JP2000105288A - 燃料体取扱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＭＯＸ燃料体の取扱作業時において、ＭＯＸ燃
料体からセパレータを取り外す際に作業性を悪化させる
ことなく、作業者の被ばく低減を図ることが可能な燃料
体取扱装置を提供する。 【解決手段】燃料体１０１に装着されているセパレータ
１０３を、燃料体から取外す燃料体取扱装置において、
前記装置を、作業床面に設けられたピット１０８と、こ
のピットの底床面に設置されるとともに前記作業床面よ
り上方に延びて設けられ、かつ前記燃料体を上下移動可
能に保持する燃料体保持台１０５と、この燃料体保持台
の近傍に水平移動可能に設置され、かつ前記燃料体のセ
パレータをチャックする装置を備えたセパレータ取外し
装置１０６とから構成し、前記燃料体保持台に保持され
た燃料体の上下方向移動および前記セパレータ取外し装
置１０６の水平移動により燃料体のセパレータを取外す
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力プラントの
原子炉建屋内における燃料集合体の取扱装置に係わり、
特にプルトニウム酸化物とウラン酸化物の混合燃料が含
まれる混合燃料集合体（以下、ＭＯＸ燃料体という）を
原子炉建屋内で輸送容器から取出した後に燃料集合体の
輸送上の振動防止機能として装着されているセパレータ
を取り外す際に好適な燃料体取扱装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、軽水型原子炉の一例である沸騰
水型原子炉では、燃料体としてウラン酸化物燃料集合体
（以下、ウラン燃料体という）が用いられる。このウラ
ン燃料体の輸送は、輸送時の燃料健全性の確保のために
セパレータと呼ばれる燃料棒間隔を適性に保持する治具
とともに専用の燃料輸送容器に収納されて輸送される。
そして、発電所内に搬入された後、ウラン燃料体は輸送
容器から取出され所定の燃料検査が行われ、検査後は、
チャンネルボックスが取り付けられた状態で一時的に使
用済燃料プール等の貯蔵施設に保管され、その後原子炉
内に装荷されるのが普通である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ウラン燃料体の場合、
燃料体から放出される放射線の線量率が低いため、輸送
時に使用したセパレータを取り外す際は、従来の燃料取
扱作業においては、特に放射線を防護するための専用設
備を使用せずに取扱うことが可能であった。

【０００４】しかし、従来のウラン燃料体の取扱作業に
比べて、ＭＯＸ燃料体の場合は次のような課題が懸念さ
れる。すなわち、ＭＯＸ燃料体は、ウラン燃料体に比べ
て燃料体から放出される放射線の線量率が比較的高いた
め、作業者の被ばく低減を考慮する必要がある。

【０００５】被ばくの低減を図る対策として、その作
業，すなわちＭＯＸ燃料体からセパレータを取り外す作
業に従事する時間を限定することが最も有効な策である
が、しかしながら、作業に従事する時間を限定すること
は、作業性の悪化が余儀なくされる嫌いがある。また、
ＭＯＸ燃料体では発熱による表面温度上昇を考慮し金属
セパレータを用いているため、ウラン燃料体で用いてい
る樹脂製セパレータと比較し、燃料体を保持する力が強
く、その取り外し作業時には多大な負担が掛かることが
懸念される。

【０００６】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、ＭＯＸ燃料体の取扱作業時におい
て、ＭＯＸ燃料体からセパレータを取り外す際に作業性
を悪化させることなく、作業者の被ばく低減および作業
労力の軽減を図ることが可能な，すなわち放射線に起因
する取扱作業者の環境を改善することが可能なこの種の
燃料体取扱装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、燃料
体に装着されているセパレータを、燃料体から取外す燃
料体取扱装置において、前記装置を、作業床面に設けら
れたピットと、このピットの底床面に設置されるととも
に前記作業床面より上方に延びて設けられ、かつ前記燃
料体を上下移動可能に保持する燃料体保持台と、この燃
料体保持台の近傍に水平移動可能に設置され、かつ前記
燃料体のセパレータをチャックする装置を備えたセパレ
ータ取外し装置とから構成し、前記燃料体保持台に保持
された燃料体の上下方向移動および前記セパレータ取外
し装置の水平移動により燃料体のセパレータを取外すよ
うにし所期の目的を達成するようにしたものである。

