JPS613088A - 上部炉心板からの係留ピン残片除去工具 - 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】 本発明は一般に、板中の穿孔からピンを取除くための工
具に関する。本発明は特に、原子炉の上部炉心板中に案
内管集合体を係留するために用いられる割りピンの残片
を取除くことに特に適用される。

原子炉は、上部炉心板と下方炉心板との間罠炉心を配設
した原子炉容器を有するのが典型的である。炉心は、燃
料集合体を有し、燃料集合体の多数の燃料棒は、」二部
炉心板の対応する通し孔を経て所定位置に下動される。

燃料棒の挿入を案内するために、案内管集合体が用いら
れ。

各々の案内管集合体は、原子炉容器の上端付近罠配設さ
れた上部支持板上に各々支持されている。各々の案内管
集合体は、上部炉心板まで下方に延長しており、上部炉
心板の対応した通し孔罠着座するように位置された底板
な有し、この底板は、１対の割り係留ピンを支持してい
る。

割り係留ピンは、着座開口の両側の対応する係留孔に摩
擦作用により係合している。各々の案内管集合体の上端
は、上部支持板の大きな通し孔に通されている。原子炉
は、複数の支柱、熱電対その他を有し、上部炉心板と上
部支持板との間に配設されたこれらの支柱、熱電対その
他は、案内管集合体と共に、原子炉の上部内部構造物と
呼ばれるものを形成している。

原子炉の燃料交換の際Ｋ、使用済燃料棒を原子炉の炉心
から取出し、新しい燃料と交換することが必要罠なる。

使用済燃料を取出しうるようにするには、案内管集合体
を予め取出さねばならない。割りピンの金属は、通常は
、原子炉の運転サイクルの交互の高温と低温によって硬
化する傾向を示すため、割りピンは脆く、破損し易くな
る。そのため、案内管集合体を引張った時に、割りピン
をその穿孔から引出すのに必要な力のため、割りピンが
屡々破断され、ピンの残片が穿孔中に残される。案内管
集合体には。

新しい割りピンが交換されるが、案内管集合体を再取付
けする罠は、その前に、古い割りピンの残片を上部炉心
板から除去せねばならない。

この除去は、除去作業が逐行される作業プラントフオー
ム又はブリッジよりも下方の約９〜１８ｍ（５０〜６０
フイート）に上部炉心板があることと、原子炉容器に水
が満たされていることとによって、非常に複雑なものに
なる。更に上部支持板が上部炉心板を遮蔽しているため
、上部支持板の穿孔を通してしか上部炉心板を見ること
はできない。更に、割りピンの残片をその穿孔から単純
にポンチで押出すと、炉心に落下し、その機能を損なう
ため、この方法も採用できない。

本発明の一般的な目的は、原子炉容器の上部炉心板から
割りピン残片を有効に除去する手段を提供することにあ
る。

本発明の別の重要な目的は、上部炉心板の上面の係留孔
から割りピン残片を排除することを可能とし、原子炉の
作業プラットフォームから容易に操作して、上部支持板
及び上部炉心板の通し孔を経て下動させることのできる
。構造が簡単で且つ経済的な取除き工具を提供すること
にある。

本発明は、最も広義には、原子炉容器の上部炉心板中の
係留孔に隣接した大きな着座開口から案内管集合体を引
出す時に該案内管集合体から脱落することのある係留ピ
ン残片を、原子炉容器の上部炉心板の該係留孔から取除
くために。

原子炉において使用される除去工具であって、１つの着
座開口を経て嵌合される寸法の支持手段と、該支持手段
により支持されたピン連行部材と、該ピン連行部材が隣
接した係留孔と整合されるようにして、該上部炉心板よ
りも下方の使用位置まで着座開口を経て該支持手段を下
動させるための下動手段と、該ピン連行部材を該係留孔
中に人込ように上動させて該係留ピン残片を該係留孔か
ら連行し離脱させるための動力手段とを有して成る取除
き工具に存する。

