JPH0511279B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は原子力発電プラントにおける原子燃料
取扱装置に係り、特に原子炉の燃料交換機として
用いて好適な原子燃料取扱装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のBWRの燃料集合体の移送は、特開昭58
−34392号公報に示すように炉心と燃料貯蔵プー
ル間において１台の燃料交換機により行つてい
る。

一方、燃料交換時間を短縮するために、特開昭
54−47988号公報に記載のように、２つのフツク
を有して一度に２体の燃料集合体を把持する燃料
交換機が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

特開昭58−34392号公報に記載の従来技術では、
燃料集合体の移送は１台の燃料交換機により行つ
ているため、移送時間の短縮を図るためには、燃
料交換機の駆動速度のスピードアツプを行う必要
があるが、燃料集合体を取扱う機器であることよ
り、スピードアツプには限界がある。

特開昭54−47988号公報に記載の従来技術では、
炉心内の燃料集合体の配置によつて、２つのフツ
クを有する燃料交換機で２体の燃料集合体を同時
に把持できなく、１体の燃料集合体を把持する場
合がある。特に、炉心最外周に配置された燃料集
合体は、２体ずつ取出すことが困難である。なぜ
ならば、２つのフツクを有する燃料交換機は、対
角線上に配置された２体の燃料集合体を把持する
ことが容易であるが、直線状に配列されて残る最
外周の燃料集合体を２ずつ取出すことは困難であ
る。従つて、２つのフツクの一方にのみ１体の燃
料集合体を把持する状態が生じてバランスが取れ
ないために、燃料交換機の走行に支障が生じる。

本発明の目的は、一度に把持できる燃料集合体
の数を容易に変えることができ、把持できる燃料
集合体の数にかかわらず燃料移送をスムーズにか
つ短時間で行うことのできる原子燃料取扱装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明によれば、原
子炉発電プラントにおける原子燃料取扱装置にお
いて、走行台車と、前記走行台車上に載置され走
行台車の走行方向に対して直角な方向に配置され
たレール上を走行する独立に駆動可能な２台の横
行台車と、前記２台の横行台車にそれぞれ備えら
れ、それぞれ伸縮管と燃料つかみ具を有する独立
に駆動可能な２つの燃料つかみ装置とを備え、前
記２台の横行台車の一方は、上方から見て、その
一側部に前記レールに平行な突出部分を有し、他
方の横行台車は、その一方の横行台車の突出部分
に隣接する空間に進入可能な部分を有し、一方の
横行台車に備えられる燃料つかみ装置は前記突出
部分に設置され、他方の横行台車に備えられる燃
料つかみ装置は前記進入可能な部分に設置されて
いることを特徴とする原子燃料取扱装置が提供さ
れる。

〔作用〕

走行台車状に独立に駆動可能な２台の横行台車
を配置することにより、一度に２体の燃料集合体
の取扱が可能となる。また、一方の横行台車の突
出部分にその横行台車の燃料つかみ装置を設置
し、他方の横行台車の前記突出部分に隣接した空
間に侵入可能な部分にその横行台車の燃料つかみ
装置を配置することにより、２台の横行台車を中
央に寄せたとき、２つの燃料つかみ装置は走行台
車の移動方向にほぼ整列して配置されるので、原
子燃料取扱装置の移動経路にあるゲートのスムー
ズな通過が可能となる。こられらにより、例えば
炉心から使用済燃料プールへの１往復で、２体の
燃料集合体の移送が可能となり、燃料交換作業時
間が大幅に短縮する。

同じレール上に２台の横行台車を載置すること
により、従来の走行台車がほぼそのまま使用で
き、既設の原子炉設備への適用が安価に行える。

更に、同じレール上に２台の横行台車を載置す
ることにより、原子燃料取扱装置の全体高さの増
加が抑えられるので、原子燃料取扱装置のコスト
低減が図れると共に、炉内サービス作業性が良好
となり、更に、燃料つかみ装置も同一仕様の設計
でよくなるので、高い信頼性が確保できる。

