JP2001059885A - 使用済燃料計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水中での使用済燃料に対する駆動機構がなく、
各種の形状に応じた複数種類の使用済燃料の放射線計測
を行うことができ、計測後の除染が容易で、メンテナン
ス性の向上を図る。 【解決手段】燃料貯蔵プール１内に計測装置本体11とバ
スケット置場14を設置する。計測装置本体11に使用済燃
料の形状に対応する形状のバスケット８を設け、バスケ
ット８の外側に複数の放射線センサ13を配置する。バス
ケット置場14には各種の使用済燃料の形状に応じた形状
の複数種類のバスケット８ａ、８ｂが待機し、これらの
バスケット８ａ、８ｂは必要に応じて計測装置本体11に
入れ替えする。バスケット８はオペレーションフロア３
上を走行するバスケット取扱機４のワイヤロープ７に取
付けたグリッパ９で掴み計測装置本体11に挿入して固定
したのち、バスケット８内に使用済燃料を装荷し、放射
線計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は核燃料サイクル受入
施設などで受入れされる使用済燃料集合体（以下、使用
済燃料と記す）などを受入検査、管理するための使用済
燃料計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所の使用済燃料を核燃料サイ
クル施設などで受入検査、管理するために自動的な使用
済燃料計測装置が知られている。使用済燃料は原子炉の
種類や、同じ種類の原子炉でも燃料の改良を行っている
ことから、幾つかの種類の形状を有している。その形状
は使用済燃料の高さ、幅、端部などが異なっている。

【０００３】このため、従来の使用済燃料計測装置で
は、これらの種類の異なる使用済燃料を固定された放射
線センサの位置に合わせるため、高さ方向および水平方
向の位置をその使用済燃料の種類に合わせて決める必要
があり、この位置決めを燃料貯蔵プールの水中に設けた
動的機構で行っている。

【０００４】例えば、特開平８−233979号公報の図６に
開示されている使用済燃料計測装置では、水中12ｍの燃
料貯蔵プール内に複数の放射線センサを使用済燃料の高
さ方向と水平方向に配置し、これらの放射線センサ間を
上下動するように使用済燃料を動的装置、つまり上下動
駆動装置の着座台に載置し、着座台にねじ棒を取り付
け、ねじ棒および複雑な歯車機構を駆動して着座台とと
もに使用済燃料を上下動させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の使用済燃料計測
装置は水中で使用済燃料を上下動させるための動的装置
を設けているため、水中環境下での動的装置の動作機構
に信頼性が欠除する課題がある。また、動的装置は、複
雑なメカニズムを有するため、狭隘部にスラッジなどが
堆積したり、さらに、メンテナンス時にこのスラッジ洗
浄作業を行うことは困難なのである。

【０００６】このように、従来の使用済燃料計測装置は
計測後の除染を完全に行うことが難しく、放射線被曝量
が増加し、放射線管理下のメンテナンス作業となること
から放射線センサと使用済燃料とのセンタリング位置合
わせ等の調整、保守メンテナンス性に課題がある。

【０００７】また、動的装置の動作部に何らかのトラブ
ルが発生した場合、装置全体を水中から取り出し完全に
除染した後、計測作業に取り掛かる必要があり、さらに
計測後に生じる補修に取り掛かるまでに時間を要する課
題がある。

【０００８】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、取扱い作業性、除染性およびメンテナンス性
を向上させた使用済燃料計測装置を提供することにあ
る。また、使用済燃料のセンタリングおよび位置検出等
の調整等が容易で、放射線計測の精度を向上させた使用
済燃料計測装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、燃料
貯蔵プール内に設置される計測装置本体と、この計測装
置本体に設けたバスケット固定部と、このバスケット固
定部に固定され使用済燃料の形状に対応する形状を有す
るバスケットと、このバスケットをオペレーションフロ
ア上から操作して前記バスケット固定部に固定するバス
ケット取扱機と、前記計測装置本体に設けられ前記バス
ケットに装荷した前記使用済燃料の放射線を計測する複
数の放射線センサとを具備したことを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によれば、各種の使用済燃
料の形状に対応したバスケットを気中設置のバスケット
取扱機により計測装置本体に固定する。次にバスケット
取扱機を退避させ、使用済燃料を気中設置の燃料交換機
によりバスケット内に装荷する。この装荷した状態で使
用済燃料の各部位の放射線を縦横に配置した複数の放射
線センサで計測する。

