JPS5816480B2 - 原子炉燃料交換設備におけるホ−ルドダウン装置のシ−ル部品点検方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ？ 本発明は単回転遮蔽プラグの回転とホールドダウン
装置における回転アームの回転とにより、所定の炉心要
素に位置決めして燃料交換操作を行う原子炉燃料交換設
備におけるホールドダウン装置のシール部品点検方法に
関し、特にホールドダウ１ン駆動部をホールドダウン軸
より取外しホールドダウン軸のシール部品を直に目視し
て点検できるようにしたものである。

第１図に示す如き単回転遮蔽プラグ、回転アーム式の燃
料交換設備が既に実施化されて公知であ；る。

即ち図において１は炉心上部に配置された回転遮蔽プラ
グ、２はホールドダウン装置で、ホールドダウン装置２
は回転遮蔽プラグ１の上方炉外に設置されたホールドダ
ウン駆動部３、回転遮蔽プラグ１の貫通孔１を気密に貫
通して炉容器内に挿入配置されたホールドダウン軸４、
グリッパ案内筒５、同支持部材６、ホールドダウンアー
ム７、上端に設けたドアバルブ８などから構成されてい
る。

ホールドダウン軸４は前記回転遮蔽プラグ１の貫通孔１
の小径段部に吊り下げ支持されている。

・ホールドダウン軸４は駆動部３による操作で矢印Ａ、
Ｂの如く回転昇降操作される。

これに対し燃料交換機９はドアバルブ１０、グリッパ格
納筒１１、支持枠１２、ホイスト機構１３、ホイストケ
ーブル１４、グリッパ駆動部および外筒からなる本体１
５、本体１５の先端にパンタグラフ式アーム１６を介し
て装備したグリッパ１７などから構成されており、本体
１５、グリッパ１７はともにホールドダウン装置２に案
内されて炉内へ吊り下げ挿入され、ホイスト機構１３に
より矢印Ｃの如く昇降操作される。

なお燃料交換機は燃料交換時のみ据付けられ、それ以外
はパンタグラフアーム１６を折りたたんでグリッパ１７
を本体１５内に格納し、炉外に引き上げて取り外される
。

一方燃料交換時には回転プラグ１とホールドダウン装置
２の回転により炉内の所定位置へグリッパ１７が移動さ
れて燃料の交換操作を行うことは周知の通りである。

かかる単回転遮蔽プラグ、回転アーム式の燃料交換設備
におけるホールドダウン装置２は、燃料交換に際して隣
接燃料集合体の浮き上りを防ぐための機能のほかに、前
述の如くグリッパ１７を案内して位置決めを行わせるよ
うホールドダウン軸４を回転、および炉内の作業範囲で
昇降させるホールドダウン駆動部３を備えている。

このような機能を備えたホールドダウン駆動部３は複雑
な駆動機構を内蔵して構成されており、比較的頻繁な保
守、点検を必要とすることから図示の如く回転プラグ１
の外方に設置されているが、その構成上の理由から一次
冷却系バウンダリ内に配置せざるを得ない。

またホールドダウン装置２のホールドダウン軸４は燃料
交換時以外でも炉外へは取り外さず炉内に挿入したまま
据付けられている。

このことから従来におけるホールドダウン装置ではホー
ルドダウン駆動部３はホールドダウン軸４と一体的に結
合された構造体として構成されている。

しかしてホールドダウン駆動部３の保守、点検、或いは
故障修理に際しては相当大がかりな作業が強いられるた
めに従来の構成のままでは原子炉運転の停止期間も長く
なる難点がある。

加えて駆動部３自身も原子炉運転中の高レベル防射能に
対する一次冷却系バウンダリを形成する必要があるので
、その遮蔽構造も複雑とならざるを得ない。

かかる点にかんがみホールドダウン軸を炉内に据付けた
まま、このホールドダウン軸に対してホールドダウン駆
動部を取り外し、原子炉運転中でも容易にその保守、点
検ができるようにしたホールドダウン装置は既に提案さ
れている。

本発明はか＼るホールドダウン装置において更にホール
ドダウン軸のシール部品の点検を容易にかつ確実に行な
えるようにし、シール部品の交換も簡単にできるように
したシール点検方法を提供するものである。

次に本発明の構成を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。

先ず第２図は本発明実施例の構造を模型的に示したもの
であり、ホールドダウン軸４は回転プラグ１に装備され
た予熱スリーブ１８内に懸架され、更に軸４内には原子
炉運転時の放射能遮蔽用としての密封栓１９が挿入され
ている。

この栓１９はボールラッチ２０によりホールドダウン軸
４の内面に結合されており、ボールラッチ２０は密閉栓
１９の把持部２１と連けされて図示されてない取扱グリ
ッパを用いて吊り上げることによりボールラッチ２０が
自動的に外れるよう構成されている。

