JPS61215998A - 原子炉用燃料交換装置 - 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〕 本発明は、軽水炉等に用いる原子炉燃料を取扱う原子炉
用燃料交換装＠（以下、燃料交換装置という。）に係り
、特に吊下した原子炉燃料の横振れを防止して移送する
ことのできる燃料交換装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、原子炉と使用済燃料貯蔵プールとの間の原子炉
燃料の移送は燃料交換装置により遠隔操作にて行なわれ
ている。

第５図は従来の燃料交換装置を示している。

図中、符号１はオペレーションフロアであり、このオペ
レーションフロア１上に燃料交換装置が設けられている
。

即ち、オペレーションフロア１の原子炉圧力容器２の上
部位置には開口３が開設されており、また間口３の隣り
にはカナル部４によって連通される使用済燃料貯蔵ブー
ル５が設けられている。そして、オペレーションフロア
１の開口３と使用済燃料貯蔵ブール５の両側には平行な
レール６．６が敷設されている。この平行なレール６．
６上に跨がるようにしてブリッジ７が走行自在にして載
置されている。そして、ブリッジ７の上にはレール６．
６と直交するようにして平行なレール８゜８が設けられ
ており、このレール８，８上をトロリ９が走行する。こ
のトロリ９には、多重円筒型の伸縮自在なマスト１０が
、その最外筒１０ａをトロリ９に固定することにより、
鉛直方向に伸縮自在にして取付けられている。このマス
ト１０は巻取機１１によって滑車１２を通して、巻ｔげ
ロー１１３を巻上げ下ろしすることによりその複数の内
筒を伸縮させられる。そして、このマスト１０の下端に
原子炉燃料１４を吊下して把持する燃料把持［１５が設
けられている。

実際に原子炉燃料１４を交換する場合には、ブリッジ７
、トロリ９およびマスト１０の動作を組合わせることに
より燃料把持機構１５を三次元内で移動させて、原子炉
燃料１４を原子炉の炉心（図示せず）と使用済燃料貯蔵
ブール５との間を移動させている。この原子炉燃料１４
の交換は放射線遮蔽のため放射線遮蔽水中で行なわれて
いる。

また、今日では燃料交換時におけるブリッジ７、トロリ
９およびマスト１０の運転速度の高速化が図られている
。なぜなら、使用済燃料貯蔵ブール５と開口部３との間
の移動中において、原子炉燃料１４はその下端位置を放
射線遮蔽水深下約６′ｒｒＬ以上とされるので、その移
動速度は安全上低く抑えられている。しかしながらこれ
により原子炉発電プラントの定期点検工程において、燃
料交換作業がクリティカルバスとなってしまうので、こ
の作業時間の短縮を行なうために各部の高速運転化が図
られている。

高速運転を行なった場合には、ブリッジ７は使用済燃料
貯蔵ブール５と開口３との中間部の最狭部分であるカナ
ル部４において最高速度、例えば約２０ｍ／分で移動さ
せられる。

一方、第６図に示すように、このカナル部４の底部には
断面略Ｕ字状の鉛シールド１６が設けられている。これ
はカナル部４の下方に位置する原子炉Ｉ納容器２の上部
空間における作業員の放射線被曝を防止するためである
。従って、このように狭隘な鉛シールド１６内を最高速
度で原子炉燃料１４を通過させるものであるから、原子
炉燃料１４が鉛シールド１６と接触する等の干渉を防止
する必要がある。

ところが、原子炉燃料１４は高速移動すると横振れして
、鉛シールド１６と接触するおそれがある。特に、最狭
部のカナル部４を通過する時には、ブリッジ７は最高速
度で移動しており、しかもレール６．６に据付異常があ
るとブリッジ７が蛇行してしまうおそれがあり、また、
マスト１０は伸長状態では水平方向に弯曲する可能性が
あり、また原子炉燃料１４は燃料把持機構１５の下端部
のフック１５ａ上に引掛けて吊下されているのみである
から、高速移動時には放射線遮蔽水より受ける抵抗によ
って後部下方へ傾斜するおそれがあり、これらが単独で
作用したり、相乗的に作用して原子炉燃料１４が、第２
図実線および鎖線に示すように横振れしてしまうおそれ
がある。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
原子炉燃料を燃料把持機構に対して横振れすることなく
把持し、原子炉燃料を安全状態に保持したまま高速移動
させることができ、原子炉燃料の破損等を確実に防止し
、燃料交換作業を迅速に行なうことのできる燃料交換装
置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の燃料交換装置は、原子炉燃料を吊下したまま鉛
直方向および水平方向に移動自在な燃料把持機構に対し
て前記原子炉燃料の横振れを防止する燃料横掘れ防止機
構を設けて形成したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第４図について説明
する。

