JPH0772290A - キー部材の自動取り外し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＰＷＲ燃料集合体の組立てに際し、支持格子
に挿入されるキー部材の抜き取り作業の自動化と効率化
を図ると共に、作業員の被曝を低減する。また、この装
置自体の製作や使用時の調整も、同時に容易にする。 【構成】 複数の支持格子Ｓを所定間隔で保持する組立
ドラム３と、この組立ドラム３を横設して回動自在に支
持する回転支持機構４と、組立ドラム３の各ディスク１
の両側に独立して配されたキー部材の回転抜き取り機構
８とを備え、上記回転抜き取り機構８は、キー部材Ｋの
端部を着脱自在に保持する複数のホールド治具５と、こ
れらホールド治具５を上記キー部材Ｋを軸に回転させる
回転機構６と、上記ホールド治具５をキー部材Ｋの軸方
向に進退させるスライド機構７とを備えた構成を特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＰＷＲ燃料集合体の支
持格子において、燃料棒等を挿入する際に使用するキー
部材の自動取り外し装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９に示すように、原子燃料集合体２８
には、多数の燃料棒２９同士を所定の間隔を隔て、上部
ノズル３０と、下部ノズル３１間で確実に保持し、原子
炉運転中何等支障なく充分に性能を発揮できるように、
支持格子Ｓ…Ｓが燃料棒長手方向に複数個設けられてい
る。

【０００３】この支持格子は通常、格子によって仕切ら
れた多数のセル内に、夫々多数の燃料棒および一部所要
位置に制御棒案内シンブル管などを平行に整列させ、発
熱する燃料棒表面から除熱するため燃料棒間に必要なギ
ャップを保持して冷却材の流れを保障する働きをするも
のであり、一般に鉄−クロム−ニッケル系超合金のイン
コネルの薄板をプレス加工で所定形状に成型すると共
に、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように燃料棒（図示せ
ず）をセル３２内で弾性的に保持する弾性突起３３や固
定突起３４を設け、スリットを付した格子板を縦横格子
状に組み立ててその交わる部分の上下を各種溶接やロー
付等の冶金的接合手段で結合一体化することによって製
作されている。

【０００４】一方、上記多数の燃料棒は、上述の如く支
持格子の各セル内で前記弾性突起と固定突起とにより弾
性的に保持されているが、この燃料棒の挿入または抜き
取りに際しては、上記両突起によって燃料棒が傷つけら
れることがないように、弾性突起の方を引っ込ませてお
くことが望ましい。

【０００５】そこで、従来は、特公昭５４−４４３６０
号公報に記載のように、この燃料棒の支持格子への挿入
あるいは抜き取りに際し、図８（Ａ），（Ｂ）に示す如
く、セル３２コーナー部のスリット孔Ｓ₁ …Ｓ₁ の間隔
に合わせ複数の突出部３５…３５を設けたキー部材Ｋ
を、上記スリット孔Ｓ₁ …Ｓ₁ に突出部を縦にして挿入
した後に、キー部材を９０度回転させ、突出部３５…３
５を図示の如く溝縁部３６…３６に圧接することによっ
てキー部材Ｋの背で前記弾性突起３３…３３を押圧し、
燃料棒が非接触状態で入る空間部をセル３２内に形成せ
しめていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記キー部
材は、正方行列に形成される上記セルを通り、前記支持
格子を直交する２方向に貫通して上記行・列の数だけ挿
入される。そして、このキー部材を回転させる際には、
該キー部材が折れないように、その両側に作業者が１人
ずつ立って両端からこのキー部材を回転させねばならな
い。

【０００７】即ち、キー部材の挿入時に際しては、支持
格子は個々が固定されていないので上記回転作業が行え
るとしても、抜き取り時には、上記支持格子は燃料棒挿
入のために集合体固定治具にて固定されることから、水
平方向に挿入されているキー部材は両側から回転させて
取り外せても、上下方向のキー部材の抜き取りは上記固
定治具が邪魔になって両側からの回転作業が行えず、こ
れによって取り外しが非常に困難であるとの問題を有し
ている。

【０００８】またさらに、上記キー部材は、支持格子１
個に対し通常２６〜３４本挿入されているが、１体あた
り上記支持格子が７〜９個使用される燃料集合体におい
て、上記の如く人手によって取り外し作業を行う場合
は、非常に手間がかかるばかりでなく、作業時間が長
く、しかも燃料集合体の真近での作業となるため、被曝
量が多くなって、特に将来のＭＯＸ燃料の組立ての大き
な問題となっている。

