JPS593295A - 核燃料取扱装置 - 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】 本発明は、加圧水型原子力発電プラント等における原子
炉の核燃料（集合体）を取扱う装置に関するものである
。

加圧水型原子力発電プラン）ＩＣ使用されている核燃料
のライフは通常５年間であって、年に一度、その原子炉
を開放して、％炉心弁の燃料入替えと残り％炉心弁の再
使用燃料の定期検査が実権される。よって、全燃料な原
子炉より取出して燃料貯蔵プール（使用済燃料プールと
も言う）中に配列された燃料ラック内に挿入し、該プー
ル内で各種の燃料内挿物の置換や検査が行われたのち、
一部は再び原子炉内に装荷される。

本発明の核燃料取扱装置は、燃料貯蔵プールにおける燃
料の移送やその内挿物の置換作業を実施するために同プ
ールに併設されたものである。

前記の燃料貯蔵プールおよび核燃料取扱装置の概要を第
１図、第２図に示しており、図中ｆａｌはプール中に配
設されたラック群、（ｂ）は各シーぶ室間のゲート、（
Ｃ）は核燃料であって、従来の該プラントにおいては、
燃料貯蔵プールの両側に敷設された走行レール（１）（
１１に自走式のクレーン（８）を設置し、クレーン（θ
）の上端に走行方向とその直角方向とに手動で横行可能
な電動ホイス）（ｆｌを取付け、電動ホイスト（ｆ）に
ワイヤロープを介し専用取扱工具（ｇｌを垂設して、吊
荷をｘ−ｙ−ｚ３次元方向に移動できるようにし、燃料
ｆｃ）の移送やその内挿物の置換を行うことができるよ
うＫなっている。

しかし、前記したような核燃料取扱装置においては、Ｘ
−Ｙ−Ｚ方向の移動がいずれもマニュアル操作にて行わ
れ、かつ取扱対象（核燃料、その内挿物を含め４種類程
度）によってその都度専用取扱工具ｆｇｌを取替える必
要があり、また、近年、原子力発電プラントの前記定検
作業においては、所要期間の短縮、作業員の被曝量低減
が強く要望され、その核燃料取扱装置はその自動化、専
用取扱工具の集約が不可欠になってきており、従来装置
においてはワイヤを介して燃料す吊上げる方式であって
走行に際し揺れを生じ、停止時の位置決め精度の問題か
ら自動化し難い構造になっている。

本発明は、従来の核燃料取扱装置における前記のような
実情に鑑み開発されたものであって、縦行台車に装備さ
れた横行台車にテレスコープ形マストを垂設し、前記テ
レスコープ形マストの内マスト中に上下動可能に装着さ
れたガイドチューブの先端周縁部に燃料の掴持部を設け
るとともに、前記ガイドチューブ中に内挿物の取扱部材
を上下動可能に配設した点に特徴を有し、その目的とす
る処は、燃料集合体の掴持部とその内挿物の取扱部材が
併設されかつそれらを揺れの極く少ない安定操作可能な
ものとして自動詞間化できるようにした核燃料取扱装置
を供する点にある。

本発明は、前記した構成になっており、縦行台車に装備
された横行台車にテレスコープ形マストが垂設され、テ
レスコープ形マストの内マスト中に上下動可能に装着さ
れたガイドチューブの先端周縁部に燃料の掴持部が設け
られるとともに、該ガイドチューブ中に内挿物の取扱部
材が上下動可能に配設されているので、横行台車からテ
レスコープ形マストとそれに装着されたガイドチューブ
を介して支持された燃料の掴持部およびさらにそのガイ
ドチューブ中に配設され支持された内挿物の取扱部材が
、いずれも揺れの殆んどない安定操作となり、燃料、内
挿物の掴持、取扱が正確、容易に行われ両作業を同様に
迅速にできるとともに、諸機構の自動側脚化が可能とな
り遠隔操作機構によることができる。また、掴持部と取
扱部材がテレスコープ形マスト、ガイドチューブにて大
きく上下動できかつ揺れがないため、該装置の縦、横移
動を容易かつ迅速になし得る利点がある。

以下、本発明の実施例な図示について説明する。

笛１図、第２図に本発明実症例における使用例の概要を
示し、第５図、第４図に本発明の一実施例の機構な示す
とともに、第５図に実権例の使用態様を示しており、第
１図、第２図において、燃料貯蔵プール内には矩形の燃
料ラックｆａｔ群が直交座標をなして配設され、各々に
１本づつの燃料（ｃ）（核燃料集合体）を収納できるよ
うになっている。

