JPH07167977A - 燃料交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料移送，交換作業時間を大幅に短縮し得る
燃料交換方法を提供すること。 【構成】 炉心からＳＦＰへ燃料を同時に複数体ずつ移
送した後、ＳＦＰ内で炉心の燃料配置を考慮した燃料配
置へのシャフリング、および新燃料との入れ替えを行
い、ＳＦＰから炉心へ燃料を同時に複数体ずつ移送し、
装荷するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉炉心の
燃料交換方法に係り、特に燃料交換作業時間を大幅に短
縮するために有効な燃料交換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラント等の燃料移送の従来
技術には、図３に示す技術、特開昭６０−１６６８９５
号公報に記載の技術、特開昭６３−１４２２９７号公報
に記載の技術等がある。

【０００３】そのうちの図３に示す技術では、１台の燃
料交換機４の下部に伸縮管５が取り付けられ、この伸縮
管５の下端部に燃料つかみ装置６が設けられている。

【０００４】そして、この図３に示す従来技術では、原
子炉圧力容器２の炉心１から燃料つかみ装置６により燃
料７を１体ずつ取り出し、燃料交換機４により使用済み
貯蔵プール（以下、「ＳＦＰ」という。）３に移送し、
使用済み燃料貯蔵ラック（以下、「ＳＦＰラック」とい
う。）８に装着する。その後、ＳＦＰラック８から炉心
１へ燃料７を移送するときも、燃料つかみ装置６により
燃料７を１体ずつつかんで移送していた。

【０００５】前掲特開昭６０−１６６８９５号公報に記
載の技術では、１台の燃料交換機４の下部に伸縮管５が
取り付けられており、この伸縮管５の下端部に接続シャ
フト９および吊り金具１０を介してベース金具１１が支
持されている。このベース金具１１には、ガイド金具１
２Ａ，１２Ｂが配備されている。このガイド金具１２
Ａ，１２Ｂは、ガイド手段１３Ａ，１３Ｂによりそれぞ
れ独立に矢印ａ，ｂ方向に移動し得るようになってい
る。前記ガイド金具１２Ａ，１２Ｂには、燃料つかみ具
ボデー１４Ａ，１４Ｂが取り付けられており、この燃料
つかみ具ボデー１４Ａ，１４Ｂには燃料つかみ用フック
１５Ａ，１５Ｂが回動可能に支持されている。

【０００６】この燃料つかみ用フック１５Ａ，１５Ｂ
は、エアシリンダ等のアクチュエータ１６Ａ，１６Ｂに
より燃料７をそれぞれ１体ずつ把持しまたは解放する方
向に操作されるようになっている。

【０００７】而して、この特開昭６０−１６６８９５号
公報に記載の技術では、図６に示すステップ２１で、図
４に示す炉心１に配置されている燃料７を燃料つかみ用
フック１５Ａ，１５Ｂにより同時に複数体（図４，図５
の例では２体）ずつ把持し、燃料つかみ具ボデー１４
Ａ，１４Ｂ、ガイド金具１２Ａ，１２Ｂ、ベース金具１
１、吊り金具１０、接続シャフト９および伸縮管５を介
して吊り上げ、取り出す。次に、ステップ２２で燃料交
換機４により炉心１の位置からＳＦＰ３に複数体の燃料
７を移送し、ＳＦＰラック８に装着する。このときの燃
料配置は、図７および図８（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、当初の炉心側への燃料配置３７と、ＳＦＰラック側
への燃料配置３８とを同一にする。なお、図８（Ａ），
（Ｂ）において、燃料７内の数字は炉心への滞在サイク
ル数を示している。前記ＳＦＰラック８に燃料７を装着
した後、ステップ２３で全燃料の取り出しを確認する。

【０００８】その後、炉心１内では定期検査時のクリチ
カル工程に入り、ステップ２４で中性子計測装置（ＬＰ
ＲＭ）の取り替え、ステップ２５で制御棒（ＣＲ）の取
り替え、ステップ２６で制御棒駆動機構（ＣＲＤ）の点
検を実施する。一方、ＳＦＰ３内ではステップ３０で、
前記取り出された燃料７の一部の燃料の外観検査を実施
する。

