JPH01195396A - Equipment and method for fuel replacement - Google Patents

Equipment and method for fuel replacement

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JPH01195396A
JPH01195396A JP63018752A JP1875288A JPH01195396A JP H01195396 A JPH01195396 A JP H01195396A JP 63018752 A JP63018752 A JP 63018752A JP 1875288 A JP1875288 A JP 1875288A JP H01195396 A JPH01195396 A JP H01195396A
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fuel
furnace
fuel exchange
sodium
chamber
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Toshiyuki Matsuzaki
松崎 俊幸
Toshiaki Ikeuchi
池内 壽昭
Noboru Nakao
昇 中尾
Tetsuji Motonaga
本永 哲司
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Abstract

PURPOSE:To prevent scattering of sodium mist by installing a running rail in a furnace upper chamber and providing a fuel holding part which is supported by a longitudinally and transversely expansible supporting means on this running rail. CONSTITUTION:A fuel replacing device 17 consists of a truck part 40 placed on a running rail 16 and a fuel handling part 41 suspended from the truck part 40, and the fuel handling part 41 is provided with a link type expansible arm 43 which supports the fuel holding part, namely, a gripper 42 expansibly in the transverse direction and an expansible cylinder part 44 which supports the expansible arm 43 expansibly in the longitudinal direction. When the fuel replacing device is moved, the expansible arm 43 is contracted and the expansible cylinder part 44 is contracted to store this part 44 in a case 47. A sodium pan 50 is freely openably and closably provided in the lower open end of the case 47, and sodium accumulated in the pan 50 is removed by a sucking device 53 through a sodium drain line 51, thus preventing scattering of sodium.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速増殖炉のホットセル方式の燃料交換設備及
び方法に係り、特に炉上部空間の縮減及び炉内ナトリウ
ムミストの飛散防止に好適な燃料交換設備及び方法に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a hot cell type refueling equipment and method for a fast breeder reactor, and particularly to a fuel exchange system suitable for reducing the space above the reactor and preventing scattering of sodium mist inside the reactor. Relating to exchange equipment and methods.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の高速増殖炉におけるホットセル方式の燃料交換設
備としては、FASt breeder 5yste1
1s: Experience Ga1ned and
 Path to Econonical Power
Generation、 5eptenber 13−
17.1987. PP9.5−1〜9.5−6に記載
のものがあり、その構成を第12図に示す、この図にお
いて、1は炉心であり、炉心1の外周には燃料ボット2
が設置しである。炉上部には炉上部室3に通じる開口部
4が形成され、開口部4には炉上部機構部ちU I S
 (uDDflr 1nternal 5tructu
re) 5が位置している。炉上部室3の炉下部機構5
の上方にはUIS吊り上げ装置6が設置され、また炉上
部室3にはクレーン式の燃料交換機7が配置されている
FASt breeder 5yste1 is a hot cell type refueling equipment for conventional fast breeder reactors.
1s: Experience Galned and
Path to Economical Power
Generation, 5eptember 13-
17.1987. There is a device described in PP9.5-1 to 9.5-6, and its configuration is shown in FIG. 12. In this figure, 1 is a reactor core, and fuel bots 2
is installed. An opening 4 communicating with the upper furnace chamber 3 is formed in the upper part of the furnace, and the opening 4 has an upper furnace mechanism part UIS.
(uDDflr 1internal 5tructu
re) 5 is located. Lower furnace mechanism 5 of upper furnace chamber 3
A UIS lifting device 6 is installed above the furnace, and a crane-type fuel exchanger 7 is installed in the upper furnace chamber 3.

燃料交換時には、運転停止後、炉上部ai:f15の上
部をUIS吊り上げ装置6で吊り上げ、炉上部の開口部
4を開口させる0次いでクレーン式の燃料交換機7をこ
の開口部4の近くに移動させ、開口部4から燃料交換R
7を挿入し、炉心1内の燃料を移動したり、燃料ボット
2へと移したりする。
At the time of fuel exchange, after the operation is stopped, the upper part of the furnace upper part ai:f15 is lifted by the UIS lifting device 6, and the opening 4 in the upper part of the furnace is opened.Then, the crane-type fuel exchange machine 7 is moved near this opening 4. , fuel exchange R from opening 4
7 to move the fuel in the core 1 or to the fuel bot 2.

燃料ボット2へ移された燃料は炉下部開口部4を通して
取り出され、炉上部室3を通り、燃料貯蔵設備へと運搬
される。
The fuel transferred to the fuel bot 2 is taken out through the lower furnace opening 4, passes through the upper furnace chamber 3, and is transported to a fuel storage facility.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

この従来設備においては、燃料交換は、炉下部開口部4
から垂直に降ろされて来るクレーン式の燃料交換R7に
よって行われるため、炉下部開口部4の口径は、炉心1
の直径に、その外側に設置される燃料ボット2の直径を
加えた分の大きさが必要となる。このため開口部4の開
口面積が大きくなり、燃料交換時この開口部4がら炉上
部室3へと炉内のナトリウムミストが飛散するという問
題があった。
In this conventional equipment, fuel exchange is performed through the lower furnace opening 4.
Since the fuel exchange is carried out by a crane-type refueling R7 that is vertically lowered from the reactor core 1, the diameter of the lower reactor opening 4 is
The diameter of the fuel bot 2 added to the diameter of the fuel bot 2 installed outside the fuel bot 2 is required. For this reason, the opening area of the opening 4 becomes large, and there is a problem in that the sodium mist in the furnace is scattered from the opening 4 into the upper furnace chamber 3 during fuel exchange.

