JPH0820553B2 - 管状体の束を剪断するための装置 - 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、核燃料エレメント等管状体の束を剪断する
ための装置に関する。

（従来の技術） 原子炉からの核燃料の抽出の後に、核燃料エレメント
は放射能の最初のクールダウンのためプール内にしばら
くの間貯蔵される。そして貯蔵された核燃料エレメント
は貯蔵されるか再使用される。

貯蔵を容易にするため、核燃料を内蔵したニードル又
はロッドを一つのグループに、機械的構成（基端部すな
わち先端部、案内チューブ、支持グリッド等）を他のグ
ループに分離することにより核燃料構成物のかさを減少
させることが望ましい。

上記構成物は、リアクター内部を通過することによ
り、予め放射能を帯びているが（中性子により構造物中
のニッケルがコバルト60に放射化されるなど）、もしあ
ったとしてもほとんど汚染されていない。この構成物に
より占拠される空間を限定するために、この構成物を小
片に切断し、キャニスタ（かん）に貯蔵する作業は価値
がある。

再処理サイクルは、ロッド内の燃料の分解のため、燃
料エレメントの剪断により開始される。

従って、ほとんどの場合、剪断作業が所定の方法に沿
うことを要求される。これらの作業を実施するために用
いられる装置は剪断刃とこの剪断刃を供給するためのマ
ガジンを備えている。

最も一般に広まっているタイプであるPWR（加圧水
型）またはBWR（沸騰水型）リアクターのための燃料エ
メレントは、平行に配置され、かつかなりがっちりした
２個の先端部間に維持されているロッドの束からなって
いる（このロッドの束はcm単位の直径と、数ｍの長さの
ロッドを数百本束ねている）。

薄いシート状の金属のグリドがその先端部の間に設け
られており、ロッドの間の空間を維持している。

燃料束の基部を取り囲んでいる基端部にろう付けされ
たシート上金属スカートを備えることは従来一般の技術
である。

燃料エレメントのための剪断刃は既に開示されて居
る。英国特許GB1,314,803には、燃料エレメントの切断
のためにエレメントが垂直位置に配置される前に水平位
置に配置されるいわゆる水平剪断刃が開示されている。

フランス特許7,527,897には、燃料エレメントが切断
される剪断刃が開示されている。

全ての剪断装置は、サドルが交互の直線運動に変位可
能であるシャーシにより構成されている。

そのサドルはブレードをその前面に支持しており、そ
してシャーシは固定された他方のブレードを備えてい
る。そして、そのブレードと他方のブレードにより切断
平面が定められている。

切断方法は常に同じである。即ち、サドルが後方に移
動され、燃料エレメントは、所定量だけ切断平面を超え
て延びるようにブレードと他方のブレードの間で前方に
移動される。次にサドルが前方に移動され、ブレードは
他方のブレードと共働してロッドを切断する。この時、
他方のブレードはロッドが後方へ移動するのを阻止す
る。更に、サドルが後方に移動され、そしてこのサイク
ルは繰り返される。この切断作業を促進するために、燃
料束は一つ又は複数の水平面クランプにより圧縮され
る。これはロッドが切断動作から逃げるのを阻止するた
めである。

しかしながら出願人は、基端部をその残りの構造物と
分離する最初の切断作業が大変不便である事に気付い
た。

特に、スカートの存在が、その切断作業において、欠
点をもたらすことである。即ち、それは、そのスカート
の後部全体が切断されず、先端部の上方平面に押し戻さ
れる事である。

これは燃料ロッドの長手方向に垂直に切断するために
設けられているブレードがスカートを切断するに適さな
いということに起因している。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の一つの特徴は、先端部とスカートの両方を同
一の切断ブレードにより切断しないことである。

本発明の重要な特徴は、サドル上に形成された二つの
切断開口の存在である。この二つの切断開口のうちの一
つ（前方開口と称す）は先端部を切断するためのもので
あり、他方の開口（後方開口と称す）はロッドと案内チ
ューブを切断するためのものである。

更に、本発明の他の特徴は、垂直軸を有する固定され
たマガジンの中に燃料束が垂直方向に配置されているこ
とであり、二つの切断作用（先端部と燃料束）はサドル
の二つの異なる移動で実行される。

