JPS62298796A - 燃料棒集荷装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 免」へ１４ この発明は、燃料集合体から使用済み燃料棒を取り出し
て集荷するための装置に関するものである。

発１ｂ失背」１ 使用済み燃料の貯蔵は、従来、商用原子カプラントにお
ける作業員の責務の一部であった。多くの公益事業主は
、これまで、商業的に導入可能で有効な燃料再処理プラ
ントと、これに従って設計され作られる比較的小さな使
用済み燃料貯蔵プールの出現を期待していた。しかし、
例えば、貯蔵プールがほぼ一杯となった場合、他の使用
済み燃料を処分できなければ、それ以上のプラントの運
転は停止されなければならないであろう。この貯蔵の問
題は、燃料集荷の問題を早期に解決しなければならない
ことと共に認識されていた。尚、燃料集荷とは、使用済
み燃料要素の占める容積が実質的に減じられるように、
燃料集合体が解体され、それらの構成部材がコンパクト
化され缶に詰められることをいう。

知る限りにおいて、殆どの燃料棒集荷装置は、燃料集合
体の軸線が使用済み燃料貯蔵プールの物理的空間パラメ
ーターに一致するように垂直に配置されるよう、設計さ
れている。

米国特許第４，４４６，０９８号明細書では、水平方向
の集荷も垂直方向の集荷と同様に効県的であると述へら
れているが、集荷は、燃料集合体および燃料棒が垂直方
向に配置された状態で実行されるものとして示されてい
る。

燃料棒の取外しと集荷のためには、基本的に水平型の装
置を提供することが有効であると考えられる。この発明
による水平型の装置は、全長が約９　ｍ（３０ｆｔ、）
　Ｌか必要としない。貯蔵プールには、この長さを受け
入れることができるスペースを有するものがある。また
、この発明による水平型の装置は、作業床面から離れて
、即ち、空の貯蔵ラックから支持されても良く、原子炉
の使用済み燃料貯蔵プール内の床面積を全く必要としな
い。更に、この装置は作動に必要とされる電源を省略す
るように設計することができ、この装置は、原子炉貯蔵
プール内の長い柄の工具によって、或は、乾式ホットセ
ル内のインパクトレンチや他の工具によって、作動およ
び駆動され得る。

従って、この発明の目的は１つの燃料集合体からの使用
済み燃料棒を１回で取り扱うための水平型の燃料棒集荷
装置を提供することにある。

発」トゲＪｕｌ この発明によれば、垂直に配置されたダウンエンダ−（
ｄｏｗｎｅｎｄｅｒ）部材上に燃料集合体が垂直状態で
受け取られる燃料棒集荷装置が提供される。

燃料集合体は、ダウンエンダー部材にしっかりと締め付
けられ、上部ノズルが取り外され、次いで、ダウンエン
ダー部材が、使用済み燃料引抜き・再整理部材とほぼ水
平方向で整列するように動かされて水平位置にされる。

この再整理部材は水平方向に可動なキャリッジを具備し
、キャリッジは全ての燃料棒を把持するための複式の燃
料棒端部グリッパを有している。このキャリッジは、そ
の後、燃料集合体の骨組から燃料棒を引き抜くために水
平に動かされ、水平方向と垂直方向の櫛状部材の両方が
、燃料棒の移動中に、本来の正方形ピッチ配列に燃料棒
を維持するべく作動され、そして、燃料棒が完全に引き
出されると、該燃料棒は下側の再構成用型の中に落とさ
れる。次いで、燃料棒は、ダウンエンダー部材の下側に
支持され水平に配置された貯蔵缶に押し入れられ、貯蔵
缶の中に挿入されると、これらの燃料棒は、比較的にコ
ンパクトで緊密に詰められた三角形配列となる。この後
、ダウンエンダー部材は、燃料集合体の骨組を取り外し
、燃料棒を取り外さなければならない他の使用済み燃料
集合体を受け取るために、垂直位置に再び動かされる。