また２２．２３は密封栓１９とホールドダウン軸４との
間、および軸４と予熱スリーブ１８との間を気密に維持
するシール部品であり、例えばＯリングを二重に設置し
てなる。

なお二重シール２２．２３の中間には外部よりシールガ
スを加圧供給する加圧−パージ配管２４が接続されてお
り、気密性の保持、チェックが行えるように構成されて
いる。

一方ホールドダウン軸４が回転プラグ１を貫通した上端
部と結合されるホールドダウン駆動部３は支持筒２５を
介して設置されており、その構成は遮蔽機能をもつ気密
ケーシング２６と、詳細構造を後述（第５図）する駆動
機構２７と、該駆動機構２７とホールドダウン軸４の上
端部４ａとの間を結合させる係脱操作可能なボールラッ
チ２８としてなるラッチ機構と、駆動部３の上端に設置
されて図示されてない取扱用グリッパが結合される把持
体２９とを備えて構成されている。

しかも前記のボールクラッチ２８と把持体２９とは連け
いされており、グリッパで把持体２９を掴み駆動部３を
吊り上げると自動的にボールラッチ２８が外れ、ホール
ドダウン軸４より取外すことができるよう連動操作式に
構成されている。

更にホールドダウン軸４は前記ボールラッチ２８を介し
て駆動部３に内蔵された上下駆動機構により昇降され、
更に回転駆動機構により回転される。

図示の状態から燃料交換を行なうには、密封栓取扱機を
ドアバルブ８の上に据えて密封栓１９を引き抜き、次に
一旦ドアバルブ８を閉じ、第１図に示した燃料交換機９
を据付ける。

この状態からドアバルブ８を開いて本体１５を炉内に挿
入し、パンタグラフ式アーム１６を開いてグリッパ１７
を案内管５にセットすれば燃料交換作業の準備が完了す
る。

燃料交換作業が終了し再び原子炉運転を再開する場合、
若しくはホールドダウン駆動部３を保守点検する場合に
は、該駆動部３はグリッパの吊り上げ操作によりボール
ラッチ２８を釈放してホールドダウン軸４より取外され
る。

この際にホールドダウン軸４は炉内に挿入されたままで
あり、その一次冷却系バウンダリはシール部品２２．２
３によって形成されている。

更にホールドダウン軸４の上方を包囲閉塞するよう第３
図に示す如き一次冷却系バウンダリを構成する遮蔽コン
テナ３０が原子炉運転中据付けられる。

このコンテナ３０にはホールドダウン軸４の上端部４ａ
を保持するクランプ３１が備えられており、地震などの
際にホールドダウン軸４に加わるモーメントを担持させ
る。

また第４図ａ、ｂは前述の如くホールドダウン駆動部３
を取外した状態で、炉側に装架されたままのホールドダ
ウン軸４に装着されているシール部品２３を点検、交換
する手順を示したものである。

特にシール部品２３はホールドダウン軸４に装着されて
炉内の気密を保つものであるから、このままでシール部
品２３を外して点検、交換することはできない。

この点本発明に基づいて発明されたシール点検用具を用
いることにより可能となる。

即ち図中左半分の第４図ａは燃料交換作業に先立って第
３図のコンテナ３０を取り外すし、上下２分割構造の密
封スリーブ４０を回転遮蔽プラグ１の上に気密に取付け
た状態を示す。

この密封スリーブ４０は、膨張シール素子４２とねじ機
構としてなるホールドダウン軸保持機構４３を備えた下
側密封スリーブ部分４１と、膨張シール素子４５を備え
た上側密封スリーブ部分４４から構成されている。

膨張シール素子４２．４５は中空のリング状のシール部
品としてなり通常は溝の中に収縮した状態で格納されて
おり、内部を加圧することによって内側へ張り出し相手
面との間の気密を保つ。

膨張シール素子４２．４５はそれぞれ独立の加圧ライン
に結合されており、また密封スリーブ４０は内部をシー
ルガスと置換するための加圧−パージ配管に接続されて
いる。

第４図ａの状態で先ず上方の膨張シール４５を加圧して
、ホールドダウン軸４と密封スリーブ４０との間隙を気
密にし、両者の間の空間をシールガスで置換する。

次に吊り上げ用グリッパ４６をホールドダウン軸４の上
部に係合し、右半分に示した第４図すの位置まで矢印り
の如く引き上げる。

ここでホールドダウン軸保持棒４３を操作してホールド
ダウン軸４に設けられた溝４７と係合し、ホールドダウ
ン軸４の重量を支持する。

この状態で下方位置の膨張シール４２を加圧してここに
シールを構成したのちにグリッパ４６を外ずし、更に密
封スリーブ４０の内部を空気にもどして膨張シール素子
４５を減圧し、密封スリーブ４０の上側密封スリーブ部
分４４を上方に引き抜へ第４図すはこの状態を示したも
ので、シール部品２３は外部に露出しており容易に点検
、交換ができる。

