JPH0640148B2 - 中性子計装管の取扱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は沸騰水型原子炉等の原子炉内に装設された中性
子計装管の取扱装置に係り、特に中性子計装管の交換時
において中性子計装管にノーズピースを脱着する中性子
計装管の取扱装置に関する。

（従来の技術） 一般に、沸騰水型原子炉においては原子炉内の中性子束
分布の監視が行なわれ、その中性子束分布の監視により
運転期間中は炉内の中性子束分布状態が常に適正な状態
に保持される。そして、この中性子束分布の監視は原子
炉内に装設された複数本の中性子計装管により行なわれ
る。

第６図は原子炉内に中性子計装管が装設された状態を示
す断面図である。第６図中符号１は原子炉圧力容器であ
り、この内部にはシュラウド２が原子炉圧力容器１と一
体に配置され、そのシュラウド２の内部には炉心支持板
３が水平に設けられている。また、原子炉圧力容器１の
下部にはインコアハウジング４が貫通して設けられる。
このインコアハウジング４は原子炉圧力容器１内でイン
コア案内管５と接続され、インコア案内管５の上部は前
記炉心支持板３に固定される。

上記インコア案内管５の開口部５Ａには中性子計装管６
が挿脱可能に嵌挿され、その中性子計装管６の下端部は
前記インコアハウジング４内に収容される。そして、中
性子計装管６の上端部は上部格子板７の交差部の底部に
スプリングアクションにより係合される。

上記中性子計装管６はドライチューブ８内に中性子検出
部とＭＩケーブルが備えられる。上記中性子検出部の表
面にはウラン２３５がコーティングされており、このウ
ラン２３５が燃料集合体９等からの熱中性子を吸収して
核分裂破片となり、検出器内のアルゴンガスを電離し、
この電離電流が各電極内に入って中性子の数に比例した
電離信号となる。この電離信号は中央制御室へ送信さ
れ、中央制御室から原子炉内の中性子束分布を監視する
ことができるようになっている。

中性子計装管６は原子炉内で長期間運転されることによ
り中性子検出部のコーティングされたウラン２３５が減
損するため検出感度が低下する。検出感度が低下した中
性子計装管６は定期点検時に新しい中性子計装管６と交
換される。

（発明が解決しようとする問題点） 中性子計装管６の交換に際しては、中性子計装管６から
延びる中央制御室への結線端子を外し、そのリード線を
ノーズピース１０内に収納した後、そのノーズピース１
０を中性子計装管６の下端に螺合させる。また、新しい
中性子計装管６を原子炉内に装荷した後は、中性子計装
管６の下端に螺合されたノーズピース１０を取り外し、
ノーズピース１０内に収納されていたリード線の結線端
子を接続する。

このようなノーズピース１０の脱着は従来スパナ等を用
いて手作業により行なっており、高線量場における作業
であるため、作業員の被曝防止上好ましくなかった。

また、制御棒駆動機構のハウジングのフランジ下から９
０cm位の深さの炉底側に中性子計装管６の開放端があ
り、制御棒ハウジングの４本の正方形配置の中心に１本
ずつ中性子計装管６が配設されている関係上、元々作業
性は良好ではなかった。

特に、近年改良型沸騰水型原子炉（以下ＡＢＷＲとい
う）が開発され、このＡＢＷＲにおいては、制御棒の駆
動機構に直結電動機を用いる関係上、電動機の長さが加
わるため従来よりもさらに深い位置に中性子計装管６の
開放端が配設される構造となっている。このため、狭隘
な作業環境において手作業により短時間で作業を行なう
ことは従来にも増して困難となっている。

その一方、作業被曝低減、肉体的疲労軽減の立場から、
ワークテーブルの上に専用取扱具を設置すれば、自動的
にノーズピース１０の脱着が行なわれるような専用工具
の開発が要望されている。

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、取扱い
が容易であり、また改良型沸騰水型原子炉のような深い
位置に中性子計装管の開放端が配設されている場合であ
っても容易にノーズピースを脱着することができ、さら
にワークテーブルへ容易に搬入搬出することができる中
性子計装管の取扱装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る中性子計装管の取扱装置は、フレームに外
管が一体に固定されるとともに、この外管にスパナホル
ダが収容され、このスパナホルダはフレームおよび外管
の少なくとも一方により回転自在に支持されるととも
に、先端にノーズピースに嵌合可能なスパナが備えら
れ、さらに上記スパナホルダを回転駆動させる駆動装置
と、上記フレームおよび外管を昇降させる昇降装置とが
備えられたものである。

