JP2021528656A - 核燃料集合体に対して介入を実施するためのデバイス - Google Patents

Abstract

介入デバイスは、関節式ロボットアーム(22)と介入部材(24)とを含み、関節式ロボットアーム(22)は、固定用ベース(26)と、端末部材(28)と、ベース(26)を端末部材(28)に接続する少なくとも1つのアームセグメント(30、32)と、を含み、介入部材(24)は、端末部材(28)に担持されており、介入部材(24)は、核燃料集合体(2)に介入するように設計されている。

Description

本発明は、プールの中に水中に配設されている核燃料集合体のための介入デバイスに関する。

加圧水型原子炉のための核燃料集合体は、サポートフレームワークによって互いから横断方向に間隔を離して配置された状態に維持されている平行な核燃料棒の束を含み、サポートフレームワークは、とりわけ、長手方向軸線に沿って間隔を離して配置された下側ノズルおよび上側ノズルと、長手方向軸線に沿って延在しており、下側ノズルおよび上側ノズルを互いに接続しているガイドチューブと、前記ガイドチューブに沿って分配されている、ガイドチューブに固定されているスペーサグリッドと、を含む。

核燃料棒は、下側ノズルと上側ノズルとの間でスペーサグリッドを通って長手方向軸線に沿って延在しており、スペーサグリッドは、長手方向に核燃料棒を支持しており、それらを互いから横断方向に離した状態に維持している。

知られている様式では、スペーサグリッドは、ガイドチューブおよび燃料棒によって横断されることを意図したセルの境界を定める交差するプレートから構成されている。一般に、スペーサグリッドは、ガイドベーンを担持する周辺ベルトを提供されており、ガイドベーンは、それらの下側縁部においておよび／またはそれらの上側縁部において突き出ており、スペーサグリッドの中心に向けて傾斜している。

それぞれの核燃料棒が通過するスペーサグリッドのそれぞれのセルは、一般的に、このセルを通過する核燃料棒を長手方向に支持して横断方向に保持するための保定要素（たとえば、スプリングおよび／またはディンプルなど）をセルの内部表面に提供されている。

動作時に、冷却流体は長手方向軸線に沿って核燃料集合体を通って流れ、核燃料棒同士の間を通り、エンドピースおよびスペーサグリッドを通過する。

それぞれの核燃料棒が通過するスペーサグリッドのそれぞれのセルは、１つ以上の冷却流体混合ベーンをさらに含むことが可能である。

原子炉の動作の間に、または原子炉のメンテナンス動作の間に、小さい金属パーツの形態のデブリが生成される可能性がある。

そのようなデブリは、冷却流体によって同伴され、核燃料集合体の中に、核燃料棒同士の間に詰まる可能性があり、これらの核燃料棒に損傷を与えるリスクを伴い、とりわけ、核燃料棒のシーリングの喪失を最終的に引き起こすリスクを伴う。

特許文献１は、水中に配設されている核燃料集合体からデブリを抽出するためのデバイスを開示しており、そのデバイスは、ポールと、ポールの下側端部に装着されているクランプと、クランプの開閉を遠隔から制御するためのメカニズムと、を含む。

しかし、この抽出デバイスは、使用するのに不便である。その位置決めは精密でなく、それは、デブリが核燃料集合体の中に詰まる可能性のあるすべての場所への容易なアクセスを可能にするわけではなく、また、すべての状況において、核燃料集合体のコンポーネントに印加される力が、デバイスまたは核燃料集合体の要素に損傷を与えないこと、およびとりわけ、たとえば大き過ぎる横断方向の力を核燃料棒に印加することによって、核燃料棒の保定要素に損傷を与えないことを保証することを可能にするわけではない。

原子炉の中の核燃料集合体のハンドリング動作の間に、周辺プレートは、ハンドリングチェーンの隣接する要素と衝突することによって局所的に損傷を与えられる可能性があり、たとえばストレージセルは、幾何学的な不連続性または表面欠陥を示し、または、隣接する燃料集合体も同様であり、この要素に対する核燃料集合体の長手方向の変位の間に、核燃料集合体を装填するのに不適切なものにする（その理由は、それが原子炉炉心の中に立っているからである）。

特許文献２は、核燃料集合体のスペーサグリッドのガイドベーンを真っ直ぐにするためのデバイスを開示しており、そのデバイスは、ポールと、折り曲げ手段を含む介入ツールと、介入ツールを支持して移動させるための手段と、を含む。

しかし、ガイドベーンを真っ直ぐにするためのこのデバイスは不便である。その位置決めは精密でなく、それは、すべての構成において効果的な介入を可能にするのに十分な自由度を提供するわけではなく、また、すべての状況において、核燃料集合体のコンポーネントに印加される力が、デバイスの要素または核燃料集合体の要素に損傷を与えないこと、およびとりわけ、たとえば大き過ぎる横断方向の力を核燃料棒に印加することによって、核燃料棒の保定要素に損傷を与えないことを保証するのに十分な自由度を提供するわけではない。

仏国特許出願公開第２ ６３３ ７６９号明細書 仏国特許出願公開第２ ６４１ １１８号明細書

本発明の目的のうちの１つは、燃料集合体の要素またはデバイスの要素に損傷を与えるリスクを導入することなく介入を促進させる、核燃料集合体のための介入デバイスを提供することである。

