JPS60187895A

JPS60187895A - 燃料交換機

Info

Publication number: JPS60187895A
Application number: JP59043060A
Authority: JP
Inventors: 洋山崎
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Genshiryoku Jigyo KK; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Genshiryoku Jigyo KK; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Priority date: 1984-03-07
Filing date: 1984-03-07
Publication date: 1985-09-25

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］本発明は液体金属を冷却材に使用する原子炉内に新燃料
集合体を装荷したり、また使用済み燃料集合体を炉外に
取り出づ′だめの燃料交換機に関する。

［発明の技術的背景］燃料集合体（以下燃料と称す）を交換する方式にはホッ
トセル方式とアンダーザブラグ方式とが知られている。

前者は炉容器上部に燃料を取り扱うセルを設け、しヤへ
いプラグを取り外し、炉容器の上部から燃料を交換する
方式である。一方、後者にはパンタグラフなどを使用し
た回転プラグアーム方式および回転プラグ方式など種々
の方式が提案されている。これらの方式はいずれも一長
一短がある。そこで、垂直方向、水平方向の運動および
半径方向の回転運動が広範囲に行なわれかつ操作が短時
間で容易確実な燃料交換機が要望されている。

第１図は従来の代表的な燃料交換機１の要部を概略的に
示したものである。すなわち、原子炉容器の上部を閉塞
するための回転プラグ２く部分的に示している）を境界
にして炉外ＯＵＴと炉内ＩＮとに区画され、炉外ＯＵＴ
には駆動Ｈｆｆｉ３が、炉内ＩＮには炉心に幾何学的な
格子状をもって規則正しく配置されている燃料集合体４
または新燃利集合体４′を掴持するグリッパ装置５が配
置される。駆動装置３の下部からは筒状ハウジング６が
連接されており、炉内ＩＮに収納されているたとえば液
体金属ナトリウムの冷却材７中に浸漬されている。駆動
装置３は炉内ＩＮのグリッパ装置５を作動さぜるための
もので、ハウジング６内の爪開閉駆動軸８およびパンタ
グラフ駆動軸９と接続している。

爪開閉駆動軸８の下部はビン１０を支点として爪開閉ア
ーム１１を接続し、爪開閉アーム１１はグリッパ装置５
のグリッパ筒１６に形成した細長い透孔２１を貞通して
爪開閉ロッド１２に嵌挿されたスリーブ１３に接続され
ている。また、ハウジング６の内面に設けた支持ピン１
４に回動自在にパンタグラフ開閉アーム１５が接続され
ている。

この開閉アーム１５はグリッパ筒１６の外面に固定部材
１７によって接続されている。パンタグラフ開閉アーム
１５の中心部には支持ビン１８が突設され、このビン１
８にパンタグラフ“操作レバー１つの一端が枢着され、
このレバー１９の他端は支持ビン２０を介してパンタグ
ラフ駆動軸９に枢支されている。

ここて、グリッパ装置５はグリッパ筒１６と、この筒１
６内に挿された爪開閉【」ラド１２と、この爪開閉ロッ
ド１２の上下動操作によって左右に移動する爪２２どか
らなっている。爪２２はビン２３でグリッパ筒１６に支
持される。爪開閉ロッド１２の下部に形成された膨径部
２４と爪２２に形成された挟小部２５との接触状態によ
って爪２２に形成したフック２６が左右に移動して燃料
集合体４のハンドリングヘッドを掴んだり、解除したり
の操作を行う。

つまり、爪開閉駆動軸８を駆動装置３で上下動する事に
より爪開閉アーム１１のビン１８を支点として爪開閉ロ
ッド１２上下゛動し、爪２２を開閉し燃料集合体４のつ
かみ、はなしを行う。そして、燃料交換機の炉内挿入及
び引抜き時にはパンタグラフ駆動軸９を引きあげる事に
より、ビン１８を支点としてパンタグラフ開閉アーム１
５を折りたたみ、グリッパ装置５をハウジング６内に収
納する様になっている。従って燃料交換時には、グリッ
パ爪２２に燃料集合体４のハンドリングヘッドを引掛け
た状態で燃料集合体４は炉心の定められた位置に挿入さ
れる事になる。

