JPS6048885A - 燃料支持金具のつかみ装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、原子炉特に沸騰水型原子炉の燃料支持金具
のつかみ装置（以下単につかみ装置と言う）に関する。

〔発明の技術的背景〕

沸騰水型原子炉（以下単に原子炉と言う）における燃料
支持金具とその関連部分とを第１図ないし第５図につい
て説明する。

炉心支持板１、上部格子板２を固着された炉心シュラウ
ド３は、圧力容器４内にそれと一体に形成され、圧力容
器４内には冷却水が満たされる。

制御棒案内管５は、その上端部外周から突出したラグ５
ａと、炉心支持板１の定位置に直立に植設された位置決
めピン６とにより位置決めされ、その上端部を炉心支持
板１の上面から所定寸法突出して炉心支持板１に直立に
固着されている。燃料支持金具７は、後述するそのつか
み装置により、着脱自在に、その上端部外周から突出し
たラグ７ａと位置決めピン６により位置決めされ、その
下端部を制御棒案内管５の管内孔中に挿入されて、制御
棒案内管５の上端面に装着される。燃料支持金具７には
、４体の燃料集合体８の下部が直立に載置支承され、燃
料集合体８の上部は、上部格子板２により直立平行に整
列支承される。

燃料支持金具７は、高放射線領域にある制御棒案内管５
に着脱されるため、その着脱は、作業員の放射線被ばく
を防ぐために、圧力容器４冷却水中深くで、そのつかみ
装置によりそれを遠隔操作して行う。つかみ装置は、圧
力容器４の上側方に位置する操作床上で水平直角２方向
に移動自在にして、内蔵装置により鉛直中心軸線を中心
として回転自在且つ上下方向ζこ伸縮自在の直立のマス
トを備えた、図示しない燃料交換機のマストの下端に図
示しない取付具を介して取り付けられる。燃料支持金具
７は、その上端面を基準として、つかみ装置によりその
定位置に把持され、制御棒案内管５上に載置される。

従来のつかみ装置においては、制御棒案内管５に対する
燃料支持金具７の上下方向位置は次のようにして検知さ
れる。つかみ装置には、第８図に示すアクチュエータ棒
５４と同様なアクチュエータ棒が下方にばね付勢され上
方に押上自在に直立定位置に取り付けられ、つかみ装置
の下降に伴い、アクチーエータ棒の下先端が位置決めビ
ン６の上先端に当接するとき、アクチュエータ棒に固着
されたドッグがつかみ装置に内蔵されたリミットスイッ
チを作動させることにより、前記検知が行われる。

燃料支持金具７が、ラグ７ａと位置決めビン６により円
周方向に正しく位置決めされ、上下方向にも正しく位置
決めされたときは、第４図に示すようｔこ、制御棒案内
管５の上部管壁ｌこ円周上等ピツチに設けられている４
個の冷却水孔５ｂと、制御棒案内管５の上端管孔中にの
ぞき入る燃料支持金具７の下方部円筒壁に円周上等ピツ
チに設けられている４個のオリフィス７ｂとは、中心軸
線をほぼ共通にして直通し、従って制御棒案内管５の外
側から冷却水孔５ｂに流入する冷却水は、全量、矢印９
で示すようにオリフィス７ｂを経て燃料支持金具７中に
入り、燃料支持金具７上に載置された燃料集合体８（第
１図）に到りそれを冷却する。

