JPS60152990A - 核燃料棒の持ち上げ装置 - 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】 本発明は持ち上げ工具に関し、特に、使用済みの又は損
傷した燃料集合体内の個々の燃料棒を検査のため持ち上
げるのに、原子炉設備の使用済み燃料ビットの水中下で
使用するのに適した流体作動式の工具に関するものであ
る。

発電用に使用される型式の原子炉は、適当な配列に並べ
られた多数の燃料集合体を有する。各燃料集合体は、端
栓で封止された被覆管内に積み重ねられた燃料ベレット
からなる多数の燃料棒から構成されている。燃料棒は、
長さ方向に隔置された格子と、該格子、上部ノズル及び
下部ノズルを相互に結合すると共に、燃料棒の端部を越
えて延びる制御棒案内筒とから構成される骨格構造によ
って、列状に編成し保持されている。通常、該燃料棒は
格子にあるばねによって軸方向の所定位置に保持される
。

原子炉を最初に据え付けている間に、及び燃料交換のた
め原子炉を定期的に停止している開に、燃料棒は、漏洩
を生じさせて一次冷却材を汚染させるかも知れない損傷
について検査を受ける。即ち、燃料棒の金属被覆管はそ
の内部の放射性核燃料に対する一次封じ込め境界を構成
している。燃料棒には供用中に割れ、ピンホールその他
の欠陥が生ずることがあり、この欠陥は検査しなければ
ならない。しかし特に、燃料棒は相互に非常に接近した
関係で配設されると共に燃料集合体の一体部分であるの
で、この検査は難しい作業である。

典型的には、かかる検査は、照射済み燃料集合体を水の
ような中性子吸収液に浸けておく、原子炉設備の使用済
み燃料ビット内で行なわれる。従って、照射済み燃料集
合体の検査は水中の難しい条件下で行なわれることが分
かる。

また、燃料集合体は、特に長手方向に隔置された格子に
あるばねと燃料棒との接触点で、腐食又は摩耗を受ける
ことがある。燃料集合体をこれ等の接触、慨について検
査するには、遠隔制御のカメラにより検査するため、燃
料棒をばねによって係止されていた領域を超えるように
若干持ち上げる必要がある。しかし、従来は、検査のた
め燃料集合体中の燃料棒を選択的に持ち上げるべく水中
下で作動可能になっている精確な工具は利用できなかっ
た。従って、完全に水中下にある間の照射済み燃料集合
体の検査を容易にするため、このような工具の要望があ
る。

本発明は、先行技術に関連した上述の問題及びその他の
問題を解決する装置を提供するものである。本発明によ
れば、支持板上に配置された燃料集合体中の核燃料棒を
持ち上げる装置は、可動の７レーム、該フレームと前記
燃料集合体の燃料棒との間の調節可能な所定の整列を行
う７レーム位置決め装置、垂直移動可能に前記フレーム
上に支持されたプレート、水平移動可能に該プレート上
に支持され、一端が燃料棒の所定部分に係合するように
なっているヨーク、該ヨークを燃料棒に係合する延長位
置と燃料棒から離脱する後退位置との間に選択的に移動
させるべく、該ヨーク及びプレート間に結合された第１
シリンダ・ピストン装置、及び前記ヨークに係合した燃
料棒を選択的に垂直移動させる第２シリング・ピストン
装置を備えている。

一例として示されている好適な実施例の説明においては
、予め選択された燃料棒を水中下の燃料集合体の周辺に
沿って持ち」二げるのに特に適する装置又は工具が記載
されている。この装置は隔置された２枚のプレートを含
む剛な７レームを有する。上側プレートは工具操作棒に
結合可能になっており、この工具操作棒によって、該装
置は水中下にありながら遠隔操作することができる。７
レームの下側プレートは、支持板にある複数の工具割り
出し穴と整列するようになっている位置決めピンを備え
る。工具割り出し穴は、燃料集合体が配設されるブロッ
クの近傍に設けられており、隣り合う工具割り出し穴間
の間隔は燃料集合体中の周辺にある隣接燃料林間の間隔
に対応する。該装置の７ソーム内には、中間プレートが
複動型シリンダに応動して垂直に移動可能に装着されて
（する。

一端で燃料棒の一部に係合可能となってν・るヨークは
、別の複動型シリンダに応動して水平移動可能にこの中
間プレートに装着されている。燃料集合体をブロック上
に配置し、工具を支持板上に位置決めした後、水平シリ
ンダを最初に作動し、続いて垂直シリンダを作動するこ
とによって、希望の周辺燃料棒を検査のため所定距離持
ち上げる。

添付図面に関する以下の詳細な説明を参照することによ
って、本発明を一層良く理解しうるであろう。

同一符号は同−又は対応部分を示す図面、特に第１図を
参照すると、原子炉１０がコンクリート製囲壁１２内に
支持された典型的な原子炉設備が示されている。囲壁１
２は、原子炉１０の上方にプール１６を含むドーム状の
コンクリート裂開い１４の一部を形成するものである。

