JP3828297B2

JP3828297B2 - 燃料体取扱装置

Info

Publication number: JP3828297B2
Application number: JP27736598A
Authority: JP
Inventors: 昌夫竹中; 慎一奥田; 浩之石川; 宏幸福沢
Original assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2018-09-30
Also published as: JP2000105288A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力プラントの原子炉建屋内における燃料集合体の取扱装置に係わり、特にプルトニウム酸化物とウラン酸化物の混合燃料が含まれる混合燃料集合体（以下、ＭＯＸ燃料体という）を原子炉建屋内で輸送容器から取出した後に燃料集合体の輸送上の振動防止機能として装着されているセパレータを取り外す際に好適な燃料体取扱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、軽水型原子炉の一例である沸騰水型原子炉では、燃料体としてウラン酸化物燃料集合体（以下、ウラン燃料体という）が用いられる。このウラン燃料体の輸送は、輸送時の燃料健全性の確保のためにセパレータと呼ばれる燃料棒間隔を適性に保持する治具とともに専用の燃料輸送容器に収納されて輸送される。そして、発電所内に搬入された後、ウラン燃料体は輸送容器から取出され所定の燃料検査が行われ、検査後は、チャンネルボックスが取り付けられた状態で一時的に使用済燃料プール等の貯蔵施設に保管され、その後原子炉内に装荷されるのが普通である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ウラン燃料体の場合、燃料体から放出される放射線の線量率が低いため、輸送時に使用したセパレータを取り外す際は、従来の燃料取扱作業においては、特に放射線を防護するための専用設備を使用せずに取扱うことが可能であった。
【０００４】
しかし、従来のウラン燃料体の取扱作業に比べて、ＭＯＸ燃料体の場合は次のような課題が懸念される。すなわち、ＭＯＸ燃料体は、ウラン燃料体に比べて燃料体から放出される放射線の線量率が比較的高いため、作業者の被ばく低減を考慮する必要がある。
【０００５】
被ばくの低減を図る対策として、その作業，すなわちＭＯＸ燃料体からセパレータを取り外す作業に従事する時間を限定することが最も有効な策であるが、しかしながら、作業に従事する時間を限定することは、作業性の悪化が余儀なくされる嫌いがある。また、ＭＯＸ燃料体では発熱による表面温度上昇を考慮し金属セパレータを用いているため、ウラン燃料体で用いている樹脂製セパレータと比較し、燃料体を保持する力が強く、その取り外し作業時には多大な負担が掛かることが懸念される。
【０００６】
本発明はこれに鑑みなされたもので、その目的とするところは、ＭＯＸ燃料体の取扱作業時において、ＭＯＸ燃料体からセパレータを取り外す際に作業性を悪化させることなく、作業者の被ばく低減および作業労力の軽減を図ることが可能な，すなわち放射線に起因する取扱作業者の環境を改善することが可能なこの種の燃料体取扱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】
すなわち本発明は、燃料体に装着されているセパレータを、燃料体から取外す燃料体取扱装置において、前記装置を、作業床面に設けられたピットと、このピットの底床面に設置されるとともに前記作業床面より上方に延びて設けられ、かつ前記燃料体を上下移動可能に保持する燃料体保持台と、この燃料体保持台の近傍の作業床面に水平移動可能に設置され、かつ前記燃料体のセパレータをチャックする装置を備えたセパレータ取外し装置と、このセパレータ取外し装置の近傍に設置され該セパレータ取外し装置によって取外されたセパレータを離れた位置に移送するコンベアとから構成し、前記燃料体保持台に保持された燃料体の上下方向移動および前記セパレータ取外し装置と前記コンベアの水平移動により燃料体のセパレータを取外して離れた位置に移送するようにし所期の目的を達成するようにしたものである。
【０００８】
また、この場合、前記ピットの深さを、前記燃料体の全長と略同一に形成するようしたものである。また、前記燃料体保持台の周囲に複数個の燃料体が保持されるように形成するとともに、前記燃料体保持台が回転できるように形成したものである。また、前記セパレータチャック装置のセパレータチャックは、セパレータの外周部を挟持するようにしたものである。
【０００９】