次に本発明の好ましい実施例を示した図面を参照して説
明する。

第１．６図には、コンクリートシールド２２中に収容さ
れた原子炉容器２１を含む原子炉２０が示されている。

原子炉容器２１は、下部炉心板２４と一上部炉心板２５
との間に配設された炉心２６を有し、炉心２３は、周知
のように。

燃料集合体（図示しない）を備えている。上部炉心板２
５は、複数の矩形の着座開口２６を有し、各々の着座開
口２６の向かい合う側部縁に近接して、１対の小さな円
筒状の係留孔２７が形成されている（第６図参照）。上
部炉心板２５には、支柱、熱電対その他（図示しない）
のための他の複数の開口が、やはり周知のように通常形
成されている。比較的大きな円形の通し孔２９を有する
上部支持板２８は、原子炉容器２１の上端付近に形成さ
れており、これらの通し孔は、上部炉心板２５０着座開
口２６と同軸的に整列されている。各々の通し孔２９の
直径は、好ましくは、対応した着座開口２６の長さ・よ
りも大きくする。前述したように、他の構造物のための
他の通し孔も、上部炉心板２８に形成されている。

通常の使用時には、原子炉容器２１には、水位２９ａま
で水が満たされている。上部炉心板２５と上部支持板２
８との間の空所には、案内管集合体、支柱、熱電対その
他を含む原子炉の上部内部構造物（図示しない）が配装
されている。第２，４図を参照すると、案内管集合体３
０のうち１つが示され、案内管集合体３０は、頂板６１
と底板己２とを有し、これらの板６１゜６２は、複数の
管６６により互いに連結されている。複数の中間板６４
は、案内管集合体６０に更に強度を付与し、管６３を所
定位置に保持するために、頂板６１と底板３２との間に
等間隔に隔置されている。直径上に隔置された止めナツ
ト６５は、底板６２の上面に固着してあり、止めナツト
３５中には２つずつの割りビ／６６が取付けられている
。より詳しくは、各々の割りピン６６は、上端に環状フ
ランジ６７を有し、対応した止めナツト己５のうち対応
する１つとねじ止め係合するための雄ねじ付連結スタッ
ド３８が該上端から上方に延長している。

使用時に、割りピン６６は、底板６２から吊下し、これ
らの割りピン６６は、案内管集合体３０の底板６２が上
部炉心板２５０１つの着座開口２６の上方に位置された
時に、該着座開口２６の側方の係留孔２７に受けいれら
れるように配置される。各々の割りピン６６の直径は、
係留孔２７の直径よりも少し太き（１割りピン６６は、
係留孔２７中に摩擦ばめされるように弾性的に圧縮され
ることができる。頂板６１は、上部炉心板２８の対応す
る通し孔２９に受けいれられ、適宜の固定手段により上
部支持板２８に固着されるようになっている。各々の着
座開口２６について１つの案内管集合体６０があり、こ
れらの案内管集合体６０は、好ましくは、１つのユニッ
トとして除去しうるよう罠、上部支持板２８の上方罠お
いて、相互に連結されている。各々の案内管集合体３０
の管６６は、炉心２６内に燃料棒を案内し挿入するため
の中心通路を、既知のように形成している。

原子炉２０は、原子炉容器２１の上方に、ブリッジない
しは作業プラットフォーム６９を備えている。この作業
プラットフォーム６９は、上部炉心板２５の上方の約９
〜１８ｍ（３０〜６０フイート）にある。作業プラット
フォーム６９上の作業員は、本発明の特徴を具体化した
構成の除去工具４０を操作する。除去工具４０は、ハン
ドル装置５０を支持したフレーム４１を有し、このフレ
ーム罠、マスト装置６Ｄの上端が取付けられている。マ
スト装置６０は、下端部付近に連行部７０を支持してお
り、連行部７０のすぐ下方には１位置決め板８０が固着
されている。ラム装置１００は、マスト装置６０の下端
に支持されており、上部炉心板２５０着座開口２６及び
上部支持板２８０通し孔２９に通されうるように、その
寸法が定められている。

除去工具４０は、連行部７０の直上においてマスト装置
６０ＶＣより支持された遠隔モニターテレビジョン装置
１１０を備えている。使用に当たり、作業プラットフォ
ーム６９上の作業員は、ハンドル装置５０によって除去
工具４０を手で掴み、後に詳述するように、上部支持板
２８の１つの通し孔２９及び上部炉心板２５の対応しま
た着座開口２６を経て、ラム装置１０口を下動させる。

