JPS63295994A - 原子炉における燃料集合体の装荷・取出装置 - 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】 １哩例１１ 本発明は、原子炉の燃料交換を行う改良装置に関するも
のである。米国特許第４，３１１，５５７号明細書に記
載されているように、幾つかの燃料集合体は定期的に炉
心から取り出され、他方、他の燃料集合体は炉心内で新
しい位置へ移され、更に、新しい燃料集合体が、取り出
された燃料集合体に代わって炉心内に導入される。尚、
上記米国特許明細書の内容は本明細書において援用する
。

米国特許第４．３１１，５５７号明細書に記載されてい
るように、燃料交換装置は、一般に、燃料集合体を原子
炉の上方に位置付けるための位置付は手段と、燃料集合
体を所望により上昇又は下降する同心的に配列された垂
直の内側マスト及び外側マストとを使用している。内側
マストは、燃料集合体を支持し、外側マストに対して入
れ子穴に垂直の軸方向に移動可能である。囲繞している
外側マストに対して垂直方向に移動可能な内側マストを
中心に位置付けるために、中心に位置付けられた内側マ
ストの変位を阻止するように案内手段即ち案内ローラが
設けられている。上記米国特許明細書の特許請求の範囲
に記載されているように、燃料交換装置に設けられてい
る案内手段は、外側マストに設けられている捕捉形状の
部材と協働する少なくとも１つの部材を内側マストに備
えていて、それにより、１つの高さ位置から他の高さ位
置に移動する際に内側マストを垂直方向に案内している
。上記米国特許明細書に開示されている内側マストに設
けられた前記部材は溝付き表面を有しており、そして外
側マストに設けられる前記部材は、マストの運動中、上
記溝内で転動する回転要素である。その一実施例が、上
記米国特許明細書の第１０図に示しである。

−ａに、マストに沿い垂直方向に離間して大体８箇所に
、約２個又は３個の案内ローラ組立体が共通の平面内に
設けられ、外側部材は外側マストの外側に取り付けられ
て、外側マストの壁に形成されている開口を介し突出し
ている。案内ローラ組立体は、固定の外側マストに形成
されている開口を貫通して延び、その位置合わせもしく
は心合わせは製造場所で行われている。マストが燃料交
換機で用いられるように既製されている場合には、通常
、更に心合わせが必要とされる。１つの型式の調節は、
ローラハウジングと外側マストとの間で、ローラハウジ
ングをマストに取り付けているねじの位置でシムを用い
て行われている。このような心合わせ方式が添付図面の
第１図及び第２図に示しである。内側マスト１は外側マ
スト３内の中心に配置され、案内手段５で心合わせされ
ている。図示のように、案内手段はハウジング７を備え
ており、該ハウジング７は軸９を支持し、この軸９上に
はローラ１１が設けられており、該ローラは外側マスト
３から開口１３を貫通し内側マスト１に向かい内向きに
延びている。ねじ１５は、ハウジング７のフランジ１７
を貫通して、同ハウジング７を外側マスト３に取り付け
ている。ハウジングのフランジ１７と外側マスト３の外
表面２１との間でシム１９が用いられている０図示のよ
うに、案内ローラの１つ（１１’）には溝２３が設けら
れており、この溝２３は、内側マスト１に設けられてい
る突出部材２５と協働して、内側マスト１の垂直方向の
運動中、外側マスト３に対する内側マスト１の回転を阻
止する。このような心合わせ方式の別の既存構造におい
ては、添付図面の第３図及び第４図に示しであるように
、内側マスト３１が、外側マスト３３内に同心的に配置
されていて、これ等の２つのマストを心会わせするのに
案内手段３５が用いられている。

図示のように、該案内手段３５は、ブラケット３９を摺
動自在に支持するハウジング３７を備えている。

ブラケットは、外側マスト３３に形成されている開口４
１を貫通しており、軸４３を支持し、この軸４３上には
ローラ４５が取り付けられている。ハウジングは、上部
及び下部壁４７並びに背壁４９を有しており、該背壁４
９は貫通開口５１を有している。この間口５１を貫通し
て、ねじ棒５３が延びており、このねじ棒５３はブラケ
ット３９を支持している。更に、ねじ棒５３は、一対の
固定ナツト５５及び５７を有しており、これ等のナツト
を弛めることによりブラケット３９及び軸４３を内側マ
スト３１に対し接近又は離間する方向に摺動し、次いで
該ブラケット及びローラを内側マスト３１に対する所定
位置で固定すべく締め付けることができる。この装置に
おいても、内側マスト３１の突出部６１と協働して外側
マスト３３に対する内側マスト３１の回転運動を阻止す
るために、ローラ４５′に講５９が設けられている。

