JPS58639B2 - 使用済裸燃料取扱用のグリツパ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子炉設備に備えられた使用済燃料、特に冷却
手段を有する移送用容器としてのポットを用いず、裸の
ままの燃料を取扱う取扱機に用いるグリッパの改良に関
するものであり、燃料取扱い操作に際してのグリッパの
調芯性を損うことなく、かつスティック事故発生の恐れ
なしに裸燃料を良好に強制送風冷却できるようにしたこ
とを目的とする。

よく知られているように原子炉炉心内の使用済燃料は燃
料交換機によって炉内貯蔵ラックに移されたのちに、燃
料出入機で炉格納容器境界に設けられたトランスファロ
ータを介して格納容器外のキャスクカーに移される。

キャスクカーで移送された燃料は、次に処理施設におけ
る燃料洗浄設備に移され、付着したナトリウムが洗浄さ
れる。

続いて回転移送機により燃料洗浄設備から燃料を取出し
、缶詰装置で缶詰めされた燃料は水中台車を介して水冷
プール内の貯蔵ラック内へ移される。

この移送過程において、格納容器内域では使用済燃料は
崩壊熱による溶損を防止するために冷却材としてのナト
リウムを充填したポットへに収納され、ポットごと移送
取扱いされるが、キャスクカーによりトランスファロー
タから洗浄設備へ移送する際、および回転移送機により
洗浄設備から缶詰装置へ移送する際には、燃料はポット
を用いず、裸のまま前者ではアルゴンガス雰囲気、後者
では空気雰囲気の中で移送される。

この際には崩壊熱によって使用済燃料が過熱焼損する恐
れがあり、何等かの手段で冷却されなければならない。

この冷却方式として、燃料を取扱うグリッパ本体にブロ
アを内蔵させ、グリッパで掴まれた燃料集合体における
燃料棒を収容するラッパ管の頂部ハンドリングヘッドよ
りラッパ管内に冷気ガスを強制通風させる方式が実施さ
れている。

しかしながらこの方式はブロアの故障が燃料の溶融事故
につながるために、ブロアに対し高い信頼性が要求され
る。

しかしながら高放射能、ナトリウム蒸気を含む雰囲気中
で運転されるブロアに高い信頼性を持たせるのが困難で
ある。

このために使用済燃料を移送させる案内管を利用し、こ
の案内管内へ冷却ガスを送流して冷却する方式が提唱さ
れている。

この方式で冷却ガスをラッパ管内へハンドリングヘッド
より送流させるために、燃料と結合されるグリッパ本体
には機内に貫流通風路が形成されている。

しかもこのグリッパ本体内へ冷却ガスを強制導入ガイド
させるために、グリッパにおける冷却ガス導入開口より
下流側にてグリッパ本体の外周と案内管との間を閉塞シ
ールするようグリッパ本体の外周に案内管内壁に当接す
る可撓性フィンを設けものが公知である。

この構成により案内管の上方より送風される冷却ガスは
燃料の外側を迂回通風されることなく、グリッパ機内を
通って燃料のラッパ管内を貫流し強制冷却する。

また送風ブロアは雰囲気条件の良い案内管外部域に設置
されるので、保守性もよく高い信頼性が得られる利点が
ある。

しかしながらかかる構成のグリッパでは、シール用のフ
ィンが常に案内管に当接しており、グリッパの上下移動
操作の際にはフィンが案内管に摺動する。

このために案内管の内壁面が付着物、錆、腐食などによ
って異常に摩擦抵抗が増大した場合には、この摩擦抵抗
増大に起因してグリッパの上下移動が円滑に行えず、案
内管の途中で引掛ったまま下降できなくなるスティック
事故発生の恐れがある。

しかも可撓性フィンとして使用される樹脂、ゴムなどは
放射線の照射によって変質し可撓性が失われるものが多
く、長期使用に際してその可撓性がなくなり機能が低下
する。

