JPH0132479B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発電所の１次エネルギ源として機能す
る原子炉の技術に関し、特に、該原子炉の燃料集
合体を処理してその燃料棒を取り出し、元に戻
し、或は再配列する技術に関するものである。

原子炉内には個々の燃料棒を有する燃料集合体
が装荷されている。各燃料集合体は骨格構造を有
し、燃料棒は該骨格構造の中に格子によつて保持
されている。これ等の燃料棒間には制御棒を収容
する複数の管が間挿されており、一般に、これ等
の管をシンブルと呼んでいる燃料棒群は、各辺に
沿つて17本の燃料棒がある正方形になつて、燃料
集合体中に配列されるのが一般的であり、各正方
形内に265本の燃料棒と24本のシンブルとがある。
また、各燃料集合体の長さは通常4.26mである。
各燃料集合体は底部ノズル及び頂部ノズルを有
し、これ等のノズルには穴があるので、冷却材は
底部ノズルを通つて燃料集合体に入り、頂部ノズ
ルを経て該燃料集合体から出る。底部ノズルは、
シンブル内にねじ込まれそして底部ノズル板に溶
接されるか又は機械的に結合されるねじ締結部材
によつて、骨格構造及び特にシンブルに固定す
る。広く使用されているある種の燃料集合体にお
いては、底部ノズルを固定する複数のねじ締結部
材は、それぞれ１本のシンブル内にねじ込まれて
おり、そしてねじ締結部材の頭部にある溝に圧入
されると共に底部ノズル板に溶接される留めピン
によつて底部ノズル板に結合されている。かかる
燃料集合体は現在原子力発電所で運転中の原子炉
の多くに含まれている。別の構造の燃料集合体は
特開昭57―79495号公報に開示されているもので、
これは再編成可能な燃料集合体と呼ばれている。
この再編成可能な燃料集合体においては、ねじ締
結部材はシンブル内にねじ込まれ且つ底部ノズル
板に係合する。薄肉円筒壁又はスカート（皿形
部）がこのねじ締結部材の頭部を取り囲んでお
り、底部ノズル板にある少なくとも一つの溝の中
に前記薄肉円筒壁を圧入して、即ちスエージして
入れる。燃料集合体の頂部では、各シンブルをス
リーブが囲んでいる。該スリーブ及びシンブルは
底部ノズル板の頂部に溶接され、そして該頂部の
下で膨出部によつて相互に固定されている。

燃料棒は、時々、燃料集合体から取り出しその
中に戻さなければならない。燃料棒を取り出し次
いで戻す主な理由は、例えば、燃料棒の被覆に割
れがあるか或は穴明きがある燃料棒のような欠陥
燃料棒の交換である。また、燃料集合体の燃料棒
に漏れがないかどうか決める必要がある。使用済
み燃料集合体の場合、核分裂生成物の漏洩とそれ
に伴う障害を妨ぐために欠陥燃料棒を取り出さな
ければならない。燃料集合体の骨格構造又は燃料
集合体自体が損傷する場合も時々ある。格子が損
傷を受けるのは一般的に再装荷即ち燃料交換中
か、或は中性子フルエンス（fluence）によつて
いる。かかる損傷のある場合には、健全な骨格構
造に移すため、半ば使用済みになつた燃料棒を取
り出さなければならない。また、もつと有効に燃
料を利用するため、即ちルーズな格子（loose―
lattice）、スペクトルシフトを可能にするため、
或は燃料集合体をいわゆる駆動燃料集合体に変え
るため、燃料集合体中の燃料棒を取り出す即ち再
配列する必要がある。また、ウラン燃料棒をトリ
ウム又はプルトニウム燃料棒と交換するのが望ま
しい場合もある。

本発明の主な目的は、燃料集合体から燃料棒を
取り出し交換すると共に、溶接ノズルを燃料集合
体上の元のとこに戻すための装置を提供すること
である。

この目的から、燃料棒等の取り出し及び（又
は）取り替えのため燃料集合体に接近可能に該燃
料集合体を処理する本発明の装置は、燃料集合体
をその頂部ノズルが上に底部ノズルが下になるよ
うにして収容する容器と、該容器に上述のように
収容された燃料集合体を固定するため該容器に接
続されている固定装置と、底部ノズルが上を向き
頂部ノズルが下を向くように該容器を反転させる
ため該容器に接続されている反転装置とを備える
ものであつて、該容器は脱着自在の頂部キヤツプ
及び底部キヤツプを有し、各キヤツプには燃料集
合体を適正位置に保持するべく該容器内の燃料集
合体にある受容部に係合する案内ピンがあり、ま
た、少くとも一つのキヤツプには燃料集合体に軸
方向の圧力を加えて容器内における燃料集合体の
軸方向移動を抑えるように容器内の燃料集合体の
対応するノズルに係合するパツドがある。

本発明の装置を使用するに際しては、作業装置
の容器から頂部キヤツプを取り外し、修理その他
の処理をすべき燃料集合体を作業装置の容器内に
真直ぐ置く。この作業は水中で行なわれるが、容
器の底部キヤツプには穴があるので、燃料集合体
を容器内に押し込むときに、燃料集合体は底部キ
ヤツプから水を押し出す。頂部キヤツプを容器上
に戻した後、容器を180゜回転させる。しかる後、
底部キヤツプを容器から取り外し、燃料集合体の
底部ノズルを露出させる。燃料集合体が溶接固定
したねじ締結部材を有する通常のものなら、割出
しジグと協働する、長いハンドル付きの切削工具
をねじ締結部材の溶接部に対して使用する。切削
作業で生じた切削屑が燃料集合体に入るのはジグ
によつて防止されており、切削屑を後から取り出
し集められる。次いでねじ締結部材を排出器によ
りゆるめ取り外し、そして底部ノズルを取り除い
て、燃料棒取り出しのための接近を可能にする。

