JPS60181691A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は冷却材として液体金属を使用する原子炉内の炉
心部に装荷される燃料集合体等の炉心構成要素を交換す
るための燃料交換機に係り、特にグリッパ機構を改良し
た燃料交換機に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、この種の燃料交換機は原子炉内の炉心部に新燃
料集合体を装荷したり、または、炉心部にて燃焼された
使用済燃料集合体を原子炉外に取り出すためのものであ
り、これら燃料集合体等の炉心溝成喪影珊手部を掴み持
するためのグリッパ機構を備えている。

従来のグリッパ機構は炉心構成要素の把手部を掴み持す
るグリッパ爪と、このグリッパ爪を開閉させる開閉ロン
ドと、グリッパ爪が炉心構成要素の把手部に到達した状
態を検知する検知ロンドとを有し、グリッパ爪が炉心構
成要素の把手部に到達したときに、これを掴み持し、ま
たは切離しを適宜性なうようになっている。

ところで、例えば燃料集合体等の炉心構成要素は平面形
状が６角形に形ｇされているので、この燃料集合体を炉
心部から引き抜く際は燃料集合体はその軸周り、すなわ
ち周方向に回動することが無く、円滑に行なうことがで
きる。

しかし、６角形の燃料集合体を、この６角形に適合する
ように形成された炉心部の所要挿入箇所に挿入して装荷
する場合は、燃料集合体が炉心部に対し、適宜角度で挿
入されても確実に炉心部内に挿入されるように自ら回動
して位置決めを行なう、いわゆるセルフオリエンテーシ
ョンを行なうようになっている。したがって、燃料集合
体を炉心部に装荷する場合はこのセルフオリエンテーシ
ョンにより燃料集合体が周方向に所要角度自転する。

しかしながら、従来の燃料交換作業におけるグリッパ機
構は上下方向には移動可能に構成されてい◆るが、周方
向には回動しないようになっている。

このために、燃料集合体を炉心部に装荷する場合は、周
方向に回動する燃料集合体を掴み持するグリッパ爪はそ
の回動力に抗して掴み持するので燃料集合体の−・ンド
リンクヘッドにかじりを生ずる。

また、グリッパ爪の掴み切り離しを検出するための感知
ロンドの先端部が、この先端部と当接しているハンドリ
ングヘッドを、燃料集合体の自転に伴なって摺動してか
じりを生ずる。これにより、場合によってはグリッパ爪
による燃料集合体の切り離しが不可能になる危険性が発
生し、ひいては燃料交換作業の遅滞ないし原子炉稼動率
の低下という問題を惹き起こすようになる。

〔発明の目的〕

本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、簡単な構
成により、燃料集合体等の炉心構成要素が周方向へ回動
する場合は、この炉心構成要素を掴み持しているグリッ
パ機構をその周方向の回動に従動させてグリッパ爪と感
知ロンドによる炉心構成要素へのかじりを確実に防止し
、炉心構成要素を炉心部に円滑に装荷することができ、
その装荷作業の迅速化と、これによる原子炉の稼動率の
向上を図ることのできる燃料交換機を提供することを目
的とする。

〔発明の研−要〕

上述した目的を達成するために本発明に係る燃料交換機
は次のようｖｃｌｉＪ成される。

炉心構成要素の把手部への掴み切り離しを行なうグリッ
パ爪を開閉させる開閉ロッドと、このグリッパ爪による
把手部の掴み切り離しを検知する検知ロンドの上部に接
続された上部検知ロッドと、これら上部感知ニットと開
閉ロンドとを収容するグリッパ筒とを有する燃料交換機
において、上記上部感知ロンドと開閉ロンドとを上下方
向にそれぞれ分割すると共に、これら上部と下部とをそ
の周方向回動可能に連結し、上記グリッパ筒を支持アー
ムに周方向回動可能に支持せしめ、上記上部感知ロンド
と開閉ロンドとグリッパ筒の各下部を上記炉心構成要素
の周方向の回動に位動させるように構成される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係る燃料交換機の一実施例について第１
図ないし第３図を参照して説明する。

第１図は本発明に係る燃料交換機のグリッパ機構の一実
施例を示すものであり、燃料集合体を掴み持するグリッ
パ機構の一実施例の外観を示す正面図である。図中符号
１は横断面が６角形に形成された燃料集合体であり、こ
の燃料集合体１の頂部に一体的に連成されたノ・ンドリ
ンダヘッドＩＡは上面を開口させた筒体よりなり、この
開口部の先端部はその軸心側へほぼ直角に折曲されて内
フランジを形成している。

