JPH112692A - 制御棒・燃料支持金具つかみ具 - Google Patents

制御棒・燃料支持金具つかみ具

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JPH112692A
JPH112692A JP9153404A JP15340497A JPH112692A JP H112692 A JPH112692 A JP H112692A JP 9153404 A JP9153404 A JP 9153404A JP 15340497 A JP15340497 A JP 15340497A JP H112692 A JPH112692 A JP H112692A
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control rod
fuel support
gripping
support bracket
fuel
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JP9153404A
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Koichi Soma
馬 浩 一 相
Kazuo Sakamaki
巻 和 雄 酒
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/02Details of handling arrangements
    • G21C19/10Lifting devices or pulling devices adapted for co-operation with fuel elements or with control elements
    • G21C19/105Lifting devices or pulling devices adapted for co-operation with fuel elements or with control elements with grasping or spreading coupling elements
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/20Arrangements for introducing objects into the pressure vessel; Arrangements for handling objects within the pressure vessel; Arrangements for removing objects from the pressure vessel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御棒及び燃料支持金具の同時引き上げが可
能で、制御棒と制御棒駆動機構との連結を解除できる制
御棒・燃料支持金具つかみ具を提供する。 【解決手段】 制御棒4のつり上げハンドル4dを把持
する制御棒把持手段15、16、17と、燃料支持金具
6を把持する燃料支持金具把持手段25、26と、制御
棒4と制御棒駆動機構8とのスパッドカップリングによ
る連結状態を解除する連結解除手段20、21、22と
を、原子炉圧力容器1の内部に吊り下げることができる
本体フレーム24に取り付ける。連結解除手段は、制御
棒4の取り外しハンドルを操作する連結解除用リンク機
構20と、連結解除用リンク機構20を駆動する連結解
除用エアシリンダ22と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御棒・燃料支持
金具つかみ具に係わり、特に、沸騰水型原子炉(以下、
「BWR」と言う。)において制御棒と燃料支持金具と
を同時に吊り出すことができる制御棒・燃料支持金具つ
かみ具に関する。
【0002】
【従来の技術】図8はBWRの炉内の一部を示した縦断
面図であり、図8に示したように原子炉圧B力容器1の
内部には円筒状の炉心シュラウド2が設けられ、この炉
心シュラウド2の内部に複数の燃料集合体3が装荷され
ている。また、燃料集合体3同士の間隙には、横断面十
字状の複数の制御棒4が昇降自在に配置されており、制
御棒4はその上端に吊り上げハンドル4dを有してい
る。そして、これらの制御棒4を昇降させることによっ
て炉心の反応度を制御できるようになっている。燃料集
合体3の上部は上部格子板5によって支持され、一方、
燃料集合体3の下部は燃料支持金具6を介して炉心支持
板7によって支持されている。図9は上部格子板5の一
部を示した斜視図であり、図9に示したように上部格子
板5には複数の燃料集合体3の上端が挿入される複数の
格子が形成されている。
【0003】図10に示したように、炉心支持板7には
複数の燃料支持金具支持用孔7aが形成されており、各
燃料支持金具6はその円柱状下部を各燃料支持金具支持
