JPS5920718Y2 - 原子炉における燃料集合体の偏心検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は原子炉における燃料交換機構にパンタグラフ式
燃料交換機に使用されるグリッパの偏心量検出装置に関
する。

特に高い燃焼度が達成される高速炉の炉心においては、
燃料集合体の変形が著しく、燃料集合体が大きく偏心す
ることがある。

しかし普通燃料交換機のグリッパの位置決めは、最初に
設定された燃料集合体の位置を目標として行われるので
、この場合燃料集合体の取扱ヘッドと燃料交換機のグリ
ッパとの間に大きなずれが生じ、燃料交換時や使用済燃
料集合体の引抜時等に燃料集合体および燃料交換機の双
方に無理がかかり、燃料交換機の故障の原因となる。

従ってこの偏心量を燃料交換を行うのに先立って測定し
、必要に応じて燃料交換機の位置決めを修正する必要が
ある。

本考案はかかる問題に鑑み、構造簡単にして耐熱性、耐
放射性に富み、常に正確な偏心量の測定ができるような
装置をうろことを目的とするものである。

本考案は炉容器の上部開口部を閉塞する回転蓋に設けら
れている回転プラグを貫通し、炉容器内に挿置されてい
る、燃料交換機のホールドダウンユニットの案内管に併
置され、該案内管下部で支持梁を介し保持しているグリ
ッパ案内と、このグツツバ案内に同心的に挿入されてい
て下方が前記グリッパ案内に対して水平方向へ揺動可能
に上端部を前記グリッパ案内内壁に固定し支持されてい
るグリッパ案内管と、パンタグラフ機構を介して前記ホ
ールドダウンユニットの案内管に下部が水平方向へ可動
に支持され前記グリッパ案内管の中へ出入される燃料交
換機のグリッパの水平方向への動きをうけて生ずる前記
グリッパ案内管の水平方向への偏位を炉容器外まで機械
的に伝達するリンク機構と前記リンク機構の動きを炉容
器外で偏位量として測定する機構とから構成される装置
によって上記目的を達成しようとするものである。

以下添付しである実施例の図面に基づいて本考案を説明
する。

第１図は燃料交換機の概要を示す側面図、第２図は第１
図の燃料交換機下部の拡大縦断面図、第３図はリンク機
構の概要を示す概略図、第４図はリンク機構のブツシュ
ロッドの偏位量検出機構を示す概略構成図である。

第１図において参照符号１は、原子炉容器（図示せず）
の上端開口部を閉鎖する回転蓋の中心から偏心した位置
に取り付られ、回転蓋の回動により、炉中心との偏心距
離を半径とする円軌道上を移動するようになる回転プラ
グで゛、この回転プラグ１には燃料交換機が該回転プラ
グ１の軸心と同軸に配設されている。

該燃料交換機は大きくわけてホールドダウンユニット２
、遮蔽弁７およびパンタグラフ運動ツ１−８との３つの
部分からなり、ホールドダウンユニット２は回転プラグ
１上に設けられた操作部３と、この操作部３から回転プ
ラグ１を貫通して、炉容器内に臨む案内管４と、この案
内管４に数本の梁５を介して支持されているグリッパ案
内６とから構成されている。

またパンタグラフユニット８は、案内管４を回転せしめ
る操作部３の上部に設けられている遮蔽弁７を介し、そ
の下部にパンタグラフ機構９（第１図中破線で示されて
いる）を有しその上にスライド弁１０とパンタグラフ機
構収納室１１及び該収納室の上部に設けられているパン
タグラフ機構上下駆動用ホイスト（図示せず）などから
構成されている。

このパンタグラフ機構上下駆動用ホイスト（図示せず）
は、パンタグラフ機構９の上下移動ならびにパンタグラ
フの折りたたみや拡張作用をするように機能する。

またパンタグラフ機構９は、前記パンタグラフ機構上下
駆動用ホイスｌ−（図示せず）に吊下げられているパン
ダグラフ操作部９ｅ（第１図）につながれていて案内管
４内を上下に昇降自在に配設されている昇降部分と、そ
の昇降部分に結合さ！″′Ｌ２本のグリッパ支持アーム
９ ａ 、９ ｂと間隔片９Ｃならびに斜・ビーム９ｄ
とから構成されている。

