JP2505567B2 - 燃料集合体内挿物の把持用グリッパ及びそれを含む取扱工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、原子炉用燃料集合体の内挿物を原子炉キャ
ビィテイー又は燃料取扱建屋プール内において取り替え
る際に同内挿物を把持するためのグリッパに関し、ま
た、このグリッパを含む燃料集合体内挿物の取扱工具に
関するものである。

［従来の技術］ 原子炉の燃料集合体には、周知のように、制御棒クラ
スタ、可燃性毒物棒アセンブリ又はシンブルプラグアセ
ンブリ等のいわゆる内挿物が挿入されている。

原子力発電プラントの定期検査の際、原子炉から取り
出された燃料集合体は、原子炉格納容器に隣接する燃料
取扱建屋内の使用済み燃料ピットに配設された使用済み
燃料ラックに移送され、そこに貯蔵される。貯蔵中、燃
料集合体内の内挿物は、使用済み燃料ピットの上方を走
行するピットクレーンに吊り下げられた取扱工具のグリ
ッパにより把持されて取り出され、そしてこの燃料集合
体には別の内挿物が挿入され、このようにして内挿物の
シャフリング、即ち入れ替えが行われる。

第14図及び第15図は制御棒クラスタの概要を示してお
り、符号１で総括的に示された制御棒クラスタは、上部
にグリッパ結合部２、下部に放射状の複数のベーン３を
有する制御棒スパイダ４と、各ベーン３から垂下する制
御棒５とから構成されており、制御棒５は燃料の全長と
ほぼ等しい長さを有する。

第16図及び第17図は可燃性毒物棒アセンブリ６の概要
を示しており、この可燃性毒物棒アセンブリ６の軸７の
上部には保持用のホールドダウンバー８があり、下部に
は取付板９があり、この取付板９に複数の可燃性毒物棒
10が垂下して取り付けられている。可燃性毒物棒10の長
さは上述の制御棒５と同様に燃料の全長とほぼ等しい。

第18図及び第19図は、シンブルプラグアセンブリ11の
概要を示しており、軸12の上部には保持用のホールドダ
ウンバー13が設けられ、下部には取付板14があって、複
数のシンブルプラグ15を支持している。シンブルプラグ
15は燃料内の流路調節用で短尺である。

ここで、第15図、第17図及び第19図を比較すると分か
るように、可燃性毒物棒アセンブリ６及びシンブルプラ
グアセンブリ11の軸上部にあるグリツパ結合部もしくは
ホールドダウンバー８、13は同一の形状であるので、同
一のグリッパにより把持できるが、これ等のグリッパ結
合部は第15図に示された制御棒クラスタ１のグリッパ結
合部２とは異なるので、制御棒クラスタ用グリッパで可
燃性毒物棒アセンブリ６及びシンブルプラグアセンブリ
11を把持することはできない。

また、前述のように、シンブルプラグアセンブリ11の
シンブルプラグ15は短尺であるから、グリツパを共用す
ることができても、同グリッパが取り付けられる取扱工
具は別のものにならざるを得ない。

［発明が解決しようとする課題］ 結局、従来の技術によると、内挿物毎に３種類の取扱
工具を使い分けねばならず、内挿物のシャフリングを行
うのに煩わしい手数と長い時間とを要していた。

従って、本発明の目的は、どんな内挿物にも適応して
把持可能なグリッパを提供すること、及びそのようなグ
リッパの使用を可能にする取扱工具を提供することであ
る ［課題を解決するための手段］ 上述の目的から、本発明によると、燃料集合体内挿物
の把持用グリッパは、中空の本体部と、前記本体部の下
端に相対的に回転自在に配設された底部開放のグリッパ
内筒及びグリッパ外筒と、該グリッパ内筒内で前記本体
部の下端に配設された第１把持部と、前記グリツパ内筒
及び前記グリッパ外筒の下縁部に形成された第２把持部
と、前記本体部を貫いて延びると共に、前記第１把持部
及び前記第２把持部を作動可能な操作棒とを備え、該操
作棒の操作により異なる種類の内挿物を前記第１把持部
又は前記第２把持部で把持可能としている。

