JPH045358B2

JPH045358B2 -

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Publication number: JPH045358B2
Application number: JP59239605A
Authority: JP
Priority date: 1983-11-16
Filing date: 1984-11-15
Publication date: 1992-01-31
Also published as: ES537586A0; GB2150340B; GB8426504D0; ES8702064A1; US4666658A; KR850003815A; DE3481396D1; EP0142383A2; GB2150340A; JPS60119495A; EP0142383A3; EP0142383B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、原子炉に関し、より詳細には、原子
炉の燃料交換に関するものである。

原子炉は、通常、複数の燃料集合体を備え、各
燃料集合体が、複数の燃料要素を備えている。燃
料集合体は、該燃料要素に加えて、制御棒及び冷
却材排除棒が挿脱自在に挿入される複数のシンブ
ルを備えている。冷却材排除棒即ち水排除棒は時
には減速棒とも呼ばれる。これ等の制御棒及び減
速棒のような棒状構成部材は、燃料集合体内に挿
入するものであるため、ここでは、内挿物と呼
ぶ。各内挿物は、シンブル内に同内挿物を挿入し
たりシンブルから内挿物を取り出したりするため
に操作される駆動軸もしくは駆動棒に連結されて
いる。典型的には、各燃料集合体について185組
もの駆動軸及び内挿物がある。

燃料交換その他の目的のために燃料集合体を取
り出す場合、従来は、内挿物を含めて燃料集合体
全体を取り出していた。この場合、各駆動軸をそ
の関連した内挿物との係合状態から取り外すこと
が必要になる。駆動軸及び内挿物は放射能を帯び
ており、水中に浸漬されているうえに、原子炉の
上方約９−12ｍ（30−40フイート）のところから
長いハンドルのついた工具を用いた操作によつて
この取外し作業を行うため、取外し作業に多くの
時間を必要とし、コスト高になる。

この不具合を除くには、燃料交換その他の際の
各燃料集合体の移送を、内挿物抜きの移送とする
ことが望ましい。この方法によれば、駆動軸をそ
れに組み合わされた内挿物から取り外すという困
難な操作は不要になる。即ち、燃料集合体の移送
前に、駆動軸を、それから吊り下げられた内挿物
と共に１つのユニツトとして、原子炉から取り除
き、内挿物抜きで移送を行う。燃料集合体の交換
後に、駆動軸と内挿物とを原子炉内に再配設し、
内挿物は、交換された燃料集合体のシンブル内に
挿入する。

従つて、本発明の目的は、燃料交換その他の作
業中に原子炉から燃料集合体の駆動軸及びそれに
組み合わされた内挿物即ち棒状構成部材を１つの
ユニツトとして取り外し交換するための手段を提
供することにある。

この目的のため、本発明は、それぞれ駆動軸に
結合されている原子炉内の複数の棒状構成部材を
取り外すための装置であつて、昇降リグと、前記
原子炉に該昇降リグを固定するために該昇降リグ
に設けられる固定装置と、昇降プレートと、上方
位置及び下方位置に該昇降プレートを取り外し可
能に支持するために前記昇降リグに設けられる支
持装置とを備え、前記昇降プレートは、棒状構成
部材の駆動軸に対してそれぞれ取り外し自在に構
成された別個の構造体の列を有し、更に、前記昇
降プレートに結合され、同昇降プレートを下降さ
せて、前記別個の構造体の各々が関連の前記駆動
軸の各々に係合するのを許容することにより、前
記棒状構成部材の各々を前記原子炉から持ち上げ
る第１昇降装置と、前記昇降リグに結合され、同
昇降リグを前記原子炉との取り外し自在の係合関
係に下降させると共に、関連の駆動軸が前記昇降
プレートに設けられた前記別個の構造体に係合し
ている棒状構成部材を持ち上げて除去する第２昇
降・除去装置とを備える、原子炉内の棒状構成部
材取外し装置に存する。

次に、本発明が一層よく理解されるように、本
発明の好ましい実施例を示した添付図面を参照し
て詳細に説明する。

図には、本発明が原子炉２１（第１図参照）の
燃料交換に適用するものとして図示されている。
原子炉２１の頂部は一部が断面によつて図示さ
れ、圧力容器の頭部は、上部炉内構造物２３を露
出するように取り除かれている。上部炉内構造物
には、制御棒及び減速棒の案内装置が含まれる
が、案内装置も制御棒及び減速棒（棒状構成部
材）も詳細には図示されていない。制御棒２５は
案内装置２７内に例示の目的のため１点鎖線によ
り図示されている。案内装置のための上部支持板
２９と、該上部支持板２９に連結された穿孔胴板
３１とは図示されている。上部支持板２９は大体
Ｕ字形の横断面形状を有し、平坦な円形部分３３
を備えており、この円形部分からは、薄肉化した
円筒状の垂直側壁３５が延びている。側壁３５は
環状フランジ３７で終端している。

