JPS60259996A - 核燃料チヤンネルボツクスの取外し方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子炉核燃料に係り、特に核燃料が変形、破
損した核燃料のチャンネルボックスを取外す方法に関す
る。

通常のチャンネルボックス取外し要領で取外せないもの
を、チャンネルボックスの切断によって燃料バンドルを
損傷させることなく取外し、燃料バンドルの再使用ある
いは再処理に供するものである。

〔発明の背景〕

原子炉の核燃料は、通常多数本のパイプに挿入され、多
数本のパイプは角柱状に束ねられた燃料バンドルとされ
、燃料バンドルは角筒状のチャンネルボックスで被覆さ
れている。そして所定の燃焼度に応じて、炉心内でのシ
ャフリングあるいは新燃料との交換が行なわれる。

また、定期的に燃料バンドルの目視検査が実施されるが
、この際燃料バンドルを被、覆しているチャンネルボッ
クスを除去しなければならない。そこで燃料バンドルを
検査する目的で燃料チャンネル着脱機が設けられる。こ
の着脱機により燃料バンドルを被覆しているチャンネル
ボックスを取外し、燃料バンドルを目視検査する。そし
てハンドルの健全性を確認して、再使用あるいは再処理
工程に回される。

従来のチャンネル着脱機の全体概要を第１図に示す。

着脱機は主として１本体、２カート、３駆動機構及び４
操作台から構成されている。１本体は、５使用済燃料プ
ールの一側面に沿って垂直に取付けられ、２カー１−を
昇降自在に支持すると共に、２カートに両端を係止され
、４操作台に付設した３駆動機構のスプロケット及びプ
ール下端部に設けたファイドラスプロケラトに掛渡され
る８チエーンによって、２カートの昇降位置を保持して
いる。２カートは、下部に９燃料体の自重を受ける１１
Ａ下部サポートと、前記燃料体を直立させ転倒しないよ
うに支える１０上部ガイドとが実質的に一体に形成され
ている。図示してないジブクレーンで吊り上げた１１チ
ヤンネルボツクス取扱具で、チャンネルボックス１２を
掴み、そして９燃料体を保持した２カートを昇降させる
ことによって、１２チヤンネルボツクスとバンドルとの
分、離あるいは装着している。

しかし、燃料バンドルとチャンネルボックスの装着状態
あるいは、変形、破損等何らかのトラブルによって、前
記着脱機によるチャンネルボックスの取外しができない
という可能性がある。

このような場合には１２チヤンネルボツクス（以下ＰＣ
Ｂと称する）が装着されており、燃料バンドルの健全性
確認ができず再使用もできず、また核燃料の再処理も不
可能であるため、使用済燃料プールに永久保管すること
になり、発電所にとって大きな損失である。

この種の核燃料が燃焼度の増大と共に増加することが予
想される。

〔発明の目的〕

本発明は、再使用予定あるいは使用済の燃料集合体が、
その取扱い時、あるいは燃焼中の高熱他により変形損傷
を受け、従前の着脱機の操作によっては、ＰＣＢの取外
しができず、燃料バンドルの外観目視検査も、又核燃料
の再処理加工もできなくなった燃料集合体からＰＣＢを
取外し、再使用あるいは再処理可能にするための、ＰＣ
Ｂ取外し方法を提供するものである。

水中遠隔で、燃料バンドルの被覆管を損傷させることな
く、ＰＣＢを縦、横に機械式切断方法で切裂き、燃料バ
ンドルを損傷させることなく、ＰＣＢを取除くことを目
的とする。

〔発明の概要〕

本発明は主として、燃料集合体がその取扱い操作の誤り
で、燃料集合体の上部ペイルの変形及び中間位置でくの
字形に変形した燃料集合体のＦＣＢを取外す方法を提示
するものである。

使用中あるいは使用済の燃料集合体は、高放射線量であ
るため、水中遠隔で取扱い処理することが必要で、ＰＣ
Ｂの取外し時、燃料バンドルの被ｆｉ管の損傷は厳に無
いよう切断除去しなければならない。

