JPS6122274B2

JPS6122274B2 -

Info

Publication number: JPS6122274B2
Application number: JP51029106A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Akimoto; Michihiro Watanabe; Tomiji Yoshida; Junichi Sugaya; Takashi Saito; Yoshimi Ishii
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-03-19
Filing date: 1976-03-19
Publication date: 1986-05-30
Also published as: US4158600A; JPS52113489A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、制御棒駆動装置の着脱装置に係り、
特に、原子炉容器から制御棒駆動装置の取外しお
よび原子炉容器への制御棒駆動装置の取付けを、
簡単に行なうことのできるようにした制御棒駆動
装置の着脱装置に関するものである。

従来、沸騰水型原子炉において、原子炉容器の
下部に設置されている制御棒駆動装置の保守点検
を行なうことは、容易なことではない。すなわ
ち、放射能レベルの極めて高い領域で、制御棒駆
動装置を原子炉容器から取外す作業をしなければ
ならず、この作業は放射線防護服を着用した作業
者によつて行なわれている。この作業を行なうた
めに、作業者は、非常に大きな労力と時間を費
し、被曝する危険性もある。したがつて、制御棒
駆動装置の保守点検作業における機械化、自動化
が切に望まれている。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、制御棒駆動装置の保守点検を容易に行なう
ことができる制御棒駆動装置の着脱装置を提供す
ることにある。

本発明は、制御棒と制御棒駆動装置の連結を解
除するピストンチユーブを押上げるピストン―シ
リンダ機構と、前記ピストン―シリンダ機構の周
囲に複数個同心的に配置され、前記制御棒駆動装
置を制御棒駆動装置ハウジングに取付けるボルト
をエアモータの出力により着脱するボルトレンチ
機構と、により着脱ヘツドを構成し、この着脱ヘ
ツドを交換すべき制御棒駆動装置を昇降する昇降
装置上に設けたことを特徴とするものである。

本発明の好適な一実施例を第１図および第２図
に基づいて説明する。第２図の上部は第１図の下
部につながつている。制御棒駆動装置の着脱装置
３９は制御棒駆動装置２と制御棒駆動装置ハウジ
ング１との、固着手段としてのボルトを着脱する
着脱手段、制御棒４０と制御棒駆動装置２との連
結を解除する手段（以下アンカツプリング手段と
称す）、これらの手段を制御棒４０の移動方向に
移送する手段としての台車５３とから成つてい
る。第３図に示される台車５３は、第２図に示さ
れるように台車上部３５と台車下部６０とからな
り、台車上部３５および台車下部６０にそれぞれ
スリーブ３７および６２が取付けられる。前記台
車５３にはハウジングが取付けられ、このハウジ
ングは、筒状の支柱３６、支柱３６に取付けられ
る歯車３１、歯車３１上に取付けられる円筒６
３、円筒６３に取付けられるチユーブ６４、チユ
ーブ６４に取付けられるスリーブ６５からなる。
台車上部３５には、減速機３２が取付けられる。
減速機３２の上部はピニオン３０を介して歯車３
１に連結され、減速機３２の下部はエアモータ３
３に連結される。支柱３６の上部はスリーブ３７
に取付けられるベアリング６６に支持され、支柱
３６の下部はスリーブ６２に取付けられるベアリ
ング６７にて支持される。支柱３６内には、ガイ
ドチユーブ６８が挿入されている。ガイドチユー
ブ６８は、支持部材６９および７０を介して、ス
リーブ６２に固定される。

着脱手段は、スリーブ６５のフランジに取付け
られる減速機１９、減速機１９上部に取付けられ
るシヤフト２１、シヤフト２１に取付けられるボ
ルトレンチ８、ボルトレンチ８を保持するバネ１
０、シヤフト２１の上部に設けられるボルトホル
ダ９及びボルトハウス１１で構成される。ボルト
ハウス１１内に、シヤフト２１が設けられ、シヤ
フト２１の上部および下部が、ベアリング７１お
よび７２によつてボルトハウス１１に支持され
る。８つの連結ボルト取扱手段が設けられる。バ
ネ１０は、シヤフト２１内に形成される空間７３
内に配置される。ボルトレンチ８の回転トルク
は、制御棒駆動装置２の取扱い上非常に大きなも
のが要求される。このため、エアモータ２５を高
速回転させて減速機１９の減速比を大きく取るこ
とにより、大きなトルクを出すように考慮してい
る。尚このエアモータ２５及び後述するエアモー
タ２９，３３は正逆転できるものである。バネ１
０は、制御棒駆動装置２のボルト３にボルトレン
チ８が装着する時の衝撃を緩和するためのもので
ある。また空間７３は、ボルト３の取外し時の下
降ストロークを確保する為のものである。

