JPS61187691A - 燃料要素の燃料棒を個別化するための方法および装置 - 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】 本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念に記載の燃
料要素の燃料棒を個別化するための方法およびこの方法
を実施する念めの装ｆＫ関する。

燃料要素は公知のように核燃料を含んでいる密閉された
被覆管から成る大多数の単個の燃料棒並びに僅かな数の
制御棒導出管とを備えている。格子の様式で設けられて
いるスペーサと頭部部分と脚部部分とによ〕燃料棒およ
び制御棒導出管は正方形のマ）　ＩＪツクス内に設けら
れている。使用済み燃料要素は再処理或いは最終貯蔵す
る以前に原子炉の貯蔵プール内に或いは貯蔵容器内に貯
蔵される。このマ）　１７ツクス配置にあっては使用済
み燃料棒は多くの貯蔵室を必要とし、従つ、て場所を取
らないコンパクトな貯蔵が求められて来た。しかし、こ
れを実現するには燃料棒をばらばらに個別化しなければ
ならない。

ヨーロッパ特許出願第ＯＱ’６６６９５号から、制御棒
導出管に接続されている燃料要素頭部を備えている、燃
料要素の使用済み燃料棒をコンパクト化するための装置
が知られている。燃料棒はスペーサにより互い成る間隔
に保持されている。燃料要素はその脚部部分で装置内に
締付け固定可能である。制御棒導出管の頭部部分は分断
装置の内部切断装置によル分断され、頭部部分と共に切
離される。その後燃料棒はグリップ装置によ〕引出され
、次りで燃料棒はこのグリップ装置によ）コンパクト化
ステーションに移送される。このコンパクト化ステーシ
ョンは案内管を備えておシ、この案内管は一端が第一の
枠内に設けられてお）、かつここで燃料要素内の燃料棒
と同じ配列で配置され、この案内管内に燃料棒が導入さ
れる。とれらの案内管唸他端において第二の枠を通って
延びてお夛、この枠内で案内管はコンパクト化され念配
列に整えられる。燃料棒はこれらの案内管から先ず更に
水平方向でコンパクト化を行うための装置内に押込まれ
、最後に垂直方向でのコンパクト化の念めの装置内に押
込まれる。次いで燃料棒はこの水平方向でおよび垂直方
向でコンパクト化された形で容器内に充填される。この
公知の装置は比較的費用を要する。この装置はまた多く
の場所も要する。なぜなら引出し長さに相応して少くと
も付加的な場所を造らなければなら表いからである。案
内管が一方の枠部分から他方の枠部分へと傾斜され、部
分的に彎曲され念状態で移動されるので、燃料棒が案内
管からの引出しおよび案内管内への導入の際破損してし
まう危険が生じる。

米国特許第２８５３６２５号には被覆管内に設けられた
多数の使用済みウラン棒を装荷側を引抜き側とを備え九
原子炉から引抜くための装置が記載されている。この装
置は部分的に水が充たされている貯蔵室を備え念垂直方
向および水平方向に移動可能な走行機構から成る。この
走行機ｍ＃ｉ被覆管と共に整向可能な収受突起部を備え
ている。使用済のウラン棒を引抜くなめに、原子炉の装
荷側において新しいウラン棒が被覆管内に挿入され、こ
れによ）同時に使用済みウラン棒は引抜き側で被覆管か
ら収受突起部のチャネル内に押込まれる。引抜かれたウ
ラン棒の自由端は液圧で作動されかつ室を経て運動させ
られるピストンによシ収受される。チャネルはこの室内
で終わっている。ウラン棒端部がチャネル端部に違する
と、直ちにウラン棒は貯蔵室に落下する。この工程は、
所望の数のウラン棒が貯蔵室内に落下するまで繰）返さ
れる。

この工程は場所上および構造上高額の費用を要すること
が欠点である。なぜなら、ウラン棒を押出すにはこの燃
料棒の少なくとも２倍の長さに相当する付加的な場所を
必要とするからである。その上仁の公知の個別化工程に
あっては、被覆管からの或いは収受突起部のチャネルか
らの押出しの際並びに貯蔵室内への落下の際棒が折損す
る危険が生じる。