〔実施例〕

第４図Ａに沸騰水型原子炉の炉心の横断面を示
す。本図において、１は燃料集合体、２は制御
棒、３はLPRM（局所出検出器）を示す。また、
第４図Ｂに示すごとく、１つの制御棒２を囲む４
体の燃料集合体１はセルを構成している。これら
の４体の燃料集合体１のハンドル１Ａは、制御棒
２に対向している。

原子炉を運転すると、炉心の反応度が低下する
ため、定期的に使用済の燃料集合体を新しい燃料
集合体と交換しなければならない。前回の燃料交
換から次の燃料交換までの原子炉の運転機関をサ
イクルと呼び、各サイクル末期に新しい燃料集合
体との交換が行なわれる。炉心の燃料集合体の数
は110万級の発電用原子炉では約800体であり、毎
点検毎にその1/4〜1/3の燃料集合体１の交換が必
要となる。

第５図は、沸騰水型原子炉における炉心内の燃
料集合体１の装荷パターン、すなわち、燃料集合
体１の配置の状態を示している。図中、各燃料集
合体１に対した数字４〜６は、炉心滞在サイクル
数を示し、同じ数字の燃料集合体１は同時期に交
換すべきものである。第５図中、サイクル数４，
５及び６の燃料集合体１をそれぞれ符号４，５，
６で指示してある。ここで、同時期に交換すべき
燃料集合体１、例えば、特に斜線を施したサイク
ル数６の燃料集合体１は、常に斜め方向に一列に
隣接した形で配置されて存在する。

本発明の好適な一実施例である原子燃料取扱装
置を燃料交換機として使用する場合につき第１図
〜第３図に基づいて説明する。

本実施例の原子燃料取扱装置１０は、１台の走
行台車１６、走行台車１６上の同一レベルに敷設
された横行レール１９上を同一方向に走行する２
台の横行台車１７Ａ及び１７Ｂ、及び横行台車１
７Ａ及び１７Ｂにそれぞれ取付けられた燃料つか
み装置３０Ａ及び３０Ｂからなつている。

２台の横行台車１７Ａ，１７Ｂのうち一方の横
行台車１７Ａは、第２図に示すように上方から見
て、その一側部にレール１９に平行な突出部分１
７ａを有する概略Ｌ字状をなし、他方の横行台車
１７Ｂは、横行台車１７Ａの突出部分１７ａに隣
接する空間に進入可能な部分１７ｂを有する矩形
状をなし、横行台車１７Ａに備えられる燃料つか
み装置３０Ａは突出部分１７ａに設置され、横行
台車１７Ｂに備えられる燃料つかみ装置３０Ｂは
当該進入可能な部分１７ｂに設置されている。

燃料つかみ装置３０Ａは、直径の異なる複数の
円筒を軸方向に組合せてなる伸縮管１１Ａ及び伸
縮管１１Ａの下端部に取付けられた燃料つかみ具
（例えばフツク）１２Ａを有している。燃料つか
み装置３０Ｂは、直径の異なる複数の円筒を軸方
向に組合せてなる伸縮管１１Ｂ及び伸縮管１１Ｂ
の下端部に取付けられた燃料つかみ具１２Ｂを有
している。複数の伸縮管１１Ａ及び１１Ｂを軸方
向に伸縮させる駆動装置（図示せず）が、各々の
横行台車１７Ａ及び１７Ｂに取付けられている。
燃料つかみ具１２Ａ及び１２Ｂの駆動装置も、横
行台車１７Ａ及び１７Ｂに設置されている。燃料
つかみ装置３０Ａ及び３０Ｂが取付けられる横行
台車１７Ａ及び１７Ｂは、各々独立して走行可能
であり、燃料つかみ装置３０Ａ及び３０Ｂは各々
独立して駆動できる。走行台車１６の同じレール
１９上を横行台車１７Ａ及び１７Ｂが独立して動
くので、それらの横行台車の衝突防止用として近
接センサ（図示せず）を設けて各横行台車間の距
離が所定の距離以内になつた時に横行台車の移動
を停止させる機構を各横行台車に設ける。また、
横行台車１７Ａ及び１７Ｂの位置検出装置（図示
せず）の出力信号を監視することにより、それら
の横行台車の衝突を防止することができる。