〔背景技術の問題点〕

従来のつかみ装置においては、制御棒案内管５に対する
燃料支持金具７の上下方向位置は、前記のように、制御
棒案内管５に対し定位置に固定された位置決めピン６の
上先端につかみ装置のアクチュエータ棒の下先端が当接
することにより間接的に検知されるが、制御棒案内管５
上端に装着される燃料支持金具７の上端面とそれより下
方にある位置決めビン６の上先端間距離の工作上組付上
の寸法公差が約１３藺であるため、従来のつかみ装置を
用いて燃料支持金具７の上下方向位置決めをするとき最
悪の場合には、制御棒案内管５の上端面とそれに当接す
べき燃料支持金具７の当接面７０間には、前記寸法公差
約１３調に等しいすき間を生ずる虞れがある。このとき
、第５図に示すように、燃料支持金具７のオリフィス７
ｂの中心軸線位置は、制御棒案内管５の冷却水孔５ｂの
中心軸線位置に対し上方にずれ、それにより、オリフィ
ス７ｂはその上方部を冷却水孔５ｂの上方孔壁により遮
られると共に、冷却水孔５ｂは、燃料支持金具７の下方
制御棒案内管５の管内孔と連通し、冷却水孔５ｂに流入
する冷却水流は矢印１゜と矢印１１の示す方向とに２分
され、燃料支持金具７中を経て燃料支持金具７上に載置
された燃料集合体８に到る冷却水量は減少し、その結果
、燃料集合体８を構成する燃料棒の冷却不足に基づく過
熱による破損及び冷却水量不足による原子炉出力の減少
を招く虞れが生ずる。

〔発明の目的〕

この発明は、従来のつかみ装置の前記問題点を解決する
ためになされたもので、燃料支持金具を把持し、この燃
料支持金具を、原子炉炉心中に直立に固着された制御棒
案内管の上端面にその上方当接部が当接したことを直接
的に検知して正しい位置に組み付けることができるつか
み装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、原子炉炉心シュラウド中定位置に直立に固
着された制御棒案内管の上端部に燃料支持金具を着脱自
在に装着するためのつかみ装置が、外枠をなす本体と、
この本体に対し定位置に燃料支持金具を把持解放自在に
把持する把持機構と、本体の制御棒案内管に対する位置
を態別に検知する２組の位置検知装置とを備え、この２
組の位置検知装置を、いずれも、下方にばね付勢され上
方には押上自在に本体定位置に直立に取り伺けられ定位
置にドッグを締着されたアクチュエータ棒と、本体に固
着されそれぞれのドッグが係合するリミットスイッチと
を備えた第一位置検知装置と第二位置検知装置きで構成
し、燃料支持金具を把持したつかみ装置が制御棒案内管
に燃料支持金具を装着するため下降するとき、その下降
端附近ζこおいて、第一位置検知装置は、そのアクチー
エータ棒の下先端が、炉心シュラウド中定位置に直立に
固着された位置決めピンの上先端に当接することにより
そのＩＪ　ミツトスイッチが作動し、第一位置検知装置
は、そのアクチーエータ棒の下先端が制御棒案内管の上
端部外周から水平に突出したラグの上面に当接すること
によりそのリミットスイッチが作動し、それにより、本
体従ってそれに把持された燃料支持金具の制御棒案内管
に対する上下方向位置を、第一位置検知装置により予備
間接的に、第二位置検知装置により直接的に検知するよ
うに構成することにより、前記目的を達するものである
。

〔発明の実施例〕

この発明の一実施例を第１図ないし第８図について説明
する。

この発明によるつかみ装置２０は、外枠をなす本体２１
．１対２組の把持機構３０，３０．第−位置検知装置５
０及び第二位置検知装置６０からなる２組の位置検知装
置とを備えている。

つかみ装ｅ２０は、圧力容器４の上側方に位置する操作
床上で水平直角２方向に移動自在にして、内′Ｍ、装置
により鉛直中心軸線を中心として回転自在且つ上下方向
に伸縮自在の直立のマストを備えた、図示しない燃料交
換機のマストの下端に、図示しない取付具を介し本体２
１の上端において着脱自在に垂下締着され、燃料交換機
の操作により水平面内及び上下方向任意の位置に移動す
ることができる。　チ 外郭断面がほぼ四角形をなす本体２１の対角隅　ｌには
、直立に置かれた燃料支持金具７の上端面に　１・形成
されている燃料支持孔７ｄに、本体２】が燃料支持金具
７の中心軸線に沿って下降するとき係船自在にはまりこ
むことができるガイド軸２２が下方に突出してそれぞれ
固着されている。