また、クレーン式の燃料交換t!17は可動範囲が広い
ので、炉上室3はその可動範囲に見合う広さが必要とな
り、炉上部室3の空間が大きくなると共に、燃料交換時
、開口部4の上方には吊り上げられた炉下部機構5が位
置しているので、クレーン式の燃料交換1!17による
燃料交換を行い難いという問題があった。
Also, crane type fuel exchanget! 17 has a wide movable range, so the upper furnace chamber 3 needs to be wide enough to accommodate the movable range, and the space in the upper furnace chamber 3 becomes large, and the furnace is suspended above the opening 4 during fuel exchange. Since the lower mechanism 5 is located, there is a problem in that it is difficult to perform fuel exchange using a crane type fuel exchange 1!17.

本発明の目的は、ナトリウムミストの飛散を抑制し、限
られた炉上部室の空間内で燃料交換をスムーズに行うこ
とのできる燃料交換設備及び方法を提供することにある
An object of the present invention is to provide fuel exchange equipment and a method that can suppress the scattering of sodium mist and smoothly perform fuel exchange within the limited space of the upper reactor chamber.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、炉上部室に走行レールを設置し、この走行
レール上に、横方向及び縦方向に伸縮化能な支持手段に
より支持された燃料保持部を有し、燃料交換機と燃料出
入機を兼ねる燃料交換装置を移動自在に装架したことを
特徴とする燃料交換設備によって達成される。
The above purpose is to install a running rail in the upper chamber of the furnace, to have a fuel holding part supported by support means that is expandable in the horizontal and vertical directions on the running rail, and to install a fuel exchange machine and a fuel inlet/outlet machine. This is achieved by a fuel exchange facility characterized by a movably mounted fuel exchange device that also serves as a fuel exchange device.

燃料保持部の支持手段は、好ましくは、燃料保持部を横
方向に伸縮可能に支持する伸縮アームと、この伸縮アー
ムを縦方向に伸縮可能に支持する伸縮筒部とで構成され
ている。燃料交換装置はまた、支持手段の収縮状態にお
いてこれら支持手段を燃料保持部と共に収納するケース
を有している。
The support means for the fuel holding part preferably includes a telescoping arm that supports the fuel holding part so that it can expand and contract in the horizontal direction, and a telescoping cylinder that supports this telescoping arm so that it can expand and contract in the vertical direction. The refueling device also has a case that accommodates the support means together with the fuel holding portion in the retracted state of the support means.

走行レールは、炉開口部の上方に位置する部分がそれ以
外の部分に対して延長可能に構成されている。また、炉
上部室は、燃料交換時に吊り上げられた炉下部機構が位
置する収納空間を有し、この収納空間に隣接して、その
収納空間と炉上部室の他の部分と仕切る開閉自在のナト
リウム受け皿が設けられている。
The traveling rail is configured such that a portion located above the furnace opening can be extended with respect to other portions. In addition, the upper furnace chamber has a storage space in which the lower furnace mechanism that is lifted up during fuel exchange is located, and adjacent to this storage space, there is a sodium hydride that can be opened and closed to separate the storage space from other parts of the upper furnace chamber. A saucer is provided.

燃料交換時には、好ましくは、炉上部室内の雰囲気は窒
素ガスに置換される。このとき、好ましくは、炉上部室
内の窒素ガスの温度は燃料交JAのために吊り上げられ
た炉下部機構の周辺を除いて約150℃の高温とし、炉
下部機構の周辺は通常運転時の温度の約50℃とする。
At the time of fuel exchange, the atmosphere in the furnace upper chamber is preferably replaced with nitrogen gas. At this time, preferably, the temperature of the nitrogen gas in the upper furnace chamber is kept at a high temperature of about 150°C, except for the area around the lower furnace mechanism lifted for fuel exchange JA, and the temperature around the lower furnace mechanism is at the temperature during normal operation. The temperature shall be approximately 50°C.

〔作用〕[Effect]

炉上部室に設置された走行レール上の燃料交換装置は、
レール上を移動して燃料交換を行う、このとき燃料交換
装置は、支持手段を縦方向に伸張させて炉下部開口部よ
り炉内へ燃料保持部を降ろし、支持手段を横方向に伸張
させて炉心の必要な範囲にわたって燃料保持部を動かす
、これにより炉下部開口部を小さくできる。また炉内へ
の挿入、移動時には、支持手段及び燃料保持部をケース
内に収納して移動する。従って、燃料交換装置はコンパ
クトとなるので、これによっても炉下部開口部を小さく
できる。このように炉下部開口部を小さくできることに
より、炉内から炉上部室へのナトリウムミストの飛散を
低減することができる。
The fuel exchange device on the running rail installed in the upper furnace room is
The fuel exchange device moves on the rail to exchange fuel. At this time, the fuel exchange device extends the support means in the vertical direction, lowers the fuel holding part into the furnace through the lower opening of the furnace, and extends the support means in the horizontal direction. The fuel retainer is moved over the required range of the core, which allows the opening at the bottom of the reactor to be made smaller. Furthermore, when inserting into the furnace and moving, the supporting means and the fuel holding section are housed in the case and moved. Therefore, the fuel exchange device becomes compact, so that the opening at the bottom of the furnace can also be made smaller. By making the lower furnace opening small in this way, it is possible to reduce the scattering of sodium mist from the inside of the furnace to the upper furnace chamber.

