JP2001108782A - 原子炉用制御棒集合体の装荷方法および回転装置 - Google Patents
原子炉用制御棒集合体の装荷方法および回転装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 原子炉運転中における制御棒の摩耗の進行を
緩和し、もって、原子炉用制御棒集合体の長寿命化を図
ること。 【解決手段】 中性子を吸収する物質が収納された長尺
状の複数の制御棒３を結束してなる結束体の結束方向断
面の中心を通る軸方向の軸線９を回転軸９として、１／
４回転対称となるように複数の制御棒３を配置した原子
炉用制御棒集合体１を、原子炉の炉心に装荷し、炉心を
所定の期間運転した後に炉心から取り出すとともに、回
転軸９を中心として１／４回転させることにより、炉心
に装荷されていた状態から１／４回転した状態で再び炉
心に装荷すること。
緩和し、もって、原子炉用制御棒集合体の長寿命化を図
ること。 【解決手段】 中性子を吸収する物質が収納された長尺
状の複数の制御棒３を結束してなる結束体の結束方向断
面の中心を通る軸方向の軸線９を回転軸９として、１／
４回転対称となるように複数の制御棒３を配置した原子
炉用制御棒集合体１を、原子炉の炉心に装荷し、炉心を
所定の期間運転した後に炉心から取り出すとともに、回
転軸９を中心として１／４回転させることにより、炉心
に装荷されていた状態から１／４回転した状態で再び炉
心に装荷すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉用制御棒集
合体の装荷方法および回転装置に係り、更に詳しくは、
原子炉用制御棒集合体の原子炉運転中における摩耗対策
を講じた原子炉用制御棒集合体の装荷方法および回転装
置に関するものである。
合体の装荷方法および回転装置に係り、更に詳しくは、
原子炉用制御棒集合体の原子炉運転中における摩耗対策
を講じた原子炉用制御棒集合体の装荷方法および回転装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、加圧水型原子炉に用いられてい
る原子炉用制御棒集合体の構成例を示す正面図である。
る原子炉用制御棒集合体の構成例を示す正面図である。
【０００３】図５は、制御棒の構成例を示す正面断面図
（ａ）、およびＡ−Ａ線に沿った断面図（ｂ）である。
（ａ）、およびＡ−Ａ線に沿った断面図（ｂ）である。
【０００４】また、図６は、加圧水型原子炉に用いられ
ている燃料集合体の構成例を示す斜視図である。
ている燃料集合体の構成例を示す斜視図である。
【０００５】すなわち、加圧水型原子炉（以下「ＰＷ
Ｒ」と称する）において用いられている原子炉用制御棒
集合体（以下「ＲＣＣ」と称する）１は、スパイダー２
に複数本の制御棒３を、その中心軸９を回転軸として１
／４回転対称になるように配置して吊設することにより
構成している。このため、ＲＣＣ１を、中心軸９を中心
にして１／４回転（９０°回転）した場合においても、
断面の形状は同じである。
Ｒ」と称する）において用いられている原子炉用制御棒
集合体（以下「ＲＣＣ」と称する）１は、スパイダー２
に複数本の制御棒３を、その中心軸９を回転軸として１
／４回転対称になるように配置して吊設することにより
構成している。このため、ＲＣＣ１を、中心軸９を中心
にして１／４回転（９０°回転）した場合においても、
断面の形状は同じである。
【０００６】制御棒３は、その両端が上部端栓７および
下部端栓８で封入されたステンレス鋼製の被覆管６を備
え、この被覆管６内にバネ５で押圧された中性子吸収材
４を収納している。
下部端栓８で封入されたステンレス鋼製の被覆管６を備
え、この被覆管６内にバネ５で押圧された中性子吸収材
４を収納している。
【０００７】このようなＲＣＣ１の制御棒３を、原子炉
に装荷されている燃料集合体１０内の制御棒案内シンブ
ル１１に挿入することによって、炉心に負の反応度を投
入する。制御棒案内シンブル１１は、制御棒３が挿入で
きるような中空管からなる。
に装荷されている燃料集合体１０内の制御棒案内シンブ
ル１１に挿入することによって、炉心に負の反応度を投
入する。制御棒案内シンブル１１は、制御棒３が挿入で
きるような中空管からなる。
【０００８】一方、このように制御棒案内シンブル１１
に挿入されている制御棒３を、制御棒案内シンブル１１
から引き抜くことによって、炉心に正の反応度を投入す
る。このように、ＰＷＲでは、ＲＣＣ１の挿入引抜によ
って炉心の反応度を制御している。
に挿入されている制御棒３を、制御棒案内シンブル１１
から引き抜くことによって、炉心に正の反応度を投入す
る。このように、ＰＷＲでは、ＲＣＣ１の挿入引抜によ
