JPH0198997A - 燃料交換機 - 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］ 本発明は高速増殖炉等で用いる燃料交換機に関し、更に
詳しくは、従動アームの基端部をハウジング内でスライ
ド自在に保持し、ハウジングの下部で回転自在の駆動ア
ームの一端で従動アームの中間部を軸支することによっ
て、従動アーム先端が炉内で水平に移動するようにし、
機能の簡略化並びに原子炉の小型化を図ることができる
ようにした燃料交換機に関するものである。

［従来の技術］ 高速増殖炉の燃料交換機方式としては一般にアンダーザ
ブラグ方式が採用されている。これは原子炉上部の回転
プラグに取り付けた燃料交換機を用い、該回転プラグを
回転させることにより燃料交換機のアームの先端のグリ
、パを炉内の任意の燃料集合体上の位置に移動可能とす
る方式である。この方式には、回転プラグの構造やアー
ムの機能等によって更に種々の形式が開発され使用され
ている。

その代表的な例としては、回転プラグの回転角および燃
料交換機の回転角を調節することにより全ての燃料集合
体上にグリ、バを位置決めする構造がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところがこのような構造だと、炉容器の径は少なくとも
炉心上部構造の３倍は必要となり、炉容器が大型化する
傾向があった。また゛燃料交換機回転装置を必要とし、
構造が複雑化するのに加えて、収納キャスクによって高
さががなり高いものとなり建設コストや運転コストが膨
大になる問題もあった。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、交換機アー１、の先端が水平に移動する機能を持たせ
、炉心上部機構の下の燃料集合体へも容易にアクセスす
ることができるようにし、それによって回転プラグを小
さくし炉容器を小さくできると共に、機構を大幅に簡素
化できるようにした燃料交換機を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、下
部が二つ割り構造をなしているハウジングと、基端部が
該ハウジング内でその軸方向にスライド自在に保持され
ている従動アームと、ハウジングの下部で前記従動アー
ムと干渉しないように回転自在に支持すると共に一端で
前記従動アームの中間部を軸支する駆動アームと、ハウ
ジングから従動アームを通るワイヤによって従動アーム
先端から吊り下げられる燃料集合体把持用のグリッパを
具備し、駆動アームの回転によって従動アーム先端が水
平に移動する燃料交換機である。

グリッパは２本のワイヤにより吊り下げられているプラ
ミットの下端に装備されており、遮蔽プラグの上部に位
置する駆動部のワイヤ巻き取り装置によって制御される
ように構成する。

ワイヤ巻き取り装置は、例えば同じ軸回りに回転し前記
２本のワイヤをそれぞれ巻き立てる２個のドラムと遊星
歯車機構を備え、該遊星歯車機構は各ドラムに取り付け
た内歯歯車と、傘歯車を通して逆方向に回転する遊星歯
車と、一体となって動くように結合されている太陽歯車
を組み合わせた構成をなす。そして太陽歯車を回転する
ことによりプラミノトの上下動を行い、遊星歯車を仲介
している傘歯車の回転によりグリッパ開閉を行わせる。

［作用］ 駆動アームを回転させることにより、基端部がスライド
自在に保持されている従動アームの先端は水平に動き、
該従動アーム先端からワイヤによって吊り下げている燃
料集合体把持用のグリッパを水平に動かす。これによっ
て炉心上部機構の下の燃料集合体へもアクセスすること
が可能となる。

駆動アームは従動アームと干渉しないように回転自在に
支持され且つハウジングの下部は二つ割り構造をなして
いるから、グリッパを有するプラミットはハウジングの
両側へ自由に動くことができる。また駆動アームを垂直
位置に持ってくることにより、従動アームおよび駆動ア
ーム、プラミット等が一直線となり、交換機要部を引き
上げることが可能となる。

［実施例］ 第１図Ａ、Ｂは本発明に係る燃料交換機の一実施例を示
している。この燃料交換機は、遮蔽プラグ１０内に形成
した貫通孔１２内を昇降可能で下部が二つ割り構造をな
しているハウジング１４と、基端部が該ハウジング１４
内でその軸方向にスライド自在に保持されている従動ア
ーム１６と、ハウジング１４の下端で前記従動アーム１
６と干渉しないように回転自在に支持されると共に一端
で前記従動アーム１６の中間部を軸支する駆動アーム１
８と、ハウジングＩ４から従動アーム１６を通る２本の
ワイヤ２０によって従動アーム先端から吊り下げられて
いる燃料集合体把持用のグリッパ２２を具備している。