【０００８】また、この場合、前記ピットの深さを、前
記燃料体の全長と略同一に形成するようしたものであ
る。また、前記燃料体保持台の周囲に複数個の燃料体が
保持されるように形成するとともに、前記燃料体保持台
が回転できるように形成したものである。また、前記セ
パレータチャック装置のセパレータチャックは、セパレ
ータの外周部を挟持するようにしたものである。

【０００９】すなわちこのように形成された燃料体取扱
装置であると、燃料体保持台に保持された燃料体の上下
方向移動，およびセパレータ取外し装置の水平移動によ
り燃料体のセパレータが取外されるので、ＭＯＸ燃料体
からセパレータを取外す際に、作業者が遠隔により、燃
料体を上下方向あるいは回転させることにより、ＭＯＸ
燃料体の全長にわたって装着されているセパレータを取
り外すことができ、ＭＯＸ燃料体から放出される放射線
からの影響を低く押さえた環境下でセパレータ取り外し
作業ができ、燃料体取扱作業者の被ばく低減を図ること
ができる。さらに、上記燃料取扱装置は、一定の高さで
対峙したセパレータを取り外す機能に限定されているの
で、装置自体がコンパクトなものになり、作業エリアを
有効利用することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。まず、図４にはその燃料体と燃
料輸送容器との関係が模式的に示されている。図中１０
０が燃料輸送容器であり、１０１がＭＯＸ燃料体、１０
２が燃料ホルダである。

【００１１】ＭＯＸ燃料体１０１は、燃料ホルダ１０２
が装着された状態で、燃料輸送容器１００に収納され
て、ＭＯＸ燃料加工工場から発電所まで輸送され、その
後発電所内の原子炉建屋内の作業エリアまで運ばれる。
ＭＯＸ燃料体１０１は、このように燃料ホルダ１０２と
呼ばれる保護具に収納されて運ばれるわけであるが、さ
らに、このＭＯＸ燃料体１０１には、ＭＯＸ燃料体の燃
料棒の間隔を輸送中に適正に保持するためにセパレータ
と呼ばれる治具が多数装着されている。

【００１２】図２には、このセパレータの構造が示され
ている。セパレータ１０３は、基板１０３ａに所定の間
隔をおいて複数の挿入壁１０３ｂが設けられており、ま
たセパレータ１０３の両側面には、ＭＯＸ燃料体１０１
からの取り外し作業時にチャックするための長溝１０４
が設けられている。このセパレータ１０３は図３に示さ
れているように、ＭＯＸ燃料体１０１の上下左右方向に
数十個装着され、さらに燃料ホルダに収納された状態で
運ばれ、輸送時及び燃料取扱時におけるＭＯＸ燃料体１
０１の損傷が防止されるよう配慮されている。

【００１３】このセパレータ１０３および燃料ホルダー
１０２は、燃料検査の前にＭＯＸ燃料体１０１から取り
外される。この場合、セパレータ１０３の取り外し作業
は、次のような燃料体取扱装置にて行われる。すなわ
ち、図１に示されているように、作業床Ｆ１に、燃料体
と略同長の深さを有するピット１０８が設けられ、そし
てこのピット内には燃料検査台（燃料体保持台）１０５
が設置される。燃料検査台１０５は、案内柱１０５ａと
燃料体保持装置１０５ｂとを備えている。

【００１４】セパレータ１０３を装着したＭＯＸ燃料体
１０１は、燃料ホルダーが取り外された後に、燃料体を
上下方向に移動が可能で、かつ回転可能な燃料体保持装
置１０５ｂに設置される。ＭＯＸ燃料体１０１に装着さ
れたセパレータ１０３を取り外す際には、作業エリアの
床面Ｆ１に設定されたセパレータ取り外し装置１０６を
使用して取り外す。

【００１５】このセパレータ取り外し装置１０６は、水
平方向に移動可能に形成され、すなわち案内柱１０４ａ
に対して前後に移動可能に形成され、かつその端部（案
内柱側）には、燃料体に装着されているセパレータ１０
３をチャックするチャック装置１０６ａが設けられてい
る。

