JP5324864B2

JP5324864B2 - 制御棒駆動装置を交換するためのシステム

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Publication number: JP5324864B2
Application number: JP2008216092A
Authority: JP
Inventors: ヴェロニカ・サラザー; ジェイムズ・バーナー; マーク・ダブリュ・ブローダス
Original assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Current assignee: GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: MX2008011331A; JP2009063568A; US7809098B2; EP2034489A2; TW200921709A; US20090067564A1

Description

本発明は一般に、原子炉に関し、より詳細には、原子炉において制御棒駆動装置（ＣＲＤ）を取り外しかつ据え付けることに関する。

制御棒駆動装置は炉心の中に制御棒の位置を制御するように原子炉において使用される。ＣＲＤは、通常、原子炉圧力容器から下容器領域に延在する。

時折、ＣＲＤは保守および修理のために取り外される。点検修理の後で、ＣＲＤは再据え付けされる。ＣＲＤは、ＣＲＤおよび／または隣接する機器への損傷を防止するように安全なかつ制御された方法で移動されるべきである。ハウジングから取り外された後、ＣＲＤは垂直姿勢位置から水平姿勢位置まで回転され、下容器領域から運搬するために固定されるべきである。これらの作業は最少数の人員によって行われ、放射線被曝を低減するように迅速にかつ能率よく完了されるべきである。

ＣＲＤを交換するための１つの知られている方法は、ＣＲＤの底部に延長チューブを取り付け、静止したアイドラプーリ越しにおよび延長チューブの底部を介してケーブルを通すことである。ケーブルは静止ハンガーに取り付けられる。次いで、ウインチがケーブルをゆるめて繰り出し、ＣＲＤは延長チューブが下容器領域の床に接触するまで下降される。次いで、第２のケーブルウインチが、ＣＲＤのほぼ中間長さのところでＣＲＤの周りにクランプを取り付けるように用いられる。第２のウインチがＣＲＤという重量物を取り付けた状態で、操作者は下容器領域の基底部に入って延長チューブを取り外すことが求められる。次いで、第２のケーブルウインチはＣＲＤがハウジングから外れるまでケーブルをゆるめて繰り出す。いったんＣＲＤがハウジングから外れると、次に第２のウインチが機器プラットフォームまでＣＲＤを上昇させる際にＣＲＤは垂直姿勢位置から水平姿勢位置まで手動で位置決めされる。ＣＲＤが機器プラットフォームの下方軌道またはレールの上にあるとき、運搬カートが水平なＣＲＤの下の位置に進められる。次いで、第２のウインチはケーブルをゆるめて繰り出してこのカートの上にＣＲＤを降ろす。ケーブル索具がＣＲＤから取り外され、ＣＲＤと共にカートは下容器領域から引き出される。

ＣＲＤを取り外すための他の知られているシステムは剛性タワーシステムであり、この剛性タワーシステムによりＣＲＤはトラニオンカートによって支持されるタワーの中に下降されることができる。ＣＲＤはタワーの中に取り付けられる昇降機によって上昇され下降される。この知られているタワーシステムはローラチェーン、タイミングベルト、ケーブルまたは油圧シリンダを使用し、昇降機タワーを上昇し下降するように供給および制御（エア）ロジック、ならびに油圧ラインを備える内蔵エアモータまたは油圧モータを使用する。また、この知られているタワーシステムは別個の延長チューブも組み込み、それによりＣＲＤを据え付けまたは取り外すのに要求される長いストロークを与えている。

ＣＲＤを交換するためのこの現在知られているシステムの場合にはいくつかの欠点がある。この現在知られているシステムは操作するのに複雑で時間がかかり、下容器領域の床の上へＣＲＤを落下させやすい傾向がある。この現在知られているシステムはより高いレベルの放射線に操作者を曝す場合がある。この現在知られているシステムは内蔵駆動モータを含むことがあり、この内蔵駆動モータは、ＣＲＤ交換中に事故が生じるならば交換するのが困難であり時間がかかることがある。この現在知られているシステムはダウンタイムおよび高い保守コストを生じる損傷および故障になりやすい構成部品を含み得る。この現在知られているシステムはＣＲＤを移動するようにタイミングベルトと同期させた２つの平行なねじを含むことができ、この場合、タイミングベルトはスリップをして昇降機を水平でなくならせて、それによってＣＲＤの動きを妨げることがある。

上述の理由から、ＣＲＤを交換するためのシステムを得る必要がある。このシステムは独立した動程を有する２つの独立したねじを含むべきである。このシステムはローラチェーン、タイミングベルト、ケーブルまたは油圧シリンダを含むべきでない。このシステムは、昇降機タワーを上昇しかつ下降するように供給および制御（エア）ロジック、ならびに油圧ラインを備える内蔵エアモータまたは内臓油圧モータを使用すべきでない。このシステムは別個の延長チューブを必要とすべきでない。

