JPH0481157B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、放射性の燃料棒を操作するた
めの３つの装置部分から成る操作装置に関し、よ
り詳細には、燃料集合体内に列状に配設され、使
用済み燃料プールにおいて貯蔵のため水中におか
れている。放射性の燃料棒を、遠隔から目視によ
り点検するための、そうした操作装置に関するも
のである。

水冷却型原子炉においては、複数の細長い燃料
棒及び制御棒案内シンブルは、燃料集合体として
知られる単一の構造体中に密な間隔の列状に配列
されている。燃料棒は一般に、細長い円筒状の金
属管によつて形成され、この金属管は、燃料ペレ
ツトを収容し、両端は端栓により封止されてい
る。これらの燃料集合体は、垂直に格子状に配列
され、垂直方向に隔だてられた位置決め用支持格
子によつて保持され、原子炉の炉心を形成してい
る。この形式の典型的な原子炉の炉心は、米国特
許第4381284号明細書に記載され図示されている。
燃料棒は、冷却材の水力作用、原子炉の温度及び
圧力、核分裂ガスの圧力、燃料の膨張、照射によ
る膨張などの、原子炉の作動環境のいろいろの効
果に耐えうるように設計されているが、それでも
なお、放射性の核分裂生成物の漏洩を生じさせる
ような燃料棒の欠陥を生ずることがある。

そのため、核燃料開発の一連の過程の一部とし
て、割れ、厚みの減少、変形、圧こん及び腐食、
クラツド、湾曲、ふくらみ、長さの変化その他の
欠陥について、使用済み燃料集合体をそのままで
目視により点検し、欠陥又は故障を生じた燃料棒
の交換及び／又は修理のような修正処置を取るよ
うに、また将来の燃料棒の構造の設計変更を試み
うるようにすることが望ましく、また屡々必要に
なる。使用済み燃料集合体は、原子炉の炉心から
取出す間冷却又は遮蔽の目的のために、約12.0〜
13.5ｍ（40〜45フイート）の深さの水中に一般に
保持され、使用済み燃料プール中に配置されたラ
ツク内に垂直に貯蔵される。

燃料集合体について必要な種々の形式の検査の
１つは、周辺にある燃料棒の高倍率の目視チエツ
クである。一方では、或る燃料集合体内の或る燃
料棒を位置決めし点検することは燃料集合体が放
射性であり、数100本の密な間隔の燃料棒及び案
内シンブルを収納しているため、非常に困難であ
る。他方では、燃料集合体を分解し再組立てする
作業は、多くの時間を必要とし、それ自体とし
て、燃料棒を損傷させることがある。更に、フレ
ツチングのような損傷を受ける燃料棒の領域は、
一般に、燃料棒の格子によつてかくされている。
そのため、燃料集合体の外面に指向した燃料棒の
側面にのみ目視による点検のために近付きうるに
すぎない。

そのため、燃料集合体を少くとも部分的に分解
することも必要とせずに遠隔の場所から周辺の燃
料棒を高倍率で目視により点検し、更に周辺の燃
料棒を操作することによつて、かくされた欠陥を
検出し探知するために、密な間隔に配列された燃
料棒を目視により点検することを可能とするよう
に、原子炉の燃料集合体の放射性の燃料棒を操作
するための高信頼性の操作装置が要望されてい
る。

従つて、本発明の目的は、燃料集合体の格子内
に延在する燃料棒の部分や、内方に指向する燃料
棒の部分のように、近接不可能な隠された全部分
を目視により検査するために、燃料集合体の燃料
棒をその長手方向軸線の回りに回動させると共
に、これ等の燃料棒をその長手方向軸線に沿つて
交互に上下動させることによつて、燃料集合体の
放射性の燃料棒を操作する操作装置を提供するこ
とにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、支持用
骨格構造体にそれぞれ結合される上部ノズル及び
下部ノズルに加えて、複数の格子を含む燃料集合
体の燃料棒を目視検査できるように、前記格子内
に保持されて前記上部ノズル及び前記下部ノズル
間に留どめられた前記燃料棒のうちの周辺にある
燃料棒を操作するための操作装置を提供してい
る。この操作装置は、本発明によると、(a)前記燃
料集合体の前記上部ノズル及び前記下部ノズルの
１つに取り外し自在に結合可能であると共に、複
数の孔を有する取付具と、(b)前記燃料棒を選択的
に把持して回転させるために前記取付具の前記孔
内にピボツト式に装着しうる回転手段と、(c)前記
燃料集合体内で前記燃料棒を往復動自在に変位さ
せるために前記取付具に装着されていて、前記燃
料棒のうちの選択された１つをそれぞれ持ち上げ
たり押し下げたりするためのリフト装置及び押し
下げ装置を含む変位手段と、を備えている。前記
上部ノズル及び前記下部ノズルを前記支持用骨格
構造体に結合したまま且つ前記燃料棒を前記燃料
集合体の前記上部ノズル及び前記下部ノズル間に
留どめたまま、前記燃料棒の通常隠れている部分
を目視検査のために露出させるように、前記回転
手段及び前記変位手段により前記燃料棒を選択的
に回転させ、持ち上げ、押し下げることができ
る。

次に、本発明の好ましい実施例を示した添付図
面を参照して説明する。

図面を参照して、本発明に従つて遠隔からその
まま広汎な目視検査を行なうために燃料集合体内
の放射性燃料棒を操作する操作装置の構造及び作
用について説明する。各図において、同様の部分
は、同一の符号により示されている。操作装置
は、一般に、第１〜５図を参照して以下に説明す
る燃料棒リフト装置又は工具１００と、第６，７
図を参照して以下に説明する燃料棒回転装置１０
２と、第８〜１０図を参照して以下に説明する燃
料棒押下げ装置１０４とを備えている。特に第１
図には、燃料集合体１０６の一部分が示され、こ
の燃料集合体は、密な間隔の列に配列された複数
の垂直配向燃料棒１０８を有する一般的な構造を
備えている。燃料棒１１０８は、燃料集合体１０
６の長さに沿つて配設された複数の格子１１０に
よつて、列中のそれぞれの位置に保持されてい
る。図には１つの格子１１０のみ図示されてい
る。燃料棒１０８の下端１１２の下方には燃料集
合体１０６の下部ノズル１１４がある。同様に、
第６，８，９図に示すように、燃料棒１０８の上
端は、燃料集合体１０６の上部ノズル１１８の下
方に配置されている。

