JPH04279897A - 原子炉の燃料取替機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばインターナルポ
ンプを備えた沸騰水形原子炉において、原子炉内の燃料
の取替とインターナルポンプの取替を行う際に使用する
原子炉の燃料取替機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な沸騰水形原子炉において
は、原子炉圧力容器内にジェットポンプを収納し、また
原子炉圧力容器外に炉水の一部を取出すよう構成して、
この取出された炉水を再循環ポンプで加圧し、これを駆
動水として前記ジェットポンプに送り込み、このジェッ
トポンプによって炉心の炉水を循環させるようにした方
法が採用されていた。

【０００３】しかしながらこの方法は、構造的にかなり
複雑になってしまうばかりでなく、ジェットポンプと再
循環ポンプとを結ぶ配管が原子炉外に配設されることか
ら好ましくないという問題があった。

【０００４】そこで近年、再循環ポンプを原子炉内に構
成して配管を無くすようにしたものとして、図６に示す
ように、インターナルポンプを備えた沸騰水形原子炉が
開発されている。

【０００５】この種の沸騰水形原子炉は、図６に示すよ
うに、原子炉圧力容器１内にシュラウド２が設けられ、
このシュラウド２内に炉心３を収容した構成となってお
り、前記原子炉圧力容器１の底部には、インターナルポ
ンプ４が複数個、例えば１０台程度（図５参照）配置さ
れている。そして、この原子炉圧力容器１内の炉水は、
シュラウド２の外周面と原子炉圧力容器１の内周面との
間に形成されるダウンカマ５内を下降し、前記インター
ナルポンプ４によって炉心３の下方に送られ、更に炉心
３内に流入するようになっている。

【０００６】この炉心３内に流入した炉水は、核反応に
よる熱によって沸騰し、水と蒸気との二相流となって上
方に流れ、炉心３の上方に配置された気水分離器６によ
って水と蒸気に分離される。そして、この分離された蒸
気は、蒸気乾燥器７で湿分が除去された後、タービン（
図示せず）等に送られ、一方、分離された水は、給水ス
パージャ８から供給される給水とともに、インターナル
ポンプ４により再び炉心３内に送られるようになってい
る。

【０００７】ここに、前記原子炉圧力容器１の炉心３に
は、例えば約２００本程度の制御棒（図示せず）と約８
００本程度の燃料棒（図示せず）とが設けられており、
これら燃料棒と制御棒及び制御棒駆動装置（図示せず）
によって制御棒が炉心３内に挿入又は引抜きされて炉心
３の半濃度等が制御されるようになっている。

【０００８】前記各インターナルポンプ４には、図８に
示すように、ディフューザ９とインペラ１０とを有する
ポンプ部１１が備えられており、このディフューザ９は
、ストレッチチューブ１２及びストレッチチューブナッ
ト１３により原子炉圧力容器１のポンプノズル１４上に
圧接されて該ポンプノズル１４内に下方から挿入される
モータケーシング１５と連結されている。

【０００９】前記モータケーシング１５内には、水浸形
モータ１６が収容されているとともに、このモータ１６
の下端には、モータカバー１７が取付けられている。こ
のモータカバー１７は、モータケーシング１５の下面に
密着して配置され、スタッドボルト１８に螺装されるナ
ット１９によってモータケーシング１５に締付け固定さ
れており、これによって液密を維持するとともにモータ
１６をモータケーシング１５内に固定するよう構成され
ている。このモータ１６と前記インペラ１０とは軸２０
により連結され、軸２０を介してインペラ１０を駆動す
るようになっている。

