JPS6020190A - 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〕 本発明は燃料交換装置に係り、特にナトリウム冷却型高
速増殖炉の炉心部に装荷される核燃料物質等をプラグ下
部方式によシ交換するだめの燃料交換装置の改良に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に高速増殖炉の原子炉の燃料交換にはホットセル方
式とプラグ下部方式とがある。後者のプラグ下部方式は
原子炉容器の上蓋に回転可能に設けた回転プラグに、燃
料交換装置のアーム取付軸を偏心して設け、原子炉容器
内に延びるアーム取付軸の一端に燃料集合体等把持自在
に設けたグリッパを遠隔操作して所要の燃料集合体等の
燃料交換を行なうものである。この燃料交換装置のグリ
ッパは、そのアーム取付軸と回転プラグとの相互の回転
作用によシ原子炉容器内を相当広範囲に亘って自在に移
動することができ、原子炉容器内の適宜位置の核燃料物
質を取扱うことができる。原子炉容器の炉心に装荷され
た燃料集合体等炉心構成要素は上記グリッパにょシ把持
されるようになっているが、従来このグリッパをＷｒ要
の位置に移動せしめる、いわゆる位置決めは計算機にょ
シ位置決め制御が行なわれるようになっていた。

しかしながらこのグリッパの位置決めを行なう計算機が
万一、故障した場合には、そのグリッパの位置決めを行
なうことがで、きないばがシが、回転プラグや燃料交換
装置のアーム取付軸の回転が停止せずにこのアーム取付
軸の一端に設けたグリッパが原子炉容器の内壁や他の炉
内機器と接触ないし衝突してグリッパやアーム取付軸等
燃料交換装置や、炉内機器を損傷させる等の恐れが発生
するＯ 〔発明の目的〕 本発明は上述した事情に鑑みなされたもので、回転プラ
グの回転角度に応じて燃料交換装置のグリッパの旋回位
置の許容値を設定しこのグリッパの旋回角度が許容値を
逸脱したときはこのグリッパを一端部に設けたアーム取
付軸を停止せしめてグリッパの回転を停止させ、このグ
リッパが原子炉容器内の側壁や他の炉内機器等と接触な
いし衝突するのを未然に、かつ確実に防止し、接触や衝
突による炉内機器の損傷を防止することができる燃料交
換装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上述の目的を達成するために本考案に係る燃料交換装置
は次のように構成される。

原子炉容器の上蓋に回転可能に設けた回転プラグの回転
角度を検出する第１検出器と、上記回転プラグに偏心し
、かつ回転可能に設けた回転軸の回転角度を検出する第
２検出器と、これら第１、第２検出器からの検出出力に
より、上記回転プラグの回転角度に応じて上記回転軸の
原子炉容器内に延びる一端に設けたグリッパの旋回位置
の許容値を設定する設定器とを有し、上記グリッパの旋
回位置がこの設定器の許容値を逸脱するときは、このグ
リッパを設けた上記回転軸を停止せしめて、このグリッ
パの原子炉容器内での旋回を停止するようにして構成さ
れる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明に係る燃料交換装置の回転プラグへの取
付状態を示す部分縦断面図であシ、図中符号１は原子炉
容器である。この原子炉容器１はその炉心部２に核燃料
を装荷し、その上部開口部は固定プラグ３により閉塞さ
れている。この固定・プラグ３には回転プラグ４がこの
固定プラグ３を貫通し、かつ回転可能に取付けられる。

回転プラグ４にはさらに燃料交換装置５のアーム取付軸
６が回転可能に、かつ偏心して設置される。このアーム
取付軸６の一端部は回転プラグ４を貫通して原子炉容器
１内に延びている。このアーム取付軸６の一端部には伸
縮自在のパンタグラフ機構からなるアーム７が取付けら
れる。したがって、このアーム７はアーム取付軸６の回
転に連動してこのアーム取付軸６を中心にしてその外周
を旋回する。