用孔7aに挿入して支持されている。また、燃料支持金
具6の略角柱状上面部には、図11に示したように例え
ば4本の燃料集合体3の底部をそれぞれ挿入して支持す
るための支持用孔6a、6b、6c、6dと、十字状の
制御棒4が昇降通過する十字状の通過孔4aとが形成さ
れている。
【0004】燃料支持金具6の各支持用孔6a、6b、
6c、6dは、その側方にある各オリフィス6e、6
f、6g、6hにそれぞれ連通し、これらの各オリフィ
ス6e、6f、6g、6hから各支持用孔6a、6b、
6c、6dを通して冷却材を各燃料集合体3へ流入させ
るようになっている。また、燃料支持金具6の上部の一
隅角部には、炉心支持板7上に設置された固定ピン7b
を挿入する溝6iが形成さており、この溝6iを介して
燃料支持金具6が炉心支持板7に固定されている。
【0005】また、図8に示したように、原子炉圧力容
器1の底部を上下方向に貫通するようにして複数の制御
棒駆動機構(CRD)8が設けられており、各制御棒4
は各制御棒駆動機構8に着脱自在に連結されている。炉
心支持板7には複数の制御棒案内管9の上端が接続され
ており、各制御棒案内管9の上部に各燃料支持金具6が
配置されている。そして、制御棒4は制御棒駆動機構8
によって昇降駆動され、制御棒案内管9の内部及び燃料
支持金具6の十字状の挿通孔4aを通って炉心内に挿入
され、或いは炉心内から引き抜かれる。
【0006】また、図12に示したように、制御棒4と
制御棒駆動機構8とはスパッドカップリング方式の連結
機構によって連結されている。すなわち、スパッドカッ
プリング10においては、制御棒4の下端部4bの係合
孔内に挿入されたロックプラグ12の外周間隔内に、例
えば周方向に四割り状に切り込みを入れた係止爪状のカ
ップリングスパッド11を、制御棒駆動機構8のドライ
ブピストン(図示せず)により上方に押し上げて強く挿
入することにより、カップリングスパッド11を制御棒
4の下端部4bの内周面とロックプラグ12の外周面と
により支持して制御棒4と制御棒駆動機構8とを連結す
るようになっている。
【0007】一方、制御棒4と制御棒駆動機構8との連
結状態を解除する方法には二種類あり、一つは原子炉下
部側のペデスタルより行う方法であり、もう一つは原子
炉上部側より行う方法である。原子炉下部側より行う場
合には、図12に示した制御棒駆動機構8のアンカップ
リングロッド13により、バネ4cのバネ力に対抗して
ロックプラグ12を上方に押し上げ、これによって制御
棒4と制御棒駆動機構8との連結状態を解除する。
【0008】また、原子炉上部側より行う場合には、ま
ず初めに燃料集合体3を炉心内から引き上げる。次に、
燃料支持金具6を取り扱うことができる取扱具によって
炉心内から燃料支持金具6を引き上げる。次に、制御棒
4をつかむと共に制御棒4と制御棒駆動機構8との連結
状態を解除することができる専用の制御棒ラッチツール
に取扱具を取り替えて、この制御棒ラッチツールによっ
て制御棒4の取り外しハンドル(ラッチ用取っ手)4e
(図8参照)を操作して連結状態を解除し、しかる後に
制御棒4を炉心から引き上げる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、BWRの定
期検査においては作業期間の短縮及び作業員の被曝低減
が望まれており、制御棒の交換作業もその例外ではな
い。
【0010】従来、制御棒の交換作業はその工期を短縮
するために、まず初めに原子炉下部側のペデスタルから
制御棒駆動機構によって制御棒と制御棒駆動機構とのア
ンカップリング作業(連結解除作業)を行い、しかる後
に原子炉上部側より従来の制御棒・燃料支持金具つかみ
具を用いて制御棒及び燃料支持金具を同時に炉心から引
き上げて制御棒の交換作業を行うようにしている。
【0011】ところが、上述したように従来の制御棒・
燃料支持金具つかみ具を用いた制御棒交換作業において
は、まず初めに原子炉下部側から制御棒と制御棒駆動機
構とのアンカップリング作業を行い、しかる後に制御棒
及び燃料支持金具を引き上げるようにしていたので、作
業工程が二段階となって作業期間の長期化の原因となっ
ていた。
【0012】また、原子炉下部側のペデスタルにおいて
制御棒と制御棒駆動機構とのアンカップリング作業を実
施する場合には作業員の被曝の問題があった。このた
め、原子炉下部側での作業を行うことなく制御棒の交換
作業を実施して作業員の被曝低減を図ることが望まれて
いた。
【0013】そこで、本発明の目的は、制御棒と燃料支
持金具とを同時に引き上げることができると共に制御棒
と制御棒駆動機構との連結解除作業を行うことができる
制御棒・燃料支持金具つかみ具を提供することを目的と
する。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明によ
る制御棒・燃料支持金具つかみ具は、制御棒の上端のつ
り上げハンドルを把持するための制御棒把持手段と、燃
料集合体の下端を支持する燃料支持金具を把持するため
