JPH1054895A - 燃料取扱い方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料交換用停止期限を短縮するための燃料集
合体の取扱い方法および装置を提供すること。 【解決手段】 本発明は燃料取扱い方法において、原子
炉容器が複数体の燃料集合体４と制御棒１１とからなる
原子炉炉心５を収容し、また燃料プール３が原子炉容器
１に隣接して配置されている場合に、原子炉における原
子炉容器１から燃料集合体４を吊り出し／入れすること
からなる燃料取扱いに関するものである。本発明の１つ
の観点によると、複数体の燃料集合体４からなるグルー
プ５がグリッパー１２によって原子炉容器１から吊り出
し／入れされ、また前記グループ５が該グリッパー１２
によって原子炉容器１と燃料プール３との間を移送され
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、原子炉炉心を有し
た原子炉容器からなる軽水炉において、燃料集合体を取
扱うための方法および装置に関するものである。さらに
詳細にいうと、本発明は原子炉容器あるいはそれに連結
された部分を補修し、従って燃料集合体を取り出して空
にしなければならない場合に、燃料集合体を新しい位置
へ置き換えたりあるいは移動させる時に生じる、燃料集
合体のそのような取扱いに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】軽水炉は原子炉炉心を収容した原子炉容
器からなっている。該原子炉炉心は多数の燃料集合体か
らなっている。もっと詳細にいうと、炉心は普通は４０
０体から１０００体の燃料集合体からなっている。該燃
料集合体は燃料棒の束からなっている。さらに該燃料棒
は原子燃料のペレットからなっている。原子核の核分裂
が進行している間は、燃料棒を冷却するために、水の形
態をした冷却材が炉心の下から入って炉心内を上方へ流
れるようになっている。加熱された冷却水は蒸発され、
電気エネルギーに転換するためにタービンへ送られる。

【０００３】燃料集合体がある程度燃焼された後は、普
通は該燃料集合体の再使用をやめるか、あるいはそれら
をさらに燃焼させるために炉心内で配置替えするかのい
ずれかである。そのような燃料交換あるいは燃料の配置
替えは、原子炉プラントが停止している間に行なわれ
る。普通、停止中には原子炉容器内において、また原子
炉容器に連結された他の系統においても作業が行なわれ
る。そのような停止は非常に費用がかかり、約３週間か
ら８週間を要する。そのために、この停止期間を最短可
能期間に短縮できることであればなんでも実施すること
が望ましい。

【０００４】原子炉プラントにおける燃料交換は、
（ａ）燃焼した燃料集合体を新しい燃料と交換すること
と、（ｂ）最適な燃焼度を得るために炉心内の多数の燃
料集合体を配置替えすることとを含んでいる。そのよう
な燃料交換中は、燃料集合体は普通は１体づつ取扱われ
る。燃料集合体に近接可能とするために原子炉容器が開
放されると、炉心内に取扱い道具が降下され、燃料プー
ル内に一時的に仮置きすることになっている燃料集合体
を把持する。普通は、燃料集合体の間に配置されている
制御棒は原子炉容器内に残される。次に燃料集合体は炉
心から吊り出され、燃料プール内の任意の位置に配置さ
れる。その後、新燃料集合体が燃料プールから原子炉容
器内の新しい空の位置へ吊り入れられる。このように燃
料集合体は１体づつ吊られる。炉心内で配置替えされる
べき燃料集合体は普通はその旧位置から新位置へ直接移
動される。

【０００５】原子炉容器内あるいは原子炉容器に直接的
に連結されたポンプのような隣接配置された系統におい
て作業を行なわなければならない時には、適当な数の燃
料集合体を原子炉容器から吊り出して、燃料プール内の
任意の位置に一時的に仮置きしなければならない。ある
種の場合には、原子炉容器全体から燃料集合体を取り出
して空にしなければならないこともある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】燃料集合体を原子炉容
器から１体づつそれぞれ吊り出し／入れすることは、停
止中の独立的な作業工程の１つであり、全停止期間中の
比較的大きな比率を占めている。本発明の目的は燃料取
扱い期間を短縮し、従って全停止期間を短縮するための
方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は燃料集合体を原
子炉容器から吊り出し／入れするための停止期間をかな
り短縮するための方法および装置に関するものである。
この方法を実行するための特徴的なことは特許請求の範
囲第１項の特徴の部分に記載されている。前記装置を得
るための特徴的なことは特許請求の範囲第３項の特徴の
部分に記載されている。

