JPS582632B2 - 原子炉用燃料交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１次冷却材として液体金属ナトリウムを用いた
高速炉において、燃料交換時には炉側に据付けて燃料交
換の操作を行い、炉運転時には炉側より取り外される燃
利交換装置、特に燃料交換機に対する１次冷却系バウン
ダリを形成する軸封装置の改良に関し、その目的はナト
リウムの堆積が少なく、長期間安定したシール機能が維
持できて信頼性の向上が図れるようにしたことにある。

燃利交換機、特に単回転プラグさパンダグラフ機構との
組合わせ方式による燃料交換機はその下部構造が複雑で
あり、炉側に据付けて燃料交換を行う際の１次冷却系バ
ウンダリを形成するための有効なシールが面倒である。

このために一般には第１図に示す如く燃料交換機本体を
気密容器内に格納したまま回転プラグ上に据付けるよう
構成したものが採用されている。

即ち第１図において１は回転プラグ、２は炉内へ突き出
して設置されたホールドタウン装置、３が燃料交換機で
ある。

ホールドダウン装置２は回転ブラグ１を貫通して炉内に
挿入されたホールドダウン軸４、該軸４に支持アーム５
を介して支持したグリツバ案内筒６、軸４の上端に設け
たホールドダウン駆動部７、およびその上部に設けた例
えばドアバルブ８としてなる回転プラグ出入孔の遮へい
バルブから構成されている。

一方燃料交換機３は前記ボードダウン軸４に案内されて
回転ブラグ１およびドアバルブ８を貫通して炉内に挿入
される外筒９、外筒９の先端にパンダグラフ磯構１０を
介して支持されたグリツパ１１、グリップ１１における
爪の開閉およびパンタグラフ機構１０の開閉操作機構を
収設して前記外筒９の頂部に設置した駆動部１２からな
る燃料交換機本体、およびホイスト機構１３、巻取ドラ
ム１４、吊り下げ用のワイヤローブまたはチェーン１５
などから構成され、これら各部品が下部にドアバルブ１
６を備えた長大な気密容器１γ内に格納されている。

かかる従来の構成では、気密容器１７は燃利交換時に炉
内より侵入して来るカバーガスの放射能に対して充分な
遮へい機能を持たせるとともに、燃料交換機本体を炉外
へ引き上げる際にして今まで炉内のナトリウム液面下に
浸漬されていた外筒９およびグリツパ１１に付着してい
るナトリウムの放射能に対しても充分な遮へい機能を持
せる必要がある。

この結果気密容器１７の重量は極めて大きくなり、耐震
設計を考慮した炉本体、特に回転プラグの設計に著しい
負担をかけることになる。

かかる点から第１図における長大な気密容器１７を省略
し、その代りに燃料交換機の外筒を包囲して軸封装置を
備えたものが提案されている。

この軸封装置は第１図におけるドアバルブ８の上部に結
合される別のドアバルブと一体に設けられており、軸封
装置を貫通した外筒の頂部に位置する燃料交換機の駆動
部は軸封装置の外方に露出して位置している。

かかる軸封装置は炉内力バーガスの漏出防止機能払炉内
液面下に挿入される外筒部分に付着したナトリウムを炉
外引き抜きに際して拭きとる機能とを備えたシール機構
を有して構成されている。

従って燃料交換機を回転プラグに据付けて燃料を交換す
る際の１次冷却系バウンダリが軸封装置により形成され
、最犬な気密容器の省略が可能になる。

一方上記の構成では、炉の運転中、或いは燃料交換機の
保守点検時に燃料交換機を炉側より取り外すよらドアバ
ルブの上に取扱キャスクを結合して燃料交換機本体を取
扱キャスク内へ引き上げる過程で、燃料交換磯本体の外
筒全域が軸封装置を通過することになる。

このためにシール磯構にナトリウム拭き取り部を備えて
いるとは言え、今まで炉内のナトリウム液面下に挿入さ
れていた外筒部分に付着している多量のナトリウムが軸
封装置のシール機構に拭き取られて堆積することになる
。