第５〜１０図を参照すると、除去工具４０１′ｉ、１対
の平行な隔置された板４２を備えたフレーム４１を有し
、これらの板４２は、上端及び下端において、上板４′
５と下板４４と罠よって、またその中間の位置において
、中間板４５によって互いに連結されている。アングル
材４６゜４７は、上板４５に枢着してあり、スイベルボ
ルト４８上において回動し、アングル材４６゜４７０上
端は、ハンドルの把手４９により互いに連結されている
。

ハンドル装置５０は、板４２にその下端付近において固
着された連結ブロック５１を有し、連結ブロック５１に
は、径方向に延びる２つの支持アーム５２が取付けてあ
り、支持アーム５２の外側端は、リング５６に連結され
て（・る。

このリング５６により支持された直径上に自力・（・合
う１対の連結継手５４罠は、径方向外方に延びる２つの
７・ンドル５５がそれぞれ連結されている。上方及び下
方に垂直に延びる整列されたハンドル５６も、各々の連
結継手５４に固着されている。ハンドル５乙の全垂直長
さは、好ましくは、約１．５ｍ（５フイート）とする。

マスト装置６０は、２つの長い平行な管６１゜６２を有
し、各々の管は、好ましくは、継手６５によって互いに
連結された複数の管部分から成っている。連結ディスク
６１ａ、６２ａは、管６１．６２の下端部と一体に形成
されている（第８，９図参照）。管６１．６２の上端は
、フレーム４１の板４４．４５に固着してあり、管６１
．６２は、その長さに沿って垂直に離隔された複数の点
において、複数の支持ブラケット６３により互いに連結
されている。

マスト装置６０に更に強度を付与する長い連結ロンドロ
４は、管６１．６２間に、これらと平行に延長し、適宜
の固着手段により各々の支持プラタン）６３に固着され
ている（第５図参照）。管６１．６２に上端において連
結された液圧取付金具６６は、フレーム４１の中間板４
５に組付けられている。継手６６に連結されて、これと
連通ずる２本のホース６７は、作業プラットホーム６９
上に配設された可搬型の操作装置６８まで延長している
。操作装置６８は、好ましくは、後述するように、適切
な弁と、管６１゜６２に作動流体を圧送するための手動
操作式の液圧ポンプ６９とを備えている。

連行部７０は、大体三角形の上板７１と下板７２とを有
し、板７１．７２は、マスト装置６０の下端部付近に固
着されており、剛性の枠体を形成するように、複数の垂
直に延びる金属製の板ないしはストラップ７６により互
いに連結されている。この枠体中には、液圧７リンダ７
５が、垂直に延長するように取付けてあり、液圧シリン
ダ７５のピストン棒７６は、垂直往復運動を行なうよう
に、シリンダ７５の下端から突出してい°る。上板７１
及び下板７２は、管６Ｓ　、６２をきっちりと受けいれ
るための通し孔７４を、また下板７２は、ピストン棒７
６を自由に受けいれるための通し孔７４ａを、それぞれ
備えている（第７図）。液圧シリンダー７５は複動型で
、上端及び下端にそれぞれ近接して、ボー）７’７．７
７ａをそれぞれ有し、これらのボートは、管６１，６２
にそれぞれ形成されたポート７８，７８ａ　（第５図参
照）に、適当な配管（図示しない）により連結されてい
る。

好ましくは、ピストン棒７６の下端部には、以下に詳述
するように、連結スタッドないしは連結ボルト７９を受
げいれるための図示しない雌ねじ軸孔を備えている。

位置決め板８０は、連行部７０ｆ７）下板７２の少し下
方において、マスト装置６０に固着されている。位置決
め板８０は、管６１．６２を受けいれろための２つの通
し孔８１を有し、管６１．６２は、例えば溶接によって
５位置決め板８０に強く固着することができる。位置決
め板８０には、ピストン棒７６を自由に受けいれてその
往復運動を許容する寸法とした通し孔８２も形成されて
いる。位置決め板８ｏは、はぼ矩形の形状を有し、また
上部炉心板２５０着座開口２６とほぼ同じ外法を有して
いるが、隅角部８９は斜めに切断されている。しかし、
間隙８５を形成する２つの向かい合うアーム８３が１位
置決め板８０の一側に沿って形成され、この間隙８５は
、位置決め板８０に形成された不整な形状の凹所ないし
は開口８６（第８゜１０図参照）と連通している。