この燃料集合体１を掴み持するグリッパ機構２は円筒状
のグリッパ筒３を有し、グリッパ筒３の下端からはグリ
ッパ爪４が下方へ突出し、このグリッパ爪４の先端部は
第２図に示すようにその外径方向へほぼ直角に折曲形成
され、燃料集合体１のハンドリングヘッドＩＡの内フラ
ンジの下方に挿入されて、この内フランジをグリッパ爪
４の先端部に引掛けて掴み持するようになっている。グ
リッパ爪４は第２図に示すように開成され、グリッパ爪
４内には爪開閉ロッド５の先端部が挿入されている。こ
の爪開閉ロッド５の挿入先端部は外径方向に膨出する大
径部５ａを有し、グリッパ爪４内を上下方向に摺動する
ことにより、グリッパ筒３の下端開口部にて支持されて
いるグリッパ爪４の上下方向中間部を支点にしてその先
端部が拡開したり、縮少するようになっている。すなわ
ち、爪開閉ロッド５の上下動操作によりグリッパ爪４が
開閉すなわち、拡開、縮少するようになっている。そし
て、グリッパ爪４のほぼ上半部はグリッパ筒３内に収容
されており、その上端部は中空円筒状の上部感知ロッド
６の先端部内に妖合されて、その外径方向への拡開運動
が規制されるようになっている。上部感知ロッド６の先
端には感知ロッド７が連結され、この感知ロンドアの先
端は、グリッパ爪４の先端部が燃料集合体１を掴み持し
た状態で、そのハンドリングヘッドＩＡＯ内フランジ上
面に当接するようになっている。したがって、感知ロッ
ド７の先端が燃料集合体１のハンドリングヘッドＩＡの
１面に達し、しかも、グリッパ爪４の上端部外周が上部
感知ロンドロ内に吠合された状態で爪開閉コンド５０大
径部５ａが下方に押し下げられると、この爪開閉ロッド
５の大径部５ａによりグリッパ爪４の先端部が拡開され
、ハンドリングヘッドＩＡの内フランジに係合され掴み
持される。

一方、上部感知ロッド６が上方へ引き上げられると、グ
リッパ爪４の上端部の拡開方向への規制が解除され、こ
の状態で爪開閉ロッド５の大径部５ａが上方へ引き上げ
られると、グリッパ爪４の上端部は拡開される。これと
同時にグリッパ爪４の先端部は縮少され、グリッパ爪４
とハンドリングヘッドＩＡとの保合は解かれ、両者４、
ＩＡは切り離される。

上記上部感知ロッド６の上端部はグリッパ筒３の頂部か
ら外部へ突出し、この突出端部は第３図に示すように感
知ロッドアーム８に−１例えばユニバーサルジヨイント
により連結され、感知ロッド７により感知されたグリ・
ツバ筒３の上下動を上部感知ロッド６、同アーム８を介
して外部へ伝動し得るようになっている。

また、爪開閉ロッド５の上端部はグリッパ筒３内上部に
おいて、第３図に示すように爪開閉ロッドアーム９に、
例えばユニバーサルジヨイントにより揺動可能に連結さ
れ、爪開閉ロッドアーム９の上下動操作により、その上
下動が爪開閉ロッドアーム９に伝動され、爪開閉ロッド
５の大径部５ａがグリッパ爪４内を上下方向に摺動し、
グリッパ爪４の先端部を開閉、すなわち、拡開、縮少　
・させるようになっている。

そして、上記開閉ロッド５は第３図に示すように上部感
知ロッド６内を同軸状に貫通しており、これら両ロッド
５，６はグリッパ筒３内上部において、径方向にそれぞ
れ切断されて、上部と下部とに分割されている。この開
閉ロッド５の上部５ｂの下端部は小径に削成され、この
小径端部を外周に十分な間隙をおいて開閉ロッド５の下
部５ｃの凹部内に同心円状に突出させ、この下部５Ｃの
凹部内局面にボールベアリング１０等のころがり軸受を
介して同上部５ｂの小径端部外局面を連結し、上、下端
部５ｂ、５ｃが別個にそれぞれ周方向に回−し得るよう
になっている。

また、上部感知ロッド６の上部６ａの下端部は、同下部
６ｂの上端部外周側に所要の間隙をおいて重なり合うよ
、うに延出し、この重合部はボールベアリング１１等の
ころがり軸受を介して互いに周方向回動可能に連結され
ている。したがって、開閉ロッド５と上部感知ロッド６
とは共に、上部５ｂ。

６ａと下部５ｃ、６ｂとがそれぞれ単独で回動し得る。

グリッパ筒３の外周壁には第１図に示すように偏平円筒
体の旋回サポート１２がグリッパ筒３の軸方向に上下２
段にしてそれぞれ設けられており、これら旋回サポー）
　１２　、１２はパンタグラフアームＬ：３　、１３に
より揺動可能にそれぞれ軸支され、パンタグラフアーム
１３　、１３に従動して、グリッパ筒３が上下動、進退
動等適宜方向へ移動し得るように支持されている。

