JPH083553B2 - 燃料集合体の組立方法および組立装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、燃料集合体を組み立てる際に生じる燃料棒
外周部のスクラッチを防止するためになされた燃料集合
体の組立方法、およびその方法を実施するための組立装
置に関する。

「従来の技術」 加圧水型軽水炉等の原子炉において使用される燃料集合
体の一例として、第９図、第10図に示すものが知られて
いる。

これらの図中符号１および２は上下方向に離間して対
向配置された上部ノズルおよび下部ノズルを示し、これ
ら上部ノズル１と下部ノズル２との間には、複数の制御
棒案内管３が渡されて固定されている。これら制御棒案
内管３の中途部には、複数の支持格子４が上下方向に互
いに離間して取り付けられている。そして、各支持格子
４の格子空間５を形成する壁部には第10図に示すよう
に、燃料棒６を支持するためのデインプル７とスプリン
グ８とが互いに対向して形成されており、これにより、
燃料棒６を四方から押圧支持する各セル９が作られてい
る。

次に、上記構成の燃料集合体の組立方法について説明
する。

まず、支持格子４を所定の間隔だけ離間させて配置
し、これら支持格子４の互いに対向する格子空間５の一
部に制御棒案内管３を挿通し、その一端部に燃料棒ガイ
ドプレート（図示せず）を固定する。その後、制御棒案
内管３に支持された支持格子４の各セル９に、燃料棒６
をグリッパにより保持して挿入し、スプリング８により
デインプル７を介して押圧固定する。そして、全ての燃
料棒６を挿入通し終えた後、燃料棒ガイトプレートを取
り外し、上部ノズル１および下部ノズル２を制御棒案内
管３の両端部にそれぞれ固定する。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上記燃料集合体の組立方法にあっては、支
持格子４の各セル９に燃料棒６を挿入する際に、燃料棒
６の外周部が、スプリング８とデインプル７の間に挟ま
れるため、燃料棒６の外周部には、これらスプリング８
およびデインブル７により軸線方向に沿うスクラッチが
発生してしまう問題があった。

また、一方、支持格子４の各セル９に、燃料棒６より
大きい所定径のプラグを挿通させてスプリング８を一旦
押し広げ、スプリング８の押圧力およびセル９の径の調
整を行なった後、セル９内に燃料棒６を挿入させる方法
がある。しかしながら、この方法の場合、燃料棒６を挿
入する前に、各セル９にそれぞれ調整用のプラグを挿通
しなければならず、それらの作業が面倒である欠点があ
った。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、燃料集
合体組立の際に、燃料棒外周部へのスクラッチの発生を
防止すると同時に、スプリングの押圧力を調整すること
ができる燃料集合体の組立方法およびそれを好適に実施
し得る組立装置を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本願発明の方法は、軸線方向に所定間隔をもって配置
された支持格子の、少なくとも１つの燃料棒押圧用弾性
部材を有するセル内に、それぞれ燃料棒を挿入配置して
なる燃料集合体を組み立てるに際し、燃料棒の外周部ほ
ぼ全域を円筒状のカバーで覆うとともに、該カバーの先
端に、前記セルに押し広げるべくその径を前記カバーの
径以上に設定され且つセル径より小さい先端小径部を有
するプラグを取り付け、前記カバーで覆った状態のまま
燃料棒を、前記プラグを移動方向前側として前記セル内
に挿入し、次いで、燃料棒の後端に把持し前記プラグ及
びカバーをさらに前方へ移動させて燃料棒から取り出す
ことを特徴とする。

