JPS6236591A - 沸騰水形原子炉の乾式局部出力領域中性子モニタ集合体用器具 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、佛凰水形原子炉の原子炉圧力容器の中に設
けられ、圧力密な集合体貫通部を用いて原子炉圧力容器
の集合体ハウジング管の閉鎖フランジから部分的に突出
する乾式の局部出力領域中性子束モニタ集合体（以下単
にモニタ集合体と呼ぶ）の位置合わせと集合体ハウジン
グ管の洗浄のための器具に関する。

［従来の技術］ 原子力発電所の監視と制御に対して原子炉炉心の中の中
性子束密度は重要な特性量である。この中性子束密度は
検出器により測定され、その際支持管に覆われた各４個
の検出器が一つのモニタ集合体を形成する。このモニタ
集合体は組み込みの際に原子炉圧力容器を開放し水を満
たした状態で燃料集合体を部分的に外した炉心の中にク
レーンのグリッパにより垂直に挿入され、モニタ集合体
上端の上に向かってばね弾性を有する鎖錠ビンにより保
持部の中に保持される。その後圧力密な貫通部と集合体
保護管とを備えたモニタ集合体下端が原子炉圧力容器の
集合体ハウジング管の閉鎖フランジから部分的に突出す
る。取り付けられたケースは組み立て期間中原子炉冷却
水の流出を防ぐ。

種々の構成の計装用モニタ集合体が知られている。従来
量もしばしば組み込まれたモニタ集合体は湿式のモニタ
集合体である。湿式のモニタ集合体は僅かに二、三部し
か機能を維持できず、その後全体を取り外して廃棄され
る。それ故に湿式のモニタ集合体を極めて長い機鮨寿命
を有する比較的新しいモニタ集合体すなわち乾式のモニ
タ集合体に交換するように努められている。従って乾式
のモニタ集合体は交換する必要がない。

原子炉運転の経過において原子炉圧力容器の中に放射性
の沈殿物が発生し、この沈殿物は部分的に集合体ハウジ
ング管の中に従って集合体貫通部上にも沈殿する。長寿
命の交換されない乾式のモニタ集合体が組み込まれてい
るときには沈殿物が絶えず増加するので、その結果原子
炉圧力容器の下方の一時的に人が接近する範囲において
放射線レベルが局部的に著しく高くなる。しかしながら
集合体ハウジング管の洗浄はこれまで経済的に実施でき
なかった。なぜならばそのためには原子炉を燃料集合体
交換のときより著しく長く運転停止し、かつ部分的に燃
料集合体を取り外さなければならないからである。すな
わちモニタ集合体は上から下に向かって増大するその直
径のために原子炉圧力容器を開放し水を満たしたときに
だけ斜めに上に向かって炉心から引き出すことができる
からである。更にあらかじめ隣接する燃料集合体チャネ
ルを損傷を避けるために取り外さなければならない、続
いて初めてモニタ集合体を持ち上げることが可能である
ので、閉鎖フランジは管理されつつ流出する原子炉冷却
水により洗浄されるが、そのとき原子炉冷却水は原子炉
圧力容器の下方で捕集されなければならない。

従来通常用いられた湿式のモニタ集合体は円形断面を有
するので１組み込みの際に角度指向を必要としない、そ
れにより水面下での組み込みが問題を生じない、しかし
ながら費用及び環境保護の理由で優れている新しい乾式
のモニタ集合体は、その水密の構造のために太く丈夫な
外形を有する。炉心格子の中に存在する空間をよりよく
利用するために例えば乾式のモニタ集合体の断面は四つ
葉クローバの形を有する。従って損傷を避けるために乾
式のモニタ集合体は原子炉炉心に対して正確に位置合わ
せしなければならない、かかるモニタ集合体はその大き
い長さと弾性とのために原子炉圧力容器の中に上方から
水面下に挿入することができない、もしそうすると成形
されたモニ夕集合体が位置合わせの際にねじられ又は傾
き。

取り外す際に燃料集合体チャネルの損傷を引き起こす危
険があるからである モニタ集合体の円錐形の封止座面は約２５ＯＮのモニタ
集合体重量と約５０ｍの水柱の圧力とにより負荷されて
いるので、封止座面の中でモニタ集合体を回転すると高
い回転モーメントのために特に残ったごみをかみ込んだ
ときに封止面を損傷するおそれがある。もしそうなれば
費用のかかる修理が必要となる。それとは逆に封止面を
保護するためにモニタ集合体を持ち上げて回転するとき
には、組立質が噴出する汚染された原子炉冷却水により
傷害を受けるおそれがある。

