JPH0481759B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、原子炉の炉心部に炉心構成要素を挿
入する際にセルフオリエンテーシヨンされ易い角
度に修正可能な機構に関し、更に詳しくは、グリ
ツパの把持爪先端とハンドリングヘツド部の双方
に傾斜した接触面を形成するとともに、それら接
触面に沿つて斜め方向のすべり案内機構を設け
て、把持爪の拡縮度合の微小変化によつて炉心構
成要素を吊り下げながら回動できるようにした炉
心構成要素の挿入角度修正機構に関するものであ
る。

［従来の技術］ 液体ナトリウム冷却型高速増殖炉の場合を例に
とつて以下に説明する。

高速増殖炉は例えば第８図に示すように、炉容
器１０内に多数の燃料集合体等の炉心構成要素を
装荷した炉心部１２が設けられ、冷却材である低
温の液体ナトリウムが入口配管１４から流入し炉
心１２で加熱されて出口配管１６から流出するよ
うに構成される。炉容器１０の上部には遮蔽プラ
グ１８が取り付けられ、該遮蔽プラグ１８には炉
心上部機構２０や燃料交換機２２が取り付けられ
ている。

燃料交換機２２は炉心構成要素の炉内での移
送、位置決め、引抜き、挿入等を行うものであ
り、第９図に示すように炉心構成要素２４をつか
めるようなグリツパ２６を有する。グリツパ２６
は、下部側面に形成された窓部２８から先端部が
出没自在となるようにピン３２によつて枢着され
た把持爪３０と、該把持爪３０の先端３０ａの拡
縮制御を行う爪開閉操作ロツド３４とを備えてお
り、窓部２８から突出した把持爪先端３０ａによ
つて炉心構成要素２４上部のハンドリングヘツド
部３６を把持できるように構成される。

さて燃料集合体等の炉心構成要素２４は、第１
０図に示すように横断面六角形状をなし炉心部で
三角格子状に規則正しく配列される。原子炉の運
転によつて劣化した燃料集合体は炉心部から引き
抜かれ、その位置に新しい燃料集合体が挿入され
る。このような炉心構成要素の交換作業は燃料交
換機２２によつて一体ずつ全て遠隔操作によつて
行われ、しかも冷却材が液体ナトリウムである場
合には盲目運転となる。炉心構成要素の挿入作業
は、劣化した炉心構成要素を引き抜くことによつ
て生じる六角柱状の穴２５の上方に新炉心構成要
素を位置させ吊り降ろして挿入する。この時、挿
入する炉心構成要素２４の稜線と挿入穴２５の稜
線とが一致しない限り挿入不能である。

そこで挿入時に炉心構成要素２４が正しい角度
で穴２５に挿入されるように、従来技術では炉心
構成要素２４のハンドリングヘツド部３６の外側
に傾斜したすべり面３８を設けるとともに、エン
トランスノズル４０とラツパ管４３との間にキー
部４４を設けたセルフオリエンテーシヨン（自己
方向付け）機構が組み込まれている。

挿入すべき炉心構成要素２４を燃料交換機のグ
リツパ２６により把持して挿入穴２５の上方に移
送し降下させれば、第１１図に示すようにキー部
４４が穴２５を形成する周囲炉心構成要素のすべ
り面３８と干渉し、すべりながら降下しつつずれ
角度θ右方向に回転する。それによつて挿入すべ
き炉心構成要素２４の稜線と挿入穴２５の稜線と
が一致し、挿入できる仕組みである。

［発明が解決しようとする問題点］ ハンドリングヘツド部３６のすべり面３８やエ
ントランスノズル４０の上部に位置するキー部４
４については様々な形状が提案されている。しか
し実際には挿入する炉心構成要素の角度によつて
は。上記セルフオリエンテーシヨン機構を組み込
んでも挿入不可能になる場合がある。それは例え
ば第１１図において、炉心構成要素２４の挿入ず
れ角度θが40〜50度近傍の場合である。挿入不可
能になり易い原因は、炉心構成要素２４を穴２５
内に挿入していたつときラツパ管４３下端の下部
パツド４５のコーナー部４５ａ（第１２図参照）
が隣接する炉心構成要素のハンドリングヘツド３
６の頂点にひつかかるためであることが試験結果
から判明している。

従来技術では挿入不可能になつた場合には、偶
然挿入できるまで燃料交換機による吊り上げと吊
り降ろしを繰り返し試み、挿入する以外に方法は
ない。しかしこのようなやり方では、多数の炉心
構成要素を一体ずつ交換するため、燃料交換時間
が長くなり原子炉の稼働効率が悪くなるという重
大な欠点が生じる。

炉心構成要素の炉心への装荷を確実にするた
め、燃料受入れ時から炉心装荷までの全ての取り
扱いを考慮して受入れ時に角度設定を行うことも
考えられるが、極めて煩瑣であり挿入角度管理が
面倒である。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、最初の挿入作業でセルフオリエンテー
シヨン機構がうまく働かず挿入不可能となつて
も、燃料交換機のゲリツパで炉心構成要素を吊り
下げたまま若干回転させてスムーズに挿入できる
ようにした炉心構成要素の挿入角度修正機構を提
供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成できる本発明は、燃料
交換機グリツパの把持爪先端の形状と炉心構成要
素のハンドリングヘツド部の形状に工夫を施し、
炉心構成要素を吊り下げたままその挿入角度を変
化できるように工夫したものである。