【００１０】以上の構成を有するインターナルポンプ４
は、定期的に分解して取外し、取外した部品を原子炉格
納容器外の別の場所で点検して補修する必要がある。

【００１１】このインターナルポンプ４の分解、取外し
は、先ずモータ１６と軸２０との結合を外し、ナット１
９を取外してモータ１６をモータケーシング１５から下
方に引抜く。この状態で、インペラ１０及び軸２０を上
方に引抜いて両者１０，２０を一体として取外した後、
ストレッチチューブナット１３を取外して、ディフュー
ザ９をストレッチチューブ１２とともに上方に引抜くこ
とにより行われる。そして、取外したポンプ部１１のイ
ンペラ１０と軸２０、及びディフューザ９とストレッチ
チューブ１２は、夫々原子炉圧力容器１の内周面とシュ
ラウド２の外周面より形成された環状をなすダウンカマ
５の上方空間を通して、図７に示すトップガイド２５に
形成されている搬出入口Ａ又はＢにより原子炉圧力容器
１外に搬出される。

【００１２】なお、インターナルポンプ４から取外され
たモータ１６は、原子炉圧力容器１を支持するペデスタ
ル内を通して該ペデスタルに形成された機器搬出入口か
ら図示しない別な装置により搬出される。

【００１３】また、インターナルポンプ４の組立て及び
組付けは、前記と逆の手順により行われる。

【００１４】ところで、原子炉圧力容器１の内周壁面に
は、給水スパージャ８、低圧注水スパージャ２２及び炉
心スプレイ配管２３（図２参照）等の突出物が多数取付
けられている。更に、円筒状のシュラウド２の上部格子
板２４の周囲には、原子炉圧力容器１の内周壁と近接し
て円板状のトップガイド２５が収容されている。そのた
めに、これらにより形成された環状空間における余裕が
、かなり少ないのが現状であり、しかもポンプ部１１の
インペラ１０と軸２０、及びディフューザ９とストレッ
チチューブ１２は、一般にかなり大形で重量物である。

【００１５】また、前記インターナルポンプ４は、原子
炉圧力容器１の底部に収容されていて、常時炉水の中に
あるため、ポンプ部１１をポンプノズル１４から取外し
て、原子炉圧力容器１外に搬出する作業、或いはポンプ
部１１を原子炉圧力容器１内に搬入してポンプノズル１
４に取付ける取替作業は、極めて面倒である。

【００１６】そこで、従来、図９及び図１０に示すよう
な燃料取替機を用いて前記インターナルポンプ４のポン
プ部１１の取替作業を行なうことが一般に行われていた
。

【００１７】即ち、従来の一般的な前記燃料取替機は、
同図に示すように、原子炉圧力容器１の上方に該容器１
を跨いで走行可能に設けられた走行台車２６と、この走
行台車２６上を横行可能に設けられた横行台車２７と、
この横行台車２７上に設けられたホイスト２８と、この
ホイスト２８から滑車２９を介して原子炉圧力容器１内
に吊り降ろされるワイヤロープ３０と、このワイヤロー
プ３０の下端に支持された掴み具４５と、この掴み具４
５を駆動するためのエアホース３２と、このエアホース
３２を掴み具４５の昇降動作に連動して巻取り巻戻すホ
ースリール（ホース巻取装置）３３と、前記掴み具４５
の動作監視信号伝達ケーブル３４と、このケーブル３４
を掴み具４５の昇降動作に連動させて巻取り巻戻すケー
ブルリール（ケーブル巻取装置）３５とから主に構成さ
れていて、横行台車２７に設けられた操作盤３６により
操作されるになっている。なお、図中、符番３７は燃料
取替フロア、６５は走行台車２６を走行させるための走
行レールである。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記燃料取
替機によるインターナルポンプ４のポンプ部１１の取替
作業は、原子炉圧力容器１内に水を満たした中で行われ
るため、燃料取替機の動作状況を監視しながらこの取替
作業を行なう必要がある。しかしながら、インターナル
ポンプ４は、原子炉圧力容器１の内周壁とシュラウド２
の外周壁とで環状に形成されたダウンカマ５の底部に配
置されたポンプノズル１４内に収容されているため、前
記燃料取替機の走行台車２６の走行運転と横行台車２７
の横行運転とで円軌道運転を行なわなければならず、こ
のため燃料取替機の運転には、高度の運転技術が要求さ
れるとともに、運転経路逸脱防止のための複雑な円軌道
インターロックが必要であるのが現状であった。