アーム７の先端部にはさらにグリッパ８が設けられ、こ
のグリッパ８は炉心部２内に装荷された核燃料（図示省
略）を適宜把持することができるようになっている。

ところで上記回転プラグ４と燃料交換装置５とはこれら
を駆動するための回転駆動装置を有し、回転プラグ４は
回転プラグ駆動装置９により回転されるようになってい
る。この回転プラグ駆動装置９は第１図に示すようにま
ず回転プラグ４の上端部外周に大歯車１０を周設し、こ
の大歯車ｌＯに噛合された第１ピニオンｌｌａに減速ギ
ヤ１２を介して駆動モータ１３を接続してなる。上記第
１ビニオン１１ａと噛合された第２ピニオンｌｌｂには
回転プラグ回転角検出用エンコーダ１４が連結され、こ
のエンコーダ１４により回転プラグ４の回転角が検出さ
れるようになっている。

一方、燃料交換装置５のアーム取付軸６はアーム取付軸
駆動装置１５によシ回転される。このアーム取付軸駆動
装置１５は第２図に示すように、まずアーム取付軸６の
軸方向上部、すなわち回転プラグ４の上端部よｐも上方
へ延出する部位の外周にベベルギア１６を周設する。こ
のベベルギア１６に噛合するベベルギア１７に軸装され
た駆動軸１８はアイドラ歯車１９、減速ギア加を順次弁
して駆動モータ２１の回転軸に接続される。また、アイ
ドラ歯車１９に噛合するビニオン乙に軸装された駆動軸
にはアーム取付軸回転角検出用エンコーダるが直結され
、このエンコーダ囚によジアーム取付軸６０回転角が検
出されるようになっている。

上記回転プラグ回転角検出用エンコーダ１４およびアー
ム取付軸回転角検出用エンコーダ乙は第３図に示すよう
に信号変換器２４．２５をそれぞれ介して旋回位置設定
器２６に接続される。信号変換器冴。

５では上記エンコーダ１４　、２３からのディジタル信
号をアナログ信号に変換してその検出出力レベルを次段
の旋回位置設定器がの入力電圧レベルに整合せしめる。

旋回位置設定器がは回転プラグ回転角検出用エンコーダ
１４とアーム取付軸回転角検出用エンコーダ乙からの雨
検出出力を入力せしめて、回転プラグ４の回転角度に応
じて、アーム取付軸６にアーム７を介して設けたグリッ
パ８の旋回位置の許容値を設定するものである。また、
アーム取付軸回転角検出用エンコーダ乙からの検出出力
がこの許容位置を逸脱している場合にはアーム取付軸回
転停止の信号をアーム取付軸駆動装置１５へ出力する。

この回転停止の信号を入力したアーム取付軸駆動装置１
５はその駆動を停止し、アーム取伺軸６の回転を停止せ
しめる。この結果、アーム取付軸６の下部外周にアーム
７を介して取付けられたグリッパ８は旋回を停止する。

上記旋回位置設定器かにて設定されたグリッパ８の旋回
位置許容値、すなわちアーム取付軸６の回転角許容値を
逸脱する逸脱範囲は座標軸で示すと、第４図に示すよう
に斜線を付した部分で表示することができる。

なお、第４図中、横軸は回転プラグ４０回転角度を示し
、縦軸はアーム取付軸６の回転角度を示している。アー
ム取付軸６の回転角許容値（グリッパ８の旋回位置許容
値）を逸脱する逸脱範囲は、換言すればアーム取付軸６
に設けたグリッパ８が原子炉容器１内側壁等と接触する
等の干渉を生ずる干渉領域２７である。次にこの干渉領
域２７を第５図に基づいて説明する。

第５図は回転プラグ４とアーム取付軸６との相互の回転
作用により旋回するグリッパ８が原子炉容器１の内壁と
干渉する状態を説明するだめの原子炉容器１の概略平面
図である。

原子炉容器１の内部にはその中心０に一致させて炉心部
２が同心状に形成され、回転プラグ４の中心Ｐ。は原子
炉容器１の中心Ｏより水平方向へ適宜長さ偏心し、アー
ム取付軸６の中心Ｐ１は回。

転プラグ４の中心Ｐ。よシ、回転プラグ４の偏心方向へ
その半径ｒ。たけさらに偏心している。このアーム取付
軸６にアーム７を介して取付けられたグリッパ８はこの
アーム取付軸６の中心Ｐ□を中心にして、第５図２点鎖
線に示すような半径ｒ０の円軌跡を描くようにして旋回
する。まだアーム取付軸６の中心Ｐ工は回転プラグ４の
中心Ｐ。周υに第５図１点鎖線で示すように半径ｒ。の
円軌跡を描くように回転運動を行なう。したがって回転
プラグ４とこの回転プラグ４に偏心したアーム取付軸６
とが共に正逆両方向へ回転すると、アーム取付軸６に付
設されたグリッパ８は回転プラグ４の中心Ｐ。を中心に
して半径ｒ。＋ｒ１の円軌跡路（第５図３点鎖線参照）
を描くように原子炉容器１内を正逆両方向に旋回する。