本発明の実施形態によれば、原子炉圧力容器１１０、原子炉圧力容器１１０の下方に配置される下容器領域１３０、および下容器領域１３０と基底部１４０との間の機器プラットフォーム１３５を含む原子炉１００の制御棒駆動装置１２５を移動するための一体型駆動装置交換組立体システム１０００は、開放面５０７および開放トラフ５０９を備え、制御棒駆動装置１２５を受け入れる領域を形成するタワー５０５と、実質的にタワーの長さに延在し、タワーの両側に取り付けられる第１のねじ５２０および第２のねじ５２２であって第１のねじ５２０が回転されると第２のねじ５２２は回転せず、第２のねじ５２２が回転されると第１のねじ５２０は回転しない第１のねじ５２０および第２のねじ５２２と、第１のねじ５２０に連結され、第１のねじ５２０および第２のねじ５２２に対して可動であり、制御棒駆動装置１２５の一部に係合し、制御棒駆動装置１２５を実質的に支持するように構成される昇降台５３５と、第２のねじ５２２に連結され、第１のねじおよび第２のねじに対して可動であり、制御棒駆動装置（ＣＲＤ）アダプタ９００の一部に係合し、制御棒駆動装置１２５を実質的に支持するように構成される、延長キャリッジ組立体５７０と、タワー５０５に対して回転可能であるようにタワー５０５に係合され、垂直姿勢位置にタワー５０５をロックするための自動垂直ロック組立体５５０を備えるトラニオンカート組立体３００とを備え、ここにこの一体型駆動装置交換組立体システム１０００は、原子炉圧力容器１１０からＣＲＤを移動するために作動可能であり、一体型駆動装置交換組立体システム１０００および制御棒駆動装置１２５が下容器領域１３０から外へ一緒に可動であるように制御棒駆動装置１２５と共に可動である。

あるいは、タワー５０５の長さは、ほぼ制御棒駆動装置１２５の長さである。

あるいは、延長キャリッジ組立体５７０は延長チャンネル５７５を備え、少なくとも１つのリンク５８５およびリンク５９０はタワーに取り付けられ、リンク５８５およびリンク５９０は、延長チャンネル５７５を支持するように構成され、延長チャンネル５７５が第１の位置と第２の位置との間で移動され得るようにタワー５０５に対して回転可能である。

あるいは、昇降台５３５は、制御棒駆動装置１２５の一部が昇降台５３５を通過することを可能にする。

あるいは、このシステムは、タワーに第１のねじおよび第２のねじのうちの１つの端部で取り付けられる少なくとも１つの下方ベアリングブロック５２８と、下方ベアリングブロック５２８を通過する第１のねじおよび第２のねじとをさらに備える。

あるいは、トラニオンカート組立体３００は少なくとも１つの軸受３１５、および少なくとも１つの垂直ロック型のピローブロック(pillow block)軸受（以下「軸受」とする）３２０を備え、タワー５０５がそれの取付け板５４０に取り付けられるトラニオン軸５４２を有し、トラニオン軸５４２は、少なくとも１つの軸受３１５および少なくとも１つの垂直ロック軸受３２０に係合可能であり、その中に回転可能である。そのうえ、少なくとも１つの垂直ロック軸受３２０は、ほぼ垂直な位置にタワー５０５を維持するために自動垂直ロックに係合することができる。

あるいは、タワー５０５はそれの１つの端部において少なくとも１つのカムホイール組立体５４５をさらに備え、カムホイール組立体５４５は搬送位置から不作動位置まで可動である。

あるいは、ＣＲＤアダプタ９００は延長キャリッジ組立体５７０に取付け可能であり、制御棒駆動装置１２５に係合するように構成される１つの端部を有する。

あるいは、このシステムは先導カート組立体８００をさらに備え、先導カート組立体８００は、制御棒駆動装置１２５の一部を接触させるための先導カートクランプ８１０、および先導カート組立体８００からトラニオンカート組立体３００まで延在するための少なくとも１つの先導カートケーブル８２０を備える。

ある一定の用語は本明細書において便宜のためだけに使用され、本発明を限定するものとして解されるべきでない。例えば、「より上の」、「より下の」、「左の」、「前部の」、「右の」、「最上部の」、「水平の」、「垂直の」、「上流の」、「下流の」、「前方の」、「後部の」などの単語は図で示される形状を単に説明するものである。実際、構成部品は任意の方向に向けられることができ、したがって、この用語は別なふうに詳記されない限りこのような変化を包含するものとして理解されたい。

本発明の実施形態は、沸騰水型原子炉の中で制御棒駆動装置を交換するのに必要とされる時間を低減するという技術的効果を有する。

これは、現行で同様の機構において使用される油圧、空気圧、および／またはタイミングベルトの必要を排除する。

次に述べる図では、本明細書において議論されず、例示の目的のためだけに示される構成部品を含むことができる。本明細書において議論される一体型駆動装置交換組立体システム１０００の要素は、ステンレス鋼、またはこのシステム１０００と関連する作動負荷に耐えることができる他の材料から製作され得る。本明細書において議論される要素は、当業界で通常使用される方法によって連結され、接合され、または固締等され得る。

