JPS59197893A - 圧力管形原子炉の燃料交換機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は圧力管形原子炉に適用して燃料集合体、シや
へいプラグおよびシールプラグの装荷。

引抜きを行う燃料交換機に関する。

〔従来技術とその問題点〕

圧力管形原子炉はよく知られておシ、−次冷却水を封入
した多数本の圧力管を備え、ここに燃料集合体、しやへ
いグラブおよびシールプラグを装荷して炉心を構成して
いる。そして燃料交換は所定の圧力管の下端に燃料交換
機を接続し、グラブ操作でシールプラグ、しやへいプラ
グ、使用済燃料を引抜いて交換機内へ収容し、次に予め
交換機内に収容しておいて新燃料等を圧力管に挿入する
。

−また使用済燃料等は燃料交換機の走行により燃料交換
プールまで移送され、ここからトランスファポートを通
じてプール内へ移し替えた後に燃料出入機、トランスフ
ァシュートなどを経由して使用済燃料取扱設備へ搬出さ
れる。

ところで従来における圧力管形原子炉の燃料交換機は炉
心と燃料交換機との間の燃料等の受渡し、および燃料交
換機と燃料交換プールとの間の受渡し全すべて燃料交換
機の上部ボートを通じて行うように構成されている。こ
のために使用済燃料を燃料貯蔵プールへ移し替えるＫは
、燃料交換機より上方に位置する別な燃料交換プール内
へ一旦引上げた後に改めて燃料貯蔵プールへ吊り下ろす
移送手順が必要であり、このことが燃料交換プール内の
水位保持のためにトランスファボート、トランスファシ
ュートの開閉操作を面倒にし、ひいては燃料交換作業の
能率化を妨げる原因となっている。

かかる問題点の改善策として、燃料交換プールを燃料交
換室と同じレベル高さに設け、その代りに燃料交換機と
燃料交換プールとの間の受渡しを地下式の水中移送通路
を経由して行うようにした新しい燃料交換方式が既に提
案されている。かかる方式を第１図に示す。図において
１は原子炉炉心、２はその圧力管である。炉心Ｊの下方
には燃料交換室３を、また該燃料交換室３と同レベルで
燃料取扱建屋４には燃料交換プール５が区画され、更に
前記の室３とプール５との間にまたがって地下式水中移
送通路６が構成されている。そして燃料交換室３内には
走行レール７に清って走行する燃料交換機８が、プール
５の上方には燃料出入機９が、更に水中移送通路６内に
は水中移送機ｌＯがそれぞれ配備されている。また燃料
交換室３と水中移送通路６との間は上部に弁付きのスナ
ウト１１を備えたトランスノアボートユ２で連通し、燃
料交換プール５と水中移送通路６との間はトランスファ
ポート１３で連通接続している。

燃料交換機８はレール７に清って炉心１とトランスノア
ボートＪ２との間を走行する走行台車１４、台車１４に
塔載した燃料等を収容する圧力容器Ｊ５、圧力容器ユ５
に収設した燃料集合体、しやへいプラグ、７−ルプラグ
を個々に収容するマガジンおよびその駆動機構、燃料等
を圧力管２へ挿入、引抜き操作するグラブ機構などを備
えて構成されている。そして図示の鎖線位置で圧力容器
１５の上部に備えたスナウ）　１６を圧力管２へ結合し
てグラブ操作により燃料等の引抜き、挿入を行なう。次
に走行台車Ｊ４を実線位置まで移動したところで圧力容
器１５の下部に備えた下部ボートユ７ヘスナウト１２を
接続し、この状態で例えば燃料交換室側に設置したグリ
ッパ１８を上部ポー）　１９を通じて圧力容器１５の中
へ吊り降し、更に既に収容されている使用済燃料等をグ
リッパ１８でつかんだ上で、下部ボート１７、トランス
ファポート１２を経て水中移送機ｌＯへ移し替える。水
中移送機１０は通路６内を圧力λら右へ移動し、トラン
スファポート１３を通じて燃料出入機９により燃料が゛
燃料交換プール５へ引上げられる。

上記のような燃料交換方式は、従来の燃料交換方式と異
なり、燃料交換機８の圧力容器１５の上部および下部よ
り炉心１の圧力管２との間、および水中移送機１０との
間でそれぞれ燃料等の受渡しを行なう必要がある。この
ために従来の燃料交換機をそのまま使用したのでは上記
の燃料等の受渡しを遂行することはできず、新燃料交換
方式に即した新たな燃料交換機の開発が必要となる。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、その
目的は前述した新しい燃料交換方式に即して合理的に構
成された燃料交換機を提供することにある。

