JP2658420B2 - 圧力管形原子炉の燃料交換機のセンタリングガイド構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、圧力管形原子炉を対象に燃料，遮へいシ
ールプラグ等の炉心構成要素の装荷，引抜きを行う燃料
交換機の燃料，遮へいシールプラグをマガジンチューブ
内でセンタリングガイドする構造に関する。

【従来の技術】

圧力管形原子炉の燃料交換機として、原子炉炉心の下
方を走行する燃料交換機の圧力容器内にマガジンストッ
パ機構付マガジンチューブを複数組み合わせてなる回転
ドラム式マガジン組立体を収設し、かつこのマガジン組
立体を挟んでその上下に配管された燃料案内管のうち、
上部案内管を通じて機内のグラブ操作により原子炉の圧
力管と前記マガジンチューブとの間で燃料等の受け渡し
を行うように構成した燃料交換機が公知であり（特開昭
59−197893号公報）、さらにかかる燃料交換機に対し、
マガジンストッパ機構としてスライド式の水平シャッタ
板を設け、かつこのシャッタ板を下部案内管側の可動案
内管に装備したカム機構を介して開閉操作し、マガジン
チューブの途中箇所に前記可動案内管の先端部をアクチ
ュエータとして収容燃料をマガジンチューブ内でセンタ
リングするよう作動するセンタリングガイド機構を設置
したものが知られている。（特開昭61−289838） 第４図，第５図乃至第６図は従来の燃料交換機のセン
タリングガイド機構を示すものであり、センタリングガ
イド機構の異なる動作状態の説明図である。 第４図ないし第６図において、マガジンストッパ機構
３はマガジンチューブ１内に収納された燃料２等の自重
を支えてマガジンチューブ１内の保持するとともに、グ
リッパの操作により下部案内管を通じて燃料２を搬出，
搬入する場合には、下部案内管と連通し合うマガジンチ
ューブ１のストッパ機構３が開放操作されて燃料２の通
過を許容するような役目を果たす。 ここで、上記構成による燃料交換機の手順を説明する
と、まずスナウトを原子炉の圧力管へ接続し、グラブの
昇降操作とマガジン組立体の回転動作により、圧力管側
から引き抜いた使用済み燃料などの炉心構成要素をマガ
ジンチューブ１へ引き入れ、代わりに別なマガジンチュ
ーブ１に前以て収容保持されている新燃料を圧力管へ装
荷する。なお、この状態ではマガジンストッパ機構３は
閉じており、この状態でグラブのみがストッパ機構内部
の残余通路を自由に通過して昇降操作される。このよう
にして原子炉との間での燃料交換作業が終了すると、次
に燃料交換機は別な燃料受け渡し位置へ走行し、この位
置で下部案内管のポートを燃料移送設備側のトランスフ
アーポートに接続し、この状態で上部案内管を通じて図
示されていない燃料取扱装置のグリッパを吊り降ろして
マガジンチューブ内に収容されている使用済燃料をつか
む。続いてこのマガジンチューブに装備のマガジンスト
ッパ機構３を開放操作し、グリッパ操作により下部案内
管を通じて使用済み燃料を搬送設備側へ吊り降ろして搬
出する。逆に燃料を搬入する場合には前記と逆の手順で
新燃料をマガジンチューブ内に引き入れる。 上記の手順で述べたように、マガジンストッパ機構は
下部案内管を通じて燃料の搬出，搬入を行う際にのみ開
放操作され、それ以外の燃料をマガジンチューブ内に収
容した状態では閉じていて、燃料をマガジンチューブ内
に保持している。 次に上記構成の燃料交換機におけるマガジンストッパ
機構及びセンタリングガイド機構について説明する。第
４図において、マガジンチューブ１におけるマガジンス
トッパ機構３の上法箇所を符号４で示すセンタリングガ
イド機構４が構成されている。このセンタリングガイド
機構４はマガジンチューブ１の周上に沿ってマガジンス
トッパ機構３と干渉し合わない位置を選んで少なくとも
３箇所以上にボール溝５を開口するとともに、このボー
ル溝５内にセンタリングボール６をマガジンチューブ１
の内周側へ押し込むように構成されている。すなわちセ
ンタリングボール６はボール溝５内で内外周へ向けて矢
印Ｃ方向へ自由に出没移動できるように嵌め込みセット
されている。但しボール溝５の内外開口端はセンタリン
グボール６がボール溝５から脱落しないようにしてあ
る。 一方、前記センタリングボール６に対向して可動案内
管７側には、先端のアクチュエータ部7aの下方域にセン
タリングボール６の拘束を解除する上下方向のボール逃
げ溝7bが形成されている。第７図は従来のマガジンスト
ッパ機構の構成図である。第７図に示すようにカム機構
16のガイドカム溝16aは上下方向に沿って符号X,Y,Zで示
す３段階の領域に区分され、このうちＸ領域はマガジン
スロッパ機構３のシャッタ板17を閉位置に止め、Ｚ領域
でシャッタ板17を開放位置に移動操作し前記のＸとＺ領
域の間で結ぶように形成されている。 次に上記構成の動作，機能についてのべる。まず第４
図はマガジンストッパ機構３と可動案内管７とが切り離
された待機状態を示しており、この状態ではマガジンス