この目的のために、本発明は、水中に配設されている核燃料集合体のための介入デバイスであって、介入デバイスは、関節式ロボットアームと介入部材とを含み、関節式ロボットアームは、固定用ベースと、端末部材と、ベースを端末部材に接続したアームの少なくとも１つのセグメントと、を含み、介入部材は、端末部材に担持されており、介入部材は、核燃料集合体に介入するように設計されている、介入デバイスを提供する。

介入部材を装備しているロボットアームは、介入部材を移動させること、および介入部材を配向させることを可能にし、それを核燃料集合体の中へ容易に挿入するようになっており、および核燃料集合体の中に（たとえば、核燃料棒同士の間に、下側ノズルの中に、上側ノズルの中に、もしくは、核燃料集合体のグリッドの中に、または介入を必要とする核燃料集合体のコンポーネントの上に）詰まったデブリに介入するようになっている。ロボットアームは、遠隔から容易に制御され得、それは、介入をより容易にする。

介入デバイスは、個別に取られるか、または任意の技術的に実行可能な組み合わせで、以下の随意的な特徴のうちの１つ以上を含むことが可能である。
− ロボットアームは、ベースの上の関節式アームのセグメントと、ベースに対してアームのセグメントを移動させるように設計されているアクチュエータとを有している；
− ロボットアームは、その間の少なくとも２つの関節式アームセグメントと、それぞれのアームセグメントを互いに対して回転させるように設計されているアクチュエータと、を有している；
− ロボットアームは、ちょうど２つの関節式アームセグメントを有しており、一方のロボットアームは、ベースの上で関節式になっており、他方のロボットアームは、端末部材を担持している；
− 端末部材を担持するアームセグメントは、アームセグメントの軸線に沿って延在しており、介入部材は、回転軸線の周りにおいてこのアームセグメントに対して回転して移動可能であり、回転軸線は、アームセグメント軸線と実質的に同軸になっておりまたは平行になっている；
− 介入部材は、核燃料集合体のデブリまたはコンポーネントを捕まえるように設計されている；
− 介入部材は、核燃料集合体のデブリまたはコンポーネントを変形させるように設計されている；
− 介入部材は、核燃料集合体のデブリまたはコンポーネントをカットするように設計されている；
− 介入部材は、互いに対して移動可能な２つのジョーを有するクランプである；
− ２つのジョーは、延在方向に延在しており、介入部材は、回転軸線の周りに、端末部材を担持するアームセグメントに対して回転して移動可能であり、回転軸線は、延在方向に対して実質的に平行になっている；
− 介入部材は、デブリを吸い上げるように設計されており、吸引および濾過デバイスに接続されている吸引カニューレを含む；
− それは、サポートベースを含み、ロボットアームは、少なくとも１つの並進方向にサポートベースに対して並進して移動するように装着されている；
− それは、アクチュエータを含み、アクチュエータは、少なくとも１つの並進方向にサポートベースに対して並進してロボットアームを移動させるように設計されている；
− サポートベースは、核燃料集合体の受け入れセルの上側部に嵌入するように設計されている；
− それは、いくつかの相互交換可能な介入ツールを含む。

本発明およびその利点は、以下に続く説明を読むと、より良好に理解されることとなり、以下に続く説明は、単に非限定的な例として与えられており、また、添付の図面を参照して行われている。

核燃料集合体の立面図である。 第１の構成における、核燃料集合体のための介入デバイスの斜視図である。 第２の構成における、介入デバイスの斜視図である。 第３の構成における、介入デバイスの斜視図である。 介入デバイスの相互交換可能な介入部材の斜視図である。 介入デバイスの相互交換可能な介入部材の斜視図である。 介入デバイスの相互交換可能な介入部材の斜視図である。 介入デバイスの相互交換可能な介入部材の斜視図である。

図１および図２の核燃料集合体２は、核燃料棒束４およびサポートフレームワーク６を含み、サポートフレームワーク６は、核燃料棒４を支持するように設計されている。

核燃料棒４は、互いに平行に、および核燃料集合体２の長手方向軸線Ｌに対して平行に延在している。

長手方向軸線Ｌは、核燃料集合体２が原子炉炉心の中に配設されているときに、垂直方向に延在している。動作時に、冷却流体は、矢印Ｆによって示されているように、底部から上部へ核燃料集合体２を通って垂直方向に流れる。

説明の残りの部分において、「垂直方向の」、「水平方向の」、「長手方向の」、「横断方向の」、「上部」、「底部」、「上側」、および「下側」という用語は、垂直方向に配置されている核燃料集合体２を参照することによって理解される。

サポートフレームワーク６は、下側ノズル８、上側ノズル１０、複数のガイドチューブ１２、および複数のスペーサグリッド１４を含む。

下側ノズル８および上側ノズル１０は、長手方向軸線Ｌに沿って間隔を離して配置されている。ガイドチューブ１２は、長手方向軸線Ｌに沿って延在しており、また、下側ノズル８と上側ノズル１０との間の距離を維持することによって、下側ノズル８および上側ノズル１０をそれらの間で接続している。核燃料棒４は、下側ノズル８と上側ノズル１０との間に受け入れられている。

それぞれのガイドチューブ１２は、その上側端部において開口しており、上側ノズル１０を通してガイドチューブ１２の内側に制御バー（図示略）を挿入することを可能にする。そのような制御バーは、原子炉炉心の反応度の制御を可能にし、核燃料集合体２は、原子炉炉心の中に挿入される。

