JPH0422478B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、板中の穿孔からピンを取除く
ための工具に関する。本発明は特に、原子炉の上
部炉心板中に案内管集合体を係留するために用い
られる割りピンの残片を取除くことに特に適用さ
れる。

原子炉は、上部炉心板と下方炉心板との間に炉
心を配設した原子炉容器を有するのが典型的であ
る。炉心は、燃料集合体を有し、燃料集合体の多
数の燃料棒は、上部炉心板の対応する通し孔を経
て所定位置に下動される。燃料棒の挿入を案内す
るために、案内管集合体が用いられ、各々の案内
管集合体は、原子炉容器の上端付近に配設された
上部支持板上に各々支持されている。各々の案内
管集合体は、上部炉心板まで下方に延長してお
り、上部炉心板の対応した通し孔に着座するよう
に位置された底板を有し、この底板は、１対の割
り係留ピンを支持している。割り係留ピンは、着
座開口の両側の対応する係留孔に摩擦作用により
係合している。各々の案内管集合体の上端は、上
部支持板の大きな通し孔に通されている。原子炉
は、複数の支柱、熱電対その他を有し、上部炉心
板と上部支持板との間に配設されたこれらの支
柱、熱電対その他は、案内管集合体と共に、原子
炉の上部内部構造物と呼ばれるものを形成してい
る。

原子炉の燃料交換の際に、使用済燃料棒を原子
炉の炉心から取出し、新しい燃料と交換すること
が必要になる。使用済燃料を取出しうるようにす
るには、案内管集合体を予め取出さねばならな
い。割りピンの金属は、通常は、原子炉の運転サ
イクルの交互の高温と低温によつて硬化する傾向
を示すため、割りピンは脆く、破損し易くなる。
そのため、案内管集合体を引張つた時に、割りピ
ンをその穿孔から引出すのに必要な力のため、割
りピンが屡々破断され、ピンの残片が穿孔中に残
される。案内管集合体には、新しい割りピンが交
換されるが、案内管集合体を再取付けするには、
その前に、古い割りピンの残片を上部炉心板から
除去せねばならない。この除去は、除去作業が逐
行される作業ブラツトフオーム又はブリツジより
も下方の約９〜18ｍ（30〜60フイート）に上部炉
心板があることと、原子炉容器に水が満たされて
いることとによつて、非常に複雑なものになる。
更に上部支持板が上部炉心板を遮蔽しているた
め、上部支持板の穿孔を通してしか上部炉心部を
見ることはできない。更に、割りピンの残片をそ
の穿孔から単純にポンチで押出すと、炉心に落下
し、その機能を損なうため、この方法も採用でき
ない。

本発明の一般的な目的は、原子炉容器の上部炉
心板から割りピン残片を有効に除去する手段を提
供することにある。

本発明の別の重要な目的は、上部炉心板の上面
の係留孔から割りピン残片を排除することを可能
とし、原子炉の作業プラネツトフオームから容易
に操作して、上部支持板及び上部炉心板の通し孔
を経て下動させることのできる、構造が簡単で且
つ経済的な取除き工具を提供することにある。

本発明は、最も広義には、原子炉容器の上部炉
心板中の係留孔に隣接した大きな着座開口から案
内管集合体を引出す時に該案内管集合体から脱落
することのある係留ピン残片を、原子炉容器の上
部炉心板の該係留孔から取除くために、原子炉に
おいて使用される除去工具であつて、１つの着座
開口を経て嵌合される寸法の支持手段と、該支持
手段により支持されたピン連行部材と、該ピン連
行部材が隣接した係留孔と整合されるようにし
て、該上部炉心板よりも下方の使用位置まで着座
開口を経て該支持手段を下動させるための下動手
段と、該ピン連行部材を該係留孔中に入るように
上動させて該係留ピン残片を該係留孔から連行し
離脱させるための動力手段とを有して成る取除き
工具に存する。