【０００８】本発明による方法の１つの観点によると、
原子炉容器内の燃料集合体の全て、あるいはその一部分
が原子炉容器から原子炉容器に隣接配置された燃料プー
ルへ同時に移送される。移送作業は、複数体の燃料集合
体および／あるいは制御棒からなるグループを、原子炉
容器と燃料プールとの間を同時に実質的に移動すること
によって強制的に行なわれる。該グループは燃料集合体
および／あるいは原子炉容器内の燃料集合体の順番に対
応した相互順番に並んだ制御棒からなっている。

【０００９】本発明によると、吊り上げ装置および／あ
るいは、例えば原子炉容器を取り囲んだ原子炉ホールの
中に配置された移送装置のためにグリッパーが配置され
ている。該グリッパーは原子炉容器からグループ状にな
って吊り出し／入れされる燃料集合体の数と同数のグリ
ッパー装置を有している。さらに、該グリッパーは取り
出された燃料集合体のグループを原子炉炉心と燃料プー
ルとの間で移送するようになっている。該グループはま
た燃料棒と一緒になって吊り出される制御棒をも有して
いてもよい。該グリッパーは炉心内あるいは炉心上にお
いて複数体の燃料集合体あるいはおそらくは燃料棒を把
持し、燃料集合体とおそらくは制御棒とのグループを燃
料プールへ移送し、そこでそれらは従来型の燃料スタン
ドの中へ一時的に貯蔵するために降下される。取り出し
た燃料集合体を燃料プール内の燃料スタンドへ位置付け
した後は、前記グリッパーは再び炉心上の位置へ移動さ
れ、そこで燃料集合体と、もしあれば、制御棒との新し
いグループを吊り出すための位置に配置される。再び原
子炉炉心内の燃料集合体とおそらくは制御棒とを吊り上
げる場合には、上述した方法のステップが逆転される。

【００１０】本発明の利点は複数体の燃料集合体とおそ
らくは制御棒とを原子炉容器から同時に吊り出し／入れ
することによって、かなりの期間をかせぐことができる
ということにある。従って、燃料集合体および／あるい
は制御棒の取扱いのための全期間がかなり短縮すること
ができる。この期間の短縮によって結果的に費用がかな
り軽減されることになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は添付図面を参照すると最
も容易に理解されるであろう。

【００１２】図１は、水で満たされた原子炉プール２内
に配置された原子炉容器１からなる原子炉プラントの一
部を示しており、該容器のふたは図示されていないが取
り外されている。さらに、いわゆる燃料プール３が原子
炉プール２に隣接して配置されているところが示されて
いる。該燃料プール３は実質的に、新燃料の集合体や完
全にあるいは部分的に燃焼された燃料集合体４をそれぞ
れ一時的に貯蔵するように設計されている。前記原子炉
容器１は複数体の燃料集合体４からなる炉心５と、該炉
心５の上に配置された炉心グリッド６とを収容してい
る。前記原子炉プール２は閉鎖可能な開口７を介して燃
料プール３に接続されている。原子炉の他の内蔵物８は
原子炉プール２の中で一時的に配置されている。

【００１３】原子炉の停止中には、原子炉容器１は水で
満たされ、原子炉容器のふたは取り外される。次に、原
子炉容器１の上の原子炉プール２が水で満たされ、原子
炉プール２と燃料プール３との間のゲート７が開放され
る。炉心５の上に配置された原子炉内蔵物８が吊り出さ
れ、原子炉プール２の中に配置される。炉心グリッド６
と該グリッドの下に配置された燃料集合体４とは、原子
炉ホール内に配置された取扱い装置９によって取扱うこ
とができる。該取扱い装置９は、例えば、入れ子式のア
ーム１０を有しており、その下端にはグリッパー１２が
取りつけられていてもよい。図３から図６においてグリ
ッパー１２の各種実施例がもっと詳細に示されている。
該グリッパー１２は原子炉容器１の中へ降下され、そこ
から燃料集合体４のグループ４ａを吊り上げる。この上
昇されているグループ４ａ内の燃料集合体は、それらが
原子炉容器１の炉心５内に配置されていた時のグループ
内相対位置と同一の相対位置を有している。次に、該グ
リッパーは取扱い装置９によってグループ４ａを燃料プ
ール３へ移送する。図１は燃料集合体４のグループ４ａ
を移送している間のグリッパー１２を点線で示してい
る。