本体２１の他の対角隅には、１対をなす把持機構３０．
３０が設けられている。把持機構３０の主要部は、両ロ
ッド形複動空気シリンダ（以下単に空気シリンダと言う
）３１、下端につかみ爪３６を有して本体２１に長さ方
向中間部において枢支され空気シリンダ３１の下向ピス
トンロッド３２及び上向ピストンロッド３９の上下移動
に連動して揺動するつかみ部材３４からなっている。

図示しない外部圧縮空気管路に接続さ、れた空気シリン
ダ３１は、そのシリンダ壁部において本体２１に鉛直に
固着され、その下向ピストンロッド３２の下端には、下
向ピストンロッド３２が本体２１に対し下降する吉き、
ガイド軸２２が燃料支寺孔７ｄにはまり込んだ燃料支持
金具７の上端面こ形成されている他の燃料支持孔７ｅに
係船自在こはまり込むことができるホルダ３３を備えて
ぃる。１対２個のてこ状つかみ部材３４．３４は、その
上下方向中間枢支部３５．３５を本体２１の外壁中心軸
線に対し対称の位置に水平に固着された図示しないピン
軸それぞれに揺動自在に支承され、下端にはつかみ爪３
６．．３６が形成されている。ホルダ３３の上部外周に
水平軸を中心として回転自在に軸支されたころ３７は、
つかみ部材３４の枢支部３５から下方の下部ガイド面３
８に転接している。空気シリンダ３１の上向ピストンロ
ッド３９の上端部には、本体２１に上下方向に設けられ
たガイド溝に沿い上下方向にのみ移動自在の軸受台４０
が締着され、軸受台４０にはころ４１が水平軸を中心と
して回転自在に軸支されている。軸受台４０の前記ガイ
ド溝に沿う運動規制により、下向ピストンロッド３２、
上向ピストンロッド３９はその中心軸線を中心とする回
転を阻止されている。上向ピストンロッド３９がその上
限位置から下降するとき、ころ４１はつかみ部材３４の
上部ガイド面４２をこ転接する。下部ガイド面３８、上
部ガイド面４２の形状は、下向ピストンロッド３２、上
向ピストンロッド３９が上昇するとき、ころ４１が上部
ガイド面４２から離れ、下部ガイド面３８に転接するこ
ろ３７がつかみ爪３６を開き、上向ピストンロッド３９
、下向ピストンロッド３２が下降するときは、ころ４１
が上部ガイド面４２に転接してつかみ部材３４の上端を
押し開きそれによりつかみ爪３６がつぼむように形成さ
れている。

２組の位置検知装置をなす第一位置検知装置５０第二位
置検知装置６０それぞれは、ガイド軸２２が取り付けら
れている本体２１の対角隅カイト軸２２と干渉しない位
置に設けられている。

第一位置検知装置５０．第二位置検知装置６゜はそれぞ
れ、長さ方向中間部にフランジ５１゜６１を有し上端部
及び下端部を本体２１の外壁体に固着されたブラケット
５２．５３，６２．６３により鉛直に軸線方向移動自在
に支承されたアクチュエータ棒５４．，６４、アクチュ
エータ棒５４゜６４の長さ方向中間部フランジ５１．６
１の上方所定位置に締着されたドッグ５５，６５、ドッ
グ５５．６５とブラケット５２．６２間アクチュエータ
棒５４，６４の外周にはめ込まれた圧縮コイルばね５６
，６６、本体２１に固着されアクチュエータ棒５４，６
４が圧縮コイルばね５６．６６の伸張力に抗して押し上
げられるときドッグ５５゜６５が係合するリミットスイ
ッチ５７．６７からなっている。アクチーエータ棒５４
．６４は、それに外力が作用しないときは、フランジ５
１゜６１がブラケツ１−５３．６３の上面に当接し、圧
縮コイルはね５６．６６により下方に付勢されている。

