JPH1123782A - 使用済燃料取扱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 核燃料再処理施設でキャスクから使用済燃料
を取り出す装置をコンパクトなものにする。 【解決手段】 使用済燃料をキャスク３から取り出す燃
料取り出し装置３０は、水平な架構３１上を移動自在の
走行台車３３、走行台車３３上に鉛直面内で旋回自在に
設けられたガイドチューブ３５及び走行台車３３上に設
けられガイドチューブ３５を旋回する旋回駆動装置３７
を有し、更にガイドチューブ３５の上端部にはワイヤ先
端にグリッパ４９及びグリッパ操作機構４７を着脱自在
に備えた燃料吊り上げ装置４０が配設されると共にガイ
ドチューブ３５に沿ってグリッパ操作機構４７を押し出
す燃料送り出し装置５０が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉で所定の燃
焼を終えた核燃料集合体所謂使用済燃料を移送するため
に取り扱う装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、軽水冷却型原子炉で所定の燃焼
を終えた使用済燃料は、放射能を帯び且つ熱を放出する
から、一般に原子力発電所内に設けた冷却プール内で冷
却された後、使用済燃料輸送容器所謂キャスク内に収納
されて燃料再処理施設へ運ばれる。通常キャスク内には
数体の使用済燃料が一緒に収納され、燃料再処理施設で
は人間から隔離された状態で使用済燃料がキャスクから
遠隔的に取り出され、使用済燃料剪断装置等の処理装置
へ送り出される。従来提案されている燃料再処理設備の
燃料受け入れ部の概念的構造が図１１に示されている。

【０００３】図１１を参照して、該燃料受け入れ部を概
説すると、トレーラ１に載せられて運ばれて来たキャス
ク３は、建屋５の受け入れ室７に入れられ、取扱クレー
ン９によって吊り上げられてエアロック室１１内の移送
台車１３上に置かれる。エアロック室１１内の空気は、
受け入れ室７へは流れ出さないようになっている。しか
る後、移送台車１３は搬入室１５内に移動し、ここでキ
ャスク３は直立され、上方の取り出し室１７の底部開口
にキャスク３の内部が開放される。この際必要があれば
気密封止装置などが使用され、キャスク３の上蓋などは
取り出し室１７内から操作されて取り外される。キャス
ク３内の使用済燃料Ａは、一体ずつ取り出し装置１９に
より取り出し室１７へ持ち上げられて移動し、しかる後
横方向に移動されて処理セル２１内の処理装置２３へ供
給される。処理装置２３では、剪断、分解等の処理が適
宜行われる。

【０００４】取り出し装置１９は、図１２に示すよう
に、架構１９ａ，台車１９ｂ、ガイドチューブ１９ｃ、
旋回駆動装置１９ｄ、プッシュチェーン１９ｅ、補助装
置１９ｆ、グリッパ１９ｇ及びコントローラ１９ｈを有
する。そして、図示のようなガイドチューブ１９ｃの鉛
直姿勢でプッシュチェーン１９ｅを繰り出してグリッパ
１９ｇを下降させ、キャスク３内の使用済燃料Ａと係合
させ、補助装置１９ｆを操作して使用済燃料Ａを掴む。
グリッパ１９ｇの位置合わせは、台車１９ｂの移動とガ
イドチューブ１９ｃの車幅方向の移動とを組み合わせて
行われる。しかる後、使用済燃料Ａをガイドチューブ１
９ｃ内に引き上げて収納し、旋回駆動装置１９ｄにより
ガイドチューブ１９ｃを反時計方向に駆動して水平姿勢
にする。この状態で台車１９ｂを処理セル２１（図１
１）側に所定距離走行移動し、しかる後にプッシュチェ
ーン１９ｅにより使用済燃料Ａを処理装置２３（図１
１）に送り出す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
使用済燃料取り出し装置は、押し出し可能なチェーンで
あるプッシュチェーンを使用して、使用済燃料の処理装
置への送り出しを便たらしめているが、このためコント
ローラや補助装置を必要として、ガイドチューブが相対
的に長くならざるを得ない。このため、架構の設置高さ
も高くなって燃料再処理施設の建屋も高くなる等建設、
製造コストも大きくならざるを得ないという問題があ
る。更には、本質的に引張力の伝達に便なチェーンを圧
縮力の伝達も可能な構造にしたプッシュチェーンを使用
しているので、相対的に構造が複雑となって高価である
との問題もある。従って、本発明は、製作コストが小さ
くコンパクトな構造の燃料再処理施設用使用済燃料取扱
装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、水平な架構上を移動自在の走行台
車、この走行台車上に鉛直面内で旋回自在に設けられた
燃料案内部材及び前記走行台車上に設けられその燃料案
内部材を鉛直姿勢と水平姿勢との間で旋回する駆動装置
を有する使用済燃料取扱装置は、更に前記燃料案内部材
の上端部にはワイヤ先端にグリッパ及びグリッパ操作機
構を着脱自在に備えた燃料吊り上げ装置が配設されると
共に前記燃料案内部材に沿って前記グリッパ操作機構を
押し出す燃料送り出し装置が設けられる。そして燃料吊
り上げ装置は、好適にはホイスト式のもので巻き上げワ
イヤの先端とグリッパ操作機構とは挿脱自在のピンで分
離自在に接続される。更に、前記燃料案内部材はＵ字形
断面の本体部と下端のテレスコープ形伸縮部とを有し、
一側面が開放された溝状内部空間内に使用済燃料を引き
入れ、収納出来る構造となっている。更に又、前記燃料
送り出し装置は、チェーン駆動構造、ラックピニオン駆
動構造、ローラコンベア駆動構造、シリンダ駆動構造及
び送りねじ駆動構造のものの何れも選択可能である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。先ず図１を参照するに、前述の
ような燃料再処理施設の建屋内の取り出し室１７内に設
けられる使用済燃料取扱装置即ち燃料取り出し装置３０
は、底部の取り出し開口１７ａに対応して架設された水
平な架構３１を有し、その架構３１上に敷設されたレー
ル３１ａに走行台車３３が載っている。走行台車３３は
トロリー状のもので、駆動モータ、駆動輪、転動輪及び
ブレーキ等を有し、これに燃料案内部材即ちガイドチュ
ーブ３５と旋回駆動装置３７が載設されている。ガイド
チューブ３５は、図２に示すように溝状の内部空間を持
つＵ字形断面の本体部３５ａと、下端部に組み込まれた
テレスコープ形伸縮ガイド３５ｂ、３５ｃとを有する。
伸縮ガイド３５ｂ、３５ｃは、それぞれ外面がストロー
ク規制用隙間３５ｂａ、３５ｃａを形成するように段付
き面になっていて、伸長しても自然に止まる。その伸縮
動作は後述するが、伸縮ガイドの数乃至段数は必要な伸
縮量に応じて適宜変更され得るものである。

