JPS586492A - 燃料集合体保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原子炉に使用される燃料集合体の燃料棒を取
り外すために轄水槽内に燃料集合体を固定する燃料集合
体保持装置に関する。

現在使用されている加圧水型軽水炉には燃料集合体が用
いられている。この燃料集合体は、第１図に示すように
上下に離間されて配設された上部ノズル１及び下部ノズ
ル２と、これらの間に所定の間隔をおいて配設され、久
トラップによシ形成された格子空間を有する複数の支持
格子３と、この支持格子３の格子空間内に所定の間隔を
おいて挿通されかつ支持格子３の支持部により支持され
、さらにそれぞれの上下一部を上部ノズル１、下部ノズ
ル２に連結された制御棒案内管本と、被覆室内に密封さ
れた多数の燃料ペレット６と押えばね７とを有し、支持
格子３の格子空間の所定箇所にこのような燃料集合体は
炉心において一定期間燃焼すると炉心から取シ出され、
各種の検査を受けた後問題のないもののみ炉心に再装荷
されている。

しかしながら、従来、燃料集合体のうち、前記各種の検
査におりて破損した燃料棒が検出された燃料集合体は、
破損燃料棒の数が燃料集合体１体につき、高嵩１〜２本
であるにもがかわらず、１本でも破損燃料棒があると炉
心に再装荷して使用することができず、この燃料集合体
はやむをえず使用済燃料槽に保管されており、極めて不
経済であった。

そこで、前記破損燃料棒を燃料集合体から引き抜くこと
が考えられたが、このときには、破損燃料棒を含む燃料
集合体は放射線を有するため、この放射線を遮蔽するた
めに水面より３ｍ以下に位置させなければならない。特
に、破損燃料棒を引き抜く際には、燃料集合体から引き
抜かれたときの破損燃料棒の上端が水面よｈ３ｍ以下に
位置するようにしなければならないから、燃料集合体の
位置は、３ｍ＋約４ｍの燃料棒の長さ即ち水面よＪ）７
ｍ以下としなければならないという事情があった。

ソシテ、各制御棒案内管の上端部は上部ノズルに全周溶
接されてお）、燃料集合体から上部ノズルを取シ外して
破損燃料棒を引き抜き、燃料集合体を再使用可能とする
ためには、各制御棒案内管の前記全周溶接部の溶接をと
シ、燃料集合体から上部ノズルを取シ外し、破損燃料棒
を引き抜き、これの代シにダミー棒を挿入し、再び各制
御棒案内管の上端部に上部ノズルを水中において溶接し
なければならず、制御棒案内管を切断させずに上部ノズ
ルどの溶接部から取シ外すことができないばかシか、水
中で上部ノズルに制御棒案内管を再溶接することも、こ
の溶接を水槽上の操作にょシ行なわなければならないの
でできず、不可能であった。

また、燃料集合体から下部ノズルを取シ外して破損燃料
棒を引き抜き、燃料集合体を再使用可能とするためには
、各制御棒案内管と下部ノズルとの取シ外しにおいては
制御棒案内管と下部ノズルとの取シ付けが、制御棒案内
管の下端に螺合された取付部材のまわシどめビンの両端
と、下部ノズルとの溶接のみで行なわれているため、不
可能ではないが、燃料集合体からの下部ノズルの取シ外
し及び破損燃料棒の引き抜きを、水面よシフｍ−１１ｆ
ｉ以下の範囲で、しかも水槽上における操作によシ行な
わなければならず、極めて困難であるという事情があっ
た。

この発明は前記事情に鑑みてなされたもので、水槽の水
中に上下動自在に沈められたキャンを水槽に固定して、
キャン内に挿入された燃料集合体を、保持機構によりキ
ャンに固定し、このキャンを反転させて水槽に固定し、
さらにこのキャンを上下動させることによシ、水槽の上
部において、遠隔操作により、水中に位置する燃料集合
体から下部ノズルを取）外して破損燃料棒を引き抜き、
これの代シにダミー棒を挿入し、前記燃料集合体に他の
下部ノズルを取シ付けて燃料集合体を再使用することが
可能となシ、極めて経済的な燃料集合体保持装置を提供
することを目的とする。