って炉心の反応度を制御している。
【０００９】ＲＣＣ１の挿入または引抜は、後述する制
御棒駆動装置が、スパイダー２を駆動することによって
行われる。
御棒駆動装置が、スパイダー２を駆動することによって
行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＲＣＣ１では、以下のような問題がある。
うな従来のＲＣＣ１では、以下のような問題がある。
【００１１】図７は、制御棒駆動機構から燃料集合体へ
制御棒が挿入される状態を示す模式図である。
制御棒が挿入される状態を示す模式図である。
【００１２】制御棒３は、原子炉運転中に、燃料集合体
１０内の制御棒案内シンブル１１に挿入されると、制御
棒３が振動し、制御棒案内シンブル１１との接触により
先端部に摩耗が生じる恐れがある。
１０内の制御棒案内シンブル１１に挿入されると、制御
棒３が振動し、制御棒案内シンブル１１との接触により
先端部に摩耗が生じる恐れがある。
【００１３】この摩耗が生じる原因としては、ＲＣＣ１
を制御棒駆動装置１４により駆動するためのガイドの役
目を果たす制御棒案内管（以下「Ｇ／Ｔ」と称する）１
５と上部炉心板（以下「ＵＣＰ」と称する）１６とのギ
ャップ１７に冷却材１９が横方向に流れ、この横方向に
流れる冷却材１９により制御棒３が振動し、その影響に
より制御棒３の先端部付近が制御棒案内シンブル１１の
内側と干渉して摩擦が生じることが考えられる。
を制御棒駆動装置１４により駆動するためのガイドの役
目を果たす制御棒案内管（以下「Ｇ／Ｔ」と称する）１
５と上部炉心板（以下「ＵＣＰ」と称する）１６とのギ
ャップ１７に冷却材１９が横方向に流れ、この横方向に
流れる冷却材１９により制御棒３が振動し、その影響に
より制御棒３の先端部付近が制御棒案内シンブル１１の
内側と干渉して摩擦が生じることが考えられる。
【００１４】この場合、特にＧ／Ｔ１５とＵＣＰ１６と
を支持している２本の支持ピン１８の取付位置付近に位
置する制御棒３に比べて、支持ピン１８の無い側に位置
する制御棒３の摩耗が進行する傾向にある。
を支持している２本の支持ピン１８の取付位置付近に位
置する制御棒３に比べて、支持ピン１８の無い側に位置
する制御棒３の摩耗が進行する傾向にある。
【００１５】これは、Ｇ／Ｔ１５とＵＣＰ１６とのギャ
ップ１７に流れる冷却材１９の流れが支持ピン１８によ
って妨げられるため、支持ピン１８の有る側に摩擦発生
が少なく、一方、支持ピン１８の無い側には冷却材１９
の流れが妨げられる事が無いため、摩擦発生が多くなる
ことによるものである。
ップ１７に流れる冷却材１９の流れが支持ピン１８によ
って妨げられるため、支持ピン１８の有る側に摩擦発生
が少なく、一方、支持ピン１８の無い側には冷却材１９
の流れが妨げられる事が無いため、摩擦発生が多くなる
ことによるものである。
【００１６】支持ピン１８の無い側に位置する制御棒３
の摩耗は、先端部のみならず、被覆管６の下端部の範囲
まで摩耗が進展して行くと考えられ、ついには貫通摩耗
となり、制御棒３としての機能に支障をもたらすため
に、ＲＣＣ１を交換しなければならず、ＲＣＣ１の寿命
が短縮化されるという問題がある。
の摩耗は、先端部のみならず、被覆管６の下端部の範囲
まで摩耗が進展して行くと考えられ、ついには貫通摩耗
となり、制御棒３としての機能に支障をもたらすため
に、ＲＣＣ１を交換しなければならず、ＲＣＣ１の寿命
が短縮化されるという問題がある。
【００１７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、原子炉運転中における制御棒の摩耗の進行
を緩和し、もって、原子炉用制御棒集合体の長寿命化を
図ることが可能な原子炉用制御棒集合体の装荷方法およ
び回転装置を提供することを目的とする。
ものであり、原子炉運転中における制御棒の摩耗の進行
を緩和し、もって、原子炉用制御棒集合体の長寿命化を
図ることが可能な原子炉用制御棒集合体の装荷方法およ
び回転装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、以下のような手段を講じる。
めに、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１９】すなわち、請求項１の発明では、中性子を
吸収する物質が収納された長尺状の複数の制御棒を結束
してなる結束体の結束方向断面の中心を通る軸方向の軸
線を回転軸として、１／４回転対称となるように複数の
制御棒を配置した原子炉用制御棒集合体を、原子炉の炉
心に装荷し、炉心を所定の期間運転した後に炉心から取
り出すとともに、回転軸を中心として１／４回転させる