燃料棒の処理作業に続いて、前記特開昭57―
79495号公報に開示された再編成可能な新しい底
部ノズルを取り付ける。一体に留めスカート（皿
形部）を有する新しいねじ締結部材をシンブルに
入れてトルクをかけ、圧入し、検査をする。

前記特開昭57―79495号公報の底部ノズルを利
用しうるので底部ノズルの交換が簡単且つ容易に
なることを強調しておく。燃料集合体は通常強い
放射性であつて、相当な水深下で再設置しなけれ
ばならない。前記特開昭57―79495号公報記載の
底部ノズルを利用可能であるから、留めピンを底
部ノズルに溶接する必要性がなくなる。

底部キヤツプを容器に再設置し、容器を180゜回
転して直立位置につけ、その位置で頂部キヤツプ
を取り除く。その後、修理した即ち処理の済んだ
燃料集合体を容器から引き出し、原子炉内に再装
荷するか或は別の取り扱いをする。

特に改造のため、即ち溶接ピンの代りにねじ締
結部材上にある留めスカートのために損傷燃料集
合体ができた場合には、切削作業は必要ない。そ
の場所で、ブツシユ板を通つて作業する長いハン
ドル付き工具を圧入されたスカート上に乗せ、該
工具で各ねじ締結部材をゆるめ取り除く。

作業が欠陥燃料棒の除去であるよりもむしろ、
損傷骨格構造からの健全な照射燃料棒の移送であ
るなら、二つの回転作業装置を使用する。第２作
業装置に入つている新しい骨格構造に、損傷骨格
構造からの燃料棒を移し入れる。また、第１作業
装置にある損傷骨格構造の底端から取り出した照
射燃料棒を受け容れるため、新しい骨格構造は倒
立位置に設定する。新しい骨格構造は、多分格子
セルの一つ置きの位置にだけダミー燃料棒を含ん
でいるかも知れない。最初に照射燃料棒を空の全
格子セルに移し入れ、次いで、バランス用の燃料
棒を挿入するが、隣接する格子セル内への燃料棒
の交錯挿入の可能性を避けるべく、ダミー燃料棒
の取り出し１本に対して１本の基準で挿入する。

使用済み燃料の貯蔵容量を最大にするためキヤ
スクの載置区域が最小の大きさ（3m×3m）にさ
れている発電所においては、４ 1/2ｍの長さの作
業装置を載置パツドの上に乗せておきながら回転
させる十分な余裕はない。このような場合には、
燃料集合体を容器に入れた後、作業装置及びその
支持枠体を十分な回転余裕のある高位置の台か又
は使用済み燃料集合体貯蔵ラツクの頂部にある特
別な支持板まで持ち上げる。この高さでも燃料の
上方に十分に水深があり、ノズルの除去が可能で
ある。再編成後の燃料棒の取扱い及び燃料集合体
の除去のため、作業装置をキヤスク載置パツド上
に降下させることができる。

本発明は添付図面に例示した好適な実施例に関
する次の記載から一層容易に明らかとなろう。

本発明に従つて処理を受けうる型の燃料集合体
３１を第１図〜第３図に示す。この燃料集合体は
正方形の列に配設された複数の燃料棒３３を含
み、該燃料棒は複数の格子３５によつて隔置され
ている。代表的な格子構造は米国再発行特許第
28079号明細書に記載されている。核分裂過程は
燃料棒３３間に散在する制御棒案内筒即ちシンプ
ル３７内を往復移動しうる制御棒（図示しない）
によつて制御する。燃料集合体はシンプル３７に
固定された頂部ノズル３９及び底部ノズル４１を
有し、これら等のノズル３９，４１及びシンプル
３７が、格子３５によつて燃料棒３３を弾性的に
保持する一体構造を形成する。頂部ノズル３９及
び底部ノズル４１は燃料棒３３の列と同様に断面
が大体正方形である（第２図、第３図）。

頂部ノズル３９は上部板４３を有し、この上部
板４３に下部アダプタ板４５が隔置した状態で接
続されている。上部板４３は脚部又はパツド４６
及び４８を有し、パツド４８には案内ピン穴（受
容部）５０がある。板ばね４７はパツド４６を貫
通して上部板４３内に植込まれたボルト５２によ
つて固定する。燃料集合体が原子炉（図示しな
い）内の所定位置にあるときには、上部炉心板
（図示しない）にある整列案内ピン（図示しない）
が穴５０に係合し、該上部炉心板が板ばね４７に
係合して燃料集合体３１を所定位置に保持してい
る。下部アダプタ板４５には長円形の穴４９があ
るので、燃料集合体内を上方へ流れる冷却材はこ
の穴４９から流出する。

各シンプル３７にはその上端に沿つてスリーブ
５４（第２図）があり、該スリーブを周方向に延
在する溶接部によつて下部アダプタ板４５とシン
ブルとに接合する。シンブル及びスリーブは該溶
接部の下方において外方に突出する突起部（図示
しない）を有し、シンプルにある突起部がスリー
ブの突起部内に入つている。

頂部ノズル３９は、現在使用されている燃料集
合体３１がその底部ノズル４１を溶接留めピンに
よつて固定するものであつても圧入によつて固定
するものであつても、該燃料集合体３１の大部分
ではないが多くのものにおいて前述したようにシ
ンブル３７に固定されている。このように固定さ
れた頂部ノズルは容易に取り外すことができず、
また、取り外した場合には簡単に元に戻すことが
できないので、頂部ノズルの取り外しは実行でき
ない。