本実施例における燃料交換操作を以下に説明す
る。沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器３１内の炉
心８の燃料集合体を使用済燃料貯蔵プール９内の
燃料ラツク１４内へ移送するまでのステツプを説
明する。燃料交換時には、原子炉圧力容器３１の
上部の蓋が取外され、原子炉圧力容器３１の上方
まで冷却水３２が充填される。

原子炉建屋の５階フロアに設置されたレール３
３上を移動する走行台車１６により走行方向の位
置決めを行つた後、まず横行台車１７Ａが移動さ
れてその台車の横行方向の位置決めがなされる。
そして、燃料つかみ装置３０Ａの伸縮管１１Ａを
下方へ伸ばして燃料つかみ具１２Ａを下降させ
る。燃料つかみ具１２Ａの下降を停止して燃料つ
かみ具１２を操作し、燃料集合体１のハンドル１
Ａをつかむ。その状態で伸縮管１１Ａを縮めて燃
料集合体１を、横行台車１７Ａの移動可能な高さ
まで上昇させる。

つづいて、横行台車１７Ｂ及び横行台車１６
が、取出すべき燃料集合体１の上方の位置に移動
される。所定の燃料集合体１の上方に燃料つかみ
具１２Ｂがきた時、伸縮管１１Ｂが伸ばされて燃
料つかみ具１２Ｂが所定の燃料集合体１を把持で
きる位置まで下降される。そして燃料つかみ具１
２Ｂが駆動され、その燃料集合体１が燃料つかみ
具１２Ｂに把持される。伸縮管１１Ｂが縮められ
て燃料集合体１をつかんでいる燃料つかみ具１２
Ｂが上昇する。燃料集合体１が所定の位置まで上
昇した時、燃料つかみ具１２Ｂの上昇が停止され
る。横行台車１７Ａ及び１７Ｂは、燃料集合体１
がゲート１８を通過できるように第２図に示す如
く走行台車１６の中央に移動される。ゲート１８
は、炉心８上方のプールと使用済燃料貯蔵プール
９を連絡している。

吊上げられた２体の燃料集合体１は、走行台車
１６の移動により燃料つかみ装置３０Ａ及び３０
Ｂとともにゲート１８を通つて使用済燃料プール
９に移動される。ここで、横行台車１７Ａ及び１
７Ｂは前述したようにそれぞれ概略Ｌ字状及び矩
形状をなし、燃料つかみつかみ装置３０Ａは突出
部分１７ａに配置され、燃料つかみ装置３０Ｂは
突出部分１７ａに隣接する空間に進入可能な部分
１７ｂに配置されている。したがつて、上記のよ
うに横行台車１７Ａ，１７Ｂを中央に寄せたと
き、燃料つかみ装置３０Ａ，３０Ｂはレール３３
上を移動する走行台車１６の移動方向にほぼ整列
して位置決めされ、ゲート１８のスムーズな通過
が可能となる。

走行台車１６が使用済燃料貯蔵プール９内の所
定燃料ラツク１４上に移動位置決めされた後、横
行台車１７Ａは、燃料つかみ装置３０Ａにてつか
んでいる燃料集合体１を装荷しようとする燃料ラ
ツク１４上に移動させて位置決めを行う。そして
燃料集合体１を伸縮管１１Ａを伸ばして燃料ラツ
ク１４内に収納した後、燃料つかみ具１２Ａより
外す。そして、伸縮管１１Ａを縮めて燃料つかみ
具１２Ａを原子燃料取扱装置１０が移動可能な高
さまで上昇させる。つづいて、横行台車１７Ｂ
が、燃料つかみ装置３０Ｂにつかんでいる燃料集
合体１を装荷すべき燃料ラツク１４上に移動させ
る。その燃料集合体１を、伸縮管１１Ｂを伸ばし
て所定の燃料ラツク１４内に納めた後、燃料つか
み具１２Ｂより外す。その後、燃料つかみ具１２
Ｂを原子燃料取扱装置が、移動可能な高さまで上
昇させる。燃料つかみ装置３０Ａ及び３０Ｂの伸
縮管１１Ａ及び１１Ｂが、ゲート１８を通過可能
な位置まで、横行台車１７Ａ及び１７Ｂを移動さ
せる。ここでも横行台車１７Ａ，１７Ｂを中央に
寄せたとき、燃料つかみ装置３０Ａ，３０Ｂはレ
ール３３上を移動する走行台車１６の移動方向に
ほぼ整列して位置決めされる。原子燃料取扱装置
１０は、ゲート１８をスムーズに通過し、次に取
替えるべき炉心８内の燃料集合体１の位置まで移
動し、燃料交換の１ステツプが完了する。

