JPH0990082A - 加圧水型原子炉装置の圧力容器の組立及び分解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 新設計の加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ）の圧力
容器の組立及び分解方法を提供する。 【解決手段】 ハブ部分と駆動棒部分（207)を一体的な
駆動棒組立体として選択的に結合する選択的に着脱自在
な継手を含む複数の駆動棒組立体（200,201)を準備す
る。複数の駆動棒組立体のハブ部分を対応の棒クラスタ
（30，34）の各取り付け手段と連結し、各取り付け手段
を支持板に配置し、棒クラスタを支持板の対応孔に支持
板に対する完全挿入位置まで挿入して対応の駆動棒組立
体のハブ延長部を内槽組立体（24）内に軸平行関係に支
持することによって内槽組立体を支持する。複数の駆動
棒組立体の駆動棒部分をカランドリア（50）上板及び底
板に形成した対応の孔に挿入し、各駆動棒部分を連携の
駆動棒組立体の対応ハブ部分と整列させてカランドリア
集合体を該集合体中に支持されている駆動棒部分と共に
内槽組立体上の定位置に位置決めし、複数の駆動棒組立
体のそれぞれについて駆動棒部分をこれと対応するハブ
部分と順次選択的に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は選択的にかつ遠隔操
作で作動できる急速継手を有するツーピース或いは二本
組駆動棒集合体を組み込んだ新しい設計の加圧水型原子
炉装置の圧力容器の組立／分解方法に係る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】周知の
ように、従来型加圧水型原子炉は燃料棒集合体と入れ子
関係に軸方向へ並進運動できるようにほぼ軸平行関係に
原子炉容器内に取り付けた複数の制御棒を使用する。制
御棒は中性子を吸収して炉心内の中性子束レベルを低下
させる毒物質と呼ばれる物質を含有する。それぞれ関連
の燃料棒集合体に対して制御棒の位置を調節することに
より原子炉の反応度を、従って、出力レベルを制御し、
調節する。

【０００３】制御棒はクラスタを形成するように束ねら
れ、各クラスタに属する棒を連携する共通のスパイダに
取り付けるのが普通である。各スパイダは対応の駆動棒
を介してそれぞれに連携の調節機構に連結されて連携の
棒クラスタを上下させる。

【０００４】新しい設計の加圧水型原子炉には、原子炉
制御棒クラスタ又は出力制御棒クラスタ（ＲＣＣ）及び
水排除棒クラスタ又は減速材調整制御棒クラスタ（ＷＤ
ＲＣ）の双方を使用するものがある。このような設計の
原子炉では一例としては合計２８００本の原子炉制御棒
及び水排除棒を１８５クラスタに束ねて配列し、それぞ
れの棒クラスタを対応のスパイダに取り付ける。この設
計の加圧水型原子炉の例では、原子炉圧力容器内に下方
から軸方向に上方へ順次、下槽組立体、内槽組立体、及
びカランドリアが設けられ、これらがいずれもほぼ円筒
状で、さらにその上方にドーム状の蓋又はヘッドが配設
される。下槽組立体は従来と同様の構成でよく、その内
部に軸平行関係に複数の燃料棒が取り付けられ、その上
下端が対応の上下炉心板で支持される。内槽組立体内に
は、内槽組立体の断面積のほぼ全域に拡がるマトリック
スを形成するように狭い間隔で配列された多数の棒案内
管が設けられている。棒案内管に第１及び第２のタイプ
があり、それぞれ原子炉制御棒クラスタ（ＲＣＣ）及び
水排除棒クラスタ（ＷＤＲＣ）を収納する。これらのク
ラスタはそれぞれ連携の案内管内に入れ子式に収納され
た状態で、それぞれと連携する燃料棒集合体とほぼ整列
関係にある。

【０００５】本発明の方法の実施に係る新しい加圧水型
原子炉の主な目的の１つは燃料利用効率を高めて総燃料
コストを低減することにある。この目的に合致するよう
に、水排除棒クラスタ（ＷＤＲＣ）は機械的減速材制御
手段として機能市、新しい燃料サイクルの開始に際して
すべてのＷＤＲＣを燃料棒集合体と連携するように炉心
に完全挿入する。燃料サイクルは約１８カ月が普通であ
り、その期間が経過したら燃料を交換しなければならな
い。過剰反応度レベルが低下するに従って、ＷＤＲＣを
グループごとに炉心から徐々に引抜くことにより、たと
え燃料棒集合体の反応度レベルの低下が経時的な消散に
起因するとしても原子炉が同じ反応度レベルを維持でき
るようにする。逆に、制御棒クラスタは同じく連携の燃
料棒集合体と入れ子関係に軸方向に並進運動させること
により、従来の原子炉制御作業と同様に、例えば負荷需
要に応じて原子炉の反応度を、従って、出力レベルを連
続的に制御する。

【０００６】カランドリアはカランドリア底板及びカラ
ンドリア上板を含む。棒案内管の下端及び上端をそれぞ
れカランドリア上板及びカランドリア底板に固定する。
カランドリア内にはその上下の板の間を延びるように複
数のカランドリア管又は駆動棒案内管をそれぞれ棒案内
管と整列関係に、また軸平行関係に取り付けてある。カ
ランドリア板の残り部分にはカランドリア管の間に位置
するように排出流孔を設け、炉心排出流が内槽組立体の
上向き通路から出る際に前記孔を通過できるようにす
る。炉心排出流又はその大部分は軸流方向から半径方向
に転じて、カランドリアと流体連通関係にある半径方向
外向きの出口ノズルを通過する。

【０００７】同様の軸平行及び整列関係で、カランドリ
ア管はヘッド内の所定の高さにまで達する対応のフロー
シュラウドと接続し、前記フローシュラウドはヘッドの
構造壁を貫通し、ヘッドの外側、ヘッドの真上に位置す
る自由端に上述のような対応の調節機構を装着してある
対応のヘッド延長部に接続している。調節機構は対応の
ヘッド延長部、フローシュラウド及びカランドリア管を
貫通する対応の制御軸または駆動棒を有し、この駆動棒
はＲＣＣ及びＷＤＲＣを取り付ける連携のスパイダに連
結されており、内槽組立体内でのスパイダの高さを、従
って、ＲＣＣ及びＷＤＲＣを下槽組立体へ下降させて該
組立体内の燃料棒集合体と連携させるレベルを調節する
ことにより、炉心内の反応度を制御する。

【０００８】新しい設計の加圧水型原子炉の一例では、
２８００本以上の棒が１８５クラスタに分けて取り付け
られ、これらのクラスタが対応する１８５本の棒案内管
内に収納されている。

【０００９】これらのクラスタのうち、８８個がＷＤＲ
Ｃタイプであり、それぞれが４クラスタから成る２２の
グループに分けられ、各グループを構成するクラスタは
個々のグループ又は複数のグループを引抜くことにより
炉心内に対称的な出力分布が維持されるように選択す
る。各ＷＤＲＣは重さが約７００〜８００ポンドである
から、４個のクラスタから成る各グループの総重量は２
８００〜３２００ポンドとなり、各グループの駆動機構
及びこれと連携する連結機構は大きい強度と堅牢性を有
し、大きい駆動力を提供するものでなければならない。
棒クラスタ及びそれに関連の案内管の配列密度、即ち、
間隔の狭さに鑑み、容器内、及び水排除棒駆動機構（Ｄ
ＲＤＭ）と制御棒駆動機構（ＣＲＤＭ）を含む棒駆動機
構において厳しいスペースの制約がある。重大なスペー
スの制約はＷＤＲＣを、従って、ＤＲＤＭを採用しなか
った在来型の原子炉では経験されなかったものである。
即ち、在来型原子炉では容器のドーム又はヘッドの上方
に必要数のＲＣＣ駆動機構を収納できる充分なスペース
が得られた。具体的には、対応のＲＣＣと連携する従来
型の電気機械的ＣＲＤＭをほぼ軸平行関係に容器のドー
ム又はヘッドの真上に設け、ヘッドを密封関係に貫通さ
せ、適当な駆動棒を介して連携のＲＣＣと連結し、その
制御下に任意のＲＣＣを徐々に上下させることによって
原子炉のエネルギー・レベルを調節したり、或いは停止
を必要とする場合ならばＲＣＣを急激に下降させる。

【００１０】ここに考慮する新しい設計の原子炉装置で
は、ＣＲＤＭとして従来使用されているのと同じ機構で
も機能的にはＷＤＲＣを調節する手段として適当である
が、棒クラスタ数（即ち、ＲＣＣ及びＷＤＲＣの総数）
が増大するから、従来のＣＲＤＭを採用するとなれば余
りにも大型になるため機械的に不適当である。この問題
を解決すべく従来の機構に代わる種々の機構が研究され
ている。例えば、ローラ・ナット駆動機構が考案された
が、充分な持ち上げ力を得られないことが判明した。そ
こで、対応の駆動棒を介して連携のＷＤＲＣ群と連結さ
れた液圧ピストンを利用する新しいＤＲＤＭが開発さ
れ、この機構によってスペース条件を満たされ、在来型
ＣＲＤＭと併用して容器のヘッド又はドームの上方に取
り付けることが可能となった。このような液圧式ＷＤＲ
Ｃ駆動機構の一例が本願と同じ出願人に譲渡されたVero
nesiの１９８４年３月２７日付米国特許第４，４３９，
０５４号に開示されている。

【００１１】このような原子炉の他の重要な設計条件と
して、炉心排出流の炉内構造物通過に伴って発生する可
能性のある炉内構造物の振動を極力軽減しなければなら
ないことがある。この条件を満たすための重要な要因と
して、炉心排出流を内槽組立体全域において軸方向に、
即ち、棒クラスタ及び連携の棒案内管と軸平行関係に維
持しなければならないことがある。これは給排水ノズル
をカランドリア集合体の高さとほぼ対応する高さに、従
って、上述のように棒案内管及び関連の棒クラスタを収
納している内槽組立体よりも上方に配置することである
程度達成される。

【００１２】上記新設計の加圧水型原子炉の構成からす
れば、原子炉圧力容器の軸方向の高さ又は長さを従来の
同型原子炉よりも大きくしなければならない。容器高が
高くなれば、これに随伴して駆動棒の長さも従来の原子
炉容器に利用されていた典型的な駆動棒の長さが２４イ
ンチであったのに対して約３４インチとしなければなら
ない。駆動棒の長さがこのように長くなれば、多くの問
題が発生する。第１に、長さが３４インチ以上の駆動棒
を製造するのには多大のコストを要し、このサイズの構
造は製造上の特殊な問題に遭遇するだけでなく、取り扱
い及び出荷、さらにこれに要するコスト増大の問題をも
伴い、全体的なコストの増大につながる。又、複数の比
較的短い要素を溶接するか又は機械的継手で連結するこ
とによってワンピース駆動棒を製造することができる
が、駆動棒に利用される材料、例えば、４０３型ステン
レススチールを溶接するにはコストのかかる予熱及び後
熱作業が必要であり、機械的継手を利用する場合には、
機械的組立の仕上げとしてロッキングピンをタック溶接
できるようにするために、多大のコストを伴うバタリン
グ作業が必要になる。現場で溶接又は機械的組立作業を
行うことは非現実的であり、このようにしてワンピース
駆動棒を形成する作業を工場で実施し、次いで現場へ輸
送するとしても上述したのと同じ問題に直面する。