つかみ装置２０で後記するようにして燃料支持金具７を
把持しその下端円筒部を制御棒案内管５の管内孔をこ挿
入しつつ、つかみ装置２０を下降させるとき、アクチュ
エータ棒５４の下先端が位置決めピン６の上先端に当接
し、アクチュエータ棒６４の下先端が制御棒案内管５に
その中心軸線に対しそのラグ５ａと対称の位置に水平に
突出固着されたラグ５Ｃの上面に当接できるように、ア
クチュエータ棒５４，６４は形成されている。

前記のように構成されたこの発明によるつかみ装置２０
の作用を次に説明する。

所望の場所に直立に置かれた燃料支持金具７の燃料支持
孔７ｄ、７ｄの直上にかみ装置２０のガイド軸２２．２
２が位置し、燃料支持孔７ｅ。

７ｅの直上につかみ装置２０のホルダ３３．３３が位置
するように、燃料交換機を操作してつかみ装置２０を移
動する。このとき、空気シリンダ３１．３１には、その
図示しないピストンの下面に図示しない外部圧縮空気管
路から圧縮空気が送入されていて、下向ピストンロット
３２，３２、上向ピストンロット３９．３９は、空気シ
リンダ３１．３１において上限位置を占め、ころ４１゜
４１は上部ガイド面４２．４２から上側方に離れ、こる
３７．３７は下部ガイド面３８．３８に転接して、つか
み部材３４．３４の下端つかみ爪３６゜３６は開かれて
いる。燃料交換機を操作してつかみ装置２０を下降させ
れば、ガイド軸２２．２２の下方円柱部が燃料支持孔７
ｄ、７ｄに挿入される。ガイド軸２２．２２の長さ方向
中間部の膨出テーパ部下面が燃料支持孔７ｄ、７ｄの孔
壁土面に当接したときつかみ装置２０の下降を止める。

次に、空気シリンダ３１．３１への圧縮空気供給路を切
り換え、そのピストンの上面側に圧縮空気を供給すれば
、下向ピストンロッド３２，３２、上向ピストンロッド
３９，３９は下降し、ホルダ３３゜３３は燃料支持孔７
ｅ、７ｅ内にそのテーパ軸孔接触の下限位置まで挿入さ
れ、こる３７．３７は下部ガイド面３８．３８から離れ
ると共に、こる４１．４１は上部ガイド面４２．４２に
転接してつかみ部材３４．３４の上端部を押し開くこと
により、つかみ爪３６．３６は互いに近付いて燃料支持
金Ａ７をその上端膨出部において把持する。

