JPH0381696A - 圧力管形原子炉の燃料交換機のセンタリングガイド構造 - 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】

この発明は、圧力管形原子炉を対象に燃料、遮へいシー
ルプラグ等の炉心構成要素の装荷、引抜きを行う燃料交
換機の燃料、遮へいシールプラグをマガジンチューブ内
でセンタリングガイドする構造に関する。

【従来の技術】

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ッパ
機構付マガジンチューブを複数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、かつこのマガジン組立
体を挟んでその上下に配管された燃料案内管のうち、上
部案内管を通じて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ューブとの間で燃料等の受は渡しを
行うように構成した燃料交換機が公知であり（特開昭５
９−１９７８９３号公報）、さらにかかる燃料交換機に
対し、マガジンストッパ機構としてスライド式の水平シ
ャツタ板を設け、かつこのシャ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を介して開閉操作し、マ
ガジンチューブの途中箇所に前記可動案内管の先端部を
アクチュエータとして収容燃料をマガジンチューブ内で
センタリングするよう作動するセンタリングガイド機構
を設置したものが知られている。（特開昭６１−２８９
８３８　）第４図、第５図乃至第６図は従来の燃料交換
機のセンタリングガイド機構を示すものであり、センタ
リングガイド機構の異なる動作状態の説明図である。 第４図ないし第６図において、マガジンストッパ機構３
はマガジンチューブ１内に収容された燃料２等の自重を
支えてマガジンチューブ１内に保持するとともに、グリ
ッパの操作により下部案内管を通じて燃料２を搬出、搬
入する場合には、下部案内管と連通し合うマガジンチュ
ーブ１のストッパ機構３が開放操作されて燃料２の通過
を許容するような役目を果たす。 ここで、上記構成による燃料交換機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、グラブの昇
降操作とマガジン組立体の回転動作により、圧力管側か
ら引き抜いた使用済み燃料などの炉心構成要素をマガジ
ンチューブ１へ引き入れ、代わりに別なマガジンチュー
ブ１に前以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ッパ機構３は閉じてお
り、この状態でグラブのみがストッ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は渡し位置へ走行し
、この位置で下部案内管のポートを燃料移送設備側のト
ランスファーポートに接続し、この状態で上部案内管を
通じて図示されていない燃料取扱装置のグリッパを吊り
降ろしてマガジンチューブ内に収容されている使用済燃
料をつかむ。 続いてこのマガジンチューブに装備のマガジンストッパ
機構３を開放操作し、グリッパ操作により下部案内管を
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
料をマガジンチューブ内に引き入れる。 上記の手順で述べたように、マガジンストッパ機構は下
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ューブ内に収容
した状態では閉じていて、燃料をマガジンチューブ内に
保持している。 次に上記構成の燃料交換機におけるマガジンストッパ機
構及びセンタリングガイド機構について説明する。第４
図において、マガジンチューブｌにおけるマガジンスト
ッパ機構３の上方箇所に符号４で示すセンタリングガイ
ド機構４が構成されている。このセンタリングガイド機
構４はマガジンチューブ１の周上に沿ってマガジンスト
ッパ機構３と干渉し合わない位置を選んで少なくとも３
箇所以上にボール溝５を開口するとともに、このボール
溝５内にセンタリングボール６をマガジンチューブ１の
内周側へ押し込むように構成されている。すなわちセン
タリングボール６はボール溝５内で内外周へ向けて矢印
Ｃ方向へ自由に出没移動できるように嵌め込みセットさ
れている。但しボール溝５の内外開口端はセンタリング
ボール６がボール溝５から脱落しないようにしである。 一方、前記センタリングボール６に対向して可動案内管
７側には、先端のアクチュエータ部７ａの下方域にセン
タリングボール６の拘束を解除する上下方向のボール逃
げ溝７ｂが形成されている。 第７図は従来のマガジンストッパ機構の構成図である。 第７図に示すようにカム機構１６のガイドカム溝１６ａ
は上下方向に沿って符号Ｘ、Ｙ、Ｚで示す３段階の領域
に区分され、このうちＸ　ｊＩ域はマガジンストッパ機
構３のシャツタ板１７を閉位置に止め、Ｚ領域でシャツ
タ板１７を開放位置に移動操作し前記のＸとＺ　ｆｉｌ
域の間で結ぶように形成されている。 次に上記構成の動作２機能についてのべる。まず第４図