［背景技術の問題点］ところで燃料集合体４の頂部つまりハンドリングヘッド
は第３図に示したように正六角形の形状に形成されてお
り、挿入すべき燃料位置も六角形の穴２７がおいている
事になる。従って、燃料集合体はどの様な角度で挿入さ
れても六角形の穴２７に挿入される様燃料頂部及びエン
トランスノズル部形状に工夫がこらされ、セルフオリエ
ンテーションが出来る様になっている。しかし、第３図
の点線２８で示しである様に正規位置より３０゜ずれて
挿入された場合等には挿入ずべき燃料集合体が周囲の燃
料集合体に乗りかかり、セルフオリエンテーションが効
かなくなる事が起る。従来の燃料交換機は爪２２が、パ
ンタグラフ開閉アーム１５や爪開閉アーム１１等により
拘束されているｔ−詰　１−Ｒ２の繕す挿入不能な′状
態が起きても、燃料集合体を回転する事が出来ない。こ
の様な事態が生ずる毎に燃料集合体を炉内中継機構に仮
置きし、角度変更を行つ・てから再び燃料交換機で掴み
、炉内挿入を行なわなければならず、そのため多大な時
間を要し、原子炉の運転効率を低下さける原因となって
いた。従って、燃料集合体を炉心に挿入する際にセルフ
オリエンテーションをバックアップし確実に挿入出来る
グリッパ機構の必要性が要望されている。

［発明の目的］本発明は上記背頃技術の問題点を克服するためになされ
たもので、その目的は、燃料のセルフオリエンテーショ
ンが効かなくなった場合、強制的に燃料を回転させるよ
うにしてどの様な角度で燃料集合体が挿入されていても
、確実かつ速やかに挿入完了が出来る燃料交換機を提供
する事にある。

［発明の概要］すなわち、本発明は原子炉容器内の炉心部に装荷された
多数の燃料集合体を把持または解除したりして、その燃
料集合体を交換覆る原子炉用燃料交換機において、前記
燃料集合体を把持り−るグリッパ装置の爪と、この爪を
開閉する爪開閉ロッドと、この爪開閉１」ラドの膨径部
に設【プた燃料集合体を把持した状態で燃料集合体ごと
爪を旋回さｌるための斜めの溝部と、前記開閉ロンドと
を包囲するグリッパ筒と、このグリッパ筒の下端に連接
した下部外筒と、前記グリッパ筒ど下部外局どの間に介
在された回転軸受とを具備したことを特徴どづ゛る燃料
交換機である。この発明によれば燃料のセルフオリエン
テーションが効かなくなった場合グリッパの爪開閉ロッ
ドを通常ストロークより更に下方に押し込むことによっ
て爪を回転さけ、その爪の回転と一緒に燃料を強制的に
回転させることができる。

［発明の実施例］以下第４図（ａ）、（ｂ）、第５図および第６図を参照
して本発明に係る燃料交換機の一実施例を説明りる。な
お、図中第１図から第３図と同一部分は同一符号で示し
重複する部分の説明を省略する。

ずなわら、第４図（ａ）においては本発明の要部のみを
示しており、グリッパ筒１６内を挿通している爪開閉ロ
ッド１２の膨径部には第４図（ｂ）に拡大して示したよ
うに１ｊ１１方向に治った斜めの）関部３１が設けられ
ている。また、グリッパ筒１６と下部外商３０との連結
部にはベアリングなどからなる回転軸受３２が設りられ
ている。

第４図（ａ＞は燃料頂部を把んだ状態の燃料交換機の下
部を右半分のみを断面で左半分を側面で示す片面面図で
ある。第４図（ｂ）は、本発明に係る燃料交換機におけ
る斜め溝イ」部３１を有する爪開閉ロッド１２を拡大し
て示づ一斜視図である。

通常の燃料集合体のつかみ、はなし作業においては、爪
２２の挟小部２５とあたる爪開閉ロッド１２の上下動ス
トロークを第４図（ｂ）に示すＡの範囲で行うものであ
る。１なわち、爪２２の挟小部２５が爪開閉ロッド１２
のストローク範囲Ａ１にある時はフック２６が、グリッ
パ下部外筒３０の内側に引っこむため、燃料集合体頂部
４が切り離される。燃料集合体４を把む場合は、下部外
筒３０を、燃料集合体４に挿入し、爪開閉ロッド１２を
爪開閉駆動軸を引きあげる事により下方（ストローク範
囲△２）に駆動させ爪開閉ロンドの膨径部２４で、爪の
挟小部２５を押づ事により、フック２６が下部外筒３０
の外側にどび出し、燃料集合体頂部４を把む事が出来る
。

第５図は本発明の燃料集合体回転機構を作動さけた状態
を示すグリッパの片面面図である。燃料集合体を炉心に
挿入した揚台、セルフオリエンテーションが効かなくな
った場合には、強制的に燃お１集合体を回転さける必要
がある。通常時は、爪開閉ロッド１２のストローク範囲
を第４図（ｂ）に示ｔＡの範囲で行うのであるが、燃お
１集合体４を強制的に回転させる場合には、第１図に示
した爪開閉駆動軸８を更に引きあげる事により、爪開閉
■コツト１２を更に押し下げ、第４図（ｂ）に示づスト
ローク範囲Ｂで、爪の挟小部２５を押づ。

