JPS61797A - 原子炉燃料のコレツト継手着脱装置 - 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】 【発明の属する技術分野】

この発明は圧力管形原子炉を対象とする原子炉燃料取扱
設備、特に燃料交換機内に設置して燃料交換時に燃料集
合体とじゃへいプラグとの間を連結するコレット継手の
着脱操作を行うコレット継手着脱装置に関する。

【従来技術とその問題点】

まず第３図に圧力管形原子炉の燃料交換設備の概要を示
す０図において、１は炉心、２は炉心を構成する圧力管
で、圧力管２内には燃料集合体３゜しゃへいプラグ４．
シールプラグ５が順に装荷されており、燃料集合体３と
しゃへいプラグ４との間が後述のコレット継手を介して
着脱可能に結合されている。一方、上記炉心の燃料交換
は炉心ｌの下方を走行する燃料交換機６によって行われ
る。 この燃料交換機はよく知られているように、その圧力容
器の中にグラブ機構、マガジン機構等を内蔵しており、
燃料交換機６を圧力管２に接続した上でグラブ機構の操
作で燃料集合体、しやへいプラグ、シールプラグ等の引
抜き、装荷を行う。ここで前記のコレット継手について
その構造を第４図、第５図に示すと、コレット継手７は
燃料集合体３の下端部に取りつけたタイプレート８とし
やへいプラグ４の上端に取りつけたコレット部９とを対
にしてなり、かつコレット部９はその上端にタブレート
８の内周面の係合溝に掛り合う爪を形成した周方向に並
ぶ櫛歯状の爪片９ａを有している。 かかる構成で、コレット継手７を切り離すには、まず矢
印Ｆのようにコレット部９の外周側から力を加えてコレ
ット部の各爪片９ａを鎖線で示すように内方へ向けて絞
り込んで爪の保合を外し、次ぎに燃料集合体３を上方に
引き上げるか、あるいはしゃへいプラグ４下に引き降ろ
して両者間を切り離す。逆に燃料集合体３にしやへいプ
ラグ４を連結する場合には、前記と同様にコレット部９
の爪片９ａを外周側から力を加えて絞り、このままコレ
ット部をタイブレートの中に挿入した後に力を釈放する
ことにより、コレット部の爪片が弾性復帰してその爪が
タイプレート側の係合溝に係合して両者間が結合される
。 ところで従来では、燃料交換に際して行う使用済燃料の
燃料集合体３としやへいプラグ４との切り離し、あるい
は新燃料の燃料集合体としやへいプラグとの結合作業は
、燃料交換機と燃料交換プールとの間のトランスファー
ポートにコレット継手着脱装置を設置しておき、燃料交
換出入機で燃料集合体をトランスファーボート内に吊り
下げた状態で前記のコレット継手着脱装置により行うよ
うにしている。ここで従来におけるコレット継手着脱装
置の構成を第６図、第７図に示す、１０は中央に燃料集
合体、しやへいプラグ等炉心構成要素の昇降案内通路穴
１０ａが開口した基台であり、該基台上には前記穴１０
ａの外周側に回転リング１１が基台１０に設けた支持部
材１２に摺動式に支持されており、さらにこの回転リン
グ１１の対角線上には駆動手段としての操作シリンダ１
３ａ、　１３ｂが操作軸１４を介して連結されている。 一方回転リングの周上には先端を前記の通路穴１０ａに
向けてコレット部の爪片と同じ数の８個のコレット絞り
爪１５の後端部が揺動自在にピン結合されており、かつ
各絞り爪１５に穿った長溝形のカム溝１５ａには回転リ
ング１１の内周側に並べて配置された固定側のガイドピ
ン１６に嵌り合ってガイド支持されている。かかる構造
で操作シリンダ１３ａ、　１３ｂを互いに逆方向に駆動
操作することにより、回転リング１１は周方向に回動し
、これに伴ってコレット絞り爪１５はガイドピン１６に
ガイドされて矢印Ａのように通路穴１０ａへ向けて前進
、後退操作されることになる。したがってコレット継手
の着脱に際して一１第４図で述べたコレット部を基台１
０の通路穴１０ａへ挿入した状態で、操作シリンダの操
作でコレット絞り爪１５の先端をコレット部へ外周から
押圧することにより、コレット部の爪片が内周側に押し
込まれ、この状態で燃料集合体を燃料出入機により昇降
操作してコレット継手の結合９分離が行われることにな
る。 一方、最近になり燃料交換時の作業時間の短縮化および
燃料交換機の小型化を狙いとして、前記したコレット継
手着脱装置を燃料交換機内の上端部に装備し、燃料集合
体としゃへいプラグとの結合１分離操作を燃料集合体の
炉心への装荷、引抜き時に並行して行い、かつ燃料集合
体、しやへいプラグを別々に燃料交換機の圧力容器内の
マガジンに収容するような方式が提唱されている。しか
してこの場合に先に述べたコレット継手着脱装置をその
まま燃料交換機内に内蔵設置して使用すると、次記のよ
うな不具合がある。すなわち従来の燃料交換方式では、
コレット継手の着脱時にはしゃへいプラグをコレット継
手着脱装置にセットし、コレット部を絞り状態にしたま
ま、燃料゛集合体を昇降操作して両者間の結合１分離を
行うようにしていたが、燃料交換機内に設置して燃料交
換作業と並行してコレット継手の着脱を行う場合には、
燃料交換の作業手順から燃料集合体の一部を炉心側の圧
力管内に残したまま、しやへいプラグをグラブ機構で昇
降操作してコレット継手の結合１分離を行う必要がある
。しかしながら、しやへいプラグのコレット部をコレッ
ト継手着脱装置で絞った状態でじゃへいプラグを昇降す
ると、従来の構造のままではコレット部がコレット継手
着脱装置のコレット絞り爪１５に擦られて損傷を受ける
おそれがあるか、若しくはコレット絞り爪が上下方向の
モーメント荷重を受けて破損してしまう。また構造的に
回転リング１１の内周側にガイドビン１６を配備し、こ
のガイドビンでコレット絞り爪１５の半径方向の連動制
御を行うように構成しているため、とかく半径方向の寸
法が大きくなりスペースファクターも悪い。さらに加え
て燃料交換機の′圧力容器内には炉心の圧力管側からク
ラッドやスラッジ等の異物が侵入してくるが従来構造で
は上面が開放しており、かつ機構的に摺動部が多いため
、この異物がコレット継手着脱装置に堆積し、特にその
摺動部に侵入してかじりが生じる等、その健全性の維持
を図ることが困難となる。