【０００８】再び、図１を参照するに、ガイドチューブ
３５の上端部には、燃料吊り上げ装置４０が設けられて
いる。燃料吊り上げ装置４０は、ホイスト４１、シーブ
４２，４３、吊り上げワイヤ４４、ワイヤ接続機構４
５、グリッパ操作機構４７及びグリッパ４９を有する。
図示の姿勢でホイスト４１を巻き戻せば、グリッパ４９
及びグリッパ操作機構４７はガイドチューブ３５に案内
されて下降し、２点鎖線に示す位置に下降したグリッパ
４９がキャスク３内の使用済燃料Ａに挿入され、グリッ
パ操作機構４７がグリッパ４９を拡げて係合連結する。
そして、再びホイスト４１を駆動して吊り上げワイヤ４
４を巻き込めば、使用済燃料Ａはキャスク３から引き上
げられてガイドチューブ３５内に収納される。前述のグ
リッパ４９とガイドチューブ３５の伸縮ガイド３５ｂ、
３５ｃとがワイヤ等によって連結されていて、前者の昇
降動作に連動して、ガイドチューブ３５の伸縮ガイド３
５ｂ、３５ｃが上下動が行われるようになっている。更
にガイドチューブ３５の上端部には、燃料送り出し装置
５０の駆動モータ５１が設けられている。燃料送り出し
装置５０は、更にガイドチューブ３５の両端に設けられ
たプーリ５３，５５と、これらに巻装されたループチェ
ーン５７及びループチェーン５７の両端に連結された駆
動台５９を有している。これらの燃料送り出し装置５０
が作動するのは、後述するようにガイドチューブ３５が
水平姿勢になったときである。

【０００９】次に図３及び図４を参照してワイヤ接続機
構４５の構造を説明する。図３において、図示しないガ
イドチューブ３５の本体部３５ａの上部に取り付けられ
たガイド３５ｅに吊り上げワイヤ４４が挿通されてい
て、ワイヤ４４の端部に固定された取付け金具４６の一
体型接続プレート４６ａに接続ピン穴４６ｂが穿設され
ている。グリッパ操作機構４７の上端側には、接続プレ
ート４６ａを受け入れる接続フォーク４８が突設され、
これには接続ピン穴４８ａが穿設されている。更に図４
において分かるように、接続フォーク４８には別の接続
ピン穴４８ｂが穿設されていて、この部分では接続フォ
ーク４８は駆動台５９に突設された接続プレート５８を
受け入れるようになっている。この接続プレート５８も
接続ピン穴４８ｂに対応する接続ピン穴を備えている。