位置決め板８０は、着座開口２６０１つにきっちりと着
座するように寸法が定められている。

アーム８６は、支え面８４を備えており、位置決め板８
０の隣接した側面は、着座開口２６の対応した側部壁と
支え係合するための支え側面８７（第８図参照）を備え
ている。アーム８６と向かい合う位置決め板８０の側部
には、着座開口２６に進入し着座することを容易にする
ための斜めの案内面８８が形成されている。着座開口２
６と位置決め板８０との寸法は、第１０図に示した配向
又はこれから１８０°回転した配向においてのみ位置決
め板８ａが着座開口２６中に嵌合するように、好ましく
は選定する。

２つの７ランジ９０は、アーム８６に隣接して、位置決
め板８０の側部縁と一体に形成され、その上部縁から横
向きに外方に突出している。

各々のフランジ９０は５位置決め板８０が着座開口２６
中に着座した時に上部炉心板２５の上面上に載置されて
、位置決め板８０を支持し、その挿入深さを制限するた
めの、下部支え面？１を備えている。

位置決め板８０の上面には、後に詳細に説明するように
、排出された割りピンの残片を受けいれるための凹所な
いしはポケット９２が、アーム８３と反対側の側面に近
接して、位置決め板８０の上面の領域に形成されている
。第８゜１０図に最もよく示すように、位置決め板８０
は、マスト装置６０の一側から横向きにアーム８３が突
出するように、アーム８６と反対側の位置決め板８０の
側部の付近で管６１．６２が位置決め板８０を通り抜け
るように形成されている。

ラム装置１００Ｉま、扁平な支持プラットフォーム１０
１を有し、この支持プラットフォームは、大体において
矩形状であるが、上部支持板２８０通し孔２９（第８図
参照）の半径よりも少し大きな半径の円弧面を１つの側
部縁に沿って備えている。支持プラットフォーム１０１
は１対の通し孔１０２（第９図参照）を、それぞれ管６
１．６２を受けいれるために備えて（・る。

各々の通し孔１０２は、連結ディスク６１ａ。

６２ａ（第８，９図）を受けいれるための大径部分１０
６を、支持プラットフォーム１０１の底面側に備えてい
る。ピストン棒７６は、支持プラットフォーム１０１を
ピストン棒７６の下端部に強く固定するために連結ボル
ト７９を受けいれるようにした、図示しない穿孔を経て
、支持プラットフォーム１０１の上面と係合している。

２つの円筒状の軸受ブツシュ１０４は、通し孔１０２と
の包囲関係において、支持ブラットフォーＡＴ０１の上
面に取付けられ、各々がセットプレー１−１０５により
所定位置に固着されている。

大径の基部１０７を備えた円筒状の立上り駆動スタッド
１０６は５円弧状の側部縁の中心付近において、支持プ
ラットフォーム１０１に強く固着してあり、基部１０７
は、適宜の連結ファスナー１０８により所定位置に固着
することができる。連行スタッド１０６は、係留孔２７
を通って自由に嵌合し、割りピン６６０両方の脚部と係
合するように、寸法が定められている。

支持プラットフォーム１０１は、適切なバンパーピン１
０９を備えていてもよい。作動に当り、支持プラットフ
ォーム１０１は、ピストン棒７６と共に上下（運動し、
軸受ブツシュ１０４は、管６１．６２に沿った自由な摺
動を許容する。

モニターテレビジョン装置１１０は、連行部７０の直上
において、マスト装置６０上に取付けられている。より
詳細には、モニターテレビジョン装置１１０は、上部ブ
ラケット１１１及び下部ブラケット１１２を備えており
、これらのブラケットは、管６１．６２とほぼ平行に軸
線が配向されて下方に指向するように、ビデオカメラ１
１６を所定位置に強く保持するために、支持ブラケット
６３のうちの２つに強く固着されている。取付はスタッ
ド１１４は、下部ブラケット１１２によって支持され、
取付はスタッド１１４には、視界を照明するための電灯
１１６（第６図参照）を支持するクランプ１１５が固着
されている。ビデオカメラ１１３と電灯１１６とは、ケ
ーブル１１７によって接続され、ケーブル１１７は、作
業プラットフォーム６９（第１図）上に取付けたモニタ
ービデ第１１８まで、マスト装置６０に沿い上方に延長
している。