底部ノズル４１はノズル板５１を有し、該ノズ
ル板から脚部又はパツド５６，５３が延びてい
る。パツドは原子炉の下部炉心板（図示しない）
上に乗る形状に造られている。パツド５３は穴
（受容部）５８を有し、下部炉心板の整列案内ピ
ン（図示しない）が穴５８に延入する。上部炉心
板及び下部炉心板に対して作用する板ばね４７の
力が燃料集合体をしつかり保持する。底部ノズル
４１は、シンブル３７内のスリーブ（図示しな
い）にねじ込まれるねじ締結部材５５によつて各
シンブル３７の下端に固定される。ねじ締結部材
５５はスカート又は皿形部５７を有し、該皿形部
５７を形付けして即ちくせを付けてノズル板５１
の隣接部分の溝５９に圧入する。ねじ締結部材５
５は冷却材を搬送するため及びねじ締結部材５５
をノズル板５１に固定したときに加わる力を吸収
するための皿穴６３を有する。該ねじ締結部材及
びこれと底部ノズル４１との関係は前記特開昭57
―79495号公報に記載されている。

底部ノズルのねじ締結部材５５が圧入されてあ
る該燃料集合体３１は、この明細書で説明のため
図示されている。ノズル板に溶接される留めピン
をねじ締結部材が有する型式の燃料集合体は、ノ
ズルがシンブルに固定される方法においてのみ第
１図〜第３図に示した燃料集合体と異なつてい
る。ノズル板６８及びパツド６９，７１を有する
この別種の底部ノズルは第１９図に示されてい
る。パツド７１は案内ピン（図示しない）を収容
する穴（受容部）７３を有する。この底部ノズル
６７のねじ締結部材７５は溝７７を有し、該溝に
留めピン７９を圧入する。留めピン７９はノズル
板６８に溶接され、ねじ締結部材７５は中央に皿
穴８１を有し、ノズル板６８は冷却材を受け入れ
る穴８３を有する。

燃料集合体３１を処理すべきときには、該燃料
集合体を燃料交換ピツト９３の燃料貯蔵ラツク９
１（第４図）内に右側を上にして入れるのが一般
的である。燃料交換ピツトには水９５が9.1〜
12.2m（30〜40ft）の深さまで張られている。処理
のため、燃料集合体はクレーン９７により処理位
置へ右側を上にして取り出される。クレーン９７
は燃料集合体を右側を上にして持ち上げるが、処
理のためには該燃料集合体を反転させる必要があ
る。そのために、燃料交換ピツト９３内の適切な
１位置に処理装置、即ち作業装置９９が用意され
ている。

作業装置９９（第５図、第６図）には水平調整
パツド１０３に取着された基台１０１がある。こ
の基台１０１には大体正方形の横断面を持つ中空
直立部材又は柱１０５及び１０７が支持されてお
り、該柱の上端近くに軸受１０９及び１１１があ
る。また、作業装置９９は容器又はキヤン１１３
を有する。容器１１３は大体正方形の横断面を持
つものであり、そして底部ノズル４１が上述した
圧入により留められている燃料集合体又は底部ノ
ズル６７が溶接により留められている燃料集合体
を収容する寸法を持つている。短い軸１１５及び
１１７が一般に溶接によつて容器１１３に固定さ
れており、これ等の軸は容器の横方向中心線１１
９上に中心があり軸受１０９及び１１１の回りに
回転できる。

次に、容器１１３の反転装置を構成する各部材
について説明する。軸１１５及び１１７並びにこ
れ等の軸が固定される容器１１３は長い駆動軸１
２１によつて駆動される。駆動軸１２１はプラツ
トホーム又は作業位置（図示しない）まで上方へ
延びており、この作業位置から作業装置を操作可
能であり且つハンドル１２３により傘歯車駆動装
置１２５を介して手動で回転させることができ
る。駆動軸１２１は、短い軸１２９の六角頭部に
着脱自在な六角ソケツト１２７を有する。柱１０
７から延びる角形ブラケツト１３１は短軸１２９
の軸受として機能し、短軸１２９には軸１１７に
ある傘歯車１３５と噛み合う小傘歯車１３３が支
持されている。容器１１３はゆつくり回して反転
させることができる。

燃料集合体を収容した時の容器１１３は軸１１
５，１１７上でバランスが保たれているので、水
中において該容器を回している際の回転動力は最
小でよい。容器の通路に不注意で置かれていた物
体との衝突による容器に対する損傷は、作業装
置、特にその一端又は他端における非常に小さな
抵抗が回転力に逆らい該容器を止めるので、予防
することができる。突出アングル１３７，１３９
からなる枠体が柱１０５，１０７から延びてい
る。この枠体の目的は、容器１１３が重い物体に
ぶつかつた時に作業装置９９を傾斜させようとす
る偶力に対して働く力に反作用することである。