【００１３】新設計加圧水型原子炉の必要条件を満たす
に充分な長さのワンピース駆動棒の製造、取り扱い及び
輸送に関する基本的な問題のほかにも、多くの問題があ
る。機械的には、このようなワンピース駆動棒はこれを
組み込まれた原子炉の組立てに際しても定期的な保守作
業を行う際にも操作が容易でない。例えば、駆動棒を対
応の棒クラスタと整列させ、組立てる作業は駆動棒が長
くなることで極めて困難になり、上槽組立体内の棒案内
管のような炉内構造物を損傷するおそれがある。棒案内
管のへこみなどの変形による構造的な損傷は許容限界を
超える有害な流動特性及びこれに関連する振動状態を招
くおそれがあるから、たとえ僅かでも許容されない。こ
のような損傷が経時的には故障の原因となることはいう
までもない。さらにまた、棒案内管の歪みは連携するク
ラスタの棒案内管に必要な自由な軸方向運動を妨げ、こ
のような歪みはたとえ僅かでも摩耗速度を高め、歪みが
もっと顕著なら、上述の制御の際に必要な棒案内管及び
連携のクラスタの円滑な軸方向／並進運動を妨げるおそ
れがある。

【００１４】ここに考察するような新設計加圧水型原子
炉において必要とされる長すぎる駆動棒に伴う機械的な
問題及びコスト増大要因のほかにも深刻な問題がある。
例えば、一部消費された或いは使用済みの燃料棒の再配
列及び／又は交換をも含めて、部品の点検／又は交換の
ため定期保守作業を行うためには容器を分解しなければ
ならない。典型的には、先ずヘッド組立体を取り外し、
次いで駆動棒を取り外し、これに続いて容器内の種々の
構成要素を、多くの場合、段階を追って抜き取ることに
より、棒クラスタに、最終的には燃料棒集合体に接近す
る。システムによっては、燃料交換中、棒クラスタを燃
料棒集合体に挿入したままにしておかねばならない。

【００１５】新設計原子炉容器では長い駆動棒が必要と
なるため、この必要な長さを備えた在来のワンピース構
成の駆動棒を採用し、しかも従来の方法を採用すると保
守作業に別の問題が伴う。駆動棒は原子炉冷却流体に浸
漬されるから、容器内で放射能を浴びる。従って、容器
の分解、特に以後の再組立てを可能にするため抜き取っ
た後、駆動棒が硼素含有水の水面上方に存在する雰囲気
中に露出するから、保守要員に許容レベル以上の放射能
を浴びせる深刻な、許容できない危険をもたらす。長す
ぎる駆動棒を始終浸漬状態に維持できるように硼素含有
水の水位を高めるため格納容器を拡大するという代案も
あるが、この代案では長い駆動棒を浸漬状態に維持する
のに必要なレベルまで充填するために硼素含有水の容積
を著しく増大させる必要があるから、この代案は格納容
器構造及び保守作業のコストを許容限度以上に増大させ
る。硼素含有水の深さを充分にすることに伴うコストが
許容できるものとしても、対応の棒クラスタとの再連結
又は再結合のため、長すぎる駆動棒をこれよりもさらに
深い水中で整列制御しなければならないから、水深を増
すことで再組立て作業の困難が増大する。

【００１６】以上に述べたように、ここに考察する新し
い設計の加圧水型原子炉に必要とされる圧力容器の従来
よりも大きい垂直高又は長手方向サイズは特に駆動棒構
造に関連して在来型原子炉システムでは直面したことの
ない問題を惹起する。従って、本発明が目的とする複雑
な問題の解決を従来型の原子炉から得ることは不可能で
ある。

【００１７】本発明は、圧力容器の垂直高又は垂直サイ
ズの著しい増大を必要とする新しい設計の加圧水型原子
炉であって、特にこのような容器に使用するための、選
択的にかつ遠隔操作で着脱可能なワンピース駆動棒組立
体が設けられた新設計原子炉の圧力容器の組立及び分解
方法に係る。ここで考察する新設計の加圧水型原子炉は
多くの場合原子炉制御棒クラスタ（ＲＣＣ）と呼ばれる
形状に配列される多数の出力制御棒のほかに、水排除棒
クラスタ（ＷＤＲＣ）の形状に配列される多数の水排除
棒を使用し、１８５組のクラスタから成る配列体は原子
炉圧力容器内に軸平行関係に取り付けた合計２８００本
の棒（即ち、出力制御棒及び水排除棒の合計）を含む。
各クラスタの棒を、その上端で対応のスパイダに連結
し、対応のベーン集合体を介してスパイダの制御ハブに
連結された支持マウントで固定する。スパイダに取付け
たクラスタを対応の棒案内管へ入れ子式に挿入する。各
スパイダのハブを、駆動棒を介して対応の調節機構に連
結し、この調節機構により、棒クラスタを連携の燃料棒
集合体群に対して選択的に上下させる。

【００１８】各スパイダ及びこれと連携するベーン集合
体はかなりの構造強度及び重量を備えるものでなければ
ならない。典型的な水排除棒クラスタ（ＷＤＲＣ）は合
計８個のベーン集合体のそれぞれ対応のものに２本から
成る群と４本から成る棒を交互に取り付けた最大限合計
２４本の水排除棒で構成され、４本の棒を取り付けた各
集合体は半径方向の１つのベーン要素と１対の横断方向
のベーン要素を含み、横断方向ベーン要素の外端には円
筒形の支持マウントを装着してある。すでに述べた通
り、このようにして構成された各水排除棒クラスタの総
重量は約７００〜８００ポンドである。スパイダはそれ
ぞれ対応の棒クラスタの死重を支持するだけでなく、ス
パイダ上を通過する比較的高速で移動する炉心排出流及
び棒高調節動作に伴ってスパイダに作用する力を吸収し
なければならない。

【００１９】棒クラスタ調節機構を圧力容器のヘッド集
合体またはドームに、ほぼ軸平行関係に取り付ける。制
御棒クラスタ駆動機構（ＣＲＤＭ）は電気機械的に操作
されてＲＣＣを選択的に上下させることによって炉心内
の放射能を所要レベルに設定し、緊急停止が必要な場合
に制御棒を迅速に降下させる機構から成る従来型のＣＲ
ＤＭでよい。

【００２０】多くの場合、ＲＣＣは上記した従来型のＣ
ＲＤＭによって個々のクラスタごとに操作されるが、新
設計の圧力容器ではＷＤＲＣがそれぞれ４クラスタから
成る２２群に分けられ、各群のＷＤＲＣは所与の単数又
は複数のＷＤＲＣ群を引抜くことで炉心内に対称的な出
力分布が維持されるように選択される。水排除棒クラス
タ（ＷＤＲＣ）の駆動機構（ＤＲＤＭ）としては、前記
米国特許第４，４３９，０５４号に開示されている、液
圧駆動され、かつＤＲＤＭ棒をその行程上端付近の定位
置に機械的にラッチするラッチ機構を含む駆動機構を採
用することができる。前記特許の液圧機構はその物理的
サイズにおいてＤＲＤＭに適合するから、容器ヘッド組
立体上方のスペース内に収納できる。逃し系及び好まし
いＷＤＲＭ駆動方法は発明者も出願人も本願と共通であ
る同日出願である特願昭６１−２９４６２４号DISPLACE
R ROD DRIVE MECHANISM OF PRESSURIZED WATER REACTOR
AND METHOD OF OPERATIN(発明の名称は、加圧水型原子
炉装置）に開示されている。

【００２１】本発明の方法、及び新設計の圧力容器に組
み込まれて本発明の方法の実施を可能にするツーピース
駆動棒組立体は従来型設計の構造、材料及び取り扱い上
の深刻な問題を克服するだけでなく、保守要員が被爆す
る危険や、燃料取り扱いに伴う諸問題を極力軽減すると
いう利点をもたらす。具体的には、ＲＣＣ及びＷＤＲＣ
を対応のＤＲＤＭ及びＣＲＤＭに連結する駆動棒組立体
はそれぞれ上下２つの部分又は構成要素から形成されて
いる。下部、即ち、ハブ延長部は半恒久的なジョイント
を介して棒クラスタ・スパイダのハブと連結し、上部、
即ち、駆動棒部分は選択的に、かつ遠隔操作で作動でき
る、従来型継手と同様の構成でよい急速継手を介してハ
ブ延長部と連結する。ツーピース駆動棒組立体の個々の
要素はそれぞれ既存のワンピース又は一体的駆動棒より
も小さく形成できる。従って、かかる駆動棒組立体の選
択的に着脱自在な要素は上述したような取扱い困難なサ
イズのワンピース駆動棒を使用した場合に生ずる深刻な
問題を回避する。

【００２２】重要な点は互いに対応するＷＤＲＣ及びＤ
ＲＤＭ駆動棒組立体の選択的にかつ遠隔操作で作動でき
る急速継手の係合又は嵌合構成要素はその構造及び操作
において互いに適合可能であるが、交換不能な互いに異
なる形状を有するから、互いに取り違えて結合されるお
それはない。このことはもし組立て作業に際して結合を
誤ると構造的な損傷を招くだけでなく、さらに深刻な運
転上の障害を惹起するだけに重要な点である。

【００２３】ここで考察するような新しい設計の原子炉
容器の重要な構成要件に配慮してそれぞれのＣＲＤＭ及
びＤＲＤＭを着脱できる駆動棒組立体の要素を正しく調
和させ、本発明の方法を採用することにより、極めて能
率的な組立／分解作業を行うことができる。これらの組
立／分解作業としては、新しい容器への各種構成要素の
据え付けをはじめ、もっと典型的な例として、定期的な
燃料交換、保守及び点検作業があり、このような作業
中、種々の容器要素及び連携の駆動棒組立体を容器から
別々に取り外し、運搬し、一時的に貯蔵しなければなら
ず、その後これらの容器要素を再び組立てることにな
る。例えば、新しい設計の原子炉では、下槽組立体又は
炉心内に制御棒または水排除棒を存在させない状態で燃
料交換作業を行うことができる。本発明の方法は容器の
このような設計上の特徴を選択的着脱可能な駆動棒組立
体と併用することにより、容器の上部炉内構造物を一体
的な組立体として取り外して貯蔵スタンドへ搬送し、容
器内に残り、この時点では露出している下槽組立体で行
わなければならない燃料交換作業と並行して貯蔵スタン
ドでの作業を行うことができる。また、それぞれの燃料
棒集合体の継手要素を遠隔操作で選択的に作動させるこ
とにより、ハブ部分から分離したカランドリア及び連携
の駆動棒部分を別々にまとめて第２貯蔵スタンドへ搬送
する一方で、ハブ延長部を内槽組立体内に保持し、この
内槽組立体と一緒に前記上部炉内構造物が配置された貯
蔵スタンドに残す。

