JPS602640B2

JPS602640B2 - 核燃料交換装置

Info

Publication number: JPS602640B2
Application number: JP51087838A
Authority: JP
Inventors: 孝雄伊藤; 重岡田
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1976-07-23
Publication date: 1985-01-23
Also published as: JPS5314293A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は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すための核燃料交換
装置に関する。

核燃料集合体（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プラグ方式とがあり、前者は
炉容器上部に燃料を取り扱うセルを設け、しやへし、プ
ラグを取り外し、炉容器上部から燃料を交換する方式で
あり、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、回転プラグ方式など種々の方式が提案され
ているが、いずれも−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
な燃料交換装置が要望されている。この発明は上記要望
を満たすためになされたもので、垂直、水平運動および
半径方向の回転運動ができかつ操作時間を短縮できしか
も操作が容易で確実に行なうことができる核燃料交換袋
魔を提供することを目的とする。

以下図面を参照しながらこの発明に係る装置の１実施例
を説明する。

第１図において符号１は燃料交換装置全体の概略を示し
ており、２は原子炉容器の上部に鉄着された回転プラグ
を部分的に示している。

回転プラグ２を境にして炉外ＯＵＴと炉内ＩＮとに区面
され、炉外ＯＵＴには駆動袋薄３が、炉内ＩＮ‘こは炉
心に機何学的な格子状をもって規則正しく配置されてい
る核燃料集合体４または新燃料集合体４′を掴持するグ
リッパ袋鷹５が駆動装置３に蓮設されたハウジングを介
して設けられており、炉内的にはたとえば液体金属ナト
リウムの冷却材６が収納されている。駆動袋魔３は回転
プラグ２上に上方から下方に向けて上下動駆動機構７、
ケーシング８、上下動ハウジング機構９、グリツパ回転
機構１０、パンタグラフ開閉機構１１、ドァバルブ１２
、上下動ハウジング１３、回転ハウジング１４、ホール
ドダウン駆動機構１５、回転ハウジング駆動機構１６が
設けられてる。この駆動装置は炉内ＩＮのグリッバ装置
５を作動させるものである。なお、図中１７はたとえば
ステンレス鋼のワイヤーロープ、１８はローラで上下動
ハウジング機構９を円滑に駆動させるもの、１９はべベ
ルギャ２０が組込まれたケーシングを示す。グリッパ回
転機構１川ま炉内ＩＮにおけるグリッバ回転および開閉
駆動軸２１に接続し、またパンタグラフ開閉機構１１は
炉内ＩＮにおけるパンタグラフ開閉軸２２に接続される
。そこで、グリッパ装置は第２図から第４図に示したよ
うに回転ハウジング１４内に上下動ハウジング１３が収
納され、上下動ハウジング１３内には仕切り板２３が設
けられ、この仕切り板２３に設けられた透孔２４内を貫
通してグリッパ回転および駆動軸２１が設けられており
、回転ハウジング１４からホールドダウンアーム２５を
介してグリッパガィド２６が接続されている。グリッパ
ガィド２６内にはグリッパ外筒２７およびグリッパ内筒
２８が同Ｄ円状に設けられており、グリッパ内筒２８内
にはスプリング２９で側面が包囲されたグリツパ開閉軸
３０が挿着されている。グリツパ外筒２７と内筒２８と
の対向面にはそれぞれガイドキー３１および３２が設け
られ、このガイドキー３１および３２をレールにして第
４図に示したような回転スリーブ３３が挿着され、この
回転スリーブ３３の内面には斜めの角度をもつた内側キ
ー溝３４と外面には垂直方向の外側キー溝３５がそれぞ
れ刻談されている。グリッパ開閉軸３０の上端部にはグ
リッパ開閉操作板３６が取付けられ、また回転スリーブ
３３と操作板３６との間の鞠３０の周面にはグリッパ回
転操作リング３７が包囲されている。この操作リンク３
７の先端部には支持ピン３８を支点としてグリッパ回転
操作レバー３９の一端が枢着され、この操作レバー３９
の他端は前記グリッパ回転および開閉駆動鞠２１の端部
に回動し得るように枢着されている。また、この操作レ
バー３９の中心部には支持ピン４０が突出され、このピ
ン４０１こパンタグラフ開閉レバー４１の一端が枢着さ
れ、このレバー４１の池端はパンタグラフ開閉軸２２の
端部に支持ピン４２を介して枢着されている。一方、グ
リッパ開閉軸３０の下端部にはＴ字状操作村４３が接続
され、この操作杵４３の下端部は球面４４に形成されて
いる。グリップ内筒２８の下部にはグリッパ案内４５と
軸４６によって枢支された一対の爪４７が接続されてお
り、爪４７の内面には突起４８が形成されまた先端には
フック１９が形成されている。５０は上下一対のパンタ
グラフアームで上下動ハウジング１３の外面とグリッパ
外筒２７の外面とを連結し、またパンタグラフアーム５
０の上下方向は支持村５１で連結されてる。また上下動
ハウジング１３の内面に挿入されたグリッパ回転駆動軸
２１に連接されかつグリッパ外筒２７の内面にまで延在
してグリッパ回転操作レバー５２が設けられ、この操作
レバー５２の一端にはグリツパ回転操作リンク５３が上
下両面に取付けられている。なお、回転ハウジング１４
、上下動ハウジング１３およびグリッパ外筒２７の対向
面にはそれぞれ切欠部１４ａ，１３ａおよび２７ａが設
けられており、また操作村４３の上下動により爪４７は
軸４６を支点にして球面４４が突起４８からはずれたり
定位層に戻ったりして開閉運動を行なう。つぎに上記構
成の装置によって核燃料集合体４を掴特、解除および回
転させる操作について説明する。