本実施例は従来と同様にブリッジ７、トロリ９およびマ
スト１０によって鉛直方向および水平方向に移動させら
れる燃料把持機構１５に燃料横振れ防止機構１７を設け
て形成されている。

この燃料横掘れ防止機構１７は、燃料把持機構１５の外
周に上下動自在にして装着されている。

即ち、円筒状の燃料把持機構１５の外側には円筒状のリ
ングフレーム１８が所定間隔を離して緩く外装されてい
る。このリングフレーム１８の上下端にはそれぞれ上部
フランジ１８ａ、下部フランジ１８ｂが固着されており
、そして各フランジ１８ａ、１８ｂにはそれぞれ７ラン
ジ１９．２０がボルト・ナツトからなる緊締具２１．２
２によって固着されている。上方の７ランジ１９の上面
には円周を２等分する位置に２個の連結支持部２３．２
３が固着されている。そしてそれぞれ連結支持部２３に
はトロリ９上に設けられた巻取機（図示せず）によって
巻上げ下ろしされる巻上げローフ２４の先端が連結され
ている。また、リングフレーム１８の上下方向中間部の
内側には、Ｏ−ラ支持部材２６を介して円周４等分位置
に４個（第３図参照）のガイドローラ２５゜２５が設け
られている。これらの各ガイドローラ２５．２５は常に
燃料把持機構１５の外周面に転勤自在に当接している。

これによりリングフレーム１８は燃料把持機構１５に対
して径方向から支持されるとともに、その燃料把持機構
１５と常に同心円状態を維持したまま相対移動させられ
る。また、下方のフランジ２０の下部には固定部′＠２
７を介して円周４等分位置に４個（第４図参照）のシリ
ンダ機構２８．２８が固着されている。これらの各シリ
ンダ機構２８はプランジｔｐ　２８　ａの先端に取付け
たダンパ２９により、燃料把持機構１５のフック１５ａ
に吊下されている原子炉燃料１４の４側面に押圧して保
持する位置に設けられている。そして、各シリンダ機構
２８はパイプ３０を通して給排される圧搾空気によって
、プランジャ２８ａを水平面内で放射方向内方に向けて
進退させるように形成されている。また、リングフレー
ム１８を第１図の引上げ位置と第２図の振れ止め位置と
において位置決めするとともに固定するために、燃料把
持機構１５の外周面の上下部にそれぞれストッパ３１．
３２が突設され、これらのストッパ３１．３２に当接す
る緩衝突起３３．３４が７ランジ１９の上面と上部フラ
ンジ１８ａの下面とに固着されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

使用済燃料貯蔵ブール５内の原子炉燃料１４を原子炉炉
心（図示せず）に移送する場合について説明する。

先ず燃料横掘れ防止機構１７をストッパ３１とａｍ突起
３３とを当接させて引上げ状態に維持したまま、マスト
１０を移送すべき原子炉燃料１４の真上に移動させる。

次に、マスト１０を巻取機１１を用いて伸長させ、続い
て燃料把持機構１５のフック１５ａにより原子炉燃料１
４の上端の円形の把手１４ａを引掛けて把持する。次に
、マスト１０を収縮させて原子炉燃料１４をラック（図
示せず）から引抜くとともに移送可能な島さまで引上げ
る。第１図はこの状態を示している。次に、トロリ９上
の巻取ｌ１ｌ（図示せず）により巻上げローフ２４を繰
り出して、複数のガイドローラ２５を燃料把持機構１５
の外周面に沿って転勤させつつリングフレーム１８等を
振れ止め位置に向けて自重により下降させて行きストッ
パ３２と緩衝突起３４とが当接した時に停止させる。

