JPS6050314B2 - 原子炉の燃料集合体内に燃料要素を導入する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉の燃料集合体に燃料要素を導入する装
置に関する。

詳細に云えば、本発明は、燃料集合体が棒型垂直燃料要
素ないし燃料棒に平行な連結具で相互に．結合された上
下２つの端部プレートにより実質的に構成される剛な構
造体と該構造体によつて適所に保持された上記燃料要素
とのユニットから成り、前記連結具が、端部プレートに
平行で且つ端部プレートの間に相互に間隔を置いて配設
された．スペーサーグリッドに結合され、該グリッドが
燃料要素ないし燃料棒を弾性的に固定している場合にお
ける、軽水型原子炉の燃料集合体に燃料要素を導入する
装置に関する。

更に詳細に云えば、本発明は燃料集合体の連結・具の下
端に下端プレートを結合するネジまたはナットが設けて
あることによつて、下端プレートが着脱自在である形式
の燃料集合体用の燃料要素導入装置を対象とする。

この種の集合体は、“゜着脱自在の隔置形燃料集合体゛
に関して本出願人の名前で１９７詳３月２２日に提出せ
るフランス特許出願第７８０８２８２号に記載され且つ
特許請求されている。

この先の特許出願においては、燃料集合体を反転させた
後、貯槽内の水中において下端プレートを取外すことが
できる工具が記載してある。

この燃料要素導入装置の目的は、一方に於て貯蔵ラック
内で燃料要素を把持し、他方に於て、燃・料集合体内へ
の燃料要素の導入及び案内を行なうことにある。導入操
作の場合には、導人工具は、燃料要素が各スペーサーグ
リッドを貫通するとき、ある程度の力を加え得るもので
なければならず、つかえたときは、更なる導入操作を行
い得るよう、燃料要素を任意の高さにまで上昇させ得る
ものでなければならない。上記機能を得るために、燃料
要素導入装置は、燃料集合体の下端に置かれて下端プレ
ートの代用となり、且つスペーサーグリッドの開口と同
様の形状の案内用の開口を備えた導入プレートと、（燃
料集合体を反転させた後に）燃料要素の下端を把持して
燃料集合体内の所定位置に燃料要素を導入し、スペーサ
ーグリッドを通過し得るよう上記燃料要素に力を加える
工具とを具備する。更に詳細に云えば、本発明の対象を
なす装置は、燃料要素を通過させて燃料集合体内におけ
る上記燃料要素の位置決めを行なう複数のオリフィスを
備え、且つ燃料集合体の上面に固定できる導入プレート
と、燃料要素を把持して燃料集合体内に導入する工具と
、燃料要素の貯蔵ラックと、上記導入プレートのオリフ
ィスに関する垂直線上の１つの位置との間て上記工具を
水平方向に変位させ得る昇降手段とを具備し、上記工具
が、 軸線方向ボアを備え、且つ上記導入プレートに当接でき
る当接面を下端に有し、ストッパを上端に有する外側管
状スリーブと、上記スリーブ内を摺動でき、第１制御管
の下端と一体化されたクランプを形成するジョーユニッ
トと、上記ジョーの開閉制御手段と、 上記第１管と固定関係にあつて上記スリーブ内を摺動で
き、その上端が上記スリーブの上部ストッパと共働する
ストッパを構成するウェイトと、上記第１管の端部と一
体化され、且つ昇降手段に固定できる支持部材と、上記
第１管内の第１上部位置と第２下部位置との間を摺動で
き、上端が支持部材から突出して操作時の燃料要素の位
置のインジケータを構成し、且つ下端が上記スリーブの
下部当接面のオリフィスを通過し得るようになつている
バーと、上記バーと上記第１管制御手段とを垂直方向変
位に関して連結する着脱自在な第１手段と、上記第１管
制御手段と上記スリーブとを垂直方向変位に関し連結す
る着脱自在な第２手段とから成る。

