JP2004045146A - Transport cask facility for large-sized equipment structure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中性子ビームポートから陽子ビームが入射される中性子散乱施設(ターゲットステーション)の中心部構造を形成する反射体交換プラグ(反射体容器)の保守・交換等のメインテナンスに際し、その高放射化された大型機器構造物を遠隔操作で取り扱うことが可能な移送キャスク設備に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のFBRプラント等では、放射化された炉心燃料集合体等の炉心構成要素を炉心から引き抜き交換する取扱いシステムとして、原子炉上部に配置する燃料交換装置があった。このような燃料交換装置は、小型軽量物に属する炉心構成要素を取り扱う設備で、一例として、FBRもんじゅが約HEX5110mm×L4200mmで、重量約0.5トンの構造物であるが、このような小型・軽量物等を取り扱う設備である。
【0003】
一方、図11は、中性子散乱施設の概念斜視図であるが、この中性子散乱施設の中心部に配置構成された反射体交換プラグ1は、減速材容器及び反射体等を内包した反射体容器2を反射体交換プラグ1の本体下端部に装備し、本体上部内遮蔽体層と一体化成形されている。また、反射体交換プラグ1は、内部に鉄遮蔽体層を保有したヘリウムベッセル4の内部に軸芯を合わせて、挿入/引き抜きが可能な構造で据え付けられている。さらに、ヘリウムベッセル4の外面周包囲には、生体鉄遮蔽体5が配置されている。このような構成の反射体交換プラグ1の反射体容器2の内部構造物は、中性子ビームポート3から照射される陽子ビームの入射に伴い核破砕により、その構造材料の照射劣化・損傷等が生じ、反射体交換プラグ1を引き抜き、交換(再組立)等のメインテナンスを行う必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この反射体交換プラグ1は、その形状が約Φ1500mm×L7500mmで、重量が約80トンになる大重量であり、且つ高レベルに放射化された大型機器構造物であり、上記の小型軽量物用の燃料交換装置では、取り扱うことができないという問題点があった。すなわち、大重量且つ高レベルに放射化された大型機器構造設備を取り扱う交換装置は、原子力発電プラント等には存在しないことが知られていた。
【0005】
従って、本発明は、上述した従来の技術の問題を解決するためになされたもので、例えば反射体交換プラグのような大重量且つ高レベルに放射化された大型機器構造物のメインテナンスに際し、作業員被曝対策等の安全性を講じ、且つ引き抜き交換(再組立)等の取り扱い作業の簡素化及び利便性を追及した移送キャスク設備を提供することを主な目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項1に記載の本発明は、大型機器構造物を移送するための移送キャスク設備であって、該大型機器構造物を収容し得る移送キャスク本体と、該移送キャスク本体の上部に配設され、前記大型機器構造物を着脱する掴み機構を該移送キャスク本体内側で昇降動させる巻上機構と、前記移送キャスク本体を移動させるために吊り下げる吊り具接続機構とを備え、前記巻上機構は、複数個の小型巻上手段を備え、該複数個の小型巻上手段に対応する複数本の吊り具により前記掴み機構を昇降動させるように構成されている大型機器構造物の移送キャスク設備を提供するものである。
【0007】
前記複数個の小型巻上手段に対応する前記複数本の吊り具は、前記掴み機構の長手方向軸線を中心とした同心円状において周方向に等間隔に配設されているか、あるいは、さらに、前記掴み機構の前記長手方向軸線上にも配設されているのが好ましい。また、前記複数個の小型巻上手段を同期制御するのも望ましい。
【0008】
また、前記掴み機構には、昇降動する際の振動防止のために遊動防止機構が配設されているのが好ましい。前記遊動防止機構は、放射状に複数方向へ突出したガイドローラ用ラグと、該ガイドローラ用ラグの先端に回転可能に配設されると共に前記移送キャスク本体の内壁を移動できるガイドローラとを備える。また、前記移送キャスク本体の内部に、長手方向に沿って複数個のガイドロッドを配設し、前記ガイドローラ用ラグの先端に配設された前記ガイドローラが各々前記ガイドロッドと係合するようにすることもできる。
【0009】
さらに、前記掴み機構は、前記大型機器構造物の上方に配設された係合部と連結/離脱する複数個の係合爪を有しており、該係合爪の各々には、誤落下防止のために前記係合部と結合する機械的な凹凸部が設けられているのが望ましい。さらに、前記掴み機構に、電源喪失事象等に伴って前記大型機器構造物の前記係合部から前記係合爪の離脱動作が生じないようにする制御回路を設けることもできる。
【0010】
また、本発明は、高放射化された大型機器構造物を取り扱うのに適しており、その場合には、前記移送キャスク本体の内部にコンファイメントバウンダリーを形成するために、該移送キャスク本体の底部にドアバルブを配設する。また、高放射化された前記大型機器構造物が該大型機器構造物を収容し得る凹部を備える収容施設に設置されている場合には、該収容施設の天井に画成された該大型機器構造物の出入用開口部を塞いでコンファイメントバウンダリーを形成するように、前記移送キャスク本体の底部に配設された前記ドアバルブを積層配置可能な第二ドアバルブを配設することが望ましい。なお、前記収容施設の天井に画成された前記出入り用開口部の周囲に、前記移送キャスク本体を前記ドアバルブ及び前記第二ドアバルブを介して前記大型機器構造物に軸芯を合わせて積層配置したときに、前記移送キャスク本体の内部に配設された前記ガイドロッドと位置的に整合する可動案内レールを配設することもできる。
【0011】
本発明が適用される装置として特に適しているのは、前記収容施設が中性子散乱施設であり、高放射化された前記大型機器構造物が反射体交換プラグである。また、使用済みの反射体交換プラグを収容すると共に、交換用の新しい反射体交換プラグを収容する反射体交換プラグメインテナンス室の個々の出入用開口部には、前記移送キャスク本体の底部に配設された前記ドアバルブを積層配置可能なドアバルブが配設されている。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を、添付図面を参照しながら説明するが、図中、同一符号は、同一又は対応部分を示すものとする。最初に、図1乃至図6を用いて、本発明に係る移送キャスク設備100の概要を説明する。図1に示すように、反射体容器2のメインテナンスを必要とする反射体交換プラグ1は、先に説明したように、内部に鉄遮蔽体層を保有したヘリウムベッセル4の内部に軸芯を合わせて、挿入/引き抜きが可能な構造で据え付けられている。また、ヘリウムベッセル4の外面周包囲には、生体鉄遮蔽体5が配置されている。
【0013】
