JPH10260291A - 高速増殖炉 - Google Patents

高速増殖炉

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Publication number
JPH10260291A
JPH10260291A JP9066477A JP6647797A JPH10260291A JP H10260291 A JPH10260291 A JP H10260291A JP 9066477 A JP9066477 A JP 9066477A JP 6647797 A JP6647797 A JP 6647797A JP H10260291 A JPH10260291 A JP H10260291A
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JP
Japan
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core
latch
gear
fast breeder
breeder reactor
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Pending
Application number
JP9066477A
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English (en)
Inventor
Koichi Nakai
公一 中井
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化、低コスト化を達成できる高速増殖炉
を提供する点にある。 【解決手段】 高速増殖炉の上部に単回転プラグ7を介
して炉心中心軸線を中心とした回転を可能に支持された
炉心上部機構2と、単回転プラグ7に取付けられて炉心
上部機構2の外側方に位置した燃料交換装置1とを有
し、炉心上部機構2の下部に外周部から炉心中心軸線に
向かって切欠部2aを設け、燃料交換装置1の下部に燃
料ラッチ機構11を切欠部2a内の横移動を可能に取付
けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力プラントの
高速増殖炉の燃料交換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の高速増殖炉を図8〜図10に示し
た。図8は高速増殖炉の全体を示す縦断側面図、図9は
マニプレータ式燃料交換装置を示す縦断側面図、図10
は直動式燃料交換装置を示す縦断側面図である。先ず高
速増殖炉の全体を説明すると、図8の2が炉心上部機
構、3が炉心槽、4が炉心構成要素(燃料集合体)、8
が多数の制御棒駆動機構、9がナトリウム(Na)の入
口配管、10がナトリウム(Na)の出口配管、30が
高圧プレナム、31が上部プレナム、32が連結管、3
3が高圧入口プレナムで、高速増殖炉の炉心部には、炉
心構成要素4を収納した炉心槽3と、連結管32により
耐圧強度を確保した高圧プレナム30とがあり、運転時
には、高温のナトリウム(Na)が入口配管9→高圧入
口プレナム33→高圧プレナム30→連結管32を経て
炉心構成要素4に入り、ここでさらに高温に熱せられ
て、上部プレナム31→出口配管10から炉外へ出て行
くようになっている。
【0003】次に燃料交換装置を説明すると、34aが
大回転プラグ(大回転プラグ径参照)、34bが小回転
プラグ(小回転プラグ径参照)で、高速増殖炉の上部に
は、大回転プラグ34aが炉心の中心軸線を中心とした
回転を可能に支持され、大回転プラグ34a内には、小
回転プラグ34bが炉心の中心軸線に対して偏心した軸
線を中心とした回転を可能に支持され、この小回転プラ
グ34bの下面には、炉心上部機構2が垂下状態に取付
けられて、この炉心上部機構2が炉心槽3上方の上部プ
レナム31内に位置し、炉心上部機構2内には、多数の
制御棒駆動機構8が設置されている。
