JPH03181894A - 燃料集合体組立装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、燃料集合体組立装置に係り、特に部分長燃料
棒を収める燃料集合体であっても、補助管を用いること
なく迅速に燃料棒を取付けることのできる燃料集合体組
立装置に関する。

（従来の技術） 第７図は沸騰水型原子炉に装荷される燃料集合体１の断
面図、第８図は第７図の■−■線断面図である。

普通長の燃料棒２と部分長燃料棒３、およびこれら燃料
棒２，３の軸と垂直方向の温度分布の平均化を図るウォ
ータロッド４は、ウォータロッド４を中央にして部分長
燃料棒３を８本物等に配置しながら９行×９列に配列し
て、角筒状のチャネルボックス５内に収容される。

普通長の燃料棒２と部分長燃料棒３およびウォタロッド
４は、軸方向の中間部において所定の間隔で複数個（第
７図では２個）配置されるスペーサ６により互いに離隔
を保たれる。そして普通長の燃料棒２とウォータロッド
４は、上端がエキスパンションスプリング７を巻き付け
た上部端栓８を介して上部タイプレート９に摺動可能に
挿入され、下端は下部端栓１０を介して下部タイプレー
ト１１に固定される。

普通長の燃料棒２の中に部分長燃料棒３を混在させる理
由は次の通りである。

燃料集合体が装荷される炉心は、沸騰水型原子炉圧力容
器の中央部に設置され、冷却材は原子炉圧力容器の下方
から炉心を通過して上方へ向かう。

そして、冷却材は炉心を通過する際、燃料集合体に案内
されて燃焼する燃料棒によって加熱され、ボイド（気泡
）を生じる。ボイドの冷却材に占める割合（ボイド率）
は、冷却材が炉心を下方から上方に流れるため、炉心の
上部はど多くなる。このため炉心の上部では圧力損失が
大きくなって、冷却材の流量調節による出力制御が行い
にくくなる。

また原子炉の停止時には炉心に制御棒が挿入されて、炉
心全体に減速材が導入される。ところが、原子炉の稼働
時に、ボイドの少ない炉心下部を基準にして減速材密度
を調節していると、ボイド率が高くて減速材密度の低か
った炉心上部では、ボイド率が急減することにより減速
材密度が急激に上昇する。その結果炉心上部では、むし
ろ燃料棒の中性子捕獲能力が増す事態が発生して、制御
棒によって炉心を未臨界に保つための余裕（炉停止余裕
）が小さくなり、原子炉停止の万全が阻害されるおそれ
もある。

しかし上述の燃料集合体１のように普通長の燃料棒２を
一部部分長燃料棒３で置き換えると、炉心上部では燃料
量が減少するため、ボイドの発生率が低下し前述の欠点
は解消される。

（発明が解決しようとする課題） ところで上述の燃料集合体１を組立てる場合は、まず組
立台上に下部タイプレート１１および各スペーサ６を横
向きにして所定の間隔で載置する。次に普通長の燃料棒
２と部分長燃料棒３を燃料棒取付装置に装填する。そし
て燃料棒ごとに装着する際の高さと水平位置を変えなが
ら、その燃料棒取付装置を稼働させて順次普通長の燃料
棒２と部分長燃料棒３をスペーサ６を通しながら押込み
、下部タイプレート１１に固定する。

ところが、上述の燃料棒取付装置は、長さの異なる普通
長の燃料棒２と部分長燃料棒３についてそれぞれ、下部
タイプレート１１に十分に押込まれたかどうかを確認す
ることができない。そこでこの確認が難しい場合は、燃
料棒取付装置と部分長燃料棒３の間に補助管を継ぎ足し
、部分長燃料棒３と補助管を合わせた長さと普通長の燃
料棒２の長さを同じにする。そして、燃料棒取付装置を
全ての燃料棒について一定の距離だけ移動させ、部分長
燃料棒３も補助管を繋げたまま下部タイプレート１１ま
で押し込む。最後に補助管を取外した後、上部タイプレ
ート９を取付けていた。

したがって従来、燃料集合体１を組み立てる場合は、部
分長燃料棒３に補助管を継ぎ足す必要があるか否かを判
断しなければならず、さらにもし補助管を用いる場合は
その取付け・取外しに手間がかかるなど組立効率が悪か
った。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、部分長燃料
棒を収める燃料集合体であっても、補助管を用いること
なく迅速に燃料棒を取付けることのできる燃料集合体組
立装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、燃料棒を送出し可
能に支持する燃料棒支持体と、荷重検知器を収め、燃料
棒をこの荷重検知器を介して送出す燃料棒取付装置と、
前記燃料棒支持体を三次元に移動可能に支持する燃料棒
支持体支持装置と、この燃料棒支持体支持装置と前記燃
料棒取付装置の稼働を制御する制御装置とを備える燃料
集合体組立装置を提供する。