まず核燃料集合体４を掴特および解除する場合を述べる
。

グリツパ開閉軸３０はスプリング２９により通常は押し
下げられており、爪４７は“開”の状態にある。

したがって、燃料４を掴持する際はあらかじめグリッパ
ガィド２６を通常の位置より持ち上げておくとグリッパ
のフック４９が燃料４のハンドリングヘッド‘こ挿入さ
れているときに爪４７が閉じている。そこでグリッパ内
筒２８を上昇させる前にグリッパガィド２６を降下すれ
ば爪４７は“開”となり、グリツパ内筒２８を上昇させ
ると燃料４が吊り上げられる。一方燃料４を解除する場
合は上記掴特の操作の逆を行なえばよい。つぎにグリッ
バの爪４７で燃料４を掴持して半径方向に回転させる場
合を述べる。

上下動ハウジング１３の駆動機構内に設けられたグリッ
パ回転機構１０を操作することによりグリッパ回転駆動
軸２１が上下し、パンタグラフアーム５０上に支点を有
するグリツハ＊実作レバー３９を通してグリツパ回転操
作リンク３７を上下動させる。

操作リンク３７は下端で回転スリーブ３３に連結してお
り、回転スリーブ３３はグリップ外筒２７および内筒２
８の間で上下動する。この際外筒２７の内面と内筒２８
の外面にそれぞれガイドキー３１および３２が設けられ
ているために、内筒２８側のガイドキー３１を適当な角
度をもたせて額斜させてあるから、内筒２８がこれに沿
って上下動する際、外筒２７に対して煩斜した角度だけ
回転させることができる。ところで、通常は燃料４の掴
特および解除を行なうグリツパの爪４７はパンタグラフ
アーム５０により上下動ハウジング１３に折りたたまれ
、燃料交換時以外は回転プラグ２上のケーシング８内に
収納される。

燃料交換時は上下動ハウジング１３を炉容器内に配置さ
れた回転ハウジング１４内に降ろしパンタグラフ４１を
開いてグリッパを出し回転プラグ２と、回転ハウジング
１４を回動させて所定の燃料位直に到達させる。つぎに
上下動ハウジング１３をグリツパの爪４７が燃料４のハ
ンドリングヘツ日こ十分挿入されるまで降下させ上下動
ハウジング１３頂部のグリツパ回転機構ＩＤを操作して
グリツパ回転レバー３９を介してグリッパの爪４７を開
き燃料を掴持する。従来、この種の燃料交換装涜はグリ
ッパがパンタグラフアーム５０に固定されており、グリ
ッパ開閉機構を上下動ハウジング１３の駆動機構部より
駆動軸およびグリツパ開閉レバーを介して行なっており
、グリッパの爪４７を半径方向に回転させる機構を備え
ていないので燃料４を掴持したのち、新しい燃料装荷位
直に到達して燃料４を降下させる際にグリツパの爪４７
に綱持された燃料と装荷孔との角度差は燃料に装着され
た山形溝やキーなどのセルフオリエンテーション機構に
より修正される。

