JPH09127287A

JPH09127287A - 燃料交換装置

Info

Publication number: JPH09127287A
Application number: JP7284008A
Authority: JP
Inventors: Arata Ito; 新伊藤; Motohiko Kimura; 元比古木村; Yutaka Togasawa; 裕戸賀沢; Etsuro Igarashi; 越郎五十嵐; Yasuhiro Yuguchi; 康弘湯口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 1997-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】走行台車および横行台車の高速移動化とともに
作業の安全性向上および装置の軽量化を図り、燃料取扱
期間の大幅な短縮、作業性向上とともに製造コストの低
減等が図れる。【解決手段】原子炉圧力容器１上方のオペレーションフ
ロア２にガイドレール３を介して水平方向に走行可能に
設けられた走行台車４と、この走行台車にモノレール５
を介して搭載され、その走行台車の走行方向と直交する
方向に横行可能な横行台車６とを備える。横行台車６の
下方に伸縮可能に設けられた伸縮式吊下機構７と、伸縮
式吊下機構の下端に設けられた燃料把持機構８とを備え
る。燃料９を原子炉圧力容器１と燃料貯蔵プール１０と
の間で原子炉ウエル１１を介して移動させる。走行台車
４または横行台車６を浮上手段によって、ガイトレール
３またはモノレール５上にそれぞれ非接触な状態で浮上
可能に支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軽水冷却原子炉の
燃料取扱いの高速化を図るための燃料交換装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、軽水冷却原子炉の燃料交換等の取
扱いに際し、伸縮式吊下機構、例えば多段伸縮マストを
取付けた横行台車を搭載した走行台車を原子炉圧力容器
の上方で走行させ、この多段伸縮マストを伸ばして燃料
を掴んだ後、多段伸縮マストを縮めて燃料の取り出しを
行っている。この後、走行台車を燃料貯蔵プールの燃料
ラックの所定位置上方へ移動させ、多段伸縮マストを伸
ばして燃料を貯蔵ラックへ装荷し、燃料を取り外した後
そのマストを縮め、走行台車を原子炉圧力容器の上方に
移動させる。以下、同様の作業を繰り返し、所定本数の
燃料取り出し作業を行う。また、これとは逆の手順で、
燃料ラックに設置してある新燃料を原子炉へ装荷する作
業を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】軽水冷却原子炉の燃料
取扱いにおいては、多段伸縮マストによる原子炉圧力容
器からの燃料の昇降、原子炉圧力容器上方から燃料ラッ
ク上方への移動、多段伸縮マストによる燃料ラックへの
燃料の昇降等のような作業を行うため燃料の移動距離が
非常に長いものになっている。そのため燃料の取扱いに
長時間がかかることになり、燃料の取扱いの作業は、原
子炉の定期点検作業のクリティカルパスとなっている。
定検期間を短縮するためには、燃料取扱い期間を短縮す
ることが望まれる。

【０００４】従来、この燃料取扱い期間を短縮するた
め、多段伸縮マストの高速昇降化、横行台車および走行
台車の複数使用、燃料吊り本数の複数化等が行われてき
たが、燃料の取扱い期間を数パーセントしか短縮するこ
とができず、原子炉の定検作業のクリティカルパスから
解放されるまでに至っていない。

【０００５】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたもので、走行台車および横行台車の高速移動化
とともに作業の安全性向上および装置の軽量化を図り、
燃料取扱期間の大幅な短縮、作業性向上とともに製造コ
ストの低減等が図れる燃料交換装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、原子炉圧力容器上方のオペレ
ーションフロアにガイドレールを介して水平方向に走行
可能に設けられた走行台車と、この走行台車にモノレー
ルを介して搭載され、その走行台車の走行方向と直交す
る方向に横行可能な横行台車と、この横行台車の下方に
伸縮可能に設けられた伸縮式吊下機構と、この伸縮式吊
下機構の下端に設けられた燃料把持機構とを備え、これ
ら走行台車、横行台車、伸縮式吊下機構および燃料把持
機構の相対動作によって、燃料を原子炉圧力容器と燃料
貯蔵プールとの間で原子炉ウエルを介して移動させる燃
料交換装置であって、前記走行台車または横行台車を浮
上手段によってガイトレールまたはモノレール上にそれ
ぞれ非接触な状態で浮上可能に支持したことを特徴とす
る。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１記載の燃料交
換装置において、走行台車の浮上手段は、その走行台車
の下面に取付けた空気浮上手段であり、この空気浮上手
段で前記走行台車を浮上させた状態でオペレーションフ
ロア上に敷設したガイドレールに沿って移動可能とした
ことを特徴とする。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１記載の燃料交
換装置において、走行台車は、オペレーションフロアに
敷設したガイドレールに取付けた高周波ケーブルと、こ
の高周波ケーブルに対応して前記走行台車に取付けたコ
イル構造体とからなる駆動手段を備え、この駆動手段で
前記走行台車を前記ガイドレールに沿って移動可能とし
たことを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１記載の燃料交
換装置において、横行台車の浮上手段は、その横行台車
の下面に取付けた空気浮上手段であり、この空気浮上手
段によって前記横行台車を浮上させた状態でモノレール
に沿って移動可能としたことを特徴とする。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１記載の燃料交
換装置において、横行台車は、走行台車上に設けたモノ
レールに取付けた高周波ケーブルと、この高周波ケーブ
ルに対応して前記横行台車に取付けたコイル構造体とか
らなる駆動手段を備え、この駆動手段で前記横行台車を
前記モノレールに沿って移動可能としたことを特徴とす
る。

【００１１】請求項６の発明は、請求項１から５までの
いずれかに記載の燃料交換装置において、オペレーショ
ンフロア上に原子炉圧力容器と燃料貯蔵プールとを結ぶ
方向に沿う同一軌軸上に沿って左右に複数のレールエレ
メントを平行に揃えた複数組のガイドレールを敷設する
とともに、この各組のガイドレールにそれぞれ対応させ
て複数の走行台車を搭載したことを特徴とする。

【００１２】請求項７の発明は、請求項１から６までの
いずれかに記載の燃料交換装置において、走行台車は、
オペレーションフロア上のガイドレールの端部位置に配
設されたワイヤ駆動装置と、このワイヤ駆動装置と前記
走行台車との間に接続されたワイヤとによって、前記ガ
イドレールに沿う走行駆動が行われるものであることを
特徴とする。

【００１３】請求項８の発明は、請求項１から７までの
いずれかに記載の燃料交換装置において、横行台車は、
走行台車の端部位置に配設されたワイヤ駆動装置と、こ
のワイヤ駆動装置と前記横行台車との間に接続されたワ
イヤとによって、モノレールに沿う走行駆動が行われる
ものであることを特徴とする。

【００１４】請求項９の発明は、請求項１から８までの
いずれかに記載の燃料交換装置において、伸縮式吊下機
構は、テレスコピック状に伸縮する多段伸縮マストと、
このマストを伸縮駆動するためのマスト駆動機構とを備
えた構成とされていることを特徴とする。

【００１５】請求項１０の発明は、請求項９記載の燃料
交換装置において、多段伸縮マストと、このマストを駆
動するためのマスト駆動機構とがモノレールを支点とし
てガイドレールの軌軸方向で釣合う配置で横行台車に設
けられていることを特徴とする。

【００１６】請求項１１の発明は、請求項６から１０ま
でのいずれかに記載の燃料交換装置において、多段伸縮
マストとマスト駆動機構とが、横行台車上にスライド機
構を介して、ガイドレールの軌軸方向に移動可能に設け
られていることを特徴とする。

【００１７】請求項１２の発明は、請求項１１記載の燃
料交換装置において、スライド機構は、回転機構によっ
て垂直軸心上で回転可能とされていることを特徴とす
る。

【００１８】請求項１３の発明は、請求項９から１２ま
でのいずれかに記載の燃料交換装置において、多段伸縮
マストが横断面三角形状のトラス柱構造であることを特
徴とする。

【００１９】請求項１４の発明は、請求項９記載の多段
伸縮マストに代え、伸縮式吊下機構をワイヤと、このワ
イヤを駆動するワイヤ駆動装置とによって構成したこと
を特徴とする。

【００２０】請求項１５の発明は、請求項２または４記
載の燃料交換装置において、空気浮上手段の空気源を、
オペレーションフロア上に設けた空気圧縮機または原子
炉付帯設備に設けた高圧空気源とし、かつ走行台車また
は横行台車の浮上用空気供給部に高圧空気を供給するた
めのエアホース、およびこのエアホースの巻取りおよび
繰出しを行うためのエアホースを、前記走行台車または
横行台車に設けたことを特徴とする。

【００２１】請求項１６の発明は、請求項７または８記
載のワイヤおよびワイヤ駆動装置に代え、走行台車また
は横行台車自体に駆動力を出力し得る走行駆動装置また
は横行駆動装置を設けたことを特徴とする。

【００２２】請求項１７の発明は、請求項６から１６ま
でのいずれかに記載の燃料交換装置において、各横行台
車に、他の横行台車との相対位置を検出して横行方向ま
たは走行方向での横行台車間の干渉を防止するためのレ
ーザ光バリヤを形成するバリヤ形成手段を設けたことを
特徴とする。

【００２３】請求項１８の発明は、請求項１から１７ま
でのいずれかに記載の燃料交換装置において、伸縮吊下
機構の伸縮位置をレーザ光を用いて計測するレーザ式位
置検出手段を設けたことを特徴とする。

【００２４】請求項１９の発明は、原子炉圧力容器上方
のオペレーションフロアにガイドレールを介して水平方
向に走行可能に設けられた走行台車と、この走行台車に
モノレールを介して搭載され、その走行台車の走行方向
と直交する方向に横行可能な横行台車と、この横行台車
の下方に伸縮可能に設けられた伸縮式吊下機構と、この
伸縮式吊下機構の下端に設けられた燃料把持機構とを備
え、これら走行台車、横行台車、伸縮式吊下機構および
燃料把持機構の相対動作によって、燃料を原子炉圧力容
器と燃料貯蔵プールとの間で原子炉ウエルを介して移動
させる燃料交換装置であって、前記燃料把持機構は、前
記伸縮式吊下機構の下端部に、横方向で互いに対向する
間隔が可変とされた複数の燃料把持部材を有することを
特徴とする。

【００２５】請求項２０の発明は、請求項１から１８ま
でのいずれかに記載の燃料交換装置において、請求項１
９記載の燃料把持部材を備えたことを特徴とする。

【００２６】請求項２１の発明は、請求項１９または２
０記載の燃料交換装置において、各燃料把持部材は垂直
軸心周りに回転可能とされていることを特徴とする。

【００２７】請求項２２の発明は、請求項１から２１ま
でのいずれかに記載の燃料交換装置において、燃料の移
動を遠隔操作で行うための遠隔操作手段を備え、この遠
隔操作手段は、オペレーションフロア上から原子炉ウエ
ルの下方に着脱可能に挿入設置され、走行台車、横行台
車、伸縮式吊下手段および燃料把持機構を監視する望遠
機能および首振り機能付きのカメラ装置を有することを
特徴とする。

【００２８】請求項２３の発明は、請求項２２記載の燃
料交換装置において、カメラ装置を炉心シュラウドその
他の原子炉内構造物に固定するための固定部材を、形状
記憶合金によって構成したことを特徴とする。

【００２９】請求項２４の発明は、請求項２２記載の燃
料交換装置において、カメラ装置を炉心シュラウドその
他の原子炉内構造物に固定するための固定部材を、エア
シリンダによって構成したことを特徴とする。