ことにより、炉心に装荷されていた状態から１／４回転
した状態で再び炉心に装荷する。
吸収する物質が収納された長尺状の複数の制御棒を結束
してなる結束体の結束方向断面の中心を通る軸方向の軸
線を回転軸として、１／４回転対称となるように複数の
制御棒を配置した原子炉用制御棒集合体を、原子炉の炉
心に装荷し、炉心を所定の期間運転した後に炉心から取
り出すとともに、回転軸を中心として１／４回転させる
ことにより、炉心に装荷されていた状態から１／４回転
した状態で再び炉心に装荷する。
【００２０】請求項２の発明では、中性子を吸収する物
質が収納された長尺状の複数の制御棒を結束してなる結
束体の結束方向断面の中心を通る軸方向の軸線を回転軸
として、１／４回転対称となるように複数の制御棒を配
置した原子炉用制御棒集合体を収納する収納手段と、原
子炉用制御棒集合体を、第１の所定の収納場所から取り
出し収納手段まで移送して、当該収納手段に収納すると
ともに、収納手段に収納されている原子炉用制御棒集合
体を取り出し第２の所定の収納場所まで移送して、当該
第２の所定の収納場所に収納する取出移送手段と、収納
手段に原子炉用制御棒集合体を収納した後の取出移送手
段を、軸線を回転軸として、所定の方向に１／４回転さ
せるとともに、収納手段から原子炉用制御棒集合体を取
り出した後の取出移送手段を、軸線を回転軸として、所
定の方向と逆の方向に１／４回転させる回転手段とを備
える。
質が収納された長尺状の複数の制御棒を結束してなる結
束体の結束方向断面の中心を通る軸方向の軸線を回転軸
として、１／４回転対称となるように複数の制御棒を配
置した原子炉用制御棒集合体を収納する収納手段と、原
子炉用制御棒集合体を、第１の所定の収納場所から取り
出し収納手段まで移送して、当該収納手段に収納すると
ともに、収納手段に収納されている原子炉用制御棒集合
体を取り出し第２の所定の収納場所まで移送して、当該
第２の所定の収納場所に収納する取出移送手段と、収納
手段に原子炉用制御棒集合体を収納した後の取出移送手
段を、軸線を回転軸として、所定の方向に１／４回転さ
せるとともに、収納手段から原子炉用制御棒集合体を取
り出した後の取出移送手段を、軸線を回転軸として、所
定の方向と逆の方向に１／４回転させる回転手段とを備
える。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。
いて図面を参照しながら説明する。
【００２２】なお、以下の各実施の形態の説明に用いる
図中の符号は、図４から図７と同一部分については同一
符号を付して示すことにする。
図中の符号は、図４から図７と同一部分については同一
符号を付して示すことにする。
【００２３】本発明の実施の形態を図１から図３を用い
て説明する。
て説明する。
【００２４】図１は、本発明の実施の形態に係る原子炉
用制御棒集合体の装荷方法を実現するための回転装置の
全体構成例を示す斜視図である。
用制御棒集合体の装荷方法を実現するための回転装置の
全体構成例を示す斜視図である。
【００２５】すなわち、本発明の実施の形態に係る原子
炉用制御棒集合体の回転装置は、ＲＣＣ取出移送装置２
０と、ＲＣＣ取出移送装置回転装置２１と、ＲＣＣ収納
容器２２とを備えている。
炉用制御棒集合体の回転装置は、ＲＣＣ取出移送装置２
０と、ＲＣＣ取出移送装置回転装置２１と、ＲＣＣ収納
容器２２とを備えている。
【００２６】ＲＣＣ取出移送装置２０は、炉心から取出
されて、所定の収納場所に収納されているＲＣＣ１を吊
り上げ、ＲＣＣ収納容器２２まで移送し、このＲＣＣ１
をＲＣＣ収納容器２２に吊り下げ、収納する。
されて、所定の収納場所に収納されているＲＣＣ１を吊
り上げ、ＲＣＣ収納容器２２まで移送し、このＲＣＣ１
をＲＣＣ収納容器２２に吊り下げ、収納する。
【００２７】ＲＣＣ取出移送装置２０は、このようにし
てＲＣＣ１を、ＲＣＣ収納容器２２に収納すると、後述
するＲＣＣ取出移送装置回転装置２１によって水平断面
の中心を通る軸方向の軸線を回転軸として、すなわち図
１に示す方向に沿って１／４回転（９０°回転）され
るようにしている。そして、この後に、ＲＣＣ収納容器
２２に収納されているＲＣＣ１を、再び吊り上げる。
てＲＣＣ１を、ＲＣＣ収納容器２２に収納すると、後述
するＲＣＣ取出移送装置回転装置２１によって水平断面
の中心を通る軸方向の軸線を回転軸として、すなわち図
１に示す方向に沿って１／４回転（９０°回転）され
るようにしている。そして、この後に、ＲＣＣ収納容器
２２に収納されているＲＣＣ１を、再び吊り上げる。
【００２８】ＲＣＣ取出移送装置２０は、この状態で再
びＲＣＣ取出移送装置回転装置２１によって、今度は、
