JPS61161494A - 燃料交換機 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、原子炉内に装荷された燃料集合体を交換す
るための燃料交換機に関し、更に詳しくは、従来の金属
ハウジング構造の燃料交換機に見られるような長尺の操
作架台を必要としない小型化、短尺化できる燃料交換機
に関するものである。

〈従来の技術〉 高速炉などの原子炉内に装荷された燃料集合体を交換す
るために、従来から第４図に模式的に示したような燃料
交換機が使用されている。

即ち、原子炉容器１の回転プラグ２から吊下げられた燃
料交換機ハウジング３が炉心４近傍まで延び、長尺棒状
のグリッパ昇降装置によって昇降自在のグリッパ５をそ
の先端に装着した燃料交換機本体６が回転駆動装置７に
よって支持されてハウジング３内に収納された構造とな
っている。この燃料交換機のグリッパ５は、回転プラグ
２の回転動作と回転駆動装置７による燃料交換機本体６
の回転動作とを組合せることによって、炉心内の任意の
炉心構成要素（この明細口においては単に燃料集合体と
いう）にアクセスさせることかできる。所定の燃料集合
体の真上にグリッパ５を位置せしめて燃料交換機本体６
の長尺棒状のグリッパ昇降装置を昇降させることによっ
てグリッパによる燃料集合体の明後き、挿入を行うこと
ができるようになっている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上述した如き従来の燃料交換機において
は、燃料交換機本体６が長尺の金属ハウジング構造であ
るため、つぎのような欠点を有している。

ｉ）　炉内燃料集合体の挿入・用法き、および燃　”料
交換機本体６の据付・取外しのために、燃料交換機本体
と同長以上の操作架台８が回転プラグ２上に必要となる
。

ｉｉ）燃料交換機本体６および操作架台８が重量物とな
るため、据付部の耐震制約が厳しくなる。

１ｉｉ）　　燃料交換機本体のメンテナンスにあっては
、長尺１重量物でおることから作業性が著しく悪い。

ｉＶ）　　燃料交換機はその機能上全長が長いため、こ
れを収納する原子炉格納容器などの高さを高くする必要
がある。

■）　原子炉のバウンダリーを確保するため、燃料交換
機本体に対する軸封装置が必要であり、（習動長が長い
ことがら軸封機構の維持が難しい。

そこでこの発明は、燃料交換機本体を極めて短尺構造に
することができ、これによって上記した従来技術の欠点
を改善できる燃料交換機を提供することを目的としてな
されたものである。

゛く問題点を解決するための手段〉 この発明による燃料交換機は、従来の如き長尺棒状のグ
リッパ昇降装置の上げ下げによってグリッパを昇降させ
る構造に変えて、巻取可能なチェーン、金属テープ、も
しくはワイヤロープなど（この明細書中ではこれらを総
称して懸垂手段という）の巻上げまたは巻下げによって
グリッパを昇降させる構造を採用した点に特徴がある。

即ち、原子炉容器の回転プラグの上方に筒状ケーシング
を立設し、この筒状ケーシング上部に設けた懸垂手段駆
動装置により、巻取可能とした少なくとも一対の懸垂手
段の先端に燃料集合体を把持するためのグリッパを装着
し、このグリッパを筒状ケーシング内を通し、更に回転
プラグを貫通させて炉容器内の炉心近傍まで吊下げる。

グリッパの昇降およびグリッパ把持機構の制御は、懸垂
手段の巻上げ２巻下げ操作によって行なうことができる
ようになっている。

また、グリッパ上部に錘を載置することによって、炉心
への燃料集合体挿入時の押込力を付与できるようにしで
ある。

〈実施例〉 以下に図面に示す好ましい実施例を参照してこの発明を
詳述する。

第１図は第４図の従来装置と比較してこの発明の装置の
基本的特徴およびそれによって得られる効果を明らかに
するための概略説明図であって、第４図と同じ部材には
同じ参照番号を付すことにより説明を省略する。第１図
から判るように、この発明の燃料交換機１０においては
、第４図の従来装置におけるような長尺の操作架台８を
回転プラグ２上に立設せずに、極く短尺の筒状ケーシン
グ１１を立設すればよい。ケーシング１１の上部には、
一対の懸垂手段、例えばチェーン１２の駆動装置１３が
配設され、チェーンの巻上げおよび巻下げができるよう
になっている。チェーン１２の先端にはグリッパ１４が
装着されていて、このグリッパ１４をケーシング１１内
を通し、回転プラグ２を貫通させて炉心４近傍まで吊下
げる。

