JP3204580B2 - 原子炉の異物回収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原子炉内に落下した異物
等を回収する原子炉の異物回収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、沸騰水型等の原子炉において
は、定期点検時に原子炉圧力容器のヘッドを取り外し
て、蒸気乾燥器，気水分離器をそれぞれ取り外し、燃料
交換作業等所定の作業が行なわれる。これらの作業は原
子炉上部に環境汚染が発生しないように原子炉内の炉水
を満水にして、放射線を遮蔽した状態で行なわれる。

【０００３】このときに、万一、作業員が誤って異物等
を原子炉内へ落下させ、異物が例えば炉心内の狭隘で複
雑な場所に入り込んでしまうと、この異物を水中工具等
により回収するのに多大な労力と時間を要する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の従来の水中工
具は、用途別に種々設けられているが、原子炉圧力容器
内で使用される水中工具は特殊な専用工具であり、特別
に訓練された作業員によって取扱う必要があり、熟練が
要求される上に、例えば水深約２０数ｍ程度の深い炉水
中での水中工具の遠隔操作により異物を回収するには多
大の労力と時間とを要する。

【０００５】また、例えば原子炉内の炉心内の狭隘な箇
所において、例えば配管上にリング状の小さな異物が引
掛かったときには、このリング状の異物を取り除くのに
好適な水中工具が従来工具の中では見当らず、新規の異
物回収装置が要請されている。

【０００６】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は、原子炉内の配管上に引掛
かったリング状異物等を簡単かつ迅速に回収することが
できる小型軽量の原子炉の異物回収装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次のように構成される。

【０００８】本願の請求項１に記載の発明（以下、第１
の発明という）は、原子炉内に昇降自在に吊り込まれる
基体と、この基体の上部に水平方向に設けられた操作シ
リンダと、この操作シリンダにより水平方向に進退可能
に駆動されて異物を基体側へ引き寄せる抱き板と、この
基体の下部に設けられて前記抱き板により前記基体側へ
引き寄せられた異物をつかむつかみ具と、同じく前記基
体の下部に設けられて前記つかみ具によりつかんだ異物
を切断する切断具と、これら抱き板、つかみ具および切
断具の動作を撮像してモニタに表示する水中撮像装置
と、前記基体の前記つかみ具よりも下部に設けられ異物
の落下を受ける受けボックスと、を有することを特徴と
する。

【０００９】また、本願の請求項２に記載の発明（以
下、第２の発明という）は、前記受けボックスに連通自
在に接続されて、この受けボックス内の炉水を吸い込
み、フィルタに通して異物を捕捉してから原子炉内に戻
す水中ポンプ装置を有することを特徴とする。

【００１０】

【作用】〈第１，第２の発明〉 原子炉上の例えば燃料交換機等に吊持された原子炉の異
物回収装置の基体は、この基体に設置された操作シリン
ダ，抱き板，受けボックス，つかみ具，切断具および水
中撮影装置と共に原子炉内の所定箇所に吊り込まれる。

【００１１】次に、まず操作シリンダの遠隔操作により
抱き板を動作させて異物を基体側へ引き寄せてから、つ
かみ具の遠隔操作により例えばリング状異物をつかみ、
そのつかみ状態で切断具により、このリング状異物を切
断する。これらの一連の動作等は水中撮像装置である水
中カメラにより撮影され、その映像が例えば燃料交換機
上のモニタに表示される。このために、モニタの映像に
より一連の動作を原子炉上で確認しながら原子炉の異物
回収装置を遠隔操作することができる。この後、異物回
収装置を原子炉から吊り出すことにより、異物を回収で
きる。

【００１２】また、異物を抱き板により基体側に抱き寄
せるので、この基体に設置されているつかみ具によるつ
かみ動作と、切断具による切断動作の簡単化と確実化と
を図ることができる。

【００１３】さらに、異物を切断具により切断したとき
に、万一、落下しても、その異物を受けボックスにより
受けて回収することができる。

【００１４】〈第２の発明〉 受けボックスにより受けられた異物は水中ポンプのフィ
ルタにより捕捉して回収することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図６に基づい
て説明する。なお、図１〜図６中、同一または相当部分
には同一符号を付している。