本発明では燃料交換機グリツパには把持爪先端
の拡縮度合の微調整機構が組み込まれている。つ
まり従来のように単に窓部から突出するかあるい
は窓部内に没入するかの２段階の変位を制御する
構造ではなく、窓部から突出した状態でその突出
度合（把持爪先端の開度）を多段階もしくは無段
階に調整できる機構が備わつている。

また把持爪先端の外側上端縁とハンドリングヘ
ツド部の内周環下端縁とに面取り形状の傾斜した
接触面が形成され、それら接触面には、その母線
方向に対して斜め方向に両者をすべり案内するす
べり案内機構が設けられている。このすべり案内
機構としては、例えば互いに噛合し且つ滑動可能
な凹凸条が好ましい。

［作用］ 燃料交換機グリツパの作用は基本的には従来の
場合とほぼ同様である。つまり把持爪先端を全開
にしてハンドリングヘツド部を把持し、炉心構成
要素を炉内の所定の挿入穴の位置に移送し位置決
めする。そしてそのまま降下し挿入穴に挿入す
る。

ここでスムーズにセルフオリエンテーシヨン機
構が働かない場合には、傾斜した接触面同士が接
触するように把持爪先端をやや閉じ、双方のすべ
り案内機構が係合するようにしてやや吊り上げ
る。その状態で把持爪先端をやや狭めると、すべ
り案内機構によつて炉心構成要素は僅かにすべり
降りながら若干回転する。そのまま保持して再び
炉心構成要素を降下させて挿入を試みる。

従つて炉心構成要素は吊り下げられたまま挿入
角度が変化することになるから、当初は挿入不可
能な角度であつても次の挿入の際にはセルフオリ
エンテーシヨン機構が働き易い角度となり、スム
ーズにかつ迅速に炉心構成要素を挿入することが
可能となる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図で
ある。グリツパ並びに炉心構成要素の基本的な構
造は第９図に示す従来技術とほぼ同様であるか
ら、説明を簡略化するため対応する部分には同一
符号を付す。燃料交換機のグリツパ２６は下部側
面両側にそれぞれ窓部２８を備え、把持爪３０の
先端３０ａがその窓部２８から出没自在に構成さ
れる。そのため把持爪３０は第１図には図示され
ていないが、ピンによつて枢着され両把持爪３０
の間に爪開閉操作ロツドが挿入されて、その挿入
位置によつて揺動し先端３０ａが窓部２８から出
没する構成である。

本発明では把持爪先端３０ａが単に２段階で出
没できるような構造でなく、窓部２８から突出し
た状態でその突出程度を多段階もしくは無段階で
微調整できるような構造となつている。それには
爪開閉操作ロツドの外形やそれが当接する把持爪
３０の接触内面の形状に適当なテーパーを形成す
ることによつて容易に行うことができる。

さて上記のようにグリツパ２６において、本発
明が従来技術と顕著に相違する点は、把持爪先端
３０ａとハンドリングヘツド部３６内面の形状で
ある。本実施例におけるグリツパ２６の詳細を第
２図Ａ，Ｂに、またハンドリングヘツド部３６の
詳細を第３図Ａ，Ｂに示す。把持爪先端３０ａの
外側上端縁には面取り形状の傾斜した接触面が形
成され、またハンドリングヘツド部３６の内周下
端縁にも同様の面取り形状の接触面が形成されて
いる。そして把持爪先端３０ａの接触面にはその
接触面の母線方向に対して斜め方向に複数本の凹
凸条５０が形成され、またハンドリングヘツド部
３６の接触面にもその母船方向に対して斜め方向
に多数の凹凸条５２が形成される。そしてこれら
把持爪先端３０ａの凹凸条５０とハンドリングヘ
ツド部３６の凹凸条５２とは互いに噛合し且つ凹
凸条の形成方向に沿つて、即ち母線方向に対して
傾いた方向に滑動自在な構造である。

このように構成された挿入角度修正機構の動作
は次の如くである。まず第４図に示すように把持
爪先端３０ａの上面でハンドリングヘツド部３６
の下面を把持して炉心構成要素２４を吊り下げ、
所定の挿入穴の上方まで移送する。そしてそのま
ま降下させ挿入を試みる。この時、セルフオリエ
ンテーシヨン機構がうまく働かず挿入不可能にな
つた場合には次のように操作する。

挿入する炉心構成要素２４は、第５図に示す
ように周囲の炉心構成要素と干渉して浮き上が
つた状態となるから、把持爪先端３０ａはハン
ドリングヘツド部３６から離れる。