ドイツ連邦共和国公開特許公報第２７５０７２５号には
、放射性燃料物質のチャネルを場所を取ることなく除去
する九めの方法および装置が記載されている。断面が正
方形の管体の様式の空の金属チャネルは切断装置によ）
水槽内で四つの辺で切開かれてお）、従って場所を節約
するように容器内に互いに上下に重ねられて支承さし次
回つノ個々の側板が形成される。この公報による発明は
、どのようＫして燃料物質をチャネルから除去するかと
言う課題には触れていない。

ドイツ連邦共和国特許第１７６４５２３号には、核燃料
を不活性の端部領域によシ密閉されている被覆管から取
出すために、燃料要素の不活性な端部を切断するための
切断装置が記載されている。この切断装置は燃料要素を
水平位置に固定するための保持部材並びに各々の端部領
域を切断するための帯鋸の様式の各々一つの切断装置を
備えている。保持部材はこの帯鋸の方向で摺動可能であ
ル、とれによシ終端領域が帯鋸に対して押圧されかつ同
時に切断される。この公報には同様に燃料の被覆管から
の除去に関しては何も記載されてｂない。

本発明の課題は、冒頭に記載した様式の方法および装置
を、燃料要素からの燃料棒の引抜きがより簡単く、場所
を取ることなくかつ燃料棒の破損の危険を伴うことなく
可能であるようく改善することである。本発明による装
置は更に任意の位置で使用可能である。

この課題は、方法の点に関しては特許請求の範囲第１項
に記載の構成によシ解決される。この課題解決のための
装置は特許請求の範囲第５項に記載されている。

上記課題のための本発明忙よる解決策によ）、燃料要素
からの燃料棒の不利を引抜き或いは押出しを行わなくて
済む。本発明によシ、燃料要素の狭い空間内への細分化
が可能となる。引抜き或いは押出し長さのための付加的
な空間はもはや必要ではない。燃料要素が破損すること
の危険も充分に排除される。スペーサ格子を切断した際
−極めて細かな破砕片は別として一特別な補集作業を行
わなければならずかつ遠隔操作による作業工程を阻害す
る比較的大きな個片は生じない。この方法は確実で６９
、容易に遠隔操作によシ実施可能である。本発明による
装置は水平なかつ垂直な配設で使用可能である。

この方法および装置は原子炉設備内でも、およびホット
セル内でも、即ち湿った環境でもおよび乾燥し九環境で
も使用可能である。

本発明の課題解決のための有利なかつ合目的な構成は特
許請求の範囲に記載の特徴忙よる。

以下に添付した図面に図示した実施例につき本発明の発
明の詳細な説明する。

図面に図示した燃料棒−個別化装置はスタンド４ｔ−備
えて−る基板２を有しておシ、このスタンドに垂直方向
で移動可能に燃料要素８の念めの載置テーブル６が設け
られている。燃料要素８けこの載置テーブル６上に締付
ジョー１０で定まつ次位置く保持されている。

スタンド４の上方端部において工具担持体として働く異
なる保持部１２が垂直方向で摺動可能に案内部１１内に
設けられてｂる。スタンド３４の後方において保持部の
念めの駆動部１４が設けられてｈる。

燃料要素８は両端部において脚部部分と頭部部分１９．
１９’、その間に設けられた大多数の燃料棒１５および
僅かな数の制御棒導出管１５′とを備えている。この制
御棒導出管は多数の間隔を持った面１８で以て格子状に
設けられているスペーサ１６によ）一定のマトリックス
内に配列して保持されている。各々のスペーサ面１８の
両側において掴み具２０　、２０’が燃料棒を一定位置
に固定するための燃料棒のための保持部１２内に設けら
れている。

