JPS6143676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インコアモニタ交換装置に係り、特
に、インコアモニタ（原子炉内中性子束計測器）
の炉心部からの取外しおよび炉心部への装着を行
なうのに好適なインコアモニタ交換装置に関する
ものである。

インコアモニタには、その用途により、起動時
あるいは中間時のモニタと、出力運転時のモニタ
があり、前者は走行型、後者は定置型である。本
発明は後者の出力運転時の原子炉中性子束計測器
（パワーレンジモニタ）に関するものである。

原子炉の炉心部は、炉心サポートとトツプガイ
ドとの間に多数の燃料集合体が配列されて構成さ
れる。トツプガイドの１つの格子内には通常４体
の燃料集合体が配置され、その４体の中心に十字
形の制御棒が配置される。この制御棒を挿入また
は引抜駆動して、原子炉の核反応が制御されてい
る。このように原子炉の炉心部は性能上無駄なス
ペースが全く無いように設計されており、インコ
アモニタはその細隙を縫つて配置されている。そ
の細隙が、格子状のトツプガイドの格子板下方の
スペースである。インコアモニタの故障あるいは
性能が低下した場合には、原子炉定期検査時等に
原子炉圧力容器上蓋を外した後に、これらのイン
コアモニタを交換しなければならない。この交換
作業は、現状では非常に難しい状態にある。

従来のインコアモニタの交換作業を第１図、第
２図により説明する。第１図において、原子炉圧
力容器３内のインコアモニタ４は、トツプガイド
５、インコアフランジ６により保持されている。
原子炉炉心のシールは、インコアフランジ６とイ
ンコアモニタ４のテーパ部のシート面９でなされ
ている。７はコアサポート、８はインコアモニタ
ハウジングである。約13ｍのインコアモニタ４の
取扱いは、従来、燃料交換台車１０、天井クレー
ン１１を操作して行われる。使用済みのインコア
モニタ４を原子炉の炉心部から取外す場合には、
所定の長さに切断するか、曲げた状態で、使用済
燃料貯蔵プール（図示せず）へ貯蔵する。１は原
子炉下部室、２は原子炉建屋５階床（以下５階床
という）、１６は作業台、１７はホイスト、１８
はインコアモニタ取扱具である。１９はスプリン
グリールで原子炉下部室１内の操作台車２１上に
取付けられ、ケーブル２０を巻装している。２２
はペデスタルである。

第２図において、１２はストロングバツクで、
新しいインコアモニタ４を原子炉炉心に挿入する
場合に使用する。そして、インコアモニタ４をス
トロングバツク１２に取付け、インコアモニタ４
取扱い時、曲げあるいは歪が生じないようにして
いる。この場合、先ず天井クレーン１１でストロ
ングバツク１２の中間部のフツク１３で水平に吊
り上げ、次いで、天井クレーン１１の補助フツク
１４でストロングバツク１２の先端の吊金具１５
を吊り、この天井クレーン１１の２個のフツクの
操作でストロングバツク１２を垂直に保持する。
しかる後、燃料交換台車１０の作業台１６上から
ホイスト１７を操作して、インコアモニタ４をス
トロングバツク１２からインコアモニタ取扱具１
８に掴み替えをして炉心部に挿入する複雑な操作
手順で行つている。

インコアモニタ取扱具１８としては、特開昭52
−46296号公報の第６図に示される操作機が提案
されている。このようなインコアモニタ取扱具１
８では、インコアモニタ４の炉心部の取外しおよ
び炉心部への装着の両方の操作を行なうことは極
めて困難である。

本発明の目的は、インコアモニタの炉心部への
装着および炉心部からの取外しを短時間で行なう
ことのできるインコアモニタ交換装置を提供する
ことにある。

本発明の特徴は、ガイド部材に沿つてガイド部
材の軸方向に移動する固定爪と共にインコアモニ
タのつば部を挾持する可動爪を、実質的に水平方
向に移動させる第１操作手段を設け、固定爪と第
１操作手段をガイド部材の軸方向に移動させる第
２操作手段を設けることにある。

