JP2018529092A

JP2018529092A - 制御棒駆動装置を取り替えるための方法および装置

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Publication number: JP2018529092A
Application number: JP2018509567A
Authority: JP
Inventors: クラン、カート、ダヴィット; グリューネワルト、パトリック; ランベルト、ドリアン、ティム
Original assignee: フラマトムインコーポレイテッド
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2036-08-31
Also published as: ES2673400A2; ES2673400B1; ES2673400R1; JP6598407B2; WO2017040584A1; MX2018002110A; US10204710B2; US20170352439A1

Abstract

制御棒駆動装置取り替え装置を提供する。この制御棒駆動装置取り替え装置は、原子炉圧力容器の下の支持体の上に装着するための第１のチャネルと、第１のチャネルに取り外し可能に受け入れられる第１の制御棒駆動装置引き抜き装置であって、第１の制御棒駆動装置引き抜き装置は、第１の制御棒駆動装置を受け入れるように構成された第１の筐体を有し、第１の筐体は、第１の筐体が第１のチャネル内で位置合わせされる水平配向と、第１の筐体が第１の制御棒駆動装置を原子炉圧力容器から受け入れるように位置合わせされる鉛直配向との間を移動可能である、第１の制御棒駆動装置引き抜き装置と、原子炉圧力容器の下の第１のチャネル上部に接続された第２のチャネルと、第２のチャネル内に取り外し可能に受け入れられる第２の制御棒駆動装置引き抜き装置であって、第２の制御棒駆動装置引き抜き装置は、第２の制御棒駆動装置を受け入れるように構成された第２の筐体を有し、第２の筐体は、第２の筐体が第２のチャネル内で位置合わせされる水平配向と、第２の筐体が第２の制御棒駆動装置を原子炉圧力容器から受け入れるように位置合わせされる鉛直配向との間を移動可能である、第２の制御棒駆動装置引き抜き装置とを備える。

Description

本開示は概して、停止中の原子炉の整備、より具体的に言うと、制御棒駆動装置を取り替えるための方法および装置に関する。

現在、燃料取り替え停止中の軽水炉内の容器下における作業用の機械には、マストを使って制御棒駆動装置（ＣＲＤ）を取り外すことと、ＣＲＤを有するマストを圧力容器の下から輸送することと、取り外されたＣＲＤを新しいＣＲＤと交換することと、その後マストを圧力容器の下に戻して新しいＣＲＤを挿入することとを行うクルーが必要である。

制御棒駆動装置取り外し装置を提供する。制御棒駆動装置取り替え装置は、原子炉圧力容器下の支持体上に装着するための第１のチャネルと、第１のチャネルに取り外し可能に受け入れられる第１の制御棒駆動装置引き抜き装置であって、第１の制御棒駆動装置引き抜き装置は、第１の制御棒駆動装置を受け入れるように構成された第１の筐体を有し、第１の筐体は、第１の筐体が第１のチャネル内で位置合わせされる水平配向と、第１の筐体が第１の制御棒駆動装置を原子炉圧力容器から受け入れるように位置合わせされる鉛直配向との間を移動可能である、第１の制御棒駆動装置引き抜き装置と、原子炉圧力容器下の第１のチャネル上部に接続された第２のチャネルと、第２のチャネルに取り外し可能に受け入れられる第２の制御棒駆動装置引き抜き装置であって、第２の制御棒駆動装置引き抜き装置は、第２の制御棒駆動装置を受け入れるように構成された第２の筐体を有し、第２の筐体は、第２の筐体が第２のチャネル内で位置合わせされる水平配向と、第２の筐体が第２の制御棒駆動装置を原子炉圧力容器から受け入れるように位置合わせされる鉛直配向との間を移動可能である、第２の制御棒駆動装置引き抜き装置とを備える。

制御棒駆動装置を取り替える方法も提供する。方法は、第１のチャネルを原子炉圧力容器の下方の支持体の上に設け、第１のチャネルに接続された第２のチャネルを設ける段階と、第１の筐体を第１のチャネル内に移動可能に装着する段階と、第１の筐体を、第１の筐体が第１のチャネル内で位置合わせされる水平配向から鉛直配向に移動させる段階と、第１の筐体が鉛直配向にある間に、第１の制御棒駆動装置を第１の筐体内に受け入れる段階と、第１の制御棒駆動装置が第１の筐体内にある間に、第１の筐体を鉛直配向から水平配向に移動させる段階と、第１の制御棒駆動装置を有する第１の筐体を第１のチャネルから取り外す段階と、取り替え用制御棒駆動装置を内部に有する第２の筐体を、第２のチャネル内に移動可能に装着する段階と、第２の筐体および取り替え用制御棒駆動装置を、水平配向から鉛直配向に移動させる段階と、第２の筐体が鉛直配向にある間に、取り替え用制御棒駆動装置を、第２の筐体から原子炉圧力容器内に提供する段階とを備える。

本発明の更なる態様は、原子炉圧力容器下の支持体上に装着するためのチャネルと、チャネルに取り外し可能に受け入れられる制御棒駆動装置引き抜き装置であって、制御棒駆動装置引き抜き装置は、ベースおよびベースと旋回可能に接続された筐体を含み、筐体は、制御棒駆動装置を受け入れるように構成され、ベースは、ベース軸を含み、筐体は、筐体がチャネル内で位置合わせされる水平配向と、筐体が制御棒駆動装置を原子炉圧力容器から受け入れるように位置合わせされる鉛直配向との間で旋回するためのベースにおいて、ベースに旋回可能に取り付けられ、筐体は、鉛直配向でベースに対して鉛直に移動可能である、制御棒駆動装置引き抜き装置とを有する、制御棒駆動装置取り替え装置を備える。

