JPH02223895A - 燃料集合体内挿物の把持用グリッパ及びそれを含む取扱工具 - 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、原子炉用燃料集合体の内挿物を原子炉キャビ
ィティー又は燃料取扱建屋プール内において取り替える
際に同内挿物を把持するためのグリッパに関し、また、
このグリッパを含む燃料集合体内挿物の取扱工具に関す
るものである。

［従来の技術］ 原子炉の燃料集合体には、周知のように、制御棒クラス
タ、可燃性毒物棒アセンブリ又はシンプルプラグアセン
ブリ等のいわゆる内挿物が挿入されている。

原子力発電プラントの定期検査の際、原子炉から取り出
された燃料集合体は、原子炉格納容器に隣接する燃料取
扱建屋内の使用済み燃料ビットに配設された使用済み燃
料ラックに移送され、そこに貯蔵される。貯蔵中、燃料
集合体内の内挿物は、使用済み燃料ビットの上方を走行
するビットクレーンに吊り下げられた取扱工具のグリッ
パにより把持されて取り出され、そしてこの燃料集合体
には別の内挿物が装入され、このようにして内挿物のシ
ャフリング、即ち入れ替えが行われる。

第１４図及び第１５図は制御棒クラスタの概要を示して
おり、符号１で総括的に示された制御棒クラスタは、上
部にグリッパ結合部２、下部に放射状の複数のベーン３
を有する制御棒スパイダ４と、各ベーン３から垂下する
制御棒５とから構成されており、制御棒５は燃料の全長
とほぼ等しい長さを有する。

第１６図及び第１７図は可燃性毒物棒アセンブリ６の概
要を示しており、この可燃性毒物棒アセンブリ６の軸７
の上部には保持用のホールドダウンパー８があり、下部
には取付板９があり、この取付板９に複数の可燃性毒物
棒１０が垂下°して取り付けられている。可燃性毒物棒
ｌＯの長さは上述の制御棒５と同様に燃料の全長とほぼ
等しい。

第１８図及び第１９図は、シンプルプラグアセンブリ１
１の概要を示しており、軸１２の上部には保持用のホー
ルドダウンパー１３が設けられ、下部には取付板１４が
あって、複数のシンプルプラグ１５を支持している。シ
ンプルプラグ１５は燃料内の流路調節用で短尺である。

ここで、第１５図、第１７図及び第１９図を比較すると
分かるように、可燃性毒物棒アセンブリ６及びシンプル
プラグアセンブリ１１の軸上部にあるグリッパ結合部も
しくはホールドダウンパー８．１３は同一の形状である
ので、同一のグリッパにより把持できるが、これ等のグ
リッパ結合部は第１５図に示された制御棒クラスタ１の
グリッパ結合部２とは異なるので、制御棒クラスタ用グ
リッパで可燃性毒物棒アセンブリ６及びシンプルプラグ
アセンブリ１１を把持することはできない。

また、前述のように、シンプルプラグアセンブリ１１の
シンプルプラグ１５は短尺であるから、グリッパを共用
することができても、同グリッパが取り付けられる取扱
工具は別のものにならざるを得ない６ ［発明が解決しようとする課題］ 結局、従来の技術によると、内挿物毎に３種類の取扱工
具を使い分けねばならず、内挿物のシャフリングを行う
のに煩わしい手数と長い時間とを要していた。

従って、本発明の目的は、どんな内挿物にも適応して把
持可能なグリッパを提供すること、及びそのようなグリ
ッパの使用を可能にする取扱工具を提供することである ［課題を解決するための手段］ 上述の目的から、本発明によると、燃料集合体内挿物の
把持用グリッパは、中空の本体部と、前記本体部の下端
に相対的に回転自在に配設された底部開放のグリッパ内
筒及びグリッパ外筒と、該グリッパ内筒内で前記本体部
の下端に配設された第１把持部と、前記グリッパ内筒及
び前記グリッパ外筒の下縁部に形成された第２把持部と
、前記本体部を貫いて延びると共に、前記第１把持部及
び前記第２把持部を作動可能な操作棒とを備え、該操作
棒の操作により異なる種類の内挿物を前記第１把持部又
は前記第２把持部で把持可能としている。

