JP2551419B2 - 加圧水型原子炉装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は選択的にかつ遠隔操作で作動できる急速継手
を有するツーピース或いは二本組駆動棒集合体を組み込
んだ新しい設計の加圧水型原子炉装置に係る。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕

周知のように、従来型加圧水型原子炉は燃料棒集合体
と入れ子関係に軸方向へ並進運動できるようにほぼ軸平
行関係に原子炉容器内に取り付けた複数の制御棒を使用
する。制御棒は中性子を吸収して炉心内の中性子束レベ
ルを低下させる毒物質と呼ばれる物質を含有する。それ
ぞれ関連の燃料棒集合体に対して制御棒の位置を調節す
ることにより原子炉の反応度を、従って、出力レベルを
制御し、調節する。

制御棒はクラスタを形成するように束ねられ、各クラ
スタに属する棒を連携する共通のスパイダに取り付ける
のが普通である。各スパイダは対応の駆動棒を介してそ
れぞれに連携の調節機構に連結されて連携の棒クラスタ
を上下させる。

新しい設計の加圧水型原子炉には、原子炉制御棒クラ
スタ又は出力制御棒クラスタ（RCC）及び水排除棒クラ
スタ又は減速材調整制御棒クラスタ（WDRC）の双方を使
用するものがある。このような設計の原子炉では一例と
しては合計2800本の原子炉制御棒及び水排除棒を185ク
ラスタに束ねて配列し、それぞれの棒クラスタを対応の
スパイダに取り付ける。この設計の加圧水型原子炉の例
では、原子炉圧力容器内に下方から軸方向に上方へ順
次、下槽組立体、内槽組立体、及びカランドリアが設け
られ、これらがいずれもほぼ円筒状で、さらにその上方
にドーム状の蓋又はヘッドが配設される。下槽組立体は
従来と同様の構成でよく、その内部に軸平行関係に複数
の燃料棒が取り付けられ、その上下端が対応の上下炉心
板で支持される。内槽組立体内には、内槽組立体の断面
積のほぼ全域に拡がるマトリックスを形成するように狭
い間隔で配列された多数の棒案内管が設けられている。
棒案内管に第１及び第２のタイプがあり、それぞれ原子
炉制御棒クラスタ（RCC）及び水排除棒クラスタ（WDR
C）を収納する。これらのクラスタはそれぞれ連携の案
内管内に入れ子式に収納された状態で、それぞれと連携
する燃料棒集合体とほぼ整列関係にある。

本発明の新しい加圧水型原子炉の主な目的の１つは燃
料利用効率を高めて総燃料コストを低減することにあ
る。この目的に合致するように、水排除棒クラスタ（WD
RC）は機械的減速材制御手段として機能市、新しい燃料
サイクルの開始に際してすべてのWDRCを燃料棒集合体と
連携するように炉心に完全挿入する。燃料サイクルは約
18カ月が普通であり、その期間が経過したら燃料を交換
しなければならない。過剰反応度レベルが低下するに従
って、WDRCをグループごとに炉心から徐々に引抜くこと
により、たとえ燃料棒集合体の反応度レベルの低下が経
時的な消散に起因するとしても原子炉が同じ反応度レベ
ルを維持できるようにする。逆に、制御棒クラスタは同
じく連携の燃料棒集合体と入れ子関係に軸方向に並進運
動させることにより、従来の原子炉制御作業と同様に、
例えば負荷需要に応じて原子炉の反応度を、従って、出
力レベルを連続的に制御する。

カランドリアはカランドリア底板及びカランドリア上
板を含む。棒案内管の下端及び上端をそれぞれカランド
リア上板及びカランドリア底板に固定する。カランドリ
ア内にはその上下の板の間を延びるように複数のカラン
ドリア管又は駆動棒案内管をそれぞれ棒案内管と整列関
係に、また軸平行関係に取り付けてある。カランドリア
板の残り部分にはカランドリア管の間に位置するように
排出流孔を設け、炉心排出流が内槽組立体の上向き通路
から出る際に前記孔を通過できるようにする。炉心排出
流又はその大部分は軸流方向から半径方向に転じて、カ
ランドリアと流体連通関係にある半径方向外向きの出口
ノズルを通過する。

同様の軸平行及び整列関係で、カランドリア管はヘッ
ド内の所定の高さにまで達する対応のフローシュラウド
と接続し、前記フローシュラウドはヘッドの構造壁を貫
通し、ヘッドの外側、ヘッドの真上に位置する自由端に
上述のような対応の調節機構を装着してある対応のヘッ
ド延長部に接続している。調節機構は対応のヘッド延長
部、フローシュラウド及びカランドリア管を貫通する対
応の制御軸または駆動棒を有し、この駆動棒はRCC及びW
DRCを取り付ける連携のスパイダに連結されており、内
槽組立体内でのスパイダの高さを、従って、RCC及びWDR
Cを下槽組立体へ下降させて該組立体内の燃料棒集合体
と連携させるレベルを調節することにより、炉心内の反
応度を制御する。

新しい設計の加圧水型原子炉の一例では、2800本以上
の棒が185クラスタに分けて取り付けられ、これらのク
ラスタが対応する185本の棒案内管内に収納されてい
る。これらのクラスタのうち、88個がWDRCタイプであ
り、それぞれが４クラスタから成る22のグループに分け
られ、各グループを構成するクラスタは個々のグループ
又は複数のグループを引抜くことにより炉心内に対称的
な出力分布が維持されるように選択する。各WDRCは重さ
が約700〜800ポンドであるから、４個のクラスタから成
る各グループの総重量は2800〜3200ポンドとなり、各グ
ループの駆動機構及びこれと連携する連結機構は大きい
強度と堅牢性を有し、大きい駆動力を提供するものでな
ければならない。

棒クラスタ及びそれに関連の案内管の配列密度、即
ち、間隔の狭さに鑑み、容器内、及び水排除棒駆動機構
（DRDM）と制御棒駆動機構（CRDM）を含む棒駆動機構に
おいて厳しいスペースの制約がある。重大なスペースの
制約はWDRCを、従って、DRDMを採用しなかった在来型の
原子炉では経験されなかったものである。即ち、在来型
原子炉では容器のドーム又はヘッドの上方に必要数のRC
C駆動機構を収納できる充分なスペースが得られた。具
体的には、対応のRCCと連携する従来型の電気機械的CRD
Mをほぼ軸平行関係に容器のドーム又はヘッドの真上に
設け、ヘッドを密封関係に貫通させ、適当な駆動棒を介
して連携のRCCと連結し、その制御下に任意のRCCを徐々
に上下させることによって原子炉のエネルギー・レベル
を調節したり、或いは停止を必要とする場合ならばRCC
を急激に下降させる。

ここに考慮する新しい設計の原子炉装置では、CRDMと
して従来使用されているのと同じ機構でも機能的にはWD
RCを調節する手段として適当であるが、棒クラスタ数
（即ち、RCC及びWDRCの総数）が増大するから、従来のC
RDMを採用するとなれば余りにも大型になるため機械的
に不適当である。この問題を解決すべく従来の機構に代
わる種々の機構が研究されている。例えば、ローラ・ナ
ット駆動機構が考案されたが、充分な持ち上げ力を得ら
れないことが判明した。そこで、対応の駆動棒を介して
連携のWDRC群と連結された液圧ピストンを利用する新し
いDRDMが開発され、この機構によってスペース条件を満
たされ、在来型CRDMと併用して容器のヘッド又はドーム
の上方に取り付けることが可能となった。このような液
圧式WDRC駆動機構の一例が本願と同じ出願人に譲渡され
たVeronesiの1984年３月27日付米国特許第4,439,054号
に開示されている。

このような原子炉の他の重要な設計条件として、炉心
排出流の炉内構造物通過に伴って発生する可能性のある
炉内構造物の振動を極力軽減しなければならないことが
ある。この条件を満たすための重要な要因として、炉心
排出流を内槽組立体全域において軸方向に、即ち、棒ク
ラスタ及び連携の棒案内管と軸平行関係に維持しなけれ
ばならないことがある。これは給排出ノズルをカランド
リア集合体の高さとほぼ対応する高さに、従って、上述
のように棒案内管及び関連の棒クラスタを収納している
内槽組立体よりも上方に配置することである程度達成さ
れる。

上記新設計の加圧水型原子炉の構成からすれば、原子
炉圧力容器の軸方向の高さ又は長さを従来の同型原子炉
よりも大きくしなければならない。容器高が高くなれ
ば、これに随伴して駆動棒の長さも従来の原子炉容器に
利用されていた典型的な駆動棒の長さが24インチであっ
たのに対して約34インナとしなければならない。駆動棒
の長さがこのように長くなれば、多くの問題が発生す
る。第１に、長さが34インチ以上の駆動棒を製造するの
には多大のコストを要し、このサイズの構造は製造上の
特殊な問題に遭遇するだけでなく、取り扱い及び出荷、
さらにこれに要するコスト増大の問題をも伴い、全体的
なコストの増大につながる。又、複数の比較的短い要素
を溶接するか又は機械的継手で連結することによってワ
ンピース駆動棒を製造することができるが、駆動棒に利
用される材料、例えば、403型ステンレススチールを溶
接するにはコストのかかる予熱及び後熱作業が必要であ
り、機械的継手を利用する場合には、機械的組立の仕上
げとしてロッキングピンをタック溶接できるようにする
ために、多大のコストを伴うバタリング作業が必要にな
る。現場で溶接又は機械的組立作業を行うことは非現実
的であり、このようにしてワンピース駆動棒を形成する
作業を工場で実施し、次いで現場へ輸送するとしても上
述したのと同じ問題に直面する。

新設計加圧水型原子炉の必要条件を満たすに充分な長
さのワンピース駆動棒の製造、取り扱い及び輸送に関す
る基本的な問題のほかにも、多くの問題がある。機械的
には、このようなワンピース駆動棒はこれを組み込まれ
た原子炉の組立てに際しても定期的な保守作業を行う際
にも操作が容易でない。例えば、駆動棒を対応の棒クラ
スタと整列させ、組立てる作業は駆動棒が長くなること
で極めて困難になり、上槽組立体内の棒案内管のような
炉内構造物を損傷するおそれがある。棒案内管のへこみ
などの変形による構造的な損傷は許容限界を超える有害
な流動特性及びこれに関連する振動状態を招くおそれが
あるから、たとえ僅かでも許容されない。このような損
傷が経時的には故障の原因となることはいうまでもな
い。さらにまた、棒案内管の歪みは連携するクラスタの
棒案内管に必要な自由な軸方向運動を妨げ、このような
歪みはたとえ僅かでも摩耗速度を高め、歪みがもっと顕
著なら、上述の制御の際に必要な棒案内管及び連携のク
ラスタの円滑な軸方向／並進運動を妨げるおそれがあ
る。