すなわちこのように形成された燃料体取扱装置であると、燃料体保持台に保持された燃料体の上下方向移動，およびセパレータ取外し装置の水平移動により燃料体のセパレータが取外されるので、ＭＯＸ燃料体からセパレータを取外す際に、作業者が遠隔により、燃料体を上下方向あるいは回転させることにより、ＭＯＸ燃料体の全長にわたって装着されているセパレータを取り外すことができ、ＭＯＸ燃料体から放出される放射線からの影響を低く押さえた環境下でセパレータ取り外し作業ができ、燃料体取扱作業者の被ばく低減を図ることができる。さらに、上記燃料取扱装置は、一定の高さで対峙したセパレータを取り外す機能に限定されているので、装置自体がコンパクトなものになり、作業エリアを有効利用することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。まず、図４にはその燃料体と燃料輸送容器との関係が模式的に示されている。図中１００が燃料輸送容器であり、１０１がＭＯＸ燃料体、１０２が燃料ホルダである。
【００１１】
ＭＯＸ燃料体１０１は、燃料ホルダ１０２が装着された状態で、燃料輸送容器１００に収納されて、ＭＯＸ燃料加工工場から発電所まで輸送され、その後発電所内の原子炉建屋内の作業エリアまで運ばれる。ＭＯＸ燃料体１０１は、このように燃料ホルダ１０２と呼ばれる保護具に収納されて運ばれるわけであるが、さらに、このＭＯＸ燃料体１０１には、ＭＯＸ燃料体の燃料棒の間隔を輸送中に適正に保持するためにセパレータと呼ばれる治具が多数装着されている。
【００１２】
図２には、このセパレータの構造が示されている。セパレータ１０３は、基板１０３ａに所定の間隔をおいて複数の挿入壁１０３ｂが設けられており、またセパレータ１０３の両側面には、ＭＯＸ燃料体１０１からの取り外し作業時にチャックするための長溝１０４が設けられている。このセパレータ１０３は図３に示されているように、ＭＯＸ燃料体１０１の上下左右方向に数十個装着され、さらに燃料ホルダに収納された状態で運ばれ、輸送時及び燃料取扱時におけるＭＯＸ燃料体１０１の損傷が防止されるよう配慮されている。
【００１３】
このセパレータ１０３および燃料ホルダー１０２は、燃料検査の前にＭＯＸ燃料体１０１から取り外される。この場合、セパレータ１０３の取り外し作業は、次のような燃料体取扱装置にて行われる。すなわち、図１に示されているように、作業床Ｆ１に、燃料体と略同長の深さを有するピット１０８が設けられ、そしてこのピット内には燃料検査台（燃料体保持台）１０５が設置される。燃料検査台１０５は、案内柱１０５ａと燃料体保持装置１０５ｂとを備えている。
【００１４】
セパレータ１０３を装着したＭＯＸ燃料体１０１は、燃料ホルダーが取り外された後に、燃料体を上下方向に移動が可能で、かつ回転可能な燃料体保持装置１０５ｂに設置される。ＭＯＸ燃料体１０１に装着されたセパレータ１０３を取り外す際には、作業エリアの床面Ｆ１に設定されたセパレータ取り外し装置１０６を使用して取り外す。
【００１５】
このセパレータ取り外し装置１０６は、水平方向に移動可能に形成され、すなわち案内柱１０５ａに対して前後に移動可能に形成され、かつその端部（案内柱側）には、燃料体に装着されているセパレータ１０３をチャックするチャック装置１０６ａが設けられている。
【００１６】
この装置で、燃料体保持装置１０５ｂに設置されたＭＯＸ燃料体１０１からセパレータ１０３を取り外すには、セパレータの位置が対峙するセパレータ取り外し装置の高さにくるようにＭＯＸ燃料体１０１を燃料体保持装置１０５ｂで上下方向に移動させる。次に、セパレータ取り外し装置を水平方向に移動させて、チャック装置１０６ａにてセパレータ１０３を保持した後、再度セパレータ取り外し装置を水平方向に移動させて取り外すのである。
【００１７】
取り外されたセパレータ１０３はコンベア１０７に乗せられて数メートル離れた位置まで移送され回収される。なお、セパレータ１０３の取り外し面の変更は、燃料検査台１０５の燃料体回転機能により行なわれる。
【００１８】
このような装置であると、セパレータ取り外し装置の移動によりセパレータは燃料体より取り外されるので、作業者が燃料体に近づく必要がなく、作業性を悪化させることなく作業者の被ばく低減を図ることが可能であり、放射線に起因する取扱作業の環境を改善することができる。なお、この場合、燃料体の上端まで下降可能なようにピット１０８が設けられているため、セパレータ取り外し装置を燃料体の全長をカバーできなくてもＭＯＸ燃料体の全長にわたり装着されているセパレータの取り外しが可能となる。
【００１９】
次に、セパレータ取り外し装置についてもう少し詳しく説明する。図５にセパレータ取り外し装置１０６とＭＯＸ燃料体の取合いの模式図が示されている。セパレータ１０３はＭＯＸ燃料体の対向面で上下方向の位置を同じくして装着され、燃料棒１１０を保持している。セパレータ取り外し装置１０６は前進後退機構１１１とクランプヘッド１１２及びクランプ機構１１３により構成される。
【００２０】
セパレータ１０３の取り外しの際には、前進後退機構１１１とクランプ機構１１３を作動させ、クランプヘッド１１２の前後退とクランプ機構１１３の開閉動作により、セパレータ１０３を取り外すことができる。
【００２１】
図６は前進後退機構１１１を作動させ、クランプヘッド１１２を前進位置とした後、クランプ機構１１３を作動させた状態を示す。図７は、セパレータ１０３をクランプしたまま、前進後退機構１１１を後退位置に戻した状態を示し、セパレータ１０３がＭＯＸ燃料体から取り外された状態である。
【００２２】