以下、この発明の一実施例を第２図乃至第２０図に基づ
いて説明する。第２図中１１はスペントツユエルビット
壁１２．１２間に設けられ、かつ水が貯えられた燃料移
送キャナル（水槽）であシ、この燃料移送キャナル１１
の上部の所定箇所には上部固定板１８が設けられている
。この上部同定板１３は第２図及び第４図に示すように
形鋼、板等を用いて構成され、壁１２．１２の上端部に
取〕付けられている。上部固定板１３には第７図に示ス
ヨウニ凹部１４が形成され、この凹部１本の両側部には
第５図及び第６図に示すように下垂状に形鋼からなるガ
イドフレーム１５．１６が設けられている。上部固定板
１８の下方即ちガイドフレーム１５．１６の下端近傍部
及び下端部には下部固定板１７．１８が固着されて設け
られている。

これら上部固定板１３、ガイドフレーム１５，１６１下
部固定板１７．１８により枠体が構成されてぃる。下部
固定板１７．１８にはそれぞれ固定部材１９．２０が第
う図において矢印ム、Ｂ方向に移動自在に設けられてい
る。同定部材１９は第９図及び第１０図に示すように円
板２１と軸２２とからなるもので、この軸２２の上面に
はランク２３が設けられてシシ、軸２２は第９図に示す
ように下部固定板１７に摺動自在に嵌合されている。ま
た、下部固定板１７にはウオーム２４と、このウオーム
２４に噛み合せられたウオームホイール２５とがそれぞ
れ軸２６．２７によシ回転自在に取シ付けられている。

軸２６の上端部は下部固定板１７から上方に突出し、か
つ六角柱状に形成されている。また軸２７にはピニオン
２８が取シ付けられ、ピニオン２８は軸２２に形成され
たラック２３に噛み合せられている。なお、下部固定板
１８に設けられた固定部材２０及びその移動機構は下部
固定板１７に設けられた固定部材１９及びその移動機構
と同一構成であるのでその説明を省略する。但し、下部
固定板１８に設けられたウオームの軸２９（軸２６に相
当する）は長尺とされ、下部固定板１７の上部まで延げ
されている。そして、燃料移送キャナル１１の上部よシ
長尺のボックスレンチを軸２６．２９の上端部に嵌合し
てこれら軸２６．２９を回すことによシ、ウオーム２４
、ウオームホイール２５、ピニオン２８、ランク２３を
介して固定部材１９．２０が壁１２側へ張シ出され、こ
れによシ下部固定板１７．１８が壁１２．１２間に固定
されるようになされている。

前記上部固定板１３の一側には電動ウィンチ（資）が取
シ付けられている。また、上部固定板１３には、第４図
に示すようにブラケット３１を介してシープ３２が回転
自在に取シ付けられている。また、このシープ３２から
離間してブラケット３３が並設されている。

一方、ガイドフレーム１５．１６間には、２枚のキャン
サポートフレーム３４．９５が離間して対向させられ、
かつ下垂状に上下動自在に設けられている。このキャン
サポートフレーム３４．３５は細長い板で、これらの上
部、中央部、下部にはそれぞれガイドローラ３６が回転
自在に取シ付けられ、これらガイドローラ３６はガイド
フレーム１５．１６に係合させられている。また、キャ
ンサポートフレーム３４．８５の上部にはシープ３７が
回転自在に取り付けられている。このシープ３７には、
電動ウィンチ３０に一端を取り付けられ、かつシープ３
２に巻回されて下方に下げられたワイヤロープ３８が巻
回されている。このワイヤロープ３８は上方に延びてそ
の他端部はブラケット３３に取シ付けられている。そし
て、電動ウィンチ３０の作動によシガイドフレーム１５
．１６に沿ってキャンサポートフレーム３４．３５が上
下動するようになされている。このようにキャンサポー
トフレーム３４．３５、電動ウィンチ３０、シープ３２
．３７、ワイヤロープ３Ｂ、等によシ上下動機構が構成
されている。キャンサポートフレーム３４．３５のガイ
ドフレーム１５．１６側の面の上部にはそれぞれ突起３
９が設けられている。また、ガイドフレーム１５．１６
の所定箇所には、第２図乃至第４図に示すように位置決
め機構４２．４ｇ、４４が設けられている。位置決め機
構４２はガイドフレーム１５．１６に、ビン４５によシ
回動自在に取シ付けられたレバー４６．４７と、レバー
４６．４７の上部を連結したシリンダ機構４−８とから
なるもので、レバー４６．４７の上端部には、シリンダ
機構４８が縮小したときレバー４６．４７が合掌状態と
なり、突起３９を受容することができる凹部４９．５０
が形成されている。位置決め機構４３は位置決め機構４
−２と同一構成であるのでその説明を省略する０位置決
め機構４４社突起８９を受容することカテキる凹部５１
を有する板からなるものである。