容器１１３（第７、第８図）は頂部フランジ１
４３及び底部フランジ１５を有する中空部材１４
１（第７〜１０図）と、フランジ１５１を有する
頂部キヤツプ１４７と、フランジ１５３を有する
底部キヤツプ１４９とを含む。これ等のキヤツプ
はそのフランジ１５１，１５３をフランジ１４
３，１４５に接触させた状態で該フランジ１４
３，１４５に着脱自在に装着されており、留めボ
ルト１５５によつてフランジ１４３と１５１及び
１４５と１５３を相互に固定する。各留めボルト
１５５は、フランジ１５１，１５３に接触する面
とは反対側のフランジ１４３，１４５の面に取着
されたＵ形支持体１５９内にあるピンン１５７の
回りに枢動できる。また、各留めボルト１５５は
フランジ１５１，１５３にある切欠き１６１の中
を通つて枢動し、該留めボルトの固定は、ワツシ
ヤ１６５を介してナツト１６３により行なわれ
る。頂部キヤツプ１４７及び底部キヤツプ１４９
の各々は対角線上に配設された案内ピン１６７を
有する。該案内ピン１６７は、燃料集合体３１
（第２、第３図）の頂部ノズル３９、底部ノズル
４１にある受容部、即ち穴５０，５８に係合し郭
燃料集合体を容器１１３内で整列させる。頂部キ
ヤツプ１４７は対角線上に配設された軸圧受パツ
ド１６９を有する。該パツド１６９は頂部キヤツ
プ１４７内を通つて延び、その一端で脚部又はパ
ツド４８に衝合し、容器１１３内における燃料集
合体３１の軸方向運動を防止する。パツド１６９
は軸方向についてピン１７１（第７図）により調
節可能である。頂部キヤツプ１４７の中央にはね
じを切つたプツシユ１７３があり、ねじを切つた
端部を持つ長い工具を利用して頂部キヤツプをこ
の工具に係合させ、該頂部キヤツプを操作するこ
とができる。パツド１７５は容器１１３内の燃料
集合体３１に横方向の安定化圧力を加える。即
ち、パツド１７５（第７図）は、容器１１３内の
燃料集合体の頂部格子１７７、底部格子１７９
（第１図）の４つの外面即ちストラツプに水平方
向の圧力を加える。各パツド１７５は容器１１３
にある切欠き内に配設されており、保持ねじ１８
５によつて調節自在に圧縮されたばね１８１に押
されて燃料集合体に係合する。このばね及び保持
ねじはブロツク１８７内にある。裏側のパツド１
７５により燃料集合体に加えられる水平方向の圧
力は垂直ねじ１９１を回すことによつてもたらさ
れる。即ち、該ねじ１９１の六角頭部１８９に係
合しうる六角ソケツトを有する長いハンドル付き
の工具（図示しない）でねじ１９１をどちらかの
方向に回すと、ねじ１９１のテーパ付き末端１９
３がブロツク１８７内に延入する案内軸１９５の
端にある山形凹面に係合しているので、パツド１
７５は内方又は外方へ移動しうる。パツド１７５
は、頂部キヤツプ１４７又は底部キヤツプ１４９
を取り外した時の燃料集合体の運動を防止すると
共に、底部ノズルを取り除いた時の容器１１３内
の骨格構造の方形度を維持する。ケーブル１９９
によつて操作され、重力で落ちる枢動可能な留め
棒１９７（第１１図）は容器１１３の両側部に係
合して、容器１１３が直立している時又は反転さ
れている時の容器の不注意な運動を防止する。

溶接した留めピン７９のあるノズル６７（第１
９図）の溶接部用の切削工具２０３（第１２、第
１３図）は軸２０７に取着されたカツター２０５
を有する。カツター２０５は４本刃のトレパン型
であつて、ブラケツト２１１に取着された歯車モ
ータ２０９によつて回転される。該ブラケツト２
１１は燃料交換ピツト９３（第４図）より上方の
作業位置で巻上機上か又はクレーン（図示しな
い）の運転台上にある。歯車モータ２０９の図示
しない出力軸が正方形又は六角形のソケツト２１
５を介してアダプタ２１３を駆動する。アダプタ
２１３の下端には長い駆動軸２２１の方形端２１
９に係合できる方形のソケツト２１７がある。方
形端２１９はある短い垂直距離だけソケツト２１
７内で上方及び下方に滑動できるので、この垂直
距離について軸２２１は浮動状態にある。一端に
フランジ２２５を有する長いスリーブ２２３はブ
ラケツト２１１から一体に延びている。浮動状態
の軸２２１はこのスリーブ２２３内を通つて延び
ており、フランジ２２５内の軸受２２７中で回転
可能である。フランジ２２５の下方には環状の送
り板２２９がある。この送り板２２９も軸受２３
１を有し、該軸受２３１の中で軸２２１が回転で
きる。また、送り板２２９はフランジ２２５から
延びる案内ピン２３３の表面を滑動できる。前述
の軸２０７はこの軸２２１に接続されている。送
り板２２９は軸２２１上にあつて一緒に回転でき
るカラー２３５に衝合する。送り板２２９の上方
には軸２２１の溝に入る割り輪２３７がある。こ
の割り輪は送り板用軸受２３１をトラツプして保
持する。

長い送り軸２３９によつてカツター２０５を切
削すべき溶接部との係合状態に進めたり、退出さ
せたりする。この送り軸２３９は作業位置におい
て蝶ねじ２４１により操作できる。送り軸２３９
はその下端がフランジ２２５を滑動通過して送り
板２２９に係合する。ある方向、例えば時計方向
に蝶ねじ２４１を回転させると軸２２１が前方に
進み、カツター２０５も進んで溶接部を貫く。反
対方向、例えば反時計方向への蝶ねじ２４１の回
転により送り板２２９は後退する。送り板用軸受
２３１割り輪２３７によつて保持されているの
で、蝶ねじが反時計方向に回転する時、軸２２１
及びカツター２０５も後退する。蝶ねじ２４１の
回転はカツター２０５の送りに関して較正されて
いるので、精確な切削深さを得ることができる。