また、燃料交換装置を走行レール上で移動させて燃料交
換を行うことにより、さらには燃料保持部等をケース内
に収納して移動することにより、限られた炉上部室の空
間内で燃料交換をスムーズに行うことができる。
In addition, by moving the fuel exchange device on a running rail to perform fuel exchange, and by storing the fuel holding part in a case and moving it, fuel can be exchanged within the limited space of the upper reactor chamber. can be done smoothly.

燃料交換時には、炉上部室内の雰囲気を窒素ガスに置換
する。窒素ガスは、安価で比重が軽く、炉内のナトリウ
ムカバーガスであるArガスに比べ軽い気体である。炉
上部室内の窒素ガスは、約150℃の温度にすることに
より、窒素ガスの比重はさらに軽くなる。従って、これ
によっても炉容器内のArガス中のナトリウムミストは
、炉上部室内への飛散を防ぐことができる。炉上部室の
炉上部機構周辺と他の部分とをナトリウム受け皿により
仕切ることにより、炉上部all側周辺ナトリウムミス
トが他の電気部品等に付着するのを防ぎ、他の部分につ
いては、約150℃の窒素ガス雰囲気によりナトリウム
ミストの溶融温度以上とし、ナトリウムミストが炉上部
室の壁に付着することを防止する。
During fuel exchange, the atmosphere in the upper chamber of the furnace is replaced with nitrogen gas. Nitrogen gas is inexpensive, has a light specific gravity, and is lighter than Ar gas, which is the sodium cover gas in the furnace. By setting the temperature of the nitrogen gas in the upper chamber of the furnace to about 150° C., the specific gravity of the nitrogen gas becomes even lighter. Therefore, this also prevents the sodium mist in the Ar gas in the furnace vessel from scattering into the upper chamber of the furnace. By separating the area around the upper furnace mechanism in the upper furnace chamber from other parts with a sodium tray, sodium mist around the upper furnace all side is prevented from adhering to other electrical parts, etc. The nitrogen gas atmosphere above the melting temperature of the sodium mist prevents the sodium mist from adhering to the walls of the upper furnace chamber.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において、10は高速増殖炉の炉心であり、炉心
10は炉容器11の中央に配置され、がつ炉心10の外
周には燃料ボット12が配置されている。炉心10の上
部には炉上部RM即ちUIS (upper 1nte
rnal 5tructure) 13が位置し、炉上
部機構13は、炉上部室即ちセル室14に通じる比較的
小径の開口部15に配置されている。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a core of a fast breeder reactor. The core 10 is arranged at the center of a reactor vessel 11, and a fuel bot 12 is arranged around the outer periphery of the core 10. At the top of the reactor core 10 there is an upper reactor RM, or UIS (upper 1nte).
The upper furnace structure 13 is located in a relatively small diameter opening 15 that communicates with the upper furnace chamber or cell chamber 14 .

セル室14内には走行レール16が設置され、この走行
レール16上に、後述するごとく燃料交換機と燃料出入
機を兼ねた燃料交換装置17が移動自在に装架されてい
る。
A traveling rail 16 is installed in the cell chamber 14, and a fuel exchange device 17 serving as a fuel exchanger and a fuel inlet/output device is movably mounted on the traveling rail 16, as will be described later.

走行レール16は、炉開口部15の上方に位置する部分
が、炉上部機構13の吊り上げを可能にするために他の
部分に対して延長可能に構成されている。具体的には、
例えば第2図ないし第4図に示すように構成することが
できる。即ち、走行レール16を建屋20に固設された
固定レール21と、この固定レール21に対して長手方
向に移動自在の移動レール22とで構成し、移動レール
22は通常は第3図に示すように固定レール21の下側
の後退位置に待機させる。この位置で移動レール22の
先端はレール支持台23に゛支持される。レール支持台
23には流体シリンダ等の高さ調節手段24(第4図参
照)が設けられている。
The traveling rail 16 is configured such that a portion located above the furnace opening 15 can be extended with respect to other portions in order to enable lifting of the furnace upper mechanism 13. in particular,
For example, it can be configured as shown in FIGS. 2 to 4. That is, the running rail 16 is composed of a fixed rail 21 fixed to a building 20 and a movable rail 22 that is movable in the longitudinal direction with respect to the fixed rail 21, and the movable rail 22 is normally shown in FIG. It is made to stand by at the retracted position below the fixed rail 21. At this position, the tip of the moving rail 22 is supported by the rail support stand 23. The rail support base 23 is provided with a height adjustment means 24 (see FIG. 4) such as a fluid cylinder.

この状態で炉上部機構13を吊り上げた後、移動レール
22を固定レール21に対向して建屋20に取り付けら
れたレール受台25に向けて押出し、第4図に示すよう
に移動レール22の先端を受台25に載せる0次いで、
レール支持台23の高さ調節手段24により移動レール
22の後端の高さを調節し、固定レール21の先端と直
線上に組み合わせ、一体に固定する。
After lifting the furnace upper mechanism 13 in this state, the movable rail 22 is pushed out toward the rail pedestal 25 attached to the building 20 opposite the fixed rail 21, and the tip of the movable rail 22 is moved as shown in FIG. 0 is placed on the pedestal 25, then
The height of the rear end of the movable rail 22 is adjusted by the height adjusting means 24 of the rail support stand 23, and the movable rail 22 is combined with the tip of the fixed rail 21 on a straight line and fixed integrally.