前記プールは、図示のように燃料ラック（ａ）群を配設
したプール室（イ）、キャナル部分（ロ）、検査ピット
部分（ハ）に、ゲート（ｂ）によって仕切られており、
通常のプラント運転時は、プール室（イ）のみな満水状
態とし他の部分（ロ）、（ハ）はドライ状態にしている
が、前記点検時は、全ゲート（ｂ）　ｉｔ取除いて連通
せしめプール全体を満水状態とする。

前記プールの両側フロア上に核燃料取扱装置の縦行用走
行レール（１）（１）が敷設されている。

第５図（Ａｌに通常作業時、第３図ＣＢ）にマスト引上
げ時の本発明実症例の核燃料取扱装置の構造を示してお
り、縦行台車（２）が走行レール（１）（１）上にて電
動機（図示省略）により前記プール上を縦行でき、縦行
台車（２）上に装備された横行台車（３）が縦行台車（
２）の走行方向に対し直角方向に横行可能（いずれも電
動機駆動）な構造になっている。また、横行台車（３）
には固定マスト（４）が搭載され、これに後述する外マ
スト（５）と内マスト（６）を組合せてなるテレスコー
プ形マストが垂設されている。

第４図に本発明実症例の構造が示されており、前記の外
マスト（５）および内マスト（６）は図示のように筒状
テレスコープ形をなし、内マスト（６）は外マスト（５
）に対し上下方向に伸縮のみ自由になっており、また、
外マスト（５）は横行台車（３）上の固定マスト（４）
に対し水平面内での回転のみ自由に取付けられている。

その回転は微調整用であって通常は図示外のストツノ等
で機械的にロックされ、また、内マスト（６）の自重に
よる下降はストッ／ソ（力にて規制されるようになって
いる。さらに、内マスト（６）には複数のガイドローラ
（８）が固定され、これにて筒状のガイドチューブ（９
）を内マスト（６）に対し回転拘束状態で上下方向に沖
縮できるように支持している。

ガイドチューブ（９）の下端には後記構造の燃料の掴持
部および燃料の内挿物案内部材が取付けられている。

燃料の掴持部は、燃料（ｃｌとの複数の位置決め用の案
内ピン（１０）と、複数の掴み爪αＢと、同爪（１１１
の爪作動用シリンダ（１２１および枠体崗によって構成
され、ガイドチューブ（９）の先端周縁部に設けられて
おり、掴み爪（１１）は枠体（１３１内に収納されてい
るが、前記シリンダａカのポート（ロ）側に流体圧を作
用させると、該掴み爪（１１１はカムの働きにて後述の
第５図（Ｂ）に示すように枠体（１３１の下側に出て燃
料（ｃ）を把握できる。

同枠体Ｑ３）には、櫛状の内挿物案内板ｆ１４１と同案
内板（１４１の作動用シリンダ（電とよりなる内挿物案
内部が配設され、前記シリンダ（固の往復動により内挿
物案内板（１４）は約９０°内側に回転できるようにな
っている。（後述の第５図（Ｑが回転して内挿物を案内
している状態を示している。） また、ガイドチューブ（９）には、燃料（ｃ）に付設さ
れている内挿物［ａｌを掴むための筒状掴みチューブ（
１Ｇが上下動可能に内蔵され、ガイドチューブ（９）と
回転拘束状態で上下方向に呻縮できるようにガイドレー
ル０７１とガイドローラ（１（至）が設置されている。

ガイドレールＯｎはガイドチューブ（９）の内側に、ま
た、ガイドローラ０岨お掴みチューブ（１６１の外側に
各々固定されている。

しかして、横行台車（３）に対しガイドチューブ（９）
と掴みチューブ０６１は各々回転方向を拘束されながら
Ｌ下方向に伸縮可能な構造とｔ【つている。

さらに、掴みチューブ（１６１内には、下端がテーパ状
をなしたロッド０９が内蔵され、上部に設置されたシリ
ンダ（２０）により掴みチューブ０６）に対しロッド（
ＨＪを上下にストロークできる。

次に、ガイトチユーズ（９）や掴みチューブ（１θの懸
架手段については、掴みチューブ０口は、１〜２条のワ
イヤロープ（ハ）、シープ（２２＆介して巻上機（２１
）（第３図（Ａｌ参照）によって巻上、巻下げできる。