これによりつかみ装置２０は、その本体２１に対し定位
置に燃料支持金具７を把持する。

燃料支持金具７を保持したつかみ装置２０を燃料交換機
を操作して移動し、燃料支持金具７を、原子炉炉心中一
般には深い冷却水中に位置する制御棒案内管５の直上に
してそれと中心軸線を共通にし且つ燃料支持金具７が下
降するときラグ７ａに設けられたスリットに位置決めピ
ン６の先端が入り込める位置に持ち来たす。つかみ装置
２ｏを燃料交換機を操作して下降させれば、燃料支持金
共７は、その円周方向にはラグ７ａと位置決めピン６に
より位置決めされ、その下方円筒部は制御棒案内管５の
上端管内孔に挿入される。アクチュエータ棒５４は、外
力を加えられないとき、その下先端の位置が、制御棒案
内管５に組み付けられた燃料支持金具７の上端面から位
置決めピン６の上先端才での寸法公差約１３期を含む最
大鉛直距離より多少大きい寸法だけ、つかみ装置２ｏに
把持された燃料支持金具７の上端面から鉛直下方に突出
するように形成され、アクチュエータ棒６４は、外力を
加えられないとき、その下先端の位Ｕが、燃料支持金具
７がその当接面７ｃを制御棒案内管５の上端面に接して
組み付けられたときの燃料支持金具７の上端面からラグ
５ｃの上面までの寸法公差約２魂を含む最大鉛直距離寸
法より多少大きい寸法だけ、つかみ装置２０に把持され
た燃料支持金具７の上端面から鉛直下方に突出するよう
に形成されている。それにより、つかみ装置２゜の下降
、燃料支持金具７の制御棒案内管５の管内孔への挿入が
進むに伴い、アクチュエータ棒５４の下先端が位置決め
ピン６の下先端に当接することにより、アクチュエータ
棒５４は圧縮コイルばね５６の伸張力に抗して押し上げ
られ、ドッグ５５がリミットスイッチ５７に係合しリミ
ットスイッチ５７が閉路することにより、図示しないそ
れへの接続回路指示器を介して、燃料支持金具７が制御
棒案内管５に正常に近い位置に組み付けられたことを第
一位置検知装置５０により予備間接的に検知でき、又、
アクチーエータ棒６４の下先端がラグ５ｃ上面に当接す
ることにより、アクチュエータ棒６４は圧縮コイルばね
６６の伸張力に抗［）て押し上げられ、ドッグ６５がリ
ミットスイッチ６７に係合しリミットスイッチ６７が閉
路することにより、図示しないそれへの接続回路指示器
を介して、燃料支持金具７がその当接面７ｃを制御棒案
内管５の上端面に接して正常の位置に組みイ」けられた
ことを第一位置検知装置６０により直接的に検知できる
。リミットスイッチ５７゜６７の２Ｍ閉路により、空気
シリンダ３１．３１への圧縮空気供給管路は切り換えら
れ、つかみ爪３６．３６は開いて把持機構３０．３０は
燃料支持金具７を解放し、燃料支持金具７の制御棒案内
管５への装置は完了する。

空気シリンダ３１，３１．つかみ装置２ｏの作動は遠隔
制御され、燃料交換機の操作は放射線汚染の少ない操作
床上で行われるので、つかみ装置２０を使用して燃料支
持金具７を制御棒案内管５に装着するに際し、操作員が
放射線被ばくする虞れはない。

