JPS58140691A - 原子炉の燃料交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、燃料を掴むグリッパ付パンタグラフの開閉番
ζ影響する熱膨張を吸収できるよう番こした高速増殖炉
などの原子炉の燃料交換装置に関する。

発明の技術的背景 高速増殖炉などの原子炉ではパンタグラフ式の燃料交換
装置が用いられ、その１例を第１図および第２図に示す
。

先ず原子炉容器の上部に回転プラグ１が回転自在に設け
られ、これを貫通して任意の方向に回転し、かつ上下動
もできるように支持された円筒状の回転ハウジング２を
軸装する。この回転ハウジング２は、必要に応じて昇降
ハウジング３が挿通され、燃料交換装置の旋回および交
換する燃料の周囲の燃料をホールドダウンする機能を持
つ。昇降ハウジング３は円筒状で、その下端部にリンク
機構よりなるパンタグラフ４が装備され、そのアームの
先端ｌこは燃料１９の掴み離しをするグリッパ機構５を
備える。また上端部番こは上記パンタグラフ４およびグ
リッパ機構５の各開閉機構や□燃料位置の感知機構など
を内蔵した駆動部６が連設され、カバー７にベアリング
９を介して回転可能に支持されている。カバー７はキャ
スクケーシング８内面番こガイドローラ１０を介して回
転不能、昇降自在にガイドされ、上方の巻上げ装置１１
のワイヤロープζこ吊られ、これによって昇降ハウジン
グ３ともども昇降を制御される。

前記回転ハウジング２は回転プラグ１の貫通孔１ａＫ嵌
装したガイドスリーブ１２に軸装されていて、上方には
ベアリング１３を介してスリーブ状の胴１４が設置され
、この胴１４内に回転ハウジング２の旋回機構１５およ
びホールドダウン機構１６が設けられている。また、胴
１４の上端にはドアバルブ１７があり、キャスクケーシ
ング８下端のドアバルブ１８と接続できるようにする。

燃料を交換するときは、昇降ハウジング３を収納したキ
ャスクケーシング８を回転ハウジング上にｔｆｉ＋、　
　ドアバルブ１７　、１８を接続し、キャスクケーシン
グ８内をＡｒ　ガス等の不活性ガスで置換する・その後
昇降ハウジング３を回転ハウジング２内に降下挿入する
こと１ζよって一体的に回転するよ引ζ結会される。昇
降ハウジング３の下端は炉内に導入され、パンタグラフ
４を開く。モしてグリッパ機構５を回転プラグｌと回転
ハウジング２の各回転角の合成Ｊζよって所要の燃料１
９位置に合わせ、この燃料１９を掴み１巻上げ装置１１
の巻上げ番ζよって炉心加から引抜く。次いで所定の場
所で　　　　　゛新燃料と交換後元位置に戻って新燃料
を挿入し。

グリッパ機構５の爪を開いて離す。その後は、上記と逆
にパンタグラフ４を折畳み、昇降ハウジング３を引上げ
てキャスクケーシング８内に収納し。

ドアバルブ１７　、１８を切離し、所定の位置に移送し
て保守点検を行う。

パンタグラフ機構を用いた以上の燃料交換装置の構成概
念は第２図番ζ示す＠ パンタグラフ４のアーム４１の中間部ｌζ折畳みリンク
４２が枢着され、昇降ハウジング３に設けた婢３＆にガ
イドされた昇降子４３を介して開閉ロッドＩに連結する
。駆動部６には、パンタグラフ開閉機構８があり、駆動
モータ４５Ｊこ直結された減速機栃の出力軸に設けたト
ルク検出器４７．ギアボックス槌を介して傘歯車４９が
軸装される。傘歯車４９はボールねじ父に軸装された傘
歯車５１に噛合し、ボールねじ（資）の回転をボールナ
ツト５２で直線運動に変換する。このポールナツト５２
に上記開閉ロッドＩの上端を接続する。印は開閉位置を
検出する位置検出器を示す。

背景技術の問題点 以上のような従来から用いられている燃料交換装置のパ
ンタグラフの開閉制御では、その開時において１位置切
り、荷重切りの双方とも特に問題はないが、閉時の位置
切り、荷重切り共に１次のような問題が生ずる。

すなわち、一般に高速増殖炉の場合、燃料交換時の炉内
ナトＩＪウム温度は約２００℃であり、常温時と同じス
トロークで位置切りをするとｌＦ畳みリンク４２．アー
ム４１．開閉ロッドＩが熱膨張しているために、折畳み
が不充分となり、回転ハウジング２内ｉ抜けて炉外へ引
抜くのが困難になる。