先に回転された方向とは逆方向、すなわち図１に示す方
向に沿って１／４回転（９０°回転）されるようにし
ている。ＲＣＣ取出移送装置２０は、下部の対角上の２
箇所に突起物３０を備えており、これを観察することに
より、回転状態および回転方向を確認できるようにして
いる。
びＲＣＣ取出移送装置回転装置２１によって、今度は、
先に回転された方向とは逆方向、すなわち図１に示す方
向に沿って１／４回転（９０°回転）されるようにし
ている。ＲＣＣ取出移送装置２０は、下部の対角上の２
箇所に突起物３０を備えており、これを観察することに
より、回転状態および回転方向を確認できるようにして
いる。
【００２９】ＲＣＣ取出移送装置２０は、この後に、Ｒ
ＣＣ１を、所定の燃料集合体１０の制御棒案内シンブル
１１に、制御棒３が挿入するように吊り下げる。
ＣＣ１を、所定の燃料集合体１０の制御棒案内シンブル
１１に、制御棒３が挿入するように吊り下げる。
【００３０】このようにして、制御棒案内シンブル１１
に制御棒３を挿入された燃料集合体１０は、図示しない
燃料交換装置によって炉心内の所定の場所に装荷され
る。
に制御棒３を挿入された燃料集合体１０は、図示しない
燃料交換装置によって炉心内の所定の場所に装荷され
る。
【００３１】ＲＣＣ取出移送装置回転装置２１は、ＲＣ
Ｃ取出移送装置２０を、ＲＣＣ取出移送装置２０の水平
断面の中心を通る軸方向の軸線を回転軸として１／４回
転（９０°回転）する。すなわち、ＲＣＣ収納容器２２
にＲＣＣ１を収納した後のＲＣＣ取出移送装置２０を、
図１に示す方向に沿って１／４回転（９０°回転）す
る。その後、ＲＣＣ収納容器２２から原子炉用制御棒集
合体１を吊り上げたＲＣＣ取出移送装置２０を、逆の方
向、すなわち図１に示す方向に沿って１／４回転（９
０°回転）する。
Ｃ取出移送装置２０を、ＲＣＣ取出移送装置２０の水平
断面の中心を通る軸方向の軸線を回転軸として１／４回
転（９０°回転）する。すなわち、ＲＣＣ収納容器２２
にＲＣＣ１を収納した後のＲＣＣ取出移送装置２０を、
図１に示す方向に沿って１／４回転（９０°回転）す
る。その後、ＲＣＣ収納容器２２から原子炉用制御棒集
合体１を吊り上げたＲＣＣ取出移送装置２０を、逆の方
向、すなわち図１に示す方向に沿って１／４回転（９
０°回転）する。
【００３２】ＲＣＣ収納容器２２は、ＲＣＣ１を収納す
る長尺状の容器であり、ＰＷＲプラントの既存の使用済
燃料ラックでも適用可能としている。更に、ＲＣＣ収納
容器２２は、上部にＲＣＣ回転用治具２３を備えてい
る。
る長尺状の容器であり、ＰＷＲプラントの既存の使用済
燃料ラックでも適用可能としている。更に、ＲＣＣ収納
容器２２は、上部にＲＣＣ回転用治具２３を備えてい
る。
【００３３】このＲＣＣ回転用治具２３は、ＲＣＣ収納
容器２２の上部に脱着可能な構成としており、案内口３
２と、この案内口の４辺を囲むように設けられた４箇所
の挿入ガイド３３とを備えている。そして、ＲＣＣ取出
移送装置２０から吊り下げられたＲＣＣ１が、この挿入
ガイド３３によって案内口３２に導かれ、ＲＣＣ収納容
器２２に適切に挿入されるようにしている。
容器２２の上部に脱着可能な構成としており、案内口３
２と、この案内口の４辺を囲むように設けられた４箇所
の挿入ガイド３３とを備えている。そして、ＲＣＣ取出
移送装置２０から吊り下げられたＲＣＣ１が、この挿入
ガイド３３によって案内口３２に導かれ、ＲＣＣ収納容
器２２に適切に挿入されるようにしている。
【００３４】次に、以上のように構成した本発明の実施
の形態に係る原子炉用制御棒集合体の回転装置を適用し
た装荷方法について説明する。
の形態に係る原子炉用制御棒集合体の回転装置を適用し
た装荷方法について説明する。
【００３５】図２は、本発明の実施の形態に係る原子炉
用制御棒集合体の装荷方法を示す模式図である。
用制御棒集合体の装荷方法を示す模式図である。
【００３６】先ず、ＲＣＣ１は、原子炉の運転サイクル
終了後に、既存の原子炉制御棒集合体交換機によって炉
心から取り出され、所定の収納場所に収納される。ここ
では、炉心から取り出されたＲＣＣ１は、既存の燃料ラ
ック４０に収納される。
終了後に、既存の原子炉制御棒集合体交換機によって炉
心から取り出され、所定の収納場所に収納される。ここ
では、炉心から取り出されたＲＣＣ１は、既存の燃料ラ
ック４０に収納される。
【００３７】このように、既存の燃料ラック４０に収納
されたＲＣＣ１は、ＲＣＣ取出移送装置２０によって吊
り上げられる（ステップ１）とともに、ＲＣＣ収納容器
２２の上まで移送される（ステップ２）。
されたＲＣＣ１は、ＲＣＣ取出移送装置２０によって吊
り上げられる（ステップ１）とともに、ＲＣＣ収納容器