また、本発明の燃料集合体の組立装置は、軸線方向に
所定間隔きに配置した状態で支持格子を支持する組立台
と、該組立台の後方に配置されて、先端にセル押し広げ
用のプラグを有する円筒状のカバーで覆われた多数の燃
料棒を、所定間隔置きに並列に保持するとともに、燃料
棒移動方向に対して垂直な方向に移動自在とされている
燃料棒マガジンと、前記組立台の前方に配され、内蔵さ
れた燃料棒引き込み工具を後方へ移動させて、前記燃料
棒マガジンに収納している前記燃料棒の先端に位置する
前記プラグと係合し、該プラグを前方へ引き込むことに
より、前記燃料棒を組立台で支持した前記支持格子に挿
通させるとともに、燃料棒移動方向に対して垂直な方向
に移動自在とされている燃料棒引き込み機と、前記燃料
棒マガジンに並設され、該燃料棒マガジンが燃料棒移動
方向に対して垂直な方向にずれたとき燃料棒移動方向に
対して垂直な方向に移動して前記組立台の後方に位置
し、燃料棒の後端を把持する燃料棒把持機と、前記燃料
棒引き込み機に並設され、該燃料棒引き込み機が燃料棒
移動方向に対して垂直な方向にずれたとき燃料棒移動方
向に対し垂直な方向に移動して前記組立台の前方に位置
し、前記プラグと係合して該プラグを前記カバーごと前
方へ移動させて燃料棒から取り出すカバー除去機とを備
えてなることを特徴とする。

「作用」 本発明の燃料集合体の組立方法よれば、燃料棒挿入の
際に、燃料棒の外周を覆うカバーを介して燃料棒の先端
に取り付けられたプラグがセルの燃料棒押圧用弾性部材
に当接してセルを所定量押し広げた後、燃料棒がセル内
に挿入される。この時、燃料棒の外周部はカバーによっ
て覆われているため、燃料棒をセル内に挿入する際に燃
料棒押圧用弾性部材が燃料棒に接触して、燃料棒の表面
に傷がつくことが無い。

さらに、本発明の燃料集合体の組立装置によれば、燃
料棒引き込み機とカバー除去機とが別個に設けられてい
るので、燃料棒引き込み機が燃料棒を支持格子内に引き
込む作業を行っている際に、燃料棒引き込み機の側方で
休止しているカバー除去機からカバーとプラグとを取り
除くことができ、燃料集合体の組立を効率よく行うこと
ができる。

また、カバーを燃料棒から取り外す際には、燃料棒把
持機が燃料棒移動方向に対して側方側に移動して燃料棒
マガジンと入れ替わるとともに、カバー除去機が燃料棒
移動方向に対して側方側に移動して燃料棒引き込み機と
入れ替わるので、カバーおよびプラグを燃料棒から取り
外す作業を迅速に行うことができる。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

まず、本発明装置について説明する。第２図は本発明
装置の概略構成を示す側面図、第３図は同平面図であ
る。

これらの図において符号10は燃料棒６を縦横に収納す
る燃料棒マガジン、11は各支持格子４を軸線方向に所定
間隔をもって離間させた状態で保持する組立台、12は燃
料棒引き込み機であり、これらは、燃料集合体を組み立
てる際の燃料棒の移動方向（第２図中AB方向）に沿って
同軸上に配されている。

前記燃料棒引き込み機12には駆動機構13によって図中
AB方向へ移動する移動台14が配設されている。この移動
台14には複数の燃料棒引き込み工具15が着脱自在に取り
付けられている。燃料棒引き込み工具15は、プルロッド
とインナーロッドとからなり、プルロッドはガイドチュ
ーブの先端にフインガ16がねじ嵌合により連結された構
造となっている（第６図参照）。フインガ16は先端が閉
塞された管状のもので、その先端側は先細りテーパ状と
なっている。また、フインガ16の中央から先端側は円周
方向に複数分割（例えば４分割、６分割）されて板ばね
状となり、その先端には外爪17が形成されている。外爪
17は、プルロッド内の前記インナーロッドが先方へ移動
する際にフインガ内周部のテーパー面が押されて拡径さ
れて、後述するプラグ41の先端内周溝41dに係合し得
る。

以上の構成は、従来からある燃料集合体の組立装置と
ほぼ同じである。

本装置において、新設したところは以下に説明すると
ころである。

すなわち、第２図〜第５図で示す如く燃料棒マガジン
10の組立台11側の支柱20は、レール21に沿って、燃料棒
６の移動方向と直交する方向に移動自在とされている。
また、レール21上には、組立台11上に移動された各燃料
棒６の後端を把持する燃料把持機22が、同レール21に沿
って移動自在に配設されている。