炉上部のセル室14の炉上部機構13の上方部分には、
燃料交換時に吊り上げた炉上部機構13を配置する収納
空間30が設けられ、この収納空間30の天井にはUI
S吊り上げ装置31が設置されている。また収納空間3
0に隣接したセル室14の天井には、収納空間30の下
部に開閉自在のナトリウム受け皿32が設けられ、燃料
交換時、収納空間30とセル室14のその他の部分とが
この受け皿32により仕切られる。
In the upper part of the furnace upper mechanism 13 of the cell chamber 14 in the upper furnace,
A storage space 30 is provided in which the upper reactor mechanism 13 that is lifted up during fuel exchange is placed, and a UI is installed on the ceiling of this storage space 30.
An S lifting device 31 is installed. Also storage space 3
A sodium tray 32 that can be opened and closed is provided on the ceiling of the cell chamber 14 adjacent to the storage space 30 at the bottom of the storage space 30. During fuel exchange, the storage space 30 and other parts of the cell chamber 14 are separated by this tray 32. It will be done.

燃料交換装置17は、第5図及び第6図に示すように、
走行レール16上に載置された台車部分40と、台車部
分40から垂下した燃料取扱部分41とからなり、燃料
取扱部分41は、燃料保持部即ちグリッパ42を横方向
に伸縮可能に支持するリンク式の伸縮アーム43と、こ
の伸縮アーム43を縦方向に伸縮可能に支持する伸縮筒
部44とを有している。グリッパ42は、伸縮アーム4
3の一部をなす筒体43Aの上端に挿入されており、ま
たグリッパ42を操作するグリッパ用アーム45に連携
されている。伸縮アーム43は、第7図及び第8図に示
すようにアーム移動軸46に接続され、このアーム移動
軸46を上下に動かすことにより操作される。燃料取扱
部分41はまた、伸縮アーム43及び伸縮筒部44の収
縮状態においてこれらをグリッパ42及び燃料と共に収
納するためのケース47を有している。
The fuel exchange device 17, as shown in FIGS. 5 and 6,
Consisting of a truck portion 40 placed on the traveling rail 16 and a fuel handling portion 41 hanging down from the truck portion 40, the fuel handling portion 41 is a link that supports a fuel holding portion, that is, a gripper 42 so as to be expandable and retractable in the lateral direction. It has a telescoping arm 43 of the type, and a telescoping cylindrical portion 44 that supports the telescoping arm 43 so as to be extendable and retractable in the vertical direction. The gripper 42 is a telescopic arm 4
3, and is linked to a gripper arm 45 that operates the gripper 42. The telescoping arm 43 is connected to an arm moving shaft 46 as shown in FIGS. 7 and 8, and is operated by moving the arm moving shaft 46 up and down. The fuel handling portion 41 also has a case 47 for storing the telescoping arm 43 and the telescoping tube portion 44 together with the gripper 42 and fuel in the retracted state.

燃料交換装置の移動時には、第5図及び第7図に示すよ
うに、伸縮アーム43を収縮させ、伸縮筒部44の最下
部カバー44A内に伸縮アーム43、グリッパ42、グ
リッパ用アーム45を収納し、かつ伸縮筒部44を収縮
させることにより、収!筒部44を前記部材と共にケー
ス47内に収納する。燃料交換時には、第6図及び第8
図に示すように、伸縮筒部アーム43及び伸縮筒部44
を伸張させ、グリッパ42及びグリッパ用アーム45を
伸縮筒部44から横方向に外に出し、燃料交換を行う。
When moving the fuel exchange device, as shown in FIGS. 5 and 7, the telescoping arm 43 is retracted, and the telescoping arm 43, the gripper 42, and the gripper arm 45 are housed in the lowermost cover 44A of the telescoping cylinder section 44. And, by contracting the telescopic cylinder part 44, it is retracted! The cylindrical portion 44 is housed in the case 47 together with the above-mentioned members. At the time of fuel exchange, please refer to Figures 6 and 8.
As shown in the figure, the telescopic cylindrical arm 43 and the telescopic cylindrical part 44
is extended, the gripper 42 and the gripper arm 45 are taken out laterally from the telescoping cylinder part 44, and the fuel is exchanged.

ケース47の下部開放端には開閉自在にナトリウム受け
皿50が設けられており、ケース47の下方部分にはナ
トリウムドレンライン51及びベーパトラップ配管52
が接続され、それぞれ台車部分40に設置されたナトリ
ウム吸引装置53及びベーパトラップ54に接続されて
いる。燃料交換時にはナトリウム受け皿50は開いてお
り、燃料交換装置の移動時には、ナトリウム受け皿50
は閉じられ、ケース47内にグリッパ等を収納した状態
で滴下するナトリウムに対して受け皿としての機能を果
たす、この受け皿50に溜まったナトリウムはナトリウ
ムドレンライン51を介して吸引装置53により除去さ
れる。またケース47内のナトリウムベーパもベーパト
ラップ配管52を介してベーパトラップ54により除去
される。
A sodium receiving tray 50 is provided at the lower open end of the case 47 so as to be openable and closable, and a sodium drain line 51 and vapor trap piping 52 are provided at the lower part of the case 47.
are connected to a sodium suction device 53 and a vapor trap 54, respectively, which are installed on the truck portion 40. The sodium tray 50 is open during fuel exchange, and the sodium tray 50 is open when the fuel exchange device is moved.
is closed and functions as a tray for sodium dripping with the gripper etc. stored in the case 47. The sodium accumulated in this tray 50 is removed by the suction device 53 via the sodium drain line 51. . Further, the sodium vapor in the case 47 is also removed by the vapor trap 54 via the vapor trap piping 52.