２２の上まで移送される（ステップ２）。
【００３８】そして、ＲＣＣ１は、ＲＣＣ収納容器２２
の上から、ＲＣＣ取出移送装置２０によって吊り下げら
れ、ＲＣＣ収納容器２２に収納される（ステップ３）。
このとき、ＲＣＣ１は、ＲＣＣ回転用治具２３に備えら
れた挿入ガイド３３に沿って吊り下げられることによっ
て、案内口３２に導かれ、更に、ＲＣＣ収納容器２２に
スムーズに挿入される。
の上から、ＲＣＣ取出移送装置２０によって吊り下げら
れ、ＲＣＣ収納容器２２に収納される（ステップ３）。
このとき、ＲＣＣ１は、ＲＣＣ回転用治具２３に備えら
れた挿入ガイド３３に沿って吊り下げられることによっ
て、案内口３２に導かれ、更に、ＲＣＣ収納容器２２に
スムーズに挿入される。
【００３９】ＲＣＣ取出移送装置２０は、このようにし
てＲＣＣ１をＲＣＣ収納容器２２に収納すると、ＲＣＣ
取出移送装置回転装置２１によって水平断面の中心を通
る軸方向の軸線を回転軸として、図２に示す方向に沿
って１／４回転（９０°回転）される（ステップ４）。
この回転状態および回転方向は、ＲＣＣ取出移送装置２
０の突起物３０を観察することによって確認される。
てＲＣＣ１をＲＣＣ収納容器２２に収納すると、ＲＣＣ
取出移送装置回転装置２１によって水平断面の中心を通
る軸方向の軸線を回転軸として、図２に示す方向に沿
って１／４回転（９０°回転）される（ステップ４）。
この回転状態および回転方向は、ＲＣＣ取出移送装置２
０の突起物３０を観察することによって確認される。
【００４０】次に、ＲＣＣ収納容器２２に収納されてい
るＲＣＣ１は、このように１／４回転されたＲＣＣ取出
移送装置２０によって、ＲＣＣ収納容器２２から吊り上
げられる（ステップ５）。
るＲＣＣ１は、このように１／４回転されたＲＣＣ取出
移送装置２０によって、ＲＣＣ収納容器２２から吊り上
げられる（ステップ５）。
【００４１】ＲＣＣ取出移送装置２０は、このようにＲ
ＣＣ１を吊り上げた状態で、ＲＣＣ取出移送装置回転装
置２１によって、今度は、ステップ４とは逆方向に、す
なわち図２に示す方向に沿って１／４回転（９０°回
転）される（ステップ６）。これによって、ＲＣＣ取出
移送装置２０は、ステップ４にて回転される前の通常の
状態、すなわち回転していない状態に戻される。一方、
ＲＣＣ取出移送装置２０に吊り下げられているＲＣＣ１
は、直前の運転サイクルで炉心に装荷されていた状態か
ら、方向に沿って１／４回転（９０°回転）した状態
でＲＣＣ取出移送装置２０に保持された状態となる。な
お、この回転状態および回転方向も、ＲＣＣ取出移送装
置２０の突起物３０を観察することによって確認され
る。
ＣＣ１を吊り上げた状態で、ＲＣＣ取出移送装置回転装
置２１によって、今度は、ステップ４とは逆方向に、す
なわち図２に示す方向に沿って１／４回転（９０°回
転）される（ステップ６）。これによって、ＲＣＣ取出
移送装置２０は、ステップ４にて回転される前の通常の
状態、すなわち回転していない状態に戻される。一方、
ＲＣＣ取出移送装置２０に吊り下げられているＲＣＣ１
は、直前の運転サイクルで炉心に装荷されていた状態か
ら、方向に沿って１／４回転（９０°回転）した状態
でＲＣＣ取出移送装置２０に保持された状態となる。な
お、この回転状態および回転方向も、ＲＣＣ取出移送装
置２０の突起物３０を観察することによって確認され
る。
【００４２】前述したステップ６におけるＲＣＣ取出移
送装置２０の方向に沿った１／４回転が完了すると、
ＲＣＣ１は、ＲＣＣ取出移送装置２０によって、所定の
燃料集合体１０が収納されている燃料ラック４０に移送
され、この燃料集合体１０の制御棒案内シンブル１１
に、制御棒３が挿入するように吊り下げられる（ステッ
プ７）。ＲＣＣ１は、その水平断面の中心を通る軸方向
の軸線を回転軸として、１／４回転対称となるように制
御棒３を配置しており、制御棒案内シンブル１１も、制
御棒３の配置に合わせて設けられていることから、ＲＣ
Ｃ１は、１／４回転（９０°回転）した状態において
も、燃料集合体１０の制御棒案内シンブル１１への挿入
が可能である。
送装置２０の方向に沿った１／４回転が完了すると、
ＲＣＣ１は、ＲＣＣ取出移送装置２０によって、所定の
燃料集合体１０が収納されている燃料ラック４０に移送
され、この燃料集合体１０の制御棒案内シンブル１１
に、制御棒３が挿入するように吊り下げられる（ステッ
プ７）。ＲＣＣ１は、その水平断面の中心を通る軸方向
の軸線を回転軸として、１／４回転対称となるように制
御棒３を配置しており、制御棒案内シンブル１１も、制
御棒３の配置に合わせて設けられていることから、ＲＣ
Ｃ１は、１／４回転（９０°回転）した状態において
も、燃料集合体１０の制御棒案内シンブル１１への挿入