トッパ機構３のシャッタ板17は閉じており、かつセンタ
リングガイド機構４のセンタリングボール６は拘束なし
にボール溝５内で自由に移動できる状態にある。これに
対し第５図は燃料２をマガジンチューブ１内でセンタリ
ングガイドしている状態を示している。すなわちこの状
態では可動案内管７が上昇操作されてマガジンチューブ
１の外周側に嵌まり込み、その先端部7aが外周側からセ
ンタリンボール６を押してマガジンチューブ１内に収納
された径小な燃料２をチューブ内の中心位置にセンタリ
ングガイドしている。なおこの段階ではマガジンストッ
パ機構３のシャッタ板17は第７図に示したガイドカム溝
のＸ領域でガイドされており、シャッタ板17は閉じた状
態にある。次に第６図は第５図の状態から可動案内管７
をさらに上昇操作し、マガジンストッパ機構３のシャッ
タ板17を第７図で示したガイドカム溝16aのＺ領域によ
るガイドで開放した状態を示したものである。この状態
ではセンタリングガイド機構４のセンタリングボール６
に可動案内管７側のボール逃げ溝7bが対向していてセン
タリングボール６の拘束は解除されている。したがって
センタリングボール６はボール溝５内で自由に動き得
る。 次に前記の第４図ないし第６図に示した各動作状態を
基に燃料交換機と機外燃料移送設備との間で行われる燃
料の搬入作業の手順につき説明する。 （１）燃料を搬入する場合 まず図示されない下部案内管を通じて空のマガジンチ
ューブ１内に燃料２を引き込み搬入する場合には、最初
の工程で可動案内管７を第６図の状態になるまで上昇操
作してマガジンストッパ機構３のシャッタ板17を開放
し、マガジンチューブ１内に通じる燃料通路を確保す
る。次の工程では燃料取扱機により下部案内管を通じて
燃料をマガジンチューブ１内に吊り上げて引き込む。こ
こで燃料２を一端センタリングボール６の位置より上方
へ引き上げたところで可動案内管７を若干下降操作して
第５図の状態を設定する。なおこの状態ではシャッタ板
17が閉じる。続いて燃料取扱機により燃料をマガジンチ
ューブ１内に吊り降ろすと、この過程で燃料２はマガジ
ンチューブ１のないしゅう側に突き出しているセンタリ
ングボール６のガト規制を受けてセンタリングガイドさ
れつつマガジンストッパ機構３のシャッタ板17上へ着地
する。したがって燃料２はシャッタ板17の係合突起部と
正しく係合しあってメカニカルインタロックされるよう
になる。この工程が終了すると、最後に可動案内管７が
第４図の待機位置へ下降操作され、これで一連の燃料収
容作業が完了する。 （２）遮へいシールプラグを搬入する場合 遮へいシールプラグは燃料よりも径寸法が大であり、
その外径はマガジンチューブ１の内径とほぼ等しく、こ
の場合には前記したセンタリングガイド機能は不要であ
る。したがって遮へいシロルプラグを空のマガジンチュ
ーブ内に引き込み搬入する際の手順は次のように行われ
る。まず可動案内管７を第４図の待機位置から第６図の
状態まで上昇操作してマガジンストッパ機構４を開放す
ることは前記燃料の場合の手順と同じである。次にこの
状態で燃料取扱機の吊り上げ操作で遮へいシールプラグ
をマガジンチューブ１内に引き入れる。この際にセンタ
リングボール６がマガジンチューブ１の内周側に突出し
ていても、センタリングボール６は拘束されていないの
で遮へいシールプラグはマガジンチューブ１内を自由に
上昇できる。ここで遮へいシールプラグの下端がセンタ
リングボール６の位置よりもさらに上に来るように吊り
上げ、次に可動案内管７を下降操作して第４図の状態に
復帰させ、マガジンストッパ機構３のシャッタ板17を閉
じる。この復帰過程では途中で第５図の状態を経過する
ために一時的にセンタリングボール６がマガジンチュー
ブの内周側に突き出るが、次の工程で遮へいシールプラ
グをマガジンチューブ内で吊り降ろす際に遮へいシール
ぷらぐに押されて外周側へ引っ込むので何ら障害とはな
らない。最後に遮へいシールプラグをマガジンストッパ
機構のシャッタ板17上に着地させてマガジンチューブ内
への搬入作業が終了する。 マガジンチューブ１の内径寸法は、ここに収容される
炉心構成要素である燃料及び遮へいシールプラグの内直
径の大きな遮へいシールプラグに合わせて設定されてお
り、燃料２の直径よりも約20mm程大である。このため、
マガジンチューブ１には燃料２を収容するとき、マガジ
ンチューブ１との間隙により偏心して収容された場合で
も燃料下部がマガジンストッパ機構３の中央部に確実に
搭載されるように燃料２をマガジンチューブ１の中心位
置にセンタリングガイドするセンタリングガイド機構４
が設けられており、従来のセンタリングガイド機構４
は、マガジンチューブ１の周面上に分散して開口したボ
ール溝５内へ出没自在に嵌入されたセンタリングボール
６をマガジンチューブ１に対向する可動案内管７の先端
部7aをアクチュエータとしてマガジンチューブ１の外周
側から押し込んで内周側へ突出させることにより収容燃
料をセンタリングガイドするものである。