ここに考察するような新設計加圧水型原子炉において
必要とされる長すぎる駆動棒に伴う機械的な問題及びコ
スト増大要因のほかにも深刻な問題がある。例えば、一
部消費された或いは使用済みの燃料棒の再配列及び／又
は交換をも含めて、部品の点検／又は交換のため定期保
守作業を行うためには容器を分解しなければならない。
典型的には、先ずヘッド組立体を取り外し、次いで駆動
棒を取り外し、これに続いて容器内の種々の構成要素
を、多くの場合、段階を追って抜き取ることにより、棒
クラスタに、最終的には燃料棒集合体に接近する。シス
テムによっては、燃料交換中、棒クラスタを燃料棒集合
体に挿入したままにしておかねばならない。

新設計原子炉容器では長い駆動棒が必要となるため、
この必要な長さを備えた在来のワンピース構成の駆動棒
を採用し、しかも従来の方法を採用すると保守作業に別
の問題が伴う。駆動棒は原子炉冷却流体に浸漬されるか
ら、容器内で放射能を浴びる。従って、容器の分解、特
に以後の再組立てを可能にするため抜き取った後、駆動
棒が硼素含有水の水面上方に存在する雰囲気中に露出す
るから、保守要員に許容レベル以上の放射能を浴びせる
深刻な、許容できない危険をもたらす。長すぎる駆動棒
を始終浸漬状態に維持できるように硼素含有水の水位を
高めるため格納容器を拡大するという代案もあるが、こ
の代案では長い駆動棒を浸漬状態に維持するのに必要な
レベルまで充填するために硼素含有水の容積を著しく増
大させる必要があるから、この代案は格納容器構造及び
保守作業のコストを許容限度以上に増大させる。硼素含
有水の深さを充分にすることに伴うコストが許容できる
ものとしても、対応の棒クラスタとの再連結又は再結合
のため、長すぎる駆動棒をこれよりもさらに深い水中で
整列制御しなければならないから、水深を増すことで再
組立て作業の困難が増大する。

以上に述べたように、ここに考察する新しい設計の加
圧水型原子炉に必要とされる圧力容器の従来よりも大き
い垂直高又は長手方向サイズは特に駆動棒構造に関連し
て在来型原子炉システムでは直面したことのない問題を
惹起する。従って、本発明が目的とする複雑な問題の解
決を従来型の原子炉から得ることは不可能である。

本発明は容器の垂直高又は垂直サイズの著しい増大を
必要とする新しい設計の加圧水型原子炉に係る。ここで
考察する新設計の加圧水型原子炉は多くの場合原子炉制
御棒クラスタ（RCC）と呼ばれる形状に配列される多数
の出力制御棒のほかに、水排除棒クラスタ（WDRC）の形
状に配列される多数の水排除棒を使用し、185組のクラ
スタから成る配列体は原子炉圧力容器内に軸平行関係に
取り付けた合計2800本の棒（即ち、出力制御棒及び水排
除棒の合計）を含む。各クラスタの棒を、その上端で対
応のスパイダに連結し、対応のベーン集合体を介してス
パイダの制御ハブに連結された支持マウントで固定す
る。スパイダに取付けたクラスタを対応の棒案内管へ入
れ子式に挿入する。各スパイダのハブを、駆動棒を介し
て対応の調節機構に連結し、この調節機構により、棒ク
ラスタを連携の燃料棒集合体群に対して選択的に上下さ
せる。各スパイダ及びこれと連携するベーン集合体はか
なりの構造強度及び重量を備えるものでなければならな
い。典型的な水排除棒クラスタ（WDRC）は合計８個のベ
ーン集合体のそれぞれ対応のものに２本から成る群と４
本から成る棒を交互に取り付けた最大限合計24本の水排
除棒で構成され、４本の棒を取り付けた各集合体は半径
方向の１つのベーン要素と１対の横断方向のベーン要素
を含み、横断方向ベーン要素の外端には円筒形の支持マ
ウントを装着してある。すでに述べた通り、このように
して構成された各水排除棒クラスタの総重量は約700乃
至800ポンドである。スパイダはそれぞれ対応の棒クラ
スタの死重を支持するだけでなく、スパイダ上を通過す
る比較的高速で移動する炉心排出流及び棒高調節動作に
伴ってスパイダに作用する力を吸収しなければならな
い。

棒クラスタ調節機構を圧力容器のヘッド集合体または
ドームに、ほぼ軸平行関係に取り付ける。制御棒クラス
タ駆動機構（CRDM）は電気機械的に操作されてRCCを選
択的に上下させることによって炉心内の放射能を所要レ
ベルに設定し、緊急停止が必要な場合に制御棒を迅速に
降下させる機構から成る従来型のCRDMでよい。

多くの場合、RCCは上記した従来型のCRDMによって個
々のクラスタごとに操作されるが、新設計の圧力容器で
はWDRCがそれぞれ４クラスタから成る22群に分けられ、
各群のWDRCは所与の単数又は複数のWDRC群を引抜くこと
で炉心内に対称的な出力分布が維持されるように選択さ
れる。水排除棒クラスタ（WDRC）の駆動機構（DRDM）と
しては、前記米国特許第4,439,054号に開示されてい
る、液圧駆動され、かつDRDM棒をその行程上端付近の定
位置に機械的にラッチするラッチ機構を含む駆動機構を
採用することができる。前記特許の液圧機構はその物理
的サイズにおいてDRDMに適合するから、容器ヘッド組立
体上方のスペース内に収納できる。逃し系及び好ましい
WDRM駆動方法は発明者も出願人も本願と共通である同日
出願である特願昭61−294624号DISPLACER ROD DRIVE ME
CHANISM OF PRESSURIZED WATER REACTOR AND METHOD OF
OPERATIN（発明の名称は、加圧水型原子炉装置）に開
示されている。

本発明の新設計の圧力容器に組み込まれて、その組立
て可能にするツーピース駆動棒組立体は従来型設計の構
造、材料及び取り扱い上の深刻な問題を克服するだけで
なく、保守要員が被爆する危険や、燃料取り扱いに伴う
諸問題を極力軽減するという利点をもたらす。具体的に
は、RCC及びWDRCを対応のDRDM及びCRDMに連結する駆動
棒組立体はそれぞれ上下２つの部分又は構成要素から形
成されている。下部、即ち、ハブ延長部は半恒久的なジ
ョイントを介して棒クラスタ・スパイダのハブと連結
し、上部、即ち、駆動棒部分は選択的に、かつ遠隔操作
で作動できる、従来型継手と同様の構成でよい急速継手
を介してハブ延長部と連結する。ツーピース駆動棒組立
体の個々の要素はそれぞれ既存のワンピース又は一体的
駆動棒よりも小さく形成できる。従って、本発明の駆動
棒組立体の選択的に着脱自在な要素は上述したような取
扱い困難なサイズのワンピース駆動棒を使用した場合に
生ずる深刻な問題を回避する。

重要な点は互いに対応するWDRC及びDRDM駆動棒組立体
の選択的にかつ遠隔操作で作動できる急速継手の係合又
は嵌合構成要素はその構造及び操作において互いに適合
可能であるが、交換不能な互いに異なる形状を有するか
ら、互いに取り違えて結合されるおそれはない。このこ
とはもし組立て作業に際して結合を誤ると構造的な損傷
を招くだけでなく、さらに深刻な運転上の障害を惹起す
るだけに重要な点である。

ここで考察するような新しい設計の原子炉容器の重要
な構成要件に配慮してそれぞれのCRDM及びDRDMを着脱で
きる駆動棒組立体の要素を正しく調和させて、原子炉容
器の極めて能率的な組立／分解作業を行うことができ
る。これらの組立／分解作業としては、新しい容器への
各種構成要素の据え付けをはじめ、もっと典型的な例と
して、定期的な燃料交換、保守及び点検作業があり、こ
のような作業中、種々の容器要素及び連携の駆動棒組立
体を容器から別々に取り外し、運搬し、一時的に貯蔵し
なければならず、その後これらの容器要素を再び組立て
ることになる。例えば、本発明の新しい設計の原子炉で
は、下槽組立体又は炉心内に制御棒また水排除棒を存在
させない状態で燃料交換作業を行うことができる。容器
のこのような設計上の特徴を選択的着脱可能な駆動棒組
立体と併用することにより、容器の上部炉内構造物を一
体的な組立体として取り外して貯蔵スタンドへ搬送し、
容器内に残り、この時点では露出している下槽組立体で
行わなければならない燃料交換作業と並行して貯蔵スタ
ンドでの作業を行うことができる。また、それぞれの燃
料棒集合体の継手要素を遠隔操作で選択的に作動させる
ことにより、ハブ部分から分離したカランドリア及び連
携の駆動棒部分を別々にまとめて第２貯蔵スタンドへ搬
送する一方で、ハブ延長部を内槽組立体内に保持し、こ
の内槽組立体と一緒に前記上部炉内構造物が配置された
貯蔵スタンドに残す。