はマガジンストッパ機構３と可動案内管７とが切り離さ
れた待機状態を示しており、この状態ではマガジンスト
ッパ機構３のシャツタ板１７は閉じており、かつセンタ
リングガイド機構４のセンタリングボール６は拘束なし
にボール溝５内で自由に移動できる状態にある。これに
対し第５図は燃料２をマガジンチューブ１内でセンタリ
ングガイドしている状態を示している。すなわちこの状
態では可動案内管７が上昇操作されてマガジンチューブ
１の外周側に嵌まり込み、その先端部７ａが外周側から
センタリンボール６を押してマガジンチューブ１内に収
容された径小な燃料２をチューブ内の中心位置にセンタ
リングガイドしている。なおこの段階ではマガジンスト
ッパ機構３のシャツタ板１７は第７図に示したガイドカ
ム溝のＸ’ＲＪ域でガイドされており、シャツタ板１７
は閉じた状態にある。次に第６図は第５図の状態から可
動案内管７をさらに上昇操作し、マガジンストッパ機構
３のシャツタ板１７を第７図で示したガイドカム溝１６
ａのＺｆｉｆｆ域によるガイドで開放した状態を示した
ものである。この状態ではセンタリングガイド機構４の
センタリングボール６に可動案内管７側のボール逃げ溝
７ｂが対向していてセンタリングボール６の拘束は解除
されている。したがってセンタリングボール６はボール
溝５内で自由に動き得る。 次に前記の第４図ないし第６図に示した各動作状態を基
に燃料交換機と機外燃料移送設備との間で行われる燃料
の搬入作業の手順につき説明する。 （１）燃料を搬入する場合 まず図示されない下部案内管を通じて空のマガジンチュ
ーブ１内に燃料２を引き込み搬入する場合には、最初の
工程で可動案内管７を第６図の状態になるまで上昇操作
してマガジンストッパ機構３のシャツタ板１７を開放し
、マガジンチューブ１内に通じる燃料通路を確保する。 次の工程では燃料取扱機により下部案内管を通じて燃料
をマガジンチューブ１内に吊り上げて引き込む。ここで
燃料２を一端センタリングボール６の位置より上方へ引
き上げたところで可動案内管７を若干下降操作して第５
図の状態を設定する。なおこの状態ではシャツタ板１７
が閉じる。続いて燃料取扱機により燃料をマガジンチュ
ーブ１内に吊り降ろすと、この過程で燃料２はマガジン
チューブ１のないしゅう側に突き出しているセンタリン
グボール６のガト規制を受けてセンタリングガイドされ
つつマガジンストッパ機構３のシャツタ板１７上へ着地
する。したがって燃料２はシャツタ板１７の保合突起部
と正しく係合しあってメカニカルインタロックされるよ
うになる。この工程が終了すると、最後に可動案内管７
が第４図の待機位置へ下降操作され、これで一連の燃料
収容作業が完了する。 （２）遮へいシールプラグを搬入する場合遮へいシール
プラグは燃料よりも径寸法が大であり、その外径はマガ
ジンチューブ１の内径とほぼ等しく、この場合には前記
したセンタリングガイド機能は不要である。したがって
遮へいシールプラグを空のマガジンチューブ内に引き込
み搬入する際の手順は次のように行われる。まず可動案
内管７を第４図の待機位置から第６図の状態まで上昇操
作してマガジンストッパ機構４を開放することは前記燃
料の場合の手順と同じである。次にこの状態で燃料取扱
機の吊り上げ操作で遮へいシールプラグをマガジンチュ
ーブ１内に引き入れる。 この際にセンタリングボール６がマガジンチューブ１の
内周側に突出していても、センタリングボール６は拘束
されていないので遮へいシールプラグはマガジンチュー
ブ１内を自由に上昇できる。 ここで遮へいシールプラグの下端がセンタリングボール
６の位置よりもさらに上に来るように吊り上げ、次に可
動案内管７を下降操作して第４図の状態に復帰させ、マ
ガジンストッパ機構３のシャツタ板１７を閉じる。この
復帰過程では途中で第５図の状態を経過するために一時
的にセンタリングボール６がマガジンチューブの内周側
に突き出るが、次の工程で遮へいシールプラグをマガジ
ンチューブ内で吊り降ろす際に遮へいシールぶらぐに押
されて外周側へ引っ込むので何ら障害とはならない。最
後に遮へいシールプラグをマガジンストッパ機構のシャ
ツタ板１７上に着地させてマガジンチューブ内への搬入
作業が終了する。 マガジンチューブ１の内径寸法は、ここに収容される炉
心構成要素である燃料及び遮へいシールプラグの内直径
の大きな遮へいシールプラグに合わせて設定されており
、燃料２の直径よりも約２０備程大である。このため、
マガジンチューブｌには燃料２を収容するとき、マガジ
ンチューブｌとの間隙により偏心して収容された場合で
も燃料下部がマガジンストッパ機構３の中央部に確実に
搭載されるように燃料２をマガジンチューブ１の中心位
置にセンタリングガイドするセンタリングガイド機構４
が設けられており、従来のセンタリングガイド機構４は
、マガジンチューブｌの周面上に分散して開口したボー
ル溝５内へ出没自在に嵌入されたセンタリングボール６
をマガジンチューブ１に対向する可動案内管７の先端部
７ａをアクチュエータとしてマガジンチューブ１の外周
側から押し込んで内周側へ突出させることにより収容燃
料をセンタリングガイドするものである。