の燃料支持金具把持手段と、前記制御棒と制御棒駆動機
構とのスパッドカップリングによる連結状態を解除する
ための連結解除手段と、前記制御棒把持手段、前記燃料
支持金具把持手段、及び前記連結解除手段が取り付けら
れ、原子炉圧力容器の内部に吊り下げることができる本
体フレームと、を備え、前記連結解除手段は、前記制御
棒の取り外しハンドルを操作するための連結解除用リン
ク機構と、前記連結解除用リンク機構を駆動するための
連結解除用エアシリンダと、を有することを特徴とす
る。
【0015】請求項2記載の発明による制御棒・燃料支
持金具つかみ具は、前記制御棒把持手段は、前記本体フ
レームに対して前記制御棒の長手方向に所定幅だけ相対
変位可能であることを特徴とする。
【0016】請求項3記載の発明による制御棒・燃料支
持金具つかみ具は、前記制御棒把持手段によって前記吊
り上げハンドルを把持した後に前記連結解除手段によっ
て前記制御棒と前記制御棒駆動機構との連結状態を解除
するようにするための動作タイミング制御機構をさらに
備えたことを特徴とする。
【0017】請求項4記載の発明による制御棒・燃料支
持金具つかみ具は、前記制御棒把持手段は、前記吊り上
げハンドルに掛止される揺動自在の掛止部と、前記掛止
部を揺動操作するための制御棒把持用エアシリンダと、
を備え、前記制御棒把持用エアシリンダと前記連結解除
用エアシリンダとは共通の作動空気源によって駆動さ
れ、前記動作タイミング制御機構は、前記連結解除用エ
アシリンダの動作速度を前記制御棒把持用エアシリンダ
の動作速度よりも小さくするための機構であることを特
徴とする。
【0018】請求項5記載の発明による制御棒・燃料支
持金具つかみ具は、前記動作タイミング制御機構は、前
記連結解除用エアシリンダのピストンロッドの動作に抵
抗を付与するためのダンパー機構であることを特徴とす
る。
【0019】請求項6記載の発明による制御棒・燃料支
持金具つかみ具は、前記動作タイミング制御機構は、前
記連結解除用エアシリンダに接続された作動空気配管の
途中に設けられた流量絞り機構であることを特徴とす
る。
【0020】請求項7記載の発明による制御棒・燃料支
持金具つかみ具は、前記掛止部は鉤状部材によって構成
され、前記掛止部を介して前記制御棒を吊り上げた状態
においては、前記制御棒の自重が前記掛止部による前記
吊り上げハンドルの掛止状態を保持するように作用する
ことを特徴とする。
【0021】請求項8記載の発明による制御棒・燃料支
持金具つかみ具は、前記燃料支持金具把持手段は、燃料
支持金具のオリフィスの上部を把持するための燃料支持
金具把持用リンク機構と、前記燃料支持金具把持用リン
ク機構を駆動するための燃料支持金具把持用エアシリン
ダと、を備え、前記燃料支持金具把持用リンク機構は、
前記オリフィスの上部に当接される進退自在の当接片を
有し、前記当接片には前記オリフィスの上部が載置され
る段部が形成されており、前記オリフィスの上部が前記
段部に載置されている状態においては前記当接片の進退
動作が不可能であることを特徴とする。
【0022】請求項9記載の発明による制御棒・燃料支
持金具つかみ具は、前記制御棒把持手段による把持状
態、前記燃料支持金具把持手段による把持状態、及び前
記連結解除手段による解除状態をそれぞれ確認するため
の各検出手段をさらに有することを特徴とする。
【0023】請求項10記載の発明による制御棒・燃料
支持金具つかみ具は、前記制御棒把持手段及び前記連結
解除手段は前記本体フレームに分離可能に取り付けられ
ており、前記制御棒把持手段及び前記連結解除手段を前
記本体フレームから分離することによって、前記制御棒
把持手段及び前記連結解除手段と、前記燃料支持金具把
持手段とを別体としてそれぞれ独立に使用することがで
きることを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
制御棒・燃料支持金具つかみ具について図面を参照して
説明する。
【0025】本実施形態による制御棒・燃料支持金具つ
かみ具は、BWRの定期検査等の際に原子炉圧力容器1
(図8参照)の内部に吊り込まれて、炉心部に設置され
ている制御棒4及び燃料支持金具6を取り外し、また、
制御棒4及び燃料支持金具6を炉心部へ設置するために
使用されるものである。
【0026】図1及び図2は、本実施形態による制御棒
・燃料支持金具つかみ具の概略構成を示した縦断面図で
あり、図1は正面から見た図であり、図2は側方から見
た図である。図1及び図2に示したように本実施形態に
よる制御棒・燃料支持金具つかみ具は本体フレーム24
を備えており、この本体フレーム24には分離用フレー
ム18が取付ボルト31によって着脱自在に固定されて
いる。この分離用フレーム18の下部には制御棒4の吊
り上げハンドル4d(図8参照)を案内するためのガイ
ド部材23が設けられている。
【0027】また、分離用フレーム18の内側には、角
筒部材15が所定幅だけ上下動できるように設けられて