十字形部材２４３を例えば円周方向の溶接部に
よりフランジ２２５の直上でスリーブ２２３に固
定する。十字形部材２４３は反対方向に延びる一
対の腕２４５と、該腕２４５に対してほぼ直角な
別の一対の腕２４７とを有し、腕２４５からは案
内ピン２４９が垂下し、腕２４７からはその中に
保持された係止ねじ２５１が垂下している。各案
内ピン２４９は相当に大径の頭部２５０を有す
る。案内ピン２４９は切削工具２０３を各設定位
置に位置決めするよう作用し、該切削工具は各溶
接部との切削係合状態でこの設定位置に割出さ
れ、そして係止ねじ２５１が切削工具２０３をこ
れ等の設定位置に係止して、切削工具が切削によ
る反作用の力を吸収しうるようにしている。

切削工具を使用する際、ブラケツト２１１と、
該ブラケツトに取着された歯車モータ２０９及び
蝶ねじ２４１等の諸部材は燃料交換ピツト９３の
上方にある。十字形部材２４３及びその下方にあ
る諸部材は作業装置９９に関して作業できる関係
である深さの水面下にある。係止ねじ２５１は長
いハンドル付きのソケツト工具によつて燃料交換
ピツト上方の位置から締め付ける。

切削工具２０３は割出しジグ２６１（第１４〜
１７図、第１７Ａ図）の助けを借りてノズル板６
８（第１９図）にある溶接部を切削しうるように
位置決めされる。このジグ２６１は、切削すべき
溶接部に個数及び位置が対応する複数のブツシユ
２６５のあるブツシユ板２６３を含んでおり、各
プツシユ２６５の下端には、代表的にはポリウレ
タンである可撓性材料でできたスリーブ２６６を
持つている。また、ブツシユ板２６３の大体中央
には、タツプ立てした通孔を有する通常青銅製の
ブツシユ２６７がある（第１４図）。このブツシ
ユ２６７は、燃料交換ピツト９３上方の作業位置
から該ブツシユ２６７及びジグ２６１を一体に操
作するため端部にねじが切られた、長いハンドル
付きの工具と係合できるようになつている。一
方、ブツシユ板２６３はその対角線上の隅部に、
割りスリーブ２６９と、ナツト２７３を締め付け
た場合に該割りスリーブ２６９を拡開するくさび
形ピン２７１とを有する。くさび形ピン２７１及
び割りスリーブ２６９はブツシユ板２６３にある
脚部２７５を貫通する。使用に際しては、この脚
部２７５が底部ノズル６７のパツド７１に係合す
るように、ジグ２６１を底部ノズル６７装着す
る。この割りスリーブ２６９とくさび形ピン２７
１とからなるユニツトが底部ノズル６７のパツド
７１にある案内穴７３（第１９図）に入る。ナツ
ト２７３を締め付けると、ブツシユ板２６３は、
ポリウレタン製の各スリーブ２６６がノズル板６
８に対して留めピン７９の溶接部の領域を囲み封
止する状態で、底部ノズル６７に係止される。

ブツシユ板２６３は、対になつて上方に対峙し
て配設され囲繞フレームを形成する割出し板２７
７及び２７９によつて周囲を囲繞されている。対
峙して配設された対の割出し板に関する記載は本
発明の説明を容易にするために使われている。現
実に実施する場合には、上方にあるこの囲繞フレ
ームは、４つの部分を有し且つ各部分の内側辺が
ブツシユ板２６３の対応側辺に対し垂直上方にお
いてほぼ平行である単一の板である。各割出し板
２７７，２７９にある穴２８１，２８３のパター
ンは、ノズル板６８内にあるねじ締結部材７５
（第１９図）及び留めピン７９のパターンと実質
的に同一である。割出し板２７７の穴２８１は、
腕２４５に入つている、弾丸形の先端を有する長
い案内ピン２４９（第１２図）を受け入れ、穴２
８３にはタツプ立てをしてある。腕２４７内にあ
る係止ねじ２５１をこれ等の穴内に固定する。切
削工具２０３の各割出し位置において、これ等の
係止ねじは切削工具の反作用力を吸収する。

黄色にプリントした接続線２８５及び２８７又
は容易に目視できるどんな色でもよい線からなる
座標系は、案内ピン２４９用の穴２８１の中心を
識別すると共に切削工具２０３の位置決めを援助
する。案内ピン脚部の頂面にある同様の線（図示
しない）は各案内ピンの中心を定める。

金属製囲い板２８９はブツシユ板２６３と割出
し板２７７，２７９との間の捕集領域を完全に囲
む。この囲い板があるために、スリーブ２６６か
ら逃げようとする溶接のどんな切削屑も、排出器
で取り除くまでジグ２６１内に留めておくことが
できる。該囲い板は縦ボルト２９１によつて割出
し板２７７，２７９に取着され、横ボルト２９３
によつてブツシユ板２６３に取着される。第１８
図は、囲まれた捕集領域の各側に囲い板の一枚の
板部分のみがあることを示している。

中央のブツシユ２６７はジグ２６１を操作する
際に使用するほか、別の目的にも使用できる。留
めピン７９をノズル板６８に接続する溶接材料は
オーステナイト系であり、従つて非磁性である。
溶接部の切削によつてこの材料はフエライト系の
分子構造に変態して磁性になり、切削屑の幾分か
がカツター２０５に付着する。ブツシユ２６７は
これ等の付着切削屑を取り除く手段を与える。一
方の割出し板２７９の下にある取着具２９５とブ
ツシユ２６７の下側開口との間に延びる管２９４
（第１７図、第１７Ａ図）によつて、該ブツシユ
２６７を割出し板２７９にある補助穴に接続す
る。カツター２０５に付着した切削屑を除去する
には、カツターをブツシユ２６７の上側開口に挿
入し、排出器２９９（第２１図）の吸引管２９７
を割出し板２７９にある補助穴に挿入して、該排
出器により切削屑をカツター２０５から吸引す
る。