【0004】図8、図9の28がマニプレータ式燃料交
換装置である。このマニプレータ式燃料交換装置28
は、本体胴35と内部胴36と補助アーム37とグリッ
パ機構38とグリッパ動力伝達機構39とにより構成さ
れて、小回転プラグ34bに取付けられており、このマ
ニプレータ式燃料交換装置28により炉心槽3内にある
炉心構成要素4のうち、炉心上部機構2に干渉しない炉
心構成要素4のみを引抜くようにしている。
【0005】図8、図10の41が直動式燃料交換装置
である。この直動式燃料交換装置41は、グリッパ42
とグリッパ旋回駆動装置43とグリッパ昇降駆動装置4
4とグリッパ爪開閉駆動装置45と上昇駆動装置46と
により構成されており、この直動式燃料交換装置41に
より前記マニプレータ式燃料交換装置28で引抜かれな
い炉心構成要素4を引抜くようにしている。
【0006】このように従来の高速増殖炉では、炉心槽
3内の炉心構成要素(燃料集合体)4を2基の燃料交換
装置28、41により引抜いて、燃料を交換するように
している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】近年、高速増殖炉で
も、小型化、低コスト化が要請されているが、前記従来
の高速増殖炉では、炉心槽3内の炉心構成要素4を2基
の燃料交換装置28、41により引抜いて交換している
ので、高速増殖炉の炉内径が10m〜11m程度の大径
になり、高速増殖炉の全体が大型化して、低コスト化が
達成されないという問題があった。
【0008】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり、その目的とする処は、小型化、低コスト化を達
成できる高速増殖炉を提供しようとする点にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の高速増殖炉は、高速増殖炉の上部に単回
転プラグを介して炉心中心軸線を中心とした回転を可能
に支持された炉心上部機構と、単回転プラグに取付けら
れて炉心上部機構の外側方に位置した燃料交換装置とを
有し、前記炉心上部機構の下部に外周部から炉心中心軸
線に向かって切欠部を設け、前記燃料交換装置の下部に
燃料ラッチ機構を前記切欠部内の横移動を可能に取付け
ている。
【0010】
【発明の実施の形態】次に本発明の高速増殖炉を図1〜
図7に示す一実施例により説明する。図1は高速増殖炉
の全体を示す縦断側面図、図2は図1の矢視B−B線に
沿う横断平面図、図3は燃料交換装置を示す縦断側面
図、図4は図3の矢視C−C線に沿う横断平面図、図5
(a)(b)は燃料交換装置の作用説明図、図6は図3
の矢印D部分の拡大縦断側面図、図7は図6の矢視E−
E線に沿う横断平面図である。
【0011】先ず図1及び図2により高速増殖炉の全体
を説明すると、3が炉心槽、4が炉心槽3内の炉心構成
要素(燃料集合体)、9がナトリウム(Na)の入口配
管、10がナトリウム(Na)の出口配管で、この高速
増殖炉でも、前記従来の高速増殖炉と同様に運転時に
は、高温ナトリウム(Na)が入口配管9→高圧入口プ
レナム→高圧プレナム→連結管を経て炉心構成要素4に
入り、ここでさらに高温に熱せられて、上部プレナム→
出口配管10から炉外へ出て行くようになっている。
【0012】次に燃料交換装置を説明すると、図1及び
図2の1が燃料交換装置、2が炉心上部機構、5が炉心
槽3の外側に設置した中継ポット、6が炉心構成要素4
を中継ポット5から炉外へ搬出する燃料出入機構、7が
単回転プラグ、8が炉心上部機構2内に設置した多数の
制御棒駆動装置である。上記単回転プラグ7は、高速増
殖炉の上部に炉心中心軸線を中心とした回転を可能に支
持されている。また上記炉心上部機構2は、単回転プラ
グ7の下面に垂下状態に取付けられており、この炉心上
部機構2も、単回転プラグ7を介して炉心中心軸線を中
心とした回転を可能に支持されている。この炉心上部機
構2の下部は炉心槽3の上方に位置している。また炉心