他方荷重切りの場合、アーム４１が完全に折畳まれた状
態で昇降ハウジング３の一部に衝合するようにして荷重
を検出する場合は、折畳み自体は温度番と関係なく完全
に行われるが、キャスクケーシング８内に収納した後で
、熱膨張していたアーム４１などが冷えて収縮すると、
開閉ロッド４４やパンタグラフ開閉機構８部に大きな熱
収縮力が発生し、破損事故などにつながり兼ねない。防
止方法としては、キャスクケーシング８内番こ収納後若
干パンタグラフ４を開くようにする方法が考えられるが
。

現実的には制御回路に各種のインターロック回路が組込
まれていることや、取扱い作業が繁雑になって操作忘れ
を起すことが充分に考えられて完全ではない。

発明の目的 本発明は上記のような問題点ｌζ鑑みなされたもので、
温度低下による熱収縮が起ってもその収縮分をスプリン
グで吸収し、開閉ロッドやパンタグラフ開閉機構に対し
大きなストレスが与えられないようにした高速増殖型原
子炉の燃料交換装置を提供する。

発明の概要 上記の目的を達成するため、本発明では開閉ロッドの１
部を上下番と切離し、伸縮部を介在させて接続する。伸
縮部はスプリングをもって常時最小の長さに縮小して備
え、その収縮力はパンタグラフの自重を少し越える程度
にする。即ち、開閉ロッドはパンタグラフの単なる開閉
の操作には伸長しない一本のロッドとして作用する。パ
ンタグラフを完全に収納して荷重切りした後で、冷却に
よって各部に熱収縮が起ったときは、その収縮分を伸縮
部が伸長して吸収する。従って開閉ロッドやそれが連結
されているパンタグラフ開閉機構などの一連の機器には
、スプリングの僅かな伸長分の応力が作用するだけで、
開閉ロッドを無理に伸長するようなストレスは防ぐこと
ができる。

一方、グリッパ機構で掴んだ燃料の引抜きや持運びの荷
重は開閉ロッドに加わり、伸縮部のスプリング力ではそ
の荷重に耐え得ないので、パンタグラフの全開状態に降
下している開閉ロッド位置において、伸縮部の下端を承
持するようにストッパを昇降ハウジングに設ける。燃料
の重さなどの荷重はストッパに受止められて伸縮部番こ
作用しない。伸縮部のスプリング蓄力を最低に設定でき
。

熱収縮時のストレスも最小にすることができる。

ストッパは上下位置調整可能番こしてパンタグラフ開姿
勢を最適なものに選定できるように備える。

さらｔこ伸縮部下端とストッパとの間あるいは伸縮部と
開閉ロッド端との間に皿ばねを介在し、開閉ロッドと共
に伸縮部が降下しストッパに当接したとき、全荷重がス
トッパに受止められることになる衝撃を緩和する。

発明の実施例 以下図に就いて本発明の１実施例を説明する。

第３図にその要部を示す。その他の燃料交換のための各
部の構成１機構および作用は第１図および第２図に示し
たものと変らないので同一符号を付し、その説明を省略
する。

開閉ロッドＩの下部を切離して下部ロッド４４ｍとし、
その切離し端に膨大部４４ｂを設けると共に。

少し上方に制限板８を取付ける。下部ロッド４４ｍの上
端番とはスプリングケース謁の下端が接続される。この
スプリングケース謁は上部が開放され。

開放端番こ内方フランジ部５６１が設けられる。上記開
閉ロッド祠の下端部をスプリングケース謁内に挿入し、
伸縮スプリング５を内方フランジ部５６ｍと膨大部４４
ｂとの間に弾装する。この伸縮スプリングめの弾力で開
閉ロッド躬と下部ロッド４４ｍの相対位置が縮小し、ス
プリングケース謁上端と制限板−が接して最小に縮まる
。このときのスプリング５の蓄力をパンタグラフ４の重
さを越える力化設定する。こうして開閉ロッド必と下部
ロッド４４ｍは一体的に結合される。

パンタグラフ４の開閉時にはこのスプリングケース聞は
開閉ロッド４４（４４ａ）と共に降下、上昇するが、パ
ンタグラフ４の全開位置において、スプリングケース謁
の下端に当接するストッパ絽を昇降ハウジング３に取付
ける。ストッパ簡の上面には皿ばね５７を介装する。ま
たストッパ詔はねじ５９とロックナラ）５９ｍで上乍位
置を調整可能に取付けられている。