しかしてよく知られているように金属ナトリウムは常温
で固化し、かつ酸化されることからシール機構は劣化し
て滑らかなシール面が粗面化され、短期間のうちにシー
ル機能を失ってしまう恐れがある。

この理由により前記の軸封装置は第１図における気密容
器を省略可能とする利点がある反面、このままではナト
リウムの多量堆積によって長期間安定したシール機能を
維持させることが困難であり、実用化がむづかしい。

かかる点にかんがみ本発明は従来使用されていた気密容
器を省略できる利点を生じつつ、更に燃料交換機本体の
炉外引き上げに際しても多量のナトリウムが付着堆積す
るのを巧みに防ぎ、シール機能を安定して維持できる軸
封装置を備えた燃料交換装置を提供せんとするものであ
り、以下本発明の構成を図示実施例に基づいて説明する
。

第２図、第３図において１８は後述する軸封装置を収容
して結合するようドアバルブ８の上部に設けられたケー
シングであり、このケーシング１８内に燃料交換磯本体
の外筒９を包囲する軸封装置１９が収納位置して設置さ
れている。

なお２０は第１図における気密容器の代りに設けられた
支持フレームであり、頂部にホイスト機構の巻取ドラム
１４が支持されている。

また巻取ドラム１４の巻かれたワイヤーローブ１５は着
脱可能なコネクク２１を介して駆動部１２と結合されて
いる。

一方軸封装置１９の詳細構造は第３図に示す如く、外筒
９の外周を包囲する軸封ハウジング２２と、軸封ハウジ
ング２２内に装備されて外筒９と摺動対接する炉内カバ
ーガスの漏洩をシールする酬食ｆ’ｌＥＶ型弾性ゴムを
多層重ね合わせたパッキン２３およびナトリウム蒸気の
凝着により外筒９の表面に付着したナトリウムを拭き取
る例えば耐食性金属材ワイヤの編組体２４を備えて構成
されている。

かかる軸封装置１９の軸封ハウジング２２はフランジを
有し、ケーシング１８との間では０リング２５を介して
フランジ面の間が気密シールされ、かつ固定ボルト２６
によりケーシング１８へ着説可能にされている。

一方軸封ハウジング２２は燃料交換磯本体の駆動部１２
に対しても固定ボルト２７により着脱可能である。

上記各固定ボルト２６．２７のうち、固定ボルト２６は
燃料交換時のみ軸封装置１９をケーシング１８に結合す
る。

燃料交換時には固定ボルト２７をはずして頂部に設けた
駆動部１２そ上方に引出して燃料交換を行い、燃料交換
磯３を炉より取り外す際には、固定ボルト２６をはずし
固定ボルト２γを締付けて軸封装置１９を駆動部１２に
結合させて前記軸封装置１９を前記駆動部１２と一括し
て取り外す。

上記の構成において、燃利交換時にはケーシング１８、
つまり炉側に固定された軸封装置１９を貫通して外筒９
が上下に摺動する。

この場合に燃料交換のために昇降操作されるグリツパ１
１の上下動ストロークは燃料集合体の長さ寸法より若干
犬となる程度であり、通常の原子炉では第２図における
ナトリウム液面から例えばドアバルブ８までの高さ寸法
ｈが上記グリツパの上下動ストロークより充分大に構成
されている。

従って燃料交換時の昇降操作範囲ではナトリウム液面下
に浸っている外筒の部分が軸封装置１９の位置まで上昇
しない。

それ故軸封装置１９のシール機構が直接外筒９に付着し
ているナトリウムを拭きとることはなく、僅かにナトリ
ウム蒸気が凝着した分を拭きとるのみである。

一方燃料交換機３を取り外す場合には、本体を一旦第２
図のように最下位置へ降した状態でコネクタ２１の結合
を外し、先ず支持フレーム２０をホイスト機構などとと
もに取り外す。

