JPS595996A - 燃料交換装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、高速増殖炉の原子炉容器内において炉心構成
要素の交換を行なう燃料交換装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

第１図は高速増殖炉の概略構成を示すもので、原子炉容
器１の内部には炉心支持部２が設けられ、この炉心支持
部２には炉心燃料、ブランケット、中性子遮蔽体等の炉
心構成要素３・・・を装荷して炉心４が構成式れている
。また原子炉容器１の上部開口は、偏心孔を有する固定
プラグ５と、この固定プラグ５の偏心孔に回転自在に装
着された回転プラグ６とで遮蔽式れている。

そして上記回転プラグ６には炉心上部機構７及び燃料焚
換装ｒｌｔ８が取付けられている。炉心上部機構７には
制御棒を昇降駆動して炉心４の出力を制御する制呻棒駆
動機構が設けられてりる。

また原子炉容器１の内部には冷却材として液体す）Ｊｌ
ｌラムが収容され、液面よシ上の空間部ニハ、カバーガ
スとして例えばアルゴンカスカ封入されている。

そして液体す）Ｊｌｌラムは入口配管ＩＡを通して原子
炉容器１内下部に流入し、炉心４内を上方へ流れ、出１
］配管ＩＢ：Ｅｉ通して流出するように構成されている
。

第２図は前記燃料焚換装ｆｊｊｌｔｔを示すものである
。回転プラグ６の一部にはガイドスリーブ１０が貫挿さ
れ、このガイドスリーブ１０の内側にはガイド管１１の
上端部が回転自在に支持されている。ガイド管１１の下
端は原子炉容器Ｉ内において炉心支持部２近階に位置し
てお９、−側部には開口部１２を有するとともに、固定
部材１２Ａ、１２Ｂを介して管状のグリッツ（ガイド１
３を取着しているものである。そして前記ガイド管１１
全通して燃料取扱い機構１４が原子炉容器１内に導入さ
れる。

燃料取扱い機構１４は、前記ガイド管１１の内部に昇降
自在に収容される管状の連結部１５と、この連結部１５
の下部にパンタグラフ機構１６を介して連結され前記グ
リッパガイド１３内に昇降自在に収容されるグリッパ機
構１７とからなシ、原子炉運転中はガイド管１１より取
外されるようになるものである。

また前記ガイドスリーブ１０の上端には、回転プラグ６
の上面側において取付台１８が連結式れている。そして
この取付台１８の外部には、１９が取付けである。

さらに前記取付台１８の上端には、原子炉容器１内の気
密性を保持する目的で固定ドアノ（ルブ２０及びキャス
クドアバルブ２１が重ねて設けられ、キャスクドアバル
ブ２１上にはキャスクハウジング２２が連設されている
。そして前記連結部１５の上端はキャスクハウジング２
２の内部まで延在し、その連結部１５上端には両前パン
タグラフ機構１６及びグリッパ機構１７を駆動する駆動
部２３が設けられている。またキャスクハウジング２２
の上端には巻上げ機構２４が設けられ、この巻上げ機構
２４によシ、ワイヤ２５を介して前記燃料取扱い機構１
４を昇降駆動するように構成されている。

そこで、炉心４に装荷された炉心構成要素３を交換する
にあたっては、回転プラグ６の回転とガイド管１１０回
転とを組合せてグリッパ機構１７の水平位置を選択し、
駆動部２３によシパンタグラフ機構１６及びグリッパ機
構１７を駆動して所定の炉心構成要素３を把持し、巻上
げ機構２４により燃料取扱い機構１４を上昇させてその
所定の炉心構成要素３を吊−ヒげる。セして内びグリッ
パ機構１７を水平移動して、炉心４よシ取出した炉心構
成要素３を炉心４の周りに配置δれたラック（図示せず
）に沫持させ、新たな炉心構成要素を把持して炉心４上
へ搬送し、巻上げ機構２４によυ燃料取扱い機構１４を
下降して新たな炉心構成要素３を炉心４に装荷する。

