JP5603547B2 - デブリトラップ - Google Patents

Description

本発明は、原子炉で使用する装置に関し、より詳細には、原子炉内の燃料バンドルオリフィスを通過して落下するデブリを捕捉するデブリトラップに関する。

沸騰水型原子炉内の典型的な燃料集合体は、下部タイプレートと、上部タイプレートと、上部タイプレートと下部タイプレートとの間で支持された密封燃料棒の格子とを含む。燃料棒は、蒸気の発生に必要な臨界反応を維持するために、密封格納容器内の核燃料ペレットを収納する。チャンネルは、タイプレートと燃料棒とを囲繞する。
米国特許第５，４８８，６３４号公報 米国特許第５，７２７，０３９号公報 米国特許第５，７８７，１４０号公報 米国特許第５，８０９，１０１号公報

燃料バンドルの配置は定期的に変更され、バンドルが移動されるとき、デブリが、移動するバンドルから別のバンドル内に落下し得る。それらのデブリは原子炉の運転に影響を与え、故障を起こし得るので、どのようなデブリも別のバンドル内へ落下させないことが望ましい。

例示的な実施形態では、原子炉内の燃料バンドルオリフィスを通過して落下するデブリを捕捉するための、デブリトラップが提供される。デブリトラップは、一端にピボットアクチュエータを有するシャフトと、シャフトの反対端に枢動可能に取り付けられたデブリ捕捉トレイと、を含む。デブリ捕捉トレイは、燃料バンドルオリフィスより大きい寸法のトレイキャビティを含み、ピボットアクチュエータは、デブリ捕捉トレイを挿入位置と捕捉位置との間で枢動させるように動作可能である。

別の例示的実施形態では、デブリトラップは、シャフトと、シャフトに取り付けられたデブリ捕捉トレイとを含む。デブリ捕捉トレイは、最大直径が燃料バンドルオリフィスの幅より大きい円錐形状のトレイキャビティを含む。

さらに別の例示的実施形態では、デブリトラップを燃料バンドル内に挿入する方法は
（ａ）デブリトラップを燃料バンドルの底部に隣接する位置へ下降するステップと、
（ｂ）デブリ捕捉トレイを燃料バンドルの下に位置決めするステップと、
を含む。

図面を参照すると、デブリトラップ１０は、原子炉内の燃料バンドルオリフィスを通過して落下するデブリを捕捉するように働く。デブリトラップ１０は、一端にピボットアクチュエータ１４（図１に矢印により概略的に示す）を有するシャフト１２を含む。デブリ捕捉トレイ１６は、シャフト１２の反対端に枢動可能に取り付けられている。デブリ捕捉トレイ１６とシャフト１２の間に連結されたピボット機構（下記で説明される）は、ピボットアクチュエータ１４で駆動され、ピボット機構を介してデブリ捕捉トレイ１６を挿入位置（図３に示す）と捕捉位置（図１および図２に示す）との間で枢動させる。

デブリ捕捉トレイ１６は、燃料バンドルオリフィスより大きい寸法にされたトレイキャビティ１７を含む。トレイキャビティ１７は、トレイ１６にデブリが存在する可能性を低減するために、円錐形状であることが好ましい。

シャフト１２の長さは、原子炉の燃料交換ブリッジから燃料バンドルの底部まで十分に延びることが好ましい。もちろんシャフト１２の長さは、所望の使用法、原子炉の寸法などに応じて変わる可能性がある。

ピボットシャフト１８は、シャフト１２に摺動可能に結合され、ピボットアクチュエータ１４に連結されている。ピボット機構は、デブリ捕捉トレイ１６を挿入位置と捕捉位置との間で枢動できる任意の数の機械的装置であってよい。図に示すようにピボット機構は、デブリ捕捉トレイ１６に固定されたトレイブラケット２０、およびトレイブラケット２０とピボットシャフト１８との間に連結されたリンク２２を含む。シャフトコネクタ２４は、シャフト１２とデブリ捕捉トレイ１６との間に連結されてよい。シャフトコネクタ２４は、ピボットジョイント２６を介してデブリ捕捉トレイ１６に枢動可能に連結され、それによってシャフト１２に対するピボットシャフト１８の相対運動が、デブリ捕捉トレイ１６を挿入位置と捕捉位置との間で枢動させる。図３に示すように、デブリ捕捉トレイ１６は、挿入位置で、シャフト１２と実質的に一直線に配向されてよい。

