JPS60107597A - 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の内部には多数の燃料集合体２・・・よりなる炉心
が、炉心支持機構３上に構成されている。また原子炉容
器１内には冷却材として液体ナトリウム４が収容されて
いる。

原子炉容器１の上方開口は遮蔽フラグ５により閉塞され
ている。遮蔽プラグ５は、偏心位置に円形孔６ａを有し
て原子炉容器１に固定された固定フラグ６と、上記円形
孔６ａに回転自在に装着された回転プラグ７とから構成
されている。

回転プラグ７には制御棒駆動機構８を保持する炉心上部
機構９および長円形フラグ１ｏが、いずれも偏心位置に
取付けてあり、長円形プラグ１０には燃料交換装置１１
が取付けである。

そして運転時においては炉心上部機構９を原子炉容器１
の中心すなわち固定プラグ６の中心に位置させている。

原子炉容器ノの外部には冷却材流入管１２および冷却材
流出管１３が配設されている。そして冷却材流入管１２
の一端は原子炉容器１の周壁下部を貫通して前記炉心支
持機構３の下方に導入され、冷却材流出管１３の一端は
原子炉容器１の周壁に接続して前記炉心支持機構３の上
方に連通させている〇 さらに原子炉容器１の外部にはこれを保護するガードベ
ッセル１４が設けられ、このガードベッセル１４には冷
却材流入管１２および流出管１３をそれぞれ保護する保
ＷｘＶ’ｉ　ｓ　、　Ｊ　ｅが設けられている。

第３図は前記燃料交換装置１ノを示すもので、図中１７
は任意の方向へ回転し交換すべき燃料集合体２の周囲の
燃料集合体２・・・を機械的にホールドダウンする機構
を併せ持った旋回ハウジングである。この旋回ハウジン
グ１７の内部には昇降ハウジング１８が上下動自在に挿
入されている。

上記昇降ハウジング１８は円筒状をなしており、その下
部にはリンク機構よりなるパンタグラフアーム１９が取
付けられている。ノ々ンタグラファーム１９の先端には
、炉心に装荷された燃料集合体２を把みＩＩＧＬするグ
リッパ機構２０が取付けられており、また昇降ハウジン
グ１７の上部には、パンタグラフアーム１９の開閉、グ
リッパ機構２０の開閉および燃料位置感知等の各駆動お
よび感知機構を内装した駆ｍｌＪ部２１があり、その駆
動部２１はキャスクを兼ねたケーシング２２によりカバ
ーされている。

前記ケーシング２２の上部にはワイヤロープ巻取りドラ
ム式の巻上げ装置２３が設けられ、この巻上げ装置２３
にロードセルを介してワイヤロープで前記駆動部２１が
墨下げられている。

前記旋回ハウジング１７は、回転シラグアに設けられた
貫通孔２４内に装着されたガイドスリーブ２５に貫挿さ
れ、ベアリング２６を介して回動可能に装着支持されて
いる。

また前記回転プラグｚ上には、前記旋回ハウジング１７
を旋回駆動する旋回駆動機構２７および昇降駆動するホ
ールドダウン駆動機構２８を取付けた駆動部支持体２９
が装着されている。

そして、この駆動部支持体２９の上部には原子炉運転中
のシールおよび遮蔽を行なうドアバルブ３０が設けられ
、このドアバルブ３０は前記ケーシング２２の下部に設
けられたドアバルブ３ノと接続されている。

前記旋回ハウジング１７の側方にに、連結部材３２ａ　
、３２ｂを介してグリッパガイド管３３が、鉛直方向に
向けて取付けられている。

このグリッパガイド１３３は、燃料集合体２の引抜き、
挿入および旋回の際、グリッパ機構２０をガイドするも
のであり、その内径はグリッパ機構２０の外径より大き
く、またグリッパ機構２０と燃料集合体２との芯ずれを
吸収するため下方へいくほど大径とされている。

