JPS5827880B2 - 制御棒駆動装置交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、制御棒駆動装置の交換装置に係り、特にコン
パクトな制御棒駆動装置交換装置に関するものである。

制御棒駆動装置（以下ＣＨＤという）の交換作業は、原
子炉の運転停止時に行なわれる。

この交換作業は、放射能レベルの高い環境で実施される
。

作業員の被曝の危険性を解消するために、特開昭５２−
１４０７９３号公報に記載されている制御棒自動交換方
法が提案されている。

しかし、この装置では、着脱装置および掴み装置が一体
化されているために、構造が大型化、複雑化し、ペデス
タル上部の据付空間へ搬入および据付空間からの搬出が
困難である。

構造が大型であるために、制御棒自動交換装置を設置す
るペデスタル内の据付空間も大きなものを必要とする。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、構
造の単純な制御棒駆動装置交換装置を提供することにあ
る。

本発明の特徴は、旋回台車上を移動する第１走行台車を
有しかつ原子炉容器からの制御棒駆動装置の取外しを行
なう制御棒駆動装置着脱装置を設け、旋回台車上を移動
する第２走行台車を有し制御棒駆動装置着脱装置からの
制御棒、駆動装置の受取り受渡しを行い受取り受渡しの
前後に原子炉容器に制御棒駆動装置を一部挿入あるいは
抜出しを行ないしかも保持した制御棒駆動装置を横転さ
せる制御棒駆動装置取扱装置を設けることにある。

本発明の好適な一実施例を第１図に基づいて以下に説明
する。

原子炉圧力容器１は、格納容器（図示せず）内に配置さ
れたペデスタル２上に据付けられる。

原子炉圧力容器１の下部に、ＣＨＤハウジング３及び中
性子束計測器用ハウジング４が突出して設けられる。

ＣＨＤハウジング３及び中性子束計測器用ハウジング４
も原子炉圧力容器１の一部分を形成している。

ＣＨＤ５は、ＣＲＤハウジング４内に収納される。

ペデスタル２内で原子炉圧力容器１の下方には、空間６
が形成される。

ＣＨＤを空間６内に出し入れする搬出人口９が、ペデス
タル２に設けられる。

空間６内で、ペデスタル２の側壁にブラケット７が突出
して設けられる。

ブラケット７の上部には環状のレール８が施設されてい
る。

旋回移動装置１１が、レール８上を移動する。ＣＲＤ交
換装置１０は、旋回移動装置１１゜ＣＨＤ着脱装置２０
およびＣＲＤ取扱装置８３から構成される。

旋回移動装置１１の概略を、第２図および第３図に示す
。

駆動モータ１２が、旋回移動装置１１に取付けられる。

駆動モータ１２は、車輪１３に連結される。

車輪１３は、レール８上に載置される。

２本のフレーム１５が、対向して旋回移動装置１１に設
けられる。

案内溝１４が、フレーム１５間に形成される。

走行用案内レール１６が、フレーム１５の下部に取付け
られる。

走行用案内レール１６の上部に、ＣＲＤ着脱装置２０の
走行台車２１に設けられる車輪２２の案内をするレール
１７が設けられる。

ＣＲＤ取扱装置８３の走行台車８４に設けられる車輪８
５（第９図参照）の案内をするレール１８が、走行用案
内レール１６の下部に設けられる。

グレーチング１９が、旋回移動装置１１の上部に設置さ
れる。

ＣＨＤ着脱装置２０を、第４図、第５図および第６図に
示す。

第５図はＣＨＤ着脱装置２０の上部を、第６図はＣＨＤ
着脱装置２０の下部を示す。

ＣＨＤ着脱装置２０は、第４図に示すように、走行台車
２１を含んでいる。

走行台車２１の車輪２２は、レール１７上に載置される
。

モータ２４および減速機２５からなる走行駆動装置２３
が、走行台車２１上に設置される。

モータ２４は、減速機２５を介して車輪２２に連結され
る。

着脱装置本体２６が、走行台車２１に固定される。

ＣＨＤハウジング３とＣＨＤ５を連結するボルト（図示
せず、以下ＣＨＤ連結ボルトという）の取付けおよび取
外しを行なう連結ボルト取扱装置３３およびＣＲＤハウ
ジング３内から漏洩する冷却水を回収する冷却水飛散防
止装置４４が、ハウジング２７の上部に設けられる。