第２図に詳細に図示されているように、グリッパ２２は
燃料集合体２４を把持する部分であり、ワイヤ２０によ
って吊り下げられているプラミット２６の下端に設けら
れている。グリッパ２２の爪２８は軸３０によって支持
されており、ワイヤ２０によって回動する作動プーリ３
２と作動軸３４とによって作動味３６が上下動し、これ
によって爪２８の開閉が行われ、燃料集合体２４のハン
ドリングヘッド３８を掴んだり離したりできるように構
成されている。

プラミット２６を吊っているワイヤ２０は、従動アーム
１６の先端部および基端部にそれぞれ設けられているプ
ーリ４０，４２によって案内されており、遮蔽プラグ１
０の上部に設けられている駆動部４４で操作される。従
って従動アーム１６は中空構造をなしている。そしてそ
の基端部はハウジング１４のスライドガイド４６と係合
し、前述のようにそれに沿ってスライド自在に保持され
ている。

ハウジング１４の下端に取り付けられている駆動アーム
１８は、前記従動アーム１６を挾むように２枚構成であ
り、それぞれがハウジング下端で軸１９によって取り付
けられていて前記従動アーム１６の動きを干渉しないよ
うに構成されている。また駆動アーム１８の他端には従
動アーム１６の重量を補償するためカウンタバランス４
８が取り付けられている。駆動アーム１８の回転中心す
からやや外れた位置には突出部５０が形成されており、
その位置で駆動棒５２が連結されている。駆動棒５２は
ハウジング１４に沿って両側に設けられており（第１図
Ｂにおいてもう一方の駆動棒の位置を一点鎖線で示す）
、その上下動が駆動アーム１８の回転力となる。

駆動棒５２の上端は第３図に示すようにクランク５４に
ビン結合されている。クランク５４は軸受５６で回転自
在に支持されており、中央には半円形のウオームホイー
ル５８がありウオーム６０と噛み合っている。このウオ
ーム６０はハウジング１４上の軸受６２で支持され、軸
中心には四角柱状の回転駆動軸６４が貫通し回転力を伝
達できるように穴が形成されている。

回転駆動軸６４の回転力は駆動部４４から供給される。

駆動部４４の詳細を第４図と第５回に示す。

プラミット２６の操作用の２本のワイヤ２０は、並設さ
れた２個のドラム６６ａ、６６ｂに巻き取られる。これ
ら２個のドラム６６ａ、６６ｂおよびそれらに付属して
いる部品は対称的に配置されているから、以下上として
片側のドラム６６ａについて説明する。ドラム６６ａは
軸６７の回りで回転自在であり、他方のドラム６６ｂと
対向する部分には内歯歯車６８が形成されていて４個の
遊星歯車６９と噛み合っている。遊星歯車６９を支持す
る円盤７０もまた軸６７の回りを回転する。この円盤７
０には傘歯車７１が取り付けられており、別の傘歯車７
２と噛み合っている。この傘歯車７２はドラム６６ａと
ドラム６６ｂの二つの傘歯車７１を逆に回転させる機能
を持ち、減速機付きのグリッパ操作モータ７４によって
回転駆動される。また前記遊星歯車６９は太陽歯車７６
と噛み合っている。この太陽歯車７６はスプロケット７
７並びに反対側のドラムの太陽歯車とも一体になって回
転可能となっている。スプロケット７７と別のスプロケ
ット７８とはチェーン７９によって連結されており、ス
プロケット７８は軸８０、歯車８１．８２を介してプラ
ミット駆動用モータ８３に結合され、それによって回転
力が与えられる。回転駆動軸６４は歯車８４゜８５を介
して減速機付きのアーム張り出し用モータ８６に結合さ
れ、それによって回転力が与えられる。

なおグリッパ操作モータ７４の軸や軸８０゜アーム張り
出し用モータ８６の軸と駆動部のケース８８との間は十
分なガスシールがなされておりガスバウンダリを形成し
ている。