【００１６】図２は本発明に係る原子炉の異物回収装置
の一実施例を沸騰水型原子炉で使用する場合の沸騰水型
原子炉およびその周囲の縦断面を示しており、図におい
て、原子炉である原子炉圧力容器１を格納する原子炉格
納容器２の上部の図中左右には、燃料プール３と機器プ
ール４とが配設され、原子炉圧力容器１の定期点検時等
では原子炉圧力容器１と原子炉格納容器２とが満水にさ
れ、放射線を遮蔽した状態で原子炉格納容器２の上部と
燃料プール３と機器プール４とが横方向で連通するよう
になっている。

【００１７】原子炉圧力容器１は円筒状のシュラウド５
を内蔵し、そのシュラウド５の上下にそれぞれ配設され
る上部格子板６と炉心支持板７とにより、図示しない核
燃料を収容する炉心を形成するようになっており、原子
炉格納容器２内の原子炉圧力容器１の下方には作業用の
回転自在のサービスプラットホーム８を設けている。

【００１８】そして、原子炉圧力容器１の上方では燃料
交換機９が縦横方向に移動自在に配設され、例えばこの
燃料交換機９のホイスト１０のワイヤロープ１１には異
物回収装置１２を昇降自在に吊持し、原子炉圧力容器１
内の適宜箇所に吊り込み、かつ吊り出すようになってい
る。

【００１９】異物回収装置１２は例えば図１に示すよう
に構成され、原子炉圧力容器１内に内蔵された炉内部品
１３から水平方向に突出し、垂直配管１４にほぼ直交す
るように接続される水平配管１５上に引っ掛かった、例
えばリング状の異物１６を回収する場合に好適な装置で
あり、基体である立方枠状のベースフレーム１７の上端
部に植設したピン１８の端末金具１９に、前記ホイスト
１０等のワイヤロープ１１を連結するようになってい
る。

【００２０】異物回収装置１２はベースフレーム１７
に、抱き寄せ装置の操作シリンダ２０，切断具２１，水
中カメラ２２，つまみ具２３とをそれぞれ取り付けてお
り、ベースフレーム１７の底部には異物受け部である有
底筒状の受けボックス２４を設け、この受けボックス２
４の底部には盲栓２５で止栓した栓座２５ａを外方へ若
干突出するように突設している。

【００２１】抱き寄せ装置は操作シリンダ２０内にピス
トン２６をその軸方向に往復動自在に収容し、ピストン
２６にはその軸方向に貫通するようにピストンロッド２
７を固着し、このピストンロッド２７の先端（図１では
左端）には、抱き板２８を固着している。

【００２２】操作シリンダ２０は、戻しばね２９により
ピストン２６を常時操作シリンダ２０内に収容するよう
に付勢しており、エア出入ポート管３０を通して、例え
ば燃料交換機９から所定圧のエアが供給されたときに、
戻しばね２９のばね力に抗して抱き板２８を先方（図中
左方）へ最大限突出させる一方、エア出入ポート管３０
から操作シリンダ２０内のエアを抜くことにより、戻し
ばね２９のばね力によりピストン２６およびピストンロ
ッド２７を後方（図１では右方）へ後退させ、抱き板２
８をベースフレーム１７側へ抱き寄せるようになってい
る。

【００２３】ピストンロッド２７は図３にも示すように
垂直管１４をほぼコの字状に迂回するように湾曲する湾
曲部２７ａを形成しており、この湾曲部２７ａの凹部内
に垂直管１４を遊嵌させた状態で異物回収装置１２を吊
り下げることにより、その吊り下げを垂直方向に案内す
るようになっており、抱き板２８の下端が水平管１５の
上面上に突き当たることにより、位置決めされるように
なっている。

【００２４】つかみ具２３は図４（Ａ），（Ｂ）に示す
ようにラジオペンチ状のつかみ部３１の図中上下一対の
柄部３１ａ，３１ｂに、つかみ操作用エアシリンダ３２
のピストンロッド３３の外端部を図中上下一対のレバー
３４ａ，３４ｂを介して開閉自在に連結し、ピストンロ
ッド３３の軸方向の往復動に応じてつかみ部３１を開閉
させるようになっている。

