JPH08122486A - 炉心プラグ確認用把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】炉心プラグ引抜具により引き抜かれ、かつ把持
されている炉心プラグを、原子炉圧力容器内の炉水面下
において取り外し、かつ把持することができる遠隔操作
自在の炉心プラグ確認用把持装置を提供する。 【構成】原子炉内に昇降自在に吊り込まれる本体ケース
３２と、この本体ケース３２内にその軸方向に摺動自在
に内蔵されて炉心プラグ１のプラグ４を直径方向から着
脱自在に挟持する挟持部３４と、本体ケース３２内に固
定されて挟持部３４を昇降させる昇降部３５と、を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炉心プラグ引抜具によ
り炉心支持板のオリフィスから引き抜かれ、把持されて
いる炉心プラグを、原子炉内の炉水中でこの炉心プラグ
引抜具からさらに引き抜き、把持する炉心プラグ確認用
把持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、沸騰水型原子炉は原子炉圧力容
器内のシュラウドに囲まれた内部に炉心構造物を収納し
ている。原子炉圧力容器内の炉水は、シュラウドと原子
炉圧力容器との環状間隙に立設された複数台のジェット
ポンプにより強制的に押し込まれてシュラウドサポート
の流水口からシュラウド内に流入し、さらに、炉心支持
板に付設される制御棒案内間の横入口から内部へ流入し
て、その直上で燃料支持金具の流路を経由してから、発
熱中の燃料集合体外周面を軸方向に流れ、その際に加熱
されて沸騰し、気水分離器と蒸気乾燥器とをそれぞれ経
て、原子炉圧力容器上部の側部の蒸気出口からタービン
へと送られる。この場合、炉水の通過路に当る炉心支持
板にオリフィスを設けて炉水を通過させることも過去に
はあったが、現今ではこのオリフィス内に炉心プラグを
水密に挿入して閉塞することが多い。

【０００３】つまり、従来は、炉心支持板上のオリフィ
スを炉水の流通水口として使用することにより燃料集合
体間に注水し、中性子検出器が高温にならないように冷
却していた。

【０００４】しかし、この注水により却って中性子検出
器が振動を発生し、不具合が生じたため、近来ではこの
炉心支持板のオリフィスに炉心プラグを水密に挿入固定
して閉塞し、燃料集合体の下部タイプレートの穴を設け
て注水量を制限している。

【０００５】しかしながら、オリフィスを閉じるために
は炉水中の遠隔操作で原子炉圧力容器の炉底近くまで工
具を投入する必要があり、そのために専用の炉心プラグ
取付具と同引抜具の両者が開発されている。炉心プラグ
取付具により炉心支持板のオリフィス内に挿入された炉
心プラグは経年硬化等を含む機能の確認を定期的にサン
プリングしている。すなわち、炉心プラグの引抜時に、
ばね力で炉心支持板にホールドされているラッチの引抜
時の曲がり具合や炉心プラグ全面の直接目視確認等を行
なっている。勿論、引き抜いた旧炉心プラグの後は直ち
に新品の炉心プラグを装着して更新している。

【０００６】図４はこのような炉心プラグ１の全体構成
を示す一部切欠正面図であり、この図は、炉心支持板の
オリフィス内に挿入された炉心プラグ１のスピンドル２
のヘッド２ａをコイルばね３のばね力に抗してプラグ４
側へ一旦押し込んでラッチ５を図中左側のスリット４ａ
から外方へ突出させて、ピン回りに自由回転させた後、
スピンドルヘッド２ａの押し込みを解除してばね３のば
ね力によりスピンドル２を図中上方へ突出させて原状に
復元せしめ、これにより、オリフィスの開口外周縁部の
炉心支持板６の上，下面を、プラグ４の中間段部４ｂと
ラッチ５とにより弾性的に挟持している状態を示してい
る。

【０００７】このように炉心支持板６のオリフィス内に
装着された炉心プラグ１を、そのオリフィスから引き抜
く場合は例えば図５で示す炉心プラグ引抜具７が使用さ
れる。

