JPH0113557B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加圧水型原子力発電プラント等にお
ける原子炉の核燃料（集合体）を取扱う装置に関
するものである。

加圧水型原子力発電プラントに使用されている
核燃料のライフは通常３年間であつて、年に一
度、その原子炉を開放して、1/3炉心分の燃料入
替えと残り2/3炉心分の再使用燃料の定期検査が
実施される。よつて、全燃料を原子炉より取出し
て燃料貯蔵プール（使用済燃料プールとも言う）
中に配列された燃料ラツク内に挿入し、該プール
内で各種の燃料内挿物の置換や検査が行われたの
ち、一部は再び原子炉内に装荷される。

本発明の核燃料取扱装置は、燃料貯蔵プールに
おける燃料の移送やその内挿物の置換作業を実施
するために同プールに併設されたものである。

前記の燃料貯蔵プールおよび核燃料取扱装置の
概要を第１図、第２図に示しており、図中ａはプ
ール中に配設されたラツク群、ｂは各プール室間
のゲート、ｃは核燃料であつて、従来の該プラン
トにおいては、燃料貯蔵プールの両側に敷設され
た走行レール１，１に自走式のクレーンｅを設置
し、クレーンｅの上端に走行方向とその直角方向
とに手動で横行可能な電動ホイストｆを取付け、
電動ホイストｆにワイヤロープを介し専用取扱工
具ｇを垂設して、吊荷をＸ−Ｙ−Z3次元方向に
移動できるようにし、燃料ｃの移送やその内挿物
の置換を行うことができるようになつている。

しかし、前記したような核燃料取扱装置におい
ては、Ｘ−Ｙ−Ｚ方向の移動がいずれもマニユア
ル操作にて行われ、かつ取扱対象（核燃料、その
内挿物を含め４時間程度）によつてその都度専用
取扱工具ｇを取替える必要があり、また、近年、
原子力発電プラントの前記定検作業においては、
所要時間の短縮、作業員の被曝量低減が強く要望
され、その核燃料取扱装置はその自動化、専用取
扱工具の集約が不可欠になつてきており、従来装
置においてはワイヤを介して燃料を吊上げる方式
であつて走行に際し揺れを生じ、停止時の位置決
め精度の問題から自動化し難い構造になつてい
る。

本発明は、従来の核燃料取扱装置における前記
のような実情に鑑み開発されたものであつて、核
燃料集合体と、同核燃料集合体内に上方から挿脱
される内挿物とを取扱うものにおいて、縦行台車
に装備された横行台車にテレスコープ形マストを
垂設し、前記テレスコープ形マストの内マスト中
に上下動可能に装着されたガイドチユーブの先端
周縁部に核燃料集合体の掴持部を設けるととも
に、前記ガイドチユーブ中に、核燃料集合体内の
内挿物を把持して昇降し核燃料集合体内に挿脱す
る内挿物挿脱部材を上下動可能に配設した点に特
徴を有し、その目的とする処は、核燃料集合体の
掴持部とその内挿物の内挿物挿脱部材が併設され
かつそれらを揺れの極く少ない安定操作可能なも
のとして自動制御化できるようにした核燃料取扱
装置を供する点にある。

本発明は、前記した構成になつており、縦行台
車に装備された横行台車にテレスコープ形マスト
が垂設され、テレスコープ形マストの内マスト中
に上下動可能に装着されたガイドチユーブの先端
周縁部に核燃料集合体の掴持部が設けられるとと
もに、該ガイドチユーブ中に、核燃料集合体内の
内挿物を把持して昇降し核燃料集合体内に挿脱す
る内挿物挿脱部材が上下動可能に配設されている
ので、横行台車からテレスコープ形マストとそれ
に装着されたガイドチユーブを介して支持された
核燃料集合体の掴持部およびさらにそのガイドチ
ユーブ中に配設され支持された内挿物の取扱部材
が、いずれも揺れの殆んどない安定操作となり、
核燃料集合体、内挿物の掴持、取扱が正確、容易
に行われ両作業を同様に迅速にできるとともに、
諸機構の自動制御化が可能となり遠隔操作機構に
よることができる。また、掴持部と内挿物挿脱部
材がテレスコープ形マスト、ガイドチユーブにて
大きく上下動できかつ揺れがないため、該装置の
縦、横移動を容易かつ迅速になし得る利点があ
る。