燃料棒把持機22について説明すると、第７図中符号25
はAB方向に移動自在とされた移動台を示し、この移動台
25には、ロッド27および連結部材28を介して外筒26が取
り付けられている。外筒26は図では１つしか示してない
が、実際には燃料集合体の組み込まれる燃料棒６に対応
して複数設けられている。外筒26は燃料棒６の後端部外
周に嵌合される。外筒26の先端から若干奥方へ入った内
周部には弾性材料（例えば、ポリウレタン）からなる内
筒体29が嵌め込まれている。外筒26内にはインナーロッ
ド30が軸線方向に沿って移動自在に配設されている。イ
ンナーロッド30の先端には燃料棒６の後端外周に嵌合す
る内筒部30aが設けられている。

インナーロッド30は前記ロッド27の外周にAB移動自在
とされたスライダ31に連結されている。スライダ31は、
ピン32を中心に回動するアーム33によってＡ方向へ移動
されるとき、インナーロッド30をＡ方向へ移動させて、
インナーロッド先端の円筒部30aと、外筒26の内周部先
端の突出部26aとの間で、円筒体29を挟む。円筒体29は
外方への移動が規制されている関係上、内方へ膨らみ、
燃料棒６後端を押圧把持する。なお、スライダ31あるい
はインナーロッド30には復帰用のバネ（図示せず）が取
り付けられ、アーム33が第７図で示す元の位置に戻った
ときに、バネの復元力によってインナーロッド30をＢ方
向に移動させて、円筒体29の押圧を解除する。円筒体29
は自身の弾性作用によって元の状態に戻り、燃料棒６の
把持を解く。

また、前記燃料棒引き込み機12にはカバー除去機35が
併設され、燃料棒引き込み機12およびカバー除去機35は
レール36に沿って、燃料棒６の移動方向と直交する方向
に移動自在とされている。

上記カバー除去機35は、前記燃料棒引き込み機12とほ
ぼ同一の構成となっている。すなわち、前記燃料引き込
み機12には駆動機構によって図中AB方向にへ移動する移
動台（ともに図示せず）が配設され、移動台には複数の
カバー引き込み工具37が着脱自在に取り付けられてい
る。カバー引き込み工具37は、前記燃料棒引き込み工具
15とほぼ同一の構成のもので、プルロッドとインナーロ
ッドとを有し、プルロッドの先端にはフインガ38が取り
付けられている（第１図参照）。フインガ38は、前述し
たフインガ16と同一のもので、インナーロッドが先方へ
移動するとき、フインガ内周部のテーパー面を押されて
先端の外爪39が拡径し、該外爪39がプラグ41の先端内周
溝41dに係合し得るようになっている。

なお、このようにほぼ同一構成である、燃料棒引き込
み機12とカバー除去機35とを別個に設けたのは、カバー
除去機35によって取り外したカバー40およびプラグ41
を、再利用のため該カバー除去機35から取り外す作業
と、燃料棒引き込み機12によるマガジン10からの燃料棒
６の引き込み作業とを並行して行うためであり、また、
双方の引き込み距離が異なるためである。次に、上記装
置を用いた燃料集合体の組み立て方法について説明す
る。

まず、第１図および第６図に示すように、燃料棒６の
外周部の後端を残すほぼ全域を円筒状のカバー40で覆
う。該カバー40は金属製のものでもプラスチック製のも
のでもよく、燃料棒６を覆い得るよう、内径を燃料棒６
の径l₀よりも大きく設定されていればよい。

カバー40の先端（燃料棒の移動方向前方）には、プラ
グ41が溶接等適宜固定手段で取り付けてある。プラグ41
は、第10図で示すスプリング８あるいはデインプル７に
当接してスプリング８を変形させ、セル９を押し広げて
ものであり、同プラグ41は、セル径よりも小さく設定さ
れた先端小径部41aと、セル９を押し広げ得るよう、そ
の径l₂を前記カバー40の外形l₁よりもさらに大径に設定
された後端の大径部41cと、両部分41a、41cをつなぐ中
間のテーパ部41bとを備える。