【０００８】この炉心プラグ引抜具７は直状円柱状の操
作ポール８の図中下端に、操作シリンダ９とホルダ１０
とを設けている。まず操作ポール８を原子炉圧力容器内
へ吊り込み、所定の炉心プラグ１上に位置決めした後、
コレットチャック１１のフィンガを拡径して、炉心支持
板１２のオリフィス内に装着されている炉心プラグ１の
スピンドルヘッド２ａをガード内に引き入れて炉心プラ
グ１を確実に嵌入せしめる。

【０００９】操作シリンダ９は、そのピストン軸を駆動
してコレットチャック１１を移動させ、ホルダ１０の内
側と炉心プラグ１を把持させて移動すると、これらを把
持しているフィンガの外側がガードされ、フィンガの拡
径が拘束されるので炉心プラグ１を把持したまま、さら
に引き上げることができる。

【００１０】その引上げにより炉心支持板１２の下面に
係止されている炉心プラグ１のラッチ５がオリフィスの
下面開口周縁部に引っ掛けられるので、水平状態からハ
の字状に縮径するように塑性変形し、炉心支持板６のオ
リフィスから引き抜くことができる。なお、アイボルト
１２は図示しないワイヤロープを引っ掛けて炉心プラグ
引抜具７全体を吊るものであり、バランスウエイト１３
はフレーム１４のガイドロッド１５が作用して上部格子
板１６（図６参照）のコーナ部に懸架し易いように付設
される。ボディ１７はフレーム１４に連結され、フレー
ム１４を垂直に起立させるものであり、ガイドスリーブ
１８はホルダ１０の位置決めと炉心プラグ１のスピンド
ルヘッド２ａにコレットチャック１１を被せる際のガイ
ドとなるものである。なお、フレーム１４の下部に付設
されているノーズピース１９はその底部が半球形であ
り、図６で示す燃料支持金具２０の半球形状凹部上に着
座するものである。

【００１１】また、図６で示す上部格子板１６はその１
つの格子内に、４つの燃料集合体（図示せず）と、これ
ら４つの燃料集合体の下端を保持する燃料支持金具２０
を有するが、図６ではその１箇所（１升）を用いて炉心
プラグ引抜具７を位置決めし、バランスウエイト１３で
偏荷重を調整している。炉心プラグ１の挿入位置は上部
格子板１６の下方にあるから、上部格子板１６をくぐり
抜けてから操作ポール８により炉心プラグ１の挿入位置
までホルダ１０を回転し、かつ炉心プラグ１の真上から
ホルダ１０と共にコレットチャック１１を自重で降して
炉心プラグ１のスピンドルヘッド２ａに被せるものであ
る。なお、図５中、符号２１はガイドである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記炉
心プラグ引抜具７により炉心支持板６から引き抜かれ、
かつ把持されている炉心プラグ１を、さらに、この引抜
具７から取り外す場合は、この引抜具７のコレットチャ
ック１１を拡径する必要があり、そのためには炉心プラ
グ１を下方に強く引き出す力が必要である。この引抜を
手作業で行なうことは作業被曝の上で懸念がある。した
がって、遠隔操作で炉水中で作業する必要がある。ま
た、炉心プラグ引抜具７を炉水面上の大気中に晒し、炉
水面近くで旧炉心プラグ１を点検することは、これまた
環境汚染を含む作業被曝が増加し好ましくない。

【００１３】そこで本発明はかかる事情を考慮してなさ
れたもので、その目的は、炉心プラグ引抜具により引き
抜かれ、かつ把持されている炉心プラグを、原子炉圧力
容器内の炉水面下において取り外し、かつ把持すること
ができる遠隔操作自在の炉心プラグ確認用把持装置を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次のように構成される。

【００１５】本願の請求項１に記載の発明は、原子炉内
に昇降自在に吊り込まれる本体ケースと、この本体ケー
ス内にその軸方向に摺動自在に内蔵されて炉心プラグの
軸部を直径方向から着脱自在に挟持する挟持部と、上記
本体ケース内に固定されて上記挟持部を昇降させる昇降
部と、を有することを特徴とする。