【００１１】これにより、使用済燃料計測装置の構造が
簡単で、複雑な機構を有しないため、水中でバスケット
固定部の狭隘部にスラッジ等が沈積して溜まることがな
く、メンテナンス時の除染作業が容易で、除染作業に取
り掛るまでの時間も短時間ですむ。また、放射線計測時
の使用済燃料のセンタリングの位置決め調整が容易であ
り、これに伴い放射線計測の測定精度が向上する。

【００１２】請求項２の発明は、前記バスケットの下端
部にほぼＶ字状テーパー部を形成するか、またはこのテ
ーパー部に前記バスケットと前記フレームを固定するた
めのラッチ機構を設けてなることを特徴とする。請求項
２の発明によれば、バスケットの下端部をＶ字状に形成
することにより計測装置本体にスムーズに挿入して固定
し易くできる。

【００１３】請求項３の発明は、前記バスケットの外側
面に前記計測装置本体に前記バスケットを固定するため
のスライド式バスケットロック機構またはバイオネット
ピンを取付けてなることを特徴とする。請求項３の発明
によれば、使用済燃料をバスケットから引き上げる際に
使用済燃料が擦ってバスケットと干渉することを防止で
きる。

【００１４】請求項４の発明は前記バスケットの下部に
支軸によりノック式グリッパを取付け、このノック式グ
リッパを開閉させるセンタロッドを設け、このセンタロ
ッドを前記バスケット取扱機に設けたバスケット取扱機
グリッパに取付けてなることを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明によれば、バスケット取扱
機グリッパでプッシュ動作をロックとアンロックを繰り
返すことによりバスケットが使用済燃料と一緒に引き抜
かれることを防止できる。

【００１６】請求項５の発明は前記バスケットの外側を
挾持するセンタリング保持機構と、このセンタリング保
持機構を駆動する駆動機構とを前記計測装置本体に取付
けてなることを特徴とする。

【００１７】請求項５の発明によれば、照射により使用
済燃料が湾曲していると、バスケット上部の使用済燃料
とのギャップが小さくなり、装荷、取り出し作業時にか
じりを生じてセンタリングできなくなるのを、センタリ
ング保持機構とその駆動機構によりセンタリングを容易
に行うことができる。

【００１８】請求項６の発明は前記バスケット取扱機に
設けたワイヤロープにグリッパを取付け、このグリッパ
で前記バスケットを掴み、このバスケットを前記バスケ
ット固定部内に押し込んで挿入する伸縮自在のマストを
前記バスケット取扱機に設けてなることを特徴とする。

【００１９】垂直方向に長いバスケットが変形している
場合、このバスケットをバスケット固定部に固定するに
は困難を伴うが、請求項６の発明によれば、伸縮自在の
マストを使用して、上記バスケットの上端部を徐々に押
圧しながらバスケット固定部内に上方から押し込むこと
ができるので、変形しているバスケットでもバスケット
固定部に固定することが容易となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１および図２により本発明に係
る使用済燃料計測装置の第１の実施の形態を説明する。

【００２１】図１中、符号１は燃料貯蔵プールで、この
燃料貯蔵プール１は原子炉建屋の最上階に設置している
原子炉ウェルに隣接して設置されている。燃料貯蔵プー
ル１内にはプール２が貯溜されており、燃料貯蔵プール
１の上面はオペレーションフロア３で、このオペレーシ
ョンフロア３上にバスケット取扱機４と燃料交換機（図
示せず）が走行するようになっている。

【００２２】バスケット取扱機４にはドラム５と伸縮自
在のマスト６が設けられており、ドラム５にはワイヤロ
ープが巻回されており、ワイヤロープ７の先端部にはバ
スケット８を掴むグリッパ９が取り付けられている。

【００２３】バスケット８は図２に示すように使用済燃
料10を挿入するもので、内部が使用済燃料10と外形が等
しい筒状体となっている。バスケット８は燃料貯蔵プー
ル１のプール水２中に設置した計測装置本体11のバスケ
ット固定部12内に挿入されて固定される。バスケット固
定部12はバスケット８を上方から挿入する形状を有する
挿入孔である。

【００２４】計測装置本体11にはバスケット固定部12の
周囲に位置して複数の放射線センサ13が水平方向および
垂直方向の縦横に取付けられている。燃料貯蔵プール内
には計測装置本体11対向した位置にバスケット置場14が
設置され、このバスケット置場14には使用済燃料10の高
さ方向を位置決め調整する位置決め部材15（15ａ，15
ｂ）を有するバスケット挿入孔16（16ａ，16ｂ）が設け
られている。バスケット挿入孔16ａ，16ｂにはそれぞれ
の形状に合致したバスケット８ａ，８ｂが挿入されてい
る。