溶接部を切削した後にねじ締結部材７５を取り
除くために、長いハンドル付きの工具３０１（第
２０図）が用意されている。この工具３０１は、
長さが約5.5〜6.1m（18〜20ft）かそれ以上の長い
ハンドル３０３を含み、該ハンドルの外側端部内
に、高靭性、高力材料でできた頭部３０５が係合
している。該頭部３０５は、ねじ締結部材７５の
頭部にある溝内に圧入される留めピンを覆うよう
に該留めピンに係合するサドル形の端部３０６を
有する。ハンドル３０３の上端はレンチによつて
作動される正方形のソケツト３０７で終わつてい
る。ソケツト３０７はハンドルに溶接する。ルー
プ形の操作部材３０９にはその両端を横断する棒
３１１が付いている。この棒３１１はソケツト３
０７を貫通する。工具３０１の確実な案内は、端
部３０６がブツシユ２６５で囲まれた留めピン７
９に係合するまで、工具３０１を順番にブツシユ
板２６３の各ブツシユ２６５に通し降下させるこ
とによつて行なわれる。その後工具３０１をゆつ
くり回し、端部３０６が留めピン７９を越えて貫
通穴８１内に降下するようにすると、回転に対し
抵抗が働く。ソケツト３０７に挿入したトルクレ
ンチによつて分離トルクを加える。

排出器２９９は水ジエツト式であつて、吸引管
２９７の他に電動ポンプ３１３を備えている。こ
のポンプは燃料交換ピツト９３（第４図）上方の
作業位置に配設する。該ポンプは、水９５中に保
持されるフート弁３１７に接続されたポンプ吸引
管３１５を含み、弁３１８及び長い導水管３１９
を介してベンチユリ３２１に接続される。ベンチ
ユリ３２１の箇所には一方の腕として導水管３１
９を含むＴ形継手がある。Ｔ形継手の他方の腕は
サイクロン形分離器３２３を含み、Ｔ形継手の脚
部は吸引管２９７に接続される。サイクロン形分
離器３２３は領域即ち容器３２５を有し、その中
で、水から分離された切削屑が沈降する。サイク
ロン形分離器３２３、ベンチユリ３２１、吸引管
２９７及び該吸引管をベンチユリに接続する導管
３２７は作業位置より下方の相当な深さの部位に
ある。吸引管は長いハンドル付きの案内体３２９
により作業位置から操作する。電動ポンプ３１３
によりベンチユリを通つて圧送される水が吸引管
２９７中に吸引力を生じさせる。

本発明に係る装置の使用に際しては、各溶接部
切削作業の後、カツター２０５をブツシユ２６７
（第１４，１７，１７Ａ図）に挿入し、そして管
２９４が接続された割出し板２７９の開口に吸引
管２９７を挿入する。電動ポンプ３１３を作動
し、切削屑をカツター２０５から除去し容器３２
５中で沈降させる。その後、切削工具２０３を作
動して次の溶接部を切削し、上述した工程を繰り
返してカツター２０５から切削屑を除去する。全
ての溶接部を切削した後、吸引管を各ブツシユ２
６５（第１３、第１４図）に順番に挿入し、そし
てスリーブ２６６に捕捉された切削屑を容器３２
５へ取り出す。また、吸引管２９７は囲い板２８
９内に捕捉された切削屑も取り出す。次に、ねじ
締結部材７５をゆるめてシンブルから外し、吸引
管２９７を再びブツシユ２６５に挿入して、電力
ポンプ３１３を作動する。吸引管は各シンブル位
置においてねじ締結部材７５をピツクアツプし、
該ねじ締結部材をそこからの放射線を抑制する水
中下の設備内に沈める。その後、底部ノズル６７
を取り外し、燃料棒を必要に応じて処理加工しう
る。

底部ノズル６７を取り外す前に、その姿勢を姿
勢判定装置３３１（第２２図）により決定する。
この装置は、底部ノズル６７（第１９図）のパツ
ド６９及び７１又は底部ノズル４１（第３図）の
パツド５３及び５６に係合する寸法を有する段付
きの基板３３を含んでいる。基板３３３は係合し
たパツドの表面に接触して乗る表面を有る。この
基板３３３からは支持体３３５が作業位置まで延
びている。該支持体３３５はバツフル式水準器３
３７（baffle level）を有しており、作業員は、
基板が適切に位置決めされたかどうかをこの水準
器によつて判断することができる。また、支持体
３３５に懸架されたスリーブ３４１内には可動ロ
ツド３３９がある。可動ロツド及びスリーブは作
業位置まで延長しており、該作業位置において、
可動ロツドにより作動可能な指示計３４３で終わ
つている。基板３３３は各パツド６９，７１又は
５３，５６を覆つて載置され、一方可動ロツドは
ノズル板６８又は５１と係合関係にある。４つの
パツドについての指示計ろ読みを比較することに
より、底部ノズルの姿勢が決定される。交換用底
部ノズル同一姿勢で取着すべきである。