【００１６】また、本願の請求項２に記載の発明は、挟
持部は、炉心プラグの軸部に、その直径方向で対向する
方向からそれぞれ押し当てられる一対の押し金と、これ
ら一対の押し金を上記炉心プラグの軸部に押し当てるよ
うに駆動する一対の操作シリンダと、上記一対の押し金
を上記炉心プラグの軸部から引き離すように付勢する一
対の引張ばねとを有することを特徴とする。

【００１７】さらに、本願の請求項３に記載の発明は、
昇降部は、挟持部による炉心プラグの挟持方向に対して
垂直方向に沿って配設されるシリンダと、このシリンダ
内で往復動するピストンに接続されたピストンロッドと
を有し、これらシリンダの一端とピストンロッドの外端
部の一方を本体ケース内に固定する一方、その他方を挟
持部に接続してなる操作シリンダを有することを特徴と
する。

【００１８】さらにまた、本願の請求項４に記載の発明
は、本体ケースは、挟持部による炉心プラグの軸部の挟
持方向に対して直交する方向に沿って対向する両側壁
に、炉心プラグを軸直角方向に挿通せしめる切欠を形成
していることを特徴とする。

【００１９】

【作用】原子炉内の炉水中において、炉心プラグ引抜具
等により引き抜かれ、頭部等を把持されている炉心プラ
グの軸部を、炉心プラグ確認用把持装置の挟持部の一対
の操作シリンダによりそれぞれ駆動される一対の押し金
により直径方向で挟持する。

【００２０】その挟持状態で挟持部を昇降部の操作シリ
ンダにより本体ケース内下方へ降下させると、炉心プラ
グを炉心プラグ引抜具から抜き取り、把持することがで
きる。

【００２１】このために、炉心プラグ確認用把持装置に
より把持されている炉心プラグを原子炉内の炉水から大
気中へ取り出さずに所要の目視チェック等の確認を行な
うことができるので、その安全性を向上させることがで
きる。

【００２２】また、原子炉内の炉水中において、炉心ブ
ラグ引抜具等により引き抜かれ、頭部を把持されている
炉心プラグを人力に拠らずに、炉心プラグ確認用把持装
置により抜き取り、把持するので、放射線被曝を低減し
て安全性を高めることができる。

【００２３】そして、炉心プラグ確認用把持装置の挟持
部の炉心プラグ軸部の挟持方向に対して直交する方向に
沿って対向する本体ケースの両側面に、炉心プラグを通
過せしめる切欠を形成する場合は、炉心プラグ引抜具等
により頭部等を把持されている炉心プラグの軸部を、炉
心プラグ確認用把持装置の本体ケースの切欠部に通過さ
せることにより、この本体ケース内へ移動せしめ、挟持
部により炉心プラグを容易かつ確実に挟持することがで
きる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図６に基づい
て説明する。なお、図１〜図６中、同一または相当部分
には同一符号を付している。

【００２５】図１は本発明に係る炉心プラグ確認用把持
装置の一実施例の縦断面図、図２は図１の平面図であ
り、これらの図において、炉心プラグ確認用把持装置３
１は、図示しない原子炉圧力容器内の炉水中において、
炉心プラグ引抜具７（図５参照）により炉心支持板６の
オリフィスから引き抜かれて、スピンドルヘッド２ａを
把持されている炉心プラグ１を、この炉心プラグ引抜具
７からさらに抜き取り、把持するものであり、有底円筒
状の本体ケース３２を有する。

【００２６】本体ケース３２は図中上下両端開口円筒状
の上部ケース３２ａの開口下端に、有底円筒状の下部ケ
ース３２ｂの開口上端を上下一対の外向フランジ３３
ａ，３３ｂにより同心状に結合している。

【００２７】本体ケース３２は上部ケース３２ａ内に、
炉心プラグ１の軸部であるプラグ４の外面を、その直径
方向から着脱自在に挟持する挟持部３４を、軸方向に摺
動自在に内蔵する一方、この挟持部３４を図中上下方向
に昇降自在に支持する昇降部３５を下部ケース３２ｂ内
に収容している。