囲い１４はその下方部分のみが図示されており、適当な
構造のものでよい９通常の運転中、プール１６の内部は
空であるが、燃料交換作業中には、符号１８で示すレベ
ルまで水で満すこされており、従って、燃料集合体２０
は常ｔこ水中にある。適当なりレーンその他の昇降設備
力ｆ囲〜１１４の上方部分内の軌道（図示しない）上に
設けられていて、燃料集合体２０を、天井クレーンから
垂下する適当な昇降装置２２によって原子炉１０から持
ち上げる。プール１６と連通する、或はプール１６の一
部であるコンクリート製の燃料交換キャナル２４は、図
示のように、囲い１４の外壁まで延びている。

囲い１４の外側にはコンクリート製の使用済み燃料ビッ
ト２６が設けられている。この使用済み燃料ビット２６
は水で満たされており、そのレベル２８はレベル１８に
等しい。燃料交換キャナル２４及び使用済み燃料ビット
２６は通孔３０で接続されており、この通孔３０が適当
な移送装置（図示しない）による原子炉囲い１４からの
燃料集合体の移送を可能にしているので、燃料集合体を
安全に水中に沈めたまま使用済み燃料ビット中で検査す
ることがでトる。

後から詳しく説明するように、本発明は、検査のため燃
料集合体２０内の周辺燃料棒を選択的に持ち上げるべく
使用済み燃料ビット２６内の水中で使用される装置に向
けられでいる。

本発明による燃料棒の持ち上げ装置３２はｔ！４２図〜
＃４図に図示されている。該装置３２は、一対の垂直棒
４０によって相互に結合された一対のプレート３６及び
３８から構成される剛なフレーム３４を備える。図から
理解されるように、棒４０の下端は縮小されていて、下
側プレート３８ｔこある穴に具合よく受け入れられると
共に、下側プレー）３８を完全に貫通するか或はその下
面から突き出ることなく、溶接部４２によって下側プレ
ート３８に固着されている。ナツト４４がねじを切った
棒４０の縮径上端部に設けられでいて、上側プレート３
６を棒に固定して７レーム３４を形成している。この上
側プレート３６はナツト４８その他の適当な締結具によ
って工具操作枠４６に結合可能になっている。該装置３
２は、使用済み燃料ビット２６上方のクレーン（図示し
ない）から工具操作棒４６を介して操作される。後から
詳しく説明するように、燃料集合体２０に関して装置３
２を整列させるため、一対の位置決めピン５０が下側プ
レート３８から垂下して（する。

また、装置３２は案内５４に沿って垂直移動可ｖＩＪｌ
こ支持された可動の中間プレート５２も備えてしする。

案内５４は適当な構造のものでよい。例えば、図示のよ
うに各案内５４は、下側プレート３８に装着されたステ
ンレス鋼製の支持棒５６を含んでいる。支持棒５６の縮
小した上端はカラー５８を貫通し、中間プレーＬ５２に
ある穴ｌこ連絡している。カラー５８の内側にブロンズ
製ブツシュ５９を設けて、支持棒５６に対する相対的な
滑動を容易にすることができる。

中間プレートの昇降のため、プレート３８及び５２間に
複動型シリング６０を接続する。

中間プレー）５２−１＝で対峙する一対の滑り案内路６
４の間にはヨーク６２が水平移動可能に支持されている
。該ヨーク６２の先端部は、燃料棒の面取りされた下側
端栓に係合するため、緑が面取りされたほぼＣ形に形成
されている。第２図は延長位置にあるヨーク６２を実線
で、後退位置にあるヨーク６２を仮想線で示している。

複動型シリンダ６６は、燃料棒との係合のためヨークの
選択的な水平移動を行うべく、ヨーク６２及び中間プレ
ート５２間に接続されている。

この装置３２は以下のように作動する。ブロック７０、
案内ビン７２及び案内治具８３を含む支持板６８を使用
済燃料ラック上に位置決めする。案内治具８３は約６０
ｃｎ＋（２４ｉｎ）ｆｆｉ料セル中に延入することによ
って、燃料セル上に支持板６８を位置決めする。次に、
燃料集合体２０は、一本のみ図示されている２本の燃料
集合体案内ビン７２の双方を、燃料集合体２０の下部ノ
ズル７４と協働して使用することにより、ブロック７０
上で垂直位置に位置決めされる。下部７ズル７４、一つ
のみ図示されている格子７６及び」二部ノズル（図示し
ない）は燃料集合体２０の骨格構造又は枠体を構成し、
該骨格構造中に燃料棒７８の列が固定される。従って、
ブロック７０及び案内ビン７２は燃料集合体２０を垂直
位置に位置決めするよう作用する。

燃料集合体を希望の位置に位置決めした後、燃料棒持ち
上げ装置３２を操作棒４６によって操作し、燃料棒７８
の１本に関して適切な整列状態に位置決めする。ブロッ
ク７０の側辺及び下側プレート３８の前縁は協働してフ
レーム３４を所定位置に案内する。