また一方グリッパは取扱うべき燃料に対して真上に来る
よう位置決め操作が制御されるが、この操作は遠隔操作
によって行われるために多少の位置決め誤差が生じる。

この場合に通常グリッパの先端はテーパ形状となってい
るので、多少偏心した位置にある燃料のハンドリングヘ
ッドに対しても調芯性の機能を有している。

この調芯性はグリッパが自由状態にあるならば、１０〜
１５ｍｍ程度の偏心を補償して調芯させることができる
。

しかしながら前述の如くグリッパの外周にフィンを設け
、その外端を案内管へ当接させた構成のグリッパでは、
案内管に対してグリッパの位置は一義的に制限されてし
まう。

それ故グリッパに対して多少偏心した位置にある燃料を
掴む際には、フィンのためにグリッパの調芯機能が発揮
できず、グリッパの掴み範囲が著しく狭く限定される不
都合がある。

本発明は上述の如き不都合点を解消し、グリッパのもつ
調芯性を損うことなく、かつ燃料に対して良好な強制冷
却が行えるグリッパを提供することを目的としたもので
あり、この目的達成のために本発明では、グリッパ本体
の通風用導入開口に対してはガイドを設けるとともに、
グリッパの調芯動作範囲でグリッパが案内管内を調芯移
動し得るよう案内管との間に残余空間を残して前記冷却
ガス導入用ガイドの下方域におけるグリッパ本体の外周
にラビリンスを設けてなる。

かかるラビリンスはグリッパ本体の外周に固定的に設置
された固定ラビリンス、あるいは半径方向に移動可能な
可動ラビリンスとして構成される。

次に本発明を図示の実施例に基ずいて詳細に説明する。

先ず第１図において、１は使用済の裸燃料を移送するた
め移送路に沿って上下方向に配置された案内管である。

この案内管１に対して、外部には冷却ガス（アルゴンガ
ス或いは空気）送風用のブロア２が設置されており、案
内管１の上部域に開口された吹出口１ａを通して矢印Ａ
の如く冷却ガスが上方より下方に向けて吹込み送風され
る。

案内管１内にはグリッパ３が取扱機の巻上機構よりテー
プ４を介して吊り下げられている。

グリッパ３の本体は周知のように本体ケース５、瓜６、
爪操作用のアクチュエータ７、アクチュエータ操作機構
８からなっている。

更にケース５は中空体として上下に開口９，１０を有し
、本体のケース内に上下方向の貫通通風路１１が形成さ
れている。

１２は使用済燃料であり、燃料棒１３を収容したラッパ
管１４における頂部にハンドリングヘッド１４ａを備え
ている。

図はグリッパ３が燃料１２を掴んでいる状態を示し、グ
リッパ３の先端がハンドリングヘッド１４ａ内に挿入さ
れ、瓜６がラッパ管１４に係合されている。

さて本発明により上記のグリッパ本体における上部開口
１０に対して冷却ガス導入ガイド１５が設置されている
。

このガイド１５は上方から流下する冷却ガス流Ａを良好
にグリッパ本体内に導入させるためのものである。

このガイド１５により冷却ガス流の大半は矢印Ａ′の如
くグリッパ本体ケース５内の貫通通風路１１へ流入ガイ
ドされ、先端の開口９を通じてラッパ管１４内へ流入さ
れる。

従って燃料棒１３はガス流Ａ′によって強制冷却される
。

加えてグリッパ本体の外周には、ガイド１５より下方域
にて送風流路抵抗体としてのラビリンス１６が設けられ
ている。

このラビリンス１６は案内筒１とグリッパ本体ケース５
との間に形成されている空間に対して、グリッパ３の調
芯動作範囲内でグリッパ３が調芯移動し得る残余間隙ｇ
を残してグリッパ本体ケース５の外周上に互に間隔を隔
てて固定的に並置された複数板の環状円板１７から構成
されている。

この構成によりラビリンス１６と案内管１の内壁との間
には通風方向に沿つて多数の紋り弁が形成されることに
なり、このラビリンス効果によって、ガイド１５の下方
域におけるグリッパ３と案内管１との間の送風流路抵抗
は増大され、グリッパ本体内を貫流せずグリッパ３およ
び燃料１２を迂回して流れるガス流Ａ″の流量は押えら
れる。

