JPS6239716B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、核燃料棒（以下、燃料棒という）を
引き抜いて、原子炉燃料集合体の長さに沿つて隔
置された格子の中に入れるように特に設計した板
ばね式のコレツトに関するものである。

原子炉用の代表的な燃料集合体は、その長さに
沿つて配置された卵詰め枠形状の一連の格子によ
つて相互に隔置した関係で保持される正方形の燃
料棒群を含む。格子にある各セルが一方の燃料棒
を保持し、各セルの四つの壁がばね及び突起を含
んでいて、これ等が燃料棒を軸方向設定位置に保
持する。ばね及び突起は格子内への燃料棒の挿入
に対して実質的に抵抗を与えるので、組み立ての
際に燃料棒を格子セル内に引き入れるのに特別な
構造の燃料棒引入れ具（単に引入れ具ということ
もある）が使用される。

先行技術の構造では、燃料棒の末端に溶接され
外側に溝を刻設した特別な構造の端栓に手作業で
引入れ棒の末端を接続することにより、引き入れ
が行なわれていた。引入れ棒と端栓との間の接続
具は、内側に延びるフランジを各端に配置せしめ
た二つの半円筒形整合部材で形成されており、こ
れ等の半円筒形整合部材が、燃料棒端栓の末端と
燃料棒引入れ具の末端とにそれぞれ形成された相
補的形状の溝（即ち、各半円筒形整合部材は溝に
咬合する形状を持つ）に嵌入する。整合部材の直
径は燃料棒の外径と同一であり、こうして燃料集
合体の格子セル内への燃料棒の引き入れを容易に
する。

この先行技術の構造の主な欠点は非能率的なこ
とである。作業員は両方の半円筒形整合部材を燃
料棒及び引入れ具の隣接端上に位置決めし、次い
で摩擦嵌合を生じる方向に燃料棒を引つ張つて、
燃料棒及び引入れ具に装着した半円筒形整合部材
を保持する。この手作業自体は簡単であり迅速に
行なわれるが、燃料集合体内に引き入れるべき燃
料棒の数が非常に多いので、それでもまだ過重な
労働を必要としている。43×43cmの燃料集合体は
200本を若干超える燃料棒を含むであろうから、
燃料棒を燃料集合体の格子に装荷するのに備えて
200以上の個々の作業が必要である。各燃料棒を
格子内のセルに引き入れた後、半円筒形整合部材
を取り除かねばならないので、燃料集合体の組立
てを行うのに必要な労働時間が殆ど倍になる。

従つて、本発明の主な目的は、自動的に燃料棒
を燃料集合体内に引き入れるだけでなく、出発時
点に戻るのに、即ち装荷工程のこの部分を行う際
に何ら実質的な手動努力を必要としない改良構造
の燃料棒引入れ具を提供することである。

上記目的から、本発明は、核燃料棒を貯蔵容器
から引き抜いて燃料集合体の格子に入れるため
に、前記燃料集合体を支持する枠組構造を備え、
該枠組構造が有する可動の核燃料棒引入れ具を該
核燃料棒引入れ具の長手方向駆動機構に接続し
て、一端に端栓を封止せしめた核燃料棒に向かつ
て前記核燃料棒引入れ具を移動させる核燃料棒の
引入れ装置において、前記核燃料棒引入れ具は、
複数の可撓性ばね部材を一端に有する中空棒と、
前記可撓性ばね部材のそれぞれの末端にある複数
の突起部と、前記端栓の末端に衝合するように配
置されており、前記核燃料棒引入れ具が係止位置
に移動した時に案内プラグ又は端栓の末端に形成
した溝に関して前記突起部を位置決めするように
なつている前記核燃料棒引入れ具内の往復動手段
と、前記核燃料棒引入れ具に装着され、前記可撓
性ばね部材と協働するように構成且つ配置されて
いて、前記案内プラグ又は端栓の溝に対し前記突
起部を係脱させる手段とを備え、前記可撓性ばね
部材は、前記中空棒の円周方向に相互に隔置され
ており、前記突起部は前記溝に咬合する形状を持
つことを特徴としている。

この燃料棒引入れ具の全構成要素は、燃料集合
体の格子内への燃料棒引入れ具及び燃料棒の移動
を容易にするため、燃料棒の外径より大きくない
直径を持つていて何ら障害物のない滑らかな表面
をもたらす長い円筒形の管に組み込まれている。

