JPH02193099A - 燃料集合体の装荷補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、原子炉において燃料集合体の装荷を行う際、
変形した燃料集合体（以下、「変形燃料集合体」と称す
る）であっても円滑に所定位置に装荷し得る装荷補助装
置に関するものである。

［従来の技術］ 第１１図は従来一般の燃料取扱クレーンを用いて原子炉
の燃料交換を行っている状態を示す概略説明図である０
図示するように、原子炉１は格納容器のキャビティ２の
下部に設置されており、燃料交換時には、原子炉容器上
蓋（図示しない）が取り外されると共に、キャビティ２
内には水が張られる。燃料取扱クレーン３はいわゆるブ
リッジ形であり、操作床４上を走行するブリッジ５と、
このブリッジ５上を横行する横行台車６と、横行台車６
から垂直下方に伸縮するマストチューブ７とから主に成
る。マストチューブ７は燃料掴み機構を有しており、燃
料集合体８を上端を把持することができる。従って、こ
の燃料取扱クレーン３を用いて特定の燃料集合体８を炉
心１５から取り出す堝合には、ブリッジ５及び横行台車
６の移動操作によりマストチューブ７を当該燃料集合体
８の上方に整列させ、次いでマストチューブ７を伸ばし
、燃料掴み機構で燃料集合体８を把持し引き上げる操作
を行う。燃料集合体８を炉心１５に装荷する場合には、
逆の操作を行うこととなる。

炉心１５の下部には下部炉心板９が配置されており、第
１２図に明示するように、下部炉心板９には燃料集合体
８が設定される区画毎に一対の案内ビン１０が対角線状
に設けられ、また、冷却材の流通のために４個の流路孔
１１があけられている。燃料集合体８の下部ノズル１２
の下端には案内ビン１ｏに対応する孔（図示しない）が
設けられているので、燃料取扱クレーン３を操作して燃
料集合体８をその設定位置に降ろしていくと、下部ノズ
ル１２の孔に案内ビン１０が嵌合し、燃料集合体８を所
定の位置に正確に配置することができる。

このような燃料集合体８の装荷作業は、キャビティ２内
の水が作業員に対する放射線の遮蔽となるので、目視に
より行うこともできるが、テレビカメラ装置を用いて燃
料集合体８と下部炉心板９との位置関係を確認しながら
作業を行うのが一般的である。即ち、燃料取扱クレーン
３のマストチューブ７に入れ子構造の支柱を旋回可能に
取り付け、この支柱１３の下端にテレビカメラ装置１４
を固定して、テレビカメラ装置１４で受像した炉心１５
内の様子を燃料取扱クレーン３上の制御磐（図示しない
）で監視することとしている。

しかしながら、このような従来技術においては、以下に
示すような解決すべき課題がある。

［発明が解決しようとする課題］ 第１３図は原子炉１の炉心１５における燃料集合体８の
配置の一例を示すものである。一般に、原子炉１におい
ては、成る期間運転すると、炉心１５の中心部、中間部
、周辺部の燃料集合体８を入れ換えることとしている。

この入換え作業も燃料交換と呼ばれている。特に、照射
済の燃料集合体８を入れ換える際には、燃料集合体８が
変形していることがあり、第１４図に示すように、許容
値以上の変形がある変形燃料集合体８′の場合には、既
設置の隣接の燃料集合体８と干渉して、下部炉心板９の
案内ビン１０と変形燃料集合体８′の下部ノズル１２の
孔とが合わず、この変形燃料集合体８′の装荷ができな
いことがある。このような場合には、当該変形燃料集合
体８′を引き上げ、その箇所を囲むようにガイド用燃料
集合体（図示しない）を挿入した後、再び変形燃料集合
体８′を挿入することとしている。

このように、従来においては、変形燃料集合体８′があ
ると燃料装荷の作業期間が長くなり、繁雑な作業が必要
となる。

本発明の目的はかかる課題を解決することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、燃料取扱クレー
ンのマストチューブに沿って伸縮すると共に該マストチ
ューブの回りを旋回するよう前記燃料取扱クレーンに設
けられた支柱の下端に取り付けられる燃料集合体の装荷
補助装置であって、該支柱の下端に取り付けられる自動
調心機構と、該自動調心機構により前記支柱に対して前
後左右に移動可能に支持されると共に、下部炉心板の流
路孔に挿入可能なガイドピンを下部に有しているガイド
装置と、前記マストチューブから吊り下げられた変形し
た燃料集合体の下部を支持する押付は板を有し、且つ該
押付は板を前記ガイド装置に対して前後左右に移動させ
るようになっている押付は機構とを備えている燃料集合
体の装荷補助装置を特徴としている。