次いで、図を参照すると（ここに、様々な番号がいくつかの図を通じて同様な要素を表す）、図１は本発明の実施形態が作動する環境を示す略図である。図１は、原子炉圧力容器１１０内に配置される炉心１０５を含む沸騰水型原子炉１００の断面図を示す。原子炉圧力容器１１０は、格納容器１２０内に収容される原子炉圧力容器支持構造１１５によって支持される。複数の制御棒駆動装置（ＣＲＤ）１２５が原子炉圧力容器１１０からおよび下容器領域１３０の中に延在する。ＣＲＤ機器プラットフォーム１３５は原子炉圧力容器１１０の下方に配置され、基底部１４０は機器プラットフォーム１３５の下方に配置される。サブパイル床１４５が基底部１４０の底部に配置される。

ＣＲＤ機器プラットフォーム１３５はトラニオンカート組立体３００が取り付けられるレール１５０を含む。また、ウインチ組立体１６５がレール１５０の上にあってもよい。

タワー組立体５００は、基底部１４０の中におよびＣＲＤ１２５に向かってトラニオンカート組立体３００から延びており、このトラニオンカート組立体３００に回転可能に取り付けられている。図１に示すように、タワー組立体５００はＣＲＤ１２５と位置合わせすることができ、延長キャリッジ組立体５７０はタワー組立体５００の上部からＣＲＤ１２５まで延在する。ケーブル１７０はタワー組立体５００の下部に、およびアップエンダカート１６０に取り付けられるウインチ組立体１６５に取り付けられる。

下記で説明するように、ウインチ組立体１６５は垂直姿勢位置から水平姿勢位置までタワー組立体５００を移動することができる。そのうえ、ＣＲＤ１２５が垂直姿勢位置にタワー組立体５００の中に装填された後に、アップエンダカート１６０の助けをかりて、ウインチ組立体１６５は移送シュート１７５の上に搬送するために水平姿勢位置までタワー組立体５００を回転することができる。

次いで図２を参照すると、この図２は本発明の実施形態による一体型駆動装置交換組立体システム１０００の透視図である。一体型駆動装置交換組立体システム１０００（ＩＤＥＡＳ）は次の副構成部品、すなわちタワー組立体５００に取り付けられるトラニオンカート組立体３００、ＣＲＤを支持するためのＣＲＤアダプタ９００、およびトラニオンカート組立体３００に連結される先導カート組立体８００を含むことができる。

上述の説明はＩＤＥＡＳ１０００の概観を提供するものである。次の章節では図２に示されるＩＤＥＡＳ１０００の構成部品をより詳細に説明する。

タワー組立体
図３は、本発明の実施形態による図２のタワー組立体５００の分解透視図である。タワー組立体５００はタワー５０５、複数のねじ組立体５１７（ここに、ねじとして例示されているが、他のねじおよび／またはウォーム歯車などの歯車が可能であり、かつこれは下記で議論される本発明の範囲内である）、昇降台５３５、および延長キャリッジ組立体５７０を含むことができる。

タワー５０５は、開放トラフ５０９を含み得る実質的な開放面５０７を有することができる。タワー５０５はＣＲＤ１２５の長さにほぼ等しい長さを有することができる。タワークランプ５１０およびタワークランプノブ５１５は末端の近くにタワー５０５に連結され得る。タワークランプ５１０の一部はＣＲＤ１２５の一部を包むように、およびタワー５０５内でＣＲＤ１２５の動きを限定するように形成され得る。タワークランプノブ５１５は、タワークランプ５１０の位置を固定する、ばね負荷された機構であることができる。また、タワー５０５の末端の近くにタワーゲート５３０も取り付けられ得る。タワーゲート５３０の一端は図３に示されるようにタワー５０５の第１の側面に連結されることができる。タワーゲート５３０の反対側の端部はタワー５０５の第２の側面に回転可能に連結可能であることができる。タワーゲート５３０は開放トラフ５０９内にＣＲＤ１２５を固定する働きをすることができる。

タワー５０５は複数の取付け板５４０を含むことができる。取付け板５４０はタワー５０５の両側に連結され得る。それぞれの取付け板５４０にトラニオン軸５４２が取り付けられ得る。取付け板５４０およびトラニオン軸５４２によりトラニオンカート組立体３００（下記で議論される）はタワー５０５に連結されることができる。また、垂直ロック組立体５５０がタワー５０５に連結されることができ、下記で議論されるようにＣＲＤ１２５が垂直姿勢位置にロックされることを確実にすることができる。

複数のねじ組立体５１７のそれぞれは、第１のねじ５２０または第２のねじ５２２を含むことができる。それぞれの第１のねじ５２０および第２のねじ５２２は、上方ベアリングブロック５２４および下方ベアリングブロック５２８を介してタワー５０５に連結され得る。図示されるように、上方ベアリングブロック５２４はタワー５０５の上部に連結されることができ、下方ベアリングブロック５２８はタワー５０５の下部に連結されることができる。ねじ５２０およびねじ５２２のそれぞれに少なくとも１つの昇降台ばね５５５が摺動可能に係合されることができ、それによりタワー５０５が出会うＣＲＤ１２５の負荷の一部を減衰させることができる。

タワー５０５の下端部に複数のカムホイール組立体５４５が連結されることができ、それによりタワー組立体５００はレール１５０に沿って摺動することができる。また、カムホイール組立体５４５はエンドプレート組立体５６０とも一体化されることができる。エンドプレート組立体５６０は、水平姿勢位置から垂直姿勢位置までタワー組立体５００を回転させる場合に必要な、カムホイール組立体５４５の側方の動きを許容することができる。