が可能である。
【００４３】この後、制御棒案内シンブル１１に制御棒
３を挿入された燃料集合体１０が、図示しない燃料交換
装置によって炉心内の所定の場所に装荷されることによ
って、ＲＣＣ１は、直前の運転サイクルにて炉心に装荷
されていた状態から、１／４回転（９０°回転）した状
態で装荷される。
３を挿入された燃料集合体１０が、図示しない燃料交換
装置によって炉心内の所定の場所に装荷されることによ
って、ＲＣＣ１は、直前の運転サイクルにて炉心に装荷
されていた状態から、１／４回転（９０°回転）した状
態で装荷される。
【００４４】これによって、直前の運転サイクルにおい
て、支持ピン１８の無い側に位置しており、その先端の
摩耗が促進された制御棒３が、支持ピン１８の有る側に
位置することになるために、冷却材１９の横流れが妨げ
られる。その結果、被覆管６の摩耗が抑制されるように
なる。
て、支持ピン１８の無い側に位置しており、その先端の
摩耗が促進された制御棒３が、支持ピン１８の有る側に
位置することになるために、冷却材１９の横流れが妨げ
られる。その結果、被覆管６の摩耗が抑制されるように
なる。
【００４５】図３は、本発明の実施の形態に係る原子炉
用制御棒集合体の装荷方法によって実現されるＲＣＣの
摩耗進行度を示す模式図であり、縦軸は被覆管の摩耗深
さ、横軸は原子炉内における制御棒の滞在時間をそれぞ
れ示している。
用制御棒集合体の装荷方法によって実現されるＲＣＣの
摩耗進行度を示す模式図であり、縦軸は被覆管の摩耗深
さ、横軸は原子炉内における制御棒の滞在時間をそれぞ
れ示している。
【００４６】図３に示す曲線Ａは、はじめに支持ピン１
８の無い側に配置され、途中から支持ピン１８の有る側
に配置されたる制御棒３の被覆管６の摩耗進行量を示す
曲線である。一方、曲線Ｂは、はじめに支持ピン１８の
有る側に配置され、途中から支持ピン１８の無い側に配
置された制御棒３の被覆管６の摩耗進行量を示す曲線で
ある。
８の無い側に配置され、途中から支持ピン１８の有る側
に配置されたる制御棒３の被覆管６の摩耗進行量を示す
曲線である。一方、曲線Ｂは、はじめに支持ピン１８の
有る側に配置され、途中から支持ピン１８の無い側に配
置された制御棒３の被覆管６の摩耗進行量を示す曲線で
ある。
【００４７】許容摩耗量Ｆは、制御棒３の被覆管６の摩
耗量の許容限界を示すものであり、ＲＣＣ１のいずれか
の制御棒３の被覆管６がこの許容摩耗量Ｆに至る前に、
このＲＣＣ１を交換する必要がある。
耗量の許容限界を示すものであり、ＲＣＣ１のいずれか
の制御棒３の被覆管６がこの許容摩耗量Ｆに至る前に、
このＲＣＣ１を交換する必要がある。
【００４８】仮に、ＲＣＣ１の１／４回転を行なわず
に、原子炉の運転を継続して行くと、曲線Ａに示すとお
り、原子炉滞在時間Ｄにおいて、支持ピン１８の無い側
に位置している制御棒３の被覆管６の摩耗進行量が許容
摩耗量Ｆに達してしまう。
に、原子炉の運転を継続して行くと、曲線Ａに示すとお
り、原子炉滞在時間Ｄにおいて、支持ピン１８の無い側
に位置している制御棒３の被覆管６の摩耗進行量が許容
摩耗量Ｆに達してしまう。
【００４９】しかしながら、原子炉滞在時間Ｃにおい
て、ＲＣＣ１の１／４回転を行ない、しかる後にＲＣＣ
１を再装荷すると、曲線Ａに示すように、支持ピン１８
の無い側に位置していた制御棒３が、１／４回転後は支
持ピン１８の有る側に位置することになるので、被覆管
６の摩耗進行の割合が鈍化される。その結果、ＲＣＣ１
において摩耗が最も進行している制御棒３の被覆管６の
摩耗量が許容摩耗量Ｆに達するまでの時間が、滞在時間
Ｄから滞在時間Ｅまで延長される。
て、ＲＣＣ１の１／４回転を行ない、しかる後にＲＣＣ
１を再装荷すると、曲線Ａに示すように、支持ピン１８
の無い側に位置していた制御棒３が、１／４回転後は支
持ピン１８の有る側に位置することになるので、被覆管
６の摩耗進行の割合が鈍化される。その結果、ＲＣＣ１
において摩耗が最も進行している制御棒３の被覆管６の
摩耗量が許容摩耗量Ｆに達するまでの時間が、滞在時間
Ｄから滞在時間Ｅまで延長される。
【００５０】一方、曲線Ｂに示すように、支持ピン１８
の有る側に位置していた制御棒３が、１／４回転後は支
持ピン１８の無い側に位置することになるので、摩耗進
行の割合が速くなる。
の有る側に位置していた制御棒３が、１／４回転後は支
持ピン１８の無い側に位置することになるので、摩耗進
行の割合が速くなる。
【００５１】なお、請求項でいう収納手段、取出移送手
段、回転手段は、本発明の実施の形態においてＲＣＣ収
納容器２２、ＲＣＣ取出移送装置２０、ＲＣＣ取出移送
装置回転装置２１にそれぞれ相当する。また、請求項で