また、原子炉運転中は燃料取扱い機構１４をガイド宙１
１よ）取外し、ガイド管１１内には燃料取扱い機構１４
０代シに、第３図の如く、回転プラグ６と同等の放射線
遮蔽機能を有するガイド管プラグ２６を嵌合し、ガイド
管１１を閉塞しておく。なお、燃料取扱い機構１４をガ
イド管１１よシ取外すには、まず駆動部２３によりパン
タグラフ機構１６を折たたみ、パンタグラフ機構１６及
びグリッパ機構１７をガイド管１ノ内に収容したのち、
巻上げ機構２４Ｖこより引上げてキャスクノ・ウジフグ
２２内に収容し、固定ドアバルブ２０及びキャスクドア
バルブ２１を閉弁して固定ドアバルブ２０とキャスクド
アバルブ２１との間を切離し、キャスクハウジング２２
を所定の保管施設へ搬送する。

〔背景技術の問題点〕

第１図ないし第３図に示す従来の燃料交換装置にあって
は、ガイド管１１は上端のみ回転プラグ６に支持されて
いるので、原子炉運転中、液体金属９の流動によってガ
イド管１１が振動する問題があった。このような振動は
、ガイドｖ１１が上端を支持された片持ばりとなってい
るため、下端にいくほど激しくなるものである。

しかもわが国では地震が多発することから、原子炉プラ
ントの設計にあたっては耐震性を十分考慮する必要があ
り、特にガイド管１１は耐震性向上のため管の肉厚を厚
くすることが晴着れる。

ところが他方では、原子炉容器１内の液体ナトリウム９
の温度は５００℃にも達するため、ガイドｔｉｆｌｌＫ
は液体ナトリウム９の液面を境に高鼓の軸方向温度勾配
が生じ、その部分の熱応力も著しく大となる。したがっ
て熱応力低減のためにはガイド管１１の肉厚は薄くする
ことが望まれる。

捷た、ガイド管ＩＩは原子炉運転中の振動によシ水平方
向に変位するので、炉心構成要素の交換作業を開始する
にあたっては、ガイド管１１をいったん基準位置に合せ
る位置合せ作業を行なわねばならない面倒があった。

〔発明の目的〕

本発明はこれらの事情にもとづいてなされたもので、そ
の目的は、原子炉運転中、原子炉容器内に残されたガイ
ド管の摂動を軽減することによυ、ガイド管の健全性を
維持するとともにガイド管の肉厚を薄くすることを可能
にして熱応力の軽減を図シ、また炉心構成ｇ！！累の交
換開始時にガイド管の位置合せを行なう面倒もなくする
ことができる燃料交換装置を提供することにある。

本発明に係る燃料交換装置は、原子炉容器の上部を遮蔽
する回転プラグに上端部を回転自在に支持されたガイド
管と、このガイド管内に昇降自在に収容された連結部の
下部にグリッパ機構を連結してなシ原子炉運転中は前記
ガイド管よシ取外逼れる燃料取扱い機構と、原子炉運転
中は前記ガイド管を閉塞し下端を炉心支持部に係合させ
て前記ガイド管の下端部を支持するガイド管プラグとを
具備したことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

第４図は燃料交換装置１０１を示すものである。原子炉
容器（図示せず）の上部をＶＩ塞する回転プラグ１０２
の一部にはガイドスリーブ１０３が質伸ぜれ、このガイ
ドスリーブ１０３の内側にはガイド管１０４の上端部が
回転自在に支持されている。ガイド管１０４の下端は原
子炉容器に収容されだ液体ナトリウム１０５内に導入さ
れて炉心支持部１０６近傍に位置し、この炉心支持部１
０６には炉心燃料、ブランケット、中性子遮蔽体等の炉
心構成要素１０７を装荷し７て炉心１０８が構成されて
いる。またガイド管１０４の一側部には開１］部１０９
が殴けられ、この開口部１０９０対向位置には固定部材
１１０Ａ　、　１１０Ｂを介して管状のグリッパガイド
１１１を取着しているものである。そして前記カイト管
１０４全通して燃料取扱い機構１１２が原子炉容器の内
部に導入式れる。