そして、この装置は上述と同じ基本的過程で作動され、
単一の燃料集合体とほぼ同じ横断面積を有している貯蔵
缶は、２つの燃料集合体からの燃料棒を受け入れること
ができるようになっている。

廷（］０（１例！１１１ 第１図にはこの発明による使用済み燃料棒集荷装置の主
要部分が示されており、この装置は、符号１０により総
括的に表されたダウンエンダー部材であるステーション
（第１のステーション）と、符号１２により総括的に表
された燃料棒引抜き・再整理ステーション（第２のステ
ーション）とを具備している。

第１のステーション１０は支持台１４を備えており、こ
の支持台１４は、第１図に示される水平位置から第２図
に示される垂直位置との間を歯車駆動装置１８によって
動かされる枢動可能なプラットホーム（プラットホーム
部材）１６を支持している。

第１図において、総括的に符号２０で示された燃料集合
体が、プラットボーム１６の上側に図示されており、こ
の燃料集合体２０はクランプ（クランプ部材）２２によ
ってプラットボーム１６上の適所にしっかりと保持され
る。クランプ２Ｚは、取扱い中および燃料棒引抜き中に
燃料集合体２０を確実に保持するために、燃料集合体２
０における所要数の格子２４の上を掴持する。燃料棒の
貯蔵缶（貯蔵缶部材）２６は、クランプ２８によってプ
ラットホーム１６の下側に固定されている。また、プラ
ットホーム１６は、枢動可能な水平櫛状体３０と、垂直
櫛状体３２とを支持している。これらの櫛状体（第１の
櫛状部材）３０．３２は、プラットホーム１６上への燃
料集合体２０の配置および上部ノズルの取外しに関する
第２図と第３図には示されていないが、燃料集合体２０
が垂直位置にあるプラットホーム１６に固定された後で
あって、上部ノズルと上部格子が燃料集合体２０から取
り外される前に、櫛状体３０．３２が適所に枢動される
ことは理解すべきである。また、第１図においては、明
瞭化のために、櫛状体３０．３２は燃料棒の自由端から
やや距離を置いて示されているが、実際には、これらの
櫛状体３０．３２は、燃料集合体２０における取り外さ
れる上部格子の位置に極めて近接して配置されるであろ
う。

第２図を参照すると、プラットホーム１６が垂直方向に
配置されている状態のダウンエンダー部材１０が示され
ている。個々の燃料棒を取り外さなければならない使用
済み燃料集合体２０が、ダウンエンダー部材１０から離
れた状態で示されている。図の矢印３４は、燃料集合体
２０がプラットホーム１６の一面に移動されるべきこと
を示し、ノズル３６を備えた燃料集合体２０の上端が、
案内管の切断を行うために案内管カッター３８を案内管
に簡単に揃わせることができる位置に配置される。この
発明が実施される際に解体される成る型式の燃料集合体
の一般的な構成は、米国特許第３，７９１，４６６号明
細書に開示されている。そこに示されている構成から次
のことか明らかである。即ち、全ての制御棒案内管若し
くは案内シンプルが上部格子の直ぐ下の位置で切断され
たならば、ノズル３６、短い側の案内管および上部格子
２４は燃料集合体２０の他の部分から取り外され、燃料
棒の上端は露出した状態となり、続いて、燃料棒を引き
抜くために該上端を把持することができる。複式の案内
管カッター３８は従来から知られているので、それ自体
はこの発明の一要素ではない。近年の好ましい型式の管
カッターは、アメリカ合衆国、オハイオ州、クリーブラ
ンドのザガー・インコーポレーション（Ｚａｇａｒ　Ｉ
ｎｃ、）によって製造されたような複スピンドル駆動装
置によって駆動され、スピンドルが回転されると、遠心
力によって作動するカッターで管を内側から切断する。

第３図において、ノズル３６および格子２４が分断され
た後、それらは矢印４０で示されるように取り外され、
燃料集合体２０を取着したダウンエンダー部材１０が、
第１図に示される水平位置となるよう、矢印４２で示さ
れる如く枢動される。