【００２５】なお、使用済燃料10の外形状は原子炉の種
類や燃料の改良のため、複数種類ある。そこで、バスケ
ット８は各種の使用済燃料10の外形に合わせた形状のも
のが複数種類形成されており、バスケット置場14の所定
位置で待機している。

【００２６】図２は図１において、オペレーションフロ
ア３上のバスケット取扱機４により計測装置本体11にバ
スケット８を挿入して固定した後、バスケット８内にオ
ペレーションフロア３を走行する燃料交換機（図示せ
ず）により使用済燃料10をバスケット８内に装荷して放
射線センサ13により使用済燃料10の放射線を計測してい
る状態を示している。

【００２７】放射線計測後、燃料交換機で使用済燃料10
を取り出し、未計測の使用済燃料を次々に装荷して計測
を続ける。なお、図２中、バスケット挿入孔16ａ，16ｂ
には図１に示したバスケット８ａ，８ｂのバッチングを
省略しているが、実際にはバスケット８ａ，８ｂは挿入
されている。

【００２８】上記実施の形態において、同一種類の使用
済燃料の計測が終了し、他の種類の使用済燃料を計測す
る手順となった場合、バスケット取扱機４を用いて計測
装置本体11に挿入固定されているバスケット８を取り出
し、バスケット置場14に置く。次に、これから計測する
使用済燃料10の形状に見合った例えばバスケット８ａを
選択し、バスケット取扱機４で同様に計測装置本体11に
挿入し固定する。

【００２９】本実施の形態によれば、使用済燃料10の形
状に見合った形状のバスケット８を複数種類形成してお
き、これらのバスケット８を気中、つまりオペレーショ
ンフロア３上に設置したバスケット取扱機４により計測
装置本体11に挿入固定することにより、従来水中で行わ
れていた使用済燃料の上下動機構のねじ、ナットおよび
歯車などの動的機構部品を極力削除することができる。
このことにより、水中での動的な部品点数が削減できる
ことと、これらの部品の狭隘部の形状も削除できる。

【００３０】ところで、水中で、使用済燃料を動的装置
により上下動作を行う場合、動的装置に使用できる摺動
材が限られること、また、使用済燃料からの放射線によ
り、さらにその材料が決められ、信頼性の高い機構設計
と材料選定が難しい。

【００３１】さらに、燃料貯蔵プール１のプール水２に
はスラッジなどが含まれており、このスラッジが狭隘部
に堆積するため、定期点検や、故障時の補修のため、プ
ール水２から取り出してメンテナンスする場合、その洗
浄（除染）が非常に難しく、十分な除染を行うことがで
きない恐れがある。

【００３２】これに対して、本実施の形態によれば、使
用済燃料を上下動させる動的機構がなく、バスケットを
吊り下げ、吊り上げる動的装置の大部分を気中に設置す
るバスケット取扱機４に付与している。

【００３３】したがって、定期点検や補修時に放射線被
曝の恐れがなく、また気中で放射線も殆どない場所に設
置しているので、補修時間の短縮にも寄与し、しかも、
計測装置の稼働率が向上する。さらに、使用済燃料の湾
曲状態によっては使用済燃料をセンタリングするセンタ
リング機構も削除でき、更なる信頼性の向上とメンテナ
ンス性の向上を図ることができる。

【００３４】つぎに図３（ａ）〜（ｄ）により図１およ
び図２におけるバスケット８の他の例としての第２から
第５の例を説明する。なお、図１および図２に示したバ
スケット８を第１の例とする。

【００３５】図３（ａ）の第２の例によるバスケット８
は計測装置本体11のバスケット固定部12に対する挿入性
を良好にし、図３（ｂ）から（ｄ）の第３から第５の例
によるバスケット８は計測装置本体11へのロック性を良
好にするものである。すなわち、図３（ａ）の第２の例
ではバスケット８の下部にＶ字状テーパ部材17を取付け
た例であり、先端部がＶ字状に形成されているとバスケ
ット固定部12への挿入性が良好となる。

【００３６】図３（ｂ）の第３の例では図３（ａ）にお
ける第２の例に計測装置本体11にロックするための板ば
ね式ラッチ機構18とつめ突出孔19をテーパ部材17の表面
に左右一対設けたことにある。

【００３７】図３（ｃ）の第４の例ではバスケット８に
横孔20を設け、この横孔20にシャフト21の先端部が挿入
してバスケット８を計測装置本体11に固定できるスライ
ド式バスケットロック機構を設けたことにある。なお、
シャフト21はシリンダ22に取付けられ、シリンダ22は計
測装置本体11に固定されている。シリンダ22の駆動によ
りシャフト22は水平方向に移動する。

