JPH05142385A

JPH05142385A - 燃料集合体の洗浄装置

Info

Publication number: JPH05142385A
Application number: JP3329479A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Yokogawa; 昇一横川; Hitoshi Sakai; 仁志酒井; Shiro Furumura; 史朗古村; Shigehiro Oka; 重弘岡; Kazukuni Kamiyama; 和訓神山; Isao Akimoto; 功秋元
Original assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp; Ebara Industrial Cleaning Co Ltd; Toshiba Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp; Ebara Industrial Cleaning Co Ltd; Toshiba Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1991-11-18
Filing date: 1991-11-18
Publication date: 1993-06-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】原子力発電所で使用される燃料集合体の内外
面を、迅速に且つ確実に燃料プール内で洗浄すると共
に、そのプール内に汚染物質が拡散することを防止する
こと。【構成】洗浄筒１内にガイドレール２を設け、そのガ
イドレール２に燃料昇降装置３を配置する。そして、洗
浄筒１のほぼ中間位置に超音波洗浄装置４と散水ブロッ
ク５とを配置する。それと共に、超音波洗浄装置４と散
水ブロック５との少なくとも一方に駆動手段６を設け、
両者の上下方向位置を相対移動させるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所で使用さ
れた燃料集合体を洗浄する洗浄装置に係り、特に超音波
洗浄装置と水ジェット洗浄のための散水ブロックとを、
同時に備えたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所における核燃料は、細長い
被覆管の中に核燃料物質のペレットを詰め込んで、図９
に示す燃料棒35を形成し、多数の燃料棒35をスペーサ及
び上部タイプレート36，下部タイプレート37により僅か
づつ間隔を開けて並列集合して燃料バンドルが構成され
る。このように構成した燃料バンドルは、その周囲を角
筒状のチャンネルボックス34で被覆し、燃料集合体21と
して炉心に装填される。そして所定期間使用された後、
再び炉心から取り出されて適宜点検及び整備される。こ
のとき燃料集合体21の内外面は、放射性物質を含むクラ
ッドで汚染されているため、それを洗浄する必要があ
る。

【０００３】このような燃料集合体21の洗浄は、燃料プ
ール内に立設した筒状体内部で行われ、汚染物質が燃料
プールに流出することを防止している。従来の燃料集合
体21の洗浄は、燃料集合体21上端の吊り上げフック33を
クレーンにより吊り上げ、それを昇降しつつ、水ジェッ
トを利用して行っていた。なお水ジェットに加えて、超
音波洗浄を行うことも考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料集合体洗浄
装置は、洗浄筒内部にクレーンを利用して燃料集合体を
上下動させつつ、水ジェットにより洗浄するものである
から、一つの燃料集合体の洗浄時間が長くならざるを得
ない。そこで、効率が良く完全な洗浄のできる燃料集合
体の洗浄装置が求められていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料集合体の
内外面を確実に短時間で洗浄できる効率の良い洗浄装置
を提供することを目的とし、その目的達成のために次の
構成をとる。燃料集合体のほぼ２倍以上の長さを有する
洗浄筒を有し、その洗浄筒の内部に設けられたガイドレ
ールに燃料昇降装置が案内される。この燃料昇降装置
は、燃料集合体の少なくとも上端部と下端部とを支持し
て昇降するものである。さらに、夫々の洗浄筒の長手方
向中間部で、燃料集合体の外周を取り囲む位置に超音波
洗浄装置と散水ブロックとが配置される。そして、超音
波洗浄装置と散水ブロックとの少なくとも一方に駆動手
段が設けられ、それにより両者の上下方向位置を相対移
動させるように構成したものである。

【０００６】

【作用】図１及び図２に示す如く、ガイドレール２に案
内されて上下する燃料昇降装置３に燃料集合体21を装着
する。そしてその燃料昇降装置３を下部洗浄筒８に位置
させ、超音波洗浄装置４を作動する。このとき、散水ブ
ロック５は駆動手段６により洗浄部20の下部に位置され
る。超音波洗浄装置４が作動すると、超音波振動が燃料
集合体21のチャンネルボックス34（図９，図10）内外面
に接する水と、燃料棒35の回りの水とに同時に伝わる。
この状態で、燃料昇降装置３をガイドレール２に案内さ
せて一定速で上昇させる。なお、超音波洗浄に先立って
ポンプ25が駆動され、洗浄筒内の汚染物質がカートリッ
ジフィルタに導かれて捕捉される。燃料集合体21の上昇
が終了すると、超音波洗浄が完了する。