上述の案内手段のいずれの構造でも、外側マストと内側
マストとの心合わせは製造業者の工場において案内手段
又はローラ組立体を用いて行われて、位置をマークし、
外側マストから内側マストを取り外して荷出しが行われ
ている。内側マストの現場での心合わせは非常に困難で
あるが通常必要な作業である。誤った調整と摩耗とが組
み合わさって、使用中に、心合わせのスペースがしばし
ば拡がる。ある種の事例においては、このようなスペー
スは、内側マストの配内部が捕捉形状の溝付き案内ロー
ラとの係合から離脱し、それにより、内側マストが外側
マスト内で自由に回転し得る程に充分に大きくなってし
まうことがある。

１乳ム貞１ 原子炉における燃料集合体の装荷・取出装置は、一対の
同心の内側マスト及び外側マストを支持しているハウジ
ングを備えた燃料集合体の位置付は手段を有している。

内側マストは、燃料集合体を掴持するための掴持手段を
備えており、外側マストに対し垂直軸方向に移動可能で
ある。内側マスト及び外側マストには、内側マストと外
側マストとの間の相対的な垂直運動中に内側マストを外
側マスト内の中心に整列もしくは心合わせするための案
内手段が設けられており、この案内手段は、内側マスト
に設けられて外側マスト上の外側部材と協働する複数個
の内側部材を有しており、上記外側部材は外側マストに
支持されていて、内側部材から接近又は離間する方向に
運動可能なように回動可能に取り付けられている。重ね
られた外側部材の、内側部材に対する、正確な垂直方向
の整列を可能にするために整列手段が設けられる。

外側部材は、上部壁及び下部壁並びに端板から構成され
るフレーム構造により揺動可能なように外側マストに支
持されているローラを含み、該フレーム構造の下部壁に
形成されている孔を貫通するピボットピンには側棒が取
り付けられている。

ローラの正確な調整は、２つの側棒間に該側棒の両端部
に隣接して延在する位置合わせ用ビーム部材と、該ビー
ム部材の周囲に取り付けられたスリーブと協働する調節
可能な装置とを用いて行われる。該ビーム部材は、ねじ
付きスリーブと固定ナツトとを備えており、中空の短軸
の肩部が上記端板の内壁に当接し、固定ナツトは該端板
の外壁に当接する。

ゝｔ　　　の舌日 本発明は、原子炉の改良型燃料交換機を提供し、また、
燃料交換機の内側及び外側マストを心合わせもしくは整
列するための改良型案内手段を提供するものである。

第５図乃至第８図に示しであるように、原子炉に燃料集
合体を装荷したり取り出したりするための装荷・取出装
置１０１及び改良型案内手段１０３は、原子炉（図示せ
ず）の上方に燃料集合体１０７を位置付けるための位置
付は手段１０５を有している。この装荷・取出装置は、
同心関係にある内側マスト１１１及び外側マスト１１３
を支持するハウジング１０９を備えており、内側マスト
はその下部に、燃料集合体１０７の上部ノズル１１７を
掴持するための掴持手段１１５と、燃料集合体を解放し
たり燃料集合体と係合する手段とを有している。