一方、反射体交換プラグ1の上方には、この反射体交換プラグ1の内部に装備した冷却配管等(図示せず)の接続/切り離し作業等のために、一時的に立ち入りが可能なコンファイメントバウンダリーを成す反射体交換プラグ取扱室6が設置されている。反射体交換プラグ取扱室6の内部には、反射体交換プラグ1の真上に可動コンクリート遮蔽体7が配置されている。この図1に示した状態は、中性子散乱設備の運転時の配置位置を示したもので、反射体交換プラグ1の交換時には、可動コンクリート遮蔽体7は、反射体交換プラグ1の挿入/引き抜きの障害にならないような位置に移動させることができるようになっている。なお、反射体交換プラグ取扱室6には、入退出扉8が二個設置されているが、何れの入退出扉8も、バウンダリー形成が図れるように気密扉を使用する。
【0014】
上述したような中性子散乱施設で、大重量且つ高レベルに放射化された大型機器構造物である反射体交換プラグ1を取り扱う移送キャスク設備100は、反射体交換プラグ1に収容された反射体容器2を交換可能にする装置であり、図1乃至図3から明らかなように、常設ドアバルブ9、可動ドアバルブ10、移送キャスク本体11、吊り具接続機構12、掴み機構13、巻上機構15、及び可動案内レール19等を備えている。
【0015】
常設ドアバルブ9は、反射体交換プラグ取扱室6の天井6bに画成された上部開口6aを塞ぐように取り付けられている。可動ドアバルブ10は、常設ドアバルブ9の上に、反射体交換プラグ1に軸芯を合わせて積層配置されている。
【0016】
移送キャスク本体11の内部には、反射体交換プラグ1を交換するために、引き抜き/挿入ができるような掴み機構13が配設されている。掴み機構13には、反射体交換プラグ1と係合するグリッパ部14が一体的に形成されている。掴み機構13は、移送キャスク本体11の上方に配設された巻上機構15により、吊りワイヤ122(図2参照)を介してガイドロッド20に沿って昇降動可能になっている。そして、遠隔操作により掴み機構13を昇降動させることにより、反射体交換プラグ1を移送キャスク本体11の内部に適宜引き抜き/保持、降下/離脱が図れるように構成されている。
【0017】
一方、移送キャスク本体11の外側には、移送キャスク本体11の内部の目視観察が可能な視野角の異なる監視窓21及び22が周方向に複数個配置されている。図3では、周方向に二個配設された監視窓22が見て取れるが、監視窓の数はこれに限定されるものではなく、三個、四個、あるいはそれ以上の数を、任意にあるいは周方向等間隔に、適宜使用状態に合わせて設置することができる。また、移送キャスク本体11の保守や点検をするために、メインテナンス用タラップ及びステージ23も、移送キャスク本体11の周方向の一部を囲うように配設されている。
【0018】
吊り具接続機構12は、移送キャスク本体11の移動動作に際し、建屋天井走行クレーン16と移送キャスク本体11の頂部フランジ110との間に独立部材として介在しており、各々を吊りワイヤ171を介して連結して一体化を図ることができる接続機構を形成する。
【0019】
移送キャスク設備100の主要構成要素をさらに詳述する。最初に、図2及び図3を参照しながら、移送キャスク本体11を説明する。移送キャスク本体11は、構造強度、製作性等を踏まえ円筒形状としてある。この実施形態においては、鉛直方向に二分割された上部円筒状部材111と下部円筒状部材112とから構成されている。上部円筒状部材111の上方には、頂部フランジ110が設けられており、反対側の下方には、中間フランジ115が設けられている。頂部フランジ110には、移送キャスク本体11の短尺化を図るためのドラム式の巻上機構15と、吊り具接続機構12が配設されている。下部円筒状部材112の上方には、上部円筒状部材11の中間フランジ115と対向する中間フランジ114が設けられており、これらの中間フランジ114及び115を互いにボルト留めすることにより、移送キャスク本体11が構成される。
【0020】
なお、この実施形態においては、移送キャスク本体11を二分割したが、一体形成しても、あるいは三分割以上の複数個に分割することもできる。また、下部円筒状部材112の下方には、底部フランジ113が設けられており、この底部フランジ113を適宜ボルト留めすることにより、可動ドアバルブ10を接続し一体化することができる。なお、移送キャスク本体11と可動ドアバルブ10を接続する場合には、図示しないガイドキー等の位置決め手段により、適宜位置決めされ接続する。
【0021】
次に、図2乃至図4を参照しながら、常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10を説明する。最初に、図4を参照するが、常設ドアバルブ9と可動ドアバルブ10とは、その基本的構成を同じくするので、便宜上、常設ドアバルブ9について説明する。常設ドアバルブ9の外部輪郭は、二個のほぼ正方形を組み合わせた矩形であり、その内部には、反射体交換プラグ1を引き抜き交換する際に、気密バウンダリーを確保する水平動弁体93が配設されている。水平動弁体93は、リンク、バネ等を備えており、上下2層化されている。一方の正方形部分である弁座体90には、開口部92が設けられており、他方の正方形部分である弁本体91は、開口部92を開閉する水平動弁体93が開弁状態にある場合に、水平動弁体93を収容できる形状になっている。この水平動弁体93には、複数個のローラ94が移動方向両側に取り付けられている。水平動弁体93の開閉動は、外側に配設されたハンドル等から構成される操作部95によって図示しない弁棒を駆動することにより行われる。この開閉動を詳述するに、通常状態(開動作)では、上下2層化された水平動弁体93は、水平方位に僅かな偏芯位相状態を維持し、閉動作の水平ストロークエンド時における押し込み力によって、上下2層化された水平動弁体が同芯且つ僅かな上下動作する。なお、ドアバルブとしては、諸タイプのものが知られているが、気密バウンダリーを確保できるものであれば、本実施形態のものに限定されることなく、既知の如何なるドアバルブも使用することができる。
【0022】
常設ドアバルブ9は、図3から明らかなように、この常設ドアバルブ9の下側に固着された二重フランジ9a及び9bをボルト留めすることにより、反射体交換プラグ取扱室6の天井6bに画成された移送キャスク本体11の出入り口である上部開口6aを塞ぐように取り付けられている。なお、二重フランジは、常設ドアバルブと一体成形することもできる。一方、可動ドアバルブ10は、開口部を有する正方形部側に接合部(図示せず)が設けられており、この接合部に移送キャスク本体11の底部フランジ113をボルト留めできるようになっている。
【0023】
常設ドアバルブ9と可動ドアバルブ10とは、反射体交換プラグ取扱室6の上方において、反射体交換プラグ1に軸芯を合わせて積層配置されている。常設ドアバルブ9の上に可動ドアバルブ10を積層配置する場合には,図示しない位置決め手段により適宜正確な位置合わせを行った後、図4から分かるように、弁座体90の両端部に各々4個ずつ配設された切欠部96を用いて通しボルト結合する。気密を図るには、弁座体90の接続面に配設された溝部97にOリング(図示せず)を装着することにより行われる。なお、移送キャスク本体11と結合される可動ドアバルブ10は、上述したように、常設ドアバルブ9の上に積層配置できるので、既存の設備の反射体交換プラグ取扱室6の上部ドアを、本発明に係る常設ドアバルブ9に交換するだけで、既存設備を利用することができる。また、ドアバルブとしては、常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10の他に、中性子散乱施設内に別途配置された反射体交換プラグメインテナンス室50の上側に、常設ドアバルブ17及び18が二基個別に配設されている(図10参照)。