一方、ガイドチューブ（９）は、掴みチューブ０θに数
例けられた２段のストン／す４）又は（２つを介して前
記ワイヤロープ（２鵠で懸架されており、ガイドチュー
ブ（９）に取付けられたストッパ用シリンダ（２６）の
作用によりストツバ（２メ位置（第４図の状態）とスト
ッパ（２Ｇ位置（第５図（Ｑの状態）の２段階で懸架可
能になっている。

図示した実権例は、前記したような構造になっており、
次に作用について説明すると、該実施例の核燃料取扱装
置は、第１図、第２図に示した燃料貯蔵プール内の燃料
ラックｆａ１群間での燃料ｆｃｌの配置ｄ換えや、燃料
（ｃ）に内挿されている各種の内挿物（ｄｌ、即ち側脚
用クラスタ、シングルプラグ（使用されない制御棒案内
管を塞ぐもの）等の置換を行うものであって、第５図（
Ｎ〜（Ｑによって説明する。

（１１、燃料の移送について、 燃料（ｃｌを取出し別のラックへ移送する場合のテレス
コープ形マストの初期状態は第４図の状態であって、所
定の燃料ラック（Ａｌ上へ縦行台車（２）と横行台車（
３）にて位置決めしたのち、巻上機（２１）により巻下
げてガイドチューブ（９）を下降させると、案内ピン０
〔が燃料トップに設けられた穴（図示省略）に挿入され
、燃料（Ｃ）とガイドチューブ（９）が位置づけされる
。ガイドチューブ（９）が燃料に着座Ｉ−だ状態で巻上
機０１）を停止させて第５図（Ａｌに示した状態とする
。

次に、爪作動用シリンダＯ２のポート（ロ）側に流体圧
を作用させて掴み爪（１１）で燃料ｆｃ）を把握したの
ち、巻上機（２１１によって第５図ｆＢ）に示すように
燃料ラック（ａ）の上端より少し上まで燃料を巻上げる
。

縦行台車（２）と横行台車（３）による移動にて燃料を
挿入する別の燃料ラック上に位置決め後、前記同様に燃
料がラック底に着座するまで巻下げ、爪作動用シリンダ
（ｌｚのポート（イ）側より流体圧を流入し、掴み爪圓
を燃料（ｃｌから離し上方へ少し移動させる。

ｆｉ）、内挿物の置換について。

こねは、燃料（ｃ）内に内挿されている内挿物（ｄ）の
みを抜取って別の燃料に挿入するパターンであって、ガ
イドチューブ（９）が下降され燃料に着座した状態（第
５図（Ａｔ　）までは前記（１）と同様となり、その後
なお巻上機（２１）を下降させて掴みチューブ（１６１
のみを下降させ、その下端部が内挿物（ｄ）の頂部の穴
に嵌合される。その状態にて巻上機（２１）を停止させ
、シリンダ（２（メによってロッド（１１を押下げて掴
みチューブＱ６１の下端部で内挿物ｆｄ）を把握せしめ
る。

次に、ストツノ用シリンダ（２０でストツノで脱とし巻
上機（２１）を巻上げて燃料（ｃ）より内挿物［ａｌを
抜取り始めるとともに、案内板作動用シリンダ（１５１
の作動により内挿物案内板Ｑ４１を約９０°内側に回転
させ、内挿物のロンド部をガイドする。なお、内挿物は
前記案内板（１４）でガイドされつつ上昇される。スト
ン、Ｒｆｌ■がガイドチューブ（９）の上端部に設置さ
れたシリンダ（２６）を通過する前に、該シリンダによ
りストッパ（２５）を低状態にしてストツノすると、掴
みチューブ（ｌｆ３）、ストッパ（２５）を介してガイ
ドチューブ（９）が上昇を始める。

しかして、第５図（Ｑのように燃料ラック（ａ）の上端
より少し上までガイドチューブ（９）を引上げたのち、
別の燃料上まで水平移動させる。

その後、内挿物ｆａｔを別の燃料へ挿入するパターンは
、概ね前記抜取りの逆手順にてできる（詳細は省略）。

（ｉｉｉｌ　、テレスコープ形マストの引上げについて
、燃料貯蔵プールは、燃料が収納されている場合は放射
能遮蔽のために満水状態にされ、プラント稼動時等にお
いては第１図のキャナル部分（ロ）、検査ビット部分（
ハ）は水が抜かれているため、ゲートｆｂｌが閉にされ
ている。

