JPS6156479B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原子炉に使用される燃料集合体から
例えば破損した燃料棒を取り出すために、燃料集
合体のノズルを解体する燃料集合体におけるノズ
ル解体装置に関する。

現在使用されている加圧水型軽水炉には燃料集
合体が用いられている。この燃料集合体は第１図
に示すように上下に離間されて配設された上部ノ
ズル１及び下部ノズル２と、これらの間に所定の
間隔をおいて配設され、ストラツプにより形成さ
れた格子空間を有する複数の支持格子３と、この
支持格子３の格子空間内に所定の間隔をおいて挿
通され、かつ支持格子３の固定部により固定さ
れ、さらにそれぞれの上下端部を上部ノズル１、
下部ノズル２に連結された制御棒案内管４と、被
覆管５内に密封された多数の燃料ペレツト６と押
えばね７とを有し、支持格子３の格子空間の所定
箇所に挿通され、支持格子３の支持部により弾力
的に支持された多数の燃料棒８とから構成された
ものである。このような燃料集合体は炉心におい
て一定期間燃焼すると炉心から取り出され、各種
の検査を受けた後問題のないもののみ炉心に再装
荷されている。

しかしながら、従来、燃料集合体のうち、前記
各種検査において破損した燃料棒が検出された燃
料集合体は、破損燃料棒の数が燃料集合体１体に
つき、高高１〜２本であるにもかかわらず、１本
でも破損燃料棒があると、炉心に再装荷して使用
することができず、この燃料集合体はやむをえず
使用済み燃料槽に保管されており、極めて不経済
であつた。

そこで、前記破損燃料棒を燃料集合体から引き
抜くことが考えられたが、このときには、破損燃
料棒を含む燃料集合体は放射線を有するため、こ
の放射線を遮蔽するために水面より３ｍ以下に位
置させなければならない。

また、各制御棒案内管の上端部は上部ノズルに
全周溶接されており、燃料集合体からノズルを取
り外して破損燃料棒を引き抜き、燃料集合体を再
使用可能とすることは不可能とも云うべきもので
あつた。すなわち、各制御棒案内管の前記全周溶
接部の溶接をとり、燃料集合体から上部ノズルを
取り外し、破損燃料棒を引き抜き、これの代りに
ダミー棒を挿入し、再び各制御棒案内管の上端部
に上部ノズルを水中において溶接しなければなら
ず、制御棒案内管を、切断せずに上部ノズルとの
溶接部から取り外すことができないばかりか、水
中で上部ノズルに制御棒案内管を溶接することは
この溶接を水槽上の操作により行なわなければな
らないので不可能であつた。