水平および垂直櫛状体３０．３２（第４図）が、制御棒
案内管を切断する前に、使用済み燃料棒４４の本来の正
方形ピッチ配列を維持すべく配置されたことを指摘して
おく。第４図に示されるように、櫛状体３０．３２と燃
料棒との間の関係は、第１図における第２のステーショ
ン１２と関連された櫛状体に存在するものと同じである
。

第１図を参照すると、第２のステーション１２は、水平
可動部分が水平位置でダウンエンダー部材１０と適宜整
列されるように、構造フレーム部材４６によって支持さ
れている。１対の水平案内レール４８はキャリッジ５０
を支持し、このキャリッジ５０は、１対のねじ式駆動装
置５２によって、第１図で左側の押し出された位置と右
側の引き戻された位置との間で移動されるようになって
おり、また、ねじ式駆動装Ｍ５２は、ダウンエンダー部
材１０とは反対側の第２のステーション１２の端部に配
置されたボールねし駆動ギヤボックス５４によって回転
される。

キャリッジ５０は複式の燃料棒グリッパ装置（燃料棒グ
リッパ部材）５６を支持し、この装置５６は、解体され
るべき特定の燃料集合体２０において把持される燃料棒
と同じ数の独立したグリッパ５８を有している。最近の
好ましい複式燃料棒グリッパ装置５６はスプリットコレ
ット型であり、スプリットコレット型の装置は、図示の
型式の燃料棒のためのグリッパとしては公知の型式であ
る。このようなグリッパについての詳細は、米国特許第
４，５５１，２９９号と米国特許願第５６４，０５３号
明細書に開示されている。複式燃料棒グリッパ装置５６
は、燃料棒の露出した端部が配置されている第２のステ
ーション１２の端部におりる適所に移動される。全ての
燃料棒が燃料棒グリッパ装置５６によって把持された後
、該燃料棒グリッパ装置５６は、第２のステーション１
２の右端における引戻し位置の方に、スクリュ一式駆動
装置５２の作動によって動かされる。燃料棒が燃料集合
体２０から徐々に引かれると、連続する複数の水平およ
び垂直の櫛状体（第２の櫛状部材）６０．６２が順次駆
動され、燃料棒がそこに差し込まれて燃料棒の本来の正
方形ピッチ配列を維持する。

第１図に示された第２のステーション１２においては、
これらの櫛状体６０．６２が上記目的で配置される位置
が４つある。燃料棒グリッパ装Ｗ５６の端板６８の縁部
に設けられたカムアクチュエータ６４．６６の位置によ
って、櫛状体６０．６２は燃料棒を差し込む位置で作動
する。

燃料棒グリッパ装置５６が第２のステーション１２の右
端における完全に引き戻された位置に達した場合、個々
の燃料棒は、第２のステーション１２内の水平位置に移
動されており、ステーション１２の右端で櫛状体６０．
６２と燃料棒グリッパ装置５６とによって、本来の正方
形ピッチ配列と同じ配列で支持される。

この上部水平位置における燃料棒の下側には、再構成用
型若しくは構造物（再構成用型部材）７０があり、この
型７０の基本的な横方向形状は、上方に開放している矩
形の箱若しくは桶の形である。上部水平位置に燃料棒が
ある状態で、水平櫛状体６０が解放リンクを作動させる
ことによって解放されると共に、引戻し位置での複式燃
料棒グリッパ装置５６が解放されると、燃料棒は再構成
用型７０の中に縦列が揃ったまま落下する。再構成用型
７０は、幾つかのねじ式ジヤツキ装置７２によって支持
され、この装置７２によって再構成用型７０の高さが変
更される。

また、キャリッジ５０は燃料棒押出し用型７４を支持し
、この型７４は、複式燃料棒グリッパ装置５６が右端の
引戻し位置にある場合には、その位置にある。押出し用
型７４はばね部材のような部材を介してキャリッジ５０
に取り付けられ、この部材は再構成用型７０の下部の高
さに押出し用型７４を保持する。

