JPS6032155B2

JPS6032155B2 - 原子炉の燃料交換機

Info

Publication number: JPS6032155B2
Application number: JP54163241A
Authority: JP
Inventors: 孝男佐藤
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-12-15
Filing date: 1979-12-15
Publication date: 1985-07-26
Also published as: JPS5686399A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は液体金属冷却形高速炉の燃料交≠逸機に関する
。

一般に液体金属冷却形高速炉の燃料交換作業は、まず原
子炉圧力容器の上部に設けられた制御榛を切離し、この
原子炉圧力容器の回転プラグと一体に設けられた炉心上
部機構と炉心構成部材とを完全に分離してから上記回転
プラグを回転させ、この回転プラグ上に設けられている
燃料交換機を交換すべき燃料集合体上に位置させ、この
燃料交換機のグリッパを燃料集合体のハンドリングヘッ
ド‘こ藤合させて燃料集合体の交換をなしていた。

ところで、上記回転プラグを回転させる際に、制御棒の
功離しが完全におこなわれていない場合や炉○構成部材
が浮き上って炉心上部機構と干渉している場合に回転プ
ラグを回転させると炉心に致命的な損傷を与える可能性
があった。これを防止するため、従釆は炉内に超音波を
発振しこの発信された超音波の反射波等を受信して炉心
と炉心上部機構との分離を確認するナトリウム透視装置
が設けられていたが、このような装置を設けると炉の構
造が複雑になる不具合があった。また、燃料交換機の位
置決装置が故障したような場合には指定された燃料集合
体と異なる燃料集合体の交換がおこなわれてしまう可能
性があり、炉心の出力分布に異常を生じて健全性が損な
われ、またこのようなことが生じた場合には異常を生じ
た燃料集合体の特定に多大の時間を要する不具合があっ
た。また、燃料交換機のグリッパの燃料集合体の結合が
不完全な場合には燃料交換機を操作しても燃料集合体の
引抜がなされず、これを知らずに次の新燃料を挿入しよ
うとしても挿入がなされず、その原因究明に多大の時間
を要する不具合があった。このような不具合を防止する
ため、燃料交換機のグリッパに突没自在なピンを設け、
グリッパが燃料集合体のハンドリングヘッドに完全に競
合した場合に上記のピンが燃料集合体のハンドリングヘ
ッドに当接して没入し、これによってグリッパが燃料集
合体を完全に把持したか否かを検出する機構が設けられ
ているが、このような機構は高温の液体金属中で作動す
るためのピンの拘束等を生じやすく、その作動の信頼性
が劣るものであった。また、このような機構ではグリッ
パが正しい燃料集合体を把持したか否かは検出できない
ものであった。本発明は以上の事情にもとづいてなされ
たもので、その目的とするところは回転プラグの回転に
際して炉心と炉心上部機構とが完全に分離されたか杏か
を検出できるとともにグリッパが正しい燃料集合体を確
実に把持したか否かを検出でき、しかも構造の簡単な原
子炉の燃料交≠奥磯を得ることにある。

以下本発明を図面に示す一実施例にしたがって説明する
。

図中１は原子炉圧力容器であって「この原子炉圧力容
器１の上端は回転プラグ２によって閉塞されている。こ
の回転プラグ２は大回転プラグ３と小回転プラグ４とか
ら構成され、小回転プラグ４は大回転プラグ３に対して
偏心して設けられている。また、５は炉心であって、こ
の炉心５の上方には炉心上部機構が設けられており、こ
の炉心上部機構６は上記小回転プラグ４に取付けられて
いる。そして、制御棒（図示せず）はこの炉心上部機構
６によって案内され、炉心５に挿入されるように構成さ
れている。そして、上記小回転プラグ４には燃料交換機
７が取付けられている。そして、この燃料交ｆ製機７に
は小回転プラグ４を貫通して炉内に挿入されるグリッパ
チューフ８が設けられており、このグリッパチュープ８
の下端にはグリッパ９が取付けられている。また、１０
は回転駆動機構であって、この回転駆動機構１１０によ
ってグリツパチユーブ８およびグリツパ９が回転される
ように構成されている。また、１１は昇降駆動機構であ
って、この昇降駆動機構１１によってグリッパチューブ
８が昇降され、炉内に挿入されるように構成されている
。そして、上記のグリツパ９は以下のように構成されて
いる。１２はそのハウジングであって、このハウジング
１２の下端部には円錐状の案内部１３が形成され、この
案内部で３は燃料集合体１４のハンドリングヘッド亀５
内に挿入競合されるように構成されている。