〔発明の要点〕

上記目的を達成するために、この発明は走行台屯に塔載
された圧力容器内に周上に並ぶ複数本のマガジンチュー
ブを組合わせて構成した回転ドラム式マガジン組立体を
収設し、一方ではマガジン組立体の下方に配備されたグ
ラブ機構の操作で在来機と同じように原子炉圧力管に対
して燃料等の装荷、引抜きを行ない、かつもう一方では
グラブ機構と異なる位置に第１図に示した下部ポートに
連なる燃料等の搬出入用案内管をマガジン組立体に対向
設置し、この案内管全通じて下方の燃料中継移送機との
間で燃料の受は渡しを行なうようにするとともに、マガ
ジン組立体の各マガジンチューブの下端には、外部操作
によシ開閉動作して燃料等をマガジ″ン内に保持した９
、あるいは燃料等の搬入、搬出の際の通過を許容するマ
ガジンストッパ機構を設け、しかもこのマガジンストツ
パイｍ構全開閉アクチュエータを兼ねる燃料等搬出入用
案内管の可動案内管を上下および回転駆動して開閉操作
するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図示実施例に基づき詳述する。

まず第２図により燃料交換機本体の全体構造を述べる。

図において図示されてない走行台車に塔載した圧力容器
１５の内部には回転ドラム式マガジン組立体２０が収設
されている。該組立体は上下で軸受２１を介して支持さ
れたディスク２２、および上下のディスク間に支持して
同一円周上に配列した複数本のマガジンチューブ部を具
備して成る。図示例ではマガジンチューブ２３が第３図
に示すように８不有シ、例えはこのうちの４本を新燃料
および使用済燃料用に、２本をシールプラグ用に、残υ
をしやへいプラグ用に使用する。符号２４がマガジンチ
ューブ２３に収容した燃料集合体を示す。なおマガジン
組立体２０は図示されてない駆動機構により任意の回動
位置へ回転制御される。一方、圧力容器１５には前記の
マガジン組立体２Ｑを挾んでその上方にスナウ）　１６
を取、！７句けた上部案内管２５がマガジンチューブ部
の配列と同じ半径上における所定位置に圧力容器を貫通
して固定設置され、かつ下方には案内管１５の真下にグ
ラブ２６を含むグラブ機構２７が配備しである。また前
記とは例えば位相をｘｓｇずらした別の位置で、マガジ
ン組立体２゜を挾んでその上方には頂部に上部ポート１
９を具備したグリッパ案内管２日が、下方には下端に下
部ボー１．１７を備えた燃料等の昇降案内通路となる下
部案内管２９がそれぞれ圧力容器１５を貫通して固定設
置されている。更に各マガジンチューブ部の下端部には
それぞれ詳細構造を後述する開閉式のマガジンストッパ
機構３０が装備されており、かつこのマガジンストッパ
機構に対向して下部案内管２９側ＶＣはマガジンストッ
パ機構３０を開閉操作する後述の開閉操作機構が配備さ
れている。このマガジンストッパ３０はマガジンチュー
ブお内に収納された燃料集合体２４等の自重を支えてチ
ューブ内に保持するものであシ、グリッパを使い下部の
案内管２９を通じてマガジンチューブへ燃料集合体肱を
搬入。

搬出する場合には該当するマガジンチューブのマガジン
ストッパ３０が開放操作され、燃料等の通過を許容する
。なお第１図に示したグリッパ１日は据イ」スペースが
許せば圧力容器１５の頂部に設置してもよい。

ここまでの説明で第２図の構成に基づく燃料交換動作の
手順を述べるうまずスナウ）　１６を原子炉の圧力管２
へ接続し、グラブ２６の昇降操作とマガジン組立体２０
の回動操作によシ使用済燃料等をソールプラグ、しやへ
いプラグ、燃料集合体の順にそれぞれ別々のマガジンチ
ューブ２３へ引き入れ、更に別のマガジンチューブに予
め用意しておいた新燃料等を圧力管へ装荷する。なお、
この場合にマガジンストッパ機構３０にはグラブ２６が
自由に通過できるだけの通路があらかじめ残してあシ、
マガジンストッパ機構３０を閉じたまま自由にグラブ操
作が行なえるように構成しである。