【発明の目的】

この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、そ
の目的は従来装置を改良し、装置内の摺動部１部品点数
の削減と併せてコンパクトでかつ信転性の高い構成のコ
レット継手着脱装置を提供することにある。

【発明の要点】

上記目的を達成するために、この発明は中央に燃料集合
体、しゃへいプラグ等炉心構成要素の通過する案内通路
穴が開口する環状のハウジングと、該ハウジング内に格
納してハウジングの周方向へ回動可能に軸受支持され、
かつその一端面の周上に分散して斜め方向のカム溝が形
成されたロータリカムと、該ロータリカムの回動駆動手
段と、ハウジングの周方向に分散して半径方向にガイド
支持され、かつそのガイドビンを前記ロータリカムのカ
ム溝内に係合し、前記ロータリカムの回動に従動してそ
の先端が前記案内通路穴に向けて半径方向に出入動作す
るようにハウジング内に格納設置された先端ガイドロー
ラ付きのコレット部絞り用プッシュロッドとから構成し
たものである。

【発明の実施例】

第１図、第２図はこの発明の実施例のコレット継手着脱
装置、の横断面図、縦断面図を示すものであり、その構
成は中央に炉心構成要素の通過する案内通路穴１７ａの
開口した環状のハウジング１７と、該ハウジング内に軸
受１８を介して回動可能に支持されたロータリカム１９
と、同じくハウジング内に支持されて前記ロータリカム
によって運動制御されるプッシュロッド２０と、および
ロータリカムの駆動部との組立体として構成されている
。このうち、ロータリカム１９はその上端面の周上に分
散して並ぶ斜め方向のカム溝１９ａを有し、かつその対
角線上で操作軸１４を介して駆動部としての操作シリン
ダ１３ａ、　１３ｂと連結されている。一方プッシュロ
ツド２０は、ハウジング１７の周上に均等分散して半径
方向にガイド支持されたロッド本体２０ａ　と、該ロッ
ド本体の内周側先端に取りつけたコレット部と当接する
ガイドローラ２０ｂ　と、ロッド本体の途中箇所から下
方に突き出して前記カム＃１９ａに嵌り込むローラ付き
ガイドビン２０ｃとからなる。 上記構成で、操作シリンダ１３ａ、　１３ｂの駆動によ
り、ロータリカム１ｑをハウジング１７内で周方向に回
動操作すれば、プッシュロッド２０はロータリカムに従
動してそのカム′溝１９ａの制御により半径方向に直線
運動し、ロータリカムの回動方向に対応して先端のガイ
ドローラ２０ｂが中央の通路穴１７ａに向けて前進、後
退するように移動操作されることになる。したがって、
コレット継手の着脱操作に際してＩ＼ウジング１７の通
路穴１７８へしゃへいプラグ側のコレット部を挿入セッ
トし、この状態で前記の操作を行うことにより、各プッ
シュロッド２０のガイドローラ２０ｂが第４図、第５図
に示したコレット部のｍｌ歯状爪片に当接し、コレット
部の爪片の絞り込み、釈放が行われることになる。なお
コレット部を押圧してその爪片を絞り込んだ状態でしゃ
へいプラグを昇降操作する場合は、コレット部外周にガ
イドローラが接触しているので摺動抵抗は小さく、燃料
集合体としやへいプラグとの間の分離、結合が円滑１に
行える。 また上記の構造によれば、ロータリカム１９．プッシュ
ロッド２０はいずれもハウジング１７内に格納配備され
ており、したがって燃料交換機内に設置して使用する場
合に、炉心側からクラッド、スラッジ等の異物が菊科交
換松内に沈降侵入してきても、これら異物がハウジング
内のロータリカム。 プッシュロッドの軸受支持部に堆積してかじりを生じる
確率は低く、従来の構造と比べて信較性を向上できる。 さらにロータリカム１９て直接プッシュロッド２０を直
線運動制御するように構成したことにより従来構造と比
べて部品点数が少なく、特に半径方向の寸法を縮減して
小型コンパクトに構成できる。