ハウジング２７内には、ＣＨＤ５の上端に連結される制
御棒（図示せず）とＣＨＤ５の連結を解除するアンカッ
プリング装置４７および昇降装置６２が設けられる。

ハウジング２７は、後述する幾つかのハウジングから構
成される。

ハウジング２７の最下部に存在するハウジング２８が、
後述するように走行台車２１に取付けられる。

ハウジング２９は、ハウジング２８の上端部に接触する
スリーブ７２のフラックに取付けられる。

スリーブ７２は、ハウジング２８に固定されていない。

ハウジング３０゜３１および３２が、ハウジング７２の
フランジの上方に順次配置され、それらの各々は相互に
固定される。

ハウジング３２が、ハウジング２７の最上部に位置する
。

連結ボルト取扱装置３３は、減速機３４、エアモータ３
５およびボルトレンチ３９からなる。

減速機３４は、ハウジング３２のフランジに取付けられ
る。

減速機３４にエアモータ３５が接続される。

減速機３４およびエアモータ３５は、ＣＲＤハウジング
３とＣＲＤ５を連結するボルトの数と同数の８組存在し
、ハウジング３１の周囲にほぼ等間隔に配置される。

減速機３４の回転軸３６に、内部に空間３８を有する回
転軸３７が接続される。

ボルトレンチ３９が、回転軸３７の空間３８内に挿入さ
れる。

コイルバネ４０が、空間３８内に配置され、常時、ボル
トレンチ３９を上方に押圧している。

回転軸３７およびボルトレンチ３９は、ハウジング３２
の上部に取付けられるボルトハウス４１内に設置される
。

回転軸３７とボルトハウス４１との間に、ベアリング４
３が設けられる。

ボルトハウス４１の上部にボルトホルダ４２が形成され
、ボルトホルダ４２内にボルトレンチ３９が挿入される
。

冷却水飛散防止装置４４は、特開昭５２−１４０７９３
号公報に記載されている冷却水飛散防止手段と同じ構造
である。

冷却水飛散防止装置４４は、ドレンスリーブ４５および
図示されていないピストンロンド、エアシリンダ、ドレ
ン通路および排水パイプから構成される。

円筒状のドレンスリーブ４５が、ボルトハウス４１の周
囲を取囲むように配置される。

ボルトハウス４１とドレンスリーブ４５との間に、バッ
キング４６が設置される。

ドレンスリーブ４５に接続されるピストンロンドが、エ
アシリンダ内に設置される。

ハウジング２７内に設置されるアンカップリング装置４
７は、シリンダ４８、ピストン５６および検出器６１か
らなっている。

ハウジング２９および３０内に、シリンダ４８が挿入さ
れる。

シリンダ４８は、ハウジング３０にネジ４９によって固
定される。

シリンダ４８の下端に栓５０が取付けられ、シリンダ４
８の下端が密封される。

栓５０内には、通路５１および５３が設けられる。

導管５２および５４が、通路５１および５３に接続され
る。

シリンダ４８内に、ピストン５６が挿入される。

通路５１は、栓５０とピストン５６との間に形成される
空間５５に連絡される。

ピストン５６の上部に、ハウジング３１の内面に接する
ガイドリング５７が取付けられる。

ブツシャ５８が、ガイドリング５Ｔの上部に配置される
。

ガイドリング５７およびブツシャ５８の中心部に、貫通
孔が設けられる。

ピストン部６０を有するチューブ５９が、ピストン５６
内に配置される。

ピストン部６０は、コイルバネ１０３により下方に押さ
れている。

チューブ５９の上端部に、検出器６１が取付けられる。

昇降装置６２の構造を以下に述べる。

昇降装置６２は、昇降コラム６３および１駆動装置６５
からなる。

昇降コラム６３は、ハウジング２８内に配置される。

昇降コラム６３の上端部は、・＼ウジフグ２８とスリー
ブ７２との間に挿入される。

ハウジング２８と昇降コラム６３との間の上部にスライ
ドベアリング７３およびそれらの間の下部にスライドベ
アリング７４が設けられる。

ケーシング７１が、ハウジング２８に取付けられる。

ケーシング７１内に駆動装置６５が収納される。

駆動装置６５は、ケーシング７１に取付けられるエアモ
ータ６６、エアモータ６６の回転軸に取付けられるウオ
ーム６７、ウオーム６７と噛合うウオームホイル６８、
ケーシング７１にベアリング７２を介して取付けられか
つウオームホイル６８を支持する回転軸７０および回転
軸７０に取付けられるピニオン６９によって構成される
。