【０００９】また、本願出願人は、上記問題を解決すべ
く、特願平４−３２８８３２号にてキー部材の自動取り
外し装置を提案しており、このものは上記人手による作
業を機械によって好適に自動化するが、キー部材を回転
させる回転機構を支持格子の４辺全部に対して設けるこ
とから、機械の構造を簡略化する上で、代替機構の余地
を有しているものであった。

【００１０】本発明は、叙上の如き実状に対処し、本願
出願人による上記自動取り外し装置を一方の解決手段と
する傍ら、新たな別異なる機構を創出することにより、
キー部材抜き取り作業の自動化と効率化を図ると共に、
作業員の被曝を低減せしめ、特にＭＯＸ燃料の組立てに
も対応せしめて上記作業を行うことを目的とするもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明キー部材の自動取り外し装置の特徴は、支持格
子の外周面を保持する複数のディスクを所定間隔で連結
した組立ドラムと、この組立ドラムを横設して支持格子
の並び方向を軸に回転可能に支持する回転支持機構と、
上記各ディスクの両側に該ディスクから独立して配され
たキー部材の回転抜き取り機構とを備えてなり、上記回
転抜き取り機構は、キー部材の端部を着脱自在に保持す
る複数のホールド治具と、これらホールド治具を上記キ
ー部材を軸に回転させる回転機構と、上記ホールド治具
をキー部材の軸方向に進退させるスライド機構とを備え
たところにある。

【００１２】

【作用】上記構成を有する本発明装置の使用方法を説明
すると、キー部材を前記の如く挿入して弾性突起を押圧
せしめた所要数の支持格子を、先ず各ディスクに保持せ
しめ、次に、各支持格子において直交しているキー部材
の一方が水平になるよう回転支持機構を作動させる。

【００１３】次に、各支持格子から突出する水平のキー
部材の両端部を、各ディスク両側に設けた回転抜き取り
機構のホールド治具に保持せしめて、回転機構により該
ホールド治具を回転させ、上記キー部材を前記弾性突起
との係合から外す。

【００１４】そして、キー部材の両端部を保持している
ホールド治具の一方を離脱させると共に、他方のホール
ド治具をそのままスライド部により移動させることによ
って、上記キー部材を支持格子から抜き取る。この抜き
取ったキー部材は、上記他方のホールド治具部も離脱さ
せ、下方に設置した容器等に落下させる等して回収する
ことができる。

【００１５】このように、上記水平のキー部材の抜き取
りが終了すると、回転支持機構によって組立ドラムを９
０°回転させて残りのキー部材を水平となし、上述した
通りの抜き取りをもう一度行う。なお、上記キー部材抜
き取りの順序は、１例として説明したまでであり、これ
に限られるものではない。

【００１６】しかして、上記本発明の取り外し装置にお
いては、キー部材の回転抜き取り機構を前記ディスクか
ら独立して設けてなるため、支持格子の４辺全部に対し
回転機構を配設した前述の装置に比較し、該回転機構の
数を各ディスクにおいて半分の２セットにすることがで
きる。

【００１７】またさらに、上記ディスクから回転機構を
分離したことにより、組立ドラム上に複雑な機構がなく
なってその取り扱いが楽になり、燃料集合体組立時の作
業性が向上する。

【００１８】

【実施例】以下、さらに添付図面を参照し、本発明の実
施例を説明する。図１は本発明実施例のキー部材の自動
取り外し装置を示す全体図、図２は同実施例の回転抜き
取り機構を示す斜視図、図３は同実施例の組立ドラムと
回転支持機構を示す斜視図である。

【００１９】本発明実施例の装置は、図１，図３に示す
ように、燃料集合体の支持格子Ｓの外周面を着脱自在に
保持するディスク１を複数、各ディスク１…１が保持す
る支持格子Ｓ…Ｓが燃料集合体の規定位置となるよう３
〜４本の支持棒２…２にて連結せしめた組立ドラム３
と、横設したこの組立ドラム３を、支持格子Ｓ…Ｓの並
び方向を軸として回動自在に支持する回転支持機構４
と、図１，図２に示すように上記組立ドラム３の各ディ
スク１…１の両側に該ディスク１…１から独立して配設
されたキー部材Ｋの回転抜き取り機構８…８とを備えて
いる。

【００２０】ディスク１は、図４に示すように中心に支
持格子Ｓを嵌合する嵌合口１ａを有する円盤状に形成さ
れ、上記嵌合口１ａは、支持格子Ｓの外周面に設けられ
ている多数のスリット孔Ｓ₁ …Ｓ₁ が露出するように、
支持格子Ｓを浅く保持するよう形成されている。