グリッパ42の構造の一例を第9図に示す、ここでは、
グリッパ42は、グリッパ胴60と、このグリッパ胴6
0内を上下するグリッパ軸61と、グリッパ胴60にビ
ン62で枢動自在に取り付けられ、グリッパ軸61の先
端大径部63及び後方大径部64により動かされる支持
具65よりなる。
An example of the structure of the gripper 42 is shown in FIG.
The gripper 42 includes a gripper cylinder 60 and a gripper cylinder 6.
The gripper shaft 61 includes a gripper shaft 61 that moves up and down within the gripper body 60, and a support 65 that is pivotally attached to the gripper body 60 with a pin 62 and is moved by the large diameter portion 63 at the tip and the large diameter portion 64 at the rear of the gripper shaft 61.

グリッパ胴60は、前述したアーム筒部43Aの上端に
挿入され、グリッパ軸61は、前述したグリッパ用アー
ム45に連携されている。燃料棒又は燃料ボット66の
上端内周には支持具64の先端が突入する消67が形成
されている。
The gripper body 60 is inserted into the upper end of the arm tube section 43A described above, and the gripper shaft 61 is linked to the gripper arm 45 described above. A hole 67 is formed on the inner periphery of the upper end of the fuel rod or fuel bot 66, into which the tip of the support 64 enters.

燃料棒又は燃料ボット66を把持するときは、グリッパ
用アーム45を操作してグリッパ軸61を図示の位置に
移動させ、グリッパ軸61の先端大径部63で支持具6
5を内側から押すようにし、支持具65の先端を燃料棒
又は燃料ボット66の消67に引っ掛ける。燃料棒又は
燃料ボヅト66を外すときは、グリッパ軸61を下方に
動かし、後方大径部64で支持具65のグリッパ胴内の
後方突部を押し、支持具先端を内側に移動させ、支持具
先端を消67の外に出す、このようにして、グリッパ軸
61の上下操作により燃料棒又は燃料ボート66の把持
、開放を行うことができる。
When gripping a fuel rod or fuel bot 66, operate the gripper arm 45 to move the gripper shaft 61 to the illustrated position, and use the large diameter portion 63 at the tip of the gripper shaft 61 to grip the support 6.
5 from the inside, and hook the tip of the support 65 to the stopper 67 of the fuel rod or fuel bot 66. To remove the fuel rod or fuel bottle 66, move the gripper shaft 61 downward, push the rear protrusion in the gripper barrel of the support 65 with the rear large diameter portion 64, move the tip of the support inward, and remove the support. In this way, by moving the gripper shaft 61 up and down, the fuel rod or fuel boat 66 can be gripped and released.

なお実際には、燃料棒と燃料ボットでは直径が異なるの
で、グリッパ42はそれぞれの直径に適合したものを2
組用意し、伸縮アーム43、グリッパ用アーム45も同
様に2組用意しておく。
In reality, the fuel rods and fuel bots have different diameters, so two grippers 42 are used that match the respective diameters.
Similarly, two sets of telescopic arms 43 and gripper arms 45 are prepared.

本実施例の燃料交換設備が配置される使用済燃料の移送
ルートを第10図を参照して説明する。
The spent fuel transfer route in which the fuel exchange equipment of this embodiment is arranged will be explained with reference to FIG. 10.

燃料交換装置17により燃料を炉心10から取出し、炉
心外周位置で燃料ボット12内に挿入、燃料ボット12
ごと炉外に取出して缶詰設備70まで移送する。燃料交
換装置17は燃料ボット入りの新燃料を炉内に移送する
役目も果たす。
The fuel is taken out from the core 10 by the fuel exchange device 17 and inserted into the fuel bot 12 at the outer periphery of the core.
The entire product is taken out of the furnace and transferred to canning equipment 70. The fuel exchange device 17 also serves to transfer new fuel contained in the fuel bot into the reactor.

缶詰設0i70では、燃料を挿入した燃料ボット12に
蓋をする。この缶詰された燃料はインセルクレーン71
で取り出され、缶詰された燃料をガス冷却しつつ使用済
燃料地下台車72へ移送する。
In the canning facility 0i70, the fuel bot 12 into which the fuel has been inserted is covered. This canned fuel is Incel Crane 71
The canned fuel is transported to the spent fuel underground truck 72 while being gas-cooled.

使用済燃料移送りレーン73は使用済燃料地下台車72
から燃料を吊り上げ、使用済燃料貯蔵設備74内に設置
する。
The spent fuel transfer lane 73 is a spent fuel underground trolley 72.
The fuel is lifted from the tank and placed in the spent fuel storage facility 74.

次に、本実施例の燃料交換設備による燃料交換の手順を
第11図(A)ないし第11図(D)を参照して説明す
る。
Next, the procedure of fuel exchange using the fuel exchange equipment of this embodiment will be explained with reference to FIGS. 11(A) to 11(D).

運転停止後、炉下部機構13の吊り上げ準備のためTJ
IS吊上げ装置31を炉上部111113に取付ける。
After the operation was stopped, the TJ was installed to prepare for lifting the lower reactor mechanism 13.
The IS lifting device 31 is attached to the upper part of the furnace 111113.

また炉上部のセル室14内を窒素ガスに置換すると共に
、窒素ガスの比重を軽くすること及びナトリウムミスト
を溶融温度以上にしてセル室壁面への付着を防止するた
め、セル室内の温度を運転時の50℃前後から150℃
程度の高温にしておく。
In addition, the inside of the cell chamber 14 in the upper part of the furnace is replaced with nitrogen gas, and the temperature inside the cell chamber is adjusted to reduce the specific gravity of the nitrogen gas and raise the sodium mist to above the melting temperature to prevent it from adhering to the cell chamber wall. From around 50℃ to 150℃
Keep it at a moderate temperature.