上記ジョーの開閉制御手段を、上記第１管を囲み且つジ
ョーに作用するマンドレルで終わる第２管と、該第２管
の上端に連結され、且つジョーの開放位置と閉鎖位置と
の間でジョーに対してマンドレルを限定的に相対移動さ
せることができる手段とから構成し、上記ウェイトは、
上記第２管に一体とし且つ上記スリーブ内を摺動できる
ようにするのが好ましい。

本発明は、添付の図面を参照した本発明の非限定的な実
施例に関する以下の説明からより十分に理解されよう。

所定位置に配置される多数の棒型垂直燃料要素と該燃料
要素の固定用構造体とからなる燃料集合体の中に燃料要
素を導入するための本発明に係る装置（以下単に導入装
置と称する）は、例えば、第６ａ図および第６ｂ図から
明らかな如く、導入プレートＡと、導人工具Ｂと、昇降
・移動手段Ｃとを具備している。導入プレートＡは、既
述の如く、燃料集合体の下部導入プレートの代わりとな
る。

上記プレートは、燃料要素または棒Ｄ″から構成された
燃料集合体の連結具Ｄ１の下端（図では上端）が挿入さ
れる導入プレート、固定用の孔Ａ１を具備している。導
入プレートＡは、また燃料集合体内の燃料要素Ｄ″の位
置と正確に対応する位置にある燃料要素案内用の開口Ａ
２を具備している。このプレートは、２つの機能を有す
る。即ち、燃料要素の導入時に工具Ｂの下端のストッパ
として働く機能と、燃料要素を燃料集合体の第１スペー
サーグリッド（図示していない）に当接するまで垂直方
向に案内する機能とである。工具Ｂは、円筒形スリーブ
２で上部を構成し且つ下端を延長して径の小さい円筒形
中空突出部４とした筒状ケースを、外側に具備している
。第２図に示されるように中空突出部４の下端は、導入
プレートＡに当接する下向き当接面６ｂと突出部４内側
の土向き当接面６ｃとを有し且つ軸線方向の開口６ａを
穿設したプラグ６で終つている。スリーブ２および突出
部４から構成した筒状ケースの内部には、燃料要素頭部
を把持する手段と押しボタン式位置インジケータ手段と
が設けてある。第２図に示されるように把持手段は、筒
状ケース内を摺動自在な第１制御管又は中空ロッド８ｂ
の下端と一体化された一般的なタイプのクランプ８ａか
らなる。クランプの上部外側面は、円すい状傾斜面８ｃ
として構成してある。筒状ケース内には、更に、第１制
御管８ｂに対して限定的に相対運動するとともに筒状ケ
ース内で摺動自在な第２制御管又は中空ロッド１０ｂが
第１制御管８ｂを囲むように設けられており、該第２制
御管１０ｂの下端にクランプ８ａの上部を囲む円筒チャ
ック１０ａを具備している。

容易に理解される如く、第２制御管１０ｂが第１制御管
８ｂに対して僅かに下降すると、円筒チャック１０ａは
、クランプ８ａの傾斜面８ｃに作用して該クランプを閉
じさせ、かくして、燃料要素の頭部の把持状態を維持で
きる。第１図に関し、上記第１制御管８ｂと第２制御管
１０ｂとの相対運動は、制御ボックス１２およノび操作
ハンドル１４（第１図左側）の存在によつて得られる。

第２制御管１０ｂの上端１０ｃは、径が該制御管の他の
部分よりも大きく、制御ボックス１２に対して軸方向の
変位はできないが回転は自在である。この回転自在性は
、軸受１６によ７つて公知の態様で得られる。第１制御
管８ｂは第２制御管１０ｂの端部１０ｃより上に延びて
おり、ボックス１２の上端壁１２ｂを軸方向に貫通する
タップ付ボア１２ａと共働するネジ部８ｄを具備する。
第１制御管８ｂは、キー１８と第２制フ御管１０ｂの上
端１０ｃに設けた長手方向の内側溝１０ｄとの共働によ
つて、第２制御管１０ｂに対して回転不能である。ネジ
部８ｄの上方に位置する第１制御管８ｂの上端８ｅは、
操作ハンドル１４を備えた支持部材２０と一体に回転及
び変位運動を行なう。上記部材２０は、軸線方向ボア２
０ａを具備し、ワッシャ２４および部材２０のネジ部分
２０ｂに螺着したナット２６を介して、リング２２に旋
回自在に取付けてある。リング２２は、昇降手段Ｃと連
結可能な吊下げリング２８を備えている。ボックス１２
を固定し、操作ハンドル１４を緩め方向に操作すれば、
クランプ８ａは開き、締付方向に操作すれば、円筒チャ
ック１０ａとクランプ８ａの傾斜面８ｃとの協働作用に
よりクランプは閉じる。