［作用］ 本発明による上記構成においては、支柱を伸ばし、ガイ
ド装置のガイドピンを下部炉心板の流路孔に挿入するこ
とにより、ガイド装置を下部炉心板に固定することがで
きる。また、押付は板はこの固定されたガイド装置に対
して前後左右に移動することができるので、押付は板を
操作することにより変形燃料集合体の下部を支持し、当
該変形燃料集合体を矯正゛しつつ所定位置に装荷するこ
とが可能となる。更に、ガイド装置のガイドピンが下部
炉心板の流路孔から多少ずれていても、自動調心機構に
よりガイド装置を左右前後に移動させ、そのずれを補正
することができる。

［実施例］ 以下、図面と共に本発明による好適な実施例について詳
細に説明するが、図中、同−又は相当部分には同一符号
を用いて説明する。

第１図及び第２図に示すように、本発明による装荷補助
装置２０は、自動調心機構２１、ガイド装置２２、及び
押付は機構２３から主に成り、アダプタ２４を介して、
第１１図に示す燃料取扱クレーン３の支柱１３の下端に
テレビカメラ装置１４に代えて取り付けられる。支柱１
３は、伸縮用モータ（図示しない）により上下方向に伸
縮することができ、また、旋回用モータ　（図示しない
）によりマストチューブ（第１１図参照）の回りを旋回
することができる。

自動調心機ｌｌＩ２１は、第３図に明示するように、上
部枠体２５と、下部枠体２６とから成り、上部枠体２５
のＸ方向に延びる側壁部の内面にはそれぞれガイドレー
ル２７ａ、２７ｂが設けられ、これに下部枠体２６の摺
動部材２８ａ、２８ｂが摺動可能に係合している。

また、下部枠体２６のＹ方向に沿う各側壁部の内面にも
ガイドレール２９ａ、２９ｂが設けられており、これに
前記ガイド装置２２の上面に形成された摺動部材３０ａ
、３０ｂが摺動可能に係合している。従って、ガイド装
ｙ１２２は自動調心機１１２１の上部枠体２５に対して
前後左右に移動自在となっている。また、摺動部材２８
ａ、２８ｂ間は横架部材３１により、摺動部材３０ａ、
３０ｂ間は横架部材３２により連結されているが、これ
らの横架部材３１．３２はそれぞれ、ばね３３ａ　、３
３ｂ及びばね３４ａ、３４ｂにより挟まれ、無負荷状態
では常に中立位置に維持される。この自動調心ｖ１楕２
１の上部枠体２５の上板３５（第２図参照）中央にはア
ダプタ２４が固着されており、このアダプタ２４により
支柱１３の下端に連結される。

ガイド装置２２は、第２図に示すように、押付は機構２
３の駆動系を内部に有する箱体３６を備え、該箱体３６
の下面に４本のガイドピン３フが下方に向けて突設され
ている。これらのガイドピン３７の配列は下部炉心板９
の各区画における流路穴１１と一致する配列となってい
る（第４図参照〉。ガイドピン３７の先端は先細りにさ
れると共に、傾斜面３８が形成されている。また、箱体
３６の下方には支持板３９が配置されており、箱体３６
の側面に固着されたスリーブ４０を摺動可能に貫通して
いる支柱４１により上下動可能に支持されている。更に
、支持板３９の上面からは側板４２が上方に延びており
、箱体３６に取り付けられたローラ４３と係合し、これ
により支持板３９の円滑な上下動が確保される。また、
支柱４１を囲むと共に支持板３９とスリーブ４０との間
に配置されたばね４４により、支持板３９は常に下方に
押されている。尚、支持板３９にはガイドピン３７が通
るための穴４５が４つあけられている。支持板３９の下
面の各コーナーには下部炉心板９の案内ビン１０と係合
するサブガイド４６が設けられており、そのコーナー側
外面は円錐状にえぐられている。

押付け６１１２３は変形燃料集合体８′の下部を支持す
る押付は板４７を有しており、これを前後左右に動かす
ことで変形燃料集合体８′を矯正することができる。押
付は板４７を移動させるための機構としては種々の型式
が考えられるが、本実施例では、第５図に示す前進機構
と、第６図に示す横行機構との組合せによっている。