キャンサポートフレーム８４．３５間には角筒状のキャ
ン６１が設けられている。キャン６１の上端部にはテー
パ状の鍔部６２が形成されている。

また、キセノ６１の中央部には軸６３を有する枠体６４
と軸６５を有する枠体６６とが固着されている。軸６３
．６５はそれぞれキャンサポートフレーム３４．１５の
略中央部に回転自在に嵌合されている。また、軸６５に
はウォームホイール６７が取シ付けられている。ウオー
ムホイール６７には軸６８を有するウオーム６９が噛み
合せられている。軸０８はキャンサポートフレーム３５
に設けられた軸受７０．７０に回転自在に支持されて上
方に延ばされている。軸６８には、クラッチ７１を介し
て上部固定板１３上まで延びる軸７２が連結されておシ
、この軸７２は上部固定板１３上に設けられたモータ（
図示せず）に連結されておシ、このモータによって軸７
２を回転させることによシ、クラッチ７１、ウオーム６
９、ウオームホイール６７、軸６３．６５、枠体６４．
６６を介し、軸６３．６５を中心にキャン６１が第１２
図において矢印０方向に回動させられるようになされて
いる。前記ウオームホイール６７、ウオーム６９、軸６
８．７２、クラッチ７１、モータ等によシキャンの回転
機構が構成されている。

キャンサポートフレーム３４．３５の上端部にはそれぞ
れ軸受７３．７４が設けられ、この軸受７３．７４には
それぞれ軸７５．７６が嵌合されている。軸７５の両端
には略り字形のストッパ７７が、軸７６の両端には略り
字形のストツノ（７８がそれぞれ回転自在に取シ付けら
れている。ストッパ７７の一端部には、キャ／サポート
フレーム３４−の上部に取シ付けられたシリンダ機構７
９が連結されている。また、ストッパ７８の一端部には
キャンサポートフレーム３６の上部に取シ付けられたシ
リンダ機構８０が連結されている。そして、シリンダ機
構７９．８０は同期して作動し、シリンダ機構７９．８
０が伸長すると第１１図に示すようにストッパ？？、７
８によシキャン６１が挾持され、キャン６１の回動が阻
止されるようになされ、シリンダ機構７９．８０が縮小
するとストッパ’Ｉ’ｌ、’ＩＳがキャｙ６１から外れ
てキャン６１を回動させることができるようになされて
いる。

また、キャンサポートフレーム３４．１５の下端部間に
はコ字形のストッパ８１が開口部を第１２図において左
側に位置させられて配設されてお炊ストッパ８１の背部
８１１Ｌによシ、キャン６１の下部の第１２図における
矢印り方向への回動が阻止されるようになされている。

ストッパ８１は軸８２．８３を有し、軸８２．８３はキ
ャンサポートフレーム３本、３５に回転自在に嵌合され
ている。軸８３の端部にはチェ／ホイール８４が取シ付
Ｊｒｊられている。このチェ／ホイール８４にはキャン
サポートフレーム３５の一側面に取シ付けられた２つの
シリンダ機構８５．８６に連結されたチェ７８７が巻回
されている。そして、シリンダ機構８５．８６を同期し
てそれらの一方は伸長するように、他方は縮小するよう
に作動させることによシチェン８７、チェ／ホイール８
４を介してストッパ８１が回動して反転させられるよう
になされている。