本発明は、インコアモニタの装着および取外し
動作を詳細に検討することによつてなされたもの
である。以下にその検討結果を説明する。

第３図は、インコアモニタ４の頭部詳細図であ
る。インコアモニタ４の頭部には、プランジヤ２
３が挿入される。プラグ２４およびつば部２５Ａ
および２５Ｂが、プランジヤ２３に設けられる。
プランジヤ２３の下端は、インコアモニタ４の頭
部内に配置されているコイルバネ２６に接触して
いる。第３図は、プラグ２４がトツプガイド５の
格子部材の交点の下側に設けられている凹部２７
に挿入され、インコアモニタ４が炉心部に装着さ
れている状態を示している。インコアモニタ４を
取外す場合は、インコアモニタ取扱具１８（特開
昭52−46296号公報の操作機）の可動爪２８をＡ
点にあるつば部２５Ａに係合させ、つば部２５Ａ
をＡ点からＢ点まで距離ｌだけ下降させ、プラグ
２４を凹部２７より引出すことによつて行なわれ
る。インコアモニタ４を炉心部に装着する場合
は、可動爪２８を係合したつば部２５ＡをＢ点ま
で下降させた状態でプラグ２４を凹部２７の真下
に移動させる必要がある。したがつて、インコア
モニタ４を装着する場合と取外す場合とでは、つ
ば部２５Ａと係合している可動爪２８の位置が、
Ａ点とＢ点との間の距離ｌだけ異なつている。イ
ンコアモニタ４の装着時には、インコアモニタ取
扱具１８の上端部が据付ガイドの上端と接触する
ので可動爪２８のＢ点への位置決めが正確に行な
え、プラグ２４の上端がトツプガイド５の下端よ
り上方に位置してプラグ２４の凹部２７内への挿
入が容易に行なえる。しかし、インコアモニタ４
の取外し時には、可動爪２８がＡ点の高さになる
ようにインコアモニタ取扱具１８を少し吊上げな
ければならない。この時、インコアモニタ取扱具
１８は宙吊りの状態となり、可動爪２８の位置決
めが精度良く行なえなくなるので、Ａ点に存在す
るつば部２５Ａへの可動爪２８の係合が困難とな
る。本発明は、このような問題点を解消したもの
である。

本発明の好適な一実施例であるインコアモニタ
交換装置を、第４図、第５図および第６図に基づ
いて説明する。インコアモニタ交換装置３０は、
上部支持板３１、ガイドロツド３４、上下操作用
シリンダ３７、前後操作用シリンダ４２、固定爪
４６および可動爪４９からなつている。上部支持
板３１は、ガイド杆３２、吊上げ部３３および各
シリンダに操作用の加圧空気を供給および排気を
行なう接続口５７，５９，６１および６２を有し
ている。４本の支柱３５の上端が、上部支持板３
１に固定される。４本の支柱３５の下端部は、第
４図および第５図に示すように内側に曲げられ、
各支柱３５の下端は一体に接合される。中央支持
板３６および下部支持板５５が、支柱３５に溶接
にて取付けられる。上端が上部支持板３１に取付
けられる４本のガイドロツド３４の下端は、中央
支持板３６を貫通して下部支持板５５に固定され
る。中央支持板３６は、ガイドロツド３４に固定
してもよい。上下操作用シリンダ３７が、中央支
持板３６に設置される。操作用加圧空気の給排気
を行なう管路３８および３９が、上下操作用シリ
ンダ３７に接続され、これらの管路の上端は接続
口６１および６２に接続される。上下操作用シリ
ンダ３７内のピストン（図示せず）に取付けられ
るピストンロツド４０は、プラケツト４１に取付
けられる。