すなわちグリッパ支持アーム９ ａ 、９ ｂは一端を
グリッパ１２に、他端をパンタグラフ機構９に回動自在
に連結支承されており、２本のグリッパ支持アーム９ａ
、９ｂの間隔を保持し、円滑なパンタグラフ運動を可能
ならしめるための間隔片９Ｃの両端部は、それぞれグリ
ッパ支持アーム９ａおよび９ｂと回動自在に連結支承さ
れている。

そして斜ビーム９ｄも一端をグリッパ支持アーム９ａに
、他端を前記昇降部分（図示せず）に回動自在に連結支
承されているのである。

さらにグリッパ支持アーム９ ａ 、９ ｂとグリッパ
１２とのピンによる結合部分において、グリッパ９ｂの
ピン穴を横方向に大きくあけてグリッパ１２と結合して
いるので、グリッパ１２はグリッパ案内管内で下部の水
平方向への偏位を許容するように構成されグリッパ案内
管に出入される。

このように構成されているパンタグラフ部は前記パンタ
グラフ上下駆動用ホイスＩ−（図示せず）により、前記
昇降部分（図示せず）を上に引きあげることにより折た
たまれ、パンタグラフ機構９の中へ引き込み、さらにこ
れを炉容器外へ引きあげることができるようになってい
る。

一方、上記案内管４に数本の支持梁５で訃ラスを組み保
持されるグリッパ案内６は、長い円筒状のものを、前記
案内管４と相対する部分を、パンタグラフ機構９に支持
されるグリッパ１２がパンタグラフの開閉に従い出入り
可能なように縦方向にその円筒の一部を切欠き、グリッ
パ１２の出入りに支障をきたさぬよう下方部を円筒状の
まま形成されており、無載荷状態のグリッパ１２が挿入
されたときグリッパ１２の軸ばと同心になるように、前
記案内管４に支持されている。

また前記グリッパ案内６の内部には、グリッパ案内６と
同様の理由で下部のみが円筒状でその上部が半周部を縦
方向に切欠かれかつ上端の半円部を外周方向に拡げた状
態でグリッパ案内６の内壁に接合固定されているグリッ
パ案内管１３がグリッパ案内６と同心に配設されている
。

なおグリッパ案内管１３の下端部は、断面形状でハの字
状に若干拡張されている。

従ってグリッパ案内管１３の下端部（円筒部分）は、グ
ツツバ案内６内にあって、あたかも、」二部が固定され
ている半円管状の断面を有する長い弾性体を介して吊下
げられているような状況にあることになる。

換言すれば、前記グリッパ案内６および前記グツツバ案
内管１３の円筒状部分とグリッパ１２との位置関係は、
グリッパ１２を中心にして、その外側にグリッパ案内管
１３があり、さらにその外側にグツツバ案内６が相互に
ある間隔をおいて同心状に配置されていることになる。

グリッパ１２か゛このように位置されることから、グリ
ッパ１２の前後左右すなわち水平方向の偏位は、グリッ
パ案内管１３を介しグリッパ案内６の内部において、相
互に保持される前記間隔の限度中まで許容されることに
なる。

つぎに第２図、第３図に符号１５で示されている偏心検
出用リング、グリッパ案内６ならびにグリッパ案内管１
３との連結関係について説明する。

第２図において１５はこのグリッパ案内管１３の水平方
向の動きを検出する偏心検出用リンクであり、これは第
３図に概略的に示されているようにグリッパ案内管１３
の水平方向の動きを炉容器外へ伝達するクランク軸１６
に連結されている。

