JPH05164884A - 制御棒の取外し，取付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】炉心上部からＣＲつかみ具によりＣＲを90度回
転させ、ＣＲとＣＲＤをアンカップリングおよびカップ
リングさせる。 【構成】ＣＲつかみ具20には専用の回転受サポート21が
ついており、この回転受サポート21は上部格子板５に支
持され、ＣＲつかみ具20の回転反力を受けることと、Ｃ
Ｒつかみ具20の位置決め用の機能を有している。回転動
作はエアアクチュエータ36で行い、ＣＲつかみ具20のつ
かみ放し動作はエアシリンダ46で行う。ＣＲつかみ具20
によりＣＲ４を全引抜位置より少し持ち上げ、ＣＲＤ10
をオーバートラベルまで引抜いた状態でＣＲ４を90度回
転させ、ＣＲ４とＣＲＤ10とをアンカップリングする。
また、ＣＲＤ10を全引抜状態にしＣＲつかみ具20により
ＣＲ４をＣＲＤ10のストッパに載せ90度回転させてＣＲ
４とＣＲＤ10をカップリングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉（以下、
ＢＷＲと記す）に使用される制御棒つかみ具を用いて行
う制御棒の取外し，取付け方法に係り、特に制御棒駆動
機構との連結手段にバヨネットカップリングを用いた制
御棒の取外し，取付け方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＢＷＲの炉心は図８に示すよう
に原子炉圧力容器１の内部に円筒状の炉心シュラウド２
を設け、この炉心シュラウド２内に燃料集合体３および
制御棒（ＣＲ）４を装荷して構成されている。

【０００３】燃料集合体３は上部を上部格子板５によ
り、また下部を燃料支持金具６を介して炉心支持板７に
より支持され、各燃料集合体３には燃料支持金具６のオ
リフィス孔から冷却材が流入するようになっている。

【０００４】また、制御棒４は原子炉圧力容器１の底部
を貫通して設けられた制御棒駆動機構（以下ＣＲＤと記
す）10に連結され、このＣＲＤ10により炉心支持板７に
連結した制御棒案内管９内を通り、燃料支持金具６に支
持された４体の燃料集合体３の間に形成された十字状の
空間部を上下方向に昇降するようになっている。

【０００５】図９は制御棒４とＣＲＤ10との従来の連結
構造を示すもので、図中符号54は制御棒４の下端に設け
られたソケットである。このソケット54にはＣＲＤ10の
カップリングスパッド51が連結しており、このカップリ
ングスパッド51を図示しないドライブピストンで上下動
させて制御棒４を昇降駆動するように構成されている。
また、ソケット54の内側にはロックプラグ52が上下方向
に移動可能に設けられ、このロックプラグ52をＣＲＤ10
のアンカップルロッド53で上方へ押し上げることにより
制御棒４とＣＲＤ10との連結が解除されるようになって
いる。

【０００６】ところで、ＢＷＲの定期検査時に制御棒４
を原子炉圧力容器１内から引上げる場合には燃料集合体
３および燃料支持金具６を炉心内から引抜いた後、燃料
棒４とＣＲＤ10との連結を解除して制御棒４を原子炉圧
力容器１内から引上げるようにしている。

【０００７】しかしながら、従来のＢＷＲにおいては原
子炉運転中に制御棒４のロックプラグ52が何らかの原因
によって上方へ押し上げられ、また、ＣＲＤ10のカップ
リングスパッド51が下方へ動いた場合、制御棒４とＣＲ
Ｄ10との連結が外れてしまう可能性があった。運転中に
おいて、制御棒４とＣＲＤ10との連結が外れてしまう
と、正常な出力制御ができなくなり、従って、プラント
の停止ならびに再連結する必要が生じる。

【０００８】そこで、上記不具合を解消するためＣＲＤ
10との連結手段にバヨネットカップリングを用いた制御
棒が提案されている。図10（ａ）から図10（ｃ）はバヨ
ネットカップリングを用いた制御棒４とＣＲＤ10との連
結構造を示すもので、図中符号14は制御棒４の下端に設
けられたバヨネットカップリングである。