従つて、第２制御管１０ｂの下端に設けられた円筒チャ
ック１０ａと、第２制御管に軸方向の相対運動不能に連
結されてクランプ８ａに対し円筒チャック１０ａを限定
的に相対運動させ得る手段であるボックス１２とは、ク
ランプ８ａの開閉制御手段を構成する。既述の如く、第
１制御管８ｂの内部には、押しボタン式レベルインジケ
ータ手段が設けてある。

これは、第１制御管８ｂ内部を可動自在なバー３０から
構成されている。しかしながら、この変位運動は、第１
制御管８ｂ内に設けた２つのストッパ３２ａ，３２ｂ（
第２図及び第３図）によつて限定される。上記ストッパ
は、バー３０の径の大きい部分３０ａと共働できる。第
２図では、バー３０は、第１制御管８ｂに対して上限位
置にあ−リ、第３図ては、逆に、第１制御管８ｂに対し
て下限位置にある。第１図および第２図から明らかな如
く、第２制御管１０ｂは、スリーブ２内にウェイト３４
を備えている。

これらのウェイトは、切割リング３４ａ，３４″ａと案
内ディスク３４ｂ，３４″ｂとスペーサー３４Ｃとを介
して、第２制御管１０ｂに固定されている。上記ウェイ
トの重量とその位置は、第２制御管１０ｂに対して調整
されている。これらウェイトは、燃料集合体内に燃料要
素を導！入するために明確な一定の力を加えるのに役立
つ。工具の主要部分の垂直方向の変位について説明する
。第１制御管８ｂおよびウェイト３４を有する第・２制
御管１０ｂは、極めて短いストロークに対応するネジ運
動を行なう可能性を除き、実質的に一体である。

バー３０は、下部及び上部ストッパ３２ａ，３２ｂによ
つて限定された範囲内で、第１制御管８ｂおよび第２制
御管１０ｂに対して自由である。更に、スリーブ２と中
空突出部４とから構成した筒状ケースは、第２制御管１
０ｂに対して自由である。この動きは、スリーブ２の上
端壁２ｂに設けけたストッパ２ａ１および突出部４とス
リーブ２との結合部材２ｃから構成されているストッパ
２′ａとのウェイト３４（正確に云えば、切割リング３
４ａ，３４″ａ）の共働作用によつてのみ限定される。
更に詳細に云えば、工具の使用段階においては、ストッ
パ３２ａまたは３２ｂとは無関係に、バー３０をウェイ
ト３４即ち、第２制御管１０ｂと一体にする必要があり
、他の段階においては、ストッパ２ａとは無関係に、ス
リーブ２を支持部材２０、即ち、第１及び第２制御管８
ｂ，１０ｂと一体にする必要がある。

第３図乃至第５図に示される如く、上記２つの固定化を
実現するために、工具Ｂは、例えば、チエン４２で工具
Ｂに結合されたロックピン４０を具備している。このロ
ックピンは、一般的な棒ピン状の第１作動端４０ａと、
二股の第２作動端４０ｂとを具備している。ピン４４は
、ロックピン４０のこれら作動端の何れか１方を適所で
脱落を防止するためのものである。ウェイト３４を有す
る第２制御管１０ｂとバー３０とを垂直方向変位に関し
て一体化し得るよう、第２制御管１０ｂは、直径方向に
対向し且つロックピン４０の第１作動端４０ａを導入す
るのに十分な寸法を有する２つの孔５０，５『を具備し
ている。