延長キャリッジ組立体５７０は第２のねじ５２２と連結され得る。下記で議論されるように、延長キャリッジ組立体５７０はタワー組立体５００の全長を越えて延在することができ、その結果、ＣＲＤアダプタ９００は原子炉圧力容器１１０内でＣＲＤ１２５を据え付けまたは取り外すことができる。

昇降台５３５は第１のねじ５２０に連結され得る。昇降台５３５はＣＲＤ１２５の端部を受け入れ、下容器領域１３０からタワー５０５の底部までＣＲＤ１２５を移動することができる。昇降台５３５は、下記でさらに議論されるように第１のねじ５２０および第２のねじに対して可動であることができる。

図４は、本発明の実施形態による図３のねじ組立体５１７の部分的に分解された頂部平面図である。議論されるようにそれぞれのねじ組立体５１７は、ねじ５２０およびねじ５２２、上方ベアリングブロック５２４、下方ベアリングブロック５２８、およびそれぞれのねじ５２０およびねじ５２２の頂端に連結された頭部５２６を含むことができる。頭部５２６は図４では六角頭部として示されるが、ねじ５２０およびねじ５２２を回転させることができる他の頭部が可能であり、かつこれは本発明の範囲内である。ねじ５２０およびねじ５２２の下端部は下方ベアリングブロック５２８と嵌まり合いかつ固定することができる部分を含み得る。ねじ５２０およびねじ５２２の上部は上方ベアリングブロック５２４と嵌まり合いかつ固定することができる部分を含み得る。それぞれのねじ５２０およびねじ５２２の全長はタワーの長さに沿ってほぼ延在し得る。第１のねじ５２０および第２のねじ５２２はタワー５０５の両側に取り付けられ得る。

図５は、本発明の実施形態による図３の昇降台５３５の透視図である。昇降台５３５は第１のねじ５２０（図５には示されていない）に連結されることができ、ねじ５２０およびねじ５２２に対して可動であり得る。そのうえ、ねじ５２０が回転すると、昇降台はねじ５２０の回転方向によって上方または下方に移動する。昇降台５３５は、その中に部分的に挿入されるＣＲＤ１２５の端部を受け入れるように構成され得る。

図６は本発明の実施形態によるエンドプレート組立体５６０の透視図であり、エンドプレート組立体５６０を示し、これはスライドハンドル５６２、ねじ開口５６４、およびエンドプレート開口５６６を含むことができる。

スライドハンドル５６２はカムホイール組立体５４５（図３に示される）の側方位置を調節するのに使用され得る。スライドハンドル５６２はカムホイール組立体５４５の側方位置を延在することができ、その結果、水平方向に位置決めされたタワー組立体５００はレール１５０に沿って摺動することができる。スライドハンドル５６２はカムホイール組立体５４５の側方位置を引っ込めることができ、その結果、タワー組立体５００はトラニオンカート組立体３００の軸の周りに枢動して垂直姿勢位置になることができる。

１つのねじ開口５６４は第１のねじ５２０の端部を受け入れることができ、第２のねじ開口５６４は第２のねじ５２２の同様な端部を受け入れることができる。エンドプレート開口５６６はＣＲＤ１２５（図６には示されていない）の一部が通過することができるように十分な寸法に作られ得る。

図７は、本発明の実施形態による図３の延長キャリッジ組立体５７０の頂部平面図である。延長キャリッジ組立体５７０は延長チャンネル５７５、延長ローラハウジング５８０、上方延長ローラリンク５８５、下方延長ローラリンク５９０、および延長チャンネル開口５９５を含むことができる。

延長ローラハウジング５８０はタワー５０５と一体化することができ、それにより延長キャリッジ組立体５７０は、ＩＤＥＡＳ１０００がＣＲＤを据え付けまたは取り外している間にＣＲＤアダプタ９００に係合することができる。

図８に示されるように、図８は延長キャリッジ組立体５７０の構成部品の頂部平面図であり、延長チャンネル５７５の端部は延長ローラハウジング５８０の一部に連結され得る。延長チャンネル５７５はＣＲＤ１２５を据え付けまたは取り外すのに必要とされる余分の長さを与えるように使用され得る。垂直姿勢位置におけるタワー組立体５００の長さは固定され得るので、タワー組立体５００は下容器領域１３０の中に延在することができず（図１で示されるように）、したがって、延長チャンネル５７５は作業を完了するのに使用され得る。

延長チャンネル５７５は実質的に長方形の形状を有することができ、１つの端部は延長ローラハウジング５８０に固定され、反対側の端部は図７および図８に示されるように延長チャンネル５７５がＣＲＤアダプタ９００と嵌まり合うことを可能にし得る。延長チャンネル５７５の幅および深さは、延長チャンネル５７５が昇降台５３５を通して通過することができるように寸法取りされ得る。延長チャンネル５７５はＣＲＤ１２５の重量の実質的な部分を耐えるのに十分な強度であることができる。