いう第１および第２の所定の収納場所とは、燃料ラック
４０に相当する。
段、回転手段は、本発明の実施の形態においてＲＣＣ収
納容器２２、ＲＣＣ取出移送装置２０、ＲＣＣ取出移送
装置回転装置２１にそれぞれ相当する。また、請求項で
いう第１および第２の所定の収納場所とは、燃料ラック
４０に相当する。
【００５２】上述したように、本発明の実施の形態に係
る原子炉用制御棒集合体の回転装置を適用した装荷方法
においては、ＲＣＣ１を適切な時期に原子炉の炉心から
取り出し、１／４回転した後に再び炉心に装荷すること
により、原子炉の運転中に支持ピン１８の無い側の制御
棒３に集中していた摩耗を、他の制御棒３に分散させる
ことができる。
る原子炉用制御棒集合体の回転装置を適用した装荷方法
においては、ＲＣＣ１を適切な時期に原子炉の炉心から
取り出し、１／４回転した後に再び炉心に装荷すること
により、原子炉の運転中に支持ピン１８の無い側の制御
棒３に集中していた摩耗を、他の制御棒３に分散させる
ことができる。
【００５３】すなわち、原子炉の運転中におけるＲＣＣ
１の最大摩耗の進行が抑制されるので、ＲＣＣ１の長寿
命化を図ることが可能となる。
１の最大摩耗の進行が抑制されるので、ＲＣＣ１の長寿
命化を図ることが可能となる。
【００５４】なお、ＲＣＣ１の構造は、もともと１／４
回転対称であるので、ハード的な改造等を行なうことな
く、１／４回転して再装荷することは可能である。
回転対称であるので、ハード的な改造等を行なうことな
く、１／４回転して再装荷することは可能である。
【００５５】また、ＰＷＲの燃料集合体１０は、炉心内
で互いに等間隔で規則的に配置され、燃料濃縮度の分布
も一様である。したがって、核的な特性も、燃料集合体
１０の断面中心を通る軸方向の軸線を回転軸とした１／
４回転対称となるので、１／４回転したＲＣＣ１を用い
ても核的な影響を受けることもない。
で互いに等間隔で規則的に配置され、燃料濃縮度の分布
も一様である。したがって、核的な特性も、燃料集合体
１０の断面中心を通る軸方向の軸線を回転軸とした１／
４回転対称となるので、１／４回転したＲＣＣ１を用い
ても核的な影響を受けることもない。
【００５６】以上、本発明の好適な実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。
て、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の原子炉用
制御棒集合体の装荷方法および回転装置によれば、ＲＣ
Ｃ１を適切な時期に原子炉の炉心から取り出し、１／４
回転した後に再び炉心に装荷するようにしているので、
原子炉運転中における制御棒の摩耗の進行を緩和するこ
とができる。これによって、原子炉用制御棒集合体の長
寿命化を図ることが可能となる。
制御棒集合体の装荷方法および回転装置によれば、ＲＣ
Ｃ１を適切な時期に原子炉の炉心から取り出し、１／４
回転した後に再び炉心に装荷するようにしているので、
原子炉運転中における制御棒の摩耗の進行を緩和するこ
とができる。これによって、原子炉用制御棒集合体の長
寿命化を図ることが可能となる。
【図１】本発明の実施の形態に係る原子炉用制御棒集合
体の装荷方法を実現するための回転装置の全体構成例を
示す斜視図。
体の装荷方法を実現するための回転装置の全体構成例を
示す斜視図。
【図２】同実施の形態に係る原子炉用制御棒集合体の装
荷方法を説明するための模式図。
荷方法を説明するための模式図。
【図３】同実施の形態に係る原子炉用制御棒集合体の装
荷方法によって実現されるＲＣＣの摩耗進行度を示す模
式図。
荷方法によって実現されるＲＣＣの摩耗進行度を示す模
式図。
【図４】加圧水型原子炉に用いられている原子炉用制御
棒集合体の構成例を示す正面図。
棒集合体の構成例を示す正面図。
【図５】制御棒の構成例を示す正面断面図（ａ）、およ
びＡ−Ａ線に沿った断面図（ｂ）。
びＡ−Ａ線に沿った断面図（ｂ）。
【図６】加圧水型原子炉に用いられている燃料集合体の
構成例を示す斜視図。
構成例を示す斜視図。
【図７】制御棒駆動機構から燃料集合体へ制御棒が挿入
される状態を示す模式図。
される状態を示す模式図。
１…原子炉用制御棒集合体（ＲＣＣ）、 ２…スパイダー、 ３…制御棒、 ４…中性子吸収材、 ５…バネ、 ６…被覆管、 ７…上部端栓、 ８…下部端栓、 ９…中心軸、 １０…燃料集合体、 １１…制御棒案内シンブル、 １４…制御棒駆動装置、 １５…制御棒案内管、 １６…上部炉心板（ＵＣＰ）、 １７…ギャップ、 １８…支持ピン、 １９…冷却材、 ２０…ＲＣＣ取出移送装置、 ２１…ＲＣＣ取出移送装置回転装置、 ２２…ＲＣＣ収納容器、 ２３…ＲＣＣ回転用治具、 ３０…突起物、 ３２…案内口、 ３３…挿入ガイド、 ４０…燃料ラック。