また、本発明によると、上記のような新規なグリッパ
の使用を可能とするために、燃料集合体内挿物の取扱工
具は、上端に吊り金具を有する連結管と、該連結管に連
結されたフレーム構造と、該フレーム構造内に昇降可能
に支持されると共に、複数枚のガイドプレートを内部に
有するガイドチユーブと、一端で前記吊り金具に接続さ
れ、他端で前記グリッパを前記ガイドチューブ内に垂下
支持する支持部材と、前記フレーム構造の所定位置に設
けられ、前記ガイドチューブを前記フレーム構造内の所
定位置にロック可能なロック部材と、前記フレーム構造
の下端に設けられた案内・位置決め部材と、前記グリッ
パに設けられ、該グリッパを前記ガイドチューブに連結
可能な連結機構と、前記フレーム構造の下端内に設けら
れたガイド機構とを備えており、前記ガイドチューブの
ガイドプレートが前記グリッパと、内挿物のうちの制御
棒クラスタとの案内機能を有し、前記ガイド機構が、内
挿物のうちの可燃性毒物棒アセンブリ及びシンブルプラ
グアセンブリの案内機能を有するように構成されてい
る。

［作用］ 内挿物には３種、即ち制御棒クラスタと、可燃性毒物
棒アセンブリと、シンブルプラグアセンブリとがある。
本発明によるグリッパはこれ等の内挿物のいずれにも選
択的に係合可能に構成されている。

即ち、第１把持部は、制御棒クラスタ把持用であり、
操作棒の操作態様に応じて作動し、制御棒クラスタのグ
リッパ結合部に係合し、制御棒クラスタを把持する。第
２把持部は、可燃性毒物棒アセンブリ及びシンブルプラ
グアセンブリ用であり、操作棒の操作によりグリッパ内
筒及び外筒が相対的に回動し、そこに形成された切欠き
が可燃性毒物棒アセンブリ又はシンブルプラグアセンブ
リのホールドダウンバーに係合し、把持する。このよう
にして、２種の把持部を有するグリツパによりどの内挿
物でも把持される。

かかるグリッパを含む本発明の取扱工具においては、
制御棒クラスタを取り扱う場合、連結機構の作動を解除
してグリツパとガイドチューブとの係合を外しておくの
で、ガイドチューブはフレーム構造の下方部位にある。
ガイド機構には制御棒クラスタの案内機能はない。この
状態で上述のグリッパを操作して第１把持部により制御
棒クラスタを把持し昇降させれば、同制御棒クラスタは
ガイドチユーブのガイドプレートで案内され、円滑に取
り扱われる。

内挿物が可燃性毒物棒アセンブリ又はシンブルプラグ
アセンブリの場合には、グリッパの第２把持部がガイド
チューブから下方に突き出る状態にして、ガイドチュー
ブをグリッパに連結させておき、ガイドチューブの案内
機能を不作動としておく。そして、内挿物のガイドは、
ガイド機構に分担させる。

以上のようにして、本発明の取扱工具は、内挿物が制
御棒クラスタ、可燃性毒物棒アセンブリ及びシンブルプ
ラグアセンブリのどれであっても、同内挿物をグリッパ
の交換なしに取り扱うことができる。

［実施例］ 次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照
して詳細に説明するが、図中、同一符号は同一又は対応
部分を示すものとする。

第１図〜第５図を参照すると、特に第１図には、本発
明によるグリッパの好適な実施例が符号16で総括的に示
されている。このグリッパ16の本体部は、アダプタ18を
介して一体に接続された上側のハウジング17と下側の案
内管19とからなり、操作棒20が本体部の中心を軸方向に
貫通している。該操作棒20の中間にはピストン21が固着
され、下端にはばね受け22が固着されている。

また、案内管19の下端部の外周にはグリッパ内筒23が
固着され、その外側にはグリッパ外筒24が円周方向に摺
動可能に嵌合している。

圧縮コイルばね28を受けるばね受け22の下端からは棒
状の操作部22aが垂下しており、案内管19の下端にはピ
ン26により枢支された複数（実施例では３個）のつめ
（第１把持部）25が取り付けられている。つめ25はグリ
ッパ内筒23内で上述の操作部22aを囲んでいる。