このように構成した燃料交換機の動作は次の如くである
。従動アーム１６の張り出しはアーム張り出し用モータ
８６で行う。アーム張り出し用モータ８６の回転力は、
歯車８５．８４によって回転駆動軸６４に伝達され、更
にウオーム６０．ウオームホイール５８を回転する。そ
れによってクランク５４が軸受５６の回りで揺動し駆動
棒５２を上下動させる。これによって駆動アーム１８が
回転する。駆動アーム１８の回転は従動アーム１６を動
かし、従動アーム先端のプラミット吊り下げ部ａを水平
に動かすことになる。

この動作は模式的に第６図Ｃ参照で示すことができる。

同図において符号は前記実施例の部材番号に対応してい
る。駆動アーム１８の回転に伴って従動アーム１６はそ
の基端部がスライドし、先端部ａは水平に移動すること
が判る。

ここで特筆すべき点は同図Ｃに示すように従動アーム１
６と駆動アーム１８並びにハウジング１４が一直線上に
並んだ状態で互いに干渉しないような構成にすると、従
動アーム１６の先端ａは駆動アーム１８の回転中心すを
越えて同図りに示すように反対側まで移動可能となるこ
とである。

この間プラミット２６を吊っているワイヤ２０は従動ア
ーム１６の動きに合わせて制御する。プラミット２６の
上下動操作はブラミソト駆動用モータ８３によって行う
。プラミット駆動用モータ８３の回転力は歯車８２．８
１および軸８０、スプロケット７８、チェーン７９を経
て太陽歯車７６に伝達される。この太陽歯車７６は両ド
ラム６６ａ、６６ｂにそれぞれあり遊星歯車６９と噛み
合っているし、該遊星歯車６９は各ドラムの内歯歯車６
８に噛み合っているため両方のドラム６６ａ、６６ｂに
同し方向の回転を与える。これによって両ドラム６６ａ
。

６６ｂにワイヤ２０が繰り込まれたり繰り出され、その
下端に吊り下げられているプラミット２６を上下動する
。

またグリッパ２２の爪開閉操作はグリッパ操作モータ７
４によって行う。グリッパ操作モータ７４を回転すると
傘歯車７２が回転し、それに噛み合っている両方のドラ
ムの傘歯車７１を互いに逆方向に回転させる。これによ
って遊星歯車６９を介して両方のドラム６６ａ、６６ｂ
は逆回転する。従ってドラム６６ａとドラム６６ｂから
のワイヤ２０は一方から引き出された分だけ他方では巻
き取られることになり、ワイヤ２０の下端のプラミット
２６の中の作動プーリ３２を回転させる。この時プラミ
ット２６は静止したままの状態を保つ。作動プーリ３２
が回ると作動軸３４が上下動し、作動法３６もそれに伴
って上下動する。第２図からも判るように、作動法３６
が上昇すると爪２８はピン３０の回りを回転して先端部
が縮閉し、逆に作動法３６が下降すると爪先端部が拡開
する。このようにして燃料集合体２４のハンドリングヘ
ッド３８を掴んだり離したりできる。

次に収納時の状態について説明する。燃料交換終了後、
この燃料交換機を引き抜くには、第７図に示すように従
動アーム１６を直立の位置にして（第６図Ｃ参照）プラ
ミット駆動モータ８３でワイヤ２０を巻取ることにより
行う。これによりブラミット２６が従動アーム１６を持
ち上げ、軸１９を介してハウジング１４を持ち上げる。

ハウジング１４は遮蔽プラグ１０の貫通孔１２内を上昇
し、遮蔽プラグ１０内に収納される。燃料交換機の横方
向の偏心荷重を支持するためのサポー）９０は遮蔽プラ
グ１０に固定されており炉内に放置となる。

更にこの燃料交換機を炉外へ引き抜くためには第８図に
示すように収納キャスク９２を用いる。収納キャスク９
２を上方から被せ、ワイヤ９３を駆動部４４の上部に連
結し、巻き上げ機９４によって燃料交換機全体を引き抜
く。引き抜いた後はドアバルブ９５．９６を閉じ、連結
フランジ９７．９８を切り離してメンテナンス建屋まで
移送する。なお符号９９はワイヤ着脱操作時に使用する
窓を示す。燃料交換機を設置する時は、このような収納
過程の逆の操作を行えばよい。