従って燃料１２内を貫流する強制冷却ガス流Ａ″が良好
に確保される。

しかもグリッパ３はラビリンス１６を含めて案内管１に
摺動当接する部材がなく、かつ案内管１との間に調芯移
動し得る残余間隙ｇが確保されているから、グリッパ３
の昇降位置に対して燃料１２が多少偏心して位置してい
ても、グリッパ３は何等の拘束力を受けることなく調芯
機能を発揮して調芯移動し、燃料１２を掴むことができ
る。

またグリッパ３は案内管１と離れて昇降操作されるので
スティック事故発生の恐れは全くない。

加えて従来における可撓性フィンとは異なり、ラビリン
スは案内管１に当接しないから可撓性材である必要はな
く、放射線照射に対しても変質の恐れがない金属製とす
ることができる。

なお燃料の洗浄後に缶詰装置へ移送する回転移送機のよ
うに冷却ガスとして空気を用いる場合には、空気の送風
はオープン送風方式とされるが、トランスファロータか
ら洗浄設備へ移送するキャスクカーのようにアルゴンガ
ス雰囲気にある燃料移送の箇所では案内管１、ブロア２
を含めて冷却ガスの送風はクローズトループ送風方式と
される。

第２図は第１図と異なる実施例を示している。

第２図の実施例は第１図の実施例を更に改良したもので
あり、流路抵抗体のラビリンス１９は可動式として構成
されている。

即ちグリッパ本体ケース５の外周には周溝２０が形成さ
れ、この周溝２０内にその谷径よりは大きな内径と案内
管１との間に間隙ｇを残すよう定めた外径を有しかつ周
溝２０の溝巾より薄い環状円板２１を遊嵌して可動ラビ
リンス１９が構成されている。

この構成では板２１が本体ケース５に対して半径方向に
可動であり、グリッパ３は間隙ｇおよび周溝２０の谷径
と円板２１の内径との寸法差の和の範囲で拘束力を受け
ることなく横方向に偏心移動できる。

従って第２図と同様に良好なラビリンス効果を保ちつつ
偏心位置の燃料に対しては第２図の実施例よりも広い取
扱範囲の調芯性を得ることができる。

以上述べたように本発明によれば、グリッパの調芯性を
損なうことなく使用済裸燃料に対する強制貫流送風が良
好に行えるとともに、スティック事故発生の恐れもない
信頼性が高く、また取扱上でも有利なグリッパを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例に基ずくグリッパの縦断側面図
、第２図は異なる他の実施例の一部切欠側面図である。 １：案内管、２：送風用ブロア、３ニゲリツパ、５ニゲ
リツパ本体ケース、１１ニゲリッパ本体内の上下貫通通
風路、１２：燃料、１３：燃料棒、１４ニラツバ管、１
５：冷却ガス導入用ガイド、１６：固定ラビリンス、１
９：可動ラビリンス、２０ニゲリッパ本体の周溝、２１
：可動ラビリンス板、ｇ：案内管と流路抵抗体との間の
間隙、Ａ：冷却ガス流、Ａ′：燃料ラッパ管内を強制貫
流させる冷却ガス流、Ａ″：迂回ガス流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外部設置の送風手段を介して上方より下方に向い冷
   規ガスが送風される使用済裸燃料移送のための案内管内
   で上下移送操作されかつ機内に上下方向の貫通通風路が
   形成されているグリッパ本体、グリッパ本体の上部通風
   開口に対してグリッパ本体に設けた冷却ガス導入用ガイ
   ド、およびグリッパが案内管内で拘束力を受けるこみな
   く燃料に対して調芯移動し得るよう案内管内壁との間に
   残余間隙を残して前記冷却ガス導入用ガイドの下方域に
   おけるグリッパ本体の外周に設けたラビリンスを備えて
   構成したことを特徴とする使用済裸燃料取扱用のグリッ
   パ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のグリッパにおいて、ラ
   ビリンスがグリッパ本体の外周に固定的に設置された固
   定ラビリンスであることを特徴とする使用済裸燃料のグ
   リッパ。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のグリッパにおいて、ラ
   ビリンスがグリッパ本体の外周にグリッパ本体に対して
   半径方向へ可動的に遊嵌された可動ラビリンスであるこ
   とを特徴とする使用済裸燃料のグリッパ。