シール部品２３の点検、交換後は、以上と逆の手順で再
び第４図ａの状態に戻し、密封スリーブ４０を取り外ず
す。

以上の手順によりシール部品２３の点検、交換作業が一
次冷却系バウンダリを保持しむがら行える。

なお第５図は第２図で述べたホールドダウン駆動部３の
詳細構造を示したものであり、第２図と同一符号は同一
部材を示す。

図において気密ケーシング２６には駆動機構２７を包囲
してしやへい材５１が内蔵されている。

把持体２９には円周上の数ケ所に把持ロッド５２が取付
けられており、その下端近くには溝５３が設けられてい
る。

図の状態から、把持体２９が取扱用グリッパに掴まれて
上方へ引き上げられると、溝５３はボールラッチ２８の
位置に来て、それまで把持ロッド５２で拘束されていた
ボールラッチ２８が解かれ、同時に把持ロッド５２の下
端に取付けたナツトおよびワッシャ５４が支持部材５５
を持ち上げる。

支持部材５５には円周上数ケ所にボールスクリューナツ
ト５６が取付けられており、これにねじ込まれたボール
スクリューねじ５７の下端に取付けたナツトおよびワッ
シャ５８を介して回転枠５９が持ち上げられる。

この回転枠５９は半径方向と軸方向の荷重を支えるクロ
スローラーベアリング６０を支えており、従ってスペー
サー６１とクロスローラーベアリング６２の外側フラン
ジと、ケーシング２６に固定されているベアリング押え
６３を介してホールドダウン駆動部３の全体を持ち上げ
ることができる。

このときボールラッチ２８は解放されているので、ホー
ルドダウン軸４は支持部材５５から外ずれてそのままの
位置に残される。

第５図はホールドダウン軸４を最下限におろした状態を
示したもので、この状態から前述のようにホールドダウ
ン駆動部３を取り外すことができる３一方ホールドダウ
ン軸４を上方に駆動する場合には、ボールスクリューね
じ５７を回転することにより、ボールスクリューナツト
５６支持部材５５従ってボールラッチ２８で結合されて
いるホールドダウン軸４が上方に持ち上げられる。

この際ボールスクリューねじ５７は回転枠５９に支えら
れた状態となる。

また回転枠５９はスペーサー６４で固定されたクロスロ
ーラーベアリング６５を介してケーシング２６の肩６６
で支持されている。

ボールスクリューねじ５７は下端をラジアルベアリング
６７上端をラジアル−スラストベアリング６８で回転枠
５９に支持されている。

６９はベアリング６０のベアリング押えである。

更にボールスクリューねじ５７の上端にはピニオン７０
が取付けられていて、これが内歯歯車Ｔ１と噛み合って
いる。

この内歯歯車７１には大傘歯車７２が固定されていて、
ベアリング６２を介してケーシング２６に支持されてい
る。

この大傘歯車７２は小傘歯車７３ケーシング２６との間
でシールされたベアリングアセンブリ７４を介して、外
部の駆動源に連結されている。

なお小傘歯車７３とベアリングアセンブリー７４は保守
点検が容易なように一体として外側に引き抜くことがで
きる。

燃料交換時や地震時にホールドダウン軸４に作用する曲
げモーメントはスライドローラーベアリング７５゜７６
で支持され、この荷重はそれぞれのベアリング６０およ
び６５を介してケーシング２６で担持される。

ローラーベアリング７５と係合するホールドダウン軸４
の外周形状は図に鎖線Ｓ１で示されているように円形断
面であるが、ローラーベアリング７６と係合する部分は
同じく鎖線Ｓ２で示されているように異形多角形に定め
られている。

これはホールドダウン軸４を回転させて位置決めするト
ルクを伝えるためで、ローラーベアリング７６を保持す
る大傘歯車７７の内径形状もこれと対応した異形多角形
に形成されている。

大傘歯車７７は小傘歯車７８ベアリングアセンブリ７９
を介して外部の駆動源に連結されている。

ホールドダウン軸４を上下に駆動するには、小傘歯車７
８を固定したまま小傘歯車７３を駆動すれば、回転枠５
９が固定されたままボールスクリューねじ５７のみが回
転して支持部材５５を上下に移動し、従ってボールラッ
チ２８を介してホールドダウン軸４が昇降操作されるこ
とになる。