スペーサグリッド１４は、ガイドチューブ１２に沿って分配されており、長手方向軸線Ｌに沿って互いに間隔を離して配置されている。それぞれのスペーサグリッド１４は、ガイドチューブ１２に堅固に固定されており、ガイドチューブ１２は、それぞれのスペーサグリッド１４を通って延在している。

それぞれのスペーサグリッド１４は、核燃料棒４が互いに間隔を離して配置されている構成に核燃料棒４を維持しながら、核燃料棒４を長手方向に支持するように設計されている。核燃料棒４は、好ましくは実質的に規則的な仮想ネットワークのノードに横方向に位置決めされている。

それぞれのスペーサグリッド１４は、たとえば交差する内側プレートおよび周辺ベルトを含み、周辺ベルトは内側プレートを取り囲み、４つの周辺プレート１６によって形成されており、したがって複数のセルを形成している。

それぞれの核燃料棒４を受け入れるように設計されているそれぞれのセルは、一般的に、保定要素を提供されており、保定要素は、核燃料棒４の外側表面と接触し、それを長手方向におよび横断方向に維持する。

それぞれの核燃料棒４を受け入れるためのそれぞれのセルは、少なくとも１つの冷却流体混合ベーンを含むことが可能であり、少なくとも１つの冷却流体混合ベーンは、核燃料集合体２の長手方向軸線Ｌに対してスペーサグリッドから上向きに突き出ており、好ましくはセルに対して斜め上向きにおよび内向きに傾斜している。

それぞれのセルの保定要素は、たとえば少なくとも１つの弾性的なスプリングおよび／または少なくとも１つの剛性のディンプルを含み、それぞれのスプリングは、たとえば１つ以上のディンプルと当接するように核燃料棒４を押すように設計されている。

それぞれのスペーサグリッド１４は、一般的に、周辺ベルトを提供されており、周辺ベルトは、たとえば周辺プレート１６から形成されており、その下側縁部においておよび／またはその上側縁部において突き出ているガイドベーン１８を担持しており、スペーサグリッド１４の中心に向けて傾斜しており、核燃料集合体２のハンドリング動作の間に周囲の物体とともにスペーサグリッド１４をガイドする。

図２を参照すると、介入デバイス２０は、水中の核燃料集合体２に介入するように設計されている。

核燃料集合体２は、原子力発電プラントのプールの中の水体の中に沈められている。たとえば、核燃料集合体２は、水体の中に吊り下げられている。

核燃料集合体２の下側部だけが、図２に見ることができる。スペーサグリッド１４は、図面の明確化のために、図２では省略されている。

介入デバイス２０は、関節式ロボットアーム２２と、ロボットアーム２２によって担持される介入部材２４（このケースでは、クランプ）と、を含む。

ロボットアーム２２は、ベース２６と端末部材２８とを含み、ベース２６は、ロボットアーム２２をサポートの上に固定するために、ロボットアーム２２の一方の端部に位置付けされており、端末部材２８は、ロボットアーム２２の上に介入部材２４を固定するために、ロボットアーム２２の他方の端部に位置付けされている。

ロボットアーム２２は、ベース２６と端末部材２８との間に位置付けされている少なくとも１つのアームセグメント３０、３２を有している。それぞれのアームセグメント３０、３２は、それぞれのアームセグメント軸線Ａ１、Ａ２に沿って細長くなっている。

ロボットアーム２２は、たとえばベース２６と端末部材２８との間に直列に配置されているいくつかのアームセグメント３０、３２を含む。ベース２６に接続されているアームセグメント３０は、ベース２６の上で関節式になっており、それぞれの後続のアームセグメント３２は、先行するアームセグメント３０、３２の上で関節式になっている。

例示的な実施形態では、アームセグメント軸線Ａ１、Ａ２は同一平面上にあり、アームセグメント３０、３２は、ベース２６の上で、およびそれらの間で、別個の平行な回転軸線Ｂ１、Ｂ２の周りのみで関節式になっており、回転軸線Ｂ１、Ｂ２は、アームセグメント軸線Ａ１、Ａ２に対して実質的に垂直になっている。

結果として、アームセグメント３０、３２は、ベース２６に対して固定された変位平面内を移動し、変位平面は、アームセグメント軸線Ａ１、Ａ２によって画定されている。

例示的な実施形態では、それぞれのアームセグメント３０、３２は、少なくとも１２０°にわたって、好ましくは約１８０°にわたって、ベース２６に対して回転可能であるか、またはそれがその上に装着されている他のアームセグメントに対して回転可能である。

このケースでは、ロボットアーム２２は、正確に２つのアームセグメント３０、３２を含み、すなわち、ベース２６の上で関節式になっている近位アームセグメント３０と、近位アームセグメント３０の上で関節式になっており、端末部材２８を担持している遠位アームセグメント３２と、を含む。

近位アームセグメント３０は、単一の回転軸線Ｂ１の周りにベース２６の上で関節式になっており、一方、遠位アームセグメント３２は、単一の回転軸線Ｂ２の周りに近位アームセグメント３０の上で関節式になっており、単一の回転軸線Ｂ２は、ベース２６に対するアームセグメント３０の回転軸線Ｂ１とは別個になっており、それに対して平行になっている。