本発明は上記の要求を満足させるため、ペイルの修正装
置、切断機構、クランプ機構及び昇降機構等から構成し
て、水中遠隔でＰＣＢを切断除去し、燃料バンドルの再
使用あるいは使用済燃料として、再処理に供する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図により説明する。第２図は本
発明のＰＣＢ取外し装置の全体概要図である。装置は、
１３本体フレーム、１４切断装置を昇降駆動する１５駆
動部、９燃料集合体を転倒しないように保持サポートす
る１６クランプ装置。

１７上部サポート及び１８ペイル修正装置等から構成さ
れ１３本体フレームは、５使用済燃料プール壁に沿って
垂直に据付けられる。

以下ＰＣＢの取外し手順を簡単に説明する。

第３図に示すように、９燃料集合体は、１９上部ペイル
及び１２ＰＣＢがくの字形に変形している。そのため従
来の着脱機によっては、ＰＣＢの取外しが不可能である
。

先ず、第４図、第５図に示す、１８ペイル修正装置で変
形した１９ペイルを垂直に修正する（１９ペイルを垂直
にしないと、ＰＣＢがペイルと干渉し抜き出せない）。

次に第３図に示したＰＣＢの切断位置を順次切断して、
ＰＣＢを取外すように構成している。２０切断位置でＰ
ＣＢを横方向に全周切断し、ＦＣＢ片■を従来と同様、
ＰＣＢ取扱具１１を用いて取外す。２１切断位置は、Ｐ
ＣＢを両側から縦にコの字形に切断後、２２切断位置で
横方向に全周切断して、ＦＣＢ片■を取外し、最後ｂＬ
　Ｆ　ＣＢ片■を引上げ取外す。

ＦＣＢ片■は、■同様縦に切断してコの字形切断片で取
外すことも可能な構成とした。

第２図によりＰＣＢ取外しの概要を説明する。

１８ペイル修正装置は、１４切断装置の２３カツターヘ
ツドが着脱自在に装着されていて、２３カツターヘツド
を取外した位置に取付けられる。図はペイル修正完了後
、２３カツターヘツドを装着した状態を示している。９
燃料集合体は、燃料取替機で掴み、図のように１７下部
サポートに着座させ、１６クランプ装置を操作して転倒
しないよう保持する。１５駆動部を作動させて、１４切
断装置を所定の切断位置に下降させ、２４クランプ機構
で９燃料集合体をクランプし、２３カツターヘツドでの
切断を容易にしている６６１はローラチェン、２５はア
イドラーである。

このように各装置を作動させて、前述した切断要領で順
次ＦＣＢを切断除去するように構成している。尚場合に
よっては前述の切断要領によらずＰＣＢの全長にわたっ
て、縦切断し、２個のコの字形切断片として取外すこと
も可能なように、１７下部サポートの更に下側まで、１
４切断装置が移動できるような構造としている。

以下各部の装置について図により詳細に説明する。第４
図、第５図は、１７ベイル修正装置の詳細図である。

１８ペイル修正装置は、１４切断装置の２３カツターヘ
ツドを取外した後に取付けて使用される。

修正装置は、上下二つの調整機構から成り、燃料ペイル
１９にかぶせるように装着し、２６下部調整機構で、２
７燃料タイプレート付近を複数個の２８ジヨーでクラン
プする構造となっている。

３０修正装置本体に取付けられた２９ボルト（複数個）
で、２８ジヨーを順次締付けることにより、９燃料集合
体を固定し、１９ペイルが、５９下部調整機構に設けら
れた、３１デイスクの溝３２と“嵌合した状態になる。

この位置から３３ボルト（複数個）でディスク３１を、
ペイル１９の曲りと反対方向に調整押し付けることで、
ペイルの変形を修正する。この反力で２７燃料タイプレ
一ト部のＰＣＢが変形することがないよう、２６下部調
整機構の２８ジヨーは、面接触するよう６ｏ板バネを介
して、３０修正装置本体に取付けている。