また、キャン６１の上部と下部とにはコ字形のノズル固
定部材８８．８９が回動自在に取シ付けられている。ノ
ズル固定部材８８．８９には突出部が形成され、この突
出部にはキャン６１の外壁に回動自在に取シ付けられた
シリンダ機構９０．９１が連結されている。また、ノズ
ル固定部材８８．８９には、それぞれ螺杵９２を有する
固定板９３が螺合されている。

キャン６１の直交して隣り合う２外壁の上、下部にはそ
れ第１３図乃至第１５図に示すように４つのノズル受は
機構９４．９５が取り付けられている。ノズル受は機構
９４＋２第１８図乃至第２０図に示すように構成されて
いる。即ち、キャン６１の鍔部６２の基部に保持板９６
がビン９７によシ蝶番状に取シ付けられている。保持板
９６には長孔９８が形成されておシ、保持板９６は長孔
９８に嵌合されたビン９９、リンク１００．　ビン１０
１を介して鍔部６２の上端に設けられたブラケット１０
２に連結されている。ビン９９には、キャン６１の外壁
にブラケットを介して回動自在に取シ付けられたシリン
ダ機構１０３のピストンロッド１０４の先端に設けられ
たヨーク１０５が連結されている。鍔部６２の保持板９
６と対向する部分には切欠孔１０６が形成されておシ、
保持板９６はシリンダ機構１０３の作動によシ、第１８
図に示す保持板９６の位置と、第２０図に示す保持板９
６の位置との間をビン９７を中心に回動するようになさ
れている。ノズル受は機構９５は）ズル受は機構９４と
同様なのでその説明を省略する。

また、キャン６１の上、下部には、第１５図における右
上角部に位蓋し、てノズル押圧機構１０７が取シ付けら
れている。このノズル押圧機構１０７は、第１６図に示
すように鍔部６１の基部にピ／１０８を介して回動自在
に取シ付けられたべｔ１５ンク１０９と、このベルクラ
ンク１０９の上端にピン１１０を介して回動自在に取シ
付けられた押圧板１１１と、キャン０１の外壁にブラケ
ット、ピン１１２を介して回動自在に取シ付けられ、か
つピストンロンド１１３の先端に設けられたヨーク１１
４がベルクランク１０９の下端部にピン１１５を介して
連結されたシリンダ機構１１６とからなっている。なお
、鍔部６１のベルクランク１０９と対向する部分にはベ
ルクランク１０９が出入シすることができる切欠孔１１
７が形成されている。

また、前記キャン６１のノズル受は機構９４．９５が取
り付けられた２つの外壁と対向する他の２つの外壁には
、キャン６１内に挿入された後記する燃料集合体１１８
の支持格子１１９と対向して、支持格子押圧機構１２０
．１２１が取シ付けられている。支持格子抑圧機構１２
０は第１７図に示すようにキャン６１の外壁に設けられ
たブラケット１２２．１２１と、ブラケット１２２にピ
ン１２４によシ回動自在に取シ付けられたベルクランク
１２５と、ブラケット１２８にピン１２６によシ回動自
在に取シ付けられたレバー１２７と、ベルクランク１２
５とレバー１２７とにピン１２８．１２９によシ回動自
在に取シ付けられた抑圧板１３０と、ブラケット１２３
にピン１８１によシ回動自在に取シ付けられ、ピストン
ロンドの先端部がビ／１３２によりベルクランク１２６
に回動自在に連結されたシリンダ機構１３３とからなっ
ている。また、キャン６１の外壁には抑圧板１３０が出
入する部分に適宜の孔１８４が形成されている。なお、
支持格子抑圧機構１２１は支持格子抑圧機構１２０と同
様なのでその説明を省略する。

なお、ノズル固定部＄８８．８９、ノズル受は機構９４
．９５、ノズル押圧機構１０７、支持格子抑圧機構１２
０．１２１等によシ保持機構が構成されている。また、
前記各シリンダ機構にはそニット（図示せず）に接続さ
れている。

