JPS6046676B2 - 制御棒駆動機構の交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は沸騰水形原子炉の制御棒駆動機構を原子炉々体
から取外したりまた炉体に装填する制御棒駆動機構の交
換装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕周知のように沸騰水
形原子炉は炉体底部に炉の反応を制御する制御棒を駆動
する制御棒駆動機構が装填されている。

この制御棒駆動機構は原子炉構成機器の中で最も重要度
の高いものであることから、一定期間（３年ないし４年
）経過後原子炉から取外して別に設けた専用の点検室で
厳密な定期点検が行なわれる。制御棒駆動機構を原子炉
々体から取外したりまた炉体に装填したりする方法は、
従来は電動ウイ・ンチと簡単な導具を使用し人手によつ
て行なわれていた。

しカルながら、この方法は原子炉々体の真下で行なわれ
るため、作業員の放射線被ばくという問題があり、原子
炉発電所の定期点検作業の中で最も改善が望まれるとこ
ろであつた。そこでこの問題を解決するため、制御棒駆
動機構の交換作業を機械的に自動化し、放射線被ばくの
少ない隔離された部屋または遠方個所から遠隔操作によ
つて作業を行なうことができるものとして、第１図に示
すごとき制御棒駆動機構の交換装置が開発され既に稼動
している。

第１図について説明すると、１は沸騰水形原子炉々体（
図示せず）の下方に設けた円筒状の制御棒駆動機構交換
作業室てある。

この作業室１の周壁２ａに突設された支持体３上には環
状のレール４が固定され、このレール４の上を走行して
垂直中心軸の周りに回動自在なプラットホーム５が載置
されている。さらにこのプラットホーム５の上には直径
方向に走行し得る走行台車６が載置され、またプラット
ホーム５の下側にはボルト脱着機７全受けとる支承用台
車８の走行路となるフレーム５ａが走行台車６の走行路
と同じ方向に設けられている。走行台車６には走行路の
直角方向に設けた軸１０に、この軸１０を中心に回動し
て垂直位置および水平位置をとり得る回転フレーム９が
枢着されている。

１１は回転フレーム９の長手方向縁部に形成された走行
路を移動自在な昇降台車、１２はこの昇降台車１１を移
動させる走行チェーンである。

この走行チェーン１２は回転フレーム９に装着された駆
動装置１３の出力軸に設けたスプロケット１３ａにより
駆動されて昇降台車１１を走行する。プラットホーム５
には回転フレーム９が垂直状態で作業室１内を直径方向
に移動し得るような開口部が形成されている。

また回転フレーム９が軸１０を回転中心として回動して
水平状態となつたとき、プラットホーム５の上記開口部
に運搬カート１９が挿入されるようになつている。１４
は制御棒駆動機構、１５は原子炉々体の底部に設けられ
た制御棒駆動機構１４を装填するハウジングで、このハ
ウジング１５は下端面に制御棒駆動機構１４を取付ける
ための８個の取付ボルト用ねじ孔が設けてある。

１６は原子炉運転中に万−ハウジング１５が破損したと
き、装填された制御棒駆動機構１４が炉体から脱落し、
核反応が無制御状態になるのを防止する制御棒駆動機構
１４の落下防止用構造物（図示せす）を固定するために
設けられたハンガボルトである。

上記落下防止用構造物は制御棒駆動機構１４の交換作業
時には予め取外されているが、ハンガボルト１６は残つ
ているのでボルト脱着機７をこのハンガボルトの間に入
れて作業が行なわれる。１７は回転フレーム９から突出
して制御棒駆動機構を把持する掴み腕である。

なお第１図には一つのハウジング１５が示されているが
、実際には百数十本のハウジング１５が蜂の巣状に整然
と配置され、夫々にハンガボルト１６が設けてある。

２０は作業室１と外部を連絡する搬入口で、この搬入口
２０から運搬カート１９が挿入され、また作業員の通路
として使用される。

次に上記装置の作用について説明する。

第１図は制御棒駆動機構１４をハウジング１５から下方
へ引抜いた状態である。引抜き作業開始前は制御棒駆動
機構１４の下部に設けたフランジ部１４ａが８個の取付
ボルトによりハウジング１５の下端面に締着されている
。制御棒駆動機構１４をハウジング１５から取外すとき
は、まず回転フレーム９を垂直にした状態にしてプラッ
トホーム５および走行台車６を運転し、回転フレーム９
の昇降台車１１を目的の制御棒駆動機構１４の真下にく
るように位置合せを行なう。