【0024】
次に、図2、図3及び図5を参照しながら、掴み機構13を昇降動させる巻上機構15を説明する。上述したように、巻上機構15によって掴み機構13をガイドロッド20に沿って昇降動させることにより、反射体交換プラグ1を掴んで引き抜くことができる。この巻上機構15は、移送キャスク本体11の頂部フランジ110に取着されており、電動モータによりドラムを回転させて、吊りワイヤ27a及び27bを巻き取り、巻き降ろすことにより掴み機構13の昇降動作を行うことができる。しかしながら、巻上機構は、約8mの長尺で且つ約80トンの大重量である反射体交換プラグ1、すなわち大型機器構造物を取り扱うため、巻上機構自体の大型化が懸念される。もし巻上機構が大型化すると、移送キャスク本体11の上部が大型化し、ひいては移送キャスク設備100の全高の長尺化、施設建屋の増大化を招くことになる。
【0025】
そのため、この実施形態においては、大型化を回避するために、巻上機構15は、掴み機構13の本体130の上部に配設された一基の主巻上治具25と、主巻上治具25の周囲に配設された三基の副巻上治具26との都合四基の巻上治具を備え、吊りワイヤ27a及び27bと相俟って、各々分散・小型化した電動モータ及び巻取りドラム(図示せず)等の小型化した部材を用いることにより、コンパクトな巻上機構15を構成している。すなわち、これらの小型化した電動モータ、巻取りドラムなどの小型化した部材は、この巻上機構15の小型巻上手段を構成する。また、主巻上治具25は、掴み機構13の本体130の軸線上に位置しており、三基の副巻上治具26は、本体130の長手方向軸線を中心とした同心円状において周方向に等間隔に配設されている。
【0026】
なお、巻上治具及びワイヤの対組は、三基あるいは五基など、適宜使用条件に応じて設定することができる。また、主及び副巻上治具に対応する電動モータ及び巻取りドラムは、図示しない制御装置に各々接続されており、掴み機構13の昇降動に際して同期制御される。このような同期制御を行うことにより、偏吊りを防止することができ、取扱対象物である反射体交換プラグ1の健全なる円滑昇降動を達成することができる。また、偏吊りなどを起因とする吊りワイヤの破断・破損を防止することもできる。なお、この実施形態においては、掴み機構13を吊り下げるのにワイヤを使用したが、チェーンを使用してもよい。
【0027】
掴み機構13の本体130の外側には、円周放射状三方位に外向きに突出するガイドローラ用ラグ24が配設されている。この実施形態では、ガイドローラ用ラグ24は、掴み機構13の本体130と別体に形成され、適宜既知の手段を用いて、本体130に結合されているが、本体130と一体成形することもできる。各ガイドローラ用ラグ24の先端には、移送キャスク本体11の内部に配設されたガイドロッド20と係合するガイドローラ240が回転自在に取り付けられている。ガイドローラ240とガイドロッド20とが係合することにより、掴み機構13を昇降動させる際に、滑らかな動作が得られると共に、掴み機構13を中心として放射状三方位に配設されているので、昇降動中の遊動防止すなわち制振を図ることができる。すなわち、ガイドロッド20とガイドローラ240を備えたガイドローラ用治具23とで、遊動防止機構を構成する。
【0028】
上述したように制振を図ることができれば、ガイドローラ240を備えたガイドローラ用治具24とガイドロッド20との対組の個数は、三個には限られず、二個、四個、あるいはそれ以上であってもよいが、小型化、小重量化のためには、三個が最適である。なお、この実施形態では、ガイドローラ240に係合するガイドロッド20を設けたが、ガイドローラを移送キャスク本体の内壁に沿って駆動させることもでき、その場合には、ガイドローラとガイドローラ用治具とで遊動防止機構を構成する。
【0029】
再び図2を参照しながら、可動案内レール19について説明する。ガイドロッド20を備えた移送キャスク本体11は、交換すべき反射体交換プラグ1の上方で常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10に積層配置される。従って、掴み機構13を下降させて反射体交換プラグ1を保持/引き抜きするには、掴み機構13がガイドロッド20の下端を越えて、さらに可動ドアバルブ10及び常設ドアバルブ9を通り抜け、反射体交換プラグ取扱室6の内部まで下降できなければならない。そのために、反射体交換プラグ取扱室6の天井6bの内側には、ガイドロッド20の延伸化を図るための可動案内レール19が配設されている。可動案内レール19は、天井6bに画成された上部開口6aの周囲三方位に配設されており、移送キャスク本体11を積層配置した場合に、各々対応するガイドロッド20と直線的に整合するようになっている。可動案内レール19は、ガイドロッド20と同様な円柱状あるいは円筒状のロッド部190を備えており、このロッド部190の基端部が回動軸191を介して天井6bに回動可能に固定されている。また、ロッド部190は、自動遠隔操作あるいはワンタッチ手動の操作によって、回動軸191回りに約90度回転し得ればよい。このような構成にすることにより、簡単な操作によってロッド部190を鉛直方向に90度回動させるだけで、ガイドロッド20の伸延化を高精度で所定位置に図ることができる。一方、中性子散乱施設の通常運転時には、反射体交換プラグ1の真上に配置された可動コンクリート遮蔽体7の水平動に干渉しないように、天井に沿って水平方向に据付配置させることができる。
【0030】
このような可動案内レール19を反射体交換プラグ取扱室6側に配設することにより、移送キャスク設備100において、移送キャスク本体11の内部でガイドロッド20を延伸させる延伸機構を配設する必要がなくなるので、移送キャスク本体の短尺・縮小化、ひいては移送キャスク設備全体の短尺・縮小化を図ることができる。それにより、施設建屋の増大化を回避でき、製作コスト低減等に大きく作用する。また、反射体交換プラグ1の取り出し/交換に際して、反射体交換プラグ取扱室6の内部まで遊動抑制、すなわち制振機能を保有することになるので、健全且つ円滑な昇降動を図ることができる。
【0031】
なお、常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10の開口部92の内面は、ガイドロッド20及び使用位置における可動案内レール19と面一になるような寸法にすることにより、掴み機構13のガイドローラ用治具24に取り付けられたガイドローラ240が滑らかに両ドアバルブ内を通過することができ、滑らかな昇降動を得ることができる。また、反射体交換プラグ取扱室6側に配設された可動案内レール19のロッド部190を入れ子式にすることにより、使用位置からロッド部190を上方に延伸させて常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10の内部を通し、移送キャスク本体11の内部のガイドロッド20と当接するまで延伸させることもできる。このようにすることにより、掴み機構13の滑らかな昇降動を得ることができると共に、遊動を抑制することもできる。
