e n door de o s c i l l o s c o o p v i a h e t o v e r d r a a g e l e m e n t . I n d i e n
het
s p l i j t s t o f e l e m e n t geen gebreken v e r t o o n t z a l s l e c h t s gas'aanwezig z i j n de o n d e r s t e stuwkamer. Een hoge
r e f l e c t i e c o e f f i c i e n t b i j het
in
tussen-
v l a k van m e t a a l en g a s z a l e e n van b e l a n g z i j n d e v o o r t z e t t i n g van h e t u l t r a g e l u i d v o o r b i j h e t b i n n e n o p p e r v l a k van de b e k l e d i n g voorkomen.Het antwoord a f g e b e e l d op een g e b r u i k e l i j k i m p u l s e c h o i n s t r u m e n t v o o r
•een
met gas g e v u l d s p l i j t s t o f e l e m e n t i s w e e r g e g e v e n a l s e e n o s c i l l o g r a m
in
f i g . . 4 met de t i j d ( t ) a f g e z e t a l s a b s c i s . Het o s c i l l o g r a m van f i g . 4 en ook van de f i g u r e n 6 en 7 i s r e p r e s e n t a t i e f v o o r de r e s u l t e r e n d e
weer-
gave opgewekt b i j e e n f r e q u e n t i e van o n g e v e e r 7 m e g a h e r t z w a a r i n iedere v e r d e l i n g van de t i j d s c h a a l o n g e v e e r 3 m i c r o s e c o n d e n b e d r a a g t en de wendige
d i a m e t e r van h e t s p l i j t s t o f e l e m e n t e n i g s z i n s onder 0 , 5 i n c h
In f i g . 4
uitis.
i s h e t u i t g e z o n d e n s i g n a a l i n a a n z i e n l i j k e mate gemengd met
h e t o n t v a n g e n s i g n a a l g e r e f l e c t e e r d van h e t e e r s t e o f v o o r s t e g a s - met a a l t u s s e n v l a k t e n g e v o l g e van de l a g e o v e r d r a c h t s c c e f f i c i e n t van h e t I n d i e n i n t e g e n s t e l l i n g daarmede h e t s p l i j t s t o f e l e m e n t
gas.
een gebrek
v e r t o o n t , z o d a t de o n d e r s t e stuwkamer w a t e r b e v a t z a l de r e f l e c t i e c o e f f i c i e n t b i j h e t v o o r s t e tussenvlak i n a a n z i e n l i j k e mate verminderd
zijn.Zo-
19586/CV/tl
-7-
doende z u l l e n , z o a l s s c h e m a t i s c h a f g e b e e l d i n f i g . 5 , a a n z i e n l i j k e
gedeelten
v a n de u l t r a s o n i s c h e impuls z i c h v o o r t p l a n t e n door de v l o e i s t o f en worden g e r e f l e c t e e r d b i j het a c h t e r s t e v l o e i s t o f - m e t a a l t u s s e n v l a k binnen h e t b r a n d s t o f e l e m e n t 4 0 . D i e n t e n g e v o l g e z a l een g e r e f l e c t e e r d s i g n a a l van e e n verhoudingsgewijs uitgesproken grootte
g e s c h e i d e n van h e t
overgebrachte
s i g n a a l op de t i j d s c h a a l worden a f g e b e e l d . Het a f g e b e e l d e antwoord op een g e b r u i k e l i j k i m p u l s e c h o i n s t r u m e n t v o o r e e n e e n g e b r e k v e r t o n e n d met w a t e r g e v u l d s p l i j t s t o f e l e m e n t i s a l s o s c i l l o g r a m i n f i g , 6 a f g e b e e l d . Een van b e t e k e n i s z i j n d antwoord t r e e d t op o n g e v e e r 15 m i c r o s e c o n d e op de a b s c i s op - d i t g e e f t de echo o n t v a n g e n van de achterwand w e e r . De o n d e r s t e stuwkamer van e e n b r a n d s t o f e l e m e n t omvat i n h e t
alge-
meen e e n s c h r o e f l i j n v o r m i g e v e e r , w e l k e de v r i j e d o o r t o c h t van u l t r a g e l u i d kan b e p e r k e n . D i t vormt e c h t e r n i e t e e n n i e t t e overwinnen m o e i l i j k h e i d . I n d i e n de b r e e d t e van h e t p i e z o e l e c t r i s c h e e l e m e n t , g e m e t e n
langs
de l a n g s a s van h e t s p l i j t s t o f e l e m e n t g r o t e r i s dan de spoed van de s c h r o e f l i j n v o r m i g e v e e r z a l h e t g e l u i d z i c h v o o r t p l a n t e n n a a r de h e t v e r w i j d e r d g e l e g e n wand e n t e r u g k e r e n . F i g . 7 t o o n t h e t g e b r u i k e l i j k e
verst ant-
woord v a n e e n met w a t e r g e v u l d e l e m e n t , d a t e e n v e e r b e v a t . G e b r u i k e l i j k e u l t r a g e l u i d i n s t r u m e n t e n omvatten p o o r t c i t c u i t s w e l k e de a f s c h e i d i n g van s i g n a l e n gedurende een b e p a a l d e t i j d s p e r i o d e t e n o p z i c h t e v a n e e n a a n v a n k e l i j k e impuls m o g e l i j k maken.In a a n v u l l i n g kunnen c i r c u i t s worden a a n g e b r a c h t v o o r h e t v o o r t b r e n g e n v a n e e n a l a r m s i g n a a l
slecht
dan i n d i e n de a m p l i t u d e van h e t u l t r a s o n i s c h e s i g n a a l i n de g e p o o r t e p e r i o d e e e n v o o r a f i n g e s t e l d d r e m p e l n i v e a u o v e r s c h r i j d t . I n d i e n de p o o r t i s i n g e s t e l d v o o r h e t d o o r l a t e n van s i g n a l e n t u s s e n 12 en 15 m i c r o s e c o n den op de a b s c i s e n i n d i e n de a m p l i t u d e drempel i s i n g e s t e l d op l i j n 1 v a n de o r d i n a a t , dan i s de a a n w e z i g h e i d v a n w a t e r i n een
splijtstofele-
ment met o f zonder v e r e n waar t e nemen. T i j d e n s b e d r i j f wordt de o p s p o r i n g s e e n h e i d i n g e s t o k e n i n de r u i m t e t u s a e n n a b u r i g e b e s t a n d d e l e n van h e t s p l i j t s t o f s a m e n s t e l .