【００２８】挟持部３４は、上部ケース３２ａの軸心部
回りに、その直径方向で対向する図１中左右一対の横置
操作シリンダ３６，３７を配設している。これらの各横
置操作シリンダ３６，３７はその各シリンダ３６ａ，３
７ａの外周に、コイル状の引張ばね３８，３９を若干の
遊びを持たせて同心状に外嵌する一方、各シリンダ３６
ａ，３７ａ内で往復動するピストンロッド３６ｂ，３７
ｂの各シリンダ３６ａ，３７ａから外方へ水平方向に延
出する外端部に、左右一対の押し金４０，４１を同心状
に固着している。

【００２９】これら各押し金４０，４１は、その先端面
に、図２に示すように、炉心プラグ１の中間段部４ｂよ
り下方の円筒状プラグ４の外周面に適合する円弧状凹部
４０ａ，４１ｂを形成し、炉心プラグ１のプラグ４をそ
の直径方向から着脱自在に挟持するものである。

【００３０】各押し金４０，４１は図１に示すように、
その外端面外周部に、複数本の小径ロッド４２，４３を
それぞれ植設し、これら各小径ロッド４２，４３の先端
部は各シリンダ３６ａ，３７ａの外向フランジ３６ｃ，
３７ｃを軸方向に摺動自在に貫通してばね座４４，４５
にそれぞれ固着されている。

【００３１】各ばね座４４，４５は引張ばね３８，３９
の内端部に一体的に固着され、引張ばね３８，３９の外
端部には断面形状がコ字状のばね受４６，４７を一体的
に固着している。

【００３２】ばね受４６，４７は上部ケース３２ａの内
周面に固着された当て金４９，５０の内周面に、軸方向
（図１中上下方向）のみに摺動自在に支持される。各シ
リンダ３６ａ，３７ａはその図示しない入口ポートに左
右一対の供給管４８ａ，４８ｂをそれぞれ接続してい
る。これら供給管４８ａ，４８ｂはその先端部同士を相
互に連結し、その連結部の入口ポート４８ｃに図示しな
い供給ホースを接続している。

【００３３】供給ホースは原子炉圧力容器上に設置され
て、所定圧の給水やエア等の加圧流体を供給する供給源
に接続される一方、各供給管４８ａ，４８ｂは各ばね受
４６，４７を貫通してその貫通部を固着しており、各供
給管４８ａ，４８ｂの立上り部の外周面を当て金４９，
５０の外周面に上下方向に摺動自在に支持させており、
各供給管４８ａ，４８ｂの立上り部の上部肩部４８ｄ，
４８ｅが軸方向摺動の上限をなしている。

【００３４】そして、一対の横置操作シリンダ３６，３
７の各フランジ３６ｃ，３７ｃの下底面には、図１中下
方へ垂下する左右一対のサポートロッド５１ａ，５１ｂ
の上端部を固着する一方、これらサポートロッド５１
ａ，５１ｂの下端部を、昇降部の縦置操作シリンダ５２
のシリンダ５２ａの取合フランジ５２ｂにそれぞれ接続
している。

【００３５】シリンダ５２ａは図１に示すように垂直に
起立され、その図中下端部にはエンドプラグ５２ｃが気
密に嵌合され、シリンダ５２ａの入口ポート５２ｄには
所定圧の水かエア等を供給する図示ないホースを接続し
ている。このホースの先端部は原子炉上方へ延出して加
圧水または加圧空気源に接続されている。シリンダ５２
ａは、ピストン５２ｅを、その軸方向に摺動自在に収容
している。このピストン５２ｅにはピストンロッド５２
ｆを同心状に一体的に連結している。ピストンロッド５
２ｆは、エンドプラグ５２ｃから外方へ突出する外端部
（図１中下端部）を帯板状のベース５３の中央部にフラ
ンジ５３ａを介して固着している。ベース５３は下部ケ
ース３２ｂ内の軸心部を直径方向に通って、その図中左
右両端部を下部ケース３２ｂの下部内周面に同心状に固
着しており、このベース５３と下部ケース３２ｂの底面
には炉水を通す複数の流通孔５４をそれぞれ穿設し、炉
心プラグ確認用把持装置３１全体が原子炉圧力容器内の
炉水中に水没し得るようになっている。