以下、本発明の実施例を図示について説明す
る。第１図、第２図に本発明実施例における使用
例の概要を示し、第３図、第４図に本発明の一実
施例の機構を示すとともに、第５図に実施例の使
用態様を示しており、第１図、第２図において、
燃料貯蔵プール内には矩形の燃料ラツクａ群が直
交座標をなして配設され、各々に１本づつの核燃
料集合体ｃ（以下、単に燃料ｃという）を収納で
きるようになつている。

前記プールは、図示のように燃料ラツクａ群を
配設したプール室イ、キヤナル部分ロ、検査ピツ
ト部分ハに、ゲートｂによつて仕切られており、
通常のプラント運転時は、プール室イのみを満水
状態とし他の部分ロ，ハはドライ状態にしている
が、前記点検時は、全ゲートｂを取除いて連通せ
しめプール全体を満水状態とする。

前記プールの両側フロア上に核燃料取扱装置の
縦行用走行レール１，１が敷設されている。

第３図Ａに通常作業時、第３図Ｂにマスト引上
げ時の本発明実施例の核燃料取扱装置の構造を示
しており、縦行台車２が走行レール１，１上にて
電動機（図示省略）により前記プール上を縦行で
き、縦行台車２上に装備された横行台車３が縦行
台車２の走行方向に対し直角方向に横行可能（い
ずれも電動機駆動）な構造になつている。また、
横行台車３には固定マスト４が搭載され、これに
後述する外マスト５と内マスト６を組合せてなる
テレスコープ形マストが垂設されている。

第４図に本発明実施例の構造が示されており、
前記の外マスト５および内マスト６は図示のよう
に筒状テレスコープ形をなし、内マスト６は外マ
スト５に対し上下方向に伸縮のみ自由になつてお
り、また、外マスト５は横行台車３上の固定マス
ト４に対し水平面内での回転のみ自由に取付けら
れている。その回転は微調整用であつて通常は図
示外のストツパ等で機械的にロツクされ、また、
内マスト６の自重による下降はストツパ７にて規
制されるようになつている。さらに、内マスト６
には複数のガイドローラ８が固定され、これにて
筒状のガイドチユーブ９を内マスト６に対し回転
拘束状態で上下方向に伸縮できるように支持して
いる。

ガイドチユーブ９の下端には後記構造の燃料の
掴持部および燃料の内挿物案内部材が取付けられ
ている。

燃料の掴持部は、燃料ｃとの複数の位置決め用
の案内ピン１０と、複数の掴み爪１１と、同爪１
１の爪作動用シリンダ１２および枠体１３によつ
て構成され、ガイドチユーブ９の先端周縁部に設
けられており、掴み爪１１は枠体１３内に収納さ
れているが、前記シリンダ１２のポートロ側に流
体圧を作用させると、該掴み爪１１はカムの働き
にて後述の第５図Ｂに示すように枠体１３の下側
に出て燃料ｃを把握できる。

同枠体１３には、櫛状の内挿物案内板１４と同
案内板１４の作動用シリンダ１５とよりなる内挿
物案内部が配設され、前記シリンダ１５の往復動
により内挿物案内板１４は約90゜内側に回転でき
るようになつている。（後述の第５図Ｃが回転し
て内挿物を案内している状態を示している。） また、ガイドチユーブ９には、燃料ｃに付設さ
れている内挿物ｄを掴むための筒状掴みチユーブ
１６が上下動可能に内蔵され、ガイドチユーブ９
と回転拘束状態で上下方向に伸縮できるようにガ
イドレール１７とガイドローラ１８が設置されて
いる。ガイドレール１７はガイドチユーブ９の内
側に、また、ガイドローラ１８は掴みチユーブ１
６の外側に各々固定されている。

しかして、横行台車３に対しガイドチユーブ９
と掴みチユーブ１６は各々回転方向を拘束されな
がら上下方向に伸縮可能な構造となつている。

さらに、掴みチユーブ１６内には、下端がテー
パ状をなしたロツド１９が内蔵され、上部に設置
されたシリンダ２０により掴みチユーブ１６に対
しロツド１９を上下にストロークできる内挿物挿
脱部材になつている。