本発明における切断平面は水平であり、そしてこれは
ブレードと二つの他方のブレードにより定められる。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、少なくともマガジン２内に実質的に垂直に
位置された燃料エレメントを剪断するための装置であっ
て、その剪断が、シャーシ１内を交互の直線的移動で変
位するブレード支持サドル17上に配置されたブレード53
の変位により実行されるものにおいて、前記ブレード支
持サドル17はその上部に実質的に矩形である二つの開口
18,19を有しており、二つの開口のうち一つは基端部を
切断することを目的としているものでその下部が閉塞さ
れた前方開口18であり、他方はロッドを切断することを
目的としたもので、その下部が開放されており、かつ移
動可能なフラップ34により一時的に閉塞可能な後方開口
19であることを特徴とする。

（作用） 本発明装置は、少なくとも上述のようにサドル上に形
成された二つの切断開口を形成したものである。この二
つの切断開口のうちの一つ（前方開口と称する）は先端
部を、他方の開口（後方開口と称する）はロッドと案内
チューブをそれぞれ切断するように作用する。

（実施例） 以下、本発明による管状体の束を剪断するための装置
の実施例を図面を参照し詳細に説明する。

まず、第１図ないし第７図において、図面の各参照要
素は以下の方向になされている。即ち、切断されるエレ
メントは剪断刃の上方で垂直にされている。矢印Ｂは垂
直である。サドルの移動は直線でかつ水平である。前進
方向は、サドル上に固定されたブレードが構造物からロ
ッドを切断する方向である。矢印Ａは前進方向を示して
いる。更に付言すれば、スカートに対する部分的切断作
業は後退移動にて実行される。矢印Ｃは左方を示してい
る。水平切断平面はブレードの上面と他方のブレードの
下面により定められている。矢印Ａ−Ｃの平面は水平で
ある。

そこで、剪断装置の概略構成を説明するに、剪断装置
は一般的に、その上部に開口したＵ−区画を有するシャ
ーシ１から構成されている。

垂直マガジン２はシャーシに固定されており、切断さ
れるエレメント３を収納している。その基端部は底部に
位置し、先端部はそれが前もって切断されていないとき
は上部に位置している。

シャーシは、ブレード支持サドル17（サドルと略称さ
れる）として参照される案内スライダを備えている。サ
ドルは、減少した摩擦で直線交互運動をするように案内
される。マガジンは面クランプ８と二つの滑動面を有し
ている。

次に第１図を参照してシャーシの構成について説明す
る。

即ち、第１図は傾斜面クランプを有し、かつ直立した
マガジン内に位置した燃料エレメントの束を切断するこ
とを目的とした剪断装置を示し、シャーシ１は、長い梁
材とスペーサ即ちリブ状壁５の構造物からなっており、
その上面は開口されている。可動蓋11は、この上面を部
分的に閉じる事ができる。蓋11はジャッキ12により駆動
される。シャーシは、第３図に概略的に示すように、サ
ドルのための二つの案内システムを持っている。

レール20は、サドルの移動の水平度を確実にし、他方
レール26はサドルの軸とその移動の平行性を確実にして
いる。

交互の案内システムについては後述する。

シャーシの後面は中実のリブ状壁５により構成されて
いる。この壁は、数十トンの剪断力を受けるので、その
機械的強度に配慮する必要がある。

シャーシの下部はファンネル15内に位置している。シ
ャーシの内部で、二つの側面のそれぞれにはその後方に
水平湾曲部（ramp）37が設けられており、前部38に向か
って下りの傾斜をなしている。この湾曲部は、後に説明
するごとく、フラップ34と協動する。

次にサドルの構成を第２図ないし第５図を参照して説
明する。

図面から明らかなごとく、シャーシの内部は摺動引き
出しの一般的な形状を有している。その上面には二つの
開口が設けられている。即ち、その前方開口18はその下
部が閉塞されており、後方開口19はその下部が開口して
いるがフラップ34により一時的にされる。