【００１９】また、インターナルポンプ４のポンプ部１
１は、深部で狭隘な位置に収容されているため、例えば
図９に示すように、燃料取替機上に沢山の監視員を配置
し、複数の水中ＴＶカメラ６６を吊り降ろして掴み具４
５の位置や動作状況、及びインターナルポンプ４のポン
プ部１１の搬出経路を監視しながら該インターナルポン
プ４のポンプ部１１の取替作業を行なう必要があり、こ
のため、監視員の被曝増大を招くという問題もあった。

【００２０】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、複雑なインターロックを必要とせず、しか
も燃料取替機上に沢山の監視員を配置することなくイン
ターナルポンプのポンプ部の取替作業を遠隔操作により
安全かつ確実に行なうことができるようにしたものを提
供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明にかかる燃料取替機は、原子炉圧力容器の上方
に該容器を跨いで走行可能に設けられた走行台車と、こ
の走行台車上を横行可能な横行台車と、この横行台車か
ら原子炉圧力容器内に吊り降ろされる掴み具を操作して
原子炉圧力容器の底部に配置されたインターナルポンプ
のポンプ部の取替を行なうインターナルポンプ取替装置
とを備え、遠隔操作室からの指令により遠隔操作するよ
うにした原子炉の燃料取替機において、垂直軸回りに旋
回自在で先端に滑車装置が設けられた旋回アームと、こ
の滑車装置を介して原子炉圧力容器内に吊り降ろされる
ワイヤロープの先端に取替物に応じて着脱可能に支持さ
れる掴み具と、前記ワイヤロープ、前記掴み具駆動用エ
アホース及び動作監視信号伝達ケーブルを夫々巻取るホ
イスト、ホース巻取り装置及びケーブル巻取り装置とを
備えたインターナルポンプ取替装置を前記横行台車の下
方に装着したものである。

【００２２】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、横行台
車下方に設けられたインターナルポンプ取替装置の垂直
軸回りに旋回する旋回アームにより、インターナルポン
プのポンプ部の取替経路である円軌道運転に沿って、イ
ンターナルポンプのポンプ部を掴むための掴み具を移動
させることができ、これによって走行台車と横行台車の
運転による複雑な円軌道制御と軌道逸脱防止用インター
ロックを不要となして、比較的簡単な運転制御でしかも
確実にインターナルポンプのポンプ部の取替を行なうこ
とができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図５を参照
して説明する。

【００２４】同図は、本発明に係る燃料取替機の一実施
例を示すもので、この燃料取替機は、原子炉圧力容器１
の上方に該容器１を跨いで走行可能に設けられた走行台
車２６と、この走行台車２６上に横行可能に設けられた
横行台車２７と、この横行台車２７から原子炉圧力容器
１内に吊り降ろされる燃料取替マスト３８とから主に構
成され、前記横行台車２７の下部には、ホイスト２８を
有するインターナルポンプ取替装置２１と、水中監視用
ＴＶカメラ装置４０が取付けられている。

【００２５】前記インターナルポンプ取替装置２１は、
図３に詳細に示すように、前記横行台車２７に支持され
た旋回ベアリング３９と、この旋回ベアリング３９の下
端に取付けられた旋回アーム４１と、この旋回アーム４
１の先端に設けられた滑車装置４３と、前記旋回アーム
４１を水平方向に伸縮させるアーム伸縮機構４４と、同
じく旋回アーム４１を垂直軸回りに旋回させる旋回駆動
機構４２と、原子炉圧力容器１内に吊り降ろされるワイ
ヤロープ３０と、このワイヤロープ３０を巻取るホイス
ト２８とから主に構成されている。そして、前記ワイヤ
ロープ３０の先端に取替物に応じて着脱自在に支持され
た掴み具４５によって、前記インターナルポンプ４のポ
ンプ部１１の取替作業が行われるようになっている。