【０００９】このバヨネットカップリング14はＣＲＤ10
のカップリングスパッド13が挿入される穴15の内面に係
合凸部16を周方向にほぼ90度間隔で配設して構成されて
おり、バヨネットカップリング14を図10（ｂ）の状態か
ら図10（ｃ）の状態へ周方向にほぼ45度回転させること
により制御棒４とＣＲＤ10との連結が解除されるように
なっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図10に示したようなバ
ヨネットカップリング14を用いた制御棒は図９に示した
従来のロックプラグ52とカップリングスパッド51と異な
り、回転させなければ外れることがないのでＣＲＤとの
連結は確実にできる。

【００１１】しかしながら、ＣＲＤとの連結を解除なら
びに再連結するためにはバヨネットカップリング14を周
方向に45度回転させなければならない課題がある。ま
た、この回転を制御棒のつかみ具側で実施しなければな
らない課題もある。

【００１２】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、炉心上部から制御棒を回転させてバヨ
ネットカップリングを用いた制御棒とＣＲＤとの連結を
解除ならびに再連結する方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は原子炉圧力容器
内の上部格子板に設けられた回転受サポートと、この回
転受サポートの下部に設けられ下端に制御棒駆動機構と
連結するバヨネットカップリングが設けられた制御棒の
取手上面に載置されるハウジングと、このハウジング内
部に設けられ前記制御棒の取手に係合するフックと、前
記制御棒を回転させる回転駆動機構とを具備した制御棒
つかみ具を用いて、前記制御棒を全引抜位置より少し持
ち上げ、前記制御棒駆動機構をオーバートラベル位置ま
で引抜いた状態で、前記制御棒を90度回転させ、前記制
御棒と前記制御棒駆動機構との連結を解除するか、また
は前記制御棒駆動機構を全引抜状態にし、前記制御棒つ
かみ具により前記制御棒を前記制御棒駆動機構のスパッ
ドに載せ90度回転させて、前記制御棒と前記制御棒駆動
機構とを連結することを特徴とする。さらに、カップリ
ングの確認は制御棒駆動機構をオーバートラベルさせて
確認することを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記の制御棒の取外し，取付け方法によると、
バヨネットカップリングを用いた制御棒とＣＲＤとの連
結を解除ならびに再連結が確実にできると共に確認がで
きる。

【００１５】

【実施例】本発明に係る制御棒の取外し，取付け方法の
一実施例を図１から図７を参照して説明する。すなわ
ち、図１は制御棒つかみ具20をＢＷＲの炉心内に降下さ
せた状態を示すものである。この制御棒つかみ具20は上
部格子板５を回転受とし、かつ図２に拡大して示したよ
うに位置決めとする回転受サポート21と、この回転受サ
ポート21の下部に設けられ制御棒４の取手上面に載置さ
れるハウジング22と、このハウジング22内部に設けら
れ、制御棒４の取手に係合するフック24と、制御棒４を
回転させる回転駆動機構23とを備えている。

【００１６】さらにハウジング22が制御棒４の取手上面
に着床したことを検知する着床検知機構25と、フック24
が閉動作したことを検知するつかみ動作検知機構28と、
制御棒４が所定の角度回転したことを検知する回転検知
地機構26ａ，26ｂならびにハウジング22の着床、フック
24の閉動作および制御棒４の回転をランプの点灯、消灯
により確認できる表示灯27ａ，27ｂ，27ｃ，27ｄとを備
えている。制御棒４の下端にはＣＲＤ10と連結したり、
連結を解除するために図10に示したバヨネットカップリ
ング14が設けられている。

【００１７】回転受サポート21は２本のパイプ29と、上
部格子板５の内側コーナー側面を支持すると共に位置決
めする亀の甲羅形の上板サポート30と、パイプ29とハウ
ジング22とを連結する下板31および燃料交換機補助ホイ
ストワイヤロープ11に吊り下げるための角形スタッド32
とから成っている。