また、本発明によると、上記のような新規なグリッパの
使用を可能とするために、燃料集合体内挿物の取扱工具
は、上端に吊り金具を有する連結管と、該連結管に連結
されたフレーム構造と、該フレーム構造内に昇降可能に
支持されると共に、複数枚のガイドプレートを内部に有
するガイドチューブと、一端で前記吊り金具に接続され
、他端で前記グリッパを前記ガイドチューブ内に垂下支
持する支持部材と、前記フレーム構造の所定位置に設け
られ、前記ガイドチューブを前記フレーム構造内の所定
位置にロック可能なロック部材と、前記フレーム構造の
下端に設けられた案内・位置決め部材と、前記グリッパ
に設けられ、該グリッパを前記ガイドチューブに連結可
能な連結機構と、前記フレーム構造の下端内に設けられ
たガイド機構とを備えており、前記ガイドチューブのガ
イドプレートが前記グリッパと、内挿物のうちの制御棒
クラスタとの案内機能を有し、前記ガイド機構が、内挿
物のうちの可燃性毒物棒アセンブリ及びシンプルプラグ
アセンブリの案内機能を有するように構成されている。

［作用］ 内挿物には３種、即ち制御棒クラスタと、可燃性毒物棒
アセンブリと、シンプルプラグアセンブリとがある０本
発明によるグリッパはこれ等の内挿物のいずれにも選択
的に係合可能に構成されている。

即ち、第１把持部は、制御棒クラスタ把持用であり、操
作棒の操作態様に応じて作動し、制御棒クラスタのグリ
ッパ結合部に係合し、制御棒クラスタを把持する。第２
把持部は、可燃性毒物棒アセンブリ及びシンプルプラグ
アセンブリ用であり、操作棒の操作によりグリッパ内筒
及び外筒が相対的に回動し、そこに形成された切欠きが
可燃性毒物棒アセンブリ又はシンプルプラグアセンブリ
のホールドダウンバーに係合し、把持する。このように
して、２種の把持部を有するグリッパによりとの内挿物
でも把持される。

かかるグリッパを含む本発明の取扱工具においては、制
御棒クラスタを取り扱う場合、連結機構の作動を解除し
てグリッパとガイドチューブとの保合を外しておくので
、ガイドチューブはフレーム構造の下方部位にある。ガ
イド機構には制御棒クラスタの案内機能はない、この状
態で上述のグリッパを操作して第１把持部により制御棒
クラスタを把持し昇降させれば、同制御棒クラスタはガ
イドチューブのガイドプレートで案内され１円滑に取り
扱われる。

内挿物が可燃性！物棒アセンブリ又はシンプルプラグア
センブリの場合には、グリッパの第２把持部がガイドチ
ューブから下方に突き出る状態にして、ガイドチューブ
をグリッパに連結させておき、ガイドチューブの案内機
能を不作動としておく、そして、内挿物のガイドは、ガ
イド機構に分担させる。

以上のようにして、本発明の取扱工具は、内挿物が制御
棒クラスタ、可燃性毒物棒アセンブリ及びシンプルプラ
グアセンブリのどれであっても、同内挿物をグリッパの
交換なしに取り扱うことができる。

［実施例］ 次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明するが、図中、同一符号は同−又は対応部
分を示すものとする。

第１図〜第５図を参照すると、特に第１図には、本発明
によるグリッパの好適な実施例が符号１６で総括的に示
されている。このグリッパ１６の本体部は、アダプタ１
８を介して一体に接続された上側のハウジング１７と下
側の案内管１９とからなり、操作棒２０が本体部の中心
を軸方向に貫通している。該操作棒２０の中間にはピス
トン２１が固着され、下端にはばね受け２２が固着され
ている。

また、案内管１９の下端部の外周にはグリッパ内１！５
２３が固着され、その外側にはグリッパ外筒２４が円周
方向に摺動可能に嵌合している。

圧縮コイルばね２８を受けるばね受け２２の下端からは
棒状の操作部２２ａが垂下しており、案内管１９の下端
にはピン２６により枢支された複数（実施例では３個）
のつめ（第１把持部）２５が取り付けられている。つめ
２５はグリッパ内筒２３内で上述の操作部２２ａを囲ん
でいる。

第４図に最も良く示すように、グリッパ内筒２３の上部
の両側に縦方向のスリット２３ａが形成されており、ま
た、案内管１９にも同様のスリット１９ｍが形成されて
いる。一方、グリッパ外筒２４の上部の両側には傾斜し
たスリット２４ａが設けられていて、ビン２７がこれ等
のスリット１９ａ、２３ａ、２４ａとばね受け２２に形
成された穴とを貫通している。また、グリッパ内筒２３
及び外筒２４の下縁部には、それぞれ切欠き（第２把持
部）２３ｂ、２４ｂが形成されている。切欠き２４ｂは
フック部２４ｃを有する。