オプションとして、介入部材２４は、端末部材２８を担持するアームセグメント（このケースでは、遠位アームセグメント３２）に対して、回転軸線Ｂ３の周りに回転して移動可能となるように装着されており、回転軸線Ｂ３は、このアームセグメント３２の延在軸線Ａ２と同軸になっているか、またはそれに対して平行になっている。

好ましくは、アームセグメント３０、３２が、ベース２６に対して、固定された変位平面の中で移動するときに、端末部材２８を担持するアームセグメントに対する介入部材２４の回転軸線は、アームセグメント３０、３２の変位平面の中に位置付けされている。

介入部材２４がロボットアーム２２を使用して位置決めされると、回転軸線Ｂ３の周りでの介入部材２４の回転は、介入部材２４を配向させることを可能にし、核燃料集合体２の中への、たとえば核燃料棒４同士の間への、または下側ノズル８もしくは上側ノズル１０の中への、その挿入を促進させる。

例示的な実施形態では、ロボットアーム２２は、ロボットアーム２２の上に装着されている介入部材２４が３６０°にわたって回転軸線Ｂ３の周りに回転して移動可能となるように構成されている。介入部材２４は、好ましくは角度的な制限なしに回転して可動である。介入部材２４は、いずれかの方向に複数のターンを行うことが可能である。

ロボットアーム２２は、少なくとも１つのアクチュエータ３４、３６、３８を有しており、ロボットアーム２２の移動を制御し、また、随意的に介入部材２４の移動を制御する。このケースでは、ロボットアーム２２は、ベース２６に対する近位アームセグメント３０の配向を制御するためのアクチュエータ３４と、近位アームセグメント３０に対する遠位アームセグメント３２の配向を制御するためのアクチュエータ３６と、を有している。

ロボットアーム２２は、随意的に回転軸線Ｂ３の周りでの介入部材２４の配向を制御するためのアクチュエータ３８を組み込んでいる。アクチュエータ３８は、たとえば介入部材２４を担持するアームセグメント（このケースでは、遠位アームセグメント３２）の中に一体化されており、それは流線形になっている。

図２に図示されている構成において、介入デバイス２０は、並進アセンブリ４２を含み、ロボットアーム２２が並進アセンブリ４２の上に装着されており、並進アセンブリ４２は、ロボットアーム２２を並進方向Ｔ１に並進して移動させるように設計されている。

並進方向Ｔ１は、ロボットアーム２２のアームセグメント３０、３２の移動の平面に対して実質的に垂直になっている。したがって、並進方向Ｔ１は、ベース２６に対するまたは先行するアームセグメントに対する、それぞれのアームセグメント３０、３２の回転軸線Ｂ１、Ｂ２に対して実質的に平行になっている。

並進アセンブリ４２は、アクチュエータ４４を含み、アクチュエータ４４は、並進方向Ｔ１への並進におけるベース２６の移動を制御するように設計されている。このケースでは、アクチュエータ４４は、リニアジャッキ、たとえば油圧ジャッキまたは電気ジャッキである。

並進アセンブリ４２は、ベース４６およびキャリッジ４８を含み、キャリッジ４８は、ベース４６の上に装着され、並進方向Ｔ１にスライドし、アクチュエータ４４は、ベース４６とキャリッジ４８との間に配設されており、ベース４６に対するキャリッジ４８の移動を制御する。

ロボットアーム２２は、キャリッジ４８の上にベース２６を固定することによって、キャリッジ４８の上に装着されている。

並進アセンブリ４２は、ロボットアーム２２を並進して移動させるためのロボット「並進テーブル」を画定している。

図２の構成において、介入デバイス２０は、プールの中に存在するセルの上に配設されるように構成されており、水中に、たとえばストレージセルまたは降下バスケットに核燃料集合体２を受け入れることを意図している。

この目的のために、介入デバイス２０は、サポートベース５０を含み、サポートベース５０は、セルの上側部５２に嵌入するように設計されている。

セルは、一般的にチューブの形態になっており、そのチューブは、垂直方向に延在しており、概して正方形の断面を有している。

サポートベース５０は、セルの上側部５２に垂直方向に嵌入するように設計されている挿入要素５４と、ロボットアーム２２を支持し、挿入要素５４に対して片持ち梁になっているサポート要素５６と、を含む。

挿入要素５４がセルの上側部５２の中へ挿入されると、介入デバイス２０は、それ自身の重量によって適切な場所に保持される。

有利には、介入デバイス２０は、高い位置にある（すなわち、セルの上側部５２が水から出ているときの）降下デバイスのバスケットの上に設置され、介入デバイス２０のドッキングおよび挿入要素５４の挿入を促進させる。次いで、介入デバイス２０が核燃料集合体２に対して所望の高さに配設されるまで、および完全に安全に介入を実施するのに十分な水面高さで配設されるまで、降下デバイスを低下させることによって、同時に任意のパワーケーブルおよび介入デバイス２０のコントロールを沈めることによって、介入デバイス２０は浸漬される。

介入の間に、核燃料集合体２は、たとえばリフティングツールを使用して水の中に吊り下げられている。

図２の構成において、並進アセンブリ４２は、サポートベース５０の上に固定されており、より正確には、サポート部材５６の上に固定されており、ロボットアーム２２は、並進アセンブリ４２の上に固定されている。