図８は、セパレータ１０３のクランプをより確実なものとするために、クランプヘッド１１２のセパレータ保持部１１４にコイルばね１１５を介してピン１１６を複数個取り付けた例を示したものである。クランプ機構１１３の閉動作時には、セパレータ１０３の両側面に設けられた長溝１０４にピン１１６が挿入され、前進後退機構１１１が後退動作を行い、セパレータ１０３を取り外す際のセパレータ保持部１１４の滑りを防止している。
【００２３】
また、ピン１１６はコイルばね１１５によりピストン動作が可能であり、通常は露出した状態となっている。クランプ機構１１３の閉動作時にセパレータ１０３に設けられた長溝１０４に挿入されないピン１１６はセパレータ１０３の平坦部と接触し、セパレータ保持部１１４に押し込められ、セパレータ１０３とセパレータ保持部１１４の間に空間を生じさせない構造としてあるため、セパレータ１０３の保持を確かなものとしている。
【００２４】
ＭＯＸ燃料体の他の面に取り付けられたセパレータを取り外すには、ＭＯＸ燃料体を燃料検査台の燃料回転機能により回転させることにより、他の面に取り付けられたセパレータを同様な手順で取り外すことが可能である。
【００２５】
また、図９はセパレータ取り外しをより確実なものとするため、セパレータ端部をクランプするためのクランプ爪１１７を具備した一例である。セパレータ１０３の取り外しの際には、前進後退機構１１１を作動し、クランプヘッド１１２をセパレータ１０３に接触する位置まで前進させる。その状態ではクランプ爪１１７はＭＯＸ燃料体に対峙して装着されるセパレータ１０３の間隙位置にあり、その後セパレータ爪１１７の閉動作により、セパレータ１０３の端部をクランプした状態で前進後退機構１１１を作動し、クランプヘッド１１２を後退させることにより、セパレータ１０３を取り外すことができる。
【００２６】
以上説明してきたようにこのように形成された燃料体取扱装置であると、原子炉建屋内におけるＭＯＸ燃料体の取扱作業において、ＭＯＸ燃料体からセパレータを取り外す際に、専用取り外し装置を使用して作業が行なえるので、ＭＯＸ燃料から放出される放射線による燃料取扱作業者の被ばく低減を図ることができる。これに伴ってＭＯＸ燃料の取扱作業性を悪化させずに済む。
【００２７】
また、燃料体を上下方向に移動できる検査装置を使用できる場合には、比較的コンパクトな装置でセパレータを取り外し作業が可能となり、燃料取扱作業者の被ばく低減を図ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、ＭＯＸ燃料体の取扱作業時において、ＭＯＸ燃料体からセパレータを取り外す際に作業性を悪化させることなく、作業者の被ばく低減を図ることが可能であり、放射線に起因する取扱作業の環境を改善することができるこの種の燃料体取扱装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料体取扱装置の一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】燃料体のセパレータを示す斜視図である。
【図３】セパレータを装着したＭＯＸ燃料体の斜視図である。
【図４】燃料体輸送容器とＭＯＸ燃料体の収納関係を示す模式図である。
【図５】本発明によるセパレータ取り外し装置とＭＯＸ燃料体の取合図である。
【図６】本発明によるセパレータ取り外し装置のセパレータ保持の模式図である。
【図７】本発明によりセパレータを取外した模式図である。
【図８】本発明の燃料体取扱装置の他の実施例の要部を示す縦断側面図である。
【図９】本発明の燃料体取扱装置の他の実施例の要部を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１００…燃料輸送容器、１０１…ＭＯＸ燃料体、１０２…燃料ホルダ、１０３…セパレータ、１０５…燃料検査台（燃料体保持台）、１０６…セパレータ取外し装置、１０８…検査台ピット、１０９…ゴンドラ、１１０…燃料棒、１１１…前進後退機構、１１２…クランプヘッド、１１３…クランプ機構、１１４…セパレータ保持部、１１５…コイルばね、１１６…ピン、１１７…クランプ爪。

Claims

燃料体に装着されているセパレータを、燃料体から取外す燃料体取扱装置において、
前記装置が、作業床面に設けられ深さが前記燃料体の全長と略同一に形成されたピットと、該ピットの底床面に設置されるとともに前記作業床面より上方に延びて設けられ、かつ前記燃料体を上下移動可能に保持する燃料体保持台と、該燃料体保持台の近傍の作業床面に水平移動可能に設置され、かつ前記燃料体のセパレータをチャックする装置を備えたセパレータ取外し装置と、該セパレータ取外し装置の近傍に設置され該セパレータ取外し装置によって取外されたセパレータを離れた位置に移送するコンベアとを備え、前記燃料体保持台に保持された燃料体の上下方向移動および前記セパレータ取外し装置と前記コンベアの水平移動により燃料体のセパレータを取外して離れた位置に移送するようにしたことを特徴とする燃料体取扱装置。
前記燃料体保持台の周囲に複数個の燃料体が保持されるように形成するとともに、前記燃料体保持台が回転できるように形成されてなる請求項１記載の燃料体取扱装置。
前記セパレータをチャックする装置のセパレータチャックは、セパレータの外周部を挟持するようにしたものである請求項１記載の燃料体取扱装置。