JPH04110700A - 高速増殖炉の燃料交換・出入装置 - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は、液体金属を冷却材とする高速増殖炉の炉心
構成要素を交換または出し入れする燃料交換・出入装置
に関する。

【従来の技術】

図に基づいて従来の高速増殖炉の燃料交換・出入装置に
ついて説明する。第５図は従来の燃料交換・出入装置を
備えた高速増殖炉の縦断面図、第６図は第５図の■−■
断面図である。 第５図において、従来の燃料交換・出入装置は、炉心５
の上部に配置された炉心上部機構６と、この炉心上部機
構６の外径側に配置された伸縮アーム式燃料交換機１と
、炉心５の外径側に配置された炉内燃料貯蔵ラック２と
、炉内燃料貯蔵ラック２を回転させる貯蔵ラック回転軸
３と、炉内へ突出する出入案内筒４を有する燃料出入機
１０とから構成される。８はしゃへいプラグ、９は原子
炉容器、１３は回転プラグである。 炉心５で燃焼された使用済燃料は、高速増殖炉を停止し
た状態で燃料交換機１により炉心５から取り出して炉内
燃料貯蔵ラック２内に移送され、予め炉内燃料貯蔵ラッ
ク２に移送された新燃料と交換される。この炉内燃料貯
蔵ラック２は、１回の燃料交換時に交換すべき使用済燃
料の本数を上回るよう貯蔵容量が設定されている。 計画された全ての使用済燃料を新燃料と交換する作業が
終了した後に、原子炉を起動する。炉内燃料貯蔵ラック
２に収容された使用済燃料は、原子炉の運転状態におい
て、炉外に位置する燃料出入機１０により炉内に突出す
る出入案内筒４を介して炉外へ取り出して搬出するとと
もに、燃料出入機により新燃料を炉内へ移し、さらに炉
内燃料貯蔵ランク２へ貯蔵する。なお、炉内燃料貯蔵ラ
ック２は回転式のラックであり、貯蔵ラック回転軸３で
回転させて、１個の出入案内筒４により炉内燃料貯蔵ラ
ック２の全ての燃料に対し、アクセス可能である。第６
図において、７は燃料交換機取扱範囲を示し、原子炉容
器９の上部のしゃへいプラグ８の中で、回転プラグ１３
を回転させ、燃料交換機１の位置を移動させて燃料を交
換する。

【発明が解決しようとする課題】

従来、原子炉停止期間中に、使用済燃料を炉心から取り
出して炉内燃料貯蔵ラックへ移送するとともに、新燃料
を炉内燃料貯蔵ラックから炉心に挿入し、原子炉運転中
に、炉内燃料貯蔵ラックから使用済燃料を炉外へ出して
、新燃料を炉外から炉内燃料貯蔵ラックへ入れる装置で
は、炉心５の外側に独立した炉内燃料貯蔵ラック２を配
置しており、燃料の交換本数が多（なる大型炉に適用し
た場合、この炉内燃料貯蔵ラック２が大型化し、原子炉
容器９の径が増大するため手間がかかり、原子炉運転中
に燃料を交換、出し入れすることによる作業時間短縮の
効果が減殺されてしまうという欠点があった。 この発明は、高速増殖炉の原子炉容器の径を増大させる
ことな（、しかも燃料交換のための原子炉停止期間を短
縮させて燃料交換、出し入れする燃料交換・出入装置を
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、請求項１によれば、高速増殖炉の炉心を構
成する炉心構成要素を交換または出し入れする燃料交換
・出入装置において、炉心の上部に配置された炉心上部
機構と、この炉心上部機構の外径側に配置された伸縮ア
ーム式燃料交換機と、この伸縮アーム式燃料交換機の下
方の前記炉心の外径側に配置された三日月状の炉内燃料