燃料増扱い機構１１２は、前記ガイド管１０４の内部に
昇降自在に収容される管状の連結部１１３と、この連結
部１１３の下部にパンタグラフ機４＄１１４を弁して連
結式れ前記グリッパガイド１１１内に昇降自在に収容式
れるグリッパ機構１１５とからなシ、原子炉運転中はガ
イド管１０４よシ取外されるようになるものである。

また前記ガイドスリーブ１０３の上端には、回転プラグ
１０２の上面側において取付台１１６が連結されている
。そしてこの取付台１１６の外部には、前記ガイド管１
０４を回転駆動する駆動モータ１１７が取付けである。

６らに前ｄピ取付台１１６の上端には、原子炉運転中の
気密性を保持する目的で固定ドアバルブ１１８及びキャ
スクドアバルブ１１９が重ねて設けられ、キャスクドア
バルブ１１９上にはキャスクハウジング１２０が連設さ
れている。

そして前記連結部１１３の上端はキャスクハウジング１
２０の内部筒で延在し、その連結部１１３上端には前記
パングラフ機構１１４及びグリッパ機構１１５を駆動す
る駆動部１２１が設けられている。凍たキャスクハウジ
ング１２０の上端には巻上げ機構１２２が設けられ、こ
の巻上げ機構１２２により、ワイヤ１２３を介して前記
燃料取扱い機構１１２を昇降駆動するように構成式れて
いる。

そこで、炉心１０Ｂに装荷された炉心構成要素１０７を
５！″換するにあたっては、回転プラグ１０２の回転と
ガイド管１０４の回転とを組合せてグリッパ機構１１５
の水平位置を選択し、駆動部１２１によシパンタグラフ
機構１１４及びグリッパ機構１１５を駆動して所定の炉
心構成要素１０７を把持し、巻上げ機構１２２によシ燃
料堆扱い機構１１２を上昇させてその所定の炉心構成要
素１０７を吊上げる。そして再びグリッパ機構１１５を
水平移動して、炉心１０８よシ取出した炉心構成要素１
０７を炉心１０８の周りに配置されたラック（図示せず
）に保持させ、新たな炉心構成要素を把持して炉心１０
８上へ搬送し、巻上げ機構１２２によシ燃料取扱い機構
１１２を下降して新たな炉心構成要素１０７を炉心１０
８に装荷する。

また、原子炉運転中は燃料取扱い機構１１２をガイド管
１０４より取外し、ガイド管１０４内には燃料取扱い機
構１１２０代りに、第５図の如く、回転プラグ１０２と
同等の放射線遮蔽機能を有するガイド管プラグ１２４を
嵌合し、ガイド管１０４を閉塞しておく。なお、燃料取
扱い機構１１２をガイド管１０４より取外すには、箇ず
駆動部１２１によｐパンタグラフ機構１１４及びグリッ
パ機構１１５をガイド管１０４内に収容したのち、巻上
げ機構１２１にょシ引上げてキャスクハウジング１２０
内に収容し、固定ドアバルブ１１８及びキャスクドアバ
ルブ１１９を閉弁して固定ドアバルブ１１８とキャスク
ドアバルブ１１９との間を切離し、キャスクハウジング
１２０を所定の保管施設へ搬送する。

前記ガイド管プラグ１２４は、第５図に示す如く、回転
プラグ１０２の厚ざ寸法とほぼ同一長さの閉塞栓部１２
５と、この閉塞栓部１２５よシ下方へ延長された延長部
１２６と、この延長部１２６の下端に設けられた保合部
１２７と、閉塞栓部１２５の上端に設けられた鎖部１２
８とを有するものである。そして、閉塞栓部１２５はガ
イド管１０４の内周面に密接して原子炉容器内部の気密
性を保持し、四部１２８は取付台１１６の内部に設けら
れた回転伝達部１２９に上方より当接してガイド管プラ
グ１２４全体の上下方向の位置決めをする。捷た係合部
１２７はガイド管１０４の下端部内周面に密接し、ガイ
ドｖ１０４より葛らに下方へ突出して、前記炉心支持部
１０６に設けられた保合孔１３０内に上方より係合する
。