第４図に最も良く示すように、グリッパ内筒23の上部
の両側に縦方向のスリット23aが形成されており、ま
た、案内管19にも同様のスリット19aが形成されてい
る。一方、グリッパ外筒24の上部の両側には傾斜したス
リット24aが設けられていて、ピン27がこれ等のスリッ
ト19a、23a、24aとばね受け22に形成された穴とを貫通
している。また、グリッパ内筒23及び外筒24の下縁部に
は、それぞれ切欠き（第２把持部）23b、24bが形成され
ている。切欠き24bはフック部24cを有する。

操作棒20は、通常、圧縮コイルばね28により押し下げ
られているが、連結管29に連結したパイプから加圧流体
をピストン21の下側に供給して操作棒20を上方に移動さ
せると、ピン27も前述のスリツトに沿って上方に移動す
る。その際、グリッパ外筒24に形成されたスリット24a
が他のスリットに関して傾斜しているために、グリッパ
外筒24は回転し、例えば第４図に示すＫ点がＫ′点まで
移動する。

ピストン21の下側の加圧流体を排出すれば、圧縮コイ
ルばね28の力で操作棒20及びばね受け22は押し下げら
れ、グリッパ外筒24は逆方向に回転してＫ′点がＫ点ま
で移動し、切欠き24bは第４図の２点鎖線位置から実線
位置まで移動する。２点鎖線位置においては切欠き23
b、24bの角度位置はほぼ整列していて、後述するように
内挿物を受け入れることができ、実線位置では、切欠き
23b、24bの角度位置がずれて、切欠き24bのフック部24c
が切欠き23bと協働して内挿物の把持スペースを画成す
るように構成されている。。

即ち、上述のグリッパ16により第16図及び第17図に示
した可燃性毒物棒アセンブリ６又は第18図及び第19図に
示したシンブルプラグアセンブリ11を把持する場合、第
７図から了解されるように、グリッパ16を切欠き23b、2
4bが整列した２点鎖線の状態で可燃性毒物棒アセンブリ
又はシンブルプラグアセンブリのホールドダウンバー
（第16図〜第19図参照）の上に止めた後、下方に下げる
と、切欠き23b、24bが整列しているので、ホールドダウ
ンバーはその中に入る。その後、グリッパ外筒24をグリ
ッパ内筒23に関して回転させれば、中に入ったホールド
ダウンバーはグリッパ内筒23の切欠き23bとグリッパ外
筒24の切欠きのフック部24cとにより囲まれた形とな
り、グリッパ16を上昇させれば可燃性毒物棒アセンブリ
又はシンブルプラグアセンブリが把持される。

第14図及び第15図の制御棒クラスタ１を把持する場合
には、先ず、操作棒20を上昇させれば操作部20aも上昇
するので、同操作部20aによりつめ25の上端が半径方向
の外方に押されて、つめ25の下端側が半径方向内方に閉
じる。この段階でグリッパ16を下方に移動させれば、第
６図からも了解されるように、つめ25の下端部が制御棒
クラスタ１の軸４に形成された穴4aに挿入される。次
に、操作棒20を下げて操作部20aでつめ25の下端内側を
押せば、つめ25の下端部が開いて第６図に示すように穴
4aに嵌合し、かくして制御棒クラスタ１を把持すること
ができる。

尚、上述のグリッパ16はこれら説明する取扱工具内に
収容されるが、グリッパ16の上下動を円滑にするため
に、ハウジング17には、同ハウジング17を対称として２
枚の取付板30を固着し、その先端にローラ31を回転自在
に取り付けて、取扱工具に対するグリッパ16の上下動を
案内することが好ましい。また、取付板30の下方でハウ
ジング17から放射状に延びた４枚の案内羽根32は、取扱
工具に対するグリッパ16の回転を防ぐために設けられて
いる。

次に、上述のグリッパ16を収容した取扱工具55につい
て、第８図〜第13図を参照して説明すると、特に第８図
及び第10図において、取扱工具55の本体は、隅部に複数
本（実施例では４本）のガイドレール40が固着されたフ
レーム（フレーム構造）33と、その中の中空連結管34と
からなり、連結管34の上端に固着された台板35上に適宜
の駆動装置36及び吊り金具37が設けられている。フレー
ム33の下端から下方に延出しているのは、取扱工具55を
燃料集合体（図示せず）の上に案内し位置決めするため
の案内・位置決め部材、即ちガイドピン38及び位置決め
ピン39である。