【００１６】この装置で、燃料体保持装置１０５ｂに設
置されたＭＯＸ燃料体１０１からセパレータ１０３を取
り外すには、セパレータの位置が対峙するセパレータ取
り外し装置の高さにくるようにＭＯＸ燃料体１０１を燃
料体保持装置１０５ｂで上下方向に移動させる。次に、
セパレータ取り外し装置を水平方向に移動させて、チャ
ック装置１０６ａにてセパレータ１０３を保持した後、
再度セパレータ取り外し装置を水平方向に移動させて取
り外すのである。

【００１７】取り外されたセパレータ１０３はコンベア
１０７に乗せられて数メートル離れた位置まで移送され
回収される。なお、セパレータ１０３の取り外し面の変
更は、燃料検査台１０５の燃料体回転機能により行なわ
れる。

【００１８】このような装置であると、セパレータ取り
外し装置の移動によりセパレータは燃料体より取り外さ
れるので、作業者が燃料体に近づく必要がなく、作業性
を悪化させることなく作業者の被ばく低減を図ることが
可能であり、放射線に起因する取扱作業の環境を改善す
ることができる。なお、この場合、燃料体の上端まで下
降可能なようにピット１０６が設けられているため、セ
パレータ取り外し装置を燃料体の全長をカバーできなく
てもＭＯＸ燃料体の全長にわたり装着されているセパレ
ータの取り外しが可能となる。

【００１９】次に、セパレータ取り外し装置についても
う少し詳しく説明する。図５にセパレータ取り外し装置
１０６とＭＯＸ燃料体の取合いの模式図が示されてい
る。セパレータ１０３はＭＯＸ燃料体の対向面で上下方
向の位置を同じくして装着され、燃料棒１１０を保持し
ている。セパレータ取り外し装置１０６は前進後退機構
１１１とクランプヘッド１１２及びクランプ機構１１３
により構成される。

【００２０】セパレータ１０３の取り外しの際には、前
進後退機構１１１とクランプ機構１１３を作動させ、ク
ランプヘッド１１２の前後退とクランプ機構１１３の開
閉動作により、セパレータ１０３を取り外すことができ
る。

【００２１】図６は前進後退機構１１１を作動させ、ク
ランプヘッド１１２を前進位置とした後、クランプ機構
１１３を作動させた状態を示す。図７は、セパレータ１
０３をクランプしたまま、前進後退機構１１３を後退位
置に戻した状態を示し、セパレータ１０３がＭＯＸ燃料
体から取り外された状態である。

【００２２】図８は、セパレータ１０３のクランプをよ
り確実なものとするために、クランプヘッド１１２のセ
パレータ保持部１１４にコイルばね１１５を介してピン
１１６を複数個取り付けた例を示したものである。クラ
ンプ機構１１３の閉動作時には、セパレータ１０３の両
側面に設けられた長溝１０４にピン１１６が挿入され、
前進後退機構１１１が後退動作を行い、セパレータ１０
３を取り外す際のセパレータ保持部１１４の滑りを防止
している。

【００２３】また、ピン１１６はコイルばね１１５によ
りピストン動作が可能であり、通常は露出した状態とな
っている。クランプ機構１１３の閉動作時にセパレータ
１０３に設けられた長溝１０４に挿入されないピン１１
６はセパレータ１０３の平坦部と接触し、セパレータ保
持部１１４に押し込められ、セパレータ１０３とセパレ
ータ保持部１１４の間に空間を生じさせない構造として
あるため、セパレータ１０３の保持を確かなものとして
いる。

【００２４】ＭＯＸ燃料体の他の面に取り付けられたセ
パレータを取り外すには、ＭＯＸ燃料体を燃料検査台の
燃料回転機能により回転させることにより、他の面に取
り付けられたセパレータを同様な手順で取り外すことが
可能である。