【０００９】前述のクリチカル工程および燃料の外観検
査の終了後、ステップ３１で炉心１へ燃料７を再び燃料
交換機４により同時に複数体ずつ把持して移送し、ステ
ップ３４で燃料７を仮置きする。ここで、例えば炉心滞
在数４の燃料等、新燃料との交換対象となる使用済み燃
料は、ＳＦＰラック８内へ残して置く。その後、ステッ
プ３５により炉心１内で燃料シャフリングを行い、さら
にステップ３６で新燃料の炉心１への装荷を行い、ステ
ップ３７で燃料配置の確認を実施し、炉心１の燃料交換
の１サイクルを終了する。

【００１０】他方、前掲特開昭６３−１４２２９７号公
報に記載の技術では、図９に示すように、１台の走行台
車１７と、複数台（この図９では２台）の横走行台車１
９Ａ，１９Ｂとを備えている。前記走行台車１７は、レ
ール１８に沿い、図９において前後方向に移動するよう
になっている。前記横走行台車１９Ａ，１９Ｂは、走行
台車１７上に敷設されたレール２０に沿い、図９におい
て左右方向にそれぞれ独立に移動可能に設置されてい
る。前記横走行台車１９Ａには固定台車１９Ｃが付設さ
れており、前記横走行台車１９Ｂには移動台車１９Ｄが
付設されている。この移動台車１９Ｄは、駆動装置（図
示せず）により、図９において前後方向に移動可能に設
けられている。前記横走行台車１９Ａの固定台車１９Ｃ
の下部には、伸縮管５Ａが取り付けられており、前記横
走行台車１９Ｂの移動台車１９Ｄの下部には、伸縮管５
Ｂが取り付けられている。前記伸縮管５Ａ，５Ｂは、当
該横走行台車１９Ａ，１９Ｂ上に設置された操作手段１
９Ｅ，１９Ｆにより伸縮操作される。また、前記伸縮管
５Ａ，５Ｂの下端部には燃料つかみ装置６Ａ，６Ｂが設
けられている。

【００１１】そして、この特開昭６３−１４２２９７号
公報に記載の技術では、炉心１から燃料を取り出して移
送する場合は、燃料つかみ装置６Ａ，６Ｂにより燃料７
Ａ，７Ｂをつかみ、移動台車１９Ｄ、操作手段１９Ｅ，
１９Ｆおよび伸縮管５Ａ，５Ｂの連携動作を介して燃料
７Ａ，７Ｂを取り出し、走行台車１７により炉心１の位
置からＳＦＰ３の方向に同時に移送し、ＳＦＰラック８
に装着する。ついで、ＳＦＰ３から炉心１へ燃料を移送
する場合には、炉心１上で１体目の燃料７Ａの座標決め
を行い、伸縮管５Ａを伸ばし、燃料７Ａを炉心１へ装荷
し、伸縮管５Ａを縮める。その後、他の１体の燃料７Ｂ
の座標決めのため、走行台車１７および横走行台車１９
Ｂを移動させ、座標決めを行った後、炉心１へ燃料７Ｂ
を装荷するようにしていた。

【００１２】なお、この特開昭６３−１４２２９７号公
報に記載の技術においても、新燃料との交換対象となる
使用済み燃料は、前掲特開昭６０−１６６８９５号公報
に記載の技術と同様、ＳＦＰラック８内に残して置くよ
うにしている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来技
術のうちの図３に示す技術では、炉心１とＳＦＰ３の間
において１台の燃料交換機４により燃料７を１体ずつ移
送するようにしている。したがって、燃料７の移送時間
を短縮するには、燃料交換機４の駆動速度を上げる必要
がある。しかし、燃料交換機４の駆動速度を上げ過ぎる
と、燃料７の振れが大きくなり、静止するまでの時間が
掛かり過ぎるため、そのスピードアップには限界があっ
た。