グリッパ１４の上には錘゛１５が載置されていて、グリ
ッパで把持した燃料集合体を炉心４内へ挿入する際の押
込力をこの錘１５によって与えることができる。

上記の如き構成を持つ第１図の本発明装置１０は、第４
図の従来装置と較べて特にその高ざにおいて極めて短尺
構造にでき、全体として小型化、計量化が図れることが
わかる。

第２図はこの発明の燃料交換機１０の細部を説明するも
ので必って、筒状ケーシング１１上部に設けたチェーン
駆動装置１３は内部に一対のドラム１３ａ、　１３ｂを
有している。これらのドラムは、チェーン１２ａ、　１
２ｂを同時に巻上げ巻下げする方向に回転してグリッパ
１４を昇降させることができ、更には、一方のドラム１
３ａからチェーン１２ａを繰り出し、それに相当する分
のチェーン１２ｂの長さを他方のドラム１３ｂで巻き取
ることによって、後述するグリッパ１４内のドラム２１
を回動させてグリッパの爪２３の開閉を操作できるよう
になっている。

グリッパ１４内部は第３図に示したように、ドラム２１
と、ドラムの回動に伴って上下するアクチュエータ２２
と、アクチュエータ２２の上下によって梃子作用により
開閉する爪２３とを有し、ドラム２１の回動は錘１５を
貫通して延びるチェーン１２ａの巻上げと、チェーン１
２ｂの巻下げとによって行なうことができる。即ち、チ
ェーン駆動装置１３の一対のドラム１３ａと１３ｂを互
いに反対方向に回転させれば、グリッパ１４は爪の開度
はそのままで錘１５と共に全体的に上下する。また、ド
ラム１３ａと１３ｂとを同方向に回転されば、グリッパ
１４および錘１５の上下位置はそのままでグリッパの爪
２３の開度を変えることができる。

第２図について再び説明すると、実線で簡略化して図示
した参照番号１６は、プラグ側ドアバルブ１６ａを収納
するケースを示し、これらのプラグ側ドアバルブおよび
そのケースは、従来の原子炉においても回転プラグ２上
方に設けられているものである。この発明における筒状
ケーシング１１はこのプラグ側ドアバルブ用ケース１６
の上にフランジ部を介してボルト締め機構１１ｂなどを
用いて立設させることができる。

この筒状ケーシング１１内は、チェーン１２を巻上げて
グリッパ１４および錘１５をその内部に収容できるよう
になっている。筒状ケーシング１１内にグリッパおよび
錘を収容した状態で筒状ケーシングを回転プラグ上から
取外す際にケーシング内の機密を確保するために、燃料
交換機側ドアバルブ１１ａが筒状ケーシングに設けられ
ている。

図示の実施例においては、従来の燃料交換機に通常設置
されているホールドダウン管３０を、チェーン１２によ
り吊下げられているグリッパ１４および錘１５の振り止
め案内筒として利用している。即ち、ホールドダウン管
３０は所望の燃料集合体４０をグリッパ１４で把持して
引抜く際に、周囲の燃料集合体４１．４２が浮き上がる
のを防止するためのもので必って、パワーシリンダ３１
によってホールドダウン管３０を微小上下動させること
によってホールドダウン管下端３０ａで周辺燃料集合体
４１．４２を叩き落し、所望の燃料集合体４０と共にこ
れらの燃料集合体４１．４２が引抜かれないようにでき
る。この発明においては、かようなホールドダウン管３
０内にグリッパ１４および錘１５を吊下げて、グリッパ
昇降時の案内管の役目も兼ねさせることによってグリッ
パと錘の振れを防止することができる。このホールドダ
ウン兼グリッパ案内管３０をメンテナンスなどのために
取出す場合に取扱いを容易にするために、この管３０を
ボルト締め機構３０ｂにより上下分割構造とすることが
望ましい。

つぎにこの発明の燃料交換機１０の動作ならびに使用に
ついて説明する。炉心４から燃料集合体４０を引抜く場
合には、回転プラグ２の回転によりグリッパ１４を所望
の燃料集合体４０の上に位置させ、チェーン駆動装置１
３内のドラム１３ａ、　１３ｂを回動させてグリッパ１
４を降下させ、グリッパ先端部を燃料集合体４０頂部に
嵌合させる。更にチェーンの爪２３の開度をチェーン駆
動装＠１３のドラム操作により調節して爪２３が燃料集
合体４０の頂部の鉤部と確実に係合させるようにする。