【００２５】つまり、ピストンロッド３３はつかみ側エ
ア供給ポート管３５からエアシリンダ３２内にエアが供
給されたときに、エアシリンダ３２の底面側（図４
（Ａ）中右方）へ後退させて、つかみ部３１を閉じるこ
とによりつかみ動作を行なわせる一方、放し側エア供給
ポート管３６からエアシリンダ２３内にエアを供給した
ときにピストンロッドを前方（図４（Ａ）中左方）へ前
進させて、つかみ部３１を開いてつかみ放し動作を行な
わせるようになっている。

【００２６】切断具２１はつかみ具２３の若干直上にあ
って、図５（Ａ），（Ｂ）に示すようにニッパー状のカ
ッター部３７を除いて、つかみ具２３とほぼ同様に構成
されている。つまり、カッター部３７の上下一対の柄部
３７ａ，３７ｂに、切断操作用エアシリンダ３８のピス
トンロッド３９の外端部を図中上下一対のレバー４０
ａ，４０ｂを介して開閉自在に連結し、切断側エア供給
ポート管４１からエアシリンダ３８内に所定圧のエアを
供給したときに、ピストンロッド３９を後方へ後退させ
てカッター部３７を閉じることにより切断動作を行なわ
せる一方、放し側エア供給ポート管４２からエアシリン
ダ３８内にエアを供給することにより、ピストンロッド
３９を前方へ前進させてカッター部３７を水平方向で開
くようになっている。

【００２７】水中カメラ２２はこれら切断具２１とつか
み具２３の各種動作を撮影し、これらの映像を、図示し
ないケーブルを通して接続されている燃料交換機９上の
モニタ（図示せず）に表示させるものである。

【００２８】そして、異物回収装置１２の盲栓２５の栓
座２５ａには図６で示す水中ポンプ装置４３の吸込管４
４を接続してもよい。水中ポンプ装置４３はベース４５
上に水中ポンプ部４６とフィルタ部４７とを並設して、
これら両者４６，４７を連結管４８により接続してい
る。

【００２９】水中ポンプ部４６は図示しない水中ポンプ
を内蔵し、その吸込口に吸込管４４を、その吐出口に連
結管４８をそれぞれ接続している。フィルタ部４７は連
結管４８の吐出口に連通するフィルタ室を有し、このフ
ィルタ室内に随時交換が可能のカートリッジタイプのフ
ィルタ（図示せず）を内蔵しており、そのフィルタ室の
吐出口には吐出管４９を接続している。このように構成
される水中ポンプ装置４３は炉水位５０より下方の炉水
中に水没される。なお、図３中符号５１はロープ用吊り
輪、図４（Ａ）中、符号５２，５３はベアリングをそれ
ぞれ示す。

【００３０】次に、本実施例の作用を説明する。

【００３１】まず、原子炉圧力容器１の定期点検時に
は、原子炉圧力容器１のヘッドが取り外されてから、図
示しない蒸気乾燥器およびシュラウドが取り外されて、
これらが原子炉圧力容器１外へ吊り出されてから機器プ
ール４内に一時保管される。

【００３２】また、シュラウド５内の核燃料を移動し、
中性子計測管の一部を交換して制御棒を炉心支持板近傍
まで引き下げておく。

【００３３】以上の作業の終了後、例えば原子炉圧力容
器１内の水平管１５上に引っ掛かったリング状の異物１
６の取り外しないし回収の必要が生じたときは、図２に
示すように異物回収装置１２を燃料交換機９の補助ホイ
スト１０のワイヤロープ１１に取り付けて原子炉圧力容
器１内に吊り下げる。

