JPS5999298A - 多数本の燃料棒を掴む装置 - 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】 本発明は、核燃料集合体から燃料棒を取り出す装置に関
し、より詳細には、核燃料集合体から複数の燃料棒を同
時に取り出す装置に関する。

原子炉を一定期間運転した後、原子炉の炉心となる燃料
集合体を再配置して、貧化した即ち使用済の燃料集合体
を新しいものと取り換えなければならない。使用済の燃
料集合体は反応容器から取り出して、反応器の側にある
水のプール中で貯蔵するのが普通である。従来技術の燃
料集合体は、燃料棒のほかに、たとえば格子や制御棒案
内チー−ブ等の構造材を含むので、貯蔵プールでは個々
の燃料棒が必要とするよりも大きなスペースが使用済の
燃料集合体によって占められる。貯蔵プールの容積は１
恨られているから、燃料棒を密着充填の列状で貯蔵し支
持構造材を最小限にして、所定容積の貯蔵プール中に貯
蔵できる使用済の核燃料の量を最大にすることが望まし
い。そうすることにより燃料棒が原子炉敷地から運び出
されて貯蔵又は再処理されるまでの間の使用済燃料棒の
貯蔵能力を増大させることができる。

貯蔵される使用済燃料の容積を最大にするために使用済
燃料を再配列する一つの方法は、燃料集合体から使用済
の燃料棒を取り出し使用済燃料棒を密に充填された列状
で貯蔵する方法である。しかしながら、使用済の燃料棒
は原子炉運転中に照射を受けているから、放射性が高く
、燃料棒を冷却媒に浸漬した状態で遠隔操作によって取
り扱うことしかできない。使用済燃料集合体が放射性で
あるため、使用済燃料集合体の移送の困難性が増すだけ
でなく、燃料集合体を　５− ばらして使用済の燃料棒を貯蔵する」−での困難性も増
大する。

従って、本発明の第一の目的は、使用済の燃料集合体か
ら効率良く使用済燃料棒を取り出す装置を提供すること
である。

上記の目的を考慮し、本発明は、核燃料集合体から多数
本の核燃料棒を引き出して掴む燃料棒把持装置であって
、燃料集合体から引きＨｌす燃料棒の配置状態と対応す
る複数のテーパ付き孔部を持つ停車プレートと、前記停
車プレートの一端部に接続された複数の取付はロッドと
、前記取付はロアドの他端部に接続された支持プレート
と、前記支持プレートと前記係１１ニブレートの中間部
分の前記取付はロッドに滑動自在に配設さねている上部
プレートと、前記上部プレートを貫通して滑動自在に配
設されている複数のシャツ）＆、各々が前記シャフトの
１木に取り付けた閉じた端部と前記のテーパ付き孔部内
に前記燃料棒の１木を受容して掴み取る開放端部とを持
つ金属製で可撓性で実質的に円筒形の　６− 中空コレットと、前記コレットと前記」二部プレートの
中間部の前記の各シャフトの周」二に配設され前記コレ
ットを前記係１１ニブレート方向に付勢する付勢手段と
、前記支持プレート上に配設さ才］前記」二部プレート
と接続さ旧ていて前記取付はプレートに対して前記上部
プレートを選択的に相対移動させることにより前記コレ
ットを前記のテーパ付き孔部に押し大和で前記燃料棒を
把持するψ動手段とから成ることを特徴表する把持装置
を提供せんとするものである。

添附の図面を参照しながら以下に説明する本発明の実施
例の記載から、本発明をより容易目。

つ明確に理解できるものと考える。

第１図において、燃料集合体２０は、燃料棒２２古、格
子２４と、底部ノズル２６と、上部ノズル２８と、案内
チューブ３０とから成る。燃料棒２２は、核燃料ペレッ
トを収納し端部プラグによって両端部が密栓されていて
細長い円筒形金属製チューブである。燃料棒２２は、は
ゾ長方形の列状に配置さ石、格子２４によって所定位置
に滑動自在に保持されている。格子２４は、燃料集合体
の長手方向の幾つかの位置に配置され、各燃料棒を離間
位置させ、チューブ３０を互いに適宜に離して置いて、
核反応器の冷媒を燃料棒２２と熱交換させて循環させる
役割を果たす。案内チューブ３０は、燃料集合体の内部
に配設される。案内チー−ブは制御棒３２を受は入ねる
こ、Ｌができる中空円筒形金属製チューブである。案内
チューブ３０は、上部ノズル２８、格子２４及び底部ノ
ズル２６に取り付けられ、燃料集合体２０を支持してい
る。