掴み具２０．２０’間の分離されて設けられている保持
部２２に切断工具２４が運動可能に設けられており、こ
の切断工具は下端部において９０″だけ旋回可能に形成
されてｈる切断円板頭部２６を備えている。更に、切断
工具２４の保持部２２には掴みトング２８が固定されて
いる。この掴みトング２８は解放された燃料棒および制
御棒導出管を掴むために、およびこれらを例えば容器３
０内に載置するために働く。

燃料棒−個別化装置は以下のように作動する。

燃料要素８が個別化装置内で位置決めされかつ締付はジ
ョー１０で固定され次後、先ず（図示していな−）鋸装
置によシ脚部部分１９と頭部部分１９′とが同時に分断
される。これは自体公知の技術である。

その後燃料要素は層配列にしたがって以下のように解体
される。各々のスペーサ面において掴み具によル先ず最
も外側に存在してｂる燃料棒を固持し、次いで４５°の
角度で切断作業を行う切断工具で最も外側で垂直に位置
しているスペーサ格子のスペーサウェッブを切断する。

所属している掴みトング２８で上方の水平なスペーサウ
ェッブを掴み、第２図に図示したように斜め上方に引離
す。これによ）切断工具のための最も手前の垂直なスペ
ーサウェッブが解放される。第二の垂直なスペーサウェ
ッブを切断し念後掴みトングで更に引出して第三の垂直
ウェッブを切断のために解放する。このようにして、第
一の最も上方の燃料棒面の垂直なスペーサウェッブを順
次全部分断し、これによシ第一の燃料棒面内の水平なス
ペーサ構造体の全部が隔離される、即ち、上方に彎曲さ
れる。

次の作業工程において、掴み具２０．２０’によ〕順次
外側から内側へと個々の燃料棒が燃料要素から引揚げら
れ、容器３０内にコンパクトな形で載置される。

最も上方の燃料棒面の処置が終わつ念後上記したと同じ
工程を続いているよシ下方位置に存在している燃料棒面
に関して順次進めて、終いに全燃料要素を解体し、こう
して全燃料棒を入換える。

燃料要素の各々は、既に上に述べたように１燃料棒以外
に更に若干の制御棒導出管３２を備えている（第３図参
照）。これらの制御棒導出管は一般に燃料棒よ）も比較
的大きな直径を有しておシ、直径が大きいことから掴み
具２０．２０’によシ固定畜れ、（図示していない）別
個の載置位置く載置される。

残留している上方に彎曲されたスペーサ格子と脚部部分
および頭部部分は別個の装置で圧縮され、（図示してい
ない）最終貯蔵の念めに調質される。

上記の個別化装置は原子炉およびホットセル内で使用可
能である。即ち、湿気のある環境にあっても、乾燥し九
環境にあっても使用可能である。更にこの個別化装置は
図示したように水平な配置でも、また垂直な配置でも作
業可能である。全作業工程は遠隔操作によシ行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料要素は断面図で示した、燃料棒−個別化装
置の側面図、 第２図は燃料要素は断面図で示した、燃料棒−個別化装
置の正面図、 第３図は燃料棒および制御棒導出管を備えているスペー
サ格子面の切開概略図。 図中符号は、 ８・・・燃料要素 １９・・・頭部 １９′・・・脚部 １５・・・燃料棒