本発明は添付図面に一例としてだけで示すその
好適な実施例についての下記の説明から一層容易
に明らかとなろう。

第１図及び第１Ａ図は、原子炉燃料集合体の格
子内へ燃料棒を引き入れる際に使用する諸構成要
素の一般的な配列を示している。枠組構造１１で
支持される容器１０は（後述するように枠組構造
１１は燃料棒引入れ具部も支持する）、正方形の
横断面のものであり、すでに燃料ペレツトが詰め
込まれ両端を封止された燃料棒（核燃料棒）３４
の供給体を保持する。燃料棒はその中に貯蔵され
ており、そして燃料集合体の格子１２内へ引き込
まれるべく位置決めされている。燃料棒の長さは
原子炉毎に変わるかも知れないが、燃料棒の一般
的な寸法は直径９mm、長さ５ｍであつて、従つ
て、貯蔵容器もこれに準じて大体その長さに作ら
れている。中間の燃料集合体部１４には複数の固
着具１３があり、その各々が卵詰め枠形状の慣用
の格子１２を保持する。各格子は軸方向に延びる
多数の開口又はセル（図示せず）を有し、該セル
に燃料棒が引き入れられるようになつている。格
子内の各セルは、全燃料棒をそれ等の全長に沿つ
て相互に隔置した関係で保持する役目を果たす周
知構造のばね及び突起を含む。液圧作動式のラム
１５は、全燃料棒を格子に装入した後に、中間の
燃料集合体部１４の一端を、完成した燃料集合体
がその固着具から離脱しうる位置まで上昇させる
役目を果たす。

燃料棒引入れ具部（単に引入れ具部ともいう）
１６は、上述した枠組構造１１に支持されてお
り、そして特定の列にある各燃料棒につき一つの
引入れ具（核燃料棒引入れ具）１７を保持するよ
うに構成されている。これ等の引入れ具１７は、
引入れ具部１６の格納位置から燃料集合体部１４
の格子１２を通つて符号１８で示す係止位置へ移
動するように配列されている。プーリ２１に係合
するワイヤーロープ１９を含む駆動機構２０が複
数の又は単一の燃料棒引入れ具の端部に接続され
ており、この配列は燃料棒引入れ具１７を横方向
に移動させて格子１２にあるセルに通して前後進
させるのに有効である。引入れ棒の末端が係止位
置１８まで移動した時に、それを燃料棒の末端に
係止し、その後、格子１２へ引き入れる。各部１
０，１４及び１６は長さが約５ｍであり、従つ
て、これ等が燃料集合体の格子を含む燃料集合体
部１４への燃料棒の挿入即ち組み付けを行わねば
ならない。

装荷の際、複数又は単一の燃料棒引入れ具を駆
動機構２０によつて移動させて引入れ具部１６内
の位置から格子１２にあるセルを経由して係止位
置１８まで持つて来る。本発明の燃料棒引入れ具
は次に燃料棒の端栓に係止せしめられ、そして駆
動機構２０が付勢されて燃料棒を格子内の対応セ
ルに引き入れる。上記の説明は単一の引入れ具及
び単一の燃料棒に関して行つたが、引入れ具部１
６及び駆動機構２０の実際の構造は、複数の引入
れ具を係止位置１８へ移動させ、次いで各引入れ
具を燃料棒の端栓に係止させるようになつてい
る。しかる後、第１図及び第１Ａ図に示すように
複数の燃料棒３４を同時に格子１２の中へ引き入
れる。全燃料棒をその中に装荷した後にできる構
造は、原子炉へ装入しうる準備が殆ど整つた燃料
集合体となる。

第２図及び第３図を参照すると、燃料棒引入れ
具は、燃料棒より小さいのが好ましい例えば９mm
の直径を有し且つ燃料棒と実質的に同一の例えば
５ｍの長さを有する円筒形状の外側の中空棒（以
下、引入れ棒という）２２を含んでいる。燃料棒
引入れ具は燃料集合体部１４を完全に端から端ま
で通り抜けて係止位置１８において燃料棒を把持
しなければならないので、この長さが必要であ
る。直径は燃料集合体の格子にあるセルを通り抜
けるために十分に小さい必要があり、また、その
表面には何らの突起或は障害物もあつてはならな
い。さもないと、格子のセルにあるばね及び突起
又は凹部に引入れ棒が引つ掛かつてしまうかも知
れない。