以上に述べた分解作業は所定レベルまで硼素含有水を
満たした格納容器構造内で行われる。各駆動棒組立体の
ハブ部分から駆動棒部分を選択的に分離することができ
るから、硼素含有水が著しく深くなくても構成要素を浸
漬状態に維持できる。着脱自在な駆動棒組立体を採用す
ることで、対応の構成要素を内槽組立体内のスパイダ・
ハブに取り付けたままのハブ延長部で支持されるから、
再組立て作業中のこの成分への接近が容易になるという
利点も得られる。即ち、本発明の原子炉装置では、カラ
ンドリアを駆動棒部分と一緒に内槽組立体の上方位置へ
戻すことができ、駆動棒部分を対応のハブ延長部と再連
結するのはさらに容易であり、しかもこの作業を駆動棒
部分を硼素含有水に浸漬したままで行うことができる。
このことは取り扱い工具の設計を簡単にするだけでな
く、作業員は駆動棒部分に触れたり、なんらかの形で駆
動棒部分に身体をさらすことなく、常に取り扱い工具を
手で実際に握って制御することを可能にする。これに反
して、一体的またはワンピース型の場合に必要とされる
長さの駆動棒ならば、組立作業の大部分の時間にわたっ
て水面よりもはるか上方に突出するため、空気汚染や作
業員が駆動棒と接触する問題を惹起するだけでなく、再
連結のため駆動棒を対応のクラスタと整列させる時に作
業員が駆動棒に直接触れざるを得なくなる。駆動棒下端
を棒クラスタ、具体的には水面下端48インチの深さに位
置する連携のスパイダのハブと係合させるため取り扱い
工具を棒案内管の全長に沿って移動させねばならないワ
ンピース型駆動棒を採用する従来の設計とは異なり、本
発明の構造では、急速継手を装着してあるハブ延長部上
端を棒案内管頂部とこれと隣接するカランドリア底板の
間に位置させながらハブ延長部をスパイダ・ハブと結合
したまま維持することができる。従って、取り扱い工具
を棒案内管域に挿入する必要は全くなく、各ハブ延長部
上端の急速継手の位置は水面下約35インチの深さまでし
かないから、係合作業も取り扱い工具の設計も極めて簡
単である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、軸平行関係に並んだ複数の燃料棒集合体を
収容する下槽組立体、選択的に制御されて下槽組立体内
の完全挿入位置と内槽組立体内の完全引抜き位置との間
の移動通路を燃料集合体と入れ子関係で軸方向に移動で
きるように互いに軸方平行関係に取り付けられた複数の
棒クラスタを収容する内槽組立体、及び圧力容器内に冷
却材を収容するため下槽組立体及び内槽組立体と密封連
通関係にあるヘッド組立体が、順次下方から上方へ配設
されている圧力容器と、軸平行関係に配設され、ヘッド
組立体を密封関係をなして貫通する複数の駆動手段と、
それぞれが複数の棒クラスタと連結し、これと共に完全
引抜き位置と完全挿入位置の間の各棒クラスタの移動に
対応する移動通路を棒クラスタのそれぞれと移動可能な
複数の駆動棒組立体とを含む加圧水型原子炉装置におい
て、各駆動棒組立体は対応の駆動手段と係合しており、
駆動手段は、対応の駆動棒組立体及び連携の棒クラスタ
を前記移動通路を通して完全引抜き位置まで移動させる
よう選択的に作動でき、各駆動棒組立体は、下方の細長
いハブ部分、上方の細長い駆動棒部分、及び遠隔操作に
より選択的に作動してハブ部分と駆動棒部分を着脱自在
に結合できる継手を有することを特徴とする加圧水型原
子炉装置を提供する。

〔実施例〕

第1A図及び1B図（以下一括して第１図と呼称する）は
上方のドーム又はヘッド組立体12a,円筒形側壁12b,及び
加圧水型原子炉10の基部を形成する閉じた底部12cを含
む容器12を有する前記加圧水型原子炉10を、一部を断面
で示す立面図である。側壁12bの上部環状端面12dの付近
に（第１図にそれぞれ１つだけ示す）複数の半径方向入
口ノズル11及び出口ノズル13を形成する。円筒形側壁12
bを溶接などで閉じた底部12cに一体的に接合すればよい
が、ヘッド組立体12aは側壁12bの上部環状端面12dと取
り外し自在な嵌着する。側壁12bは後述するような種々
の炉内構造物を支持するほぼ環状の内側取り付け突縁12
eを画定する。閉じた底部12c内には図面に略示するよう
にいわゆる底部計装14を設ける。

下槽組立体16は略示するように取り付け支持手段18b
に取り付けた下部炉心板18に下端を固定したほぼ円筒形
の側壁17を含む。この円筒形側壁17は容器12の軸長のほ
ぼ全体にわたって延び、その上端に取り付け環17aを含
み、この取り付け環17aを環状取り付け突縁12eに嵌着す
ることによって組立体16を容器12内に支持する。詳しく
は後述するように、側壁17は入口ノズル11の付近におい
ては中実であるが、出口ノズル13を整列し、これに取り
外し自在に固定されたノズルリング17cを有する孔17bを
含む。上部炉心板19は円筒形側壁17の内面に、その軸方
向高さのほぼ中間位置において固定されている取り付け
手段17dで支持される。燃料棒集合体20は下部炉心板18
に装着した底部マウント22及び上部炉心板19に装着され
てこれを貫通するピン状マウント23によって下槽組立体
16内にほぼ垂直に、かつ軸平行関係に配設される。下部
及び上部炉心板18,19のほぼ全域にわたって所定のパタ
ーンで（図面には２つづつを示す）流通孔18a,19aを設
け、流通孔18aを通って原子炉冷却流体が炉心を構成す
る燃料棒集合体20と熱交換関係で下槽組立体16に流入で
き、流通孔19aを通って炉心排出流が内槽組立体24に流
入できる。円筒形側壁17の内側に公知の態様で中性子反
射体及び遮蔽手段21を設ける。

内槽組立体24は下縁を上部炉心板19に一体的に接合さ
れた円筒形側壁26を含む。側壁26の開口上端には取り付
け環17aが固定されており、側壁26は環状固定ばね27に
嵌着され、取り付け環17aに沿って取り付け突縁12eで支
持される。側壁26は孔17b及び出口ノズル13と整列する
孔26bを含む。内槽組立体24、具体的には円筒形側壁26
内には複数の棒案内管が狭い間隔で、かつ軸平行関係に
配置されている。略示のため、図面にはこのような棒案
内管を２本だけ、即ち、出力制御棒クラスタ30（RCC）
を収納する棒案内管28と水排除棒クラスタ（WDRC）を収
納する棒案内管32だけを図示した。棒案内管28の上下端
にはそれぞれ取り付け手段36,37を設け、同様に棒案内
管32の上下端にはそれぞれ取り付け手段38,39を設け、
下端取り付け手段37,39によって対応の棒案内管28,32を
上部炉心板19に取り付け、上端取り付け手段36,38によ
って対応の棒案内管28,32をカランドリア集合体50、特
にカランドリア底板52に取り付ける。

カランドリア集合体50はカランドリア底板52のほか
に、カランドリア上板54及び軸方向に平行に並んだ複数
のカランドリア管56,57を含み、カランドリア管56,57は
その両端が取り付けられている底板及び上板52,54に形
成した対応の孔と整列するように配置される。具体的に
は、カランドリア底板52に形成した対応の孔をカランド
リア延長部58,59が貫通して前記カランドリア底板52に
固定され、対応のカランドリア管56,57が延長部58,59に
それぞれ固定される。同様の構造がカランドリア管56,5
7の上端をカランドリア上板54に連結する。

それぞれのカランドリア延長部58,59を図示のように
構成した場合には、カランドリア延長部58だけがカラン
ドリア底板52から下方に突出し、RCC棒案内管28の上端
又は頂部のための対応の取り付け手段36と連結する。WD
RC棒案内管32と連携する上端取り付け手段38は本願と同
じ出願人に譲渡されたGillett等の出願である特願昭61
−272746号（発明の名称は、加圧水型原子炉における案
内管の弾性支持機構）に開示されているように可撓リン
ケージを介してRCC棒案内管28の取り付け手段36と連結
すればよい。或いはまた、本願と同じ出願人に譲渡され
たGillett等の出願である特願昭61−272745号（発明の
名称は、加圧水型原子炉における棒案内管の上端支持機
構）に開示されている上端支持構造によって独自にカラ
ンドリア底板52に連結してもよい。後者の場合、カラン
ドリア延長部59も延長部58と同様に底板52から下方に突
出してWDRC取り付け手段38と係合し、これを側方から支
持する。

カランドリア上板54よりもさらに上方に、即ち、容器
12のヘッド組立体12a内に達するように、複数のカラン
ドリア管56,57とそれぞれ整列し、連結する複数のフロ
ーシュラウド60,61を設ける。この複数のフローシュラ
ウド60,61にこれと同数のヘッド延長部62,63をそれぞれ
整列させ、それぞれの下端62a,63aを鐘形にフレアさせ
ることにより、組立作業を容易にし、特に、第9A及び9B
図に関連して後述するように、ヘッド組立体12aをこれ
と係合する容器側壁12bの環状端面まで下降させながら
（第１図には図示しないが）駆動棒をヘッド延長部62,6
3内へ案内しやすくする。フレア端62a,63bには、第１図
に示すように、組立完了の状態でフローシュラウド60,6
1の対応上端60a,61aが嵌入する。ヘッド延長部62,63は
ヘッド組立体12aの頂壁部分を密封関係で貫通する。制
御棒クラスタ（RCC）変位機構64及び水排除棒クラスタ
（WDRC）変位機構66を対応のヘッド延長部62,63、フロ
ーシュラウド60,61及びカランドリア管56,57と連携さ
せ、これらの要素をそれぞれ対応の出力制御棒クラスタ
30及び水排除棒クラスタ34と連携させる。RCC変位機構6
4としては、従来の原子炉容器と併用されている従来型
のものを使用すればよい。また、本発明に使用する水排
除棒クラスタ（WDRC）34の変位機構（DRDM）66として
は、先に述べたVeronesiの米国特許第4,439,054号に開
示されているものを使用すればよい。

図面をことさら複雑にするのを避けるため、当然容器
12に組み込まれる本発明の選択的着脱自在な駆動棒組立
体も、これに関連する組立／分解方法も第１図には図示
しなかった。ただし、CRDM64及びDRDM66と連携するぞれ
ぞれの駆動棒は構造的にも機能的にもそれぞれのCRDM64
及びDRDM66から対応の出力制御棒クラスタ（RCC）30及
び水排除棒（WDRC）34に至る細長い非可撓棒と等価であ
る。即ち、DRDM64及びDRDM66は対応の駆動棒を介してRC
C30及びWDRC34のそれぞれの垂直位置を制御し、特に上
部炉心板19に形成した（図示しない）孔を通してRCC30
及びWDRC34をそれぞれと連携の燃料棒集合体20に対して
これを入れ子式に囲む関係で選択的に下降及び／又は上
昇させる。

これに関連して、下槽組立対16の内高D1は約178イン
チ、燃料棒集合体20の作用長D2は約153インチである。
内槽組立体の軸方向高さは約176インチ、棒クラスタ30,
34の移動範囲D4は約149インチである。対応のCRDM及びD
RDM駆動棒の移動範囲も約149インチである。