【００３０】請求項２５の発明は、請求項２２記載の燃
料交換装置において、カメラ装置を炉心シュラウドその
他の原子炉内構造物に固定するための固定部材を、弾性
挟持部または掛止部を有する構成としたことを特徴とす
る。

【００３１】請求項２６の発明は、請求項２２記載の燃
料交換装置において、カメラ装置を、原子炉圧力容器の
内壁に沿って垂直軸心周りに据付けた螺旋状ガイドレー
ルに沿って移動可能に設けたことを特徴とする。

【００３２】請求項２７の発明は、請求項２２から２６
までのいずれかに記載の燃料交換装置において、カメラ
装置の首振り機構を、球形超音波モータとしたことを特
徴とする。

【００３３】請求項２８の発明は、請求項２２から２７
までのいずれかに記載の燃料交換装置において、カメラ
装置を略半球状の透明な水密ドーム内に収納したことを
特徴とする。

【００３４】請求項２９の発明は、請求項２２から２５
までのいずれかに記載の燃料交換装置において、オペレ
ーションフロアから原子炉圧力容器内の炉内構造物まで
に亘る複数本のポールを設置し、この各ポールにカメラ
装置を取付けたことを特徴とする。

【００３５】請求項３０の発明は、請求項２２から２９
までのいずれかに記載の燃料交換装置において、カメラ
装置による撮影方向を照射する照明装置を前記カメラ装
置と一体的に首振り可能に設けたことを特徴とする。

【００３６】請求項３１の発明は、請求項１から３０ま
でのいずれかに記載の燃料交換装置において、原子炉圧
力容器上方で原子炉ウエル壁面付近に、多段の孔が一列
に開口した多孔パイプ装置を挿入し、前記各孔から原子
炉圧力容器上方に旋回流れを生じさせるように水流を噴
出させ、かつ旋回流れの略中心に位置する原子炉ウエル
の水面部分に、水を吸引する吸引配管を設置したことを
特徴とする。

【００３７】請求項３２の発明は、請求項３１記載の燃
料交換装置において、吸引配管の先端に水を吸引する機
能を有する浮子部材を連結し、この浮子部材を旋回流れ
の略中心に位置する原子炉ウエルの水面部分に浮上させ
たことを特徴とする。

【００３８】請求項３３の発明は、請求項３１または３
２記載の燃料交換装置において、多孔パイプ装置を原子
炉ウエルの内壁部から展開可能な構成としたことを特徴
とする。

【００３９】請求項３４の発明は、請求項３１から３３
までのいずれかに記載の燃料交換装置において、多孔パ
イプ装置に代えて、原子炉ウエル、または原子炉ウエル
と燃料貯蔵プールに亘る水面近傍の周壁に沿い、水吹出
し口を備えた環状のパイプからなる温度成層形成装置を
設ける一方、前記周壁に水吸込口およびその水吸込口か
ら吸引した水を加熱する加熱器および濾過する濾過器を
設け、これら加熱器および濾過器から出た水を前記温度
成層装置に供給するポンプを設けたことを特徴とする。

【００４０】請求項３５の発明は、請求項１から３４ま
でのいずれかに記載の燃料交換装置において、原子炉ウ
エル内方または下方もしくは燃料貯蔵プール内に吊下げ
た燃料に水を噴射する水噴射装置を設けたことを特徴と
する。

【００４１】請求項３６の発明は、請求項３５記載の燃
料交換装置において、水噴射装置は、原子炉圧力容器内
の炉心シュラウドまたは燃料貯蔵プール内の燃料貯蔵ラ
ックの上部に複数台設置したことを特徴とする。

【００４２】請求項３７の発明は、請求項３１記載の燃
料交換装置において、水噴射装置は首振り可能な構成と
して、原子炉ウエル壁または燃料貯蔵プール壁に複数台
設置したことを特徴とする。

【００４３】請求項３８の発明は、請求項１から３７ま
でのいずれかに記載の燃料交換装置において、横行台車
を搭載するモノレールに代え、横行台車ガイド用の複数
レールを設けたことを特徴とする。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃料交換装置
の実施形態について、図面を参照して説明する。

【００４５】第１実施形態（第１実施例）図１〜図４は、本発明の第１実施形態に
おける第１実施例を示している。図１は燃料交換装置の
全体構成および燃料交換時の作用を示す概略図であり、
図２は図１に示した装置の要部を拡大して示す斜視図で
ある。図３は図２の平面図であり、図４は図３のＡ−Ａ
線矢視断面図である。

【００４６】本実施例の燃料交換装置は基本的に、原子
炉圧力容器１の上方のオペレーションフロア２上に、ガ
イドレール３を介して水平方向に走行可能に設けられた
一対の走行台車４と、これらの走行台車４にモノレール
５を介して搭載されて、その走行台車４の走行方向と直
交する方向に横行可能な横行台車６と、この横行台車６
の下方に伸縮可能に設けられた伸縮式吊下機構としての
多段伸縮マスト７と、この伸縮マスト７の下端に設けら
れた燃料把持機構８とを備えている。

【００４７】これら走行台車４、横行台車６、多段伸縮
マスト７および燃料把持機構８の相対動作によって、燃
料９を原子炉圧力容器１と燃料貯蔵プール１０との間で
原子炉ウエル１１を介して移動させるようになってい
る。

【００４８】このものにおいて、走行台車４および横行
台車６が浮上手段１２，１３によってガイトレール３お
よびモノレール５上にそれぞれ非接触な状態で浮上可能
に支持されている。

【００４９】これらの浮上手段１２，１３は、走行台車
４および横行台車６の下面に取付けた空気浮上手段であ
り、この空気浮上手段で走行台車４が浮上した状態でオ
ペレーションフロア２上に敷設したガイドレール３に沿
って移動可能とされ、また横行台車６が走行台車４上に
敷設したモノレール５に沿って移動できるようになって
いる。

【００５０】以下、本実施例について詳述する。

【００５１】図３に示すように、オペレーションフロア
２にガイドレール３として、外側ガイドレール１４と内
側ガイドレール１５とが原子炉ウエル１１から燃料貯蔵
プール１０までの範囲に敷設されている。外側ガイドレ
ール１４と内側ガイドレール１５との上に、走行台車４
としての大スパン走行台車１６と小スパン走行台車１７
とが、それぞれ走行可能に搭載されている。

【００５２】外側ガイドレール１４および内側ガイドレ
ール１５の上には、高周波ケーブルを内蔵した構造体１
８，１９がそれぞれ取付けられている。これらの構造体
１８，１９に内蔵された高周波ケーブルは、走行台車４
および横行台車６に動力用電力の供給や信号の伝送を行
うもので、これらの作用を、高周波を利用した非接触電
磁誘導で行うようになっている。

【００５３】大スパン走行台車１６および小スパン走行
台車１７の下面には、それぞれ浮上手段１２としてのエ
アスカート２０が取付けられ、その内側には図示しない
コイル構造体が取付けられ、各走行台車１６，１７が外
側ガイドレール１４および内側ガイドレール１５の上に
それぞれ浮上するようになっている。各走行台車１６，
１７の端部には空気圧縮機２１が取付けられ、エアスカ
ート２０までエア配管が行われている。

【００５４】外側ガイドレール１４および内側ガイドレ
ール１５の少くとも一端、例えば両端に、ワイヤ駆動装
置２２および滑車２３が取付けられ、大スパン走行台車
１６および小スパン走行台車１７とワイヤ駆動装置２２
とが、滑車２３を経由してワイヤ２４で結ばれている。
そして、左右の各走行台車１６，１７の間が大スパンモ
ノレール２５および小スパンモノレール２６で結合され
ている。

【００５５】大スパンモノレール２５および小スパンモ
ノレール２６の上には、高周波ケーブルを内蔵した構造
体２７，２８がそれぞれ取付けられ、横行台車６への電
力供給および信号伝送が行われるようになっている。横
行台車６の台車構造部２９の中央部分の下面に横行部３
０が取付けられ、横行部３０の下面に浮上手段１３とし
てエアスカート３１が取付けられ、横行台車６の内側に
は図示しないコイル構造体が取付けられ、大スパンモノ
レール２５および小スパンモノレール２６の上を横行台
車６が横行するようになっている。

【００５６】また、台車部２９には空気圧縮機３２が取
付けられ、エアスカート３１までエア配管が行われてい
る。

【００５７】さらに、大スパンモノレール２５および小
スパンモノレール２６の両端には、ワイヤ駆動装置３３
および滑車３４が取付けられ、台車部２９とワイヤ駆動
装置３３とが、滑車３４を経由してワイヤ３５で連結さ
れている。

【００５８】台車部２９には多段伸縮マスト７とマスト
伸縮用駆動装置３６とが搭載されるとともに、タワー３
７が取付けられ、タワー３７の上端には定滑車３８が取
付けられている。多段伸縮マスト７とマスト伸縮用駆動
装置３６とは、定滑車３８を介してワイヤ３９で連結さ
れている。マスト伸縮用駆動装置３６と台車部２９と
は、スライド機構４０を介して結合され、スライド機構
４０は、駆動機構４１によって駆動されるようになって
いる。

【００５９】台車部２９の多段伸縮マスト７が取付けら
れている周辺には、図示しないが、炉心部４２を見るた
めのテレビカメラや、走行台車４に搭載された多段伸縮
マスト７の位置を監視するためのテレビカメラが取付け
られている。また、オペレーションフロア室には走行台
車４および横行台車６の動作状態を監視する２テレビカ
メラが設置されている。これにより、走行台車４、横行
台車６および多段伸縮マスト７の駆動、ならびに燃料９
の把持動作等は、テレビカメラを用いて遠隔操作で全自
動あるいは半自動的に制御されるようになっている。な
お、これらのテレビカメラについては、後の実施形態で
説明する。

【００６０】次に作用を説明する。

【００６１】燃料交換を行う場合には、まず軽水冷却原
子炉の原子炉圧力容器１の蓋の取り外しを行い、作業者
が大スパン走行台車１６および小スパン走行台車１７に
多段伸縮マスト７を取付ける。また、定滑車３８を介し
てワイヤ３９を多段伸縮マスト７に取付け、多段伸縮マ
スト７の伸展制限金具を取去り伸展可能状態にする。

【００６２】次に、遠隔操作室の操作員が遠隔操作によ
って、横行台車６に取付けられている空気圧縮機３２を
駆動し、エアスカート３１に高圧空気を供給し、横行台
車６を大スパンモノレール２５および小スパンモノレー
ル２６より浮上させる。そして、モノレール２５の端に
取付けられたワイヤ駆動装置３３を駆動させ、ワイヤ３
５を滑車３４を介して動かし、横行台車６が、大スパン
モノレール２５および小スパンモノレール２６の中央部
にくるように横行させる。

【００６３】横行台車６が所定の位置に来たら、エアス
カート３１内の圧力を開放し、横行台車６を大スパンモ
ノレール２５および小スパンモノレール２６の中央部で
停止する。

【００６４】遠隔操作室の操作員が、走行台車４に取付
けられた空気圧縮機２１を遠隔操作で駆動し、走行台車
４の下面に取付けられたエアカート２０に高圧空気を供
給し、大スパン走行台車１６および小スパン走行台車１
７を外側ガイドレール１４および内側ガイドレール１５
よりそれぞれ浮上させる。そして、ガイドレール３の端
部に取付けられたワイヤ駆動装置２２を駆動させ、ワイ
ヤ２４を滑車２３を介して移動させ、大スパン走行台車
１６および小スパン走行台車１７が炉心部４２の上方の
所定の位置に来るように走行させる。

