JPS63154995A - 原子炉の燃料出入装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばナトリウム冷却形高速増殖炉を実施
対象としたセル内燃料移送方式の燃料出入装置に関する
。

〔従来の技術〕

頭記した高速増殖炉の実用化、大型化に伴って要求され
る燃料取扱いの迅速化に対応させる燃料取扱設備での燃
料移送方式として、不活性ガス雰囲気の燃料取扱セル内
にインセルクレーンと呼ばれる燃料移送機を配し、炉心
より取出した使用済燃料をセル内の不活性ガス雰囲気中
で直接ガス冷却しながら移送するインセル移送方式がｕ
Ｘされている。

次に上記インセル移送方式による従来の燃料取扱設備の
概要を第６図により説明する。図において、１は一次冷
却材である液体金属ナトリウムとともに炉心２を収容し
た原子炉容器であり、炉容器１には燃料交換機３．炉内
燃料貯蔵ラック４を装備している。一方、５は炉外側に
構築してその内部を不活性ガス雰囲気とした燃料取扱セ
ルであり、その床面側には炉容器１に近い側から順に燃
料中継槽６．破損燃料貯蔵ラック７、新燃料搬入用の地
下走行台車装置８．燃料洗浄装置９．水中燃料貯蔵槽１
０．キャスク台車装置１１等の各種燃料取扱設備が設置
されており、かつセル５内には原子炉容器１と燃料中継
槽６との間にまたがってスイング式の燃料出入［１２）
および床面側の各種燃料取扱設備の上方を走行するセル
内燃料移送機１３゜１４が配備されている。なお１５は
セル外の天井クレーン、１６は燃料を収容したキャスク
を輸送するトレーラである。

かかる燃料取扱設備で、燃料交換機３により炉心２から
取出した使用済燃料は昇降／スイング式燃料出入＠１２
の受け渡し操作で一旦燃料中継槽６に移され、ここから
セル内燃料移送機１３．１４により洗浄装置９を経て水
中燃料貯蔵槽１０へ搬入され、ここで一定期間冷却した
後にキャスクへ移し替え、さらにトレーラ１６に搭載し
て燃料再処理施設へ搬出される。一方、新燃料は地下走
行台車８からセル内燃料移送［１３，燃料中継槽６．昇
降／スイング式燃料出入機１２を経て炉容器１内に搬入
され、ここから燃料交換機３に受け渡して炉心２に装荷
される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで従来における燃料取扱設備では、上記説明のよ
うに炉内の燃料交換機３とセル内燃料移送機１３との間
で燃料の受け渡しを行うには、セル５内に昇降／スイン
グ式燃料出入機１２の他に燃料中継槽６を必要とする。

また燃料出入機１２は燃料を収容した燃料バケットを２
降する機能に加えて、燃料バケットをスイング式に移動
させる機能が必要であってその構造が複雑、かつ大型と
なる。さらに原子炉容器１とセル内燃料移送機１３との
間の燃料バケット移送経路が長いことから高レベルの崩
壊熱を保有する使用済燃料をセル内燃料移送機へ受け渡
すまでの移送過程で、特に使用済燃料を燃料バケット内
でナトリウムに浸した状態で除熱を行いながら移送を行
う必要がある等、燃料受け渡しの移送管理が厄介となる
難点がある。

この発明の目的は、単純な昇降機能を持った燃料バケッ
ト昇降機とセル内燃料移送機との組合せで炉内側の燃料
交換機との間で燃料の受け渡しを行うよう構成すること
により、従来設備における燃料出入機のスイング機能、
およびセル内での燃料中継槽が省略できるようにした燃
料出入装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明によれば、ハン
ドリングアーム付きの燃料バケットと、該燃料バケット
のハンドリングアームにグリッパを結合させ、セル内に
通しる炉容器頂部の燃料出入口を通じてセル側からグリ
ッパを昇降操作する燃料バケット昇降機と、該燃料バケ
ット昇降機のグリッパ昇降経路に対応して炉内側に垂直
敷設したハンドリングアームのガイトレーＪしと、８亥
ハンドリングアームのガイドレールに並置して燃料交換
機との間の燃料受け渡し位置とセル内燃料移送機との間
の燃料受け渡し位置とにまたがって炉内に屈曲敷設した
バケット本体のガイドレールとを具備して構成するもの
とする。