さて、第２図を参照して説明を続けると、燃料集合体２
０から燃料棒２２を引き出すことを望むときには、内部
切除案内チューブ３０等の各種の手段を用いて」二部ノ
ズル２８を燃料集合体２０から取り除くことができる。

上部ノズル２８を取り除いた後、多数本の燃料棒を把持
する装置（この装置全体を符号３４で示す）を燃料集合
体２０の］二部に位置させることができる。

第２図〜第４図において、把持装置３４は、燃料棒２０
を挿入できる複数のテーパ付き孔部３８を持つ係１１ニ
ブレート３６を有する。こｆ］らのテーパ付き孔部３８
は、燃料集合体２０から取り出す燃料棒２２の数に対応
させて配置さυている。各テーパ付き孔部３８は、−側
部に燃料棒２２を受容する第一テーパ４０を持ち、他側
部にはコレット４４を受容する第二テーパ４２を持つ。

第一テーパ４０ハ異なる寸法の燃料棒２２が容易にテー
パ付き孔部３８に入り中心部に位置させら１するように
設計さネ、第二テーパ４２は約６度の角度がついていて
コレット４４を挿入し燃料棒２２の上方に位置できるよ
うに設計されている。第二テーパ４２の機能としては、
コレット４４を後退させた時以外は燃料棒２２の保持に
よってコレットが事故により引き込まれることがないよ
う自己係止する機能もある。

把持装置３４は、複数の取付は棒４８が滑動自在に貫通
配置される上部プレート４６を有する。取付は棒４８の
一端部は係止プレート３６に取り付けられ、他端部は支
持プレート５０に取り付けられている。取付は棒４８は
駆動プレート５２にも貫通＝　９− 配置されており、駆動プレート５２は複数のピン５４に
よって上部プレート４６に接続さねている。

複動泪１圧シリンダーのような駆動手段５６が支持プレ
ート５０に取り付けらね、支持プレート５０を介して延
び即動プレート５２に取り付けられているピストン５８
がある。駆動手段５６は更に支持アーム６０に取り付け
らｎ、把持装置３４を燃料集合体２０と一定相対関係を
なすよう支持している。

駆動手段５６は、ピストン５８と駆動プレート５２とを
係止プレート３乙に対して、選択的に相対移動させる手
段である。駆動プレート５２はピン５４によって上部プ
レート４６に接続さ１１、駆動プレート５２及び上部プ
レート４６は取付は棒４８上に滑動自在に配設さねてい
るから、ピストン５８が動くと、上部プレート４６及び
駆動プレート５２は、第６図及び第４図に示すように、
支持プレート５０及び係１１ニブレート６６に対して相
対移動する。

各コレット４４は、燃料棒２２の上方に配設されテーパ
つき孔部６８に挿入できる開口端部を持つ実質的に中空
の円筒形金属製部材である。コレ　１０− ット４４は１７−４ＰＨステンレス鋼製にすることがで
き、内部に少なくとも２木の長手方向スロット６２があ
る。各長手方向スロット６２はコレット４４の開口端部
からコレット全長のはゾ半ばに達し、スロットの終端部
は実質的に円形の開口部になっている。コレット４４の
開口端部にはテーパ付き案内縁部６６があり、テーパ付
き孔部６８中への挿入をし易くなっている。長手方向ス
ロット６２によってコレット４４には充分な弾性が与え
られ、横断方向の幅が異なっている燃料棒２２を把持す
るようテーパ付き孔部３８中の燃料棒２２の上方にコレ
ット４４を挿入できる。コレット４４が柔軟で弾力性を
持っているので、燃料棒２２を損傷することなく燃料集
合体２０から燃料棒を取り出すために、コレット４４に
より燃料棒２２をしっかりと把持することができる。円
形開口部６４もストレスの集中をもたらすことなく、コ
レット４４の弾性を高める。