【００６５】炉心部４２の上方に横行台車６が来たら、
マスト伸縮様駆動装置３６を駆動させ、多段伸縮マスト
７を下方に展開する。なお、横行台車６、大スパン走行
台車１６および小スパン走行台車１７の横行および走行
により、多段伸縮マスト７の下端に取付けられた燃料把
持機構部８が取り出しを行う燃料９の直上に来るまで
に、所定の高さまでの展開が終了するような多段伸縮マ
スト７の展開の制御を自動的に行うことが望ましい。

【００６６】そして、台車部２９の多段伸縮マスト７が
取付けられている周辺に配置した図示しないテレビカメ
ラ、または多段伸縮マスト７がカナル４３を通過する時
に邪魔にならない範囲で、横行台車６より水面下に挿入
したテレビカメラを使用して、取出す燃料９の位置を画
像上で認識し、燃料把持機構８の位置を計測又は解析で
求めた結果と比較し、横行・走行および展開等の制御を
行う。これらの情報および映像を、遠隔操作室のテレビ
モニターの上で重ねて表示し、操作員が運転状況を視覚
情報によりオンラインで監視する。

【００６７】なお、大スパン走行台車１６および小スパ
ン走行台車７の上を横行する横行台車６に搭載された多
段伸縮マスト７が干渉しないように、上記の取り出しを
行う燃料９の直上に、多段伸縮マスト７を移動する前
に、２台の横行台車６の横行方向位置を変える。２台の
横行台車６を、横行方向に一列に並べて、いわゆる入れ
子状態にできるようにして、２台の走行台車４間の距離
を最低にできる状態にする制御を行うことができる。

【００６８】このような横行または走行の制御を行う場
合、走行台車４に搭載されたテレビカメラで他の走行台
車４に搭載された多段伸縮マスト７の撮影を伴い、画像
処理を行って互いの平面内の位置（相対距離）を求め、
干渉回避の運転制御を行うことが望ましい。

【００６９】多段伸縮マスト７の下端に取付けられた燃
料把持機構８が、取り出しを行なう燃料９の直上の所定
の高さまで展開されたら、燃料把持機構８が燃料９を把
持できる高さまで微速で多段伸縮マスト７の展開を行
う。

【００７０】展開が終了したら、燃料把持機構８で燃料
９を把持する制御を遠隔操作で行う。把持が終了した
ら、燃料９を炉心部４２から引き抜けた位置まで上昇さ
せるための多段伸縮マスト７の収納の制御を行う。

【００７１】燃料９を引き抜くにあたっては、台車部２
９に固定された駆動機構４１を駆動させ、マスト伸縮用
駆動装置３６をタワー３７より離す方向にスライド機構
４０を働かせ、多段伸縮マスト７で燃料９を吊った時の
モーメントと釣り合うようにする。

【００７２】燃料９の炉心部４２からの引き抜きが終了
したら、引き続きマスト伸縮用駆動装置３６を駆動さ
せ、多段伸縮マスト７の燃料把持機構８で把持された燃
料９の最下端がカナル４３を通過できる高さまで収納
し、カナル４３を通過する前に大スパン走行台車１６お
よび小スパン走行台車１７の上を横行する横行台車６に
搭載された多段伸縮マスト７が、走行方向に一列に並ぶ
ように、また両者が干渉しないように、横行台車６、大
スパン走行台車１６および小スパン走行台車１７の横行
および走行の制御を自動で行う。

【００７３】多段伸縮マスト７の燃料把持機構８で把持
された燃料９が、カナル４３を通過したら、２台の横行
台車６の横行方向位置を変え、各横行台車６を横行方向
に一列に並べて入れ子状態にする。このようにして、２
台の走行台車４間の距離を最低にできる状態にする制御
を含む多段伸縮マスト７の干渉回避制御を行う。そし
て、燃料貯蔵プール１０に設置されている燃料貯蔵ラッ
ク４４の所定の平面内の位置になるように、かつ多段伸
縮マスト７の燃料把持機構８で把持された燃料９の最下
端が燃料貯蔵ラック４４の上で所定の高さになるよう
に、横行台車６、大スパン走行台車１６および小スパン
走行台車１７の横行および走行の制御を行うとともに、
マスト伸縮用駆動装置３６を駆動させ、多段伸縮マスト
７の展開を自動的に行う。

【００７４】燃料９が所定の平面内位置および高さに達
したら、マスト伸縮用駆動装置３６を駆動させ、多段伸
縮マスト７の展開のみを燃料９が燃料貯蔵ラック４４に
着床するまで行う。

【００７５】燃料９が燃料貯蔵ラック４４に着床した
ら、燃料把持機構８による燃料９の把持状態を解除させ
る。燃料９の把持状態の解除に際しては、駆動機構４１
の駆動により、マスト伸縮用駆動装置３６をタワー３７
に近付ける方向にスライド機構４０を移動させ、多段伸
縮マスト７から燃料９の結合が解除された時のモーメン
トが釣合うようにする。

【００７６】燃料９の把持状態の解除が終了したら、マ
スト伸縮用駆動装置３６を駆動させ、多段伸縮マスト７
の燃料把持機構８の最下端がカナル４３を通過できる高
さまで収納し、またカナル４３を通過する前に大スパン
走行台車１６および小スパン走行台車１７の上を横行す
る横行台車６に搭載された多段伸縮マスト７が、走行方
向に一列に並ぶように制御する。制御の際、横行台車
６、大スパン走行台車１６および小スパン走行台車１７
が互いに干渉しないように留意する。多段伸縮マスト７
がカナル４３を通過したら、２台の横行台車６の横行方
向における位置を変え、以下前記の燃料９の取り出し作
業を繰り返す。

【００７７】なお、燃料貯蔵ラック４４から燃料９を炉
心部４２に移送する場合には、上記の運転制御におい
て、燃料９を把持している状態と、そうでない状態とが
逆になる。

【００７８】また、オペレーションフロア２側に、図示
しない地震計を設置しておき、この地震計が一定の値以
上の加速度を検出した時に、横行台車６、大スパン走行
台車１６および小スパン走行台車１７のワイヤ駆動装置
２２，３３の内部に設置してあるワイヤ２４，３５の把
持状態の解除を行うようにしておくことが望ましい。そ
して、地震の間、エアスカート２０，３１では、高圧空
気が供給された状態が継続されるようにする。

【００７９】以上の第１の実施形態における第１実施例
の構成によると、走行台車４をオペレーションフロア２
のガイドレール３上で走行させるとともに、その走行台
車４にモノレール５を設け、このモノレール５上に横行
台車６を搭載するものにおいて、これら横行台車６およ
び走行台車４をエアスカート２０，３１によって浮上さ
せるようにしたことにより、作動が円滑となり、燃料交
換作業が迅速かつ容易に行えるようになるとともに、構
成部品の減少、重量軽減および駆動装置の小型化が図
れ、製作費の低減も可能となる。

【００８０】また、横行台車６および走行台車４の下面
にエアスカート２０，３１を設け、地震発生時には、こ
れ等の駆動装置を切り離すことで免振が可能な構造とな
っているため、地震に対する安全性を向上することがで
きるとともに、横行台車６および走行台車４が柔構造で
良くなり、物量削減が可能となって、製作費の低減が図
れる。

【００８１】しかも、高周波を利用した非接触電磁誘導
で横行台車６および走行台車４に動力用電力の供給や、
信号を伝送するための電力ケーブル巻取装置等の物量が
削減できるようになり、走行台車４を柔構造とすること
と併せて、物量の削減、製作費の低減が図れる。

【００８２】さらに、オペレーションフロア２上に走行
台車４支持用のガイドレール３を２組設け、２台の走行
台車４を入れ子状に組合うようにすることにより、横行
方向に並べることができ、これにより地震時に走行台車
４が転倒するのを有効的に防止でき、例えば走行方向に
脚を広くとる構造とすることができる等、走行台車４の
信頼性向上も図れるようになる。

【００８３】（第２実施例）図５は、第１実施形態の第
２実施例を示している。この実施例では、第１実施例に
おける多段伸縮マスト７と、マスト伸縮用駆動装置３６
とを、スライド機構で上昇することによりモノレール５
と直交する方向に移動可能な構造としたものである。

【００８４】即ち、図５に示すように、この第２実施例
では、多段伸縮マスト７とマスト伸縮用駆動装置３６と
が両方とも、横行台車６の台車部２９上に、それぞれス
ライド機構４５，４６を介して、ガイドレール３に沿う
方向、つまりモノレール５と直交する方向に移動可能に
結合されている。各スライド機構４５，４６は、タワー
３７の下部に取付けられた駆動機構６６により、それぞ
れ独立に駆動されるようになっている。その他の構成
は、第１実施例と略同様であるから、図５に図２と同一
の符号を付して、説明を省略する。

【００８５】本実施例によれば、前記第１実施例と同様
な作用効果が奏されることに加え、２台の走行台車４を
停止した状態で、その各走行台車４に搭載した横行台車
６上で、スライド機構４５，４６をそれぞれ駆動するこ
とにより、２本の多段伸縮マスト７の平面上の相対位置
を変えて燃料９を取扱うことができ、しかも各多段伸縮
マスト７の入れ子状態量を大きくすることができるの
で、燃料取扱いのスケジュール立案の自由度が増加し、
制御が容易に行えるようになる。

【００８６】（第３実施例）図６は、第１実施形態の第
３実施例を示している。この実施例では、第２実施例に
おける多段伸縮マスト７とマスト伸縮用駆動装置３６と
を搭載するスライド機構４５，４６をモノレール５と直
交する方向に移動できることに加え、これらのスライド
機構４５，４６を垂直軸心周りで回転可能としたもので
ある。

【００８７】即ち、図６に示すように、この第３実施例
では、横行台車６のマスト伸縮用駆動装置３６および多
段伸縮マスト７を支持するスライド機構４５，４６が台
車部２９を介し、回転機構によって垂直軸心周りに回転
可能に支持されている。その他の構成は、第２実施例と
略同様であるから、図６に図５と同一の符号を付して、
説明を省略する。

【００８８】本実施例によれば、前記第２実施例と同様
な作用効果が奏されることに加え、回転機構４８によっ
て台車部２９を回転させることで、多段伸縮マストによ
る一定範囲内の燃料の取扱いができるので、横行台車６
および走行台車４を動かすことなく一定範囲内での燃料
取扱いの形態を種々変化させることができ、燃料取扱い
のスケジュール立案の自由度が増加し、制御が容易に行
えるようになる。

【００８９】（第４実施例）図７は、第１実施形態の第
４実施例を示している。この実施例では、第１実施例に
おける多段伸縮マスト７を、水平面内形状が三角形であ
る多段伸縮式トラス柱構造としたものである。

【００９０】即ち、図７に示すように、本発明の第４実
施例では、横行台車６の台車部２９に回転機構４８を介
してマスト伸縮用駆動装置３６が搭載されており、この
伸縮用駆動装置３６にタワー３７が下端部の支点４９周
りでガイドレール３の方向に傾動可能に連結されてい
る。このタワー３７の上端部に中間アーム５０が支点５
１を中心として上下に揺動可能に取付けられ、この中間
アーム５１に支点ピン５２を介して、水平面内形状が三
角形である多段伸縮式トラス柱構造マスト７の上端部が
結合されている。そして、マスト伸縮用駆動装置３６と
マスト７とがワイヤ５３によって接続され、このワイヤ
５３には複数種のものが組合せて用いられ、これにより
多段伸縮式トラス柱構造マスト７が上下方向に伸縮する
とともに、タワー３７の傾動および中間アーム５０の揺
動が行われるようになっている。その他の構成は第３実
施例と略同様であるから、図７に図６と同一符号を付し
て、説明を省略する。