〔作用〕

上記の構成により、燃料バケット昇降機のグリッパと燃
料バケットのハンドリングアームとを結合した状態で昇
降操作すると、ハンドリングアームはグリッパと結合し
たままハンドリングアームのガイドレールに沿って垂直
に昇降移動するのに対し、燃料を収容したバケット本体
は別なバケット本体専用のガイドレールに沿って追随移
動するようになる。したがってハンドリングアームのガ
イドレールに沿って昇降移動する燃料バケット昇降機の
グリッパとの干渉を避けつつ、かつ燃料バケットを炉外
まで引き出すことなく、燃料バケット本体とセル内燃料
移送機との間で使用済燃料。

新燃料の受け渡しを直接行うことができるようになる。

〔実施例〕

第１図ないし第５図はこの発明の実施例による燃料出入
装置を示すものであり、第６図と同一部分には同じ符号
が付しである。すなわち第１図において、原子炉容器１
の頂部に装備した遮蔽プラグＩａにはドアバルブ付きの
燃料出入口１ｂが開口しており、該燃料出入口１ｂをセ
ル領域内に含めて燃料取扱セル５が炉容器の上方にせり
出して構築されている。なお原子炉容器１内におけるナ
トリウム液面をＮａで示す。またセル５の中を走行レー
ルに沿って矢印入方向に走行するセル内燃料移送機１３
は、燃料収容管１３ａ、液管を通じて昇降操作される燃
料グリッパ１３ｂ、グリッパ１３の吊り下げテープ１３
ｃ、およびグリッパ昇降駆動部１３ｄを備えている。

一方、セル内の終端部には前記燃料出入口１ｂの直上に
位置して燃料バケット昇降機１７が装備されている。こ
のバケット昇降機１７はグリッパ１フａ、グリツパの吊
り下げテープ１７ｂ、およびグリッパの昇降駆動部１７
ｃから成り、グリッパ１７ａが符号１８で示す燃料バケ
ットを把持して昇降操作する。なお燃料バケット１８の
詳細構造に付いては後述する。さらに前記燃料出入口１
ｂに通じて炉内側には燃料バケット１８の昇降移動経路
に沿って符号１９で示すバケット本体の昇降ガイドレー
ルと、該レール１９に並置する燃料バケット１８のハン
ドリングアーム昇降ガイドレール２０との２本のガイド
レールが敷設されている。

ここで前記燃料バケット１８の詳細構造は第３図。

第４図に示すごとくであり、使用済燃料、新燃料の２本
の燃料２１を個別に収容するバヶ−／　）本体２２と、
該バケット本体２２に一端を連結した二関節形の揺動式
ハンドリングアーム２３とがら成り、がっバケット本体
２２．およびハンドリングアーム２３にはそれぞれガイ
ドローラ２４．２５が装着されている。

なお２６は先記グリッパ１７ａと係合し合うハンドリン
グビンである。またバケット本体２２にはその長手方向
の複数箇所にナトリウム排出口２２ａが開口している。

一方、燃料バケットのハンドリングアーム２３を把持す
る燃料バケット昇降機１７のグリッパ１７ａの構造は、
第５図に示すようにグリッパ本体の内部にテープ１７ｂ
に接続されたテープドラム１７ｄ、および該ドラムに連
結して揺動操作される爪１７ｅを内蔵しており、第１図
に示したグリッパ昇降駆動部１７ｃの駆動によるテープ
１７ｂの巻取り。