【0032】
次に、図2、図3及び図6を参照しながら、掴み機構13を詳述する。図6(a)は、掴み機構13の概要を示す一部断面側面図、図6(b)は、図6(a)の線分A−Aに沿った横断面図である。掴み機構13は、円筒状の本体130を有し、その下部には、反射体交換プラグ1の取り出し/交換に際して遠隔操作によって反射体交換プラグ1を着脱するグリッパ部14が配設されている。グリッパ部14は、遠隔操作により反射体交換プラグ1の上方に配設されたハンドリングヘッド部1aと連結/離脱が可能な三枚のグリッパ爪28を有している。各グリッパ爪28は、グリッパ部14の下端において、周方向三方位に等間隔で配置されており、ピン29によって回動可能に結合されている。
【0033】
これらのグリッパ爪28の爪開閉動作は、爪動作給排気系30から供給される圧縮空気によるシリンダ室31a内のグリッパ操作軸31の上下動作に連動して行われる。この実施形態においては、グリッパ操作軸31は、シリンダ方式で作動し、その作動ストロークは、約80mmである。このように、グリッパ爪28の駆動源として取扱が容易な圧縮空気を用い、掴み機構13の本体130の内部にシリンダ室31aを配設することにより小型化が図れ、遠隔操作に伴う掴み機構13の昇降動機構、並びに、グリッパ爪28の爪開閉動作機構を同時に装備することができる。また、移送キャスク本体11の構造的増大化、長尺化を回避することができる。
【0034】
また、グリッパ爪28は、反射体交換プラグ1の取り出し、移動動作時等による安全保護対策の一環として、誤落下防止機構32を備えている。誤落下防止機構32は、グリッパ爪28の先端に設けられており、釣り針状の凸部320と、この凸部320とグリッパ爪28との間に画成された凹部321とからなる。誤落下防止機構32は、反射体交換プラグ1の頂部開口の内側において環状に配設された、逆釣り針状のハンドリングヘッド部1aと協働するようになっている。すなわち、図6(a)の左側のグリッパ爪28は、その開動作状態を示しており、右側のグリッパ爪28は、その閉動作状態を示しているが、グリッパ爪の開動作状態において、誤落下防止機構32の凹凸部320及び321が反射体交換プラグ1のハンドリングヘッド部1aの凹凸部と係合することにより、移動中の誤落下を防止できるようになっている。
【0035】
さらに、グリッパ爪28は、電源喪失に伴う爪閉動作が生じないようにする制御機構(図示せず)を備えている。この制御機構としては、例えば、三方電磁弁の切替等を用いる制御回路構成が考えられる。誤落下防止機構32に加えて、このような制御機構を備えることにより、取扱作業時の安全性の確保及び取扱対象構造物の担保等に有効に作用し、反射体交換プラグ1の誤落下の防止をより確実なものにできる。
【0036】
なお、グリッパ部14を収容する掴み機構13の本体130の内部には、反射体交換プラグ1の着座、停止、離脱等を監視して制御するための位置検出器33や、グリッパ爪28の爪開閉動作確認制御用リミットスイッチ(図示せず)が配設されている。また、この実施形態においては、グリッパ部14を掴み機構13の本体130の内部に配設したが、グリッパ部14を収容する本体を形成し、適宜既知の手段で掴み機構13の本体130と結合してもよい。しかしながら、グリッパ部14を掴み機構13の本体130と一体化構造とすることにより、掴み機構13自体が単一可動構造体となり、小型化が容易で、それにより、移送キャスク本体11の内部での昇降動が容易で滑らかとなる。
【0037】
次に、再度図2及び図3を参照しながら、吊り具接続機構12を説明する。吊り具接続機構12は、移送キャスク本体11とは別個独立しており、箱型の形状をした本体121を備えている。吊り具接続機構を移送キャスク本体11と一体化構造にすると、移送キャスク本体11の上側構造物の増大及び長尺化につながる恐れがあるからである。また、製作、輸送、組立性の観点からも、一体化構造は好ましくないからである。また、吊り具接続機構12の本体121の対向する両短辺には、各々外方に向かってフランジ部120が配設されており、移送キャスク本体11の頂部フランジ110に設けられた各一対のワイヤ保持部に架けられた一対のワイヤ122を保持懸架するようになっている。このように、一対のワイヤ122を介して移送キャスク本体11を懸架することにより、種々の位置合わせが容易となる。さらに、吊り具接続機構12の本体121の内部には、二本の円筒状部材123が長手方向に平行して配設されている。この二本の円筒状部材123の間へ、建屋天井走行クレーン16から懸架された吊りワイヤ171の先端に取付けられた二股上鉤フック170を係合させることにより、移送キャスク本体11を移動させることができる。
【0038】
図7は、移送キャスク設備100を用いて、反射体交換プラグ1を移送キャスク本体1の内部へ引き抜きする際の操作手順を示す図である。反射体交換プラグ1の引き抜きする場合には、以下の手順(a)〜(d)の順序で行い、反射体交換プラグ1を挿入/設置する再組立操作の場合には、これらの手順(a)〜(d)の逆操作手順で行うものとする。
【0039】
図7(a)は、準備段階を示す手順(a)であり、移送キャスク本体11、常設ドアバルブ9、可動ドアバルブ10を反射体交換プラグ1の真上に据付けて積層配備する。また、可動案内レール19を立脚作動させて、移送キャスク本体11の内部のガイドロッド20と相俟って、ガイドロッドの延伸化状態を形成する。
【0040】
図7(b)は、反射体交換プラグ1を掴む動作の初期状態を示す手順(b)であり、常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10の水平動弁体93を開弁状態にした後、移送キャスク本体11の内部に収納されたグリッパ部14を備える掴み機構13を、巻上機構15によりガイドロッド20に沿って下降させる。
【0041】
図7(c)は、反射体交換プラグ1を掴む動作を示す手順(c)であり、掴み機構13をガイドロッド20から可動案内レール19に沿って下降させ、反射体交換プラグ1の上部に配設されたハンドリングヘッド部1aに掴み機構13のグリッパ部14を着座(装着)させ、グリッパ爪28を開動作させる。これにより、反射体交換プラグ1の掴み動作が完了する。
【0042】
図7(d)は、反射体交換プラグ1を引き抜く動作を示す手順(d)であり、移送キャスク本体11の上方に配設された巻上機構15による上昇動作に伴い、反射体交換プラグ1を中性子散乱施設から引き抜き、移送キャスク本体11の内部に保持する。これら一連の手順(a)〜(d)により、移送キャスク本体11の内部への反射体交換プラグ1の引き抜き作業が完了する。その後、常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10の各々の水平動弁体93を閉動作させて閉弁状態にする。それから、常設ドアバルブ9と可動ドアバルブ10とを分離し、反射体交換プラグメインテナンス室50に、建屋天井走行クレーン16を用いて反射体交換プラグ1を保持した移送キャスク設備100を移動させる手順となる。
【0043】