作動について説明すると、案内管集合体６０及び使用済
燃料を原子炉容器２１から取除いた状態で、上部支持板
２５の係留孔２７中罠おいて破断し残留している割りピ
ン６６の残片は。

除去工具４０を使用して除去される。作業プラットフォ
ーム６９上の作業員は、操作装置６８とポンプ６９とを
用いてピストン棒７６をひと先ず完全に伸長させた後、
上部支持板２８の１つの通し孔２９を経て除去工具４０
を原子炉容器２０内に下動させる。なお、マスト装置６
０、連行部７０、位置決め板８０、ラム装置１ｏ。

及びモニターテレビジョン装置１１０は、通し孔２９を
通り自由に嵌合するように、寸法及び構造が選定されて
いるものとする。しかし除去工具４０の各部分は相互か
ら横方向に離隔されているので、１つの部分が上部支持
板２８を通過した後に、別の部分を通し孔２９と整列さ
せるために、マスト装置６０を多少横方向に移動させる
ことが必要になりうる。

モニターテレビジョン装置１１０が上部支持板２８の下
方に移動したら、この装置１１０を利用して、上方炉心
板２５を遠隔から観察し、マスト装置６０が通過しつつ
ある通し孔２９［対応した着座開口２６に除去工具４０
を正確に整列させる。着座開口２６を経てラム装置１０
０を下動させるよ５に、モニターテレビジョン装置１１
０を介して、ハンドル装置５０を用いて除去工具４０を
操作する。なお、ラム装置１００と位置決め板８０とは
相互に横方向に片寄せられているものである。そのため
、ラム装置１００が上部炉心板２５を離れた後圧位置決
め板８０を着座開口２６と整列させるために、マスト装
置６０を横方向に移動させねばならない。次Ｋ、第１０
図に最もよく示すように、フランジ９０が上部炉心板２
５の上面と係合するまで、位置決め板８０を下動させ、
着座開口２６と着座係合させる。

位置決め板８０をこのように着座させると、ラム装置１
００は、１つの係留孔２７の直下においてこれと同軸的
に連行スタッド１０６が整合されている使用位置に正確
に保持される。係留孔２７中において着座開口２６の両
側に割りピン３６の残片がある場合にも、位置決め板８
００間隙８５及び凹所ないしは開口８６によって、着座
開口２６を通るラム装置１００の下動と位置決め板８０
０着座間ロ２６内へのその後の着座との間において、上
部炉心板２５の上方に突出している残片の部分からの逃
げが保証される。

ラム装置１０口がこのようにその使用位置におかれたら
、操作者は、ポンプ６９を手動操作し、液圧シリンダ７
５の下端に作動流体を圧送し、ピストン棒７６及びそれ
に固着された支持プラットフォーム１０１を後退又は上
動させる。

ピストン棒７６及び連行スタッド１０６の長さは、軸受
ブツシュ１０４が位置決め板８０に係合する前に連行ス
タッド１０６が係留孔２７に進入して完全にそれを通り
抜けることにより、係留孔２７から割りピン３６の残片
を完全に追出すように選定されている。液圧系統は、好
ましくは、どんな残片も完全に除去するに足る約９００
〜２７００′Ｋｇ（２０００〜６０００ポンド）の力を
。

係留孔２７中に保留された割りピン６６の残片に与える
ように設計されている。位置決め板８０のポケット９２
は、位置決め板８０に向かって落下する残片を捕集し、
その除去を容易にする。さもなければ、除去工具４０を
原子炉容器２１から取出した後に、別の機械的な掴み工
具によって離脱された残片を取除（。残片が係留孔２７
から除去された後に、ポンプ６９と操作装置６８とを再
び作動させ、加圧された作動流体な液圧シリンダ７５の
上端に作用させ、ピストン棒７６及びラム装置１００を
再び下動させる。