この位置合せはプラットホーム５の回転移動と走行台車
６の直線移動により任意の位置に合せることができる。
この場合走行台車６の運転に支障を与えないように、支
承用台車８をフレーム５ａの走行路の端部（以下格納位
置という）に寄せておく。次にボルト脱着機７を載置し
た支承用台車８を運転して、ボルト脱着機７を格納位置
から昇降台車１１の上方に移動させて位置合せを行なつ
た後、昇降台車１１を上方に移動し、昇降台車１１にボ
ルト脱着機７を搭載する。

続いて支承用台車８を上述した格納位置に戻してから昇
降台車１１をさらに上昇させて、ボルト脱着機７に取付
けた抜取り用レンチを制御棒駆動機構１４の取付ボルト
に接続する。なお掴み腕１７は回転フレーム９から突出
しているが、昇降台車１１がこの付近を通過するときは
フレーム９内に没入するようになつている。ボルト脱着
機７を操作して制御棒駆動機構１４の８個の取付ボルト
を同時にゆるめ、この取付ボ・ルトを全部ゆるめ終ると
制御棒駆動機構１４はボルト脱着機７を介して昇降台車
１１に載り移る。

次に昇降台車１１をボルト脱着機７がその支承用台車８
に搭載される位置より適当に高い位置まで下降させて、
制御棒駆動機構１４をハウジング１５から引抜くと同時
に掴み腕１７を作動させて把持する。この場合掴み腕１
７は制御棒駆動機構１４がハウジング１５から完全に引
抜かれる前に倒れないようにゆるく押えるように操作さ
れる。引続いて昇降台車１１を若干下降させると、制御
棒ノ駆動機構１４は掴み腕１７に把持されて宙吊り状態
になり、ボルト脱着機７は昇降台車１１と共゛に下降し
、制御棒駆動機構１４とボルト脱着機７とは分離される
。この状態において、支承用台車８を格納位置から下降
したボルト脱着機７側に移動させて位置合せを行ない、
さらに昇降台車１１を少し下降させることによりボルト
脱着機７は支承用台車８に載り移り、支承用台車８を再
び格納位置に移動させる。次にボルト脱着機７が除かれ
た昇降台車１１を再び上昇させ、昇降台車１１に宙吊り
状態の制御棒駆動機構１４を搭載した後、再び昇降台車
１１を下降させて下限位置て停止する。引続いて回転フ
レーム９を下側に制御棒駆動機構１４がくるように水平
位置に回動し、制御棒駆動機構１４の下に運搬カート１
９を搬入口２０から移動して挿入し、運搬カート１９に
制御棒駆動機構１４を移し換えて搬入口２０から外部へ
搬出する。

以上は装填された制御棒駆動機構１４を炉体のハウジン
グ１５から引抜いて運搬カート１９に載せるまでの操作
順序であつて、点検が終つた制御棒駆動機構１４を炉体
のハウジング１５に装填する場合は上記の逆の順序に操
作される。

以上が従来の交換装置における制御棒駆動機構１４の交
換操作の概要である。

しかしながら、一般に建設コスト等の点からハンガボル
ト１６の先端から作業室の床面２ｂまでの距離は制御棒
駆動機構１４の長さより若干大きい程度の最小寸法に建
設されているので、制御棒駆動機構１４を垂直のま）完
全に引抜くには、ボルト脱着機７を前述のように途中で
取り除く必要がある。そのため支承用台車８を何回も運
転し、また昇降台車１１も作業中に何回も昇降させる必
要があり、連続的な運転操作の障害になつていた。しか
も回転フレーム９に対して支承用台車８が独立して運転
されるために、ボルト脱着機７を支承用台車８から昇降
台車１１へ、または昇降台車１１から支承用台車８への
受け渡し時の相互の位置合せ操作が極めて難かしく、従
つて制御棒駆動機構１４の交換作業は短時間に、かつ効
率的に行なうことが困難であつた。〔発明の目的〕 本発明は、制御棒駆動機構の交換作業を、連続的な運転
操作によつて短時間に効率的に行なうことがてきる制御
棒駆動機構の交換装置を提供することを目白勺とする。