燃料集合体の位置付は手段１０５は、原子炉格納容器の
対向する壁１２１上に取り付けられている可動のブリッ
ジ１１９を備えており、このブリッジ１１９は強度及び
剛性を確保するための構造部材１２３を有している。ブ
リッジ１１９は、格納容器壁１２１の頂部に固定されて
いるレール１２７上を車輪１２５で水平方向に移動する
ようになっている。車輪１２５は、モータ１２９及び軸
１３１により駆動される。モータで駆動されるトロリー
１３３が、車輪１３５上に収り付けられていて、ブリッ
ジ１１９の移動方向を積切る方向で水平方向に移動する
ように、ブリッジ１１９に取り付けられているレール１
３７上を走行し、このようにして、ハウジング１０９並
びに内側及び外側マスト１１１．１１３を、原子炉もし
くは燃料交換用プール内の燃料集合体のうちの任意のも
のの上方に位置付けし、燃料集合体１０７を炉心に装荷
したり或は燃料集合体１０７を炉心から取り出すことが
できる。トロリー１３３　　にはプラットホーム１３９
及び制御コンソール１４１が設けられており、該制御コ
ンソール１４１は、モータ、ホイスト及び空気圧縮機を
制御するための設備を収容している。同心関係にあるマ
スト１１１．１１３のためのハウジング１０９は、溶接
等によりプラットホーム１３９に取り付けられており、
該ハウジング１０９の一端はプラットホーム１３９の下
方に延び、他方、その他端は、該プラットホーム１３９
１越えて上方に突出している。マスト上端の位置を視察
するために、窓１４３を設けることができ、そして、マ
ストのハウジング１０９には、電気的制御装置１４５を
溶接等により取り付けることができる。ハウジング１０
９の上端には固定の板１４７が取り付けられている。こ
の板１４７は開口を備えており、同開口を貫通してホイ
スト、電気導体及び空気管路が延在している。また、こ
の開口は、保守の目的で内側マスト１１１の取出し又は
挿入を可能にする役割をも果たす、リール（移動手段）
１５１で示したようなケーブルリールが設けられており
、これ等のリールは、マストの上昇又は下降に対し空気
管路或は電気ケーブルを繰り出したり或は巻き取るよう
に空気管路或は電気ケーブルを支持している。また、板
１４７は、ホイスト（移動手段）１５３を支持しており
、このホイストは内側マスト１１１を支持するホイスト
ケーブル（移動手段）１５５を支持しいる。一方、内側
マスト１１１は燃料集合体１０７を支持する。

燃料集合体の装荷・取出装置１０１が炉心から燃料集合
体１０フを取り出す動作を行う際、燃料集合体１０７の
位置付は手段１０５が作動されて、ブリッジ１１９及び
トロリー１３３は、取り出すべき燃料集合体の真上に位
置付けられる０次いで、外側マスト１１３内の上部格納
位置に在る内側マスト１１１を下降し、次いで、掴持手
段１１５を燃料集合体の上部ノズル１１７と係合させる
。内側マスト１１１は、第６図に双頭矢印で示す如く運
動可能なように、外側マスト１１３内に往復動可能に取
り付けられている。燃料集合体１０７を掴んだならば、
ホイストを作動して、炉心から燃料集合体を持ち上げる
。ホイスト１５３は、内側マスト１１１と、掴持されて
いる燃料集合体１０７とを、外側マスト１１３の収容部
内へと上昇する。次いで、位置付は手段、トロリー及び
ブリッジを、別の場所に移動して、燃料集合体を格納容
器内に下降し、内側マストから解放する。炉心内への燃
料集合体の装荷はこの手順と逆の動作で行われる。

外側マスト１１３に対する内側マスト１１１の同心的運
動中、これ等の２つのマスト間に同心関係を維持するた
めに案内手段が設けられている。本発明の案内手段１０
３は、第７図乃至第１０図に、矩形の内側マスト及び円
形の外側マストと関連して詳細に示しであるが、マスト
の断面は別の形状とすることも可能である。案内手段１
０３は、内側マスト１１１に設けられた複数の内側部材
１６１と、外側マスト１１３に設けられ協働する複数の
捕捉形状の外側部材１６３と、該外側部材１６３を外側
マスト１１３上に支持するための支持手段１６５と、外
側部材１６３を、支持手段１６５に関し、内側部材１６
１に対して接近又は離間方向に回動するための回動手段
１６７とを備えている。

内側部材１６１は、図示のように、矩形形状の内側マス
ト１１１の隅部１６９と、突状表面もしくは丸み付けさ
れた面１７３を有する一対の垂直方向に延びる棒１フ１
とから構成されるものとして示されており、該棒１７１
は、ボルト１７フにより、内側マス１〜の壁１７５に固
定されている。内側部材としての作用をなす隅部１６９
も丸み付けられた外面１７９を有している。これ等の３
つの内側部材１６１（隅部１６９　　と一対の棒１７１
）は、外側マス！−１１３内において内側マスト１１１
に対し平衡のとれた支持が与えられるように、約１２０
°の角度で離間して当間隔で内側マストに設けるのが有
利である。