繰り出し操作で爪１７ｅの開閉、および矢印Ｂ方向への
グリッパ昇降が行われる。

さらに先記したガイドレール１９．２０は次記のような
相対位置関係で炉内に敷設されている。まずハンドリン
グアームの昇降ガイドレール２０は燃料バケｙ）昇降機
１７のグリッパ昇降経路に沿って垂直に敷設されており
、このガイドレール２０に沿ってハンドリングアーム２
３のガイドローラ２５を案内する。一方、バケット本体
の昇降ガイドレール１９は、燃料交換機３との間で行う
炉内側での燃料受け渡し位置（第１図）とセル内燃料移
送機１３０走行経路終端位置に対応した燃料受け渡し位
置（第２図）との間にまたがり、前記ハンドリングアー
ムのガイドレール２０と互いに干渉し合わないように屈
曲して敷設されており、このガイドレール２゜に沿って
矢印Ｃ方向にバケット本体２２のガイドローラ２５を案
内する。なお、ガイドレール１９はその上部中間地点が
分岐レール１９ａを介してガイドレール２０と合流する
ように接続されている。

次に上記構成による使用済燃料、新燃料の受け渡し操作
を第１図、および第２図に付いて説明する。まず燃料交
換時には燃料バケット１８が第１図の位置に待機してお
り、ここで燃料交換ＩＲ３の操作で炉心２より取出した
使用済燃料を燃料バケット１８に挿入する。続いて燃料
バケット昇降Ｊ！１７を操作してグリッパ１７ａを燃料
出入口１ｂを通じて吊り降ろし、さらに第５図に示した
爪１７ｅを開閉操作して燃料バケット１日のハンドリン
グアーム２３のハンドリングビン２６（第４図）を把持
した後に、前記グリッパ１７ａを上昇操作する。この吊
り上げ操作により、燃料バケット１８のハンドリングア
ーム２３はガイドレール２ｏに沿って上昇するのに対し
、ハンドリングアーム２３に連結されたバケット本体２
２はガイドレール１９に沿って第２図に示す位置へ上昇
ガイドされ、燃料バケット１８の頭部が炉内のナトリウ
ム液面より上方に出た位置で一旦停止させる。

一方、セル内燃料移送機１３を走行経路の終端位置に移
動し、ここから燃料移送機１３の燃料グリッパ１３ｂを
操り出し操作して燃料バケット１８に収容されている使
用済燃料２１を炉内カバーガス雰囲気中で把持し、さら
に上方へ引上げて移送機の燃料収容管１３ａ内に収容す
る。なおこの燃料取出し過程ではガイドレール１９にガ
イドされたバケット本体２２とガイドレール２０にガイ
ドされたハンドリングアーム２３とは重なり合うことが
なく、したがって燃料バケット昇降機１７のグリッパ１
７ａとの干渉無しにセル内燃料移送機１３の燃料グリッ
パ１３ｂを操作して燃料２１を取扱うことができる。ま
た燃料２１を燃料移送機１３の燃料収容管１３ａに収容
した後は、収容管１３ａ内でガス冷却を行いながらセル
内燃料移送機１３を走行させ、セル内の床面側に配備さ
れている燃料洗浄設備へ受け渡しされる。

また新燃料の受け渡し操作に付いては、前記した使用済
燃料の受け渡し操作と逆な手順で第２図の位置に待機し
ている燃料バケット１８へ受け渡し、さらに燃料バケッ
ト１８を炉内で吊り降ろした後、燃料交換機３の操作で
燃料バケット１８より新燃料を引出して炉心２へ装荷さ
れる。なお第４図で述べたように燃料バケット１日のバ
ケット本体２１が使用済燃料と新燃料との２本の燃料を
別々に収容できる構造であれば、先にセル内燃料移送機
１３がら燃料バケット１日に新燃料を受け渡して置き、
第１図に示す燃料バケット１８の炉内下降位置で燃料交
換機３の操作により炉心２との間で使用済燃料。