そこで、燃料交換に際しては、回転プラグ７上のドアバ
ルブ３０とケーシング２２側のドアバルブ３ノとを接続
し、ケーシング２２内をアルゴンガスで置換した後、昇
降ハウジング１８を原子炉容器１内に垂下された旋回ノ
・ウジフグ１フ内に挿入し、パンタグラフアーム１９を
開いてグリッパ機構２０をグリラミ９ガイド管３３内に
導入する。次に回転プラグ７および旋回ハウジング１７
を回転させ、両者の回転角の組合せによりグリッパガイ
ド管３３を所定の燃料集合体２上方に位置させる。そこ
で、グリッパ機構２０を下降して燃料集合体２を把み、
これをグリッパガイド管３３内まで引上げて所定の位置
へ移送する。また、燃料集合体２の挿入も同要領で行な
われ、燃料交換作業が遂行される。

なお、燃料集合体２の引抜きおよび挿入は巻上げ装置２
３により行なわれる。

また、燃料交換後はパンタグラフアーム１９を折たたみ
、グリッパ機構２０を昇降ハウジング１８と共にケーシ
ング２２内へ引上げ、ドアバルブ３０．３１を閉じて切
離した後、グリシ／そ機構２０の点検を行なう。

〔背景技術の問題点〕

従来の燃料交換装置においては、燃料集合体をグリッパ
機構２０で把んで炉心に挿入する際、燃料集合体がわん
曲していると、その燃料集合体２ａはグリッパガイド管
３３にガイドされて下降するものの、グリッパガイド管
３３の内径は下方へいくほど大きくなつでいるため、第
４図の如くわん曲燃料集合体２ａの下端が周囲の燃料集
合体２ｂの頂端に当接して燃料集合体２ａの挿入が不貞
］能となるおそれかあった。

そこで、このような事態を回避するために、第５図およ
び第６図に示す如くグリッツやガイドこれは、グリッパ
ガイド管３３の内周下部に複数の板ばね３４・・の各一
端を取着し、各板ばね３４の自由端を下方へ伸延させか
つグリッパガイド管３３の細心に接近する方向へ傾斜さ
せたもので、第７図に仮想線で示す如くわん曲した燃料
集合体２ａであっても複数の板ばね３４により下端部の
位置が実線で示す如くグリッパガイド管３３の軸心上に
修正されて、第８図に示す如く周囲の燃料集合体２ｂの
頂端に当接することなく炉心へ挿入することができる。

しかしながら、上記板はね３４・・・はグリッパガイド
管３３内に固定されているので、原子炉容器１の外部へ
の取出しは旋回ハウジング１７およびクリソ・ぐガイド
管３３と一体に行なわねばならず、保守点検が困難であ
り、このため長期間にわたって健全性を保ちうるように
高度な品質が要求されるという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
その目的は、原子炉容器内に導入されたグリッパガイド
管の内部に複数の板ばねを装備して、わん曲した燃料集
合体でも、その下端位置をグリッパガイド管の軸心線上
に規制して周囲の燃料集合体に当接させずに炉心へ挿入
することなり能にし、しかも上記機ばねを容易に原子炉
容器外へ取出すことを可能にして品質の高度性の要求を
緩和できる燃料交換装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的達成のため、本発明の燃料交換装置は、原子炉
容器内に軸心線を鉛直方向に向けて導入されたグリッパ
ガイド管と、燃料集合体のハンドリングヘッドに対し係
脱可能でグリッツぐガイド管内に昇降自在に収容され原
子炉容器外への取出しが可能なグリツバｔｓ構と、自由
端を下方へ伸延させその目的端をグリッパガイド管の軸
心に接近させる方向へ傾斜する複数の板ばねを周方向等
間隔に有してグリッパガイド管内に昇降自在に収容され
前記グリッツＱ機構によってグリッパガイド管内に１０
下げられた燃料集合体の下端を上記複数の板ばねにより
グリッパガイド管の軸心線上に位置規制する】し出し機
構と、前記グリッパガイド管内に突設されて芯出し機構
の下部動作を規制するストン・母と、前記芯出し機構を
ストッパ部に規制された位置に係止し前記グリッパ機構
に吊下げられて芯出し機構と共に原子炉容器外へ取出さ
れる係止機構とを具備して構成される。

