JPH0337158B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

この発明は、圧力管形原子炉を対象に燃料、シ
ールプラグ、遮蔽プラグ等の炉心構成要素の装
荷、引抜きを行う燃料交換機、特に該燃料交換機
内に装備した燃料マガジンチユーブのマガジンス
トツパ開閉機構の構成に関する。

【従来技術とその問題点】

頭記圧力管形原子炉の燃料交換機として、原子
炉炉心の下方を走行する燃料交換機の圧力容器内
にマガジンストツパ機構付きマガジンチユーブを
複数本組み合わせてなる回転ドラム式マガジン組
立体を収設し、かつ該マガジン組立体を挟んでそ
の上下に配管された燃料案内管のうち、上部案内
管を通じで機内のグラブ操作により原子炉の圧力
管と前記マガジンチユーブとの管で燃料等の装
荷、引抜きを行うとともに、もう一方では下部案
内管を通じで機外燃料移送設備との間で燃料等の
受け渡しを行うように構成した燃料交換機が公知
であり（特開昭59−197893号公報）、さらにかか
る燃料交換機に対し、そのマガジンストツパ機構
としてスライド式の水平シヤツタ板を設け、かつ
このシヤツタ板を下部案内管側の可動案内管に装
備したカム機構により開閉操作するように構成し
て構造の簡素化を図つたものが同じ出願人より既
に出願されている。（特願昭59−263442（特開昭61
−140894号）号） 次に上記燃料交換機の構成を第３図ないし第６
図に示して説明する。まず第３図および第４図に
おいて、１は図示されてない走行台車に搭載され
た燃料交換機の圧力容器であり、該圧力容器の内
部には上下の回転円板の間にまたがつて円周上に
複数本のマガジンチユーブ２を装備した回転ドラ
ム式マガジン組立体３が収設されている。一方、
該マガジン組立体３を中央に挟んでその上方には
前記のマガジンチユーブ列に対向してスナウト付
き上部案内管４、、およびポート弁付きグリツパ
案内管５が、また下方には固定案内管６と可動案
内管７とを組合わせた下部案内管、およびグラブ
機構８を収納したグラブ案内管９がそれぞれ圧力
容器１から引き出して設置されている。また前記
マガジン組立体３を構成している各マガジンチユ
ーブ２には、その下端部にその詳細構造を後述す
る開閉式のマガジンストツパ機構１０が装備され
ており、かつこのマガジンストツパ機構１０に対
向して前記可動案内管７の上端部にはマガジンス
トツパ機構の開閉操作用カム機構１１が装着され
ている。また可動案内管には符号１２で示した昇
降駆動用のシリンダが連結されている。なお前記
のマガジンストツパ機構１０は、マガジンチユー
ブ２内に収容された燃料１３等の自重を支えてマ
ガジンチユーブ内に保持するとともに、グリツパ
の操作により下部案内管を通じて燃料１３を搬
出、搬入する場合には、下部案内管６と連通し合
うマガジンチユーブのストツパ機構１０が開放操
作されて燃料の通過を許容するような役目を果た
すものである。 ここで上記構成による燃料交換動作の手順を説
明すると、まずスナウトを原子炉の圧力管へ接続
し、グラブ８の昇降操作とマガジン組立体３の回
動操作により、圧力管側から引き抜いた使用済み
燃料等の炉心構成要素をマガジンチユーブ２へ引
き入れ、代わりに別なマガジンチユーブに前以つ
て収容保持されている新燃料を圧力管へ装荷す
る。なお、この状態ではマガジンストツパ機構１
０は閉じており、この状態でグラブ８のみがスト
ツパ機構内部の残余通路を自由に通過して昇降操
作される。このようにして原子炉との間での燃料
交換作業が終了すると、次に燃料交換機は別な燃
料受け渡し位置へ走行し、この位置で下部案内管
のポートを燃料移送設備側のトランスフアーポー
トに接続し、この状態で上部案内管５を通じて図
示されてない燃料取扱装置のグリツパを吊り降ろ
してマガジンチユーブ内に収容されている使用済
み燃料１３をつかむ。続いてこのマガジンチユー
ブに装備のマガジンストツパ機構１０を開放操作
し、グリツパ操作により下部案内管６，７を通じ
て使用済み燃料を搬送設備側へ吊り降ろして搬出
する。逆に燃料を搬入する場合には前記と逆の手
順で新燃料をマガジンチユーブ内に引き入れる。 上記の手順で述べたように、マガジンストツパ
機構は下部案内管を通じて燃料の搬出、搬入を行