【００２４】以上に述べた分解作業は所定レベルまで硼
素含有水を満たした格納容器構造内で行われる。各駆動
棒組立体のハブ部分から駆動棒部分を選択的に分離する
ことができるから、硼素含有水が著しく深くなくても構
成要素を浸漬状態に維持できる。着脱自在な駆動棒組立
体を採用することで、対応の構成要素を内槽組立体内の
スパイダ・ハブに取り付けたままのハブ延長部で支持さ
れるから、再組立て作業中この成分への接近が容易にな
るという利点も得られる。即ち、本発明の方法では、カ
ランドリアを駆動棒部分と一緒に内槽組立体の上方位置
へ戻すことができ、駆動棒部分を対応のハブ延長部と再
連結するのはさらに容易であり、しかもこの作業を駆動
棒部分を硼素含有水に浸漬したままで行うことができ
る。このことは取り扱い工具の設計を簡単にするだけで
なく、作業員は駆動棒部分に触れたり、なんらかの形で
駆動棒部分に身体をさらすことなく、常に取り扱い工具
を手で実際に握って制御することを可能にする。これに
反して、一体的またはワンピース型の場合に必要とされ
る長さの駆動棒ならば、組立作業の大部分の時間にわた
って水面よりもはるか上方に突出するため、空気汚染や
作業員が駆動棒と接触する問題を惹起するだけでなく、
再連結のため駆動棒を対応のクラスタと整列させる時に
作業員が駆動棒に直接触れざるを得なくなる。駆動棒下
端を棒クラスタ、具体的には水面下端４８インチの深さ
に位置する連携のスパイダのハブと係合させるため取り
扱い工具を棒案内管の全長に沿って移動させねばならな
いワンピース型駆動棒を採用する従来の設計とは異な
り、新設計の構造では、急速継手を装着してあるハブ延
長部上端を棒案内管頂部とこれと隣接するカランドリア
底板の間に位置させながらハブ延長部をスパイダ・ハブ
と結合したまま維持することができる。従って、取り扱
い工具を棒案内管域に挿入する必要は全くなく、各ハブ
延長部上端の急速継手の位置は水面下約３５インチの深
さまでしかないから、係合作業も取り扱い工具の設計も
極めて簡単である。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、軸平行関係に
配列された複数の燃料棒組立体を収納し、複数の棒クラ
スタを軸方向に移動できるように棒クラスタを挿通する
複数の通孔を有する支持板を下部に配設した下槽組立
体、棒クラスタに対応する複数の取り付け手段を有し、
これに複数の棒クラスタの上端を取り付けて、棒クラス
タを選択的な制御下に燃料棒と入れ子関係に軸方向に、
下槽組立体内への完全挿入位置と内槽組立体への完全引
抜き位置との間を移動できるように構成した内槽組立
体、内槽組立体の上方に配置され、内槽組立体の上部を
画定するカランドリア底板及びカランドリア底板と平行
に取り付けられたカランドリア上板を有し、カランドリ
ア上板及び底板が複数の棒クラスタに対応し、それらに
整列する孔をそれぞれ具備するカランドリア集合体、及
び、カランドリア集合体、下槽組立体及び内槽組立体と
密封連通関係にあって圧力容器内に加圧水型原子炉の冷
却流体を収容するヘッド組立体が、順次下方から上方へ
配設されている圧力容器と、ヘッド組立体を密封関係に
貫通し、かつカランドリア上板及び底板の孔と整列する
ように軸平行関係に配置され、複数の棒クラスタとそれ
ぞれ連携する複数の駆動手段とを含む加圧水型原子炉の
圧力容器を、水位が圧力容器よりも上方に位置する硼素
含有水を収容している格納容器構造内で組み立てる方法
において、複数の棒クラスタに対応し、それぞれが下方
の細長いハブ部分、上方の細長い駆動棒部分、及びそれ
ぞれのハブ部分及び駆動棒部分の端部付近に取り付けら
れた第１及び第２の継手部分から成っていて、ハブ部分
と駆動棒部分を一体的な駆動棒組立体として選択的に結
合する選択的に着脱自在な継手を含む複数の駆動棒組立
体を準備し、複数の駆動棒組立体のハブ部分を対応の棒
クラスタの各取り付け手段と連結し、各取り付け手段を
支持板に配置し、棒クラスタを支持板の対応孔に支持板
に対する完全挿入位置まで挿入して対応の駆動棒組立体
のハブ延長部を内槽組立体内に軸平行関係に支持するこ
とによって内槽組立体を支持し、複数の駆動棒組立体の
駆動棒部分をカランドリア上板及び底板に形成した対応
の孔に挿入し、各駆動棒部分を連携の駆動棒組立体の対
応ハブ部分と整列させてカランドリア集合体を該集合体
中に支持されている駆動棒部分と共に内槽組立体上の定
位置に位置決めし、複数の駆動棒組立体のそれぞれにつ
いて駆動棒部分をこれと対応するハブ部分と順次選択的
に連結する段階から成ることを特徴とする方法を提供す
る。

【００２６】以下、添付図面を参照して本発明の実施例
を詳細に説明する。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１及び図２は上方のドーム又は
ヘッド組立体１２ａ，円筒形側壁１２ｂ，及び加圧水型
原子炉１０の基部を形成する閉じた底部１２ｃを含む容
器１２を有する前記加圧水型原子炉１０を、一部を断面
で示す立面図である。側壁１２ｂの上部環状端面１２ｄ
の付近に（図１及び図２にそれぞれ１つだけ示す）複数
の半径方向入口ノズル１１及び出口ノズル１３を形成す
る。円筒形側壁１２ｂは溶接などで閉じた底部１２ｃと
一体的に接合すればよいが、ヘッド組立体１２ａは側壁
１２ｂの上部環状端面１２ｄに取り外し自在に嵌着す
る。側壁１２ｂは後述するような種々の炉内構造物を支
持するほぼ環状の内側取り付け突縁１２ｅを画定する。
閉じた底部１２ｃ内には図面に略示するようにいわゆる
底部計装１４を設ける。

【００２８】下槽組立体１６は略示するように取り付け
支持手段１８ｂに取り付けた下部炉心板１８に下端を固
定したほぼ円筒形の側壁１７を含む。この円筒形側壁１
７は容器１２の軸長のほぼ全体にわたって延び、その上
端に取り付け環１７ａを含み、この取り付け環１７ａを
環状取り付け突縁１２ｅに嵌着することによって組立体
１６を容器１２内に支持する。詳しくは後述するよう
に、側壁１７は入口ノズル１１の付近においては中実で
あるが、出口ノズル１３を整列し、これに取り外し自在
に固定されたノズルリング１７ｃを有する孔１７ｂを含
む。上部炉心板１９は円筒形側壁１７の内面に、その軸
方向高さのほぼ中間位置において固定されている取り付
け手段１７ｄで支持される。燃料棒集合体２０は下部炉
心板１８に装着した底部マウント２２及び上部炉心板１
９に装着されてこれを貫通するピン状マウント２３によ
って下槽組立体１６内にほぼ垂直に、かつ軸平行関係に
配設される。下部及び上部炉心板１８，１９のほぼ全域
にわたって所定のパターンで（図面には２つづつを示
す）流通孔１８ａ，１９ａを設け、流通孔１８ａを通っ
て原子炉冷却流体が炉心を構成する燃料棒集合体２０と
熱交換関係で下槽組立体１６に流入でき、流通孔１９ａ
を通って炉心排出流が内槽組立体２４に流入できる。円
筒形側壁１７の内側に公知の態様で中性子反射体及び遮
蔽手段２１を設ける。

【００２９】内槽組立体２４は下縁を上部炉心板１９に
一体的に接合された円筒形側壁２６を含む。側壁２６の
開口上端には取り付け環１７ａが固定されており、側壁
２６は環状固定ばね２７に嵌着され、取り付け環１７ａ
に沿って取り付け突縁１２ｅで支持される。側壁２６は
孔１７ｂ及び出口ノズル１３と整列する孔２６ｂを含
む。内槽組立体２４、具体的には円筒形側壁２６内には
複数の棒案内管が狭い間隔で、かつ軸平行関係に配置さ
れている。略示のため、図面にはこのような棒案内管を
２本だけ、即ち、出力制御棒クラスタ３０（ＲＣＣ）を
収納する棒案内管２８と水排除棒クラスタ（ＷＤＲＣ）
を収納する棒案内管３２だけを図示した。棒案内管２８
の上下端にはそれぞれ取り付け手段３６，３７を設け、
同様に棒案内管３２の上下端にはそれぞれ取り付け手段
３８，３９を設け、下端取り付け手段３７，３９によっ
て対応の棒案内管２８，３２を上部炉心板１９に取り付
け、上端取り付け手段３６，３８によって対応の棒案内
管２８，３２をカランドリア集合体５０、特にカランド
リア底板５２に取り付ける。

【００３０】カランドリア集合体５０はカランドリア底
板５２のほかに、カランドリア上板５４及び軸方向に平
行に並んだ複数のカランドリア管５６，５７を含み、カ
ランドリア管５６，５７はその両端が取り付けられてい
る底板及び上板５２，５４に形成した対応の孔と整列す
るように配置される。具体的には、カランドリア底板５
２に形成した対応の孔をカランドリア延長部５８，５９
が貫通して前記カランドリア底板５２に固定され、対応
のカランドリア管５６，５７が延長部５８，５９にそれ
ぞれ固定される。同様の構造がカランドリア管５６，５
７の上端をカランドリア上板５４に連結する。

【００３１】それぞれのカランドリア延長部５８，５９
を図示のように構成した場合には、カランドリア延長部
５８だけがカランドリア底板５２から下方に突出し、Ｒ
ＣＣ棒案内管２８の上端又は頂部のための対応の取り付
け手段３６と連結する。ＷＤＲＣ棒案内管３２と連携す
る上端取り付け手段３８は本願と同じ出願人に譲渡され
たGillett 等の出願である特願昭６１−２７２７４６号
（発明の名称は、加圧水型原子炉における案内管の弾性
支持機構）に開示されているように可撓リンケージを介
してＲＣＣ棒案内管２８の取り付け手段３６と連結すれ
ばよい。或いはまた、本願と同じ出願人に譲渡されたGi
llett 等の出願である特願昭６１−２７２７４５号（発
明の名称は、加圧水型原子炉における棒案内管の上端支
持機構）に開示されている上端支持構造によって独自に
カランドリア底板５２に連結してもよい。後者の場合、
カランドリア延長部５９も延長部５８と同様に底板５２
から下方に突出してＷＤＲＣ取り付け手段３８と係合
し、これを側方から支持する。

【００３２】カランドリア上板５４よりもさらに上方
に、即ち、容器１２のヘッド組立体１２ａ内に達するよ
うに、複数のカランドリア管５６，５７とそれぞれ整列
し、連結する複数のフローシュラウド６０，６１を設け
る。この複数のフローシュラウド６０，６１にこれと同
数のヘッド延長部６２，６３をそれぞれ整列させ、それ
ぞれの下端６２ａ，６３ａを鐘形にフレアさせることに
より、組立作業を容易にし、特に、図９及び図１０に関
連して後述するように、ヘッド組立体１２ａをこれと係
合する容器側壁１２ｂの環状端面まで下降させながら
（図及び図２には図示しないが）駆動棒をヘッド延長部
６２，６３内へ案内しやすくする。フレア端６２ａ，６
３ｂには、図１及び図２に示すように、組立完了の状態
でフローシュラウド６０，６１の対応上端６０ａ，６１
ａが嵌入する。ヘッド延長部６２，６３はヘッド組立体
１２ａの頂壁部分を密封関係で貫通する。制御棒クラス
タ（ＲＣＣ）変位機構６４及び水排除棒クラスタ（ＷＤ
ＲＣ）変位機構６６を対応のヘッド延長部６２，６３、
フローシュラウド６０，６１及びカランドリア管５６，
５７と連携させ、これらの要素をそれぞれ対応の出力制
御棒クラスタ３０及び水排除棒クラスタ３４と連携させ
る。ＲＣＣ変位機構６４としては、従来の原子炉容器と
併用されている従来型のものを使用すればよい。また、
本発明の方法で用いられる水排除棒クラスタ（ＷＤＲ
Ｃ）３４の変位機構（ＤＲＤＭ）６６としては、先に述
べたVeronesiの米国特許第４，４３９，０５４号に開示
されているものを使用すればよい。