本実施例によれば、２台の横行台車１７Ａ，１
７Ｂを配置して一度に２体の燃料集合体を把持で
きる構造としかつ燃料つかみ装置３０Ａ，３０Ｂ
がゲートをスムーズに通れる構造としたので、原
子燃料取扱装置の炉心から使用済燃料プールへの
１往復で、２体の燃料集合体のスムーズな移送が
可能となり、燃料交換作業時間を大幅に短縮でき
るという効果がある。

また、同じレール１９上に２台の横行台車１７
Ａ，１７Ｂを載置した構成で上記作用を実現した
ので、走行台車１６は従来のものがほぼそのまま
使用でき、既設の原子炉設備に安価に適用するこ
とができる。

更に、本実施例によれば、２台の横行台車１７
Ａ及び１７Ｂを走行台車１６上の同一レベルに設
置したので、２台の横行台車を上下に設置する場
合に比べて走行台車１６の高さの増加が抑えら
れ、従つて原子燃料取扱装置１０の全体高さを低
く抑えコスト低減が図れる。

また、炉心８内のサービス作業を走行台車１６
上から行う場合、走行台車１６の高さの増加が抑
えられることから、走行台車１６上の作業床から
炉心までの距離の長尺化が回避され、良好な炉内
サービス作業性を確保できる。

更に、２台の横行台車１７Ａ及び１７Ｂを走行
台車１６上の同一レベルに設置するので、燃料つ
かみ装置３０Ａ及び３０Ｂにおける伸縮管１１Ａ
及び１１Ｂの伸縮距離を同じにでき、従つて燃料
つかみ装置３０Ａ及び３０Ｂを同一仕様に設計で
き、高い信頼性を確保できる。

尚、原子燃料取扱装置１０において、走行台車
１６、横行台車１７Ａ及び１７Ｂ及び燃料つかみ
具１２Ａ及び１２Ｂは、原子燃料取扱装置１０の
制御を行う計算機により、燃料交換計画に従つ
た、最も合理的な手順で動作するように自己判断
可能な機能を有するものとする。

また、炉心８内における燃料つかみ装置３０Ａ
及び３０Ｂの燃料交換担当領域は、第２図におい
て、燃料つかみ装置３０Ａは、炉心８の中心とゲ
ート１８の中央を結ぶ線を堺として、右側半分と
し、燃料つかみ装置３０Ｂは左側半分を受けもつ
ものとして横行台車１７Ａ，１７Ｂ相互の干渉が
少なく効率よく燃料の取出し、装荷を行うことが
可能となる。

また、原子燃料取扱装置１０は、２体の燃料集
合体１を同時に移送できるだけでなく、１体の燃
料集合体１を移送することもできる。１体の燃料
集合体１を移送する場合において、吊上げた１体
の燃料集合体１によつてバランスを崩すことなく
安定に１体の燃料集合体１を移送することができ
る。従つて１体の燃料集合体１をつかんでいる時
でも、原子燃料取扱装置１０の移送を速くしかも
スムーズに行うことができる。

本発明の他の実施例の原子燃料取扱装置を第６
図及び第７図を用いて説明する。

第６図において、原子燃料取扱装置３６は、使
用済の燃料集合体を貯蔵または取扱う設備等にお
いて、使用済燃料貯蔵プール９上を走行する走行
台車１６と、走行台車１６上を横行する２台の横
行台車１７Ａ及び１７Ｂと、横行台車１７Ａ及び
１７Ｂに設けられた燃料つかみ装置３７Ａ及び３
７Ｂからなつている。

