JPS63307392A - 燃料交換用格子体 - 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〕 本発明は、沸騰水型原子炉の燃料交換時の取扱燃料の吊
上げ吊下げ時のガイドとなる燃料交換用格子体に係り、
特に取扱燃料落下時に落下集合体が炉心に存在する集合
体上に転倒することを防止するに好適な燃料転倒防止装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来の沸騰水型原子炉（以下ＢＷＲと称す）の燃料交換
時には、燃料交換用格子体のような装＝は用いず、燃料
交換機により、直接原子炉上部格子及び下部支持板でサ
ポートされた燃料集合体の所定の装荷位置に吊下してい
た。

従来技術を第２図に従って説明する。

従来のＢＷＲの燃料交換は、原子炉圧力容器蓋あけ後、
原子炉ウェル１を水はりし、炉心上部に設置されている
蒸気乾燥器２、気水分離器３を取りはずし、原子炉ウェ
ル１上を走行する燃料交換機４を交換する燃料集合体６
上に移動させ、燃料つかみ装置５を水面下に垂直に下げ
、燃料つかみ装ｒｎ５の先端にある燃料つかみ具により
、燃料集合体６の取手７をつかみ吊上げる。そして、燃
料集合体６゛下端が燃料カナル８を通過できるまで引き
上げた後燃料交換機４を走行させ、燃料を燃料貯蔵プー
ル９に移送する。新燃料装荷時には、上記手順を逆に行
なう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術においては、燃料交換床１０と燃料集合体
６上部までの距離が１５ｍ近くあるため。

燃料交換機４の運転には非常に精密な制御を必要とした
。また、燃料つかみ装置５の燃料吊落し防止対策として
は、 イ）燃料つかみ装置５のロープ２本吊り、口）荷重中に
フックが開とならない等のメカニカルインターロック。

ハ）着座検出時のみフックが閉となる等の種々のインタ
ーロック、 二）操作電源断、フック開閉用空気喪失に対するフェイ
ルセーフ設計、 等の種々の対策が取られており、燃料取扱中に取扱燃料
集合体６が落下しない設計となっているが、現在、安全
評価では、原子炉圧力容器蓋あけ時に最も放射能を放出
する可能性のある事故として、燃料取扱時の燃料棒落下
事故を想定している。

この想定事故において、取扱集合体６は最高吊上げ高さ
く約１０ｍ）から炉心に落下する。炉心部の集合体は、
その頂部が上部格子板より高い位置にあるため、落下集
合体は炉心集合体６の頂部（グリップ部及びチャンネル
ボックス上端）に衝突する。このとき落下集合体は、最
も燃料棒破損本数が多くなるよう炉心の集合体格子のす
き間に落下し、炉心に存在する集合体４体に同時に衝突
するものとする。この衝突により、落下集合体の燃料棒
は全て（６２本）が破損し、被衝突集合体４体で４５本
の燃料棒が破損する。さらに落下集合体が炉心上部に倒
れることにより第２回目の衝突がおこる。この衝突では
転倒した集合体に衝突した約５６体の燃料集合体６で２
３本の燃料棒が破損する。すなわち、従来技術に基づく
想定事故においては、取扱燃料の落下により最大約１３
０本の燃料が破損する可能性がある。したがって、この
事故時に放出される放射能による周辺住民の被曝を十分
低くするために十分な放射能除去能力をもつ非常用ガス
処理系を設置し、また、系外へ放出された放射能を十分
拡散させるための高い排気筒を設置する必要があった。

本発明の目的は、燃料交換時、燃料交換を容易に行うよ
うにし、かつ万一吊上中の燃料が落下しても衝突される
燃料集合体６の破損を少なくする燃料交換治具を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、炉心シュラウド上部に設けられた炉心上
部格子板の格子と同一形状の格子を上部に有し、下部に
前記炉心上部格子板の格子と前記同一形状の格子が鉛直
方向において一致するよに前記炉心シュラウドと取合う
案内ブロックを有する燃料交換用格子体によって解決さ
れる。

〔作用〕

炉心シュラウド上部に設けられ燃料集合体配置のガイド
となっている炉心上部格子板の格子と同一形状の格子を
上部に有し、下部に前記炉心格子板の格子と前記同一形
状の格子が鉛直方向において一致するよう、前記炉心シ
ュラウドと取合う案内ブロックによって燃料交換用格子
体を該炉心シュラウドに取付けることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第３図、第４図によ
り説明する。

本発明にかかわる燃料交換用格子体は、気７にゲ離３の
下部を構成する炉心シュラウドヘッド１４直径と等しい
直径をもつ円筒形の格子板支持筒１１及び格子板支持筒
の上部に原子炉の上部格子板と同一の寸法をもつ格子板
１２より成る。本装置は、原子炉運転時には取りはずし
、機器プール等に保管する。ただし、本装置はセパレー
タ等の上部構造物と異なり、運転中に炉心近傍に設置す
ることはないため、放射化されることなく、簡単な養生
のみで、燃料交換床１ｏに直接保管することも可能であ
る。そして、第３図に示すように原子炉停止後然気乾燥
器２．気水分離器３を取出した後、燃料交換を行う前に
、クレーン１３にて本装置に付いているトング部分１６
を用いて吊上げ、炉心上部にかぶせる。格子板支持ｉｌ
ｌは、炉心シュラウドヘッド１４と同一直径なため、運
転中には炉心シュラウドヘッド１４が設置されていた炉
心シュラウド１５上端に、炉心シュラウドヘット１４と
同様な形で設置することができる。このとき、第４図に
示すように燃料交換用格子板１２の格子方向が、炉心上
部格子板１９の格子方向とずれることがないように、格
子板支持筒１１の下端のガイドピンを０°及び１８００
の位置に設ける。このガイドピンは、シュラウドヘッド
位置決め用に設けられている炉心シュラウド１５の同じ
くＯｏ及び１８０°位置にあるガイドブロック１８に差
し込むことにより、格子方向が正対するように確実に燃
料交換用格子体を設置することができる。なお、第３図
に燃料交換用格子体を炉心上部に設置した場合の原子炉
縦断面を示し、第４図に、拡大した斜視図を示す。