【００３３】図面をことさら複雑にするのを避けるた
め、当然容器１２に組み込まれる選択的着脱自在な駆動
棒組立体も、これに関連する本発明の原子炉圧力容器の
組立／分解方法も図１及び図２には図示しなかった。た
だし、ＣＲＤＭ６４及びＤＲＤＭ６６と連携するそれぞ
れの駆動棒は構造的にも機能的にもそれぞれのＣＲＤＭ
６４及びＤＲＤＭ６６から対応の出力制御棒クラスタ
（ＲＣＣ）３０及び水排除棒（ＷＤＲＣ）３４に至る細
長い非可撓棒と等価である。即ち、ＤＲＤＭ６４及びＤ
ＲＤＭ６６は対応の駆動棒を介してＲＣＣ３０及びＷＤ
ＲＣ３４のそれぞれの垂直位置を制御し、特に上部炉心
板１９に形成した（図示しない）孔を通してＲＣＣ３０
及びＷＤＲＣ３４をそれぞれと連携の燃料棒集合体２０
に対してこれを入れ子式に囲む関係で選択的に下降及び
／又は上昇させる。

【００３４】これに関連して、下槽組立体１６の内高Ｄ
１は約１７８インチ、燃料棒集合体２０の作用長Ｄ２は
約１５３インチである。内槽組立体の軸方向高さは約１
７６インチ、棒クラスタ３０，３４の移動範囲Ｄ４は約
１４９インチである。対応のＣＲＤＭ及びＤＲＤＭ駆動
棒の移動範囲も約１４９インチである。

【００３５】具体的な制御機能は本発明の範囲外である
が、炉心内での反応に対する特定の制御がそれぞれの棒
クラスタ３０，３４を選択的に位置決めすることによっ
て行われる以上、当業者には明らかなように、反応の減
速又は制御は炉心に対する制御クラスタ３０の挿入又は
引抜きの程度と、水排除棒クラスタ３４の選択的位置決
めによって達成される有効排水量とによって行われる。
ただし、原子炉の出力を必要レベルに制御するためには
ＲＣＣ３０をＷＤＲＣ３４よりは頻繁に調節しなければ
ならない。これに反してＷＤＲＣ３４は各燃料サイクル
の開始時に下槽組立体１６へ完全に降下させる、即ち、
挿入する。次いでその燃料サイクル中、（図１及び図２
には図示しないが）対応の駆動棒及びＤＲＤＭ６６によ
り、過剰反応度の減少に応じてＷＤＲＣ３２を選択的に
引抜く。そのためには燃料棒集合体２０と連携させて４
組のＷＤＲＣ３４から成るクラスタ群を完全挿入位置か
ら連続的にかつ制御下に、対応のＷＤＲＣ案内管３２内
へ、即ち、内槽組立体２４内の完全上昇位置へ移動させ
るのが普通である。具体的には、所与の群の４組のＷＤ
ＲＣ３４を、この群を引抜く時炉心内に対称的な出力バ
ランスが維持されるように選択する。典型的には、約１
８カ月の燃料サイクルの約６０〜７０％にわたり、全て
のＷＤＲＣ３４が燃料棒集合体２０に完全挿入されたま
まとなる。次いで過剰反応度が低下するに従ってクラス
タ群を選択的に順次完全引抜き位置へ移動させることに
より、可変調節可能なＲＣＣ３０の制御下に所要の出力
レベルを維持できる所要の公称反応度レベルを維持す
る。上記関連発明の通気系は上述したようにＷＤＲＣの
上昇及び降下機能の選択的な制御に対応してＤＲＤＭ６
６に油圧作動流体を供給刷る。

【００３６】原子炉冷却流体又は冷却水は図１及び図２
にその１つを図示した複数の入口ノズル１１から容器１
２の円筒形側壁１２ｂの内面によって画定されるほぼ円
筒形の外面と下槽組立体１６の円筒形側壁１７によって
画定されるほぼ円筒形の内面との間の環状チェンバを下
向きに流れて容器１２内を通過する。次いで冷却水流は
その向きを反転し、軸方向に上向きに下部炉心板１８の
流通孔１８ａを通って下槽組立体１６へ流入し、上部炉
心板１９に形成した複数の流通孔１９ａから内槽組立体
２４へ流入し、引き続き軸方向に流れ、最終的にはカラ
ンドリア底板５２の流通孔５２ａを通って上方に排出さ
れる。こうして下槽組立体１６においても、内槽組立体
２４においても互いに並行な軸方向流動状態が維持され
る。カランドリア５０内で流れがほぼ９０°向きを変
え、（図１及び図２にその１つを示す）複数の出口ノズ
ル１３から半径方向に排出される。原子炉冷却材はカラ
ンドリア上板５４へのカランドリア管５６，５７の取り
付け及びヘッド延長部６２，６３とフローシュラウド６
０，６１の連結に関連するいくつかの迂回通路（図１及
び図２には図示せず）を通ってヘッド組立体１２ａによ
って画定されるチェンバにも流入する。ただし、本発明
では、対応ヘッド延長部６２，６３のフレア端６２ａ，
６３ａはヘッド組立体１２ａを組立てる過程で対応のフ
ローシュラウド６０，６１を側壁１２ｂと整列させるよ
うに案内して図１及び図２に示す組立てを可能にする。

【００３７】容器１２内の循環水又は原子炉冷却材の圧
力は約２，２５０ｐｓｉ程度が普通であり、詳しくは後
述するように上記目的のためにＤＲＤＭ駆動棒を完全挿
入位置から完全引抜き位置、即ち、上限位置へ上昇させ
るのに必要なエネルギー源又は流体圧をＤＲＤＭ６６に
提供する。

【００３８】図３は図１及び図２の位置、即ち、ＲＣＣ
及びＷＤＲＣ棒案内管２８，３２の取り付け手段３６，
３８とカランドリア底板５２との中間位置におけるカラ
ンドリア底板５２の断面図であり、ここでは内槽組立体
２４内における複数の制御棒及び水排除棒クラスタ３
０，３４の密集した配列体を図解するため、カランドリ
ア５０の内部構造の４分円を１つだけ拡大して示してい
る。円「Ｄ」はそれぞれ対応のＷＤＲＣクラスタ３４と
連携する対応のＤＲＤＭ駆動棒を挿入するためカランド
リア底板５２に形成した孔であり、同様に円「Ｃ」は対
応ＲＣＣクラスタ３０と連携する対応のＣＲＤＭ駆動棒
を挿入するためカランドリア底板５２に形成した孔であ
る。これらの孔Ｃ，Ｄは対応のＲＣＣ及びＷＤＲＣカラ
ンドリア管５６と連通し、特に、シュラウド６１及びヘ
ッド延長部６３を介してＤＲＤＭ６６に冷却材圧力を連
通させる。図３中のカランドリア底板５２に図示した符
号のない円は原子炉冷却材流を内槽組立体２４からカラ
ンドリア５０へ連通させるための、図１及び図２の孔５
２ａに相当する。

【００３９】要素７４は交互に直交するパターンで配列
されたＲＣＣ連携孔「Ｃ」の直径とほぼ整列する互いに
反対向きの対としてカランドリア底板５２にボルト７６
で取り付けられた板ばねである。ばね７４の自由端は隣
接孔「Ｃ」のＲＣＣ取付け手段３６の頂面と下向きに当
接して前記手段の横ずれを阻止する摩擦力を提供する一
方、棒案内管の軸方向位置にある程度の可撓性を与え
る。上記特願昭６１−２７２７４６号ではばね７４を利
用することがＲＣＣ案内管取り付け手段として構造的に
好ましいが、これに代わる取り付け手段を使用してもよ
い。

【００４０】図３は図１及び図２に示した複数の入口及
び出口ノズル１１，１３の相対位置を示し、図３に平面
図で示す容器の４分円を図示の９０°軸線を中心に鏡像
として反射させ、こうして得られた半円を０°／１８０
°軸線を中心に反射させれば容器１２の完全な（３６０
°）断面構成が得られる。即ち、合計４個の入口ノズル
１１が設けられており、その２個は９０°及び２７０°
位置のそれぞれ両側等角度距離に位置し、また出口ノズ
ル１３も合計４個であり、その２個は０°及び１８０°
位置のそれぞれ両側等角度距離に位置する。図１、図２
及び図３を比較すると共に図４〜図７を参照すれば明ら
かなように、ＲＣＣクラスタ及びＷＤＲＣクラスタは内
槽組立体２４のほぼ全断面積にわたって間隔の詰まった
互いに入り組んだ配列体として配置されている。ＲＣＣ
及びＷＤＲＣ棒クラスタ３０，３４は図４〜図７に示す
ような対応のスパイダ１００，１２０によって支持さ
れ、これらのスパイダは対応の駆動棒を介してＣＲＤＭ
６４及びＤＲＤＭ６６と連結しており、ＤＲＤＭ６６の
一例は図７に示してあり、これについては後述する。図
４及び図５はＲＣＣスパイダ１００のそれぞれ平面図及
び立面図であり、図４は簡略図、図５は図４の４−４線
における、一部切り欠いた断面図である。ＲＣＣスパイ
ダ１００は（図示しない）駆動棒と連結するための、内
側に螺条のある上端１０３を有するほぼ円筒形の中心ハ
ブ１０２を含み、駆動棒はすでに述べたように上方のＲ
ＣＣ調節機構６４に延びており、この調節機構６４によ
り、スパイダ１００及びこれと連携の制御棒３０（図１
及び図２）を、図１及び図２のＲＣＣ棒案内管２８、従
って燃料棒集合体２０内でこれに対して垂直方向に位置
調節できる。ベーン集合体１０６はその内縁においてハ
ブ１０２に固定され、このハブを起点として半径方向へ
互いに直交するように延びている。各ベーン集合体１０
６は１対の円筒形棒支持マウント１０８を含み、それぞ
れのマウントは内側螺条部分１１０を含む孔１０９を有
し、対応の螺条を有する（図示しない）制御棒上端を前
記内側螺条部分１１０に螺合することにより制御棒をベ
ーン集合体１０６及びこれと対応のハブ１０２によって
支持する。

【００４１】図６及び図７はＷＤＲＣスパイダ１２０を
示し、図６は簡略化された平面図、図７は一部を図６の
６−６線における断面で示す立面図である。ＲＣＣスパ
イダ１００と同様に、ＷＤＲＣスパイダ１２０もほぼ円
筒形の中心ハブ１２２を含み、その上端１２３の内側に
は駆動棒を螺着するための螺条を切ってあり、駆動棒は
図１及び図２に関連して述べたように、対応のＷＤＲＣ
制御機構６６と連結している。第１、第２タイプのベー
ン集合体１２６，１２７が交互に、等角度間隔でハブ１
２２と連結し、このハブから半径方向に延びている。図
４及び図５から明らかなように、ベーン集合体１２６は
ＲＣＣベーン集合体１０６とほぼ同様であり、半径方向
に位置をずらした１対のＷＤＲＣ棒支持マウント１２８
を含む。特に図６に明らかなように、ベーン集合体１２
６はハブ１２２から半径方向に互いに直交するように延
び、それぞれのベーン集合体は隣接する直交関係のベー
ン集合体１０６の間に上述のように交互に介在する。ベ
ーン集合体１２７は一体的な半径方向ベーンセグメント
１２３´，１２４´から互いに整列して反対方向に張出
した第１対１２５Ａ及び第２対１２５Ｂより成る一体的
な横断方向ベーン１２５を含み、前記第１、第２対の端
部にはＷＤＲＣ棒支持マウント１２８を装着してある。
ＷＤＲＣ棒支持マウント１２８のそれぞれはその下端
に、対応のＷＤＲＣ棒の上端を螺着するための螺条孔１
２９を含む。