【００１４】燃料集合体４は炉心グリッド６における開
口を通して吊り上げられる。図２は炉心グリッド６の外
観を原理的に示している。該炉心グリッド６はグリッド
を有している。該グリッドにおける開口の寸法は炉心モ
ジュール、即ち、４体の隣接的に配置された燃料集合体
４とそれらの間に配置された１体の十字形制御棒１１と
の寸法に一致している。該制御棒１１は燃料集合体４と
一緒になって吊り出されても、あるいは原子炉炉心５内
に残されてもよい。取り出された制御棒は燃料集合体４
と一緒になって燃料プール３の中に一時的に仮置きされ
る。

【００１５】燃料プール３の中では前記グループ４ａは
従来型の燃料スタンド（図示せず）の中に配置されてい
る。燃料プール３内における燃料スタンドの上部制限面
は、炉心グリッド６の上部制限面の形状と同じ形状を有
した支持構造物で適当に製作されている。このようにし
て、前記取扱いは、該支持構造物および炉心グリッド６
によって、炉心５内および燃料プール３内と同じように
して、それぞれ支持および案内されるグリッパー１２を
用いて容易に行なわれる。

【００１６】図３と図４は８個のグリッパー装置１３か
らなるグリッパー１２を示しており、該装置は８体の燃
料集合体４のグループ４ａの中へ吊り上げれらるように
なった各々の燃料集合体４に対応している。各々のグリ
ッパー装置１３は、例えば、グループ４ａを炉心５ある
いは燃料プール３からそれぞれ出し入れするための入れ
子式アーム１４に連結されている。該グリッパー１２は
燃料集合体４のみを吊り上げるようになっていて、従っ
て中性子吸収用の隔壁１５が設けられている。該隔壁１
５は２枚あるいは３枚の壁部の各々が、炉心５あるいは
燃料プール３から吊り出される燃料集合体４を取り囲む
ように配置されている。該隔壁１５の目的は、燃料集合
体４がこの位置に位置している時に臨界状態になるのを
防ぐことにある。同じ目的のために、燃料プール３内の
対応的な燃料スタンドにも、対応的な位置において、対
応的な中性子吸収壁１５が適当に設けられている。

【００１７】本発明の１実施例においては、図３および
図４に示したように、グリッパー１２には燃料集合体４
をその中へ引き込むスリーブ１６が設けられている。該
スリーブ１６は燃料集合体４の全長にほぼ沿って延在し
ている。炉心５および燃料プール３のそれぞれに面した
該スリーブの端部において、該スリーブ１６には案内装
置１７が設けられている。該案内装置１７の目的は、燃
料プール３内の炉心グリッド６および支持構造物によっ
て、前記グリッパー装置が炉心グリッド６および支持構
造物のそれぞれの下に配置された燃料集合体を正確に把
持できるように位置されるようにグリッパー１２を位置
付けすることにある。

【００１８】前記スリーブ１６を設けることは、スリー
ブ中に引き込まれている燃料集合体４が移送中に不適当
な方法で互いに分離したり、あるいは接近したりするの
を防ぐ１つの方法である。

【００１９】図５および図６は炉心モジュールを取扱う
ためのグリッパー１２を示しており、制御棒１１は４体
の燃料集合体４と一緒になって吊り上げられる。図５お
よび図６におけるグリッパー１２は、それが隔壁１５を
有していないという点で、図３および図４に示したグリ
ッパーと異なっている。制御棒１１が燃料集合体４と一
緒になって吊り上げられる場合には、グリッパー１２の
中には中性子吸収装置は不必要である。図５におけるグ
リッパー１２は各々が１体の制御棒１１を有した２つの
炉心モジュールを同時に取扱おうとするものである。

【００２０】前記グリッパー１２は、前述したものより
数の多い、あるいは少ない燃料集合体４および炉心モジ
ュールそれぞれからなるグループ４ａに関しても、ここ
で示したのと同じ原理によって設計することができる。
もし２体の燃料集合体４を吊り上げようとする場合に
は、好ましくは、互いに対角線的に位置した２体の燃料
集合体が吊り上げられる。図示した前記グリッパー装置
１３は２列設計になって示されている。もちろん、対象
としている原子炉の設計によっては、グリッパー１２を
１列グリッパーあるいは多列グリッパーとして設計する
ことが可能である。

【００２１】燃料プール内の燃料集合体のグループ４ａ
の位置は任意の位置であっても、あるいは原子炉容器１
から取り出された燃料集合体および制御棒１１が、それ
らが原子炉容器１の中に配置されていた時と同じ相互順
番になっているように規定してもよい。