各コレット４４は、閉鎖端部に取り付けらねるか又は閉
鎖端部と一体構造の金属製シャフト６８を有し、各シャ
フト６８は滑動自在にに１部プレート４６に貫通配置さ
豹ている。各シャフト６８は、上部プレート４６の上面
で各シャフトの端部に付設されたナツト又は保持リング
の如き保持装置７０を有し、この保持装置７０により、
シャフト６８は上部プレート４６からはずｎないよう防
１にされている。各シャフト６８は、シャフト６８の周
囲のコレット４４と上部プレート４６との間に配設され
コレット４４を−Ｌ部プレート４６から遠ざかる方向に
付勢又は押圧しているコイルばねの如き付勢手段がある
。

シャフト６８及びシャフトと組みになったコレット４４
の数並びに位置は、テーパ付き孔部３８の数並びに位置
と対応し、テーパ付き孔部３８の数並びに位置は燃料集
合体２０から取り出す燃料棒２２の数並びに位置と対応
している。

把持装置３４は川に、係１ドブレート３６の一端部に取
り付けられ十部プレート４６と接触配置されていて、係
１１ニブレート３６に対する上部プレート４６の移動を
制限している複数の円筒形係１に１部３４を有する。

次に、本発明装置の操作について述べる。

たとえば費消燃料補給プログラムに従って燃料集合体か
ら何本かの燃料棒を取り出そうと考えたときには、燃料
集合体２０を係１に装置上に位置させて底部ノズル２６
をしっかりと保持させる。

次に、上部ノズル２８を取り除き、把持装置３４を第２
図に示すように、支持アーム６０により燃料集合体２０
の上方に位置させる。次いで、把持装Ｆｔ５４を燃料集
合体２０に向けて下げ除去する燃料棒の全てが係１にプ
レート３６のテーパ付き孔部３８の内部に位置するよう
にする。この位置関係を第６図に示しであるが、コレッ
ト４４は燃料棒２２の上方に位置しているけれども係１
１：状態にはない。次に、駆動手段５６を始動させると
、ピストン５８が延びる。ピストン５８が延びると、駆
動プレート５２及び上部プレート４６が取付は棒４８に
沿って係＋ｌニブレート３６に向かって滑動して、最終
的には第４図に示すように上部プレート４６が係止部７
４に当たる。上部プレート４６が係１１ニプレー　１３
− ト３乙に向かって移動するにつわて、付勢手段７２は圧
縮され、シャフト６８は上部プレート４６を通って突き
出る。付勢手段７２の圧縮により、コレット４４は更に
深くテーパ付き孔部３８に押し入れラワる。コレット４
４がテーパ付き孔部３８に挿入されるに伴ない、縁部６
６は第二テーパ４２と接触し、第二テーパによってコレ
ット４４は燃料棒２２を堅固に把持するよう強いられる
ことになる。

コレット４４が可撓性を持つこと及び第二テーパの作用
により、横断面の幅が異なる各種の燃料棒２２がコレッ
ト４４により把持可能になる。コレット４４をテーパ付
き孔部６８に挿入しつ＼シャフト６８を上部プレート４
６に対して独立に滑動させることができるので、コレッ
ト４４はテーパ付き孔部３８の特定深さ位置で特定寸法
の燃料棒を掴むことになり、その結果、各種の異なる寸
法の燃料棒２２を把持するコレット４４の能力が高まる
ことになる。シャフト６８は互いに独立して各個に」二
部プレート４６に対して相対移動させることができるの
で、各孔部内にある特定の燃料棒と＝１４− 係合させるためには、単に対応するテーパ付き孔部６８
に各コレット４４を挿入するだけでよい。