本発明の別の更なる態様は、原子炉圧力容器下の支持体上に装着するためのチャネルを有する制御棒駆動装置取り替え装置と、チャネル内に取り外し可能に受け入れられる制御棒駆動装置引き抜き装置であって、制御棒駆動装置を受け入れるための筐体を有する制御棒駆動装置引き抜き装置と、チャネルの軸端部に結合されたエクステンションランプとを備える。エクステンションランプは、筐体および制御棒駆動装置をチャネルから取り外すこと、ならびに、第１の筐体および新しい第１の制御棒駆動装置をチャネルに供給することのうちの少なくとも一方を行うように配置された高さ調整トレイの間の間隙を選択的に繋ぐように構成される。１つの実施形態において、制御棒駆動装置取り替え装置は、チャネルの上部に装着される追加的なチャネルと、追加的なチャネル内に取り外し可能に受け入れられる追加的な制御棒駆動装置引き抜き装置であって、追加的な制御棒駆動装置を受け入れるための追加的な筐体を有する制御棒駆動装置引き抜き装置とを備えてもよい。高さ調整トレイは、追加的な筐体および追加的な制御棒駆動装置を追加的なチャネルから取り外すこと、ならびに、追加的な筐体および新しい追加的な制御棒駆動装置を追加的なチャネルに供給することのうちの少なくとも一方を行うように配置されていてよい。エクステンションランプは、手動で取り外せるようにチャネルの軸端部で取り外し可能に結合してもよいし、チャネルの軸端部でスライド可能にまたは回転可能に結合してもよい。

以下の図面を参照して、本発明について後述する。

原子炉圧力容器から下方に延在する複数のＣＲＤを備えるＢＷＲの圧力容器を概略的に示す。

図１に示したカルーセルの斜視図を示す。

カルーセル上にＣＲＤ取り外し装置の下側チャネルを配設したカルーセルの斜視図を示す。

カルーセル上の下側チャネル上部にＣＲＤ取り外し装置の上側チャネルを配設したカルーセルの斜視図を示す。

上側チャネル内に上側マストアセンブリを受け入れているカルーセルの斜視図を示す。

上側チャネルから取り外された上側マストアセンブリを示す斜視図を提供する。上側チャネルから取り外された上側マストアセンブリを示す上面図を提供する。

ＣＲＤを内部に収容する上側マストアセンブリを示す斜視図を提供する。ＣＲＤを内部に収容する上側マストアセンブリを示す上面図を提供する。

本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。本発明の例示的な実施形態に係るＣＲＤ取り外し装置の動作を示す。

放射線遮蔽体をＣＲＤ１２上に固定するＣＲＤ取り外し装置の実施形態に係る放射線遮蔽体の閉じた状態を示す。放射線遮蔽体をＣＲＤ１２上に固定するＣＲＤ取り外し装置の実施形態に係る放射線遮蔽体の開いた状態を示す。

ＣＲＤ取り外し装置の第１のチャネルの軸端部に結合されたエクステンションランプを示す。ＣＲＤ取り外し装置の第１のチャネルの軸端部に結合されたエクステンションランプを示す。ＣＲＤ取り外し装置の第１のチャネルの軸端部に結合されたエクステンションランプを示す。

本開示は、炉圧力容器内の制御棒駆動装置を取り替えるための方法および装置を提供する。方法および装置は特に、通常の燃料取り替え停止中の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）内のＣＲＤが迅速に取り替え可能となることを目的としている。方法および装置は、容器下での作業に伴う時間を著しく減少させることができ、コストおよび関連放射線量を減少させることにつながる。

図１は、原子炉圧力容器１０から下方に延在する複数のＣＲＤ１２を備えるＢＷＲの圧力容器１０を概略的に示す。圧力容器１０およびＣＲＤ１２の下には、カルーセル１４の形態を有する支持体が設けられている。本発明の実施形態によると、カルーセル１４は、ＣＲＤ１２を取り外すこと、および、ＣＲＤ１２を取り替え用ＣＲＤと取り替えることを行うための、概略的に示される制御棒駆動装置取り替え装置１６を備える。２つのチャネル２４、３６と、２つの制御棒駆動装置引き抜き装置４８、１０２とを備える取り替え装置１６の構成要素、および取り替え装置１６を動作させるための方法については、図３から図２１により詳細に示して後述する。

図２はカルーセル１４の斜視図を示す。カルーセル１４は円形であり、カルーセル１４を２つの等しいセクション１９、２１に２等分する、内部に形成された切り欠き１８を備える。セクション１９、２１は、カルーセル１４の外周付近の切り欠き１８に設けられた２つの支持梁２０、２２により共に接続されている。

図３は、カルーセル１４上に取り替え装置１６（図１）の下側チャネル２４を配設したカルーセル１４の斜視図を示す。下側チャネル２４は、切り欠き１８内に設けられ、支持梁２０、２２の上面にある。下側チャネル２４は、切り欠き１８内に、カルーセル１４のセクション１９に接触するための第１のセクション２６と、第１のセクション２６の反対側にあたる、カルーセル１４のセクション２１に接触するための第２のセクション２８とを備える。各セクション２６、２８が、鉛直壁３４により接続される上側トラック３０と下側トラック３２とを備える。セクション２６の壁３４とセクション２８の壁３４との間の横方向には、下側マストアセンブリ１０２（図１３から図２０）を受け入れるための空間が設けられている。

図４は、カルーセル１４上の下側チャネル２４上部に取り外し装置１６の上側チャネル３６を配設したカルーセル１４の斜視図を示す。上側チャネル３６は、下側チャネル２４の第１のセクション２６に接触するための第１のセクション３８と、第１のセクション３８の反対側にあたる、下側チャネル２４の第２のセクション２８に接触するための第２のセクション４０とを備える。下側チャネル２４と同様に、各セクション３８、４０が、鉛直壁４６により接続される上側トラック４２と下側トラック４４とを備える。