【発明が解決しようとする課題】

従来構造において、径の大きい遮へいシールプラグ収
容時は、センタリングボールはボール溝内を自由に移動
できる状態とし、遮へいシールプラグの外周面や下端面
によりセンタリングボールをマガジンチューブの外周側
へ押し戻すことで通路の形成をはかっており、強制的に
開方向に動作させる機構を有していない。このためセン
タリングボールがマガジンチューブの内周側へ突出した
状態で、不純物などがボールに付着することによりセン
タリングボールが固着し、遮へいシールプラグの外周面
や下端面がセンタリングボールに当たってもボールが移
動せず、遮へいシールプラグを収容できなくなるという
問題点があった。 この発明は、センタリングガイド機構を機械的に開閉
させ、燃料，遮へいシールプラグをマガジンチューブ内
でセンタリングガイドするようにした圧力管形原子炉の
燃料交換機のセンタリングガイド機構を提供することを
目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的は、マガジンチューブの下端部に相対して配
置された２つのハウジングと、このそれぞれのハウジン
グに取り付けられ可動のセンタリングプレートを有する
センタリングガイド機構と、このセンタリングガイド機
構と係合する４つのセンタリング開閉カムを上部に取り
付けかつ取扱物の案内部を形成する可動案内管とからな
り、この可動案内管を昇降させ前記センタリング開閉カ
ムにより前記センタリングプレートを開閉して前記燃料
または遮へいシールプラグをマグジンチューブ内でセン
タリングするようにした圧力管形原子炉の燃料交換機の
センタリングガイド構造によつて達成される。

【作 用】

マガジンチューブの下端に取りつけたセンタリングガ
イド機構を、可動案内管の上部に取りつけたセンタリン
グ開閉カムに係合させて、センタリングガイド機構のセ
ンタリングプレートを機械的に開閉され、燃料，遮へい
シールプラグをマガジンチューブ内でセンタリングガイ
ドすることができる。