最後に、図8乃至図10を参照しながら、移送キャスク設備100を用いて反射体交換プラグ1の反射体容器2を交換する全交換手順を説明する。図8は、反射体交換プラグ1の引き抜き前準備作業手順、すなわち、初期/運転状態を説明する図である。この図を参照するに、反射体交換プラグ1を収容した生体鉄遮蔽体5の上部開口は、可動コンクリート遮蔽体7で閉じられていると共に、反射体交換プラグ取扱室6の上部に配設された常設ドアバルブ9は、閉弁状態にある。次に、常設ドアバルブ9の上に可動ドアバルブ10を積層配置する。そして、吊り具接続機構12を介して建屋天井走行クレーン16により移送キャスク本体11を移動させ、可動ドアバルブ10の上に積層配置する。この準備段階では、常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10の水平動弁体93は、閉弁状態にある。なお、可動ドアバルブ10は、予め移送キャスク本体11と連結して一体化しておくことも可能である。
【0044】
図9は、反射体交換プラグ1の引き抜き作業の手順を説明する図である。この図を参照するに、まず、生体鉄遮蔽体5の上部開口を塞いでいる可動コンクリート遮蔽体7を退避移動させ、反射体交換プラグ1を露出させる。そして、常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10の水平動弁体93を開弁状態にし、反射体交換プラグ1を移送キャスク本体11の内部に引き抜き、保持する。この状態で、常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10の弁体を各々閉弁状態にして、引き抜き作業は、完了する。なお、移送キャスク本体11の移動に際しては、可動ドアバルブ10は、移送キャスク本体11の下側に結合して一体化してあり、常設ドアバルブ9と可動ドアバルブ10との間で、分離、切り離しが行われる。なお、これらの一連の作業は、総て遠隔操作で行われる。
【0045】
図10は、バッチ交換方式による新旧反射体交換プラグの取り扱い作業の手順を説明する図である。この図を参照するに、中性子散乱施設内に別途配設された反射体交換プラグメインテナンス室50は、使用後の旧反射体交換プラグを収容する第一架構部51と、交換用の新反射体交換プラグを収容する第二架構部52とが設けられており、各々の上部開口を塞ぐように、常設ドアバルブ17及び18が配設されている。これらの常設ドアバルブ17及び18は、上述したように、反射体交換プラグ取扱室6の上側に配設された常設ドアバルブ9と同様のものである。
【0046】
最初に、移送キャスク本体11に引き抜き/保持された反射体交換プラグ1を建屋天井走行クレーン16により、反射体交換プラグメインテナンス室50の第一収容部51の常設ドアバルブ17の上方に位置させてから、常設ドアバルブ17の上に可動ドアバルブ10を積層配置させ、可動ドアバルブ10と常設ドアバルブ17とを接続する。それから、各々の水平動弁体93を開弁状態にし、反射体交換プラグ1を移送キャスク本体11から第一架構部51へ降下させ、収容する。この状態で、常設ドアバルブ17及び可動ドアバルブ10の水平動弁体を各々閉弁状態にして、一連の移動・保管作業は完了する。
【0047】
一方、新反射体交換プラグ1’の取り出しは、隣接する常設ドアバルブ18の上に移送キャスク本体11を移動して、その上に可動ドアバルブ10を積層配置し、可動ドアバルブ10と常設ドアバルブ18とを接続する。その後、各々の水平動弁体93を開弁状態にした後、新反射体交換プラグ1’を移送キャスク本体11の内部に引き抜き、保持する。この状態で、常設ドアバルブ18及び可動ドアバルブ10の水平動弁体を閉弁状態にして、新反射体交換プラグ1’の取り出し作業は、完了する。
【0048】
このようなメインテナンス手法・手順により、大重量物且つ高レベルに放射化された大型機器構造設備を安全に取り扱うことが可能となる。なお、生体鉄遮蔽体5内部の中性子ビームポート3への新反射体交換プラグ1’の再組立作業は、上述する作業手順の逆操作手順で行うことができる。
【0049】
上記のように構成された移送キャスク設備100は、配置及び揚重設備仕様等を含む施設建屋の幾何学的制約条件や、簡素な操作性及び交換作業の時短等を含む安全性且つ利便性を有している。それは、以下の理由による。
【0050】
常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10の二基のドアバルブを積層配置することにより、高レベルに放射化された反射体交換プラグ1の引き抜き時における作業員の被曝や周辺エリア等への放射化防止対策としてのコンファイメントバウンダリーを確保することができる。また、常設ドアバルブ9は、反射体プラグ取扱室6の貫通孔バウンダリーを形成する。一方、可動ドアバルブ10は、移送キャスク本体11の底部に連結結合して、移送キャスク本体11の底部開口部のシャッタとして機能し、常設ドアバルブ9とは分離した状態においてバウンダリーを形成することができる。なお、常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10は、各々遠隔操作により水平動弁体の開弁/閉弁動作を行うことができる。従って、常設ドアバルブ9及び可動ドアバルブ10は、反射体交換プラグ1の取り出し/移送に際し、各ドアバルブの水平動弁体を操作することにより、各々独立したバウンダリーを確保することができる。また、反射体交換プラグメインテナンス室50(図10参照)の上側にも、常設ドアバルブ17及び18を二基個別に配設してあるので、反射体交換プラグメインテナンス室50も同様な取扱操作で、コンファイメントバウンダリーを確保することができる。
【0051】
移送キャスク本体11は、構造強度、製作性等を踏まえ円筒形状としてある。また、この移送キャスク本体11の上部には、移送キャスク本体11の短尺化を図る巻上機構15及び吊り具接続機構12が配設されている。一方、移送キャスク本体11の下部は、可動ドアバルブ10と接続一体化が図れるフランジ構造とする。このような構造形状により、反射体交換プラグ1の引き抜き/移送時において、可動ドアバルブ10と相俟って、移送キャスク本体11単独で、コンファイメントバウンダリーを確保することができる。また、施設建屋の幾何学的制約条件(例えば、配置・揚重設備仕様/フック下14m以内、容量100トン以下)及び遠隔操作が可能な掴み機構13、グリッパ部14等を内部に配設することにより、建屋・設備仕様を満たす安全且つ利便性のある移送キャスク設備100になる。
【0052】
吊り具接続機構12は、移送キャスク本体11とは、別個独立に形成されている。これは、移送キャスク本体11と一体化構造にすると、移送キャスク本体11の上側構造物の増大及び長尺化につながる恐れがあるからである。また、製作、輸送、組立性の観点からも、一体化構造にすると、有効に作用しない。吊り具接続機構12を移送キャスク本体11と別個独立に形成し、建屋天井走行クレーン16と移送キャスク本体11の頂部との間に吊りワイヤを介して連結して一体化を図ることにより、移送キャスク本体11と相俟って、建屋・設備仕様を満たすことができる。
【0053】