（作用） 原子炉の定期検査時において、取扱装置を炉底に搬入
し、その後ノーズピースを外管内に挿入し、ノーズピー
スと外管内に収容されたスパナとを嵌合させる。

その後、外管を垂立しながら、中性子計装管の開放端か
ら延びるリード線をノーズピース内に導入し、収容す
る。そして、昇降装置によりフレームおよび外管を上昇
させて、ノーズピースの先端を中性子計装管の端面に押
圧させる。その後駆動装置によりスパナホルダを回転駆
動させると、スパナホルダ先端に設けられたスパナによ
りノーズピースが回転され、ノーズピースが中性子計装
管の下端に螺合される。

ノーズピースの螺合後は、中性子計装管の交換作業を行
ない、新しい中性子計装管を原子炉内に装設した後、上
記と同様にフレームおよび外管を昇降装置により上昇さ
せ、スパナをノーズピースに嵌合させ、駆動装置により
スパナホルダを前記とは逆方向に回転駆動させると、ス
パナホルダ先端に設けられたスパナによりノーズピース
が回転され、ノーズピースが中性子計装管から取り外さ
れる。

（実施例） 本発明に係る中性子計装管の取扱装置の一実施例につい
て第１図ないし第５図を用いて説明する。

取扱装置は例えば板状のフレーム１１に筒状の外管１２
が一体に固定され、外管１２内にスパナホルダ１３が収
容される。スパナホルダ１３はフランジ１３ａを有し、
このフランジ１３ａ部分が外管１２の端部とフレーム１
１に固定されるホルダ１４との間に挟まれ、回転自在に
支持される。スパナホルダ１３はその軸方向に四角穴が
形成され、この四角穴に進退自在にボックススパナ１５
が嵌挿される。

ボックススパナ１５はスパナホルダに収容されるばね１
６により先端方向へ押圧され、その一方ボックススパナ
１５にはロッド１７が固定され、このロッド１７がフレ
ーム１１に固定されるホルダ１８に進退可能に支持さ
れ、そのロッド１７の末端にナット１９が螺合される。
ナット１９は単に段付け形状としてもよく、このナット
１９によりばね１６によるボックススパナ１５の浮き上
がりが防止される。ボックススパナ１５の先端はノーズ
ピース１０の突起部２１と嵌合可能に形成される。

ノーズピース１０は例えば中空円管構造となっており、
中性子計装管６から延びる図示しないリード線を収容可
能に形成される。ノーズピース１０の先端は中性子計装
管６の下端に螺合可能な螺合部２２が形成され、パッキ
ン２３が配設される。また、ノーズピース１０の末端に
は端栓２４が固着され、この端栓２４に突起部２１が固
定される。

前記外管１２の先端には中性子計装管６のスパナ掛け部
に係合し、中性子計装管６の回転を防止するラッチ２５
が形成される。

スパナホルダ１３は駆動装置２６により回転駆動される
ようになっており、駆動装置２６には圧力水により駆動
される水圧シリンダ機構２７と、この水圧シリンダ機構
２７の駆動力をスパナホルダ１４に伝達するピニオンラ
ック機構２８および傘歯車機構２９とが備えられる。

水圧シリンダ機構２７はシリンダ３０内に進退可能にピ
ストン軸３１を収容し、ピストン軸３１はシリンダ３０
内に中高ピストン部３２を形成する。シリンダ３０の末
端は台座３３に固定される一方、端栓３４が水密に嵌合
される。台座３３は座板３５および押え板３６により両
側から挟み込まれ、フレーム１１に固定される。

端栓３４には管継手３７に接続される継手３８に、水圧
ホース３９が接続される継手４０が結合される。また、
シリンダ３０の先端側には水管４１が接続され、この水
管４１は座板３５の外側で継手４２および４３により水
圧ホース４４に接続される。

ピニオンラック機構２８は上記ピストン軸３１の先端側
に延びるラック４６およびこのラック４６に噛合するピ
ニオン４７を備え、ラック４６を押えるラック受け４
８，４９がフレーム１１および外管１２に固定される。
傘歯車機構２９には上記ピニオン４７に固定される傘歯
車５０と、この傘歯車５０に噛合する傘歯車５１とを備
え、この傘歯車５１はホルダ１４に回転自在に支持され
る一方、スパナホルダ１３に固定され、傘歯車機構２９
はピニオンラック機構２８を介して伝達される回転力を
スパナホルダ１３に伝達するようになっている。

フレーム１１および外管１２は昇降機構５３により昇降
されるようになっており、昇降機構５３は圧力水により
駆動される水圧シリンダ機構５４を有する。水圧シリン
ダ機構５４はフレーム１１に座板３５を介して固定され
る下部ベースシリンダ５５と、この下部ベースシリンダ
５５内に進退自在に収容される固定ピストン軸５６とを
備え、固定ピストン軸５６はグランド５７に固定され
る。また、下部ベースシリンダ５５の末端には下部ベー
ス５８が一体的に固定され、下部ベースシリンダ５５の
先端側には第４図に示すように継手５９および６０を介
して水圧ホース６１が接続される。なお、フレーム１１
の周囲には内部を保護するための囲い板６２が覆設され
る。