サドルの変位に関し、サドルの上面は切断面と同一の
平面になる。

第５図は、サドルの長手方向断面図であり、これによ
り前記開口の内部の詳細が機能的に説明される。

基端部は前方開口18の中で正確にその高さが適合して
いなければならない。

実際は、前方開口の深さはその高さ寸法よりも大き
く、そして、燃料の各タイプに適合するように、その開
口の底部に螺合される詰め材33が設けられている。

その後面に開口している後方開口19には、ブレード52
の支持体が固定されている。後者は後面の内部に収容さ
れネジにより固定されている（図示せず）。

ブレード53は、その上面が切断平面に正確に位置する
ようにその支持体に固定されている。

後方開口19の下部は開口しており、しかし、軸35の回
りに回動可能であるフラップ34がこの下部を閉塞出来
る。この機能は剪断刃の動作の機能に沿って説明され
る。フラップはその左右にローラを支持している二つの
アームを有している。このローラはシャーシの湾曲部37
に沿って進む。フラップと湾曲部の目的は以下述べる動
作で説明される。

サドルは、第３図及び第４図に示すようにその二つの
側面に二セットのローラ（長手平面に関して対称）を持
っている。

好ましくは三セットの上部ローラ21は、水平軸22を有
し、シャーシのレール20の上部25上を転がるようになさ
れている。少なくとも二セットの下部ローラ23は、垂直
軸24を有しており、シャーシのレール26の垂直部上を転
がるように構成されている。得られる結果を（即ちサド
ルの案内）を変えることなしに、レールとローラの位置
を交換する事は可能である。

第４図はサドルに固定された上部レール29と軸31によ
りシャーシに固定された上部ローラ30を示している。同
様に、ローラをスライダと取り替える事は可能であり、
同様な結果が得られる。

シャーシ内でのサドルの前後変化は水平軸60を有する
一つまたは二つの二方向ジャッキによる単純な方法で確
実にされている。

複数のジャッキの力をバランスさせるためにそれぞれ
のジャッキは長手対称面に関して対称に位置されるのが
好ましい。

もしシャーシの全体の長さ、従って剪断刃の長さを減
少する事が望まれる場合に、一つの解決方法は、サドル
内の前記シリンダの本体に穴を開け、そしてボール結合
（図示せず）を介してシャーシのリブ状壁５に対し押圧
されるサドルの背面に個々のジャッキのロッドを設ける
事である。

次にマガジンについて説明する。

マガジンは垂直軸をもつ角柱形状を有しており、シャ
ーシの上面にまたがってシャーシに螺子結合で載置され
ている。前記マガジン２は第１図に示されている。

マガジンは、それぞれの機能が異なる底部13と頂部43
を有している。

マガジンは燃料束を垂直位置に保ち、かつ燃料束のロ
ッドがねじれないように切断工程中、その束を圧縮する
ように働く。マガジンの一部を構成する装置は個々の切
断作業の間に燃料束を降下させる。マガジンの底部は、
その内部を燃料束が少しの遊びなしに摺動する矩形角柱
により形成されている。従って、マガジンは与えられた
タイプの燃料に特定される事が理解される。

マガジンの底部の後面８は可動であり、かつ面クラン
プとして働く。第１図はマガジンの底部の断面積を減少
させるため、どのようにしてこの壁がジャッキにより押
圧されるか示している。この図から明らかなごとく、こ
の可動部はその先端と底部に対し異なる変位を持ってい
る。可動部８（マガジンの後面）はその上部が垂直スラ
イダ62の範囲内で変位され得る軸９のまわりに接合され
ている。

可動部８の底部には、二つのアクアリングエレメント
63が接合され、そしてスライダ６（シャーシに固定され
ている）の溝内のスロットに固定されている。ジャッキ
61はスライダ７を前進又は後退させる。

可動部の先端は二つのスライダによりマガジンの後面
の垂直平面に保たれ、しかるに底部は一定の距離を有し
て、切断面端と平行に保たれている。

マガジンの下部の前面は他方のブレードを支えてお
り、その他方のブレードの下部平坦部は水平であり、か
つ切断平面に位置している。

マガジンの底部の左右側面が第６図に示されている。
例えば、右側面の考察から、それは燃料束をこする壁に
より構成されていることが理解される。この壁41は、固
定された垂直壁13に対して押し付けられた複数の短移動
ジャッキ40によりそれ自身に対して平行に移動可能であ
る。

この左右の移動可能な壁の目的は、以下述べる動作で
説明される。

マガジンの上部は、その部分の底部から延びている角
柱形状をしている。

この上部は第７図に示されている。この図面に見られ
るがごとく、後面44はヒンジ70により開放扉の形状を有
している。これは燃料束の導入を容易にする。

ほぼ5mの高さの燃料束に対し、その高さのうち0.5mを
マガジンの下部に、そして4.5mをその上部に分担させる
事が望ましい。

マガジンの上部の端部には、水平板45の形をした押圧
エレメントが設けられている。この水平板45は、マガジ
ンの内部で摺動可能であり、かつモータ50により駆動さ
れる垂直板により動き出すようにセットされている。更
にこの板45は、モータ50が駆動されたときに、燃料束に
下方への押圧力を加える。