従って従来から周知の手段による洗浄工程は経済的には
実施できない、この手段によれば圧力容器上側での期限
付きの作業を滞らせ妨げるおそれがある。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は、原子炉圧力容器を閉じたまま圧力を抜いた
ときにまず集合体ハウジング管の洗浄を可能にし、更に
乾式のモニタ集合体の原子炉炉心に対する位置合わせの
ための装置を有するような器具を提供することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ この目的はこの発明に基づき、この器具が原子炉圧力容
器から突出し集合体保護管により封止されたモニタ集合
体の部分を下から囲み、かつ閉鎖フランジに固定可能で
ある筒形のケースと、密閉されたモニタ集合体の下方で
垂直に移動可能かつ回転可能にこのケースの中に配置さ
れたプランジャとを有することにより達成される。

［作用効果］ この器具によりまず集合体貫通部と取り付けられた集合
体保護管とが閉鎖フランジの所で圧力ｖ、樟囲まれる。

そしてプランジャがケースの中に手により押しこまれ、
又はプランジャが集合体保護管の下端に接触したことが
感じられるまで持ち上げられる。続いて乾式のモニタ集
合体の場合には、プランジャが集合体保護管の下端にか
み合うまでプランジャが回転される。その後プランジャ
はモニタ集合体と共に垂直に上に向かって押される。そ
れによりモニタ集合体は閉鎖７ランジの中のその座面か
ら僅かな距離だけ持ち上げられるので、原子炉冷却水が
流出し集合体ハウジング管及びモニタ集合体の封止座面
を洗浄する。洗浄工程の終了後にモニタ集合体はこの発
明に基づく器具により再び封止座面の中に降ろされる。

乾式のモニタ集合体は必要な場合には前もってプランジ
ャの回転により正確に原子炉炉心に対し位置合わせされ
る。

この発明に基づく器具を用いれば、原子炉圧力容器の中
に挿入されたモニタ集合体は運転停止後に原子炉圧力容
器を閉じたまま汚染を除去され。

続いて再び閉鎖フランジの中に信頼性をもって圧力密に
下ろされるという長所が得られる。原子炉の上方での作
業は妨げられない、この発明に基づく器具は乾式のモニ
タ集合体がますます多く用いちれるので重要性を増す、
短寿命のモニタ集合体では交換ごとに同時に洗浄工程が
行われるけれど、長寿命の乾式のモニタ集合体は定めら
れた間隔を置いて洗浄しなければならず、これはこの発
明に基づく器具を用いて有利に実施できる。

乾式のモニタ集合体のために器具のプランジャは例えば
駆動ピンを有し、この駆動ピンは集合体保護管の下端の
溝と機械的にかみ合う、このために集合体保護管の上端
に球欠が正確に一線上に並べて付加成形され、この球欠
が集合体貫通部の標識溝にかみ合う、それにより本来は
組み立ての際の封止のためにだけ用いられる集合体保護
管を介して、プランジャの運動が正確にモニタ集合体に
伝達される。

プランジャ、保護管及びモニタ集合体から成るユニット
の持ち上げと降下のために器具は袋ナツトを備えており
、この袋ナツトがプランジャを支持し器具ケースの外面
上のねじとかみ合う、この袋ナツトは取っ手を備えてい
る。それにより約５０ｍの水柱と約２５ＯＮのモニタ集
合体の自重とにもかかわらず、モニタ集合体が僅かな力
により工具無しで常に細かく持ち上げられるという長所
が得られる。

器具のプランジャの中には原子炉冷却水のための垂直な
排水口が設けられ、この排水口は例えばポール弁のよう
な急速閉鎖弁により閉鎖可能である。それによりモニタ
集合体の洗浄のために流出する原子炉冷却水の流れが調
節される。きれいな冷却水だけが流出するときに、モニ
タ集合体は再び封止座面の中に下ろされる。

その際乾式のモニタ集合体が正確に合わせられた位置を
保つか又は位置合わせされるように、器具のプランジャ
上に例えばテレスコープ式の折りたたみレバーが配置さ
れている。この比較的長い指針兼用レバーにより乾式の
モニタ集合体は必要あれば下ろす前に僅かに回転され、
それにより原子炉炉心又は燃料集合体チャネルの形状に
対する正確な位置合わせが保証される。そして器具のプ
ランジャを支える袋ナツトが下に向かってねじられるこ
とにより、位置合わせされたモニタ集合体が閉鎖フラン
ジの中に下ろされる。続いて器具は水抜きされ、閉鎖フ
ランジの封止性検査の後に取り外される。

この発明によれば原子炉の中で全運転期間にわたり機能
を維持する乾式のモニタ集合体は、既に汚染された設備
の中にさえも増設可能である。それにより不経済な運転
停止時間が短縮され、かつ高放射渣レベルの廃棄物の数
量が著しく減少するという長所が特に得られる。。