【００４２】ベーン集合体１０６，１２６はそれぞれ対
応の第１、第２扁平ベーン素子部分１１２，１１４及び
１２３，１２４を含み、それぞれの扁平ベーン素子部分
は連携のベーン集合体１０６，１２６を対応のＲＣＣス
パイダ・ハブ１０２及びＷＤＲＣスパイダ・ハブ１２２
に連結するための長手方向フランジを具備する。この構
造をＲＣＣスパイダ１００に関しては図５にハブ１０２
に形成したスロット１１１及びこれに嵌着されるフラン
ジ１１５で示し、ＷＤＲＣスパイダ１２０に関しては図
７に、ハブ１２２に形成したスロット１２１及びこれに
嵌着される、第１扁平ベーン素子１２３と連携のフラン
ジ１３１で示した。

【００４３】ＷＤＲＣスパイダ１２０の第２タイプのベ
ーン集合体１２７は図７から明らかなように、ハブ１２
２と一体に形成されて半径方向に突出する第１、第２扁
平ベーン素子部分１２３´，１２４´を含み、第１素子
部分１２３´がこれと対応するハブ１２２のスロット１
２１´に嵌着される長手方向フランジ１３１´を有する
という点で第１ベーン集合体１２６とほぼ同様である。
集合体１２７は第１、第２の一体的なベーン素子部分１
２３´，１２４´と一体に形成され、かつ横断方向に突
出する第３扁平ベーン素子１２５の第１、第２対１２５
ａ，１２５ｂをも含み、第１対１２５ａは部分１２３
´，１２４´の中間に形成され、第２対１２５ｂは第２
ベーン素子部分１２４´の長手方向外縁に形成されてい
る。素子１２５のそれぞれには、長手方向外縁に棒支持
マウント１２８が装着されている。第３の、即ち、横断
方向の扁平ベーン素子１２５が長手方向外縁に、対応の
棒支持マウント１２８を取付けるための同様の構造を含
むことができることはいうまでもない。

【００４４】それぞれのＲＣＣ及びＷＤＲＣスパイダ１
０２，１２０を組立てる際には、連携ハブ１０２，１２
０のスロット１１１，１２１，１２１´に対応のフラン
ジ１１５，１３１，１３１´を挿入して最も内側の扁平
ベーン素子１１２，１２３，１２３´を位置決めし、次
いで溶接ビードで示すように上下端にスポット溶接する
のが好ましい。次いで全長に沿ってジョイントをろう接
する。

【００４５】図７（Ａ）に示すように、ＷＤＲＣスパイ
ダ１２０に連結している駆動棒１３２を水排除棒駆動機
構（ＤＲＤＭ）６６に嵌着する。ＤＲＤＭ６６の詳細に
ついては上記米国特許第４，４３９，０５４号に開示さ
れている。要約すると、ＤＲＤＭ６６はドームまたはヘ
ッド１２ａを貫通するヘッド延長部６２に溶接されるほ
ぼ円筒形の金属筐体１３６を含む。筐体１３６はその頂
部にキャップ１３８が取り付けてあり、図７（Ａ）に示
すように導管８０と接続する流路１４０が前記キャップ
を貫通している。筐体１３６の内部は原子炉容器１２の
内部に露出しているから、原子炉冷却材は筐体１３６内
の空隙を満たし、ここから流路１４０及び導管８０を通
って、後述するように制御された状態下に流出する。筐
体１３６内に着脱自在に軸受筐体１４６を配置してあ
り、この軸受筐体はその下端に近く外側に複数の第１ピ
ストンリング１４８を取り付け、筐体１３６の内側と接
触して軸受筐体１４６を筐体１３６内に整列させる一
方、軸受筐体１４６の取り外しを妨げないようにする。
駆動棒１３２は原子炉冷却材の圧力の作用下に軸受筐体
１４６及び筐体１３６に対して軸方向に移動できるよう
に軸受筐体１４６内に摺動自在に配置する。例えばイン
コネルを材料とする複数の第２ピストンリング１５０を
駆動棒１３２と接触できるように軸受筐体１４６内に着
脱自在に配置する。第２ピストンリング１５０は駆動棒
１３２の軸受筐体１４６内摺動を許す一方で、逃し系が
流体の導管８０通過を可能にする場合、軸受筐体１４６
及び筐体１３６を通過する原子炉冷却材の流れを制限す
るから、駆動棒１３２の移動が逃し系によって制御され
ることになる。第２ピストンリング１５０は軸受筐体１
４６を筐体１３６から取り外す際に交換できるように構
成されている。

【００４６】図７から明らかなように、複数のころ軸受
１５２を、その外面が駆動棒１３２の外面と接触しなが
ら回転できるように同数の軸１５４上に配置する。図７
（Ｂ）に示すように、駆動棒１３２の移動を助けながら
軸受筐体１４６内に駆動棒１３２を整列させるように４
個のころ軸受１５２を使用すればよい。ころ軸受１５２
と同数のねじ１５６を利用して保持部材１５８を軸受筐
体１４６に取り付けることにより、ころ軸受１５２を軸
受筐体１４６内に保持すると共に、ねじ１５６及び保持
部材１５８を取り外すことによって交換できるようにす
る。同様に、軸受筐体１４６の他端に第２組のころ軸受
１６０を設けて駆動棒１３２を整列させる。

【００４７】再び図７（Ａ）において、駆動棒１３２の
上端には例えばインコネルを材料とする可撓棒１６２を
取り付けてあり、その上端には槍形部材１６４が取り付
けられている。キャップ１３８の下端には、流路１４０
と整列させて中空円筒形ディバイダ１６６を取り付けて
ある。ディバイダ１６６はキャップ１３８の下端に、そ
れぞれが槍形部材１６４を収容できるサイズのチェンバ
１６８，１６９，１７０を画定する。槍形部材１６４は
詳しくは米国特許第４，４３９，０５４号に開示されて
いるように枢動ラッチ機構１７２と協働する。ラッチ１
７２は常態において図７（Ａ）に示す傾斜位置にばね偏
倚されており、右側が筐体１３６の壁の内側と係合する
時針方向へ枢動できるように取り付けられている。駆動
棒１３２が上昇している間、槍形部材は破線で示すよう
にラッチ機構１７２の傾斜面に沿って上昇し、最終的に
はラッチ機構１７２の上縁を超えて上昇し、第１チェン
バ１６８に嵌入し、ラッチ機構１７２はこの移動に伴っ
て時針方向に枢動して槍形部材１６４が移動するための
間隙を提供し、ばね偏倚力の作用下に再び初期位置に戻
る。キャップ１３８の下端は部材１６４が、従って、駆
動棒１３２がそれ以上上昇するのを制止する制止手段と
して作用する。ＤＲＤＭ６６内の圧力が平衡状態に達し
て駆動棒を上昇させる圧力差が解消されると、後述する
態様で、駆動棒１３２及びこれに連結しているＷＤＲＣ
クラスタが重量作用下に降下し、槍形部材１６４がラッ
チ１７２の第１孔１７８に嵌入し、突縁１８２で支持さ
れて降下を止め、この作用でラッチ１７２が垂直整列位
置へ枢動して駆動棒１３２をその上方位置にロックす
る。即ち、ラッチ１７２と係合し、これによってロック
されるためには、駆動棒１３２は行き過ぎ移動しなけれ
ばならない。

【００４８】駆動棒１３２をロックされた上方位置から
解放するには、再び駆動棒１３２を行き過ぎ移動させね
ばならない。そこで、通気系が駆動棒１３２に作用する
圧力差をＤＲＤＭ６６内に発生させて駆動棒１３２を孔
１７６に沿って中央チェンバ１７０内へ上昇させ、この
上昇は素子１６４に対して制止手段として作用するキャ
ップ１６８の下面によって制止される。次いで逃し系を
適当に制御することによって圧力差をなくしてＤＲＤＭ
６６の圧力平衡を回復することにより、駆動棒１３２及
び連携ＷＤＲＣ３４を重力作用下に降下させ、第２孔１
８０に沿って部材１６４を引っ張ってラッチ機構１７２
を時針方向に枢動させる。孔１８０は軸方向にラッチ機
構１７２を貫通しているから、部材１６４は自由にこれ
を通過して駆動棒１３２及び連携ＷＤＲＣ３４をその全
移動範囲にわたって徐々に降下させ、ＷＤＲＣ３４を下
槽組立体１６に完全挿入して燃料棒集合体２０と連携さ
せることができる。米国特許第４，４３９，０５４号に
詳述されているように、ラッチ機構１７２はほぼ垂直な
側壁に適当なスロットを有し、このスロットを可撓棒１
６２が通過することによってラッチ機構１７２の孔１７
８，１８０を画定する側壁を横断移動することができ
る。上述のように孔１７８，１８０を通って移動する槍
形部材１６４よりもスロットの方が小さいことはいうま
でもない。

【００４９】図９及び図１０は図１及び図２に示した原
子炉容器１２の炉内構造物を一部切り欠いて略示する立
面図であり、図１及び図２の圧力容器要部に対するＲＣ
Ｃ及びＷＤＲＣクラスタ２８，３２の関係を示し、対応
するＲＣＣ及びＷＤＲＣクラスタ２８，３２を図９及び
図１０に完全挿入（「ＦＩ」）、完全引抜き（「Ｆ
Ｗ」）及び燃料交換（「ＲＥＦ」）位置でそれぞれ示し
てある。図９及び図１０における完全挿入位置（「Ｆ
Ｉ」）において、対応するＲＣＣスパイダ１００及びＷ
ＤＲＣスパイダ１２０は上部炉心板１９で支持された対
応の棒案内管２８，３２の底部に位置し、連携の棒が燃
料棒集合体２０と入れ子式完全挿入関係にある。これに
反して完全引抜き位置ではスパイダ１００，１２０がカ
ランドリア底板５２と近接した位置にあり、対応棒の下
端は燃料棒集合体２０の上端の直ぐ上に位置する。燃料
交換作業に際しては、即ち、それぞれの燃料交換位置、
図９のＲＣＣ：ＲＥＦ及び図１０のＷＤＲＣ：ＲＥＦで
は、対応の取り付け手段３６，３８と同様にヘッド組立
体１２ａ及び連携のシュラウド６０，６１及びヘッド延
長部６２，６３を取り外す。また、それぞれのスパイダ
１００，１２０をカランドリア底板５２の真下の位置ま
でさらに上昇させる。

【００５０】図９及び図１０の燃料交換位置「ＲＥＦ」
は選択的に着脱自在なＣＲＤＭ駆動棒組立体２００及び
ＤＲＤＭ駆動棒組立体２０１を理解しやすく図示してい
る。ＣＲＤＭ及びＤＲＤＭ駆動棒組立体の要素を互いに
連結する継手はそれぞれの構成要素が誤って連結される
のを防止するため互いに異なる係合構成の継手部分を有
するので、ＤＲＤＭ駆動棒組立体２００内ではＤＲＤＭ
要素だけで連結され、ＤＲＤＭ駆動棒組立体２０１内で
はＤＲＤＭ要素だけが連結されるが、基本的構成はほと
んど同じである。従って、以下の説明において、図９及
び図１０の場合と同様に、偶数及び奇数の参照番号はそ
れぞれ図９のＤＲＤＭ駆動棒組立体２００の構成要素及
び図１０のＤＲＤＭ駆動棒組立体２０１の構成要素に関
連する。ＣＲＤＭ及びＤＲＤＭ駆動棒組立体２００，２
０１はそれぞれ半恒久継手またはジョイント２０４，２
０５を介してＲＣＣスパイダ１００及びＷＤＲＣスパイ
ダ１２０のハブ１０２，１２２と連結するハブ延長部２
０２，２０３と、遠隔操作で選択的に作動できる急速継
手２０８，２０９を介して対応のハブ延長部２０２，２
０３と連結する駆動棒部分２０６，２０７とを含む。