次に前記のように構成された燃料集合体保持装置の作用
について説明する。

に上部固定板１３を取シ付け、この上部固定板１３上よ
シ長尺のボックスレンチを下ろし、このボックスレンチ
を軸２５．２９の上端部に嵌合してこれらを回し、固定
部材１９．２０を壁１２側へ張シ出して下部固定板１７
．１８を壁１２に固定する。

次に、位置決め機構４２．４８のそれぞれのシリンダ機
構４８を作動させてレバー＋６．＋７を開き、電動ウィ
ンチ３０を作動させてワイヤロープ３８、シープ３２．
８７を介してキヤンサボ−に位置させ、位置決め機構４
４によシ突起３９を凹部５１に受容する。

次いで、キャン６１の上部のシリンダ機構９０を作動さ
せてノズル固定部材８８を倒し、キャン６１の上端を開
口させる。

ン（図示せず）によシ吊シ下ばて燃料移送キャナル１１
に水中において移送し、これを前記キャ／６１の真上に
位置させ、さらに下降させてキャン６１内に挿入し、下
部ノズルをノズル固定部材８９の固定板９３上に載置す
る。

次に、ノズル受は機構９４．９５の保持板９６を直立さ
せた状態で、キャン６１の上下にそれぞれ設けられたノ
ズル押圧機構１０７のシリンダ機構１１６を作動させて
、押圧板１１１によシ上部ノズル及び下部ノズルをノズ
ル受は機構９４．９５の保持板９０に押し付けて保持す
る。

次に、支持格子押圧機構１２０．１２１のシリンダ機構
１３３を作動させてベルクランク１２５を介して抑圧板
１３０を支持格子１１９に押し付けて、キャン６１に各
支持格子１１９を固定する。

（シリンダ機構１３３を伸縮させるとベルクランク１２
５、レバー１２７を介して押圧板１３０は平行移動して
支持格子１１９に対し接離する。）なお、多数のシリン
ダ機構１３３は同期して作動する。

次に、シリンダ機構９０を作動させてノズル固定部材８
８を回動し、固定板９３を上部ノズルの上方に位置させ
る。次に、位置決め機構４２．４．３のそれぞれのシリ
ンダ機構４８を作動させてレバー４６．４７を開き電動
ウィンチ３０を作動させてワイヤロープ３８、シープ３
２．３？を介してせて位置決め機構４２のレバー４６．
４７を閉じ凹部４９．５０に突起３９を受容する。

次に、上部固定板１８上よシ長尺のボックスレンチを下
ろしてこれを螺杵９２の上部に形成された六角棒部に嵌
合し、この螺杵９２を回してノズル固定部材８８．８９
の固定板９８．９３間に燃料集合体を固定する。

次に、シリンダ機構７９．８０を同期して作動させ、ス
トッパ？？、７８をキャンθ１から外す。

次に、上部固定板１３上において、軸７２を、この軸７
２に連結されたモータ（図示せず）を作動させて回し、
クラッチ７１、軸６８、ウオーム６９、ウオームホイ：
々Ｉ７、軸６３．６５、枠体６４．６６を介してキャン
６１を第１２図において矢印０方向に回動して反転させ
る。これによシ、下部ノズルが上方に上部ノズルが下部
ノズルの下方に位置する。なお、このキャン６１の回動
が始まシキャン６１が反転するまでの間に、シリンダ機
構８５．８６を同期して作動させ、ストッパ８１を反転
させ、その開口部を第１２図においてキャン６１の右側
に位置させる。

次に、シリンダ機構７９．８０を同期して作動させ、各
一対のストッパ？？、７８をキャン０１の外壁に係合さ
せ、これらストッパ７７．７８によシキャン６１を挾持
してキャン６１の回動を阻止する。

この後、シリンダ機構９１を作動させてノズル固定部材
８９を倒してキャン６１の上端部を開口させ、必要に応
じてキャン６１をキャンサポートフレーム３本、８５を
上下動させることによシ上下動させて適宜箇所に固定す
ることによシ、キャン６１内の燃料集合体から下部ノズ
ルを取シ外して破損燃料棒を引き抜き、この燃料集合体
を再使用することができるようにする操作が可能となる
。