う際にのみ開放操作され、それ以外の燃料をマガ
ジンチユーブ内に収容した状態では閉じていて、
燃料をマガジンチユーブ内に保持している。 次に先記した既出願の燃料交換機におけるマガ
ジンストツパ機構およびその開閉操作機構につい
てその構成、動作を第５図および第６図により説
明する。第５図および第６図において、マガジン
ストツパ機構１０はマガジンチユーブ２の下端に
装着されたハウジング１４と、該ハウジング１４
内で上下のガイド板１４ａ，１４ｂの間に挟まれ
て左右両側に配備されたスライド式の水平シヤツ
タ板１５と、該シヤツタ板１５を背後から燃料通
路内へ突き出すように付勢する付勢ばね１６との
組立体としてなり、かつ前記シヤツタ板１５はそ
の両側から側方へ張り出したガイドピン１７がハ
ウジング１４の側面に切り欠き開口した水平方向
の長溝１０ａを貫通し、矢印Ａの水平方向へスラ
イド可能にガイド支持されている。一方、前記マ
ガジンストツパ機構１０に対向して可動案内管７
の上端部に装着されているストツパ機構開閉操作
用のカム機構１１は、前記ガイドピン１７に対向
してその内壁面に符号１８で示すように途中箇所
で屈曲した形状のガイドカム溝が形成されたもの
としてなる。ここで前記のガイドカム溝１８はそ
の上端が図示の閉位置に在るシヤツタ板のガイド
ピン１７に対向して開口し、ここから外方へ後退
するように屈曲形成されている。 次に上記構成の動作を説明する。まず図示のよ
うに可動案内管７が下降位置に在る状態ではマガ
ジンストツパ機構１０とカム機構１１とは互いに
切り離れており、マガジン組立体は可動案内管７
との干渉なしに自由に回転でき、かつシヤツタ板
１５はカム機構１１に拘束されることなくばね１
６の付勢を受けて燃料通路内へ突き出し、ストツ
パ機構を閉位置に保持している。この状態から可
動案内管７を第３図に示したシリンダ１２の駆動
で矢印Ｂ方向に上昇操作すると、可動案内管７と
ともにカム機構１１が上昇移動してマガジンスト
ツパ機構１０と結合し、そのガイドカム溝１８に
シヤツタ板側のガイドピン１７が嵌まり込むよう
になる。続いて可動案内管がさらに上昇すると、
カム機構１１は第５図の鎖線位置に移動し、これ
によりガイドピン１７はカム機構１１のガイドカ
ム溝１８に沿つて強制ガイドされ、付勢ばね１６
に抗して燃料通路から後退するように移動してス
トツパ機構を開放する。この状態になるとマガジ
ンチユーブ２と下部案内管７との間で燃料が自由
に通過し得るようになる。また燃料の搬出、搬入
操作が終了した後に再び可動案内管７を下降操作
すると、シヤツタ板１５はカム機構１１のガイド
カム溝１８に沿つて今度は逆に閉じる方向にガイ
ドされ、マガジンストツパ機構１０とカム機構１
１との結合が解けたところで付勢ばね１６の付勢
を受けて閉位置に保持され、一連のマガジンスト
ツパ機構開閉操作が終了することになる。なお上
記動作におけるシヤツタ板１５の開閉ストローク
は第６図におけるＳで表されている。 ところで上記したスライド式シヤツタ板装備の
マガジンストツパ機構では次記のような問題点の
あることが明らかになつた。すなわちマガジンチ
ユーブ２の内径寸法はここに収容される炉心構成
要素としての燃料、遮蔽プラグのうち直径の大き
な遮蔽プラグに合わせて設定されていて、燃料の
直径よりも大である。このためにマガジンストツ
パ機構の閉状態で、マガジンチユーブ２内に燃料
を吊り降ろした際の燃料収容姿勢がマガジンチユ
ーブ内に片寄つて偏心すると、第７図の鎖線で示
すように燃料１３の収納姿勢が傾き、このために
燃料１３の下端縁がシヤツタ板１５から外れてそ
の一部がシヤツタ板１５の間に落ち込むようにな
る。一方、このような支持状態になると、燃料の
自重Ｇによりシヤツタ板１５は矢印Ｆ方向の力を
受け、付勢ばね１６に抗してシヤツタ板１５が開
く方向へ押し戻されるようになる。この結果とし
て燃料が不測にマガジンチユーブ２から落下脱落
する重大事故発生の恐れがある。またシヤツタ板
１５を水平方向へストローク操作させるために後
退位置のシヤツタ板を収容するに要するスペース
が大となり、それだけハウジング１４が大形化す
る。さらにシヤツタ板の開閉操作時に上下のガイ
ド板１４ａ，１４ｂとシヤツタ板との間でかじり
生じて開閉動作が不安定となる等の難点もある。