【００１０】以上のワイヤ接続機構４５において、接続
ピン穴４８ａ，４８ｂには、選択的に接続ピン６０が挿
入される。接続ピン６０は先端部に出没自在の突起６１
を有し、接続ピン６０の基端部の掴み部を握ると突起６
１が外面に没する。そして接続ピン６０は、取り出し室
１７に設けられたマスタースレーブ式マニピュレータＢ
によって操作される。図３及び図４において、接続ピン
６０を接続ピン穴４８ａに挿入すれば、吊り上げワイヤ
４４側の接続プレート４６ａとグリッパ操作機構４７側
の接続フォーク４８が連結され、一方接続ピン６０をマ
スタースレーブ式マニピュレータＢにより掴んで引き抜
いて接続ピン穴４８ｂに挿入すれば、グリッパ操作機構
４７側の接続フォーク４８と駆動台５９側の接続プレー
ト５８とが連結される。

【００１１】次に、上述の構造を有する燃料取り出し装
置３０を使用して使用済燃料Ａを取り出して移送する手
順を説明する。先ず、図５に示すように取り出し室１７
の底部の取り出し開口１７ａの直下にキャスク３を直立
させて整列させる。そして、燃料取り出し装置３０を走
行台車３３を適宜移動させて鉛直姿勢にあるガイドチュ
ーブ３５をキャスク３内の使用済燃料Ａに位置決めす
る。しかる後に燃料吊り上げ装置４０を作動させてグリ
ッパ４９を下降させ、この掴み部を使用済燃料Ａの上端
部内に挿入する。その後、グリッパ操作機構４７を遠隔
的に操作して使用済燃料Ａをグリッパ４９で把持し、吊
り上げ装置４０のホイスト４１を操作してグリッパ４９
をガイドチューブ３５内最上位置まで引き上げる。そう
すると、使用済燃料Ａは完全にガイドチューブ３５内に
引き込まれ、伸縮ガイド３５ｂ，３５ｃも縮退位置に戻
る。

【００１２】以上の状態で、旋回駆動装置３７によりガ
イドチューブ３５を反時計方向に９０度旋回すると、図
６に示すようにガイドチューブ３５は水平姿勢になる。
この状態で、マスタースレーブ式マニピュレータＢを操
作して接続ピン６０を接続ピン穴４８ａから引き抜い
て、グリッパ操作機構４７を吊り上げワイヤ４５から分
離させる。そして接続ピン６０を接続ピン穴４８ｂに挿
入して駆動台５９とグリッパ操作機構４７とを接続す
る。このような状態で、走行台車３３を作動させ、図５
において２点鎖線で示すようにレール３１ａ上を移動さ
せ、図示しない処理セル側に寄せ、最終的にはガイドチ
ューブ３５の開放端部（鉛直姿勢において下端部、水平
姿勢において右端部）を処理装置に連絡させる。そし
て、燃料送り出し装置５０の駆動モータ５１を駆動し、
ループチェーン５７により駆動台５９を開放端部側に駆
動すれば、グリッパ操作機構４７即ち使用済燃料Ａは処
理装置内に送り出され、所定の処理が行われる。そし
て、その処理が完了した後、駆動モータ５１を逆転駆動
すると、駆動台５９ひいては使用済燃料Ａを掴んでいな
いグリッパ４９がガイドチューブ３５の左端側（図２に
おいて）に移動する。そして、走行台車３３が取り出し
開口１７ａの上に復帰すれば、再びマスタースレーブ式
マニピュレータＢを操作してグリッパ操作機構４７を駆
動台５９から分離し、吊り上げワイヤ４４に連結する。
このような手順の操作をキャスク３内に収納されていた
使用済燃料Ａの全部について行う。

【００１３】以上説明した実施形態においては、燃料送
り出し装置５０はループチェーン５７を用いたループチ
ェーン駆動構造としたが、図７に示すように燃料送り出
し装置１５０は、ガイドチューブ３５内に所定の間隔で
配設した複数のコンベアローラ１５１、ガイドチューブ
３５の端部に配設されたモータ内蔵コンベアローラ１５
３及び同様な駆動台（図示しない）から構成してもよ
い。