なお、前記各機構の操作及び作動は第２図及び第４図に
示すテレビカメラ１３５．１８６を適宜移動させて監視
しながら行なう。

以上説明したようにこの発明によれば、水槽の水中に上
下動自在に沈められたキャンを水槽に固定して、キャン
内に挿入された燃料集合体を、ノズル固定部材、ノズル
受は機構、ノズル抑圧機構、支持格子抑圧機構等の保持
機構によシキャンに固定し、このキャンを反転させて水
槽に固定し、さらにこのキャンを上下動させる構成であ
るから、水槽°の上部において、゛水中に位置する燃料
集合体から下部ノズルを取シ外して破損燃料棒を引き抜
き、これの代りにダミー棒を挿入し、前記燃料集合体に
他の下部ノズルを取シ付けて燃料集合体を再使用するこ
とができるようにする操作が可能となシ、これによシ莫
大な経費の節減を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原子炉に装荷される燃料集合体の一部省
略一部切欠縦断面図、第２図はこの発明の一癩施例を示
す一部省略正面図、第５図はその要部の側面図、第４図
はその一部省略側面図、第５図はその枠体を示す正面図
、第６図はその枠体を示す側面図、第７図はその上部固
定板の平面図、第８図はその下部固定板の拡大平面図、
第９図及び第１０図はその下部固定板を壁に固定する機
構を示す図、第１１図及び第１２図はそのキャンの取付
は状態を示す図、第１３図乃至第１５図はその燃料集合
体の保持機構がキャンに取シ付けられた状態を示す図、
第１６図は第１５図のＷ矢視図、第１７図はその支持格
子抑圧機構の取付は状態を示す図、第１８図及び第１９
図はそのノズル受は機構の取付は状態を示す図、第２０
図は第１９図の豆−双線に沿う断面図である。 １１・・・・・・燃料移送キャナル（水槽）、１３・・
・・・・上部固定板、１５．１６・・・・・・ガイドフ
レーム、１７．１８・・・・・・下°部固定板、１９．
２０・・・・・・固定部材、３０・・・・・・電動ウィ
ンチ、３２．３７・・・・・・シープ、３４−１３５・
・・・・・キャンサポートフレーム、３８・・・・・・
ワイヤロープ、３９・・・・・・突起、４２．４３．４
４・・・・・・位置決め機構、６１・・・・・・キャン
、６３．６５・・・・・・軸、６７・・・・・・ウオー
ムホイール、６８．７２・・・・・・軸、６９・・・・
・・ウオーム、７１・・・・・・クラッチ、？？、７８
・・・・・・クラッチ、７９．８０・・・・・・シリン
ダ機構、８５．８６・・・・・・シリンダ機構、８１・
・・・・・ストツバ、８４・・・・・・テエンホイール
、８７・・・・・・チェノ、８８．８９・・・・・・ノ
ズル固定部材、９４．．９５・・・・・ツズル受は機構
、１０７・・・・・ツズル押圧機蝋１１８・・・・・・
燃料集合体、１１９・・・・・・支持格子、１２０．１
２１・・・・・・支持格子押圧機構。 第１３図 第１４図 ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水が貯えられた水槽と、該水槽の上部に固定して設けら
   れた上部固定板と、該上部固定板に連結されて前記水槽
   内に固定される枠体と、軸を有し該軸を介して前記枠体
   に上下動自在にかつ回転自在に保持され、かつ前記水中
   に位置させられたキャンと、該キャンに連結され、前記
   水槽の上部に達する操作部を有し、該操作部の作動によ
   り前記キャンを上下動させる上下動機構と、前記キャン
   に連結され、前記水槽の上部に達する操作部を有し、該
   操作部の作動によシ前記キャンを垂直面内において回転
   させる回転機構と、前記枠体に連結され、かつ前記キャ
   ンに係脱可能に係合させられ、該キャンの回転を阻止す
   るストッパと、前記キャンに取り付けられ、該キャン内
   に挿入された燃料集合体を押圧して核燃料集合体を前記
   キャン内に保持する保持機構とからなり、内部に前記燃
   料集合体が保持された前記キャンを反転して、上部ノズ
   ルの上方に下部ノズルを位置させて前記燃料集合体を前
   記水槽の水中に固定することを特徴とする燃料集合体保
   持装置。