図５は、マストアセンブリとして構成された上側ＣＲＤ引き抜き装置４８を備えるカルーセル１４の斜視図を示す。上側ＣＲＤ引き抜き装置４８は、上側チャネル３６内、セクション３８の壁４６とセクション４０の壁４６との間に横方向に受け入れられている。

図６ａおよび図６ｂは、上側チャネル３６から取り外された上側マストアセンブリ４８を示すもので、上側マストアセンブリ４８のより明確な図を提供する。図６ａが斜視図を提供する一方で、図６ｂは上面図を提供する。図６ａおよび図６ｂを図８から図１３と一緒に参照すると、上側マストアセンブリ４８は、ＣＲＤを受け入れるための中空マストとして構成された上側ＣＲＤ筐体５０であって、上側チャネル３６（図４から図５、図８から図１３）に上側ベース軸５２で旋回可能に取り付けられた上側ＣＲＤ筐体５０と、例えば、上側マスト５０が上側チャネル３６（図８、および図１２から図１３）内で位置合わせされる、図８、図１２および図１３に示すような水平配向と、例えば、上側マスト５０がＣＲＤを原子炉圧力容器から引き抜くように位置合わせされる、図９から図１１に示すような鉛直配向との間で、上側マスト５０を上側ベース軸５２を中心に旋回させるための上側アクチュエータ５４とを備える。有利なことに、上側マストアセンブリ４８は、図１０との関連で更に後述されるように、上側マスト５０が上側ベース軸５２に対して鉛直上方に移動可能であるようにも配置および構成される。

より具体的に言うと、図６ａおよび図６ｂを参照すると、上側マストアセンブリ４８は、上側マスト５０内に形成された細長い上側スロット５８と相互作用する、上側トラニオンアセンブリ５６により形成されたベースを備え、上側マスト５０が上側ベース軸５２を中心に旋回すること、および、上側マスト５０が鉛直配向で鉛直上方に移動することが可能となる。上側アクチュエータ５４は、上側チャネル３６（図４、図５、図８から図１３）内で一直線状に水平移動するように位置付けられたカート６０により支持される。そのような移動を可能にするために、カート６０は、上側チャネル３６（図３から図５、図８から図１３）のセクション３８、４０（図４）のトラック４４に沿ってスライドするための複数の車輪６１を備える。図８に示すように、上側マスト５０が水平配向にあるとき、カート６０は上側チャネル３６の長手方向端部１００に位置付けられる。

図６ａおよび図６ｂを参照すると、本実施形態におけるアクチュエータ５４は、その内部に位置付けられた、一対のウィンチケーブル５１を作動させるためのウィンチ６４の形態を有し、上側マスト５０が鉛直配向にあるときに、上側マスト５０を旋回させ、かつ、上側マスト５０を鉛直に移動させる。ケーブル５１は、ウィンチ６４から延在し、各ケーブルが、それぞれクレビス５３によりマスト５０の長手方向端部６８に取り付けられる。ウィンチ６４は、ケーブル５１を繰り出すこと、または引き込むことにより、水平配向と鉛直配向との間における上側マスト５０の移動を制御する。ケーブル５１を繰り出すという作用により、マストは旋回して、水平配向から鉛直配向に旋回することが可能となる。ケーブル５１を引き込むという逆の作用により、上側マスト５０は、鉛直配向から水平配向へと転移する。マスト５０は、ケーブル５１を引き込むウィンチ６４により、鉛直配向で鉛直上方に牽引される。

カート６０は、マスト５０が鉛直配向にあるときにマスト５０を把持するための一対のクランプ６６も支持し、マストがＣＲＤを受け入れているときにマスト５０が軸５２を中心に旋回するのを制限する。クランプ６６は、マスト５０が鉛直に移動するときにマスト５０の表面に沿ってスライドするローラを備え、マスト５０の鉛直移動に伴ってマスト５０が軸５２を中心に回転することなく、クランプ６６がマスト５０の鉛直配向を維持することが可能となる。クランプ６６は、マスト５０が鉛直配向から水平配向に移動するときにマスト５０を解放する。マスト５０は、長手方向端部６８に、マストが水平配向と鉛直配向との間を移動するときに上側チャネル３６（図４から図５、図８から図１３）のトラック４４（図４）に沿ってスライドするための一組の車輪６９も備える。マスト５０は、長手方向端部６８に、マストトロリー７０の反対側に位置するデュアルリードスクリュー７１（図６ａ、目に見えるのは一方のみで、他方は壁７８により遮られている）により駆動されるトロリー７０を備え、トロリー７０が一律に駆動可能であることが可能となる。マストアセンブリ４８は、マストトロリー７０の隣に、マスト５０が鉛直配向にあるときにＣＲＤの下長手方向端部を支持するための下側ＣＲＤ支持体７２を更に備える。マストトロリー７０は、マスト５０が鉛直配向にあるときに下側ＣＲＤ支持体７２から離れるように移動して、ＣＲＤを受け入れること、および、マスト５０が鉛直配向から水平配向へ戻る前に下側ＣＲＤ支持体７２の方へ戻って、ＣＲＤの底部が下側ＣＲＤ支持体７２に接触するようにすることが可能である。

上側トラニオンアセンブリ５６は、２つのセクション７４、７６を備え、各セクションが、マスト５０の長手方向に延在する２つの壁７８、８０のうちの一方と係合する。壁７８、８０は互いに離間され、それらの間にＣＲＤを受け入れるための空間を画定する。各トラニオン部７４、７６が、壁７８、８０内のそれぞれの細長いスロット５８の中に延在する突出部８２と、突出部８２が突出した、鉛直に位置合わせされるベースプレート８４とを備える。水平配向において、突出部８２はそれぞれ、スロット５８の第１の端止め縁８３に接触する。更に後述するように、スロット５８の第２の端止め縁８５は、突出部８２に接触することにより、マスト５０の鉛直配向での上方鉛直移動を上側マスト５０のピーク鉛直到達位置に制限する。上側トラニオンアセンブリ５６は、セクション７４、７６の両方の上に、ベースプレート８４に取り付けられた一組の車輪８８を更に備える。マスト５０が鉛直位置と水平位置との間を移動している間、車輪８８は、チャネル３６（図３から図５、図８から図１３）のトラック４４（図４）上の軸方向にあり、トラック４４に沿って移動する。

