JP5308440B2 - 索引装置用設置ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、原子炉で使用される移動式炉心内計装系(TIP:Traversing In−core Probe)の索引装置を設置するための索引装置用設置ユニットに関する。
原子炉の安全性の確保、燃料の健全性の維持、及び燃料の効率的な燃焼を実現するために、炉心各部の出力分布は、中性子計装系の検出器によって監視されている。すなわち、中性子源領域モニタ、中間領域モニタ、局部領域出力モニタなどの中性子計装系の検出器は、炉内計装管に収容された状態で炉心内に分散配置されている。
炉内計装管は、中性子計装系の検出器の寿命、炉内計装管自体の照射寿命を考慮し、定期検査の際に順次計画的に交換される。
ここで、移動式炉心内計装系を適用するプラントの原子炉格納容器は、一般に、アクセストンネルが内部に設けられている。このアクセストンネルは、移動式炉心内計装系の定期検査の際などに、外部から原子炉圧力容器側への作業者の通行を可能とする。また、アクセストンネル内の天井部分には、原子炉圧力容器側へ案内管を導くための索引装置が設置されている。
特開平9−178879号公報
しかしながら、索引装置がアクセストンネル内の天井部分に設置されていることは、メンテナンス性を低下させる要因となっている。そこで、索引装置を、アクセストンネル内の低部側に設置することなども考えられる。しかしながら、この場合、機器類の運搬性や作業者の通行性などが阻害されることになる。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、索引装置が設置されるアクセストンネル内の通行性などを阻害することなく、移動式炉心内計装系のメンテナンス性を向上させることができる索引装置用設置ユニットの提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る索引装置用設置ユニットは、原子炉で使用される移動式炉心内計装系の索引装置が搭載される架台と、原子炉格納容器内に設けられたアクセストンネル内で前記架台をつり下げた状態で保持する保持部と、前記保持部により保持された前記架台を前記索引装置と共に昇降移動させる昇降機構と、を具備することを特徴とする。
本発明によれば、索引装置が設置されるアクセストンネル内の通行性などを阻害することなく、移動式炉心内計装系のメンテナンス性を向上させることが可能な索引装置用設置ユニットを提供することができる。
本発明の実施形態に係るTIPシステムを概略的に示す図。 図1のTIPシステムが備える索引装置用設置ユニットを平面方向からみた図。 図2の索引装置用設置ユニットを側面方向からみた図。
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。本実施形態において、移動式炉心内計装系(TIP:Traversing In−core Probe)を備えたTIPシステム1は、原子炉の安全性の確保、燃料の健全性の維持及び燃料の効率的な燃焼を実現する。これらの実現のために、TIPシステム1では、中性子計装系の検出器は、炉心内に分散配置されている。また、中性子計装系の検出器は、炉内計装管に収容された状態で配置されている。中性子計装系の検出器は、例えば、中性子源領域モニタ、中間領域モニタ、局部領域出力モニタなどである。
すなわち、TIPシステム1は、図1に示すように、原子炉格納容器2、上部格子板11、局部出力領域モニタ検出器12、ペデスタル17、原子炉圧力容器19、弁集合体14、遮蔽容器15、TIP駆動装置(検出器駆動装置)16、3つの索引装置(TIP索引装置)5a、5b、5c、及び索引装置用設置ユニット30を備えている。
原子炉圧力容器19は、原子炉格納容器2内のペデスタル17上に固定されている。原子炉圧力容器19は、冷却材及び炉心を収容している。炉心は、複数の燃料集合体及び制御棒などから構成されている。
局部出力領域モニタ検出器12は、原子炉圧力容器19内に設けられている。案内管10は、TIP駆動装置16から遮蔽容器15、弁集合体14を介して原子炉格納容器2内の索引装置5a、5b、5cに導かれる。案内管10は、TIP駆動装置16から索引装置5a、5b、5cまでは1本になっている。さらに、案内管10は、索引装置5a、5b、5cの出口から局部出力領域モニタ検出器12側へ向けて、例えば10本(又は20本)になっている。
