JPH06324187A - 高速増殖炉の燃料交換機グリッパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高速増殖炉の燃料交換機自身に方位決め機能を
もたせ、燃料交換時間を短縮させ、かつ回転プラグを用
いない場合でも適用できるようにする。 【構成】支持部材に支持されたグリッパ本体上部１ａ
と、このグリッパ本体上部１ａに回転自在に支持されグ
リッパ爪２を備えたグリッパ本体下部１ｂとからグリッ
パ本体１を構成し、アクチュエータ３に取り付けられた
ピン４と、グリッパ本体下部１ｂ内に固定され、アクチ
ュエータ３を貫通させ、ピン４を案内する螺旋状溝５ａ
が刻まれたホルダー５とを設け、アクチュエータ３を移
動させるときホルダー５の回転に伴ってグリッパ爪２を
回転させ、燃料の方位決めができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高速増殖炉の燃料交
換機に方位決め機能を備えたグリッパに関する。

【０００２】

【従来の技術】高速増殖炉は、高速中性子を用い連鎖反
応に必要な核燃料を消費する速さよりも、核原料物質に
中性子を吸収させて新たに核分裂性物質を生産する速さ
のほうが大きい原子炉であり、小型の炉心から熱を取り
出すので、冷却材として熱輸送能力の良いナトリウムを
使う。ナトリウムは空気に触れてはならないので、原子
炉容器に密封され液面は不活性ガスで覆われている。炉
上部ふたは、密閉性は厳重に守り、かつ遮蔽の役目をし
ている。しかし、燃料の交換はふたを空けずに行う必要
があるので、各種の工夫を要する。

【０００３】図３は高速増殖炉の燃料交換機の断面図
で、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図
である。炉心の上部に大回転プラグ１０と、大回転プラ
グ１０に偏心して取り付けられた小回転プラグ１１が配
置され、小回転プラグ１１に伸縮アーム式燃料交換機１
２を備えている。燃料交換のとき、小回転プラグ１１に
伸縮アーム式燃料交換機を搭載させ、交換すべき燃料の
付近に燃料交換機を移動させ、炉心上部から燃料を挿入
して交換する。伸縮アーム式燃料交換機１２は、昇降用
ボールネジ軸を回転させることにより本体胴に内蔵され
た内部胴を昇降させ、内部胴に結合された図示しないス
テムを昇降させる。このステムを昇降することにより、
グリッパ本体１を垂直に保ったまま、かつ水平方向にア
ーム全体を伸縮することができる。高速増殖炉の燃料
は、ほぼ六角柱状になっており、周りの燃料の辺と辺が
合うように燃料が挿入される。そのために、燃料自体の
表面に長手方向に沿った凹凸による方位決め機能があ
り、この機能により燃料をスムーズに挿入するようにな
っている。このように従来の燃料交換機には燃料をつか
むための掴み・離し機能と、燃料を挿入・引き抜きを行
うためのグリッパ昇降機能しかなく、燃料の方位決め機
能はついていなかった。

【０００４】しかし、燃料自身の方位決め機能は、挿入
される燃料と周囲の燃料の角度の組み合わせによって
は、挿入困難な場合があり、燃料の挿入不能につながる
恐れがある。そのため、燃料自身の方位決め機能が作用
しない場合は、図３に示すように炉心中心に回転中心を
持つ大回転プラグ１０の回転と、炉心中心から偏心した
位置に回転中心を持つ小回転プラグ１１の回転と、小回
転プラグ１１に搭載された燃料交換機１２の回転及びア
ームの伸縮を組み合わせることによって、燃料挿入時の
方位決めを行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料交換機で
は、燃料自身が有する方位決め機能が作用しない場合、
大回転プラグ，小回転プラグ，燃料交換機をそれぞれ回
転させなければならないので、角度の計算及び回転に時
間を費やし、その結果燃料交換に時間がかかるという問
題があった。また、将来的には回転プラグをなくし、燃
料交換時に炉心上部機構を炉心から上昇させるか、また
は取り外すことにより、燃料交換を行うスペースを確保
し、１台の燃料交換機で炉内全域の燃料交換を行うこと
が期待される。