マストアセンブリ４８は、上側トラニオンアセンブリ５６の隣に、第１の長手方向端部６８の反対側にあたる、マストの第２の長手方向端部９４付近で、マスト５０に受け入れられるＣＲＤを支持するための上側ＣＲＤ支持体９０およびＣＲＤ支持アーム９２を更に備える。下側ＣＲＤ支持体７２、上側ＣＲＤ支持体９０およびＣＲＤ支持アーム９２は、マスト５０が水平配向から鉛直配向に回転している間、および、マストがその鉛直配向にある間、ＣＲＤを拘束する。トロリー７０は、その据え付け位置にあるとき、ＣＲＤに完全に到達することができない。リードスクリュー９３と、マスト５０がＣＲＤを受け入れるときにリードスクリュー９３をＣＲＤに向かって移動させるためのモータ９５とを備える下降部９１は、据え付け位置から下降するときに、ＣＲＤがマスト５０内のトロリー７０と連結できるまでＣＲＤを支持するために使用される。下降部９１は、それに続く新しいＣＲＤの挿入中に、据え付け位置にそれを戻すためにも使用される。

図８に示すように、マスト５０は、チャネル３６より短く、例えば、既存の駆動装置交換マストより約２フィート（約６１ｃｍ）短い。マスト５０のサイズの縮小、およびスロット５８における突出部８２のスライド能力は、容器下の計装ケーブルへの損傷を防止するのに役立ち得る。それに応じて、マストアセンブリ４８は、有利なことに、図４、図５、図８から図２１および図２３ａから図２３ｃとの関連で説明される二重チャネル配置ではなく、単一チャネル配置で使用してよい。

図７ａおよび図７ｂは、マスト５０内にＣＲＤ１２を収容するマストアセンブリ４８の図を示す。ここで示すように、ＣＲＤ１２は、マスト５０のサイズの縮小により、マスト５０内へ収容されるときにマスト５０から突出して損傷を受けやすくなる。それに応じて、長手方向端部９４にマストエクステンション９６を設けて、作業者が輸送中にＣＲＤに曝されることを制限する。ＣＲＤの先端は最大放射線量に曝されるので、マストエクステンション９６内のＣＲＤの先端に放射線遮蔽体９７を設ける。放射線遮蔽体９７は、ＣＲＤ１２の軸端部および外側円筒面に合わせて形作る円筒状キャップとして形成される。放射線遮蔽体９７については、図２２ａおよび図２２ｂとの関連で更に後述する。図７ａおよび図７ｂならびに図６ａおよび６ｂに示す図では、マストエクステンション９６がマスト５０に長手方向端部９４で取り外し可能に取り付けられている。マストエクステンション９６は、ＣＲＤ１２がマスト５０内に受け入れられてチャネル３６（図４から図５、図８から図１３）内を水平配向で移動した後に、マスト５０へ取り付けてよい。マストエクステンション９６は、制御棒駆動装置取り替え装置１６からＣＲＤ１２を取り外す作業を行うクルーの放射線被曝量を低減するために、放射線遮蔽材から形成してもよいし、追加的にそのような材料を含んでもよい。マストエクステンション９６は、マストアセンブリ４８がＣＲＤを圧力容器から受け入れた後にチャネル３６（図４から図５、図８から図１３）から引き抜かれる過程でトラック４４（図４）に沿ってスライドするための複数の車輪９８を備える。車輪６１、６９、８８、９８により、高さ調整トレイ１３２（図２３ａから図２３ｃ）に沿って上側チャネルへ滑り込むことおよび上側チャネルから滑り出すことが可能となる。

図８から図２１は、制御棒駆動装置取り替え装置１６を動作させる方法を、説明しやすいように概略的に示すか省略してある、取り替え装置１６に関する特定の詳細と共に示す。図８は、チャネル３６内に水平配向の上側マスト５０を備える、カルーセル１４上の取り替え装置１６を示す。図９は、鉛直配向の上側マスト５０を示す。上記のように、図８に示す水平配向から図９に示す鉛直配向へ上側マストを移動させるために、クランプ６６をマスト５０の長手方向端部６８から離脱させて、ケーブル５１をウィンチ６４から繰り出す。これにより、長手方向端部６８は、重力によって上側チャネル３６内の空間を下方に落下し、長手方向端部９４は、チャネル３６より上へ、かつ、ＣＲＤ１２および圧力容器１０（図１）の方へ上昇する。この移動は、突出部８２が、鉛直位置においてスロット５８の一番上の端止め縁である第１の端止め縁８３（図６ａ、図６ｂおよび図１０）との接触状態を保持したまま、突出部８２（図６ａ）により画定される軸５２を中心にマスト５０が旋回することを伴う。旋回中、ウィンチカート６０は、上側チャネル３６の長手方向端部１００から離れるようにして、上側チャネル３６の長手方向中心へ、かつ、トラニオンアセンブリ５６の方へスライドする。ひとたび鉛直位置に来ると、カート６０は、マスト５０の隣、トラニオンアセンブリ５６付近に方向付けられ、カート６０のクランプ６６は、マスト５０を把持して鉛直位置を維持してよい。本実施形態におけるアクチュエータ５４は、単一のウィンチ６４により形成されるが、他の実施形態におけるアクチュエータ５４は、２つもしくはそれより多くのウィンチまたは他の作動装置を備えてよい。例えば、１つのウィンチまたは作動装置がマスト５０を軸５２を中心に旋回させてもよいし、別のウィンチまたは作動装置がマスト５０を鉛直上方に移動させてもよい。