したがって、芯出し機構により燃料集合体の下端をグリ
ッパガイド管の軸心線上に位置させて、挿入時に周凹の
燃料集合体の頂端に当接することを確実に防止できる。

また芯出し機構および係止機構はグリッパ機構に吊下げ
られて原子炉容器外へ取出すことができ、原子炉容器外
において容易に保守点検を行なうことができる。

このとき、位置規制用の板ばねも芯出し機構の一部とし
てグリッパ機構と共に原子炉容器外へ容易に取出すこと
ができ、その保守点検が容易になるので、品質の高度性
の要求は緩和されることになる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を示す。

まず第９図（ａ）および（ｂ）は第１実施例を示すもの
である。なお同図（、）は燃料交換装置の一部、すなわ
ちグリッパガイド管３５と、この内部に収容された芯出
し機構３６および係止機構３７との関係を示すものであ
り、（ｂ）は係止機構３７とグリッパ機構３８との関係
を示すものである。

グリッパガイド管３５の内周面下部位置には環状のスト
ッパ部３９が突設され、このストッパ部３９の内周面に
は環状の係止凹部４θが形成されている。

また前記芯出し機構３６は、上半部を大径とする段付円
筒体４１の下部に、複数の板ばね４２の各一端を取着し
てなるもので、段付円筒体４ノの外周段部４３を前記ス
トン・９部３９に上方より当接させている。そして段付
円筒体４１の上端内周にはフランジ部４４が設けられ、
小径部の周壁には複数たとえば４個の円形孔４５が、周
方向等間隔に設けられている。また前記各板ばね４２は
自由端を下方へ伸延させ、その自由端をグリッパガイド
管３５の軸心線に接近させる方向へ傾斜しているもので
ある。

前記係止機構３７は、上半部を大径とする段付円筒形状
をなし、その上端内周には７ラング部４６を有し、上半
大径部を前記芯出し機構３６の段付円筒体４１上半大径
部内に嵌合させて、芯出し機構に対し一定量昇降可能と
なっている。また係止機構３７の下半径部は上記段付円
筒体４１の下半小径部内に嵌゛合しており、その外周下
端部に小径の芯出し機構解放部４７を有している。

前記芯出し機構３６の円形孔４５内には硬質球体４８が
収容されている。そして前記係止機構３７が第９図（、
）の如く下降位置にあるときは、係止機構３７の外周面
で硬質球体４８を外方へ押して前記係止凹部４０内に没
入させる。したがって、この状態では芯出し機構３６は
グリシ／４’ガイド管３５内の定位置に係止されること
になる。これに対して、係止機構３７が＠９図（ｂ）の
如く上昇位置にあるときは、前記芯出し機構解放部４７
が硬質球体４８に対向する。このため硬質球体４８は係
止凹部４０から脱出できることになり、芯出し機構３６
はグリッパガイド管３５の係止位置より解放されて上昇
動作が可能になる。

前記グリッパ機構３８は、グリッパロッド４９と、この
グリッツぐロッド４９の下部外周より外方向へ突出可能
な複数のラッチ爪５０とからなる従来通りのもので、燃
料集合体２を把むときは、その燃料集合体２上端の・・
ンドリングヘッド内にグリッツ母ロッド４９の下端を挿
入したのち、ラッチ爪５０を外方向へ突出させてノ１ン
ドリッグヘッドに係合させる。

そこで、グリッパ機構３８は燃料集合体２のハンドリン
グヘッドに対する係脱と同要領で、前記係止機構３７に
対して係脱することができる。すなわち、グリッツやロ
ッド４９の下端な係止機構３７内に位置させて、ラッチ
爪５０を外方へ突出させ、グリッパロッド４９を上昇さ
せると、ラッチ爪５０がフランジ部４６に引掛り、係止
機構３７を引上げることができる。また、ラッチ爪５０
をグリッパロッド４９内に収めることにより、係止機構
３７を離すことができる。