【００９１】このように構成された第４実施例において
は、多段伸縮マスト７を水平面内形状が三角形である多
段伸縮式トラス柱構造マストとしているため、横行およ
び走行を行う際、多段伸縮式トラス柱構造マスト７のガ
タが大きいことを考慮して運転制御を行うようにする。
そして、ワイヤ５２で中間アーム５０およびタワー３７
の傾きを変えることにより、多段伸縮式トラス柱構造マ
スト７のガイドレール３からの距離を調整することがで
きる。

【００９２】本実施例によれば、第３実施例と同様な作
用効果に追加して、多段伸縮マスト７に水平面内形状が
三角形である多段伸縮式トラス柱構造マストを採用した
ことで、軽量で剛性の高いマストが得られ、走行台車４
の軽量化が図れるとともに、駆動装置の小型化も可能と
なり、製作費を低減することができる。

【００９３】（第５実施例）図８は、第１実施形態の第
５実施例を示している。この実施例では、伸縮式吊下機
構として第４実施例における多段伸縮マスト７に変え
て、燃料把持機構８を先端に取付けた吊下ワイヤ５４を
適用したものである。

【００９４】即ち、図８に示すように、この第５実施例
では、横行台車６の台車部２９に回転機構４８が結合さ
れ、この回転機構４８にワイヤ駆動装置５５、タワー３
７および中間アーム５０が順次に結合されている。そし
て、ワイヤ駆動装置５５のワイヤ５６は、第４実施例と
同様に、タワー３７および中間アーム５０を倒すために
用いるものと、燃料把持機構８の吊り上げおよび吊り下
ろしをさせるためのワイヤ５４として用いるものとで構
成されている。その他の構成は第４実施例と略同様であ
るから、図８に図７と同一符号を付して、説明を省略す
る。

【００９５】このように構成された第５実施例において
は、多段伸縮マスト７の代りに、燃料把持機構８を取付
けた吊下ワイヤ５４を採用したことから、横行台車６お
よび走行台車４の動きに対して燃料把持機構８部の追随
性の遅れが大きいことを考慮して運転制御を行う。

【００９６】本実施例によれば、第４実施例と同様な作
用効果を追加して、伸縮式吊下機構を吊下ワイヤ５４と
したことにより、軽量な燃料取扱い機構が得られ、走行
台車４を軽量化することができ、駆動装置の一層の小型
化が可能となり、製作費を低減することができる。

【００９７】（第６実施例）図９は、第１実施形態の第
６実施例を示している。この実施例では、第１実施例の
テレビカメラを用いた多段伸縮マスト干渉回避手段に代
えて、横行台車６の周辺にレーザ光バリアを形成する装
置を取付けたものである。

【００９８】即ち、図９に示すように、本実施例では、
各横行台車６の多段伸縮マスト７の台車部２９に、それ
ぞれ横行方向レーザ光送受信機５７および走行方向レー
ザ光送受信機５８が取付けられている。

【００９９】このように構成された第６実施例において
は、例えば一方の横行台車６の各レーザ光送受信機５
７，５８で、その横行台車６の周辺にレーザ光バリア５
９，６，６１，６２を形成し、他方の横行台車６の多段
伸縮マスト７が干渉領域に入った場合に、それが検出さ
れる。そして、多段伸縮マスト７が干渉領域に入った横
行台車６および走行台車４の駆動を停止したり、回避
し、またはレーザ光バリアを形成している横行台車６お
よび走行台車４の駆動を停止したり、回避する等の制御
が行われる。なお、いずれの台車を停止するか等の判断
は、全体としての作業短縮が可能な方に優先権を与える
ような判断として、運転制御が行われる。

【０１００】例えば横行方向のレーザ光（左側送信レー
ザ光５９、右側送信レーザ光６０）を走行台車４に照射
し、距離を測定する。両測定距離の和を求め、一定値か
ら減少したら、干渉領域に他の多段伸縮マスト７が入っ
てきたと判断する。また、走行方向のレーザ光（左側送
信レーザ光６１、右側送信レーザ光６２）を、横行台車
６に照射して距離を測定する。両測定値に差が生じた
ら、干渉領域に他の多段伸縮マスト７が入っている可能
性を示す。そして、レーザ光を用いて横行台車および走
行台車の距離を測定した値を演算処理し、その結果を用
いて干渉の有無を判断して運転を行う。

【０１０１】本実施例によれば、第１実施例の作用効果
に追加して、横行台車６の周辺でレーザ光バリアを形成
して他の多段伸縮マスト７が干渉領域に入ったことを検
出することにより、互いに停止したり、回避行動に直ち
に入れるため、２台の多段伸縮マスト７を用いての燃料
取扱作業を行う場合の安全性を向上することができる。

【０１０２】（第７実施例）図１０は、第１実施形態の
第７実施例を示している。この実施例は、第１実施例、
第４実施例または第５実施例における円筒状の多段伸縮
マスト７、三角柱多段伸縮式トラス構造のマストまたは
吊下ワイヤ５４で吊下げた燃料把持機構８を有する構成
において、前記マスト７またはワイヤ５４の先端部に横
行台車６より青色レーザ光を照射して、位置を計測しな
がら運転制御を行うことを可能としたものである。

【０１０３】例えば図１０に示すように、多段伸縮マス
ト７の上端部に、同マスト７の下端部に向けて青色レー
ザ光６３を照射する青色レーザ発振機６４および反射光
により位置を計測する位置検出装置６５が取付けられて
いる。なお、青色レーザ発振機６４は水面下に入った位
置に取付けてもよい。

【０１０４】このような構成によれば、多段伸縮マスト
７の先端部に横行台車６より青色レーザ光を照射して位
置を計測した結果を用い、多段伸縮マスト７の展開、横
行台車６および走行台車４の横行および走行の運転制御
を行い、燃料取扱いについての運転制御を行うことがで
きる。

【０１０５】したがって、第１実施例、第４実施例また
は第５実施例と同様の作用効果に追加して、多段伸縮マ
スト７等の先端部の位置を青色レーザ光で直接計測する
ことにより、多段伸縮マスト７の継ぎ目付近における低
速運転範囲を狭く設定することができ、マスト伸縮時間
を短縮する運転制御性を良くし、燃料取扱の信頼性を向
上させることができる。

【０１０６】なお、青色レーザ発振機６４を水中に入れ
ることにより、水面での反射が無視でき、測定の信頼性
向上が図れる。また、吊下ワイヤの場合にも同様に適用
することができる。

【０１０７】（第８実施例）図１１は、第１実施形態の
第８実施例を示している。この実施例では、第１実施例
における横行台車６および走行台車４への空気圧縮機の
搭載に代え、オペレーションフロア２に空気圧縮機を設
置するとともに、横行台車６および走行台車４にエアホ
ース巻取り装置を取付けたものである。

【０１０８】即ち、図１１に示すように、オペレーショ
ンフロア２のガイドレール延長線上に位置して空気圧縮
機６６が設置され、この空気圧縮機６６に接続されたエ
アホース６７が外側ガイドレール１４と内側ガイドレー
ル１５との間を通り、走行台車４に導かれている。走行
台車４にはエアホース巻取り装置６８が設けられ、この
エアホース巻取り装置６８により走行台車４の走行に伴
ってエアホース６７を巻取るようになっている。

【０１０９】また、エアホース６７はモノレール５に沿
って横行台車６に導かれている。横行台車６にも、エア
ホース巻取り装置６９が設けられている。そして、エア
ホー６７から、エアスカート２０，３１に高圧空気が供
給できるようになっている。なお、エアホース巻取り装
置６８，６９には力バランス式のバネ力による巻取り機
能が付加されている。

【０１１０】このような構成によっても、前述した第１
実施例と同様の作用効果が奏されるが、本実施例では空
気圧縮機６６の駆動を行うだけでエアスカート２０，３
１への高圧空気の供給が可能である。エアホース巻取り
装置６８，６９には、力バランス式のバネ力による巻取
り機能が付加されているので、横行台車６および走行台
車４の横行および走行に従って、巻き取りおよび巻き解
きが行われる。このため、特に人出による巻取り操作等
は行う必要がない。

【０１１１】なお、本実施例においては、エアスカート
２０，３１への高圧空気源を、オペレーションフロア２
上に設置した空気圧縮機６６としたが、これに限らず、
図示しない原子力プラントに付帯する既設の高圧空気源
を適用してもよい。

【０１１２】（第９実施例）図１２は、第１実施形態の
第９実施例を示している。この実施例では、第１実施例
におけるワイヤ駆動装置２２，３３を駆動してワイヤ２
４，３５で横行台車６および走行台車４を横行および走
行させる代りに、自走用の横行駆動装置および走行駆動
装置を横行台車６および走行台車４にそれぞれ設置した
ものである。

【０１１３】即ち、図１２に示すように、横行台車６お
よび走行台車４に、それぞれモノレール５およびガイド
レール３を軌道として自走するための横行駆動装置７０
および走行駆動装置７１が設けられている。これら横行
駆動装置７０および走行駆動装置７１は、モノレール５
およびガイドレール３の側面に接して回転する駆動輪を
有している。

【０１１４】このような構成によると、横行駆動装置７
０および走行駆動装置７１を駆動して、モノレール５お
よびガイドレール３の側面にそれぞれ接触している駆動
輪を回転させることにより、横行台車６および走行台車
４をそれぞれ横行および走行させ、燃料９の交換等の取
扱いのための移動を行わせることができる。

【０１１５】したがって、本実施例ではワイヤ駆動装置
２２，３３およびワイヤ２４，３５等を設ける必要がな
い。

【０１１６】なお、望ましくは、オペレーションフロア
２に設置される地震計が一定の値以上の加速度を検出し
た場合に、駆動輪と横行駆動装置５５および走行駆動装
置４３の結合を解除し、駆動輪は回転自在として、転倒
モーメントは取れるようにしてもよい。

【０１１７】（第１実施形態の他の実施例）上述した各
実施例では、外側ガイドレール１４および内側ガイドレ
ール１５の上、また高周波ケーブルを内蔵した構造体１
８および大スパンモノレール２５および小スパンモノレ
ール２６の上に、それぞれ高周波ケーブルを内蔵した構
造体としたが、これに限らず、横行台車６および走行台
車４にケーブル巻取り装置を取付け、横行台車６および
走行台車４に動力用電力および制御用信号を伝送する構
成としてもよい。

【０１１８】また、第２実施例において、マスト伸縮用
駆動装置および多段伸縮式マストを、モノレールに垂直
な方向（走行方向）に伸縮する構造物の先端に搭載し、
両伸縮構造物がモノレールを支点として釣合う状態に取
付けてもよい。

【０１１９】さらに、第１実施例における走行台車にモ
ノレールを敷設し、その上を横行台車を横行させる代り
に、横行台車を複数レールの上で横行させるようにし、
その横行台車の下面に空気圧縮機を取付けた構成として
もよい。