図１０は、上側マスト５０がピーク鉛直到達位置にある取り替え装置１６を示す。それに応じて、突出部８２（図６ａ）がスロット５８の第１の端止め縁８３または一番上の端止め縁８３に接触し、上側マスト５０が鉛直位置で最低鉛直到達位置を有する、図９に示す位置と、図１０に示す位置の間では、ケーブル５１を介して長手方向端部６８を上方に牽引することにより、マスト５０を鉛直配向でベース軸５２に対して鉛直上方に移動させてある。より具体的に言うと、ウィンチ６４によりマスト５０を鉛直上方に上昇させてあり、その結果、突出部８２（図６ａ）は、一番上の端止め縁８３との接触位置から、第２の端止め縁８５または一番下の端止め縁８５（図８、図９、図１１）との接触位置までスロット５８内をスライドする。マスト５０は、最大ピーク鉛直到達位置または最高鉛直位置にあるときに、ＣＲＤ１２を圧力容器１０（図１）から受け入れてよい。

図１１は、上側マスト５０の最低鉛直到達位置でＣＲＤ１２を上側マスト５０内に保持している取り替え装置１６を示す。それに応じて、突出部８２（図６ａ）がスロット５８の第２の端止め縁８５または一番下の端止め縁８５と接触し、かつ、上側マスト５０が空である図１０に示す位置と、図１１に示す位置との間で、マスト５０は、ＣＲＤ１２を受け入れ、ウィンチ６４によりケーブル５１を繰り出すことによって鉛直下方に下降させてある。その結果、突出部８２（図６ａ）は、一番下の端止め縁８５との接触位置から、スロット５８の一番上の端止め縁８３（図１０）との接触位置までスロット５８内をスライドする。上記のように、マスト５０は、ＣＲＤ１２がマスト５０より長くなるように、かつ、マスト５０がＣＲＤ１２を保持しているときに、ＣＲＤ１２の一部分がマスト５０の長手方向端部９４を越えて突出するように構成される。

図１２は、マストエクステンション９６がマスト５０の長手方向端部９４に接続された状態で、チャネル３６内の水平配向の上側マスト５０内にＣＲＤ１２を保持している取り替え装置１６を示す。ＣＲＤ１２を保持しているマスト５０を鉛直配向から水平配向に移動させる前に、作業者が手動でチャネル３６内にマストエクステンション９６を追加してもよいし、マスト５０を元の水平配向から鉛直配向に移動させる前に、チャネル３６内にマストエクステンションを追加してもよい。マストエクステンション９６は、マスト５０の長手方向端部９４を越えて長手方向に突出する、ＣＲＤ１２の部分を覆うように設ける。それに応じて、図１１に示す位置と図１２に示す位置との間でウィンチ６４がケーブル５１を引き込み、その結果、マスト５０は、突出部８２（図６ａ）がスロット５８の端止め縁８３（図１０）と接触した状態で、ウィンチ６４により軸５２を中心に旋回し、カート６０は、マストの長手方向端部６８に隣接するチャネル３６の長手方向端部１００へ戻るようにスライドしている。

図１３は、圧力容器１０（図１）から引き抜かれた使用済みＣＲＤ１２を保持している上側マストアセンブリ４８が上側チャネル３６内にとどまっている状態で、下側チャネル２４内に受け入れられている下側マストアセンブリ１０２を示す。下側マストアセンブリ１０２は、上側マストアセンブリ４８と同一であり、上側マストアセンブリ４８と同じ方式で動作する。それに応じて、上記で使用した上側マストアセンブリ４８に対する参照番号と同じ参照番号を使用して、下側マストアセンブリ１０２の構成要素を説明することにする。下側マストアセンブリ１０２は、マストエクステンション９６が下側マスト５０の長手方向端部９４に設けられている状態で、圧力容器から取り外されたＣＲＤ１２と取り替えるための新しいＣＲＤ１０４を保持している下側マスト５０を備える。

図１４に示すように、上側マストアセンブリ４８は、上側マストアセンブリ４８（図８から図１３）内に保持される、取り外されたＣＲＤを廃棄するために上側チャネル３６から取り外してある。使用済みＣＲＤ１２（図１１から図１３）を上側チャネル３６から取り外す前に、下側マストアセンブリ１０２および新しいＣＲＤ１０４を下側チャネル２４内に設置することにより、作業者が１回の移動中に同じ時間周期内で両方の動作を行うこと、すなわち、同じ作業者で新しいＣＲＤ１０４を下側マストアセンブリ１０２に入れて、古いＣＲＤ１２（図１１から図１３）を上側マストアセンブリ４８内に残しておくこと、すなわち、圧力容器１０（図１）の下方における作業者の１回の作業の放射線被曝量を制限することが可能となる。

図１５は、マストエクステンション９６（図１３および図１４）が取り外された状態でＣＲＤ１０４を保持している鉛直位置の下側マスト５０を示す。マストエクステンション９６は、より適切に除去できるよう、水平配向から鉛直配向へ回転する前に取り外す。図１５において、突出部８２（図６ａ）は、スロット５８の第１の端止め縁８３または一番上の端止め縁８３（図１０）に接触し、下側マスト５０は、鉛直配向で最低鉛直到達位置を有する。