おり、この角筒部材15の上方への移動は分離用フレー
ム18の内面から突設されたストッパー32によって制
限されるようになっている。角筒部材15の上端にはス
タッド14が固設されており、このスタッド14は上部
格子板5(図8、図9参照)を通過する際の案内をする
グリッドガイド(図示せず)が取り付けられるように角
柱形状になっている。スタッド14は燃料交換機の補助
ホイスト(図示せず)等の吊りロープ等に結着され、こ
の吊りロープ等によって制御棒・燃料支持金具つかみ具
が原子炉圧力容器1(図8参照)の内部に吊り込まれ
る。
【0028】角筒部材15には制御棒把持用エアシリン
ダ17がヒンジ結合によって枢着されており、この制御
棒把持用エアシリンダ17のピストンロッド17aに
は、鉤状部材(フック状部材)によって形成された掛止
部16がヒンジ結合によって枢着されている。また、長
穴38を有する軸受部材39が分離用フレーム18に設
けられており、長穴38には枢支軸40が上下動自在に
設けられ、この枢支軸40を介して掛止部16が軸受部
材39に揺動自在且つ上下動自在に取り付けられてい
る。
【0029】制御棒把持用エアシリンダ17の傍らには
リミットスイッチ(図示せず)が設けられており、この
リミットスイッチによって制御棒把持用エアシリンダ1
7の動作状態が検出される。リミットスイッチは電池2
8を備えた表示灯29に電気的に接続されており、リミ
ットスイッチによる検出結果は表示灯29に表示され
る。したがって、作業員は掛止部16が掛止位置にある
か否かを目視によって確認することができる。
【0030】角筒15、掛止部16、及び制御棒把持用
エアシリンダ17等によって制御棒把持手段が構成され
ており、角筒15は分離用フレーム18に対して所定幅
だけ上下動可能であるので、制御棒把持手段は分離用フ
レーム18に対して上下動可能である。ここで、分離用
フレーム18は本体フレーム24に固定されているの
で、制御棒把持手段は本体フレーム24に対して所定幅
だけ上下動可能、つまり制御棒4の長手方向に相対変位
可能である。そして、掛止部16の先端の山形部分が制
御棒4の吊り上げハンドル4d(図8参照)と係合して
機械的ロック機構が働くようにするために、分離用フレ
ーム18に対する制御棒把持手段の昇降ストロークは掛
止部16の山形部分の高さ以上となるように設定されて
いる。
【0031】図2に示したように分離用フレーム18に
は連結解除用エアシリンダ22が固設されており、この
連結解除用エアシリンダ22のピストンロッド22aは
操作ロッド21を介して連結解除用リンク機構20に接
続されている。このように、連結解除用リンク機構20
は連結解除用エアシリンダ22によって駆動されるよう
になっている。また、操作ロッド21に沿ってアーム1
9が延設されており、このアーム19は分離用フレーム
18に対して昇降自在に設けられている。また、図3に
示したようにアーム19は、制御棒交換作業時におい
て、燃料支持金具6の十字状の通過孔4aの内部の制御
棒4との間隙に上方から挿入されるものである。
【0032】連結解除用リンク機構20、操作ロッド2
1、連結解除用エアシリンダ22等によって、制御棒4
と制御棒駆動機構8とのスパッドカップリングによる連
結状を解除するための連結解除手段が構成されている。
【0033】連結解除用エアシリンダ22の上部には、
この連結解除用エアシリンダ22のピストンロッド22
aの動作に抵抗を付与するためのダンパー機構30が設
けられており、このダンパー機構30は、制御棒把持手
段によって吊り上げハンドル4d(図8参照)を把持し
た後に連結解除手段によって制御棒4と制御棒駆動機構
8との連結状態を解除するようにするための動作タイミ
ング制御機構を構成している。ダンパー機構30のダン
パー駆動軸30aは、連結解除用エアシリンダ22のピ
ストンロッド22aに連結されている。
【0034】図4(a)、(b)、(c)は連結解除用
リンク機構20の作用を示しており、同図に示したよう
に連結解除用リンク機構20は、第1アーム20a、第
2アーム20b、及び第3アーム20cを備えている。
第1アーム20aの上端は操作ロッド21の下端に枢着
され、第1アーム20aの下端は第2アーム20bの一
端に枢着され、第2アーム20bの他端は第3アーム2
0cの中程に枢着されている。さらに、第3アーム20
cの一端はアーム19に枢着されており、連結解除用エ
アシリンダ22を駆動してピストンロッド22aを上昇
させることによって、図4に(a)、(b)、(c)の
順で示したように、第1アーム20a及び第2アーム2
0bが引き上げられる共に、第3アーム20cが揺動し
ながら水平位置まで引き上げられる。
【0035】また、第3アーム20cには折曲形状より
なるスイッチング部材20dが揺動自在に枢着されてお
り、このスイッチング部材20dの上方にはリミットス
イッチ33が設けられている。このリミットスイッチ3