この発明は前記事情に鑑みてなされたもので、
挟持板と挟持爪とを有する位置決め板のガイドピ
ンに摺動自在にかつ着脱自在に取り付けられた吊
り具により、前記挟持爪を回動させて、水槽の水
中に固定された燃料集合体の上部に位置させられ
た下部ノズルに、前記位置決め板を取り付け、水
槽の上部に移動自在に設けられたXYテーブルに
垂直に取り付けられたハウジング軸を上下動させ
て、前記ガイド孔に嵌合し、ハウジング軸内に設
けられ下端に工具が取り付けられた駆動軸を回転
及び上下動させることにより、各制御棒案内管の
下部ノズルへの取付部を切削して燃料集合体から
下部ノズルを取り外すことができ、これにより使
用済み燃料集合体に対しては再処理用搬出が可能
となり、未達燃焼燃料集合体に対しては、これか
ら破損燃料棒を引き抜き、これに代るダミー棒を
挿入し、他種の下部ノズルを取り付ければこの燃
料集合体を再使用可能とすることができて経費を
大幅に節減することができる燃料集合体における
ノズル解体装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例を第２図乃至第１７
図に基づいて説明する。第２図中１１は壁１２，
１２間に設けられた燃料移送キヤナル（水槽）で
あり、この燃料移送キヤナル１１の上部の所定箇
所には上部固定板１３が壁１２，１２に取り付け
られて設けられている。上部固定板１３にはガイ
ドフレーム１４，１５が下垂状に設けられ、ガイ
ドフレーム１４，１５の下部には下部固定板１
６，１７が取り付けられている。下部固定板１
６，１７は張出し部材１８を介して壁１２，１２
に固定されている。ガイドフレーム１４，１５間
にはキヤンサポートフレーム１９，２０が対向し
て設けられている。キヤンサポートフレーム１
９，２０の上部にはそれぞれシーブ２３が取り付
けられており、キヤンサポートフレーム１９，２
０は上部固定板１３に取り付けられた電動ウイン
チ２２、ワイヤロープ２４、シーブ２１，２３を
介して上下動自在に吊り下げられ、ガイドフレー
ム１４，１５に取り付けられた保持部材２５によ
り支持されている。キヤンサポートフレーム１
９，２０間には、キヤンサポートフレーム１９，
２０に回動自在に取り付けられたキヤン２６が、
キヤンサポートフレーム１９，２０に設けられた
ストツパ２７により固定されて設けられている。
キヤン２６内には破損燃料棒を含む燃料集合体２
９が嵌入され、かつキヤン２６に回動自在に取り
付けられた保持機構３０によりキヤン２６に保持
されている。保持機構３０はキヤン２６の側壁に
回動自在に取り付けられたシリンダ機構２８に連
結され、このシリンダ機構２８により回動させら
れるようになされている。このキヤン２６は反転
機構３１により燃料移送キヤル１１の水中で反転
させられ、ストツパ２７，３２により固定されて
いる。従つて、キヤン２６内の燃料集合体２９
は、下部ノズル３３が上部ノズルの上方に位置さ
せられた状態で固定されている。

上部固定板１３上にはXYテーブル３５が第５
図において矢印Ａ，Ｂ；Ｃ，Ｄ（Ｘ軸、Ｙ軸）方
向に移動自在に設けられている。XYテーブル３
５は、上部固定板１３上の基台３６に設けられた
２本の平行なレール３７に、第５図において矢印
Ａ，Ｂ方向（Ｘ軸方向）に摺動自在に嵌合された
第１のテーブル３８と、この第１のテーブル３８
に設けられた２本の平行なレール３９に、第５図
において矢印Ｃ，Ｄ方向（Ｙ軸方向）に摺動自在
に嵌合された第２のテーブル４０とからなつてい
る。第１のテーブル３８は、基台３６に回転自在
に取り付けられた螺杆４１に螺合されており、こ
の螺杆４１に連結されたモータ４２の回転により
矢印Ａ，Ｂ方向に移動させられるようになされて
いる。第２のテーブル４０は、２本の平行なＴ溝
４３を有し、第１のテーブル３８に回転自在に取
り付けられた螺杆４４に連結されたモータ４５の
回転により矢印Ｃ，Ｄ方向に移動させられるよう
になされている。