燃料交換は燃料交換機４より垂下した燃料つかみ装置５
を、格子板１２の隙間より差し込み燃料集合体６をつか
み吊上げるようにする。格子板１２の格子間隙は炉心の
上部格子板１９と同一としであるため、格子板の１格子
の真下に燃料集合体６が存在する。そして、格子板支持
筒１１の高さすなわち燃料交換用格子体の全高は燃料集
合体６長さと同程度の約４ｍとするため、燃料交換床１
０から炉心頂部まで約１５ｍある現在のＢＷＲは、燃料
交換床１０から格子板１２上端までの距離は約１１ｍと
なり、そのぶん燃料交換機４の運転制御は容易となる。

同様に燃料を装荷する際にも、格子板１２がガイド管と
して働き、スムーズな燃料装荷が可能となる。

一方、万一の燃料落下を想定した場合は次のようになる
。

取扱燃料棒を吊上げる際には、燃料棒転倒防止装置の格
子板１２にそって吊上げるため、その際燃料が落下した
場合にも、燃料棒はそれ自体が元来存在していた格子に
落下するのみであり、他の燃料棒を破損させることはな
い。

そして、吊上げ完了後燃料棒を移動させているときに燃
料が落下した場合には、落下位置が格子板１２と完全に
一致することは非常にまれであるため、はとんどの場合
には燃料は格子板１２の上に落下し、その上で転倒する
ため、炉心部の燃料にはふれずこれらを破損することは
ない。

極くまれに、格子間の真上に取扱燃料が落下した場合に
は、落下燃料は炉心の燃料一体のみと衝突する。そして
衝突後は格子板によりかかる形となり、転倒することは
ない。

以上に示した燃料落下形態において、指定される燃料棒
破損数は次のようになる。

イ’）ａ料量上げ時 落下集合体（全数破損）６２本 口）格子板への落下 落下集合体（全数破損）６２本 ハ）炉心集合体上への落下 落下集合体（全数破損） ６２本十被衝突集合体（１本）＋３０本＝９２本従来技
術では燃料取扱時の落下事故により最大１３０本の燃料
棒が破損すると推定されるに対し本実施例においては、
最大の事故を想定しても燃料破損本数は９２本であり、
このような多数の燃料棒が破損するような確率も大きく
低減できる。

本発明の他の実施例を第５図を用いて説明する。

原子炉の定期検査中に燃料を移動させる例としては、使
用済燃料を取り出し、新燃料を装荷するいわゆる燃料交
換の他に、炉心中央部の燃料と炉心外周部の燃料を交換
するシャラフリングがある。

燃料交換時には、燃料を燃料カナル位置まで吊上げる必
要があるため取扱燃料を最大１０ｍ程度まで吊上げる。

この場合には、燃料装荷のガイドとしても、落下燃料の
破損程度低減の目的からも燃料転倒防止装置の格子板は
高い位置にあることが好ましい。一方、シャラフリング
時には取扱燃料は炉心上部を移動するだけであるので、
高く吊上げる必要はない。この場合にも燃料落下時の炉
心燃料保護のため燃料転倒防止装置は有効であるが、燃
料移動時の運転性の見地から燃料転倒防止装置の格子板
は低い位置にあることが好ましい。

この両条件を満たすために、燃料交換用格子体の格子板
支持筒１１上端を炉心シュラウド１５上端と同一の形状
とし、その上にさらにもう一台の燃料交換用格子体を重
ねられるようにする。そしてシャラフリング時には燃料
交換用格子体を一台のみ用いることにより、燃料吊上げ
窩さを低くおさえることを可能とし、燃料交換時には燃
料交換用格子板を複数段重ねることにより、燃料落下形
態を短くすることができ、また、燃料装荷目標が浅い位
置にあるため、燃料装荷は容易になる。また、一台の燃
料交換用格子体毎に格子板があるので、燃料装荷ガイド
としても有効に働く・〔発明の効果〕 本発明によれば、燃料交換用格子体の格子を炉心シュラ
ウド上部の炉心上部格子板の格子と鉛直線に一致するよ
うに設けることにより燃料吊上げ吊下げ時のガイドとな
り、燃料交換時の燃料交換器の運転を容易にするととも
に、取扱燃料が落下した場合防護材となって燃料破損本
数を低減して、燃料破損による放出放射能の少ないより
安全な原子炉施設を提供することができるという優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の燃料交換用格子体の斜視図
、第２図は従来例の燃料交換手順を示す原子炉上部断面
図、第３図は燃料交換用格子体を原子炉上部に設置した
場合の原子炉上部断面図、第４図は原子炉上部に設置し
た燃料交換用格子体の斜視図、第５図は本発明の応用例
による燃料交換用格子体を原子炉上部に２段設置した場
合の原子炉上部断面図である。 １１・・格子板支持筒、１２・・格子板、１５・・・炉
心シュラウド、１７・・・ガイドピン、１８・・・ガイ
ドブロック、１９・・・炉心上部格子板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、炉心シュラウド上部に設けられた炉心上部格子板の
   格子と同一形状の格子を上部に有し、下部に前記炉心上
   部格子板の格子と前記同一形状の格子が鉛直方向におい
   て一致するよう前記炉心シュラウドと取合う案内ブロッ
   クを有することを特徴とする燃料交換用格子体。