なお、第９図（ａ）、（ｂ）に示していない部分につい
ては第３図の構成と同様であるため説明を省略する。

そして、以上の如く構成された燃料交換装置で炉心より
燃料集合体２を取出す場合、グリッパガイド管３５を所
定の燃料集合体２の上方に位置させて、グリッパロッド
４９を下降させるが、このときグリッツやロッド４９は
複数の板ばね４２を外方へ押退けながら下降することに
なる。そしてグリッパロッド４９の下端を燃料集合体２
のハンドリングヘッド内に挿入してラッチ爪５０を突出
させたのち、グリッパロッド４９を上昇させると、燃料
集合体２は板ばね４２に外周を摺接させながらグリッツ
Ｒガイド管３５内に引上げられる。

また、新たな燃料集合体２を炉心の所定位置に挿入する
場合、その燃料集合体２がわん曲している場合でも、そ
の燃料集合体２の下端位置は複数の板はね４２によって
グリッパガイド管３５の軸心線上に規制されることにな
るので、周囲の燃料集合体の頂端に当接することなく、
円滑に挿入することができる。

さらに、燃料交換作業を終えてグリッ／ＩＰ機構３８を
炉外へ取出す際、第９図（ｂ）の如くグリッパロッド４
９の下端を係止機構３７内に位置させてラッチ爪５０を
突出させ、グリッパロッド４９を上昇させることにより
、係止機構３７が引上げられて芯出し機構３６をグリッ
パガイド管３５の係止位置より解放することができ、さ
らにグリッパロッド４９を上昇させると、係止機構３７
と芯出し機構３６とを一体に吊上げて、グリッパ機構３
８と共に炉外へ取出すことができる。

したがって、芯出し機構３６および係止機構３７の保守
点検は炉外で容易に行なうことができるので、板ばね４
２等の品質についても長期間にわたって健全性を保ちう
るような高度性を要求する必要がなくなる。

次に第１０図（ａ）　ｌ　（ｂ）は第２実施例を示すも
ので、グリッパガイド管３５の内周面には、第１実施例
と同様の係止凹部４０と、これより下方の位置に環状の
ストラミ４部５ノとが別々に突設されている。

また、図中５２は芯出し機構で、これは上端内周にフラ
ンジ部５３を有する円筒体５４の内周下部に複数の板は
ね４２の各一端を取着した構成のものである。これらの
板ばね４２は第１実施例と同様に自由端を下方へ伸延さ
せ、その自由端をグリッパガイド管３５の軸心線に接近
させる方向へ傾胴している。また円筒体５４の外周には
前記ストッパ部５１に上方より当接させて芯出し機構５
２の下降動作を規制する段部５５が形成されている。

さらに、芯出し機構５２の円筒体５４外周には、係止機
構としての複数たとえば４個の弾性片５６が取付けられ
ている（ただし、図には１個の弾性片のみ示す）。各弾
性片５６は下端部を円筒体５４の外周に取着し、上端部
外面にに係止凸部５７を有している。そして第１０図（
ａ）の如く前記段部５５が前記ストッパ部５１に上方よ
り当接して芯出し機構５２の下降動作が規制された状態
で、係止凸部５７を係止凹部４０内に没入させて、芯出
し機構５２を定位置に係止するように構成されている。

また、円筒体５４の周壁には各弾性片５６の内方向への
たわみを許容するための開口５８が設けられている。

グリッツ９機構３８は第１実施例と同様、すなわち従来
通りのものであり、グリッパロッド４９の下端を芯出し
機構５２内に導入してラッチ爪５０を外方向へ突出させ
、上昇させることによって、第１０図（ｂ）の如くラッ
チ爪５０がフランジ部５３に引掛り、芯出し機構５２を
吊上げることができる。このとき前記弾性片５６は内方
向へたわみ、係止凸部５７を係止凹部４０より脱出させ
て、芯出し機構５２の上昇を可能にする。