貯蔵ラックと、前記伸縮アーム式燃料交換機の付近に炉
内へ突出する出入案内筒を有し炉外に位置する燃料出入
機とからなり、前記高速増殖炉の停止期間中に前記炉心
から前記炉内燃料貯蔵ラックへ移送された使用済燃料を
、前記高速増殖炉の運転中に、前記伸縮アーム式燃料交
換機により前記炉内燃料貯蔵ラックから炉内の燃料取り
出し位置まで移送して、この位置からさらに前記燃料出
入機により炉外へ取り出すとともに、前記高速増殖炉の
運転中に、新燃料を前記燃料出入機により炉外から炉内
の燃料取り出し位置へ移送して、この位置からさらに前
記伸縮アーム式燃料交換機により前記炉内燃料貯蔵ラッ
クへ移すことによって達成される。 上記目的は請求項２の発明によれば、高速増殖炉の炉心
を構成する炉心構成要素を交換または出し入れする燃料
交換・出入装置において、炉心の上部に配置された炉心
上部機構と、この炉心上部機構の外径側に配置された複
数の伸縮アーム式燃料交換機と、この伸縮アーム式燃料
交換機の下方の前記炉心の外径側に対称的に配置された
複数の三日月状の炉内燃料貯蔵ラックと、この炉内燃料
貯蔵ラックの間に位置する炉内中継装置と、１台の前記
伸縮アーム式燃料交換機の付近に炉内へ突出する出入案
内筒を有し炉外に位置する燃料出入機とからなり、前記
高速増殖炉の停止期間中に前記炉心から複数の前記炉内
燃料貯蔵ラックへ移送された使用済燃料を、前記高速増
殖炉の運転中に、複数の前記伸縮アーム式燃料交換機に
より直接あるいは前記炉内中継装置を経て、前記炉内燃
料貯蔵ラックから炉内の燃料取り出し位置まで移送して
、この位置からさらに前記燃料出入機により炉外へ取り
出すとともに、前記高速増殖炉の運転中に、新燃料を前
記燃料出入機により炉外から炉内の燃料取り出し位置へ
移送して、この位置からさらに複数の前記伸縮アーム式
燃料交換機により直接あるいは前記炉内中継装置を経て
複数の前記炉内燃料貯蔵ラックへ移すことによって達成
される。 【作　用】 この発明は請求項１によれば、炉心の上部に配置された
炉心上部機構の外径側に位置する伸縮アーム式燃料交換
機と、この伸縮アーム式燃料交換機の下方の炉心の外径
側に配置された三日月状の炉内燃料貯蔵ラックと、伸縮
アーム式燃料交換機の付近に炉内へ突出する出入案内筒
を有し炉外に位置すに燃料出入機とからなり、原子炉運
転中に、伸縮アーム式燃料交換機により使用済燃料を炉
内燃料貯蔵ラックから炉内の燃料取り出し位置まで移送
し、さらに燃料出入機により炉外へ取り出すとともに、
原子炉の運転中に、新燃料を燃料出入機及び伸縮アーム
式燃料交換機により炉外から炉内燃料貯蔵ラックへ移す
ので、原子炉停止中に行う燃料の移送は、炉心、炉内燃
料貯蔵ラックの２箇所４ポジシヨンのみであり、原子炉
の停止期間を短縮させて燃料交換、出し入れできる。し
かも、炉心の外径側に配置された三日月状の炉内燃料貯
蔵ラックは、使用済燃料の減衰待ち貯蔵が可能であり、
炉内燃料貯蔵ラックの径を大きくすることがないため、
炉容器の径をコンパクトにできる。 この発明は、請求項２によれば、炉心の上部に位置する
炉心上部機構の外径側に配置された複数の伸縮アーム式
燃料交換機と、この伸縮アーム式燃料交換機の下方の炉
心の外径側に対称的に配置された複数の三日月状の炉内
燃料貯蔵ラックと、この炉内燃料貯蔵ラックの間に位置
する炉内中径装置と、炉内出入機とからなり、高速増殖
炉の停止期間中に炉心から炉内燃料貯蔵ラックへ移送さ
れた使用済燃料を、高速増殖炉の運転中に、伸縮アーム