そして、このハウジング１２の下部には放射方向に回動
自在に複数の爪部材１６が枢着されている。そして、こ
れら爪部材１６の下端部には釣状の係止部１７が形成さ
れいる。また、上記グリッパチューブ８およびハウジン
グ１２内にはその中心軸沿って操作軸１８が摺動自在に
設けられている。そして、この操作軸１８の下端部には
カム体１９が取付けられており、このカム体１９には爪
部材１６の上端部がそれぞれ当接している。そして上記
操作軸１８が操作機構（図示せず）によって摺動される
とこのカム体１９によって爪部材１６が回動され、これ
ら爪部材１６の係止部１７が放射方向に突没し、燃料集
合体１４のハンドリングヘッド１５の上縁都内面に係脱
するように構成されている。また、上記案内部１３には
超音波発振受信器２０が内蔵されている。この超音波発
振受信器２０１ま超音波を発振するとともにその反射波
を受信し、炉内の部材の存在やその位置等を検知できる
ように構成されている。そしてこの超音波発振受信器は
案内部１３に形成された凹部２１内に収容され蓬方向外
側を指向して設けられている。そして、この超音波発振
受信器２０‘ま水平方向に沿って突設された回動軸２２
によって上下方向に回動自在に支持されている。そして
、この超音波発振受信器２０の背面には駆動アーム２３
，２３が突設され、これら駆動アーム２３，２３の先端
間には水平方向に沿って駆動ピン２４が設けられている
。また、上記カム体１９の下端には駆動軸２５が下方に
向けて突設され、この駆動軸２５の中間部にはこの駆動
軸２５の軸方向と直交する方向に駆動溝２６が形成され
ている。そして、上記超音波発振受信器２０の駆動ピン
２４はこの駆動溝２６内に摺動自在に鉄合しており、操
作軸１８を鞠方向に摺動させることにより駆動麹２５を
介して駆動ピン２４を上下に移動させ、超音波発振受信
器２０を上下方向に回動させるように構成されている。
そしてこの超音波発振受信器２０に接続された信号ケー
ブル２７はこのグリツパ９のハウジング１２およびグリ
ツパチューブ８内を通って炉外に導出されている。また
、２８は検出ピンであって、この検出ピン２８はハウジ
ング１２の下部から下方に突没自在に設けられ、スプリ
ング２９によって突出方向に付勢されている。そして、
この検出ピン２８の上端部は上記操作軸１８内に挿通さ
れた検出ロッド３０に連結されている。そして、グリッ
パ９が燃料集合体１４のハンドリングヘッド１５内に完
全に綾合した場合には上記検出ピン２８の下端がハンド
リングヘッド１５の上端緑に当接して没入し、その動き
が検出ロッド３０を介して外部に伝えられて燃料集合体
１４の把持を機械的に検出できるように構成されている
。以上の如く構成された本発明の一実施例は、まず燃料
交換に先立ってすべての制御棒と制御榛駆動機構との結
合を外し、炉心５と炉心上部機構６とを完全に分離する
。