簡単に説明すると、本発明による操作装置によ
れば、燃料棒リフト装置１００によつて周辺の燃
料棒１０８を上動させる可能性が与えられること
により、格子１１０によつて一般にかくされた領
域は、遠隔の位置から細密に目視点検するために
露出される。リフト装置１００は、燃料集合体１
０６のどの面においても、どの燃料棒１０８にも
遠隔から近接でき、それに横からの力を及ぼし、
燃料集合体１０６内に落下して下部ノズル１１４
上に載置されている燃料棒を上動させることがで
きる。リフト装置１００は、長いハンドルを備え
た工具（図示しない）と空圧とによつて操作する
ことができる。個別の燃料棒１０８は、複数の保
持ばね（図示しない）によつて、格子１１０内の
所定位置に保持されているため、個別の燃料棒１
０８の上動に必要な力（リフト装置１００の操作
中に空圧をモニターすることによつて測定され
る）は、格子ばねの弛緩の明確な指標である。こ
の格子ばねの弛緩は、部分的には、燃料集合体１
０６の健全性を示し、また、ばねの交換及び／又
は修理の要求を示す。

燃料棒回転装置１０２は、外側列内において燃
料集合体１０６の周辺回りに配設された燃料棒１
０８のかくされた裏側を観察する可能性を与え
る。回転装置１０２は、液圧を用いて、燃料棒１
０８の上端１１６内に配置された上部端栓１２０
（第６図参照）と係合するために、燃料棒１０８
の上方にある燃料集合体１０６の上部ノズル１１
８上に位置されている。係合した周辺燃料棒１０
８は、この時に、長いハンドルのレンチ（図示し
ない）を用いて、360゜まで回動させることができ
る。回転装置１０２を利用するには、問題の燃料
棒１０８を他の燃料棒の上方に突出させ、その上
部端栓１２０に係合しうるようにすることが、最
初に必要になる。この目的のために、燃料棒押下
げ装置１０４が利用される。燃料棒押下げ装置１
０４は、燃料集合体１０６内の燃料棒１０８の上
方にある上部ノズル１１８に取付けられる。長い
ハンドルをもつたレンチ（図示しない）によつ
て、押下げ装置１０４を操作し、選択された周辺
燃料棒１０８に近付くために押下げ装置１０４を
押下げることができる。燃料集合体１０６中の外
側の２列の全部の周辺側燃料棒１０８を押下げた
後、リフト装置１００を用いて、問題の周辺側燃
料棒を上動させ、その上部端栓１２０を露出させ
る。リフト装置１００と同様に、押下げ装置１０
４は、横向きの力を及ぼさず、上部ノズル１１８
に接触する位置まで上動した燃料棒１０８を押下
げることはできない。燃料集合体１０６中の最も
外側の列の燃料棒１０８を上動させたり押下げた
りするほかに、リフト装置１００は、最も外側の
列から燃料集合体内に向かつて、３列までの燃料
棒１０８に近付き、押下げ装置１０４は、２列ま
での燃料棒１０８に近付く。内側の燃料棒１０８
を上方又は下方に操作することによつて、格子１
１０によつてかくされた領域を、例えばフアイバ
ースコープによつて検査できる。

第１〜５図を参照して、リフト装置１００の構
造について説明する。リフト装置１００は、燃料
集合体１０６を支持するための取付具１２２と、
燃料集合体１０６の周辺部分にある燃料棒１０８
をその長手方向軸線に沿つて上方に移動させるた
めに燃料集合体１０６の一部分に近接して取付具
１２２に取外し自在に配設された燃料棒リフト組
立体１２４とを備えている。取付具１２２は、第
１図に示すように、ほぼ矩形状の扁平な基部１２
６を有し、基部１２６の矩形状の中空ガイド１２
８は、基部１２６の底面に対し直角に延びるテー
パー端１３０を備えている。ガイド１２８は、区
画されたラツク１３４の複数の口１３２（使用済
み燃料プール内の水中に配置され、各１つの燃料
集合体１０６を受けいれるようになつている）の
うち１つに取外し自在に挿入されるに適した寸法
に形成されている。高い位置の支持体１３６は、
基部１２６の上面よりも上方にあり、４つのアン
グルブラケツト１３８（支持体１３６の遠隔の隅
角部に配設されている）によつて、該上面から隔
だてられている。アングルブラケツト１３８は、
同じ高さを有するため、支持体１３６は、その下
方の基部１２６を含む平面と平行な平面内にあ
る。

１対のテーパー状案内ピン１４０は、支持体１
３６の向かい合う隅角部にあり、それから上方に
延長している。案内ピン１４０は、区画されたラ
ツク１３４内の下方開口１３２の１つから取出さ
れた燃料集合体１０６を支持体１３６の上方にお
いて整列させるために、燃料集合体１０６の下部
ノズル１１４内に形成した開口１４２中に挿入さ
れるようになつている。面取り開口１４４は、区
画されたラツク１３４の開口１３２の１つに取付
具１２２を位置決めするための図示しない位置決
め工具を受けいれるように、支持体１３６の中心
部に形成されている。面取り開口１４４の両側に
配設された１対の隔置されたリフトラグ１４６と
係合するための、やはり図示しない横棒が設けら
れている。第２図に最もよく示すように、基部１
２６に複数の整列孔１４８が形成してあり、これ
らの整列孔は、支持体１３６の２つの隣接した側
辺に沿つて、３行18列のマトリツクスに配列され
ている。整列孔１４８の列数は、使用されている
特定の燃料集合体１０６に従つて変更される。複
数の指示溝１５０は、基部１２６の上面に設けら
れ、最も外側の行から基部１２６の外周縁まで、
整列孔１４８の列に沿つて平行整列関係において
延長し、光輝色の塗料その他により満たされてい
ることによつて、燃料集合体１０６内の燃料棒１
０８に対応する各列の整列孔１４８の位置の可視
表示がなされる。