式燃料交換機により炉内燃料貯蔵ラックから炉内の燃料
取り出し位置まで移送して、この位置からさらに燃料出
入機により炉外へ取り出すとともに、高速増殖炉の運転
中に、新燃料を燃料出入機及び伸縮アーム式燃料交換に
より炉外から炉内燃料貯蔵ラックへ移すので、原子炉停
止中に行う燃料の移送は、炉心、炉内燃料貯蔵ラックの
２箇所４ポジシヨンのみであり、原子炉の停止期間を短
縮させて燃料交換、出し入れできる。また、炉心の外径
側に配置された三日月状の炉内燃料貯蔵ラックは、使用
済燃料の減衰待ち貯蔵が可能であり、炉内燃料貯蔵ラッ
クの径を大きくすることがないため、炉容器の径をコン
パクトにできる。

【実施例】

以下図に基づいてこの発明の詳細な説明する。 第１図はこの発明の請求項１の実施例による燃料交換・
出入装置を備えた高速増殖炉の縦断面図、第２図は第１
図の■−■断面図である。第１図、第２図において、第
５図及び第６図と同じ部位は同じ符号を付している。 この実施例による燃料交換・出入装置は、炉心５の上部
に配置された炉心上部機構６と、炉心上部機構６の外径
側に配置された伸縮アーム式燃料交換機１と、伸縮アー
ム式燃料交換機１の下方の炉心５の外径側に配置された
三日月状の炉内燃料貯蔵ラックと、伸縮アーム式燃料交
換機１の付近に炉内へ突出する出入案内筒４を有し炉外
に位置する台車型の燃料出入機１０とからなる。８はし
やへいプラグ、９は原子炉容器、１３は回転プラグであ
る。第１図の実施例は回転プラグ１３を用いているが、
回転プラグ１３を用いない例もある。 原子炉の停止期間中に炉心５から炉心上部機構６及び伸
縮アーム式燃料交換機１を介して使用済燃料を取り出し
て、炉内燃料貯蔵ラック２へ移し、また炉内燃料貯蔵ラ
ック２へ貯蔵された新燃料を伸縮アーム式燃料交換機１
及び炉心上部機構６を介して、炉内燃料貯蔵ラック２か
ら取り出して炉心５へ挿入する。計画された燃料の交換
が完了した後、原子炉を起動する。 原子炉運転中に以下の作業を行う。すなわち、高速増殖
炉の停止期間中に炉心５から炉内燃料貯蔵ラック２へ移
送された使用済燃料を、原子炉運転中に、伸縮アーム式
燃料交換機１により炉内燃料貯蔵ラック２から炉内の燃
料取り出し位置１１まで移送し、この位置からさらに燃
料出入［１０により炉外へ取り出すとともに、燃料出入
機１０により新燃料を炉外から炉内の燃料取り出し位置
１１へ移送し、さらに伸縮アーム式燃料交換機１により
炉内燃料貯蔵ラック２へ移す。 第３図はこの発明の請求項２の実施例による燃料交換出
入装置を有する高速増殖炉の縦断面図、第４図は第３図
のＩＶ−ＩＶ断面図である。第３図。 第４図において、第１図及び第２図と同じ部位は同じ符
号を付している。 第３図、第４図の実施例による燃料交換・出入装置は、
炉心５の上部に配置された炉心上部機構６と、この炉心
上部機構６の外径側に配置された３個の伸縮アーム式燃
料交換機１と、伸縮アーム式燃料交換機１の下方の炉心
５の外径側に対称的に配置された３個の三日月状の炉内
燃料貯蔵ラック２と、炉内燃料貯蔵ラック２の間に位置
する２個の炉内中継装置１２と、１台の伸縮アーム式燃
料交換機１の付近に炉内へ突出する出入案内筒４を有し
炉外に位置するＡフレーム式燃料出入＠１０とから構成
する。 原子炉の停止期間中に炉心５から炉心上部機構６及び伸
縮アーム式燃料交換機１を介して使用済燃料を取り出し
て炉内燃料貯蔵ラック２へ移し、また、炉内燃料貯蔵ラ
ック２へ貯蔵された新燃料を伸縮アーム式燃料交換機１