【０００６】この発明は、高速増殖炉の燃料交換機自身
に方位決め機能を持たせ、燃料交換時間を短縮させ、か
つ回転プラグを用いない場合でも適用できる燃料交換機
グリッパを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ボールネジ軸に結合され
た支持部材と、この支持部材に支持されたグリッパ本体
と、このグリッパ本体を貫通しグリッパ爪を開閉するア
クチュエータとを備えた高速増殖炉の燃料交換機グリッ
パにおいて、前記支持部材に支持されたグリッパ本体上
部とこのグリッパ本体上部に回転自在に支持され前記グ
リッパ爪を備えたグリッパ本体下部とから前記グリッパ
本体を構成し、前記アクチュエータに取り付けられ水平
方向に張り出すピンと、前記グリッパ本体下部内に固定
され、内面に前記ピンを案内する螺旋状溝が刻まれ、前
記アクチュエータを貫通させるホルダーとを設け、前記
アクチュエータをグリッパ爪開の位置からグリッパ爪閉
の方向へ移動させるとき、前記ホルダーの回転に伴って
前記グリッパを開いたまま前記グリッパ爪を回転させる
ことによって、上記目的を達成する。

【０００８】なお、アクチュエータをグリッパ開の位置
からグリッパ爪閉の方向へ移動させるとき、グリッパ爪
が開いたまま定められた角度だけ前記グリッパ爪を回転
させるようにすれば、燃料の方位決めのため好適であ
る。

【０００９】

【作用】この発明においては、グリッパ爪で燃料を掴ん
だ状態でグリッパ本体を所定位置まで下降させながら、
アクチュエータをグリッパ爪が閉じる方向へ移動させ
る。このときアクチュエータの動作では、定められた範
囲において爪は開いたままである。アクチュエータに取
り付けられたピンは、グリッパ本体に取り付けられたホ
ルダーの螺旋状溝に沿って移動し、ホルダーが回転する
とホルダーを支持しているグリッパ本体下部がグリッパ
を開いたまま回転し、グリッパに掴まれている燃料が回
転して燃料の方位決めが行われる。グリッパ爪は定めら
れた角度だけ回転するので、新しい燃料が方位決めされ
隣の燃料との間に挿入されて動かなくなると、グリッパ
爪は燃料の掴み合う面をこすって回転し、燃料は回転し
ない。

【００１０】

【実施例】図１はこの発明の実施例による燃料交換機グ
リッパの構成図である。グリッパ本体１は、図示しない
ネジ軸に結合された支持部材に結合された支持部材に支
持されたグリッパ本体上部１ａと、グリッパ本体上部１
ａに回転自在に支持されグリッパ爪２を備えるグリッパ
本体下部１ｂとから構成されている。グリッパ本体１を
貫通するアクチュエータ３を図示しないグリッパ開閉機
構により上下方向に移動させ、グリッパ爪２を閉じたり
開いたりする。さらに、アクチュエータ３に取り付けら
れ水平方向に張り出すピン４と、グリッパ本体下部１ｂ
内に固定され、内面にピン４を案内する螺旋状溝５ａが
刻まれ、アクチュエータ３を貫通させるホルダー５を設
けた。