本発明による棒状構成部材取り外し装置は、昇
降リグ３９（第１図、第２図）と、昇降プレート
４１（第１図、第６図）と、減速棒（図示せず）
の駆動軸４５のための係脱機構４３（第７図、第
８図）と、制御棒（図示せず）の駆動軸４９のた
めの係脱機構４７（第９図、第１０図）とを備え
ている。係脱機構４３，４７は、昇降プレート４
１に取り付けられている。駆動軸４５（第８図）
は、頂端の近傍でテーパー状になつた円筒状本体
５１を備えている。テーパー状の軸部材５２が本
体５１から延びている。軸部材５３は円錐状の先
端部５５が終端しており、この先端部は球面で終
端している。駆動軸４５の使用に当たり、先端部
５５は、駆動軸４５及びそれに連結された減速棒
を昇降させる装置に連結させる。駆動軸４９（第
１０図）は円筒状本体５７を有し、この円筒状本
体の上端は、円錐台形の先端部５９で終端し、こ
の先端部から短い円筒部分が延びている。即ち、
先端部５９は本体５７から首部６１により隔てら
れている。駆動軸４９の使用時に、先端部５９
は、駆動軸４９及びこれに連結された制御棒を昇
降させる装置に連結される。

昇降リグ３９（第１〜３図）は、スプレツダ組
体６２を備えている。スプレツダ組体６２の基部
は、横断面形状が正方形で三角形状に連結された
３つの管状部材６３から形成されている。スプレ
ツダ組体６２は、各管状部材６３にその一端の近
傍で固定された支柱６７（１つのみ示す）上に取
り付けられた三角形のプラツトフオーム６５も備
えている。プラツトフオーム６５は、チヤンネル
材６９のフレーム（第３図）上に取り付けられて
いる。互いに突合わせた垂直チヤンネル材７２及
び水平チヤンネル材７４から成るアングル材７１
は、各チヤンネル材６９に垂直チヤンネル材７２
により固定されている。アングル材７１は、プラ
ツトフオーム６５のレール７３を備えている（第
１図参照）。各アングル材７１の水平チヤンネル
材７４の目孔（第１昇降装置）７５からは、ケー
ブル（第１昇降装置）７７が延びている。目孔７
５はプラツトフオーム６５にある第１昇降装置の
ホイスト（図示せず）に連結されるようになつて
いる。

三脚７９は、管状部材６３により形成された三
角形の頂点にピボツト式に連結されている。三脚
７９は３つのロツド８１（２つのみ図示する）を
備えている。各ロツド８１は、三角形の対応する
頂点にピボツト式に連結されたスリーブ８３にね
じ止めされている。各ロツド８１の上端はクレビ
スブロツク８７のスリーブ８５にねじ止めされて
いる。クレーン（図示せず）に連結するためのロ
ツド（第２昇降・除去装置）８９は、クレビスブ
ロツク８７から延びている。

剛な骨格部材９３は、管状部材６３により形成
された基部から延びている。骨格部材３９は複数
の支柱９５（２つのみ示す）を備えている（第１
図、第６図、第１２図、第１３図、第１４図）。
各支柱９５は、向かい合つて配設されたチヤンネ
ル材９７によつて形成され、これ等のチヤンネル
材は、そのフランジに溶接した横板９９，１０１
（第６，１３，１４図）により一緒に固定されて
いる。ガイドブロツク１０３は内板１０１に固定
されている。板部材１０５は、チヤンネル材９７
の長さに沿つた複数の位置において、チヤンネル
材９７の間に延びている。骨格部材９３は、リン
グガーダー１０７，１０９により１つの剛構造に
形成されている（第１図）。骨格部材９３はスプ
レツダ組体６２からボルト１１１によつて垂下さ
れ、これ等のボルト１１１は、管状部材６３によ
つて形成された三角形の各頂点から吊下し、各支
柱９５の頂部に固定されている。