【００５１】図９及び図１０に共通の寸法符号Ｄ４は完
全引抜き及び完全挿入位置間での駆動棒集合体２００，
２０１の移動通路を前記それぞれの位置における急速継
手２０８，２０９の対応位置に基づいて示す。棒クラス
タの位置制御に伴う重要な機械的制御作業を明らかにす
ると共に、図９及び図１０の簡略な図解を図１及び図２
の容器１２の詳細図と相関させやすくするため、図９及
び図１０の共通距離Ｄ４を、容器１２の一実施例では約
１４９インチである図１及び図２における距離Ｄ４と対
応させた。内槽組立体２４の総高は約１７６インチに設
定すればよい。下槽組立体１６の内側高さＤ１は約１７
８インチ、燃料棒集合体２０の有効燃料長Ｄ２は約１５
３インチ、燃料棒集合体の下端は下部炉心板１８の頂面
から約７インチずれた位置にある。即ち、それぞれの棒
クラスタ３０，３４を燃料棒集合体２０に入れ子式に挿
入することにより、ＲＣＣ及びＷＤＲＣ棒３０，３４を
ほぼその軸方向有効長にわたって燃料棒集合体２０で囲
むことができる。

【００５２】図１１は、図１２のＤＲＤＭ駆動棒組立体
２０１の駆動棒部分２０７と同様にＣＲＤＭ駆動棒組立
体２００の駆動棒部分２０６を示す長手方向断面図であ
る。図１１及び図１２を同時に参照し、上記偶奇数符号
の相関関係に基づいて説明すると、駆動棒部分２０６，
２０７は後述するような目的の環状凹部または頚部２１
２，２１３がある細長いほぼ円筒形の中空筐体２１０，
２１１を含む。嵌脱棒２１４，２１５は筐体２１０，２
１１をその全長にわたって貫通して下端から突出し、こ
の突出部分には縮径軸部２１８，２１９に続く肩部２１
６，２１７を含み、肩部２１６，２１７に環状位置決め
ナット２２０，２２１を嵌着し、ロックピン２２２，２
２３によって固定する。中空のほぼ円筒形を呈し、空条
のある可撓係合端２２６，２２７を有する継手２２４，
２２５を駆動棒２１４，２１５に被せ、その上端２２
８，２２９を筐体２１０，２１１の螺条付端部２１０
ａ，２１１ａと螺合させ、ピン２３０，２３１によって
固定する。可撓端部２２６，２２７は図９及び図１０に
示す急速継手２０８，２０９の係合部のある雄継手部分
を含む。縮径軸部２１８，２１９に嵌着される環状ボタ
ン２３２，２３３は可撓端部２２６，２２７のほぼ円錐
形の内面２２６ａ，２２７ａと合致する外側係合面を具
備する。嵌脱棒２１４，２１５にばね２３４，２３５を
嵌着し、ボタン２３２，２３３の下端と、筐体２１０，
２１１の孔に挿入されて環状保持突縁２３８，２３９と
当接する保持手段２３６，２３７の間に圧縮することに
より、それぞれのボタン２３２，２３３を図示の伸張位
置にむかって押し付け、円錐内面２２６ａ，２２７ａと
係合させる。それぞれの継手２２４，２２５にほぼ円筒
形の保護スリーブ２４０，２４１を被せて螺着し、対応
のロックピン２４２，２４３によって固定する。

【００５３】筐体２１０，２１１の上端に比較的直径の
大きいばね筐体２４４，２４５を組み込んで対応の肩部
を画定し、それぞれの嵌脱棒２１４，２１５の拡径部分
２４６，２４７に保持つば２４８，２４９を固定し、そ
れぞれの前記嵌脱棒２１４，２１５を筐体２４４，２４
５内に収容する。対応のばね保持手段２５０，２５１を
筐体２４４，２４５の上部に固定する。嵌脱棒２１４，
２１５を囲むばね２５２，２５３はばね保持手段２５
０，２５１と保持つば２４８，２４９の間に圧縮されて
対応の駆動棒２１４，２１５を軸方向に下方へ可撓端部
２２６，２２７に向かって強制し、位置決めナット２２
０，２２１を、可撓端部２２６，２２７の開口端面とほ
ぼ同高の図示位置に維持する。

【００５４】ＣＲＤＭ及びＤＲＤＭ駆動棒集合体２０
０，２０１の上端はやや異なるから、別々に説明する。
即ち、図１１のＤＲＤＭ駆動棒組立体２００について
は、中空のほぼ円筒形を呈し、縮径環状凹部または頚部
２５４ａを有する嵌脱ボタン２５３を嵌脱棒２１４の上
端に被せ、ピン２５６によって固定する。筐体２１０の
上端に設けた環状に凹んだばね座２５８ａにばね２５８
を嵌着する。嵌脱ボタン２５４の下方円筒部分２５４ｂ
は大きい直径を有し肩部２５４ｃを画定し、この肩部と
係合するばね２５８はボタン２５４を筐体２０１内から
押出そうとするボタン２５４の垂直に上向きの移動（即
ち、図１１左方への移動）を弾性的に阻止し、前記肩部
はボタン２５４を筐体内に同軸関係に心立てする。ボタ
ン２５４の下端２５４ｄはボタン２５４の移動の下限を
形成する筐体２１０内の対応肩部２６０と係合する。

【００５５】図１２のＤＲＤＭ組立体２０１に関して
は、縮径環状凹部または頚部２５５ａを嵌脱棒２１５の
上端に被せ、ロックピン２５７によって固定する。又、
ピン２６１によって嵌脱棒２１５に固定された固定用つ
ば２５９に嵌脱ボタン２５５を被せる。図１１のＣＲＤ
Ｍ組立体２００との重要な相違点として、図１２のＤＲ
ＤＭ集合体では、嵌脱ボタン２５５を筐体２１１の上方
内部２６３に挿入するが、前記部分２６３の内側には螺
条２６３ａが切ってある。ボタン２５５の頚部２５５ａ
には、後述のような目的で、スロット２６５を通して筐
体２１１の外部から接近することができる。他の重要な
相違点として、ＤＲＤＭ組立体２０１は下方の螺条付軸
部２７１ａを螺条付内部２６３ａに螺入してピン２７３
によって固定されるピストン２７１を含む。ピストン２
７１の表面にピストンリング２７５を埋め込む。図７か
ら明らかなように、図１２に示すようにピストン２７１
にピストンリング２７５を設けるのは筐体１４６の内部
に対応のピストンリングを設け図７の構成とは構造的に
異なるが機能的には等価である。図７と同様に、ピスト
ン２７１には、図７に対応の、ただしダッシュのない参
照番号で示した素子と同じ機能を行う可撓軸１６２´及
び槍形部材１６４´を装着する。

【００５６】嵌脱作用はＣＲＤＭ及びＤＲＤＭ駆動棒組
立体２００，２０１共ほぼ同様に行われるが、両者の構
造差を反映する相違点である。図１１に示すＣＲＤＭ駆
動棒部分２０６の場合、筐体２１０の上端に工具を配置
して筐体２１０の縮径頚部２１２及び嵌脱ボタン２５４
の頚部２５４ａと係合させ、嵌脱ボタン２５４を軸方向
に外方へ駆動することにより嵌脱棒２１４及び連携の位
置決めナット２２０及びばねボタン２３２を可撓端２２
６の内部から引抜いて前記可撓端２２６を屈伏可能にす
る。図１２に示すＤＲＤＭ駆動棒部分２０７の場合、同
様の工具を筐体２１１の上端付近に配置して筐体２１１
の縮径頚部２１３及びボタン２５５の縮径頚部２５５ａ
と係合させ、後者とはスロット２６５を介して係合させ
る。同様に、工具を作動させてボタン２５５をＤＲＤＭ
筐体２１１の上端に位置する開口内部２６３へ挿入する
ことにより、連携の嵌脱棒２１５及び対応の位置決めナ
ット２２１及びボタン２３３を、（ボタン２３３を可撓
端２２７の係合内面２２７ａに圧接固定する）ばね２３
５の弾性偏倚作用に抗して引抜き、両者のばね２３５，
２５３を圧縮する。その結果、各部は図１３に示す状態
となる。即ち、位置決めナット２２１及びボタン２３３
が係合し、可撓端２２７は屈伏自在となる。従って、図
１３は図１１に示したＣＲＤＭ組立体２００の駆動棒部
分２０６の可撓端２２６が係合を解かれた状態と対応す
る。

【００５７】図１４及び図１５はそれぞれＣＲＤＭ及び
ＤＲＤＭ駆動棒組立体２００，２０１のハブ延長部２０
２，２０３を示す長手方向断面図である。従って図１
４、図１５を同時に参照し、先に述べるような偶奇数参
照番号の相関関係に基づいて説明すると、ハブ延長部２
０２，２０３はＣＲＤＭ及びＤＲＤＭ駆動棒部分の雄可
撓端２２６，２２７の外側係合面と嵌合する係合内面２
８０ａ，２８１ａを有する雄継手部分２８０，２８１を
含み、協働により、図９及び図１０に示すようなそれぞ
れの組立体２００，２０１の急速継手２０８，２０９を
構成する。継手部分２８０，２８１は対応のハブ延長部
２０２，２０３の螺条付上端部分と係合する内側螺条付
端部２８０ｂ，２８１ｂを含む。

【００５８】半恒久ジョイント２０４，２０５（図９及
び図１０）の構成要素である半恒久ジョイント雄部分２
９０，２９１はほぼ円筒形を呈し、対応のハブ延長部２
０２，２０３の螺条付下部と螺合し、ピン２９２，２９
３で固定される内側螺条付端部２９０ａ，２９１ａを含
む。雄ジョイント部分２９０，２９１はスタッブ部分２
９４，２９５を含み、スタッブ部分２９４はスタッブ部
分２９５よりも直径が大きく、軸長が短く、それぞれが
螺条付面２９４ａ，２９５ａを含む。部分２９０，２９
１の拡径中央部分にロックスリーブ２９６，２９７を嵌
着し、欠刻部２９８，２９９によって固定する。

【００５９】図９及び図１０にそれぞれ示すＣＲＤＭ及
びＤＲＤＭ駆動棒組立体２００，２０１の選択的に遠隔
操作可能な急速継手２０８，２０９は以上の説明から明
らかなように、雄部分として図１１のＣＲＤＭ可撓端２
６６及び図１２のＤＲＤＭ可撓端２２７を、又、これに
対応する雌部分として図１４に示すＣＲＤＭ継手部分２
８０及び図１５に示すＤＲＤＭ雌継手部分２８１を含
む。

【００６０】添付図面から明らかなように、各急速継手
２０８，２０９のこれらの構成要素は大体において同様
の構成を備えてはいるが、ＣＲＤＭ及びＤＲＤＭ継手の
構成要素同志が誤って結合されないように寸法及び形状
に取違えが起こり得ないような相違を与えてある。即
ち、可撓端２２６（図１１）を含むＣＲＤＭ継手雄部分
は可撓端２２７（図１２）を含むＤＲＤＭ継手雄部分よ
りも軸長が短いから、もしＣＲＤＭの雄可撓端２２６を
誤ってＤＲＤＭの雌継手部分２８１に挿入すると、それ
ぞれの係合面２２６ａ，２８１ａが係合する前に前者の
ロックスリーブ２９６がＤＲＤＭ継手素子２８１の端部
と衝合するだけでなく、各係合面２２６ａ，２８１ａの
輪郭が軸方向に互いにずれているから、取り違えは起こ
り得ない。他方、可撓端２２７を含むＤＲＤＭ雄継手部
分はＣＲＤＭ雌継手部分２８０よりも軸長が長く、各係
合面２２７ａ，２８０ａは軸方向に互いにずれているか
ら、誤って前者を後者に挿入してもＤＲＤＭ雄可撓端２
２６とＤＲＤＭ雌継手部分２８０の係合内面とは係合ま
たは整列しない。このように偶発的な部分挿入が行われ
る２つの場合を想定すると、いずれの場合にも、嵌脱ボ
タンを解除することによって位置決めナット２２０，２
２１が係合状態に戻り、対応の可撓端２２６，２２７を
誤った雄継手部分に結合する結果とはならない。