また、図７および図８に示されるように、延長ローラハウジング５８０に上方延長ローラリンク５８５および下方延長ローラリンク５９０が連結される。リンク５８５およびリンク５９０はタワー５０５を延長キャリッジ組立体５７０に連結することができる。リンク５８５およびリンク５９０により、下記で議論されるように延長チャンネル５７５はタワー５０５内の第１の位置とタワー５０５の開放トラフ５０９内の第２の位置との間で移動することができる。

また、延長ローラハウジング５８０は延長チャンネル開口５９５を含むことができ、この延長チャンネル開口５９５は第２のねじ５２２の一部が貫通して移動することを可能にし得る。

図９Ａおよび図９Ｂ、集合的に図９は、本発明の実施形態によるタワー組立体５００に連結された図７の延長キャリッジ組立体５７０を示す透視図である。

図９Ａは、第１の位置においてタワー５０５に連結される延長キャリッジ組立体５７０の一部を示す。第１の位置は、延長キャリッジ組立体５７０がタワー５０５の開放トラフ５０９の一部の中にしまい込まれる位置と考えることができる。延長チャンネル５７５の形状は、延長チャンネル５７５が第１の位置にある間、第２のねじ５２２を覆うことを可能にし得る。第１の位置は、昇降台５３５（図９Ａおよび図９Ｂには示されていない）が下降されかつエンドプレート組立体５６０に隣接して配置されることを可能にすることができ、そこでは例えば（しかしこれに限定されない）、ＣＲＤ１２５が搬送され得る。この第１の位置において上方延長ローラリンク５８５および下方延長ローラリンク５９０は突出されず、延長チャンネル５７５は使用のためには位置決めされない。

図９Ｂは、第２の位置においてタワー５０５に連結される延長キャリッジ組立体５７０の一部を示す。第２の位置は、延長キャリッジ組立体５７０がＣＲＤ１２５を据え付けまたは原子炉圧力容器１１０（図９Ａおよび図９Ｂには示されていない）から取り外すのに必要とされる余分の長さを与えるように位置決めされる場所であることができる。この第２の位置において上方延長ローラリンク５８５および下方延長ローラリンク５９０は十分に突出され、延長チャンネル５７５は開放トラフ５０９の中に実質的に延在する。複数のガイドストップ６００が下方延長ローラリンク５９０の回転を限定するのに使用され得る。ガイドストップ６００は、延長チャンネル５７５が作動中に正しい位置のままでいることを確実にする助けとなり得る。下記で議論されるように、延長ローラハウジング５８０は第２のねじ５２２の回転方向と協働して垂直に移動することができる。延長ローラハウジング５８０が移動すると、延長チャンネル５７５もまた同じ方向に移動することができる。

トラニオンカート
図１０は、本発明の実施形態による図３のトラニオンカート３００の頂部平面図である。カート３００はトラニオンカートフレーム３０５、複数のトラニオンカートホイール組立体３１０、軸受３１５（図１３でも示される）、および垂直ロック軸受３２０（図１４でも示される）を含むことができる。複数のトラニオンカートホイール組立体３１０はトラニオンカートフレーム３０５に連結され得る。また、トラニオンカートフレーム３０５に軸受３１５および垂直ロック軸受３２０が連結され得る。フレーム３０５は長方形の形状を有することができる。

図１１は、本発明の実施形態による図１０のトラニオンカート３００の側立面図である。軸受３１５はフレーム３０５の頂部に取り付けられ得る。垂直ロック軸受３２０は軸受３１５の向かい合わせに取り付けられ得る。軸受３１５および垂直ロック軸受３２０の取付け位置は、ＩＤＥＡＳ１０００の使用時にトラニオン軸５４２（図３に示される）がその点で回転することを可能にし得る。

次いで、簡単に図１５を参照すると、図１５は、本発明の実施形態によるタワー組立体５００に連結された図１４の垂直ロック軸受３２０の透視図である。タワー組立体５００は水平姿勢位置から垂直姿勢位置まで回転させられ、垂直ロックピン３２３が自動的に係合し得る。垂直ロックピン３２３は、垂直ロック組立体５５０が垂直ロックピン３２３を解放するように使用されるまで係合したままでいることができる。例えば（しかしこれに限定されない）、操作者が垂直姿勢位置から水平姿勢位置までタワー組立体５００を回転させることができる以前に、操作者は垂直ロックピン３２３を解放するのに垂直ロック組立体５５０を使用することができる。

図１２は、本発明の実施形態による図１０および図１１のトラニオンカートホイール組立体３１０の背面図であり、トラニオンカートホイール組立体３１０はトラニオンカートホイールロック３２５、およびトラニオンカートホイール３３０を含むことができる。トラニオンカートホイール３３０は複数のラッチ位置等を含むことができ、そのラッチ位置のそれぞれはトラニオンカートホイールロック３２５と連結可能であり得る。トラニオンカート組立体３００が所望の位置に配置された後に、操作者はトラニオンカートホイールロック３２５を係合して動きを阻止することができる。

ＣＲＤアダプタ
図１６は、本発明の実施形態による図３のＣＲＤアダプタ９００の透視図である。ＣＲＤアダプタ９００はＣＲＤ着座フランジ９１０、ＣＲＤアダプタカップ９２０、およびＣＲＤチャネルインタフェース９３０を含むことができる。