着座開口２６の他側において係留孔２７中にもう１つの
割りピンの残片がある場合は、着座開口２６から位置決
め板８０を離脱させるに足るだけ除去工具を上動させた
後、除去工具４０を１８０°回動させる。次に位置決め
板８０を再び着座開口２６中に着座させ、別の係留孔２
７の下方の使用位置に連行スタッド１０６をもってゆき
、取除き作業を反復実施する。次に着座開口２６及び通
し孔２９を経て原子炉容器２１かも除去工具４０を完全
に引出して５次の通し孔２９に移動さ雀１割りピンの全
部の残片が上部炉心板２５から除去されるまで、この手
順を反復実施する。

本発明の１つの構造モデルにおいて、全部の材料は、ホ
ウ酸塩を加えた原子炉等級の水と共に使用するように設
計され、原子炉の上部内部構造物と接触しうる全ての工
具部分は、これらの内部構造物にとって有害ではない材
料、例えば６００シリーズのステンレス鋼から作製され
る。各部は、着座開口２６中の使用位置に除去工具４０
を着座させた時に、上部炉心板２５の下方の最大のすき
まが約２５゜４　ｃｍ　（１０インチ）になるように配
列されている。除去工具４０が適用される典型的な原子
炉において、上部支持板２８の通し孔２９の直径は、約
２２．９　Ｃｍ　（９インチ）であり、上部炉心板２５
０着座間口２６は＋６．８ｃｍ平方（６，６インチ平方
）である。

以上に説明したように、原子炉の上部炉心板から割りピ
ンの残片を除去するための本発明による除去工具によれ
ば、簡単で経済的な構造によって、割りピンの残片が炉
心に落下することを防止しながら、これらの残片を取除
くための手動による正確な遠隔操作が実現される。

【図面の簡単な説明】 第１図は１本発明による除去工具をその作動状態とし、
また除去工具の作用を示すために原子炉の上部内部構造
物及び炉心の組立体を除去し、原子炉容器は断面によっ
て示した、除去工具と原子炉容器との配列図、第２図は
、第１図の原子炉から取出した案内管集合体を、一部は
垂直断面によって表わした側面図、第６図は、第１図の
原子炉の上部支持板の上面図であり、下方の上部炉心板
を示すために上部支持板を部分的に切欠いて示す図、第
４図は、第２図の４−４線の方向にみた第２図の案内管
集合体の底面図、第５図は、座部上により容易に嵌合す
るように一部分を取外し、モして／又は変位させて示し
た、本発明による除去工具の側面図、第６図は、第５図
の６−６線に沿って切断して示した水平断面図、第７図
は、第５図の７−７線に沿って切断して示した水平断面
図、第８図は、上部支持板の開口に対する除去工具の相
対的な寸法を示すための、第５図の８−８線の方向にみ
た底面図、第９図は、上部炉心板上に取付けた使用位置
ＶＣ：ｉいて示した第５図の除去工具の下端部の断片的
な側面図であり、その構造をより明瞭に示すために一部
分を切欠いて示す図。 第１０図は、第９図の１０−１０線に沿って切断して示
した水平断面図である。 ２１・・原子炉容器、２５・・上部炉心板。 ２６・・着座開口、２７・・係留孔、６０・・案内管集
合体、４０・・除去工具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉容器の上部炉心板中の係留孔に隣接した大きな着
   座開口から案内管集合体を引出す時に該案内管集合体か
   ら脱落することのある係留ピン残片を、原子炉容器の上
   部炉心板の該係留孔から取除くために、原子炉において
   使用される除去工具であって、１つの着座開口を経て嵌
   合される寸法の支持手段と、該支持手段により支持され
   たピン連行部材と、該ピン連行部材が隣接した係留孔と
   整合されるようにして、該上部炉心板よりも下方の使用
   位置まで着座開口を経て該支持手段を下動させるための
   下動手段と、該ピン連行部材を該係留孔中に入るように
   上動させて該係留ピン残片を該係留孔から連行し離脱さ
   せるための動力手段とを有して成る上部炉心板の係留孔
   からの係留ピン残片の除去工具。