【００１１】図２は図１の燃料交換機グリッパの動作原
理を示す構成図である。図２において、ボールネジ軸７
を回転させ、この軸に結合されている支持部材６を昇降
させる。支持部材６を昇降させることにより、支持部材
６に支持されているグリッパ本体１を昇降させる。支持
部材６は、スプライン軸８とスプライン軸８に歯車を介
して結合されたボールネジナット９を備える。アクチュ
エータ３は、上部にボールネジが刻まれ、ボールネジナ
ット９と結合されている。外部からスプライン軸８を回
転させることにより、ボールネジナット９が回転してア
クチュエータ３が上下に移動し、アクチュエータ３の先
端によりグリッパ爪２が開閉される。新しい燃料を所定
の位置へ挿入するとき、以下の順序で作業する。 （１）燃料を掴んだグリッパ本体１を炉内の所定の位置
へ下降させ、アクチュエータ３をグリッパ爪２の閉方向
へ移動させる。このときグリッパ爪開の状態にあるアク
チュエータ３の移動範囲は図１のδの範囲であり、この
範囲ではグリッパ爪２は開状態即ち燃料を掴んだままで
ある。 （２）アクチュエータのピン４はホルダー５の螺旋溝５
ａ内を移動するが、ピン４は上下方向の直線運動のた
め、ピン４に係合するホルダー５は螺旋状溝５ａに沿っ
て回転し、ホルダー５を支持しているグリッパ本体下部
１ｂが回転する。ホルダーの回転角度は螺旋状溝５ａの
形状により定まり、例えば３０°まで回転する。 （３）その結果、グリッパ本体下部１ｂに支持されてい
るグリッパ爪２が回転し、燃料はグリッパ爪２とともに
回転して燃料の方位決めが行われる。 （４）さらに、アクチュエータ３を移動させ、グリッパ
爪２を閉じて燃料をグリッパ爪２から離し、燃料を炉内
へ挿入する。

【００１２】

【発明の効果】この発明によれば、高速増殖炉の燃料交
換時に燃料自身の方位決め機能が有効に作用しない場
合、燃料を掴んでいる燃料交換機グリッパを回転させ、
燃料を炉内にスムーズに挿入できる。この発明によれ
ば、回転プラグを回転することなくグリッパ自身の回転
により燃料の方位決めができるので、燃料交換時間を短
縮させる。なお、この発明による燃料交換機グリッパ
は、回転プラグを用いない場合でも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例による燃料交換機グリッパの
構成図である。

【図２】図１の燃料交換機グリッパの動作原理を示す構
成図である。

【図３】高速増殖炉の燃料交換機の断面図で、（Ａ）は
縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ グリッパ本体 １ａ グリッパ本体上部 １ｂ グリッパ本体下部 ２ グリッパ爪 ３ アクチュエータ ４ ピン ５ ホルダー ５ａ 螺旋状溝 １２ 燃料交換機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボールネジ軸に結合された支持部材と、こ
   の支持部材に支持されたグリッパ本体と、このグリッパ
   本体を貫通しグリッパ爪を開閉するアクチュエータとを
   備えた高速増殖炉の燃料交換機グリッパにおいて、前記
   支持部材に支持されたグリッパ本体上部とこのグリッパ
   本体上部に回転自在に支持され前記グリッパ爪を備えた
   グリッパ本体下部とから前記グリッパ本体を構成し、前
   記アクチュエータに取り付けられ水平方向に張り出すピ
   ンと、前記グリッパ本体下部内に固定され、内面に前記
   ピンを案内する螺旋状溝が刻まれ、前記アクチュエータ
   を貫通させるホルダーとを設け、前記アクチュエータを
   グリッパ爪開の位置からグリッパ爪閉の方向へ移動させ
   るとき、前記ホルダーの回転に伴って前記グリッパを開
   いたまま前記グリッパ爪を回転させることを特徴とする
   高速増殖炉の燃料交換機グリッパ。
2. 【請求項２】請求項１記載の高速増殖炉の燃料交換機グ
   リッパにおいて、アクチュエータをグリッパ開の位置か
   らグリッパ爪閉の方向へ移動させるとき、グリッパ爪が
   開いたまま定められた角度だけ前記グリッパ爪を回転さ
   せることを特徴とする高速増殖炉の燃料交換機グリッ
   パ。