上記水圧シリンダ機構２７，５４には第５図に示すよう
な水圧系統から圧力水を供給するようになっている。水
圧系統には可動水槽６３が備えられ、ストレーナ６４を
介して可動水槽６３内の水を吸い込み、継手６５側へ圧
力水を供給する水ポンプ６６が備えられる。継手６５に
は水ホース３９に結合される継手６７または水ホース６
１に結合される継手６８を接続するようになっている。

また、可動水槽６３にはドレン管６９が接続され、この
ドレン管６９には継手７０が結合される。継手７０には
水圧ホース４４に結合される継手７１、水圧ホース３９
に結合される継手６７または水圧ホース６１に結合され
る継手６８を接続できるようになっている。また、圧力
水の圧力を測定する圧力計７２が備えられる一方、手動
絞り弁７３，７４が備えられ、この手動絞り弁７３，７
４によれば、高圧水を供給することも、回路の高圧水を
可動水槽６３へ戻すこともできるようになっている。

なお、上述した各継手３８，４０，４２，４３，５９，
６０，６５，６７，６８，７０，７１は接続状態で通水
可能であり、接続状態を切り離すと、その直前までの水
圧の状態で各シリンダ３０，５５および水圧ホース３
９，４４，６１内の圧力が保持されるようになってい
る。

次に上記実施例の作用について説明する。

原子炉の定期検査時において、可動水槽６３、水ポンプ
６６等の水圧系統を炉底の隔壁外に設備し、水圧ホース
３９，４４，６１の一端を水ポンプ６６の側に置き、他
端を作業者が携行して炉底内に持ち運ぶ。また、取扱装
置のフレーム１１および外管１２等を同様に炉底に搬入
する。

次に、ノーズピース１０を外管１２内に挿入し、ノーズ
ピース１０の突起部２１を外管１２内に収容されたボッ
クススパナ１５に嵌合させる。そして、外管１２を垂立
しながら、中性子計装管６の開放端から垂れ下がるリー
ド線をノーズピース１０内に収容し、外管１２およびフ
レーム１１を垂直に設置する。

その後、継手６０を継手５９に、継手４３を継手４２
に、継手４０を継手３８に接続する一方、継手６８を継
手６５に接続し、水ポンプ６６により圧力水を供給する
と、水圧ホース６１を通って下部ベースシリンダ５５に
圧力水が供給される。下部ベースシリンダ５５に圧力水
が供給されると、固定ピストン軸５６がグランド５７に
固定されていることから、下部ベースシリンダ５５自体
が上方へ押し上げられ、この下部ベースシリンダ５５に
固定されるフレーム１１および外管１２等が上方へ押し
上げられる。この場合、下部ベースシリンダ５５の下方
に流入していた空気は、下部ベースシリンダ５５の上昇
と共に、穴７５から外部へ排出される。

外管１２およびフレーム１１が上昇されると、ノーズピ
ース１０の先端に形成された螺合部２２が中性子計装管
６の下端面に当接し、ばね１６により押圧される。ま
た、同時に外管１２の先端に形成されたラッチ２５が中
性子計装管６のスパナ掛け部に係合する。

外管１２およびフレーム１１を上昇させた後、継手６８
を継手６５から切り離すと、水圧ホース６１および下部
ベースシリンダ５５内に圧力水が保持され、外管１２お
よびフレーム１１は上昇した状態で維持される。そし
て、継手６７を継手６５に、継手７１を継手７０に接続
し、水ポンプ６６により水圧ホース３９を通ってシリン
ダ３０へ圧力水を供給すると、その圧力水によりピスト
ン軸３１が押圧され、このピストン軸３１に固定される
ラック４６が押し出される。ラック４６が押し出される
と、ピニオン４７、傘歯車５０，５１を介してスパナホ
ルダ１３に回転力が伝達される。

スパナホルダ１３が回転されると、スパナホルダ１３の
先端に設けられたボックススパナ１５によりノーズピー
ス１０が回転され、ばね１６による押圧力も同時に作用
して、ノーズピース１０が中性子計装管６の下端に螺合
される。この場合、外管１２のラッチ２５が中性子計装
管６のスパナ掛け部に係合されているから、中性子計装
管６自体の回転が防止される。

こうして、ノーズピース１０を中性子計装管６に螺合し
た後は、継手６８を継手７０に接続し、下部ベースシリ
ンダ５５内の圧力水を水圧ホース４４、ドレン管６９を
通って可動水槽６３に戻すと、外管１２およびフレーム
１１が下降する。