同様に、バー３０は、ロックピン４０の第１作動端４０
ａを挿通できるキドニースロツト３０ｃを備えた径の大
きい部分３０ｂを具備している。もちろん、第１制御管
８ｂには、孔５０，５『に対応する開口５２，５２″が
設けてある。第２制御管１０ｂ及び支持部材２０を有す
る第１制御管８ｂとスリーブ２との一体化は、ロックピ
ン４０の第２作動端４０ｂによつて行う。

このために、第２制御管１０ｂの外側面には環状溝１０
ｅが設けてある。更に、スリーブ２の上端壁２ｂを延長
して、軸線が工具の垂直軸線に直角な２つの孔２ｅを具
備するブッシュ２ｄが形成してある。孔２ｅおよび溝１
０ｅ内にロックピン４０の第２作動端４０ｂを挿入すれ
ば、スリーブ２と第２制御管１０ｂは、垂直方向変位に
関して一体化される。昇降・移動手段Ｃは、燃料要素Ｄ
″の貯蔵ラックＦの貯蔵位置Ｆ１（第６ｆ図）の上方と
、導入プレートＡの案内用開口〜の上方との間で工具Ｂ
を水平方向に変位させ得る機能を有する装置である。

燃料要素を貯蔵ラックから引出して設置するために工具
Ｂによつてなされる各種操作について説明する。

第６ａ図は、導入プレートＡの案内用開口Ａ２の上方に
ある燃料要素Ｄ″を示す。

この位置では、クランプ８ａは、燃料要素Ｄ″をくわえ
ている。ウェイトは、（高い位置の）スリーブ２のスト
ッパ２ａに接触しており、ロックピンは差込まれておら
ず、バー３０は、燃料要素に接触している。このとき、
クランプ８ａと中空突出部４の下向き当接面６ｂの開口
６ａとの距離が、燃料要素Ｄ″の長さよりも僅かに小さ
くなるよう設定されており、従つて、ストッパ２ａは、
燃料要素Ｄ″が中空突出部４のプラグ６の開口６ａから
僅かに突出るよう作用する。第６ｂ図に示した段階ては
、工具Ｂは、昇降手段Ｃを用いて下降させてある。即ち
、中空突出部４のプラグ６の下向き当接面６ｂは、導入
プレートＡに当接しており、クランプ８ａの下端は、中
空突出部４のプラグ６の内側上向き当接面６ｃに当接し
ている。第６ｃ図に示した段階では、制御ボックス１２
および操作ハンドル１４を緩めることによりクランプが
開かれる。

次いで、昇降手段Ｃを用いて、第１及び第２制御管８ｂ
および１０ｂを（ウェイト３４とともに）上昇させる。
この段階では、中空突出部４のプラグ６は導入プレート
Ａと当接したままであり、バー３０は燃料要素の頭部に
接触した状態を保つ。第２制御管１０ｂおよびウェイト
３４は、第２制御管１０ｂの孔５０，５『がバー３０の
孔３０ｃの正面になる高さまで上昇させる。次いで、ロ
ックピン４０の第１作動端４０ａを挿入する。かくして
、バー３０とウェイト３４とは一体化され、バー３０は
クランプ８ａ内から突出している。第６ｄ図に示した次
の段階では、一体化された第２制御管１０ｂおよびバー
３０を押し下げて、燃料集合体内に燃料要素Ｄ″を完全
に差込む。

即ち、ウェイト３４の全荷重を燃料要素Ｄ″に加える。
この下降運動は、クランプ８の下端が中空突出部４の上
向き当接面６ｃに接触すると、止まる。孔５０，５『お
よび孔３０ｃは、両孔が一致するような位置を取り、バ
ー３０は、燃料要素が燃料集合体内に完全に差込まれた
とき、プレートＡの上面と燃料要素頭部の位置との間の
距離ｅに等しい長さだけクランプ８ａの外に突出する。
第６ｅ図に示した最終段階では、工具Ｂの可動部分が、
工具を燃料要素の貯蔵ラックＦ（第６ｆ図）に移送する
ための位置に来る。このためには、ロックピン４０の第
１作動端４０ａを外し、スリーブ２の孔２ｅが第２制御
管１０ｂの環状溝１０ｅに向き合うようになる高さまで
第２制御管１０ｂを第１制御管８ｂ乃至支持部材２０及
びバー３０と共にスリーブ２に対して上昇させる。次い
で、孔２ｅ内にロックピン４０の第２作動端４０ｂを挿
入する。かくして、スリーブ２および中空突出部４がロ
ッド１０ｂを介して、支持部材２０と一体化される。そ
して、このとき、バー３０の下端は、突出部４のオリフ
ィス６ａ内に僅かに突出している。この位置とするには
、孔２ｅと環状溝１０ｅとが向き合つた際に、バー３０
の下端が第６ｅ図に示した位置を占めるよう（もちろん
、バーの部分３０ａは第１制御管８ｂの下部ストッパ３
２ａに接触する）、上記孔および環状溝を配置させる。
バー３０の上端３０ｄは支持部材２０のボア２Ｊ０ａよ
り常に突出していることが肝要である。