局部出力領域モニタ検出器12は、この10本(又は20本)の案内管10に対応させて設置されている。つまり、索引装置5a、5b、5cは、局部出力領域モニタ検出器12内に設けた複数の領域に対しての案内管10の挿入を選択的に切り替える。
ここで、本実施形態のTIPシステム1の原子炉格納容器2は、内部にアクセストンネル18を備えている。アクセストンネル18は、移動式炉心内計装系の例えば定期検査の際などに、図1に示すように、外部から原子炉圧力容器19側への作業者の通行を可能とする。索引装置5a、5b、5cは、索引装置用設置ユニット30を介してアクセストンネル18内に設置されている。
次に、索引装置用設置ユニット30の構造を図2及び図3に基づき詳述する。図2、図3に示すように、索引装置用設置ユニット30は、矩形状に構成された架台3、保持部32、及び昇降機構31を備える。架台3は、索引装置5a、5b、5cを搭載している。保持部32は、アクセストンネル18内において、このアクセストンネル18の天井部分から架台3をつり下げた状態で保持する。昇降機構31は、保持部32により保持された架台3を、索引装置5a、5b、5cと共に矢印Z1−Z2方向に昇降移動させる。
また、保持部32は、矩形状の架台3の各コーナ部分をそれぞれつり下げた状態で保持するように4組設けられている。つまり、保持部32は、4本の雄ねじ付シャフト8a、8b、8c、8d、スプロケット7a、7b、7c、7dを組み込んだ筒状部材としての4本の雌ねじ付スリーブ9a、9b、9c、9dを備える。さらに、保持部32は、フレーム24、25を有している。
スプロケット7a〜7dを組み込んだ4本の雌ねじ付スリーブ9a〜9dそれぞれの上部側は、アクセストンネル18の天井部分に取り付けられている。スプロケット7a〜7dを組み込んだ各雌ねじ付スリーブ9a〜9dそれぞれの底部側は、フレーム24、25により保持されている。一方、4本の雄ねじ付シャフト8a〜8dそれぞれの底部側は、架台3上の各コーナ部分にそれぞれ固定されている。
ここで、各雄ねじ付シャフト8a〜8dの周面には、雄ねじが形成されている。また、スプロケット7a〜7dを組み込んだ各雌ねじ付スリーブ9a〜9dの内壁面には、雄ねじ付シャフト8a〜8dの雄ねじをねじ込む雌ねじが形成されている。これにより、スプロケット7a〜7dを組み込んだ雌ねじ付スリーブ9a〜9dに雄ねじ付シャフト8a〜8dがねじ込まれた保持部32の本体部分となるシャフト状の構造体は、雌ねじに対する雄ねじのねじ込み深さを変えることにより、長さが変更される。
一方、昇降機構31は、図2、図3に示すように、昇降機構31の駆動源となるエアモータ20、モータブラケット23、モータギア35、中継ギア33、34、個々の雌ねじ付スリーブ9a、9b、9c、9dの外周面にそれぞれ固定されたスプロケット7a、7b、7c、7d、チェーンカバー26、無端チェーン21を備える。
エアモータ20は、例えば、所定のエア供給口から供給される圧縮空気などによって、ロータと共に出力軸(駆動軸)を回転させるものである。モータギア35は、エアモータ20の出力軸に固定されている。モータブラケット23は、上述したフレーム24にエアモータ20を固定させている。また、中継ギア33は、フレーム24に対し支持軸を介して回転可能に支持されている。さらに、中継ギア34は、モータブラケット23に対し支持軸を介して回転可能に支持されている。
また、無端チェーン21は、モータギア35、中継ギア33、34、スプロケット7a〜7d間に架け渡されている。これにより、無端チェーン21は、上記各ギア及びスプロケット7a〜7dを介してエアモータ20の駆動力を、各雌ねじ付スリーブ9a〜9dそれぞれに伝達する。これにより、各スプロケット7a〜7dは、互いに同期しながら回転する。
また、昇降機構31は、スプロケット7a〜7dを、その周回方向(各スプロケット7a〜7dそれぞれの外周面に沿った方向)に、正回転及び逆回転させる。すなわち、昇降機構31は、雌ねじに対する雄ねじのねじ込み深さを変更することにより、4組の保持部32の長さを変更することができ、これにより、索引装置5a〜5cと共に架台3を矢印Z1−Z2方向に昇降移動させる。