次に、第11図(八)に示すように、UIS吊上げ装置
31により炉上部機構13を吊上げ、図示しないUIS
固定装置により耐震上問題ないよう、炉下部機構13を
セル室16の収納空間3oに固定する。
Next, as shown in FIG. 11 (8), the upper furnace mechanism 13 is lifted up by the UIS lifting device 31, and the UIS lifting device 31 (not shown) is lifted up.
The lower furnace mechanism 13 is fixed in the storage space 3o of the cell chamber 16 using a fixing device so that there is no problem in terms of earthquake resistance.

また走行レール16の移動レール22を炉上部まで延長
し、設置する(第4図参照)と共に、炉上部機fJ13
に付着したナトリウムが炉上部に滴下しないようにナト
リウ受け皿32を炉上部室14内部に設置する。このナ
トリウム受け皿32は、炉上部セル室14内の炉上部m
横13を収容する空間30と他の部分とのシール機能を
兼用する。即ち、炉上部641113の収納空間30を
前述したように150℃程度に設定しているので、炉上
部R梢13等に付着したナトリウムがナトリウムミスト
となってセル室14内に飛散し、CRDM等の電気部品
へ付着する恐れがある。す1〜リウム受け皿32を設置
することにより、収納空間30をセル室14から隔離し
、ナトリウムミストのセル室14への飛散を防止すると
共に、収納空間30内の温度をできるだけ運転時の50
℃程度の低温に保ち、ナトリウムミストの発生自体を低
減することができる。
In addition, the moving rail 22 of the traveling rail 16 is extended and installed to the upper part of the furnace (see Fig. 4), and the upper furnace machine fJ13
A sodium receiving tray 32 is installed inside the furnace upper chamber 14 to prevent sodium adhering to the furnace from dripping into the upper furnace. This sodium receiving tray 32 is located in the upper furnace m in the upper furnace cell chamber 14.
It also serves as a seal between the space 30 that accommodates the side 13 and other parts. That is, since the storage space 30 in the furnace upper part 641113 is set at about 150°C as described above, the sodium adhering to the furnace upper R top 13 etc. becomes sodium mist and scatters in the cell chamber 14, causing CRDM, etc. There is a risk of adhesion to electrical parts. By installing the storage space 30 to the cell chamber 14, the storage space 30 is isolated from the cell chamber 14, and sodium mist is prevented from scattering into the cell chamber 14, and the temperature inside the storage space 30 is kept as low as 50℃ during operation.
The generation of sodium mist itself can be reduced by keeping the temperature at a low temperature of about ℃.

一方、炉上部セル室14内の窒素ガスは150°C程度
の高温にしであるので、セル室14内のナトリウムミス
トは溶融温度以上となり、セル室壁面へ付着するのが防
止される。また窒素ガスは比重が軽いが、その比重の軽
い窒素ガスを150℃の高温にすることよりさらに比重
が軽くなり、この比重の軽い窒素ガスが炉下部開口部1
5を覆い、開口部15を通して炉内からセル室14ヘナ
トリウムミストが流入するのが防止される。なお、その
窒素ガス雰囲気が炉容器11内に流入するのを防ぐため
、炉内にArガスを若干量パージしておくものとする。
On the other hand, since the nitrogen gas in the furnace upper cell chamber 14 is kept at a high temperature of about 150° C., the sodium mist in the cell chamber 14 reaches a temperature higher than its melting temperature and is prevented from adhering to the cell chamber wall surface. Nitrogen gas has a light specific gravity, but by heating the light nitrogen gas to a high temperature of 150°C, the specific gravity becomes even lighter.
5 to prevent sodium mist from flowing into the cell chamber 14 from inside the furnace through the opening 15. Note that in order to prevent the nitrogen gas atmosphere from flowing into the furnace vessel 11, a small amount of Ar gas is purged into the furnace.

次に、燃料交換装置17を第11図(B)に示すように
炉下部開口部15の上方に移動させ、燃料交換装置17
の伸縮筒部44を伸張してその先端を降下させ、伸縮ア
ーム43を横方向に伸張させる(第5図及び第6図参照
)、炉心10の燃料は、燃料交換装置17により直接炉
外に取出されるため、炉内貯蔵設備は設けられていない
、燃料はまず、第11図(C)に示すように燃料交換装
置17のグリッパ42により、炉心10の所定の位置か
ら引抜かれ、炉心外周に設置のボット12内に挿入され
る9次に、同一の燃料交換装置17により、第11図(
0)に示すようにボット12ごと燃料を炉外に取出す、
燃料交換装置17には、前述したように、ボット12か
ら滴下するナトリウムを受けるためのナトリウム受け皿
50及びナトリウムトレンライン51が設けられている
。燃料を入れたボット12は、燃料交換装置17に設け
られた窒素ガス冷却系により冷却されながら、前述した
燃料缶詰設備70(第10図参照)へ搬出される。
Next, the fuel exchange device 17 is moved above the furnace lower opening 15 as shown in FIG. 11(B), and the fuel exchange device 17
The telescoping cylindrical portion 44 is extended and its tip is lowered, and the telescoping arm 43 is extended laterally (see FIGS. 5 and 6). Since the fuel is taken out, no in-core storage facility is provided.The fuel is first pulled out from a predetermined position in the core 10 by the gripper 42 of the fuel exchange device 17, as shown in FIG. 9 inserted into the bot 12 installed in Figure 11 (
0), remove the fuel along with the bot 12 from the furnace,
As described above, the fuel exchange device 17 is provided with a sodium tray 50 and a sodium tren line 51 for receiving sodium dripping from the bot 12. The bot 12 filled with fuel is transported to the aforementioned fuel canning facility 70 (see FIG. 10) while being cooled by a nitrogen gas cooling system provided in the fuel exchange device 17.