づなわち、爪の挟小部２５は、爪開閉ロッド１２を押し
下げる事により、爪開閉ロッド１２の斜めの溝部３１に
沿って、ゆるやかに左旋回される事になる。この時、グ
リッパ爪２２を支持している下部外筒３０はグリッパ筒
１６に回転軸受３２を介して取り付りられているため、
グリッパ爪２２の回転と一緒に回転りる。従つ−（、燃
料集合体４は、グリッパ爪２２のフック２６に支持され
Ｃいるため、グリッパ爪２２の回転と同時に回転覆る事
になる。

第６図は第５図のＡ−Δ矢視断面を示したものである。

通常の燃料集合体４の切離し、つかみ時は爪開閉ロッド
１２のストローク範囲Ａで行うため爪２２の位置は第６
図に示す■の位置にある（爪は想像線で示ず）。これが
、爪開閉ロッド１２を更に押し込み第４図（ｂ）に示ツ
ス１ヘローク範囲Ｂにある時は、グリッパ爪２２は爪開
閉ロッド１２の斜めの溝部３１に沿って回転さけられ最
大第６図の■の位置まで回転する事が出来る。燃料集合
体の必要回転角度αは、ストロークＢの押し込む吊によ
って自由に変える事が出来る。これにより燃料集合体４
は、爪のフック２６に支持されている事から、爪２２の
回転と一緒に点線の位置から実線の位置へ回転されるも
のである。

以上説明したように本発明の燃料交換機は燃料集合体の
炉内への挿入時にレルノオリエンテーションが効かなく
なった場合でも、燃料集合体を上方へ持ちあげ、通常の
爪開閉ロッド１２のストローク範囲より、更に上方に爪
開閉ロッド１２を押し込む事により、燃料集合体を回転
させる事が出来る。また爪開閉ロンドの押し込むストロ
ークを変える事により任意に回転角度を決める事が出来
るため、確実に燃料集合体の炉内挿入を行う事が出来る
。

さらに本発明に係る燃料交換機は、従来の燃料交換機を
根本的に変える事なく、爪開閉ロッド１２に斜めの溝部
を設けることによってまた下部外筒とグリッパ筒との間
に回転軸受を設けるたりて確実に燃料集合体の回転を行
うものである。

［発明の効果］以上説明したＪ：うに本発明に係る燃料交換機は次の効
果を有する。

（１）　燃料集合体の炉内挿入の際にセルフオリエンテ
ーションが効かなかった場合Ｃも、簡単にしかも確実に
挿入完了Ｊる事が出来る。

（２）　そのために駆動機構等を増やづ必要らなく、更
に電気品を使用していない事から信頼性の高いグリッパ
を１ｑる事が出来る。

（３）　原子炉の運転効率を向上さけることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の燃料交換機を１部側面で概略的に示す
断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視方向を示す断面図
、第３図は第１図の燃料交換態で″燃料集合体を炉心へ
装荷した際の状態を概念的に示す平面図、第４図（ａ＞
は本発明の燃料交換機の一実施例の要部を右半分断面で
示づ側面図で、通常の燃料集合体のつかみ離しを示す図
、第４図（ｂ）は第４図（ａ）におりる爪開閉ロッド部
の詳細図、第５図は第４図に示した燃料回転機構が作用
した状態を示す右半分断面図、第６図は第５図のΔ−Ａ
矢視方向を示Ｊ断面図である。１・・・燃料交換機　２・・・回転プラグ３・・・駆動
装置　４・・・燃料集合体５・・・グリッパ装置　６・
・・ハウジング７・・・冷却材　８・・・爪開閉駆動軸
９・・・パンタグラフ駆動軸１０・・・ビン　１１・・・爪開閉アーム１２・・・爪
開閉ロッド　１３・・・スリーブ１４・・・支持ビン１５・・・パンタグラフ開閉アーム１６・・・グリッパ筒　１７・・・固定部材１８・・・
支持ビン１９・・・パンタグラフ操作レバー２０・・・支持ビン　２１・・・透孔２２・・・爪　・　２３・・・ビン２／Ｉ・・・膨径部　２５・・・挾小郡２６・・・フッ
ク　３０・・・下部外筒３１・・・斜め溝部　３２・・
・回転軸受出願代理人　弁理士　菊　池　五　部第３図　第１図　１ｗ４２図第４図Ａ第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　原子炉容器内の炉心部に装荷された多数の燃料
集合体を掴持または解除したりしてその燃料集合体を交
換する原子炉用燃料交換機において、前記燃料集合体を
掴持するグリッパ装置の爪と、この爪を開閉する爪開閉
ロッドと、この爪開閉ロッドの膨径部に設けた斜めの溝
部と、前記爪開閉ロッドを包囲づるグリッパ筒と、この
グリッパ筒の下端に連接した下部外筒と、この下部外筒
と前記グリッパ筒との間に介在された回転軸受とを具備
したことを特徴とする燃料交換機。