しかして、該実施例のようにマストをテレスコープ形に
しているため、ゲート閉時において、内マスト（６）を
上昇させて縮め、ゲート（ｂ１部分を通過させることが
容易であり、第５図（Ｂｌに示すように外マスト（５）
中に内マスト（６）を収容しかつ内マスト（６）内にガ
イドチューブ（９）を収容した状態にすることができ、
縦行台車（２）と横行台車（３）による縦行、横行を極
めて容易にかつ迅速化できてメンテナンス性な向上でき
る。

前記マストの引上げは巻上機（２１１を使用しガイドチ
ューブ（９）を介して第５図ｆＢ）まで引上げる。

なお、両台車の位置決めおよび各機構の作動順序等な、
図示省略した記憶回路を有する適宜の制御装着によって
行うよう圧することができ、かつ遠隅自動運転ＪＳ構に
することができる。

原子力発電プラントνでおいては、セ検短Ｍ、　作業員
の被曝暖低減が急務になっており、核燃料取扱装置の作
動を正確に迅速化するとともに遠隔自動化する効果は極
めて大である。

しかして、従来装！ｄでは、マニュアル操作方式であっ
て多数の作業者による長時間作業な必要とし、かつ取扱
対験により数種類の専用工具の取替えｌ！！を豐し、ま
た、智、用ニー八がワイヤローゾにてフリーに吊下げら
れているため自動化＝ｍに成し舟ないなどの等点を有し
ていたが、前記実施例によれば％横行台車からテレスコ
ープ形マストと、それに装着さ第１たガイドチューブを
介して支持された燃料の徊持部、さらにガイドチューブ
中に配設され支持さねた内押物の取扱部材等が、いずれ
も揺れの殆んどないかつ上下動などの動きが安定された
ＩＦ確な動作となり、燃料、内挿物の掴持、堰扱いな正
確、容易、迅速にできて、さらに賭機構の自動制御化が
可能となり遠隔操作を実税できるなどにより、作業能率
アンプ、作業員削減即ち被曝量を低減できる。

なお、前記実施例では、内、外マストによって上下沖縮
可能にしているが、外マストを装置側機構自体にて代用
させることも可能であり、また、マスト引上げを燃料取
扱機構用の巻上機と共用させているが、内マストのみを
別置の巻−Ｅ機にて操作させることも可能であって、こ
のようにすると荷重監視等の面で有利となる。

以上本発明を実施例たついて説明したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を捲し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来一般の燃料貯蔵プールの平面図、第２図は
第１図のプール縦断面とそれに併設された核燃料取扱装
置との関連を示す概要図、第５図（Ｎは本発明の一実権
例の概要を示す全体縦断面図、第３図（Ｂ）は第６図（
んの−使用態様図、第４図は第６図（んの拡大断面図、
第５図（〜（Ｂｌ　（０１は第４図の各使用態様の説明
図である。 １：走行レール　　　　２：縦行台車 ５：横行台車　　　　　４：固定マスト５：外マスト　
　　　　６：内マスト ９：ガイドチューズ １０．１１．１２，１５：燃料の掴持部１４：内挿物案
内板　１６．１９　：内挿物の取扱部材外２名 （１５１ 第１関 南２０ 第１頁の続き （７■発　明　者　飯田重雄 神戸市兵庫区和田崎町−下目１ 番１号三菱重工業株式会社神戸 造船所内 ■発　明　者　喜田薫 神戸市兵庫区和田崎町−下目１ 番１号三菱重工業株式会社神戸 造船所内 ■出　願　人　関西電力株式会社 大阪市北区中之島３丁目３番２２ 号 （７り出　願　人　四国電力株式会社 高松市丸の内２の５ ＋７１）出　願　人　九州電力株式会社福岡市中央区渡
辺通２丁目１番 ８２号 （γ１１出　願　人　日本原子力発電株式会社東京都千
代田区大手町−丁目６ （汀出　願　人　三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目５ 番１号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 縦行台車に装備された横行台車にテレスコープ形マスト
   を垂設し、前記テレスコープ形マストの内マスト中に上
   下動可能に装着されたガイドチューブの先端周縁部に燃
   料の掴持部を設けるとともに、前記ガイドチューブ中に
   内挿物の取扱部材を上下動可能に配設したことに特徴を
   有する核燃料取扱装置。