なお、この例においては、カバー40の外径をプラグ41
の大径部外径より小に設定しているが、同じ大きさに設
定してもよい。

小径部41aの先端には、前記燃料棒引き込み工具15お
よびカバー引き込み工具37の外爪17、39にそれぞれ係合
する内周溝41dが形成されている。また、大径部41cの後
側には、外周に前記カバー40が嵌合状態で連結される連
結部41eが設けられている。

上記カバー40で覆われかつ先端にプラグ41が取り付け
られた燃料棒６を、プラグ41を移動方向前方へ向けて燃
料棒マガジン10に組み込む。

次に、第２図、第３図に示す如く、組立台11の前方に
配置させた燃料棒引き込み機12から、移動台14の移動に
より燃料棒引き込み工具15を後方に延ばし、先端に取り
付けたフインガ16の外爪17を、前述した如きインナーロ
ッドの移動操作によってプラグ41後端の内周溝41dに係
合させ、この状態で引き込み工具15を前方へ引き込み、
燃料棒６を組立台11で支持している各支持格子４に挿入
する。

このとき、燃料棒挿入の前にプラグ41がスプリング８
およびデインプル７に当接して、セル９を拡径する。し
たがって、スプリング８の押圧力調整が行なえ、かつ、
それらを燃料棒６の挿入と同時に行なうことができる。
したがって、たとえ、燃料棒６の外周部を覆うカバー40
が柔らかい材料で作った場合でも、燃料棒６外周部にス
クラッチは殆ど生じない。

また、上記燃料棒６の挿入において、先端にプラグ41
のついたカバー40の燃料棒６とは、特別な固定手段を用
いていない。これは、燃料棒６が長く（例えば４〜5m）
燃料棒６とカバー40との接触面積を広く採れるため、両
者に発生する摩擦力によって、燃料棒６をカバー40と一
体的に移動できるためである。

上記燃料棒６の支持格子４への挿入操作の後、燃料棒
引き込み工具15のインナーロッドを後退させて外爪17と
プラグ41との係合を解く。そして、燃料棒引き込み工具
15をさらに若干前方へ移動させた後、燃料棒引き込み機
12およびカバー除去機35を第５図に示す如くＣ方向にず
らし、カバー除去機35を組立台11の前方に位置させる。

上記操作に並行して、燃料棒マガジン10の前側の支柱
20および燃料棒把持機22をＤ方向へずらし、燃料棒把持
機22を組立台11の後方に位置させる。

次に、燃料棒把持機22の移動台25を第７図中Ａ方向へ
移動させ、外筒26の先端を燃料棒６の後端に嵌合させ
る。そして、前述した如くアーム33を回動しインナーロ
ッド30をＢ方向に移動させて、同把持機22の外筒26内に
組み込んだ円筒体29により燃料棒６の後端を把持する
（第１図参照）。

次いで、カバー除去機35のカバー引き込み工具37を後
方（第５図中Ｂ方向）へ若干移動させて、前述した操作
によりフインガ38の外爪39を拡径させてプラグ41の内周
溝41dに係合する。この状態で、フインガ38を前方へ移
動させて、同プラグおよびカバー40を燃料棒６から引き
抜き除去する。

以上の操作によって、燃料棒６を外周部にスクラッチ
を形成させることなく、支持格子４内に挿入セットする
ことができる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の燃料集合体の組立方法
によれば、燃料棒の外周部ほぼ全域を円筒状のカバーで
覆うとともに、該カバーの先端に、前記セルに押し広げ
るべくその径を前記カバーの径以上に設定され且つセル
径より小さい先端小径部を有するプラグを取り付け、前
記カバーで覆った状態のまま燃料棒を、前記プラグを移
動方向前側として前記セル内に挿入し、次いで、燃料棒
の後端を把持し前記プラグ及びカバーをさらに前方へ移
動させて燃料棒から取り外すから、燃料棒をセルへ挿入
する際、同燃料棒の外周部がセルと接触するのを防止で
き、スクラッチの発生を防止できる。また、支持格子の
セル内へのプラグ挿通を、燃料棒の挿入と同時に行な
え、従来の方法のような、燃料棒の挿入とは別にプラグ
を挿通させる等の面倒な作業を行なう必要はない。