内側マスト１１１の内側部材１６１と協働する外側マス
ト１１３の捕捉形状の外側部材１６３は、図示のように
、ローラ１８１として構成されており、これ等のローラ
１８１は、該ローラを支持するための支持手段１６５に
回転可能に取り付けられており、そしてこれ等のローラ
１８１は、講１８３を有しており、この溝１８３　　内
に、丸み付けられた面１７３　及び１７９が乗るように
なっている。支持手段１６５は、外側マスト１１３の壁
１９１に形成されている開口１８９上方に位置する上部
壁１８７と、該開口１８９より下方に位置する下部壁１
９３とから構成されているフレーム構造１８５を備えて
おり、このフレーム構造１８５は更に、上記上部壁１８
７と下部壁１９３との間に延在する背壁もしくは板１９
５を有している。この板１９５は、２つの離間した貫通
開口、即ち上部開口１９フと下部開口１９９とを有して
おり、これ等の開口に挿入された上部ボルト２０１及び
下部ボルト２０３は、外側マスト１１３の壁１９１に形
成されたねじ孔２０５に螺入されている。下部壁１９３
はブロック２０フの形態にあり、該ブロックには、下部
開口１９９と同軸関係で開口２０９が貫通して形成され
ており、この間口には、下部ボルト２０３が貫通してい
て付加的な剛性を与えている。他方、上部！　１８７は
ブロック２０７よりも厚さが小さく、下側面２１３に凹
状の溝２１１を有し、この溝２１１内に上部ボルト２０
１が座着するように構成することができる（第９図）。

ブロック２０７には、開口２０９を横切る方向に孔２１
５が形成されていて、この孔２１５内にはピボットピン
２１７が配置されている。このピボットピン２１フ　の
両端２１９．２２１には上向きに延びる側棒２２３及び
２２５がそれぞれ固定されている（第８図）。各側棒２
２３及び２２５は、内向きの腕２２７（第９図）を支持
しており、これ等の腕２２７間には、軸２２９が延在し
ていて、腕２２７間でこの軸２２９にはローラ１８１が
取り付けられている（第９図）、側棒の上端２３１に隣
接して該側棒２２３及び２２５の上端部間には、整列用
ビーム部材２３３のような整列手段２３２が設けられて
おり、その両端部２３５　及び２３７　　で側棒２２３
及び２２５に固定されている（第１０図）。ピボットピ
ン２１７に固着されている側棒２２３及び２２５は、内
側マスト１１１に対して接近及び離間方向に運動可能で
あり、それにより、側棒の腕２２７間に延在する軸２２
９上のローラ１８１も内側マスト１１１に対して接近及
び離間方向に運動可能である。ローラ１８１の位置の正
確な整列は、整列用ビーム部材２３３と接触する調節可
能な装置２４１（第８図）を用いて行われる。図示のよ
うに、調節可能な装置２４１は、整列用ビーム部材２３
３に対して接近又は離間方向に運動可能であるねじ軸２
４３の形態にあって、位置合わせもしくは整列用ビーム
部材２３３に対し種々の位置でロックすることができる
。尚、ねじ軸２４３は溶接等により、整列用ビーム部材
２３３を包入しているスリーブ２４５に固着されている
が、該スリーブに対する整列用ビーム部材の回転運動は
許容するようになっている。ねじ軸２４３は、スリーブ
２４５から板１９５に形成されている開口２４７を貫通
して外向きに延びており、ねじ部２４９を有している。

板１９５の内壁と係合可能なように肩部２５３を有して
いる中空の短軸２５１はその内壁２５７にねじ部２５５
を有すると共に外壁２６１にねじ部２５９を有している
。内壁２５７のねじ部２５５は、ねじ軸２４３のねじ部
２４９と係合可能である。ねじ部２６５を有する固定ナ
ツト２６３　　が、螺刻されている肩部２５３とは板１
９５の反対側で、中空の短軸の外壁２６１のねじ部２５
９とねじ係合可能である。