続いて固定ボルト２６を外して軸封装置１９とケーシン
グ１８吉の結合を解くとともに、固定ボルト２７により
新たに軸封装置１９と燃料交換機の駆動部１２と結合す
る。

この作業は作業員が近づいて直接行える。

この状態で第４図に示すような取扱キャスク２８がドア
バルブ８の上にセツトされる。

取扱キャスク２８は遮へい機能を備えた容器２９、下端
に備えたドアバルブ３０、頂部に設置したホイストａ構
３１、ワイヤローブの先端に備えたグラブ３２などから
構成されている。

なお特に専用キャスクを用意せず他の機器の取扱キャス
クと兼用することもできる。

最後にグラブ３２で燃料交換機本体の駆動部１２を掴み
、キャスク容量２９内に全体を引き上げてドアバルブ８
３３０を閉塞して終了する。

このように軸封装置１９は本体頂部の駆動部１２と結合
したまま取扱キャスク２８内へ収納される。

従って燃料交換機を炉内より引き上げる過程でも、炉内
のナトリウム液面下に浸漬されていた外筒９の下方域が
軸封装置１９のシール機構を通過せず、燃料交換時と同
様に多量ナトリウムが直接軸封装置１９のシール機構で
拭き取られることはなく、軸封装置１９における多量の
ナトリウム堆積を未然に防ぐことができる。

以上詳記したように、本発明によれば燃利交換機に対し
燃料交換時には炉側に固定され、燃料交換機を取り外す
際には燃料交換機の頂部に固定して一体に取り外される
軸封装置が備えられており、従って燃料交換磯を取り外
すために炉内より引き上げる際にも、外筒に付着してい
る多量のナトリウムが軸封装置に堆積されることがなく
、シール機構の早期劣化が予防されて長期間安定したシ
ール機能を維持できる実用的な効果が奏せられる。

また併せて従来採用されているような長大かつ重量の犬
なる気密容器を省略できるので耐震設計上著るしく有利
になるなど、実益の犬なる燃料交換装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における燃料交換装置の構成図、第２図は
本発明−実施例の全体構成図、第３図は第２図における
軸封貫通部の詳細拡大断面図、第４図は燃料交換磯本体
が取扱いキャスクに収納された取り外し状態図である。 １：回転プラグ、３：燃訓交換機、８：出入孔遮へいバ
ルブ、９：外筒、１１：グリツパ、１２：頂部は設けた
駆動部、１３．１４：ボイスト機構、１８：軸封装置の
ケーシング、１９：軸封装置、２２：軸封ハウジング、
２３：耐食性Ｖ型弾性ゴムを多層重ね合わせたパッキン
、２４：耐食性金属材ワイヤの編組体、２５：シール部
材、２６，２７：固定ボルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炉上部の回転プラグおよび回転プラグの出入孔遮へ
   いバルブを貫通して孔内に挿入される外筒、該外筒の下
   端に取り付けられたグリッパ、該グリツパを操作するた
   めに外筒の頂部に設けられた駆動部から構成され必要に
   応じてホイストｅ構によって吊り下げて昇降操作される
   燃利交換機に対し、前記の外筒の上端外周を包囲する軸
   封ハウジングおよび軸封ハウジング内周面に設けて１次
   冷却系バウンダリを形成するシール機構からなり、燃料
   交換時には炉側に気密結合機構を介して固定されかつ燃
   料交換機の取り外しの際には燃料交換機の前記駆動部側
   に固定して燃料交換機とともに炉側より取り外される軸
   封装置を備えたことを特徴とする原子炉用燃料交換装置
   。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の燃料交換装置において
   、軸封装置の軸封ハウジングを炉側に気密結合する機構
   が出入孔遮へいバルブより上方へ張り出して前記軸封ハ
   ウジングの外周を包囲するケーシングと、該ケーシング
   と軸封ハウジングとの対向フランジ面をシール部材と各
   フランジの間を結合する固定ボルトより構成されている
   ことを特徴とする原子炉用燃料交換装置。