したがって、本実施形態に係るTIPシステム1の索引装置用設置ユニット30は、アクセストンネル18内において、機器類の運搬や作業者の通行が必要になる場合に、架台3と共に索引装置5a〜5cを上昇させておくことができる。また、索引装置用設置ユニット30は、移動式炉心内計装系のメンテナンス時には、架台3と共に索引装置5a〜5cを下降させることできる。これにより、索引装置用設置ユニット30によれば、アクセストンネル18内の通行性などを阻害することなく、移動式炉心内計装系のメンテナンス性を向上させることができる。
さらに、索引装置用設置ユニット30は、昇降機構31の駆動源として、エアモータ20を適用したことで、架台3の昇降時(モータ駆動時)の電気的なノイズの発生を防止することができる。したがって、この索引装置用設置ユニット30によれば、モニタやセンサ類などが多数設置された移動式炉心内計装系の機器類の性能に、電気的なノイズによる悪影響が及ぼされることを抑制することができる。
また、索引装置用設置ユニット30は、4組設けた保持部32によって、矩形状の架台3の各コーナ部分をつり下げた状態でそれぞれ保持しつつ、無端チェーン21などを介してエアモータ20の駆動力を、スプロケット7a〜7dを組み込んだ各雌ねじ付スリーブ9a〜9dにそれぞれ伝達する。したがって、索引装置用設置ユニット30は、これらスプロケット7a〜7dを、互いに同期した状態で回転させ、結果として、架台3の各コーナ部分それぞれの昇降動作を同期させることができる。これにより、索引装置用設置ユニット30は、索引装置5a〜5cの搭載された架台3の傾きを抑制しつつ架台3を矢印Z1−Z2方向に昇降移動させることができる。
以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施形態の昇降機構31は、エアモータ20の駆動力の伝達に無端チェーン21を用いていたが、これに代えて、ベルトなどを適用することも可能である。さらに、昇降機構31は、雌ねじ付スリーブ9a〜9dと雄ねじ付シャフト8a〜8dとを組み合わせて構成されていたが、これに代えて、ボールねじ(ボールスプライン)などを適用して架台3を昇降移動させるものであってもよい。
本発明は、限られたスペース内に配置される機器類を、このスペース内の上方及び下方の両方で利用する場合などにおいても有用である。
1 TIPシステム
2 原子炉格納容器
3 架台
5a,5b,5c 索引装置、
7a,7b,7c,7d スプロケット
8a,8b,8c,8d 雄ねじ付シャフト
9a,9b,9c,9d 雌ねじ付スリーブ
12 局部出力領域モニタ検出器
18 アクセストンネル
19 原子炉圧力容器
20 エアモータ
21 無端チェーン
30 索引装置用設置ユニット
31 昇降機構
32 保持部
33,34 中継ギア
35 モータギア。

Claims (4)

  1. 原子炉で使用される移動式炉心内計装系の索引装置が搭載される架台と,
    原子炉格納容器内に設けられたアクセストンネル内で前記架台をつり下げた状態で保持する保持部と,
    前記保持部により保持された前記架台を前記索引装置と共に昇降移動させる昇降機構とを備え,
    前記保持部は,内面に雌ねじが形成されたスリーブと,このスリーブ内に螺合する雄ねじが形成されたシャフトと,前記スリーブの一端に取着されたスプロケットとを有し,前記シャフトの一端が前記架台に固定され,
    前記昇降機構は,前記スプロケットを周回方向に回転させる駆動源を有し,前記スプロケットの回転によって前記スリーブ内の前記シャフトのねじ込み深さを変えることにより,前記架台を昇降移動させる
    ことを特徴とする索引装置用設置ユニット。
  2. 前記架台は,矩形状に構成され,
    かつ前記保持部は,矩形状の前記架台の各コーナ部分をつり下げた状態でそれぞれ保持するように4組設けられ,
    さらに,前記昇降機構は,4組設けられた前記保持部の前記スプロケットに前記駆動源による駆動力をそれぞれ伝達することにより,各スプロケットを互いに同期した状態で回転させるチェーンを少なくとも備える,
    ことを特徴とする請求項1記載の索引装置用設置ユニット。
  3. 前記昇降機構の前記駆動源は,エアモータであることを特徴とする請求項1記載の索引装置用設置ユニット。
  4. 前記昇降機構の前記駆動源は,エアモータであることを特徴とする請求項2記載の索引装置用設置ユニット。
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