次に、バイブ３０を通して各シリンダ機構２８に圧搾空
気を圧送して、プランジャ２８ａを突出させて各ダンパ
２９を原子炉燃料１４の外側面に押圧させる。第２図お
よび第４図はこの状態を示している。これによりリング
フレーム１８が燃料把持機構１５に複数のガイドローラ
２５をもって強固に支持され、更に原子炉燃料１４が複
数のシリンダ機構２８をもってそのシリンダフレーム１
８に横撮れを確実に防止した状態で支持される。

その後、ブリッジ７およびトロリ９を用いて原子炉燃料
１４をカナル部４を通して高速移動させる。この時、原
子炉燃料１４は横振れを防止されているので鉛シールド
１６等の狭隘部を接触等の干渉を起すことなく円滑に高
速通過させられる。

その後、原子炉燃料１４が原子炉炉心の燃料装架位置の
真上に来たらブリッジ７およびトロリ９の移動を停止さ
せる。従来はブリッジ７等が停止すると、原子炉燃料１
４が慣性により燃料把持機構１５のフック１５ａを頂点
として揺動するため、その揺動が停止するまでの所定待
機時間が経過した後でないと次の原子炉燃料の下降挿入
を行なうことができなかった。しかしながら、本実施例
においては、マスト１０および燃料把持機構１５の停止
と同時に原子炉燃料１４も横振れをすることなく停止さ
せられる。

従って、本実施例では原子炉燃料１４が原子炉炉心の燃
料装架位置１２に停止したら、直ちに各シリンダ機構２
８から圧搾空気を抜いてプランジャ２８ａおよびダンパ
２９を優退させ、続いて巻取機により巻上げロー１２４
を巻上げてリングフレーム１８を第１図のように引上げ
位置まで引上げる。

次に、巻取機１１により巻上げロープ１３を繰出してマ
スト１０を伸長させ、原子炉燃料１４を所定の燃料装架
位置へ下降挿入させる。その後、燃料把持機構１５のフ
ック１５ａを原子炉燃料１４の把手１４ａから外ずし、
続いてマスト１゜を収縮させる。

一方、原子炉炉心内から原子炉燃料１４を使用済燃料貯
蔵ブール５内のラックく図示せず）内に納める場合も、
前記と同様にして行なえばよい。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えばリングフレーム１８をシリンダピストン機構によ
って上下動させてもよく、また、シリンダ機構２８をカ
ム・リンク機構に代えて原子炉燃料１４を保持するよう
に形成してもよい。

〔発明の効果〕

このように本発明の燃料交換装置は、燃料横振れ防止機
構によって原子炉燃料を燃料把持機構に対して横振れを
確実に防止して連結することができ、例えばブリッジの
蛇行等の横方向への外力が作用しても原子炉燃料を他の
物との干渉等を起すことなく安全に保持したまま高速移
動させることができるので、原子炉燃料の破損等を確実
に防止することができる。また、燃料交換作業を短期間
に迅速に行なうことができ、定期点検のクリティカルパ
スとなっている同作業時間を短縮することができるとと
もに、作業員の放射線被曝を低減することができる等の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の燃料交換装置の一実施例を
示し、第１図は引上げ状態を示す縦断側面図、第２図は
撮れ止め状態を示す縦断側面図、第３図は第１図の■−
■線に沿った断面図、第４図は第２図のＩＶ−ＩＶ　１
１１に沿った断面図、第５図は従来の燃料交換装置を示
す斜視図、第６図はカナル部の縦断側面図である。 １４・・・原子炉燃料、１５；・・燃料把持機構、１７
・・・燃料横振れ防止機構、１８・・・リングフレーム
、２８・・・シリンダ機構、２９・・・ダンパ。 出願人代理人　　猪　　股　　　　清 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉燃料を吊下したまま鉛直方向および水平方向
   に移動自在な燃料把持機構と、この燃料把持機構に対す
   る前記原子炉燃料の横振れを防止する燃料横振れ防止機
   構とを有する原子炉用燃料交換装置。 ２、燃料横振れ防止機構は、燃料把持機構に昇降自在に
   して取付けられたリングフレームと、このリングフレー
   ムに取付けられた複数のシリンダ機構であって、原子炉
   燃料を挟持して保持するダンパを原子炉燃料の側面に向
   けて進退自在にして設けたシリンダ機構とによって形成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の原子炉用燃料交換装置。