すなわち偏心検出用リンク１５はグリッパ案内管１３の
燃料交換器のパンタグラフアームと直角方向（接線方向
）の偏位を検出するためのもので、これはグツツバ案内
管１３の外側に取り付けられている。

そしてグリッパ案内管１３の半径方向（パンタグラフア
ーム方向）の移動にはクランク軸１６は追従しないよう
に連結されている。

従ってグリッパ案内管１３のパンタグラフアームと直角
方向の偏位は、偏心検出用リンク１５に伝えられ、クラ
ンク軸１６を矢印Ａ方向に振らせさらにブツシュロッド
１９を上下させるのである。

この偏心検出用リンク１５にはクランク軸１６が結合さ
れている。

このクランク軸１６はグリッパ案内６およびホールドダ
ウンユニット案内管４にそれぞれ設けられた軸受１７，
１８で支持されている。

クランク軸１６の他端にはブツシュロッド１９が連結さ
れている。

このブツシュロット凹９はホールドダウンユニット案内
管４の枠組の中を通って更に上部の遮蔽を貫通し、原子
炉外にまで伸びている。

ブツシュロッド１９の自重はスプリング（図示せず）で
バランスされ、常時クランク軸１６を軽く押えているよ
うになっている。

ブツシュロッド１９の他端は通常燃料交換機の操作部３
の中におかれるが、ここは原子炉遮蔽の外にあり、また
温度も常温で容易に接近できるので、通常の機械的ある
いは電気的な方法でブツシュロッド１９の上端の動きを
検出することか゛で゛きる（第４図）。

同様に燃料交換機のパンタグラフアーム方向（半径方向
）のグリッパ案内管１３の偏位を検出するために、グリ
ッパ案内管１３の前記偏心検出用リンク１５と直角の位
置で外側に取りつけられた偏心検出用リンク２０がある
、この偏心検出用リンク２０は接続ロッド２１に結合さ
れている。

偏心検出用リンク２０の動きは接続ロッド２１を矢印Ｂ
方向に動かす。

この接続ロッド２１は、ホールドダウンユニット案内管
４に設けられる軸受２２で支持された回転アーム２３に
連結されておりこの回転アーム２３によって上下方向に
動かされるブツシュロッド２４に連結されている。

ブツシュロッド１９．２１の端部にその上下動を検出す
る装置が設けられている。

すなわち第４図の参照符号２５はブツシュロッド１９．
２４に設けられたラックで゛あり、このラック２５は、
回転軸２９に同軸に固定され、かつ、回転軸２９を支承
する軸受２７．２８の間に位置するピニオン２６と噛合
っており、ブツシュロッド１９．２４の上下動を回転運
動に変換するように仕組れている。

さらに回転軸２９の回転は、増幅機３０を介し、可変抵
抗器あるいはシンクロ発信器（パルス発信器）からなる
変換器３１に伝えられる。

この変換器３１からの信号はケーブル３２および増幅器
３３を介して伝送され、表示器３４で表示、記録あるい
は指示される。

この表示器３４は変位の測定の目的に合せ、光学的な計
器、記録紙、あるいは指針表示などが好適である。

以上の如く構成された本考案装置の動作について説明す
ると、まず回転プラグ１の移動と案内管４の回転により
グリッパ１２および゛グリッパ案内管１３は燃料要素の
標準位置に位置決めされる。

次にグリッパ１２を下降して燃料集合体１４の取扱ヘッ
ドに挿入され、グリッパ１２の先頭部に収容されている
爪を開いてグリッパ１２の爪を燃料集合体上部の爪に結
合させ燃料集合体をつかみ上げる。

この場合グリッパ１２の先頭部および燃料集合体１４の
取扱ヘッドには、第２図に示されているようにテーパが
つけられていて、このテーパか゛燃料集合体の取扱ヘッ
ドのテーパと重なり合ってグリッパには燃料集合体１４
の中へ導かれて両方の中心が合うので、たとえば最大４
Ｑｍｍの偏心があってもグリッパ１２と燃料集合体１４
の取扱ヘッドと結合できる。