以上のよう化構成し、欠番ζ作用を述べる。

パンタグラフ開時には駆動モータ柘を回転させて開閉ロ
ッドＩを降下し、スプリングケース謁の下部がストッパ
絽に当接し、開閉機構団のトルク検出器４７で荷重切り
を行う。この場合皿ばね５７が緩衝し衝撃的な荷重増加
を伴わず荷重切りをすることができる。この状態での燃
料交換において、燃料の引抜きには数トンの荷重が下部
ロッド４４ｍに働くが、スプリングケース（資）の下端
がストッパ錦上に承持されてその荷重を受持ち、スプリ
ング５５化影響はない。

逆番こ燃料挿入のときは、下部ロッド４４ａ　Ｊこ下か
ら突上げられる力が作用するが、スプリングケース謁の
上端が制限板８に当接して荷重を受持つ。

従って伸縮スプリング５は燃料の挿入、引抜き力を負担
する必要がなく、パンタグラフの自重に耐えるだけの強
さを蓄勢できればよいので、比較的コンパクトなスプリ
ングケースで構成できる。

次にパンタグラフの折畳み時について説明すると、駆動
モータ４５の逆転により開閉ロッド４４　（４４ｍ）を
上昇し、パンタグラフ４が折畳まれて昇降ハウジング３
に完全ｌこ収納されてその一部に当接する。

ここで荷重が上昇するのでこれを開閉機構間のトルク検
出器４７で検出し、荷重切りを行う。この場合もスプリ
ングｉが緩衝し、衝撃的な荷重増加はない。またこの場
合位置検出器ωと併用して制御すれば、信頼性が向上す
る。

折畳んだ後昇降ハウジング３をキャスクケーシング８内
に収納し、そこでアーム４１．折畳みリンク４２．開閉
ロッドＩなどが冷やされて収縮してもその収縮分はすべ
て伸性スプリング５５を圧縮して吸収するので、過大な
熱収縮力がパンタグラフ開閉機構＆や開閉ロッドＩなど
に印加されることがない。

発明の効果 以上の通り本発明に係る原子炉の燃料交換装置は、パン
タグラフを開閉操作する開閉ロッドの途中に常時はパン
タグラフを開閉するのに必要な刀身上の蓄力で圧縮して
いる伸縮部を挿入し、かつパンタグラフ全開位置でこの
伸縮部の下端を受は止めるストッパを設けたもので、伸
縮部のスプリング力を大きくすることなく熱収縮および
燃料の引抜き挿入に対処でき、温度条件に関係なく荷重
切りによって完全にパンタグラフを昇降ハウジング内に
収納することを可能とし、キャスクケーシング内収納後
に若干パンタグラフを開く操作も必要なく、堆扱いが容
易で信頼性高く、コンパクトな装置とすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は高速増殖型原子炉の燃料交換装置の従来構造を
示す縦断面図、第２図はパンタグラフ開閉機構の構成概
念図、第３図は本発明燃料交換装置の１実施態様を示す
要部の縦断面図である。 ｌ・・・回転プラグ、２・・・回転ハウジング、３・・
・昇降ハウジング、４・・・パンタグラフ、５・・・グ
リッパ機構、６・・・駆動部、８・・・キャスクケーシ
ング、１１・・・巻上げ装置、１７　、１８・・・ドア
バルブ、４１・・・アーム。 ４２・・・折畳みリンク、４３・・・昇降子、４４・・
・開閉ロンド。 ４７・・・トルク検出器、５３・・パンタグラフ開閉機
構。 ８・・・制限板、５５・・・スプリング、５６・・・ス
プリングケース、５７・・・皿ばね、５８・・・ストッ
パ。 出原人代理人　　　猪　　股　　　　　清Ｊ　２　Ｍ 躬３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原子炉容器上部に設けた回転プラグに回転自在に軸
   装した回転ハウジングと、この中を昇降する昇降ハウジ
   ングと、昇降ハウジングの下部番と装備したグリッパ付
   きパンタグラフと、昇降ハウジングの上部に設置され、
   グリッパおよびパンタグラフの開閉機構を収納する駆動
   部とからなり、上記パンタグラフとパンタグラフ開閉機
   構とを連結する開閉ロンドの一部に、所定のばね力で縮
   小している伸縮部を介装すると共に、パンタグラフの開
   動作時に開閉ロンドと共に降下する伸縮部の下端を受止
   めるようにした調整可能なストッパを昇降ハウジングに
   設置したことを特徴とする原子炉の燃料交換装置。 ２、伸縮部とストッパとの関または開閉ロッドと伸縮部
   との間にクッション用皿ばねを介在させたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の高速増殖型原子炉の燃
   料交換装置。