その後、中性子計装管６を原子炉上方から引き抜き、さ
らに新しい中性子計装管６を原子炉上方から原子炉内に
装設する。

中性子計装管６の装設後、前記と同様に継手６８を継手
６５に接続し、水ポンプ６６により水圧ホース６１を通
って下部ベースシリンダ５５へ圧力水を供給すると、外
管１２およびフレーム１１が上昇される。そして、外管
１２内にノーズピース１０を挿入し、ラッチ２５により
中性子計装管６のスパナ掛け部を把持する。

外管１２およびフレーム１１を上昇させた後、継手６８
を継手６５から外し、継手７１を継手６５に接続し、さ
らに継手６７を継手７０に接続し、水ポンプ６６から水
圧ホース４４を通ってシリンダ３０に圧力水を供給する
と、ピストン軸３１が引張り込まれ、ラック４６が下方
へ移動する。そして、ピニオン４７および傘歯車５０，
５１によりスパナホルダ１３に回転力が伝達される。こ
の場合、スパナホルダ１３の回転方向はノーズピース１
０を装着する場合とは逆方向になる。

スパナホルダ１３が回転されると、ボックススパナ１５
によりノーズピース１０が回転され、中性子計装管６か
らノーズピース１０が外される。ノーズピース１０を外
した後は、継手６８を継手７０に接続し、下部ベースシ
リンダ５５内の圧力水を可動水槽６３に戻すと、外管１
２およびフレーム１１が下降し、ノーズピース１０の取
り外しが終了する。

このように上記実施例によれば取扱いが容易であり、改
良型沸騰水型原子炉のような深い位置に中性子計装管６
の開放端が配設される構造であっても、ノーズピース１
０の中性子計装管６への脱着を自動的にかつ容易に行な
うことができる。また、フレーム１１および外管１２等
は持運びが容易であり、炉底内への搬入搬出が容易であ
る。さらに、原子炉隔壁外から水ポンプ６６や各継手６
５，６７，６８，７０，７１を操作すればよいから、被
曝線量が低減されるとともに、作業労力が軽減される。

なお、上記実施例においては、駆動装置として水圧シリ
ンダや水圧系統を備えたが、駆動装置としてエア駆動装
置あるいは電動モータ等を用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明に係る中性子計装管の取扱装置は、フレームに外
管が一体に固定されるとともに、この外管にスパナホル
ダが収容され、このスパナホルダはフレームおよび外管
の少なくとも一方により回転自在に支持されるととも
に、先端にノーズピースに嵌合可能なスパナが備えら
れ、さらに上記スパナホルダを回転駆動させる駆動装置
と、上記フレームおよび外管を昇降させる昇降装置とが
備えられたから、取扱いが容易であり、改良型沸騰水型
原子炉のような深い位置に中性子計装管の開放端が配設
されるような構造であっても、ノーズピースを自動的に
中性子計装管に脱着することができ、また炉底内への搬
入搬出が容易である。したがって、被曝線量を低減する
ことができるとともに、作業労力を軽減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る中性子計装管の取扱装置の一実施
例を示す断面図、第２図は上記実施例においてノーズピ
ースを示す断面図、第３図は上記実施例を示す側面図、
第４図は第１図におけるIV−IV線矢視図、第５図は上記
実施例において水圧系統を示す系統図、第６図は原子炉
内に中性子計装管が装設された状態を示す断面図であ
る。 ６…中性子計装管、１０…ノーズピース、１１…フレー
ム、１２…外管、１３…スパナホルダ、１５…ボックス
スパナ、２６…駆動装置、５３…昇降装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレームに外管が一体に固定されるととも
   に、この外管にスパナホルダが収容され、このスパナホ
   ルダはフレームおよび外管の少なくとも一方により回転
   自在に支持されるとともに、先端にノーズピースに嵌合
   可能なスパナが備えられ、さらに上記スパナホルダを回
   転駆動させる駆動装置と、上記フレームおよび外管を昇
   降させる昇降装置とが備えられたことを特徴とする中性
   子計装管の取扱装置。
2. 【請求項２】上記駆動装置は圧力水により駆動される水
   圧シリンダ機構と、この水圧シリンダ機構の駆動力をス
   パナホルダに伝達するピニオンラック機構および傘歯車
   機構とを有してなる特許請求の範囲第１項記載の中性子
   計装管の取扱装置。
3. 【請求項３】上記昇降装置は圧力水により駆動される水
   圧シリンダ機構を有し、この水圧シリンダ機構はフレー
   ムに固定されるシリンダと、グランドに固定される固定
   ピストン軸とを備えた特許請求の範囲第１項記載の中性
   子計装管の取扱装置。