昇降プレート４１の支持装置は、ラツチ１１３
（第１図、第１３図、第１４図、第１５図）であ
り、これ等のラツチは、低レベル及び高レベルに
おいて、各支柱９５から延びている。各ラツチ１
１３はヨーク１１５を備えている。ヨーク１１５
のアームには、通孔が形成してあり、これ等の通
孔の壁部は、回動自在な軸もしくはピン１１７の
軸受として用いられる。軸１１７は突出部材１１
９を備えている。軸１１７は、作動装置１２１中
に噴射される空気により回動され、骨格部材９３
の内部に介在されて昇降プレート４１を支持する
突出位置と、昇降プレート４１を支持しない後退
位置との間に、突出部材１１９を回動させる。

固定装置の一部分を形成する閂子ロツド１２３
は、各支柱９５から延びている。この固定装置
は、米国特許第3830536号及び第3851906号明細書
に開示されている。閂子ロツド１２３は、支柱９
５を通り抜けているリンク（図示せず）を介し図
示しない作動装置により操作される。板部材１０
５（第１４図）には、これ等のリンクを通過させ
るための通孔１２７が形成されている。各閂子ロ
ツド１２３は、上部炉内構造物２３の上部支持板
となる円形部分３３のフランジ３７（第１図）の
開口中に進入する。ロツド１２３は次に回動同さ
れ、バヨネツト式に円形部分３３に係合される。
昇降リグ３９はこのようにして上部炉内構造物２
３に強く固定させることができる。

昇降プレート４１（第１，６，７，８，９，１
０図）は、円形のデイスク１３１を備えている。
デイスク１３１は、複数の直線状の縦列に配置さ
れた楕円形の通孔１３３を有し、各縦列の数及び
位置は、駆動軸４５，４９並びにこれらの駆動軸
に取り付けられた減速棒及び制御棒の数及び位置
に対応している。楕円形の各通孔１３３の下方に
は、これ等の通孔を通過する駆動軸４５，４９の
ためのガイド１３５がある。各ガイド１３５は、
垂直下方に延びており、対応する駆動軸を挿入し
易いように先端が朝顔状になつている（第８，１
０図）。ガイドレール１３７はデイスク１３１に
ボルト締めされている。１対のガイドレール１３
７が通孔１３３の各縦列に沿い延びている。内側
のガイドレール１３７は隣接する縦列に共通であ
る。複数のブラケツト１３９（第４，５図）は、
ケーブル７７（第１，２，３図）の位置に対応し
た位置において、各デイスク１３１に溶接されて
いる。ケーブル７７の下端は、ピン１４３により
ブラケツト１３９に連結された二叉状部材１４１
で終端している。昇降プレート４１はケーブル７
７に連結したホイスト（図示せず）によつて昇降
させることができる。

係脱機構４３は、駆動軸４５，４９の各々の縦
列について１つの作動板１４５を備えている。各
作動板１４５は、各々の側面に沿つて、ころ１４
７を備えている。これ等のころ１４７は、通孔１
３３の各縦列の側面の境界を形成するガイドレー
ル１３７と係合している。各作動板１４５は、空
圧シリンダ１５３のピストン（図示せず）により
前後進するピストンロツドによつて、前進した位
置又は後退した位置に、水平前方又は水平後方に
駆動される。第６図において、最も右方の作動板
１４５は、後退した位置に図示され、その他の作
動板１４５は前進した位置に図示されている。

１対のボルト１５５は、各駆動軸位置におい
て、各作動板１４５上に取り付けられている。ボ
ルト１５５は、対応した通孔１３３の垂直軸線に
ついて対称に取り付けられている。各ボルト１５
５は、底部に環状凹所１５６を有し、頂部にフラ
ンジ付きブツシユ１５７（第８図）を備えてい
る。ブツシユ１５７はボルト１５５上において摺
動自在になつている。ばね１５９の下部は、該環
状凹所１５６に着座しており、頂部は、ブツシユ
１５７のフランジに係合している。スリーブ１６
１は各ボルト１５５の回りに取り付けられてい
る。スリーブ１６１は、ブツシユ１５７上及び前
記凹所１５６の外側壁上において摺動自在になつ
ている。弱いばね力の引張ばね１６２は、各スリ
ーブ１６１の耳状突起１６４と、関係した作動板
１４５の突片１６６との間に配設さている。減速
棒のための駆動軸４５の位置に取り付けられたス
リーブ１６１は、板部材１６３によつて橋絡され
（第７図）、板部材１６３は、前記駆動軸４５の軸
部材５３を受け入れるためのほぼ鍵穴状の溝（別
個の構造体）１６５と、駆動軸４５の先端部５５
に係合するための球形の座部（別個の構造体）１
６７とを備えている。制御棒のための各駆動軸４
９の位置に取り付けられたスリーブは、板部材１
６９によつて橋絡され（第９図）、この板部材は、
駆動軸４９の首部６１と係合するための溝（別個
の構造体）１７１と、この駆動軸４９の先端部５
９のための球状の座部（別個の構造体）１７３と
を備えている。各作動板１４５の後退位置（第６
図で右側の作動板１４５の位置）では、板部材１
６３，１６９は、対応する駆動軸４５，４９から
切り離される。各作動板１４５の前進位置（第６
図で右側の作動板１４５以外の作動板１４５の位
置）では、板部材１６３，１６９は、対応する駆
動軸４５，４９に連結される。