3は図1に示した表示灯29に電気的に接続されてお
り、この表示灯29によってリミットスイッチ33のオ
ン/オフ状態が表示される。
【0036】図1及び図2に示したように本体フレーム
24の下部には一対の燃料支持金具把持用プランジャ2
5が設けられており、燃料支持金具把持用プランジャ2
5の上方には、これらのプランジャ25を駆動するため
の一対の燃料支持金具把持用エアシリンダ26が設けら
れている。燃料支持金具把持用エアシリンダ26の傍ら
にはリミットスイッチ27が設けられており、リミット
スイッチ27によって燃料支持金具把持用エアシリンダ
26の動作状態が検出され、その検出結果が表示灯29
に表示される。
【0037】そして、燃料支持金具把持用プランジャ2
5及び燃料支持金具把持用エアシリンダ26等によっ
て、燃料支持金具6(図11参照)を把持するための燃
料支持金具把持手段が構成されている。
【0038】各燃料支持金具把持用プランジャ25は当
接片34をそれぞれ備えており、当接片34は、図5に
示したように燃料支持金具把持用リンク機構35によっ
て進退駆動されるようになっている。そして、一対の当
接片34は図11に示した燃料支持金具6の対向する一
対のオリフィス6e(f、g、h)に対応する位置に配
置されており、各当接片34にはオリフィス6e(f、
g、h)の上部が載置される段部34aがそれぞれ形成
されている。
【0039】燃料支持金具把持用リンク機構35は第1
アーム35a及び第2アーム35bを備えており、第1
アーム35aの一端は当接片34の後端に枢着され、第
1アーム35aの他端は第2アーム35bの一端に枢着
され、第2アーム35bの他端はプランジャ25の外囲
壁25a(図1参照)に枢着されている。さらに、第1
アーム35aと第2アーム35bとの枢着部分には、燃
料支持金具把持用エアシリンダ26のピストンロッドに
連結された操作ロッド36の下端が枢着されている。
【0040】図6は、制御棒把持用エアシリンダ17及
び連結解除用エアシリンダ22に対して作動空気を供給
するための配管系統を示した概略系統図であり、図6か
ら分かるように制御棒把持用エアシリンダ17と連結解
除用エアシリンダ22とは、一組の低圧及び高圧の作動
空気源を共通して使用するようになっている。一般に、
原子力発電所において利用できる作動空気源は二組の低
圧及び高圧の作動空気源であるために、一組の作動空気
源を制御棒把持用エアシリンダ17及び連結解除用エア
シリンダ22によって共用することによって、残りの一
組の作動空気源を燃料支持金具把持用エアシリンダ26
に使用することができ、現場において作動空気源が足り
なくなることがない。
【0041】図7は、動作タイミング制御機構としてダ
ンパー機構30に代えて流量絞り機構37を設けた一変
形例を示しており、この変形例においては連結解除用エ
アシリンダ22に接続された低圧側の作動空気配管41
の途中に流量絞り機構37が設けられている。
【0042】次に、BWRの定期検査の際に、本実施形
態による制御棒・燃料支持金具つかみ具を用いて水張り
された原子炉圧力容器1の内部から制御棒4及び燃料支
持金具6を引き上げる場合の作用について説明する。
【0043】なお、制御棒4及び燃料支持金具6の引き
上げ作業を実施するときには、原子炉圧力容器1の内部
から燃料交換機等によって所要の格子内の燃料集合体3
が既に炉外に取り出されており、また、制御棒4は全引
抜状態まで降下している。
【0044】まず初めに、制御棒・燃料支持金具つかみ
具のスタッド14に図示しない燃料交換機の補助ホイス
ト等の吊りロープを接続し、制御棒・燃料支持金具つか
み具を原子炉圧力容器1の内部に吊り下げて所要の格子
内に挿入して降下させ、分離用フレーム18及び本体フ
レーム24を制御棒4及び燃料支持金具6にぞれぞれ着
座させる。
【0045】次に、燃料交換機の空気系統(作動空気
源)から各エアシリンダ17、22、26に圧縮空気を
供給する。すると、連結解除用エアシリンダ22にはダ
ンパー機構30又は流量絞り機構37からなる動作タイ
ミング制御機構が設けられているので、連結解除用エア
シリンダ22は制御棒把持用エアシリンダ17に遅れて
動作する。このため、まず初めに制御棒把持手段の掛止
部16が制御棒4の吊り上げハンドル4dを把持し、し
かる後に連結解除手段の解除用リンク機構20の第3ア
ーム20cが制御棒4の取り外しハンドル4eを引き上
げ、これによって制御棒4と制御棒駆動機構8とのスパ
ッドカップリングによる連結状態が解除される。
【0046】このように、動作タイミング制御機構を設
けたので、連結解除手段によって連結状態を解除する前
に制御棒把持手段によって制御棒4の把持動作が行われ
る。また、ダンパー機構30又は流量絞り機構37から
なる動作タイミング制御機構によって制御棒把持用エア
シリンダ17と連結解除用エアシリンダ22との動作に
時間差が生じるようにしたので、両エアシリンダ17、
22に共通の作動空気源を使用した場合でも時間差を与