及び炉心上部機構６を介して炉心５へ挿入する。炉心上
部機構６は、実線が原子炉を停止して燃料交換時の位置
、破線が原子炉運転中の位置である。計画された燃料の
交換が完了した後、原子炉を起動する。 原子炉運転中に以下の作業を行う、すなわち、高速増殖
炉の停止期間中に炉心５から炉内燃料貯蔵ラック２へ移
送された使用済燃料を、原子炉運転中に、炉内燃料貯蔵
ラック２から伸縮アーム式燃料交換機１により炉内の燃
料取り出し位置１１まで移送し、この位置からさらに燃
料出入＠１０により炉外へ取り出すとともに、新燃料を
燃料出入機１０により炉外から炉内の燃料取り出し位置
へ移送して、この位置からさらに伸縮アーム式燃料交換
機１により、直接または炉内中継装置１２を経て炉内燃
料貯蔵ラック２へ移す。 【発明の効果］ この発明は、請求項１によれば、伸縮アーム式燃料交換
機の下方の炉心の外径側に配置された三日月状の炉内燃
料貯蔵ラックを設け、原子炉運転中に、炉内燃料貯蔵ラ
ックから使用済燃料を伸縮アーム式燃料交換機及び台車
式燃料出入機により炉外へ取り出すか、または新燃料を
炉内燃料貯蔵ラックへ搬入するので、下記の効果がある
。 （１）燃料交換のための原子炉停止期間の短縮従来、燃
料を炉内へ貯蔵するプラントにおいては、原子炉停止中
の燃料の移送は、中継点、炉内燃料貯蔵ラック、炉心の
３箇所６ポジシヨンであったが、この発明によれば、原
子炉停止中の燃料の移送は炉内貯蔵ラック３炉心の２箇
所４ポジシヨンのみであり、燃料交換のための原子炉停
止期間を大幅に短縮できる。 （２）原子炉容器径のコンパクト化 炉心の外径側に配置された三日月状の炉内燃料貯蔵ラッ
クは、使用済燃料の減衰待ち貯蔵が可能なので、搬出待
ちのための炉内燃料貯蔵ラックの径を大きくすることが
ないため、原子炉容器の径をコンパクトにすることがで
きる。 （３）炉外使用済燃料貯蔵系の簡素化 炉内での使用済燃料の搬出待ち期間の選択の幅だ大きく
、炉外使用済燃料貯蔵系の簡素化を図ることができる。 特に、２年程度以上炉内で減衰待ち貯蔵された使用済燃
料は、その発熱量も十分小さく、発電所内での一時大量
貯蔵なしで直接キャスクに入れて、炉外へ搬出すること
も可能となる。 （４）破損燃料の素早い交換 この発明による燃料交換機は、通常、原子炉容器内に据
え付は保管されているので、燃料に破損が発生した最は
、従来の燃料交換機のごとく、燃料交換の度に燃料交換
機の据え付け、撤去等の作業を行うことなく、破損燃料
の素早い交換ができる。 （５）炉外使用済燃料処理系の簡素化 使用済燃料の炉外への取り出し時間がプラント利用率に
影響を与えないため、燃料出し入れを含めた使用済燃料
の処理、移送は、原子炉運転中に時間の制約な（行うこ
とができる。従って、従来、燃料交換スケジュールから
複数基必要とされていた燃料洗浄装置などは、単基で十
分となり、炉外使用済燃料処理系の大幅な簡素化に寄与
できる。 この発明は、請求項２によれば、伸縮アーム式燃料交換
機の下方の炉心の外系側に対称的に配置された複数の三
日月状の炉内燃料貯蔵ラックを設け、原子炉運転中に使
用済燃料を口内燃料貯蔵ラックから複数の伸縮アーム式
燃料交換機及びＡフレーム式燃料出入機により炉外へ取
り出すか、または新燃料を炉外から炉内燃料貯蔵ラック
へ移送するので、請求項１の発明による燃料交換・出入
装置と同様な効果がある。 さらに、請求項２の発明によれば、炉内燃料貯蔵ラック
の全体の容量が大きく、燃料交換機の台数が多いので、