【００３４】次に、図１で示す垂直管１４の上部におい
て、その側方から異物回収装置１２のピストンロッド２
７の湾曲部２７ａのコの字状凹部内に垂直配管１４を遊
嵌せしめる。このとき、抱き寄せ用操作シリンダ２０内
にエア出入ポート管３０からエアを供給して、戻しばね
２９のばね力に抗してピストンロッド２６を先方（図中
左方）へ前進せしめることにより、抱き板２８を炉内部
品１３の対向面側に最大限突出せしめる。この状態で異
物回収装置１２を徐々に降下させて行き、抱き板２８の
下端が水平管１５上に接触したときに、補助ホイスト１
０の吊り下げを停止し、位置決めを終了させる。

【００３５】続いて、抱き寄せ用エアシリンダ２０内の
エアを、エア出入ポート管３０より抜く。すると、戻し
ばね２９のばね力によりピストン２６およびピストンロ
ッド２７が後退する。このために、抱き板２８が後退す
るので、水平管１５上の不特定箇所に引っ掛かっている
リング状異物１６を垂直管１４側に抱き寄せ、抱き板２
８の下端の側板が垂直管１４に当接する箇所で抱き寄せ
操作を終了させる。

【００３６】しかし、これより以前には、予めつかみ具
２３と切断具２１はこれらの各エアシリンダ３２，３８
に、その後部からエアを供給しておき、つかみ部３１お
よびカッター部３７は開放しておく。したがって、異物
回収装置１２の位置決め時に、つかみ部３１とカッター
部３７が所定の水平管１５に近接状態となり、水平管１
５に近い方のそれぞれの先端部がリング状異物１６の寄
せ筋に達するので、リング状異物１６が寄せられてき
て、それぞれの先端部に係合する状態になる。

【００３７】そして、この後において、つかみ具２３と
切断具２１の各ピストンロッド３３，３９に、その前部
のエア供給ポート４１，３５からエアを供給して各ピス
トンロッド３３，３９を後方へ後退させる操作を燃料交
換機９上で行なう。

【００３８】これらの操作手順は、つかみ具２３のつか
み動作を優先させ、切断具２１を閉じたときには、常に
つかみ具２３のつかみ状態を保持しておく。なお、この
とき、盲栓２５を外した受けボックス２４の栓座２５ａ
に接続された水中ポンプ装置４３を駆動して、受けボッ
クス２４内の炉水を吸い込む動作をさせた方がよい。そ
の理由は、万一、リング状異物１６を切断具２１により
切断したときに、異物１６がつかみ具２３から外れた場
合でも、その異物１６を水中ポンプ装置４３の吸込力に
より受けボックス２４内に吸引することができるためで
ある。

【００３９】これら一連の作業状況は水中カメラ２２に
より撮影され、原子炉圧力容器１上のモニタに表示され
る。このために、作業員はこのモニタを見ながら各種作
業を進めることができるので、遠隔操作を的確に行なう
ことができ、作業の迅速性と確実性とを共に高めること
ができる。

【００４０】こうして、異物１６を切断して水平管１５
から取り外した後、異物１６をつかんだ異物回収装置１
２を垂直管１４より放して徐々に吊り上げる。

【００４１】そして、原子炉格納容器２の上部まで吊り
上げたときに、異物回収装置１２を側方の燃料プール３
へ移動し、一時的な浸漬保管を行なう。

【００４２】したがって本実施例によれば、原子炉圧力
容器１内の狭隘な場所で例えば水深約２０数ｍでのリン
グ状異物１６の取外しないし回収を短時間にかつ確実に
行なうことができる。

【００４３】また、異物１６を抱き板２８によりベース
フレーム１７側に抱き寄せるので、このベースフレーム
１７に設置されているつかみ具によるつかみ動作と切断
具による切断動作の簡単化と確実化とを共に図ることが
できる。

【００４４】また、抱き板２８のピストンロッド２７
に、垂直管１４を迂回する湾曲部２７ａを形成したの
で、この湾曲部２７ａのコの字状凹部内に垂直管１４に
沿わせることにより、異物回収装置１２全体の吊り下げ
方向を案内させることができる上に、この垂直管１４に
直交する水平管１５に抱き板２８が接触することによ
り、異物回収装置１４の吊り下げ位置の位置決めを行な
うことができる。