次に、ガイドチユーブ９や掴みチユーブ１６の
懸架手段については、掴みチユーブ１６は、１〜
２条のワイヤロープ２３、シーブ２２を介して巻
上機２１（第３図Ａ参照）によつて巻上、巻下げ
できる。一方、ガイドチユーブ９は、掴みチユー
ブ１６に取付けられた２段のストツパ２４又は２
５を介して前記ワイヤロープ２３で懸架されてお
り、ガイドチユーブ９に取付けられたストツパ用
シリンダ２６の作用によりストツパ２４位置（第
４図の状態）とストツパ２５位置（第５図Ｃの状
態）の２段階で懸架可能になつている。

図示した実施例は、前記したような構造になつ
ており、次に作用について説明すると、該実施例
の核燃料取扱装置は、第１図、第２図に示した燃
料貯蔵プール内の燃料ラツクａ群間での燃料ｃの
配置換えや、燃料ｃに内挿されている各種の内挿
物ｄ、即ち制御用クラスタ、シングルプラグ（使
用されない制御棒案内管を塞ぐもの）等の置換を
行うものであつて、第５図Ａ〜Ｃによつて説明す
る。

(i) 燃料の移送について、 燃料ｃを取出し別のラツクへ移送する場合の
テレスコープ形マストの初期状態は第４図の状
態であつて、所定の燃料ラツクａ上へ縦行台車
２と横行台車３にて位置決めしたのち、巻上機
２１により巻下げてガイドチユーブ９を下降さ
せると、案内ピン１０が燃料トツプに設けられ
た穴（図示省略）に挿入され、燃料ｃとガイド
チユーブ９が位置づけされる。ガイドチユーブ
９が燃料に着座した状態で巻上機２１を停止さ
せて第５図Ａに示した状態とする。

次に、爪作動用シリンダ１２のポートロ側に
流体圧を作用させて掴み爪１１で燃料ｃを把握
したのち、巻上機２１によつて第５図Ｂに示す
ように燃料ラツクａの上端より少し上まで燃料
を巻上げる。

縦行台車２と横行台車３による移動にて燃料
を挿入する別の燃料ラツク上に位置決め後、前
記同様に燃料がラツク底に着座するまで巻下
げ、爪作動用シリンダ１２のポートイ側より流
体圧を流入し、掴み爪１１を燃料ｃから離し上
方へ少し移動させる。

(ii) 内挿物の置換について、 これは、主として掴みチユーブ１６、ロツド
１９等からなる内挿物挿脱部材によつて行わ
れ、燃料ｃ内に内挿されている内挿物ｄのみを
抜取つて別の燃料に挿入するパターンであつ
て、ガイドチユーブ９が下降され燃料に着座し
た状態（第５図Ａ）までは前記(i)と同様とな
り、その後なお巻上機２１を下降させて掴みチ
ユーブ１６のみを下降させ、その下端部が内挿
物ｄの頂部の穴に嵌合される。その状態にて巻
上機２１を停止させ、シリンダ２０によつてロ
ツド１９を押下げて掴みチユーブ１６の下端部
で内挿物ｄを把握せしめる。

次に、ストツパ用シリンダ２６でストツパ脱
とし巻上機２１を巻上げて燃料ｃより内挿物ｄ
を抜取り始めるとともに、案内板作動用シリン
ダ１５の作動により内挿物案内板１４を約90゜
内側に回転させ、内挿物のロツド部をガイドす
る。なお、内挿物は前記案内板１４でガイドさ
れつつ上昇される。ストツパ２５がガイドチユ
ーブ９の上端部に設置されたシリンダ２６を通
過する前に、該シリンダによりストツパ２５を
嵌状態にしてストツプすると、掴みチユーブ１
６、ストツパ２５を介してガイドチユーブ９が
上昇を始める。