操作棒２０は、通常、圧縮コイルばね２８により押し下
げられているが、連結管２９に連結したパイプから加圧
流体をピストン２１の下側に供給して操作棒２０を上方
に移動させると、ビン２７も前述のスリットに沿って上
方に移動する。その際、グリッパ外筒２４に形成された
スリット２４ａが他のスリットに関して傾斜しているた
めに、グリッパ外筒２４は回転し、例えば第４図に示す
に点かに′点まで移動する。

ピストン２１の下側の加圧流体を排出すれば、圧縮コイ
ルばね２８の力で操作棒２０及びばね受け２２は押し下
げられ、グリッパ外筒２４は逆方向に回転してに′点か
に点まで移動し、切欠き２４ｂは第４図の２点鎖線位置
から実線位置まで移動する。２点鎖線位置においては切
欠き２３ｂ、２４ｂの角度位置はほぼ整列していて、後
述するように内挿物を受は入れることができ、実線位置
では、切欠き２３ｂ、２４ｂの角度位置がずれて、切欠
き２４ｂのフック部２４ｃが切欠き２３ｂと協働して内
挿物の把持スペースを画成するように構成されている。

即ち、上述のグリッパ１６により第１６図及び第１７図
に示した可燃性毒物棒アセンブリ６又は第１８図及び第
１９図に示したシンプルプラグアセンブリ１１を把持す
る場合、第７図から了解されるように、グリッパ１６を
切欠き２３ｂ、２４ｂが整列した２点鎖線の状態で可燃
性毒物棒アセンブリ又はシンプルプラグアセンブリのホ
ールドダウンバー（第１６図〜第１９図参照）の上に止
めた後、下方に下げると、切欠き２３ｂ、２４ｂが整列
しているので、ホールドダウンバーはその中に入る。そ
の後、グリッパ外筒２４をグリッパ内筒２３に関して回
転させれば、中に入ったホールドダウンバーはグリッパ
内筒２３の切欠き２３ｂとグリッパ外筒２４の切欠きの
フック部２４ｃとにより囲まれた形となり、グリッパ１
６を上昇させれば可燃性毒物棒アセンブリ又はシンプル
プラグアセンブリが把持される。

第１４図及び第１５図の制御棒クラスタ１を把持する場
合には、先ず、操作棒２０を上昇させれば操作部２０ａ
も上昇するので、同操作部２０ａによりつめ２５の上端
が半径方向の外方に押されて、つめ２５の下端側が半径
方向内方に閏じる。この段階でグリッパ１６を下方に移
動させれば、第６図からも了解されるように、つめ２５
の下端部が制御棒クラスタ１の軸４に形成された穴４ａ
に挿入される。次に、操作棒２０を下げて操作部２０ａ
でつめ２５の下端内側を押せば、つめ２５の下端部が開
いて第６図に示すように穴４ａに嵌合し、かくして制御
棒クラスタ１を把持することができる。

尚、上述のグリッパ１６はこれから説明する取扱工具内
に収容されるが、グリッパ１６の上下動を円滑にするた
めに、ハウジング１７には、同ハウジング１７を対称と
して２枚の取付板３０を固着し、その先端にローラ３１
を回転自在に取り付けて、取扱工具に対するグリッパ１
６の上下動を案内することが好ましい、また、取付板３
０の下方でハウジング１７から放射状に延びた４枚の案
内羽根３２は、取扱工具に対するグリッパ１６の回転を
防ぐために設けられている。

次に、上述のグリッパ１６を収容した取扱工具５５につ
いて、第８図〜第１３図を参照して説明すると、特に第
８図及び第１０図において、取扱工具５５の本体は、隅
部に複数本（実施例では４本）のガイドレール４０が固
着されたフレーム（フレーム構造）３３と、その中の中
空連結管３４とからなり、燵結管３４の上端に固着され
た台板３５上に適宜の駆動装置３６及び吊り金具３７が
設けられている。フレーム３３の下端から下方に延出し
ているのは、取扱工具５５を燃料集合体（図示せず）の
上に案内し位置決めするための案内・位置決め部材、即
ちガイドビン３８及び位置決めビン３９である。