【００１４】一方、前掲特開昭６０−１６６８９５号公
報に記載の技術では、定期検査時の全燃料取り出し（最
近は、安全上の点より主流となっている。）時におい
て、炉心１からＳＦＰ３へ移送する際は、燃料７を同時
に複数体ずつ移送できるため、移送時間を短縮すること
が可能である。しかし、ＳＦＰ３から炉心１へ移送する
場合には、炉心側の燃料配置を考慮する必要があるた
め、図６から分かるように、炉心１へ仮置き後、炉心内
で燃料シャフリングおよび新燃料の装荷ステップが必要
であり、したがってＳＦＰ３から炉心１への移送におい
て、燃料移送時間を短縮することが困難であった。

【００１５】他方、前掲特開昭６３−１４２２９７号公
報に記載の技術では、燃料をＳＦＰ３から炉心１へ移送
する場合に、炉心１上で１体目の燃料７Ａの座標決めを
行い、伸縮管５Ａを伸ばして燃料７Ａを炉心１へ装荷
し、伸縮管５Ａを縮め、その後他の１体の燃料７Ｂの座
標決めのため、走行台車１７および横走行台車１９Ｂを
移動させ、座標決めを行った後、伸縮管５Ｂを伸ばし、
燃料７Ｂを炉心１へ装荷し、伸縮管５Ｂを縮める必要が
ある。したがって、この従来技術では２体の燃料装荷に
おいて、伸縮管５Ａ，５Ｂを別々に伸縮させる必要があ
るため、充分に燃料移送時間を短縮することができなか
った。

【００１６】本発明の目的は、前記従来技術の問題を解
決し、燃料移送，交換作業時間を大幅に短縮し得る燃料
交換方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的は、炉心からＳ
ＦＰへ燃料を同時に複数体ずつ移送した後、ＳＦＰ内
で、炉心の燃料配置を考慮した燃料配置へのシャフリン
グ、および新燃料との入れ替えを行い、ＳＦＰから炉心
へ燃料を同時に複数体ずつ移送し、装荷することによ
り、達成される。

【００１８】また、前記目的は前記ＳＦＰ内でのシャフ
リング、および新燃料との入れ替えを、定期検査のクリ
チカル工程のうちの炉心関連作業と並行して実施するこ
とにより、達成される。

【００１９】

【作用】本発明では、炉心からＳＦＰへ燃料を同時に複
数体（２体または４体等）ずつ移送する。ついで、ＳＦ
Ｐ内で炉心の燃料配置を考慮した燃料配置へのシャフリ
ング、および新燃料との入れ替えを行う。その後、ＳＦ
Ｐから炉心へ燃料を同時に複数体ずつ移送し、装荷す
る。

【００２０】このように、本発明ではＳＦＰ内で炉心の
燃料配置を考慮した燃料シャフリングおよび新燃料との
入れ替えを行うようにしているので、ＳＦＰから炉心へ
燃料を同時に複数体ずつ移送し、そのまま装荷すること
ができる。したがって、炉心へ燃料を仮置き後、炉心内
で燃料シャフリングおよび新燃料の装荷を行う必要がな
く、またＳＦＰから炉心へ燃料を複数体ずつ移送後、別
々に座標決めし、燃料装荷する必要もないので、燃料移
送，交換作業時間を大幅に短縮することが可能となる。

【００２１】さらに、本発明ではＳＦＰ内での燃料シャ
フリングおよび新燃料との入れ替えを、定期検査のクリ
チカル工程のうちの炉心関連作業、つまりＬＰＲＭ取り
替え、ＣＲ取り替え、ＣＲＤ点検ステップと並行して実
施するようにしているので、燃料交換作業時間をより一
層短縮することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。

【００２３】図１は本発明方法の一実施例を示すフロー
チャート、図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はＳＦＰ内での
燃料配置，新燃料との入れ替え，炉心側での燃料配置を
示す図である。

【００２４】本発明方法を実施するに当たって、例えば
図４および図５に示すような燃料交換機４を使用する。

【００２５】そして、図１に示すステップ２１で複数燃
料取り出しを行う。この複数燃料取り出しは、前記燃料
交換機４を炉心１の位置に移動させる。この位置で伸縮
管５を伸ばし、炉心１内に燃料つかみ具ボデー１４Ａ，
１４Ｂを挿入し、各燃料つかみ用フック１５Ａ，１５Ｂ
により燃料７を把持する。その後、伸縮管５を縮め、燃
料つかみ用フック１５Ａ，１５Ｂにより把持されている
燃料７を炉心１から引き出し、燃料交換機４によりＳＦ
Ｐ３へ移送する。