しかし、従釆のセルフオリエンテーション機構では全て
の角度差でも挿入ができるようなものは未だ見出されて
おらず、角度差が３０ｏ近くなると挿入不能になる。そ
こで挿入不能の場合は別に炉内中継機構などに燃料を回
転する機構を設けて一且燃料をその位置まで移送して必
要な角度だけ回転させたのち再び装荷位置に戻して燃料
を挿入している。したがって多数の燃料を交換する場合
には長時間を要しており操作する面積を多く必要として
いる。また新しくグリッパの爪４７を回転する機構を設
けると非常に複雑になり、スペース上困難になる。これ
に対して、この発明に係る装置によれば前述したように
グリッパを回転できるようにするためグリツパ案内およ
び爪４７，４７をパンタグラフアーム５０に直接取り付
けずグリツパ内筒２８に収めて取り付け、グリッパ外筒
２７と内節２８との間に回転スリーブ３３を設け、この
回転スリーブ３３を上下動させることにより外筒２７に
対して内筒２８が必要な角度だけ回転するので爪４５に
掴持された燃料４もそれに伴なつて回転する。

回転スリーブ３３の上下動の操作は上下動ハウジング１
３の駆動機構部にグリッパ回転機構１０を設けて駆動麹
２１により操作している。そして、グリツパの爪４７の
開閉はグリツパ開閉軸３０をホールドダウンアーム２５
を通常の位直より爪４７の開閉に必要なストロークだけ
上昇させることによりグリツバガイド２６の上端で操作
するようにしている。したがって、この発明ではグリツ
パの爪４７をパンタグラフアーム５０１こ対して相対的
に回転できるようにしているために燃料が挿入不能の場
合にもその位贋で燃料４を回転でき、従来のように燃料
回転装置へ移送し回転させたのち再び戻す操作を必要と
しない。

よって垂直、水平および半径方向の運動が広範囲に行な
うことができ、また多数の燃料を交換する場合には燃料
交換時間が非常に短縮でき、さらに別に燃料回転装置を
設ける必要もなく炉体の設計上からも有利になる効果が
ある。なお、この発明は上記実施例に限定するものでな
く、この発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形
例を有することは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る装置を説明するためのもので、第
１図は菱贋全体の配置関係を棺鞠略的に示す構成図、第
２図は第１図における要部を拡大して一部側面で示す縦
断面図、第３図は第２図におけるＡ−Ａ′矢視方向を示
す縦断面図、第４図は第２図における回転スリーブを拡
大して示す斜視図である。１・・・燃料交換菱瞳、２・・・回転プラグ、ＯＵＴ…
炉外、ＩＮ・・・炉内、３…駆動装置、４…核燃料集合
体、５・・・グリッパ装置、６・・・冷却材、７・・・
上下動駆動機構、８・・・ケーシング、９・・・上下動
ハウジング機構、ＩＤ・・・グリップ回転機構、１１・
・・パンタグラフ開閉機構、１２・・・ドアバルブ、１
３・・・上下動ハウジング、１４・・・回転ハウジング
、１５・・・ホールドダウン駆動機構、１６・・・回転
ハウジング駆動機構、１７・・・ワイヤロープ、１８…
ローラ、１９…ケーシング、２０…べベルギャ、２１…
グリツパ回転および開閉駆動軸、２２・・・パンタグラ
フ開閉軸、２３・・・仕切り板、２４…透孔、２５・・
・ホールドダウンアーム、２６…グリツパガイド、２７
…グリツパ外筒、２８…グリッパ内筒、２９…スプリン
グ、３０．・・グリッパ開閉軸、３１，３２・・・ガイ
ドキー、３３・・・回転スリーブ、３４・・・内側キー
溝、３５・・・外側キー溝、３６…グリツパ開閉操作板
、３７・・・グリッパ回転操作リンク、３８・・・支持
ピン、３９・・・グリツパ回転操作レバ−、４０・・・
支持ピン、４１・・・パンタグラフ開閉レバー、４２・
・・支持ピン、４３・・・Ｔ字状操作杵、４４・・・球
面、４５…グリツパ案内、４６・・・軸、４７・・・爪
、４８・・・突起、４９・・・フック、５０・・・パン
タグラフアーム、５１・・・支持村、５２・・・グリツ
パ操作しバ」、５３・・・グリッパ回転操作リンク。第３図第４」図第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

１原子炉容器内に上下動可能な上下動ハウジングを挿
入するとともに上記上下動ハウジングの下端部にパンタ
グラフアームを介してグリツパ機構を設け、このグリツ
パ機構と上記上下動ハウジングとを協動させて上記原子
炉容器内の炉心部に格子状に配列されている核燃料集合
体を交換するようにしたパンタグラフ形の核燃料交換装
置において、前記上下動ハウジング内に上下動自在に設
けられた駆動軸と、この駆動軸と前記グリツパ機構との
間に設けられ上記駆動軸の上下方向の運動を回転運動に
変換して上記グリツパ機構に伝えて上記グリツパ機構を
前記パンタグラフアームに対して相対的に回転させる回
転変換機構とを備えてなるととを特徴とする核燃料交換
装置。