以上、本発明を、中性子散乱施設における反射体交換プラグを交換する場合について説明したが、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、高放射化された大型機器構造物をハンドリングする際であれば、同様に適用できる。また、放射化されていない大型機器構造物を取り扱うための単なる移送手段としても適用することができる。この場合は、移送キャスク設備の可動ドアバルブなどは、気密バウンダリーを得る必要がなくなるため、他の使用条件に応じて適宜配設しても、あるいは配設しなくてもよく、配設しない場合には、移送キャスク設備のさらなる小型化を図ることができる。
【0054】
【発明の効果】
本発明に係る大型機器構造物を移送するための移送キャスク設備は、該大型機器構造物を収容し得る移送キャスク本体と、該移送キャスク本体の上部に配設され、前記大型機器構造物を着脱する掴み機構を該移送キャスク本体内側で昇降動させる巻上機構と、前記移送キャスク本体を移動させるために吊り下げる吊り具接続機構とを備え、前記巻上機構は、複数個の小型巻上手段を備え、該複数個の小型巻上手段に対応する複数本の吊り具により前記掴み機構を昇降動させるように構成したことにより、大型機器構造物を取り扱う移送キャスク本体を小型軽量化することができる。
【0055】
また、上記移送キャスク設備を高放射化された大型機器構造物を取り扱う際に使用することにより、内部雰囲気を維持すべき場所にコンファイメントバウンダリーを形成できるので、作業員の被曝を回避したり、外部への放射化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る移送キャスク設備の一実施形態を説明する概要図である。
【図2】図1に示した移送キャスク設備の拡大概要図である。
【図3】図2の示した移送キャスク設備の斜視図である。
【図4】移送キャスク設備の主要構成機器であるドアバルブ構造の一実施形態を示す図である。
【図5】移送キャスク設備の主要構成機器である巻上機構の一実施形態を示す図である。
【図6】移送キャスク設備の主要構成機器である掴み機構の構造の一実施形態を示す図である。
【図7】本発明に係る移送キャスク設備を用いて移送キャスク内引き抜き時のメインテナンス手順を示す概要図である。
【図8】本発明に係る移送キャスク設備を用いて反射体交換プラグの反射体容器部交換を可能にするメインテナンス手順の説明図であり、特に、反射体交換プラグの引き抜き前の準備作業手順の説明図である。
【図9】本発明に係る移送キャスク設備を用いて反射体交換プラグの反射体容器部交換を可能にするメインテナンス手順の説明図であり、特に、反射体交換プラグの引き抜き作業手順の説明図である。
【図10】本発明に係る移送キャスク設備を用いて反射体交換プラグの反射体容器部交換を可能にするメインテナンス手順の説明図であり、特に、バッチ交換方式による新旧反射体交換プラグの取り扱い作業手順の説明図である。
【図11】一般的な中性子散乱施設の概念的な斜視図である。
【符号の説明】
1…反射体交換プラグ、1a…ハンドリングヘッド部、2…反射体容器、3…中性子ビームポート、4…ヘリウムベッセル、5…生体鉄遮蔽体、6…反射体交換プラグ取扱室、6a…上部開口、6b…天井、7…可動コンクリート遮蔽体、8…入退出扉、9…常設ドアバルブ、9a,9b…二重フランジ、10…可動ドアバルブ、11…移動キャスク本体、12…吊り具接続機構、13…掴み機構、14…グリッパ部、15…巻上機構、16…建屋天井走行クレーン、17,18…常設ドアバルブ、19…可動案内レール、20…ガイドロッド、21,22…監視窓、23…メインテナンス用タラップ及びステージ、24…ガイドローラ用ラグ、25…主巻上治具、26…副巻上治具、27a,27b…ワイヤ、28…グリッパ爪、29…ピン、30…爪動作給排気系、31…グリッパ操作軸、31a…シリンダ室、32…誤落下防止機構、33…位置検出器、50…反射体交換プラグメインテナンス室、51…第一架構部、52…第二架構部、90…弁座体、91…弁本体、92…開口部、93…水平動弁体、94…ローラ、95…操作部、96…切欠部、97…溝部、100…移送キャスク設備、110…頂部フランジ、111…上部円筒状部材、112…下部円筒状部材、113…底部フランジ、114,115…中間フランジ、120…フランジ部、121…本体、122…ワイヤ、123…円筒状部材、130…本体、170…鉤フック、171…吊りワイヤ、190…円筒状部材、191…回動軸、240…ガイドローラ、320…凸部、321…凹部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, when the maintenance and replacement of a reflector exchange plug (reflector container) forming a central structure of a neutron scattering facility (target station) into which a proton beam is incident from a neutron beam port is performed, the activation is increased. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a transfer cask facility capable of remotely handling a large-sized equipment structure.
[0002]
[Prior art]
In a conventional FBR plant or the like, there has been a fuel exchange device arranged at an upper part of a reactor as a handling system for extracting and exchanging core components such as an activated core fuel assembly from a core. Such a refueling device is a facility for handling core components belonging to small and light-weight materials. For example, the FBR monju is a structure having a HEX of about 5110 mm × L4200 mm and a weight of about 0.5 ton.・ This facility handles lightweight objects.
[0003]
On the other hand, FIG. 11 is a conceptual perspective view of the neutron scattering facility. The