次にグリツパチューブ８を下降させて炉内に挿入し、グ
リッパ９を炉心５と炉心上部機構６との間に位置させる
。次に操作軸１８を操作し、超音波発振受信器２０を上
下に回動させ、この超音波発振受信器２０が正確に水平
方向を指向するように調整する。次にグリッパチューブ
８およびグリッパ９を１回転させ、この超音波発振受信
器２０から発振される超音波で炉心５と炉○上部機構６
との間隙を走査する。したがって制御棒が切離されてい
ない場合や炉心１の構成部材が浮き上って炉心上部機構
６と干渉している場合等には発振された超音波がその部
分で反射されて超日波発振受信器２０で受信され、炉心
５と炉心上部機構６が完全に分離されていないことが検
出される。したがってこれを知らずに回転プラグ２を回
転させ「炉心５が損傷するようなことが確実に防止され
る。そして、炉○５と炉心上部機構６が完全に分離され
たことが確認されたら大回転プラグ３および小回転プラ
グ４を回転させ、グリッパ９を交換すべき燃料集合体１
４の真上に位置させる。次にグリツパチューブ８を下降
させ、グリッパ９を燃料集合体１４のハンドリングヘッ
ド１５に鼓合させる。この場合グリッパ９の案内部１３
がハンドリングヘッド１５内に完全に鉄合すると超音波
発振受信器２０がハンドリングヘッド１５の上端都内面
に対向するのでこの超音波発振受信器２川こよってグリ
ッパ９がハンドリングヘッド１５に完全に隊合したか否
かが確認される。また、この場合検出ピン２８がハンド
リングヘッド１５の上緑部に当接して没入するのでこの
検出ピン２８の変位によってもグリッパ９がハンドリン
グヘッド１５に完全に競合したか否かが検出される。次
に上記グリッパ９を回転させる。そして、ハンドリング
ヘッド１５の上端緑に形成された燃料集合体１４の番号
に対応した溝をこの超音波発振受信器２０で読み取り、
グリッパ９が正しい燃料集合体１４に鉄合したか否かを
検出する。次に操作軸１８を操作して爪部材１６を回動
させ、その係止部１７をハンドリングヘッド１５の上綾
部に係合させる。次にグリッパチューブ８を上昇させ、
燃料集合体１４を引抜く。そして、この一実施例のもの
は単にグリツパ９内に超音波発振受信器２０を設けるだ
けで炉心５と炉心上部機構６との分離の確認、グリツパ
９が燃料集合体１４のハンドリングヘッド１５に完全に
鼓合したか否かの確認および燃料集合体１４の番号の確
認等ができ、その構造が簡単である。また、この超音波
発振受信器２０を上下方向に回敷する駆動機構として爪
部材１６を操作する操作軸１８を利用したので構造が簡
単となり、また既存の燃料交換機７にづ・改造を加える
だけで本発明を容易に実施できる。なお、本発明は上記
の一実施例には限定されない。

たとえば超音波発振受信器を上下方向に回動させる回動
駆動機構は必らずしも上記のものに限定されない。

また、検出ピン等グリッパが燃料集合体に完全に鉄合し
たか否かを機械的に検出する機構は必ずしも設けなくて
もよい。

これに、グリッパ等の構成は必らしも上記のものに限定
されず、要は昇降および回転自在なグリッパを備えてい
るものであればどのようなものでもよい。

上述の如く本発明は燃料交換機のグリッパに超音波を発
振してその反射波を受信する超音波発振受信器を上下方
向に回動自在に設けたものである。

したがってこの超音波発振受信器により炉心と炉心上部
機構とが完全に分離されたか否かの確認、グリッパが燃
料集合体のハンドリングヘッドに完全に鉄合したか否か
の確認および燃料集合体の番号の確認等ができ、回転プ
ラグを回転させる際の炉心の破損が確実に防止できると
ともに燃料の謀装荷等も確実に防止でき、燃料交換作業
を確実、能率的におこなうことができる。また、単にグ
リッパに超音波発振受信器を設けるだけであるから、そ
の構造もきわめて簡単である等、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体の縦断面
図、第２図は要部の縦断面図、第３図は燃料集合体と鉄
合した状態の要部の縦断面図、第４図は超音波発振受信
器の側面図、第５図は同平面図、第６図は駆動軸の要部
の側面図である。１・・・原子炉圧力容器、２…回転プラグ、３・・・大
回転プラグ、４・・・小回転プラグ、５・・・炉心、６
・・・炉○上部機構、７・・・燃料交換機、８・・・グ
リッパチユーブ、９・・・グリッパ、１０・・・回転駆
動機構、１１・・・昇降駆動機構、１４・・・燃料集合
体、１５・・・ハンドリングヘッド、１６…爪部材、１
８…操作軸、１９…カム体、２０・・・超音波発振受信
器、２２・・・回動軸、２４…駆動ピン、２５・・・駆
動軸、２６・・・駆動溝。オー図才２図才３図オム図矛５図才６図

Claims

【特許請求の範囲】１原子炉圧力容器の回転プラグに昇降自在および回転
自在に設けられたグリツパチユーブと、このグリツパチ
ユーブの下端部に設けられたグリツパと、このグリツパ
の燃料集合体のハンドリングヘツドに水平方向に向けて
取付けられ、かつこのグリツパに対して上下方向に回転
自在に設けられた超音波を発振するとともにその反射波
を受信する超音波発振受信器と、この超音波発振受信器
を上下方向に回転駆動する回転駆動機構とを具備したこ
とを特徴とする原子炉の燃料交換機。２前記回転駆動機構は前記グリツパの把持および解放
駆動をなす操作軸を前記超音波発振受信器の回動駆動用
として兼用したものであることを特徴とする前記特許請
求の範囲第１項記載の原子炉の燃料交換機。