【発明が解決しようとする課題】

従来構造において、径の大きい遮へいシールプラグ収容
時は、センタリングボールはボール溝内を自由に移動で
きる状態とし、遮へいシールプラグの外周厚や下端面に
よりセンタリングボールをマガジンチューブの外周側へ
押し戻すことで通路の形成をはかっており、強制的に開
方向に動作させる機構を有していない。このためセンタ
リングボールがマガジンチューブの内周側へ突出した状
態で、不純物などがボールに付着することによりセンタ
リングボールが固着し、遮へいシールプラグの外周面や
下端面がセンタリングボールに当たってもボールが移動
せず、遮へいシールプラグを収容できなくなるという問
題点があった。 この発明は、センタリングガイド機構を機械的に開閉さ
せ、燃料、遮へいシールプラグをマガジンチューブ内で
センタリングガイドするようにした圧力管形原子炉の燃
料交換機のセンタリングガイド機構を提供することを目
的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的は、マガジンチューブの下端部に相対して配置
された２つのハウジングと、このそれぞれのハウジング
に取り付けられ可動のセンタリングプレートを有するセ
ンタリングガイド機構と、このセンタリングガイド機構
と係合する４つのセンタリング開閉カムを上部に取り付
けかつ取扱物の案内部を形成する可動案内管とからなり
、この可動案内管を昇降させ前記センタリング開閉カム
により前記センタリングセンタリングプレートを開閉し
て前記燃料または遮へいシールプラグをマガジンチュー
ブ内でセンタリングするようにした圧力管形原子炉の燃
料交換機のセンタリングガイド構造によって達成される
。

【作　用】

マガジンチューブの下端に取りつけたセンタリングガイ
ド機構を、可動案内管の上部に取りつけたセンタリング
開閉カムに係合させて、センタリングガイド機構のセン
タリングプレートを機械的に開閉させ、燃料、遮へいシ
ールプラグをマガジンチューブ内でセンタリングガイド
することができる。