ピニオン６９は、昇降アーム６３に設けられるラック６
４に噛合っている。

サポートスリーブ７６が、ハウジング２８の上部でその
周囲を取囲んでいる。

ベアリングＴ７が、ハウジング２８とサポートスリーブ
７６との間に配置される。

図示されていないが、サポートスリーブ７６が、走行台
車２１に固定される。

これによって着脱装置本体２６が支持される。

ハウジング２８の下部に歯車７８が設けられる。

歯車７８の下方でハウジング２８の周囲にサポートスリ
ブ７９が配置される。

ハウジング２８とサポートスリーブ７９との間に、ベア
リング８０が設けられる。

図示されていないが、サポートスリーブ７９も、走行台
車２１に固定される。

歯車７８に、エアモータ８１に取付けられる歯車８２が
噛合っている。

エアモータ８１は、走行台車２１に固定される。

ＣＨＤ取扱装置８３を、第８図、第９図および第１０図
に示す。

ＣＲＤ取扱装置８３は、走行台車８４、走行駆動装置８
６、マスト９１、ＣＲＤ昇降装置９４、掴み具１０６お
よびマスト横転装置１０７からなる。

走行台車８４の車輪８５は、レール１８上に載置される
。

走行駆動装置８６は、走行台車８４内に設置される。

モータ８７のシャフトは、減速機８８および変速機８９
を介して、車輪８５に連結される。

走行台車８４に、支持軸９０が固定される。

マスト９１が、走行台車８４内を貫通して設けられる。

マスト９１に固定される支持板９２および９３が、支持
軸９０に回転可能に取付けられる。

ＣＲＤ昇降装置９４が、マスト９１に設置される。

ボールネジ９５および９６が、マスト９１内に設置され
、マスト９１の長手方向に延びている。

リフター９７に設けられるポールナツト９８および９９
が、ボールネジ９５および９６に噛合っている。

ＣＨＤを受入れる凹部１００が、リフクー９７に設けら
れる。

マスト９１の底部に、エアモータ１０１および減速機１
０２が据付けられる。

エアモータ１０１は、減速機１０２および歯車群１０５
を介して、ボールネジ９５および９６に連結される。

ＣＢ、Ｄの掴み具１０６が、マスト９１の上部に設けら
れる。

掴み具１０６は、図示されていないが、反対方向に開閉
しかつ対向する２本のアームからなっている。

２本のアームが閉じることによって、それらの間にＣＨ
Ｄが保持される。

マスト横転装置１０７は、走行台車８４内に設置される
。

エアモータ１０８は、減速機１０９を介してピニオン１
１０（第８図）に連結される。

ピニオン１１０は、支持板９３に取付けられる扇形歯車
１１１と噛合う。

ＣＨＤハウジング３内からＣＨＤ５を取外す操作につい
て述べる。

モータ１２を、駆動して旋回移動装置１１をレール８−
ヒで旋回させ、更に、モータ２４を駆動して走行台車２
１をレール１７に沿って移動させ、着脱装置本体２６を
取外すべきＣＨＤ５の下に位置させる。