上記作用の興味ある代替方法として、必要な時に圧縮
空気を供給される空気駆動機を使用することができる。
又、減速歯車を備えたモータも用いる事ができる。

次に上記構成装置の動作について以下説明する。

例1:基端部の切断 前方開口がマガジンの下方に位置するようにサドルが
配置される。

サドルの正しい位置を確実にするため位置検出器をシ
ャーシ上に簡単に配置する事ができる。

燃料束はマガジンの内部に側面ドアを介して挿入さ
れ、その基端部がサドルの前方開口に落とし込まれる。
その開口の基部に位置する詰め材は、基端部の上方水平
部が切断平面のレベルに来るように選択される。

面クランプジャッキが駆動され、燃料束をつかみ、そ
してサドルは後方に20又は30mmだけ移動される。この方
法において、面クランプの基部はスカートに作用し、成
形部分を引き裂く事により、スカートの後面を基端部か
ら分離する。

次に前方開口が基端部を他方のブレードの下にもたら
す地点までサドルが前方に移動され、これにより基端部
が燃料棒の束から完全に分離される。更に、前述の操作
の効力により、スカートは基端部から完全に除去され
る。

更に基端部を引き出す作業が説明される。つかみ機が
基端部の容器をつかみ持ち上げる。次に、サドルが後退
し、基端部がファンネルを介してキャニスタ（かん）に
収容される。

例2:燃料束の切断 この切断作業は基端部の切断の後に生ずる。サドルは
その後方開口がマガジンの下方にあるように位置され
る。

フラップは、シャーシの湾曲部のために高位置にあ
る。

面クランプは暖められ、そして二つの側面壁は、短距
離移動ジャッキ（1cmで充分である）によりマガジンの
下部から離れて移動される。

燃料束は自重によりフラップに接触するまで落下す
る。同時に、押圧エレメントが駆動され、もし必要であ
れば、その下方移動を助長する。

フラップは、切断長を調整しかつ燃料束が必要以上に
落下するのを防止するという二つの役割を持っている。
これは、もし異なる切断長が必要とされたときに、フラ
ップを交換することが必要な事を意味している。

マガジンの下方水平部からジャッキが駆動され、そし
て、次に面クランプジャッキが駆動され全てのロッドを
圧縮する。

二つのジャッキの動作の間、サドルは前進し、サドル
のブレードは他方のブレード（マガジンの前面に設けら
れている）と共働して全てのロッドを選択された長さに
切断する。上記作用において、サドルが前方へ移動した
とき、シャーシの湾曲部によりフラップ傾斜し、かつフ
ァンネルロッドの切断片が移動されるまで、全てのロッ
ドの切断片が後部開口のフラップ上に残っていることは
当然である。

そして、サドルは後退し、燃料が無くなるまで全ての
前述作業が繰り返される。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明装置は管状体の束を良好
に剪断し得るものであり、実用に際して得られる効果大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による管状体の束を剪断する装置の一実
施例を示す概略構成斜視図、第２図は第１図に示す装置
のサドルを示す斜視図、第３図ないし第５図は夫々第２
図に示すサドルの横断面図、横断部分図及び長手方向配
置断面図、第６図及び第７図は第１図に示す装置におけ
るマガジンの下部の水平断面図及び同じくマガジンの上
端部の斜視図である。 １……シャーシ、２……マガジン、３……エレメント ５……リブ状壁、6,7……スライダ、９……軸 13……底部、15……ファンネル、17……サドル 18……前方開口、19……後方開口、20……レール 21……上部ローラ、23……下部ローラ、26,29……レー
ル 30……上部ローラ、34……フラップ、35……軸 37……湾曲部、40,61……ジャッキ、41……壁 43……頂部、44……後面、45……水平板 50……モータ、52,53……ブレード、60……水平軸 62……垂直スライダ、63……アクアリングエレメント 70……ヒンジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チュクラ ダニエル フランス 95240 コルメイユ・オン・パ リシ、リュ・ドゥ・プロフェソール・カル メット、67 (72)発明者 ショヴィレ パスカル フランス 75015 パリ、ケ・ド・グルネ ル、51 (56)参考文献 特開 昭63−215997（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−34195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−113796（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−210594（ＪＰ，Ａ) 米国特許3763770（ＵＳ，Ａ)