また、本発明の燃料集合体の組立装置によれば、燃料
棒引き込み機とカバー除去機とが別個に設けられている
ので、燃料棒引き込み機が燃料棒を支持格子内に引き込
む作業を行っている際に、燃料棒引き込み機の側方で休
止しているカバー除去機からカバーとプラグとを取り除
くことができる。また、カバーを燃料棒から取り外す際
には、燃料棒把持機が燃料棒移動方向に対して側方側に
移動して燃料棒マガジンと入れ替わるとともに、カバー
除去機が燃料棒移動方向に対して側方側に移動して燃料
棒引き込み機と入れ替わるので、カバーおよびプラグを
燃料棒から取り外す作業を迅速に行うことができる。

これにより、本発明の燃料集合体の組立装置によれ
ば、燃料集合体の組立作業を効率よく迅速に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明装置の一実施例を示し、第１図
は後述する第４図におけるＩ矢視部分の拡大詳細図、第
２図は装置の側面図、第３図は同平面図、第４図は同装
置の燃料集合対組立途中の状態を示す側面図、第５図は
同平面図、第６図は第２図におけるVI矢視部分の拡大詳
細図、第７図は第４図におけるVII矢視部分後拡大詳細
図、第８図は第７図のVIII−VIII線に沿う断面図。第９
図は燃料集合体の正面図、第10図は第８図に示す支持格
子の一部平面図である。 ４……支持格子、６……燃料棒、 ７……テインプル、８……スプリング、 ９……セル、10……燃料棒マガジン、 11……組立台、12……燃料棒引き込み機、 15……燃料棒引き込み工具、16……フインガ、 17……外爪、21……レール、 22……燃料棒把持機、26……外筒、 29……円筒体、35……カバー除去機、 36……レール、37……カバー引き込み工具、 38……フインガ、39……外爪、 40……カバー、41……プラグ、 41d……内周溝。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸線方向に所定間隔をもって配置された支
   持格子の、少なくとも１つの燃料棒押圧用弾性部材を有
   するセル内に、それぞれ燃料棒を挿入配置してなる燃料
   集合体を組み立てるに際し、燃料棒の外周部ほぼ全域を
   円筒状のカバーで覆うとともに、該カバーの先端に、前
   記セルに押し広げるべくその径を前記カバーの径以上に
   設定され且つセル径より小さい先端小径部を有するプラ
   グを取り付け、前記カバーで覆った状態のまま燃料棒
   を、前記プラグを移動方向前側として前記セル内に挿入
   し、次いで、燃料棒の後端を把持し前記プラグ及びカバ
   ーをさらに前方へ移動させて燃料棒から取り出すことを
   特徴とする燃料集合体の組立方法。
2. 【請求項２】軸線方向に所定間隔きに配置した状態で支
   持格子を支持する組立台と、 該組立台の後方に配置されて、先端にセル押し広げ用の
   プラグを有する円筒状のカバーで覆われた多数の燃料棒
   を、所定間隔置きに並列に保持するとともに、燃料棒移
   動方向に対して側方に移動自在とされている燃料棒マガ
   ジンと、 前記組立台の前方に配され、内蔵された燃料棒引き込み
   工具を後方へ移動させて、前記燃料棒マガジンに収納し
   ている前記燃料棒の先端に位置する前記プラグと係合
   し、該プラグを前方へ引き込むことにより、前記燃料棒
   を組立台で支持して前記支持格子に挿通させるととも
   に、燃料棒移動方向に対して側方に移動自在とされてい
   る燃料棒引き込み機と、 前記燃料棒マガジンに並設され、該燃料棒マガジンが燃
   料棒移動方向に対して側方にずれたとき燃料棒移動方向
   に対して側方に移動して前記組立台の後方に位置し、燃
   料棒の後端を把持する燃料棒把持機と、 前記燃料棒引き込み機に並設され、該燃料棒引き込み機
   が燃料棒移動方向に対して側方にずれたとき燃料棒移動
   方向に対し側方に移動して前記組立台の前方に位置し、
   前記プラグと係合して該プラグを前記カバーごと前方へ
   移動させて燃料棒から取り出すカバー除去機とを備えて
   なることを特徴とする燃料集合体の組立装置。