【０００７】次いで、燃料集合体21のチャンネルボック
ス34が取り外され、燃料集合体21は再び下部洗浄筒８内
の燃料昇降装置３に保持される。さらにポンプ25が駆動
されると共に、散水ブロック５は駆動装置６により上昇
し、洗浄部20の上部に位置される。そして、散水ブロッ
ク５内部に設けた複数のノズルから勢い良く洗浄水が噴
出する。そこで、燃料昇降装置３を上昇させ、それが上
端に達したら水ジェットによる洗浄が完了する。このと
き洗浄筒１の内部に流出した汚染物質は、カートリッジ
フィルタ19（図７）に捕捉される。

【０００８】

【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例につき説
明する。図１は本発明の洗浄装置の一部縦断面正面図、
図２は同側面図、図３は同装置の要部を示す一部破断斜
視図である。又、図４はその散水ブロック５の説明図、
図５は燃料ガイド９の縦断面図、図６はその一部破断平
面図、図７は本装置の全体的斜視図であり、図８は同平
面図である。この洗浄装置の全体的構成は、図７及び図
８の如く構成されている。そしてこの装置は、原子力発
電所の燃料プール内に設置されるものである。即ち、装
置下端のベース15がプール底面に設置され、そのベース
15に洗浄筒架台16及びフィルタ架台18が立設され、その
洗浄筒架台16には洗浄筒１が固定される。この洗浄筒１
は、上部洗浄筒７と下部洗浄筒８とからなる。そして下
部洗浄筒８が洗浄筒架台16に固定され、下部洗浄筒８上
端に上部洗浄筒７の下端が固定される。次にフィルタ架
台18には、カートリッジフィルタ19が装着される。さら
に、図８に示す如くベース上に容量の異なる二台のポン
プ25が固定され、これらのポンプ25と洗浄筒１下端及び
カートリッジフィルタ19とがパイプ26により連通されて
いる。

【０００９】前記の上部洗浄筒７の一側にはゲート41が
設けられ、それが開閉用レバー32の手動操作により開閉
される。そして上部洗浄筒７の上下両端が開口し、その
開口部が下部洗浄筒８の上端開口に連結されている。
又、上部洗浄筒７の上端は、燃料プールの水面より上方
まで立ち上げられている。この上部洗浄筒７の横断面
は、方形に形成されている。次に、下部洗浄筒８は上端
部が膨大した横断面方形に形成され、その上端部に洗浄
部20が設けられている。又、下部洗浄筒８及び上部洗浄
筒７の内面の一側には、夫々ガイドレール２が設けら
れ、このガイドレール２に図３に示す燃料昇降装置３が
案内されている。即ち、この燃料昇降装置３は細長いフ
レームを有し、その適宜位置にガイドレール２に係合す
る案内ブロックが設けられている。この燃料昇降装置３
の下端には、フィンガースプリング保護筒10が上方に向
けて開口し、そのフィンガースプリング保護筒10内に下
部支持装置11が設けられている。そして、燃料昇降装置
３の上端部には燃料ガイド９が配置されている。この燃
料ガイド９は、図５及び図６の如く上端が拡開した方形
の漏斗状に形成され、その下部内面の四辺に夫々ガイド
ローラ13が回転自在に軸支されている。さらに、角コー
ナー部には、夫々エアーシリンダ14が設けられ、その先
端部にアングル状の案内部31が突設されている。

【００１０】次に、下部洗浄筒８上端部に形成された洗
浄部20内には、散水ブロック５と超音波洗浄装置４とが
配置されている。この散水ブロック５の中心軸線は、燃
料ガイド９と下部支持装置11の軸線上に整合する。そし
て散水ブロック５は、シリンダーからなる一対の駆動手
段６により上下動し、それがガイドシャフト27に案内さ
れる。散水ブロック５内周面には、多数のノズル12が設
けられている。そしてこのノズル12に、洗浄水導入用の
図示しない配管が接続されている。次に、超音波洗浄装
置４は洗浄部20内にあって、散水ブロック５の外側に２
〜４本取付けられている。次に下部洗浄筒８下端部には
パイプ26が接続され、それが水中ポンプ及びカートリッ
ジフィルタに連結されている。そして洗浄筒１上端には
巻上装置29が設けられ、昇降用ワイヤ24を介して、燃料
昇降装置３が上下動自在に支持されている。