次に第１図で述べたように燃料交換機８を移動して水中
移送通路６への受は渡し位置で下部ポートコ、７にトラ
ンス７アボー）　１２のスナウト１１を接続したところ
で、グリッパ〕、８によシマガジンチューブ銘に収容さ
れている使用済燃料用をつかむ。ここで当該マガジンチ
ューブのマガジンストッパ機’５ｔ　３ｏを開放し、グ
リッパ操作により下部案内管２９゜下部ポート１７を迫
して使用済燃料を水中移送機１０へ吊り下ろして移し替
える。

上記動作の手順で述べたように、マガジンストッパ機構
３０は、マガジンチューブ２３を通じてグリッパ操作を
行なう際にのみ開放され、それ以外の燃料來合体必等を
マガジンチューブ４内に収容している状態では閉じて燃
料等の自重を支えている。

次ン（かかるマガジンストッパ機構３０およびマガジン
ストッパ開閉操作機構の具体的な実施例を第４図、第５
図、第６図について説明する。すなわちマガジンストッ
パ機構３０は、各マガジンチューブ２；３の下端に溶接
固定されたケーシング３１と、ケーシング３１内の周溝
３２にスライド可能にはめ込まれた１φｊ転リング３３
と、回転リング３３の上面にピン翼を介して軸支された
周上に並ぶ複数枚の開閉爪３５と、開閉爪３５に形成さ
れたカムスリット３６にはまり込む前記ケーシング３１
側に植設されたカムピン３７と、開閉爪３５を常時中央
へ突出す方向に回転リング３３を付勢するよう回転リン
グ３３とケーシング３１との間に寸たがって架設された
付勢ばね３８と、下？ｉＭに噛合いクラッチの爪３９を
有し、かつケーシング３よの周溝底面にあけた周方向の
長孔４０　（第６図）を通して連結ボルト４１によシ前
記の回転リング３３に連結されたクラッチリング４２と
で構成されている。なお第４図における符号４３は回転
リング３３の回転範囲を規制するストッパ、植は第２図
で述べたグラブ２６ρ昇降機構との干渉を避ける切欠き
である。第４図はストッパ閉の状態を示すもので、開閉
爪３５は実線のように燃料通路内へ向けて突き出してお
シ、この状態でマガジンチューブ部に収容されている燃
料夙を開閉爪３５で支える１、これに対し、図示位置か
ら回転リング３３を反時計方向に回転駆動すると、開閉
爪３５はクジフチビン群にガイドされて鎖線位置に後退
し、燃料通路を開放する。

一方、上記のように回動開閉式機構として構成されたマ
ガジンストッパ機構３０を開閉操作する機構は、第２図
に示すように、燃料等の搬出入用案内管２９に連ねて搬
出入案内通路を形成する可動案内管４５をマガジンスト
ッパ機構の開閉アクチュエータとして兼用するように圧
力容器へ上下および回転可能に支承するとともに、この
可動案内管４５に詳細を後述するマガジンストッパ開閉
駆動装置４６を連結して構成されている。ここで可動案
内管４５はその止端に先記したマガジンストッパ機構側
の噛合いクラッチの爪３９と係合し合う爪部４７を有し
、圧力容器壁を貫通して上下および回転可能に支承され
ている。なお４８は貫通部に設けた軸封シールである。

一方、開閉駆動装置４６は、ピストン運動および回転運
動を選択的に行なう油圧式あるいけ空気圧式ンリンダ４
９を駆力機器として、一方では歯車機構５０を介して可
動案内管４５を軸中心のまわりで回動するように可動案
内管へ伝導結合するとともに、他方では昇降支持リング
５ユおよびスンスト軸受５２を介して可動案内管４５を
上下方向へ昇降駆動するように伝導結合して構成されて
いる。かかる構成で、図示待機位置から可動案内管４５
を上昇駆動すれば、噛合いクラッチの爪３９と４７が係
合してマガジンストッパ機構３０に結合される。この状
態で次に可動案内管４５′ｆ：反時計方向に回動させる
と、マガジンストッパ機構３ｏは開閉爪が後退して開く
。この状態ではマガジンチューブｚ３と案内管４５との
間で燃料２４が自由に通過できるようになる。しかも可
動案内管４５は互に爪を噛合う噛合いクラッチを介して
マガジンチューブ側に連結されているので燃料肱の昇降
ガイドが確実に行なえる。