【００４５】さらに、リング状異物１６を切断具２１に
より切断したきに、万一落下しても、その異物１６を受
けボックス２４により受けて収容することができるの
で、異物１６のさらなる落下を防止することができる。

【００４６】さらにまた、受けボックス２４により受け
られた異物１６を水中ポンプ装置４３のフィルタにより
捕捉して回収することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本願第１の発明は、
原子炉内の比較的狭隘で水深の深い場所においても、異
物の回収を短時間かつ確実に行なうことができる。

【００４８】また、つかみ具によるつかみ動作と切断具
による切断動作等一連の動作をモニタの映像により原子
炉上側で確認しながら原子炉の異物回収装置を遠隔操作
することができるので、これら一連の動作を確実かつ迅
速に行なわせることができる。

【００４９】また、異物を抱き板により基体側に抱き寄
せてから、この基体に設置されているつかみ具によるつ
かみ動作と、切断具による切断動作とを行なうので、こ
れらつかみ動作と切断動作の簡単化と確実化とを共に図
ることができる。

【００５０】さらにまた、異物を切断具により切断した
ときに、万一、落下しても、その異物を異物受け部によ
り受けて回収することができる。

【００５１】また、本願第２の発明は、異物受け部によ
り受けられた異物は水中ポンプのフィルタにより捕捉し
て回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る原子炉の異物回収装置の一実施例
の全体構成を主に示す部分縦断面図。

【図２】本発明が適用される沸騰水型原子炉の定期点検
時の部分縦断面図。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図。

【図４】（Ａ）は図１等で示すつかみ具の部分縦断面
図、（Ｂ）は同つかみ具の先端部の側面図。

【図５】（Ａ）は図１等で示す切断具の部分縦断面図、
（Ｂ）は同切断具の先端部の側面図。

【図６】図１で示す受けボックスに接続される水中ポン
プ装置の構成図。

【符号の説明】

１ 原子炉圧力容器 ２ 原子炉格納容器 ３ 燃料プール ５ シュラウド ９ 燃料交換機 １０ ホイスト １１ ワイヤロープ １２ 異物回収装置 １３ 炉内部品 １４ 垂直管 １５ 水平管 １６ 異物 １７ ベースフレーム ２０ 操作シリンダ ２１ 切断具 ２２ 水中カメラ ２３ つかみ具 ２４ 受けボックス ２５ 盲栓 ２６ ピストン ２７ ピストンロッド ２７ａ ピストンロッドの湾曲部 ２８ 抱き板 ２９ 戻しばね ３０ エア出入ポート管 ３１ つかみ部 ３２ つかみ操作用エアシリンダ ３３ ピストンロッド ３４ａ，３４ｂ レバー ３５，３６ エア供給ポート ３７ カッター部 ３８ 切断操作用エアシリンダ ３９ ピストンロッド ４０ａ，４０ｂ レバー ４１ 切断側エア供給ポート管 ４２ 放し側エア供給ポート管 ４３ 水中ポンプ装置 ４４ 吸込管 ４６ 水中ポンプ部 ４７ フィルタ部 ４８ 連結管 ４９ 吐出管 ５０ 炉水位

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉内に昇降自在に吊り込まれる基体
   と、この基体の上部に水平方向に設けられた操作シリン
   ダと、この操作シリンダにより水平方向に進退可能に駆
   動されて異物を基体側へ引き寄せる抱き板と、この基体
   の下部に設けられて前記抱き板により前記基体側へ引き
   寄せられた異物をつかむつかみ具と、同じく前記基体の
   下部に設けられて前記つかみ具によりつかんだ異物を切
   断する切断具と、これら抱き板、つかみ具および切断具
   の動作を撮像してモニタに表示する水中撮像装置と、前
   記基体の前記つかみ具よりも下部に設けられ異物の落下
   を受ける受けボックスと、を有することを特徴とする原
   子炉の異物回収装置。
2. 【請求項２】 前記受けボックスに連通自在に接続され
   て、この受けボックス内の炉水を吸い込み、フィルタに
   通して異物を捕捉してから原子炉内に戻す水中ポンプ装
   置を有することを特徴とする請求項１に記載の原子炉の
   異物回収装置。