オプションとして、並進アセンブリ４２は、いくつかの調節位置に、たとえば離散的な調節位置に、サポートベース５０の上に固定され得、キャリッジ４８の並進方向Ｔ１に対して垂直の並進方向Ｔ２に並進アセンブリ４２の位置を調節することができるようになっている。

これを行うために、サポートベース５０は、たとえば少なくとも１つのレール５８（たとえば、２つのレール５８）を提供されており、それぞれのレール５８は、並進方向Ｔ２に延在しており、レール５８に沿って分配されているいくつかの固定孔部５９を提供されている。

随意的に、介入デバイス２０は、核燃料集合体２から抽出されるデブリを堆積させるための、および核燃料集合体２に対する介入の間に落下する可能性のあるデブリを受け入れるための受容部を含むことが可能である。受容部は、たとえばリム部を提供されたプレート６０の形態で提供され得る。

随意的に、介入デバイス２０はガイドシステム６２を含み、ガイドシステム６２は、核燃料集合体２および介入デバイス２０を互いに対して位置決めするように設計されている。

ガイドシステム６２は、有利には核燃料集合体２に沿って間隔を離して配置された１つ以上のポイントにおいて、核燃料集合体２の側面を支持するように構成されている。

有利には、動作時に、核燃料集合体２は水中に吊り下げられており、独立したリフティングツールに取り付けられている。この構成では、核燃料集合体２に対するガイドシステム６２の支持力は制限されている。実際に、核燃料集合体２は振り子様式で保持されており、それは、ガイドシステム６２の支持力が増加するときには、ガイドシステム６２によって押し戻される。

ガイドシステム６２は、２つの歯を備えたフォークの形態のガイド部材６４を含み、２つの歯は、核燃料集合体２の側面に対して適用されるように設計されており、核燃料集合体２が、２つの歯の間に受け入れられる。

ガイド要素６４は、このケースでは、サポートベース５０に固定されたブラケット６６によって担持されている。

プレート６０は、たとえばノッチを提供されており、ノッチはプレート６０の縁部の中に形成されており、介入デバイス２０および核燃料集合体２の相対的な位置決めを保証するために、核燃料集合体２を受け入れることを意図している。

したがって、介入デバイス２０は、核燃料集合体２に沿って間隔を離して配置された２つのポイントにおいて、核燃料集合体２の上に置かれている。

図３の構成において、介入デバイス２０は、核燃料集合体２の下側ノズル８の下方から介入するように設計されている。

介入デバイス２０には、中間サポート６８が設けられており、中間サポート６８は、垂直方向の固定表面６８Ａを有しており、ロボットアーム２２のベース２６は、この固定表面６８Ａの上に固定されている。

これは、核燃料集合体２に対するロボットアーム２２の配向を修正することを可能にし、したがってロボットアーム２２の作業を促進させる。とりわけ、ロボットアーム２２は、固定表面６８Ａに対して平行に（すなわち、このケースでは、垂直方向に）介入部材２４を移動させることを可能にし、下側ノズル８の中へ介入部材２４を挿入するようになっている。

ここで、中間サポート６８は、並進アセンブリ４２のキャリッジ４８に固定されている。

図３に図示されているように、介入デバイス２０は、除去可能な受容部６９を含み、オペレータは、介入部材２４によって抽出またはカットされたコンポーネントのデブリまたはピースを、除去可能な受容部６９の中に堆積させる。

受容部６９は、回転軸線Ｂ１、Ｂ２の周りのアームセグメント３０、３２の回転によってアクセス可能である。

そのうえ、ノッチが設けられているプレート６０は、長方形または正方形のプレート７０に交換され、長方形または正方形のプレート７０は、核燃料集合体２の下に延在することができ、介入の間に核燃料集合体２から落下するコンポーネントのデブリまたはピースを受け入れるようになっている。

図２の構成に対して、並進アセンブリ４２は、サポートベース５０に対して第２の並進方向Ｔ２にオフセットされているということが留意されるべきである。

図３のデバイスは、とりわけ端末部材２８の回転移動によって、下側ノズル８を部分的に通過したデブリタイプのチップまたはつる巻きばねを引き出すことを可能にする。

図４の構成において、介入デバイス２０は、核燃料集合体２の上側ノズル１０の上部に対する介入のために設計されている。

ロボットアーム２２は、ハンドリングポール７１の下側端部に装着されており、ハンドリングポール７１は、処置がその中で実施されている水体の表面から操作され得る。

ベース２６は、ここでは下向きに面する固定表面７２の上に固定されている。固定表面７２は、−６０°から＋６０°の間の角度で、好ましくは−３０°から＋３０°の間の角度で、水平方向の平面に対して傾斜している。そのような固定は、上側ノズル１０の中に介入するように、とりわけ上側ノズル１０の縁部の下に介入するように、ロボットアーム２２を配向させることを可能にする。固定表面７２の形状および、とりわけ傾斜の角度は、必要に応じて適合され得る。

ロボットアーム２２は、好ましくはいくつかの相互交換可能な介入部材を受け入れるように設計されている。とりわけ、ロボットアーム２２の端末部材２８は、それぞれの介入部材の除去可能な取り付けのために設計されている。

異なる介入部材２４が、図５から図８に示されている。

それぞれの介入部材２４は、ロボットアーム２２の端末部材２８の上に介入部材を固定するための固定システム７４を提供されている。固定システム７４は、たとえばバヨネットタイプのものであり、軸線に沿った並進によって、次いでこの軸線の周りの回転によって、介入部材２４の固定を可能にする。