【００３８】図３の（ｄ）第５の例ではバスケット８の
外面にバイオネットピン23を取付けて、バイオネットピ
ン23を計測装置本体11に設けたピン孔に挿入するように
したことにある。この例ではバスケット取扱機４側にバ
イオネットピン23を回転させる回転機構を設ける必要が
ある。

【００３９】つぎに図４により本発明に係る使用済燃料
計測装置の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態
は第１の実施の形態におけるバスケット８の下端部のテ
ーパ部材17内にノック式ロック機構24を設けて、バスケ
ット取扱機のグリッパ９でプッシュ動作を繰り返して計
測装置本体11にロックとアンロックできるようにしたこ
とにある。

【００４０】すなわち、グリッパ９の中央部を貫通して
センタロッド25を取付け、センタロッド25の下部に大径
のノック棒26を取付け、ノック棒26にノック式ロック機
構24に接続するとともにテーパ部材17の外面に左右一対
のノック式グリッパ27を取付けている。ノック式グリッ
パ27はノック棒26の上下動によりグリッパの爪が左右に
開閉して計測装置本体11に設けた爪挿入孔（図示せず）
に入ったり、出たりしてバスケット８を計測装置本体11
に挿入固定または引き抜きする。

【００４１】ノック棒26の下端部に接続したノック式ロ
ック機構24はノックピン28とシリンダ29を有し、テーパ
部材17に設けたピン孔（図示せず）にノックピン28を挿
入してセンタロッド25をテーパ部材17に固定する。ノッ
クピン28をシリンダ29の駆動により引き抜くと、結合は
解除され、センタロッド25をバスケット８から引き抜く
ことができる。ノックピン28はシリンダ29に取付けられ
ており、シリンダ29の駆動により左右に移動できるよう
に構成されている。

【００４２】つぎに図５（ａ），（ｂ）により本発明に
係る使用済燃料計測装置の第３の実施の形態を説明す
る。本実施の形態は第１の実施の形態において、使用済
燃料10が大きくスエリングして変形している場合、バス
ケット８内に装荷した使用済燃料10のセンタ、つまり中
心軸がずれてセンタリングできず、放射線計測上、誤差
を生じるので、使用済燃料10のセンタリングを行って放
射線計測を正確にできるようにするための例である。

【００４３】図５（ａ）は上面図で、図５（ｂ）は図５
（ａ）の一部断面で示す立体図面である。図５（ａ），
（ｂ）中符号30はセンタリング機構で、センタリング機
構30はバスケット８の上部外面を両側から掴む掴み部31
と、掴み部31を保持する伸縮ロッド32と、伸縮ロッド32
を駆動する駆動機構32とからなっている。駆動機構32は
計測装置本体10に水平方向に取付けられている。

【００４４】駆動機構33の駆動により掴み部31は伸縮ロ
ッド32を介して左右に移動し、これにともなってバスケ
ット８も移動する。したがって、掴み部31を微調整しな
がらバスケット８を移動させることにより、バスケット
８を中心軸に沿ってセンタリングすることができる。な
お、バスケット８の上部を掴み部31で掴む代わりに使用
済燃料10を直接掴み部31で掴んで使用済燃料10のセンタ
リング位置合わせを行うこともできる。

【００４５】つぎに図６により本発明に係る使用済燃料
計測装置の第４の実施の形態を説明する。本実施の形態
は第１の実施の形態において、バスケット取扱機４の伸
縮自在のマスト６を削除して装置の簡単化を図ったこと
になる。なお、図６中、図１と同一部分には同一符号を
付して重複する部分の説明は省略するすなわち、バスケ
ット取扱機４側の構造としてバスケット８を計測装置本
体11をバスケット固定部12内に挿入する際、押し込む必
要があるので、第１の実施の形態では伸縮自在のマスト
６を使用し、このマスト６の重量を利用して押し込んで
いる。しかし、バスケット８は製作後変形する要素が少
ない。そこで、本実施の形態では伸縮自在のマスト６を
使用することなく、図６に示したようにドラム５からの
ワイヤロープ７とそのグリッパ９を利用してバスケット
８をバスケット固定部12内に挿入して固定する。したが
って、本実施の形態によれば装置の構成を簡単にするこ
とができる。