そして燃料等の振出人操作が終了した後に、前記と逆の
手順で案内管４５を下降させることにより、可動案内管
との結合が解けて再びマガジンストッパ機構３０は閉状
態に復帰し、一連のマガジンストッパ開閉操作が終了す
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の燃料交換機によれば、上方に
位置する原子炉との間での燃料等の引抜き。

挿入および下方に位置する水中移送機との間での燃料等
の受は渡しが支障なく円滑に遂行でき、かくして第１図
で述べた新しい燃料交換方式の実現化、並びに該燃料交
換方式に基づく燃料交換設備の合理化および燃料交換時
間の短縮化に大きく寄することができる。しかも燃料等
の搬出入用案内管の一部を可動案内管としてマガジンス
トッパ機構の開閉アクチュエータを兼用するように１−
１更にこの可動案内管に開閉駆動装置を伝導結合して構
成したことにより、構造の簡易化と併せて燃料交換機の
組立１分解等のメンテナンスが容易に行なえ、しかも燃
料の搬出入時を除き常時はマガジンストッパ機構に対し
てその開閉駆動系の機構が切り離れているので互に機械
的に干渉し合うことがなく、シたがってマガジン組立体
の回転動作を阻害する恐れがないなど、燃料交換機全体
としての信頼性向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料交換機を採用した燃料交換設備の
全体の構成配置図、第２図は不発明実施例の主要部の構
成断面図、第３図は第２図における矢視ト１断面図、第
４図は第２図におけるマガジンストッパ機構の詳細構造
を示す拡大平面図、第５図は第４図の縦断面図、第６図
は第５図の矢視Ｖ−■断面図である。 コ・・・原子炉炉心、２・・・圧力管、８　・燃料交換
機、１４・走行台車、１５−・圧力容器、１６・・スナ
ウト、ニア・・下部ポート、１８・・・グリッパ、２Ｑ
・・・マガジン組立体、２３・・・マガジンチューブ、
４・・・燃料集合体、２５・・燃料等の昇降案内管、２
７・・・グラブ機構、即・・・グリッパ案内管、２９・
・・燃料等搬出入用案内管、３０・・マガジンストッパ
機構、３３・・・回転リング、３５・・・開閉爪、３９
　、４’７・・・噛合クラッチの爪、４５・・・可動案
内管、４６・マガジンストッパ開閉駆動装置。 第　２　図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）圧力管形原子炉炉心の下方を走行する走行台車、走
   行台車に塔載した圧力容器、円周上に並ぶ複数本のマガ
   ジンチューブを有し、かつ前記圧力容器内に回動可能に
   支持された回転ドラム式のマガジン組立体、マガジンチ
   ューブに位置を合わせて圧力容器の上部に設けた原子炉
   の圧力管と結合するスナウト付きの燃料等昇降案内管、
   マガジン組立体をゴ夾んで前記案内管の真下に配備した
   原子炉に対して燃料等の装荷、引抜きを行うグラブ機構
   、前記案内管と異なる位置でマガジン組立体を］欠んで
   その上方に設けたグリッパ案内管および下方に設けた下
   部ボート付きの燃料等搬出入用案内管、および各マガジ
   ンチューブの下端ｔて設置された燃料等保持用の開閉式
   マガジンストッパ機構等を具備してなり、かつ前記マガ
   ジンストッパ機構全回動開閉式機構として構成するとと
   もに、前記燃料等搬出入用案内管に連ねてマガジンスト
   ッパ機構の開閉アクチュエータを兼用する上下および回
   転可能に支承された可動案内管をマガジンストッパ機構
   の下方に対向配置し、この可動案内管に該可動案内管を
   上下および回動操作するマガジンストッパ開閉駆動装置
   を連結したことを特徴とする圧力管形原子炉の燃料交換
   機。 ２、特許請求の範囲第１項記載の燃料交換機において、
   マガジンストッパ機構が互に爪を噛合う噛合クラッチを
   介して可動案内管と連結して回動操作される回転リング
   、および前記回転リングの回動に従動して燃料通路−＼
   向けて出入動作する開閉爪を備えたものであることを特
   徴とする圧力管形原子炉の燃料交換機。