ＣＲＤ着脱装置２０は、第１図で実線で表わされるＡの
位置にある。

エアモークロロを駆動させ、その駆動力をピニオン６９
に伝え、ピニオン６９を回転させる。

ピニオン６９の回転によってラック６４が設けられる昇
降コラム６３が上昇する。

このため、スリーブ７２より上方の着脱装置本体２６の
部分が上昇する。

ボルトレンチ３９の上部がＣＲＤ連結ボルトに接触する
直前で、エアモータ６６を停止させ、昇降コラム６３の
上昇を止める。

その後、エアモータ８１が１駆動し、歯車７８が取付け
られるハウジング２８が回転する。

連結ボルト取扱装置３３も、同時に回転する。

ボルトレンチ３９とＣＲＤ連結ボルトとの位置決めが行
なわれる。

位置決め終了後、エアモータ６６が１駆動され、昇降コ
ラム６３が再び上昇する。

昇降コラム６３の上昇は、ＣＨＤ５の下端部がボルトハ
ウス４１に接触した時、エアモータ６６の駆動が停止さ
れる。

ボルトレンチ３９は、ＣＲＤ連結ボルトの頭部と噛合い
、ＣＨＤ連結ボルトに押されてコイルバネ４０を縮め、
回転軸３７の空間３８内を降下する。

ＣＨＤ５を取外す前に、ＣＨＤ５と制御棒（図示せず）
との結合状態を解除する必要がある。

制御棒は、特開昭５２−１４０７９３号公報の第８図に
示すように、原子炉圧力容器１内でＣＨＤ５の上端部に
取付けられている。

制御棒とＣＨＤ５とのアンカップリング作業は、以下の
ようにして行なわれる。

導管５２および通路５０を通して空間５５内に圧縮空気
が導入され、ピストン５６を上方に押上げる。

やがて、ブツシャ５８がＣＨＤ５のピストンチューブ（
図示せず）に接触し、ピストンチューブを押上げる。

ピストンチューブの上端には、アンカップリングロッド
（図示せず）が設けられる。

アンカップリングロッドの上昇により、図示されていな
いが、制御棒のソケットとＣＨＤ５のスパッドとの機械
的接合が解除される。

ＣＨＤ５の操作により、ＣＲＤＳ内のインデックスチュ
ーブ（図示せず）を下降させる。

インデックスチューブの上端部に設けられるスパッドが
、制御棒内より引抜かれる。

制御棒とＣＲＤ ５が、完全に分離される。

導管５４および通路５３を通して、シリンダ４８、栓５
０、チューブ５９およびピストン部６０で囲まれて形成
される空間に圧縮空気が供給される。

ピストン部６０が、ピストン５６内を上方に移動するの
で、検出器６１がＣＨＤ５のピストンチューブ内に挿入
される。

インデックスチューブが所定の位置に下降していれば検
出器６１で検出される。

このようにして、制御棒とＣＨＤ５の結合状態の解除を
確認できる。

制御棒とＣＨＤ５が分離された後、エアシリンダを操作
し、ドレンスリーブ４５を上方に押上げてＣＲＤハウジ
ング３に装着する。

ＣＨＤ連結ボルトで結合されているＣＲＤハウジング３
およびＣＨＤ５の各々のフランジは、ドレンスリーブ４
５内に存在する。

導管７５を通してエアモータ３５に空気を供給し、エア
モータを駆動させる。

エアモータ３５の回転力を、減速機３４、回転軸３６お
よび３７を介してボルトレンチ３９に伝え、ボルトレン
チ３９を回転させる。

ＣＲＤ連結ボルトが緩み、ＣＨＤ連結ボルトはＣＲＤハ
ウジング３より取外されてその頭部がボルトホルダ４２
内に挿入される。

（４Ｄ５とＣＲＤハウジング３との結合が解除される。

エアモータ６６を駆動し、昇降コラム６３を少し下降さ
せる。

ＣＲＤハウジング３内の冷却水が、ＣＲＤハウジング３
とＣＨＤ５との間に生じる間隙より流出し、ＣＨＤ５、
ボルトハウス４１およびドレンスリーブ４５等に囲まれ
て形成される空間１０４に流入する。

ドレンスリーブ４５は、この流出する冷却水の周囲への
飛散を防止している。

流出した冷却水は、ボルトハウス４１に設けられたドレ
ン通路およびこの通路に接続される排水パイプを通って
所定の場所に排水される。

放射能レベルの高い冷却水を空間６内に飛散させること
がないので、空間６内が冷却水によって汚染されること
がない。

ＣＲＤハウジング３内の冷却水の放出が完了した時、ド
レンスリーブ４５が下降される。

更に、空間５５および１０４内の圧縮空気が放出され、
ピストン５６およびチューブ５９が下降し、元の位置に
戻る。

エアモータ６６が再び駆動され、昇降コラム６３が下降
する。

ＣＲ，Ｄ５は、ボルトハウス４１の上端に載置された状
態で、ＣＲＤハウジング３より引抜かれる。

ＣＨＤ５の約半分が、ＣＲＤハウジング３より引抜かれ
た時、昇降コラム６３の下降を停止する。

モータ８７を駆動させ、レール１８の端部に位置してい
るＣＲＤ取扱装置８３をレール１８に沿って移動させ、
第１１図に示すようにＣＲＤ取扱装置８３をＣＲＤ着脱
装置２０に係合させる。