第５図において、ガイド装置２２の箱体３６内には支持
板４８が配置されており、この支持板４８にボールねじ
軸４９がＸ方向　（第２図参照）に沿って回転可能に取
り付けられている。ボールねじ軸４９にはボールナツト
５０が螺合されており、ポールナツト５０は、押付は板
４７（第５図では示さず）が取り付けられている押付は
台座５０に固着されている。ボールねじ軸４９は、支持
板４８上に設置されたモータ５２により歯車５３．５４
を介して回転され、この回転はポールナツト５０を介し
て直進運動に変換され、こうして押付は台座５０がガイ
ド装置２２に対して前後（Ｘ方向）に移動される。押付
は台座５０の下面にはレール板５５が取り付けられてお
り、ガイド装置２２の箱体３６の下板５６に設けられた
２対のローラ５７に挟まれて円滑な移動を可能としてい
る。

第６図は押付は板４７を左右横方向（Ｙ方向）に横行さ
せるための横行ｉ楕を概略的に示すものである。押付は
板４フはその裏面にレール板５８を有しており、押付は
台座５１の垂直部分５９に収り付けられたローラ６０に
より挟まれて、横方向に移動可能に支持されている。ま
た、ガイド装置２２内の支持板４８にはスプライン筒６
１が回転可能に支承されており、スプライン筒６１内に
はスプライン軸６２が挿入されている。スプライン軸６
２の押付は板４７側の端部にはビニオン６３が取り付け
られており、押付は板４７の裏面のラック６４とかみ合
っている。スプライン筒６１は、ガイド装置２２内のモ
ータ６５から歯車６６．６７を経て伝達される回転力に
より回転され、スプライン軸６２もスプライン筒６１と
一体となって回転される。スプライン軸６２の回転はビ
ニオン６３及びラック６４により直進運動に変換され、
この結果、押付は板４７は左右に移動される。尚、スプ
ライン軸６２はスプライン筒６１に対して軸方向の移動
が自在となっているので、前進機構による押付は板４７
の前後運動は妨げられない。

押付は板４７の中央部下部には、燃料集合体８の下部ノ
ズル１２の凹部に挿入される支持金具６８が設けられて
いる。支持金具６８は押付は板４７の表面に沿って上下
動できるように上下に１対ずつローラ６９．７０が取り
付けられている。上部のローラ６９間のシャフト７１は
移動軸７２の下端部に回転可能に支承されている。移動
軸７２は、押付は板４７に一体的に形成された支持筒７
３内に挿入されており、支持筒７３内のばね７４により
上方に持ち上げられた状態で保持されている。

次に、このような構成において、変形燃料集合体を炉心
の所定位置に装荷する場合について説明する。

まず、変形燃料集合体８′を吊り下げた燃料取扱クレー
ン（第１１図参照）を操作して、その設定区域の垂直上
方にマストチューブを配置し、変形燃料集合体８′をあ
る程度まで降下させる０次いで、支柱１３を旋回させ、
これを第１図に示すように、変形燃料集合体８′の変形
している側であって、当該変形燃料集合体８′の設定区
域から１つおいた区域の上方に配置する。この後、支柱
１３を垂直下方に伸ばすことにより、装荷補助装置２０
のガイドピン３７を下部炉心板９の対応の流路孔１１に
挿入し、ガイド装置２２を固定する。

この際、第７図に示すようにガイドピン３７と流路孔１
１とが僅かにずれている場合、支柱１３を伸ばしていく
と、まずサブガイド４６の外側の円錐面に下部炉心板９
上の案内ピン１０が接触する。そして、サブガイド４６
は案内ピン１０の先端に当接しながら下方に移動すると
共に、区域の中心に向がって移動しようとする。この結
果、ガイド装置２２は自動調心機構２１により前後左右
に移動自在となっているので、サブガイド４６と共にそ
の位置を補正しつつ降下し、サブガイド４６の先端が下
部炉心板９の上面に接した状態では、ガイド装置２２は
δ１だけその偏心量が補正される（第８図参照）。更に
、支柱１３を伸ばして装荷補助装置２０を降下させると
、第９図に示すように、ガイドピン３７の先端が流路孔
１１内に入る。この時、ガイドピン３７の先端の傾斜面
３８が流路孔１１の縁を滑って進むので、ガイド装置２
２は自動調心機ｆＩ２１の作用によりガイドピン３７と
共に更に位置補正される。こうして、第１０図に示す如
く、ガイド装ｆｉ２２はその偏心量δ２が補正され、ガ
イドピン３７は対応の流路孔１１に挿入される。