電磁気的に作動自在なリード型のリミツトスイ
ツチ１８１は、各駆動軸の位置について、各作動
板１４５上に取り付けられている（第７，１１
図）。リミツトスイツチ１８１は、対応した板部
材１６３，１６９から或る短い距離隔てられ、そ
の作動アームは、板部材１６３，１６９の長手方
向軸線に沿つて配置されている。各板部材１６
３，１６９はプラグ状の電磁石１８３，１８５を
備えている。リミツトスイツチ１８１は、各板部
材１６３，１６９の待機位置において電磁石１８
３，１８５の中間に位置され、付勢されない。ス
リーブ１６１と板部材１６３，１６９が作動板１
４５に関して上方又は下方に移動すると、リミツ
トスイツチ１８１が付勢される。

ばね１５９は、対応する駆動軸及び駆動系の静
止重量を偏向させずに支持するように予負荷され
ている。例えば減速棒又は制御棒が障害物に突き
当たつた場合のように、駆動軸４５又は４９が過
負荷されると、ばね１５９は下方に偏向され、対
応したスリーブ１６１及び板部材１６３，１６９
は下動し、電磁石１８３はリミツトスイツチ１８
１を付勢する。典型的には、いずれかの駆動軸が
その重量以上に約158〜225Kg（350〜500ポンド）
の荷重を受けた場合、過負荷となるであろう。そ
の逆に、駆動軸４５，４９及びその減速棒又は制
御棒が下動しており、対応した減速棒又は制御棒
が障害物に衝突したことにより、或る駆動軸上の
荷重が減少した場合、制御棒を含む駆動系は、そ
の障害物のところで停止する。昇降プレート４１
及びそれに連結された部分は下動し続ける。最終
的には、駆動軸４５又は４９の大径部分１９１，
１９３は、板部材１６３，１６９を上動させ、電
磁石１８５を上動させ、リミツトスイツチ１８１
を付勢する。リミツトスイツチ１８１は、付勢さ
れると警報装置を作動可能にする。引張ばね１６
２はスリーブ１６１に或るわずかな復元力を与え
る。

原子炉２１からの減速棒及び制御棒の取り外し
について最初に説明する。原子炉２１の蓋体が取
り外された後に、減速棒及び制御棒が燃料集合体
中のシンブル中にあるように、駆動軸４５，４９
が最初に最も下方の位置にセツトされているもの
と想定する。昇降プレート４１はラツチ１１３に
より下方レベルに保たれ、昇降リグ３９（第１
図）は、上部支持板２９のフランジ３７に固定さ
れている。下方レベルのラツチ１１３は後退し、
昇降プレート４１はケーブル７７によつて下動さ
れるため、駆動軸４５，４９の上端はガイド１３
５を通過して上方に延び、その先端部５５，５９
の基端部（第８，１０図）は、板部材１６３，１
６９の座部１６７，１７３に整列されている。ど
れかの駆動軸が過大な荷重を受けると、対応した
リミツトスイツチ１８１が動作し、警報装置によ
る表示又は吹鳴が生ずる。正常な作動の場合には
シリンダ１５３（第６図）が作動し、作動板１４
５を前進させるので、駆動軸４５，４９の先端部
５５，５９はそれぞれ座部１６７，１７３中に着
座する。昇降プレート４１はケーブル７７により
上方レベルに持ち上げられ、上方レベルにあるラ
ツチ１１３によつてこのレベルに支持される。昇
降プレート４１は破線により図示されている。昇
降プレート４１のこの位置では、駆動軸４５，４
９は最も上方の位置にあり、減速棒及び制御棒
は、上部炉内構造物内の図示しない案内装置にあ
る。昇降リグ３９は、ロツド８９に連結されたク
レーンによつて持ち上げられ、原子炉２１から搬
出される。内挿物抜きの燃料交換がこれから行わ
れる。