えることができる。さらに、両エアシリンダ17、22
に共通の作動空気源を使用することによって、作動空気
源の供給空気の圧力が変動した場合でも確実に動作時間
差を生じさせることができる。
【0047】次に、制御棒把持手段によって制御棒4の
吊り上げハンドル4dを把持する際の作用について説明
する。分離用フレーム18を制御棒4の上に着座させた
後、制御棒把持用エアシリンダ17を駆動してピストン
ロッド17aを縮め、掛止部16を揺動させて図1に示
した掛止位置に掛止部16を移動させる。このとき、制
御棒把持用エアシリンダ17の動作状態がリミットスイ
ッチ(図示せず)によって検出され、その検出結果が表
示灯29に表示される。したがって、作業員は掛止部1
6が掛止位置にあるか否かを目視によって確認すること
ができる。
【0048】次に、この状態において補助ホイストの吊
りロープを巻き取ってスタッド14を上昇させると、分
離用フレーム18が制御棒4の上に着座したままの状態
で、掛止部16、制御棒把持用エアシリンダ17、及び
角筒15からなる制御棒把持手段のみがスタッド14と
共に上昇する。すると、掛止部16が制御棒4の吊り上
げハンドル4dをつかんで持ち上げる。このとき、吊り
ロープにかかる荷重を検出することによって制御棒把持
手段の掛止部16が制御棒4の吊り上げハンドル4dを
つかんだが否かを検知することができる。
【0049】このように、制御棒・燃料支持金具つかみ
具の全体を吊り上げる前に、制御棒把持手段による制御
棒4の把持状態を確認することができる。また、掛止部
16は鉤状(フック状)に形成されているので、掛止部
16によって吊り上げハンドル4dをつかんで吊り上げ
た状態においては、制御棒4の自重によってつかみ状態
が保持され、万が一制御棒把持用エアシリンダ17に対
する圧縮空気の供給が喪失してしまったり、或いは誤操
作が行われた場合でも、制御棒4を吊り落とすことがな
く安全である。
【0050】次に、連結解除手段によって制御棒4と制
御棒駆動機構8とのスパッドカップリングによる連結状
態を解除する際の作用について説明する。まず、連結解
除用エアシリンダ22を駆動してピストンロッド22a
を上昇させることによって、図4に(a)、(b)、
(c)の順で示したように、第1アーム20a及び第2
アーム20bが引き上げられる共に、第3アーム20c
が揺動しながら水平位置まで引き上げられる。
【0051】そして、図4(c)に示した状態からピス
トンロッド22aをさらに上昇させることによって、連
結解除用リンク機構20の全体がアーム19と共に上昇
する。すると、第3アーム20cによって制御棒4の取
り外しハンドル4eが引き上げられ、これによって制御
棒4と制御棒駆動機構8との連結が解除される。また、
第3アーム20cが取り外しハンドル4eに係合する際
にスイッチング部材20dが揺動し、このスイッチング
部材20dの一端によってリミットスイッチ33が押し
上げられる。すると、リミットスイッチ33が作動して
そのオン/オフ状態が切り替わり、表示灯29の表示状
態が変化するので、これによって作業員は制御棒4の取
り外しハンドル4eが操作されたことを目視にて確認す
ることができる。
【0052】次に、燃料支持金具把持手段によって燃料
支持金具6を把持する際の作用について説明する。燃料
支持金具6の把持動作を開始する前においては当接片3
4及び燃料支持金具把持用リンク機構35は図5中破線
で示した位置にあり、この状態から燃料支持金具把持用
エアシリンダ26を駆動して操作ロッド36を上昇させ
る。すると、当接片34は燃料支持金具6のオリフィス
6e(f、g、h)の方向に前進し、図5中実線で示し
た位置よりもさらに前進する。
【0053】当接片34の前進動作は第1アーム35a
及び第2アーム35bが下に凸の状態から一直線の状態
になるまで続き、この一直線の状態から上に凸の状態に
移行することによって後退動作に切り替わる。そして、
燃料支持金具把持用エアシリンダ26のピストンロッド
及び操作ロッド36が上昇ストロークの上限位置に達し
た時点で当接片34の後退動作が停止し、当接片34は
図5中実線で示した位置となる。
【0054】このとき、燃料支持金具把持用エアシリン
ダ26の動作状態はリミットスイッチ27によって検出
され、その検出結果が表示灯29に表示される。したが
って、作業員は当接片34が把持位置にあるか否かを目
視によって確認することができる。
【0055】そして、図5中実線で示した状態において
補助ホイストの吊りロープを巻き取って制御棒・燃料支
持金具つかみ具を引き上げると、当接片34の段部34
aに燃料支持金具6のオリフィス6e(f、g、h)の
上部が載置され、制御棒・燃料支持金具つかみ具と共に
燃料支持金具6が引き上げられる。
【0056】ここで、当接片34の段部34aにオリフ
ィス6e(f、g、h)の上部が載置された状態におい
ては載置片34は前進動作も後退動作も行うことができ