アンカツプリング手段は、チユーブ６４内に配
置されて、上部がスリーブ６５に取付けられるベ
アリング７４に、下部が円筒６３に取付けられる
ベアリング７５にそれぞれ支持されるシリンダチ
ユーブ２６、シリンダチユーブ２６内に配置され
るスクリユーシリンダ１４およびスクリユーシリ
ンダ１４内に配置されるピストン２０とからなつ
ている。シリンダチユーブ２６の下部内に、ガイ
ドロツド７６が挿入されている。ガイドロツド７
６は、支持部材７７を介して、ガイドチユーブ６
８に固定される。シリンダチユーブ２６内に、ス
クリユーシリンダ１４、ピストン２０、シリンダ
チユーブ２６およびガイドロツド７６に囲まれ
て、ピストン下部室１７が形成される。ピストン
下部室１７内には、バネ１８が挿入される。スク
リユーシリンダ１４の下部には、リング７８が取
付けられ、ピストン２０の落下を防止している。
また、スクリユーシリンダ１４内の上部に、リン
グ７９が設けられる。スクリユーシリンダ１４内
で、スクリユーシリンダ１４、ピストン２０およ
びリング７９に囲れて、ピストン上部室１６が形
成される。ピストン上部室１６内に、バネ１５が
配置される。ピストン２０の上部に、チユーブ２
４を介してリードスイツチ１３が取付けられる。
スクリユーシリンダ１４内の上部には、制御棒駆
動装置２内に設けられたピストンチユーブ５の下
部のネジと噛合う連結用ネジ８０が設けられる。
シリンダチユーブ２６の下部に内歯車２７が取付
けられる。内歯車２７は、支持部材７７の内部に
取付けられる減速機２８の上部に取付けられたピ
ニオン３４と噛合う。減速機２８の下部にエアモ
ータ２９が連結される。上部がリング７８に取付
けられ、下部がガイドロツド７６に保持されるネ
ジ込みストローク検出器８１が設けられる。

ボルトハウス１１の外側に円筒状のドレンスリ
ーブ７が配置される。ボルトハウス１１とドレン
スリーブ７との間は、パツキング２２にてシール
されている。ドレンスリーブ７の上部にも、パツ
キング２３が設けられる。ドレンスリーブ７に、
ピストンロツド８２が設けられる。ピストンロツ
ド８２は、スリーブ６５に取付けられるエアシリ
ンダ１２内に挿入されている。

第３図に示すように、制御棒駆動装置２は、原
子炉容器５０の下部に設けられた制御棒駆動装置
ハウジング１内に挿入されている。原子炉容器５
０は、ペデスタル５１上に据付けられている。制
御棒駆動装置２は、制御棒駆動装置ハウジング１
のフランジに、第１図に破線で示すように、８本
のボルト３にて取付けられる。ペデスタル５１内
で、原子炉容器５０より下方に、原子炉下部室５
５が形成される。原子炉下部室５５内のレール５
２に、作業台車５４が配置される。作業台車５４
は、レール５２上に沿つて回転する。作業台車５
４に、ガイドレール８３が設けられ、このガイド
レール８３に台車５３が取付けられる。ガイドレ
ール８３は、水平位置から垂直位置まで回転でき
るように構成される。制御棒駆動装置２の着脱作
業を行なう時は、ガイドレール８３は垂直状態に
ある。

制御棒駆動装置２の保守点検を行なうため、制
御棒駆動装置２を取外す作業を、第１図、第２
図、第３図および第４図によつて述べる。

保守点検の対象となる制御棒駆動装置２への位
置決めが終了した後、着脱装置３９は、台車５３
と共に、ガイドレール８３に沿つて上昇する。ボ
ルト３の下端に、ボルトレンチ８の上部が接触す
る前で、台車５３の上昇を停止する。この時、ド
レンスリーブ７およびピストン２０は、完全収縮
状態にある。エアモータ３３を駆動すると、その
回転力は減速機３２、ピニオン３０および歯車３
１に伝えられ、ハウジングが回転する。このよう
にして、ボルト３とボルトレンチ８との位置決め
が行なわれる。即ち回転するハウジングととも
に、エアモータ２５、減速機１９、ボルトレンチ
８などがボルト３のピツチ間に沿つて回転させら
れ、ボルト３とボルトレンチ８とが正しく対向し
たときに回転を停止するのである。この位置決め
が終了した後、台車５３は更に上昇し、制御棒駆
動装置２と着脱装置３９との接続を行なう。この
時、ボルト３の頭部にある六角穴とボルトレンチ
８の六角頭とは、必ずしもカツプリングしない。
エアモータ２５を駆動させ、シヤフト２１を回転
させることにより、容易にボルト３とボルトレン
チ８とをカツプリングできる。

