JP3388031B2 - 制御棒・燃料支持金具把み具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉（以
下、ＢＷＲという）の定期検査時に原子炉内の制御棒
（以下、ＣＲという）と、燃料支持金具（以下、ＦＳと
いう）を把み、取り外してから原子炉外へ引き上げる場
合と、これらＣＲおよびＦＳを炉心内に再び設置する場
合に使用される制御棒・燃料支持金具把み具に係り、特
に、ＣＲとＦＳとを共に把み、原子炉外へ共に吊り出す
制御棒・燃料支持金具把み具に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、ＢＷＲの炉心は図１３に示すよ
うに構成され、原子炉圧力容器１内に内蔵された円筒状
の炉心シュラウド２内に、複数の燃料集合体３とＣＲ
（制御棒）４とを装荷している。 【０００３】これら燃料集合体３は、その上部を、図１
４でも示す上部格子板５によりその上部を支持される一
方、その下部をＦＳ（燃料支持金具）６を介して炉心支
持板７により支持される。 【０００４】各ＦＳ６は、その円柱状下部を図１５にも
示すようにＦＳ支持用嵌合孔７ａ内に嵌入せしめて炉心
支持板７により支持され、そのほぼ角柱状上面部には図
１６にも示すように、例えば４体の燃料集合体３の底部
をそれぞれ嵌入せしめて支持する支持用嵌合孔６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄと、十字状のＣＲ４を挿通せしめる十字
状の挿通孔４ａとを形成している。 【０００５】各支持用嵌合孔６ａ〜６ｄは、その側方に
ある各オリフィス６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈにそれぞれ連
通し、これら各オリフィス６ｅ〜６ｈから各支持用貫通
孔６ａ〜６ｄを通して冷却材を各燃料集合体３へ流入さ
せるようになっている。また、ＦＳ６の上部の一隅角部
には、炉心支持板７上に植設された固定ピン７ｂを嵌入
せしめる貫通孔６ｉを穿設してＦＳ６を炉心支持板７上
に固定している。 【０００６】一方、ＣＲ４は、原子炉圧力容器１の底部
を上下方向に貫通させて設けた制御棒駆動機構（以下Ｃ
ＲＤという）８にそれぞれ着脱自在に連結され、これら
各ＣＲＤ８により昇降されて炉心への挿入，引抜が行な
われる。 【０００７】つまり、ＣＲ４は炉心支持板７に連結した
制御棒案内管９内を通り、ＦＳ６に支持された４体の燃
料集合体３，３，３，３間に形成された十字状の挿通孔
４ａを上下方向に昇降するようになっている。 【０００８】また、ＣＲ４とＣＲＤ８との従来の連結機
構は図１７に示すようにスパッド式に構成されている。
このスパッド式カップリング１０はＣＲ４の下端部４ｂ
の嵌合孔内に挿入されたロックプラグ１２の外周間隙内
に、例えば周方向に４つ割状に切込みを入れてなる係止
爪状のカップリングスパッド１１をＣＲＤ８の図示しな
いドライブピストンにより上方へ押し上げて強く挿入す
ることにより、カップリングスパッド１１をＣＲ４の下
端部４ｂの内周面とロックプラグ１２の外周面とにより
挟持してＣＲ４とＣＲＤ８とを連結するようになってい
る。 【０００９】また、ロックプラグ１２をＣＲＤ８のアン
カップリングロッド１３によりばね４ｃのばね力に抗し
て上方へ押し上げることによりＣＲ４とＣＲＤ８との連
結を解除して切り放すようになっている。 【００１０】ところで、ＢＷＲの定期点検時にＣＲ４を
原子炉圧力容器１内で取外し、炉外へ吊り出す場合に
は、まず、燃料集合体３を炉心内から引き上げる。 【００１１】しかしながら、従来のＢＷＲでは前記した
ようにロックプラグ１２をアンカップルロッド１３によ
り上方へ強く押し上げて、ＣＲ４とＣＲＤ８との連結を
解除する構成であるために、万一、ロックプラグ１２と
カップリングスパッド１１との間にクラッド等の異物が
噛み込んでいると、ロックプラグ１２が膠着して押し上
げることが困難となり、ＣＲ４とＣＲＤ８との連結を切
り放すことができなくなる可能性がある。 【００１２】そこで、近年では、このような不具合を解
消するために、ＣＲ４とＣＲＤ８との連結手段として例
えば図１８（Ａ）〜（Ｃ）で示すバイオネットカップリ
ング１４を採用する場合がある。 【００１３】このバイオネットカップリング１４はカッ
プリングスパッド１１が挿入されるＣＲ４の下端部４ｂ
の嵌合孔１５の内周面に、所要幅の係合突部１６を周方
向にほぼ９０°間隔で突設しており、図１８（Ｂ）に示
すようにバイオネットカップリング１４、つまり、ＣＲ
４を周方向へほぼ４５°回転させることにより、各係合
凸部１６を各カップリングスパッド１１の外周面側に移
動させることにより、各カップリングスパッド１１を縮
径させてロックプラグ１７を挟持させることによりＣＲ
４とＣＲＤ８とを連結するようになっている。 【００１４】また、図１８（Ｃ）に示すように、さらに
ＣＲ４をほぼ４５°回転させるか、あるいは原位置に戻
すことにより係合孔１５の各凹部に各カップリングスパ
ッド１１を移動させて外径方向へ拡径させ、ＣＲ４とＣ
ＲＤ８との連結を解除させるようになっている。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】このようなバイオネッ
トカップリング１４を用いたＣＲ４では、従来のスパッ
ド式カップリング１０のようにロックプラグ１２とカッ
プリングスパッド１１との間のクラッド等の異物の噛込
みが無いので、ＣＲ４とＣＲＤ８との連結を確実に解除
して切り放すことができる。 【００１６】しかし、ＣＲＤ８との連結を解除するため
にはバイオネットカップリング１４、つまり、ＣＲ４を