【発明の効果】

以上述べたようにこの発明によれば、中央に燃料集合体
、しゃへいプラグ等炉心構成要素の通過する本内通路穴
が開口する環状のハウジングと、訪ハウジング内に格納
してハウジングの周方向へ回動可能に軸受支持され、か
つその一端面の周上に分散して斜め方向のカム溝が形成
されたロータリカムと、該ロータリカムの回動駆動手段
と、ハウジングの周方向に分散して半径方向にガイド支
持され、かつそのガイドビンを前記ロータリカムのカム
溝内に係合し、前記ロータリカムの回動に従動してその
先端が前記案内通路穴に向けて半径方向に出入動作する
ようにしてハウジング内に格納設置された先端ガイドロ
ーラ付きのコレット部絞り用プッシュロッドとから構成
したことにより、燃料交換機内に設置して燃料交換工程
と並行してコレット継手の着脱操作・を行うためのコレ
ット継手着脱装置として、炉心側から燃料交換機内に侵
入するクラッド等の影響を受ける度合が少なく、かつグ
ラブ機構によるしゃへいプラグの昇降操作で燃料集合体
との間の結合１分離が円滑に行え、しかも小型コンパク
トに構成でき曇等、実用的価値の高いコレット継手着脱
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれこの発明の実施例の構成を示
すコレット継手着脱装置の横断面図および縦断面図、第
３図は圧力管形原子炉の燃料交換設備の概要図、第４図
、第５図はそれぞれコレット継手の構造を示す縦断面図
および第４図の矢視Ｖ−Ｖ断面図、第６図、第７図はそ
れぞれ従来におけるコレット継手着脱装置の構造を示す
横断面図および縦断面図である。 ｌ：原子炉炉心、３：燃料集合体、’４　：　’Ｌやへ
いプラグ、６：燃料交換機、７：コレット継手、８：タ
イプレート、９：コレット部、１３ａ、　１３ｂ　：駆
動手段としての操作シリンダ、１７：ハウジング、１７
ａ：炉心構成要素の案内通路穴、１８：ロータリカムの
軸受、１９：ロータリカム、１９８：ロータリカムのカ
ム溝、２０：プッシュロッド、２０ｂ＝ガイドローラ、
２０ｃニガイドビン。 １７α １２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃料集合体としゃへいプラグとの間を連結するコレ
   ット継手の着脱装置であって、中央に燃料集合体、しゃ
   へいプラグ等炉心構成要素の通過する案内通路穴が開口
   する環状のハウジングと、該ハウジング内に格納してハ
   ウジングの周方向へ回動可能に軸受支持され、かつその
   一端面の周上に分散して斜め方向のカム溝が形成された
   ロータリカムと、該ロータリカムの回動駆動手段と、ハ
   ウジングの周方向に分散して半径方向にガイド支持され
   、かつそのガイドピンを前記ロータリカムのカム溝内に
   係合し、前記ロータリカムの回動に従動してその先端が
   前記案内通路穴に向けて半径方向に出入動作するように
   ハウジング内に格納設置された先端ガイドローラ付きの
   コレット部絞り用プッシュロッドとから構成したことを
   特徴とする原子炉燃料のコレット継手着脱装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載のコレット継手着脱装
   置において、当該コレット継手着脱装置は燃料交換機に
   内蔵設置し、その位置で燃料交換時に燃料集合体としゃ
   へいプラグとの間のコレット継手の着脱操作を行うもの
   であることを特徴とする原子炉燃料のコレット継手切離
   装置。