ＣＲＤアダプタ９００は、一般に、タワー組立体５００とＣＲＤ１２５との間でインタフェースとして働く。ＣＲＤ着座フランジ９１０はＣＲＤアダプタ９００の第１の端部に配置されることができ、ＣＲＤ駆動装置１２５の端部に係合することができる。ＣＲＤ駆動装置１２５にＣＲＤアダプタ９００の第１の端部を連結するために、操作者はＣＲＤアダプタカップ９２０を回転してＣＲＤ駆動装置１２５にＣＲＤ着座フランジ９１０を嵌合することができる。

ＣＲＤチャネルインタフェース９３０はＣＲＤアダプタ９００の反対側の第２の端部に配置されることができる。インタフェース９３０は延長チャンネル５７５と嵌まり合うことができる。

次いで図１７を参照すると、図１７は、本発明の実施形態による図３のタワー組立体５００と一体化された図１６のＣＲＤアダプタ９００の透視図である。議論されたように、ＣＲＤ着座フランジ９１０はＣＲＤ１２５の一部に連結され得る。

また、図１７はＣＲＤチャネルインタフェース９３０と延長チャンネル５７５との間の連結も示している。インタフェース９３０は開口（図示せず）を含むことができ、この開口は延長チャンネル５７５の端部を受け入れる。この連結はインタフェース９３０とチャンネル９３０との間で嵌まり合うことを可能にするタイプであることができる。

先導カート組立体
先導カート組立体８００は、下容器領域１３０から移送シュート１７５によってＣＲＤ１２５を移動する際にタワー組立体５００を助けることができる。次いで図１８を参照すると、図１８は、本発明の実施形態による図３の先導カート組立体８００の部分的な分解透視図である。先導カート組立体８００はステンレス鋼から形成されることができ、先導カートフレーム８０５、先導カートクランプ８１０、複数の先導カートホイール８１５、および複数の先導カートケーブル８２０を含むことができる。

複数の先導カートホイール８１５、および先導カートクランプ８１０は長方形の形状の先導カートフレーム８０５に連結され得る。先導カートクランプ８１０はＣＲＤ１２５の一部を受け入れ、固定することができる。

複数の先導カートケーブル８２０のそれぞれの一部は先導カートフレーム８０５に連結可能であり得る。本発明の実施形態は先導カートケーブル８２０が分離されかつ先導カートフレーム８０５に再連結されることを可能にし得る。これにより操作者は使われていないときにトラニオンカート組立体３００から先導カート組立体８００を分離することが可能になり得る。

一体型駆動装置交換組立体システムの作動
議論されたように、一体型駆動装置交換組立体システム１０００は第１のねじ５２０および第２のねじ５２２を含むことができ、それぞれのねじ５２０およびねじ５２２は、他のねじ５２０および他のねじ５２２から独立して作動することができる。操作者は、それぞれのねじ５２０およびねじ５２２の六角頭部５２６にエアオペレートレンチ等を連結することができる。操作者が第１のねじ５２０を回転させるようにレンチを使用すると、この場合昇降台５３５が垂直方向に上方または下方に移動することができる。操作者が第２のねじ５２２を回転させるようにレンチを使用すると、この場合延長チャンネル５７５が垂直方向に上方または下方に移動することができる。

図１９Ａ〜図１９Ｃ、集合的に図１９は、本発明の実施形態による、使用時のＩＤＥＡＳ１０００の立面図を示す。

図１９Ａでは、ＩＤＥＡＳ１０００は原子炉圧力容器１１０からＣＲＤ１２５を取り外すように作動中である。図１９Ａで示されるように、ＣＲＤアダプタ９００は延長チャンネル５７５に連結される。第２のねじ５２２は下容器領域１３０の中に延長チャンネル５７５を延在するように回転されている。ＣＲＤアダプタ９００はまたＣＲＤ１２５にも連結される。また、上方延長ローラリンク５８５および下方延長ローラリンク５９０の位置は機器プラットフォーム１３５の近くにある。

図１９Ｂでは、ＣＲＤ１２５はタワー５０５の中に下降される。ここで、第２のねじ５２２はタワー５０５の中に延長チャンネル５７５を下降させた方向に回転されている。図１９Ｂはまた、ＣＲＤアダプタ９００の位置がタワーの中にあることも示す。また、上方延長ローラリンク５８５および下方延長ローラリンク５９０の位置はエンドプレート組立体５６０の近くにある。

図１９Ｃでは、ＣＲＤ１２５はタワー５０５の中に完全に下降される。第２のねじ５２２は、ＣＲＤ１２５がタワー５０５の中で昇降台５３５に係合するまで回転される。次いで、操作者はタワー組立体５００からＣＲＤアダプタ９００を取り外すことができる。次いで、延長チャンネル５７５は議論されたようにタワー５０５の中に格納され得る。次に、第１のねじ５２０は、ＣＲＤ１２５がタワー５０５の中でさらに下降されるまで昇降台５３５を下降するように回転され得る。ここで、昇降台５３５の位置はエンドプレート組立体５６０の近くにあり、タワー組立体５００は回転されて水平姿勢位置になり得る。