【実施例】

以下図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。第
１図はこの発明の実施例による圧力管形原子炉の燃料交
換機のセンタリングガイド構造を示す構成図、第２図は
第１図の側面断面図、第３図は第１図のＡ−Ａ矢視断面
図である。 第１図ないし第３図において、この発明の実施例によ
るセンタリングガイド構造は、マガジンチューブ１の下
端部に相対して配置された２つのハウジング８と、この
それぞれのハウジング８に閉り付けたセンタリング軸10
とこのセンタリング軸に支持され半径方向に可動のセン
タリングプレート９とこのセンタリングプレート９に取
り付けたセンタリングガイドピン13の両端をハウジング
８とセンタリングプレート９とに固定されセンタリング
プレート９を開く方向に保持するセンタリングばね11と
を有するセンタリングガイド機構４と、前記センタリン
グガイドピン13と係合するガイドカム溝14aを有する４
つのセンタリング開閉カム14と、上部にこのセンタリン
グ開閉カム14を取り付けかつ取扱物の案内部を形成する
可動案内管７とからなる。 マガジンストッパ機構３は、ハウジング８のセンタリ
ングガイド機構４の下方に取りつけられ、軸で支持され
移動可能のストッパーピン15を備え、このストッピーピ
ン15はセンタリング開閉カム14の下方に刻まれたガイド
カム溝14bと係合する。 可動案内管７が下降位置に有る状態ではセンタリング
プレート９とセンタリング開閉カム14とは互いに切り離
されており、センタリングプレート９はセンタリング開
閉カム14に拘束されることなくセンタリングプレートば
ね11の張力によりセンタリングプレート９を開位置に保
持している。 この状態から可動案内管７を上昇させると、可動案内
管７とともにセンタリング開閉カム14が上昇移動してセ
ンタリングプレート９に取り付けたセンタリングガイド
ピン13が係合し、ガイドカム溝14aにピン13が嵌まり込
むようになる。続いて可動案内管７がさらに上昇する
と、センタリングガイドピン13はガイドカム溝14aに沿
って機械的にガイドされ、センタリングプレート９はセ
ンタリングプレートばね11の張力に抗してマガジンチユ
ーブ１の内周側へ押し出されてセンタリングプレート９
を閉位置とする。このときのセンタリングガイドピン13
はＸの位置にある。この状態からさらに可動案内管７を
上昇させると、センタリングガイドピン13はカム機構の
ガイドカム溝14aに沿って強制ガイドされて長溝12内を
ａ方向に移動し、センタリングプレート９はマガジンチ
ューブ１の外周側へ強制的に押し戻されてセンタリング
ガイド機構４を開位置とする。 このときマガジンストッパ機構３は、可動案内管７を
上昇させると、ストッパーピン15がセンタリング開閉カ
ム14の下方穿っガイドカム溝14bに係合し、マガジンス
トッパ機構３も開位置となり、遮へいシールプラグの昇
降通路が確保される。このときセンタリングガイドピン
13はガイドカム溝14aのＹ位置にある。

【発明の効果】

この発明は、マガジンチューブの下端部に配置された
ハウジングと、ハウジングに取りつけたセンタリングガ
イド機構と、このセンタリングガイド機構と係合するセ
ンタリング開閉カムと、このセンタリング開閉カムを取
り付けた可動案内管から構成し、可動案内管の昇降動作
によりセンタリングガイド機構のセンタリングプレート
の開動作，取動作を機械的に行うので、燃料，遮へいシ
ールプラグのセンタリングガイドを確実に行うことがで
きる。また、センタリングガイド機構を大きな駆動力で
操作するので、動作不良をカバーし燃料交換機の信頼性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例による燃料交換機のセンタリ
ングガイド構造を示す構成図、第２図は第１図の側面断
面図、第３図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図ないし第
７図は従来の燃料交換機のセンタリングガイド機構を示
すものであり、第４図ないし第６図はそれぞれセンタリ
ングガイド機構の異なる動作状態の説明図、第７図は従
来のマガジンストッパ機構の構成図である。 1:マガジンチューブ、2:燃料、3:マガジンストッパ機
構、4:センタリングガイド機構、7:可動案内管、8:ハウ
ジング、9:センタリングプレート、10:センタリング
軸、11:センタリングプレートばね、12:長溝、13:セン
タリングガイドピン、14:センタリング開閉カム、14a,1
4b:ガイドカム溝、15:ストッパーピン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下端部にマガジンストッパ機構を装備した
   複数本の燃料収納用マガジンチューブからなる回転ドラ
   ム式マガジン組立体を有し、このマガジン組立体を挟ん
   でその上下に配管された各燃料案内管を通じて原子炉と
   の間の燃料交換及び機外燃料搬送設備との間の燃料受け
   渡しを行う燃料交換機において、前記マガジンチューブ
   の下端部に相対して配置された２つのハウジングと、こ
   のそれぞれのハウジングに取り付けられ可動のセンタリ
   ングプレートを有するセンタリングガイド機構と、この
   センタリングガイド機構と係合する４つのセンタリング
   開閉カムを上部に取り付けかつ取扱物の案内部を形成す
   る可動案内管とからなり、この可動案内管を昇降させ前
   記センタリング開閉カムにより前記センタリングプレー
   トを開閉して前記燃料または遮へいシールプラグをマガ
   ジンチューブ内でセンタリングするようにしたことを特
   徴とする圧力管形原子炉の燃料交換機のセンタリングガ
   イド構造。