その軸心周りにほぼ４５°回転させなければならない
が、ＣＲ４は、炉心支持板７の固定ピン７ｂにより固定
されたＦＳ６の十字状挿通孔４ａ内に挿入されているの
で、回転することができず、無理に回転させるとＣＲ４
とＦＳ６とを破損させる危険性がある。 【００１７】また、ＦＳ６を炉心支持板７の固定ピン７
ｂから外してフリーにした後、ＣＲ４とＦＳ６とを同時
に回転させると、ＦＳ６の上部が角柱状であるので、隣
接する格子内の燃料集合体に衝当してしまい、燃料集合
体３を損傷させる可能性がある。 【００１８】すなわち図１９（Ａ）に示すのは制御棒４
と燃料支持金具６を上部格子板５の上方から見た平面図
で、通常状態を示している。この図に示されている通
り、制御棒４は上部格子板５と同じ方向に設置されてお
り、また燃料支持金具６は上部格子板５に形成されたセ
ル５′を通過できる形になっている。また燃料支持金具
６には突部６′が形成され、この突部６′が炉心支持板
７に設けられたピン７ｂを挟み込む形になって燃料支持
金具６が回転することを防止している。また燃料支持金
具６に形成された燃料集合体支持用嵌合孔６ａ，６ｂ，
６ｃ，６ｄ上にそれぞれ四角断面形状の燃料集合体が載
置される。 【００１９】このように配置された４体の燃料集合体が
１ユニットとなり、１００ユニット程度で原子炉の炉心
が構成される。 【００２０】さて、図１９（Ａ）に示されている状態に
配置された燃料支持金具６および制御棒４をそれぞれの
把み具を用いて同時に把み、少し上昇させてから回転さ
せようとすると、上述した燃料支持金具６の突部６′が
周辺の燃料集合体に接触することになる。図１９（Ｂ）
は、この状態を示すもので図１９（Ａ）に示す状態から
燃料支持金具６および制御棒４を４５°回転した時点で
の配置を示している。この状態では突部６′が図で示す
上側のセルに突出する状況になるので、この部分が上側
のセルに配置した燃料集合体に接触してこれを破損する
ことになる。 【００２１】このような事態に至ることを避けるために
は、図１９（Ｃ）に示すように当該セル５′の燃料集合
体４体の他、上下左右計４つのセル５″、図中斜線を施
して示す１６体の燃料集合体を炉心から引き上げて原子
炉圧力容器の上方外側に設けられた燃料貯蔵プールまで
搬ばなければならない。 【００２２】以上説明した通り、上述した方法では更に
１６体の燃料集合体を原子炉圧力容器外へ運搬する手間
と時間がかかるという問題点があった。 【００２３】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は、原子炉圧力容器内におい
て、バイオネットカップリングにより着脱自在に連結さ
れたＣＲとＣＲＤとの連結を簡単・確実かつ迅速に解除
して切り放すことができると共に、ＣＲとＦＳとを原子
炉圧力容器内から取外して同時に吊り出すことができる
制御棒・燃料支持金具把み具を提供することにある。 【００２４】 【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次のように構成される。 【００２５】本願の請求項１記載の発明は、原子炉圧力
容器内に設置された炉心支持板上に載置されて複数の燃
料集合体の底部を支持する燃料支持金具と、制御棒駆動
機構にバイヨネットカップリングにより着脱自在に連結
された制御棒とを把みこれらの燃料支持金具及び制御棒
を前記炉心支持板及び前記制御棒駆動機構から取外す制
御棒・燃料支持金具把み具において、原子炉圧力容器の
上方に設けられた昇降装置によって前記原子炉圧力容器
内に昇降自在に吊り下げられ燃料支持金具上に設置され
る把み具本体と、この把み具本体の下部に設けられた燃
料支持金具把み機構と、この把み具本体に上下動自在か
つ回転動可能に設けられたシャフトと、このシャフトの
下部に設けられた制御棒把み機構と、このシャフトを前
記把み具本体から所定値以上下降させないストッパと、
このシャフトを前記把み具本体に対して回転する回転駆
動源とを備えたことを特徴とする。 【００２６】 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】 【００３１】 【００３２】 【００３３】 【００３４】 【００３５】 【００３６】 【００３７】 【作用】まず、原子炉圧力容器内の所要の格子内の燃料
集合体を燃料交換機等により引き抜いた後、その格子内
に、制御棒・燃料支持金具把み具本体を吊り込み、降下
させる。この把み具本体の下部を燃料支持金具の上面に
着座させた後、燃料支持金具把み機構を作動させて燃料
支持金具を把む。同様に制御棒把み機構を作動して制御
棒を把む。 【００３８】しかる後、本体内に設けられた昇降駆動機
構を駆動させるか、または本体の上部に設置されたホイ
ストを駆動して吊り上げワイヤを介して把み具本体全体
を引き上げるか、いずれかの手段で燃料支持金具だけを
所定高さまで引き上げる。この所定高さは燃料支持金具
の下端が制御棒の上端よりも上方である必要がある。 【００３９】その後、制御棒把み機構を把み具本体に対
して回転する回転駆動源を動作させて、制御棒把み機構
を回転する。制御棒は制御棒把み機構に固定されている
ので、同時に回転して制御棒と制御棒駆動機構とはアン
カップルされる。この回転時、燃料支持金具は制御棒の
上端よりも上方にあるので、両者が接触することはな
い。 【００４０】次いで本体全体を、これを吊り下げている
ワイヤロープを介して上昇させて原子炉圧力容器の上方
で外側に設けられている貯蔵プールに移動して保管す
る。 【００４１】したがって本発明によれば、原子炉圧力容
器内のＣＲとＦＳとを共に把んでから取外し、原子炉圧
力容器外へ共に吊り出すことができるので、従来のよう