取り外す底部ノズルが溶接したノズルの場合
は、同ノズルを第３図に示され前記特開昭57―
79495号公報に開示された再編成可能なノズル４
１と交換する。その利点は、該ノズルでは相当な
深さの水中で留めピン７９を溶接する必要がない
ことである。この場合、取り外した溶接ノズルは
燃料交換ピツト９３内に貯蔵する。取り出した溶
接ノズルを新しい再編成可能なノズルに代える
か、或は再編成ノズルを取り出し再び取り付ける
ために、ジグ３５１が用意されている（第２３
図、第２４図）。このジグは複数の漏斗ブツシユ
３５５を有するブツシユ板３５３を含んでいる。
これ等のブツシユ３５５の数及び位置はノズル板
５１に取着すべきシンブルの数及び位置に対応し
ている。代表的にはポリウレタンからなる可撓性
の内側スリーブ３５７が各ブツシユの下方部分内
に延在しており、該スリーブ３５７はねじ締結部
材５５（第３図）との可撓性の締りばめを形成す
る。ブツシユ板３５３はその対角線上の隅部にく
び形ピンと該ピンで拡開される割りスリーブとか
らなる装置３５９を有する。装置３５９は底部ノ
ズル４１のパツド５３にある穴５８に挿入され
る。ナツト３６１を締め付けるとスリーブ３６３
が拡開し、ジグ３５１はノズルに整列して該ノズ
ルに固定される。ブツシユ板３５３及び装置３５
９を通つて延びるピン３６５は、ナツト３６１を
締め付けるときに装置３５９が回転するのを防止
する。このピンは、くさび形ピン３６４の上下運
動を許容するように該くさび形ピン３６４に溝穴
内で係合するべきである。ジグ３５１を底部ノズ
ル４１に装着すれば、底部ノズル４１が燃料集合
体３１に適切に装着されているときには、ブツシ
ユ３５５はシンブル３７上方で中心にある。ま
た、ジグはタツプ立てした青銅ブツシユ３６７を
中央に有する。端部にねじが切られた長いハンド
ル付き工具３６９はこのブツシユ３６７に係合可
能であり、ジグ３５１とそこに取着しうるノズル
とを操作する働きをする。

ねじ締結部材５５（第３図）を底部ノズル４１
から除去するのに使用する場合、長いハンドル付
き工具３６９の助けを借りてジグ３５１をノズル
上に適切に位置決めする。穴５８内の割りスリー
ブ３６３を拡開することによつて、ジグ３５１は
底部ノズルに整列して取着される。

ねじ締結部材５５を緩めて外すため、工具３７
１（第２５）が用意されている。この工具は、高
力且つ高靭性の六角頭部３７５を下端で支持する
長いハンドル３７３を含む。該ハンドル３７３の
他端には方形ソケツト３７７を溶接してある。工
具は操作部材３７９を有し、その棒３８１がソケ
ツト３７７に係合する。

ねじ締結部材５５を取り外すには、その頭部中
央にある六角形の皿穴６３（第３図）に頭部３７
５を係合させ、ソケツト３７７に係合されたレン
チによつてトルクを加える。加えられたトルクは
抵抗に打ち勝ち、ねじ締結部材５５は緩んで外さ
れスリーブ３５７内に保持される。底部ノズル４
１にある全てのねじ締結部材をスリーブ内に保持
したら、ジグ３５１を底部ノズルから外す。長い
ハンドル付き工具３６９の助けを借りてジグを所
定位置又は受器（図示しない）へ取り外し、ブツ
シユ３５７からねじ締結部材を取り出す。しかる
後、別の長いハンドル付き工具で底部ノズルを取
り外すことができる。

底部ノズル４１を組み付ける（再び組み付ける
場合を含む）には、ジグ３５１のほかに圧入ジグ
３９１（第２６図、第２７図）が必要である。圧
入ジグ３９１は複数の圧入ユニツトを有する板３
９３を含んでいる。各ユニツトは、下端に圧入刃
３９７を取着した軸３９５を有し、該軸３９５の
頭部又はフランジ３９９は六角の頭部を有するボ
ルト４０１に内方から固定されている。このボル
トは板３９３内にねじ係合しており、締め付けて
下動されると、圧入刃３９７を進めてねじ締結部
材５５の皿形部５７（第３図）に圧着させる。こ
の圧入ジグ３９１の操作を行なうために、板３９
３の中央には、長いハンドル付きの工具３６９に
係合可能にねじを切つた青銅ブツシユ４０３があ
る。また、板３９３は該板を底部ノズルに整列し
て取着するために、くさび形ピンと割りスリーブ
とからなる装置４０５を有する。この圧入ジグ３
９１を底部ノズル４１の上に置き該ノズルに整列
して取着したときには、各圧入刃３９７はシンブ
ル３７（第１図）の上でその中心に合つている。

底部ノズルを新しいものと交換している場合に
は、ジグ３５１を作業位置で新しい底部ノズルに
整列して取着する。次いで、ねじ締結部材５５を
スリーブ３５７に挿入する。工具３６９の助けを
借りて、ジグ３５１及び新しい底部ノズルを容器
１１３内の燃料集合体３１のところまで移動さ
せ、該ノズルを燃料集合体上に整列して位置決め
すれば、シンブル３７がノズル板５１（第３図）
に貫入する。しかる後、工具３７１によりねじ締
結部材をノズル板５１を通してシンブルのねじ切
り端部に入れ、同シンブル内のスリーブにねじ込
む。その後、ジグ３５１を底部ノズルから外し、
圧入ジグ３９１を該底部ノズルに整列して取着す
る。ボルト４０１を回せば、圧入刃３９７がねじ
締結部材の皿形部５７に圧着し該皿形部をノズル
板５１にある溝５９内に圧入する。次いで圧入ジ
グを取り除く。