本来の正方形ピッチ配列を維持していた櫛状体６０．６
２を取り外すことによって、解体される第１の燃料集合
体からの燃料棒４４が再構成用型７０内に装填されると
、これらの燃料棒は、既に、貯蔵化２６の下部に配置さ
れる準備ができている。望まれるならば、再構成用型７
０内の燃料棒の再整理を完了させる付加的な部材、例え
ば、振動装置や他の装置等が設けられても良い。再構成
用型７０の下部が貯蔵化２６の下部と整列されている場
合、キャリッジ５０および押出し用型７４は右から左の
方に動かされ、第６図のように、貯蔵化２６の下部に燃
料棒が押し込まれる。押出し用型７４が燃料棒を貯蔵化
２６の中に押し入れた場合、次の燃料集合体２０からの
燃料棒を受け入れることができる押出し位置に再び移動
されていることは理解されるであろう。

次いで、燃料集合体２０の骨組を支持しているプラット
ホーム１６は、第５図に示されるように垂直位置に再度
移動され、骨組２０Ａは矢印７６で示される如くプラッ
トホーム１６から取り外され、第２の未着手の使用済み
燃料集合体２０が矢印７８の通りにプラットホーム１６
に載せられる。この後、第２の燃料集合体２０の上部ノ
ズル３６と上部格子２４は前述と同様に取り外され、プ
ラットホーム＼１６が第１図に示される水平位置に戻さ
れる。燃料棒の取外しも前述と同様で、燃料棒の第２の
組は再構成用型７０の中に落とされ、貯蔵化２６の上部
に押し込まれる。

貯蔵化２６は、未着手の燃料集合体２０とほぼ同し横断
面積を有するように寸法状めされており、２つの燃料集
合体２０の燃料棒を受け入れることができる。貯蔵化２
６が一杯になった後、ダウンエンダー部材１０のプラッ
トホーム１６は再び垂直位置に動かされ、一杯となった
貯蔵化２６が取り外され、空の貯蔵化と交換される。

この発明に関連する一般的な問題について述べるならば
、上記とは異なる型式の燃料集合体は、ＰＷＲ（加圧水
型原子炉）型の燃料集合体を例として上述されたものと
はやや異なる締付は手段やノズル取外し手段を必要とす
る別の構成を有している場合がある。例えば、ＤＨ１＋
（沸騰水型原子炉）の７×７型燃料集合体の場合、燃料
棒の取外し中に、格子をそれらの相対位置で保持するた
めの構造物が燃料棒以外にないので、全ての格子がプラ
ットホームに締め付けられる。また、ＢＷＲの燃料集合
体は、その上端の付属部材を固定するためのナツトを有
する場合があり、このようなナツトが取り外されると、
その付属部材を取り外すことができる。

所定の燃料集合体から燃料棒を取り出そうとしている間
に、１水辺」二の燃料棒が実質的に動がなくなることが
屡々ある。燃料棒が割れることは望ましくないので、燃
料棒グリッパ装置にはばね式解放部材が設けられると良
く、この部材は、引張り力が所定の限界値、例えば６７
ｋｇ　（１５０１１１，）を越えた場合に、個々の燃料
棒を解放する。このような場合においては、この発明以
外の方法で、燃料集合体の骨組の残りの部分から燃料棒
が取り外される。

この発明の利点および特徴は以下の通りである。

この燃料棒集荷装置は、ＢＷＲまたはＰＷＲの使用済み
燃料集合体の解体および体積削減のために、湿式または
乾式のいずれの環境においても使用できる独立型遠隔接
近式装置である。燃料棒が取り外される元の燃料集合体
と同じ長さ部分で固定される貯蔵化を設けることによっ
て、装置の全長がその貯蔵化の長さ分だけ減じられる。