第２のテーブル４０には、工具取付板４６が、
Ｔ溝４３に嵌合されて位置調節自在に取り付けら
れている。工具取付板４６には第８図に示すよう
に孔４７が形成され、この孔４７にはハウジング
軸４８が上下動自在に嵌挿されている。ハウジン
グ軸４８の上部の外周面にはラツク４９が形成さ
れており、このラツク４９には、工具取付板４６
の所定箇所に軸５０を介して回転自在に取り付け
られたピニオン５１が噛み合せられている。軸５
０にはハンドル５２が取り付けられ、このハンド
ル５２の回転によりピニオン５１、ラツク４９を
介してハウジング軸４８が上下動するようになさ
れている。ハウジング軸４８の上端部にはモータ
（回転駆動機）５３が取り付けられている。ま
た、ハウジング軸４８内には、駆動軸５４がモー
タ５３の回転軸５５に取り付けられた継手５６に
上下摺動自在に、かつ回転軸５５と共に回転する
ように連結されている。また、駆動軸５４の上部
には鍔５７が設けられ、この鍔５７と、ハウジン
グ軸４８に形成されたスプリング座５８との間に
は、スプリング５９が介在されており、このスプ
リング５９により駆動軸５４は上方に付勢されて
いる。駆動軸５４の下端部には六角穴６０が形成
されている。ハウジング軸４８には連結金具６２
を介してレバー６３が回動可能に取り付けられて
おり、このレバー６３の第８図における矢印Ｅ方
向への回動により駆動軸５４がスプリング５９の
力に抗してハウジング軸４８に対し下降し、レバ
ー６３への矢印Ｅ方向の作用力を除くと、スプリ
ング５９の力により駆動軸５４が復帰するように
なされている。また、ハウジング軸４８の下端部
には、ハウジング（ハウジング軸４８の一構成部
材）６４が、止めねじ６５により着脱自在に取り
付けられている。ハウジング６４は工具挿通孔６
６を有しており、工具挿通孔６６の両端には凹部
６７，６８が形成されている。また、ハウジング
６４の一側には取付部６９が設けられ、この取付
部６９には、工具挿通孔６６に連通する連通孔７
０が形成されている。凹部６８は径小部と径大部
とからなり、径小部にはスプリング７１が、径大
部にはストツパ７２がそれぞれ嵌入されている。
ストツパ７２にはねじ孔が形成されている。駆動
軸５４の下端には、凹部６７に嵌入され、かつ工
具挿通孔６６に挿通され、さらにストツパ７２に
螺合された工具７３が六角穴６０に嵌入されて着
脱自在に取り付けられている。

また、凹部６７の内周面と工具７３との間には
空間７４が形成されている。

取付部６９には切粉回収装置７５が取り付けら
れている。この切粉回収装置７５は第９図に示す
ように壁１２の上部に取り付けられたモータ７６
と、水中に挿入された吸込管７７ａを有する渦巻
ポンプ７７と、渦巻ポンプ７７に連結されたエゼ
クタ７８と、このエゼクタ７８に連結され、かつ
水中に挿入された吐出管７９と、エゼクタ７８の
吸込部８０と前記ハウジング６４の取付部６９と
を連結するフレキシブルホース８１と、このフレ
キシブルホース８１の管路に介在されたフイルタ
８２、コツク８３，８４、ストレーナ８５とから
なつている。なお、８６，８７，８８はいずれも
吊り具である。

一方、キヤン２６内に保持され、上部ノズルの
上方に下部ノズル３３を位置させて水中に固定さ
れた状態の燃料集合体２９の前記下部ノズル３３
の上部には位置決め板９１が載置される。位置決
め板９１には、第７図において下部ノズル３３に
取り付けられた制御棒案内管８９の端部に対向す
るガイド孔９０が形成されている。この位置決め
板９１の第７図における上部と左部とには挟持板
９２が取り付けられている。こられ挟持板９２は
下部ノズルの側面に当接させられる。位置決め板
９１の２つの挟持板９２と反対側の部分にはそれ
ぞれブラケツト９３が設けられ、これらブラケツ
ト９３には挟持爪９４が、軸９５により回動自在
に取り付けられている。また、位置決め板９１の
中央部にはガイドピン９６が立設されている。こ
のガイドピン９６は、第１０図乃至第１４図に示
すようにその両端に位置する断面円形の大径部９
７，９８と、これらの中間に位置する断面円形の
小径部９９及び断面略小判形の中径部１００とを
有している。また、ガイドピン９６にはガイド体
１０１が上下摺動自在に嵌合されている。ガイド
体１０１には凹部１０２が形成されている。この
凹部１０２は、その下端に位置する断面円形の小
径部１０３と、上端に位置する断面小判形の小判
形孔部１０４と、小径部１０３よりやや大きい径
の断面円形の中径部１０５と、この中径部１０５
よりやや大きい径の断面円形の大径部１０６とを
有している。中径部１０５には円盤形のスペーサ
１０７が嵌入されている。スペーサ１０７の中心
部には、略小判形の小判形孔部１０８ａと円孔１
０８ｂとからなる孔１０８が形成されている。ま
た、スペーサ１０７の上面には溝１０９が形成さ
れている。スペーサ１０７は小径部１０３に嵌入
されたスプリング１１０により上方に付勢されて
いる。ガイド体１０１の下端部外周面で挟持爪９
４と対向する２部分には、第７図及び第８図に示
すようにそれぞれリンク１１１の一端が軸１１２
を介して回動自在に取り付けられている。リンク
１１１の他端は挟持爪９４の上端に軸１１３を介
して回動自在に取り付けられている。そして、ガ
イド体１０１が位置決め板９１から離間してその
上方にあるとき、リンク１１１及び挟持爪９４は
第８図に二点鎖線で示す位置にあり、挟持爪９４
の先端は下部ノズル３３から離間する。ガイド体
１０１が位置決め板９１に当接しているとき、リ
ンク１１１及び挟持爪９４は第８図に実線で示す
位置にあり、挟持爪９４の先端は下部ノズル３３
に引掛かり、位置決め板９１が下部ノズル３３に
固定されるようになされている。そして、ガイド
体１０１の小判形孔部１０４及び大径部１０６に
は吊り具１１４が着脱自在に嵌入される。この吊
り具１１４の下端部には断面円形の凹部１１５が
形成されている。また、吊り具１１４の下端部外
周には、ガイド体１０１の小判形孔部１０４に嵌
入する鍔１１６が設けられており、吊り具１１４
の下部には溝１０９に嵌脱する突起１１７が形成
されている。吊り具１１４の上端部には吊り環１
１８が設けられている。