Bestraalde
s p l i j t s t o f s a m e n s t e l l e n worden i n h e t algemeen v o o r k o e l i n g s en a f s c h e r mings d o e l e i n d e n onder w a t e r gehouden t i j d e n s v e r w i j d e r i n g u i t e e n r e a c t o r en worden a a n v a n k e l i j k o p g e s l a g e n i n een g e b r u i k t e b r a n d s t o f p o e l . H e t
zal
dan ook d u i d e l i j k z i j n , d a t de i n s p e c t i e van de s p l i j t s t o f e l e m e n t e n onder w a t e r wordt u i t g e v o e r d . Het o v e r d r a c h t e l e m e n t wordt dwars i n l i j n met de
7713
gebracht
l a n g s h a r t l i j n van h e t s p l i j t s t o f e l e m e n t d a t moet worden o n d e r z o c h t .
824
-
-8-
19586/CV/tl
Dan wordt een impuls afgegeven door het overdrachtelement in het splijtstofelement. Een s p l i j t s t o f s a m e n s t e l kan worden o n d e r z o c h t door i n s t e k i n g van de o p s p o r i n g s e e n h e i d i n de bundel s p l i j t s t o f e l e m e n t e n zonder h e t 5
demonteren
van e n i g b e s t a n d d e e l . Het s a m e n s t e l b e h o e f t dus s l e c h t s u i t de r e a c t o r worden v e r w i j d e r d v o o r
te
inspectiedoeleinden.
De t e c h n i e k kan worden verruimd door gebruik» t e maken van samenges t e l d e o v e r d r a g e r s v o o r h e t a u t o m a t i s c h e e n s n e l o n d e r z o e k e n van a l l e s p l i j t s t o f e l e m e n t e n van een 10
splijtstofsamenstel.
-9-
CONCLUSIES
1.
19586/CV/tl
Werkwijze voor het ultrasonisch waarnemen van fouten tonende splijt-
stof elementen, die zich onder water bevinden en op afstand van elkaar zijn gelegen in een
kernsplijtstofsamenstel,met het kenmerk,dat in de ruim-
tes tussen de splijtstofelementen een van een ultrasonisch overdragerelement voorziene ultrasonische opsporingseenheid wordt gestoken en het overdragerelement in lijn wordt gebracht met een te onderzoeken splijtstofelement, waarop het overdragerelement wordt bekrachtigd,voor het overbrengen van een ultrasonische impuls in het te onderzoeken splijtstofelement,waarbij de gereflecteerde ultrasonische echo's worden gemeten. 2.
Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk,dat de ultrasonische
echo's worden gemeten binnen een tijdsinterval nadat de ultrasonische impuls was overgedragen. 3.
Werkwijze volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk dat slechts een
deel van de ultrasonische echo's,welke een vooraf bepaalde drempel overschrij den binnen het tiidsintervalworden geregistreerd. 4.
Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies,met het kenmerk,dat
de ultrasonische echo's
van het binnenwandoppervlak van het splijtstof-
element,dat op afstand is gelegen van de opstelling van het overdragerelement worden gemeten. 5.
Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies,met het kenmerk,dat
slechts dat deel van de ultrasonische echo's, welke een vooraf bepaalde drempel overschrijden,worden geregistreerd.
7 7 1 3 8 2 4
HOLLAND >
FIG.2
FIG. 3
77 1 3 8 2 4
FIG. 5
iAV/JJUJ. 1.5.
FIG. 4
1 1 1
tW W hi m to 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 .XX.S T
•
FIG.6
FIG. 7
1
mBf * * (A/» n j J I tik 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 T •