次に本発明の好ましい実施例を示した図面を参
照して説明する。

第１，３図には、コンクリートシールド２２中
に収容された原子炉容器２１を含む原子炉２０が
示されている。原子炉容器２１は、下部炉心板２
４と上部炉心板２５との間に配設された炉心２３
を有し、炉心２３は、周知のように、燃料集合体
（図示しない）を備えている。上部炉心板２５は、
複数の矩形の着座開口２６を有し、各々の着座開
口２６の向かい合う側部縁に近接して、１対の小
さな円筒状の係留孔２７が形成されている（第３
図参照）。上部炉心板２５には、支柱、熱電対そ
の他（図示しない）のための他の複数の開口が、
やはり周知のように通常形成されている。比較的
大きな円形の通し孔２９を有する上部支持板２８
は、原子炉容器２１の上端付近に形成されてお
り、これらの通し孔は、上部炉心板２５の着座開
口２６と同軸的に整列されている。各々の通し孔
２９の直径は、好ましくは、対応した着座開口２
６の長さよりも大きくする。前述したように、他
の構造物のための他の通し孔も、上部炉心板２８
に形成されている。

通常の使用時には、原子炉容器２１には、水位
２９ａまで水が満たされている。上部炉心板２５
と上部支持板２８との間の空所には、案内管集合
体、支柱、熱電対その他を含む原子炉の上部内部
構造物（図示しない）が配装されている。第２，
４図を参照すると、案内管集合体３０のうち１つ
が示され、案内管集合体３０は、頂板３１と底板
３２とを有し、これらの板３１，３２は、複数の
管３３により互いに連結されている。複数の中間
板３４は、案内管集合体３０に更に強度を付与
し、管３３を所定位置に保持するために、頂板３
１と底板３２との間に等間隔に隔置されている。
直径上に隔置された止めナツト３５は、底板３２
の上面に固着してあり、止めナツト３５中には２
つずつの割りピン３６が取付けられている。より
詳しくは、各々の割りピン３６は、上端に環状フ
ランジ３７を有し、対応した止めナツト３５のう
ち対応する１つとねじ止め係合するための雄ねじ
付連結スタツド３８が該上端から上方に延長して
いる。

使用時に、割りピン３６は、底板３２から吊下
し、これらの割りピン３６は、案内管集合体３０
の底板３２が上部炉心板２５の１つの着座開口２
６の上方に位置された時に、該着座開口２６の側
方の係留孔２７に受けいれられるように配置され
る。各々の割りピン３６の直径は、係留孔２７の
直径よりも少し大きく、割りピン３６は、係留孔
２７中に摩擦ばめされるように弾性的に圧縮され
ることができる。頂板３１は、上部炉心板２８の
対応する通し孔２９に受けいれられ、適宜の固定
手段により上部支持板２８に固着されるようにな
つている。各々の着座開口２６について１つの案
内管集合体３０があり、これらの案内管集合体３
０は、好ましくは、１つのユニツトとして除去し
うるように、上部支持板２８の上方において、相
互に連結されている。各々の案内管集合体３０の
管３３は、炉心２３内に燃料棒を案内し挿入する
ための中心通路を、既知のように形成している。

原子炉２０は、原子炉容器２１の上方に、ブリ
ツジないしは作業プラツトフオーム３９を備えて
いる。この作業プラツトフオーム３９は、上部炉
心板２５の上方の約９〜18ｍ（30〜60フイート）
にある。作業プラツトフオーム３９上の作業員
は、本発明の特徴を具体化した構成の除去工具４
０を操作する。除去工具４０は、ハンドル装置５
０を支持したフレーム４１を有し、このフレーム
に、マスト装置６０の上端が取付けられている。
マスト装置６０は、下端部付近に連行部７０を支
持しており、連行部７０のすぐ下方には、位置決
め板８０が固着されている。ラム装置１００は、
マスト装置６０の下端に支持されており、上部炉
心板２５の着座開口２６及び上部支持板２８の通
し孔２９に通されうるように、その寸法が定めら
れている。除去工具４０は、連行部７０の直上に
おいてマスト装置６０により支持された遠隔モニ
ターテレビジヨン装置１１０を備えている。使用
に当たり、作業プラツトフオーム３９上の作業員
は、ハンドル装置５０によつて除去工具４０を手
で掴み、後に詳述するように、上部支持板２８の
１つの通し孔２９及び上部炉心板２５の対応した
着座開口２６を経て、ラム装置１００を下動させ
る。