スクリユーシリンダ１４の連結用ネジ８０とピ
ストンチユーブ５の下部に設けられたネジとを、
噛合せるためにエアモータ２９を作動させる。エ
アモータ２９の回転は、減速機２８、ピニオン３
４、内歯車２７、シリンダチユーブ２６およびス
クリユーシリンダ１４へと伝えられる。スクリユ
ーシリンダ１４が回転することにより、連結用ネ
ジ８０は、ピストンチユーブ５のネジと噛合う。
この時の噛合い長さは、約20mmとしてエアモータ
２９の作動を停止する。これらのネジの噛合い長
さは、ネジ込みストローク検出器８１によつて検
出される。この状態でスクリユーシリンダ１４の
上面と制御棒駆動装置２の下部フランジ６の面間
距離が約25mmである。その後ピストン下部室１７
に空気圧を加えればスクリユーシリンダ１４およ
びピストン２０は上昇する。スクリユーシリンダ
１４によつてピストンチユーブ５は、上方向に押
し上げられる。ここで、第４図に基づき原子炉の
炉心５９内に挿入されている制御棒４０と制御棒
駆動装置２との連結状態を述べる。制御棒４０
は、案内管４１内を上下方向に移動する。案内管
４１の下部に、制御棒駆動装置ハウジング１が取
付けられる。制御棒駆動装置ハウジング１内に、
ザーマルスリーブ４４が設けられる。プラグ４７
が、制御棒４０の中心部に挿入されている。ま
た、ソケツト４３が、制御棒４０の下部に設けら
れる。制御棒駆動装置２内を縦方向に延びるイン
デツクスチユーブ４５の上部にスパツド４８が取
付けられる。スパツド４８がソケツト４３内に挿
入され、更にスパツド４８内にプラグ４７が挿入
され、スパツド４８がソケツト４３に押付けられ
ることにより、制御棒４０と制御棒駆動装置２と
が連結される。インデツクスチユーブ４５内に、
ピストンチユーブ５が配置され、ピストンチユー
ブ５の上部にアンカツプリングロツド４６が取付
けられる。

ピストン下部室１７に加圧空気を供給する代り
に、台車５３を上方に移動させても、スクリユー
シリンダ１４によつてピストンチユーブ５を押上
げることができる。この場合には、ピストン２０
を設ける必要はなく、チユーブ２４は、リング７
９に固定する。ピストンチユーブ５が押上げられ
ると、アンカツプリングロツド４６を上に押上げ
ることになる。したがつて制御棒駆動装置２のス
パツド４８と制御棒４０のソケツトとの機械的接
合が解除される。この後、ピストン下部室１５の
空気圧を減少させることにより、スクリユーシリ
ンダ１４を下降させる。スクリユーシリンダ１４
の下降と共にインデツクスチユーブ４５が下降
し、制御棒駆動装置２の構造上の下限で停止す
る。スクリユーシリンダ１４を直接下降させるの
ではなく、台車５３を下降させてもスクリユーシ
リンダ１４を下降できる。インデツクスチユーブ
４５の下端に取付けられている磁石４の位置とリ
ードスイツチ１３の位置が相対応していることを
確認する。これによつて、制御棒駆動装置２と制
御棒４０との機械的結合の解除を確認することが
できる。このリードスイツチ１３からの信号を、
インターロツク信号として用いる制御棒駆動装置
の着脱装置３９は、作業の安定性を著しく高めら
れる。エアシリンダ１２内に高圧空気を供給し
て、ピストンロツド８２を押上げる。ピストンロ
ツド８２の動きに伴ない、ドレンスリーブ７は、
制御棒駆動装置２の外周に沿つて上方に押上げら
れる。ドレンスリーブ７は、第１図にて二点鎖線
で示す７Ａの位置まで上昇する。

ボルト３とボルトレンチ８とが噛合つた後、更
にエアモータ２５が駆動されると、ボルト３は制
御棒駆動装置ハウジング１から取外される。外さ
れたボルト３は、ボルトホルダ９内に保持され
る。８本のボルト３は、同時に取外される。ボル
ト３が取外されるに伴ないボルトレンチ８は下降
し、空間７３に収納される。この時、制御棒駆動
装置２はボルトハウス１１上に支持される。ボル
ト３の取外しが完了した後、台車５３を約10cm下
降させる。制御棒駆動装置２も同程度下降する。
これにより、制御棒駆動装置ハウジング１内に貯
つている冷却水が、排出される。この冷却水は、
ドレンスリーブ７内に形成される空間に流出し、
更にボルトハウス１１内に設けられたドレン通路
（図示せず）、このドレン通路に取付けられた排出
パイプ（図示せず）を通つて所定の場所に排水さ
れる。パツキング２３を設けることにより、冷却
水がドレンスリーブ７よりオーバフローしない。
したがつて放射能レベルの高い冷却水を、外部に
漏洩させることなく安全に処理できる。制御棒駆
動装置ハウジング１内に貯つている冷却水の排水
が完了したことを確認する。その後、更に台車５
３を下降させ、制御棒駆動装置２を、制御棒駆動
装置ハウジング１より完全に引抜く。この時、制
御棒駆動装置２はスクリユーシリンダ１４の上面
で支えることになる。バネ１５およびバネ１８
は、それぞれピストン２０がピストンチユーブ５
に接触する時の緩衝用およびスクリユーシリンダ
１４が制御棒駆動装置２の下部フランジ６に接触
する時の緩衝用として設けたものである。ただ
し、バネ１５は、通常時のピストン２０を収縮状
態で保管し、チユーブ２４のリミツトスイツチ１
３取付部が損傷しない様な機能をもたせてある。