［発明の効果］ 本発明は上記のようにハウジングは下部が二つ割り構造
をなし遮蔽プラグ内を昇降可能となっており、従動アー
ムは基端部がハウジング内でスライド自在であってハウ
ジングの下部で該従動アームと干渉しないように回転自
在に支持されている駆動アームの先端部で支えられてお
り、グリッパはハウジングから従動アームを通るワイヤ
によって従動アーム先端から吊り下げられる構造の燃料
交換機であるから、駆動アームの回転によって従動アー
ム先端を水平方向に広い範囲で移動させることができ、
そのため原子炉容器上に設置することにより従来技術に
比べて炉容器のコンパクト化並びに回転プラグの小型化
を図ることができる効果がある。

また燃料交換機は軸回りの回転機能を必要としないため
駆動機構が簡略化され、特に高さ方向を短縮できる効果
がある。また燃料交換時は収納キャスクを外しておくこ
とができるし、燃料交換機を折り畳むことができるため
収納キャスク内にコンパクトに収めて移送することも可
能となる。

更に従動アームの先端が水平に動くため燃料集合体を高
く引き抜く必要がなくなり、機器を液面上のカバーガス
中で操作することが可能となる。

特にワイヤ巻き取り装置を本発明のようにドラムと遊星
歯車機構等で構成すると、それらに組み込まれている歯
車の選択駆動でプラミットの上下動やグリッパの開閉を
行わせることができ、駆動機構のより一層の簡素化と小
型化を図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明に係る燃料交換機の一実施例を示す正
面図、第１図Ｂはその側面図、第２図はそのプラミット
の詳細を示す断面図、第３図Ａは回転駆動軸から駆動棒
への力の伝達機構を示す平面図、第３図Ｂはその側面図
、第４図は駆動部の平面断面図、第５図はそのＶ−Ｖ断
面図、第６図Ａ−Ｄはこの燃料交換機の従動アームの動
作を示す模式図、第７図Ａは燃料交換機の引抜き時の状
態を示す正面図、第７図Ｂはその側面図、第８図Ａは収
納キャスクに収納する状態を示す説明図、第８図Ｂは収
納後移送している状態を示す説明図である。 １０・・・遮蔽プラグ、１４・・・ハウジング、１６・
・・従動アーム、１８・・・駆動アーム、２０・・・ワ
イヤ、２２・・・グリッパ、２４・・・燃料集合体、２
６・・・プラミット、４４・・・駆動部、５２・・・駆
動棒。 特許出願人　動力炉・核燃料開発事業団化　　理　　人
　　　　　茂　　見　　　　　穣第４図 ６６ｂ 第５図 第６図 ＢＣＤ 第 ニア図 第８ Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下部が二つ割り構造をなしているハウジングと、基
   端部が該ハウジング内でその軸方向にスライド自在に保
   持されている従動アームと、ハウジングの下部で前記従
   動アームと干渉しないように回転自在に支持すると共に
   一端で前記従動アームの中間部を軸支する駆動アームと
   、ハウジングから従動アームを通るワイヤによって従動
   アーム先端から吊り下げられる燃料集合体把持用のグリ
   ッパを具備し、駆動アームの回転によって従動アーム先
   端が水平に移動することを特徴とする燃料交換機。 ２、下部が二つ割り構造をなしているハウジングと、基
   端部が該ハウジング内でその軸方向にスライド自在に保
   持されている従動アームと、ハウジングの下部で前記従
   動アームと干渉しないように回転自在に支持すると共に
   一端で前記従動アームの中間部を軸支する駆動アームと
   、ハウジングから従動アームを通る２本のワイヤによっ
   て従動アーム先端から吊り下げられ燃料集合体把持用の
   グリッパを有するプラミットと、ワイヤ巻き取り装置と
   を具備し、該ワイヤ巻き取り装置は、同じ軸回りを回転
   し前記２本のワイヤをそれぞれ巻き立てる２個のドラム
   と、各ドラムに取り付けられる内歯歯車、傘歯車を通し
   て逆方向に回転する遊星歯車、一体となって動くように
   結合されている太陽歯車を組み合わせた遊星歯車機構を
   備え、駆動アームの回転によって従動アーム先端が水平
   に移動し、太陽歯車の回転によってプラミットの上下動
   を行い、遊星歯車を仲介している傘歯車の回転によりグ
   リッパ開閉を行わせるようにしたことを特徴とする燃料
   交換機。