【００１８】この角形スタッド32の軸心部にはねじ穴33
が設けられ、このねじ穴33に前記ワイヤーロープ11の先
端に取付けたボルト（図示せず）をねじ込んで回転受サ
ポート21をワイヤーロープ11に吊り下げるようになって
いる。

【００１９】回転駆動機構23はハウジング22内に収納さ
れており、内歯車35，外歯車34，エアアクチュエータ3
6，サポート37から成っている。また、ハウジング22に
はクロスローラベアリング38，プレート39およびガイド
40が取付けてある。

【００２０】クロスローラベアリング38は外側をハウジ
ング22内の下部に固定され、内側にはプレート39が取付
けられている。このプレート39下面にはガイド40が取付
けられており、このガイド40は制御棒４を回転させるた
めの押え板の役目と、制御棒４への挿入時における案内
の役目をもっている。

【００２１】さらに、プレート39の上面にはサポート37
が取付けられており、サポート37にはエアアクチュエー
タ36が固定されている。エアアクチュエータ36の出力軸
には外歯車34が内歯車35はハウジング22内の上部に固定
されている。このため、エアアクチュエータ36に空気を
供給すればエアアクチュエータ36の出力軸が回転し、外
歯車34が回転し、内歯車35を回そうとする力が働く。

【００２２】内歯車35はハウジング22内の上部に、ハウ
ジング22は回転受サポート21に固定されているため、回
転受サポート21が上部格子板に拘束されるので、ハウジ
ング22内のプレート39およびガイド40が回り、制御棒４
を回転させる機構になっている。

【００２３】なお、エアアクチュエータ36内に入ってい
る空気を取り除けば手動でサポート37を回すことにより
制御棒４を回転させることができる。フック24は回転駆
動機構23のサポート37下部にピンＡ45ａにより回転自在
に取付けられている。

【００２４】エアシリンダ46は回転駆動機構23のサポー
ト37上部にピンＢ45ｂにより回転自在に取付けられてお
り、フック24との連結はクレビス47によって行われてい
る。エアシリンダ46に空気を供給すればエアシリンダ46
のピストンロッド（図示せず）が伸縮し、クレビス47を
介してフック24に伝わり、フック24が開閉動作し、制御
棒４をつかみ・放しする構造になっている。

【００２５】着床検知機構25はリミットスイッチ41ａ，
ガイドサポート42，バネ43およびアクチュエータリンク
44から成っている。制御棒４の取手上面にハウジング22
に付いているプレート39を着床させるとアクチュエータ
リンク44が制御棒４の取手により押し上げられバネ43が
縮み、アクチュエータリンク44がリミットスイッチ41ａ
を動作させるようになっている。

【００２６】リミットスイッチ41ａはガイドサポート42
に取付けられ、ガイドサポート42はハウジング22に付い
ているプレート39に固定されている。つかみ動作検知機
構28のリミットスイッチ41ｂは上記ガイドサポート42に
取付けられており、フック24が閉じるとフック24の頭で
リミットスイッチ41ｂを押し付け、リミットスイッチ41
ｂを動作させるようになっている。

【００２７】回転検知機構26ａ，26ｂはリミットスイッ
チ48ａ，48ｂおよびストッパ49ａ，49ｂから成ってい
る。リミットスイッチ48ａ，48ｂはそれぞれストッパ49
ａ，49ｂに取付けられており、ストッパ49ａ，49ｂはハ
ウジング22に固定され回転駆動機構23の回転用メカニカ
ルストッパの役目も兼ねている。

【００２８】回転駆動機構23が回転すれば、サポート37
がリミットスイッチ48ａ（または48ｂ）を押し付け、動
作させたのち、ストッパ49ａ（または49ｂ）に当り、機
械的に停止するようになっている。