（作用） 本発明の燃料集合体組立装置においては、燃料棒は、燃
料棒支持体を介して燃料棒支持体支持装置で位置調節を
した後、燃料棒取付装置で押込みながら下部タイプレー
トに装着する。ところがこの燃料棒取付装置は、燃料棒
を押圧する部分に荷重検知器を備える。この荷重検知器
は押圧する燃料棒が下部タイプレートに到達すると、下
部タイプレートから反発力が加わるため到達前より過大
な荷重を示す。したがって本発明の燃料集合体組立装置
においては、この荷重検知器によって燃料棒が下部タイ
プレートに到達し、十分押込められたかどうかを確認す
ることができる。よって本発明によれば、部分長燃料棒
を装着する燃料集合体であっても、補助管を用いず迅速
かつ確実に燃料棒を下部タイプレートに押込むことがで
きる。

（実施例） 以下第１図ないし第６図を参照して本発明の詳細な説明
する。

第１図は、本実施例に係る燃料集合体組立装置２０の側
面図である。支持台２１上には、燃料棒支持体支柱２２
が支持台２１上を移動可能に設置される。燃料棒支持支
柱２２の支持台２１上での移動は、駆動装置（図示せず
）で行われる。燃料棒支持体支柱２２には、燃料棒支持
体２３が昇降可能に取付けられる。本実施例においては
、支持台２１と燃料棒支持体支柱２２が組み合わされて
、燃料棒支持板２３を３次元に移動可能に支持する燃料
棒支持体支持装置を構成する。

燃料棒支持体２３は、燃料棒支持体支柱２２との取付側
において燃料棒取付装置２４を載置し、他方先端側にお
いて数個のローラ２５を介して燃料棒２６を載置−支持
する。本実施例においてはローラ２５は樹脂製のものを
用いるが、燃料棒２６の送出し時の摩擦を軽減できるも
のであれば、特に材質は問わない。また燃料棒２６は、
上部端栓２７を介して燃料棒取付装置２４に連結される
。

燃料棒取付装置２４はワイヤ２８に連結され、このワイ
ヤ２８には側部が窪んだ樹脂製ブツシュピース２９が数
珠つなぎに通される。そして燃料棒支持体２３には、カ
ム３０がブツシュピース２９に係合可能に取付けられる
。一方ワイヤ２８は、２個のガイドプーリ３１を介して
、支持台２１に設置したワイヤ巻取機３２に接続される
。なおブツシュピースの材質は製造が容易なものであれ
ば特に問わず、また形状もカム３０に保合可能なもので
あれば、例えばそろばんの珠のようなものも使用できる
。

本実施例においては、支持台２１に制御装置３３が接続
され、前述の図示しない駆動装置ならびに支持台２１、
燃料棒支持体支柱２２および燃料棒支持体２３内の配線
を通じて、燃料棒支持体支柱２２の支持台２１上の水平
移動、燃料棒支持体２３の燃料棒支持体支柱２２に沿っ
た昇降カム３０の回転およびワイヤ巻取機３２の作動を
制御する。

そして本実施例においては、燃料集合体組立台３４が、
燃料集合体組立装置２０に対向して設置される。燃料集
合体組立台３４上には、スペーサ３５と下部タイプレー
ト３６を所定位置に取付けたウォータロッド３７が横倒
しに載置される。

第２図は、第工図のｎ−ｎ線断面図である。燃料棒支持
体支柱２２は中空となっており、この中にねじ切りした
回転支柱３８が垂設される。そしてこの回転支柱３８に
は、回り止めされた燃料棒支持体２３の端部３９が螺合
する。したがって制御装置３３で回転支柱３８を回転さ
せれば、燃料棒支持体２３はこの回転支柱３８に沿って
昇降する。

第３図は第１図のＡ部拡大図、第４図は第３図のＩＶ−
ＩＶ線断面図である。

燃料棒支持体２３の側面に取付けられた楕円形のカム３
０は、長袖方向の両端部が回転ごとに、密着して連なる
各ブツシュピース２９の側部に連続して係合する。した
がって、カム３ｏが回転する度に、ブツシュピース２９
は１個づつ前に押し進められ、先端のブツシュピース２
９に当接する燃料支持体２３を押圧する。

第５図は第１図のＢ部拡大図、第６図は第５図のＶＩ−
Ｖｌ線断面図である。

燃料棒支持体２３の先端部は内側が凹状になっており、
この窪みに複数個のローラ２５が軸４゜を介して係合す
る。ローラ２５は鼓状になっており、この中央の凹み部
に円形断面の燃料棒２６が安定に載置される。

一方、燃料棒に連結する上部端栓２７は、燃料棒取付装
置２４の燃料棒側端部に穿設された嵌め込み部４１に嵌
め込まれるが、この嵌め込み部４１の底部には荷重検知
器４２が取付けである。したがって、ブツシュピース２
９によって燃料取付装置２４が前進させられると、荷重
検知器４２はやがて上部端栓２７に当接し、これを押圧
する。

上部端栓が押圧されると、燃料棒２６は、軸４０を中心
として燃料棒支持体２３上で回転するローラ２５の上を
移動する。燃料棒２６とローラ２５は接触面積が少なく
、かつローラ２５が回転しているため、燃料棒２６移動
時の摩擦抵抗は少ない。