ペイル変形修正後、１４切断装置に、２３カツターヘツ
ドを装着する。

第６図〜第８図は１４切断装置の詳細図を示している。

前述したように、１４切断装置は、１３本体フレームに
沿って昇降して、所定のＰＣＢ切断位置を切断する。１
４切断装置に設けられた３４ガイドローラが３５レール
で案内されて昇降する。また２４クランプ機構は、ＦＯ
Ｒ切断位置の直近を掴み、２３カツターヘツドで切断す
る際、振動によるカッターの破損を防止するものである
。

２４クランプ機構は、３６アームの先端に回転自在に取
付けた３８０−ラを、３７シリンダーでＦＯＢに押し付
け、クランプしながらＰＣＢに沿って昇降できるように
構成している。２３カツターヘツドは、３９ターンテー
ブルに着脱容易に装着され、４０エアモータの回転力は
、４１ピニオン、３９ターンテーブルの外周に設けられ
た４２ギヤを介して、２３カツターヘツド、１２ＰＣＢ
の外周に沿って旋回させ、ＰＣＢを横方向に切断する６
４３はターンテーブルを回転自在に支承している軸受で
ある。２３カツターヘツドは、４４カツター、４５エア
モータ、４６エアシリンダ等から構成され、４５エアモ
ータの回転力を、４８減速機を介して４９カツプリング
で５０カツター軸と連結して４４カツターに伝達ＰＣＢ
を切断する。１２ＰＣＢの板厚は精度良く加工されてい
るが、第８図に示す如（１２ＰＣＢと燃料ペレッ１への
７０被覆管とのスキマは数脇とわずかである。

又燃料の燃焼度による７０被覆管の変形及び曲りが予想
される。この燃料ペレットの７０被覆管をカッターで損
傷させ、中の燃料ペレットを露出することがないようカ
ッターの切削諸元を制御しなければならない。

本発明では、第８図に示すように７１ナツトにより機械
的に制限すると共に、４７ガイドローラ（複数個）を設
けて４４カツターの深削りを防止している。

４７ガイドローラは、７２０−ドセンサーを設けて５３
制御装置にフィードバックさせて、２３カツターヘツド
の往復操作を制御している。また、４４カツターの回転
駆動は、４５エアモータで行なっているため、切込量及
び切削速度が過負荷状態が生じた場合には、４５エアモ
ータがストールし、２３カツターの破損を防止できるし
、１２ＰＣＢの中の７０被覆管を損傷させる程の重切削
を防止する特徴がある。

１２ＰＣＢの切削は縦切断及び横切断を繰返して行なっ
ているため、前記４７ガイドローラを、４４カツターの
上下あるいは左右に配置することによって、変形したＰ
ＣＢでもそれに倣ってカッターをガイドすると共に、切
削時の振動を抑えスムーズな切削を可能とした。

また、四角なＰＣＢの外周に沿って切断するカッターヘ
ッド２３は、３９ターンテーブル上に装着されている。

このため１４切断装置には、四角なＰＣＢに倣って、２
３カツターヘツドが旋回するように倣い制御が必要であ
る。従って、２３カツターヘツドは、倣い機構を介して
、３９ターン・テーブルに取付けられる。ならい、機構
は、制御装置５３．４６エアシリンダー等から成り、ガ
イドローラ４７の押圧力を制御して、２３カツターヘツ
ドを、５１ガイドレール上を、前進あるいは後退させな
がら、ＰＣＢの外周に沿って旋回切断する。５２はスラ
イド軸受である。尚この横切断時、複数台のカッターヘ
ッドを装着して、切断効率をあげることも可能である。

ＦＣＢ縦切断は、１５駆動部により１４切断装置を昇降
駆動して長手方向に切断する。この縦切断は２台のカッ
ターヘッド２３を装着して、ＰＣＢをコの字形に切断す
ることができる。１４切断装置で縦に切断し、中間位置
で、１４切断機構が通り過ぎた後、１６クランプ機構で
９燃料集合体が転倒しないようクランプ保持する。ＰＣ
Ｂの全長を切断するため、１７下部サポートを底部から
突き出して設け、１４切断装置が、燃料集合体の５４下
部タイブレ・−トがクリヤーできる構造とした。