具体的な制御機能は本発明の範囲外であるが、炉心内
での反応に対する特定の制御がそれぞれの棒クラスタ3
0,34を選択的に位置決めすることによって行われる以
上、当業者には明らかなように、反応の減速又は制御は
炉心に対する制御クラスタ30の挿入又は引抜きの程度
と、水排除棒クラスタ34の選択的位置決めによって達成
される有効排水量とによって行われる。ただし、原子炉
の出力を必要レベルに制御するためにはRCC30をWDRC34
よりは頻繁に調節しなければならない。これに反してWD
RC34は各燃料サイクルの開始時に下槽組立体16へ完全に
降下させる即ち、挿入する。次いでその燃料サイクル
中、（第１図には図示しないが）対応の駆動棒及びDRDM
66により、過剰反応度の減少に応じてWDRC32を選択的に
引抜く。そのためには燃料棒集合体20と連携させて４組
のWDRC34から成るクラスタ群を完全挿入位置から連続的
にかつ制御下に、対応のWDRC案内管32内へ、即ち、内槽
組立体24内の完全上昇位置へ移動させるのが普通であ
る。具体的には、所与の群の４組のWDRC34を、この群を
引抜く時炉心内に対称的な出力バランスが維持されるよ
うに選択する。典型的には、約18カ月の燃料サイクルの
約60乃至70％にわたり、全てのWDRC34が燃料棒集合体20
に完全挿入されたままとなる。次いで、過剰反応度が低
下するに従ってクラスタ群を選択的に順次完全引抜き位
置へ移動させることにより、可変調節可能なRCC30の制
御下に所要の出力レベルを維持できる所要の公称反応度
レベルを維持する。上記関連発明の通気系は上述したよ
うにWDRCの上昇及び降下機能の選択的な制御に対応して
DRDM66に油圧作動流体を供給刷る。

原子炉冷却流体又は冷却水は第１図にその１つを図示
した複数の入口ノズル11から容器12の円筒形側壁12bの
内面によって画定されるほぼ円筒形の外面と下槽組立体
16の円筒形側壁17によって画定されるほぼ円筒形の内面
との間の環状チェンバを下向きに流れて容器12内を通過
する。次いで冷却水流はその向きを反転し、軸方向に上
向きに下部炉心板18の流通孔18aを通って下槽組立体16
へ流入し、上部炉心板19に形成した複数の流通孔19aか
ら内槽組立体24へ流入し、引き続き軸方向に流れ、最終
的にはカランドリア底板52の流通孔52aを通って上方に
排出される。こうして下槽組立体16においても、内槽組
立体24においても互いに並行な軸方向流動状態が維持さ
れる。カランドリア50内で流れがほぼ90゜向きを変え、
（第１図にその１つを示す）複数の出口ノズル13から半
径方向に排出される。原子炉冷却材はカランドリア上板
54へのカランドリア管56,57の取り付け及びヘッド延長
部62,63とフローシュラウド60,61の連結に関連するいく
つかの迂回通路（第１図には図示せず）を通ってヘッド
組立体12aによって画定されるチェンバにも流入する。
ただし、本発明では、対応ヘッド延長部62,63のフレア
端62a,63aはヘッド組立体12aを組立てる過程で対応のフ
ローシュラウド60,61を側壁12bと整列させるように案内
して第１図に示す組立てを可能にする。

容器12内の循環水又は原子炉冷却材の圧力は約2,250p
si程度が普通であり、詳しくは後述するように上記目的
のためにDRDM駆動棒を完全挿入位置から完全引抜き位
置、即ち、上限位置へ上昇させるのに必要なエネルギー
源又は流体圧をDRDM66に提供する。

第２図は第１図の位置、即ち、RCC及びWDRC棒案内管2
8,32の取り付け手段36,38とカランドリア底板52との中
間位置におけるカランドリア底板52の断面図であり、こ
こでは内槽組立体24内における複数の制御棒及び水排除
棒クラスタ30,34の密集した配列体を図解するため、カ
ランドリア50の内部構造の４分円を１つだけ拡大して示
している。円「Ｄ」はそれぞれ対応のWDRCクラスタ34と
連携する対応のDRDM駆動棒を挿入するためカランドリア
底板52に形成した孔であり、同様に円「Ｃ」は対応RCC
クラスタ30と連携する対応のCRDM駆動棒を挿入するため
カランドリア底板52に形成した孔である。これらの孔C,
Dは対応のRCC及びWDRCカランドリア管56と連通し、特
に、シュラウド61及びヘッド延長部62を介してDRDM66に
冷却材圧力を連通させる。第２図中のカランドリア底板
52に図示した符号のない円は原子炉冷却材流を内槽組立
体24からカランドリア50へ連通させるための、第１図の
孔52aに相当する。

要素74は交互に直交するパターンで配列されたRCC連
携孔「Ｃ」の直径とほぼ整列する互いに反対向きの対と
してカランドリア底板52にボルト76で取り付けられた板
ばねである。ばね74の自由端は隣接孔「Ｃ」のRCC取付
け手段36の頂面と下向きに当接して前記手段の横ずれを
阻止する摩擦力を提供する一方、棒案内管の軸方向位置
にある程度の可撓性を与える。上記特願昭61−272746号
ではばね74を利用することがRCC案内管取り付け手段と
して構造的に好ましいが、これに代わる取り付け手段を
使用してもよく、上記構造はこの発明を限定するもので
はなく、一実施例に過ぎないと考えられる。

第２図は第１図に示した複数の入口及び出口ノズル1
1,13の相対位置を示し、第２図に平面図で示す容器の４
分円を図示の90゜軸線を中心に鏡像として反射させ、こ
うして得られた半円を０゜/180゜軸線を中心に反射させ
れば容器12の完全な（360゜）断面構成が得られる。即
ち、合計４個の入口ノズル11が設けられており、その２
個は90゜及び270゜位置のそれぞれ両側等角度距離に位
置し、また出口ノズル13も合計４個であり、その２個は
０゜及び180゜位置のそれぞれ両側等角度距離に位置す
る。第１及び第２図を比較すると共に第３乃至８図を参
照すれば明らかなように、RCCクラスタ及びWDRCクラス
タは内槽組立体24のほぼ全断面積にわたって間隔の詰ま
った互いに入り組んだ配列体として配置されている。RC
C及びWDRC棒クラスタ30,34は第３乃至６図に示すような
対応のスパイダ100,120によって支持され、これらのス
パイダは対応の駆動棒を介してCRDM64及びDRDM66と連結
しており、DRDM66の一例は第７及び８図に示してあり、
これについては後述する。

第３及び４図はRCCスパイダ100のそれぞれ平面図及び
立面図であり、第３図は簡略図、第４図は第３図４−４
線における、一部切り欠いた断面図である。RCCスパイ
ダ100は（図示しない）駆動棒と連結するための、内側
に螺条のある上端103を有するほぼ円筒形の中心ハブ102
を含み、駆動棒はすでに述べたように上方のRCC調整機
構64に延びており、この調節機構64により、スパイダ10
0及びこれと連携の制御棒30（第１図）を、第１図のRCC
棒案内管28、従って燃料棒集合体20内でこれに対して垂
直方向に位置調節できる。ベーン集合体106はその内縁
においてハブ102に固定され、このハブを起点として半
径方向へ互いに直交するように延びている。各ベーン集
合体106は１対の円筒形棒支持マウント108を含み、それ
ぞれのマウントは内側螺条部分110を含む孔109を有し、
対応の螺条を有する（図示しない）制御棒上端を前記内
側螺条部分110に螺合することにより制御棒をベーン集
合体106及びこれと対応のハブ102によって支持する。

第５及び６図はWDRCスパイダ120を示し、第５図は簡
略化された平面図、第６図は一部を第５図６−６線にお
ける断面で示す立面図である。RCCスパイダ100と同様
に、WDRCスパイダ120もほぼ円筒形の中心ハブ122を含
み、その上端123の内側には駆動棒を螺着するための螺
条を切ってあり、駆動棒は第１図に関連して述べたよう
に、対応のWDRC制御機構66と連結している。第１、第２
タイプのベーン集合体126,127が交互に、等角度間隔で
ハブ122と連結し、このハブから半径方向に延びてい
る。第３及び４図から明らかなように、ベーン集合体12
6はRCCベーン集合体106とほぼ同様であり、半径方向に
位置をずらした１対のWDRC棒支持マウント128を含む。
特に第５図に明らかなように、ベーン集合体126はハブ1
22から半径方向に互いに直交するように延び、それぞれ
のベーン集合体は隣接する直交関係のベーン集合体106
の間に上述のように交互に介在する。ベーン集合体127
は一体的な半径方向ベーンセグメント123′,124′から
互いに整列して反対方向に張出した第１対125A及び第２
対125Bより成る一体的な横断方向ベーン125を含み、前
記第１、第２対の端部にはWDRC棒支持マウント128を装
着してある。WDRC棒支持マウント128のそれぞれはその
下端に、対応のWDRC棒の上端を螺着するための螺条孔12
9を含む。ベーン集合体106,126はそれぞれ対応の第１、
第２扁平ベーン素子部分112,114及び123,124を含み、そ
れぞれの扁平ベーン素子部分は連携のベーン集合体106,
126を対応のRCCスパイダ・ハブ102及びWDRCスパイダ・
ハブ122に連結するための長手方向フランジを具備す
る。この構造をRCCスパイダ100に関しては第４図にハブ
102に形成したスロット111及びこれに嵌着されるフラン
ジ115で示し、WDRCスパイダ120に関しては第６図に、ハ
ブ122に形成したスロット121及びこれに嵌着される、第
１扁平ベーン素子123と連携のフランジ131で示した。

WDRCスパイダ120の第２タイプのベーン集合体127は第
６図から明らかなように、ハブ122と一体に形成されて
半径方向に突出する第１、第２扁平ベーン素子部分12
3′,124′を含み、第１素子部分123′がこれと対応する
ハブ122のスロット121′に嵌着される長手方向フランジ
131′を有するという点で第１ベーン集合体126とほぼ同
様である。集合体127は第１、第２の一体的なベーン素
子部分123′,124′と一体に形成され、かつ横断方向に
突出する第３扁平ベーン素子125の第１、第２対125a,12
5bをも含み、第１対125aは部分123′,124′の中間に形
成され、第２対125bは第２ベーン素子部分124′の長手
方向外縁に形成されている。素子125のそれぞれには、
長手方向外縁に棒支持マウント128が装着されている。
第３の、即ち、横断方向の扁平ベーン素子125が長手方
向外縁に、対応の棒支持マウント128を取付けるための
同様の構造を含むことができることはいうまでもない。

それぞれのRCC及びWDRCスパイダ102,120を組立てる際
には、連携ハブ102,120のスロット111,121,121′に対応
のフランジ115,131,131′を挿入して最も内側の扁平ベ
ーン素子112,123,123′を位置決めし、次いで溶接ビー
ドで示すように上下端にスポット溶接するのが好まし
い。次いで全長に沿ってジョイントをろう接する。