軸２２９上のローラ１８１を内側のマスト１１１に向け
て内向きに移動するための調節可能な装置の動作におい
ては、固定ナツト２６３を弛めて、ねじ軸２４３及び中
空の短軸２５１を内向きに移動させ、それによりスリー
ブ２４５及び整列用ビーム部材２３３を相応に移動させ
る。また、整列用ビーム部材２３３に固着されている側
棒２２３及び２２５も内向きに移動し、ピボットピン２
１７を中心に回動する。所望の位置に達すると、肩部２
５３が板１９５の内側表面２６７の当接するまで、中空
の短軸２５１をねじ軸２４３に沿ってねじ込む０次いで
、ねじ切りされている固定ナツト２６３を、板１９５の
外側表面Ｚ６’９に当接するまで中空の短軸２５１　　
に沿ってねじ込んでねじ軸２４３、整列用ビーム部材２
３３及びローラ１８１を所定位置で固定する。

位置合わせピンもしくはノブ２７１が、整列用ビーム部
材２３３の端部２フ３から延びており、外部基準面をな
している。この基準面もしくはピンは、ピンを垂直方向
に整列するために振り下げ線又は光学的照準装置を用い
ることにより、案内ローラの総ての高さ位置の現場での
心合わせもしくは整列を容易にする。ピン２７１をこの
ように位置合わせすることにより、垂直方向に離間して
いる複数個のローラ１８１は共通の垂直な軸線に沿って
位置合わせされ、総てのローラの現場での位置合わせが
容易に達成される。

采発明の案内手段は、新規な燃料交換機に備えることも
できるし、また、改装装置として、現存の燃料交換機の
代わりに使用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、シムを用いる燃料集合体装荷・取出装置の同
心関係にあるマストと共に使用される従来の案内ローラ
組立体の略図、第２図は、第１図の装置の横断面図、第
３図は、ブラケット及びねじ棒に設けられた固定ナツト
を用いる燃料集合体装荷・取出装置の同心関係のマスト
と共に用いられる別の従来の案内ローラ組立体の概略図
、第４図は、第３図の装置の横断面図、第５図は、外側
マスト内の上昇位置にある内側マスト及び燃料集合体を
示す本発明の燃料交換装置の側面図、第６図は、第５図
の同心関係にあるマストを伸長した位置で示す図、第７
図は、矩形の内側マストと内側及び外側マストに設けら
れている内側及び外側案内部材とを示す同心関係のマス
トのｍ断面図、第８図は、外側部材のための支持手段及
びそれと関連して設けられている回動手段の端面図、第
９図は、第８図の線ｆｆ−ＩＸにおける断面図、第１０
図は、第９図の線Ｘ−Ｘにおける断面図である。 １０１・・・装荷・取出装置　１０３・・・案内手段１
０５・・・位置付は手段　　１０７・・・燃料集合体、
１０９・・・ハウジング　　　１１１・・・内側マスト
１１３・・・外側マスト　　　１１５・・・掴持手段１
５１・・・リール（移動手段） １５３・・・ホイスト（移動手段） １５５・・・ホイストケーブル（移動手段）１６１・・
・内側部材　　　　１６３・・・外側部材１６５・・・
支持手段　　　　１６７・・・回動手段１６９・・・隅
部（内側部材）１７１・・・棒（内側部材）１８１・・
・ローラ（外側部材） １８５・・・フレーム構造（支持手段）出願人　ウェス
チングハウス・エレク ＦＩＧ、　　７゜ 閂　　　　　　　　　に　田 ＦＩＧ、１０゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原子炉における燃料集合体の装荷又は取出装置であって
   、 前記原子炉の上方に燃料集合体を位置付けるための位置
   付け手段と、 前記位置付け手段上に設けられたハウジングと、前記ハ
   ウジングによって支持される一対の同心の内側マスト及
   び外側マストと、 前記内側マストに設けられて燃料集合体を掴持するため
   の掴持手段と、 前記外側マストに関して前記内側マストを垂直の軸方向
   に移動するための移動手段と、 前記内側及び外側マストに設けられて、前記外側マスト
   に関し前記内側マストを垂直の軸方向に移動する間、前
   記内側マストを前記外側マスト内の中心に整列させるた
   めの案内手段であって、前記内側マストに設けられた複
   数個の内側部材と、前記外側マストに設けられて前記内
   側部材と協働する捕捉形状の複数の外側部材と、該外側
   部材を前記外側マストに支持するための支持手段と、前
   記外側部材を前記内側部材に関して接近及び離間する方
   向に回動するための回動手段とを含む前記案内手段と、 を備える原子炉における燃料集合体の装荷・取出装置。