このように装置の全長が短くされることによって、“原
子炉の敷地で″の集荷と貯蔵が可能となる。また、この
燃料棒集荷装置は原子炉の貯蔵プールの側面で支持され
ても良いので、貯蔵プール内に燃料棒を集荷するための
床面積は全く必要としない。更に、この装置は、必要な
らば、作動に必要とされる電源を除去するように設計さ
れる。即ち、この装置は、原子炉のプール内の長尺の柄
付き工具によって、或は、乾式ホットセル内のインパク
トレンチによって、作動され駆動されることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による燃料棒集荷装置の基本的な構造
を概略的に示した斜視図、第１Ａ図はこの発明に用いら
れ得るコレット型の燃料棒グリッパ装置の拡大斜視図、
第２図は燃料集合体を受けるようになっている垂直位置
のダウンエンダー部材の概略図、第３図は燃料集合体が
適所に配置され上部ノズルと上部格子が取り外されたと
ころを示す第２図と同様な図、第４図は水平櫛状体と垂
直櫛状体の組合せが燃料棒の本来の正方形ピッチ配列を
維持しているところを示す部分図、第５国は、ダウンエ
ンダー部材に次の燃料集合体を蔵置する前であって、燃
料棒が取り外された燃料集合体の骨組を外すために垂直
位置に１１１び戻されたダウンエンダー部材を示す概略
図、第６図は貯蔵缶内における燃料棒のコンパクト化さ
れた三角形ピッチ配列を示す該貯蔵缶の部分横断面図で
ある。 図中、 １０：第１のステーション（ダウンエンタ一部材）１２
：第２のステーション １６：プラットホーム（プラットホーム部材）２０：燃
料集合体 ２２：クランプ（クランプ部材） ２６：貯蔵缶（貯蔵缶部材） ３０．３２：櫛状体（第１の櫛状部材）３８二案内管カ
ツター ５０：キャリッジ ５６：燃料棒グリッパ装置（燃料棒グリッパ部材）６０
．６２：櫛状体（第２の櫛状部材）７０：再構成用型（
再構成用型部材） フル：押出し用型

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料集合体からの使用済み燃料棒を集荷するための燃料
   棒集荷装置であって、 垂直状態の１つの前記燃料集合体を受け取るための垂直
   位置と、前記燃料集合体から前記燃料棒を取り外すため
   の水平位置とを択一的に有するプラットホーム部材を備
   えたダウンエンダー部材を具備する第１のステーション
   と、 前記プラットホーム部材に垂直状態の前記燃料集合体を
   固定するためのクランプ部材と、 垂直状態の前記燃料集合体から少なくとも上部ノズルを
   取り外すための手段と、 前記プラットホーム部材により支持されると共に、前記
   燃料棒の本来の正方形ピッチ配列を維持するように前記
   燃料集合体の上部ノズル側の端部の近傍に配置された第
   １の挿入可能な櫛状部材と、水平位置の前記ダウンエン
   ダー部材と実質的に水平の整列状態で引抜きおよび再整
   理を行うための第２のステーションと、 から成り、 前記第２のステーションは、 前記燃料棒の全てを前記第２のステーションに隣接する
   側の端部で把持するようになっている燃料棒グリッパ部
   材と、 前記第２のステーションに関連されると共に、前記燃料
   棒の正方形ピッチ配列を維持するように配置された第２
   の挿入可能な櫛状部材と、 把持された前記燃料棒の全てを、前記燃料集合体から前
   記第２のステーションの長さの範囲内における上部水平
   位置まで連続的に引っ張るために、前記第１のステーシ
   ョンに隣接する位置から、相反する前記第２のステーシ
   ョンの端部に隣接の位置に水平に前記燃料棒グリッパ部
   材を移動させるための手段と、 前記第２のステーションにおける前記上部水平位置にあ
   る前記燃料棒の下側に配置された再構成用型部材と、 前記正方形ピッチ配列よりも実質的に密な配列に前記燃
   料棒を再構成するための前記再構成用型部材の中に前記
   燃料棒を落下させるべく前記燃料棒を解放するための手
   段と、 前記第１のステーションの前記プラットホーム部材の下
   側の水平位置に、前記再構成用型部材から、前記密な配
   列で前記燃料棒を押すための手段と、 開口端を有し、再構成された前記燃料棒を該開口端を通
   って受け入れるように前記プラットホーム部材の下側で
   解放可能に支持された貯蔵缶部材と、を具備する、 燃料棒集荷装置。