に原子炉圧力容器内のＣＲとＦＳとをそれぞれ別の把み
具により順次把み、かつ取外してから原子炉圧力容器外
へそれぞれ吊り出す場合に比して、原子炉圧力容器内の
ＣＲとＦＳの取外しと吊出し作業の作業効率を著しく向
上させることができる。その結果、ＢＷＲの定期点検作
業の作業性を著しく向上させることができる。 【００４２】更に好適な実施例の構成においては以下の
作用、効果を奏するものである。 【００４３】ＣＲ（制御棒）把み部の駆動手段としての
ＣＲ昇降用エアシリンダは、その吊上げ高さを、供給エ
アの圧力に応じて調節することができる。したがって、
供給エアの圧力を低圧から高圧に順次昇圧していくこと
により、まず、フックと、このフックにより把まれたＣ
Ｒと把手との遊びを解消させる程度までフックを上昇さ
せ、しかる後に、フックをさらに高く吊り上げることが
できる。このために、ＣＲをフックにより一挙に吊り上
げる場合の衝撃を緩和することができるので、その吊上
げ時のＣＲの健全性と安全性とを共に高めることができ
る。 【００４４】また、制御棒回転機構はＣＲの把手を把む
フックを吊持する回転体を回転させる回転部材にワイヤ
を介して駆動手段としての正逆回転用エアシリンダに接
続して回転させるので、その回転力の負担の軽減を図る
ことができる。 【００４５】制御棒把み用エアシリンダにより駆動され
るフックによりＣＲを把んでいる最中に、この制御棒把
み用エアシリンダへのエアの供給が中断されると、スプ
リングのばね力により制御棒把み用エアシリンダの把み
動作が保持される。 【００４６】したがって、フックによりＣＲを把み、吊
り上げている最中に、万一、エアホースの破断等により
制御棒把み用エアシリンダへのエアの供給が中断した場
合でも、フックはＣＲを放さないので、安全であり、フ
ェイルセーフ効果を奏することができる。 【００４７】万一、制御棒把み用エアシリンダの故障に
よりＣＲの放し動作をさせることができないときは、索
条を引張ることによりＣＲの放し動作を強制的に実行さ
せることができる。 【００４８】ＦＳの既設の一対の側孔内に、一対のプラ
ンジャを突出させて、支持するので、ＦＳ側に把み用の
加工を何ら施す必要がない上に、ＦＳの径方向で対向す
る一対の側孔内に一対のプランジャをそれぞれ挿入させ
て支持し、吊持するので、ＦＳを径方向でバランスをと
った安定した状態で支持し吊り上げるので、これら支持
ないし吊上げの信頼性と安全性とを共に高めることでき
る。 【００４９】ＦＳ把み部によりＦＳを把み、吊上げたと
きには、その把み状態がロック機構によりロックされる
ので、ＦＳの放し動作によりＦＳが落下して破損するの
を未然に防止することができ、信頼性と安全性を共に高
めることができる。 【００５０】更に駆動手段としてのＦＳ把み用エアシリ
ンダによりＦＳを把んでいる最中に、このＦＳ把み用エ
アシリンダへのエアの供給がエアホース等の破断等によ
り中断されると、スプリングのばね力によりＦＳ把み用
エアシリンダの把み動作が保持される。 【００５１】したがって、ＦＳを把んで吊り上げている
最中に、万一、エアホースの破断等によりＦＳ把み用エ
アシリンダへのエアの供給が中断した場合でも、ＦＳを
放さないので、安全であり、フェイルセーフ効果を奏す
ることができる。 【００５２】万一、ＦＳ把み用エアシリンダ等の故障に
よりＦＳの放し動作を行なうことができないときは、索
条を引張ることによりＦＳの放し動作を強制的に行なう
ことができる。 【００５３】上板が上部格子板上に着座したときと、Ｃ
Ｒ把み部が制御棒の把手に着座したときと、ＦＳ把み部
がＦＳ上に着座したときは、これらの着座が各着座検出
装置によりそれぞれ検出される。 【００５４】したがって、これらの着座の有無を適宜確
認してからＣＲとＦＳの把み，取外し，吊上げの一連の
作業を遂行することができる。その結果、これら一連の
作業の信頼性を高めることができる上に、その作業を円
滑に遂行することができる。 【００５５】エアホースやケーブルのたるみはケーブル
等たるみ吸収機構により常時吸収されるので、これらエ
アホースやケーブルがそのたるみにより他の部材に引掛
かって何らかのトラブルが発生する可能性を低減するこ
とができ、信頼性を高めることができる。 【００５６】 【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図９に基づい
て説明する。なお、図１〜図９中、同一又は相当部分に
は、同一符号を付している。 【００５７】図１は本発明の一実施例を原子炉圧力容器
の炉心内に吊り込んだ状態で全体構成を示す概略縦断面
図、図２〜図８はその各部の詳細図である。但し、ＣＲ
（制御棒）４は図１５で示すバイオネットカップリング
１４によりＣＲＤ（制御棒駆動機構）８に着脱自在に連
結されている。 【００５８】本発明の一実施例の制御棒・燃料支持金具
把み具２０は、ＢＷＲの定期検査時等に、原子炉圧力容
器１内に吊り込まれて、その炉心部に設置されているＣ
Ｒ４とＦＳ（燃料支持金具）６とを取外し、原子炉圧力
容器１の外部に吊り出す一方、再び、炉心部に設置する
ために使用されるものであり、例えば図示しない燃料交
換機の補助ホイスト等の吊りロープ等により結着されて
昇降する上板３０と、この上板３０に軸心周りに回転自
在かつ昇降自在に吊設されるＣＲ把み部４０と、このＣ
Ｒ把み部４０に昇降自在に取りけられるＦＳ把み部５０
とを有する。 【００５９】上板３０は、図１，図２に示すように上部
格子板５の所要の格子上に吊り下げられて、制御棒・燃
料支持金具把み具２０全体の荷重を上部格子板３０上に
負荷させて、回転を防止し得るように載置されるもので
あり、上板３０の一隅角部底面には上板着座検出レバー