次に、前記のように構成された燃料集合体にお
けるノズル解体装置の作用について説明する。燃
料集合体２９から下部ノズル３３を取り外すに
は、吊り具１１４の下端をガイド体１０１の小判
形孔部１０４及び大径部１０６に嵌入し、かつ突
起１１７を溝１０９に嵌合し、ガイド体１０１に
対し吊り具１１４を90゜回し、この吊り具１１４
をピツトクレーン等により吊り下げる。すると、
鍔１１６がガイド体１０１の上部に、大径部９８
がスペーサ１０７に、それぞれ係合し、このスペ
ーサ１０７はスプリング１１０の力に抗してガイ
ド体１０１に係合する。これにより、吊り具１１
４と共に位置決め板９１が吊り下げられる。この
ときには、ガイド体１０１と位置決め板９１とは
離間する。この状態で、吊り具１１４と共に位置
決め板９１を、上部ノズルの上方に下部ノズル３
３を位置させ、かつ燃料移送キヤナル１１の水面
より３ｍ以下に最上部を位置させて水中に固定し
た燃料集合体２９の前記下部ノズル３３の上に、
シリンダ機構２８を作動させて保持機構３０を倒
し、キヤン２６の上部を開口させて載置する。こ
のとき、挟持板９２を第７図及び第８図に示すよ
うに下部ノズル３３の側面に当接させる。次い
で、吊り具１１４を押し下げると、位置決め板９
１にガイド体１０１が当接し、リンク１１１によ
り挟持爪９４の上部が第８図において矢印Ｆ方向
に押され、挟持爪９４は同図において矢印Ｇ方向
に回動する。これにより、挟持板９２と挟持爪９
４とにより下部ノズル３３を挟持して位置決め板
９１を下部ノズル３３に固定する。ここで、吊り
具１１４をガイド体１０１に対し90゜回す。この
とき、ガイドピン９６、ガイド体１０１、スペー
サ１０７、吊り具１１４は第１０図乃至第１４図
に示す位置関係にあり、スペーサ１０７はガイド
ピン９６に対する上昇を、このガイドピン９６の
中径部１００により阻止される。また、位置決め
板９１に対しガイド体１０１がスプリング１１０
の力により圧接されるので、挟持爪９４の回動は
ロツクされる。この後、吊り具１１４を引き上げ
て、この吊り具１１４をガイド体１０１から引き
抜いて下部ノズル３３の上方から取り除く。