また、フレーム33内にはガイドチューブ41が挿入され
ており、同ガイドチューブ41の外側隅部には、実施例で
は各隅部に２個づつ、合計８個のローラ42が回転自在に
取り付けられており、ガイドチューブ41は、これ等のロ
ーラ42により上述のガイドレール40に沿って案内され、
フレーム33内を上下するが、通常は、フレーム33に取り
付けられたロック用シリンダ（ロック部材）43によりフ
レーム33に関して所定位置に固定されている。ガイドチ
ューブ41内には、第12図に最も良く示すようなパターン
のスリットが形成された複数枚のガイドプレート44が、
第１図から了解されるように、外部側方から挿入されて
いる。

第１図〜第７図に関連して説明したグリッパ16は、ワ
イヤロープ（支持部材）46でフレーム33内に吊り下げら
れ、駆動装置36のウインチにより上下される。その際、
第１図に示したグリッパ16の案内羽根32が前述のガイド
プレート44により案内され、グリツパ16の回転が防止さ
れ、取付板30に設けたローラ31がガイドレール40に案内
されて、グリッパ16が円滑に上下する。また、ガイドチ
ューブ41には２組のガイドチューブ・グリッパ連結機構
47（第10図参照）が設けられており、同連結機構47を遠
隔操作により作動してガイドチューブ41を選択的にグリ
ッパ16に連結することができる。ガイドチューブ41は、
グリッパ16に連結された時、グリッパ16と共に上下する
ことができる。

更に、フレーム33の下部には、可燃性毒物棒アセンブ
リのガイド機構48が設けられている。該ガイド機構48
は、４枚のスリット付きガイドサポート49と、軸51と、
軸受52と、リンク機構53と、操作用シリンダ50とからな
り、各操作シリンダ50は対峙する対のガイドサポート49
を互いに離反及び接近させるように開閉させ、閉じた時
（第11図の状態）、ガイドサポート49に形成されたスリ
ットが組み合わさって、取扱工具中の可燃性毒物棒アセ
ンブリ又はシンブルプラグアセンブリを４枚のガイドサ
ポート49によりサポートする。ガイドサポート49が開い
た時には、第２図に示すようにガイドチューブ41をフレ
ーム33の下端に降ろすことができる。

次に、上述の取扱工具55による内挿物の取り扱いにつ
いて説明する。

第８図は、可燃性毒物棒アセンブリ又はシンブルプラ
グアセンブリを取り扱う状態を示している。取扱工具55
は吊り金具37により使用済み燃料ピットクレーン（図示
せず）で吊り下げられ、使用済み燃料ラック内の燃料集
合体の上に運ばれ、ガイドピン38及び位置決めピン39で
その上に位置決めされる。シリンダ50によりガイド機構
48のガイドサポート49を開いてグリッパ16を燃料集合体
に接近させ、その中の可燃性毒物棒アセンブリ又はシン
ブルプラグアセンブリを把持する。ガイドチューブ41及
びグリッパ16は連結されて上昇し、可燃性毒物棒アセン
ブリ又はシンブルプラグアセンブリを燃料集合体から引
き抜くが、その途中で、ガイドサポート49を閉じて、該
ガイドサポート49で可燃性毒物棒アセンブリ又はシンブ
ルプラグアセンブリを挟んで動揺しないようにサポート
し、完全に引き抜いた後、前述したピットクレーンで移
送する。可燃性毒物棒アセンブリ又はシンブルプラグア
センブリを燃料集合体に挿入する時は前記とは逆の操作
を行う。