［実施例］ 次にこの発明に基づく器具の一実施例を示す図面により
、この発明の詳細な説明する。

第１図に示す沸盾水形原子炉の原子炉圧力容器ｌにおい
て、炉心１１の中に中性子束密度の測定のための検出器
を内蔵する乾式のモニタ集合体２が配置されている。こ
れらの検出器はケーブルを介して電子計算機に結合され
、電子計算機は１００個ないし２００個の検出器の測定
値を処理する。一つの乾式のモニタ集合体２の中には４
個の検出器が上下に並べて配置されている。これらの検
出器は圧力密の乾燥した指ぬき軟管により囲まれ、いわ
ゆる校正管上に固定されている。被覆している上側の支
持管２１は第３図に示す四つ葉クローバ形の断面を有す
る。それにより比較的大きい断面積を有する乾式のモニ
タ集合体２は炉心格子１２の狭い冷却水ギャップの中に
はめ込むことができる。第１図には簡単化のために原子
炉圧力容器ｌの中にただ一つの乾式のモニタ集合体が図
示されているに過ぎない。

モニタ集合体２は開放された原子炉圧力容器ｌの中に上
から挿入される。その上端は上側の炉心格子板１４の中
で第２図に示す上に向かってばね弾性を有する鎖錠ピン
２３により保持されている。下側の炉心格子板１５の下
方ではモニタ集合体２は第４図及び第５図に示すように
丸い断面を有する下側の支持管２４により囲まれ、この
支持管はスリーブ２６により上側の支持管２１に結合さ
れている。原子炉圧力容器１の底には第１図に示すよう
に集合体ハウジング管１６が圧力密に配置され、この集
合体ハウジング管の中に第５図に示すモニタ集合体２が
挿入可能である。モニタ集合体はそこでは第６図に示す
集合体貫通部２２により閉鎖フランジ１３を圧力密に通
って集合体ハウジング管１６から導き出され、ねじによ
り保持されている。原子炉圧力容器ｌの中では運転期間
中に沈殿物が発生し、この沈殿物は集合体／％ウジング
管１６の中にも閉鎖フランジ１３と集合体貫通部２２ど
の範囲の中にも達する。

原子炉圧力容器１の下方の人が接近する範囲における放
射線を低減するために、モニタ集合体２は第７Ａ図及び
第７Ｂ図に示すこの発明に基づく器具３により持ち上げ
られて洗浄され、そして続いて上側の保護管２１の四つ
葉りローバ形外形に関して再び位置合わせされ、集合体
貫通部２２を閉鎖フランジ１３の封止座面の中に下ろさ
れる。

乾式のモニタ集合体２の組み立てと集合体ハウジング管
１６の洗浄のためのこの発明に基づく器具３は管形のケ
ース３１を有し、このケースは半径方向隙間をもって、
原子炉圧力容器ｌ上の閉鎖フランジ１３から突出しそこ
で集合体保護管２５により保護されたモニタ集合体２の
部分を囲む。

この器具は下から集合体保護管２５にかぶせて導かれ、
閉鎖フランジ１３に圧力密に固定される。

器具３のケース３１の中には第７Ｂ図に示すようにモニ
タ集合体２の下方にプランジャ３２が移動可能かつ回転
可能に配置されている。プランジャ３２には駆動ピン３
２１が固定され、プランジャ３２が手により持ち上げら
れまた回転されたときに、この駆動ピンが集合体保護管
２５の溝２５１にかみ合う、このために集合体保護管２
５の上端に球欠２７が正確に一線上に付加成形され、こ
の球欠が集合体貫通部２２の標識溝２８に係合する（第
７Ａ図）、それによりプランジャ３２の運動が正確にモ
ニタ集合体２に伝達される。プランジャ３２の中には器
具３の軸線上に原子炉冷却水のための排水孔３２２が設
けられ、この排水孔はポール弁３３により閉鎖可能であ
る。

プランジャ３２は肩３２３をケース３１の外面上のねじ
とかみ合う袋ナフト３４により、支えられている。袋ナ
ツト３４を回すことによりプランジャ３２とこのプラン
ジャに結合されたモニタ集合体２とが閉鎖フランジ１３
の封止座面から持ち上げられる。それにより原子炉冷却
水が集合体貫通部２２と閉鎖フランジ１３との間の隙間
を通って、集合体保護管２５と器具３のケース３１との
間の空間の中に流れ込む、こうして集合体ハウジング管
１６と閉鎖フランジ１３の封止範囲とが洗浄され、沈殿
物を除去される。水はプランジャ３２の中の排水孔３２
２を通って導かれ、ポール弁３３から断続的に排出され
る。それにより固着した汚染物がはぎ取られる。きれい
な水だけが流出するようになるまで、水の流れはポール
弁３３により制御される。