【００４６】なお、上記各実施の形態においては、使用
済燃料の受入設備について説明したが、プラント側から
の払い出し設備で、使用済燃料の放射線計測を行うこと
ができる。また、バスケットの交換用としてのバスケッ
ト取扱機について、ワイヤドラム、マスト方式で説明し
たが、その他直道方式、マストレス方式などを適用する
ことができる。バスケット取扱機の駆動方式についても
上記実施の形態に拘束されるものではない。放射線セン
サの配列についても特に限定されるものではなく、その
他種々の変形例を有する。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、使用済燃料を水中で放
射線計測するにあたり、使用済燃料を水中で上下動させ
る駆動機構を設ける必要がないので、装置を簡単な構成
にできる。また、各種形状の異なる使用済燃料について
も各種の部材を必要とすることなく簡単な構造で放射線
計測を行うことができる。さらに、放射線計測後の各部
品や要素のメンテナンスが容易で、放射線被曝を低減で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る使用済燃料計測装置の第１の実施
の形態を説明するための一部概略的に示す縦断面図。

【図２】図１において、燃料を計測している状態を一部
概略的に示す縦断面図。

【図３】（ａ）は図１におけるバスケットの第２の例を
示す部分図、（ｂ）は（ａ）と同じく第３の例を示す部
分図、（ｃ）は（ａ）と同じく第４の例を示す部分断面
図、（ｄ）は（ａ）と同じく第５の例を示す部分断面
図。

【図４】本発明に係る使用済燃料計測装置の第２の実施
の形態を一部断面で示す立面図。

【図５】（ａ）は本発明に係る使用済燃料計測装置の第
３の実施の形態を示す上面図、（ｂ）は（ａ）の立面
図。

【図６】本発明に係る使用済燃料計測装置の第４の実施
の形態を説明するための一部概略的に示す縦断面図。

【符号の説明】

１…燃料貯蔵プール、２…プール水、３…オペレーショ
ンフロア、４…バスケット取扱機、５…ドラム、６…伸
縮自在のマスト、７…ワイヤロープ、８…バスケット、
９…グリッパ、10…使用済燃料、11…計測装置本体、12
…バスケット固定部、13…放射線センサ、14…バスケッ
ト置場、15…位置決め部材、16…バスケット挿入孔、17
…テ−パ部材、18…板ばね式ラッチ機構、19…つめ突出
孔、20…横孔、21…シャフト、22…シリンダ、23…バイ
オネットピン、24…ノック式ロック機構、25…センタロ
ッド、26…ノック棒、27…ノック式グリッパ、28…ノッ
クピン、29…シリンダ、30…センタリング機構、31…掴
み部、32…伸縮ロッド、33

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 賢三 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 2G075 AA03 BA20 CA38 DA08 FA18 FC14 GA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料貯蔵プール内に設置される計測装置
   本体と、この計測装置本体に設けたバスケット固定部
   と、このバスケット固定部に固定され使用済燃料の形状
   に対応する形状を有するバスケットと、このバスケット
   をオペレーションフロア上から操作して前記バスケット
   固定部に固定するバスケット取扱機と、前記計測装置本
   体に設けられ前記バスケットに装荷した前記使用済燃料
   の放射線を計測する複数の放射線センサとを具備したこ
   とを特徴とする使用済燃料計測装置。
2. 【請求項２】 前記バスケットの下端部にほぼＶ字状テ
   ーパー部を形成するか、またはこのテーパー部に前記バ
   スケットと前記フレームを固定するためのラッチ機構を
   設けてなることを特徴とする請求項１記載の使用済燃料
   計測装置。
3. 【請求項３】 前記バスケットの外側面に前記計測装置
   本体に前記バスケットを固定するためのスライド式バス
   ケットロック機構またはバイオネットピンを取付けてな
   ることを特徴とする請求項１記載の使用済燃料計測装
   置。
4. 【請求項４】 前記バスケットの下部に支軸によりノッ
   ク式グリッパを取付け、このノック式グリッパを開閉さ
   せるセンタロッドを設け、このセンタロッドを前記バス
   ケット取扱機に設けたバスケット取扱機グリッパに取付
   けてなることを特徴とする請求項１記載の使用済燃料計
   測装置。
5. 【請求項５】 前記バスケットの外側を挾持するセンタ
   リング保持機構と、このセンタリング保持機構を駆動す
   る駆動機構とを前記計測装置本体に取付けてなることを
   特徴とする請求項１記載の使用済燃料計測装置。
6. 【請求項６】 前記バスケット取扱機に設けたワイヤロ
   ープにグリッパを取付け、このグリッパで前記バスケッ
   トを掴み、このバスケットを前記バスケット固定部内に
   押し込んで挿入する伸縮自在のマストを前記バスケット
   取扱機に設けてなることを特徴とする請求項１記載の使
   用済燃料計測装置。