次に第３〜５図を参照して、燃料棒リフト組立
体１２４について詳細に説明する。リフト組立体
１２４は、基部１５２と、その上方に隔だてられ
た可動支持板１５４とを備えている。ピストンロ
ツド１５８を備えた空圧シリンダ１５６は、空圧
シリンダ１５６の作動中にピストンロツド１５８
が移動した時に支持板１５４の上下方向の往復運
動を惹起させるように、基部１５２と支持板１５
４との間の中心位置に固着されている。１対の案
内組立体１６０は、空圧シリンダ１５６の作動に
よつて支持板１５４が往復運動した際に、基部１
５２を含む平面と平行な平面内に支持板１５４を
保持するように、空圧シリンダ１５６の両側にお
いて、基部１５２と支持板１５４との間に取付け
られている。各々の案内組立体１６０は、大体に
おいて、支持棒１６２によつて形成され、この支
持棒は、基部１５２と支持板１５４との向かい合
う表面に固着した１対の向かい合う管状支持部材
１６４中に摺動自在に収納されている。１対のテ
ーパー状案内ピン１６６は、基部１５２の下面に
固着され、それから横向きに延長している。案内
ピン１６６は、第３図に示すように、或る行内の
１対の整列孔１４８に挿入されうるように、相互
から隔だてられている。

係合組立体１６７は、空圧シリンダ１６８によ
つて形成され、空圧シリンダ１６８のピストンロ
ツド１７０は、支持板１５４に取付けてあり、ピ
ストンロツド１７０の長手方向軸線は、空圧シリ
ンダ１５６及び案内組立体１６０を含む平面と直
角に延長している。二叉状端１７４が面取りＵ字
開口１７６に終端する二叉状部材１７２は、ピス
トンロツド１７０の自由端に固着されている。１
対の面取り開口１７８は、二叉状端１７４に形成
してあり、燃料集合体１０６の周辺部分内に同一
直線上に整列された複数の対応する燃料棒１０８
の下端部を収納するように、面取りＵ字開口１７
６と同一直線上に配設されている。二叉状部材１
７２の往復運動は、案内板１８０によつて案内さ
れ、案内板１８０は、支持板１５４の一部分の上
方に固定され、通し孔を有し、この通し孔には、
空圧シリンダ１６８の作動の間に二叉状部材が摺
動状に受けいれられる。Ｕ字形のリフト組立体１
８２は、使用済み燃料プール内の水中において取
付具１２２上に燃料棒リフト組立体１２４を遠隔
から位置決めするために、支持板１５４上に跨座
するように、基部１５２に固着されている。

本発明による燃料棒リフト装置１００の作用を
第１〜５図について説明する。特に第１図を参照
して、燃料集合体１０６は、区画されたラツク１
３４の開口１３２の１つから取出され、使用済み
燃料プール内の水中に吊下される。燃料集合体１
０６が取出されたあとの区画されたラツク１３４
の該開口１３２に取付具１２２の矩形状の中空ガ
イド１２８を挿入するために、リフトラグ１４６
によつて取付具１２２に、長いハンドルの工具
（図示しない）を取付ける。燃料集合体１０６の
下部ノズル１１４の向かい合う隅角部に形成した
開口１４２内に案内ピン１４０を係合させること
によつて、取付具１２２の高い位置の支持体１３
６の上部に、燃料集合体１０６を配置し、かつそ
れに整列させる。図示したように、燃料集合体１
０６内の燃料棒１０８は、取付具１２２の高い位
置の支持体１３６を含む平面と直角の方向に使用
済み燃料プール内において上方に長手方向軸線が
延長するように配設されている。Ｕ字形のリフト
組立体１８２は、第１図に最も良く示すように、
燃料集合体１０６の一側に近接して取付具１２２
の基部１５２の上部にリフト組立体１２４を位置
させるように、長いハンドルの工具（図示しな
い）をボルト締めすることによつて係合させる。
取付具１２２の基部１２６の１対の対応する隔置
された整列孔１４８に案内ピン１６６を挿入する
ことによつて、燃料集合体１０６の周辺側の燃料
棒１０８に対して燃料棒リフト組立体１２４を整
列させる。リフト組立体１２４は、燃料集合体１
０６の最初の３列にある周辺域のどの燃料棒１０
８に対しても作用しうる。燃料集合体１０６は、
慣用されるように、燃料棒１０８の14×14配列、
15×15配列又は17×17配列に従つて形成すること
ができる。

燃料棒リフト組立体１２４は、二叉状部材１７
２のＵ字開口１７６が上動させるべき所望の燃料
棒１０８と整列されるように取付具１２２の基部
１２６上に位置される。燃料集合体１０６の最も
外側の周辺燃料棒１０８のうち１つを上動させる
には、最も外側の行の１対の整列孔１４８にリフ
ト組立体１２４の案内ピン１６６が係合するよう
に取付具１２２によつてリフト組立体１２４を支
持する。空圧シリンダ１６８を作動させて、燃料
棒１０８の長手方向軸線と直角の方向に二叉状部
材１７２を移動させ、その下端部１１２を二叉状
部材１７２のＵ字開口１７６と係合させる。空圧
シリンダ１５６の付勢によつて、二叉状部材１７
２は、燃料棒１０８の長手方向軸線と直角の方向
に移動し、係合した燃料棒１０８を燃料集合体１
０６内の長手方向軸線に沿つて上方に変位させ
る。ピストンロツド１５８のストロークは、燃料
棒１０８の上向き運動の大きさを定め、これは、
好ましい一例として、約2.54cm（１インチ）であ
る。個別の燃料棒１０８を変位させるには、燃料
集合体１０６の格子１１０内に個別の燃料棒１０
８を保持している格子１１０のばね（図示しな
い）の保持力に打勝つに足りる力を空圧シリンダ
１５６により加えることが必要である。従つて、
空圧シリンダ１５６によつて生ずるリフト力を測
定するために、格子ばねの弛緩の対応した表示が
与えられる。格子ばねの弛緩が妥当な限度よりも
大きければ、交換その他の修正処置が必要にな
る。