【０１２０】さらにまた、第１実施例における走行台車
にモノレールを敷設し、その上を横行台車を横行させる
代りに、複数レールの上を走行させる走行台車の下面に
空気圧縮機を取付けもよく、また、第１実施例における
走行台車にモノレールを敷設し、その上を横行台車を横
行させる代りに複数レールを敷設し、レールの上に高周
波ケーブルを内蔵した構造体を設置し、横行台車にこれ
と対応してコイル構造体を設置してもよい。

【０１２１】第２実施形態図１３〜図１７は、本発明の第２実施形態を示してい
る。本実施形態は燃料把持機構部についてのもので、図
１３は平面図、図１４は縦断面図、図１５〜図１７は作
用説明図である。なお、燃料交換装置全体の構成は第１
実施形態のものと略同様であるから説明を省略する。

【０１２２】本実施形態は概述して、第１実施形態の第
４実施例の三角柱トラス構造の多段伸縮マスト７の先端
（下端）に水平面内回転機構を設け、この水平面内回転
機構に燃料把持機構を２組取付け、かつ両燃料把持機構
の間隔を可変にする機構を設けたものである。

【０１２３】詳述すると、図１３および図１４に示すよ
うに、三角柱トラス構造の多段伸縮マスト７の下端部７
２に水平面内回転機構７３が設けられているこの水平面
内回転機構７３は、図示しない横行台車から吊下げられ
たワイヤ７４と、このワイヤ７４の下端部に連結された
モータ等の回転機構７５とを備え、この回転機構７５の
回転軸７５ａが、下端部７２の中心の孔を貫通して、下
方に垂直に突出している。

【０１２４】一方、下端部７２の下面には断面コ字形の
回転板７６が設けられ、この回転板７６の下方に２組の
燃料把持機構８が水平方向の間隔調整可能な状態で設け
られている。即ち、回転板７６にねじロッド７７が架設
され、このねじロッド７７がモータ等の駆動部７８に組
歯車７９を介して連結されて正逆回転できるようになっ
ている。この回転するねじロッド７７にナット部８０を
それぞれ介して１対の回転可能な吊下部材８１が吊下さ
れ、この各吊下部材８１に燃料把持機構８がそれぞれ取
付けられている。なお、図中８２は炉心の上部格子板を
示している。

【０１２５】次に作用を説明する。

【０１２６】図１５は、炉心に燃料が装荷されている定
期検査等開始状態における炉心マップであり、図１６は
図１５の一部を拡大して示す図であり、図１７は千鳥格
子状に燃料を取出した状態を示す炉心マップである。

【０１２７】なお、横行台車や走行台車等を含めた全体
操作については、前述した第１実施形態と略同様である
から、説明を省略する。

【０１２８】本実施形態において、炉心より燃料９を取
出す場合には、三角柱トラス構造の多段伸縮マスト７を
所定の高さまで展開し、下端部７４の中心位置を取り出
し位置の制御棒８３の中心位置Ｃに合せる。また、回転
機構７５を駆動して回転板７６を回転軸７５ａの周りで
回転させ、２組の燃料把持機構８が例えば千鳥型に燃料
を取出せる向きにする（図１３の状態）。これと同時
に、駆動部７８を駆動して、２組の燃料把持機構８間の
間隔を所定の値にする。

【０１２９】これらの作業が終了したら、燃料９を把持
できる位置まで多段伸縮マスト７を展開し、燃料９の把
持作業を行い、燃料９の引き抜きを行う。炉心よりの燃
料９の引き抜きが終了したら、、２組の燃料把持機構８
の並ぶ向きを、走行台車４が走行する方向に垂直な向き
になるように回転機構７５により回転板７６を回転させ
る。また、２組の燃料把持機構８の間隔をカナル４３
（図１参照）を通過する時に問題が発生しない最大の間
隔にする。

【０１３０】このようにして、千鳥状配置で燃料９を炉
心から抜出した状態を示したのが図１７である。この図
１７中、上部格子板８２間の空白となっている部分８３
が取り出し燃料位置である。

【０１３１】本実施形態によれば、２組の燃料把持機構
８を同時に使用して、燃料９を２本ずつ取扱うことがで
きるので、前記第１実施形態の場合に比較して、燃料取
り扱い期間がほぼ１／２に短縮できるという効果が奏さ
れる。

【０１３２】第３実施形態（第３実施形態の第１実施例）この実施例の燃料交換装
置は、オペレーションフロアから原子炉多ウエルの水面
下に望遠機能付きの首振り機能付きテレビカメラ装置を
複数台挿入設置し、原子炉圧力容器の上端面および炉心
シュラウドの上端面に首振り機能付きテレビカメラ装置
をオペレーションフロアから装荷し、形状記憶合金製固
定装置を用いて固定し、テレビカメラの映像を画像処理
した結果を用いて横行台車、走行台車および多段伸縮式
マストの動作を遠隔自動制御するようにしたものであ
る。

【０１３３】図１８〜図２０は、この実施例による燃料
交換装置を示しており、図１８は全体的配置構成を示す
炉内断面図、図１９および図２０はテレビカメラ装置を
示す拡大図である。この図１８に示すように、原子炉圧
力容器１の上端面および炉心シュラウド８４の上端面
に、首振り機能付きテレビカメラ装置８５が設置され、
このテレビカメラ装置８５で監視しながら炉心部４２お
よび燃料貯蔵プール１０内で燃料９を取扱うようになっ
ている。各首振り機能付きテレビカメラ装置８５は、図
１９および図２０に示すように、テレビカメラ８６を収
納ケース８７内に収めた構成となっており、この収納ケ
ース８７は、抑角駆動機構８８に結合され、上下方向の
向きを調節できるようになっている。

【０１３４】このテレビカメラ装置８５は、垂直軸周り
の回転を行わせる回転台８９上に支持されており、かつ
抑角駆動機構８８の反対側にカウンターバランス９０を
有し、回転台８９上に釣合う状態で支持されている。そ
して、回転台８９は、原子炉圧力容器１の上端面および
炉心シュラウド８４の上端面に形状記憶合金製取付け部
材９１を介して支持されている。この形状記憶合金製取
付け部材９１は、通電加熱により温度が上昇すると先端
部が開く状態になり、その他の温度降下状態では先端部
が閉じる特性を有するもので、その閉じ状態を利用し
て、原子炉圧力容器１の上端面および炉心シュラウド８
４の上端面に着脱可能に設置されている。なお、９２は
テレビカメラ装置８５の頂部に設けた吊輪である。

【０１３５】燃料交換等に際しては、多段伸縮マスト７
で燃料９を取扱う作業の前に、作業者がオペレーション
フロア２から原子炉多段ウエル１１の水面下にテレビカ
メラ装置８５を複数台挿入し、次に例えばオペレーショ
ンフロア２を走行する作業台車、即ち、走行台車４に乗
り、原子炉圧力容器１の上端面および炉心シュラウド８
４の上端面にテレビカメラ装置８５を吊り紐等を用いて
設置する。

【０１３６】このようにして設置した首振り機能付きテ
レビカメラ装置８５により、多段伸縮マスト７で燃料９
を取扱っている状態を撮影し、画像処理により燃料９の
原子炉ウエル１４内の位置を求める。原子炉圧力容器１
の上端付近、および炉心シュラウド８４の上端付近に燃
料９が有る場合の正確な位置を求めるため、首振り機能
付きテレビカメラ装置８５で燃料９の参照点を撮影し、
画像処理を行って参照点の位置を求める。

【０１３７】そして、テレビカメラ装置８５を使用し
て、多段伸縮マスト７が取扱っている燃料９の位置を求
めた結果を利用して、走行台車４および横行台車６の走
行および横行、ならびに多段伸縮マスト７の昇降の制御
を行いながら、燃料の取り扱いの最適化を図る。

【０１３８】このような第３実施形態の第１実施例によ
れば、第１実施形態の第１実施例で奏される効果に加
え、取扱っている燃料９の３次元位置情報や運動に関す
る情報を用いて走行台車４および横行台車６の走行およ
び横行、ならびに多段伸縮マスト７の昇降の制御等を行
うため、燃料９の取り扱い時間を短縮する運転を行うこ
とができ、定期検査等の作業における燃料取り扱い期間
を短縮することができる。

【０１３９】（第３実施形態の第２実施例）この実施例
は、首振り機能付きテレビカメラ装置の原子炉圧力容器
の上端面および炉心シュラウド上端面への取り付け固定
手段として、エアシリンダ機構を適用したものである。

【０１４０】図２１は、本実施例によるテレビカメラ装
置８５の据付け状態を示す側面図であり、図２２は同平
面図である。これらの図に示すように、本実施例では、
収納ケース８９を支持する回転台８９の下側に、挟持部
材として拡縮する１対の爪体９３と、この爪体９３を拡
縮方向に駆動するためのエアシリンダ機構９４とが左右
に１対設けられている。その他の構成は第１実施例と略
同様であるから、図２１および図２２に図１９および図
２０と同一の符号を付して説明を終了する。

【０１４１】このような構成によれば、原子炉圧力容器
１の上端面および炉心シュラウド８４の上端面に首振り
機能付きテレビカメラ装置８５を設置する場合、初めに
各爪体９３間の間隔を大きくあけた開状態で原子炉圧力
容器の上端面および炉心シュラウド８４の上端面に配置
させ、その後エアシリンダ機構９４にオペレーションフ
ロア２上から高圧空気を供給する。これにより、爪体９
３の間隔を狭めて原子炉圧力容器１および炉心シュラウ
ド８４を挟持させることができる。取り外しの場合に
は、前記と逆の作用で爪体９３の間隔を拡大させればよ
い。

【０１４２】（第３実施形態の第３実施例）本実施例
は、首振り機能付きテレビカメラ装置の固定手段を、オ
ペレーションフロアから装荷して着座させた後、原子炉
圧力容器の上端および炉心シュラウドの上端に引掛けて
固定する機構としたものである。

【０１４３】図２３は、本実施例によるテレビカメラ装
置８５を、原子炉圧力容器１の上端および炉心シュラウ
ド８４の上端に設置した状態を示す断面図である。

【０１４４】この図２３に示すように、本実施例ではテ
レビカメラ８６の首振りおよび軸心周りの回転を、その
テレビカメラ８６の軸方向中間位置に設けた軸９５で回
動させるための首振り用駆動装置９６と、収納ケース８
７の後方に設けた軸９７で回転させるための回転用駆動
装置９８によって行うようになっている。そして、回転
用駆動装置９８が取付け部材９９に連結され、この取付
け部材９９は、弾性材を湾曲させて構成した弾性挟持部
１００を有するものとされている。

【０１４５】本実施例におけるテレビカメラ装置８５に
おいては、吊輪９２を設けた取付け部材９９の上端部を
押下げて、弾性挟持部１００で原子炉圧力容器１の上端
および炉心シュラウド８４の上端に挟持させることによ
り、ワンタッチ式に固定し、また一定以上の力で引上げ
ることによって容易に取外すことができる。

【０１４６】（第３実施形態の第４実施例）本実施例
は、図２２に示した固定手段と同様の固定手段を有する
テレビカメラ装置において、テレビカメラの首振り動作
を行わせる手段として超音波利用球面モータを利用した
ものである。

【０１４７】図２４は、原子炉圧力容器１の上端および
炉心シュラウド８４の上端に、本実施例による首振り機
能付きテレビカメラ装置８５を設置した状態を示す断面
図である。

【０１４８】この図２５に示すように、本実施例ではテ
レビカメラ８６が収納ケース８７に収められ、この収納
ケース８７が、弾性挟持部１００を有する取付け部材９
９に超音波利用球面モータ１０１を介して結合されてい
る。