第４図から諒解されるとおり、各サブガイド４６はその
コーナー側に円錐面を有し、また、各ガイドピン３７に
は隣接のサブガイド４６に対向する側に傾斜面３８が形
成されているので、上記の自動調心機１ｉ２１による偏
心量補正作用は任意の方向について可能であり、その補
°正可能な最大偏心量はサブガイド４６の円錐面の設計
により定められる。

このようにしてガイド装置２２が下部炉心板９に固定さ
れたならば、押付は機構２３の前進機構及び横行機構を
遠隔操作し、押付は板４フを前後左右に移動させて変形
燃料集合体８′の下部に当接させる。変形燃料集合体８
′の下部が押付は板４６により支持されたならば、更に
押付は板４６を移動させ、変形燃料集合体８′を第１図
の二点鎖線で示すように矯正する。この状態を保持しつ
つ、燃料取扱クレーンのマストチューブを伸ばして変形
燃料集合体８′を降下させてゆくと、その設定区画にお
ける案内ピン１０が変形燃料集合体８′の下部ノズル１
２の孔に嵌合し、燃料装荷が完了する。

尚、押付は板４７の中央部の支持金具６８は、押付は板
４７が変形燃料集合体８′を支持する際に、その補助と
して下部ノズル１２の脚部間の凹部に挿入される。この
支持金具６８は、変形燃料集合体′の降下に件ってばね
７４に抗して下方に移動し、−下部のローラ７０が押付
は板４７の折返し部分７５に至ると、上部ローラ６９の
支持シャフト７１を軸として支持金具６８が回動し、第
６図の二点鎖線の状態となる。

従って、変形燃料集合体８′が案内ビン１０と嵌合する
位置では、支持金具６８は変形燃料集合体８′から分離
されており、その装荷の妨げとなることはない、燃料装
荷後に押付は板４７を後退させると、この支持金具６８
はばね７４により実線位置に自動的に復帰される。

［発明の効果］ 以上のように、本発明による装荷補助装置を使用するこ
とにより、変形燃料集合体を矯正して炉心内の所定位置
に装荷することができ、従来のようにガイド用燃料集合
体を用いる必要がないので、燃料装荷作業に要する手間
が大幅に軽減される。

また、本発明による装荷補助装置は、自動調心機構によ
りガイド装置の位置補正が可能であるので、ガイド装置
を下部炉心板に固定する作業等、その操作も極めて容易
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装荷補助装置の一実施例を示す概
略説明図、第２図は装荷補助装置を詳細に示す一部切欠
き斜視図、第３図は自動調心機構の構造を示す斜視図、
第４図は第１図のＰ−Ｐ線に沿っての断面図、第５図は
押付は機構における前進機構の構造を概略的に示す断面
図、第６図は押付は機構における横行８！！横の構造を
概略的に示す断面図、第７図〜第１０図は自動調心機構
の作用を示す概略説明図、第１１図は従来一般に行われ
ている燃料交換の概略説明図、第１Ｚ図は下部炉心板の
一部を詳細に示す斜視図、第１３図は炉心における燃料
集合体の典型的な配置を概略的に示す原子炉の水平断面
図、第１４図は既設置の燃料集合体と変形燃料集合体と
の関係を示す概略説明図である。 図中、 ３・・・燃料取扱クレーン ８・・・燃料集合体 ９・・・下部炉心板 １１・・・流路孔 ２０・・・装荷補助装置 ２２・・・ガイド装置 ３７・・・ガイドピン ７・・・マストチューブ ８′・・・変形燃料集合体 １０・・・案内ビン １３・・・支柱 ２１・・・自動調心機構 ２３・・・押付は機構 ４７・・・押付は板 特許出願人　　三菱重工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料取扱クレーンのマストチューブに沿って伸縮すると
   共に該マストチューブの回りを旋回するよう前記燃料取
   扱クレーンに設けられた支柱の下端に取り付けられる燃
   料集合体の装荷補助装置であって、 該支柱の下端に取り付けられる自動調心機構と、該自動
   調心機構により前記支柱に対して前後左右に移動可能に
   支持されると共に、下部炉心板の流路孔に挿入可能なガ
   イドピンを下部に有しているガイド装置と、 前記マストチューブから吊り下げられた変形した燃料集
   合体の下部を支持する押付け板を有し、該押付け板を前
   記ガイド装置に対して前後左右に移動させるようになっ
   ている押付け機構と、を備えている燃料集合体の装荷補
   助装置。