周辺部の燃料棒１０８が今や燃料集合体１０６
内において上方に変位されたので、格子１１０に
よつて以前はかくされていた燃料棒部分が遠隔か
ら燃料棒をそのまま目視点検するためのモニター
を備えたフアイバースコープその他の装置を用い
て目視により点検するために露出されている。燃
料集合体１０６の使用中に格子のばねに燃料棒１
０８がこすられることによる機械的摩擦によるフ
レツチング損傷についてこれらのかくされた領域
を目視により点検できることは特に有利である。
しかし格子１１０によつてそれまでかくされてい
た領域を露呈させるように燃料集合体１０６中に
おいて燃料棒１０８をその長手方向軸線に沿つて
上方に移動させた後は、割れ、孔あき、ふくらみ
などの、前記領域の他の欠陥も、目視チエツクに
よつて容易に検出できる。燃料集合体１０６の周
辺部にある隣接燃料棒１０８と整列するように燃
料棒リフト組立体１２４を再位置決めすることに
よつて、燃料集合体１０６の外側列内に配設され
た燃料棒１０８を目視チエツクのためにリフト組
立体１２４によつて上方に変位させることができ
る。このようにして、燃料集合体１０６の一側に
沿つて周辺側の燃料棒１０８を目視による点検の
ために上方に次々に移動させることができる。リ
フト組立体１２４は、その案内ピン１６６を受け
いれるための第２図に示した第２列の整列孔１４
８を用いて、燃料集合体１０６の隣接側辺に沿つ
て位置させることができる。個別の整列孔１４８
と整列するための案内ピン１６６の位置決めは、
指示溝１５０の存在によつて容易にされる。以上
に説明したように、燃料棒リフト組立体１２４
は、燃料集合体１０６の２つの隣接した側辺の周
囲部分内において個別の燃料棒１０８を上向きに
変位させるようになつている。燃料集合体１０６
の他の２辺に含まれる燃料棒１０８を操作するに
は、燃料集合体１０６を高い位置の支持体１３６
よりも上方の位置として、180゜回動させ、取付具
１２２に形成した複数の整列孔１４８と向かい合
いに、前記他の隣接側辺を位置させるだけでよ
い。

燃料集合体１０６の周辺側燃料棒１０８の上向
きの変位について、リフト装置１００を以上に説
明したが、リフト装置１００は、燃料集合体１０
６の周辺域の３列までの燃料棒１０８に作用する
ことができる。リフト組立体１２４によつて、最
も外側の燃料棒１０８を上向きに移動させた後、
二叉状部材１７２を、空圧シリンダ１６８によつ
て後退させ、更に空圧シリンダ１５６によつて下
動させ、燃料棒１０８の下端１１２から離脱させ
る。リフト組立体１２４は、Ｕ字形リフト組立体
１８２を用いて上動させ、次の隣接した内側の行
内の対応した整列孔１４８に案内ピン１６６を挿
入することによつて、取付具１２２の基部１２６
上に再位置決めすることができる。このようにし
て、二叉状部材１７２の二叉状端１７４のＵ字開
口１７６を、燃料集合体１０６の２番目の周辺列
の燃料棒１０８と係合させ、空圧シリンダ１５６
の付勢によつてそれを上方に変位させる。同様
に、燃料棒リフト組立体１２４は、第４図に示す
ように、燃料集合体１０６の３番目の周辺列内の
燃料棒１０８を上方に変位させるために、最も内
側の行の対応する整列孔１４８に挿入される。即
ち、１番目と２番目の周辺列にある燃料棒が燃料
棒リフト組立体１２４によつて上方に変位された
後、空圧シリンダ１６８の操作によつて、二叉状
部材１７２の二叉状端１７４を燃料棒１０８の下
端１１２に係合させることができる。燃料集合体
１０６の３番目の周辺列に収納された燃料棒１０
８が空圧シリンダ１５６の操作によつて上方に変
位すると、燃料集合体１０６の１番目及び２番目
の周辺列内にある燃料棒１０８の各々の下端１１
２は、各々の対応した下方の面取り開口１７８に
収容される。

以上に説明したように、燃料棒リフト装置１０
０は、一連の整列孔１４８に対し燃料棒リフト組
立体１２４を強く位置決めするための取付具１２
２によつて、一般に形成されている。燃料棒リフ
ト組立体１２４は、適切な整列孔１４８中に案内
ピン１６６を挿入することによつて位置決めされ
る。燃料集合体１０６の側面に沿つたどの燃料棒
にも、またそれから内側へ３列目までのどの燃料
棒にも作用することができる。リフト操作は２段
階の一連の操作である。第１に、空圧シリンダ１
６８を作動させて、選択された燃料棒１０８の下
端１１２の下方にある二叉状部材１７２の二叉状
端１７４を伸長させる。所定位置になつた時に、
空圧シリンダ１５６を作動させ、格子１１０によ
つてかくされた領域を露出させることによつて検
査を行なうために燃料棒１０８を上方に変位させ
る。次に二叉状部材１７２を下動させ、逆の順序
で後退させ、次の内側の燃料棒１０８を上動及び
目視チエツクについて選択することができる。