図１６は、下側マスト５０がピーク鉛直到達位置にある取り替え装置１６を示す。それに応じて、図１５に示す位置と図１６に示す位置との間で、マスト５０は、ウィンチ６４によりケーブル５１を引き込むことによって鉛直上方に上昇している。その結果、突出部８２（図６ａ）は、一番上の端止め縁８３との接触位置から、第２の端止め縁８５または一番下の端止め縁８５（図１５）との接触位置までスロット５８内をスライドする。最大ピーク鉛直到達位置または最高鉛直位置にあるときに、マスト５０は、ＣＲＤ１０４を圧力容器１０の底部に配設されるように解放する。図１７は、マストアセンブリ１０２がＣＲＤ１０４（図１３から図１６）を解放した後の取り替え装置１６を示す。図１８に示す通り、下側マストアセンブリ１０２が使用済みＣＲＤ１２を受け入れることができるように、その後カルーセル１４を回転させること、および／または、チャネル２４のトラック３２（図３から図５）に沿って、圧力容器１０（図１）内の別の使用済みＣＲＤ１２の位置までカート６０を移動させることを行ってよい。

その後は、上記と同様に、かつ、図１９に示すように、ケーブル５１を引き込むウィンチ６４により、使用済みＣＲＤ１２を保持している下側マストアセンブリ１０２を水平位置まで旋回させ、下側マスト５０の長手方向端部９４を越えて突出する、ＣＲＤ１２の部分を覆うように、マストエクステンション９６を設置する。次に、図２０および図２１に示すように、図１３および図１４との関連で説明した工程を繰り返す。上側マストアセンブリ４８に新しいＣＲＤ１０４を提供し、上側マストアセンブリ４８を上側チャネル３６内に装着し、その後、使用済みＣＲＤ１２を含む下側マストアセンブリ１０２を下側チャネル２４から取り外す。その後は、使用済みＣＲＤ１２のそれぞれを新しいＣＲＤ１０４と取り替えるのに必要な回数だけこの工程を繰り返してよい。

図２２ａおよび図２２ｂは、放射線遮蔽体９７をＣＲＤ１２の上に固定するための放射線遮蔽体９７の開閉を示す。図２２ａは閉じた状態の放射線遮蔽体９７を示し、図２２ｂは開いた状態の放射線遮蔽体９７を示す。上記と同様に、放射線遮蔽体９７は、ＣＲＤ１２の軸端部１１０（すなわち、ＣＲＤ１２が炉内にあるときの上側軸端部）に適合するように、かつ、ＣＲＤ１２の軸端部１１０を覆うように構成される。軸端部１１０は、使用中に炉心の最も近くに位置付けられていたため、ＣＲＤ１２の中で最も高いレベルの放射能を有する。結果として、軸端部１１０の扱いには特別な注意が必要である。作業者が放射線遮蔽体９７をＣＲＤ１２の上に手動で設置しなければならないことを防止するために、放射線遮蔽体９７は、互いにヒンジ留めされた２つの部品として形成する。より具体的に言うと、放射線遮蔽体９７は、マストエクステンション９６の円筒状ベース１１４により支持されるベース１１２または半円筒状の底部１１２と、長手方向に延在するヒンジ１１８により底部１１２に接続される蓋１１６または半円筒状の頂部１１６とを備える。頂部１１６は底部１１２の上部で閉まり、円筒面１２０と、一方の軸端部で円筒面１２０を閉じる端面１２２とを形成する。１つの好ましい実施形態では、放射線遮蔽体９７が自動的に閉まる。すなわち、放射線遮蔽体９７は、それがそれぞれのチャネル２４、３６（図４、図１３）内のマストエクステンション９６において開いた状態で支持される場合に、ＣＲＤ１２の軸端部１１０が鉛直配向から水平配向へ下降して底部１１２に入ると、頂部１１６が底部１１２の方へ自動的に閉まるように形成される。１つの実施形態において、頂部１１６は、バネの装着された蓋として、および／または、頂部１１６の内面上にフィンガがある状態で形成される。フィンガは、ＣＲＤ１２が鉛直配向から水平配向へ進むときに、ＣＲＤ１２の軸端部１１０の経路上にあり、結果として、蓋１１６が閉まることになる。放射線遮蔽体９７は、閉じた状態において蓋１１６をベース１１２上にロックするためのロック１２４も備えてよい。

図２３ａから図２３ｃは、第１のチャネル３６の軸端部で結合されたエクステンションランプ１３０を示すが、わかりやすいよう、その側壁は省略する。エクステンションランプ１３０は、マストアセンブリ４８のマスト５０がＣＲＤ１２を保持しているときにマストアセンブリ４８をチャネル３６から取り外すこと、ならびに、マストアセンブリ４８のマスト５０が新しいＣＲＤを保持しているときにマストアセンブリ４８をチャネル３６に供給することのうちの少なくとも一方を行うように配置された高さ調整トレイ１３２の間の間隙を選択的に繋ぐように構成される。高さ調整トレイ１３２は、取り外し装置１６（図１、図８から図２１）を備える容器下領域と、作業者がＣＲＤの交換を行った容器下よりも鉛直方向に高いプラットフォームとを接続するように設ける。プラットフォームの高さには、炉を支持する壁により形成された生体遮蔽体内の扉がある。高さ調整トレイ１３２は、一端が扉にヒンジ留めされた回転可能な上部１３４と、圧力容器を収容する原子炉格納建造物に恒久的に取り付けられた構造用鋼で形成される下部１３６とを備える。上部１３４は、上昇および下降するように構成され、その結果、ヒンジ留めされた端の反対側にある、上部１３４の他端は、図２３ａに示す第１の位置、および上部１３４が下部１３６と一直線になっている第２の位置で、選択的に位置合わせ可能である。エクステンションランプ１３０が図２３ａに示す位置にあるとき、マストアセンブリ４８は、チャネル３６から車輪６１、６９、８８、９８を介して、エクステンションランプ１３０に沿って高さ調整トレイ１３２の上部１３４に転がり出てよい。高さ調整トレイ１３２は、マストアセンブリ１０２のマスト５０が使用済みＣＲＤを保持しているときにマストアセンブリ１０２をチャネル２４から取り外すこと、ならびに、マストアセンブリ１０２のマスト５０が新しいＣＲＤ１０４を保持しているときにマストアセンブリ１０２をチャネル２４に供給することのうちの少なくとも一方を行うようにも配置される。下部１３６は、上部が下部１３６と一直線になっているときに、ＣＲＤを下側チャネル２４に供給すること、および、ＣＲＤを下側チャネル２４から取り外すことを行うように、配置および構成される。