【００６１】同様に、半恒久ＣＲＤＭジョイント２０４
及びＤＲＤＭジョイント２０５（図９及び図１０）は同
様の形状を備えるが交換不能であり、従って、誤って結
合されることはない。具体的には、ＲＣＣスパイダ１０
０のハブ１０２の内側に螺条のある部分１０３はＣＲＤ
Ｍハブ延長部２０２の螺条付雄スタッブ２９４と螺合す
る半恒久ジョイント２０４の雌部分を含み、これらの成
分は対応のＤＲＤＭ雄スタッブ２９５（図１５）及びＷ
ＤＲＣハブ１２２（図７）の内側螺条付雌部１２３より
も直径は大きいが軸長は短い。従って急速継手２０８，
２０９に関して上述したのと同様に、半恒久ジョイント
２０４，２０５の各成分も交換不能であるから、ＣＲＤ
Ｍハブ延長部２０２及びＤＲＤＭハブ延長部２０３を対
応のスパイダ１００，１２０と組立てる際に誤って結合
されることはあり得ない。

【００６２】従って、半恒久雄ジョイント部分２９０，
２９１を対応のＲＣＣ及びＷＤＲＣスパイダ１００，１
２０のハブ部分１０２，１２２に螺入すると、ロック・
スリーブ２８２，２８３がハブ１０２，１２２に同軸関
係に被さり、（図４、図６にそれぞれ示す）ハブ１０
２，１２２の凹部１０２ａ，１２２ａがジョイント２０
４，２０５をロックするための対応の欠刻部をロックス
リーブ２８２，２８３に形成することを可能にし、偶発
的な分解を防止する。それぞれのジョイント２０４，２
０５は、ハブ１０２，１２０をハブ延長部２０２，２０
３から離脱させ、雄ジョイント部分２９０，２９１また
はハブ１０２，１２０のいずれか一方から前記凹部を解
放してハブ延長部２０２，２０３を対応スパイダ１０
０，１２０から解放するには充分な回転トルクを加えね
ばならないという点で半恒久的であるのが特徴である。

【００６３】遠隔操作により着脱可能な、構成に差異の
ある、即ち、交換不可能なＣＲＤＭ及びＤＲＤＭ駆動棒
組立体の駆動棒及びハブ延長部によって可能となる本発
明の方法を図１６〜図２２に沿って以下に説明する。こ
れらの図のいずれにおいても、容器１２をその容器内構
造物に関して簡単に図示したが、実際には図１及び図２
に示す詳細な説明に対応するものと理解されたい。即
ち、図１６ではヘッド組立体１２ａが容器１２から取り
外され、カランドリア５０、内槽組立体２４及び下槽組
立体１６がそのまま残っている。容器１２との関連で、
典型的な原子炉設備の格納容器構造１の標準的構成要
素、例えば第１の上部炉内構造物貯蔵スタンド２及び第
２の下部炉内構造物貯蔵スタンド３が略示されており、
構造１は図１６に示すように、所要レベルの硼素含有水
内に維持することができる。水位は約９８フィートの高
さにするのが普通である。床６は図１６から明らかなよ
うに、水面より数フィートの高さにする。ＣＲＤＭ及び
ＤＲＤＭ駆動棒組立体２００，２０１はこの状態におい
て容器１２の突縁１２ｄよりも上方に突出している。

【００６４】支持ケーブル８により炉内構造物吊り金具
５をデリックなどのような適当な装置で支持して、容器
１２の上方位置へ持ち上げ、スプレッダ組立体７を吊り
金具５で支持し、降下させて図１７に示すように公知の
態様で駆動棒組立体２００，２０１の上部自由端と係合
させる。

【００６５】次に図１８に示すように、スプレッダ組立
体７を上昇させて、図９及び図１０に関連して述べたよ
うに駆動棒組立体２００，２０１を燃料交換位置「ＲＥ
Ｆ」まで引き上げる。円筒形側壁１７内に収容され、上
部炉心板１８を含むカランドリア５０及び内槽組立体２
４から成る上部炉内構造物を容器１２の突縁１２ｄから
離れるまで一体的に上昇させ、スプレッダ組立体７によ
って駆動棒組立体２００，２０１を燃料交換位置に保持
する。従って、図１８では、駆動棒組立体２００，２０
１は（半恒久ジョイントにおける）結合部からカランド
リア５０の直ぐ下のスパイダまでの約３４フィートの全
長を有し、従って、水面の数フィート上方にまで達す
る。この作業は終始遠隔操作で行われ、駆動棒２００，
２０１が水面よりも上方に露出していても問題はないこ
とが重要である。具体的には、駆動棒が濡れたままであ
って表面汚染物質が存在したとしてもこれが放出される
おそれはなく、一体的な組立体を一括して迅速に移動さ
せることができるから、汚染物質が空気中に放出される
懸念はほとんどない。

【００６６】図１９から図２０への過程で、吊り金具５
が上昇した上部炉内構造物を容器１２の上部突縁１２ｄ
の上を越えて上部炉内構造物貯蔵スタンド２の上方位置
まで搬送する。吊り金具５は組立体全体をスタンド２に
降ろし、次いでスプレッタ組立体７を下降させて（１個
づつのＲＣＣクラスタ３０及びＷＤＲＣクラスタ３４で
略示する）棒クラスタを完全挿入位置まで降下させる。
この時点で上部炉心板１８は水面下約４８フィートの高
さにあって格納容器構造１の底まで約５０フィートを残
しており、この約５０フィートの深さにＲＣＣ及びＷＤ
ＲＣ棒案内管３０，３４が収まる。（図２０に示さない
が、図９及び図１０に示した）対応のスパイダ１００，
１２０が上部炉心板１８上に載置されてＲＣＣ及びＷＤ
ＲＣ棒クラスタを対応の棒案内管３０，３４内に保持す
る。カランドリア底板５２は水面下約３５フィートに、
容器１２の突縁１２ｄは水面下約２７フィートにそれぞ
れ位置する。駆動棒組立体２００，２０１の上端、及び
スプレッタ組立体７は水面下約１５フィートに位置す
る。従って、嵌脱ボタンを作動させて駆動棒部分２０
６，２０７を（共に図９及び図１０の完全挿入位置に相
当するカランドリア底板５２の直ぐ下、即ち約３５フィ
ートの高さに位置する）対応の急速継手２０８，２０９
のところで解放するためには、適当な取り扱い工具で容
易に駆動棒組立体２００，２０１に接近できる。

【００６７】図２１の段階では、吊り金具５がスプレッ
ダ組立体７を上昇させながらカランドリア５０を垂直
に、カランドリア底板５２が容器１２の突縁１２ｄより
も約１フィート上方に来るまで上昇させて下部炉内構造
物貯蔵スタンド３まで搬送し、図２２に示すように、カ
ランドリア５０及び駆動棒部分２０６，２０７の組立体
を貯蔵スタンドに降ろす。図２２に略示するように、点
検、修理などのために、或いは燃料集合体２０の場合な
ら炉心内での位置を換えたり、通常の燃料交換作業を行
うために燃料集合体２０及び棒クラスタ３０，３４を個
別に引き抜くことができる。

【００６８】駆動棒部分２０６，２０７は制止手段によ
ってカランドリア５０内を落下するのを防止するか、或
いは格納容器構造の底へ落下できる状態にしながら、カ
ランドリア５０によって側方から保持してもよい。又、
カランドリア５０をスタンド３上に配置したままで点検
及び／又は交換のため駆動棒組立体を引抜くこともでき
る。

【００６９】原子炉容器の炉内構造物を再組立てするに
は以上の段階をそのまま逆の順序で行う。本発明の方法
の要点は図２２の段階から図２０の直前の段階までにあ
る。なぜなら、遠隔操作可能な急速継手２０８，２０９
を採用したから、長さが約２１フィートしかない駆動棒
部分２０６，２０７は図２０に示すような組立を完了す
るために駆動棒部分２０６，２０７を対応ハブ延長部２
０２，２０３に再結合又は再連結する過程でほとんど水
面下に浸漬されたままであるからである。対応の着脱自
在継手２０８，２０９を水面下僅か約３０フィートの高
さに設けて結合作業を極めて容易にしながら、しかも再
組立て作業に従事する作業員を充分に保護できるように
した点も重要である。継手２０８，２０９の要素を互い
に取違えが起こり得ないように異なった構成とすること
で、ＤＲＤＭ及びＤＲＤＭ駆動棒部分を偶発的にハブ延
長部に結合することは有り得ず、適正なＣＲＤＭ及びＤ
ＲＤＭハブ延長部２０２，２０３にそれぞれ結合せざる
を得なくなる。

【００７０】公知の構造及び方法に対する駆動棒組立体
２００，２０１を取り扱う際の作業人員の保護、コスト
及び作業の単純化に関する著しい改良は、本発明の実施
で用いられる駆動棒の代わりに従来のワンピース駆動棒
を採用した場合に図１６から図２２までに示した作業を
行うのに必要な装置の形状及び寸法と比較すれば容易に
理解できるであろう。例えば３４フィートの長さを必要
とするワンピース又は一体的駆動棒を採用すると、当然
のことながら図２０及び図２１の組立作業において水面
から突出して、大気汚染の深刻な問題を惹起し、再組立
作業に従事する作業員に危険を及ぼすおそれがある。３
４フィートもの長さの駆動棒の取り扱いが極めて困難で
あることに加えて、その長さと耐えがたい重さだけを考
えても、組立作業に際しては、対応のカランドリア管を
通してカランドリア集合体５０内へ、さらに対応棒案内
管の全長を通して内槽組立体２４内へ駆動棒を降下さ
せ、対応スパイダのハブと最終的な結合を、水面下約４
８フィートの深さにおいて炉心板１８上で安定した状態
で行わねばならない。このような条件を機械的に満たす
ことが困難であるだけでなく、カランドリア５０及び連
携の棒案内管に損傷を与えるかもしれない重大な危険性
を伴う。又、棒クラスタが密に配列される以上、駆動棒
も狭い間隔で配列され、このワンピース駆動棒の長さは
４８フィートにもなるから、整列ミスが起こり易く、そ
の結果、駆動棒をカランドリア内の詰まった孔に挿入し
てとりかえしのつかない機械的損傷を招くおそれがあ
る。従って、本発明のように遠隔操作による着脱可能な
ツーピース駆動棒を利用して圧力容器の組立／分解及び
保守を行えば新規設計の圧力容器のメンテナンスや、こ
れに関連する組立、分解などの作業に伴うおそれのある
深刻な問題を解決できることは明白であると考えられ
る。

【００７１】本発明の種々の変更実施態様は当業者なら
容易に想到できるであろうが、本願の特許請求の範囲は
本発明の趣旨及び範囲に該当するこのような変更実施態
様をすべて包括するものである。