ブロック７０の少なくとも一側に沿う支持板６８には割
り出し穴８０が設けられており、該割り出し穴８゜の間
隔、即ちピッチは燃料集合体２ｏにある燃料棒７８と同
一である。また、シリンダ６６の中心線との整列を得る
ため、プレート６８上に罫＃１Ｉ８２を引いて装置３２
の操作を容易にすると共に、持ち上げたい特定の燃料棒
７８に対する適当な割り出し穴中への位置決めビン５０
の位置決めを容易にするのが好適である。

装置３２を希望の周辺燃料棒７８の近傍に位置決めした
後、最初にシリンダ６６を作動してヨーク６２を燃料棒
の下部端栓に係合させ、次にシリンダ６ｏを作動して、
希望の検査ができるように、燃料棒を所定距離、例えば
約２，５ｃＩＩＩ＜１ｉｎ）持ち」二げる。燃料棒７８
を検査した後、シリンダ６０．次にシリンダ６６を後退
させて、装置３２を希望に従って再び位置決めする。

上述したことがら明らかなように、本発明は先行技術に
優る幾つかの効果を有する新規且つ有用な燃料棒持ち上
げ装置を提供している。効果の少なくとも一つは、本発
明の装置が、燃料集合体中における周辺燃料棒の精確な
係合及び持ち上げを行うため、遠隔制御される水中条件
下において使用するのに特に適していることである。ま
た、本発明の装置は比較的に簡単で信頼性のある構造で
あり、ビン及び割り出し穴によって燃料集合体に関する
精確な位置決めをするのに適している。その他の効果は
当業者にとって自明であろう。

本発明の特別の実施例を図面に示し、以」二のように詳
細に説明してきたが、本発明は開示した実施例に限定さ
れるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明
の権利範囲内に入る諸要素の種々の代替物、均等物、改
変例、配列変更も含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を含む典型的な原子炉設備の断
面図、第２図は燃料集合体の近くに位置決めされた本発
明の装置の実施例を（部分的に切除して）示す側面図、
第３図は本発明の装置の一部切除した端面図、第４図は
第２図の９４−４に沿って矢印の方向に切断した水平断
面図である。 ２０・・・燃料集合体　３０・・・７レーム３２・・・
持ち上げ装置　３６・・・」二側プレート３８・・・下
側プレート４０・・・剛な棒５０・・・位置決めビン　
６０・・・ンＩＪ　ンｆ６２・・・ヨーク　６６・・・
シリンダ６８・・・支持板　７ｏ・・・ブロック７８・
・・燃料棒　８０・・・割り出し穴８２・・・罫線 出願人　ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポ
レーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）支持板上に配置された燃料集合体中の核燃料棒を持
   ち上げる装置であって、 可動の７レーム、 該７レームと前記燃料集合体の燃料棒との間の調節可能
   な所定の整列を行う７レーム位置決め装置、 垂直移動可能に前記フレーム上に支持されたプレート、 水平移動可能に該プレート上に支持され、一端が燃料棒
   の所定部分に係合するようになって（箋るヨーク、 該ヨークを燃料棒に係合する延長位置と燃料棒から離脱
   する後退位置との間に選択的に移動させるべし該ヨーク
   及びプレート間に結合された第１シリンダ・ピストン装
   置、及び 前記ヨークに係合した燃料棒を選択的に垂直移動させる
   第２シリング・ピストン装置、を備える核燃料棒の持ち
   上げ装置。 ２）前記７レームと前記燃料集合体中の燃料棒との間の
   調節可能な所定の整列を行う前記フレーム位置決め装置
   にある割り出し穴に整列可能に前記フレームに取着され
   た位置決めビンを有する特許請求の範囲第１項記載の核
   燃料棒の持ち上げ装置。 ３）前記フレーム位置決め装置は、支持板と、燃料集合
   体を上昇位置に支持するための前記支持板上のブロック
   とを有し、支持板にある前記割り出し穴は、前記燃料集
   合体の隣合う周辺燃料棒の間隔に対応する所定の間隔で
   、前記ブロックの少なくとも一側近傍に配設されている
   特許１ｌＩＩＴｃの範囲第２項記載の核燃料棒の持ち上
   げ装置。 ４）前記フレームは、上側プレートと、下側プレートと
   、該上側及び下側プレート間に剛に固着された複数の棒
   とを備える特許請求の範囲第２項記載の核燃料棒の持ち
   上げ装置。 ５）前記第１及び第２シリングはそれぞれ複動型空気シ
   リングである特許請求の範囲第２項記載の核燃料棒の持
   ち上げ装置。 ６）前、記支持板の割り出し穴への前記位置決めビンの
   位置決めを容易にするため前記支持板上に詳線を有する
   特許請求の範囲第２項記載の核燃料棒の持ち上げ装置。