そして、この間荷重検知器４２は、燃料棒２６の押圧移
動に要する荷重を上部端栓２７から反発力として受ける
。

よってこの燃料集合体組立装置２０を稼働させる場合は
、まず燃料棒２６を燃料棒支持体２３のローラ２５上に
載置し、上部端栓２７を燃料棒取付装置２４の嵌め合い
部４１に挿入する。次いで制御装置３３を作動させて、
燃料棒２６がスペーサ３５の所望の差込み位置を通過す
るように、燃料棒支持体支柱２２を支持台２１上で水平
方向に移動させ、また燃料棒支持体２３を燃料棒支持体
支柱２２に沿って昇降させる。

次は制御装置３３によってカム３０を回転させる。する
と数珠つなぎのブツシュピース２９は、カム３０が係合
することによって、カム３０の回転の度に１個づつ前に
送られる。その結果、先頭のブツシュピース２９に当接
する燃料棒支持体２６は、このブツシュピース２９に押
圧されて前進する。すると嵌め合い部４１底部にある荷
重検知器４２は、やがて上部端栓２７に接触し、これを
押圧する。

こうして燃料棒２６は、上部端栓２７を介して燃料棒取
付装置２４から押圧力を受け、ローラ２５上を滑りなが
ら前進し、スペーサ３５の所望の差込み位置を次々に通
過して下部タイプレート３６に到達する。

ところで上部端栓２７を押圧する荷重検知器４２は、燃
料棒２６を押圧している間は、燃料棒２６とローラ２５
との摩擦が少ないこともあり、比較的小さい荷重を押圧
力の反発力として受ける。

ところが燃料棒２６が下部タイプレート３６に到達した
後さらに押圧を続けると、燃料棒２６は下部タイプレー
ト３６から押圧に伴う反発力を受けるため、この反発力
は荷重検知器４２に伝えられて荷重検知器４２は大幅は
荷重の増加を示す。したがって、燃料棒２６の押圧・前
進時には荷重検知器４２が示す荷重を観察し、その荷重
が大幅に増加したところでカム４０の回転を停止すれば
、燃料棒２６の前進は止まり、下部タイプレート３６へ
の適切な押圧強度での装着ができる。

こうして１本の燃料棒２６の装着が終わったら、今度が
制御袋ｆｆ１ｉ３３を作動させてワイヤ巻取機３２を稼
働させ、ワイヤ２８を巻き取ることにより燃料棒取付装
置２４を後退させる。以後は前述の手順と同様にして燃
料棒の装着を繰返す。

以上説明したように、本実施例の燃料集合体組立装置に
よれば、燃料棒２６の長さがどのようなものであっても
、荷重検知器４２の示す荷重をモニタしておけば、燃料
棒２６の下部タイプレート３６への到達を知ることがで
きる。したがって普通長の燃料棒より長さの短い部分長
燃料棒であっても、下部タイプレートに接触しないまま
押込み作業を終えたり、あるいは下部タイプレートに既
に接触した燃料棒をさらに押し続けて破損させたりする
おそれはない。このため、部分長燃料棒について補助管
を用いる必要もなくなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の燃料集合体組立装置にお
いては、燃料棒は、燃料棒支持体を介して燃料棒支持体
支持装置で位置調節をした後、燃料棒取付装置で押込み
ながら下部タイプレートに装着する。ところがこの燃料
棒取付装置は、燃料棒を押圧する部分に荷重検知器を備
える。この荷重検知器は押圧する燃料棒が下部タイプレ
ートに到達すると、下部タイプレートから反発力が加わ
るため到達前より過大な荷重を示す。したがって本発明
の燃料集合体組立装置においては、この荷重検知器によ
って燃料棒が下部タイプレートに到達し、十分押込めら
れたかどうかを確認することができる。よって本発明に
よれば、部分長燃料棒を装着する燃料集合体であっても
、補助管を用いず迅速かつ確実に燃料棒を下部タイプレ
ートに押込むことができる。

【図面の簡単な説明】

第を図は本発明の一実施例に係る燃料集合体組立装置の
側面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、第３図は第
（図のＡ部拡大図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線断面
図、第５図は第１図のＢ部拡大図、第６図は第５図のＶ
Ｉ−Ｖｌ線断面図、第７図は沸騰水型原子炉に装荷され
る燃料集合体の断面図、第８図は第７図の■−■線断面
図である。 ２１・・・支持台、２２・・・燃料棒支持体支柱、２３
・・・燃料棒支持体、２４・・・燃料棒取付装置、３３
・・・制御装置、４２・・・荷重検知器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料棒を送出し可能に支持する燃料棒支持体と、荷重検
   知器を収め、燃料棒をこの荷重検知器を介して送出す燃
   料棒取付装置と、前記燃料棒支持体を三次元に移動可能
   に支持する燃料棒支持体支持装置と、この燃料棒支持体
   支持装置と前記燃料棒取付装置の稼働を制御する制御装
   置とを備える燃料集合体組立装置。