【００７２】

【図面の簡単な説明】

【図１】選択的に遠隔操作可能な急速継手を備えたツー
ピース駆動棒組立体が組み込まれ、本発明の組立／分解
方法の実施を可能にする新設計加圧水型原子炉を一部断
面で示す立面図である。

【図２】選択的に遠隔操作可能な急速継手を備えたツー
ピース駆動棒組立体が組み込まれ、本発明の組立／分解
方法の実施を可能にする新設計加圧水型原子炉を一部断
面で示す立面図である。

【図３】図１の原子炉容器の内槽組立体に比較的密に配
列された水排除棒クラスタ及び制御棒クラスタを略示す
る断面図である。

【図４】ＲＣＣスパイダの平面図である。

【図５】図４の４−４線におけるＲＣＣスパイダの部分
断面立面図である。

【図６】ＷＤＲＣスパイダの平面図である。

【図７】図６の６−６線におけるＷＤＲＣスパイダの部
分断面立面図である。

【図８】（Ａ）は水排除棒駆動機構（ＤＲＤＭ）の立面
図、（Ｂ）は８−８線における断面図である。

【図９】完全挿入（「ＦＩ」）、完全引抜き（「Ｆ
Ｗ」）及び燃料交換（「ＲＥＦ」）位置でＣＲＤＭ駆動
棒組立体を一部切り欠いて略示する長手方向断面図であ
る。

【図１０】完全挿入（「ＦＩ」）、完全引抜き（「Ｆ
Ｗ」）及び燃料交換（「ＲＥＦ」）位置でＤＲＤＭ駆動
棒組立体を一部切り欠いて略示する長手方向断面図であ
る。

【図１１】ＣＲＤＭ駆動棒の長手方向断面図である。

【図１２】常態における駆動棒可撓端の係合状態と、組
立／分解作業中に使用される嵌脱ボタン操作によって達
成される前記可撓端の係合解除状態とをそれぞれ示すＤ
ＲＤＭ駆動棒の長手方向断面図である。

【図１３】常態における駆動棒可撓端の係合状態と、組
立／分解作業中に使用される嵌脱ボタン操作によって達
成される前記可撓端の係合解除状態とをそれぞれ示すＤ
ＲＤＭ駆動棒の長手方向断面図である。

【図１４】正しく、対応するＷＤＲＣ及びＲＣＣ駆動棒
部分が結合され、かつ正しく、対応するＷＤＲＣ及びＲ
ＣＣスパイダ・ハブが結合されるように相互の形状に相
違を与えて上下端に設けたそれぞれの半恒久急速継手部
分を比較して示すＤＲＤＭハブ延長部及びＣＲＤＭハブ
延長部の長手方向断面図である。

【図１５】正しく、対応するＷＤＲＣ及びＲＣＣ駆動棒
部分が結合され、かつ正しく、対応するＷＤＲＣ及びＲ
ＣＣスパイダ・ハブが結合されるように相互の形状に相
違を与えて上下端に設けたそれぞれの半恒久急速継手部
分を比較して示すＤＲＤＭハブ延長部及びＣＲＤＭハブ
延長部の長手方向断面図である。

【図１６】本発明による原子炉圧力容器の組立及び分解
方法の手順及び長所を説明するため、各分解段階におけ
る加圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の
貯蔵スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて
搬送し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造
物」吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図で
ある。

【図１７】本発明による原子炉圧力容器の組立及び分解
方法の手順及び長所を説明するため、各分解段階におけ
る加圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の
貯蔵スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて
搬送し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造
物」吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図で
ある。

【図１８】本発明による原子炉圧力容器の組立及び分解
方法の手順及び長所を説明するため、各分解段階におけ
る加圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の
貯蔵スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて
搬送し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造
物」吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図で
ある。

【図１９】本発明による原子炉圧力容器の組立及び分解
方法の手順及び長所を説明するため、各分解段階におけ
る加圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の
貯蔵スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて
搬送し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造
物」吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図で
ある。

【図２０】本発明による原子炉圧力容器の組立及び分解
方法の手順及び長所を説明するため、各分解段階におけ
る加圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の
貯蔵スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて
搬送し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造
物」吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図で
ある。

【図２１】本発明による原子炉圧力容器の組立及び分解
方法の手順及び長所を説明するため、各分解段階におけ
る加圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の
貯蔵スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて
搬送し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造
物」吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図で
ある。

【図２２】本発明による原子炉圧力容器の組立及び分解
方法の手順及び長所を説明するため、各分解段階におけ
る加圧水型原子炉容器及びその主要構成要素を、連携の
貯蔵スタンド及び任意の構成要素を容器内から吊上げて
搬送し、それぞれの貯蔵スタンドに配置する「炉内構造
物」吊り金具を含む収納構造と共に略示する立断面図で
ある。

【符号の説明】

３０ 制御棒クラスタ ２８，３２ 棒案内管 ３４ 水排除棒クラスタ ５０ カランドリア ５６ カランドリア管 ６０ フローシュラウド １００ スパイダ １０２ ハブ １０６ べーン集合体 ２００ 駆動棒組立体 ２０２，２０３ ハブ延長部 ２０４ 半恒久ジョイント ２０６ 駆動棒部分 ２０８，２０９ 急速継手

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000156938 関西電力株式会社 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 (71)出願人 000180368 四国電力株式会社 香川県高松市丸の内２番５号 (71)出願人 000164438 九州電力株式会社 福岡県福岡市中央区渡辺通２丁目１番82号 (71)出願人 000230940 日本原子力発電株式会社 東京都千代田区大手町１丁目６番１号 (72)発明者 デニス・ジェームス・アルトマン アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ジャ ネッティー スカイビュー・ドライブ 111 (72)発明者 セオ・ヴァン・デ・ベン アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 マリ スビル ラウンド・トップ・ロード 4040

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸平行関係に配列された複数の燃料棒組
   立体を収納し、複数の棒クラスタを軸方向に移動できる
   ように棒クラスタを挿通する複数の通孔を有する支持板
   を下部に配設した下槽組立体、棒クラスタに対応する複
   数の取り付け手段を有し、これに複数の棒クラスタの上
   端を取り付けて、棒クラスタを選択的な制御下に燃料棒
   と入れ子関係に軸方向に、下槽組立体内への完全挿入位
   置と内槽組立体への完全引抜き位置との間を移動できる
   ように構成した内槽組立体、内槽組立体の上方に配置さ
   れ、内槽組立体の上部を画定するカランドリア底板及び
   カランドリア底板と平行に取り付けられたカランドリア
   上板を有し、カランドリア上板及び底板が複数の棒クラ
   スタに対応し、それらに整列する孔をそれぞれ具備する
   カランドリア集合体、及び、カランドリア集合体、下槽
   組立体及び内槽組立体と密封連通関係にあって圧力容器
   内に加圧水型原子炉の冷却流体を収容するヘッド組立体
   が、順次下方から上方へ配設されている圧力容器と、ヘ
   ッド組立体を密封関係に貫通し、かつカランドリア上板
   及び底板の孔と整列するように軸平行関係に配置され、
   複数の棒クラスタとそれぞれ連携する複数の駆動手段と
   を含む加圧水型原子炉の圧力容器を、水位が圧力容器よ
   りも上方に位置する硼素含有水を収容している格納容器
   構造内で組み立てる方法において、複数の棒クラスタに
   対応し、それぞれが下方の細長いハブ部分、上方の細長
   い駆動棒部分、及びそれぞれのハブ部分及び駆動棒部分
   の端部付近に取り付けられた第１及び第２の継手部分か
   ら成っていて、ハブ部分と駆動棒部分を一体的な駆動棒
   組立体として選択的に結合する選択的に着脱自在な継手
   を含む複数の駆動棒組立体を準備し、複数の駆動棒組立
   体のハブ部分を対応の棒クラスタの各取り付け手段と連
   結し、各取り付け手段を支持板に配置し、棒クラスタを
   支持板の対応孔に支持板に対する完全挿入位置まで挿入
   して対応の駆動棒組立体のハブ延長部を内槽組立体内に
   軸平行関係に支持することによって内槽組立体を支持
   し、複数の駆動棒組立体の駆動棒部分をカランドリア上
   板及び底板に形成した対応の孔に挿入し、各駆動棒部分
   を連携の駆動棒組立体の対応ハブ部分と整列させてカラ
   ンドリア集合体を該集合体中に支持されている駆動棒部
   分と共に内槽組立体上の定位置に位置決めし、複数の駆
   動棒組立体のそれぞれについて駆動棒部分をこれと対応
   するハブ部分と順次選択的に連結する段階から成ること
   を特徴とする方法。
2. 【請求項２】 支持、挿入及び選択的連結の各段階の実
   施過程で、駆動棒部分及び関連の組立体部分を硼素含有
   水の水面下に維持した状態で支持、挿入及び選択的連結
   の各段階を実施することを特徴とする請求項１に記載の
   方法。
3. 【請求項３】 複数の駆動棒組立体を駆動棒部分の上端
   付近で係合させ、これをほぼ同時に持ち上げて連携の棒
   クラスタを完全引抜き位置まで移動させ、内槽組立体を
   カランドリア集合体と組み合わせた状態で、駆動棒を持
   ち上げたままの位置でかつ、これに対応して対応の棒ク
   ラスタを完全引抜き位置のままで搬送して容器上に整列
   させ、棒クラスタが対応の燃料棒組立体と入れ子関係と
   なる所定の整列位置において内槽組立体をカランドリア
   集合体と組み合わせた状態で容器内へ下降させると同時
   に駆動棒を下降させることにより、対応の棒クラスタを
   移動通路に従って完全挿入位置へ移動させる段階を含む
   ことを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 複数の駆動棒組立体の駆動棒部分を対応
   する複数の駆動手段により係合されるようにそれと整列
   させる作業を含めて、ヘッド組立体をすでに組立てられ
   て容器内に配置されているカランドリア集合体及び内槽
   組立体に組み込む段階を含むことを特徴とする請求項３
   記載の方法。
5. 【請求項５】 ヘッド組立体を取り外し、駆動棒組立体
   の駆動棒部分を係合させ、これをほぼ同時に移動させて
   対応の棒クラスタを完全引抜き位置へ上昇させ、駆動棒
   部分を支持することにより、対応の棒クラスタを内槽組
   立体に対して完全引抜き位置に維持し、棒クラスタを完
   全引抜き位置に、駆動棒組立体をカランドリア集合体を
   組み合わせた状態の内槽組立体に対して所定位置に維持
   しながら、カランドリア集合体を組み合わせた状態の内
   槽組立体を上昇させて容器から同時に取り外し、上昇さ
   せ、取り外したカランドリア集合体を組み合わせた状態
   の内槽組立体を容器から取り外された格納容器構造内の
   貯蔵台まで搬送し、貯蔵台上にこれを支持し、駆動棒組
   立体を下降させることによって対応の棒クラスタを、内
   槽組立体の支持板上の各取り付け手段によって支持され
   る完全挿入位置に配置して、圧力容器を分解することを
   特徴とする請求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 複数の駆動棒組立体の継手を順次選択的
   に作動させることにより、複数の駆動棒組立体の駆動棒
   部分を、係合状態を維持しながら順次その結合を解き、
   カランドリア集合体を上昇させることによってこれを内
   槽組立体から抜き取ると同時に結合を解かれた駆動棒部
   分を上昇させることによってカランドリア集合体と一緒
   に並進させ、これを格納容器構造内の第２の貯蔵台の上
   方の位置へ搬送し、カランドリア集合体を第２貯蔵台上
   に下降させる段階をも含むことを特徴とする請求項５記
   載の方法。