ピストンチユーブ５の下部とネジと噛合う連結
用ネジ８０は、制御棒駆動装置２と制御棒４０と
の機械的結合を解除するためのピストンチユーブ
５の押上げ、および制御棒駆動装置２の引抜き時
の引抜き力を制御棒駆動装置に伝えるものであ
る。連結用ネジ８０を用いなくても、制御棒駆動
装置２と制御棒４０との連結状態が解除されかつ
ボルト３が取外されると、台車５３を下降した
時、制御棒駆動装置２はその重量により自然に引
抜くことができる。これが期待できるのは、最初
のうちだけであり、長年使用している制御棒駆動
装置２は、引抜き力を加えてやらないと容易に引
抜くことができない。

制御棒駆動装置２が完全に引抜かれると、ガイ
ドレール８３は、第３図の矢印８４の方向に回転
することによつて水平方向に倒される。その後、
制御棒駆動装置２は、ペデスタル５１に設けられ
たブリツジ５８内に挿入され、原子炉下部室５５
より外部（ドライウエル内）に運出される。ブリ
ツジ５８は、ウインチ５７によつて操作される。
原子炉下部室５５内の作業は、テレビカメラ５６
によつて監視される。

保守点検の終つた制御棒駆動装置２を、制御棒
駆動装置ハウジング１内に取付けるには、前述し
た手順の逆を行なえばよい。この場合、ドレンス
リーブ７の伸長は不要である。

本実施例によれば、高放射能レベルの冷却水が
外部に漏洩しないので、被曝の危険性が著しく減
少する。また、制御棒駆動装置の取付けおよび取
外しの時間が著しく短縮され、作業も容易にな
る。これによつても、作業者の被曝の危険性が著
しく減少し、制御棒駆動装置の保守点検が容易に
行なえる。

本発明によれば、制御棒駆動装置の取付けおよ
び取外しの時間が著しく短縮され、作業員による
作業工数も大幅に低減できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な一実施例である着脱装
置の上部の縦断面図、第２図は第１図に示す着脱
装置の下部の縦断面図、第３図は原子炉に適用し
た時の第１図に示す着脱装置の配置図、第４図は
制御棒と制御棒駆動装置との連結部の縦断面図で
ある。符号の説明１…制御棒駆動装置ハウジング、
２…制御棒駆動装置、３…ボルト、４…磁石、５
…ピストンチユーブ、７…ドレンスリーブ、８…
ボルトレンチ、１０…バネ、１２…エアシリン
ダ、１３…リードスイツチ、１４…スクリユーシ
リンダ、２０…ピストン、２１…シヤフト、２４
…チユーブ、２５…エアモータ、２６…シリンダ
チユーブ、２７…内歯車、２９，３３…エアモー
タ、３０，３４…ピニオン、３１…歯車、３５…
台車上部、３６…支柱、４０…制御棒、４３…ソ
ケツト、４５…インデツクスチユーブ、４６…ア
ンカツプリングロツド、４７…プラグ、４８…ス
パツド、５０…原子炉容器、５３…台車、６０…
台車下部、６３…円筒、６４…チユーブ、６５…
スリーブ、６８…ガイドチユーブ、７６…ガイド
ロツド、８０…連結用ネジ、８３…ガイドレー
ル。

Claims

【特許請求の範囲】

１制御棒と制御棒駆動装置の連結を解除するピ
ストンチユーブを押上げるピストン―シリンダ機
構と、前記ピストン―シリンダ機構の周囲に複数
個同心的に配置され、前記制御棒駆動装置を制御
棒駆動装置ハウジングに取付けるボルトをエアモ
ータの出力により着脱するボルトレンチ機構と、
により着脱ヘツドを構成し、この着脱ヘツドを交
換すべき制御棒駆動装置を昇降する昇降装置上に
設けたことを特徴とする制御棒駆動装置の着脱装
置。