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マガジン（２）内に実質的に垂直に位置さ
   れた燃料エレメントを剪断するための装置であって、そ
   の剪断が、シャーシ（１）内を交互の直線的移動で変位
   するブレード支持サドル（17）上に配置されたブレード
   （53）の変位により実行されるものにおいて、前記ブレ
   ード支持サドル（17）はその上部に実質的に矩形である
   二つの開口（18,19）を有しており、二つの開口のうち
   の一つは基端部を切断することを目的としているもので
   その下部が閉塞された前方開口（18）であり、他方はロ
   ッドを切断することを目的としたものでその下部が開放
   されており、かつ移動可能なフラップ（34）により一時
   的に閉塞可能な後方開口（19）であることを特徴とする
   管状体の束を剪断するための装置。
2. 【請求項２】切断平面が水平であり、かつこの切断平面
   が前記後方開口内に位置するブレードの上部と、二枚の
   他方のブレードの下部により定められると共に、この二
   枚の他方のブレードのうち前方のブレードがシャーシに
   固定され、後方のブレードがマガジンに固定されている
   ことを特徴とする請求項（１）及び（２）記載の管状体
   の束を剪断するための装置。
3. 【請求項３】ブレード支持サドルが、水平軸を有しかつ
   前記シャーシの一側壁とブレード支持サドルの間に対称
   的に位置される二つのジャッキにより変位されることを
   特徴とする請求項（１）及び（２）記載の管状体の束を
   剪断するための装置。
4. 【請求項４】前記二つのジャッキのそれぞれの本体は前
   記ブレード支持サドル内に構成され、かつジヤッキのそ
   れぞれのロッドはボール結合によりシヤーシの一側壁に
   取着されていることを特徴とする請求項（３）記載の管
   状体の束を剪断するための装置。
5. 【請求項５】前記マガジンは、可変の断面をもった下部
   と、一定の矩形断面をもった開放可能な上部をもってい
   ることを特徴とする請求項（１）及び（２）記載の管状
   体の束を剪断するための装置。
6. 【請求項６】底部の後面が、ボール結合を経て前記後面
   を押圧するジャッキの動作によりマガジン内に位置する
   ロッドを圧縮する傾斜位置を選択できることを特徴とす
   る請求項（５）記載の管状体の束を剪断するための装
   置。
7. 【請求項７】前記マガジンの下部の側面が、複数の短距
   離移動ジャッキの動作により垂直に保たれている間変位
   されることができることを特徴とする請求項（５）及び
   （６）記載の管状体の束を剪断するための装置。
8. 【請求項８】ロッド切断開口を閉塞することが可能な可
   動フラップが、前記サドルの移動に直交する水平軸の回
   りに接合されており、更に前記フラップがフラップの下
   方の接合アームによりいずれかの側を支持され、かつ前
   記シャーシに固定された湾曲部上に摺動または回転する
   ローラにより止められていることを特徴とする前記請求
   項（１）ないし（７）のうちいずれかの一つの請求項に
   記載の管状体の束を剪断するための装置。
9. 【請求項９】前記湾曲部はその後部が水平であり、その
   前部が下方に延びている、かつその方向の変更は、前方
   への移動において、前記フラップが切断作業の終りまで
   切断開口を閉塞し、そして、切断されたチューブ部分が
   下方のファンネルに落下するように定められていること
   を特徴とする請求項（８）記載の管状体の束を剪断する
   ための装置。
10. 【請求項１０】前記ブレード支持サドルが、水平レール
    に沿って回転する水平軸を持ち、かつ前記シャーシに固
    定されている複数のローラを支持していることを特徴と
    する請求項（１）記載の管状体の束を剪断するための装
    置。
11. 【請求項１１】前記シャーシが、その二つの側面に水平
    に並べられ、かつ水平軸を有する複数のローラを持って
    おり、そして前記サドルが、その側面のそれぞれに水平
    レールを有し、かつ前記レールが前記ローラ上にあるこ
    とを特徴とする請求項（１）記載の管状体の束を剪断す
    るための装置。