第７図に示すように、WDRCスパイダ120に連結してい
る駆動棒132を水排除棒駆動機構（DRDM）66に嵌着す
る。DRDM66の詳細については上記米国特許第4,439,054
号に開示されている。要約すると、DRDM66はドームまた
はヘッド12aを貫通するヘッド延長部62に溶接されるほ
ぼ円筒形の金属筐体136を含む。筐体136はその頂部にキ
ャップ138が取り付けてあり、第７図に示すように導管8
0と接続する流路140が前記キャップを貫通している。筐
体136の内部は原子炉容器12の内部に露出しているか
ら、原子炉冷却材は筐体136内の空隙を満たし、ここか
ら流路140及び導管80を通って、後述するように制御さ
れた状態下に流出する。筐体136内に着脱自在に軸受筐
体146を配置してあり、この軸受筐体はその下端に近く
外側に複数の第１ピストンリング148を取り付け、筐体1
36の内側と接触して軸受筐体146を筐体136内に整列させ
る一方、軸受筐体146の取り外しを妨げないようにす
る。駆動棒132は原子炉冷却材の圧力の作用下に軸受筐
体146及び筐体136に対して軸方向に移動できるように軸
受筐体146内に摺動自在に配置する。例えばインコネル
を材料とする複数の第２ピストンリング150を駆動棒132
と接触できるように軸受筐体146内に着脱自在に配置す
る。第２ピストンリング150は駆動棒132の軸受筐体146
内摺動を許す一方で、逃し系が流体の導管80通過を可能
にする場合、軸受筐体146及び筐体136を通過する原子炉
冷却材の流れを制限するから、駆動棒132の移動が本発
明の逃し系によって制御されることになる。第２ピスト
ンリング150は軸受筐体146を筐体136から取り外す際に
交換できるように構成されている。

第７及び８図から明らかなように、複数のころ軸受15
2を、その外面が駆動棒132の外面と接触しながら回転で
きるように同数の軸154上に配置する。第８図に示すよ
うに、駆動棒132の移動を助けながら軸受筐体146内に駆
動棒132を整列させるように４個のころ軸受152を使用す
ればよい。ころ軸受152と同数のねじ156を利用して保持
部材158を軸受筐体146に取り付けることにより、ころ軸
受152を軸受筐体146内に保持すると共に、ねじ156及び
保持部材158を取り外すことによって交換できるように
する。同様に、軸受筐体146の他端に第２組のころ軸受1
60を設けて駆動棒132を整列させる。

再び第７図において、駆動棒132の上端には例えばイ
ンコネルを材料とする可撓棒162を取り付けてあり、そ
の上端には槍形部材164が取り付けられている。キャッ
プ138の下端には、流路140と整列させて中空円筒形ディ
バイダ166を取り付けてある。ディバイダ166はキャップ
138の下端に、それぞれが槍形部材164を収容できるサイ
ズのチェンバ168,169,170を画定する。槍形部材164は詳
しくは米国特許第4,439,054号に開示されているように
枢動ラッチ機構172と協動する。ラッチ172は常態におい
て第７図に示す傾斜位置にばね偏倚されており、右側が
筐体136の壁の内側と係合する時針方向へ枢動できるよ
うに取り付けられている。駆動棒132が上昇している
間、槍形部材は破線で示すようにラッチ機構172の傾斜
面に沿って上昇し、最終的にはラッチ機構172の上縁を
超えて上昇し、第１チェンバ168に嵌入し、ラッチ機構1
72はこの移動に伴って時針方向に枢動して槍形部材164
が移動するための間隙を提供し、ばね偏倚力の作用下に
再び初期位置に戻る。キャップ138の下端は部材164が、
従って、駆動棒132がそれ以上上昇するのを制止する制
止手段として作用する。DRDM66内の圧力が平衡状態に達
して駆動棒を上昇させる圧力差が解消されると、後述す
る態様で、駆動棒132及びこれに連結しているWDRCクラ
スタが重量作用下に降下し、槍形部材164がラッチ172の
第１孔178に嵌入し、突縁182で支持されて降下を止め、
この作用でラッチ172が垂直整列位置へ枢動して駆動棒1
32をその上方位置にロックする。即ち、ラッチ172と係
合し、これによってロックされるためには、駆動棒132
は行き過ぎ移動しなければならない。

駆動棒132をロックされた上方位置から解放するに
は、再び駆動棒132を行き過ぎ移動させねばならない。
そこで、通気系が駆動棒132に作用する圧力差をDRDM66
内に発生させて駆動棒132を孔176に沿って中央チェンバ
170内へ上昇させ、この上昇は素子164に対して制止手段
として作用するキャップ168の下面によって制止され
る。次いで逃し系を適当に制御することによって圧力差
をなくしてDRDM66の圧力平衡を回復することにより、駆
動棒132及び連携WDRC34を重力作用下に降下させ、第２
孔180に沿って部材164を引っ張ってラッチ機構172を時
針方向に枢動させる。孔180は軸方向にラッチ機構172を
貫通しているから、部材164は自由にこれを通過して駆
動棒132及び連携WDRC34をその全移動範囲にわたって徐
々に降下させ、WDRC34を下槽組立体16に完全挿入して燃
料棒集合体20と連携させることができる。米国特許第4,
439,054号に詳述されているように、ラッチ機構172はほ
ぼ垂直な側壁に適当なスロットを有し、このスロットを
可撓棒162が通過することによってラッチ機構172の孔17
8,180を画定する側壁を横断移動することができる。上
述のように孔178,180を通って移動する槍形部材164より
もスロットの方が小さいことはいうまでもない。

第9A図及び9B図は第１図に示した原子炉容器12の炉内
構造物を一部切り欠いて略示する立面図であり、第１図
の圧力容器要部に対するRCC及びWDRCクラスタ28,32の関
係を示し、対応するRCC及びWDRCクラスタ28,32を第9A図
及び9B図に完全挿入（「FI」）、完全引抜き（「FW」）
及び燃料交換（「REF」）位置でそれぞれ示してある。
第9A及び9B図における完全挿入位置（「FI」）におい
て、対応するRCCスパイダ100及びWDRCスパイダ120は上
部炉心板19で支持された対応の棒案内管28,32の底部に
位置し、連携の棒が燃料棒集合体20と入れ子式完全挿入
関係にある。これに反して完全引抜き位置ではスパイダ
100,120がカランドリア底板52の近接した位置にあり、
対応棒の下端は燃料棒集合体20の上端の直ぐ上に位置す
る。燃料交換作業に際しては、即ち、それぞれの燃料交
換位置、第9A図のRCC:REF及び第9B図のWDRC:REFでは、
対応の取り付け手段36,38と同様にヘッド組立体12a及び
連携のシュラウド60,61及びヘッド延長部62,63を取り外
す。また、それぞれのスパイダ100,120をカランドリア
底板52の真下の位置までさらに上昇させる。

第9A及び9B図の燃料交換位置「REF」は本発明の選択
的に着脱自在なCRDM駆動棒組立体200及びDRDM駆動棒組
立体201を理解しやすく図示している。CRDM及びDRDM駆
動棒組立体の要素を互いに連結する継手はそれぞれの構
成要素が誤って連結されるのを防止するため互いに異な
る係合構成の継手部分を有するので、DRDMH駆動棒組立
体200内ではDRDM要素だけで連結され、DRDM駆動棒組立
体201内ではDRDM要素だけが連結されるが、基本的構成
はほとんど同じである。従って、以下の説明において、
第9A及び9B図の場合と同様に、偶数及び奇数の参照番号
はそれぞれ第9A図のDRDM駆動棒組立体200の構成要素及
び第9B図のDRDM駆動棒組立体201の構成要素に関連す
る。

CRDM及びDRDM駆動棒組立体200,201はそれぞれ半恒久
継手またはジョイント204,205を介してRCCスパイダ100
及びWDRCスパイダ120のハブ102,122と連結するハブ延長
部202,203と、遠隔操作で選択的に作動できる急速継手2
08,209を介して対応のハブ延長部202,203と連結する駆
動棒部分206,207とを含む。

第9A、9B図に共通の寸法符号D4は完全引抜き及び完全
挿入位置間での駆動棒集合体200,201の移動通路を前記
それぞれの位置における急速継手208,209の対応位置に
基づいて示す。棒クラスタの位置制御に伴う重要な機械
的制御作業を明らかにすると共に、第9A、9B図の簡略な
図解を第１図の容器12の詳細図と相関させやすくするた
め、第9A、9B図の共通距離D4を、容器12の一実施例では
約149インチである第１図における距離D4と対応させ
た、内槽組立体24の総高は約176インチに設定すればよ
い。下槽組立体16の内側高さD1は約178インチ、燃料棒
集合体20の有効燃料長D2は約153インチ、燃料棒集合体
の下端は下部炉心板18の頂面から約７インチずれた位置
にある。即ち、それぞれの棒クラスタ30,34を燃料棒集
合体20に入れ子式に挿入することにより、RCC及びWDRC
棒30,34をほぼその軸方向有効長にわたって燃料棒集合
体20で囲むことができる。

第10図は、第11図のDRDM駆動棒組立体201の駆動棒部
分207と同様にCRDM駆動棒組立体200の駆動棒部分206を
示す長手方向断面図である。第10及び11図を同時に参照
し、上記偶奇数符号の相関関係に基づいて説明すると、
駆動棒部分206,207は後述するような目的の環状凹部ま
たは頚部212,213がある細長いほぼ円筒形の中空筐体21
0,211を含む。嵌脱棒214,215は筐体210,211をその全長
にわたって貫通して下端から突出し、この突出部分には
縮径軸部218,219に続く肩部216,217を含み、肩部216,21
7に環状位置決めナット220,221を嵌着し、ロックピン22
2,223によって固定する。中空のほぼ円筒形を呈し、空
条のある可撓係合端226,227を有する継手224,225を駆動
棒214,215に被せ、その上端228,229を筐体210,211の螺
条付端部210a,210aと螺合させ、ピン230,231によって固
定する。可撓端部226,227は第9A、9B図に示す急速継手2
08,209の係合部のある雄継手部分を含む。縮径軸部218,
219に嵌着される環状ボタン232,233は可撓端部226,227
のほぼ円錐形の内面226a,227aと合致する外側係合面を
具備する。嵌脱棒214,215にばね234,235を嵌着し、ボタ
ン232,233の下端と、筐体210,211の孔に挿入されて環状
保持突縁238,239と当接する保持手段236,237の間に圧縮
することにより、それぞれのボタン232,223を図示の伸
張位置にむかって押し付け、円錐内面226a,227aと係合
させる。それぞれの継手224,225にほぼ円筒形の保護ス
リーブ240,241を被せて螺着し、対応のロックピン242,2
43によって固定する。