乾式のモニタ集合体２は洗浄の際にねじられることは許
されない、なぜならばもしそうしないと炉心１１に燃料
が挿入されているとき、モニタ集合体が炉心格子１２の
隣接する燃料集合体チャネルを傷付けるおそれがあるか
らである。従って洗浄工程の後にモニタ集合体２はこの
発明に基づく器具３を用いて炉心格子１２に対し正確に
位置合わせされる。このために器具３のプランジャ３２
には揺動レバー３５が配置され、このレバーは器具３の
運搬を容易にするためにケース３１に平行に配置されて
いる。テレスコープ状に延長可鋤な指針状のこの揺動レ
バー３５は、乾式のモニタ集合体２の正確な位置合わせ
のために、器具３のケース３１に垂直な位置に折り返さ
れる。この長いレバー腕を介してモニタ集合体２は原子
炉下面上の特有の測定点を参照しながら原子炉炉心１１
の形状に関して正確に位置合わせされる。続いて袋ナツ
ト３４を回しプランジャ３２を降下した後に、モニタ集
合体２はその封止座面の中に下るされる。ポール弁３３
による器具３の水抜きと封止性検査とを行った後に、こ
の発明に基づく器具３と集合体保護管２５とは取り外さ
れ、モニタ集合体２はナツトにより固定される。器具３
はただちに再び別の場所で使用できる。

器具３の操作を容易にするために、また補助の工具無し
で組み立てるために、ケース３１と袋ナツト３４とには
取っ手３６と３７が付加成形されている。

上記の器具３により原子炉蓋を閉鎖し炉心ｉｔに水を入
れた状態で、乾式のモニタ集合体２の正確な位置合わせ
及び乾式又は湿式のモニタ集合体を内蔵した集合体ハウ
ジング管１６の洗浄が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はモニタ集合体を組み込んだ沸騰水形原子炉の圧
力容器の断面図、第２図はモニタ集合体の鎖錠ピン範囲
の部分図、第３図は乾式モニタ集合体の炉心格子位置に
おける横断面図、第４図はモニタ集合体の下側格子板貫
通部範囲の縦断面図、第５図はモニタ集合体の集合体ハ
ウジング管位置における横断面図、第６図はモニタ集合
体の閉鎖フランジ範囲の縦断面図、第７図（この図は紙
面の都合で第７Ａ図と第７Ｂ図とに分割されており、両
図の関係は第７Ａ図の下側が第７Ｂ図の上側に接続され
るものである）はこの発明に基づく器具の一実施例の縦
断面図である。 ｌ・・・原子炉圧力容器、　２・・・モニタ集合体、　
　１３・ψ拳閉鎖フランジ、　　１６・壷書集合体ハウ
ジング管、　　２２・・・集合体貫通部、　　２５＠−
−集合体保護管、　２７・ｅ中球欠、　　２８＠・・標
識溝、　　３１−−・ケース、３２１１＠・プランジャ
、　　３３・ｌ１１１弁、３４・・争袋ナツト、　　　
３５・・＠揺動レバー。 ２５１・争・溝、　　　３２１・・争駆動ビン、３２２
−争嗜排水口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）沸騰水形原子炉の原子炉圧力容器（１）の中に設け
   られ、圧力密な集合体貫通部 （２２）を用いて原子炉圧力容器（１）の集合体ハウジ
   ング管（１６）の閉鎖フランジ （１３）から部分的に突出する乾式の局部出力領域中性
   子束モニタ集合体（２）（以下単にモニタ集合体と呼ぶ
   ）の位置合わせと集合体ハウジング管（１６）の洗浄と
   のための器具において、原子炉圧力容器（１）から突出
   し集合体保護管（２５）により封止されたモニタ集合体
   （２）の部分を下から囲み、かつ閉鎖フランジ（１３）
   に固定可能である筒形のケース（３１）と、密閉された
   モニタ集合体（２）の下方で垂直に移動可能かつ回転可
   能にこのケース（３１）の中に配置されたプランジャ（
   ３２）とを有することを特徴とする沸騰水形原子炉の乾
   式局部出力領域中性子束モニタ集合体用器具。 ２）プランジャ（３２）が駆動ピン（３２１）を有し、
   この駆動ピンが集合体保護管 （２５）の溝（２５１）と機械的にかみ合うことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の器具。 ３）集合体保護管（２５）の上端の内面に球欠（２７）
   が付加成形され、この球欠が集合体貫通部（２２）の標
   識溝（２８）にかみ合うことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の器具。 ４）プランジャ（３２）が袋ナット（３４）により支持
   され、この袋ナットがケース （３１）の外面上のねじとかみ合うことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の器具。 ５）プランジャ（３２）が原子炉冷却水のための排水口
   （３２２）を有し、この排水口に弁（３３）が設けられ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の器具。 ６）プランジャ（３２）上に揺動レバー （３５）が配置されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の器具。