リフクー９７は、係合前にあらかじめマスト９１の上端
部に位置させておく。

レール１７および１８上を別々に走行台車２１および８
４が移動するのでＣＲＤ着脱装置２０とＣＨＤ取扱装置
との係合、すなわち、着脱装置本体２６の軸心上にリフ
ター９７の凹部１００の中心部を位置させることが容易
にできる。

ＣＲＤ取扱装置８３をＣＲＤ着脱装置２０に係合させた
時、ＣＨＤ５の下端部が、リフクー９７に設けられた切
欠部１１２内に挿入される。

エアモータ６６を駆動させて昇降コラム６３を下降する
と、ボルトハウス４１が降下し、ＣＨＤ５はＣＨＤ着脱
装置２０からＣＲＤ取扱装置８３に受渡される。

ＣＨＤ５の下端部のフランジは、リフター９７の凹部１
００内に載置される。

ＣＲＤ着脱装置２０は、ボルトハウス４１が移動可能な
最も低い位置まで下った時、第１２図のＢ点までレール
１７に沿って移動される。

エアモータ１０１を駆動させ、ボールネジ９５および９
６を回転させて、リフター９７を下降させる。

掴み具１０６の２本のアームは閉じているので、ＣＨＤ
５がＣＨＤハウジング３より完全に引抜かれてもリフタ
ー９７上のＣＨＤ５が転倒することはない。

リフター９７が最下部まで下降し、ＣＲＤハウジング３
からのＣＨＤ５の引抜きが完了する。

旋回移動装置１１および走行台車８４を移動させ、マス
ト９１の横転に適した位置へＣＲＤ取扱装置８３を移動
させる。

マスト９１が横転位置に到着すると、エアモータ１０８
が駆動される。

エアモータ１０８の回転力は、減速機１０９およびビニ
オン１１０を介して扇形歯車１１１に伝達される。

扇形歯車１１１が支持軸９０を中心に回転すると同時に
マスト８６が第１２図の矢印１１３の方向に横転される
。

この操作によりＣＲＤ取扱装置８３上のＣＨＤ５の軸心
は、水平方向に向く。

旋回移動装置１１が駆動され、ＣＨＤ５が搬出人口９の
方向に向けられる。

搬出人口９より空間６内にカート台車（図示せず）が挿
入される。

ＣＲＤ取扱装置８３上のＣＨＤ５は、カート台車に移さ
れる。

カート台車を搬出人口９より引出され、ＣＨＤ５はペデ
スタル２の外部に取出される。

新しいＣＨＤもしくは保守点検を行なったＣＲＤは、前
述した操作を逆に行なうことによって、ＣＨＤハウジン
グ３内に装着することができる。

本発明によれば、ＣＨＤ着脱装置とＣＨＤ取扱装置を分
離することにより、制御棒駆動装置交換装置の機構が極
めて単純化され、かつコンパクトになり操作も極めて容
易となる。