３０ａを揺動自在に設けている。 【００６０】上板着座検出レバー３０ａは、上板３０が
上部格子板５上に着座したときに、この上板着座検出レ
バー３０ａの揺動端が揺動して上板着座検出リミットス
イッチ３０ｂをオンさせ、上板着座検出信号を図示しな
いケーブルを介して燃料交換機等に出力するものであ
る。 【００６１】上板３０は、その中央部に角筒状の支持筒
３１を図中上下方向に貫通させて固定しており、支持筒
３１の上端部中央部上には、角形スタッド３２をピン３
２ａにより揺動自在に立設し、長尺の制御棒・燃料支持
金具把み具２０の横置の保管状態から垂直の吊下げ状態
に容易に対応できないようになっている。 【００６２】角形スタッド３２は、その上端部に図２と
図５に示すようにねじ孔３２ｂを形成している。このね
じ孔３２ｂには図示しない燃料交換機の補助ホイストの
回転防止を図ったトルクレスワイヤー等のワイヤーロー
プの先端部に取付けたボルトのねじこみにより接続し、
制御棒・燃料支持金具把み具２０全体を回転させずに昇
降自在に吊持するようになっている。 【００６３】支持筒３１はＣＲ把み部４０を内装してお
り、このＣＲ把み部４０は円筒状の内外二重筒４１，４
２を支持筒３１内に同心状に内蔵し、その外筒４２を支
持筒３１に固定する一方で、内筒の回転筒４１をスラス
ト軸受４３ａとラジアル軸受４３ｂとにより外筒４２に
軸心周りに回転自在に取り付けている。 【００６４】回転筒４１は、図１と図４に示すように、
その下端部にＣＲ４の把手４ｄを把み、または放すフッ
ク４４を取り付ける一方、図２，図６で示すＣＲ回転機
構４５により軸心周りに正逆両方向に回転するようにな
っている。 【００６５】ＣＲ回転機構４５は、回転筒４１の軸方向
中間部の側方にて、回転ギア４５ａを回転筒４１と連動
自在に設け、この回転ギア４５ａに巻き掛けたワイヤー
４５ｂの両端部を、さらに、プーリ４５ｃ，４５ｄにそ
れぞれ巻き付けてから回転駆動用の左右一対のエアシリ
ンダ４５ｅ，４５ｆのピストンロッド４５ｇの上下両端
にそれぞれ接続し、これらのピストンロッド４５ｇの往
復動により回転筒４１を軸心周りに正逆方向ヘそれぞれ
回転させるようになっている。 【００６６】また、回転筒４１はＣＲ昇降用エアシリン
ダー４６により昇降されるようになっており、このエア
シリンダ４６内の上昇室側（下部室側）に低圧のエアー
を供給したときは、ＣＲ４の把手４ｄを遊びをもって把
むフック４４を若干上昇させて、把手４ｄとの遊びを解
消させるようにフック４４を上昇させて把手４ｄに密着
させるものであり、一挙にフック４４を吊り上げた時の
衝撃を緩和させるようになっている。また、ＣＲ昇降用
エアシリンダ４６は供給エアが高圧であるときは、低圧
のときの吊り上げ高さよりも高い位置まで、例えば数十
ミリ上昇させるようになっている。 【００６７】そして、回転筒４１は図４にも示すよう
に、その下端部内に、ＣＲ把み機構４７を内蔵してい
る。このＣＲ把み機構４７はフック開閉用エアシリンダ
４７ａのピストンロッド４７ｂを、リンク機構４７ｃを
介してフック４４の揺動端に連係せしめ、フック開閉用
エアシリンダ４７ａへのエアの供給を上部室側と下部室
側とに切換制御することにより、フック４４を開動作ま
たは閉動作させて、ＣＲ４の把手４ｄを把み、または放
すようになってする。また、このフック４４の開を検出
するフック開検出リミットスイッチ４７ｄと、フック４
４の閉を検出するフック検出リミットスイッチ４７ｅ
と、ＣＲ４の把手４ｄへのフック４４の着座を検出する
ＣＲ着座検出リミットスイッチ４７ｆとを有する。 【００６８】回転筒４１は、その底面に、ガイド突部４
７ｇを突設している。このガイド突部４７ｇは、その底
面に、十字状の把手４ｄの十字状中央部に適合するガイ
ド溝を形成しており、フック４４をＣＲ４に向けて降下
してゆくにつれて、この十字状ガイド溝内に徐々に嵌入
せしめて、フック４４を把手４ｄの最適の把み位置に案
内する。 【００６９】さらに、フック開閉用エアシリンダ４７ａ
には、その故障などの対応処置として、このエアシリン
ダ４７ａに供給されるエアーがエアーホースの破断等に
より中断された時に、その把み動作を保持させるように
ピストンロッド４７ｂを把み動作側に付勢する保持用ス
プリング４７ｉを組み付けると共に、ピストンロッド４
７ｂに放し操作用ワイヤー４７ｈを接続し、このワイヤ
ー４７ｈを保持用スプリング４７ｉのバネ力に抗して強
く引張り上げることにより、フック開閉用エアシリンダ
４７ａに強制的に放し動作をさせるようになっている。 【００７０】一方、ＦＳ把み部５０は、図３にも示すよ
うに角筒状の支持筒３１と回転筒４１の二重筒の下半部
を、支持筒３１よりも口径の大きい角筒の昇降角筒５１
内に同心状に挿入し、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように
昇降角筒５１を内側の支持筒３１に対して軸心周りにほ
ぼ４５℃ずらして昇降自在に取付けている。 【００７１】つまり、角筒状の支持筒３１の軸方向中間
部の外側面に、ＦＳ昇降用エアシリンダ５２を固定して
おり、このＦＳ昇降用エアシリンダ５２内を昇降するピ
ストンロッド５２ａにより昇降角筒５１を昇降自在に吊
持している。 【００７２】また、図８にも示すように昇降角筒５１の
内側には、角筒状の支持筒３１の外側面の各コーナ部外
面を回動する複数のガイドローラ５３，５３…を設けて
いる。一方、図４に示すように昇降角筒５１は、その底
面５１ａに、ＣＲ４の十字状把手４ｄを挿通せしめる十
字状挿通孔５１ｂを開口するとともに、図８に示すよう
に底面５１ａの各コーナー部外面には炉心支持板７のガ