【０１４９】この超音波利用球面モータ１０１は、駆動
装置１０２からの駆動力によって球面部分を回転させ、
それによってテレビカメラ８６の首振りまたは回転が行
えるようになっている。

【０１５０】本実施例によると、超音波利用球面モータ
１０１の採用によって、１個所の支持で回転および首振
り動作を行えるようになる。

【０１５１】（第３実施形態の第５実施例）本実施例
は、テレビカメラ装置を、原子炉圧力容器の内壁に沿っ
て軸心周りに据付けた螺旋状ガイドレールに沿って移動
可能に設け、テレビカメラの位置を変えて、燃料の取り
扱いを行えるようにしたものである。

【０１５２】図２５はテレビカメラ装置８５の移動用の
螺旋状ガイドレール１０３を有するガイドレール装置１
０４を炉心シュラウド８４の上端に設置し、燃料取扱い
作業を行っている概念を示している。

【０１５３】この図２５に示すように、本実施例では、
例えば多段伸縮マスト７で燃料９を取扱う作業の前に、
作業者が、オペレーションフロア２上から原子炉ウエル
１１に天井クレーンを利用して、螺旋状ガイドレール１
０３を炉心シュラウド８４の上端に設置する。このガイ
ドレール１０３の設置後に、テレビカメラ装置８５で監
視しながら、燃料取扱い作業を開始する。

【０１５４】本実施例によれば、テレビカメラ装置８５
を原子炉圧力容器１の周方向および上下方向に移動させ
ながら燃料交換等が行えるので、作業が一層的確に行え
るとともに、能率向上が図れるようになる。

【０１５５】（第３実施形態の第６実施例）本実施例
は、原子炉ウエル内で吊り下げた燃料を撮影するため
に、テレビカメラ装置取付け用のポールを炉心シュラウ
ドの上面あるいは原子炉圧力容器の上面に設置して燃料
の取り扱いを行うようにしたものである。

【０１５６】図２６は、テレビカメラ装置８５固定用の
複数本のポール装置１０５を、炉心シュラウド８４の上
端に設置し、燃料取り扱い作業を行う概念を示してい
る。

【０１５７】この図２６に示すように、本実施例では、
多段伸縮マスト７で燃料９を取扱う作業の前に、作業者
がオペレーションフロア２上から原子炉ウエル１１に天
井クレーンまたは作業台車（走行台車４）等を利用し
て、テレビカメラ装置８５移動用のポール１０５を炉心
シュラウド８４の上端に設置する。このポール１０５の
設置後に、テレビカメラ装置８５で監視しながら、燃料
取り扱い作業を開始する。

【０１５８】本実施例によっても、テレビカメラ装置８
５を上下方向に移動させながら燃料交換等を行えるの
で、作業が的確に行える。

【０１５９】（第３実施形態の第７実施例）本実施例
は、テレビカメラ装置による撮影方向を照射する照明装
置を、テレビカメラ装置と一体的に首振り可能としたも
のである。

【０１６０】図２７は、本実施例による装置の斜視図で
ある。

【０１６１】この図２７に示すように、本実施例では、
テレビカメラ１０６と照明装置１０７とが収納ケース１
０８，１０９にそれぞれ収められ、共通な本体ケース１
１０内に保持されて照明装置付きテレビカメラ装置１１
１が形成されている。そして、各収納ケース１０８，１
０９が互いに結合されるとともに、抑角駆動機構１１２
に支持されて抑角調整が同時に行われるようになってい
る。

【０１６２】抑角駆動機構１１２の背後には、実施例１
と同様のカウンターバランス１１３が設けられ、回転台
１１４に互いに釣合う状態で同時回転可能に支持されて
いる。回転台１１４は、実施例１と同様に形状記憶合金
製の取付け部材１１５に連結され、この形状記憶合金製
取付け部材１１５は、通電加熱により温度が上昇すると
先端部が開き、温度低下時には狭まって、原子炉圧力容
器１の上端または炉心シュラウド８４の上端に挟着され
るようになっている。なお、テレビカメラ１０６は望遠
機能付きとされている。また、符号１１６は吊輪であ
る。

【０１６３】燃料交換等に際しては、まずオペレーショ
ンフロア２上から原子炉ウエル１１の水面下に照明装置
付きテレビカメラ装置１１１を複数台挿入設置する。そ
して、原子炉圧力容器１の上端面および炉心シュラウド
８４の上端面に形状記憶合金製取付け部材１１５を用い
て固定し、テレビカメラ１０６で得た映像を画像処理
し、その結果を用いて横行台車６、走行台車４および多
段伸縮マスト７等の動作を遠隔自動制御する。

【０１６４】本実施例によれば、照明装置１０７とテレ
ビカメラ１０６とを同時に動かすため、テレビカメラ１
０６で撮影する対象物が鮮明に見える。したがって、目
標物の追尾性が良く、走行台車４の走行、横行台車の横
行および多段伸縮マスト７の昇降等の制御の信頼性を高
めることができ、その結果、定期検査等の作業における
燃料取り扱い期間を短縮することができる。

【０１６５】（第３実施形態の第８実施例）本実施例
は、第３の実施形態の第４実施例のものと略同様のテレ
ビカメラ装置を、半球状のドームで覆ったものである。

【０１６６】図２８は、本実施例の構成を示す断面図で
ある。

【０１６７】この図２８に示すように、本実施例のテレ
ビカメラ装置８５では、テレビカメラ１１７が、収納ケ
ース１１８に収められ、この収納ケース１１８は超音波
利用球面モータ１１９に結合されている。

【０１６８】超音波利用球面モータ１１９は、駆動装置
（図示せず）で駆動されるようになっている。そして、
超音波利用球面モータ１１９および平坦な取付け部材１
２１に固定される。

【０１６９】このものにおいて、収納ケース１１８、超
音波利用球面１１９および駆動装置等の全体が、取付け
部材１２１に固定した透明な半球状ドーム１２２で水密
に覆われている。符号１２３は吊輪である。

【０１７０】このような第８実施例の構成によると、原
子炉圧力容器１の上端および炉心シュラウド８４の上端
に挟持状態で取付けて前記同様に使用することができる
のは勿論であるが、超音波利用球面モータ１１９等の耐
水性を問題にする必要が無くなるので、超音波利用球面
モータ１１９等の構造が簡単化できるようになる。

【０１７１】（第３実施形態の他の実施例）本実施形態
においては、以上の実施例の他、種々の変形が可能であ
る。

【０１７２】例えば前述した第５実施例において、水中
カメラ移動用の螺旋状ガイドレールに高周波ケーブルを
内蔵した構造体を取付け、螺旋状ガイドレール上を走行
する水中カメラ装置にも、これと対応してコイル構造体
を設置した構成とすることが可能である。

【０１７３】このような構成においては、螺旋状ガイド
レールに内蔵した高周波ケーブルによって、水中カメラ
装置と非接触で電力、制御信号、映像信号等を交信する
ことができる。

【０１７４】同様に、前述した第６実施例において、テ
レビカメラ装置取り付け用のポールに高周波ケーブルを
内蔵した構造体を取付け、ポールに取付けた水中カメラ
装置にも、これと対応してコイル構造体を設置してもよ
い。

【０１７５】さらに、前述した各実施例を適宜、組合せ
た構成としてもよい。

【０１７６】第４実施形態（第４実施形態の第１実施例）本実施例は、原子炉圧力
容器の上方で原子炉ウエル内の水面近くに、一列で多段
の孔が開口したパイプを挿入し、一列に並んだ多段の孔
より原子炉圧力容器の上方に旋回流れができるように水
流を噴出させ、その旋回流の中心付近の原子炉ウエル内
の水面に吸引配管の開口部を燃料取り扱いに邪魔になら
ないように設置した状態で、燃料の取り扱いを行うよう
にしたものである。

【０１７７】図２９は、原子炉ウエル１１の内部に旋回
流れ１２４を発生させながら、燃料９の取扱いを行って
いる様子を示す斜視図である。

【０１７８】原子炉圧力容器１の蓋を取った上面に、一
列で多段の孔１２５を開口させた縦長なパイプ１２６が
複数本、原子炉ウエル１１内に設置されている。一列で
多段の孔１２５が開口している方向は、孔１２５より噴
出した流れが旋回流れ１２４になるような向きになって
いる。

【０１７９】各パイプ１２６は、オペレーションフロア
２上のポンプ１２７にホース１２８を介して連結されて
おり、下記のロボットによって原子炉ウエル１１より汲
み上げられた炉水がパイプ１２６から噴出するようにな
っている。

【０１８０】即ち、原子炉ウエル１１内の水面には、水
を吸引するためのロボット１２９が浮かべてある。この
ロボット１２９には推進機（図示せず）が取付けられ、
水面移動が可能とされている。そして、ロボット１２９
は吸引装置１３０にホース１３１を介して結合されてお
り、この吸引装置１３０がポンプ１２７に図示しないフ
ィルター装置を介して連結されている。

【０１８１】吸引された炉水は、フィルター装置で浄化
され、パイプ１２６から再び原子炉ウエル１１に戻され
る。このようにして、旋回流発生装置１３１が構成され
ている。その他は、第１実施形態と略同様であるから、
図２９に図１と同一符号を付して、説明を省略する。

【０１８２】以上の本実施例においては、第１実施形態
と略同様の作用が行われるが、下記の点が追加される。
即ち、第１実施形態の多段伸縮マスト７で燃料９を取扱
う作業の前に、作業者が、オペレーションフロア２から
原子炉ウエル１１に天井クレーンや作業台車、走行台車
４等を利用して、旋回流発生装置１３１を原子炉圧力容
器１の蓋を取った部分に設置し、ポンプ１２７を駆動し
て原子炉ウエル１１内に旋回流れ１２４を発生させ、水
面に浮かぶロボット１２９は炉水の吸引洗浄を行う。以
上の作業が終了したら、第１実施形態で述べた燃料取り
扱い作業を開始する。

【０１８３】以上の第４実施形態における第１実施例に
よれば、第１実施形態と同様の作用効果が奏されるのは
勿論、さらに燃料取り扱いに関係して、パイプ１２６か
らの旋回流れ１２４およびロボット１２９からの吸引、
洗浄効果によって、オペレーションフロア２へ液面より
放出される放射線物質を除去することができ、オペレー
ションフロア２の線量が高くなるのを防止し、作業者の
被曝低減をより確実なものにすることができる。

【０１８４】（第４実施形態の第２実施例）本実施例
は、上記の第１実施例を、より具体化したものである。

【０１８５】即ち、本実施例の旋回流長谷装置１３１で
は、図３０に示すように、各パイプ１２６が補強線材ま
たはリブ１３２で連結されるとともに、原子炉ウエル１
１内で連絡パイプ１３３で連絡されている。また、ポン
プ１２７および吸引装置１３０はオペレーションフロア
２の所定位置に固定設置されている。

【０１８６】なお、本実施形態でも、ロボット１２０か
ら吸引された炉水は、フィルター装置で浄化され、ポン
プ１２７を経由して再び原子炉ウエル１１に戻される構
成であるが、吸引浄化系統と、旋回流発生のための浄化
系統とを区分して設けてもよい。

【０１８７】本実施例によっても、前記第１実施例と同
様の効果が奏されるが、構成がより具体化、補強され、
実用上好ましい構成となる。

【０１８８】（第４実施形態の第３実施例）図３０は、
本実施例の構成を示している。本実施例が第４実施形態
と異なる点は、旋回流発生装置１３１のパイプ１３４を
原子炉ウエル１１の内壁に取付け、使用時にこの旋回流
発生装置を展開可能とした点にある。