第３図の左側に図示された引入れ棒２２の末端
は、円筒管２８に複数のスリツト２６を軸方向に
切つて形成した複数の可撓性指状部即ちばね部材
２４を有する。円筒管２８の基部２９及び一体に
形成したばね部材２４は、ハウジング又は支持部
材３８の肩部に衝合するフランジ３１を介して、
該ハウジング３８に乗つて保持される。引入れ棒
２２のねじ切り端３３は、円筒管２８の端に当た
るまで、ハウジング３８の末端に形成した相補的
形状のねじ部３５にねじ込まれる。この動作によ
つて円筒管２８及びその一体のばね部材２４を引
入れ棒の他の諸構成要素に関して静止位置に係止
する。各ばね部材が延出する円筒管の基部２９は
引入れ棒と大体同じ太さであるが、ばね部材に可
撓性を与えるために、それ等の長さの大部分は基
部の約半分の太さである。各ばね部材は図示の形
状に作られた内向きの突起部３０で終わつてい
る。これ等のばね部材は、弾丸形の先端部３２ａ
を有しそして燃料棒３４より若干小径の着脱可能
な案内プラグ３２の端を把持するように特別に構
成されている。引入れ具１７（第１図）が移動し
て燃料集合体の格子セルを通る時、案内プラグ３
２の先端部３２ａは、引入れ具が燃料集合体構造
の中で進行を妨げられることなくセルのばね及び
突起を通過するよう先導する作用を果たす。

着脱可能の案内プラグ３２はばね部材の突起部
を受け入れる溝３６を含む。これ等の突起部が図
示の所定位置にあつて案内プラグの溝３６内に入
つている時、引入れ具全体は格子のセルを通つて
どちらの方向にも円滑に移動できる。引入れ具が
係止位置１８に達すると、ばね部材が開くので案
内プラグ３２は離れる。燃料棒に溶接された端栓
（図示しないが、第３図において実線で示された
案内プラグ３２の位置で引入れ具により係止され
る）は、第４図の変形実施例から諒解されるよう
に、同一直径のものであり且つ同様の溝を備えて
いるので、そこに嵌入するばね部材の突起部は燃
料集合体中への燃料棒３４の引入れを助成する。

中央にあるハウジング３８は引入れ棒２２内の
固定位置に配設されており、第２図に示すよう
に、その外表面４０はばね部材２４の外表面と同
一の円上にある。ハウジング３８はその長さ沿い
に中心に延在する穿孔４２を有する。穿孔４２
は、尖端４６を一端に有し他端にピストン４８を
有するプランジヤ（往復動手段）４４を受け入れ
る。ばね４９はこのピストン及びそこに接続され
たプランジヤ４４を第３図に示すように右方へ付
勢する作用をする。ハウジング３８の開口５２内
に滑動可能に装着されたピン（係脱させる手段）
５０は、ばね部材を外方へ、即ち開放位置へ押す
ように構成されている。ピン５０の一端にある頭
部５３は、座５４に係合して該ピン５０が穿孔４
２内へ入り込むのを防止する。また、ピン５０は
それ等と係合するように構成されたばね部材２４
の内面によつて外側へ移動するのを防止されてい
る。

案内プラグ３２（端栓も同様）との把持関係に
ばね部材２４が移動し易いように、各ばね部材の
先端は、約45゜の角度に機械加工されており、そ
して案内プラグ（端栓も同様）の周縁５８に形成
された角度に対して余角をなしている。引入れ棒
のばね部材は貯蔵容器１０の端部に近接してい
る。

作動の際、第１図に示した燃料集合体部１４の
格子１２内へ燃料棒を貯蔵容器１０から移動させ
たい場合には、駆動機構２０を付勢し、一つ或は
複数の燃料棒引入れ具を燃料棒引入れ具部１６か
ら水平に移動して、燃料集合体部１４を通してそ
の中に入れる。引入れ具は係止位置１８に達する
まで格子のセル内を通る案内プラグ３２により先
導される。プランジヤ４４とピン５０との相互作
用によつてばね部材が外方へ移動されるので、案
内プラグ３２が離れ、そして引入れ具は、ばね部
材の突起部３０が格子１２内へ引き入れられるべ
き燃料棒の端栓近くに位置するまで、更に若干の
距離を移動する。引入れ具の長手方向への移動を
続けると、ばね部材の先端５６が端栓の露出表面
に係合してその上に乗り、燃料棒端栓の末端に形
成した溝（案内プラグの溝３６参照）の中に入り
込む。或は、引入れ具内のプランジヤ４４がピン
の端６０との接触状態に留どまるか又は接触状態
に移動してばね部材を外方へ強制し、該ばね部材
の端が、プランジヤ４４を後退させた時に端栓の
溝に入り込む前に、端栓を越えうるようにしても
よい。ばね部材が端栓内の所定位置にあれば、駆
動機構２０は、引入れ具が燃料棒３４を第２図に
示すように右方へ引つ張つて燃料集合体部１４に
引き入れるように、作動する。燃料棒を燃料集合
体部１４へ引き入れる過程の間、引入れ棒２２及
びばね部材の平滑な、即ち途切れることのない外
表面が、燃料棒引入れ具の通過する燃料集合体格
子の各セルに形成されたばね又は突起（図示せ
ず）のどれかで進行を妨げられることはない。各
燃料棒の端栓は、燃料集合体の頂部格子即ち最終
格子を通り過ぎて或は越えて相当な距離を引つ張
られたら、駆動機構２０を再び付勢して、プラン
ジヤ４４及びピン５０によりばね部材２４を外方
へ動かして、その突起部３０を端栓の溝から離脱
させることができる。次いで引入れ具の引入れ運
動を続けると、把持しているばね部材が端栓から
離れる方向に動き、そしてプランジヤ４４が後退
する時に、ばね部材がピン５０をそれ等の元位置
へ押し戻し、この位置で頭部５３が座５４に係合
して内側へのピンの運動を制限する。