第９図は制御棒クラスタ（第14図及び第15図参照）を
取り扱う場合の状態を示している。シリンダ50によりガ
イド機構48のガイドサポート49を開き、ガイドチューブ
41をフレーム33の下端へ降ろす。取扱工具55を燃料集合
体の上に運び、グリッパ16で制御棒クラスタを把持して
燃料集合体から引き抜いてガイドチューブ41内に吊り入
れ、該ガイドチューブ41のガイドプレート44により制御
棒を案内・支持した状態で制御棒クラスタが移送され
る。制御棒クラスタを燃料集合体に挿入する場合は逆の
操作を行う。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、グ
リッパは、どの内挿物にも使用できるので、内挿物の種
類に応じて取り替える必要のない取扱工具の設計が可能
となり、このグリッパを使用した単一の取扱装置によ
り、内挿物のどれでも取り扱うことができるので、内挿
物の入れ換えのシャフリング作業に要する時間を短縮す
ることができ、且つシャフリング作業の自動化が可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のグリッパを一部破断して示す縦断面
図、第２図は、第１図の平面図、第３図は、第１図のII
I−III線に沿う断面図、第４図は、第１図のグリッパの
本体部下端の詳細図、第５図は、第４図の底面図、第６
図は、第１図のグリッパの第１把持部により制御棒クラ
スタを把持した状態を示す部分断面図、第７図は、第１
図のグリツパの第２把持部により可燃性毒物棒アセンブ
リ又はシンブルプラグアセンブリを把持した状態を示す
部分断面図、第８図は、第１図のグリッパを備えた本発
明の取扱工具の可燃性毒物棒アセンブリ又はシンブルプ
ラグアセンブリの取り扱い時の概略立面図、第９図は、
第１図のグリッパを備えた本発明の取扱工具の制御棒ク
ラスタ取り扱い時の概略立面図、第10図は、第８図のＸ
−Ｘ線に沿う断面図、第11図は、第８図のXI−XI線に沿
う断面図、第12図は、第９図のXII−XII線に沿う断面
図、第13図は、第９図の底面図、第14図及び第15図は、
制御棒クラスタの平面図と側面図、第16図及び第17図
は、可燃性毒物棒アセンブリの平面図と側面図、第18図
及び第19図は、シンブルプラグアセンブリの平面図と側
面図である。 １……制御棒クラスタ（内挿物） ６……可燃性毒物棒アセンブリ（内挿物） 11……シンブルプラグアセンブリ（内挿物） 16……グリッパ、17……ハウジング（本体部） 19……案内管（本体部）、20……操作棒 23……グリッパ内筒、24……グリッパ外筒 23b、24b……切欠き（第２把持部） 25……つめ（第１把持部） 33……フレーム構造、34……連結管 37……吊り金具 38……ガイドピン（案内・位置決め部材） 39……位置決めピン（案内・位置決め部材） 41……ガイドチューブ 44……ガイドプレート 43……ロック用シリンダ（ロック部材） 46……ワイヤロープ（支持部材） 47……連結機構、48……ガイド機構 55……取扱工具

フロントページの続き (72)発明者 吉田 和豊 兵庫県神戸市兵庫区和田宮通７丁目１番 14号 西菱エンジニアリング株式会社内

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空の本体部と、前記本体部の下端に相対
   的に回転自在に配設された底部開放のグリッパ内筒及び
   グリッパ外筒と、該グリッパ内筒内で前記本体部の下端
   に配設された第１把持部と、前記グリツパ内筒及び前記
   グリッパ外筒の下縁部に形成された第２把持部と、前記
   本体部を貫いて延びると共に、前記第１把持部及び前記
   第２把持部を作動可能な操作棒とを備え、該操作棒の操
   作により異なる種類の内挿物を前記第１把持部又は前記
   第２把持部で把持可能とした、燃料集合体内挿物の把持
   用グリッパ。
2. 【請求項２】請求項１に記載の把持用グリッパを含む取
   扱工具であって、上端に吊り金具を有する連結管と、該
   連結管に連結されたフレーム構造と、該フレーム構造内
   に昇降可能に支持されると共に、複数枚のガイドプレー
   トを内部に有するガイドチューブと、一端で前記吊り金
   具に接続され、他端で前記グリッパを前記ガイドチュー
   ブ内に垂下支持する支持部材と、前記フレーム構造の所
   定位置に設けられ、前記ガイドチューブを前記フレーム
   構造内の所定位置にロック可能なロック部材と、前記フ
   レーム構造の下端に設けられた案内・位置決め部材と、
   前記グリッパに設けられ、該グリッパを前記ガイドチュ
   ーブに連結可能な連結機構と、前記フレーム構造の下端
   内に設けられたガイド機構とを備え、前記ガイドチュー
   ブのガイドプレートが前記グリッパと、内挿物のうちの
   制御棒クラスタとの案内機能を有し、前記ガイド機構
   が、内挿物のうちの可燃性毒物棒アセンブリ及びシンブ
   ルプラグアセンブリの案内機能を有する、燃料集合体内
   挿物の把持用グリッパを含む取扱工具。