ペデスタル内の据付空間が狭くても交換装置の据付けが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な一実施例の側面図、第２図は第
１図に示す旋回移動装置の平面図、第３図は第２図のｌ
ｌｌ−ｆｆ１断面図、第４図は第１図に示すＣＨＤ着脱
装置の平面図、第５図は第４図に示す着脱装置本体の上
部縦断面図、第６図は第４図に示す着脱装置本体の下部
縦断団図、第７図は第６図の■−■断面図、第８図は第
１図に示すＣＨＤ取扱装置の側面図、第９図は第８図の
ＩＸ−ＩＸ断面図、第１０図は第８図のＸ−Ｘ矢視図、
第１１図はＣＨＤ着脱装置とＣＨＤ取扱装置との係合状
態を示す説明図、第１２図はＣＨＤ取扱装置のマスト横
転を示す説明図である。 １・・・・・・原子炉容器、３・・・・・・ＣＲＤハウ
ジング、５・・・・・・ＣＲＤｌ １１・・・・・・旋
回移動装置、１７，１８・・・・・・レール、２０・・
・・・・ＣＲＤ着脱装置、２１，８４・・・・・・走行
台車、２６・・・・・・着脱装置本体、２７・・・・・
・ハウジング、３３・・・・・・連結ボルト取扱装置、
３９・・・・・・ボルトレンチ、４４・・・・・冷却水
飛散防止装置、４５・・・・・・ドレンスリーブ、４７
・・・・・・アンカップリング装置、５６・・・・・・
ピストン、５８・・・・・・ブツシャ、６１・・・・・
・検出器、６２・・・・・・昇降装置、６３・・・・・
・昇降コラム、８３・・・・・・ＣＲＤ取扱装置、９１
・・・・・・マスト、９４・・・・・・ＣＲＤ昇降装置
、９７・・・・・・リフタ、１０６・・・・・・掴み具
、１０７・・・・・・マスト横転装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 旋回台車と、前記旋回台車上を移動する第１の走行
   台車を有しかつ原子炉容器への制御棒駆動装置の取付け
   および前記原子炉容器からの前記制御棒駆動装置の取外
   しを行なう制御棒駆動装置着脱装置と、前記旋回台車上
   を前記第１の走行台車と独立して移動する第２の走行台
   車を有し、前記着脱装置への前記制御棒駆動装置の受渡
   しおよび前記着脱装置からの前記制御棒駆動装置の受取
   りを行いかつ前記受嫂し前に前記原子炉容器への前記制
   御棒駆動装置を一部挿入および前記受取り後に前記原子
   炉容器からの前記制御棒１駆動装置の抜出しを行ない更
   に保持した前記制御棒駆動装置を横転させる制御棒駆動
   装置取扱装置とからなる制御棒駆動装置交換装置。 ２ 前記着脱装置が、前記第１走行台車に固定されるハ
   ウジング、前記ハウジング上に設置されかつ前記原子炉
   容器に前記制御棒１駆動装置を固定する着脱自在な固定
   手段の取付は取外しを行なう手段、前記ハウジング内に
   配置されかつ前記原子炉容器内で前記制御棒駆動装置に
   連結される制御棒と前記制御棒駆動装置との結合状態を
   解除するアンカップリング手段、前記ハウジング内に設
   けられかつ前記固定手段の取付は取外しを行なう手段を
   上下させる昇降手段および前記固定手段の取付は取外し
   を行なう手段に設けられた冷却材飛散防止手段から構成
   される特許請求の範囲第１項記載の制御棒駆動装置交換
   装置。 ３ 前記取扱い装置が、第２走行台車に回転自在に取付
   けられるマスト、前記制御棒駆動装置を載せ前記マスト
   に沿って移動する昇降手段、前記マストに取付けられる
   制御棒１駆動装置掴み手段および前記第２走行台車に設
   けられるマスト横転手段から構成される特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の制御棒駆動装置交換装置。 ４ 旋回台車と、前記旋回台車に設けられる直線状第２
   レール上を移動する第１走行台車を有しかつ原子炉容器
   への制御棒駆動装置の取付けおよび前記制御棒駆動装置
   の取外しを行なう制御棒駆動装置着脱装置と、前記原子
   炉容器の軸方向で前記直線状第ル−ルと異なる位置で前
   記直線状第ル−ルと同一方向に延び前記旋回台車に設け
   られる直線状第２レール上を移動する第２走行台車を有
   し、前記着脱装置への前記制御棒駆動装置の受渡しおよ
   び前記着脱装置からの前記制御棒駆動装置の受取りを行
   ないかつ前記受渡し前に前記原子炉容器への前記制御棒
   駆動装置を一部挿入および前記受取り後に前記原子炉容
   器からの前記制御棒駆動装置の抜出しを行ない更に保持
   した前記制御棒駆動装置を横転させる制御棒駆動装置取
   扱装置とからなる制御棒駆動装置交換装置。