他の実施形態では、介入部材２４の固定システムは、たとえばほぞおよびほぞ穴、ダブテール、もしくはボールピンタイプなどの機械的なアセンブリ、またはねじ接続であることが可能である。

図５に示されている介入部材はクランプ７６であり、クランプ７６は、核燃料集合体２の核燃料棒４同士の間に位置付けされているデブリを把持するように設計されている。

クランプ７６は、延在方向Ｅへの細長いブレードの形態の第１のジョー７８および第２のジョー８０を含む。第１のジョー７８および第２のジョー８０は、それらの間に把持スペース８２を画定している。

第１のジョー７８および第２のジョー８０は、互いに対して移動可能であり、デブリを把持または解放するために把持スペース８２の寸法を変化させるようになっている。

第１のジョー７８は、湾曲した端部部分８４を有している。把持スペース８２は、湾曲した端部部分８４と第２のジョー８０の端部との間に画定されている。

第１のジョー７８および第２のジョー８０は、それらの長さの方向に（すなわち、延在方向Ｅに沿って）互いに対して移動可能であり、デブリを把持または解放するために把持スペース８２の寸法を変化させる。

例示的な実施形態では、第１のジョー７８は固定されており、第２のジョー８０は、その長さの方向に（すなわち、延在方向Ｅに）並進して移動可能である。

ここで、クランプ７６は、リニアアクチュエータ８６を有しており、リニアアクチュエータ８６は、第１のジョー７８および第２のジョー８０が互いに対して移動するように配置されており、このケースでは、第１のジョー７８に対して第２のジョー８０を移動させるように配置されている。

湾曲した端部部分８４には、丸みを帯びた縁部８４Ａが設けられており、丸みを帯びた縁部８４Ａは、クランプ７６の最も前進した端部を構成している。この丸みを帯びた縁部８４Ａは、核燃料棒４同士の間へのクランプ７６の挿入の間の、核燃料棒４への損傷を防止する。

クランプ７６は、低い把持力を有しており、とりわけ到達困難なエリアの中に（核燃料棒束４の中に、核燃料棒４とエンドピース８、１０との間に、スペーサグリッド１４の中に、またはエンドピース８、１０の隠れたエリアの中に、たとえばリム部の下に）位置付けされている小さいデブリまたはデブリを除去するのに有利である。

また、図６に図示されている介入部材２４は、クランプ８８である。それが、レバーの形態の第１のジョー９０および第２のジョー９２を有しており、互いに平行になっているそれぞれの回転軸線Ｍ１、Ｍ２の周りに回転するように装着されており、第１のジョー９０および第２のジョー９２の把持端部９０Ａ、９２Ａを分離するかまたは一つにまとめるようになっているという点において、それは図５のものとは異なっている。

第１のジョー９０および第２のジョー９２は、さらに短くなっており、それらの把持端部９０Ａ、９２Ａは尖っている。このクランプ８８は、その抽出により大きいクランピング力を必要とするデブリを抽出することを可能にし、または、たとえば核燃料集合体２のスペーサグリッド１４の周辺プレート１６の一部分（とりわけ、ガイドベーン１８）を局所的に曲げることを可能にし、それがそのオリジナルの幾何学形状を取り戻すようになっている。

クランプ８８は、クランプ８８の開閉を制御するためのリニアアクチュエータ９４を有しており、伝達機構９６によってジョー９０、９２に接続されており、伝達機構９６は、アクチュエータ９４の線形運動を第１のジョー９０および第２のジョー９２の両方の回転運動に変換するように設計されている。

伝達機構９６は制御ロッド９８を含み、制御ロッド９８は延在方向Ｅに沿って並進して移動可能であり、それぞれの接続ロッド９９によって、ジョーの把持端部の反対側の第１のジョー９０および第２のジョー９２の両方の端部に接続されている。

図７に図示されている介入部材２４は、クランプ１００である。それは、切断のために設計されている第１のジョー１０２および第２のジョー１０４の形状によって、図６のものとは異なっている。第１のジョー１０２および第２のジョー１０４の端部１０２Ａおよび１０４Ａは、刃先の形態になっている。クランプ１００は、切断クランプである。

有利には、クランプ１００には、把持デバイス１０６が設けられており、把持デバイス１０６は、切断の前におよび切断の後に、カットされることとなる要素を保持するように設計されており、したがって、切断後のピースの分散を回避する。

把持デバイス１０６は、たとえば弾性的なガスケット１０８、１１０を含み、弾性的なガスケット１０８、１１０は、ジョー１０２、１０４の上に配置されており、切断されることとなる要素を一体にクランプする。

弾性的なガスケット１０８、１１０は、たとえば（たとえばＥｌａｄｉｐ（登録商標）タイプの）エラストマー材料から作製されている。

このクランプ１００は、デブリを切断および抽出することを可能にし、局所的な構成を所与として、単一のピースでの中のその抽出は不可能である。またそれは、たとえば核燃料集合体２のスペーサグリッド１４の周辺プレート１６の一部分（とりわけ、ガイドベーン１８）（それにそのオリジナルの幾何学形状を取り戻させることが可能でないとき）、またはハンドリングの間の局所的な引き裂きの結果としてのオーバーフローに続くスペーサグリッド１４の一部分を局所的に切断することを可能にする。