図２０は、ＣＲＤ１２５が本発明の実施形態による一体型駆動装置交換組立体システム１０００の中に装填される環境を示す略図である。図２０は、原子炉圧力容器１１０からＣＲＤ１２５を取り外すように作動中の一体型駆動装置交換組立体システム１０００を示す。図１９で説明されるように、ＣＲＤ１２５がタワー組立体５００の中に下降された後、垂直ロック組立体５５０（図１５で示される）はタワー組立体５００を解放して垂直姿勢位置から水平姿勢位置まで回転を可能にし得る。操作者はこの回転を助けるようにアップエンダカート１６０のウインチ組立体１６５を使用することができる。次に、先導カート８００は、トラニオンカート組立体３００に連結され、次いで移送シュート１７５を介してＩＤＥＡＳ１０００を移動する助けになるように使用され得る。

本明細書において使用される用語は、特定の実施形態だけを説明する目的のためであり、本発明を限定することが意図されるものではない。本明細書において使用されるように、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」は文脈が明らかに別なふうに指示しない限り複数形をも含むことが意図される。この明細書で使用される用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、述べられた特徴、完全体、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を明確に言うものであり、１つまたは複数の他の特徴、完全体、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれのグループの存在、あるいは付加を除外するものではないことがさらに理解されよう。

本発明はそれのいくつかの例示の実施形態についてかなり詳細に示され説明されているが、様々な改変、省略、および付加が、本発明の新規な教示および利点、特に上述の教示を大きく逸脱せずに開示された実施形態に対して行われ得るので、筆者が行ういかなる配置構成も実施形態についての本発明の限定を意図しないことを理解されたい。したがって筆者は添付の請求項により定義される本発明の精神および範囲の範囲内に含まれ得るようなすべての改変、省略、付加、および均等物に効力が及ぶことを意図するものである。

本発明の実施形態が作動する環境を示す略図である。本発明の実施形態による一体型駆動装置交換組立体システムの透視図である。本発明の実施形態による図２のタワー組立体の分解透視図である。本発明の実施形態による図３のねじ組立体の部分的に分解された頂部平面図である。本発明の実施形態による図３の昇降台の透視図である。本発明の実施形態による図３のエンドプレート組立体の透視図である。本発明の実施形態による図３の延長キャリッジ組立体の頂部平面図である。本発明の実施形態による図７の延長キャリッジ組立体の構成部品の頂部平面図である。本発明の実施形態によるタワー組立体に連結された図７の延長キャリッジ組立体の透視図である。本発明の実施形態によるタワー組立体に連結された図７の延長キャリッジ組立体の透視図である。本発明の実施形態による図３のトラニオンカートの頂部平面図である。本発明の実施形態による図１０のトラニオンカートの側立面図である。本発明の実施形態による図１０および図１１のトラニオンカートホイール組立体の背面図である。本発明の実施形態による図１１の軸受の透視図である。本発明の実施形態による図１１の垂直ロック軸受の透視図である。本発明の実施形態によるタワー組立体に連結された図１４の垂直ロック軸受の透視図である。本発明の実施形態による図３のＣＲＤアダプタの透視図である。本発明の実施形態による図３のタワー組立体と一体化された図１６のＣＲＤアダプタの透視図である。本発明の実施形態による図３の先導カート組立体の部分的な分解透視図である。本発明の実施形態による、使用時の一体型駆動装置交換組立体システムの立面図である。本発明の実施形態による、使用時の一体型駆動装置交換組立体システムの立面図である。本発明の実施形態による、使用時の一体型駆動装置交換組立体システムの立面図である。ＣＲＤが本発明の実施形態による一体型駆動装置交換組立体システムの中に装填される環境を示す略図である。

符号の説明

１００沸騰水型原子炉
１０５炉心
１１０原子炉圧力容器
１１５原子炉圧力容器支持構造
１２０格納容器
１２５複数の制御棒駆動装置
１３０下容器領域
１３５機器プラットフォーム
１４０基底部
１４５サブパイル床
１５０レール
１６０アップエンダカート
１６５ウインチ組立体
１７０ケーブル
１７５移送シュート
３００トラニオンカート組立体
３０５トラニオンカートフレーム
３１０トラニオンカートホイール組立体
３１５軸受
３２０垂直ロック軸受
３２３垂直ロックピン
３２５トラニオンカートホイールロック
３３０トラニオンカートホイール
５００タワー組立体
５０５タワー
５０７開放面
５０９開放トラフ
５１０タワークランプ
５１５タワークランプノブ
５１７ねじ組立体
５２０、５２２ねじ
５２４上方ベアリングブロック
５２６六角頭部
５２８下方ベアリングブロック
５３０タワーゲート
５３５昇降台
５４０取付け板
５４２トラニオン軸
５４５カムホイール組立体
５５０垂直ロック組立体
５５５昇降台ばね
５６０エンドプレート組立体
５６２スライドハンドル
５６４アクメねじ開口
５６６エンドプレート開口
５７０延長キャリッジ組立体
５７５延長チャンネル
５８０延長ローラハウジング
５８５上方延長ローラリンク
５９０下方延長ローラリンク
５９５延長チャンネル開口
５９７エクステンションストップ
６００ガイドストップ
８００先導カート組立体
８０５先導カートフレーム
８１０先導カートクランプ
８１５先導カートホイール
８２０先導カートケーブル
９００ＣＲＤアダプタ
９１０ＣＲＤ着座フランジ
９２０ＣＲＤアダプタカップ
９３０ＣＲＤチャネルインタフェース
１０００一体型駆動装置交換組立体システム