【００２１】また、燃料集合体には、通常７〜９個の支
持格子Ｓ…Ｓが用いられているが、これら支持格子間の
寸法は種々の理由により非常に厳密に守られる必要があ
る。そのため、ディスク１…１には、前記した３〜４本
の支持棒２…２が、図３に示すディスク１の支持棒用穴
に夫々挿通して固定され、全体として剛性を有する組立
ドラム３を形成している。上記支持棒２は、好ましくは
２本以上あった方が組立ドラム３の剛性を保ち易く、上
記支持格子Ｓ…Ｓの間隔を正確に保持する上で好適であ
る。

【００２２】他方、前記回転支持機構４は、図３に示す
ように、組立ドラム３の円盤状のディスク１…１の下部
を支持する、該ドラム１の軸と平行に設けた２本のロー
ラ９，９によって構成され、このローラ９，９は、基台
１０上にベアリングを介して回動自在に設けられてい
る。即ち、上記組立ドラム３は、このローラ９，９をブ
レーキ付サーボモータ等によって回すことにより、前記
各支持格子Ｓ〜Ｓの中心同士を結ぶ線を中心に回動し、
かつ任意の位置で固定することができる。

【００２３】一方、前記回転抜き取り機構８…８は夫
々、この実施例では図２に示すように通常のキー部材
（内周キー）Ｋ用のものの他に、外周キーＫ′用の回転
機構６′も一体に備えているが、この外周キー用回転機
構６′は後述するとして、上記回転抜き取り機構８…８
を先に説明する。

【００２４】回転抜き取り機構８は、図１に示すように
組立ドラム３の各ディスク１…１の両側に１基ずつ設置
されており、図２に示すように、支持格子Ｓの上半部の
キー部材Ｋの端部を着脱自在に保持する８本のホールド
治具５…５（一部図示せず）と、上記ホールド治具５…
５を保持したキー部材Ｋを軸に回転させる回転機構６
と、上記ホールド治具５…５を回転機構６と共に上記キ
ー部材Ｋの軸方向に進退させるスライド機構７とを備え
ている。

【００２５】ホールド治具５の保持構造は、図５，図６
に示すように、縦スリット１１を付した杆体１２に縦円
孔１３を貫通して設け、この円孔１３に、先端にボール
の付いた２本のスプリング１４を挿入して、外側からＣ
型ピン１５などで止めた構成を有している。即ち、この
ホールド治具５は、凹溝１６を付したキー部材Ｋの端部
を、クリック機構のように嵌合させ、引抜時にキー部材
Ｋが支持格子の一部に引っ掛かったようなときは、その
負荷によってキー部材Ｋが自動的に外れるようになって
いる。

【００２６】また、上記ホールド治具５は、図６に示す
ようにキー部材離脱用のキー押し出しピン１７を備えて
おり、この押し出しピン１７は、上記ホールド治具５に
よって抜き取られたキー部材Ｋを、同図に示す如く内側
から押し出すことによって、ホールド治具５との嵌合か
ら離脱させる。上記押し出しピン１７は、この実施例で
は図２に示す縦ラック１８と横ラック１９、及びこれら
ラック間のピンオンギア２０を介してシリンダー（図示
せず）によって駆動するようになっている。

【００２７】回転機構６は図２に示すように、支柱２１
にて回動自在に支持せしめた複数のホールド治具５…５
の基端部に夫々、連結プレート２２…２２の一端部を固
定し、これら連結プレート２２…２２の他端部を内周キ
ー回転用シリンダー２３にて一体的に上下動させること
により、保持したキー部材Ｋを軸に上記ホールド治具５
…５をいっせいに約９０°回動させることができる。

【００２８】スライド機構７は、やはり図２に示すよう
に、上記ホールド治具５…５と回転機構６とを、後述す
る回転ステージ２４を介してキー部材Ｋの軸方向に進退
させることができる。この実施例では、駆動源としてサ
ーボモータ２５と歯付ベルト２６とを用い、また、キー
抜き取り側のスライド機構は、少なくともキー部材Ｋの
長さ分は進退できるようにして、キー部材Ｋの抜き取り
と、前記ホールド治具５…５のキー部材の嵌合保持とを
行なわしめる。

【００２９】また、上記回転ステージ２４は、前記ホー
ルド治具５…５と回転機構６、ならびに前記外周キー用
回転機構６′を、図２に示す状態から右回りに約９０度
回転させるものであり、同図に示すステージ回転用シリ
ンダー２７によって駆動する。上記内周キー用のホール
ド治具５…５及び回転機構６を回転移動させるのは、移
動後の位置でその下方に設けた容器（図示せず）に抜き
取ったキー部材Ｋを落下させるためである。またさら
に、上記外周キー用回転機構６′を図２の位置から右回
りに約９０°回転させることにより、この外周キー用回
転機構６′のホールド治具５′…５′を支持格子の方に
向け、外周キーＫ′を保持し回転させることができる。