第５〜１０図を参照すると、除去工具４０は、
１対の平行な隔置された板４２を備えたフレーム
４１を有し、これらの板４２は、上端及び下端に
おいて、上板４３と下板４４とによつて、またそ
の中間の位置において、中間板４５によつて互い
に連結されている。アングル材４６，４７は、上
板４３に枢着してあり、スイベルボルト４８上に
おいて回動し、アングル材４６，４７の上端は、
ハンドルの把手４９により互いに連結されてい
る。

ハンドル装置５０は、板４２にその下端付近に
おいて固着された連結ブロツク５１を有し、連結
ブロツク５１には、径方向に延びる２つの支持ア
ーム５２が取付けてあり、支持アーム５２の外側
端は、リング５３に連結されている。このリング
５３により支持された直径上に向かい合う１対の
連結断手５４には、径方向外方に延びる２つのハ
ンドル５５がそれぞれ連結されている。上方及び
下方に垂直に延びる整列されたハンドル５６も、
各々の連結断手５４に固着されている。ハンドル
５６の全垂直長さは、好ましくは、約1.5ｍ（５
フイート）とする。

マスト装置６０は、２つの長い平行な管６１，
６２を有し、各々の管は、好ましくは、断手６５
によつて互いに連結された複数の管部分から成つ
ている。連結デイスク６１ａ，６２ａは、管６
１，６２の下端部と一体に形成されている（第
８，９図参照）。管６１，６２の上端は、フレー
ム４１の板４４，４５に固着してあり、管６１，
６２は、その長さに沿つて垂直に離隔された複数
の点において、複数の支持ブラケツト６３により
互いに連結されている。

マスト装置６０に更に強度を付与する長い連結
ロツド６４は、管６１，６２間に、これらと平行
に延長し、適宜の固着手段により各々の支持ブラ
ケツト６３に固着されている（第５図参照）。管
６１，６２に上端において連結された液圧取付金
具６６は、フレーム４１の中間板４５に組付けら
れている。継手６６に連結されてこれと連通する
２本のホース６７は、作業プラツトホーム３９上
に配設された可搬型の操作装置６８まで延長して
いる。操作装置６８は、好ましくは、後述するよ
うに、適切な弁と、管６１，６２に作動流体を圧
送するための手動操作式の液圧ポンプ６９とを備
えている。

連行部７０は、大体三角形の上板７１と下板７
２とを有し、板７１，７２は、マスト装置６０の
下端部付近に固着されており、剛性の枠体を形成
するように、複数の垂直に延びる金属製の板ない
しはストラツプ７３により互いに連結されてい
る。この枠体中には、液圧シリンダ７５が、垂直
に延長するように取付けてあり、液圧シリンダ７
５のピストン棒７６は、垂直往復運動を行なうよ
うに、シリンダ７５の下端から突出している。上
板７１及び下板７２は、管６１，６２はきつちり
と受けいれるための通し孔７４を、また下板７２
は、ピストン棒７６を自由に受けいれるための通
し孔７４ａを、それぞれ備えている（第７図）。
液圧シリンダー７５は複動型で、上端及び下端に
それぞれ近接して、ポート７７，７７ａをそれぞ
れ有し、これらのポートは、管６１，６２にそれ
ぞれ形成されたポート７８，７８ａ（第５図参照）
に、適当な配管（図示しない）により連結されて
いる。好ましくは、ピストン棒７６の下端部に
は、以下に詳述するように、連結スタツドないし
は連結ボルト７９を受けいれるための図示しない
雌ねじ軸孔を備えている。

位置決め板８０は、連行部７０の下板７２の少
し下方において、マスト装置６０に固着されてい
る。位置決め板８０は、管６１，６２を受けいれ
るための２つの通し孔８１を有し、管６１，６２
は、例えば溶接によつて、位置決め板８０に強く
固着することができる。位置決め板８０には、ピ
ストン棒７６を自由に受けいれてその往復運動を
許容する寸法とした通し孔８２も形成されてい
る。位置決め板８０は、ほぼ矩形の形状を有し、
また上部炉心板２５の着座開口２６とほぼ同じ外
法を有しているが、隅角部８９は斜めに切断され
ている。しかし、間隙８５を形成する２つの向か
い合うアーム８３が、位置決め板８０の一側に沿
つて形成され、この間隙８５は、位置決め板８０
に形成された不整な形状の凹所ないしは開口８６
（第８，１０図参照）と連通している。