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）スペーサ格子−配列でおよび頭部部分と脚部部分
   間に設けられている燃料要素の燃料棒を個別化するため
   の方法において、先ず頭部部分（１９）と脚部部分（１
   ９′）を自体公知の方法で分離すること、その後層配列
   に応じて燃料棒面から燃料棒面へと進捗してスペーサ格
   子−配列（１６、１８）を分断して燃料棒（１５）から
   切離すこと、および解放された燃料棒を相応して層配列
   に応じて燃料要素（８）から収受しかつコンパクトな形
   に置換えることを特徴とする、上記方法。 （２）燃料要素が水平な配列の場合燃料棒面の各々にお
   いて交互に相前後してスペーサ格子の垂直なスペーサウ
   エツブを分断し、かつその後所属している水平なスペー
   サウエツブを分断工程のための次の垂直なスペーサウエ
   ツブを解放するために、燃料棒面の全燃料棒が置換えの
   ために解放されるまで、上方へと彎曲させる、特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 （３）燃料要素が垂直な配列の場合燃料棒面の各々にお
   いて交互にかつ相前後してスペーサ格子の水平なスペー
   サウエツブを分断し、その後所属している垂直なスペー
   サ・ウエツブを分断工程のための次の水平なスペーサウ
   エツブを解放するため、燃料棒面の全燃料棒が置換えの
   ため解放されるまで、上方へと彎曲させる、特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 （４）スペーサ格子の分断および隔離・もしくは上方へ
   の彎曲並びに引き続いて行われる燃料棒の収受と置換え
   を層配列に応じて一方の燃料要素側から他の燃料要素側
   へと行う、特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れか一つに記載の方法。 （５）燃料要素を固定保持するための締付け装置および
   頭部部分と脚部部分を分離するための分離装置とを備え
   ている、スペーサ格子−配列でおよび頭部部分と脚部部
   分との間に設けられている燃料要素の燃料棒を個別化す
   るための装置において、各々の燃料棒面のスペーサ格子
   （１６、１８）を層配列に応じて分断するための摺動可
   能な切断工具（２４）、および一定の層におけるその都
   度解放される燃料棒を固定するための並びに解放された
   燃料棒をコンパクトな形状で収受しかつ置換えるための
   、摺動可能に構成された掴み具（２０、２０′）が設け
   られていることを特徴とする、上記装置。 （６）スペーサ格子面（１８）の各々のために切断工具
   （２４）が、およびこの切断工具の面端にそれぞれ掴み
   具（２０、２０′）が設けられている、特許請求の範囲
   第５項に記載の装置。 （７）切断されたスペーサ格子部分を上方に彎曲させる
   ために切断工具（２４）の各々に掴みトング（２８）が
   所属している、特許請求の範囲第５項或いは第６項に記
   載の方法。 （８）切断工具（２４）がその端部に切断円板頭部（２
   ６）を備えている、特許請求の範囲第５項から第７項ま
   でのいずれか一つに記載の方法。 （９）切断円板頭部（２６）が９０°だけ旋回可能であ
   る、特許請求の範囲第８項に記載の方法。 （１０）切断工具（２４）、掴み具（２０、２０′）と
   掴みトング（２８）が、スタンド（４）に垂直方向でか
   つ水平方向で案内移動可能に設けられている保持部（１
   ２、２２）内に座着されている、特許請求の範囲第１項
   から第９項までのいずれか一つに記載の方法。 （１１）切断工具（２４）と各々のスペーサ格子面（１
   ８）の掴みトング（２８）が共通の保持部（２２）内に
   設けられている、特許請求の範囲第１０項に記載の方法
   。 （１２）保持部（１２、２２）がスタンド（４）に設け
   られている駆動手段（１４）によつて駆動可能である、
   特許請求の範囲第１０項或いは第１１項に記載の方法。 （１５）基板（２）上に固定されているスタンド（４）
   に燃料要素（８）のための垂直方向で摺動可能な載置テ
   ーブル（６）が設けられている、特許請求の範囲第１２
   項に記載の装置。 （１４）切断工具（２４）と掴みトング（２８）とがス
   ペーサ格子のウエツブを歩進的にかつ相前後して切断す
   るためにかつスペーサ格子の切断された部分を上方に彎
   曲するために形成されており、かつ制御可能である、特
   許請求の範囲第１項から第１３項のいずれか一つに記載
   の装置。 （１５）切断工具（２４）の切断円板頭部（２６）が切
   断すべきスペーサウエツブに対して傾斜して作業位置に
   設けられている、特許請求の範囲第１４項に記載の装置
   。 （１６）切断円板頭部（２６）の傾斜が約４５°である
   、特許請求の範囲第１５項に記載の装置。