第６，７図を参照して、本発明の別の態様に従
つた燃料棒回転装置１０２の構造及び作用につい
て説明する。回転装置１０２は、矩形の中空取付
具１８４から成り、取付具１８４の外周部の回り
には複数の位置決め孔１８６が形成されている。
１対のテーパー状案内ピン１８８は、下方の燃料
集合体１０６中にある複数の燃料棒１０８の上方
に燃料棒回転装置１０２を支持するように、上部
ノズル１１８中の１対の対応した開口１９０に挿
入されるように、取付具１８４の向かい合つた隅
角部から下方に延長している。第６図に示すよう
に、燃料集合体１０６の外周の回りに配置された
下方の１つおきの燃料棒１０８と整列して、対応
した数の位置決め孔１８６が形成されている。位
置決め孔１８６は、図示したように、奇数の番号
の燃料棒１０８に対応しているため、偶数の番号
の下方の燃料棒１０８と整列して配置された位置
決め孔を備えた第２の取付具１８４を用いること
が必要になる。交互に奇数番号及び偶数番号の下
方の燃料棒１０８に整列するように配置された位
置決め孔１８６を有する１対の取付具１８４を使
用することの必要性は、燃料集合体１０６内の
各々の燃料棒１０８に対応した位置決め孔を備え
た単一の取付具の使用を排除するに足りる寸法を
位置決め孔１８６が備えていることに由来する。
燃料棒回転装置１０２は、燃料集合体１０６の上
部ノズル１１８の上方に、長いハンドルをもつた
工具（図示しない）によつて位置決めされ、この
工具は、リフトラグ１９２（取付具１８４の向か
い合う壁部の間に配設された横ブレース１９４か
ら上方に延長するように設けられている）と、燃
料棒リフト組立体１２４について以上に説明した
ように係合する。このように回転装置１０２は、
燃料集合体１０６の上部ノズル１１８の開口１９
０に案内ピン１８８が挿入されるように、燃料集
合体１０６の上方の使用済み燃料プール内の水中
に遠隔から位置決めすることができる。

燃料棒回転装置１９６は、長手方向に延長する
第１部材１９８を有し、この第１部材は、下方に
突出したピン２００を一端に、また上方に突出し
たコネクタ２０２を他端に、それぞれ有し、コネ
クタ２０２は、第１部材１９８のピボツト式の回
動を制御するために、長いハンドルのレンチ（図
示しない）に取付けられる。第１部材１９８は、
取付具１８４の一側の外周部分の上方に水平配向
で取付けてあり、長手軸線の回りに回動させよう
とする燃料棒１０８の上方にある位置決め孔１８
６に挿入されるピン２００を備えている。長手方
向に延長する第２部材２０４は、水平面内に配設
されており、第１部材１９８の自由端に、その間
に垂直に配設されて長手方向に延長する第３部材
２０６によつて、ピボツト式に取付けられてい
る。第３部材２０６は、一般に中心回転軸２０８
によつて形成され、軸受２１０内において回動自
在であり、外側の一体的な支持部材２１２から延
長している。中心回転軸２０８の下端部は、第２
部材２０４の一端に強く連結され、その他端は、
第１部材１９８を経て上方に延長し、コネクタ２
１４によつて第１部材１９８に固着されている。
コネクタ２１４は、使用済み燃料プール内の水中
において第２部材２０４を第３部材２０６の長手
方向軸線の回りに遠隔の場所から回動させるため
に、長いハンドルのレンチ（図示しない）と係合
するようになつている。第１部材１９８は、以上
に説明したように、燃料集合体１０６中の燃料棒
１０８の長手方向軸線と直角の方向に位置決め孔
１８６中においてピン２００の回りにピボツト式
に回動する。同様に第２部材２０４は、第１部材
１９８を含む平面と平行な平面内において、燃料
棒１０８の長手軸線方向と直角の方向に、第３部
材２０６の回りにピボツト式に回動する。第１部
材１９８と第２部材２０４とのこの回動は、第７
図に１点鎖線により示されている。

把持組立体２１６は、第２部材２０４の自由端
に固着してあり、把持板２１８と、向かい合いに
隔置された把持棒２２０とから成つている。１対
の凹凸状ノツチ２２２は、把持棒２２０と把持板
２１８との一端に向かい合う関係に形成されてい
る。液圧シリンダ２２４は、把持板２１８に取付
けてあり、ピストンロツド２２６の自由端は、把
持棒２２０に固着してあり、把持棒２２０を把持
板２１８に対して往復運動させ、１対の凹凸状ノ
ツチ２２２の間に形成された開口の大きさを変更
する。案内組立体２２８は、第３図に示した案内
組立体１６０とほぼ同様に形成され、把持板２１
８に固着されている。案内組立体２２８は、支持
棒２３０を有し、支持棒２３０は、把持棒２２０
と把持板２１８との間の或る共通平面内の平行関
係を液圧シリンダ２２４の作動中に維持するよう
に、自由端が把持棒２２０に固着されている。

燃料集合体１０６の最も外側の列に含まれる周
辺側の燃料棒１０８をその長手方向軸線回りに回
動させるための燃料棒回転装置１０２の作用につ
いて以下に説明する。燃料棒回転装置１０２の使
用前に、回動させようとする特別の燃料棒１０８
を垂直に上動させ、その上端１１６を他の残留燃
料棒１０８の上端よりも上方に延長させること
が、一般に必要である。この目的のために、燃料
棒押下げ装置１０４を以下に説明するように使用
して、第６図に示すように、少くとも外側の２列
の燃料棒１０８を押下げる。外側の２列の燃料棒
１０８を押下げた後、燃料棒回転装置１０２によ
つて回転させられるべく選定された燃料棒１０８
を、燃料棒回転装置１０２によつて上動させる。
第６図に示すように、燃料棒押下げ装置１０４に
よつて、隣接した残りの燃料棒１０８を押下げる
間に、最も右側の燃料棒１０８を上動させる。開
口１９０中に案内ピン１８８を挿入した後に、燃
料集合体１０６の上部ノズル１１８の上端上に取
付具１８４を支持させることによつて、奇数番号
又は偶数番号の燃料棒１０８を回動させるよう
に、燃料棒押下げ装置１０４を、燃料棒回転装置
１０２の適切な取付具１８４と交換する。この目
的のために、長いハンドルの工具（図示しない）
を遠隔の位置から利用して、燃料集合体１０６上
に燃料棒回転装置１０２を適切に配設する間に、
リフトラグ１９２を係合させる。燃料棒回転装置
１９６は、回転させようとする特定の燃料棒１０
８の上方にある位置決め孔１８６中にピン２００
を挿入することによつて、取付具１８４にピボツ
ト式に取付けられている。長いハンドル付きのレ
ンチ（図示せず）をコネクタ２１４に取り付け
て、把持組立体２１６を第３部材２０６と共に回
動させて、第７図に破線で示した位置とする。こ
の位置において、選定された燃料棒１０８は、把
持組立体２１６内の凹凸状ノツチ２２２の間に位
置される。液圧シリンダ２２４を作動させると、
把持棒２２０は、燃料棒１０８の上部端栓１２０
を把持するように、把持棒２２０を、把持板２１
８の方に移動させられる。次に、長いハンドルの
レンチ（図示しない）をコネクタ２０２に連結
し、把持組立体２１６と第１及び第２部材１９
８，２０４とを、把持組立体２１６を燃料棒１０
８に係合させた状態で、ピン２００の回りに90゜
回動させることにより、燃料棒１０８を90゜回動
させる。この手順を反復することにより、フアイ
バースコープ又はTVカメラなどによる目視チエ
ツクによつて種々の欠陥を検出するために、燃料
棒の全てのかくされた表面を露出させるように、
選択された燃料棒１０８を360゜回動させることが
できる。燃料棒リフト装置１００を使用して選択
された燃料棒を最初に上動させることにより、使
用された取付具１８４に依存して、奇数番号又は
偶数番号の燃料棒１０８を同様に回動させること
ができる。１個以上の燃料棒１０８を回動のため
に上動させた場合に、燃料集合体１０６中の上動
させた隣接燃料棒１０８と把持組立体２１６との
間の衝突を避けるために、選択された燃料棒を、
90゜よりも少ない間隔で、燃料棒回転装置１０２
によつて回動させることが必要になりうる。所望
ならば、隣接燃料棒１０８を回動させる前に、以
前に回動させた燃料棒１０８を押下げ装置１０４
によつて押下げてもよい。このように、燃料集合
体１０６の最も外側の周辺列に含まれた燃料棒１
０８を、遠隔の場所からそのまま目視チエツクす
るために、その長手方向軸線の回りに回動させる
ことができる。