【００２９】ハウジング22上部には表示灯27ａ，27ｂ，
27ｃ，27ｄが取付けられており、バッテリー50にリミッ
トスイッチ41ａ，41ｂ，48ａ，48ｂと、表示灯27ａ，27
ｂ，27ｃ，27ｄが一対一に対応するよう並列に配線され
ている。しかるに、各々のリミットスイッチ41ａ，41
ｂ，48ａ，48ｂが動作すると、リミットスイッチ41ａ，
41ｂ，48ａ，48ｂに対応する表示灯27ａ，27ｂ，27ｃ，
27ｄが点灯するようになっている。

【００３０】上記、制御棒つかみ具20を用いて、定期点
検時に制御棒４を原子炉圧力容器１内のＣＲＤ10から取
外す場合について説明する。まず、図５（ａ）に示すよ
うに燃料集合体３の未臨界性を維持するために、制御棒
４を炉心内に挿入しておき、その状態で対角位置にある
２体の燃料集合体３を燃料つかみ具（図示せず）により
炉心内から取出す。

【００３１】そして、取出し後は図５（ｂ）に示すよう
に一対の模擬チャンネル61ａ，61ｂから成る制御棒案内
装置61を挿入した後、図５（ｃ）に示すように残りの２
体の燃料集合体３を炉心内から取出す。次に図５（ｄ）
に示すように制御棒４をＣＲＤ10により全引抜状態にす
る。その後、図５（ｅ）に示すように制御棒案内装置61
を炉心内から取出した後、燃料支持金具６を取出す。

【００３２】制御棒つかみ具20を燃料交換機補助ホイス
トワイヤーロープ11に吊り下げ、原子炉圧力容器１内へ
降下させ、図１に示すようにハウジング22を制御棒４の
取手上面に載置する。なお、回転受サポート21は上部格
子板５の内側コーナー側面に支持され、制御棒つかみ具
20が位置決めされる。

【００３３】次に、制御棒つかみ具20のエアシリンダ46
に空気を供給し、フック24を閉動作させ、制御棒４の取
手に係合させる。次に制御棒つかみ具20により制御棒４
を全引抜位置より少し持ち上げる（約 100mm）。ＣＲＤ
10を駆動させ、引抜側にオーバートラベルをかけ、中空
ピストン（図示せず）以外のＣＲＤ10を全てオーバート
ラベル位置にする。

【００３４】次に、制御棒つかみ具20の回転駆動機構23
のエアアクチュエータ36に空気を供給し、ガイド40によ
り制御棒４を90度右回転させる。この時、フック24は制
御棒４と同時に回転するのでバヨネットカップリング14
を用いた制御棒４とＣＲＤ10との連結が解除できる。つ
まり、ＣＲＤ10の中空ピストンがオーバートラベル位置
まで下がり、ＣＲＤ10が一体となる。

【００３５】なお、上記操作で、中空ピストンがオーバ
ートラベル位置まで下がらない場合は、制御棒４を90度
左回転させる。制御棒４とＣＲＤ10との連結を解除した
後、燃料交換機補助ホイストワイヤロープ11を巻き上
げ、制御棒４を吊り上げ、上部格子板５を通過させて、
原子炉圧力容器１内から引き上げる。

【００３６】次に、制御棒４を原子炉圧力容器１内のＣ
ＲＤ10へ、再取付けする場合について説明する。ＣＲＤ
10を全引抜位置にする。制御棒つかみ具20のエアシリン
ダ46に空気を供給し、フック24を閉動作させ、燃料プー
ル（図示せず）内に保管されている新しい制御棒４の取
手に係合させる。制御棒つかみ具20および新しい制御棒
４を原子炉圧力容器１内へ降下させ、制御棒４の下端の
バヨネットカップリング14をＣＲＤ10の中空ピストン上
端のカップリングスパッド13上面に載置する。

【００３７】次に制御棒つかみ具20の回転駆動機構23の
エアアクチュエータ36に空気を供給し、ガイド40によ
り、制御棒４を90度左回転させる。この時、フック24は
制御棒４と同時に回転するので制御棒４のバヨネットカ
ップリング14がＣＲＤ10のカップリングスパッド13に係
合し連結される。