取り除いたノズルを再使用すべき場合には、該
ノズルを水中の適当な作業位置まで移動し、この
作業位置において、ねじ締結部材５５をジグ３５
１のスリーブ３５７に入れる。工具３６９及び長
いハンドル付きのレンチによりこのジグを該ノズ
ルに整列して取着する。次いで、ノズルを容器１
１３内の燃料集合体上に位置決めし、ねじ締結部
材をシンブル内のスリーブに入れて該スリーブに
ねじ込む。ジグ３５１の代りに圧入ジグ３９１を
取り付け、ねじ締結部材の皿形部を溝５９内に圧
入する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ねじ締結部材が底部ノズル板に対し
て圧入される型式の代表的な燃料集合体を、制御
棒クラスを取り除いて示す側面図、第２図は第１
図の矢印の方向からの燃料集合体の平面図、即
ち燃料集合体の頂部ノズルの平面図、第３図は第
１図の矢印の方向からの燃料集合体の平面図、
即ち燃料集合体の底部ノズルの平面図、第４図
は、燃料集合体の貯蔵ラツクと該貯蔵ラツクの本
発明による作業装置に対する関係とを示す、原子
炉プラントの燃料交換ピツトの略図、第５図は本
発明による作業装置の正面図、第６図は第５図の
矢印の方向から見た作業装置の側面図、第７図
は第５図及び第６図に示した作業装置の容器の側
面図、第８図は第７図の矢印の方向からの平面
図、第９図は第７図に示した容器の内部から見た
その頂部キヤツプの斜視図、第１０図は頂部キヤ
ツプを取り除いて示す容器頂部の図、第１１図は
回転防止用の留め棒で保持された容器の斜視図、
第１２図は、燃料集合体の底部ノズルを固定する
留めピン溶接部を切削する切削工具を一部断面で
示す側面図、第１３図はこの切削工具の十字形部
材の平面図、第１４図は第１２図及び第１３図に
示した切削工具を位置決めし案内するジグの部分
平面図、第１５図は、第１４図の矢印の方向
から一部断面で示す部分側面図、第１６図は、第
７図及び第８図に示した溶接部切削工具と第１４
図及び第１５図に示したジグとの関係を示す斜視
図、第１７図は、ジグの下部と、溶接部カツター
からの切削屑を除去する排出器を導管が受け入れ
るような割出し板に対する該導管の接続とを示す
斜視図、第１７Ａ図はこのジグのブツシユ板に前
記導管を接続する態様を示す概略図、第１８図は
このジグを如何にして低部ノズルに取着するかを
説明するジグ下部と底部ノズルとの斜視図、第１
９図は、ねじ締結部材がノズル板に溶接された留
めピンで固定される型式の底部ノズルを反転させ
た状態で上方から見た斜視図、第２０図は、ノズ
ル板に溶接部により結合されていたねじ締結部材
を該溶接部の切断後に取り除く工具を一部断面で
示す側面図、第２１図は、切断した溶接部領域か
らの切削屑と自由になつたねじ締結部材とを除去
する機能を持つ排出器の概略図、第２２図は、取
り出すべき底部ノズルの姿勢を判定する装置を一
部断面で示す側面図、第２３図は、ノズル板に対
して圧入される型式の底部ノズルのねじ締結部材
を取り除いたり元に戻したりする工具を案内する
ジグを一部断面で示す側面図、第２４図は、第２
３図の矢印の方向から見た平面図、第２５
図は、圧入されたねじ締結部材を燃料集合体のシ
ンブルから取り除いたり、燃料集合体に圧入すべ
きねじ締結部材を組み付けたりするための工具を
一部断面で示す側面図、第２６図は、燃料集合体
のシンブル内にねじ込まれたねじ締結部材を底部
ノズル板に対して圧着ないし圧入するジグの側面
図、第２７図は、第２６図の矢印の方向か
ら見た該ジグの平面図である。 ３１は燃料集合体、３３は燃料棒、３９は頂部
ノズル、４１及び６７は底部ノズル、５０，５８
及び７３は穴（燃料集合体にある受容部）、１１
３は容器、１２１，１２３，１２５，１２７，１
２９，１３３及び１３５等は反転装置を構成する
駆動軸、ハンドル、ウオーム歯車駆動装置、六角
ソケツト、短軸、小傘歯車及び傘歯車、１４３，
１４５，１５１，１５３，１５５，１５７及び１
５９等は固定装置を構成する上部フランジ、下部
フランジ、頂部キヤツプのフランジ、底部キヤツ
プのフランジ、留めボルト、ピン及びＵ形支持
体、１４７は頂部キヤツプ、１４９は底部キヤツ
プ、１６７はキヤツプにあるピン、１６９は燃料
集合体の軸方向移動を抑えるパツドである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料棒等の取り出しないし取り替えのため燃
   料集合体に接近可能に該燃料集合体を処理するも
   のであつて、燃料集合体をその頂部ノズルが上に
   底部ノズルが下になるようにして収容する容器
   と、該容器内に上述のように収容された燃料集合
   体を固定するため該容器に接続されている固定装
   置と、底部ノズルが上を向き頂部ノズルが下を向
   くように該容器を反転させるため該容器に接続さ
   れている反転装置とを備える燃料集合体の処理装
   置において、該容器は脱着自在の頂部キヤツプ及
   び底部キヤツプを有し、各キヤツプには燃料集合
   体を適正位置に保持するべく該容器内の燃料集合
   体にある受容部に係合する案内ピンがあり、ま
   た、少なくとも一つのキヤツプには燃料集合体に
   軸方向の圧力を加えて容器内における燃料集合体
   の軸方向移動を抑えるように容器内の燃料集合体
   の対応するノズルに係合するパツドがあることを
   特徴とする燃料集合体の処理装置。