【発明の目的】

この発明は上記の点にかんがみなされたもので
あり、前記した従来構成の難点を解消してマガジ
ンストツパ機構を確実に開閉操作できるようにし
た信頼性の高い燃料交換機を提供することを目的
とする。

【発明の要点】

上記目的を達成するために、この発明はマガジ
ンストツパ機構におけるシヤツタ板を支軸の回り
で傾動するスイング式シヤツタ板となし、該シヤ
ツタ板を可動案内管の昇降によりカム機構を介し
て傾動操作して開閉するように構成し、これによ
り従来のスライド式シヤツタ板で問題となつてい
たシヤツタ板のかじり、およびマガジンチユーブ
に収容した燃料の偏心荷重によりシヤツタ板が不
測に開放するのを防止できるようにしたものであ
る。

【発明の実施例】

第１図および第２図はこの発明の実施例による
燃料交換機の要部構造を示すものであり、第５図
と対応する同一部材には同じ符号が付してある。
ここで燃料交換機全体の構成は第５図と同一であ
りその説明を省略する。すなわちこの発明により
マガジンストツパ機構１０は、マガジンチユーブ
２の下端に装着されたハウジング１４と、該ハウ
ジング内の両側に配備された２枚のスイング式の
シヤツタ板１９と、該シヤツタ板１９を常時燃料
通路内に突き出すように閉位置に向けて付勢する
引張りばね２０との組立体としてなる。ここでシ
ヤツタ板１９はその一端に取付けた回転軸２１が
ハウジング１４側に固定した軸受ブツシユ２２に
軸支されており、かつシヤツタ板１９の左右両側
から張り出すガイドピン２３がハウジング１４の
側面の長溝２４を貫通して突き出している。なお
２５はシヤツタ板１９の閉塞位置を規制するスト
ツパ部材である。一方、マガジンストツパ機構１
０に対向する可動案内管７側のカム機構１１には
前記したガイドピン２３と嵌合し合うガイドカム
溝１８が形成されている。 次に上記構成の動作を説明する。まず図示のよ
うに可動案内管７が下降位置にある状態では、マ
ガジンストツパ機構１０とカム機構１１とは互い
に切り離れていて、マガジンストツパ機構１０の
シヤツタ板１９は引張りばね２０の付勢を受けて
閉位置に保持されており、この状態でマガジンチ
ユーブ２内に収容された燃料等の炉心構成要素を
チユーブ内に保持する。一方、この状態から可動
案内管７を上昇操作すると、可動案内管７と一緒
にカム機構１１が上昇してマガジンストツパ機構
１０と結合し合い、そのガイドカム溝１８にシヤ
ツタ板１９側のガイドピン２３が嵌り込む。ここ
からさらに可動案内管を上昇するとガイドピン２
３はガイドカム溝１８に沿つて拘束ガイドされ、
シヤツタ板１９は回転軸２１を中心に引張ばね２
０のばね力に抗して鎖線で示す開放位置へ向けて
矢印Ｃのように傾動し、燃料通路内から後退す
る。この状態になればマガジンチユーブ２と下部
案内管との間で燃料が自由に通過し得るようにな
る。またマガジンチユーブ２と機外の燃料搬送設
備との間で燃料の受け渡し操作が終了した後に再
び可動案内管７を下降操作すれば、前記した開放
動作とは逆にカム機構１１を介してシヤツタ板１
９は閉じる方向にガイドされ、マガジンストツパ
機構１０とカム機構１１との結合が解けたところ
でシヤツタ板１９は再びばね付勢を受けて閉位置
に保持されることになる。 この場合にマガジンストツパ機構１０のシヤツ
タ板１９が閉じている状態でマガジンチユーブ７
内に収容された燃料が第７図に示したようにマガ
ジンチユーブ内で片寄りして傾き、燃料の下端一
部がシヤツタ板１９の間に落ち込んだ状態になつ
たとしても、シヤツタ板１９はその回転軸２１が
軸支されているので上方から作用する燃料の自重
でシヤツタ板が不測に開放する恐れは全くない。
これにより従来のスライド式シヤツタ板構造で問
題となつていた燃料の脱落事故の発生を確実に防
止できる。さらにスイング式シヤツタ板はその開
閉動作の際にスライド式構造のようなシヤツタ板
のかじりの生じることがなく、かつ開放位置では
シヤツタ板がハウジング１４内に垂直姿勢に収ま
るので、マガジンチユーブ２から側方に張り出す
ハウジング１４の寸法を抑えてスペース的にハウ
ジングを小形化できる等の利点も得られる。