インコアモニタ交換装置３０の下部の詳細構造
を第７図および第８図に基づいて説明する。固定
爪４６は、ガイドロツド３４に摺動可能に取付け
られ、さらに、ブラケツト４１の下端に固定され
る。前後操作用シリンダ４２および１対のガイド
５４が、固定爪４６上に設置される。操作用加圧
空気の給排気を行なう管路４３および４４が、接
続口５７および５９に接続され、さらに、前後操
作用シリンダ４２に連絡される。１対のガイド５
４内を摺動する可動爪４９は、連結部材５３を介
して前後操作用シリンダ４２内のピストン（図示
せず）に連結されるピストンロツド４５に取付け
られる。固定爪４６は、インコアモニタ４を挿入
する切欠部４７を有している。切欠部４７の上面
には、円形凹陥部４８が形成される。また、Ｕ字
形凹陥部４８が、切欠部４７の下面に形成され
る。ガイド５４の固定用ネジを挿入するネジ穴５
６が、固定爪４６に設けられる。可動爪４９は、
インコアモニタ４を挿入する切欠部５０を有して
いる。円形凹陥部５１が、切欠部５０の下面に設
けられる。可動爪４９の側面には、段付部５２が
形成される。この段付部５２が、ガイド５４に押
えられる。

以下に、インコアモニタ４の交換作業を説明す
る。沸騰水型原子炉の運転が停止された後、原子
炉圧力容器３の上蓋が取外され、第１１図に示す
原子炉ウエル５８内に冷却水が充填される。炉心
部６０内に配置されている交換すべきインコアモ
ニタ４の周囲を取囲む４体の燃料集合体が、炉心
部６０より取出される。

その後、第１２図に示す据付雇６５は、交換対
象のインコアモニタ４をまたぐように炉心部６０
の引抜いた燃料集合体の位置に挿入される。すな
わち、据付雇６５の据付ガイド６６および６８
は、格子状のトツプガイド５の格子部材交叉部６
４をまたいで第１３図のようにトツプガイド５内
に挿入される。この格子部材交叉部６４の下部
に、交換対象のインコアモニタ４のプラグ２４が
挿入される凹部２７が存在する。据付ガイド６６
と据付ガイド６８の上端部は、連結金具７０で連
結される。吊り金具７１が、連故金具７０に取付
けられる。据付ガイド６６および６８の底部は、
コアサポート（炉心支持板）７に取付けられる燃
料支持金具７３の孔部内に挿入されて支持され
る。インコアモニタ４の下端部をインコアモニタ
ハウジング８内に導くガイド板６７が、傾斜状態
で据付ガイド６６内の下部に設けられる。装着確
認装置（例えば鏡）７２が、据付ガイド６８内に
設けられる。鏡７２付近で、凹部２７に対向する
据付ガイド６８の部分に開口６９が設けられる。
据付雇６５の移動は、吊り金具７１を把持して行
なう。６３は、炉心部６０に挿入されている燃料
集合体である。

インコアモニタ交換装置３０の吊上げ部３３の
上端に、ホイスト１７に保持される吊り部材が取
付けられる。燃料交換台車１０およびホイスト１
７を操作し、インコアモニタ交換装置３０を、ト
ツプガイド５が完全にガイド杆３２内に挿入され
るまで据付ガイド６６内を下降させる。ガイド杆
３２内へのトツプガイド５の挿入が完了した時、
インコアモニタ交換装置３０の位置決めが完了す
る。その後、管路４４から加圧空気を前後操作用
シリンダ４２内に供給してピストンロツド４５を
押出し、可動爪４９を矢印７４（第４図）の方向
に移動させる。これによつて、可動爪４９の切欠
部５０内に、炉心部６０内に配置されているイン
コアモニタ４のつば部２５Ａより上方のプランジ
ヤ２３の部分が挿入される。可動爪４９は、上下
操作用シリンダ３７内に管路３９を通して加圧空
気を供給することによつて、あらかじめつば部２
５Ａより上方に位置するように調節されている。
プランジヤ２３が切欠部５０内に挿入された時、
管路３８から上下操作用シリンダ３７内に加圧空
気を供給してピストンロツド４０を押出し、固定
爪４６を下降させる。つば部２５Ａの上部が可動
爪４９の円形凹陥部５１内に挿入され、さらに、
コイルバネ２６が圧縮されてプランジヤ２３が下
降する。プラグ２４が凹部２７より引抜かれた
時、固定爪４６の下降を停止する。プラグ２４の
凹部２７からの引抜きは、鏡７２を見ることによ
つて確認できる。管路４３から前後操作用シリン
ダ４２内に加圧空気を供給し、可動爪４９を矢印
７４の逆方向に移動させ、可動爪４９の円形凹陥
部５１と固定爪４６の円形凹陥部４８とを一致さ
せる。つば部２５Ｂは、固定爪４６のＵ字形凹陥
部４８内に挿入され、つば部２５Ａは円形凹陥部
４８および５１の相互間に介在する。ここでホイ
スト１７を操作してインコアモニタ交換装置３０
を引上げ、インコアモニタ４を炉心部６０より取
出す。