【００２２】本発明の１実施例においては、前記グリッ
パーは、燃料集合体がグリッパーによって一旦吊り上げ
られた時に燃料集合体間の相互間隔を、それぞれ増減さ
せるための装置を有している。このことは、燃料プール
３内の燃料スタンドが炉心グリッド６と同一のピッチを
有していない場合に有利なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】原子炉プールにおける原子炉容器とそれに隣接
して配置された燃料プールの、側部から見た概略図。

【図２】炉心モジュールの上における炉心グリッドスク
ウェアーを備えて配置された炉心グリッドの一部の図。

【図３】燃料集合体のグループを吊り上げるための、本
発明によるグリッパーの側面図。

【図４】取扱い道具の下部の図３のＡ−Ａ断面図。

【図５】炉心モジュールを吊り上げるための 本発明に
よるグリッパーの側面図。

【図６】前記取扱い道具の下部の、図５のＢ−Ｂ断面
図。

【符号の説明】

１ 原子炉容器 ３ 燃料プール ４ 燃料集合体 ４ａ 燃料集合体のグループ ５ 炉心 ９ 取扱い装置 １１ 制御棒 １２ グリッパー １３ グリッパー装置 １４ 吊り上げ装置 １５ 隔壁 １６ スリーブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンデルス ローゼングレン スウェーデン国ベステルオース，イドロト スベーゲン ４ (72)発明者 アンティ スバント スウェーデン国ベステルオース，スタンド クロクスガタン ２

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉における原子炉容器（１）から燃
   料集合体（４）を吊り出し／入れする燃料取扱い方法に
   おいて、原子炉容器が複数体の燃料集合体（４）と制御
   棒（１１）とを収容する原子炉炉心（５）を備え、燃料
   プール（３）が原子炉容器（１）に隣接して配置され、
   複数体の燃料集合体（４）を有するグループ（４ａ）が
   グリッパー（１２）によって原子炉容器（１）から吊り
   出し／入れされ、前記グループ（４ａ）が該グリッパー
   （１２）によって原子炉容器（１）と燃料プール（３）
   との間を移送されることを特徴とする燃料取扱い方法。
2. 【請求項２】 請求の範囲第１項に記載された方法にお
   いて、移送される前記グループ（４ａ）が少なくとも１
   つの炉心モジュールを有する燃料取扱い方法。
3. 【請求項３】 原子炉における原子炉容器（１）から燃
   料集合体（４）を吊り出し／入れするための燃料取扱い
   装置（１２）において、原子炉容器が複数体の燃料集合
   体（４）と制御棒（１１）とを収容する原子炉炉心
   （５）を備え、燃料プール（３）が原子炉容器（１）に
   隣接して配置され、前記燃料取扱い装置がグリッパー
   （１２）と、各々が燃料集合体（４）を原子炉容器
   （１）あるいは燃料プール（３）からそれぞれ吊り出し
   ／入れするための装置（１２）を備えた複数個のグリッ
   パー装置（１３）とを具備し、前記グリッパー（１２）
   が横方向に移動可能な取扱い装置（９）と関連している
   ことを特徴とする燃料取扱い装置。
4. 【請求項４】 請求の範囲第３項に記載された装置（１
   ２）において、該装置が少なくとも１つの炉心モジュー
   ルを吊り上げるようになっている燃料取扱い装置。
5. 【請求項５】 請求の範囲第３項に記載された装置（１
   ２）において、該装置が中性子吸収材からなる隔壁（１
   ５）を備え、該装置内に吊り上げられる燃料集合体
   （４）が該隔壁（１５）によって分離されるようになっ
   ている燃料取扱い装置。
6. 【請求項６】 請求の範囲第１項から第５項までのいず
   れか１項に記載された装置（１２）において、該装置が
   燃料集合体（４）の長さに対応した軸線方向の延長部を
   有した細長いスリーブ（１６）を備え、該装置（１２）
   内に吊り上げられる燃料集合体（４）が該スリーブ（１
   ６）によって取り囲まれている燃料取扱い装置。
7. 【請求項７】 請求の範囲第１項から第６項までのいず
   れか１項に記載された装置（１２）において、該装置が
   該装置内に一旦吊り上げられた燃料集合体（４）間の相
   互間隔を増減させるための装置を有している燃料取扱い
   装置。