Claims

原子炉圧力容器（１１０）と前記原子炉圧力容器（１１０）の下方に配置される下容器領域（１３０）と前記下容器領域（１３０）と基底部（１４０）との間の機器プラットフォーム（１３５）とを有してなる原子炉（１００）の制御棒駆動装置（１２５）を移動するための一体型駆動装置交換組立体システム（１０００）において、
開放面（５０７）および開放トラフ（５０９）を有し、前記制御棒駆動装置（１２５）を受け入れる領域を形成するタワー（５０５）と、
前記タワーの両側に取り付けられて実質的に前記タワー（５０５）の長さに延びる第１のねじ（５２０）と第２のねじ（５２２）であって、前記第１のねじ（５２０）が回転されると前記第２のねじ（５２２）は回転せず、前記第２のねじ（５２２）が回転されると前記第１のねじ（５２０）は回転しないように構成された第１のねじ（５２０）と第２のねじ（５２２）と、
前記第１のねじ（５２０）に連結され、前記第１のねじ（５２０）および前記第２のねじ（５２２）に対して可動な昇降台（５３５）であって、前記制御棒駆動装置（１２５）の一部に係合することにより、この制御棒駆動装置（１２５）を実質的に支持するように構成された昇降台（５３５）と、
前記第２のねじ（５２２）に連結され、前記第１のねじと前記第２のねじに対して可動である延長キャリッジ組立体（５７０）であって、制御棒駆動装置（ＣＲＤ）アダプタ（９００）の一部に係合すると共に、この制御棒駆動装置（１２５）を実質的に支持するように構成された延長キャリッジ組立体（５７０）と、
前記タワー（５０５）に対して回転可能であるように前記タワー（５０５）に係合され、前記タワー（５０５）を垂直姿勢位置にロックするための自動垂直ロック組立体５５０を備えるトラニオンカート組立体３００と、
を備える一体型駆動装置交換組立体システム（１０００）であって、
この一体型駆動装置交換組立体システム（１０００）は、前記ＣＲＤを前記原子炉圧力容器（１１０）から移動させるように作動し、且つ、前記制御棒駆動装置（１２５）と共に可動であることにより、この一体型駆動装置交換組立体システム（１０００）と前記制御棒駆動装置（１２５）とが前記下容器領域（１３０）から外部へ共に可動であることを特徴とする一体型駆動装置交換組立体システム（１０００）。
前記タワー（５０５）の前記長さが、ほぼ前記制御棒駆動装置（１２５）の長さであることを特徴とする請求項１記載のシステム。
前記延長キャリッジ組立体（５７０）は延長チャンネル（５７５）を備え、
少なくとも１つのリンク（５８５，５９０）が、前記タワーに取り付けられ、前記延長チャンネル（５７５）を支持するように構成され、前記タワー（５０５）に対して回転可能であることにより、
前記延長チャンネル（５７５）が、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
前記昇降台（５３５）は、前記制御棒駆動装置（１２５）の一部が前記昇降台（５３５）をして通って延びせしめることを特徴とする請求項１記載のシステム。
前記第１のねじと前記第２のねじとのうちの一方の端部位置で前記タワーに取り付けられた少なくとも１つの下方ベアリングブロック（５２８）とをさらに備え、
前記第１のねじと前記第２のねじは、前記下方ベアリングブロック（５２８）を通過することを特徴とする請求項１記載のシステム。
前記トラニオンカート組立体（３００）は少なくとも１つの軸受（３１５）と少なくとも１つの垂直ロック軸受（３２０）を備え、前記タワー（５０５）は前記垂直ロック軸受（３２０）の取付け板５４０に取り付けられるトラニオン軸（５４２）を有し、前記トラニオン軸（５４２）は、前記少なくとも１つの軸受（３１５）および前記少なくとも１つの垂直ロック軸受（３２０）に係合可能であり、その中に回転可能であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
前記少なくとも１つの垂直ロック軸受（３２０）は、ほぼ垂直な姿勢位置に前記タワー（５０５）を維持するために前記自動垂直ロックに係合することができることを特徴とする請求項６記載のシステム。
前記タワー（５０５）がそれの１つの端部において少なくとも１つのカムホイール組立体（５４５）をさらに備え、前記カムホイール組立体（５４５）が搬送位置から不作動位置まで可動であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
前記ＣＲＤアダプタ（９００）が前記延長キャリッジ組立体（５７０）に取付け可能であり、前記制御棒駆動装置（１２５）に係合するように構成される１つの端部を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
先導カート組立体（８００）をさらに備え、前記先導カート組立体（８００）が、前記制御棒駆動装置（１２５）の一部を接触させるための先導カートクランプ（８１０）、および前記先導カート組立体（８００）から前記トラニオンカート組立体（３００）まで延在するための少なくとも１つの先導カートケーブル（８２０）を備えることを特徴とする請求項１記載のシステム。