【００２６】次に、ステップ２２でＳＦＰへの燃料装着
を行う。このＳＦＰへの燃料装着は、２体ずつ取り出し
て移送した燃料７をそのままＳＦＰラック８に装着して
行う。ＳＦＰラック８に燃料７を装着後、燃料交換機４
を炉心１上に戻す。

【００２７】以上の動作を炉心１から燃料７の全部を取
り出すまで繰り返して行う。

【００２８】ついで、ステップ２３で全燃料取り出しを
確認する。全燃料を取り出し、ＳＦＰラック８に装着し
た燃料配置３８を図２（Ａ）に示す。この燃料配置３８
は、図７（Ａ）に示す当初の炉心側への燃料配置３７と
同じである。

【００２９】全燃料取り出し確認後、ステップ２４，２
５，２６で定期検査のクリチカル工程のうちの関連作業
であるＬＰＲＭ取り替え，ＣＲ取り替え，ＣＲＤ点検作
業を行う。

【００３０】前記定期検査のクリチカル工程のうちの炉
心関連作業と並行して、ステップ２７ではＳＦＰ３内で
の燃料シャフリングを行い、ステップ２８ではＳＦＰ３
内で新燃料との入れ替えを行う。この新燃料との入れ替
えは、図２（Ａ），（Ｂ）から分かるように、例えば炉
心滞在サイクル数４の燃料を新燃料Ｎと交換し、図２
（Ｂ）に示す燃料配置３９とする。ここでの燃料配置３
９は、炉心１の燃料配置を考慮し、図２（Ｂ），（Ｃ）
から分かるように、炉心１内での燃料配置４０と同じと
する。ついで、ステップ２９でＳＦＰ３内の燃料配置を
確認する。

【００３１】さらに、これらクリチカル工程のうちの炉
心関連作業、ＳＦＰ３内での燃料シャフリングおよび新
燃料との入れ替え作業と並行して、ステップ３０で燃料
７の一部分の外観検査を行う。

【００３２】次に、ステップ３１で炉心１への複数燃料
移送を実施する。この複数燃料移送は、例えば前記図４
および図５に示す燃料交換機４を使用し、ＳＦＰラック
８に図２（Ｂ）に示すごとき燃料配置３９で装着されて
いる燃料７を、同時に２体ずつ取り出し、炉心１上に移
送する。続いて、ステップ３２で燃料７を同時に２体ず
つ座標決めし、炉心１内に装荷する。これらの作業は、
この実施例では前述のごとく、ＳＦＰ３内で炉心１の燃
料配置４０を考慮した燃料シャフリングおよび新燃料と
の入れ替えを行っているため、燃料７を図２（Ｂ）の状
態から同時に２体ずつ取り出し、炉心１上に移送し、こ
こでも同時に２体ずつ座標決めし、炉心１内に装荷する
ことができる。

【００３３】前記ＳＦＰ３から炉心１へ燃料７の全部を
移送し、座標決めして装荷した後、ステップ３３で燃料
７が所定の燃料配置４０に装荷されているか，否かの確
認を行う。この燃料配置の確認を行ったうえで、燃料交
換の１サイクルを終了する。

【００３４】以上のように、この実施例では炉心１から
ＳＦＰ３へ燃料７を同時に２体ずつ取り出して移送し、
その後ＳＦＰ３内で炉心１の燃料配置を考慮した燃料配
置へのシャフリング、および新燃料との入れ替えを行っ
た後、ＳＦＰ３から燃料７を同時に２体ずつ取り出して
炉心１へ移送し、装荷するようにしているので、ＳＦＰ
３内での燃料シャフリング、および新燃料との入れ替え
を行った燃料配置３９からそのままＳＦＰ３より炉心１
へ燃料７を同時に２体ずつ移送し、炉心１内に装荷する
ことができるため、燃料移送，交換作業時間を大幅に短
縮することができ、ひいては原子炉の稼働率を向上させ
ることが可能となる。