また、フレーム３３内にはガイドチューブ４１が挿入さ
れており、同ガイドチューブ４１の外側隅部には、実施
例では各隅部に２個づつ、合計８個のローラ４２が回転
自在に取り付けられており、ガイドチューブ４１は、こ
れ等のローラ４２により上述のガイドレール４０に沿っ
て案内され、フレーム３３内を上下するが、通常は、フ
レーム３３に取り付けられたロック用シリンダ（ロック
部材）４３によりフレーム３３に関して所定位置に固定
されている。ガイドチューブ４１内には、第１２図に最
も良く示すようなパターンのスリットが形成された複数
枚のガイドプレート４４が、第１図から了解されるよう
に、外部側方から挿入されている。

第１図〜第７図に関連して説明したグリッパ１６は、ワ
イヤロープ（支持部材）４６でフレーム３３内に吊り下
げられ、駆動装置３６のウィンチにより上下される。そ
の際、第１図に示したグリッパ１６の案内羽根３２が前
述のガイドプレート４４により案内され、グリッパ１６
の回転が防止され、取付板３０に設けたローラ３１がガ
イドレール４０に案内されて、グリッパ１６が円滑に上
下する。また、ガイドチューブ４１には２組のガイドチ
ューブ・グリッパ連結機構４７（第１０図参照）が設け
られており、同連結機構４７を遠隔操作により作動して
ガイドチューブ４１を選択的にグリッパ１６に連結する
ことができる。ガイドチューブ４１は、グリッパ１６に
連結された時、グリッパ１６と共に上下することができ
る。

更に、フレーム３３の下部には、可燃性毒物棒アセンブ
リのガイド機＄ｌＩ４８が設けられている。該ガイド機
構４８は、４枚のスリット付きガイドサポート４９と、
軸５１と、軸受５２と、リンク機構５３と、操作用シリ
ンダ５０とからなり、各操作シリンダ５０は対峙する対
のガイドサポート４９を互いに離反及び接近させるよう
に開閉させ、閉じた時（第１１図の状態）、ガイドサポ
ート４９に形成されたスリットが組み合わさって、取扱
工具中の可燃性毒物棒アセンブリ又はシンプルプラグア
センブリを４枚のガイドサポート４９によりサポートす
る。ガイドサポート４９が開いた時には、第２図に示す
ようにガイドチューブ４１をフレーム３３の下端に降ろ
すことができる。

次に、上述の取扱工具５５による内挿物の取り扱いにつ
いて説明する。

第８図は、可燃性毒物棒アセンブリ又はシンプルプラグ
アセンブリを取り扱う状態を示している。

取扱工具５５は吊り金具３７により使用済み燃料ビット
クレーン（図示せず）で吊り下げられ、使用済み燃料ラ
ック内の燃料集合体の上に運ばれ、ガイドビン３８及び
位置決めビン３９でその上に位置決めされる。シリンダ
５０によりガイド機構４８のガイドサポート４９を開い
てグリッパ１６を燃料集合体に接近させ、その中の可燃
性毒物棒アセンブリ又はシンプルプラグアセンブリを把
持する。ガイドチューブ４１及びグリッパ１６は連結さ
れて上昇し、可燃性毒物棒アセンブリ又はシンプルプラ
グアセンブリを燃料集合体から引き抜くが、その途中で
、ガイドサポート４９を閉じて、該ガイドサポート４９
で可燃性毒物棒アセンブリ又はシンプルプラグアセンブ
リを挟んで動揺しないようにサポートし、完全に引き抜
いた後、前述したピットクレーンで移送する。可燃性毒
物棒アセンブリ又はシンプルプラグアセンブリを燃料集
合体に挿入する時は前記とは逆の操作を行う。