ＣＲＤを下側チャネル２４に供給すること、または、ＣＲＤを下側チャネル２４から取り外すことをエクステンションランプ１３０が妨げるのを防止するために、エクステンションランプ１３０は、下側チャネル２４および／または上側チャネル３６と移動可能に結合してよい。図２３ｂは、エクステンションランプ１３０が高さ調整トレイ１３２から離れるように回転できるように、例えばヒンジにより、上側チャネル３６の軸端部で下側チャネル２４と回転可能に結合されているエクステンションランプ１３０を示す。図２３ｃは、エクステンションランプ１３０が高さ調整トレイ１３２から離れるようにしてチャネル２４へ滑り込めるように、例えば、下側チャネル２４内のトラックおよびローラにより、上側チャネル３６の軸端部で下側チャネル２４とスライド可能に結合されたエクステンションランプ１３０を示す。別の実施形態では、エクステンションランプ１３０を、上側チャネル３６の軸端部で下側チャネル２４と取り外し可能に結合し、手動でエクステンションランプ１３０の取り外しおよび供給を行って、マストアセンブリ４８を上側チャネル３６から取り外す。更なる実施形態では、エクステンションランプ１３０を上部１３４にヒンジ留めしてもよいし、上部１３４とスライド可能に接続してもよい。

前述の明細書では、特定の例示的な実施形態およびその例を参照しながら本発明について説明してある。しかしながら、以下の特許請求の範囲に記載された本発明の広範な思想および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を本発明に加えてよいことが明らかであろう。それに応じて、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく、例示的なものとして見なされるべきである。