【０１８９】即ち、本実施例では、パイプ１３４が略コ
字形に折曲し、垂直な支持パイプ１３４から原子炉ウエ
ル１１の内方に向って突出した形状となっている。その
他の構成は前記各実施例と同様であるから、図の対応部
分に図２８と同一符号を付して説明を省略する。

【０１９０】このような本実施例の構成によると、装置
取付けが、より容易かつ確実に行えるようになる。

【０１９１】（第４実施形態の第４実施例）図３２は本
実施例の構成を示している。本実施例では図３２に示す
ように、原子炉圧力容器１の上方で原子炉ウエル１１お
よび燃料貯蔵プール１０の一つの壁に、温度成層形成装
置１３５を設け、水面近傍に対面の壁に向っての水の吹
き出しを行い、その対面の壁に設けた吸込み口より吸い
込みを行うようになっている。

【０１９２】そして、吹出す水の温度に応じて、炉心４
２の出口温度よりも水面の方が高くなるように設定し、
吸込まれた水は、濾過器１３６および加熱器１３７を介
して、水吹き出し用のポンプ１３８に導かれ、原子炉ウ
エル１１および燃料貯蔵プール１０へ吹出すようになっ
ている。

【０１９３】即ち、原子炉ウエル１１および燃料貯蔵プ
ール１０の壁の一面で水面下に、水の吹き出し口１３９
をあけた配管からなる環状の温度成層形成装置１３５を
設置し、その対面の壁面に別の温度成層形成装置を設置
し、その別の温度成層形成装置で吸込まれた炉水を濾過
器１３６、加熱器１３７を通してポンプ１３８で温度成
層形成装置１３５より原子炉ウエル１１液面および燃料
貯蔵プール１０液面に吹出す。

【０１９４】このような構成によると、原子炉圧力容器
１の開放前に原子炉ウエル１１の水面および燃料貯蔵プ
ール１０の水面に温度成層形成装置１３９より炉心部出
口温度より高い温度の水が水平方向に層状に吹出され
る。そして、反対側の温度成層形成装置から、温度が成
層状になった炉水が吸引される。吸引された炉水は、濾
過器１３６で浄化された後、加熱器１３７で加熱され
て、ポンプ１３８で加圧され、再び温度成層形成装置１
３５から原子炉ウエル１１の水面および燃料貯蔵プール
１０の水面近傍に吹出される。

【０１９５】この流動は、燃料取り扱い期間中および原
子炉運転中においても実施される。温度の高い層流の下
の自然対流に乗った放射性物質は、この層流の下に閉じ
込められ、一部放射化された流れは、吸出されて濾過さ
れる。また液面近傍を流れる水は放射化していないため
放射化された物質が蒸発して、オペレーションフロア２
へ拡散することが防止される。

【０１９６】したがって、本実施例によれば、オペレー
ションフロアへの汚染の拡散が防止でき、作業者の被爆
が大幅に低減できる。

【０１９７】なお、ポンプ１３８は、濾過器１３６の
前、あるいは加熱器１３７の前に設置しても良い。ま
た、炉水吸引装置は、複数台としてもよい、第５実施形態（第５実施形態の第１実施例）図３４は、本実施例の構
成を示したもので、噴流装置１４０を炉心シュラウド８
４の上端に設置し、燃料取り扱い作業を行うようにした
ものである。噴流装置１４０に設けたガイドレール１４
１上を多関節腕１４２が移動できる構成で、多関節腕１
４２の先端には図示しないが噴流吹き出し用のノズルお
よびテレビカメラが取付けられている。

【０１９８】このような実施例の構成においては、多段
伸縮マスト７で燃料９を取扱う作業の前に、作業者が、
オペレーションフロア２から原子炉ウエル１１に天井ク
レーンを利用して噴流装置１４０を炉心シュラウド８４
の上端に設置する。そして、燃料取り扱い作業を開始す
る。

【０１９９】炉心４２の所定の位置に燃料を装荷するた
めに、燃料貯蔵プール１０より移送されてきた燃料９
が、炉心４２の上方で３次元的な移動を行う。その時
に、走行台車４および横行台車６の動きに対して、燃料
９の動きが遅れる傾向がある。

【０２００】この遅れを取り戻すために、炉心４２の領
域の上方で、燃料９に、噴流装置１４０のガイドレール
１４１上を移動する多関節腕１４２に取付けたノズルよ
り水噴流を当て、燃料９の水中での移動の遅れを能動的
に補うものである。

【０２０１】本実施例によれば、能動的に燃料９の搬送
時の揺れを防止することができるので、揺れ待ち時間が
減少し、または消滅し、定期検査期間の一層の短縮を図
ることができる。

【０２０２】（第５実施形態の第２実施例）図３４は本
実施例の構成を示している。本実施例では、噴射流装置
１４０の設置場所を、原子炉ウエル１１の内壁および燃
料貯蔵プール１０の内壁またはその近傍にしたものであ
る。

【０２０３】例えば図３４に示すように、ホース１４３
を駆動装置１４４から吊下げ、このホース１４３に噴流
装置１４０を取付ける。

【０２０４】このような構成によると、噴流装置１４０
を原子炉ウエル１１の内壁および燃料貯蔵プール１０の
内壁に取付けることで、燃料９を上昇させて移動する場
合の動作遅れを防止し、それだけ作業時間の短縮が図れ
る。

【０２０５】

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明に係る燃
料交換装置によれば、走行台車や横行台車をレール上で
浮上させて移動の円滑、迅速化等を促進させることで、
燃料取り扱いの高速化、高能率化が図れるとともに、地
震時等の免振機能も付与でき、軽水冷却型原子炉におけ
る安全性の向上も図れるという優れた効果が奏される。

【０２０６】しかも、伸縮式吊下機構の動作性を豊富に
して燃料取り扱い速度の向上、および複数台車の干渉防
止等により作業効率の大幅な上昇が図れるうえ、レーザ
光利用のバリヤ形成や伸縮部の測定、ならびにカメラ装
置の利用等によって、原子炉内空間での複雑な挙動を一
層安全に、かつ迅速に行える等の効果も奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の第１実施例を示す全体
図。