【００２６】この掴み具４５には、これを駆動するため
のエアホース３２と動作監視信号伝達ケーブル３４とが
接続され、このエアホース３２を掴み具４５の昇降動作
に連動して巻取り巻戻すホースリール（ホース巻取装置
）３３と、前記ケーブル３４を掴み具４５の昇降動作に
連動させて巻取り巻戻すケーブルリール（ケーブル巻取
装置）３５とが備えられている。

【００２７】ここに、前記滑車装置４３は、滑車４６、
フレーム４７、滑車軸４８、軸４９及びロードセル５０
から主に構成されている。また、前記アーム伸縮機構４
４は、ボール捩子５１と駆動モータ５２から主に構成さ
れ、更に旋回駆動機構４２は、平歯車５３と、駆動モー
タ５４から主に構成されている。

【００２８】前記横行台車２７には、前述のように、水
中監視用ＴＶカメラ装置４０が取付けられているのであ
るが、この水中監視用ＴＶカメラ装置４０は、図３に示
すように、前記インターナルポンプ取替装置２１の滑車
装置４３より吊り降ろされたズームレンズ付ＴＶカメラ
５５及び照明装置５６と、このズームレンズ付ＴＶカメ
ラ５５及び照明装置５６を昇降動作させる巻上装置５７
とから主に構成され、前記ズームレンズ付ＴＶカメラ５
５によって撮影された映像は、遠隔操作室５８に設置さ
れたモニタテレビ６２に表示されるようになっている。 ここに、前記巻上装置５７は、巻上ドラム５９及び駆動
モータ６０から主に構成されている。

【００２９】また、前記走行台車２６が設置された燃料
取替フロア３７には、走行台車２６及び横行台車２７の
動作状況を監視するためのＴＶカメラ６１が複数台設置
されている。そして、これらのＴＶカメラ６１で撮影さ
れた映像は、前記水中監視用ＴＶカメラ装置４０と同様
に、遠隔操作室５８に設置されたモニターテレビ６２に
表示されるようになっている。なお、図中、符番６３は
、遠隔操作室５８に設けられた操作盤である。

【００３０】前記のような構成において、インターナル
ポンプ４のポンプ部１１の取替作業における該ポンプ部
１１の取替経路は、原子炉圧力容器１の内周面とシュラ
ウド２の外周面とで形成されたダウンカマ５の狭隘な環
状空間（円軌道搬出入経路）となるため、横行台車２７
の下部に取付けたインターナルポンプ取替装置２１の旋
回アーム４１の旋回動作による円軌道運転により、これ
に対処することができる。また、前記狭隘な環状空間を
インターナルポンプ４のポンプ部１１の搬入経路として
ダウンカマ５の底部に収容されたインターナルポンプ４
のポンプ部１１の取替作業を行なうため、前記横行台車
２７に取付けられ旋回アーム４１の先端の滑車装置４３
を介してズーム付ＴＶカメラ５５を水中に吊り降ろし、
このズーム付ＴＶカメラ５５で撮影した映像を遠隔操作
室５８に設置されたモニタテレビ６２に表示するような
されている。

【００３１】このように、横行台車２７にインターナル
ポンプ取替装置２１及び水中監視用ＴＶカメラ装置４０
を取付けるとともに、遠隔操作室５８に水中監視用ＴＶ
カメラ装置４０によって撮影された画像を表示するモニ
タテレビ６２を設置し、更にインターナルポンプ取替装
置２１の旋回アーム４１を介して掴み具４５を旋回動作
させることにより、円軌道運転を行なうことができ、こ
れによって複雑な円軌道制御やそれにまつわるインター
ロック機能を必要とすることなく、安全確実な制御を行
なうことができる。