次に、第８〜１０図を参照して、本発明による
燃料棒押下げ装置１０４の構造について説明す
る。燃料棒押下げ装置１０４は、大体平坦な上面
２３３を有する取付具２３２と、取付具２３２と
向かい合う偶角部から下向きに突出する１対のテ
ーパー状の案内ピン２３４と、案内ピン２３４の
間の中心部に配置されてその間に下向きに突出す
る矩形状の中空箱体２３６とを備えている。固定
組立体２３８は、取付具２３２の向かい合う側辺
に沿つて下向きに延長するように取付けられてい
る。各々の固定組立体２３８は、同じ構造を有
し、第８図に示すように取付具２３２に固着され
た長手方向に延長する固定部材２４０を備えてい
る。扇形状の縁２４４を有するアーム２４２の一
端は、固定部材２４０の自由端に枢着されてい
る。空圧シリンダ２４６の一端は、固定部材２４
０に隣接した部分に枢着されている。空圧シリン
ダ２４６のピストンロツド２４８の自由端は、扇
形状の縁２４４の付近でアーム２４２に枢着され
ている。押下げ組立体２５０は、取付具２３２の
一側付近に垂直に配設してあり、その下端部は、
係合組立体２５２に固着され、上端部は、制御組
立体２５４に連結され、制御組立体２５４は、取
付具２３２の上面２３３の上方に配設されてい
る。

押下げ組立体２５０は、第８図に示すように、
空圧シリンダ２５６によつて形成され、空圧シリ
ンダ２５６は、平行に隔置された１対の案内組立
体２５８の間の中心位置に配設されている。案内
組立体２５８は、支持部材２６２中に摺動自在に
配設された長手方向に延長する支持棒２６０を備
えている。支持部材２６２の両端は、係合組立体
２５２と制御組立体２５４の突出部分との間に固
着されている。空圧シリンダ２５６のピストンロ
ツド２６４の自由端は、係合組立体２５２の中心
部に固着されている。係合組立体２５２のアーム
２６６は、案内組立体２５８の下端において、押
下げ組立体２５０に固着されていると共に、ピス
トンロツド２６４の自由端に固着されている。案
内組立体２５８の支持棒２６０は、空圧シリンダ
２５６の作動時にアーム２６６の上下方向の運動
を許容するように、アーム２６６の開口を通つて
延長している。アーム２６６の自由端部は、下向
きの面取りＵ字開口２６８を有し、この開口に
は、燃料集合体１０６の最も外側及び次の外側の
列の１対の隣接した燃料棒１０８の上端１１６を
収納するようになつている。燃料棒押下げ装置１
０４の構造によつて、空圧シリンダ２５６を付勢
させると、係合組立体２５２のアーム２６６が支
持棒２６０の長手軸線に沿つて上下方向に往復運
動する。一例としてアーム２６６の全ストローク
を約2.54cm（１インチ）としてもよい。

制御組立体２５４は、燃料集合体１０６の燃料
棒１０８の長手軸線方向と直角の方向に沿つて押
下げ組立体２５０及び係合組立体２５２を移動さ
せ、燃料集合体１０６の周辺部の選定された燃料
棒１０８の上端１１６と係合すると共に、燃料集
合体１０６の側面に沿つた第２方向においての前
記移動を制御し、係合組立体２５２を次々隣接す
る燃料棒１０８と整列させる。制御組立体２５４
は、取付具２３２の扁平な上面２３３の上方に位
置された第１板２７０を備えている。第１板２７
０の両端は、取付具２３２の扁平な上面２３３と
平行な平面内において第１板２７０の運動を許容
するように、長手方向に延長する保持棒２７２に
係合している。第１板２７０の制御された運動
は、ラツク・ピニオン組立体２７４によつて達せ
られ、この組立体の長手方向に延長するラツク２
７６は、保持棒２７２のうち１つのものの内側縁
に沿つて固定されている。ラツク２７６の歯部
は、第１板２７０に回動自在に取付けられたピニ
オン２７８と係合するように内向きに指向してい
る。ピニオン２７８はコネクタ２８０に固着して
あり、コネクタ２８０は、円錐形状のハウジング
２８２中において上方に延長している。ハウジン
グ２８２は、その円錐形状のため、遠隔の場所か
ら操作された時に、コネクタ２８０と係合するた
めの長いハンドルのレンチ（図示しない）の整列
を容易にする。コネクタ２８０を回動させると、
ピニオン２７８が回動し、最終的には、ラツク２
７６との係合によつて、第１板２７０が、取付具
２３２の上面２３３を横切つて移動する。複数の
凹み２８４は、取付具２３２の上面２３３に形成
してあり、１つの保持棒２７２の内側縁の付近に
同一直線上に整列されている。各々の凹み２８４
は、下方の燃料棒１０８の位置に対応しており、
それぞれの下方の燃料棒１０８の長手方向軸線に
沿つて位置している。１以上の凹み２８４と離脱
自在に係合するようにした１以上の図示しない突
部は、第１板２７０の下面から突出している。こ
れらの突部は、一例として、ばね負荷されたボー
ル又はピンにより形成してもよい。このように、
突部と凹み２８４との係合によつて、係合組立体
２５２が下方の選定された燃料棒１０８と整列さ
れるように、第１板２７０が一時的に停止する。