位置決め板８０は、着座開口２６の１つにきつ
ちりと着座するように寸法が定められている。ア
ーム８３は、支え面８４を備えており、位置決め
板８０の隣接した側面は、着座開口２６の対応し
た側部壁と支え係合するための支え側面８７（第
８図参照）を備えている。アーム８３と向かい合
う位置決め板８０の側部には、着座開口２６に進
入し着座することを容易にするための斜めの案内
面８８が形成されている。着座開口２６と位置決
め板８０との寸法が、第１０図に示した配向又は
これから180゜回転した配向においてのみ位置決め
板８０が着座開口２６中に嵌合するように、好ま
しくは選定する。

２つのフランジ９０は、アーム８３に隣接し
て、位置決め板８０の側部縁と一体に形成され、
その上部縁から横向きに外方に突出している。
各々のフランジ９０は、位置決め板８０が着座開
口２６中に着座した時に上部炉心板２５の上面上
に載置されて、位置決め板８０を支持し、その挿
入深さを制限するための、下部支え面９１を備え
ている。

位置決め板８０の上面には、後に詳細に説明す
るように、排出された割りピンの残片を受けいれ
るための凹所ないしはポケツト９２が、アーム８
３と反対側の側面に近接して、位置決め板８０の
上面の領域に形成されている。第８，１０図に最
もよく示すように、位置決め板８０は、マスト装
置６０の一側から横向きにアーム８３が突出する
ように、アーム８３と反対側の位置決め板８０の
側部の付近で管６１，６２が位置決め板８０を通
り抜けるように形成されている。

ラム装置１００は、扁平な支持ブラツトフオー
ム１０１を有し、この支持プラツトフオームは、
大体において矩形状であるが、上記支持板２８の
通し孔２９（第８図参照）の半径よりも少し大き
な半径の円弧面を１つの側部縁に沿つて備えてい
る。支持プラツトフオーム１０１は、１対の通し
孔１０２（第９図参照）を、それぞれ管６１，６
２を受けいれるために備えている。各々の通し孔
１０２は、連結デイスク６１ａ，６２ａ（第８，
９図）を受けいれるための大径部分１０３を、支
持プラツトフオーム１０１の底面側に備えてい
る。ピストン棒７６は、支持プラツトフオーム１
０１をピストン棒７６の下端部に強く固定するた
めに連結ボルト７９を受けいれるようにした、図
示しない穿孔を経て、支持プラツトフオーム１０
１の上面と係合している。２つの円筒状の軸受プ
ツシユ１０４は、通し孔１０２との包囲関係にお
いて、支持プラツトフオーム１０１の上面に取付
けられ、各々がセツトプレート１０５により所定
位置に固着されている。

大径の基部１０７を備えた円筒状の立上り駆動
スタツド１０６は、円弧状の側部縁の中心付近に
おいて、支持プラツトフオーム１０１に強く固着
してあり、基部１０７は、適宜の連結フアスナー
１０８により所定位置に固着することができる。
連行スタツド１０６は、係留孔２７を通つて自由
に嵌合し、割りピン３６の両方の脚部と係合する
ように、寸法が定められている。支持プラツトフ
オーム１０１は、適切なバンパーピン１０９を備
えていてもよい。作動に当り、支持プラツトフオ
ーム１０１は、ピストン棒７６と共に上下に運動
し、軸受ブツシユ１０４は、管６１，６２に沿つ
た自由な摺動を許容する。