このためにグリッツ８０円軌跡側は原子炉容器１の内壁
よシも外方へ突出するような干渉領域２７を形成する。

この干渉領域２７はグリッパ８が原子炉容器１に接触す
る等の干渉を生ずる範囲を示しており、第５図の斜線で
示すように中心Ｐ。とＰ工とを結ぶ水平線を中心にして
±９００の範囲で生ずる。そこで旋回位置設定器Ｗ％で
はこのような事情を考慮してグリッパ８が上記干渉領域
２７内で旋回しないように回転プラグ４の回転角度に応
じたグリッパ８の旋回位置許容値を設定し、グアリッパ
８がこの設定１：答値を逸脱する場合には、アーム取付
軸６の回転を停止せしめる回転停止信号をアーム取付軸
駆動装置１５へ出力する。この回転停止信号を入力した
アーム取付軸駆動装置１５は直ちに駆動モータ１３等を
停止させる等により、アーム取付軸６の回転を停止せし
め、このアーム取付軸６に設けたグリッパ８の旋回を停
止してグリッパ８が上述した干渉領域２７内で旋回する
のを防止し、グリッパ８が原子炉容器１内の側壁等と接
触ないし衝突するのを防止する。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る燃料交換装置は回転プラ
グの回転角度に応じてグリッパの旋回位置の許容値を設
定し、グリッパがこの設定許容値を逸脱するときは、こ
のグリッパの旋回を直ちに停止せしめるようにしたので
、グリッパが原子炉容器内壁や、その炉内構造物に接触
する等の干渉を未然に、かつ確実に防止することができ
る。その結果、グリッパとの接触による原子炉内壁や炉
内構造物の損傷を未然に防止することができ、その健全
性を向上せしめる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る燃料ｙ換装値の一実施例を示す原
子炉容器の上部縦断面図、８Ｉ！２図は同、アーム取付
軸駆動装置の概略平面図、第３図は同、アーム取付軸駆
動装置へ信号を供給するだめの（ｉ号系統図、第４図は
原子炉内壁とグリッパとの干渉領域を座標軸で示す図、
第５図はグリッパの干渉領域を説明するだめの原子炉容
器の概１Ｉ１６乎ａＩｊ図である。 １・・・原子炉容器、２・・・炉心部、３・・・固定プ
ラグ、４・・・回転プラグ、５・・・燃料交換装置、６
・・・アーム取付軸、７・・・アーム、８・・・グリッ
パ、９・・回転プラグ駆動装置、１０・・・大歯車、１
１ａ・・・第１ピニオン、１１ｂ・・・第２ピニオン、
１２１２１．ｌ・・・減速ギア、１３・・・ベベルギア
、１４・・・回転プラグ回転角検出用エンコーダ、乙・
・・アーム取付軸回転角検出用エンコーダ、冴、２５・
・・信号変換器、あ・・・旋回位置設定器。 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 工、原子炉容器の上蓋に回転可能に設けた回転プラグに
   偏心し、かつ回転可能に設けられた回転軸と、上記回転
   プラグを貫通して原子炉内へ延びる上記回転軸の一端部
   に、この回転軸周シに原子炉内を旋回するように設けた
   グリッパとを有する燃料交換装置において、上記回転プ
   ラグの回転角度を検出する第１検出器と、上記回転軸の
   回転角度を検出する第２検出器と、これら第１、第２検
   出器からの検出出方により上記回転プラグの回転角度に
   応じた上記グリッパの旋回位置の許容値を設定する設定
   器とを有し、上記グリッパの旋回位置が上記設定器の許
   容値を逸脱するときは、上記回転軸の回転を停止してグ
   リッパの旋回を停止せしめるようにしたことを特徴とす
   る燃料交換装置。 ２、第１検出器および第２検出器は、ディジタル−アナ
   ログ変換器をそれぞれ介して設定器に電気的に接続され
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の燃料
   交換装置次。 ３、第１検出器および第２検出器がエンコーダであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の燃料交換
   装置。