【図２】同実施例の要部を拡大して示す図。

【図３】図２の平面図。

【図４】図３のＡ−Ａ線矢視図。

【図５】本発明の第１実施形態の第２実施例を示す図。

【図６】本発明の第１実施形態の第３実施例を示す図。

【図７】本発明の第１実施形態の第４実施例を示す図。

【図８】本発明の第１実施形態の第５実施例を示す図。

【図９】本発明の第１実施形態の第６実施例を示す図。

【図１０】本発明の第１実施形態の第７実施例を示す
図。

【図１１】本発明の第１実施形態の第８実施例を示す
図。

【図１２】本発明の第１実施形態の第９実施例を示す
図。

【図１３】本発明の第２実施形態を示す平面図。

【図１４】図１３のＢ−Ｂ線矢視図。

【図１５】本発明の第２実施形態の作用を示すもので、
炉心部の平面図。

【図１６】図１５の一部を拡大して示す図。

【図１７】図１５の状態から燃料を千鳥状に抜出した状
態を示す図。

【図１８】本発明の第３実施形態の第１実施例を示す
図。

【図１９】図１８に示すテレビカメラ装置の側断面図。

【図２０】図１９に示すテレビカメラ装置の正面図。

【図２１】本発明の第３実施形態の第２実施例を示す側
断面図。

【図２２】図２１の平面図。

【図２３】本発明の第３実施形態の第３実施例を示す側
断面図。

【図２４】本発明の第３実施形態の第４実施例を示す側
断面図。

【図２５】本発明の第３実施形態の第５実施例を示す
図。

【図２６】本発明の第３実施形態の第６実施例を示す
図。

【図２７】本発明の第３実施形態の第７実施例を示す正
面図。

【図２８】本発明の第３実施形態の第８実施例を示す側
断面図。

【図２９】本発明の第４実施形態の第１実施例を示す
図。

【図３０】本発明の第４実施形態の第２実施例を示す
図。

【図３１】本発明の第４実施形態の第３実施例を示す
図。

【図３２】本発明の第４実施形態の第４実施例を示す
図。

【図３３】本発明の第５実施形態の第１実施例を示す
図。

【図３４】本発明の第５実施形態の第２実施例を示す
図。

【符号の説明】

１原子炉圧力容器２オペレーションフロア３ガイドレール４走行台車５モノレール６横行台車７多段伸縮マスト８燃料把持機構９燃料１０燃料貯蔵プール１１原子炉ウエル１２，１３浮上手段１４外側ガイドレール１５内側ガイドレール１６大スパン走行台車１７小スパン走行台車１８，１９構造体２０エアスカート２１空気圧縮機２２ワイヤ駆動装置２３滑車２４ワイヤ２５大スパンモノレール２６小スパンモノレール２７，２８構造体２９台車部３０横行部３１エアスカート３２空気圧縮機３３ワイヤ駆動装置３４滑車３５ワイヤ３６マスト伸縮用駆動装置３７タワー３８定滑車３９ワイヤ４０スライド機構４１駆動機構４２炉心部４３カナル４４ラック４５，４６スライド機構４７駆動機構４８回転機構４９支点５０中間アーム５１支点５２支点ピン５３ワイヤ５４吊下ワイヤ５５ワイヤ駆動装置５６ワイヤ５７横行方向レーザ光送受信機５８走行方向レーザ光送受信機５９，６０，６１，６２レーザ光６３青色レーザ光６４青色レーザ発振機６５位置検出装置６６空気圧縮機６７エアホース６８，６９エアホース巻取り装置７０横行駆動装置７１走行駆動装置７２下端部７３水平面内回転機構７４ワイヤ７５回転機構７５ａの回転軸７６回転板７７ねじロッド７８駆動部７９組歯車８０ナット部８１吊下部材８２上部格子板８３空白部分８４炉心シュラウド８５テレビカメラ装置８６テレビカメラ８７収納ケース８８抑角駆動機構８９回転台９０カウンターバランス９１取り点け部材９２吊輪９３爪体９４エアシリンダ機構９５軸９６首振り用駆動装置９７軸９８回転用駆動装置９９取付け部材１００弾性挟持部１０１球面モータ１０２駆動装置１０３ガイドレール１０４ガイドレール装置１０５ポール１０６テレビカメラ１０７照明装置１０８，１０９収納ケース１１０本体ケース１１１照明装置付きテレビカメラ装置１１２抑角駆動機構１１３カウンターバランス１１４回転台１１５取付け部材１１６吊輪１１７テレビカメラ１１８収納ケース１１９超音波利用球面モータ１２０弾性挟持部１２１取付け部材１２２半球状ドーム１２３吊輪１２４旋回流れ１２５孔１２６パイプ１２７ポンプ１２８ホース１２９ロボット１３０吸引装置１３１旋回流発生装置１３２補強線またはリブ１３３連絡パイプ１３４支持パイプ１３５温度成層形成装置１３６濾過器１３７加熱器１３８ポンプ１３９吹き出し口１４０噴流装置１４１ガイドレール１４２多関節腕１４３ホース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者五十嵐越郎神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者湯口康弘神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉圧力容器上方のオペレーションフ
ロアにガイドレールを介して水平方向に走行可能に設け
られた走行台車と、この走行台車にモノレールを介して
搭載され、その走行台車の走行方向と直交する方向に横
行可能な横行台車と、この横行台車の下方に伸縮可能に
設けられた伸縮式吊下機構と、この伸縮式吊下機構の下
端に設けられた燃料把持機構とを備え、これら走行台
車、横行台車、伸縮式吊下機構および燃料把持機構の相
対動作によって、燃料を原子炉圧力容器と燃料貯蔵プー
ルとの間で原子炉ウエルを介して移動させる燃料交換装
置であって、前記走行台車または横行台車を浮上手段に
よってガイトレールまたはモノレール上にそれぞれ非接
触な状態で浮上可能に支持したことを特徴とする燃料交
換装置。
【請求項２】請求項１記載の燃料交換装置において、
走行台車の浮上手段は、その走行台車の下面に取付けた
空気浮上手段であり、この空気浮上手段で前記走行台車
を浮上させた状態でオペレーションフロア上に敷設した
ガイドレールに沿って移動可能としたことを特徴とする
燃料交換装置。
【請求項３】請求項１記載の燃料交換装置において、
走行台車は、オペレーションフロアに敷設したガイドレ
ールに取付けた高周波ケーブルと、この高周波ケーブル
に対応して前記走行台車に取付けたコイル構造体とから
なる駆動手段を備え、この駆動手段で前記走行台車を前
記ガイドレールに沿って移動可能としたことを特徴とす
る燃料交換装置。
【請求項４】請求項１記載の燃料交換装置において、
横行台車の浮上手段は、その横行台車の下面に取付けた
空気浮上手段であり、この空気浮上手段によって前記横
行台車を浮上させた状態でモノレールに沿って移動可能
としたことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項５】請求項１記載の燃料交換装置において、
横行台車は、走行台車上に設けたモノレールに取付けた
高周波ケーブルと、この高周波ケーブルに対応して前記
横行台車に取付けたコイル構造体とからなる駆動手段を
備え、この駆動手段で前記横行台車を前記モノレールに
沿って移動可能としたことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項６】請求項１から５までのいずれかに記載の
燃料交換装置において、オペレーションフロア上に原子
炉圧力容器と燃料貯蔵プールとを結ぶ方向に沿う同一軌
軸上に沿って左右に複数のレールエレメントを平行に揃
えた複数組のガイドレールを敷設するとともに、この各
組のガイドレールにそれぞれ対応させて複数の走行台車
を搭載したことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項７】請求項１から６までのいずれかに記載の
燃料交換装置において、走行台車は、オペレーションフ
ロア上のガイドレールの端部位置に配設されたワイヤ駆
動装置と、このワイヤ駆動装置と前記走行台車との間に
接続されたワイヤとによって、前記ガイドレールに沿う
走行駆動が行われるものであることを特徴とする燃料交
換装置。
【請求項８】請求項１から７までのいずれかに記載の
燃料交換装置において、横行台車は、走行台車の端部位
置に配設されたワイヤ駆動装置と、このワイヤ駆動装置
と前記横行台車との間に接続されたワイヤとによって、
モノレールに沿う走行駆動が行われるものであることを
特徴とする燃料交換装置。
【請求項９】請求項１から８までのいずれかに記載の
燃料交換装置において、伸縮式吊下機構は、テレスコピ
ック状に伸縮する多段伸縮マストと、このマストを伸縮
駆動するためのマスト駆動機構とを備えた構成とされて
いることを特徴とする燃料交換装置。
【請求項１０】請求項９記載の燃料交換装置におい
て、多段伸縮マストと、このマストを駆動するためのマ
スト駆動機構とがモノレールを支点としてガイドレール
の軌軸方向で釣合う配置で横行台車に設けられているこ
とを特徴とする燃料交換装置。
【請求項１１】請求項６から１０までのいずれかに記
載の燃料交換装置において、多段伸縮マストとマスト駆
動機構とが、横行台車上にスライド機構を介して、ガイ
ドレールの軌軸方向に移動可能に設けられていることを
特徴とする燃料交換装置。
【請求項１２】請求項１１記載の燃料交換装置におい
て、スライド機構は、回転機構によって垂直軸心上で回
転可能とされていることを特徴とする燃料交換装置。
【請求項１３】請求項９から１２までのいずれかに記
載の燃料交換装置において、多段伸縮マストが横断面三
角形状のトラス柱構造であることを特徴とする燃料交換
装置。
【請求項１４】請求項９記載の多段伸縮マストに代
え、伸縮式吊下機構をワイヤと、このワイヤを駆動する
ワイヤ駆動装置とによって構成したことを特徴とする燃
料交換装置。
【請求項１５】請求項２または４記載の燃料交換装置
において、空気浮上手段の空気源を、オペレーションフ
ロア上に設けた空気圧縮機または原子炉付帯設備に設け
た高圧空気源とし、かつ走行台車または横行台車の浮上
用空気供給部に高圧空気を供給するためのエアホース、
およびこのエアホースの巻取りおよび繰出しを行うため
のエアホースを、前記走行台車または横行台車に設けた
ことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項１６】請求項７または８記載のワイヤおよび
ワイヤ駆動装置に代え、走行台車または横行台車自体に
駆動力を出力し得る走行駆動装置または横行駆動装置を
設けたことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項１７】請求項６から１６までのいずれかに記
載の燃料交換装置において、各横行台車に、他の横行台
車との相対位置を検出して横行方向または走行方向での
横行台車間の干渉を防止するためのレーザ光バリヤを形
成するバリヤ形成手段を設けたことを特徴とする燃料交
換装置。
【請求項１８】請求項１から１７までのいずれかに記
載の燃料交換装置において、伸縮吊下機構の伸縮位置を
レーザ光を用いて計測するレーザ式位置検出手段を設け
たことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項１９】原子炉圧力容器上方のオペレーション
フロア上にガイドレールを介して水平方向に走行可能に
設けられた走行台車と、この走行台車にモノレールを介
して搭載され、その走行台車の走行方向と直交する方向
に横行可能な横行台車と、この横行台車の下方に伸縮可
能に設けられた伸縮式吊下機構と、この伸縮式吊下機構
の下端に設けられた燃料把持機構とを備え、これら走行
台車、横行台車、伸縮式吊下機構および燃料把持機構の
相対動作によって、燃料を原子炉圧力容器と燃料貯蔵プ
ールとの間で原子炉ウエルを介して移動させる燃料交換
装置であって、前記燃料把持機構は、前記伸縮式吊下機
構の下端部に、横方向で互いに対向する間隔が可変とさ
れた複数の燃料把持部材を有することを特徴とする燃料
交換装置。
【請求項２０】請求項１から１８までのいずれかに記
載の燃料交換装置において、請求項１９記載の燃料把持
部材を備えたことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項２１】請求項１９または２０記載の燃料交換
装置において、各燃料把持部材は垂直軸心周りに回転可
能とされていることを特徴とする燃料交換装置。
【請求項２２】請求項１から２１までのいずれかに記
載の燃料交換装置において、燃料の移動を遠隔操作で行
うための遠隔操作手段を備え、この遠隔操作手段は、オ
ペレーションフロア上から原子炉ウエルの下方に着脱可
能に挿入設置され、走行台車、横行台車、伸縮式吊下手
段および燃料把持機構を監視する望遠機能および首振り
機能付きのカメラ装置を有することを特徴とする燃料交
換装置。
【請求項２３】請求項２２記載の燃料交換装置におい
て、カメラ装置を炉心シュラウドその他の原子炉内構造
物に固定するための固定部材を、形状記憶合金によって
構成したことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項２４】請求項２２記載の燃料交換装置におい
て、カメラ装置を炉心シュラウドその他の原子炉内構造
物に固定するための固定部材を、エアシリンダによって
構成したことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項２５】請求項２２記載の燃料交換装置におい
て、カメラ装置を炉心シュラウドその他の原子炉内構造
物に固定するための固定部材を、弾性挟持部または掛止
部を有する構成としたことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項２６】請求項２２記載の燃料交換装置におい
て、カメラ装置を、原子炉圧力容器の内壁に沿って垂直
軸心周りに据付けた螺旋状ガイドレールに沿って移動可
能に設けたことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項２７】請求項２２から２６までのいずれかに
記載の燃料交換装置において、カメラ装置の首振り機構
を、球形超音波モータとしたことを特徴とする燃料交換
装置。
【請求項２８】請求項２２から２７までのいずれかに
記載の燃料交換装置において、カメラ装置を略半球状の
透明な水密ドーム内に収納したことを特徴とする燃料交
換装置。
【請求項２９】請求項２２から２５までのいずれかに
記載の燃料交換装置において、オペレーションフロアか
ら原子炉圧力容器内の炉内構造物までに亘る複数本のポ
ールを設置し、この各ポールにカメラ装置を取付けたこ
とを特徴とする燃料交換装置。
【請求項３０】請求項２２から２９までのいずれかに
記載の燃料交換装置において、カメラ装置による撮影方
向を照射する照明装置を前記カメラ装置と一体的に首振
り可能に設けたことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項３１】請求項１から３０までのいずれかに記
載の燃料交換装置において、原子炉圧力容器上方で原子
炉ウエル壁面付近に、多段の孔が一列に開口した多孔パ
イプ装置を挿入し、前記各孔から原子炉圧力容器上方に
旋回流れを生じさせるように水流を噴出させ、かつ旋回
流れの略中心に位置する原子炉ウエルの水面部分に、水
を吸引する吸引配管を設置したことを特徴とする燃料交
換装置。
【請求項３２】請求項３１記載の燃料交換装置におい
て、吸引配管の先端に水を吸引する機能を有する浮子部
材を連結し、この浮子部材を旋回流れの略中心に位置す
る原子炉ウエルの水面部分に浮上させたことを特徴とす
る燃料交換装置。
【請求項３３】請求項３１または３２記載の燃料交換
装置において、多孔パイプ装置を原子炉ウエルの内壁部
から展開可能な構成としたことを特徴とする燃料交換装
置。
【請求項３４】請求項３１から３３までのいずれかに
記載の燃料交換装置において、多孔パイプ装置に代え
て、原子炉ウエル、または原子炉ウエルと燃料貯蔵プー
ルに亘る水面近傍の周壁に沿い、水吹出し口を備えた環
状のパイプからなる温度成層形成装置を設ける一方、前
記周壁に水吸込口およびその水吸込口から吸引した水を
加熱する加熱器および濾過する濾過器を設け、これら加
熱器および濾過器から出た水を前記温度成層装置に供給
するポンプを設けたことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項３５】請求項１から３４までのいずれかに記
載の燃料交換装置において、原子炉ウエル内方または下
方もしくは燃料貯蔵プール内に吊下げた燃料に水を噴射
する水噴射装置を設けたことを特徴とする燃料交換装
置。
【請求項３６】請求項３５記載の燃料交換装置におい
て、水噴射装置は、原子炉圧力容器内の炉心シュラウド
または燃料貯蔵プール内の燃料貯蔵ラックの上部に複数
台設置したことを特徴とする燃料交換装置。
【請求項３７】請求項３１記載の燃料交換装置におい
て、水噴射装置は首振り可能な構成として、原子炉ウエ
ル壁または燃料貯蔵プール壁に複数台設置したことを特
徴とする燃料交換装置。
【請求項３８】請求項１から３７までのいずれかに記
載の燃料交換装置において、横行台車を搭載するモノレ
ールに代え、横行台車ガイド用の複数レールを設けたこ
とを特徴とする燃料交換装置。