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and has been made in consideration of the maintenance and operation of large equipment structures, such as reflector replacement plugs, which are heavy and highly activated. It is a main object of the present invention to provide a transfer cask facility which takes safety such as measures against worker exposure, simplifies handling operations such as pull-out replacement (reassembly) and pursues convenience.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention according to
[0007]
The plurality of hanging tools corresponding to the plurality of small hoisting means are arranged at equal intervals in the circumferential direction in a concentric shape around the longitudinal axis of the gripping mechanism, or Preferably, it is also arranged on said longitudinal axis of the gripping mechanism. It is also desirable to control the plurality of small hoisting means synchronously.
[0008]
In addition, it is preferable that the gripping mechanism is provided with a play preventing mechanism for preventing vibration when the gripping mechanism moves up and down. The play preventing mechanism includes a guide roller lug radially protruding in a plurality of directions, and a guide roller rotatably disposed at the tip of the guide roller lug and capable of moving on the inner wall of the transfer cask main body. Further, a plurality of guide rods are provided inside the transfer cask main body along the longitudinal direction, and the guide rollers provided at the tips of the guide roller lugs are respectively engaged with the guide rods. You can also
[0009]
Further, the gripping mechanism has a plurality of engaging claws for connecting / disconnecting to / from an engaging portion disposed above the large-sized equipment structure. It is desirable to provide a mechanical concavo-convex portion for coupling with the engaging portion for prevention. Further, the gripping mechanism may be provided with a control circuit for preventing the engaging claw from being disengaged from the engaging portion of the large equipment structure due to a power loss event or the like.
[0010]
Further, the present invention is suitable for handling a large-sized equipment structure with high activation. In this case, the transfer cask main body is formed in order to form a confinement boundary inside the transfer cask main body. A door valve at the bottom of the door. Also, when the highly activated large equipment structure is installed in an accommodation facility having a recess capable of accommodating the large equipment structure, the large equipment structure defined on the ceiling of the accommodation facility is provided. It is preferable to dispose a second door valve that can stack and arrange the door valves disposed on the bottom of the transfer cask main body so as to form a confinement boundary by closing an opening for entry and exit of an object. The transfer cask main body is stacked and arranged around the large equipment structure through the door valve and the second door valve around the entrance / exit opening defined on the ceiling of the accommodation facility. In some cases, a movable guide rail that is aligned with the guide rod provided inside the transfer cask main body may be provided.