バー３０は、すべての操作段階において、燃料要素に接
触しているので、上端３０ｄは、要素Ｄ″の上端の高さ
のインジケータになる。かくして、燃料要素の正確な差
込状態を検証することができｉる。第６ｆ図および第６
ｇ図に、燃料要素Ｄ″を把持して貯蔵ラックＦから引出
す操作を示した。

工具Ｂを、燃料要素Ｄ″を含むラックＦの貯蔵位置Ｆ１
の上方に置く。燃料要素が突出しているフ貯蔵位置の上
面Ｆ２にスリーブの当接面６ｂが接触するまで、工具Ｂ
を下げる。ロックピン４０を外し、燃料要素の頭部によ
つて押されたバー３０（大径部３０ａ）がストッパ３２
ｂに接触するまで、下降運動を続ける。次いで、既述の
如く、クランプ８ａを閉じる。昇降手段Ｃを用いて、切
割リング３４ａがスリーブ２のストッパ２ａに当接する
まで、第１及び第２制御管８ｂ，１０ｂとバー３０の組
合わせ体を上昇させる。この位置では、燃料要素は、開
口６ａの外に僅かに突出するが、大部分は、中空突出部
４によつて保護されている。次いで、工具Ｂを再び上昇
させ、手段Ｃにより水平方向に移動させて、導入プレー
トＡの室内用開口Ａ２の上方に置く。即ち、第６ａ図の
状態となる。上記説明より明らかな如く、本発明によれ
ば、クランプ８ａにより貯蔵ラックで燃料要素を把持て
きると共に室内用開口を備えた導入プレートＡ及び開口
６ａを備えた筒状工具ケースにより該燃料要素を燃料集
合体に関して横方向及び軸方向に正確な位置決めを行な
つた後、燃料要素を燃料集合体の対応位置へ導入するこ
とができる。