冷却窒素ガス中に出てくるナトリウムミストを炉上部室
14内に放出しないよう、ベーパトラップ配管52及び
ベーパトラップ54で除去する。
Sodium mist appearing in the cooling nitrogen gas is removed by vapor trap piping 52 and vapor trap 54 so as not to be released into furnace upper chamber 14.

新燃料は、燃料ボット12に入れて燃料交換装置17で
炉内のボット12の位置にまず挿入する。
New fuel is first put into the fuel bot 12 and inserted into the bot 12 in the furnace using the fuel exchange device 17.

次に同一の燃料交換装置17で燃料をつかみ、ボット1
2から取り出して炉内所定位置に挿入する。
Next, grab fuel with the same fuel exchange device 17 and bot 1
2 and insert it into the specified position in the furnace.

このように燃料交換装置17は、走行レール16上を移
動し、炉心上部から缶詰設備まで燃料を搬出するととも
に、新燃料を炉内に搬入することにより、インセルクレ
ーンの役目を兼ねている。
In this way, the fuel exchange device 17 moves on the traveling rails 16, transports fuel from the upper part of the reactor core to the canning equipment, and also serves as an in-cell crane by transporting new fuel into the reactor.

上記の燃料交換が終了したら、運転停止から燃料交換ま
での逆の手順で炉下部機構13を復旧させる。
After the above fuel exchange is completed, the lower furnace mechanism 13 is restored by performing the reverse procedure from shutdown to fuel exchange.

このように燃料交換装置17は、縦方向及び横方向に伸
縮可能な支持手段43.44により燃料の出し入れ及び
交換を行うと共に、移動時には、支持手段及びグリッパ
42等をケース47内に収納してコンパクトな形態で移
動する。これにより、第1図等に示すように炉下部開口
部15は小さくでき、炉内から炉上部室14へのナトリ
ウムミストの飛散を低減することができる。しかして前
述した窒素ガスの使用及びその高温化と相俟って、炉容
器11内のナトリウムミストが炉上部室14内へ飛散す
ることを効果的に防止することができる。また、燃料交
換装置17を走行レール16上で移動させて燃料交換を
行うと共に、グリッパ42等をケース47内に収納して
移動することにより、限られた炉上部室14の空間内で
燃料交換をスムーズに行うことができる。
In this way, the fuel exchange device 17 performs loading/unloading and exchanging of fuel using support means 43 and 44 that are expandable and retractable in the vertical and horizontal directions, and also stores the support means, gripper 42, etc. in the case 47 when moving. Move in a compact form. As a result, the lower furnace opening 15 can be made smaller as shown in FIG. 1, etc., and scattering of sodium mist from the inside of the furnace to the upper furnace chamber 14 can be reduced. Therefore, in combination with the use of nitrogen gas and its high temperature, it is possible to effectively prevent the sodium mist in the furnace vessel 11 from scattering into the upper furnace chamber 14. In addition, by moving the fuel exchange device 17 on the running rail 16 to perform fuel exchange, and by storing the gripper 42 and the like in the case 47 and moving it, fuel exchange can be performed within the limited space of the upper reactor chamber 14. can be done smoothly.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上明らかなように、本発明によれば、炉下部開口部の
縮小化及び窒素ガスやナトリウム受け皿によるナトリウ
ムミストの飛散防止ができる。また、走行レール上を移
動するコンパクトな燃料交換装置により限られた空間内
で、スムーズな燃料交換ができる。
As is clear from the above, according to the present invention, it is possible to reduce the size of the opening at the bottom of the furnace and to prevent the scattering of sodium mist by the nitrogen gas and sodium tray. Additionally, the compact fuel exchange device that moves on running rails allows for smooth fuel exchange within a limited space.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例による燃料交換設備を含む高
速増殖炉の断面図であり、第2図はその燃料交換設備の
走行レールの上面図であり、第3図は同走行レールの側
面図であり、第4図は同走行レールの延長状態を示す側
面図であり、第5図は同燃料交換設備の燃料交換装置の
一部断面側面図であり、第6図はその燃料交換装置の支
持手段の伸張状態を示す一部断面側面図であり、第7図
は第5図に示す燃料交換装置における燃料取扱部分下端
の断面図であり、第8図は第6図における燃料交換装置
における燃料取扱部分下端の断面図であり、第9図はそ
の燃料取扱部分のグリッパの断面図であり、第10図は
本発明の燃料交換設備が配置される燃料移送ルートを示
す図であり、第11図(A)〜第11図(D)は、上記
燃料交換設備による燃料交換手順を示す工程図であり、
第12図は従来の燃料交換設備を示す原子炉の断面図で
ある。 符号の説明 10・・・炉心      12・・・燃料ポット13
・・・炉上部機構 14・・・炉上部室(セル室) 15・・・開口部     16・・・走行レール17
・・・燃料交換装置 22・・・移動レール(延長可能部分)30・・・収納
空間    32・・・ナトリウム受け皿42・・・グ
リッパ(燃料保持部) 43・・・伸縮アーム(支持手段) 44・・・伸縮筒部(支持手段) 47・・・ケース 出願人  株式会社 日立製作所 代理人  弁理士 春 日  譲 第9図 第11図
FIG. 1 is a sectional view of a fast breeder reactor including a refueling facility according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view of the running rail of the refueling facility, and FIG. 3 is a top view of the running rail of the refueling facility. FIG. 4 is a side view showing an extended state of the traveling rail, FIG. 5 is a partially sectional side view of the fuel exchange device of the fuel exchange facility, and FIG. 6 is a side view of the fuel exchange device. 7 is a sectional view of the lower end of the fuel handling portion of the fuel exchange device shown in FIG. 5; FIG. 8 is a side view of the fuel exchange device shown in FIG. 6; FIG. FIG. 9 is a sectional view of the lower end of the fuel handling portion of the device, FIG. 9 is a sectional view of the gripper of the fuel handling portion, and FIG. 10 is a diagram showing the fuel transfer route where the fuel exchange equipment of the present invention is arranged. , FIG. 11(A) to FIG. 11(D) are process diagrams showing a fuel exchange procedure using the above fuel exchange equipment,
FIG. 12 is a sectional view of a nuclear reactor showing conventional fuel exchange equipment. Explanation of symbols 10...Core 12...Fuel pot 13
Furnace upper mechanism 14 Furnace upper chamber (cell chamber) 15 Opening 16 Running rail 17
. . . Fuel exchange device 22 . . . Moving rail (extendable part) 30 . . . Storage space 32 .・・・Extensible cylinder part (supporting means) 47 ・・・Case applicant Hitachi, Ltd. Representative Patent attorney Yuzuru Kasuga Figure 9 Figure 11