第２板２８６は、第１板２７０の上方に可動に
位置されてそれに固着され、一端は、押下げ組立
体２５０に連結されている。第２板２８６は前方
の止め部材２９０と複数の保持棒２８８とによつ
て、その側部縁に沿い摺動自在に保持されてい
る。保持棒２８８は第１板２７０に固着されてい
るので、第１板２７０のどんな運動も、第２板２
８６の運動と、押下げ組立体２５０の対応した運
動とを惹起させる。ラツク・ピニオン組立体２７
４と同様の構造のラツク・ピニオン組立体２９２
は、第２板２８６の運動を惹起させるために設け
られている。簡単に説明すると、ラツク・ピニオ
ン組立体２９２は、ピニオン２９６とそれに噛合
うラツク２９４とを有し、ピニオン２９６は、円
錐形のハウジング３００を通り上方に延長するコ
ネクタ２９８に連結されている。コネクタ２９８
から径方向外方に延長する舌片３００は、第１板
２７０の上面に形成した複数の凹み３０４中に離
脱可能に係合するための下方の突部（図示しな
い）を備えている。長いハンドルのコネクタ２９
８によつてコネクタ２９８を回動させると、第２
板２８６、従つて押下げ組立体２５０及び係合組
立体２５２が、燃料集合体１０６の燃料棒１０８
の長手軸線方向と直角の方向に移動する。凹み３
０４は、取付具２３２の上面２３３に形成した凹
み２８４と同様に、燃料集合体１０６内の燃料棒
１０８の内部位置に対応している。第２板２８６
の中心位置にあるキー溝状の開口３０６は、燃料
集合体１０６上に燃料棒押下げ装置１０４を位置
決めするために、長いハンドルのリフト工具（図
示しない）と離脱可能に係合するようになつてい
る。

燃料集合体１０６の内部において周辺側の燃料
棒１０８を下方に移動させるための燃料棒押下げ
装置１０４の作用について次に説明する。燃料棒
押下げ装置１０４は、前述したように、燃料集合
体１０６の周辺部分の燃料棒１０８を、回転装置
１０２の使用前に下動させるようになつている。
また燃料棒押下げ装置１０４は、燃料集合体１０
６の格子１１０の下部によつてかくされた燃料棒
１０８の部分の目視による点検を可能にする。こ
のように、燃料棒押下げ装置１０４と組合せて燃
料棒リフト装置１００を使用することによつて、
燃料集合体１０６の格子１１０によつてかくされ
た燃料棒１０８の部分の完全な点検が可能にな
る。取付具２３２は、燃料集合体１０６の上部ノ
ズル１１８の上方に配置してあり、上部ノズル１
１８の開口１９０に案内ピン２３４を挿入するこ
とと、中心位置の箱体２３６とによつて、上部ノ
ズル１１８上に、燃料棒回転装置１０２の場合と
同様に支持される。押下げ装置１０４は、空圧シ
リンダ２４６の作動によつて、燃料集合体１０６
の上部ノズル１１８に固着される。最初は、空圧
シリンダ２４６のピストンロツド２４８は、第８
図の右側に示したように伸長されるため、固定部
材２４０に枢着されたアーム２４２は、開放位置
になつている。空圧シリンダ２４６を作動させる
と、ピストンロツド２４８は後退し、アーム２４
２は、第８図の左側部分に示した閉位置に向かつ
てピボツト式に回動する。この閉位置において、
アーム２４２は、燃料集合体１０６の上部ノズル
１１８の下部縁の下方に係合し、取付具２３２を
その上に固定させる。アーム２４２の扇形状縁２
４４は、アーム２４２の前縁が燃料棒１０８の周
辺列と係合することを阻止する。

燃料集合体１０６の選択された周辺域の燃料棒
１０８は、係合組立体２５２が押下げ組立体２５
０と整列するように押下げ組立体２５０を位置決
めすることによつて、作用を受けうるようにな
る。第１板２７０に連結したラツク・ピニオン組
立体２７４を用いて、押下げ組立体２５０を移動
させる。アーム２６６のＵ字形開口２６８は、燃
料集合体１０６の任意の側面に沿つた周辺域の任
意の選択された燃料棒１０８と向かい合いに位置
させることができる。燃料棒１０８の選択された
ものに対する押下げ組立体２５０の位置決めは、
第１板２７０上の図示しない突部に凹み２８４を
前記のように係合させることによつて容易にな
る。ラツク・ピニオン組立体２９２の作動によつ
て、係合組立体２５２が内向きに移動し、最も外
側の周辺域にある燃料棒１０８の上端１１６と係
合する。