２台の横行台車１７Ａ，１７Ｂは、第７図に示
すように、第２図に示した横行台車と同様それぞ
れ概略Ｌ字状及び矩形状をなし、横行台車１７Ａ
に備えられる燃料つかみ装置３７Ａは突出部分１
７ａに設置され、横行台車１７Ｂに備えられる燃
料つかみ装置３７Ｂは当該進入可能な部分１７ｂ
に設置されている。

燃料つかみ装置３７Ａは、伸縮管１１Ａ及び
BWR用燃料つかみ具２２を有している。燃料つ
かみ装置３７Ｂは、伸縮管１１Ｂ及びPWR用燃
料つかみ具２３を有している。この原子燃料取扱
装置３６は、カナル２４にて移送されて来た
BWR燃料用バスケツト２０とPWR燃料用バスケ
ツト２１中からそれぞれの燃料集合体１を各々の
燃料つかみ具にてつかみ、ゲートを通つてそれぞ
れの燃料ラツク１４へ移送し貯蔵する。

本実施例によれば、１台で、２種の燃料集合体
を同時に取扱うことができ、第１の実施例と同様
に燃料貯蔵、取扱いの作業時間の短縮、経済性向
上、作業性向上及び信頼性向上の効果が得られ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、一度に２体の燃料集合体の交
換ができるので燃料交換時間が著しく短縮され、
しかも１体の燃料集合体の交換が可能であつて一
体の燃料集合体を移送するさいバランスを崩すこ
となくスムーズに移送できる。

また、燃料交換以外の燃料取扱作業にあつても
同様に作業時間を著しく短縮できる。

また、同じレール上に２台の横行台車を配置す
るので、従来の走行台車が使用でき、既設の原子
力設備に安価に適用することができる。

更に、原子燃料取扱装置の全体高さの増加が抑
えられるので、原子燃料取扱装置のコスト低減が
図れ、更に走行台車上の作業床から炉心までの距
離の長尺化が回避できるので、良好な炉内サービ
ス作業性が確保でき、更に、燃料つかみ装置を同
一仕様に設計できるので、高い信頼性を確保でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による原子燃料取扱
装置の構造図であり、第２図は第１図の原子燃料
取扱装置の平面図であり、第３図は原子燃料取扱
装置による燃料交換の操作を示す説明図であり、
第４図Ａは沸騰水型原子炉の炉心の平面図であ
り、第４図Ｂは第４図ＡのＡ部拡大図であり、第
５図は第４図Ａの炉心に装荷された燃料集合体の
装荷パターンの説明図であり、第６図は本発明の
他の実施例による原子燃料取扱装置の構造図であ
り、第７図は第６図の原子燃料取扱装置の平面図
である。 符号の説明、１……燃料集合体、８……炉心、
９……燃料貯蔵プール、１０……原子燃料取扱装
置、１１Ａ，１１Ｂ……伸縮管、１２Ａ，１２Ｂ
……燃料つかみ具、１６……走行台車、１７Ａ，
１７Ｂ……横行台車、１７ａ……突出部分、１７
Ｂ……進入可能な部分、３０Ａ，３０Ｂ……燃料
つかみ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉発電プラントにおける原子燃料取扱装
   置において、 走行台車と、前記走行台車上に載置され走行台
   車の走行方向に対して直角な方向に配置されたレ
   ール上を走行する独立に駆動可能な２台の横行台
   車と、前記２台の横行台車にそれぞれ備えられ、
   それぞれ伸縮管と燃料つかみ具を有する独立に駆
   動可能な２つの燃料つかみ装置とを備え、 前記２台の横行台車の一方は、上方から見て、
   その一側部に前記レールに平行な突出部分を有
   し、他方の横行台車は、その一方の横行台車の突
   出部分に隣接する空間に進入可能な部分を有し、
   一方の横行台車に備えられる燃料つかみ装置は前
   記突出部分に設置され、他方の横行台車に備えら
   れる燃料つかみ装置は前記進入可能な部分に設置
   されていることを特徴とする原子燃料取扱装置。