【００３５】さらに、この実施例では前記ＳＦＰ３内で
の燃料シャフリングおよび新燃料との入れ替え作業を、
定期検査のクリチカル工程のうちの炉心関連作業である
ＬＰＲＭ取り替え，ＣＲ取り替え，ＣＲＤ点検作業と並
行して実施するようにしているので、燃料交換作業時間
をより一層短縮することができる。

【００３６】なお、本発明方法では燃料７を同時に２体
ずつ取り扱う実施例に限らず、同時に３体以上の単位で
取り扱うようにしてもよい。また、使用する燃料交換機
は図４および図５に示すものに限らず、要は燃料７を複
数体ずつ取り出し、移送し、装荷し得る機能を持ったも
のであればよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１記載の発
明によれば、炉心からＳＦＰへ燃料を同時に複数体ずつ
移送した後、ＳＦＰ内で炉心の燃料配置を考慮した燃料
配置へのシャフリング、および新燃料との入れ替えを行
い、ＳＦＰから炉心へ燃料を同時に複数体ずつ移送し、
装荷するようにしているので、燃料移送，交換作業時間
を大幅に短縮し得る効果があり、ひいては原子炉稼働率
の向上を図り得る効果がある。

【００３８】また、本発明の請求項２記載の発明によれ
ば、前記ＳＦＰ内でのシャフリングおよび新燃料との入
れ替えを、定期検査のクリチカル工程のうちの炉心関連
作業と並行して実施するようにしているので、燃料交換
作業時間をより一層短縮し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すフローチャートであ
る。

【図２】図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明において
炉心からＳＦＰへ燃料を移送して装着した燃料配置，Ｓ
ＦＰ内で燃料シャフリングおよび新燃料との入れ替えを
行った後の燃料配置，ＳＦＰから炉心へ燃料を移送して
装荷した燃料配置を示す説明図である。

【図３】炉心とＳＦＰとの間で、燃料を１体ずつ移送
し、装荷する燃料交換機を使用して行う従来技術の説明
図である。

【図４】炉心とＳＦＰとの間で、燃料を複数体ずつ移送
し、装荷する燃料交換機を使用して行う従来技術の説明
図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線から見た拡大図である。

【図６】図４，図５に示す燃料交換機を使用して行う従
来の燃料交換作業のフローチャートである。

【図７】炉心とＳＦＰとの間の燃料移送経路図である。

【図８】図８（Ａ），（Ｂ）は図７のＰ，Ｑ部分におけ
る燃料配置を示す図である。

【図９】炉心とＳＦＰとの間で、燃料を複数体ずつ移送
し、装荷する他の燃料交換機を使用して行う従来技術の
説明図である。

【符号の説明】

１…炉心、２…原子炉圧力容器、３…ＳＦＰ、７…燃
料、８…ＳＦＰラック、４…燃料交換機、５…燃料交換
機の伸縮管、１１…同ベース金具、１４Ａ，１４Ｂ…同
燃料つかみ具ボデー、１５Ａ，１５Ｂ…同燃料つかみ用
フック、１６Ａ，１６Ｂ…同燃料つかみ用フックのアク
チュエータ、２１〜３３…燃料交換および定期検査のク
リチカル工程のうちの炉心関連作業のステップ、３８…
本発明の一実施例におけるＳＦＰラックに装着したとき
の燃料配置、３９…同ＳＦＰ内での燃料シャフリングお
よび新燃料との入れ替え後の燃料配置、４０…同炉心内
に装荷したときの燃料配置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 沸騰水型原子炉炉心の燃料交換方法にお
   いて、炉心から使用済み燃料貯蔵プールへ燃料を同時に
   複数体ずつ移送した後、使用済み燃料貯蔵プール内で、
   炉心の燃料配置を考慮した燃料配置へのシャフリング、
   および新燃料との入れ替えを行い、使用済み燃料貯蔵プ
   ールから炉心へ燃料を同時に複数体ずつ移送し、装荷す
   ることを特徴とする燃料交換方法。
2. 【請求項２】 前記使用済み燃料貯蔵プール内でのシャ
   フリング、および新燃料との入れ替えを、定期検査のク
   リチカル工程のうちの炉心関連作業と並行して実施する
   ことを特徴とする請求項１記載の燃料交換方法。