〔発明の概要〕上記目的を達成するために、本願におい
ては原子炉々体の下方に設けられ環状のレール上を走行
して垂直中心軸の周りに回動自在なプラットホームと、
このプラットホーム上を直径方向に移動自在な走行台車
と、この走行台車に枢着されて水平装置および垂直位置
に可動自在な回転フレームと、このフレームの長手方向
に移動自在な昇降台車と、前記プラットホームの下方に
装着され前記走行台車と同じ方向に移動自在なボルト脱
着機の支承用台車と、前記昇降台車に載置されて炉体底
部の制御棒駆動機構の取付ボルトと係合するレンチを具
えたボルト脱着機とを具備し、前記回転フレームは垂直
位置にあるとき前記支承用台車と着脱自在に係合されか
つ両者間の距離を変化させる制御機機を装着し、前記制
御機機は昇降台車の上昇に際してボルト脱着機が支承用
台車から昇降台車に移しかえるに適した位置に支承用台
車を回転フレーム側に引寄せ、昇降台車が下降してボル
ト脱着機を支承用台車上に戻した後昇降台車とこれに支
持された制御棒駆動機構との移動に支障を与えない位置
に支承用台車を遠ざけるように構成したことを特徴とす
る制御棒駆動機構の交換装置を提供する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第２図ないし第５図を参照して
説明する。

図面に示す符号１から７まで、符号９から１７まで、お
よび符号１９，２０は第１図で説明した装置の同一符号
で示す部分に対応するものであるので、その説明を省略
し第１図の装置と異なる部分について説明する。２１は
・本発明装置の中心をなすボルト脱着機７を載置する支
承用台車であつて、その詳細を第３図および第４図によ
り説明する。

また符号９は回転フレームであつて、この回転フレーム
９は第１図に示す装置の同一符号で示す回転フレーム９
と略同一に構成されているが、フレームの一部に上記支
承用台車２１と連結するための制御機構をもつことが相
違している。この制御機構については、第３図および第
４図に示す支承用台車２１と一緒に説明する。２２は支
承用台車２１の回転フレーム９側を開口したコ字形のフ
レームである。

このフレーム２２には上部に車輪２３，２３が取付けて
あつて、フレーム５ａ（第２図参照）に沿つて移動自在
に構成されている。フレーム２２の内側部には、ボルト
脱着機７に突設したつめ２５を上方からかみ合うように
形成した受け金２４が設けてあり、つめ２５を受け金２
４とのかみ合いによつて、ボルト脱着機７を上方からフ
レーム２２に搭載することができる。フレーム２２の受
け金２４の下方には受け板２６が突設され、この受け板
２６の先端部は上記ボルト脱着機７が受け金２４に搭載
されたとき、その側面に当接してボルト脱着機７を垂直
に支える。３１は支承用台車２１と回転フレーム９との
間を連結し、かつ連結部の伸縮によつて相互間を近づけ
たり遠ざけたり自在に制御されると共に、連結部の係合
の着脱が自在に制御する制御機構である。

この制御機構３１は支承用台車２１のフレーム２２の両
側面に夫々空気シリンダ３２を水平方向に固定し、空気
シリンダ３２のシリンダロッド３２ａの先端には夫々連
結つめ３３を設けてある。そして、回転フレーム９の両
外側部に夫々固定された支持体３４には夫々ピン３５に
よソー端が枢着された連結腕３６が設けてある。この連
結腕３６の他端には溝３７が形成され、この溝３７に上
記シリンダロッド３２ａの連結つめ３３を係合せしめて
相互間を連結し、上記シリンダロッド３２ａの水平方向
のストロークによつて、回転フレーム９と支承用台車２
１との相互間を近づけた−リ、遠ざけたり自在に行なわ
れる。また回転フレーム９の内側に固定された支持体３
８には空気シリンダ３９，３９の一端を一つのピン４０
により枢着してあり、空気シリンダ３９，３９のシリン
タロツド３９ａ，３９ａの先端は夫々上記連結腕．３６
にピンで連結してある。この空気シリンダ３９，３９の
操作によつて連結腕３６の溝３７と連結つめ３３との係
合を引き外したりまたは係着するように構成されている
。支承用台車２１のフレーム２２には空気シリン．ダ３
２を覆うように断面コ字形のカバー４１が取着されてい
る。