貯蔵する燃料を増加させることができ、かつ燃料の交換
・出し入れに要する時間を短縮できる。

【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・出入装置を
備えた高速増殖炉の縦断面図、第２図は第１図の■−■
断面図、第３図はこの発明の他の実施例による燃料交換
・出入装置を備えた高速増殖炉の縦断面図、第４図は第
３図のＩＶ−ＩＶ断面図、第５図は従来の燃料交換・出
入装置を備えた高速増殖炉の縦断面図、第６図は第５図
のＶｌ−Ｖｌ断面図である。 １：伸縮アーム式燃料交換機、２：炉内燃料貯蔵ランク
、４：出入案内筒、５：炉心、６：炉心上部機構、８：
しゃへいプラグ、９：原子炉容器、１０：燃料出入機、
１１：燃料取り出し位置、１２：炉内中継装置、１３：
回転プラグ。 第５図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）高速増殖炉の炉心を構成する炉心構成要素を交換ま
   たは出し入れする燃料交換・出入装置において、炉心の
   上部に配置された炉心上部機構と、この炉心上部機構の
   外径側に配置された伸縮アーム式燃料交換機と、この伸
   縮アーム式燃料交換機の下方の前記炉心の外径側に配置
   された三日月状の炉内燃料貯蔵ラックと、前記伸縮アー
   ム式燃料交換機の付近に炉内へ突出する出入案内筒を有
   し炉外に位置する燃料出入機とからなり、前記高速増殖
   炉の停止期間中に前記炉心から前記炉内燃料貯蔵ラック
   へ移送された使用済燃料を、前記高速増殖炉の運転中に
   、前記伸縮アーム式燃料交換機により前記炉内燃料貯蔵
   ラックから炉内の燃料取り出し位置まで移送して、この
   位置からさらに前記燃料出入機により炉外へ取り出すと
   ともに、前記高速増殖炉の運転中に、新燃料を前記燃料
   出入機により炉外から炉内の燃料取り出し位置へ移送し
   て、この位置からさらに前記伸縮アーム式燃料交換機に
   より前記炉内燃料貯蔵ラックへ移すことを特徴とする高
   速増殖炉の燃料交換・出入装置。 ２）高速増殖炉の炉心を構成する炉心構成要素を交換ま
   たは出し入れする燃料交換・出入装置において、炉心の
   上部に配置された炉心上部機構と、この炉心上部機構の
   外径側に配置された複数の伸縮アーム式燃料交換機と、
   この伸縮アーム式燃料交換機の下方の前記炉心の外径側
   に対称的に配置された複数の三日月状の炉内燃料貯蔵ラ
   ックと、この炉内燃料貯蔵ラックの間に位置する炉内中
   継装置と、１台の前記伸縮アーム式燃料交換機の付近に
   炉内へ突出する出入案内筒を有し炉外に位置する燃料出
   入機とからなり、前記高速増殖炉の停止期間中に前記炉
   心から複数の前記炉内燃料貯蔵ラックへ移送された使用
   済燃料を、前記高速増殖炉の運転中に、複数の前記伸縮
   アーム式燃料交換機により直接あるいは前記炉内中継装
   置を経て、前記炉内燃料貯蔵ラックから炉内の燃料取り
   出し位置まで移送して、この位置からさらに前記燃料出
   入機により炉外へ取り出すとともに、前記高速増殖炉の
   運転中に、新燃料を前記燃料出入機により炉外から炉内
   の燃料取り出し位置へ移送して、この位置からさらに複
   数の前記伸縮アーム式燃料交換機により直接あるいは前
   記炉内中継装置を経て複数の前記炉内燃料貯蔵ラックへ
   移すことを特徴とする高速増殖炉の燃料交換・出入装置
   。