Claims

原子炉圧力容器の下の支持体に装着するための第１のチャネルと、
前記第１のチャネルに取り外し可能に受け入れられる第１の制御棒駆動装置引き抜き装置であって、前記第１の制御棒駆動装置引き抜き装置は、第１の制御棒駆動装置を受け入れるように構成された第１の筐体を有し、前記第１の筐体は、前記第１の筐体が前記第１のチャネル内で位置合わせされる水平配向と、前記第１の筐体が前記第１の制御棒駆動装置を前記原子炉圧力容器から受け入れるように位置合わせされる鉛直配向との間を移動可能である、第１の制御棒駆動装置引き抜き装置と、
前記原子炉圧力容器の下の前記第１のチャネル上部に接続された第２のチャネルと、
前記第２のチャネル内に取り外し可能に受け入れられる第２の制御棒駆動装置引き抜き装置であって、前記第２の制御棒駆動装置引き抜き装置は、第２の制御棒駆動装置を受け入れるように構成された第２の筐体を有し、前記第２の筐体は、前記第２の筐体が前記第２のチャネル内で位置合わせされる水平配向と、前記第２の筐体が前記第２の制御棒駆動装置を前記原子炉圧力容器から受け入れるように位置合わせされる鉛直配向との間を移動可能である、第２の制御棒駆動装置引き抜き装置とを備える制御棒駆動装置取り替え装置。
前記第１の制御棒駆動装置引き抜き装置は、前記第１の筐体をベース軸を中心に旋回させて、前記第１の筐体を前記水平配向と前記鉛直配向との間で移動させるように構成された第１のアクチュエータを有し、前記第１のアクチュエータは、前記第１の筐体を前記鉛直配向で前記ベース軸に対して鉛直に移動させるように構成される、請求項１に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。
前記第１の制御棒駆動装置引き抜き装置は、前記第１の筐体を前記第１のチャネルへ旋回可能に取り付け、かつ、前記ベース軸を画定するベースを有し、前記第１の筐体は、前記第１の筐体が前記鉛直配向で鉛直に移動している間に、第１のトラニオンアセンブリに沿ってスライドする、請求項２に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。
前記第１の筐体は、長手方向に延在する第１の細長いスロットを内部に含み、前記ベースは、前記ベース軸を画定する第１の突出部を含む第１のトラニオンアセンブリであり、前記第１の突出部は、前記第１の細長いスロットの中に延在し、かつ、前記第１の筐体が前記鉛直配向で鉛直に移動している間に、前記第１の細長いスロットに沿ってスライドする、請求項３に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。
前記第１の制御棒駆動装置引き抜き装置は、第１のマストが前記鉛直配向にあるときに、前記第１のマストによる前記第１の制御棒駆動装置の受け入れを支援するための、モータにより駆動されるリードスクリューを有する、請求項１から４の何れか一項に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。
第１のアクチュエータは、第１のマストを前記水平配向と前記鉛直配向との間で移動させるように、かつ、前記第１のマストを前記鉛直配向で鉛直に移動させるように構成されたウィンチを含む、請求項１から５の何れか一項に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。
前記第１の制御棒駆動装置引き抜き装置は、前記第１の制御棒駆動装置の下端に接触するための下支持体を有し、第１のマストは、前記第１の制御棒駆動装置の前記下端が前記下支持体に接触したときに、前記第１の制御棒駆動装置が、前記第１のマストの長手方向端部を越えて長手方向に延在するように配置および構成される、請求項１から６の何れか一項に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。
前記第１のマストの前記長手方向端部に接続可能なマストエクステンションであって、前記第１の制御棒駆動装置の一部分を取り囲むように配置および構成された前記マストエクステンションは、前記第１のマストの前記長手方向端部を越えて長手方向に延在する、マストエクステンションを更に備える、請求項７に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。
前記マストエクステンションにより支持される放射線遮蔽体であって、前記第１の制御棒駆動装置が下降して、前記第１のチャネル内の前記水平配向に入ったときに、前記第１の制御棒駆動装置の軸端部の方へ閉まるように構成された扉を有する、放射線遮蔽体を更に備える、請求項８に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。
前記第１のチャネルの軸端部に結合されるエクステンションランプであって、前記第１の筐体および前記第１の制御棒駆動装置を前記第１のチャネルから取り外すこと、ならびに、前記第１の筐体および新しい第１の制御棒駆動装置を前記第１のチャネルに供給することのうちの少なくとも一方を行うように配置された高さ調整トレイであって、前記第２の筐体および前記第２の制御棒駆動装置を前記第２のチャネルから取り外すこと、ならびに、前記第２の筐体および新しい第２の制御棒駆動装置を前記第２のチャネルに供給することのうちの少なくとも一方を行うように配置された高さ調整トレイの間の間隙を選択的に繋ぐように構成されたエクステンションランプを更に備える、請求項１から９の何れか一項に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。
原子炉圧力容器内の制御棒駆動装置を取り替える方法であって、
第１のチャネルを、前記原子炉圧力容器の下方の支持体の上に設け、前記第１のチャネルに接続された第２のチャネルを設ける段階と、
第１の筐体を、前記第１のチャネル内に移動可能に装着する段階と、
前記第１の筐体を、前記第１の筐体が前記第１のチャネル内で位置合わせされる水平配向から鉛直配向に移動させる段階と、
前記第１の筐体が前記鉛直配向にある間に、第１の制御棒駆動装置を前記第１の筐体内に受け入れる段階と、
前記第１の制御棒駆動装置が前記第１の筐体内にある間に、前記第１の筐体を、前記鉛直配向から前記水平配向に移動させる段階と、
前記第１の制御棒駆動装置を有する前記第１の筐体を、前記第１のチャネルから取り外す段階と、
取り替え用制御棒駆動装置を内部に有する第２の筐体を、前記第２のチャネル内に移動可能に装着する段階と、
前記第２の筐体および前記取り替え用制御棒駆動装置を、水平配向から鉛直配向に移動させる段階と、
前記第２の筐体が前記鉛直配向にある間に、前記取り替え用制御棒駆動装置を、前記第２の筐体から前記原子炉圧力容器内に提供する段階とを備える方法。
前記第１のチャネルは、前記第２のチャネルの上部に固定される、請求項１１に記載の方法。
前記取り替え用制御棒駆動装置を内部に有する前記第２の筐体を、前記第２のチャネル内に移動可能に装着する前記段階は、前記第１の筐体および前記第１の制御棒駆動装置を、前記第１のチャネルから取り外す前記段階の前に行われる、請求項１１または１２に記載の方法。
前記第２の筐体および前記取り替え用制御棒駆動装置を、水平配向から鉛直配向に移動させる前記段階は、前記第１の筐体および前記第１の制御棒駆動装置を、前記第１のチャネルから取り外す前記段階の後に行われる、請求項１３に記載の方法。
前記第１の筐体を前記水平配向から前記鉛直配向に移動させる前記段階の後に、前記第１の筐体を鉛直上方に移動させる段階を更に備える、請求項１１から１４の何れか一項に記載の方法。
前記第１の筐体を前記第１のチャネルに旋回可能に取り付けるトラニオンマウントを提供する段階を更に備える、請求項１５に記載の方法。
前記第１の筐体は、長手方向に延在する細長いスロットを内部に含み、前記トラニオンマウントは、前記細長いスロットの中に延在する突出部を含み、前記第１の筐体を鉛直上方に移動させる前記段階は、前記細長いスロットの中の前記突出部を鉛直上方に移動させる段階を含む、請求項１６に記載の方法。
前記第１の筐体を前記水平配向から前記鉛直配向に旋回させる前記段階は、前記突出部が前記スロットの端止め縁に接触している間に、前記突出部を旋回させる段階を含む、請求項１７に記載の方法。
原子炉圧力容器の下の支持体の上に装着するためのチャネルと、
前記チャネル内に取り外し可能に受け入れられる制御棒駆動装置引き抜き装置であって、前記制御棒駆動装置引き抜き装置は、ベースおよび前記ベースと旋回可能に接続された筐体を有し、前記筐体は、制御棒駆動装置を受け入れるように構成され、前記ベースは、ベース軸を含み、前記筐体は、前記筐体が前記チャネル内で位置合わせされる水平配向と、前記筐体が前記制御棒駆動装置を前記原子炉圧力容器から受け入れるように位置合わせされる鉛直配向との間で旋回するための前記ベースにおいて、前記ベースに旋回可能に取り付けられ、前記筐体は、前記鉛直配向で前記ベースに対して鉛直に移動可能である、制御棒駆動装置引き抜き装置とを備える、制御棒駆動装置取り替え装置。
前記制御棒駆動装置引き抜き装置は、前記筐体を前記ベース軸を中心に旋回させて、前記筐体を前記水平配向と前記鉛直配向との間で移動させるように構成されたアクチュエータであって、前記アクチュエータは、前記筐体を鉛直配向で鉛直に移動させて、前記筐体の筐体旋回軸を前記ベース軸から離れるように移動させるように構成される、請求項１９に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。
前記ベースは、前記筐体と前記チャネルとを旋回可能に結合し、かつ、前記ベース軸を画定するトラニオンアセンブリであり、前記筐体は、前記筐体が前記鉛直配向で鉛直に移動している間に、前記トラニオンアセンブリに沿ってスライドする、請求項１９または２０に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。
前記筐体は、長手方向に延在する細長いスロットを内部に含み、前記トラニオンアセンブリは、前記ベース軸を画定する突出部を含み、前記突出部は、前記細長いスロットの中に延在し、かつ、前記筐体が前記鉛直配向で鉛直に移動している間に、前記細長いスロットに沿ってスライドする、請求項２１に記載の制御棒駆動装置取り替え装置。