【００１１】そこで次に各構成部品の役割について述べ
ると、先ず上部洗浄筒は、散水ブロック５により燃料集
合体を洗浄するとき、その洗浄に伴って巻き上がるクラ
ッドの拡散を防止すると共に、水面直下の高溶存酸素水
を装置に供給することを目的とし、ゲート41を開閉し
て、そこから燃料集合体を装置内に導くものである。次
に燃料ガイド９は、燃料集合体を燃料昇降装置３に着脱
し易くするためのガイド面をもち、内部には燃料集合体
21の外周の損傷を防止するガイドローラ13が設けられて
いる。又、燃料集合体のチャンネルボックス34を取り外
した状態においては、そのガイドローラ13と燃料集合体
との間に隙間が生じるため、エアーシリンダ14により
（図６）案内部31を突出させて燃料集合体が揺れること
を防止する。次に超音波振動装置４は、完全密封された
振動子が燃料集合体表面より１００mm離れた位置に取付
けられている。そして、振動子は取付け板に着脱自在に
保持され、故障の際には容易に取替えられる。

【００１２】散水ブロック５は、内周面が方形の短い筒
形に形成され、各辺に上下四つづつ二段合計八つのノズ
ル12が図４の如く、下向き３０度の角度をもって配置さ
れている。このようなノズル12の向きにより、洗浄時に
クラッドが上方に巻き上がるのを防止している。燃料昇
降装置３は、超音波及び水ジェット洗浄時に燃料集合体
を一定の速度で上下動させる装置である。これは上部洗
浄筒７と下部洗浄筒８とを接続した際に、夫々の一対の
ガイドレール２が直線上に延長される。そしてそのガイ
ドレール２に案内されて昇降移動するものである。その
上下移動距離は、一例として３９００mmである。次にフ
ィンガースプリング保護筒10は、水ジェットによる洗浄
の際に強い水圧で燃料集合体のフィンガースプリングを
洗浄すると、そのフィンガースプリングが外れる虞があ
るので、それを防止するための保護筒である。又、下部
支持装置11は、中空の円筒を立てた構造で、上面は４５
度の面取り部があり、そこに燃料集合体の下部タイプレ
ート37（図９）が載置される。この下部支持装置11は、
水中ポンプに連通され、燃料集合体21から剥離したクラ
ッドをカートリッジフィルタ19に導く。

【００１３】次に、本装置の使用方法につき説明する。
図示しない燃料交換機により燃料集合体21（図９，図1
0）は、その吊り上げフック33が支持されて図示しない
キャスクピットのゲートを通過する。そこで、本洗浄装
置の上部洗浄筒７のゲート41（図７）を手動により開放
し、先の燃料交換機によって上部洗浄筒７内に燃料集合
体を導く。次いで、燃料交換機を下降し、下部に位置さ
れた燃料昇降装置３に燃料集合体21を装着する。この燃
料集合体21の装着が確認された後に、燃料交換機は上昇
すると共に、装置外に移動される。次に、上部洗浄筒７
のゲート41を閉塞し、小さい方のポンプ25（図８）を駆
動する。このポンプ25の送水能力は、一例として５ｍ³
／Ｈｒである。そのポンプ25の駆動と共に、超音波洗浄
装置４を駆動する。この状態で、燃料昇降装置３を上昇
させる。すると、燃料集合体21のチャンネルボックス34
の内外面の水及び燃料棒35の外周の水が超音波振動し、
表面に付着したクラッドが剥離する。剥離されたクラッ
ドは、小さい方のポンプ25により静かに下方に導かれ、
カートリッジフィルタ19に捕捉される。このとき、散水
ブロック５は、超音波振動の妨げにならないように図３
の如く超音波洗浄装置４の下方位置に保持される。この
超音波洗浄装置４の駆動時には、散水ブロック５からは
散水が行われない。超音波洗浄の妨げになるからであ
る。燃料昇降装置３により燃料集合体21の上昇が完了す
ると、超音波洗浄を終了し、超音波洗浄装置及びポンプ
25が停止される。

【００１４】次に、図10におけるキャップスクリュー39
が上部タイプレート36の棒状突起部40から取り外され、
チャンネルボックス34が図示しないチャンネルボックス
取り扱い治具に支持される。そこで、燃料昇降装置３を
下降することにより、チャンネルボックス34は燃料集合
体21から取り外される。取り外されたチャンネルボック
ス34は、ゲート41（図７）が開放された上部洗浄筒７か
ら装置外へ搬送される。そこで次に、ゲート41を閉塞
し、大きい方のポンプ25（図８）を駆動する。このポン
プ25の送水能力は、一例として１２０ｍ³／Ｈｒ程であ
る。そして、散水ブロック５の供給水ポンプを駆動す
る。又、燃料ガイド９のエアーシリンダ14を駆動し、案
内部31を僅かに突出する。この状態で、燃料昇降装置３
を駆動し、燃料集合体21を上昇させる。燃料集合体21の
上昇が完了することにより、水ジェットによる洗浄が終
了する。そこで、燃料昇降装置３を再び下降させ次いで
それを上昇して、先に取り外されたチャンネルボックス
34を燃料集合体21に取付け、洗浄作業を完了する。