筐体210,211の上端に比較的直径の大きいばね筐体24
4,245を組み込んで対応の肩部を画定し、それぞれの嵌
脱棒214,215の拡径部分246,247に保持つば248,249を固
定し、それぞれの前記嵌脱棒214,215を筐体244,245内に
収容する。対応のばね保持手段250,251を筐体244,245の
上部に固定する。嵌脱棒214,215を囲むばね252,253はば
ね保持手段250,251と保持つば248,249の間に圧縮されて
対応の駆動棒214,215を軸方向に下方へ可撓端部226,227
に向かって強制し、位置決めナット220,221を、可撓端
部226,227の開口端面とほぼ同高の図示位置に維持す
る。

CRDM及びDRDM駆動棒集合体200,201の上端はやや異な
るから、別々に説明する。即ち、第10図のDRDM駆動棒組
立体200については、中空のほぼ円筒形を呈し、縮径環
状凹部または頚部254aを有する嵌脱ボタン253を嵌脱棒2
14の上端に被せ、ピン256によって固定する。筐体210の
上端に設けた環状に凹んだばね座258aにばね258を嵌着
する。嵌脱ボタン254の下方円筒部分254bは大きい直径
を有し肩部254cを画定し、この肩部と係合するばね258
はボタン254を筐体201内から押出そうとするボタン254
の垂直に上向きの移動（即ち、第10図左方への移動）を
弾性的に阻止し、前記肩部はボタン254を筐体内に同軸
関係に心立てする。ボタン254の下端254dはボタン254の
移動の下限を形成する筐体210内の対応肩部260と係合す
る。

第11図のDRDM組立体201に関しては、縮径環状凹部ま
たは頚部255aを嵌脱棒215の上端に被せ、ロックピン257
によって固定する。又、ピン261によって嵌脱棒215に固
定された固定用つば259に嵌脱ボタン255を被せる。第10
図のCRDM組立体200との重要な相違点として、第11図のD
RDM集合体では、嵌脱ボタン255を筐体211の上方内部263
に挿入するが、前記部分263の内側には螺条263aが切っ
てある。ボタン255の頚部255aには、後述のような目的
で、スロット265を通して筐体211の外部から接近するこ
とができる。他の重要な相違点として、DRDM組立体201
は下方の螺条付軸部271aを螺条付内部263aに螺入してピ
ン273によって固定されるピストン271を含む。ピストン
271の表面にピストンリング275を埋め込む。第７及び８
図から明らかなように、第11図に示すようにピストン27
1にピストンリング275を設けるのは筐体146の内部に対
応のピストンリングを設け第７及び８図の構成とは構造
的に異なるが機能的には等価である。第７及び８図と同
様に、ピストン271には、第７及び８図に対応の、ただ
しダッシュのない参照番号で示した素子と同じ機能を行
う可撓軸162′及び槍形部材164′を装着する。

嵌脱作用はCRDM及びDRDM駆動棒組立体200,201共ほぼ
同様に行われるが、両者の構造差を反映する相違点であ
る。第10図に示すCRDM駆動棒部分206の場合、筐体210の
上端に工具を配置して筐体210の縮径頚部212及び嵌脱ボ
タン254の頚部254aと係合させ、嵌脱ボタン254を軸方向
に外方へ駆動することにより嵌脱棒214及び連携の位置
決めナット220及びばねボタン232を可撓端226の内部か
ら引抜いて前記可撓端226を屈伏可能にする。第11図に
示すDRDM駆動棒部分207の場合、同様の工具を筐体211の
上端付近に配置して筐体211の縮径頚部213及びボタン25
5の縮径頚部255aと係合させ、後者とはスロット265を介
して係合させる。同様に、工具を作動させてボタン255
をDRDM筐体211の上端に位置する開口内部263へ挿入する
ことにより、連携の嵌脱棒215及び対応の位置決めナッ
ト221及びボタン233を、（ボタン233を可撓端227の係合
内面227aに圧接固定する）ばね235の弾性偏倚作用に抗
して引抜き、両者のばね235,253を圧縮する。その結
果、各部は第12図に示す状態となる。即ち、位置決めナ
ット221及びボタン233が係合し、可撓端227は屈伏自在
となる。従って、第12図は第10図に示したCRDM組立体20
0の駆動棒部分206の可撓端226が係合を解かれた状態と
対応する。

第13A及び13B図はそれぞれCRDM及びDRDM駆動棒組立体
200,201のハブ延長部202,203を示す長手方向断面図であ
る。従って第13図Ａ、13B図を同時に参照し、先に述べ
るような偶奇数参照番号の相関関係に基づいて説明する
と、ハブ延長部202,203はCRDM及びDRDM駆動棒部分の雄
可撓端226,227の外側係合面と嵌合する係合内面280a,28
1aを有する雌継手部分280,281を含み、協働により、第9
A、9B図に示すようなそれぞれの組立体200,201の急速継
手208,209を構成する。継手部分280,281は対応のハブ延
長部202,203の螺条付上端部分と係合する内側螺条付端
部280b,281bを含む。

半恒久ジョイント204,205（第9A、9B図）の構成要素
である半恒久ジョイント雄部分290,291はほぼ円筒形を
呈し、対応のハブ延長部202,203の螺条付下部と螺合
し、ピン292,293で固定される内側螺条付端部290a,291a
を含む。雄ジョイント部分290,291はスタッブ部分294,2
95を含み、スタッブ部分294はスタッブ部分295よりも直
径が大きく、軸長が短く、それぞれが螺条付面294a,295
aを含む。部分290,291の拡径中央部分にロックスリーブ
296,297を嵌着し、欠刻部298,299によって固定する。

第9A、9B図にそれぞれ示すCRDM及びDRDM駆動棒組立体
200,201の選択的に遠隔操作可能な急速継手208,209は以
上の説明から明らかなように、雄部分として第10図のCR
DM可撓端226及び第11図のDRDM可撓端227を、又、これに
対応する雌部分として第13A図に示すCRDM継手部分280及
び第13B図に示すDRDM雌継手部分281を含む。

添付図面から明らかなように、各急速継手208,209の
これらの構成要素は大体において同様の構成を備えては
いるが、CRDM及びDRDM継手の構成要素同志が誤って結合
されないように寸法及び形状に取違えが起こり得ないよ
うな相違を与えてある。即ち、可撓端226（第10図）を
含むCRDM継手雄部分は可撓端227（第11図）を含むDRDM
継手雄部分よりも軸長が短いから、もしCRDMの雄可撓端
226を誤ってDRDMの雌継手部分281に挿入すると、それぞ
れの係合面226a,281aが係合する前に前者のロックスリ
ーブ296がDRDM継手素子281の端部と衝合するだけでな
く、各係合面226a,281aの輪郭が軸方向に互いにずれて
いるから、取り違えは起こり得ない。他方、可撓端227
を含むDRDM雄継手部分はCRDM雌継手部分280よりも軸長
が長く、各係合面227a,280aは軸方向に互いにずれてい
るから、誤って前者を後者に挿入してもDRDM雄可撓端22
6とDRDM雌継手部分280の係合内面とは係合または整列し
ない。このように偶発的な部分挿入が行われる２つの場
合を想定すると、いずれの場合にも、嵌脱ボタンを解除
することによって位置決めナット220,221が係合状態に
戻り、対応の可撓端226,227を誤った雄継手部分に結合
する結果とはならない。

同様に、半恒久CRDMジョイント204及びDRDMジョイン
ト205（第9A及び9B図）は同様の形状を備えるが交換不
能であり、従って、誤って結合されることはない。具体
的には、RCCスパイダ100のハブ102の内側に螺条のある
部分103はCRDMハブ延長部202の螺条付雄スタッブ294と
螺合する半恒久ジョイント204の雌部分を含み、これら
の成分は対応のDRDM雄スタッブ295（第13B図）及びWDRC
ハブ122（第６図）の内側螺条付雌部123よりも直径は大
きいが軸長は短い。従って急速継手208,209に関して上
述したのと同様に、半恒久ジョイント204,205の各成分
も交換不能であるから、CRDMハブ延長部202及びDRDMハ
ブ延長部203を対応のスパイダ100,120と組立てる際に誤
って結合されることはあり得ない。

従って、半恒久雄ジョイント部分290,291を対応のRCC
及びWDRCスパイダ100,120のハブ部分102,122に螺入する
と、ロック・スリーブ282,283がハブ102,122に同軸関係
に被さり、（第３、５図にそれぞれ示す）ハブ102,122
の凹部102a,122aがジョイント204,205をロックするため
の対応の欠刻部をロックスリーブ282,283に形成するこ
とを可能にし、偶発的な分解を防止する。それぞれのジ
ョイント204,205は、ハブ102,120をハブ延長部202,203
から離脱させ、雄ジョイント部分290,29またはハブ102,
120のいずれか一方から前記凹部を解放してハブ延長部2
02,203を対応スパイダ100,120から解放するには充分な
回転トルクを加えねばならないという点で半恒久的であ
るのが特徴である。

本発明の遠隔操作により着脱可能な、構成に差異のあ
る、即ち、交換不可能なCRDM及びDRDM駆動棒組立体の駆
動棒及びハブ延長部によって可能となる方法を第14乃至
20図に沿って以下に説明する。これらの図のいずれにお
いても、容器12をその容器内構造物に関して簡単に図示
したが、実際には第１図に示す詳細な説明に対応するも
のと理解されたい。即ち、第14図ではヘッド組立体12a
が容器12から取り外され、カランドリア50、内槽組立体
24及び下槽組立体16がそのまま残っている。容器12との
関連で、典型的な原子炉設備の格納容器構造１の標準的
構成要素、例えば第１の上部炉内構造物貯蔵スタンド２
及び第２の下部炉内構造物貯蔵スタンド３が略示されて
おり、構造１は第14図に示すように、所要レベルの硼素
含有水内に維持することができる。水位は約98フィート
の高さにするのが普通である。床６は第14図から明らか
なように、水面より数フィートの高さにする。CRDM及び
DRDM駆動棒組立体200,201はこの状態において容器12の
突縁12dよりも上方に突出している。

支持ケーブル８により炉内構造物吊り金具５をデリッ
クなどのように適当な装置で支持して、容器12の上方位
置へ持ち上げ、スプレッダ組立体７を吊り金具５で支持
し、降下させて第15図に示すように公知の態様で駆動棒
組立体200,201の上部自由端と係合させる。