【００１４】更に、図８の改変実施形態（改変部以外は
図示省略）に示すように、燃料送り出し装置２５０はガ
イドチューブ３５内に平行に配置されたラック２５１、
このラック２５１に噛み合うピニオン歯車２５３、ピニ
オン歯車２５３を駆動するモータ２５５を備えた図示し
ない駆動台及びラック２５１に挟まれてガイドチューブ
３５内に配設された複数のコンベアローラ２５７から構
成しても良い。更に又、図９の改変実施形態（改変部以
外は図示省略）に示すように、燃料送り出し装置３５０
は、ガイドチューブ３５内に平行に配置されたロッドレ
スシリンダ３５１、このロッドレスシリンダ３５１に連
結されたピストンマウント３５３及びピストンマウント
３５３に取り付けられた図示しない駆動台から構成して
も良い。又、図１０の改変実施形態（改変部以外は図示
省略）に示すように、燃料送り出し装置４５０はガイド
チューブ３５内に平行に配置された案内軸４５１、この
案内軸４５１に挟まれてガイドチューブ３５内を延びる
ねじ軸４５３、ねじ軸４５３の上端側に接続されて設け
られた歯車装置４５５と駆動モータ４５７、及び送りね
じ機構４５９が取り付けられた図示しない駆動台から構
成しても良い。尚、図７乃至図１０に示された改変実施
形態の燃料送り出し装置１５０，２５０，３５０，４５
０の個別の作用については詳述しないが、燃料送り出し
装置５０と同様な作用が得られることはその構成から当
業者には容易に理解されるであろう。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
使用済燃料を上下方向に動かす燃料吊り上げ装置と、水
平方向に動かす燃料送り出し装置を別個の装置として構
成したので、単純な構成にして無駄の無い動作を行える
から、操作が確実になると共に要する製作コストも必要
最小限にすることができる。又本発明によれば、吊り上
げ装置のワイヤとグリッバ操作機構を遠隔操作により挿
脱自在のピンにより連結したので、使用済燃料の吊り上
げ装置又は燃料送り出し装置との接続切り換えを容易に
行うことができる。更に本発明によれば、使用済燃料を
引き入れる燃料案内部材の下端部にテレスコープ形伸縮
部を設け、燃料案内部材の旋回動作時には全長を短縮可
能としたので、燃料再処理施設に要求される建屋の全高
が低くなり、敷設の建設コストを低くすることができ
る。更に本発明によれば、燃料送り出し装置は複数の駆
動形式から選択使用できるので、使用状態に応じて常に
最適のものを使用して製作コストを最小にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す全体構造側面図であ
る。

【図２】前述の実施形態の一部分を示す部分斜視図であ
る。

【図３】前述の実施形態の要部を示す一部切欠き部分平
面図である。

【図４】図３のIV−IV線に沿う部分側面図である。

【図５】前記実施形態の作用説明用概略側面図である。

【図６】前記実施形態の作用説明用概略平面図である。

【図７】前記実施形態の一部の改変例を示す概略説明図
である。

【図８】前記実施形態の一部を変更した別の改変例を示
す概略説明図である。

【図９】前記実施形態の一部を変更した更に別の改変例
を示す概略説明図である。

【図１０】前記実施形態の一部を変更した更に又別の改
変例を示す概略説明図である。

【図１１】燃料再処理施設の一部を示す概念配置図であ
る。

【図１２】従来提案の使用済燃料の持上装置の全体概念
図ある。

【符号の説明】

３ キャスク １７ 取り出し室 １７ａ 取り出し開口 ３０ 燃料取り出し装置 ３１ 架構 ３１ａ レール ３３ 走行台車 ３５ ガイドチューブ ３５ａ 本体部 ３５ｂ，３５ｃ 伸縮ガイド ３５ｄ ガイド ３７ 旋回駆動装置 ４０ 燃料吊り上げ装置 ４１ ホイスト ４２，４３ シーブ ４４ 吊り上げワイヤ ４５ ワイヤ接続機構 ４７ グリッパ操作機構 ４９ グリッパ ５０ 燃料送り出し装置 ５１ 駆動モータ ５３，５５ プーリ ５７ ループチェーン ５９ 駆動台 １５０，２５０，３５０，４５０ 燃料送り出し装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平な架構上を移動自在の走行台車、同
   走行台車上に鉛直面内で旋回自在に設けられた燃料案内
   部材及び前記走行台車上に設けられ前記燃料案内体を旋
   回する駆動装置を有し、更に前記燃料案内部材の上端部
   にはワイヤ先端にグリッパ及びグリッパ操作機構を着脱
   自在に備えた燃料吊り上げ装置が配設されると共に前記
   燃料案内部材に沿って前記グリッパ操作機構を押し出す
   燃料送り出し装置が設けられていることを特徴とする使
   用済燃料取扱装置。
2. 【請求項２】 前記燃料吊り上げ装置のワイヤ先端と前
   記グリッパ操作機構とは挿脱自在のピンで接続されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の使用済燃料取扱装
   置。
3. 【請求項３】 前記燃料案内部材は、Ｕ字形断面の本体
   部と下端のテレスコープ形伸縮部とを有することを特徴
   とする請求項１記載の使用済燃料取扱装置。
4. 【請求項４】 前記燃料送り出し装置は、チェーン駆動
   構造、ラックピニオン駆動構造、ローラコンベア駆動構
   造、シリンダ駆動構造及び送りねじ駆動構造の少なくと
   も一つを採用していることを特徴とする請求項１乃至請
   求項３のいずれか一に記載の使用済燃料取扱装置。