カバー４１は連結つめ３３との間に適宜なすきまを設け
て連結つめ３３が自由に移動できると共に、連結つめ３
３がシリンダロッド３２ａを軸として回転しないように
拘束してい・る。またカバー４１は連結つめ３３の連結
動作に際し、シリンダロッド３２ａに作用する直角方向
の力をうけ、シリンダロッド３２ａに無理なりが加わら
ないように保護する役目を兼ねている。空気シリンダ３
２のストロークが最も縮少したときは支承用台車２１は
最も回転フレーム９に接近した位置にあつて、そのとき
支承用台車２１に搭載されたボルト脱着機７の位置は昇
降台車１１に搭載時のボルト脱着機７の位置と一致する
。また空気シリンダ３２のストロークが最も延びたとき
は、支承用台車２１は回転フレーム９から最も離れた位
置にあつた。そのとき支承用台車２１にボルト脱着機７
が搭載された状態で制御棒駆動機構１４を搭載した昇降
台車１１が上下に移動しても、昇降台車１１または制御
棒駆動機構１４とボルト脱着機７およびその支承用台車
２１とが干渉しないようになつている。もちろん支承用
台車２１が回転フレーム９に最も接近した場合、回転フ
レーム９に干渉することなく昇降台車１１はその附近を
移動することができる。次に上述した本発明装置の作用
について説明する。

炉体に装填されている制御棒駆動機構１４への位置合せ
は、従来測置と同様にプラットホーム５の回転移動と走
行台車６の直線移動によつて行なわれる。この場合第２
図に示すごとく、回転フレーム９は垂直位置にあつて、
回転フレーム９にボルト脱着機７が搭載された支承用台
車２１が空気シリンダ３２と連結腕３６とを介して最も
接近した位置に連結された状態で運転を行なう。回転フ
レーム９の位置合せが終ると、昇降台車１１を上昇させ
てボルト脱着機７を昇降台車１１に受けとる。この場合
支承用台車２１が回転フレーム９に最も近づいた１受け
渡し位置ョにあるので、昇降台車１１の上昇によつて支
承用台車２１の受け金２４に吊りかけられていたボルト
脱着機７はそのま）昇降台車１１に移し換えられる。さ
らに昇降台車１１を上昇させて、位置決めしてある制御
棒駆動機構１４の取付用ボルトにボルト脱着機７の抜取
りレンチを接続する。この場合掴み腕１７（第２図参照
）は回転フレーム９内に格納されているので、昇降台車
１１の上昇には支障がない。次にボルト脱着機７を操作
して制御棒駆動機構１４の取付ボルトをゆるめて取外す
。

この作業の前後に、実際には炉体のハウジング１５内に
残つている汚水を処理する作業があるが、直接関係がな
いので省略する。取付用ボルトをゆるめ終ると、ボルト
脱着機７の上に制御棒駆動機構１４が載り移る。

この状態で昇降台車１１を下降させることにより制御棒
駆動機構１４を炉体のハウジング１５から引抜くきとが
できる。その際、途中で掴み腕１７を操作して制御棒駆
動機構１４が倒れないようにゆるく把持し、ハウジング
１５から抜け出た適当な位置で強く把持し、宙吊り状態
にする。昇降台車１１をさらに下降操作すると、ボルト
脱着機７のつめ２５が支承用台車２１の受け金２４にか
み合つて、ボルト脱着機７は昇降台車１１から支承用台
車２１に受け渡される。

次に、第５図のように空気シリンダ３２，３２を操作し
て支承用台車２１を回転フレーム９より決められた離れ
た位置に遠ざける。

この操作は空気シリンダ３２のシリンダロッド３２ａが
連結つめ３３を介し回転フレーム９側の連結腕３６の溝
３７に係合状態にあるので、シリンダロッド３２ａを押
し出せば、支承用台車２１は車輪２３の転動によりフレ
ーム５ａに沿つて回転フレーム９から決められた位置に
簡単に遠ざけることができる。次に、再び昇降台車１１
を上昇せしめて、上記掴み腕１７により宙吊りなつてい
た制御棒駆動機構１４を受け取る。