次に、モータ４２，４５を作動させてXYテー
ブル３５を移動させ、工具７３を位置決め板９１
のガイド孔９０の真上に位置させる。

次いで、ハンドル５２を回してハウジング軸４
８を下降させ、ハウジング６４の下端部をガイド
孔９０に嵌入する。そして、モータ５３を作動さ
せて工具７３を回転させ、さらにレバー６３を操
作して工具７３を下ろし、下部ノズル３３に螺合
されたシンブルスクリユウ１２１の上面を切削す
る。これにより、シンブルスクリユウ１２１の溝
部に嵌入され、かつ下部ノズル３３に溶接された
回り止めピン１２２のその溶接部が切削されて外
れる。切削時の切粉はハウジング６４と工具７３
との間の空間７４及び連通孔７０を通り、第９図
に示す切粉回収装置７５に吸い込まれて回収され
る。この切粉回収装置７５により前記回り止めピ
ン１２２は切削後回収される。この回り止めピン
１２２を回収したら、シンブルスクリユウ１２１
を第１５図に示すノズル取外し工具１２３により
回してゆるめ下部ノズル３３から抜け出させる。
すなわち、取外し工具１２３は長尺の連結棒１２
４に、シンブルスクリユウ１２１の溝部に嵌入す
る工具１２４ａが連結されたもので、上部固定板
１３上において連結棒１２４の上端を回して工具
１２４ａを回転させ、下部ノズル３３からシンブ
ルスクリユウ１２１を抜け出させる。この後シン
ブルスクリユウ１２１を図示しない吸着具により
吸着して回収する。

次に、上部固定板１３上より第１６図に示すノ
ズル取扱い工具１２５を吊り下げ、このノズル取
扱い工具１２５の爪体１２６を、下部ノズルの脚
部１２７に引掛け、ノズル取扱い工具１２５を上
方に若干引き上げ、さらに横に移動してこれらを
燃料移送キヤナル１１の水中の適宜箇所に一時保
管する。ノズル取扱い工具１２５は、工具ヘツド
１２８に対しアクチユエータ１２９を、ハンドル
１３０を移動させて上下動させることにより、工
具ヘツド１２８に回動自在に取り付けられた爪体
１２６を、第１６図に二点鎖線により示した位置
と、実線により示した位置との間で回動させるこ
とができるようになつている。

なお、未達燃焼燃料棒を有し、再使用する燃料
集合体に対しては、燃料集合体から破損燃料棒を
引き抜き、これの代りにダミー棒を挿入した後、
ロツキングキヤツプスクリユウ１３２により制御
棒案内管を下部ノズルに取り付ける型の下部ノズ
ルを、前記ノズル取扱い工具１２５に取り付け
て、前記破損燃料棒を引き抜いた燃料集合体２９
の上部に下ろし、制御棒案内管にこの下部ノズル
を嵌合し、制御棒案内管に、下部ノズルに嵌合し
たロツキングキヤツプスクリユウ１３２を、第１
７図に示すノズル取付け工具１３１により螺合
し、さらに制御棒案内管の端部を下部ノズルにか
しめ付けする。なお、ノズル取付け工具１３１は
ノズル取外し工具１２３の連結棒１２４に工具１
３１ａを連結したものである。

なお、前記各シリンダ機構にはそれぞれ管が接
続され、これらの管は適宜上部固定板１３まで延
ばされ、上部固定板１３上に設けられた操作ユニ
ツト（図示せず）に接続されている。また、前記
各機構の操作は、これら各機構の作動を、第２図
及び第４図に示すテレビカメラ１３３，１３４を
適宜移動させてこれらテレビカメラ１３３，１３
４により監視しながら、すべて上部固定板１３上
において行なう。テレビカメラ１３３，１３４の
移動も上部固定板１３上において、テレビカメラ
１３３，１３４に連結された連結棒を介して行な
う。