駆動軸４５，４９、減速棒及び制御棒の再挿入
について以下に説明する。昇降プレート４１が上
方レベルにあり、駆動軸及びそれから垂下された
内挿物が上部炉内構造物の案内装置中にある状態
で、昇降リグが原子炉２１の外部の、燃料交換開
始前と同一の位置にあるものと想定する。昇降リ
グ３９はクレーンによつて原子炉２１に戻され、
上部炉内構造物２３は、制御棒及び減速棒が定内
装置内に収容された状態で、原子炉２１内に装着
されている。上方のラツチ１１３は後退し、昇降
プレート４１及びそれに取り付けられた各部は、
ケーブル７７に連結されたホイストによつて、そ
の最も下方の位置に下動されている。駆動軸４
５，４９を停止させる障害物が存在する場合、リ
ミツトスイツチ１８１が動作し、警報装置が表示
又は吹鳴される。昇降プレート４１が最も下方の
位置にある状態で、シリンダ１５３を作動させ、
作動板１４５を後退させる。減速棒及び制御棒
は、この時燃料集合体の案内シンブル中にある。
昇降プレートはこの時上動し、下方レベルのラツ
チ１１３上に載置される。固定装置であるラツチ
は外され、昇降リグ３９は原子炉２１から取り出
される。これで燃料交換作業は終了させることが
できる。

本発明は、前述した実施例のほかにも、種々変
更して実施でき、前述した特定の構成は単なる例
示に過ぎず、本発明を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による棒状構成部材の取り外
しのための装置を一部縦断面によつて示した側面
図、第２図は、第１図の−線方向からみた平
面図、第３図は、第２図において円で囲んだ部
分を示す詳細図、第４図は、第１図において円
で囲んだ部分を示す詳細図、第５図は、第１図に
おいて矢印Ｖの方向に見た部分的な側面図、第６
図は、第１図の−線に沿つた断面図、第６Ａ
図は、第６図の一部分の拡大詳細図、第７図は、
第６図において長楕円で囲んだ部分を示す詳細
図であり、特に減速棒用駆動軸の係脱機構を示す
図、第８図は、第７図の−線に沿つた断面
図、第９図は、第６図において円で囲んだ部分
を示す詳細図であり、特に制御棒駆動軸の係脱機
構を示す図、第１０図は、第９図のＸ−Ｘ線に沿
つた断面図、第１１図は、第７図のXI−XI線に沿
つた部分的な断面図であり、駆動軸上の過大又は
過小な負荷を検出する機構を示す図、第１２図
は、第７図のXII−XII線に沿つた部分的な断面図、
第１３図は、昇降プレートを昇降リグ上に取外し
自在に支持するためのラツチを示す部分的な側面
図、第１４図は、第１３図の−線方向に
見た部分的な平面図であり、一部は横断面によつ
て示す図、第１５図は、第１４図の−線
方向に見た部分的な平面図であり、一部は縦断面
によつて示す図である。２１……原子炉、３９……昇降リグ、４１……
昇降プレート、４５，４９……駆動軸、７５……
第１昇降装置（目孔）、７７……第１昇降装置
（ケーブル）、８９……第２昇降・除去装置（ロツ
ド）、１１３……支持装置（ラツチ）、１２３……
固定装置（閂子ロツド）、１６５，１７１……別
個の構造体（溝）、１６７，１７３……別個の構
造体（座部）。

Claims

【特許請求の範囲】

１それぞれ駆動軸４５，４９に結合されている
原子炉２１内の複数の棒状構成部材を取り外すた
めの装置であつて、昇降リグ３９と、前記原子炉
２１に該昇降リグ３９を固定するために該昇降リ
グに設けられる固定装置１２３と、昇降プレート
４１と、上方位置及び下方位置に該昇降プレート
４１を取り外し可能に支持するために前記昇降リ
グに設けられる支持装置１１３とを備え、前記昇
降プレート４１は、棒状構成部材の駆動軸に対し
てそれぞれ取り外し自在に構成された別個の構造
体１６５，１６７−１７１，１７３の列を有し、
更に、前記昇降プレート４１に結合され、同昇降
プレート４１を下降させて、前記別個の構造体の
各々が関連の前記駆動軸の各々に係合するのを許
容することにより、前記棒状構成部材の各々を前
記原子炉から持ち上げる第１昇降装置７５，７７
と、前記昇降リグ３９に結合され、同昇降リグ８
９を前記原子炉２１との取り外し自在の係合関係
に下降させると共に、関連の駆動軸が前記昇降プ
レート４１に設けられた前記別個の構造体に係合
している前記棒状構成部材を持ち上げて除去する
第２昇降・除去装置８９とを備える、原子炉内の
棒状構成部材取外し装置。