この状態で再びドラム１３ａ、　１３ｂの回動によりグ
リッパ１４を上昇させ、グリッパ１４に把持された燃料
集合体４０を引抜くことができる。一方、グリッパ１４
に把持された燃料集合体を炉心４の所定位置に挿入する
際には上述した操作を逆に行なえばよい。

この挿入時には錘１５の荷重によって燃料集合体の押込
力を付与することができる。

また、通常は筒状ケーシング１１が原子炉バウンダリー
を形成するが、グリッパ１４および鍾１５を筒状ケーシ
ング１１内に収容し、この状態でボルト締め機構１１ｂ
を切離して持ち運ぶ場合には、燃料交換機側ドアバルブ
１１ａを閉めることによって筒状ケーシング内を機密状
態に保持することができ、この時の原子炉バウンダリー
はプラグ側ドアバルブ１６ａを閉めることによって形成
される。

なお図示していないが、動作の安全性および確実性を確
保するために、チェーン駆動装置１３のドラム１３ａ、
　１３ｂにはス１〜〇−ク検出機構および荷重検出機構
を設けることが望ましく、更に、グリッパ１４には、燃
料集合体を把持しているか否かを正確に検出するための
超音波式あるいは電磁式つかみ検出機構を設けることが
望ましい。これらの検出機構はいずれも従来から既知の
ものである。

〈発明の効果〉 この発明の燃料交換機は上記のような構成としたため、
つぎのような数多くの優れた効果を奏することができる
。

イ）従来の燃料交換機における金属ハウジング方式に変
えて、巻取可能なチェーン、金属テープ、ワイヤロープ
などの懸垂手段を用いる方式としたため、極めて短尺構
造とすることができ、燃料集合体の挿入、引抜きのスト
ローク、および燃料交換機本体収納のために必要なスト
ローク相当分の長尺な操作架台もしくはケーシングが不
要になる。

口）前記イ）の理由により、燃料交換機が全体的に小型
軽量になり、据付側に対する耐震制約が緩和される。

ハ）現在燃料交換機の高さが原子炉格納容器の高さを決
定しているため、前記イ）の理由で格納容器の高さを低
くでき、前記口）の理由もあって大幅な物量削減となる
。

二）グリッパとチェーンなどのグリッパ駆動手段とが容
易に切離せるため、従来型の燃料交換機にあったハウジ
ング内伝達系のメンテナンスに関する心配が解決される
。

ホ）燃料交換時における燃料からの放射線遮蔽は錘がそ
の機能を果し、グリッパ収納容器で必る筒状ケーシング
に対する遮蔽は、付着する放射性ナトリウムを考慮する
のみでよいから簡易となる。

へ）グリッパ本体一式を筒状ケーシング内に収納できる
ため、燃料取扱い中のシール機構が不要になる。

１〜）従来の燃料交換機において設置されていた燃料集
合体のホールドダウン管をグリッパの振り止めに利用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の燃料交換機の概略説明図；第２図は
この発明の燃料交換機の好ましい実施例の一説明図；第
３図は第２図のグリッパおよび運部分の一部破断説明図
：および第４図は従来の燃料交換機の概略説明図である
。 １・・・原子炉容器、２・・・回転プラグ、４・・・炉
心、１０・・・燃料交換機、１１・・・筒状ケーシング
、１２・・・懸垂手段（チェーン）、１３・・・懸垂手
段（チェーン）駆動装置、１４・・・グリッパ、１５・
・・錘、４０・・・燃料集合体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原子炉容器の回転プラグの上方に筒状ケーシングを
   立設し、該筒状ケーシング上部に設けた懸垂手段駆動装
   置により巻き取り可能とした少なくとも一対の懸垂手段
   の先端に燃料集合体を把持するためのグリッパを装着し
   、該グリッパを該筒状ケーシング内を通しさらに該回転
   プラグを貫通して炉容器内炉心の燃料集合体近傍まで吊
   下げて、該懸垂手段の操作によって該グリッパを昇降し
   かつ該グリッパの把持機構を制御しうるようにすると共
   に、該グリッパ上部に錘を載置して該グリッパによる炉
   心への燃料集合体挿入時の押込力を付与できるようにし
   たことを特徴とする燃料交換機。