【発明の効果】

以上述べたようにこの発明によれば、マガジン
ストツパ機構に装備したシヤツタ板をスイング式
シヤツタ板となし、このシヤツタ板を可動案内管
の昇降操作によりカム機構を介して傾動操作して
開閉するように構成したことにより、従来のスラ
イド式シヤツタ板構造の難点であつた収容燃料の
不測な脱落事故、シヤツタ板のかじり、シヤツタ
板の開閉に要するハウジングの収容スペースの大
型化等の問題を全て解決し、開閉動作が確実でか
つ燃料の収容保持に対する信頼性の高い燃料交換
機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る燃料交換機の
要部構造を示す一部切欠側面図、第２図は第１図
の矢視−断面図、第３図は燃料交換機全体の
構成断面図、第４図は第３図の矢視−断面
図、第５図は第１図に対応する従来の構造図、第
６図は第５図の矢視−断面図、第７図は第５
図において収容燃料が偏心した場合の状態説明図
である。 ２：マガジンチユーブ、３：マガジン組立体、
６：下部案内管、７：可動案内管、１０：マガジ
ンストツパ機構、１１：カム機構、１２：可動案
内管の駆動シリンダ、１３：燃料、１８：カム機
構のガイドカム溝、１９：スイング式シヤツタ
板、２０：シヤツタ板の付勢ばね、２１：シヤツ
タ板の回転軸、２３：シヤツタ板のガイドピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下端部にマガジンストツパ機構を装備した複
   数本の燃料収容用マガジンチユーブからなる回転
   ドラム式マガジン組立体を有し、該マガジン組立
   体を挟んでその上下に配管された各燃料案内管を
   通じて原子炉との間の燃料交換および機外の燃料
   搬送設備との間の燃料受け渡しを行う燃料交換機
   において、常時閉方向に付勢されているスイング
   式シヤツタ板を装備した前記マガジンストツパ機
   構と、下部案内管の一部をなす上下可動な可動案
   内管と、前記マガジンストツパ機構に対向して可
   動案内管の上端部に装着されたシヤツタ板開閉操
   作用のカム機構と、可動案内管の昇降駆動手段と
   を具備し、前記可動案内管の昇降操作によりカム
   機構を介してマガジンストツパ機構のシヤツタ板
   を傾動操作して開閉するように構成したことを特
   徴とする圧力管形原子炉の燃料交換機。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の燃料交換機にお
   いて、マガジンストツパ機構に装備のシヤツタ板
   がその一端をハウジング内に軸支したスイング式
   シヤツタ板であり、かつ該マガジンストツパ機構
   に対向するシヤツタ板開閉操作用のカム機構には
   可動案内管の上昇操作により前記シヤツタ板から
   側方に突出するガイドピンに係合し合つてシヤツ
   タ板を開放位置へ傾動操作するガイドカム溝が形
   成されていることを特徴とする圧力管形原子炉の
   燃料交換機。