【００２５】また、図９はセパレータ取り外しをより確
実なものとするため、セパレータ端部をクランプするた
めのクランプ爪１１７を具備した一例である。セパレー
タ１０３の取り外しの際には、前進後退機構１１１を作
動し、クランプヘッド１１２をセパレータ１０３に接触
する位置まで前進させる。その状態ではクランプ爪１１
７はＭＯＸ燃料体に対峙して装着されるセパレータ１０
３の間隙位置にあり、その後セパレータ爪１１７の閉動
作により、セパレータ１０３の端部をクランプした状態
で前進後退機構１１１を作動し、クランプヘッド１１２
を後退させることにより、セパレータ１０３を取り外す
ことができる。

【００２６】以上説明してきたようにこのように形成さ
れた燃料体取扱装置であると、原子炉建屋内におけるＭ
ＯＸ燃料体の取扱作業において、ＭＯＸ燃料体からセパ
レータを取り外す際に、専用取り外し装置を使用して作
業が行なえるので、ＭＯＸ燃料から放出される放射線に
よる燃料取扱作業者の被ばく低減を図ることができる。
これに伴ってＭＯＸ燃料の取扱作業性を悪化させずに済
む。

【００２７】また、燃料体を上下方向に移動できる検査
装置を使用できる場合には、比較的コンパクトな装置で
セパレータを取り外し作業が可能となり、燃料取扱作業
者の被ばく低減を図ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、ＭＯＸ燃料体の取扱作業時において、ＭＯＸ燃料体
からセパレータを取り外す際に作業性を悪化させること
なく、作業者の被ばく低減を図ることが可能であり、放
射線に起因する取扱作業の環境を改善することができる
この種の燃料体取扱装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料体取扱装置の一実施例を示す縦断
側面図である。

【図２】燃料体のセパレータを示す斜視図である。

【図３】セパレータを装着したＭＯＸ燃料体の斜視図で
ある。

【図４】燃料体輸送容器とＭＯＸ燃料体の収納関係を示
す模式図である。

【図５】本発明によるセパレータ取り外し装置とＭＯＸ
燃料体の取合図である。

【図６】本発明によるセパレータ取り外し装置のセパレ
ータ保持の模式図である。

【図７】本発明によりセパレータを取外した模式図であ
る。

【図８】本発明の燃料体取扱装置の他の実施例の要部を
示す縦断側面図である。

【図９】本発明の燃料体取扱装置の他の実施例の要部を
示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１００…燃料輸送容器、１０１…ＭＯＸ燃料体、１０２
…燃料ホルダ、１０３…セパレータ、１０５…燃料検査
台（燃料体保持台）、１０６…セパレータ取外し装置、
１０８…検査台ピット、１０９…ゴンドラ、１１０…燃
料棒、１１１…前進後退機構、１１２…クランプヘッ
ド、１１３…クランプ機構、１１４…セパレータ保持
部、１１５…コイルばね、１１６…ピン、１１７…クラ
ンプ爪。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390002004 日立ニユークリアエンジニアリング株式会 社 茨城県日立市幸町３丁目２番２号 (72)発明者 竹中 昌夫 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 奥田 慎一 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 石川 浩之 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 日立ニ ュークリアエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 福沢 宏幸 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料体に装着されているセパレータを、
   燃料体から取外す燃料体取扱装置において、 前記装置が、作業床面に設けられたピットと、該ピット
   の底床面に設置されるとともに前記作業床面より上方に
   延びて設けられ、かつ前記燃料体を上下移動可能に保持
   する燃料体保持台と、該燃料体保持台の近傍に水平移動
   可能に設置され、かつ前記燃料体のセパレータをチャッ
   クする装置を備えたセパレータ取外し装置とを備え、前
   記燃料体保持台に保持された燃料体の上下方向移動，お
   よび前記セパレータ取外し装置の水平移動により燃料体
   のセパレータを取外すようにしたことを特徴とする燃料
   体取扱装置。
2. 【請求項２】 前記ピットの深さが、前記燃料体の全長
   と略同一に形成されてなる請求項１記載の燃料体取扱装
   置。
3. 【請求項３】 前記燃料体保持台の周囲に複数個の燃料
   体が保持されるように形成するとともに、前記燃料体保
   持台が回転できるように形成されてなる請求項１または
   ２記載の燃料体取扱装置。
4. 【請求項４】 前記セパレータチャック装置のセパレー
   タチャックは、セパレータの外周部を挟持するようにし
   たものである請求項１，２または３に記載の燃料体取扱
   装置。