グリッパ１２と結合した燃料集合体１４は、グリッパ支
持アーム９ ａ 、９ ｂを上方へ引張ることによって
グリッパ１２を上方へ持ち上げ、グツツバ案内管１３内
を上方へ移動する。

一方、ホールドダウンユニットの案内管４に支持された
グリッパ案内管１３は、グリッパ１２との間隙が非常に
小さく作られているので、グリッパ１２の水平方向の変
位に応じて、水平方向にすなわち前後左右に変位する。

このグリッパ案内管１３の偏位は上述した偏心検出用リ
ンク１５と２０とにより検出され、ブツシュロッド１９
ないし２４の上下動に変換される。

このブツシュロッド１つないし２４の上下動は、ラック
２５とピニオンギア２６とにより回転運動に変換され、
この回転運動は表示器３４により測定される。

この表示器に表示された偏位量に基づき、制御機構を働
らかせグリッパ１２と燃料素子１４との軸心を一致させ
、爾後の作業が行なわれる。

なお、リンク機構のブツシュロッド１９．２４は自重に
よって常に下方に押されているので、リンク機構のジヨ
イントや軸受はかなりのギャップを持たせても測定精度
に影響しないようになっている。

従って高温のナトリウム中に長期間放置してもかじりや
固着などが起りに＜＜、熱変形などにも比較的影響を受
けにくいのである。

以上のように構成された本考案によれば不透明なす１ヘ
リウムの中でも、正確に燃料集合体の変位を検出するこ
とができ、燃料集合体や燃料交換機の過負荷を未然に防
止することができる。

また炉容器内には構造簡単なリンク機構が臨んでいるだ
けなので、耐熱性、耐放射性およびナトリウムとの共存
性などの問題は容易に解決できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、燃料交換機の概略側面図、第２図は第１図の
燃料交換機の下部の部分拡大図、第３図は偏心検出装置
のリンク構成の概要図、第４図はリンク機構のブツシュ
ロッドの偏位量検出機構を示す概略構成図である。 ５・・・・・・グリッパ案内の支持梁、６・・・・・・
グリッパ案内、８・・・・・・パンタグラフユニット、
９・・・・・・パンタグラフ機構、１２・・・・・・グ
リッパ、１３・・・・・・グリッパ案内管、１５．２０
・・・・・・偏心検出用リンク、１５ａ・・・・・・ロ
ッド、１５ｂ・・・・・・バー、１５ Ｃ・・・・・・
軸受、１６・・・・・・クランク軸、２３・・・・・・
回転アーム、１７ 、１８，２２，２７．２８・・・・
・・軸受、１９．２４・・・・・・ブツシュロッド、２
５・・・・・・ラック、２６・・・・・・ピニオンギア
、２９・・・・・・回転軸、３０ 、３３・・・・・・
増幅器、３１・・・・・・可変抵抗器、３４・・・・・
・表示器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炉容器の上部開口部を閉塞する回転蓋に設けられている
   回転プラグを貫通し、炉容器内に挿置されている燃料交
   換機のホールドダウンユニットの案内管に併置され該案
   内管下部で支持梁を介し保持しているグリッパ案内と、
   このグリッパ案内に同心的に挿入されていて下方が前記
   グリッパ案内に対して水平方向へ揺動可能に上端部を前
   記グリッパ案内内壁に固定し支持されているグリッパ案
   内管と、パンタグラフ機構を介して前記ホールドダウン
   ユニットの案内管に下部が水平方向へ可動に支持され前
   記グリッパ案内管の中へ出入される燃料交換機のグリッ
   パの水平方向への動きをうけて生ずる前記グリッパ案内
   管の水平方向への偏位を炉容器外まで機械的に伝達する
   リンク機構と、前記リンク機構の動きを炉容器性で偏位
   量として測定する機構とから構成したことを特徴とする
   原子炉における燃料交換機の偏心量検出機構。