イドピンに接触するコーナーピン５４を垂直方向下方へ
それぞれ突設している。 【００７３】さらに、図４にも示すように、これら昇降
角筒５１の底面５１ａにはその対角線方向で対向する一
対のコーナー部に、板状の一対のガイド５５，５５を突
設しており、図１３で示すＦＳ６の直径方向で対向する
一対の燃料支持用嵌合孔、たとえば６ｂ，６ｄ内にそれ
ぞれ挿入されて、フック４４をＣＲ４４の把手４４ｄに
案内するようになっている。 【００７４】そして、昇降角筒５１は、その下端部内に
左右一対のＦＳ把み機構５６、ＦＳ把みロック機構５７
およびＦＳ着座検出装置５８を設けている。なお、図４
では左右一対のＦＳ把み機構５６の一方のみを図示して
他方は図示省略している。 【００７５】各ＦＳ把み機構５６は、ＦＳ６の直径方向
で対向する一対のオリフィス、たとえば６ｆ，６ｈ内に
てそれぞれ突出してＦＳ６を把む一対のプランジャ５６
ａをリング機構５６ｂを介して進退せしめるＦＳ把み用
エアシリンダ５６ｃと、このＦＳ把み用エアシリンダ５
６ｃによるＦＳ６の把み動作を検出するＦＳ把み検出リ
ミットスイッチ５６ｄと、ＦＳ６の放し動作を検出する
ＦＳ放し検出リミットスイッチ５６ｅとを有する。 【００７６】ＦＳ把み用エアシリンダ５６ｃは、その故
障時の対応処置として、このＦＳ把み用エアシリンダ５
６ｃによりＦＳ６を把んでいるときに、このＦＳ把み用
エアシリンダ５６ｃに供給されるエアが万一、エアホー
スの破断などにより中断した時に、その把み動作を保持
する方向にピストンロッド５６ｆを付勢する把み保持用
スプリング５６ｇを内蔵している。 【００７７】また、ＦＳ把み用エアシリンダ５６ｃには
放し操作用ワイヤーロープ５６ｈを接続し、このワイヤ
ーロープ５６ｈを把み保持用スプリング５６ｇのバネ力
に抗して引張り上げることにより、ＦＳ把み用エアシリ
ンダ５６ｃの把み動作を放し動作に強制的に切換え、一
対のプランジャ５６ａ，５６ａをＦＳ６の一対のオリフ
ィス６ｆ，６ｈからその内方へ後退させて強制的にＦＳ
６を放すようになっている。 【００７８】ＦＳ把みロック機構５７は昇降用角筒５１
の底面５１ｂに、ロックレバー５７ａを揺動自在に設
け、このロックレバー５７ａをＦＳ把み機構５６のリン
ク機構５６ｂの連結棒５６ｆの係合孔５６ｉ内に常時係
入するように付勢させて、連結棒５６ｆを拘束してお
り、昇降角筒５１の底面５１ａがＦＳ６の上面に着座し
た時に、このロックレバー５７ａが揺動して連結棒５６
ｆの係合孔５６ｉから外れて、連結棒５６ｆの拘束を解
除し、リンク機構５６ｂが動作し得るようになってい
る。 【００７９】したがって、昇降角筒５１の底面５１ａが
ＦＳ６の上面から離れた時に、ロックレバー５７ａが揺
動して連結棒５６ｆの係合孔５６ｉ内に係入し、連結棒
５６ｆの放し動作を拘束することにより、ＦＳ６の把み
動作をロックするようになっている。 【００８０】ＦＳ着座検出装置５８は、昇降角筒５１の
底面５１ａに着座検出レバー５８ａを揺動自在に設け、
この着座検出レバー５８ａがＦＳ６の上面上に着座した
ときに、その揺動端によりＦＳ着座検出リミットスイッ
チ５８ｂをオン、オフさせて、ＦＳ着座信号を出力ない
し停止するものである。 【００８１】そして、図１，図３に示すように昇降角筒
５１の上部内側面にはケーブル等吸収機構５９を設けて
いる。これは各エアシリンダ４５ｅ，４５ｆ，４６，４
７ａ，５２，５６ｃに接続されたエアホースやケーブ
ル、操作用ワイヤー４５ｈ，４７ｈ，５６ｈなどの索条
類６０をプーリ５９ａ，５９ｂとばね５９ｃとにより吸
収して、索条類６０のたるみによるトラブルの発生を未
然に防止するものである。 【００８２】次に、このように構成された制御棒・燃料
支持金具把み具２０を用いて、ＢＷＲの定期検査時に、
ＣＲ４とＦＳ６とを、水張りされた原子炉圧力容器１内
から引上げる場合について説明する。 【００８３】まず、図９（Ａ）に示すように、一つの格
子内で隣り合う４体の燃料集合体３，３，３，３の未臨
界性を維持するためにＣＲ４を炉心内に全挿入してお
き、その状態で互いに対角位置にある２体の燃料集合体
３，３を燃料交換機などにより炉心内から引き抜く。 【００８４】次に図９（Ｂ）に示すように、２体の燃料
集合体３，３を引き抜いた跡に、一対の模擬チャンネル
６１ａ，６１ｂを把手６１ｃにより対角方向で接続した
ブレードガイド（制御棒案内装置）６１を挿入する。こ
の後、図９（Ｃ）に示すように、残りの２体の燃料集合
体３，３を炉心内から引き抜く。 【００８５】次に図９（Ｄ）に示すように、ＣＲ４をブ
レードガイド６１により案内させてＣＲＤ８により炉心
よりも下方へ移動させて全引抜き状態にしてから、さら
に、図９（Ｅ）に示すようにブレードガイド６１を炉心
内から引き抜く。 【００８６】しかるのちに、本実施例の制御棒・燃料支
持金具把み具２０の角形スタンド３２のねじ孔３２ｂ内
に、図示しない燃料交換機の補助ホイストのワイヤロー
プのボルトをねじ込んで吊持し、原子炉圧力容器内１へ
降下させる。この後、図１に示すように制御棒・燃料支
持金具把み具２０の上板３０を上部格子板５の上面上に
着座させ、制御棒・燃料支持金具把み具２０のほぼ全体
の荷重をワイヤロープから上部格子板５に移動させる。 【００８７】このように上板３０が上部格子板５の上面
上に着座すると、上板着座検出レバー３０ａが上部格子
板５の上面に接触して揺動し、上板着座検出リミットス
イッチ３０ｂをオンし、上板着座検出信号を図示しない
ケーブルを通して燃料交換機等に出力する。 【００８８】また、この時、昇降角筒５１の底面５１ａ
がＦＳ６の上面とＣＲ４の把手４ｄ上面とにほぼ同時に
それぞれ着座するので、ＣＲ着座検出リミットスイッチ
４７ｆとＦＳ着座リミットスイッチ５８ｂとから両着座