図８に図示されている介入部材２４は吸引部材１１２であり、吸引部材１１２は吸引カニューレ１１４を有しており、吸引カニューレ１１４は、吸引パイプ１１６を介して吸引および濾過デバイス１１８に流体接続されている。デブリは、吸引および濾過デバイス１１８によって保持される。デブリとともに吸い上げられたプールからの水は、吸引および濾過デバイス１１８の出口部においてプールの中へ吐出される。

このケースでは、吸引および濾過デバイス１１８は、吸引部材１１２の中へ一体化されている。変形例として、吸引および濾過デバイス１１８は、吸引部材１１２に対してオフセットされ得、たとえばプール水の自由表面の近くに位置付けされている。吸引および濾過デバイス１１８は、次いでパイプによって吸引部材１１２に流体接続されている。

図５のクランプ７６と同様に、この吸引部材１１２は、アクセスすることが困難なエリアの中に位置付けされている小さいデブリまたはデブリを回収することができる（このデブリが核燃料集合体２の中に固く詰まっていない限りにおいて）。

図２から図４に図示されているように、介入デバイス２０は、随意的にカメラ１２０を含み、カメラ１２０は、ロボットアーム２２の上に装着されており、介入エリアを撮影するようになっている。ロボットアーム２２によって担持されている介入部材２４は、カメラ１２０の軸線の中に位置付けされている。カメラ１２０は、たとえば、端末部材２８を担持するアームのセグメント（このケースでは、遠位アームセグメント３２）に固定されており、横断方向のフィールドをカバーしている（すなわち、並進方向Ｔ１に沿って）。

有利には、介入デバイス２０は第２のカメラ１２２を含み、第２のカメラ１２２はブラケット６６の上に装着されており、別の角度から介入エリアを撮影するようになっている。図２および図３に図示されているように、カメラ１２２は、長手方向軸線Ｌに沿ってフィールドをカバーしている。

カメラ１２０、１２２は、オペレータが介入エリアをより良好に見ることを可能にすることによって、介入デバイス２０の遠隔制御を促進させる。

好ましくは、それぞれのアクチュエータ３４、３６、３８、４４、８６、９４はモータであり、モータのパワーは電子的に制限されており、核燃料集合体２の要素に印加され得る押し引きする力を制限するようになっている。

有利には、アクチュエータ８６、９４は、電気的な故障の場合にはクランプ７６、８８、１００が開き、介入デバイス２０が核燃料集合体２の中に詰まるリスクを回避するように設計されている。

図２の中では見ることができるが図３には示されていない戻りケーブル１２４は、並進方向Ｔ２に戻り力が働くことを可能にし、要素故障の場合に核燃料２の組み立てに従事している介入部材２４の引き抜きを確実にする。

このケースでは、戻りケーブル１２４は、並進アセンブリ４２（または、並進テーブル）に作用するように配置されている。

本発明の介入デバイスは、核燃料集合体からデブリを抽出する動作、および核燃料集合体のコンポーネントの幾何学形状を再構成する動作を促進させる。ロボットアームは、ロボットアームによって担持されているクランプまたは吸引カニューレを位置決めおよび作動させるために、容易に遠隔から制御され得る。ロボットアームは、必要とされる介入のための介入ツールの適正な位置決めのために十分な自由度を有している。必要な場合には、アームセグメントを追加すること、および／または追加的な自由度が必要とされる場合には、回転もしくは並進の軸線を追加することが可能である。

ロボットアームは、ポールの端部の上に担持されて手動で動作させられるツールと比較して、介入ツールのより容易な位置決めおよび制御を可能にする。これは、核燃料集合体および、とりわけ燃料棒、および／またはスペーサグリッドの中に核燃料棒を保持する要素に損傷を与えるリスクを制限する。

介入デバイスは、さまざまな介入（たとえば、核燃料棒同士の間に詰まったデブリの抽出、下側ノズル、スペーサグリッド、および／または上側端部の下または上のデブリの抽出、たとえばガイドベーンを折り曲げることによって、または切り取ることによって、スペーサグリッドをリセットすること）を実施するように容易に構成可能である。

介入デバイスは、ひどく詰まったデブリの除去のための十分な把持力の発生を可能にし、また、デブリを切断するために、たとえばより容易にそれを除去するために、ワイヤーカッタの使用を可能にする。また、ワイヤーカッタは、原子炉を動作させるときまたは核燃料集合体をハンドリングするときに他のパーツに損傷を与える可能性があるパーツの変形させられた部分をカットするために使用され得る。