上部機構2の下部には、図1及び図2に示すように小幅
の切欠部2aが炉心上部機構2の外周部から炉心中心軸
線に向かって設けられている。
【0013】上記燃料交換装置1は、単回転プラグ7の
外周部に取付けられており、燃料交換装置1の下部が上
記切欠部2aの外側方で切欠部2aに対向している。次
に上記燃料交換装置1を図3〜図7により具体的に説明
すると、図3及び図4の1aが燃料交換装置1の駆動軸
部で、この駆動軸部1aには、ラッチ横移動用ボールね
じ軸12とラッチ開閉用駆動軸13とラッチ昇降用駆動
軸14とがある。
【0014】先ずラッチ横移動用ボールねじ軸12の系
統を説明すると、12aが作動レバー揺動用ロッド、1
2bが駆動軸部1aの下部に固定したコマで、作動レバ
ー揺動用ロッド12aの頂部には、ボールナット(図示
せず)が取付けられており、このボールナットがラッチ
横移動用ボールねじ軸12に螺合している。11が燃料
交換装置1の燃料ラッチ機構、15a、15bが燃料ラ
ッチ機構11と作動レバー揺動用ロッド12aとを連結
する作動レバー、15cが作動レバー15bの中間部と
コマ12bとを連結する作動レバーである。
【0015】以上のラッチ横移動用ボールねじ軸12の
系統では、駆動装置(図示せず)によりラッチ横移動用
ボールねじ軸12を回転し、この回転を作動レバー揺動
用ロッド12aに伝えて、作動レバー揺動用ロッド12
aを下降させ(図5(a)参照)、この動きにより作動
レバー15a〜15cを伸び方向に揺動させて、燃料ラ
ッチ機構11を図3の実線位置に横移動させる。また前
記駆動装置によりラッチ横移動用ボールねじ軸12を反
対方向に回転し、この回転を作動レバー揺動用ロッド1
2aに伝えて、作動レバー揺動用ロッド12aを上昇さ
せ(図5(b)参照)、この動きにより作動レバー15
a〜15cを縮み方向に揺動させて、燃料ラッチ機構1
1を図3の二点鎖線位置に横移動させる。
【0016】次にラッチ開閉用駆動軸13の系統を説明
すると、図6及び図7の22aが歯車で、この歯車22
aに一体の回転軸がユニバーサルジョイントを介してラ
ッチ開閉用駆動軸13に連結されている。23がスプラ
イン軸、22bがスプライン軸23にスプライン係合す
るとともに歯車22aに噛合した歯車、24がラッチ支
持部19に回転可能に取付けられるとともにスプライン
軸23にスプライン係合した歯車、25がラッチ支持部
19に回転可能に取付けられるとともに歯車24に噛合
した歯車、26がラッチ支持部19に回転可能に取付け
られるとともに歯車25に噛合した歯車、27がラッチ
支持部19に昇降可能に支持されるとともに歯車26の
内孔(ねじ孔)に螺合したねじ軸、21がねじ軸27の
下端部に設けられてラッチ20の背面に接触したピンで
ある。
【0017】以上のラッチ開閉用駆動軸13の系統で
は、前記駆動装置によりラッチ開閉用駆動軸13を回転
し、この回転を歯車22a→歯車22b→スプライン軸
23→歯車24→歯車25→歯車26に伝えて、歯車2
6を回転し、歯車26に螺合したねじ軸27とピン21
とを上昇させて(ストローク80mm)、ピン21をラ
ッチ20の上部背面に接触させ、ラッチ20を二点鎖線
位置に揺動させて、ラッチ20の爪部を炉心構成要素
(燃料集合体)4の上部から離脱させる。
【0018】また前記駆動装置によりラッチ開閉用駆動
軸13を反対方向に回転し、この回転を歯車22a→歯
車22b→スプライン軸23→歯車24→歯車25→歯
車26に伝えて、歯車26を回転し、歯車26に螺合し
たねじ軸27とピン21とを下降させて(ストローク8
0mm)、ピン21をラッチ20の腹部背面に接触さ
せ、ラッチ20を実線位置に揺動させて、ラッチ20の
爪部を炉心構成要素(燃料集合体)4の上部に係合させ
る。
【0019】次にラッチ昇降用駆動軸14の系統を説明
すると、図6及び図7の16が歯車で、この歯車16に
一体の回転軸がユニバーサルジョイント(図示せず)を
介してラッチ昇降用駆動軸14に連結されている。17