【００３８】次に、ＣＲＤ10を駆動させ、引抜側にオー
バートラベルをかけ、中空ピストンを除くＣＲＤ10が全
て下がりオーバートラベル位置となることを確認する。
なお、中空ピストンも同時にオーバートラベル位置まで
下がった場合は、ＣＲＤ10を駆動させ、中空ピストンを
制御棒４全引抜位置まで戻す。再び制御棒４を90度右回
転させる。

【００３９】次に、ＣＲＤ10を駆動させ引抜側にオーバ
ートラベルをかけ、中空ピストンを除くＣＲＤ10が全て
下がりオーバートラベル位置となることを確認する。制
御棒４のバヨネットカップリング14とＣＲＤ10のカップ
リングスパッド13とが連結されたら、燃料交換機補助ホ
イストワイヤーロープ11を少し巻き下げて制御棒つかみ
具20を下げ、制御棒４を制御棒案内管９に着床させる。

【００４０】制御棒つかみ具20のエアシリンダ46に空気
を供給し、フック24を開動作させ制御棒４の取手より外
す。燃料交換機補助ホイストワイヤーロープ11を巻き上
げ、制御棒つかみ具20を吊り上げ、上部格子板５を通過
させて、原子炉圧力容器１内から引き上げる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、バヨネットカップリン
グを用いた制御棒とＣＲＤとの連結の解除ならびに再連
結が確実にできると共に確認ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における制御棒つかみ具をＢ
ＷＲの炉心内に降下させた状態を示す断面図。

【図２】図１における制御棒つかみ具の本体部を示す断
面図。

【図３】図２のＸ−Ｘ矢視方向切断面図。

【図４】図２のＹ−Ｙ矢視方向切断面図。

【図５】（ａ）から（ｅ）はそれぞれ炉心内の制御棒を
引抜く手順を説明するための概略的上面図。

【図６】制御棒とＣＲＤとの連結解除操作手順を示す流
れ図。

【図７】制御棒とＣＲＤとの連結操作手順を示す流れ
図。

【図８】ＢＷＲの炉心部を示す断面図。

【図９】制御棒とＣＲＤとの従来の連結構造を示す断面
図。

【図１０】（ａ）はＣＲＤとの連結手段にバヨネットカ
ップリングを用いた制御棒とＣＲＤとの連結構造を示す
縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるカップリングスパッ
ドが係合凸部に位置し連結している状態を示す横断面
図、（ｃ）はカップリングスパッドが挿入穴に挿入され
て連結が解除されている状態を示す横断面図。

【符号の説明】

１…原子炉圧力容器、３…燃料集合体、４…制御棒、５
…上部格子板、７…炉心支持板、９…制御棒案内管、10
…ＣＲＤ、20…制御棒つかみ具、21…回転受サポート、
22…ハウジング、23…回転駆動機構、24…フック、25…
着床検知機構、26ａ，26ｂ…回転検知機構、27ａ，27
ｂ，27ｃ，27ｄ…表示灯、28…つかみ動作検知機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉圧力容器内の上部格子板に設けら
   れた回転受サポートと、この回転受サポートの下部に設
   けられ下端に制御棒駆動機構と連結するバヨネットカッ
   プリングが設けられた制御棒の取手上面に載置されるハ
   ウジングと、このハウジング内部に設けられ前記制御棒
   の取手に係合するフックと、前記制御棒を回転させる回
   転駆動機構とを具備した制御棒つかみ具を用いて、前記
   制御棒を全引抜位置より少し持ち上げ、前記制御棒駆動
   機構をオーバートラベル位置まで引抜いた状態で、前記
   制御棒を90度回転させ、前記制御棒と前記制御棒駆動機
   構との連結を解除するか、または前記制御棒駆動機構を
   全引抜状態にし、前記制御棒つかみ具により前記制御棒
   を前記制御棒駆動機構のスパッドに載せ90度回転させ
   て、前記制御棒と前記制御棒駆動機構とを連結すること
   を特徴とする制御棒の取外し，取付け方法。