ないので、燃料支持金具把持用エアシリンダ26に対す
る圧縮空気の供給が万が一喪失してしまったり、或いは
誤操作が行われた場合でも、燃料支持金具6を吊り落と
すことがなく安全である。
【0057】上述したように、制御棒把持手段によって
制御棒4を把持する共に燃料支持金具把持手段によって
燃料支持金具6を把持して制御棒・燃料支持金具つかみ
具と共に上方へ吊り上げ、制御棒4及び燃料支持金具6
を同時に原子炉圧力容器1の外へ吊り出す。
【0058】なお、本実施形態による制御棒・燃料支持
金具つかみ具は、制御棒4及び燃料支持金具6を原子炉
圧力容器1の内部に搬入して設置する際にも使用され、
この場合にも制御棒4及び燃料支持金具6を同時に吊り
込んで設置することができる。
【0059】また、本実施形態による制御棒・燃料支持
金具つかみ具は、取付ボルト31をはずすことによって
分離用フレーム18を本体フレーム24から分離するこ
とができるので、制御棒把持手段及び連結解除手段と、
燃料支持金具把持手段とを分離してそれぞれ独立に使用
することができる。
【0060】そこで、万が一、制御棒駆動機構8の不具
合によって制御棒4が全引抜状態まで引き抜くことがで
きないような場合には、まず初めに分離された燃料支持
金具把持手段によって燃料支持金具6のみを原子炉圧力
容器1内から吊り上げて取り出し、しかる後に制御棒把
持手段及び連結解除手段によって制御棒4を原子炉圧力
容器1内から吊り上げて取り出すようにする。
【0061】以上述べたように本実施形態による制御棒
・燃料支持金具つかみ具によれば、制御棒把持手段及び
燃料支持金具把持手段によって制御棒4及び燃料支持金
具6の両方を把持できると共に、連結解除手段によって
炉心上部側から制御棒4と制御棒駆動機構8とのスパッ
ドカップリングによる連結状態を解除することができる
ので、従来のように原子炉下部側のペデスタルより連結
解除作業を行う必要がなく、このため、制御棒4の交換
作業の効率が著しく向上して定期検査期間を短縮できる
と共に、作業員の被曝低減を図ることができる。
【0062】
【発明の効果】以上述べたように本発明による制御棒・
燃料支持金具つかみ具によれば、制御棒把持手段及び燃
料支持金具把持手段によって制御棒及び燃料支持金具の
両方を把持できると共に、連結解除手段によって炉心上
部側から制御棒と制御棒駆動機構とのスパッドカップリ
ングによる連結状態を解除することができるので、従来
のように原子炉下部側のペデスタルより連結解除作業を
行う必要がなく、このため、制御棒の交換作業の効率が
著しく向上して定期検査期間を短縮できると共に、作業
員の被曝低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による制御棒・燃料支持金
具つかみ具の概略構成を示した正面から見た縦断面図。
【図2】本発明の一実施形態による制御棒・燃料支持金
具つかみ具の概略構成を示した側方から見た縦断面図。
【図3】本発明の一実施形態による制御棒・燃料支持金
具つかみ具のアームを燃料支持金具と制御棒との間隙に
挿入した状態を示した平面図。
【図4】本発明の一実施形態による制御棒・燃料支持金
具つかみ具の連結解除手段の作用を説明するための図。
【図5】本発明の一実施形態による制御棒・燃料支持金
具つかみ具の燃料支持金具把持手段の作用を説明するた
めの図。
【図6】本発明の一実施形態による制御棒・燃料支持金
具つかみ具の制御棒把持用エアシリンダ及び連結解除用
エアシリンダに対して作動空気を供給するための配管系
統を示した概略系統図。
【図7】本発明の一実施形態による制御棒・燃料支持金
具つかみ具において動作タイミング制御機構としてダン
パー機構に代えて流量絞り機構を設けた一変形例を示し
めした概略系統図。
【図8】BWRの炉内の一部を示した縦断面図。
【図9】BWRの上部格子板の一部を示した斜視図。
【図10】BWRの炉心支持板に配置された燃料支持金
具とこの燃料支持金具内に挿入された制御棒を示した斜
視図。
【図11】BWRの燃料支持金具を示した斜視図。
【図12】BWRの制御棒と制御棒駆動機構とのスパッ
ドカップリングによる連結状態を示した部分縦断面図。
【符号の説明】
1 原子炉圧力容器 4 制御棒 4d 吊り上げハンドル 4e 取り外しハンドル 6 燃料支持金具 6e、6f、6g、6h オリフィス 8 制御棒駆動機構 14 スタッド 15 角筒部材 16 掛止部 17 制御棒把持用エアシリンダ 18 分離用フレーム 19 アーム 20 連結解除用リンク機構 21、36 操作ロッド 22 連結解除用エアシリンダ 24 本体フレーム 25 燃料支持金具把持用プランジャ 26 燃料支持金具把持用エアシリンダ 27、33 リミットスイッチ 29 表示灯 30 ダンパー機構 31 取付ボルト 34 当接片 35 燃料支持金具把持用リンク機構 37 流量絞り機構 41 作動空気配管

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】制御棒の上端のつり上げハンドルを把持す