【００３２】一方、水中監視用ＴＶカメラ装置４０によ
り掴み具４５の位置及び動作状況を遠隔操作室５８のモ
ニタテレビ６２で監視しながらインターナルポンプ４の
取替作業を行なうことができるため、燃料取替機上に監
視員を配置する必要がなくなり監視員の被曝低減を図る
ことができる。

【００３３】なお、本実施例では、水中監視用ＴＶカメ
ラ装置４０をインターナルポンプ取替装置２１から吊り
降ろされる掴み具４５の両側にそれぞれ吊り降ろすこと
ができるようにしているが、このようにすることにより
、炉内構造物との干渉を避けたり、監視の死角をなくす
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
横行台車下方に設けられたインターナルポンプ取替装置
の垂直軸回りに旋回する旋回アームにより、インターナ
ルポンプのポンプ部の取替経路である円軌道運転に沿っ
て、インターナルポンプを掴む掴み具を移動させること
ができ、これによって複雑な円軌道制御と軌道逸脱防止
用インターロックを不要となして、比較的簡単な運転制
御でしかも確実にインターナルポンプのポンプ部の取替
を行なうことができる。

【００３５】また、インターナルポンプ用掴み具の位置
や動作状況を遠隔操作室のモニターテレビで監視しなが
らインターナルポンプの取替作業を行なうようにするこ
とができ、これにより、燃料取替機上に監視員を配置す
ることなくインターナルポンプの取替作業を遠隔操作に
より安全かく確実に行なことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略斜視図。

【図２】インターナルポンプ取替時における概略縦断面
図。

【図３】インターナルポンプ取替装置と水中監視用ＴＶ
装置を示す要部拡大断面図。

【図４】図３の平面図。

【図５】図２の平面図。

【図６】インターナルポンプを備えた原子炉を示す断面
図。

【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図。

【図８】インターナルポンプの縦断面図。

【図９】従来のインターナルポンプ取替装置を備えた燃
料取替機の概略斜視図。

【図１０】図９の平面図。

【符号の説明】

１　　原子炉圧力容器 ３　　炉心 ４　　インターナルポンプ １１　　ポンプ部 ２１　　インターナルポンプ取替装置 ２６　　走行台車 ２７　　横行台車 ２８　　ホイスト ３０　　ワイヤロープ ３２　　エアホース ３３　　ホースリール（ホース巻取り装置）３４　　ケ
ーブル ３５　　ケーブルリール（ケーブル巻取り装置）３８　
　燃料取替マスト ４０　　水中監視用ＴＶカメラ装置 ４１　　旋回アーム ４２　　旋回駆動機構 ４３　　滑車装置 ４４　　アーム伸縮機構 ４５　　掴み具 ５１　　ボール捩子 ５５　　ズームレンズ付ＴＶカメラ ５７　　巻上装置 ５８　　遠隔操作室 ６２　　モニタテレビ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子炉圧力容器の上方に該容器を跨いで走
   行可能に設けられた走行台車と、この走行台車上を横行
   可能な横行台車と、この横行台車から原子炉圧力容器内
   に吊り降ろされる掴み具を操作して原子炉圧力容器の底
   部に配置されたインターナルポンプのポンプ部の取替を
   行なうインターナルポンプ取替装置とを備え、遠隔操作
   室からの指令により遠隔操作するようにした原子炉の燃
   料取替機において、垂直軸回りに旋回自在で先端に滑車
   装置が設けられた旋回アームと、この滑車装置を介して
   原子炉圧力容器内に吊り降ろされるワイヤロープの先端
   に取替物に応じて着脱可能に支持される掴み具と、前記
   ワイヤロープ、前記掴み具駆動用エアホース及び動作監
   視信号伝達ケーブルを夫々巻取るホイスト、ホース巻取
   り装置及びケーブル巻取り装置とを備えたインターナル
   ポンプ取替装置を前記横行台車の下方に装着したことを
   特徴とする原子炉の燃料取替機。