[0011]
Particularly suitable as an apparatus to which the present invention is applied is that the accommodation facility is a neutron scattering facility, and the highly activated large equipment structure is a reflector exchange plug. In addition, at the bottom of the transfer cask main body, at the individual access opening of the reflector exchange plug maintenance room for accommodating the used reflector exchange plug and accommodating a new reflector exchange plug for replacement. A door valve capable of stacking the above-described door valves is provided.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. First, an outline of a
[0013]
On the other hand, above the
[0014]
In the neutron scattering facility as described above, the
[0015]
The
[0016]
Inside the transfer cask
[0017]
On the other hand, on the outer side of the transfer cask
[0018]
The
[0019]
The main components of the
[0020]
In this embodiment, the transfer cask
[0021]
Next, the
[0022]
As shown in FIG. 3, the
[0023]
The
[0024]
Next, the
[0025]
Therefore, in this embodiment, in order to avoid an increase in size, the
[0026]
The pair of the hoisting jig and the wire can be appropriately set according to the use conditions, such as three or five. The electric motors and winding drums corresponding to the main and sub hoisting jigs are respectively connected to a control device (not shown), and are synchronously controlled when the
[0027]
Outside the
[0028]
If the vibration can be controlled as described above, the number of pairs of the
[0029]
The
[0030]
By disposing such a
[0031]
The inner surface of the
[0032]
Next, the gripping
[0033]
The claw opening / closing operation of these
[0034]
The
[0035]
Further, the
[0036]
A position detector 33 for monitoring and controlling the seating, stopping, detaching, and the like of the
[0037]
Next, the
[0038]
FIG. 7 is a diagram showing an operation procedure when the
[0039]
FIG. 7A is a procedure (a) showing a preparation stage, in which the transfer cask
[0040]
FIG. 7 (b) is a procedure (b) showing an initial state of the operation of gripping the
[0041]
FIG. 7C is a procedure (c) showing an operation of gripping the
[0042]
FIG. 7D is a procedure (d) showing an operation of pulling out the
[0043]
Finally, the entire replacement procedure of replacing the
[0044]
FIG. 9 is a diagram for explaining a procedure of an operation of pulling out the
[0045]
FIG. 10 is a diagram illustrating a procedure of handling a new and old reflector exchange plug by a batch exchange method. Referring to this figure, the reflector replacement
[0046]
First, the
[0047]
On the other hand, when taking out the new reflector exchange plug 1 ', the transfer cask
[0048]
According to such a maintenance method / procedure, it becomes possible to safely handle a heavy equipment and a high-level activated large equipment structural equipment. The reassembly of the new reflector exchange plug 1 'to the
[0049]
The
[0050]
By stacking two door valves, a
[0051]
The transfer cask
[0052]
The hanging
[0053]
As described above, the present invention has been described in the case of exchanging the reflector exchange plug in the neutron scattering facility. However, the present invention is not limited to this embodiment, and handles a large activated equipment structure with high activation. At times, the same can be applied. Further, the present invention can also be applied as a simple transfer means for handling a large equipment structure that has not been activated. In this case, since the movable door valve of the transfer cask facility does not need to obtain an airtight boundary, the movable cask facility may be appropriately arranged depending on other use conditions or may not be arranged. Can further reduce the size of the transfer cask facility.
[0054]
【The invention's effect】
A transfer cask facility for transferring a large equipment structure according to the present invention includes a transfer cask main body capable of accommodating the large equipment structure, and a transfer cask body disposed above the transfer cask main body. A lifting mechanism for raising and lowering a gripping mechanism inside the transfer cask main body, and a suspender connection mechanism for hanging the transfer cask main body to move the transfer cask main body. With the configuration in which the gripping mechanism is moved up and down by a plurality of hanging tools corresponding to the plurality of small hoisting means, it is possible to reduce the size and weight of the transfer cask main body that handles large equipment structures. it can.
[0055]
In addition, by using the above-mentioned transfer cask facility when handling highly activated large equipment structures, a confinement boundary can be formed in a place where the internal atmosphere is to be maintained, so that exposure of workers is avoided. Or activation to the outside can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a transfer cask facility according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged schematic view of the transfer cask facility shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of the transfer cask facility shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a door valve structure which is a main component of the transfer cask facility.
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a hoisting mechanism which is a main component of the transfer cask facility.
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of a structure of a gripping mechanism which is a main component of the transfer cask facility.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a maintenance procedure when the transfer cask is pulled out using the transfer cask facility according to the present invention.
FIG. 8 is an explanatory view of a maintenance procedure for enabling replacement of the reflector exchange part of the reflector exchange plug using the transfer cask equipment according to the present invention, and in particular, of a preparation operation procedure before pulling out the reflector exchange plug. FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a maintenance procedure for enabling the reflector container portion of the reflector exchange plug to be exchanged using the transfer cask facility according to the present invention, and in particular, an explanatory diagram of a pull-out operation procedure of the reflector exchange plug. is there.
FIG. 10 is an explanatory view of a maintenance procedure for enabling the reflector container part of the reflector exchange plug to be exchanged by using the transfer cask facility according to the present invention, and particularly, a handling operation of a new and old reflector exchange plug by a batch exchange method. It is an explanatory view of a procedure.
FIG. 11 is a conceptual perspective view of a general neutron scattering facility.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (14)
該大型機器構造物を収容し得る移送キャスク本体と、
該移送キャスク本体の上部に配設され、前記大型機器構造物を着脱する掴み機構を該移送キャスク本体内側で昇降動させる巻上機構と、
前記移送キャスク本体を移動させるために吊り下げる吊り具接続機構とを備え、
前記巻上機構は、複数個の小型巻上手段を備え、該複数個の小型巻上手段に対応する複数本の吊り具により前記掴み機構を昇降動させるように構成されている、大型機器構造物の移送キャスク設備。A transfer cask facility for transferring a large equipment structure,
A transfer cask body capable of accommodating the large equipment structure,
A hoisting mechanism that is disposed at the top of the transfer cask main body and that moves a gripping mechanism for attaching and detaching the large-sized equipment structure up and down inside the transfer cask main body;
A hanging tool connecting mechanism for hanging the transfer cask body to move the main body,
The large-sized device structure, wherein the hoisting mechanism includes a plurality of small hoisting means, and is configured to move the gripping mechanism up and down by a plurality of hanging tools corresponding to the plurality of small hoisting means. Cask equipment for transferring goods.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051004 |