Claims (2)
- 【請求項１】 中性子を吸収する物質が収納された長尺
状の複数の制御棒を結束してなる結束体の結束方向断面
の中心を通る軸方向の軸線を回転軸として、１／４回転
対称となるように前記複数の制御棒を配置した原子炉用
制御棒集合体を、 原子炉の炉心に装荷し、前記炉心を所定の期間運転した
後に前記炉心から取り出すとともに、前記回転軸を中心
として１／４回転させることにより、前記炉心に装荷さ
れていた状態から１／４回転した状態で再び前記炉心に
装荷することを特徴とする原子炉用制御棒集合体の装荷
方法。 - 【請求項２】 中性子を吸収する物質が収納された長尺
状の複数の制御棒を結束してなる結束体の結束方向断面
の中心を通る軸方向の軸線を回転軸として、１／４回転
対称となるように前記複数の制御棒を配置した原子炉用
制御棒集合体を収納する収納手段と、 前記原子炉用制御棒集合体を、第１の所定の収納場所か
ら取り出し前記収納手段まで移送して、当該収納手段に
収納するとともに、前記収納手段に収納されている前記
原子炉用制御棒集合体を取り出し第２の所定の収納場所
まで移送して、当該第２の所定の収納場所に収納する取
出移送手段と、 前記収納手段に前記原子炉用制御棒集合体を収納した後
の前記取出移送手段を、前記軸線を回転軸として、所定
の方向に１／４回転させるとともに、前記収納手段から
前記原子炉用制御棒集合体を取り出した後の前記取出移
送手段を、前記軸線を回転軸として、前記所定の方向と
逆の方向に１／４回転させる回転手段とを備えたことを
特徴とする原子炉用制御棒集合体の回転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28433499A JP4022024B2 (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 原子炉用制御棒集合体の装荷方法および回転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28433499A JP4022024B2 (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 原子炉用制御棒集合体の装荷方法および回転装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001108782A true JP2001108782A (ja) | 2001-04-20 |
| JP4022024B2 JP4022024B2 (ja) | 2007-12-12 |
Family
ID=17677234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28433499A Expired - Lifetime JP4022024B2 (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 原子炉用制御棒集合体の装荷方法および回転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4022024B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003098285A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｐｗｒ原子炉用燃料集合体 |
-
1999
- 1999-10-05 JP JP28433499A patent/JP4022024B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003098285A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｐｗｒ原子炉用燃料集合体 |
| JP4625212B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2011-02-02 | 三菱重工業株式会社 | Ｐｗｒ原子炉用燃料集合体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4022024B2 (ja) | 2007-12-12 |
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Legal Events
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