信号が出力される。 【００８９】さらに、この時、ロックレバー５７ａが連
結棒５６ｆの係合孔５６ｉからはずれて、ロック機構５
７の拘束が解除される。 【００９０】そこで、次にＦＳ把み用エアシリンダ５６
ｃにエアが供給されると、拘束が解除されたリング機構
５６ｂを介して左右一対のプランジャ５６ａ，５６ａが
ＦＳ６の一対のオリフィス６ｆ，６ｈ内に突出してＦＳ
６を把む。この時、ＦＳ把み検出リミットスイッチ５６
ｄからＦＳ６の把み状態を検出する把み信号が出力され
る。 【００９１】これと同様に、フック開閉用エアシリンダ
４７ａの把み側にエアが供給されると、フック４４がＣ
Ｒ４の把手４ｄを上下方向に若干の遊びをもって把んだ
状態で閉じることにより、ＣＲ４が把まられる。この
時、フック閉検出リミットスイッチ４７ｅからフック閉
信号が出力される。 【００９２】そこで、次にＣＲ昇降用エアシリンダ４６
に低圧エアが供給されると、回転筒４１が若干上昇する
ので、フック４４がＣＲ４の把手４ｄの下面に接触す
る。 【００９３】つまり、ＣＲ昇降用エアシリンダ４６に供
給されるエアの圧力が低圧であるので、フック４４とＣ
Ｒ４の把手４ａとの隙間（遊び）分のみ上昇して、フッ
ク４４が把手４ｄに密着する。 【００９４】つぎに、ＦＳ昇降用エアシリンダ５２の上
昇室側（下部室側）にエアを供給すると、昇降角筒５１
が上昇する。このために、ＦＳ把み機構５６により把ま
れたＦＳ６が炉心支持板７から若干上方へ引きあげられ
て取りはずされ、ＦＳ６の底面がＣＲ４の把手４ｄの上
面よりも若干上方の高さまで上昇され、一旦、その高さ
に保持される。 【００９５】この昇降角筒５１の上昇時には、その内面
に設けた複数のガイドローラ５３，５３…が角筒状の支
持筒３１の外側面を回動するので、昇降筒５１とそのＦ
Ｓ把み機構５６により把まれているＦＳ６が軸心周りに
回転するのを未然に防止することができる。このため
に、ＦＳ６が隣接する格子内に装荷されている燃料集合
体３に衝当するなどの干渉を未然に防止することができ
る。 【００９６】しかるのちに、ＣＲ把み機構４７をさらに
数十ミリ上昇させてＣＲ４を回転させるために、ＣＲ昇
降用エアシリンダ４６の上昇室側（下部室側）に高圧エ
アを供給する。 【００９７】これにより、ＣＲ４とＣＲ８のバイオネッ
トカップリング１４との結合部材の荷重をすべて制御棒
・燃料支持金具把み具２０により受けてその荷重は上部
格子板５に負荷されて支持される。 【００９８】このようなＣＲ４の吊り上げ状態でＣＲ回
転駆動用エアシリンダ４５ｅ，４５ｆの一方、たとえば
４５ｅにエアを供給すると、回転ギア４５ａを正回転さ
せ、この回転ギヤ４５ａにより回転筒４１をたとえばほ
ぼ４５°回転させることによりＣＲ４とＣＲＤ８のバイ
オネットカップリング１４の連結を解除することができ
る。なお、他方のＣＲ回転駆動用エアシリンダ４５ｆに
エアを供給して回転筒４１をほぼ４５°逆転すると、再
びＣＲ４とＣＲＤ８とをバイオネットカップリング１４
により連結することができる。 【００９９】こうして、ＣＲ４をＣＲＤ８から取り外し
た後は、燃料交換機の補助ホイストなどのワイヤロープ
を巻き上げることにより、ＣＲ４とＦＳ６を炉心上方へ
向けて吊り上げる。 【０１００】そして、これらＣＲ４と、ＦＳ６を上部格
子板５を通過させて原子炉圧力容器１内から更にその上
方の原子炉ウェルに引き上げ、さらに、この原子炉ウェ
ルと水中で連通している燃料貯蔵プール内へ水中で移動
させ、しかるのち、所定位置においてＣＲ，ＣＳ把み機
構４７，５６に放し動作をさせて、ＣＲ４とＦＳ６を放
しさせ、保管して作業が終了する。ただし、なんらかの
理由により、これら両把み機構４７，５６が放し動作を
出来ない場合は、放し操作用ワイヤー４７ｈ，５６ｈを
それぞれ強く引張ることにより、強制的にＣＲ４とＦＳ
６とを放させることができる。 【０１０１】また、ＣＲ，ＦＳ両把み機構４７，５６に
より、一旦ＣＲ４，ＦＳ６を把むと、保持用スプリング
４７ｇ，５６ｇ、ロック機構５７により、その把み動作
が保持されるので、ＣＲ，ＦＳ両把み機構４７，５６に
よりＣＲ４，ＦＳ６を把んだ状態で移動している最中
に、これらＣＲ４，ＦＳ６をはなし、不測の事態を招く
ことを未然に防止することができる。 【０１０２】そして、本実施例によれば、ＣＲ４とＦＳ
６とを制御棒・燃料支持金具把み具２０により共に把ん
で取り外すことが出来る上に、これらＣＲ４とＦＳ６と
をほぼ同時に原子炉圧力容器１から外部へ吊り出すこと
ができるので、これら一連の作業を簡単確実且つ迅速に
行うことができ、ＢＷＲの定期検査の作業性を著しく高
めることができる。 【０１０３】図１０は本発明の第２実施例を示すもので
ある。 【０１０４】この第２実施例において、把み具本体１０
０はワイヤロープ１０１を介して図示しないホイストを
駆動して原子炉圧力容器内に吊り降される。吊り手１０
２は把み具本体の上部に取り付けられており、ワイヤロ
ープ１０１を把み具本体１００に取り付ける役割を持
つ。把み具本体１００の下部には燃料支持金具把み具１
０３が設けられており、炉心支持板７に載置された燃料
支持金具６を把むことができる構造になっている。また
把み具本体１００には、制御棒１１１の頭部を把む制御
棒把み具１０６がシャフト１０７およびこのシャフト１
０７を支持する支持板１０８を介して取り付けられてい
る。シャフト１０７は支持板１０８に上下動可能に取り
付けられており、この取付部近くにはシャフト１０７を
支持板１０８に対して回転駆動する制御棒回転部１０９
が設けられている。。シャフト１０７の上端部にはスト
ッパー１１０が形成されており、把み具本体を上昇させ
た時に制御棒把み具１０６およびシャフト１０７が支持