第９図に示すように、係合組立体２５２は、燃
料集合体１０６の２つの外側列の燃料棒１０８と
係合するように、燃料棒１０８の長手方向軸線と
直角の方向に内方に移動している。係合した燃料
棒１０８は、空圧シリンダ２５６の作動によつ
て、その長手軸線方向に沿つて下方に変位する。
即ち、燃料集合体１０６の外周域の燃料棒１０８
は、係合組立体２５２と係合し、所望のように押
下げ組立体によつて、長手方向軸線に沿つて下動
する。押下げ組立体２５０は、ラツク・ピニオン
組立体２７４，２９２を作動させるためにコネク
タ２８０，２９８に連結される図示しない長いハ
ンドルのレンチを用いることによつて、燃料集合
体に出入するように、また燃料集合体１０６の側
面を横切つて往復状に移動させることができる。
燃料棒押下げ装置１０４は、燃料集合体１０６の
隣接した側面上の燃料棒１０８に対して作用する
ように、取出され、90゜回動され、燃料集合体の
上部ノズル１１８の上部に再位置決めされる。前
述した凹み２８４，３０４の使用によつて、１以
上の選択された燃料棒１０８に対する係合組立体
２５２の位置決め及び整列が容易になる。

燃料集合体の個別の燃料棒を操作するための３
つの装置又は工具部分から成る操作装置について
以上に説明したが、これらの装置部分は、燃料棒
をその長手方向軸線の回りに360゜回動させると共
に、燃料棒をその長手軸線に沿つて上下方向に移
動させるようになつている。本発明は、種々の欠
陥の検出について日常的な目視による点検を行な
うために、除去不可能に恒久的に取付けられた燃
料棒を備えた原子炉の燃料集合体に、特別に使用
される。本発明による操作装置は、燃料棒が使用
済み燃料プール内の水中に配置されている間にそ
のまま遠隔の場所から燃料棒を操作するために、
特別に適合させることができる。本発明をその特
定の実施例について以上に説明したが、本発明は
そのほかにもいろいろと変形して実施できるの
で、前述した特定の構成は、単なる例に過ぎず、
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、使用済み燃料プール内の水中に配置
された区画されたラツク内に取外し可能に固着さ
れた取付具上に下部ノズルによつて垂直配向に支
持された燃料集合体を示す側面図、第２図は、取
付具の２つの隣接した側面に沿つて縦横のマトリ
ツクスに配列された複数の整列孔を示すための、
第１図に示した取付具の平面図、第３図は、燃料
集合体中の燃料棒の長手軸線方向に沿つて往復運
動を行なうようにしたリフト組立体によつて部分
的に形成され第２図に示した取付具上に支持され
た燃料棒リフト装置を示す側面図、第４図は、燃
料棒と係合するように燃料棒の長手軸線方向と直
角の方向に往復運動自在な二叉状端を備えた係合
組立体により一部が形成されている、第３図に示
した燃料棒リフト装置の側面図、第５図は、第４
図に示した燃料棒リフト装置の上面図、第６図
は、回転組立体（周辺域の燃料棒を把持してその
長手軸線方向の回りに回転させる把持組立体によ
つて一部が形成される）と取付具とによつて一部
が形成され燃料集合体の上部ノズル上に支持され
た燃料棒回転装置を示す正面図、第７図は、第６
図に示した燃料棒回転装置の部分的な上面図であ
り、鎖線によつて示した構造物によつて周辺域の
燃料棒を回動させる作用並びに把持組立体（把持
板と往復運動自在な向かい合う把持棒とによつて
一部分が形成され、その間の燃料棒と係合する）
を示す図、第８図は、燃料棒押下げ装置を上部ノ
ズルに固着するための固定組立体と燃料棒の長手
軸線の方向に沿つて往復運動自在な押下げ装置と
によつて一部分が形成され、燃料集合体の上部ノ
ズルに取外し自在固着された、燃料棒押下げ装置
を示す正面図、第９図は、第８図に示した燃料棒
押下げ装置（周辺域の燃料棒の長手軸線と直角の
方向に移動した際に該燃料棒の上部に係合するよ
うに燃料棒押下げ組立体の下部に固着された係合
組立体によつて一部分が形成される）を示す側面
図、第１０図は、燃料集合体中の燃料棒の長手軸
線と直角の第１方向に沿つた係合組立体の移動を
制御し燃料集合体の隣接周辺部分に沿つて係合組
立体を位置決めするために第１方向と直角の第２
方向に沿つた押下げ組立体の移動を制御する制御
手段によつて一部分が形成された燃料棒押下げ装
置の上面図である。 １００……燃料棒リフト装置（変位手段）、１
０２……燃料棒回転装置（回転手段）、１０４…
…押し下げ装置（変位手段）、１０６……燃料集
合体、１０８……燃料棒、１１０……格子、１１
４……下部ノズル、１１８……上部ノズル、１２
２……取付具、１２４……変位手段を構成するリ
フト組立体（リフト装置）、１４８……整列孔
（複数の孔）、１８４……取付具、１８６……位置
決め孔（複数の孔）、１９６……燃料棒回転装置
（回転手段）、２３２……取付具、２５０……変位
手段を構成する押し下げ組立体（押し下げ装置）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持用骨格構造体にそれぞれ結合される上部
   ノズル及び下部ノズルに加えて、複数の格子を含
   む燃料集合体の燃料棒を目視検査できるように、
   前記格子内に保持されて前記上部ノズル及び前記
   下部ノズル間に留どめられた前記燃料棒のうちの
   周辺にある燃料棒を操作するための装置であつ
   て、 (a) 前記燃料集合体の前記上部ノズル及び前記下
   部ノズルの１つに取り外し自在に結合可能であ
   ると共に、複数の孔を有する取付具と、 (b) 前記燃料棒を選択的に把持して回転させるた
   めに前記取付具の前記孔内にピボツト式に装着
   しうる回転手段と、 (c) 前記燃料集合体内で前記燃料棒を往復動自在
   に変位させるために前記取付具に装着されてい
   て、前記燃料棒のうちの選択された１つをそれ
   ぞれ持ち上げたり押し下げたりするためのリフ
   ト装置及び押し下げ装置を含む変位手段と、 を備えていて、前記上部ノズル及び前記下部ノズ
   ルを前記支持用骨格構造体に結合したまま且つ前
   記燃料棒を前記燃料集合体の前記上部ノズル及び
   前記下部ノズル間に留どめたまま、前記燃料棒の
   通常隠れている部分を目視検査のために露出させ
   るように、前記回転手段及び前記変位手段により
   前記燃料棒を選択的に回転させ、持ち上げ、押し
   下げることができる、燃料集合体の燃料棒の操作
   装置。