以上のような構成であれば、原子炉運転中、ガイド’９
１０４の内部にはガイド管プラグ１２４が仲人され、そ
のガイド管プラグ１２４の下端に設けられた係合部１２
７が炉心支持部１０６の保合孔１３０に係合しているの
で、ガイド管１０４は回転プラグ１０２と炉心支持部１
０６で支持された両端支持ばシとなる。したがって、液
体ナトリウム１０５の流動によっても振動しにくい構造
となシ、地震に対する耐震性も向上して健全性が維持さ
れる。そしてガイド管１０４の肉厚を薄くすることがで
きるので、これによって熱応力の軽減が図られる。また
ガイド管１０４の直径を大きくする必要もないので、原
子炉容器が大径となる不利も生じない。

なお、炉心構成要素の交換作業中はガイド管プラダ１２
４が除かれているのでガイド管１０４の下端ケ固定する
ことはできないが、原子炉運転の停止により液体ナトリ
ウム１０５の温度が約り００℃捷で低下しており、ガイ
ド管１０４の許容応力には約ａＯＳもの余裕が生じてい
る。

しかもクリープ強度を考慮する必要もないので、構造ｅ
ｉｔ上の裕度が得易いのである。

また、ガイド管１０４はガイド管プラグ１２４の下端と
炉心支持部１０６との係合によシ水平方向の位置決めが
な式れることになる。したがって、炉心構成要素の交換
作業開始時にガイド管１０４の位置合せをする面倒もな
くすことができる。

なお、本発明は上記実施列の構成に限定されるものでは
ない。例えばガイド管プラグと炉心支持体との保合構造
を実施例とは逆にし、ガイド管プラグの下端に四部を設
け、炉心支持体側に凸部を設けて両者を係合δせるよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上実施例にもとづいて詳述したように、本発明に係る
燃料交換装置は、原子炉容器の上部を遮蔽する回転プラ
グに上端部を回転自在に支持されたガイド管と、このガ
イド管内に昇降自在に収容された連結部の下部にグリッ
パ機構を連結してなシ原子炉運転中は前記ガイド管より
取外される燃料取扱い機構と、原子炉運転中は前記ガイ
ド管を閉塞し下端を炉心支持部に係合きせて前記ガイド
管の下端部を支持するガイド管プラグとを具備したこと
を特徴とし、これによって原子炉運転中、原子炉容器内
に残されたガイド管の振動を軽減することができ、ガイ
ド管の健全性を維持するとともにガイド管の肉厚を薄く
することができ、熱応力を軽減することができる。また
炉心構成要素の変換作業開始時にガイド・Ｕの位置合せ
を行なう面倒もなくすことができるなど、潰れた効果を
奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は背景技術を示すもので、第１図は
尚速増殖炉の概略構成を示す断面図、第２図及び第３図
は燃料交換装置の断面図、第４図及び第５図は本発明の
一実施例を示す燃料交換装置の断面図である。 １０１・・・燃料交換装置、１０２・・・回転プラグ、
１０４・・・ガイド！、１（７５・・・液体ナトリウム
、１０６・・・炉心支持部、１ｏ７・・・炉心構成要素
、１０８・・・炉心、１１２・・・燃料取扱い機構、１
１３・・・連結部、１１５・・・グリッパ機構、１２４
・・・ガイド管プラグ、１２７・・・係合部、１３ｏ・
・・保合孔。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　頒特開昭５９−５
９９Ｇ　（６） 才３　図 特開昭５り−５９９６（７） 才５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉容器の上部を遮蔽する回転プラグに上端部を回転
   自在に支持δれたガイド管と、このガイド管内に昇降自
   在に収容された連結部の下部にグリッパ機構を連結して
   なシ原子炉運転中は前記ガイド管より取外される燃料取
   扱い機構と、原子炉運転中は前記ガイド管を閉塞し下端
   を炉心支持部に係合させて前記ガイド管の下端部を支持
   するガイド管プラグとを具備したことを特徴とする燃料
   交換装置。