    るための制御棒把持手段と、 燃料集合体の下端を支持する燃料支持金具を把持するた
    めの燃料支持金具把持手段と、 前記制御棒と制御棒駆動機構とのスパッドカップリング
    による連結状態を解除するための連結解除手段と、 前記制御棒把持手段、前記燃料支持金具把持手段、及び
    前記連結解除手段が取り付けられ、原子炉圧力容器の内
    部に吊り下げることができる本体フレームと、を備え、 前記連結解除手段は、前記制御棒の取り外しハンドルを
    操作するための連結解除用リンク機構と、前記連結解除
    用リンク機構を駆動するための連結解除用エアシリンダ
    と、を有することを特徴とする制御棒・燃料支持金具つ
    かみ具。
  2. 【請求項2】前記制御棒把持手段は、前記本体フレーム
    に対して前記制御棒の長手方向に所定幅だけ相対変位可
    能であることを特徴とする請求項1記載の制御棒・燃料
    支持金具つかみ具。
  3. 【請求項3】前記制御棒把持手段によって前記吊り上げ
    ハンドルを把持した後に前記連結解除手段によって前記
    制御棒と前記制御棒駆動機構との連結状態を解除するよ
    うにするための動作タイミング制御機構をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の制御棒
    ・燃料支持金具つかみ具。
  4. 【請求項4】前記制御棒把持手段は、前記吊り上げハン
    ドルに掛止される揺動自在の掛止部と、前記掛止部を揺
    動操作するための制御棒把持用エアシリンダと、を備
    え、 前記制御棒把持用エアシリンダと前記連結解除用エアシ
    リンダとは共通の作動空気源によって駆動され、 前記動作タイミング制御機構は、前記連結解除用エアシ
    リンダの動作速度を前記制御棒把持用エアシリンダの動
    作速度よりも小さくするための機構であることを特徴と
    する請求項3記載の制御棒・燃料支持金具つかみ具。
  5. 【請求項5】前記動作タイミング制御機構は、前記連結
    解除用エアシリンダのピストンロッドの動作に抵抗を付
    与するためのダンパー機構であることを特徴とする請求
    項4記載の制御棒・燃料支持金具つかみ具。
  6. 【請求項6】前記動作タイミング制御機構は、前記連結
    解除用エアシリンダに接続された作動空気配管の途中に
    設けられた流量絞り機構であることを特徴とする請求項
    4記載の制御棒・燃料支持金具つかみ具。
  7. 【請求項7】前記掛止部は鉤状部材によって構成され、
    前記掛止部を介して前記制御棒を吊り上げた状態におい
    ては、前記制御棒の自重が前記掛止部による前記吊り上
    げハンドルの掛止状態を保持するように作用することを
    特徴とする請求項4乃至請求項6のいずれか一項に記載
    の制御棒・燃料支持金具つかみ具。
  8. 【請求項8】前記燃料支持金具把持手段は、燃料支持金
    具のオリフィスの上部を把持するための燃料支持金具把
    持用リンク機構と、前記燃料支持金具把持用リンク機構
    を駆動するための燃料支持金具把持用エアシリンダと、
    を備え、 前記燃料支持金具把持用リンク機構は、前記オリフィス
    の上部に当接される進退自在の当接片を有し、前記当接
    片には前記オリフィスの上部が載置される段部が形成さ
    れており、前記オリフィスの上部が前記段部に載置され
    ている状態においては前記当接片の進退動作が不可能で
    あることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか
    一項に記載の制御棒・燃料支持金具つかみ具。
  9. 【請求項9】前記制御棒把持手段による把持状態、前記
    燃料支持金具把持手段による把持状態、及び前記連結解
    除手段による解除状態をそれぞれ確認するための各検出
    手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求
    項8のいずれか一項に記載の制御棒・燃料支持金具つか
    み具。
  10. 【請求項10】前記制御棒把持手段及び前記連結解除手
    段は前記本体フレームに分離可能に取り付けられてお
    り、前記制御棒把持手段及び前記連結解除手段を前記本
    体フレームから分離することによって、前記制御棒把持
    手段及び前記連結解除手段と、前記燃料支持金具把持手
    段とを別体としてそれぞれ独立に使用することができる
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項
    に記載の制御棒・燃料支持金具つかみ具。
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