斯くして、把持装置３４は同一の又は異なる寸法を持つ
複数の燃料棒を引き出すことができる状態になる。

コレット４４が燃料棒２２を掴んだ状態で、支持アーム
６０を始動して、把持装置３４と該装置によって掴まれ
た燃料棒２２とを燃料集合体２０に対して相対移動させ
ることができる。このようにして、複数本の燃料棒２２
を同時に燃料集合体から引き出すことが可能になる。コ
レット４４が弾性を持ち第二テーパ４２の独特の形状に
より、駆動手段５６への動力供給が中断された場合でも
、燃料棒２２はコレット４４から抜は落ちない。逆に、
燃料棒２２をコレット４４から離すためには、駆動手段
５６を動かしてピストン５８を後退させ、コレット４４
をテーパ付き孔部３８から引き出さなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、燃料集合体及び制御棒機構を示す斜視図であ
る。 第２図は、燃料集合体及び把持装置を示す立面図である
。 第３図は、係止解除位置にある把持装置の一部を断面で
示す立面図である。 第４図は、係止位置にある把持装置の一部を断面で示す
立面図である。 ２０・・・核燃料集合体、２２・・・核燃料棒、３６・
・・係ＩＦプレート、３８・・・テーパ付き孔部、４４
・・・中空コレット、４６・・・上部プレート、４８・
・・取付は口・７ド、５０・・・支持プレート、５６・
・・駆動手段、６８・・・シャフト、７２・・・付勢手
段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　核燃料集合体から多数本の核燃料棒を引き出して
   掴む燃料棒把持装置であって、燃料集合体から引き出す
   燃料棒の配置状態と対応する複数のテーパ付き孔部を持
   つ係止プレートと、前記係止プレートの一端部に接続さ
   れた複数の取付はロッドと、前記取付はロッドの他端部
   に接続された支持プレートと、前記支持プレートと前記
   係＋１−．プレートの中間部分の前記取付はロッドに滑
   動自在に配設されている上部プレートと、前記上部プレ
   ートを貫通して滑動自在に配設さねている複数のシャフ
   トと、各々が前記シャフトの１木に取り付けた閉じた端
   部と前記のテーパ付き孔部内に前記燃料棒の１木を受容
   して掴み取る開放端部とを持つ金属製で可撓性で実質的
   に円筒形の中空コレットと、前記コレットと前記上部プ
   レートの中間部の前記の各シャフトの周上に配設され前
   記コレットを前記係止プレート方向に付勢する付勢手段
   と、前記支持プレート上に配設され前記上部プレートと
   接続されていて前記取付はプレートに対して前記上部プ
   レートを選択的に相対移動させることにより前記コレッ
   トを前記のテーパ付き孔部に押し入れて前記燃料棒を把
   持する駆動手段とから成ることを特徴とする把持装置。 ２、　前記コレットが、前記開口端部からコレット長さ
   のはゾ半分の長さの位置にまで延びている長手方向スロ
   ットを有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の把持装置。 ３、　前記付勢手段が、前記シャフトの周囲に配設され
   たコイルばねであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の把持装置。 ４、　前記係１１ニブレートと前記上部プレートとの中
   間位置で前記係１１ニブレートに取り付けらね、前記上
   部プレートの移動を制限する複数の円筒形係１ト部を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又
   は第３項に記載の把持装置。 ５、　前記コレットの開口端部付近に前記伴出プレート
   中への挿入を容易にするテーパ付き縁部が前記コレット
   に設けられており、前記係１１ニブレートには、−側部
   に前記燃料棒の挿入を容易にする第一テーパが設けらね
   、他側部に１１ｊ記コレツトの挿入及び圧縮を容易にす
   る第二テーパが設けら才１ていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第４項の何わかに記載の把持装置
   。 ６、　前記第二テーパの角度かはゾロ度であることを特
   徴とする特許請求の範囲第５項に記載の把持装置。 乙　前記把持装置は前記支持プレートと前記上部プレー
   トの中間部分の前記取付は棒上に滑動自在に配設され前
   記上部プレートに接続されている駆動プレートを有し、
   前記駆動手段が前記支持プレートに取り付けられた複動
   液圧シリンダーであって前記支持プレートを貫通し前記
   駆動プレートに接続されているピストンを持つ複動液圧
   シリンダーから成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第６項の何ｔ１かに記載の把持装置。 ８、　前記の各シャフトに保持装置が付設さ才］ていて
   前記シャフトを前記上部プレート上に保持していること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の把持装置。