このように、インコアモニタ４を炉心部６０か
ら取外す場合、インコアモニタ交換装置３０がト
ツプガイド５に装着されて固定されているので、
上下操作用シリンダ３７および前後操作用シリン
ダ４２の操作によつて可動爪４９の位置決めが精
度良く行なえ、かつインコアモニタ４の取外しも
簡単に行なえる。このため、インコアモニタ４の
取外しに要する時間が短縮される。可動爪４９の
位置決めは、ピストンロツド４０および４５の移
動距離を検出することによつて行なわれる。ま
た、上下操作用シリンダ３７内のピストンが最上
端にきた時、可動爪４９がつば部２５Ａより上方
に位置し、前後操作用シリンダ４２内のピストン
が第４図で最も左側にきた時、可動爪４９の切欠
部５０内にプランジヤ２３が挿入されるように、
あらかじめ、可動爪４９の動きを調節しておいて
もよい。ガイド杆３２を据付ガイド６６の上端に
係合させてもよい。

炉心部６０から引抜かれたインコアモニタ４は
プラグ２４が下部にくるように逆転される。これ
は、プラグ２４の部分が最も放射化され、放射能
レベルが高いためである。その後、インコアモニ
タ４は、燃料プール（図示せず）移動され、そこ
で吊下げられたまま、または軸方向に切断されて
貯蔵される。

前述のように、インコアモニタ４が取外された
炉心部６０の位置に、新しいインコアモニタ４が
装着される。この作業について述べる。

５階床２にて、新しいインコアモニタ４が、第
１４図に示すストロングバツク７５に取付けられ
る。

フレーム７６に取付けられる複数のカート台車
７７は、連結棒８１によつて連結される。リンク
機構８４は、連結棒８１および８２に回転可能に
取付けられる。掴み機構８７は、リンク機構８４
の先端部に取付けられる。

インコアモニタ４の掴み機構８７への装着は、
掴み機構８７の可動把持部８９の位置の設定によ
つて行なわれる。すなわち、可動把持部８９が第
１６図のＥの位置にある時は、インコアモニタ４
は掴み機構８７によつて把持される。掴み機構８
７からインコアモニタ４を離す時は、可動把持部
８９を第１６図のＦの位置に移動させる。インコ
アモニタ４の掴み機構８７への装着が完了した
時、ロツクピン９１を、可動把持部８９に設けら
れた突出部の孔部９０内に挿入し、可動把持部８
９の動きを阻止する。

インコアモニタ４をストロングバツク７５に取
付ける時は、リンク機構８４は第１５図に示すよ
うに縮んでいる。これは、リンク機構８４が伸び
ていると、インコアモニタ４が取付けられている
ストロングバツク７５を第１１図のように垂直に
立てる操作によつてインコアモニタ４が損傷を受
ける可能性が大きい。したがつて、ストロングバ
ツク７５を垂直に立て終わるまでは、リンク機構
８４を縮め、インコアモニタ４をできるだけフレ
ーム７６に近接させていたほうがよい。これによ
つてインコアモニタ４が損傷する危険性が減少す
る。この時、リンク機構２８は、図示されていな
いロツク機構によつて開かないように固定されて
いる。カート台車７７とバランスウエート７８を
ローラチエーン７９で連結しているので、カート
台車７７を移動させることにより、ストロングバ
ツク７５に取付けられるインコアモニタ４の頭部
掴み位置を自由に変えられる。インコアモニタ４
がストロングバツク７５に取付けられた後、移動
防止器８０を締付けることによつてカート台車７
７がフレーム７６に固定される。