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)高速増殖炉のホットセル方式の燃料交換設備にお
いて、炉上部室に走行レールを設置し、この走行レール
上に、横方向及び縦方向に伸縮化能な支持手段により支
持された燃料保持部を有し、燃料交換機と燃料出入機を
兼ねる燃料交換装置を移動自在に装架したことを特徴と
する燃料交換設備。
(1) In a hot cell type refueling facility for a fast breeder reactor, a running rail is installed in the upper chamber of the reactor, and a fuel holding section is supported on the running rail by a supporting means that is expandable in the horizontal and vertical directions. What is claimed is: 1. A fuel exchange facility characterized in that a fuel exchange device serving as a fuel exchange machine and a fuel inlet/output machine is mounted in a movable manner.
(2)前記支持手段は、燃料保持部を横方向に伸縮可能
に支持する伸縮アームと、この伸縮アームを縦方向に伸
縮可能に支持する伸縮筒部とで構成したことを特徴とす
る請求項1記載の燃料交換設備。
(2) The supporting means is comprised of a telescoping arm that supports the fuel holding portion so that it can expand and contract in the horizontal direction, and a telescoping cylinder that supports the telescoping arm so that it can expand and contract in the vertical direction. The fuel exchange equipment described in 1.
(3)前記燃料交換装置は、支持手段の収縮状態におい
てこれら支持手段を燃料保持部と共に収納するケースを
有することを特徴とする請求項1又は2記載の燃料交換
設備。
(3) The fuel exchange equipment according to claim 1 or 2, wherein the fuel exchange device has a case that accommodates the support means together with the fuel holding portion when the support means are in a contracted state.
(4)前記走行レールは、炉開口部の上方に位置する部
分が他の部分に対して延長可能に構成されていることを
特徴とする請求項1記載の燃料交換設備。
(4) The fuel exchange equipment according to claim 1, wherein the traveling rail is configured such that a portion located above the furnace opening can be extended with respect to other portions.
(5)前記炉上部室は、燃料交換時に吊り上げられた炉
上部機構が位置する収納空間を有し、この収納空間に隣
接して、その収納空間と炉上部室の他の部分と仕切る開
閉自在のナトリウム受け皿を設けたことを特徴とする請
求項1記載の燃料交換設備。
(5) The upper furnace chamber has a storage space in which the upper furnace mechanism lifted during fuel exchange is located, and is adjacent to this storage space and can be opened and closed to separate the storage space from other parts of the upper furnace chamber. 2. The fuel exchange equipment according to claim 1, further comprising a sodium receiving tray.
(6)請求項1記載の炉上部室内の雰囲気を燃料交換時
に窒素ガスに置換することを特徴とする燃料交換方法。
(6) A fuel exchange method characterized in that the atmosphere in the furnace upper chamber according to claim 1 is replaced with nitrogen gas at the time of fuel exchange.
(7)高速増殖炉のホットセル方式の燃料交換設備にお
いて、炉上部室内の雰囲気を燃料交換時窒素ガスに置換
することを特徴とする燃料交換方法。
(7) A refueling method in a hot cell type refueling facility for a fast breeder reactor, characterized by replacing the atmosphere in the upper chamber of the reactor with nitrogen gas during refueling.
(8)炉上部室内の窒素ガスの温度を高温にすることを
特徴とする請求項5又は6記載の燃料交換方法。
(8) The fuel exchange method according to claim 5 or 6, characterized in that the temperature of the nitrogen gas in the furnace upper chamber is raised to a high temperature.
(9)窒素ガスの温度が約150℃であることを特徴と
する請求項7記載の燃料交換方法。
(9) The fuel exchange method according to claim 7, wherein the temperature of the nitrogen gas is about 150°C.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57112294U (en) * 1980-12-29 1982-07-12
JPS58104998U (en) * 1982-01-08 1983-07-16 富士電機株式会社 Single rotation plug fixed arm nuclear reactor refueling machine

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