第４図〜第６図に示す変形実施例において、板
ばね即ちばね部材６２は外側に向けられた半径位
置に通常付勢されている。しかし、その端は、外
管６４が第４図に示すように左方へ長手方向に移
動する時に端栓３２′の溝３６′に係合する。図示
の構造において、外管６４はハウジングとしても
機能する。内側の引入れ棒即ち中空棒（溝に関し
て突起部を位置決めする往復動手段としても作用
する）６６は駆動機構に直結されており、この駆
動機構が引入れ棒を引入れ具の長さに沿つて前後
に移動させる。外管の外表面は何ら突起部のない
平滑面であり、その直径は燃料棒の直径に等しい
か或は同直径より小さい。更に、外管６４はその
全長に渡つてコレツト機構を囲撓している。コレ
ツト機構は、引入れ中、外管６４に関し静止状態
に留どまつている内側の引入れ棒６６と、ばねを
装着したプランジヤ６８（溝に関して突起部を位
置決めする往復動手段）とを含む。しかし、引入
れ具１７全体は、プランジヤが延び頭部９８が突
き出た状態で、前の実施例のように燃料集合体格
子のセルを通つて移動するように配列されてい
る。

内側の引入れ棒６６の端に形成したばね部材の
突起部は第２図及び第３図のばね部材に類似す
る。第５図及び第６図に示すように、ばね部材
は、引入れ棒６６の端にスロツト６５を機械加工
してその端に突起部７０を形成することによつて
作られる。機械加工の工程が完了した後、ばね部
材を取付具内に置いて熱処理を行い、外側方向に
偏倚させ、端栓把持位置から離す。第５図は、ば
ね部材が係止位置にある時、隣接するばね部材の
側面間にスペース７２が存在し、この距離はばね
部材が開放即ち非係止位置にある場合に大きくな
ることを示している。

ばね部材の直ぐ近傍にある内側の引入れ棒６６
の部分６７はプランジヤ６８をちようど受け容れ
るに足る内径を有する。その外径は長さに沿つて
変わり、そして長さ沿いに案内領域６９を含む。
ブツシユ作用をするこの案内領域は外管６４と協
働してそれを整列状態に保つように助成し、こう
してばね部材の一様な圧縮が作業中得られる。ば
ね７４及びピストン７６を収容するため、引入れ
棒６６の内径は第４図の右方へ向かつて若干増加
する。ピストン７６は第４図に示すように左方へ
ばね７４によつて付勢される。このばね７４はピ
ストン７６に設けられた延長部７８と後置部材で
あるねじ８０との協働作用により所定位置に保持
される。

内側のプランジヤの延長部７８は、引入れ棒６
６に関し固定的に保持され、且つ、アダプタとし
て作用する諸部材８０及び８２によつて引入れ棒
６６にしつかり取り付けられている。内側の引入
れ棒６６及び外側の外管６４はコレツト式引入れ
具を開閉するために相互に動かされる。

内側の引入れ棒６６はプランジヤの延長部７８
に関し固定であるが、それにもかかわらず内側の
引入れ棒６６はプランジヤ６８の正しい端位置を
得るために長さを調節可能である。引入れ具長手
方向への引入れ棒６６の調節によつて、溝３６′
内へのばね部材先端即ち突起部７０の移動を可能
とするためにばね部材６２が外管６４に接触する
場所が変わる。かかる調節は、内側の引入れ棒６
６を二つの部分に分け、それ等の間に、ねじ８４
によつて内側の引入れ棒の一端に接続されるアダ
プタ８２を含む可調節接続具７９を挿入すること
によつて行なわれる。アダプタの他端は、内側の
引入れ棒６６の分かれた他端に形成した相補的形
状のねじ９０にねじ込まれるねじ８０を有する軸
８６を含む。軸８６が接続されたアダプタ８２に
符号９２で示すような点まで内側の引入れ棒６６
の中にねじ込まれ、引入れ棒６６の全体の長さを
短くする。引入れ棒６６は、アダプタ８２を符号
９４で示すような点まで反対方向に回すことによ
つて長くなる。正しい調節を行つたら、鎖錠ナツ
ト９６で設定位置に鎖錠する。前述したように、
このような調節を行うことによつて、外管６４の
先端７１はばね部材の外側と、ばね部材の突起部
が端栓をそこに形成された溝で把持するのを確実
にする場所で、接触するようになる。