次に第16図に示すように、スプレッダ組立体７を上昇
させて、第9A、9B図に関連して述べたように駆動棒組立
体200,201を燃料交換位置「REF」まで引き上げる。円筒
形側壁17内に収容され、上部炉心板18を含むカランドリ
ア50及び内槽組立体24から成る上部炉内構造物を容器12
の突縁12dから離れるまで一体的に上昇させ、スプレッ
ダ組立体７によって駆動棒組立体200,201を燃料交換位
置に保持する。従って、第16図では、駆動棒組立体200,
201は（半恒久ジョイントにおける）結合部からカラン
ドリア50の直ぐ下のスパイダまでの約34フィートの全長
を有し、従って、水面の数フィート上方にまで達する。
この作業は終始遠隔操作で行われ、駆動棒200,201が水
面よりも上方に露出していても問題はないことが重要で
ある。具体的には、駆動棒が濡れたままであって表面汚
染物質が存在したとしてもこれが放出されるおそれはな
く、一体的な組立体を一括して迅速に移動させることが
できるから、汚染物質が空気中に放出される懸念はほと
んどない。

第17図から第18図への過程で、吊り金具５が上昇した
上部炉内構造物を容器12の上部突縁12dの上を越えて上
部炉内構造物貯蔵スタンド２の上方位置まで搬送する。
吊り金具５は組立体全体をスタンド２に降ろし、次いで
スプレッタ組立体７を下降させて（１個づつのRCCクラ
スタ30及びWDRCクラスタ34で略示する）棒クラスタを完
全挿入位置まで降下させる。この時点で上部炉心板18は
水面下約48フィートの高さにあって格納容器構造１の底
まで約50フィートを残しており、この約50フィートの深
さにRCC及びWDRC棒案内管30,34が収まる。（第18図に示
さないが、第9A、9B図に示した）対応のスパイダ100,12
0が上部炉心板18上に載置されてRCC及びWDRC棒クラスタ
を対応の棒案内管30,34内に保持する。カランドリア底
板52は水面下約35フィートに、容器12の突縁12dは水面
下約27フィートにそれぞれ位置する。駆動棒組立体200,
201の上端、及びスプレッタ組立体７は水面下約15フィ
ートに位置する。従って、嵌脱ボタンを作動させて駆動
棒部分206,207を（共に第9A、9B図の完全挿入位置に相
当するカランドリア底板52の直ぐ下、即ち約35フィート
の高さに位置する）対応の急速継手208,209のところで
解放するためには、適当な取り扱い工具で容易に駆動棒
組立体200,201に接近できる。

第19図の段階では、吊り金具５がスプレッダ組立体７
を上昇させながらカランドリア50を垂直に、カランドリ
ア底板52が容器12の突縁12dよりも約１フィート上方に
来るまで上昇させて下部炉内構造物貯蔵スタンド３まで
搬送し、第20図に示すように、カランドリア50及び駆動
棒部分206,207の組立体を貯蔵スタンドに降ろす。第20
図に略示するように、点検、修理などのために、或いは
燃料集合体20の場合なら炉心内での位置を換えたり、通
常の燃料交換作業を行うために燃料集合体20及び棒クラ
スタ30,34を個別に引き抜くことができる。

駆動棒部分206,207は制止手段によってカランドリア5
0内を落下するのを防止するか、或いは格納容器構造の
底へ落下できる状態にしながら、カランドリア50によっ
て側方から保持してもよい。又、カランドリア50をスタ
ンド３上に配置したままで点検及び／又は交換のため駆
動棒組立体を引抜くこともできる。

原子炉容器を再組立てするには以上の段階をそのまま
逆の順序で行う。その方法の要点は第20図の段階から第
18図の直前の段階までにある。なぜなら、遠隔操作可能
な急速継手208,209を採用したから、長さが約21フィー
トしかない駆動棒部分206,207は第18図に示すような組
立を完了するために駆動棒部分206,207を対応ハブ延長
部202,203に再結合又は再連結する過程でほとんど水面
下に浸漬されたままであるからである。対応の着脱自在
継手208,209を水面下僅か約30フィートの高さに設けて
結合作業を極めて容易にしながら、しかも再組立て作業
に従事する作業員を充分に保護できるようにした点も重
要である。継手208,209の要素を互いに取違えが起こり
得ないように異なった構成とすることで、DRDM及びDRDM
駆動棒部分を偶発的にハブ延長部に結合することは有り
得ず、適正なCRDM及びDRDMハブ延長部202,203にそれぞ
れ結合せざるを得なくなる。

公知の構造及び方法に対する本発明の駆動棒組立体20
0,201を取り扱う際の作業人員の保護、コスト及び作業
の単純化に関する著しい改良は、本発明の駆動棒の代わ
りに従来のワンピース駆動棒を採用した場合に第14図か
ら第20図までに示した作業を行うのに必要な装置の形状
及び寸法と比較すれば容易に理解できるであろう。例え
ば34フィートの長さを必要とするワンピース又は一体的
駆動棒を採用すると、当然のことながら第18及び19図の
組立作業において水面から突出して、大気汚染の深刻な
問題を惹起し、再組立作業に従事する作業員に危険を及
ばすおそれがある。34フィートもの長さの駆動棒の取り
扱いが極めて困難であることに加えて、その長さと耐え
がたい重さだけを考えても、組立作業に際しては、対応
のカランドリア管を通してカランドリア集合体50内へ、
さらに対応棒案内管の全長を通して内槽組立体24内へ駆
動棒を降下させ、対応スパイダのハブと最終的な結合
を、水面下約48フィートの深さにおいて炉心板18上で安
定した状態で行わねばならない。このような条件を機械
的に満たすことが困難であるだけでなく、カランドリア
50及び連携の棒案内管に損傷を与えるかもしれない重大
な危険性を伴う。又、棒クラスタが密に配列される以
上、駆動棒も狭い間隔で配列され、このワンピース駆動
棒の長さは48フィートにもなるから、整列ミスが起こり
易く、その結果、駆動棒をカランドリア内の詰まった孔
に挿入してとりかえしのつかない機械的損傷を招くおそ
れがある。従って、本発明のように遠隔操作による着脱
可能なツーピース駆動棒を採用し、これを利用して炉内
構造物の組立／分解及び保守を行えば新規設計の圧力容
器のメンテナンスや、これに関連する組立、分解などの
作業に伴うおそれのある深刻な問題を解決できることは
明白であると考えられる。

本発明の種々の変更実施態様は当業者なら容易に想到
できるであろうが、本願の特許請求の範囲は本発明の趣
旨及び範囲に該当するこのような変更実施態様をすべて
包括するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（第1A及び1B図から成る）は本発明の選択的に遠
隔操作可能な急速継手を備えたツーピース駆動棒組立体
が組み込まれ、原子炉圧力容器の組立／分解を可能にす
る新設計加圧水型原子炉を一部断面で示す立面図であ
る。 第２図は第１図の原子炉容器の内槽組立体に比較的密に
配列された水排除棒クラスタ及び制御棒クラスタを略示
する断面図である。 第３図はRCCスパイダの平面図である。 第４図は第３図のRCCスパイダを一部第３図４−４線に
おける断面で示す立面図である。 第５図はWDRCスパイダの平面図である。 第６図は第５図のWDRCスパイダを一部第５図６−６線に
おける断面で示す立面図である。 第７図は水排除棒駆動機構（DRDM）の立面図である。 第８図は第７図８−８線における断面図である。 第9A図及び9B図は完全挿入（「FI」）、完全引抜き
（「FW」）及び燃料交換（「REF」）位置でそれぞれCRD
M及びDRDM駆動棒組立体を一部切り欠いて略示する長手
方向断面図である。 第10図はCRDM駆動棒の長手方向断面図である。 第11図は常態における駆動棒可撓端の係合状態と、組立
／分解作業中に使用される嵌脱ボタン操作によって達成
される前記可撓端の係合解除状態とをそれぞれ示すDRDM
駆動棒の長手方向断面図である。 第12図は常態における駆動棒可撓端の係合状態と、組立
／分解作業中に使用される嵌脱ボタン操作によって達成
される前記可撓端の係合解除状態とをそれぞれ示すDRDM
駆動棒の長手方向断面図である。 第13A図及び13B図は正しく、対応するWDRC及びRCC駆動
棒部分が結合され、かつ正しく、対応するWDRC及びRCC
スパイダ・ハブが結合されるように相互の形状に相違を
与えて上下端に設けたそれぞれの半恒久急速継手部分を
比較して示すDRDMハブ延長部及びCRDMハブ延長部の長手
方向断面図である。 第14図は本発明の着脱自在ツーピース駆動棒組立体の操
作方法及び長所を説明するため、各分解段階における加
圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の貯蔵
スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて搬送
し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造物」
吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図であ
る。 第15図は本発明の着脱自在ツーピース駆動棒組立体の操
作方法及び長所を説明するため、各分解段階における加
圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の貯蔵
スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて搬送
し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造物」
吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図であ
る。 第16図は本発明の着脱自在ツーピース駆動棒組立体の操
作方法及び長所を説明するため、各分解段階における加
圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の貯蔵
スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて搬送
し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造物」
吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図であ
る。 第17図は本発明の着脱自在ツーピース駆動棒組立体の操
作方法及び長所を説明するため、各分解段階における加
圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の貯蔵
スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて搬送
し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造物」
吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図であ
る。 第18図は本発明の着脱自在ツーピース駆動棒組立体の操
作方法及び長所を説明するため、各分解段階における加
圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の貯蔵
スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて搬送
し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造物」
吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図であ
る。 第19図は本発明の着脱自在ツーピース駆動棒組立体の操
作方法及び長所を説明するため、各分解段階における加
圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の貯蔵
スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて搬送
し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造物」
吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図であ
る。 第20図は本発明の着脱自在ツーピース駆動棒組立体の操
作方法及び長所を説明するため、各分解段階における加
圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の貯蔵
スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて搬送
し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造物」
吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図であ
る。 30……制御棒クラスタ 28,32……棒案内管 34……水排除棒クラスタ 50……カランドリア 56……カランドリア管 60……フローシュラウド 100……スパイダ 102……ハブ 106……ベーン集合体 200……駆動棒組立体 202,203……ハブ延長部 204……半恒久ジョイント 206……駆動棒部分 208,209……急速継手

フロントページの続き (73)特許権者 999999999 九州電力株式会社 福岡市中央区渡辺通２丁目１番82号 (73)特許権者 999999999 日本原子力発電株式会社 東京都千代田区大手町１丁目６番１号 (72)発明者 デニス・ジェームス・アルトマン アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、ジ ャネッティー スカイビュー・ドライブ 111 (72)発明者 セオ・ヴァン・デ・ベン アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、マ リスビル ラウンド・トップ・ロード 4040