【００３６】そして、図２にも示すように上部ケース３
２ａの開口上端部に、内向きフランジ５５を一体または
一体的に突設し、この内向きフランジ５５には例えば４
つの吊り耳５６を上部ケース３２ａの軸心に対して対称
位置に配設している。これら吊り耳５６には、例えば図
３で示すように作業員５７を乗せるデッキ５８を有する
燃料交換機５９の補助ホイスト６０のワイヤロープ６１
のフック等が引っ掛けられて、図示しない原子炉内に昇
降自在に吊り込まれる。

【００３７】また、内向きフランジ５５と上部ケース３
２ａの側周壁には、図３でも示すように、炉心プラグ１
の軸部であるプラグ４を軸直角方向に挿通せしめる切欠
５５ａ，３２ａ1 を直径方向にそれぞれ形成している。

【００３８】次に、このように構成された炉心プラグ確
認用把持装置３１の使用方法ないし作用について説明す
る。

【００３９】まず、図５に示すように原子炉内の炉水中
において、炉心プラグ引抜具７のコレットチャック１１
により炉心プラグ１のスピンドルヘッド２ａを把持し
て、図中上方へ引き上げることにより、炉心支持板６の
オリフィスから炉心プラグ１を引き抜き、原子炉内の上
部格子板１６よりも上方の任意箇所へ引き上げておく。

【００４０】この後、図３に示すように燃料交換機５９
の補助ホイスト６０のワイヤロープ６１により吊持され
ている炉心プラグ確認用把持装置３１を、原子炉内の炉
水中に静かに吊り込み、炉心プラグ引抜具７により把持
されている炉心プラグ１に、その下方から接近させる。

【００４１】そして、炉心プラグ１を炉心プラグ確認用
把持装置３１の上部ケース３２ａ内へ、その切欠３２ａ
1 を通して移動させ、一対の押し金４０，４１同士の所
定の対向間隙に位置決めした後、ホースや供給管４８を
介して所定圧の水またはエアを一対の横置操作シリンダ
３６，３７に供給する。

【００４２】すると、図１に示すようにこれら横置操作
シリンダ３６，３７内の各ピストンロッド３６ｂ，３７
ｂがコイルばね３８，３９のばね力に抗して上部ケース
３２ａの軸心側へ押し出されるので、一対の押し金４
０，４１もその軸心側へ押し出される。このような押し
金４０，４１の押出し操作を所要回数繰り返した後、再
び一対の押し金４０，４１を押し出すと、これらの先端
凹部４０ａ，４１ａが炉心プラグ１のプラグ４の外周部
に外嵌して直径方向から押し当てられ、堅く挟持され
る。

【００４３】次に、炉心プラグ引抜具７のシリンダ９の
加圧を解除してコレットチャック１１のフィンガの外側
の拘束を解除し、そのフィンガからの炉心プラグ１の引
抜を可能にしておく。

【００４４】この後、炉心プラグ確認用把持装置３１の
縦置操作シリンダ３５に所定圧の水や空気等の加圧流体
を供給すると、この縦置操作シリンダ３５内のピストン
５２ｅが図１中上方へ移動するので、縦方向に収縮して
左右一対の横置操作シリンダ３６，３７を図中下方へ強
く引き下す。

【００４５】このために、左右一対のばね受４６，４７
が一対の当て金４９，５０の内周面を下方へ摺動して、
炉心プラグ１を挟持している一対の横置操作シリンダ３
６，３７を下方へ強く引き下げるので、炉心プラグ１を
炉心プラグ引抜具のコレットチャック１１から抜き取る
ことができ、炉心プラグ１のプラグ４を炉心プラグ確認
用把持装置３１により堅く挟持することができる。

【００４６】しかる後に、この挟持を保持した状態で炉
心プラグ確認用把持装置３１のみを炉水中の所要位置に
移動することにより、この炉心プラグ確認用把持装置３
１により挟持されている炉心プラグ１の健全性等を、水
中カメラまたは目視で点検，確認することができると共
に、炉心プラグ１のスピンドルヘッド２ａが解放されて
いるので、このヘッド２ａ等に識別表示を行なうことが
できる。