モニターテレビジヨン装置１１０は、連行部７
０の直上において、マスト装置６０上に取付けら
れている。より詳細には、モニターテレビジヨン
装置１１０は、上部ブラケツト１１１及び下部ブ
ラケツト１１２を備えており、これらのブラケツ
トは、管６１，６２とほぼ平行に軸線が配向され
て下方に指向するように、ビデオカメラ１１３を
所定位置に強く保持するために、支持ブラケツト
６３のうちの２つに強く固着されている。取付け
スタツド１１４は、下部ブラケツト１１２によつ
て支持され、取付けスタツド１１４には、視界を
照明するための電灯１１６（第６図参照）を支持
するクランプ１１５が固着されている。ビデオカ
メラ１１３と電灯１１６とは、ケーブル１１７に
よつて接続され、ケーブル１１７は、作業プラツ
トフオーム３９（第１図）上に取付けたモニター
ビデオ１１８まで、マスト装置６０に沿い上方に
延長している。

作動について説明すると、案内管集合体３０及
び使用済燃料を原子炉容器２１から取除いた状態
で、上部支持板２５の係留孔２７中において破断
し残留している割りピン３６の残片は、除去工具
４０を使用して除去される。作業プラツトフオー
ム３９上の作業員は、操作装置６８とポンプ６９
とを用いてピストン棒７６をひと先ず完全に伸長
させた後、上部支持板２８の１つの通し孔２９を
経て除去工具４０を原子炉容器２０内に下動させ
る。なお、マスト装置６０、連行部７０、位置決
め板８０、ラム装置１００及びモニターテレビジ
ヨン装置１１０は、通し孔２９を通り自由に嵌合
するように、寸法及び構造が選定されているもの
とする。しかし除去工具４０の各部分は相互から
横方向に離隔されているので、１つの部分が上部
支持板２８を通過した後に、別の部分を通し孔２
９と整列させるために、マスト装置６０を多少横
方向に移動させることが必要になりうる。

モニターテレビジヨン装置１１０が上部支持板
２８の下方に移動したら、この装置１１０を利用
して、上方炉心板２５を遠隔から観察し、マスト
装置６０が通過しつつある通し孔２９に対応した
着座開口２６に除去工具４０を正確に整列させ
る。着座開口２６を経てラム装置１００を下動さ
せるように、モニターテレビジヨン装置１１０を
介して、ハンドル装置５０を用いて除去工具４０
を操作する。なお、ラム装置１００と位置決め板
８０とは相互に横方向に型寄せられているもので
ある。そのため、ラム装置１００が上部炉心板２
５を離れた後に位置決め板８０を着座開口２６と
整列させるために、マスト装置６０を横方向に移
動させねばならない。次に、第１０図に最もよく
示すように、フランジ９０が上部炉心板２５の上
面と係合するまで、位置決め板８０を下動させ、
着座開口２６と着座係合させる。

位置決め板８０をこのように着座させると、ラ
ム装置１００は、１つの係留孔２７の直下におい
てこれと同軸的に連行スタツド１０６が整合され
ている使用位置に正確に保持される。係留孔２７
中において着座開口２６の両側に割りピン３６の
残片がある場合にも、位置決め板８０の間隙８５
及び凹所ないしは開口８６によつて、着座開口２
６を通るラム装置１００の下動と位置決め板８０
の着座開口２６内へのその後の着座との間におい
て、上部炉心板２５の上方に突出している残片の
部分からの逃げが保証される。

ラム装置１００がこようにその使用位置におか
れたら、操作者は、ポンプ６９を手動操作し、液
圧シリンダ７５の下端に作動流体を圧送し、ピス
トン棒７６及びそれに固着された支持プラツトフ
オーム１０１を後退又は上動させる。ピストン棒
７６及び連行ストツド１０６の長さは、軸受プツ
シユ１０４が位置決め板８０に係合する前に連行
スタツド１０６が係留孔２７に進入して完全にそ
れを通り抜けることにより、係留孔２７から割り
ピン３６の残片を完全に追出すように選定されて
いる。液圧系統は、好ましくは、どんな残片も完
全に除去するに足る約900〜2700Kg（2000〜6000
ポンド）の力を、係留孔２７中に保留された割り
ピン３６の残片に与えるように設計されている。
位置決め板８０のポケツト９２は、位置決め板８
０に向かつて落下する残片を捕集し、その除去を
容易にする。さもなければ、除去工具４０を原子
炉容器２１から取出した後に、別の機械的な掴み
工具によつて離脱された残片を取除く。残片が係
留孔２７から除去された後に、ポンプ６９に操作
装置６８とを再び作動させ、加圧された作動流体
を液圧シリンダ７５の上端に作用させ、ピストン
棒７６及びラム装置１００を再び下動させる。