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸平行関係に並んだ複数の燃料棒集合体を
   収容する下槽組立体、選択的に制御されて下槽組立体内
   の完全挿入位置と内槽組立体内の完全引抜き位置との間
   の移動通路を燃料集合体と入れ子関係で軸方向に移動で
   きるように互いに軸方平行関係に取り付けられた複数の
   棒クラスタを収容する内槽組立体、及び圧力容器内に冷
   却材を収容するため下槽組立体及び内槽組立体と密封連
   通関係にあるヘッド組立体が、順次下方から上方へ配設
   されている圧力容器と、軸平行関係に配設され、ヘッド
   組立体を密封関係をなして貫通する複数の駆動手段と、
   それぞれが複数の棒クラスタと連結し、これと共に完全
   引抜き位置と完全挿入位置の間の各棒クラスタの移動に
   対応する移動通路を棒クラスタのそれぞれと移動可能な
   複数の駆動棒組立体とを含む加圧水型原子炉装置におい
   て、各駆動棒組立体は対応の駆動手段と係合しており、
   駆動手段は、対応の駆動棒組立体及び連携の棒クラスタ
   を前記移動通路を通して完全引抜き位置まで移動させる
   よう選択的に作動でき、各駆動棒組立体は、下方の細長
   いハブ部分、上方の細長い駆動棒部分、及び遠隔操作に
   より選択的に作動してハブ部分と駆動棒部分の着脱自在
   に結合できる継手を有することを特徴とする加圧水型原
   子炉装置。
2. 【請求項２】それぞれが対応のクラスタの複数の棒を軸
   平行関係に取り付ける機能を有し、中心ハブを備えた複
   数のスパイダと、内槽組立体と下槽組立体の中間に位置
   して容器に固定され、それぞれの棒クラスタに属する棒
   に対応し、対応の棒を完全に挿入及び完全引抜き位置間
   の移動通路に従って軸方向に移動できるように挿通させ
   るための孔を有する支持板を含み、連携の棒クラスタが
   完全挿入位置に来るとそれぞれのスパイダが支持板上に
   支持され、それぞれの対応駆動棒組立体の前記ハブ部分
   は上下端を有するハブ延長部から成り、それぞれのハブ
   延長部がその下端において対応のスパイダに連結され、
   連携棒クラスタが完全挿入位置を占めた状態で、上端が
   支持板の近傍に位置するのに充分な軸方向長さを有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の加
   圧水型原子炉装置。
3. 【請求項３】圧力容器の内部に配設されて内槽組立体と
   ヘッド組立体の間に延び、それぞれの駆動棒組立体と整
   列する孔を有するカランドリア集合体を含み、複数の駆
   動棒組立体の前記駆動棒部分は、対応の棒クラスタが完
   全挿入位置を占める状態において連携の駆動手段との係
   合状態を維持すると共にカランドリア集合体のそれぞれ
   の孔を貫通して、対応の継手を介して連携の駆動棒組立
   体の対応ハブ部分と連結されるのに充分な軸方向長さを
   備えることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記
   載の加圧水型原子炉装置。
4. 【請求項４】カランドリア集合体が、互いに平行に取り
   付けられてそれぞれが内槽組立体の頂部及びヘッド組立
   体の底部を画定するカランドリア底板及び上板を含み、
   それぞれの駆動棒部分、選択的遠隔操作により着脱自在
   な継手及びハブ延長部を含む駆動棒組立体をカランドリ
   ア集合体の対応する孔に軸方向に移動できるように挿通
   し、対応の棒クラスタが完全引抜き位置を占める状態で
   対応のスパイダをカランドリア底板の近傍及び内槽組立
   体内に支持することを特徴とする特許請求の範囲第
   （３）項に記載の加圧水型原子炉装置。
5. 【請求項５】下端において支持板に軸平行関係に取り付
   けられ、上端においてカランドリア底板に選択的に連結
   可能であり、それぞれが対応する棒クラスタと整列し、
   かつこれをそれぞれの移動通路に従って移動できるよう
   に収容する複数の棒案内管を含み、各駆動棒組立体のハ
   ブ部分は、それぞれと連携する棒案内管の長さとほぼ対
   応する軸方向長さを有し、それぞれと連携の棒クラスタ
   が完全挿入位置を占める状態で、それぞれと連携する選
   択的遠隔操作により着脱自在な継手を対応の棒案内管の
   上端の近傍に位置させることを特徴とする特許請求の範
   囲第（４）項に記載の加圧水型原子炉装置。
6. 【請求項６】複数の棒クラスタは、第１タイプの第１の
   複数棒クラスタ及び第２タイプの第２の複数棒クラスタ
   から成り、複数の駆動棒組立体は、第１タイプの第１の
   複数棒クラスタとそれぞれ連携する第１タイプの第１の
   複数駆動棒組立体及び第２タイプの第２の複数棒クラス
   タとそれぞれ連携する第２タイプの第２の複数駆動棒組
   立体から成り、第１及び第２の複数駆動棒組立体の選択
   的遠隔操作により着脱自在な継手は、それぞれ第１及び
   第２タイプの第１及び第２の複数継手から成り、それぞ
   れの継手は、連携の駆動棒組立体のハブ部分及び駆動棒
   部分にそれぞれ取り付けた１対の選択的着脱自在な第１
   及び第２継手部分から成り、第１タイプ継手の継手部分
   と第２タイプ継手の継手部分は交換不可能であることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の加圧水型
   原子炉装置。
7. 【請求項７】第１及び第２タイプの各継手の選択的着脱
   自在な１対の継手部分が結合状態において互いに係合す
   る係合外面及び係合内面をそれぞれ有する雄部分及び雌
   部分から成り、第１タイプ継手の継手部分の係合面は、
   これと対応する第２タイプ継手の継手部分の係合面とは
   異なることを特徴とする特許請求の範囲第（６）項に記
   載の加圧水型原子炉装置。
8. 【請求項８】第１タイプ継手の雄及び雌継手部分は、第
   ２タイプ継手の雄及び雌継手部分よりも短い軸方向長さ
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第（７）項に
   記載の加圧水型原子炉装置。
9. 【請求項９】第１及び第２タイプ継手の各雄継手部分
   は、各雄継手部分に固定され、係合外面を少なくともそ
   の軸方向長さの一部にわたって間隔を保って同軸関係に
   囲む保護スリーブを含み、軸方向長さが比較的長い第２
   タイプ継手の雄継手部分を、長さが比較的長い第１タイ
   プ継手の雌継手部分に誤って挿入すると、第２タイプ継
   手の雄継手部分の対応する保護スリーブが第１タイプ継
   手の雌継手部分の端部と衝合して結合を妨げることによ
   りそれぞれの係合面の取り違えによる係合を妨げ、軸方
   向長さが比較的短い第１タイプ継手の雄継手部分を、軸
   方向長さが比較的長い第２タイプ継手の雌継手部分に誤
   って挿入すると、それぞれの係合面の軸方向相対変位が
   結合を妨げることによって係合面の整列及び係合を妨げ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（８）項に記載の
   加圧水型原子炉装置。
10. 【請求項１０】第１及び第２タイプ継手の雄継手部分
    は、第１及び第２タイプ駆動棒組立体の駆動棒部分の下
    端に固定され、第１及び第２タイプ継手の雌継手部分
    は、第１及び第２タイプ駆動棒組立体のハブ部分の上端
    に固定されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    （７）項に記載の加圧水型原子炉装置。
11. 【請求項１１】第１及び第２タイプ駆動棒組立体の駆動
    棒部分に固定された雄継手部分のそれぞれが、ほぼ細長
    い中空円筒形の可撓端継手部分と、駆動棒部分を同軸に
    貫通し、下端及び上端を有する細長い嵌脱棒と、嵌脱棒
    下端に取り付けられ、中空可撓端継手部分の端部の近傍
    に位置して該中空可撓端継手部分の内壁と係合できるよ
    うに取り付けられ、可撓端継手部分内に位置して該可撓
    端継手部分を非可撓形状に維持する係合手段と、嵌脱棒
    と連携し、常態で係合手段を可撓端内に位置決めするた
    めの偏倚力を発生する偏倚手段と、嵌脱棒の上端に配置
    され、選択的に駆動棒部分に外側から係合させることに
    より偏倚手段の弾性偏倚力に抗して嵌脱棒を引抜いて係
    合手段を係合位置から係合解除位置へ引くことにより、
    可撓端継手部分を屈伏可能にする手段を含み、係合手段
    が常態において偏倚手段及び嵌脱棒によって位置決めさ
    れ、対応の雄継手部分内に収納されると可撓端継手部分
    を非可撓形状に維持することにより、駆動棒部分を連携
    の駆動棒組立体のハブ部分に結合し、嵌脱棒が引っ込め
    られると係合手段を係合位置から係合解除位置へ引いて
    可撓端継手部分の屈伏を可能にすることによって選択的
    かつ遠隔操作で駆動棒部分と連携の駆動棒組立体との結
    合及び結合解除を行うことができることを特徴とする特
    許請求の範囲第（10）項に記載の加圧水型原子炉装置。
12. 【請求項１２】第１及び第２タイプ駆動棒組立体のハブ
    部分を第１及び第２タイプの複数棒クラスタとそれぞれ
    連携するスパイダと連結する半恒久的なジョイントを含
    むことを特徴とする特許請求の範囲第（６）項に記載の
    加圧水型原子炉装置。
13. 【請求項１３】半恒久的ジョイントのそれぞれが互いに
    螺合してジョイントを固定するための、ハブ延長部に連
    結された螺条付き雄ジョイント部分、及び対応のハブ部
    分と連携し、内側に螺条を有する雌ジョイント部分と、
    螺合した雄及び雌ジョイント部分の離脱を防止するため
    の手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（12）
    項に記載の加圧水型原子炉装置。
14. 【請求項１４】第１及び第２タイプの雄ジョイント部分
    が対応の細長い軸部を有し、第１タイプ雄継手部分の軸
    部が第２タイプ雄ジョイント部分の軸部に比較して軸長
    が短く、直径が大きく、第１及び第２タイプの雌ジョイ
    ント部分が対応の内部凹所を画定し、第１タイプ雌ジョ
    イント部分の内部凹所が第２タイプ雌ジョイント部分の
    内部凹所に比較して軸方向長さが短く、直径が大きく、
    第１及び第１タイプの雄及び雌ジョイント部分は相互交
    換不能であることを特徴とする特許請求の範囲第（13）
    項に記載の加圧水型原子炉装置。