が歯車16に噛合した歯車、図6及び図7の18が歯車
17に一体のボールねじ軸、19がラッチ支持部、19
aがラッチ支持部19に取付けたボールナット、20が
ラッチ支持部19の下部に枢支したラッチで、ボールナ
ット19aがボールねじ軸18に螺合している。
【0020】以上のラッチ昇降用駆動軸14の系統で
は、前記駆動装置によりラッチ昇降用駆動軸14を回転
し、この回転を歯車16→歯車17→ボールねじ軸18
に伝えて、ボールねじ軸18を回転し、このボールねじ
軸18に螺合したボールナット19aを介してラッチ支
持部19とラッチ20とを下降させる。また前記駆動装
置によりラッチ昇降用駆動軸14を反対方向に回転し、
この回転を歯車16→歯車17→ボールねじ軸18に伝
えて、ボールねじ軸18を回転し、このボールねじ軸1
8に螺合したボールナット19aを介してラッチ支持部
19とラッチ20とを上昇させる(図3参照)。
【0021】次に前記高速増殖炉の燃料交換装置の作用
を具体的に説明する。炉心構成要素4を炉心槽3から引
抜くときの操作は次の通りである。 (1)単回転プラグ7と炉心上部機構2と燃料交換装置
1とを炉心中心軸線を中心に回転して、炉心上部機構2
の切欠部2aを引抜く炉心構成要素列の上方に位置させ
る。 (2)次いで駆動装置によりラッチ横移動用ボールねじ
軸12を回転し、この回転を作動レバー揺動用ロッド1
2aに伝えて、作動レバー揺動用ロッド12aを下降さ
せ(図5(a)参照)、この動きにより作動レバー15
a〜15cを伸び方向に揺動させ、燃料ラッチ機構11
を炉心中心部の方向に横移動させて、燃料ラッチ機構1
1を引抜く炉心構成要素4の上方に位置させる。 (3)次いで駆動装置によりラッチ昇降用駆動軸14を
回転し、この回転を歯車16→歯車17→ボールねじ軸
18に伝えて、ボールねじ軸18を回転し、このボール
ねじ軸18に螺合したボールナット19aを介してラッ
チ支持部19とラッチ20とを下降させる。 (4)次いで駆動装置によりラッチ開閉用駆動軸13を
回転し、この回転を歯車22a→歯車22b→スプライ
ン軸23→歯車24→歯車25→歯車26に伝えて、歯
車26を回転し、歯車26に螺合したねじ軸27とピン
21とを下降させて(ストローク80mm)、ピン21
をラッチ20の腹部背面に接触させ、ラッチ20を図6
の実線位置に揺動させて、ラッチ20の爪部を引抜く炉
心構成要素4の上部に係合させる。 (5)次いで駆動装置によりラッチ昇降用駆動軸14を
回転し、この回転を歯車16→歯車17→ボールねじ軸
18に伝えて、ボールねじ軸18を回転し、このボール
ねじ軸18に螺合したボールナット19aを介してラッ
チ支持部19とラッチ20と炉心構成要素4とを上昇さ
せて(図3参照)、炉心構成要素4を炉心槽3から引抜
く。 (6)次いで駆動装置によりラッチ横移動用ボールねじ
軸12を反対方向に回転し、この回転を作動レバー揺動
用ロッド12aに伝えて、作動レバー揺動用ロッド12
aを上昇させ(図5(b)参照)、この動きにより作動
レバー15a〜15cを縮み方向に揺動させ、燃料ラッ
チ機構11を炉心外周部の方向に横移動させて、燃料ラ
ッチ機構11と引抜いた炉心燃料要素4とを炉心外周部
の上方に位置させる。 (7)次いで炉心構成要素4を中継ポット5へ移送し、
中継ポット5から炉外には燃料出入機構6を使用して搬
出する。 (8)それからも同じ要領で炉心構成要素4を次々に引
抜いて、中継ポット5に搬入し、中継ポット5内から炉
外には燃料出入機構6を使用して搬出する。
【0022】以上は、炉心構成要素4を炉心槽3から引
抜くときの操作であるが、炉心構成要素4を炉心槽3に
挿入するときには、同じ要領で但し順序を逆に行う。
【0023】
【発明の効果】本発明は前記のように高速増殖炉の上部
に単回転プラグを介して炉心中心軸線を中心とした回転
を可能に支持された炉心上部機構と、単回転プラグに取
付けられて炉心上部機構の外側方に位置した燃料交換装
置とを有し、前記炉心上部機構の下部に外周部から炉心