以上説明したようにこの発明によれば、挟持板
と挟持爪とを有する位置決め板のガイドピンに摺
動自在にかつ着脱自在に取り付けられた吊り具に
より、前記挟持爪を回動させて、水槽の水中に固
定された燃料集合体の上部に位置させられた下部
ノズルに、前記位置決め板を取り付け、水槽の上
部に移動自在に設けられたXYテーブルに垂直に
取り付けられたハウジング軸を上下動させて前記
ガイド孔に嵌合し、ハウジング内に設けられ下端
に工具が取り付けられた駆動軸を回転及び上下動
させる構成であるから、水槽の上部において、水
中に固定された燃料集合体の下部ノズルに位置決
め板を取り付け、かつ水槽の上部における操作に
より、位置決め板のガイド孔を介して下部ノズル
と各制御棒案内管との取付部を工具により切削
し、これにより燃料集合体から下部ノズルを取り
外すことができる。従つて、使用済み燃料集合体
に対しては再処理用搬出が可能となり、未達燃焼
燃料集合体に対しては、これから破損燃料棒を引
き抜き、これに代るダミー棒を挿入し、さらに他
種の下部ノズルを取り付ければ、この燃料集合体
を再使用可能とすることができ、大幅に経費の節
減をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原子炉に装荷される燃料集合体
の一部省略一部切欠縦断面図、第２図はこの発明
の一実施例を示す一部省略正面図、第３図はその
要部の側面図、第４図はその一部省略側面図、第
５図はその平面図、第６図はその要部の側面図、
第７図はその下部ノズルに位置決め板が取り付け
られた状態を示す平面図、第８図はその下部ノズ
ルへの位置決め板の取付け状態、その工具の取付
け状態及びその工具による切削状態を示す一部省
略縦断面図、第９図はその切粉回収装置を示す
図、第１０図はその位置決め板と吊り具との取り
付けに関する一状態を示す縦断面図、第１１図は
第１０図のXI−XI線に沿う横断面図、第１２図は
第１０図のXII−XII線に沿う横断面図、第１３図は
第１０図の−に沿う横断面図、第１４図
は第１０図の−線に沿う横断面図、第１
５図はその下部ノズルのシンブルスクリユウをノ
ズル取外し工具により回転させる状態を示す図、
第１６図はその下部ノズルにノズル取扱い工具を
係合させた状態を示す一部省略縦断面図、第１７
図はその下部ノズルのロツキングキヤツプスクリ
ユウをノズル取付け工具により回転させる状態を
示す図である。 １……燃料移送キヤナル（水槽）、１３……上
部固定板、１６，１７……下部固定板、１８……
張出し部材、２６……キヤン、２７，３２……ス
トツパ、２９……燃料集合体、３０……保持機
構、３３……下部ノズル、３５……XYテーブ
ル、４８……ハウジング軸、５２……ハンドル、
５３……モータ（回転駆動機）、５４……駆動
軸、６３……レバー、６４……ハウジング、７３
……工具、７５……切粉回収装置、８９……制御
棒案内管、９０……ガイド孔、９１……位置決め
板、９２……挟持板、９４……挟持爪、９６……
ガイドピン、１０７……スペーサ、１１１……リ
ンク、１１４……吊り具、１２１……シンブルス
クリユウ、１２２……回り止めピン、１２３……
ノズル取外し工具、１２５……ノズル取扱い工
具、１３１……ノズル取付け工具、１３２……ロ
ツキングキヤツプスクリユウ、１３３，１３４…
…テレビカメラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一方側に挟持板が設けられ、他方側に挟持爪
   が回動自在に取り付けられ、かつ中央部にガイド
   ピンが設けられた多数のガイド孔を有する位置決
   め板と、前記ガイドピンに摺動自在に嵌合されて
   前記位置決め板に着脱自在に取り付けられ、前記
   挟持爪に連結された連結部材を介して前記挟持爪
   を回動させて、下部ノズルを上部ノズルの上方に
   位置させて水槽の水中に固定された燃料集合体の
   前記下部ノズル上に前記位置決め板を取り付ける
   吊り具と、前記水槽の上部に、水平面内において
   縦横に移動自在に設けられたXYテーブルと、該
   XYテーブルに垂直に、かつ上下動自在に連結さ
   れ、下端部が前記ガイド孔に摺動自在に嵌合する
   ように形成されたハウジング軸と、該ハウジング
   軸内に上下動自在に、かつ回転自在に設けられ、
   回転駆動機により回転させられる駆動軸と、該駆
   動軸の下端に着脱自在に取り付けられた工具とか
   らなることを特徴とする燃料集合体におけるノズ
   ル解体装置。