【００３０】なお、上記外周キーＫ′は、特開平３−１
９９９９８号にて本出願人が提案したもので、支持格子
Ｓの最外周の弾性突起に対し、断面コの字状の外周キー
取付治具を介してキーＫ′を引っ掛け、引張りながらキ
ーＫ′を約９０°回転させることによって上記弾性突起
を外側に拡げた状態に保つものである。従って、この外
周キーＫ′は、上記通常のキー部材Ｋと同様に約９０°
回転させることにより、上記最外周の突起との係合から
引き抜き工程なしに自動的に離脱する。

【００３１】即ち、前記外周キー用回転機構６′及び各
ホールド治具５′…５′は、概ね前記内周キー用回転機
構６及び各ホールド治具５…５と同様の構成を有する。

【００３２】次に、上記本発明実施例のキー部材の自動
取り外し装置の使用方法を１例として説明する。 先ず、キー部材Ｋを挿入して弾性突起を押圧した所
定数の支持格子Ｓを、組立ドラム３の各ディスク１に保
持せしめ、次に、各支持格子Ｓにおいて２方向に直交す
るキー部材Ｋの一方が水平になるよう回転支持機構４を
作動させる（この位置で組立ドラムを固定）。

【００３３】そして、図１のように各ディスク１…１の
両側に設けた各回転抜き取り機構８…８を作動させる。
即ち、内周キー用のホールド治具５…５を、図２に示す
状態からスライド機構７を作動させて、水平のキー部材
Ｋ１５本の内、上半分の８本の両端部にホールド治具５
…５を嵌合保持させる。

【００３４】 回転機構６を作動させて、各ディスク
１…１の両側からホールド治具５…５にて保持したキー
部材を約９０°回転させ、その後、上記両側のホールド
治具の一方をキー部材から離脱すると共に、スライド機
構７により他方のホールド治具５…５を後退させてキー
部材Ｋを支持格子Ｓから引き抜く。そして、キー員数を
確認し、回転ステージ２４を回転させて引き抜いたキー
部材Ｋを所定位置まで運んだ後、押し出しピン１７によ
ってキー部材Ｋをホールド治具５…５から離脱し落下さ
せる。また、中央で２分割される短尺キーを用いた場合
は、両側の引抜装置によって、それぞれ両側にキー部材
を引き抜き、上記と同様な方法で落下させる。

【００３５】 組立ドラム３の固定を解除して該ドラ
ム３を９０度回転させ、再び固定する。そして、これに
よって水平となったキー部材Ｋに対し、上記，で説
明したのと同じ要領で上半分８本の回転・引き抜き・離
脱を行なう。（短尺キーの場合は１６本。）

【００３６】 再び、組立ドラム３を上記と同方向
に９０度回転させ、支持格子が前記のときと上下が逆
になる位置で固定する。このようにすることで、残った
キー部材Ｋがホールド治具５…５の位置となり、これら
残り７本のキー部材Ｋの回転・引き抜き・離脱を前記
，の要領で行なう。（短尺キーの場合は１４本。）

【００３７】 次いで、組立ドラム３をさらに同方向
に９０度回転させ、支持格子が前記のときと上下が逆
になる位置で固定する。そして、前記，と同様に、
残り７本のキー部材Ｋの回転・引き抜き・離脱を行う。
これで支持格子の内周キーの抜き取りは完了する。

【００３８】 次に、回転ステージ２４を作動させ
て、外周キーホールド治具５′…５′を支持格子Ｓに向
け、外周キーＫ′の回転を行う。即ち、外周キーホール
ド治具５′…５′をスライド機構７により前進させて、
水平となっている全部の外周キーＫの端部に嵌合させ
る。このとき、外周キーＫ′は支持格子の垂直となった
左右の周壁に夫々取り付いているが、ディスク１…１の
両側に設けられた回転抜き取り機構８…８によって夫々
同様に作業が行われる。

【００３９】 上記外周キーホールド治具５′…５′
を外周キー回転機構６′により回転させて、水平位置全
部の外周キーＫ′の取外しを行う。これら外周キーＫ′
は、前記したように支持格子最外周の突起に弾性的に係
合しているため、約９０度回転させてこの係合を解け
ば、支持格子から外れる。そして、外周キーＫ′の員数
確認後、前記スライド機構７により外周キーホールド治
具５′…５′を後退させて、該ホールド治具５′…５′
からも外周キーＫ′を離脱せしめて落下させる。