インコアモニタ４を装着したストロングバツク
７５は、天井クレーン１１の補助フツク１４に吊
下げられる。補助フツク１４の移動によりストロ
ングバツク７５を原子炉の炉心部６０上方へ移動
させ、ストロングバツク７５を垂直に立てる。次
に、ストロングバツク７５から燃料交換台車１０
のホイスト１７に取付けられるインコアモニタ交
換装置３０に、インコアモニタ４に掴み替える。
この時、インコアモニタ４のつば部２５Ａは、固
定爪４６と可動爪４９の各々の円形凹陥部４８お
よび５１の間に存在する。リンク機構８４を固定
しているロツク機構（図示せず）をはずし、リン
ク機構８４を第１６図に示すように伸ばす。これ
によつて、インコアモニタ交換装置３０を、スト
ロングバツク２５に取付けられたインコアモニタ
４の軸心上に容易に位置合わせすることができ
る。したがつて、作業台１６上の作業員の操作に
よつて、インコアモニタ４をストロングバツク７
５からインコアモニタ交換装置３０に短時間で簡
単に移すことができる。

ホイスト１７を駆動し、インコアモニタ交換装
置３０を降下させることによつて、インコアモニ
タ４が据付ガイド６６内に挿入される。インコア
モニタ４の下端部がガイド６７に接触すると、イ
ンコアモニタ４の下端部は、ガイド６７の傾斜面
に沿つて下降し、やがて、コアサポート７に取付
けられるインコアモニタハウジング８内に挿入さ
れる。インコアモニタ交換装置３０が下降するに
伴つて、インコアモニタ４は、インコアモニタハ
ウジング８内を徐々に下降する。インコアモニタ
４の下端部が、インコアフランジ６のシート面９
に着座した時、ホイスト１７の駆動を停止してイ
ンコアモニタ交換装置３０の下降を停止する。ガ
イド杆３２は、前述したようにトツプガイド５に
装着される。この時、インコアモニタ４のつば部
２５Ａの位置は、第３図のＢ点と同じレベルに存
在する。前後操作用シリンダ４２内に加圧空気を
供給して、可動爪４９を矢印７４の方向に移動さ
せ、プラグ２４を凹部２７の真下に位置させる。
次に、管路３９から加圧空気を上下操作用シリン
ダ３７内に供給し、固定爪４６を上昇させ、プラ
グ２４を凹部２７内に挿入する。

インコアモニタ４のプラグ２４が凹部２７内に
完全に装着されているかどうかは、鏡２８で確認
される。すなわち、５階床２にいる作業員が鏡２
８にうつつている凹部２７付近の状態を見ること
によつて確認できる。インコアモニタ４の炉心部
６０への装着が完了する。完了後、可動爪４９が
矢印７４の反対方向に移動される。インコアモニ
タ交換装置３０および据付雇６５を炉心部６０か
ら取外し、装着されたインコアモニタ４の周囲に
４体の燃料集合体を装荷する。

インコアモニタ４を炉心部６０に装着する場合
も、プラグ２４と凹部２７の位置決めが精度良く
行なえ、かつ、装着作業が簡単に行なえる。装着
に要する時間が短縮される。交換作業全体を通し
て、著しく作業時間が短縮され、作業員の被ばく
の危険性も減少する。