グリツパ２６の把持爪３０をやや閉じて引き
上げ、把持爪先端３０ａの凹凸条５０とハンド
リングヘツド部３６の凹凸条５２とが接触噛合
するようにし（第６図および第７図参照）、更
にそのまま吊り下げている炉心構成要素のキー
部が周囲炉心構成要素に干渉しなくなる距離だ
け（通常、数十mm程度）引き上げる。

この第６図の状態において、把持爪先端３０
ａを矢印Ｐで示すように徐々に縮閉する。する
と互いに噛合している把持爪先端３０ａの凹凸
条５０とハンドリングヘツド部３６の凹凸条５
２との間ですべりが生じ、ハンドリングヘツド
部３６へ矢印Ｑで示すように降下しながら矢印
Ｒ方向に回転する。これによつて最初に挿入し
た状態に比べて挿入角度が修正されることにな
る。

このまま把持爪３０の開度を固定し、炉心構
成要素２４を保持する。

そして炉心構成要素２４を再び降下させて挿
入位置の六角穴への挿入を試みる。一般的には
このような操作によつてセルフオリエンテーシ
ヨン機構が働き周囲炉心構成要素間に収められ
る。

万一これら一連の操作でも挿入不可能な場合に
は、把持爪先端３０ａとハンドリングヘツド部３
６との間には隙間ができているから、把持爪３０
を全開とし、その炉心構成要素を掴み直して再度
上記〜までの操作をやり直す。それによつて
ずれ角度が減じられてセルフオリエンテーシヨン
不可能な特定角度が回避される。

セルフオリエンテーシヨン機構の構成や挿入角
度修正機構における凹凸条の構成等によつても異
なるが、一般的には１回の上記操作によつてスム
ーズに新しい炉心構成要素を所定の挿入穴に収め
ることができる。

なお上記の実施例ではすべり案内機構として互
いに噛合する凹凸条を用いているが、本発明は必
ずしもそのような構成のみに限定されるものでは
ない。一方を多数の溝とし、他方をそれに嵌合す
る突起（例えば点状突起）として、それらを組み
合わせる構造としてもよい。

［発明の効果］ 本発明は上記のようにグリツパの把持爪先端と
ハンドリングヘツド部の内面にそれぞれ面取り形
状の接触面を形成し、それら接触面に斜め方向の
すべり案内機構を設けて、把持爪先端の拡縮度合
の微調整機構により炉心構成要素を吊り下げた状
態で若干回転できる構成であるから、例えセルフ
オリエンテーシヨン機構がうまく働かず炉心構成
要素を所定の穴に挿入できなくなつても、極く簡
単な操作によつて挿入すべき炉心構成要素の向き
を修正し確実に且つ迅速に挿入することができ、
燃料交換時間が短縮して原子炉の稼働率が向上す
るという優れた効果を奏する。

また本発明は、構成は極めて簡単であり、従来
構造の炉心構成要素やハンドリングヘツド部の一
部に僅かな加工を施すだけで済むから、どのよう
なセルフオリエンテーシヨン機構をもつ炉心構成
要素にも適用可能である。

更に本発明では炉内において炉心構成要素の挿
入角度を修正できるため、燃料受入れ時から炉心
装荷までの全ての取り扱いを考慮して受入れ時に
角度設定を行うといつた煩瑣な挿入角度管理が不
要となる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る炉心構成要素の挿入角度
修正機構の一実施例を示す要部断面図、第２図Ａ
はグリツパの平面図、第２図Ｂはその側面図、第
３図Ａはハンドリングヘツド部の平面図、第３図
Ｂはその部分縦断面図、第４図は炉心構成要素を
移送するためグリツパにより把持している初期状
態を示す説明図、第５図は挿入不可能な時の浮き
上がつた状態を示す説明図、第６図は挿入角度修
正を行つている時の状態を示す説明図、第７図は
把持爪先端部とハンドリングヘツド部との噛合状
態を示す説明図、第８図は液体ナトリウム冷却型
高速炉の一例を示す説明図、第９図は従来の燃料
交換機グリツパによる炉心構成要素の把持状態を
示す説明図、第１０図は挿入する炉心構成要素と
挿入位置に形成された六角柱状の穴を示す説明
図、第１１図および第１２図はセルフオリエンテ
ーシヨン機構の動作説明図である。 １０……炉容器、１２……炉心部、２２……燃
料交換機、２４……炉心機構要素、２６……グリ
ツパ、３０……把持爪、３０ａ……把持爪先端、
３６……ハンドリングヘツド部、５０，５２……
凹凸条。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料交換機グリツパに把持爪先端の拡縮度合
   の微調整機構を組み込むとともに、該把持爪先端
   の外側上端縁と炉心構成要素のハンドリングヘツ
   ド部の内周下端縁にそれぞれ面取り形状の接触面
   を形成し、それら接触面にその母線方向に対して
   斜め方向に案内するすべり案内機構を設けたこと
   を特徴とする炉心構成要素の挿入角度修正機構。 ２ すべり案内機構は、前記両接触面で互いに噛
   合し滑動可能で、接触面の母線方向に対して斜め
   方向に延びる多数の凹凸条からなる特許請求の範
   囲第１項記載の炉心構成要素の挿入角度修正機
   構。