【００４０】 組立ドラム３の固定を解除して、該組
立ドラム３を９０度回転させ固定する。そして、この位
置で、上記，で説明した作業をもう一度行い、支持
格子Ｓの内・外周、全てのキー部材の取り外しが完了す
る。

【００４１】以上の工程により、１体の燃料集合体にお
ける支持格子のキー部材の取り外しは完了するが、この
作業を行うにあたり、現場とは離隔して設けた制御装置
等を使用して、自動制御により上記取り外し装置を動か
すことが好適である。また、前記内周キーのホールド治
具はキー部材の数だけ設置することが可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のキー部材
の自動抜き取り装置は、所要数の支持格子を所定間隔で
保持する組立ドラムと、この組立ドラムを横設して回動
自在に支持する回転支持機構と、組立ドラムの各ディス
クの両側に独立して配されたキー部材の回転抜き取り機
構とを具備してなり、上記回転抜き取り機構を、キー部
材の端部を着脱自在に保持する複数のホールド治具と、
これらホールド治具を上記キー部材を軸に回転させる回
転機構と、上記ホールド治具をキー部材の軸方向に進退
させるスライド機構とによって構成したものであり、支
持格子に２方向にクロスして挿入された多数のキー部材
を何れも水平状態となし、各方向のキー部材を夫々両側
から回転可能ならしめてその取り外しを容易ならしめる
と共に、上記多数のキー部材の取り外しを、改良した機
械により自動化してさらに効率的にかつ省人化して行う
ことが可能で、これによって、作業員の被曝を著しく低
減せしめて将来のＭＯＸ燃料の組み立てにも充分対応し
うるとの顕著な効果を奏するものである。

【００４３】そしてさらに、本発明では、組立ドラムの
ディスクから回転抜き取り機構を分離したことにより、
支持格子の４辺全部に対し回転機構を配設した従前の装
置に比較し、これら回転機構の数を半数に抑えて装置全
体の低コスト化を図ることができ、さらに組立ドラム上
に複雑な機構部分がなくなって該組立ドラムの取り扱い
や燃料の組立て作業、ならびにメンテナスン等が行い易
くなるとの実用的な効果も有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のキー部材の自動取り外し装置を
示す全体図である。

【図２】同実施例の回転抜き取り機構を示す斜視図であ
る。

【図３】同実施例の組立ドラムと回転支持機構を示す斜
視図である。

【図４】同実施例のディスクを示す斜視図である。

【図５】同実施例のホールド治具の拡大図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図である。

【図７】（Ａ）支持格子セルの平面図である。 （Ｂ）同正面図である。

【図８】（Ａ）キー部材の使用状態を示す平面図であ
る。 （Ｂ）同正面図である。

【図９】燃料集合体の概要図である。

【符号の説明】

１ ディスク １ａ ディスクの嵌合孔 ２ 支持棒 ３ 組立ドラム ４ 回転支持機構 ５ ホールド治具 ５′ 外周キーホールド治具 ６ 回転機構 ６′ 外周キー回転機構 ７ スライド機構 ８ 回転抜き取り機構 ９ ローラ １０ 基台 １１ スリット １２ 杆体 １３ 円孔 １４ ボール付スプリング １５ Ｃ型ピン １６ キー部材の凹溝 １７ キー押し出しピン １８ 縦ラック １９ 横ラック ２０ ピニオンギヤ ２１ 支柱 ２２ 連結プレート ２３ 内周キー回転用シリンダー ２４ 回転ステージ ２５ サーボモータ ２６ 歯付ベルト ２７ ステージ回転用シリンダー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持格子の多数のスリット孔に該支持格
   子を貫通して挿入された、セル内弾性突起押圧用のキー
   部材の取り外し装置であって、支持格子の外周面を保持
   する複数のディスクを所定間隔で連結した組立ドラム
   と、この組立ドラムを横設して支持格子の並び方向を軸
   に回転可能に支持する回転支持機構と、上記各ディスク
   の両側に該ディスクから独立して配されたキー部材の回
   転抜き取り機構とを備えてなり、上記回転抜き取り機構
   は、キー部材の端部を着脱自在に保持する複数のホール
   ド治具と、これらホールド治具を上記キー部材を軸に回
   転させる回転機構と、上記ホールド治具をキー部材の軸
   方向に進退させるスライド機構とを備えたことを特徴と
   するキー部材の自動取り外し装置。