さらに、つば部２５Ａは、インコアモニタの装
着時に炉心部６０内で可動爪４９によつて常に真
下に押えられているので、プランジヤ２３が曲が
り、インコアモニタ４のプランジヤ２３が挿入さ
れる孔部８５とプランジヤ２３がかじつて、イン
コアモニタ４の炉心部６０への装着が不可能にな
る可能性はない。第１７図に示すインコアモニタ
取扱具でインコアモニタ４の炉心部６０への装着
を行なう場合は、プランジヤ２３と孔部８５とが
かじる危険性がある。すなわち、シリンダ８６の
操作でピストンロツド８８が下降すると、リンク
９２が矢印９３の方向に回転し、インコアモニタ
４のつば部２５Ａを保持している可動爪９４が矢
印９５の方向に移動する。この操作によつて、二
点鎖線で示すようにインコアモニタ４が凹部２７
の真下に移動される。インコアモニタ４がシート
面９に着座した後、インコアモニタ４が凹部２７
の真下に移動するまで、つば部２５Ａは斜めにな
つている可動爪９４のために、矢印９５方向の斜
めの力で押付けられている。したがつて、直径約
12mm前後のプランジヤ２３は曲つて孔部８５と接
触し、プランジヤ２３と孔部８５の間でかじりを
起しやすくなる。第１７図の実線の位置で可動爪
９４を水平にすると、その図の二点鎖線の位置で
可動爪９４が斜めとなり、上記のような危険性が
生じる。本実施例では、このような危険性はな
く、確実にインコアモニタ４の交換作業を行なう
ことができる。

従来、インコアモニタ４を炉心部に取付る際、
シート面９とインコアフランジ６のシール部に原
子炉圧力容器３内のクラツドの堆積および不純物
の付着等のため、シート面が完全に密着しなかつ
たり、シート面の損傷により、シート漏れが発生
する危険性があつた。これを防止するためにフラ
ツシング雇（図示せず）を設け、インコアモニタ
４下端のシール面９への着座寸前で挿入を停止さ
せ、原子炉炉水の流速でシート面９の洗浄を行つ
ている。

本発明によれば、インコアモニタの交換作業を
短時間で確実に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインコアモニタ装着作業の説明
図、第２図はインコアモニタを従来のストロング
バツクに取付けた時の説明図、第３図はインコア
モニタの頭部を炉心部のトツプガイドに取付ける
操作を示す説明図、第４図は本発明の好適な一実
施例であるインコアモニタ交換装置の構造図、第
５図は第４図の−矢視図、第６図は第４図の
−矢視図、第７図は第４図の−断面図、
第８図は第７図の−矢視図、第９図は第８図
に示す固定爪のインコアモニタ把持部付近の斜視
図、第１０図は第８図に示す可動爪のインコアモ
ニタ把持部付近の斜視図、第１１図は第４図のイ
ンコアモニタ交換装置を用いたインコアモニタ交
換作業を示す説明図、第１２図は第１１図に示す
据付雇の側面図、第１３図は第１２図のXII方向の
矢視図、第１４図は第１１図に示すストロングバ
ツクの側面図、第１５図は第１４図の−
断面図、第１６図は第１４図の−断面で
リンク機構を伺ばした状態を示す説明図、第１７
図は従来のインコアモニタ取扱具の可動爪の動作
を示す説明図である。 ３……原子炉圧力容器、４……インコアモニ
タ、５……トツプガイド、１７……ホイスト、３
０……インコアモニタ交換装置、３１……上部支
持板、３４……ガイドロツド、３５……支柱、３
７……上下操作用シリンダ、４２……前後操作用
シリンダ、４６……固定爪、４７，５０……切欠
部、４８，５１……円形凹陥部、４９……可動
爪、６５……据付雇、６６，６８……据付ガイ
ド、７２……鏡、７５……ストロングバツク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉炉心部の燃料集合体の上部を支持する
   格子部材内に挿入されて上部につば部を有するイ
   ンコアモニタをハウジングに向つて導く据付ガイ
   ドの上端部もしくは前記格子部材に係合する支持
   部材と、前記支持部材に取付けられて前記支持部
   材の下方に向つて延びるガイド部材と、前記ガイ
   ド部材に沿つて前記ガイド部材の軸方向に移動
   し、かつ前記インコアモニタの前記つば部の下部
   と係合する切欠部を有する固定爪と、前記インコ
   アモニタの前記つば部の上部と係合する切欠部を
   有して前記固定爪と共に前記つば部を挾持する可
   動爪と、前記固定爪と共に前記ガイド部材の軸方
   向に移動し、かつ前記可動爪を実質的に水平方向
   に移動させる第１操作手段と、前記支持部材もし
   くは前記ガイド部材に取付けられて前記摺動部材
   を前記ガイド部材の軸方向に移動させる第２操作
   手段とからなるインコアモニタ交換装置。