および新燃料の受け渡しを行うことができる。

なお第３図で述べたようにガイドレール１９の上部をガ
イドレール２０に合流接続させて置くことにより、燃料
バケツ）１８の保守点検等で炉外へ引き出す際には、燃
料バケット昇降機１７の操作で燃料バケット１８を炉外
へ引き上げることが可能となる。

またこの場合にはバケット本体２２にナトリウム排出穴
２２ａが開口しているので、燃料バケット１日の引き上
げ過程でナトリウムを容易に炉内へ排出できる。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、ハンドリングアー
ム付きの燃料バケットと、該燃料バケットのハンドリン
グアームにグリッパを結合させ５セル内に通じる炉容器
頂部の燃料出入口を通じてセル側からグリッパを昇降操
作する燃料バケット昇降機と、該燃料バケット昇降機の
グリッパ昇降経路に対応して炉内側に垂直敷設したハン
ドリングアームのガイドレールと、該ハンドリングアー
ムのガイドレールに並置して燃料交換機との間の燃料受
け渡し位置とセル内燃料移送機との間の燃料受け渡し位
置とにまたがって炉内に屈曲敷設したバケット本体のガ
イドレールとを具備して構成したことにより、燃料バケ
ット昇降機とセル内燃料移送機との組合せのみで燃料の
出し入れ、並びにセル内燃料移送機側の燃料グリッパを
炉内でナトリウムに浸すことなくセル内燃料移送機との
間での燃料受け渡しを直接行うことができ、これにより
従来装置におけるスイング式燃料出入機、およびセル内
の燃料中継槽等を省略して設備を闇路化し、併せて燃料
取扱操作性の改善１作業時間の短縮化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明実施例による燃料出入装置
を示すものであり、第１図、第２図はそれぞれ炉内での
燃料受け渡し状ＪＬＩ＋　セル内燃料移送機との間の燃
料受け渡し状態を示す燃料出入装置全体の構成配置図、
第３図は第１図における燃料バケットおよびその周辺機
構の詳細構造図、第４図は第３図における燃料バケット
の上面図、第５図は燃料バケット昇降機のグリッパの構
造断面図、第６図は従来のインセル移送方弐による燃料
取扱設備の概要図である。各図において、１：原子炉容
器、１ｂ：燃料出入口、２：炉心、３：燃料交換機、５
：燃料取扱セル、１３：セル内燃料移送機、１７：燃料
バケット昇降機、１７ａ　　：グリッパ、１８：燃料バ
ケット、１９：バケット本体のガイドレール、１９ａ：
分岐レール、２ｏ：ハンドリングアームのガイドレール
、２１：燃料、２２：燃料バケットのバケット本体、２
３：燃料バケットのハ２ぴノ（？ 第１図 第２図 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）炉外側の燃料取扱セルの中を走行するセル内燃料移
   送機と炉内側に据付けた燃料交換機との間で燃料の受け
   渡しを行う原子炉の燃料出入装置であって、ハンドリン
   グアーム付きの燃料バケットと、該燃料バケットのハン
   ドリングアームにグリッパを結合させ、セル内に通じる
   炉容器頂部の燃料出入口を通じてセル側からグリッパを
   昇降操作する燃料バケット昇降機と、該燃料バケット昇
   降機のグリッパ昇降経路に対応して炉内側に垂直敷設し
   たハンドリングアームのガイドレールと、該ハンドリン
   グアームのガイドレールに並置して燃料交換機との間の
   燃料受け渡し位置とセル内燃料移送機との間の燃料受け
   渡し位置とにまたがって炉内に屈曲敷設したバケット本
   体のガイドレールとを具備して構成したことを特徴とす
   る原子炉の燃料出入装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の燃料出入装置において
   、バケット本体のガイドレールの上部が分岐レールを介
   してハンドリングアーム用ガイドレールに合流接続され
   いることを特徴とする原子炉の燃料出入装置。