【００１５】

【発明の効果】本洗浄装置によれば、超音波洗浄と水ジ
ェットによる洗浄とを、同一の洗浄筒１内で行うことが
できる。即ち、燃料集合体21を燃料昇降装置３に装着
し、燃料昇降装置３を昇降することにより、両洗浄を能
率的に行うことができる。従って、燃料プールを汚染す
ることなく、迅速に且つ効率の良い洗浄作業が確保され
る。さらに、超音波洗浄装置４と散水ブロック５との少
なくとも一方に駆動手段６が設けられ、両者の上下方向
位置を相対移動させるように構成したから、超音波洗浄
装置４の作動の際に散水ブロック５を移動させることが
できる。それにより散水ブロック５に邪魔されることな
く、超音波洗浄装置４が燃料集合体21を効率良く洗浄で
きる。又、散水ブロック５作動時には、それを超音波洗
浄装置４とほぼ同一高さに位置させ、燃料集合体21を上
端から下端まで隈なく洗浄することが可能となる。そし
て、超音波洗浄装置４及び散水ブロック５からなる洗浄
部20を小スペースにすることが可能となり、全体として
小スペースな洗浄装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本洗浄装置の縦断正面図。

【図２】本洗浄装置の縦断側面図。

【図３】本洗浄装置の要部斜視図。

【図４】本洗浄装置の散水ブロック５の説明図。

【図５】本洗浄装置の燃料ガイド９の縦断面図。

【図６】同燃料ガイド９の一部破断平面略図。

【図７】本洗浄装置の全体的斜視図。

【図８】同平面図。

【図９】本洗浄装置の対象となる燃料集合体21の一部破
断斜視図。

【図10】同燃料集合体21の分解斜視略図。

【符号の説明】

１洗浄筒２ガイドレール３燃料昇降装置４超音波洗浄装置５散水ブロック６駆動手段７上部洗浄筒８下部洗浄筒９燃料ガイド 10 フィンガースプリング保護筒 11 下部支持装置 12 ノズル 13 ガイドローラ 14 エアーシリンダ 15 ベース 16 洗浄筒架台 18 フィルタ架台 19 カートリッジフィルタ 20 洗浄部 21 燃料集合体 22 水面 23 燃料プール 24 昇降用ワイヤ 25 ポンプ 26 パイプ 27 ガイドシャフト 28 ピストンロッド 29 巻上装置 30 作業架台 31 案内部 32 開閉用レバー 33 吊り上げフック 34 チャンネルボックス 35 燃料棒 36 上部タイプレート 37 下部タイプレート 38 フランジ 39 キャップスクリュー 40 棒状突起部 41 ゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横川昇一東京都港区西新橋三丁目７番１号東芝プラント建設株式会社内 (72)発明者酒井仁志神奈川県横浜市磯子区新杉田８株式会社東芝横浜事業所磯子エンジニアリングセンター内 (72)発明者古村史朗神奈川県横浜市磯子区新杉田８株式会社東芝横浜事業所磯子エンジニアリングセンター内 (72)発明者岡重弘神奈川県川崎市幸区堀川町66番２東芝エンジニアリング株式会社内 (72)発明者神山和訓神奈川県川崎市川崎区江川１丁目４番１号荏原工業洗浄株式会社内 (72)発明者秋元功神奈川県綾瀬市深谷6606 株式会社小山工業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料集合体のほぼ２倍以上の長さを有す
る洗浄筒（１）と、その洗浄筒（１）の内部に設けられ
たガイドレール（２）に案内され、前記燃料集合体の少
なくとも上端部と下端部とを支持して昇降する燃料昇降
装置（３）と、夫々の前記洗浄筒（１）の長手方向中間
部で前記燃料集合体の外周を取り囲む位置に配置された
超音波洗浄装置（４）と散水ブロック（５）と、前記超
音波洗浄装置（４）と前記散水ブロック（５）との少な
くとも一方に設けられて、両者の上下方向位置を相対移
動させる駆動手段（６）と、を具備する燃料集合体の洗
浄装置。