【００４７】しかも、これら作業は炉水による水遮蔽下
で行なわれるので、放射線被曝が少なく、さらにこれら
作業を炉上の燃料交換機５９等から遠隔操作により行な
うことができるので、安全性が一段と向上する上に、容
易かつ迅速に行なうことができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、原子炉内
の炉水中において、炉心プラグ引抜具により炉心支持板
から引き抜き把持されている炉心プラグを、炉水中でこ
の炉心プラグ引抜具からさらに取り外して把持するの
で、炉心プラグを炉水中から大気中へ引き上げずに、そ
の健全性等を水中カメラまたは目視で点検，確認するこ
とができる共に、炉心プラグのスピンドルヘットが解放
されているので、ここに識別表示等を行なうことができ
る。

【００４９】しかも、これら作業は炉水による水遮蔽下
で行なわれるので、放射線被曝が少なく、さらにこれら
作業を炉上の燃料交換機等から遠隔操作により行なうこ
とができるので、安全性が一段と向上する上に、容易か
つ迅速に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る炉心プラグ確認用把持装置の一実
施例の縦断面図。

【図２】図１の平面図。

【図３】炉心プラグ引抜具により把持されている炉心プ
ラグを図１で示す実施例により取り外す工程を示す一部
切欠正面図。

【図４】一般的な炉心プラグの一部切欠正面図。

【図５】一般的な炉心プラグ引抜具により炉心プラグを
引き抜く工程を示す一部切欠正面図。

【図６】図５の平面図。

【符号の説明】

１ 炉心プラグ ２ スピンドル ２ａ スピンドルヘッド ３ ばね ４ プラグ ５ ラッチ ６ 炉心支持板 ７ 炉心プラグ引抜具 ８ 操作ポール ９ シリンダ １０ ホルダ １１ コレットチャック １３ バランスウエイト １５ ガイドロッド ３１ 炉心プラグ確認用把持装置 ３２ 本体ケース ３２ａ 上部ケース ３２ｂ 下部ケース ３４ 挟持部 ３５ 昇降部 ３６，３７ 一対の横置操作シリンダ ３６ａ，３７ａ シリンダ ３６ｂ，３７ｂ ピストンロッド ３８，３９ 一対の引張ばね ４０，４１ 押し金 ４４，４５ ばね座 ４６，４７ ばね受 ４８ 供給管 ４９，５０ 当て金 ５２ 縦置操作シリンダ ５２ａ シリンダ ５２ｂ 取合フランジ ５２ｆ ピストンロッド ５３ ベース ５４ 流通孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉内に昇降自在に吊り込まれる本体
   ケースと、 この本体ケース内にその軸方向に摺動自在に内蔵されて
   炉心プラグの軸部を直径方向から着脱自在に挟持する挟
   持部と、 上記本体ケース内に固定されて上記挟持部を昇降させる
   昇降部と、を有することを特徴とする炉心プラグ確認用
   把持装置。
2. 【請求項２】 挟持部は、炉心プラグの軸部に、その直
   径方向で対向する方向からそれぞれ押し当てられる一対
   の押し金と、これら一対の押し金を上記炉心プラグの軸
   部に押し当てるように駆動する一対の操作シリンダと、 上記一対の押し金を上記炉心プラグの軸部から引き離す
   ように付勢する一対の引張ばねとを有することを特徴と
   する請求項１記載の炉心プラグ確認用把持装置。
3. 【請求項３】 昇降部は、挟持部による炉心プラグの挟
   持方向に対して垂直方向に沿って配設されるシリンダ
   と、このシリンダ内で往復動するピストンに接続された
   ピストンロッドとを有し、これらシリンダの一端とピス
   トンロッドの外端部の一方を本体ケース内に固定する一
   方、その他方を挟持部に接続してなる操作シリンダを有
   することを特徴とする請求項１または２記載の炉心プラ
   グ確認用把持装置。
4. 【請求項４】 本体ケースは、挟持部による炉心プラグ
   の軸部の挟持方向に対して直交する方向に沿って対向す
   る両側壁に、炉心プラグを軸直角方向に挿通せしめる切
   欠を形成していることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか１項に記載の炉心プラグ確認用把持装置。