第９図は制御棒クラスタ（第１４図及び第１５図参照）
を取り扱う場合の状態を示している。シリンダ５０によ
りガイド機ＰＲ４８のガイドサポート４９を開き、ガイ
ドチューブ４１をフレーム３３の下端へ降ろす、取扱工
具５５を燃料集合体の上に゛運び、グリッパ１６で制御
棒クラスタを把持して燃料集合体から引き抜いてガイド
チューブ４１内に吊り入れ、該ガイドチューブ４１のガ
イドプレート４４により制御棒を案内・支持した状態で
制御棒クラスタが移送される。制御棒クラスタを燃料集
合体に挿入する場合は逆の操作を行う。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、グリ
ッパは、どの内挿物にも使用できるので、内挿物の種類
に応じて取り替える必要のない取扱工具の設計が可能と
なり、このグリッパを使用した単一の取扱装置により、
内挿物のどれでも取り扱うことができるので、内挿物の
入れ換えのシャフリング作業に要する時間を短縮するこ
とができ、且つシャフリング作業の自動化が可能になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のグリッパを一部破断して示す縦断面
図、第２図は、第１図の平面図、第３図は、第１図の■
−■線に沿う断面図、第４図は、第１図のグリッパの本
体部下端の詳細図、第５図は、第４図の底面図、第６図
は、第１図のグリッパの第１把持部により制御棒クラス
タを把持した状態を示す部分断面図、第７図は、第１図
のグリッパの第２把持部により可燃性毒物棒アセンブリ
又はシンプルプラグアセンブリを把持した状態を示す部
分断面図、第８図は、第１図のグリッパを備えた本発明
の取扱工具の可燃性毒物棒アセンブリ又はシンプルプラ
グアセンブリの取り扱い時の概略立面図、第９図は、第
１図のグリッパを備えた本発明の取扱工具の制御棒クラ
スタ取り汲い時の概略立面図、第１Ｏ図は、第８図のＸ
−Ｘ線に沿う断面図、第１１図は、第８図のＸＩ　−Ｘ
Ｉ線に沿う断面図、第１２図は、第９図のＸｌ−ｆｆ線
に沿う断面図、第１３図は、第９図の底面図、第１４図
及び第１５図は、制御棒クラスタの平面図と側面図、第
１６図及び第１７図は、可燃性毒物棒アセンブリの平面
図と側面図、第１８図及び第１９図は、シンプルプラグ
アセンブリの平面図と側面図である。 １・・・制御棒クラスタ（内挿物） ６・・・可燃性毒物棒アセンブリ（内挿物）１１・・・
シンプルプラグアセンブリ（内挿物）１６・・・グリッ
パ　　　　１７・・・ハウジング（本体部）１９・・・
案内管（本体部）２０・・・操作棒２３・・・グリッパ
内筒　　２４・・・グリッパ外筒２３ｂ、２４ｂ・・・
切欠き（第２把持部）２５・・・つめ（第１把持部） ３３・・・フレーム構造　　３４・・連結管３７・・・
吊り金具 ３８・・・ガイドビン（案内・位置決め部材）３９・・
・位置決めビン（案内・位置決め部材）４１・・・ガイ
ドチューブ ４４・・・ガイドプレート ４３・・・ロック用シリンダ（ロック部材）４６・・・
ワイヤローブ（支持部材） ４７・・・連結ｖ１横　　　　４８・・・ガイド機構５
５・・・取扱工具 第１４図 第１５図 第１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）中空の本体部と、前記本体部の下端に相対的に回転
   自在に配設された底部開放のグリッパ内筒及びグリッパ
   外筒と、該グリッパ内筒内で前記本体部の下端に配設さ
   れた第１把持部と、前記グリツパ内筒及び前記グリッパ
   外筒の下縁部に形成された第２把持部と、前記本体部を
   貫いて延びると共に、前記第１把持部及び前記第２把持
   部を作動可能な操作棒とを備え、該操作棒の操作により
   異なる種類の内挿物を前記第１把持部又は前記第２把持
   部で把持可能とした、燃料集合体内挿物の把持用グリッ
   パ。 ２）請求項１に記載の把持用グリッパを含む取扱工具で
   あって、上端に吊り金具を有する連結管と、該連結管に
   連結されたフレーム構造と、該フレーム構造内に昇降可
   能に支持されると共に、複数枚のガイドプレートを内部
   に有するガイドチューブと、一端で前記吊り金具に接続
   され、他端で前記グリッパを前記ガイドチューブ内に垂
   下支持する支持部材と、前記フレーム構造の所定位置に
   設けられ、前記ガイドチューブを前記フレーム構造内の
   所定位置にロック可能なロック部材と、前記フレーム構
   造の下端に設けられた案内・位置決め部材と、前記グリ
   ッパに設けられ、該グリッパを前記ガイドチューブに連
   結可能な連結機構と、前記フレーム構造の下端内に設け
   られたガイド機構とを備え、前記ガイドチューブのガイ
   ドプレートが前記グリッパと、内挿物のうちの制御棒ク
   ラスタとの案内機能を有し、前記ガイド機構が、内挿物
   のうちの可燃性毒物棒アセンブリ及びシンプルプラグア
   センブリの案内機能を有する、燃料集合体内挿物の把持
   用グリッパを含む取扱工具。