【実施例】

以下図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。第１図
はこの発明の実施例による圧力管形原子炉の燃料交換機
のセンタリングガイド構造を示す構成図、第２図は第１
図の側面断面図、第３図は第１図のＡ−Ａ矢視断面図で
ある。 第１図ないし第３図において、この発明の実施例による
センタリングガイド構造は、マガジンチューブ１の下端
部に相対して配置された２つのハウジング８と、このそ
れぞれのハウジング８に取り付けたセンタリング軸１０
とこのセンタリング軸に支持され半径方向に可動のセン
タリングプレート９とこのセンタリングプレート９に取
り付けたセンタリングガイドピン１３と両端をハウジン
グ８とセンタリングプレート９とに固定されセンタリン
グプレート９を開く方向に保持するセンタリングばね１
１とを有するセンタリングガイド機構４と、前記センタ
リングガイドピン１３と係合するガイドカム溝１４ａを
有する４つのセンタリング開閉カム１４と、上部にこの
センタリング開閉カム１４を取り付けかつ取扱物の案内
部を形成する可動案内管７とからなる。 マガジンストッパ機構３は、ハウジング８のセンタリン
グガイド機構４の下方に取りつけられ、軸で支持され移
動可能のストッパーピン１５を備え、このストッパーピ
ン１５はセンタリング開閉カム１４の下方に刻ま゛れた
ガイドカム溝１４ｂと係合する。 可動案内管７が下降位置に有る状態ではセンタリングプ
レート９とセンタリング開閉カム１４とは互いに切り離
されており、センタリングプレート９はセンタリング開
閉カム１４に拘束されることなくセンタリングプレート
ばね１１の張力によりセンタリングプレート９を開位置
に保持している。 この状態から可動案内管７を上昇させると、可動案内管
７とともにセンタリング開閉カム１４が上昇移動してセ
ンタリングプレート９に取り付けたセンタリングガイド
ピン１３が係合し、ガイドカム溝１４ａにビン１３が嵌
まり込むようになる。 続いて可動案内管７がさらに上昇すると、センタリング
ガイドピン１３はガイドカム溝１４ａに沿って機械的に
ガイドされ、センタリングプレート９はセンタリングプ
レートばね１１の張力に抗してマガジンチューブ１の内
周側へ押し出されてセンタリングプレート９を閉位置と
する。このときのセンタリングガイドピン１３はＸの位
置にある。 この状態からさらに可動案内管７を上昇させると、セン
タリングガイドピン１３はカム機構のガイドカム溝１４
ａに沿って強制ガイドされて長溝１２内をａ方向に移動
し、センタリングプレート９はマガジンチューブ１の外
周側へ強制的に押し戻されてセンタリングガイド機構４
を開位置とする。 このときマガジンストッパ機構３は、可動案内管７を上
昇させると、ストッパーピン１５がセンタリング開閉カ
ム１４の下方穿ったガイドカム溝１４ｂに係合し、マガ
ジンストッパ機構３も開位置となり、遮へいシールプラ
グの昇降通路が確保される。このときセンタリングガイ
ドピン１３はガイドカム溝１４ａのＹ位置にある。

【発明の効果】

この発明は、マガジンチューブの下端部に配置されたハ
ウジングと、ハウジングに取りつけたセンタリングガイ
ド機構と、このセンタリングガイド機構と係合するセン
タリング開閉カムと、このセンタリング開閉カムを取り
付けた可動案内管から構威し、可動案内管の昇降動作に
よりセンタリングガイド機構のセンタリングプレートの
開動作。 閉動作を機械的に行うので、燃料、遮へいシールプラグ
のセンタリングガイドを確実に行うことができる。また
、センタリングガイド機構を大きな駆動力で操作するの
で、動作不良をカバーし燃料交換機の信頼性を向上させ
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よる燃料交換機のセンタリ
ングガイド構造を示す構成図、第２図は第１図の側面断
面図、第３図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図ないし第
７図は従来の燃料交換機のセンタリングガイド機構を示
すものであり、第４図ないし第６図はそれぞれセンタリ
ングガイド機構の異なる動作状態の説明図、第７図は従
来のマガジンストッパ機構の構成図である。 ｌ：マガジンチューブ、２：燃料、３：マガジンストッ
パ機構、４：センタリングガイド機構、７：可動案内管
、８：ハウジング、９：センタリングプレート、１０：
センタリング軸、１１：センタリングプレートばね、１
２：長溝、１３：センタリングガイドピン、１４：セン
タリング開閉カム、１４ａ、１４ｂニガイドカム溝、１
５：ストッパーピン。 笛 ４ 閃 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）下端部にマガジンストッパ機構を装備した複数本の
   燃料収納用マガジンチューブからなる回転ドラム式マガ
   ジン組立体を有し、この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
   料交換及び機外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、前記マガジンチューブの下端部
   に相対して配置された２つのハウジングと、このそれぞ
   れのハウジングに取り付けられ可動のセンタリングプレ
   ートを有するセンタリングガイド機構と、このセンタリ
   ングガイド機構と係合する４つのセンタリング開閉カム
   を上部に取り付けかつ取扱物の案内部を形成する可動案
   内管とからなり、この可動案内管を昇降させ前記センタ
   リング開閉カムにより前記センタリングプレートを開閉
   して前記燃料または遮へいシールプラグをマガジンチュ
   ーブ内でセンタリングするようにしたことを特徴とする
   圧力管形原子炉の燃料交換機のセンタリングガイド構造
   。