板１０８から外れて落下することを防止している。図中
上部に示された上部格子板５は図示しない燃料集合体の
頭部を水平方向に支持するもので、把み具本体１００が
設置されている１つのセル１１３には、通常の原子炉運
転状態では４体の燃料集合体が配置される。また把み具
本体１００の水平断面形状は正四角形のセル１１３より
も少し小さい正四角形であり、把み具本体１００かセル
１１３内で回転しないようになっている。このように構
成された把み具本体１００を使って、制御棒１１１およ
び燃料支持金具１０４を原子炉圧力容器外に取り出す方
法について図１０および図１１を参照して説明する。 【０１０５】操作前の状態を図１１（Ａ）に示す。炉心
支持板７に支持された制御棒案内管１１４の上に燃料支
持金具６が設置されている。この燃料支持金具６は炉心
支持板７に固定されたピン１１５で回転防止されてい
る。制御棒４は燃料支持金具６の内部を貫通して上方に
頭部を突き出した形になっている。この状態でワイヤロ
ープ１０１を使って把み具本体１００を上方から吊り降
して燃料支持金具６上に載置する。この時点では図１０
に示す状態になる。この状態から燃料支持金具把み具１
０３を動作させて燃料支持金具６を把む。また制御棒把
み具１０６を作動して制御棒１１１を把む。 【０１０６】次いでワイヤロープＢを引き上げることに
よって把み具本体１００を引き上げる。この時燃料支持
金具６は把み具本体１００と同時に上昇するが、制御棒
把み具１０６はシャフト１０７の部分が滑って上昇しな
い。燃料支持金具６を上昇させた状態を図１１（Ｂ）に
示す。 【０１０７】次に、制御棒回転部１０９を駆動して制御
棒把み具１０６と制御棒４とを45°回転させて制御棒４
と制御棒駆動機構とをアンカップルさせる。回転前の状
態を図１１（Ｃ）に示す。 【０１０８】次いで、制御棒４と燃料支持金具１０４と
を、把み具本体１００をワイヤロープ１０１で吊り上げ
ることによって炉外に取り出す。制御棒を引き上げる前
の状態を図１１（Ｄ）に示す。把み具本体１００を上昇
させるとき、制御棒把み具１０６はストッパー１１０が
あるので滑落せず、制御棒４は燃料支持金具６とともに
上昇する。 【０１０９】以上２つの実施例で説明した通り、本発明
では図１２（Ａ）に示す据付状態から図１２（Ｂ）で示
すように、燃料支持金具６を水平方向には回転させず、
制御棒４だけを回転させてアンカップルする。したがっ
て、周辺の燃料集合体を移動させることなく、制御棒と
燃料支持金具とを同時に炉外へ取り出すことができる。
図１２（Ｃ）に示す燃料集合体１１６は、この把み具の
作業状態を全て監視するために設置するテレビカメラを
設置するために現在引き抜いてる燃料集合体である。こ
の燃料集合体１１６は、将来この把み具の使用実績が積
み重ねられ、信頼性が確認された場合には引き抜かない
で済ますことが期待される。 【０１１０】 【発明の効果】以上説明したように、本願請求項の各々
の発明に依れば、原子炉圧力容器内の制御棒と燃料支持
金具とを共に把んでから取外し、原子炉圧力容器外へ共
に吊り出すことができるので、従来のように原子炉圧力
容器内の制御棒と燃料支持金具とをそれぞれ別の把み具
により順次把み、かつ取外してから原子炉圧力容器外へ
それぞれ吊り出す場合に比して、原子炉圧力容器内の制
御棒と燃料支持金具の取外しと吊出し作業の作業効率を
著しく向上させることができる。その結果、ＢＷＲの定
期点検作業の作業性を著しく向上させることができる。 【０１１１】また従来の同時把み具を使って取り出す方
法（図１９に示す）では、周辺燃料集合体と合せて２０
体の燃料集合体を取り外す必要があったが、本願発明に
よれば７体で済み、さらに将来はこれが４体に減少する
ことが期待される。すなわち取外し作業量を著しく減少
することができる。さらに、従来の別々の把み具を用い
る場合に必要であった貯蔵プールにおける保管スペース
を１／２に削減できる効果も得られる。 【０１１２】また、請求項５記載の発明によれば、制御
棒回転機構は制御棒の把手を把むフックを吊持する回転
体を回転させる回転部材にワイヤを介して正逆回転用エ
アシリンダに接続して回転させるので、その回転力の負
担の軽減を図ることができる。 【０１１３】また、請求項６記載の発明によれば、制御
棒把み用第１駆動源により駆動されるフックにより制御
棒を把んでいる最中に、この制御棒把み用第１駆動源へ
の原動力の供給が中断されると、スプリングのばね力に
より制御棒把み用第１駆動源の把み動作を保持すること
ができる。 【０１１４】したがって、フックにより制御棒を把み、
吊り上げている最中に、万一、原動力ラインの破断等に
より制御棒把み用第１駆動源への原動力の供給が中断し
た場合でも、フックは制御棒を放さないので、安全であ
り、フェイルセーフ効果を奏することができる。 【０１１５】更に、請求項７記載の発明によれば、万
一、制御棒把み用第１駆動源の故障により制御棒の放し
動作をさせることができないときは、索条を引張ること
により制御棒の放し動作を強制的に実行させることがで
きる。 【０１１６】更に、請求項８記載の発明によれば、燃料
支持金具の既設の一対の側孔内に、一対のプランジャを
突出させて、支持するので、燃料支持金具側に把み用の
加工を何ら施す必要がない上に、燃料支持金具の径方向
で対向する一対の側孔内に一対のプランジャをそれぞれ
挿入させて支持し、吊持するので、燃料支持金具を径方
向でバランスをとった安定した状態で支持し吊り上げる
ので、これら支持ないし吊上げの信頼性と安全性とを共
に高めることできる。 【０１１７】更に、請求項９記載の発明によれば、燃料
支持金具把み部により燃料支持金具を把み、吊上げたと