一方ホールドダウン軸４を回転させるには、小傘歯車７
３と７８を同じ回転量で同方向に駆動すればボールスク
リューねじ５Ｔは自転せず、回転枠５９のみが回転し、
内径面が異形多角形になる大傘歯車７７を介してホール
ドダウン軸４が回転、駆動される。

なお上述の駆動機構は一具体例を示したものであり、上
記機構以外の駆動機構によってもホールドダウン軸４の
回転昇降操作、並びにラッチ機構２８の係脱操作を行わ
せることができる。

上述した各図の説明で明かなように、本発明によれば炉
内に挿入配置されているホールドダウン軸と炉外側に配
置されてホールドダウン軸の上端に結合されるホールド
ダウン駆動部とが係脱操作可能なラッチ機構を介して相
互に連結されている。

ホールドダウン装置において、ホールドダウン軸の貫通
孔を密封栓で気密に封鎖した後、ホールドダウン駆動部
をホールドダウン軸から取り外し、原子炉遮蔽プラグ上
にホールドダウン軸を取り囲む上下２分割構造の密封ス
リーブを気密に取り付け、密封スリーブの上端内周に設
置された膨張シール素子をホールドダウン軸外周面に押
付はシールし、密封スリーブの内部をシールガスに置換
し、その後ホールドダウン軸をそのシール部品が下側密
封スリーブ部分より上に位置するまで持ち上げて保持し
、密封スリーブの下端内周に設置された膨張シール素子
をホールドダウン軸外周面に押付はシールし、上側密封
スリーブ部分を除去してホールドダウン軸のシール部品
を点検するようにしたので、簡単な構成および簡単な手
順でホールドダウン軸のシール部品を確実に点検するこ
とができ、必要に応じて容易にシール部品を容易に交換
することもできる。

すなわち原子炉運転中においても一次冷却系バウンダリ
を形成した状態においてホールドダウン軸のシール部品
を確実に点検できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は単回転遮蔽プラグ、回転アーム式燃料交換設備
の全体構成図、第２図はホールドダウン装置の要部を模
型的に示した略示断面図、第３図は原子炉運転時におけ
るコンテナを装着した状態の断面図、第４図ａ、ｂは本
発明に基づくホールドダウン軸のシール点検の手順を示
す説明図、第５図は第２図におけるホールドダウン１駆
動部の詳細拡大図である。 １・・・・・・回転遮蔽プラグ、２・・・・・・ホール
ドダウン装置、３・・・・・・ホールドダウン駆動部、
４・・・・・・ホールドダウン軸、６・・・・・・ホー
ルドダウンアーム、９・・・・・・燃料交換機、２３・
・・・・・ホールドダウン軸のシール部品、２７・・・
・・・駆動機構、２８・・・・・・ラッチ機構、４０・
・・・・・密封スリーブ、４１・・・・・・下側密封ス
リーブ部分、４２・・・・・・膨張シール素子、４３・
叩・保持棒、４４・・・・・・上側密封スリーブ部分、
４５・・・・・・膨張シール素子、４７・・・・・・溝
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉遮蔽プラグの貫通孔を気密に貫通して原子炉
   容器内に延在しかつ前記貫通孔の小径段部に吊下げ支持
   されたホールドダウン軸と、原子炉容器外に設置され前
   記ホールドダウン軸にラッチ機構を介して係脱可能に係
   止されているホールドダウン軸の回転、昇降を行なわせ
   るホールドダウン駆動部とから成る原子炉燃料交換設備
   におけるホールドダウン装置において、ホールドダウン
   軸の貫通孔を密封栓で気密に封−した後、ホールドダウ
   ン駆動部をホールドダウン軸から取り外し、原子炉遮蔽
   プラグ上にホールドダウン軸を取り囲む上下２分割構造
   の密封スリーブを気密に取り付け、密封スリーブの上端
   内周に設置された膨張シール素子をホールドダウン軸外
   周面に押付はシールし、密封スリーブの内部をシールガ
   スに置換し、その後ホールドダウン軸をそのシール部品
   が下側密封スリーブ部分より上に位置するまで持ち上げ
   て保持し、密封スリーブの下端内周に設置された膨張シ
   ール素子をホールドダウン軸外周面に押付はシールし、
   上側密封スリーブ部分を除去してホールドダウン軸のシ
   ール部品を点検することを特徴とする原子炉燃料交換設
   備におけるホールドダウン装置のシール部品点検方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のシール部品点検方法に
   おいて、下側密封スリーブ部分に設けられた半径方向に
   移動できるホールドダウン軸保持棒を、ホールドダウン
   軸のシール部品下方の外周面に設けられた溝に係止して
   ホールドダウン軸を保持することを特徴とする原子炉燃
   料交換設備におけるホールドダウン装置のシール部品点
   検方法。