中心軸線に向かって切欠部を設け、前記燃料交換装置の
下部に燃料ラッチ機構を前記切欠部内の横移動を可能に
取付けており、炉心構成要素を炉心から引抜くときに
は、単回転プラグと炉心上部機構と燃料交換装置とを炉
心中心軸線を中心に回転させて、炉心上部機構の切欠部
を引抜く炉心構成要素列の上方に位置させ、次いで燃料
交換装置の燃料ラッチ機構を切欠部内に横移動させて、
引抜く炉心構成要素の上方に位置させ、次いで燃料ラッ
チ機構を作動して、炉心構成要素を炉心から引抜くの
で、前記従来のように2基の回転プラグ(大回転プラグ
及び小回転)と2基の燃料交換装置(プラグマニプレー
タ式燃料交換装置及び直動式燃料交換装置)とを必要と
する場合に比べると、回転プラグと燃料交換装置とを1
基ずつに削減でき、そのため、高速増殖炉の内径を1.
5m程度小さくできて、高速増殖炉の小型化、低コスト
化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高速増殖炉の全体を示す縦断側面図で
ある。
【図2】図1の矢視B−B線に沿う横断平面図である。
【図3】同高速増殖炉の燃料交換装置を示す縦断側面図
である。
【図4】図3の矢視C−C線に沿う横断平面図である。
【図5】(a)(b)は燃料交換装置の作用説明図であ
る。
【図6】図3の矢印D部分の拡大縦断側面図である。
【図7】図6の矢視E−E線に沿う横断平面図である。
【図8】従来の高速増殖炉の全体を示す縦断側面図であ
る。
【図9】マニプレータ式燃料交換装置を示す縦断側面図
である。
【図10】直動式燃料交換装置を示す縦断側面図であ
る。
【符号の説明】
1 燃料交換装置 2 炉心上部機構 2a 切欠部 3 炉心槽 4 炉心構成要素(燃料集合体) 5 中継ポット 6 燃料出入機構 7 単回転プラグ 8 制御棒駆動装置 9 ナトリウム(Na)の入口配管 10 ナトリウム(Na)の出口配管 11 燃料交換装置1の燃料ラッチ機構

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速増殖炉の上部に単回転プラグを介し
    て炉心中心軸線を中心とした回転を可能に支持された炉
    心上部機構と、単回転プラグに取付けられて炉心上部機
    構の外側方に位置した燃料交換装置とを有し、前記炉心
    上部機構の下部に外周部から炉心中心軸線に向かって切
    欠部を設け、前記燃料交換装置の下部に燃料ラッチ機構
    を前記切欠部内の横移動を可能に取付けたことを特徴と
    する高速増殖炉。
JP9066477A 1997-03-19 1997-03-19 高速増殖炉 Pending JPH10260291A (ja)

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JP9066477A JPH10260291A (ja) 1997-03-19 1997-03-19 高速増殖炉

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JP9066477A JPH10260291A (ja) 1997-03-19 1997-03-19 高速増殖炉

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102142287A (zh) * 2010-12-23 2011-08-03 中国原子能科学研究院 一种燃料组件水下翻转机构
CN107154277A (zh) * 2017-06-05 2017-09-12 中国科学院近代物理研究所 换料系统和具有该换料系统的加速器驱动次临界反应堆
CN109448870A (zh) * 2018-09-29 2019-03-08 岭东核电有限公司 一种反应堆堆内燃料组件定位系统和方法

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Effective date: 20041207