しかして、第５図Ｃのように燃料ラツクａの
上端より少し上までガイドチユーブ９を引上げ
たのち、別の燃料上まで水平移動させる。

その後、内挿物ｄを別の燃料へ挿入するパタ
ーンは、概ね前記抜取りの逆手順にてできる
（詳細は省略）。

(iii) テレスコープ形マストの引上げについて、 燃料貯蔵プールは、燃料が収納されている場
合は放射能遮蔽のために満水状態にされ、プラ
ント稼動時等においては第１図のキヤナル部分
ロ、検査ピツト部分ハは水が抜かれているた
め、ゲートｂが閉にされている。

しかして、該実施例のようにマストをテレス
コープ形にしているため、ゲート閉時におい
て、内マスト６を上昇させて縮め、ゲートｂ部
分を通過させることが容易であり、第３図Ｂに
示すように外マスト５中に内マスト６を収容し
かつ内マスト６内にガイドチユーブ９を収容し
た状態にすることができ、縦行台車２と横行台
車３による縦行、横行を極めて容易にかつ迅速
化できてメンテナンス性を向上できる。

前記マストの引上げは巻上機２１を使用しガ
イドチユーブ９を介して第３図Ｂまで引上げ
る。

なお、両台車の位置決めおよび各機構の作動
順序等を、図示昇略した記憶回路を有する適宜
の制御装置によつて行うようにすることがで
き、かつ遠隔自動運転機構にすることができ
る。

原子力発電プラントにおいては、定検短縮、
作業員の被曝量低減が急務になつており、核燃
料取扱装置の作動を正確に迅速化するとともに
遠隔自動化する効果は極めて大である。

しかして、従来装置では、マニユアル操作方
式であつて多数の作業者による長時間作業を必
要とし、かつ取扱対象により数種類の専用工具
の取替えを要し、また、専用工具がワイヤロー
プにてフリーに吊下げられているため自動化装
置に成し得ないなどの難点を有していたが、前
記実施例によれば、横行台車からテレスコープ
形マストと、それに装着されたガイドチユーブ
を介して支持された燃料の掴持部、さらにガイ
ドチユーブ中に配設され支持された内挿物挿脱
部材等が、いずれも揺れの殆んどないかつ上下
動などの動きが安定された正確な動作となり、
燃料、内挿物の掴持、取扱いを正確、容易、迅
速にできて、さらに諸機構の自動制御化が可能
となり遠隔操作を実現できるなどにより、作業
能率アツプ、作業員削減即ち被曝量を低減でき
る。

なお、前記実施例では、内、外マストによつ
て上下伸縮可能にしているが、外マストを装置
側機構自体にて代用させることも可能であり、
また、マスト引上げを燃料取扱機構用の巻上機
と共用させているが、内マストのみを別置の巻
上機にて操作させることも可能であつて、この
ようにすると荷重監視等の面で有利となる。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論
本発明はこのような実施例にだけ局限されるもの
ではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内で
種々の設計の改変を施しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来一般の燃料貯蔵プールの平面図、
第２図は第１図のプール縦断面とそれに併設され
た核燃料取扱装置との関連を示す概要図、第３図
Ａは本発明の一実施例の概要を示す全体縦断面
図、第３図Ｂは第３図Ａの一使用態様図、第４図
は第３図Ａの拡大断面図、第５図Ａ，Ｂ，Ｃは第
４図の各使用態様の説明図である。 １：走行レール、２：縦行台車、３：横行台
車、４：固定マスト、５：外マスト、６：内マス
ト、９：ガイドチユーブ、１０，１１，１２，１
３：燃料の掴持部、１４：内挿物案内板、１６，
１９：内挿物挿脱部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 核燃料集合体と、同核燃料集合体内に上方か
   ら挿脱される内挿物とを取扱うものにおいて、縦
   行台車に装備された横行台車にテレスコープ形マ
   ストを垂設し、前記テレスコープ形マストの内マ
   スト中に上下動可能に装着されたガイドチユーブ
   の先端周縁部に核燃料集合体の掴持部を設けると
   ともに、前記ガイドチユーブ中に、核燃料集合体
   内の内挿物を把持して昇降し核燃料集合体内に挿
   脱する内挿物挿脱部材を上下動可能に配設したこ
   とに特徴を有する核燃料取扱装置。