〔発明の効果〕

この発明による燃料支持金具のつかみ装（ｉｆｆｉは、
外枠をなす本体と、燃料支持金具を本体に対し定位置に
把持解放自在に把持する把持機構と、原子炉炉心中に直
立に固着された制御棒案内管に対する燃料支持金具を把
持した本体の位置を態別に検知する２組の位置検知装置
とを備え、この２組の位置検知装置を第一位置検知装置
と第一位置検知装置とで構成し、この第−位置検知装鎧
第二位ｔｕ検知装置それぞれは、下方にばね付勢され上
方には押上自在に本体定位１斤に直立に取り付けられた
アクチュエータ棒と、このアクチュエータ棒の定位置に
締着されたドッグと、本体定位置に固着されアクチュエ
ータ棒の上下方向移動によりドッグが係合するリミット
スイッチとを備え、制御棒案内管に燃料支持金具を装着
する際の本体の下降運動の終端附近において、第一位置
検知装置は、そのアクチーエータ棒の下先端が制御棒案
内管を支持し炉心シュラウド中に固定の炉心支持板に直
立に固着された位置決めピンの下先端に当接して押し上
げられると共にそのドッグがそのリミットスイッチに係
合するように形成され、第二位置検知装置は、そのアク
チュエータ棒の下先端が制御棒案内管の上端部外周から
一体水平に突出したラグの上面に当接して押し上げられ
ると共にそのドッグがそのリミットスイッチに係合する
ように形成されていることにより、燃料支持金具を把持
機構を介して定位置に把持したつかみ装置の本体の位置
を位ｉｆｆ決めピンとアクチーエータ棒とを介して第一
位置検知装置により予備間接的に検知し更に制御棒案内
管上端部外周のラグとアクチュエータ棒とを介して第二
位置検知装置により直接的に検知することにより本体の
制御棒案内管に対する位置を２重に検知して燃料支持金
具を制御棒案内管に装着できるため、工作組立上の寸法
公差に起因して燃料支持金具の制御棒案内管への上下方
向当接面と制御棒案内管上端との間にすき間が残ったま
ま制御棒案内管に対し燃料支持金具が上方に位置ずれし
て装着されることを防止し、円周方向における従来の位
置決め手段と相まって、制御棒案内管の冷却水孔と燃料
支持金具のオリフィスとの心ずれを防止して冷却水流を
正常に保ち、従って燃料支持金具が支承する燃料集合体
の燃料棒の冷却水量不足過熱による破損の虞れをなくし
、原子炉の冷却水量不足による出力低下を防止する効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、沸騰水型原子炉炉心部の部分縦断面図、第２
図は第１図の制御棒案内管５の拡大斜視図、第３図は第
１図の燃料支持金具７の拡大斜視図、第４図、第５図は
それぞれ互いに異なる状態に組み付けられた制御棒案内
管５と燃料支持金具７との正面図、第６図、第７図はそ
れぞれ互ｌ／）に異なる作動状態におけるこの発明によ
る燃料支持金具のつかみ装置の縦断面図、第８図は第７
図のつかみ装置２０の第７図の断面と９０度をなす断面
における拡大縦断面図である。 ３１．炉心シュラウド、５・・・制御棒案内管、５Ｃ・
・・ラグ、６・・・位置決めピン、７・・・燃料支持金
具、２０・・・つかみ装置、２１・・・本体、３０・・
・把持機構、５０・・・第一位置検知装置、５４．６’
４・・・アクチュエータ棒、５５．６５・・・ドッグ、
５７．６７・・・リミットスイッチ、６０・・・第二位
置検知装置。 （７３１７）　代理人　弁理士　則近憲佑（ほか１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　原子炉炉心シュラウド中定位置に直立に固着さ
   れた制御棒案内管の上端部に燃料支持金具を着脱自在に
   装着するための燃料支持金具のつかみ装置において、外
   枠をなす本体と、前記燃料支持金具を前記本体に対し定
   位置に把持解放自在に把持する把持機構と、前記本体の
   前記制御棒案内管に対する位置を別別に検知する２組の
   位置検知装置とを備えたことを特徴とする燃料支持金具
   のつかみ装置。
2. （２）２組の位置検知装置を第一位置検知装置と第二位
   置検知装置とで構成し、この第一位置検知装置第二位置
   検知装置それぞれは、下方にばね付勢され上方には押上
   自在に本体の定位置に直立に取り付けられたアクチュエ
   ータ棒と、このアクチュエータ棒の定位置に締着された
   ドッグと、本体の定位置に固着され前記アクチュエータ
   棒の上下方向移動により前記ドッグが係合するリミット
   スイッチどを備え、制御棒案内管に燃料支持金具を装着
   する際の本体の下降運動の終端附近において、前記第一
   位置検知装置は、その前記アクチュエータ棒の下先端が
   炉心シュラウド中に固着され制御棒案内管を支持する炉
   心支持板に直立に固着された位置決めピンの下先端に当
   接してアクチーエータ棒が押し上げられると共にその前
   記ドッグがそ　−の前記リミットスイッチに係合するよ
   うに形成され、前記第二位置検知装置は、その前記アク
   チュエータ棒の下先端が制御棒案内管の上端部外周から
   一体水平に突出したラグの上面に当接してアクチュエー
   タ棒が押し上げられると共にその前記ドッグがその前記
   リミットスイッチに係合するように形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の燃料支持金
   具のつかみ装置。