介入デバイスは、たとえばロボットアームを遠隔から制御する単一のオペレータによって、容易に実装され得る。

2 核燃料集合体
4 核燃料棒束、核燃料棒
6 サポートフレームワーク
8 下側ノズル
10 上側ノズル
12 ガイドチューブ
14 スペーサグリッド
16 周辺プレート
18 ガイドベーン
20 介入デバイス
22 関節式ロボットアーム
24 介入部材
26 ベース
28 端末部材
30 アームセグメント
32 アームセグメント
34 アクチュエータ
36 アクチュエータ
38 アクチュエータ
42 並進アセンブリ
44 アクチュエータ
46 ベース
48 キャリッジ
50 サポートベース
52 上側部
54 挿入要素
56 サポート要素、サポート部材
58 レール
59 固定孔部
60 プレート
62 ガイドシステム
64 ガイド部材、ガイド要素
66 ブラケット
68 中間サポート
68A 固定表面
69 受容部
70 プレート
71 ハンドリングポール
72 固定表面
74 固定システム
76 クランプ
78 第1のジョー
80 第2のジョー
82 把持スペース
84 湾曲した端部部分
84A 丸みを帯びた縁部
86 アクチュエータ
88 クランプ
90 第1のジョー
90A 把持端部
92 第2のジョー
92A 把持端部
94 アクチュエータ
96 伝達機構
98 制御ロッド
99 接続ロッド
100 クランプ
102 第1のジョー
102A 端部
104 第2のジョー
104A 端部
106 把持デバイス
108 弾性的なガスケット
110 弾性的なガスケット
112 吸引部材
114 吸引カニューレ
116 吸引パイプ
118 吸引および濾過デバイス
120 カメラ
122 第2のカメラ
124 戻りケーブル
A1、A2 アームセグメント軸線
B1、B2、B3 回転軸線
E 延在方向
F 冷却流体が流れる垂直方向
L 長手方向軸線
M1、M2 回転軸線
T1、T2 並進方向

Claims (15)

1. 水中に配置されている核燃料集合体（２）のための介入デバイスであって、前記介入デバイスは、関節式ロボットアーム（２２）と、介入部材（２４）と、を含み、前記関節式ロボットアーム（２２）は、固定するためのベース（２６）と、端末部材（２８）と、前記ベース（２６）を前記端末部材（２８）に接続した少なくとも１つのアームセグメント（３０、３２）と、を含み、前記介入部材（２４）は、前記端末部材（２８）に担持されており、前記介入部材（２４）は、前記核燃料集合体（２）に作用するように設計されている、介入デバイス。
2. 前記ロボットアーム（２２）は、前記ベース（２６）の上で関節式になっているアームセグメント（３０）と、前記ベース（２６）に対して前記アームセグメント（３０）を移動させるように設計されているアクチュエータ（３４）と、を有している、請求項１に記載の介入デバイス。
3. 前記ロボットアーム（２２）は、それらの間で関節式になっている少なくとも２つのアームセグメント（３０、３２）と、それぞれのアームセグメント（３０、３２）を互いに対して回転させるように設計されているアクチュエータ（３６）と、を有している、請求項１または２に記載の介入デバイス。
4. 前記ロボットアーム（２２）は、一体に関節式になっている正確に２つのアームセグメント（３０、３２）を有しており、一方の前記アームセグメントは、前記ベース（２６）の上で関節式になっており、他方の前記アームセグメントは、前記端末部材（２８）を担持している、請求項３に記載の介入デバイス。
5. 前記端末部材（２８）を担持した前記アームセグメント（３２）は、前記アームセグメントの軸線（Ａ２）に沿って延在しており、前記介入部材（２４）は、回転軸線（Ｂ３）の周りにおいてこのアームセグメント（３２）に対して回転して移動可能であり、前記回転軸線（Ｂ３）は、前記アームセグメントの軸線（Ａ２）と略同軸になっているか、または平行になっている、請求項１から４のいずれか一項に記載の介入デバイス。
6. 前記介入部材（２４）は、前記核燃料集合体（２）のデブリまたはコンポーネントを捕獲するように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の介入デバイス。
7. 前記介入部材（２４）は、前記核燃料集合体（２）のデブリまたはコンポーネントを変形させるように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の介入デバイス。
8. 前記介入部材（２４）は、前記核燃料集合体（２）のデブリまたはコンポーネントを切断するように構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の介入デバイス。
9. 前記介入部材（２４）は、互いに対して移動可能な２つのジョーを有するクランプ（７６、８８、１００）である、請求項１から８のいずれか一項に記載の介入デバイス。
10. 前記２つのジョーは延在方向（Ｅ）に延在しており、前記介入部材（２４）は、回転軸線（Ｂ３）の周りに、前記端末部材（２８）を担持した前記アームセグメント（３２）に対して回転して移動可能であり、前記回転軸線（Ｂ３）は、前記延在方向（Ｅ）に対して略平行になっている、請求項９に記載の介入デバイス。
11. 前記介入部材（２４）はデブリを吸い上げるように設計されており、吸引および濾過デバイス（１１８）に接続された吸引カニューレ（１１４）を含んでいる、請求項６に記載の介入デバイス。
12. 前記介入デバイスはサポートベース（５０）を含み、前記ロボットアーム（２２）は、少なくとも１つの並進方向（Ｔ１）に前記サポートベース（５０）に対して並進して移動可能となるように装着されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の介入デバイス。
13. 前記介入デバイスはアクチュエータ（４８）を含み、前記アクチュエータ（４８）は、少なくとも１つの並進方向（Ｔ１）に前記サポートベース（５０）に対して並進して前記ロボットアーム（２２）を移動させるように設計されている、請求項１２に記載の介入デバイス。
14. 前記サポートベース（５０）は、核燃料集合体（２）を受け入れるためにセルの上側部（５２）に嵌入するように構成されている、請求項１２または１３に記載の介入デバイス。
15. いくつかの相互交換可能な介入ツール（２４）を含んでいる、請求項１から１４のいずれか一項に記載の介入デバイス。

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