しかもクランプ８ａから突出自在なバー３０により、導
入時には、燃料要素が燃料集合体のスペーサーグリッド
を貫通できるようにある程度の力を燃料要一素に加える
ことができ、これにより、燃料集合体内における燃料要
素の軸方向位置を調節できると共に、最早工具では燃料
要素を保持できないような深さまで燃料要素を燃料集合
体内に導入した後でも、更に完全に燃料要素を差し込む
ことができ；る。更に、昇降手段Ｃにより、燃料要素が
つかえたときには再導入の為に燃料要素を持ち上げるこ
とができる等、本発明は極めて実用性に富む優れた効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ、燃料要素取付工具の
上部および下部の垂直断面図、第３図は、燃料集合体内
に燃料要素を挿入できるようピンを挿入した状態の同様
の工具の垂直断面図、第４図は、燃料要素をくわえてい
ない工具を移送できるようピンを挿入した状態の同様の
工具の垂直断面図、第５図は、ピンを導入した状態を示
す、第４図の線■−■に沿う水平断面図、第６ａ〜６ｇ
図は、燃料要素を貯蔵ラックから引出して燃料集合体内
に導入する間の各段階における工具の略図である。 Ａ・・・・・・導入プレート、Ｂ・・・・・・取付工具
、Ｃ・・・・支持部材、Ｄ・・・・・・燃料要素、Ｄ″
・・・・・・燃料集合体、Ｆ・・・・・・貯蔵ラック、
２・・・・・・スリーブ、４・・・・中空突出部、８ａ
・・・・・・ジョー、８ｂ，１０ｂ・・制御管、１０ａ
・・・・・・マンドレル、１２・・・・・・制御ボック
ス、１４・・・・・・操作ハンドル、３０・・・・・・
押し棒又はバー、３４・・・・・・ウェイト、４０・・
・・スピンドル、５０，５『・・・・・・孔、５２，５
２″・・・・・・開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定位置に配置される多数の棒型垂直燃料要素と該
   燃料要素の固定用構造体とから成る燃料集合体内に燃料
   要素を導入する装置において、燃料要素を通過させて燃
   料集合体内における上記燃料要素の位置決めを行なう複
   数の案内用開口を備え、且つ上記燃料集合体の下面に固
   定可能な導入プレートと、燃料要素を把持して燃料集合
   体内に導入する工具と、燃料要素の貯蔵ラックの貯蔵位
   置の上方と、上記導入プレートの室内用開口の上方との
   間で上記工具を水平方向に変位させ得る昇降手段とを具
   備し、上記工具が、 軸線方向の開口を備え、且つ上記導入プレートに当接可
   能な下向き当接面を下端に有し、ストッパを上端に有す
   る筒状ケースと、上記筒状ケース内を摺動自在な第１制
   御管と、該第１制御管の下端と一体化されたクランプと
   、上記クランプの開閉制御手段と、 上記第１制御管に対し限定的に相対運動するとともに、
   上記筒状ケース内を摺動自在な第２制御管と、上記第２
   制御管と固定関係にあり、その上端が上記筒状ケースの
   上端のストッパと共働するストッパを構成するウェイト
   と、上記第１制御管の端部と一体化され、且つ昇降手段
   と連結できる支持部材と、上記第１制御管内の上部スト
   ッパと下部ストッパとの間を摺動でき、上端が支持部材
   から突出して操作時の燃料要素の位置のインジケータを
   構成し、且つ下端が上記筒状ケースの下向き当接面の開
   口を通過し得るようになつているバーと、上記バーと上
   記第２制御管とを垂直方向変位に管して連結する着脱自
   在な第１ロック手段と、上記第２制御管と上記筒状ケー
   スとを垂直方向変位に関して連結する着脱自在の第２ロ
   ック手段とから構成されていることを特徴とする装置。 ２ 上記クランプの上記開閉制御手段は上記第２制御管
   の下端に設けられ、上記第１制御管を囲み且つ上記クラ
   ンプに作用する円筒チャックと、上記第２制御管の上端
   に軸方向の相対運動不能に連結され、且つクランプの開
   放位置と閉鎖位置との間でクランプに対して円筒チャッ
   クを限定的に相対運動させ得る手段とから構成されこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 上記第１ロック手段が、上記第２制御管に設けた２
   つの孔と、上記バーに設けた１つのスロットと、上記孔
   及びスロット内に導入できるピンとから構成され、上記
   孔及びスロットは、それらが一致した状態で燃料要素が
   燃料集合体内に完全に差込まれたとき、上記バーは、導
   入プレートの上面と燃料要素頭部の位置との間の距離に
   等しい長さだけクランプの外に突出し、且つクランプが
   上記筒状ケースの下端に設けられた上向き当接面に当接
   するよう、配置されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の装置。 ４ 上記第２ロック手段が、二股のピンと、上記第２制
   御管の外周に設けた環状溝と、上記管状ケースの上部に
   設けた２つの孔とから構成され、上記ピンは、上記孔お
   よび上記溝内に挿入でき、上記溝および上記孔は、これ
   らが向き合つたとき、下方位置にある上記バーの下端が
   上記筒状ケースの下向き当接面の開口内に突出するよう
   配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の装置。 ５ 上記筒状ケースの上端のストッパ及び上記ウェイト
   の上端は、上記２つのストッパが接触したとき、クラン
   プと筒状ケースの下向き当接面の開口との間の距離が燃
   料要素の高さよりも僅かに小さくなるよう、配置してあ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれ
   か１項に記載の装置。