きには、その把み状態がロック機構によりロックされる
ので、燃料支持金具の放し動作により燃料支持金具が落
下して破損するのを未然に防止することができ、信頼性
と安全性を共に高めることができる。 【０１１８】更に、請求項１０記載の発明によれば、燃
料支持金具把み用第１駆動源により燃料支持金具を把ん
でいる最中に、この燃料支持金具把み用第１駆動源への
原動力の供給が供給ラインの破断等により中断される
と、スプリングのばね力により燃料支持金具把み用第１
駆動源の把み動作が保持される。 【０１１９】したがって、燃料支持金具を把んで吊り上
げている最中に、万一、原動力供給ライン等により燃料
支持金具把み用第１駆動源への原動力の供給が中断した
場合でも、燃料支持金具を放さないので、安全であり、
フェイルセーフ効果を奏することができる。 【０１２０】更に、請求項１１記載の発明によれば、万
一、燃料支持金具把み用第１駆動源の故障により燃料支
持金具の放し動作を行なうことができないときは、索条
を引張ることにより燃料支持金具の放し動作を強制的に
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係わる制御棒・燃料支持金具把み具の
第１実施例を原子炉圧力容器内の炉心内に吊り込んだ状
態における全体構成を示す概略一部切欠縦断面図。 【図２】図１で示す実施例の上部の詳細図。 【図３】図１で示す実施例の中間部の詳細図。 【図４】図１で示す実施例の下部の詳細図。 【図５】図２のＶ−Ｖ矢視部分断面図。 【図６】図２のVI−VI線矢視図。 【図７】（Ａ）は図３の VIIＡ− VIIＡ線矢視断面図、
（Ｂ）は図３の VIIＢ− VIIＢ矢視断面図。 【図８】図３のVIII−VIII矢視断面図。 【図９】（Ａ）〜（Ｅ）は所要の格子内から燃料集合体
を引き抜く工程を示す各平面図。 【図１０】本発明に係る制御棒・燃料支持金具把み具の
第２実施例を原子炉圧力容器内の炉心内に吊り込んだ状
態における全体構成を示す概略一部切欠縦断面図。 【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は図１０で示す実施例におけ
るＣＲ側からのアンカップリング工程を示す概略図。 【図１２】（Ａ）〜（Ｃ）は所要の格子内から燃料集合
体を引き抜く工程を示す各平面図。 【図１３】一般的なＢＷＲの炉心部の一部切欠縦断面
図。 【図１４】図１３で示す上部格子板の一部切欠斜視図。 【図１５】図１３で示すＣＲとＦＳと炉心支持板の一部
切欠斜視図。 【図１６】図１５等で示すＦＳの拡大斜視図。 【図１７】図１３で示すＣＲとＣＲＤとのカップリング
部の部分拡大図。 【図１８】（Ａ）〜（Ｃ）はＣＲとＣＲＤの連結機構で
あるバイオネットカップリングの各概略断面図。 【図１９】（Ａ）〜（Ｃ）は従来技術に基づき所要の格
子内から燃料集合体を引き抜く工程を示す各平面図。 【符号の説明】 １ 原子炉圧力容器 ２ 炉心シュラウド ３ 燃料集合体 ４ 制御棒 ５ 上部格子板 ６ 燃料支持金具 ７ 炉心支持板 ８ 制御棒駆動機構 ２０，１００ 制御棒・燃料支持金具把み具 ３０ 上板 ３０ａ 上板着座検出レバー ３０ｂ 上板着座検出リミットスイッチ ３１ 支持筒 ３２ 角筒スタッド ４０，１０６ 制御棒把み部 ４１ 回転筒 ４２ 外筒 ４３ａ スラスト軸受 ４３ｂ ラジアル軸受 ４４ フック ４５，１０９ ＣＲ回転機構 ４５ａ 回転ギア ４５ｅ，４５ｆ 回転駆動用エアシリンダ ４５ｇ ピストンロッド ４６ ＣＲ昇降用エアシリンダ ４７ ＣＲ把み機構 ４７ａ フック開閉用エアシリンダ ４７ｂ ピストンロッド ４７ｃ リンク機構 ４７ｄ フック開検出リミットスイッチ ４７ｅ フック閉検出リミットスイッチ ４７ｆ ＣＲ着座検出リミットスイッチ ４７ｉ 保持用スプリング ４７ｈ 放し操作用ワイヤー ５０，１０３ ＦＳ把み部 ５１ 昇降角筒 ５１ａ 底面 ５１ｂ 十字状開口 ５２ ＦＳ昇降用エアシリンダ ５３ カイドローラ ５４ コーナーピン ５５ ガイド ５６ ＦＳ把み機構 ５６ａ 一対のプランジャ ５６ｂ リンク機構 ５６ｃ ＦＳ把み用エアシリンダ ５６ｄ ＦＳ把み用検出リミットスイッチ ５６ｅ ＦＳ放し用検出リミットスイッチ ５６ｆ ピストンロッド ５６ｇ 保持用スプリング ５６ｈ 放し操作用ワイヤ ５６ｉ 係合孔 ５７ ＦＳロック機構 ５７ａ ロックレバー ５８ ＦＳ着座検出装置 ５８ａ ＦＳ着座検出レバー ５８ｂ ＦＳ着座検出リミットスイッチ ６１ ブレードガイド ６１ａ，６１ｂ 模擬チャンネル

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 原子炉圧力容器内に設置された炉心支持
   板上に載置されて複数の燃料集合体の底部を支持する燃
   料支持金具と、制御棒駆動機構にバイヨネットカップリ
   ングにより着脱自在に連結された制御棒とを把みこれら
   の燃料支持金具及び制御棒を前記炉心支持板及び前記制
   御棒駆動機構から取外す制御棒・燃料支持金具把み具に
   おいて、原子炉圧力容器の上方に設けられた昇降装置に
   よって前記原子炉圧力容器内に昇降自在に吊り下げられ
   燃料支持金具上に設置される把み具本体と、この把み具
   本体の下部に設けられた燃料支持金具把み機構と、この
   把み具本体に上下動自在かつ回転動可能に設けられたシ
   ャフトと、このシャフトの下部に設けられた制御棒把み
   機構と、このシャフトを前記把み具本体から所定値以上
   下降させないストッパと、このシャフトを前記把み具本
   体に対して回転する回転駆動源とを備えたことを特徴と
   する制御棒・燃料支持金具把み具。