ピボットアクチュエータ１４は、シャフト１２に対するピボットシャフト１８の相対的位置決めを達成するための適切な任意の構造であってよい。アクチュエータ１４は、手動アクチュエータ、または空気圧アクチュエータなどの自動アクチュエータを含んでよい。

デブリ捕捉トレイ１６は、真空源に取付け可能な真空ポート２８も含むことが好ましい。真空システムは、含まれる場合、デブリをトレイから除去するように働き、またバンドルから追加のデブリを引き出す。

デブリ捕捉トレイ１６が挿入位置（図３）にある状態で、デブリトラップ１０を、原子炉の燃料バンドルの下に挿入するために、デブリトラップ１０は燃料バンドルの底部に隣接する位置へ下降される。デブリトラップは、原子炉内の燃料交換ブリッジから下降され得る。燃料バンドルがマストによって上昇されると、デブリ捕捉トレイ１６が捕捉位置へ枢動される（図１および図２）。次いでデブリ捕捉トレイ１６は、燃料バンドルの下に位置決めされて、バンドルの底部にあるオリフィスを完全に覆い、それによってオリフィスを通過して落下するどのようなデブリも、デブリ捕捉トレイ１６のキャビティ１７内に落ちることになる。デブリトラップ１０は、マストが新規のバンドル位置に来るまで、定位置に留まることが好ましい。

本発明を、現在最も実用的で好ましいと考えられる実施形態に関連して説明したが、本発明は、開示された実施形態に限定されず、それとは逆に、添付する請求項の精神および範囲に含まれる様々な修正形態および均等な構成を包含することを意図していると理解されるべきである。

本明細書で説明されるデブリトラップの背面斜視図である。 デブリトラップの正面斜視図である。 挿入位置にあるデブリトラップの図である。

符号の説明

１０ デブリトラップ
１２ シャフト
１４ ピボットアクチュエータ
１６ デブリ捕捉トレイ
１７ トレイキャビティ
１８ ピボットシャフト
２０ トレイブラケット
２２ リンク
２４ シャフトコネクタ
２６ ピボットジョイント
２８ 真空ポート

Claims (7)

1. 原子炉内の燃料バンドルオリフィスを通過して落下するデブリを捕捉するためのデブリトラップであって、
   一端にピボットアクチュエータを含むシャフトと、
   前記シャフトの反対端に枢動可能に取り付けられたデブリ捕捉トレイと、
   を備え、
   前記デブリ捕捉トレイが、前記燃料バンドルオリフィスより大きい寸法のトレイキャビティを含み、
   前記ピボットアクチュエータが、前記デブリ捕捉トレイを挿入位置と捕捉位置との間で枢動させるように動作可能である、
   デブリトラップ。
2. 前記シャフトの長さが、原子炉の燃料交換ブリッジから前記燃料バンドルの底部まで十分に延びていることを特徴とする請求項１に記載のデブリトラップ。
3. 前記デブリ捕捉トレイの前記トレイキャビティが円錐形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のデブリトラップ。
4. 前記デブリ捕捉トレイと前記シャフトとの間に連結されたピボット機構をさらに備え、
   前記ピボット機構が前記ピボットアクチュエータによって駆動されること
   を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のデブリトラップ。
5. 前記シャフトに摺動可能に結合され、前記ピボットアクチュエータに連結されているピボットシャフトをさらに備え、
   前記ピボット機構が、前記デブリ捕捉トレイに固定されたトレイブラケットと、前記トレイブラケットと前記ピボットシャフトの間に連結されたリンクとを備えること
   を特徴とする請求項４に記載のデブリトラップ。
6. 前記デブリ捕捉トレイ内の、真空源に取付け可能な真空ポートをさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のデブリトラップ。
7. 原子炉内の燃料バンドルオリフィスを通過して落下するデブリを捕捉するためのデブリトラップであって、
   シャフトと、
   前記シャフトに取り付けられたデブリ捕捉トレイと、
   を備え、
   前記デブリ捕捉トレイが、前記燃料バンドルオリフィスの幅より大きい最大直径を有する円錐形状のトレイキャビティを含む、
   デブリトラップ。