なお、第１０図（ａ）　ｌ　（ｂ）に示していない部分
については第３図の構成と同様であるため説明を省略す
る。

そして以上の構成であっても、グリッツ９機構３８によ
り吊上げられた燃料集合体２は、下端を複数の板ばね４
２によりグリッツＱガイド管３５の軸心線上に規制され
るので、わん曲した燃料集合体の挿入も、周囲の燃料集
合体に当接させることなく円滑に行なわれることになる
。

またグリッパ機構３８で芯出し機構５２および弾性片５
６を帛上げて原子炉容器の外部へ取出すことができ、こ
れらの保守点検を容易に行なうことができるので、板ば
ね４２等の品質高度性の要求を緩和することができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば、わん曲した燃料
集合体の挿入も複数の板ばねで下端位置を規制すること
により円滑に行なうことができ、しかも上記板ばねを芯
出し機構の一部として原子炉容器外へ取出すことができ
、板ばね等の品質高度性の要求を緩和することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はタンク型高速増殖炉の概略構成を示す縦断面図
、第２図は同平面図、第３図は従来の燃料交換装置の縦
断面図、第４図は同従来装置による問題点を説明するた
めの概略断面図、０図は同先行技術による燃料交換作業
を説明するための縦断面図、第９図（ａ）　＋　（ｂ）
は本発明の第１実施例を示すグリッパガイド管下部の縦
断面図、第１０図（ａ）　Ｉ　（ｂ）は本発明の第２実
施例を示すグリッパガイド管下部の縦断面図である。 １・・・原子炉容器、２，２ａ、２ｂ・・・燃料集合体
、３５・・・グリラミ４ガイド’１１、ｓ６．ｓ２・・
・芯出し機構、３７・・・係止機構、３８山グリッパ機
構、３９．５７・・ストラミＲ部、４０・・・係止凹部
、４１・・・段付円筒体、４２・・・板げね、４４・・
・円形孔、４８・・・硬質球体、５６・・・弾性片（係
止機構）、５７・・・係止凸部。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 り１ 第５図 第６図 ４ 第９Ｍ （ａ） ムム 第１０図 （ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）原子炉容器内に軸心線を鉛直方向に向けて導入さ
   れたグリッパガイド管内、燃料集合体のハンドリングヘ
   ッドに対し係脱可能でグリッパガイド管内に昇降自在に
   収容され原子炉容器外への取出しが可能なグリッパ機構
   と、自由端を下方へ伸延させその自由端をグリシ・ぐガ
   イド管の軸心に接近させる方向へ傾斜する複数の板ばね
   を周方向等間隔に有してグリッパガイド管内に昇降自在
   に収容され前記グリッパ機構によってグリッパガイド管
   内に吊下げられた燃料集合体の下端を上記複数の板ばね
   によりグリッパガイド管内軸心線上に位置規制する芯出
   し機構と、前記グリラミ４ガイド管内に突設されて芯出
   し機構の下降動作を規制するストツノＪ？と、前記芯出
   し機構をストツｔ４部に規制された位置に係止し前記グ
   リッパ機構に吊下げられて芯出し機構と共に原子炉容器
   外へ取出される係止機構とを具備したことを特徴とする
   燃料交換装置。 （２）前記芯出し機構は硬質球体を保持し、前記係止機
   構は芯出し機構に一定量昇降自在に係合された円筒形状
   のものであって、下降位置において上記硬質球体の一部
   を前記グリッパガイド管内周面に形成された係止凹部内
   に没入させて芯出し機構をグリッパガイド管内の一定位
   置に係止し前記グリッパ機構に引上げられることにより
   硬質球体を上記係止凹部より脱出させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の燃料交換装置。 ！３１　前記硬質球体は前記芯出し機構の円筒体周壁に
   設けられた円形孔に収容保持されている特許請求の範囲
   第（２）項記載の燃料交換装置。 （４）前記係止機構は、一端を前記芯出し機構に取着さ
   れ自由端を前記グリシ・やガイド管内周面に形成された
   係止凹部内に弾性的に没入させる弾性片よりなる特許請
   求の範囲第（１）項記載の燃料交換装置。