作動の際、燃料棒３４を燃料集合体の格子１２
に引き入れたい時には、前の実施例のように駆動
機構２０を付勢し、引入れ具全体を燃料集合体部
に通して係止位置１８まで移動させ、そこでばね
部材が燃料棒の端栓を把持する。引入れ具が格子
を通つて移動している間、ばね部材６２の端部及
びそれ等の突起部７０はプランジヤ頭部９８の裏
側に形成したフランジ１００に通常乗つているで
あろう。この位置にある時、引入れ具が格子内の
ばね及び突起を通過する際、これ等のばね及び突
起に対して妨害物のない平滑な外表面を与えるの
で、引入れ棒がこれ等の部分で停止する可能性が
最小になる。頭部９８が燃料棒の端栓３２′に接
近する時、外管６４の先端（溝に対し突起部を係
脱させる手段）７１が後方へ、即ち第４図におい
て右方へ作動され、かくして、偏倚されたばね部
材は外方へ動きフランジ１００から離れるように
なる。引入れ具が前方へ進められるので、プラン
ジヤ頭部９８が燃料棒端栓の露出端に係合して、
停止点まで押し戻され、ばね部材の突起部が溝３
６′に係合する所定位置にあることをこうして指
示する。次に外管６４を第４図において左方へ所
定位置まで動かし、ばね部材を溝との係合位置へ
内側に移動させる。しかる後、引入れ具によつて
燃料棒３４を燃料集合体の格子のセルの中に引き
入れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は貯蔵容器から原子炉燃料集合体の格子
の中へ燃料棒を引き入れるのに使用する諸構成要
素を概括的に説明する立面図、第１Ａ図は第１図
の平面図、第２図は第３図の線−に沿つて部
分的に断面で示す立面図、第３図は第２図の線
−に沿つて示す長手方向断面図、第４図は引入
れ具の変形実施例を示す第５図の−線断面
図、第５図は第４図に示した引入れ具の端面図、
第６図は第４図の変形実施例で使用した板ばね式
引入れ棒の構造を部分的に断面で示す立面図であ
る。 １０……貯蔵容器、１１……枠組構造、１２…
…格子、１７……核燃料棒引入れ具、２２，６６
……引入れ棒もしくは中空棒、２４，６２……可
撓性ばね部材、３０，７０……突起部、３２……
案内プラグ、３２′……端栓、３４……核燃料
棒、３６，３６′……溝、４４，６６，６８……
往復動手段を構成するプランジヤ、引入れ棒もし
くは中空棒、プランジヤ、５０，７１……係脱さ
せる手段を構成するピン、外管６４の先端。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 核燃料棒を貯蔵容器から引き抜いて燃料集合
   体の格子に入れるために、前記燃料集合体を支持
   する枠組構造を備え、該枠組構造が有する可動の
   核燃料棒引入れ具を該核燃料棒引入れ具の長手方
   向駆動機構に接続して、一端に端栓を封止せしめ
   た核燃料棒に向かつて前記核燃料棒引入れ具を移
   動させる核燃料棒の引入れ装置において、前記核
   燃料棒引入れ具は、複数の可撓性ばね部材を一端
   に有する中空棒と、前記可撓性ばね部材のそれぞ
   れの末端にある複数の突起部と、前記端栓の末端
   に衝合するように配置されており、前記核燃料棒
   引入れ具が係止位置に移動した時に案内プラグ又
   は端栓の末端に形成した溝に関して前記突起部を
   位置決めするようになつている前記核燃料棒引入
   れ具内の往復動手段と、前記核燃料棒引入れ具に
   装着され、前記可撓性ばね部材と協働するように
   構成且つ配置されていて、前記案内プラグ又は端
   栓の溝に対し前記突起部を係脱させる手段とを備
   え、前記可撓性ばね部材は、前記中空棒の円周方
   向に相互に隔置されており、前記突起部は前記溝
   に咬合する形状を持つことを特徴とする核燃料棒
   の引入れ装置。