各旋回サポー１−１２　、１２は第３図に示すように、
ボールベアリング［４等のころがり軸受を介してグリッ
パ筒３の外周壁にそれぞれ連結され、パンタグラフアー
ム１３　、１３に対し、グリッパ筒３がその周方向に適
宜回動じ得るようになっている。すなわち、グリッパ筒
３の外周壁の旋回サポート１２゜［２取付位置にボール
ベアリング【４のインナーレースを同心円状に固着し、
そのアウタレースを旋回サボー）　１２　、１２の内周
面に固着して、グリッパ筒３がその周方向に回動し得る
ようになっている。

このように構成されたグリッパ機構２ＶＣより第３図に
示すように、燃料集合体ｌのハンドリングヘッドＩＡを
掴み持させて、図示しない原子炉内の炉心部に燃料集合
体１を挿入して装荷する場合は、この燃料集合体１の横
断面形状に適合するように形成された炉心部Ａの所要挿
入箇所に、燃料集合体１の先端部が所要の傾斜角度で挿
入されると、燃料集合体１は６角形状に形成された部位
からその位置合せのために周方向に所要角度だけ自転シ
、いわゆるセルフオリエンテーリングを行なう。この周
方向に自転する燃料集合体１に追従して、各ベアリング
ｔｏ　、　ｔｉ　、　＋４を介して上下方向に連結され
た開閉ロッド５、上部感知ロッド６、グリップ筒３の各
下半部が周方向に回動する。すなわち、燃料集合体１の
自転に追従して、この燃料集合体１を掴み持するグリッ
プ機構２の下半部が各ベアリングｔｏ　、　ｕ　、　１
４によりその周方向に回動するので、従来のグリップ機
構のようにグリップ爪とハンドリングヘッドとの間等に
かじりを生ずることが無い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る燃料交換機は、上部感
知ロッドと開閉ロッドとを上下方向にそれぞれ分割する
と共に、これら上部と下部とをその周方向回動可能に連
結し、グリッパ筒を支持アームに周方向回動可能に支持
せしめた。したがって、本発明によれば、燃料集合体等
の炉心構成要素を原子炉の炉心部に装荷する場合に、こ
の炉心構成要素がセルフオリエンテーリングによりその
周方向に自転しても、上部感知ロッドと開閉ロッドとグ
リッパ筒の各下半部がその自転に追従して周方向に回動
するので、グリッパ爪による炉心構成要素の把手部への
かじりを未然に、かつ確実に防止することができる。そ
の結果、かじりの発生を考慮することなく炉心構成要素
を原子炉の炉心部に円滑に装荷することができ、その装
荷作業の迅速と、これによる原子炉の稼動率の向上を図
ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る燃料交換機の一実施
例によるグリッパ機構を示し、第１図はグリッパ機構が
燃料集合体を掴み持した状態を示す正面図、第２図はグ
リッパ機構が燃料集合体を掴み持した状態を一部省略し
て示す部分縦断面図、第３図はグリッパ機構の要部縦断
面図でちる。 １・−・燃料集合体、ＩＡ由ハンドリングヘッド、３・
・・グリッパ筒、４・・・グリッパ爪、５・−・爪開閉
ロッド、５ａ・・・大径部、５ｂ・・・爪開閉ロッド上
部、５ｃ・・・爪開閉ロッド下部、６・・・上部感知ロ
ッド、６ａ・・・上部感知ロッド上部、６ｂ山上部感知
ロッド下部、７・・・感知ロッド、８山上部感知ロッド
アーム、９・・・爪開閉ロッドアーム、’　ｔｏ　、　
１１　、１４山ヘアリング、［２・・・旋回サポート、
［３・・・パンタグラフアーム、Ａ・・・炉心部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炉心構成要素の把手部への掴み切り離しを行なうグ
   リッパ爪を開閉させる開閉ａラドと、そのグリッパ爪に
   よる把手部の掴み切り離しを検知する検知ロンドの上部
   に接続された上部検知ロンドと、これら上部感知ロンド
   と開閉ロンドとを収容するグリッパ筒とを有する燃料交
   換機において、上記上部感知ロンドと開閉ロンドとを上
   下方向にそれぞれ分割すると共に、これら上部と下部と
   をその周方向回動可能に連結し、上記グリッパ筒を支持
   アームに周方向回動可能に支持せしめ、上記上部感知ロ
   ンドと開閉ロンドとグリッパ筒の各下部を上記炉心構成
   要素の周方向の回動に従動させるようにしたことを特徴
   とする燃料交換機。 ２、上部感知ロンドは、開閉ロンドと共にベアリングを
   介して上下方向にそれぞれ連結された特許請求の範囲第
   １項に記載の燃料交換機。 ３、グリッパ筒はベアリングを介して支持アームに支持
   された特許請求の範囲第１項に記載の燃料交換機。