着座開口２６の他側において係留孔２７中にも
う１つの割りピンの残片がある場合は、着座開口
２６から位置決め板８０を離脱させるに足るだけ
除去工具を上動させた後、除去工具４０を180°回
動させる。次に位置決め板８０を再び着座開口２
６中に着座させ、別の係留孔２７の下方の使用位
置に連行スタツド１０６をもつてゆき、取除き作
業を反復実施する。次に着座開口２６及び通し孔
２９を経て原子炉容器２１から除去工具４０を完
全に引出して、次の通し孔２９に移動させ、割り
ピンの全部の残片が上部炉心板２５から除去され
るまで、この手順を反復実施する。

本発明の１つの構造モデルにおいて、全部の材
料は、ホウ酸塩を加えた原子炉等級の水と共に使
用するように設計され、原子炉の上部内部構造物
と接触しうる全ての工具部分は、これらの内部構
造物にとつて有害ではない材料、例えば300シリ
ーズのステンレス鋼から作製される。各部は、着
座開口２６中の使用位置に除去工具４０を着座さ
せた時に、上記炉心板２５の下方の最大のすきま
が約25.4cm（10インチ）になるように配列されて
いる。除去工具４０が適用される典型的な原子炉
において、上部支持板２８の通し孔２９の直径
は、約22.9cm（９インチ）であり、上部炉心板２
５の着座開口２６は16.8cm平方（6.6インチ平方）
である。

以上に説明したように、原子炉の上部炉心板か
ら割りピンの残片を除去するための本発明による
除去工具によれば、簡単で経済的な構造によつ
て、割りピンの残片が炉心に落下することを防止
しながら、これらの残片を取除くための手動によ
る正確な遠隔操作が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による除去工具をその作動状
態とし、また除去工具の作用を示すために原子炉
の上部内部構造物及び炉心の組立体を除去し、原
子炉容器は断面によつて示した、除去工具と原子
炉容器との配列図、第２図は、第１図の原子炉か
ら取出した案内管集合体を、一部は垂直断面によ
つて表わした側面図、第３図は、第１図の原子炉
の上部支持板の上面図であり、下方の上部支持板
を示すために上部支持板を部分的に切欠いて示す
図、第４図は、第２図の４−４線の方向にみた第
２図の案内管集合体の底面図、第５図は、座部上
により容易に嵌合するように一部分を取外し、そ
して／又は変位させて示した、本発明による除去
工具の側面図、第６図は、第５図の６−６線に沿
つて切断して示した水平断面図、第７図は、第５
図の７−７線に沿つて切断して示した水平断面
図、第８図は、上部支持板の開口に対する除去工
具の相対的な寸法を示すための、第５図の８−８
線の方向にみた底面図、第９図は、上部炉心板上
に取付けた使用位置において示した第５図の除去
工具の下端部の断片的な側面図であり、その構造
をより明瞭に示すために一部分を切欠いて示す
図、第１０図は、第９図の１０−１０線に沿つて
切断して示した水平断面図である。 ２１……原子炉容器、２５……上部炉心板、２
６……着座開口、２７……係留孔、３０……案内
管集合体、４０……除去工具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉容器の上部炉心板中の係留孔に隣接し
   た大きな着座開口から案内管集合体を引出す時に
   該案内管集合体から脱落することのある係留ピン
   残片を、原子炉容器の上部炉心板の該係留孔から
   取除くために、原子炉において使用される除去工
   具であつて、１つの着座開口を経て嵌合される寸
   法の支持手段と、該支持手段により支持されたピ
   ン連行部材と、該ピン連行部材が隣接した係留孔
   と整合されるようにして、該上部炉心板よりも下
   方の使用位置まで着座開口を経て該支持手段を下
   動させるための下動手段と、該ピン連行部材を該
   係留孔中に入るように上動させて該係留ピン残片
   を該係留孔から連行し離脱させるための動力手段
   とを有して成る上部炉心板の係留孔からの係留ピ
   ン残片の除去工具。