この昇降台車１１の上昇時には支承用台車２１は遠ざけ
られているので、昇降台車１１にボルト脱着機７が搭載
されることはない。宙吊りの制御棒駆動機構１４を昇降
台車１１に受けとると、掴み腕１７を若干緩めて把持し
、案内状態して昇降台車１１を下限位置まて降下させる
。以上の作業で制御棒駆動機構１４はハウジング１５か
ら完全に引き抜くことができる。次にプラットホーム５
と走行台車６とを運転して、回転フレーム９を垂直状態
から水平状態に回転させるのに都合のよい位置まで移動
させる。この場合支承用台車２１は回転フレーム９に連
結されているので、走行台車６の移動によりこれと一緒
に移動することはいうまでもない。回転フレーム９を回
転させるための位置決めを行なつた後、第３図に示す空
気シリンダ３９，３９を操作して連結腕３６の溝３７と
連結つめ３３との係合を引き外す。

引続いて、掴み腕１７により制御棒駆動機構１４をしつ
から杷持した後、回転フレーム９を水平状態に回転させ
る。このとき支承用台車２１は回転フレーム９との連結
が解かれているので、下方に定位置にとり残される。そ
の後の作業は、前述の従来例と同様に、プラットホーム
５の下方に挿入された運搬カート１９に制御棒駆動機構
１４を載せて搬出を行なう。以上が装填されている制御
棒駆動機構１４をハウジング１５から引抜いて運搬カー
ト１９に載せるまでの操作順序であるが、点検を終了し
た制御棒駆動機構１４を原子炉のハウジング１５に装填
する場合は上記の逆の順序で行なえばよい。

〔発明の効果〕以上説明したように本発明装置によれば
、ボルト脱着機の支承用台車が回転フレームに連結され
て、回転フレームを移動させる走行台車と一緒に移動し
て制御棒駆動機構に対する位置合せを行なうように構成
されているので、従来のように制御棒駆動機構に位置合
せを行なつた回転フレームに対してさらに脱着機台車の
位置合せを行なうといつた煩雑な操作が無くなり操作が
簡単である。

また従来は回転フレームの位置合せを行なう場合このフ
レームと干渉しないように支承用台車を走行路端の格納
位置に戻す必要があり、この場合取外しまたは装填する
制御棒駆動機構の配列位置によつては、支承用台車の走
行距離が著しく長くなりかなりの時間を必要としたが、
本発明装置では支承用台車が昇降台車とこれに支持され
た制御棒駆動機構の移動に支障を与えない程度に回転フ
レームから僅かな距離に遠ざけるだけであるから、支承
用台車の走行距離が短く作業時間が短縮され、かつ操作
が簡単て制御棒駆動機構の引抜きおよび装填作業を短時
間に行なうことができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御棒駆動機構の交換装置の正面図、第
２図は本発明の制御棒駆動機構の交換装置の一実施例を
示す正面図、第３図は第２図のＩ−Ｉ線に沿う平面図、
第４図は第３図の■−■線に沿う正面図、第５図は交換
装置の作動状態を示す平面図てある。 ５・・・・・・プラットホーム、６・・・・・・走行台
車、７・・・・・・ボルト脱着機、９・・・・・・回転
フレーム、１１・・・昇降台車、１４・・・・・・制御
棒駆動機構、２１・・・・・・支承用台車、３１・・・
・・・制御機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉々体の下方に設けられ環状のレール上を走行
   して垂直中心軸の周りに回動自在なプラットホームと、
   このプラットホーム上を直径方向に移動自在な走行台車
   と、この走行台車に枢着されて水平位置および垂直位置
   に可動自在な回転フレームと、この回転フレームの長手
   方向に移動自在な昇降台車と、前記プラットホームの下
   方に装着され前記走行台車と同じ方向に移動自在なボル
   ト脱着機の支承用台車と、前記昇降台車に載置されて炉
   体底部の制御棒駆動機機の取付ボルトと係合するレンチ
   を具えたボルト脱着機とを具備し、前記回転フレームは
   垂直位置にあるとき前記支承用台車と着脱自在に係合さ
   れかつ両者間の距離を変化させる制御機構を装着し、前
   記制御機構は昇降台車の上昇に際してボルト脱着機が支
   承用台車から昇降台車に移しかえるに適した位置に支承
   用台車を回転フレーム側に引寄せ、昇降台車が下降して
   ボルト脱着機を支承用台車上に戻した後昇降台車とこれ
   に支持された制御棒駆動機構との移動に支障を与えない
   位置に支承用台車を遠ざけるように構成したことを特徴
   とする制御棒駆動機構の交換装置。