第９図、第１０図は、１６クランプ機構の詳細図である
。１６クランプ機構は、１３本体フレームの外壁に設け
られ、５５エアシリンダー、５６アームクランプ等から
構成される。５５エアシリンダーの遠隔操作により操作
して、９燃料集合体が転倒しないように保持する。５７
はローラで、クランプ機構で保持した状態でＰＣＢある
いは燃料集合体の取出しを可能としている。

９燃料集合体、あるいは１２ＰＣＢは、高放射線量なた
め、装置本体フレーム１３内への装着の際、ある規定の
水深を確保して取扱うことが要求されている。そのため
第、１１図に示すように、１３本体フレームの側壁の一
部を開放し、９燃料集合体を装置本体に真横から装入可
能にしている。

５８はシャッターである。

本発明の機械式切断では、ＰＣＢの切屑が発生する。こ
の切屑は、１３装置本体の底部に落し回収する方法と、
１４切断装置のカッターヘッドに水中真空掃除機のバキ
ュームヘッドを接続して回収する方法が考えられるが本
発明の主目的ではないので説明は省略する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、変形あるいは破損により、燃料バンド
ルとＰＣＢが分離できず、燃料バンドルの健全性確認の
ための目視検査及び、使用済核燃料の再処理加工が不可
能であった、使用中あるいは使用済みの燃料集合体を、 （１）燃料バンドルの被覆管を損傷させることなく、Ｐ
ＣＢの横切断及び縦切断ができる。

（２）燃料集合体の上部ペイルの変形修正装置を設けて
あり、ＰＣＢの引抜も又、切断もできる。

（３）カッターヘッドの着脱を容易にして、同時に二面
の切断可能である。

以上により、変形、損傷した燃料集合体を効率良く、修
正あるいは検査して再使用、再処理できるようにし、し
かも効率良（ＰＣＢの取外し除去を遠隔操作可能とした
ため、被曝も少くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のチャンネル着脱機の全体概要図、第２
図は、本発明の一実施例のチャンネル取外し装置の全体
榎要を示す支所面図、第３図は、燃料集合体の変形例を
示す全体図、第４図は、ペイル修正装置の支所面図、第
５図は、第４図の平面図、第６図は、切断装置の支所面
図、第７図は、第６図の平面図、第８図は、カッターヘ
ッドの詳細図、第９図は、クランプ機構の正面図、第１
０図は、第９図の平面図、第１１図は、第２図の平面図
である。 １・・・チャンネル着脱機本体、２・・・カート、１３
・・本体フレーム、１４・・・切断装置、１５・・・駆
動部、１６・・・クランプ装置、１７・・・下部サポー
ト、１８・・・ペイル修正装置、３１・・・ディスク、
３２・・・溝、３３・・・ボルト、３４・・・ガイドロ
ーラ、３５山レール、３７・・・シリンダー、３８・・
・ローラ、４５・・・エアモータ、４６・・・エアシリ
ンダ、４７・・・ガイドローラ、４８・・・減速機、４
９・・・カップリング、５０・・・カッター軸、５１・
・・ガイドレール、５２・・・スライド軸受、５３・・
・制御装置、５４・・・下部タイプレート、５５・・・
エアシリンダ。 も（図 ７、、、＋Ｏ，，＋、６　、、、．９ 宅２図 宅３図 叱６図 宅冑図 槽８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、核燃料を被覆しているチャンネルボックスを、機械
   切断方式により除去取外しする方法において、切断装置
   を昇降、旋回させてチャンネルボックスの横切断及び縦
   切断を、水中遠隔操作でき、切断部は、ならい機構を有
   し、チャンネルボックスの外周にならって旋回切断する
   ことを特徴とする核燃料チャンネルボックスの取外し方
   法。